JPH0214587A - 固体レーザ装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はスラブ型固体レーザ装置のレーザビーム全搬及
び励起、冷却に関するものである。
び励起、冷却に関するものである。
第８図および第９図は各々特開昭６１−４００７３号公
報に示嘔れ次従来の固体レーザ装置を示すもので、第８
図は要部の概略構成を示す側面構成図、第９図は第８図
のｌｌ−１１線断面図である１つまた、第１０図（ａ）
、 （ｂ）は各々第８図のレーザ装ｄを動作させた場
合に生じる温度分布を、横断面と、縦断面について示し
たもので、レーザビームの光ｉｏｑ。
報に示嘔れ次従来の固体レーザ装置を示すもので、第８
図は要部の概略構成を示す側面構成図、第９図は第８図
のｌｌ−１１線断面図である１つまた、第１０図（ａ）
、 （ｂ）は各々第８図のレーザ装ｄを動作させた場
合に生じる温度分布を、横断面と、縦断面について示し
たもので、レーザビームの光ｉｏｑ。
（１）、（２υについて示しである。
第８図および第９図中で、（１）は光軸に直交する断面
での縦寸法ａ、横寸法ｂ（ｂ≧２ａつ、艮で寸法ｔの矩
形板状に形成されに固体レーザ索子である。この固体レ
ーザ素子（１）の両側面には図示しない励起ランプから
放射された励起光が照射される励起面＠、（６）が形成
きれている。これらの励起面（２）、＠は内部で効率良
く全反射できるように光学研Ｉｆｆされている。さらに
、この固体レーザ素子（１）の両端部には固体レーザ素
子（１）から出力されるレーザ光の進行方向に対し異な
る方向に傾斜する各一対の傾斜面（１３＆ ） ＋ （
１３ｂ ） 、（１４ａ ） 、（１４ｂ ）がそれぞ
れ光学研磨されて形成されておシ、これらの各−対の傾
斜面（ｌＪａ ） ｊ（１３ｂ ） ＋ （１４ａ ）
−（１４ｂ ）によって略中央部位が外方向に突出す
る略山形（頂角σＷ）のレーザ光入出射端部αη、Ｑ樽
がそれぞれ形成されている。また、固体レーザ素子（１
）の両端のレーザ光入出射端部０７）、（７）にはレー
ザ光を全反射する高反射部（９）、他端側にはレーザ光
の一部を透過し残シを反射可能なレーザ光出射部ＱＯが
それぞれ対向配Ｈ１’ｇ ｆ″している。この高反射部
（９）は直角プリズム反射器によって形成されている。
での縦寸法ａ、横寸法ｂ（ｂ≧２ａつ、艮で寸法ｔの矩
形板状に形成されに固体レーザ索子である。この固体レ
ーザ素子（１）の両側面には図示しない励起ランプから
放射された励起光が照射される励起面＠、（６）が形成
きれている。これらの励起面（２）、＠は内部で効率良
く全反射できるように光学研Ｉｆｆされている。さらに
、この固体レーザ素子（１）の両端部には固体レーザ素
子（１）から出力されるレーザ光の進行方向に対し異な
る方向に傾斜する各一対の傾斜面（１３＆ ） ＋ （
１３ｂ ） 、（１４ａ ） 、（１４ｂ ）がそれぞ
れ光学研磨されて形成されておシ、これらの各−対の傾
斜面（ｌＪａ ） ｊ（１３ｂ ） ＋ （１４ａ ）
−（１４ｂ ）によって略中央部位が外方向に突出す
る略山形（頂角σＷ）のレーザ光入出射端部αη、Ｑ樽
がそれぞれ形成されている。また、固体レーザ素子（１
）の両端のレーザ光入出射端部０７）、（７）にはレー
ザ光を全反射する高反射部（９）、他端側にはレーザ光
の一部を透過し残シを反射可能なレーザ光出射部ＱＯが
それぞれ対向配Ｈ１’ｇ ｆ″している。この高反射部
（９）は直角プリズム反射器によって形成されている。
さらに、レーザ光出射部（１０には固体レーザ素子（１
）のレーザ光入出射端部（ト）の一方の傾斜面（１４ａ
）と対向する上半部に一部透過性を有する出力鏡（ｌ
ｏａ）、他方の＃ＸＸ圃面’１４ｂ）と対向する下半部
に全反射鏡（１ｏｂ）がそれぞれ配設されている。
）のレーザ光入出射端部（ト）の一方の傾斜面（１４ａ
）と対向する上半部に一部透過性を有する出力鏡（ｌ
ｏａ）、他方の＃ＸＸ圃面’１４ｂ）と対向する下半部
に全反射鏡（１ｏｂ）がそれぞれ配設されている。
次に動作について説明する。励起ランプから放射された
励起光は第８図中に矢印αＱで示すように固体レーザ素
子（１）の励起面（６）、四に照射される。
励起光は第８図中に矢印αＱで示すように固体レーザ素
子（１）の励起面（６）、四に照射される。
そして、固体レーザ素子（１）の内部で励起されるレー
ザ光は固体レーザ素子（１）のレーザ光入出射端部α７
