JPH0478181A - 固体レーザ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、励起光源としての半導体レーザ光を高効率で
光結合し固体レーザ素子を光励起する半導体レーザに励
起される固体レーザ装置に関するものである。

［従来の技術］ 半導体レーザを励起光源として用いた固体レー゛ザは、
高効率、長寿命、小型化が図れることから、注目を集め
ている。とりわけ、固体レーザの光軸方向から光励起す
る端面励起方式では、固体レーザの発振モードに半導体
レーザ光による励起空間をうまくマツチングさせること
により、高効率で単一基本横モード発振を実現すること
かできる。しかし、半導体レーザはビーム発散角が大き
いため、集光系を半導体レーザに接近して集光する必要
かあり、この半導体レーザ出射光の集光は容易ではなか
った。

この半導体レーザな励起光源として用いた固体レーザの
光結合器として、中心軸からの距離に応じて屈折率が変
化する円柱状の光学ガラス体である分布屈折率レンズを
用いると、集光レンズ系を小さくまとめることかできる
（例えば、特開昭５８−５２８８９号、特開昭６０−２
５４４４号参照）。

［発明か解決しようとする課Ｍ］ 発散角か大きい半導体レーザ光を集光するには開口数か
大きいレンズか必要であり、また、出力を増大させるた
めには、１個１個ては出力に限界かある半導体レーザを
複数個用いて固体レーザ素子を励起することが必要であ
る。

本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものて、２個の
半導体レーザの出力光を集光して、固体レーザ素子の発
振モードにマツチングするようにシンプル且つコンパク
トて効率よく固体レーザ素子を光励起し、ビーム品質の
良いレーザ出力を生起せしめる固体レーザを２本用意し
、２本のレーザ発振光をビーム合成して出力を倍増させ
た固体レーザ装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明の固体レーザ装置
は、４個の半導体レーザを２個の固体レーザ素子の励起
光源として用いた固体レーザ装置であって、２個の偏光
ビームズブ１ルツクを光結合器として用い５両偏光ど一
ムスプリツタの互いに直交する２つの受光軸上にそれぞ
れ分布屈折率レンズと前記各半導体レーザをそれぞれ配
して、これら各半導体レーザからのレーザ光をそれぞれ
集光するようになし、且つ、上記２個の偏光ビームスプ
リッタの出射軸上に分布屈折率レンズ、固体レーザ素子
およびブリュ−スター窓をそれぞれ配して２組の固体レ
ーザ系を構成し、さらに上記２組の固体レーザ系からの
発振光を第３の偏光ビームスプリッタを用いてビーム合
成している。

［作用］ 界面での光の斜め入射における反射および透過能か偏光
に依存することを利用すれば、互いに直角に直線偏光し
た２４１の半導体レーザ光を、偏光ビームスプリツタを
用いて、ビーム合成し、容易に励起光強度を倍増せしめ
ることかてきる。このとき半導体レーザ光の集光および
コリメータとしては、屈折率分布型レンズを用いる方か
有利である。

このようにして励起した固体レーザの共振器内にビリユ
ースター窓を配すれば固体レーザの発振光を直線偏光す
ることかてきる。２本の固体レーザ光を偏光ビームスプ
リッタを用いてビーム合成すれば、容易にレーザ光強度
を倍増せしめることがてきる。

［実施例］ 以下１本発明の各実施例を図面に基づき説明する。

第１図は、４１１の半導体レーザ出力を集光して２個づ
つ合成し、２ｆｔ４の固体レーザ素子を各々励起し、固
体レーザの発振光をビーム合成するレーザ装置の構成を
示す概略図である。この第１図に示すごとく、固体レー
ザ素子７ａ、７ｂとしてＮｄ　：ＹＡＧレーザ素子を用
い、一方の端面をダイクロイックコーティング（Ｎｄ　
：　ＹＡＧレーザ発振波長１０６４ｎ■で高反射（ＨＲ
）、半導体レーザ光波長８０８ｎｓで高透過（ＡＲ）Ｌ
／、その面を励起面として、アウトプットミラー９ａ、
９ｂとて共振器を構成する。また、励起用の半導体レー
ザ２個からの出射光ビーム合成するために、半導体レー
ザ光か偏光していることを利用して、偏光ビームスプリ
ッタ５ａ、５ｂをビーム合成基として用い、矢印１１ａ
、ｌｌｂ、◎印１２ａ、１２ｂて示すように第１の半導
体レーザＩａ、ｌｂからの出射光は紙面に平行に偏光さ
せ、第２の半導体レーザ２ａ、２ｂからの発振光は紙面
に垂直に偏光させて、各々第１および第２の分布屈折率
レンズ３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂにより集光して偏光ビー
ムスプリッタ５ａ、５ｂによりビーム合成し、第３の分
布屈折レンズ６ａ、６ｂにより絞られたビームスポット
を固体レーザ素子７ａ、７ｂ内に得るものである。

