JPH03190293A - スラブ型レーザ媒体 - Google Patents
スラブ型レーザ媒体Info
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- JPH03190293A JPH03190293A JP1330678A JP33067889A JPH03190293A JP H03190293 A JPH03190293 A JP H03190293A JP 1330678 A JP1330678 A JP 1330678A JP 33067889 A JP33067889 A JP 33067889A JP H03190293 A JPH03190293 A JP H03190293A
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Classifications
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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
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/0602—Crystal lasers or glass lasers
- H01S3/0604—Crystal lasers or glass lasers in the form of a plate or disc
-
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- H01S3/16—Solid materials
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-
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-
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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、寄生発振を抑えて発振効率または増幅効率を
高めることを可能にしたスラブ型レーザ媒体に関する。
高めることを可能にしたスラブ型レーザ媒体に関する。
［従来の技術］
従来から、固体レーザ媒体の１つとして、相対向する平
行な２つの面を反射面とし、これら反射面で交互に反射
を繰り返し、内部でジグザグ状の光路を形成して進行す
るレーザ光を外部に取り出すことにより、レーザ発振ま
たは光増幅作用を行うようにしたスラブ型レーザ媒体が
知られている（例えば、特公昭４８−１５５９９号公報
参照）。
行な２つの面を反射面とし、これら反射面で交互に反射
を繰り返し、内部でジグザグ状の光路を形成して進行す
るレーザ光を外部に取り出すことにより、レーザ発振ま
たは光増幅作用を行うようにしたスラブ型レーザ媒体が
知られている（例えば、特公昭４８−１５５９９号公報
参照）。
このスラブ型レーザ媒体は、レーザ光が対向する反射面
間で交互に反射を繰り返し、該レーザ媒体内をジグザグ
状に進行するようにしている。したがって、前記対向反
射面間の距離を短くしても、光路長を長くとることがで
きる。すなわち、レーザ媒体の厚さを薄くしても所望の
光路長が得られる。それゆえ、レーザ媒体を効率よく冷
却できるから大きな励起エネルギーを加えることができ
、大出力のレーザ発振を可能とする。
間で交互に反射を繰り返し、該レーザ媒体内をジグザグ
状に進行するようにしている。したがって、前記対向反
射面間の距離を短くしても、光路長を長くとることがで
きる。すなわち、レーザ媒体の厚さを薄くしても所望の
光路長が得られる。それゆえ、レーザ媒体を効率よく冷
却できるから大きな励起エネルギーを加えることができ
、大出力のレーザ発振を可能とする。
また、一般に、レーザ媒体内に温度勾配があると、熱歪
・熱応力に起因する熱レンズ効果・熱複屈折効果のため
にレーザ光に位相差が生じて得られるレーザ光のビーム
クォリティが低下する。しかし、このスラブ型レーザ媒
体では、レーザ光が前記反射面間をジグザグ状に進行し
、温度勾配のある厚さ方向を交互にほぼ均等に通過する
ことになるから、屈折率差等による位相差を相殺する作
用が得られ、比較的ビームクォリティのよいレーザ光が
得られる。
・熱応力に起因する熱レンズ効果・熱複屈折効果のため
にレーザ光に位相差が生じて得られるレーザ光のビーム
クォリティが低下する。しかし、このスラブ型レーザ媒
体では、レーザ光が前記反射面間をジグザグ状に進行し
、温度勾配のある厚さ方向を交互にほぼ均等に通過する
ことになるから、屈折率差等による位相差を相殺する作
用が得られ、比較的ビームクォリティのよいレーザ光が
得られる。
また、このスラブ型レーザ媒体の特徴をより生かして、
さらにビームクォリティのよいレーザ光が得られるよう
にしたものとして、ジェイ・アール・エメット等によっ
て提案されたいわゆるコンポジットタイプのスラブ型レ
ーザ媒体が知られている（米国 ローレンス・リバモア
国立研究所「レーザ・プログラム・マニュアル・レポー
ト」ｐｐ１５〜２０１９８４年刊、参照）。このコンポ
ジット・スラブ型レーザ媒体は対向反射面間における特
定の領域のみにレーザ光活性物質を含有させて温度勾配
を小さくしたものである。すなわち、一般に、スラブ型
レーザ媒体では、厚さ方向（対向する２つの反射面間）
における中央部が温度が高く、両端部（２つの反射面が
ある部位）にいくにしたがって温度が低い。そこで、こ
