JPH0943652A - レーザー発振装置及びレーザー光源駆動方法 - Google Patents
レーザー発振装置及びレーザー光源駆動方法Info
- Publication number
- JPH0943652A JPH0943652A JP8137529A JP13752996A JPH0943652A JP H0943652 A JPH0943652 A JP H0943652A JP 8137529 A JP8137529 A JP 8137529A JP 13752996 A JP13752996 A JP 13752996A JP H0943652 A JPH0943652 A JP H0943652A
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- Japan
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- pulse
- laser
- light source
- laser light
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
［目的］ 本発明は半導体レーザー等を使用したレーザ
ー発振装置及びレーザー光源駆動方法に係わり、特に、
第２次高調波を発生させるための非線形光学媒質を備え
ると共に、光源を高能率にパルス駆動することのできる
レーザー発振装置及びレーザー光源駆動方法を提供する
ことを目的とする。 ［構成］ 本発明は少なくともレーザー結晶と出力ミラ
ーとから光共振器を形成し、第２次高調波を発生させる
ための非線形光学媒質を光共振器に挿入し、レーザー光
源が、光共振器に対してポンピングし、パルス駆動手段
の駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）に対して、
τFL＞Ｔーτとすることもできる。また、第１のパルス
が、レーザー光源を発光に至らない程度に駆動し、第２
のパルスが、レーザー光源を発光する様に駆動すること
もできる。
ー発振装置及びレーザー光源駆動方法に係わり、特に、
第２次高調波を発生させるための非線形光学媒質を備え
ると共に、光源を高能率にパルス駆動することのできる
レーザー発振装置及びレーザー光源駆動方法を提供する
ことを目的とする。 ［構成］ 本発明は少なくともレーザー結晶と出力ミラ
ーとから光共振器を形成し、第２次高調波を発生させる
ための非線形光学媒質を光共振器に挿入し、レーザー光
源が、光共振器に対してポンピングし、パルス駆動手段
の駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）に対して、
τFL＞Ｔーτとすることもできる。また、第１のパルス
が、レーザー光源を発光に至らない程度に駆動し、第２
のパルスが、レーザー光源を発光する様に駆動すること
もできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザー等
を使用したレーザー発振装置及びレーザー光源駆動方法
に係わり、特に、第２次高調波を発生させるための非線
形光学媒質を備えると共に、光源を高能率にパルス駆動
することのできるレーザー発振装置及びレーザー光源駆
動方法に関するものである。
を使用したレーザー発振装置及びレーザー光源駆動方法
に係わり、特に、第２次高調波を発生させるための非線
形光学媒質を備えると共に、光源を高能率にパルス駆動
することのできるレーザー発振装置及びレーザー光源駆
動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から半導体レーザーを使用したレー
ザー発振装置が存在しており、多方面に応用されてい
た。
ザー発振装置が存在しており、多方面に応用されてい
た。
【０００３】昨今では、レーザー技術の飛躍的進歩によ
り、商用電源を使用するレーザー発振装置のみならず、
測量機等の様に、電池駆動により屋外で使用するレーザ
ー発振装置も多用されている。
り、商用電源を使用するレーザー発振装置のみならず、
測量機等の様に、電池駆動により屋外で使用するレーザ
ー発振装置も多用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら電池駆動
によるレーザー発振装置は、比較的消費電力が多く、使
用時間が短く制限される傾向があるという問題点があっ
