JPH0410587A - 固体レーザ材料の励起方法 - Google Patents

固体レーザ材料の励起方法

Info

Publication number
JPH0410587A
JPH0410587A JP11016490A JP11016490A JPH0410587A JP H0410587 A JPH0410587 A JP H0410587A JP 11016490 A JP11016490 A JP 11016490A JP 11016490 A JP11016490 A JP 11016490A JP H0410587 A JPH0410587 A JP H0410587A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid
state laser
laser material
light
excitation
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
Application number
JP11016490A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunio Yoshida
国雄 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HERUTSU KOGYO KK
Original Assignee
HERUTSU KOGYO KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HERUTSU KOGYO KK filed Critical HERUTSU KOGYO KK
Priority to JP11016490A priority Critical patent/JPH0410587A/ja
Publication of JPH0410587A publication Critical patent/JPH0410587A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、固体レーザ材TJ−としてYAG、 GG
G、YLF、 GSGG、 GSAG、及びレーザガラ
スなどに希土類元素Nd”+を添加した固体レーザ材料
の発振に関するもので、高密度光メモリー、カラーデイ
スプレィ、波長可変色素レーザの励起光源、印刷やレー
ザプリンタ用光源やその他微細加工用光源などに用いる
。固体レーザ材料の励起方法に関するものである。
(従来の技術) 従来既存の固体レーザ材料を励起する方法を大別すると
、ランプ励起法と半導体レーザ(以下、rLDJ)励起
法とがある。
ランプ励起法は、連続点灯の沃素ランプ又はクリプトン
アークランプによる励起法、キセノン又はクリプトンフ
ラッシュによるパルス励起法が用いられている。
LD励起法は、連続又はパルス動作のLDで固体レーザ
材料を励起させる方法である。
(発明が解決しようとする課題) しかしながらランプ励起法によれば、固体レーザ材料の
発振に有効なランプからの光エネルギーは約10%であ
り、残りの大半の光エネルギーは固体レーザ材料を加熱
するために、固体レーザを水冷する必要があった。
このためレーザ発振装置が大型化し、レーザの出力の安
定性も5〜10%程度であった。
またLD励起法によれば、LDの出力は最大J−W程度
であるため、固体レーザの発振出力は100〜200m
Wと低い。このため発振波長1μmから波長変換素子で
2倍高調波を発生させる場合、その変換効率は数%とな
り、効率が非常に低いという問題点があった。
(課題を解決するための手段) この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、発振
出力が高く、高安定、長寿命、かつ発振器として構成し
た場合にその大きさを非常にコンパクトににできる、固
体レーザ材料の励起方法を提供して問題の解決を図るも
のである。
而してこの発明の具体的な構成についていうと、軸方向
から半導体レーザによって固体レーザ材料を励起させる
と共に、光導波路によってフランシュランプの光を当該
固体レーザ材料の側面に集中照射させて当該固体レーザ
材料を励起させることを特徴とするものである。
このように同時励起させる場合、フランシュランプは数
比〜数100kHzのパルス波か好ましく、また半導体
レーザは連続波又は当該フラッシュランプと同調する数
&〜数100kHzのパルス波を出すものが好ましい。
この発明で使用するフラッシュランプとしては、例えば
Xeや計などの希ガスを封入したものが挙げられる。
また上述のような半導体レーザとフラッシュランプで固
体レーザ材料を同時に励起させる方法において、光導波
路に入射する前段階に有効波長透過フィルタを介在させ
