JPH06132586A - 固体レーザ装置 - Google Patents
固体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH06132586A JPH06132586A JP30808392A JP30808392A JPH06132586A JP H06132586 A JPH06132586 A JP H06132586A JP 30808392 A JP30808392 A JP 30808392A JP 30808392 A JP30808392 A JP 30808392A JP H06132586 A JPH06132586 A JP H06132586A
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- Japan
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- laser medium
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体レーザを励起光源とする固体レーザにお
いて、収差の低減されたビーム品質の高い高出力のレー
ザ光を得る。 【構成】共振器中に配置された異方性固体レーザ媒質
と、前記固体レーザ媒質を端面励起するべく光軸に対し
て垂直な面について強度分布が異方的な励起光を発生す
る励起光源とを備える固体レーザ装置に於いて、励起光
の強度分布の異方性の長軸方向と、固体レーザ媒質の熱
伝導率が大である軸の方向とを一致させることにより、
固体レーザ媒質の端面に生起する温度分布が等方的にな
り、共振器内に発生するレーザ光の断面が円形となるこ
とによって、収差の低減されたビーム品質の高い高出力
のレーザ光を得る。
いて、収差の低減されたビーム品質の高い高出力のレー
ザ光を得る。 【構成】共振器中に配置された異方性固体レーザ媒質
と、前記固体レーザ媒質を端面励起するべく光軸に対し
て垂直な面について強度分布が異方的な励起光を発生す
る励起光源とを備える固体レーザ装置に於いて、励起光
の強度分布の異方性の長軸方向と、固体レーザ媒質の熱
伝導率が大である軸の方向とを一致させることにより、
固体レーザ媒質の端面に生起する温度分布が等方的にな
り、共振器内に発生するレーザ光の断面が円形となるこ
とによって、収差の低減されたビーム品質の高い高出力
のレーザ光を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザチップや
他の光源からの光を励起光として、固体レーザ媒質を端
面励起する固体レーザ装置に関するものである。
他の光源からの光を励起光として、固体レーザ媒質を端
面励起する固体レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、互いに対向する一対の共振器
ミラー間にＮｄ：ＹＡＧ等の固体レーザ媒質を設置して
なる共振器中に、その一方の端面に半導体レーザチップ
からの放射光を励起光として照射して固体レーザ媒質を
励起させる形式の固体レーザ装置があり、これは希ガス
ランプなどを励起光源として用いた形式の固体レーザ装
置よりも手軽なレーザ光源として知られている。特に、
高出力のレーザ光が高いビーム品質で得られる可能性が
ある点で産業上の期待が大きい。
ミラー間にＮｄ：ＹＡＧ等の固体レーザ媒質を設置して
なる共振器中に、その一方の端面に半導体レーザチップ
からの放射光を励起光として照射して固体レーザ媒質を
励起させる形式の固体レーザ装置があり、これは希ガス
ランプなどを励起光源として用いた形式の固体レーザ装
置よりも手軽なレーザ光源として知られている。特に、
高出力のレーザ光が高いビーム品質で得られる可能性が
ある点で産業上の期待が大きい。
【０００３】上記の端面励起型固体レーザ装置の構成の
一例を図３に示す。励起光源としての半導体レーザチッ
プ１からの放射光の光軸上に集光レンズ２と、共振器を
構成する一対の共振器ミラー３・４及び前記共振器ミラ
ー３・４間に設けられた円柱状の固体レーザ媒質５とか
ら構成される。尚、図示されていないが、これら半導体
レーザチップ１と、集光レンズ２と、共振器ミラー３・
４及びレーザ媒質５は、その光学的な相対位置関係を維
持するべくホルダなどにより支持されている。
一例を図３に示す。励起光源としての半導体レーザチッ
プ１からの放射光の光軸上に集光レンズ２と、共振器を
構成する一対の共振器ミラー３・４及び前記共振器ミラ
ー３・４間に設けられた円柱状の固体レーザ媒質５とか
ら構成される。尚、図示されていないが、これら半導体
レーザチップ１と、集光レンズ２と、共振器ミラー３・
４及びレーザ媒質５は、その光学的な相対位置関係を維
持するべくホルダなどにより支持されている。
【０００４】このような端面励起型固体レーザ装置に於
いて、その励起光によって固体レーザ媒質が局部的に加
熱されて温度上昇し、その固体レーザ媒質への入熱と固
体レーザ媒質内での熱伝導と固体レーザ媒質からの放熱
方法とで決まる温度分布となる。この局部熱の発生によ
る温度分布は、光軸に対して平行な面と垂直な面とに分
けて考えることができる。光軸に対して平行な面の温度
上昇を低減するための方法として、例えば、特開平４−
８２２８１号公報には、固体レーザ媒質の励起光側の表
面に熱伝導率の高い透明なヒートシンクを設ける方法が
開示されている。
いて、その励起光によって固体レーザ媒質が局部的に加
熱されて温度上昇し、その固体レーザ媒質への入熱と固
体レーザ媒質内での熱伝導と固体レーザ媒質からの放熱
方法とで決まる温度分布となる。この局部熱の発生によ
る温度分布は、光軸に対して平行な面と垂直な面とに分
けて考えることができる。光軸に対して平行な面の温度
上昇を低減するための方法として、例えば、特開平４−
８２２８１号公報には、固体レーザ媒質の励起光側の表
面に熱伝導率の高い透明なヒートシンクを設ける方法が
開示されている。
【０００５】一方、後者の光軸に対して垂直な面の温度
分布は、励起光源の放射光強度分布が異方性を有する場
合、あるいは固体レーザ媒質が異方性を有する場合に発
生する。
分布は、励起光源の放射光強度分布が異方性を有する場
合、あるいは固体レーザ媒質が異方性を有する場合に発
生する。
【０００６】まず、励起光強度分布の異方性の効果を説
明するため、固体レーザ媒質は等方性である場合を説明
する。よく知られているように半導体レーザチップの放
射光強度分布は半導体レーザチップの活性層に対して平
行な方向と垂直な方向とで遍在し、その形状は概ね楕円
形をなす。そして、この半導体レーザチップを励起光源
として使用する場合には、上記励起光に対して垂直な面
の温度分布に異方性が生じることとなる。これを固体レ
ーザ媒質５の励起光入射面５ｂを模式的に示す図４をも
って説明すると、半導体レーザチップ１からの放射光で
励起する励起光の強度分布状態Ｌは楕円形をなす。この
励起光強度分布の中心をＯとする。また、固体レーザ媒
質５の光軸に対して垂直な面の温度分布は、この励起光
を吸収することによる発熱に基づくものであることか
ら、上記の励起光強度分布を反映して励起光の強度分布
状態Ｌと相似な形、すなわち楕円形のまま固体レーザ媒
質５の光軸に対して垂直な面内で広がることとなる。こ
のようにして固体レーザ媒質に異方性を有する熱誘起複
屈折効果が生じる。
明するため、固体レーザ媒質は等方性である場合を説明
する。よく知られているように半導体レーザチップの放
射光強度分布は半導体レーザチップの活性層に対して平
行な方向と垂直な方向とで遍在し、その形状は概ね楕円
形をなす。そして、この半導体レーザチップを励起光源
として使用する場合には、上記励起光に対して垂直な面
の温度分布に異方性が生じることとなる。これを固体レ
ーザ媒質５の励起光入射面５ｂを模式的に示す図４をも
って説明すると、半導体レーザチップ１からの放射光で
励起する励起光の強度分布状態Ｌは楕円形をなす。この
励起光強度分布の中心をＯとする。また、固体レーザ媒
質５の光軸に対して垂直な面の温度分布は、この励起光
を吸収することによる発熱に基づくものであることか
ら、上記の励起光強度分布を反映して励起光の強度分布
状態Ｌと相似な形、すなわち楕円形のまま固体レーザ媒
質５の光軸に対して垂直な面内で広がることとなる。こ
のようにして固体レーザ媒質に異方性を有する熱誘起複
屈折効果が生じる。
【０００７】次に、励起光強度分布が等方的であり、固
体レーザ媒質が異方性である場合を説明する。この場合
には、励起光の強度分布状態は円形をなすが、これをも
って励起した固体レーザ媒質の励起光入射面の温度分布
状態は円形にはならず、固体レーザ媒質の熱伝導率の大
きい方位を短軸とする楕円形になる。これによって共振
器内に発生するレーザ光は楕円断面となり、非点収差が
生じる。
体レーザ媒質が異方性である場合を説明する。この場合
には、励起光の強度分布状態は円形をなすが、これをも
って励起した固体レーザ媒質の励起光入射面の温度分布
状態は円形にはならず、固体レーザ媒質の熱伝導率の大
きい方位を短軸とする楕円形になる。これによって共振
器内に発生するレーザ光は楕円断面となり、非点収差が
生じる。
【０００８】上述したような固体レーザ媒質の熱誘起効
果は、固体レーザ装置としての出力限界を低下させ、レ
ーザ光を高出力化することを阻害していた。また、出力
可能範囲であっても、低出力固体レーザ装置として使用
する場合には問題ないが、高出力固体レーザ装置として
使用する場合に出力光に収差が含まれることから、例え
ば光ディスクの光源のように収差に厳しい制約がある用
途には不向きであった。
果は、固体レーザ装置としての出力限界を低下させ、レ
ーザ光を高出力化することを阻害していた。また、出力
可能範囲であっても、低出力固体レーザ装置として使用
する場合には問題ないが、高出力固体レーザ装置として
使用する場合に出力光に収差が含まれることから、例え
ば光ディスクの光源のように収差に厳しい制約がある用
途には不向きであった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、励起光源の放射光
の強度分布が異方性を有していても、出力光の収差を低
減することが可能な固体レーザ装置を提供することにあ
る。
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、励起光源の放射光
の強度分布が異方性を有していても、出力光の収差を低
減することが可能な固体レーザ装置を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述した目的は本発明に
よれば一対のミラーからなる共振器と、前記共振器中に
配置された異方性固体レーザ媒質と、前記固体レーザ媒
質を端面励起するべく光軸に対して垂直な面について強
度分布が異方的な励起光を発生する励起光源とを備える
固体レーザ装置に於いて、励起光の強度分布の異方性の
長軸方向と、固体レーザ媒質の熱伝導率が大である軸の
方向とを一致させたことを特徴とする固体レーザ装置を
提供することにより達成される。
よれば一対のミラーからなる共振器と、前記共振器中に
配置された異方性固体レーザ媒質と、前記固体レーザ媒
質を端面励起するべく光軸に対して垂直な面について強
度分布が異方的な励起光を発生する励起光源とを備える
固体レーザ装置に於いて、励起光の強度分布の異方性の
長軸方向と、固体レーザ媒質の熱伝導率が大である軸の
方向とを一致させたことを特徴とする固体レーザ装置を
提供することにより達成される。
【００１１】また、上記固体レーザ装置に於いて、固体
レーザ媒質の少なくとも一方の端面に共振器ミラーコー
ティングを施しても良い。
レーザ媒質の少なくとも一方の端面に共振器ミラーコー
ティングを施しても良い。
【００１２】
【作用】このように、固体レーザ媒質の熱伝導率が大で
ある方向と励起光強度分布の異方性の長軸方向とを一致
させることにより、固体レーザ媒質の端面に生起する温
度分布が等方的になり、共振器内に発生するレーザ光の
断面が円形となり、レーザ光の収差が低減される。
ある方向と励起光強度分布の異方性の長軸方向とを一致
させることにより、固体レーザ媒質の端面に生起する温
度分布が等方的になり、共振器内に発生するレーザ光の
断面が円形となり、レーザ光の収差が低減される。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
いて詳しく説明する。
【００１４】図１は、本発明が適用された実施例に於け
る固体レーザ装置の構成を示す模式的斜視図である。本
実施例では固体レーザ媒質５としてＮｄ：ＹＶＯ4用い
ている。ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザチップ１から放射
された励起光（８０８ｎｍ）は、集光レンズ２で集めら
れ、固体レーザ媒質５に照射され、固体レーザ媒質５を
励起し、基本レーザ光（１０６４ｎｍ）を生じさせる。
固体レーザ媒質５から放射された基本レーザ光は、共振
器ミラー４で反射され、再び光路を逆に通って固体レー
ザ媒質５に戻り、固体レーザ媒質５内で誘導放出により
増幅されつつ、固体レーザ媒質５の励起光入射面に施さ
れた共振器ミラーコーティング５ａにより反射され、共
振器内を往復する。こうして共振器ミラーコーティング
５ａ及び共振器ミラー４の設定がレーザ発振の条件を満
足すればレーザ発振を生じる。発振したレーザ光は共振
器ミラー４から出力される。
る固体レーザ装置の構成を示す模式的斜視図である。本
実施例では固体レーザ媒質５としてＮｄ：ＹＶＯ4用い
ている。ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザチップ１から放射
された励起光（８０８ｎｍ）は、集光レンズ２で集めら
れ、固体レーザ媒質５に照射され、固体レーザ媒質５を
励起し、基本レーザ光（１０６４ｎｍ）を生じさせる。
固体レーザ媒質５から放射された基本レーザ光は、共振
器ミラー４で反射され、再び光路を逆に通って固体レー
ザ媒質５に戻り、固体レーザ媒質５内で誘導放出により
増幅されつつ、固体レーザ媒質５の励起光入射面に施さ
れた共振器ミラーコーティング５ａにより反射され、共
振器内を往復する。こうして共振器ミラーコーティング
５ａ及び共振器ミラー４の設定がレーザ発振の条件を満
足すればレーザ発振を生じる。発振したレーザ光は共振
器ミラー４から出力される。
【００１５】図２は、図１に於ける固体レーザ媒質の励
起光入射面を模式的に示す図である。半導体レーザチッ
プ１からの放射光で励起する励起光の強度分布状態Ｌは
楕円形をなす。この楕円形の長軸方向と、異方性固体レ
ーザ媒質であるＮｄ：ＹＶＯ4の熱伝導率が大である方
向、即ちｃ軸とを一致させてある。励起光強度分布の長
軸方向は、より多くの入熱を固体レーザ媒質であるＮ
ｄ：ＹＶＯ4に供給するが、Ｎｄ：ＹＶＯ4のａ軸方向は
ｃ軸方向に比較して熱伝導率が小さいので、ｃ軸方向の
ほうがより大きく熱伝導し、結局円形の温度分布状態が
形成される。これにより励起光強度分布の異方性に基づ
く熱誘起複屈折効果と固体レーザ媒質の異方性が相殺さ
れ、共振器内に等方的な断面強度分布を有するレーザモ
ードが発生する。これにより、本実施例によれば、収差
の低減されたビーム品質の高いレーザ光が得られる。
起光入射面を模式的に示す図である。半導体レーザチッ
プ１からの放射光で励起する励起光の強度分布状態Ｌは
楕円形をなす。この楕円形の長軸方向と、異方性固体レ
ーザ媒質であるＮｄ：ＹＶＯ4の熱伝導率が大である方
向、即ちｃ軸とを一致させてある。励起光強度分布の長
軸方向は、より多くの入熱を固体レーザ媒質であるＮ
ｄ：ＹＶＯ4に供給するが、Ｎｄ：ＹＶＯ4のａ軸方向は
ｃ軸方向に比較して熱伝導率が小さいので、ｃ軸方向の
ほうがより大きく熱伝導し、結局円形の温度分布状態が
形成される。これにより励起光強度分布の異方性に基づ
く熱誘起複屈折効果と固体レーザ媒質の異方性が相殺さ
れ、共振器内に等方的な断面強度分布を有するレーザモ
ードが発生する。これにより、本実施例によれば、収差
の低減されたビーム品質の高いレーザ光が得られる。
【００１６】尚、本実施例に於いては、固体レーザ媒質
としてＮｄ：ＹＶＯ4を用いたが、もちろんこれに限る
ものではなく、異方性結晶であれば他の固体レーザ媒質
でも良い。
としてＮｄ：ＹＶＯ4を用いたが、もちろんこれに限る
ものではなく、異方性結晶であれば他の固体レーザ媒質
でも良い。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による固体レーザ装置によれば、収差の低減されたビ
ーム品質の高い出力光を容易に得ることができ、光ディ
スクの光源等として用いることができる。
明による固体レーザ装置によれば、収差の低減されたビ
ーム品質の高い出力光を容易に得ることができ、光ディ
スクの光源等として用いることができる。
【図１】本発明の実施例を示す模式的斜視図図である。
【図２】励起光の強度分布と固体レーザ媒質の温度分布
を合わせて示す図１の要部拡大正面図である。
を合わせて示す図１の要部拡大正面図である。
【図３】従来の固体レーザ装置の構成を示す模式的斜視
図である。
図である。
【図４】励起光の強度分布と固体レーザ媒質の温度分布
を合わせて示す図３の要部拡大正面図である。
を合わせて示す図３の要部拡大正面図である。
１ 半導体レーザチップ ２ 集光レンズ ３ 共振器ミラー ４ 共振器ミラー ５ 固体レーザ媒質 ５ａ 共振器ミラーコーティング ５ｂ 励起光入射面
Claims (2)
- 【請求項１】 一対のミラーからなる共振器と、前記
共振器中に配置された異方性固体レーザ媒質と、前記固
体レーザ媒質を端面励起するべく光軸に対して垂直な面
について強度分布が異方的な励起光を発生する励起光源
とを備える固体レーザ装置に於いて、 前記励起光の強度分布の異方性の長軸方向と、前記固体
レーザ媒質の熱伝導率が大である軸の方向とを一致させ
たことを特徴とする固体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記固体レーザ媒質の少なくとも一方
の端面に共振器ミラーコーティングを施したことを特徴
とする請求項１に記載の固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30808392A JPH06132586A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30808392A JPH06132586A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06132586A true JPH06132586A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17976673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30808392A Withdrawn JPH06132586A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06132586A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6428202B1 (en) * | 1999-03-12 | 2002-08-06 | Nec Corporation | Method for inspecting connection state of electronic part and a substrate, and apparatus for the same |
| DE10154007A1 (de) * | 2001-10-26 | 2003-05-15 | Jenoptik Laser Optik Sys Gmbh | Anordnung zum Pumpen eines anisotropen Laserkristalls |
-
1992
- 1992-10-21 JP JP30808392A patent/JPH06132586A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6428202B1 (en) * | 1999-03-12 | 2002-08-06 | Nec Corporation | Method for inspecting connection state of electronic part and a substrate, and apparatus for the same |
| DE10154007A1 (de) * | 2001-10-26 | 2003-05-15 | Jenoptik Laser Optik Sys Gmbh | Anordnung zum Pumpen eines anisotropen Laserkristalls |
| US6973108B2 (en) | 2001-10-26 | 2005-12-06 | Jenoptik Laser, Optik, Systeme Gmbh | Arrangement for pumping an anisotropic laser crystal |
| DE10154007B4 (de) * | 2001-10-26 | 2006-06-14 | Jenoptik Laser, Optik, Systeme Gmbh | Anordnung zum Pumpen eines anisotropen Laserkristalls |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000104 |