JP7492726B2 - パルスレーザー発振装置 - Google Patents
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Description
(1)飽和吸収体を用いた受動Qスイッチ発振(過飽和吸収特性)を利用するものであり、この方法では、パルス幅を短くすると光損失が大きくなり光出力が小さくなる問題がある。
(2)超音波振動によるブラッグ散乱を用いたAOQスイッチ発振(ブラッグ散乱特性)を利用するものであり、これはダンピング特性が良くないため、パルス幅が長く、小出力となる。
(3)ポッケルスセル等を用いたEOQスイッチ発振(偏光特性)を利用するものであり、この方法は、ダンピング特性が良く、パルス幅が短く、大出力の対応が可能である。
(4)モードロック発振によるものであり、この方法では共振器の縦モードを1点でロックするため、数百kHz以上のピコ秒パルスを発生することができるが、パルスエネルギーは1mJ以下と小出力である。
レーザー発振装置の中心軸上に、出力鏡105、YAGロッド等のレーザー媒質102、受動Qスイッチとしての過飽和吸収体103、リア鏡104を配置し、レーザー媒質102に対向してフラッシュランプ等の励起源101を配置するものである。
同図に示すように、励起源101からレーザー媒質102に励起光が出射される。励起光の初期の段階では、図5(b)、(c)に示すように、過飽和吸収体103が光非飽和の基底状態吸収損失の状態にあるため、過飽和吸収体103は光吸収体として作動し、レーザー媒質102内にエネルギーが蓄積される。過飽和吸収体103が光飽和し透過光強度が上昇し、透明体となった瞬間、図5(b)、(c)に示すように、過飽和吸収体103は光飽和の励起状態吸収損失の状態となり、レーザー媒質102に蓄積されたエネルギーが一気に開放され、図5(d)に示すようなレーザーパルス光が発生する。
同図に示すように、レーザー共振器1の中心軸上に、出力鏡9、YAGロッド等のレーザー媒質3、偏光板4とポッケルスセル等のEOQスイッチ5と偏光板6等からなるEOQスイッチ光回路、レーザー媒質3からEOQスイッチ光回路を介して離間された位置に配置された過飽和吸収体7、リア鏡8の順序で配置され、レーザー媒質3に対向してフラッシュランプ等の励起源2が配置される。
図2(a)に示すように、励起源2からレーザー媒質3に励起光が入射される。励起光の初期の段階では、図2(b)に示すように、EOQスイッチ5に電圧を印加してS波偏光に制御することにより、Q値を大きく下げ、レーザー媒質3内にエネルギーを蓄積させる。図2(c)に示すように、EOQスイッチ5の電圧を瞬間的に切って、P波偏光に戻し、レーザー共振器1のQ値を上げ、蓄積したエネルギーを一気に開放することにより、ジャイアントパルスの発生が可能とする。発生したジャイアントパルスが過飽和吸収体7に入射されると、図2(d)示すように、ジャイアントパルスの初期の段階においては、過飽和吸収体7は光非飽和の基底状態吸収損失の状態にあるため、光吸収体として機能する。その後、過飽和吸収体7が光飽和して透過光強度が上がり透明体となった瞬間、図2(d)に示すように、過飽和吸収体7は光飽和の励起状態吸収損失の状態となり、過飽和吸収体7に蓄積されたエネルギーが一気に開放され、図2(e)に示すように、短パルス化されたジャイアントパルスを発生することができる。
同図に示すように、レーザー共振器10の中心軸上に、出力鏡9、YAGロッド等のレーザー媒質3、偏光板4とポッケルスセル等の第1のEOQスイッチ11と偏光板6等からなるEOQスイッチ光回路、第2のEOQスイッチ12と偏光フィルタ13からなる光路切替回路、レーザー媒質3に対して、レーザー共振器10として機能し得る範囲にあって、光路切替回路の第1のリア鏡14側の遠方に配置されている過飽和吸収体7、第1のリア鏡14が配置され、偏光フィルタ13から分岐された光路に第2のリア鏡15が配置され、レーザー媒質3に対向してフラッシュランプ等の励起源2が配置されている。
2 励起源
3 レーザー媒質
4 偏光板
5 EOQスイッチ
6 偏光板
7 過飽和吸収体
8 リア鏡
9 出力鏡
10 レーザー共振器
11 第1のEOQスイッチ
12 第2のEOQスイッチ
13 偏光フィルタ
14 第1のリア鏡
15 第2のリア鏡
Claims (2)
- レーザー共振器の中心軸上に、出力鏡と、レーザー媒質と、EOQスイッチ光回路と、過飽和吸収体と、リア鏡との順序に配置され、前記レーザー媒質に対向して励起源が配置されており、
前記EOQスイッチ光回路と前記過飽和吸収体との間に、偏光面制御による光路切替回路を設け、前記光路切替回路によって一方の光路が選択された場合は前記EOQスイッチ光回路と前記過飽和吸収体とによるサブナノ秒発振を可能とし、前記光路切替回路によって他方の光路が選択された場合は前記EOQスイッチ光回路によるナノ秒発振を可能とすることを特徴とするパルスレーザー発振装置。 - 前記過飽和吸収体は、レーザー媒質に対して、レーザー共振器として機能し得る範囲にあって、前記EOQスイッチ光回路の前記リア鏡側の遠方に配置されていることを特徴とする請求項1に記載されたパルスレーザー発振装置。
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