JPH02186685A - 固体レーザー発振装置 - Google Patents

固体レーザー発振装置

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JPH02186685A
JPH02186685A JP1004699A JP469989A JPH02186685A JP H02186685 A JPH02186685 A JP H02186685A JP 1004699 A JP1004699 A JP 1004699A JP 469989 A JP469989 A JP 469989A JP H02186685 A JPH02186685 A JP H02186685A
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JP
Japan
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solid
light
laser
flash lamp
solid material
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JP1004699A
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Kiyoshi Oda
清志 小田
Nobuhiro Kodama
展宏 小玉
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
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    • 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
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/092—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
    • H01S3/093—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp focusing or directing the excitation energy into the active medium
    • H01S3/0931—Imaging pump cavity, e.g. elliptical
    • 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
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/162—Solid materials characterised by an active (lasing) ion transition metal
    • H01S3/1625—Solid materials characterised by an active (lasing) ion transition metal titanium

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、チタンを添加したサファイアをレーザー媒質
として用いた固体レーザー発振装置の改良に関する。
［従来の技術］ 固体媒質を用いたレーザー発振装置は、切断用の機械、
医療用のレーザーメス等の小形機器類に広く利用されて
いる。
チタンを添加したサファイアは、レーザー発振装置の固
体媒質として用いられているが、このものは発光寿命が
短いため、短時間に充分な励起を行なわなければレーザ
ー発振しない。
励起用光源であるフラッシュランプ等を用いた側面励起
の場合、固体媒質の大部分を励起しなければならず、こ
のためには、短時間に多大なエネルギーの入力が必要で
あり又、フラッシュランプ等のランプではサファイアを
励起しない波長の光も同時に発光するのでエネルギーの
変換効率が低いという問題があった。
従来このようなエネルギーの変換効率を向上させる方法
として、固体媒質の周囲に、紫外域の光を可視域の光に
変換する色素で着色した溶液を循環させてエネルギーの
変換効率を向上させる方法が採られていた。
しかし、この方法は、 ■１色素の劣化が避けられず、従ってその交換が必要と
なる。
２、色素の循環系、特に、光の変換部を常に清潔に保ち
高い光の透過率を保つ必要がある。
３、色素の毒性等の安全性に留意する必要がある。
等々の問題があり、必ずしも好適な方法であるとは言え
ない。
［課題を解決する為の手段］ 本発明者らは、上記した問題のないレーザー発振装置に
つき種々検討した結果、チタンを添加したサファイアを
レーサー媒質（固体媒質）として用いた際、そのレーザ
ー媒質の近傍及び又はフラッシュランプの近傍にある種
の固体材料を配置することにより、効率の良いレーザー
の発振が可能であることを見出し本発明を完成した。
即ち、本発明は、レーザー媒質としてチタンを添加した
サファイアを用い、フラッシュランプを励起光源として
用いた固体レーザー発振装置において、セリウム及び／
又はエルビウムを添加した、石英ガラス又は、同じく透
明プラスチック又は、同じく透明セラミックスからなる
固体材料を上記レーザー媒質の近傍及び又はフラッシュ
ランプの近傍に配置したことを特徴とする固体レーザー
発振装置に関するものである。
次に本発明の（１豹戊を詳細に説明する。
本発明に用いるレーザー媒質は、チタンを添加したサフ
ァイア、いわゆるチタンサファイアである。
この媒質のチタン添加量は０．０１〜０．２ｖｔ％の通
常のものである。
チタンサファイアに光を当てて励起させる際、４９０ｎ
ｍ　（ｉｆ近の波長の光が最も効率が良いとされている
。本発明で上記レーザー媒質及び／又はフラッシュラン
プの近傍に配置する固体材料は、紫外域の光を可視域の
光即ち、４９０ｎｍ付近の波長の光に選択変換する特性
を持ち且つ上記可視域の光に対し透明である材料を用い
る。
このような４Ａ料につき本発明者らは種々検討した結果
