JPH04292436A - 蛍光ガラス及びそれを用いたレーザー装置 - Google Patents
蛍光ガラス及びそれを用いたレーザー装置Info
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- JPH04292436A JPH04292436A JP5208791A JP5208791A JPH04292436A JP H04292436 A JPH04292436 A JP H04292436A JP 5208791 A JP5208791 A JP 5208791A JP 5208791 A JP5208791 A JP 5208791A JP H04292436 A JPH04292436 A JP H04292436A
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Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光の波長変換可能なド
ープト石英ガラス及び、エネルギー効率の高いレーザー
装置に関する。
ープト石英ガラス及び、エネルギー効率の高いレーザー
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３レーザーの場合、キセ
ノンフラッシュランプを励起光源とし、集光反射鏡でレ
ーザー媒質であるＡｌ２Ｏ３ロッドに光を照射し、ミラ
ー系からなる共振器でレーザー発振をさせている。キセ
ノンランプが高熱を発するため、ランプとＡｌ２Ｏ３ロ
ッドを石英管で囲み、冷却水を循環させている。しかし
、Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３は４００〜６００ｎｍの励起光に対
してのみレーザー遷移を行うが、キセノンランプの発光
スペクトルは、全波長域でほぼフラットである。４００
ｎｍより短波長の光はロッドの劣化原因に、６００ｎｍ
より長波長の光は発熱源となり、エネルギーの大きな損
失となっている。
ノンフラッシュランプを励起光源とし、集光反射鏡でレ
ーザー媒質であるＡｌ２Ｏ３ロッドに光を照射し、ミラ
ー系からなる共振器でレーザー発振をさせている。キセ
ノンランプが高熱を発するため、ランプとＡｌ２Ｏ３ロ
ッドを石英管で囲み、冷却水を循環させている。しかし
、Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３は４００〜６００ｎｍの励起光に対
してのみレーザー遷移を行うが、キセノンランプの発光
スペクトルは、全波長域でほぼフラットである。４００
ｎｍより短波長の光はロッドの劣化原因に、６００ｎｍ
より長波長の光は発熱源となり、エネルギーの大きな損
失となっている。
【０００３】そこで光の波長変換可能なドープト石英ガ
ラス（特開昭６０−７６９３３）を用い、励起光源の発
光スペクトルを変化させることにより、エネルギー効率
を上げ、レーザー媒質の劣化を防ぐことが提示されてい
る（特願平２−１２８７７１）。Ｎｄ：ＹＡＧや、アレ
キサンドライト（Ｃｒ：ＢｅＡｌ２Ｏ４）において、そ
の効果が確認された。
ラス（特開昭６０−７６９３３）を用い、励起光源の発
光スペクトルを変化させることにより、エネルギー効率
を上げ、レーザー媒質の劣化を防ぐことが提示されてい
る（特願平２−１２８７７１）。Ｎｄ：ＹＡＧや、アレ
キサンドライト（Ｃｒ：ＢｅＡｌ２Ｏ４）において、そ
の効果が確認された。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述の従
来技術は、チタンを活性イオンとするレーザー媒質に適
応しようとしても、必要とする励起波長に合う蛍光ガラ
スが存在せず、効率の良いレーザー装置ができないため
、波長可変レーザーの発振波長域を広く取れないという
課題があった。
来技術は、チタンを活性イオンとするレーザー媒質に適
応しようとしても、必要とする励起波長に合う蛍光ガラ
スが存在せず、効率の良いレーザー装置ができないため
、波長可変レーザーの発振波長域を広く取れないという
課題があった。
【０００５】本発明は前記課題を解決するためのもので
あり、チタンを活性イオンとするレーザー媒質の励起波
長に合う蛍光ガラスの提供を目的としている。また、エ
ネルギー効率が良く、波長可変レーザーの発振波長域を
広く取れるレーザー装置の提供を目的としている。
あり、チタンを活性イオンとするレーザー媒質の励起波
長に合う蛍光ガラスの提供を目的としている。また、エ
ネルギー効率が良く、波長可変レーザーの発振波長域を
