JPH0415970A - 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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- JPH0415970A JPH0415970A JP11923390A JP11923390A JPH0415970A JP H0415970 A JPH0415970 A JP H0415970A JP 11923390 A JP11923390 A JP 11923390A JP 11923390 A JP11923390 A JP 11923390A JP H0415970 A JPH0415970 A JP H0415970A
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- 239000007787 solid Substances 0.000 title abstract 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 12
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
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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、セラミックスなどの加工ある
いはコアギユレータとして医療など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。
いはコアギユレータとして医療など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
ッシュランプなどが用いられてきたが、励起に寄与する
スペクトル以外を多く含むために励起効率が悪く、また
、ランプや固体レーザ媒質の放熱のための装置は大型と
ならざるを得なかった。近年、高出力の半導体レーザが
開発されるにおよび、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、高効率で小型の半導
体レーザ励起固体レーザ装置が得られる。
ッシュランプなどが用いられてきたが、励起に寄与する
スペクトル以外を多く含むために励起効率が悪く、また
、ランプや固体レーザ媒質の放熱のための装置は大型と
ならざるを得なかった。近年、高出力の半導体レーザが
開発されるにおよび、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、高効率で小型の半導
体レーザ励起固体レーザ装置が得られる。
従来、互いに６０°で交わる関係にある３側面を有する
多角柱状Ｎｄ：ＹＡＧロッドの各多角柱構成面で、固体
レーザ光としてのＹＡＧレーザ光を螺旋状に反射させて
、各構成面の反射点をアレイ型半導体レーザで励起する
側面励起方式が提案されている。
多角柱状Ｎｄ：ＹＡＧロッドの各多角柱構成面で、固体
レーザ光としてのＹＡＧレーザ光を螺旋状に反射させて
、各構成面の反射点をアレイ型半導体レーザで励起する
側面励起方式が提案されている。
従来の側面励起方式の半導体レーザ励起固体レーザ装置
について、以下、説明する。
について、以下、説明する。
第４図は従来の半導体レーザ励起固体レーザ装置の構成
を示す斜視図である。第４図において、側面励起方式の
半導体レーザ励起固体レーザ装置は、固体レーザ媒質と
しての六角柱状のＮｄ：ＹＡＧロッド１と、その側面の
うち互いに６０度で交わる３側面に相対向するようにア
レイ型半導体レーザ２と集光用のファイバーレンズ３お
よび外部反射鏡４とから構成されている。第４図の場合
、他の２側面も、アレイ型半導体レーザ２およびファイ
バーレンズ３の構造が存在しているが図面が複雑になる
ので、ここでは、省略している。この六角柱状Ｎｄ：Ｙ
ＡＧロッド１は、第６図の展開図に示すように、断面に
長さ２−と３．８閣の辺を交互に連ねた六角形を持つ、
高さ１１−の六角柱で上面および底面に、この両面の法
線方向に対して角度θ＝４度の傾きを持つ内部反射鏡と
なる反射面１ａおよび出射面１ｂを持っている。ＹＡＧ
レーザ光は第５図に示すように、六角柱状のＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド１内を、内部反射鏡である反射面１ａおよび外
