JPH0346286A - Laser oscillator - Google Patents

Laser oscillator

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JPH0346286A
JPH0346286A JP1181792A JP18179289A JPH0346286A JP H0346286 A JPH0346286 A JP H0346286A JP 1181792 A JP1181792 A JP 1181792A JP 18179289 A JP18179289 A JP 18179289A JP H0346286 A JPH0346286 A JP H0346286A
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spatial light
laser
spatial
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好晴 大井
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    • 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
    • H01S3/105Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length

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Abstract

PURPOSE:To enable the disturbed form and the intensity distribution of an output laser beam to be freely controlled by a method wherein a total reflection mirror is made to serve as a reflection type spatial light modulator which is optionally controllable in reflectivity spatial distribution or light phase change spatial distribution. CONSTITUTION:A total reflection mirror 14 of an optical resonator is formed of a reflection type spatial light modulator which is optionally controllable in reflectivity spatial distribution or light phase change spatial distribution. The reflection type spatial light modulator is a reflectivity spatial distribution type spatial light modulator 14A which takes advantage of a double refraction effecft of an electro-optical crystal 20. That is, when laser rays are made incident on the electro-optical crystal 20 through a polarizer 22 from a transparent electrode 24 side, they are reflected by a dielectric multilayered film 28 and travel through the electro-optical crystal 20 back in the opposite direction, whereby phase difference is induced in laser rays and the polarized wavefront is rotated. The laser rays, which pass through the polarizer 22 goes out of the electro-optical crystal 20, are converted in intensity change corresponding to the rotation of the polarized wavefront. By this setup, the ununiformity of laser output rays in intensity distribution can be optionally corrected or laser output rays can be set to an optional intensity distribution.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

この発明はレーザ発振器に関する。 This invention relates to a laser oscillator.

【従来の技術】[Conventional technology]

一般的にレーザ発振器からの出力レーザビームの形状は
、光共振器を構成するミラーの形状、あるいはレーザ発
振器中に配置された空間フィルタによって変化すること
が知られている。 更に、レーザ発振器に、電気光学結晶あるいは、音響光
学素子を挿入して、レーザ発振光の変調を行ったり、励
起源の直接変調を行ったりすることにより、レーザ発振
光を変調する場合は、出力レーザビームが乱れた形状と
なってしまうことが知られている。 特に、レーザ発振器からのイカ光を非線形光学結晶に入
射し、波長変換光を得る場合、非線形光学結晶の不均質
に伴う変換効率のばらつき、及び、波長変換効率が入射
光密度に比例することにより、波長変換光の強度分布は
元の入射光強度分布がより強調されたものとなり、更に
乱れた出力レーザビーム形状になってしまうことが知ら
れている。
It is generally known that the shape of an output laser beam from a laser oscillator changes depending on the shape of a mirror constituting an optical resonator or a spatial filter placed in the laser oscillator. Furthermore, when modulating the laser oscillation light by inserting an electro-optic crystal or an acousto-optic element into the laser oscillator to modulate the laser oscillation light or directly modulating the excitation source, the output It is known that the laser beam becomes irregularly shaped. In particular, when squid light from a laser oscillator is incident on a nonlinear optical crystal to obtain wavelength-converted light, there are variations in conversion efficiency due to non-uniformity of the nonlinear optical crystal, and wavelength conversion efficiency is proportional to the incident light density. It is known that the intensity distribution of the wavelength-converted light is such that the original incident light intensity distribution is emphasized, resulting in a more disordered output laser beam shape.

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

従来、上記のような出力レーザビーム形状の乱れを整形
するために行われていたレーザビーム形状整形方法は、
固定した形状の光共振器用ミラーあるいは空間フィルタ
によってなされていたため、個々のレーザビーム形状に
対応した精密な、あるいは自在なビーム整形が困難であ
るという問題点があった。 特に、Nd 、YAGレーザ等の固体レーザにおいては
、個々のレーザロッドあるいは励起用ランプに、特性の
大きなばらつきがあり、このようなばらつきに起因する
不規則な強度分布の整形は、上記従来の方法では不可能
であるという問題点があった。 この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、
乱れた出力レーザビーム形状を自在に整形できると共に
、出力光の強度分布を自在に調整できるようにしたレー
ザ発振器を提供することを目的とする。
Conventionally, the laser beam shape shaping method used to shape the disturbance in the output laser beam shape as described above is as follows:
Since this is done using a fixed-shaped optical resonator mirror or spatial filter, there is a problem in that precise or flexible beam shaping corresponding to the shape of each laser beam is difficult. In particular, in solid-state lasers such as Nd and YAG lasers, there are large variations in characteristics between individual laser rods or excitation lamps, and the above-mentioned conventional methods cannot correct the irregular intensity distribution caused by such variations. The problem was that it was impossible. This invention was made in view of the above problems, and
It is an object of the present invention to provide a laser oscillator which can freely shape a disordered output laser beam shape and can freely adjust the intensity distribution of output light.

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

この発明は、レーザ媒体と、励起源と、光共振器とを含
み、該光共振器における全反射ミラーを、反射率空間分
布あるいは光位相変化空間分布を任意に調整可能な反射
型空間光変調器としたことを特徴とするレーザ発振器に
より上記目的を達成するものである。 又第2発明は、レーザ媒体と、励起源と、光共振器とを
含み、該光共振器における全反射ミラーから出力ミラー
の出側の間の光路中の任意位置に、透過率空間分布ある
いは光位相変化空間分布を任意に調整可能な透過型空間
光変調器を配置したことを特徴とするレザー発振器によ
り上記目的を達成するものである。 更に、第3発明は、レーザ媒体と、励起源と、光共振器
とを含み、該光共振器における全反射ミラーを反射率空
間分布あるいは光位相変化空間分布を任意に調整可能な
反射型空間光変調器とすると共に、該光共振器における
全反射ミラーから出力ミラーの出側の間の光路中の任意
位置に、透過率空間分布あるいは光位相変化空間分布を
任意に調整可能な透過型空間光変調器を配置したことを
特徴とするレーザ発振器により上記目的を達成するもの
である。 又、上記第1、第2又は第3発明において、前記光共振
器における出力ミラーから出射されたレーザ光の一部を
前記空間光変調器の書込み光として導くフィードバック
系を設けることにより上記目的を達成するものである。 更に、前記第1、第2又は第3発明において、前記光共
振器における出力ミラーから出射されたレーザ光の一部
をビデオ信号とする撮像装置と、このビデオ信号を処理
して、前記空間光変調器の書込み光としての画像信号に
して、前記空間光変調器へ出力する画像処理装置と、を
含んで前記フィードバック系を構成することにより上記
目的を達成するものである。 更に又、上記第1、第2又は第3発明において、前記空
間光変調器の書込み光としての画像信号を生成する画像
信号生成装置を設けることにより上記目的を達成するも
のである。
The present invention includes a laser medium, an excitation source, and an optical resonator, and uses a total reflection mirror in the optical resonator to perform reflective spatial light modulation that can arbitrarily adjust the reflectance spatial distribution or the optical phase change spatial distribution. The above object is achieved by a laser oscillator characterized by having a laser oscillator. Further, the second invention includes a laser medium, an excitation source, and an optical resonator, and a transmittance spatial distribution or The above object is achieved by a laser oscillator characterized by disposing a transmissive spatial light modulator that can arbitrarily adjust the optical phase change spatial distribution. Furthermore, a third aspect of the present invention is a reflective space that includes a laser medium, an excitation source, and an optical resonator, and in which a total reflection mirror in the optical resonator can be arbitrarily adjusted to have a reflectance spatial distribution or an optical phase change spatial distribution. In addition to serving as an optical modulator, a transmissive space in which the transmittance spatial distribution or optical phase change spatial distribution can be arbitrarily adjusted is placed at any position in the optical path between the total reflection mirror and the exit side of the output mirror in the optical resonator. The above object is achieved by a laser oscillator characterized by disposing an optical modulator. Further, in the first, second or third invention, the above object is achieved by providing a feedback system that guides a part of the laser beam emitted from the output mirror in the optical resonator as writing light for the spatial light modulator. It is something to be achieved. Furthermore, in the first, second, or third invention, an imaging device that converts a part of the laser beam emitted from the output mirror in the optical resonator into a video signal, and processes this video signal to generate the spatial light. The above object is achieved by configuring the feedback system including an image processing device that converts the signal into an image signal as writing light of the modulator and outputs it to the spatial light modulator. Furthermore, in the first, second, or third aspect of the invention, the above object is achieved by providing an image signal generation device that generates an image signal as writing light for the spatial light modulator.

