JPH05136484A - スラブ型固体レーザ素子 - Google Patents
スラブ型固体レーザ素子Info
- Publication number
- JPH05136484A JPH05136484A JP41849390A JP41849390A JPH05136484A JP H05136484 A JPH05136484 A JP H05136484A JP 41849390 A JP41849390 A JP 41849390A JP 41849390 A JP41849390 A JP 41849390A JP H05136484 A JPH05136484 A JP H05136484A
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- JP
- Japan
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- slab
- type solid
- state laser
- insulating material
- laser element
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 スラブ型固体レーザ素子の幅方向熱分布を従
来のものに比べて一層均一にして高出力、高品質のレー
ザビームを発生するスラブ型固体レーザ発振器を提供す
ることにある。 【構成】 レーザ活性媒質を内部に含み、２つの平行な
光学的平面を有し、その間で自然放出光を増幅してレー
ザ発振を与えるスラブ型固体レーザ素子６と、このスラ
ブ型固体レーザ素子６を通しての熱流を遮断する断熱材
７とで構成され、これらの部材を同一材質で、同時に一
体的に形成することを特徴とする。
来のものに比べて一層均一にして高出力、高品質のレー
ザビームを発生するスラブ型固体レーザ発振器を提供す
ることにある。 【構成】 レーザ活性媒質を内部に含み、２つの平行な
光学的平面を有し、その間で自然放出光を増幅してレー
ザ発振を与えるスラブ型固体レーザ素子６と、このスラ
ブ型固体レーザ素子６を通しての熱流を遮断する断熱材
７とで構成され、これらの部材を同一材質で、同時に一
体的に形成することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スラブ型固体レーザ発
振器に係り、特にスラブ型固体レーザ発振器に用いるス
ラブ型固体レーザ素子と断熱材の構成に関する。
振器に係り、特にスラブ型固体レーザ発振器に用いるス
ラブ型固体レーザ素子と断熱材の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】スラブ型固体レーザ発振器は高出力、高
品質のレーザビームが得られる利点があり、従来から注
目されてきている。
品質のレーザビームが得られる利点があり、従来から注
目されてきている。
【０００３】図２は、従来のスラブ型固体レーザ発振器
内のスラブ素子周辺の構成を示す断面図である。図にお
いて、当該レーザ発振器はレーザ活性媒質を含み、２つ
の互いに平行な光学的平面を有すると共にレーザビーム
入出射断面が矩形をなすスラブ型固体レーザ素子１と、
レーザ活性媒質を光学的に励起する励起用ランプ２と、
スラブ型固体レーザ素子１の両幅方向断面に接着され、
励起時のスラブ幅方向の熱流を遮断するための断熱材３
と、スラブ型固体レーザ素子１および励起用ランプ２を
被い、励起用ランプ２からの励起光をレーザ活性媒質に
集光させる励起光反射鏡４とを有し、スラブ型固体レー
ザ素子１と断熱材３とは接着剤塗布部分５で接続されて
いる。
内のスラブ素子周辺の構成を示す断面図である。図にお
いて、当該レーザ発振器はレーザ活性媒質を含み、２つ
の互いに平行な光学的平面を有すると共にレーザビーム
入出射断面が矩形をなすスラブ型固体レーザ素子１と、
レーザ活性媒質を光学的に励起する励起用ランプ２と、
スラブ型固体レーザ素子１の両幅方向断面に接着され、
励起時のスラブ幅方向の熱流を遮断するための断熱材３
と、スラブ型固体レーザ素子１および励起用ランプ２を
被い、励起用ランプ２からの励起光をレーザ活性媒質に
集光させる励起光反射鏡４とを有し、スラブ型固体レー