部反射鏡４を共振器として、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１の３
側面１ｃで反射させることにより、螺旋状の光路を描く
。Ｎｄ：ＹＡＧロッド１の３側面１ｃ上にできる各反射
点（・印）に対して１−間隔に１０個のＧＲｌＮ−８Ｃ
Ｒ−ＱＷレレーから成るアレイ状半導体レーザ２からの
各ビームをファイバーレンズ３により集光して励起して
いる。さらに、反射面１ａは平面でＹＡＧレーザ光の波
長１．０６μｍに対して９９％以上の反射率を出射面１
ｂは平面でこの波長１．０６μｍに対して９９％以上の
透過率を外部反射面４は曲率半径１ｍの凹面で波長１．
０６μｍに対して８０％以上の反射率を、六角柱状Ｎｄ
： ＹＡＧロッド１の側面１ｃは波長１．０６μｍに
対して９９％以上の反射率と半導体レーザ光の波長０．
８０９μｍに対して９０％以上の透過率をそれぞれ有す
るようにコーティングがほどこされている。
を示す斜視図である。第４図において、側面励起方式の
半導体レーザ励起固体レーザ装置は、固体レーザ媒質と
しての六角柱状のＮｄ：ＹＡＧロッド１と、その側面の
うち互いに６０度で交わる３側面に相対向するようにア
レイ型半導体レーザ２と集光用のファイバーレンズ３お
よび外部反射鏡４とから構成されている。第４図の場合
、他の２側面も、アレイ型半導体レーザ２およびファイ
バーレンズ３の構造が存在しているが図面が複雑になる
ので、ここでは、省略している。この六角柱状Ｎｄ：Ｙ
ＡＧロッド１は、第６図の展開図に示すように、断面に
長さ２−と３．８閣の辺を交互に連ねた六角形を持つ、
高さ１１−の六角柱で上面および底面に、この両面の法
線方向に対して角度θ＝４度の傾きを持つ内部反射鏡と
なる反射面１ａおよび出射面１ｂを持っている。ＹＡＧ
レーザ光は第５図に示すように、六角柱状のＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド１内を、内部反射鏡である反射面１ａおよび外
部反射鏡４を共振器として、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１の３
側面１ｃで反射させることにより、螺旋状の光路を描く
。Ｎｄ：ＹＡＧロッド１の３側面１ｃ上にできる各反射
点（・印）に対して１−間隔に１０個のＧＲｌＮ−８Ｃ
Ｒ−ＱＷレレーから成るアレイ状半導体レーザ２からの
各ビームをファイバーレンズ３により集光して励起して
いる。さらに、反射面１ａは平面でＹＡＧレーザ光の波
長１．０６μｍに対して９９％以上の反射率を出射面１
ｂは平面でこの波長１．０６μｍに対して９９％以上の
透過率を外部反射面４は曲率半径１ｍの凹面で波長１．
０６μｍに対して８０％以上の反射率を、六角柱状Ｎｄ
： ＹＡＧロッド１の側面１ｃは波長１．０６μｍに
対して９９％以上の反射率と半導体レーザ光の波長０．
８０９μｍに対して９０％以上の透過率をそれぞれ有す
るようにコーティングがほどこされている。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、ファイバーレンズ３でアレイ型半導体レ
ーザ２からの半導体レーザ光を励起面ＩＣに集光する上
記従来の方法では、ファイバーレンズ３の長さ方向に対
する各半導体レーザ光の集光が十分とはいえないため、
半導体レーザの励起入力を高くしていくにつれてＹＡＧ
レーザ光のモードパターンが、Ｔ ＥＭｏｏ （【ｔａ
ａｓｖｅｔｓｅｅｌｅｃｒｒａｍａｇｎｅＨｃ）モード
から、はずれてくるという現象がみられ、また、励起面
ｌｃ上でのＹＡＧレーザ光の反射点と半導体レーザ光の
集光点を一致させる際、励起面ｌｃ上に反射点を決める
ものがないため、精度よく一致させるのが困難であると
いう問題を有していた。
ーザ２からの半導体レーザ光を励起面ＩＣに集光する上
記従来の方法では、ファイバーレンズ３の長さ方向に対
する各半導体レーザ光の集光が十分とはいえないため、
半導体レーザの励起入力を高くしていくにつれてＹＡＧ
レーザ光のモードパターンが、Ｔ ＥＭｏｏ （【ｔａ
ａｓｖｅｔｓｅｅｌｅｃｒｒａｍａｇｎｅＨｃ）モード
から、はずれてくるという現象がみられ、また、励起面
ｌｃ上でのＹＡＧレーザ光の反射点と半導体レーザ光の
集光点を一致させる際、励起面ｌｃ上に反射点を決める
ものがないため、精度よく一致させるのが困難であると
いう問題を有していた。
本発明は上記従来の問題を解決するもので、半導体レー
ザの高出力化によるモードパターンの不安定化を防ぐと
ともに精度よく励起光をＹＡＧレーザ光の反射点に集光
させることができる半導体レーザ励起固体レーザ装置を