）、ａｓの各一対の傾斜面（１３ａ）、（１３ｂ）、（
１４ａ）、（１４ｂ）を兆る際に屈折されて固体レーザ
索子（１）の各励起面＠、（６）上で全反射を繰返しな
がら進み発振する。
ザ光は固体レーザ素子（１）のレーザ光入出射端部α７
）、ａｓの各一対の傾斜面（１３ａ）、（１３ｂ）、（
１４ａ）、（１４ｂ）を兆る際に屈折されて固体レーザ
索子（１）の各励起面＠、（６）上で全反射を繰返しな
がら進み発振する。
この場合、高反射部（９）は直角プリズム反射器によっ
て形成されているので、レーザ光入出射端部αηの一方
の傾斜面（ＩＳａ）（或いは（１３ｂ） ）側から出射
されたレーザ光成分は直角プリズム反射器の両度射面（
９ａ）、（９ｂ） （或いは（９ｂ）、（９ｈ） ）に
よってそれぞれ反射されてンーザ光入畠射端部劫の他方
の傾斜面（１３ｂ） （或いは（１：５ａ））側に入射
きれるようになっている。さらに、レーザ光出射部（ト
）は一部透過性を有する上半部側の出力鏡（ｌｏａ）と
固体レーザ素子（１）のレーザ光入出射端部（ト）の一
方の傾斜面（１４ａ ）と下半部側の全反射［（１０ｂ
）とによって形成されているので、レーザ光入出射端部
（至）の一方の傾斜面（１４ｂ）側から出射されたレー
ザ光成分はレーザ光出射部０１の全反射ａ （１０ｂ）
によって全反射式れて再び同一の傾斜面（１４ｂ）側か
ら入射されるとともに、レーザ光入出射端部（へ）の他
方の傾斜面（１４ａ ）側から出射されたレーザ光成分
は一部が出力鏡（１０ａ ）によって全反射されて再び
同一の傾斜面（１４ａ）ｉｔＩＩＩから入射され、残り
はこの出力鏡（ｌｏａ）を介して外部に取出されるよう
になっている。
て形成されているので、レーザ光入出射端部αηの一方
の傾斜面（ＩＳａ）（或いは（１３ｂ） ）側から出射
されたレーザ光成分は直角プリズム反射器の両度射面（
９ａ）、（９ｂ） （或いは（９ｂ）、（９ｈ） ）に
よってそれぞれ反射されてンーザ光入畠射端部劫の他方
の傾斜面（１３ｂ） （或いは（１：５ａ））側に入射
きれるようになっている。さらに、レーザ光出射部（ト
）は一部透過性を有する上半部側の出力鏡（ｌｏａ）と
固体レーザ素子（１）のレーザ光入出射端部（ト）の一
方の傾斜面（１４ａ ）と下半部側の全反射［（１０ｂ
）とによって形成されているので、レーザ光入出射端部
（至）の一方の傾斜面（１４ｂ）側から出射されたレー
ザ光成分はレーザ光出射部０１の全反射ａ （１０ｂ）
によって全反射式れて再び同一の傾斜面（１４ｂ）側か
ら入射されるとともに、レーザ光入出射端部（へ）の他
方の傾斜面（１４ａ ）側から出射されたレーザ光成分
は一部が出力鏡（１０ａ ）によって全反射されて再び
同一の傾斜面（１４ａ）ｉｔＩＩＩから入射され、残り
はこの出力鏡（ｌｏａ）を介して外部に取出されるよう
になっている。
かくして、上ＳＥ Ｆｆｉ！成のものにあって（は固体
レーザ素子（１）の内部全体に固体レーザ素子（１）を
十目袖的に満たすようにレーザ光路を形成することがで
きるので、固体レーザ素子（１）の内部全体をレーザ発
振に寄与させることができ、斜方体の固体レーザ素子、
即ち斜方体スラブに比べてレーザ角根効率の向上を図る
ことができる。ざらに、固体レーザ素子（１）の内部全
体をレーザ光路として使用することができるので、固体
レーザ素子（１）の内部に斜方体スラブに比べて約２倍
のレーザ光路を形成することができ、固体レーザ素子（
１）全体の長芒寸法を短縮することができる。
レーザ素子（１）の内部全体に固体レーザ素子（１）を
十目袖的に満たすようにレーザ光路を形成することがで
きるので、固体レーザ素子（１）の内部全体をレーザ発
振に寄与させることができ、斜方体の固体レーザ素子、
即ち斜方体スラブに比べてレーザ角根効率の向上を図る
ことができる。ざらに、固体レーザ素子（１）の内部全
体をレーザ光路として使用することができるので、固体
レーザ素子（１）の内部に斜方体スラブに比べて約２倍
のレーザ光路を形成することができ、固体レーザ素子（
１）全体の長芒寸法を短縮することができる。
尚、励起光Ｑｌによって励起された固体レーザ素子（１
）のエネルギーのうち、その一部はレーザ出力として上
述のように外部に取出されるが、その他の大部分は熱エ
ネルギーとな９、冷媒（３）によって励起面即ちスラブ
表面四から除去される。
）のエネルギーのうち、その一部はレーザ出力として上
述のように外部に取出されるが、その他の大部分は熱エ
