JPH02146786A - 光変調素子 - Google Patents
光変調素子Info
- Publication number
- JPH02146786A JPH02146786A JP63299397A JP29939788A JPH02146786A JP H02146786 A JPH02146786 A JP H02146786A JP 63299397 A JP63299397 A JP 63299397A JP 29939788 A JP29939788 A JP 29939788A JP H02146786 A JPH02146786 A JP H02146786A
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- Japan
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- transducer
- acousto
- modulation element
- ultrasonic wave
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- Pending
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は光変調素子に関するものである。
［従来の技術］
固体レーザーの発振形態には連続波（ＣＷ）発振とパル
ス発振とがある。パルス発振にはランプをパルス励起す
るだけのパルス発振、ＣＷ発振をＱスイッチ動作するこ
とによってパルス化する方法、パルス発振をＱスイッチ
動作してジャイアントパルスを得る方法、モードロック
をかけて超短パルスを得る方法などがある。特に短いパ
ルス幅で、高いエネルギーのレーザー発振を得ようとす
る場合にはモードロック動作により超短パルスを得るこ
とと、Ｑスイッチ動作により、そのパルスをジャイアン
トパルス化することを組合せることが多い。
ス発振とがある。パルス発振にはランプをパルス励起す
るだけのパルス発振、ＣＷ発振をＱスイッチ動作するこ
とによってパルス化する方法、パルス発振をＱスイッチ
動作してジャイアントパルスを得る方法、モードロック
をかけて超短パルスを得る方法などがある。特に短いパ
ルス幅で、高いエネルギーのレーザー発振を得ようとす
る場合にはモードロック動作により超短パルスを得るこ
とと、Ｑスイッチ動作により、そのパルスをジャイアン
トパルス化することを組合せることが多い。
ところで、モードロック動作を行なうための素子として
は、過飽和色素を用いる受動的モードロック素子と音響
光学変調器や、電気光学変調器等を用いる能動的モード
ロック素子とがあるが、より安定なモードロツタ動作が
行なえることから、通常は能動的モードロツタ素子を用
いることが多い。さらに、モードロツタ動作は上記のデ
バイスを含めた光共振器内外の反射等の影響により、不
安定になりやすいので、これを防ぐ為に光入出射面をブ
リュースター角にする等の方法が取られているが、この
加工が容易に行なえる音響光学変調器が良く用いられる
。
は、過飽和色素を用いる受動的モードロック素子と音響
光学変調器や、電気光学変調器等を用いる能動的モード
ロック素子とがあるが、より安定なモードロツタ動作が
行なえることから、通常は能動的モードロツタ素子を用
いることが多い。さらに、モードロツタ動作は上記のデ
バイスを含めた光共振器内外の反射等の影響により、不
安定になりやすいので、これを防ぐ為に光入出射面をブ
リュースター角にする等の方法が取られているが、この
加工が容易に行なえる音響光学変調器が良く用いられる
。
一方、Ｑスイッチ動作を行なうための素子としては、回
転又は振動ミラーを用いた機械的Ｑスイッチや、過飽和
色素Ｑスイッチ、さらには音響光学Ｑスイッチなど種々
のものがあるが、同様の理由により、音響光学Ｑスイッ
チが有利である。
転又は振動ミラーを用いた機械的Ｑスイッチや、過飽和
色素Ｑスイッチ、さらには音響光学Ｑスイッチなど種々
のものがあるが、同様の理由により、音響光学Ｑスイッ
チが有利である。
つまり、安定なモードロック／Ｑスイッチ動作を行なわ
せるには、音響光学変調素子と音響光学Ｑスイッチの組
合せが有効である。
せるには、音響光学変調素子と音響光学Ｑスイッチの組
合せが有効である。
［発明の解決しようとする課題］
第３図に、以上述べたような従来例における、レーザー
発振器における光共振器の各素子の配置を、レーザーダ
イオード励起の場合を例にとって示した。図の中で、１
１は高反射ミラ、１２は出力ミラー、１３はレーザー媒
質、１５はモードロック素子、１６はＱスイッチ素子、
１７はレーザー・ダイオード、１８は結合光学系である
。
発振器における光共振器の各素子の配置を、レーザーダ
イオード励起の場合を例にとって示した。図の中で、１
１は高反射ミラ、１２は出力ミラー、１３はレーザー媒
質、１５はモードロック素子、１６はＱスイッチ素子、
１７はレーザー・ダイオード、１８は結合光学系である
。
高反射ミラー１１と出力ミラー１２との間で光共振器を
構成しており、励起レーザー光は光共振器に入射され、
光共振器内のレーザー光はモードロック素子１５で超短
パルス化され、またＱスイッチ素子１６でジャイアント
