JPH04137775A - 半導体レーザ励起固体レーザ - Google Patents
半導体レーザ励起固体レーザInfo
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- JPH04137775A JPH04137775A JP26132190A JP26132190A JPH04137775A JP H04137775 A JPH04137775 A JP H04137775A JP 26132190 A JP26132190 A JP 26132190A JP 26132190 A JP26132190 A JP 26132190A JP H04137775 A JPH04137775 A JP H04137775A
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 title abstract 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 44
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 17
- 229910017502 Nd:YVO4 Inorganic materials 0.000 abstract description 21
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 8
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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。
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、レーザ装置に関し、特に小型で簡便な半導体
レーザ励起固体レーザに関する。
レーザ励起固体レーザに関する。
（従来の技術）
半導体レーザ励起固体レーザでは固体レーザ結晶として
、Ｎｄ：ＹＡＧ、 Ｎｄ：ＹＬＦなどが多く用いられて
いる。これらの結晶は８００ｎｍ帯に強い吸収をもつた
めに、これにあった波長の半導体レーザで励起すること
により効率よく固体レーザを励起することが可能である
。また、半導体レーザ励起固体レーザの共振器内に２次
の非線形光学結晶を設けることにより、固体レーザの光
を高い効率で高調波へ変換する、波長変換レーザを提供
することが可能である。半導体レーザ励起固体レーザに
関しては、［レーザ研究、第１７巻、第１０号（１９８
９）、ｐｐ、６９５−７０４ Ｊに詳しい記述がある。
、Ｎｄ：ＹＡＧ、 Ｎｄ：ＹＬＦなどが多く用いられて
いる。これらの結晶は８００ｎｍ帯に強い吸収をもつた
めに、これにあった波長の半導体レーザで励起すること
により効率よく固体レーザを励起することが可能である
。また、半導体レーザ励起固体レーザの共振器内に２次
の非線形光学結晶を設けることにより、固体レーザの光
を高い効率で高調波へ変換する、波長変換レーザを提供
することが可能である。半導体レーザ励起固体レーザに
関しては、［レーザ研究、第１７巻、第１０号（１９８
９）、ｐｐ、６９５−７０４ Ｊに詳しい記述がある。
（発明が解決しようとする）
しかし、これらの固体レーザ結晶の強い吸収帯は、数ｎ
ｍ程度の幅しかなく、その吸収帯の中でも吸収係数が波
長により大きく変化するので、半導体レーザの波長変動
が生じると、固体レーザ出力や、第２高調波の出力も変
動してしまう。この出力変動を低減するために、ペルチ
ェ素子などにより半導体レーザに温度制御を施し、半導
体レーザの発振波長を高い所要精度で制御しなければな
らない。また、半導体レーザは各々発振波長が異なるた
めに、固体レーザの励起に適したものを選択しなければ
ならない。
ｍ程度の幅しかなく、その吸収帯の中でも吸収係数が波
長により大きく変化するので、半導体レーザの波長変動
が生じると、固体レーザ出力や、第２高調波の出力も変
動してしまう。この出力変動を低減するために、ペルチ
ェ素子などにより半導体レーザに温度制御を施し、半導
