JPH04287994A - Laser output stabilizer - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、励起光の出力および波
長の変動に対する固体レーザ出力の変動を緩和し、安定
化するための装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for mitigating and stabilizing fluctuations in solid-state laser output due to fluctuations in pump light output and wavelength.
【０００２】0002
【従来の技術】従来、固体レーザにおいては、励起光源
の出力および波長の変化によって、固体レーザ材料に吸
収される励起光量が変化するため、それに応じてレーザ
光出力が変動する。この変動を緩和し、安定化するため
の方法として、レーザ光出力の一部をモニタし、励起光
出力にフィードバックする方法が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, in solid-state lasers, the amount of pumping light absorbed by the solid-state laser material changes as the output and wavelength of the pumping light source change, so the laser light output varies accordingly. As a method for alleviating and stabilizing this fluctuation, a method is known in which a portion of the laser light output is monitored and fed back to the excitation light output.
【０００３】0003
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のレー
ザ光出力の一部をモニタし、励起光出力にフィードバッ
クする方法では、レーザ光を分割する光学系、光パワー
メータ、測定された光パワーに応じて励起光を制御する
ための電気回路等多くの部品が必要となり、装置が大型
のものとなった。また、受光部の応答速度には限界があ
り、フィードバックに遅れが生じるといった問題があっ
た。本発明は上記問題点を解決するもので、電気制御に
よるフィードバック回路を必要としないコンパクトなレ
ーザ出力安定化装置を提供することを目的とする。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional method of monitoring a part of the laser light output and feeding it back to the pump light output, the optical system that splits the laser light, the optical power meter, and the measured optical power Accordingly, many parts such as electric circuits were required to control the excitation light, and the device became large. Additionally, there is a limit to the response speed of the light receiving section, which causes a delay in feedback. The present invention solves the above problems, and aims to provide a compact laser output stabilizing device that does not require an electrically controlled feedback circuit.
【０００４】0004
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明は、レーザ光の出力を安定化する
レーザ出力安定化装置において、光出力に応じて屈折率
が変化する３次の非線形光学効果を示す非線形光学素子
を備えたものである。請求項２記載の発明は、光出力に
応じて屈折率が変化する３次の非線形光学効果および複
屈折性を示す非線形光学素子と、該非線形光学素子を通
過したレーザ光が通過する偏光制御素子を備え、前記非
線形光学素子は、光出力が小さいとき、該非線形光学素
子を通過する常光と異常光の位相差が波長の整数倍、あ
るいは半波長の奇数倍になるように設定され、また、前
記偏光制御素子は光出力が小さいとき、前記非線形光学
素子を通過する直線偏光が損失なく通過するように設定
されているものである。請求項３記載の発明は、請求項
１記載のレーザ出力安定化装置が固体レーザの光共振器
内に設置されているものである。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides a laser output stabilizing device for stabilizing the output of laser light, in which the refractive index changes according to the optical output. It is equipped with a nonlinear optical element that exhibits the following nonlinear optical effect. The invention according to claim 2 provides a nonlinear optical element that exhibits a third-order nonlinear optical effect whose refractive index changes depending on the optical output and birefringence, and a polarization control element through which a laser beam that has passed through the nonlinear optical element passes. The nonlinear optical element is set so that when the optical output is small, the phase difference between the ordinary light and the extraordinary light passing through the nonlinear optical element is an integral multiple of the wavelength or an odd multiple of the half wavelength, and The polarization control element is set so that when the optical output is small, linearly polarized light passes through the nonlinear optical element without loss. According to a third aspect of the invention, the laser output stabilizing device according to the first aspect is installed in an optical resonator of a solid-state laser.