広く取れるレーザー装置の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、シリカガラス
にテルビウムとアルミニウムがドーピングされているこ
とを特徴とする蛍光ガラス。
にテルビウムとアルミニウムがドーピングされているこ
とを特徴とする蛍光ガラス。
【０００７】励起光源、チタンを活性イオンとするレー
ザー媒質、共振器から構成されるレーザー装置において
、励起光源とレーザー媒質の少なくとも一方を、シリカ
ガラスにテルビウムとアルミニウムがドーピングされて
いる蛍光ガラス管で囲むことを特徴とする。
ザー媒質、共振器から構成されるレーザー装置において
、励起光源とレーザー媒質の少なくとも一方を、シリカ
ガラスにテルビウムとアルミニウムがドーピングされて
いる蛍光ガラス管で囲むことを特徴とする。
【０００８】
【実施例】（実施例１）エチルシリケートを塩酸水溶液
で加水分解したゾルに、塩化テルビウム（ＩＩＩ）と塩
化アルミニウムを添加して溶解し、更に平均粒径０．１
５ミクロンのコロイダルシリカを混合した。テルビウム
とアルミニウムの添加量は適当な値を選択できるが、こ
こでは組成をモル比で（ＳｉＯ２ ：Ｔｂ：Ａｌ＝１：
０．００１：０．０１５）とした。ゾル中にアンモニア
の希釈水溶液を徐徐に添加し、ゾルのｐＨを３から６の
間に調整してポリフルオロエチレン等の疎水性の容器中
でゲル化させ、適当な開口率の蓋をし、４０℃から９０
℃の温度で乾燥させドライゲルを得た。適当な昇温プロ
グラムで１１００℃から１３００℃の温度まで加熱する
と、無色透明なドープト石英ガラスが得られた。
で加水分解したゾルに、塩化テルビウム（ＩＩＩ）と塩
化アルミニウムを添加して溶解し、更に平均粒径０．１
５ミクロンのコロイダルシリカを混合した。テルビウム
とアルミニウムの添加量は適当な値を選択できるが、こ
こでは組成をモル比で（ＳｉＯ２ ：Ｔｂ：Ａｌ＝１：
０．００１：０．０１５）とした。ゾル中にアンモニア
の希釈水溶液を徐徐に添加し、ゾルのｐＨを３から６の
間に調整してポリフルオロエチレン等の疎水性の容器中
でゲル化させ、適当な開口率の蓋をし、４０℃から９０
℃の温度で乾燥させドライゲルを得た。適当な昇温プロ
グラムで１１００℃から１３００℃の温度まで加熱する
と、無色透明なドープト石英ガラスが得られた。
【０００９】３価のテルビウムとアルミニウムをドープ
した石英ガラスの蛍光特性を測定したところ、２２０〜
３００ｎｍの紫外線を吸収し、４００〜５５０ｎｍの広
い波長域で発光した。図１に３価のテルビウムとアルミ
ニウムをドープした石英ガラスの発光スペクトルを示す
。比較として図２に３価のテルビウムのみをドープした
石英ガラスの発光スペクトルを示す。また、図３にレー
ザー媒質であるＴｉ：Ａｌ２Ｏ３の吸収スペクトルを示
す。３価のテルビウムとアルミニウムをドープした石英
ガラスは、チタンを活性イオンとするレーザー媒質の励
起波長に合う蛍光ガラスであることが確認できた。
した石英ガラスの蛍光特性を測定したところ、２２０〜
３００ｎｍの紫外線を吸収し、４００〜５５０ｎｍの広
い波長域で発光した。図１に３価のテルビウムとアルミ
ニウムをドープした石英ガラスの発光スペクトルを示す
。比較として図２に３価のテルビウムのみをドープした
石英ガラスの発光スペクトルを示す。また、図３にレー
ザー媒質であるＴｉ：Ａｌ２Ｏ３の吸収スペクトルを示
す。３価のテルビウムとアルミニウムをドープした石英
ガラスは、チタンを活性イオンとするレーザー媒質の励
起波長に合う蛍光ガラスであることが確認できた。
【００１０】Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３レーザー装置の断面構造
の概念を表す図を、図４に示す。Ａｌ２Ｏ３ロッド４１
を石英ガラス管４４で囲み、冷却水４６を流した。一方
キセノンフラッシュランプ４２を前述の３価のテルビウ
ムとアルミニウムをドープした石英ガラス管４５で囲み
冷却水を流した。キセノンフラッシュランプから出射し
た光は、蛍光ガラス管を通過することにより、３００ｎ
ｍより短波長の光がカットされ、４００〜５５０ｎｍの
波長域の輝度が倍増した。このように波長変換した光を
、集光反射鏡４３でレーザー媒質に照射し、共振器でレ
ーザー光を取り出したところ、レーザーの出射強度は従
来のほぼ１．５倍となった。
の概念を表す図を、図４に示す。Ａｌ２Ｏ３ロッド４１
を石英ガラス管４４で囲み、冷却水４６を流した。一方
キセノンフラッシュランプ４２を前述の３価のテルビウ
ムとアルミニウムをドープした石英ガラス管４５で囲み