た。
によるレーザー発振装置は、比較的消費電力が多く、使
用時間が短く制限される傾向があるという問題点があっ
た。
【０００５】そこで、高能率でレーザー光を発振するこ
とができ、消費電力を低下させて、連続使用時間等を飛
躍的に長期化させることのできるレーザー発振装置の出
現が強く望まれていた。
とができ、消費電力を低下させて、連続使用時間等を飛
躍的に長期化させることのできるレーザー発振装置の出
現が強く望まれていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
案出されたもので、少なくともレーザー結晶と出力ミラ
ーとからなる光共振器と、この光共振器に対してポンピ
ングするためのレーザー光源と、このレーザー光源を駆
動するためのパルス駆動手段とからなるレーザー発振装
置であって、前記パルス駆動手段の駆動パルスの周期Ｔ
が、τFL（蛍光寿命）に対して、τFL＞Ｔーτとなって
いる。（但し、τはパルス幅）
案出されたもので、少なくともレーザー結晶と出力ミラ
ーとからなる光共振器と、この光共振器に対してポンピ
ングするためのレーザー光源と、このレーザー光源を駆
動するためのパルス駆動手段とからなるレーザー発振装
置であって、前記パルス駆動手段の駆動パルスの周期Ｔ
が、τFL（蛍光寿命）に対して、τFL＞Ｔーτとなって
いる。（但し、τはパルス幅）
【０００７】また本発明は、 少なくともレーザー結晶
と出力ミラーとからなる光共振器と、この光共振器に挿
入され、第２次高調波を発生させるための非線形光学媒
質と、前記光共振器に対してポンピングするためのレー
ザー光源と、このレーザー光源を駆動するためのパルス
駆動手段とからなるレーザー発振装置であって、前記パ
ルス駆動手段の駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿
命）に対して、τFL＞Ｔーτとすることもできる。
と出力ミラーとからなる光共振器と、この光共振器に挿
入され、第２次高調波を発生させるための非線形光学媒
質と、前記光共振器に対してポンピングするためのレー
ザー光源と、このレーザー光源を駆動するためのパルス
駆動手段とからなるレーザー発振装置であって、前記パ
ルス駆動手段の駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿
命）に対して、τFL＞Ｔーτとすることもできる。
【０００８】そして本発明のパルス駆動手段は、第１の
パルスと第２のパルスとの２個のパルスを１組として、
前記レーザー光源を駆動する様に構成されており、前記
第１のパルスは、前記レーザー光源が発光に至らない程
度に駆動し、前記第２のパルスは、前記レーザー光源が
発光する様に駆動する構成にすることもできる。
パルスと第２のパルスとの２個のパルスを１組として、
前記レーザー光源を駆動する様に構成されており、前記
第１のパルスは、前記レーザー光源が発光に至らない程
度に駆動し、前記第２のパルスは、前記レーザー光源が
発光する様に駆動する構成にすることもできる。
【０００９】更に本発明のレーザー光源駆動方法は、少
なくともレーザー結晶と出力ミラーとからなる光共振器
に対して、ポンピングするためのレーザー光源を駆動す
るために、パルス駆動を行う駆動方法であって、駆動パ
ルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）に対して、τFL＞Ｔ
ーτとなっている。（但し、τはパルス幅）
なくともレーザー結晶と出力ミラーとからなる光共振器
に対して、ポンピングするためのレーザー光源を駆動す
るために、パルス駆動を行う駆動方法であって、駆動パ
ルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）に対して、τFL＞Ｔ
ーτとなっている。（但し、τはパルス幅）
【００１０】そして本発明のレーザー光源駆動方法は、
第２次高調波を発生させるための非線形光学媒質を含ん
だ少なくともレーザー結晶と出力ミラーとからなる光共
振器に対して、ポンピングするためのレーザー光源を駆
動するために、パルス駆動を行う駆動方法であって、駆
動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）に対して、τFL
＞Ｔーτとすることもできる。
第２次高調波を発生させるための非線形光学媒質を含ん
