JPH0637383A - レーザシステム - Google Patents

レーザシステム

Info

Publication number
JPH0637383A
JPH0637383A JP5121002A JP12100293A JPH0637383A JP H0637383 A JPH0637383 A JP H0637383A JP 5121002 A JP5121002 A JP 5121002A JP 12100293 A JP12100293 A JP 12100293A JP H0637383 A JPH0637383 A JP H0637383A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
laser system
intensity
optical beam
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5121002A
Other languages
English (en)
Inventor
Joseph P Chernoch
ジョセフ・ポール・チェルノフ
Mark J Kukla
マーク・ジョン・クックラ
William T Lotshaw
ウイリアム・テイラー・ロットショウ
Josef R Unternahrer
ジョセフ・ロバート・アンターナーラー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JPH0637383A publication Critical patent/JPH0637383A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/35Non-linear optics
    • G02F1/37Non-linear optics for second-harmonic generation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2308Amplifier arrangements, e.g. MOPA
    • H01S3/2325Multi-pass amplifiers, e.g. regenerative amplifiers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高いピーク電力を維持しながら平均電力を増
大できる有益なレーザシステムを提供する。 【構成】 本発明に係るレーザシステム2は、光学ビー
ム6を発生する発振器手段4と、モード整合光学手段1
7を有していると共に光学ビームが第1の光学手段13
を横切るように発振器手段4に隣接して設けられている
第1の光学手段13と、光学ビームの強度を所定の量だ
け増大させるために光学ビームが増幅手段26を通過す
るよう、第1の光学手段13に隣接して設けられている
マルチパス増幅手段26と、周波数倍増水晶手段46を
有していると共に、増大された強度を有する光学ビーム
が高い平均強度及び高いピーク強度を有するレーザビー
ムを形成すべく第2の光学手段42を通過するように、
増幅手段26に隣接して設けられている第2の光学手段
42とを備えている。この構成により、一般に530n
m付近の波長において高いピーク強度を有する高い平均
電力強度を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高い平均出力を発生す
るレーザに関する。この種の構造は、一般的には530
nm付近の波長において高いピーク強度を有する高い平
均出力強度を発生する。
【0002】
【従来の技術】固体レーザ、特にNd:YAGレーザを
周波数倍増するために用いられている構成がいくつかあ
る。パルスポンプ式Qスイッチ型発振器は、オプション
として同様なポンプ式シングルパス増幅器及び外部SH
G(第2高調波発生)水晶を伴うが、最も一般的に用い
られている装置である。高いピーク電力がこの方法では
発生するが、繰り返し速度、従って平均電力は厳しく制
限されている。
【0003】空洞内SHGを用いた場合には、かなり高
い繰り返し速度が達成可能である。この技術は、高い変
換効率をもたらすが、光学増幅器の追加を排除している
ので、引き出し得る出力電力は発振器から得られる電力
に制限され、更に増大する機会が失われている。第3の
可能性は「外部共振倍増処理(external resonant doub
ling)」であり、主にCW(連続波)レーザ用に用いら
れている。この方法は、単軸モード発振器を必要とし、
「スレーブ」共振器を「マスタ」共振器に周波数ロック
することを必要とするので、他のものよりも技術的要求
が大きい。共振倍増処理は、厳密にはSHG効率を増大
する方法であるので、基本ビームを発生する方法を(シ
ングルモードでなければならないことを除いて)特定し
ない。これらのケースは、非常に高いQスイッチ繰り返
し速度のために、又はレーザがQスイッチされないため
に、極めて長いパルスを発生する方法であり、限定ケー
スとして真のCW動作を含んでいる。従って、高いピー
ク電力を維持しながら平均電力を増大できる場合には、
より有益なレーザシステムが提供されるであろう。
【0004】上述した説明から、高い平均電力及び高い
ピーク電力を発生するレーザシステムに対する技術的要
望が存在していることが明らかであろう。このレーザシ
ステムは、公知のレーザの平均及びピーク電力特性に少
なくとも匹敵するが、同時に真のCW、CWポンプ式モ
ードロック型又はQスイッチ式から、単一ショットから
100MHzまでの繰り返し速度範囲に及ぶ変調された
出力電力モードを有するパルスポンプ式フリーランニン
グ又はQスイッチ式にわたるすべての公知のレーザ動作
モードに適用可能である。本発明の目的は、次の開示を
与えることにより、当業者に対して更に明らかな方法で
本技術分野におけるこのような要求及び他の要求を達成
することである。
【0005】
【発明の概要】一般的に言えば、本発明は、高い平均強
度及び高いピーク強度のレーザシステムを提供すること
により、前述の要求を達成している。このレーザシステ
ムは、光学ビームを発生する発振器手段と、モード整合
光学手段を有していると共に、光学ビームが当該第1の
光学手段を横切るように発振器手段に隣接して設けられ
ている第1の光学手段と、光学ビームの強度を所定の量
だけ増大させるために光学ビームが当該増幅手段を通過
するよう、第1の光学手段に隣接して設けられているマ
ルチパス増幅手段と、周波数倍増水晶手段を有している
と共に、増大された強度を有する光学ビームが高い平均
強度及び高いピーク強度を有するレーザビームを形成す
