JPH0311680A - 半導体レーザ励起固体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ励起固体レーザ装置Info
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- JPH0311680A JPH0311680A JP1144041A JP14404189A JPH0311680A JP H0311680 A JPH0311680 A JP H0311680A JP 1144041 A JP1144041 A JP 1144041A JP 14404189 A JP14404189 A JP 14404189A JP H0311680 A JPH0311680 A JP H0311680A
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- state laser
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- 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
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
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- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
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- H01S3/0602—Crystal lasers or glass lasers
- H01S3/0606—Crystal lasers or glass lasers with polygonal cross-section, e.g. slab, prism
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- Lasers (AREA)
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、金属、半導体、セラミックス等の加工あるい
はコアギユレータとして医療に用いる高出力の半導体レ
ーザ励起固体レーザ装置に関するものである。
はコアギユレータとして医療に用いる高出力の半導体レ
ーザ励起固体レーザ装置に関するものである。
（従来の技術）
従来、固体レーザ装置の励起には、アークランプやフラ
ッシュランプ等が用いられてきたが、励起効率が低いた
め、レーザ全体の効率は悪く、また、ランプや固体レー
ザ媒質の放熱のために装置は大形とならざるを得なかっ
た。近年、高出力の半導体レーザが開発されるに及び、
これを固体レーザの励起光源として用いるようになって
きた。
ッシュランプ等が用いられてきたが、励起効率が低いた
め、レーザ全体の効率は悪く、また、ランプや固体レー
ザ媒質の放熱のために装置は大形とならざるを得なかっ
た。近年、高出力の半導体レーザが開発されるに及び、
これを固体レーザの励起光源として用いるようになって
きた。
半導体レーザは、固体レーザ媒質の吸収帯に波長を合わ
せることができるため、励起効率が大幅に改善されるば
かりでなく、余分なスペクトルを吸収しないので、発熱
せず従って、放熱板を必要とせず高効率で小形の固体レ
ーザが得られる。
せることができるため、励起効率が大幅に改善されるば
かりでなく、余分なスペクトルを吸収しないので、発熱
せず従って、放熱板を必要とせず高効率で小形の固体レ
ーザが得られる。
この種の従来の半導体レーザ励起固体レーザ装置につい
て、第５図および第６図により説明する。
て、第５図および第６図により説明する。
まず、第５図は、軸励起方式の半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置の構成を示す斜視図で、半導体レーザ励起固体
レーザ装置は、ネオジム（Ｎｄ）を注入したＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド１を挟んで、上記のＮｄ：ＹＡＧロッド１の後
端面に形成した平面状の内部反射鏡と凹面状の外部反射
鏡２で光共振器を形成したＹＡＧレーザと、上記のＮｄ
：ＹＡＧロッド１を励起する半導体レーザ３と、上記の
半導体レーザ３の出射光を上記のＮｄ：ＹＡＧロッド１
の後端面に集光する集光レンズ４とから構成される。
ーザ装置の構成を示す斜視図で、半導体レーザ励起固体
レーザ装置は、ネオジム（Ｎｄ）を注入したＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド１を挟んで、上記のＮｄ：ＹＡＧロッド１の後
