JP2000307179A - 半導体レーザー励起固体レーザー - Google Patents
半導体レーザー励起固体レーザーInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザー媒質としてＮｄ：ＹＶＯ4 結晶を用
いた半導体レーザー励起固体レーザーにおいて、発振光
のビーム断面形状が楕円状等に変形することを防止す
る。 【解決手段】 半導体レーザー11から発せられたレーザ
ー光（励起光）10によりＮｄ：ＹＶＯ4 結晶14を励起す
る半導体レーザー励起固体レーザーにおいて、Ｎｄ：Ｙ
ＶＯ4 結晶14を、そのａ軸が励起光10の直線偏光方向と
平行になる向きに配置するとともに、共振器内に、固体
レーザー発振光20の直線偏光方向をＮｄ：ＹＶＯ4 結晶
14のｃ軸と平行な向きに設定する偏光素子17を挿入し、
ａ軸吸収、ｃ軸発振とする。
いた半導体レーザー励起固体レーザーにおいて、発振光
のビーム断面形状が楕円状等に変形することを防止す
る。 【解決手段】 半導体レーザー11から発せられたレーザ
ー光（励起光）10によりＮｄ：ＹＶＯ4 結晶14を励起す
る半導体レーザー励起固体レーザーにおいて、Ｎｄ：Ｙ
ＶＯ4 結晶14を、そのａ軸が励起光10の直線偏光方向と
平行になる向きに配置するとともに、共振器内に、固体
レーザー発振光20の直線偏光方向をＮｄ：ＹＶＯ4 結晶
14のｃ軸と平行な向きに設定する偏光素子17を挿入し、
ａ軸吸収、ｃ軸発振とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体レーザー媒質
としてＮｄ：ＹＶＯ4 結晶を用いた半導体レーザー励起
固体レーザーに関し、特に詳細には、高出力化した際に
熱レンズ効果によって発振光のビーム断面形状が変形し
てしまうことを防止した半導体レーザー励起固体レーザ
ーに関するものである。
としてＮｄ：ＹＶＯ4 結晶を用いた半導体レーザー励起
固体レーザーに関し、特に詳細には、高出力化した際に
熱レンズ効果によって発振光のビーム断面形状が変形し
てしまうことを防止した半導体レーザー励起固体レーザ
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添加された固体レ
ーザー結晶を半導体レーザーによって励起する固体レー
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添加された固体レ
ーザー結晶を半導体レーザーによって励起する固体レー
ザーが公知となっている。
【０００３】この半導体レーザー励起固体レーザーにお
いては、固体レーザー結晶としてＮｄ：ＹＶＯ4 結晶が
用いられることも多く、その場合従来は、Ｎｄ：ＹＶＯ
4 結晶を、そのｃ軸が励起光の直線偏光方向と平行にな
る向きに配置して（いわゆるｃ軸吸収）、固体レーザー
発振光の直線偏光方向をこのｃ軸と平行な向きに設定
（いわゆるｃ軸発振）していた。
いては、固体レーザー結晶としてＮｄ：ＹＶＯ4 結晶が
用いられることも多く、その場合従来は、Ｎｄ：ＹＶＯ
4 結晶を、そのｃ軸が励起光の直線偏光方向と平行にな
る向きに配置して（いわゆるｃ軸吸収）、固体レーザー
発振光の直線偏光方向をこのｃ軸と平行な向きに設定
（いわゆるｃ軸発振）していた。
【０００４】すなわち、下の（表１）に示すようにＮ
ｄ：ＹＶＯ4 結晶では、ａ軸吸収とするよりもｃ軸吸収
とした場合の方が励起光の吸収係数が大きいことから、
必然的にこのような方式が採用されて来た。
ｄ：ＹＶＯ4 結晶では、ａ軸吸収とするよりもｃ軸吸収
とした場合の方が励起光の吸収係数が大きいことから、
必然的にこのような方式が採用されて来た。
【０００５】
【表１】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このＮｄ：
ＹＶＯ4 結晶を用いたｃ軸吸収、ｃ軸発振の従来の半導
体レーザー励起固体レーザーにおいては、固体レーザー
の高出力化の要望に応えるために１Ｗ〜３Ｗ程度の高出
力の半導体レーザーを用いて励起パワーを高めると、固
体レーザー発振光のビーム断面形状が楕円状等に変形し
やすいという問題が認められる。
ＹＶＯ4 結晶を用いたｃ軸吸収、ｃ軸発振の従来の半導
体レーザー励起固体レーザーにおいては、固体レーザー
の高出力化の要望に応えるために１Ｗ〜３Ｗ程度の高出
力の半導体レーザーを用いて励起パワーを高めると、固
体レーザー発振光のビーム断面形状が楕円状等に変形し
やすいという問題が認められる。
【０００７】本発明は上記の事情に鑑み、Ｎｄ：ＹＶＯ
4 結晶を用いた半導体レーザー励起固体レーザーにおい
て、発振光のビーム断面形状が変形することを防止する
ことを目的とするものである。
4 結晶を用いた半導体レーザー励起固体レーザーにおい
て、発振光のビーム断面形状が変形することを防止する
ことを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザー励起固体レーザーは、前述したように半導体レーザ
