JPH0558596B2 - - Google Patents
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- JPH0558596B2 JPH0558596B2 JP12725085A JP12725085A JPH0558596B2 JP H0558596 B2 JPH0558596 B2 JP H0558596B2 JP 12725085 A JP12725085 A JP 12725085A JP 12725085 A JP12725085 A JP 12725085A JP H0558596 B2 JPH0558596 B2 JP H0558596B2
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- light wave
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/022—Constructional details of liquid lasers
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- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
- H01S3/082—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors defining a plurality of resonators, e.g. for mode selection or suppression
- H01S3/0823—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors defining a plurality of resonators, e.g. for mode selection or suppression incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection
-
- H—ELECTRICITY
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- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、レーザ物質として色素を用いた色
素レーザに関し、特に多波長のレーザ発振を行な
うレーザ装置に関するものである。
素レーザに関し、特に多波長のレーザ発振を行な
うレーザ装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第６図は例えばオプテイクスコミユニケーシヨ
ンズ1973年第７巻233ページ（Optics
Communications vol7 233（1973））に示された
従来の多波長発振レーザ装置を示す図である。図
において、１０１はレーザ物質としての色素とそ
の溶媒とからなる色素溶液を収容した色素容器、
１０２は波長λ′1，λ′2の各レーザ光を出射すると
共に光共振系に用いる出力鏡、１０３は色素容器
１０１に対して出力鏡１０２が配置されている側
とは反対側の位置に配置されたビームスプリツ
タ、１０４は、ビームスプリツタ１０３により反
射された光波の内、特定波長の光波を高反射率で
反射されるように配置された回折格子、１０５
は、ビームスプリツタ１０３を透過した光波の
内、特定波長の光波を高反射率で反射する位置に
配置された回折格子である。なお、必要に応じ
て、ビームスプリツタ１０３と回折格子１０４と
の間およびビームスプリツタ１０３と回折格子１
０５との間に偏光子、NDフイルタもしくはビー
ムエクスバンダーのいずれかを配置する。なお、
色素溶液を含む色素溶容器１０１、出力鏡１０
２、ビームスプリツタ１０３および回折格子１０
４とで波長λ′1の光波用の光共振器が構成され、
色素溶液を含む色素容器１０１，出力鏡１０２、
ビームスプリツタ１０３および回折格子１０５と
で波長λ′2の光波用の光共振器が構成される。
ンズ1973年第７巻233ページ（Optics
Communications vol7 233（1973））に示された
従来の多波長発振レーザ装置を示す図である。図
において、１０１はレーザ物質としての色素とそ
の溶媒とからなる色素溶液を収容した色素容器、
１０２は波長λ′1，λ′2の各レーザ光を出射すると
共に光共振系に用いる出力鏡、１０３は色素容器
１０１に対して出力鏡１０２が配置されている側
とは反対側の位置に配置されたビームスプリツ
タ、１０４は、ビームスプリツタ１０３により反
射された光波の内、特定波長の光波を高反射率で
反射されるように配置された回折格子、１０５
は、ビームスプリツタ１０３を透過した光波の
内、特定波長の光波を高反射率で反射する位置に
配置された回折格子である。なお、必要に応じ