【作用】[Effect]

この出願の第1発明は、光共振器における全反射ミラー
を、反射率空間分布あるいは光位相変化空間分布を任意
に調整可能な反射型空間・光変調器により構成し、又第
2発明は、光共振器における全反射ミラーから出力ミラ
ーの出側の間の光路中の任意位置に、透過率空間分布あ
るいは光位相変化空間分布を任意に調整可能な透過型空
間光変調器を配置し、更に、第3発明は、全反射ミラー
を上記のような反射型空間光変調器とすると共に、全反
射ミラーから出力ミラー出側の間の光路中の任意位置に
透過型空間光変調器を配置したので、これらの反射率空
間分布あるいは光位相変化空間分布を、出力レーザビー
ム形状に併せて調整することによって、該レーザビーム
形状を自在に整形することができる。
In the first invention of this application, the total reflection mirror in the optical resonator is constituted by a reflection type spatial/light modulator that can arbitrarily adjust the reflectance spatial distribution or the optical phase change spatial distribution, and the second invention is, A transmissive spatial light modulator capable of arbitrarily adjusting the transmittance spatial distribution or optical phase change spatial distribution is disposed at an arbitrary position in the optical path between the total reflection mirror and the exit side of the output mirror in the optical resonator, and In the third invention, the total reflection mirror is a reflection type spatial light modulator as described above, and a transmission type spatial light modulator is arranged at an arbitrary position in the optical path between the total reflection mirror and the output side of the output mirror. Therefore, by adjusting these reflectance spatial distributions or optical phase change spatial distributions in accordance with the output laser beam shape, the laser beam shape can be shaped freely.

