JPH0786668A - Semiconductor laser pumped solid state laser device - Google Patents
Semiconductor laser pumped solid state laser deviceInfo
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- JPH0786668A JPH0786668A JP22535293A JP22535293A JPH0786668A JP H0786668 A JPH0786668 A JP H0786668A JP 22535293 A JP22535293 A JP 22535293A JP 22535293 A JP22535293 A JP 22535293A JP H0786668 A JPH0786668 A JP H0786668A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザ励起Qスイッチ固体レーザ装置
においてQスイッチ動作によって高パワーの固体レーザ
ビームが半導体レーザに帰還しない手段を設け、半導体
レーザを劣化や破壊から護する。
【構成】 レーザ結晶を含む共振器構造と、共振器内Q
スイッチと、前記レーザ結晶を励起する半導体レーザが
前記共振器によって形成される固体レーザの発振ビーム
の光軸上に配置された固体レーザ装置で、固体レーザ発
振ビームが前記励起用半導体レーザに帰還しないための
アイソレート構造を有する。
(57) [Abstract] [Objective] In a semiconductor laser pumped Q-switched solid-state laser device, means for preventing high-power solid-state laser beam from returning to the semiconductor laser by Q-switch operation is provided to protect the semiconductor laser from deterioration and destruction. [Structure] Resonator structure including laser crystal and Q in cavity
A solid-state laser device in which a switch and a semiconductor laser that excites the laser crystal are arranged on the optical axis of the oscillation beam of the solid-state laser formed by the resonator, and the solid-state laser oscillation beam does not return to the excitation semiconductor laser. It has an isolated structure for
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は光エレクトロニクス分
野、特に光情報処理及びレーザ加工の分野に関わる。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the field of optoelectronics, in particular to the fields of optical information processing and laser processing.
【0002】[0002]
【従来の技術】波長変換技術は1961年に初めて実験的に
確認されて以来、数々の固体レーザ結晶、共振器構成及
び非線形光学結晶の組み合わせで多くの実験が試みられ
た。最近、半導体レーザの高出力化が達成されたこと
で、従来のランプ励起に代わって半導体レーザを励起光
源とするチューブレスの固体レーザ装置および波長変換
素子を有した固体レーザ装置が注目を集めるようになっ
た。半導体レーザ励起固体レーザ装置は(1)ランプ励起
に比較して寿命が長く、(2)投入電力に対する光出力の
変換効率が高く、レーザ結晶の吸収波長に励起波長を効
率よく一致させることが可能であるため消費電力が小さ
いといった特徴を持つ。また、励起光学系の光軸を共振
器の光軸と一致させレーザ結晶を端面から励起すること
によって固体レーザ発振のモ−ドボリュームとの重なり
を大きく取れ励起効率を高める方法が提案された(ディ
ー・エル・サイプス、「半導体レーザアレイの端面励起
による高効率なNd:YAGレーザ」アプライド・フィジック
ス・レター;D.L.Sipes,"Highlyefficient neodymium:
yttrium alminum garnet laser end pumped by asemico
nductor laser array",Appl.Phys.Lett.,vol.47,74(198
5))。また、前記半導体レーザ励起固体レーザ装置の共
振器内部に損失変調手段であるAO(音響光学)変調器
やEO(電気光学)変調器などのQスイッチを挿入する
ことにより、ピーク値の大きなQスイッチレーザ装置に
対する提案が行われた(特開昭63-168063)。図4は半
導体レーザ励起Qスイッチ固体レーザ装置の基本構成を
説明するための図である。半導体レーザ出力24は集光
光学系23によりレーザ結晶32に集光される。このと
き励起効率を高めるために、固体レーザの発振ビーム3
6と励起ビーム24の空間的な重なりが最大となるよう
な設計がなされている。すなわち、励起ビーム24と固
体レーザ発振ビーム36は同一直線上に存在する。図4
の構成においてはレーザ結晶32の一方の面31と凹面
ミラー33を反射鏡とする共振器構成を示したが、レー
ザ結晶32が共振器に含まれる構成であれば差し支えな
い。励起入力側のミラー31すなわちレーザ結晶の入射
側端面は反射率99.5%程度の全反射コーティングが、凹
面ミラー33には反射率95%のコーティングが施されて
おり凹面ミラー34を出力ミラーとしている。共振器内
にはAO変調器35が配置されており、Qスイッチ動作
を行う。つぎにQスイッチ動作原理を説明する。レーザ
結晶が励起されている間、共振器のQ値(共振器機内に
蓄えられるエネルギ−/共振器から散逸するパワー)が
低くなるようにし、励起による反転分布が最大となった
ときに急激にQ値を通常の値に戻す。このとき発振が急
峻に立ち上がり、誘導放出の過剰な進展によって反転分
布の著しい減少が進行し、そのためパルスはある時定数
で減衰するというものである。急峻に立ち上がった高パ
ワーの固体レーザ発振は反射率に応じて反射ミラーから
