(57)【要約】  再帰反射器(100)は、入射ビーム(70A)を反射ビーム(70B)として光構成要素(40)に戻すよう再帰反射するために配置される。再帰反射器(100)は、3枚の反射プレート(110)から構成され、そのうちの2枚(110A,110B)は平行に配置されており、1枚(110C)は平行なプレート(110A,110B)と垂直に配置されている。従って再帰反射されたビーム(70B)は、入射ビーム(70A)と平行になるが、反対の伝搬方向となる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射ビーム（７０Ａ）の少なくとも一部分（７０Ｂ、４３０、４４０）を再帰反射するために構成された再帰反射器（１００、４００）であって、該再帰反射器は、
３枚の反射プレート（１１０）であって、そのうちの２枚（１１０Ａ、１１０Ｂ）が平行に配置され、１枚（１１０Ｃ）が該平行プレート（１１０Ａ、１１０Ｂ）に垂直に配置され、これにより再帰反射ビーム（７０Ｂ、４３０、４４０）は、入射ビーム（７０Ａ）と平行であるが、反対の伝搬方向となることからなる、３枚の反射プレートを備える、再帰反射器。
【請求項２】
前記再帰反射器内の前記プレート（１１０）の内側は、少なくとも部分的に反射性を有し、好ましくは完全に反射性を有するように提供される、請求項１に記載の再帰反射器。
【請求項３】
前記２枚の平行プレート（１１０Ａ、１１０Ｂ）のうちの少なくとも１枚は、前記垂直プレート（１１０Ｃ）に接し、従って、この前記平行プレートの一側面と、前記垂直プレートの一側面との間に、交点又は交差線を提供する、請求項１又は２に記載の再帰反射器。
【請求項４】
前記入射ビーム（７０Ａ）を受光するための及び／又は前記再帰反射ビーム（７０Ｂ、４３０、４４０）を放出するためのより広いビーム開口部（１２０）を提供するために、前記平行プレート（１１０Ａ、１１０Ｂ）のうちの１枚の長さが、他方よりも短い、請求項１乃至３のいずれかに記載の再帰反射器。
【請求項５】
前記３枚の反射プレート（１１０）は、３枚の組み立てられた平面ミラーによって提供されるか、又は固体デバイス、好ましくはエタロンもしくはスラブ導波管によって提供される、請求項１乃至４のいずれかに記載の再帰反射器。
【請求項６】
再帰反射器（１００）内の有効光路長は、前記再帰反射器内の反射の数を増やすために、前記平行プレートの前記長さ、及び／又は、前記垂直プレートの長さを変更することによって変更可能である、請求項１乃至５のいずれかに記載の再帰反射器。
【請求項７】
再帰反射器内の前記有効光路は、前記再帰反射器の材料の屈折率を変更することによって変更可能である、請求項１乃至６のいずれかに記載の再帰反射器。
【請求項８】
前記再帰反射器の材料の電気・光学的効果を適用するための、好ましくは前記平行プレート間に、好ましくは電界を印加するための、ユニット（１５０）を含む、請求項７に記載の再帰反射器。
【請求項９】
前記再帰反射器（４００）内を移動する前記光ビームの光路内に配置されたビームスプリッタ（４１０）を更に含む、請求項１乃至８のいずれかに記載の再帰反射器。
【請求項１０】
前記ビームスプリッタ（４１０）は、
前記ビームスプリッタ（４１０）を通して透過される部分ビーム（４１０Ａ）と、前記ビームスプリッタ（４１０）によって反射される部分ビーム（４１０Ｂ）とが、前記再帰反射器内で同じ光路であるが反対方向に移動し、
前記入射ビーム（７０Ａ）が前記ビームスプリッタ（４１０）に衝突する位置と実質的に同じ位置（４２０）で合わさるように、前記入射ビーム（７０Ａ）に関連して配置されることからなる、請求項９に記載の再帰反射器。
【請求項１１】
前記ビームスプリッタ（４１０）は、前記平行プレート（１１０Ａ及び１１０Ｂ）に対して実質的に平行に配置されるか、又は前記ビームスプリッタ（４１０）領域に対する垂直線は、前記垂直プレート（１１０Ｃ）と平行であることからなる、請求項９又は１０に記載の再帰反射器。
【請求項１２】
前記ビームスプリッタ（４１０）は、
前記反射された部分が前記透過された部分とは異なるように、ある分割比を提供し、