ザ素子１と断熱材３とは接着剤塗布部分５で接続されて
いる。
【０００４】このような構成のスラブ型固体レーザ発振
器の動作は、励起用ランプ２を点灯してスラブ型固体レ
ーザ素子１のレーザ活性媒質中の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遷移するとき自然放出としての
光が発生し、この光をさらに刺激光として蛍光の誘導放
出がもたらされ、スラブ型固体レーザ素子１の平行な光
学的平面間を多数回往復することにより増幅されてレー
ザ発振がビルドアップする。
器の動作は、励起用ランプ２を点灯してスラブ型固体レ
ーザ素子１のレーザ活性媒質中の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遷移するとき自然放出としての
光が発生し、この光をさらに刺激光として蛍光の誘導放
出がもたらされ、スラブ型固体レーザ素子１の平行な光
学的平面間を多数回往復することにより増幅されてレー
ザ発振がビルドアップする。
【０００５】このようなスラブ型固体レーザ素子１では
励起中にスラブ幅方向に熱流が発生する。この熱流を遮
断するため、スラブ型固体レーザ素子１のスラブ幅方向
の両端面には断熱材３が接着されている。この断熱材３
によりスラブ型固体レーザ素子１の幅方向熱分布が均一
にされ、従って、高出力高品質のレーザビームが得られ
る。その際、スラブ型固体レーザ素子１と断熱材３との
接着には、例えばシリコンシーラントのような接着剤が
従来使用されていた。
励起中にスラブ幅方向に熱流が発生する。この熱流を遮
断するため、スラブ型固体レーザ素子１のスラブ幅方向
の両端面には断熱材３が接着されている。この断熱材３
によりスラブ型固体レーザ素子１の幅方向熱分布が均一
にされ、従って、高出力高品質のレーザビームが得られ
る。その際、スラブ型固体レーザ素子１と断熱材３との
接着には、例えばシリコンシーラントのような接着剤が
従来使用されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の接着方式では、接着剤の乾燥には２時間以上
かかるのが普通であり、問題があった。特に、スラブ型
固体レーザ素子１と断熱材３との材質が異なることか
ら、両部材の間には熱的境界が発生し、スラブ幅方向の
温度分布を本質的に完全には均一にできないという問題
があった。
うな従来の接着方式では、接着剤の乾燥には２時間以上
かかるのが普通であり、問題があった。特に、スラブ型
固体レーザ素子１と断熱材３との材質が異なることか
ら、両部材の間には熱的境界が発生し、スラブ幅方向の
温度分布を本質的に完全には均一にできないという問題
があった。
【０００７】本発明の目的は、従来実施されていたスラ
ブ型固体レーザ素子と断熱材との接着を不要にすると共
にスラブ型固体レーザ素子の幅方向熱分布を従来のもの
に比べて一層均一になし、より高出力、高品質のレーザ
ビームを与えるスラブ型固体レーザ素子を提供すること
にある。
ブ型固体レーザ素子と断熱材との接着を不要にすると共
にスラブ型固体レーザ素子の幅方向熱分布を従来のもの
に比べて一層均一になし、より高出力、高品質のレーザ
ビームを与えるスラブ型固体レーザ素子を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によるスラブ型固
体レーザ素子は、レーザビーム入出射断面と２つの互い
に平行な光学的平面とを有するレーザ活性媒質を含み、
この光学的平面間をレーザビームが１回以上の内部全反
射を繰り返して往復することにより励起用ランプにより
励起されたレーザ媒質からエネルギーが得られ、外部に
レーザビームが放出されるが、上記目的を達成するため
に、光励起により、前記スラブ型固体レーザ素子を通し
てスラブ幅方向に発生する熱流を遮断する断熱材を前記
スラブ型固体レーザ素子と同一材質で一体的に形成す
る。
体レーザ素子は、レーザビーム入出射断面と２つの互い
に平行な光学的平面とを有するレーザ活性媒質を含み、
この光学的平面間をレーザビームが１回以上の内部全反
射を繰り返して往復することにより励起用ランプにより
励起されたレーザ媒質からエネルギーが得られ、外部に
