JPH08181368A - 固体レーザ増幅装置及び固体レーザ装置 - Google Patents
固体レーザ増幅装置及び固体レーザ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安定に高出力かつ高品質のレーザビームを高
効率で発生することができる固体レーザ増幅装置及び固
体レーザ装置を、簡単な構成により安価に得る。 【構成】 活性固体媒質を含む固体素子３、この固体素
子３を冷却する冷却媒体を流すフローチューブ２０、固
体素子３を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構
成され、かつフローチューブ２０を直接挟み込んで保持
する集光器８、集光器外に配置され、固体素子３を励起
する励起光４０を発する励起光源４、及び集光器８に設
けられ、励起光４０を導光する開口部８０により装置を
構成する。
効率で発生することができる固体レーザ増幅装置及び固
体レーザ装置を、簡単な構成により安価に得る。 【構成】 活性固体媒質を含む固体素子３、この固体素
子３を冷却する冷却媒体を流すフローチューブ２０、固
体素子３を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構
成され、かつフローチューブ２０を直接挟み込んで保持
する集光器８、集光器外に配置され、固体素子３を励起
する励起光４０を発する励起光源４、及び集光器８に設
けられ、励起光４０を導光する開口部８０により装置を
構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、安価な構成で、安定
に、高出力で高品質なレーザビームを、高効率に発生さ
せることができる固体レーザ増幅装置、及び固体レーザ
装置に関するものである。
に、高出力で高品質なレーザビームを、高効率に発生さ
せることができる固体レーザ増幅装置、及び固体レーザ
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１３は、例えば文献（Ｓｏｌｉｄ−Ｓ
ｔａｔｅ Ｌａｓｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｓｐ
ｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、１１９−１２０頁）に示
された、従来の固体レーザ装置を示す側面構成図であ
る。図において、１は反射ミラー、２は部分反射ミラ
ー、３は活性固体媒質を含む固体素子で、ヤグレーザを
例にとれば活性固体媒質としてＮｄをドーピングしたＮ
ｄ：ＹＡＧ（Ｎｄ：Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ
Ｇａｒｎｅｔ）である。４は励起光源で、例えばＧａ
ＡｌＡｓを主成分とする半導体レーザ、５は励起光源４
を駆動する電源、６は集光レンズ、７はミラー１、２に
より構成されたレーザ共振器内に発生したレーザビー
ム、１０は反射ミラー１がレーザビーム７に対して全反
射、半導体レーザの光に対して全透過となるようにする
光学薄膜、４０は半導体レーザ４から発せられた光、７
０は部分反射ミラー２により外部に取り出されたレーザ
ビーム、１００は基台である。
ｔａｔｅ Ｌａｓｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｓｐ
ｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、１１９−１２０頁）に示
された、従来の固体レーザ装置を示す側面構成図であ
る。図において、１は反射ミラー、２は部分反射ミラ
ー、３は活性固体媒質を含む固体素子で、ヤグレーザを
例にとれば活性固体媒質としてＮｄをドーピングしたＮ
ｄ：ＹＡＧ（Ｎｄ：Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ
Ｇａｒｎｅｔ）である。４は励起光源で、例えばＧａ
ＡｌＡｓを主成分とする半導体レーザ、５は励起光源４
を駆動する電源、６は集光レンズ、７はミラー１、２に
より構成されたレーザ共振器内に発生したレーザビー
ム、１０は反射ミラー１がレーザビーム７に対して全反
射、半導体レーザの光に対して全透過となるようにする
光学薄膜、４０は半導体レーザ４から発せられた光、７
０は部分反射ミラー２により外部に取り出されたレーザ
ビーム、１００は基台である。
【０００３】従来の固体レーザ装置は上記のように構成
されており、電源５により点灯された半導体レーザ４の
光を、集光レンズ６により固体素子３の端面より導入
し、これを励起してレーザ増幅媒質とする。レーザ増幅
媒質より発生された自然放出光は、ミラー１とミラー２
により構成される共振器間を往復する間に増幅され、指
向性の良いレーザビーム７となり、一定以上の大きさに
達すると、レーザビーム７０として外部に放出される。
されており、電源５により点灯された半導体レーザ４の
光を、集光レンズ６により固体素子３の端面より導入
し、これを励起してレーザ増幅媒質とする。レーザ増幅
媒質より発生された自然放出光は、ミラー１とミラー２
により構成される共振器間を往復する間に増幅され、指
向性の良いレーザビーム７となり、一定以上の大きさに
達すると、レーザビーム７０として外部に放出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の固
体レーザ装置では、半導体レーザの光を端面より固体素
子に導く構成としたために、端面近傍が強く励起され、
高出力を発生させようとして出力の大きい半導体レーザ
により励起すると、固体素子内に光の強度分布が発生し
ビーム形状が崩れた。このために、従来の構成で高出力
の高品質ビームを発生させることはできなかった。
体レーザ装置では、半導体レーザの光を端面より固体素
子に導く構成としたために、端面近傍が強く励起され、
高出力を発生させようとして出力の大きい半導体レーザ
により励起すると、固体素子内に光の強度分布が発生し
ビーム形状が崩れた。このために、従来の構成で高出力
の高品質ビームを発生させることはできなかった。
【０００５】さらに、従来の固体レーザ装置では、固体
素子の吸収率は半導体レーザの波長に依存するために、
安定な動作をさせるには半導体レーザの波長を固体素子
の吸収波長に合わせる必要があった。図１４はＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザを例に取り、半導体レーザの波長と励起効率
の関係を示すが、励起発振効率を一定に保った安定な動
作には、中心波長が８１０ｎｍの半導体レーザを選択し
て、さらにその温度コントロールを行う必要がある。こ
れにより装置の構成が複雑になるのに加え、半導体レー
ザの製造における歩留まりを悪くし、その価格を押し上
げ、高価な装置になるという問題もあった。
素子の吸収率は半導体レーザの波長に依存するために、
安定な動作をさせるには半導体レーザの波長を固体素子
の吸収波長に合わせる必要があった。図１４はＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザを例に取り、半導体レーザの波長と励起効率
の関係を示すが、励起発振効率を一定に保った安定な動
作には、中心波長が８１０ｎｍの半導体レーザを選択し
て、さらにその温度コントロールを行う必要がある。こ
れにより装置の構成が複雑になるのに加え、半導体レー
ザの製造における歩留まりを悪くし、その価格を押し上
げ、高価な装置になるという問題もあった。
【０００６】さらに、従来の固体レーザ装置では、半導
体レーザの光をレンズで固体素子の一点に集光して励起
するように構成したために、機械的な振動などにより半
導体レーザの出射方向が変化すると励起部の位置が変動
し、発振が安定せず、また半導体レーザの寿命により交
換する場合にも、半導体レーザの細かい位置、角度調整
が必要であるという問題もあった。
体レーザの光をレンズで固体素子の一点に集光して励起
するように構成したために、機械的な振動などにより半
導体レーザの出射方向が変化すると励起部の位置が変動
し、発振が安定せず、また半導体レーザの寿命により交
換する場合にも、半導体レーザの細かい位置、角度調整
が必要であるという問題もあった。
【０００７】本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたものであり、固体素子を側面から均一に励起し
て、高品質で、高出力のレーザ増幅媒質を得るととも
に、励起光源の波長が変化しても発振効率が一定であ
り、また、機械的振動に対しても安定に発振し、出力の
変動が少なく、安定に高出力かつ品質の良いレーザビー
ムを発生することができる固体レーザ増幅装置、及び固
体レーザ装置を、簡単な構成により安価に得ることを目
的としている。また、励起光源の交換も容易である固体
レーザ増幅装置、及び固体レーザ装置を得ることを目的
としている。
なされたものであり、固体素子を側面から均一に励起し
て、高品質で、高出力のレーザ増幅媒質を得るととも
に、励起光源の波長が変化しても発振効率が一定であ
り、また、機械的振動に対しても安定に発振し、出力の
変動が少なく、安定に高出力かつ品質の良いレーザビー
ムを発生することができる固体レーザ増幅装置、及び固
体レーザ装置を、簡単な構成により安価に得ることを目
的としている。また、励起光源の交換も容易である固体
レーザ増幅装置、及び固体レーザ装置を得ることを目的
としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
固体レーザ増幅装置は、活性固体媒質を含む固体素子、
この固体素子を冷却する冷却媒体を流すフローチュー
ブ、上記固体素子を囲むように配置され、内面が拡散反
射面で構成され、かつ上記フローチューブを直接、また
は間接的に挟み込んで保持する集光器、集光器外に配置
され、上記固体素子を励起する励起光を発する励起光
源、及び上記集光器に設けられ、上記励起光を導光する
開口部を備えたものである。
固体レーザ増幅装置は、活性固体媒質を含む固体素子、
この固体素子を冷却する冷却媒体を流すフローチュー
ブ、上記固体素子を囲むように配置され、内面が拡散反
射面で構成され、かつ上記フローチューブを直接、また
は間接的に挟み込んで保持する集光器、集光器外に配置
され、上記固体素子を励起する励起光を発する励起光
源、及び上記集光器に設けられ、上記励起光を導光する
開口部を備えたものである。
【０００９】また、本発明の請求項２に係る固体レーザ
増幅装置は、活性固体媒質を含む固体素子、この固体素
子を冷却する冷却媒体を流すフローチューブ、上記固体
素子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成さ
れた集光器、この集光器の両端部を保持する側板、集光
器外に配置され、上記固体素子を励起する励起光を発す
る励起光源、及び上記集光器に設けられ、上記励起光を
導光する開口部を備えたものである。
増幅装置は、活性固体媒質を含む固体素子、この固体素
子を冷却する冷却媒体を流すフローチューブ、上記固体
素子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成さ
れた集光器、この集光器の両端部を保持する側板、集光
器外に配置され、上記固体素子を励起する励起光を発す
る励起光源、及び上記集光器に設けられ、上記励起光を
導光する開口部を備えたものである。
