JPS6016479A - 単一周波数発振レ−ザ装置 - Google Patents
単一周波数発振レ−ザ装置Info
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- JPS6016479A JPS6016479A JP12450083A JP12450083A JPS6016479A JP S6016479 A JPS6016479 A JP S6016479A JP 12450083 A JP12450083 A JP 12450083A JP 12450083 A JP12450083 A JP 12450083A JP S6016479 A JPS6016479 A JP S6016479A
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- oscillation
- fabry
- resonator
- perot interferometer
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- 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
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08018—Mode suppression
- H01S3/08022—Longitudinal modes
- H01S3/08031—Single-mode emission
- H01S3/08036—Single-mode emission using intracavity dispersive, polarising or birefringent elements
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- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、複数のスペクトル線で同時にレーザ発振が
可能なレーザ媒質を有するレーザ装置の単−周波数化を
図った装置に関するものである。
可能なレーザ媒質を有するレーザ装置の単−周波数化を
図った装置に関するものである。
一般にレーザは多モードで同時発掘をする。またレーザ
媒質によっては多波長で同時発振する場合がある。たと
えば炭酸ガスレーザ（以下ＣＯ２レーザという）などの
赤外分子レーザではＰ、 Ｑ、 Ｒ枝ノイ＜つかのスペ
クトル線で同時発掘する可能性がある。
媒質によっては多波長で同時発振する場合がある。たと
えば炭酸ガスレーザ（以下ＣＯ２レーザという）などの
赤外分子レーザではＰ、 Ｑ、 Ｒ枝ノイ＜つかのスペ
クトル線で同時発掘する可能性がある。
光ヘテロダイン検波技術を用いた測距装置や追尾システ
ムに適用する光源として単一周波数発振レーザは重要で
ある。近年これらの用途のために。
ムに適用する光源として単一周波数発振レーザは重要で
ある。近年これらの用途のために。
比較的小型で高出力パルスの得られる大気圧封入横方向
励起形ＣＯ２レーザ（以下ＴＥＡ （Ｘ）２レーザとい
う）が応用されている。以下ＴＥＡ ｃｏ、、レーザを
例にして、この発明の詳細な説明する。
励起形ＣＯ２レーザ（以下ＴＥＡ （Ｘ）２レーザとい
う）が応用されている。以下ＴＥＡ ｃｏ、、レーザを
例にして、この発明の詳細な説明する。
第１図はＴＥＡ ＣＯ２レーザの代表的な構成例を示す
ものである。図において（１）は全反射鏡、（２）は８
０〜９０チ程度の反射率を有する部分反射鏡であり共振
器内よりレーザ光（３）を取り出す出力鏡として作用す
るものである。全反射鏡（１）及び部分反射鏡（２）に
より共振器が構成され、これらは互いに対向して平行に
設置されている。（４）は内部に光軸（５）に対して直
交して放電々極をおき、大気圧程度の圧力で封入したレ
ーザ媒質である炭酸ガス（ＣＯ２）、窒素ガス（Ｎ２）