端面に形成した平面状の内部反射鏡と凹面状の外部反射
鏡２で光共振器を形成したＹＡＧレーザと、上記のＮｄ
：ＹＡＧロッド１を励起する半導体レーザ３と、上記の
半導体レーザ３の出射光を上記のＮｄ：ＹＡＧロッド１
の後端面に集光する集光レンズ４とから構成される。
このような構成の半導体レーザ励起固体レーザ装置の動
作について説明する。半導体レーザ３の出射光を集光レ
ンズ４で、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１の後端面に集光するよ
うに照射すると、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１が励起され、そ
の後端面に形成された内部反射鏡ならびに外部反射鏡２
で構成された光共振器で、共振を生じ、外部反射鏡２を
通してＹＡＧレーザ光が出射される。
作について説明する。半導体レーザ３の出射光を集光レ
ンズ４で、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１の後端面に集光するよ
うに照射すると、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１が励起され、そ
の後端面に形成された内部反射鏡ならびに外部反射鏡２
で構成された光共振器で、共振を生じ、外部反射鏡２を
通してＹＡＧレーザ光が出射される。
第６図は、側面励起方式の構成を示す斜視図で、側面励
起方式が第５図に示した軸励起方式と異なる点は、Ｎｄ
：ＹＡＧロッド１の半径方向に複数の半導体レーザ３を
配置し、その出射光を上記のＮｄ：ＹＡＧロッド１の外
周面に集光する円柱レンズ５を設けた点である。その他
は変わらないので、同じ構成部品には同一符号を付して
、その説明を省略する。
起方式が第５図に示した軸励起方式と異なる点は、Ｎｄ
：ＹＡＧロッド１の半径方向に複数の半導体レーザ３を
配置し、その出射光を上記のＮｄ：ＹＡＧロッド１の外
周面に集光する円柱レンズ５を設けた点である。その他
は変わらないので、同じ構成部品には同一符号を付して
、その説明を省略する。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記の構成では、第５図に示した軸励起
方式の場合、半導体レーザ３は、その出射光とＹＡＧレ
ーザ光の結合効率がよいため、励起効率が高いばかりで
なく、ＴＥＭｏｏモードで安定して作動するが、しかし
励起場所が１点に限られており、しかも半導体レーザの
高出力化にも限界があることから、高出力を得ることは
難しいという問題があった。一方、第６図に示した側面
励起方式の場合、第５図の軸励起方式と比べ多数の半導
体レーザ３で励起することができるので、高出力化に適
するが、結合効率が低いため励起効率が悪く、しかもＴ
Ｅ Ｍｏｏモードで安定に作動しないという問題があ
った。
方式の場合、半導体レーザ３は、その出射光とＹＡＧレ
ーザ光の結合効率がよいため、励起効率が高いばかりで
なく、ＴＥＭｏｏモードで安定して作動するが、しかし
励起場所が１点に限られており、しかも半導体レーザの
高出力化にも限界があることから、高出力を得ることは
難しいという問題があった。一方、第６図に示した側面
励起方式の場合、第５図の軸励起方式と比べ多数の半導
体レーザ３で励起することができるので、高出力化に適
するが、結合効率が低いため励起効率が悪く、しかもＴ
Ｅ Ｍｏｏモードで安定に作動しないという問題があ
った。
本発明は上記の問題を解決するもので、高出力で、Ｔ
Ｅ Ｍｏｏモードの安定した半導体レーザ励起固体レー
ザ装置を提供するものである。
Ｅ Ｍｏｏモードの安定した半導体レーザ励起固体レー
ザ装置を提供するものである。
（課題を解決するための手段）
３−
上記の課題を解決するため、本発明は、六角柱状のＮｄ
：ＹＡＧロッドを用い、励起されたＹＡＧレーザ光を六
角柱の各構成面で順に、スパイラル状に反射させ、各構
成面の反射点を半導体レーザ光で励起するものである。
：ＹＡＧロッドを用い、励起されたＹＡＧレーザ光を六
角柱の各構成面で順に、スパイラル状に反射させ、各構
成面の反射点を半導体レーザ光で励起するものである。
（作 用）
上記の構成により、複数の半導体レーザを用い各反射点
を励起するので、軸励起のように半導体レーザ光をＹＡ
Ｇレーザ光の結合効率がよく、励起効率がよいばかりで
なく、Ｔ Ｅ Ｍ、、モードで安定に作動する。また反
射点が増えるから多数の半導体レーザで励起することが
できるので、高出力でしかもＴ Ｅ Ｍ、ｏモードで安
定に作動する半導体レーザ励起固体レーザ装置が得られ
る。
を励起するので、軸励起のように半導体レーザ光をＹＡ
Ｇレーザ光の結合効率がよく、励起効率がよいばかりで
なく、Ｔ Ｅ Ｍ、、モードで安定に作動する。また反
射点が増えるから多数の半導体レーザで励起することが
できるので、高出力でしかもＴ Ｅ Ｍ、ｏモードで安