該ビームスプリッタ（４１０）で合わさる前記部分ビームが第１の出力ビーム（４３０）及び第２の出力ビーム（４４０）に干渉するように、配置されていることからなる、請求項９乃至１１のいずれかに記載の再帰反射器。
【請求項１３】
前記第１の出力ビーム（４３０）は、前記入射ビーム（７０Ａ）とは実質的に同じ光路であるが反対の伝搬方向に移動し、前記第２の出力ビーム（４４０）は、前記第１の出力ビームに垂直に移動する、請求項１２に記載の再帰反射器。
【請求項１４】
前記第２の出力ビーム（４４０）は、前記第１の出力ビームと平行に前記再帰反射器から出て行くように更に再方向付けられる、請求項１３に記載の再帰反射器。
【請求項１５】
前記ビームスプリッタ（４１０）は、
前記反射された部分が前記透過された部分と実質的に同じであるように、ある分割比を提供し、
該ビームスプリッタ（４１０）で合わさる前記部分ビームが、前記入射ビーム（７０Ａ）と実質的に同じ光路であるが反対の伝搬方向に移動する第１の出力ビーム（４３０）に干渉し、前記第１の出力ビームに垂直な第２の出力ビーム（４４０）が、弱め合い干渉によって実質的に打ち消されるように、配置されていることからなる、請求項９乃至１１のいずれかに記載の再帰反射器。
【請求項１６】
波長調整可能なレーザに対して適用されるように構成された外部キャビティ（５）であって、
波長フィルタ（４０、５３０）と、
再帰反射器（１００、４００）であって、前記波長フィルタ（４０、５３０）により波長フィルタリングされたビーム（７０Ａ）の少なくとも一部分をビーム（７０Ｂ）として波長フィルタ（４０、５３０）へと戻すよう再帰反射するために配置される、請求項１乃至１５のいずれかに記載の再帰反射器
とを備える外部キャビティ。
【請求項１７】
前記再帰反射器（１００、４００）は、前記キャビティ（５）の有効光路長を変更するために提供される、請求項１６に記載の外部キャビティ。
【請求項１８】
前記キャビティ（５）内におけるレーザビームのモードホップのない調整を提供するために、前記再帰反射器（１００、４００）の有効光路長を変更するための制御ユニットを更に備える、請求項１７に記載の外部キャビティ。
【請求項１９】
前記第１の出力ビーム（４３０）は、前記波長フィルタ（５３０）へと戻すように再帰反射され、前記第２の出力ビーム（４４０）は、前記キャビティ（５）から出ていくことからなる、請求項１２に記載の再帰反射器（４００）を有する、請求項１６乃至１８のいずれかに記載の外部キャビティ。
【請求項２０】
前記第２の出力ビーム（４４０）は、前記波長フィルタ（５３０）によって更に波長フィルタリングされる、請求項１９に記載の外部キャビティ。
【請求項２１】
前記波長フィルタ（５３０）は、回折素子を含む、請求項１６乃至２０のいずれかに記載の外部キャビティ。
【請求項２２】
波長調整可能なレーザ源であって、
レーザビーム（３０）を放出するレーザ媒質（５００）と、
前記レーザビーム（３０）の波長を調整するために構成された、請求項１６乃至２２のいずれかに記載の外部キャビティ（５）
とを備える、レーザ源。
【請求項２３】
請求項１乃至２２のいずれかに記載の再帰反射器（１００）を有する外部キャビティ（５）内においてレーザビーム（３０）の波長を調整するための方法であって、
（ａ）前記レーザビーム（３０）の波長フィルタリングを変更するステップと、
（ｂ）レーザビーム（３０）のモードホップのない調整を提供するために、ステップ（ａ）の波長フィルタリングに従って、前記再帰反射器（１００）の有効光路長を調整するステップ
とを含む、方法。
【請求項２４】
ステップ（ｂ）は、
前記再帰反射器内の反射の数を増やすために、前記再帰反射器（１００）の前記平行プレートの長さ及び／又は前記垂直プレートの長さを変更するステップ、及び／又は、
前記再帰反射器の材料の屈折率を変更するステップ
のうちの、少なくとも１つのステップを含む、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