ーから発せられたレーザー光によりＮｄ：ＹＶＯ4 結晶
を励起する半導体レーザー励起固体レーザーにおいて、
ａ軸吸収、ｃ軸発振する構成としたものであり、具体的
には、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶が、そのａ軸が励起光である
上記レーザー光の直線偏光方向と平行になる向きに配置
されるとともに、共振器内に、固体レーザー発振光の直
線偏光方向をＮｄ：ＹＶＯ4 結晶のｃ軸と平行な向きに
設定する偏光素子が挿入されたことを特徴とするもので
ある。
ザー励起固体レーザーは、前述したように半導体レーザ
ーから発せられたレーザー光によりＮｄ：ＹＶＯ4 結晶
を励起する半導体レーザー励起固体レーザーにおいて、
ａ軸吸収、ｃ軸発振する構成としたものであり、具体的
には、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶が、そのａ軸が励起光である
上記レーザー光の直線偏光方向と平行になる向きに配置
されるとともに、共振器内に、固体レーザー発振光の直
線偏光方向をＮｄ：ＹＶＯ4 結晶のｃ軸と平行な向きに
設定する偏光素子が挿入されたことを特徴とするもので
ある。
【０００９】なお上記の偏光素子としては、例えばブリ
ュースター板を好適に用いることができる。
ュースター板を好適に用いることができる。
【００１０】他方、本発明の半導体レーザー励起固体レ
ーザーにおいて、共振器内に固体レーザーの発振モード
を単一縦モード化する波長選択素子が挿入される場合
は、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶として、Ｎｄの添加量が１．５
〜２．５ａｔ％であるもの、好ましくはほぼ２ａｔ％の
ものを用いるのが望ましい。
ーザーにおいて、共振器内に固体レーザーの発振モード
を単一縦モード化する波長選択素子が挿入される場合
は、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶として、Ｎｄの添加量が１．５
〜２．５ａｔ％であるもの、好ましくはほぼ２ａｔ％の
ものを用いるのが望ましい。
【００１１】また本発明は、前述したように半導体レー
ザーの出力が１Ｗ以上であって、熱レンズ効果が生じや
すい場合に適用されると特に効果的である。
ザーの出力が１Ｗ以上であって、熱レンズ効果が生じや
すい場合に適用されると特に効果的である。
【００１２】
【発明の効果】本発明者は、固体レーザー発振光のビー
ム断面形状が変形してしまうという従来装置の問題は、
Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶のように熱伝導係数が小さいレーザ
ー結晶において、ｃ軸吸収、ｃ軸発振としておくと、励
起パワーが高い場合に熱レンズ効果が生じることに起因
していることを見出した。
ム断面形状が変形してしまうという従来装置の問題は、
Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶のように熱伝導係数が小さいレーザ
ー結晶において、ｃ軸吸収、ｃ軸発振としておくと、励
起パワーが高い場合に熱レンズ効果が生じることに起因
していることを見出した。
【００１３】そこで、ｃ軸吸収に比べて比較的吸収の低
いａ軸吸収としておくと、熱レンズ効果が抑制され、固
体レーザー発振光のビーム断面形状が変形してしまうこ
とを防止できる。
いａ軸吸収としておくと、熱レンズ効果が抑制され、固
体レーザー発振光のビーム断面形状が変形してしまうこ
とを防止できる。
【００１４】しかし、ａ軸吸収としてそのままａ軸発振
させると、別の問題が生じることも分かった。すなわ
ち、ａ軸発振ではｃ軸発振の場合よりも比較的ゲインが
小さいので、固体レーザーを高出力化する上で不利とな
る。またａ軸発振の場合は、発振可能な準位がいくつも
有るので、多重縦モード発振しやすくなる。そこで、共
振器内に偏光素子を挿入してｃ軸発振とすると、ゲイン
が比較的高くなり、また単一縦モードで発振しやすくな
る。
させると、別の問題が生じることも分かった。すなわ
ち、ａ軸発振ではｃ軸発振の場合よりも比較的ゲインが
小さいので、固体レーザーを高出力化する上で不利とな
る。またａ軸発振の場合は、発振可能な準位がいくつも
有るので、多重縦モード発振しやすくなる。そこで、共
振器内に偏光素子を挿入してｃ軸発振とすると、ゲイン
が比較的高くなり、また単一縦モードで発振しやすくな
る。
【００１５】以上により本発明の半導体レーザー励起固
体レーザーは、発振光のビーム断面形状が変形してしま
うことを防止でき、その一方で、安定した縦モード発振
と高出力化を実現できるものとなる。
体レーザーは、発振光のビーム断面形状が変形してしま
うことを防止でき、その一方で、安定した縦モード発振