【０００５】[0005]
【作用】請求項１の構成によれば、３次の非線形光学効
果を有する非線形光学素子を用いたことにより、光出力
に応じて屈折率が変化してレーザ出力の安定化作用をも
たらす。請求項２ないし３の構成によれば、光出力が十
分小さい場合は、非線形光学素子を通過する直線偏光が
維持されるため、偏光制御素子で損失が生じないのに対
し、光出力が増すと、非線形光学素子の屈折率が変化す
ることにより、複屈折性が変化し、常光と異常光の位相
差が、波長の整数倍あるいは半波長の奇数倍からずれて
くる。このため、非線形光学素子の通過光は、楕円偏光
となり偏光制御素子で損失が生じる。このように、光出
力が増加すると、損失が増加することによってレーザ出
力の増加を抑え、逆に光出力が減少すると、損失が減少
することによってレーザ出力の減少を抑える作用により
、レーザ出力の変動は、励起光の変動に対して小さく抑
えられる。According to the structure of claim 1, by using a nonlinear optical element having a third-order nonlinear optical effect, the refractive index changes in accordance with the optical output, resulting in a stabilizing effect on the laser output. According to the configuration of claims 2 and 3, when the optical output is sufficiently small, the linearly polarized light passing through the nonlinear optical element is maintained, so no loss occurs in the polarization control element, whereas when the optical output increases, the linearly polarized light is maintained. By changing the refractive index of the nonlinear optical element, the birefringence changes, and the phase difference between ordinary light and extraordinary light deviates from an integral multiple of the wavelength or an odd multiple of a half wavelength. Therefore, the light passing through the nonlinear optical element becomes elliptically polarized light and a loss occurs in the polarization control element. In this way, when the optical output increases, loss increases, suppressing the increase in laser output, and conversely, when optical output decreases, the decrease in loss suppresses the decrease in laser output, which suppresses the fluctuation in laser output. can be kept small against fluctuations in excitation light.
【０００６】[0006]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。図１は本発明のレーザ出力安定化装置の概略
構成図である。同図において、本発明のレーザ出力安定
化装置１は、光軸２上に配された非線形光学素子３と偏
光制御素子４から構成されている。非線形光学素子３は
、光出力に応じて屈折率が変化する３次の非線形光学効
果を示す複屈折性の結晶であり、その結晶長は通過する
光の出力が十分小さいときは、通過する常光５と異常光
６の位相差が波長の整数倍あるいは半波長の奇数倍にな
るように、また、偏光制御素子４は、光出力が十分小さ
いときは、非線形光学素子３を通過する直線偏光が損失
なく維持されるように設定されている。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a laser output stabilizing device according to the present invention. In the figure, a laser output stabilizing device 1 of the present invention is composed of a nonlinear optical element 3 and a polarization control element 4 arranged on an optical axis 2. The nonlinear optical element 3 is a birefringent crystal that exhibits a third-order nonlinear optical effect in which the refractive index changes depending on the optical output, and the crystal length is such that when the output of the passing light is sufficiently small, the passing ordinary light When the optical output is sufficiently small, the polarization control element 4 controls the linearly polarized light passing through the nonlinear optical element 3 so that the phase difference between 5 and the extraordinary light 6 is an integral multiple of the wavelength or an odd multiple of the half wavelength. It is set to be maintained without loss.
【０００７】このため、常光５および異常光６と４５°
の角度をなす直線偏光７が、非線形光学素子３に入射し
た場合、直線偏光７は保存され、通過光８は直線偏光７
と同じ偏光を持つ。偏光制御素子４において、直線偏光
７が損失なく通過する方向９は、直線偏光７と一致する
ように設定されている。光出力が増加すると、３次の非
線形光学効果によって屈折率が変化し、それにしたがっ
て、複屈折性もが変化するため、通過光８は直線偏光が
保存されず、楕円偏光となって、偏光制御素子４で光出
力の損失が生じる。For this reason, the ordinary ray 5 and the extraordinary ray 6 and 45°
When linearly polarized light 7 forming an angle of
has the same polarization as In the polarization control element 4, a direction 9 in which the linearly polarized light 7 passes without loss is set to match the direction of the linearly polarized light 7. As the optical output increases, the refractive index changes due to the third-order nonlinear optical effect, and the birefringence changes accordingly, so the linear polarization of the passing light 8 is not preserved, but it becomes elliptically polarized light, which can be controlled by polarization control. A loss of light output occurs in element 4.
