JPH08274402A - スラブレーザ発振器 - Google Patents
スラブレーザ発振器Info
- Publication number
- JPH08274402A JPH08274402A JP7502095A JP7502095A JPH08274402A JP H08274402 A JPH08274402 A JP H08274402A JP 7502095 A JP7502095 A JP 7502095A JP 7502095 A JP7502095 A JP 7502095A JP H08274402 A JPH08274402 A JP H08274402A
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- Japan
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- slab
- laser
- laser light
- resonator
- optical crystal
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【構成】スラブレーザの共振器内部には、シリンドリカ
ルレンズ８とλ／２波長板７が配置され、共振器内部の
レーザ光の厚み方向のみが非線形光学結晶５に集光され
る。 【効果】幅の長いスラブを用いても、非線形光学結晶中
で集光されるレーザ光の拡がり角が、波長変換における
位相整合の許容角以内になるため、効率良く波長変換さ
せることができる。
ルレンズ８とλ／２波長板７が配置され、共振器内部の
レーザ光の厚み方向のみが非線形光学結晶５に集光され
る。 【効果】幅の長いスラブを用いても、非線形光学結晶中
で集光されるレーザ光の拡がり角が、波長変換における
位相整合の許容角以内になるため、効率良く波長変換さ
せることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体レーザにおけるスラ
ブレーザ発振器に関する。
ブレーザ発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、スラブレーザと呼ばれる固体レ
ーザでは、レーザ媒質として、図２に示したスラブレー
ザ発振器２００のように、スラブ状の固体レーザ媒質
（以下、スラブと呼ぶ）１１が用いられる。通常、レー
ザ光１４がスラブ１１から出射する方向（以下、レーザ
光方向と呼ぶ）に垂直なスラブ１１の断面は長方形にな
っており、この長方形の短辺の長さは厚み、長辺の長さ
は幅と呼ばれ、また、短辺の方向は厚み方向、長辺の方
向は幅方向と呼ばれる。尚、図２における１２，１３は
共振器を構成する全反射鏡、及び出力鏡である。また、
スラブレーザに関しては、例えば、オプトロニクス，１
９８８年，Ｎo.６，第９４頁〜第９８頁で説明されてい
る。
ーザでは、レーザ媒質として、図２に示したスラブレー
ザ発振器２００のように、スラブ状の固体レーザ媒質
（以下、スラブと呼ぶ）１１が用いられる。通常、レー
ザ光１４がスラブ１１から出射する方向（以下、レーザ
光方向と呼ぶ）に垂直なスラブ１１の断面は長方形にな
っており、この長方形の短辺の長さは厚み、長辺の長さ
は幅と呼ばれ、また、短辺の方向は厚み方向、長辺の方
向は幅方向と呼ばれる。尚、図２における１２，１３は
共振器を構成する全反射鏡、及び出力鏡である。また、
スラブレーザに関しては、例えば、オプトロニクス，１
９８８年，Ｎo.６，第９４頁〜第９８頁で説明されてい
る。
【０００３】また、図３に示した一般の固体レーザ発振
器２００のように、レーザの共振器内部に非線形光学結
晶１５を配置して、波長変換を行うことは内部波長変換
と呼ばれ、レーザ発振する基本波を共振器内部に閉じ込
めて、波長変換によって発生した第２高調波のレーザ光
１３のみを共振器外部に取り出すように構成するもので
あり、効率良く第２高調波を得ることができる。また、
共振器内部のレーザ光を非線形光学結晶１８に対して集
光レンズ１９などで集光させることで、非線形光学結晶
１８中のレーザ光強度が高くなるため、波長変換効率が
高くなることが知られている。尚、図３は、ロッド１５
状の固体レーザ媒質が用いられた通常の固体レーザ発振
器における内部波長変換の構成を示したものである。こ
こで１６は第２高調波のみに高い透過率を有する出力鏡
である。また、内部波長変換に関しては、例えば、J.Op
t.Soc.Am.B／Vol.４，Ｎo.７，１９８７，第１０６６頁
〜第１０７１頁に示されている。
器２００のように、レーザの共振器内部に非線形光学結
晶１５を配置して、波長変換を行うことは内部波長変換
と呼ばれ、レーザ発振する基本波を共振器内部に閉じ込
めて、波長変換によって発生した第２高調波のレーザ光
１３のみを共振器外部に取り出すように構成するもので
あり、効率良く第２高調波を得ることができる。また、
共振器内部のレーザ光を非線形光学結晶１８に対して集
光レンズ１９などで集光させることで、非線形光学結晶
１８中のレーザ光強度が高くなるため、波長変換効率が
高くなることが知られている。尚、図３は、ロッド１５
