JPH03503701A - レーザ光学要素の配列アセンブリ - Google Patents
レーザ光学要素の配列アセンブリInfo
- Publication number
- JPH03503701A JPH03503701A JP2504328A JP50432890A JPH03503701A JP H03503701 A JPH03503701 A JP H03503701A JP 2504328 A JP2504328 A JP 2504328A JP 50432890 A JP50432890 A JP 50432890A JP H03503701 A JPH03503701 A JP H03503701A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support
- lens
- assembly
- laser material
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 52
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 61
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 2
- PSNPEOOEWZZFPJ-UHFFFAOYSA-N alumane;yttrium Chemical compound [AlH3].[Y] PSNPEOOEWZZFPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 claims 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 9
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 chromium Gadolinium scandium Chemical compound 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000282337 Nasua nasua Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N aluminium arsenide Chemical compound [As]#[Al] MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009419 refurbishment Methods 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/025—Constructional details of solid state lasers, e.g. housings or mountings
-
- 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
- H01S3/061—Crystal lasers or glass lasers with elliptical or circular cross-section and elongated shape, e.g. rod
-
- 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
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
- H01S3/09415—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Dental Preparations (AREA)
- Lenses (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。
Description
【発明の詳細な説明】
ヨ朋I工
□
本発明は、レンズ支持手段とレーザ材料支持手段とを含む刻み目で画定された内
側面を有する複数の支持体であって、更に前記内側面に近接した中間面を含む前
記複数の支持体と、前記複数の支持体を連結するために前記中間面に設けられた
連結手段とを具備するレーザ光学要素の配列アセンブリに関する。
光尻q宣景
レーザとは典型的にはエネルギー人力によって基底状態から高エネルギー準位へ
励起された活性媒体の原子、分子またはイオンがらフォトンを誘導放出すること
により単色のコヒレント光を発生する能力を備えた装置である。こうした装置に
は光に対する閉じた周回移動路を形成する高反射面によって定められる光学空洞
または共振体が含まれ、活性媒体が光学空洞内に含まれる。
活性媒体の励起により反転分布が発生すれば、低エネルギー状態へ遷位する励起
された原子、分子またはイオンからのフォトンの自然放出は、他の励起された原
子、分子またはイオンからの実質的に同じエネルギーのフォトンの放出を励起で
きる。
その結果、最初のフォトンは、光学空洞の反射面の間に、実質的に同一エネルギ
ーで正確に位相が合っているフォトンのカスケードを発生する。このフォトンの
カスケードの一部分は、その後、例えば出力カブソラーを通る透過によって光学
空洞外に放出される。これらの放出されたフォトンはレーザ出力となる。
