JPH0430484A - 固体レーザ - Google Patents
固体レーザInfo
- Publication number
- JPH0430484A JPH0430484A JP13412090A JP13412090A JPH0430484A JP H0430484 A JPH0430484 A JP H0430484A JP 13412090 A JP13412090 A JP 13412090A JP 13412090 A JP13412090 A JP 13412090A JP H0430484 A JPH0430484 A JP H0430484A
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- JP
- Japan
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- laser
- pellet
- medium
- solid
- rays
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- Pending
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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
この発明は固体レーザの改良に関する。
従来の技術
端面励起型レーザ励起固体レーザは、側面励起型レーザ
励起固体レーザに較べてＴＥＭｏｏモードを得やすいと
いう大きな長所を持つ。しかしこの端面励起型レーザ励
起固体レーザは、その出力を大きくするために励起光を
複数にすることが構造上困難である。
励起固体レーザに較べてＴＥＭｏｏモードを得やすいと
いう大きな長所を持つ。しかしこの端面励起型レーザ励
起固体レーザは、その出力を大きくするために励起光を
複数にすることが構造上困難である。
そこで端面励起型レーザ励起固体レーザの長所を保った
まま高出力化するために、第７図のタンデム型多段励レ
ーザ共振器や、第８の多端面励起型レーザ共振器が実用
化されている。
まま高出力化するために、第７図のタンデム型多段励レ
ーザ共振器や、第８の多端面励起型レーザ共振器が実用
化されている。
前者は、励起光１，２を固体レーザロッド３．４にそれ
ぞれ入射して折り返しミラー５゜６、出力ミラー７を用
いて共振し固体レーザ出力光８を取出している。
ぞれ入射して折り返しミラー５゜６、出力ミラー７を用
いて共振し固体レーザ出力光８を取出している。
後者は、Ｎｄ、ＹＡＧ結晶１１に対して励起光が光ファ
イバ１２を用いて付与されている。１３は出力ミラーで
あり、１４は半導体レーザである。
イバ１２を用いて付与されている。１３は出力ミラーで
あり、１４は半導体レーザである。
発明が解決しようとする課題
第７図のレーザ共振器の光学系では、光学系を構成する
コンポーネントの数が多く必要であり、励起段数か多く
なると配置やアライメントが煩雑になり、しかも光学系
全体が大きなものとなる。また励起系とレーザロッド３
．４の励起端面の間に折り返しミラー５．６が入ること
は励起系と励起端面間の距離が長くなり、設計の自由度
を狭める。
コンポーネントの数が多く必要であり、励起段数か多く
なると配置やアライメントが煩雑になり、しかも光学系
全体が大きなものとなる。また励起系とレーザロッド３
．４の励起端面の間に折り返しミラー５．６が入ること
は励起系と励起端面間の距離が長くなり、設計の自由度
を狭める。
一方、第８図のレーザ共振器の光学系は、タンデム型レ
ーザ共振器の欠点を修正している。しかし大型で均質な
Ｎｄ、ＹＡＧ結晶１１を必要とする。大型で均質なこの
結晶は作り難いため入手が難かしく高価である。
ーザ共振器の欠点を修正している。しかし大型で均質な
Ｎｄ、ＹＡＧ結晶１１を必要とする。大型で均質なこの
結晶は作り難いため入手が難かしく高価である。
また端面励起型半導体レーザ励起固体レーザのビーム径
は、レーザ母材である結晶の大きさに較べて一般には非
常に小さいので、母材の利用効率は極めて悪いものにな
る。
は、レーザ母材である結晶の大きさに較べて一般には非