たことを特徴とする。固体レーザ材料の励起方法として
もよい。
ここでいう有効波長透過フィルタとは、励起させる固体
レーザ材料によって多少異なるが、概ね500〜600
nI11.700−900nmの範囲の波長の光を透過
させるフィルタをいう。
(作 用) 一般的に半導体レーザは単一の縦モード、横モード発振
が容易であり、従って横モート、縦モードとも良好なビ
ームが得られる。これをフラッシュランプで同時に励起
させるので、良好なモードのビームの種がフラッシュラ
ンプによって増幅されて発振されることになる。従って
発振出力が高く、高安定、高品質のレーザビームが得ら
れるものである。
また光導波路によってフラッシュランプの光を固体レー
ザ材料に集中照射させるので、ランプ光を効率良く固体
レーザ材料に集光できる。しかも例えば固体レーザ材料
の冷却手段が、固体レーザ材料を覆う筒状のものであっ
ても、側面励起が可能となる。
光導波路に入射する前段階に有効波長透過フィルタを介
在させた場合には、フラッシュランプの光のうち励起に
有効な波長の光のみが、固体レーザ材料に照射される。
(実施例) 以下、この考案の実施例を図について説明する。
第1図は第1実施例を装置に具現化した場合の固体レー
ザ発振器の概要を示しており、■は半導体レーザであっ
て、その波長は、Nd3+の吸収波長である805〜8
10nm(固体レーザ材料によって多少異なる)であり
、ペルチェ素子(図外)で半導体レーザIの温度を調整
して同調させるようになっている。2は集光レンズであ
り、半導体レーザ1からの光を集光して、直径100μ
m以下のスポツト径で固体レーザ材料3に照射する。本
実施例で用いた固体レーザ材料3は、入射端面R工の反
射率が、波長1μmに対して99%以上、波長0.81
μmに対して10%以下で、曲率半径は10圓〜100
anであり、出射端面R4の反射率は波長1μmに対し
て0.5%以下、平面度はλ/2(121μm)以上で
ある。
また出力鏡4については、固体レーザ材料3側端面R2
の反射率は波長1μmで95%以上で、平面度がλ/2
(121μm)、出射側端面R3の反射率は反射防止膜
を施してあり、波長1μmでの反射率は0.5%以下、
平面度はλ/2(121μm)以上である。
固体レーザの共振器は入射端面R工と、出力鏡4の固体
レーザ材料3側端面R2とによって構成される。
フラッシュランプは固体レーザ材料3の上下側面からこ
れを照射するようになっている。具体的には第2図に示
したように、フラッシュランプ5.6から出る光を、集
光レンズ7.8で固体レーザ材料3の上下面から照射す
る。さらに固体レーザ材料3の周囲には、冷却用金属で
構成された略筒状の冷却部材9が配されており、その内
周はシルバーペイント等の接着剤10を介して固体レー
ザ材料3と接触している。なおフラッシュランプ5.6
はその電極間の距離が1〜2al+とし、従来から用い
ているこの種のランプに比べて172〜175程度にな
っている。
この冷却部材9の上下面には、テーパ状の光導波路11
.12が設けられている。本実施例で用いた光導波路1
1.12は、冷却部材9内側へと通ずる窓を設け、当該
窓の四側をテーパ状に成型し、さらに当該テーパ面を表
面粗さ1μm以下の光沢面とし、その表面に銀、アルミ
ニウム、金などをコーティングしたもので、酸化防止用
にSiO□やMgF2などの保護膜が蒸着されている。
そしてこの光導波路11.12と集光レンズ7.8との
間には、0.5〜0.6μn+並びに0.7〜0.9μ
n+の励起光のみを透過させるフィルタ13.14を介
在させである。このフィルタ13.14の採用により、
固体レーザ材料3の温度上昇を半分以下に抑えることが
できる。
また冷却部材9には、固体レーザ材料3を挾んで長手方
向に沿って夫々水冷用吸水孔15、水冷用排水孔16が
貫設されており、外部のタンク(図外)から供給される
冷却用の水は当該水冷用吸水孔15、水冷用排水孔16
によって冷却部材9の中を循環し、再び外部に排出され
るものである。かかる構成を採ることによって、冷却部
材9の冷却効果がさらに高められ、冷却部材9自身もコ
ンパクトにできる。
なお本実施例で用いた冷却水は、水温15〜25゜Cの
水を用い、流量はlO〜25cc/min程度に設定し
た。
本実施例に使用する主要部材の配列、構成等は以上の如
きであり、次に上記実施例による固体レーザの発振テス
トの結果を以下に通入る。
まず固体レーザ材料3には、1.1atm・%のNd’
+を添加したNd”:YAG結晶を用いた。またその大
きさは、径がφ=3m、長さがQ=5rmである。また
R□の曲率半径は40III11、波長1μmでの反射
率は99.5%、波長0.81μmでの透過率は95%
である。また他の要素の反射率については、R4!0.