、石英ガラス、透明プラスチック、透明セラミックス等
にセリウム及び／又はエルビウムを添加したものを用い
ると、チタンサファイアを励起する光を効率的に選択変
換できることを見い出した。
固体材料に対するこれら添加物の添加割合は、固体材料
の材質にもよるが、１．　ｗｔ％までの範囲で充分であ
る。
上記添加割合がこの範囲より大になると固体材料の紫外
域の光から可視域の光に変換する際の効率か低下し、従
ってレーサー光の電力からのエネルギーの変換効率が低
下する。又、同じく紫外域の光の吸収が多くなり、固体
材料の加熱の原因にもなりひいては固体材料の損傷の原
因となる恐れがある。前記した固体材料は、例えば、成
形の際セリウム、エルビウムの元素を添加することによ
り目的とするものを得る。固体材料として用いる透明セ
ラミックス、透明プラスチックスは、アルミナ、マグネ
シア、ジルコニア、ポリカーボネートなどである。
本発明の装置は、上記した固体材料をレーザー媒質及び
／又はフラッシュランプの近傍に配置するが、その構成
を図面に示した本発明の一実施態様により説明する。
図１は、本発明で固体材料をレーザー媒質の近傍に配置
した装置の一実施態様の外観図である。
図中１はフラッシュランプ、２はレーザー媒質で、チタ
ンサファイアの円形ロッドである。３は固体材料で形成
した環状物で、４は光反射板である。
本発明で用いる固体材料の配置は上記した配置に限定さ
れるものでなく、例えば、フラッシュランプの周囲に配
置する（図３）、フラッシュランブリ、レーザー媒質の
両方の周囲に夫々配置する（図４）など、少なくともフ
ラッシュランプから出た光がレーザー媒質に到達する間
のその光が通過する位置に配置すれば良い。
又、固体材料として熱に対して比較的弱いプラスチック
材料を用いた際は冷媒を循環させるなどの措置を講する
ことが好ましい。
［発明の効果］ 本発明の、チタンを添加したサファイアをレザー媒質と
して用いた装置は、電力からレーザー光へのエネルギー
変換効率を向上させる。
又、固体の波長変換材料を用いるので、材料の劣化によ
る材料交換が必要なく、安全性も高い。更に保守も簡便
である。
次に実施例で本発明を更に説明する。
実施例１ 図１に示したレーザー発振装置を用い試験した。
固体材料はセリウムを添加した石英ガラス（図中２）を
用いた。図２にその構成の概略図を示す。
又、反射ミラーはＬＯＧ％反射率（図中５）、９０％反
射率（図中６）のレーザーミラーを用いた。
フラッシュランプ（図中１）に２００ｊの電力を投入し
試験した。
石英ガラスへのセリウムの添加量にるレーザー光の強度
変化を表１に示す。
光が得られた。
実施例３ 図３に示すように、フラッシュランプの近傍にセリウム
（０，５ｗｔ％）添加の石英ガラス（図中３）を配した
装置を用い、図２の構成とし、フラッシュランプ（図中
１）に合計２００ｊの電力を投入したところ３０　ｍＪ
のレーザー光が得られた。
比較例 図１、図３、図４に示す装置で、固体材料に添加物なし
の石英ガラスを用いた装置、及び、固体材料を配置しな
い装置（図５）を用い、図２の構成としフラッシュラン
プに合計２００Ｊの電力を投入し試験した。結果を表２
に示した。
実施例２ フラッシュランプを２本直列に接続した装置で試験した
。固体材料は、セリウム（０，５νｔ％）添加の石英ガ
ラスを用いた。フラッシュランプに合計２００　Ｊの電
力を投入したところ４０　ｍＪのレーザ
【図面の簡単な説明】
図Ｌ　　３．４は本発明のレーザー媒質をフラッシュラ
ンプで励起する部分の一実施態様を、又、図５は固体材
料を配置しない装置を示す概略図である。図２は各実施
例、比較例で試験に供した発振器の構成を示す図である
。 図中１はフラッシュランプ、２はレーザー媒質、３は固
体材料、４は集光鏡、５．６はレーザーミラーを夫々示
す。 特許出願人　　　東ソー株式会社 図２ 図 匂

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. レーザー媒質としてチタンを添加したサファイアを用い
    、フラッシュランプを励起光源として用いた固体レーザ
    ー発振装置において、セリウム及び／又はエルビウムを
    添加した、石英ガラス又は、同じく透明プラスチック又
    は同じく、透明セラミックスからなる固体材料を上記レ
    ーザー媒質の近戻及び又はフラッシュランプの近傍に配
    置したことを特徴とする固体レーザー発振装置
JP1004699A 1989-01-13 1989-01-13 固体レーザー発振装置 Pending JPH02186685A (ja)

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JP1004699A JPH02186685A (ja) 1989-01-13 1989-01-13 固体レーザー発振装置
PCT/JP1990/000035 WO1990008413A1 (fr) 1989-01-13 1990-01-12 Laser a semi-conducteur
US07/573,119 US5134626A (en) 1989-01-13 1990-01-12 Solid laser generator
EP19900901687 EP0427856A4 (en) 1989-01-13 1990-01-12 Solid laser

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EP (1) EP0427856A4 (ja)
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Publication number Publication date
US5134626A (en) 1992-07-28
EP0427856A1 (en) 1991-05-22
WO1990008413A1 (fr) 1990-07-26
EP0427856A4 (en) 1991-10-30

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