(57)【要約】【課題】新規な高選択単一周波数レーザー装置を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明は、二つのフィルターを含むダイオード励起連続レーザー装置に関するものである。このレーザー装置は、増幅素子と、単一周波数レーザー放射を可能にする少なくとも二つの複屈折性フィルター又はイントラキャビティリオフィルターとを含み、これらの二つのリオフィルターが二つの複屈折性素子に挟まれた偏光素子によって構成され、それら二つのリオフィルターのうちの第一のリオフィルターが増幅素子のレーザー放射帯域幅と実質的に等しいフリースペクトラルレンジ値ＦＳＲ１を有し、第二のリオフィルターがＦＳＲ１とは異なるフリースペクトラル値ＦＳＲ２を有している。
2009531846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅素子と、単一周波数レーザー放射を可能にする少なくとも二つの複屈折性フィルター又はイントラキャビティリオフィルターとを含む連続レーザー装置であって、これらの二つのリオフィルターが、二つの複屈折性素子に挟まれた偏光素子によって構成され、それら二つのリオフィルターのうちの第一のリオフィルターが、増幅素子のレーザー放射帯域幅と実質的に等しいフリースペクトラルレンジ値ＦＳＲ１を有し、第二のリオフィルターが、ＦＳＲ１とは異なるフリースペクトラル値ＦＳＲ２を有している連続レーザー装置。
【請求項２】
リオフィルターの温度を制御する手段を含み、δ１とδ２が、夫々、リオフィルターのベースにおける第一の複屈折性素子の位相シフトと第二の複屈折性素子の位相シフトで、λが波長で、Ｔが温度である、次の関係：δ１（λ，Ｔ）≒０［π］及びδ１（λ，Ｔ）＋δ２（λ，Ｔ）≒０［２π］が放射帯域において得られるように、前記制御手段が適合されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
偏光素子が、一つ又は二つのブルースター界面を含んでいることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
二つの複屈折性素子が、偏光素子の軸に対して４５°の角度で配向されていることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の装置。
【請求項５】
偏光素子以外のその他の全ての素子が、平行な面を有するクリスタルであることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の装置。
【請求項６】
モノリシック線形空洞共振器を構成していることを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の装置。
【請求項７】
増幅素子，偏光素子及び複屈折性素子が、光学的に互いに接触していることを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載の装置。
【請求項８】
第二のリオフィルターが第一のリオフィルターより狭く、第二のリオフィルターが、第一のリオフィルターの幅と第一のリオフィルターのフリースペクトラルレンジ値ＦＳＲ１との間のフリースペクトラルレンジ値ＦＳＲ２を有していることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の装置。
【請求項９】
増幅素子が、３ｎｍより大きい又は等しい非常に広いレーザー遷移を有するクリスタルであることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
第二のリオフィルターが、増幅素子の望ましくない波長の損失を増大させるように、第一のリオフィルターよりも広くなっていることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の装置。
【請求項１１】
第二のリオフィルターが、２０〜２００ｎｍのフリースペクトラルレンジ値ＦＳＲ２を有していることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
第二のリオフィルターの複屈折性素子が、クオーツから作られた波長板であることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
