JP2000269573A - 固体レーザー - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08018—Mode suppression
- H01S3/08022—Longitudinal modes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 共振器内に発振波長を選択するエタロンが配
設されてなる固体レーザーにおいて、所望以外の発振波
長を抑制して、安定して所望の発振波長のみを得る。 【解決手段】 共振器内に発振波長を選択するエタロン
18が配設されてなる固体レーザーにおいて、エタロン18
の光通過面18ａ、18ｂの、所望の発振波長に対する反射
率よりも、他の発振波長に対する反射率を高く設定す
る。
設されてなる固体レーザーにおいて、所望以外の発振波
長を抑制して、安定して所望の発振波長のみを得る。 【解決手段】 共振器内に発振波長を選択するエタロン
18が配設されてなる固体レーザーにおいて、エタロン18
の光通過面18ａ、18ｂの、所望の発振波長に対する反射
率よりも、他の発振波長に対する反射率を高く設定す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固体レーザーに関
し、特に詳細には、安定して所望の波長のみで発振する
ようにした固体レーザーに関するものである。
し、特に詳細には、安定して所望の波長のみで発振する
ようにした固体レーザーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば特開平７−３０２９４６号に示さ
れるように、ネオジウム等の希土類がドーピングされた
固体レーザーロッドを半導体レーザー（レーザーダイオ
ード）等によってポンピングする固体レーザーが公知と
なっている。
れるように、ネオジウム等の希土類がドーピングされた
固体レーザーロッドを半導体レーザー（レーザーダイオ
ード）等によってポンピングする固体レーザーが公知と
なっている。
【０００３】この種の固体レーザーにおいては、上記特
開平７−３０２９４６号にも示されている通り、共振器
内に波長選択素子であるエタロンを配設して、発振モー
ドを単一縦モード化することが広く行なわれている。ま
たこの種の固体レーザーにおいては、共振器内に非線形
光学結晶を配して、固体レーザー発振ビームを第２高調
波等に波長変換することも広く行なわれている。
開平７−３０２９４６号にも示されている通り、共振器
内に波長選択素子であるエタロンを配設して、発振モー
ドを単一縦モード化することが広く行なわれている。ま
たこの種の固体レーザーにおいては、共振器内に非線形
光学結晶を配して、固体レーザー発振ビームを第２高調
波等に波長変換することも広く行なわれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、共振器内に
エタロンを配した従来の固体レーザーにおいては、高出
力を得ようとして励起パワーを高めると、所望の発振ラ
イン（発振波長）以外の発振が同時に生じてしまうこと
がある。つまり例えば、波長1064ｎｍのレーザービーム
を発振させたい場合にそれ以外の波長1075ｎｍや1085ｎ
ｍで発振が生じたり、波長 946ｎｍのレーザービームを
発振させたい場合にそれ以外の波長 938ｎｍの発振が生
じることがある。
エタロンを配した従来の固体レーザーにおいては、高出
力を得ようとして励起パワーを高めると、所望の発振ラ
イン（発振波長）以外の発振が同時に生じてしまうこと
がある。つまり例えば、波長1064ｎｍのレーザービーム
を発振させたい場合にそれ以外の波長1075ｎｍや1085ｎ
ｍで発振が生じたり、波長 946ｎｍのレーザービームを
発振させたい場合にそれ以外の波長 938ｎｍの発振が生
じることがある。
【０００５】そのようになると、エネルギーが他の発振
ラインに奪われて、所望の発振波長の出力が低下してし
まう。前述したように、固体レーザー発振ビームを第２
高調波に波長変換する場合は、基本波である所望の発振
波長の出力が低下すれば、当然それに応じて、第２高調
波の出力が低下してしまう。
ラインに奪われて、所望の発振波長の出力が低下してし
まう。前述したように、固体レーザー発振ビームを第２
高調波に波長変換する場合は、基本波である所望の発振
波長の出力が低下すれば、当然それに応じて、第２高調
波の出力が低下してしまう。
【０００６】そこで本発明は、所望以外の波長での発振
を抑制して、安定して所望の波長のみで発振する固体レ
ーザーを提供することを目的とする。
を抑制して、安定して所望の波長のみで発振する固体レ
ーザーを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による１つの固体
レーザーは、前述したように共振器内に発振波長を選択
するエタロンが配設されてなる固体レーザーにおいて、
エタロンの光通過面の、所望の発振波長に対する反射率
よりも、他の発振波長に対する反射率が高く設定されて
いることを特徴とするものである。
レーザーは、前述したように共振器内に発振波長を選択
