JPH08334802A - Laser device and laser application device - Google Patents

Laser device and laser application device

Info

Publication number
JPH08334802A
JPH08334802A JP13760895A JP13760895A JPH08334802A JP H08334802 A JPH08334802 A JP H08334802A JP 13760895 A JP13760895 A JP 13760895A JP 13760895 A JP13760895 A JP 13760895A JP H08334802 A JPH08334802 A JP H08334802A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
crystal
resonator
wavelength
laser beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP13760895A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Miyai
剛 宮井
Satoshi Makio
諭 牧尾
Yasunori Furukawa
保典 古川
Masazumi Sato
正純 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Priority to JP13760895A priority Critical patent/JPH08334802A/en
Priority to US08/656,875 priority patent/US5825793A/en
Priority to DE69614766T priority patent/DE69614766T2/en
Priority to EP96304113A priority patent/EP0748008B1/en
Publication of JPH08334802A publication Critical patent/JPH08334802A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a laser device capable of obtaining stable laser output over a long term. CONSTITUTION: This laser device is composed of a laser crystal 21 incorporating fluoride, resonator structure including the laser crystal 21, a means for exciting the laser crystal 21, first laser beams 32 obtained by oscillating light emitted from the laser crystal 21 in a laser resonator 20, an optical components arranged in the resonator, to take a part of the first laser beams 32 out of the resonator as sample light and a means for stabilizing the output of the first laser beams 32.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【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、特にレーザプリンタ装置、光造形装置、光記録装置
及びパーティクルカウンター装置等に用いられるレーザ
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the field of optoelectronics, and more particularly to a laser device used in a laser printer device, an optical modeling device, an optical recording device, a particle counter device and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】高度情報化時代の進展に伴い、光ディス
ク装置やレーザプリンタ装置などのコンピュータ周辺レ
ーザ応用装置において記録密度向上や高速印刷の要求を
満足するため、短波長化への要求が高まっている。しか
し製品化レベルで要求の高い青色領域を満足する光源と
してはHe−Cd(ヘリウムーカドミウム)レーザ装置
やAr(アルゴン)レーザ装置などのガスレーザ装置し
かなく、大型で消費電力が大きく、さらにプラズマチュ
ーブのガスが劣化することにより寿命が短いという問題
点があり、実用化は進んでいない。またレーザ装置が大
型であることで、レーザ装置を光源として内蔵するレー
ザ応用装置は少なくともレーザ装置以上の大きさを有す
る必要があり大型となり、デスクトップサイズが主流の
オフィス環境および住宅環境に適応できない問題があっ
た。さらにレーザ装置の投入電力からレーザ光への変換
効率が小さく、消費電力の多くは熱となり、そのため冷
却手段を必要とし、レーザ応用装置のサイズがさらに大
きくなる問題があった。またこの冷却手段の振動による
光学系のズレがレーザ応用装置の信頼性を劣化させる等
の問題もあった。
2. Description of the Related Art With the progress of the advanced information age, demands for shorter wavelengths are increasing in order to satisfy the demands for recording density improvement and high speed printing in computer peripheral laser application devices such as optical disc devices and laser printer devices. There is. However, gas laser devices such as He-Cd (helium-cadmium) laser devices and Ar (argon) laser devices are the only light sources that satisfy the blue region, which is highly demanded at the commercialization level. However, there is a problem that the service life is short due to the deterioration of the gas, and it has not been put into practical use. In addition, since the laser device is large, the laser application device that incorporates the laser device as a light source needs to be at least as large as the laser device, which makes it large, and the desktop size cannot be applied to the mainstream office and residential environments. was there. Further, the efficiency of converting the input power of the laser device to the laser light is low, and most of the power consumption is heat, which requires a cooling means, which further increases the size of the laser application device. There is also a problem that the deviation of the optical system due to the vibration of the cooling means deteriorates the reliability of the laser application device.

【0003】これに対し800〜900nm帯の波長領
域で発振可能なレーザ結晶であるTi:Al2O3(チタン添加
のサファイア;Ti−Sap.)結晶や、フッ化物を含
有するレーザ結晶であるCr:LiSrAlF6結晶(以下単にLi
SAF結晶といい、LiSAF結晶を用いたレーザ装置
をLiSAFレーザという)により生じる第1のレーザ
ビームを用いた波長変換方式の一つである内部共振器型
SHG(Second Harmonic Generation)方式が提案された
(前者;エル.エス.ウー、 エイチ. ルーサ゛ー、 ヒ゜ー. ク゛ンター「KNbO3
晶を用いたTi:Al2O3レーザの高効率内部共振器型周波数
逓倍」応用物理通信56巻22号2163頁(1990年)、L.S. Wu,
H. Looser,and P. Gunter,"High-effciency intracavi
ty frequency doubuling of Ti:Al2O3lasers withKNbO3
crystals",Appl.Phys.Lett.,Vol.56,No.22,p.2163(199
0)、および米国特許第5034949号、後者;エフ. ハ゛レンホ゛ワ、
ヒ゜ー. シ゛ョルシ゛ュ、 エフ.エス. アラン,「Cr添加のLiSrAlF6レー
ザの内部共振器型周波数逓倍による波長可変青色光源」
応用物理通信61巻20号2381頁(1992年)、F. Balembois,
P. Georges, F. Salin, G. Roger,and A.Brun,"Tunable
blue lightsource by intracavity frequency doublin
gof a Cr-dope LiSrAlF6 laser",Appl.Phys.Lett.,Vol.
61,No.20,p2381(1992))。しかし、両方式の励起光源
は、前者がQスイッチYAGのSHGレーザ(波長;5
32nm)、後者がKrレーザ(波長;647、676
nm)であり、サイズと消費電力が大きく短寿命のため
前述のガスレーザ装置を大きく改善するものではなかっ
た。また、両方式において出力はパルスであり、連続波
でないため、実用上問題があった。
On the other hand, a Ti: Al 2 O 3 (titanium-added sapphire; Ti-Sap.) Crystal, which is a laser crystal capable of oscillating in the wavelength region of 800 to 900 nm, or a laser crystal containing a fluoride. Cr: LiSrAlF 6 crystal (hereinafter simply referred to as Li
An internal resonator type SHG (Second Harmonic Generation) method, which is one of the wavelength conversion methods using a first laser beam generated by a laser apparatus using a LiSAF crystal called a SAF crystal and a LiSAF laser) was proposed. (Former; L. S. Wu, H. Luther, P. Gunter "High-efficiency internal cavity type frequency doubling of Ti: Al 2 O 3 laser using KNbO 3 crystal", Applied Physical Communication, Vol. 56, No. 22, p. 2163 ( 1990), LS Wu,
H. Looser, and P. Gunter, "High-effciency intracavi
ty frequency doubuling of Ti: Al 2 O 3 lasers with KNbO 3
crystals ", Appl.Phys.Lett., Vol.56, No.22, p.2163 (199
0), and U.S. Pat. No. 5,034,949, the latter; F. Ballenbow,
P. Jorgy, F.S. Alan, "Tunable blue light source with internal resonator type frequency multiplication of Cr-doped LiSrAlF 6 laser"
Applied Physical Communication Vol. 61, No. 20, pp. 2381 (1992), F. Balembois,
P. Georges, F. Salin, G. Roger, and A. Brun, "Tunable
blue lightsource by intracavity frequency doublin
gof a Cr-dope LiSrAlF 6 laser ", Appl.Phys.Lett., Vol.
61, No. 20, p2381 (1992)). However, both types of pumping light sources are SHG lasers (wavelength: 5
32 nm), the latter is a Kr laser (wavelength: 647, 676)
Since the size and power consumption are large and the life is short, the gas laser device described above has not been greatly improved. Further, in both systems, the output is a pulse and not a continuous wave, so there was a practical problem.