の温度の高い中央部からレーザ活性物質を取り去ること
により、この部分で励起による発熱が行われないように
するとともに、前記両端部のレーザ励起領域の厚さを極
めて薄く形成するとにより、厚さ方向における温度分布
を著しく小さくできるようにしたものである。
さらにビームクォリティのよいレーザ光が得られるよう
にしたものとして、ジェイ・アール・エメット等によっ
て提案されたいわゆるコンポジットタイプのスラブ型レ
ーザ媒体が知られている（米国 ローレンス・リバモア
国立研究所「レーザ・プログラム・マニュアル・レポー
ト」ｐｐ１５〜２０１９８４年刊、参照）。このコンポ
ジット・スラブ型レーザ媒体は対向反射面間における特
定の領域のみにレーザ光活性物質を含有させて温度勾配
を小さくしたものである。すなわち、一般に、スラブ型
レーザ媒体では、厚さ方向（対向する２つの反射面間）
における中央部が温度が高く、両端部（２つの反射面が
ある部位）にいくにしたがって温度が低い。そこで、こ
の温度の高い中央部からレーザ活性物質を取り去ること
により、この部分で励起による発熱が行われないように
するとともに、前記両端部のレーザ励起領域の厚さを極
めて薄く形成するとにより、厚さ方向における温度分布
を著しく小さくできるようにしたものである。
ところで、上述のスラブ型レーザ媒体でより大出力のレ
ーザ光を得ようとした場合、その障害となる原因の１つ
にレーザ媒体内部で生ずる寄生発振の現象がある。この
寄生発振は、レーザ媒体内において、一部のレーザ光が
正規の共振光路を進行することなく、例えば、対向する
反射面間を往復して有害な発振を行うものである。この
寄生発振が多いと、有効なレーザ光の発振効率が落ち、
結局、より大きな出力のレーザ光を得ることができなく
なる。
ーザ光を得ようとした場合、その障害となる原因の１つ
にレーザ媒体内部で生ずる寄生発振の現象がある。この
寄生発振は、レーザ媒体内において、一部のレーザ光が
正規の共振光路を進行することなく、例えば、対向する
反射面間を往復して有害な発振を行うものである。この
寄生発振が多いと、有効なレーザ光の発振効率が落ち、
結局、より大きな出力のレーザ光を得ることができなく
なる。
この寄生発振を抑える方法としては、いわゆるセグメン
ティドスペーサ法が知られている（ＳＰＩ Ｅ 、 Ｖ
ＯＬ、７３６１）、３８１９８７ ”Ｎｅｗ ５ｌａ
ｂ ａｎｄ ５ｏｌｉｄ−３ｔａｔｅ Ｌａ５ｅｒ Ｔ
ｅｃｈｎｏｇｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ”
参照）。この方法は、対向する反射面において、レーザ
共振光が反射されない部分の外面にゴム等からなるガス
ゲット部材を接触させ、この部分において全反射条件が
成立しないようにしたものである。
ティドスペーサ法が知られている（ＳＰＩ Ｅ 、 Ｖ
ＯＬ、７３６１）、３８１９８７ ”Ｎｅｗ ５ｌａ
ｂ ａｎｄ ５ｏｌｉｄ−３ｔａｔｅ Ｌａ５ｅｒ Ｔ
ｅｃｈｎｏｇｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ”
参照）。この方法は、対向する反射面において、レーザ
共振光が反射されない部分の外面にゴム等からなるガス
ゲット部材を接触させ、この部分において全反射条件が
成立しないようにしたものである。
すなわち、スラブ型レーザ媒体においては、外部に取り
出されるレーザ共振光は、対向する反射面間を交互に反
射してジグザグ状に進行する。このため、各反射面には
、前記スラブ型レーザ媒体内における前記ジグザグ状の
レーザ光路を形成しつつ進行して外部に取り出されるレ
ーザ光が通過しない非光路領域に含まれる部分が点在す
ることになる。したがって、この部分の外部に取り出す
レーザ光に対する全反射条件を崩しても発振効率を低下
させることはない。のみならず、この部分の全反射条件
を崩すことにより、この部分に進行してきた寄生発振光
の反射を防止することができ、寄生発振を抑えることが
できる。
出されるレーザ共振光は、対向する反射面間を交互に反
射してジグザグ状に進行する。このため、各反射面には
、前記スラブ型レーザ媒体内における前記ジグザグ状の
レーザ光路を形成しつつ進行して外部に取り出されるレ
ーザ光が通過しない非光路領域に含まれる部分が点在す
ることになる。したがって、この部分の外部に取り出す
レーザ光に対する全反射条件を崩しても発振効率を低下
させることはない。のみならず、この部分の全反射条件
を崩すことにより、この部分に進行してきた寄生発振光
の反射を防止することができ、寄生発振を抑えることが
できる。
［発明が解決しようとする課題］
ここで、上述のセグメンティドスペーサ法は、前記反射
面の非光路領域の部分の全反射条件を崩すことにより、
この部分での反射を抑えるという考え方に基づくもので
ある。それゆえ、前記ガスケット部材は、この全反射条
件を崩すための部材として用いられている。
面の非光路領域の部分の全反射条件を崩すことにより、
この部分での反射を抑えるという考え方に基づくもので
ある。それゆえ、前記ガスケット部材は、この全反射条
件を崩すための部材として用いられている。
ところが、本発明者等の実験によれば、上述のガスケッ
ト部材は、繰り返し発振に対して著しく劣化しやすいと
いうことが判明した。この原因を究明しなところ、この
ガスゲット部材が、前記レーザ媒体からの熱伝導によっ
て加熱される外に、励起光や寄生発振光を吸収して自ら
発熱し、耐熱温度以上になりやすいということがわかっ
た。特に、この現象は、レーザ媒体として耐水性に乏し
