JPH034579A - 波長可変レーザ用モードロック装置 - Google Patents
波長可変レーザ用モードロック装置Info
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- JPH034579A JPH034579A JP1139508A JP13950889A JPH034579A JP H034579 A JPH034579 A JP H034579A JP 1139508 A JP1139508 A JP 1139508A JP 13950889 A JP13950889 A JP 13950889A JP H034579 A JPH034579 A JP H034579A
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- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 16
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 description 3
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 3
- 241000052343 Dares Species 0.000 description 1
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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
- H01S3/1106—Mode locking
- H01S3/1109—Active mode locking
-
- 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
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- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/1068—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using an acousto-optical device
Landscapes
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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」
本発明は広帯域で発振波長が変化する場合においても変
化する全波長でモードロック可能な波長可変レーザ用モ
ードロック装置に関するものである。
化する全波長でモードロック可能な波長可変レーザ用モ
ードロック装置に関するものである。
「従来の技術」
従来より、波長可変固体レーザ発振用として種々の光学
結晶が使用されている０例えばＴｉドープサファイア（
Ｔ ｘ ： Ａ Ｑ ｘ ｏａ）は７００〜１１０００
ｎ、フォルステライト（Ｃｒ ： Ｍ ｇ２ Ｓ ｉ
０４）は８５０−１３００ｎｍ、アレキサンドライト（
Ｃｒ ： Ｂ ｅ Ａ Ｑ ｚ ０４）は７００〜８０
０ｎｍの範囲で発振をする。
結晶が使用されている０例えばＴｉドープサファイア（
Ｔ ｘ ： Ａ Ｑ ｘ ｏａ）は７００〜１１０００
ｎ、フォルステライト（Ｃｒ ： Ｍ ｇ２ Ｓ ｉ
０４）は８５０−１３００ｎｍ、アレキサンドライト（
Ｃｒ ： Ｂ ｅ Ａ Ｑ ｚ ０４）は７００〜８０
０ｎｍの範囲で発振をする。
以上のような範囲の全波長域でモードロックする装置は
従来存在しなかった。あえて従来形の単一波長モードの
モードロック装置を使おうとすると第３図に示すような
装置が考えられる。
従来存在しなかった。あえて従来形の単一波長モードの
モードロック装置を使おうとすると第３図に示すような
装置が考えられる。
この第３図において、励起光がハーフミラ−（１）を介
してレーザ共振器（２）に入射する。このレーザ共振器
（２）では第ル−ザミラー（３）を透過したレーザが波
長選択素子（４）を経てＴｉ：Ａｎ、Ｏ３などの波長可
変レーザ発振素子（５）に入射する。この波長可変レー
ザ発振素子（５）は１００ｎ園またはそれ以上の広い波
長範囲にわたってレーザ発振をする。