波長が調整可能な外部キャビティレーザは、良く知られた技術である。モードホップ（mode-hop）の無いレイジングを達成するための基本的なアプローチは、Karen Liu、及びMichael G.Littman著、「Novel Geometry for Single for Scanning of Tunable Laser」、Optics Letters、第6巻、3号、1981年3月、によって開示されており、これは一般に「リットマンのアーキテクチャ（Littman Architecture）」と呼ばれる。レーザの外部キャビティでは、レーザビームは、波長フィルタリングのために回折格子へと方向付けられている。調整ミラーは、光を回折格子へと戻し、外部キャビティの一方の端部を提供する。正しい条件下では、調整エレメントの回転は、連続的な単一モード走査に対する要求に合わせて、キャビティの長さと回折角とを同時に変化させることができる。
【０００２】
波長フィルタビームから放出される光は、調整ミラーによって再帰反射されなければならないので、望んでない角度の変更の影響を一般に受けやすい平面ミラーの代わりに、二平面素子を使用することが知られている。こうした二平面素子（例えば、特開昭56-90642（株式会社京都技研）、又は米国特許第5,594,744 号明細書（Photonetics）に開示されている）は一般に、正確に９０°の角度をなす２枚の平面ミラーから構成される。こうした再帰反射直交二面体を、組み立てられた２枚の平面ミラーから構成するか、又は二等辺直角三角形の斜辺に対応する入力面が反射防止処理を施されている二等辺の直角プリズムとして構成することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開昭56-90642（株式会社京都技研）
【特許文献２】欧州特許第01121408.7号明細書
【特許文献３】米国特許第5,594,744 号明細書
【非特許文献１】Karen Liu及びMichael G.Littman著、「Novel Geometry for Single for Scanning of Tunable Laser」、Optics Letters、第6巻、3号、1981年3月。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、特に、例えば分散性のデバイスを有する外部キャビティレーザのアプリケーションのための改善された再帰反射デバイスを提供することである。この目的は、特許請求の範囲の独立請求項によって解決される。好適な実施形態は、特許請求の範囲の従属請求項によって示される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による再帰反射器は、３枚の反射プレートを備え、そのうちの２枚は平行に配置されており、１枚は平行なプレートに垂直に配置されている。「プレート」という用語は、少なくとも定義された領域内に１つの平面を実質的に提供するデバイスを意味するものとする。プレートの内側（再帰反射器内）は、少なくとも部分的に反射性を有し、好ましくは完全に反射性を有するように提供される。２枚の平行プレートのうちの少なくとも１枚は、好ましくは垂直プレートに接しており、従って、この平行プレートの一側面と、垂直プレートの一側面との間に交点又は交差線を提供している。
【０００６】
動作時、再帰反射器によって受光された光ビームは、第１の平行プレートにより、第２の平行プレート、垂直プレート、又は第２の平行プレートと垂直プレートとの間の交点／交差線へと、方向付けられる。再帰反射器の寸法と、入力ビームに対する第１のプレートの角度とに依存して、ビームは、合計で少なくとも４回、再帰反射器内で再方向付けされるが、最終的には入射ビームと平行に、しかしながら反対の伝搬方向に出力される。従って再帰反射器は、入射光ビームと平行に、反対方向に光ビームを戻す。第２の平行プレートと垂直プレートとの間の交点／交差線における反射は、ビームが一般に特定の径を有するため、２つの反射として数えられる。
【０００７】
好適な実施形態では、波長調整可能なレーザは、回折素子を有する外部キャビティと、再帰反射器とを備える。再帰反射器は好適には、回折素子によって波長をフィルタリングされたビームを回折素子に戻すように再帰反射するために配置される。従って再帰反射器は、キャビティの一端部を提供する。外部キャビティの構成は従って、上記のリットマンのアーキテクチャに実質的に対応する。