て、ビームスプリツタ１０３と回折格子１０４と
の間およびビームスプリツタ１０３と回折格子１
０５との間に偏光子、NDフイルタもしくはビー
ムエクスバンダーのいずれかを配置する。なお、
色素溶液を含む色素溶容器１０１、出力鏡１０
２、ビームスプリツタ１０３および回折格子１０
４とで波長λ′1の光波用の光共振器が構成され、
色素溶液を含む色素容器１０１，出力鏡１０２、
ビームスプリツタ１０３および回折格子１０５と
で波長λ′2の光波用の光共振器が構成される。
次に、動作について説明する。ポンピング光源
（不図示）から出力されて光学系（不図示）によ
り絞られたポンピング光１０６が色素容器１０１
内の色素溶液の色素を照射する。これにより、色
素は反転分布状態となり、色素から色素特有の特
定長領域の光波が発生する。ここで、回折格子１
０４に入射する光波に対し、波長λ′1の光波の反
射率が最大となるように回折格子１０４を回転調
整する。また、回折格子１０５に入射する光波に
対し、波長λ′2の光波の反射率が最大となるよう
に回折格子１０５を回転調整する。波長λ′1の光
波は出力鏡１０２から回折格子１０４迄の構成要
素からなる上述の光共振器によりレーザ発振し、
波長λ′2の光波は出力鏡１０２から回折格子１０
５迄の構成要素からなる上述の光共振器によりレ
ーザ発振する。波長λ′1，λ′2の光波の一部は波長
λ′1，λ′2を夫々有するレーザ光として出力鏡１０
２から出射する。
（不図示）から出力されて光学系（不図示）によ
り絞られたポンピング光１０６が色素容器１０１
内の色素溶液の色素を照射する。これにより、色
素は反転分布状態となり、色素から色素特有の特
定長領域の光波が発生する。ここで、回折格子１
０４に入射する光波に対し、波長λ′1の光波の反
射率が最大となるように回折格子１０４を回転調
整する。また、回折格子１０５に入射する光波に
対し、波長λ′2の光波の反射率が最大となるよう
に回折格子１０５を回転調整する。波長λ′1の光
波は出力鏡１０２から回折格子１０４迄の構成要
素からなる上述の光共振器によりレーザ発振し、
波長λ′2の光波は出力鏡１０２から回折格子１０
５迄の構成要素からなる上述の光共振器によりレ
ーザ発振する。波長λ′1，λ′2の光波の一部は波長
λ′1，λ′2を夫々有するレーザ光として出力鏡１０
２から出射する。
従来の多波長の光波を発振するレーザ装置は以
上のように構成されているので、発振可能な光波
の波長領域が単一の色素容器内の単一の色素によ
つて決定され、その領域は最大80ナノメータ
（80nｍ）程度（波長λ′1と同λ′2の差が約8nｍ内）
しか可能でないという欠点があり、又同一色素で
多波長発振させるため、引込み現象等により発振
光波間の相互作用が強く、出力パワー、出力波
形、発振タイミング等を安定にできないなどの欠
点があつた。
上のように構成されているので、発振可能な光波
の波長領域が単一の色素容器内の単一の色素によ
つて決定され、その領域は最大80ナノメータ
（80nｍ）程度（波長λ′1と同λ′2の差が約8nｍ内）
しか可能でないという欠点があり、又同一色素で
多波長発振させるため、引込み現象等により発振
光波間の相互作用が強く、出力パワー、出力波
形、発振タイミング等を安定にできないなどの欠
点があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、波長間隔が単一溶媒による単
一濃度の単一の色素のボンピングによつて得られ
る光波の波長存在領域を越える波長存在を有し、
各発振光波間の相互作用を弱くして安定的にレー
ザ発振ができるレーザ装置を得ることを目的とす
る。
になされたもので、波長間隔が単一溶媒による単
一濃度の単一の色素のボンピングによつて得られ
る光波の波長存在領域を越える波長存在を有し、
各発振光波間の相互作用を弱くして安定的にレー
ザ発振ができるレーザ装置を得ることを目的とす
る。
この発明に係るレーザ装置は、複数の色素容器
を直列に間隔をおいて配列し、半透鏡状の出力鏡
を上記色素容器群の１側に設け複数の波長のレー
ザ光を出射すると共にレーザ発振用に用い、特定
波長の光波を選択反射する第１の波長選択手段を
上記色素容器群の他側に配置し、上記出力鏡から
の反射光波を分割するビームスプリツタを上記色
素容器間に配置し、特定波長の光波を選択反射す
る第２の波長選択手段を上記ビームスプリツタに
より反射された光波を入射する位置に配置し、色
素をその溶媒と共に上記色素器内に収容し且つ上
記出力鏡に近い順にポンピングにより短波長の光
波を発生するように配置し、ポンピング手段のポ
ンピング光を上記色素溶液に照射するようにポン
ピング手段を配置したものである。
を直列に間隔をおいて配列し、半透鏡状の出力鏡
を上記色素容器群の１側に設け複数の波長のレー
ザ光を出射すると共にレーザ発振用に用い、特定
波長の光波を選択反射する第１の波長選択手段を
上記色素容器群の他側に配置し、上記出力鏡から