してレーザ共振器（２）に入射する。このレーザ共振器
（２）では第ル−ザミラー（３）を透過したレーザが波
長選択素子（４）を経てＴｉ：Ａｎ、Ｏ３などの波長可
変レーザ発振素子（５）に入射する。この波長可変レー
ザ発振素子（５）は１００ｎ園またはそれ以上の広い波
長範囲にわたってレーザ発振をする。
また、ガラスのプリズムからなる音響光学素子（６）に
は超音波トランスジューサ（７）が設けられ、この超音
波トランスジューサ（７）は駆動部（８）からの高周波
駆動信号により励振されて超音波を発生する。この超音
波により音響光学素子（６）中に定在波が生じ、前記レ
ーザが通過する際にこの定在波により変調をうけ、レー
ザ発振スペクトルの縦モードの位相と振動が一定となり
、モードロックをおこさせる。
は超音波トランスジューサ（７）が設けられ、この超音
波トランスジューサ（７）は駆動部（８）からの高周波
駆動信号により励振されて超音波を発生する。この超音
波により音響光学素子（６）中に定在波が生じ、前記レ
ーザが通過する際にこの定在波により変調をうけ、レー
ザ発振スペクトルの縦モードの位相と振動が一定となり
、モードロックをおこさせる。
［発明が解決しようとする課題」
しかるに、第３１！ｌのような装置を使用すると、プリ
ズム状の音響光学素子（６）の波長分散により。
ズム状の音響光学素子（６）の波長分散により。
例えば７５０ｎｍのレーザは点線のような光路となり、
１０００ｎ■のレーザは実線のような光路となる。その
ため、波長を変えると反射用の第２レーザミラー（９）
の角度も点線または実線のように変化させなければなら
ない、したがって、特に広帯域でモードロックする場合
では実際の使用がほとんど不可能である。プリズム状の
音響光学素子（６）の入射面（６ａ）と出射面（６ｂ）
を平行にすることも考えられるが、１個のプリズムで平
行面を形成するのは極めて困難でしかもセット後の調整
ができないなどの問題があった。
１０００ｎ■のレーザは実線のような光路となる。その
ため、波長を変えると反射用の第２レーザミラー（９）
の角度も点線または実線のように変化させなければなら
ない、したがって、特に広帯域でモードロックする場合
では実際の使用がほとんど不可能である。プリズム状の
音響光学素子（６）の入射面（６ａ）と出射面（６ｂ）
を平行にすることも考えられるが、１個のプリズムで平
行面を形成するのは極めて困難でしかもセット後の調整
ができないなどの問題があった。
本発明はレーザ共振器の反射用レーザミラーの角度を調
整することなく広帯域で変化する全波長でロードロック
可能な装置を得ることを目的とするものである。
整することなく広帯域で変化する全波長でロードロック
可能な装置を得ることを目的とするものである。
「課題を解決するための手段」
本発明は、第１、第２のレーザミラーと波長可変レーザ
発振素子とを有するレーザ共振器に、レーザの変調機能
を有するプリズム状の音響光学素子を設けて多数の縦モ
ード中の特定の位相を同期させてモードロックする装置
において、前記レーザ共振器内に、前記音響光学素子の
波長分散による光路のずれを補正するための少なくとも
１個の補正プリズムを介在してなるものである。
発振素子とを有するレーザ共振器に、レーザの変調機能
を有するプリズム状の音響光学素子を設けて多数の縦モ
ード中の特定の位相を同期させてモードロックする装置
において、前記レーザ共振器内に、前記音響光学素子の
波長分散による光路のずれを補正するための少なくとも
１個の補正プリズムを介在してなるものである。
「作用」
励起光がレーザ共振器の第１のレーザミラーを透過して
、波長可変レーザ発振素子に入射し、所定の波長レーザ
が出力し、第１．第２レーザミラー間で発振する。また
、音響光学素子中に発生した定在波が前記レーザ光を変
調してレーザ発振スペクトルの縦モードの位相と振動が
一定となってモードロックをおこす。
、波長可変レーザ発振素子に入射し、所定の波長レーザ
が出力し、第１．第２レーザミラー間で発振する。また
、音響光学素子中に発生した定在波が前記レーザ光を変
調してレーザ発振スペクトルの縦モードの位相と振動が
一定となってモードロックをおこす。
この状態で波長可変レーザ発振素子によって出力するレ
ーザの波長を可変すると、プリズム状の音響光学素子の
光路が変る。しかし、補正プリズムによって、変化した