【０００８】
こうした外部キャビティのアプリケーションに関しては、本発明は小型の構造を提供することを可能にする。単に平行プレートの長さを拡張するだけで（垂直プレートの法線ベクトルと平行な方向に）、キャビティの長さを、事実上無制限に拡張することができ、追加の構成要素を必要としない。したがって、レーザ線の信号の純度を、キャビティの長さを増加させることで改善することができる。
【０００９】
より一般的な用語では、外部レーザのアプリケーションに限らず、本発明の再帰反射器は、追加の光学構成要素を必要とすることなく（例えば、キャビティの）光学特性を修正又は変更することを可能にする。具体的には、光路長は、（例えば、キャビティの）重要な特性を提供し、再帰反射器によって修正されることができる。光路長を修正するための第１の選択肢は、前述の通り、再帰反射器内の反射の数を増やすために、平行プレートの長さを変更するものである。光路長を修正するための第２の選択肢は、外壁部の内側の面により提供されている反射プレートを備えた固体デバイスとして再帰反射器を具現化する時に適用されることができる。したがって、再帰反射器の材料の屈折率を変更することにより、光路の長さを変更することができる。
【００１０】
好適な実施形態では、再帰反射器の材料の屈折率を、材料の電気的−光学的効果を利用して、例えば好ましくは平行プレート間に電界を印加することによって、変更することができる。しかしながら、（例えば機械的なストレスをかけることにより）機械的効果のような、屈折率を変更するためのその他の効果を、状況に応じて適用することができる。
【００１１】
本発明の再帰反射器の更なる利点は、偏光消光比（polarization extinction ratio）が全反射（ＴＩＲ（total internal reflection））ごとに増加されることである。何故ならば、ＴＩＲは、より高効率に優先的な偏光状態で、光を反射するからである。この効果を、例えばＴＩＲが発生する表面に適切なコーティングを適用するか、又は適切な屈折率を有する材料を選択することによって、高めることができる。
【００１２】
平行プレート（垂直プレートの法線ベクトルと平行な方向における）の長さ、及び再帰反射器の奥行きもまた、再帰反射器内での光路長の制御に対する設計の自由度を提供する。
【００１３】
２枚の平行プレートを、同じ長さを有するように提供することができる。しかしながら、好適な実施形態では、入射ビームを受光するため、及び／又は、再帰反射されたビームを放出するためのより広いビーム開口部を提供するために、平行プレートのうちの１枚の長さは他方よりも短い。
【００１４】
再帰反射器を、例えば、組み立てられた３枚の平面ミラーによって、又はエタロンもしくはスラブ導波管（slab waveguide）などの固体デバイスとして、提供することができる。固体デバイスに関しては、ビーム伝搬方向の反射を最小限にするために、ビーム開口部は、反射防止処理を施されることも可能であり、及び／又は、ビーム方向に関してわずかに傾斜させられる、すなわち傾けられることも可能である。
【００１５】
好適なアプリケーションでは、再帰反射器の有効光路長は、レーザビームのモードホップの無い調整を提供するために、波長フィルタリングに従って調整される。こうした有効光路長の調整に関する更なる詳細は、同じ出願人の同時継続中の欧州特許出願第０１１２１４０８．７号に詳細に記載されており、有効光路長の調整に関するこの出願の教示を、参照により本明細書において組み込むこととする。
【００１６】
本発明の他の好適な実施形態では、再帰反射器は、再帰反射器内を移動する光ビームの光路内に配置されたビームスプリッタを更に備える。このビームスプリッタは、好ましくは、ビームスプリッタを通して透過された一方の部分ビーム、及びビームスプリッタにより反射されたもう一方の部分ビームが、再帰反射器内で同一光路（但し、反対方向に）を移動し、最終的に、入射ビームがビームスプリッタに「衝突する」位置と実質的に同じ位置で合わさるように、入射ビームに関連して配置される。この目的のために、ビームスプリッタは平行プレートと実質的に平行に配置されることが好ましく、すなわち言い換えると、ビームスプリッタ領域に対する垂直線は垂直プレートと平行であることが好ましい。