と高出力化を実現できるものとなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００１７】＜第１実施形態＞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、
励起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（Ｎ
ｄ）がドープされた固体レーザー媒質であるＹＶＯ4 結
晶（Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶）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
されたブリュースター板17と、同じくＮｄ：ＹＶＯ4 結
晶14と共振器ミラー15との間に配されたエタロン18とを
有している。
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、
励起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（Ｎ
ｄ）がドープされた固体レーザー媒質であるＹＶＯ4 結
晶（Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶）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
されたブリュースター板17と、同じくＮｄ：ＹＶＯ4 結
晶14と共振器ミラー15との間に配されたエタロン18とを
有している。
【００１８】半導体レーザー11は発光幅が２００μｍ
で、出力２Ｗのものであり、そこから発せられた波長80
9 ｎｍのレーザービーム10は集光レンズ13により集光さ
れて、収束ビーム径が１３０μｍの状態でＮｄ：ＹＶＯ
4 結晶14を励起する。
で、出力２Ｗのものであり、そこから発せられた波長80
9 ｎｍのレーザービーム10は集光レンズ13により集光さ
れて、収束ビーム径が１３０μｍの状態でＮｄ：ＹＶＯ
4 結晶14を励起する。
【００１９】一方Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶14はＮｄが２ａｔ
％ドープされたもので、縦３ｍｍ×横３ｍｍ×厚さ１ｍ
ｍに形成されている。このＮｄ：ＹＶＯ4 結晶14は、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、Ｎ
ｄ：ＹＶＯ4 結晶14の後方端面14ａと共振器ミラー15の
ミラー面15ａとで構成される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。なおこの固体レーザービーム20は、エタ
ロン18の作用で単一縦モード化される。
％ドープされたもので、縦３ｍｍ×横３ｍｍ×厚さ１ｍ
ｍに形成されている。このＮｄ：ＹＶＯ4 結晶14は、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、Ｎ
ｄ：ＹＶＯ4 結晶14の後方端面14ａと共振器ミラー15の
ミラー面15ａとで構成される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。なおこの固体レーザービーム20は、エタ
ロン18の作用で単一縦モード化される。
【００２０】ここでＮｄ：ＹＶＯ4 結晶14は、そのａ軸
がレーザービーム10の直線偏光方向（紙面に垂直な方
向）と平行になる向きに配置されている。また偏光素子
であるブリュースター板17は、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶14の
ｃ軸方向に直線偏光した光がｐ偏光として入射する向き
に配置されている。
がレーザービーム10の直線偏光方向（紙面に垂直な方
向）と平行になる向きに配置されている。また偏光素子
であるブリュースター板17は、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶14の
ｃ軸方向に直線偏光した光がｐ偏光として入射する向き
に配置されている。
【００２１】この第１実施形態の半導体レーザー励起固
体レーザーでは、以上の構成によりａ軸吸収、ｃ軸発振
となる。このようにａ軸吸収としたことにより熱レンズ
効果が抑制されるので、上述の通り半導体レーザー11の
出力を２Ｗと比較的高くしても、固体レーザービーム20
のビーム断面形状が楕円状等に変形してしまうことを防
止できる。なお固体レーザービーム20のビーム径は、約
２００μｍであった。
体レーザーでは、以上の構成によりａ軸吸収、ｃ軸発振
となる。このようにａ軸吸収としたことにより熱レンズ
効果が抑制されるので、上述の通り半導体レーザー11の
出力を２Ｗと比較的高くしても、固体レーザービーム20
のビーム断面形状が楕円状等に変形してしまうことを防
止できる。なお固体レーザービーム20のビーム径は、約
