JPH0442979A - レーザダイオード励起固体レーザ - Google Patents
レーザダイオード励起固体レーザInfo
- Publication number
- JPH0442979A JPH0442979A JP2147348A JP14734890A JPH0442979A JP H0442979 A JPH0442979 A JP H0442979A JP 2147348 A JP2147348 A JP 2147348A JP 14734890 A JP14734890 A JP 14734890A JP H0442979 A JPH0442979 A JP H0442979A
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- JP
- Japan
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- laser
- oscillation
- pulse
- laser diode
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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］
本発明は、１ノ一ザダイオード励起固体レーザに関する
ものである。
ものである。
［従来の技術］
レーザダイオード（Ｌ Ｄ ）励起固体レーザは従来の
ランプ励起の１７−ザに比べ、励起光源の寿命が長いこ
とやレーザ媒質での熱的影響がほとんどないため、水冷
の必要がないことから、小型かつ長寿命の全固体素子１
ノーザとして注目されている。
ランプ励起の１７−ザに比べ、励起光源の寿命が長いこ
とやレーザ媒質での熱的影響がほとんどないため、水冷
の必要がないことから、小型かつ長寿命の全固体素子１
ノーザとして注目されている。
又、全固体素子レーザとしては、現在上述のＬ Ｄがよ
（知られているが、Ｔ−Ｉ）はレーザビムの空間出力形
状が楕円であることや、瞬間端面破壊などの問題がある
が、Ｌ Ｄ励起固体レーザではそれらの問題は解消され
た上、励起準位での寿命が長いため、エネルギーを貯え
ることができ、Ｑスイッチ動作で高いピーク出力が得ら
れる等の特徴がある。このためＬ Ｄ励起固体レーザは
種々の方面での応用に期待されでいる。
（知られているが、Ｔ−Ｉ）はレーザビムの空間出力形
状が楕円であることや、瞬間端面破壊などの問題がある
が、Ｌ Ｄ励起固体レーザではそれらの問題は解消され
た上、励起準位での寿命が長いため、エネルギーを貯え
ることができ、Ｑスイッチ動作で高いピーク出力が得ら
れる等の特徴がある。このためＬ Ｄ励起固体レーザは
種々の方面での応用に期待されでいる。
［発明の解決しようとする課題］
ところで、Ｌ Ｄ励起固体レーザを加工・通信・計測等
の分野に応用するには、レーザ光をパルス化して用いる
のが望ましい。第４図に示すように従来のＬ Ｄ励起固
体レーザにおいては、連続発振（ＣＷ）の励起用半導体
レーザ１１を電流変調することによってＬ Ｄ励起固体
レーザ光をパルス化したり（ゲインスイッチ）、半導体
レーザ１１はＣＷ励起とし、レーザ共振器内にＱスイッ
チ素子５あるいはモードロック素子を挿入することによ
ってＬＤ励起固体レーザ光をパルス化する、などの手法
が用いられていた。
の分野に応用するには、レーザ光をパルス化して用いる
のが望ましい。第４図に示すように従来のＬ Ｄ励起固
体レーザにおいては、連続発振（ＣＷ）の励起用半導体
レーザ１１を電流変調することによってＬ Ｄ励起固体
レーザ光をパルス化したり（ゲインスイッチ）、半導体
レーザ１１はＣＷ励起とし、レーザ共振器内にＱスイッ
チ素子５あるいはモードロック素子を挿入することによ
ってＬＤ励起固体レーザ光をパルス化する、などの手法
が用いられていた。
ここで、２は集光レンズで、３はレーザロッド、７は出
力ミラー ６は励起光、８．９はレーザロッド端面、１
０は出射レーザ光である。
力ミラー ６は励起光、８．９はレーザロッド端面、１
０は出射レーザ光である。
しかしながら、励起光としてＣＷ発振の半導体レーザを
用いた従来のやり方の場合、励起用半導体レーザのＣＷ
パワー、あるいは電流変調することによって得られるビ
ークパワーは数Ｗ程度であるため、ＹＡＧ等の固体レー
ザ結晶を十分に高利得まで励起できず、ＬＤ励起固体レ
ーザでのゲインスイッチやＱスイッチ、モードロックで
得られるパルスのビークパワーは約ＩＫＷとそれ程高い
ものではなかった。
用いた従来のやり方の場合、励起用半導体レーザのＣＷ
パワー、あるいは電流変調することによって得られるビ
ークパワーは数Ｗ程度であるため、ＹＡＧ等の固体レー
ザ結晶を十分に高利得まで励起できず、ＬＤ励起固体レ
ーザでのゲインスイッチやＱスイッチ、モードロックで
得られるパルスのビークパワーは約ＩＫＷとそれ程高い
ものではなかった。
本発明の目的は従来技術が有していた前述の欠点を解消
しようとするものである。
しようとするものである。
［課題を解決するための手段］
本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、レーザダイオードを励起光源としレーザ共振器内部
に、Ｑスイッチ素子とモードロック素子の少くともいず
れか一方を有するレーザダイオード励起固体レーザにお
いて、該レーザダイオードをパルス発振型レーザダイオ
ードとしたことを特徴とするレーザダイオード励起固体
レーザを提供するものである。
り、レーザダイオードを励起光源としレーザ共振器内部