光路が平行に補正されるので、レーザミラーの角度を調
整することなく広帯域の発振波長の変化に対しモードロ
ックが可能となる。
ーザの波長を可変すると、プリズム状の音響光学素子の
光路が変る。しかし、補正プリズムによって、変化した
光路が平行に補正されるので、レーザミラーの角度を調
整することなく広帯域の発振波長の変化に対しモードロ
ックが可能となる。
「実施例」
以下１本発明の一実施例を図面に基き説明する。
第１図において、（１）は励起光を透過し、出力光を反
射するハーフミラ−１（２）はレーザ共振器である。こ
のレーザ共振器（２）は、励起光を透過し、レーザの８
０％程度を反射する第１のレーザミラー（３）と、レー
ザを全反射する第２のレーザミラー（９）とが例えばキ
ャビティ長１２５０ｍｍの間隔で配置されている。この
第１、第２のレーザミラー（３） （９）間には、波長
選択素子（４）と１両端面が互いに平行面をなす円筒体
レーザロッドからなる波長可変固体レーザ発振素子（５
）と、ガラスなどのプリズムからなる音響光学素子（６
）と、光路補正プリズム（１０）とを介在している。前
記波長可変固体レーザ発振素子（５）はＴｉドープサフ
ァイア（Ｔ ｉ ： Ａ Ｑ ＊ Ｏｓ） 、フォルス
テライト（Ｃｒ：Ｍｇ、 Ｓ ｉ Ｏ，）、アレキサン
ドライト（Ｃｒ：ＢｅＡＱ１０４）などのレーザ媒質か
らなる。また、前記音響光学素子（６）には、超音波ト
ランスジューサ（７）と、これに外部から高周波を印加
させて定在波を発生せしめる駆動部（８）とを具備して
いる。さらに、前記音響光学素子（６）と補正プリズム
（１ｏ）とは、入射面と出射面が、すなわち（１０ａ）
と（６ｂ）、（ｔａｂ）と（６ａ）が互いに平行に構成
されている。
射するハーフミラ−１（２）はレーザ共振器である。こ
のレーザ共振器（２）は、励起光を透過し、レーザの８
０％程度を反射する第１のレーザミラー（３）と、レー
ザを全反射する第２のレーザミラー（９）とが例えばキ
ャビティ長１２５０ｍｍの間隔で配置されている。この
第１、第２のレーザミラー（３） （９）間には、波長
選択素子（４）と１両端面が互いに平行面をなす円筒体
レーザロッドからなる波長可変固体レーザ発振素子（５
）と、ガラスなどのプリズムからなる音響光学素子（６
）と、光路補正プリズム（１０）とを介在している。前
記波長可変固体レーザ発振素子（５）はＴｉドープサフ
ァイア（Ｔ ｉ ： Ａ Ｑ ＊ Ｏｓ） 、フォルス
テライト（Ｃｒ：Ｍｇ、 Ｓ ｉ Ｏ，）、アレキサン
ドライト（Ｃｒ：ＢｅＡＱ１０４）などのレーザ媒質か
らなる。また、前記音響光学素子（６）には、超音波ト
ランスジューサ（７）と、これに外部から高周波を印加
させて定在波を発生せしめる駆動部（８）とを具備して
いる。さらに、前記音響光学素子（６）と補正プリズム
（１ｏ）とは、入射面と出射面が、すなわち（１０ａ）
と（６ｂ）、（ｔａｂ）と（６ａ）が互いに平行に構成
されている。
以上のような構成において、励起光がハーフミラ−（１
）および第１のレーザミラー（３）を透過してレーザ共
振器（２）内に入射する。励起光の中から波長選択素子
（４）にて所定の波長が選択され、波長可変レーザ発振
素子（５）に入射し、さらに補正プリズム（１０）、音
響光学素子（６）を通り第２のレーザミラー（９）に送
られ、ここで全反射する６反射したレーザは再び逆方向
に進み、第１のレーザミラー（３）で反射する。この第
１．第２のレーザミラー（３） （９）間で発振を繰返
えすことにより増幅され、第１のレーザミラー（３）か
ら一部品刃し、さらにハーフミラ−（１）で反射されて
目的のレーザが出力する。前記音響光学素子（６）の超
音波トランスジューサ（７）は、＊動部（８）の交流信
号が印加されると、定在波を発生させて発振しているレ
ーザがこの定在波を通過する際に変調を受ける。
）および第１のレーザミラー（３）を透過してレーザ共
振器（２）内に入射する。励起光の中から波長選択素子
（４）にて所定の波長が選択され、波長可変レーザ発振
素子（５）に入射し、さらに補正プリズム（１０）、音
響光学素子（６）を通り第２のレーザミラー（９）に送
られ、ここで全反射する６反射したレーザは再び逆方向
に進み、第１のレーザミラー（３）で反射する。この第
１．第２のレーザミラー（３） （９）間で発振を繰返
えすことにより増幅され、第１のレーザミラー（３）か