だ少なくともレーザー結晶と出力ミラーとからなる光共
振器に対して、ポンピングするためのレーザー光源を駆
動するために、パルス駆動を行う駆動方法であって、駆
動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）に対して、τFL
＞Ｔーτとすることもできる。
【００１１】また本発明のレーザー光源駆動方法の駆動
パルスは、第１のパルスと第２のパルスとの２個のパル
スを１組として、前記レーザー光源を駆動する様になっ
ており、前記第１のパルスは、前記レーザー光源が発光
に至らない程度に駆動し、前記第２のパルスは、前記レ
ーザー光源が発光する様に駆動する構成にすることもで
きる。
パルスは、第１のパルスと第２のパルスとの２個のパル
スを１組として、前記レーザー光源を駆動する様になっ
ており、前記第１のパルスは、前記レーザー光源が発光
に至らない程度に駆動し、前記第２のパルスは、前記レ
ーザー光源が発光する様に駆動する構成にすることもで
きる。
【００１２】そして本発明のレーザー発振装置は、少な
くともレーザー結晶と出力ミラーとからなる光共振器
と、この光共振器に対してポンピングするためのレーザ
ー光源と、このレーザー光源を駆動するためのパルス駆
動手段とからなるレーザー発振装置であって、前記パル
ス駆動手段の駆動パルスは、少なくともファーストパル
スを得られるパルス幅に構成されている。
くともレーザー結晶と出力ミラーとからなる光共振器
と、この光共振器に対してポンピングするためのレーザ
ー光源と、このレーザー光源を駆動するためのパルス駆
動手段とからなるレーザー発振装置であって、前記パル
ス駆動手段の駆動パルスは、少なくともファーストパル
スを得られるパルス幅に構成されている。
【００１３】更に本発明のレーザー発振装置は、少なく
ともレーザー結晶と出力ミラーとからなる光共振器と、
この光共振器に対してポンピングするためのレーザー光
源と、このレーザー光源を駆動するためのパルス駆動手
段とからなるレーザー発振装置であって、前記パルス駆
動手段の駆動パルスは少なくともファーストパルスを得
られるパルス幅であり、前記パルス駆動手段の駆動パル
スの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）に対して、τFL＞Ｔー
τに構成されている。
ともレーザー結晶と出力ミラーとからなる光共振器と、
この光共振器に対してポンピングするためのレーザー光
源と、このレーザー光源を駆動するためのパルス駆動手
段とからなるレーザー発振装置であって、前記パルス駆
動手段の駆動パルスは少なくともファーストパルスを得
られるパルス幅であり、前記パルス駆動手段の駆動パル
スの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）に対して、τFL＞Ｔー
τに構成されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】以上の様に構成された本発明は、
少なくともレーザー結晶と出力ミラーとから光共振器を
形成し、レーザー光源が、光共振器に対してポンピング
し、パルス駆動手段が、レーザー光源を駆動する様にな
っており、パルス駆動手段の駆動パルスの周期Ｔが、τ
FL（蛍光寿命）に対して、τFL＞Ｔーτとなっている。
（但し、τはパルス幅）
少なくともレーザー結晶と出力ミラーとから光共振器を
形成し、レーザー光源が、光共振器に対してポンピング
し、パルス駆動手段が、レーザー光源を駆動する様にな
っており、パルス駆動手段の駆動パルスの周期Ｔが、τ
FL（蛍光寿命）に対して、τFL＞Ｔーτとなっている。
（但し、τはパルス幅）
【００１５】また本発明は、 少なくともレーザー結晶
と出力ミラーとから光共振器を形成し、第２次高調波を
発生させるための非線形光学媒質を光共振器に挿入し、
レーザー光源が、光共振器に対してポンピングし、パル
ス駆動手段の駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）
に対して、τFL＞Ｔーτとすることもできる。
と出力ミラーとから光共振器を形成し、第２次高調波を
発生させるための非線形光学媒質を光共振器に挿入し、
レーザー光源が、光共振器に対してポンピングし、パル
ス駆動手段の駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）