するエタロンが配設されてなる固体レーザーにおいて、
エタロンの光通過面の、所望の発振波長に対する反射率
よりも、他の発振波長に対する反射率が高く設定されて
いることを特徴とするものである。
【０００８】また、本発明による別の固体レーザーは、
共振器を構成する少なくとも１つの共振器ミラーの、所
望の発振波長に対する反射率よりも、他の発振波長に対
する反射率が低く設定されていることを特徴とするもの
である。
共振器を構成する少なくとも１つの共振器ミラーの、所
望の発振波長に対する反射率よりも、他の発振波長に対
する反射率が低く設定されていることを特徴とするもの
である。
【０００９】また、本発明によるさらに別の固体レーザ
ーは、上記と同様に共振器内に発振波長を選択するエタ
ロンが配設されてなる固体レーザーにおいて、エタロン
の光通過面の、所望の発振波長に対する反射率よりも、
他の発振波長に対する反射率が高く設定され、そして、
共振器を構成する少なくとも１つの共振器ミラーの、所
望の発振波長に対する反射率よりも、他の発振波長に対
する反射率が低く設定されていることを特徴とするもの
である。
ーは、上記と同様に共振器内に発振波長を選択するエタ
ロンが配設されてなる固体レーザーにおいて、エタロン
の光通過面の、所望の発振波長に対する反射率よりも、
他の発振波長に対する反射率が高く設定され、そして、
共振器を構成する少なくとも１つの共振器ミラーの、所
望の発振波長に対する反射率よりも、他の発振波長に対
する反射率が低く設定されていることを特徴とするもの
である。
【００１０】
【発明の効果】共振器内にエタロンを配した従来の固体
レーザーにおいては、使用する固体レーザー媒質につい
て複数の発振波長が存在する場合、エタロンの光通過面
の反射率は、所望の発振波長に対して最高となって、そ
の他の発振波長に対してはそれよりも低くなるように設
計されていた。これは、エタロン製造上の問題に由来す
る反射率バラツキを抑えるためである。
レーザーにおいては、使用する固体レーザー媒質につい
て複数の発振波長が存在する場合、エタロンの光通過面
の反射率は、所望の発振波長に対して最高となって、そ
の他の発振波長に対してはそれよりも低くなるように設
計されていた。これは、エタロン製造上の問題に由来す
る反射率バラツキを抑えるためである。
【００１１】本発明者の研究によると、前述した従来技
術における問題は、このようなエタロン反射率の設定に
起因していると考えられる。すなわち、エタロンの光通
過面の、所望外の発振波長に対する反射率が比較的低く
なっているため、励起パワーが高く設定されて固体レー
ザー媒質のゲインが大きくなったとき、本来ゲインが低
いこれら所望外波長での発振が生じてしまうのである。
術における問題は、このようなエタロン反射率の設定に
起因していると考えられる。すなわち、エタロンの光通
過面の、所望外の発振波長に対する反射率が比較的低く
なっているため、励起パワーが高く設定されて固体レー
ザー媒質のゲインが大きくなったとき、本来ゲインが低
いこれら所望外波長での発振が生じてしまうのである。
【００１２】それに対して本発明の１つの固体レーザー
においては、エタロンの光通過面の、所望の発振波長に
対する反射率よりも、その他の所望外の発振波長に対す
る反射率が高く設定されているので、その所望外の発振
波長においてはfinesse （縦モード選択性の強さ）が大
きくなって、それらの発振波長における損失が増大す
る。その結果、所望外波長での発振が抑えられるように
なる。
においては、エタロンの光通過面の、所望の発振波長に
対する反射率よりも、その他の所望外の発振波長に対す
る反射率が高く設定されているので、その所望外の発振
波長においてはfinesse （縦モード選択性の強さ）が大
きくなって、それらの発振波長における損失が増大す
る。その結果、所望外波長での発振が抑えられるように
なる。
【００１３】また、本発明の別の固体レーザーにおける
ように、共振器を構成する少なくとも１つの共振器ミラ
ーの、所望の発振波長に対する反射率よりも、他の発振
波長に対する反射率が低く設定されていると、所望外の
発振波長の光が共振器外に逃げやすくなって、それらの
損失が増大する。それによりこの場合も、所望外の波長
での発振が抑えられるようになる。
ように、共振器を構成する少なくとも１つの共振器ミラ
ーの、所望の発振波長に対する反射率よりも、他の発振
波長に対する反射率が低く設定されていると、所望外の
発振波長の光が共振器外に逃げやすくなって、それらの
損失が増大する。それによりこの場合も、所望外の波長
での発振が抑えられるようになる。
【００１４】本発明によるさらに別の固体レーザーで
は、エタロンの光通過面の、所望の発振波長に対する反
射率よりも、他の発振波長に対する反射率が高く設定さ
れた上で、共振器を構成する少なくとも１つの共振器ミ
ラーの、所望の発振波長に対する反射率よりも、他の発
振波長に対する反射率が低く設定されているので、上述
の効果が双方とも得られる。
は、エタロンの光通過面の、所望の発振波長に対する反
射率よりも、他の発振波長に対する反射率が高く設定さ