1%、R2,98%、R1α0.2%である。
そして出力IWの半導体レーザ3の発振波長をペルチェ
素子によって0.81μmに調整し、集光用レンズ2で
約80μmのスポット径としてR工に集光した。この結
果、発振波長1.064μm、出力150nWの出力を
得た。しかも単一の縦モード、横モードの良質なレーザ
ビームであった。
次にフラッシュランプ5.6で固体レーザ材料3の上下
側面から約2Jのエネルギーをライン状にして励起した
ところ、第3図に示したように、約2倍になった。この
後、フラッシュランプ5.6のエネルギーを増加させる
につれてレーザ出力も増加し、最大増幅率4倍を達成し
た。
また、フラッシュランプ5.6の電極間距離が従来型の
172〜115となっており、また冷却部材9も冷却効
果の高い水冷型を使用しているので、装置全体としては
、従来の115程度の大きさにすることができた。
次に第2実施例について説明すると、本実施例では固体
レーザ材料を二つに分割し、一つは半導体レーザで励起
させ、それによって発振されるレーザを他の一つの固体
レーザ材料に軸方向から照射すると共に、当該他の一つ
の固体レーザ材料をフラッシュランプでさらに側面励起
させる構成を採ったものである。
その主要部材の構成、配列を第4図について説明すれば
、21は半導体レーザであって、この半導体レーザ21
の光は集光レンズ22によって固体レーザ材料23を、
軸方向から直径100μm以下のスポット径で照射して
これを励起させるようになっている。24.25は夫々
フラッシュランプであり、他の固体レーザ材料26を側
面から励起させる。27は出力鏡である。
本実施例で使用した各部材の反射率1曲率半径等は次の
通りである。
固体レーザ材料23: 入射側端面R1の反射率 99%以上(1μm)入射側
端面R工の透過率 90%以上(0,81μm)入射側
端面R□の曲率半径10〜loo並出射側端面R4の平
面度  175以上(λ;1μlu)出射側端面R4の
反射率 0.5%以下(1μm)固体レーザ材料26: 入射側端面R5の平面度  115以上(121μm)
入射04116 m R、t7) lji H率0 、
5 % 以下(I u m )出射側端面R6の平面度
  115以上(121μm)出射側端面R5の反射率
 0.5%以下(1μm)出力鏡27: 入射側端面R2の反射率 95%以上(1μm)入射側
端面R2の曲率半径ω 出射側端面R1の反射率 0.5%以下(1μm)出射
側端面R3の曲率半径の また本実施例の場合、共振器は固体レーザ材料23の入
射側端面R□と出力鏡27の入射側端面R2とによって
構成される。
本実施例によれば、半導体レーザ21によって励起され
る固体レーザ材料23とフランシュランプ24゜25に
よって励起される固体レーザ材料26とが別体であるた
め、共振器の光軸は殆ど変化しないので第1実施例と比
較すれば、さらに安定した発振出力が得られる。なお固
体レーザ材料23も半導体レーザ21による励起によっ
て多少熱歪みを受けるが、適宜の金属で固体レーザ材料
23の周囲を冷却すれば(この場合には水冷の必要はな
い)、何ら問題はないものである。
次に第3実施例について説明すると、本実施例は第1実
施例に波長変換用非線形結晶を加えて2倍高調波を発振
させる構成を採ったものである。
即ち第5図に示したように、半導体レーザ31は発振波
長が805〜810nmであり、ペルチェ素子(図外)
で温度を調整して発振波長を変えられるようになってい
る。32は集光レンズ系であり、半導体レーザ31から
の光を集光して、直径100μm以下のスポット径で固
体レーザ材料33に照射する。
34.35は夫々フラッシュランプであり、固体レーザ
材料33ヲ側面励起サセル。36ハKTP、BBO,K
DP、 DKCPなどの波長変換用非線形結晶である。
また37は出力鏡である。
本実施例で使用した各部材の反射率、曲率半径等は次の
通りである。
固体レーザ材料33: 入射側端面R1の反射率 99%以上 (1μm、0.5μm) 90%以上(0,81ALm) 10〜100an 115以上(121μm) 0.5%以下(1μm) 入射側端面R1の透過率 入射側端面R工の曲率半径 出射側端面R4の平面度 出射側端面R4の反射率 波長変換用非線形結晶36: 入射側端面R5の平面度 入射側端面Rsの反射率 出射側端面RGの平面度 出射側端面R6の反射率 出力鏡37: 入射側端面R2の反射率 115以上(λ二1μm) 0.5%以下 (1μm、0.5μm) 175以上(λ=1μm) 0.5%以下 (1μm、0.5 μll1) 95%以上 (1μm、0.5μm) 入射側端面R2の曲率半径の 出射側端面R1の反射率 0.5%以下(1μm、 0
.5μm) 出射側端面R1の平面度  115以上(121μm)
本実施例によれば、0.5μmのグリーン光を発生させ
ることができた。
(発明の効果) この発明によれば、軸方向から半導体レーザによって固
体レーザ材料を励起させると共に、光導波路によってフ
ラッシュランプの光を固体レーザ材料の側面に集中照射
させて固体レーザ材料を同時に励起させるので、安定性
も良く、単一の縦モード及び横モードのレーザ発振がで
き、しかも高出力のレーザビームが得られる。従って、
2倍高調波への変換効率も高いものである。
装置として具現化する場合にも、光導波路によってフラ
ッシュランプの光を固体レーザ材料に集中照射させるの
で、ランプ光を効率良く固体レーザ材料に集光でき、し
かも固体レーザ材料の冷却手段の選択の幅が広がり、コ
ンパクト化が可能である。
その他寿命も長く、また同程度のレーザビームの質、出
力を多数の半導体レーザの直接増幅のみで確保する場合
に比へて、非常に安価に実現できる。
光導波路に入射する前段階に有効波長透過フィルタを介
在させた場合には、上述の効果に加えて、励起に寄与し
ない波長のフラッシュランプの光をカットするという作
用効果が得られるので、発熱を必要最小限に抑えること
ができ、冷却装置も小型のもので済む。
【図面の簡単な説明】
各図はいずれもこの発明の実施例に関するものであり、
第1図は第1実施例に使用した主要部材の配置状況を示
す説明図、第2図は第1実施例に使用した主要部材の配
置状況を示す軸方向断面説明図、第3図は第1実施例に
よるレーザの8力をグラフ、第4図は第2実施例に使用
した主要部材の配置状況を示す説明図、第5図は第3実
施例に使用した主要部材の配置状況を示す説明図である
。 なお図中、■は半導体レーザ、2は集光レンズ、3は固
体レーザ材料、4は出力鏡、5.6は夫々フラッシュラ
ンプ、7.8は夫々集光レンズ、9は冷却部材、11.