ネルギーとな９、冷媒（３）によって励起面即ちスラブ
表面四から除去される。
従来の固体レーザ装置は以上のように構成されておシ、
固体レーザ素子（１）は、第１０図に示すように、固体
レーザ素子（１）のほぼ厚み方向に等帰わＡ（６１）、
（６ｚ）、（６’ａ）で示すようなｉｕ度／！：Ｊ配が
生じるが、略山形端部αη、α樽では直接冷却されず、
スラブの長手方向にも温度勾配が生じ、２次元的な温度
勾配となる。従って、端部αη、Ｈの山形部分は直接励
起、冷却されず、かつ励起部からの励起光のもれが存在
するので、レーザ素子（１）の長手方向にも温度勾配が
定生し、これによる屈折率勾配と熱変形による光学歪に
よって、ビーム品質と出力安定性が低下するいわゆるエ
ンドφエフェクト（文献［工ＥＥＬ” Ｊ、Ｑｕａｒｔ
、 Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ＱＥ２２Ｊ’ （１９８６）２
０９９に記載〕が存在する他、励起されないレーザ素子
の端部αの、０〜はレーザ媒質として有効利用されず、
又、略山形部における光学研磨面数増大によるコスト増
大等の問題があった。
固体レーザ素子（１）は、第１０図に示すように、固体
レーザ素子（１）のほぼ厚み方向に等帰わＡ（６１）、
（６ｚ）、（６’ａ）で示すようなｉｕ度／！：Ｊ配が
生じるが、略山形端部αη、α樽では直接冷却されず、
スラブの長手方向にも温度勾配が生じ、２次元的な温度
勾配となる。従って、端部αη、Ｈの山形部分は直接励
起、冷却されず、かつ励起部からの励起光のもれが存在
するので、レーザ素子（１）の長手方向にも温度勾配が
定生し、これによる屈折率勾配と熱変形による光学歪に
よって、ビーム品質と出力安定性が低下するいわゆるエ
ンドφエフェクト（文献［工ＥＥＬ” Ｊ、Ｑｕａｒｔ
、 Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ＱＥ２２Ｊ’ （１９８６）２
０９９に記載〕が存在する他、励起されないレーザ素子
の端部αの、０〜はレーザ媒質として有効利用されず、
又、略山形部における光学研磨面数増大によるコスト増
大等の問題があった。
本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
もので、スラブ（即ちレーザ索子）端部の光学歪低減に
よってビーム品質と出力安定性に優れ、かつ、スラブ全
饋域をレーザ媒質として有効利用することで、効率の問
い固体レーザ装ＷＬヲ得るとともに、湖面形状の単線化
によってコストの低減を計ることを目的とする。
もので、スラブ（即ちレーザ索子）端部の光学歪低減に
よってビーム品質と出力安定性に優れ、かつ、スラブ全
饋域をレーザ媒質として有効利用することで、効率の問
い固体レーザ装ＷＬヲ得るとともに、湖面形状の単線化
によってコストの低減を計ることを目的とする。
本発明に係る固体レーザ素子においては、レーザ媒質は
その端部がレーザ媒質の光学的平滑面に対して垂直な直
方体であシ、かつ、上記レーザ媒質内をレーザビームが
異なる光路で伝搬して上記レーザ媒質金相補的に満たす
ように、上記レーザ媒質の端部に複数の全反射部及び部
分反射部ｔ−配設°したものである。
その端部がレーザ媒質の光学的平滑面に対して垂直な直
方体であシ、かつ、上記レーザ媒質内をレーザビームが
異なる光路で伝搬して上記レーザ媒質金相補的に満たす
ように、上記レーザ媒質の端部に複数の全反射部及び部
分反射部ｔ−配設°したものである。
嘔らに、レーザ媒質はその全＠域が励起きれると共に、
上記レーザ媒質の側面及び端面は断熱され、光学的平滑
面は全面が冷却されるようにするとよい。
上記レーザ媒質の側面及び端面は断熱され、光学的平滑
面は全面が冷却されるようにするとよい。
また、レーザ媒質の一方の端面ば全反射膜がコーティン
グされ、上記レーザ媒質内のビームｆｆＭを上記全反射
膜により折返すようにしてもよい。
グされ、上記レーザ媒質内のビームｆｆＭを上記全反射
膜により折返すようにしてもよい。
本発明による固体レーザ装置は、スラブ端部の長手方向
の温度勾配と、これによる屈折率勾配及び熱変形による
光学歪が低減され、がっスラズ全領域がレーザ媒質とし
て有効利用される他、スラブ端部の形状が単純になる。
の温度勾配と、これによる屈折率勾配及び熱変形による
光学歪が低減され、がっスラズ全領域がレーザ媒質とし
