JPH073897B2 - 色素レ−ザ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はレーザ発振物質を保有する容器を複数個用意し
て、これらを選択的に使用することができる色素レーザ
装置に関する。

（従来の技術） まず簡単に色素レーザ装置の原理を説明する。色素レー
ザ装置は、容器に色素を溶媒によってある濃度に溶解し
てできる溶液を封入して設けられ色素セルを用いる。

そして、この色素セルの両端延長上にそれぞれ反射鏡を
反射面を対向して配置する。

そして、この色素セルの側面からエキシマレーザ発振器
等から発生されたレーザ光を照射して色素を発光させ
る。

前記一対の反射鏡の間で多重反射によりレーザ発振を起
こさせ、前記色素の種類に対応した輝線スペクトル光を
反射鏡の一方より取り出す。

（発明が解決しようとする問題点） 色素レーザは前述のように、色素に対応する輝線スペク
トルを得ることができるから、理論的には、色素セル内
の溶液を交換することにより種々のレーザ発光を得るこ
とができる。

色素セルは透明であるとともに、色素溶液が漏れないよ
うに密閉されたものでなければならないので、ガラス等
の容器が用いられている。

この容器を外して色素セル内の色素溶液を取り出して、
十分に容器を洗浄後に別の色素溶液を入れて再度もとの
位置に配置するとか、別の色素セルを用意しておいて交
換することにより、他の色素レーザ光を得ることができ
る。

しかしながら、色素セルの再配置は正確を要するので、
色素溶液の入れ替えとか色素セルの交換は簡単ではなく
一対の反射鏡で形成される光軸上に色素セルを配置しな
ければならないから、色素セルを一回取り外すと再度調
整が必要になる。

本発明の目的は、簡単な操作で、複数種類の色素レーザ
を得ることができるエキシマレーザ励起色素レーザを提
供することにある。

（問題を解決するための手段） 色素レーザ溶液を封入した色素セルを一対の対向する反
射鏡の光軸上に配置し前記色素レーザ溶液を励起用レー
ザ装置からのレーザ光により励起し色素レーザ発振を起
こす色素レーザ装置において、異なる種類の色素レーザ
をそれぞれ収容する複数個の色素セルと、前記各色素セ
ルを支持し、そのセルに収容されている色素レーザ溶液
が前記反射鏡の光軸上に存在するように順次もたらす回
転体と、前記励起用レーザ装置からのレーザ光を前記光
軸上にある色素レーザ溶液を照射するように集光する光
学手段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３図は色素セルと反射鏡励起光の基本的位置関係を示
す斜視図である。なお、この基本的な形状および位置関
係は本発明の第２の実施例で用いる。色素セル10の容器
は石英ガラスで作られ、内部に色素溶液８を収容してあ
る。色素溶液としては例えばローダミンＢ色素をエチル
アルコールに２×10^-3M/lの濃度で溶かしたものが使用
される。

容器の外形寸法は、幅20mm、高さ50mm、奥行10mm、肉厚
は1mmである。

全反射鏡20と色素レーザ光を部分的に透過する透過鏡30
を色素セル10の長手方向に配置する。透過鏡30の透過率
は80％位の値に選ばれる。図示されていないエキシマレ
ーザ装置からのレーザ光はシリンドリカルレンズ40で色
素セル10の入射面上に線60の示すように直線状に集光し
て投射される。単位面積当りのエキシマレーザ光エネル
ギーを大となり、色素レーザが発振し易くなる。

エキシマレーザ装置としてXeClのエキシマレーザ（波長
308nm）を用いる。

この場合には、約625nmに中心波長をもつ色素レーザ光
が得られる。

色素レーザの発振は色素溶液８のエキシマレーザスポッ
ト60の入射される入射面近くで行われる。この部分をは
ずれるとエキシマレーザ光は発散して、単位面積当たり
の光エネルギーが色素の発振しきい値以下になるからで
ある。

色素レーザ光は細長いエキシマレーザスポット60に沿っ
て発生し、両端の反射鏡20,30の間を多重反射する間
に、より強くなって透過鏡30を通過して外部に色素レー
ザ光70として取り出される。

第１図は本発明による色素レーザ装置の実施例を示す斜
視図である。

定盤100には、一対の軸受93、93が設けられており、軸9
2を回転可能に支持している。この軸92には回転筒90が
一体に設けられている。

回転軸92の一端に設けられている歯車94はパルスモータ
96の出力軸に固定されている歯車95に結合させられてお
り、パルスモータ96を回転させることにより、エキシマ
レーザ装置50側に回転筒90の任意の表面を向けることが
できる。エキシマレーザ装置50の光軸と前記回転軸92の
中心を含む平面で、前記回転軸92に平行な線上に反射鏡
20と透過鏡30の光軸が一致するように反射鏡20と透過鏡
30をスタンドで固定して支持する。

この回転筒90の外周には複数の円筒状色素セル10が回転
軸92に平行に色素セル固定バンド91で固定されている。

各色素セル10には、色素レーザ用の有機材料を溶媒に溶
かしたものを充填し、色素セルの選択により各種の色素
レーザ光を得ることができるようにしてある。

この実施例では、ローダミンＢ（赤色の発光）、ディフ
ェニルスティルベン（紫色の発光）、クマリン460（青
色の発光）、クマリン460（緑色の発光）を用いてい
る。