常に小さいので、母材の利用効率は極めて悪いものにな
る。
発明の目的
この発明は入手容易で加工の容易な小型のレーザ媒質部
材を用いて、利用効率を損なわずに、より多くの励起段
数を容易に確保し、レーザ共振部分、励起光学系の設計
の自由度を増すことのできる固体レーザを提供すること
を目的とする。
材を用いて、利用効率を損なわずに、より多くの励起段
数を容易に確保し、レーザ共振部分、励起光学系の設計
の自由度を増すことのできる固体レーザを提供すること
を目的とする。
発明の要旨
この発明は特許請求の範囲に記載の固体レーザを要旨と
している。
している。
課題を解決するための手段
第１図を参照する。
少くとも１つのレーザ媒質ペレット２１はレーザ媒質部
材である。このレーザ媒質ペレット２１をアクティブミ
ラーとして用いて、レーザ光Ｌ１を折り返す。アクティ
ブミラーとはレーザ媒質としての作用と、反射ミラーと
しての作用を併せ持つミラーである。このレーザ媒質ペ
レット２１に対して後方より、励起光Ｌ２をジグザグ状
の折り返し光路の光軸に沿って重畳して励起するように
なっている。これによりレーザ光Ｌ１は共振されてレー
ザ出力光Ｌ３を出力する。
材である。このレーザ媒質ペレット２１をアクティブミ
ラーとして用いて、レーザ光Ｌ１を折り返す。アクティ
ブミラーとはレーザ媒質としての作用と、反射ミラーと
しての作用を併せ持つミラーである。このレーザ媒質ペ
レット２１に対して後方より、励起光Ｌ２をジグザグ状
の折り返し光路の光軸に沿って重畳して励起するように
なっている。これによりレーザ光Ｌ１は共振されてレー
ザ出力光Ｌ３を出力する。
実施例１
第１図の固体レーザを参照する。
［中間媒質］
中間媒質２０は、レーザ光を通過するものであればよい
。たとえば長方体形のものでたとえば、等方性のクラウ
ンガラス、フリントガラス等の光学ガラスにより作られ
ている。
。たとえば長方体形のものでたとえば、等方性のクラウ
ンガラス、フリントガラス等の光学ガラスにより作られ
ている。
中間媒質２０は、レーザ光Ｌ１や励起光Ｌ２に対して吸
収損失や散乱損失が少ない等方性のものである。
収損失や散乱損失が少ない等方性のものである。
中間媒質２０の一方と他方の広い面にはそれぞれ複数の
レーザ媒質ペレット２１を有している。この上面と下面
は平行である。このレーザ媒質ペレット２１は、レーザ
光Ｌ１が発振するのに必要なゲインを得られる吸収長と
回折損失を無視できる大きさのクリアアパーチャを有す
る。
レーザ媒質ペレット２１を有している。この上面と下面
は平行である。このレーザ媒質ペレット２１は、レーザ
光Ｌ１が発振するのに必要なゲインを得られる吸収長と
回折損失を無視できる大きさのクリアアパーチャを有す
る。
［レーザ媒質ペレット２１］
レーザ活性媒質ペレットまたはレーザ媒質ペレット２１
は、折り返し光路ＬＰを力／＜ −するように配置する
。ペレット２１はたとえば板状でありＮｄ：ＹＡＧやＹ
ＬＦ（ＹＬｉＦ４）で作られている。ペレット２１はア
クティブミラーとして用いる。レーザ媒質ペレット２１
の側端面２２は、レーザ光Ｌ１に対しては高反射で、励
起光Ｌ２に対しては高透過率のコーティング処理をしで
ある。この側端面２２てジグザグ状の折り返し光路ＬＰ
を形成する。側端面２３は中間媒質２０とレーザ媒質ペ
レット２１間レーザ光に対して無反射コーティング処理
とする。
は、折り返し光路ＬＰを力／＜ −するように配置する
。ペレット２１はたとえば板状でありＮｄ：ＹＡＧやＹ
ＬＦ（ＹＬｉＦ４）で作られている。ペレット２１はア
クティブミラーとして用いる。レーザ媒質ペレット２１
の側端面２２は、レーザ光Ｌ１に対しては高反射で、励
起光Ｌ２に対しては高透過率のコーティング処理をしで
ある。この側端面２２てジグザグ状の折り返し光路ＬＰ
を形成する。側端面２３は中間媒質２０とレーザ媒質ペ
レット２１間レーザ光に対して無反射コーティング処理
とする。
高反射ミラー６０はたとえばレーザ出力光に対して反射
率の高いコーティングが施された光学ガラスであり、出
力ミラー６１はたとえばハーフミラ−でレーザ出力光に
対して吸収散乱のないものである。材質の内側にハーフ
特性の反射膜を施している。高反射ミラー６０が中間媒
質３０の一方の面に対応して、出力ミラー６１が中間媒
