JPS5819460Y2 - ハチヨウセンタクキ - Google Patents
ハチヨウセンタクキInfo
- Publication number
- JPS5819460Y2 JPS5819460Y2 JP1975115264U JP11526475U JPS5819460Y2 JP S5819460 Y2 JPS5819460 Y2 JP S5819460Y2 JP 1975115264 U JP1975115264 U JP 1975115264U JP 11526475 U JP11526475 U JP 11526475U JP S5819460 Y2 JPS5819460 Y2 JP S5819460Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spacer
- etalon
- laser
- parallelism
- semi
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/26—Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
この考案は可視光及びその周辺にある光についての波長
選択用の光学素子、特に高分解能を有するエタロンに関
する。
選択用の光学素子、特に高分解能を有するエタロンに関
する。
エタロンは、イオンレーザの発振スペクトルの単一化の
ためなどに用いられる光学素子であり、これはまた一種
のファブリペロ−共振器でもあるが、共振器間隔ｌがレ
ーザ共振器間隔りよりはるかに小さいもので、レーザ用
としてはレーザ共振器の中に納められて用いられる。
ためなどに用いられる光学素子であり、これはまた一種
のファブリペロ−共振器でもあるが、共振器間隔ｌがレ
ーザ共振器間隔りよりはるかに小さいもので、レーザ用
としてはレーザ共振器の中に納められて用いられる。
すなわち、イオンレーザにおいては、レーザ媒質のドツ
プラ効果によりレーザ媒質の利得幅（ドツプラ幅）が約
４ＧＨｚあり、この周波数幅にわたりレーザ発振が起り
得る。
プラ効果によりレーザ媒質の利得幅（ドツプラ幅）が約
４ＧＨｚあり、この周波数幅にわたりレーザ発振が起り
得る。
しかし、実際にはレーザ共振器のＱが非常に大きいので
、ドツプラ効果でＣ／２Ｌ（Ｃ：光速、Ｌ：共振器間隔
）できまる縦モード間隔をもって数１０本のスペクトル
が存在することになる。
、ドツプラ効果でＣ／２Ｌ（Ｃ：光速、Ｌ：共振器間隔
）できまる縦モード間隔をもって数１０本のスペクトル
が存在することになる。
もしＬ＝１．２ｍとすると、１２０ＭＦＩ７．へだたっ
た３３本のスペクトルで発振している。
た３３本のスペクトルで発振している。
このようなレーザ出力は、ホログラフィ等の干渉現象を
用いて情報処理を行なう場合や、ブリリャン散乱などの
ように散乱光の周波数変化が小さい分光分野においての
光源としては好ましいものではない。
用いて情報処理を行なう場合や、ブリリャン散乱などの
ように散乱光の周波数変化が小さい分光分野においての
光源としては好ましいものではない。
すなわち、前者の場合は、一つの縦モードスペクトルに
よって作られる干渉情報が、他の縦モードスペクトルに
よって打消されることがあり、後者の場合は散乱光の変
化がレーレ−散乱光と分離し難くなるからである。
よって作られる干渉情報が、他の縦モードスペクトルに
よって打消されることがあり、後者の場合は散乱光の変
化がレーレ−散乱光と分離し難くなるからである。
このような場合、多周波で発振しているイオンレーザ共
振器の中にエタロンを挿入することにより複合共振器が
形成され、発振の可能性をもつドツプラ幅内の数１０本
のスペクトルのうち、エタロンの共振周波数にもつとも
近いスペクトルのみが発振し、単一周波数発振レーザが
実現できる。
振器の中にエタロンを挿入することにより複合共振器が
形成され、発振の可能性をもつドツプラ幅内の数１０本
のスペクトルのうち、エタロンの共振周波数にもつとも
近いスペクトルのみが発振し、単一周波数発振レーザが
実現できる。
もしエタロンの共振器間隔ｌが１５ｍｍだとすると、そ
の共振周波数の間隔はＣ／２１ ＝１０ ＧＨｚとなり
約４ＧＨｚの利得幅内にある約３３本の中からただ１つ
のスペクトルをレーザ発振状態にひき込むことになるわ
けである。
の共振周波数の間隔はＣ／２１ ＝１０ ＧＨｚとなり
約４ＧＨｚの利得幅内にある約３３本の中からただ１つ
のスペクトルをレーザ発振状態にひき込むことになるわ
けである。
もしエタロンのｌが熱膨張現象により変化するとレーザ
発振状態にひき込まれるスペクトルは３３本の中の他の
スペクトルにジャンプする。
発振状態にひき込まれるスペクトルは３３本の中の他の
スペクトルにジャンプする。
さらにｌの変化が続くと利得幅の端部のスペクトルに移
行しついにはレーザ発振は停止することになる。
行しついにはレーザ発振は停止することになる。
１度調整された後はｌは変化しないことが望ましくこれ