【００１０】また、本発明の請求項３に係る固体レーザ
増幅装置は、活性固体媒質を含む固体素子、この固体素
子を冷却する冷却媒体を流すフローチューブ、上記固体
素子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成さ
れた集光器、この集光器を保持する基台、集光器外に配
置され、上記固体素子を励起する励起光を発する励起光
源、及び上記集光器に設けられ、上記励起光を導光する
開口部を備えたものである。
増幅装置は、活性固体媒質を含む固体素子、この固体素
子を冷却する冷却媒体を流すフローチューブ、上記固体
素子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成さ
れた集光器、この集光器を保持する基台、集光器外に配
置され、上記固体素子を励起する励起光を発する励起光
源、及び上記集光器に設けられ、上記励起光を導光する
開口部を備えたものである。
【００１１】また、本発明の請求項４に係る固体レーザ
増幅装置は、活性固体媒質を含む固体素子、この固体素
子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成され
た集光器、集光器外に配置され、上記固体素子を励起す
る励起光を発する励起光源、上記集光器に設けられ、上
記励起光を導光する開口部、及び上記励起光源からの出
射光を開口部周辺または固体素子周辺まで内部全反射に
より転送する光学素子を備えたものである。
増幅装置は、活性固体媒質を含む固体素子、この固体素
子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成され
た集光器、集光器外に配置され、上記固体素子を励起す
る励起光を発する励起光源、上記集光器に設けられ、上
記励起光を導光する開口部、及び上記励起光源からの出
射光を開口部周辺または固体素子周辺まで内部全反射に
より転送する光学素子を備えたものである。
【００１２】また、本発明の請求項５に係る固体レーザ
増幅装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載された
装置に対し、励起光源からの出射光を開口部周辺または
固体素子周辺まで内部全反射により転送する光学素子を
設けたものである。
増幅装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載された
装置に対し、励起光源からの出射光を開口部周辺または
固体素子周辺まで内部全反射により転送する光学素子を
設けたものである。
【００１３】また、本発明の請求項６に係る固体レーザ
増幅装置は、活性固体媒質を含む固体素子、この固体素
子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成され
た集光器、集光器外に配置され、上記固体素子を励起す
る励起光を発する励起光源、上記集光器に設けられ、上
記励起光を導光する開口部、及び上記励起光源からの出
射光が全反射となる光学薄膜が側面に施され、上記出射
光を開口部周辺または固体素子周辺まで転送する光学素
子を備えたものである。
増幅装置は、活性固体媒質を含む固体素子、この固体素
子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成され
た集光器、集光器外に配置され、上記固体素子を励起す
る励起光を発する励起光源、上記集光器に設けられ、上
記励起光を導光する開口部、及び上記励起光源からの出
射光が全反射となる光学薄膜が側面に施され、上記出射
光を開口部周辺または固体素子周辺まで転送する光学素
子を備えたものである。
【００１４】また、本発明の請求項７に係る固体レーザ
増幅装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の固体
レーザ増幅装置に対し、励起光源からの出射光が全反射
となる光学薄膜が側面に施され、上記出射光を開口部周
辺または固体素子周辺まで転送する光学素子を備えたも
のである。
増幅装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の固体
レーザ増幅装置に対し、励起光源からの出射光が全反射
となる光学薄膜が側面に施され、上記出射光を開口部周
辺または固体素子周辺まで転送する光学素子を備えたも
のである。
【００１５】また、本発明の請求項８に係る固体レーザ
増幅装置は、活性固体媒質を含む固体素子、この固体素
子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成され
た集光器、集光器外に配置され、上記固体素子を励起す
る励起光を発する励起光源、上記集光器に設けられ、上
記励起光を導光する開口部、及びレンズ状に分布した屈
折率を持ち、上記励起光源からの出射光を開口部周辺ま
たは固体素子周辺まで転送する光学素子を備えたもので
ある。
増幅装置は、活性固体媒質を含む固体素子、この固体素
子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成され
た集光器、集光器外に配置され、上記固体素子を励起す
る励起光を発する励起光源、上記集光器に設けられ、上
記励起光を導光する開口部、及びレンズ状に分布した屈
折率を持ち、上記励起光源からの出射光を開口部周辺ま
たは固体素子周辺まで転送する光学素子を備えたもので
ある。
【００１６】また、本発明の請求項９に係る固体レーザ
増幅装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の固体
レーザ増幅装置に対し、レンズ状に分布した屈折率を持
ち、上記励起光源からの出射光を開口部周辺または固体
素子周辺まで転送する光学素子を備えたものである。
増幅装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の固体
レーザ増幅装置に対し、レンズ状に分布した屈折率を持
ち、上記励起光源からの出射光を開口部周辺または固体
素子周辺まで転送する光学素子を備えたものである。
【００１７】また、本発明の請求項１０に係る固体レー
ザ増幅装置は、請求項４ないし９のいずれかに記載の光
学素子が、励起光源と一体化して構成されているもので
ある。
ザ増幅装置は、請求項４ないし９のいずれかに記載の光
学素子が、励起光源と一体化して構成されているもので
ある。
【００１８】また、本発明の請求項１１に係る固体レー
ザ増幅装置は、活性固体媒質を含む固体素子、この固体
素子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成さ
れた集光器、集光器外に配置され、上記固体素子を励起
する励起光を発する励起光源、上記集光器に設けられ、
上記励起光を導光する複数の開口部を備え、上記複数の
開口部のそれぞれの位置は、上記固体素子の軸方向から
見て、少なくとも一カ所で変化しているものである。
ザ増幅装置は、活性固体媒質を含む固体素子、この固体
素子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成さ
れた集光器、集光器外に配置され、上記固体素子を励起
する励起光を発する励起光源、上記集光器に設けられ、
上記励起光を導光する複数の開口部を備え、上記複数の
開口部のそれぞれの位置は、上記固体素子の軸方向から
見て、少なくとも一カ所で変化しているものである。
【００１９】また、本発明の請求項１２に係る固体レー
ザ増幅装置は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の
固体レーザ増幅装置に対し、励起光を導光する複数の開
口部を備え、上記複数の開口部のそれぞれの位置は、固
体素子の軸方向から見て、少なくとも一カ所で変化して
いるものである。
ザ増幅装置は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の
固体レーザ増幅装置に対し、励起光を導光する複数の開
口部を備え、上記複数の開口部のそれぞれの位置は、固
体素子の軸方向から見て、少なくとも一カ所で変化して
いるものである。
【００２０】また、本発明の請求項１３に係る固体レー
ザ増幅装置は、励起光源として半導体レーザを用いるよ
うにしたものである。
ザ増幅装置は、励起光源として半導体レーザを用いるよ
うにしたものである。
【００２１】また、本発明の請求項１４に係る固体レー
ザ装置は、請求項１ないし１３のいずれかに記載の固体
レーザ増幅装置に対し、固体素子から光を取り出すレー
ザ共振器を備えたものである。
ザ装置は、請求項１ないし１３のいずれかに記載の固体
レーザ増幅装置に対し、固体素子から光を取り出すレー
ザ共振器を備えたものである。
【００２２】
【作用】請求項１の固体レーザ増幅装置においては、励
起光源から発せられた励起光は、フローチューブを挟み
込むようにして固体素子に保持された集光器に備えられ
た開口部から集光器内に導かれ、集光器内で広がる過程
で固体素子を側面より励起する。固体素子に吸収されな
かった光は集光器内面で拡散反射し、再び固体素子を側
面より励起する。固体素子に吸収されてレーザ光となら
なかった成分は熱となり、この熱により加熱された固体
素子は、周囲に配置されたフローチューブ内を流れる冷
却媒体により冷却される。
起光源から発せられた励起光は、フローチューブを挟み
込むようにして固体素子に保持された集光器に備えられ
た開口部から集光器内に導かれ、集光器内で広がる過程
で固体素子を側面より励起する。固体素子に吸収されな
かった光は集光器内面で拡散反射し、再び固体素子を側
面より励起する。固体素子に吸収されてレーザ光となら
なかった成分は熱となり、この熱により加熱された固体
素子は、周囲に配置されたフローチューブ内を流れる冷
却媒体により冷却される。
【００２３】請求項２の固体レーザ増幅装置において
は、励起光源から発せられた励起光は、側板に両端部が
保持された集光器に設けられた開口部から集光器内に導
かれ、集光器内で広がる過程で固体素子を側面より励起
する。固体素子に吸収されなかった光は集光器内面で拡
散反射し、再び固体素子を側面より励起する。固体素子
に吸収されてレーザ光とならなかった成分は熱となり、
この熱により加熱された固体素子は、周囲に配置された
フローチューブ内を流れる冷却媒体により冷却される。
は、励起光源から発せられた励起光は、側板に両端部が
保持された集光器に設けられた開口部から集光器内に導
かれ、集光器内で広がる過程で固体素子を側面より励起
する。固体素子に吸収されなかった光は集光器内面で拡
散反射し、再び固体素子を側面より励起する。固体素子
に吸収されてレーザ光とならなかった成分は熱となり、
この熱により加熱された固体素子は、周囲に配置された
フローチューブ内を流れる冷却媒体により冷却される。
【００２４】請求項３の固体レーザ増幅装置において
は、励起光源から発せられた励起光は、基台に支えられ
た集光器に備えられた開口部から集光器内に導かれ、集
光器内で広がる過程で固体素子を側面より励起する。固
体素子に吸収されなかった光は集光器内面で拡散反射
し、再び固体素子を側面より励起する。固体素子に吸収
されてレーザ光とならなかった成分は熱となり、この熱
により加熱された固体素子は、周囲に配置されたフロー
チューブ内を流れる冷却媒体により冷却される。
は、励起光源から発せられた励起光は、基台に支えられ
た集光器に備えられた開口部から集光器内に導かれ、集
光器内で広がる過程で固体素子を側面より励起する。固