べく当該第2の光学手段を通過するように、増幅手段に
隣接して設けられている第2の光学手段とを備えてい
る。
【0006】ある好適な実施例では、発振器の動作モー
ドは連続(CW)又は変調(パルス式)である。モード
整合光学系は又、焦点レンズと、円柱レンズとを含んで
いる。マルチパス増幅手段は、光学的に励起される利得
媒体を有している進行波マルチパス増幅器を含んでいる
と共に、更に光学ビームの強度が約10倍大きくされる
ように2つの折り畳みミラーを含んでいる。最後に、周
波数倍増水晶手段は、オーブン内に収容されている光学
的に非線形の水晶を含んでいる。
【0007】他の好適な実施例では、高いスペクトル純
度を有する530nmの波長付近の高い平均電力の光束
が出力される。本発明による好適なレーザシステムは、
次に示す利点、即ち高い平均強度、高いピーク強度、良
好な安定性、良好な耐久性、高いスペクトル純度及び高
い安全強度を有する。実際、好適な実施例の多くにおい
ては、これらの平均強度、ピーク強度及びスペクトル純
度の要素は、従来知られているレーザシステムにおいて
達成される従来のものよりもかなり高い程度に最適化さ
れる。
【0008】本発明の要旨は、特に明細書の特許請求の
範囲に記載され、請求されている。しかしながら、本発
明は、図面に関連する次の説明を参照することにより。
最もよく理解することができるであろう。
【0009】
【実施例の記載】図1にはレーザシステム2が示されて
いる。システム2は一部として、通常の発振器4と、光
学ビーム6と、モード整合光学系17と、進行波マルチ
パス増幅器26と、通常の周波数倍増水晶46と、通常
の分散プリズム50と、周波数1ω及び2ωをそれぞれ
有するレーザビーム52a及び52bとを含んでいる。
更に詳しくは、システム2は又、通常の半波長板8及び
38と、光学ビーム9、14、18、22、32、3
4、40、44及び48と、通常の焦点レンズ10及び
12を有している通常の望遠鏡13と、通常の焦点レン
ズ16と、通常の円柱レンズ20と、通常の折曲ミラー
24及び36と、好ましくはNd:YAG又は他の適当
な水晶である利得媒体29を有しているフェイスポンプ
トレーザヘッド(face-pumped laser head)28と、レ
ーザヘッド28に対して角度θで配置されている折り畳
みミラー30と、通常の焦点レンズ42とを含んでい
る。
【0010】周波数倍増水晶46は典型的には、オーブ
ン内に収容されている通常の光学的非線形水晶(図示せ
ず)を含んでおり、この光学的非線形水晶は、第2の高
調波(SHG)に効率的に変換すべく、その非線形水晶
の温度を有利な値に調整するためにオーブン内に収容さ
れている。好ましくは、リチウムトリボレイト(LB
O)が非線形水晶として用いられているが、任意の適当
な光学的非線形水晶を用いることができることを理解さ
れたい。LBOの場合、この温度は好ましくは、典型的
な臨界的でない位相整合条件の下で1064nmの波長
を532nmに変換することができる約150゜Cであ
る。
【0011】システム2の動作の間、発振器4は好まし
くは、直線偏光されたTEM00モードの光学ビーム6を
発生する。動作モードによっては、ビーム6はCW(連
続)又は変調(パルス)であってもよい。半波長板8
は、ビーム6の偏光を次に続く光学要素に最も適してい
る面に回転させるために用いられている。望遠鏡13及
びモード整合光学系17は、ビーム22がマルチパス進
行波増幅器26に首尾よく導入され得るように、ビーム
22のスポットサイズ及びビーム22の曲率を調整す
る。上述したように、増幅器26は、利得媒体29を含
んでいるヘッド28と、ビーム32の焦点を増幅器26
を通る多数のビーム32に周期的に再調整する少なくと
も2つの折り畳みミラー30とから成っている。ヘッド
28を通してビームを周期的に再調整することにより、
ビーム32の強度はほぼ10倍に増大されるであろう。
利得媒体29は、フラッシュランプ又は他の光学的ポン
ピング手段(図示せず)によって光学的に励起される。
この光学的励起は用途により選択される動作モードに従
って、CW(連続)又は変調される。増幅器26の後で
は、他の半波長板38が、前述の直線偏光を下流の光学
要素によって必要な面に回転させ、適当な焦点距離を有
する通常の焦点レンズ42が、ビーム44の大きさを縮
小するために用いられており、従って、ビーム44の強
度が増大され、ビーム44は、周波数倍増水晶46にお
いて第2の高調波に的確に変換され得る。マルチパス進
行波増幅器26によって生じる楕円形のビームサイズ及
び2軸曲率を補償するために、円筒形の光学的出力を有
するいくつかの通常の光学要素(図示せず)が、選択的
に焦点レンズ42の前に設けられていてもよい。この補
償により、周波数倍増水晶46において大きなピーク強
度が利点として生じるが、これは、ビーム44の2つの
主面におけるくびれ部がビームラインに沿って同じ位置
に生じるように形成されるためである。最後に、倍増水
晶46の後には、基本波ビームから第2の高調波を分離
する手段が必要により設けられている。最も簡単な場合
には、このために分散プリズム50を用いることができ
る。
【0012】上述した開示により、多くの他の特徴、変
更又は改良が当業者には明らかであろう。従って、この
ような特徴、変更又は改良は本発明の一部であると考え
られ、特許請求の範囲により決定される本発明の要旨に
含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による高い平均強度、高いピーク強度レ
ーザを示す概略図である。
【符号の説明】 2 レーザシステム 4 発振器 8、38 半波長板 13 望遠鏡 17 モード整合光学系 24、36 折曲ミラー 26 進行波マルチパス増幅器 28 フェイスポンプトレーザヘッド 29 利得媒体 30 折り畳みミラー 42 焦点レンズ 46 周波数倍増水晶 50 分散プリズム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク・ジョン・クックラ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ボール ストン・スパ、フランクリン・ストリー ト、425番 (72)発明者 ウイリアム・テイラー・ロットショウ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、ベイカー・アベニュー、2125番 (72)発明者 ジョセフ・ロバート・アンターナーラー アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ニスカ ユナ、ホィットニイ・ドライブ、767番