12は夫々光導波路、13.14は夫々フィルタ、15
は水冷用吸水孔、16は水冷用排水孔である。 特許出願人 ヘルッ工業株式会社 代 理 人

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)軸方向から半導体レーザによって固体レーザ材料
    を励起させると共に、光導波路によってフラッシュラン
    プの光を当該固体レーザ材料の側面に集中照射させて当
    該固体レーザ材料を励起させることを特徴とする、固体
    レーザ材料の励起方法。
  2. (2)光導波路に入射する前段階に有効波長透過フィル
    タを介在させたことを特徴とする、請求項第(1)項記
    載の固体レーザ材料の励起方法。
JP11016490A 1990-04-27 1990-04-27 固体レーザ材料の励起方法 Pending JPH0410587A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11016490A JPH0410587A (ja) 1990-04-27 1990-04-27 固体レーザ材料の励起方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11016490A JPH0410587A (ja) 1990-04-27 1990-04-27 固体レーザ材料の励起方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0410587A true JPH0410587A (ja) 1992-01-14

Family

ID=14528672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11016490A Pending JPH0410587A (ja) 1990-04-27 1990-04-27 固体レーザ材料の励起方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0410587A (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62145886A (ja) * 1985-12-16 1987-06-29 アライド・コ−ポレ−シヨン 単一式固体レ−ザ−
JPH021192A (ja) * 1988-02-16 1990-01-05 Mitsubishi Electric Corp 固体レーザ装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62145886A (ja) * 1985-12-16 1987-06-29 アライド・コ−ポレ−シヨン 単一式固体レ−ザ−
JPH021192A (ja) * 1988-02-16 1990-01-05 Mitsubishi Electric Corp 固体レーザ装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2980788B2 (ja) レーザ装置
US7088749B2 (en) Green welding laser
JP2007523499A (ja) レーザ装置
JP2013041051A (ja) 波長変換装置、固体レーザ装置およびレーザシステム
US4887270A (en) Continuous wave, frequency doubled solid state laser systems with stabilized output
US8817831B1 (en) High power UV lasers
US5566195A (en) Intracavity raman laser
CN115280608A (zh) 光振荡器、光振荡器的设计方法和激光装置
JP2000124533A (ja) 固体レーザー装置
JPH0410587A (ja) 固体レーザ材料の励起方法
JPH05267753A (ja) 固体レーザ装置
JPH09246648A (ja) レーザー光源および照明光学装置
JP2017220439A (ja) レーザ駆動光源装置
US20070064750A1 (en) Deep ultraviolet laser apparatus
JPH09312430A (ja) ジグザグスラブ固体レーザ及び増幅器
US7068689B2 (en) Frequency-converted laser apparatus with frequency conversion crystals
JPH0563264A (ja) 半導体レーザ端面励起固体レーザ装置
Kato 3547-Å pumped high-power dye laser in the blue and violet
JPH09232665A (ja) 出力安定化第二高調波光源
JPH06120586A (ja) 固体レーザ装置
JP4867032B2 (ja) 太陽光励起レーザー装置
JPH09270552A (ja) 固体レーザ装置
JP2002062555A (ja) レーザ光発生装置
JP4146207B2 (ja) 非線型波長変換レーザ装置
JP3241707B2 (ja) レーザ加工装置