【０００８】次に、上述した光出力の損失について説明
する。非線形光学素子３の屈折率は３次の非線形光学効
果により、光出力に応じて変化するため、常光および異
常光の屈折率は光出力Ｗの関数となり次のように表され
る。
ｎｏ（Ｗ）＝ｎｏ０ ＋δｎｏＷ …■ｎｅ（Ｗ
）＝ｎｅ０ θ＋δｎｅＷ …■ここで、ｎｏ（
Ｗ），ｎｅ（Ｗ）はそれぞれ常光、異常光の屈折率であ
り、ｎｏ０ ，ｎｅ０ は光出力に関係しない成分であ
る。また、δｎｏ，δｎｅは光出力による屈折率の変化
を示す。直線偏光が非線形光学素子３を通過すると、常
光と異常光の位相差のため、楕円偏光となる。この楕円
偏光が偏光制御素子４を通過するとき発生する損失をＡ
（Ｗ）とすると、次のように表される。
Ａ（Ｗ）＝ｓｉｎ２ ｛［（ｎｏ０ −ｎｅ０ ）＋（
δｎｏ−δｎｅ）Ｗ］Ｌπ／λ｝ …■ここで、
Ｌは非線形光学素子３の結晶長、πは円周率、λは入射
光の波長である。Next, the above-mentioned loss of optical output will be explained. Since the refractive index of the nonlinear optical element 3 changes depending on the optical output due to the third-order nonlinear optical effect, the refractive index of ordinary rays and extraordinary rays becomes a function of the optical output W and is expressed as follows. no(W)=no0 +δnoW …■ne(W
)=ne0 θ+δneW …■Here, no(
W) and ne(W) are the refractive indices of ordinary light and extraordinary light, respectively, and no0 and ne0 are components not related to the optical output. Further, δno and δne indicate changes in refractive index depending on optical output. When linearly polarized light passes through the nonlinear optical element 3, it becomes elliptically polarized light due to the phase difference between ordinary light and extraordinary light. The loss that occurs when this elliptically polarized light passes through the polarization control element 4 is A
(W) is expressed as follows. A(W)=sin2 {[(no0 −ne0 )+(
δno−δne)W]Lπ/λ} …■Here,
L is the crystal length of the nonlinear optical element 3, π is the pi, and λ is the wavelength of the incident light.
【０００９】偏光制御素子４は、光出力が十分小さいと
きは、前記非線形光学素子を通過する直線偏光が損失な
く維持されるように設定されているのだから、光出力が
十分小さいとき、これを近似的にＷ＝０とすると、Ｗ＝
０で損失を生じない非線形光学素子３の結晶長Ｌは、Ａ
（０）＝０とすることにより求められる。すなわち、０
＝ｓｉｎ２ ｛（ｎｏ０ −ｎｅ０ ）Ｌπ／λ｝これ
より、Ｌ（ｎｏ０ −ｎｅ０ ）π／λ＝０，π，２π
…
したがって、Ｌ＝２λｍ／（ｎｏ０ −ｎｅ０ ）
（ｍ＝０，１，２，…） …■
すなわち、Ｗ＝０で損失を生じない非線形光学素子３の
結晶長Ｌとは、位相差が２πの整数倍になるときの結晶
長で、透過光が入射光と同じ方向の直線偏光となる場合
である。■を■へ代入して、
Ａ（Ｗ）＝ｓｉｎ２ （πＢＷ） …■ただし、
Ｂ＝（δｎｏ−δｎｅ）ｍ／ｎｏ０ −ｎｅ０ である
。
ここに、ｙ＝ｓｉｎ２ ｘをｘで微分すれば、ｙ′＝２
ｓｉｎ ｘ・ｃｏｓ ｘであるから、ｘ＜１／２π
すなわちＢＷ＜１／２のとき、ｙ′＞０でｙは単調増加
関数となり、その極大値はｘ＝１／２πのときである。
以上から、ＢＷ＜１／２のとき、光出力が増加すれば損
失が増加し、逆に光出力が減少すれば損失が減少するこ
とが説明できる。The polarization control element 4 is set so that when the optical output is sufficiently small, the linearly polarized light passing through the nonlinear optical element is maintained without loss. If W=0 approximately, then W=
The crystal length L of the nonlinear optical element 3 that causes no loss at 0 is A
It is obtained by setting (0)=0. That is, 0
= sin2 {(no0 −ne0 )Lπ/λ} From this, L(no0 −ne0 )π/λ=0, π, 2π
... Therefore, L=2λm/(no0 −ne0)
(m=0, 1, 2,...) ...■ In other words, the crystal length L of the nonlinear optical element 3 that causes no loss when W=0 is the crystal length when the phase difference is an integral multiple of 2π, and the crystal length L is the crystal length when the phase difference is an integral multiple of 2π. This is a case where the light becomes linearly polarized in the same direction as the incident light. Substituting ■ into ■, A(W)=sin2 (πBW) …■ However,
B=(δno−δne)m/no0−ne0. Here, y=sin2 If x is differentiated by x, y'=2
Since sin x cos x, x<1/2π
That is, when BW<1/2, y becomes a monotonically increasing function with y'>0, and its maximum value is when x=1/2π. From the above, it can be explained that when BW<1/2, as the optical output increases, the loss increases, and conversely, as the optical output decreases, the loss decreases.
