JPH0638530B2 - Qスイツチレ−ザ装置 - Google Patents

Qスイツチレ−ザ装置

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JPH0638530B2
JPH0638530B2 JP59204902A JP20490284A JPH0638530B2 JP H0638530 B2 JPH0638530 B2 JP H0638530B2 JP 59204902 A JP59204902 A JP 59204902A JP 20490284 A JP20490284 A JP 20490284A JP H0638530 B2 JPH0638530 B2 JP H0638530B2
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prism
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龍一 堀江
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Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01S3/11Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
    • H01S3/1123Q-switching
    • H01S3/115Q-switching using intracavity electro-optic devices

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
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  • Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、レーザ光によるジャイアントパルス発振を
行うQスイッチレーザ装置に関する。
〔発明の技術的背景〕
最近、実用的なQスイッチレーザ装置では、例えば、ポ
ッケルス効果等の電気光学的な性質を有するQスイッチ
素子が高速スイッチング素子が高速スイッチングを行え
ることおよび消光比のよいことから多く用いられてい
る。
また、このようなQスイッチレーザの光共振器として、
ルーフプリズムを用いてルーフプリズムの角度変化に対
するレーザ光出力変化を微小にする工夫がなされてい
る。
第3図はこのような従来のQスイッチレーザ装置を示し
ており、この第3図において、レーザ媒質5は、例えば
YAGである。レーザ媒質5から出力されるレーザ光は、
ビーム分割偏光器4(例えば方解石)に供給され、ここ
で、X軸に平行な偏光面をもつ光は、出力レーザ光6と
して反射され、Y軸に平行な偏光面をもつ光は、透過し
てポッケルスセル等の電気光学素子3に供給される。
出力レーザ光6を得ない場合、電気光学素子3には、電
圧が印加されない。この場合には、ビーム分割偏光器4
からの直線偏光は、そのまま電気光学素子3を透過し、
プリズム1に供給される。
プリズム1では、Y軸に平行な偏光面をもつ光を全反射
するが、その際、その偏光面はX軸に平行な偏光面に変
換される。したがって、再び電気光学素子3を透過して
ビーム分割器4に供給される光は、X軸に平行な偏光面
をもつため、この光は反射光61として反射され、レー
ザ媒質5に出力されない。したがって、レーザ媒質5は
誘導放出を起こさずビーム分割偏光器4から、出力レー
ザ光6を得ることができない。
一方、出力レーザ光6を得る場合には、電気光学素子3
には常温で約3000Vの電圧が印加される。この場合
には、ビーム分割偏光器4からの直線偏光は電気光学素
子3により、円偏光に変換される。
この円偏光は、プリズム1で全反射され、再び電気光学
素子3に供給されて直線偏光に変換される。この直線偏
光は、ビーム分割偏光器4に供給されるが、その偏光面
がY軸に平行であるため、ほとんどすべて透過してレー
ザ媒質5に供給される。したがって、この光はレーザ媒
質5を通過してプリズム2に供給され、ここで、再び全
反射されるが、その反射光はX軸に平行な偏光面の光も
含む。
これにより、プリズム2からレーザ媒質5を通過してビ
ーム分割偏光器4に供給される光のうち、X軸に平行な
偏光面をもつ光は出力レーザ光6として出力され、かつ
Y軸に平行な偏光面の光は透過して電気光学素子3に供
給され、上記動作を繰り返えす。
これにより、出力レーザ光6がQスイッチレーザ装置の
出力として得られる。この場合、Qスイッチレーザ装置
のスイッチングは電気光学素子3に供給する電圧のスイ
ッチングで行われる。
〔背景技術の問題点〕
このようなQスイッチレーザ装置において、ビーム分割
偏光器4からのレーザ光取り出し比率は第5図に示すよ
うに、プリズム2の偏光面2Aとビーム分割偏光器4の
偏光面4Aのなす角α及びプリズム2の屈折率によって
決定される。
したがって、レーザの効率を最大にするためには、角度
αを調整(位置の機械的な調整)することが必要であ
る。
また、第4図は第3図のプリズム1の見取り図である。
プリズム1は幾何光学的にはコーナリフレクタの性質を
有し、反射時の偏光に与える効果は金属反射のコーナリ
フレクタと同一の性質を有する。
これは全反射を利用しながら、偏光のP成分(垂直成
分)とS成分(平行成分)が直角プリズムの部分とルー
フプリズムの部分で交代しているために全反射による偏
