JPH0748578B2 - Laser oscillator - Google Patents
Laser oscillatorInfo
- Publication number
- JPH0748578B2 JPH0748578B2 JP61271354A JP27135486A JPH0748578B2 JP H0748578 B2 JPH0748578 B2 JP H0748578B2 JP 61271354 A JP61271354 A JP 61271354A JP 27135486 A JP27135486 A JP 27135486A JP H0748578 B2 JPH0748578 B2 JP H0748578B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- total reflection
- light
- mirror
- laser oscillator
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1123—Q-switching
- H01S3/121—Q-switching using intracavity mechanical devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザー発振器、特に平行平面間の光の通過
量を、当該平面間の間隔をアクチュエーターを用いて変
えるとにより制御するFTIR（frastrated total interna
l reflection）型Ｑスイッチを用いたパルスレーザー発
振器に関する。The present invention relates to a laser oscillator, and in particular, an FTIR (frastrated) that controls the amount of light passing between parallel planes by changing the distance between the planes using an actuator. total interna
l reflection) type Q switch.
〔従来の技術〕 従来のＱスイッチはピーク値が高く、時間幅の短いレー
ザ光を得るために利用されているレーザパルス発生手段
であり、レーザ発振器に損失を与えて、当初は低Ｑとし
た状態のもとで、レーザ遷移の上位準位の寿命が長いこ
とを利用して、ポンピングエネルギーをレーザ媒質中に
反転分布として蓄積し、レーザ発振器のＱ値を高速度ス
イッチングにより高くすることにより、レーザ発振を瞬
時に立上がらせて、いわゆるジャイアントパルスを発生
させるものであり、主として固体レーザに用いられてい
る。[Prior Art] A conventional Q switch is a laser pulse generating means used to obtain a laser beam having a high peak value and a short time width, and it gives a loss to a laser oscillator to initially set a low Q. Under the state, by utilizing the fact that the lifetime of the upper level of the laser transition is long, the pumping energy is accumulated as a population inversion in the laser medium, and the Q value of the laser oscillator is increased by high-speed switching. The laser oscillation is instantly raised to generate a so-called giant pulse, which is mainly used for a solid-state laser.
Ｑスイッチングはこのようにレーザ発振器の損失を制御
することを基本的動作としていて、一般には次のような
各種の方法によって実施されている。The Q switching basically operates by controlling the loss of the laser oscillator in this way, and is generally carried out by the following various methods.
一例としては、レーザ共振器を構成する２枚のミラーの
中の一方を回転または振動させて２枚のミラーが対向す
る短時間以外は損失が大きくなるようにする機械的Ｑス
イッチングがある。As an example, there is mechanical Q-switching in which one of the two mirrors forming the laser resonator is rotated or vibrated so that the loss becomes large except for a short time when the two mirrors face each other.
また、他の例としてはレーザ共振器内部に超音波光変調
器を入れて、光と超音波との相互作用を起こした状態で
超音波を瞬時的にオフにしてＱ値を上げてＱスイッチン
グする方式や、同じくレーザ共振器内にポッケルス効果
やカー効果などの電気光学的効果を持つ物質を入れて、
その印加電圧を高速度スイッチングして、Ｑ値を上げて
Ｑスイッチングする方式がある。As another example, an ultrasonic optical modulator is placed inside the laser resonator, the ultrasonic wave is momentarily turned off in the state where the interaction between light and the ultrasonic wave is caused, and the Q value is increased to perform Q switching. Or a substance having an electro-optical effect such as Pockels effect or Kerr effect in the laser resonator,
There is a method in which the applied voltage is switched at high speed to increase the Q value and perform Q switching.
さらに、他の例としてはレーザ共振器内に入れた可飽和
色素の非線形な光吸収特性を利用する方式などさまざま
な方法が利用されている。Further, as another example, various methods such as a method utilizing the non-linear light absorption characteristic of the saturable dye contained in the laser resonator are used.