て有効利用される他、スラブ端部の形状が単純になる。
また、レーザ媒質の側面及び端面の断熱にょυさらに光
学歪を低減できる。また、レーザ媒質の一方の端面に全
反射膜をコーティングすることでレーザ媒質を相捕的に
満たすビーム光路が容易に得られる。
学歪を低減できる。また、レーザ媒質の一方の端面に全
反射膜をコーティングすることでレーザ媒質を相捕的に
満たすビーム光路が容易に得られる。
以下、本発明を図について説明する。第１図は本発明の
一実施例による固体レーザ装置のビーム伝搬径路を示し
た側面構成図で、第２図（ａ） ＃ （ｂ）は各々本発
明の一実施例による固体レーザ装置の具体的な横断面構
成図及び縦断面構成図、第３図（ａ）。
一実施例による固体レーザ装置のビーム伝搬径路を示し
た側面構成図で、第２図（ａ） ＃ （ｂ）は各々本発
明の一実施例による固体レーザ装置の具体的な横断面構
成図及び縦断面構成図、第３図（ａ）。
（ｂ）は各々本発明の一実施例に係るレーザ媒質内の温
度分布図である。第１図において、（１）はスラグ即ち
レーザ媒質で、その表面（２）はレーザビームを内部全
反射するべく光学的平滑となっておシ、（至）。
度分布図である。第１図において、（１）はスラグ即ち
レーザ媒質で、その表面（２）はレーザビームを内部全
反射するべく光学的平滑となっておシ、（至）。
Ｑ４はこの表面に垂直な光学的平滑端面で、レーザビー
ムの人出射面であシ、スラブ（１）は直方体管なす。（
ｌｌａ） 、 （ｌｌｂ）はスラブ内を互いに異なる光
路でジグザグ状に伝搬するレーザビームで、各々のビー
ム（１ユａ）、（１ユｂ）はスラブの淳み方向の中心面
（１ｃ）に対して対称であり、相捕的にスラブを満たす
。（９ａ）、（９ｂ）は折返しミラーで、一方の党略の
ビーム（例えば０１ａ） ）を他方の光路のと−１゜（
１ｌｂ）へ変換する０ （ｌｏａ）は部分反射鏡、（ｌ
ｏｂ）は全反射鏡であシ、共振器を構成する。（ｌｉｅ
）はレーザビームの非走引部であるが、スラブ端面の
エツジ部分（１３ｃ；ｌ、（１４ｃ）迄レーザビームを
満たすことでなくなシ、基本的には、スラブ全頭Ｍ、を
レーザビームで走引することが可能である。
ムの人出射面であシ、スラブ（１）は直方体管なす。（
ｌｌａ） 、 （ｌｌｂ）はスラブ内を互いに異なる光
路でジグザグ状に伝搬するレーザビームで、各々のビー
ム（１ユａ）、（１ユｂ）はスラブの淳み方向の中心面
（１ｃ）に対して対称であり、相捕的にスラブを満たす
。（９ａ）、（９ｂ）は折返しミラーで、一方の党略の
ビーム（例えば０１ａ） ）を他方の光路のと−１゜（
１ｌｂ）へ変換する０ （ｌｏａ）は部分反射鏡、（ｌ
ｏｂ）は全反射鏡であシ、共振器を構成する。（ｌｉｅ
）はレーザビームの非走引部であるが、スラブ端面の
エツジ部分（１３ｃ；ｌ、（１４ｃ）迄レーザビームを
満たすことでなくなシ、基本的には、スラブ全頭Ｍ、を
レーザビームで走引することが可能である。
また、第２図において、（２）は励起光に対して透明で
かつ、スラブより低屈折率の間接冷却支持材であシ、ス
ラブは冷媒（３）によって間接冷却支持材（２）ヲ介し
て冷却式れる。（５）は励起ランプで冷媒（６）によっ
て冷却され、（４）はスラブ冷媒（３）とランプ冷媒の
仕切シ板で、有効な励起光に対して透明である。（７）
は励起光の集光器でスラブの幅方向： ’／／ 。
かつ、スラブより低屈折率の間接冷却支持材であシ、ス
ラブは冷媒（３）によって間接冷却支持材（２）ヲ介し
て冷却式れる。（５）は励起ランプで冷媒（６）によっ
て冷却され、（４）はスラブ冷媒（３）とランプ冷媒の
仕切シ板で、有効な励起光に対して透明である。（７）
は励起光の集光器でスラブの幅方向： ’／／ 。
長手方向：ｔの全＠Ｖｉ、を均一に励起すべく Ｉｆ＃
成されている。（８）は筐体で（８０）はそのスペーサ
ーである。αＱはスラブ側面でその外部近傍山は析不性
の傷い物質、例えば気体が満たされているが真２である
。スラブ端面（至）、α尋の外部近傍（ロ）、−ｇも２
１１１面同様断熱状態にある。
成されている。（８）は筐体で（８０）はそのスペーサ
ーである。αＱはスラブ側面でその外部近傍山は析不性
の傷い物質、例えば気体が満たされているが真２である
。スラブ端面（至）、α尋の外部近傍（ロ）、−ｇも２
１１１面同様断熱状態にある。
また、スラブの冷却も励起と同様、部方向：Ｗ。
長手方向：を全＠域に渡って均一に行われる。
次に上記実施例の作用動作について説明する。