に、Ｑスイッチ素子とモードロック素子の少くともいず
れか一方を有するレーザダイオード励起固体レーザにお
いて、該レーザダイオードをパルス発振型レーザダイオ
ードとしたことを特徴とするレーザダイオード励起固体
レーザを提供するものである。
以下、本発明の実施例に従って説明する。第１図は本発
明の基本的構成を示すブロック図である。
明の基本的構成を示すブロック図である。
１はパルス発振型レーザダイオード、２は集光レンズ、
３はレーザロッド、４はモードロック素子、５はＱスイ
ッチ素子、６はＬＤ励起光、７は出力ミラー、ｌＯは出
射レーザ光である。
３はレーザロッド、４はモードロック素子、５はＱスイ
ッチ素子、６はＬＤ励起光、７は出力ミラー、ｌＯは出
射レーザ光である。
レーザ共振器は、ＬＤ励起光６入射側のレーザロッド端
面８ （ＬＤ励起光６に対しては透過率が高く、発振光
に対しては反射率が高いコーティングがなされている。
面８ （ＬＤ励起光６に対しては透過率が高く、発振光
に対しては反射率が高いコーティングがなされている。
）と出力ミラー５によって構成されている。
出力ミラー５のレーザ発振光の反射面には、レーザ発振
光に対して反射率の高い（好ましくは９０％以上）コー
ティングがなされている。
光に対して反射率の高い（好ましくは９０％以上）コー
ティングがなされている。
レーザロッド３としてはＹＡＧ、ＹＬＦ。
ＹＡＰ、ＧＧＧ等の固体レーザ材料が使用できる。モー
ドロック素子４及びＱスイッチ素子５としては、音響光
学素子、電気光学素子、過飽和色素等が使用できる。
ドロック素子４及びＱスイッチ素子５としては、音響光
学素子、電気光学素子、過飽和色素等が使用できる。
［作用］
半導体レーザ励起固体レーザにおいては、励起光である
半導体レーザのパワーが高いほど、レーザ結晶がより高
い利得状態になり、高いパワーの発振が可能となるため
、モードロック発振及びＱスイッチ発振のビークパワー
も高くなる。従来、よ（用いられたＣＷ半導体レーザは
出力が高々数Ｗ程度であるのに対し、本発明においては
、数ｌθ〜数１００Ｗピーク出力のパルス半導体レーザ
を用いることによって、より高い反転分布状態を作り出
すことができ、モードロック発振及びＱスイッチ発振に
おける短パルス化高ピーク出力化の効果を生ずることが
できる。
半導体レーザのパワーが高いほど、レーザ結晶がより高
い利得状態になり、高いパワーの発振が可能となるため
、モードロック発振及びＱスイッチ発振のビークパワー
も高くなる。従来、よ（用いられたＣＷ半導体レーザは
出力が高々数Ｗ程度であるのに対し、本発明においては
、数ｌθ〜数１００Ｗピーク出力のパルス半導体レーザ
を用いることによって、より高い反転分布状態を作り出
すことができ、モードロック発振及びＱスイッチ発振に
おける短パルス化高ピーク出力化の効果を生ずることが
できる。
［実施例］
第１図〜第３図に本発明の３つの実施例を示す。第１図
に示した実施例においては、モードロック素子４、及び
Ｑスイッチ素子５としては、音響光学素子を用い、レー
ザロッド３としてはＹＡＧ結晶を使用している。共振器
長は３０＋ｍｍで半値全巾ＩｏｎｓのＱスイッチパルス
の中に、８０ｐｓｅｃのモードロックパルス列が観測さ
れた（Ｑスイッチモードロックパルス）。
に示した実施例においては、モードロック素子４、及び
Ｑスイッチ素子５としては、音響光学素子を用い、レー
ザロッド３としてはＹＡＧ結晶を使用している。共振器
長は３０＋ｍｍで半値全巾ＩｏｎｓのＱスイッチパルス
の中に、８０ｐｓｅｃのモードロックパルス列が観測さ
れた（Ｑスイッチモードロックパルス）。
第２図は第１図においてＱスイッチのみを行った場合の
実施例である。
実施例である。
この時はパルス幅１０ｎｓのＱスイッチパルスが得られ
る。
る。
第３図は、第２図において励起光導光方式として光フア
イバ結合方式の場合である（第１図、第２図は直接結合
方式）。この時もパルス幅１０ｎｓのＱスイッチパルス
が得られる。なお、第２図、第３図のＱスイッチパルス
の繰り返しは、パルス発振型半導体レーザの繰り返し番
こ等しい。また、第１図のモードロックパルスの縁り返
しは共振器長で決まり、共振器長３０ｍｍの時は約５Ｇ
Ｈｚとなる。
イバ結合方式の場合である（第１図、第２図は直接結合
方式）。この時もパルス幅１０ｎｓのＱスイッチパルス
が得られる。なお、第２図、第３図のＱスイッチパルス
の繰り返しは、パルス発振型半導体レーザの繰り返し番
こ等しい。また、第１図のモードロックパルスの縁り返
しは共振器長で決まり、共振器長３０ｍｍの時は約５Ｇ
Ｈｚとなる。
［発明の効果］
本発明によるパルス発振型Ｌ Ｄ励起固体１／−ザのＱ
スイッチパルスや、モードロックパルスは、従来のＣＷ
Ｌ Ｄ励起固体１ノ−ザのＱスイッチパルス、モード
ロックパルスと比し、より超短パルス（２０ｎｓ→１ｎ
ｎｓ以下）及び高ピーク出力（Ｉ ＫＷ −１０ＫＷ）
が得られるので、更に効率の良い波長変更が行えるとい
う優れた効果も有する。又、高ピーク出力であることか
ら、各種非線形光学用の光源、たとえばラマン散乱やプ
リルアン散乱を計測することにより試別の結晶欠陥、蛍
光、吸収特性を調べる光物性評価装置、及び半導体集積
回路のトリミング、フォトマスクリペア装置等の光源に
使用できるという優れた効果も有す。
スイッチパルスや、モードロックパルスは、従来のＣＷ
Ｌ Ｄ励起固体１ノ−ザのＱスイッチパルス、モード
ロックパルスと比し、より超短パルス（２０ｎｓ→１ｎ
ｎｓ以下）及び高ピーク出力（Ｉ ＫＷ −１０ＫＷ）
が得られるので、更に効率の良い波長変更が行えるとい