しかしながら、このような上述した従来のＱスイッチは
いずれもオンとなってもレーザ光に対する損失がかなり
大きかったり、または損失が小さくても構成が複雑でコ
ストが高いという欠点がある。However, even if all of the above-mentioned conventional Q switches are turned on, there is a drawback that the loss with respect to the laser light is considerably large, or even if the loss is small, the configuration is complicated and the cost is high.
本発明の目的は上述した欠点を除去し、光の全反射特性
を利用してＱスイッチングを行わせる手段により、レー
ザ発振器用に光の損失を極少とするとともに構成が極め
て簡単であり、コストが低いＱスイッチを用いたレーザ
ー発振器を提供することにある。The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to minimize the loss of light for a laser oscillator by means of performing Q-switching by utilizing the total reflection property of light, and the structure is extremely simple and the cost is low. An object is to provide a laser oscillator using a low Q switch.
本発明のレーザー発振器は、一部の光を透過する出力ミ
ラーと、前記出力ミラーに対して平行に対向する全反射
ミラーと、光路中に配置したレーザーロッドとから構成
されるレーザ共振器と、前記光路中に配置される全反射
部材と対面部材とアクチュエータとで構成されるＱスイ
ッチを具備する。The laser oscillator of the present invention is a laser resonator including an output mirror that transmits a part of light, a total reflection mirror that faces the output mirror in parallel, and a laser rod that is arranged in the optical path. A Q switch including a total reflection member, a facing member, and an actuator arranged in the optical path is provided.
次に、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図は本発明の実施例のレーザ発振器の一例を示すブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of a laser oscillator according to an embodiment of the present invention.
第１図に示すレーザ発振器は、レーザ共振器と、Ｑスイ
ッチと、レーザロッド１と、放電管２とで構成され、レ
ーザ共振器は、出力ミラー３と、全反射ミラー４とで構
成され、本発明の一実施例であるＱスイッチは全反射部
材５と、対面部材６と、アクチュエータ７とを含んで構
成される。The laser oscillator shown in FIG. 1 includes a laser resonator, a Q switch, a laser rod 1, and a discharge tube 2, and the laser resonator includes an output mirror 3 and a total reflection mirror 4. The Q switch, which is an embodiment of the present invention, includes a total reflection member 5, a facing member 6, and an actuator 7.
第１図に示すレーザ発振器において、全反射部材５は、
レーザ光の光路に介在してレーザ光に対する全反射面51
と正対する正対面61を有し、対面間隙ｄをへだてて正対
しており、アクチュエータ７は接着部201を介して対面
部材６と接着接合され、また取付部301を介してアクチ
ュエータ保持部材71に保持され、接着部202で全反射部
材５に接合されている。In the laser oscillator shown in FIG. 1, the total reflection member 5 is
The total reflection surface 51 for the laser light is interposed in the optical path of the laser light.
Has a facing surface 61 that faces the above, and faces each other with a facing gap d, and the actuator 7 is adhesively joined to the facing member 6 via the adhesive portion 201, and to the actuator holding member 71 via the attaching portion 301. It is held and joined to the total reflection member 5 at the adhesive portion 202.
光共振器を構成するレーザロッド１は光励起用の放電管
２によって光ポンピングされる。放電管２はキャノンま
たはクリプトンガス入りの放電管が利用され、励起電源
を印加した状態でトリガーワイヤ（図示せず）を介して
トリガーワイヤを受けて放電し発光する。A laser rod 1 forming an optical resonator is optically pumped by a discharge tube 2 for optical excitation. As the discharge tube 2, a discharge tube containing canon or krypton gas is used, and in the state where an excitation power supply is applied, it receives a trigger wire via a trigger wire (not shown) to discharge and emit light.
出力ミラー３はレーザ共振器内の光の一部を透過し、大
部分を反射するハーフミラーであり、全反射ミラー４は
レーザ共振器内の光の全部を反射するミラーである。出
力ミラー３と全反射ミラー４はその鏡面が平行配置さ
れ、レーザロッド１とともに光共振系を形成する。この
光共振系の光路中に全反射部材５を介在させ、全反射面
を透過漏洩した光が光路103を介して直進入射するよう
に全反射ミラー４を配置する。The output mirror 3 is a half mirror that transmits a part of the light in the laser resonator and reflects most of the light, and the total reflection mirror 4 is a mirror that reflects all the light in the laser resonator. The mirror surfaces of the output mirror 3 and the total reflection mirror 4 are arranged in parallel, and form an optical resonance system together with the laser rod 1. The total reflection member 5 is interposed in the optical path of the optical resonance system, and the total reflection mirror 4 is arranged so that the light transmitted and leaked through the total reflection surface enters straight through the optical path 103.