によりレーザの発振周波数及び出力は一定に保たれるわ
けである。
によりレーザの発振周波数及び出力は一定に保たれるわ
けである。
以上エタロンの使用例をイオンレーザを例に示したが、
最近運動物体の各種測定に用いられている単一周波数発
振ルビーレーザの場合も、約３００ＧＨｚといわれるレ
ーザ媒質の自然幅に対してエタロンによる発振の単一化
が行なわれている。
最近運動物体の各種測定に用いられている単一周波数発
振ルビーレーザの場合も、約３００ＧＨｚといわれるレ
ーザ媒質の自然幅に対してエタロンによる発振の単一化
が行なわれている。
また、分光の分野で注目されている色素レーザの発振幅
の狭帯域化にもエタロンは簡便な光学部品として不可欠
なものとなっている。
の狭帯域化にもエタロンは簡便な光学部品として不可欠
なものとなっている。
ところで、エタロンは普通、石英板を平行度よく光学研
磨し、その両面に２０％程度の反射率の反射膜をつけた
ものが一般に用いられてきた。
磨し、その両面に２０％程度の反射率の反射膜をつけた
ものが一般に用いられてきた。
石英は透過損失の少ない良好な光学材料であり、かつ、
熱膨張率も小さいので、石英板の厚みできまる上述のエ
タロンの共振周波数の温度による変化も比較的小さく、
±１２５°ＭＨｚ／’Ｃ程度である。
熱膨張率も小さいので、石英板の厚みできまる上述のエ
タロンの共振周波数の温度による変化も比較的小さく、
±１２５°ＭＨｚ／’Ｃ程度である。
しかし、上述のイオンレーザにとって、なお安定度のよ
いものが望まれている。
いものが望まれている。
そのため、最近さらに熱膨張率の小さな材料、例えば本
邦の日本電気ガラス株式会社製のネオセラムーゼロ（商
品名）、または米国のピー・ティー・アール・オプティ
ック社製の商品名サーピットと称する結晶化ガラスが作
られ、これを生かしてさらに温度変化に対し安定なエタ
ロンが作られている。
邦の日本電気ガラス株式会社製のネオセラムーゼロ（商
品名）、または米国のピー・ティー・アール・オプティ
ック社製の商品名サーピットと称する結晶化ガラスが作
られ、これを生かしてさらに温度変化に対し安定なエタ
ロンが作られている。
しかしこの場合、これらの結晶化ガラスは光学的損失が
大きいので、前述の石英板と同じ構造をとることはでき
ず、第１図に示すように、両端面を平行度よく研磨した
中空円筒状のスペーサ部材１の両端面に半透鏡４を張り
つけてエタロンを形成している。
大きいので、前述の石英板と同じ構造をとることはでき
ず、第１図に示すように、両端面を平行度よく研磨した
中空円筒状のスペーサ部材１の両端面に半透鏡４を張り
つけてエタロンを形成している。
このようなエタロンでは、半透鏡間隔を一定に保持する
のは熱膨張率が殆んど零の前記ネオセラムーゼロなどで
あれば、共振周波数の変動は±１７ＭＨｚ／’Ｃの石英
の場合の約１／７まで減らされている。
のは熱膨張率が殆んど零の前記ネオセラムーゼロなどで
あれば、共振周波数の変動は±１７ＭＨｚ／’Ｃの石英
の場合の約１／７まで減らされている。
次にエタロンの対向する端面はできうるかぎり平行状態
にあることがのぞましい。
にあることがのぞましい。
それは共振のＱ値を高めるためであって、高いＱ値のエ
タロンにより大きな単一周波数レーザ出力が得られる。
タロンにより大きな単一周波数レーザ出力が得られる。
しかじなか゛ら、このような円筒状スペーサを用いたエ
タロンにおいては、その両端面を研磨する際には、前記
の石英板と異なり中空材料であるため中心部への力のか
けようがなくしたがって研磨のバランスがとり難く、エ
タロンとして必要とされる２秒程度以下の平行度をもっ
たものを得るのは非常に困難であり、その結果研磨加工
の良品率（歩留）が悪く製品コストも高くなるという欠
点があった。
タロンにおいては、その両端面を研磨する際には、前記
の石英板と異なり中空材料であるため中心部への力のか
けようがなくしたがって研磨のバランスがとり難く、エ
タロンとして必要とされる２秒程度以下の平行度をもっ
たものを得るのは非常に困難であり、その結果研磨加工
の良品率（歩留）が悪く製品コストも高くなるという欠
点があった。
したがって本考案の目的は、中空円筒状スペーサの端面
に半透鏡を設けてなる波長選択器における従来の欠点を
除き、前記スペーサの端面に高度の加工を施さすとも容
易に所望の端面平行度を備えしめることのできる波長選
択器を提供することにある。
に半透鏡を設けてなる波長選択器における従来の欠点を
除き、前記スペーサの端面に高度の加工を施さすとも容
易に所望の端面平行度を備えしめることのできる波長選
択器を提供することにある。
本考案では、両端面に半透鏡を設けてエタロンを構成す
る中空円筒状スペーサは単体ではなく軸方向に互いに密
着して突き合せられ軸のまわりに回転可能な二つの中空
円筒状部材から形成されている。
る中空円筒状スペーサは単体ではなく軸方向に互いに密
着して突き合せられ軸のまわりに回転可能な二つの中空
円筒状部材から形成されている。