体レーザの発振波長を高い所要精度で制御しなければな
らない。また、半導体レーザは各々発振波長が異なるた
めに、固体レーザの励起に適したものを選択しなければ
ならない。
本発明の目的は、固体レーザを励起するための半導体レ
ーザの波長制御の精度を大幅に緩和し、出力変動が少な
く、また、使用する半導体レーザの選択の幅を広げる半
導体レーザ励起固体レーザを提供することにある。
ーザの波長制御の精度を大幅に緩和し、出力変動が少な
く、また、使用する半導体レーザの選択の幅を広げる半
導体レーザ励起固体レーザを提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明の端面励起型半導体レーザ励起固体レーザでは、
固体レーザ結晶としてａ軸カットのＮｄ：ＹＶＯ４を用
いて、励起用の半導体レーザの光電界の方向と前記Ｎｄ
：ＹＶＯ４の結晶Ｃ軸が平行になるように励起すること
を特徴とする。また前記端面励起型半導体レーザ励起固
体レーザにおいて、レーザ共振器内に、高調波発生のた
めの２次の非線形光学結晶を設けることを特徴とする。
固体レーザ結晶としてａ軸カットのＮｄ：ＹＶＯ４を用
いて、励起用の半導体レーザの光電界の方向と前記Ｎｄ
：ＹＶＯ４の結晶Ｃ軸が平行になるように励起すること
を特徴とする。また前記端面励起型半導体レーザ励起固
体レーザにおいて、レーザ共振器内に、高調波発生のた
めの２次の非線形光学結晶を設けることを特徴とする。
（作用）
Ｎｄ：ＹＶＯ４は一軸性の結晶で、レーザ発振に用いた
ときに特定の方向に偏光して発振するばかりではなく、
その吸収特性に異方性がある。半導体レーザは一般に特
定の方向に偏光して発振するために、結晶に対する偏光
方向を選ぶことによって効率のよい励起が可能となる。
ときに特定の方向に偏光して発振するばかりではなく、
その吸収特性に異方性がある。半導体レーザは一般に特
定の方向に偏光して発振するために、結晶に対する偏光
方向を選ぶことによって効率のよい励起が可能となる。
ａ軸カットのＮｄ：ＹＶＯ４の吸収特性の異方性の測定
結果を第３図に示す。測定にはＮｄ濃度１％、厚さ１ｍ
ｍの試料を用い、光源の波長は、Ｎｄ：ＹＶＯ４の吸収
が８００ｎｍ帯では最も強い約８０９ｎｍとしている。
結果を第３図に示す。測定にはＮｄ濃度１％、厚さ１ｍ
ｍの試料を用い、光源の波長は、Ｎｄ：ＹＶＯ４の吸収
が８００ｎｍ帯では最も強い約８０９ｎｍとしている。
横軸は結晶Ｃ軸と光電界の方向の間の角θで、θが０゜
または１８０°の時、結晶Ｃ軸と光電界は平行であると
する。縦軸は透過率である。第３図が示す通り、ａ軸カ
ッ） Ｎｄ：ＹＶＯ４では結晶Ｃ軸と光電界が平行であ
るとき最も吸収が強く、θが００または１８０°となる
ところから±１０°以内の範囲になるようにすれば、効
率のよい励起が可能であることがわかる。
または１８０°の時、結晶Ｃ軸と光電界は平行であると
する。縦軸は透過率である。第３図が示す通り、ａ軸カ
ッ） Ｎｄ：ＹＶＯ４では結晶Ｃ軸と光電界が平行であ
るとき最も吸収が強く、θが００または１８０°となる
ところから±１０°以内の範囲になるようにすれば、効
率のよい励起が可能であることがわかる。
次に、第４図にａ軸カットのＮｄ：ＹＶＯ４の吸収特性
の波長依存性を示す。第４図（ａ）が結晶Ｃ軸と光電界
が垂直の場合で、第４図（ｂ）が結晶Ｃ軸と光電界が平
行の場合である。第４図の（ａ）と（ｂ）を比較すると
、結晶Ｃ軸に光電界が平行であるとき、垂直である場合
に比べ吸収が強いばかりでなく、吸収の強い波長帯域が
広いことがわかる。このことがら、結晶Ｃ軸と光電界の
方向が平行か、すくなくとも間の角が１０°程度以内に
なるように励起することが、ａ軸カットのＮｄ：ＹＶＯ
４をレーザに使用する際に有効であることがわかる。
の波長依存性を示す。第４図（ａ）が結晶Ｃ軸と光電界
が垂直の場合で、第４図（ｂ）が結晶Ｃ軸と光電界が平
行の場合である。第４図の（ａ）と（ｂ）を比較すると
、結晶Ｃ軸に光電界が平行であるとき、垂直である場合
に比べ吸収が強いばかりでなく、吸収の強い波長帯域が
広いことがわかる。このことがら、結晶Ｃ軸と光電界の