質２０の他方の面に対応してそれぞれ配置されている。
率の高いコーティングが施された光学ガラスであり、出
力ミラー６１はたとえばハーフミラ−でレーザ出力光に
対して吸収散乱のないものである。材質の内側にハーフ
特性の反射膜を施している。高反射ミラー６０が中間媒
質３０の一方の面に対応して、出力ミラー６１が中間媒
質２０の他方の面に対応してそれぞれ配置されている。
［励起光Ｌ２］
半導体レーザ４０．４３の各励起光Ｌ２は、折り返し光
路の光路３１の光軸に沿ってレーザ媒質ペレット２１お
よび中間媒質２ｏに対して重畳される。同様に半導体レ
ーザ４１゜４４の各励起光Ｌ２も光路３２の光軸に沿っ
て照射される。さらに半導体レーザ４２，４４の各励起
光Ｌ２も光路３３の光軸に沿って照射される。この励起
光Ｌ２は、波長かレーザ媒質の吸収波長域にあるもので
ある。励起光Ｌ２はたとえばレーザダイオード（Ｌ Ｄ
）または色素レーザにより出射される。レーザ出力の波
長はＮｄ；ＹＡＧの場合１．０６μｍで、ＹＬＦの場合
１− ０５３ｐｍである。
路の光路３１の光軸に沿ってレーザ媒質ペレット２１お
よび中間媒質２ｏに対して重畳される。同様に半導体レ
ーザ４１゜４４の各励起光Ｌ２も光路３２の光軸に沿っ
て照射される。さらに半導体レーザ４２，４４の各励起
光Ｌ２も光路３３の光軸に沿って照射される。この励起
光Ｌ２は、波長かレーザ媒質の吸収波長域にあるもので
ある。励起光Ｌ２はたとえばレーザダイオード（Ｌ Ｄ
）または色素レーザにより出射される。レーザ出力の波
長はＮｄ；ＹＡＧの場合１．０６μｍで、ＹＬＦの場合
１− ０５３ｐｍである。
発振操作
半導体レーザ４０〜４５を駆動して励起光Ｌ２を重畳す
る。この励起光Ｌ２の入射角度は内部の反射光束方向と
屈折光束とが一致するような角度である。たとえばレー
ザ光Ｌ１の軸と励起波長、レーザ活性物質の屈折率によ
りスネルの法則で決まる角度である。これにより、出力
ミラー６１と高反射ミラー６０の間てレーザ光Ｌ１がジ
グザグ状の光路ＬＰを経て共振して複数の励起光Ｌ２に
より多段励起される。これにより、レーザ光出力Ｌ１の
出力が増加されてレーザ出力光Ｌ３として出力される。
る。この励起光Ｌ２の入射角度は内部の反射光束方向と
屈折光束とが一致するような角度である。たとえばレー
ザ光Ｌ１の軸と励起波長、レーザ活性物質の屈折率によ
りスネルの法則で決まる角度である。これにより、出力
ミラー６１と高反射ミラー６０の間てレーザ光Ｌ１がジ
グザグ状の光路ＬＰを経て共振して複数の励起光Ｌ２に
より多段励起される。これにより、レーザ光出力Ｌ１の
出力が増加されてレーザ出力光Ｌ３として出力される。
実施例２
第２図を参照する。
この実施例２では、２つの板状のミラー型のレーザ媒質
部材１０５，１０６を対向して配置している。レーザ母
材ともいうレーザ媒質部材１０５，１０６の側端面１２
２は、レーザ光Ｌ１に対しては高反射であり、励起光Ｌ
２に対しては高透過率を有するコーティング処理がしで
ある。レーザ媒質部材１０５゜１０６の間は、中間媒質
としての空気層１３０である。レーザ母材１０５，１０
６はたとえばＮｄｉ：ＹＡＧで作られる。空気層１３０
の屈折率とレーザ媒質部材１０５，１０６の屈折率との
差は大きく無反射コーティングを施す必要がある。この
空気層に代えてたとえはガラス質のＬａ５ＦＱ５等で作
られた中間媒質をレーザ媒質部材１０５．１０６の支持
層として設けると両者の屈折率は小さくなり、これによ
り境界面の反射散乱損失は小さくなる。
部材１０５，１０６を対向して配置している。レーザ母
材ともいうレーザ媒質部材１０５，１０６の側端面１２
２は、レーザ光Ｌ１に対しては高反射であり、励起光Ｌ
２に対しては高透過率を有するコーティング処理がしで
ある。レーザ媒質部材１０５゜１０６の間は、中間媒質
としての空気層１３０である。レーザ母材１０５，１０
６はたとえばＮｄｉ：ＹＡＧで作られる。空気層１３０
の屈折率とレーザ媒質部材１０５，１０６の屈折率との
差は大きく無反射コーティングを施す必要がある。この
空気層に代えてたとえはガラス質のＬａ５ＦＱ５等で作
られた中間媒質をレーザ媒質部材１０５．１０６の支持
層として設けると両者の屈折率は小さくなり、これによ