エキシマレーザ装置50によるレーザ光をシリンドリカル
レンズ40で細長いエキシマレーザビームを形成し、最も
集束された位置60が前記色素セル10内でかつ前記反射鏡
20の光軸上になるように投射する。

このエキシマレーザ光の励起により、その色素セル10固
有の色素レーザが透過鏡30から取り出される。

第２図は、本発明による色素レーザ装置の第２の実施例
を示す平面図である。

断面が略正方形である回転体90は軸92を中心に回転可能
である。

この軸92は、反射鏡20の一部を透過する反射鏡30の光軸
に対して直角に保たれている。

前記回転体90の各面にそれぞれ異なる色素レーザ溶液を
収容した色素セル10が支持されている。この色素セル10
の構成についてはすでに第３図を参照して説明してあ
る。

回転体90を駆動する機構は、先に第１図で説明した機構
と異ならないので、説明を省略する。

いずれかの色素セル10を光軸上にもたらすことにより、
希望する色素レーザ発光を得ることができる。

（発明の効果） 以上詳しく説明したように、本発明による色素レーザ装
置は、回転体に複数の色素セルを設け、任意のセルを選
択して順次色素レーザ発光を得ることができる。

これにより従来不可能であった種々の応用が期待でき
る。

例えば、回転角を段階的に、あるいは連続的に回転させ
ると各種の色素レーザ発光が短い時間間隔で次々と得ら
れる。

次に応用例について説明する。

（１） 光学反応方式のがん診断、治療法において診
断、治療にそれぞれ405,620nmのレーザ光が使われる
が、本発明を用いると、405,620nmレーザ光が短時間で
切り換えられるから、的確な診断後に即座に医療が行な
える。

（２） ウランの同位体分離への応用 天然ウラン中には99.3％のウラン238（U238）と0.7％の
ウラン235（U235）が含まれている。

この少量のU235が原子力発電に使用され、この目的のた
めにU235を濃縮する必要がある。

この濃縮はU235とU238の吸収スペクトルに違いを利用し
て、ある特定の波長のレーザ光でU235のみを励起し、そ
の後別のレーザ光照射によってU235のイオンを作り、最
終的にこのイオンを電気収集することにより可能とな
る。

このようにU235の濃縮には複数の波長の異なるレーザが
使われるが、本発明はこの目的に使用可能である。

その他の応用には螢光発光分析、吸光分析等への分光学
的応用がある。

測定試料〔薬品、染料（色素）等〕に順次波長の異なる
光を照射してデータ収集を行なえる。

また光学部品（レンズ，ミラー，フィルタ等）の分光透
過率測定にも本発明レーザ方式が使用され、短時間に分
光特性が得られることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１の色素レーザ装置の実施例を
示す斜視図である。 第２図は本発明による第２の色素レーザ装置の実施例を
示す平面断面図である。 第３図は、色素レーザの反射鏡と色素セルと励起レーザ
光の基本的な関係を示す斜視図である。 ８……色素レーザ溶液 10……色素セル 20……反射鏡 30……一部透過鏡（出力側反射鏡） 40……シリンドリカルレンズ 50……エキシマレーザ装置 70……色素レーザ出力 90……回転筒 92……回転軸 93……回転軸受 94,95……歯車 96……パルスモータ 100……定盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭50−14872（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許3654568（ＵＳ，Ａ) 米国特許3560872（ＵＳ，Ａ) 米国特許3311844（ＵＳ，Ａ)

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】色素レーザ溶液を封入した色素セルを一対
   の対向する反射鏡の光軸上に配置し、前記色素レーザ溶
   液を励起用レーザ装置からのレーザ光により励起し、色
   素レーザ発振を起こす色素レーザ装置において、 異なる種類の色素レーザ溶液をそれぞれ収容する複数個
   の色素セルと、 前記複数個の色素セルを支持し、そのセルに収容されて
   いる色素レーザ溶液が前記反射鏡の光軸上に存在するよ
   うに順次もたらす回転体と、 前記励起用レーザ装置からのレーザ光を前記光軸上に集
   光し、当該位置にある前記色素セル中の色素レーザ溶液
   の一部を照射する光学手段とを備え、 前記励起レーザ装置は前記複数個の色素セルに収容され
   た色素レーザ溶液の全ての種類を励起し得るレーザ光を
   出力するように構成したことを特徴とする色素レーザ装
   置。
2. 【請求項２】前記励起用レーザ装置はエキシマレーザ装
   置である特許請求の範囲第１項記載の色素レーザ装置。
3. 【請求項３】前記光学手段はシリンドリカルレンズであ
   る特許請求の範囲第１項記載の色素レーザ装置。
4. 【請求項４】前記回転体の回転中心は前記反射鏡の光軸
   と平行であり前記複数の色素セルは前記回転中心から等
   距離に固定されている特許請求の範囲第１項記載の色素
   レーザ装置。
5. 【請求項５】前記色素セルは円筒状であって中心軸は前
   記回転体の回転軸と平行である特許請求の範囲第１項記
   載の色素レーザ装置。
6. 【請求項６】前記回転体の回転中心は前記反射鏡の光軸
   と直角であり前記複数の色素セルは前記回転中心から等
   距離に固定されている特許請求の範囲第１項記載の色素
   レーザ装置。
7. 【請求項７】前記色素セルの外形は直方体である特許請
   求の範囲第１項記載の色素レーザ装置。