レーザの活性媒体の励起は各種方法により達成可能である。しかしながら、最も
普通の方法は光ポンピング作用、放電を使用すること、半導体レーザのpn接合
を通じての電流の通過である。半導体レーザにはダイオードを形成するpn接合
が含まれ、この接合はレーザの活性媒体として機能する。このような装置はレー
ザダイオードとも称される。こうした。レーザでは、電力を出力放射へ変換する
効率は比較的高く、例えば40%を越えることがある。
レーザ光学要素の角度上のわずかな不一致は、レーザ出力の相当な損失に帰する
であろう。従って、レーザ共振器は、これらの光学要素の安定な配置を維持でき
るように設計される。レーザの運転により生じた望ましくない副産物としての周
囲温度の変動および温度の変動をレーザ共振器の設計上の制約となっていた。こ
れらの温度の変動は共振器の熱誘導ゆがみを招き、かつ共振器内の光学要素の重
畳した心ずれをも招くであろう。このため、従来のレーザ設計は、不変鋼、水晶
および各種のセラミックのような低い熱膨張係数を有する材料を用いるか、ある
いは共振器を熱安定化するために外部冷却手段を用いることによって、この問題
に対応してきた。
米国特許第4.730.335号(クラーク等、1988年3月8日付許可)お
よび同第4,731,795号(クラーク等、1988年3月15日付許可)は
、各要素を受取れるように配置され、かつ各要素を光導路に沿って自動的に配列
する支持手段によって協同して保持される要素から構成された光励起形固体レー
ザに関する。
従来、アルミニウム円筒体が、レンズやレーザ材料のような光学要素を収納し、
配列するために商業的に用いられてきた。これらの円筒体はレンズとレーザ材料
との間にスペーサを必要とし、しかも各種の光学要素が円筒体の内部に挿入され
、かつ強く結合されなければならない。このような円筒体の欠点としては、例え
ば+11その上に接着剤を誤って適用したり、もしくは不相応に拡げることで一
光学要素の表面が汚染されることにより、あるいは(2)円筒体に挿入する際、
レーザの出力に大きく影響し、もしくはレーザの完全な衰退を招くこととなる一
光学要素の損傷、切取、割れ、引っかき等により生じるかなりのアセンブリ誤差
がある。従って、各要素は円筒体装置の中へ注意深く挿入されねばならず、この
ため大量生産にはふされしくない手動による挿入となってくる。
円筒体形装置の別の制約としては、ひとたびレンズやレーザ材料が円筒体に強く
接着されれば、仮にいずれの要素も表面汚染や欠陥を有していないとしても、他
の欠陥のない要素を容易に取り返すことができないことである。欠陥のない要素
とするためには円筒体を切削し、あるいは機械にかけねばならない。このような
状況下、内部に要素を有する円筒体を安直に捨てるより、むしろ欠陥のない要素
を再生することの方がより有効であろう。
ILIJ!11
本発明は、talレンズ支持手段とレーザ材料支持手段とを含む刻み目で画定さ
れた内側面を有する複数の支持体であって、更に前記内側面に近接した中間面を
含む前記複数の支持体と、(bl前記複数の支持体を連結するために前記中間面
に設けられた連結手段とを具備するレーザ光学要素の配列アセンブリに関する。
本発明の目的は、このような光学要素の多様性にもかかわらず、最適な出力のた
め、先導路に沿って相互に光学要素を一列に配列するレーザ光学要素の配列アセ
ンブリを提供することである。
本発明の他の目的は、容易に分解され、光学要素が再生されることができるレー
ザ光学要素の配列アセンブリを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、持ち運びでき軽量で、耐久性があり、安価で、衝撃
に影響されず、簡易な構造で、しかも前述の許容範囲内で組立て、設置が容易で
、さらに維持することが容易なレーザ光学要素の配列アセンブリを提供すること
である。
本発明の更に他の目的は、温度の変動下にありながらも、光学要素の配列を維持
するレーザ光学要素の配列アセンブリを提供することである。
本発明の更に他の目的は、相対的に低い熱膨張係数を有し、かつ相対的に高い弾
性率を有する材料により少なくとも部分的に構成されているレーザ光学要素の配
列アセンブリを提供することである。
本発明の重なる他の目的は、レーザを大量生産する際に特に有用なレーザ光学要
素の配列アセンブリを提供することである。
本発明の更なる他の目的は、注型技術により少なくとも部分的に構成されるレー
ザ光学要素の配列アセンブリを提供することである。
区皿皇呈車星区所
第1図は、レーザダイオード励起された固体レーザの概略図である。
第2図は、本発明の実施例の分解斜視図である。
第3図は、第2図に示す実施例の断面図である。
第4図は、第2図に示す実施例の1つの要素の平面図である。
第5図は、第4図の線5−5についての断面図である。
第6図は、第3図の線6−6についての断面図である。
しい −の−な一
本発明は各種の態様の実施例であってもよいが、本開示は本発明を記載された実
施例に限定しないという理解の下、本発明の実施例を第2図乃至第6図に示す。
第1図において、レーザダイオード励起形固体レーザはヒート・シンク12とそ
こに取りつけられたレーザダイオード14からなる光ボンピング手段から構成さ
れている。レーザダイオード14からの光はレンズ16によりレーザ材料18へ