２００μｍであった。
【００２２】他方、ブリュースター板17ａの作用でｃ軸
発振としたことにより、ａ軸発振の場合よりもゲインが
高くなり、２Ｗ励起の従来装置と比べて固体レーザー出
力が特に低下することもなく、６００ｍＷの出力が得ら
れた。また、ｃ軸発振としたことにより単一縦モード性
も高くなり、完全な単一縦モード化が実現された。
発振としたことにより、ａ軸発振の場合よりもゲインが
高くなり、２Ｗ励起の従来装置と比べて固体レーザー出
力が特に低下することもなく、６００ｍＷの出力が得ら
れた。また、ｃ軸発振としたことにより単一縦モード性
も高くなり、完全な単一縦モード化が実現された。
【００２３】なお、このようにエタロン18を用いて発振
モードを単一縦モード化する場合は、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結
晶14として、Ｎｄの添加量が１．５〜２．５ａｔ％であ
るもの、より好ましくは本例のようにほぼ２ａｔ％のも
のを用いるのが望ましい。
モードを単一縦モード化する場合は、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結
晶14として、Ｎｄの添加量が１．５〜２．５ａｔ％であ
るもの、より好ましくは本例のようにほぼ２ａｔ％のも
のを用いるのが望ましい。
【００２４】＜第２実施形態＞図２は、本発明の第２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。なおこの図２において、図１中のものと同
等の要素には同番号を付してあり、それらについての重
複した説明は省略する（以下、同様）。
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。なおこの図２において、図１中のものと同
等の要素には同番号を付してあり、それらについての重
複した説明は省略する（以下、同様）。
【００２５】この半導体レーザー励起固体レーザーは、
図１に示したものと比べると、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶14の
後方端面14ａと共振器ミラー15のミラー面15ａとで構成
される共振器内に、さらに光波長変換素子16が設けられ
ている点が基本的に異なるものである。本例における光
波長変換素子16は、一例として、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。
図１に示したものと比べると、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶14の
後方端面14ａと共振器ミラー15のミラー面15ａとで構成
される共振器内に、さらに光波長変換素子16が設けられ
ている点が基本的に異なるものである。本例における光
波長変換素子16は、一例として、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。
【００２６】この場合、波長1064ｎｍの固体レーザービ
ーム20は光波長変換素子16に入射して、波長が１／２つ
まり 532ｎｍの第２高調波21に変換される。そして共振
器ミラー15のミラー面15ａに施されるコートは、レーザ
ービーム10および固体レーザービーム20は良好に反射
し、波長 532ｎｍの第２高調波21は一部透過させるもの
とされているので、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。
ーム20は光波長変換素子16に入射して、波長が１／２つ
まり 532ｎｍの第２高調波21に変換される。そして共振
器ミラー15のミラー面15ａに施されるコートは、レーザ
ービーム10および固体レーザービーム20は良好に反射
し、波長 532ｎｍの第２高調波21は一部透過させるもの
とされているので、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。
【００２７】この第２実施形態でも、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結
晶14およびブリュースター板17は、第１実施形態におけ
るのと同様に配置され、それにより本例でもａ軸吸収、
ｃ軸発振となる。そして、ａ軸吸収としたことにより熱
レンズ効果が抑制されて、固体レーザービーム20のビー
ム断面形状、つまりは第２高調波21のビーム断面形状が
変形することを防止できる。またｃ軸発振としたことに
より、５５０ｍＷと高い第２高調波出力が得られ、かつ
完全な単一縦モード化が実現された。
晶14およびブリュースター板17は、第１実施形態におけ
るのと同様に配置され、それにより本例でもａ軸吸収、
ｃ軸発振となる。そして、ａ軸吸収としたことにより熱
レンズ効果が抑制されて、固体レーザービーム20のビー
ム断面形状、つまりは第２高調波21のビーム断面形状が
