JPH0374519B2 - - Google Patents
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- JPH0374519B2 JPH0374519B2 JP60159342A JP15934285A JPH0374519B2 JP H0374519 B2 JPH0374519 B2 JP H0374519B2 JP 60159342 A JP60159342 A JP 60159342A JP 15934285 A JP15934285 A JP 15934285A JP H0374519 B2 JPH0374519 B2 JP H0374519B2
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- Japan
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- laser
- oscillator
- resonator
- pulse
- laser beam
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- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 14
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 7
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 19
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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- 230000004048 modification Effects 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
- H01S3/10084—Frequency control by seeding
- H01S3/10092—Coherent seed, e.g. injection 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
- 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
- H01S3/08081—Unstable resonators
-
- 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
- H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
- H01S3/0818—Unstable resonators
-
- 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
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/22—Gases
- H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
- H01S3/225—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
- H01S3/2256—KrF, i.e. krypton fluoride is comprised for lasing around 248 nm
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、パルスレーザ光を発生するパルスレ
ーザ装置に関する。
ーザ装置に関する。
近年、パルスレーザ光を用いて非線形光学の研
究やレーザレーダ、レーザ測距、高速度ホログラ
フイ、精密レーザ加工等への応用研究が多く行な
われるようになつているが、この様な研究に使用
されるパルスレーザ装置としては、従来より例え
ばQスイツチを使用したり内部光変調を行なうこ
とによりパルスレーザ光を発生するものが知られ
ている。
究やレーザレーダ、レーザ測距、高速度ホログラ
フイ、精密レーザ加工等への応用研究が多く行な
われるようになつているが、この様な研究に使用
されるパルスレーザ装置としては、従来より例え
ばQスイツチを使用したり内部光変調を行なうこ
とによりパルスレーザ光を発生するものが知られ
ている。
ところが、Qスイツチを使用するものは、ポツ
ケルスセル等のスイツチ素子を駆動するために高
電圧を必要とし、これにより装置の大形化を招い
たり、また再現性ある光パルス波形が得られ難い
という欠点があつた。一方内部光変調を行なうも