導かれる。レーザからの出力放射は出力カップラー26を介して放出される。
高度に好適なレーザダイオード14はガリウム・アルミニウムヒ化物レーザダイ
オードまたはレーザダイオードアレイである。レーザダイオード14からの出力
放射はレーザ材料18の固有の吸収帯と大体おいて符号する。
ヒートシンク12は性質が受動的であってもよくしかもレーザダイオードの最適
運転を確保するためレーザダイオードを一定温度に維持する熱電冷却器を含んで
いてもよい、運転中、レーザダイオード14は適当な出力サプライに取りつけら
れるであろうが、第1図には記載されていない。
レーザ材料18は入力面20に適当な反射コーティングを有し、レーザダイオー
ド14からの光によって励起されることができる。入力面20の反射コーティン
グはレーザダイオード14より発生した光に対し極めて透明であるが、レーザ材
料18のレーザより発生した光に対し極めて反射的である。
レーザ装置の光学空洞は、レーザ材料表面20の反射コーティングと出力カップ
ラ−26の表面28の反射コーティングから形成されている。面28のコーティ
ングは、レーザ材料18のレーザにより発生した光が光学空洞内に共振領域を発
生させるに十分に反射性である一方、レーザ装置からの出力放射としてこの光の
一部を送出するように選択される。所望ならば、出力カップラ−26は、それが
レーザ装置の出力放射と一致するような方法で構成される。出力カップラー26
は第1図に示されるように正確に設計される必要はなく、いかなる適当な形態で
あってもよい。
レーザダイオード14からのボンピング放射線はレーザ材料18の固有の吸収帯
とほぼ一致しなければならない。レーザダイオード14が温度、電流変化、老化
に敏怒であるため、この一致を達成することは困難である。所望ならば、レーザ
ダイオード14は、レーザ材料18の吸収ピークとレーザダイオード14の出力
放射との一致を高めかつ助けるために、高感度フィードバックおよび熱電加熱器
/冷却器の電気回路と接続されていてもよい。
レンズ16はレーザダイオード14からの光をレーザ材料18へ合焦するための
ものである。この合焦は高いポンピング強度とレーザ材料18における組み合わ
された高い光子対光子の変換率となる。光を合焦するための従来の光学手段のい
かなるものもレンズ16に代えて使用されてもよい。例えば、屈折率分布レンズ
、ボールレンズ、非球面レンズ、あるいは複数のレンズの組み合せが利用できる
。好ましいレンズ16は屈折率分布レンズである。このレンズ16は固有の幾何
学的形態を有するいかなるものであってもよい。
従来のレーザ材料18のいかなるものも、仮に選択されたレーザダイオードによ
り光学的に励起されることができるものであれば、いかなるものも使用されても
よい。好適なレーザ材料としては、例えば、ネオジウムがドープされたイットリ
ウムバナデー) (Nd : YVO,)、ネオジウムおよび/またはクロム
がドープされたガドリニウム・スカンジウム・ガーネット (Nd、C,: G
SGG) 、タリウム、ホルミニウムおよび/またはエルビウムがドープされた
イツトリム・アルミニウム・ガーネット(T、、 H,、E、 : YAG)
;並びに活性物質でドープされたガラス質および結晶質母材が挙げられる。特に
好適な活性物質としては、クロム、チタンおよび希土類元素のイオンが挙げられ
る。
ネオジウムがドープされたYAGは、約808鶴の波長を有する光を発生するレ
ーザダイオード14と組み合わせた用途に対し、特に好適なレーザ材料18であ
る。この波長の光で励起される際、ネオジウムがドープされたYAGまたはレー
ザ材料18は波長1,064mの光を放射できる。
808日の波長を有する光で励起されるネオジウムがドープされたYAGロフト
18に対し、入力面20のコーティングは808fiの光をほとんど透過させ、
一方1 、064 mの波長を有する光に対しては高度に反射性であろう、入力
面20のコーティングによって作成された波長選択性ミラーはレーザ材料18の
入力面20に設けられる必要はない。
所望ならば、このミラーはレーザダイオード14とレーザ材料18との間のいず
れに設けられてもよく、かつ適当な基板であればいかなるものの上に蒸着された
コーティングからなっていてよい。更に、このミラーは適当な形状であればいか
なる形状のものであってもよい。
第1図の断続線内に示された全ての光学要素は、以下に説明する通り、レーザ3
0の光学要素の配列アセンブリにより保持される。
第2図において、レーザ30の光学要素の配列アセンブリを概略的に示す、アセ
ンブリ30は第1と第2の細長い支持体32および34から構成されている。ア
センブリは構成体32および34が結合されている場合、はぼ管状である。支持
体32は、通常、樋または灰皿の形状であって、支持体32で画定された内側面
36に沿って縦に伸びかつ中央に設けられた刻み目または溝から構成されている
。内側面36は、(1ルンズ、レーザ材料、更に必要に応じて開口のような種々
のレーザ要素を少なくとも一部設けられるように;(2)この内側面36で画定
された光路に沿って各要素を自動的に配列させるように;並びに(3)互いに対
しおよび光ボンピング手段10に対し各要素を配列させるように配置される。
第2図に示されるように、第1と第2の支持体32および34は、連結手段を除