レーザビームが放出されるが、上記目的を達成するため
に、光励起により、前記スラブ型固体レーザ素子を通し
てスラブ幅方向に発生する熱流を遮断する断熱材を前記
スラブ型固体レーザ素子と同一材質で一体的に形成す
る。
【０００９】
【作用】スラブ型固体レーザ素子と断熱材とを同一材質
で、一体的に形成することにより、レーザ素子と断熱材
との接合境界が存在しない一体構造が得られる。従っ
て、従来必要とされた接着工程を廃止して作業性を大幅
に向上させることができる。さらに、スラブ型固体レー
ザ素子と断熱材の熱伝導率が同じになり、両者の接合境
界がなくなることから、スラブ型固体レーザ素子の幅方
向熱分布が従来の場合に比して一層均一になり、より高
出力、高品質のレーザビームが得られる。
で、一体的に形成することにより、レーザ素子と断熱材
との接合境界が存在しない一体構造が得られる。従っ
て、従来必要とされた接着工程を廃止して作業性を大幅
に向上させることができる。さらに、スラブ型固体レー
ザ素子と断熱材の熱伝導率が同じになり、両者の接合境
界がなくなることから、スラブ型固体レーザ素子の幅方
向熱分布が従来の場合に比して一層均一になり、より高
出力、高品質のレーザビームが得られる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明によるスラブ型固体レーザ素子
の一実施例を図面に基づき説明する。
の一実施例を図面に基づき説明する。
【００１１】図１は本発明のスラブ型固体レーザ発振器
のスラブ型固体レーザ素子周辺の構成を示す断面図であ
る。従来例と同一部位には同じ参照番号を付すことに
し、その説明は適宜省略する。図において、励起用ラン
プ２および励起光反射鏡４は従来例と同じである。本実
施例で、従来のスラブ型固体レーザ素子１に相当するス
ラブ型固体レーザ素子部分６および従来の断熱材３に相
当する断熱材部分７が一体的に設けられている。本実施
例においては、スラブ型固体レーザ素子部分６および断
熱材部分７には厚さ８ｍｍ、幅３４ｍｍ、全長１４９ｍ
ｍのＹＡＧ結晶を使用し、また、断熱材部分７に相当す
るレーザビーム入出射断面部分には、発振器内にアパー
チャを設け、その部分でのレーザ発振を阻止するように
した。従って、これに対応するスラブ型固体レーザ素子
部分６の幅は１５ｍｍとした。
のスラブ型固体レーザ素子周辺の構成を示す断面図であ
る。従来例と同一部位には同じ参照番号を付すことに
し、その説明は適宜省略する。図において、励起用ラン
プ２および励起光反射鏡４は従来例と同じである。本実
施例で、従来のスラブ型固体レーザ素子１に相当するス
ラブ型固体レーザ素子部分６および従来の断熱材３に相
当する断熱材部分７が一体的に設けられている。本実施
例においては、スラブ型固体レーザ素子部分６および断
熱材部分７には厚さ８ｍｍ、幅３４ｍｍ、全長１４９ｍ
ｍのＹＡＧ結晶を使用し、また、断熱材部分７に相当す
るレーザビーム入出射断面部分には、発振器内にアパー
チャを設け、その部分でのレーザ発振を阻止するように
した。従って、これに対応するスラブ型固体レーザ素子
部分６の幅は１５ｍｍとした。
【００１２】なお、レーザ素子１の作製に際して、断熱
材部分７をレーザ素子１と同一の材質で、且つレーザ素
子１の一部分として同時に作製する。これにより、レー
ザ素子１と断熱材部分７の接合境界がなくなる。
材部分７をレーザ素子１と同一の材質で、且つレーザ素
子１の一部分として同時に作製する。これにより、レー
ザ素子１と断熱材部分７の接合境界がなくなる。
【００１３】図３は上記本発明によるスラブ型固体レー
ザ素子部分６と断熱材部分７を有する固体レーザ素子を
組み込んだスラブ型固体レーザ発振器の全体を示す断面
図である。
ザ素子部分６と断熱材部分７を有する固体レーザ素子を
組み込んだスラブ型固体レーザ発振器の全体を示す断面
図である。
【００１４】図において、上記スラブ型固体レーザ素子
部分６と断熱材部分７が一体的に構成され、上記断熱材
部分７に相当するレーザビーム入出射断面部分に幅１５
ｍｍのアパーチャ８が設けられている。さらに、部分反
射鏡９と全反射鏡１０でレーザビーム光路１１からなる
レーザ共振器を構成する。
部分６と断熱材部分７が一体的に構成され、上記断熱材