出力される。2. Description of the Related Art Since the wavelength conversion technology was first experimentally confirmed in 1961, many experiments have been attempted with a combination of various solid-state laser crystals, resonator configurations and nonlinear optical crystals. With the recent achievement of higher output of semiconductor lasers, tubeless solid-state laser devices using semiconductor lasers as pumping light sources and solid-state laser devices having wavelength conversion elements have attracted attention in place of conventional lamp pumping. became. Semiconductor laser pumped solid-state laser device has (1) longer life than lamp pumping, (2) high conversion efficiency of optical output against input power, and pumping wavelength can be matched efficiently with absorption wavelength of laser crystal Therefore, it has a feature of low power consumption. In addition, a method has been proposed in which the optical axis of the pumping optical system is aligned with the optical axis of the resonator to excite the laser crystal from the end face so that the overlap with the mode volume of the solid-state laser oscillation can be made large to enhance the pumping efficiency ( D. L. Sipes, "Highly efficient Nd: YAG laser by edge-pumping a semiconductor laser array" Applied Physics Letter; DLSipes, "Highly efficient neodymium:
yttrium alminum garnet laser end pumped by asemico
nductor laser array ", Appl.Phys.Lett., vol.47,74 (198
Five)). Further, by inserting a Q switch such as an AO (acousto-optic) modulator or an EO (electro-optic) modulator, which is a loss modulation means, inside the resonator of the semiconductor laser pumped solid-state laser device, a Q switch having a large peak value is inserted. A proposal for a laser device was made (Japanese Patent Laid-Open No. 63-168063). FIG. 4 is a diagram for explaining the basic configuration of a semiconductor laser pumped Q-switch solid-state laser device. The semiconductor laser output 24 is focused on the laser crystal 32 by the focusing optical system 23. At this time, in order to increase the excitation efficiency, the oscillation beam 3 of the solid-state laser
6 is designed to maximize the spatial overlap of 6 and the excitation beam 24. That is, the excitation beam 24 and the solid-state laser oscillation beam 36 are on the same straight line. Figure 4
In the above configuration, the resonator configuration in which the one surface 31 of the laser crystal 32 and the concave mirror 33 are used as the reflecting mirror is shown, but any configuration may be used as long as the laser crystal 32 is included in the resonator. The mirror 31 on the excitation input side, that is, the incident side end face of the laser crystal is coated with a total reflection coating having a reflectance of about 99.5%, and the concave mirror 33 is coated with a reflectance of 95%, and the concave mirror 34 is used as an output mirror. An AO modulator 35 is arranged in the resonator and performs a Q switch operation. Next, the operating principle of the Q switch will be described. While the laser crystal is being pumped, the Q value of the resonator (energy stored in the resonator machine / power dissipated from the resonator) is kept low, and when the population inversion by pumping is maximized Return the Q value to the normal value. At this time, the oscillation sharply rises, and the population inversion is remarkably reduced by the excessive progress of stimulated emission, so that the pulse is attenuated with a certain time constant. The high-power solid-state laser oscillation that sharply rises is output from the reflecting mirror according to the reflectance.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前述のように前記半導
