JPH01194376A - スラブ型レーザ発振装置 - Google Patents

スラブ型レーザ発振装置

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Publication number
JPH01194376A
JPH01194376A JP1825688A JP1825688A JPH01194376A JP H01194376 A JPH01194376 A JP H01194376A JP 1825688 A JP1825688 A JP 1825688A JP 1825688 A JP1825688 A JP 1825688A JP H01194376 A JPH01194376 A JP H01194376A
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JP
Japan
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switch
laser
ultrasonic
laser medium
slab
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Pending
Application number
JP1825688A
Other languages
English (en)
Inventor
Ken Ishikawa
憲 石川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP1825688A priority Critical patent/JPH01194376A/ja
Publication of JPH01194376A publication Critical patent/JPH01194376A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/11Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
    • H01S3/1123Q-switching
    • H01S3/117Q-switching using intracavity acousto-optic devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、高繰返し動作のQスイッチパルスレーザを発
振するスラブ型レーザ発振装置に関する。
(従来の技術) 第4図はスラブ型レーザ発振装置の構成図である。この
レーザ発振装置のスラブレーザ媒質(以下、レーザ媒質
と省略する)1は、光共振器の光軸方向に直交する方向
の断面形状が長方形であってこの断面における厚さ方向
の各面2,3はそれぞれ光学的な平滑面に形成され、か
つ光軸方向の両端は所定角度で傾斜した面に形成されて
いる。そして、このレーザ媒質1の各面2,3側にはそ
れぞれフラッシュランプ4.5が配置されるとともにレ
ーザ媒質1の各傾斜面側には光共振器を形成する全反射
ミラー6及び出力ミラー7が配置されている。ここで、
8は高出力のレーザを発振させるための超音波Qスイッ
チであって、レーザの共振器内の光軸上に配置されてい
る。なお、この超音波Qスイッチ8は溶解石英9に圧電
振動子10を設け、この圧電振動子10に高周波数の電
圧を振幅変調して変化するRfドライバ11を接続した
構成となっている。
しかして、各フラッシュランプ4.5の点灯によりレー
ザ媒質1が光励起されると、このレーザ媒質1内にレー
ザが発振する。このレーザ、はレーザ媒質1内の各面2
,3で数回全反射して光共振器内を往復反射し出力ミラ
ー7から出力される。
ところで、超音波Qスイッチ8のRfドライバ11から
圧電振動子10に高周波数の電圧が印加されると、この
圧電振動子10から溶解石英9内に縦波の超音波が送ら
れる。このように溶解石英9内に縦波の超音波が送られ
ると、この超音波のつくる屈折率の疎密によって溶解石
英9内には一種の回折格子が形成される。しかして、溶
解石英9に所定角度θで入射したレーザはブラッグ回折
によりレーザ入射方向に対して2θだけ一部の光の光路
が曲げられる。又、溶解石英9内に超音波が送られてい
なければ、レーザは溶解石英9内を直進する。なお、レ
ーザの波長をλ、超音波の疎密のピッチをpとすれば、 sinθ −λ/ 2  p なる関係が成り立つ。
従って、このような超音波Qスイッチ8の超音波停止時
にはレーザの光路が共振器内を往復するように形成され
るためレーザ発振が起こり出力ミラー7から放出される
。溶解石英9内に超音波が送られているときに光の進行
方向は曲げられる。
このため、レーザ媒質1から出た光は光共振器内での繰
返し反射が不可能となってレーザ発振が起こらずレーザ
媒質1内に蓄えられる。この状態に溶解石英9内に超音
波の発生を停止すると、光共振器内でレーザの繰返し反
射が発生して高出力のパルスレーザが出力される。
ところで、超音波Qスイッチ8の作用を具体的に第5図
を参照して説明すると、この超音波Qスイッチ8の偏向
効率は、縦波の超音波の進行方向(イ)に対して直交方
向にレーザLの偏光面を設定したときに最も良くなるが
知られている。一方、レーザ媒質1から出力されるレー
ザの偏光面はレーザ媒質1の厚さ方向と同一方向となっ
ている。
又、超音波Qスイッチ8の超音波進行方向はレーザ媒質
1の断面の長手方向となっている。
このため、超音波がレーザ媒質1の幅方向に相当する距
離を伝播するのに比較的時間がかかり、この伝播時間の
ために超音波Qスイッチ8は完全なQスイッチとして作
用しなくなる。つまり、例えば超音波を溶解石英9内に
送り出したときこの超音波はレーザ媒質1の幅方向に伝
播するので、レーザ光の断面全体をスイッチ作用でしゃ
断するのに超音波の伝播時間は必要とし、特にレーザ媒
質1の断面形状が長方形であるので、超音波の伝播時間
は長くなってQスイッチとしての機能を低下させている