パルスとされ、出力ミラー１２からレーザー発振光とし
て出射する。
構成しており、励起レーザー光は光共振器に入射され、
光共振器内のレーザー光はモードロック素子１５で超短
パルス化され、またＱスイッチ素子１６でジャイアント
パルスとされ、出力ミラー１２からレーザー発振光とし
て出射する。
第３図かられかる様に、従来においてはこれら２つの素
子は別個の物であり、かつ個々の部品がかなり高価であ
るため、コストが高くつくこと、また２個分のスペース
が必要なため他の構成部品の設計が制約を受けること、
さらに、モードロッカー及びＱスイッチは水冷する必要
があるが、その場合、その水冷チューブなどのために装
置全体がかなり繁雑になることなどの問題があった。
子は別個の物であり、かつ個々の部品がかなり高価であ
るため、コストが高くつくこと、また２個分のスペース
が必要なため他の構成部品の設計が制約を受けること、
さらに、モードロッカー及びＱスイッチは水冷する必要
があるが、その場合、その水冷チューブなどのために装
置全体がかなり繁雑になることなどの問題があった。
［課題を解決するための手段］
本発明は前述の課題を解決すべくなされたものであり、
音響光学媒体と、該音響光学媒体の１面に設置された複
数個のトランスデユーサとを有し、少なくとも１個のト
ランスデユーサから発せられた超音波が最初に到達する
面のうちその主信号が到達する領域に該超音波が該トラ
ンスデユーサに反射することを妨げる手段を設け、かつ
少なくとも他の１個のトランスデユーサから発せられた
超音波が最初に到達する面をその主信号が該トランスデ
ユーサに反射する様に反射面を形成してなる光変調素子
を提供するものである。
音響光学媒体と、該音響光学媒体の１面に設置された複
数個のトランスデユーサとを有し、少なくとも１個のト
ランスデユーサから発せられた超音波が最初に到達する
面のうちその主信号が到達する領域に該超音波が該トラ
ンスデユーサに反射することを妨げる手段を設け、かつ
少なくとも他の１個のトランスデユーサから発せられた
超音波が最初に到達する面をその主信号が該トランスデ
ユーサに反射する様に反射面を形成してなる光変調素子
を提供するものである。
［実施例］
以下、実施例に従って説明する。
第１図は本発明の１実施例を示す図で、その正面図と上
面図である。図中で、 ｌは音響光学媒体、 ２．２′
はトランスデユーサ、 ３．３′は接着層、４．５は高
周波交流電源、６は入射光、７．７′は回折光、８は透
過光、９は超音波吸収体、１０は屈折率が周期的に変化
している様子を模式的に表わしたものである。
面図である。図中で、 ｌは音響光学媒体、 ２．２′
はトランスデユーサ、 ３．３′は接着層、４．５は高
周波交流電源、６は入射光、７．７′は回折光、８は透
過光、９は超音波吸収体、１０は屈折率が周期的に変化
している様子を模式的に表わしたものである。
音響光学媒体ｌは石英ガラス等の材料からなり、そのう
ちの１面に、両面に金属電極を付けたＬｉＮｂＯ３等の
圧電体からなるトランスデユーサ２．２′が、エポキシ
樹脂等の接着層３を介して接着されている。
ちの１面に、両面に金属電極を付けたＬｉＮｂＯ３等の
圧電体からなるトランスデユーサ２．２′が、エポキシ
樹脂等の接着層３を介して接着されている。
第１図の中でトランスデユーサ２はＱスイッチ機能に対
応するものである。音響光学媒体１の面の中で一方のト
ランスデユーサ２に対向する位置、即ち、トランスデユ
ーサ２の接着しである面に対向する面のうちトランスデ
ユーサ２から音響光学媒体ｌの内部に発せられた超音波
の主信号が最初に到達する位置には超音波の吸収体９が
設けられている。ここで、トランスデユーザ２に高周波
交流電源４により交流電圧が印加されると、音響光学媒
体１中にｌＯで模式的に示したような屈折率の周期的変
化が発生する。この時の高周波交流電源４の周波数ｆ２
は通常、数十Ｍ肚程度とされる。この屈折率の周期的変
化により、音響光学媒体１にブラッグ条件を満足するよ
うに入射した光６は回折光７で示した様に回折され、光
共振器のＱ値は小さ（なる。逆にこの交流電圧の印加な
やめると、入射光６はほとんど透過するようになり、光
共振器のＱ値は太き（なる。即ちＱスイッチとして機能
する。尚、この超音波主信号が最初に到達する位置に超
音波の吸収体を設けるかわりに、この面を粗面にして超
音波を散乱させたり、この面を斜めにして、超音波がト
ランスデユーサ２の方向へ戻らないようにされていても
良い。
応するものである。音響光学媒体１の面の中で一方のト
ランスデユーサ２に対向する位置、即ち、トランスデユ
ーサ２の接着しである面に対向する面のうちトランスデ
ユーサ２から音響光学媒体ｌの内部に発せられた超音波
の主信号が最初に到達する位置には超音波の吸収体９が
設けられている。ここで、トランスデユーザ２に高周波
交流電源４により交流電圧が印加されると、音響光学媒
体１中にｌＯで模式的に示したような屈折率の周期的変
化が発生する。この時の高周波交流電源４の周波数ｆ２
は通常、数十Ｍ肚程度とされる。この屈折率の周期的変
化により、音響光学媒体１にブラッグ条件を満足するよ
うに入射した光６は回折光７で示した様に回折され、光
共振器のＱ値は小さ（なる。逆にこの交流電圧の印加な