及びヘリウムガス（Ｈｅ）の混合気体を立上りの速い高
電圧パルスで放電励起をするレーザ本体である。
ものである。図において（１）は全反射鏡、（２）は８
０〜９０チ程度の反射率を有する部分反射鏡であり共振
器内よりレーザ光（３）を取り出す出力鏡として作用す
るものである。全反射鏡（１）及び部分反射鏡（２）に
より共振器が構成され、これらは互いに対向して平行に
設置されている。（４）は内部に光軸（５）に対して直
交して放電々極をおき、大気圧程度の圧力で封入したレ
ーザ媒質である炭酸ガス（ＣＯ２）、窒素ガス（Ｎ２）
及びヘリウムガス（Ｈｅ）の混合気体を立上りの速い高
電圧パルスで放電励起をするレーザ本体である。
ＣＯ２レーザにおいて封入ガス圧が低い場合には１０．
６μｍ帯のＰ枝及びＲ枝の多くのスペクトル線で同時発
振するが、封入ガス圧が大気圧程度に高いＴＥＡ ＣＯ
２レーザにおいては９回転緩和時間及び誘導放出断面積
の圧力依存性により発振線は抑制され、最も利得の高い
１０．６μｍ帯のＰ（至）線及びその周辺のＰ（１１Ｇ
、Ｐｔ２２）線の三つのスペクトル線が同時発振する場
合が多い。
６μｍ帯のＰ枝及びＲ枝の多くのスペクトル線で同時発
振するが、封入ガス圧が大気圧程度に高いＴＥＡ ＣＯ
２レーザにおいては９回転緩和時間及び誘導放出断面積
の圧力依存性により発振線は抑制され、最も利得の高い
１０．６μｍ帯のＰ（至）線及びその周辺のＰ（１１Ｇ
、Ｐｔ２２）線の三つのスペクトル線が同時発振する場
合が多い。
第２図はこの場合の発振モードの様子を示したものであ
る。第２図（、）において曲線Ａ、Ｂ及びＣはそれぞれ
Ｐ（２２１，Ｐ（４）及びＰＯＱ線の利得曲線を示し、
Ｄは共振器できまる共振周波数すなわち縦モードを示し
、Ｅは発振しきい値を示したものである。
る。第２図（、）において曲線Ａ、Ｂ及びＣはそれぞれ
Ｐ（２２１，Ｐ（４）及びＰＯＱ線の利得曲線を示し、
Ｄは共振器できまる共振周波数すなわち縦モードを示し
、Ｅは発振しきい値を示したものである。
レーザ発振は発振しきい値以上の利得曲線の中で。
共振器によって決まる共振周波数（縦モード）で発振可
能であり、この場合のレーザ発振モードの様子を第２図
（ｂ）に示した。また縦モードの周波数間隔は共振器間
隔に逆比例する。ＴＥＡＣ０２レーザにおいては利得曲
線は圧力拡がりによるスペクトル幅をもち、共振器長が
２０〜３０ｃ１ｒ＋の小型のものでは数本の縦モードで
同時発振する。さらにここでは図示していないが縦モー
ドの周波数かられずかに異なった周波数で発振する高次
の横モード（ビーム断面上の横方向の分布状態）も同時
に発振する。このように通常、特別に制御をしない場合
には複数のスペクトル線において多モード（多周波数）
で同時発振することになる。
能であり、この場合のレーザ発振モードの様子を第２図
（ｂ）に示した。また縦モードの周波数間隔は共振器間
隔に逆比例する。ＴＥＡＣ０２レーザにおいては利得曲
線は圧力拡がりによるスペクトル幅をもち、共振器長が
２０〜３０ｃ１ｒ＋の小型のものでは数本の縦モードで
同時発振する。さらにここでは図示していないが縦モー
ドの周波数かられずかに異なった周波数で発振する高次
の横モード（ビーム断面上の横方向の分布状態）も同時
に発振する。このように通常、特別に制御をしない場合
には複数のスペクトル線において多モード（多周波数）
で同時発振することになる。
このＴＥＡ ＣＯ２レーザな単一周波数発振させるため
には単一スペクトル線で発振するように制御すると共に
、横モードを基本モード（縦モードと同一周波数となる
）に制御し、縦モードを単一に選択する必要がある。
には単一スペクトル線で発振するように制御すると共に
、横モードを基本モード（縦モードと同一周波数となる
）に制御し、縦モードを単一に選択する必要がある。
第３図は従来の単一周波数発振レーザ装置の構成例を示
したものである。
したものである。
図において＋２１． ＋４１及び（５）は第１図と同一