り境界面の反射散乱損失は小さくなる。
このように、レーザ母材を分割し、中間層を不活性層と
することで、レーザ出力光の出力ゲインとならない部分
のレーザ母材を節約するとともに再吸収による損失を軽
減し更に、吸収に伴う熱歪みをも軽減し、熱歪みの相互
干渉を立ち切ることかできる。
することで、レーザ出力光の出力ゲインとならない部分
のレーザ母材を節約するとともに再吸収による損失を軽
減し更に、吸収に伴う熱歪みをも軽減し、熱歪みの相互
干渉を立ち切ることかできる。
実施例 ３
第３図を参照する。
ガラスミラーのレーザ媒質部材２２０の一方の面にレー
ザ媒質ペレット２２１を配置してアクティブミラーとし
て用いる。レーザ媒質ペレット２２１の側端面２２２は
レーザ光Ｌｌに対して高反射で、励起光Ｌ２に対しては
高透過率を有するコーティング処理がしである。また保
持ガラス部２２０の側端面２２５は高反射ミラー６０か
らのレーザ光Ｌ１が入射する場所はこれを透過し、これ
以外の場所ではレーザ光Ｌ１に対して高反射となるよう
にコーティングされる。半導体レーザ４０〜４２がレー
ザ媒質ペレット２２１に対応して設けられている。
ザ媒質ペレット２２１を配置してアクティブミラーとし
て用いる。レーザ媒質ペレット２２１の側端面２２２は
レーザ光Ｌｌに対して高反射で、励起光Ｌ２に対しては
高透過率を有するコーティング処理がしである。また保
持ガラス部２２０の側端面２２５は高反射ミラー６０か
らのレーザ光Ｌ１が入射する場所はこれを透過し、これ
以外の場所ではレーザ光Ｌ１に対して高反射となるよう
にコーティングされる。半導体レーザ４０〜４２がレー
ザ媒質ペレット２２１に対応して設けられている。
実施例 ４
第４図を参照する。
第３図の実施例３と異例、半導体レーザ４３〜４５の励
起光Ｌ２が保持ガラス部２２０側からレーザ媒質ペレッ
ト２２１に向けて重畳される。なお保持ガラス部２２０
の側端面２２５ａは、高反射ミラー６０からのレーザ光
Ｌ１が入射する場所はこれを透過し、これ以外の場所で
はレーザ光Ｌ１に対し高反射となり、励起光Ｌ２に対し
て透過となるようにコーティングされる。
起光Ｌ２が保持ガラス部２２０側からレーザ媒質ペレッ
ト２２１に向けて重畳される。なお保持ガラス部２２０
の側端面２２５ａは、高反射ミラー６０からのレーザ光
Ｌ１が入射する場所はこれを透過し、これ以外の場所で
はレーザ光Ｌ１に対し高反射となり、励起光Ｌ２に対し
て透過となるようにコーティングされる。
実施例 ５
第５図を参照する。
３組の半導体レーザ４０．４６．４１．４７．４２．４
８が設けられている。これにより励起段数をさらに増し
て出力アップができる。なお保持ガラス部２２０の側端
面２２５ｂは高反射ミラー６０からのレーザ光Ｌ１が入
射する場所はこれを透過させ、これ以外の場所ではレー
ザ光Ｌ１に対して高反射となるようにコーティングされ
る。
８が設けられている。これにより励起段数をさらに増し
て出力アップができる。なお保持ガラス部２２０の側端
面２２５ｂは高反射ミラー６０からのレーザ光Ｌ１が入
射する場所はこれを透過させ、これ以外の場所ではレー
ザ光Ｌ１に対して高反射となるようにコーティングされ
る。
実施例 ６
第６図を参照する。
複数のレーザ媒質ペレット２１と、１つのレーザ媒質部
材１０５を組合せている。
材１０５を組合せている。
ところで上述のように多段励起が可能な小型の固体レー
ザは、たとえば眼科用の光凝固装置やレーザ加工装置の
光源に用いることができる。
ザは、たとえば眼科用の光凝固装置やレーザ加工装置の
光源に用いることができる。
発明の効果
入手容易で加工の容易な小型のレーザ媒質部材またはレ
ーザ母材によって、レーザ光の多段励起を行い高出力化
したレーザ出力光を得ることができる。
ーザ母材によって、レーザ光の多段励起を行い高出力化
したレーザ出力光を得ることができる。
またレーザ光路の折り返しピッチの設定や励起段数の設
定をレーザ媒質部材またはレーザ母材の大きさの制約か
ら離れて行なうことができ、レーザ共振部分および励起
光学系の設計の自由度が増す。
定をレーザ媒質部材またはレーザ母材の大きさの制約か
ら離れて行なうことができ、レーザ共振部分および励起
光学系の設計の自由度が増す。