(発明が解決しようとする課題) 以上のように超音波Qスイッチを使用したとしてもQス
イッチとして機能を低下させるものであった。
そこで本発明は、超音波Qスイッチの機能を向上させて
高出力で高繰返し数のパルスレーザを発振できるスラブ
型レーザ発振装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、超音波Qスイッチを備えたスラブ型レーザ発
振装置において、超音波Qスイッチは超音波の進行方向
をスラブレーザ媒質の厚さ方向と平行に配置して上記目
的を達成しようとするスラブ型レーザ発振装置である。
又、本発明は、超音波Qスイッチを備えたスラブ型レー
ザ発振装置において、超音波Qスイッチは超音波の進行
方向をスラブレーザ媒質の厚さ方向と平行に配置すると
ともにこの超音波Qスイッチとスラブレーザ媒質との間
に超音波Qスイッチ内を通るレーザの偏光面を略90°
回転する偏光面回転素子を配置して上記目的を達成しよ
うとするスラブ型レーザ発振装置である。
(作用) このような手段を備えたことにより、超音波Qスイッチ
の超音波進行方向はスラブレーザ媒質の厚さ方向に対し
て平行となり、この超音波Qスイッチにレーザが入射す
る。
又、上記手段を備えたことにより、レーザはその偏光面
が偏光面回転素子によって超音波Qスイッチの超音波進
行方向に対して直交方向となって超音波Qスイッチに入
射する。しかして、超音波はスラブレーザ媒質の断面の
厚さ方向に進行することになって超音波Qスイッチの機
能が向上する。
(実施例) 以下、本発明の第1実施例について図面を参照して説明
する。なお、第4図と同一部分には同一符号を付してそ
の詳しい説明は省略する。第1図はスラブ型レーザ発振
装置の構成図であって、第1図(a)は側面から見た構
成図、第1図(b)は矢印(S)方向から見た構成図で
ある。レーザ媒質1から出力されるレーザLの光路上に
は超音波Qスイッチ20が配置されている。この超音波
Qスイッチ20は、溶解石英21に圧電振動子22を設
け、この圧電振動子22にRfドライバ23を接続した
構成となっている。そして、この超音波Qスイッチ20
の溶解石英21内に発生する超音波は屈折率の粗密波が
形成さ、その進行方向はレーザ媒質1の厚さ方向(ロ)
となっている。
このような構成であれば、各フラッシュランプ4.5の
点灯によりレーザ媒質1が励起されると、このレーザ媒
質1内にレーザが発生する。このレーザはレーザ媒質1
内の各面2.3で数回全反射して傾斜面から出力される
。この出力されたレーザしはその偏光面がレーザ媒質1
の厚さ方向となっている。このとき、超音波Qスイッチ
20のRfドライバ23から圧電振動子22に高周波数
の電圧が印加されると、この圧電振動子22から溶解石
英21内に超音波が送られる。この超音波の進行方向は
レーザ媒質1の厚さ方向(ロ)となっている。従って、
レーザLが超音波Qスイッチ20に入射すると、このQ
スイッチ20のブラッグ回折作用によりレーザの進行方
向は曲げられる。
このため、レーザ媒質1から出力されたレーザしは光共
振器内での繰返し反射が不可能となってレーザ媒質1内
に蓄えられる。この状態に溶解石英21内に超音波の発
生を停止すると、光共振器内でレーザの繰返し反射が発
生して高出力のパルスレーザLaが出力される。なお、
このとき出力されたレーザLaのレーザ媒質1の厚さ方
向に対する広がりはθtであり、レーザ媒質1の断面の
長平方向に対する広がりはθωであって、その広がりの
大きさはθtくθωとなっている。
このように上記第1実施例においては、超音波Qスイッ
チ20の超音波進行方向をレーザ媒質1の厚さ方向にし
たので、超音波の伝播距離がレーザ媒質1の厚さ方向骨
だけとなってQスイッチとしての機能を向上できる。又
、超音波Qスイッチにビーム広がり角の小さなθtの方
向が超音波の波面と相互作用するので高い偏向効率が得
られる。
次に本発明の第2実施例について説明する。なお、第3
図と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省
略する。第2図はスラブ型レーザ発振装置の構成図であ
って、第2図(a)は側面から見た構成図、第2図(b
)は矢印(k)方向から見た構成図である。レーザ媒質
1から出力大れるレーザLの光路上には偏光面回転素子
30と超音波Qスイッチ31とが配置されている。偏光
面回転素子30は具体的にはλ/2板で第3図に示すよ
うにレーザLの偏光面を90度回転させる機能を持った
ものである。又、超音波Qスイッチ31は、溶解石英3
2に圧電振動子33を設け、この圧電振動子33にRf
ドライバ34を接続した構成となっている。そして、こ
の超音波Qスイッチ31は縦波の超音波が発生し、その
進行方向はレーザ媒質1の厚さ方向(ロ)となっている
従って、超音波Qスイッチ31に入射するレーザL′の
偏光面は超音波の進行方向に対して垂直方向となってい
る。
このような構成であれば、各フラッシュランプ4.5の
点灯によりレーザ媒質1が励起されると、このレーザ媒
質1内にレーザが発生する。このレーザはレーザ媒質1
内の各面2.3で数回全反射して傾斜面から出力される
。この出力されたレーザしは第3図に示すようにその偏
光面がレーザ媒質1の厚さ方向となっている。従って、
このレーザLが偏光面回転素子30を透過すると、この
し−ザLの偏光面は90度回転されてレーザ媒質1の断
面の長手方向に変換される。このとき、超音波Qスイッ
チ31のRfドライバ34から圧電振動子33に高周波
数の電圧が印加されると、この圧電振動子33から溶解
石英32内に縦波の超音波が送られる。この超音波の進
行方向はレーザ媒質1の厚さ方向(ハ)となっている。
従って、レーザL″が超音波Qスイッチ31に入射する
と、このQスイッチ31のブラッグ回折作用により高い
偏向効率でレーザの進行方向は曲げられる。このため、
レーザ媒質1から出力されたレーザしは光共振器内での