に対して、τFL＞Ｔーτとすることもできる。
【００１６】そして本発明のパルス駆動手段は、第１の
パルスと第２のパルスとの２個のパルスを１組として、
レーザー光源を駆動する様になっており、第１のパルス
は、レーザー光源を発光に至らない程度に駆動し、第２
のパルスは、レーザー光源を発光する様に駆動すること
もできる。
パルスと第２のパルスとの２個のパルスを１組として、
レーザー光源を駆動する様になっており、第１のパルス
は、レーザー光源を発光に至らない程度に駆動し、第２
のパルスは、レーザー光源を発光する様に駆動すること
もできる。
【００１７】更に本発明のレーザー光源駆動方法は、少
なくともレーザー結晶と出力ミラーとからなる光共振器
に対して、ポンピングするためのレーザー光源を駆動す
るために、駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）に
対して、τFL＞Ｔーτとなる様にパルス駆動することが
できる。（但し、τはパルス幅）
なくともレーザー結晶と出力ミラーとからなる光共振器
に対して、ポンピングするためのレーザー光源を駆動す
るために、駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）に
対して、τFL＞Ｔーτとなる様にパルス駆動することが
できる。（但し、τはパルス幅）
【００１８】そして本発明のレーザー光源駆動方法は、
第２次高調波を発生させるための非線形光学媒質を含ん
だ少なくともレーザー結晶と出力ミラーとからなる光共
振器に対して、ポンピングするためのレーザー光源を駆
動するために、駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿
命）に対して、τFL＞Ｔーτとなる様にパルス駆動する
ことができる。
第２次高調波を発生させるための非線形光学媒質を含ん
だ少なくともレーザー結晶と出力ミラーとからなる光共
振器に対して、ポンピングするためのレーザー光源を駆
動するために、駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿
命）に対して、τFL＞Ｔーτとなる様にパルス駆動する
ことができる。
【００１９】また本発明のレーザー光源駆動方法の駆動
パルスは、第１のパルスと第２のパルスとの２個のパル
スを１組として、レーザー光源を駆動する様になってお
り、第１のパルスは、レーザー光源を発光に至らない程
度に駆動し、第２のパルスは、レーザー光源を発光する
様に駆動することもできる。
パルスは、第１のパルスと第２のパルスとの２個のパル
スを１組として、レーザー光源を駆動する様になってお
り、第１のパルスは、レーザー光源を発光に至らない程
度に駆動し、第２のパルスは、レーザー光源を発光する
様に駆動することもできる。
【００２０】そして本発明のレーザー発振装置は、少な
くともレーザー結晶と出力ミラーとから光共振器を形成
し、レーザー光源が、光共振器に対してポンピングし、
パルス駆動手段が、レーザー光源を駆動する様になって
おり、パルス駆動手段の駆動パルスは、少なくともファ
ーストパルスを得られるパルス幅になっている。
くともレーザー結晶と出力ミラーとから光共振器を形成
し、レーザー光源が、光共振器に対してポンピングし、
パルス駆動手段が、レーザー光源を駆動する様になって
おり、パルス駆動手段の駆動パルスは、少なくともファ
ーストパルスを得られるパルス幅になっている。
【００２１】更に本発明のレーザー発振装置は、少なく
ともレーザー結晶と出力ミラーとから光共振器を形成
し、レーザー光源が、光共振器に対してポンピングし、
パルス駆動手段が、レーザー光源を駆動する様になって
おり、パルス駆動手段の駆動パルスは、少なくともファ
ーストパルスを得られるパルス幅を有し、パルス駆動手
段の駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）に対し
て、τFL＞Ｔーτとなる様にパルス駆動することができ
る。
ともレーザー結晶と出力ミラーとから光共振器を形成
し、レーザー光源が、光共振器に対してポンピングし、
パルス駆動手段が、レーザー光源を駆動する様になって
おり、パルス駆動手段の駆動パルスは、少なくともファ
ーストパルスを得られるパルス幅を有し、パルス駆動手
段の駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）に対し