定に作動する半導体レーザ励起固体レーザ装置が得られ
る。
（実施例）
本発明の一実施例について、第１図ないし第４図により
説明する。
説明する。
第１図は、本発明による半導体レーザ励起固体レーザ装
置の構成を示す斜視図、第２図はその固体レーザ部を示
す斜視図、第３図はその固体レーザ媒質の展開図である
。
置の構成を示す斜視図、第２図はその固体レーザ部を示
す斜視図、第３図はその固体レーザ媒質の展開図である
。
第１図において、本発明による半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置は、−辺の幅が５ｍ、長さが３２ｍの六角柱状
で、両端に中心軸に対して角度０を】１°にした、内部
反射鏡となる反射面６ａおよび出射面６ｂを形成したＮ
ｄ：ＹＡＧロッド６と、第２図に破線で示すように、上
記の反射面６ａから出射面６ｂに内部反射を繰り返しな
がら進むＹＡＧレーザ光の各反射点６ｃに合わせて、六
角柱の各構成面６ｄに対向するように配置したそれぞれ
複数個のレンズ一体形半導体レーザ７と、上記の出射面
６ｂに相対向するように配置した外部反射鏡８とから構
成されている。
ーザ装置は、−辺の幅が５ｍ、長さが３２ｍの六角柱状
で、両端に中心軸に対して角度０を】１°にした、内部
反射鏡となる反射面６ａおよび出射面６ｂを形成したＮ
ｄ：ＹＡＧロッド６と、第２図に破線で示すように、上
記の反射面６ａから出射面６ｂに内部反射を繰り返しな
がら進むＹＡＧレーザ光の各反射点６ｃに合わせて、六
角柱の各構成面６ｄに対向するように配置したそれぞれ
複数個のレンズ一体形半導体レーザ７と、上記の出射面
６ｂに相対向するように配置した外部反射鏡８とから構
成されている。
なお、上記のＮｄ：ＹＡＧロッド６は、反射面６ａが波
長１．０６ｐｍに対して９９％以上の反射率、出射面が
同じ波長］、、０６ｐｍに対して９９％以上の透過率、
六角柱の構成面６ｄが波長０．８０９ｐｍに対しては９
０％の透過率、波長１．．０６／７ｎ＋に対しては９９
％以上の反射率をそれぞれ有するようにコーティングを
施しである。また、外部反射鏡８は、曲率半径１ｍの凹
面鏡で、波長１．０６ｐｍに対して８０％以」―の反射
率となるように、コーティングを施しである。
長１．０６ｐｍに対して９９％以上の反射率、出射面が
同じ波長］、、０６ｐｍに対して９９％以上の透過率、
六角柱の構成面６ｄが波長０．８０９ｐｍに対しては９
０％の透過率、波長１．．０６／７ｎ＋に対しては９９
％以上の反射率をそれぞれ有するようにコーティングを
施しである。また、外部反射鏡８は、曲率半径１ｍの凹
面鏡で、波長１．０６ｐｍに対して８０％以」―の反射
率となるように、コーティングを施しである。
また、上記のレンズ一体形半導体レーザ７の発振波長は
、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶の吸収波長帯に合わせ０．８０９μ
ｍで、Ｎｄ：ＹＡＧロッド６の各構成面６ｄの反射点６
ｃをそれぞれ励起点として励起作用を起こす。
、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶の吸収波長帯に合わせ０．８０９μ
ｍで、Ｎｄ：ＹＡＧロッド６の各構成面６ｄの反射点６
ｃをそれぞれ励起点として励起作用を起こす。
本実施例では、各構成面６ｄの反射点６ｃは、６点なの
で、合計３６箇所で励起していることになる。
で、合計３６箇所で励起していることになる。
さらに、これらのレンズ一体形半導体レーザ７は、励起
効率が最も良くなる位置に合わせて配置しである。
効率が最も良くなる位置に合わせて配置しである。
第４図は、本発明による半導体レーザ励起固体レーザ装
置の出力特性図である。ＹＡＧレーザの発振しきい入力
値は０．９Ｗで、入力］、ＯＷで最大出力３．２Ｗを得
ている。このときレンズ一体形半導体レーザ７の１個あ
たりの出力は０．２８Ｗである。
置の出力特性図である。ＹＡＧレーザの発振しきい入力
値は０．９Ｗで、入力］、ＯＷで最大出力３．２Ｗを得
ている。このときレンズ一体形半導体レーザ７の１個あ
たりの出力は０．２８Ｗである。
なお、本実施例では、半導体レーザ光をレンズで集光し
て直接励起をおこなったが、各半導体レーザ光を光ファ
イバで導いて励起する方法をとれば、半導体レーザに放
熱板やペルチェ素子を用いて冷却してもコンバク１〜に
ＹＡＧロッドの側面から励起することができるので、励
起入力をさらに高くでき、Ｙ Ａ Ｇ出力を向上できる
。また、本実施例では、ＹＡＧロッドを六角柱に加工し
たが、角数をさらに増加すればより多数の半導体レーザ
で励起することができる。
て直接励起をおこなったが、各半導体レーザ光を光ファ
イバで導いて励起する方法をとれば、半導体レーザに放
熱板やペルチェ素子を用いて冷却してもコンバク１〜に
ＹＡＧロッドの側面から励起することができるので、励