の反射光波を分割するビームスプリツタを上記色
素容器間に配置し、特定波長の光波を選択反射す
る第２の波長選択手段を上記ビームスプリツタに
より反射された光波を入射する位置に配置し、色
素をその溶媒と共に上記色素器内に収容し且つ上
記出力鏡に近い順にポンピングにより短波長の光
波を発生するように配置し、ポンピング手段のポ
ンピング光を上記色素溶液に照射するようにポン
ピング手段を配置したものである。
この発明における複数の色素容器内の各色素
は、ポンピングにより発生する励起光の波長領域
の内レーザ発振用波長力短波長側に近い順に出力
鏡に近い位置に配置されているので、後段の色素
による発振光波の波長が前段の色素の光吸収の高
い波長領域より長波長側に存在し、これによつて
発振波を吸収することなく透過できるので発振で
きる光波の多波長の存在領域幅を非常に大きくと
ることができ、発振光波間の相互作用を弱め、安
定に多波長のレーザ発振を可能とする。
は、ポンピングにより発生する励起光の波長領域
の内レーザ発振用波長力短波長側に近い順に出力
鏡に近い位置に配置されているので、後段の色素
による発振光波の波長が前段の色素の光吸収の高
い波長領域より長波長側に存在し、これによつて
発振波を吸収することなく透過できるので発振で
きる光波の多波長の存在領域幅を非常に大きくと
ることができ、発振光波間の相互作用を弱め、安
定に多波長のレーザ発振を可能とする。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１の実施例としては２波長λ′1，λ′2の光波
のレーザ発振の場合を考える。第１図において、
１ａは波長λ1の第１光波発生用のレーザ物質とし
ての周知の色素をその溶媒と共に第１色素溶液と
して収容している第１色素容器１ｂは波長λ2の第
２光波発生用のレーザ物質としての周知の色素を
その溶媒と共に第２色素溶媒として収容している
第２色素容器、これら第１および第２色素容器１
ａ，１ｂは直列に間隔をおいて配置されている。
なお、第１のレーザ発振波長λ1は第２のレーザ発
振波長λ2より短かくなる様な組合せの色素が第１
および第２色素容器１ａ，１ｂに夫々収容され、
波長λ1と波長λ2との波長差は単一の色素により多
波長レーザが出射するレーザ光間の最大波涛差よ
り大きい。２は第１色素容器１ａに対向配置され
た出力鏡で、波長λ1および同λ2を夫々有する第１
および第２光波に対応するレーザ光を出射すると
共にレーザ発振用に用いられ、半透鏡をなして第
１色素容器１ａに対向するその反射面は後述の共
振器の軸心３ａに対して直角をなしている。３は
第１および第２色素容器１ａ，１ｂの間にその反
射面が出力鏡２の反射面に対して向き合つて傾斜
するように配置されたビームスプリツタで、光共
振器の軸心３ａにレーザ発振波長λ1の光波用の後
述の光共振器の軸心３ｂとレーザ発振波長λ2の光
波用の光共振器の軸心３ｃとに分ける。４はビー
ムスプリツタ３により反射された波長λ1の光波を
選択的に高反射率で入・反射するように配置され
た第１の波長選択手段であつて、この実施例で
は、リトロウ型に第１の回折格子を使用してい
る。５は出力鏡２に反射されてビームスプリツタ
３を透過した波長λ2の光波を高反射率で選択的に
入・反射するように配置された第２の波長選択手
段であつて、この実施例ではリトロウ型に第２の
回折格子を使用している。６ａ，６ｂは第１およ
び第２色素容器１ａおよび１ｂ内の色素を夫々ポ
ンピングするポンピング光で、ポンピング光６ａ
は第１色素容器１ａに対しては軸心３ａと略直角
をなす方向から入射し、ポンピング光６ｂは第２
色素容器１ｂに対しては軸心３ｃ略直角をなす方
向から入射している。
る。第１の実施例としては２波長λ′1，λ′2の光波
のレーザ発振の場合を考える。第１図において、
１ａは波長λ1の第１光波発生用のレーザ物質とし
ての周知の色素をその溶媒と共に第１色素溶液と
して収容している第１色素容器１ｂは波長λ2の第
２光波発生用のレーザ物質としての周知の色素を
その溶媒と共に第２色素溶媒として収容している
第２色素容器、これら第１および第２色素容器１
ａ，１ｂは直列に間隔をおいて配置されている。
なお、第１のレーザ発振波長λ1は第２のレーザ発
振波長λ2より短かくなる様な組合せの色素が第１
および第２色素容器１ａ，１ｂに夫々収容され、
波長λ1と波長λ2との波長差は単一の色素により多
波長レーザが出射するレーザ光間の最大波涛差よ
り大きい。２は第１色素容器１ａに対向配置され
た出力鏡で、波長λ1および同λ2を夫々有する第１
および第２光波に対応するレーザ光を出射すると
共にレーザ発振用に用いられ、半透鏡をなして第
１色素容器１ａに対向するその反射面は後述の共
振器の軸心３ａに対して直角をなしている。３は
第１および第２色素容器１ａ，１ｂの間にその反
射面が出力鏡２の反射面に対して向き合つて傾斜
するように配置されたビームスプリツタで、光共