い材料を用い、冷却方法として冷却効率の低い空冷法を
採用した場合には顕著となる。
ト部材は、繰り返し発振に対して著しく劣化しやすいと
いうことが判明した。この原因を究明しなところ、この
ガスゲット部材が、前記レーザ媒体からの熱伝導によっ
て加熱される外に、励起光や寄生発振光を吸収して自ら
発熱し、耐熱温度以上になりやすいということがわかっ
た。特に、この現象は、レーザ媒体として耐水性に乏し
い材料を用い、冷却方法として冷却効率の低い空冷法を
採用した場合には顕著となる。
本発明は、上述の解明事実に基づいてなされたものであ
り、寄生発振を効果的に抑えることができるとともに、
長期間に渡って安定したレーザ発振や光増幅を行うこと
ができるスラブ型レーザ媒体を提供することを目的とし
たものである。
り、寄生発振を効果的に抑えることができるとともに、
長期間に渡って安定したレーザ発振や光増幅を行うこと
ができるスラブ型レーザ媒体を提供することを目的とし
たものである。
［課題を解決するための手段］
本発明は、以下の各構成とすることにより上述の課題を
解決している。
解決している。
（１）相対向する平行な２つの面を反射面とし、これら
反射面で交互に反射を繰り返し、内部でジグザグ状の光
路を形成して進行するレーザ光を外部に取り出すことに
より、レーザ発振または光増幅作用を行うようにしたス
ラブ型レーザ媒体において、 前記スラブ型レーザ媒体内における前記ジグザグ状のレ
ーザ光路を形成しつつ進行して外部に取り出されるレー
ザ光が通過しない非光路領域の少なくとも一部を、寄生
発振光を吸収する光吸収部材で構成したことを特徴とす
るスラブ型レーザ媒体。
反射面で交互に反射を繰り返し、内部でジグザグ状の光
路を形成して進行するレーザ光を外部に取り出すことに
より、レーザ発振または光増幅作用を行うようにしたス
ラブ型レーザ媒体において、 前記スラブ型レーザ媒体内における前記ジグザグ状のレ
ーザ光路を形成しつつ進行して外部に取り出されるレー
ザ光が通過しない非光路領域の少なくとも一部を、寄生
発振光を吸収する光吸収部材で構成したことを特徴とす
るスラブ型レーザ媒体。
（２）相対向する平行な２つの面を反射面とし、これら
反射面で交互に反射を繰り返し、内部でジグザグ状の光
路を形成して進行するレーザ光を外部に取り出すことに
より、レーザ発振または光増幅作用を行うようにしたス
ラブ型レーザ媒体において、 前記反射面のうち、前記レーザ媒体内における前記ジグ
ザグ状のレーザ光路を形成して進行し、外部に取り出さ
れるレーザ光が通過しない非光路領域に含まれる部分の
少なくとも一部の外部に接する側に、寄生発振光を吸収
する光吸収部材を固着し、 この光吸収部材が、前記反射面の外部に接する側に該光
吸収部材を接触させたときに該反射面の前記寄生発振光
に対する全反射条件が崩れる光学的性質と、前記スラブ
型レーザ媒体を構成する材料と類似する熱的性質とを兼
ね備えた材料で構成されたものであることを特徴とする
スラブ型レーザ媒体。
反射面で交互に反射を繰り返し、内部でジグザグ状の光
路を形成して進行するレーザ光を外部に取り出すことに
より、レーザ発振または光増幅作用を行うようにしたス
ラブ型レーザ媒体において、 前記反射面のうち、前記レーザ媒体内における前記ジグ
ザグ状のレーザ光路を形成して進行し、外部に取り出さ
れるレーザ光が通過しない非光路領域に含まれる部分の
少なくとも一部の外部に接する側に、寄生発振光を吸収
する光吸収部材を固着し、 この光吸収部材が、前記反射面の外部に接する側に該光
吸収部材を接触させたときに該反射面の前記寄生発振光
に対する全反射条件が崩れる光学的性質と、前記スラブ
型レーザ媒体を構成する材料と類似する熱的性質とを兼
ね備えた材料で構成されたものであることを特徴とする
スラブ型レーザ媒体。
［作用］
上述の構成（１）において、前記ジグザグ状のレーザ光
路からはずれる非光路領域の少なくとも一部を寄生発振
光を吸収する光吸収部材で構成していることから、この
部分で寄生発振光が吸収され、寄生発振が効果的に抑え
られる。
路からはずれる非光路領域の少なくとも一部を寄生発振
光を吸収する光吸収部材で構成していることから、この
部分で寄生発振光が吸収され、寄生発振が効果的に抑え
られる。
また、前記構成（２）によれば、前記反射面における非
光路領域に含まれる部分の少なくとも一部の外面に前記
光吸収部材が固着されていることから、この部分の外部
に取り出される光に対する全反射条件が崩れる。このた
め、この部分に至った寄生発振光はこの部分で反射され
ずに前記光吸収部材によって吸収される。これにより寄
生発振光が効果的に抑えられる。しかも、この光吸収部
材は前記スラブ型レーザ媒体に類似の熱的性質を有して
いるから、通常、耐熱性に富むとともに、熱膨張差等に
よる熱歪み等を生じさせるおそれもない。
光路領域に含まれる部分の少なくとも一部の外面に前記
光吸収部材が固着されていることから、この部分の外部
に取り出される光に対する全反射条件が崩れる。このた
め、この部分に至った寄生発振光はこの部分で反射され
ずに前記光吸収部材によって吸収される。これにより寄
生発振光が効果的に抑えられる。しかも、この光吸収部
材は前記スラブ型レーザ媒体に類似の熱的性質を有して
いるから、通常、耐熱性に富むとともに、熱膨張差等に
よる熱歪み等を生じさせるおそれもない。
［実施例］
策上大旌倒
第１図は本発明の第１実施例にかかるスラブ型レーザ媒
体の断面図、第２図は第１図におけるＡ部拡大図である
。以下これらの図面を参照しながら第１実施例を詳述す
る。なお、この実施例は、本願の請求項１に記載の発明
を、いわゆるコンポジットタイプのスラブ型レーザ媒体