【0004】これに対し、LiSAF結晶については波
長670nmの赤色半導体レーザによる励起が可能であ
ることが既に開示されている(アール. スケッフ゜ス、 シ゛ェイ.エフ.メ
イヤース゛、 エイチ.ヒ゛ー. セラース゛、 エイ. ローセ゛ンハ゛ーク゛、 アール.シー. モリ
ス、 エム. ロンク゛「半導体レーザ励起Cr:LiSrAlF6レーザ」光
学通信16巻11号820頁(1991年)、R. Scheps, J.F. Myer
s, H.B. Serreze, A. Rosenberg, R.C. Morris, and M.
Long,"Diode-pumped Cr:LiSrAlF6 laser",Opt.Lett.,V
ol.16,No.11,p820(1991))。前述のLiSAFレーザと
Ti−Sap.レーザのうちフッ化物含有のレーザ結晶
であるLiSAF結晶を用いたレーザは半導体レーザ励
起が可能であり、従来のガスレーザのサイズ、消費電力
および寿命の問題を、半導体レーザ励起LiSAFレー
ザの波長変換方式の一つであるSHGレーザで大きく改
善できる可能性があることが予想される。
On the other hand, it has already been disclosed that the LiSAF crystal can be excited by a red semiconductor laser having a wavelength of 670 nm (R. Skeps, JF Mayer, HB sellers, A. Rosen). Berg, R.C. Morris, M. Long, "Semiconductor Laser Excited Cr: LiSrAlF 6 Laser", Optical Communication, Vol. 16, No. 11, 820 (1991), R. Scheps, JF Myer
s, HB Serreze, A. Rosenberg, RC Morris, and M.
Long, "Diode-pumped Cr: LiSrAlF 6 laser", Opt.Lett., V
ol. 16, No. 11, p820 (1991)). The LiSAF laser and Ti-Sap. A laser using a LiSAF crystal which is a fluoride-containing laser crystal among the lasers can excite a semiconductor laser, and the problems of size, power consumption, and life of a conventional gas laser have been solved by the wavelength conversion method of the semiconductor laser excitation LiSAF laser. It is expected that the SHG laser, which is one, can make a great improvement.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体レーザ
励起LiSAFレーザまたはそのSHGを含む波長変換
レーザの出力安定性については我々の知る限り報告され
ていない。一般に固体レーザ出力の変動要因としては、
短時間的にはレーザ共振器を構成する光学部品の相対的
振動、レーザ結晶内の温度分布の揺らぎ、励起光の変
動、縦モード間の競合および緩和発振、温度変化に伴う
光学部品の実効光路長変動があり、長時間的には、励起
光源の劣下に伴う励起光の低下、ミラーの劣下、光学部
品の反射防止膜の劣下などが考えられる。また、SHG
を含む波長変換レーザの場合は非線形光学結晶の温度変
動に伴う位相整合波長の変動が考えられる。
However, as far as we know, the output stability of a semiconductor laser pumped LiSAF laser or a wavelength conversion laser including the SHG thereof has not been reported. Generally, the factors that cause fluctuations in solid-state laser output are:
Relative vibration of the optical components that make up the laser cavity in a short time, fluctuations in the temperature distribution within the laser crystal, fluctuations in pumping light, competition between longitudinal modes and relaxation oscillations, and effective optical paths of optical components due to temperature changes There is a long fluctuation, and over a long period of time, it is considered that the excitation light is deteriorated due to the deterioration of the excitation light source, the mirror is deteriorated, and the antireflection film of the optical component is deteriorated. Also, SHG
In the case of a wavelength conversion laser including, it is considered that the phase matching wavelength varies with the temperature variation of the nonlinear optical crystal.

【0006】これらの変動要因のうち、縦モード間の結
合および緩和発振はLiSAFレーザおよびLiSAF
レーザのSHGを含む波長変換レーザ出力の主たる変動
要因の一つとなる。すなわちLiSAFレーザはゲイン
のバンド幅が780〜1000nmの220nmと非常
に広いため、制御機構を有さない場合は10nm程度の
広帯域の縦マルチモードで発振する(青島紳一郎、伊藤
晴康、大林寧、平野伊助「Cr:LiSAFレーザ」、
光・量子デバイス研究会資料、OQD-92-13(1992))。し
たがって各縦モード間でモード競合が発生し、出力雑音
を生じる。モード競合雑音を低減する手段の一つとし
て、波長制御機能を有する光学部品を用い縦モードをシ
ングル化する手段がある。
Among these fluctuation factors, coupling between longitudinal modes and relaxation oscillation are caused by LiSAF laser and LiSAF.
It is one of the main fluctuation factors of the wavelength conversion laser output including the SHG of the laser. In other words, the LiSAF laser has a very wide gain bandwidth of 220 nm, which is 780 to 1000 nm, so that it oscillates in a longitudinal multimode of about 10 nm without a control mechanism (Shineichiro Aoshima, Haruyasu Ito, Nei Obayashi, Hirano). Isuke "Cr: LiSAF Laser",
Optical and Quantum Device Study Group, OQD-92-13 (1992)). Therefore, mode competition occurs between the longitudinal modes, resulting in output noise. As one of the means for reducing the mode competition noise, there is a means for making the longitudinal mode single by using an optical component having a wavelength control function.

【0007】図7はLiSAFレーザにおける縦モード
のバンド幅とLiSAFレーザの発振ビームのパワーの
関係を測定する手段を説明するための図である。波長制
御素子23には水晶からなる複屈折フィルタを用いた。
一般に複屈折フィルタ23の透過率の波長依存性はフィ
ルタの厚さに依存して変化し、厚さが厚いほど透過率の
ピークは急峻となる。また、複数の複屈折フィルタ23
を重ねた場合は透過率は各々の透過率の積となる。複屈
折フィルタの厚さは各々0.5,1.0,1.5mmと
した。共振器20はLiSAF結晶21の端面24と凹
面ミラー25との間に形成し、励起用半導体レーザ11
からの励起光は集光光学系12を通り、共振器20と同
一の光軸からLiSAF結晶21中に集光されている。
凹面ミラー25の曲率は15cm、共振器長は曲率半径
より僅かに短くほぼ半球型の位置関係にある。第1のレ
ーザビーム出力32はハーフミラー26により分離さ
れ、出力と波長を同時に測定する実験構成とした。測定
は複屈折フィルタ23の組合せを変えて行った。表1は
複屈折フィルタの組合せを変えた場合のLiSAFレー
ザにおける縦モードのバンド幅と第1のレーザビームの
パワーの関係を測定結果を説明するための表である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a means for measuring the relationship between the longitudinal mode bandwidth of the LiSAF laser and the power of the oscillation beam of the LiSAF laser. A birefringent filter made of quartz is used as the wavelength control element 23.
Generally, the wavelength dependence of the transmittance of the birefringent filter 23 changes depending on the thickness of the filter, and the thicker the thickness, the steeper the peak of the transmittance. In addition, the plurality of birefringent filters 23
In case of overlapping, the transmittance is the product of the respective transmittances. The thickness of the birefringent filter was 0.5, 1.0 and 1.5 mm, respectively. The resonator 20 is formed between the end face 24 of the LiSAF crystal 21 and the concave mirror 25, and the semiconductor laser 11 for excitation is formed.
The excitation light from the laser passes through the condensing optical system 12 and is condensed in the LiSAF crystal 21 from the same optical axis as the resonator 20.
The concave mirror 25 has a curvature of 15 cm, and the resonator length is slightly shorter than the radius of curvature and has a substantially hemispherical positional relationship. The first laser beam output 32 is separated by the half mirror 26, and the experimental configuration is such that the output and the wavelength are measured simultaneously. The measurement was performed by changing the combination of the birefringent filters 23. Table 1 is a table for explaining the measurement result of the relationship between the bandwidth of the longitudinal mode and the power of the first laser beam in the LiSAF laser when the combination of the birefringent filters is changed.