れた上で、共振器を構成する少なくとも１つの共振器ミ
ラーの、所望の発振波長に対する反射率よりも、他の発
振波長に対する反射率が低く設定されているので、上述
の効果が双方とも得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施形態に基づ
いて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の
実施形態による半導体レーザー励起固体レーザーを示す
ものである。この半導体レーザー励起固体レーザーは、
ポンピング光としてのレーザービーム10を発する半導体
レーザー11と、発散光である上記レーザービーム10を平
行光化するコリメーターレンズ12と、平行光となったレ
ーザービーム10を集光する集光レンズ13と、ネオジウム
（Ｎｄ）がドーピングされた固体レーザー媒質であるＹ
ＶＯ4 結晶（以下、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶と称する）14
と、このＮｄ：ＹＶＯ4 結晶14の前方側（図中右方側）
に配された共振器ミラー15と、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶14と
共振器ミラー15との間に配された光波長変換素子16、ブ
リュースター板17およびエタロン18とを有している。
いて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の
実施形態による半導体レーザー励起固体レーザーを示す
ものである。この半導体レーザー励起固体レーザーは、
ポンピング光としてのレーザービーム10を発する半導体
レーザー11と、発散光である上記レーザービーム10を平
行光化するコリメーターレンズ12と、平行光となったレ
ーザービーム10を集光する集光レンズ13と、ネオジウム
（Ｎｄ）がドーピングされた固体レーザー媒質であるＹ
ＶＯ4 結晶（以下、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶と称する）14
と、このＮｄ：ＹＶＯ4 結晶14の前方側（図中右方側）
に配された共振器ミラー15と、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶14と
共振器ミラー15との間に配された光波長変換素子16、ブ
リュースター板17およびエタロン18とを有している。
【００１６】以上述べた各要素は、共通の筐体（図示せ
ず）にマウントされて一体化され、図示しないペルチェ
素子と温調回路により、所定温度に温調される。
ず）にマウントされて一体化され、図示しないペルチェ
素子と温調回路により、所定温度に温調される。
【００１７】光波長変換素子16は、非線形光学材料であ
る、ＭｇＯがドープされたＬｉＮｂＯ3 結晶に周期ドメ
イン反転構造が設けられてなるものである。ブリュース
ター板17は偏光制御素子として作用し、またエタロン18
は発振波長を単一化させる波長選択素子として作用す
る。
る、ＭｇＯがドープされたＬｉＮｂＯ3 結晶に周期ドメ
イン反転構造が設けられてなるものである。ブリュース
ター板17は偏光制御素子として作用し、またエタロン18
は発振波長を単一化させる波長選択素子として作用す
る。
【００１８】半導体レーザー11は、波長809 ｎｍのレー
ザービーム10を発するものが用いられている。Ｎｄ：Ｙ
ＶＯ4 結晶14は、上記レーザービーム10によってネオジ
ウムイオンが励起されることにより、波長1064ｎｍの光
を発する。そして後述の共振器によりレーザー発振が引
き起こされて、波長1064ｎｍの固体レーザービーム20が
得られる。このレーザービーム20は光波長変換素子16に
入射して、波長が１／２すなわち532 ｎｍの第２高調波
21に変換される。
ザービーム10を発するものが用いられている。Ｎｄ：Ｙ
ＶＯ4 結晶14は、上記レーザービーム10によってネオジ
ウムイオンが励起されることにより、波長1064ｎｍの光
を発する。そして後述の共振器によりレーザー発振が引
き起こされて、波長1064ｎｍの固体レーザービーム20が
得られる。このレーザービーム20は光波長変換素子16に
入射して、波長が１／２すなわち532 ｎｍの第２高調波
21に変換される。
【００１９】Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶14の外側端面（半導体
レーザー11側の端面）14ａには、固体レーザーの発振波
長つまり波長1064ｎｍに対するＨＲ（高反射）コートが
施され、内側端面14ｂには波長1064ｎｍに対するＡＲ
（無反射）コートが施されている。一方、凹面鏡である
共振器ミラー15のミラー面15ａには、固体レーザーの発
振波長1064ｎｍに対して高反射で、波長532 ｎｍの第２
高調波21は一部透過させるコートが施されている。
レーザー11側の端面）14ａには、固体レーザーの発振波
長つまり波長1064ｎｍに対するＨＲ（高反射）コートが
施され、内側端面14ｂには波長1064ｎｍに対するＡＲ
（無反射）コートが施されている。一方、凹面鏡である