のものである。単一スペクトル線を選択するために波長
分散素子である回折格子（６）を全反射鏡におきかえる
。これにより例えばＰｍ線のスペクトル線のみで発振さ
せることができる。波長選択は回折格子（６）へのレー
ザビームの入射角が変化するように回折格子（６）を回
転走査して行なう。（７）はこのための走査機構である
。また横モードの選択は共振器内に制限開口（８）を入
れレーザビーム断面積を共振器の光軸中心付近に制限す
ることによって反射鏡の周辺部にエネルギ分布をもつ高
次横モードの回折損失を増大させて高次モードの発振を
抑制する。
のものである。単一スペクトル線を選択するために波長
分散素子である回折格子（６）を全反射鏡におきかえる
。これにより例えばＰｍ線のスペクトル線のみで発振さ
せることができる。波長選択は回折格子（６）へのレー
ザビームの入射角が変化するように回折格子（６）を回
転走査して行なう。（７）はこのための走査機構である
。また横モードの選択は共振器内に制限開口（８）を入
れレーザビーム断面積を共振器の光軸中心付近に制限す
ることによって反射鏡の周辺部にエネルギ分布をもつ高
次横モードの回折損失を増大させて高次モードの発振を
抑制する。
さらに縦モードを単一に選択するためにファブリベロー
干渉計（９）を共振器中に挿入する。ファブリペロ−干
渉計（９）を構成する２枚の反射鏡（ｒｏａ）。
干渉計（９）を共振器中に挿入する。ファブリペロ−干
渉計（９）を構成する２枚の反射鏡（ｒｏａ）。
Ｑｏｂ）は互いに平行に対向して設置され、一方の反射
鏡（１０ωは電歪素子等を利用した駆動装置Ｉｌｌによ
り平行移動できるようになっている。またこの反射鏡（
１０ａ） 、 （Ｊｏｂ）は光軸（５）に対してはｙ垂
直に設置されている。
鏡（１０ωは電歪素子等を利用した駆動装置Ｉｌｌによ
り平行移動できるようになっている。またこの反射鏡（
１０ａ） 、 （Ｊｏｂ）は光軸（５）に対してはｙ垂
直に設置されている。
第４図は第３図の発振器構成による発振モードの様子を
示したものである。
示したものである。
反射鏡（１０ａ）と反射鏡Ｑｏｂ）の間隔をｄとしたと
き。
き。
ファブリペロ−干渉計（９）の透過率Ｔは次式で与えら
れる。
れる。
ここでνはレーザ光の振動数、Ｒは反射鏡Ｑｏａ） 。
Ｑｏｂ）の反射率、Ａは反射鏡（１０ａ）と反射鏡Ｑｏ
ｂ）間の媒質を１回通過したときの吸収損失、ｎは媒質
の屈折率、Ｃは光速である。
ｂ）間の媒質を１回通過したときの吸収損失、ｎは媒質
の屈折率、Ｃは光速である。
このファブリペロ−干渉計（９）の透過スペクトル分布
の一例を第４図の（Ｃ）及び（ｄ）に示した。透過率の
極大値付近の分布（透過周波数帯域）ははｙローレンツ
形で、その半値幅Δνｍは次式で表わされ。
の一例を第４図の（Ｃ）及び（ｄ）に示した。透過率の
極大値付近の分布（透過周波数帯域）ははｙローレンツ
形で、その半値幅Δνｍは次式で表わされ。
反射鏡の反射率Ｒが高くなるに従って狭くなる。
また隣りの極大値との間隔Δνｆは次式で与えられる。
ΔＷｌ＝□ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（３）ｎｄ レーザの縦モードを単一に選択するためには。
・・（３）ｎｄ レーザの縦モードを単一に選択するためには。
Δνｆは利得曲線の幅より大きく、かつΔνｍは縦モー
ド間隔より小さくなるようファブリペロ−干渉計（９）
のＲ，ｄ、 ｎを設定する必要力ｔある。
ド間隔より小さくなるようファブリペロ−干渉計（９）
のＲ，ｄ、 ｎを設定する必要力ｔある。
第４図は回折格子（６）によりＰ（イ）線のスペクトル
線で発振するように選択された場合のレーザ発振モード
の様子を示しているものである。第４図の（ｂ）は縦モ
ードを選択するファブリペロ−干渉計（９）を共振器中
に挿入しない場合のレーザ発振モードを示し、第４図（
、）で示す発振しきい値８以上の利得曲線Ｂの中にある
縦モードＤが５本同時に発撮することを示している。第