て、τFL＞Ｔーτとなる様にパルス駆動することができ
る。
【００２２】
【００２３】本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
【００２４】図１は、本実施例のレーザー発振装置１０
００を示すもので、レーザー光源１００と、集光レンズ
２００と、レーザー結晶３００と、非線形光学媒質４０
０と、出力ミラー５００と、レーザー駆動手段６００と
から構成されている。
００を示すもので、レーザー光源１００と、集光レンズ
２００と、レーザー結晶３００と、非線形光学媒質４０
０と、出力ミラー５００と、レーザー駆動手段６００と
から構成されている。
【００２５】レーザー光源１００は、レーザー光を発生
させるためのものであり、本実施例では半導体レーザー
が使用されている。本実施例では、レーザー光源１００
が基本波を発生させるポンプ光発生装置として機能を有
する。なお、レーザー光源１００は半導体レーザーに限
ることなく、レーザー光を生じさせることができれば、
何れの光源手段を採用することができる。そして、レー
ザー駆動手段６００は、レーザー光源１００を駆動する
ためのものであり、本実施例では、レーザー光源１００
をパルス駆動することができる。
させるためのものであり、本実施例では半導体レーザー
が使用されている。本実施例では、レーザー光源１００
が基本波を発生させるポンプ光発生装置として機能を有
する。なお、レーザー光源１００は半導体レーザーに限
ることなく、レーザー光を生じさせることができれば、
何れの光源手段を採用することができる。そして、レー
ザー駆動手段６００は、レーザー光源１００を駆動する
ためのものであり、本実施例では、レーザー光源１００
をパルス駆動することができる。
【００２６】レーザー結晶３００は、負温度の媒質であ
り、光の増幅を行うためのものである。このレーザー結
晶３００には、Ｎｄ3+ イオンをドープしたＹＡＧ（イ
ットリウム アルミニウム ガーネット）等が採用され
る。ＹＡＧは、９４６ｎｍ、１０６４ｎｍ、１３１９ｎ
ｍ等の発振線を有している。
り、光の増幅を行うためのものである。このレーザー結
晶３００には、Ｎｄ3+ イオンをドープしたＹＡＧ（イ
ットリウム アルミニウム ガーネット）等が採用され
る。ＹＡＧは、９４６ｎｍ、１０６４ｎｍ、１３１９ｎ
ｍ等の発振線を有している。
【００２７】レーザー結晶３００はＹＡＧに限ることな
く、発振線が１０６４ｎｍの（Ｎｄ：ＹＶＯ4 ）や、発
振線が７００〜９００ｎｍの（Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒ
ｅ）等を使用することができる。
く、発振線が１０６４ｎｍの（Ｎｄ：ＹＶＯ4 ）や、発
振線が７００〜９００ｎｍの（Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒ
ｅ）等を使用することができる。
【００２８】レーザー結晶３００のレーザー光源１００
側には、第１の誘電体反射膜３１０が形成されている。
この第１の誘電体反射膜３１０は、レーザー光源１００
に対して高透過であり、且つ、レーザー結晶３００の発
振波長に対して高反射であると共に、ＳＨＧ（ＳＥＣＯ
ＮＤ ＨＡＲＭＯＮＩＣ ＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮ）に対
しても高反射となっている。
側には、第１の誘電体反射膜３１０が形成されている。
この第１の誘電体反射膜３１０は、レーザー光源１００
に対して高透過であり、且つ、レーザー結晶３００の発
振波長に対して高反射であると共に、ＳＨＧ（ＳＥＣＯ
ＮＤ ＨＡＲＭＯＮＩＣ ＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮ）に対
しても高反射となっている。
【００２９】出力ミラー５００は、第１の誘電体反射膜
３１０が形成されたレーザー結晶３００に対向する様に
構成されており、出力ミラー５００のレーザー結晶３０
０側は、適宜の半径を有する凹面球面境の形状に加工さ
れており、第２の誘電体反射膜５１０が形成されてい
る。この第２の誘電体反射膜５１０は、レーザー結晶３
００の発振波長に対して高反射であり、ＳＨＧ（ＳＥＣ
ＯＮＤ ＨＡＲＭＯＮＩＣ ＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮ）に