【００１０】図２は、本発明のレーザ出力安定化装置を
光共振器内に組み込んだ固体レーザの構成図である。光
軸２上の入力ミラー１０と出力ミラー１１から光共振器
１２が形成され、この光共振器１２の内部にレーザ出力
安定化装置１、固体レーザ材料１３、該固体レーザ材料
１３に励起光１４を供給する励起光源１５が配置されて
いる。次に、本実施例によるレーザ出力安定化装置１の
動作について説明する。励起光源１５から出力された励
起光１４により、固体レーザ材料１３は励起され、レー
ザ光１６を発生する。このレーザ光１６は入力ミラー１
０と出力ミラー１１によって光共振器１２内に閉じ込め
られるが、このレーザ光１６の一部は出力ミラー１１で
透過され、外部に出力される。FIG. 2 is a block diagram of a solid-state laser in which the laser output stabilizing device of the present invention is incorporated into an optical resonator. An optical resonator 12 is formed from an input mirror 10 and an output mirror 11 on the optical axis 2, and inside this optical resonator 12 there is a laser output stabilizing device 1, a solid-state laser material 13, and a pumping light 14 in the solid-state laser material 13. An excitation light source 15 is arranged. Next, the operation of the laser output stabilizing device 1 according to this embodiment will be explained. The solid-state laser material 13 is excited by the excitation light 14 output from the excitation light source 15 and generates a laser beam 16. This laser beam 16 is transmitted to the input mirror 1
Although the laser beam 16 is confined within the optical resonator 12 by the output mirror 11 and the output mirror 11, a part of the laser beam 16 is transmitted by the output mirror 11 and output to the outside.
【００１１】次に、光出力の増減による固体レーザ出力
の変化について説明する。光共振器１２内の光出力が増
加した場合、上述したようにレーザ出力安定化装置によ
って、光出力の損失が増加し、固体レーザ出力を減少さ
せるように作用する。逆に、光共振器１２内の光出力が
減少した場合、光出力の損失が減少し、固体レーザ出力
を増加させるように作用する。この作用によって、励起
光の出力および波長が変動しても、固体レーザ出力の変
動を緩和し、安定化することができる。ここで上述の結
果を数値計算により説明する。一般に、原子（結晶）は
光の電磁場におかれると、光によって結晶中の電子は励
起されるが、それと同時に、外部に光を放出する。これ
を誘導放出といい、その時の電子の状態を反転分布とい
う。簡略化のため上記の固体レーザ材料１３は、均一な
広がりを持つ４単位レーザとし、下位準位の分布密度は
無視できるものとすると、レーザ出力Ｗ、反転分布Ｎは
時間ｔの関数として、レート方程式により、次式で与え
られる。
ｄＷ（ｔ）／ｄｔ＝ＤＷ（ｔ）Ｎ（ｔ）−Ｗ（
ｔ）／Ｅ（ｔ） …■ ｄＮ（ｔ）／ｄｔ
＝Ｒ（ｔ）／ＤτＴｃ−ＤＷ（ｔ）Ｎ（ｔ）／ε
−Ｎ（ｔ）／τ
…■Next, changes in solid-state laser output due to increases and decreases in optical output will be explained. When the optical output within the optical resonator 12 increases, the laser output stabilization device acts to increase the optical output loss and reduce the solid-state laser output as described above. Conversely, when the optical power within the optical resonator 12 decreases, the loss of optical power decreases, acting to increase the solid-state laser output. Due to this effect, even if the output and wavelength of the excitation light vary, fluctuations in the solid-state laser output can be alleviated and stabilized. Here, the above results will be explained by numerical calculations. Generally, when atoms (crystals) are exposed to an electromagnetic field of light, the electrons in the crystal are excited by the light, but at the same time they emit light to the outside. This is called stimulated emission, and the state of the electrons at this time is called population inversion. For the sake of simplicity, the solid-state laser material 13 described above is assumed to be a 4-unit laser with a uniform spread, and the distribution density of the lower level can be ignored.The laser output W and the population inversion N are expressed as a function of time t, and the rate is According to the equation, it is given by: dW(t)/dt=DW(t)N(t)−W(