【0008】[0008]

【表1】 [Table 1]

【0009】表1より複屈折フィルタを用いない場合の
バンド幅が約4nmであり、複屈折フィルタを3枚組み
合わせることで0.2nmまでの狭帯域化が実現でき
た。しかし第1のレーザビームのパワーは1/10程度
まで低下した。前述の縦シングルモード化を実現するた
めにはさらに多くの波長制御素子を組み合わせる必要が
あり、第1のレーザビームのパワーの更なる低下が予想
される。すなわち出力に限界のある半導体レーザを用い
る場合、縦シングルモード化は実質的に困難であると考
えられる。また、LiSAFレーザのSHGを含む波長
変換レーザでは、用いられる非線形光学結晶の変換効率
が波長依存性を有しているため第1のレーザビームのモ
ード競合雑音の影響はさらに拡大されることとなる。
From Table 1, the band width is about 4 nm when the birefringent filter is not used, and the band narrowing down to 0.2 nm can be realized by combining three birefringent filters. However, the power of the first laser beam dropped to about 1/10. In order to realize the above-mentioned longitudinal single mode, it is necessary to combine more wavelength control elements, and it is expected that the power of the first laser beam will further decrease. That is, when a semiconductor laser having a limited output is used, it is considered that it is practically difficult to obtain a single longitudinal mode. Further, in the wavelength conversion laser including the SHG of the LiSAF laser, since the conversion efficiency of the nonlinear optical crystal used has wavelength dependence, the influence of the mode competition noise of the first laser beam is further expanded. .

【0010】前述の変動要因のうち積極的に制御可能な
要素として、励起光の入力、レーザ結晶の温度が挙げら
れる。また、SHGを含む波長変換レーザの場合は非線
形光学結晶において位相整合波長が温度依存性を持つた
め、非線形光学結晶の温度が制御可能な要素として追加
される。前記制御可能な要素に対し、ハーフミラー等で
分離された第1のレーザビームまたはSH波のサンプル
光を用いて出力変動を減衰する方向に働きかけるフィー
ドバック制御機構が考えられた。しかし、サンプル光の
取り出しは第1のレーザビームまたはSH出力の損失と
なり、好ましい構成でなかった。
Among the above-mentioned fluctuation factors, the elements that can be positively controlled include the input of excitation light and the temperature of the laser crystal. Further, in the case of a wavelength conversion laser including SHG, since the phase matching wavelength has temperature dependence in the nonlinear optical crystal, the temperature of the nonlinear optical crystal is added as a controllable element. A feedback control mechanism has been considered which acts on the controllable element in the direction of attenuating the output fluctuation using the first laser beam or SH wave sample light separated by a half mirror or the like. However, the extraction of the sample light results in a loss of the first laser beam or SH output, which is not a preferable configuration.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前述の問題点に関し、本
発明者らは鋭意検討した結果、共振器内部に波長制御素
子を有する構成においては既に存在する反射光に着目
し、本発明に想到した。すなわち、本発明はフッ化物を
含有するレーザ結晶と、前記レーザ結晶を含む共振器構
造と、前記レーザ結晶を励起するための手段と、前記レ
ーザ結晶からの発光が前記レーザ共振器において発振し
てからなる第1のレーザビームと、前記第1のレーザビ
ームの一部をサンプル光として共振器外部に取り出す前
記共振器内部に配置された光学部品と、前記第1のレー
ザビームの出力を安定化する手段とからなるレーザ装置
を提案した。
As a result of intensive studies made by the present inventors with respect to the above-mentioned problems, the present invention was conceived by paying attention to reflected light already existing in a structure having a wavelength control element inside a resonator. did. That is, the present invention provides a laser crystal containing a fluoride, a resonator structure including the laser crystal, a means for exciting the laser crystal, and light emitted from the laser crystal oscillates in the laser resonator. Stabilizing the output of the first laser beam, an optical component arranged inside the resonator for extracting a part of the first laser beam as sample light to the outside of the resonator, and And a laser device comprising means for

【0012】図8、図9、図10はフィードバック制御
に用いるサンプル光の取り出し方法を説明するための図
である。LiSAFレーザを波長制御する手段として複
屈折フィルタまたはプリズムなどを用いた。図8は波長
制御手段に複屈折フィルタ23を用いた場合を示す。半
導体レーザ11により励起されたLiSAF結晶21か
らの発光は共振器20で増幅され第1のレーザビーム3
2を発生する。LiSAF結晶21はc軸が紙面内に存
在するように配置されており、偏波面は紙面と同一面と
なる。ここで複屈折フィルタ23は共振器内部の損失を
最小とするため、共振ビーム32の光軸に対し入射面お
よび出射面がブリュースター角となるように配置されて
いる。ブリュースター角における入射光および出射光の
反射は著しく低減されるが、わずかに存在する。ここで
第1のレーザビーム32の内部パワーは通常数W以上と
なるため、プリズム23の入射面および出射面において
数μW〜mW以上の第1のレーザビーム32が反射さ
れ、サンプル光34として取り出すことができた。
FIG. 8, FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams for explaining a method of extracting sample light used for feedback control. A birefringent filter or a prism was used as a means for controlling the wavelength of the LiSAF laser. FIG. 8 shows a case where the birefringent filter 23 is used as the wavelength control means. The light emission from the LiSAF crystal 21 excited by the semiconductor laser 11 is amplified by the resonator 20 and the first laser beam 3
2 is generated. The LiSAF crystal 21 is arranged so that the c-axis lies within the plane of the paper, and the plane of polarization is the same plane as the plane of the paper. Here, the birefringent filter 23 is arranged so that the entrance surface and the exit surface form the Brewster angle with respect to the optical axis of the resonance beam 32 in order to minimize the loss inside the resonator. Reflection of incident and outgoing light at Brewster's angle is significantly reduced, but slightly present. Here, since the internal power of the first laser beam 32 is usually several W or more, the first laser beam 32 of several μW to mW or more is reflected by the entrance surface and the exit surface of the prism 23 and is extracted as the sample light 34. I was able to.

【0013】図9は複屈折フィルタを用いたLiSAF
レーザの波長変換レーザの場合を示す。第1のレーザビ
ーム32の偏波面は同様に紙面と同一面となる。ここで
非線形光学結晶22により第1のレーザビーム32の一
部が第2のレーザビーム33に変換される。第2のレー
ザビーム33は第1のレーザビームと直交する偏波面を
有するため複屈折フィルタ23により数〜数10%以上
反射され、図8の第1のレーザビームと同様に一部反射
分離されるようにした。図10は波長制御手段にプリズ
ム27を用いた場合を示す。偏波面は同様に紙面と同一
面となる。ここでプリズム27は同様に共振ビームの光
軸に対し入射面および出射面がブリュースター角となる
ように配置されている。したがって同様にプリズム27
の入射面および出射面において第1のレーザビーム32
が反射ブリュースター角となるこのとき共振器内部に光
軸に対してブリュースター角に配置されたプリズム27
において共振ビーム32が一部反射分離されるようにし
た。
FIG. 9 shows a LiSAF using a birefringent filter.
The case of a wavelength conversion laser of a laser is shown. The plane of polarization of the first laser beam 32 is also flush with the plane of the page. Here, the nonlinear optical crystal 22 converts a part of the first laser beam 32 into a second laser beam 33. Since the second laser beam 33 has a plane of polarization orthogonal to the first laser beam, it is reflected by the birefringence filter 23 by several to several tens% or more, and is partially reflected and separated similarly to the first laser beam in FIG. It was to so. FIG. 10 shows a case where the prism 27 is used as the wavelength control means. Similarly, the plane of polarization is the same as the plane of paper. Here, similarly, the prism 27 is arranged so that the incident surface and the outgoing surface have a Brewster angle with respect to the optical axis of the resonance beam. Therefore, similarly, the prism 27
Of the first laser beam 32 on the entrance and exit surfaces of
Is the reflection Brewster angle. At this time, the prism 27 is arranged inside the resonator at the Brewster angle with respect to the optical axis.
In, the resonance beam 32 is partially reflected and separated.