冷却水を流した。キセノンフラッシュランプから出射し
た光は、蛍光ガラス管を通過することにより、３００ｎ
ｍより短波長の光がカットされ、４００〜５５０ｎｍの
波長域の輝度が倍増した。このように波長変換した光を
、集光反射鏡４３でレーザー媒質に照射し、共振器でレ
ーザー光を取り出したところ、レーザーの出射強度は従
来のほぼ１．５倍となった。
【００１１】そのため、波長可変レーザーの発振波長域
を従来の７００〜９５０ｎｍから、６５０〜１０５０ｎ
ｍに広げることができた。また長時間使用しても、Ａｌ
２Ｏ３ロッドおよびテルビウムとアルミニウムをドープ
した石英ガラス管には、ソーラリゼーションによる劣化
が発生せず、レーザー特性に変化は認められなかった。 （実施例２）メチルシリケートを硝酸水溶液で加水分解
したゾルに、硝酸テルビウム（ＩＩＩ）と塩化アルミニ
ウムを添加して溶解し、更に平均粒径０．２ミクロンの
コロイダルシリカを混合した。テルビウムとアルミニウ
ムの添加量は適当な値を選択できるが、ここでは組成を
モル比で（ＳｉＯ２ ：Ｔｂ：Ａｌ＝１：０．００５
：０．０５）とした。ゾル中にアンモニアの希釈水溶液
を徐徐に添加し、ゾルのｐＨを３から６の間に調整して
ポリプロピレン等の疎水性の容器中でゲル化させ、適当
な開口率の蓋をし、４０℃から９０℃の温度で乾燥させ
ドライゲルを得た。適当な昇温プログラムで１１００℃
から１３００℃の温度まで加熱すると、無色透明なドー
プト石英ガラスが得られた。
を従来の７００〜９５０ｎｍから、６５０〜１０５０ｎ
ｍに広げることができた。また長時間使用しても、Ａｌ
２Ｏ３ロッドおよびテルビウムとアルミニウムをドープ
した石英ガラス管には、ソーラリゼーションによる劣化
が発生せず、レーザー特性に変化は認められなかった。 （実施例２）メチルシリケートを硝酸水溶液で加水分解
したゾルに、硝酸テルビウム（ＩＩＩ）と塩化アルミニ
ウムを添加して溶解し、更に平均粒径０．２ミクロンの
コロイダルシリカを混合した。テルビウムとアルミニウ
ムの添加量は適当な値を選択できるが、ここでは組成を
モル比で（ＳｉＯ２ ：Ｔｂ：Ａｌ＝１：０．００５
：０．０５）とした。ゾル中にアンモニアの希釈水溶液
を徐徐に添加し、ゾルのｐＨを３から６の間に調整して
ポリプロピレン等の疎水性の容器中でゲル化させ、適当
な開口率の蓋をし、４０℃から９０℃の温度で乾燥させ
ドライゲルを得た。適当な昇温プログラムで１１００℃
から１３００℃の温度まで加熱すると、無色透明なドー
プト石英ガラスが得られた。
【００１２】３価のテルビウムとアルミニウムをドープ
した石英ガラスの蛍光特性を測定したところ、２２０〜
３００ｎｍの紫外線を吸収し、４００〜５５０ｎｍの広
い波長域で発光し、チタンを活性イオンとするレーザー
媒質の励起波長に合う蛍光ガラスであることが確認でき
た。
した石英ガラスの蛍光特性を測定したところ、２２０〜
３００ｎｍの紫外線を吸収し、４００〜５５０ｎｍの広
い波長域で発光し、チタンを活性イオンとするレーザー
媒質の励起波長に合う蛍光ガラスであることが確認でき
た。
【００１３】Ｔｉ：ＢｅＡｌ２Ｏ４ロッドを３価のテル
ビウムとアルミニウムをドープした石英ガラス管で囲み
、冷却水を流した。一方キセノンフラッシュランプを石
英ガラス管で囲み冷却水を流した。キセノンフラッシュ
ランプから出射した光は集光反射鏡で反射され、蛍光ガ
ラス管を通過することにより、３００ｎｍより短波長の
光がカットされ、４００〜５５０ｎｍの波長域の輝度が
倍増した。共振器でレーザー光を取り出したところ、レ
ーザーの出射強度は従来のほぼ２倍となった。そのため
、波長可変レーザーの発振波長域を従来の７００〜９５
０ｎｍから、６５０〜１１００ｎｍに広げることができ
た。また長時間使用しても、Ａｌ２Ｏ３ロッドおよびテ
ルビウムとアルミニウムをドープした石英ガラス管には
、ソーラリゼーションによる劣化が発生せず、レーザー
特性に変化は認められなかった。
ビウムとアルミニウムをドープした石英ガラス管で囲み
、冷却水を流した。一方キセノンフラッシュランプを石
英ガラス管で囲み冷却水を流した。キセノンフラッシュ
ランプから出射した光は集光反射鏡で反射され、蛍光ガ
ラス管を通過することにより、３００ｎｍより短波長の
光がカットされ、４００〜５５０ｎｍの波長域の輝度が
倍増した。共振器でレーザー光を取り出したところ、レ
ーザーの出射強度は従来のほぼ２倍となった。そのため
、波長可変レーザーの発振波長域を従来の７００〜９５
０ｎｍから、６５０〜１１００ｎｍに広げることができ
た。また長時間使用しても、Ａｌ２Ｏ３ロッドおよびテ
ルビウムとアルミニウムをドープした石英ガラス管には