【００１７】
動作時、再帰反射器によって受光された入射光ビームは、ビームスプリッタによって、ビームスプリッタを通して透過された一方の部分ビームと、ビームスプリッタにより反射された他方の１つの部分ビームとに、分割される。透過された部分ビームは、第１の平行プレートに方向付けられるが、透過された部分ビームは、第２の平行プレートにも方向付けられる。再帰反射器の寸法に依存して、各々の部分ビームは、再びビームスプリッタに到達する前に、再帰反射器内で少なくとも他に２回、更に再方向付けられる。部分ビームが、入射ビームと実質的に同じ位置においてビームスプリッタと合わさる場合、部分ビームは互いに干渉する。
【００１８】
好適な実施形態では、ビームスプリッタは、５０：５０とは異なる分割比を有するように、すなわち反射させられた部分は、透過された部分とは異なるように選択される。この場合、ビームスプリッタで合わさる部分ビームは、第１の及び第２の出力ビームに干渉する。第１の出力ビームは、入射ビームと実質的に同じ光路を、しかしながら反対方向の伝搬方向へと移動する。第２の出力ビームは、第１の出力ビームに対して垂直に移動する。第２の出力ビームは、好ましくは、第１の平行プレートによって更に再方向付けされ、第１の出力ビームに対して平行に再帰反射器を出て行く。
【００１９】
もう１つの好適な実施形態では、ビームスプリッタは、実質的に５０：５０の分割比を有するように、すなわち反射させられた部分と透過させられた部分とが実質的に等しくなるように選択される。この場合、ビームスプリッタにおいて合わさる部分ビームは、第１の出力ビームに構成上、干渉し、一方で第２の出力ビームは弱め合い干渉によって実質的に打ち消される。５０：５０の分割比からずれることは、前述の第２の出力ビームを生じさせる。従って、アプリケーションによっては、ごくわずかなずれから生じる第２の出力ビームは無視することができる。
【００２０】
再帰反射器（組み込まれたビームスプリッタを有する）のアプリケーションの場合には、波長調整可能なレーザの外部キャビティでは、再帰反射器は、好ましくは波長フィルタ（好ましくは格子のような回折素子）からの入射ビームを受光するように配置される。第１の出力ビームは、好ましくは再帰反射器に入射するビームと同じ光路で波長フィルタに戻るよう再帰反射され、第２の出力ビームは、ビームをキャビティから出でいくように、適用されることができる。このような出ていくビームは、好ましくは、やはり第２の出力ビームを波長フィルタに方向付けることにより、更に波長フィルタリングされることが可能である。
【００２１】
組み込まれたビームスプリッタを有する再帰反射器は、固体デバイスとしてガラス製であることが好ましい。しかしながら、３枚の組み立てられた平面ミラー、及び適切な方法で調整されたビームスプリッタもまた、再帰反射デバイスを提供することができる。固体バージョンは、全反射を利用することができる。反射器がミラーとビームスプリッタとにより組み立てられるバージョンでは、ミラープレートは、高い反射率を有するように処理されることが好ましい。
【００２２】
再帰反射器の全ての前述の（例えば、光路長の調節／変更のための）変更又は修正は、ビームスプリッタの有無に関わらず、再帰反射器に従って適用されることは明白である。
【００２３】
本発明は、１つ又はそれ以上の適切なソフトウェアプログラムによって、部分的に又は全体的にサポートされることが可能で、そのソフトウェアプログラムは、任意の種類のデータ媒体に記憶されるか、さもなければ任意の種類のデータ媒体により、提供されることが可能であり、任意の適切なデータ処理ユニット内で、又は任意の適切なデータ処理ユニットによって実行されることが可能である。こうしたソフトウェアプログラムを、好ましくは再帰反射器の屈折率を制御及び／又は変更するために、例えば制御システムに適用することができる。このソフトウェアプログラムを、例えば、波長掃引中のモードホップを補償することを可能にするために、共振器のキャビティ長を制御するために使用することができる。
