JPH05211370A - 自己２倍化マイクロレーザ - Google Patents
自己２倍化マイクロレーザInfo
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- JPH05211370A JPH05211370A JP4018501A JP1850192A JPH05211370A JP H05211370 A JPH05211370 A JP H05211370A JP 4018501 A JP4018501 A JP 4018501A JP 1850192 A JP1850192 A JP 1850192A JP H05211370 A JPH05211370 A JP H05211370A
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- laser
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- self
- doubling
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Classifications
-
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- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
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- H01S3/09415—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping
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- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
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- H01S3/109—Frequency multiplication, e.g. harmonic generation
-
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- H01S3/1095—Frequency multiplication, e.g. harmonic generation self doubling, e.g. lasing and frequency doubling by the same active medium
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Abstract
(57)【要約】
【構成】マイクロレーザ１０は自己２倍化結晶体から成
るほぼ薄肉のエタロン１２から形成される。なおこのエ
タロン１２は相対する２つの面１２ａ、１２ｂを持つと
共に、これら２つの面１２ａ、１２ｂにほぼ直交する伝
搬軸に沿って共振的に強められかつ位相整合された高調
波を発生する。また上記エタロン１２は、このエタロン
に近接結合されたダイオードでポンプされる光放射ソー
ス１４との関連で設けられる。 【効果】大量生産向きであると共に、安価でかつ極めて
小型な自己２倍化マイクロレーザを提供することができ
る。
るほぼ薄肉のエタロン１２から形成される。なおこのエ
タロン１２は相対する２つの面１２ａ、１２ｂを持つと
共に、これら２つの面１２ａ、１２ｂにほぼ直交する伝
搬軸に沿って共振的に強められかつ位相整合された高調
波を発生する。また上記エタロン１２は、このエタロン
に近接結合されたダイオードでポンプされる光放射ソー
ス１４との関連で設けられる。 【効果】大量生産向きであると共に、安価でかつ極めて
小型な自己２倍化マイクロレーザを提供することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はレーザ一般に関し、特
にダイオードでポンプされる固体高調波発生器に関す
る。
にダイオードでポンプされる固体高調波発生器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ダイオードでポンプされる周波数２倍化
固体レーザの分野では、この数年の間に目覚ましい進展
があった。また光学的なデータ記憶、複写および医学的
手段における種々の適用は、これらのデバイスの急速な
進歩を刺激した。また能率のよい高調波変換と結び付け
られるモード競合の不安定の除去におけると同様に、非
線形変換の効率における主要な進歩があった。
固体レーザの分野では、この数年の間に目覚ましい進展
があった。また光学的なデータ記憶、複写および医学的
手段における種々の適用は、これらのデバイスの急速な
進歩を刺激した。また能率のよい高調波変換と結び付け
られるモード競合の不安定の除去におけると同様に、非
線形変換の効率における主要な進歩があった。
【０００３】ダイオードでポンプされる特に有用な固体
レーザの１つはマイクロレーザである。マイクロレーザ
はモノリシックか又は複合の空胴（空洞）を持ち、ダイ
オードでポンプされる固体レーザである。なおこのレー
ザは比較的小さな空胴を持つと共に、レーザ材か又はそ
の近隣の材料の相対する端に反射面を形成する空胴を持
っている。
レーザの１つはマイクロレーザである。マイクロレーザ
はモノリシックか又は複合の空胴（空洞）を持ち、ダイ
オードでポンプされる固体レーザである。なおこのレー
ザは比較的小さな空胴を持つと共に、レーザ材か又はそ
の近隣の材料の相対する端に反射面を形成する空胴を持
っている。
【０００４】ディクソン（Ｄｉｘｏｎ）のＵ．Ｓ．Ｐａ
ｔｅｎｔ Ｎｏ．４，８４７，８５１は、ダイオードで
ポンプされるコンパクトな固体レーザを開示している。
そこではダイオードポンプは、５００μよりも小さい通
路内で光ポンピング放射の約６３％を吸収するレーザゲ
イン材に突合せ結合されるか、あるいは近接結合（ｃｌ
ｏｓｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ）されている。なお光学レンズ
は結合に必要でなかった。
ｔｅｎｔ Ｎｏ．４，８４７，８５１は、ダイオードで
ポンプされるコンパクトな固体レーザを開示している。
そこではダイオードポンプは、５００μよりも小さい通
路内で光ポンピング放射の約６３％を吸収するレーザゲ
イン材に突合せ結合されるか、あるいは近接結合（ｃｌ
ｏｓｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ）されている。なお光学レンズ
は結合に必要でなかった。
【０００５】ジェー・ジェー・ゼイホウスキィ（Ｊ．
Ｊ．Ｚａｙｈｏｗｓｋｉ）とエイ・ムーラディアン
（Ａ．Ｍｏｏｒａｄｉａｎ）による「Ｓｉｎｇｌｅ−ｆ
ｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｎｄ Ｌａｓ
ｅｒｓ」、Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ １４巻、１
号、第２４〜２６頁（１９８９年１月１日）は、ゲイン
媒体のゲイン帯域よりもそのモード間隔が大きく、また
近接結合されると共に集光されないレーザダイオードの
出力で縦にポンプされる小型のモノリシックな平−平固
体空胴（例えば長さが７３０ミクロンの空胴）を使用す
る単一周波数のマイクロチップレーザを報告している。
Ｊ．Ｚａｙｈｏｗｓｋｉ）とエイ・ムーラディアン
（Ａ．Ｍｏｏｒａｄｉａｎ）による「Ｓｉｎｇｌｅ−ｆ
ｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｎｄ Ｌａｓ
ｅｒｓ」、Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ １４巻、１
号、第２４〜２６頁（１９８９年１月１日）は、ゲイン
媒体のゲイン帯域よりもそのモード間隔が大きく、また
近接結合されると共に集光されないレーザダイオードの
出力で縦にポンプされる小型のモノリシックな平−平固
体空胴（例えば長さが７３０ミクロンの空胴）を使用す
る単一周波数のマイクロチップレーザを報告している。
【０００６】ムーラディアン（Ｍｏｏｒａｄｉａｎ）は
また、ネオジムやペンタ燐酸塩のごとき化学量論的なレ
ーザ材で作られたゲイン媒体を使用しかつ１０〜１００
μｍの範囲の空胴長を持つマイクロレーザをＵ．Ｓ．Ｐ
ａｔｅｎｔ４，８６０，３０４に開示している。
また、ネオジムやペンタ燐酸塩のごとき化学量論的なレ
ーザ材で作られたゲイン媒体を使用しかつ１０〜１００
μｍの範囲の空胴長を持つマイクロレーザをＵ．Ｓ．Ｐ
ａｔｅｎｔ４，８６０，３０４に開示している。
【０００７】周波数２倍化すなわち第２高調波の発生
（ＳＨＧ）は、所定の基本波長（基底波長）の約１／２
波長を持つレーザ光を発生するために非線形の光学的結
晶体を使用する。１つの一般的な又は従来のＳＨＧ法
は、非線形結晶体としてＫＴＰ（すなわちカリウム−チ
タニル−燐酸塩又はＫＴｉＯＰＯ4 ）を使用する空胴内
の２倍化である。５３２ｎｍ放射の１８０ｍＷまでが、
縦に配置されかつダイオードレーザでポンプされるＮ
ｄ：ＹＡＧレーザを有するこの方法で得られている。従
来のＳＨＧ法はレーザ空胴内の付加的（すなわち損失を
生ずるものである）光学素子かあるいは外部の（すなわ
ち周波数整調可能な）共振器かのいずれかである。光空
胴内の非線形光学材料との相互作用による或る周波数を
持つ光放射の他の周波数を持つ光放射への変換は、アン
ソン（Ｄ．Ｗ．Ａｎｔｈｏｎ）とサイプス（Ｄ．Ｌ．Ｓ
ｉｐｅｓ）のＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ４，９３３，９４７
に、「Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｖｅｎｓｉｏｎ ｏ
ｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ」という題で
開示されている。高調波発生器を持ちダイオードでポン
プされるレーザは、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ４，７３９，
５０７にロバート・バイヤー・ジー・ジェイ・ディクソ
ン（Ｒｏｂｅｒｔ Ｂｙｅｒ，Ｇ．Ｊ．Ｄｉｘｏｎ）お