４図（ｃ）、 （ｄ）、 （ｅ）はファブリペロ−干渉
計（９）を共振器中に挿入した場合の発振モードの様子
を示したものである。第４図（Ｃ）はファブリペロ−干
渉計（９）の透過率分布を示しており、ファブリペロ−
干渉計（９）中の媒質は空気でありＡ中０． ｎ中１．
の場合である。また第４図（ｃ）には縦モードＤもあわ
せて示している。第４図（ｄ）は駆動装置ａυによりフ
ァブリペロ−干渉計（９）の反射鏡の間隔ｄを変化させ
て９周波数を走査し透過率の極大値Ｆ付近に縦モードＤ
が入るようにした様子を示したものである。これにより
上述の透過率の極大値付近の縦モード以外の縦モードで
は発振しきい値が高くなって発撮しなくなり第４図（ｅ
）に示したように単一モード（単一周波数）で発掘する
ことになる。
線で発振するように選択された場合のレーザ発振モード
の様子を示しているものである。第４図の（ｂ）は縦モ
ードを選択するファブリペロ−干渉計（９）を共振器中
に挿入しない場合のレーザ発振モードを示し、第４図（
、）で示す発振しきい値８以上の利得曲線Ｂの中にある
縦モードＤが５本同時に発撮することを示している。第
４図（ｃ）、 （ｄ）、 （ｅ）はファブリペロ−干渉
計（９）を共振器中に挿入した場合の発振モードの様子
を示したものである。第４図（Ｃ）はファブリペロ−干
渉計（９）の透過率分布を示しており、ファブリペロ−
干渉計（９）中の媒質は空気でありＡ中０． ｎ中１．
の場合である。また第４図（ｃ）には縦モードＤもあわ
せて示している。第４図（ｄ）は駆動装置ａυによりフ
ァブリペロ−干渉計（９）の反射鏡の間隔ｄを変化させ
て９周波数を走査し透過率の極大値Ｆ付近に縦モードＤ
が入るようにした様子を示したものである。これにより
上述の透過率の極大値付近の縦モード以外の縦モードで
は発振しきい値が高くなって発撮しなくなり第４図（ｅ
）に示したように単一モード（単一周波数）で発掘する
ことになる。
しかしこの従来の方法においては１回折格子等の高価な
部品が必要であり、また回折格子及びファブリペロ−干
渉計の機械的走査機構が必要となり装置が大型化、複雑
化する等の欠点があった。
部品が必要であり、また回折格子及びファブリペロ−干
渉計の機械的走査機構が必要となり装置が大型化、複雑
化する等の欠点があった。
この発明はこれらの欠点を除去するために、縦モードを
単一にするファブリペロ−干渉計の二枚の反射鏡間に波
長選択性の吸収特性を示す気体を封入して９発振スペク
トル線の単一化を図り、さらにファブリペロ−干渉計の
周波数走査は上述の封入気体の圧力を変化させることに
よりその屈折率を変化させて行ない単一周波数発振をさ
せたもので、以下図面に従って説明する。
単一にするファブリペロ−干渉計の二枚の反射鏡間に波
長選択性の吸収特性を示す気体を封入して９発振スペク
トル線の単一化を図り、さらにファブリペロ−干渉計の
周波数走査は上述の封入気体の圧力を変化させることに
よりその屈折率を変化させて行ない単一周波数発振をさ
せたもので、以下図面に従って説明する。
第５図はこの発明の一実施例を示すものである。
図において＋１１． （２１，＋４１． ＋５１は第１
図と、 （８）、 （１０ａ）。
図と、 （８）、 （１０ａ）。
Ｑｏｂ）は第３図と同一あるいは相当するものである。
横モードの選択は従来の方法と同様に共振器内に制限開
口（８）を挿入して行なう。縦モードを単一にするため
に光軸（５）に対してはｙ垂直に設置されたファブリペ
ロ−干渉計（２）を用いる。このファブリペロ−干渉計
ａ２は２枚の反射鏡（１０ａ）、 （１０ｂ）が互いに
平行に対向して設置されており、この２枚の反射鏡（１
０ａ）、 （１０ｂ）を光の透過窓として用いその間に
気体が導入され、その後密封できる構造を有するもので
ある。この封入する気体はレーザ発振が可能な複数のス
ペクトル線のうち所望する一つのスペクトル線以外の他
のスペクトル線がその気体により吸収損失を受けてレー
ザ発振が抑止されるような吸収特性を有するものである