に適用した例である。
体の断面図、第２図は第１図におけるＡ部拡大図である
。以下これらの図面を参照しながら第１実施例を詳述す
る。なお、この実施例は、本願の請求項１に記載の発明
を、いわゆるコンポジットタイプのスラブ型レーザ媒体
に適用した例である。
これらの図において、符号１０はレーザ媒体、符号１１
は基板部、符号１２および１３はレーザガラス板部、符
号１４は非光路領域部、符号１５は光吸収部材である。
は基板部、符号１２および１３はレーザガラス板部、符
号１４は非光路領域部、符号１５は光吸収部材である。
前記基板部１１は、レーザ活性物質を含まないリン酸塩
系透明ガラスで構成されており、厚さ約６ｍｍ、巾約２
５ｍｍ、長さ約８０ｍ ｍの板状体である。また、この
基板部１１を構成するガラスの屈７ 折率ｎｄは１．５４９ 、熱膨張係数αは９９Ｘ１０／
℃である。
系透明ガラスで構成されており、厚さ約６ｍｍ、巾約２
５ｍｍ、長さ約８０ｍ ｍの板状体である。また、この
基板部１１を構成するガラスの屈７ 折率ｎｄは１．５４９ 、熱膨張係数αは９９Ｘ１０／
℃である。
この基板部１１の厚さ方向において対向する２つの面１
１ａおよびｌｌｂには、レーザガラス板部１２．・・・
、１２および１３．・・・、１３、並びに、光吸収部材
１５．・・・、１５がそれぞれ固着されている。
１ａおよびｌｌｂには、レーザガラス板部１２．・・・
、１２および１３．・・・、１３、並びに、光吸収部材
１５．・・・、１５がそれぞれ固着されている。
前記レーザガラス板部１２．・・・、１２および１３、
・・・、１３は、リン酸塩系ガラスに、レーザ活性物質
たるＮｄ３宥オンを１×１０２１ＺＣＣ含有させたもの
で、厚さ１ ｍｍ程度の板状体である。
・・・、１３は、リン酸塩系ガラスに、レーザ活性物質
たるＮｄ３宥オンを１×１０２１ＺＣＣ含有させたもの
で、厚さ１ ｍｍ程度の板状体である。
また、これらレーザガラス板部１２．・・・、１２およ
び１３．・・・、１３を構成するガラスの屈折率ｎｄは
１．５４９ 、熱膨張係数αは１００ Ｘ １０−７／
℃である。
び１３．・・・、１３を構成するガラスの屈折率ｎｄは
１．５４９ 、熱膨張係数αは１００ Ｘ １０−７／
℃である。
これらレーザガラス板部１２．・・・、１２および１３
、・・・、１３は、所定の励起光りを照射すると、波長
１．０６μｍの光を誘導放出するもので、所定のレーザ
共振光路中に配置すると、波長１．０６μｍのレーザ発
振を行うとともに、レーザ光を通過させると、光増幅作
用を行うものである。
、・・・、１３は、所定の励起光りを照射すると、波長
１．０６μｍの光を誘導放出するもので、所定のレーザ
共振光路中に配置すると、波長１．０６μｍのレーザ発
振を行うとともに、レーザ光を通過させると、光増幅作
用を行うものである。
また、前記光吸収部材１５．・・・、１５は、リン酸塩
系ガラスに、波長１．０６μｍの光を吸収するＦｅ”＋
イオンを１％程度含有させたもので、厚さ１ ｍｍ程度
の帯状体である。なお、この光吸収部材１５は、リン酸
塩ガラスにＦｅ３Ｏ４を２．３％加え、還元雰囲気で溶
解することにより得られる。
系ガラスに、波長１．０６μｍの光を吸収するＦｅ”＋
イオンを１％程度含有させたもので、厚さ１ ｍｍ程度
の帯状体である。なお、この光吸収部材１５は、リン酸
塩ガラスにＦｅ３Ｏ４を２．３％加え、還元雰囲気で溶
解することにより得られる。
また、この光吸収部材１５．・・・、１５の巾は、後述
する非光路領域部１４．・・・、１４に対応して適宜選
定される。
する非光路領域部１４．・・・、１４に対応して適宜選
定される。
これらレーザガラス板部１２．・・・、１２および１３
、・・・、１３、並びに、光吸収部材１５．・・・。
、・・・、１３、並びに、光吸収部材１５．・・・。
１５は、それぞれ表面に鏡面研摩が施され、それぞれの
一方の表面を前記基板部１１の面１１ａおよびｌｌｂに
突き合わせて交互に配置し、熱融着される。すなわち、
前記基板部１１の厚さ方向において対向する２つの面１
１ａおよびｌｌｂは、前記、レーザガラス板部１２．・
・・、１２および１３、・・・、１３、並びに、光吸収
部材１５によってその全面が覆われる。この場合、前記
光吸収部材１５．・・・、１５がそれぞれ非光路領域部
１４゜・・・、１４の位置に配置されるようにする。
一方の表面を前記基板部１１の面１１ａおよびｌｌｂに
突き合わせて交互に配置し、熱融着される。すなわち、
前記基板部１１の厚さ方向において対向する２つの面１
１ａおよびｌｌｂは、前記、レーザガラス板部１２．・
・・、１２および１３、・・・、１３、並びに、光吸収
部材１５によってその全面が覆われる。この場合、前記
光吸収部材１５．・・・、１５がそれぞれ非光路領域部
１４゜・・・、１４の位置に配置されるようにする。
なお、これらレーザガラス板部１２．・・・、１２およ
び１３．・・・、１３、並びに、光吸収部材１５゜・・
・、１５は、これらと前記基板との熱融着面でのフレネ
ル反射および熱歪みの発生を極力抑えることができるよ
うに、これらと前記基板部１１との屈折率差が０．０３
以下となり、熱膨張計数差が±５Ｘ １０ ’／’Ｃ以
内となるようなリン酸塩系ガラスである。
び１３．・・・、１３、並びに、光吸収部材１５゜・・
・、１５は、これらと前記基板との熱融着面でのフレネ
ル反射および熱歪みの発生を極力抑えることができるよ
うに、これらと前記基板部１１との屈折率差が０．０３
以下となり、熱膨張計数差が±５Ｘ １０ ’／’Ｃ以
内となるようなリン酸塩系ガラスである。
また、前記レーザ媒体１０の長さ方向において対向する