対して高透過となっている。
３１０が形成されたレーザー結晶３００に対向する様に
構成されており、出力ミラー５００のレーザー結晶３０
０側は、適宜の半径を有する凹面球面境の形状に加工さ
れており、第２の誘電体反射膜５１０が形成されてい
る。この第２の誘電体反射膜５１０は、レーザー結晶３
００の発振波長に対して高反射であり、ＳＨＧ（ＳＥＣ
ＯＮＤ ＨＡＲＭＯＮＩＣ ＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮ）に
対して高透過となっている。
【００３０】以上の様に、レーザー結晶３００の第１の
誘電体反射膜３１０と、出力ミラー５００とを組み合わ
せ、レーザー光源１００からの光束を集光レンズ２００
を介してレーザー結晶３００にポンピングすると、レー
ザー結晶３００の第１の誘電体反射膜３１０と、出力ミ
ラー５００との間で光が往復し、光を長時間閉じ込める
ことができるので、光を共振させて増幅させることがで
きる。
誘電体反射膜３１０と、出力ミラー５００とを組み合わ
せ、レーザー光源１００からの光束を集光レンズ２００
を介してレーザー結晶３００にポンピングすると、レー
ザー結晶３００の第１の誘電体反射膜３１０と、出力ミ
ラー５００との間で光が往復し、光を長時間閉じ込める
ことができるので、光を共振させて増幅させることがで
きる。
【００３１】本実施例では、レーザー結晶３００の第１
の誘電体反射膜３１０と、出力ミラー５００とから構成
された光共振器内に非線形光学媒質４００が挿入されて
いる。
の誘電体反射膜３１０と、出力ミラー５００とから構成
された光共振器内に非線形光学媒質４００が挿入されて
いる。
【００３２】ここで、非線形光学効果を簡潔に説明す
る。
る。
【００３３】物質に電界が加わると電気分極が生じる。
この電界が小さい場合には、分極は電界に比例するが、
レーザー光の様に強力なコヒーレント光の場合には、電
界と分極の間の比例関係が崩れ、電界の２乗、３乗に比
例する非線形的な分極成分が卓越してくる。
この電界が小さい場合には、分極は電界に比例するが、
レーザー光の様に強力なコヒーレント光の場合には、電
界と分極の間の比例関係が崩れ、電界の２乗、３乗に比
例する非線形的な分極成分が卓越してくる。
【００３４】従って、非線形光学媒質４００中において
は、光波によって発生する分極には、光波電界の２乗に
比例する成分が含まれており、この非線形分極により、
異なった周波数の光波間に結合が生じ、光周波数を２倍
にする高調波が発生する。この第２次高調波発生（ＳＨ
Ｇ）は、ＳＥＣＯＮＤ ＨＡＲＭＯＮＩＣ ＧＥＮＥＲ
ＡＴＩＯＮと呼ばれている。
は、光波によって発生する分極には、光波電界の２乗に
比例する成分が含まれており、この非線形分極により、
異なった周波数の光波間に結合が生じ、光周波数を２倍
にする高調波が発生する。この第２次高調波発生（ＳＨ
Ｇ）は、ＳＥＣＯＮＤ ＨＡＲＭＯＮＩＣ ＧＥＮＥＲ
ＡＴＩＯＮと呼ばれている。
【００３５】本実施例では、非線形光学媒質４００を、
レーザー結晶３００と出力ミラー５００とから構成され
た光共振器内に挿入されているので、内部型ＳＨＧと呼
ばれており、変換出力は、基本波光電力の２乗に比例す
るので、光共振器内の大きな光強度を直接利用できると
言う効果がある。
レーザー結晶３００と出力ミラー５００とから構成され
た光共振器内に挿入されているので、内部型ＳＨＧと呼
ばれており、変換出力は、基本波光電力の２乗に比例す
るので、光共振器内の大きな光強度を直接利用できると
言う効果がある。
【００３６】非線形光学媒質４００は、例えば、ＫＴＰ
（ＫＴｉＯＰＯ4 リン酸チタニルカリウム）やＢＢＯ
（βーＢａＢ2Ｏ4 β型ホウ酸リチウム）、ＬＢＯ（Ｌ
ｉＢ3Ｏ5 トリホウ酸リチウム）等が使用され、主に、
１０６４ｎｍから５３２ｎｍに変換される。
（ＫＴｉＯＰＯ4 リン酸チタニルカリウム）やＢＢＯ
（βーＢａＢ2Ｏ4 β型ホウ酸リチウム）、ＬＢＯ（Ｌ
ｉＢ3Ｏ5 トリホウ酸リチウム）等が使用され、主に、
１０６４ｎｍから５３２ｎｍに変換される。
【００３７】またＫＮｂＯ3（ニオブ酸カリウム）等も
採用され、主に、９４６ｎｍから４７３ｎｍに変換され
る。
採用され、主に、９４６ｎｍから４７３ｎｍに変換され
る。
【００３８】そして図１において、ωは光基本波の角振
動数であり、２ωが第２高調波（ＳＨＧ）である。
