JPH0786668A - 半導体レーザ励起固体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ励起固体レーザ装置Info
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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。
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。
Description
【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。
野、特に光情報処理及びレーザ加工の分野に関わる。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図１】本発明の一実施例を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施例を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施例を説明するための図である。
【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。
基本構成を説明するための図である。
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
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (7)
- 【請求項１】 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。 - 【請求項２】 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
請求項１に記載の半導体レーザ励起固体レーザ装置。 - 【請求項３】 前記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。 - 【請求項４】 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請求項３に記載の半
導体レーザ励起固体レーザ装置。 - 【請求項５】 前記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。 - 【請求項６】 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。 - 【請求項７】 請求項６に記載の非線形光学結晶がチタ
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22535293A JPH0786668A (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22535293A JPH0786668A (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0786668A true JPH0786668A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=16827998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22535293A Pending JPH0786668A (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0786668A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0743724A3 (de) * | 1995-05-16 | 1997-02-26 | Adlas Gmbh & Co Kg | Longitudinal gepumpter Laser |
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| CN109768463A (zh) * | 2017-11-08 | 2019-05-17 | 朗美通经营有限责任公司 | 通过偏振分裂的泵隔离 |
-
1993
- 1993-09-10 JP JP22535293A patent/JPH0786668A/ja active Pending
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| CN109768463A (zh) * | 2017-11-08 | 2019-05-17 | 朗美通经营有限责任公司 | 通过偏振分裂的泵隔离 |
| CN109768463B (zh) * | 2017-11-08 | 2023-11-28 | 朗美通经营有限责任公司 | 通过偏振分裂的泵隔离 |
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