【実施例】【Example】

以下第1発明の実施例について説明する。 第1発明は、第1図に示されるように、レーザ媒#10
と、励起源12と、全反射ミラー14及び出力ミラー1
6とからなる光共振器とを含んでなり、前記全反射ミラ
ー14を、反射率空間分布あるいは光位相変化空間分布
を任意に調整可能な反射型空間光変調器としたものであ
る。 反射型空間光変調器は、光並列処理装置として種々のも
のが存在するが、第1発明の第1実施例では、第2図に
示されるように、反射率空間分布型空間光変調器14A
であって、電気光学結晶20の複屈折効果を利用したも
のである。 第2図において符号22はレーザa体10と電気光学結
晶20との間に配置された偏光子、24及び26は電気
光学結晶20の偏光子22側の面に形成された透明t@
及び反射防止膜、28は電気光学結晶20の透明電極と
反対側に形成された誘電体多層膜ミラー、をそれぞれ示
す。 電気光学結晶20は、結晶内の屈折率の異方性に基づい
て、複屈折効果に応じた偏波面の回転が生じ、誘電体多
層膜ミラー28で反射された後、再度同一の偏光子22
を通すと強度変調が生じ、これによって空間強度変調が
なされることになる。 即ち、印加電圧に応じて×、y軸方向の屈折率差Δn 
(x、y)= nx(xSyi   ny(X、y)が
生じるような電気光学結晶2oを用い、誘電体多層膜ミ
ラー28の表面に書き込み信号により電荷あるいは電位
空間分布を与えると57表表面位分布V(X、V)に応
じて透明量′@24に印加された一定電位voとの差V
(x、y)  vOに対応した屈折率差空間分布Δn(
x、y)が生じる。 このような電気光学結晶20に、透明電極24側から結
晶のx、y軸と45゛方向に漏光軸を持つ偏光子22を
通してレーザ光を入射すると、その直線漏光x、y軸偏
波面成分が誘を体多層膜ミラー28により反射され、電
気光学結晶20を往復することにより、Δn(x、y)
に対応した位相差が生じ、屑波面の回転を招く、電気光
学結晶20から出て再び漏光子22を通過した光は屑波
面の回転に応じて強度変化に変換される。即ち誘電体多
層膜ミラー28のに電位空間分布V(X、y)に応じて
、実効的に反射率空間分布が得られることになる。 次に第3図に示される第1発明の第2実施例について説
明する。 この第2実施例は、ファプリー・ベロ干渉効果型の空間
光変調器14Bを用いたものである。この空間光変調器
14Bは、印加電圧に応じて印加電圧方向の光路長(n
 xd ;屈折率×厚さ)変化Δ(nd)が生じる光学
材料30を用いそのレーザ媒体10側の面に透明型@3
2及び誘電体ミラー34をこの順で積層し、且つ、他方
の面に誘電体ミラー36を積層したものである。 ここで誘電体ミラー34.36は、反射率Rが100%
よりも若干低い値の部分反射ミラーであり、光学材料3
0をエタロン(スペーサ)層としたファプリー・ベロ共
振器とされている。 又は光学材料30としては、印加電圧と垂直方向の屈折
率nが電圧に応じて変化する電気光学材料、又は厚さd
が電圧に応じて変化するものとして透光性圧電材料(圧
電高分子、圧電セラミクス等)がある、この実施例にお
いては、誘電体ミラー36表面に、電荷あるいは電位空
間分布が与えられると、表面電位分布V(x、y)に応
じて射光する透明型f!32に印加された一定電圧VO
との差V(X、’/)  Voに対応した光路長変化Δ
(nd)  (X 、 y )が生じる。このような光
学材料30に、透明型i32側から波長λのレーザ光が
入射すると、光干渉により反射光強度は、光路長ndに
応じて変化する。 即ち、誘電体ミラー36の電位空間分布V(X、y)に
応じて実効的に反射率空間分布が得られることになる。 次に第4図に示される第3実施例について説明する。 この第3実施例は、等位相面空間分布型の空間光変調器
14Cを利用したものであり、印加電圧に応じて、印加
電圧方向の屈折率nが変化する電気光学材料38と、こ
の電気光学材料38のレーザ媒体10側の面にこの順で
積層された透明電極40及び反射防止膜42と、電気光
学材料38の、透明型f!40と反対側の面に形成され
た誘を体ミラー44とから構成されたものである。 こ
の実施例においては、誘電体ミラー44の表面に電荷あ
るいは電位分布が与えられると、表面電位分布v (X
 、y )に応じて、透明型@40に印加された一定電
圧VOとの差V(X、Y)  Voに対応した屈折率空
間分布n(x、y)が生じる。 このような電気光学材料38に、透明i8極40測から
レーザ光が入射されると、n(x、y)に応じて、位相
変化が生じ、レーザ光の等位相面が電気光学材料38入
射前と出射後で変化することになる。 このような等位相面の変化は、光学レンズの場合と同様
に、光の進行方向を曲げる漏光となる。 次に、上記のような反射型空間光変調器14A〜14C
における誘電体ミラー28.36.44表面に、電荷あ
るいは電位分布を与える場合の実施例について説明する
。 これは、光信号による書込み即ち光書込みと、電気信号
による書込み、電気書込みとがある。 第5図は、光導電体を利用した光書込みによる場合の実
施例を示す。 この実施例は、誘電体ミラー46(前記誘電体ミラー2
8.36.44に対応するもの、以下同じ)の外側に、
遮光層48、光導電体50及び透明電極52をこの順で
積層したものである。 前記光導電体50は、光照射された部分の電気抵抗が低
下する性質を持つものであって、例えばSi、アモルフ
ァスSi、アモルファスSe 、 CdS等を誘電体ミ
ラー46に形成したものであり、遮光層48はCd T
e膜等から構成される。 この実施例においては、透明電極52に一定電位V1が
印加されている状態で、該透明電極52測から光書込み
像を入射すると、そのパターンに応じた空間電位分布が
誘電体ミラー46表面に生じる。 ここで、遮光層48は、レーザ光の一部が誘電体ミラー
46を透過して光導電#、50に入り込まないようにす
るためのものであって、透過光量が無視できる程度のも
のであれば、必ずしも設ける必要はない。 次に第6図に示される実施例について説明する。 この実施例は、光電面を利用したものであり、光電面5
4により光書込み像が電子像に変換された後、電子レン
ズ系56を通ってマイクロチャンネルプレート(MCP
)58にて数千倍に電荷増倍され、誘電体ミラー46表
面に電荷像として蓄積されるようにしたものである。第
6図の符号60は2次電子捕集電極メツシュであり、誘
電体ミラー46表面材料の2次電子放出効果を利用する
ことによって、電荷像の書込み消去を可能とするもので
ある。なお、誘電体ミラー46と光電面54の間の空間
は真空とされている。 次に第7図に示される電子ビームによる電気書込みの場
合について説明する。 この実施例は、電子銃62からの電子ビームで、電子レ
ンズ系64により、誘電体ミラー46上を走査して、電
荷像を書込み蓄積させるものである。 前記第6図の実施例と同様に、この実施例においても、
2次電子捕集電極メツジュロ0を電子レンズ系64と誘
電体ミラー46の間に配置することによって、電′R像
の書込み、消去が可能とされている。又電子銃62と誘
電体ミラー46間の空間は真空とされている。 次に第8図に示されるCCD (電荷結合デバイス)に
よる電気書込みの場合について説明する。 この実施例は、誘電体ミラー46の外的に、遮光層48
、CCD読出構造66、及び、CCD表面チャンネル並
列構造68をこの順で積層したものであり、入力される
時系列電気信号を2次元の情報フレームに変換し、CO
Dアレー内に電荷パケットとして蓄積するものである。 次に第9図に示される第1発明のフィードバック系を設
けた場合の実施例について説明する。 この実施例は、レーザ媒体10としてNd、YAGロッ
ド、出力ミラー16として反射率R=10%のもの、又
、反射型空間光変調器として、前記第4図に示される空
間光変調器14Cを、更に、書込み手段として、前記第
6図に示されるような、光電面54、電子レンズ系56
、MCP58.2次電子捕集tf!メツジュロ0を備え
たものを利用し、出力ミラー16の山開に、反射率2%
の部分反射ビームスプリッタ70を設け、ここがら反射
した出力レーザ光の一部を、前記光電面54に導くミラ
ー72A、72B、72Cを含むフィードバック系72
.を配置したものである。 ここで、電気光学材料38としては、Li NbO3結
晶を用い、誘電体ミラー44は反射率を100%とする
。 更に、レーザ媒体10であるNd;YAGロッドは、ロ
ッド両端面をブリュースター角θで加工しておく。 この実施例において、レーザ媒体10からのレーザ光は
、空間光変調器14Cを往復した後、前述の如く、清波
面の回転に伴なう楕円偏光となり、レーザ媒体10であ
るNd;YAGロッド端面の偏光子の働きにより、強度
変調された直線漏光に変換される。 出力ミラー16から放出されたレーザ光は、レーザ媒体
10内の屈折率不均一、Ndイオン分布不均一、共振器
ミラー不均一等の理由により、出カバターンの強度分布
が不均一となる。 更に、第9図において2点鎖線で示されるように、−L
i Nb O3、KTPあルイはBBO等の非線形光学
結晶74を通し、波長変換光を得る場合は、波長変換効
率が入射光密度に比例するため、変換光の強度分布不均
一性は、Nd、YAGレーザ光に比べ更に顕著となる。 この実施例においては、出力ミラー16からの出力光又
は非線形光学結晶74からの変換光の一部をビームスプ
リッタ70により取出し、フィードバック系72により
空間光変調器14Cの光書込み部である光電面54にフ
ィードバック入射する。 このようにすると、光書込み部が、光電面54、MCP
58を使用していることから、光感度が高く、又、誘電
体ミラー44への電荷@書込み方法を、メツシュ電位、
結晶背面電位の設定を変えることにより対応できること
になる。 例えば、光電面54への入射光強度分布と反対の反射率
分布を持たせるような電荷空間分布の生成、あるいは閾
値処理により、ある値以下の入射光強度分布をカットし
て閾値以上の光強度パターンに対応する電荷空間分布即
ち反射率分布を作ることができる。 従って、前記空間光変調器14Cを、レーザ光又は変換
光の強度分布の不均一性が補正されるように動作させる
ことができる。この実施例では、例えば第10図(A)
に示されるような、従来のNd ;YAGレーザの乱れ
た出力光パターンが、この実施例によっては、第2図(
B)に示されるような、均一な光強度分布を得ることが
できた。 ここで、前記空間光変調器14Cにおける書込み部の電
子レンズ系56として、デフレフトロン等を用いること
により、電荷像の拡大、縮小、回転、平行移動が可能と
なり、種々の前処理を実行できる。 又、電荷像を蓄積したまま空間光変調器14Cの背面印
加電圧を2値のスイッチング動作により反射率を時間的
に変化させ、レーザ発振をスイッチングすることも可能
である。即ちQスイッチとしても動作させることができ
る。 なお第9図の実施例において、レーザ媒体10として偏
光作用を有するブリュースターカットYAGロットも用
いたが、これは、ブリュースターカットをすることなく
別の同光素子を共振器内に挿入してもよい。 次に第11図に示される実施例について説明する。 この実施例は、等位相面空間分布を生成する電気書込み
型空間光変調器14Cを用いたものであり、書込み部へ
の入力信号は、画像信号生成装置76からの画像信号を
用いるものである。 この実施例における書込み部は、第7図に示される電子
銃62、電子レンズ系64.2次電子捕集電極メツジュ
ロ0を利用したものである。 他の構成はフィードバック系72を除き前記第9図の実
施例と同一であるので、同一部分に第9図と同一の符号
を付することにより説明は省略する。 なお、レーザ媒体10としてのNd 、YAGロッド・
は、ブリュースターカットがなされていない。 この実施例においては、誘電体ミラー44の表面の電荷
分布及び透明電極40への印加電圧に応じて電気光学材
料38内に屈折率空間分布が生じる。 この屈折率分布は、レーザ光波面の位相分布を引き起し
、等位相面の変形は、光学レンズの場合と同様に光偏光
につながる。このため、全反射ミラーの曲率半径空間分
布が形式される。 前述と同様に、レーザ媒体10、光共振器18あるいは
波長変換用非線形光学結晶74を含んだ光学系における
屈折率不均一性に伴う位相変化及び光路のずれを、空間
光変調器14Cにより修正する。 この修正のための電気書込み信号としては、画像信号生
成装y176から前記屈折率不均一性に伴う位相変化及
び光路のずれに応じて修正用の画像信号を電子銃62及
び電子レンズ64に出力する。 この場合の、画像信号は、レーザ媒体10の種類、非線
形光学結晶74の特性等に応じて予め画像信号生成装置
76に記憶させておく。 なお、この実施例においても、前記第9図に示される実
施例と同様に、出力ミラー16からの出力光あるいは非
線形光学結晶74からの変換光の一部をビームスプリッ
タ70で取出し、これを利用して、画像信号生成装置7
6から修正用の画像信号を出力するようにしてもよい。 即ち、レーザ出力光の一部をビームスプリッタ70によ
り分岐させ、これをテレビカメラ78で撮像し、フレー
ムメモリ80等に蓄積し、そのパターンを画像信号生成
装置76で適当に処理し、空間光変調器14Cの書込み
信号とする。 前記ビームスプリッタ70を用い、テレビカメラ78に
より出力レーザパターンを撮像したときのレーザビーム
における強度分布を第12図(A>に示す。 この第12図(A)に示されるパターンに変形を加え、
第12図(B)に示されるような、電荷分布に対応する
電気信号を画像信号として、前記画像信号生成装置76
から空間光変調器に書込み信号として入力させると、こ
れによって補正された出力レーザ光パータンは第12図
(C)に示されるようになった。 なお、前記各実施例は、単一波長発振レーザ光の場合に
ついてのものであるが、本発明は、多波長同時発振レー
ザ、広帯波長発振レーザの場合にも当然適用されるもの
である。 この場合は、前記実施例とは異なる特性を示す。 即ち、電気光学結晶の屈折率変化Δnに伴う位相変化Δ
φが生じ、反射型空間光変調器の場合、次のような波長
依存性が生じる。 Δφ(λ)=4πΔnd/λ−21π (d:結晶厚、m:整数、0≦Δφく2π)従って、異
なる波長でもΔnの調整即ち電圧分布値を調整すること
によって、Δφ(λ)は同じ値にすることも又大きく異
った値にすることもできる。 このため、例えばHe−Cd金属蒸気レーザのように、
青、緑、赤の3色を同時に発振するレーザの場合、レー
ザ出カバターンをも変形すると共に、前記3色の強度比
を任意に調整し、合成色を生成することもできる。 又DyeレーザやTi:AJzOsレーザのような広帯
波長発振レーザの場合は、広いスペクトルのうち一部の
狭いスペクトルのみの発振を行うようにして、光学レー
ザとして機能させることもできる。 次に第13図を参照して第2発明の原理について説明す
る。 この第2発明は、レーザ媒体10と、励起源12と、全
反射ミラー14及び出力ミラー16からなる光共振器と
を有してなるレーザ発振器において、前記全反射ミラー
14から出力ミラー16の出側の間の光路中の任意位置
に、透過率空間分布あるいは光位相変化空間分布を任意
に調整可能な透過型空間光変調器82を配置したもので
ある。 第13図(A)は、透過型空間光変調器82を全反射ミ
ラー14とレザー媒体10の間に配置したもの、第13
図(B)は透過型空間光変調器82をレーザ媒体10と
出力ミラー16の間に配置したもの、第13図(C)は
、透過型空間光変調器82を出力ミラー16の出側に配
置したものである。 更に、第13図<D>は出力ミラーそのものを透過型空
間光変調器82で構成したものである。 前記透過型空間光変調器82の第1実施例としては、第
14図に示される複屈折効果を利用した透過率空間分布
型のものがある。 これは、前記第2図に示される空間光変調器14Aにお
ける誘電体多層膜ミラー28の代わりに反射防止膜84
を設け、この反射防止1!!i!84の表面に電荷ある
いは電位空間分布を与えるようにしたものである。 この透過型空間光変調器82Aの作用は、前記第2図に
おける反射率空間分布型空間光変調器14Aと、反射と
透過の相違を除いて同一であるので同一部分に同一の符