波長板が、ｎが整数で、δ２＝ｎπとなるような、放射波長での位相シフトδ２を有していることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、増幅媒質と、レーザー放射を単一周波数にさせることを可能にするイントラキャビティ手段（ｉｎｔｒａ−ｃａｖｉｔｙ  ｍｅａｎｓ）とを有するダイオード励起レーザー装置（ｄｉｏｄｅ−ｐｕｍｐｅｄ  ｌａｓｅｒ  ｄｅｖｉｃｅ）に関するものである。
【０００２】
ブルースター角でカットされた増幅クリスタルと、複屈折性の周波数ダブリングクリスタルとを有するレーザー装置について開示している文献ＷＯ２００５／０３６７０３「レーザーダイオード励起モノリシック固体レーザー装置及び同装置の応用方法（Ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ−ｐｕｍｐｅｄ  ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ  ｌａｓｅｒ  ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓａｉｄ  ｄｅｖｉｃｅ）」（特許文献１）が知られている。これらのクリスタルは、単一周波数放射を可能にさせるように配置されている。
【特許文献１】ＷＯ２００５／０３６７０３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
レーザー放射を単一周波数にさせるために、偏光子と複屈折性クリスタルとによって形成された複屈折性フィルター又はリオフィルター（Ｌｙｏｔ  ｆｉｌｔｅｒ）が挿入されているレーザー装置も知られている。このような装置では、リオフィルターのＦＳＲ（フリースペクトラルレンジ）は、放出線中に単一のピークだけを有することを確実にするために、放出線の幅とほぼ等しくなっている。そのフィルターの幅はＦＳＲに比例している。然しながら、放出線は幅が広すぎて（数ｎｍ）、従って、フィルターの幅は、二つの連続した縦モード間の選択を確実にさせるには広すぎるかも知れない。これは、１０６４ｎｍの遷移のＮｄ：ＹＶＯ４の場合にそうであるかも知れない。また、増幅媒質は、レーザー共振器のダイクロイックミラーによって正確に減衰させるには近すぎる波長の複数の遷移を有しているかも知れない。これは、特に、１０５３ｎｍ，１０６１ｎｍ，１０６４ｎｍ，１０７３ｎｍ及び１０７８ｎｍの遷移を有するＮｄ：ＹＡＧにおいてそうである。
【０００４】
本発明の目的は、新規な高選択単一周波数レーザー装置を提案することにより上記欠点に対処することにある。本発明の別の目的は、非常に小さい実効放射断面積を有する波長での放射を可能にする、又は非常に近い複数の遷移から一つの遷移を選択することを可能にするレーザー装置を設計することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的のうち少なくとも一つは、増幅素子と、単一周波数のレーザー放射を可能にする少なくとも二つの複屈折性フィルター又はイントラキャビティリオフィルターとを有するダイオード励起連続レーザー装置によって達成される。これら二つのリオフィルターは、二つの複屈折素子に挟まれた偏光素子によって構成され、第一のリオフィルターは、増幅素子のレーザー放射帯域幅と実質的に等しいフリースペクトラルレンジ値ＦＳＲ１を有し、第二のリオフィルターは、ＦＳＲ１と異なったフリースペクトラルレンジ値ＦＳＲ２を有している。
【０００６】
本発明によるレーザー装置は、レーザーキャビティを構成するために適切に配置されたミラーを備えている。
【０００７】
フリースペクトラルレンジに関しては、第一のリオフィルターのＦＳＲ１の正確な大きさは、増幅媒質の放射幅Δλｅｍである（ＦＳＲ１＝ｋΔλｅｍ，ただし０．５＜ｋ＜１．５）。これは、放射幅においてフィルターの単一遷移ピークを維持させる傾向にある。
【０００８】
ここで、
2009531846.tif 000003
であることが想起される。この式中で、ｅｉとδｎｉは、ここで考慮するフィルターを構成している異なった複屈折クリスタルの厚みと屈折率差（ｉｎｄｅｘ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）である。フィルターのトップにおける波長は、