共振器ミラー15のミラー面15ａには、固体レーザーの発
振波長1064ｎｍに対して高反射で、波長532 ｎｍの第２
高調波21は一部透過させるコートが施されている。
【００２０】Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶14の外側端面14ａと共
振器ミラー15のミラー面15ａに、それぞれ上記の通りの
コートが施されていることにより、固体レーザービーム
20はこれらの面14ａ、15ａ間で共振し、また共振器ミラ
ー15からはほぼ第２高調波21のみが出射する。つまり本
実施形態では、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶14と共振器ミラー15
とによって固体レーザーの共振器が構成されている。
振器ミラー15のミラー面15ａに、それぞれ上記の通りの
コートが施されていることにより、固体レーザービーム
20はこれらの面14ａ、15ａ間で共振し、また共振器ミラ
ー15からはほぼ第２高調波21のみが出射する。つまり本
実施形態では、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶14と共振器ミラー15
とによって固体レーザーの共振器が構成されている。
【００２１】図２は、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶14のゲインを
示しており、ここから分かるように上記1064ｎｍの他、
1075ｎｍおよび1085ｎｍでも発振が起こり得る。1075ｎ
ｍおよび1085ｎｍに対するゲインは、1064ｎｍに対する
ゲインよりも低くなっているが、励起源である半導体レ
ーザー11のパワーが２Ｗ程度まで上げられると、1075ｎ
ｍや1085ｎｍでも発振が起こり得る。
示しており、ここから分かるように上記1064ｎｍの他、
1075ｎｍおよび1085ｎｍでも発振が起こり得る。1075ｎ
ｍおよび1085ｎｍに対するゲインは、1064ｎｍに対する
ゲインよりも低くなっているが、励起源である半導体レ
ーザー11のパワーが２Ｗ程度まで上げられると、1075ｎ
ｍや1085ｎｍでも発振が起こり得る。
【００２２】本例では、所望の発振波長は上述の通り10
64ｎｍであり、1075ｎｍや1085ｎｍの発振を抑制するた
めに、エタロン18の両端面（光通過面）18ａ、18ｂの反
射率は、そこに施されるコートによって図３のように設
定されている。つまり、このエタロン光通過面18ａ、18
ｂの波長1064ｎｍに対する反射率は６０％で、他の発振
波長1075ｎｍ、1085ｎｍに対する反射率はそれよりも高
い６５％、７０％とされている。このときのエタロン18
のチルト角は６０′である。
64ｎｍであり、1075ｎｍや1085ｎｍの発振を抑制するた
めに、エタロン18の両端面（光通過面）18ａ、18ｂの反
射率は、そこに施されるコートによって図３のように設
定されている。つまり、このエタロン光通過面18ａ、18
ｂの波長1064ｎｍに対する反射率は６０％で、他の発振
波長1075ｎｍ、1085ｎｍに対する反射率はそれよりも高
い６５％、７０％とされている。このときのエタロン18
のチルト角は６０′である。
【００２３】エタロン光通過面18ａ、18ｂの反射率を上
述のように設定しておくと、所望外の発振波長1075ｎ
ｍ、1085ｎｍにおいてはfinesse （縦モード選択性の強
さ）が大きくなって、それらの発振波長における損失が
増大する。その結果、これらの波長1075ｎｍ、1085ｎｍ
での発振が抑えられるようになる。
述のように設定しておくと、所望外の発振波長1075ｎ
ｍ、1085ｎｍにおいてはfinesse （縦モード選択性の強
さ）が大きくなって、それらの発振波長における損失が
増大する。その結果、これらの波長1075ｎｍ、1085ｎｍ
での発振が抑えられるようになる。
【００２４】本実施形態では、所望外の1075ｎｍや1085
ｎｍの発振をさらに確実に抑制するために、共振器ミラ
ー15のミラー面15ａに施されたコートの反射率は、図４
のように設定されている。つまり、この共振器ミラー面
15ａの波長1064ｎｍに対する反射率は約１００％で、他
の発振波長1075ｎｍ、1085ｎｍに対する反射率はそれよ
りも低い９９％、９８％とされている。
ｎｍの発振をさらに確実に抑制するために、共振器ミラ
ー15のミラー面15ａに施されたコートの反射率は、図４
のように設定されている。つまり、この共振器ミラー面
15ａの波長1064ｎｍに対する反射率は約１００％で、他
の発振波長1075ｎｍ、1085ｎｍに対する反射率はそれよ
りも低い９９％、９８％とされている。
【００２５】共振器ミラー面15ａの反射率をこのように
設定しておけば、所望外の発振波長1075ｎｍ、1085ｎｍ
の光が共振器外に逃げやすくなって、それらの損失が増
大する。それにより、所望外の波長1075ｎｍ、1085ｎｍ
での発振が抑えられるようになる。
設定しておけば、所望外の発振波長1075ｎｍ、1085ｎｍ
の光が共振器外に逃げやすくなって、それらの損失が増