号を付して説明は省略する。 この実施例に係る透過型空間光変調器82Aは、第13
図(A)〜(C)の配置には利用できるが、第13図<
D)に示される出力ミラーとしては利用することができ
ない。 第15図に示される実施例の透過型空間光変調器82B
は、出力ミラーとしても利用することができる。 この透過型空間光変調器82Bは、第3図に示される、
ファプリー・ベロ干渉効果を利用した反射型の空間光変
調器14Bと時間−の構成である。 池の構成は前記第3図の実施例と同一であるので、これ
と同一の符号を付することにより説明を省略する。 第16図は、前記第4図における反射型空間光変調器1
4Cに対応するものであり、第4図の実施例における誘
電体ミラー44の代わりに反射防止膜88を設けた透過
型空間光変調器82Cである。 この実施例においても、第4図の実施例が反射であるの
対して透過である点において相違するのみであり、第4
図の実施例と同一部分には同一の符号を付することによ
り説明を省略するものとする。 但し、この等位相面空間分布型空間光変調器82Cにお
いては、等位相面が、第16図に示されるように、反射
防止11188の出側に形成される。 次に前記透過型空間光変調器82A〜88Cの反射防止
wA84、誘電体ミラー86Bあるいは反射防止wA8
8への電荷あるいは電位分布を与えるための実施例につ
いて説明する。 第17図に示される実施例は、前記第6図の実施例の構
成を光透過型に対応させたものであり、光電面54、電
子レンズ系56及びMCP58を備え、これらを電気光
学材料側表面(前記反射防止膜84.88又は誘電体ミ
ラー86Bに相当するもの)90を透過するレーザ光の
光軸に対して、該レーザ光と干渉しないように斜めにオ
フセットして配置したものである。 この実施例においては、前記第6図の実施例における2
次電子捕集電極メツジュロ0の代わりに、2次電子捕集
電極リング92が設けられている。 この実施例の場合においても、反射と透過の相違を除い
て、前記第4図の実施例とその構成作用が同一であるの
で説明を省略する。 次に第18図の実施例について説明する。 この実施例は、電子ビームによる電気書込みを行うもの
であり、前記第7図の実施例における反射型を透過型に
適用したものである。 この実施例においても、前記第17図の実施例と同様に
、電子!Pt62及び電子レンズ系64は、電気光学材
fjr(F1表面90を透過するレーザ光の中心光軸か
ら斜めにオフセットされ、レーザ光と干渉しないように
配置されている。 この実施例においても、2次電子捕集電極メツシュの代
わりに2次電子捕集電極リング92が設けられている。 作用についても、前記第7図の実施例と、反射と透過の
相違を除いて同一であるので説明を省略する。 次に、第19図に示される、フィードバック系を設けた
実施例について説明する。 この実施例は、前記第9図に示される反射型空間光変調
器を利用した実施例を透過型としたものであり、第16
図に示される等位相面空間分布型空間光変長器82Cと
第17図に示される光な面に光書込みを行う書込み手段
を組合せ、且つ、全反射ミラー14を用いるようにした
ものである。 他の楕或は、前記第9図と同一であるので、同一の符号
を付することにより説明を省略するものとする。 又作用についても、反射と透過の相違を除き同一である
ので、説明を省略する。 この透過型の場合でも、前記反射型の場合と同様に、レ
ーザ媒体10における出力光パターンが第20図(A)
に示されるように不均一であったものが、フィードバッ
ク系72で出力光の一部をフィードバックさせることに
よって、出力光パターンの不均一を補正し、その結果、
出力光は、第20図(B)に示されるように均一に修正
された。 次に第21図の実施例について説明する。 この実施例は、前記第11図の実施例を、透過型とした
ものであり、前記第16図に示される透過型空間光変調
器82Cと、第18図に示される電子銃62を用いた書
込み手段を組合せ、更に全反射ミラー14を用いたもの
である。 池の構成は前記第11図の実施例と同一であるので同一
部分に同一符号を付することにより説明を省略するもの
とする。 又作用についても、前記第11図の実施例が反射である
のに対してこの実施例では透過である点においてのみ相
違し、第11図の実施例の作用と同一であるので説明を
省略する。 次に第22図に示される第3発明について説明する。 この第3発明は、全反射ミラーとしての反射型空間光変
調器14と、この反射型空間光変調器14から出力ミラ
ー16の出側の間の光路の途中に、透過型の空間光変調
器82を配置したものである。 第22図(A)は、透過型空間光変調器82を全反射ミ
ラー14とレーザ媒体10の間に配置したもの、第22
図(B)は透過型空間光変調器82をレーザ媒体10と
出力ミラー16の間に配置したもの、第22図(C)は
出力ミラーそのものを透過型空間光変調器82で構成し
たもの、第22図(D)は、透過型空間光変調器82を
出力ミラー16の出側に配置したものである。 なお出力ミラーの代わりに透過型空間光変調器を配置す
る場合は、前記第15図の透過型空間光変調器82Bと
しなければならない。 この第3発明における実施例では、全反射ミラーとして
の反射型空間光変調器と、全反射ミラーから出力ミラー
の出側位置の間の光路上に配置された透過型空間光変調
器82の両方を用いているので、より強力にレーザ出力
光の強度分布を補正することができる。
Examples of the first invention will be described below. The first invention, as shown in FIG.
, an excitation source 12 , a total reflection mirror 14 and an output mirror 1
6, and the total reflection mirror 14 is a reflective spatial light modulator in which the reflectance spatial distribution or optical phase change spatial distribution can be arbitrarily adjusted. There are various reflective spatial light modulators as optical parallel processing devices, but in the first embodiment of the first invention, as shown in FIG. 2, a reflectance spatial light modulator 14A is used.
This utilizes the birefringence effect of the electro-optic crystal 20. In FIG. 2, reference numeral 22 is a polarizer disposed between the laser a body 10 and the electro-optic crystal 20, and 24 and 26 are transparent T@ formed on the surface of the electro-optic crystal 20 on the polarizer 22 side.
and an antireflection film, and 28 indicates a dielectric multilayer mirror formed on the opposite side of the electro-optic crystal 20 from the transparent electrode. In the electro-optic crystal 20, the plane of polarization is rotated in accordance with the birefringence effect based on the anisotropy of the refractive index within the crystal, and after being reflected by the dielectric multilayer mirror 28, the electro-optic crystal 20 is redirected to the same polarizer 22.
When the light is passed through, intensity modulation occurs, which results in spatial intensity modulation. That is, depending on the applied voltage, the refractive index difference Δn in the x and y axis directions
(x, y) = nx (xSyi ny (X, y)) When an electric charge or potential spatial distribution is applied to the surface of the dielectric multilayer mirror 28 by a write signal using an electro-optic crystal 2o that produces 57 surface positions. The difference V from the constant potential vo applied to the transparent amount '@24 according to the distribution V (X, V)
(x, y) Refractive index difference spatial distribution Δn(
x, y) occurs. When laser light is incident on such an electro-optic crystal 20 from the transparent electrode 24 side through a polarizer 22 whose light leakage axis is in the 45° direction with respect to the x and y axes of the crystal, the linear leakage x and y axis polarization plane components of the laser light are By being reflected by the multilayer mirror 28 and reciprocating through the electro-optic crystal 20, Δn(x, y)
A phase difference corresponding to this occurs, leading to rotation of the waste wavefront.The light that exits the electro-optic crystal 20 and passes through the light leaker 22 again is converted into an intensity change in accordance with the rotation of the waste wavefront. That is, a reflectance spatial distribution can be effectively obtained according to the potential spatial distribution V(X, y) of the dielectric multilayer mirror 28. Next, a second embodiment of the first invention shown in FIG. 3 will be described. This second embodiment uses a Fapley-Bello interference effect type spatial light modulator 14B. This spatial light modulator 14B has an optical path length (n
xd; refractive index×thickness) An optical material 30 in which a change Δ(nd) occurs is used, and a transparent type @3 is used on the surface on the laser medium 10 side.
2 and a dielectric mirror 34 are laminated in this order, and a dielectric mirror 36 is laminated on the other surface. Here, the dielectric mirrors 34 and 36 have a reflectance R of 100%.
It is a partially reflecting mirror with a value slightly lower than that of optical material 3.
It is said to be a Fapley-Bello resonator with 0 as an etalon (spacer) layer. Alternatively, the optical material 30 may be an electro-optic material whose refractive index n in the direction perpendicular to the applied voltage changes depending on the voltage, or an electro-optical material having a thickness d.
There is a translucent piezoelectric material (piezoelectric polymer, piezoelectric ceramic, etc.) that changes depending on the voltage. In this embodiment, when an electric charge or potential spatial distribution is applied to the surface of the dielectric mirror 36, A transparent type f! that emits light according to the potential distribution V (x, y). Constant voltage VO applied to 32
Difference between V(X,'/) Optical path length change Δ corresponding to Vo