う優れた効果も有する。又、高ピーク出力であることか
ら、各種非線形光学用の光源、たとえばラマン散乱やプ
リルアン散乱を計測することにより試別の結晶欠陥、蛍
光、吸収特性を調べる光物性評価装置、及び半導体集積
回路のトリミング、フォトマスクリペア装置等の光源に
使用できるという優れた効果も有す。
第１図〜第３図は本発明の３つの実施例を示し、第１図
はパルス発振型レーザダイオード励起の固体１ノーザの
共振器内にモードロック素子及びＱスイッチ素子を備え
たレーザダイオード励起固体レーザ装置の基本構成ブロ
ック図であり、第２図は第１図においてＱスイッチ素子
のみを備えたブロック図であり、第３図はパルス発振型
レーザダイオードの励起方法において、ファイバ結合励
起の場合のブロック図であり、第４図は従来のＣＷレー
ザダイオード励起固体レーザ装置の基本構成のブロック
図である。 １：パルスレーザダイオード ２：集光レンズ ３：レーザロッド ４：モードロック素子 ５：Ｑスイッチ ６＋ＬＤ励起光 ７：出力ミラー １０：出射レーザ光 １１：ＣＷレーザダイオード １２；結合レンズ １３：光ファイバ 第２図
はパルス発振型レーザダイオード励起の固体１ノーザの
共振器内にモードロック素子及びＱスイッチ素子を備え
たレーザダイオード励起固体レーザ装置の基本構成ブロ
ック図であり、第２図は第１図においてＱスイッチ素子
のみを備えたブロック図であり、第３図はパルス発振型
レーザダイオードの励起方法において、ファイバ結合励
起の場合のブロック図であり、第４図は従来のＣＷレー
ザダイオード励起固体レーザ装置の基本構成のブロック
図である。 １：パルスレーザダイオード ２：集光レンズ ３：レーザロッド ４：モードロック素子 ５：Ｑスイッチ ６＋ＬＤ励起光 ７：出力ミラー １０：出射レーザ光 １１：ＣＷレーザダイオード １２；結合レンズ １３：光ファイバ 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 レーザダイオードを励起光源としレーザ 共振器内部に、Ｑスイッチ素子とモードロック素子の少
くともいずれか一方を有するレーザダイオード励起固体
レーザにおいて、該 レーザダイオードをパルス発振型レーザダイオードとし
たことを特徴とするレーザダイ オード励起固体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2147348A JPH0442979A (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | レーザダイオード励起固体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2147348A JPH0442979A (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | レーザダイオード励起固体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0442979A true JPH0442979A (ja) | 1992-02-13 |
Family
ID=15428154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2147348A Pending JPH0442979A (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | レーザダイオード励起固体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0442979A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6449297B1 (en) | 1999-10-25 | 2002-09-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power supply unit for solid-state laser, solid state laser, and laser beam generator |
| JP2004510356A (ja) * | 2000-09-27 | 2004-04-02 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | 高ピーク出力レーザ装置および該装置の極紫外線光生成への適用 |
-
1990
- 1990-06-07 JP JP2147348A patent/JPH0442979A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6449297B1 (en) | 1999-10-25 | 2002-09-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power supply unit for solid-state laser, solid state laser, and laser beam generator |
| JP2004510356A (ja) * | 2000-09-27 | 2004-04-02 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | 高ピーク出力レーザ装置および該装置の極紫外線光生成への適用 |
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