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学ビームを発生する発振器手段と、 モード整合光学手段を有していると共に、前記光学ビー
    ムが当該第1の光学手段を横切るように前記発振器手段
    に隣接して設けられている第1の光学手段と、 前記光学ビームの強度を所定の量だけ増大させるために
    前記光学ビームが当該増幅手段を通過するよう、前記第
    1の光学手段に隣接して設けられているマルチパス増幅
    手段と、 周波数倍増水晶手段を有していると共に、前記増大され
    た強度を有する前記光学ビームが高い平均強度及び高い
    ピーク強度を有するレーザビームを形成すべく当該第2
    の光学手段を通過するように、前記増幅手段に隣接して
    設けられている第2の光学手段とを備えた高い平均強度
    及び高いピーク強度のレーザシステム。
  2. 【請求項2】 前記光学ビームは、連続ビームで構成さ
    れている請求項1に記載のレーザシステム。
  3. 【請求項3】 前記光学ビームは、パルスビームで構成
    されている請求項1に記載のレーザシステム。
  4. 【請求項4】 前記第1の光学手段は、 半波長板と、 望遠鏡手段とを含んでいる請求項1に記載のレーザシス
    テム。
  5. 【請求項5】 前記モード整合光学手段は、 焦点レンズと、 円柱レンズとを含んでいる請求項1に記載のレーザシス
    テム。
  6. 【請求項6】 少なくとも2つの折曲ミラーを更に含ん
    でいる請求項1に記載のレーザシステム。
  7. 【請求項7】 前記増幅手段は、進行波マルチパス増幅
    器を含んでいる請求項1に記載のレーザシステム。
  8. 【請求項8】 前記フェイスポンプトレーザヘッドは、
    利得媒体を含んでいる請求項7に記載のレーザシステ
    ム。
  9. 【請求項9】 前記第2の光学手段は、 半波長板と、 焦点レンズと、 分散プリズムとを含んでいる請求項1に記載のレーザシ
    ステム。
  10. 【請求項10】 前記折り畳みミラーは、前記フェイス
    ポンプトレーザヘッドに対して所定の角度で設けられて
    いる請求項7に記載のレーザシステム。
  11. 【請求項11】 前記光学ビームの前記強度は、該光学
    ビームが前記増幅手段を通過するときにほぼ10倍増大
    されている請求項1に記載のレーザシステム。
  12. 【請求項12】 前記増幅手段は、 互いに所定の距離離れて設けられている少なくとも2つ
    の折り畳みミラーと、 該折り畳みミラーの間に実質的に設けられているフェイ
    スポンプトレーザヘッドとを含んでいる請求項7に記載
    のレーザシステム。
JP5121002A 1992-05-28 1993-05-24 レーザシステム Pending JPH0637383A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/889,580 US5241551A (en) 1992-05-28 1992-05-28 High average power laser which generates radiation at a wavelength near 530 nm
US889580 1992-05-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0637383A true JPH0637383A (ja) 1994-02-10