大する。それにより、所望外の波長1075ｎｍ、1085ｎｍ
での発振が抑えられるようになる。
【００２６】なおこの種の従来の固体レーザーにおいて
エタロンの反射率は、図５に一例を示す通り、所望の発
振波長1064ｎｍに対する反射率が最大となるように設定
されていた。他方従来の固体レーザーにおいて共振器ミ
ラー面の反射率は、図６に一例を示す通り、所望の発振
波長1064ｎｍおよび所望外の波長1075ｎｍ、1085ｎｍに
対する反射率が全て等しくなるように設定されていた。
エタロンの反射率は、図５に一例を示す通り、所望の発
振波長1064ｎｍに対する反射率が最大となるように設定
されていた。他方従来の固体レーザーにおいて共振器ミ
ラー面の反射率は、図６に一例を示す通り、所望の発振
波長1064ｎｍおよび所望外の波長1075ｎｍ、1085ｎｍに
対する反射率が全て等しくなるように設定されていた。
【００２７】以上説明した通り本実施形態では、エタロ
ン光通過面18ａ、18ｂと共振器ミラー面15ａの双方の反
射率の設定により、1075ｎｍや1085ｎｍの発振を抑制す
るようにしているが、エタロン光通過面18ａ、18ｂの反
射率を前述の通りに設定するだけでも、あるいは反対
に、共振器ミラー面15ａの反射率を前述の通りに設定す
るだけでも、1075ｎｍや1085ｎｍの発振を抑制可能であ
る。しかし、この効果をより確実に得るためには、上記
実施形態のようにするのが望ましい。
ン光通過面18ａ、18ｂと共振器ミラー面15ａの双方の反
射率の設定により、1075ｎｍや1085ｎｍの発振を抑制す
るようにしているが、エタロン光通過面18ａ、18ｂの反
射率を前述の通りに設定するだけでも、あるいは反対
に、共振器ミラー面15ａの反射率を前述の通りに設定す
るだけでも、1075ｎｍや1085ｎｍの発振を抑制可能であ
る。しかし、この効果をより確実に得るためには、上記
実施形態のようにするのが望ましい。
【００２８】さらに、偏光制御素子としてのブリュース
ター板17を複屈折率フィルターから形成して、1075ｎｍ
や1085ｎｍの損失をさらに増大させることにより、半導
体レーザー11のパワーが前述の２Ｗ程度からさらに３
Ｗ、４Ｗと上げられても、所望の波長1064ｎｍのみで発
振させることができる。そのようにすれば、発振波長選
択のために新たな複屈折率フィルターを共振器内に挿入
する必要がないので、損失を増大させることがなく、ま
た、共振器長をより長くしてしまうこともない。
ター板17を複屈折率フィルターから形成して、1075ｎｍ
や1085ｎｍの損失をさらに増大させることにより、半導
体レーザー11のパワーが前述の２Ｗ程度からさらに３
Ｗ、４Ｗと上げられても、所望の波長1064ｎｍのみで発
振させることができる。そのようにすれば、発振波長選
択のために新たな複屈折率フィルターを共振器内に挿入
する必要がないので、損失を増大させることがなく、ま
た、共振器長をより長くしてしまうこともない。
【００２９】なおＮｄ：ＹＶＯ4 の場合、1064ｎｍより
も短波長側には発振ラインが存在しない。したがって、
エタロン光通過面18ａ、18ｂの、各発振波長に対する反
射率の設定は図３に示す通り全く簡単なものとなり、コ
ートの設計も非常に容易である。
も短波長側には発振ラインが存在しない。したがって、
エタロン光通過面18ａ、18ｂの、各発振波長に対する反
射率の設定は図３に示す通り全く簡単なものとなり、コ
ートの設計も非常に容易である。
【００３０】次に図７を参照して本発明の第２の実施形
態について説明する。なおこの図７において、図１中の
要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらにつ
いての説明は特に必要の無い限り省略する。
態について説明する。なおこの図７において、図１中の
要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらにつ
いての説明は特に必要の無い限り省略する。
【００３１】この第２実施形態の固体レーザーも半導体
レーザー励起固体レーザーであり、ここでは固体レーザ
ー媒質としてＮｄ：ＹＡＧ結晶34が用いられている。こ
のＮｄ：ＹＡＧ結晶34は、波長 809ｎｍのレーザービー
ム10によってネオジウムイオンが励起されることによ
り、波長 946ｎｍの光を発する。そして後述の共振器に
よりレーザー発振が引き起こされて、波長 946ｎｍの固
体レーザービーム30が得られる。このレーザービーム30
は光波長変換素子16に入射して、波長が１／２すなわち
473ｎｍの第２高調波31に変換される。
レーザー励起固体レーザーであり、ここでは固体レーザ
ー媒質としてＮｄ：ＹＡＧ結晶34が用いられている。こ
のＮｄ：ＹＡＧ結晶34は、波長 809ｎｍのレーザービー
ム10によってネオジウムイオンが励起されることによ
り、波長 946ｎｍの光を発する。そして後述の共振器に
よりレーザー発振が引き起こされて、波長 946ｎｍの固
体レーザービーム30が得られる。このレーザービーム30
は光波長変換素子16に入射して、波長が１／２すなわち
473ｎｍの第２高調波31に変換される。