振器の軸心３ａにレーザ発振波長λ1の光波用の後
述の光共振器の軸心３ｂとレーザ発振波長λ2の光
波用の光共振器の軸心３ｃとに分ける。４はビー
ムスプリツタ３により反射された波長λ1の光波を
選択的に高反射率で入・反射するように配置され
た第１の波長選択手段であつて、この実施例で
は、リトロウ型に第１の回折格子を使用してい
る。５は出力鏡２に反射されてビームスプリツタ
３を透過した波長λ2の光波を高反射率で選択的に
入・反射するように配置された第２の波長選択手
段であつて、この実施例ではリトロウ型に第２の
回折格子を使用している。６ａ，６ｂは第１およ
び第２色素容器１ａおよび１ｂ内の色素を夫々ポ
ンピングするポンピング光で、ポンピング光６ａ
は第１色素容器１ａに対しては軸心３ａと略直角
をなす方向から入射し、ポンピング光６ｂは第２
色素容器１ｂに対しては軸心３ｃ略直角をなす方
向から入射している。
上記のように構成された多波長発振レーザは、
出力鏡２、色素溶液を含む第１色素容器１ａ，ビ
ームスプリツタ３および回折格子４により波長λ1
の第１の光波発振用光共振器７を構成し、出力鏡
２、色素溶液を含む第１色素容器１ａ、ビームス
プリツタ３、色素溶液を含む第２色素容器１ｂお
よび回折格子５により発振波長λ2の第２の光波発
信用光共振器８を構成している。なお、第１の光
波発振用共振器７の軸心は３ａと３ｂとからな
り、第２の光波発振用光共振器８の軸心は３ａと
３ｃとからなる。
出力鏡２、色素溶液を含む第１色素容器１ａ，ビ
ームスプリツタ３および回折格子４により波長λ1
の第１の光波発振用光共振器７を構成し、出力鏡
２、色素溶液を含む第１色素容器１ａ、ビームス
プリツタ３、色素溶液を含む第２色素容器１ｂお
よび回折格子５により発振波長λ2の第２の光波発
信用光共振器８を構成している。なお、第１の光
波発振用共振器７の軸心は３ａと３ｂとからな
り、第２の光波発振用光共振器８の軸心は３ａと
３ｃとからなる。
第２図は第１図のポンピング光６ａ，６ｂを発
生するポンピング手段を示している。第２図Ａに
おいて、９はポンピング光６を発生する例えばフ
ラツシユランプ、Ｑスイツチルビーレーザー、そ
の第２光調波発生源、分子紫外レーザおよび
YAGレーザの第２光調波発生源等のいずれか１
つが用いられるポンピング光源、１０はポンピン
グ光源９から出射するポンピング光６をポンピン
グ光６ａおよび同６ｂに分割するビームスプリツ
タ、１１ビームスプリツタ１０により反射されて
分割されたポンピング光６ｂをポンピング光６ａ
と同方向に向ける全反射鏡、１２，１３はビーム
スプリツタ１０を透過したポンピング光６ａおよ
び全反射鏡により反射されたポンピング光６ｂを
夫々線状に集光する円筒レンズである。なお、円
筒レンズ１２および同１３によるポンピング光６
ａ，６ｂの夫々の集光位置に第１図に示した第１
および第２色素容器１ａ，１ｂ内の色素が配置さ
れている。第２図Ｂにおいて、９は第１のポンピ
ング光源、１４は第２のポンピング光源、１５は
第１のポンピング光源９と第２のポンピング光源
とが同期をとつてポンピング光６ａおよび同６ｃ
を夫々出射するために利用する同期用の接続線、
１２，１３は円筒レンズでポンピング光６ａ，６
ｃを集光する。この実施例の場合にはポンピング
手段として第２図Ａに示したものを用いるが、第
２図Ｂに示したポンピング手段を第１図に適用す
る場合には、第１図のポンピング光６ｂをポンピ
ング光６ｃに置きかえればよい。また、この他に
も第２図Ｂにおいて、第１および第２のポンピン
グ光源９，１４としてヘリカル型フラツシユラン
プを用いる場合には円筒レンズ６ａ，６ｃは不要
である。
生するポンピング手段を示している。第２図Ａに
おいて、９はポンピング光６を発生する例えばフ
ラツシユランプ、Ｑスイツチルビーレーザー、そ
の第２光調波発生源、分子紫外レーザおよび
YAGレーザの第２光調波発生源等のいずれか１
つが用いられるポンピング光源、１０はポンピン
グ光源９から出射するポンピング光６をポンピン
グ光６ａおよび同６ｂに分割するビームスプリツ
タ、１１ビームスプリツタ１０により反射されて
分割されたポンピング光６ｂをポンピング光６ａ
と同方向に向ける全反射鏡、１２，１３はビーム
スプリツタ１０を透過したポンピング光６ａおよ
び全反射鏡により反射されたポンピング光６ｂを
夫々線状に集光する円筒レンズである。なお、円
筒レンズ１２および同１３によるポンピング光６
ａ，６ｂの夫々の集光位置に第１図に示した第１
および第２色素容器１ａ，１ｂ内の色素が配置さ
れている。第２図Ｂにおいて、９は第１のポンピ
ング光源、１４は第２のポンピング光源、１５は
第１のポンピング光源９と第２のポンピング光源
とが同期をとつてポンピング光６ａおよび同６ｃ
を夫々出射するために利用する同期用の接続線、
１２，１３は円筒レンズでポンピング光６ａ，６
ｃを集光する。この実施例の場合にはポンピング