。ＴＥＡ ＣＯ２レーザにおいて１０．６μｍ帯のＰ（
イ）線のスペクトル線での単一周波数発振をさせる場合
の例について以下説明する。この場合にはＰＯ３１及び
Ｐ（２２１線のスペクトル線の波長で吸収を示す特性を
有する気体を使用する。さらにＰ（２０１線の波長で吸
収のないものが理想的であるが、多少の吸収があっても
よい。吸収による損失がＰ（２）線の利得を越えない範
囲で発振可能であり、Ｐ（２ｏ１線の利得は他の線に比
べて最も高いため他の線がＰ■線よりも大きな吸収損失
を受けて発掘が抑止された状態においてＰ（イ）線には
大きな損失を与えないで発振させることを実現すること
は可能である。この種の気体として一酸化二窒素（Ｎ２
０）ガス等が考えられる。また複数種のガスを用い、そ
れぞれの吸収特性を組み合わせて上述の特性を実現する
ことも考えられる。
口（８）を挿入して行なう。縦モードを単一にするため
に光軸（５）に対してはｙ垂直に設置されたファブリペ
ロ−干渉計（２）を用いる。このファブリペロ−干渉計
ａ２は２枚の反射鏡（１０ａ）、 （１０ｂ）が互いに
平行に対向して設置されており、この２枚の反射鏡（１
０ａ）、 （１０ｂ）を光の透過窓として用いその間に
気体が導入され、その後密封できる構造を有するもので
ある。この封入する気体はレーザ発振が可能な複数のス
ペクトル線のうち所望する一つのスペクトル線以外の他
のスペクトル線がその気体により吸収損失を受けてレー
ザ発振が抑止されるような吸収特性を有するものである
。ＴＥＡ ＣＯ２レーザにおいて１０．６μｍ帯のＰ（
イ）線のスペクトル線での単一周波数発振をさせる場合
の例について以下説明する。この場合にはＰＯ３１及び
Ｐ（２２１線のスペクトル線の波長で吸収を示す特性を
有する気体を使用する。さらにＰ（２０１線の波長で吸
収のないものが理想的であるが、多少の吸収があっても
よい。吸収による損失がＰ（２）線の利得を越えない範
囲で発振可能であり、Ｐ（２ｏ１線の利得は他の線に比
べて最も高いため他の線がＰ■線よりも大きな吸収損失
を受けて発掘が抑止された状態においてＰ（イ）線には
大きな損失を与えないで発振させることを実現すること
は可能である。この種の気体として一酸化二窒素（Ｎ２
０）ガス等が考えられる。また複数種のガスを用い、そ
れぞれの吸収特性を組み合わせて上述の特性を実現する
ことも考えられる。
上述の封入気体の吸収特性による波長選択性を利用して
レーザ発振をするスペクトル線を単一に制御する。
レーザ発振をするスペクトル線を単一に制御する。
第６図はこの場合の動作の様子を示すものである。第６
図（ａ）は第２図（ａ）と同様にｐ（１υ、Ｐ（ｌ及び
Ｐ（２）線の利得曲線Ａ、Ｂ及びＣと縦モードＤを示し
たものであり、レーザ発振は発振しきい値以上の利得曲
線の中にある縦モードで発振可能である。
図（ａ）は第２図（ａ）と同様にｐ（１υ、Ｐ（ｌ及び
Ｐ（２）線の利得曲線Ａ、Ｂ及びＣと縦モードＤを示し
たものであり、レーザ発振は発振しきい値以上の利得曲
線の中にある縦モードで発振可能である。
本発明では共振器内に挿入したファブリペロ−干渉計（
１２及びその中に封入された気体の吸収特性により、単
一のスペクトル線における利得曲線内の１本の縦モード
のみが発振しきい値以上になるよう制御する。゛第６図
（ｂ）はファブリペロ−干渉計（１２＋内に封入する気
体のＰ（Ｉｌｌ）、Ｐ（イ）、Ｐ（２２１線付近の周波
数における透過スペクトルの一例を示したものであり、
Ｐ（ｌ■及びＰ＠線で強い吸収があり、レーザ発振をさ
せるＰ翰線では吸収が少ない特性を有している。またこ
の気体を含んだファブリペロ−干渉計（１２＋の透過ス
ペクトルの一例及び縦モードＤを第６図（ｃ）に示した
。
１２及びその中に封入された気体の吸収特性により、単
一のスペクトル線における利得曲線内の１本の縦モード
のみが発振しきい値以上になるよう制御する。゛第６図
（ｂ）はファブリペロ−干渉計（１２＋内に封入する気