2009531846.tif 000004
である。
【０００９】
連続した複数の複屈折素子は、通常、一つの複屈折素子と同等である。従って、異なった軸を有する複屈折クリスタルを追加することにより、複数のフィルターを作り出すことは不可能である。複数のフィルタリング機能を果たすために、複屈折素子は、偏光素子によって分離されている。単一の偏光素子を含むレーザーは、偏光子によって分離された二つのゾーンを有している。従って、偏光子の両側に複屈折素子を配置することにより、二つのフィルターを挿入することが可能となる。
【００１０】
増幅素子としては、良好な熱特性を有するＮｄ：ＹＡＧが有益である。また、広帯域吸収という強みを有するＮｄ：ＹＶＯ４を使用することもできる。異なる波長の放射のために、その他のイオンを使用することも可能である。
【００１１】
偏光素子には、一対のＹＡＧ又はシリカプリズムを使用することができる。
【００１２】
第一のリオフィルターの複屈折素子は、強力な複屈折性を有しているが故に厚みの薄いＹＶＯ４、クオーツ又はその他の複屈折性クリスタルの如き自然物質であってもよい。第二のリオフィルターの複屈折素子は、上述のクリスタルのいずれか一つ又は非線形複屈折性クリスタルを使用することができる。
【００１３】
従って、本発明によるレーザー装置は、偏光素子を含むレーザー共振器内に設けられた二つのリオフィルターを有している。放出線の大きさの第一のリオフィルターと単一周波数放射を最適化するのに適した第二のリオフィルターが用いられている。
【００１４】
更に一般的には、ｎ個の偏光素子を含むキャビティ内にｎ＋１個のリオフィルターを統合することが可能である。異なるＦＳＲを有する二つのリオフィルターをこのように組み合わせることによって、全体的に大きなＦＳＲで狭いフィルタリングが可能となる。
【００１５】
リオフィルターには、放射される波長の損失が最小限であるため、偏光子の出力偏光が最小損失の軸に対して平行であるという利点がある。従って、複屈折性クリスタルの二つの軸間のパワー分布は、制御されて、安定しているのが好ましい。
【００１６】
複屈折素子の軸は、偏光素子の軸に対して４５°に配向されているのが有益である。このような装置では、装置を不安定にさせないでタイプＩＩの位相整合を達成させるように、複屈折性クリスタルをカットし、配置することが可能である。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば、偏光素子は、一つ又は二つのブルースター界面（屈折率ｎ１とｎ２を有する二つの媒質間の角度のタンジェントが、これらの屈折率の比に等しい角度を成すような界面）を有している。
【００１８】
特に、偏光素子以外のその他の全ての素子は、好ましくは平行な面を有するクリスタルであるのが好ましい。
【００１９】
本発明による装置は、モノリシック線形空洞共振器を構成しているのが有益である。線形共振器は、通常、最も短い共振器である。サイズが小さいが故に、縦モード分離を最大限広げることが可能となり、効率的な単一周波数作動に有益である。各素子の入力面と出力面が、互いに平行で、更に他の素子の他面に対しても平行となるように、この装置を設計することができ、これらの面は、レーザービームの出力方向に対して直交している。
【００２０】
増幅媒質，増幅素子，偏光素子及び複屈折性素子は、光学的に互いに接触していることが有益であり、これにより単一周波数放射が大幅に促進され、製造コストも削減される。従って、モードサイズを調整することを可能にする焦点合わせ素子を非直線素子に挿入する必要がない。
【００２１】
更に、上述したことに加えて、二つのリオフィルターを統合したようなレーザー装置の作動原理については、下記のように明らかにすることができる。
【００２２】
ここで、二つのフィルターを含む共振器の偏光を修正する素子について考慮する。即ち、二つの複屈折性クリスタルと偏光子についてである。ジョーンズ行列によってこれらの素子を表すと、複屈折性素子については、
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（主偏光軸で、δは二つの軸間の位相シフトである）と表され、
偏光素子については、