【0014】本発明において前述のように従来LiSA
FレーザまたはLiSAFレーザを用いたSHGを含む
波長変換レーザにおいて波長制御に伴う不可避の反射光
を積極的にフィードバック制御に用いることとすること
により、新たな損失なくレーザ出力を得ることが出来
た。さらに本発明のレーザ出力安定化手段の一つとして
前述の制御可能な要因のうち、励起光のパワーを制御す
る手段を提案するものである。すなわち励起光となる半
導体レーザにおいて、駆動電流を上昇すると半導体レー
ザパワーが上昇し、これに伴い第1または第2のレーザ
ビームのパワーが上昇する現象を利用するものである。
図8、図9、図10に示したように波長制御手段によっ
て一部反射分離された第1または第2のレーザビームは
サンプル光としてディテクタに到達する。サンプル光は
基準値が基準電圧として設定されており、ディテクタか
らの出力電圧がこの基準電圧に等しくなるように半導体
レーザの駆動電流が調整される構成とした。
In the present invention, as described above, conventional LiSA is used.
In the wavelength conversion laser including the SHG using the F laser or the LiSAF laser, the unavoidable reflected light associated with the wavelength control is positively used for the feedback control, whereby the laser output can be obtained without a new loss. Further, as one of the laser output stabilizing means of the present invention, among the above-mentioned controllable factors, a means for controlling the power of pumping light is proposed. That is, in the semiconductor laser which becomes the excitation light, the phenomenon that the semiconductor laser power increases when the drive current increases and the power of the first or second laser beam increases accordingly is used.
As shown in FIGS. 8, 9, and 10, the first or second laser beam partially reflected and separated by the wavelength control means reaches the detector as sample light. The reference value of the sample light is set as a reference voltage, and the drive current of the semiconductor laser is adjusted so that the output voltage from the detector becomes equal to this reference voltage.

【0015】本発明のレーザ出力安定化手段の他の手段
は前述の制御可能な要因のうち、レーザ結晶の温度を制
御する手段を提案した。すなわちLiSAFレーザにお
いて第1または第2のレーザビームのパワーはレーザ結
晶の温度に依存する性質を有することを利用するもので
ある。サンプル光34の基準電圧とディテクタからの出
力電圧が等しくなるようにレーザ結晶21の温度が調整
される構成とした。本発明のレーザ出力安定化手段他の
手段はLiSAFレーザの波長変換レーザにおいて前述
の制御可能な要因のうち非線形光学結晶の温度を制御す
ることである。SHG出力は非線形光学結晶の温度に依
存するという性質を利用して非線形光学結晶の温度を制
御することによりレーザ出力の安定化をはかるものであ
る。サンプル光の基準電圧とディテクタからの出力電圧
が等しくなるように非線形光学結晶の温度を調整する構
成とした。本発明により、ハーフミラー等を用い出力を
一部取り出すなどの新たな損失を発生させることなく安
定なフィードバック制御方式を実現した。
As another means of the laser output stabilizing means of the present invention, among the above-mentioned controllable factors, a means for controlling the temperature of the laser crystal has been proposed. That is, the fact that the power of the first or second laser beam in the LiSAF laser has the property of depending on the temperature of the laser crystal is utilized. The temperature of the laser crystal 21 is adjusted so that the reference voltage of the sample light 34 and the output voltage from the detector become equal. Another means of stabilizing the laser output of the present invention is to control the temperature of the nonlinear optical crystal among the above-mentioned controllable factors in the wavelength conversion laser of the LiSAF laser. Utilizing the property that the SHG output depends on the temperature of the nonlinear optical crystal, the temperature of the nonlinear optical crystal is controlled to stabilize the laser output. The temperature of the nonlinear optical crystal is adjusted so that the reference voltage of the sample light and the output voltage of the detector become equal. According to the present invention, a stable feedback control system is realized without generating a new loss such as taking out a part of output using a half mirror or the like.

【0016】また、前記レーザ結晶がLiSAF結晶で
あることが好ましい。また、前記共振器を構成する複数
のミラーの少なくとも1つが前記レーザ結晶の一端面に
形成されていることが好ましい。また、前記光学部品が
前記第1のレーザビームの波長制御することが好まし
い。また、前記光学部品が複屈折効果を有することが好
ましい。また、前記レーザ結晶を励起するための手段が
半導体レーザであることが好ましい。また、前記第1の
レーザビームを波長の異なる第2のレーザビームに波長
変換する非線形光学素子と前記第2のビームの出力を安
定化する手段を有することが好ましい。また、前記レー
ザ装置をレーザプリンタ装置、光造形装置、光記録装置
及びパーティクルカウンター装置等に用いることを提案
した。
The laser crystal is preferably a LiSAF crystal. Further, it is preferable that at least one of the plurality of mirrors forming the resonator is formed on one end surface of the laser crystal. Further, it is preferable that the optical component controls the wavelength of the first laser beam. Further, it is preferable that the optical component has a birefringence effect. Further, it is preferable that the means for exciting the laser crystal is a semiconductor laser. Further, it is preferable to have a non-linear optical element for wavelength-converting the first laser beam into a second laser beam having a different wavelength, and means for stabilizing the output of the second beam. Further, it has been proposed to use the laser device in a laser printer device, an optical modeling device, an optical recording device, a particle counter device and the like.

【0017】[0017]

【実施例】【Example】

(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11から出射された励起ビーム
31は集光光学系12により集光され、レーザ結晶21
を励起する。半導体レーザ11はSDL(Spectra Diod
e Lab.)社製AlGaInP系半導体レーザを用い、出力50
0mW、発振波長670nmである。また、集光光学系
12は半導体レーザコリメータ(f=8mm)とアナモ
ルフィックプリズムペア(倍率;6倍)、および単レンズ
(f=30mm)を用いた。なお前記集光光学系の焦点
距離等は効率が著しく低下しない範囲で任意である。ま
た、ビーム整形手段として、光ファイバまたはシリンド
リカルレンズ等を用いても良い。励起されたレーザ結晶
21はレーザ結晶端面に形成された入射側共振器ミラー
24と出力ミラー25からなる固体レーザ共振器20で
第1のレーザビーム32を発振する。共振器20中には
レーザ結晶21と波長制御素子23が配置されている。
共振器中で発振する第1のレーザビーム32の波長は波
長制御素子23により制御される。このとき共振器構造
20は平凹式共振器であり、出力ミラー25の曲率半径
は150mm、実効光路長は曲率半径よりわずかに短く
した。また、共振器構成20、曲率半径および実効光路
長は効率が著しく低下しない範囲で任意である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention. The excitation beam 31 emitted from the semiconductor laser 11 is condensed by the condensing optical system 12, and the laser crystal 21
Excite. The semiconductor laser 11 is an SDL (Spectra Diod
e Lab.) AlGaInP based semiconductor laser, output 50
It is 0 mW and the oscillation wavelength is 670 nm. The condensing optical system 12 uses a semiconductor laser collimator (f = 8 mm), an anamorphic prism pair (magnification: 6 times), and a single lens (f = 30 mm). The focal length and the like of the condensing optical system are arbitrary as long as the efficiency is not significantly reduced. An optical fiber or a cylindrical lens may be used as the beam shaping means. The excited laser crystal 21 oscillates a first laser beam 32 in the solid-state laser resonator 20 including an entrance-side resonator mirror 24 and an output mirror 25 formed on the laser crystal end face. A laser crystal 21 and a wavelength control element 23 are arranged in the resonator 20.
The wavelength of the first laser beam 32 that oscillates in the resonator is controlled by the wavelength control element 23. At this time, the resonator structure 20 is a plano-concave resonator, the radius of curvature of the output mirror 25 is 150 mm, and the effective optical path length is slightly shorter than the radius of curvature. Further, the resonator structure 20, the radius of curvature, and the effective optical path length are arbitrary as long as the efficiency is not significantly reduced.