き、相互に同一かまたは鏡像であり、これらは後述されよう、従って、第1の支
持体32のみが説明されよう。
支持体32は、金属、セラミック、ガラス、注型エポキシ、熱可塑性物質および
熱硬化性物質のような適当な物質であればいかなる物質からなっていてもよい。
更に、支持体32は従来のいかなる技術により製造されることができる。本発明
の高度に好ましい実施例としては、1種または2種の熱可塑性物質または熱硬化
性物質からな支持体32の利用が挙げられる。所望ならば、各種の繊維または、
他の強化剤を伴ったそのような物質の組成物が用いられてもよい。熱可塑性およ
びガラス支持体32は各種の注型技術によって容易に製造されることができる。
第3図に示されるように、細長い支持体32および34は挿入端38およびレン
ズ端40から構成されている。挿入端38は細長く管状のハウジング78の中へ
空洞79を有するアセンブリ30の挿入を容易にするため、レンズ端40よりも
小さい直径を有する。ハウジング78は光ポンピング手段10に対しアセンブリ
30とその内部にある光学要素を確実に接続し、配列するために利用される。
第3図において、支持体32および34は更に外側面42から構成され、この外
側面42は傾斜領域44、中間領域46、くぼみ領域48およびレンズ領域50
から構成されている。また、この傾斜領域44はアセンブリ30を第2図のハウ
ジング78の空洞79へ挿入することを容易かつ簡単にし、このアセンブリ30
は第1と第2の細長い支持体32および34がら構成されている。アセンブリ3
0はハウジング78の空洞79に具合いよく収容され、これにより結合された支
持体32および34と先にその中の光学要素を保持するアセンブリ30に放射状
でかつ均一な圧縮力を与え、−力先ボンピング手段10との心合が維持される。
外側面42の中間領域46とレンズ領域50は堅くかつ具合いよく適合させだめ
に空:/f479の面と接する。ハウジング78に垂直でかつ貫通する−続きの
らせん形状(図示せず)は空洞79内にアセンブリ30を具合いよく保持するた
めに用いられるやアセンブリ30はレンズ8o、レーザ材料84および/または
支持体32と34の間の開口87のような光学要素を挾みかつ締めつける。更に
、外側面42の中間領域46とレンズ領域50は、最適のパワー出力とするため
、アセンブリ30が光ボンピング手段10から離れまたは近づく方向に調整され
るように滑らかな表面から構成されている。
第4図において、支持体32の内側面36は挿入領域52、開口支持手段54、
スペーサ56、レーザ材料支持手段58.1頃斜領域60、スペーサ62および
レンズ支持手段64から構成されている。
第3図に示すように、開口支持手段54は側壁53aおよび53bを含む。第4
図において、開口支持手段54は開口を設けられるように調整されている幾何学
的形状であればいかなる形状であってもよく、好ましくは半円径、更に好ましく
は複数の縦に延びる平らな部分55a、55b、55c、55d、55e、55
fおよび55gより構成されたものである。第5図に示す構造と同様に、好まし
い実施例においては、平らな部分55aおよび55gが中間領域66から約11
0 ”の角度で下方または内方に傾き、平らな部分55bおよび55fが中間領
域66から約135″の角度で内方または下方へ傾き、平らな部分55cおよび
55eが中間領域66から約160°の角度で内方または下方に傾き、そして平
らな部分55dが中間領域66と平行である。アセンブリ30はこれがハウジン
グ78の空洞79に挿入される際、圧縮力が下方に放射状に及んで第1と第2の
支持体32と34との間に光学要素を挾みつけるようになるよう配置される。圧
縮力は一般に平らな部分55a−gに対し垂直であって、第1と第2の支持体3
2および34の全体に均一に及ぶ。
また、好ましい実施例においては、第3図に示すように、側壁53aおよび53
bは下方または内方にわずかに傾き、このため開口支持手段54で少なくとも部
分的に開口87の挿入が簡易となる。
第3図において、レーザ材料支持手段58は側壁57aおよび57bから構成さ
れている。第4図において、レーザ材料支持手段58はレーザ材料を受取れるよ
うに調整される幾何学的形状であればいかなる形状であってもよく、好ましくは
細長く半円形であり、更に好ましくは複数の縦に延びた平らな部分59a、59
b、59C159d、59e、59f、および55gより構成されている。第5
図に示す通り、好ましい実施例においては、平らな部分59aおよび59gが中
間面66から約110 ’の角度で下方および内方に傾き、平らな部分59bお
よび59fが中間面66から約135@の角度で傾き、平らな部分59Cおよび
59eが中間面66から約160 ”の角度で傾き、そして平らな部分59dが
中間面66と平行である。下で示す圧縮力は放射状に内方に及び、レーザ材料を
第1と第2の支持体32と34の間に挟み締めつける。第5図に示す通り、圧縮
力Fは、ハウジング78の空洞79に組み立てられる際の支持体の場合と同様に
、通常は平らな部分59a−59gと平行で、かつ支持体32前面に均一である
。また、好ましい実施例においては、側壁57aはレーザ材料84をレーザ材料
支持手段58に少なくとも一部を挿入し易くするため、下方で左側にわずかに傾
いている。側壁57bはレーザ材料84の入力面の最外側にのみに接し、そのよ
