JPH0478178A - スラブ型固体レーザー発振器 - Google Patents
スラブ型固体レーザー発振器Info
- Publication number
- JPH0478178A JPH0478178A JP19073590A JP19073590A JPH0478178A JP H0478178 A JPH0478178 A JP H0478178A JP 19073590 A JP19073590 A JP 19073590A JP 19073590 A JP19073590 A JP 19073590A JP H0478178 A JPH0478178 A JP H0478178A
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- Japan
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- slab
- state laser
- type solid
- laser
- mirror
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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
本発明は、スラブ型固体レーザー装置、特にスラブ型固
体レーザー発振器に関する。
体レーザー発振器に関する。
【従来の技術ゴ
第４図は、従来の典型的なスラブ型固体レーザー発振器
の構成を示す縦断面略図であり、この種のレーザー発振
器の一例として特公昭６３−６７３４６に開示されたも
のか挙げられる。 第５図は、第４図のスラブ型固体レーザー発振器を励起
するためのランプの配置を示すスラブ型固体レーザー装
置の横断面略図である。 第４図〜第５図において、１はスラブ型固体レーザー素
子、２は全反射ミラー、３は部分反射ミラー、４は励起
用ランプ、５はレーザービーム光路、６はレーザー出力
、７はスラブ型置体レーザー素子の内、レーザー発振に
寄与しない部分、８はスラブ型固体レーザー素子を冷却
する冷却水水路、９は紫外光カットフィルター兼水路形
成用板、１０は励起光反射鏡、１１は断熱材である。 スラブ型固体レーザー素子１は、レーザー光が１回以上
の内部反射を行いながら通過する光路が形成されるよう
に配置された２つの互に平行な光学的鏡面１ａ、１ｂと
、ミラー３．４に相対するし−ブー光人出射面ＩＣ２１
ｄを有する。レーザー光入出射端面１ｃ、ｌｄは、反射
損失を防止するために光路に対してｌＩＪ！斜し、光路
はレーザー光入出射端面１ｃ、１ｄの法線に対しブリュ
ースター角θを成すようにしている。また、冷却水Ｂ８
によりし一す−素子１の周囲を純水で囲んで冷却して、
し−ザー発振に伴う熱によるし−ザー素〒１の変型を防
止している６ 励起用ランプ４を点灯してレーザー素子１中に励起光を
照射すると、レーザー素子１中のＮｄ３−イオンが高い
エネルギー準位に励起される。この高いエネルギー準位
から低いエネルギー準位に下落する際に蛍光が発せられ
、この蛍光が更に刺激光となってレーザー光の誘導放出
を引き起こす。 上記発振器は、全反射ミラー２で反射された光が光路５
に治ってレーザー素子１の端面ＩＣで屈折してレーザー
素子１内に入り、その２つの光学的鏡面１ａ、１ｂで全
反射を生じながら他方の端面１ｄに到達し、再び屈折し
て部分反射ミラー３に向い、ミラー３で反射した光が再
び同一光路５を通るように調整しである。従ってこの光
路５上を光が往復する間に増幅されてレーザー出力６か
得られるのである。 このようなスラブ型固体レーザー装置によれば、し−ブ
ー光はレーザー素子の有する２つの互いに平行な光学的
鏡面１ａ、１ｂで全反射されレーザー素子１全体を伝搬
するので、熱レンズ効果を事実上相殺し、エネルギー抽
出効率、ヒーム品質を良好とする為、高エネルギー発振
装置として適しているとされてきた。 【発明が解決しようとする課題ｌ 従来のスラブ型固体レーザー装置は、前記のことき利点
かあるため早くから注目を集めている６しかし、第４図
に示すように、レーザー素子１中のレーザー光が通過す
るレーザー光光路５は、レーザー素子１中全体を占める
わけではない。すなわち、ランプ４からの励起光を受け
ても、レーザー発振に寄与しない部分７が存在すること
があるのである。 従って、以上のように構成されている従来のスラブ型固
体レーザー装置では、レーザー発振に寄与しない部分７