【００２４】
本発明のその他の目的、及び付随する多くの利点は、添付の図面に関連して考えた場合に、以下の詳細な説明を参照することによって容易に認識され、より良く理解されるであろう。実質的に、又は機能的に等しいか、又は類似する特徴は、同じ参照符号で示される。
【実施例】
【００２５】
図１では、キャビティ５は、第１の面（ファセット）１０と、第２の面（ファセット）２０との間に提供される。光ビーム３０は、キャビティ５内の第１の面（ファセット）１０と、第２の面（ファセット）２０との間を移動する。回折格子４０は、光ビーム３０の波長フィルタリングのために提供される。（回折格子４０の平面の法線に対する）角度αは、選択される波長を決定する。格子４０からのビーム７０Ａは、ビーム７Ｂとして格子４０に向かって戻す方向に再帰反射される。理想的なリットマンの幾何学形状（Littman Geometry）では、第１の面（ファセット）１０及び第２の面（ファセット）２０、並びに回折格子４０の平面は、ピボットポイント５０に関連して配置される。リットマンの幾何学形状に関する詳細は、前述の文献から容易に明らかになる。
【００２６】
ビーム３０を生成して維持するための光学的に活性な媒質は、キャビティ５内に配置されるか、又は、例えば第１の面（ファセット）１０（部分的に透過性である）を通って、キャビティ５内へと結合される。
【００２７】
図１に示されるような第２の面（ファセット）２０を提供する平面ミラー６０の代わりに、本発明は、図２Ａ〜図２Ｃに関連して概要が示されている再帰反射器１００を使用する。再帰反射器１００は、３枚のプレート１１０Ａ、１１０Ｂ及び１１０Ｃから構成される。プレート１１０Ａと、１１０Ｂとは互いに平行に配置されるが、第３のプレート１１０Ｃは、２枚の平行プレート１１０Ａと１１０Ｂとに垂直に配置され、平行プレート１１０Ａと１１０Ｂとの側部に接して配置される。
【００２８】
図２Ａ〜図２Ｃの実施形態では、平行プレート１１０Ａと１１０Ｂとで、異なる長さのプレートが提供され、ここでのプレート１１０Ｂは、プレート１１０Ａよりも短い。２枚の平行プレート１１０Ａと１１０Ｂとの間の長さの違いは、平行プレート１１０Ａ及び１１０Ｂの外側の側部１３０Ａと１３０Ｂとの間の（垂直プレート１１０Ｃに接している側部の反対側の側部に接する）平面として、開口部１２０の長さを設計することができる。
【００２９】
動作時、入射ビーム７０Ａ（例えば、図１の格子４０から生じる）は、第１の平行プレート１１０Ａにおいて第２の平行プレート１１０Ｂに反射され、そこから垂直プレート１１０Ｃに反射される。垂直プレート１１０Ｃは、ビームを戻すように第１の平行プレート１１０Ａに向かって反射し、最終的にビーム７０Ｂを再帰反射器１００の外へ戻す（例えば、戻すように格子４０に向かって）。３枚のプレート１１０Ａ〜１１０Ｃが互いに９０°の向きの関係にあるため、２つのビーム７０Ａ及び７０Ｂは、常に互いに平行であるが、反対の伝搬方向となる。言い換えると、入射ビーム７０Ａは、出力ビーム７０Ｂと同じ入射角β（開口部１２０の平面に対して）を提供する。
【００３０】
図２Ｂは、第１の平行プレート１１０Ａで最初に反射されたビームが、プレート１１０Ｂと１１０Ｃとの間の隅１１０ＢＣに直接衝突する特殊な場合を示す。この場合、ビームはそれ自体で再帰反射されるため、再帰反射器１００から抜け出てくる光ビーム７０Ｂは、入射ビーム７０Ａと正確に同じ位置となる。しかしながら、再帰反射器１００の幾何学形状により、再帰反射器１００内を移動するビームの光路長（すなわち、開口部１２０を通過した後のビーム７０Ａと、開口部１２０を通過する前のビーム７０Ｂとの間の光路長）は、入射位置（第１の平行プレート１１０Ａにおける）に関係なく、同じ角度で再帰反射器１００に入射する任意のビームについても正確に同じである。このことは、再帰反射器１００内の光路長は、図２A内並びに図２Ｂ内におけるビームの伝搬と正確に同じであることを意味する。しかしながら、入射角βを変更することはまた、再帰反射器１００内の光路長を変更することでもある。