【００３２】Ｎｄ：ＹＡＧ結晶34の外側端面（半導体レ
ーザー11側の端面）34ａには、固体レーザーの発振波長
つまり波長 946ｎｍに対するＨＲ（高反射）コートが施
され、内側端面34ｂには波長 946ｎｍに対するＡＲ（無
反射）コートが施されている。一方、凹面鏡である共振
器ミラー15のミラー面15ａには、固体レーザーの発振波
長 946ｎｍに対して高反射で、波長 473ｎｍの第２高調
波31は一部透過させるコートが施されている。
ーザー11側の端面）34ａには、固体レーザーの発振波長
つまり波長 946ｎｍに対するＨＲ（高反射）コートが施
され、内側端面34ｂには波長 946ｎｍに対するＡＲ（無
反射）コートが施されている。一方、凹面鏡である共振
器ミラー15のミラー面15ａには、固体レーザーの発振波
長 946ｎｍに対して高反射で、波長 473ｎｍの第２高調
波31は一部透過させるコートが施されている。
【００３３】Ｎｄ：ＹＡＧ結晶34の外側端面34ａと共振
器ミラー15のミラー面15ａに、それぞれ上記の通りのコ
ートが施されていることにより、固体レーザービーム30
はこれらの面34ａ、15ａ間で共振し、また共振器ミラー
15からはほぼ第２高調波31のみが出射する。つまり本実
施形態では、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶34と共振器ミラー15とに
よって固体レーザーの共振器が構成されている。
器ミラー15のミラー面15ａに、それぞれ上記の通りのコ
ートが施されていることにより、固体レーザービーム30
はこれらの面34ａ、15ａ間で共振し、また共振器ミラー
15からはほぼ第２高調波31のみが出射する。つまり本実
施形態では、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶34と共振器ミラー15とに
よって固体レーザーの共振器が構成されている。
【００３４】図８は、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶34のゲインを示
しており、ここに示される通り上記946ｎｍの他、 938
ｎｍでも発振が起こり得る。 938ｎｍに対するゲイン
は、 946ｎｍに対するゲインよりも低くなっているが、
励起源である半導体レーザー11のパワーが上げられる
と、 938ｎｍでも発振が起こり得る。
しており、ここに示される通り上記946ｎｍの他、 938
ｎｍでも発振が起こり得る。 938ｎｍに対するゲイン
は、 946ｎｍに対するゲインよりも低くなっているが、
励起源である半導体レーザー11のパワーが上げられる
と、 938ｎｍでも発振が起こり得る。
【００３５】本例では、所望の発振波長は上述の通り 9
46ｎｍであり、 938ｎｍの発振を抑制するために、エタ
ロン18の両端面（光通過面）18ａ、18ｂの反射率は、そ
こに施されるコートによって図９のように設定されてい
る。つまり、このエタロン光通過面18ａ、18ｂの波長 9
46ｎｍに対する反射率は２０％で、他の発振波長 938ｎ
ｍに対する反射率はそれよりも高い２５％とされてい
る。このときのエタロン18のチルト角は６０′である。
46ｎｍであり、 938ｎｍの発振を抑制するために、エタ
ロン18の両端面（光通過面）18ａ、18ｂの反射率は、そ
こに施されるコートによって図９のように設定されてい
る。つまり、このエタロン光通過面18ａ、18ｂの波長 9
46ｎｍに対する反射率は２０％で、他の発振波長 938ｎ
ｍに対する反射率はそれよりも高い２５％とされてい
る。このときのエタロン18のチルト角は６０′である。
【００３６】エタロン光通過面18ａ、18ｂの反射率を上
述のように設定しておくと、所望外の発振波長 938ｎｍ
においてはfinesse （縦モード選択性の強さ）が大きく
なって、それらの発振波長の損失が増大する。その結
果、この波長 938ｎｍでの発振が抑えられるようにな
る。
述のように設定しておくと、所望外の発振波長 938ｎｍ
においてはfinesse （縦モード選択性の強さ）が大きく
なって、それらの発振波長の損失が増大する。その結
果、この波長 938ｎｍでの発振が抑えられるようにな
る。
【００３７】本実施形態では、所望外の 938ｎｍの発振
をさらに確実に抑制するために、共振器ミラー15のミラ
ー面15ａに施されたコートの反射率は、図１０のように
設定されている。つまり、この共振器ミラー面15ａの波
長 946ｎｍに対する反射率は約１００％で、他の発振波
長 938ｎｍに対する反射率はそれよりも低い９９％とさ
れている。
をさらに確実に抑制するために、共振器ミラー15のミラ
ー面15ａに施されたコートの反射率は、図１０のように
設定されている。つまり、この共振器ミラー面15ａの波
長 946ｎｍに対する反射率は約１００％で、他の発振波
長 938ｎｍに対する反射率はそれよりも低い９９％とさ
れている。
【００３８】共振器ミラー面15ａの反射率をこのように
設定しておけば、所望外の発振波長938ｎｍの光が共振
器外に逃げやすくなって、それらの損失が増大する。そ
れにより、所望外の波長 938ｎｍでの発振が抑えられる