【0018】レーザ結晶21にはCr添加量1.5mo
l%のLiSAF結晶(φ3×5mm)を用いた。結晶の
前方端面24には励起波長に対して反射率2%以下の無
反射(以下単にAR;Anti-Reflection)コーティン
グ、第1のレーザビーム波長に対して反射率99%以上
の全反射(以下単にHR;High-Reflection)コーティ
ングを施した。ここでHRコーティングの反射率は95
%以上のものを用いればよく、特に99%以上とする必
要はない。後方端面には第1のレーザビーム波長に対し
て反射率2%以下のARコーティングを施した。出力ミ
ラー25には第1のレーザビームに対し99%以上のH
Rコーティングを施した。また、波長制御素子23には
水晶板からなる複屈折フィルタを用い、第1のレーザビ
ーム32に対してブリュースター角となるように配置し
た。第1のレーザビーム32は複屈折フィルタを光軸の
回りに回転することで波長制御できる。波長制御範囲は
約860±50nm、波長選択幅は約0.5nmとし
た。ここで波長制御幅は厚さが整数倍に異なる水晶板を
重ね合わせることで変えることができ、第1のレーザビ
ーム出力が著しく低下しない範囲で任意である。波長制
御素子23はプリズムまたはエタロン等を用いても良
い。
The laser crystal 21 has a Cr addition amount of 1.5 mo.
A 1% LiSAF crystal (φ3 × 5 mm) was used. The front end face 24 of the crystal has a non-reflecting (hereinafter simply referred to as AR; Anti-Reflection) coating with a reflectance of 2% or less for the excitation wavelength, and a total reflection with a reflectance of 99% or more for the first laser beam wavelength (hereinafter Only HR; High-Reflection) coating was applied. Here, the reflectance of the HR coating is 95
% Or more may be used, and it is not particularly required to be 99% or more. An AR coating having a reflectance of 2% or less for the first laser beam wavelength was applied to the rear end surface. The output mirror 25 has H of 99% or more for the first laser beam.
R coating was applied. A birefringent filter made of a quartz plate was used as the wavelength control element 23, and the wavelength control element 23 was arranged so as to have a Brewster angle with respect to the first laser beam 32. The wavelength of the first laser beam 32 can be controlled by rotating the birefringent filter around the optical axis. The wavelength control range was about 860 ± 50 nm, and the wavelength selection width was about 0.5 nm. Here, the wavelength control width can be changed by superimposing quartz plates having different thicknesses that are integral multiples, and is arbitrary within a range in which the first laser beam output is not significantly reduced. The wavelength control element 23 may use a prism or an etalon.

【0019】また、本発明において波長制御素子23に
より共振器から分離される第1のレーザビームをサンプ
ル光34として用いることでフィ−ドバック制御が可能
であることを示した。これに基づき波長制御素子23に
よって一部反射分離された第1のレーザビームはサンプ
ル光34としてディテクタ41に到達する。サンプル光
34は基準値が基準電圧として設定されており、ディテ
クタ41の出力電圧がこの基準電圧に等しくなるように
半導体レーザ11の駆動電流が調整される構成とした。
この様な構成とすることにより、安定したレーザ出力を
得ることが出来た。また、LiSAF結晶21の吸収の
波長許容幅は約100nmと広く励起用半導体レーザを
温度制御素子などを用いて波長制御しなかったが、最大
吸収波長に一致させるため制御しても良い。
Further, in the present invention, it has been shown that feedback control is possible by using the first laser beam separated from the resonator by the wavelength control element 23 as the sample light 34. Based on this, the first laser beam partially reflected and separated by the wavelength control element 23 reaches the detector 41 as sample light 34. The reference value of the sample light 34 is set as a reference voltage, and the drive current of the semiconductor laser 11 is adjusted so that the output voltage of the detector 41 becomes equal to this reference voltage.
With such a structure, a stable laser output could be obtained. Further, the wavelength allowable width of absorption of the LiSAF crystal 21 is as wide as about 100 nm, but the wavelength of the semiconductor laser for excitation was not controlled by using a temperature control element or the like, but it may be controlled to match the maximum absorption wavelength.

【0020】(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。半導体レーザ11、集光光学系
12、共振器構成および波長制御素子23等は実施例1
と同様とした。実施例1と同様に波長制御素子23によ
り共振器20から分離される第1のレーザビームをサン
プル光34として用いることでフィ−ドバック制御が可
能であることを示した。これに基づき波長制御手段によ
って一部反射分離された第1のレーザビームはサンプル
光34としてディテクタ41に到達する。サンプル光3
4は基準値が基準電圧として設定されており、ディテク
タ41の出力電圧がこの基準電圧に等しくなるようにL
iSAF結晶21の温度が調整される構成とした。この
様な構成とすることにより、安定してレーザ出力を得る
ことが出来た。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a diagram for explaining one embodiment of the present invention. The semiconductor laser 11, the condensing optical system 12, the resonator structure, the wavelength control element 23, and the like are the same as in the first embodiment
Same as. It was shown that feedback control can be performed by using the first laser beam separated from the resonator 20 by the wavelength control element 23 as the sample light 34 as in the first embodiment. Based on this, the first laser beam partially reflected and separated by the wavelength control means reaches the detector 41 as the sample light 34. Sample light 3
4, a reference value is set as a reference voltage, and L is set so that the output voltage of the detector 41 becomes equal to this reference voltage.
The temperature of the iSAF crystal 21 is adjusted. With such a structure, a stable laser output could be obtained.

【0021】(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。半導体レーザ11を含む励起光
学系は実施例1と同様のものを用いた。励起されたレー
ザ結晶21はレーザ結晶端面に形成された入射側共振器
ミラー24と出力ミラー25からなる固体レーザ共振器
20で固体レーザ発振波である第1のレーザビーム32
を発生する。固体レーザ共振器20中にはレーザ結晶2
1と非線形光学結晶22と波長制御素子23が配置され
ている。非線形光学結晶22にはLiB3O5結晶(ホウ酸リ
チウム;以下LBO結晶という)を用い、サイズは3×
3×5mmで第1のレーザビームおよびSH波波長に対
し2%以下のARコーティングを施した。またLBO結
晶22は25±0.1℃に温度制御素子を用いて設定し
た。出力ミラー25には第1のレーザビームに対し99
%以上のHRコーティングを、SH波33に対してはA
Rコーティングを施し実施例1と同様開口をφ10mm
とした。その他の光学部品は実施例1と同様のものを用
いた。共振器20中で発振する第1のレーザビーム32
の波長は波長制御素子23により非線形光学結晶22の
波長変換効率が最大となる波長に制御され、前記第1の
レーザビーム32の一部は非線形光学結晶22により第
2高調波(SH波)33に波長変換され、約20%のS
H波が波長制御素子23により光軸から分離された後、
出力ミラー25から出射される。ここで波長制御素子2
3により分離された約20%のSH波をサンプル光34
として用い、フィ−ドバック制御を行った。サンプル光
34は基準値が基準電圧として設定されており、ディテ
クタ41の出力電圧がこの基準電圧に等しくなるように
非線形光学結晶22の温度を調整する構成とした。な
お、非線形光学結晶22の温度の代わりに前述の半導体
レーザ11の駆動電流またはLiSAF結晶21の温度
を調整しても良い。
(Embodiment 3) FIG. 3 is a diagram for explaining one embodiment of the present invention. The excitation optical system including the semiconductor laser 11 was the same as that used in Example 1. The excited laser crystal 21 is a first laser beam 32 which is a solid-state laser oscillation wave in the solid-state laser resonator 20 including an incident-side resonator mirror 24 and an output mirror 25 formed on the laser crystal end face.
Occurs. A laser crystal 2 is provided in the solid-state laser resonator 20.
1, a non-linear optical crystal 22 and a wavelength control element 23 are arranged. LiB 3 O 5 crystal (lithium borate; hereinafter referred to as LBO crystal) is used as the nonlinear optical crystal 22 and has a size of 3 ×.
AR coating of 3% or less and 2% or less for the first laser beam and the SH wave wavelength was applied. The LBO crystal 22 was set at 25 ± 0.1 ° C. by using a temperature control element. The output mirror 25 has 99 for the first laser beam.
% Or more of HR coating is A for SH wave 33
R coating is applied and the opening is φ10 mm as in Example 1.
And The other optical components used were the same as in Example 1. First laser beam 32 oscillating in resonator 20
Is controlled by the wavelength control element 23 to a wavelength at which the wavelength conversion efficiency of the nonlinear optical crystal 22 is maximized, and a part of the first laser beam 32 is generated by the nonlinear optical crystal 22 as a second harmonic (SH wave) 33. Wavelength converted to about 20% S
After the H wave is separated from the optical axis by the wavelength control element 23,
It is emitted from the output mirror 25. Here, the wavelength control element 2
Approximately 20% of the SH waves separated by the sample light 34
And was used as feedback control. The reference value of the sample light 34 is set as a reference voltage, and the temperature of the nonlinear optical crystal 22 is adjusted so that the output voltage of the detector 41 becomes equal to this reference voltage. Instead of the temperature of the nonlinear optical crystal 22, the drive current of the semiconductor laser 11 or the temperature of the LiSAF crystal 21 may be adjusted.