光のP成分とS成分の位相差のずれが互いに打ち消し合
うようになっているからである。
このようなQスイッチレーザ装置では、レーザのパルス
発振時に電気光学素子3に1/4波長の光学的位相差を生
じる電圧を印加する必要があり、この電圧はかなり高い
(約3000V程度)。
〔発明の目的〕
この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、プリズムの微小な角度変化を伴う出力変化を微
小にするとともに、電気光学素子に印加する電圧を約半
分にすることができ、この電圧を調整することによって
レーザ光の取り出し比率を変化させて最大効率を得るこ
とが容易にできるQスイッチレーザ装置を提供すること
を目的とする。
〔発明の概要〕
この発明のQスイッチレーザ装置は、ルーフプリズムと
その稜線に直交する光路折り曲げ平面を有する直角プリ
ズムとを一体に組み合わせた形状を有するとともに、入
射光と反射光との偏光面が一致された第1のプリズム
と、ルーフプリズムとその稜線に平行な光路折り曲げ平
面を有する直角プリズムを一体に組み合わせた形状を有
する第2のプリズムを対向して配置して光共振器を構成
し、この光共振器内にレーザ媒質を配置し、このレーザ
媒質から発するレーザ光をビーム分割偏光器でX軸に平
行な偏光面の光を反射させY軸に平行な偏光面の光を透
過させ、このビーム分割偏光器と第1のプリズムとの間
に直線的に電気光学素子を配置し、この電気光学素子で
直線偏光のレーザ光をだ円偏光に変換してレーザ光のパ
ルス発振を光共振器内において行わせ、この電気光学素
子に印加する電圧を調整することにより、だ円偏光のだ
円比率を変化させてレーザ光の取り出し比率を変化させ
るようにしたものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明のQスイッチレーザ装置の実施例につい
て図面に基づき説明する。第1図はその一実施例の構成
を示す図である。この第1図において、プリズム11と
プリズム12が対向して配置されており、この両プリズ
ム11と12とにより、光共振器が構成されている。
上記プリズム11は、第3図に示されるプリズム1と同
様であり、第4図に示すようにルーフプリズムとこのル
ーフプリズムの稜線に平行な光路折り曲げ平面を有する
直角プリズムを一体に組み合わせた形状を有する。
一方、プリズム12は、第2図に示すようにルーフプリ
ズムとこのルーフプリズムの稜線に直交する光路折り曲
げ平面を有するとともに、入射光と反射光との偏光面が
一致するように選択された屈折率を有する。このプリズ
ム12は幾何光学的にはコーナーリフレクタの性質を有
し、反射時の偏光に与える効果は平面鏡と同一の性質を
有する。したがってビーム分割偏光器14の偏光面に一
致するレーザ光の偏光成分は100%電気光学素子13
側に到達することになる。
レーザ媒質15から出力されるレーザ光はビーム分割偏
光器14に供給されるようになっており、ビーム分割偏
光器14はY軸に平行な偏光面の光を透過してポッケル
スセル等の電気光学素子13に送出するようになってい
る。
このY面に平行な偏光面の光はそのまま電気光学素子1
3を透過してプリズム11で全反射されるようになって
いる。プリズム11は入射光と反射光の偏光面が直交す
る関係になるように配置されている。
また、ビーム分割偏光器14において、プリズム11か
ら反射されたX線に平行な偏光成分は出力レーザ光16
として出力されるようになっており、Y軸に平行な偏光
成分はレーザ媒質15を通過してプリズム12に入射さ
れ、さらに反射してレーザ媒質15を通過してビーム分
割偏光器14に供給されるようになっている。
次に、以上のように構成されたこの発明のQスイッチレ
ーザ装置の動作について説明する。レーザ媒質15から
出力されるレーザ光はビーム分割偏光器14に供給さ
れ、X軸に平行な偏光面の光は反射され、Y軸に平行な
偏光面の光はそのまま透過してポッケルスセル等の電気
光学素子13に供給される。
Qスイッチレーザ装置としての出力を得ない場合、電気
光学素子13には電圧が印加されない。すなわち、電気
光学素子13に供給されたY軸に平行な偏光面の光はそ
のまま透過してプリズム11で全反射される。プリズム
11は入射光と反射光の偏光面が直交する関係になるよ
う配置されているため、プリズム11からの出力光はX
軸に平行な偏光面をもつ。
この光は電気光学素子13をそのまま透過し、ビーム分
割偏光器14で反射される。したがって、レーザ媒質1
5に光が帰還しないため系が閉じない。したがって、こ
の場合は出力レーザ光16が得られない。
一方、Qスイッチレーザ装置としての出力を得る場合、
電気光学素子13には1/8波長の位相ずれを生じる例え
ば1500V程度の電圧が印加される。したがって、ビ
ーム分割偏光器14からのY軸に平行な偏光面の光は、
この電気光学素子13を透過するとだ円偏光に変換され
る。
この変換されただ円偏光は、プリズム11により反射さ
れだ円偏光のまま再び電気光学素子13に供給される。
この場合、電気光学素子13の出力光はほぼ円偏光とな
ってビーム分割偏光器14に供給され、X軸平行な偏光
成分は出力レーザ光16として反射されるとともに、Y
軸に平行な偏光成分はそのまま透過する。
この透過したY軸に平行な偏光面の光は、レーザ媒質1
5を通過してプリズム12で偏光面が維持されたまま反
射される。そして、この反射光は、再びレーザ媒質15
を通過してビーム分割偏光器14にY軸に平行な偏光面