体レーザ励起固体レーザにおいて、共振器を形成する反
射鏡の反射率に応じた出力が両方向に放出される。この
とき、図4に示したように固体レーザビーム36と励起
ビーム24は同一直線上に配置されているため、固体レ
ーザビーム36が半導体レーザ21に照射されることに
なる。半導体レーザ励起固体レーザをQスイッチ動作さ
せる場合、ピーク値は連続動作に比較して約1000倍程度
になり、励起用半導体レーザに照射される基本波出力は
無視できない。例えば、出力ミラー34から放出される
出力のピーク値が1kWの場合、前述の反射率から計算
すると半導体レーザ側に100W程度の出力が放出され
る。このうち半分のパワーが半導体レーザに帰還すると
半導体レーザは常にピーク値50Wのパワーに曝されてい
ることになり、半導体レーザの劣化や破壊につながる危
険性を有していた。As described above, in the semiconductor laser pumped solid-state laser, the output corresponding to the reflectance of the reflecting mirror forming the resonator is emitted in both directions. At this time, since the solid-state laser beam 36 and the excitation beam 24 are arranged on the same straight line as shown in FIG. 4, the solid-state laser beam 36 is irradiated on the semiconductor laser 21. When a semiconductor laser pumped solid-state laser is Q-switched, the peak value is about 1000 times that in continuous operation, and the fundamental wave output applied to the pumping semiconductor laser cannot be ignored. For example, when the peak value of the output emitted from the output mirror 34 is 1 kW, the output of about 100 W is emitted to the semiconductor laser side when calculated from the reflectance described above. When half of the power is returned to the semiconductor laser, the semiconductor laser is always exposed to the power having a peak value of 50 W, which poses a risk of deterioration or destruction of the semiconductor laser.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本出願では前記固体レー
ザビームの半導体レーザへの帰還を低減または遮断し、
励起用半導体レーザを保護する手段を提案した。また、
本発明では半導体レーザ励起固体レーザ装置において以
下の新しいはっきりとした特徴を具体化している。 (1)Nd:YAGなどのレーザ結晶を含む共振器構造と、共
振器内部に配置されたQスイッチと、前記レーザ結晶を
励起するための半導体レーザが前記共振器によって形成
される固体レーザの発振ビームの光軸上に配置された固
体レーザ装置において、固体レーザ発振ビームが前記励
起用半導体レーザに帰還するパワーを少なくとも10%以
下に低減する波長選択フィルタや偏光分離素子などのア
イソレート構造を有する半導体レーザ励起固体レーザ装
置を提案した。すなわち、本発明はレーザ結晶を含む共
振器構造と、共振器内部に配置されたQスイッチと、前
記レーザ結晶を励起するための半導体レーザが前記共振
器によって形成される固体レーザの発振ビームの光軸上
に配置された固体レーザ装置において、固体レーザ発振
ビームが前記励起用半導体レーザに帰還しないためのア
イソレート構造を有する半導体レーザ励起固体レーザ装
置である。本発明において、前記レーザ結晶がNd:YAG、
Nd:YVO4、Nd:YLFなどのネオディミウム(Nd)を含むこと
を特徴とする。更に、アイソレート構造が波長選択フィ
ルタであることを特徴とする。前記波長選択フィルタが
励起波長に対して透過率90%以上で、固体レーザ発振波
長に対して透過率10%以下であることを特徴とする。ア
イソレート構造が偏光分離素子であることを特徴とす
る。また、本発明は前記共振器構造内部に非線形光学結
晶を有し、固体レーザ発振ビームと非線形光学結晶によ
り発生した二次高調波が前記励起用半導体レーザに帰還
しないためのアイソレート構造を有する。本発明におい
て、非線形光学結晶がチタン酸燐酸カリウム(KTP;KTiOP
O4)であることを特徴とする。In the present application, the feedback of the solid-state laser beam to the semiconductor laser is reduced or blocked,
A means to protect the pumping semiconductor laser was proposed. Also,