ら一部品刃し、さらにハーフミラ−（１）で反射されて
目的のレーザが出力する。前記音響光学素子（６）の超
音波トランスジューサ（７）は、＊動部（８）の交流信
号が印加されると、定在波を発生させて発振しているレ
ーザがこの定在波を通過する際に変調を受ける。
そして、同時発振している多数の縦モードの中からレー
ザ発振スペクトルの所定の縦モードの位相と振動が一定
となりモードロックをおこさせる。
ザ発振スペクトルの所定の縦モードの位相と振動が一定
となりモードロックをおこさせる。
また、プリズム状の音響光学素子（６）で波長により光
路が変化する。しかし、光路補正プリズム（ｌＯ）によ
り光路が補正されて、波長のちがいに拘らず平行光線と
なる。例えば７５０ｎ＋＊のレーザでは点線のようにプ
リズムによって大きく屈折する。また１１００Ｑｎのレ
ーザは実線のようにそれ程大きな屈折をしない、このよ
うな屈折の程度の違いを補正するのが補正プリズム（１
０）である、すなわち、この補正プリズム（１０）によ
って、補正されて異なる波長のレーザが第２のレーザミ
ラー（９）に対してすべて直角に入射する。その結果９
反射波は音響光学素子（６）と補正プリズム（１０）を
通ると、元の光路へ戻る。
路が変化する。しかし、光路補正プリズム（ｌＯ）によ
り光路が補正されて、波長のちがいに拘らず平行光線と
なる。例えば７５０ｎ＋＊のレーザでは点線のようにプ
リズムによって大きく屈折する。また１１００Ｑｎのレ
ーザは実線のようにそれ程大きな屈折をしない、このよ
うな屈折の程度の違いを補正するのが補正プリズム（１
０）である、すなわち、この補正プリズム（１０）によ
って、補正されて異なる波長のレーザが第２のレーザミ
ラー（９）に対してすべて直角に入射する。その結果９
反射波は音響光学素子（６）と補正プリズム（１０）を
通ると、元の光路へ戻る。
なお、前記第１、第２のレーザミラー（３） （９）間
のキャビティ長Ｌ（例えば１２５０ｍｍ）と変調周波数
ｆ（例えば６０Ｍ＆）との関係は次式で示される。
のキャビティ長Ｌ（例えば１２５０ｍｍ）と変調周波数
ｆ（例えば６０Ｍ＆）との関係は次式で示される。
また、モードロックパルス幅はレーザ発振スペクトルの
利得エンベロープ、いわゆる線幅Δνに依存し、モード
ロックパルス＠ｔは次式であられされる。
利得エンベロープ、いわゆる線幅Δνに依存し、モード
ロックパルス＠ｔは次式であられされる。
前記実施例では光路補正用として人出射面が互いに平行
な２個のプリズムを用いたが、変調機能および光路補正
機能を有するプリズムであって。
な２個のプリズムを用いたが、変調機能および光路補正
機能を有するプリズムであって。
人出射面が平行であれば、これに限られるものではな（
、例えば第２図に示すように３個以上であってもよいし
、また、３角形以外の多角形であってもよい。
、例えば第２図に示すように３個以上であってもよいし
、また、３角形以外の多角形であってもよい。
前記実施例では波長可変固体レーザ発振素子（５）とし
てロッドの入出射端面が互いに平行な円筒形のものを用
いたが、これに限られるものではなく、高速繰返しが可
能で出力が安定なジグザグスラブ形の構造のレーザロッ
ドであってもよい。
てロッドの入出射端面が互いに平行な円筒形のものを用
いたが、これに限られるものではなく、高速繰返しが可
能で出力が安定なジグザグスラブ形の構造のレーザロッ
ドであってもよい。
「発明の効果」
本発明は上述のように少なくとも２個のプリズムを用い
、一方のプリズムによって光路を補正するようにしたの
で、レーザミラーの角度を調整することなく広帯域の全
波長でモードロックが可能である。例えば、波長可変固
体発振素子としてＴｉドープサファイアで７００〜１０
００ｎ鳳、フォルステライトで８５０〜１３００ｎｍ、
アレキサンドライトで７００〜８００ｎ諷の間で数ρｓ
ｅｃのパルスを得ることができる。
、一方のプリズムによって光路を補正するようにしたの
で、レーザミラーの角度を調整することなく広帯域の全
波長でモードロックが可能である。例えば、波長可変固
体発振素子としてＴｉドープサファイアで７００〜１０
００ｎ鳳、フォルステライトで８５０〜１３００ｎｍ、
アレキサンドライトで７００〜８００ｎ諷の間で数ρｓ
ｅｃのパルスを得ることができる。
第１図は本発明によるモードロック装置の一実施例を示