本考案の波長選択器のスペーサはその両端面を正しい平
行度とするため、軸方向のほぼ中心部で二つの部材が密
着突き合せたものからなり、この突き合せ面を互いに回
転させ適当に調整することにより、個々のものとしては
不充分な平行度をもったものでも複合体として２秒以内
の端面平行度をもったスペーサとすることができるので
ある。
行度とするため、軸方向のほぼ中心部で二つの部材が密
着突き合せたものからなり、この突き合せ面を互いに回
転させ適当に調整することにより、個々のものとしては
不充分な平行度をもったものでも複合体として２秒以内
の端面平行度をもったスペーサとすることができるので
ある。
つぎに本考案の原理について説明しよう。
中空円筒状スペーサの両端面に半透鏡を設けてエタロン
、すなわち波長選択器を構成するには前述のようにスペ
ーサ両端面を２秒以内の平行度を持った面に研磨しなけ
ればならない。
、すなわち波長選択器を構成するには前述のようにスペ
ーサ両端面を２秒以内の平行度を持った面に研磨しなけ
ればならない。
しかし、このような研磨仕上げは中空円筒状の部材の場
合には極めて困難である。
合には極めて困難である。
しかし中空円筒スペーサを二分割された部材を突き合わ
せたものから構成すると、各々分割された部材の両端面
が２秒以内の平行面に厳密に研磨されていなくても、あ
る程度平行度をもたせたものを二個つき合わせ互いに軸
のまわりに回転してやれば、互いに突き合わされた二つ
の部材の両外端面は平行にすることが可能である。
せたものから構成すると、各々分割された部材の両端面
が２秒以内の平行面に厳密に研磨されていなくても、あ
る程度平行度をもたせたものを二個つき合わせ互いに軸
のまわりに回転してやれば、互いに突き合わされた二つ
の部材の両外端面は平行にすることが可能である。
本考案のエタロンはこのような原理を利用したものであ
る。
る。
すなわち、本考案の波長選択器はこの原理に従って、密
着突き合せの二つの部材の個々の平行度は所要のものに
対し不充分でも二つの部材が互いに補償し合い全体とし
て充分所望の端面平行度を有せしめる波長選択器が得ら
れる。
着突き合せの二つの部材の個々の平行度は所要のものに
対し不充分でも二つの部材が互いに補償し合い全体とし
て充分所望の端面平行度を有せしめる波長選択器が得ら
れる。
つぎに第２図に示す実施例を参照して本考案を詳細に説
明する。
明する。
第２図において、ｌａ、ｌｂはエタロンとして所望の反
射面間隔ｌのほぼ１／２の長さを有するネオセラムーゼ
ロからなる円筒状スペーサ部材であり、それぞれは２秒
以内という充分な端面平行度は得られていない。
射面間隔ｌのほぼ１／２の長さを有するネオセラムーゼ
ロからなる円筒状スペーサ部材であり、それぞれは２秒
以内という充分な端面平行度は得られていない。
この二つのスペーサ部材は軸３の方向に密着突き合せら
れ、その両外端面には光学ガラスからなる基板の一方の
面に反射膜５、他方の面に反射防止膜６が蒸着形成され
た半透鏡４が固定されている。
れ、その両外端面には光学ガラスからなる基板の一方の
面に反射膜５、他方の面に反射防止膜６が蒸着形成され
た半透鏡４が固定されている。
しかして、半透鏡を有するスペーサ部材１ａ、ｌｂは端
部に支持突起のある外枠円筒７の中へ図示のように挿入
され、挿入口端部はコイルバネ８を介してリングねじ９
を締つけることに外枠円筒７内に堅固に保持する。
部に支持突起のある外枠円筒７の中へ図示のように挿入
され、挿入口端部はコイルバネ８を介してリングねじ９
を締つけることに外枠円筒７内に堅固に保持する。
しかして、リングねじ９で締つける前にスペーサ部材１
ａと１ｂの相互回転を行ない両半透鏡間が平行になるよ
うに調整する。
ａと１ｂの相互回転を行ない両半透鏡間が平行になるよ
うに調整する。
勿論これは適当な治具とこれに合った回転機構を設ける
などの手段によって密着のままで調整可能とすることは
容易である。
などの手段によって密着のままで調整可能とすることは
容易である。
なお、上記例ではスペーサ部材と半透鏡が固定されてい
る場合を説明したが、スペーサ部材と半透鏡とは相互に
固定されていなくてもよい。
る場合を説明したが、スペーサ部材と半透鏡とは相互に
固定されていなくてもよい。
第３図はこの調整の様子を示したもので、スペーサ部材
１ａと１ｂの相互の軸のまわりの回転角度を横軸にとり
、縦軸にはこの波長選択器を５１４５人の発振線で７０
０ｍＷ出力のＡ÷レーザの共振器内に挿入した場合の単
一周波数出力を示す。
１ａと１ｂの相互の軸のまわりの回転角度を横軸にとり
、縦軸にはこの波長選択器を５１４５人の発振線で７０
０ｍＷ出力のＡ÷レーザの共振器内に挿入した場合の単
一周波数出力を示す。
図では、任意に選んだ点を０°としてそれから約２８０
°回転したところで最大出力が得られているので、この
点に調整したとき充分正しい平行度にあるほぼ完全なエ
タロンが形成されていることがわかる。
°回転したところで最大出力が得られているので、この