ようになる。
設定しておけば、所望外の発振波長938ｎｍの光が共振
器外に逃げやすくなって、それらの損失が増大する。そ
れにより、所望外の波長 938ｎｍでの発振が抑えられる
ようになる。
【００３９】なお本発明は、以上説明した半導体レーザ
ー励起固体レーザーや、光波長変換素子によって波長変
換を行なう固体レーザーに限らず、固体レーザー全般に
適用可能であり、そして同様の効果を奏するものであ
る。
ー励起固体レーザーや、光波長変換素子によって波長変
換を行なう固体レーザーに限らず、固体レーザー全般に
適用可能であり、そして同様の効果を奏するものであ
る。
【図１】本発明の第１実施形態による固体レーザーを示
す側面図
す側面図
【図２】図１の固体レーザーに用いられたレーザー結晶
のゲインを示すグラフ
のゲインを示すグラフ
【図３】図１の固体レーザーに用いられたエタロンの反
射率を示すグラフ
射率を示すグラフ
【図４】図１の固体レーザーに用いられた共振器ミラー
の反射率を示すグラフ
の反射率を示すグラフ
【図５】従来の固体レーザーに用いられたエタロンの反
射率の一例を示すグラフ
射率の一例を示すグラフ
【図６】従来の固体レーザーに用いられた共振器ミラー
の反射率の一例を示すグラフ
の反射率の一例を示すグラフ
【図７】本発明の第２実施形態による固体レーザーを示
す側面図
す側面図
【図８】図７の固体レーザーに用いられたレーザー結晶
のゲインを示すグラフ
のゲインを示すグラフ
【図９】図７の固体レーザーに用いられたエタロンの反
射率を示すグラフ
射率を示すグラフ
【図１０】図７の固体レーザーに用いられた共振器ミラ
ーの反射率を示すグラフ
ーの反射率を示すグラフ
【符号の説明】 10 レーザービーム（励起光） 11 半導体レーザー 12 コリメーターレンズ 13 集光レンズ 14 Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶 15 共振器ミラー 15ａ 共振器ミラーのミラー面 16 光波長変換素子 17 ブリュースター板 18 エタロン 18ａ、18ｂ エタロンの光通過面 20、30 レーザービーム（固体レーザービーム） 21、31 第２高調波 34 Ｎｄ：ＹＡＧ結晶
Claims (3)
- 【請求項１】 共振器内に発振波長を選択するエタロン
が配設されてなる固体レーザーにおいて、前記エタロン
の光通過面の、所望の発振波長に対する反射率よりも、
他の発振波長に対する反射率が高く設定されていること
を特徴とする固体レーザー。 - 【請求項２】 共振器を構成する少なくとも１つの共振
器ミラーの、所望の発振波長に対する反射率よりも、他
の発振波長に対する反射率が低く設定されていることを
特徴とする固体レーザー。 - 【請求項３】 共振器内に発振波長を選択するエタロン
が配設されてなる固体レーザーにおいて、 前記エタロンの光通過面の、所望の発振波長に対する反
射率よりも、他の発振波長に対する反射率が高く設定さ
れ、 共振器を構成する少なくとも１つの共振器ミラーの、所
望の発振波長に対する反射率よりも、他の発振波長に対
する反射率が低く設定されていることを特徴とする固体
レーザー。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11070184A JP2000269573A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 固体レーザー |
| US09/525,347 US7088760B1 (en) | 1999-03-16 | 2000-03-15 | Solid-state laser apparatus including in resonator light-transmitting element having relatively small reflectance at desired wavelength |
| EP00105505A EP1037335B1 (en) | 1999-03-16 | 2000-03-15 | Solid state laser |
| DE60040883T DE60040883D1 (de) | 1999-03-16 | 2000-03-15 | Festkörperlaser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11070184A JP2000269573A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 固体レーザー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000269573A true JP2000269573A (ja) | 2000-09-29 |
Family
ID=13424197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11070184A Pending JP2000269573A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 固体レーザー |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7088760B1 (ja) |