方向が平行か、すくなくとも間の角が１０°程度以内に
なるように励起することが、ａ軸カットのＮｄ：ＹＶＯ
４をレーザに使用する際に有効であることがわかる。
第５図（ｂ）に、厚さ３ｍｍのａ軸カットのＮｄ：ＹＶ
Ｏ４を半導体レーザによって端面より励起して、波長１
１０６４ｎのレーザ発振させた場合の、レーザ出力の励
起波長依存性を示す。比較のために、Ｎｄ：ＹＡＧを使
用した場合の結果を第５図（ａ）に示す。Ｎｄ：ＹＡＧ
を用いた場合、励起に使用する半導体レーザの波長に対
してレーザ出力が大きく変化するのに対して、ａ軸カッ
トのＮｄ：ＹＶＯ４を用い、結晶Ｃ軸と励起光の光電界
が平行になるように励起した場合、レーザ出力が広い励
起波長範囲でほぼフラットな特性が得られる。これらの
ことがら、共振器内に第２次高調波発生用の非線形光学
結晶を設ける波長変換レーザにおいても、ａ軸カットの
Ｎｄ：ＹＶＯ４を用い、結晶Ｃ軸と励起光の光電界が平
行になるように励起した場合、第２高調波の出力は広い
励起波長範囲でほぼフラットな特性かえられることがわ
かる。
Ｏ４を半導体レーザによって端面より励起して、波長１
１０６４ｎのレーザ発振させた場合の、レーザ出力の励
起波長依存性を示す。比較のために、Ｎｄ：ＹＡＧを使
用した場合の結果を第５図（ａ）に示す。Ｎｄ：ＹＡＧ
を用いた場合、励起に使用する半導体レーザの波長に対
してレーザ出力が大きく変化するのに対して、ａ軸カッ
トのＮｄ：ＹＶＯ４を用い、結晶Ｃ軸と励起光の光電界
が平行になるように励起した場合、レーザ出力が広い励
起波長範囲でほぼフラットな特性が得られる。これらの
ことがら、共振器内に第２次高調波発生用の非線形光学
結晶を設ける波長変換レーザにおいても、ａ軸カットの
Ｎｄ：ＹＶＯ４を用い、結晶Ｃ軸と励起光の光電界が平
行になるように励起した場合、第２高調波の出力は広い
励起波長範囲でほぼフラットな特性かえられることがわ
かる。
（実施例）
以下図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の第１の実施例の斜視図である。ａ軸カ
ットのＮｄ：ＹＶＯ４結晶４は、２面のａ軸カット面う
ち半導体レーザ１のある側の面に、１１０６４ｎに対し
て１００％反射となる様に、誘電体多層薄膜ミラー３を
つけである。出力ミラー５には１１０６４ｎに対して８
０〜９８％程度の反射率になるように、誘電体多層薄膜
をつけである。誘電体多層薄膜ミラー３と出力ミラー５
．、により、レーザ共振器を構成している。これらの誘
電体多層薄膜の高反射になる波長を変えるえることによ
り、１１０６４ｎ以外に、９４６ｎｍや１３４０ｎｍな
どの波長で発振させることも可能である。半導体レーザ
ｌは波長が８００ｎｍ〜８１５ｎｍで、そのレーザ光の
光電界がＮｄ：ＹＶＯ４結晶４のＣ軸と平行になるよう
にしである。ここで、光電界と結晶Ｃ軸は完全に平行で
なくとも、平行からのずれが１０°程度まではほとんど
効率は変わらない。半導体レーザ１より放射されるレー
ザ光をレンズ２で集光し、Ｎｄ：ＹＶＯ４結晶に照射す
ることにより、Ｎｄ：ＹＶＯ４を励起し、１１０６４ｎ
のレーザ光を出力ミラー５から取り呂している。
ットのＮｄ：ＹＶＯ４結晶４は、２面のａ軸カット面う
ち半導体レーザ１のある側の面に、１１０６４ｎに対し
て１００％反射となる様に、誘電体多層薄膜ミラー３を
つけである。出力ミラー５には１１０６４ｎに対して８
０〜９８％程度の反射率になるように、誘電体多層薄膜
をつけである。誘電体多層薄膜ミラー３と出力ミラー５
．、により、レーザ共振器を構成している。これらの誘
電体多層薄膜の高反射になる波長を変えるえることによ
り、１１０６４ｎ以外に、９４６ｎｍや１３４０ｎｍな
どの波長で発振させることも可能である。半導体レーザ
ｌは波長が８００ｎｍ〜８１５ｎｍで、そのレーザ光の
光電界がＮｄ：ＹＶＯ４結晶４のＣ軸と平行になるよう
にしである。ここで、光電界と結晶Ｃ軸は完全に平行で
なくとも、平行からのずれが１０°程度まではほとんど
効率は変わらない。半導体レーザ１より放射されるレー
ザ光をレンズ２で集光し、Ｎｄ：ＹＶＯ４結晶に照射す