体素子に吸収されなかった光は集光器内面で拡散反射
し、再び固体素子を側面より励起する。固体素子に吸収
されてレーザ光とならなかった成分は熱となり、この熱
により加熱された固体素子は、周囲に配置されたフロー
チューブ内を流れる冷却媒体により冷却される。
【００２５】請求項４及び５の固体レーザ増幅装置にお
いては、励起光源から発せられた励起光は、内部全反射
により励起光を転送する光学素子により、拡散反射面を
備えた集光器の側面にもうけられた開口部を通して集光
器内部に導光され、集光器内で広がる過程で固体素子を
側面より励起する。固体素子に吸収されなかった光は集
光器内面で拡散反射し、再び固体素子を側面より励起す
る。
いては、励起光源から発せられた励起光は、内部全反射
により励起光を転送する光学素子により、拡散反射面を
備えた集光器の側面にもうけられた開口部を通して集光
器内部に導光され、集光器内で広がる過程で固体素子を
側面より励起する。固体素子に吸収されなかった光は集
光器内面で拡散反射し、再び固体素子を側面より励起す
る。
【００２６】請求項６及び７の固体レーザ増幅装置にお
いては、励起光源から発せられた励起光は、光学薄膜に
よる全反射により励起光を転送する光学素子により、拡
散反射面を備えた集光器の側面にもうけられた開口部を
通して集光器内部に導光され、集光器内で広がる過程で
固体素子を側面より励起する。固体素子に吸収されなか
った光は集光器内面で拡散反射し、再び固体素子を側面
より励起する。
いては、励起光源から発せられた励起光は、光学薄膜に
よる全反射により励起光を転送する光学素子により、拡
散反射面を備えた集光器の側面にもうけられた開口部を
通して集光器内部に導光され、集光器内で広がる過程で
固体素子を側面より励起する。固体素子に吸収されなか
った光は集光器内面で拡散反射し、再び固体素子を側面
より励起する。
【００２７】請求項８及び９の固体レーザ増幅装置にお
いては、励起光源から発せられた励起光は、レンズ状に
分布した屈折率を持つ光学素子により、拡散反射面を備
えた集光器の側面にもうけられた開口部を通して集光器
内部に導光され、集光器内で広がる過程で固体素子を側
面より励起する。固体素子に吸収されなかった光は集光
器内面で拡散反射し、再び固体素子を側面より励起す
る。
いては、励起光源から発せられた励起光は、レンズ状に
分布した屈折率を持つ光学素子により、拡散反射面を備
えた集光器の側面にもうけられた開口部を通して集光器
内部に導光され、集光器内で広がる過程で固体素子を側
面より励起する。固体素子に吸収されなかった光は集光
器内面で拡散反射し、再び固体素子を側面より励起す
る。
【００２８】請求項１０の固体レーザ増幅装置において
は、励起光源と一体化して構成された光学素子は、固体
素子への励起光の入射位置が変化しても、光源と固体素
子の位置関係を一定に保つ。
は、励起光源と一体化して構成された光学素子は、固体
素子への励起光の入射位置が変化しても、光源と固体素
子の位置関係を一定に保つ。
【００２９】請求項１１及び１２の固体レーザ増幅装置
においては、複数の開口部を備え、複数の開口部のそれ
ぞれの位置が、固体素子の軸方向から見て、少なくとも
一カ所で変化しており、励起光の固体素子への入射位置
が変化している。
においては、複数の開口部を備え、複数の開口部のそれ
ぞれの位置が、固体素子の軸方向から見て、少なくとも
一カ所で変化しており、励起光の固体素子への入射位置
が変化している。
【００３０】請求項１３の固体レーザ増幅装置において
は、半導体レーザが励起光を発生する。
は、半導体レーザが励起光を発生する。
【００３１】請求項１４の固体レーザ装置においては、
レーザ共振器は、励起光源からの光により励起された固
体素子から、レーザビームを取り出す。
レーザ共振器は、励起光源からの光により励起された固
体素子から、レーザビームを取り出す。
【００３２】
実施例１．図１は本発明の一実施例を示す構成図であ
り、図１（ａ）は横断面構成図、図１（ｂ）は縦断面構
成図、図１（ｃ）は集光器を横方向から見た側面構成図
である。図において、１、２、３、４、５、７、４０、
７０、１００は、従来装置と全く同一のものである。８
は固体素子３を囲むように配置され、内面が拡散反射面
よりなる集光器であり、集光器８は複数の集光器を固体
素子３の軸方向に並べて構成されている。２０はフロー
チューブで、このフローチューブ２０と固体素子３の間
には冷却水が流される。さらに集光器８は、このフロー
チューブ２０を挟み込むようにしてフローチューブ２０
に保持される。８０は集光器の側面の一部に開けられた
開口部、１０１はフローチューブ２０を支持する側板で
ある。
り、図１（ａ）は横断面構成図、図１（ｂ）は縦断面構
成図、図１（ｃ）は集光器を横方向から見た側面構成図
である。図において、１、２、３、４、５、７、４０、
７０、１００は、従来装置と全く同一のものである。８
は固体素子３を囲むように配置され、内面が拡散反射面
よりなる集光器であり、集光器８は複数の集光器を固体
素子３の軸方向に並べて構成されている。２０はフロー
チューブで、このフローチューブ２０と固体素子３の間
には冷却水が流される。さらに集光器８は、このフロー
チューブ２０を挟み込むようにしてフローチューブ２０
に保持される。８０は集光器の側面の一部に開けられた
開口部、１０１はフローチューブ２０を支持する側板で
ある。
【００３３】上記のように構成された固体レーザ装置に
おいて、活性固体媒質を含む固体素子３は、内面が拡散
反射面よりなる、例えばセラミック製の集光器内に配置
され、開口部８０から導入された、半導体レーザ４から
発せられる励起光４０により励起され、レーザビームを
増幅するレーザ増幅媒質となる。レーザ増幅媒質より発
生された自然放出光は、ミラー１とミラー２により構成
される共振器間を往復する間に増幅され指向性の揃った
レーザビーム７となり、一定以上の大きさに達するとレ
ーザビーム７０として外部に放出される。
おいて、活性固体媒質を含む固体素子３は、内面が拡散
反射面よりなる、例えばセラミック製の集光器内に配置
され、開口部８０から導入された、半導体レーザ４から
発せられる励起光４０により励起され、レーザビームを
増幅するレーザ増幅媒質となる。レーザ増幅媒質より発
生された自然放出光は、ミラー１とミラー２により構成
される共振器間を往復する間に増幅され指向性の揃った
レーザビーム７となり、一定以上の大きさに達するとレ
ーザビーム７０として外部に放出される。
【００３４】上記構成において、固体素子３により吸収
されなかった半導体レーザの光は、固体素子を通過後、
集光器内面で拡散反射し、再び固体素子を均一に励起す
る。この場合の励起効率は、固体素子に最終的に吸収さ
れるまでの、拡散反射面での光の反射回数の確率を考慮
して計算できる。
されなかった半導体レーザの光は、固体素子を通過後、
集光器内面で拡散反射し、再び固体素子を均一に励起す
る。この場合の励起効率は、固体素子に最終的に吸収さ
れるまでの、拡散反射面での光の反射回数の確率を考慮
して計算できる。
【００３５】図２は固体素子の励起効率を、集光器内面
の反射率と、固体素子を励起光が一回のみ通過するとし
た場合の励起効率（吸収率）との関数として計算した結
果である。励起光である、例えば半導体レーザの波長が
変化し、固体素子の吸収率が２０〜１００％と変化して
も、固体素子の励起効率の変化は緩やかであることがわ
かる。このことは、従来例に比較してより広い範囲の波
長をもつ励起光源を使用でき、また、波長の制御も厳密
にする必要がないことを示す。その結果、半導体レーザ
の製造における歩留まりを上げ、簡単な構成で、かつ安
価な装置が実現できるようになる。
の反射率と、固体素子を励起光が一回のみ通過するとし
た場合の励起効率（吸収率）との関数として計算した結
果である。励起光である、例えば半導体レーザの波長が
変化し、固体素子の吸収率が２０〜１００％と変化して
も、固体素子の励起効率の変化は緩やかであることがわ
かる。このことは、従来例に比較してより広い範囲の波
長をもつ励起光源を使用でき、また、波長の制御も厳密
にする必要がないことを示す。その結果、半導体レーザ
の製造における歩留まりを上げ、簡単な構成で、かつ安
価な装置が実現できるようになる。
【００３６】なお、固体素子３に吸収されてレーザ光と
ならなかった成分は熱となり、この熱により加熱された
固体素子３は、周囲に配置されたフローチューブ内を流
れる冷却媒体により冷却される。
ならなかった成分は熱となり、この熱により加熱された
固体素子３は、周囲に配置されたフローチューブ内を流
れる冷却媒体により冷却される。
【００３７】図３には、実施例１による固体レーザ装置
の発振特性を実験により取得した結果の一例を示す。長
さ１ｃｍ、幅５ミクロンの空間的に扁平な励起光を、波
長８１０ｎｍ近傍で発生するＧａＡｌＡｓを主成分とす
る連続発振の半導体レーザ６個を用いて、それぞれの半
導体レーザ４から発生されるレーザ光を、それぞれの半
導体レーザ４に対して用意した集光器８の側面に設け
た、それぞれ長さ１．５ｃｍ、幅０．５ｍｍの大きさを
持つ開口部８０から集光器８内に導き、集光器内に収め
た直径４ｍｍ、長さ１００ｍｍの細いＮｄ：ＹＡＧ（Ｎ
ｄ：Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅ
ｔ）ロッド３を励起して、透過率６％の部分反射ミラー
２と１００％の反射率を持つ反射ミラー１からなる安定
型共振器によりレーザ出力を得た。
の発振特性を実験により取得した結果の一例を示す。長
さ１ｃｍ、幅５ミクロンの空間的に扁平な励起光を、波
長８１０ｎｍ近傍で発生するＧａＡｌＡｓを主成分とす
る連続発振の半導体レーザ６個を用いて、それぞれの半
導体レーザ４から発生されるレーザ光を、それぞれの半
導体レーザ４に対して用意した集光器８の側面に設け
た、それぞれ長さ１．５ｃｍ、幅０．５ｍｍの大きさを
持つ開口部８０から集光器８内に導き、集光器内に収め
た直径４ｍｍ、長さ１００ｍｍの細いＮｄ：ＹＡＧ（Ｎ
ｄ：Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅ
ｔ）ロッド３を励起して、透過率６％の部分反射ミラー
２と１００％の反射率を持つ反射ミラー１からなる安定
型共振器によりレーザ出力を得た。
【００３８】半導体レーザ全部の出力が併せて７２Ｗの
時に、レーザビーム７０として２５Ｗのレーザ出力が得
られた。発振特性のスロープ効率、いわゆる光−光スロ
ープ効率は４８％となった。この値は、本発明の明細書
の作成時点での世界最高記録である。細いロッドを用い
るほど、ビーム品質の良いレーザビームの発生が容易に
なる。従って、このような細いロッドでこのような高い
記録を達成できことは、本発明の構成が、高品質のレー
ザビームを、高効率で発生できるものであることを示し
ている。
時に、レーザビーム７０として２５Ｗのレーザ出力が得
られた。発振特性のスロープ効率、いわゆる光−光スロ
ープ効率は４８％となった。この値は、本発明の明細書
の作成時点での世界最高記録である。細いロッドを用い
るほど、ビーム品質の良いレーザビームの発生が容易に
なる。従って、このような細いロッドでこのような高い
記録を達成できことは、本発明の構成が、高品質のレー
ザビームを、高効率で発生できるものであることを示し
ている。
【００３９】なお、上記実施例では、半導体レーザ４を
固体素子３の側面に複数個対称に配置する構成を示した
が、これに限るものではなく、１つでもよい。
固体素子３の側面に複数個対称に配置する構成を示した