部分７に相当するレーザビーム入出射断面部分に幅１５
ｍｍのアパーチャ８が設けられている。さらに、部分反
射鏡９と全反射鏡１０でレーザビーム光路１１からなる
レーザ共振器を構成する。
【００１５】上記構成の実施例の動作は次のようになっ
た。
た。
【００１６】レーザ出力は連続発振で１００Ｗ、パルス
発振で２００Ｗを記録し、パルス発振時のビーム拡がり
角はスラブ型固体レーザ素子部分６の幅方向で８ｍｒａ
ｄ、厚さ方向で４ｍｒａｄであった。
発振で２００Ｗを記録し、パルス発振時のビーム拡がり
角はスラブ型固体レーザ素子部分６の幅方向で８ｍｒａ
ｄ、厚さ方向で４ｍｒａｄであった。
【００１７】比較例として、スラブ型固体レーザ素子１
の幅方向両端にパイレックスガラス断熱材をシリコンシ
ーラントで接着した厚さ８ｍｍ、幅２５ｍｍ、全長１４
９ｍｍのＹＡＧ結晶を組み込んだスラブ型固体レーザ発
振器を使用した。この比較例と比べて、本実施例のスラ
ブ型固体レーザ発振器ではスラブ型固体レーザ素子部分
６の体積はスラブ型固体レーザ素子１に比べて６０％に
減少したが、レーザ出力は連続発振で２０Ｗ向上し、そ
のときのビーム拡がり角は、幅方向で１０ｍｒａｄ、厚
さ方向で３ｍｒａｄ減少した。パルス発振ではレーザ出
力に差は認められなかったが、ビーム拡がり角は幅方向
で２ｍｒａｄ、厚さ方向で１ｍｒａｄ減少した。
の幅方向両端にパイレックスガラス断熱材をシリコンシ
ーラントで接着した厚さ８ｍｍ、幅２５ｍｍ、全長１４
９ｍｍのＹＡＧ結晶を組み込んだスラブ型固体レーザ発
振器を使用した。この比較例と比べて、本実施例のスラ
ブ型固体レーザ発振器ではスラブ型固体レーザ素子部分
６の体積はスラブ型固体レーザ素子１に比べて６０％に
減少したが、レーザ出力は連続発振で２０Ｗ向上し、そ
のときのビーム拡がり角は、幅方向で１０ｍｒａｄ、厚
さ方向で３ｍｒａｄ減少した。パルス発振ではレーザ出
力に差は認められなかったが、ビーム拡がり角は幅方向
で２ｍｒａｄ、厚さ方向で１ｍｒａｄ減少した。
【００１８】図４は、スラブ型固体レーザ素子の光学的
歪みを示すグラフで、本発明の実施例と上記比較例との
干渉縞本数を比較してある。本発明において、スラブ素
子幅方向の光学的波面歪みが、比較例より低減している
ことが明らかである。
歪みを示すグラフで、本発明の実施例と上記比較例との
干渉縞本数を比較してある。本発明において、スラブ素
子幅方向の光学的波面歪みが、比較例より低減している
ことが明らかである。
【００１９】なお、本発明を実施した場合、その作業上
並びに発振上の支障は全くみられなかった。
並びに発振上の支障は全くみられなかった。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば次のような効果が得られ
る。
る。
【００２１】従来のようにスラブ型固体レーザ素子と断
熱材を接着するプロセスが不要になると共に、同一部材
を両部材の作製に使用し、両部材を同時に一体的に形成
したので、両部材の熱伝導率が同じになり、両部材間の
接続境界がなくなり、従ってスラブ型固体レーザ素子の
幅方向熱分布が従来の場合に比べて一層均一になり、連
続、パルスなどの発振条件によらずスラブ型固体レーザ
素子部分の単位体積あたりのレーザ出力の大幅向上、ビ
ーム拡がり角の低減を共に実現できる効果がある。
熱材を接着するプロセスが不要になると共に、同一部材
を両部材の作製に使用し、両部材を同時に一体的に形成
したので、両部材の熱伝導率が同じになり、両部材間の
接続境界がなくなり、従ってスラブ型固体レーザ素子の
幅方向熱分布が従来の場合に比べて一層均一になり、連
続、パルスなどの発振条件によらずスラブ型固体レーザ
素子部分の単位体積あたりのレーザ出力の大幅向上、ビ
ーム拡がり角の低減を共に実現できる効果がある。
【００２２】さらに、連続発振時に効果が大きかったこ
とから、本発明は、熱的に負荷の大きい発振状態、即ち
高入力発振状態において特に有用なことも明らかであ
る。
とから、本発明は、熱的に負荷の大きい発振状態、即ち
高入力発振状態において特に有用なことも明らかであ
る。
【図１】本発明に係る断熱材部分を含むスラブ型固体レ
ーザ発振器のスラブ型固体レーザ素子部分の周辺を示す
