JPS61208280A - 超音波変調レ−ザ発振装置 - 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、多波長から成る光成分の一部をとり出し、そ
の成分に超音波光変調を行い、入射ビームと重ねるよう
に射出する超音波光変調装置を用いた超音波変調レーザ
発振装置に関する。

（従来の技術） 多波長から成る光成分の一部をとり出し、それに超音波
光変調を行い、しかも元のビームと重ねるようにする装
置として第３図、第４図に示すような装置がある。

第３図に示す装置は、合成石英のプリズムＱとプリズム
Ｐと全反射鏡Ｍと前記合成石英のプリズムＱ側面に設け
られ光の経路に垂直方向に超音波定在波を形成する超音
波トランスデユーサＴＲから構成され、でいる。

超音波トランスデユーサＴＲを動作させていないときに
プリズムＱ、プリズムＰを透過し全反射鏡に垂直に入射
した波長成分のみが光路の可逆性により入射経路と全く
同一の経路をたどって、入射方向に返される。

この意味で、この装置は分光器としての機能を持ってい
る。

前記超音波トランスデユーサＴＲを動作させて、Ｓ、Ｗ
に示すような超音波の定在波をプリズム部内に発生させ
ると、光を回折させ、光の強度変調をすることができる
。

第４図に示す装置も前記装置と同様な機能を果たすこと
ができる装置であって、前記装置のプリズムＱ、プリズ
ムＰの働きを一つのプリズムＰＱにより行わせるように
したものである。全反射鏡Ｍに垂直に入射した波長成分
を入射経路と全く同一の経路をたどっ・て反射するとと
もに、超音波トランスデユーサＴＲを動作させて、Ｓ、
Ｗに示すような超音波の定在波をプリズム部内に発生さ
せると、光を回折させ、光の強度変調をすることができ
る。

これ等の装置は、分光と強度変調という機能を実現する
ことができる。

第５図および第６図は、前記各装置を用いて構成した超
音波変調レーザ発振装置を示す略図である。

レーザ発振管ＬＴは前記装置と出力ミラー間に配置され
ている。

これらの超音波変調レーザ発振装置に使用されている従
来の全反射分光変調装置は、光学要素の空気界面が多い
ために以下のような種々の問題がある。

プリズムの表面の汚れにより吸収が起きる。

光学要素間の空気の乱れの影響を受けやすい。

光学要素間の位置関係の調整が困難である。

機械的振動の影響を受けて光路が変化する恐れがあり、
レーザ発振の安定性が欠けると言う問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、前記光学系の構造に関連する問題を解
決し、安定したレーザパルスを発生させることができる
超音波変調レーザ発振装置を提供することにある。

（問題を解決するための手Ｂｔ） 前記目的を達成するために本発明に繋る超音波変調レー
ザ発振装置は、出力ミラーと全反射分光変調装置間にレ
ーザ発振管を配置し、選択された特定の波長のレーザパ
ルスの発振を行うレーザ発振装置において、前記全反射
分光変調装置を、音響光学特性をもつプリズム部と、前
記プリズムの入射面にブリュースタ角で入射させられた
光を垂直に入射するように前記プリズム部の他面に一体
に形成させられている全反射ミラーと、前記プリズム部
の他面に形成されており、前記入射面からプリズム部内
に入射した光に垂直方向の超音波定在波を形成する超音
波トランスデユーサから構成されている。

（実施例） 以下、図面等を参照して、本発明をさらに詳しく説明す
る。

第１図は本発明による超音波変調レーザ発振装置に使用
する超音波光変調装置の実施例を示す図であって、同図
（Ａ）は平面図、同図（Ｂ）正面図である。

第２図は、前記超音波光変調装置の実施例を利用したレ
ーザ発振装置の実施例を示す略図である。

この実施例は、Ｐ偏光のアルゴン放電光を分光して、そ
のうちから５１４５人の光のみを、入射ビームに重ねて
逆進させ、しかもそれが超音波により変調を受けている
ようにしたものである。

プリズム部１３は合成石英で作られており、波長５１４
５人の光に対する屈折率は１．４６１なので、ブリュー
スタ角は５５．６１”である。

レーザ管３のアルゴン放電光が、入射面にこの角度を入
射角として入射するように超音波光変調装置ｌが配置さ
れている。

そのために、プリズム部１３の表面における波長５１４
５人の光の反射はほとんど無視できる。

５１４５人の光は、ブリュースタ角で入射させられるの
で、屈折角９０’−５５，６１°＝　３４．３９゜で入
射面上の点０からプリズム中を進行する。プリズム部１
３には、この光の進行方向に垂直にミラー１１がつけら
れている。

ミラー１１は、プリズム部１３を基板として直接形成さ
れた誘電体多層膜である。

ミラー１１の反射率は、すべてのアルゴン放電光に対し
て略１００％である。

したがって、５１４５人の光は、ミラー１１より垂直反
射して、もとの方向に逆進する。

他の波長の放電光、例えば、４８８０人の光は、屈折角
ｓｉｎ　　’　　（（ｓｉｎ　５５．６１°）／１．４
６４）＝３４．３１°でプリズムに入り、ミラー１１に
は、入射角０．０８°で入るので、垂直入射ではなくな
る。