レーザロッド１は放電管２によるフラッシュ光のうちロ
ッドの素材固有の波長の光を吸収してレーザ光を発光す
るが、この場合は全反射部材５は大部分の光を透過漏洩
していることが前提条件となっている。The laser rod 1 absorbs the light of the wavelength peculiar to the material of the rod in the flash light from the discharge tube 2 and emits the laser light. In this case, the total reflection member 5 transmits and leaks most of the light. Is a prerequisite.
この全反射部材５の透過漏洩は次のようにして起こる。The transmission and leakage of the total reflection member 5 occur as follows.
全反射部材５と対面部材６とはそれぞれプリズムを利用
し、対面間隙ｄを介して対向している。この状態で光学
的に密な媒質（屈折率が１より大）である対面部材６を
全反射部材５に接近させて行くと、全反射面51の反射率
が近接度合に応じて低下し、その分だけ光路103の方向
に透過漏洩して、ほとんどすべてのレーザ光がミラー４
に投光される。反対に２つのプリズムを離隔して行く
と、ある臨界距離に達すると、全反射面51でレーザ光の
全反射が起こり、レーザ光は光路102を介して損失光と
して外部に消える。The total reflection member 5 and the facing member 6 respectively use prisms and face each other with a facing gap d. When the facing member 6 which is an optically dense medium (refractive index is larger than 1) is brought closer to the total reflection member 5 in this state, the reflectance of the total reflection surface 51 decreases according to the degree of proximity, The corresponding amount of light is transmitted and leaked in the direction of the optical path 103, and almost all the laser light is reflected by the mirror 4.
Is projected on. On the contrary, when the two prisms are separated from each other, when a certain critical distance is reached, total reflection of the laser light occurs on the total reflection surface 51, and the laser light disappears to the outside as loss light via the optical path 102.
第２図は、第１図に示す実施例における全反射部材５と
対面部材６とによるプリズム光学系の透過率T0および反
射率R0の対面間隙ｄに対する特性を示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing the characteristics of the transmittance T 0 and the reflectance R 0 of the prism optical system by the total reflection member 5 and the facing member 6 in the embodiment shown in FIG. 1 with respect to the facing gap d.
全反射面51に対して光学的に密な対面部材６を近接させ
る対面間隙ｄの大きさにより、全反射面51をレーザ光が
直進する割合である透過率T0は大幅に変化し、対面間隙
ｄがレーザ光の波長λの５％以下では透過率T0はほぼ１
となるが、対面間隙ｄが波長λに近づくと90％以上が全
反射面51で反射され、透過率T0は0.1以下となる。Depending on the size of the facing gap d that brings the optically dense facing member 6 close to the total reflecting surface 51, the transmittance T 0, which is the rate at which the laser light travels straight through the total reflecting surface 51, changes significantly. When the gap d is 5% or less of the wavelength λ of the laser light, the transmittance T 0 is almost 1
However, when the facing gap d approaches the wavelength λ, 90% or more is reflected by the total reflection surface 51, and the transmittance T 0 becomes 0.1 or less.
この現象は、観点を変えると対面間隙ｄをある程度以上
に大きくすると、全反射面51での反射を大きくして、光
共振系における光ポンピングエネルギーをレーザロッド
１の内部に反転分布として蓄積しておくことができるこ
とを意味する。From a different point of view, if the facing gap d is increased to a certain extent or more, the reflection at the total reflection surface 51 is increased and the optical pumping energy in the optical resonance system is accumulated inside the laser rod 1 as an inverted distribution. It means that you can put it.