変形することを防止できる。またｃ軸発振としたことに
より、５５０ｍＷと高い第２高調波出力が得られ、かつ
完全な単一縦モード化が実現された。
【００２８】すなわち、熱レンズ効果を抑制するために
ａ軸吸収とすると、前述の（表１）から明らかな通りｃ
軸吸収の場合よりも吸収係数が低くなるが、例えばＮｄ
の添加量を２ａｔ％とすれば吸収係数は、従来一般的で
あったＮｄ添加量が１ａｔ％でｃ軸発振の場合の半分で
ある２０ｃｍ-1 を確保できる。吸収係数がこの程度あ
れば、エタロン18による単一縦モード化の効果が良好に
得られる。
ａ軸吸収とすると、前述の（表１）から明らかな通りｃ
軸吸収の場合よりも吸収係数が低くなるが、例えばＮｄ
の添加量を２ａｔ％とすれば吸収係数は、従来一般的で
あったＮｄ添加量が１ａｔ％でｃ軸発振の場合の半分で
ある２０ｃｍ-1 を確保できる。吸収係数がこの程度あ
れば、エタロン18による単一縦モード化の効果が良好に
得られる。
【００２９】それに対して、Ｎｄの添加量を１ａｔ％と
する場合は、吸収係数が低過ぎることから、単一縦モー
ド性は悪化する。反対にＮｄの添加量を３ａｔ％と多く
する場合、単一縦モード性は良好となるが、熱レンズ効
果の影響が出て、固体レーザービーム20のビーム断面形
状が変形することがある。
する場合は、吸収係数が低過ぎることから、単一縦モー
ド性は悪化する。反対にＮｄの添加量を３ａｔ％と多く
する場合、単一縦モード性は良好となるが、熱レンズ効
果の影響が出て、固体レーザービーム20のビーム断面形
状が変形することがある。
【００３０】次に、本発明の効果を確認するために作成
した比較例の半導体レーザー励起固体レーザーについて
説明する。
した比較例の半導体レーザー励起固体レーザーについて
説明する。
【００３１】＜第１比較例＞図３は、第１の比較例とし
ての半導体レーザー励起固体レーザーを示すものであ
る。この第１比較例の半導体レーザー励起固体レーザー
は、図１に示したものと比べると、半導体レーザー11と
Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶14との配置関係が異なる。すなわ
ち、本例においてＮｄ：ＹＶＯ4 結晶14は、そのｃ軸が
レーザービーム10の直線偏光方向（紙面に平行な方向）
と平行になる向きに配置されている。またここではＮ
ｄ：ＹＶＯ4 結晶14として、Ｎｄが１ａｔ％ドープされ
たものが用いられている。
ての半導体レーザー励起固体レーザーを示すものであ
る。この第１比較例の半導体レーザー励起固体レーザー
は、図１に示したものと比べると、半導体レーザー11と
Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶14との配置関係が異なる。すなわ
ち、本例においてＮｄ：ＹＶＯ4 結晶14は、そのｃ軸が
レーザービーム10の直線偏光方向（紙面に平行な方向）
と平行になる向きに配置されている。またここではＮ
ｄ：ＹＶＯ4 結晶14として、Ｎｄが１ａｔ％ドープされ
たものが用いられている。
【００３２】このＮｄ：ＹＶＯ4 結晶14の形状は、第１
および２実施形態におけるものと同じである。また半導
体レーザー11も第１および２実施形態におけるのと同じ
もので、出力は２Ｗである。一方、第１および２実施形
態で用いられたブリュースター板17は省かれている。
および２実施形態におけるものと同じである。また半導
体レーザー11も第１および２実施形態におけるのと同じ
もので、出力は２Ｗである。一方、第１および２実施形
態で用いられたブリュースター板17は省かれている。
【００３３】以上の構成により本例では、従来装置と同
様のｃ軸吸収、ｃ軸発振となる。この場合はｃ軸吸収と
したことにより熱レンズ効果が生じ、それにより固体レ
ーザーの発振ビームの波面が収差を持ち、エタロン18の
波面収差ロスが増大して、固体レーザー出力は５００ｍ
Ｗと低下した。またこの熱レンズ効果のために、ビーム
径が約２００μｍである固体レーザービーム20のビーム
断面形状は楕円化してしまう。この楕円の短径と長径と
の比は、１：1.1であった。
様のｃ軸吸収、ｃ軸発振となる。この場合はｃ軸吸収と
したことにより熱レンズ効果が生じ、それにより固体レ
ーザーの発振ビームの波面が収差を持ち、エタロン18の
波面収差ロスが増大して、固体レーザー出力は５００ｍ
Ｗと低下した。またこの熱レンズ効果のために、ビーム
径が約２００μｍである固体レーザービーム20のビーム
断面形状は楕円化してしまう。この楕円の短径と長径と
の比は、１：1.1であった。
【００３４】＜第２比較例＞第２比較例として、基本的
構成は上記第１比較例と同様にしたまま、Ｎｄ：ＹＶＯ
4 結晶14として、Ｎｄが２ａｔ％ドープされたものを用
いた半導体レーザー励起固体レーザーを作成した。
構成は上記第１比較例と同様にしたまま、Ｎｄ：ＹＶＯ
4 結晶14として、Ｎｄが２ａｔ％ドープされたものを用
いた半導体レーザー励起固体レーザーを作成した。
