JPH06209132A - 固体レーザー - Google Patents

固体レーザー

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JPH06209132A
JPH06209132A JP20405393A JP20405393A JPH06209132A JP H06209132 A JPH06209132 A JP H06209132A JP 20405393 A JP20405393 A JP 20405393A JP 20405393 A JP20405393 A JP 20405393A JP H06209132 A JPH06209132 A JP H06209132A
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JP
Japan
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laser
crystal
solid
resonator mirror
laser crystal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP20405393A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Hiuga
浩彰 日向
Chiaki Goto
千秋 後藤
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 異方性レーザー結晶をポンピングする固体レ
ーザーにおいて、簡単な手段によって、しかも共振器挿
入ロスを招くことなく、2つの発振ラインの一方を選択
可能とする。 【構成】 ポンピング手段である半導体レーザー11およ
び集光レンズ12を、精密ねじ18の回転によって上下移動
するマウント15に固定し、該マウント15の上下移動によ
り、半導体レーザー11および集光レンズ12のNd:YL
F結晶13および共振器ミラー14に対する相対位置を変え
て、Nd:YLF結晶13が発する常光線と異常光線の一
方のみを選択的に発振させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は固体レーザーに関し、特
に詳細には、レーザー媒質として異方性レーザー結晶を
用い、偏光方向および波長が相異なる2種のレーザービ
ームを選択的に取り出せるようにした固体レーザーに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば特開昭62−189783号公報
に示されるように、ネオジウム(Nd)等の希土類が添
加されたレーザー結晶を半導体レーザー等によってポン
ピングする固体レーザーが公知となっている。この固体
レーザーは基本的に、上記のレーザー結晶と、このレー
ザー結晶にポンピング光を入射させるポンピング手段
と、レーザー結晶から発せられた固体レーザービームを
発振させる共振器ミラーとから構成される。
【0003】この種の固体レーザーにおいては、レーザ
ー結晶としてLiYF4 (YLF)等の異方性結晶が用
いられることもあるが、その場合は一般に、1つの発振
波長帯で2本の発振ラインが存在する。例えばNdがド
ープされた上記YLF(以下、Nd:YLFと称する)
を用いる場合は、1.0μm帯ではいわゆるσ偏光の波
長1053nmのレーザービームと、π偏光の波長10
47nmのレーザービームとが発振可能であり、同様に
1.3μm帯では1313nm(σ偏光)と1321n
m(π偏光)の2つの発振ラインが存在し得る。これ
は、常光線と異常光線が各々発振することによる。
【0004】そこでこのような異方性レーザー結晶を用
いる場合は、一般に、所望の単一発振ラインが得られる
ような対策を施す必要がある。例えばOPTICS L
ETTERS(オプティクス・レターズ)/Vol.11, N
o.4/April 1986には、異方性レーザー結晶を用いた固
体レーザーの共振器内にブリュースター板を挿入してお
き、このブリュースター板を90°回転させることによ
り、2つの発振ラインのうちの一方を選択することが示
されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このブリュー
スター板を用いる従来の固体レーザーにおいては、ブリ
ュースター板による共振器挿入ロスが大きく、高効率発
振が困難であるという問題がある。
【0006】またこの固体レーザーにおいては、ブリュ
ースター板を回転させる複雑な機構が必要であり、さら
にその回転にともなって共振器ミラーの再調整も必要と
なるので、構造が複雑化しやすく、調整も困難であると
いう欠点がある。
【0007】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、異方性レーザー結晶を用い、所望の単一
発振ラインを容易に得ることができる、構造の簡単な固
体レーザーを提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による第1の固体
レーザーは、請求項1に記載の通り、前述したようなレ
ーザー結晶と、ポンピング手段と、共振器ミラーとから
なる固体レーザーにおいて、上記レーザー結晶が、その
結晶軸がレーザー発振軸と角度をなす向きに配置される
一方、ポンピング手段と、レーザー結晶および共振器ミ
ラーとを、レーザー結晶から発せられる常光線と異常光
線の一方のみが選択的に発振するように相対的に直線移
動させる手段が設けられたことを特徴とするものであ
る。
【0009】また本発明による第2の固体レーザーは、
請求項2に記載の通り、上記と同様のレーザー結晶と、
ポンピング手段と、共振器ミラーとからなる固体レーザ
ーにおいて、レーザー結晶が、その結晶軸がレーザー発
振軸と角度をなす向きに配置される一方、共振器ミラー
と、レーザー結晶およびポンピング手段とを、レーザー
結晶から発せられる常光線と異常光線の一方のみが選択
的に発振するように相対的に直線移動させる手段が設け
られたことを特徴とするものである。
【0010】
【作用および発明の効果】上記のようにレーザー結晶
を、その結晶軸がレーザー発振軸と角度をなす向きに配
置しておくと、該レーザー結晶から発せられた固体レー
ザービームは、レーザー結晶の複屈折性により、常光線
と異常光線とからなるものとなる。そしてこれら常光線
と異常光線とは、前述のNd:YLFを用いる場合の
1.313μmと1.321μmのように波長が相異な
る。そこで、第1の固体レーザーのようにポンピング手
段と、レーザー結晶および共振器ミラーとの相対位置を
変えたり、あるいは第2の固体レーザーのように共振器
ミラーと、レーザー結晶およびポンピング手段との相対
位置を変えると、共振器ミラー間の光路が変化して、常
光線が発振する状態と異常光線が発振する状態の一方を
選択的に作り出せるようになる。
【0011】以上のようにして本発明の固体レーザーに
おいては、2種の発振ライン(そしてそれに応じて偏光
の向きも)のうちの一方を選択的に得ることができる
が、そのためにポンピング手段とレーザー結晶および共
振器ミラーとを相対的に直線移動させる手段や、あるい
は共振器ミラーとレーザー結晶およびポンピング手段と
を相対的に直線移動させる手段は、前述のブリュースタ
ー板を回転させる手段と比べればより機構が簡単なもの
となる。したがって本発明の固体レーザーは、上記ブリ
ュースター板を回転させて発振ラインを選択する従来装
置に比べれば、より構成が簡単で低コストのものとな
り、また調整も容易なものとなる。
【0012】そして本発明の固体レーザーにおいては、
発振ライン選択のために共振器内にブリュースター板等
の新たな素子を挿入するものではないから、そのような
素子による共振器挿入ロスが無く、よって高効率発振が
可能となる。
【0013】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施例によるレ
ーザーダイオードポンピング固体レーザーを示すもので
ある。この固体レーザーは、ポンピング光としてのレー
ザービーム10を発する半導体レーザー11と、発散光であ
る上記レーザービーム10を集束させる集光レンズ12と、
異方性のレーザー結晶であるNd:YLF結晶13と、こ
のNd:YLF結晶13の前方側(図中右方側)に配され
た共振器ミラー14とを有している。
【0014】ここで上記Nd:YLF結晶13は、レーザ
ー発振軸Aに対して結晶a軸およびc軸が角度をなすよ
うにカットされている。この角度は、a軸に対する角度
θで、通常20°〜70°の範囲の値とされる。また半
導体レーザー11は、図示しないペルチェ素子と温調回路
により、所定温度に温調される。
【0015】一方、ポンピング手段を構成する半導体レ
ーザー11と集光レンズ12は、共通のマウント15に固定さ
れている。このマウント15の下面には、図中上下方向に
延びる複数のガイドロッド16が固定され、これらのガイ
ドロット16は保持部材17に挿通されている。またこの保
持部材17には精密ねじ18が回転自在に保持されており、
この精密ねじ18の先端はマウント15に固定されたナット
部19に螺合されている。したがってこの精密ねじ18が正
逆回転されると、それに応じてナット部19が螺進退する
ので、マウント15が図中上下方向に移動する。このよう
にマウント15が移動すると、半導体レーザー11および集
光レンズ12が、Nd:YLF結晶13および共振器ミラー
14に対して図中上下方向に相対移動する。
【0016】Nd:YLF結晶13は、波長795nmの
レーザービーム10によってNd原子が励起されることに
より、波長が1321nmまたは1313nm(この点
については後述する)のレーザービーム20を発する。こ
のNd:YLF結晶13の光入射の端面13aには、波長7
95nmのポンピング用レーザービーム10は良好に透過
させる一方、波長1321nmまたは1313nmのレ
ーザービーム20は良好に反射させるコーティングが施さ
れている。また共振器ミラー14のミラー面14aには、ポ
ンピング用レーザービーム10は良好に反射させる一方、
レーザービーム20を一部透過させるコーティングが施さ
れている。したがって固体レーザービーム20は、上記共
振器ミラー14のミラー面14aとNd:YLF結晶13の端
面13aとの間で共振し、その一部が共振器ミラー14から
取り出される。
【0017】次に発振ラインの選択について説明する。
前述のように精密ねじ18を回転させてマウント15を上下
方向に移動させると、ポンピング用レーザービーム10の
Nd:YLF結晶13への入射位置が変化する。本実施例
では、レーザービーム10を図中実線表示の状態でNd:
YLF結晶13に入射させると常光線が発振して、波長1
313nmの固体レーザービーム20が得られる。このと
きのレーザービーム20はいわゆるσ偏光(図中での偏光
方向は紙面に垂直な方向)となる。一方、レーザービー
ム10を図中破線表示の状態でNd:YLF結晶13に入射
させると異常光線が発振して、波長1321nmの固体
レーザービーム20が得られる。このときのレーザービー
ム20はいわゆるπ偏光(図中での偏光方向は紙面に平行
な方向)となる。以上のようにして発振ラインを選択で
きる理由は、先に詳しく説明した通りである。
【0018】次に図2を参照して、本発明の第2実施例
について説明する。なおこの図2において、既に説明し
た図1中のものと同じ要素については図1中と同番号を
付してあり、それらについての重複した説明は省略す
る。この第2実施例の固体レーザーにおいては、Nd:
YLF結晶13の光出射端面13bが球面の一部をなす凸面
に研磨されて、光入射端面13aとともに共振器ミラーを
構成している。この端面13bには、図1の共振器ミラー
14のミラー面14aに施されたものと同じコーティングが
施されている。
【0019】一方ポンピング手段としての半導体レーザ
ー11は、Nd:YLF結晶13の平坦な光入射端面13aに
近接させて配置されている。そしてこの半導体レーザー
11は、図1のものと同様のマウント15に固定され、精密
ねじ18を回転させることにより図中上下方向に移動可能
となっている。
【0020】本実施例では、レーザービーム10を図中実
線表示の状態でNd:YLF結晶13に入射させると常光
線が発振して、波長1313nmの固体レーザービーム
20(σ偏光)が得られ、一方、レーザービーム10を図中
破線表示の状態でNd:YLF結晶13に入射させると異
常光線が発振して、波長1321nmの固体レーザービ
ーム20(π偏光)が得られる。
【0021】以上説明した実施例においては、Nd:Y
LF結晶13を固定しておいてポンピング手段を移動させ
ているが、それとは反対にポンピング手段は固定してお
いてNd:YLF結晶13を(第1実施例ではそれととも
に共振器ミラー14も)移動させるようにしてもよい。
【0022】次に図3を参照して、本発明の第3実施例
について説明する。この第3実施例の固体レーザーは、
図1の固体レーザーと比べると、半導体レーザー11およ
び集光レンズ12が図示しない固定のマウントに保持さ
れ、共振器ミラー14が上下移動自在なマウント15に固定
されている点のみが異なる。
【0023】この構成においては、精密ねじ18を回転さ
せてマウント15を上下方向に移動させると、半導体レー
ザー11、集光レンズ12およびNd:YLF結晶13に対す
る共振器ミラー14の相対位置が変化し、それにより、レ
ーザービーム20の発振ラインを選択することができる。
本実施例では、共振器ミラー14を図中実線表示位置に設
定すると常光線が発振して、波長1313nmの固体レ
ーザービーム20(σ偏光)が得られる。その一方、共振
器ミラー14を図中破線表示位置に設定すると異常光線が
発振して、波長1321nmの固体レーザービーム20
(π偏光)が得られる。
【0024】以上、1.3μm帯で発振ラインを選択す
る実施例について説明したが、Nd:YLF結晶13の
1.0μm帯における発振ライン、すなわち常光線発振
の1053nm(σ偏光)および異常光線発振の104
7nm(π偏光)の一方を選択することも可能である。
【0025】また本発明は、以上説明したNd:YLF
以外の異方性レーザー結晶、例えばNd:MgO:Li
NbO3 、Nd:YVO4 、LNP等を用いる固体レー
ザーに対しても適用可能で、同様の作用、効果を奏する
ものである。
【0026】さらに本発明は、共振器内に非線形光学材
料の結晶を配して、固体レーザービームを第2高調波等
に波長変換する固体レーザーに対しても同様に適用可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の固体レーザーを示す概略
側面図
【図2】本発明の第2実施例の固体レーザーを示す概略
側面図
【図3】本発明の第3実施例の固体レーザーを示す概略
側面図
【符号の説明】
10 ポンピング用レーザービーム 11 半導体レーザー 12 集光レンズ 13 Nd:YLF結晶 14 共振器ミラー 15 マウント 16 ガイドロッド 17 保持部材 18 精密ねじ 20 固体レーザービーム

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ネオジウム等の希土類が添加された異方
    性レーザー結晶と、このレーザー結晶にポンピング光を
    入射させるポンピング手段と、前記レーザー結晶から発
    せられた固体レーザービームを発振させる共振器ミラー
    とからなる固体レーザーにおいて、 前記レーザー結晶が、その結晶軸がレーザー発振軸と角
    度をなす向きに配置される一方、 前記ポンピング手段と、レーザー結晶および共振器ミラ
    ーとを、レーザー結晶から発せられる常光線と異常光線
    の一方のみが選択的に発振するように相対的に直線移動
    させる手段が設けられたことを特徴とする固体レーザ
    ー。
  2. 【請求項2】 ネオジウム等の希土類が添加された異方
    性レーザー結晶と、このレーザー結晶にポンピング光を
    入射させるポンピング手段と、前記レーザー結晶から発
    せられた固体レーザービームを発振させる共振器ミラー
    とからなる固体レーザーにおいて、 前記レーザー結晶が、その結晶軸がレーザー発振軸と角
    度をなす向きに配置される一方、 前記共振器ミラーと、レーザー結晶およびポンピング手
    段とを、レーザー結晶から発せられる常光線と異常光線
    の一方のみが選択的に発振するように相対的に直線移動
    させる手段が設けられたことを特徴とする固体レーザ
    ー。
JP20405393A 1992-08-20 1993-08-18 固体レーザー Withdrawn JPH06209132A (ja)

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JP20405393A JPH06209132A (ja) 1992-08-20 1993-08-18 固体レーザー

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JP4-221722 1992-08-20
JP22172292 1992-08-20
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014097370A1 (ja) * 2012-12-17 2014-06-26 三菱電機株式会社 導波路型レーザ装置
JP2016063063A (ja) * 2014-09-18 2016-04-25 株式会社トプコン レーザ発振装置
CN109244808A (zh) * 2018-09-30 2019-01-18 沈阳理工大学 一种基于柱面反射镜的Nd:YLF激光器及其光束质量改善方法
JP2019062229A (ja) * 2018-12-18 2019-04-18 株式会社トプコン レーザ発振装置

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Effective date: 20001031