(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部空洞のレーザー源であって、
レーザーダイオードＬＤにより生成されるレーザービームＦｄ用の光路を提供する、２つの反射面（９２、４８）の間で境界を定められる、延長された空洞（８２）に取り付けられた少なくとも１つのレーザーダイオードＬＤ（１０）と、
前記空洞におけるレーザービームの多数の共振モードからある共振モードを選択するための、前記空洞の光路におけるモード選択フィルター（８６）と
を備える、有効なレーザービーム（Ｆｕ）を生成する外部空洞のレーザー源において、
前記空洞（８２）がその光路内で、
０°の基準偏光角θ０を持ち、レーザーダイオードにより生成されたビームＦｄの直線偏光の１００％を通過させる、偏光子（１００）を備える光学装置（９４）と、
所定の回転角θ１を介して偏光子を出るビーム（Ｆｃ１）の偏光を回転させる、偏光回転子（１０２）と、
その伝送軸（ｔｔ’）が回転子（１０２）を出るビーム（Ｆｒｔ）の偏光角度と反対の符号及び同じ値である、角度（−θ１）の方向に向くように前記空洞内で傾いている、偏光回転子を出るビーム（Ｆｒｔ）の偏光スプリッター（１０４）と
を含み、
該光学装置が、反射されたビーム（Ｆｒｅｔｕｒｎ）、すなわち有効なビーム（Ｆｕ）の反射がレーザーダイオードＬＤへと戻るのを防止する
ことを特徴とする、外部空洞のレーザー源。
【請求項２】
偏光スプリッター（１０４）が、偏光回転子（１０２）を出るビーム（Ｆｒｔ）を、有効なレーザービーム（Ｆｕ）を形成するその反射軸（ｒｒ’）に沿った反射ビームと、前記空洞の２つの反射面のうちの１つ（９２）により反射されて、レーザーダイオードＬＤへと戻るように意図された、反射軸（ｒｒ’）に直角な伝送軸（ｔｔ’）に沿って伝送されるビーム（Ｆｔｒ）へと分割することを特徴とする、請求項１に記載の外部空洞のレーザー源。
【請求項３】
光学装置（９４）が、一方で、該光学装置（９４）を通じてレーザーダイオードＬＤに向けて、前記空洞の２つの反射面の内の１つ（９２）により反射して戻されたビームが、前記空洞における共振を作り出すため、レーザーダイオードＬＤから出るビームの偏光（Ｆｄ）と同じ０°の偏光を有し、他方で、偏光スプリッター（１０４）及び偏光回転子（１０２）を通じレーザー源の出口ＳＩを経由して戻って来る反射されたビーム（Ｆｒｅｔｕｒｎ）、すなわち有効なビーム（Ｆｕ）の反射が、偏光子（１００）を出るビーム（Ｆｃ１）の偏光に直角な偏光を有し、偏光子（１００）は反射されたビーム（Ｆｒｅｔｕｒｎ）がレーザーダイオードＬＤへ戻ることを防止するようなやり方で構成されることを特徴とする、請求項１あるいは２に記載の外部空洞のレーザー源。
【請求項４】
レーザー源が、前記空洞におけるレーザービームの伝播の主軸ＸＸ’に沿って：
−レーザーダイオードにより発生する、０°の基準偏光角θ０を有する直線的に偏光されたレーザービーム（Ｆｄ）用の光路を提供する、前記空洞（８２）内に取り付けられたレーザーダイオードＬＤ（８０）であって、前記空洞（８２）が、２つの反射面、すなわち前記空洞の第１の反射面を形成する、前記空洞の一端に置かれたミラー（９２）と、第２の反射面を形成する、前記空洞（８２）のもう一方の端部における、レーザーダイオードＬＤの共振器の反射板（４８）との間で境界を定められている、レーザーダイオードＬＤ（８０）と、
−前記空洞におけるレーザービームＦｄ用の入力コリメーターレンズ（８４）と、
−前記空洞において共振モードを選択するためのエタロン板（８６）と、
−レーザービームを前記空洞のミラー（９２）上に集束させる、出力キャッツアイ・レンズ（９０）と、