The present invention embodies the following new distinctive features in a semiconductor laser pumped solid state laser device. (1) Oscillation of solid-state laser in which a resonator structure including a laser crystal such as Nd: YAG, a Q switch arranged inside the resonator, and a semiconductor laser for exciting the laser crystal are formed by the resonator. In a solid-state laser device arranged on the optical axis of the beam, the solid-state laser oscillation beam has an isolation structure such as a wavelength selection filter or a polarization separation element for reducing the power returned to the pumping semiconductor laser to at least 10% or less. A semiconductor laser pumped solid state laser device was proposed. That is, the present invention provides a resonator structure including a laser crystal, a Q switch disposed inside the resonator, and a semiconductor laser for exciting the laser crystal, which is a solid-state laser formed by the resonator. In the solid-state laser device arranged on the axis, a solid-state laser pumped solid-state laser device having an isolated structure for preventing the solid-state laser oscillation beam from returning to the pumping semiconductor laser. In the present invention, the laser crystal is Nd: YAG,
It is characterized by containing neodymium (Nd) such as Nd: YVO 4 and Nd: YLF. Further, the isolated structure is a wavelength selection filter. The wavelength selection filter has a transmittance of 90% or more for an excitation wavelength and a transmittance of 10% or less for a solid-state laser oscillation wavelength. The isolated structure is a polarization separation element. Further, the present invention has a non-linear optical crystal inside the resonator structure, and has an isolated structure for preventing the second harmonic generated by the solid-state laser oscillation beam and the non-linear optical crystal from returning to the pumping semiconductor laser. In the present invention, the nonlinear optical crystal is potassium titanate phosphate (KTP; KTiOP).
O 4 ).
【0005】[0005]
【作用】本発明において、波長選択フィルタや偏光分離
素子は励起光入射側の共振器ミラーより出射される出力
を励起光光軸より分離し、所定の光軸を導波させる作用
を有す。In the present invention, the wavelength selection filter and the polarization separation element have the function of separating the output emitted from the resonator mirror on the excitation light incident side from the excitation light optical axis and guiding the light along a predetermined optical axis.
【0006】[0006]
【実施例】(実施例1)図1は本発明の一実施例を説明
するための図である。半導体レーザ21は出力1Wのブ
ロードエリア型半導体レーザで発振波長はレーザ結晶で
あるNd:YAGの吸収が最大となる0.8μmになるように温度
制御素子22を用いて制御する構造とした。半導体レー
ザ出力24は集光光学系23によりレーザ結晶32に集
光される。固体レーザの発振ビーム36の径は50μmで
あり、レーザ結晶32の結晶長5mmにおいて励起ビーム
24が固体レーザ発振ビーム36に含まれ、励起効率が
ピーク値近傍となるように励起ビーム24の径を10μm
とした。また、同様の理由で励起ビーム24と固体レー
ザ発振ビーム36は同一直線上に存在させるようにし
た。固体レーザはレーザ結晶32であるNd:YAG結晶の一
方の面31と凹面ミラー33を反射鏡とする共振器構造
にNd:YAG結晶を含むように形成した。このとき共振器構
成はレーザ結晶32が共振器に含まれる構成であれば差
し支えない。励起入力側のミラー31すなわちレーザ結
晶の入射側端面は反射率99.5%のコーティングが、凹面
ミラー33には反射率95%のコーティングが施されてお
り凹面ミラーを出力ミラー34としている。共振器内に
はAO変調器35が配置されており、Qスイッチ動作を
行う。パルス幅は20〜50nsecで繰り返し周波数は1〜1kH
zまでの間で可変である。パルス幅20nsec、繰り返し周
波数10Hzのときピーク出力は1kWであった。また、励
起光入射側ミラー31と半導体レーザ21の間には波長
選択フィルタ40を配置し、固体レーザ出力36が半導
体レーザ21に帰還しないようにした。波長選択フィル
タ40は励起波長0.8μmで透過率98%、固体レーザ波長
1.06μmで反射率99.9%とした。この波長選択フィルタ4
0によって固体レーザビーム36は励起ビーム24と直
角に分離され黒色加工されたレーザヘッド筐体10に照
射される。このとき固体レーザビーム36は一部吸収さ
れ熱に変換され、一部散乱される。散乱された固体レー
