JPH0645669A - 端面励起型固体レーザ - Google Patents
端面励起型固体レーザInfo
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- JPH0645669A JPH0645669A JP4310591A JP4310591A JPH0645669A JP H0645669 A JPH0645669 A JP H0645669A JP 4310591 A JP4310591 A JP 4310591A JP 4310591 A JP4310591 A JP 4310591A JP H0645669 A JPH0645669 A JP H0645669A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】端面励起型固体レーザの部品数を減らして小型
化にし、光学アライメントを容易にする。 【構成】固体レーザ結晶の光ファイバ側の面と出力ミラ
ーによりレーザ共振器を構成している。このレーザ共振
器の光軸と、光ファイバの光軸が一致するように、光フ
ァイバの端面を固体レーザ結晶に密着、あるいは近接さ
せる。光ファイバの反対側の端面より励起光を結合、導
波させ、固体レーザを励起することによって出力を得て
いる。
化にし、光学アライメントを容易にする。 【構成】固体レーザ結晶の光ファイバ側の面と出力ミラ
ーによりレーザ共振器を構成している。このレーザ共振
器の光軸と、光ファイバの光軸が一致するように、光フ
ァイバの端面を固体レーザ結晶に密着、あるいは近接さ
せる。光ファイバの反対側の端面より励起光を結合、導
波させ、固体レーザを励起することによって出力を得て
いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ装置に関し、特
に半導体レーザを励起光源とする端面励起型固体レーザ
に関する。
に半導体レーザを励起光源とする端面励起型固体レーザ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の端面励起型固体レーザでは、図６
に示すように、半導体レーザ１０などの励起光源から放
射される励起光をレンズ９で集光し、固体レーザの固体
レーザ結晶２に照射する事によって励起していた。ある
いは、励起光源から放射されるレーザ光をレンズで光フ
ァイバに結合し光ファイバを導波させ、光ファイバ端面
から放射されるレーザ光を再びレンズで集光してから励
起に用いていた。半導体レーザ励起固体レーザに関して
は、「レーザ研究，Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．１０（１９８
９），ｐｐ．６９５−７０５」に詳しい記述がある。
に示すように、半導体レーザ１０などの励起光源から放
射される励起光をレンズ９で集光し、固体レーザの固体
レーザ結晶２に照射する事によって励起していた。ある
いは、励起光源から放射されるレーザ光をレンズで光フ
ァイバに結合し光ファイバを導波させ、光ファイバ端面
から放射されるレーザ光を再びレンズで集光してから励
起に用いていた。半導体レーザ励起固体レーザに関して
は、「レーザ研究，Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．１０（１９８
９），ｐｐ．６９５−７０５」に詳しい記述がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種の固体レーザの
励起光源としては、比較的小型で、光出力がかなり大き
い半導体レーザがよく利用される。半導体レーザから放
射されるレーザ光をレンズで集光して固体レーザの励起
に用いる場合、固体レーザの共振器と半導体レーザを一
体化しなければならない。一般に固体レーザを励起する
ための半導体レーザは出力が大きく、消費電力が多いた
めに、それに伴って生じる発熱を無視できない。したが
って冷却のために放熱板，空冷ファン，ペルエチェ素子
等の放熱手段を用いなければならず、固体レーザの発光
部の寸法が大きくなってしまう。また、この種のレーザ
を構成するためには少なくとも半導体レーザ，レンズ，
固体レーザ結晶，出力ミラーの４個の素子が必要で、そ
れらの光学的なアライメントに高度な技術と時間を要し
た。
励起光源としては、比較的小型で、光出力がかなり大き
い半導体レーザがよく利用される。半導体レーザから放
射されるレーザ光をレンズで集光して固体レーザの励起
に用いる場合、固体レーザの共振器と半導体レーザを一
体化しなければならない。一般に固体レーザを励起する
ための半導体レーザは出力が大きく、消費電力が多いた
めに、それに伴って生じる発熱を無視できない。したが
って冷却のために放熱板，空冷ファン，ペルエチェ素子
等の放熱手段を用いなければならず、固体レーザの発光
部の寸法が大きくなってしまう。また、この種のレーザ
を構成するためには少なくとも半導体レーザ，レンズ，
固体レーザ結晶，出力ミラーの４個の素子が必要で、そ
れらの光学的なアライメントに高度な技術と時間を要し
た。
【０００４】半導体レーザから放射されるレーザ光をレ
ンズで光ファイバに結合し光ファイバを導波させ、光フ
ァイバ端面から放射されるレーザ光を再びレンズで集光
してから励起に用いる方法により、前者の問題は解決で
きる。しかし、後者の問題は依然として残る。
ンズで光ファイバに結合し光ファイバを導波させ、光フ
ァイバ端面から放射されるレーザ光を再びレンズで集光
してから励起に用いる方法により、前者の問題は解決で
きる。しかし、後者の問題は依然として残る。
【０００５】本発明の目的は、光学的アライメントが従
来に比べ容易になり、発光部もより小型になる、端面励
起型固体レーザを提供することにある。
来に比べ容易になり、発光部もより小型になる、端面励
起型固体レーザを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の端面励起型固体
レーザは、レーザ共振器に固体レーザ結晶を含み、前記
固体レーザ結晶の少なくとも１面によって前記レーザ共
振器のミラーを構成し、レーザ共振器の光軸にそって前
記レーザ共振器の前記固体レーザ側の外部から励起光を
照射し固体レーザを励起する端面励起型固体レーザにお
いて、励起光を導波させる光ファイバを設け、前記光フ
ァイバの出力側の端面を固体レーザ結晶に密着させるか
少なくとも近接させ、前記端面より放射させる励起光に
より固体レーザを励起することを特徴とする。
レーザは、レーザ共振器に固体レーザ結晶を含み、前記
固体レーザ結晶の少なくとも１面によって前記レーザ共
振器のミラーを構成し、レーザ共振器の光軸にそって前
記レーザ共振器の前記固体レーザ側の外部から励起光を
照射し固体レーザを励起する端面励起型固体レーザにお
いて、励起光を導波させる光ファイバを設け、前記光フ
ァイバの出力側の端面を固体レーザ結晶に密着させるか
少なくとも近接させ、前記端面より放射させる励起光に
より固体レーザを励起することを特徴とする。
【０００７】また、前記端面励起固体レーザにおいて、
その共振器内に高周波発生のための２次の非線形光学結
晶を設けることを特徴とする。
その共振器内に高周波発生のための２次の非線形光学結
晶を設けることを特徴とする。
【０００８】また、前記レーザ共振器の構成から決定さ
れる前記固体レーザ結晶の位置におけるビームスポット
半径をＷ0 、前記固体レーザ結晶の屈折率をｎ1 、励起
光の波長における吸収係数をα、前記光ファイバのコア
径が２ｒC 、開口数がＮＡであり、前記固体レーザ結晶
と前記光ファイバの間の距離をｄ0 とするとき、 ｒC ＋ｄ0 （ＮＡ）／｛１−（ＮＡ）2 ｝1/2 ＜Ｗ0 かつ ｒC ＋ｄ0 （ＮＡ）／｛１−（ＮＡ）2 ｝1/2 ＋（２／α）×（ＮＡ）／｛ｎ1 2 −（ＮＡ）2 ｝1/2 ＞Ｗ0 を満たすことを特徴とする。
れる前記固体レーザ結晶の位置におけるビームスポット
半径をＷ0 、前記固体レーザ結晶の屈折率をｎ1 、励起
光の波長における吸収係数をα、前記光ファイバのコア
径が２ｒC 、開口数がＮＡであり、前記固体レーザ結晶
と前記光ファイバの間の距離をｄ0 とするとき、 ｒC ＋ｄ0 （ＮＡ）／｛１−（ＮＡ）2 ｝1/2 ＜Ｗ0 かつ ｒC ＋ｄ0 （ＮＡ）／｛１−（ＮＡ）2 ｝1/2 ＋（２／α）×（ＮＡ）／｛ｎ1 2 −（ＮＡ）2 ｝1/2 ＞Ｗ0 を満たすことを特徴とする。
【０００９】さらに、前記端面励起固体レーザにおい
て、前記固体レーザ結晶としてａ軸カットのＮｄ：ＹＶ
Ｏ4 を用い、前記レーザ共振器の構成から決定される前
記Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶の位置におけるビームスポット半
径をＷ0 、前記Ｎｄ：ＹＶＯ4結晶の屈折率をｎ1 、前
記光ファイバのコア径が２ｒC 、開口数がＮＡであり、
前記Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶と前記光ファイバの間の距離を
ｄ0 とするとき、 ｒC ＋ｄ0 （ＮＡ）／｛１−（ＮＡ）2 ｝1/2 ＜Ｗ0 かつ ｒC ＋ｄ0 （ＮＡ）／｛１−（ＮＡ）2 ｝1/2 ＋１（ｍｍ）×（ＮＡ）／｛ｎ1 2 −（ＮＡ）2 ｝1/2 ＞Ｗ0 を満たすことを特徴とする。
て、前記固体レーザ結晶としてａ軸カットのＮｄ：ＹＶ
Ｏ4 を用い、前記レーザ共振器の構成から決定される前
記Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶の位置におけるビームスポット半
径をＷ0 、前記Ｎｄ：ＹＶＯ4結晶の屈折率をｎ1 、前
記光ファイバのコア径が２ｒC 、開口数がＮＡであり、
前記Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶と前記光ファイバの間の距離を
ｄ0 とするとき、 ｒC ＋ｄ0 （ＮＡ）／｛１−（ＮＡ）2 ｝1/2 ＜Ｗ0 かつ ｒC ＋ｄ0 （ＮＡ）／｛１−（ＮＡ）2 ｝1/2 ＋１（ｍｍ）×（ＮＡ）／｛ｎ1 2 −（ＮＡ）2 ｝1/2 ＞Ｗ0 を満たすことを特徴とする。
【００１０】
【作用】端面励起型の固体レーザを励起する場合、固体
レーザ結晶中の発振領域内で励起光を吸収させると発振
効率がよくなる。この固体レーザ結晶中でのビーム半径
は、出力ミラーの曲率半径や、共振器長によって変化す
る。図４に、一方のミラーを平面とし、もう一方のミラ
ーが曲率を持っている光共振器における、共振器長と平
面ミラーの位置でのビームスポット半径の関係を示す。
光の波長は１０６４ｎｍとした。曲率半径ｒをパラメー
タとし、ｒの値を１０ｍｍから１０００ｍｍまで変えて
ある。端面励起型の固体レーザでは共振器長は１０ｍｍ
〜１００ｍｍ程度となり、この範囲で平面ミラーの位置
におけるビームスポット半径はおおよそ５０〜３００μ
ｍとなる。従来は、半導体レーザからの光を、直接、あ
るいは一度、光ファイバを導波してから、いずれも光を
レンズで集光し、固体レーザを励起していた。
レーザ結晶中の発振領域内で励起光を吸収させると発振
効率がよくなる。この固体レーザ結晶中でのビーム半径
は、出力ミラーの曲率半径や、共振器長によって変化す
る。図４に、一方のミラーを平面とし、もう一方のミラ
ーが曲率を持っている光共振器における、共振器長と平
面ミラーの位置でのビームスポット半径の関係を示す。
光の波長は１０６４ｎｍとした。曲率半径ｒをパラメー
タとし、ｒの値を１０ｍｍから１０００ｍｍまで変えて
ある。端面励起型の固体レーザでは共振器長は１０ｍｍ
〜１００ｍｍ程度となり、この範囲で平面ミラーの位置
におけるビームスポット半径はおおよそ５０〜３００μ
ｍとなる。従来は、半導体レーザからの光を、直接、あ
るいは一度、光ファイバを導波してから、いずれも光を
レンズで集光し、固体レーザを励起していた。
【００１１】光ファイバを用いた場合、その端面を固体
レーザ結晶に近接させるだけで励起することが可能であ
る。図３に光ファイバを固体レーザ結晶２に近接させた
ときの様子を示す。光ファイバ１のコア半径がｒC 、開
口数がＮＡであるとする。固体レーザ結晶の屈折率をｎ
1 とする。また、光ファイバ１の端面と固体レーザ結晶
の間の距離をｄ0 、結晶端面における励起光のビームス
ポット半径をＷ1 とする。固体レーザの発振の固体レー
ザ結晶内でのビームスポット半径がＷ0 であるとし、固
体レーザの発振領域を破線で示した。この発振領域にお
いて、励起光の大部分が吸収されると、励起効率がよく
なる。光ファイバを導波した励起光は一般に１０°以上
の放射角をもって端面から放射される。よって光ファイ
バを固体レーザ結晶に密着あるいは近接させて励起する
場合、励起光が広がってしまう前の固体レーザ結晶の端
面に近い短い領域で励起光を吸収する必要がある。吸収
率の低い固体レーザ結晶を用いると、発振領域で充分に
吸収されず、発振に寄与しない部分で吸収されてしま
う。しかし、吸収率の高い固体レーザ結晶を用いると、
発振領域内で大部分のエネルギーを吸収させることが可
能である。
レーザ結晶に近接させるだけで励起することが可能であ
る。図３に光ファイバを固体レーザ結晶２に近接させた
ときの様子を示す。光ファイバ１のコア半径がｒC 、開
口数がＮＡであるとする。固体レーザ結晶の屈折率をｎ
1 とする。また、光ファイバ１の端面と固体レーザ結晶
の間の距離をｄ0 、結晶端面における励起光のビームス
ポット半径をＷ1 とする。固体レーザの発振の固体レー
ザ結晶内でのビームスポット半径がＷ0 であるとし、固
体レーザの発振領域を破線で示した。この発振領域にお
いて、励起光の大部分が吸収されると、励起効率がよく
なる。光ファイバを導波した励起光は一般に１０°以上
の放射角をもって端面から放射される。よって光ファイ
バを固体レーザ結晶に密着あるいは近接させて励起する
場合、励起光が広がってしまう前の固体レーザ結晶の端
面に近い短い領域で励起光を吸収する必要がある。吸収
率の低い固体レーザ結晶を用いると、発振領域で充分に
吸収されず、発振に寄与しない部分で吸収されてしま
う。しかし、吸収率の高い固体レーザ結晶を用いると、
発振領域内で大部分のエネルギーを吸収させることが可
能である。
【００１２】図５に結晶長と吸収率の関係を吸収係数α
をパラメータとして示した。固体レーザ結晶として従来
からよく用いられてきたＮｄ：ＹＡＧは、通常用いられ
ているＮｄ濃度が１ａｔｏｍ．％程度の場合に、８１０
ｎｍ近傍での吸収係数がおよそ０．４ｍｍ-1であり、励
起光を８０％以上吸収するためには結晶長が４ｍｍ以上
必要となるために、本発明のレーザに用いるのには適し
ていない。Ｎｄ：ＹＶＯ4 の８１０ｎｍ近傍での吸収係
数は、通常用いられているＮｄ濃度が１ａｔｏｍ．％程
度の場合に、励起光の電界とＮｄ：ＹＶＯ4 のｃ軸が平
行であるときおよそ３ｍｍ-1で、約０．５ｍｍの結晶長
で励起光の８０％程度を吸収することが可能である。し
たがって、コア径や開口数ＮＡの適当な光ファイバや、
曲率半径の適当な出力ミラーを使用するか、共振器長を
調整することによって、発振領域に有効に光を吸収させ
ることが可能である。
をパラメータとして示した。固体レーザ結晶として従来
からよく用いられてきたＮｄ：ＹＡＧは、通常用いられ
ているＮｄ濃度が１ａｔｏｍ．％程度の場合に、８１０
ｎｍ近傍での吸収係数がおよそ０．４ｍｍ-1であり、励
起光を８０％以上吸収するためには結晶長が４ｍｍ以上
必要となるために、本発明のレーザに用いるのには適し
ていない。Ｎｄ：ＹＶＯ4 の８１０ｎｍ近傍での吸収係
数は、通常用いられているＮｄ濃度が１ａｔｏｍ．％程
度の場合に、励起光の電界とＮｄ：ＹＶＯ4 のｃ軸が平
行であるときおよそ３ｍｍ-1で、約０．５ｍｍの結晶長
で励起光の８０％程度を吸収することが可能である。し
たがって、コア径や開口数ＮＡの適当な光ファイバや、
曲率半径の適当な出力ミラーを使用するか、共振器長を
調整することによって、発振領域に有効に光を吸収させ
ることが可能である。
【００１３】励起効率を上げるためには、結晶端面にお
ける励起光のビームスポット半径Ｗ1 が固体レーザ発振
のビームスポット半径Ｗ0 より小さい必要がある。これ
を式で表わすと ｒC ＋ｄ0 ｔａｎθ0 ＜Ｗ0 （１） となる。励起光の吸収が固体レーザの発振領域に比べて
中央に集中し過ぎると、固体レーザの横モードに影響を
与えるばかりではなく、出力そのものの低下を引き起こ
す。そのために、励起光の吸収が｛１−ｅｘｐ（−
２）｝×１００％（約８６％）となるための結晶長をｄ
1 とし、その位置における励起光のビームスポットをＷ
2 としたときに、少なくともＷ2 がＷ0 より大きくなる
必要がある。それを式で表わすと ｒC ＋ ｄ0 ｔａｎθ0 ＋ｄ1 ｔａｎθ1 ≦Ｗ0 （２） となる。ｄ1 とαの間には
ける励起光のビームスポット半径Ｗ1 が固体レーザ発振
のビームスポット半径Ｗ0 より小さい必要がある。これ
を式で表わすと ｒC ＋ｄ0 ｔａｎθ0 ＜Ｗ0 （１） となる。励起光の吸収が固体レーザの発振領域に比べて
中央に集中し過ぎると、固体レーザの横モードに影響を
与えるばかりではなく、出力そのものの低下を引き起こ
す。そのために、励起光の吸収が｛１−ｅｘｐ（−
２）｝×１００％（約８６％）となるための結晶長をｄ
1 とし、その位置における励起光のビームスポットをＷ
2 としたときに、少なくともＷ2 がＷ0 より大きくなる
必要がある。それを式で表わすと ｒC ＋ ｄ0 ｔａｎθ0 ＋ｄ1 ｔａｎθ1 ≦Ｗ0 （２） となる。ｄ1 とαの間には
【００１４】ｅｘｐ（−αｄ1 ）＝ｅｘｐ（−２） の関係を成り立たせる必要があり、また、 ＮＡ＝ｓｉｎθ0 ｓｉｎθ0 ＝ｎ1 ｓｉｎθ1 の関係があるので、式（１）及び式（２）は次の様に表
現できる。
現できる。
【００１５】 ｒC ＋ｄ0 （ＮＡ）／｛１−（ＮＡ）2 ｝1/2 ＜Ｗ0 （３） ｒC ＋ｄ0 （ＮＡ）／｛１−（ＮＡ）2 ｝1/2 ＋（２／α）×（ＮＡ）／｛ｎ1 2 −（ＮＡ）2 ｝1/2
＞Ｗ0 （４） 式（３），式（４）を満たすこ
とによってより高い発振効率を得ることが可能となる。
＞Ｗ0 （４） 式（３），式（４）を満たすこ
とによってより高い発振効率を得ることが可能となる。
【００１６】固体レーザ結晶としてａ軸カットのＮｄ：
ＹＶＯ4 を用いた場合を考える。光ファイバは一般に偏
波を保存せず、光ファイバを導波したレーザ光は無偏光
となる。ｃ軸と平行な電界をもつ励起光に対しては吸収
係数が約３ｍｍ-1で、ｃ軸と垂直な電界をもつ励起光に
対しては吸収係数が約１．５ｍｍ-1である。よって励起
光を約８３％吸収するための結晶長ｄ1 は約１ｍｍとな
る。よって、式（４）の条件は次のように表現できる。
ＹＶＯ4 を用いた場合を考える。光ファイバは一般に偏
波を保存せず、光ファイバを導波したレーザ光は無偏光
となる。ｃ軸と平行な電界をもつ励起光に対しては吸収
係数が約３ｍｍ-1で、ｃ軸と垂直な電界をもつ励起光に
対しては吸収係数が約１．５ｍｍ-1である。よって励起
光を約８３％吸収するための結晶長ｄ1 は約１ｍｍとな
る。よって、式（４）の条件は次のように表現できる。
【００１７】 ｒC ＋ｄ0 （ＮＡ）／｛１−（ＮＡ）2 ｝1/2 ＋１（ｍｍ）×（ＮＡ）／｛ｎ1 2 −（ＮＡ）2 ｝1/2 ＞Ｗ0 （５） よって、本発明においてａ軸カットのＮｄ：ＹＶＯ4 を
用いた場合、式（３）及び式（５）の条件を満たすこと
によって、発振効率が高くなる。
用いた場合、式（３）及び式（５）の条件を満たすこと
によって、発振効率が高くなる。
【００１８】また、本発明によれば、従来固体レーザ結
晶の前で集光のために用いていたレンズ等の結合光学系
が不要となり、部品点数が減るので、光学的アライメン
トが従来に比べ容易になる。
晶の前で集光のために用いていたレンズ等の結合光学系
が不要となり、部品点数が減るので、光学的アライメン
トが従来に比べ容易になる。
【００１９】
【実施例】以下図面を参照しながら本発明の実施例を説
明する。
明する。
【００２０】図１に本発明の第１の実施例を示す。出力
ミラー３には、固体レーザの発振波長に対して８０％〜
９８％程度の高反射率になるようにコーティングを施し
てある。固体レーザ結晶２は向かい合う２面を平行に研
磨し、固体レーザの発振波長に対し、出力ミラー３の側
が低反射率に、反対側が１００％に近い反射率になるよ
うにコーティングを施してある。固体レーザ結晶２の高
反射面と出力ミラー３によりレーザ共振器を構成してい
る。このレーザ共振器の光軸と光ファイバ１の光軸が一
致するように、光ファイバ１の片側端面を固体レーザ結
晶２に密着させてある。光ファイバ１の反対側の端面か
ら半導体レーザなどの励起光源からの光４を結合し導波
させ、固体レーザを励起している。固体レーザ結晶には
Ｎｄ：ＹＶＯ4 やＬＮＰ（ＬｉＮｄ（ＰＯ3 ）4 ）など
の吸収率の高い結晶を用いている。
ミラー３には、固体レーザの発振波長に対して８０％〜
９８％程度の高反射率になるようにコーティングを施し
てある。固体レーザ結晶２は向かい合う２面を平行に研
磨し、固体レーザの発振波長に対し、出力ミラー３の側
が低反射率に、反対側が１００％に近い反射率になるよ
うにコーティングを施してある。固体レーザ結晶２の高
反射面と出力ミラー３によりレーザ共振器を構成してい
る。このレーザ共振器の光軸と光ファイバ１の光軸が一
致するように、光ファイバ１の片側端面を固体レーザ結
晶２に密着させてある。光ファイバ１の反対側の端面か
ら半導体レーザなどの励起光源からの光４を結合し導波
させ、固体レーザを励起している。固体レーザ結晶には
Ｎｄ：ＹＶＯ4 やＬＮＰ（ＬｉＮｄ（ＰＯ3 ）4 ）など
の吸収率の高い結晶を用いている。
【００２１】図２に本発明の第２の実施例を示す。第１
の実施例と大きな違いはレーザ共振器内に波長変換用の
２次の非線形光学結晶６を設けていることである。非線
形光学結晶６は、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4 ）、ＢＢＯ
（β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）、ＫＮｂＯ3 など、固体レーザの
発振光を基本波として第２高調波発生など、波長変換の
ための位相整合が可能なものであればよい。第１の実施
例とのもう１つの違いは、出力ミラー３の反射率を、発
振波長に対して１００％に近くし、その第２高調波に対
して低反射率となるようにしていることである。こうす
ることによって、波長変換における基本波となる、固体
レーザの発振光をレーザ共振器内に閉じこめて、レーザ
共振器内部におけるパワー密度を増加させ、波長変換効
率を高めている。
の実施例と大きな違いはレーザ共振器内に波長変換用の
２次の非線形光学結晶６を設けていることである。非線
形光学結晶６は、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4 ）、ＢＢＯ
（β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）、ＫＮｂＯ3 など、固体レーザの
発振光を基本波として第２高調波発生など、波長変換の
ための位相整合が可能なものであればよい。第１の実施
例とのもう１つの違いは、出力ミラー３の反射率を、発
振波長に対して１００％に近くし、その第２高調波に対
して低反射率となるようにしていることである。こうす
ることによって、波長変換における基本波となる、固体
レーザの発振光をレーザ共振器内に閉じこめて、レーザ
共振器内部におけるパワー密度を増加させ、波長変換効
率を高めている。
【００２２】本実施例では、レーザ共振器を構成するミ
ラーの内、一方を固体レーザ結晶の片側の端面をコーテ
ィングによって形成し、出力ミラーは独立に設けている
が、第１の実施例において固体レーザ結晶の両端面によ
ってコーティングして共振器を構成したり、第２の実施
例において固体レーザ結晶の一方の端面と非線形光学結
晶の一方の端面にコーティングすることによって共振器
を構成することも可能であることは言うまでもない。
ラーの内、一方を固体レーザ結晶の片側の端面をコーテ
ィングによって形成し、出力ミラーは独立に設けている
が、第１の実施例において固体レーザ結晶の両端面によ
ってコーティングして共振器を構成したり、第２の実施
例において固体レーザ結晶の一方の端面と非線形光学結
晶の一方の端面にコーティングすることによって共振器
を構成することも可能であることは言うまでもない。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
光学的アライメントが従来に比べ容易になり、発光部が
より小型になる端面励起型固体レーザの提供することが
できる。また、使用するレンズの数を削減できるのでコ
ストダウンにもなり産業上、非常に有効である。
光学的アライメントが従来に比べ容易になり、発光部が
より小型になる端面励起型固体レーザの提供することが
できる。また、使用するレンズの数を削減できるのでコ
ストダウンにもなり産業上、非常に有効である。
【図１】本発明の実施例を説明するための斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２の実施例を説明するための斜視図
である。
である。
【図３】本発明の作用を説明するための光ファイバを固
体レーザ結晶に近接させ励起しているところを示す図で
ある。
体レーザ結晶に近接させ励起しているところを示す図で
ある。
【図４】平面鏡及び凹面鏡からなる光共振器の共振器長
とビーム半径の関係を示す図である。
とビーム半径の関係を示す図である。
【図５】結晶長と吸収率の関係を示す図である。
【図６】従来の端面励起型固体レーザの例を示す図であ
る。
る。
１ 光ファイバ ２ 固体レーザ結晶 ３ 出力ミラー ４ 励起光 ６ 非線形光学結晶 ９ レンズ １０ 半導体レーザ
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザ共振器内に固体レーザ結晶を含
み、前記固体レーザ結晶の少なくとも１面によって前記
レーザ共振器のミラーを構成し、レーザ共振器の光軸に
そって前記レーザ共振器の前記固体レーザ側の外部から
励起光を照射し固体レーザを励起する端面励起型固体レ
ーザにおいて、 励起光を導波させる光ファイバを設け、前記光ファイバ
の出力側の端面を固体レーザ結晶に密着させるか少なく
とも近接させ、前記端面より放射される励起光により固
体レーザを励起することを特徴とする端面励起型固体レ
ーザ。 - 【請求項２】 請求項１記載の端面励起型固体レーザに
おいて、前記レーザ共振器の構成から決定される前記固
体レーザ結晶の位置におけるビームスポット半径を
Ｗ0 、前記固体レーザ結晶の屈折率をｎ1 、励起光の波
長における吸収係数をα、前記光ファイバのコア径が２
ｒC 、開口数がＮＡであり、前記固体レーザ結晶と前記
光ファイバの間の距離をｄ0 とするとき、 ｒC ＋ｄ0 （ＮＡ）／｛１−（ＮＡ）2 ｝1/2 ＜Ｗ0 かつ ｒC ＋ｄ0 （ＮＡ）／｛１−（ＮＡ）2 ｝1/2 ＋（２／α）×（ＮＡ）／｛ｎ1 2 −（ＮＡ）2 ｝1/2 ＞Ｗ0 を満たすことを特徴とする端面励起型固体レーザ。 - 【請求項３】 請求項１及び請求項２記載の端面励起型
固体レーザにおいて、前記固体レーザ結晶としてａ軸カ
ットのＮｄ：ＹＶＯ4 を用い、前記レーザ共振器の構成
から決定される前記Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶の位置における
ビームスポット半径をＷ0 、前記Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶の
屈折率をｎ1 、前記光ファイバのコア径が２ｒC 、開口
数がＮＡであり、前記Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶と前記光ファ
イバの間の距離をｄ0 とするとき、 ｒC ＋ｄ0 （ＮＡ）／｛１−（ＮＡ）2 ｝1/2 ＜Ｗ0 かつ ｒC ＋ｄ0 （ＮＡ）／｛１−（ＮＡ）2 ｝1/2 ＋１（ｍｍ）×（ＮＡ）／｛ｎ1 2 −（ＮＡ）2 ｝1/2 ＞Ｗ0 を満たすことを特徴とする端面励起型固体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4310591A JPH0645669A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 端面励起型固体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4310591A JPH0645669A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 端面励起型固体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645669A true JPH0645669A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=12654559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4310591A Pending JPH0645669A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 端面励起型固体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645669A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997021259A1 (en) * | 1995-12-06 | 1997-06-12 | Hitachi Metals, Ltd. | Laser resonator, laser device, device applying laser, and method for oscillation of laser beam |
| US7295583B2 (en) | 1995-06-02 | 2007-11-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical device, laser beam source, laser apparatus and method of producing optical device |
-
1991
- 1991-03-08 JP JP4310591A patent/JPH0645669A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7295583B2 (en) | 1995-06-02 | 2007-11-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical device, laser beam source, laser apparatus and method of producing optical device |
| US7382811B2 (en) | 1995-06-02 | 2008-06-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical device, laser beam source, laser apparatus and method of producing optical device |
| US7570677B2 (en) | 1995-06-02 | 2009-08-04 | Panasonic Corporation | Optical device, laser beam source, laser apparatus and method of producing optical device |
| US7623559B2 (en) | 1995-06-02 | 2009-11-24 | Panasonic Corporation | Optical device, laser beam source, laser apparatus and method of producing optical device |
| WO1997021259A1 (en) * | 1995-12-06 | 1997-06-12 | Hitachi Metals, Ltd. | Laser resonator, laser device, device applying laser, and method for oscillation of laser beam |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000201 |