うな面の損傷を極小化する。Nd : YAGロッドのようなレーザ材料は市販
され、通常は均一な寸法でない。こおして、レーザ材料84が通常のにd :
YAGロンドより短い場合に最適出力を得るため、このようなロッドはレーザ材
料支持手段58に位置し、側壁57bと接する。
第3図においてレンズ支持手段64は側壁63を含む。レンズ支持手段64はレ
ンズを設けられように調整される幾何学的形状であればいかなる形状であっても
よく、好ましくは細長く半円形で、更に好ましくは第4図および第6図に示す通
り、複数の縦に延びる平らな部分65a、65b、65Cおよび65dから構成
されている。好ましい実施例においては、平らな部分65aおよび65dが中間
面66から約110 ’の角度で内方および下方に傾き、そして平らな部分65
bおよび65cは中間66から約160°の角度で傾いている。第6図に示す圧
縮力Fは放射内方に及び、レンズ80を第1と第2の支持体32と34の間に挟
み締めつける。圧縮力Fは、アセンブリ30がハウジング78の空洞79に挿入
される際、通常は平らな部分65a−dに平行で、かつ支持体32および34の
前面に均一である。レンズ80はレンズ支持手段64に具合いよ(はまり、かつ
側壁63と接する。
ここまで、第1および第2の支持体32および34の配置は同一であった。こお
して、第1の支持体32に関して上述された構成の全てがまた第2の支持体34
にも当てはまる。次に記載される構成は、第1および第2の支持体32および3
4が異なる場合である。
第2図および第6図において、第1および第2の細長い支持体32および34は
、それぞれ、中間面66および67を含み、かつ連結手段も存する。この連結手
段は支持体32および34を共に連結し、相互連動し、同心となり、位置させら
れるまたは取付けられる配置であればいかなる配置であってもよい、好ましい実
施例においては、第1の細長い支持手段32の連結手段は、それぞれ、凹部また
は凸部70および72を含み、これらは、それぞれ凸部および凹部74およびフ
ロと連結し、これらの凸部および凹部74および76は第2の細長い支持体34
の連結手段から構成されている。他の連結手段の例としては、もちろんこれに限
定されるものではないが、通常の締め金、ねじり、または締め金−ねじり方の配
列具、補助的な配列具、改良された凹凸具、あるいはこれらの組み合わせたもの
が挙げられる。所望ならば、接着剤、結合剤、ねじ、ボルト、(い等が前記連結
手段と組み合わせて使用されてもよい。
第6図に示す好ましい実施例において、第1および第2の支持体32および34
の中間面66および67は、それぞれ、相互に接していない。
アセンブリ30は互いに対し確実に同心にある光学要素を保持する強い圧縮力、
または挾み締めつける力を生みだし、しかもハウジング78の空洞79にしっか
りと適合し、ついで光ボンピング手段10に対し光学要素を配列して最適出力を
生み出す。第5図および第6図に示す圧縮力下は放射状で、はぼ全面均一であり
、かつ下方に向けられ第2図のアセンブリ30はレンズ80、レーザ材料84お
よび必要に応じて開口87が設けられるように調整され、これらの各々が、それ
ぞれ、レンズ支持手段64、レーザ材料支持手段58および開口支持手段54の
上にあるが、接するか、一部設けられているか、あるいはほぼ近接している。第
3図のレンズ80はレンズ支持手段64およびレンズ端40より外側へ延びてい
てもよい。このような配置は特に有意義である。なぜなら、アセンブリ30で少
なくとも部分的にレンズ80が光ボンピング手段10から離れまたは近づ(方向
に簡単に調整されることができ、結果として出力を極大化できるからである。
開口87は中央に穴また開口を有するディスクから構成されている。
アセンブリ30は内側面36で画定された先導路に沿って互いに対し、かつ光ボ
ンピング手段lOに対し、レンズ80、レーザ材料84および開口87の安定な
配置を確実に維持するように配置される。更に、アセンブリ30は出力を最高と
するため、光ポンピング手段から離れ、近づく方向にアセンブリ30内の光学要
素を調整するための手段でもある。更に、アセンブリ30は光学要素の再生、簡
単な取扱い、欠陥のある要素の簡単な取り換えもできる。
アセンブリ30は配置され、ついでアセンブリライン運転時に使用されるように
調整され、特にレーザの大量生産や組み立てに対しロボット工学を活用できるよ
うに調整される。更に、アセンブリ30は次の方法で組み立てられてもよい、先
ず、注型された支持体32および/または34はアセンブリラインの所定位置に
置かれる0次に、光学要素が適切に落下または挿入されるが、ここでこのような
要素は自動的に互いに対して前述の許容される範囲内で配置される。特に、開口
87は傾斜した側壁53aおよび53bにより開口支持手段54に向けられ、一
方レーザ材料84は(側壁57aにより)レーザ材料支持手段58に向けられる
。最適パワーは出力のためには、レーザ材料が側壁57bと接しなければならず
、こおしてレンズ80およびレーザ材料84は互いに予め選択された間隔が維持
される。レンズ80は側壁63とは反対側でかつレンズ端40から外方へ延びる
レンズ支持手段64に置かれる。次に、第1および第2の支持体32および34
は76を72に挿入しかつ70を74を挿入することにより連結手段と結合され