のレーザー素子全体に占める割合が大きいほどエネルギ
ー抽出効率の低下を招くという問題がある。 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたらの
で、レーザー発振におけるエネルギー抽出効率、レーザ
ー出力の向上を目的とする。 【課題を解決するための手段】 上記問題は、第４図に示すように光の往路、復路か同一
光路５で不変なためにレーザー発振に寄与しない部分７
が生じ、この部分が励起光による発熱のみを起こし、発
振には寄与しないために生じる問題である。 本発明は上記問題を解決するため、レーザー光光路が、
その往路、ｔ！ｉＬ路で異なり、しかも、レーザー光光
路のうち往路の入（出）射角と復路の出（入）射角とか
等しくなるように１つの入出射端面に対し２つのミラー
を配置してレーザー光光路め往路と復路か対照的に成る
ようにし、し−ザー発振に寄与しない部分の解消をはか
つなものである。 すなわち 本発明のし−ザー発振器は、２−ノの互いに
平行な光学的鏡面と該光学的鏡面に垂直なし−ザー光入
出射端面を有するスラブ型固体レーザー素子と、し・−
ブー光を固体レーザー素子に入出射させるミラーとから
なり、レーザー光が前記光学的鏡面で１回以上の内部全
反射を行いながら固体し−サー素子内を通過する往路と
復路とを異なるところに形成して、該往路と復路とから
なる領域が実質的に固体レーザー素子全体を占めるよう
にしである。そして、本発明のスラブ型固体レーザー装
置では、前記レーザー発振器のミラーが、１つの部分反
射ミラーと３つの全反射ミラーで構成されている。さら
に、前記レーザー発振器のミラーが、スラブ型固体レー
ザー素子のレーザー光入出射端面に於いて、９０度未満
の対称的なし−ザー九入射角並ひにレーザー九出射角と
なるように配置してｙ）る。
の構成を示す縦断面略図であり、この種のレーザー発振
器の一例として特公昭６３−６７３４６に開示されたも
のか挙げられる。 第５図は、第４図のスラブ型固体レーザー発振器を励起
するためのランプの配置を示すスラブ型固体レーザー装
置の横断面略図である。 第４図〜第５図において、１はスラブ型固体レーザー素
子、２は全反射ミラー、３は部分反射ミラー、４は励起
用ランプ、５はレーザービーム光路、６はレーザー出力
、７はスラブ型置体レーザー素子の内、レーザー発振に
寄与しない部分、８はスラブ型固体レーザー素子を冷却
する冷却水水路、９は紫外光カットフィルター兼水路形
成用板、１０は励起光反射鏡、１１は断熱材である。 スラブ型固体レーザー素子１は、レーザー光が１回以上
の内部反射を行いながら通過する光路が形成されるよう
に配置された２つの互に平行な光学的鏡面１ａ、１ｂと
、ミラー３．４に相対するし−ブー光人出射面ＩＣ２１
ｄを有する。レーザー光入出射端面１ｃ、ｌｄは、反射
損失を防止するために光路に対してｌＩＪ！斜し、光路
はレーザー光入出射端面１ｃ、１ｄの法線に対しブリュ
ースター角θを成すようにしている。また、冷却水Ｂ８
によりし一す−素子１の周囲を純水で囲んで冷却して、
し−ザー発振に伴う熱によるし−ザー素〒１の変型を防
止している６ 励起用ランプ４を点灯してレーザー素子１中に励起光を
照射すると、レーザー素子１中のＮｄ３−イオンが高い
エネルギー準位に励起される。この高いエネルギー準位
から低いエネルギー準位に下落する際に蛍光が発せられ
、この蛍光が更に刺激光となってレーザー光の誘導放出
を引き起こす。 上記発振器は、全反射ミラー２で反射された光が光路５
に治ってレーザー素子１の端面ＩＣで屈折してレーザー
素子１内に入り、その２つの光学的鏡面１ａ、１ｂで全
反射を生じながら他方の端面１ｄに到達し、再び屈折し
て部分反射ミラー３に向い、ミラー３で反射した光が再
び同一光路５を通るように調整しである。従ってこの光
路５上を光が往復する間に増幅されてレーザー出力６か
得られるのである。 このようなスラブ型固体レーザー装置によれば、し−ブ
ー光はレーザー素子の有する２つの互いに平行な光学的
鏡面１ａ、１ｂで全反射されレーザー素子１全体を伝搬
するので、熱レンズ効果を事実上相殺し、エネルギー抽
出効率、ヒーム品質を良好とする為、高エネルギー発振
装置として適しているとされてきた。 【発明が解決しようとする課題ｌ 従来のスラブ型固体レーザー装置は、前記のことき利点
かあるため早くから注目を集めている６しかし、第４図
に示すように、レーザー素子１中のレーザー光が通過す
るレーザー光光路５は、レーザー素子１中全体を占める