(nd) (X, y) occurs. When a laser beam with a wavelength λ is incident on such an optical material 30 from the transparent type i32 side, the reflected light intensity changes depending on the optical path length nd due to optical interference. That is, a reflectance spatial distribution can be effectively obtained according to the potential spatial distribution V(X, y) of the dielectric mirror 36. Next, a third embodiment shown in FIG. 4 will be described. This third embodiment utilizes an equal phase plane spatial distribution type spatial light modulator 14C, and includes an electro-optical material 38 whose refractive index n in the direction of the applied voltage changes according to the applied voltage, and this electrical A transparent electrode 40 and an antireflection film 42 are laminated in this order on the surface of the optical material 38 on the laser medium 10 side, and the transparent f! 40 and a dielectric mirror 44 formed on the opposite surface. In this embodiment, when a charge or potential distribution is applied to the surface of the dielectric mirror 44, the surface potential distribution v (X
, y), a refractive index spatial distribution n(x, y) corresponding to the difference V(X, Y) Vo from the constant voltage VO applied to the transparent mold @40 is generated. When a laser beam is incident on such an electro-optic material 38 from 40 transparent i8 poles, a phase change occurs according to n(x, y), and the equiphase plane of the laser beam is incident on the electro-optic material 38. It will change before and after exit. Such a change in the equal phase plane results in light leakage that bends the traveling direction of light, as in the case of an optical lens. Next, reflective spatial light modulators 14A to 14C as described above
An example in which a charge or potential distribution is applied to the surfaces of the dielectric mirrors 28, 36, and 44 will be described. This includes writing using optical signals, that is, optical writing, and writing using electrical signals, or electrical writing. FIG. 5 shows an example of optical writing using a photoconductor. In this embodiment, a dielectric mirror 46 (the dielectric mirror 2
8.36.44 (the same applies hereafter),
A light shielding layer 48, a photoconductor 50, and a transparent electrode 52 are laminated in this order. The photoconductor 50 has a property that the electrical resistance of the portion irradiated with light decreases, and is made of a dielectric mirror 46 made of, for example, Si, amorphous Si, amorphous Se, CdS, etc., and is light-shielding. Layer 48 is CdT
It is composed of e-membrane, etc. In this embodiment, when a light writing image is incident from the transparent electrode 52 while a constant potential V1 is applied to the transparent electrode 52, a spatial potential distribution corresponding to the pattern is generated on the surface of the dielectric mirror 46. . Here, the light shielding layer 48 is for preventing a part of the laser light from passing through the dielectric mirror 46 and entering the photoconductor #50, and even if the amount of transmitted light is negligible. If so, it is not necessarily necessary to provide it. Next, the embodiment shown in FIG. 6 will be described. This embodiment uses a photocathode, and the photocathode 5
After the optically written image is converted into an electronic image by 4, it passes through an electronic lens system 56 to a microchannel plate (MCP).
) 58, the charges are multiplied several thousand times and accumulated as a charge image on the surface of the dielectric mirror 46. Reference numeral 60 in FIG. 6 is a secondary electron collecting electrode mesh, which enables writing and erasing of charge images by utilizing the secondary electron emission effect of the surface material of the dielectric mirror 46. Note that the space between the dielectric mirror 46 and the photocathode 54 is a vacuum. Next, the case of electric writing using an electron beam shown in FIG. 7 will be explained. In this embodiment, an electron beam from an electron gun 62 is scanned over a dielectric mirror 46 by an electron lens system 64 to write and accumulate a charge image. Similar to the embodiment shown in FIG. 6, in this embodiment,
By arranging the secondary electron collecting electrode 0 between the electron lens system 64 and the dielectric mirror 46, it is possible to write and erase the electron'R image. Further, the space between the electron gun 62 and the dielectric mirror 46 is a vacuum. Next, the case of electrical writing using a CCD (charge coupled device) shown in FIG. 8 will be explained. In this embodiment, a light shielding layer 48 is provided externally to the dielectric mirror 46.
, a CCD readout structure 66, and a CCD surface channel parallel structure 68 are stacked in this order, and converts input time-series electrical signals into a two-dimensional information frame,
It is stored as charge packets in the D array. Next, an embodiment in which the feedback system of the first invention shown in FIG. 9 is provided will be described. This embodiment uses a Nd or YAG rod as the laser medium 10, a reflectance R=10% as the output mirror 16, and a spatial light modulator 14C shown in FIG. 4 as the reflective spatial light modulator. Furthermore, as a writing means, a photocathode 54 and an electron lens system 56 as shown in FIG.
, MCP58.Secondary electron collection tf! Using a mirror with 0 output mirror, the output mirror 16 has a reflectance of 2%.
A feedback system 72 including mirrors 72A, 72B, and 72C that includes a partial reflection beam splitter 70 and guides a portion of the output laser beam reflected therefrom to the photocathode 54.
.. is arranged. Here, LiNbO3 crystal is used as the electro-optic material 38, and the dielectric mirror 44 has a reflectance of 100%. Furthermore, both end faces of the Nd;YAG rod serving as the laser medium 10 are processed at the Brewster angle θ. In this embodiment, the laser beam from the laser medium 10, after reciprocating through the spatial light modulator 14C, becomes elliptically polarized light due to the rotation of the wavefront, as described above, and the end surface of the Nd; By the action of the polarizer, the light is converted into intensity-modulated linear leakage light. The intensity distribution of the output pattern of the laser beam emitted from the output mirror 16 is non-uniform due to non-uniform refractive index within the laser medium 10, non-uniform distribution of Nd ions, non-uniformity of the resonator mirror, and the like. Furthermore, as shown by the two-dot chain line in FIG.
i Nb O3, KTP Aluminum When obtaining wavelength converted light through a nonlinear optical crystal 74 such as BBO, the wavelength conversion efficiency is proportional to the incident light density, so the non-uniformity of the intensity distribution of the converted light is This is more noticeable than with YAG laser light. In this embodiment, a part of the output light from the output mirror 16 or the converted light from the nonlinear optical crystal 74 is taken out by the beam splitter 70, and the feedback system 72 is used to extract the output light from the output mirror 16 or the converted light from the nonlinear optical crystal 74 to the photocathode 54, which is the optical writing section of the spatial light modulator 14C. Feedback is incident on. In this way, the optical writing section can write on the photocathode 54, the MCP