Family

ID=25395401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5121002A Pending JPH0637383A (ja) 1992-05-28 1993-05-24 レーザシステム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5241551A (ja)
EP (1) EP0572201B1 (ja)
JP (1) JPH0637383A (ja)
DE (1) DE69315620T2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003519902A (ja) * 1999-06-01 2003-06-24 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ. 固体レーザー用の光増幅器装置(Verstaerker−Anordnung)
JP2010004053A (ja) * 2003-04-22 2010-01-07 Komatsu Ltd 露光用2ステージレーザ装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT411411B (de) * 2002-05-17 2003-12-29 Femtolasers Produktions Gmbh Kurzpuls-laservorrichtung mit vorzugsweise passiver modenverkopplung und mehrfachreflexions-teleskop hiefür
US7408971B2 (en) * 2006-02-28 2008-08-05 Quantronix Corporation Longitudinally pumped solid state laser and methods of making and using
WO2012066402A1 (en) 2010-11-17 2012-05-24 Gigaphoton Inc. Slab amplification device, laser apparatus, and extreme ultraviolet light generation system
JP2012109417A (ja) * 2010-11-17 2012-06-07 Komatsu Ltd スラブ型増幅装置、レーザ装置および極端紫外光源装置
RU2640777C2 (ru) * 2016-04-28 2018-01-11 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Автономное носимое оптическое устройство и способ для непрерывного неинвазивного измерения физиологических параметров человека
US11045103B2 (en) * 2016-04-28 2021-06-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Physiological parameter detecting apparatus and method of detecting physiological parameters

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1171084B (de) * 1962-06-27 1964-05-27 Raytheon Co Optischer Verstaerker
JPH0252187A (ja) * 1988-08-12 1990-02-21 Kawasaki Steel Corp レーザビームサイドトリマー設備
US5142542A (en) * 1991-01-07 1992-08-25 Amoco Corporation Signal-resonant intracavity optical frequency mixing
US5144630A (en) * 1991-07-29 1992-09-01 Jtt International, Inc. Multiwavelength solid state laser using frequency conversion techniques

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003519902A (ja) * 1999-06-01 2003-06-24 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ. 固体レーザー用の光増幅器装置(Verstaerker−Anordnung)
JP2010004053A (ja) * 2003-04-22 2010-01-07 Komatsu Ltd 露光用2ステージレーザ装置
JP4530302B2 (ja) * 2003-04-22 2010-08-25 株式会社小松製作所 露光用2ステージレーザ装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0572201B1 (en) 1997-12-10
EP0572201A1 (en) 1993-12-01
US5241551A (en) 1993-08-31
DE69315620D1 (de) 1998-01-22
DE69315620T2 (de) 1998-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6587487B2 (en) Harmonic laser
US5943351A (en) Intra-cavity and inter-cavity harmonics generation in high-power lasers
EP0742966B1 (en) Diode pumped, multi axial mode, intracavity frequency doubled laser
US5025446A (en) Intra-cavity beam relay for optical harmonic generation
JP5100990B2 (ja) 極端紫外光源装置用ドライバーレーザ及びlpp型極端紫外光源装置
US6229829B1 (en) Fourth harmonic generation apparatus
US5850407A (en) Third-harmonic generator with uncoated brewster-cut dispersive output facet
JP6453844B2 (ja) 円形出力ビーム用の高効率単一パス高調波発生器
US7088749B2 (en) Green welding laser
US6061370A (en) Fourth harmonic generation apparatus
JPS62222689A (ja) Co↓2‐レ−ザ−高出力パルスを発生させるための
US5898717A (en) Third harmonic generation apparatus
US5231641A (en) Crystalline slab laser with intracavity non-linear optic
JPH0637383A (ja) レーザシステム
CN110932079A (zh) 一种四次谐波光束的产生装置
Kryukov et al. Tunable double-channel ultrashort-pulse optical oscillator
JPH09512957A (ja) 固体レーザー
JPH09232665A (ja) 出力安定化第二高調波光源
JPH0653577A (ja) 波長可変固体レーザ発振装置
Bereczki et al. Dynamically stable continuous single frequency green ring laser
JP3081921B1 (ja) 中赤外固体レーザ装置
Dehn et al. Phase conjugation for improvement of solid state and excimer lasers
JP2001223421A (ja) 波長変換レーザ装置およびレーザ加工装置
Reekie et al. Difference frequency generation with a synchronously mode-locked cw dye laser system
Nighan Jr et al. Harmonic generation at high repetition rate with Q-switched Nd: YVO4 lasers