手段として第２図Ａに示したものを用いるが、第
２図Ｂに示したポンピング手段を第１図に適用す
る場合には、第１図のポンピング光６ｂをポンピ
ング光６ｃに置きかえればよい。また、この他に
も第２図Ｂにおいて、第１および第２のポンピン
グ光源９，１４としてヘリカル型フラツシユラン
プを用いる場合には円筒レンズ６ａ，６ｃは不要
である。
次に、この発明の動作説明をする。ポンピング
光源９から出射したポンピング光６はビームスプ
リツタ１０によりポンピング光６ａ，６ｂに２分
割される。ポンピング光６ａは円筒レンズ１２に
より集光されると同時にポンピング光６ｂは、全
反射鏡１１により全反射されて円筒レンズ１３に
より集光される。これら集光されたポンピング光
６ａ，６ｂが第１および第２色素容器１ａ，１ｂ
内の各色素を夫々同時に照射する。これにより、
第１および第２色素容器１ａ，１ｂ内の各色素が
反転分布の状態となり、各色素から励起光が出力
される。第１色素容器１ａ内の色素からは波長λ1
の第１光波を含む光波が発生し、第２色素容器１
ｂの色素からは波長λ2の第２光波を含む光波が発
生する。波長λ1の第１光波は回折格子４により選
択反射されて第１光波発振用光共振器７内でレー
ザ発振して、その一部の光は波長λ1のレーザ光と
して出力鏡２から出射する。波長λ2の第２光波は
回折格子５により選択反射されて第２光波発振用
光共振器８内でレーザ発振して、その一部の光は
波長λ2のレーザー光として出力鏡２から出射す
る。
光源９から出射したポンピング光６はビームスプ
リツタ１０によりポンピング光６ａ，６ｂに２分
割される。ポンピング光６ａは円筒レンズ１２に
より集光されると同時にポンピング光６ｂは、全
反射鏡１１により全反射されて円筒レンズ１３に
より集光される。これら集光されたポンピング光
６ａ，６ｂが第１および第２色素容器１ａ，１ｂ
内の各色素を夫々同時に照射する。これにより、
第１および第２色素容器１ａ，１ｂ内の各色素が
反転分布の状態となり、各色素から励起光が出力
される。第１色素容器１ａ内の色素からは波長λ1
の第１光波を含む光波が発生し、第２色素容器１
ｂの色素からは波長λ2の第２光波を含む光波が発
生する。波長λ1の第１光波は回折格子４により選
択反射されて第１光波発振用光共振器７内でレー
ザ発振して、その一部の光は波長λ1のレーザ光と
して出力鏡２から出射する。波長λ2の第２光波は
回折格子５により選択反射されて第２光波発振用
光共振器８内でレーザ発振して、その一部の光は
波長λ2のレーザー光として出力鏡２から出射す
る。
ここで、レーザ物質としての色素の１重項の吸
収スペクトルと螢光スペクトルは一般に第３図に
示したよう特徴を有し、螢光スペクトルのピーク
近辺の波長領域である所のレーザ発振可能な波長
領域より短波長側に吸収スペクトルが存在する。
従つて、第３図に示した光特性が第２色素容器１
ｂ内の色素の特性とすると、第１色素容器１ａ内
の色素の吸収および螢光特性は第３図の曲線を短
波長側に移動した特性曲線に類似している。よつ
て、第１色素容器１ａ内の色素の光吸収率の高い
部分の波長領域内に第２色素容器１ｂの色素の励
起光をレーザ発振させて得る第２光波のレーザ発
振波長λ2が入ることはない。従つて、レーザ発振
波長λ2の第２光波は第１色素容器１ａ内の色素で
吸収されることなく出力鏡２に達して、一部反射
されて回折格子５との間で第２光波発振用光共振
系をつくり、あたかも第１の色素容器１ａが無い
かのように発振動作を行う。
収スペクトルと螢光スペクトルは一般に第３図に
示したよう特徴を有し、螢光スペクトルのピーク
近辺の波長領域である所のレーザ発振可能な波長
領域より短波長側に吸収スペクトルが存在する。
従つて、第３図に示した光特性が第２色素容器１
ｂ内の色素の特性とすると、第１色素容器１ａ内
の色素の吸収および螢光特性は第３図の曲線を短
波長側に移動した特性曲線に類似している。よつ
て、第１色素容器１ａ内の色素の光吸収率の高い
部分の波長領域内に第２色素容器１ｂの色素の励
起光をレーザ発振させて得る第２光波のレーザ発
振波長λ2が入ることはない。従つて、レーザ発振
波長λ2の第２光波は第１色素容器１ａ内の色素で
吸収されることなく出力鏡２に達して、一部反射
されて回折格子５との間で第２光波発振用光共振
系をつくり、あたかも第１の色素容器１ａが無い
かのように発振動作を行う。
このように、第１光波と第２光波を夫々別個の
色素容器１ａ，１ｂ内の夫々の異なる色素から発
生するようにしたので、第１光波の波長λ1と第２
光波の波長λ2との大きくとることができ発振して
いる光波間の相互作用が弱くできる。
色素容器１ａ，１ｂ内の夫々の異なる色素から発
生するようにしたので、第１光波の波長λ1と第２
光波の波長λ2との大きくとることができ発振して
いる光波間の相互作用が弱くできる。
従つて、出力鏡２を共通にして同一軸心３ａ上
に異なつた波長の光波を互いに独立に発生できる
光共振系を実現して、安定に多波長のレーザ発振