、ソーラリゼーションによる劣化が発生せず、レーザー
特性に変化は認められなかった。
【００１４】（実施例３）Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３ロッドとキ
セノンフラッシュランプを、実施例１と同様に作製した
３価のテルビウムとアルミニウムをドープした石英ガラ
ス管で囲み、冷却水を流した。キセノンフラッシュラン
プから出射した光は、蛍光ガラス管を通過すると３００
ｎｍより短波長の光がカットされ、４００〜５５０ｎｍ
の波長域の輝度が倍増した。このように波長変換した光
をＴｉ：Ａｌ２Ｏ３ロッドに照射し、共振器でレーザー
を取り出したところ、レーザーの出射強度は従来の２倍
近くに増加した。そのため、波長可変レーザーの発振波
長域を従来の７００〜９５０ｎｍから、６５０〜１１０
０ｎｍに広げることができた。また長時間使用しても、
Ａｌ２Ｏ３ロッドおよびテルビウムとアルミニウムをド
ープした石英ガラス管には、ソーラリゼーションによる
劣化が発生せず、レーザー特性に変化は認められなかっ
た。また、レーザーの出射強度が従来並みになるよう、
キセノンランプの動作エネルギーを約半分にしたところ
、ランプ寿命を１０倍近く延ばすことができた。
セノンフラッシュランプを、実施例１と同様に作製した
３価のテルビウムとアルミニウムをドープした石英ガラ
ス管で囲み、冷却水を流した。キセノンフラッシュラン
プから出射した光は、蛍光ガラス管を通過すると３００
ｎｍより短波長の光がカットされ、４００〜５５０ｎｍ
の波長域の輝度が倍増した。このように波長変換した光
をＴｉ：Ａｌ２Ｏ３ロッドに照射し、共振器でレーザー
を取り出したところ、レーザーの出射強度は従来の２倍
近くに増加した。そのため、波長可変レーザーの発振波
長域を従来の７００〜９５０ｎｍから、６５０〜１１０
０ｎｍに広げることができた。また長時間使用しても、
Ａｌ２Ｏ３ロッドおよびテルビウムとアルミニウムをド
ープした石英ガラス管には、ソーラリゼーションによる
劣化が発生せず、レーザー特性に変化は認められなかっ
た。また、レーザーの出射強度が従来並みになるよう、
キセノンランプの動作エネルギーを約半分にしたところ
、ランプ寿命を１０倍近く延ばすことができた。
【００１５】以上数種類のレーザー装置について実施例
を述べてきたが、励起光源やレーザー媒質の種類に何ら
限定されることはない。また、石英ガラスへのドーピン
グ物質の濃度や製造方法も種々考えられる。
を述べてきたが、励起光源やレーザー媒質の種類に何ら
限定されることはない。また、石英ガラスへのドーピン
グ物質の濃度や製造方法も種々考えられる。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、シリ
カガラスにテルビウムとアルミニウムをドーピングする
ことにより、チタンを活性イオンとするレーザー媒質の
励起波長に合う蛍光ガラスの提供を達成できた。石英ガ
ラスの性質を合わせ持つので、化学的にも熱的にも安定
で、光学部品として広く応用が期待できる。
カガラスにテルビウムとアルミニウムをドーピングする
ことにより、チタンを活性イオンとするレーザー媒質の
励起波長に合う蛍光ガラスの提供を達成できた。石英ガ
ラスの性質を合わせ持つので、化学的にも熱的にも安定
で、光学部品として広く応用が期待できる。
【００１７】また、励起光源とチタンを活性イオンとす
るレーザー媒質の少なくとも一方を、前記蛍光ガラス管
で囲むことにより、エネルギー効率が良く、波長可変レ
ーザーの発振波長域を広く取れるレーザー装置の提供を
達成できた。固体レーザーなので取り扱い易く、半導体
レーザーの波長域をほぼカバーでき、しかも波形特性の
よい高出力レーザーを出射できる。研究開発用その他と
して、広く活用できる。
るレーザー媒質の少なくとも一方を、前記蛍光ガラス管
で囲むことにより、エネルギー効率が良く、波長可変レ
ーザーの発振波長域を広く取れるレーザー装置の提供を
達成できた。固体レーザーなので取り扱い易く、半導体
レーザーの波長域をほぼカバーでき、しかも波形特性の
よい高出力レーザーを出射できる。研究開発用その他と
して、広く活用できる。
【図１】本発明の３価のテルビウムとアルミニウムをド
ープした石英ガラスの発光スペクトル図である。
ープした石英ガラスの発光スペクトル図である。
【図２】３価のテルビウムのみをドープした石英ガラス
の発光スペクトル図である。
の発光スペクトル図である。
【図３】レーザー媒質であるＴｉ：Ａｌ２Ｏ３の吸収ス
ペクトル図である。
ペクトル図である。