体のＰ（Ｉｌｌ）、Ｐ（イ）、Ｐ（２２１線付近の周波
数における透過スペクトルの一例を示したものであり、
Ｐ（ｌ■及びＰ＠線で強い吸収があり、レーザ発振をさ
せるＰ翰線では吸収が少ない特性を有している。またこ
の気体を含んだファブリペロ−干渉計（１２＋の透過ス
ペクトルの一例及び縦モードＤを第６図（ｃ）に示した
。
ファブリペロ−干渉計の透過率を示す第（１）式かられ
かるように第（１）式中のＡ（媒質の吸収を示す）の値
が第６図（ｂ）のような周波数特性を示すことから、フ
ァブリペロ−干渉計内の媒質が空気（Ａ中Ｏ）であった
場合の第４図（ｃ）とは異なり、極大値を示す周波数帯
域のファブリペロ−干渉計の透過率の尖頭値はＰ（イ）
線の利得曲線Ｂ内にあるものは高く、他のＰＩ３）、Ｐ
＠線の利得曲線Ｃ，Ａにあるものは低くなっている。こ
れによって第６図（ｄ）に示すようにＰ（イ）線の利得
曲線Ｂ内にある上述のファブリペロ−干渉計の透過周波
数帯域Ｇでのみ利得が発振しきい値Ｈ以上となる。とこ
ろでレーザ発振をさせるためにはこの周波数帯域Ｇに縦
モード周波数が入るようにファブリペロ−干渉計０りの
周波数走査をする必要がある。この走査は第（３）式か
られかるようにファブリペロ−干渉計内の封入気体の屈
折率を変化させることによって実現でき、封入気体の屈
折率はその圧力を変化させて調節できる。これによって
第６図（ｅ）のようにＰ（４）線のスペクトル線内の単
一周波数でレーザ発振させることができる。
かるように第（１）式中のＡ（媒質の吸収を示す）の値
が第６図（ｂ）のような周波数特性を示すことから、フ
ァブリペロ−干渉計内の媒質が空気（Ａ中Ｏ）であった
場合の第４図（ｃ）とは異なり、極大値を示す周波数帯
域のファブリペロ−干渉計の透過率の尖頭値はＰ（イ）
線の利得曲線Ｂ内にあるものは高く、他のＰＩ３）、Ｐ
＠線の利得曲線Ｃ，Ａにあるものは低くなっている。こ
れによって第６図（ｄ）に示すようにＰ（イ）線の利得
曲線Ｂ内にある上述のファブリペロ−干渉計の透過周波
数帯域Ｇでのみ利得が発振しきい値Ｈ以上となる。とこ
ろでレーザ発振をさせるためにはこの周波数帯域Ｇに縦
モード周波数が入るようにファブリペロ−干渉計０りの
周波数走査をする必要がある。この走査は第（３）式か
られかるようにファブリペロ−干渉計内の封入気体の屈
折率を変化させることによって実現でき、封入気体の屈
折率はその圧力を変化させて調節できる。これによって
第６図（ｅ）のようにＰ（４）線のスペクトル線内の単
一周波数でレーザ発振させることができる。
以上はＴＥＡ ＣＯ２レーザにおける単一周波数発振の
場合について説明したが、この発明はこれに限らず他の
赤外分子レーザ、クリプトンイオンレーザ等の複数のス
ペクトル線で同時にレーザ発振が可能なレーザ装置に使
用してもよい。
場合について説明したが、この発明はこれに限らず他の
赤外分子レーザ、クリプトンイオンレーザ等の複数のス
ペクトル線で同時にレーザ発振が可能なレーザ装置に使
用してもよい。
以上のようにこの発明にかかわる単一周波数発振レーザ
装置では、縦モードを単一にするファブリペロ−干渉計
の二枚の反射鏡間に波長選択性の吸収特性を示す気体を
封入して発振スペクトル線の単一化を図り、さらにファ
ブリペロ−干渉計の周波数走査は上述の封入気体の圧力
を変化させることによって行ない単一周波数発振させた
もので。
装置では、縦モードを単一にするファブリペロ−干渉計
の二枚の反射鏡間に波長選択性の吸収特性を示す気体を
封入して発振スペクトル線の単一化を図り、さらにファ
ブリペロ−干渉計の周波数走査は上述の封入気体の圧力
を変化させることによって行ない単一周波数発振させた
もので。
高価な波長選択素子部品が不要でまた機械的な走査機構
を必要としないため装置の小型化、簡略化。
を必要としないため装置の小型化、簡略化。
低価格化を図ることができる。
第１図はＴＥＡ ＣＯ２レーザの構成例を示す図、第２
図は利得曲線、縦モード、発振しきい値及びレーザ発振