提供することを目的とするものである。
ザの高出力化によるモードパターンの不安定化を防ぐと
ともに精度よく励起光をＹＡＧレーザ光の反射点に集光
させることができる半導体レーザ励起固体レーザ装置を
提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために本発明の半導体レーザ励起固
体レーザ装置は、断面多角形の柱状体である固体レーザ
媒質内を前記固体レーザ媒質の側面で反射しながら螺旋
状の光路を描く固体レーザ光の反射点に対応した配列を
有するアレイ型半導体レーザを前記固体レーザ媒質の前
記反射点を有するすべての面に設けた半導体レーザ励起
固体レーザ装置であって、前記固体レーザ光の反射点を
有する前記固体レーザ媒質の側面に、前記反射点に対応
する位置に設けられて前記固体レーザ光を反射させ、か
つ前記アレイ型半導体レーザからの半導体レーザ光を透
過させる第１の膜と、前記反射点間の位置に設けられて
前記固体レーザ光を透過させるか、あるいは前記半導体
レーザ光を反射させるかの少なくとも一方の機能を有す
る第２の膜とを交互に形成してなるものである。
体レーザ装置は、断面多角形の柱状体である固体レーザ
媒質内を前記固体レーザ媒質の側面で反射しながら螺旋
状の光路を描く固体レーザ光の反射点に対応した配列を
有するアレイ型半導体レーザを前記固体レーザ媒質の前
記反射点を有するすべての面に設けた半導体レーザ励起
固体レーザ装置であって、前記固体レーザ光の反射点を
有する前記固体レーザ媒質の側面に、前記反射点に対応
する位置に設けられて前記固体レーザ光を反射させ、か
つ前記アレイ型半導体レーザからの半導体レーザ光を透
過させる第１の膜と、前記反射点間の位置に設けられて
前記固体レーザ光を透過させるか、あるいは前記半導体
レーザ光を反射させるかの少なくとも一方の機能を有す
る第２の膜とを交互に形成してなるものである。
作用
上記構成により、固体レーザ光の反射点間の位置に、固
体レーザ光を透過させるか、あるいは、半導体レーザ光
を反射させるかの少なくとも一方の機能を有する第２の
膜を設けて、固体レーザ光に対して反射損を与え、また
、半導体レーザ光に対して励起損を与えるので、アレイ
型半導体レーザを励起源に使用して高出力化しても、従
来のように、モードパターンからはずれるようなことは
なく、安定なＴＥＭｏｏモードが得られるとともに、固
体レーザ光の反射点が容易に決まり、精度よく半導体レ
ーザ光の励起光を固体レーザ光の反射点に一致させるこ
とができることになる。
体レーザ光を透過させるか、あるいは、半導体レーザ光
を反射させるかの少なくとも一方の機能を有する第２の
膜を設けて、固体レーザ光に対して反射損を与え、また
、半導体レーザ光に対して励起損を与えるので、アレイ
型半導体レーザを励起源に使用して高出力化しても、従
来のように、モードパターンからはずれるようなことは
なく、安定なＴＥＭｏｏモードが得られるとともに、固
体レーザ光の反射点が容易に決まり、精度よく半導体レ
ーザ光の励起光を固体レーザ光の反射点に一致させるこ
とができることになる。
実施例
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例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、第２図は第１図における励
起面の説明図である。なお、基本的な構造は従来例の構
造と一致するので同一符号を付してその説明を省略し、
ここでは、ストライプコート励起面１ｄについて説明す
る。第１図および第２図において、励起面１ｄ上にＹＡ
Ｇレーザ光の反射点は〜１ｍｍ間隔で位置しているので
、２種類のコーティングも１−間隔に交互にほどこしで
ある。ＹＡＧレーザ光の反射点および半導体レーザ光の
集光点に相当する部分（白部）には、ＹＡＧレーザ光の
波長１．０６μ田に対してＨＲ（高反射）コーティング
を、半導体レーザ光の波長０．８０９μｍに対してはＡ
Ｒ（無反射）コーティングをほどこしてあり、また、各
反射点間（斜線部）には、半導体レーザ光の波長０８０
９μｍに対してＨＲ（高反射）コーティングがほどこし
である。
ザ装置の構成を示す斜視図、第２図は第１図における励
起面の説明図である。なお、基本的な構造は従来例の構
造と一致するので同一符号を付してその説明を省略し、
ここでは、ストライプコート励起面１ｄについて説明す
る。第１図および第２図において、励起面１ｄ上にＹＡ
Ｇレーザ光の反射点は〜１ｍｍ間隔で位置しているので