2009531846.tif 000006
と表される。
屈折率がｎ１とｎ２である二つの媒質間のブルースター角での界面については、ｑ２＝２ｎ１ｎ２／（ｎ１２＋ｎ２２）である。二つの連続する界面（二つのプリズムの場合）については、この値は二乗されねばならない。
【００２３】
共振器の二つの適切な偏光は、Ｒ１Ｃ１Ｒ１’Ｐ Ｒ２Ｃ２２Ｒ２’ＰＲ  １’Ｃ１Ｒ１ｅ２ｉψ＝μｅｉ（δ１＋δ２）＋２ｉψＩの解であり、Ｒｉ及びＲｉ’は、角度が複屈折性クリスタルの軸と偏光子の軸との間の角度に対応する回転マトリックス及びその逆数で、Ｉは、ユニットマトリックスであり、Ｃｉ＝Ｃ（δｉ）である。これらの偏光モードの強度透過は、Ｔ＝｜μ｜２で表される。
【００２４】
二つの複屈折性素子が偏光子の軸に対して４５°の角度で配向されている場合には、フィルターの幅は最小となる。特に、二つの複屈折性クリスタルは、ブルースター界面に対し４５°の角度で配向されている。
【００２５】
共振器内での外方移動に対応するジョーンズ行列は、以下と等しくなる。
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【００２６】
外方／戻り移動マトリックスは、
2009531846.tif 000008
である。
【００２７】
式ＭＡＲ＝κｌ（κは実数）の解より、共振器の偏光モードが得られる。｜κ｜２の値は、共振器の強度の損失に相当する。第一のレーザーモードでは、損失が最小である。ｋ＝μｅ２Ｉ（ψ＋δ１／２＋δ２／２）の値は、μ２−ｂμ＋ｑ４＝０の解であり、この式では、ｂ＝［（１＋ｑ２）２ｃｏｓ（δ１＋δ２）＋（１−ｑ２）２ｃｏｓ（δ１−δ２）］／２である。
【００２８】
μの最大値は、ｂの最大値で得られる。ｂ＞ｑ２であるとき、μは実数である。
【００２９】
δ１（λ，Ｔ）≒０［π］及びδ１（λ，Ｔ）＋δ２（λ，Ｔ）≒０［２π］のとき、透過は１に近い（従って、損失はほぼゼロである）。通常、δ１とδ２を個別に調整することは困難であるため、最大透過ポイントδ１（λ，Ｔ）＝０［π］及びδ１（λ，Ｔ）＋δ２（λ，Ｔ）＝０［２π］を獲得することは不可能である。このポイントの近くで、ｔｇ（δ１）≒０及びｔｇ（δ２）≒−ｔｇ（δ１）２ｑ２／（１＋ｑ４）の最大透過が得られる。
【００３０】
位相φ，δ１及びδ２が、波長λに反比例するファーストオーダーにある（波長の屈折率の依存性は無視する）（φ＝ａ／λ，δ１＝ａ１／λ及びδ２＝ａ２／λ）ので、モードｍの波長λｍは、λｍ＝（２ａ＋ａ１＋ａ２）／２πｍであることが確実である。更に、係数ａは温度に依存する。即ち、ａｉ（Ｔ）＝ａ０ｉ（１＋εｉ（Ｔ−Ｔ０））である。その結果、位相φ，δ１及びδ２も温度に依存する。
【００３１】
こうして、有益な特性に従って、本発明による装置は、リオフィルターの温度を制御する手段を有し、これらの制御手段は、放射帯域において、以下の関係を得るように適合されている。
δ１（λ，Ｔ）≒０［π］及びδ１（λ，Ｔ）＋δ２（λ，Ｔ）≒０［２π］
ここで、δ１とδ２は、夫々、リオフィルターのベースにおける第一の複屈折性素子と第二の複屈折性素子の位相シフトであり、λは波長で、Ｔは温度を示している。相違した各クリスタルの温度は、個別に調節することができ、それによりレーザー設定における自由度が増大される。
【００３２】
本発明による第一の有益な変形例によれば、第二のリオフィルターは、第一のリオフィルターより狭くなっている。更に、この第二のリオフィルターは、第一のリオフィルターの幅と第一のリオフィルターのフリースペクトラルレンジ値ＦＳＲ１との間にあるフリースペクトラルレンジ値ＦＳＲ２を有している。
【００３３】
この第一の変形例は、遷移レーザーの帯域内におけるフィルタリングの選択性を向上させることを可能にする。実際に、遷移帯域幅にほぼ等しい第一のＦＳＲ１フィルターと、よりファインな第二のＦＳＲ２フィルターが選択されている。これら二つのフィルターは、放射帯域内で且つ穏当な温度窓（約１０°）内においてδ１（λ，Ｔ）＝０［π］及びδ１（λ，Ｔ）＋δ２（λ，Ｔ）＝０［２π］（または、同等に、δ２（λ，Ｔ）＝０［π］及びδ１（λ，Ｔ）＋δ２（λ，Ｔ）＝０［２π］）に対する解を求めることができように温度チューニングさせることができる。この場合には、フィルターをチューニングするためにフィルターを「チルトさせる」必要がなく、従って、この解は、モノリシックレーザー設計と矛盾しない。その適用は、例えば、遷移幅が一般に非常に広く、３ｎｍより大きい又は等しいＮｄ：ＹＶＯ４レーザーのフィルタリングである。