モードの周波数関係を示し、 ＴＦ！Ａ ＣＯ２レーザ
の動作を説明するための図、第３図は従来の単一周波数
発振レーザ装置の構成図、第４図は利得曲線、縦モード
、発振しきい値、ファブリペロ−干渉計の透過率及びレ
ーザ発掘モードの周波数関係を示し、従来の装置の動作
を説明する図、第５図はこの発明の実施例を示す図、第
６図は利得曲線、縦モード、封入気体の透過率、ファブ
リペロ−干渉計の透過率９発振しきい値及び発掘モード
の周波数関係を示し、この発明の動作を示す図である。 図中（１）は全反射鏡、（２）は部分反射鏡、（３）は
レーザ光、（４）はレーザ本体、（５）は光軸、（６）
は回折格子。 （７）は走査機構、（８）は制限開口、（９）はファブ
リペロ−干渉計、 （１０ａ） ０ｏｂ） ハ反射鏡、
（Ｉｌｌは駆動装置、ｏ２）はファブリペロ−干渉計
、Ａ、 Ｂ、 Ｃは利得曲線。 Ｄは共振器の共振周波数（縦モード）、Ｅは発撮しきい
値、Ｆはファブリペロ−干渉計の透過率の極大値、Ｇは
ファブリペロ−干渉計の透過周波数帯域、Ｈは発撮しき
い値である。 なお１図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。 第１図 ５ ９２図 周波数 （ｂ） Ｉｓ３図 第４図 Ｐ（２θ） 周波数 第 ５ 図
図は利得曲線、縦モード、発振しきい値及びレーザ発振
モードの周波数関係を示し、 ＴＦ！Ａ ＣＯ２レーザ
の動作を説明するための図、第３図は従来の単一周波数
発振レーザ装置の構成図、第４図は利得曲線、縦モード
、発振しきい値、ファブリペロ−干渉計の透過率及びレ
ーザ発掘モードの周波数関係を示し、従来の装置の動作
を説明する図、第５図はこの発明の実施例を示す図、第
６図は利得曲線、縦モード、封入気体の透過率、ファブ
リペロ−干渉計の透過率９発振しきい値及び発掘モード
の周波数関係を示し、この発明の動作を示す図である。 図中（１）は全反射鏡、（２）は部分反射鏡、（３）は
レーザ光、（４）はレーザ本体、（５）は光軸、（６）
は回折格子。 （７）は走査機構、（８）は制限開口、（９）はファブ
リペロ−干渉計、 （１０ａ） ０ｏｂ） ハ反射鏡、
（Ｉｌｌは駆動装置、ｏ２）はファブリペロ−干渉計
、Ａ、 Ｂ、 Ｃは利得曲線。 Ｄは共振器の共振周波数（縦モード）、Ｅは発撮しきい
値、Ｆはファブリペロ−干渉計の透過率の極大値、Ｇは
ファブリペロ−干渉計の透過周波数帯域、Ｈは発撮しき
い値である。 なお１図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。 第１図 ５ ９２図 周波数 （ｂ） Ｉｓ３図 第４図 Ｐ（２θ） 周波数 第 ５ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 複数のスペクトル線で同時にレーザ発振が可能なレーザ
媒質を含むレーザ本体と、このレーザ本体を間に含み反
射面を互いに平行に対向させて設置した全反射鏡及び部
分反射鏡からなる共振器と。 この共振器内に挿入し、共振器を構成する反射鏡の有効
断面積を共振器の光軸中心付近に制限する制限開口と、
上記共振器内に挿入され、二枚の反射鏡を互いに平行に
対向して設置し、この二枚の反射鏡間に気体を密封でき
る構造にしたファブリペロ−干渉計であり、さらに上記
レーザ媒質により同時にレーザ発振が可能な複数のスペ
クトル線のうち一つのスペクトル線を除いた他のスペク
トル線の波長で上記の一つのスペクトル線の波長での吸
収よりも大きな吸収を示し、かつ上記の一つのスペクト
ル線に対する利得曲線内に存在する上記共振器の共振周
波数がファブリペロ−干渉計の透過周波数帯域に含まれ
るように封入圧力を調節した気体を封入したファブリペ
ロ−干渉計とで構成したことを特徴とする単−周波数発
