JPH079409Y2 - 固体レ−ザ装置 - Google Patents
固体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPH079409Y2 JPH079409Y2 JP1987083351U JP8335187U JPH079409Y2 JP H079409 Y2 JPH079409 Y2 JP H079409Y2 JP 1987083351 U JP1987083351 U JP 1987083351U JP 8335187 U JP8335187 U JP 8335187U JP H079409 Y2 JPH079409 Y2 JP H079409Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- axis direction
- yag
- laser material
- light
- Prior art date
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Description
【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は固体レーザ装置に関する。
〈従来の技術〉 固体レーザ装置のレーザ材料としてはGGG,ガラス或いは
YAG等の結晶が多用されているが、精密な加工を行なう
際にはYAGレーザ装置が一般に用いられている。
YAG等の結晶が多用されているが、精密な加工を行なう
際にはYAGレーザ装置が一般に用いられている。
従来のYAGレーザ装置は、励起光源として、第３図に示
すようなXe,Krフラッシュのような白色光源を使用して
いた。このような白色フラッシュランプは、光出力は大
きいが、実際のYAG結晶の吸収バンドが白色光の中のご
く一部であるため、光エネルギーとして利用できるのは
ほんのわずかであるという問題があった。またフラッシ
ュランプ自身の電気一光変換効率が悪く、大半が熱とし
て外部に散逸するため、冷却用の強制空冷・水冷装置等
が必要であることと、気体の放電を利用するためランプ
の寿命も短く、高圧の発生装置が必要であることとによ
り、YAGレーザ装置全体を複雑・大型・高価格にすると
いう問題があった。
すようなXe,Krフラッシュのような白色光源を使用して
いた。このような白色フラッシュランプは、光出力は大
きいが、実際のYAG結晶の吸収バンドが白色光の中のご
く一部であるため、光エネルギーとして利用できるのは
ほんのわずかであるという問題があった。またフラッシ
ュランプ自身の電気一光変換効率が悪く、大半が熱とし
て外部に散逸するため、冷却用の強制空冷・水冷装置等
が必要であることと、気体の放電を利用するためランプ
の寿命も短く、高圧の発生装置が必要であることとによ
り、YAGレーザ装置全体を複雑・大型・高価格にすると
いう問題があった。
そこで、上述の問題を改善した例として、第４図のよう
な半導体レーザで励起したYAGレーザ装置がある。これ
は半導体レーザの発振波長をYAG結晶の吸収スペクトル
の一部に合わせて励起する装置である。
な半導体レーザで励起したYAGレーザ装置がある。これ
は半導体レーザの発振波長をYAG結晶の吸収スペクトル
の一部に合わせて励起する装置である。
〈考案が解決しようとする問題点〉 上述の如く、励起光源を半導体レーザにすると、半導体
レーザの光が効率的にYAG結晶に吸収されるため、フラ
ッシュランプ励起方式に比べ、大幅に装置の小型化・高
効率化をもたらすことができる。
レーザの光が効率的にYAG結晶に吸収されるため、フラ
ッシュランプ励起方式に比べ、大幅に装置の小型化・高
効率化をもたらすことができる。
しかし、半導体レーザの発振波長は温度によって変化し
易く（0.3nm/℃）、またYAGの吸収スペクトルの各バン
ドの半値巾が約2nmと狭いので、YAGレーザの出力を安定
に取り出すためには、半導体レーザの温度を安定化する
必要があり、これがYAGレーザ装置を複雑にするという
問題がある。
易く（0.3nm/℃）、またYAGの吸収スペクトルの各バン
ドの半値巾が約2nmと狭いので、YAGレーザの出力を安定
に取り出すためには、半導体レーザの温度を安定化する
必要があり、これがYAGレーザ装置を複雑にするという
問題がある。
〈問題点を解決するための手段〉 本考案は上述する問題点を解決するためになされたもの
で、レーザ材料と、前記レーザ材料の長軸方向に沿って
列状に配置され、且つ前記レーザ材料の吸収スペクトル
にほぼ対応した発光スペクトルを各々有する複数個の発
光素子と、前記レーザ材料と発光素子との間に配置さ
れ、且つ前記レーザ材料の長軸方向と平行に長軸方向を
配したシリンドリカルレンズと、前記レーザ材料の長軸
方向の両端面にそれぞれ対向するよう配置された１対の
鏡とを備えてなることを特徴とする。
で、レーザ材料と、前記レーザ材料の長軸方向に沿って