が、これに限るものではなく、１つでもよい。
【００４０】また、上記実施例では、集光器の交換や、
各半導体レーザのビーム入射位置の調整が容易なよう
に、集光器８は複数の集光器を固体素子３の軸方向に並
べ、各集光器が開口部８０を備える構成を示したが、１
つの集光器に複数の開口部をもうけても良い。
各半導体レーザのビーム入射位置の調整が容易なよう
に、集光器８は複数の集光器を固体素子３の軸方向に並
べ、各集光器が開口部８０を備える構成を示したが、１
つの集光器に複数の開口部をもうけても良い。
【００４１】また、上記実施例では集光器８は、開口部
８０で、固体素子３の軸方向に沿って横方向に分割さ
れ、上下からフローチューブ２０を挟んで保持する構成
を示したが、これに限る必要はなく、図４に示すように
縦方向に分割して、左右からフローチューブ２０を挟ん
で保持する構成でもよく、さらに縦、横方向に４分割し
ても良い。このように構成することにより、分割された
集光器の一部をはずして、開口部からの出射光のパター
ンを見ることができ、例えば、開口部に半導体レーザの
光が入射していることを確認できる。
８０で、固体素子３の軸方向に沿って横方向に分割さ
れ、上下からフローチューブ２０を挟んで保持する構成
を示したが、これに限る必要はなく、図４に示すように
縦方向に分割して、左右からフローチューブ２０を挟ん
で保持する構成でもよく、さらに縦、横方向に４分割し
ても良い。このように構成することにより、分割された
集光器の一部をはずして、開口部からの出射光のパター
ンを見ることができ、例えば、開口部に半導体レーザの
光が入射していることを確認できる。
【００４２】さらに、本実施例の構成においては、集光
器８をフローチューブの周囲で回転させることも可能で
あり、開口部の位置を変化させて、励起光の入射位置を
変化させるように構成すれば、固体素子をより均一に励
起でき、高品質のレーザ増幅を行うことができる。
器８をフローチューブの周囲で回転させることも可能で
あり、開口部の位置を変化させて、励起光の入射位置を
変化させるように構成すれば、固体素子をより均一に励
起でき、高品質のレーザ増幅を行うことができる。
【００４３】以上のように、上記構成の固体レーザ装置
は、内面が拡散反射面で構成された集光器内に固体素子
を配置し、開口部から励起光を導入して固体素子を励起
するようにしたために、固体素子を効率よく、均一に励
起できる。また、励起光を、励起光の発散角やビーム品
質に関係ない拡散反射状のビームに変換して、固体素子
を励起することができる構成としているので、入射ビー
ムの発散状態や、ビームモード、開口部への入射位置
に、ほとんど影響されずに固体素子を励起することがで
き、従って、機械的な振動に対しても安定に発振でき、
さらに細かい再調整をすることなく、励起光源の交換が
できる。また、集光器を固体素子の周囲でフローチュー
ブを挟み込むようにして支えるようにしたために、集光
器と固体素子との関係が安定し、安定した動作が実現で
きる。また、フローチューブの中心、即ち、固体素子の
中心と、集光器の中心とが一致するようにでき、より均
一に励起できるようになる。
は、内面が拡散反射面で構成された集光器内に固体素子
を配置し、開口部から励起光を導入して固体素子を励起
するようにしたために、固体素子を効率よく、均一に励
起できる。また、励起光を、励起光の発散角やビーム品
質に関係ない拡散反射状のビームに変換して、固体素子
を励起することができる構成としているので、入射ビー
ムの発散状態や、ビームモード、開口部への入射位置
に、ほとんど影響されずに固体素子を励起することがで
き、従って、機械的な振動に対しても安定に発振でき、
さらに細かい再調整をすることなく、励起光源の交換が
できる。また、集光器を固体素子の周囲でフローチュー
ブを挟み込むようにして支えるようにしたために、集光
器と固体素子との関係が安定し、安定した動作が実現で
きる。また、フローチューブの中心、即ち、固体素子の
中心と、集光器の中心とが一致するようにでき、より均
一に励起できるようになる。
【００４４】実施例２．図５は本発明の実施例２による
固体レーザ装置を示す構成図であり、図５（ａ）は横断
面構成図、図５（ｂ）は縦断面構成図、図５（ｃ）は集
光器を横方向から見た側面構成図である。実施例１で
は、集光器８をフローチューブ２０を挟んで固体素子の
周囲に保持する構成を示したが、フローチューブ２０を
支える側板にネジ止めなどにより機械的に集光器の両端
部を固定するか、あるいは図５に示すように、２つの側
板１０１を連結するネジ１０２を備え、このネジ１０２
で２つの側板１０１間の距離を可変として、この間に集
光器８を収めた後に、側板間の距離を縮めて集光器８を
圧接して保持する様にしても良い。
固体レーザ装置を示す構成図であり、図５（ａ）は横断
面構成図、図５（ｂ）は縦断面構成図、図５（ｃ）は集
光器を横方向から見た側面構成図である。実施例１で
は、集光器８をフローチューブ２０を挟んで固体素子の
周囲に保持する構成を示したが、フローチューブ２０を
支える側板にネジ止めなどにより機械的に集光器の両端
部を固定するか、あるいは図５に示すように、２つの側
板１０１を連結するネジ１０２を備え、このネジ１０２
で２つの側板１０１間の距離を可変として、この間に集
光器８を収めた後に、側板間の距離を縮めて集光器８を
圧接して保持する様にしても良い。
【００４５】このようにすることにより、集光器と固体
素子との関係が安定し、安定した動作が実現できる。ま
た、フローチューブの中心、即ち、固体素子の中心と、
集光器の中心とが一致するようにでき、より均一に励起
できるようになる。
素子との関係が安定し、安定した動作が実現できる。ま
た、フローチューブの中心、即ち、固体素子の中心と、
集光器の中心とが一致するようにでき、より均一に励起
できるようになる。
【００４６】さらに、本実施例の構成においても、集光
器８をフローチューブの周囲で回転させることも可能で
あり、開口部の位置を変化させて、励起光の入射位置を
変化させるように構成すれば、固体素子をより均一に励
起でき、高品質のレーザ増幅を行うことができる。
器８をフローチューブの周囲で回転させることも可能で
あり、開口部の位置を変化させて、励起光の入射位置を
変化させるように構成すれば、固体素子をより均一に励
起でき、高品質のレーザ増幅を行うことができる。
【００４７】実施例３．図６は本発明の実施例３による
固体レーザ装置を示す構成図であり、図６（ａ）は横断
面構成図、図６（ｂ）は縦断面構成図、図６（ｃ）は集
光器を横方向から見た側面構成図である。集光器８の保
持の仕方としては、さらに、図６に示すように、集光器
８を基台１００の上に固定しても良い。この場合、集光
器８は側板１０１と離すこともできるが、固体素子３
の、基台１００からの高さの調整が必要であり、例えば
固体素子３の高さを、集光器８の中心が、フローチュー
ブ２０の中心、即ち固体素子３の中心と一致するよう
に、調整する調整装置をもうけるか、機械精度でおさめ
れるような構造設計をすればよい。
固体レーザ装置を示す構成図であり、図６（ａ）は横断
面構成図、図６（ｂ）は縦断面構成図、図６（ｃ）は集
光器を横方向から見た側面構成図である。集光器８の保
持の仕方としては、さらに、図６に示すように、集光器
８を基台１００の上に固定しても良い。この場合、集光
器８は側板１０１と離すこともできるが、固体素子３
の、基台１００からの高さの調整が必要であり、例えば
固体素子３の高さを、集光器８の中心が、フローチュー
ブ２０の中心、即ち固体素子３の中心と一致するよう
に、調整する調整装置をもうけるか、機械精度でおさめ
れるような構造設計をすればよい。
【００４８】このように、集光器８をフローチューブ２
０を支える側板１０１とは別の基台１００で支えるよう
にしたために、集光器８の取り外しが容易となり、集光
器内部に汚れが発生した場合に、集光器の交換を敏速に
行うことができる。
０を支える側板１０１とは別の基台１００で支えるよう
にしたために、集光器８の取り外しが容易となり、集光
器内部に汚れが発生した場合に、集光器の交換を敏速に
行うことができる。
【００４９】実施例４．図７は本発明の実施例４による
固体レーザ装置の主要部を示す断面構成図であり、図７
（ａ）は横断面構成図、図７（ｂ）は縦断面構成図であ
る。図において、４５は板状の、例えばサファイア、ま
たはドープされていないＹＡＧからなる、励起光４０を
導波する光導波光学素子であり、開口部８０内に配設さ
れている。
固体レーザ装置の主要部を示す断面構成図であり、図７
（ａ）は横断面構成図、図７（ｂ）は縦断面構成図であ
る。図において、４５は板状の、例えばサファイア、ま
たはドープされていないＹＡＧからなる、励起光４０を
導波する光導波光学素子であり、開口部８０内に配設さ
れている。
【００５０】上記のように構成された固体レーザ装置に
おいては、上記実施例１〜３と同様、活性固体媒質を含
む固体素子３は、内面が拡散反射面よりなる、例えばセ
ラミック製の集光器内に配置され、開口部８０から導入
された、半導体レーザ４から発せられる励起光４０によ
り励起され、レーザビームを増幅するレーザ増幅媒質と
なる。レーザ増幅媒質より発生された自然放出光は、ミ
ラー１とミラー２により構成される共振器間を往復する
間に増幅され指向性の揃ったレーザビーム７となり、一
定以上の大きさに達するとレーザビーム７０として外部
に放出される。
おいては、上記実施例１〜３と同様、活性固体媒質を含
む固体素子３は、内面が拡散反射面よりなる、例えばセ
ラミック製の集光器内に配置され、開口部８０から導入
された、半導体レーザ４から発せられる励起光４０によ
り励起され、レーザビームを増幅するレーザ増幅媒質と
なる。レーザ増幅媒質より発生された自然放出光は、ミ
ラー１とミラー２により構成される共振器間を往復する
間に増幅され指向性の揃ったレーザビーム７となり、一
定以上の大きさに達するとレーザビーム７０として外部
に放出される。
【００５１】本実施例に特徴的な光導波光学素子４５の
動作についてつけ加える。光導波光学素子４５の端面に
は、励起光に対する無反射コートが施されており、励起
光源４の光はほとんどロスなく光導波光学素子４５内に
導かれる。光導波光学素子４５はサファイア、またはＹ
ＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅ
ｔ）から作られており、屈折率が約１．７から１．８と
大きいため、光導波光学素子４５内に斜入射された励起
光は、光導波光学素子４５の上下面で全反射させられ、
ほとんどロスなく、集光器内部に導かれる。実際に、実
験においても、９９％以上の透過特性が実証されてい
る。
動作についてつけ加える。光導波光学素子４５の端面に
は、励起光に対する無反射コートが施されており、励起
光源４の光はほとんどロスなく光導波光学素子４５内に
導かれる。光導波光学素子４５はサファイア、またはＹ
ＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅ
ｔ）から作られており、屈折率が約１．７から１．８と
大きいため、光導波光学素子４５内に斜入射された励起
光は、光導波光学素子４５の上下面で全反射させられ、
ほとんどロスなく、集光器内部に導かれる。実際に、実
験においても、９９％以上の透過特性が実証されてい
る。
【００５２】光導波光学素子４５は、さらに励起光の空
間分布を均一化する作用もある。例えば半導体レーザか
らなる励起光源５から発生された光のうち、中央部の光