【００３４】
換言すれば、この第一の変形例では、ａ１＜ａ２（ＦＳＲ２＜ＦＳＲ１）であると考えられる。ａ１／ａ２＜＜１であれば、δ１（λ）［π］＝η＜＜１及びδ２（λ）［π］＝−２ηｑ２／（１＋ｑ４）となる波長が存在する。ηの値は、πａ１／２ａ２より小さい。フィルターピークで、透過は、｜μ｜２≒１−η２（１−ｑ４）／（ｌ＋ｑ４）となる。従って、ηの値は、可能な限り小さい方が良く、好ましくは、０．１ラジアンより小さい値である。この値を超えると、フィルターの損失は、数十％を超える。クリスタルの温度を修正することにより、ηの値を低減することができる。クリスタルの温度を修正することにより、フィルターの遷移ピークでの複数のモードのうち一つの波長を調節することも可能にする。
【００３５】
本発明の第二の有益な変形例に依れば、増幅素子の望ましくない波長の損失を増大させるために、第二のリオフィルターは、第一のリオフィルターより広くなっている。ＦＳＲ２は、２０〜２００ｎｍにできる。好ましくは、第二のリオフィルターの複屈折性素子は、波長板（位相シフトδが完全に一つの波長に決められている板）、例えば、クオーツの板である。
【００３６】
この第二の変形例は、通常、互いに近い波長で多くの遷移を有する希土類元素に有益に適用できる。ダブルフィルタリングは、単一周波数での作動に備えるべく、放射帯域内における充分な選択性を確保しながら、複数の遷移から一つの遷移を選択することを可能にする。従って、第二の変形例に依るこのダブルフィルタリングは、実効放射断面積が小さい波長をも含む、多くの波長を獲得することを可能にする。大きなＦＳＲを有するフィルターに対応の複屈折性素子の代わりに波長板を挿入することによって、温度チューニングが、放射帯域におけるδ２（λ，Ｔ）＝０［π］及びδ１（λ，Ｔ）＋δ２（λ，Ｔ）＝０［２π］の解を求めることを容易に可能にさせる。これは、δ２が、波長及び温度において殆ど変化せず、ＦＳＲが放射帯域幅より小さいか又は等しければ、放射帯域におけるモジュロπ（ｍｏｄｕｌｏ  π）を相殺し、δ１もまた放射帯域におけるモジュロ２πを相殺するからである。
【００３７】
換言して、例を示すと、内部周波数のダブリングを許容するレーザー共振器では、基本波長の損失は非常に少ない（約１％）。四準位の遷移については、かなり小さい反転分布が、レーザー閾値に達することを可能にする。これは、実効放射断面積がかなり異なっていても、「スペクトラルホールバーニング」又は波長の選択的な飽和が、互いに近い二つの遷移が容易にレーザー放射することを許容することを意味する。ここでの難点は、近辺の遷移の発振を阻止することが困難な場合がある点である。これは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーについて言え、１０６４ｎｍの遷移に加えて、近辺の遷移（１０５３ｎｍ，１０６１ｎｍ，１０６４ｎｍ，１０７３ｎｍ又は１０７８ｎｍでさえも）でも同時に発振する可能性がある。利点は、Ｎｄ：ＹＡＧの１１０５ｎｍ，１１１２ｎｍ又は１１２２ｎｍの遷移の如き小さい遷移を発振させることが比較的容易であることである。本発明による第二の変形例は、選択された遷移から数ナノメートル〜数十ナノメートルに位置する遷移を抑制することを可能にする。
【００３８】
リオフィルターの温度チューナビリティ（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｔｕｎａｂｉｌｉｔｙ）は、以下の解式に従うことが知られている。
2009531846.tif 000009
γは、物質に固有の因数である（数１０−５〜数１０−４で変化する値）。従って、この値は、フィルターの幅とは関係ない。約１μｍの波長については、これは、２０ｐｍ／Ｋ〜数１００ｐｍ／Ｋに変化するチューナビリティに対応する。従って、このチューナビリティでは、ＦＳＲが２０ｎｍを超えるようなフィルターのＦＳＲをカバーするには不十分である。従って、レーザー波長で、最大透過状態、δ≒０［π］が得られることはあり得ない。これを実現するために、本発明では、大きなＦＳＲを有するフィルター用の波長板（一般に、クオーツの波長板）を使用することが提案されている。レーザー波長における位相シフトは、δ＝ｎπとなるようにするのが好ましい。ｎの値が大きいほど、フィルターは狭くなる。この板は、標準的な波長板製造技術を使用することにより容易に製造できる。原則的により狭い（約１ｎｍ）他のフィルターは、温度チューニングをすることができる。