、２種類のコーティングも１−間隔に交互にほどこしで
ある。ＹＡＧレーザ光の反射点および半導体レーザ光の
集光点に相当する部分（白部）には、ＹＡＧレーザ光の
波長１．０６μ田に対してＨＲ（高反射）コーティング
を、半導体レーザ光の波長０．８０９μｍに対してはＡ
Ｒ（無反射）コーティングをほどこしてあり、また、各
反射点間（斜線部）には、半導体レーザ光の波長０８０
９μｍに対してＨＲ（高反射）コーティングがほどこし
である。
各部分の幅は前者（白部）が〜０４−１後者（斜線部）
が〜０．６ｍである。このような同様のストライプ状の
２種類のコーティングが、３カ所の励起面１ｄにほどこ
されである。
が〜０．６ｍである。このような同様のストライプ状の
２種類のコーティングが、３カ所の励起面１ｄにほどこ
されである。
第３図に本実施例の入出力特性を示す。第３図において
、半導体レーザの最大入力２０Ｗ時に６．９ＷのＹＡＧ
レーザ出力が得られると同時に安定なＴ Ｅ Ｍ ａｏ
モードでの動作が得られた。
、半導体レーザの最大入力２０Ｗ時に６．９ＷのＹＡＧ
レーザ出力が得られると同時に安定なＴ Ｅ Ｍ ａｏ
モードでの動作が得られた。
なお、本実施例では励起面上ｄ上の各反射点間（斜線部
）のコーティングを半導体レーザ光の波長０８０９μｍ
に対してＨＲ（高反射）コーティングをほどこしたが、
ＹＡＧレーザ光の波長１．０６μｍに対してＡＲ（無反
射）コーティングをほどこしても同様の効果が期待でき
、あるいは、両方向をほどこした場合にはいっそうの効
果が期待できる。すなわち、ＹＡＧレーザ光の各反射点
の間には、ＹＡＧレーザ光の波長１，０６μｍに対して
ＡＲ（無反射）コーティング、あるいは半導体レーザ光
の波長０８０９μｍに対してＨＲ（高反射）コーティン
グのどちらか一方か、あるいは両方のコーティングをほ
どこして、ＹＡＧレーザ光の各反射点間に、ＹＡＧレー
ザ光の波長１．０６μｍに対して反射損を与え、また、
半導体レーザ光の波長０．８Ｈμｍに対して励起損を与
えるようなコーティングをほどこし、これにより、モー
ドパターンの安定性および精度のよい位置合せを得るこ
とができる。
）のコーティングを半導体レーザ光の波長０８０９μｍ
に対してＨＲ（高反射）コーティングをほどこしたが、
ＹＡＧレーザ光の波長１．０６μｍに対してＡＲ（無反
射）コーティングをほどこしても同様の効果が期待でき
、あるいは、両方向をほどこした場合にはいっそうの効
果が期待できる。すなわち、ＹＡＧレーザ光の各反射点
の間には、ＹＡＧレーザ光の波長１，０６μｍに対して
ＡＲ（無反射）コーティング、あるいは半導体レーザ光
の波長０８０９μｍに対してＨＲ（高反射）コーティン
グのどちらか一方か、あるいは両方のコーティングをほ
どこして、ＹＡＧレーザ光の各反射点間に、ＹＡＧレー
ザ光の波長１．０６μｍに対して反射損を与え、また、
半導体レーザ光の波長０．８Ｈμｍに対して励起損を与
えるようなコーティングをほどこし、これにより、モー
ドパターンの安定性および精度のよい位置合せを得るこ
とができる。
発明の効果
以上のように本発明によれば、固体レーザ光の反射点を
有する固体レーザ媒質の側面に第１および第２の２種類
の膜を交互にほどこすことにより、固体レーザ光の反射
点以外の部分に損失を与えて、高出力化による従来のよ
うな、モードパターンの不安定化を防ぐことができると
ともに、精度よく半導体レーザ光の励起光を固体レーザ
光の反射点に集光させることができるものである。
有する固体レーザ媒質の側面に第１および第２の２種類
の膜を交互にほどこすことにより、固体レーザ光の反射
点以外の部分に損失を与えて、高出力化による従来のよ
うな、モードパターンの不安定化を防ぐことができると
ともに、精度よく半導体レーザ光の励起光を固体レーザ
光の反射点に集光させることができるものである。
特に、高出力を要する加工・医療用などの固体レーザと
して大きな効果を有するものである。
して大きな効果を有するものである。
第１図は本発明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、第２図は同半導体レーザ励起固体レー
ザ装置における励起面の説明図、第３図は同半導体レー
ザ励起固体レーザ装置の入出力特性図、第４図は従来の
半導体レーザ励起固体レーザ装置の構成を示す斜視図、
第５図は従来の固体レーザ媒質内でのＹＡＧレーザ光の
光路を説明する図、 第６図は従来の固体レーザ媒質の展 開図である。 １・・・六角柱状Ｎｄ ： ＹＡＧロッ ド、 １ｂ・・・スト ライブコート励起面、 ２・・・アレイ型半導体レーザ。