−入力コリメーターレンズ（８４）とエタロン板（８６）（モード選択フィルター）との間の光学装置（９４）と
を備えることを特徴とする、請求項１および３のいずれかに記載の外部空洞のレーザー源。
【請求項５】
回転子（１０２）を出るビーム（Ｆｒｔ）の偏光の回転角（θ１）及び、偏光スプリッター（１０４）の伝送軸の角度（−θ１）が、該偏光スプリッター（１０４）により伝送及び反射される、伝送ビームＩｔと反射ビームＩｒの要求強度に従って決定され、これらの強さが：
Ｉｔ＝ｃｏｓ２（２θ１）
Ｉｒ＝ｓｉｎ２（２θ１）
により定義されることを特徴とする、請求項１および４のいずれかに記載の外部空洞のレーザー源。
【請求項６】
偏光回転子（１０２）を出るビーム（Ｆｒｔ）の偏光回転角（θ１）が＋２８°に選定され、偏光スプリッター（１０４）の伝送軸（ｔｔ’）がこの場合−２８°に向けられ、反射軸（ｒｒ’）が９０−θ１、すなわち＋６２°に向けられることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の外部空洞のレーザー源。
【請求項７】
回転子（１０２）がファラデー回転子であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の外部空洞のレーザー源。
【請求項８】
モード選択フィルター（８６）が干渉フィルターであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の外部空洞のレーザー源。
【請求項９】
前記ミラー（９２）の位置を調整するための圧電ブロック（１２０）を含むことを特徴とする、請求項４に記載の外部空洞のレーザー源。
【請求項１０】
前記ミラー（９２）が、前記空洞においてレーザービームを反射することを目的とする、圧電ブロックのその１つの面を金属化することにより製作されることを特徴とする、請求項９に記載の外部空洞のレーザー源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は狭いスペクトル幅及び高出力を必要とする用途のための、コンパクトなレーザー源に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのようなレーザー源は、レーザーによる原子冷却、原子干渉分光法の実験、及び慣性センサーのような用途、あるいは他の科学的用途のための光学ベンチにおいて使用される。
【０００３】
ＤＢＲ（分布ブラッグ反射型）［ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ］レーザーダイオードは、多くの用途においてレーザー源として用いられる。それらは動作が簡単であるという長所を有する。例えば、ＤＢＲは縦モードの１つにおいて約４ＴＨｚ帯域にわたり、８５２ｎｍで照射できる。動作は一般に、ダイオード制御電流を固定し、設定点温度を走査することにより、確定した周波数において容易に得られる単一モードで行なわれる。
【０００４】
しかしながら、レーザーダイオードは、望ましい周波数での単一モード動作において、そのような用途に必要とされる性能と両立しない、およそ３ＭＨｚの線幅を有する。
【０００５】
単一モードのスペクトル幅又は線幅を減らすため、そのとき追加パラメータ、すなわち空洞の長さが加えられる、延長された空洞のレーザーダイオード構成より生み出されるレーザー源から選択することが必要である。
【０００６】
特に、空洞により得られる単一モードのスペクトル線幅は、空洞の長さに反比例する。この線幅は次の方程式により表わされる。
ΔｖＥＣ＝Δｖｄｉｏｄｅ［Ｌｄｉｏｄｅ／ＬＥＣ］２
−ΔｖＥＣは、空洞における単一モードの線幅であり、