のは、パルス間で競合が生じ易く安定な発振を得
難く、また変調損失があるために効率の良いパル
ス発生を行なうことができなかつた。
ケルスセル等のスイツチ素子を駆動するために高
電圧を必要とし、これにより装置の大形化を招い
たり、また再現性ある光パルス波形が得られ難い
という欠点があつた。一方内部光変調を行なうも
のは、パルス間で競合が生じ易く安定な発振を得
難く、また変調損失があるために効率の良いパル
ス発生を行なうことができなかつた。
本発明は、スイツチを用いることなくかつ損失
変調を行なわずに光パルス列を発生し得るように
し、これにより簡単な構成でかつ波形の特性が良
く、高効率でパルスレーザ光を発生し得るパルス
レーザ装置を提供することを目的とする。
変調を行なわずに光パルス列を発生し得るように
し、これにより簡単な構成でかつ波形の特性が良
く、高効率でパルスレーザ光を発生し得るパルス
レーザ装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために、共振器
内にフアラデ回転子が挿入されたスレーブ発振器
を設け、かつ注入用レーザ発振器を設けて、この
注入用レーザ発振器から上記スレーブ発振器の光
往復時間よりもパルス幅が短くかつ直線偏光され
たレーザ光を発生し、このレーザ光を上記スレー
ブ発振器に注入して注入ロツク発振を行なわせる
ようにしたものである。
内にフアラデ回転子が挿入されたスレーブ発振器
を設け、かつ注入用レーザ発振器を設けて、この
注入用レーザ発振器から上記スレーブ発振器の光
往復時間よりもパルス幅が短くかつ直線偏光され
たレーザ光を発生し、このレーザ光を上記スレー
ブ発振器に注入して注入ロツク発振を行なわせる
ようにしたものである。
第1図は本発明の一実施例におけるパルスレー
ザ装置の概略構成図で、図中10はスレーブ発振
器を示している。このスレーブ発振器は、電子ビ
ーム励起KrFレーザからなる励起部11を有し、
この励起部11の両端側にそれぞれ半透鏡12お
よび前方鏡13を配置するとともに、この前方鏡
13と励起部11との間にフアラデ回転子14を
介挿したものである。尚、15,16はアパーチ
ヤである。上記励起部11はスイツチ部20を備
えており、このスイツチ部20にトリガレーザ発
振器17から反射鏡18,19を介してトリガレ
ーザ光が供給されることにより一定のタイミング
で発振動作する。尚、21は上記トリガレーザ発
振器17に対しタイミング信号を発生する制御回
路である。
ザ装置の概略構成図で、図中10はスレーブ発振
器を示している。このスレーブ発振器は、電子ビ
ーム励起KrFレーザからなる励起部11を有し、
この励起部11の両端側にそれぞれ半透鏡12お
よび前方鏡13を配置するとともに、この前方鏡
13と励起部11との間にフアラデ回転子14を
介挿したものである。尚、15,16はアパーチ
ヤである。上記励起部11はスイツチ部20を備
えており、このスイツチ部20にトリガレーザ発
振器17から反射鏡18,19を介してトリガレ
ーザ光が供給されることにより一定のタイミング
で発振動作する。尚、21は上記トリガレーザ発
振器17に対しタイミング信号を発生する制御回
路である。
一方フアラデ回転子14は、光の進行方向に平
行な磁界が印加された物質中で伝播する光の偏光
面が、Vを物質のベルデ定数、Hを光の進行方向
に印加される磁界強度、Lを物質長とすると、 θ=VHL の関係で表わされる角度だけ回転するといういわ
ゆるフアラデ効果を利用したもので、出力光を逆
方向に入射した場合にも偏光回転角が加算される
という特徴を有する。例えば、フアラデ回転子の
回転角が45°に設定された場合には、第2図に示
す如く直線偏光した注入レーザ光を共振器に入射
すると、この注入レーザ光はフアラデ回転子14
を通過した時に45°偏光面が回転され、さらに前
方鏡13で反射されて逆方向から入射した時に偏
光面がさらに45°回転し、結果的に注入光に対し
90°回転したものとなる。
行な磁界が印加された物質中で伝播する光の偏光
面が、Vを物質のベルデ定数、Hを光の進行方向
に印加される磁界強度、Lを物質長とすると、 θ=VHL の関係で表わされる角度だけ回転するといういわ
ゆるフアラデ効果を利用したもので、出力光を逆
方向に入射した場合にも偏光回転角が加算される
という特徴を有する。例えば、フアラデ回転子の
回転角が45°に設定された場合には、第2図に示
す如く直線偏光した注入レーザ光を共振器に入射
すると、この注入レーザ光はフアラデ回転子14
を通過した時に45°偏光面が回転され、さらに前
方鏡13で反射されて逆方向から入射した時に偏
光面がさらに45°回転し、結果的に注入光に対し
90°回転したものとなる。
また本実施例のレーザ装置は、注入レーザ光発
生用のマスタ発振器22を備えている。このマス
タ発振器22は、短パルス発振放電形KrFレーザ