る。引き続き、その内部に光学要素を有するアセンブリ30はハウジング78の
空洞79に挿入される。アセンブリ30の空洞79への挿入は外側面42の挿入
端38および傾斜領域44の直径を小さくすることにより簡易となる。ひとたび
組み立てられると、アセンブリ30はレンズ80と光ボンピング手段10との距
離を変化および/または測定することにより最適動作に容易に調整されることが
できる。このような調整は外側面42の中間領域46およびレンズ領域50の滑
らかな表面により簡易化される一方、ハウジング78の空洞79に具合いよく適
合される。
本発明の一実施例のみが示されたが、当業者は本発明の精神および範囲を逸脱し
ない範囲で、前述の実施例の組み合わせや調整のみならず種々の変更および置換
をなしうろことと理解されるべきである。
5rl
国際調査報告
Claims (20)
- 1.(a)少なくともレンズとレーザ材料を含む光学要素を支持するため刻み目 で画定される内側面を伴った中間面をそれぞれに有する少なくとも第1と第2の 支持体から構成され、前記中間面の前記内側面が前記レンズと前記レーザ材料を 含む前記光学要素に圧縮力を放射内方に与え、前記圧縮力は前記レンズと前記レ ーザ材料を含む前記光学要素が相互に心を確実に合わせるように前記内側面の全 体にほぼ均一におよび、前記第1の支持体の中間面が前記第2の支持体の中間面 とほとんど接していない複数の支持体;および(b)前記第1と第2の支持体を 連結するため前記中間面のそれぞれに設けられ、前記第1の支持体にある連結手 段が前記第2の支持体にある連結手段に取付けられている連結手段を具備するレ ーザ光学要素の配列アセンブリ。
- 2.前記支持体の各々が、通常は細長く、かつ前記刻み目で画定される前記内側 側面が通常は前記支持体に対し縦に延びている請求項1記載のアセンブリ。
- 3.前記支持体が、第1の支持体と前記連結手段によって前記第1の支持体に連 結された第2の支持体を含む請求項1記載のアセンブリ。
- 4.前記連結された支持体が、大体において管状である請求項3記載のアセンブ リ。
- 5.前記刻み目が、前記支持体のほぼ中央に位置する請求項2記載のアセンブリ 。
- 6.前記支持体が、金属、セラミック、エポキシ、ガラス、熱可塑性物質および 熱硬化性物質よりなる群から選択される少なくとも1種の物質より構成されてい る請求項1記載のアセンブリ。
- 7.前記連結手段が、前記支持体の前記中間面から外方に延びる少なくとも1つ の凸部を含む請求項1記載のアセンブリ。
- 8.前記連結手段が、前記凸部を受ける少なくとも1つの凹部を含む請求項7記 載のアセンブリ。
- 9.前記レーザ材料支持手段が、レーザ材料を受取れるように調整され、かつ複 数の縦に延びる平らな部分を含む前記内側面の一部から構成されている請求項1 記載のアセンブリ。
- 10.前記レンズ支持手段が、レンズを受取れるように調整され、かつ複数の縦 に延びる平らな部分を含む前記内側面の一部から構成されている請求項1記載の アセンブリ。
- 11.更に前記支持体の前記内側面にある閉口の支持手段から構成されている請 求項1記載のアセンブリ。
- 12.前記支持体が、前記連結された関係において圧縮手段により保持されてい る請求項3記載のアセンブリ。
- 13.(a)レンズ支持手段とレーザ材料支持手段とを含む刻み目で画定される 内側面をそれぞれに有する少なくとも第1と第2の支持体から構成され、前記支 持体が更に前記内側面に近接した中間面から構成され、前記第1の支持体の中間 面が前記第2の支持体の中間面とほとんど接していない複数の支持体;(b)前 記レーザ材料支持手段に少なくとも一部受け入れられるレーザ材料; (c)前記レーザ材料の中に光ポンピング放射を合焦し、前記レンズ支持手段に 少なくとも一部設けられているレンズ;および(d)前記第1と第2の支持手段 を連結するための前記中間面のそれぞれに設けられ、前記第1の支持体にある連 結手段が前記第2の支持体の連結手段に取付けられている連結手段を具備する装 置。
- 14.更に前記支持体の前記内側面にある開口の支持手段から構成され、前記開 口が前記開口支持手段に少なくとも一部設けられている請求項13記載の装置。
- 15.前記レンズが、屈折率分布レンズである請求項13記載の装置。
- 16.前記レーザ材料が、ネオジウムがドープされたイットリウム・アルミニウ ムガーネットからなる請求項13記載の装置。
- 17.前記複数の支持体が第1の支持体と前記第1の支持体に連結された第2の 支持体とを含み、かつ前記レンズが前記第1の支持体の前記レンズ支持手段と前 記第2の支持体の前記レンズ支持手段との間に少なくとも一部はさまれると共に 、前記レーザ材料が前記第1の支持体の前記レーザ材料支持手段と前記第2の支 持体の前記レーザ材料支持手段との間に少なくとも一部はさまれている請求項1 3記載の装置。
- 18.前記開口が、前記第1の支持体の前記開口支持手段と前記第2の支持体の 前記開口支持手段との間に少なくとも一部はさまれている請求項14記載の装置 。
- 19.前記複数の支持体が、連結された関係において圧縮手段により保持されて いる請求項13記載の装置。