よびティー・ジェー・ケイン（Ｔ．Ｊ．Ｋａｎｅ）によ
って、およびＳｃｉｅｎｃｅ２３９巻、１９８８年２月
１２日、第７４５頁記載のバイヤー（Ｂｙｅｒ）による
「Ｄｉｏｄｅ Ｌａｓｅｒ−Ｐｕｍｐｅｄ Ｓｏｌｉｄ
−ＳｔａｔｅＬａｓｅｒｓ」という題の論文中に開示さ
れている。
（ＳＨＧ）は、所定の基本波長（基底波長）の約１／２
波長を持つレーザ光を発生するために非線形の光学的結
晶体を使用する。１つの一般的な又は従来のＳＨＧ法
は、非線形結晶体としてＫＴＰ（すなわちカリウム−チ
タニル−燐酸塩又はＫＴｉＯＰＯ4 ）を使用する空胴内
の２倍化である。５３２ｎｍ放射の１８０ｍＷまでが、
縦に配置されかつダイオードレーザでポンプされるＮ
ｄ：ＹＡＧレーザを有するこの方法で得られている。従
来のＳＨＧ法はレーザ空胴内の付加的（すなわち損失を
生ずるものである）光学素子かあるいは外部の（すなわ
ち周波数整調可能な）共振器かのいずれかである。光空
胴内の非線形光学材料との相互作用による或る周波数を
持つ光放射の他の周波数を持つ光放射への変換は、アン
ソン（Ｄ．Ｗ．Ａｎｔｈｏｎ）とサイプス（Ｄ．Ｌ．Ｓ
ｉｐｅｓ）のＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ４，９３３，９４７
に、「Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｖｅｎｓｉｏｎ ｏ
ｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ」という題で
開示されている。高調波発生器を持ちダイオードでポン
プされるレーザは、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ４，７３９，
５０７にロバート・バイヤー・ジー・ジェイ・ディクソ
ン（Ｒｏｂｅｒｔ Ｂｙｅｒ，Ｇ．Ｊ．Ｄｉｘｏｎ）お
よびティー・ジェー・ケイン（Ｔ．Ｊ．Ｋａｎｅ）によ
って、およびＳｃｉｅｎｃｅ２３９巻、１９８８年２月
１２日、第７４５頁記載のバイヤー（Ｂｙｅｒ）による
「Ｄｉｏｄｅ Ｌａｓｅｒ−Ｐｕｍｐｅｄ Ｓｏｌｉｄ
−ＳｔａｔｅＬａｓｅｒｓ」という題の論文中に開示さ
れている。
【０００８】ダイオードにてポンプされるレーザのＳＨ
Ｇのための１つの簡単な方法は、Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮ
ｂＯ3 又は、ＮＭＬＮ（ファン等［Ｔ．Ｙ．Ｆａｎｅｔ
ａｌ］の論文Ｊ．ＯＰＴ．Ｓｏ．Ａｍ（Ｂ）、３，１４
０を参照）又は、ツノリウムのごとき希土類にてドープ
されたリチウム・ニオブ酸塩（ＬｉＮｂＯ3 ）又は、置
換化学量論的ネオジム化学的、ネオジム・イツトリウム
・アルミニウム・硼酸塩（ＮＹＡＢ）又はＮｄ：ＹＡＢ
又はＭｄx Ｙ1-X Ａｌ3 （ＢＯ3 ）4 のごとき自己２倍
化レーザ材を用いる。ドロツキン等（Ｄｒｏｚｈｋｉｎ
ｅｔ ａｌ）の論文、Ｓｏｕ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．
７，５５５（１９８１）およびリン（Ｊ．Ｔ．Ｌｉｎ）
の論文、Ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ、
８（７）、６１（１９８９）。ＮＹＡＢはＴｙｐｅ−１
高調波発生用の自己２倍化である。その他の自己２倍化
材はＮｄ：ＬａＢＧｅＯ4 およびＣｒ：ＫＴＰを含む。
Ｇのための１つの簡単な方法は、Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮ
ｂＯ3 又は、ＮＭＬＮ（ファン等［Ｔ．Ｙ．Ｆａｎｅｔ
ａｌ］の論文Ｊ．ＯＰＴ．Ｓｏ．Ａｍ（Ｂ）、３，１４
０を参照）又は、ツノリウムのごとき希土類にてドープ
されたリチウム・ニオブ酸塩（ＬｉＮｂＯ3 ）又は、置
換化学量論的ネオジム化学的、ネオジム・イツトリウム
・アルミニウム・硼酸塩（ＮＹＡＢ）又はＮｄ：ＹＡＢ
又はＭｄx Ｙ1-X Ａｌ3 （ＢＯ3 ）4 のごとき自己２倍
化レーザ材を用いる。ドロツキン等（Ｄｒｏｚｈｋｉｎ
ｅｔ ａｌ）の論文、Ｓｏｕ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．
７，５５５（１９８１）およびリン（Ｊ．Ｔ．Ｌｉｎ）
の論文、Ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ、
８（７）、６１（１９８９）。ＮＹＡＢはＴｙｐｅ−１
高調波発生用の自己２倍化である。その他の自己２倍化
材はＮｄ：ＬａＢＧｅＯ4 およびＣｒ：ＫＴＰを含む。
【０００９】せん光電球にてポンプされるＮＹＡＢ使用
の自己周波数２倍化が報告されている。ディミトリーブ
他（Ｖ．Ｇ．Ｄｉｍｉｔｒｅｖ ｅｔ ａｌ）による
「Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｎｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｔ
ｔｈｅ Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ Ｆｒｅｓｑｕｅｎ
ｃｙ ｔｈｅ Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ ｉｎ
ａｎ Ａｃｔｉｖｅ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｍｅｄｉｕ
ｍ：Ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｌｉｔｈｉｕｍ
Ｍｅｔａｎｉｏｂａｔｅ」という題の、Ｓｏｖｉｅｔ
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ、第５巻１１号、第５９０頁（１９７９）に記載の論
文がある。６６０ｎｍの赤色光は１３２０ｎｍの光学的
ポンピングから得られた。第１の色素レーザでポンプさ
れたＮＹＡＢ線色レーザは、リュウ（Ｌｕ）によって１
９８６年に報告された。バオシエン・リュウ他（Ｂａｏ
ｓｈｅｎｇ Ｌｕ ｅｔ ａｌ）Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、３：４１３参照のこと。
の自己周波数２倍化が報告されている。ディミトリーブ
他（Ｖ．Ｇ．Ｄｉｍｉｔｒｅｖ ｅｔ ａｌ）による
「Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｎｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｔ
ｔｈｅ Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ Ｆｒｅｓｑｕｅｎ
ｃｙ ｔｈｅ Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ ｉｎ
ａｎ Ａｃｔｉｖｅ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｍｅｄｉｕ
ｍ：Ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｌｉｔｈｉｕｍ
Ｍｅｔａｎｉｏｂａｔｅ」という題の、Ｓｏｖｉｅｔ
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ、第５巻１１号、第５９０頁（１９７９）に記載の論
文がある。６６０ｎｍの赤色光は１３２０ｎｍの光学的
ポンピングから得られた。第１の色素レーザでポンプさ
れたＮＹＡＢ線色レーザは、リュウ（Ｌｕ）によって１
９８６年に報告された。バオシエン・リュウ他（Ｂａｏ
ｓｈｅｎｇ Ｌｕ ｅｔ ａｌ）Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、３：４１３参照のこと。
【００１０】ダイオードでポンプされるレーザ材として
のＮＹＡＢの特性は研究されている。ワンおよびストン
（Ｗａｎｇ ａｎｄ Ｓｔｏｎｅ）、Ｔｏｐｉｃａｌ
Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｌａｓｅｒ
ｓ、Ｓｅｓｓｉｏｎ ＴｕＢ４、１９９０年３月６日。
のＮＹＡＢの特性は研究されている。ワンおよびストン
（Ｗａｎｇ ａｎｄ Ｓｔｏｎｅ）、Ｔｏｐｉｃａｌ
Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｌａｓｅｒ
ｓ、Ｓｅｓｓｉｏｎ ＴｕＢ４、１９９０年３月６日。
【００１１】ワンおよびストンは、５００ｍＷの出力
と、２００ｍｍのコリメータ・レンズと、ビーム調整レ
ンズとを有するＧａＡｌＡｓレーザ・ダイオード・アレ
ーによってポンプされる３×３×４ｍｍのＮＹＡＢ結晶
体を使用した。また上記結晶体の前面から７．５ｃｍの
位置にある永久出力結合鏡も使用された。
と、２００ｍｍのコリメータ・レンズと、ビーム調整レ
ンズとを有するＧａＡｌＡｓレーザ・ダイオード・アレ
ーによってポンプされる３×３×４ｍｍのＮＹＡＢ結晶
体を使用した。また上記結晶体の前面から７．５ｃｍの
位置にある永久出力結合鏡も使用された。
【００１２】最近、ダイオード・レーザでポンプされる
ＮＹＡＢのＣＷ稼動が報告された。シュッツおよびワレ
ンシュタイン（Ｓｃｈｒｔｚ ａｎｄ Ｗａｌｌｅｎｓ
ｔｅｉｎ）による「Ｓｅｌｆ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｅｙ
ｄｏｕｂｌｉｎｇ Ｎｄ：ＹＡＢ ｌａｓｅｒ ｐｕｍ
ｐｅｄ ｂｙ ａ ｄｉｏｄｅ ｌａｓｅｒ」という題
の論文、１９９０年５月２３日、論文ＣＷＣ４、ＣＬＥ
Ｏ−９０、Ａｎａｈｅｉｍ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ。そ
のデバイスでは、上記レーザは被覆されたＮＹＡＢ結晶
体と、出力カプラとを含むのみであった。２５ｍｍ長の
レーザ共振器は、ポンプソースとしての１ワット（Ｗ）
のダイオードレーザで１０ｍＷの５３２ｎｍ放射を生じ
た。基本波のための最適化出力結合によって１８０ｍＷ
が波長１．０６μｍで発生された。リンおよびリュウ
（Ｊ．Ｔ．Ｌｉｎ ａｎｄ Ｂ．Ｌｕ）によって発明さ
れた装置すなわち、８０ｍＷの緑色出力を発生するため
に１−Ｗダイオード・レーザからの出力を（３×３×
３）ｍｍのＮＹＡＢ平−凸結晶体に結合するべく光ファ
イバーを使用した装置についての米国特許が極く最近に