を使用したもので、前記制御回路21で指示され
るタイミングに従つて、パルス幅が前記スレーブ
発振器10の共振器の光往復時間よりも短い注入
レーザ光を発生する。そしてこの注入レーザ光を
反射鏡23,24を経たのち二つの直線偏光成分
に分離する偏光分離器25により直線偏光して前
記スレーブ発振器10に注入する。
生用のマスタ発振器22を備えている。このマス
タ発振器22は、短パルス発振放電形KrFレーザ
を使用したもので、前記制御回路21で指示され
るタイミングに従つて、パルス幅が前記スレーブ
発振器10の共振器の光往復時間よりも短い注入
レーザ光を発生する。そしてこの注入レーザ光を
反射鏡23,24を経たのち二つの直線偏光成分
に分離する偏光分離器25により直線偏光して前
記スレーブ発振器10に注入する。
このような構成であるから、例えばスレーブ発
振器10の共振器の光往復時間が12nsであると
し、この状態でマスタ発信器22からパルス幅を
4nsに設定した注入レーザ光を発生しスレーブ発
振器10に注入すると、この注入レーザ光は励起
部11のレーザ媒質中で増幅されたのち、フアラ
デ回転子14を通過してここで一定の偏光面の回
転θが与えられる。そしてこの偏光面の回転が与
えられたレーザ光は、反射鏡13で反射されて逆
方向からフアラデ回転子14に入射されたときに
さらにθの偏光面の回転が与えられ、これにより
前記注入光に対し偏光面が2θ回転された状態で励
起部11のレーザ媒質で増幅されたのち半透鏡1
2を介して出力される。一方、この半透鏡12で
反射されたレーザ光は、上記1パルス目のレーザ
光と同じ過程を経てさらに2θだけ偏光面が回転さ
れ、半透鏡12から2パルス目のレーザ光として
出力される。このとき、これらの出力レーザ光の
出力レベルは、フアラデ回転子14により減衰等
の影響を全く受けないため略等しくなる。以下同
様に注入レーザ光は、スレーブ発振器10の共振
器内を1往復する毎にフアラデ回転子14で2θず
つ偏光面が回転されてそれぞれ半透鏡12から出
力される。第3図は、フアラデ回転子14の回転
角θを45°、励起部11の発振時間幅を100nsとし
た場合の出力レーザ光の波形の一例を示すもので
ある。尚この出力波形は、出力レーザ光のうち偏
光面の角度が注入レーザ光と同じものおよび180°
回転したものを偏光分離器25で分離抽出して示
したものである。またこの場合、注入レーザ光に
対し偏光面が90°および270°回転したものを分離
抽出してもよく、この時の波形は第4図に示すよ
うになる。これらの第3図および第4図の波形
は、いずれも注入レーザ光がスレーブ発振器10
の共振器内を2往復する要する時間(24ns)に相
当するパルス間隔を有するもので、互いに相補的
な関係をなす。
振器10の共振器の光往復時間が12nsであると
し、この状態でマスタ発信器22からパルス幅を
4nsに設定した注入レーザ光を発生しスレーブ発
振器10に注入すると、この注入レーザ光は励起
部11のレーザ媒質中で増幅されたのち、フアラ
デ回転子14を通過してここで一定の偏光面の回
転θが与えられる。そしてこの偏光面の回転が与
えられたレーザ光は、反射鏡13で反射されて逆
方向からフアラデ回転子14に入射されたときに
さらにθの偏光面の回転が与えられ、これにより
前記注入光に対し偏光面が2θ回転された状態で励
起部11のレーザ媒質で増幅されたのち半透鏡1
2を介して出力される。一方、この半透鏡12で
反射されたレーザ光は、上記1パルス目のレーザ
光と同じ過程を経てさらに2θだけ偏光面が回転さ
れ、半透鏡12から2パルス目のレーザ光として
出力される。このとき、これらの出力レーザ光の
出力レベルは、フアラデ回転子14により減衰等
の影響を全く受けないため略等しくなる。以下同
様に注入レーザ光は、スレーブ発振器10の共振
器内を1往復する毎にフアラデ回転子14で2θず
つ偏光面が回転されてそれぞれ半透鏡12から出
力される。第3図は、フアラデ回転子14の回転
角θを45°、励起部11の発振時間幅を100nsとし
た場合の出力レーザ光の波形の一例を示すもので
ある。尚この出力波形は、出力レーザ光のうち偏
光面の角度が注入レーザ光と同じものおよび180°
回転したものを偏光分離器25で分離抽出して示
したものである。またこの場合、注入レーザ光に
対し偏光面が90°および270°回転したものを分離
抽出してもよく、この時の波形は第4図に示すよ
うになる。これらの第3図および第4図の波形
は、いずれも注入レーザ光がスレーブ発振器10
の共振器内を2往復する要する時間(24ns)に相
当するパルス間隔を有するもので、互いに相補的
な関係をなす。
このように本実施例であれば、スレーブ発振器
10の共振器内にフアラデ回転子14を挿入し、
このスレーブ発振器10にその共振器の光往復時
間よりもパルス幅が短い注入レーザ光をマスタ発
振器22より注入して注入ロツク発振させるよう
にしたことにより、レーザ光がスレーブ発振器1
0の共振器内を往復する回数に比例した偏光面の
回転を持つたレーザパルスが得られることにな
る。このとき、共振器内に挿入されたフアラデ回
転子14は直流的であり、スイツチング動作を一
切必要としない。またパルスはフアラデ回転子1
4による偏光面回転のみにより発生されるので、
損失変調のようなレーザ出力の損失を伴わない。
このため、非蓄積形レーザであるKrFレーザでも
損失を生じることなく効率のよいパルス発生を行
なうことができる。このような装置は、例えば
10ns前後の短パルスレーザを必要とする慣性核融
合用のレーザ装置として極めて好適である。
10の共振器内にフアラデ回転子14を挿入し、
このスレーブ発振器10にその共振器の光往復時
間よりもパルス幅が短い注入レーザ光をマスタ発
振器22より注入して注入ロツク発振させるよう
にしたことにより、レーザ光がスレーブ発振器1
0の共振器内を往復する回数に比例した偏光面の
回転を持つたレーザパルスが得られることにな
る。このとき、共振器内に挿入されたフアラデ回
転子14は直流的であり、スイツチング動作を一
切必要としない。またパルスはフアラデ回転子1
4による偏光面回転のみにより発生されるので、
損失変調のようなレーザ出力の損失を伴わない。
このため、非蓄積形レーザであるKrFレーザでも
損失を生じることなく効率のよいパルス発生を行
なうことができる。このような装置は、例えば
10ns前後の短パルスレーザを必要とする慣性核融
合用のレーザ装置として極めて好適である。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば、スレーブ発振器の共振器は、第5
図に示す如く励起部11およびフアラデ回転子1
4の両端側にそれぞれ注入レーザ光導入孔32a
を有する後方鏡32および凸面鏡からなる前方鏡
33を配設した不安定共振器から構成し、上記後
方鏡32で反射されたレーザ光を偏光分離器34
を経て出力するようにしてもよい。また前記実施
例ではフアラデ回転子14の回転角を45°に設定
した場合について説明したが、それ以外の角度に
設定してもよい。この場合、回転角を例えば40°
程度に設定すると、出力パルス光を例えば第6図
に示すように変調することができる。さらに、ス
レーブ発振器としてはKrFレーザ以外に色素レー
ザや固体レーザ等を適用してもよい、またマスタ
発振器についてもスレーブ発振器の種類に応じて
適当なレーザを選定すればよい。その他、スレー
ブ発振器の構成や装置の応用範囲等についても、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施できる。
ない。例えば、スレーブ発振器の共振器は、第5
図に示す如く励起部11およびフアラデ回転子1
4の両端側にそれぞれ注入レーザ光導入孔32a
を有する後方鏡32および凸面鏡からなる前方鏡
33を配設した不安定共振器から構成し、上記後
方鏡32で反射されたレーザ光を偏光分離器34
を経て出力するようにしてもよい。また前記実施
例ではフアラデ回転子14の回転角を45°に設定
した場合について説明したが、それ以外の角度に
設定してもよい。この場合、回転角を例えば40°
程度に設定すると、出力パルス光を例えば第6図
に示すように変調することができる。さらに、ス
レーブ発振器としてはKrFレーザ以外に色素レー
ザや固体レーザ等を適用してもよい、またマスタ
発振器についてもスレーブ発振器の種類に応じて
適当なレーザを選定すればよい。その他、スレー
ブ発振器の構成や装置の応用範囲等についても、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施できる。
以上詳述したように本発明によれば、共振器内
にフアラデ回転子が挿入されたスレーブ発振器を
設け、かつ注入用レーザ発振器を設けて、この注
入用レーザ発振器から上記スレーブ発振器の共振
器の光往復時間よりもパルス幅が短くかつ直線偏
光されたレーザ光を発生し、このレーザ光を上記
スレーブ発振器に注入して注入ロツク発振を行な
わせるようにしたことによつて、スイツチを用い
ることなくかつ損失変調を行なわずに光パルス列
を発生することができ、これにより簡単な構成で
かつ波形の特性が良く、高効率でパルスレーザ光
を発生することができるパルスレーザ装置を提供
することができる。
にフアラデ回転子が挿入されたスレーブ発振器を
設け、かつ注入用レーザ発振器を設けて、この注
入用レーザ発振器から上記スレーブ発振器の共振
器の光往復時間よりもパルス幅が短くかつ直線偏
光されたレーザ光を発生し、このレーザ光を上記
スレーブ発振器に注入して注入ロツク発振を行な
わせるようにしたことによつて、スイツチを用い
ることなくかつ損失変調を行なわずに光パルス列