【００３１】
図２Ｃは、再帰反射器１００が更に長く伸びた形状を有する場合の光路を示す。図２Ａ及び図２Ｂでは、ビーム７０Ａは、ビーム７０Ｂとして戻される前に、第１の平行プレート１１０Ａにおいて１回のみ反射されるが、図２Ｃのビーム７０Ａでは、ビーム７０Ｂとして戻される前に、第１の平行プレート１１０Ａにおいて２回反射される。このことは、図２Ａ及び図２Ｂの実施形態の再帰反射器１００内では、合計４回の反射があるが、図２Ｃの実施形態の再帰反射器１００内では、合計８回の反射があることを意味する。このように平行プレート１１０Ａ及び１１０Ｂの長さを増加させることで、再帰反射器１００内の光路長を増加させることを可能にさせることが、従って、例えば外部キャビティの長さを増加させることが可能なことが、容易に明らかである。
【００３２】
図３Ａ及び図３Ｂは、３次元表現の再帰反射器１００と、図２Ａに示された例に従ったビーム７０Ａ及び７０Ｂの光路とを示す。図３Ａの実施形態は、３枚の個別のプレート１１０Ａ〜１１０Ｃと共に、開いた形態で提供されるが、図３Ｂは、閉じられた固体バージョンにおける再帰反射器１００の他の実施形態を示す。
【００３３】
開いた形態での３枚の個別のプレート（図３Ａ）は、一般に、高い反射性を有するように処理される必要があるが、一方で固体バージョン（図３Ｂ）は、全反射を利用する。固体の反射器は、約４５°未満の角度でスラブを切断、及び／又は、研磨して製造されても良い。表面１２０は、好ましくは反射防止処理を施され、そしてまた、ビーム伝搬方向における反射を最小限にするために、ビーム伝搬方向に対してわずかに傾けられても良い。図３Ａの開いた形態の利点は、反射器内を伝搬する光がどのような分散の影響も受けないことである。
【００３４】
再び図２Ｃに戻ると、再帰反射器１００内の光路長を変更するための好適な実施形態が示されている。その目的のため、再帰反射器１００は、図３Ｂに示されるような固体デバイスとして具現化されることとする。各々の平行プレート１１０Ａ及び１１０Ｂには、電極１５０Ａ及び１５０Ｂが提供される。電極１５０Ａと１５０Ｂとの間に電界を印加すると、再帰反射器の材料の屈折率が変化する。アプリケーションに依存して、再帰反射器１００の定義された有効屈折率を設定するための静的な場か、又は再帰反射器１００の有効屈折率を動的に変更するための動的な場かのどちらかを適用することができる。再帰反射器１００の有効屈折率を変更し、従って、再帰反射器１００（従って、例えば外部キャビティ５の）の有効光路長を変更することは、波長のモードホップの無い調整を提供するために、キャビティ（図１のキャビティ５のような）内の有効光路長を調整するために、特に有利である。
【００３５】
好適な実施形態では、モードホップのない調整のために必要な有効光路長は、複数の異なる波長に対して決定される。必要とされる有効光路長を導き出すために、電極１５０Ａと１５０Ｂとの間に印加される電圧値は、複数の異なる波長ごとに決定され、例えば校正用のテーブル内に記憶される。異なる波長間における外部キャビティレーザの調整動作時には、記憶された電圧値を、各々の波長ごとに設定されるため、従って、モードホップの無いレイジングを可能にする。代替として、制御信号は、波長掃引中のレーザによって放出された光の光学特性から導き出されても良く、閉じられたフィードバックループ内のキャビティの長さを補償するために使用されても良い。
【００３６】
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の異なる実施形態を示し、再帰反射器４００は、ビームスプリッタ４１０を更に備える。ビームスプリッタ４１０は、ビームスプリッタ４１０を通して透過された１つの部分ビーム４１０Ａと、ビームスプリッタ４１０によって反射された他の部分ビーム４１０Ｂとが、再帰反射器４００内の同一光路（但し、反対方向で）を移動し、入射ビーム７０Ａがビームスプリッタ４１０に衝突する位置と同じ位置４２０で最終的に合わさるように、入射ビーム７０Ａに関連して配置される。したがって、ビームスプリッタ４１０は、平行プレート１１０Ａと１１０Ｂとに実質的に平行に配置される。