−Δｖｄｉｏｄｅは、レーザーダイオードのみによって提供される単一モードの線幅であり、
−Ｌｄｉｏｄｅは、レーザーダイオードの共振器の長さであり、
−ＬＥＣは、延長された空洞の長さである。
【０００７】
延長された空洞の長さＬＥＣを増すことにより、空洞における単一モードの線幅ΔｖＥＣは減少する。
【０００８】
しかしながら線幅を減少させるために、より長い空洞を用いることは、レーザーダイオード単独で使用される時よりも周波数に関してもっと近い、レーザーの共振モードを与える欠点を有する。支配的なモード選択要素が、延長された空洞において不可欠となる。
【０００９】
図１ａはレーザーダイオードＬＤ１０を図式的に示す。図１ｂは延長された空洞内に取り付けられた、図１ａのレーザーダイオードＬＤ１０を含むレーザー源２２を示す。
【００１０】
１ｍｍの共振器長さＬｄを有する図１ａのレーザーダイオードＬＤ１０は、３０ＭＨｚのスペクトル幅の単一モード・レーザービームＦｄを供給する。
【００１１】
図１ｂのレーザー源は、ダイオード単体のものよりもずっと狭い、１００ｋＨｚのオーダーの線幅を有するモードを生成する、延長された空洞内に取り付けられたレーザーダイオードＬＤ１０を含む。波長λのための選択要素２４は、共振空洞の基本モードを選択するため、レーザービームＦｄの光路内に置かれる。レーザー源の長さＬｓは６０ｍｍである。
【００１２】
先行技術のレーザー源において、選択要素は（リットロウ又はリッツマンの構成［Ｌｉｔｔｒｏｗ  ｏｒ  Ｌｉｔｍａｎｎ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ］における）回折格子か、あるいは一般に２０μｍの非常に薄い厚みの干渉フィルターで作られる。
【００１３】
回折格子の代わりに干渉フィルターを用いることにより、自己整合プロセスが２つの横断方向に行なわれ得るため、延長された空洞のより良い安定性を確保することが可能である。
【００１４】
図２は、狭いスペクトル線幅を伴う単一モードのレーザービームＦｕを供給する、先行技術に従って作られたレーザー源の一例を示す。
【００１５】
図２のレーザー源はレーザーダイオードＬＤ１０、レーザーダイオード１０により生成されたレーザービームＦｄ用の光路を提供する、延長された空洞３０、及びレーザーダイオードＬＤ１０から出るビームＦｄ用の入力コリメーターレンズ４０を備える。
【００１６】
ビームＦｄは空洞３０に沿って、選択要素ＳＥＬを作り出すエタロン板４４、及び出力コリメーターレンズ４６を通って、入射ビームＦｄの一部分をＦｒｆとしてレーザーダイオード１０へ反射して返し、入射ビームＦｄのその他の部分をＦｔｒとして延長された空洞３０の外部へ伝送して、レーザー源により生成された有効なレーザービームＦｕを形成する、出力反射板４７へと伝播する。
【００１７】
空洞における光学共鳴は、出力反射板４７と、レーザーダイオード１０の共振器の反射板４８との２つの反射面の間で反射されるビームの往復を通じて生じる。
【００１８】
それを通じて有効なレーザービームＦｕが通過する、開口５０を有する圧電ブロック４９は、延長された空洞の長さの調整を可能にする。
【００１９】
レーザーダイオード１０は、レーザー源によって出力される有効なビームＦｕの反射により生み出され得る、戻りのビームＦｒｅｔｕｒｎに対して非常に敏感である。レーザーダイオードＬＤが戻りのビームＦｒｅｔｕｒｎにより妨害されるのを防ぐため、延長された空洞３０は出力反射板４７の後のビーム出口に、レーザー源の出口ＳＩを介して戻りのビームＦｒｅｔｕｒｎを阻止する機能を有する、光アイソレーター６０を含む。
【００２０】
アイソレーター・コリメーティングレンズ５２は、延長された空洞から出るビームを光アイソレーター６０上へと集束させる。