わけではない。すなわち、ランプ４からの励起光を受け
ても、レーザー発振に寄与しない部分７が存在すること
があるのである。 従って、以上のように構成されている従来のスラブ型固
体レーザー装置では、レーザー発振に寄与しない部分７
のレーザー素子全体に占める割合が大きいほどエネルギ
ー抽出効率の低下を招くという問題がある。 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたらの
で、レーザー発振におけるエネルギー抽出効率、レーザ
ー出力の向上を目的とする。 【課題を解決するための手段】 上記問題は、第４図に示すように光の往路、復路か同一
光路５で不変なためにレーザー発振に寄与しない部分７
が生じ、この部分が励起光による発熱のみを起こし、発
振には寄与しないために生じる問題である。 本発明は上記問題を解決するため、レーザー光光路が、
その往路、ｔ！ｉＬ路で異なり、しかも、レーザー光光
路のうち往路の入（出）射角と復路の出（入）射角とか
等しくなるように１つの入出射端面に対し２つのミラー
を配置してレーザー光光路め往路と復路か対照的に成る
ようにし、し−ザー発振に寄与しない部分の解消をはか
つなものである。 すなわち 本発明のし−ザー発振器は、２−ノの互いに
平行な光学的鏡面と該光学的鏡面に垂直なし−ザー光入
出射端面を有するスラブ型固体レーザー素子と、し・−
ブー光を固体レーザー素子に入出射させるミラーとから
なり、レーザー光が前記光学的鏡面で１回以上の内部全
反射を行いながら固体し−サー素子内を通過する往路と
復路とを異なるところに形成して、該往路と復路とから
なる領域が実質的に固体レーザー素子全体を占めるよう
にしである。そして、本発明のスラブ型固体レーザー装
置では、前記レーザー発振器のミラーが、１つの部分反
射ミラーと３つの全反射ミラーで構成されている。さら
に、前記レーザー発振器のミラーが、スラブ型固体レー
ザー素子のレーザー光入出射端面に於いて、９０度未満
の対称的なし−ザー九入射角並ひにレーザー九出射角と
なるように配置してｙ）る。
本発明は、２つの互いに平行な光学的鏡面（全反射面）
に垂直な入出射端面を有するし−ザー素子と、レーザー
素子に対する入射角と出射角とが等しくなるように全反
射、部分反射ミラー計４つを配置した発振器構成にする
ことで、光路５をその往路、復路で異なるようにし、レ
ーザー素子内からレーザー発振に′；ｉ：与しない部分
を解消した。 これによりレーザー光の往路と復路とからなる領域が実
質的に固体レーザー素子全体を占めるようになり、エネ
ルギー抽出効率、し−サー出力の向上が達成できる。
に垂直な入出射端面を有するし−ザー素子と、レーザー
素子に対する入射角と出射角とが等しくなるように全反
射、部分反射ミラー計４つを配置した発振器構成にする
ことで、光路５をその往路、復路で異なるようにし、レ
ーザー素子内からレーザー発振に′；ｉ：与しない部分
を解消した。 これによりレーザー光の往路と復路とからなる領域が実
質的に固体レーザー素子全体を占めるようになり、エネ
ルギー抽出効率、し−サー出力の向上が達成できる。
以下、図面を基にしｍ−本発明の詳細な説明する。参照
番号は、第４図〜第５図に共通である。 第１図は本発明のスラブ型固体レーザー発振器を示す縦
断面略図であり、第２図は第１図のスラブ型固体し−ザ
ー発振器とこれを励起するランプを配置した本発明のス
ラブ型同体レーザー装置を示す横断面略図であり、図示
した番号は、全ての図に共通である。 本実施の１では、厚さ６ｍｍ、幅３４ｍｍ、全長１３２
ｍｍの直方体で、Ｎ ｄ ”１度１，１原子？ｇのＹＡ
Ｇ結晶をレーザー媒質として用いた。 スラブ型固体レーザー素子１では、２つの光学的鏡面１
ａ、１ｂに対し直角にレーザー光入出射端面１ｃ、１ｄ
を配置し、該端面１ｃ、１ｄの法線に対するレーザー光
入出射角θを１９度（全反射面に対する人出射角に換算
すると７１度）とし、全反射回数は往、復路各４回であ
る。 ３つの全反射ミラー２ａ、２ｂ、２ｃと、１つの部分反
射ミラー３の計４つのミラーを用いた６たたし、本発明
を第３図に示すごとき従来のランプ配置にて実現させる
場合、第３図に示すようにし−サー光入出射光路５はラ
ンプ４のＳ［ｉ部分と重なる制限を受けるので、発振光
路の形成は難しい。 この制限は、設計に大きく依存するが、第３図に示すよ
うにレーザー光入出射端面の法線に対するレーザー光入
出射角θは最大でも１５度程度である。そこで第２図に