動数であり、２ωが第２高調波（ＳＨＧ）である。
【００３９】次に、レーザー発振装置１０００の駆動に
ついて、若干の考察を行うことにする。
ついて、若干の考察を行うことにする。
【００４０】一般的なレーザー光源の緩和振動時の反転
分布と光強度の関係を示したものが、図２である。図２
中に示されたデルタＮ（ｔ）は、反転分布（ゲイン）を
示し、φ（ｔ）は光強度であり、横軸は時間の経過を示
すものである。
分布と光強度の関係を示したものが、図２である。図２
中に示されたデルタＮ（ｔ）は、反転分布（ゲイン）を
示し、φ（ｔ）は光強度であり、横軸は時間の経過を示
すものである。
【００４１】図２を見ると、反転分布が最大となった時
に最初のスパイク（即ち、ファーストパルス）が立ち上
がり、最大の光強度が生じることが理解される。
に最初のスパイク（即ち、ファーストパルス）が立ち上
がり、最大の光強度が生じることが理解される。
【００４２】更に図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）
は、ゲインスイッチを示す模式図であり、図３（ａ）
は、時間と励起強度の関係を示す図であり、図３（ｂ）
は、時間と光強度の関係を示す図であり、図３（ｃ）は
時間と反転分布の関係を示すものである。
は、ゲインスイッチを示す模式図であり、図３（ａ）
は、時間と励起強度の関係を示す図であり、図３（ｂ）
は、時間と光強度の関係を示す図であり、図３（ｃ）は
時間と反転分布の関係を示すものである。
【００４３】これらの図を観察すると、一定の励起時間
の後、最大の光強度が生じることが理解される。
の後、最大の光強度が生じることが理解される。
【００４４】次に、図２の反転分布と光強度の関係をそ
れぞれ分離して表示したものが、図４である。半導体レ
ーザーに対して、連続波の駆動電力を供給すれば、ファ
ーストパルスに対応して最大の光強度が生じ、その後、
光強度が低下し、一定の光強度に収束するから、ファー
ストパルスのみ使用すると光の取り出しが最も効率的と
なる。
れぞれ分離して表示したものが、図４である。半導体レ
ーザーに対して、連続波の駆動電力を供給すれば、ファ
ーストパルスに対応して最大の光強度が生じ、その後、
光強度が低下し、一定の光強度に収束するから、ファー
ストパルスのみ使用すると光の取り出しが最も効率的と
なる。
【００４５】更に図５（ａ）と図５（ｂ）により、半導
体レーザーに対して、連続パルスの駆動電力を供給した
場合を説明する。
体レーザーに対して、連続パルスの駆動電力を供給した
場合を説明する。
【００４６】なお、半導体レーザーを駆動する駆動パル
スと半導体レーザーから出力される光パルスとの周期及
びパルス幅は、略同一となっている。
スと半導体レーザーから出力される光パルスとの周期及
びパルス幅は、略同一となっている。
【００４７】図５（ａ）は、半導体レーザーに対する供
給連続パルスの周期Ｔが、τFL＜Ｔーτの関係の場合で
ある。ここでτFLは蛍光寿命であり、τはパルス幅であ
る。
給連続パルスの周期Ｔが、τFL＜Ｔーτの関係の場合で
ある。ここでτFLは蛍光寿命であり、τはパルス幅であ
る。
【００４８】これに対して、図５（ｂ）は、半導体レー
ザーに対する供給連続パルスの周期Ｔが、τFL＞Ｔーτ
の関係の場合である。
ザーに対する供給連続パルスの周期Ｔが、τFL＞Ｔーτ
の関係の場合である。
【００４９】図５（ｂ）を見れば、τFL（蛍光寿命）の
間に、次のパルスを半導体レーザーに印加することによ
り、残留した反転分布に新たな反転分布を加え、効果的
に最大の光強度を有する光のみを連続して発生させるこ
とができる事が理解される。
間に、次のパルスを半導体レーザーに印加することによ
り、残留した反転分布に新たな反転分布を加え、効果的
に最大の光強度を有する光のみを連続して発生させるこ
とができる事が理解される。
【００５０】次に、図６（ａ）から図６（ｄ）に基づい
て、半導体レーザーの出力と、非線形光学媒質４００を
挿入した場合の出力との関係を説明する。
て、半導体レーザーの出力と、非線形光学媒質４００を
挿入した場合の出力との関係を説明する。
【００５１】図６（ａ）は、半導体レーザーの消費電流
と、半導体レーザーの出力との関係を示すものであり、
オフセット電流以降は、リニアな関係を有している。
と、半導体レーザーの出力との関係を示すものであり、
オフセット電流以降は、リニアな関係を有している。