ラング（５）及び集光器（７）によって全饋戚をほぼ均
一に励起でれたスラブ（１）は、そのエネルギーの−部
を部分反射鏡（１ｏａ）、全反射鏡（ｌｏｂ）、折返し
ミラー（９ａ）、（９ｂ）によって構成される共振器に
よってレーザビーム（ｌｌｄ）として取シ出される。
一に励起でれたスラブ（１）は、そのエネルギーの−部
を部分反射鏡（１ｏａ）、全反射鏡（ｌｏｂ）、折返し
ミラー（９ａ）、（９ｂ）によって構成される共振器に
よってレーザビーム（ｌｌｄ）として取シ出される。
その他の大部分のエネルギーはスラブ表面■よシ聞接冷
却によって除去される。この際、スラブには第３図に示
すように、中央部で温度が高い２束結度分布が生じる。
却によって除去される。この際、スラブには第３図に示
すように、中央部で温度が高い２束結度分布が生じる。
図において、（６１）は高温部、（６２）は中温部、（
６３）は低温部で、σｅは励起光を示す。
６３）は低温部で、σｅは励起光を示す。
上記実施例ではスラブ全ｆ＠＊をほぼ均一に励起し、ス
ラブ全表面からほぼ均一に冷却しているので、温度勾配
は第３図に示すように、はぼ厚み方向のみにしか余生ぜ
ず、従って屈折率分布もほぼ厚み方向のみにしか生じな
い。ここで重要な点はスラブ側面近涛の幅方向のみなら
ず、スラブ端面近傍の長平方向にも温度分布による屈折
率分布が発生しないことである。これに対し、スラブ端
面略山形部Ｑ′７）、（ト）が存在する従来例では、第
８図に示すようにこの略山形部は直接冷却されず、励起
光のもれによる不完全な励起が行われ、スラブ長手方向
にも図に示すような温度勾配が生じ、対応した屈折率分
布が発生することは不可避である。
ラブ全表面からほぼ均一に冷却しているので、温度勾配
は第３図に示すように、はぼ厚み方向のみにしか余生ぜ
ず、従って屈折率分布もほぼ厚み方向のみにしか生じな
い。ここで重要な点はスラブ側面近涛の幅方向のみなら
ず、スラブ端面近傍の長平方向にも温度分布による屈折
率分布が発生しないことである。これに対し、スラブ端
面略山形部Ｑ′７）、（ト）が存在する従来例では、第
８図に示すようにこの略山形部は直接冷却されず、励起
光のもれによる不完全な励起が行われ、スラブ長手方向
にも図に示すような温度勾配が生じ、対応した屈折率分
布が発生することは不可避である。
このような状況下では、厚み方向に異なる位置のレーザ
光路０す、（１）、■υは、山形端部ａη、（ト）にお
いて、温度分布に伴う屈折率分布によって異なる光路畏
を経験することになシ、レーザビームは歪む。
光路０す、（１）、■υは、山形端部ａη、（ト）にお
いて、温度分布に伴う屈折率分布によって異なる光路畏
を経験することになシ、レーザビームは歪む。
また、スラブの熱的変形も端部形状を又映した複雑なも
のとなる。
のとなる。
以上の現象は、いわゆるエンド・エフェクトと言われる
ものである。
ものである。
これに対し、本発明では、スラブ端面が表面に対し垂直
である単純な形状であるため、熱的変形は単純なものと
なシ、レーザビームの歪は低減される。
である単純な形状であるため、熱的変形は単純なものと
なシ、レーザビームの歪は低減される。
さらに、従来例において、スラグ端部は部分的にしか励
起されず、他の部分はレーザ光の吸収部となっていたの
に対し、本発明では、スラブ全頭載を端部迄はぼ均一に
励起しているため吸収部が存在せず、発振効率の向上が
望める他、高価なレーザ媒質の有効利用と言う観点から
も効果は太きい。そして、本発明ではスラブの形状が直
方体であシ、従来例に比べ端部の光学研磨面数が減シ、
コストの低減も望める。又、直方体スラブは他の従来例
である斜方体スラブに比べても製作が容易であることは
明白である。
起されず、他の部分はレーザ光の吸収部となっていたの
に対し、本発明では、スラブ全頭載を端部迄はぼ均一に
励起しているため吸収部が存在せず、発振効率の向上が
望める他、高価なレーザ媒質の有効利用と言う観点から
も効果は太きい。そして、本発明ではスラブの形状が直
方体であシ、従来例に比べ端部の光学研磨面数が減シ、
コストの低減も望める。又、直方体スラブは他の従来例
である斜方体スラブに比べても製作が容易であることは
明白である。
次にレーザビームの入出射方法と偏光について述べる。
第４図は本発明の一実施例に係る光路及びビーム伝搬角
と、偏光を示した説明図である。
と、偏光を示した説明図である。