示すように、レーザー素子１に対するラング４の配置を
変更して上記不都合を解消した。すなわち、レーザー素
子１の幅方向にランプ４を配置すれば、光路５はランプ
４の電極部分に制限を受けずに設計することができる。 さらに、第２図に示すようなレーザー素子１とランプ４
の配置では、ランプ４がら直接光がレーザー素子ｌに入
るのではなく、励起光反射鏡１゜で反射された光がレー
ザー素子１に入るので、レーザー素子１の励起がより均
一になる。 第１図のミラー配置では２、往路５−１で生した、発振
に寄与しない部分７は、レーザー光の復路５−２の光路
となる。従って、レーザー発振に寄与しない部分７は、
レーザー光め増幅過程において解消される。このことは
、レーザー素子の全体積を有効に発振に寄与させうろこ
とを示し、レーザー発振に寄与しない部分７の部分を有
することによるエネルギー抽出効率の低下は生しない。 よってレーザー素子１からのレーザー出力６の向上か達
成できる。 本実施例では３つの全反射と１つの部分反射ミラー計４
つを使用したか、本発明の範囲内で全反射、部分反射ミ
ラーの構成を変えることは可能である。 【発明の効果１ 以上のように本発明によって、スラブ型固体レーザー素
子の全体積を有効に発振に寄与させることができ、エネ
ルギー抽出効率、レーザー出力の向上が達成できる。
番号は、第４図〜第５図に共通である。 第１図は本発明のスラブ型固体レーザー発振器を示す縦
断面略図であり、第２図は第１図のスラブ型固体し−ザ
ー発振器とこれを励起するランプを配置した本発明のス
ラブ型同体レーザー装置を示す横断面略図であり、図示
した番号は、全ての図に共通である。 本実施の１では、厚さ６ｍｍ、幅３４ｍｍ、全長１３２
ｍｍの直方体で、Ｎ ｄ ”１度１，１原子？ｇのＹＡ
Ｇ結晶をレーザー媒質として用いた。 スラブ型固体レーザー素子１では、２つの光学的鏡面１
ａ、１ｂに対し直角にレーザー光入出射端面１ｃ、１ｄ
を配置し、該端面１ｃ、１ｄの法線に対するレーザー光
入出射角θを１９度（全反射面に対する人出射角に換算
すると７１度）とし、全反射回数は往、復路各４回であ
る。 ３つの全反射ミラー２ａ、２ｂ、２ｃと、１つの部分反
射ミラー３の計４つのミラーを用いた６たたし、本発明
を第３図に示すごとき従来のランプ配置にて実現させる
場合、第３図に示すようにし−サー光入出射光路５はラ
ンプ４のＳ［ｉ部分と重なる制限を受けるので、発振光
路の形成は難しい。 この制限は、設計に大きく依存するが、第３図に示すよ
うにレーザー光入出射端面の法線に対するレーザー光入
出射角θは最大でも１５度程度である。そこで第２図に
示すように、レーザー素子１に対するラング４の配置を
変更して上記不都合を解消した。すなわち、レーザー素
子１の幅方向にランプ４を配置すれば、光路５はランプ
４の電極部分に制限を受けずに設計することができる。 さらに、第２図に示すようなレーザー素子１とランプ４
の配置では、ランプ４がら直接光がレーザー素子ｌに入
るのではなく、励起光反射鏡１゜で反射された光がレー
ザー素子１に入るので、レーザー素子１の励起がより均
一になる。 第１図のミラー配置では２、往路５−１で生した、発振
に寄与しない部分７は、レーザー光の復路５−２の光路
となる。従って、レーザー発振に寄与しない部分７は、
レーザー光め増幅過程において解消される。このことは
、レーザー素子の全体積を有効に発振に寄与させうろこ
とを示し、レーザー発振に寄与しない部分７の部分を有
することによるエネルギー抽出効率の低下は生しない。 よってレーザー素子１からのレーザー出力６の向上か達
成できる。 本実施例では３つの全反射と１つの部分反射ミラー計４
つを使用したか、本発明の範囲内で全反射、部分反射ミ
ラーの構成を変えることは可能である。 【発明の効果１ 以上のように本発明によって、スラブ型固体レーザー素
子の全体積を有効に発振に寄与させることができ、エネ
ルギー抽出効率、レーザー出力の向上が達成できる。
第１図は本発明のスラブ型固体し−サー発振器？示す縦
断面Ｑ図である。 第２図は、第１図のスラブ型固体し一升一年振器を励起
するランプの配置を示すスラブ型固体し−ザー装置の＄
！断面略図である。 第３図は、第１図のスラブ型固体し一す−発振器を本発
明を従来のランプ耐重にて実行しようとした場合を説明
する平面略図である。 第４図は、従来の典型的スラブ型固体レーザー装置の構
成を示す縦断面略図である。 第５図は、第１図のスラブ型固体レーザー発振器を励起