の光が供給され(系が閉じる)、上記動作を繰り返すこ
とにより、出力レーザ光16が得られる。
このようなQスイッチレーザ装置では、レーザ効率の調
整は、電気光学素子13の印加電圧を調整することによ
り行われる。すなわち、印加電圧を変化させることによ
り、だ円偏光のX軸,Y軸成分の大きさを変化させるこ
とができるので、容易に出力レーザ光が最大となるよう
に調整ができる。これを利用して、レーザ光の取り出し
比率を最適にし、最大効率を得ることができる。
また、プリズム12をルーフプリズムおよびこのルーフ
プリズムの稜線に直交する光路折り曲げ平面を有する直
角プリズムを、屈折率に応じて直角プリズムの全反射面
とルーフプリズムの直角をなす角の2等分面とのなす角
度が入射光と反射光との偏光面が一致するように選択さ
れて一体に組み合わせた形状を有するプリズムに交換し
ても同様な理由から同じ効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、この発明のQスイッチレーザ装置に
よれば、所定の二つのプリズムを対向して配置して光共
振器を構成したので、プリズムの微小な角度変化に伴う
出力変化を微小にするとともに、電気光学素子に印加す
る電圧を約半分にすることができ、この電圧を調整する
ことによってレーザ光の取り出し比率を変化させて最大
効率を得ることが容易にできるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のQスイッチレーザ装置の一実施例の
構成図、第2図は第1図のQスイッチレーザ装置におけ
るプリズム12の見取り図、第3図は従来のQスイッチ
レーザ装置の構成図、第4図は第3図のQスイッチレー
ザ装置のプリズム1の見取り図、第5図は第3図のQス
イッチレーザ装置のビーム分割偏光器からのレーザ光取
り出し比率を説明するための図である。 11,12……プリズム、13……電気光学素子、 14……ビーム分割偏光器、15……レーザ媒質、 16……出力レーザ光。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ルーフプリズムとその稜線に直交する光路
    折り曲げ平面を有する直角プリズムとを一体に組み合わ
    せた形状を有するとともに入射光と反射光との偏光面が
    一致された第1のプリズムと、 ルーフプリズムとその稜線に平行な光路折り曲げ平面を
    有する直角プリズムを一体に組み合わせた形状を有し、
    上記第1のプリズムと組み合わせて光共振器を形成する
    第2のプリズムと、 上記光共振器内に配置され、レーザ光を出力するレーザ
    媒質と、 このレーザ媒質と直線的に配置され、直線偏光のレーザ
    光をだ円偏光に変換してレーザ光のパルス発振を光共振
    器内で行い、かつ印加される電圧を調整することにより
    上記だ円偏光のだ円比率を変化させてレーザ光の取り出
    し比率を変化できる電気光学素子と を具備するQスイッチレーザ装置。
  2. 【請求項2】上記第1のプリズムは、ルーフプリズムと
    その稜線に直交する光路折り曲げ平面を有する直角プリ
    ズムとを一体に組み合わせた形状を有するとともに直角
    プリズムの全反射面とルーフプリズムの直角をなす角の
    2等分面とのなす角度が、入射光と反射光との偏光面が
    一致するように設定されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のQスイッチレーザ装置。
  3. 【請求項3】上記第1のプリズムは、ルーフプリズムと
    その稜線に直交する光路折り曲げ平面を有する直角プリ
    ズムとを一体的に組み合わせた形状を有するとともに屈
    折率を選択することにより入射光と反射光との偏光面を
    一致させたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のQスイッチレーザ装置。
JP59204902A 1984-09-29 1984-09-29 Qスイツチレ−ザ装置 Expired - Lifetime JPH0638530B2 (ja)

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JPS6182491A JPS6182491A (ja) 1986-04-26
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2814813B2 (ja) * 1992-01-27 1998-10-27 三菱電機株式会社 Qスイッチレーザ
WO1996029765A1 (en) * 1995-03-23 1996-09-26 Coherent, Inc. Prism folded laser cavity with controlled intracavity beam polarization
CN110364924A (zh) * 2019-08-09 2019-10-22 福建科彤光电技术有限公司 一种电光调q激光器

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JPS5944777B2 (ja) * 1980-08-20 1984-11-01 三菱電機株式会社 半導体装置

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