ることにより、Ｎｄ：ＹＶＯ４を励起し、１１０６４ｎ
のレーザ光を出力ミラー５から取り呂している。
第２図は本発明の第２の実施例の斜視図である。
第１の実施例との違いは、Ｎｄ：ＹＶＯ４結晶４と出力
ミラー５の間に、波長変換用の非線形光学結晶であるＫ
ＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４）結晶６を設けていることである
。効率よく第２高調波を発生するために、出力ミラー５
の反射率はＮｄ：”’ｌ’ＶＯ４の発振波長に対して１
００％になるようにしである。なお、本実施例では、波
長変換の非線形光学結晶としてＫＴＰを用いているが、
Ｎｄ：ＹＶＯ４の発振波長を基本波として、その第２高
調波を発生するための位相整合条件を満たすものであれ
ば、ＢＢＯ（β−ＢａＢ２０４）、ＬＢＯ（ＬｉＢ４Ｏ
７）、ＬｉＩＯ３などＫＴＰ以外の非線形光学結晶を用
いうろことは言うまでもない。
ミラー５の間に、波長変換用の非線形光学結晶であるＫ
ＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４）結晶６を設けていることである
。効率よく第２高調波を発生するために、出力ミラー５
の反射率はＮｄ：”’ｌ’ＶＯ４の発振波長に対して１
００％になるようにしである。なお、本実施例では、波
長変換の非線形光学結晶としてＫＴＰを用いているが、
Ｎｄ：ＹＶＯ４の発振波長を基本波として、その第２高
調波を発生するための位相整合条件を満たすものであれ
ば、ＢＢＯ（β−ＢａＢ２０４）、ＬＢＯ（ＬｉＢ４Ｏ
７）、ＬｉＩＯ３などＫＴＰ以外の非線形光学結晶を用
いうろことは言うまでもない。
（発明の効果）
本発明によれば、固体レーザを励起するための半導体レ
ーザの波長制御の精度を太幅に緩和し、出力変動が少な
く、また、使用する半導体レーザの選択の幅を広げる半
導体レーザ励起固体レーザを提供することができる。
ーザの波長制御の精度を太幅に緩和し、出力変動が少な
く、また、使用する半導体レーザの選択の幅を広げる半
導体レーザ励起固体レーザを提供することができる。
第１図は本発明の第１の実施例を説明するための斜視図
、第２図は本発明の第２の実施例を説明するための斜視
図、第３図〜第４図は本発明に係る、Ｎｄ：”嘗′０４
結晶の吸収特性を示すもので、第３図はＮｄ：ＹＶＯ４
結晶Ｃ軸と光電界の方向のなす角と吸収特性の関係を示
す図、第４図（ａ）はＮｄ：ＹＶＯ４結晶のＣ軸と光電
界が垂直であるときの吸収特性を示す図、第４図（ｂ）
はＮｄ：ＹＶＯ４結晶のＣ軸と光電界が平行であるとき
の吸収特性を示す図、また第５図（ａ）はＮｄ：ＹＡＧ
によりレーザ発振させたときのレーザ出力の励起波長依
存性を示す図、第５図（ｂ）はａ軸カットのＮｄ：ＹＶ
Ｏ４を結晶Ｃ軸と励起光の電界が平行になるように励起
してレーザ発振させたときのレーザ出力の励起波長依存
性を示す図である。図において、 １・・・半導体レーザ、２・・ルンズ、３・・・誘電体
多層薄膜ミラー、４・・・Ｎｄ：ＹＶＯ４結晶、５・・
・出力ミラー、６゜、、ＫＴＰ結晶
、第２図は本発明の第２の実施例を説明するための斜視
図、第３図〜第４図は本発明に係る、Ｎｄ：”嘗′０４
結晶の吸収特性を示すもので、第３図はＮｄ：ＹＶＯ４
結晶Ｃ軸と光電界の方向のなす角と吸収特性の関係を示
す図、第４図（ａ）はＮｄ：ＹＶＯ４結晶のＣ軸と光電
界が垂直であるときの吸収特性を示す図、第４図（ｂ）
はＮｄ：ＹＶＯ４結晶のＣ軸と光電界が平行であるとき
の吸収特性を示す図、また第５図（ａ）はＮｄ：ＹＡＧ
によりレーザ発振させたときのレーザ出力の励起波長依
存性を示す図、第５図（ｂ）はａ軸カットのＮｄ：ＹＶ
Ｏ４を結晶Ｃ軸と励起光の電界が平行になるように励起
してレーザ発振させたときのレーザ出力の励起波長依存
性を示す図である。図において、 １・・・半導体レーザ、２・・ルンズ、３・・・誘電体
多層薄膜ミラー、４・・・Ｎｄ：ＹＶＯ４結晶、５・・
・出力ミラー、６゜、、ＫＴＰ結晶
Claims (2)
- （１）端面励起型半導体レーザ励起固体レーザにおいて
、固体レーザ結晶としてａ軸カットのＮｄ：ＹＶＯ＿４