t)/E(t) …■ dN(t)/dt
=R(t)/DτTc−DW(t)N(t)/ε
−N(t)/τ
…■
【００１２】ここで、■式の右辺の第１項は
、誘導放出による光出力の増加を表し、Ｄは光子密度に
対する誘導放出率である。第２項は、レーザ共振器内の
損失による光出力の減少を表し、Ｅ（ｔ）はレーザ出力
安定化装置が挿入されたときの光共振器内の光子の寿命
である。■式の右辺の第１項は、励起による反転分布の
増加を表し、Ｔｃはレーザ出力安定化装置が挿入されて
いないときの光共振器内の光子の寿命、Ｒ（ｔ）は敷居
値での励起光出力で規格化した励起量である。第２項は
、誘導放出による反転分布の減少を表し、εは光子１個
当たりのエネルギである。第３項は、誘導放出以外の反
転分布の減少を表し、τは誘導放出以外の上位準位の原
子の減少過程を表す時定数である。Here, the first term on the right side of equation (2) represents an increase in optical output due to stimulated emission, and D is the stimulated emission rate with respect to photon density. The second term represents the decrease in optical output due to losses within the laser resonator, and E(t) is the lifetime of photons within the optical resonator when the laser output stabilizer is inserted. ■The first term on the right side of the equation represents the increase in population inversion due to excitation, Tc is the lifetime of the photon in the optical resonator when no laser output stabilization device is inserted, and R(t) is the threshold value. This is the excitation amount normalized by the excitation light output. The second term represents the reduction in population inversion due to stimulated emission, and ε is the energy per photon. The third term represents a decrease in population inversion other than stimulated emission, and τ is a time constant representing a process of reduction of atoms in the upper level other than stimulated emission.
【００１３】レーザ出力安定化装置による１往復当たり
の損失、すなわち、直線偏光７が非線形光学素子３を通
過した場合の常光５と異常光６の位相差によって生じる
楕円偏光が偏光制御素子４を通過するときに発生する損
失は■式で表されるため、１回通過当たりの透過率はｃ
ｏｓ〔πＢＷ（ｔ）〕と考えることができる。したがっ
てＥ（ｔ）は次式で表される。
Ｅ（ｔ）＝ＴｃＬ／｛１−（１−Ｌ）ｃｏｓ［
πＢＷ（ｔ）〕 …■ただし、Ｌはレーザ出力安
定化装置以外の損失である。
■式を■式に代入し、■式との連立方程式を解くことに
より、光共振器１２内の光出力Ｗ（ｔ）が求められる。The loss per round trip due to the laser output stabilization device, that is, when the linearly polarized light 7 passes through the nonlinear optical element 3, the elliptically polarized light generated by the phase difference between the ordinary light 5 and the extraordinary light 6 passes through the polarization control element 4. The loss that occurs when
It can be considered as os[πBW(t)]. Therefore, E(t) is expressed by the following formula. E(t)=TcL/{1-(1-L)cos[
πBW(t)] ...■ However, L is a loss other than the laser output stabilizing device. By substituting equation (1) into equation (2) and solving simultaneous equations with equation (2), the optical output W(t) within the optical resonator 12 can be obtained.