第１図はこの発明の固体レーザの実施例１を示す図、第
２図と第３図は実施例２と３を示す図、第４図〜第６は
実施例４〜６を示す図、第７図と第８図は従来例を示す
図である。 ０・・・・・・・・・・・・中間媒質 １・・・・・・・・・・・・レーザ媒質ペレ０〜４５・
・・半導体レーザ ト・・・・・・・・・・・レーザ光 ２・・・・・・・・・・・・励起光 ３・・・・・・・・・・・・レーザ出力光ツ
２図と第３図は実施例２と３を示す図、第４図〜第６は
実施例４〜６を示す図、第７図と第８図は従来例を示す
図である。 ０・・・・・・・・・・・・中間媒質 １・・・・・・・・・・・・レーザ媒質ペレ０〜４５・
・・半導体レーザ ト・・・・・・・・・・・レーザ光 ２・・・・・・・・・・・・励起光 ３・・・・・・・・・・・・レーザ出力光ツ
Claims (1)
- ジグザグ状の折り返し光路の光軸に沿って励起光を重
畳してレーザ光を励起して共振し、レーザ出力光を出力
する固体レーザにおいて、レーザ媒質としての作用と反
射ミラーとしての作用を併せもつミラーとして用いてレ
ーザ光（Ｌ１）を折り返す少なくとも１つのレーザ媒質
部材（２１、１０５、１０６、２２１）を有し、レーザ
媒質部材（２１、１０５、１０６、２２１）に対して折
り返し光路の光軸に沿って励起光（Ｌ２）を重畳してレ
ーザ光（Ｌ１）を励起して共振することを特徴とする固
体レーザ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13412090A JPH0430484A (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 固体レーザ |
| US07/705,582 US5148441A (en) | 1990-05-25 | 1991-05-24 | Solid state laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13412090A JPH0430484A (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 固体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0430484A true JPH0430484A (ja) | 1992-02-03 |
Family
ID=15120933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13412090A Pending JPH0430484A (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 固体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0430484A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006344863A (ja) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Fujifilm Holdings Corp | モードロックレーザ装置 |
| JPWO2005091447A1 (ja) * | 2004-03-24 | 2008-02-07 | 独立行政法人科学技術振興機構 | レーザー装置 |
-
1990
- 1990-05-25 JP JP13412090A patent/JPH0430484A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005091447A1 (ja) * | 2004-03-24 | 2008-02-07 | 独立行政法人科学技術振興機構 | レーザー装置 |
| JP2006344863A (ja) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Fujifilm Holdings Corp | モードロックレーザ装置 |
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