を用いて、励起用の半導体レーザの光電界の方向と前記
Ｎｄ：ＹＶＯ＿４の結晶ｃ軸が平行になるように励起す
ることを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ。 - （２）請求項１記載の半導体レーザ励起固体レーザにお
いて、 前記固体レーザの共振器内に高調波発生のための２次の
非線形光学結晶を設けることを特徴とする半導体レーザ
励起固体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26132190A JPH04137775A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 半導体レーザ励起固体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26132190A JPH04137775A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 半導体レーザ励起固体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04137775A true JPH04137775A (ja) | 1992-05-12 |
Family
ID=17360188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26132190A Pending JPH04137775A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 半導体レーザ励起固体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04137775A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2003061085A1 (de) * | 2002-01-16 | 2003-07-24 | Lumera Laser Gmbh | Vorrichtung und verfahren zur optischen anregung von laseraktiven kristallen mit polarisationsabhängiger absorption. |
| WO2004049523A3 (en) * | 2002-11-21 | 2004-10-14 | Coherent Inc | Off-peak optical pumping of yttrium orthovanadate |
| US6947465B2 (en) | 2002-10-18 | 2005-09-20 | Orc Manufacturing Co., Ltd. | Solid state laser |
| EP1845595A1 (en) | 2006-04-12 | 2007-10-17 | Fujifilm Corporation | Optically anisotropic solid state laser pumped with perpendicularly polarized pump light |
| US7995638B2 (en) | 2005-10-28 | 2011-08-09 | Laserscope | High power, end pumped laser with off-peak pumping |
| US8897326B2 (en) | 2008-09-08 | 2014-11-25 | Ams Research Corporation | Pump energy wavelength stabilization |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP26132190A patent/JPH04137775A/ja active Pending
Cited By (14)
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