【００１４】図３は前記の光共振器１２内の光出力Ｗ（
ｔ）と励起光出力Ｒ（ｔ）の関係を示したグラフである
。先に説明した、光出力が増加すれば損失が増加し、逆
に光出力が減少すれば損失が減少するための設定条件か
ら、ＢＷ＝１／２となるときの光出力がＷｓ、励起光出
力がＲｓである。同図より、励起光出力ＲがＲｓに近く
なると、光共振器１２内の光出力Ｗ（ｔ）の増加率が減
少していることがわかる。以上より、レーザ出力安定化
装置を光共振器１２内に挿入することで、励起光出力の
変動に対してレーザ出力の変動を小さく抑えられること
が説明できる。FIG. 3 shows the optical output W(
t) and excitation light output R(t). From the setting conditions explained earlier that as the optical output increases, the loss increases, and conversely as the optical output decreases, the loss decreases.When BW=1/2, the optical output is Ws, and the pumping light is The output is Rs. From the figure, it can be seen that as the excitation light output R approaches Rs, the rate of increase in the optical output W(t) within the optical resonator 12 decreases. From the above, it can be explained that by inserting the laser output stabilizing device into the optical resonator 12, fluctuations in the laser output can be suppressed to a small level with respect to fluctuations in the excitation light output.
【００１５】なお、本実施例においては、非線形光学素
子を通過する常光と異常光の位相差が波長の整数倍とな
るように設定したが、先に述べたように半波長の奇数倍
とした場合は、偏光制御素子の偏光方向を９０度回転す
ることにより同様の結果が得られる。また、入力ミラー
を使用する代わりに固体レーザ材料の端面に高反射のコ
ーティングを施して光共振器を形成することも可能であ
り、励起光源としては、本実施例において使用したフラ
ッシュランプの他、高出力の半導体レーザを用いてもよ
い。また、非線形光学素子についても、非線形光学定数
の大きい無機結晶や有機結晶の他、バルク結晶以外の光
学素子、例えば、ファイバー型のものや導波路型のもの
を使用してもよい。また、本実施例においては、レーザ
出力安定化装置を固体レーザの光共振器内に挿入したが
、外部共振器を構成することにより、その内部に設置す
ることも可能である。その他、本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲内において、種々の変更を加えることも可能であ
る。Note that in this example, the phase difference between the ordinary light and the extraordinary light passing through the nonlinear optical element was set to be an integral multiple of the wavelength, but as mentioned earlier, it was set to be an odd multiple of the half wavelength. In this case, similar results can be obtained by rotating the polarization direction of the polarization control element by 90 degrees. Furthermore, instead of using an input mirror, it is also possible to form an optical resonator by applying a highly reflective coating to the end face of the solid-state laser material, and as an excitation light source, in addition to the flash lamp used in this example, A high-power semiconductor laser may also be used. Further, as for the nonlinear optical element, in addition to an inorganic crystal or an organic crystal having a large nonlinear optical constant, an optical element other than a bulk crystal, such as a fiber type or a waveguide type, may be used. Further, in this embodiment, the laser output stabilizing device is inserted into the optical resonator of the solid-state laser, but it can also be installed inside the optical resonator by configuring an external resonator. In addition, various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
３次の非線形光学効果を示す非線形光学素子を用いて励
起光の変動によるレーザ出力の変動を小さく抑え安定化
することができ、従来のように電気的なフィードバック
回路を必要とせず、構成の簡略化が図れる。また、請求
項２ないし３の発明によれば、光出力に応じて屈折率の
変化する３次元の非線形光学効果を持つ非線形光学素子
と、光出力が小さいとき前記非線形光学素子を通過する
直線偏光が損失なく通過するように設定された偏光制御
素子とを組み合わせたことによって、光出力が増加する
と光出力の損失も増加し、レーザ出力の増加を抑制し、
光出力が減少すると光出力の損失も減少し、レーザ出力
の減少を抑制する作用を生じ、レーザ出力の変動は、励
起光出力の変動に対して小さく抑えることができる。[Effect of the invention] As described above, according to the invention of claim 1,
By using a nonlinear optical element that exhibits a third-order nonlinear optical effect, fluctuations in laser output due to fluctuations in excitation light can be suppressed and stabilized, and the configuration is simplified without the need for an electrical feedback circuit as in the past. can be achieved. Further, according to the invention of claims 2 to 3, there is provided a nonlinear optical element having a three-dimensional nonlinear optical effect whose refractive index changes depending on the optical output, and a linearly polarized light that passes through the nonlinear optical element when the optical output is small. By combining it with a polarization control element that is set so that it passes without loss, as the optical output increases, the optical output loss also increases, suppressing the increase in laser output,
When the optical output decreases, the optical output loss also decreases, producing an effect of suppressing the decrease in the laser output, and the fluctuation in the laser output can be suppressed to be smaller than the fluctuation in the excitation light output.