状の固体レーザ媒質が用いられた通常の固体レーザ発振
器における内部波長変換の構成を示したものである。こ
こで１６は第２高調波のみに高い透過率を有する出力鏡
である。また、内部波長変換に関しては、例えば、J.Op
t.Soc.Am.B／Vol.４，Ｎo.７，１９８７，第１０６６頁
〜第１０７１頁に示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】スラブレーザでは、幅
と厚みの比を大きくとると、スラブの熱破壊しきい値を
高くできるため、レーザの高出力化に有利になる。とこ
ろが、スラブの幅が大きくなると、発振するレーザ光の
ビーム断面の長方形の長辺(すなわち、ビーム幅)が長く
なる。その結果、図４に示したように、従来のスラブレ
ーザ４００で内部波長変換を行う場合、非線形光学結晶
２０にレーザ光を集光させる際のレーザ光の集光角θが
大きくなって、波長変換される位相整合条件における許
容角度を越えてしまい、波長変換効率が低下することが
あった。
と厚みの比を大きくとると、スラブの熱破壊しきい値を
高くできるため、レーザの高出力化に有利になる。とこ
ろが、スラブの幅が大きくなると、発振するレーザ光の
ビーム断面の長方形の長辺(すなわち、ビーム幅)が長く
なる。その結果、図４に示したように、従来のスラブレ
ーザ４００で内部波長変換を行う場合、非線形光学結晶
２０にレーザ光を集光させる際のレーザ光の集光角θが
大きくなって、波長変換される位相整合条件における許
容角度を越えてしまい、波長変換効率が低下することが
あった。
【０００５】本発明の目的は、スラブレーザで、高出力
化に有利な幅の長いスラブを用いても、効率良く内部波
長変換を行えるスラブレーザを提供することにある。
化に有利な幅の長いスラブを用いても、効率良く内部波
長変換を行えるスラブレーザを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はスラブレーザ発振器の共振器内部で、スラ
ブの厚み方向に、共振器内部のレーザ光を集光させるよ
うに、シリンドリカルレンズや円筒凹面鏡など一方向の
みを集光する集光光学系を配置し、かつ前記集光光学系
によって集光されるレーザ光の集光部に非線形光学結晶
を配置したものである。
に、本発明はスラブレーザ発振器の共振器内部で、スラ
ブの厚み方向に、共振器内部のレーザ光を集光させるよ
うに、シリンドリカルレンズや円筒凹面鏡など一方向の
みを集光する集光光学系を配置し、かつ前記集光光学系
によって集光されるレーザ光の集光部に非線形光学結晶
を配置したものである。
【０００７】また、利用可能な非線形光学結晶の寸法が
大きくならないようにするために、共振器内部で、スラ
ブと非線形光学結晶との間に、波長板や旋光子など発振
する基本波であるレーザ光の偏光方向を回転する光学素
子を配置した。
大きくならないようにするために、共振器内部で、スラ
ブと非線形光学結晶との間に、波長板や旋光子など発振
する基本波であるレーザ光の偏光方向を回転する光学素
子を配置した。
【０００８】
【作用】スラブの厚みは幅よりも小さいため、厚み方向
に集光させる場合、その集光角を波長変換の許容角度以
内に小さくすることが容易である。また、スラブの幅方
向に関しては、レーザ光を集光させずに、非線形光学結
晶に対して平行ビームを入射させることで、幅方向のビ
ーム拡がり角を波長変換の許容角度以内にすることも容
易にできる。ただし、スラブレーザでは、一般に、発振
するレーザ光における厚み方向のビーム質は幅方向のビ
ーム質より高いため、厚み方向のみに集光させても十分
強く集光できる。
に集光させる場合、その集光角を波長変換の許容角度以
内に小さくすることが容易である。また、スラブの幅方
向に関しては、レーザ光を集光させずに、非線形光学結
晶に対して平行ビームを入射させることで、幅方向のビ
ーム拡がり角を波長変換の許容角度以内にすることも容
易にできる。ただし、スラブレーザでは、一般に、発振
するレーザ光における厚み方向のビーム質は幅方向のビ
ーム質より高いため、厚み方向のみに集光させても十分
強く集光できる。
【０００９】また、共振器内部で、スラブと非線形光学
結晶との間に、波長板や旋光子など発振する基本波であ
るレーザ光の偏光方向を回転する光学素子を配置するこ
とで、非線形光学結晶をレーザ光方向を中心軸として回
転させなくとも、位相整合条件を満たすことができる。
結晶との間に、波長板や旋光子など発振する基本波であ
るレーザ光の偏光方向を回転する光学素子を配置するこ
とで、非線形光学結晶をレーザ光方向を中心軸として回
転させなくとも、位相整合条件を満たすことができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
【００１１】図１は本発明の一実施例であるスラブレー
ザ発振器１００の説明図である。スラブレーザ発振器１
００の共振器は、全反射鏡１と円筒凹面鏡２、及びダイ
クロイックミラー３とで共振器が構成されている。共振
器内部には、ＹＡＧ結晶から成るスラブ４と、ＫＴＰ結
晶から成る非線形光学結晶５が配置され、本実施例で
は、スラブ４は連続的に励起されている。ただし、励起
