JPH0468582A - パルスレーザーのパルス幅を延伸する装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はパルスレーザ−のパルス幅を延伸する装置に関
する。詳しくは、本発明は、主共振器で発生したレーザ
ーパルスの時間幅を、副共振器光学系により延伸させて
時間幅の長いレーザーパルスを生成する装置に関する。

（従来の技術） 従来、パルス幅の長いレーザー光は次のような方法に利
用されている。

（１）色素レーザー光発振スペクトルの狭帯域化ここに
、色素レーザーとは、発色性の高い有機色素をアルコー
ル等の溶媒に溶かし、これを他のポンプレーザーで光励
起することによってレーザ発振を行うレーザーのことで
ある。この光励起に用いられるポンプレーザーが、連続
発振レーザーの場合は、開（連続発振器）色素レーザー
と呼ばれ、またパルス発振レーザーの場合は、パルス色
素レーザーと呼ばれている。パルス色素レーザー光は、
その特徴の一つに、波長精度が高いことが挙げられるが
、一般的には、波長精度を表す値であるスペクトル幅は
、ポンプレーザーのパルス幅の逆数に比例した値となる
。そこで、ポンプレーザーのパルス幅を、延伸すること
により、スペクトル幅のより狭い色素レーザー光を得る
ことが可能になる。

このような発振スペクトル幅が狭帯域化された色素レー
ザー光の利用としては、精度の高い分光分析、同位体の
分離等が挙げられる。

（２）光ファイバーを用いたパルスレーザ−光の伝播に
ついて 高い尖頭値（ピーク出力）を有するパルスレザー光を光
フアイバー内で伝播させると、光ファイバーの入射面ま
たはファイバー内部でレーザ光による破壊が起こる。こ
れは、パルスレーザ光の尖頭値によってファイバーの材
質であるガラス等を熱的に瞬間に溶かしてしまう為であ
る。この尖頭値は、１パルス当りのレーザー光出力をそ
のパルス幅で割った値であるので、パルス幅を長くすれ
ば、尖頭値は低くなる。従って、パルスレーザ−光のフ
ァイバー利用において、パルス幅を延伸することによっ
てファイバーの損傷が起こり難くなる。

パルスレーザ−光の伝播において、光ファイン＼を用い
ることは、レーザーの取扱いが簡便になるため、医療装
置、及びレーザー加工装置の改善に大いに役立つ。

而して、従来の技術においては、複数個の多重反射ミラ
ーを使用してパルス幅を延伸する方法、或いはレーザー
発振を行わせるための放電を制御することによってパル
ス幅を延伸する方法が用いられている。しかしながら、
複数個の多重反射ミラー等を使用した方法においては、 （１１その構成数が多いので使用する装置の調整が難し
い、 （２）レーザー光の伝播距離が長いので、振動等の外力
による光路の変化を受けやすい、 （３）使用する装置に広いスペースが必要である、（４
）使用する装置にコストがかかる などの問題点がある。

また、放電制御によるパルス幅の延伸方法においては、 （１）使用する装置にコストがかかる （２）放電制御部を改造しなければならない、（３）使
用する装置の構成が複雑であるなどの問題点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、パルスレーザ−のパルス幅を延伸する
ための装置において、このような問題点を解消した装置
を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本願発明者は、この口約達成のため鋭意研究の結果、小
数の光学素子を副共振器に使用することにより、簡素に
してコンパクトであり、副共振器の全反射ミラーの配置
位置を変えることにより、パルス幅を変化させることが
可能であることに想到し、本発明のパルスレーザ−のパ
ルス幅を延伸する装置を発明するに至った。

次に、本発明の装置を第１図を用いて具体的に説明する
。

本発明のパルスレーザ−のパルス幅を延伸する装置は、
レーザー発振器、主共振器及び副共振器光学系によって
構成される。レーザーチューブ１で発生した光は、まず
主共振器全反射ミラー２及び主共振器出力ミラー３内で
共振した後、レーザ光となって主共振器出力ミラー３か
ら出射する。

このレーザー光の一部は、入射方向に対して４５度傾け
られた副共振器出力ミラー４で反射され、残りのレーザ
ー光は副共振器出力ミラー４を透過し、副共振器全反射
ミラー５で折返され、再度レザーチューブ１を通過し、
主共振器全反射ミラ２で折返され、レーザーチューブ１
で増幅された後、副共振器出力ミラー４から再度反射さ
れる。

副共振器出力ミラー４から得られるレーザー光は、この
繰返しに必要な時間だけずれて次々に重なり合うことに
なる。これを第２図に示す。すなわち、第２図はパルス
幅の延伸過程を示すもので、図において、（ａ）、（ｂ
）、ｆｃｌは、第１図の副共振器出力ミラー４で反射さ
れるレーザー光を示している。すなわち、繰り返しに必
要な時間は、これらのレーザーパルスの間隔で、第１図
における主共振器全反射ミラー２と副共振器全反射ミラ
ー５との間隔りの２倍値を光の速度で割ったものに相当
する。

このため、副共振器全反射ミラー５の配置位置を変える
ことによって、パルス幅を任意に延伸させることが可能
となる。

また、副共振器出力ミラー４での反射損失を低下させる
ために、レーザー光の偏光を利用することが可能である
。この場合は、第１図における副共振器出力ミラー４を
偏光キューブ７に換え、さらにその両側に、それぞれ波
長板６及び４５度リターデーションプレート８を配置す
る。これによって、偏光キューブ７の前後におけるレー
ザー光の偏光の方向が９０度異なるため、破線矢印の方
向のみにレーザー光を反射させることが可能となり、反
射損失を低下させることができる。この方法によって、
パルス幅が延伸されたレーザー光は一方向に偏光される
ので、さらに質の高いレーザビームになる。

（実施例） 実施例の実験構図を第３図に示す。レーザーチューブ１
として銅蒸気レーザーを用いた。また、主共振器全反射
ミラー２及び主共振器出力ミラ３として、いずれも拡大
率５倍の不安定共振器を用いた。主共振器全反射ミラー
２から副共振器全反射ミラー５までの距離をＬとして、
副共振器出力ミラー３から出射されたレーザー光のパル
ス幅を、各々のしにおいて測定した。その結果、主発振
器で得られたレーザーパルス幅２１ｎｓに対してＬ　＝
　２．５５ｍでは、パルス幅４０ｎｓ（半値幅）が、Ｌ
　＝　３．３　ｍでは、４２ｎｓ（半値幅）が得られた
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置の概念図である。発振器光学系
を主共振器として用い、この主共振器から得られるレー
ザー光の一部を取り出し、残りのレーザー光を発振器に
戻すために副共振器光学系が用いられている。 第２図は、パルス幅の延伸過程を示したものである。図
中の（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は、第１図の副共
振器ミラーで反射されるレーザー光を示す。 第３図は、実施例の実験模式図及び延伸されたパルス幅
の測定結果を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）レーザーチューブ、主共振器全反射ミラー及び主共
   振器出力ミラーから成るレーザー発振器に、副共振器出
   力ミラー及び副共振器全反射ミラーを副共振器光学系と
   して付加して構成されたパルスレーザーのパルス幅を延
   伸させる装置。 ２）副共振器出力ミラーの代わりに、偏光キューブを用
   い、その両側に波長板及び４５度リターデーションプレ
   ートを配置して成る第１項に記載のパルスレーザーのパ
   ルス幅を延伸させる装置。