は全反射されることなく光導波光学素子４５を通過する
が、周囲部は全反射により中央部に折り返されて、光導
波光学素子４５から集光器内部に導かれる。この様にし
て、中央部と、周囲部の光を混合して、励起光の強度分
布を一定にすることができる。こうして励起光の強度分
布を均一化して集光器内に導くと、集光器の拡散反射に
よる、固体素子の励起の均一化効果を高めることができ
る。
間分布を均一化する作用もある。例えば半導体レーザか
らなる励起光源５から発生された光のうち、中央部の光
は全反射されることなく光導波光学素子４５を通過する
が、周囲部は全反射により中央部に折り返されて、光導
波光学素子４５から集光器内部に導かれる。この様にし
て、中央部と、周囲部の光を混合して、励起光の強度分
布を一定にすることができる。こうして励起光の強度分
布を均一化して集光器内に導くと、集光器の拡散反射に
よる、固体素子の励起の均一化効果を高めることができ
る。
【００５３】なお、光導波光学素子４５として、側面に
施した光学薄膜による全反射により光を伝送する光学素
子、例えばガラス、または溶融石英に例えば金、または
アルミニウム、またはフッカマグネシウムの薄膜を蒸着
した素子を用いて図７と同様に構成してもよい。この場
合は、安価な材料を用いることができるために、装置全
体を安価にできる効果もある。
施した光学薄膜による全反射により光を伝送する光学素
子、例えばガラス、または溶融石英に例えば金、または
アルミニウム、またはフッカマグネシウムの薄膜を蒸着
した素子を用いて図７と同様に構成してもよい。この場
合は、安価な材料を用いることができるために、装置全
体を安価にできる効果もある。
【００５４】また、光導波光学素子４５として、内部の
屈折率がなめらかに変化してレンズ作用により光を伝送
する光学素子、例えば光ファイバーを用いて、図８に示
すように構成しても良い。この場合、励起光源のビーム
品質を保持したまま、励起光を導くことができるため、
励起光を導く光学素子の長さに影響されずに、安定した
品質の励起光を集光器内部に導くことができ、固体素子
内部の励起分布を安定にすることができ、高品質のレー
ザ増幅を行うことができる。なお、半導体レーザを励起
光源として用いた場合には、励起光の発散は上下方向の
みが大きいために、上下方向のみに屈折率をなめらかに
するようにしても良い。
屈折率がなめらかに変化してレンズ作用により光を伝送
する光学素子、例えば光ファイバーを用いて、図８に示
すように構成しても良い。この場合、励起光源のビーム
品質を保持したまま、励起光を導くことができるため、
励起光を導く光学素子の長さに影響されずに、安定した
品質の励起光を集光器内部に導くことができ、固体素子
内部の励起分布を安定にすることができ、高品質のレー
ザ増幅を行うことができる。なお、半導体レーザを励起
光源として用いた場合には、励起光の発散は上下方向の
みが大きいために、上下方向のみに屈折率をなめらかに
するようにしても良い。
【００５５】また、このように、光導波光学素子４５を
用いる場合には、集光器の開口部を、この光導波光学素
子４５により閉塞できるために、フローチューブ２０を
取り除いて、集光器内部に冷却剤を流して、集光器内部
にフローチューブの役割をさせることもできる。
用いる場合には、集光器の開口部を、この光導波光学素
子４５により閉塞できるために、フローチューブ２０を
取り除いて、集光器内部に冷却剤を流して、集光器内部
にフローチューブの役割をさせることもできる。
【００５６】また、光導波光学素子４５は光源４と同一
パッケージ内に一体化して配置しても良く、こうすると
光源４と光学素子４５の位置調整状態を保持したまま
で、光学素子４５の、ロッド側面への入射位置の変更が
容易にできる。例えば、実施例１や実施例２の構成のも
のに対し、集光器８を回転可能に構成し、開口部８０の
位置を変化させて固体素子への励起光の入射位置を変化
させる際に、光源４と一体化された光導波光学素子４５
を用いて励起光を導けば、位置ズレや入射角の変化があ
っても励起光の伝送効率が変わらず、安定して励起光を
導くことができる。
パッケージ内に一体化して配置しても良く、こうすると
光源４と光学素子４５の位置調整状態を保持したまま
で、光学素子４５の、ロッド側面への入射位置の変更が
容易にできる。例えば、実施例１や実施例２の構成のも
のに対し、集光器８を回転可能に構成し、開口部８０の
位置を変化させて固体素子への励起光の入射位置を変化
させる際に、光源４と一体化された光導波光学素子４５
を用いて励起光を導けば、位置ズレや入射角の変化があ
っても励起光の伝送効率が変わらず、安定して励起光を
導くことができる。
【００５７】実施例５．図９は本発明の実施例５による
固体レーザ装置を示す構成図であり、図９（ａ）は横断
面構成図、図９（ｂ）は縦断面構成図、図９（ｃ）は集
光器を横方向から見た側面構成図である。本実施例にお
いては、図９に示すように、集光器８に設けられた開口
部８０の位置が高さ方向で変化しており、したがって、
励起光源４の設置位置も高さ方向で変化している。
固体レーザ装置を示す構成図であり、図９（ａ）は横断
面構成図、図９（ｂ）は縦断面構成図、図９（ｃ）は集
光器を横方向から見た側面構成図である。本実施例にお
いては、図９に示すように、集光器８に設けられた開口
部８０の位置が高さ方向で変化しており、したがって、
励起光源４の設置位置も高さ方向で変化している。
【００５８】本実施例の固体レーザ装置においては、上
記実施例１〜３と同様、活性固体媒質を含む固体素子３
は、内面が拡散反射面よりなる、例えばセラミック製の
集光器内に配置され、開口部８０から導入された、半導
体レーザ４から発せられる励起光４０により励起され、
レーザビームを増幅するレーザ増幅媒質となる。レーザ
増幅媒質より発生された自然放出光は、ミラー１とミラ
ー２により構成される共振器間を往復する間に増幅され
指向性の揃ったレーザビーム７となり、一定以上の大き
さに達するとレーザビーム７０として外部に放出され
る。
記実施例１〜３と同様、活性固体媒質を含む固体素子３
は、内面が拡散反射面よりなる、例えばセラミック製の
集光器内に配置され、開口部８０から導入された、半導
体レーザ４から発せられる励起光４０により励起され、
レーザビームを増幅するレーザ増幅媒質となる。レーザ
増幅媒質より発生された自然放出光は、ミラー１とミラ
ー２により構成される共振器間を往復する間に増幅され
指向性の揃ったレーザビーム７となり、一定以上の大き
さに達するとレーザビーム７０として外部に放出され
る。
【００５９】本実施例に特徴的な開口部４０の配置につ
いて説明をつけ加える。本実施例では、対向する２個の
半導体レーザ４を、固体素子の軸方向に３組、合計６個
配置しており、固体素子への励起光の入射位置が、固体
素子の軸方向からみて、なるべく特定の場所に集中しな
いように、均等に近くなるようにしている。固体素子の
増幅率は、固体素子の軸方向の積分値で表されるから、
このようにして軸方向から見た励起光の入射を均等にす
ると、固体素子断面内の増幅率も均等となり、高品質な
レーザビームの発生、増幅が容易となる。
いて説明をつけ加える。本実施例では、対向する２個の
半導体レーザ４を、固体素子の軸方向に３組、合計６個
配置しており、固体素子への励起光の入射位置が、固体
素子の軸方向からみて、なるべく特定の場所に集中しな
いように、均等に近くなるようにしている。固体素子の
増幅率は、固体素子の軸方向の積分値で表されるから、
このようにして軸方向から見た励起光の入射を均等にす
ると、固体素子断面内の増幅率も均等となり、高品質な
レーザビームの発生、増幅が容易となる。
【００６０】固体素子への入射位置の均一化のために
は、図９では各段に２個の半導体レーザを配置する構成
を示したが、これに限らないのは言うまでもなく、要は
集光器の側面に備えられた開口部を複数個備えると共
に、その固体素子の軸方向から見た位置が、それぞれの
開口部の少なくとも一カ所でも変化していれば、固体素
子断面内の増幅分布の均一性は格段に改善される。な
お、励起光源からの入射パワーを増大させると、高品質
なビームの発生、増幅のために、より均一な入射位置の
配置が必要となるため、上記構成が特に有効となる。
は、図９では各段に２個の半導体レーザを配置する構成
を示したが、これに限らないのは言うまでもなく、要は
集光器の側面に備えられた開口部を複数個備えると共
に、その固体素子の軸方向から見た位置が、それぞれの
開口部の少なくとも一カ所でも変化していれば、固体素
子断面内の増幅分布の均一性は格段に改善される。な
お、励起光源からの入射パワーを増大させると、高品質
なビームの発生、増幅のために、より均一な入射位置の
配置が必要となるため、上記構成が特に有効となる。
【００６１】本実施例においても、実施例４で用いた光
導波光学素子４５を用いる構成が考えられる。上述した
ような、光導波光学素子４５による、励起光を均一化す
る作用が有効に作用して、さらに均一な増幅分布を得る
ことができる。
導波光学素子４５を用いる構成が考えられる。上述した
ような、光導波光学素子４５による、励起光を均一化す
る作用が有効に作用して、さらに均一な増幅分布を得る
ことができる。
【００６２】実施例６．実施例５では、集光器８に設け
た開口部８０の位置を変化させたが、実施例１で示し
た、集光器８をフローチューブ２０を挟んで固定するも
のに対し、フローチューブ２０の回りで集光器８を回転
させて、固体素子３の軸方向から見て、断面内で周囲か
ら均一に励起されるように、構成しても良い。図１０は
このような構成の一例を示すものであり、図１０（ａ）
には横断面構成図を、図１０（ｂ）には集光器部を抜き
出して、集光器部が回転している様子を固体素子の軸方
向から見た図を示す。この場合、軸方向に分割された複
数の集光器８は各々自由に回転できるので、発振するレ
ーザビームの品質を観測しながら、最適な位置を決定す
ることもできる。
た開口部８０の位置を変化させたが、実施例１で示し
た、集光器８をフローチューブ２０を挟んで固定するも
のに対し、フローチューブ２０の回りで集光器８を回転
させて、固体素子３の軸方向から見て、断面内で周囲か
ら均一に励起されるように、構成しても良い。図１０は
このような構成の一例を示すものであり、図１０（ａ）
には横断面構成図を、図１０（ｂ）には集光器部を抜き
出して、集光器部が回転している様子を固体素子の軸方
向から見た図を示す。この場合、軸方向に分割された複
数の集光器８は各々自由に回転できるので、発振するレ
ーザビームの品質を観測しながら、最適な位置を決定す
ることもできる。
【００６３】上記実施例は実施例１の構成のものに対す
る適用例であったが、実施例２で示した、側板１０１で
集光器８を挟みつけて固定する構成のものに対しても、
フローチューブ２０の回りで集光器８を回転させて、固
体素子３の軸方向から見て、断面内で周囲から均一に励
起されるように構成しても良い。この場合も、軸方向に
分割された複数の集光器８は各々自由に回転できるの
で、発振するレーザビームの品質を観測しながら、最適
な位置を決定することもできる。
る適用例であったが、実施例２で示した、側板１０１で
集光器８を挟みつけて固定する構成のものに対しても、
フローチューブ２０の回りで集光器８を回転させて、固
体素子３の軸方向から見て、断面内で周囲から均一に励
起されるように構成しても良い。この場合も、軸方向に
分割された複数の集光器８は各々自由に回転できるの
で、発振するレーザビームの品質を観測しながら、最適
な位置を決定することもできる。