【００３５】この第２比較例の半導体レーザー励起固体
レーザーもｃ軸吸収、ｃ軸発振となる。そしてｃ軸吸収
としたことにより熱レンズ効果が生じ、ビーム径が約２
００μｍである固体レーザービーム20のビーム断面形状
が楕円化した。この場合の楕円の短径と長径との比は、
１：1.3であった。また固体レーザー出力は、２５０ｍ
Ｗにまで低下した。
レーザーもｃ軸吸収、ｃ軸発振となる。そしてｃ軸吸収
としたことにより熱レンズ効果が生じ、ビーム径が約２
００μｍである固体レーザービーム20のビーム断面形状
が楕円化した。この場合の楕円の短径と長径との比は、
１：1.3であった。また固体レーザー出力は、２５０ｍ
Ｗにまで低下した。
【００３６】＜第３比較例＞図４は、第３の比較例とし
ての半導体レーザー励起固体レーザーを示すものであ
る。この第３比較例の半導体レーザー励起固体レーザー
は、図２に示した本発明の第２実施形態と比べると、半
導体レーザー11とＮｄ：ＹＶＯ4 結晶14との配置関係が
異なる。すなわち、本例においてＮｄ：ＹＶＯ4 結晶14
は上記第１および２比較例におけるのと同様に配置され
ている。また、ブリュースター板17は省かれている。
ての半導体レーザー励起固体レーザーを示すものであ
る。この第３比較例の半導体レーザー励起固体レーザー
は、図２に示した本発明の第２実施形態と比べると、半
導体レーザー11とＮｄ：ＹＶＯ4 結晶14との配置関係が
異なる。すなわち、本例においてＮｄ：ＹＶＯ4 結晶14
は上記第１および２比較例におけるのと同様に配置され
ている。また、ブリュースター板17は省かれている。
【００３７】上記の構成により、この場合もｃ軸吸収、
ｃ軸発振となる。そしてｃ軸吸収としたことにより熱レ
ンズ効果が生じ、基本波である固体レーザービーム20の
ビーム断面形状が楕円化した。
ｃ軸発振となる。そしてｃ軸吸収としたことにより熱レ
ンズ効果が生じ、基本波である固体レーザービーム20の
ビーム断面形状が楕円化した。
【００３８】また、第２高調波21はＮｄ：ＹＶＯ4 結晶
14の内部において両端面間で反射するが、生じた熱歪み
により波面が変形した反射第２高調波21と、Ｎｄ：ＹＶ
Ｏ4結晶14から前方に出射した第２高調波21との間で不
均一干渉が生じ、それと上記基本波のビーム形状変形と
の相乗効果により、第２高調波21のビーム断面形状が大
きく変形した。
14の内部において両端面間で反射するが、生じた熱歪み
により波面が変形した反射第２高調波21と、Ｎｄ：ＹＶ
Ｏ4結晶14から前方に出射した第２高調波21との間で不
均一干渉が生じ、それと上記基本波のビーム形状変形と
の相乗効果により、第２高調波21のビーム断面形状が大
きく変形した。
【００３９】その結果、第２高調波21を完全に単一横モ
ード化することはできず、そのため、完全な単一縦モー
ド化も不可能であった。そこで、縦モード競合によるノ
イズが発生した。また、第２高調波出力も２Ｗ励起の場
合で２５０ｍＷに留まった。
ード化することはできず、そのため、完全な単一縦モー
ド化も不可能であった。そこで、縦モード競合によるノ
イズが発生した。また、第２高調波出力も２Ｗ励起の場
合で２５０ｍＷに留まった。
【００４０】＜第４比較例＞第４比較例として、第２実
施形態の装置からブリュースター板17を省いた半導体レ
ーザー励起固体レーザーを作成した。この第４比較例で
は、ａ軸吸収、ａ軸発振となる。本例では、ａ軸吸収と
したことにより熱レンズ効果は抑制できたが、ａ軸発振
としたために発振スペクトルがいくつも存在するように
なり、また第２高調波出力は、第２実施形態では５５０
ｍＷであったのに対し、２５０ｍＷにまで低下した。
施形態の装置からブリュースター板17を省いた半導体レ
ーザー励起固体レーザーを作成した。この第４比較例で
は、ａ軸吸収、ａ軸発振となる。本例では、ａ軸吸収と
したことにより熱レンズ効果は抑制できたが、ａ軸発振
としたために発振スペクトルがいくつも存在するように
なり、また第２高調波出力は、第２実施形態では５５０
ｍＷであったのに対し、２５０ｍＷにまで低下した。
【００４１】以上説明した第１〜４比較例の結果と比べ
れば、本発明による効果が明らかである。
れば、本発明による効果が明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１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側面図
起固体レーザーを示す側面図
【図２】本発明の第２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側面図
起固体レーザーを示す側面図
【図３】従来の半導体レーザー励起固体レーザーの一例
を示す側面図
を示す側面図
【図４】従来の半導体レーザー励起固体レーザーの別の
例を示す側面図
例を示す側面図