ザビーム36は散乱を繰り返すことによってほとんどが
同様にレーザヘッド筐体10に吸収され熱に変換され、
レーザヘッド筐体より放出される。この結果、波長選択
フィルタ40を透過する固体レーザビームはピーク値で
0.1Wとなり、半分のパワーが半導体レーザ21に帰還
しても0.05Wと安全な帰還量に低減できた。(Embodiment 1) FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention. The semiconductor laser 21 is a broad area type semiconductor laser with an output of 1 W, and has a structure in which the oscillation wavelength is controlled by using the temperature control element 22 so that the absorption of Nd: YAG which is a laser crystal becomes maximum. The semiconductor laser output 24 is focused on the laser crystal 32 by the focusing optical system 23. The diameter of the oscillation beam 36 of the solid-state laser is 50 μm, the excitation beam 24 is included in the solid-state laser oscillation beam 36 when the crystal length of the laser crystal 32 is 5 mm, and the diameter of the excitation beam 24 is set so that the excitation efficiency is near the peak value. 10 μm
And Further, for the same reason, the excitation beam 24 and the solid-state laser oscillation beam 36 are made to exist on the same straight line. The solid-state laser was formed so that the resonator structure using the one surface 31 of the Nd: YAG crystal, which is the laser crystal 32, and the concave mirror 33 as a reflecting mirror contains the Nd: YAG crystal. At this time, the resonator structure may be any structure as long as the laser crystal 32 is included in the resonator. The mirror 31 on the excitation input side, that is, the incident side end surface of the laser crystal is coated with a reflectance of 99.5%, and the concave mirror 33 is coated with a reflectance of 95%, and the concave mirror is used as an output mirror 34. An AO modulator 35 is arranged in the resonator and performs a Q switch operation. The pulse width is 20 to 50 nsec and the repetition frequency is 1 to 1 kH.
It is variable up to z. The peak output was 1 kW when the pulse width was 20 nsec and the repetition frequency was 10 Hz. Further, the wavelength selection filter 40 is arranged between the excitation light incident side mirror 31 and the semiconductor laser 21 so that the solid-state laser output 36 does not return to the semiconductor laser 21. The wavelength selection filter 40 has a transmittance of 98% at an excitation wavelength of 0.8 μm and a solid-state laser wavelength.
The reflectance was 99.9% at 1.06 μm. This wavelength selection filter 4
The solid-state laser beam 36 is separated at a right angle from the excitation beam 24 by 0, and the solid-state laser beam 36 is irradiated to the laser-machined housing 10 which has been blackened. At this time, the solid-state laser beam 36 is partially absorbed, converted into heat, and partially scattered. Most of the scattered solid-state laser beam 36 is similarly absorbed by the laser head housing 10 and converted into heat by repeating scattering,
It is emitted from the laser head housing. As a result, the solid-state laser beam passing through the wavelength selection filter 40 has a peak value.
It was 0.1 W, and even if half the power was returned to the semiconductor laser 21, it could be reduced to 0.05 W, which is a safe feedback amount.