【0022】波長制御範囲は約860±70nm、波長
選択幅は0.5nmとした。ここで、波長制御範囲はL
BO結晶22の変換効率が最大となる波長近傍で調整可
能であり、波長選択幅はSH出力33が著しく低下しな
い範囲で任意である。また、LBO結晶22の代わりに
KNbO3(ニオブ酸カリウム)、K−L−N(ニオブ
酸カリウムリチウム)、β−BaB24(ホウ酸バリウ
ム)、LiIO3(ヨウ酸リチウム)などを用いても良
い。このときには用いる非線形光学結晶22のSHG変
換効率の波長依存性に適した波長選択幅に波長を制御す
る必要がある。
The wavelength control range was about 860 ± 70 nm, and the wavelength selection width was 0.5 nm. Here, the wavelength control range is L
It can be adjusted in the vicinity of the wavelength where the conversion efficiency of the BO crystal 22 is maximized, and the wavelength selection width is arbitrary as long as the SH output 33 does not significantly decrease. Also, instead of the LBO crystal 22, KNbO 3 (potassium niobate), KL-N (potassium lithium niobate), β-BaB 2 O 4 (barium borate), LiIO 3 (lithium iodide), or the like is used. May be. At this time, it is necessary to control the wavelength to a wavelength selection width suitable for the wavelength dependence of the SHG conversion efficiency of the nonlinear optical crystal 22 used.

【0023】(実施例4)図4は本発明の一実施例を説
明するための図である。図3で説明した青色レーザ光源
100から出射された青色レーザ出力33は、音響光学
(以下単にAO;Acousto-Optical)変調器51、ビー
ムエキスパンダ52、回転多面鏡53、fθレンズ54
を通過し、感光ドラム55に集光される。AO変調器5
1は画像情報に応じてSFG出力43の変調を行い、回
転多面鏡53は水平(紙面内)方向に走査する。この組
合せで2次元情報は感光ドラム55に部分的な電位差と
して記録される。感光ドラム55は前記電位差に応じて
トナーを付着して回転し、記録用紙に情報を再生する。
このとき感光ドラム55に塗布された感光体はセレン
(Se)であり、青色レーザ光源100の出力波長は感
光体の感度の比較的高い420nmとし、出力15mW
とした。
(Embodiment 4) FIG. 4 is a diagram for explaining one embodiment of the present invention. The blue laser output 33 emitted from the blue laser light source 100 described in FIG. 3 includes an acousto-optic (AO; Acousto-Optical) modulator 51, a beam expander 52, a rotating polygon mirror 53, and an fθ lens 54.
And is focused on the photosensitive drum 55. AO modulator 5
Reference numeral 1 modulates the SFG output 43 in accordance with the image information, and the rotary polygon mirror 53 scans in the horizontal (in-plane) direction. With this combination, the two-dimensional information is recorded on the photosensitive drum 55 as a partial potential difference. The photosensitive drum 55 attaches toner according to the potential difference and rotates to reproduce information on a recording sheet.
At this time, the photoconductor coated on the photoconductor drum 55 is selenium (Se), the output wavelength of the blue laser light source 100 is 420 nm, which is relatively high in sensitivity of the photoconductor, and the output is 15 mW.
And

【0024】(実施例5)図5は本発明の一実施例を説
明するための図である。光源には図3で説明した青色レ
ーザ光源100を用いた。青色硬化樹脂61を容器に満
たし、レーザ光を液面上に2次元走査する。このとき青
色硬化樹脂61は光が吸収された液面部61−aのみ硬
化する。一断層の形成が終了するとエレベータ62は降
下し、次の断層の造形を連続的に行う。この作業によ
り、所望の形状の立体モデル63が作成可能である。こ
のとき青色レーザ光源は波長430nm、出力30mW
とした。
(Embodiment 5) FIG. 5 is a diagram for explaining one embodiment of the present invention. As the light source, the blue laser light source 100 described in FIG. 3 was used. The container is filled with the blue cured resin 61, and the laser light is two-dimensionally scanned on the liquid surface. At this time, the blue curable resin 61 cures only the liquid surface portion 61-a where the light is absorbed. When the formation of one fault is completed, the elevator 62 descends, and the shaping of the next fault is continuously performed. By this work, the three-dimensional model 63 having a desired shape can be created. At this time, the blue laser light source has a wavelength of 430 nm and an output of 30 mW
And

【0025】(実施例6)図6は本発明の一実施例を説
明するための図であり、光ディスク装置を示している。
光源には図2で説明した青色レーザ光源100を用い
た。光ディスク装置は光磁気記録方式を採用した。青色
レーザ光源100より出射された青色レーザ出力33は
ビームエキスパンダ52で拡大された後平行光となる。
ビームスプリッタ72で一部はねられた光は前方モニタ
73に取り込まれる。ビームスプリッタ72を通過した
ビームは集光光学系74で媒体75に集光され、反射さ
れた光はビームスプリッタ72で一部反射された後2つ
のビームに分離され2つのディテクタ76に各々取り込
まれる。前方モニタ73では青色レーザ出力33をモニ
タして青色レーザ出力33の制御を行う。また、ビーム
スプリッタ72後の2つのディテクタ76は各々オート
フォーカスと信号検出を行う。媒体75には一定の磁界
が印加されており、AO変調器51により青色レーザ出
力33を変調させて媒体75のキュリー温度まで焦点の
温度を上げて磁化を反転することにより記録を行った。
出力ON時には媒体の磁界が反転し、出力OFF時には磁界
反転が行われず信号記録が可能となる。なお、記録周波
数は10MHzとした。また信号再生時には記録時と同
様の青色レーザ光源100を用い、良好な再生信号を得
た。
(Embodiment 6) FIG. 6 is a view for explaining an embodiment of the present invention and shows an optical disk device.
The blue laser light source 100 described in FIG. 2 was used as the light source. The optical disk device adopts a magneto-optical recording method. The blue laser output 33 emitted from the blue laser light source 100 is expanded by the beam expander 52 and becomes parallel light.
The light partially bounced by the beam splitter 72 is captured by the front monitor 73. The beam that has passed through the beam splitter 72 is condensed on the medium 75 by the condensing optical system 74, and the reflected light is partially reflected by the beam splitter 72 and then separated into two beams, which are respectively taken into two detectors 76. . The front monitor 73 monitors the blue laser output 33 and controls the blue laser output 33. Further, the two detectors 76 after the beam splitter 72 perform autofocus and signal detection, respectively. A constant magnetic field was applied to the medium 75, and recording was performed by modulating the blue laser output 33 by the AO modulator 51 to raise the focus temperature to the Curie temperature of the medium 75 and reversing the magnetization.
When the output is ON, the magnetic field of the medium is reversed, and when the output is OFF, the magnetic field is not reversed and signal recording is possible. The recording frequency was 10 MHz. Further, at the time of signal reproduction, the same blue laser light source 100 as that at the time of recording was used to obtain a good reproduction signal.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明においてLiSAFレーザおよび
LiSAFレーザを用いたSHGを含む波長変換レーザ
において、新たな損失を発生することなくレーザ出力の
安定化の手段を提案した。本発明により、レーザ装置の
信頼性を向上した。また、ビームを分離するための部品
点数を削減した。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has proposed a means for stabilizing the laser output of the LiSAF laser and the wavelength conversion laser including the SHG using the LiSAF laser without causing new loss. According to the present invention, the reliability of the laser device is improved. Also, the number of parts for separating the beam has been reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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】本発明の一実施例を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the present invention.