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 16 光波長変換素子 17 ブリュースター板 18 エタロン 20 レーザービーム（固体レーザービーム） 21 第２高調波
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体レーザーから発せられたレーザー
光によりＮｄ：ＹＶＯ4 結晶を励起する半導体レーザー
励起固体レーザーにおいて、 前記Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶が、そのａ軸が前記レーザー光
の直線偏光方向と平行になる向きに配置されるととも
に、 共振器内に、固体レーザー発振光の直線偏光方向を前記
Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶のｃ軸と平行な向きに設定する偏光
素子が挿入されていることを特徴とする半導体レーザー
励起固体レーザー。 - 【請求項２】 前記偏光素子としてブリュースター板が
用いられたことを特徴とする請求項１記載の半導体レー
ザー励起固体レーザー。 - 【請求項３】 前記共振器内に、固体レーザーの発振モ
ードを単一縦モード化する波長選択素子が挿入され、 前記Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶として、Ｎｄの添加量が１．５
〜２．５ａｔ％であるものが用いられたことを特徴とす
る請求項１または２記載の半導体レーザー励起固体レー
ザー。 - 【請求項４】 前記Ｎｄの添加量がほぼ２ａｔ％である
ことを特徴とする請求項３記載の半導体レーザー励起固
体レーザー。 - 【請求項５】 前記半導体レーザーの出力が１Ｗ以上で
あることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載
の半導体レーザー励起固体レーザー。 - 【請求項６】 前記固体レーザー発振光を短波長化する
光波長変換素子が設けられたことを特徴とする請求項１
から５いずれか１項記載の半導体レーザー励起固体レー
ザー。 - 【請求項７】 前記光波長変換素子が、周期ドメイン反
転構造を有する非線形光学材料のバルク結晶からなるも
のであることを特徴とする請求項６記載の半導体レーザ
ー励起固体レーザー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11356999A JP2000307179A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 半導体レーザー励起固体レーザー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11356999A JP2000307179A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 半導体レーザー励起固体レーザー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000307179A true JP2000307179A (ja) | 2000-11-02 |
Family
ID=14615582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11356999A Withdrawn JP2000307179A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 半導体レーザー励起固体レーザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000307179A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003061085A1 (de) * | 2002-01-16 | 2003-07-24 | Lumera Laser Gmbh | Vorrichtung und verfahren zur optischen anregung von laseraktiven kristallen mit polarisationsabhängiger absorption. |
| EP1482607A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-01 | Lumera Laser GmbH | Enhanced optical pumping of materials exhibiting polarization-dependent absorption |
| EP1482608A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-01 | Lumera Laser GmbH | Enhanced optical pumping of materials exhibiting polarization-dependent absorption |