出願されたという報告がある。リン（Ｊ．Ｔ．Ｌｉｎ）
による「ＤｏｕｂｌｅｄＪｅｏｐａｒｄｙ：Ｔｈｅ Ｂ
ｌｕｅ−Ｇｒｅｅｎ Ｒａｃｅ’ｓ ＮｅｗＰｌａｙｅ
ｒｓ」という題の論文、Ｌａｓｅｒ ａｎｄ Ｏｐｔｒ
ｏｎｉｃｓ、１９９０年１２月、第３４頁。高調波出力
の損失がポンプ・ソースの方に戻らないように二重高反
射器が結晶体の側に使用された。また他方の側は、高調
波波長の高い透過のために被覆された。さらにＳＨＧ出
力の強化のための臨界である被覆の位相を制御する如何
なる試みも行われなかった。
ＮＹＡＢのＣＷ稼動が報告された。シュッツおよびワレ
ンシュタイン（Ｓｃｈｒｔｚ ａｎｄ Ｗａｌｌｅｎｓ
ｔｅｉｎ）による「Ｓｅｌｆ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｅｙ
ｄｏｕｂｌｉｎｇ Ｎｄ：ＹＡＢ ｌａｓｅｒ ｐｕｍ
ｐｅｄ ｂｙ ａ ｄｉｏｄｅ ｌａｓｅｒ」という題
の論文、１９９０年５月２３日、論文ＣＷＣ４、ＣＬＥ
Ｏ−９０、Ａｎａｈｅｉｍ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ。そ
のデバイスでは、上記レーザは被覆されたＮＹＡＢ結晶
体と、出力カプラとを含むのみであった。２５ｍｍ長の
レーザ共振器は、ポンプソースとしての１ワット（Ｗ）
のダイオードレーザで１０ｍＷの５３２ｎｍ放射を生じ
た。基本波のための最適化出力結合によって１８０ｍＷ
が波長１．０６μｍで発生された。リンおよびリュウ
（Ｊ．Ｔ．Ｌｉｎ ａｎｄ Ｂ．Ｌｕ）によって発明さ
れた装置すなわち、８０ｍＷの緑色出力を発生するため
に１−Ｗダイオード・レーザからの出力を（３×３×
３）ｍｍのＮＹＡＢ平−凸結晶体に結合するべく光ファ
イバーを使用した装置についての米国特許が極く最近に
出願されたという報告がある。リン（Ｊ．Ｔ．Ｌｉｎ）
による「ＤｏｕｂｌｅｄＪｅｏｐａｒｄｙ：Ｔｈｅ Ｂ
ｌｕｅ−Ｇｒｅｅｎ Ｒａｃｅ’ｓ ＮｅｗＰｌａｙｅ
ｒｓ」という題の論文、Ｌａｓｅｒ ａｎｄ Ｏｐｔｒ
ｏｎｉｃｓ、１９９０年１２月、第３４頁。高調波出力
の損失がポンプ・ソースの方に戻らないように二重高反
射器が結晶体の側に使用された。また他方の側は、高調
波波長の高い透過のために被覆された。さらにＳＨＧ出
力の強化のための臨界である被覆の位相を制御する如何
なる試みも行われなかった。
【００１３】「内部的に２倍化された複合空洞レーザ」
という名称のかつこの発明の譲受人に譲渡される出願
で、出願番号０７／５１６，４５９、出願日９０年４月
３０日である米国特許出願は、一実施例としてゲイン媒
体、非線形結晶体の薄いエタロンおよび分極制御用の波
長板から成る複合空洞マイクロレーザを記載している。
高調波副共振器を形成するためその表面を被覆すること
は、エタロンの有効な非線形性を増大した。
という名称のかつこの発明の譲受人に譲渡される出願
で、出願番号０７／５１６，４５９、出願日９０年４月
３０日である米国特許出願は、一実施例としてゲイン媒
体、非線形結晶体の薄いエタロンおよび分極制御用の波
長板から成る複合空洞マイクロレーザを記載している。
高調波副共振器を形成するためその表面を被覆すること
は、エタロンの有効な非線形性を増大した。
【００１４】上記マイクロレーザ内では、非線形結晶体
とゲイン媒体とは、互いに近接して位置を占める分離し
た素子であった。もしゲイン媒体と非線形結晶体とが、
ＮＹＡＢのごとき自己周波数２倍化（ＳＦＤ）結晶体を
使用して結合されたなら、さらに寸法を縮小することが
可能となるであろう。しかしながらその他の事物は、５
２２ｎｍでの高度の吸収のために、ＮＹＡＢ内における
第２高調波発生の共振強化は不可能であろうことを暗示
した。シュッツ（Ｓｃｈｕｔｓ）による「Ｍｉｎｉａｔ
ｕｒｅ Ｓｅｌｉ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｏｕｂｌｉ
ｎｇ ＣＷ Ｎｄ：ＹＡＢ Ｌａｓｅｒ Ｐｕｍｐｅｄ
ｂｙ ａ Ｄｉｏｄｅ−Ｌａｓｅｒ」という題の論
文、Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、第
７７巻（２．３）、１９９０年６月１５日、第２２１
頁。
とゲイン媒体とは、互いに近接して位置を占める分離し
た素子であった。もしゲイン媒体と非線形結晶体とが、
ＮＹＡＢのごとき自己周波数２倍化（ＳＦＤ）結晶体を
使用して結合されたなら、さらに寸法を縮小することが
可能となるであろう。しかしながらその他の事物は、５
２２ｎｍでの高度の吸収のために、ＮＹＡＢ内における
第２高調波発生の共振強化は不可能であろうことを暗示
した。シュッツ（Ｓｃｈｕｔｓ）による「Ｍｉｎｉａｔ
ｕｒｅ Ｓｅｌｉ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｏｕｂｌｉ
ｎｇ ＣＷ Ｎｄ：ＹＡＢ Ｌａｓｅｒ Ｐｕｍｐｅｄ
ｂｙ ａ Ｄｉｏｄｅ−Ｌａｓｅｒ」という題の論
文、Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、第
７７巻（２．３）、１９９０年６月１５日、第２２１
頁。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】かくして自己２倍化レ
ーザ材の実用性は認められるが、小型で近接結合されか
つダイオードでポンプされる固体の自己２倍化マイクロ
レーザが、さらに見出されなくてはならない。なお満足
すべき成果が不可能ではないと信じるべき理由が存在す
る。加えて単純化と小型化とは、生産単価の必然的な低
減に通じる大量生産を企図する上で必要な条件である。
この発明は、安価に生産されまた大量生産向きである自
己２倍化マイクロ・レーザに非常に適した技術である。
ーザ材の実用性は認められるが、小型で近接結合されか
つダイオードでポンプされる固体の自己２倍化マイクロ
レーザが、さらに見出されなくてはならない。なお満足
すべき成果が不可能ではないと信じるべき理由が存在す
る。加えて単純化と小型化とは、生産単価の必然的な低
減に通じる大量生産を企図する上で必要な条件である。
この発明は、安価に生産されまた大量生産向きである自
己２倍化マイクロ・レーザに非常に適した技術である。
【００１６】この発明の第１の目的は、小型化された自
己２倍化のかつ共振的に強められるレーザを提供するこ
とにある。
己２倍化のかつ共振的に強められるレーザを提供するこ
とにある。
【００１７】この発明の第２の目的は、結晶体用共振器
を形成するため磨かれかつ被覆された面を持つ自己２倍
化結晶体を利用することで特徴付けられるダイオードで
ポンプされるレーザを提供することにある。
を形成するため磨かれかつ被覆された面を持つ自己２倍
化結晶体を利用することで特徴付けられるダイオードで
ポンプされるレーザを提供することにある。
【００１８】この発明の第３の目的は、厚さが１ミリメ
ータ未満の自己２倍化結晶体から成るレーザを提供する
ことにある。
ータ未満の自己２倍化結晶体から成るレーザを提供する
ことにある。
【００１９】この発明の第４の目的は、ネオジム・イツ
トリウム・アルミニウム・硼酸塩から成りかつ共振的に
強められるマイクロレーザを提供することにある。
トリウム・アルミニウム・硼酸塩から成りかつ共振的に
強められるマイクロレーザを提供することにある。
【００２０】この発明の第５の目的は、発明の名称：Ｉ
ｎｔｅｒｎａｌｌｙ−Ｄｏｕｂｌｅｄ， Ｃｏｍｐｏｓ
ｉｔｅ−Ｃａｖｉｔｙ Ｌａｓｅｒ；出願番号：０７／
５１６，４５９；出願日：１９９０年４月３０日の米国
特許出願の概念を、電気光学的でもあるゲイン媒体を含
ませることによって拡張することにある。
ｎｔｅｒｎａｌｌｙ−Ｄｏｕｂｌｅｄ， Ｃｏｍｐｏｓ
ｉｔｅ−Ｃａｖｉｔｙ Ｌａｓｅｒ；出願番号：０７／
５１６，４５９；出願日：１９９０年４月３０日の米国
特許出願の概念を、電気光学的でもあるゲイン媒体を含
ませることによって拡張することにある。
【００２１】この発明の第６の目的は、単一結晶体のか
つモノリシックなマイクロレーザから使用可能でしかも
有効な高調波出力を得る方法を開示することにある。
つモノリシックなマイクロレーザから使用可能でしかも
有効な高調波出力を得る方法を開示することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】特にこの発明に係るレー
ザは、相対する２つの光反射面を持ちかつレーザダイオ
ードソース手段からの光学的ポンピング放射を受け入れ
るように設けられた自己２倍化結晶体と、上記２つの面
と結びつけられて基本波長およびこの基本波長の高調波
のレーザ光の、共振的に強められかつ位相整合された発
生を準備するための共振手段とから成る。
ザは、相対する２つの光反射面を持ちかつレーザダイオ
ードソース手段からの光学的ポンピング放射を受け入れ
るように設けられた自己２倍化結晶体と、上記２つの面
と結びつけられて基本波長およびこの基本波長の高調波
のレーザ光の、共振的に強められかつ位相整合された発
生を準備するための共振手段とから成る。
【００２３】この発明の注目すべき１実施例では上記レ
ーザは、その厚さが０．２〜０．５ｍｍの範囲にありか
つ相対する２つのほぼ平坦な面を持ったＮＹＡＢのエタ
ロンから成っている。なおこれらの面のうち一方の面
は、８０４ｎｍでの高い透過性（ＨＴ）、５３２ｎｍお
よび１０６４ｎｍでの高い反射性（ＨＲ）のために被覆
され、他方の面は１０６４ｎｍでの高い反射性および５
３２ｎｍでの１〜２０％の透過性のために被覆される。
ーザは、その厚さが０．２〜０．５ｍｍの範囲にありか
つ相対する２つのほぼ平坦な面を持ったＮＹＡＢのエタ
ロンから成っている。なおこれらの面のうち一方の面
は、８０４ｎｍでの高い透過性（ＨＴ）、５３２ｎｍお
よび１０６４ｎｍでの高い反射性（ＨＲ）のために被覆
され、他方の面は１０６４ｎｍでの高い反射性および５
３２ｎｍでの１〜２０％の透過性のために被覆される。
【００２４】この発明の特徴としてはその単純さ、ポン
ピング光学の不存在、およびその寸法の小さいことが挙
げられる。さらにそれは大量生産に適しまたより単純で
かつ低い生産費の意図を本来的に持つものである。なお
この発明のその他の種々の特徴は、以下に述べる詳細な
説明、その中に述べられた実施例、特許請求の範囲、添
付図面などによって容易に明らかなとなるであろう。
ピング光学の不存在、およびその寸法の小さいことが挙
げられる。さらにそれは大量生産に適しまたより単純で
かつ低い生産費の意図を本来的に持つものである。なお
この発明のその他の種々の特徴は、以下に述べる詳細な
説明、その中に述べられた実施例、特許請求の範囲、添
付図面などによって容易に明らかなとなるであろう。
【００２５】
【実施例】この発明は多くの異なった形で実施可能であ
るが、この発明の特定された幾つかの実施例がここに図
面を参照しながら記載される。すなわちこの開示は、本
発明の原理を示す１例を考えれるべきであって、記載さ
れる特定の実施例で本発明を限定しようとする意図は全
く存在しない。
るが、この発明の特定された幾つかの実施例がここに図
面を参照しながら記載される。すなわちこの開示は、本
発明の原理を示す１例を考えれるべきであって、記載さ
れる特定の実施例で本発明を限定しようとする意図は全
く存在しない。
【００２６】光学的空胴内のレーザ材によって発生され
るレーザ放射は、特性において単一の縦モードである
か、あるいはほぼ同じ周波数又は波長を持つ２又はそれ
以上の縦モードから成るものであることができる。なお
上記縦モード構造が明白に特定されるのでなければ、こ
こにおける特定周波数を持つごときレーザ放射への言及
は、上記レーザ材によって発生されかつ光学的空胴内に
支持されるほぼ同じ周波数の全ての上記縦モードを含む
ものと理解されるであろう。
るレーザ放射は、特性において単一の縦モードである
か、あるいはほぼ同じ周波数又は波長を持つ２又はそれ
以上の縦モードから成るものであることができる。なお
上記縦モード構造が明白に特定されるのでなければ、こ
こにおける特定周波数を持つごときレーザ放射への言及
は、上記レーザ材によって発生されかつ光学的空胴内に
支持されるほぼ同じ周波数の全ての上記縦モードを含む
ものと理解されるであろう。
【００２７】図１でレーザ１０は、自己２倍化材から作
られると共に、ソース１４、好ましくは赤外線（ＩＲ）
出力を持った近接結合のソースによって光学的にポンプ
される小板又は薄いエタロンの形のゲイン材１２から成
る。適切な光ポンピング手段すなわちソースは、以下の
記載で限定される訳ではないが、レーザダイオード（超
ルミネセントダイオードおよび超ルミネセントダイオー
ドアレーを含む）、発光ダイオード、およびレーザダイ
オードアレーを含み、また補助的な容器又は構造物をも
含む。さらにその目的のために上記光ポンピング手段、
という用語は、任意の放熱器、熱電冷却器又は、レーザ
ダイオード、発光ダイオードおよびレーザダイオードあ
るいは発光ダイオードのアレーと結合される容器をも含
む。例えばそのようなデバイスは、通常、耐熱性があり
かつ伝導性のある放熱器に取付けられ、また金属のハウ
ジング内に収容される。なお効率的な操作のために、上
記光ポンピング手段又はソース１４によって発生される
ポンピング放射は、上記レーザ材の適当な吸収帯域と整
合されるのが望ましい。
られると共に、ソース１４、好ましくは赤外線（ＩＲ）
出力を持った近接結合のソースによって光学的にポンプ
される小板又は薄いエタロンの形のゲイン材１２から成
る。適切な光ポンピング手段すなわちソースは、以下の
記載で限定される訳ではないが、レーザダイオード（超
ルミネセントダイオードおよび超ルミネセントダイオー
ドアレーを含む）、発光ダイオード、およびレーザダイ
オードアレーを含み、また補助的な容器又は構造物をも
含む。さらにその目的のために上記光ポンピング手段、
という用語は、任意の放熱器、熱電冷却器又は、レーザ
ダイオード、発光ダイオードおよびレーザダイオードあ
るいは発光ダイオードのアレーと結合される容器をも含
む。例えばそのようなデバイスは、通常、耐熱性があり
かつ伝導性のある放熱器に取付けられ、また金属のハウ
ジング内に収容される。なお効率的な操作のために、上
記光ポンピング手段又はソース１４によって発生される
ポンピング放射は、上記レーザ材の適当な吸収帯域と整
合されるのが望ましい。
【００２８】この発明は以下のごとく限定される訳では
ないが、非常に適切である光ポンピングソース１４は、
波長約８０４ｎｍの光を発すると共に放熱器に取付けら
れた少なくとも１個のガリウム−アルミニウムーヒ化物
ＧａＡｌＡｓレーザダイオードから成る。
ないが、非常に適切である光ポンピングソース１４は、
波長約８０４ｎｍの光を発すると共に放熱器に取付けら
れた少なくとも１個のガリウム−アルミニウムーヒ化物
ＧａＡｌＡｓレーザダイオードから成る。
【００２９】この放熱器は特性において受動的であるこ
とができる。しかしこの放熱器は、レーザダイオードソ
ース１４を一定温度に維持する手段となり、これによっ
てレーザダイオードの一定の波長での最適操作を確実に
するように熱電冷却器あるいはその他の温度制御手段か
ら成ることもできる。操作中にレーザダイオードの光ポ
ンピング手段は適当な電源に接続されるだろうことは、
勿論大いに評価される。なお電気的な接続リード線、上
記放熱器、および結合される電源に導かれるレーザダイ
オードへの制御器又はコノレーザダイオードからの制御
器は説明を簡略化するために記載されていない。
とができる。しかしこの放熱器は、レーザダイオードソ
ース１４を一定温度に維持する手段となり、これによっ
てレーザダイオードの一定の波長での最適操作を確実に
するように熱電冷却器あるいはその他の温度制御手段か
ら成ることもできる。操作中にレーザダイオードの光ポ
ンピング手段は適当な電源に接続されるだろうことは、
勿論大いに評価される。なお電気的な接続リード線、上
記放熱器、および結合される電源に導かれるレーザダイ
オードへの制御器又はコノレーザダイオードからの制御
器は説明を簡略化するために記載されていない。
【００３０】合成された結果の作用として、約６３０ｎ
ｍから約１６００ｎｍの範囲を超える波長の出力放射を
生む従来の発光ダイオードおよびレーザダイオードが利
用可能である。またレーザ材をポンプするために有効で
ある波長の光ポンピング放射を生むようなデバイスは、
この発明の実施に際しソースとして使用することができ
る。例えばＧａｌｎＰに基礎を置く（ベースとする）デ
バイスからの出力放射の波長は、デバイスの構成を変動
させることによって約６３０ｎｍから約７００ｎｍの間
に変えることができる。同様に、ＧａＡｌＡｓに基礎を
置くデバイスからの出力放射の波長は、デバイスの構成
を変動させることによって約７５０ｎｍから約９００ｎ
ｍの間に変えることができる。なおＩｎＧａＡｓＰに基
礎を置くデバイスは、約１０００ｎｍから約１６００ｎ
ｍの波長範囲にある放射を準備するのに使用される。
ｍから約１６００ｎｍの範囲を超える波長の出力放射を
生む従来の発光ダイオードおよびレーザダイオードが利
用可能である。またレーザ材をポンプするために有効で
ある波長の光ポンピング放射を生むようなデバイスは、
この発明の実施に際しソースとして使用することができ
る。例えばＧａｌｎＰに基礎を置く（ベースとする）デ
バイスからの出力放射の波長は、デバイスの構成を変動
させることによって約６３０ｎｍから約７００ｎｍの間
に変えることができる。同様に、ＧａＡｌＡｓに基礎を
置くデバイスからの出力放射の波長は、デバイスの構成
を変動させることによって約７５０ｎｍから約９００ｎ
ｍの間に変えることができる。なおＩｎＧａＡｓＰに基
礎を置くデバイスは、約１０００ｎｍから約１６００ｎ
ｍの波長範囲にある放射を準備するのに使用される。
【００３１】図１に戻って、好ましい１例としてのゲイ
ン材１２は、ＮＹＡＢのエタロンからつくられると共
に、互いに相い対する２つの平らな、しかも互いに平行
に磨かれた面１２ａおよび１２ｂを有する。そして自己
２倍化材がレーザとして使える波長（ＮＹＡＢについて
は典型的に１０６４ｎｍ又は１３４０ｎｍ）とその高調
波での位相整合された発生を実施するために、これらの
面１２ａおよび１２ｂは伝搬軸に対して直交するように
方向付けられる。なおＮＹＡＢは種々の供給元（例え
ば、カルフォルニア、カルバー市のシーエスケイ会社
［ＣＳＫ Ｃｏ．Ｌｔｄ． ｏｆ Ｃｕｌｖｅｒ Ｃｉ
ｔｙ， Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ］；フロリダ，ウィンタ
スプリングスのジェーティーティ会社［ＪＴＴ Ｃｏｍ
ｐａｎｙ ｏｆＷｉｎｔｅｒ Ｓｐｒｉｎｇｓ， Ｆｌ
ｏｒｉｄａ］；およびカルフォルニア、フレモントのホ
ヤ光学会社［Ｈｏｙａ Ｏｐｔｉｃｓ Ｉｎｃ． ｏｆ
Ｆｒｅｍｏｎｔ， Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ］）から得
られる。高調波の波長での往復の吸収は約２５％以下で
あるのが好ましい。一般的には、ＮＹＡＢの反射面１２
ａおよび１２ｂ間の距離Ｄが大になればなる程、ネオジ
ムの濃度は低下する。
ン材１２は、ＮＹＡＢのエタロンからつくられると共
に、互いに相い対する２つの平らな、しかも互いに平行
に磨かれた面１２ａおよび１２ｂを有する。そして自己
２倍化材がレーザとして使える波長（ＮＹＡＢについて
は典型的に１０６４ｎｍ又は１３４０ｎｍ）とその高調
波での位相整合された発生を実施するために、これらの
面１２ａおよび１２ｂは伝搬軸に対して直交するように
方向付けられる。なおＮＹＡＢは種々の供給元（例え
ば、カルフォルニア、カルバー市のシーエスケイ会社
［ＣＳＫ Ｃｏ．Ｌｔｄ． ｏｆ Ｃｕｌｖｅｒ Ｃｉ
ｔｙ， Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ］；フロリダ，ウィンタ
スプリングスのジェーティーティ会社［ＪＴＴ Ｃｏｍ
ｐａｎｙ ｏｆＷｉｎｔｅｒ Ｓｐｒｉｎｇｓ， Ｆｌ
ｏｒｉｄａ］；およびカルフォルニア、フレモントのホ
ヤ光学会社［Ｈｏｙａ Ｏｐｔｉｃｓ Ｉｎｃ． ｏｆ
Ｆｒｅｍｏｎｔ， Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ］）から得
られる。高調波の波長での往復の吸収は約２５％以下で
あるのが好ましい。一般的には、ＮＹＡＢの反射面１２
ａおよび１２ｂ間の距離Ｄが大になればなる程、ネオジ
ムの濃度は低下する。
【００３２】半導体光源１４の出力面は、集光手段又は
レンズを使用することなく、ゲイン材又はエタロン１２
の入力面１２ａに突合せ結合の関係で置かれるのが好ま
しい。ここで「突合せ」とは、充分に近接した結合を意
味するものである。なおその近接の程度は、半導体光源
１４から発する光ポンピング放射の分散ビームが上記エ
タロン１２内で本値的に唯一の横モードレーザオペレー
ション（すなわちＴＥＭOOオペレーション）を維持する
ように、レーザ材内で充分に小さい断面積でモード体積
を光学的にポンプするような程度である。光ポンピング
放射は、ほぼ縦光路に沿う方向でレーザエタロン１２に
送られるのが好ましい。そしてその結果は、１ｍＶより
も高い出力レベルで可視出力を持つ小型の全固体デバイ
スである。
レンズを使用することなく、ゲイン材又はエタロン１２
の入力面１２ａに突合せ結合の関係で置かれるのが好ま
しい。ここで「突合せ」とは、充分に近接した結合を意
味するものである。なおその近接の程度は、半導体光源
１４から発する光ポンピング放射の分散ビームが上記エ
タロン１２内で本値的に唯一の横モードレーザオペレー
ション（すなわちＴＥＭOOオペレーション）を維持する
ように、レーザ材内で充分に小さい断面積でモード体積
を光学的にポンプするような程度である。光ポンピング
放射は、ほぼ縦光路に沿う方向でレーザエタロン１２に
送られるのが好ましい。そしてその結果は、１ｍＶより
も高い出力レベルで可視出力を持つ小型の全固体デバイ
スである。
【００３３】レーザダイオードアレーを自己２倍化ゲイ
ン材１２内に作像するために、代わって集光手段又は作
像手段を使用することができる。その実施例１０ａは図
２ａに示される。例えばレンズのごとき作像手段は、１
筋のレーザダイオード又はダイオードアレー１４をＮＹ
ＡＢの立方体１２の入力面１２ａ内に集光させるように
働く。
ン材１２内に作像するために、代わって集光手段又は作
像手段を使用することができる。その実施例１０ａは図
２ａに示される。例えばレンズのごとき作像手段は、１
筋のレーザダイオード又はダイオードアレー１４をＮＹ
ＡＢの立方体１２の入力面１２ａ内に集光させるように
働く。
【００３４】この集光は、レーザ材の内の高いポンピン
グ強さと、結合された高いフォトンのフォトンへの変換
の能率をもたらすことになる。この集光手段は、グラデ
ィエントエインデックス（すなわちＧＲＩＮ）レンズ、
球レンズ、非球面レンズ又はレンズの組合せのごとき、
従来からあるデバイスから成る。温度制御又は調整のあ
る方式１７はエタロン１２内の高調波交換を最適にしか
つ２つの面１２ａおよび１２ｂの被覆の分散を制御する
ように要求されてよい。
グ強さと、結合された高いフォトンのフォトンへの変換
の能率をもたらすことになる。この集光手段は、グラデ
ィエントエインデックス（すなわちＧＲＩＮ）レンズ、
球レンズ、非球面レンズ又はレンズの組合せのごとき、
従来からあるデバイスから成る。温度制御又は調整のあ
る方式１７はエタロン１２内の高調波交換を最適にしか
つ２つの面１２ａおよび１２ｂの被覆の分散を制御する
ように要求されてよい。
【００３５】図１でエタロン１２の入力面１２ａ（すな
わちソース１４に一番近い面）は、１０６４ｎｍおよび
５３２ｎｍを高反射（ＨＲ）する誘電体で被覆される。
また他方の面１２ｂは、出力カプラを形成するように１
０６４ｎｍ（すなわち基本波長）を高反射し、５３２ｎ
ｍ（すなわち高調波波長）を１〜２０％透過する誘電体
で被覆される。厚さ０．５ｍｍの６％Ｎｄドープ材濃度
によるＮＹＡＢ結晶体に対する典型的な５３２ｎｍ反射
率は、ポンプ面（又は入力面）１２ａにおいて高く、出
力面１２ｂにおいて１〜２０％である。磨かれたエタロ
ン１２面上の被覆の高反射率によりレーザ１０はその働
きの比較的低いしきい値を持つ。
わちソース１４に一番近い面）は、１０６４ｎｍおよび
５３２ｎｍを高反射（ＨＲ）する誘電体で被覆される。
また他方の面１２ｂは、出力カプラを形成するように１
０６４ｎｍ（すなわち基本波長）を高反射し、５３２ｎ
ｍ（すなわち高調波波長）を１〜２０％透過する誘電体
で被覆される。厚さ０．５ｍｍの６％Ｎｄドープ材濃度
によるＮＹＡＢ結晶体に対する典型的な５３２ｎｍ反射
率は、ポンプ面（又は入力面）１２ａにおいて高く、出
力面１２ｂにおいて１〜２０％である。磨かれたエタロ
ン１２面上の被覆の高反射率によりレーザ１０はその働
きの比較的低いしきい値を持つ。
【００３６】ポンピング放射が自己２倍化レーザ材すな
わちエタロン１２で形成された結晶に達することができ
るように、エタロン１２の入力面１２ａまた、ソース１
４のポンピング波長（例えば約８００ｎｍ）を高透過
（ＨＴ）するように被覆される。
わちエタロン１２で形成された結晶に達することができ
るように、エタロン１２の入力面１２ａまた、ソース１
４のポンピング波長（例えば約８００ｎｍ）を高透過
（ＨＴ）するように被覆される。
【００３７】出力カプラ（すなわち出力鏡面１２ｂ）は
自己２倍化ゲイン材１２内の高周波吸収にインピーダン
ス整合をされるのがよい。これはＮＹＡＢ内で無視でき
ないし、また長さ０．２〜０．５ｍｍのエタロン１２に
対して２０％以下であると推定される。高調波共振は、
高調波共振器のキューＱの平方根の逆数によりゲイン材
１２の「有効な非直線性」を増加する。これは使用可能
な出力値への高調波変換を本質的に増加し、また所与の
全長又は全寸法のために、その出力を著しく改善するこ
とになる。
自己２倍化ゲイン材１２内の高周波吸収にインピーダン
ス整合をされるのがよい。これはＮＹＡＢ内で無視でき
ないし、また長さ０．２〜０．５ｍｍのエタロン１２に
対して２０％以下であると推定される。高調波共振は、
高調波共振器のキューＱの平方根の逆数によりゲイン材
１２の「有効な非直線性」を増加する。これは使用可能
な出力値への高調波変換を本質的に増加し、また所与の
全長又は全寸法のために、その出力を著しく改善するこ
とになる。
【００３８】このレーザ１０を成功裡に実施するため
に、２つの面１２ａおよび１２ｂ上に形成される２つの
反射体又は鏡面で高調波および赤外線領域の位相の正確
な制御を達成するように努力がなされるべきである。こ
のために誘電体被覆が用いられて来た。最大高調波出力
を得るために高調波領域は反射後に基本波領域と同調さ
れたままであるべきである。今日の基準では、上述の被
覆は位相が制御されない従来の被覆の生産よりも幾分費
用がかかりまた困難な傾向にあるが、新しく提案された
上記被覆は設計および確保が可能である。本発明の上記
好ましい実施例はＮＹＡＢの薄いエタロンに基礎を置い
ている。なおこのエタロンは、可視出力を使用可能な値
に増強するため赤外線レーザ用の高反射共振器および、
第２変調波におけるインピーダンス整合共振器の両者を
創り出す面被覆を有する。
に、２つの面１２ａおよび１２ｂ上に形成される２つの
反射体又は鏡面で高調波および赤外線領域の位相の正確
な制御を達成するように努力がなされるべきである。こ
のために誘電体被覆が用いられて来た。最大高調波出力
を得るために高調波領域は反射後に基本波領域と同調さ
れたままであるべきである。今日の基準では、上述の被
覆は位相が制御されない従来の被覆の生産よりも幾分費
用がかかりまた困難な傾向にあるが、新しく提案された
上記被覆は設計および確保が可能である。本発明の上記
好ましい実施例はＮＹＡＢの薄いエタロンに基礎を置い
ている。なおこのエタロンは、可視出力を使用可能な値
に増強するため赤外線レーザ用の高反射共振器および、
第２変調波におけるインピーダンス整合共振器の両者を
創り出す面被覆を有する。
【００３９】実験例 本発明の原理が適用されたプロトタイプのマイクロレー
ザ１０では、５００μｍ×３ｍｍ×３ｍｍの立法体ＮＹ
ＡＢエタロン１２を使用した。２つの相対する面は、そ
の入力面１２ａで１０６４ｎｍに対してＨＲ、５３１ｎ
ｍに対してＨＲであるように、またその出力面１２ｂで
は５３１ｎｍに対して８０％Ｒであるように被覆され
た、上記エタロン１２は８０４ｎｍにて維持するＴｉ：
サファイアレーザソースによってポンプされた。４９０
ｍＷ入力のとき、５３１ｎｍにて１８ｍＷの出力がＴＥ
ＭOOモードで観測された。３つのモードがＩＲの範囲で
実在していたが、ＳＨＧ出力は単一の周波数であって、
ノイズは極めて低かった。（Åの間隔で）近接する縦モ
ードは直交して分極されるように見えた。明らかに唯一
の赤外モードは、狭い受入れ帯域幅内にあり、またＮＹ
ＡＢ内にてＴｙｐｅ−１位相整合のための正しい分極を
有する。上記位相整合は温度で微細に調整された。内部
的に倍化された３成分から成る立法体レーザに対して
０．２℃であった米国特許の範囲と対比すると、ＳＨＧ
出力に対して３どのＦＷＨＭが観測された。モード競合
ノイズの完全な不在は、単一周波数が含むであろう１０
〜５００Ｈｚの領域内で観測された。
ザ１０では、５００μｍ×３ｍｍ×３ｍｍの立法体ＮＹ
ＡＢエタロン１２を使用した。２つの相対する面は、そ
の入力面１２ａで１０６４ｎｍに対してＨＲ、５３１ｎ
ｍに対してＨＲであるように、またその出力面１２ｂで
は５３１ｎｍに対して８０％Ｒであるように被覆され
た、上記エタロン１２は８０４ｎｍにて維持するＴｉ：
サファイアレーザソースによってポンプされた。４９０
ｍＷ入力のとき、５３１ｎｍにて１８ｍＷの出力がＴＥ
ＭOOモードで観測された。３つのモードがＩＲの範囲で
実在していたが、ＳＨＧ出力は単一の周波数であって、
ノイズは極めて低かった。（Åの間隔で）近接する縦モ
ードは直交して分極されるように見えた。明らかに唯一
の赤外モードは、狭い受入れ帯域幅内にあり、またＮＹ
ＡＢ内にてＴｙｐｅ−１位相整合のための正しい分極を
有する。上記位相整合は温度で微細に調整された。内部
的に倍化された３成分から成る立法体レーザに対して
０．２℃であった米国特許の範囲と対比すると、ＳＨＧ
出力に対して３どのＦＷＨＭが観測された。モード競合
ノイズの完全な不在は、単一周波数が含むであろう１０
〜５００Ｈｚの領域内で観測された。
【００４０】面が平行な立方体又はエタロンの代りに、
他の自己２倍化レーザ材１２が安定共振器の形で存在す
ることができる。すなわち安定共振器には、少なくとも
１つの曲面を持つゲイン材が使用されるであろう。強調
波共振自己２倍化レーザについてのこの例は、現在の基
準によれば平面のものよりも生産が品質的により困難で
あるが、２〜３の例ではそれは改善された成果に結び付
くものである。
他の自己２倍化レーザ材１２が安定共振器の形で存在す
ることができる。すなわち安定共振器には、少なくとも
１つの曲面を持つゲイン材が使用されるであろう。強調
波共振自己２倍化レーザについてのこの例は、現在の基
準によれば平面のものよりも生産が品質的により困難で
あるが、２〜３の例ではそれは改善された成果に結び付
くものである。
【００４１】高調波共振を起こすモノリシックな安定共
振器の自己２倍化レーザ１０ｂの１例を図２Ｂに示す。
この例と図１の例との唯一の相違は、結晶体１２の１つ
の面１２ｂが安定共振器を形成するように凸面に磨かれ
ている事実にある。そして被覆は、面が平行な立法体空
胴について記載されたところと同一である。なお上記構
造をダイオードポンプソース１４に図２Ａに示すごとく
近付けて結合することにより、あるいはそれをレンズに
て集光することによって、上記構造はポンプされること
が可能である。
振器の自己２倍化レーザ１０ｂの１例を図２Ｂに示す。
この例と図１の例との唯一の相違は、結晶体１２の１つ
の面１２ｂが安定共振器を形成するように凸面に磨かれ
ている事実にある。そして被覆は、面が平行な立法体空
胴について記載されたところと同一である。なお上記構
造をダイオードポンプソース１４に図２Ａに示すごとく
近付けて結合することにより、あるいはそれをレンズに
て集光することによって、上記構造はポンプされること
が可能である。
【００４２】図１、２Ａおよび２Ｂに示すモノリシック
な設計に加えて、マルチコンポーネントあるいはコンポ
ジットな設計が考えられるべきである。そして、その例
は図３、４および５に示される。これらの実施例では第
２（又は第３）の素子が空胴に挿入される。この素子は
自己２倍化ゲイン結晶体１２に光学的に接触されている
か、あるいはこの結晶体１２から離されているかのどち
らかであることが可能である。上記曲面鏡１２ｂが、Ｎ
ＹＡＢゲイン要素１２から分離されて製作が可能である
ようにするため、安定空胴レーザ（図２Ｂ参照）内に２
部分から成る構造を使用することが好まれるであろう。
付加される要素はまた、空胴内の高調波および基本波の
相対位相を制御するために用いられる。
な設計に加えて、マルチコンポーネントあるいはコンポ
ジットな設計が考えられるべきである。そして、その例
は図３、４および５に示される。これらの実施例では第
２（又は第３）の素子が空胴に挿入される。この素子は
自己２倍化ゲイン結晶体１２に光学的に接触されている
か、あるいはこの結晶体１２から離されているかのどち
らかであることが可能である。上記曲面鏡１２ｂが、Ｎ
ＹＡＢゲイン要素１２から分離されて製作が可能である
ようにするため、安定空胴レーザ（図２Ｂ参照）内に２
部分から成る構造を使用することが好まれるであろう。
付加される要素はまた、空胴内の高調波および基本波の
相対位相を制御するために用いられる。
【００４３】３つの部分から成る立方体デザイン１０Ｃ
を図３に示す。２つの付加される素子１９および２０
は、基本波と高調波の相対位相を制御するためにおよび
／又は空胴を安定化するために使用される。上記３つの
部分から成る構造は一般的に使用されるものであるが、
両端部分１９、２０の１つを除いて構造を２つの部分か
ら成るように単純化してもよい。
を図３に示す。２つの付加される素子１９および２０
は、基本波と高調波の相対位相を制御するためにおよび
／又は空胴を安定化するために使用される。上記３つの
部分から成る構造は一般的に使用されるものであるが、
両端部分１９、２０の１つを除いて構造を２つの部分か
ら成るように単純化してもよい。
【００４４】図３で自己２倍化結晶体１２は、ｅ−ビー
ム（電子ビーム）で蒸発されたＡｌ2 Ｏ3 の間隔片「レ
ール」２２および２３を有する。なおこれらのレールは
その厚さが約１〜２μｍであり、またＮＹＡＢエタロン
の相対する面１２ａおよび１２ｂの外側縁近傍に位置を
占める。またこれらのレール２２および２３は、複合マ
イクロレーザ１０Ｃの並び方に関する許容公差が維持さ
れる限り、相互に近接する個々の板２０、１２、および
１９の被覆面２０ｂと１２ａとの間および１２ｂと１９
ａとの間を引き離す。
ム（電子ビーム）で蒸発されたＡｌ2 Ｏ3 の間隔片「レ
ール」２２および２３を有する。なおこれらのレールは
その厚さが約１〜２μｍであり、またＮＹＡＢエタロン
の相対する面１２ａおよび１２ｂの外側縁近傍に位置を
占める。またこれらのレール２２および２３は、複合マ
イクロレーザ１０Ｃの並び方に関する許容公差が維持さ
れる限り、相互に近接する個々の板２０、１２、および
１９の被覆面２０ｂと１２ａとの間および１２ｂと１９
ａとの間を引き離す。
【００４５】上記マイクロレーザ１０Ｃは、３枚の板２
０、１２および１９を適切に並べた後、押圧することに
よって組立てることができる。複合空胴の２つの端２０
ａおよび１９ｂの平行関係は、個々の板の平行度と、被
覆面が僅かに分離されている限り、レール間隔２２およ
び２３はその平行度を維持するという事実によって補償
される。なお平行度が簡単に得られることおよび、組立
てが容易であることは、この発明の実施例の大量生産を
容易ならしめる２つの特色である。
０、１２および１９を適切に並べた後、押圧することに
よって組立てることができる。複合空胴の２つの端２０
ａおよび１９ｂの平行関係は、個々の板の平行度と、被
覆面が僅かに分離されている限り、レール間隔２２およ
び２３はその平行度を維持するという事実によって補償
される。なお平行度が簡単に得られることおよび、組立
てが容易であることは、この発明の実施例の大量生産を
容易ならしめる２つの特色である。
【００４６】位相制御に加え、安定空胴を創出するため
に、端の部分１９および２０の一方又は両方を使用する
ことも可能である。そしてこれを行うには２つの方法が
ある。１つは外表面を素子凸面に作って、空胴の外表面
に球鏡面を創出することである。またもう１つは、球鏡
面のように働くグラディエントインデックス材の平らな
平行板で素子を作ることである。このＧＲＩＮ鏡素子の
有利性は、平らな２面を持つ構成素子は曲面を持つ構成
素子よりも製作から容易であるという点にある。
に、端の部分１９および２０の一方又は両方を使用する
ことも可能である。そしてこれを行うには２つの方法が
ある。１つは外表面を素子凸面に作って、空胴の外表面
に球鏡面を創出することである。またもう１つは、球鏡
面のように働くグラディエントインデックス材の平らな
平行板で素子を作ることである。このＧＲＩＮ鏡素子の
有利性は、平らな２面を持つ構成素子は曲面を持つ構成
素子よりも製作から容易であるという点にある。
【００４７】特に図４には、位相制御を空胴の安定のた
めにＧＲＩＮ鏡１５´を備えてかつ２つの構成要素から
成る自己２倍化レーザ１０ｄが示されている。また図５
には、凸状石英ガラス素子１９´を備えた２つの構成素
子デザイン１０ｅが示される。これらの実施例は、付加
される素子１５´又は１９´がゲイン媒体１２のどちら
の端にも取付けられ得ることを示している。これらのマ
ルチコンポーネント共振器１０ｃ、１０ｄ又は１０ｅは
いづれも、近接結合によるかあるいは、レンズでその中
にダイオードレーザポンプソースを作像し、（図２Ａ参
照）これによってポンプすることが可能である。
めにＧＲＩＮ鏡１５´を備えてかつ２つの構成要素から
成る自己２倍化レーザ１０ｄが示されている。また図５
には、凸状石英ガラス素子１９´を備えた２つの構成素
子デザイン１０ｅが示される。これらの実施例は、付加
される素子１５´又は１９´がゲイン媒体１２のどちら
の端にも取付けられ得ることを示している。これらのマ
ルチコンポーネント共振器１０ｃ、１０ｄ又は１０ｅは
いづれも、近接結合によるかあるいは、レンズでその中
にダイオードレーザポンプソースを作像し、（図２Ａ参
照）これによってポンプすることが可能である。
【００４８】以上の記載から、当業者にとり種々の変
更、代替、変形が容易なことがわかる。したがってこの
記載は、単なる例示でありまたこの発明の実施方法を当
業者に示す目的のためのものと解すべきである。種々の
変更が可能であり、また代替材やこの発明の個々の特徴
が利用可能である。例えばレーザ材１４の明確な幾何学
的形状は変更が可能である（例えばエタロン１２は円形
でも矩形でもよい）。またもし望まれるなら、上記エタ
ロン１２は光ファイバによって端でポンプされることが
できる。さらに上記エタロン１２は、有機および無機の
いづれの自己２倍化レーザ材でも形成することができ
る。
更、代替、変形が容易なことがわかる。したがってこの
記載は、単なる例示でありまたこの発明の実施方法を当
業者に示す目的のためのものと解すべきである。種々の
変更が可能であり、また代替材やこの発明の個々の特徴
が利用可能である。例えばレーザ材１４の明確な幾何学
的形状は変更が可能である（例えばエタロン１２は円形
でも矩形でもよい）。またもし望まれるなら、上記エタ
ロン１２は光ファイバによって端でポンプされることが
できる。さらに上記エタロン１２は、有機および無機の
いづれの自己２倍化レーザ材でも形成することができ
る。
【００４９】加うるに１／４波長板又は類似のデバイス
は、単一モード、単一周波数出力を強めるために上記レ
ーザの出力端近くに置くことができる。かくして特許請
求の範囲に規定されたこの発明の精神および範囲から離
されることなく、種々の変形、代替、変更等の実施可能
性が認識されるであろう。なお特許請求の範囲に含まれ
る上記全ての変形をこの特許請求の範囲によってカバー
することは勿論意図されている。
は、単一モード、単一周波数出力を強めるために上記レ
ーザの出力端近くに置くことができる。かくして特許請
求の範囲に規定されたこの発明の精神および範囲から離
されることなく、種々の変形、代替、変更等の実施可能
性が認識されるであろう。なお特許請求の範囲に含まれ
る上記全ての変形をこの特許請求の範囲によってカバー
することは勿論意図されている。
【００５０】
【発明の効果】本発明は上述のような構成であるから、
大量生産向きであると共に、安価に生産できかつ極めて
小型の自己２倍化マイクロレーザを提供することができ
る。
大量生産向きであると共に、安価に生産できかつ極めて
小型の自己２倍化マイクロレーザを提供することができ
る。
【図１】この発明に係るモノリシックな自己２倍化マイ
クロレーザの概略的線図である。
クロレーザの概略的線図である。
【図２】図１に示すレーザの代案的２実施例の説明図で
ある。
ある。
【図３】この発明の、３部分から成る複合空胴立方体実
施例の説明図（図中ＡＲは反射防止されていることを意
味する）である。
施例の説明図（図中ＡＲは反射防止されていることを意
味する）である。
【図４】この発明の、２部分から成る安定共振器実施例
の説明図である。
の説明図である。
【図５】位相制御および安定化のための凸部を持ちかつ
２部分から成る共振器の説明図である。
２部分から成る共振器の説明図である。
１２ ゲイン材（活性媒体） １２ａ、１２ｂ 面 １４ ソース
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/18 9170−4Ｍ
Claims (16)
- 【請求項１】相対する２つの面を持ちかつ自己２倍化結
晶体から成る活性媒体と、 上記自己２倍化結晶体をポンプするためのレーザダイオ
ードソースと、 上記相対する２つの面と結びつけられて基底波長および
この基底波長の高調波で上記自己２倍化結晶体から放射
されるレーザ光を共振的に強めかつ位相整合すると共
に、一般的には透過するよりも反射する波長の上記高調
波での出力を有する共振手段とを備えるレーザ。 - 【請求項２】上記自己２倍化結晶体は上記相対する２つ
の面の一方の面に近接結合された上記レーザダイオード
ソースによってポンプされ、上記共振手段は、上記相対
する２つの面の上記一方の面に配されて上記基底波長及
びその高調波波長を高度に反射する被覆と上記相対する
２つの面の他方の面に配されて上記基底波長を高度に反
射しかつ上記高調波波長を幾分透過させる被覆とを備え
る請求項１記載のレーザ。 - 【請求項３】上記自己２倍化結晶体の上記一方の面から
上記他方の面を引き離すための間隔手段を備える請求項
２記載のレーザ。 - 【請求項４】上記相対する２つの面間の距離は、上記基
底波長の高調波についての片道吸収が約２０％又はそれ
以下となるような距離である請求項１記載のレーザ。 - 【請求項５】相対する２つの面を有し、光学的にポンプ
されたときにレーザ光を基底波長で放射する１枚の自己
２倍化するゲイン媒体と、 上記ゲイン媒体を光学的にポンプするため上記相対する
２つの面の一方の面に隣接して置かれかつこのゲイン媒
体に近接結合されたレーザダイオードポンピング手段
と、 上記相対する２つの面の少くとも一方に保持されて上記
基底波長における高反射共振器および、この基底波長の
高調波におけるインピーダンス整合共振器を形成すると
共に、一般的には透過するよりも反射する波長の上記高
調波での出力を有する共振手段とを具備するマイクロレ
ーザ。 - 【請求項６】上記ゲイン媒体は厚さが０．０１〜０．９
９ｍｍの範囲にあると共に、上記高調波波長での往復吸
収損失が約２５％よりも少なくなるようなネオジム濃度
を有する請求項５記載のマイクロレーザ。 - 【請求項７】上記共振手段は、上記ゲイン媒体の上記相
対する２つの面の上記一方の面に保持されて上記基底波
長およびこの基底波長の高調波を高度に反射する被覆手
段と、 上記ゲイン媒体の上記相対する２つの面の他方の面に隣
接する平面および、上記基底波長を高度に反射しかつこ
の基底波長の高調波を透過する手段を持つ曲面を備えた
平凸光学素子とから成る請求項５記載のマイクロレー
ザ。 - 【請求項８】上記平凸光学素子の上記平面から上記ゲイ
ン媒体の上記相対する２つの面の上記他方の面を引き離
すための手段を備える請求項７記載のマイクロレーザ。 - 【請求項９】上記共振手段は、 上記ゲイン媒体の上記相対する２つの面にそれぞれ保持
されて上記基底波長を高度に反射する被覆と、 上記一方の面に保持されて上記高調波を高度に反射する
被覆と、 上記相対する２つの面の他方の面に保持されると共に上
記一方の面に位相整合されて上記高調波を約２０％又は
それ以下だけ透過する被覆とを具備する請求項５記載の
マイクロレーザ。 - 【請求項１０】上記基底波長の高調波の光を受け入れる
ために上記相対する２つの面の他方の面に隣接して置か
れた少くとも１つの複屈折結晶体を有する請求項５記載
のマイクロレーザ。 - 【請求項１１】上記基底波長の高調波の光を受け入れる
ために上記相対する２つの面の他方の面に隣接して置か
れた少くとも１つの分散結晶体を有する請求項５記載の
マイクロレーザ。 - 【請求項１２】相対する２つの平行な面を持つ自己２倍
化ゲイン媒体のエタロンと、 所定波長およびこの所定波長の高調波波長でレーザ光を
発生させるために上記ゲイン媒体を光ポンピング放射で
ポンプするレーザダイオードソース手段と、 上記光ポンピング放射を受け入れるための第１の面およ
び上記エタロンの相対する２つの平行な面の一方の面に
隣接して配された上記第１の面に相対する第２の面を備
えると共に、上記第１の面および上記第２の面は上記所
定波長を透過し、上記第２の面は上記高調波波長を透過
するよりも一般的には反射する性質を有する第１の反射
板と、 上記エタロンの上記相対する２つの平行な面の他方の面
に近接して配された第３の面および、上記所定波長を高
度に反射しかつ上記高調波波長を高度に透過する上記第
３の面に相対する第４の面を有する第２の反射板とから
成るレーザシステム。 - 【請求項１３】上記第１の反射板と上記エタロンとの組
合わせおよび、上記エタロンと上記第２の反射板との組
合せの少なくとも１つを引き離すための被覆手段を有す
る請求項１２記載のレーザシステム。 - 【請求項１４】ａ）、光学的なコヒーレント光のソース
と、 ｂ）、自己２倍化ゲイン結晶体の板とから成ると共に、 上記板は上記ソースでポンプされるときに基底波長およ
びこの基底波長の高調波でレーザ発振する点に特徴があ
り、 上記板に属する２つの面の一方の面は上記ソースに近接
結合されて、上記板をポンプする上記ソースからの上記
コヒーレント光を透過する第１の透過手段と、上記基底
波長およびこの基底波長の第２高調波の光放射を上記板
内にほゞ反射する手段とを保持し、 上記２つの面の他方の面は上記基底波長の光放射を上記
板内にほゞ反射すると共に、上記自己２倍化ゲイン結晶
体における過剰な吸収を防ぎかつ上記高調波の光学的イ
ンピーダンス整合共振器を形成するごとき量で上記高調
波の光を上記板の外に透過する第２の透過手段を保持す
るレーザシステム。 - 【請求項１５】上記自己２倍化ゲイン結晶体の上記一方
の面は上記ソースの波長を透過する光学的被覆を保持
し、上記第１の透過手段は上記基底波長および上記第２
高調波の波長を高度に反射する光学的被覆を備える請求
項１４記載のシステム。 - 【請求項１６】上記第２の透過手段は上記基底波長を高
度に反射すると共に上記第２高調波の波長をその約２０
％又はそれ以下で透過させる少なくとも１つの光学的被
覆を備える請求項１５記載のシステム。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2026047103A (ja) * | 2024-08-29 | 2026-03-13 | 台亞半導體股▲フン▼有限公司 | 発光チップ、フルカラー発光構造及びその製造方法 |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04171778A (ja) * | 1990-11-05 | 1992-06-18 | Hoya Corp | 固体レーザ装置 |
| JPH04171779A (ja) * | 1990-11-05 | 1992-06-18 | Hoya Corp | 半導体レーザ励起固体ブルーレーザ装置 |
| JP3118307B2 (ja) * | 1992-04-20 | 2000-12-18 | 株式会社トクヤマ | α−メチル−２−フリルアクリル酸無水物 |
| DE4229500A1 (de) * | 1992-09-04 | 1994-03-10 | Deutsche Aerospace | Festkörperlasersystem |
| US5333142A (en) * | 1992-10-26 | 1994-07-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Technique for intracavity sum frequency generation |
| US5418182A (en) * | 1993-03-26 | 1995-05-23 | Honeywell Inc. | Method of fabricating diode lasers using ion beam deposition |
| US5315614A (en) * | 1993-05-03 | 1994-05-24 | The Spectranetics Corporation | Apparatus and method for soft focusing energy into an optical fiber array |
| WO1994029937A2 (en) * | 1993-06-11 | 1994-12-22 | Laser Power Corporation | Blue microlaser |
| DE69424552T2 (de) * | 1993-08-26 | 2001-01-18 | Laser Power Corp., San Diego | Tiefblauer mikrolaser |
| US5363390A (en) * | 1993-11-22 | 1994-11-08 | Hewlett-Packard Company | Semiconductor laser that generates second harmonic light by means of a nonlinear crystal in the laser cavity |
| US5414724A (en) * | 1994-01-19 | 1995-05-09 | North China Research Institute Of Electro-Optics | Monolithic self Q-switched laser |
| US5388114A (en) * | 1994-03-17 | 1995-02-07 | Polaroid Corporation | Miniaturized self-Q-switched frequency-doubled laser |
| US5796766A (en) * | 1994-08-23 | 1998-08-18 | Laser Power Corporation | Optically transparent heat sink for longitudinally cooling an element in a laser |
| US5629954A (en) * | 1994-10-25 | 1997-05-13 | Trw Inc. | Semiconductor laser diode with integrated etalon |
| DE4444435A1 (de) * | 1994-12-14 | 1996-06-27 | Daimler Benz Ag | Optisch angeregter Festkörperlaser |
| GB2296813B (en) * | 1994-12-29 | 1998-09-09 | Sharp Kk | An apparatus for producing light |
| GB2300964B (en) * | 1995-05-13 | 1999-11-10 | I E Optomech Limited | Monolithic laser |
| US5680412A (en) * | 1995-07-26 | 1997-10-21 | Demaria Electrooptics Systems, Inc. | Apparatus for improving the optical intensity induced damage limit of optical quality crystals |
| US5854802A (en) * | 1996-06-05 | 1998-12-29 | Jin; Tianfeng | Single longitudinal mode frequency converted laser |
| US6101201A (en) * | 1996-10-21 | 2000-08-08 | Melles Griot, Inc. | Solid state laser with longitudinal cooling |
| US6389043B1 (en) | 1997-01-17 | 2002-05-14 | Melles Griot, Inc. | Efficient frequency-converted laser with single beam output |
| GB2324645A (en) * | 1997-04-25 | 1998-10-28 | Precision Instr Dev Center Nat | Single-mode solid-state diode-pumped lasers |
| ES2146544B1 (es) * | 1998-07-16 | 2001-03-01 | Univ Madrid Autonoma | Laser productor de radiaciones en la zona azul del espectro, basado enla suma de frecuencias de la intracavidad del laser y en el bombeo de nd:yab bombeado por un diodo o por un laser de titanio zafiro. |
| US6508960B1 (en) | 1999-07-26 | 2003-01-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Telluride quaternary nonlinear optic materials |
| US6304583B1 (en) | 1999-07-26 | 2001-10-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Utilization of telluride quaternary nonlinear optic materials |
| US20050190805A1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-09-01 | Scripsick Michael P. | Doped stoichiometric lithium niobate and lithium tantalate for self-frequency conversion lasers |
| JP2006310743A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Topcon Corp | レーザ発振装置 |
| DE102005025128B4 (de) * | 2005-05-27 | 2012-12-27 | Jenoptik Laser Gmbh | Laseranordnung und Verfahren zur Erzeugung eines Multimodebetriebes bei resonatorinterner Frequenzverdopplung |
| US20070002922A1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-04 | Intel Corporation | Retro-reflecting lens for external cavity optics |
| US20080020083A1 (en) * | 2006-06-06 | 2008-01-24 | Kabushiki Kaisha Topcon | Method for joining optical members, structure for integrating optical members and laser oscillation device |
| DE102009001664A1 (de) * | 2009-03-19 | 2010-09-23 | Robert Bosch Gmbh | Lasersystem und Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine |
| US10047929B2 (en) * | 2015-09-16 | 2018-08-14 | James Redpath | System and method of generating perceived white light |
| CN112636170A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-09 | 中国科学院半导体研究所 | 双增益芯片的可调谐外腔激光器 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4739507A (en) * | 1984-11-26 | 1988-04-19 | Board Of Trustees, Stanford University | Diode end pumped laser and harmonic generator using same |
| US4731787A (en) * | 1986-08-15 | 1988-03-15 | Board Of Trustees, Stanford University | Monolithic phasematched laser harmonic generator |
| US4797893A (en) * | 1987-06-09 | 1989-01-10 | Virgo Optics, Inc. | Microlaser system |
| US4791631A (en) * | 1987-08-31 | 1988-12-13 | International Business Machines Corporation | Wide tolerance, modulated blue laser source |
| US4953166A (en) * | 1988-02-02 | 1990-08-28 | Massachusetts Institute Of Technology | Microchip laser |
| US4860304A (en) * | 1988-02-02 | 1989-08-22 | Massachusetts Institute Of Technology | Solid state microlaser |
| JP3066966B2 (ja) * | 1988-02-29 | 2000-07-17 | ソニー株式会社 | レーザ光源 |
| US4951294A (en) * | 1988-04-22 | 1990-08-21 | The Board Of Trustees Of Leland Stanford, Jr. University | Diode pumped modelocked solid state laser |
| JPH0666502B2 (ja) * | 1989-04-15 | 1994-08-24 | ヅォン ゴォ カォ シュエ ユェン フゥ ヂェン ウ ヂ ヂィェ ゴォ イェン ジュ スゥォ | レーザ材料としてｎｙａｂ結晶を有する自倍周波数小型レーザ装置 |
| FR2655461B1 (fr) * | 1989-12-01 | 1992-11-27 | Thomson Csf | Source optique miniature et procede de realisation. |
-
1991
- 1991-01-07 US US07/638,098 patent/US5070505A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-01-06 GB GB9200135A patent/GB2252867B/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-01-07 JP JP4018501A patent/JPH05211370A/ja active Pending
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2026047103A (ja) * | 2024-08-29 | 2026-03-13 | 台亞半導體股▲フン▼有限公司 | 発光チップ、フルカラー発光構造及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4200204A1 (de) | 1992-07-09 |
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| GB2252867B (en) | 1995-01-25 |
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| FR2676147A1 (fr) | 1992-11-06 |
| GB2252867A (en) | 1992-08-19 |
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