【００６４】実施例７．上記いずれの実施例において
も、励起光源として半導体レーザを用い、かつ直接、集
光器の開口部、もしくは光導波光学素子に導光する例を
示したが、これに限るものでなく、例えばイオンレーザ
などの他の励起源を用いても良いし、例えば図１１に示
すように、面状に発光するパルス半導体レーザの光を集
光レンズ６を用いて、開口部８０に光を導く構成も考え
られる。要は集光器８に設けた開口部８０に光を導光す
ればよい。
も、励起光源として半導体レーザを用い、かつ直接、集
光器の開口部、もしくは光導波光学素子に導光する例を
示したが、これに限るものでなく、例えばイオンレーザ
などの他の励起源を用いても良いし、例えば図１１に示
すように、面状に発光するパルス半導体レーザの光を集
光レンズ６を用いて、開口部８０に光を導く構成も考え
られる。要は集光器８に設けた開口部８０に光を導光す
ればよい。
【００６５】実施例８．また、上記いずれの実施例にお
いても、励起光源により励起された固体素子を増幅媒質
とし、この増幅媒質からレーザ共振器によりレーザビー
ムを取り出す構成を例として示したが、増幅媒質を固体
レーザ増幅装置として用いることもできる。図１２に
は、固体レーザ装置２００よりレーザ共振器１、２によ
り取り出したレーザビーム７０を固体レーザ増幅装置３
００で増幅して、レーザビーム７１として外部に取り出
す構成の例を示している。
いても、励起光源により励起された固体素子を増幅媒質
とし、この増幅媒質からレーザ共振器によりレーザビー
ムを取り出す構成を例として示したが、増幅媒質を固体
レーザ増幅装置として用いることもできる。図１２に
は、固体レーザ装置２００よりレーザ共振器１、２によ
り取り出したレーザビーム７０を固体レーザ増幅装置３
００で増幅して、レーザビーム７１として外部に取り出
す構成の例を示している。
【００６６】なお上記いずれの実施例においても、固体
素子、及びフローチューブの断面が円形のものについて
説明したが、いずれも円形に限るものでなく、矩形、楕
円でもよい。
素子、及びフローチューブの断面が円形のものについて
説明したが、いずれも円形に限るものでなく、矩形、楕
円でもよい。
【００６７】また、上記いずれの実施例においても特に
説明しなかったが、フローチューブ側面、光学素子な
ど、レーザビームが通過する部分のうち、特に指示のな
い部分にも、通常の光学素子のように無反射薄膜を施せ
ば通過ロスが減少し、効率の良いレーザ発振を実現する
ことができる。
説明しなかったが、フローチューブ側面、光学素子な
ど、レーザビームが通過する部分のうち、特に指示のな
い部分にも、通常の光学素子のように無反射薄膜を施せ
ば通過ロスが減少し、効率の良いレーザ発振を実現する
ことができる。
【００６８】また、固体素子としてＮｄ：ＹＡＧを用い
たものについて説明したが、これに限るものでなく、光
励起できる固体素子であれば良い。
たものについて説明したが、これに限るものでなく、光
励起できる固体素子であれば良い。
【００６９】
【発明の効果】本発明の請求項１においては、活性固体
媒質を含む固体素子、この固体素子を冷却する冷却媒体
を流すフローチューブ、上記固体素子を囲むように配置
され、内面が拡散反射面で構成され、かつ上記フローチ
ューブを直接、または間接的に挟み込んで保持する集光
器、集光器外に配置され、上記固体素子を励起する励起
光を発する励起光源、及び上記集光器に設けられ、上記
励起光を導光する開口部により固体レーザ増幅装置を構
成したので、安定に、高出力、高品質のレーザビームを
発生する固体レーザ増幅装置を、簡単な構成により安価
に得ることができる。
媒質を含む固体素子、この固体素子を冷却する冷却媒体
を流すフローチューブ、上記固体素子を囲むように配置
され、内面が拡散反射面で構成され、かつ上記フローチ
ューブを直接、または間接的に挟み込んで保持する集光
器、集光器外に配置され、上記固体素子を励起する励起
光を発する励起光源、及び上記集光器に設けられ、上記
励起光を導光する開口部により固体レーザ増幅装置を構
成したので、安定に、高出力、高品質のレーザビームを
発生する固体レーザ増幅装置を、簡単な構成により安価
に得ることができる。
【００７０】また、本発明の請求項２においては、集光
器の両端部を側板で保持するようにしたので、上記と同
様、安定に、高出力、高品質のレーザビームを発生する
固体レーザ増幅装置を、簡単な構成により安価に得るこ
とができる。
器の両端部を側板で保持するようにしたので、上記と同
様、安定に、高出力、高品質のレーザビームを発生する
固体レーザ増幅装置を、簡単な構成により安価に得るこ
とができる。
【００７１】また、本発明の請求項３においては、集光
器をフローチューブを支える側板とは別の基台で支える
ようにしたために、集光器の取り外しが容易となり、集
光器の交換を敏速に行うことができる。
器をフローチューブを支える側板とは別の基台で支える
ようにしたために、集光器の取り外しが容易となり、集
光器の交換を敏速に行うことができる。
【００７２】また、本発明の請求項４においては、内部
全反射により入射光を転送する光学素子により、励起光
源から発せられた励起光を集光器の開口部周辺または固
体素子周辺まで内部全反射によりに導くように構成した
ので、ほとんどロスなく、励起光源の光を集光器内部に
導くことができるとともに、励起光の強度分布が均一に
なり、集光器内でより均一に拡散反射して、固体素子を
極めて均一に励起することができ、高効率に高品質のレ
ーザ増幅を行うことができる。
全反射により入射光を転送する光学素子により、励起光
源から発せられた励起光を集光器の開口部周辺または固
体素子周辺まで内部全反射によりに導くように構成した
ので、ほとんどロスなく、励起光源の光を集光器内部に
導くことができるとともに、励起光の強度分布が均一に
なり、集光器内でより均一に拡散反射して、固体素子を
極めて均一に励起することができ、高効率に高品質のレ
ーザ増幅を行うことができる。
【００７３】また、本発明の請求項５においては、上記
請求項１〜３の装置に対し、内部全反射により入射光を
転送する光学素子を設けて、励起光を集光器の開口部周
辺または固体素子周辺まで導くように構成したので、上
記効果に加え、フローチューブの周囲で集光器を回転さ
せて、固体素子への励起位置を変化させたとき、安定し
て励起光を導くことができる。
請求項１〜３の装置に対し、内部全反射により入射光を
転送する光学素子を設けて、励起光を集光器の開口部周
辺または固体素子周辺まで導くように構成したので、上
記効果に加え、フローチューブの周囲で集光器を回転さ
せて、固体素子への励起位置を変化させたとき、安定し
て励起光を導くことができる。
【００７４】また、本発明の請求項６においては、側面
に施した光学薄膜による全反射により光を伝送する光学
素子により、励起光源から発せられた励起光を集光器の
開口部周辺または固体素子周辺に導くようにしたため
に、上記請求項４と同様の効果がある。また、安価な材
料を用いることができるために、装置全体を安価にでき
る効果もある。
に施した光学薄膜による全反射により光を伝送する光学
素子により、励起光源から発せられた励起光を集光器の
開口部周辺または固体素子周辺に導くようにしたため
に、上記請求項４と同様の効果がある。また、安価な材
料を用いることができるために、装置全体を安価にでき
る効果もある。
【００７５】また、本発明の請求項７においては、上記
請求項１〜３の装置に対し、側面に施した光学薄膜によ
る全反射により光を伝送する光学素子を設けて、励起光
を集光器の開口部周辺または固体素子周辺まで導くよう
に構成したので、請求項５と同様の効果がある。
請求項１〜３の装置に対し、側面に施した光学薄膜によ
る全反射により光を伝送する光学素子を設けて、励起光
を集光器の開口部周辺または固体素子周辺まで導くよう
に構成したので、請求項５と同様の効果がある。
【００７６】また、本発明の請求項８においては、レン
ズ状に分布した屈折率を持つ光学素子により、励起光源
から発せられた励起光を集光器の開口部周辺または固体
素子周辺に導くように構成したので、上記請求項４と同
様の効果がある。また、光学素子の長さに影響されず
に、安定した品質の励起光を集光器内部に導くことがで
き、高品質のレーザ増幅を行うことができる。
ズ状に分布した屈折率を持つ光学素子により、励起光源
から発せられた励起光を集光器の開口部周辺または固体
素子周辺に導くように構成したので、上記請求項４と同
様の効果がある。また、光学素子の長さに影響されず
に、安定した品質の励起光を集光器内部に導くことがで
き、高品質のレーザ増幅を行うことができる。
【００７７】また、本発明の請求項９においては、上記
請求項１〜３の装置に対し、レンズ状に分布した屈折率
を持つ光学素子を設けて、励起光を集光器の開口部周辺
または固体素子周辺まで導くように構成したので、請求
項５と同様の効果がある。
請求項１〜３の装置に対し、レンズ状に分布した屈折率
を持つ光学素子を設けて、励起光を集光器の開口部周辺
または固体素子周辺まで導くように構成したので、請求
項５と同様の効果がある。
【００７８】また、本発明の請求項１０においては、励
起光源と一体化して光学素子を配置したので、固体素子
への励起光の入射位置が変化しても、光源と固体素子の
位置関係を一定に保ち、励起分布の調整を容易にする。
起光源と一体化して光学素子を配置したので、固体素子
への励起光の入射位置が変化しても、光源と固体素子の
位置関係を一定に保ち、励起分布の調整を容易にする。
【００７９】また、本発明の請求項１１においては、開
口部を複数設け、これら複数の開口部の位置が、固体素
子の軸方向から見て、少なくとも一カ所で変化するよう
にしたので、均一な励起分布が実現でき、高品質のレー
ザ増幅を行うことができる。
口部を複数設け、これら複数の開口部の位置が、固体素
子の軸方向から見て、少なくとも一カ所で変化するよう
にしたので、均一な励起分布が実現でき、高品質のレー
ザ増幅を行うことができる。
【００８０】また、本発明の請求項１２においては、上
記請求項１〜１０の装置に対し、開口部を複数設け、こ
れら複数の開口部の位置が、固体素子の軸方向から見
て、少なくとも一カ所で変化するようにしたので、均一
な励起分布が実現でき、高品質のレーザ増幅を行うこと
ができるとともに、フローチューブの周囲で集光器を回
転させて、固体素子への励起位置を変化させたとき、発
振するレーザビームの品質を観測しながら、最適な位置
を決定することができる。また、光学素子を用いた場
合、励起光を均一化する作用が有効に作用して、さらに
均一な増幅分布を得ることができる。
記請求項１〜１０の装置に対し、開口部を複数設け、こ
れら複数の開口部の位置が、固体素子の軸方向から見
て、少なくとも一カ所で変化するようにしたので、均一
な励起分布が実現でき、高品質のレーザ増幅を行うこと
ができるとともに、フローチューブの周囲で集光器を回
転させて、固体素子への励起位置を変化させたとき、発
振するレーザビームの品質を観測しながら、最適な位置
を決定することができる。また、光学素子を用いた場
合、励起光を均一化する作用が有効に作用して、さらに
均一な増幅分布を得ることができる。
【００８１】また、本発明の請求項１３においては、励
起光源として半導体レーザを用いるようにしたために、
コンパクトな励起光源から、高効率で高出力な励起光を
発生させることができ、高効率に高品質のレーザ増幅を
行うことができる。
起光源として半導体レーザを用いるようにしたために、
コンパクトな励起光源から、高効率で高出力な励起光を