そのため、反射ビームは入射ビームとは重ならない。

プリズム部１３には、超音波トランスデユーサ１２がは
りつけられており、図示されていな高周波発生器からの
高周波により励振され、第１図（Ｂ）のＳ、Ｗの示す方
向に超音波の定在波ができている。

この超音波の定在波により５１４５人の光の一部が回折
されるために、もとに戻る光はその分だけ弱くなってい
る。

定在波超音波強度は、トランスデユーサ１２に印加され
る高周波の２倍の周波数で変化するので、超音波光変調
装置１から反射されて出てくる光の強度も同じ周波数変
調を受けることになる。

第２図に示すレーザ発振装置の出力ミラー５は、４００
０人〜５０００人の波長範囲内で、５〜６％の透過率を
持つ。

そのために、レーザ管３から出力ミラー５に入射する光
の大部分は、反射される。

前記超音波光変調装置１は前記出力ミラー５により反射
されアルゴンレーザ管３の管軸を通ってくる５１４５人
の光が、その全反射ミラー１１に垂直入射するように置
かれている。

したがって、トランスデユーサ１２を励振しないときは
５１４５人の光の総てが取り出され、レーザ発振光が得
られる。

しかし、他の放電光成分は、異なる方向に反射されるの
で、反射ビームと入射ビームとは重ならず、出力ミラー
５と超音波光変調装置１の全反射ミラー１１間を往復す
ることができないので、前記５１４５人の光の発振しか
起きない。

第２図に示した装置で、出力ミラー５と超音波光変調装
置１の全反射ミラー１１間を往復する時間と、定在波超
音波の時間的な強度変化とを同期させると、超音波光変
調装置１にあたかも光のシャッタのような動作をさせる
ことができる。約０．５Ｗの高周波電力をトランスデユ
ーサに加えることにより得られたレーザのパルス幅は、
およそ７５ｐｓで、従来の９０ｐｓより狭くなった。

レーザ光のピーク強度が従来より、３０％大きくなった
。

また、そのリップルが、従来の１０％ｒ　ｍ　ｓから３
％ｒｍｓへと小さくなった。

第２図に示した装置において、他の波長の光、たとえば
、４８８０人の光についての発振を選択することができ
る。

第１図（Ａ）において、図示してない回転装置で、超音
波光変調装置を点０を通り、紙面に垂直な軸中心に、お
よそ０．１°に回転させることにより４８８０人のレー
ザ発振光が得られる。

そして、前述と同様に、超音波を加えることにより、同
様のパルスレーザ光が得られた。

それ以外の波長の光でも同様であった。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明による超音波変調レーザ発
振装置は、音響光学特性をもつプリズム部と、全反射ミ
ラーと、超音波トランスデユーサを一体に設けであるか
ら、全体として小形軽量にすることができ、使用にあた
り、相互間の位置関係の調整は全く不要である。

また使用にあたり、機械的な振動を受けても前記要素間
の位置関係は安定に保たれる。

これにより、本発明によるレーザ発振装置は特定の波長
を選択して安定したレーザパルス発振をさせることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による超音波変調レーザ発振装置に使
用する超音波光変調装置の実施例を示す図であって、同
図（Ａ）は平面図、同図（Ｂ）正面図である。 第２図は、本発明による超音波変調レーザ発振装置の実
施例を示す略図である。 第３図および第４図は、従来の超音波光変調装置の実施
例を示す図である。 第５図は、従来の超音波変調レーザ発振装置の略図であ
る。 第６図は、従来のさらに他の超音波変調レーザ発振装置
の略図である。 ｌ・・・超音波光変調装置 １１・・・超音波光変調装置の全反射ミラー１２・・・
超音波光変調装置の音響トランスデユーサ１３・・・超
音波光変調装置のプリズム部３・・・アルゴンレーザ管 ５・・・レーザ出力ミラー 特許出願人　浜松ホトニクス株式会社 代理人　弁理士　　井　ノ　ロ　　轟 ２１図 （Ａ） ２ｍ 才３ｒｇ！Ｊ Ｏ，Ｗ 才４図 μＷ　　　ｒｖ ２５図 才６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）出力ミラーと全反射分光変調装置間にレーザ発振
   管を配置し、選択された特定の波長のレーザパルスの発
   振を行うレーザ発振装置において、前記全反射分光変調
   装置を、音響光学特性をもつプリズム部と、前記プリズ
   ムの入射面にブリュースタ角で入射させられた光を垂直
   に入射するように前記プリズム部の他面に一体に形成さ
   せられている全反射ミラーと、前記プリズム部の他面に
   形成されており、前記入射面からプリズム部内に入射し
   た光に垂直方向の超音波定在波を形成する超音波トラン
   スデューサから構成した超音波変調レーザ発振装置。
2. （２）前記プリズム部は合成石英である特許請求の範囲
   第１項記載の超音波変調レーザ発振装置。
3. （３）前記全反射ミラーは前記プリズム部に直接形成さ
   れ、特定範囲の波長成分を全反射する全反射層である特
   許請求の範囲第１項記載の超音波変調レーザ発振装置。
4. （４）前記全反射ミラーは前記プリズム部とは独立に形
   成され、接着材により前記プリズム部に固定されたもの
   である特許請求の範囲第１項記載の超音波変調レーザ発
   振装置。