【図１】 本発明のレーザ出力安定化装置の一実施例
を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a laser output stabilizing device of the present invention.
【図２】 同出力安定化装置を光共振器内に組み込ん
だ固体レーザの構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a solid-state laser in which the output stabilizing device is incorporated into an optical resonator.
【図３】 光共振器内の光出力Ｗ（ｔ）と励起光出力
Ｒ（ｔ）の関係を示したグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the optical output W(t) and the pumping optical output R(t) within the optical resonator.
１ レーザ出力安定化装置 ３ 非線形光学素子 ４ 偏光制御素子 ５ 常光 ６ 異常光 １０ 入力ミラー １１ 出力ミラー １２ 光共振器 １３ 固体レーザ材料 １４ 励起光 １５ 励起光源 １６ レーザ光 1 Laser output stabilization device 3 Nonlinear optical element 4 Polarization control element 5 Tsunemitsu 6 Abnormal light 10 Input mirror 11 Output mirror 12 Optical resonator 13 Solid-state laser materials 14 Excitation light 15 Excitation light source 16 Laser light
Claims (3)
力安定化装置において、光出力に応じて屈折率が変化す
る３次の非線形光学効果を示す非線形光学素子を備えた
ことを特徴とするレーザ出力安定化装置。1. A laser output stabilizing device for stabilizing the output of a laser beam, comprising a nonlinear optical element exhibiting a third-order nonlinear optical effect whose refractive index changes depending on the optical output. Output stabilizer.
の非線形光学効果および複屈折性を示す非線形光学素子
と、該非線形光学素子を通過したレーザ光が通過する偏
光制御素子を備え、前記非線形光学素子は、光出力が小
さいとき、該非線形光学素子を通過する常光と異常光の
位相差が波長の整数倍、あるいは半波長の奇数倍になる
ように設定され、また、前記偏光制御素子は光出力が小
さいとき、前記非線形光学素子を通過する直線偏光が損
失なく通過するように設定されていることを特徴とする
請求項１記載のレーザ出力安定化装置。2. A nonlinear optical element exhibiting a third-order nonlinear optical effect whose refractive index changes depending on the optical output and birefringence, and a polarization control element through which the laser light that has passed through the nonlinear optical element passes, The nonlinear optical element is set such that when the optical output is small, the phase difference between the ordinary light and the extraordinary light passing through the nonlinear optical element is an integral multiple of a wavelength or an odd multiple of a half wavelength, and the polarization control 2. The laser output stabilizing device according to claim 1, wherein the element is set so that linearly polarized light passing through the nonlinear optical element passes without loss when the optical output is small.
いることを特徴とする請求項１記載のレーザ出力安定化
装置。3. The laser output stabilizing device according to claim 1, wherein the device is installed within an optical resonator of a solid-state laser.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3013023A JPH04287994A (en) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | Laser output stabilizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3013023A JPH04287994A (en) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | Laser output stabilizer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04287994A true JPH04287994A (en) | 1992-10-13 |
Family
ID=11821545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3013023A Withdrawn JPH04287994A (en) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | Laser output stabilizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04287994A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009099987A (en) * | 2007-10-15 | 2009-05-07 | Asml Holding Nv | Pulse to pulse energy equalization of light beam intensity |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0269405U (en) * | 1988-11-16 | 1990-05-25 |
-
1991
- 1991-01-09 JP JP3013023A patent/JPH04287994A/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0269405U (en) * | 1988-11-16 | 1990-05-25 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009099987A (en) * | 2007-10-15 | 2009-05-07 | Asml Holding Nv | Pulse to pulse energy equalization of light beam intensity |
| JP2012033942A (en) * | 2007-10-15 | 2012-02-16 | Asml Holding Nv | Pulse to pulse energy equalization of light beam intensity |
| US8184262B2 (en) | 2007-10-15 | 2012-05-22 | Asml Holding N.V. | Pulse to pulse energy equalization of light beam intensity |
| US8502957B2 (en) | 2007-10-15 | 2013-08-06 | Asml Holding N.V. | Pulse to pulse energy equalization of light beam intensity |
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