２つの入・出射端面１０ａおよび１０ｂは、長さ方向に
対して所定の角度をなすように形成されて鏡面研庫が施
される。なお、この角度は、通常長さ方向から入・出射
するレーザ光ｇ１がブリュースターの条件を満足する角
度に設定される。
２つの入・出射端面１０ａおよび１０ｂは、長さ方向に
対して所定の角度をなすように形成されて鏡面研庫が施
される。なお、この角度は、通常長さ方向から入・出射
するレーザ光ｇ１がブリュースターの条件を満足する角
度に設定される。
これにより、偏光光のみを前記反射面１０Ｃ２１０ｄで
交互に全反射させて進行させることができる。
交互に全反射させて進行させることができる。
上述の構成において、いま、前記レーザ媒体１０の長さ
方向における両側にレーザ共振用のミラーを配置し、該
レーザ媒体１０に、図示しない励起光源を通じて励起光
りを照射すると、これらミラーと前記レーザ媒体との間
でレーザ共振光Ｊ２１が生ずる。このレーザ共振光ｆ１
１は、前記レーザ媒体１０内では、該レーザ媒体１０の
厚さ方向において対向する反射面１０ｃおよび１０ｄで
交互に全反射されてジグザグ状の光路を形成する。
方向における両側にレーザ共振用のミラーを配置し、該
レーザ媒体１０に、図示しない励起光源を通じて励起光
りを照射すると、これらミラーと前記レーザ媒体との間
でレーザ共振光Ｊ２１が生ずる。このレーザ共振光ｆ１
１は、前記レーザ媒体１０内では、該レーザ媒体１０の
厚さ方向において対向する反射面１０ｃおよび１０ｄで
交互に全反射されてジグザグ状の光路を形成する。
この場合、前記レーザ媒体１０内には、このジグザグ状
の光路からはずれる領域、すなわち、非光路領域部１４
が形成される。つまり、この非光路領域部１４は、レー
ザ共振光ｐ１が通過しない領域である。上述のように、
この非光路領域部１４内には、光吸収部材１５が配置さ
れている。したがって、例えば、前記レーザガラス板部
１２゜１３で発生し、図中左右方向に進行する寄生発振
光ｇ２を前記光吸収部材１５で効果的に吸収することが
でき、寄生発振を抑えて効率のよい発振が可能となる。
の光路からはずれる領域、すなわち、非光路領域部１４
が形成される。つまり、この非光路領域部１４は、レー
ザ共振光ｐ１が通過しない領域である。上述のように、
この非光路領域部１４内には、光吸収部材１５が配置さ
れている。したがって、例えば、前記レーザガラス板部
１２゜１３で発生し、図中左右方向に進行する寄生発振
光ｇ２を前記光吸収部材１５で効果的に吸収することが
でき、寄生発振を抑えて効率のよい発振が可能となる。
なお、このレーザ媒体１ｏを光増幅器として用いた場合
も寄生発振を抑えて効率のよい光増幅を行うことができ
る。
も寄生発振を抑えて効率のよい光増幅を行うことができ
る。
第３図は、この実施例のレーザ媒体１ｏのシングルパス
ゲイン（＝光路長×利得係数）と、光吸収部材を設けな
いほがはこの実施例と同一の構成を有する従来のコンポ
ジットタイプのレーザ媒体（比較例）のシングルパスゲ
インとを測定した結果を示すグラフである。なお、第３
図において、縦軸がシングルパスゲイン（相対値）、横
軸が励起入力（ＫＪ）である。
ゲイン（＝光路長×利得係数）と、光吸収部材を設けな
いほがはこの実施例と同一の構成を有する従来のコンポ
ジットタイプのレーザ媒体（比較例）のシングルパスゲ
インとを測定した結果を示すグラフである。なお、第３
図において、縦軸がシングルパスゲイン（相対値）、横
軸が励起入力（ＫＪ）である。
！λ実実施
箱４図は本発明の第２実施例にががるスラブ型レーザ媒
体の一部省略断面図である。なお、この実施例は、本願
の請求項２に記載の発明を、いわゆるコンポジットタイ
プのスラブ型レーザ媒体に適用した例である。
体の一部省略断面図である。なお、この実施例は、本願
の請求項２に記載の発明を、いわゆるコンポジットタイ
プのスラブ型レーザ媒体に適用した例である。
この実施例のレーザ媒体２０は、前記第１実施例におけ
る光吸収部材１５を取り去り、その部分をレーザガラス
部１２および１３で構成し、一方、前記光吸収部材１５
．・・・、１５を前記非光路領域部１４．・・・、１４
の外面２４．・・・２４にそれぞれ熱融着したものであ
る。そのほかの構成は前記第１実施例と同一であるので
同一の部分に同一の符号を付してその説明を省略する。
る光吸収部材１５を取り去り、その部分をレーザガラス
部１２および１３で構成し、一方、前記光吸収部材１５
．・・・、１５を前記非光路領域部１４．・・・、１４
の外面２４．・・・２４にそれぞれ熱融着したものであ
る。そのほかの構成は前記第１実施例と同一であるので
同一の部分に同一の符号を付してその説明を省略する。
なお、図において、符号２０ａおよび２０ｂは入・出射
端面、符号２０ｃおよび２０ｄは反射面である。また、
この実施例では、前記光吸収部材１５として、波長１．
０６μｍの光を吸収するＳｍ３＋イオンを５〜１０％ド
ープしたリン酸塩系ガラスを採用している。この光吸収
部材１５を構成するガラスの屈折率ｎｄは１．５４２
、熱膨張係数αは１００ Ｘ １０−７／℃である。し
たがって、前記レーザガラス部１２および１３（屈折率
ｎｄは１．５４９ 、熱膨張係数αは１００ｘｌＯ−７
，／’Ｃ）との屈折率差が約０．０１以下であって、著
しく小さくなっている。また、前記レーザ媒体２０の厚
さは１０ｍｍ、巾が３０ｍ ｍ、基板部１１の厚さが６
ｍｍ、反射回数が６回である。
端面、符号２０ｃおよび２０ｄは反射面である。また、
この実施例では、前記光吸収部材１５として、波長１．
０６μｍの光を吸収するＳｍ３＋イオンを５〜１０％ド