【００２１】
既知の方法において、光アイソレーター６０は、延長された空洞を出るビームの伝播軸ＸＸ’に沿って、直線的に偏光したビームを空洞３０の出口において０°のビーム偏光角度で通過させる、偏光子６２を含む。
【００２２】
ファラデー回転子６４は、偏光子６２を出るビームの偏光を＋４５°にわたり回転させる。ファラデー回転子６４を出るビームは、＋４５°傾いた偏光スプリッター６６を通過し、有効なレーザービームＦｕを４５°の偏光と共にレーザー源の出口ＳＩへ伝送する。
【００２３】
ビームＦｒｅｔｕｒｎが有効なビームＦｕの反射により、レーザー源の出口ＳＩを経由してレーザーダイオードＬＤに戻る場合、偏光回転子６６は反射されたビームＦｒｅｔｕｒｎの偏光を再度＋４５°にわたり回転させる。回転子を通る光線の方向にかかわらず、偏光を同じ方向に回転させることがファラデー回転子の特性である。
【００２４】
反射されたビームＦｒｅｔｕｒｎは、９０°の偏光を伴って偏光子６２に到達し、それは従って偏光子６２によって阻止され、それがレーザーダイオードＬＤに戻ることを防止する。
【００２５】
そのようなレーザー源の光強度の損失は大幅であり、レーザーダイオードＬＤ１０を出るビームの強度に対して約５０％である。
【００２６】
反射偏光子６２が使用されるとき、戻りのビームＦｒｅｔｕｒｎは有効なビームに対して直角方向に反射され、同様にそれがレーザーダイオードＬＤに戻ることを防止する。
【００２７】
レーザーダイオードに向かうビームＦｒｅｔｕｒｎの戻りを防止する、アイソレーター６０を有するそのような延長された空洞のレーザー源の主な欠点は、そのサイズである。そのようなレーザー源は輸送するのが難しく、移動する航空機又は宇宙用途の衛星に搭載するための光学装置の発展にとってマイナスとなる。
【００２８】
レーザー源に要求される重要な特性が：原子冷却ベンチに関しては、１００ｍＷのオーダーの出力を有する１ＭＨｚ未満のレーザービーム線幅、原子検出ベンチに関しては、５ｍＷのオーダーの出力を有する１００ｋＨｚ未満のレーザービーム線幅であるということを想起するのは有益である。
【００２９】
原子冷却及び検出に使用できるコンパクトな光学ベンチの場合、レーザー源の必要な特性は達成がより困難である。−これはとりわけ１００ｍＷのオーダーの出力を有する、１００ｋＨｚ未満のレーザービーム線幅を必要とする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００３０】
先行技術のレーザー源における欠点を軽減するため、本発明はレーザーダイオードＬＤによって生成されたレーザービームＦｄ用の光路を提供する、２つの反射面の間で境界を定められている、延長された空洞内に取り付けられる少なくとも１つのレーザーダイオードＬＤを備えた、有効なレーザービームを生成する外部空洞のレーザー源と、ある共振モードを空洞内のレーザービームの多くの共振モードから選択するための、空洞の光路におけるモード選択フィルターとを提案する。
【００３１】
延長された空洞はその光路において、
０°の基準偏光角θ０を持ち、レーザーダイオードにより生成されたビームＦｄの直線偏光の１００％を通過させる、偏光子を備える光学装置と、
所定の回転角θ１を介して偏光子を出るビームの偏光を回転させる偏光回転子と、
その伝送軸が回転子を出るビームの偏光角度と反対の符号及び同じ値である、角度−θ１の方向に向くように空洞内で傾いている、偏光回転子を出るビームの偏光スプリッターとを含み、
該光学装置は反射されたビーム、すなわち有効なビームの反射がレーザーダイオードＬＤへと戻ることを防止する。
【００３２】
