JPH11330602A - イオンレーザ発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造を簡素化したイオンレーザ発振器を提供
する。 【解決手段】 エタロンＥを構成する２枚の透明平板２
ａ，２ｂに、互いに分光透過率特性の異なるコーティン
グ３ａ，３ｂを施す。これらのコーティング３ａ，３ｂ
は、所定の発振波長において、同じ透過率を示すが、そ
れ以外の波長では異なる透過率を示す。これにより、所
定の発振波長では、エタロンとしての機能を有している
が、それ以外の発振波長では、一方の透明平板のコーテ
ィングにより光を反射させるため、共振器内の損失とな
り発振を抑制させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イオンレーザ発振
器に関し、特にエタロンを有し、発振波長の周波数変動
を抑制させるイオンレーザ発振器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複数の発振波長を有するイオンレーザ発
振器において、単一の発振波長で、かつ微細な波長変動
のない出力を発振させるためには、プリズムとエタロン
という２種類の素子を併用する必要がある。

【０００３】図４は、従来の単一波長発振で微細な波長
変動の少ないイオンレーザ発振器を示す構成図である。

【０００４】図４に示すイオンレーザ発振器では、発振
波長が複数あるため、光軸上に設置したプリズム４にレ
ーザ光源５からのレーザ光を入射させ、プリズム４の波
長分散特性を利用して、複数の発振波長のうち、所定の
発振波長を選択して発振させている。

【０００５】さらに、光軸に直交するように、表面に１
層〜３層のコーティング３ａ，３ｂを施した透明な平板
２ａ，２ｂを互いに平行、かつ、対向するようにスペー
サ１を介して配置し、エタロンと呼ばれる共振器をレー
ザ発振器内に形成する。

【０００６】エタロンのコーティング３ａ，３ｂは図５
に示すように、波長に対して分光透過率の変化が少な
く、そのためエタロンは、広い波長範囲にわたって透過
帯と非透過帯とが周期的に繰り返えされる狭帯域フィル
ターとして機能する。

【０００７】プリズム４により選択された発振線は、微
細な波長レベルで変動しているが、エタロンをレーザ発
振器内に配置することにより、周波数レベルでの変動が
抑制され、変動の少ない発振が得られる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プリズム
は、複数の発振波長の分離を行なうことができるが、微
細な波長の変動は、抑制することはできない。また、エ
タロン単体では、微細な波長の変動を抑制することはで
きるが、ｎｍ単位で離れた発振波長の分離はできない。

【０００９】このため、図４に示すように従来のイオン
レーザ発振器では、単一波長で、かつ、微細な波長変動
のない発振を得るためには、プリズムとエタロンを併用
し、プリズムで発振波長を選択し、さらにエタロンを用
いて変動する周波数を抑制する必要があり、構造が複雑
になるという問題がある。

【００１０】本発明の目的は、構造を簡素化して性能を
向上させたイオンレーザ発振器を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るイオンレーザ発振器は、エタロンを有
するイオンレーザ発振器であって、前記エタロンは、特
定の発振波長帯で微細な波長変動を抑制するというエタ
ロン本来の機能に付加して、それ以外の発振波長帯で発
振波長の選択機能を兼ね備えたものである。

【００１２】また、前記エタロンは、対をなす透明平板
を有しており、前記対をなす透明平板は、それぞれコー
ティングが施され、前記コーティングは、特定の波長域
において、同一の分光透過率を示し、それ以外の波長域
において、異なる分光透過率を示す特性を有するもので
ある。

【００１３】また、前記対をなす透明平板は、イオンレ
ーザ発振器の光軸に直交して平行に、かつ対向するよう
に配置したものである。

【００１４】また、前記対をなす透明平板に施すコーテ
ィングのうち、一方のコーティングは、発振波長に対し
て分光透過率の変化の少ないコーティングを使用し、他
方のコーティングは、多層膜を使用し、特定の発振波長
で双方の分光透過率が等しくなるように設定したもので
ある。