ープしたリン酸塩系ガラスを採用している。この光吸収
部材１５を構成するガラスの屈折率ｎｄは１．５４２
、熱膨張係数αは１００ Ｘ １０−７／℃である。し
たがって、前記レーザガラス部１２および１３（屈折率
ｎｄは１．５４９ 、熱膨張係数αは１００ｘｌＯ−７
，／’Ｃ）との屈折率差が約０．０１以下であって、著
しく小さくなっている。また、前記レーザ媒体２０の厚
さは１０ｍｍ、巾が３０ｍ ｍ、基板部１１の厚さが６
ｍｍ、反射回数が６回である。
この実施例のレーザ媒体２０は、前記非光路領域部１４
の外面２４に、前記レーザガラス板部１１とその屈折率
差が極めて小さい光吸収部材１５が熱融着されている。
の外面２４に、前記レーザガラス板部１１とその屈折率
差が極めて小さい光吸収部材１５が熱融着されている。
したがって、この融着面では全反射条件が崩される。そ
れゆえ、前記レーザガラス板部１２．１３で発生し、こ
の面に至った波長１．０６μｍの寄生発振光ｇ２は、こ
の外面２４で反射されずに前記光吸収部材１５に入射し
て吸収される。これにより、前記第１実施例とほぼ同様
の利点が得られる。しかも、この光吸収部材１５は前記
レーザガラス板部１２および１３との熱膨張率差が著し
く小さいから熱膨張差等による熱歪み等を生じさせるお
それがない。かつ、耐熱性も著しくすぐれている。
れゆえ、前記レーザガラス板部１２．１３で発生し、こ
の面に至った波長１．０６μｍの寄生発振光ｇ２は、こ
の外面２４で反射されずに前記光吸収部材１５に入射し
て吸収される。これにより、前記第１実施例とほぼ同様
の利点が得られる。しかも、この光吸収部材１５は前記
レーザガラス板部１２および１３との熱膨張率差が著し
く小さいから熱膨張差等による熱歪み等を生じさせるお
それがない。かつ、耐熱性も著しくすぐれている。
なお、この実施例では、本願の請求項２に記載の発明を
コンポジットタイプのスラブ型レーザ媒体に適用した例
を掲げたが、通常のスラブ型レーザ媒体に適することも
できることは勿論である。
コンポジットタイプのスラブ型レーザ媒体に適用した例
を掲げたが、通常のスラブ型レーザ媒体に適することも
できることは勿論である。
呆ジ叉施ヨ
第５図は本発明の第３実施例にががるスラブ型レーザ媒
体の一部省略断面図、第６図は第５図のＢ部拡大図であ
る。なお、この実施例は、本願の請求項１に記載の発明
を、いわゆるコンポジットタイプのスラブ型レーザ媒体
に適用した例である。
体の一部省略断面図、第６図は第５図のＢ部拡大図であ
る。なお、この実施例は、本願の請求項１に記載の発明
を、いわゆるコンポジットタイプのスラブ型レーザ媒体
に適用した例である。
この実施例のレーザ媒体３０は、前記第２実施例のレー
ザ媒体２０の反射面２０ｃおよび２０ｄの前記光吸収部
材１５が固着されていない部分に耐水性ガラス板３６．
・・・、３６および３７．・・・。
ザ媒体２０の反射面２０ｃおよび２０ｄの前記光吸収部
材１５が固着されていない部分に耐水性ガラス板３６．
・・・、３６および３７．・・・。
３７を熱融着したものである。このように、耐水性ガラ
ス３６．・・・、３６および３７．・・・、３７を配置
することにより、耐水性に乏しいリン酸塩系ガラス（Ｎ
ｄイオン含有）からなるレーザガラス板部１２．・・・
、１２，１３．・・・、１３を冷却水から保護すること
ができ、水冷が可能となる。なお、図において、符号３
０ａおよび３０ｂは入・出射端面、符号３０ｃおよび３
０ｄは反射面である。
ス３６．・・・、３６および３７．・・・、３７を配置
することにより、耐水性に乏しいリン酸塩系ガラス（Ｎ
ｄイオン含有）からなるレーザガラス板部１２．・・・
、１２，１３．・・・、１３を冷却水から保護すること
ができ、水冷が可能となる。なお、図において、符号３
０ａおよび３０ｂは入・出射端面、符号３０ｃおよび３
０ｄは反射面である。
また、この実施例では、耐水性ガラス３６．３７として
は、ゲイ酸塩系ガラス（屈折率ｎｄは１．５５１ 、熱
膨張係数αは１０２ Ｘ １０−７／’Ｃ）を用いた。
は、ゲイ酸塩系ガラス（屈折率ｎｄは１．５５１ 、熱
膨張係数αは１０２ Ｘ １０−７／’Ｃ）を用いた。
また、前記光吸収部材１５として、このケイ酸塩系ガラ
スに、波長１．０６μｍの寄生発振光を吸収するＣｕ２
＋イオンを１０％含有させた耐水性ガラス（屈折率ｎｄ
は１．５５５ 、熱膨張係数αは１０１ＸＩＯ’／℃）
を用いている。これら耐水性ガラス１５，３６．３７の
耐水度は、粉末法による重量減が０．０３％（８２０１
００℃ ＩＨｒ処理）である。また、これら耐水性ガラ
ス１５．３６゜３７の表面には精密研摩が施される。こ
の研摩の結果、これら耐水性ガラスの厚さは０．２ｍｍ
程度に形成される。このレーザ媒体３０の厚さは１０ｍ
ｍ、巾が３０ｍｍ、基板部１１の厚さが５．６ ｍｍ、
長さが１６５ｍｍ、反射回数は６回である。
スに、波長１．０６μｍの寄生発振光を吸収するＣｕ２
＋イオンを１０％含有させた耐水性ガラス（屈折率ｎｄ
は１．５５５ 、熱膨張係数αは１０１ＸＩＯ’／℃）
を用いている。これら耐水性ガラス１５，３６．３７の
耐水度は、粉末法による重量減が０．０３％（８２０１
００℃ ＩＨｒ処理）である。また、これら耐水性ガラ
ス１５．３６゜３７の表面には精密研摩が施される。こ
の研摩の結果、これら耐水性ガラスの厚さは０．２ｍｍ
程度に形成される。このレーザ媒体３０の厚さは１０ｍ
ｍ、巾が３０ｍｍ、基板部１１の厚さが５．６ ｍｍ、
長さが１６５ｍｍ、反射回数は６回である。
この実施例によれば、前記第１および第２実施例と同様
の利点が得られるとともに、冷却水によるレーザガラス
板部の溶解を抑制することができるので、より高出力の