列状に配置され、且つ前記レーザ材料の吸収スペクトル
にほぼ対応した発光スペクトルを各々有する複数個の発
光素子と、前記レーザ材料と発光素子との間に配置さ
れ、且つ前記レーザ材料の長軸方向と平行に長軸方向を
配したシリンドリカルレンズと、前記レーザ材料の長軸
方向の両端面にそれぞれ対向するよう配置された１対の
鏡とを備えてなることを特徴とする。
〈作用〉 上述の如く、レーザ材料の励起光源としてレーザ材料の
吸収スペクトルにほぼ対応した発光スペクトルを各々有
する複数個の発光素子を用い、該発光素子からの発光を
シリンドリカルレンズを用いてレーザ材料に照射するこ
とにより、励起効率が従来に比べて大幅に向上する。
吸収スペクトルにほぼ対応した発光スペクトルを各々有
する複数個の発光素子を用い、該発光素子からの発光を
シリンドリカルレンズを用いてレーザ材料に照射するこ
とにより、励起効率が従来に比べて大幅に向上する。
〈実施例〉 第１図（ａ）・（ｂ）に示したグラフ中実線はNd:YAG結
晶の吸収スペクトルの一部である。Nd:YAGの吸収スペク
トルは可視〜近赤外波長に亘っていくつかの吸収帯があ
り、そのうち730〜765nmと790〜825nmの２波長域間に集
中している。ところで、GaAlAsダブルヘテロ接合LEDはG
aとAlの混晶比を調整することにより、２つの発光スペ
クトルをもつことが可能である。また、LEDの発光スペ
クトルの半値巾は20〜30nmであるため、GaとAlの混晶比
を調整して第１図（ａ）・（ｂ）中破線で示した上記73
0〜765nm及び790〜825nmといったYAG結晶の吸収スペク
トルの吸収帯に合わせて発光するGaAlAsダブルヘテロ接
合LEDをYAGレーザ装置の励起光源として用いることが可
能である。
晶の吸収スペクトルの一部である。Nd:YAGの吸収スペク
トルは可視〜近赤外波長に亘っていくつかの吸収帯があ
り、そのうち730〜765nmと790〜825nmの２波長域間に集
中している。ところで、GaAlAsダブルヘテロ接合LEDはG
aとAlの混晶比を調整することにより、２つの発光スペ
クトルをもつことが可能である。また、LEDの発光スペ
クトルの半値巾は20〜30nmであるため、GaとAlの混晶比
を調整して第１図（ａ）・（ｂ）中破線で示した上記73
0〜765nm及び790〜825nmといったYAG結晶の吸収スペク
トルの吸収帯に合わせて発光するGaAlAsダブルヘテロ接
合LEDをYAGレーザ装置の励起光源として用いることが可
能である。
第２図（ａ）・（ｂ）は本考案の一実施例を示す断面
図，斜視図である。第２図（ａ）の如く、基板１の一主
面上に反射板２を搭載し、前記反射板２上にGaAlAsダブ
ルヘテロ接合LED3を搭載する。前記LED3は基板１の長軸
方向に複数個並べて配する。また、基板１上の前記反射
板２の長軸方向周縁部にレンズ受け枠４が設けられ、該
レンズ受け枠４には半円柱シリンドリカルレンズ５が搭
載される。次いで第２図（ｂ）の如く、YAGロッド６の
周辺にYAGロッド６の長軸方向とシリンドリカルレンズ
５の長軸方向とが平行になるよう上記シリンドリカルレ
ンズ５やLED3等を搭載した基板１を複数個配置する。LE
D3から発光された２つの発光スペクトルを有するLED光
は、LED31チップ毎に独立した光であるが、シリンドリ
カルレンズ５を通過すると、各々のLED光は合成されてY
AGロッド６を軸方向に均一に励起する励起光となる。該
励起光がYAGロッド６を励起し、１対の出力鏡７を利用
してレーザ光を発振する。
図，斜視図である。第２図（ａ）の如く、基板１の一主
面上に反射板２を搭載し、前記反射板２上にGaAlAsダブ
ルヘテロ接合LED3を搭載する。前記LED3は基板１の長軸
方向に複数個並べて配する。また、基板１上の前記反射
板２の長軸方向周縁部にレンズ受け枠４が設けられ、該
レンズ受け枠４には半円柱シリンドリカルレンズ５が搭
載される。次いで第２図（ｂ）の如く、YAGロッド６の
周辺にYAGロッド６の長軸方向とシリンドリカルレンズ
５の長軸方向とが平行になるよう上記シリンドリカルレ
ンズ５やLED3等を搭載した基板１を複数個配置する。LE
D3から発光された２つの発光スペクトルを有するLED光
は、LED31チップ毎に独立した光であるが、シリンドリ
カルレンズ５を通過すると、各々のLED光は合成されてY
AGロッド６を軸方向に均一に励起する励起光となる。該
励起光がYAGロッド６を励起し、１対の出力鏡７を利用
してレーザ光を発振する。
上記本実施例においてレーザ材料としてNd:YAG結晶を用
いたが、本考案12これに限定されるものではなく、Nd+3
をドープしたGGG或いはガラス等の他の固体レーザにお
いても有効である。
いたが、本考案12これに限定されるものではなく、Nd+3
をドープしたGGG或いはガラス等の他の固体レーザにお
いても有効である。