こうして端面励起した２本の固体レーザの共振器内に、
ブリュースター窓８ａ、８ｂを配置し、アウトプットミ
ラー９ａ、９ｂからの出力光を矢印１３ａ、１３ｂて示
すように前者は紙面に平行に、後者は紙面に垂直に偏光
させ偏光ビームスプリッタｌＯを用いてビーム合成した
。このような固体レーザ装置に於て、４個の合計４Ｗの
半導体レーザ（波長８０８ｎ＊）出力でＮｄ：ＹＡＧレ
ーザ基本波（波長１０６４ｎ厘）出力１．２Ｗの高効率
・高出力発振か得られた。

また、第２図に示すように、第１図に示す構成図にさら
に集光レンズ１４を追加して出力光を集光しファイバ１
５に導光した。ファイバ１５からの出射光は、ビーム品
質か１本の固体レーザからの発振光をファイバに導光し
たものと同様のもので、しかも出力か１本の固体レーザ
に比し倍増したものか得られた。

その他、第３図に示すように、第１図の変形としてレー
ザ共振器をそれぞれ平行に置き、一方の共振器からの発
振光を、ミラー１６で直角に反射して偏光ビームスプリ
ッタ１０でビーム合成した。

また、第４図に示すように、第３図に示す＠成図にさら
に集光レンズ１４を追加して出力光を集光しファイバ１
５に導光した。

さらに、また第５図に示すように、第３図のミラー１６
を直角プリズムＩ７に交換して、ビーム合成した。

また、第６図に示すように、第４図のミラー１６を直角
プリズム１７に交換して、ビーム合成した。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、本発明は、光結合器としてかかる
構成をもつ半導体レーザ励起固体レーザは小型て効率が
高く、半導体レーザ［個励起系に比べ出力か４倍増した
高出力の固体レーザを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例て、４個の半導体レーザ出力
を集光して２個づつ合成し、２個の固体レーザ素子を各
々励起し固体レーザの発振光をビーム合成するレーザ装
置の構成を示す概略図、第２図は、第１図に示す構成図
にさらに集光レンズを追加して出力光を集光しファイバ
に同行する構成図、第３図は、第１図の変形として、レ
ーザ共振器を平行に置き、一方の共振器からの発振光を
ミラーで直角に反射して偏光ビームスプリッタでビーム
合成する構成図、第４図は、第３図に示す構成図にさら
にレンズを追加して出方光を集光しファイバに導光する
構成図、第５図は、第３図の代替としてミラーを直角プ
リズムに交換して、ビーム合成する構成図、Ｍｇ６図は
、第４図の代替としてミラーを直角プリズムに交換して
、ビーム合成する構成図である。 図中。 ｌａ、ｌｂ・半導体レーザ ２ａ、２ｂ：半導体レーザ ３ａ、３ｂ・分布屈折率レンズ ４ａ、４ｂ：分布屈折率レンズ ５ａ、５ｂ：偏光ビームスプリッタ ６ａ、６ｂ二分布屈折率レンズ ７ａ、７ｂ：固体レーザ素子 ８ａ、８ｂニブリユースター窓 ９ａ、９ｂニアウドプツトミラー １０：偏光ビームスプリッタ １１ａ、　Ｌｌｂ　：半導体レーザの偏光方向＋２ａ　
、　１２ｂ　：半導体レーザの偏光方向１１ａ　、　１
３ｂ　：固体レーザの偏光方向１４：集光レンズ １５：ファイバ Ｉ６：ミラー 夏７：直角プリズム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　４個の半導体レーザを２個の固体レーザ素子の励起光
   源として用いた固体レーザ装置であって、２個の偏光ビ
   ームスプリッタを光結合器として用い、両偏光ビームス
   プリッタの互いに直交する２つの受光軸上にそれぞれ分
   布屈折率ンズと前記各半導体レーザをそれぞれ配して、
   これら各半導体レーザからのレーザ光をそれぞれ集光す
   るようになし、且つ、上記２個の偏光ビームスプリッタ
   の出射軸上に分布屈折率レンズ、固体レーザ素子および
   ブリュウースター窓をそれぞれ配して２組の固体レーザ
   系を構成し、さらに上記２組の固体レーザ系からの発振
   光を第３の偏光ビームスプリッタを用いてビーム合成す
   ることを特徴とする固体レーザ装置。