レーザ発振、あるいは、より大きな光増幅を行うことが
できる。
の利点が得られるとともに、冷却水によるレーザガラス
板部の溶解を抑制することができるので、より高出力の
レーザ発振、あるいは、より大きな光増幅を行うことが
できる。
第７図は、前記第２実施例および第３実施例のレーザ媒
体２０および３０のシングルパスゲインと、光吸収部材
を設けないほかは前記第２実施例と同一の構成を有する
従来のコンポジットタイプのレーザ媒体（比較例）のシ
ングルパスゲインとを測定した結果を示すグラフである
。なお、第７図において、縦軸がシングルパスゲイン（
相対値）、横軸が励起入力（ＫＪ）である。
体２０および３０のシングルパスゲインと、光吸収部材
を設けないほかは前記第２実施例と同一の構成を有する
従来のコンポジットタイプのレーザ媒体（比較例）のシ
ングルパスゲインとを測定した結果を示すグラフである
。なお、第７図において、縦軸がシングルパスゲイン（
相対値）、横軸が励起入力（ＫＪ）である。
東土犬施」
第８図は本発明の第４実施例にかかるスラブ型レーザ媒
体の断面図、第９図は第４実施例の分解斜視図である。
体の断面図、第９図は第４実施例の分解斜視図である。
なお、この実施例は、本願の請求項１に記載の発明を、
通常のスラブ型レーザ媒体に適用した例である。すなわ
ち、この実施例は、上述の各実施例における非光路領域
部１４に相当する部分を光吸収部材で構成し、その他の
部分をレーザ活性物質を含有するガラス部材で構成した
ものである。
通常のスラブ型レーザ媒体に適用した例である。すなわ
ち、この実施例は、上述の各実施例における非光路領域
部１４に相当する部分を光吸収部材で構成し、その他の
部分をレーザ活性物質を含有するガラス部材で構成した
ものである。
第８図および第９図において、符号４１は基板部、符号
４２．・・・、４２および４３．・・・、４３は反射面
部、符号４５は光吸収部材である。
４２．・・・、４２および４３．・・・、４３は反射面
部、符号４５は光吸収部材である。
前記基板部４１は、前記各実施例における基板部１１と
ほぼ同一の形状をなすが、その材質は異なり、レーザ活
性物質たるＮｄ３＋を含有するリン酸塩系ガラス部材で
構成されている。
ほぼ同一の形状をなすが、その材質は異なり、レーザ活
性物質たるＮｄ３＋を含有するリン酸塩系ガラス部材で
構成されている。
前記光吸収部材４５は、上述の各実施例における非光路
領域部１４の形状と同じ略三角柱状をなしたもので、波
長１．０６μｍの光を吸収するイオンを含有したリン酸
塩系ガラス部材で構成されている。なお、この光吸収部
材４５の各表面には鏡面研摩が施されている。
領域部１４の形状と同じ略三角柱状をなしたもので、波
長１．０６μｍの光を吸収するイオンを含有したリン酸
塩系ガラス部材で構成されている。なお、この光吸収部
材４５の各表面には鏡面研摩が施されている。
また、前記反射面部４２および４３は、図に示されるよ
うに、これらと前記光吸収部材４５とを同一平面上に交
互に近接して配置したときに、−枚の板状体になるよう
に、接触面になる面が傾斜面に形成されたものである。
うに、これらと前記光吸収部材４５とを同一平面上に交
互に近接して配置したときに、−枚の板状体になるよう
に、接触面になる面が傾斜面に形成されたものである。
なお、この傾斜面には鏡面研摩が施される。また、これ
ら反射面部４２および４３は、前記基板部４１と同一の
ガラス部材で構成されている。
ら反射面部４２および４３は、前記基板部４１と同一の
ガラス部材で構成されている。
第９図に示されるように、これら反射面部４２および４
３は、前記基板部４１の厚さ方向において対向する２つ
の面にそれぞれ熱融着される。次いで、前記光吸収部材
４５が、前記各反射面部４２、・・・、４２の間、並び
に、反射面部４３．・・・４３の間に嵌合され、熱融着
される。これによって、ジグザグ状のレーザ光路からは
ずれる非光路領域部を光吸収部材４５によって構成した
レーザ媒体４０が得られる。
３は、前記基板部４１の厚さ方向において対向する２つ
の面にそれぞれ熱融着される。次いで、前記光吸収部材
４５が、前記各反射面部４２、・・・、４２の間、並び
に、反射面部４３．・・・４３の間に嵌合され、熱融着
される。これによって、ジグザグ状のレーザ光路からは
ずれる非光路領域部を光吸収部材４５によって構成した
レーザ媒体４０が得られる。
この実施例によっても、前記他の実施例の場合と同様の
作用によって寄生発振を抑えることができ、従来に比し
て高出力のレーザ発振、あるいはより大きな光増幅をお
こなわせることができる。
作用によって寄生発振を抑えることができ、従来に比し
て高出力のレーザ発振、あるいはより大きな光増幅をお
こなわせることができる。
なお、上述の各実施例における光吸収部材に含有させる
寄生発振光の吸収イオンとしては、上述の例の外に、例
えば、Ｐｒ３＋、Ｄｙ ３＋、Ｖ３＋等を用いてもよい
。
寄生発振光の吸収イオンとしては、上述の例の外に、例
えば、Ｐｒ３＋、Ｄｙ ３＋、Ｖ３＋等を用いてもよい
。
また、上述の各実施例では、波長１．０６μｍのし−ザ
光の発振または増幅を行う場合の例を掲げたが、これは
、他の波長のレーザ光の発振または増幅を行う場合にも
適用できることは勿論である。
光の発振または増幅を行う場合の例を掲げたが、これは
、他の波長のレーザ光の発振または増幅を行う場合にも
適用できることは勿論である。
さらに、上述の各実施例においては、レーザ媒体を構成
する各部材をガラス部材で構成する例を掲げたが、これ
は、例えば結晶部材であってもよい。