するランプの配置を示すスラブ型固体レーザー装置の横
断面略図である。 （この頁以下余白） 図中、う照数字は次の要素を示す。 １ ニスラブ型固体レーザー素子、 ２ ：全反射ミラー ３ ：部分反射ミラー ４ ：励起用ランプ、 ５ ：レーザービーム光路、 ５−１＝光路のうちの往路、 ５−２；光路のうちの復路、 ６ ：レーザー出力、 ７ ：レーザー素子内において往復の光路が重なる事で
生じるレーザー発振に寄与しない領域、８ ：冷却水水
路、 ９ ：紫外光カットフィルター兼水路形成用板、１０：
励起光反射鏡、 １１：断熱材。
断面Ｑ図である。 第２図は、第１図のスラブ型固体し一升一年振器を励起
するランプの配置を示すスラブ型固体し−ザー装置の＄
！断面略図である。 第３図は、第１図のスラブ型固体し一す−発振器を本発
明を従来のランプ耐重にて実行しようとした場合を説明
する平面略図である。 第４図は、従来の典型的スラブ型固体レーザー装置の構
成を示す縦断面略図である。 第５図は、第１図のスラブ型固体レーザー発振器を励起
するランプの配置を示すスラブ型固体レーザー装置の横
断面略図である。 （この頁以下余白） 図中、う照数字は次の要素を示す。 １ ニスラブ型固体レーザー素子、 ２ ：全反射ミラー ３ ：部分反射ミラー ４ ：励起用ランプ、 ５ ：レーザービーム光路、 ５−１＝光路のうちの往路、 ５−２；光路のうちの復路、 ６ ：レーザー出力、 ７ ：レーザー素子内において往復の光路が重なる事で
生じるレーザー発振に寄与しない領域、８ ：冷却水水
路、 ９ ：紫外光カットフィルター兼水路形成用板、１０：
励起光反射鏡、 １１：断熱材。
Claims (4)
- （１）２つの互いに平行な光学的鏡面と該光学的鏡面に
垂直なレーザー光入出射端面を有するスラブ型固体レー
ザー素子と、レーザー光を固体レーザー素子に入出射さ
せるミラーとからなり、レーザー光が前記光学的鏡面で
１回以上の内部全反射を行いながら固体レーザー素子内
を通過する往路と復路とを異なるところに形成して、該
往路と復路とからなる領域が実質的に固体レーザー素子
全体を占めるようにしたスラブ型固体レーザー発振器。 - （２）前記レーザー発振器のミラーが、１つの部分反射
ミラーと３つの全反射ミラーで構成される、請求項１記
載のスラブ型固体レーザー発振器。 - （３）前記レーザー発振器のミラーが、スラブ型固体レ
ーザー素子のレーザー光入出射端面に於いて、９０度未
満の対称的なレーザー光入射角とレーザー光出射角とを
有するように配置されていることを特徴とする、請求項
１記載のスラブ型固体レーザー発振器。 - （４）請求項１記載のスラブ型固体レーザー発振器を励
起するランプが固体レーザー素子の幅方向に配置されて
いるスラブ型固体レーザー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19073590A JPH0478178A (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | スラブ型固体レーザー発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19073590A JPH0478178A (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | スラブ型固体レーザー発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0478178A true JPH0478178A (ja) | 1992-03-12 |
Family
ID=16262907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19073590A Pending JPH0478178A (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | スラブ型固体レーザー発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0478178A (ja) |
-
1990
- 1990-07-20 JP JP19073590A patent/JPH0478178A/ja active Pending
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