光源は、アークランプや半導体レーザなどが利用でき
る。その結果、連続波で基本波のレーザ光６が発振す
る。レーザ光６はダイクロイックミラー３を反射して、
λ／２波長板７を通過し、シリンドリカルレンズ８によ
り、レーザ光を厚み方向のみに集光させて、円筒凹面鏡
２とによって形成された線状の集光部に非線形光学結晶
５が配置される。レーザ光６の厚みは小さいため、シリ
ンドリカルレンズ８により集光される際の集光角が波長
変換における位相整合の厚み方向の許容角に比べて十分
小さくなっている。また、幅方向には集光せずに平行ビ
ームとなっているため、ビーム拡がり角は小さく、波長
変換における位相整合の幅方向の許容角に比べてさらに
小さくなっている。したがって、厚み方向と幅方向の両
方に関してレーザ光が位相整合の許容角以内になるた
め、効率良く波長変換されて第２高調波である緑色のレ
ーザ光９が発生し、ダイクロイックミラー３を透過し
て、共振器外部に取り出される。
ザ発振器１００の説明図である。スラブレーザ発振器１
００の共振器は、全反射鏡１と円筒凹面鏡２、及びダイ
クロイックミラー３とで共振器が構成されている。共振
器内部には、ＹＡＧ結晶から成るスラブ４と、ＫＴＰ結
晶から成る非線形光学結晶５が配置され、本実施例で
は、スラブ４は連続的に励起されている。ただし、励起
光源は、アークランプや半導体レーザなどが利用でき
る。その結果、連続波で基本波のレーザ光６が発振す
る。レーザ光６はダイクロイックミラー３を反射して、
λ／２波長板７を通過し、シリンドリカルレンズ８によ
り、レーザ光を厚み方向のみに集光させて、円筒凹面鏡
２とによって形成された線状の集光部に非線形光学結晶
５が配置される。レーザ光６の厚みは小さいため、シリ
ンドリカルレンズ８により集光される際の集光角が波長
変換における位相整合の厚み方向の許容角に比べて十分
小さくなっている。また、幅方向には集光せずに平行ビ
ームとなっているため、ビーム拡がり角は小さく、波長
変換における位相整合の幅方向の許容角に比べてさらに
小さくなっている。したがって、厚み方向と幅方向の両
方に関してレーザ光が位相整合の許容角以内になるた
め、効率良く波長変換されて第２高調波である緑色のレ
ーザ光９が発生し、ダイクロイックミラー３を透過し
て、共振器外部に取り出される。
【００１２】また、一般にスラブレーザでは、厚み方向
のビーム質は高いため、厚み方向にレーザ光を集光する
と強く集光できる。その結果、非線形光学結晶５中でレ
ーザ光強度を十分高くすることができる。より厳密に
は、スラブの幅が厚みよりも長い場合（ただし、通常の
スラブレーザでは、幅は厚みよりも長くなってい
る。）、幅方向のビーム質が厚み方向のビーム質よりも
悪くなり、幅方向の集光性能が悪くなる。これに対して
本発明では、長さの短い厚み方向を集光するため、強く
集光できるだけでなく、高出力化するためにさらに幅の
長いスラブを用いても、集高性能が低下することはな
い。
のビーム質は高いため、厚み方向にレーザ光を集光する
と強く集光できる。その結果、非線形光学結晶５中でレ
ーザ光強度を十分高くすることができる。より厳密に
は、スラブの幅が厚みよりも長い場合（ただし、通常の
スラブレーザでは、幅は厚みよりも長くなってい
る。）、幅方向のビーム質が厚み方向のビーム質よりも
悪くなり、幅方向の集光性能が悪くなる。これに対して
本発明では、長さの短い厚み方向を集光するため、強く
集光できるだけでなく、高出力化するためにさらに幅の
長いスラブを用いても、集高性能が低下することはな
い。
【００１３】また、スラブ４から発振するレーザ光６の
偏光方向は、スラブ４の厚み方向に平行になっている。
しかし、本実施例では、非線形光学結晶５で位相整合す
ることができるレーザ光の偏光方向は、厚み方向と角度
的に隔たっている。そこで、レーザ光６である基本波を
λ／２波長板７に通すことで、その偏光方向を回転させ
ることができるため、非線形光学結晶５で位相整合する
ようにできる。これによって、非線形光学結晶５自体
を、レーザ光の伝搬する方向を中心軸として回転させて
位相整合させる必要がなくなり、レーザ光を集光しない
方向の幅方向のみが長い形状の非線形光学結晶５を用い
ることができる。すなわち、非線形光学結晶自体を回転
させることで位相整合を行う従来の方法では、非線形光
学結晶の大きさとして、入射するレーザ光の向きに依ら
ずに、そのビーム幅よりも長い寸法のものが必要であっ
た。尚、本発明によって、非線形光学結晶５の大きさと
して、厚み方向を小さくできるため、厚み方向に垂直な
上下の２面から冷却する場合の冷却効果が高くなった。
偏光方向は、スラブ４の厚み方向に平行になっている。
しかし、本実施例では、非線形光学結晶５で位相整合す
ることができるレーザ光の偏光方向は、厚み方向と角度
的に隔たっている。そこで、レーザ光６である基本波を
λ／２波長板７に通すことで、その偏光方向を回転させ
ることができるため、非線形光学結晶５で位相整合する
ようにできる。これによって、非線形光学結晶５自体
を、レーザ光の伝搬する方向を中心軸として回転させて
位相整合させる必要がなくなり、レーザ光を集光しない
方向の幅方向のみが長い形状の非線形光学結晶５を用い