【図４】本発明の実施例１における、Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３
レーザー装置の断面構造の概念を表す図である。
レーザー装置の断面構造の概念を表す図である。
１ ３価のテルビウムとアルミニウムをドープし
た石英ガラスの発光スペクトル ２ ３価のテルビウムをドープした石英ガラスの
発光スペクトル ３ Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３の吸収スペクトル４１
Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３ロッド ４２ キセノンフラッシュランプ４３ 集
光反射鏡 ４４ 石英ガラス管 ４５ ３価のテルビウムとアルミニウムをドープ
した石英ガラス管 ４６ 冷却水
た石英ガラスの発光スペクトル ２ ３価のテルビウムをドープした石英ガラスの
発光スペクトル ３ Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３の吸収スペクトル４１
Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３ロッド ４２ キセノンフラッシュランプ４３ 集
光反射鏡 ４４ 石英ガラス管 ４５ ３価のテルビウムとアルミニウムをドープ
した石英ガラス管 ４６ 冷却水
Claims (2)
- 【請求項１】 シリカガラスにテルビウムとアルミニ
ウムがドーピングされていることを特徴とする蛍光ガラ
ス。 - 【請求項２】 励起光源、チタンを活性イオンとする
レーザー媒質、共振器から構成されるレーザー装置にお
いて、励起光源とレーザー媒質の少なくとも一方を、シ
リカガラスにテルビウムとアルミニウムがドーピングさ
れている蛍光ガラス管で囲むことを特徴とする蛍光ガラ
スを用いたレーザー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5208791A JPH04292436A (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 蛍光ガラス及びそれを用いたレーザー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5208791A JPH04292436A (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 蛍光ガラス及びそれを用いたレーザー装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04292436A true JPH04292436A (ja) | 1992-10-16 |
Family
ID=12905048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5208791A Pending JPH04292436A (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 蛍光ガラス及びそれを用いたレーザー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04292436A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100801376B1 (ko) * | 2007-03-07 | 2008-02-05 | 김휘영 | 광 펄스를 이용한 휴대용 제모기 |
| CN112759396A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-05-07 | 江苏师范大学 | 一种棒状荧光陶瓷及其制备方法和应用 |
-
1991
- 1991-03-18 JP JP5208791A patent/JPH04292436A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100801376B1 (ko) * | 2007-03-07 | 2008-02-05 | 김휘영 | 광 펄스를 이용한 휴대용 제모기 |
| CN112759396A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-05-07 | 江苏师范大学 | 一种棒状荧光陶瓷及其制备方法和应用 |
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