【図5】本発明の一実施例を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the present invention.

【図7】LiSAFレーザにおける縦モードのバンド幅
とLiSAFレーザの発振ビームのパワーの関係を測定
する手段を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a means for measuring the relationship between the bandwidth of the longitudinal mode of the LiSAF laser and the power of the oscillation beam of the LiSAF laser.

【図8】フィードバック制御に用いるサンプル光の取り
出し方法を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a method of extracting sample light used for feedback control.

【図9】フィードバック制御に用いるサンプル光の取り
出し方法を説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of extracting sample light used for feedback control.

【図10】フィードバック制御に用いるサンプル光の取
り出し方法を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of extracting sample light used for feedback control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 SHGを含む波長変換光源、11 半導体レー
ザ、12 集光光学系20 共振器、21 レーザ結
晶、22 非線形光学結晶、23 波長制御素子、24
(入射側)共振器ミラー、25 出力ミラー、26
ハーフミラー、27 プリズム、31 励起ビーム、3
2 第1のレーザビーム、33 第2のレーザビーム
(青色レーザ 、SH波)、 34 サンプル光、41
ディテクタ、51 AOM、52 ビームエキスパン
ダ、53 回転多面鏡、54 fθレンズ、55 感光
ドラム、61 青色効果樹脂、62 エレベータ、63
立体モデル、72 ビームスプリッタ、73 前方モ
ニタ、74 集光光学系、75 媒体、76 ディテク
100 SHG-containing wavelength conversion light source, 11 semiconductor laser, 12 condensing optical system 20 resonator, 21 laser crystal, 22 nonlinear optical crystal, 23 wavelength control element, 24
(Injection side) resonator mirror, 25 output mirror, 26
Half mirror, 27 prisms, 31 excitation beam, 3
2 first laser beam, 33 second laser beam (blue laser, SH wave), 34 sample light, 41
Detector, 51 AOM, 52 beam expander, 53 rotating polygon mirror, 54 fθ lens, 55 photosensitive drum, 61 blue effect resin, 62 elevator, 63
3D model, 72 beam splitter, 73 front monitor, 74 condensing optical system, 75 medium, 76 detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 正純 東京都千代田区丸の内二丁目1番2号日立 金属株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masazumi Sato 2-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Hitachi Metals, Ltd.