を行なうことができる。
に異なつた波長の光波を互いに独立に発生できる
光共振系を実現して、安定に多波長のレーザ発振
を行なうことができる。
以上述べたように、第１および第２色素容器１
ａ，１ｂ内の異なる色素を反転分布状態にしてレ
ーザ発振を行なうので、両波長λ1，λ2間の差が大
きなレーザ光を出力鏡２から同一中心軸上に同時
に出射することができる。
ａ，１ｂ内の異なる色素を反転分布状態にしてレ
ーザ発振を行なうので、両波長λ1，λ2間の差が大
きなレーザ光を出力鏡２から同一中心軸上に同時
に出射することができる。
なお、上記実施例では、第１および第２色素容
器１ａ，１ｂに異なる色素を入れるものとしてい
るが、同一の色素を入れ、その色素を含む色素容
液の濃度および／または溶媒を異ならしめて第
１、第２の回折格子４，５の回転調整により異な
る波長の波長差の大きな光波のレーザ発進を安定
に起こすこともできる。
器１ａ，１ｂに異なる色素を入れるものとしてい
るが、同一の色素を入れ、その色素を含む色素容
液の濃度および／または溶媒を異ならしめて第
１、第２の回折格子４，５の回転調整により異な
る波長の波長差の大きな光波のレーザ発進を安定
に起こすこともできる。
また上記実施例では、ビームスプリツタ３によ
り第１のレーザ発振用共振器７の軸心を第２のレ
ーザ発振用共振器８の軸心から分けているが、第
１色素容器１ａ内の色素のレーザ発振波長領域内
の特定波長の光波に対してビームスプリツタ３の
反斜面の反射率が最大になるように誘電体多層膜
鏡を使用して第１光板と第２光板との分離をより
良くすることもできる。また、ビームスプリツタ
３と回折格子４との間および回折格子５と第２色
素容器１ｂとの間に図示の一点鎖線で示したよう
に夫々偏光子を入れて回折格子４および同５に第
１光波および第２光波のみを夫々効率よく入射す
るようにしてもよい。また、第２色素容器１ｂと
回折格子５との間に偏光子を入れる代りにビーム
スプリツタ３の偏光ビームスプリツタにすればよ
い。さらには、偏光子の代りに必要に応じてND
フイルタもしくはビームエクスパンダーを介在さ
せてもよい。
り第１のレーザ発振用共振器７の軸心を第２のレ
ーザ発振用共振器８の軸心から分けているが、第
１色素容器１ａ内の色素のレーザ発振波長領域内
の特定波長の光波に対してビームスプリツタ３の
反斜面の反射率が最大になるように誘電体多層膜
鏡を使用して第１光板と第２光板との分離をより
良くすることもできる。また、ビームスプリツタ
３と回折格子４との間および回折格子５と第２色
素容器１ｂとの間に図示の一点鎖線で示したよう
に夫々偏光子を入れて回折格子４および同５に第
１光波および第２光波のみを夫々効率よく入射す
るようにしてもよい。また、第２色素容器１ｂと
回折格子５との間に偏光子を入れる代りにビーム
スプリツタ３の偏光ビームスプリツタにすればよ
い。さらには、偏光子の代りに必要に応じてND
フイルタもしくはビームエクスパンダーを介在さ
せてもよい。
第４図は３波長λ1，λ2，λ3の光波のレーザ発振
を行なうレーザ装置の他の実施例である。図にお
いて、１ｃは波長λ3の第３光波用のレーザ物質と
しての色素をその溶媒と共に第３色素溶媒として
収容している第３色素容器であり、１６はビーム
スプリツタ、１７は波長λ3の光波を高反射率で選
択的に入・反射する回折格子である。第１色素容
器１ａ、第２色素容器１ｂ、出力鏡２、ビームス
プリツタ３および回折格子４の構成は第１図と同
構成であり、第２色素容器１ｂの後方にビームス
プリツタ１６、第３色素容器１ｃおよび回折格子
１７が順序で配列されており、ビームスプリンタ
１６により反射された波長λ2の第２の光波を入・
反射する位置に回折格子５が配置されている。な
お、波長λ3は波長λ2より短波長である。波長λ1の
光波発信用共振器は第１図と同構成であるが、波
長λ2のレーザ発振用光共振器は出力鏡２、第１色
素溶液を含む第１色素容器１ａ、ビームスプリツ
タ３、第２色素溶液を含む第２色素表容器１ｂ、
ビームスプリツタ１６および回折格子５とから構
成され、波長λ3の光波発振用光共振器は第３図の
構成から回折格子４および５を除いた残りの構成
要素から構成されている。レーザ発振を行なう場
合には、ポンピング光６ａ，６ｂ，６ｄを第１〜
第３色素容器１ａ〜１ｃの各色素に夫々同時に照
射すれば、波長λ1，λ2，λ3の光波が発振して、そ
れらの３種類の波長のレーザ光が出力鏡２から出
射する。
を行なうレーザ装置の他の実施例である。図にお
いて、１ｃは波長λ3の第３光波用のレーザ物質と
しての色素をその溶媒と共に第３色素溶媒として
収容している第３色素容器であり、１６はビーム
スプリツタ、１７は波長λ3の光波を高反射率で選
択的に入・反射する回折格子である。第１色素容
器１ａ、第２色素容器１ｂ、出力鏡２、ビームス
プリツタ３および回折格子４の構成は第１図と同
構成であり、第２色素容器１ｂの後方にビームス