θｉはスラブ端面への入射角、００は端面での屈折角、
θｒｆｄ’スラブ内の全反射角である。レーザビームの
人出射方７去としては、まずθ１をプリューター角二〇
Ｂにとり伝搬ビームをＰ偏光とする方法がある。スラブ
がＮｄ ： ＹＡＧの場合、屈折率ｎ＝１．８２で大気
からの入射ではθｉ二θＢ＝６１．２°、θ０＝２７．
５゜θｒ＝６２．５°であシ、間接冷却支持材をガラス
：ｎ＝１．５とすｆｌは、臨界角二〇〇＝６５．５°と
なυ、θｒ〉θＣで全反射条件は満足される。
θｒｆｄ’スラブ内の全反射角である。レーザビームの
人出射方７去としては、まずθ１をプリューター角二〇
Ｂにとり伝搬ビームをＰ偏光とする方法がある。スラブ
がＮｄ ： ＹＡＧの場合、屈折率ｎ＝１．８２で大気
からの入射ではθｉ二θＢ＝６１．２°、θ０＝２７．
５゜θｒ＝６２．５°であシ、間接冷却支持材をガラス
：ｎ＝１．５とすｆｌは、臨界角二〇〇＝６５．５°と
なυ、θｒ〉θＣで全反射条件は満足される。
尚、ブリュースター入射の場合、レーザ媒質であるスラ
ブの材質を決めれば、θ０．θｒは一義的に決まるが、
θｒが内部全反射を満するよりなθ１に対して端面に無
反射コーティング（１３ｄ）、（１４ｄ）を施し、ビー
ム伝搬角の設計自由度を上げることも可能である。特に
第５図に示すようにＳ偏光に対する無反射コーティング
（１３ｆ）、 （１４ｆ）を施し、内部全反射をＳ偏光
とすることも可能である。
ブの材質を決めれば、θ０．θｒは一義的に決まるが、
θｒが内部全反射を満するよりなθ１に対して端面に無
反射コーティング（１３ｄ）、（１４ｄ）を施し、ビー
ム伝搬角の設計自由度を上げることも可能である。特に
第５図に示すようにＳ偏光に対する無反射コーティング
（１３ｆ）、 （１４ｆ）を施し、内部全反射をＳ偏光
とすることも可能である。
上記実施例では折返しミラーを２つに分ける場合につい
て述べたが、Ｗ、６図に示すように１つのコーナーミラ
ー（９ｃ〕で代用することもできる。
て述べたが、Ｗ、６図に示すように１つのコーナーミラ
ー（９ｃ〕で代用することもできる。
また、上記一連の実施例ではレーザビームの折返しを外
部光学素子で行っていたが、第７図に示すよう、レーザ
ビーム出力側と異なる側のスラブ端面に金属薄膜、誘電
体多７會膜等の全反射膜（９ｄ）をコーティングするこ
とで、スラブ内部でビームを折返しても良い。尚、この
場合、外部光学素子は不用になシ装置の単純化が行える
他、コスト低減の意味でも効果は大きい。
部光学素子で行っていたが、第７図に示すよう、レーザ
ビーム出力側と異なる側のスラブ端面に金属薄膜、誘電
体多７會膜等の全反射膜（９ｄ）をコーティングするこ
とで、スラブ内部でビームを折返しても良い。尚、この
場合、外部光学素子は不用になシ装置の単純化が行える
他、コスト低減の意味でも効果は大きい。
以上のように、本発明によれば、レーザ媒質をその端面
がレーザ媒質の光学的平滑面に対して垂直な直方体とし
、かつ上記レーザ媒實内をレーザビームが異なる光路で
伝搬して上記レーザ媒質を相補的に満たすように、上記
レーザ媒質の端部に複数の全反射部及び部分反射部を配
設して固体レーザ装置を構成するようにしたので、ビー
ム品質と出力安定性の向上が望め、また効率が高く、コ
ストの安価な装置が得られる効果がある。
がレーザ媒質の光学的平滑面に対して垂直な直方体とし
、かつ上記レーザ媒實内をレーザビームが異なる光路で
伝搬して上記レーザ媒質を相補的に満たすように、上記
レーザ媒質の端部に複数の全反射部及び部分反射部を配
設して固体レーザ装置を構成するようにしたので、ビー
ム品質と出力安定性の向上が望め、また効率が高く、コ
ストの安価な装置が得られる効果がある。
また、レーザ媒質はその全頭載が励起されると共に、上
記レーザ媒質の側面及び端面は断熱され、光学的平滑面
は全面が冷却されるようにすることにより、さらに光学
歪が抑えられ、ビーム品質がよく、安定性の優れた固体
レーザ装置が得られる。
記レーザ媒質の側面及び端面は断熱され、光学的平滑面
は全面が冷却されるようにすることにより、さらに光学
歪が抑えられ、ビーム品質がよく、安定性の優れた固体
レーザ装置が得られる。
さらに、レーザ媒質の一方の端面は、全反射膜がコーテ
ィングされ、上記レーザ媒質内のビーム光路を上記全反
射膜により折返すようにすれば装置が単純化し、コスト
も低減する効果がある０
ィングされ、上記レーザ媒質内のビーム光路を上記全反