やめると、入射光６はほとんど透過するようになり、光
共振器のＱ値は太き（なる。即ちＱスイッチとして機能
する。尚、この超音波主信号が最初に到達する位置に超
音波の吸収体を設けるかわりに、この面を粗面にして超
音波を散乱させたり、この面を斜めにして、超音波がト
ランスデユーサ２の方向へ戻らないようにされていても
良い。
一方、トランスデユーサ２′はモードロッカー機能に対
応するものである。トランスデユーサ２′が高周波交流
電源５によって、交流電圧を印加されることにより、音
響光学媒体１中に発せられた超音波がトランスデユーサ
２′に反射してくるようにトランスデユーサ２′に相対
向する面は形成されている。この場合の共振器長をＬと
したとき、１／２・（Ｃ／２Ｌ）の周波数ｆ１で駆動す
ることによって、共振器の縦モード間隔Ｃ／２Ｌの超音
波定在波が立ち、レーザー光がＣ／２Ｌで変調を受け、
モ・−ドロック素子として働く。
応するものである。トランスデユーサ２′が高周波交流
電源５によって、交流電圧を印加されることにより、音
響光学媒体１中に発せられた超音波がトランスデユーサ
２′に反射してくるようにトランスデユーサ２′に相対
向する面は形成されている。この場合の共振器長をＬと
したとき、１／２・（Ｃ／２Ｌ）の周波数ｆ１で駆動す
ることによって、共振器の縦モード間隔Ｃ／２Ｌの超音
波定在波が立ち、レーザー光がＣ／２Ｌで変調を受け、
モ・−ドロック素子として働く。
このように、本発明の光変調素子の構成を採ることによ
り、この光変調素子への入射光６は、高モネルギーの超
短パルス光に変調される。
り、この光変調素子への入射光６は、高モネルギーの超
短パルス光に変調される。
第１図においては光の入射側にＱスイッチが来て、出射
側にモードロッカーが来るように配置をしているが、こ
れら位置を入れ替えても同様の効果がある。
側にモードロッカーが来るように配置をしているが、こ
れら位置を入れ替えても同様の効果がある。
また、Ｑスイッチとモードロッカーをそれぞれ２個以上
備えた素子とすることも同様に可能である。
備えた素子とすることも同様に可能である。
トランスデユーサとしては、ＬｉＮｂＯ３に限るわけで
はなく、水晶なども使用できる。また、音響光学媒体と
して、性能指数の高いＰｂＭｏＯ４を用いるようにする
と、本発明の光変調素子は非常に小型化され、レーザー
ダイオード励起固体レーザーとともに用いれば、超小型
の固体レーザーが得られるので、非常に望ましい。
はなく、水晶なども使用できる。また、音響光学媒体と
して、性能指数の高いＰｂＭｏＯ４を用いるようにする
と、本発明の光変調素子は非常に小型化され、レーザー
ダイオード励起固体レーザーとともに用いれば、超小型
の固体レーザーが得られるので、非常に望ましい。
さらに、高周波交流電源と本発明の光変調素子の間にイ
ンピーダンスのマツチング回路を設けることなども当然
行なえる。
ンピーダンスのマツチング回路を設けることなども当然
行なえる。
第２図は、本発明の光変調素子を用いたレーザー発振器
の光共振器の配置をレーザーダイオード励起の場合を例
にとって示すものである。
の光共振器の配置をレーザーダイオード励起の場合を例
にとって示すものである。
図中の番号は第３図と同じものを用いている。
また、１４は本発明の光変調素子である。
これを第３図と比較してみる。従来例を示す第３図では
、モードロッカーとＱスイッチが分離されているため、
システム自体が大きく、繁雑になる。特に、モードロッ
カーとＱスイッチは水冷の必要があるため、その配管は
複雑になる。
、モードロッカーとＱスイッチが分離されているため、
システム自体が大きく、繁雑になる。特に、モードロッ
カーとＱスイッチは水冷の必要があるため、その配管は
複雑になる。
一方、本発明を利用した第２図では、モードロッカーと
Ｑスイッチが一体になった構造をしているため、システ
ムがコンパクトであり、特に水冷配管に関しては従来に
くらべて非常に簡単にしつる。
Ｑスイッチが一体になった構造をしているため、システ
ムがコンパクトであり、特に水冷配管に関しては従来に
くらべて非常に簡単にしつる。
第２図は本発明による光変調素子を光共振器内に入れた
例を示したが、もちろんこの素子の使用法は光共振器内
に入れるようにすることに限るものではない。
例を示したが、もちろんこの素子の使用法は光共振器内
に入れるようにすることに限るものではない。
［発明の効果］
以上のように本発明の光変調素子によれば、レーザー発
振器のシステム構成を非常に簡単にすることができる。
振器のシステム構成を非常に簡単にすることができる。
また、高周波交流電源のいずれか一方からの電力を印加
しなければ、Ｑスイッチまたはモードロッカーのみとし
て機能させることができるため、１つの素子で様々な用
途に用いることができ、非常に汎用的な素子を得ること
ができる。
しなければ、Ｑスイッチまたはモードロッカーのみとし
て機能させることができるため、１つの素子で様々な用
途に用いることができ、非常に汎用的な素子を得ること
ができる。
第１図は本発明の１実施例を示す図で、その正面図と上
面図である。図中で、 ｌは音響光学媒体、 ２．２′
はトランスデユーサ、 ３．３′は接着層、４．５は高