有利なことに偏光スプリッターは、偏光回転子を出るビームを、有効なレーザービームを形成するその反射軸に沿った反射ビームと、延長された空洞の２つの反射面のうちの１つにより反射されて、レーザーダイオードＬＤへと戻るように意図された、反射軸に直角な伝送軸に沿って伝送されるビームへと分割する。
【００３３】
１つの実施形態において、回転子を出るビームの偏光の回転角θ１及び、偏光スプリッターの伝送軸の角度−θ１は、該偏光スプリッターにより伝送及び反射される、伝送ビームＩｔと反射ビームＩｒの要求強度に従って決定され、これらの強さは：
Ｉｔ＝ｃｏｓ２（２θ１）
Ｉｒ＝ｓｉｎ２（２θ１）
により定義される。
【００３４】
本発明によるレーザー源の別の実施形態において、偏光回転子を出るビームの偏光回転角θ１は＋２８°に選定され、偏光スプリッターの伝送軸はこの場合−２８°に向けられ、反射軸は９０−θ１、すなわち＋６２°に向けられる。
【００３５】
別の実施形態において、モード選択フィルターは干渉フィルターである。
【００３６】
本発明による外部空洞のレーザー源において、光学装置は、一方で、該光学装置を通じてレーザーダイオードＬＤに向けて、空洞の２つの反射面の内の１つにより反射して戻されたビームが、延長された空洞における共振を作り出すため、レーザーダイオードＬＤから出るビームの偏光と同じ０°の偏光を有し、他方で、偏光スプリッター及び偏光回転子を通じレーザー源の出口ＳＩを経由して戻って来る反射されたビーム、すなわち有効なビームの反射が、偏光子を出るビームの偏光に直角な偏光を有し、偏光子は反射されたビームがレーザーダイオードＬＤへ戻ることを防止するようなやり方で構成される。
【００３７】
本発明の主な目的は、単一モードのビームの良好なスペクトル性能を依然として得ながら、高いレーザー出力を提供する一方で、小さくコンパクトなレーザー源を生み出すことである。
【００３８】
別の目的は、現状のレーザー源よりも低い製作コストで、信頼性のあるレーザー源を生産することである。
【００３９】
本発明はインデックスをつけられた図面の助けにより、本発明によるレーザー源の一例示的実施形態の記述から、より良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１ａ】既述であるが、レーザーダイオードＬＤを図式的に示す。
【図１ｂ】既述であるが、延長された空洞内に取り付けられた図１ａのレーザーダイオードＬＤを含む、レーザー源を示す。
【図２】既述であるが、単一モードのレーザービームを供給する、先行技術のレーザー源の一例示的実施形態を示す。
【図３】本発明による延長された空洞のレーザー源を示す。
【図４ａ】図３の延長された空洞における、様々なレーザービームの偏光を示す。
【図４ｂ】図３の延長された空洞における、様々なレーザービームの偏光を示す。
【図５ａ】本発明によるコンパクトなレーザー源の、物理的実施形態を示す。
【図５ｂ】本発明によるコンパクトなレーザー源の、物理的実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図３は本発明による延長された空洞のレーザー源を示す。
【００４２】
図３のレーザー源は、空洞におけるレーザービームＦｄの伝播の主軸ＸＸ’に沿って：
−レーザーダイオードにより発生する、０°の基準偏光角θ０を有する直線的に偏光されたレーザービームＦｄ用の光路を備える、延長された空洞８２内に取り付けられたレーザーダイオードＬＤ８０であって、延長された空洞８２が、本実施形態において２つの反射面、すなわち空洞の第１の反射面を形成する、空洞の一端に置かれたミラー９２と、第２の反射面を形成する、延長された空洞８２のもう一方の端部における、図１ａ及び１ｂに示すようなレーザーダイオードＬＤの共振器の反射板４８との間で境界を定められている、レーザーダイオードＬＤと、