射膜により折返すようにすれば装置が単純化し、コスト
も低減する効果がある０
ｉ１図は本発明の一実施例による固体レーザ装置のビー
ム伝搬径路を示す側面構成図、第２図（ａ）。 （ｂ）は各々本発明の一実施例による固体レーザ装置を
示す横断面構成図及び縦断面構成図、第３図（ａ）。 （ｂ）は各々本発明の一実施例に係るレーザ媒質内の温
度分布を示す分布図、第４囚は本発明の一実施例に係る
ビーム伝搬角と偏光状、報を示す説明図、第５図は本発
明の他の実施例に係るビーム伝搬角と偏光状態を示す説
明図、第６図及び第７図は各々本発明の他の実施例によ
る固体レーザ装置を示す側面構成図、第８図は従来の固
体レーザ装置を示す側面構成図、第９図は第８図■−■
線断面図、並びに第１Ｏ図（ａ） 、 （ｂ）は各々従
来の固体レーザ装置の動作時における温度分布とビーム
径路を示した横断面構成図及び１１＠面構成図である。 （１）・・・レーザ媒質、（３）・・・冷媒、（５）・
・・励起ランプ、（９ａ）、（９ｂ）・・・折返しミラ
ー （９ｃ）・・・コーナミラ（９ｄ〕・・・全反射膜
、（１０ａ ）・・・部分反射鏡、（１０ｂ）−・・全
反射鏡、（１ユａ）、（１１ｂ）、（ｌｌｄ） ・・・
レーザビーム、（ロ）・・・表面、α、ｉ 、 （１４
１・・・端部、 Ｃ１０・・・側面、（１，（９・・・
励起光 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
ム伝搬径路を示す側面構成図、第２図（ａ）。 （ｂ）は各々本発明の一実施例による固体レーザ装置を
示す横断面構成図及び縦断面構成図、第３図（ａ）。 （ｂ）は各々本発明の一実施例に係るレーザ媒質内の温
度分布を示す分布図、第４囚は本発明の一実施例に係る
ビーム伝搬角と偏光状、報を示す説明図、第５図は本発
明の他の実施例に係るビーム伝搬角と偏光状態を示す説
明図、第６図及び第７図は各々本発明の他の実施例によ
る固体レーザ装置を示す側面構成図、第８図は従来の固
体レーザ装置を示す側面構成図、第９図は第８図■−■
線断面図、並びに第１Ｏ図（ａ） 、 （ｂ）は各々従
来の固体レーザ装置の動作時における温度分布とビーム
径路を示した横断面構成図及び１１＠面構成図である。 （１）・・・レーザ媒質、（３）・・・冷媒、（５）・
・・励起ランプ、（９ａ）、（９ｂ）・・・折返しミラ
ー （９ｃ）・・・コーナミラ（９ｄ〕・・・全反射膜
、（１０ａ ）・・・部分反射鏡、（１０ｂ）−・・全
反射鏡、（１ユａ）、（１１ｂ）、（ｌｌｄ） ・・・
レーザビーム、（ロ）・・・表面、α、ｉ 、 （１４
１・・・端部、 Ｃ１０・・・側面、（１，（９・・・
励起光 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (3)
- （１）光軸に沿つて各々対向する２つの光学的平滑面と
２つの側面を有し、上記光軸に直交する断面がほぼ矩形
のレーザ媒質内をレーザビームがジグザグ状に伝搬する
固体レーザ装置において、上記レーザ媒質はその端面が
上記光学的平滑面に対して垂直な直方体であり、かつ、
上記レーザ媒質内を上記レーザビームが異なる光路で伝
搬して上記レーザ媒質を相補的に満たすように、上記レ
ーザ媒質の端部に複数の全反射部及び部分反射部を配設
したことを特徴とする固体レーザ装置。 - （２）レーザ媒質はその全領域が励起されると共に、上
記レーザ媒質の側面及び端面は断熱され、光学的平滑面
は全面が冷却されていることを特徴とする請求項１記載
の固体レーザ装置。 - （３）レーザ媒質の一方の端面は全反射膜がコーティン
グされ、上記レーザ媒質内のビーム光路を上記全反射膜
により折返す請求項１記載の固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16564188A JP2586110B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16564188A JP2586110B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 固体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0214587A true JPH0214587A (ja) | 1990-01-18 |