プリツタ１６、第３色素容器１ｃおよび回折格子
１７が順序で配列されており、ビームスプリンタ
１６により反射された波長λ2の第２の光波を入・
反射する位置に回折格子５が配置されている。な
お、波長λ3は波長λ2より短波長である。波長λ1の
光波発信用共振器は第１図と同構成であるが、波
長λ2のレーザ発振用光共振器は出力鏡２、第１色
素溶液を含む第１色素容器１ａ、ビームスプリツ
タ３、第２色素溶液を含む第２色素表容器１ｂ、
ビームスプリツタ１６および回折格子５とから構
成され、波長λ3の光波発振用光共振器は第３図の
構成から回折格子４および５を除いた残りの構成
要素から構成されている。レーザ発振を行なう場
合には、ポンピング光６ａ，６ｂ，６ｄを第１〜
第３色素容器１ａ〜１ｃの各色素に夫々同時に照
射すれば、波長λ1，λ2，λ3の光波が発振して、そ
れらの３種類の波長のレーザ光が出力鏡２から出
射する。
第５図はこの発明の他の実施例で、第１図に示
したレーザ装置と異なる点は、第１図のレーザ装
置は波長λ1用の光波選択手段として回折格子４を
用いているが、第５図では回折格子４の代りにプ
リズム１８と全反射鏡１９を用いている。プリズ
ム１８と全反射鏡１９との距離を大きくとれば全
反射鏡１９にある程度の幅をもたせることができ
る。この実施例の場合、光波の波長選択にはプリ
ズム１８を図示矢印Ａの方向に回転して全反射鏡
１９に入射する光波の波長を変えるか、プリズム
１８を固定して全反射鏡１９がプリズム１８から
特定波長の光を入射する入射位置に位置させるよ
うに移動すればよい。プリズム１８の回転および
全反射鏡１９の移動を両方行なうことにより光波
の波長選択が可能なことは勿論である。また、プ
リズムと全反射鏡からなる波長選択手段を回折格
子５の代りに用いることもできる。
したレーザ装置と異なる点は、第１図のレーザ装
置は波長λ1用の光波選択手段として回折格子４を
用いているが、第５図では回折格子４の代りにプ
リズム１８と全反射鏡１９を用いている。プリズ
ム１８と全反射鏡１９との距離を大きくとれば全
反射鏡１９にある程度の幅をもたせることができ
る。この実施例の場合、光波の波長選択にはプリ
ズム１８を図示矢印Ａの方向に回転して全反射鏡
１９に入射する光波の波長を変えるか、プリズム
１８を固定して全反射鏡１９がプリズム１８から
特定波長の光を入射する入射位置に位置させるよ
うに移動すればよい。プリズム１８の回転および
全反射鏡１９の移動を両方行なうことにより光波
の波長選択が可能なことは勿論である。また、プ
リズムと全反射鏡からなる波長選択手段を回折格
子５の代りに用いることもできる。
以上のように、この発明によれば、レーザ物質
としての各色素溶液を収容した色素容器を複数に
して発振させるように構成したので、多波長発振
できる波長存在領域を大きくできると共に、発振
光波間の相互作用を弱くして安定に多波長のレー
ザ発振ができるものが得られる効果がある。
としての各色素溶液を収容した色素容器を複数に
して発振させるように構成したので、多波長発振
できる波長存在領域を大きくできると共に、発振
光波間の相互作用を弱くして安定に多波長のレー
ザ発振ができるものが得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第
２図Ａ，Ｂは第１図に用いられるポンピング手段
の各実施例を夫々示す構成図、第３図はレーザ発
振可能な色素の吸収スペクトルと光波発生用の螢
光灯スペクトルを示す特性図、第４図は、３波長
のレーザ発振を行なうこの発明の他の実施例を示
す構成図、第５図は、レーザ発振波長に対して選
択性を有する波長選択機構をプリズムと全反射鏡
で行なう他の実施例を示す構成図、第６図は、従
来の多波長発振レーザ装置を示す構成図である。 図において、１ａ，１ｂは色素容器、２は出力
鏡、３はビームスプリツタ、４は波長選択手段
（回折格子）、５は波長選択手段（回折格子）、６
ａ，６ｂはポンピング光、９はポンピング光源、
１０はビームスプリツタ、１１は全反射鏡、１
２，１３は円筒レンズ。なお、各図中同一符号は
同一または相当部分を示す。
２図Ａ，Ｂは第１図に用いられるポンピング手段
の各実施例を夫々示す構成図、第３図はレーザ発
振可能な色素の吸収スペクトルと光波発生用の螢
光灯スペクトルを示す特性図、第４図は、３波長
のレーザ発振を行なうこの発明の他の実施例を示
す構成図、第５図は、レーザ発振波長に対して選
択性を有する波長選択機構をプリズムと全反射鏡
で行なう他の実施例を示す構成図、第６図は、従
来の多波長発振レーザ装置を示す構成図である。 図において、１ａ，１ｂは色素容器、２は出力
鏡、３はビームスプリツタ、４は波長選択手段
（回折格子）、５は波長選択手段（回折格子）、６
ａ，６ｂはポンピング光、９はポンピング光源、
１０はビームスプリツタ、１１は全反射鏡、１
２，１３は円筒レンズ。なお、各図中同一符号は