−空洞におけるレーザービームＦｄ用の入力コリメーターレンズ８４と、
−延長された空洞において共振モードを選択するためのエタロン板８６と、
−レーザービームを空洞のミラー９２上に集束させる、出力キャッツアイ・レンズ９０と、
−本発明の主な特徴によれば、入力コリメーターレンズ８４とエタロン板８６（モード選択フィルター８６）との間に：
−レーザーダイオードにより生成されたビームＦｄの、０°の偏光角θ０を有する直線偏光を１００％通過させる偏光子１００と、
−偏光子１００を出るビームＦｃ１の偏光を、回転角θ１にわたって、すなわちこの偏光をＰｆｒｔだけ回転させるように構成された偏光回転子１０２と、
−偏光回転子１０２を出るビームＦｒｔを、有効なレーザービームＦｕを形成する反射軸ｒｒ’に沿った反射ビームＲ（図４ａ参照）と、反射軸ｒｒ’に直角な伝送軸ｔｔ’に沿った伝送ビームＴへと分割する、偏光スプリッター１０４とを含む光学装置９４と
を備える。
【００４３】
偏光スプリッター１０４は、その伝送軸ｔｔ’が回転子１０４の出口において偏光回転角度θ１と反対の符号及び同じ値である、角度−θ１の方向に向くような方法で、延長された空洞８２のＸＸ’軸に対して傾いており、その反射軸ｒｒ’は９０°に対するその余角（９０−θ１）により方向付けられている。
【００４４】
空洞の光路において伝送されたビームＦｔｒは、空洞のミラー９２によりレーザーダイオードＬＤへと反射されて戻るように意図され、延長された空洞におけるミラー９２とレーザーダイオードＬＤの共振器の反射板４８との間で、延長された空洞内での光学共鳴を形成する。
【００４５】
本発明によるレーザー源の有効なビームＦｕは、先行技術のレーザー源においてとは異なり、空洞におけるレーザーダイオードＬＤによって生成されたビームＦｄの光路のＸＸ’軸に直角な、ＹＹ’軸に沿って横向きに出て行く。
【００４６】
本発明によるこの実施形態において、光学装置９４は：
−一方で、傾いた偏光スプリッター１０４及び、反射されたビームの同じ回転θを再び生み出す回転子１０２を通過する、空洞のミラー９２によりレーザーダイオードＬＤに向けて反射されて戻るビームは、空洞のミラー９２とレーザーダイオードＬＤの反射板４８との間の、ビームの往復による共振を作り出すために、レーザーダイオードＬＤを出るビームＦｄと同じ０°の偏光を有し、
−他方で、偏光スプリッター１０４及び偏光回転子１０２を通り出口ＳＩを経由して戻って来る反射されたビームＦｒｅｔｕｒｎ、すなわち有効なビームＦｕの反射は、偏光子１００を出るビームＦｃ１の偏光に直角な偏光を有する。偏光子１００は、反射されたビームＦｒｅｔｕｒｎがレーザーダイオードＬＤへ戻ることを防止する。
【００４７】
１つの好適な実施形態において、偏光回転子１０２を出るビームＦｒｔの偏光回転角θ１は２８°に選定される。この場合、偏光スプリッター１０４の伝送軸ｔｔ’は−２８°を向き、反射軸ｒｒ’は９０−θ１、すなわち＋６２°を向く。
【００４８】
反射されたビームＲは、出口ＳＩを経由して空洞を横方向に出た有効なビームＦｕである。エタロン板８６及びキャッツアイ・レンズ９０を通った後で、空洞の主方向に沿って伝送される、伝送ビームＴはミラー９２により、レーザーダイオードＬＤに向けて反射されて戻る。
【００４９】
１つの実施形態において、偏光子１００は例えば偏光分割面Ｐｐを有するタイプの立方体１である。空洞の光路においてレーザーダイオードＬＤにより生成されたレーザービームＦｄを経由して、０°の偏光のみが伝送されるであろう。偏光スプリッター１０４は、偏光分割面Ｐｓを有する別の立方体２である。
