JPH08334802A - レーザ装置およびレーザ応用装置 - Google Patents
レーザ装置およびレーザ応用装置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
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 93
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 65
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 8
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- IEPNMLJMIRCTIV-UHFFFAOYSA-H aluminum;lithium;strontium;hexafluoride Chemical compound [Li+].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[Al+3].[Sr+2] IEPNMLJMIRCTIV-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Chemical compound [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 102100025929 Neuronal migration protein doublecortin Human genes 0.000 description 1
- 101710105341 Neuronal migration protein doublecortin Proteins 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- XBJJRSFLZVLCSE-UHFFFAOYSA-N barium(2+);diborate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[Ba+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] XBJJRSFLZVLCSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIZLQMLDSWKZGC-UHFFFAOYSA-N cadmium helium Chemical compound [He].[Cd] UIZLQMLDSWKZGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- OBTSLRFPKIKXSZ-UHFFFAOYSA-N lithium potassium Chemical compound [Li].[K] OBTSLRFPKIKXSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- UKDIAJWKFXFVFG-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(dioxo)niobium Chemical compound [K+].[O-][Nb](=O)=O UKDIAJWKFXFVFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N trilithium borate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]B([O-])[O-] RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】
【目的】 長期間にわたり安定してレーザ出力を得るこ
とが出来るレーザ装置を実現する。 【構成】 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である。
とが出来るレーザ装置を実現する。 【構成】 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である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光エレクトロニクス分
野、特に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。
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。
【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。
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。
【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結
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。
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結
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【０００８】
【表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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００１７】
（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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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−ＢａＢ2Ｏ4（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。
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−ＢａＢ2Ｏ4（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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図１】本発明の一実施例を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施例を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施例を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施例を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施例を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施例を説明するための図である。
【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。
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。
【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。
出し方法を説明するための図である。
【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。
出し方法を説明するための図である。
【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。
り出し方法を説明するための図である。
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
タ
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
タ
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (24)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13760895A JPH08334802A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | レーザ装置およびレーザ応用装置 |
| US08/656,875 US5825793A (en) | 1995-06-05 | 1996-05-30 | Laser and laser applied units |
| DE69614766T DE69614766T2 (de) | 1995-06-05 | 1996-06-05 | Laser und Verwendungen |
| 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 (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | レーザ装置およびレーザ応用装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08334802A true JPH08334802A (ja) | 1996-12-17 |
Family
ID=15202670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13760895A Pending JPH08334802A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | レーザ装置およびレーザ応用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08334802A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017528911A (ja) * | 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 | モード追跡を伴う光励起半導体レーザ |
-
1995
- 1995-06-05 JP JP13760895A patent/JPH08334802A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017528911A (ja) * | 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 | モード追跡を伴う光励起半導体レーザ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH1093182A (ja) | 周波数変換型固体レーザ装置、周波数２倍型固体レーザ装置および周波数変換型結合型共振キャビティ | |
| 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 (ja) | レーザ装置およびレーザ応用装置 | |
| JPH07154021A (ja) | 波長可変型青色レーザ装置 | |
| JPH09275236A (ja) | レーザ装置およびレーザ応用装置 | |
| JP3182749B2 (ja) | 固体レーザ装置 | |
| KR100246274B1 (ko) | 레이저 공진기, 레이저 장치, 레이저 응용 장치 및 레이저 발진 방법 | |
| JPH08146478A (ja) | レーザ共振器、レーザ装置、レーザ応用装置及びレーザ発振方法 | |
| JP2820800B2 (ja) | 第二高調波発生装置 | |
| JPH05235457A (ja) | Ｌｄ励起ｓｈｇレーザ装置 | |
| JPH10239724A (ja) | 第二高調波発生装置およびレーザ応用装置 | |
| JPH09116219A (ja) | レーザ光発生装置、およびレーザ応用装置 | |
| JPH09232665A (ja) | 出力安定化第二高調波光源 | |
| CN1116720C (zh) | 激光谐振腔、激光器、激光器应用设备及激光振荡的方法 | |
| JPH0895105A (ja) | 第二高調波発生装置およびレーザプリンタ装置 | |
| JPH0799357A (ja) | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 | |
| JPH05243659A (ja) | レーザ装置 | |
| JPH08297306A (ja) | レーザ装置およびレーザ応用装置 | |
| JP2000114634A (ja) | 低ノイズ化全固体第二高調波レーザ発生装置 | |
| JPH08102564A (ja) | 波長変換レーザ装置 | |
| JPH1154827A (ja) | 低ノイズ化第二高調波発生装置およびレーザ応用装置 |