- 20.前記第1と第2の支持体が、互いに前記連結手段で接する請求項17記載 の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/305,385 US4897850A (en) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | Assembly for arranging optical components of a laser |
| US305,385 | 1989-02-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03503701A true JPH03503701A (ja) | 1991-08-15 |
Family
ID=23180578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2504328A Pending JPH03503701A (ja) | 1989-02-01 | 1990-01-30 | レーザ光学要素の配列アセンブリ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4897850A (ja) |
| EP (1) | EP0407572A1 (ja) |
| JP (1) | JPH03503701A (ja) |
| CA (1) | CA2026006C (ja) |
| WO (1) | WO1990009689A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012248616A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 単結晶ファイバーレーザー装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5121188A (en) * | 1990-05-16 | 1992-06-09 | Applied Laser Systems | Laser module assembly |
| US5166943A (en) * | 1991-06-14 | 1992-11-24 | Amoco Corporation | Single domain stabilization in ferroelectric crystals |
| JPH06104515A (ja) * | 1992-09-21 | 1994-04-15 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 固体レーザ |
| US5509226A (en) * | 1993-11-08 | 1996-04-23 | Lasermax Incorporated | Firearm with modified take down latch for controlling laser sight |
| JP2004253733A (ja) * | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Topcon Corp | 半導体レーザ装置及び半導体レーザ装置のレーザ結晶保持方法 |
| FR2969402B1 (fr) | 2010-12-17 | 2013-02-15 | Fibercryst | Module a gain laser et methode de fabrication d'un tel module |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3528030A (en) * | 1967-08-16 | 1970-09-08 | Honeywell Inc | Laser cavity comprising severable elements respectively carrying the laser rod and pumping source |
| US4232276A (en) * | 1977-10-11 | 1980-11-04 | Quanta-Ray, Inc. | Laser apparatus |
| US4468774A (en) * | 1981-12-10 | 1984-08-28 | General Electric Company | Face pumped laser host mounting |
| US4731795A (en) * | 1986-06-26 | 1988-03-15 | Amoco Corporation | Solid state laser |
-
1989
- 1989-02-01 US US07/305,385 patent/US4897850A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-01-30 JP JP2504328A patent/JPH03503701A/ja active Pending
- 1990-01-30 EP EP90904573A patent/EP0407572A1/en not_active Withdrawn
- 1990-01-30 WO PCT/US1990/000542 patent/WO1990009689A1/en not_active Ceased