【００１５】また、前記コーティングとして多層膜を使
用する場合、各層のコーティングの膜厚は、λ／４（こ
こに、λは発振波長）の偶数倍の膜厚に設定することに
より、特定の発振波長で分光透過率が増加する膜として
成膜したものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。

【００１７】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１に係るイオンレーザ発振器を示す構成図、図２は、本
発明の実施形態１に用いた透明平板上の分光透過率特性
を示す特性図である。

【００１８】図において、本発明に係るイオンレーザ発
振器は基本的構成として、エタロンＥを有しており、エ
タロンＥは、特定の発振波長帯で微細な波長変動を抑制
するというエタロン本来の機能に付加して、それ以外の
発振波長帯で発振波長の選択機能を兼ね備えていたこと
を特徴とするものである。

【００１９】エタロンＥを構成する２枚の透明平板に、
互いに分光透過率特性の異なるコーティング３ａ，３ｂ
を施す。これらのコーティング３ａ，３ｂは、所定の発
振波長において、同じ透過率を示すが、それ以外の波長
では異なる透過率を示す。これにより、所定の発振波長
では、エタロンとしての機能を有しているが、それ以外
の発振波長では、一方の透明平板のコーティングにより
光を反射させるため、共振器内の損失となり発振を抑制
させる。

【００２０】次に、本発明の具体例を実施形態１として
説明する。

【００２１】図１に示すように、複数の発振波長を有す
るイオンレーザ発振器、エタロンＥを構成する対をなす
透明平板２ａ，２ｂを設置する。５は、エタロンＥにレ
ーザ光を入射させるレーザ光源である。

【００２２】対をなす透明平板２ａ，２ｂは、イオンレ
ーザ発振器の光軸上に直交し、かつ、スペーサ１を挟ん
で一定の間隔をもって平行に設置されている。

【００２３】さらに、対をなす透明平板２ａ，２ｂは、
相互に対向する対向面に多層膜のコーティング３ａ，３
ｂが施されている。

【００２４】コーティング３ａ，３ｂは図２に示すよう
に、特定の発振波長（図２の場合、発振波長Ｚ0付近）
において互いに等しい分光透過率を示しており、それ以
外の発振波長については互いに異なる分光透過率を示す
特性を有している。

【００２５】図２に示すコーティング３ａ，３ｂの場合
では、それぞれ酸化チタンと酸化シリコンを交互にλ／
４の膜厚で交互に、真空蒸着、イオンプレーティング、
イオンビームスパッタリングの成膜方法を用いて成膜し
ている。

【００２６】一方のコーティング３ａと他方のコーティ
ング３ｂとの相違は、コーティング全体の膜厚の比率の
み異なり、膜材質、膜層数は同じである。

【００２７】本発明の実施形態１において、エタロンＥ
を構成する２枚の透明平板２ａ，２ｂには図２に示すよ
うな互いに分光透過率特性の異なるコーティング３ａ，
３ｂが施れている。図２に示すコーティング３ａ，３ｂ
は、特定の発振波長、図２の場合には発振波長Ｚ0付近
において、同じ分光透過率を示しており、それ以外の発
振波長では異なる透過率を示す特性を有している。

【００２８】したがって、エタロンＥは、特定の発振波
長では、特定の発振波長帯で微細な波長変動を抑制する
というエタロン本来の機能を有している。さらに、エタ
ロンＥは、特定の発振波長以外の発振波長では、一方の
透明平板のコーティングにより光を反射させるため、共
振器内での損失を生じさせて発振を抑制させる、いわゆ
る共振器としての機能を発揮する。

【００２９】（実施形態２）図３は、本発明の実施形態
２に用いた透明平板上の分光透過率特性を示す特性図で
ある。

【００３０】図３に示す本発明の実施形態２に係るコー
ティング３ａ，３ｂにおいては、対をなすコーティング
３ａ，３ｂのうち、一方のコーティング３ａ叉は３ｂ
は、発振波長に対して分光透過率の変化の少ないコーテ
ィングを使用しており、他方のコーティング３ｂ叉は３
ａは、多層膜を使用し、特定の発振波長（図３の場合、
発振波長Ｚ0付近）で双方の分光透過率が等しくなるよ
うに設定している。