成を示す斜視図、第２図は同半導体レーザ励起固体レー
ザ装置における励起面の説明図、第３図は同半導体レー
ザ励起固体レーザ装置の入出力特性図、第４図は従来の
半導体レーザ励起固体レーザ装置の構成を示す斜視図、
第５図は従来の固体レーザ媒質内でのＹＡＧレーザ光の
光路を説明する図、 第６図は従来の固体レーザ媒質の展 開図である。 １・・・六角柱状Ｎｄ ： ＹＡＧロッ ド、 １ｂ・・・スト ライブコート励起面、 ２・・・アレイ型半導体レーザ。
Claims (1)
- １．断面が多角形の柱状体である固体レーザ媒質内を前
記固体レーザ媒質の側面で反射しながら螺旋状の光路を
描く固体レーザ光の反射点に対応した配列を有するアレ
イ型半導体レーザを前記固体レーザ媒質の前記反射点を
有するすべての面に設けた半導体レーザ励起固体レーザ
装置であって、前記固体レーザ光の反射点を有する前記
固体レーザ媒質の側面に、前記反射点に対応する位置に
設けられて前記固体レーザ光を反射させ、かつ前記アレ
イ型半導体レーザからの半導体レーザ光を透過させる第
１の膜と、前記反射点間の位置に設けられて前記固体レ
ーザ光を透過させるか、あるいは前記半導体レーザ光を
反射させるかの少なくとも一方の機能を有する第２の膜
とを交互に形成してな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 |
|---|---|---|---|
| JP2119233A JP2685331B2 (ja) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP2119233A JP2685331B2 (ja) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0415970A true JPH0415970A (ja) | 1992-01-21 |
| JP2685331B2 JP2685331B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=14756258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2119233A Expired - Lifetime JP2685331B2 (ja) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2685331B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008110193A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-05-15 | M & F Technology Co Ltd | ゴルフ用ティー |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6288386A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-22 | Nec Corp | 半導体レ−ザ励起固体レ−ザ |
| 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 |
-
1990
- 1990-05-09 JP JP2119233A patent/JP2685331B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6288386A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-22 | Nec Corp | 半導体レ−ザ励起固体レ−ザ |
| 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 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008110193A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-05-15 | M & F Technology Co Ltd | ゴルフ用ティー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2685331B2 (ja) | 1997-12-03 |
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