揚レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12450083A JPS6016479A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 単一周波数発振レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12450083A JPS6016479A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 単一周波数発振レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6016479A true JPS6016479A (ja) | 1985-01-28 |
Family
ID=14887024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12450083A Pending JPS6016479A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 単一周波数発振レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6016479A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988007276A1 (en) * | 1987-03-19 | 1988-09-22 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Device for controlling wavelength of laser beam |
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| US6603788B1 (en) | 1999-11-23 | 2003-08-05 | Lambda Physik Ag | Resonator for single line selection |
| US6795473B1 (en) | 1999-06-23 | 2004-09-21 | Lambda Physik Ag | Narrow band excimer laser with a prism-grating as line-narrowing optical element |
| CN109560451A (zh) * | 2017-09-26 | 2019-04-02 | 中国科学院电子学研究所 | 一种透过率调制的机械调q激光器 |
-
1983
- 1983-07-08 JP JP12450083A patent/JPS6016479A/ja active Pending
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| US6795473B1 (en) | 1999-06-23 | 2004-09-21 | Lambda Physik Ag | Narrow band excimer laser with a prism-grating as line-narrowing optical element |
| US6516012B2 (en) | 1999-11-18 | 2003-02-04 | Lambda Physik Ag | Narrow band excimer or molecular fluorine laser having an output coupling interferometer |
| US6567451B2 (en) | 1999-11-18 | 2003-05-20 | Lambda Physik Ag | Narrow band excimer or molecular fluorine laser having an output coupling interferometer |
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