点に調整したとき充分正しい平行度にあるほぼ完全なエ
タロンが形成されていることがわかる。
上述のとおり、従来の一体のスペーサでは、所望の２秒
程度以内の両端面平行度をもったものを得るには端面加
工は仲々容易ではなかったし、またたとえ、それが得ら
れたとしても、完全な性能を備えているとは保証できな
かったが、２個の複合体スペーサを備えた本考案波長選
択器では、スペーサ部材の相互回転位置の調整によりほ
ぼ完全な性能をもったものとすることができる。
程度以内の両端面平行度をもったものを得るには端面加
工は仲々容易ではなかったし、またたとえ、それが得ら
れたとしても、完全な性能を備えているとは保証できな
かったが、２個の複合体スペーサを備えた本考案波長選
択器では、スペーサ部材の相互回転位置の調整によりほ
ぼ完全な性能をもったものとすることができる。
さらに、熱膨張率の極めて小さい材料をスペーサとして
用いたときは、材料特性の長所は有効に活用され温度変
化に対しても安定なものが歩留りよく容易に得られる。
用いたときは、材料特性の長所は有効に活用され温度変
化に対しても安定なものが歩留りよく容易に得られる。
その結果本考案によれば、イオンレーザ、色素レーザ等
に用いられる高安定の波長の選択器が安価容易に提供で
きる。
に用いられる高安定の波長の選択器が安価容易に提供で
きる。
第１図は従来の中空円筒型エタロンを示す断面図、第２
図は本考案の一実施例を示す断面図、第３図は本考案の
波長選鉱器をＡナレーザ共振器内に挿入したときに得ら
れるスペーサ構成部材相互回転角度とレーザ出力の関係
を示す曲線図である。 １・・・・・・円筒状スペーサ、ｌａ、ｌｂ・・・・・
・複合円筒状スペーサの各スペーサ部材、３・・・・・
・中心軸、４・・・・・・半透鏡、５・・・・・・反射
膜、６・・・・・・反射防止膜、７・・・・・・円筒外
枠、８・・・・・・コイルばね、９・・・・・・リング
ばね。
図は本考案の一実施例を示す断面図、第３図は本考案の
波長選鉱器をＡナレーザ共振器内に挿入したときに得ら
れるスペーサ構成部材相互回転角度とレーザ出力の関係
を示す曲線図である。 １・・・・・・円筒状スペーサ、ｌａ、ｌｂ・・・・・
・複合円筒状スペーサの各スペーサ部材、３・・・・・
・中心軸、４・・・・・・半透鏡、５・・・・・・反射
膜、６・・・・・・反射防止膜、７・・・・・・円筒外
枠、８・・・・・・コイルばね、９・・・・・・リング
ばね。
Claims (1)
- 中空円筒状スペーサの両端面に半透鏡を設けてなる波長
選択器において、前記スペーサはその軸方向に２個の中
空円筒状部材が互いに回転可能に密着突き合せられてな
ることを特徴とする波長選択器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1975115264U JPS5819460Y2 (ja) | 1975-08-21 | 1975-08-21 | ハチヨウセンタクキ |
| DE2632904A DE2632904C3 (de) | 1975-08-21 | 1976-07-21 | Abstandshalter für ein Etalon zur Verwendung bei einem Laser |
| US05/713,499 US4152674A (en) | 1975-08-21 | 1976-08-11 | Air spaced etalon with mechanism for adjusting parallelism of reflecting surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1975115264U JPS5819460Y2 (ja) | 1975-08-21 | 1975-08-21 | ハチヨウセンタクキ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5229149U JPS5229149U (ja) | 1977-03-01 |
| JPS5819460Y2 true JPS5819460Y2 (ja) | 1983-04-21 |
Family
ID=14658355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1975115264U Expired JPS5819460Y2 (ja) | 1975-08-21 | 1975-08-21 | ハチヨウセンタクキ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4152674A (ja) |
| JP (1) | JPS5819460Y2 (ja) |
| DE (1) | DE2632904C3 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4324475A (en) * | 1979-06-26 | 1982-04-13 | Barr & Stroud Limited | Laser component |