繰返し反射が不可能となってそのエネルギーが蓄えられ
る。この状態に溶解石英32内に超音波の発生を停止す
ると、光共振器内でレーザの繰返し反射が発生して高出
力のパルスレーザLaが出力される。なお、このとき出
力されたレーザLaのレーザ媒質1の厚さ方向に対する
広がりはθtであり、レーザ媒質1の断面の長手方向に
対する広がりはθωであって、その広がりの大きさはθ
tくθωとなっている。
このように上記第2実施例においては、超音波Qスイッ
チ31の超音波進行方向をレーザ媒質1の厚さ方向にす
るとともにこの超音波の進行方向に対して垂直方向とな
る方向にレーザの偏光面を回転させる構成としたので、
超音波の伝播距離がレーザ媒質1の厚さ方向分だけとな
って短時間のうちにスイッチ作用が行われQスイッチと
しての機能を向上できる。そのうえ、超音波の進行方向
に対して垂直方向となる方向の偏光面のレーザを入射さ
せるので、超音波Qスイッチのブラッグ回折角度の方向
とレーザ塩がりの狭いθtをもったレーザビームの方向
とを一致させることができ、もってレーザ媒質1の断面
の長手方向のレーザ塩がりθωがたとえ広くてもQスイ
ッチとしての機能をさらに向上させることができる。こ
れにより、レーザ媒質1を薄くかつ幅の広い断面形状に
した構造でも高出力で高繰返し数のパルスレーザを発振
するのに好適な構成にできる。又、超音波Qスイッチ3
1のレーザ媒質1の厚さ方向の厚さを厚くしても偏向方
向回転子、超音波とレーザビームとの相互作用を増しQ
スイッチ動作の高性能化が計れる。
なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、偏
向面回転素子30をファラディーローテータに代えても
よい。
[発明の効果] 以上詳記したように本発明によれば、超音波Qスイッチ
の機能を向上させて高出力で高繰返し数のパルスレーザ
を発振できるスラブ型レーザ発振装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わるスラブ型レーザ発振装置の第1
実施例を示す構成図、第2図は同レーザ発振装置の第2
実施例を示す構成図、第3図は同装置の作用を示す模式
図、第4図及び第5図は従来技術の構成図である。 1・・・レーザ媒質、4,5・・・フラッシュランプ、
6・・・全反射ミラー、7・・・出力ミラー、20・・
・超音波Qスイッチ、21・・・溶解石英、22・・・
圧電振動子、?3・・・Rfドライバ、30・・・偏光
面回転素子、31・・・超音波Qスイッチ、32・・・
溶解石英、33・・・圧電振動子、34・・・Rfドラ
イバ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第3図 第4図 第5図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)超音波Qスイッチを備えたスラブ型レーザ発振装
    置において、前記超音波Qスイッチは超音波の進行方向
    をスラブレーザ媒質の厚さ方向と平行に配置したことを
    特徴とするスラブ型レーザ発振装置。
  2. (2)超音波Qスイッチを備えたスラブ型レーザ発振装
    置において、前記超音波Qスイッチは超音波の進行方向
    をスラブレーザ媒質の厚さ方向と平行に配置するととも
    にこの超音波Qスイッチと前記スラブレーザ媒質との間
    に前記超音波Qスイッチ内を通るレーザの偏光面を略9
    0°回転する偏光面回転素子を配置することを特徴とす
    るスラブ型レーザ発振装置。
JP1825688A 1988-01-28 1988-01-28 スラブ型レーザ発振装置 Pending JPH01194376A (ja)

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JP1825688A JPH01194376A (ja) 1988-01-28 1988-01-28 スラブ型レーザ発振装置

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JP1825688A JPH01194376A (ja) 1988-01-28 1988-01-28 スラブ型レーザ発振装置

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JPH01194376A true JPH01194376A (ja) 1989-08-04

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JP (1) JPH01194376A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5268912A (en) * 1990-05-25 1993-12-07 Hitachi, Ltd. Harmonic light source capable of being optically modulated and optical information processing apparatus employing the same
JP2012253092A (ja) * 2011-05-31 2012-12-20 Mitsubishi Electric Corp 固体レーザ発振器

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5268912A (en) * 1990-05-25 1993-12-07 Hitachi, Ltd. Harmonic light source capable of being optically modulated and optical information processing apparatus employing the same
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