発生させることができ、高効率に高品質のレーザ増幅を
行うことができる。
【００８２】また、本発明の請求項１４においては、レ
ーザ共振器を用いて、励起光源からの光により励起され
た固体素子から、レーザビームを取り出すように構成し
たために、高効率に高品質なレーザビームを発生させる
ことができる。
ーザ共振器を用いて、励起光源からの光により励起され
た固体素子から、レーザビームを取り出すように構成し
たために、高効率に高品質なレーザビームを発生させる
ことができる。
【図１】 本発明の実施例１による固体レーザ装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】 本発明の実施例１による固体レーザ装置の動
作を説明する説明図である。
作を説明する説明図である。
【図３】 本発明の実施例１による固体レーザ装置の動
作を説明する説明図である。
作を説明する説明図である。
【図４】 本発明の実施例１による他の固体レーザ装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図５】 本発明の実施例２による固体レーザ装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図６】 本発明の実施例３による固体レーザ装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図７】 本発明の実施例４による固体レーザ装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図８】 本発明の実施例４による他の固体レーザ装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図９】 本発明の実施例５による固体レーザ装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図１０】 本発明の実施例６による固体レーザ装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図１１】 本発明の実施例７による固体レーザ装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図１２】 本発明の実施例８による固体レーザ装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図１３】 従来の固体レーザ装置を示す構成図であ
る。
る。
【図１４】 従来の固体レーザ装置の動作を説明する説
明図である。
明図である。
１ 反射ミラー、２ 部分反射ミラー、３ 固体素子、
４ 励起光源、５ 電源、７ レーザビーム、８ 集光
器、２０ フローチューブ、４０ 励起光、４５ 光導
波光学素子、７０ レーザビーム、７１ レーザビー
ム、８０ 開口部、１００ 基台、１０１ 側板、１０
２ ネジ、２００ 固体レーザ装置、３００ 固体レー
ザ増幅装置。
４ 励起光源、５ 電源、７ レーザビーム、８ 集光
器、２０ フローチューブ、４０ 励起光、４５ 光導
波光学素子、７０ レーザビーム、７１ レーザビー
ム、８０ 開口部、１００ 基台、１０１ 側板、１０
２ ネジ、２００ 固体レーザ装置、３００ 固体レー
ザ増幅装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/16
Claims (14)
- 【請求項１】 活性固体媒質を含む固体素子、この固体
素子を冷却する冷却媒体を流すフローチューブ、上記固
体素子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成
され、かつ上記フローチューブを直接、または間接的に
挟み込んで保持する集光器、集光器外に配置され、上記
固体素子を励起する励起光を発する励起光源、及び上記
集光器に設けられ、上記励起光を導光する開口部を備え
た固体レーザ増幅装置。 - 【請求項２】 活性固体媒質を含む固体素子、この固体
素子を冷却する冷却媒体を流すフローチューブ、上記固
体素子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成
された集光器、この集光器の両端部を保持する側板、集
光器外に配置され、上記固体素子を励起する励起光を発
する励起光源、及び上記集光器に設けられ、上記励起光
を導光する開口部を備えた固体レーザ増幅装置。 - 【請求項３】 活性固体媒質を含む固体素子、この固体
素子を冷却する冷却媒体を流すフローチューブ、上記固
体素子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成
された集光器、この集光器を保持する基台、集光器外に
配置され、上記固体素子を励起する励起光を発する励起
光源、及び上記集光器に設けられ、上記励起光を導光す
る開口部を備えた固体レーザ増幅装置。 - 【請求項４】 活性固体媒質を含む固体素子、この固体
素子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成さ
れた集光器、集光器外に配置され、上記固体素子を励起
する励起光を発する励起光源、上記集光器に設けられ、
上記励起光を導光する開口部、及び上記励起光源からの
出射光を開口部周辺または固体素子周辺まで内部全反射
により転送する光学素子を備えた固体レーザ増幅装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかに記載の固
体レーザ増幅装置において、励起光源からの出射光を開
口部周辺または固体素子周辺まで内部全反射により転送
する光学素子を備えたことを特徴とする固体レーザ増幅
装置。 - 【請求項６】 活性固体媒質を含む固体素子、この固体
素子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成さ
れた集光器、集光器外に配置され、上記固体素子を励起
する励起光を発する励起光源、上記集光器に設けられ、
上記励起光を導光する開口部、及び上記励起光源からの
出射光が全反射となる光学薄膜が側面に施され、上記出
射光を開口部周辺または固体素子周辺まで転送する光学
素子を備えた固体レーザ増幅装置。 - 【請求項７】 請求項１ないし３のいずれかに記載の固
体レーザ増幅装置において、励起光源からの出射光が全
反射となる光学薄膜が側面に施され、上記出射光を開口
部周辺または固体素子周辺まで転送する光学素子を備え
たことを特徴とする固体レーザ増幅装置。 - 【請求項８】 活性固体媒質を含む固体素子、この固体
素子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成さ
れた集光器、集光器外に配置され、上記固体素子を励起
する励起光を発する励起光源、上記集光器に設けられ、
上記励起光を導光する開口部、及びレンズ状に分布した
屈折率を持ち、上記励起光源からの出射光を開口部周辺
または固体素子周辺まで転送する光学素子を備えた固体
レーザ増幅装置。 - 【請求項９】 請求項１ないし３のいずれかに記載の固
体レーザ増幅装置において、レンズ状に分布した屈折率
を持ち、上記励起光源からの出射光を開口部周辺または
固体素子周辺まで転送する光学素子を備えたことを特徴
とする固体レーザ増幅装置。 - 【請求項１０】 請求項４ないし９のいずれかに記載の
光学素子は、励起光源と一体化して構成されていること
を特徴とする固体レーザ増幅装置。 - 【請求項１１】 活性固体媒質を含む固体素子、この固
体素子を囲むように配置され、内面が拡散反射面で構成
された集光器、集光器外に配置され、上記固体素子を励
起する励起光を発する励起光源、上記集光器に設けら
れ、上記励起光を導光する複数の開口部を備え、上記複
数の開口部のそれぞれの位置は、上記固体素子の軸方向
から見て、少なくとも一カ所で変化していることを特徴
とする固体レーザ増幅装置。 - 【請求項１２】 請求項１ないし１０のいずれかに記載
の固体レーザ増幅装置において、開口部は複数有り、複
数の上記開口部のそれぞれの位置は、固体素子の軸方向
から見て、少なくとも一カ所で変化していることを特徴
とする固体レーザ増幅装置。 - 【請求項１３】 請求項１ないし１２のいずれかに記載
の励起光源は半導体レーザであることを特徴とする固体
レーザ増幅装置。 - 【請求項１４】 請求項１ないし１３のいずれかに記載
の固体レーザ増幅装置、及び固体素子から光を取り出す
レーザ共振器を備えた固体レーザ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6319934A JPH08181368A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 固体レーザ増幅装置及び固体レーザ装置 |
| US08/543,070 US5661738A (en) | 1994-12-22 | 1995-10-13 | Solid-state laser amplifying apparatus and solid-state laser apparatus capable of oscillating high-power laser beam under stable condition |
| DE19549764A DE19549764B4 (de) | 1994-12-22 | 1995-12-13 | Festkörperlaser mit einem Wellenleiter zum Führen des Anregungslichts |
| DE1995148635 DE19548635B4 (de) | 1994-12-22 | 1995-12-13 | Festkörperlaser mit einer außerhalb einer Kavität angeordneten Pumplichtquelle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6319934A JPH08181368A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 固体レーザ増幅装置及び固体レーザ装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003285688A Division JP4001077B2 (ja) | 2003-08-04 | 2003-08-04 | 固体レーザ増幅装置及び固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08181368A true JPH08181368A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18115880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6319934A Pending JPH08181368A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 固体レーザ増幅装置及び固体レーザ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5661738A (ja) |
| JP (1) | JPH08181368A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1187813A (ja) * | 1997-09-12 | 1999-03-30 | Toshiba Corp | 固体レーザ発振器 |