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フッ化物を含有するレーザ結晶と、前記
レーザ結晶を含む共振器構造と、前記レーザ結晶を励起
するための手段と、前記レーザ結晶からの発光が前記レ
ーザ共振器において発振してからなる第1のレーザビー
ムと、前記第1のレーザビームの一部をサンプル光とし
て共振器外部に取り出すために前記共振器内部に配置さ
れた光学部品と、前記第1のレーザビームの出力を安定
化する手段とからなるレーザ装置。
1. A laser crystal containing fluoride, a resonator structure containing the laser crystal, means for exciting the laser crystal, and light emitted from the laser crystal oscillates in the laser resonator. A first laser beam composed of, an optical component arranged inside the resonator for extracting a part of the first laser beam as sample light to the outside of the resonator, and an output of the first laser beam. A laser device comprising a stabilizing means.
【請求項2】 前記レーザ結晶がCr:LiSrAlF6(クロム
添加のフッ化リチウムストロンチウムアルミニウム)で
あることを特徴とする請求項1に記載のレーザ装置。
2. The laser device according to claim 1, wherein the laser crystal is Cr: LiSrAlF 6 (chromium-added lithium strontium aluminum fluoride).
【請求項3】 前記共振器を構成する複数のミラーの少
なくとも1つが前記レーザ結晶の一端面に形成されてい
ることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のレー
ザ装置。
3. The laser device according to claim 1, wherein at least one of a plurality of mirrors forming the resonator is formed on one end surface of the laser crystal.
【請求項4】 前記光学部品が前記第1のレーザビーム
の波長を制御することを特徴とする請求項1乃至請求項
3のいずれかに記載のレーザ装置。
4. The laser device according to claim 1, wherein the optical component controls the wavelength of the first laser beam.
【請求項5】 前記光学部品が複屈折効果を有すること
を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の
レーザ装置。
5. The laser device according to claim 1, wherein the optical component has a birefringence effect.
【請求項6】 前記レーザ結晶を励起するための手段が
半導体レーザであることを特徴とする請求項1乃至請求
項5のいずれかに記載のレーザ装置。
6. The laser device according to claim 1, wherein the means for exciting the laser crystal is a semiconductor laser.
【請求項7】 前記第1のレーザビームを安定化する手
段がサンプル光の出力の変動に応じて励起入力を変化さ
せる手段であることを特徴とする請求項1乃至請求項6
のいずれかに記載のレーザ装置。
7. The method according to claim 1, wherein the means for stabilizing the first laser beam is a means for changing the pumping input according to the fluctuation of the output of the sample light.
The laser device according to any one of 1.
【請求項8】 前記第1のレーザビームを安定化する手
段がサンプル光の出力の変動に応じてレーザ結晶の温度
を変化させる手段であることを特徴とする請求項1乃至
請求項7のいずれかに記載のレーザ装置。
8. The method according to claim 1, wherein the means for stabilizing the first laser beam is a means for changing the temperature of the laser crystal according to the fluctuation of the output of the sample light. The laser device according to claim 1.
【請求項9】 Cr:LiSrAlF6からなるレーザ結晶と、前
記レーザ結晶を含む共振器構造と、前記レーザ結晶を励
起するための半導体レーザと、前記レーザ結晶からの発
光が前記レーザ共振器において発振してからなる波長λ
1が780≦λ1≦1000nmの第1のレーザビーム
と、前記第1のレーザビームの一部をサンプル光として
共振器外部に取り出す前記共振器内部に配置された複屈
折フィルタと、前記第1のレーザビームの出力を安定化
する手段としてサンプル光の出力の変動に応じて前記レ
ーザ結晶への励起入力を変化させる手段とからなるレー
ザ装置。
9. A laser crystal made of Cr: LiSrAlF 6 , a resonator structure including the laser crystal, a semiconductor laser for exciting the laser crystal, and light emitted from the laser crystal oscillates in the laser resonator. The wavelength λ
1 is a 780 ≦ λ 1 ≦ 1000 nm first laser beam, a birefringent filter disposed inside the resonator for extracting a part of the first laser beam as sample light to the outside of the resonator, and the first laser beam. As a means for stabilizing the output of the laser beam, and a means for changing the excitation input to the laser crystal according to the variation of the output of the sample light.
【請求項10】 フッ化物を含有するレーザ結晶と、前
記レーザ結晶を含む共振器構造と、前記レーザ結晶を励
起するための手段と、前記レーザ結晶からの発光が前記
レーザ共振器において発振してからなる第1のレーザビ
ームと、前記第1のレーザビームを波長の異なる第2の
レーザビームに波長変換する非線形光学素子と、前記第
2のレーザビームの一部をサンプル光として共振器外部
に取り出す前記共振器内部に配置された光学部品と、前
記第2のビームの出力を安定化する手段とからなるレー
ザ装置。
10. A laser crystal containing fluoride, a resonator structure containing the laser crystal, means for exciting the laser crystal, and light emitted from the laser crystal oscillates in the laser resonator. A first laser beam, a non-linear optical element for wavelength-converting the first laser beam into a second laser beam having a different wavelength, and a part of the second laser beam as sample light outside the resonator. A laser device comprising: an optical component disposed inside the resonator to be taken out; and means for stabilizing the output of the second beam.
【請求項11】 前記レーザ結晶がCr:LiSrAlF6(クロ
ム添加のフッ化リチウムストロンチウムアルミニウム)
であることを特徴とする請求項10に記載のレーザ装
置。
11. The laser crystal is Cr: LiSrAlF 6 (chromium-added lithium strontium aluminum fluoride).
11. The laser device according to claim 10, wherein
【請求項12】 前記共振器を構成する複数のミラーの
少なくとも1つが前記レーザ結晶の一端面に形成されて
いることを特徴とする請求項10又は請求項11に記載
のレーザ装置。
12. The laser device according to claim 10, wherein at least one of the plurality of mirrors forming the resonator is formed on one end surface of the laser crystal.
【請求項13】 前記光学部品が前記第1のレーザビー
ムの波長制御することを特徴とする請求項10乃至請求
項12のいずれかに記載のレーザ装置。
13. The laser device according to claim 10, wherein the optical component controls the wavelength of the first laser beam.
【請求項14】 前記光学部品が複屈折効果を有するこ
とを特徴とする請求項10乃至請求項13のいずれかに
記載のレーザ装置。
14. The laser device according to claim 10, wherein the optical component has a birefringence effect.
【請求項15】 前記波長制御素子により前記第1のレ
ーザビームの発振波長幅Δλ1を0.01≦Δλ1≦1n
mに制御することを特徴とする請求項10乃至請求項1
4のいずれかに記載のレーザ装置。
15. The oscillation wavelength width Δλ 1 of the first laser beam is 0.01 ≦ Δλ 1 ≦ 1n by the wavelength control element.
10. The method according to claim 10, wherein the control is performed at m.
4. The laser device according to any one of 4.
【請求項16】 前記レーザ結晶を励起するための手段
が半導体レーザであることを特徴とする請求項10乃至
請求項15のいずれかに記載のレーザ装置。
16. The laser device according to claim 10, wherein the means for exciting the laser crystal is a semiconductor laser.
【請求項17】 前記第2のレーザビームを安定化する
手段がサンプル光の出力の変動に応じて前記レーザ結晶
への励起入力を変化させる手段であることを特徴とする
請求項10乃至請求項16のいずれかに記載のレーザ装
置。
17. The method according to claim 10, wherein the means for stabilizing the second laser beam is a means for changing the pumping input to the laser crystal according to the fluctuation of the output of the sample light. 16. The laser device according to any one of 16.
【請求項18】 前記第2のレーザビームを安定化する
手段がサンプル光の出力の変動に応じて前記非線形光学
素子の温度を変化させる手段であることを特徴とする請
求項10に記載のレーザ装置。
18. The laser according to claim 10, wherein the means for stabilizing the second laser beam is a means for changing the temperature of the non-linear optical element according to a change in the output of the sample light. apparatus.
【請求項19】 Cr:LiSrAlF6からなるレーザ結晶と、
前記レーザ結晶を含む共振器構造と、前記レーザ結晶を
励起するための半導体レーザと、前記レーザ結晶からの
発光が前記レーザ共振器において発振してからなる波長
λ1が780≦λ1≦1000nmの第1のレーザビーム
と、前記第1のレーザビームを波長λ2が390≦λ2
500nmの第2のレーザビームに波長変換する非線形
光学素子と、前記第2のレーザビームの一部をサンプル
光として共振器外部に取り出すことが可能な前記共振器
内部に配置された複屈折フィルタと、前記第2のビーム
の出力を安定化する手段としてサンプル光の出力の変動
に応じて励起入力を変化させる手段とからなるレーザ装
置。
19. A laser crystal made of Cr: LiSrAlF 6 ;
A resonator structure including the laser crystal, a semiconductor laser for exciting the laser crystal, and a wavelength λ 1 formed by oscillation of light emitted from the laser crystal in the laser resonator is 780 ≦ λ 1 ≦ 1000 nm. The first laser beam and the first laser beam have a wavelength λ 2 of 390 ≦ λ 2
A non-linear optical element for wavelength conversion into a second laser beam of 500 nm, and a birefringent filter arranged inside the resonator capable of extracting a part of the second laser beam as sample light to the outside of the resonator. A laser device comprising means for stabilizing the output of the second beam, and means for changing the pumping input according to the variation of the output of the sample light.
【請求項20】 請求項1乃至請求項19のいずれかに
記載のレーザ装置を用いることを特徴とするレーザ応用
装置。
20. A laser application apparatus using the laser apparatus according to any one of claims 1 to 19.
【請求項21】 前記レーザ応用装置がレーザプリンタ
装置であることを特徴とする請求項20に記載のレーザ
応用装置。
21. The laser application apparatus according to claim 20, wherein the laser application apparatus is a laser printer apparatus.
【請求項22】 前記レーザ応用装置が光造形装置であ
ることを特徴とする請求項20に記載のレーザ応用装
置。
22. The laser application apparatus according to claim 20, wherein the laser application apparatus is a stereolithography apparatus.
【請求項23】 前記レーザ応用装置が光記録装置であ
ることを特徴とする請求項20に記載のレーザ応用装
置。
23. The laser application apparatus according to claim 20, wherein the laser application apparatus is an optical recording apparatus.
【請求項24】 前記レーザ応用装置がパーティクルカ
ウンター装置であることを特徴とする請求項20に記載
のレーザ応用装置。
24. The laser application apparatus according to claim 20, wherein the laser application apparatus is a particle counter apparatus.
JP13760895A 1995-06-05 1995-06-05 Laser device and laser application device Pending JPH08334802A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13760895A JPH08334802A (en) 1995-06-05 1995-06-05 Laser device and laser application device
US08/656,875 US5825793A (en) 1995-06-05 1996-05-30 Laser and laser applied units
DE69614766T DE69614766T2 (en) 1995-06-05 1996-06-05 Lasers and uses
EP96304113A EP0748008B1 (en) 1995-06-05 1996-06-05 Laser and applications

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13760895A JPH08334802A (en) 1995-06-05 1995-06-05 Laser device and laser application device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08334802A true JPH08334802A (en) 1996-12-17

Family

ID=15202670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13760895A Pending JPH08334802A (en) 1995-06-05 1995-06-05 Laser device and laser application device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08334802A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017528911A (en) * 2014-08-18 2017-09-28 コヒーレント レーザーシステムズ ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー Optically pumped semiconductor laser with mode tracking.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017528911A (en) * 2014-08-18 2017-09-28 コヒーレント レーザーシステムズ ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー Optically pumped semiconductor laser with mode tracking.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH1093182A (en) Frequency conversion solid-state laser, frequency-doubling solid-state laser device, and frequency conversion coupling resonance cavity
EP0748008B1 (en) Laser and applications
US5583882A (en) Laser apparatus and apparatus employing laser
EP0759574B1 (en) Second harmonic generator and laser application apparatus
EP0820130B1 (en) Laser beam emitting apparatus
US5757827A (en) Second harmonic generating apparatus and apparatus employing laser
JPH08334802A (en) Laser device and laser application device
JPH07154021A (en) Variable wavelength blue color laser
JPH09275236A (en) Laser device and laser-applied device
JP3182749B2 (en) Solid-state laser device
KR100246274B1 (en) Laser rasonator, laser, laser applied unit, laser oscillation method
JPH08146478A (en) Laser resonator, laser device, laser applying device and laser oscillation method
JP2820800B2 (en) Second harmonic generator
JPH05235457A (en) Ld excited shg laser apparatus
JPH10239724A (en) Second harmonic generation device and laser application device
JPH09116219A (en) Laser light generating equipment and laser application equipment
JPH09232665A (en) Output stabilizing second harmonics light source
CN1116720C (en) Laser resonator, laser, laser application equipment and laser oscillation method
JPH0895105A (en) Second harmonic wave generator and laser printer
JPH0799357A (en) Semiconductor laser excited solid state laser system
JPH05243659A (en) Laser equipment
JPH08297306A (en) Laser device and laser applying device
JP2000114634A (en) Low-noised full solid state second harmonic laser generator
JPH08102564A (en) Wavelength conversion laser device
JPH1154827A (en) Low noise second harmonic generator and laser application equipment