JPH0563268A - Solid-state laser device - Google Patents

Solid-state laser device

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JPH0563268A
JPH0563268A JP8676991A JP8676991A JPH0563268A JP H0563268 A JPH0563268 A JP H0563268A JP 8676991 A JP8676991 A JP 8676991A JP 8676991 A JP8676991 A JP 8676991A JP H0563268 A JPH0563268 A JP H0563268A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
wavelength conversion
conversion material
solid
excitation
Prior art date
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Pending
Application number
JP8676991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuzaburo Segawa
勇三郎 瀬川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RIKEN
Original Assignee
RIKEN
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Publication date
Application filed by RIKEN filed Critical RIKEN
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Publication of JPH0563268A publication Critical patent/JPH0563268A/en
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 紫外光を吸収し、レーザー発振に寄与する可
視光を放出する波長変換材2をレーザーロッド3と励起
ランプ1との間に介在させてなる固体レーザー装置。 【効果】 レーザーロッドに有害な紫外光を吸収し、レ
ーザー発振に寄与する可視光に変換するための波長変換
材を使用するため、レーザーロッドの寿命を延ばし、同
一ランプにて励起効率を向上させることができる。ま
た、液体色素を波長変換材料として利用したレーザーの
ように、その性能を維持するために頻繁に色素を交換し
なくても優れた性能を維持することができる。そのた
め、レーザーのメンテナンス、使用が簡略化でき、ラン
ニングコストも低い。また、励起効率が向上するため、
同一出力にて、従来レーザーより小型、低価格化が実現
できる。
(57) [Summary] [Structure] A solid-state laser device in which a wavelength conversion material 2 that absorbs ultraviolet light and emits visible light that contributes to laser oscillation is interposed between a laser rod 3 and an excitation lamp 1. [Effect] A wavelength conversion material is used to absorb harmful ultraviolet light into the laser rod and convert it into visible light that contributes to laser oscillation, thus extending the life of the laser rod and improving excitation efficiency with the same lamp. be able to. Further, like a laser using a liquid dye as a wavelength conversion material, excellent performance can be maintained without frequently exchanging the dye in order to maintain its performance. Therefore, the maintenance and use of the laser can be simplified and the running cost is low. Also, because the excitation efficiency is improved,
With the same output, smaller size and lower cost than conventional lasers can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、固体レーザー装置に
関するものである。さらに詳しくは、この発明は、電気
・電子システム、通信・情報処理システム、さらにはそ
の他各種の産業分野において先端光応用技術に欠くこと
のできないレーザー装置であって、励起効率に優れ、高
性能、かつ長寿命の新しい固体レーザー装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state laser device. More specifically, the present invention is a laser device that is indispensable for advanced optical application technology in electric / electronic systems, communication / information processing systems, and other various industrial fields, and has excellent excitation efficiency, high performance, The present invention also relates to a new solid-state laser device having a long life.

【0002】[0002]

【従来の技術とその課題】オプトエレクトロニクスに代
表される光技術の急速な発展は、レーザー技術について
もその高度化を強く求めており、特に、レーザー光源と
しての固体レーザーの高性能化への要望が高まってい
る。図8は、このような固体レーザーの発振のための装
置構成を例示し、また図9は、レーザー発振のレーザー
ロッド収納部の構成を例示したものである。
2. Description of the Related Art The rapid development of optical technology represented by optoelectronics is strongly demanding the sophistication of laser technology. In particular, there is a demand for higher performance of solid-state lasers as laser light sources. Is increasing. FIG. 8 exemplifies a device configuration for oscillation of such a solid-state laser, and FIG. 9 exemplifies a configuration of a laser rod housing portion for laser oscillation.

【0003】この図8に示したように、レーザーロッド
収納部において、レーザーロッドが中心軸上におかれ、
この軸上に共振器を構成する2個の対向ミラーが配置さ
れる。このミラーの一方は全反射ミラー、他方はレーザ
ーを出射する半透過出力ミラーである。レーザーロッド
は、図9に示したように、ポンピング光源、つまり励起
用フラッシュランプで照射されてエネルギーを注入され
る。このとき励起ランプのエネルギーを効率よくロッド
に吸収させるため、ロッドとランプを囲んで集光用の反
射ミラーが設けられている。固体レーザーでは、励起ラ
ンプに注入されるエネルギーの数パーセントがレーザー
光に変換される。
As shown in FIG. 8, in the laser rod housing portion, the laser rod is placed on the central axis,
Two opposing mirrors that form a resonator are arranged on this axis. One of the mirrors is a total reflection mirror, and the other is a semi-transmission output mirror that emits a laser. As shown in FIG. 9, the laser rod is irradiated with a pumping light source, that is, a flash lamp for excitation to inject energy. At this time, in order to allow the rod to efficiently absorb the energy of the excitation lamp, a reflecting mirror for collecting light is provided surrounding the rod and the lamp. With solid-state lasers, a few percent of the energy injected into the excitation lamp is converted into laser light.

【0004】集光用の反射ミラーについては、たとえば
図10(a)(b)(c)に例示したように、楕円筒形
(a)、二重楕円筒形(b)、あるいは回転楕円形
(c)などがある。従来、このような装置の構成からな
るレーザー装置においては、励起ランプから発生する紫
外光がレーザーロッドを損傷するという問題があった。
そこで、このような損傷を低減しつつ、励起効率の向
上、高性能、長寿命化等を図るために、これまでにもい
くつかの対策が講じられている。たとえば、レーザー
ロッドの周囲にアルコール等の有機溶媒に溶かした色素
を循環させて励起ランプから放出される紫外光を吸収
し、レーザーの励起効率を向上させる例(図11)や、
また、励起ランプとロッドの間に紫外光を吸収するガ
ラスを挿入した例、さらには、励起ランプの石英管に
セリウム(Ce)等を添加して紫外光を吸収させた例
(図12)が知られてもいる。
As for the reflecting mirror for collecting light, as shown in FIGS. 10 (a), 10 (b), and 10 (c), for example, an elliptic cylinder (a), a double elliptic cylinder (b), or a spheroid. (C) etc. Conventionally, in the laser device having such a device configuration, there is a problem that the ultraviolet light generated from the excitation lamp damages the laser rod.
Therefore, some measures have been taken so far in order to improve the excitation efficiency, improve the performance, and extend the life while reducing such damage. For example, an example in which a dye dissolved in an organic solvent such as alcohol is circulated around a laser rod to absorb ultraviolet light emitted from an excitation lamp to improve laser excitation efficiency (FIG. 11),
Further, there is an example in which a glass that absorbs ultraviolet light is inserted between the excitation lamp and the rod, and further, an example in which cerium (Ce) or the like is added to the quartz tube of the excitation lamp to absorb the ultraviolet light (FIG. 12). Also known.

【0005】しかしながら、上記のまたはの装置の
場合は、励起ランプから発生した紫外光を吸収させるこ
とだけを目的としており、レーザー発振に寄与する対策
を講じたものではなかった。また、の色素を液体に溶
かして使用する例では、その性能を維持するためには頻
繁に色素を交換する必要があり、手間が掛かるばかり
か、色素が装置の周囲に付着して汚れる等の欠点があっ
た。
However, in the case of the above-mentioned device or, the purpose is only to absorb the ultraviolet light generated from the excitation lamp, and no measures have been taken to contribute to laser oscillation. Further, in the example of using the dye dissolved in a liquid, it is necessary to replace the dye frequently in order to maintain its performance, which not only takes time but also causes the dye to adhere to the periphery of the device and become dirty. There was a flaw.

【0006】そこで、この発明は、以上の通りの従来装
置の欠点を解消し、レーザーロッドに有害な励起ランプ
からの紫外光を除去すると共に、レーザー発振に寄与す
ることのできる新しい手段を採用し、励起効率の向上、
高性能化、長寿命化を図ることのできる新しい固体レー
ザー装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention eliminates the drawbacks of the conventional apparatus as described above, removes the ultraviolet light from the excitation lamp harmful to the laser rod, and adopts a new means that can contribute to laser oscillation. , Improvement of excitation efficiency,
It is an object of the present invention to provide a new solid-state laser device capable of achieving high performance and long life.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、紫外光を吸収し、レーザー発振
に寄与する可視光を放出する波長変換材をレーザーロッ
ドと励起ランプとの間に介在させてなることを特徴とす
る固体レーザー装置を提供する。すなわち、この発明に
おいては、レーザーロッドの紫外光による損傷を除去
し、かつ、レーザー発振に寄与する可視光を放出する波
長変換材をレーザーロッドと励起ランプとの間に介在さ
せて、レーザー発振のための励起効率を向上させること
を可能としている。
In order to solve the above problems, the present invention provides a wavelength conversion material that absorbs ultraviolet light and emits visible light that contributes to laser oscillation between a laser rod and an excitation lamp. A solid-state laser device characterized by being interposed between That is, in the present invention, the wavelength conversion material that removes the damage of the laser rod due to the ultraviolet light and that emits the visible light that contributes to the laser oscillation is interposed between the laser rod and the excitation lamp, and the laser oscillation Therefore, it is possible to improve the excitation efficiency.

【0008】この装置のための波長変換材としては各種
のものが使用でき、たとえば紫外光を吸収し、レーザー
発振に寄与する可視光を放出する2価の銅、セリウムな
どの物質を添加した石英からなる管状体あるいは板状体
等を使用することができる。そしてこの波長変換材は、
レーザーロッドの周囲または励起ランプの周囲に配設し
てもよいし、両者の中間に独立して配設してもよい。
Various kinds of materials can be used as the wavelength converting material for this apparatus, for example, quartz to which a substance such as divalent copper or cerium which absorbs ultraviolet light and emits visible light contributing to laser oscillation is added. It is possible to use a tubular body or a plate-like body made of. And this wavelength conversion material,
It may be provided around the laser rod or around the excitation lamp, or may be provided independently between the two.

【0009】このような新しい構成からなるこの発明の
固体レーザー装置は、発光においては吸収波長より発光
波長が長い方に移るとの事象(図13)を利用したもの
であって、レーザーロッドに有害な紫外光を吸収させ、
レーザー発振に寄与する可視光を放出する物質をレーザ
ーロッドと励起ランプとの間に配置することにより、レ
ーザーの励起効率を向上させることができるとの知見を
踏まえている。また、このような可視光の放出物質を固
体材料として配置することにより、液体色素を波長変換
材料とした従来のレーザー装置の短所である手間やメン
テナンスの欠点、さらには色素の劣化による出力の低下
等の問題を解決できるとの知見によってこの発明は完成
されている。
The solid-state laser device of the present invention having such a new structure utilizes the phenomenon that the emission wavelength shifts to a longer wavelength than the absorption wavelength (FIG. 13), and is harmful to the laser rod. Absorbs ultraviolet light,
It is based on the finding that the excitation efficiency of the laser can be improved by disposing a substance that emits visible light that contributes to laser oscillation between the laser rod and the excitation lamp. Further, by arranging such a substance emitting visible light as a solid material, the disadvantages of the conventional laser apparatus that uses a liquid dye as a wavelength conversion material, such as troubles and maintenance, and further reduction of output due to deterioration of the dye The present invention has been completed based on the finding that the problems such as the above can be solved.

【0010】[0010]

【実施例】以下、添付した図面に沿ってこの発明の固体
レーザー装置についてさらに詳しく説明する。図1およ
び図2は、この発明の実施例を示したものである。たと
えばこの図1および図2に示したように、励起ランプと
してのフラッシュランプ(1)の周囲に、波長変換材
(2)を管状に配置する。この波長変換材(2)には、
2価の銅を石英にドープしたものを使用する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The solid-state laser device of the present invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 show an embodiment of the present invention. For example, as shown in FIGS. 1 and 2, a wavelength conversion material (2) is arranged in a tubular shape around a flash lamp (1) as an excitation lamp. In this wavelength conversion material (2),
Quartz doped with divalent copper is used.

【0011】このような構成とすることにより、フラッ
シュランプ(1)より出射された光のうちの紫外光がこ
の波長変換材(2)によって吸収され、可視光が放出さ
れる。これによって、レーザーロッド(3)、たとえば
Nd:YAGレーザーロッドの発振をより高効率化す
る。また、図3および図4は、レーザーロッド(3)の
周囲に管状の波長変換材(2)を配設したものである。
さらに図5は、以上の管状のものとは異なる板状の波長
変換材(4)を、フラッシュランプ(1)とレーザーロ
ッド(3)との間に配設した例を示している。
With this structure, the ultraviolet light of the light emitted from the flash lamp (1) is absorbed by the wavelength conversion material (2), and visible light is emitted. As a result, the oscillation of the laser rod (3), for example, the Nd: YAG laser rod is made more efficient. 3 and 4, the tubular wavelength conversion material (2) is arranged around the laser rod (3).
Further, FIG. 5 shows an example in which a plate-shaped wavelength conversion material (4) different from the above tubular one is arranged between the flash lamp (1) and the laser rod (3).

【0012】たとえばこのような波長変換材(2)
(4)の使用によって、レーザーロッドの発振効率は大
きく向上し、その高性能化、長寿命化が図られる。図6
は、従来の固体レーザー装置との対比において、この発
明の装置によるレーザー発振のための励起効率の向上の
結果を示したものである。この図6から明らかなよう
に、同一の励起ランプによっても(同じ波長のもの)、
この発明の装置によってレーザー出力は増大し、励起効
率が向上することがわかる。
For example, such a wavelength conversion material (2)
By using (4), the oscillation efficiency of the laser rod is greatly improved, and its performance and life are extended. Figure 6
Shows the result of improvement of the excitation efficiency for laser oscillation by the device of the present invention in comparison with the conventional solid-state laser device. As is clear from FIG. 6, even with the same excitation lamp (of the same wavelength),
It can be seen that the device of the present invention increases the laser output and improves the excitation efficiency.

【0013】また、図7に示したように、液体色素によ
る波長変換レーザー(A)の場合のように頻繁に色素変
換(a)しなくとも、この発明の場合には、その出力性
能を長期的に維持することができる。このため、レーザ
ー装置のメンテナンス、その使用が簡略化され、ランニ
ングコストも低減する。さらには、従来の装置に比べ、
同一出力のレーザー装置の場合には、より小型化、低価
格化がこの発明によって可能となる。
Further, as shown in FIG. 7, even if the dye conversion (a) is not frequently performed as in the case of the wavelength conversion laser (A) using the liquid dye, the output performance of the present invention is long-term. Can be maintained. Therefore, the maintenance and use of the laser device are simplified and the running cost is reduced. Furthermore, compared to conventional devices,
In the case of laser devices having the same output, the present invention enables further downsizing and cost reduction.

【0014】[0014]

【発明の効果】この発明により、以上詳しく説明した通
り、レーザーロッドに有害な紫外光を吸収し、レーザー
発振に寄与する可視光に変換するため、レーザーロッド
の寿命を延ばし、同一ランプにて励起効率を向上させる
ことができる。また、液体色素を波長変換材料として利
用したレーザーのように、その性能を維持するために頻
繁に色素を変換しなくても、その優れた性能を維持する
ことができる。そのため、レーザーのメンテナンス、使
用が簡略化でき、ランニングコストも低い。また、励起
効率が向上するため、同一出力にて、従来レーザーより
小型、低価格化が実現できる。
As described in detail above, according to the present invention, the ultraviolet light harmful to the laser rod is absorbed and converted into visible light that contributes to laser oscillation, so that the life of the laser rod is extended and excitation is performed by the same lamp. The efficiency can be improved. Further, unlike a laser using a liquid dye as a wavelength conversion material, excellent performance can be maintained even if the dye is not frequently converted to maintain its performance. Therefore, the maintenance and use of the laser can be simplified and the running cost is low. Further, since the pumping efficiency is improved, it is possible to realize smaller size and lower cost than the conventional laser with the same output.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例を示した部分断面図であ
る。
FIG. 1 is a partial sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の例を装置構成として例示した分解斜視図
である。
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the example of FIG. 1 as a device configuration.

【図3】この発明の別の実施例を示した部分断面図であ
る。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図4】図3の例を装置構成として例示した分解斜視図
である。
FIG. 4 is an exploded perspective view illustrating the example of FIG. 3 as an apparatus configuration.

【図5】この発明のさらに別の実施例を示した部分断面
図である。
FIG. 5 is a partial sectional view showing still another embodiment of the present invention.

【図6】この発明の高効率発振を示した入力・出力相関
図である。
FIG. 6 is an input / output correlation diagram showing high efficiency oscillation of the present invention.

【図7】この発明の高出力維持性を示した出力・時間相
関図である。
FIG. 7 is an output-time correlation diagram showing the high output maintaining property of the present invention.

【図8】従来の装置例を示した断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a conventional device.

【図9】従来の装置例のレーザーロッド収納部を示した
分解斜視図である。
FIG. 9 is an exploded perspective view showing a laser rod housing portion of a conventional device example.

【図10】(a)(b)(c)は、各々、従来装置の集
光反射鏡の例を示した斜視図である。
10 (a), (b) and (c) are perspective views showing examples of a condensing reflecting mirror of a conventional device, respectively.

【図11】従来の紫外光吸収装置を示した断面図であ
る。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a conventional ultraviolet light absorber.

【図12】従来の他の紫外光吸収装置を示した断面図で
ある。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing another conventional ultraviolet light absorber.

【図13】波長変換の特徴を示した吸収および発光特性
図である。
FIG. 13 is an absorption and emission characteristic diagram showing the characteristics of wavelength conversion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フラッシュランプ 2 波長変換材 3 レーザーロッド 4 波長変換材 1 Flash lamp 2 Wavelength conversion material 3 Laser rod 4 Wavelength conversion material

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 紫外光を吸収し、レーザー発振に寄与す
る可視光を放出する波長変換材をレーザーロッドと励起
ランプとの間に介在させてなることを特徴とする固体レ
ーザー装置。
1. A solid-state laser device characterized in that a wavelength conversion material that absorbs ultraviolet light and emits visible light that contributes to laser oscillation is interposed between a laser rod and an excitation lamp.
【請求項2】 管状または板状波長変換材を介在させて
なる請求項1の固体レーザー装置。
2. The solid-state laser device according to claim 1, wherein a tubular or plate-shaped wavelength conversion material is interposed.
JP8676991A 1991-04-18 1991-04-18 Solid-state laser device Pending JPH0563268A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8676991A JPH0563268A (en) 1991-04-18 1991-04-18 Solid-state laser device

Applications Claiming Priority (1)

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JP8676991A JPH0563268A (en) 1991-04-18 1991-04-18 Solid-state laser device

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JPH0563268A true JPH0563268A (en) 1993-03-12

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JP8676991A Pending JPH0563268A (en) 1991-04-18 1991-04-18 Solid-state laser device

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008210999A (en) * 2007-02-27 2008-09-11 Okamoto Kogaku Kakosho:Kk White light exciting laser device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008210999A (en) * 2007-02-27 2008-09-11 Okamoto Kogaku Kakosho:Kk White light exciting laser device

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