次に、急激に対面間隙ｄをある程度以下にしてやると透
過率T0はほぼ1.0となり、光共振系の損失が除去されて
レーザ発振を瞬時に立ち上がらせて、ピーク値が高く、
時間幅の短いジャイアントパルスを出力ミラー３を介し
て出力させるＱスイッチングを実行させることができ
る。Next, when the facing gap d is suddenly reduced to a certain level or less, the transmittance T 0 becomes about 1.0, the loss of the optical resonance system is removed, the laser oscillation is instantly raised, and the peak value is high.
It is possible to execute Q switching in which a giant pulse having a short time width is output via the output mirror 3.
第１図に示すレーザ発振器ではｄ＝0.7λ以上で光共振
系に高損失を付与しておき、次にこれをアクチュエータ
７によりｄ＝0.05λ以下に縮少して光共振系の高損失を
除去する状態に設定して、高Ｑで低損失のＱスイッチン
グを行わせる。In the laser oscillator shown in FIG. 1, a high loss is given to the optical resonance system at d = 0.7λ or more, and then this is reduced to d = 0.05λ or less by the actuator 7 to remove the high loss of the optical resonance system. Is set to the ON state, and Q switching with high Q and low loss is performed.
アクチュエータ７は印加電圧を機械的変位に変換するト
ランスデューサであり、これにより必要な対面間隙ｄの
変位を得る。The actuator 7 is a transducer that converts an applied voltage into a mechanical displacement, and thereby obtains a required displacement of the facing gap d.
第１図に示すアクチュエータ７は常時電圧を印加して２
重矢印で示す変位方向ｂに変位しておき、次に印加電圧
をゼロとすることにより復元方向ａに復元して、対面間
隙ｄを0.05λ以下とするように運動してＱスイッチング
を行わせる。The actuator 7 shown in FIG.
It is displaced in the displacement direction b indicated by the double arrow, and then is restored in the restoration direction a by setting the applied voltage to zero, and the Q-switching is performed by moving the facing gap d to be 0.05λ or less. .
なお、密着防止コーティング62は全反射部材５と対面部
材６とが密着した時に発生するファン・デル・ワールス
力によりこの２つの部材が結合することを抑止するため
のものである。The adhesion preventing coating 62 is for preventing the total reflection member 5 and the facing member 6 from being combined with each other due to the Van der Waals force generated when the members face each other.
第１図に示す実施例は基本的な一例に過ぎず、その変形
は種々考えられる。The embodiment shown in FIG. 1 is merely a basic example, and various modifications can be considered.
たとえば全反射ミラー４は全反射プリズムでも使用可能
である。またアクチュエータ７の変位は電圧が印加され
た時に対面間隙ｄが小さくなるものであっても可能であ
る。For example, the total reflection mirror 4 can also be used as a total reflection prism. Further, the displacement of the actuator 7 is possible even when the facing gap d becomes small when a voltage is applied.
以上、すべて本発明の主旨を損なうことなく容易に実施
しうるものである。All of the above can be easily implemented without impairing the gist of the present invention.
本発明のレーザー発振器は、レーザ共振器の光路に透過
率制御可能な全反射部材を介在せしめて、その透過率を
介してレーザ共振器に付与される損失を変え、透過率が
確保されるときのみＱスイッチングを行わせるという手
段を備えることにより、Ｑスイッチング時のレーザ光の
損失を著しく減少して高能率にできるとともに、構成が
簡単で小型軽量化が図れ、しかも他方式に比して大幅に
廉価にできるという効果がある。In the laser oscillator of the present invention, a total reflection member whose transmittance can be controlled is interposed in the optical path of the laser resonator, and the loss imparted to the laser resonator is changed through the transmittance to ensure the transmittance. By providing a means for performing Q switching only, the loss of laser light at the time of Q switching can be significantly reduced and high efficiency can be achieved, and the configuration is simple and the size and weight can be reduced. It has the effect of making it cheaper.