周波交流電源、６は入射光、 ７．７′は回折光、８は
透過光、９は超音波吸収体、１０は屈折率が周期的に変
化している様子を模式的に表わしたものである。 また、第２図は、本発明の光変調素子を用いたレーザー
発振器の光共振器に配置の１例を示すものであり、第３
図は従来例における各素子の配置を表わす１例である。 図の中で、１１は高反射ミラ、１２は出力ミラー、１３
はレーザー媒質、１４は本発明の光変調器、１５はモー
ドロック素子、１６はＱスイッチ素子、１７はレーザー
ダイオード、１８は結合光学系である。 ■
面図である。図中で、 ｌは音響光学媒体、 ２．２′
はトランスデユーサ、 ３．３′は接着層、４．５は高
周波交流電源、６は入射光、 ７．７′は回折光、８は
透過光、９は超音波吸収体、１０は屈折率が周期的に変
化している様子を模式的に表わしたものである。 また、第２図は、本発明の光変調素子を用いたレーザー
発振器の光共振器に配置の１例を示すものであり、第３
図は従来例における各素子の配置を表わす１例である。 図の中で、１１は高反射ミラ、１２は出力ミラー、１３
はレーザー媒質、１４は本発明の光変調器、１５はモー
ドロック素子、１６はＱスイッチ素子、１７はレーザー
ダイオード、１８は結合光学系である。 ■
Claims (3)
- （１）音響光学媒体と、該音響光学媒体の１面に設置さ
れた複数個のトランスデューサとを有し、少なくとも１
個のトランスデューサから発せられた超音波が最初に到
達する面のうちその主信号が到達する領域に該超音波が
該トランスデューサに反射することを妨げる手段を設け
、かつ少なくとも他の１個のトランスデューサから発せ
られた超音波が最初に到達する面をその主信号が該トラ
ンスデューサに反射する様に反射面を形成してなる光変
調素子。 - （２）音響光学媒体と、該音響光学媒体の一面に設置さ
れた複数のトランスデューサとを有し、１個の音響光学
素子に少なくとも１個のＱスイッチと、少なくとも１個
のモードロッカーとを形成してなる光変調素子。 - （３）請求項１または２の光変調素子を１対のミラーと
レーザー媒質とからなる光共振器の光軸上に配置し、レ
ーザーダイオードにより励起するようにしたことを特徴
とするレーザーダイオード励起固体レーザー
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299397A JPH02146786A (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 光変調素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299397A JPH02146786A (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 光変調素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02146786A true JPH02146786A (ja) | 1990-06-05 |
Family
ID=17872027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63299397A Pending JPH02146786A (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 光変調素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02146786A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6560005B2 (en) | 2001-08-07 | 2003-05-06 | Tkd, Inc. | Acousto-optic devices |
| US6879605B2 (en) | 2000-07-24 | 2005-04-12 | Laserfront Technologies, Inc. | Method and apparatus for performing pattern defect repair using Q-switched mode-locked pulse laser |
-
1988
- 1988-11-29 JP JP63299397A patent/JPH02146786A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6879605B2 (en) | 2000-07-24 | 2005-04-12 | Laserfront Technologies, Inc. | Method and apparatus for performing pattern defect repair using Q-switched mode-locked pulse laser |
| US6560005B2 (en) | 2001-08-07 | 2003-05-06 | Tkd, Inc. | Acousto-optic devices |
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