起入力をさらに高くでき、Ｙ Ａ Ｇ出力を向上できる
。また、本実施例では、ＹＡＧロッドを六角柱に加工し
たが、角数をさらに増加すればより多数の半導体レーザ
で励起することができる。
（発明の効果）
以」二説明したように、本発明によれば、高出力で安定
にＴＥＭｏｏモードで作動する半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置が得られ、金属、半導体、セラミックス等の加
工やコアギユレータとして医療に用いるに十分な出力を
得ることができる。
にＴＥＭｏｏモードで作動する半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置が得られ、金属、半導体、セラミックス等の加
工やコアギユレータとして医療に用いるに十分な出力を
得ることができる。
第１図、第２図および第３図は本発明による半導体レー
ザ励起固体レーザ装置の構成を示す斜視図、その固体レ
ーザ部の斜視図およびその固体レーザ媒質の展開図、第
４図はその出力特性図、第５図および第６図はそれぞれ
従来の軸励起方式および側面励起方式の半導体レーザ励
起固体レーザー 装置の構成を示す斜視図である。 １ ・・Ｎｄ：ＹＡＧロッド、 ２，８外部反射鏡、
３ ・・・半導体レーザ、 ４・・・集光レンズ、 ５
・・・円柱レンズ、６・・・六角柱状Ｎｄ：ＹＡＧロ
ッド、 ６ａ・・・反射面、 ６ｂ・・・出射面、 ６
ｃ・・・反射点、 ６ｄ・・・構成面、 ７ ・・・
レンズ−体形半導体レーザ。
ザ励起固体レーザ装置の構成を示す斜視図、その固体レ
ーザ部の斜視図およびその固体レーザ媒質の展開図、第
４図はその出力特性図、第５図および第６図はそれぞれ
従来の軸励起方式および側面励起方式の半導体レーザ励
起固体レーザー 装置の構成を示す斜視図である。 １ ・・Ｎｄ：ＹＡＧロッド、 ２，８外部反射鏡、
３ ・・・半導体レーザ、 ４・・・集光レンズ、 ５
・・・円柱レンズ、６・・・六角柱状Ｎｄ：ＹＡＧロ
ッド、 ６ａ・・・反射面、 ６ｂ・・・出射面、 ６
ｃ・・・反射点、 ６ｄ・・・構成面、 ７ ・・・
レンズ−体形半導体レーザ。
Claims (1)
- 多角柱状で、その両端面の中央に柱軸に対して傾斜角を
持たせた反射面および出射面を形成した固体レーザ媒質
と、上記の固体レーザ媒質内をスパイラル状に反射を繰
り返す時の多角柱構成面の各反射点に集光するように配
置した複数個の半導体レーザと、上記の固体レーザ媒質
の出射面あるいは外部に設けた出射側反射鏡からなり、
上記の各構成面の反射点を上記の半導体レーザの出射光
で励起することを特徴とする半導体レーザ励起固体レー
ザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144041A JPH0311680A (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144041A JPH0311680A (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0311680A true JPH0311680A (ja) | 1991-01-18 |
Family
ID=15352945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1144041A Pending JPH0311680A (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0311680A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01105586A (ja) * | 1987-08-28 | 1989-04-24 | General Electric Co <Ge> | 固体レーザ媒質 |
| JPH01122180A (ja) * | 1987-09-30 | 1989-05-15 | Spectra Physics Inc | 横方向ポンピングによる高能率のモード調和形固体レーザ |
-
1989
- 1989-06-08 JP JP1144041A patent/JPH0311680A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01105586A (ja) * | 1987-08-28 | 1989-04-24 | General Electric Co <Ge> | 固体レーザ媒質 |
| JPH01122180A (ja) * | 1987-09-30 | 1989-05-15 | Spectra Physics Inc | 横方向ポンピングによる高能率のモード調和形固体レーザ |
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