| EP (1) | EP1037335B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000269573A (ja) |
| DE (1) | DE60040883D1 (ja) |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5671240A (en) | 1984-11-18 | 1997-09-23 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Solid state laser |
| US5226054A (en) * | 1991-09-18 | 1993-07-06 | Coherent, Inc. | Cavity mirror for suppressing high gain laser wavelengths |
| US5351251A (en) * | 1993-03-30 | 1994-09-27 | Carl Zeiss, Inc. | Laser apparatus |
| JPH09502054A (ja) | 1993-08-26 | 1997-02-25 | レーザー パワー コーポレーション | 深青色のマイクロレーザー |
| US5761227A (en) * | 1994-08-23 | 1998-06-02 | Laser Power Corporation | Efficient frequency-converted laser |
| JP3222340B2 (ja) | 1994-12-27 | 2001-10-29 | 富士写真フイルム株式会社 | 単一縦モードレーザー |
| JP3330487B2 (ja) * | 1996-03-21 | 2002-09-30 | 富士写真フイルム株式会社 | レーザー装置 |
| US5854802A (en) * | 1996-06-05 | 1998-12-29 | Jin; Tianfeng | Single longitudinal mode frequency converted laser |
| JPH1084155A (ja) * | 1996-09-06 | 1998-03-31 | Ricoh Co Ltd | 固体レーザ装置 |
| JPH104233A (ja) * | 1996-06-18 | 1998-01-06 | Fuji Photo Film Co Ltd | 波長変換レーザー |
| JP3966958B2 (ja) * | 1997-09-26 | 2007-08-29 | 富士フイルム株式会社 | 固体レーザー |
| US6285702B1 (en) * | 1999-03-05 | 2001-09-04 | Coherent, Inc. | High-power external-cavity optically-pumped semiconductor laser |
| US6130900A (en) * | 1999-03-05 | 2000-10-10 | Coherent, Inc. | Pulsed intracavity frequency-converted solid-state laser with long-pulse simulation |
-
1999
- 1999-03-16 JP JP11070184A patent/JP2000269573A/ja active Pending
-
2000
- 2000-03-15 EP EP00105505A patent/EP1037335B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-15 DE DE60040883T patent/DE60040883D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-15 US US09/525,347 patent/US7088760B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1037335A3 (en) | 2003-09-03 |
| EP1037335B1 (en) | 2008-11-26 |
| EP1037335A2 (en) | 2000-09-20 |
| US7088760B1 (en) | 2006-08-08 |
| DE60040883D1 (de) | 2009-01-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040823 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061003 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070220 |