【００５０】
偏光回転子１０２はファラデー回転子である。このタイプの回転子において、偏光回転は回転子に作用する磁界の強さに依存する。
【００５１】
本発明によるレーザー源の１つの実施形態において、偏光子１００は戻りのビームＦｒｅｔｕｒｎを阻止する、妨害タイプの偏光子である。
【００５２】
本発明によるレーザー源の別の実施形態において、偏光子１００は反射タイプの偏光子であり、伝送軸に直角な戻りのビームＦｒｅｔｕｒｎを反射し、該ビームＦｒｅｔｕｒｎがレーザーダイオードＬＤに向けて通って戻ることを防止する。
【００５３】
本発明によるレーザー源の動作は以下に説明される。
【００５４】
図４ａ及び４ｂは、図３の延長された空洞における様々なレーザービームの偏光を示す。
【００５５】
レーザーダイオードＬＤは、図４ａに示す０°の基準偏光角θ０を有する、直線偏光ＰｆｄのレーザービームＦｄを供給するように構成される。
【００５６】
立方体１（偏光子１００）は空洞のＸＸ’軸に沿って、この０°の偏光の１００％を有するビームＦｃ１を伝送するように方向付けられ、同じ偏光を持たないビームの全ての部分を空洞の光路のＸＸ’軸に直角に反射する。
【００５７】
立方体１を出る０°の偏光を有するビームＦｃ１は、その偏光を＋２８°にわたり回転させる偏光回転子１０２を通過する。図４ａは回転子１０２を出るビームＦｒｔの、＋２８°の偏光Ｐｆｒｔを示す。
【００５８】
回転子１０２を出るビームＦｒｔは立方体２を通過し、その伝送軸Ｔは−２８°に向けられ、そして反射軸Ｒは＋６２°に向けられる。
【００５９】
＋６２°の偏光Ｐｆｕの、立方体２によって反射されたビームＦｕは、空洞の出口ＳＩにおいて有効なビームＦｕを形成する。立方体２（偏光スプリッター１０４）によって伝送される、伝送ビームＦｔｒはエタロン板８６及びキャッツアイ集束レンズ９０を経由して空洞ミラー９２へと通過した後で、該空洞ミラー９２により反射される。
【００６０】
反射されたビームＦｕの光強度Ｉｔは従って次の方程式：
Ｉｔ＝ｃｏｓ２（２θ１）
により表され、伝送されたビームＦｔｒの光強度Ｉｒは従って次の方程式：
Ｉｒ＝ｓｉｎ２（２θ１）
により表されるであろう。
【００６１】
θ１＝＋２８°を伴うこの実施形態において、立方体２により伝送される伝送強度Ｉｔは、立方体２に到達するビームＦｒｔの強度の３０％であり、そして反射強度Ｉｒは７０％であろう。有効なビームＦｕの出力は、レーザーダイオードＬＤにより生成されたビームの７０％を表わし、それは同じレーザーダイオードＬＤを使用した先行技術のレーザー源の出力を優に上回る。
【００６２】
延長された空洞のミラー９２に向けて伝送される、伝送ビームＦｔｒを考察する。−２８°の偏光の伝送ビームＦｔｒは、キャッツアイ・レンズ９０及びエタロン板８６を通り、空洞において反射されたビームＦｔｒｃを形成する空洞ミラー９２によって反射される。反射されたビームＦｔｒｃは立方体２及びファラデー回転子１０２を経由し、帰路を通る。空洞内で反射されたビームＦｔｒｃの偏光Ｐｆｔｒｃは、偏光回転子１０２により＋２８°にわたり回され、該ビームはそのとき０°の偏光Ｐｆｔｒｃ０を有する（図４ｂ参照）。空洞内の反射されたビームは立方体１により伝送され、すなわち、ビームＦｔｒｆ０は同じ０°の偏光でレーザーダイオードＬＤに戻る。
【００６３】
ここで、空洞の出口ＳＩを経由して入る、同じ偏光を持った有効なビームＦｕの反射から生じる、戻りのビームＦｒｅｔｕｒｎを考察する。
【００６４】
立方体２により、ＸＸ’軸に沿って空洞の光路上でレーザーダイオードＬＤに向けて反射される戻りのビームＦｒｅｔｕｒｎは、その偏光を＋２８°にわたって回転させる回転子１０２を通過する。
【００６５】