する各部材をガラス部材で構成する例を掲げたが、これ
は、例えば結晶部材であってもよい。
［発明の効果］
以上、詳述したように、本発明は、要するに、スラブ型
レーザ媒体内のジグザグ光路からはずれる非光路領域部
に寄生発振光を吸収する光吸収部材を設けたものであり
、これにより、寄生発振を効果的に抑えることができる
とともに、長期間に渡って安定したレーザ発振や光増幅
を行うことができるスラブ型レーザ媒体を得ているもの
である。
レーザ媒体内のジグザグ光路からはずれる非光路領域部
に寄生発振光を吸収する光吸収部材を設けたものであり
、これにより、寄生発振を効果的に抑えることができる
とともに、長期間に渡って安定したレーザ発振や光増幅
を行うことができるスラブ型レーザ媒体を得ているもの
である。
第１図は本発明の第１実施例にかかるスラブ型レーザ媒
体の断面図、第２図は第１図におけるＡ部拡大図、第３
図は第１実施例の特性を示す図、第４図は第２実施例の
構成を示す一部省略断面図、第５図は第３実施例の構成
を示す一部省略断面図、第６図は第５図のＢ部拡大図、
第７図は第２および第３実施例の特性を示す図、第８図
は第４実施例の構成を示す断面図、第９図は第４実施例
の分解斜視図である。 １０．２０，３０．４０・・・レーザ媒体、１０ａ。 １０ｂ、２０ａ、２０ｂ、３０ａ、３０ｂ。 ４０ａ、４０ｂ・・・反射面、１１．４１・・・基板部
、１２．１３・・・レーザガラス板部、１４・・・非光
路領域部、１５．４５・・・光吸収部材。
体の断面図、第２図は第１図におけるＡ部拡大図、第３
図は第１実施例の特性を示す図、第４図は第２実施例の
構成を示す一部省略断面図、第５図は第３実施例の構成
を示す一部省略断面図、第６図は第５図のＢ部拡大図、
第７図は第２および第３実施例の特性を示す図、第８図
は第４実施例の構成を示す断面図、第９図は第４実施例
の分解斜視図である。 １０．２０，３０．４０・・・レーザ媒体、１０ａ。 １０ｂ、２０ａ、２０ｂ、３０ａ、３０ｂ。 ４０ａ、４０ｂ・・・反射面、１１．４１・・・基板部
、１２．１３・・・レーザガラス板部、１４・・・非光
路領域部、１５．４５・・・光吸収部材。
Claims (2)
- （１）相対向する平行な２つの面を反射面とし、これら
反射面で交互に反射を繰り返し、内部でジグザグ状の光
路を形成して進行するレーザ光を外部に取り出すことに
より、レーザ発振または光増幅作用を行うようにしたス
ラブ型レーザ媒体において、 前記スラブ型レーザ媒体内における前記ジグザグ状のレ
ーザ光路を形成しつつ進行して外部に取り出されるレー
ザ光が通過しない非光路領域の少なくとも一部を、寄生
発振光を吸収する光吸収部材で構成したことを特徴とす
るスラブ型レーザ媒体。 - （２）相対向する平行な２つの面を反射面とし、これら
反射面で交互に反射を繰り返し、内部でジグザグ状の光
路を形成して進行するレーザ光を外部に取り出すことに
より、レーザ発振または光増幅作用を行うようにしたス
ラブ型レーザ媒体において、 前記反射面のうち、前記レーザ媒体内における前記ジグ
ザグ状のレーザ光路を形成しつつ進行して外部に取り出
されるレーザ光が通過しない非光路領域に含まれる部分
の少なくとも一部の外部に接する側に、寄生発振光を吸
収する光吸収部材を固着し、 この光吸収部材が、前記反射面の外部に接する側に該光
吸収部材を接触させたときに該反射面の前記寄生発振光
に対する全反射条件が崩れる光学的性質と、前記スラブ
型レーザ媒体を構成する材料と類似する熱的性質とを兼
ね備えた材料で構成されたものであることを特徴とする
スラブ型レーザ媒体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1330678A JPH03190293A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | スラブ型レーザ媒体 |
| US07/630,852 US5084889A (en) | 1989-12-20 | 1990-12-20 | Laser medium for use in a slab laser |
| DE4041052A DE4041052A1 (de) | 1989-12-20 | 1990-12-20 | Lasermedium zur verwendung in einem plattenlaser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1330678A JPH03190293A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | スラブ型レーザ媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03190293A true JPH03190293A (ja) | 1991-08-20 |
Family
ID=18235359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1330678A Pending JPH03190293A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | スラブ型レーザ媒体 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5084889A (ja) |
| JP (1) | JPH03190293A (ja) |
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