【0007】(実施例2)図2は本発明の一実施例を説
明するための図である。本発明において半導体レーザ2
1は出力1Wのブロードエリア型半導体レーザで発振波
長はレーザ結晶であるNd:YVO4の吸収が最大となる0.8μ
mになるように温度制御する構造とした。半導体レーザ
出力24は集光光学系23によりレーザ結晶32に集光
される。励起ビーム24と固体レーザの発振ビーム36
のビーム径は励起効率が大きく取れるように実施例1と
同様とした。共振器の基本構成は実施例1と同様であ
る。また、励起光24の偏光方向に対し、Nd:YVO4結晶
32のC軸のなす角を90°とし、励起ビーム24の偏光
方向とNd:YVO4結晶のc軸に一致する固体レーザビーム
36の偏光方向が直交するようにした。実施例1と同様
のQスイッチ動作をさせピーク出力は1kWを得た。こ
のとき、励起光入射側ミラー31と半導体レーザ21の
間には偏光ビームスプリッタ41を配置し、励起光24
の透過が最大となるように調節した。前述のように固体
レーザビーム36は励起ビームと直交しているため、偏
光ビームスプリッタ41によって光軸と直交に分離され
透過率は0.1%であった。励起ビーム24の光軸と分離し
た固体レーザビーム36は実施例1と同様の手段で熱に
変換し放出した。従って偏光ビームスプリッタ41を透
過する固体レーザビーム36はピーク値で0.1Wとな
り、半分のパワーが半導体レーザ21に帰還しても0.05
Wと安全な帰還量に低減できた。また、本発明はNd:YVO
4などの一軸性レーザ結晶であれば、同様の構成で応用
することが可能である。(Embodiment 2) FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention. In the present invention, the semiconductor laser 2
1 is a broad-area type semiconductor laser with an output of 1 W, and its oscillation wavelength is 0.8 μ at which the absorption of Nd: YVO 4 , which is a laser crystal, becomes maximum.
The structure is such that the temperature is controlled to be m. The semiconductor laser output 24 is focused on the laser crystal 32 by the focusing optical system 23. Excitation beam 24 and solid-state laser oscillation beam 36
The beam diameter of was set to be the same as in Example 1 so that the excitation efficiency could be large. The basic structure of the resonator is the same as that of the first embodiment. Further, an angle formed by the C axis of the Nd: YVO 4 crystal 32 with respect to the polarization direction of the excitation light 24 is set to 90 °, and the polarization direction of the excitation beam 24 and the solid-state laser beam 36 which coincides with the c axis of the Nd: YVO 4 crystal. The polarization directions of are set to be orthogonal to each other. The Q switch operation similar to that in Example 1 was performed, and the peak output was 1 kW. At this time, the polarization beam splitter 41 is arranged between the excitation light incident side mirror 31 and the semiconductor laser 21, and the excitation light 24
Was adjusted to maximize the transmission of As described above, since the solid-state laser beam 36 is orthogonal to the excitation beam, it is separated orthogonally to the optical axis by the polarization beam splitter 41 and the transmittance is 0.1%. The solid-state laser beam 36 separated from the optical axis of the excitation beam 24 was converted into heat and emitted by the same means as in Example 1. Therefore, the peak value of the solid-state laser beam 36 passing through the polarization beam splitter 41 is 0.1 W, and even if half the power is returned to the semiconductor laser 21, it is 0.05.
It was possible to reduce to W and a safe return amount. In addition, the present invention is Nd: YVO
A uniaxial laser crystal such as 4 can be applied with the same configuration.