第１図は本発明の実施例の含むレーザ発振器の一例を示
すブロック図、第２図は第１図に示す実施例における全
反射部材と対面部材とによりプリズム光学系の透過率お
よび反射率の特徴を示す特性図である。 １……レーザロッド、２……放電管、３……出力ミラ
ー、４……全反射ミラー、５……全反射部材、６……対
面部材、７……アクチュエータ、51……全反射面、61…
…正対面、62……密着防止コーティング、71……アクチ
ュエータ保持部材、101〜103……光路、201〜202……接
着部、301……取付部。FIG. 1 is a block diagram showing an example of a laser oscillator included in an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a graph showing transmittance and reflectance of a prism optical system by a total reflection member and a facing member in the embodiment shown in FIG. It is a characteristic view which shows a characteristic. 1 ... laser rod, 2 ... discharge tube, 3 ... output mirror, 4 ... total reflection mirror, 5 ... total reflection member, 6 ... facing member, 7 ... actuator, 51 ... total reflection surface, 61 ...
... Face-to-face, 62 ... Adhesion prevention coating, 71 ... Actuator holding member, 101-103 ... Optical path, 201-202 ... Adhesive part, 301 ... Mounting part.
Claims (1)
力ミラーに対して平行に対向する全反射ミラーと、光路
中に配置されたレーザーロッドから構成されるレーザ共
振器と、前記光路中に配置された全反射部材と対面部材
とアクチュエータとで構成されるＱスイッチとを具備す
ることを特徴とするレーザ発振器。1. A laser resonator comprising an output mirror that transmits a part of light, a total reflection mirror that faces the output mirror in parallel, a laser resonator that is arranged in the optical path, and the optical path. A laser oscillator comprising a Q-switch formed of a total reflection member, a facing member, and an actuator arranged therein.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61271354A JPH0748578B2 (en) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | Laser oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61271354A JPH0748578B2 (en) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | Laser oscillator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63124480A JPS63124480A (en) | 1988-05-27 |
| JPH0748578B2 true JPH0748578B2 (en) | 1995-05-24 |
Family
ID=17498897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61271354A Expired - Lifetime JPH0748578B2 (en) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | Laser oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0748578B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2736217B1 (en) * | 1995-06-27 | 1997-08-08 | Commissariat Energie Atomique | CAVITE MICROLASER AND SOLID PULSE MICROLASER WITH MICROMODULATOR ACTIVATION |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54124694A (en) * | 1978-03-22 | 1979-09-27 | Mitsubishi Electric Corp | Pulse laser unit |
-
1986
- 1986-11-13 JP JP61271354A patent/JPH0748578B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63124480A (en) | 1988-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3649105A (en) | Optical shutter | |
| US4375684A (en) | Laser mode locking, Q-switching and dumping system | |
| US4942582A (en) | Single frequency solid state laser | |
| US4441186A (en) | Electronically switchable multiwavelength laser system | |
| US3711788A (en) | Laser apparatus | |
| US3711791A (en) | Frustrated total internal reflection laser q-switch | |
| US3609586A (en) | Laser with pulsed transmission mode q-switching | |
| JP2000261081A (en) | Laser | |
| US5268913A (en) | Frequency-doubling solid state laser | |
| US3613024A (en) | Continuously pumped q-switched arrangement including an n{11 :yaig laser element | |
| US3586998A (en) | Pulsed laser output control | |
| JP2001291918A5 (en) | ||
| US3444478A (en) | Bleachable reflectance output coupler | |
| JPH07231131A (en) | Optical fiber laser apparatus | |
| JP3683360B2 (en) | Polarization control element and solid-state laser | |
| US3625590A (en) | Optical circulator and energy converter | |
| JPH0748578B2 (en) | Laser oscillator | |
| JPH07202308A (en) | Solid state laser and manufacture therefor | |
| JPH1152443A (en) | Laser beam generating device | |
| KR100451116B1 (en) | Wavelength selectable laser oscillator in wavelength tunable lasers | |
| US7319708B2 (en) | Variable pulse repetition frequency passively Q-switched laser | |
| JP2005268415A (en) | Method of controlling q switch | |
| US3628044A (en) | Second harmonic laser | |
| US3808552A (en) | Arrangement for controllably deflecting the direction of optical radiation | |
| US3725812A (en) | Laser system moving electronically selectable gain |