す説明図、第２図は本発明の他の実施例。 の説明図、第３図は従来のモードロックの使用例の説明
図である。 （１）・・・ハーフミラ−１（２）・・・レーザ共振器
、（３）・・・第１のレーザミラー、（４）・・・波長
選択素子、（５）・・・波長可変レーザ発振素子、（６
）・・・音響光学素子。 （７）・・・超音波トランスジューサ、（８）・・・［
ＨｔＳ、 （９）・・・第２のレーザミラー、（１０）
（１０ａ） （１０ｂ）−光路補正プリズム。
す説明図、第２図は本発明の他の実施例。 の説明図、第３図は従来のモードロックの使用例の説明
図である。 （１）・・・ハーフミラ−１（２）・・・レーザ共振器
、（３）・・・第１のレーザミラー、（４）・・・波長
選択素子、（５）・・・波長可変レーザ発振素子、（６
）・・・音響光学素子。 （７）・・・超音波トランスジューサ、（８）・・・［
ＨｔＳ、 （９）・・・第２のレーザミラー、（１０）
（１０ａ） （１０ｂ）−光路補正プリズム。
Claims (3)
- （１）第１、第２のレーザミラーと波長可変レーザ発振
素子とを有するレーザ共振器に、レーザの変調機能を有
するプリズム状の音響光学素子を設けて多数の縦モード
中の特定の位相を同期させてモードロックする装置にお
いて、前記レーザ共振器内に、前記音響光学素子の波長
分散による光路のずれを補正するための少なくとも１個
の補正プリズムを介在してなることを特徴とする波長可
変レーザ用モードロック装置。 - （２）音響光学素子と補正プリズムはガラスからなる請
求項（１）記載の波長可変レーザ用モードロック装置。 - （３）２以上の音響光学素子と補正プリズムの入射面と
出射面は互いに平行にした請求項（１）または（２）記
載の波長可変レーザ用モードロック装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1139508A JPH034579A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 波長可変レーザ用モードロック装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1139508A JPH034579A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 波長可変レーザ用モードロック装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH034579A true JPH034579A (ja) | 1991-01-10 |
Family
ID=15246930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1139508A Pending JPH034579A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 波長可変レーザ用モードロック装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH034579A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6667995B2 (en) | 2000-02-28 | 2003-12-23 | Riken | ultrashort pulse laser oscillator |
| CN100353205C (zh) * | 2005-07-20 | 2007-12-05 | 华中科技大学 | 一种基于二维声光偏转器的激光扫描装置 |
-
1989
- 1989-06-01 JP JP1139508A patent/JPH034579A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6667995B2 (en) | 2000-02-28 | 2003-12-23 | Riken | ultrashort pulse laser oscillator |
| CN100353205C (zh) * | 2005-07-20 | 2007-12-05 | 华中科技大学 | 一种基于二维声光偏转器的激光扫描装置 |
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