【００３１】他方のコーティング３ｂ叉は３ａとして多
層膜を使用する場合、各層のコーティングの膜厚は、λ
／４（ここに、λは発振波長）の偶数倍の膜厚に設定す
ることにより、図３のように特定の発振波長で分光透過
率が増加する膜を成膜することができる。

【００３２】これにより、本発明の実施形態２に用いた
エタロンＥは、特定の発振波長では、エタロンの機能を
有しており、それ以外の発振波長では、エタロンとして
の機能を解除するようになっている。

【００３３】本発明の実施形態２にに用いたエタロンＥ
では、レーザ光が透過する際に、微細な波長変動を抑制
するエタロンの機能を発揮するばかりでなく、プリズム
がもつ波長選択機能をも有しているため、エタロンのみ
で特定の発振波長での微細な変動のない出力を得ること
ができるという利点を有している。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
タロンを構成する透明平板に互いに分光透過率特性の異
なるコーティングを施すことにより、特定の発振波長で
のみ、同一の分光透過率を示すため、従来プリズムを使
用することにより得られた発振波長の選択機能をエタロ
ンに付加することができる。

【００３５】したがって、エタロンのみで発振波長の選
択と微細な波長変動の安定化を行うことができ、プリズ
ムが不要となり、部品の点数を減少させることができる
とともに、散乱等の光学的損失を減少させることがで
き、また発振器を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るイオンレーザ発振器
を示す構成図である。

【図２】本発明の実施形態１に用いた透明平板上での分
光透過率特性を示す特性図である。

【図３】本発明の実施形態２に用いた透明平板上での分
光透過率特性を示す特性図である。

【図４】従来例に係るイオンレーザ発振器を示す構成図
である。

【図５】従来例に用いた透明平板上での分光透過率特性
を示す特性図である。

【符号の説明】

１ スペーサ ２ａ，２ｂ 透明平板 ３ａ，３ｂ 透明平板上のコーティング Ｅ エタロン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エタロンを有するイオンレーザ発振器で
   あって、 前記エタロンは、特定の発振波長帯で微細な波長変動を
   抑制するというエタロン本来の機能に付加して、それ以
   外の発振波長帯で発振波長の選択機能を兼ね備えたもの
   であることを特徴とするイオンレーザ発振器。
2. 【請求項２】 前記エタロンは、対をなす透明平板を有
   しており、 前記対をなす透明平板は、それぞれコーティングが施さ
   れ、 前記コーティングは、特定の波長域において、同一の分
   光透過率を示し、それ以外の波長域において、異なる分
   光透過率を示す特性を有するものであることを特徴とす
   る請求項１に記載のイオンレーザ発振器。
3. 【請求項３】 前記対をなす透明平板は、イオンレーザ
   発振器の光軸に直交して平行に、かつ対向するように配
   置したものであることを特徴とする請求項２に記載のイ
   オンレーザ発振器。
4. 【請求項４】 前記対をなす透明平板に施すコーティン
   グのうち、一方のコーティングは、発振波長に対して分
   光透過率の変化の少ないコーティングを使用し、他方の
   コーティングは、多層膜を使用し、特定の発振波長で双
   方の分光透過率が等しくなるように設定したものである
   ことを特徴とする請求項２に記載のイオンレーザ発振
   器。
5. 【請求項５】 前記コーティングとして多層膜を使用す
   る場合、各層のコーティングの膜厚は、λ／４（ここ
   に、λは発振波長）の偶数倍の膜厚に設定することによ
   り、特定の発振波長で分光透過率が増加する膜として成
   膜したものであることを特徴とする請求項４に記載のイ
   オンレーザ発振器。