58 is used, it has high photosensitivity, and the method of writing charges to the dielectric mirror 44 can be changed to mesh potential,
This can be addressed by changing the setting of the crystal backside potential. For example, by generating a charge space distribution that has a reflectance distribution opposite to the incident light intensity distribution on the photocathode 54, or by using threshold processing, the incident light intensity distribution below a certain value is cut and the light intensity above the threshold value is reduced. A charge space distribution or reflectance distribution corresponding to the pattern can be created. Therefore, the spatial light modulator 14C can be operated so that the non-uniformity of the intensity distribution of the laser beam or the converted light is corrected. In this embodiment, for example, FIG. 10(A)
In this embodiment, the disordered output light pattern of a conventional Nd;YAG laser as shown in FIG.
A uniform light intensity distribution as shown in B) could be obtained. Here, by using a defleftron or the like as the electron lens system 56 of the writing section in the spatial light modulator 14C, it becomes possible to enlarge, reduce, rotate, and translate the charge image, and various pre-processing operations can be performed. It is also possible to switch the laser oscillation by temporally changing the reflectance by a binary switching operation of the voltage applied to the back surface of the spatial light modulator 14C while accumulating the charge image. That is, it can also be operated as a Q switch. In the example shown in FIG. 9, a Brewster cut YAG lot having a polarizing effect was also used as the laser medium 10, but this was done by inserting another same optical element into the resonator without performing a Brewster cut. Good too. Next, the embodiment shown in FIG. 11 will be described. This embodiment uses an electrical writing type spatial light modulator 14C that generates an equal phase plane spatial distribution, and the input signal to the writing section is an image signal from an image signal generation device 76. . The writing section in this embodiment utilizes an electron gun 62, an electron lens system 64, and a secondary electron collecting electrode shown in FIG. Since the other configurations are the same as the embodiment shown in FIG. 9 except for the feedback system 72, the same parts are given the same reference numerals as in FIG. 9 and their explanation will be omitted. Note that Nd and YAG rods are used as the laser medium 10.
The Brewster cut is not made. In this embodiment, a spatial refractive index distribution occurs within the electro-optic material 38 depending on the charge distribution on the surface of the dielectric mirror 44 and the voltage applied to the transparent electrode 40. This refractive index distribution causes a phase distribution of the laser light wavefront, and deformation of the equiphase front leads to light polarization as in the case of an optical lens. Therefore, the spatial distribution of the radius of curvature of the total reflection mirror is formalized. As described above, the spatial light modulator 14C corrects the phase change and optical path shift caused by refractive index nonuniformity in the optical system including the laser medium 10, the optical resonator 18, or the wavelength conversion nonlinear optical crystal 74. . As an electric writing signal for this correction, an image signal for correction is outputted from the image signal generation device y176 to the electron gun 62 and the electron lens 64 in accordance with the phase change and optical path shift caused by the refractive index non-uniformity. . In this case, the image signal is stored in advance in the image signal generation device 76 according to the type of laser medium 10, the characteristics of the nonlinear optical crystal 74, and the like. In this embodiment, as well as the embodiment shown in FIG. 9, a part of the output light from the output mirror 16 or the converted light from the nonlinear optical crystal 74 is taken out by the beam splitter 70 and used. Then, the image signal generation device 7
An image signal for correction may be output from 6. That is, a part of the laser output light is split by a beam splitter 70, imaged by a television camera 78, stored in a frame memory 80, etc., and the pattern is appropriately processed by an image signal generation device 76 to perform spatial light modulation. This is the write signal for the device 14C. The intensity distribution of the laser beam when the beam splitter 70 is used and the output laser pattern is imaged by the television camera 78 is shown in FIG. 12 (A). The pattern shown in FIG. 12 (A) is modified,
The image signal generation device 76 uses an electric signal corresponding to the charge distribution as an image signal as shown in FIG. 12(B).
When inputted as a write signal to the spatial light modulator, the output laser light pattern corrected by this becomes as shown in FIG. 12(C). It should be noted that although each of the above-mentioned embodiments relates to the case of a single wavelength oscillation laser beam, the present invention is naturally applicable to the case of a multi-wavelength simultaneous oscillation laser and a broadband wavelength oscillation laser. In this case, characteristics different from those of the above embodiments are exhibited. That is, the phase change Δ accompanying the refractive index change Δn of the electro-optic crystal
φ occurs, and in the case of a reflective spatial light modulator, the following wavelength dependence occurs. Δφ(λ)=4πΔnd/λ−21π (d: crystal thickness, m: integer, 0≦Δφ×2π) Therefore, by adjusting Δn, that is, adjusting the voltage distribution value, Δφ(λ) can be made the same even at different wavelengths. It can be any value, or it can be a very different value. For this reason, for example, He-Cd metal vapor laser,
In the case of a laser that emits three colors of blue, green, and red at the same time, the laser output pattern can also be modified and the intensity ratio of the three colors can be arbitrarily adjusted to generate a composite color. Further, in the case of a broadband wavelength oscillation laser such as a Dye laser or a Ti:AJzOs laser, it is possible to make it function as an optical laser by oscillating only a narrow spectrum within a wide spectrum. Next, the principle of the second invention will be explained with reference to FIG. This second invention provides a laser oscillator comprising a laser medium 10, an excitation source 12, and an optical resonator including a total reflection mirror 14 and an output mirror 16. A transmissive spatial light modulator 82, which can arbitrarily adjust the transmittance spatial distribution or optical phase change spatial distribution, is arranged at an arbitrary position in the optical path between the two sides. FIG. 13(A) shows a transmissive spatial light modulator 82 disposed between the total reflection mirror 14 and the laser medium 10;
