JPH07112083B2 - アレイ半導体レーザ端面励起固体レーザ - Google Patents
アレイ半導体レーザ端面励起固体レーザInfo
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- JPH07112083B2 JPH07112083B2 JP2154025A JP15402590A JPH07112083B2 JP H07112083 B2 JPH07112083 B2 JP H07112083B2 JP 2154025 A JP2154025 A JP 2154025A JP 15402590 A JP15402590 A JP 15402590A JP H07112083 B2 JPH07112083 B2 JP H07112083B2
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- laser
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、端面光源としての半導体レーザ出力を高効率
で光結合し、固体レーザ素子を光励起する半導体レーザ
励起固体レーザに関するものである。
で光結合し、固体レーザ素子を光励起する半導体レーザ
励起固体レーザに関するものである。
［従来の技術］ 半導体レーザを励起光源として用いた固体レーザが、高
効率、長寿命、小型化が図れることから、注目を集めて
いる。半導体レーザ励起固体レーザにおける、固体レー
ザの光軸方向から光励起する端面励起方式（例えば特開
昭58−52889号参照）では、固体レーザの発振の空間モ
ードに半導体レーザ出力光による励起空間をうまくマッ
チングさせることにより、高効率で単一基本横モード発
振を実現できる。
効率、長寿命、小型化が図れることから、注目を集めて
いる。半導体レーザ励起固体レーザにおける、固体レー
ザの光軸方向から光励起する端面励起方式（例えば特開
昭58−52889号参照）では、固体レーザの発振の空間モ
ードに半導体レーザ出力光による励起空間をうまくマッ
チングさせることにより、高効率で単一基本横モード発
振を実現できる。
［発明が解決しようとする課題］ 半導体レーザはビーム発散角が大きいため集光系を半導
体レーザに接近して集光する必要があり発振光の集光は
容易ではない。半導体レーザ励起固体レーザの高出力化
のためには、励起用の半導体レーザを高出力化する必要
がある。半導体レーザはストライプ状の活性層からレー
ザ光が出射するが、単一のストライプレーザでは出力に
限界があり、これ以上の出力を得るためには、複数のス
トライプを並べたアレイ状にしなければならない。
体レーザに接近して集光する必要があり発振光の集光は
容易ではない。半導体レーザ励起固体レーザの高出力化
のためには、励起用の半導体レーザを高出力化する必要
がある。半導体レーザはストライプ状の活性層からレー
ザ光が出射するが、単一のストライプレーザでは出力に
限界があり、これ以上の出力を得るためには、複数のス
トライプを並べたアレイ状にしなければならない。
このようなアレイ半導体レーザを励起光源として用いよ
うとすると、アレイの幅は1cm程の長さに渡るので、通
常のレンズ系を用いて複数ビームを１つのスポット状に
絞り込むことは到底できないため励起効率の良い端面励
起方式が採用できず、側面励起方式にしか適用できなか
った（例えばR.Burnham and A.D.Hays,Opt.Lett.,14,27
（1989）;M.K.Reed,W.J.Kozlovsky,R.L.Byer,G.L.Harna
gel,and P.S.Cross,Opt.Lett.,13,204（1988）等参
照）。
うとすると、アレイの幅は1cm程の長さに渡るので、通
常のレンズ系を用いて複数ビームを１つのスポット状に
絞り込むことは到底できないため励起効率の良い端面励
起方式が採用できず、側面励起方式にしか適用できなか
った（例えばR.Burnham and A.D.Hays,Opt.Lett.,14,27
（1989）;M.K.Reed,W.J.Kozlovsky,R.L.Byer,G.L.Harna
gel,and P.S.Cross,Opt.Lett.,13,204（1988）等参
照）。
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたもので、マルチ
ストライプのアレイ半導体レーザから出る発散角が大き
い多数の複数ビームを集光し、固体レーザの発振の空間
モードに半導体レーザ出力光による励起空間をマッチン
グするように、効率よく固体レーザ出力光を生起せしめ
る半導体レーザ励起固体レーザを提供することを目的と
する。
ストライプのアレイ半導体レーザから出る発散角が大き
い多数の複数ビームを集光し、固体レーザの発振の空間
モードに半導体レーザ出力光による励起空間をマッチン
グするように、効率よく固体レーザ出力光を生起せしめ
る半導体レーザ励起固体レーザを提供することを目的と
する。
［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明の手段として、
アレイ半導体レーザ出力を集光し固体レーザ素子を光励
起するアレイ半導体レーザ励起固体レーザにおいて、分
布屈折率レンズをアレイ半導体レーザの各ストライプに
対応して並べ、アレイ半導体レーザ出力を集光してコリ
メートするレンズアレイと、コリメートされた各ストラ
イプ光を一括して集光して一箇所に重ね合わせ、固体レ
ーザ素子を端面励起するためのフォーカシングレンズと
して用いる第２のレンズと、からなる光結合器を備える
ものである。
アレイ半導体レーザ出力を集光し固体レーザ素子を光励
起するアレイ半導体レーザ励起固体レーザにおいて、分
布屈折率レンズをアレイ半導体レーザの各ストライプに
対応して並べ、アレイ半導体レーザ出力を集光してコリ
メートするレンズアレイと、コリメートされた各ストラ
イプ光を一括して集光して一箇所に重ね合わせ、固体レ
ーザ素子を端面励起するためのフォーカシングレンズと
して用いる第２のレンズと、からなる光結合器を備える
ものである。
［作用］ 半導体レーザ励起固体レーザの横モードの特性は、端面
励起方式の場合、固体レーザ素子内の光励起空間の形状
で決まる。このため、単一基本横モードを得るために
は、絞った励起光の強度分布をなるべくガウス分布に近
づけ、固体レーザ素子内に一定の大きさのビームスポッ
トを安定的に作ってやることが好ましい。
励起方式の場合、固体レーザ素子内の光励起空間の形状
で決まる。このため、単一基本横モードを得るために
は、絞った励起光の強度分布をなるべくガウス分布に近
づけ、固体レーザ素子内に一定の大きさのビームスポッ
トを安定的に作ってやることが好ましい。
半導体レーザ励起固体レーザの光結合器として屈折率が
中心軸から外周面に向かって放射線状に分布して異なっ
ている円柱状の光学ガラス体である分布屈折率レンズを
用いると発散角の大きい半導体レーザ光を容易に集光す
ることができる。
中心軸から外周面に向かって放射線状に分布して異なっ
ている円柱状の光学ガラス体である分布屈折率レンズを
用いると発散角の大きい半導体レーザ光を容易に集光す
ることができる。
このような特性を持つ分布屈折率レンズを用いて各スト
ライプからのレーザ光を集光できることを利用し、アレ
イ半導体レーザの各々のストライプからの出射光を、分
布屈折率レンズアレイで集光し、第２のレンズで全体光
を一つのビームスポットに絞ってやり固体レーザ素子を
励起すれば、高品質の横モード光が得られる。
ライプからのレーザ光を集光できることを利用し、アレ
イ半導体レーザの各々のストライプからの出射光を、分
布屈折率レンズアレイで集光し、第２のレンズで全体光
を一つのビームスポットに絞ってやり固体レーザ素子を
励起すれば、高品質の横モード光が得られる。
［実施例］ 以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
第１図はアレイ半導体レーザ光を集光し固体レーザ素子
を端面励起する固体レーザの模式図である。第１図に示
すごとく、固体レーザ素子４としてNd:YAGを用い、一方
の端面をダイクロイックコーティング（Nd:YAGレーザ発
振波長1064nmで高反射（HR）、半導体レーザ光波長808n
mで高透過（AR））し、その面を励起面とし、アウトプ
ットミラー５とで共振器を構成する。用いたアレイ半導
体レーザ１は幅が100μｍの活性層ストライプ７が20本5
00μｍ間隔で配列したアレイからなる。集光レンズアレ
イ２は幅500μｍの分布屈折率レンズ20個からなり20本
のストライプからの出射光の各々を集光しコリメートす
る。20本のレーザビームを第２のレンズ３でフォーカシ
ングし一箇所に重ね合わせて、Nd:YAGロッドからなる固
体レーザ素子４を端面励起する。
を端面励起する固体レーザの模式図である。第１図に示
すごとく、固体レーザ素子４としてNd:YAGを用い、一方
の端面をダイクロイックコーティング（Nd:YAGレーザ発
振波長1064nmで高反射（HR）、半導体レーザ光波長808n
mで高透過（AR））し、その面を励起面とし、アウトプ
ットミラー５とで共振器を構成する。用いたアレイ半導
体レーザ１は幅が100μｍの活性層ストライプ７が20本5
00μｍ間隔で配列したアレイからなる。集光レンズアレ
イ２は幅500μｍの分布屈折率レンズ20個からなり20本
のストライプからの出射光の各々を集光しコリメートす
る。20本のレーザビームを第２のレンズ３でフォーカシ
ングし一箇所に重ね合わせて、Nd:YAGロッドからなる固
体レーザ素子４を端面励起する。
このようにして端面励起した半導体レーザ励起固体レー
ザに於て、5Wの半導体レーザ（波長808nm）出力でNd:YA
Gレーザ基本波（波長1064nm）出力1.5Wの高出力発振が
得られている。
ザに於て、5Wの半導体レーザ（波長808nm）出力でNd:YA
Gレーザ基本波（波長1064nm）出力1.5Wの高出力発振が
得られている。
［発明の効果］ 以上説明したとおり、本発明の如く、光結合器として、
上記のような構成をもつ半導体レーザ励起固体レーザ
は、従来のアレイ半導体レーザでは困難であった端面励
起を可能にし、効率が高くビーム質の良い高出力の固体
レーザを実現できる。
上記のような構成をもつ半導体レーザ励起固体レーザ
は、従来のアレイ半導体レーザでは困難であった端面励
起を可能にし、効率が高くビーム質の良い高出力の固体
レーザを実現できる。
第１図はアレイ半導体レーザの各ストライプからの出射
光を分布屈折率レンズアレイを用いて集光してコリメー
トし第２のレンズでフォーカシングして一箇所に重ね合
せて光励起する半導体レーザ励起固体レーザの模式図で
ある。 図中． １……アレイ半導体レーザ ２……分布屈折率レンズアレイ ３……レンズ ４……固体レーザ素子 ５……アウトプットミラー ６……出力光 ７……活性層ストライプ
光を分布屈折率レンズアレイを用いて集光してコリメー
トし第２のレンズでフォーカシングして一箇所に重ね合
せて光励起する半導体レーザ励起固体レーザの模式図で
ある。 図中． １……アレイ半導体レーザ ２……分布屈折率レンズアレイ ３……レンズ ４……固体レーザ素子 ５……アウトプットミラー ６……出力光 ７……活性層ストライプ
Claims (1)
- 【請求項１】アレイ半導体レーザ出力を集光し固体レー
ザ素子を光励起するアレイ半導体レーザ励起固体レーザ
において、分布屈折率レンズをアレイ半導体レーザの各
ストライプに対応して並べ、アレイ半導体レーザ出力を
集光してコリメートするレンズアレイと、コリメートさ
れた各ストライプ光を一括して集光して一箇所に重ね合
わせ、固体レーザ素子を端面励起するためのフォーカシ
ングレンズとして用いる第２のレンズと、からなる光結
合器を備えたことを特徴とするアレイ半導体レーザ端面
励起固体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154025A JPH07112083B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | アレイ半導体レーザ端面励起固体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154025A JPH07112083B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | アレイ半導体レーザ端面励起固体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0448664A JPH0448664A (ja) | 1992-02-18 |
| JPH07112083B2 true JPH07112083B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=15575263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2154025A Expired - Fee Related JPH07112083B2 (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | アレイ半導体レーザ端面励起固体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07112083B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3081094B2 (ja) * | 1993-10-15 | 2000-08-28 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| JP2988354B2 (ja) * | 1996-01-22 | 1999-12-13 | 日本電気株式会社 | レーザダイオード励起固体レーザ装置 |
| KR20000014317A (ko) * | 1998-08-19 | 2000-03-06 | 구자홍 | 고출력 반도체 레이저 다이오드-어레이 구조 |
| JP2004111542A (ja) | 2002-09-17 | 2004-04-08 | Topcon Corp | 半導体レーザ装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6076307U (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-28 | 三菱電機株式会社 | 光アレイモジユ−ル |
| US4901330A (en) * | 1988-07-20 | 1990-02-13 | Amoco Corporation | Optically pumped laser |
-
1990
- 1990-06-14 JP JP2154025A patent/JPH07112083B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0448664A (ja) | 1992-02-18 |
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Legal Events
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