【0008】(実施例3)図3は本発明の一実施例を説
明するための図である。レーザ結晶32および励起用半
導体レーザ21は実施例1と同様である。本発明におい
て共振器内部に非線形光学結晶37であるKTPを配置
し、固体レーザ発振波の光第2高調(SH;Second Har
monic)波を得る構造とした。高出力なSH波を得るた
め共振器内部の固体レーザ発振波のパワーを高める必要
があり、共振器ミラー31、33の反射率を両面とも9
9.5%とした。また、SH波波長に対しては励起光入射側
ミラー31において反射率90%、出力ミラー33におい
て透過率90%とした。実施例1と同様のQスイッチ動作
を行ったとき半導体レーザ側へ放射される固体レーザビ
ームはピーク値で300WとSH波はピーク値で10Wで固
体レーザビームとSH波の混合波38は合計310Wであ
った。また、励起光入射側ミラー31と半導体レーザ2
1の間には波長選択フィルタ40を配置し、固体レーザ
ビームとSH波38が半導体レーザ21に帰還しないよ
うにした。波長選択フィルタ40は励起波長0.8μmで透
過率98%、固体レーザ波長1.06μmで反射率99.9%、SH
波長で99%とした。従って波長選択フィルタを透過する
混合波38はピーク値で0.4Wとなり、半分のパワーが
半導体レーザに帰還しても0.2Wと安全な帰還量に低減
できた。(Embodiment 3) FIG. 3 is a diagram for explaining one embodiment of the present invention. The laser crystal 32 and the pumping semiconductor laser 21 are the same as in the first embodiment. In the present invention, a KTP, which is a nonlinear optical crystal 37, is arranged inside the resonator, and the second harmonic (SH; Second Har) of the solid-state laser oscillation wave is arranged.
monic) The structure to get the wave. In order to obtain a high-power SH wave, it is necessary to increase the power of the solid-state laser oscillation wave inside the resonator, and the reflectivity of the resonator mirrors 31 and 33 should be 9
It was set to 9.5%. Further, with respect to the SH wave wavelength, the excitation light incident side mirror 31 has a reflectance of 90%, and the output mirror 33 has a transmittance of 90%. When the Q switch operation similar to that of the first embodiment is performed, the solid-state laser beam radiated to the semiconductor laser side has a peak value of 300 W and the SH wave has a peak value of 10 W, and the mixed wave 38 of the solid-state laser beam and the SH wave has a total of 310 W. Met. In addition, the excitation light incident side mirror 31 and the semiconductor laser 2
A wavelength selection filter 40 is arranged between the two to prevent the solid-state laser beam and the SH wave 38 from returning to the semiconductor laser 21. The wavelength selection filter 40 has a transmittance of 98% at an excitation wavelength of 0.8 μm, a reflectance of 99.9% at a solid-state laser wavelength of 1.06 μm, and an SH.
The wavelength is set to 99%. Therefore, the mixed wave 38 passing through the wavelength selection filter has a peak value of 0.4 W, and even if half the power is returned to the semiconductor laser, it can be reduced to 0.2 W, which is a safe feedback amount.
【0009】[0009]
【発明の効果】本発明において、波長選択フィルタや偏
光分離素子は励起光入射側の共振器ミラーを共振器と半
導体レーザの間に挿入することにより、励起用半導体レ
ーザを固体レーザビームによる劣化や破壊から保護し、
装置全体の信頼性を向上した。また、励起用半導体レー
ザへの戻り光が半導体モジュールに照射されたときの散
乱光による作業者への危険性を除去できた。In the present invention, the wavelength selection filter and the polarization separation element have a resonator mirror on the pumping light incident side inserted between the resonator and the semiconductor laser, so that the pumping semiconductor laser is not deteriorated by the solid-state laser beam. Protect from destruction,
The reliability of the entire device has been improved. Further, it is possible to eliminate the danger to the operator due to scattered light when the semiconductor module is irradiated with the returning light to the exciting semiconductor laser.
【図1】本発明の一実施例を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the present invention.
【図3】本発明の一実施例を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the present invention.
【図4】半導体レーザ励起Qスイッチ固体レーザ装置の
基本構成を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the basic configuration of a semiconductor laser pumped Q-switch solid-state laser device.