【００３７】
動作時、再帰反射器４００によって受光された入射光ビーム７０Ａは、ビームスプリッタ４１０により、ビームスプリッタ４１０を通して透過された部分ビーム４１０Ａと、ビームスプリッタ４１０によって反射された部分ビーム４１０Ｂとに、分割される。透過された部分ビーム４１０Ａは、第１の平行プレート１１０Ａ、垂直プレート１１０Ｃ、及び第２の平行プレート１１０Ｂによって反射され、最終的に再び位置４２０に到達する。したがって、透過された部分ビーム４１０Ｂは、第２の平行プレート１１０Ｂ、垂直プレート１１０Ｃ、及び第１の平行プレート１１０Ａによって反射され、最終的にまた再び位置４２０に到達する。両方の部分ビーム４１０Ａと４１０Ｂとは、実質的に同じ光路を移動して、同じ位置４２０で合わさるため、部分ビーム４１０Ａと、４１０Ｂとは互いに干渉する。
【００３８】
図４Ａの例では、ビームスプリッタ４１０は、５０：５０とは異なる分割比、この例では例えば３０：７０の分割比を有するため、入射ビーム７０Ａの３０％は反射され、７０％は透過される。この場合、部分ビーム４１０Ａ及び４１０Ｂは、第１の出力ビーム４３０及び第２の出力ビーム４４０に干渉する。第１の出力ビーム４３０は、入射ビーム７０Ａと実質的に同じ光路であるが、反対の伝搬方向に移動する。第２の出力ビーム４４０は、先ず第１の出力ビーム４３０に対して垂直に移動するが、次に、第１の平行プレート１１０Ａによって再方向付けられて、第１の出力ビーム４３０と平行に再帰反射器を出て行く。
【００３９】
図４Ｂの例では、ビームスプリッタ４１０は５０：５０の分割比を有するため、入射ビーム７０Ａの５０％は反射され、５０％は透過される。この場合、部分ビーム４１０Ａ及び４１０Ｂは、第１の出力ビーム４３０に構成上干渉し、第２の出力ビーム４４０は弱め合い干渉によって打ち消される。
【００４０】
図５は、波長調整可能なレーザ５００の外部キャビティ５内における再帰反射器４００のアプリケーションの概要を示す。図５Ａは光路を示すが、図５Ｂは光路の３次元構成を示す。平行化構成５２０（好ましくはレンズ）によって平行にされたレーザチップ５００からの光ビーム５１０は、回折素子５３０（好ましくは格子）によって波長フィルタリングされ、再帰反射器４００に向けられる。この例では、図４Ａの再帰反射器４００が選択される。再帰反射器４００は、部分ビームを第１の出力ビーム４３０として回折素子５３０に向けて戻すように再帰反射し、したがって、共振キャビティ５を提供する。第２の出力ビーム４４０もまた、回折素子５３０に向けて送られるが、第１の出力ビーム４３０と平行であり、且つ、再帰反射器４００から空間的に分離される。
【００４１】
回折素子５３０により２回波長フィルタリングされた第２の出力ビーム４４０は、例えば図５の例のミラー５４０により、必要に応じて適切に再方向付けされることが可能で、キャビティから出て行く（又は外部で結合される）。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】好適には本発明に関連して利用されるリットマンの幾何学形状の概要を示す。
【図２Ａ】本発明による、再帰反射器の実施形態及びアプリケーションを示す。
【図２Ｂ】本発明による、再帰反射器の実施形態及びアプリケーションを示す。
【図２Ｃ】本発明による、再帰反射器の実施形態及びアプリケーションを示す。
【図３Ａ】本発明による、再帰反射器の実施形態及びアプリケーションを示す。
【図３Ｂ】本発明による、再帰反射器の実施形態及びアプリケーションを示す。
【図４Ａ】本発明による、再帰反射器の実施形態及びアプリケーションを示す。
【図４Ｂ】本発明による、再帰反射器の実施形態及びアプリケーションを示す。
【図５Ａ】本発明による、再帰反射器の実施形態及びアプリケーションを示す。
【図５Ｂ】本発明による、再帰反射器の実施形態及びアプリケーションを示す。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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