| JP2586110B2 JP2586110B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=15816222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16564188A Expired - Fee Related JP2586110B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2586110B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03293787A (ja) * | 1990-04-12 | 1991-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | 固体レーザ装置 |
| JPH0474781U (ja) * | 1990-11-02 | 1992-06-30 | ||
| JP2003023194A (ja) * | 2001-07-05 | 2003-01-24 | Japan Atom Energy Res Inst | 固体レーザー増幅器 |
| JP2008522409A (ja) * | 2004-11-26 | 2008-06-26 | ジェフリー， ジー マンニ， | 高利得ダイオード励起レーザ増幅器 |
| CN104604049A (zh) * | 2012-08-03 | 2015-05-06 | M·A·斯图尔特 | 板条激光器和放大器以及其使用方法 |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP16564188A patent/JP2586110B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03293787A (ja) * | 1990-04-12 | 1991-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | 固体レーザ装置 |
| JPH0474781U (ja) * | 1990-11-02 | 1992-06-30 | ||
| JP2003023194A (ja) * | 2001-07-05 | 2003-01-24 | Japan Atom Energy Res Inst | 固体レーザー増幅器 |
| JP2008522409A (ja) * | 2004-11-26 | 2008-06-26 | ジェフリー， ジー マンニ， | 高利得ダイオード励起レーザ増幅器 |
| US9525262B2 (en) | 2011-08-04 | 2016-12-20 | Martin A. Stuart | Slab laser and amplifier and method of use |
| US10777960B2 (en) | 2011-08-04 | 2020-09-15 | Martin A. Stuart | Slab laser and amplifier |
| CN104604049A (zh) * | 2012-08-03 | 2015-05-06 | M·A·斯图尔特 | 板条激光器和放大器以及其使用方法 |
| JP2015528217A (ja) * | 2012-08-03 | 2015-09-24 | スチュアート，マーティン，エー． | スラブレーザおよび増幅器ならびに使用方法 |
| EP2880722A4 (en) * | 2012-08-03 | 2016-04-27 | Martin A Stuart | SLABLASER AND AMPLIFIER AND USE METHOD |
| EP3185373A1 (en) * | 2012-08-03 | 2017-06-28 | Stephen Lee Cunningham | Slab laser and amplifier |
| CN104604049B (zh) * | 2012-08-03 | 2019-08-13 | M·A·斯图尔特 | 板条激光器和放大器以及其使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2586110B2 (ja) | 1997-02-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |