JPH04119678A - Laser amplifier - Google Patents

Laser amplifier

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JPH04119678A
JPH04119678A JP23892490A JP23892490A JPH04119678A JP H04119678 A JPH04119678 A JP H04119678A JP 23892490 A JP23892490 A JP 23892490A JP 23892490 A JP23892490 A JP 23892490A JP H04119678 A JPH04119678 A JP H04119678A
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oscillator
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Nobutada Aoki
延忠 青木
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Abstract

PURPOSE:To enable a laser beam to be protected against loss and prevented from changing in optical axis by a method wherein an oscillator which oscillates a laser beam, an amplifier, and a measuring system which monitors the laser beam incident on the amplifier are provided. CONSTITUTION:In a laser amplifying device, an oscillator 2 provided with resonators 1A and 1B oscillates a laser beam, and the laser beam is made to impinge on an amplifier 4 as an incident beam 3. The amplifier 4 amplifies the incident beam 3 and outputs an outgoing beam 5. A measuring system 14 is provided to monitor the incident beam 3. That is, the amplifier 4 is provided with an incident window 15 inclined to make a certain angle with a plane vertical to a laser ray axis, the reflected light from the window 15 is inputted into the measuring system 14 as a sample light, and the sample light is made to impinge on a photo electric tube 18 and a laser output meter 19 through a beam distributing mirror 17.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明はレーザ増幅装置に係り、特に高効率化、および
メインテナンス化の向上を図るようにしたレーザ増幅装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Field of Application) The present invention relates to a laser amplification device, and more particularly to a laser amplification device that is designed to achieve higher efficiency and easier maintenance.

(従来の技術) レーザ増幅装置は、素材切削加工、光通信、医療技術、
原子力産業等広い分野で使用されている。特に、原子力
産業分野では高出力の銅蒸気レーザを用いた原子法レー
ザウラン濃縮技術として応用され、損失が少なく効率の
高いレーザシステムを確率すべく研究開発が進められて
いる。
(Conventional technology) Laser amplification devices are used in material cutting, optical communications, medical technology,
It is used in a wide range of fields such as the nuclear industry. In particular, in the nuclear power industry, it has been applied as an atomic laser uranium enrichment technology using a high-power copper vapor laser, and research and development is underway to create a laser system with low loss and high efficiency.

原子力産業分野における原子法レーザウラン濃縮技術の
ような高出力で光学素子の損失がシステム全体の出力に
大きく影響するような種類のレーザを用いる場合には、
構成する光学素子(例えばレンズ、ミラー等)は極力損
失の小さな物を使用すると共に、その構成を工夫して光
学素子の点数を少なくすることが重要となる。
When using high-power lasers such as atomic laser uranium enrichment technology in the nuclear industry, where losses in optical elements greatly affect the overall system output,
It is important to use optical elements (for example, lenses, mirrors, etc.) that have as little loss as possible, and to reduce the number of optical elements by devising the structure.

従来のレーザ増幅装置は、第4図に示すように、共振器
IA、IBを有する発振器2が備えられ、このレーザ発
振器2から発振されたレーザビームが入射ビーム3とし
て増幅器4に入射される。増幅器4は入射ビーム3を増
幅して射出ビーム5として取り出すようになっている。
As shown in FIG. 4, a conventional laser amplification device includes an oscillator 2 having resonators IA and IB, and a laser beam oscillated from the laser oscillator 2 is input to an amplifier 4 as an incident beam 3. The amplifier 4 amplifies the incident beam 3 and extracts it as an emitted beam 5.

第4図では、句幅器4を1台のみ示すが、増幅器4を複
数台膜(:た多段増幅の構成を採る場合もある。増幅器
4宸よび発振器2には、それぞれレーザ駆動用電源CA
、6Bが接続され、これらレーザ駆動用電源CA、6B
は電源制御装置7により制御される。
Although only one amplifier 4 is shown in FIG. 4, a multi-stage amplification configuration including multiple amplifiers 4 may be adopted.
, 6B are connected to these laser driving power supplies CA, 6B.
is controlled by a power supply control device 7.

レーザ増幅装置には、発振器2に対する増幅器4の最適
電源条件およびパルスレーザの場合に(:駆動タイミン
グ条件の最適化を図るため、増幅器4に入射する入射ビ
ーム3をモニタする測定系部8が備えられる。測定系統
8には発振器2から坤幅器4への入射ビーム3から数%
程度のサンプ/L光9を取りaすビーム分配ミラー10
Aが備えられ、そのサンプル光9は、さらに別のビーム
分配ミラー10Bにより光電管(パルス波形測定器)1
1およびレーザ出力計12に分配して入射される。これ
ら光電管11およびレーザ出力計121Z8力信号は電
源制御装置7に入力され、レーザ駆動用電源6A、6B
にフィードバックして電気六カ条件、駆動タイミング条
件の最適性を図っている。
The laser amplification device is equipped with a measurement system unit 8 that monitors the incident beam 3 that enters the amplifier 4 in order to optimize the power supply conditions of the amplifier 4 for the oscillator 2 and drive timing conditions (in the case of a pulsed laser). The measurement system 8 receives several % of the incident beam 3 from the oscillator 2 to the beam spreader 4.
Beam distribution mirror 10 that takes in the sump/L light 9 of
A is provided, and the sample light 9 is sent to a phototube (pulse waveform measuring device) 1 by another beam distribution mirror 10B.
1 and a laser output meter 12. These phototube 11 and laser output meter 121Z8 power signals are input to the power supply control device 7, and the laser drive power supplies 6A, 6B
This feedback is used to optimize the electrical conditions and drive timing conditions.

(発明が解決しようとする課題) 従来のレーザ増幅装置は、発振器2と増幅器4の間、あ
るいは増幅器4が複数台設置されている場合には、増幅
器4と図示しない増幅器との間に、光学素子としてのビ
ーム分配ミラー10Aが設置される。このビーム分配ミ
ラー10Aによるレーザの損失は、レーザ強度が高くな
るに連れて大きくなり、システム全体の効率に悪影響を
及ぼす。このため、ビーム分配ミラー10Aの反射率が
極力小さくなるように、表面に無反射コーティングを施
すことが試みられているが、それでも1%以下にするこ
とは困難である。また、ビーム分配ミラー10Aを発振
器2と増幅器4との間に設置すると、レーザビームの光
軸がずれる原因となり、光軸調整のための時間と労力が
大きくなるという問題がある。
(Problem to be Solved by the Invention) The conventional laser amplification device has an optical fiber between the oscillator 2 and the amplifier 4, or between the amplifier 4 and an amplifier (not shown) when a plurality of amplifiers 4 are installed. A beam distribution mirror 10A as an element is installed. The laser loss caused by the beam distribution mirror 10A increases as the laser intensity increases, and has a negative effect on the efficiency of the entire system. For this reason, attempts have been made to apply an anti-reflection coating to the surface of the beam distribution mirror 10A so that the reflectance is as small as possible, but it is still difficult to reduce the reflectance to 1% or less. Further, if the beam distribution mirror 10A is installed between the oscillator 2 and the amplifier 4, it causes the optical axis of the laser beam to shift, and there is a problem that the time and labor required for adjusting the optical axis increases.

本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、レーザ
ビームの損失および光軸の移動を防止し、高効率化およ
びメインテナンス性の向上を図ることかできるレーザ増
幅装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a laser amplification device that can prevent loss of the laser beam and movement of the optical axis, and can improve efficiency and maintainability. shall be.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明は、レーザビームを発振させる発振器と、この発
振器からのレーザビームを増幅させる増幅器と、この増
幅器に入射するレーザビ−ムをモニタする測定系統とを
備え、上記増幅器にレーザ光軸に対して傾きを有する入
射ウィンドウを備え、上記測定系統はその入射ウィンド
ウからの反射光を用いてレーザビームをモニタしたもの
である。
(Means for Solving the Problems) The present invention includes an oscillator that oscillates a laser beam, an amplifier that amplifies the laser beam from the oscillator, and a measurement system that monitors the laser beam incident on the amplifier. The amplifier is provided with an entrance window tilted with respect to the laser optical axis, and the measurement system monitors the laser beam using reflected light from the entrance window.

(作用) 測定系統は増幅器にレーザ光軸に対して傾きを有して設
けられた入射ウィンドウからの反射光を用いてレーザビ
ームをモニタするから、発振器と増幅器との間に従来の
ようなビーム分配ミラーを設ける必要がない。このため
、ビーム分配ミラーによるレーザビームの損失および光
軸の移動を防止することができ、高効率化およびメイン
テナンス性の向上を図ることができる。
(Function) Since the measurement system monitors the laser beam using the reflected light from the incident window provided in the amplifier at an angle with respect to the laser optical axis, there is no conventional beam separation between the oscillator and the amplifier. There is no need to provide a distribution mirror. Therefore, loss of the laser beam and movement of the optical axis due to the beam distribution mirror can be prevented, and efficiency and maintainability can be improved.

(実施例) 本発明の実施例について添付図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明に係るレーザ増幅装置の一実施例を示す
もので、共振器IA、IBを有する発振器2からレーザ
ビームが発振され、このレーザビームが入射ビーム3と
して増幅器4に入射される。
FIG. 1 shows an embodiment of a laser amplification device according to the present invention, in which a laser beam is oscillated from an oscillator 2 having resonators IA and IB, and this laser beam is input to an amplifier 4 as an incident beam 3. .

増幅器4は入射ビーム3を入射して増幅し、射出ビーム
5として取り出すようになっている。第1図においては
増幅器4を1台のみ示すが、増幅器4を2台以上設置し
てもよい。この場合には、射出ビーム5は図示しない次
の増幅器の入射ビームとなる。増幅器4および発振器2
にはそれぞれレーザ駆動用電源6A、6Bが接続され、
これらレーザ駆動用電源6A、6Bは電源制御装置7に
より制御されるようになっている。
The amplifier 4 receives and amplifies the incident beam 3 and outputs it as an emitted beam 5. Although only one amplifier 4 is shown in FIG. 1, two or more amplifiers 4 may be installed. In this case, the exit beam 5 becomes the input beam of the next amplifier (not shown). Amplifier 4 and oscillator 2
are connected to laser drive power supplies 6A and 6B, respectively.
These laser driving power supplies 6A and 6B are controlled by a power supply control device 7.

レーザ増幅装置には、発振器2に対する増幅器4の最適
電源条件およびパルスレーザの場合には駆動タイミング
条件の最適化を図るため、入射ビ−ム3をモニタする測
定系統14が備えられる。
The laser amplification device is equipped with a measurement system 14 for monitoring the incident beam 3 in order to optimize the power supply conditions of the amplifier 4 for the oscillator 2 and, in the case of a pulsed laser, the drive timing conditions.

すなわち、増幅器4には入射ビーム3のレーザ光軸に直
交する面に対して所定の傾き(例えば数度)を有する入
射ウィンドウ15が備えられ、この入射ウィンドウ15
からの反射光をサンプル光16として測定系統14に取
り込み、ビーム分配ミラー17により光電管(パルス波
形測定器)18およびレーザ出力計19に入射するよう
になっている。これら光電管18およびレーザ8カ計1
9で測定したレーザビームの強度とタイミング信号を電
源制御装置7を介して各レーザ駆動用電源6A。
That is, the amplifier 4 is provided with an entrance window 15 having a predetermined inclination (for example, several degrees) with respect to a plane perpendicular to the laser optical axis of the input beam 3.
The reflected light is taken into the measurement system 14 as sample light 16, and is incident on a phototube (pulse waveform measuring device) 18 and a laser output meter 19 via a beam distribution mirror 17. These 18 phototubes and 8 lasers total 1
The intensity of the laser beam measured in step 9 and the timing signal are sent to each laser driving power source 6A via a power source control device 7.

6Bにフィードバックし、電気入力とタイミングの最適
性を図ることにより、増幅器4の射出ビーム5の強度と
安定性を確保している。
The intensity and stability of the emitted beam 5 of the amplifier 4 are ensured by feeding back to the amplifier 6B and optimizing the electrical input and timing.

なお、増幅器4が複数台設けられている場合には、増幅
器4の射出ビーム5が次の増幅器の入射ビームとなるた
め、その入射ビームについても同様に図示しない測定系
統によりモニタされる。
Note that when a plurality of amplifiers 4 are provided, the output beam 5 of the amplifier 4 becomes the input beam of the next amplifier, and therefore, the input beam is similarly monitored by a measurement system (not shown).

このように上記実施例によれば、増幅器4に備えられた
入射ウィンドウ15からの反射光をサンプル光16とし
て光電管18およびレーザ出力計19に取り込むため、
従来のように発振器2と増幅器4との間にビーム分配ミ
ラー10Aを設置する必要がない。したがって、ビーム
分配ミラー10Aによるレーザビームの損失を防止し、
高効率化を図ることにより安定的な増幅レーザ出力を得
ることができる。また、ビーム分配ミラー10Aを設け
ないため、レーザビームの光軸のずれを防止することが
でき、光軸調整が容易となり、メインテナンス性を向上
させることができる。
In this manner, according to the above embodiment, the reflected light from the entrance window 15 provided in the amplifier 4 is taken into the phototube 18 and the laser output meter 19 as the sample light 16.
There is no need to install the beam distribution mirror 10A between the oscillator 2 and the amplifier 4 as in the conventional case. Therefore, loss of the laser beam due to the beam distribution mirror 10A is prevented,
Stable amplified laser output can be obtained by increasing efficiency. Furthermore, since the beam distribution mirror 10A is not provided, it is possible to prevent the optical axis of the laser beam from shifting, making it easier to adjust the optical axis and improving maintainability.

第2図(A)および(B)は本発明の他の実施例を示す
もので、増幅器4の発振管21のヘッド部Aに、第2図
(B)で拡大して示すように、ベローズ22および角度
調整バー23を介してウィンドウ24を取り付け、ウィ
ンドウ24の表面と光軸Bに直交する面とのなす角度θ
を調整可能としたものである。これにより、ウィンドウ
24の表面での反射成分の射出方向を設置された測定系
統14の方向に正確に合せることが可能となる。
2(A) and 2(B) show another embodiment of the present invention, in which a bellows is attached to the head part A of the oscillation tube 21 of the amplifier 4, as shown in an enlarged view in FIG. 2(B). The window 24 is attached via the angle adjustment bar 22 and the angle adjustment bar 23, and the angle θ between the surface of the window 24 and the plane perpendicular to the optical axis B is adjusted.
is adjustable. This makes it possible to accurately align the emission direction of the reflected component on the surface of the window 24 with the direction of the installed measurement system 14.

また、第3図は本発明のさらに別の実施例を示すもので
、増幅器4の発振管21Aを保護カバー25内に収容し
、この保護カバー25に入射ビーム3を通過させる入射
ビーム孔26、サンプル光16を通過させるサンプル光
取出し孔27および射出ビーム5を通過させる射出ビー
ム孔28を設けたものである。この実施例は測定系統1
4を保護カバー25外に設置する場合に有効であり、レ
ーザ増幅装置以外からのノイズ成分の低減を図ることが
できる。
FIG. 3 shows still another embodiment of the present invention, in which the oscillation tube 21A of the amplifier 4 is housed in a protective cover 25, and an incident beam hole 26 through which the incident beam 3 passes through the protective cover 25; A sample light extraction hole 27 through which the sample light 16 passes and an exit beam hole 28 through which the exit beam 5 passes are provided. In this example, measurement system 1
4 is installed outside the protective cover 25, and it is possible to reduce noise components from sources other than the laser amplification device.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に係るレーザ増幅装置は、測定系統が増幅器にレ
ーザ光軸に対して傾きを有して備えられた入射ウィンド
ウからの反射光を用いてレーザビームをモニタしたから
、発振器と増幅器との間に従来のような光学素子を設け
る必要がない。したがって、光学素子によるレーザビー
ムの損失を防止し、レーザ出力の高効率化、安定化を図
ることができる。また、発振器と増幅器との間に光学素
子を設ける必要がないため、レーザビームの光軸のずれ
を防止することができ、光軸調整が容易となることから
メインテナンス性が向上する。
In the laser amplification device according to the present invention, since the measurement system monitors the laser beam using the reflected light from the incident window provided in the amplifier at an angle with respect to the laser optical axis, there is a gap between the oscillator and the amplifier. There is no need to provide an optical element as in the conventional case. Therefore, loss of the laser beam due to the optical element can be prevented, and laser output can be highly efficient and stabilized. Furthermore, since there is no need to provide an optical element between the oscillator and the amplifier, it is possible to prevent the optical axis of the laser beam from shifting, and the optical axis can be easily adjusted, improving maintainability.

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

第1図は本発明に係るレーザ増幅装置の一実施例を示す
構成図、第2図(A)は本発明の他の実施例における発
振管を示す構成図、第2図(B)は第2図(A)におけ
るヘッド部を拡大して示す構成図、第3図は本発明のさ
らに別の実施例を示す構成図、第4図は従来のレーザ増
幅装置を示す構成図である。 2・・・発振器、3・・・入射ビーム、4・・・増幅器
、5・・・射出ビーム、6A、6B・・・レーザ駆動用
電源、7・・・電源制御装置、14・・・測定系統、1
5・・・入射ウィンドウ、16・・・サンプル光、17
・・・ビーム分配ミラー、18・・・光電管、19・・
・レーザ出力計。 出願人代理人   波 多 野   久第 図 第 図 fA 第 図 第 図
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a laser amplification device according to the present invention, FIG. 2 (A) is a block diagram showing an oscillation tube in another embodiment of the present invention, and FIG. 2(A) is a block diagram showing an enlarged view of the head section, FIG. 3 is a block diagram showing still another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a block diagram showing a conventional laser amplification device. 2... Oscillator, 3... Incident beam, 4... Amplifier, 5... Emission beam, 6A, 6B... Laser drive power supply, 7... Power supply control device, 14... Measurement System, 1
5...Incidence window, 16...Sample light, 17
...Beam distribution mirror, 18...Phototube, 19...
・Laser output meter. Applicant's agent Hisashi Hatano Figure fA Figure Figure fA

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] レーザビームを発振させる発振器と、この発振器からの
レーザビームを増幅させる増幅器と、この増幅器に入射
するレーザビームをモニタする測定系統とを備え、上記
増幅器にレーザ光軸に対して傾きを有する入射ウィンド
ウを備え、上記測定系統はその入射ウィンドウからの反
射光を用いてレーザビームをモニタしたことを特徴とす
るレーザ増幅装置。
The amplifier includes an oscillator that oscillates a laser beam, an amplifier that amplifies the laser beam from the oscillator, and a measurement system that monitors the laser beam incident on the amplifier. A laser amplification device comprising: a laser amplification device, wherein the measurement system monitors a laser beam using reflected light from an incident window of the measurement system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013214746A (en) * 2012-03-30 2013-10-17 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Device for amplifying laser beam
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