| US4358851A (en) * | 1980-02-28 | 1982-11-09 | Xerox Corporation | Fiber optic laser device and light emitter utilizing the device |
| JPS5780215U (ja) * | 1980-11-05 | 1982-05-18 | ||
| US4453804A (en) * | 1982-01-06 | 1984-06-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Real-time optical filtering system with spatial and temporal enhancement of visual information |
| US4426663A (en) | 1982-01-06 | 1984-01-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Real-time optical filtering method with improved filtered image detection and bandwidth adjustment |
| US4448486A (en) * | 1982-01-06 | 1984-05-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Varying bandpass of optical spatial filter by rotating mirrors having changing reflectivity |
| KR920009706B1 (ko) * | 1987-09-26 | 1992-10-22 | 미쯔비시덴끼 가부시끼가이샤 | 레이저장치 |
| US6278549B1 (en) * | 2000-04-17 | 2001-08-21 | Ciena Corporation | Optical filter having a quartz substrate |
| WO2002067025A1 (en) * | 2001-02-20 | 2002-08-29 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical resonator and wavelength control module using the resonator |
| JP3896065B2 (ja) * | 2002-10-18 | 2007-03-22 | 株式会社東芝 | 波長安定化装置及びその調整方法 |
| US20060076376A1 (en) * | 2004-10-12 | 2006-04-13 | Kemery Michael C | Armband light |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2137286A (en) * | 1936-05-26 | 1938-11-22 | Signaphone Corp Of America | Reflector |
| US3771066A (en) * | 1970-02-24 | 1973-11-06 | Hewlett Packard Co | Gas laser |
| US3936193A (en) * | 1974-02-13 | 1976-02-03 | Eocom Corporation | Multiplex interferometer |
| US4037942A (en) * | 1976-03-19 | 1977-07-26 | Rca Corporation | Optical adjustment device |
-
1975
- 1975-08-21 JP JP1975115264U patent/JPS5819460Y2/ja not_active Expired
-
1976
- 1976-07-21 DE DE2632904A patent/DE2632904C3/de not_active Expired
- 1976-08-11 US US05/713,499 patent/US4152674A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4152674A (en) | 1979-05-01 |
| DE2632904C3 (de) | 1981-02-19 |
| DE2632904B2 (de) | 1980-06-04 |
| DE2632904A1 (de) | 1977-02-24 |
| JPS5229149U (ja) | 1977-03-01 |
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