を発生することができ、これにより簡単な構成で
かつ波形の特性が良く、高効率でパルスレーザ光
を発生することができるパルスレーザ装置を提供
することができる。
第1図は本発明の一実施例におけるパルスレー
ザ装置の概略構成図、第2図はフアラデ回転子の
動作説明に使用する模式図、第3図および第4図
は出力パルス光の波形の一例を示す波形図、第5
図は本発明の他の実施例におけるスレーブ発振器
の概略構成図、第6図は本発明の別の実施例によ
り得られる出力パルス光の波形図である。 10……スレーブ発振器、11……励起部、1
2……半透鏡、13,33……前方鏡、14……
フアラデ回転子、15,16……アパーチヤ、1
7……トリガレーザ発振器、18,19,23,
24……反射鏡、20……スイツチ部、21……
制御回路、22……マスタ発振器、25……偏光
分離器、32……後方鏡、34……偏光分離器。
ザ装置の概略構成図、第2図はフアラデ回転子の
動作説明に使用する模式図、第3図および第4図
は出力パルス光の波形の一例を示す波形図、第5
図は本発明の他の実施例におけるスレーブ発振器
の概略構成図、第6図は本発明の別の実施例によ
り得られる出力パルス光の波形図である。 10……スレーブ発振器、11……励起部、1
2……半透鏡、13,33……前方鏡、14……
フアラデ回転子、15,16……アパーチヤ、1
7……トリガレーザ発振器、18,19,23,
24……反射鏡、20……スイツチ部、21……
制御回路、22……マスタ発振器、25……偏光
分離器、32……後方鏡、34……偏光分離器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 共振器内にフアラデ回転子が挿入されたスレ
ーブ発振器と、このスレーブ発振器に上記共振器
の光往復時間よりもパルス幅が短いレーザ光を直
線偏光して注入し前記スレーブ発振器に注入ロツ
ク発振を行なわせる注入用レーザ発振器とを具備
したことを特徴とするパルスレーザ装置。 2 スレーブ発振器は、共振器として不安定共振
器を使用したものである特許請求の範囲第1項記
載のパルスレーザ装置。 3 フアラデ回転子は、注入レーザ光が透過する
毎にその偏向面を45°回転させるべく磁界を印加
したものである特許請求の範囲第1項記載のパル
スレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159342A JPS6220386A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | パルスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159342A JPS6220386A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | パルスレ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6220386A JPS6220386A (ja) | 1987-01-28 |
| JPH0374519B2 true JPH0374519B2 (ja) | 1991-11-27 |
Family
ID=15691740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60159342A Granted JPS6220386A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | パルスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6220386A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6346870U (ja) * | 1986-09-12 | 1988-03-30 | ||
| US5018152A (en) * | 1989-09-07 | 1991-05-21 | Spectra-Physics, Inc. | Apparatus for controlling pulse energy in a Q-switched laser system |
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-
1985
- 1985-07-19 JP JP60159342A patent/JPS6220386A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6220386A (ja) | 1987-01-28 |
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