また、上記本実施例において半円柱シリンドリカルレン
ズを用いたが、本考案はこれに限定されるものではな
く、円柱状のシリンドリカルレンズを用いてもよい。
ズを用いたが、本考案はこれに限定されるものではな
く、円柱状のシリンドリカルレンズを用いてもよい。
上述の如く、所望する発光スペクトルを各々有する複数
個のLEDを励起光源とすると、LEDは半導体レーザに比べ
て発光波長のばらつきが少ないので多数個のLEDをレー
ザ材料の長軸方向に配置しても、効率よく励起でき、ま
たLEDは半導体レーザに比べて一般に安価なので多数個
使用してもさしつかえなく、更にLEDは半導体レーザに
比べて温度による波長の変動が少ないので、温度制御装
置を要しない。このようなLEDの性質から、大型のレー
ザ材料でも容易に高効率で励起できることがわかる。
個のLEDを励起光源とすると、LEDは半導体レーザに比べ
て発光波長のばらつきが少ないので多数個のLEDをレー
ザ材料の長軸方向に配置しても、効率よく励起でき、ま
たLEDは半導体レーザに比べて一般に安価なので多数個
使用してもさしつかえなく、更にLEDは半導体レーザに
比べて温度による波長の変動が少ないので、温度制御装
置を要しない。このようなLEDの性質から、大型のレー
ザ材料でも容易に高効率で励起できることがわかる。
〈考案の効果〉 本考案により、固体レーザ装置の励起光源の電気一光変
換効率及び励起効率が上昇する上、小型で複雑でない固
体レーザ装置を提供することが可能になる。
換効率及び励起効率が上昇する上、小型で複雑でない固
体レーザ装置を提供することが可能になる。
第１図（ａ）・（ｂ）はNd:YAG結晶の吸収スペクトル及
び本考案の実施例で用いたLEDの発光スペクトルを示す
図、第２図（ａ）・（ｂ）は本考案の一実施例を示す断
面図及び斜視図、第３図は従来例を示す斜視図、第４図
は従来例を示す断面図である。 1:基板、2:反射板、3:LEDチップ、4:レンズ受け枠、5:
半円柱シリンドリカルレンズ、6:YAGロッド、7:出力
鏡。
び本考案の実施例で用いたLEDの発光スペクトルを示す
図、第２図（ａ）・（ｂ）は本考案の一実施例を示す断
面図及び斜視図、第３図は従来例を示す斜視図、第４図
は従来例を示す断面図である。 1:基板、2:反射板、3:LEDチップ、4:レンズ受け枠、5:
半円柱シリンドリカルレンズ、6:YAGロッド、7:出力
鏡。
Claims (1)
- 【請求項１】レーザ材料と、 前記レーザ材料の長軸方向に沿って列状に配置され、且
つ前記レーザ材料の吸収スペクトルにほぼ対応した発光
スペクトルを各々有する複数個の発光素子と、 前記レーザ材料と発光素子との間に配置され、且つ前記
レーザ材料の長軸方向と平行に長軸方向を配したシリン
ドリカルレンズと、 前記レーザ材料の長軸方向の両端面にそれぞれ対向する
よう配置された１対の鏡とを備えてなることを特徴とす
る固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987083351U JPH079409Y2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 固体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987083351U JPH079409Y2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 固体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63191662U JPS63191662U (ja) | 1988-12-09 |
| JPH079409Y2 true JPH079409Y2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=30936859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987083351U Expired - Lifetime JPH079409Y2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 固体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079409Y2 (ja) |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP1987083351U patent/JPH079409Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63191662U (ja) | 1988-12-09 |
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