ることができる。すなわち、非線形光学結晶自体を回転
させることで位相整合を行う従来の方法では、非線形光
学結晶の大きさとして、入射するレーザ光の向きに依ら
ずに、そのビーム幅よりも長い寸法のものが必要であっ
た。尚、本発明によって、非線形光学結晶５の大きさと
して、厚み方向を小さくできるため、厚み方向に垂直な
上下の２面から冷却する場合の冷却効果が高くなった。
【００１４】
【発明の効果】本発明によると、幅の長いスラブを用い
てレーザを高出力化させる場合でも、効率良く内部波長
変換を行えるようになり、特に連続波の第２高調波を効
率良く発生できるようになった。
てレーザを高出力化させる場合でも、効率良く内部波長
変換を行えるようになり、特に連続波の第２高調波を効
率良く発生できるようになった。
【００１５】また、非線形光学結晶をレーザ光の伝搬す
る方向を中心軸として回転させなくても位相整合条件を
満たすことができるため、厚み方向には小さな寸法の非
線形光学結晶を用いることができる。
る方向を中心軸として回転させなくても位相整合条件を
満たすことができるため、厚み方向には小さな寸法の非
線形光学結晶を用いることができる。
【図１】本発明のスラブレーザ発振器の説明図。
【図２】一般のスラブレーザの説明図。
【図３】一般の固体レーザ発振器における内部波長変換
の説明図。
の説明図。
【図４】従来のスラブレーザにおける内部波長変換の説
明図。
明図。
１…全反射鏡、２…円筒凹面鏡、３…ダイクロイックミ
ラー、４…スラブ、５…非線形光学結晶、６，９…レー
ザ光、７…λ／２波長板、８…シリンドリカルレンズ、
１００…スラブレーザ発振器。
ラー、４…スラブ、５…非線形光学結晶、６，９…レー
ザ光、７…λ／２波長板、８…シリンドリカルレンズ、
１００…スラブレーザ発振器。
Claims (2)
- 【請求項１】スラブ状の固体レーザ媒質を用いたレーザ
発振器の共振器の内部で、前記スラブ状固体レーザ媒質
におけるレーザ光の出射する方向に垂直な断面の長方形
における短辺の方向に、前記共振器内部のレーザ光を集
光させるように、シリンドリカルレンズや円筒凹面鏡な
ど一方向のみを集光する集光光学系が配置され、前記集
光光学系によって集光されるレーザ光の集光部に非線形
光学結晶が配置されることを特徴とするスラブレーザ発
振器。 - 【請求項２】前記共振器の内部で、前記スラブ状固体レ
ーザ媒質と前記非線形光学結晶との間に、波長板や旋光
子など発振するレーザ光の偏光方向を回転する光学素子
を配置する請求項１に記載のスラブレーザ発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7502095A JPH08274402A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | スラブレーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7502095A JPH08274402A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | スラブレーザ発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08274402A true JPH08274402A (ja) | 1996-10-18 |
Family
ID=13564087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7502095A Pending JPH08274402A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | スラブレーザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08274402A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002055368A (ja) * | 2000-08-11 | 2002-02-20 | Takano Co Ltd | 波長変換レーザ装置 |
| JP2006100772A (ja) * | 2004-04-22 | 2006-04-13 | Sony Corp | １次元照明装置及び画像生成装置 |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP7502095A patent/JPH08274402A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002055368A (ja) * | 2000-08-11 | 2002-02-20 | Takano Co Ltd | 波長変換レーザ装置 |
| JP2006100772A (ja) * | 2004-04-22 | 2006-04-13 | Sony Corp | １次元照明装置及び画像生成装置 |
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