概略断面図である。
ーザ発振器のスラブ型固体レーザ素子部分の周辺を示す
概略断面図である。
【図２】従来の接着方式でスラブ型固体レーザ素子と断
熱材とを接着したスラブ型固体レーザ素子周辺を示す概
略断面図である。
熱材とを接着したスラブ型固体レーザ素子周辺を示す概
略断面図である。
【図３】本発明によるスラブ型固体レーザ発振器の全体
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
【図４】本発明を用いた場合のスラブ型固体レーザ素子
の幅方向の光学的波面歪みを示すグラフである。
の幅方向の光学的波面歪みを示すグラフである。
１ スラブ型固体レーザ素子 ２ 励起用ランプ ３ 断熱材 ４ 励起光反射鏡 ５ 接着剤塗布部分 ６ スラブ型固体レーザ素子部分 ７ 断熱材部分 ８ アパーチャ ９ 部分反射鏡 １０ 全反射鏡 １１ レーザビーム光路
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザビーム入出射端面と２つの互いに
平行な光学的平面とを有するレーサ活性媒質を含み、該
光学的平面間をレーサビームが１回以上の内部全反射を
繰り返して往復することにより、励起用ランプにより励
起されたレーザ活性媒質からエネルギーが得られ、外部
にレーザビームが放出されるスラブ型固体レーザ素子に
おいて、光励起時に、前記スラブ型固体レーザ素子を通
してスラブ幅方向に発生する熱流を遮断する断熱材が、
前記スラブ型固体レーザ素子と同一材質で一体的に形成
されていることを特徴とするスラブ型固体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2418493A JPH07109907B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 静止スラブ型固体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2418493A JPH07109907B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 静止スラブ型固体レーザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05136484A true JPH05136484A (ja) | 1993-06-01 |
| JPH07109907B2 JPH07109907B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=18526326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2418493A Expired - Lifetime JPH07109907B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 静止スラブ型固体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07109907B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02129749U (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-25 |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP2418493A patent/JPH07109907B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02129749U (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-25 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07109907B2 (ja) | 1995-11-22 |
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