10 レーザヘッド筐体、21 半導体レーザ、22
温度制御素子、23 集光レンズ、24 励起ビーム
(光)、31 励起光入射側共振器ミラー、32レーザ
結晶、33 レーザ出力用共振器ミラー、34 出力ミ
ラー、35 AO変調器、36 固体レーザビーム、3
7 非線形光学結晶、 38 固体レーザビーム及びS
H波、40 波長選択フィルタ、41 偏光分離素子10 laser head housing, 21 semiconductor laser, 22
Temperature control element, 23 Condensing lens, 24 Excitation beam (light), 31 Excitation light incident side resonator mirror, 32 Laser crystal, 33 Laser output resonator mirror, 34 Output mirror, 35 AO modulator, 36 Solid-state laser beam Three
7 Nonlinear Optical Crystal, 38 Solid State Laser Beam and S
H wave, 40 wavelength selection filter, 41 polarization separation element
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立野 公男 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地株 式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kimio Tateno 1-280, Higashi Koigakubo, Kokubunji, Tokyo Metropolitan company Central Research Laboratory, Hitachi Ltd.
Claims (7)
内部に配置されたQスイッチと、前記レーザ結晶を励起
するための半導体レーザが前記共振器によって形成され
る固体レーザの発振ビームの光軸上に配置された固体レ
ーザ装置において、固体レーザ発振ビームが前記励起用
半導体レーザに帰還しないためのアイソレート構造を有
する半導体レーザ励起固体レーザ装置。1. A resonator structure including a laser crystal, a Q switch disposed inside the resonator, and a semiconductor laser for exciting the laser crystal, which is a solid-state laser formed by the resonator. In the solid-state laser device arranged on the axis, a solid-state laser pumped solid-state laser device having an isolated structure for preventing the solid-state laser oscillation beam from returning to the pumping semiconductor laser.
YLFなどのネオディミウム(Nd)を含むことを特徴とする
請求項1に記載の半導体レーザ励起固体レーザ装置。2. The laser crystal is Nd: YAG, Nd: YVO 4 , Nd:
The semiconductor laser pumped solid-state laser device according to claim 1, which contains neodymium (Nd) such as YLF.
タであることを特徴とする請求項1または2のいずれか
の項に記載の半導体レーザ励起固体レーザ装置。3. The semiconductor laser pumped solid state laser device according to claim 1, wherein the isolation structure is a wavelength selection filter.
て透過率90%以上で、固体レーザ発振波長に対して透過
率10%以下であることを特徴とする請求項3に記載の半
導体レーザ励起固体レーザ装置。4. The semiconductor laser pumping according to claim 3, wherein the wavelength selection filter has a transmittance of 90% or more for an excitation wavelength and a transmittance of 10% or less for a solid-state laser oscillation wavelength. Solid-state laser device.
あることを特徴とする請求項1または2のいずれかの項
に記載の半導体レーザ励起固体レーザ装置。5. The semiconductor laser pumped solid-state laser device according to claim 1, wherein the isolation structure is a polarization separation element.
有し、固体レーザ発振ビームと非線形光学結晶により発
生した二次高調波が前記励起用半導体レーザに帰還しな
いためのアイソレート構造を有する請求項1〜3または
5のいずれかの項に記載の半導体レーザ励起固体レーザ
装置。6. The resonator structure has a non-linear optical crystal, and has an isolation structure for preventing the second harmonic generated by the solid-state laser oscillation beam and the non-linear optical crystal from returning to the pumping semiconductor laser. Item 6. A semiconductor laser pumped solid-state laser device according to any one of Items 1 to 3.
ン酸燐酸カリウム(KTP;KTiOPO4)であることを特徴とす
る半導体レーザ励起固体レーザ装置。7. A semiconductor laser pumped solid-state laser device, wherein the nonlinear optical crystal according to claim 6 is potassium titanate phosphate (KTP; KTiOPO 4 ).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP22535293A JPH0786668A (en) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | Semiconductor laser pumped solid state laser device |
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|---|---|---|---|
| JP22535293A JPH0786668A (en) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | Semiconductor laser pumped solid state laser device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0786668A true JPH0786668A (en) | 1995-03-31 |
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ID=16827998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22535293A Pending JPH0786668A (en) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | Semiconductor laser pumped solid state laser device |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0786668A (en) |
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