13(B) shows a transmissive spatial light modulator 82 placed between the laser medium 10 and the output mirror 16, and FIG. 13(C) shows a transmissive spatial light modulator 82 placed on the output side of the output mirror 16. This is what was placed. Furthermore, in FIG. 13 <D>, the output mirror itself is constructed from a transmissive spatial light modulator 82. A first embodiment of the transmissive spatial light modulator 82 is of a transmittance spatial distribution type using the birefringence effect shown in FIG. This is because an antireflection film 84 is used instead of the dielectric multilayer mirror 28 in the spatial light modulator 14A shown in FIG.
This anti-reflection 1! ! i! 84 to give a charge or potential spatial distribution to the surface. The operation of this transmission type spatial light modulator 82A is the same as that of the reflectance spatial light modulator 14A shown in FIG. The explanation will be omitted. The transmissive spatial light modulator 82A according to this embodiment has the thirteenth
Although it can be used for the arrangement of figures (A) to (C),
It cannot be used as the output mirror shown in D). Transmissive spatial light modulator 82B of the embodiment shown in FIG.
can also be used as an output mirror. This transmissive spatial light modulator 82B is shown in FIG.
This configuration includes a reflective spatial light modulator 14B that utilizes the Fapley-Bello interference effect and a temporal structure. Since the structure of the pond is the same as that in the embodiment shown in FIG. 3, the same reference numerals will be used to omit the explanation. FIG. 16 shows the reflective spatial light modulator 1 in FIG.
4C, and is a transmissive spatial light modulator 82C in which an antireflection film 88 is provided in place of the dielectric mirror 44 in the embodiment shown in FIG. This embodiment also differs only in that it is a transmission system, whereas the embodiment shown in FIG. 4 is a reflection system.
Components that are the same as those in the illustrated embodiment are given the same reference numerals, and their explanation will be omitted. However, in this equiphase plane spatially distributed spatial light modulator 82C, an equiphase plane is formed on the exit side of the antireflection 11188, as shown in FIG. Next, the anti-reflection wA84 of the transmissive spatial light modulators 82A to 88C, the dielectric mirror 86B or the anti-reflection wA8
An example for applying charge or potential distribution to 8 will be described. The embodiment shown in FIG. 17 corresponds to the structure of the embodiment shown in FIG. The surface (corresponding to the anti-reflection film 84, 88 or dielectric mirror 86B) 90 is arranged obliquely offset with respect to the optical axis of the laser beam transmitted through it so as not to interfere with the laser beam. . In this embodiment, 2 in the embodiment of FIG.
A secondary electron collecting electrode ring 92 is provided in place of the secondary electron collecting electrode 0. In the case of this embodiment as well, the structure and operation are the same as the embodiment shown in FIG. 4, except for the difference in reflection and transmission, so the explanation will be omitted. Next, the embodiment shown in FIG. 18 will be described. In this embodiment, electrical writing is performed using an electron beam, and the reflective type in the embodiment shown in FIG. 7 is applied to a transmissive type. In this embodiment as well, similar to the embodiment shown in FIG. 17, electronic! The Pt62 and the electron lens system 64 are obliquely offset from the central optical axis of the laser beam transmitted through the electro-optical material fjr (F1 surface 90) and are arranged so as not to interfere with the laser beam. A secondary electron collecting electrode ring 92 is provided in place of the secondary electron collecting electrode mesh.The operation is also the same as the embodiment shown in FIG. This will be omitted. Next, an embodiment shown in FIG. 19 in which a feedback system is provided will be described. The 16th
This is a combination of the equiphase plane spatial distribution type spatial light transformer 82C shown in the figure and the writing means for optically writing on the optical surface shown in FIG. 17, and also uses a total reflection mirror 14. . Since the other ellipses are the same as those in FIG. 9, they will be given the same reference numerals and the explanation will be omitted. Furthermore, since the operations are the same except for the difference between reflection and transmission, the explanation will be omitted. Even in the case of this transmission type, as in the case of the reflection type, the output light pattern in the laser medium 10 is as shown in FIG. 20(A).
By feeding back a part of the output light in the feedback system 72, the non-uniformity of the output light pattern is corrected as shown in FIG.
The output light was modified to be uniform as shown in FIG. 20(B). Next, the embodiment shown in FIG. 21 will be described. This embodiment is a transmission type version of the embodiment shown in FIG. 11, and uses the transmission type spatial light modulator 82C shown in FIG. 16 and the electron gun 62 shown in FIG. 18. This is a combination of writing means and a total reflection mirror 14. Since the structure of the pond is the same as that in the embodiment shown in FIG. 11, the same parts will be given the same reference numerals and the explanation will be omitted. Also, regarding the operation, the only difference is that the embodiment shown in FIG. 11 is a reflection system, whereas this embodiment is a transmission system, and since the operation is the same as that of the embodiment shown in FIG. 11, a description thereof will be omitted. . Next, the third invention shown in FIG. 22 will be explained. This third invention includes a reflective spatial light modulator 14 as a total reflection mirror, and a transmissive spatial light modulator in the middle of the optical path between the reflective spatial light modulator 14 and the output side of the output mirror 16. 82 are arranged. FIG. 22(A) shows a transmissive spatial light modulator 82 disposed between the total reflection mirror 14 and the laser medium 10;
22(B) shows a case in which a transmissive spatial light modulator 82 is arranged between the laser medium 10 and the output mirror 16, and FIG. 22(C) shows a case in which the output mirror itself is composed of the transmissive spatial light modulator 82. In FIG. 22(D), a transmissive spatial light modulator 82 is placed on the output side of the output mirror 16. Note that when a transmissive spatial light modulator is disposed in place of the output mirror, it must be the transmissive spatial light modulator 82B shown in FIG. 15 above. In this embodiment of the third invention, both a reflective spatial light modulator as a total reflection mirror and a transmission spatial light modulator 82 arranged on the optical path between the total reflection mirror and the exit position of the output mirror are used. , the intensity distribution of the laser output light can be more strongly corrected.