同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 直列に間隔をおいて配列された複数の色素容
器と、この色素容器群の１側に設けられ複数の波
長のレーザ光を出射すると共にレーザ発振用に用
いられる半透鏡状の出力鏡と、上記色素容器群り
他側に設けられ、特定波長の光波を選択反射する
第１の波長選択手段と、上記色素容器間に配置さ
れ上記出力鏡からの反射光波を分割するビームス
プリツタと、このビームスプリツタにより反射さ
れた光波を入射する位置に配置され特定波長の光
波を選択反射する第２の波長選択手段と、上記色
素容器内に収容され且つ上記出力鏡に近い順にポ
ンピングにより、レーザ発振波長の短い光波を発
生する色素とその溶媒とからなる色素溶液と、こ
の色素溶液にポンピング光を照射するように配置
されたポンピング手段とを備えたレーサ装置。 ２ 上記ビームスプリツタに隣接する上記出力鏡
側に配置された上記色素容器内の色素のポンピン
グにより発生する光波の特定波長の光波に対して
上記ビームスプリツタの反射率を最大にしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ
装置。 ３ 上記ポンピング手段は上記色素溶液へのポン
ピング光の照射を同時に行なうことを特徴とする
特許請求の範囲第１項又は第２項記載のレーザ装
置。 ４ 上記ポンピング手段のポンピング光としてフ
ラツシユランプ光を使用することを特徴とする特
許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に
記載のレーザ装置。 ５ 上記第１の波長選択手段および／または、上
記第２の波長選択手段の少なくとも１つは回折格
子であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のレーザ装置。 ６ 上記第１の波長選択手段および／または上記
第２の波長選択手段の少なくとも１つはプリブム
と全反射との組合せであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のレーザ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12725085A JPS61287189A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | レ−ザ装置 |
| US06/851,219 US4710937A (en) | 1985-06-13 | 1986-04-14 | Laser system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12725085A JPS61287189A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61287189A JPS61287189A (ja) | 1986-12-17 |
| JPH0558596B2 true JPH0558596B2 (ja) | 1993-08-26 |
Family
ID=14955402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12725085A Granted JPS61287189A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61287189A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0710507Y2 (ja) * | 1985-08-31 | 1995-03-08 | トヨタ自動車株式会社 | レーザドップラ速度計 |
| JPH01124276A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-17 | Agency Of Ind Science & Technol | 多波長レーザ装置 |
| JP2010080950A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-04-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 固体色素レーザ |
| CN112805886B (zh) * | 2018-10-10 | 2023-12-22 | 三菱电机株式会社 | 激光器装置 |
-
1985
- 1985-06-13 JP JP12725085A patent/JPS61287189A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61287189A (ja) | 1986-12-17 |
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