- 1990-01-30 CA CA002026006A patent/CA2026006C/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012248616A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 単結晶ファイバーレーザー装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2026006C (en) | 1995-04-18 |
| US4897850A (en) | 1990-01-30 |
| WO1990009689A1 (en) | 1990-08-23 |
| EP0407572A1 (en) | 1991-01-16 |
| CA2026006A1 (en) | 1990-08-02 |
| EP0407572A4 (ja) | 1994-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0251718B1 (en) | Solid state laser | |
| US5563899A (en) | Composite solid state lasers of improved efficiency and beam quality | |
| EP0251719B1 (en) | Solid state laser and method of making | |
| US7648290B2 (en) | Modular solid-state laser platform based on coaxial package and corresponding assembly process | |
| US5410559A (en) | Diode pumped laser with strong thermal lens crystal | |
| US20020101889A1 (en) | Monolithic solid state laser assembly and method of manufacture | |
| WO2007101029A2 (en) | Longitudinally pumped solid state laser and methods of making and using | |
| Digonnet et al. | 1.064-and 1.32-µm Nd: YAG single crystal fiber lasers | |
| US8611391B2 (en) | Waveguide CO2 laser with mutiply folded resonator | |
| US5323414A (en) | Laser system and method employing a nonimaging concentrator | |
| US5590141A (en) | Method and apparatus for generating and employing a high density of excited ions in a lasant | |
| US7463667B2 (en) | Solid-state laser and multi-pass resonator | |
| US6567452B2 (en) | System and method for pumping a slab laser | |
| JP2004140260A (ja) | 固体レーザ装置 | |
| CA2026006C (en) | Assembly for arranging optical components of a laser | |
| US20060182162A1 (en) | Solid laser exciting module and laser oscillator | |
| US9356420B1 (en) | Solid state laser with multiple cores coupled by fold optics | |
| JP3221586B2 (ja) | 光波長変換装置 | |
| US6895152B2 (en) | Guided-mode laser apparatus with improved cladding structure and a method of fabricating thereof | |
| CN108879311B (zh) | 一种用于板条形激光晶体的泵浦耦合装置及方法 | |
| US7839904B1 (en) | Monoblock laser systems and methods | |
| US4890296A (en) | Housing for the output coupler of a laser | |
| US20110176566A1 (en) | Semiconductor laser pumped solid-state laser device | |
| US7072368B2 (en) | Optical contacting method and apparatus | |
| JPH06120586A (ja) | 固体レーザ装置 |