【発明の効果】【Effect of the invention】

本発明は上記のように構成したので、レーザ出力光の強
度分布の不均一を任意に補正し、あるいは任意の分布に
調整することができるという優れた効果を有する。
Since the present invention is configured as described above, it has an excellent effect in that non-uniformity in the intensity distribution of the laser output light can be arbitrarily corrected or the distribution can be adjusted to an arbitrary distribution.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は第1発明の基本的構成を示すブロック図、第2
図〜第4図は第1発明における空間光変調器の第1〜第
3実施例を示す断面図、第5図〜第8図は、第1発明に
おける空間光変調器の誘電体ミラーへの書込み手段の第
1〜第4実施例を示す断面図、第9図は第1発明のフィ
ードバック系を設けた実施例を示す暗示断面図、第10
図は同実施例における出力レーザビームの補正前及び補
正後の状態を示す線図、第11図は第1発明の、画像信
号生成装置を用いた実施例を示す暗示断面図、第12図
は同実施例の出力レーザビームの補正状態を示す線図、
第13図は第2発明の基本的構成を示すブロック図、第
14図〜第16図は第2発明における透過型空間光変調
器の第1〜第3実施例を示す断面図、第17図及び第1
8図は第2発明における空間光変調器への書込み手段の
第1及び第2実施例を示す断面図、第19図は第2発明
の、フィードバック系を設けた実施例を示す暗示断面図
、第20図は、同実施例における出力レーザビームの補
正前及び補正後の状態を示す線図、第21図は第2発明
の、画像信号生成装置を用いた実施例を示す暗示断面図
、第22図は第3発明の構成を示すブロック図である。 0・・・レーザ媒体、 2・・・励起源、 4・・・全反射ミラー(反射型空間光変調器〉、4A・
・・反射率空間分布型空間光変調器、4B、14C・・
・空間光変調器、 2・・・フィードバック系、 4・・・非線形光学結晶、 6・・・画像信号生成装置、 8・・・テレビカメラ、 O・・・フレームメモリ、 2.82A、82B、82C ・・・透過型空間光変調器。 第 図 第2図 第3図
Figure 1 is a block diagram showing the basic configuration of the first invention;
4 to 4 are cross-sectional views showing the first to third embodiments of the spatial light modulator in the first invention, and FIGS. 5 to 8 are cross-sectional views showing the dielectric mirror of the spatial light modulator in the first invention. FIG. 9 is a sectional view showing the first to fourth embodiments of the writing means; FIG. 9 is a implied sectional view showing an embodiment provided with the feedback system of the first invention; FIG.
The figure is a diagram showing the state of the output laser beam before and after correction in the same embodiment, FIG. 11 is a suggested cross-sectional view showing an embodiment using the image signal generation device of the first invention, and FIG. 12 is A diagram showing the correction state of the output laser beam of the same example,
FIG. 13 is a block diagram showing the basic configuration of the second invention, FIGS. 14 to 16 are cross-sectional views showing the first to third embodiments of the transmissive spatial light modulator in the second invention, and FIG. 17 and the first
FIG. 8 is a sectional view showing the first and second embodiments of the writing means for the spatial light modulator in the second invention, and FIG. 19 is a implied sectional view showing the embodiment provided with a feedback system according to the second invention. FIG. 20 is a diagram showing the state of the output laser beam before and after correction in the same embodiment; FIG. 21 is a implied cross-sectional view showing an embodiment using the image signal generation device of the second invention; FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of the third invention. 0... Laser medium, 2... Excitation source, 4... Total reflection mirror (reflection type spatial light modulator), 4A.
...Reflectance spatial distribution type spatial light modulator, 4B, 14C...
- Spatial light modulator, 2... Feedback system, 4... Nonlinear optical crystal, 6... Image signal generation device, 8... Television camera, O... Frame memory, 2.82A, 82B, 82C: Transmissive spatial light modulator. Figure 2 Figure 3

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)レーザ媒体と、励起源と、光共振器とを含み、該
光共振器における全反射ミラーを、反射率空間分布ある
いは光位相変化空間分布を任意に調整可能な反射型空間
光変調器としたことを特徴とするレーザ発振器。
(1) A reflective spatial light modulator that includes a laser medium, an excitation source, and an optical resonator, and can arbitrarily adjust the reflectance spatial distribution or optical phase change spatial distribution of the total reflection mirror in the optical resonator. A laser oscillator characterized by:
(2)請求項1において、前記光共振器における出力ミ
ラーから出射されたレーザ光の一部を前記空間光変調器
の書込み光として導くフィードバック系を設けたことを
特徴とするレーザ発振器。
(2) The laser oscillator according to claim 1, further comprising a feedback system that guides a part of the laser beam emitted from the output mirror in the optical resonator as writing light for the spatial light modulator.
(3)請求項2において、前記光共振器における出力ミ
ラーから出射されたレーザ光の一部をビデオ信号とする
撮像装置と、このビデオ信号を処理して、前記空間光変
調器の書込み光としての画像信号にして、前記空間光変
調器へ出力する画像処理装置と、を含んで前記フィード
バック系を構成したことを特徴とするレーザ発振器。
(3) In claim 2, there is provided an imaging device that converts a part of the laser beam emitted from the output mirror in the optical resonator into a video signal, and processes the video signal as writing light for the spatial light modulator. and an image processing device that converts the image signal into an image signal and outputs the image signal to the spatial light modulator.
(4)請求項1において、前記空間光変調器の書込み光
としての画像信号を生成する画像信号生成装置を設けた
ことを特徴とするレーザ発振器。
(4) The laser oscillator according to claim 1, further comprising an image signal generation device that generates an image signal as writing light for the spatial light modulator.
(5)レーザ媒体と、励起源と、光共振器とを含み、該
光共振器における全反射ミラーから出力ミラーの出側の
間の光路中の任意位置に、透過率空間分布あるいは光位
相変化空間分布を任意に調整可能な透過型空間光変調器
を配置したことを特徴とするレーザ発振器。
(5) Including a laser medium, an excitation source, and an optical resonator, transmittance spatial distribution or optical phase change can be applied at any position in the optical path between the total reflection mirror and the exit side of the output mirror in the optical resonator. A laser oscillator characterized by disposing a transmissive spatial light modulator whose spatial distribution can be arbitrarily adjusted.
(6)請求項5において、前記光共振器における出力ミ
ラーから出射されたレーザ光の一部を前記空間光変調器
の書込み光として導くフィードバック系を設けたことを
特徴とするレーザ発振器。
(6) The laser oscillator according to claim 5, further comprising a feedback system that guides a portion of the laser light emitted from the output mirror in the optical resonator as writing light for the spatial light modulator.
(7)請求項6において、前記光共振器における出力ミ
ラーから出射されたレーザ光の一部をビデオ信号とする
撮像装置と、このビデオ信号を処理して、前記空間光変
調器の書込み光としての画像信号にして、前記空間光変
調器へ出力する画像処理装置と、を含んで前記フィード
バック系を構成したことを特徴とするレーザ発振器。
(7) In claim 6, there is provided an imaging device that converts a part of the laser beam emitted from the output mirror in the optical resonator into a video signal, and processes the video signal as writing light for the spatial light modulator. and an image processing device that converts the image signal into an image signal and outputs the image signal to the spatial light modulator.
(8)請求項5において、前記空間光変調器の書込み光
としての画像信号を生成する画像信号生成装置を設けた
ことを特徴とするレーザ発振器。
(8) The laser oscillator according to claim 5, further comprising an image signal generation device that generates an image signal as writing light for the spatial light modulator.
(9)レーザ媒体と、励起源と、光共振器とを含み、該
光共振器における全反射ミラーを反射率空間分布あるい
は光位相変化空間分布を任意に調整可能な反射型空間光
変調器とすると共に、該光共振器における全反射ミラー
から出力ミラーの出側の間の光路中の任意位置に、透過
率空間分布あるいは光位相変化空間分布を任意に調整可
能な透過型空間光変調器を配置したことを特徴とするレ
ーザ発振器。
(9) A reflective spatial light modulator that includes a laser medium, an excitation source, and an optical resonator, and can arbitrarily adjust the reflectance spatial distribution or the optical phase change spatial distribution by using a total reflection mirror in the optical resonator. At the same time, a transmissive spatial light modulator capable of arbitrarily adjusting the transmittance spatial distribution or optical phase change spatial distribution is provided at an arbitrary position in the optical path between the total reflection mirror and the output side of the output mirror in the optical resonator. A laser oscillator characterized by the following:
(10)請求項9において、前記光共振器における出力
ミラーから出射されたレーザ光の一部を前記空間光変調
器の書込み光として導くフィードバック系を設けたこと
を特徴とするレーザ発振器。
(10) The laser oscillator according to claim 9, further comprising a feedback system that guides a part of the laser beam emitted from the output mirror in the optical resonator as writing light for the spatial light modulator.
(11)請求項10において、前記光共振器における出
力ミラーから出射されたレーザ光の一部をビデオ信号と
する撮像装置と、このビデオ信号を処理して、前記空間
光変調器の書込み光としての画像信号にして、前記空間
光変調器へ出力する画像処理装置と、を含んで前記フィ
ードバック系を構成したことを特徴とするレーザ発振器
(11) In claim 10, there is provided an imaging device that converts a part of the laser beam emitted from the output mirror in the optical resonator into a video signal, and processes the video signal as writing light for the spatial light modulator. and an image processing device that converts the image signal into an image signal and outputs the image signal to the spatial light modulator.
(12)請求項9において、前記空間光変調器の書込み
光としての画像信号を生成する画像信号生成装置を設け
たことを特徴とするレーザ発振器。
(12) The laser oscillator according to claim 9, further comprising an image signal generation device that generates an image signal as writing light for the spatial light modulator.
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