| US6282217B1 (en) | 1998-09-04 | 2001-08-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state laser device |
| US6532248B2 (en) | 2000-02-28 | 2003-03-11 | Nec Corporation | Diode-laser side-pumped solid-state laser device |
| JP2008300885A (ja) * | 1998-11-12 | 2008-12-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ光出力装置および固体レーザロッド励起モジュール |
| JP2010171390A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | 固体レーザ増幅装置および固体レーザ装置 |
| JP2010283197A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Mitsubishi Electric Corp | レーザダイオード装置およびレーザダイオード装置の製造方法 |
| JP2023035281A (ja) * | 2021-08-31 | 2023-03-13 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 高出力レーザー増幅装置 |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3290345B2 (ja) * | 1996-03-27 | 2002-06-10 | 三菱電機株式会社 | 光励起固体レーザ増幅装置、光励起固体レーザ装置、および固体レーザ励起方法 |
| JPH09260754A (ja) * | 1996-03-27 | 1997-10-03 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ励起固体レーザ増幅装置及び半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
| JPH10275952A (ja) * | 1997-03-28 | 1998-10-13 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ励起固体レーザ増幅装置及び半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
| US6594299B1 (en) * | 1998-11-12 | 2003-07-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser light emitting apparatus and solid-state laser rod pumping module |
| US6418156B1 (en) | 1998-11-12 | 2002-07-09 | Raytheon Company | Laser with gain medium configured to provide an integrated optical pump cavity |
| US6246711B1 (en) * | 1999-03-25 | 2001-06-12 | Raytheon Company | Integrating diode pump cavity for an Er, Yb:glass laser |
| US6339605B1 (en) | 2000-02-16 | 2002-01-15 | The Boeing Company | Active mirror amplifier system and method for a high-average power laser system |
| US6614584B1 (en) | 2000-02-25 | 2003-09-02 | Lambda Physik Ag | Laser frequency converter with automatic phase matching adjustment |
| RU2172544C1 (ru) * | 2000-03-02 | 2001-08-20 | Залевский Игорь Дмитриевич | Твердотельный лазер с продольной накачкой |
| US6608852B2 (en) | 2000-08-25 | 2003-08-19 | Lameda Physik Ag | Gain module for diode-pumped solid state laser and amplifier |
| US6625193B2 (en) | 2001-01-22 | 2003-09-23 | The Boeing Company | Side-pumped active mirror solid-state laser for high-average power |
| US7200161B2 (en) * | 2001-01-22 | 2007-04-03 | The Boeing Company | Side-pumped solid-state disk laser for high-average power |
| US6810060B2 (en) | 2001-02-13 | 2004-10-26 | The Boeing Company | High-average power active mirror solid-state laser with multiple subapertures |
| US6603793B2 (en) * | 2001-05-18 | 2003-08-05 | The Boeing Company | Solid-state laser oscillator with gain media in active mirror configuration |
| EP1456915B1 (de) * | 2001-12-18 | 2005-10-26 | IBL Industrial Broad-Spectrum Laser AG | Pumpanordnung zum transversalen pumpen eines aktiven mediums |
| CN100379099C (zh) * | 2003-03-17 | 2008-04-02 | 三菱电机株式会社 | 激光振荡器 |
| RU2266594C1 (ru) * | 2004-07-16 | 2005-12-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Рязанский Приборный Завод" | Твердотельный лазер с продольной накачкой |
| US7310360B2 (en) * | 2004-10-25 | 2007-12-18 | The Boeing Company | Apparatus and method for face cooling of optical components of a laser system |
| EP1974424B1 (en) * | 2005-12-28 | 2013-02-20 | Israel Aerospace Industries Ltd. | Diode pumped cavity |
| CN104078828B (zh) * | 2014-06-13 | 2017-11-28 | 北京空间机电研究所 | 基于分立圆对称分布ld阵列的泵浦光高均匀度实现方法 |
| JP7554611B2 (ja) | 2020-09-04 | 2024-09-20 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ装置、及びレーザ装置の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2641422B1 (fr) * | 1989-01-04 | 1994-09-30 | Comp Generale Electricite | Laser a barreau avec pompage optique par source a plage d'emission etroite |
| JPH05259540A (ja) * | 1992-03-10 | 1993-10-08 | Mitsubishi Electric Corp | 光励起固体レーザ装置 |
| JPH06104515A (ja) * | 1992-09-21 | 1994-04-15 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 固体レーザ |
-
1994
- 1994-12-22 JP JP6319934A patent/JPH08181368A/ja active Pending
-
1995
- 1995-10-13 US US08/543,070 patent/US5661738A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1187813A (ja) * | 1997-09-12 | 1999-03-30 | Toshiba Corp | 固体レーザ発振器 |
| US6282217B1 (en) | 1998-09-04 | 2001-08-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state laser device |
| JP2008300885A (ja) * | 1998-11-12 | 2008-12-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ光出力装置および固体レーザロッド励起モジュール |
| US6532248B2 (en) | 2000-02-28 | 2003-03-11 | Nec Corporation | Diode-laser side-pumped solid-state laser device |
| JP2010171390A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | 固体レーザ増幅装置および固体レーザ装置 |
| JP2010283197A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Mitsubishi Electric Corp | レーザダイオード装置およびレーザダイオード装置の製造方法 |
| JP2023035281A (ja) * | 2021-08-31 | 2023-03-13 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 高出力レーザー増幅装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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