【００３９】
本発明のその他の利点及び特徴については、本発明を何ら限定するものではない実施形態に関する後述の詳しい説明及び添付の図面を参照することにより明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
リオフィルターの原理は、二つの偏光子の間に複屈折性クリスタルを導入することである。レーザー共振器に一つの偏光子を挿入した場合には、複屈折性クリスタルを挿入できる場所は二箇所あり（入力ミラーと偏光子との間及び偏光子と出力ミラーとの間）、従って、二つのフィルターを導入することが可能である。二つより多いフィルターを導入するためには、追加フィルター毎に偏光素子を追加しなければならない。
【００４１】
図１には、本発明によるレーザー装置２を励起する（ｐｕｍｐ）ために使用されるダイオード１が示されている。このレーザー装置２はモノリシックタイプのものであり、レーザー共振器を構成することを可能にする、例えば、ダイクロイックミラーの如き必修の手段を有している。以下のものが存在することが分かる。
Ｎｄ：ＹＡＧ増幅クリスタル３と、
複屈折軸が偏光子４の軸に対して４５°である、ＹＶＯ４又はクォーツクリスタル５、又は何らかのその他の複屈折性クリスタルと、
ブルースター角にカットされた二つのプリズムによって構成される偏光子４と、
軸が平行、好ましくは偏光子４の偏光軸に対して４５°である、一つ又はそれ以上の好ましくは非線形の複屈折性クリスタル６。
【００４２】
第一のリオフィルター（ＦＳＲ１）は、偏光子４と組み合わされた複屈折性クリスタル５を有している。複屈折性クリスタル５は、増幅器３と偏光子４との間に配置されている。
【００４３】
第二のリオフィルター（ＦＳＲ２）は、偏光子４と組み合わされた複屈折性クリスタル６を有している。複屈折性クリスタル６は、偏光子４のダウンストリームに配置されている。
【００４４】
第１のフィルターと第２のフィルターは、逆に配置しても良い。
【００４５】
本発明の第一の変形例は、１ｎｍより大きい、大きなＦＳＲを有する狭いフィルターと均等なものを確保することを可能にする「ファイン」ダブルフィルタリング（“ｆｉｎｅ”ｄｏｕｂｌｅ  ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）の設計である。
【００４６】
この第一の変形例は、遷移幅が大きく（例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ４）、又は共振器長さ（ｃａｖｉｔｙ  ｌｅｎｇｔｈ）が長く、フィルターの良好な選択が必要とされる、レーザーの場合に有効に適用される。
【００４７】
これを実施するには、ダブルリオフィルタリング（ｄｏｕｂｌｅ  Ｌｙｏｔ  ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）が、放出線の幅と実質的に等しいＦＳＲ１より小さいＦＳＲ２で行われる。例えば、第一の複屈折性素子５としては、４ｍｍの長さの「ａカット」ＹＶＯ４クリスタルから形成されたものが使用される。第二の複屈折性素子６には、タイプＩＩの周波数ダブリングの位相整合（１０６４ｎｍ→５３２ｎｍ）のためにカットされた２．５ｍｍのＫＴＰクリスタルによって構成されたものが使用されている。
【００４８】
個別に扱われる各リオフィルターは、夫々、３．１ｎｍと０．７８ｎｍのＦＳＲを有していてもよい。３．１ｎｍの値は、おおよそ放出線のサイズの値であり、これは、フィルタリングされたモードが利得を有することを確実にする。（ＹＶＯ４クリスタルの長さで調節可能な）０．７８ｎｍの値は、第一のフィルターをリファインすること（ｒｅｆｉｎｅ）を可能にすると共に単一周波数動作を可能にする。
【００４９】