偏光回転子１０２を出る際の、戻りのビームＦｒｅｔｕｒｎの偏光は、その初期の＋６２°偏光（有効なビームＦｕの偏光）に回転子１０２内の偏光回転を増し加えたもの、すなわち６２°＋２８°、つまり９０°であろう。立方体１（偏光子）１００は、この戻りのビームを空洞の光路ＸＸ’に直角に反射し、それがレーザーダイオードＬＤに向けて通って戻ることを防ぐ。
【００６６】
延長された空洞における光学装置９４は、ビーム（Ｆｄ、Ｆｔｒｃ）が共振空洞の光路に沿った複数回の往復を経ることを可能にするサーキュレーターとして作用するが、空洞の出口ＳＩを経由して戻って来る戻りのビームＦｒｅｔｕｒｎを分割し、従ってレーザーダイオードＬＤが妨害されることを防ぐ。
【００６７】
本発明によるレーザー源の別の実施形態において、延長された空洞におけるミラー９２の位置を調整するための圧電ブロック１２０が、反射面を有する固体の立方体又は円筒から作られ得る。ミラー９２として作用するこの反射面は、空洞においてレーザービームを反射することを目的とする、圧電ブロックのその１つの面を金属化することにより製作され得る。
【００６８】
これは、先行技術のレーザー源と異なり、圧電ブロック１２０が空洞を出る有効なビームＦｕ用の通路５０（図２参照）をもはや持つ必要がないためである。そのとき、高い共振周波数（一般的に３００ｋＨｚ）を有する圧電ブロックが使用され、広い周波数帯域にわたる自動制御を可能にし得る。
【００６９】
図５ａ及び５ｂは、本発明によるコンパクトなレーザー源の、物理的実施形態を示す。
【００７０】
図５ａは本発明によるレーザー源の光学部品を示し、図５ｂは機械的支持部に搭載された光学部品を示す。
【００７１】
図５ａは延長された空洞８２の光路のＸＸ’軸に揃えられた、レーザーダイオードＬＤを示す。延長された空洞８２は（図５ａには見えない）光学装置９４、該光学装置９４の偏光スプリッター１０４、エタロン板８６、キャッツアイ集束レンズ９０、及びそのミラー９２を伴う圧電ブロック１２０を含む。
【００７２】
図５ｂは光学部品が適切に位置決めされることを確実にする、機械的支持部１４０に搭載された、本発明によるレーザー源の様々な光学部品を示す。機械的支持部１４０は、有効なレーザービームＦｕ用の出口開口部ＳＩを有する。
【００７３】
有効なレーザービームＦｕは、延長された空洞のＸＸ’軸に直角な方向ＹＹ’に沿った出口ＳＩを経由して出る。
【００７４】
本発明によるレーザー源は、先行技術の延長された空洞のレーザー源に対して、多くの利点、とりわけ：
−レーザーダイオードを戻りのビームから分割するための光学装置９４を、延長された空洞内に組み込むことによる、同じレベルのスペクトル純度のための省スペースと、
−レーザー源の小型化のための、より狭い線幅と、
−有効なレーザービームＦｕの出力ゲインと、
−レーザー源により供給される同じ出力に対して、より少なく負荷を受けるダイオードと、従ってより信頼性の高いレーザー源と、
−空洞を出る有効なビームが、圧電ブロックを通過する必要がないことによる、より単純な構造とを有する。
【００７５】
記述された実施形態は限定的なものではなく、上記の光学的機能を満足する光学部品を用いることにより、他の実施形態が可能である。
【００７６】
回転子１０２の回転角θ１と、従って偏光スプリッター１０４の伝送軸の傾き−θ１は、偏光スプリッターによって生じる望ましい反射力、及び従ってレーザー源により出力される有効出力Ｐｕに従って選定され得る。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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