| GB2456053A (en) * | 2008-01-07 | 2009-07-08 | Laser Quantum Ltd | Optical Apparatus comprising a gain medium and polarisation modifying apparatus |
| WO2012137459A1 (ja) * | 2011-04-04 | 2012-10-11 | パナソニック株式会社 | 波長変換装置及び画像表示装置 |
-
1999
- 1999-04-21 JP JP11356999A patent/JP2000307179A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003061085A1 (de) * | 2002-01-16 | 2003-07-24 | Lumera Laser Gmbh | Vorrichtung und verfahren zur optischen anregung von laseraktiven kristallen mit polarisationsabhängiger absorption. |
| US7203211B2 (en) | 2002-01-16 | 2007-04-10 | Lumera Laser Gmbh | Device and method for the optically exciting laser-active crystals with polarization-dependent absorption |
| EP1482607A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-01 | Lumera Laser GmbH | Enhanced optical pumping of materials exhibiting polarization-dependent absorption |
| EP1482608A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-01 | Lumera Laser GmbH | Enhanced optical pumping of materials exhibiting polarization-dependent absorption |
| US8542713B2 (en) | 2003-05-30 | 2013-09-24 | Coherent Kaiserslautern GmbH | Enhanced optical pumping of materials exhibiting polarization-dependent absorption |
| US8913644B2 (en) | 2003-05-30 | 2014-12-16 | Coherent Kaiserslautern GmbH | Enhanced optical pumping of materials exhibiting polarization-dependent absorption |
| GB2456053A (en) * | 2008-01-07 | 2009-07-08 | Laser Quantum Ltd | Optical Apparatus comprising a gain medium and polarisation modifying apparatus |
| GB2456053B (en) * | 2008-01-07 | 2012-09-26 | Laser Quantum Ltd | Optical apparatus and method |
| US8315289B2 (en) | 2008-01-07 | 2012-11-20 | Laser Quantum Limited | Optical apparatus and method |
| WO2012137459A1 (ja) * | 2011-04-04 | 2012-10-11 | パナソニック株式会社 | 波長変換装置及び画像表示装置 |
| US9048611B2 (en) | 2011-04-04 | 2015-06-02 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Wavelength conversion device and image display device |
| JP5899468B2 (ja) * | 2011-04-04 | 2016-04-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 波長変換装置及び画像表示装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060704 |