温度の関数としてμ２（透過）の値に正確に依存するには、複屈折性クリスタルの長さのサブマイクロメーター精度（ｓｕｂｍｉｃｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）が要求される。これらの値は、クリスタル毎に変化している。他方、Ｔ１とＴ２が二つの複屈折性クリスタルの温度を示すμ２（Ｔ１，Ｔ２）のトポグラフィは、同一に維持される。図２に、ダブルリオフィルターの動作の一例を示している。この図は、ダブルリオフィルターの温度遷移を示している。レベル曲線は、Ｔ＝０．９９，０．９９５及び０．９９９に対応する。各「バブル（ｂｕｂｂｌｅ）」は、モードに対応する。或る「バブル」から別の「バブル」への移行は、或るモードｍからモードｍ＋１又はｍ−１に移ることを意味する。
【００５０】
基本放射の最大時に、温度Ｔ１及びＴ２が制御されれば、単一周波数作動が確実となる。これは、好ましくは、０．５°Ｋより良好なコントロール精度で実施される（二つの連続モード間の分離）。
【００５１】
本発明の第二の変形例は、互いに近い複数の遷移から一つの遷移が選択されるレーザー装置の設計である。この変形例は、イエローレーザー（５６１ｎｍ）に有効に適用することができる。
【００５２】
イエローレーザーは、Ｎｄ：ＹＡＧの１１２２ｎｍ遷移の周波数ダブリングによって生成することができる。四準位の遷移４Ｆ３／２→４Ｉ１１／２は１２の遷移の基点であり、１０６４ｎｍで最強度となる。第一の遷移グループは、１０５２ｎｍと１０７８ｎｍの間に位置し、第二の遷移グループは、１１００ｎｍを超える、１１０５ｎｍ，１１１２ｎｍ，１１１６ｎｍ及び１１２２ｎｍに位置する。第一のグループの波長は、ダイクロイックミラーにより抑制することが可能である。１１００ｎｍを超える四つの遷移から、一つの遷移を選択するには（ポイント１１２２ｎｍの場合）、好ましくは大きなＦＳＲを有するリオフィルターで実施する。
【００５３】
ダブリングクリスタルは、５ｍｍのＫＴＰである。タイプＩＩのダブリングには、基本放射に対して４５°の軸回転が必要であり、この非線形クリスタルは、第一のリオフィルターのための複屈折性素子として機能することが可能である。偏光子の他方側では、１１２２ｎｍで２０πに等しい位相シフトを有する波長板が導入されている。図３及び図４は、共振器内のダブルフィルタリング透過を示している。ダブルフィルタリングが、第二のグループから三つの遷移（１１０５ｎｍ，１１１２ｎｍ及び１１１６ｎｍ）を除去していることが明らかに分かる。他方、フィルタリングのファインネス（ｆｉｎｅｓｓ）が、狭いフィルターのファインネスによって良好に齎される。２０πの位相シフトを選択すると、約１０６４ｎｍの遷移の効果的なフィルタリングができなくなることを銘記すべきである。１０６４ｎｍの遷移は、１１２２ｎｍから充分に離れていて、レーザーのダイクロイックミラーによってフィルタリングされる。全ての遷移をフィルタリングするために、位相シフトを修正する（例えば２７πに）ことも可能である。
【００５４】
図３は、最大の透過を達成するために何らかの波長において位相δ１が最適化されていることを前提にして得られた帯域フィルタリングのエンベロープを示している。１１２２ｎｍ近辺で、ダブルフィルターの透過が現れている。円は、Ｎｄ：ＹＡＧの異なる遷移の波長に対応している。図４は、１１２２ｎｍの波長近辺でのダブルフィルタリングの詳細を示している。
【００５５】
勿論、本発明は、上述した実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、これらの実施例に多くの変更を加えることができる。例えば、二つのフィルター（一方のフィルターのＦＳＲが、フィルターの幅の分だけ他方のフィルターのＦＳＲと異なる場合）で、バーニア効果（Ｖｅｒｎｉｅｒ  ｅｆｆｅｃｔ）の導入を考えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による装置の簡略な断面図である。
【図２】本発明の第一の変形例による装置の温度−透過レベル曲線をグラフ的に示した図である。
【図３】本発明の第二の変形例に係るレーザー装置における波長の関数としての透過エンベロープをグラフ的に示した図である。
【図４】図３の曲線の和を示す詳細図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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