【００５２】図６（ｂ）は、半導体レーザーの出力と、
光共振器内の光基本波の出力との関係を示すものであ
り、オフセット以降は、リニアな関係を有している。
光共振器内の光基本波の出力との関係を示すものであ
り、オフセット以降は、リニアな関係を有している。
【００５３】図６（ｃ）は非線形光学媒質４００を挿入
した場合の、光共振器内の光基本波の出力と、第２高調
波（ＳＨＧ）出力との関係を示すものであり、第２高調
波（ＳＨＧ）出力は、光共振器内の光基本波の出力のオ
フセット以降は、２乗に比例することが理解される。
した場合の、光共振器内の光基本波の出力と、第２高調
波（ＳＨＧ）出力との関係を示すものであり、第２高調
波（ＳＨＧ）出力は、光共振器内の光基本波の出力のオ
フセット以降は、２乗に比例することが理解される。
【００５４】従って、半導体レーザーの消費電流と第２
高調波（ＳＨＧ）出力との関係は、図６（ｄ）に示され
る様に、２乗に比例することになる。
高調波（ＳＨＧ）出力との関係は、図６（ｄ）に示され
る様に、２乗に比例することになる。
【００５５】従って、光共振器内に非線形光学媒質４０
０を挿入し、レーザー駆動手段６００が、レーザー光源
１００の半導体レーザーを、τFL（蛍光寿命）内に、次
の駆動パルスが印加される様に駆動すれば、図７に示す
様に高能率にレーザーを発振させることができる。
０を挿入し、レーザー駆動手段６００が、レーザー光源
１００の半導体レーザーを、τFL（蛍光寿命）内に、次
の駆動パルスが印加される様に駆動すれば、図７に示す
様に高能率にレーザーを発振させることができる。
【００５６】即ち図７は、パルス幅τ、パルスピーク電
流ＩP 、パルス周期Ｔにより、レーザー光源１００の半
導体レーザーを駆動すれば、光パルス幅τ’光パルスピ
ーク出力ＰP SH のレーザー光が生じることになる。
流ＩP 、パルス周期Ｔにより、レーザー光源１００の半
導体レーザーを駆動すれば、光パルス幅τ’光パルスピ
ーク出力ＰP SH のレーザー光が生じることになる。
【００５７】この時の半導体レーザーに流れる平均電流
はＩav であり、光パルスの平均出力は、Ｐav SH であ
る。
はＩav であり、光パルスの平均出力は、Ｐav SH であ
る。
【００５８】なおレーザー駆動手段６００が、連続的に
レーザー光源１００を駆動した場合（但し、平均パルス
出力Ｐav SH と同じ連続出力Ｐcw SH を生じる場合）に
は、連続動作電流としてＩCW の大きさが必要であるこ
とから、パルス駆動により連続波と同一出力のレーザー
光を発生させる場合には、ＩCW−Ｉav の電流を節約す
ることができる。
レーザー光源１００を駆動した場合（但し、平均パルス
出力Ｐav SH と同じ連続出力Ｐcw SH を生じる場合）に
は、連続動作電流としてＩCW の大きさが必要であるこ
とから、パルス駆動により連続波と同一出力のレーザー
光を発生させる場合には、ＩCW−Ｉav の電流を節約す
ることができる。
【００５９】更に、パルス駆動の場合には、動作が間欠
的であるから、平均値で連続動作と比較することにす
る。パルス駆動の場合の平均パルス電流はＩav とな
り、連続動作電流をＩCW より小さくなる。
的であるから、平均値で連続動作と比較することにす
る。パルス駆動の場合の平均パルス電流はＩav とな
り、連続動作電流をＩCW より小さくなる。
【００６０】従って、パルス駆動により、連続波と同一
出力のレーザー光を発生させる場合には、ＩCWーＩav
の電流を節約することができるという効果がある。
出力のレーザー光を発生させる場合には、ＩCWーＩav
の電流を節約することができるという効果がある。
【００６１】なお本実施例では、１個のパルスを間欠的
に供給することにより、レーザー光源１００を駆動して
いるが、２個以上のパルスを１組として、レーザー光源
１００を駆動することもできる。
に供給することにより、レーザー光源１００を駆動して
いるが、２個以上のパルスを１組として、レーザー光源
１００を駆動することもできる。
【００６２】例えばパルス駆動手段６００が、第１のパ
ルスと第２のパルスとの２個のパルスを１組として、レ
ーザー光源１００を駆動する様に構成し、第１のパルス
が、レーザー光源１００を発光に至らない程度に駆動
し、第２のパルスが、レーザー光源１００を発光する様
に駆動することができる。
ルスと第２のパルスとの２個のパルスを１組として、レ
ーザー光源１００を駆動する様に構成し、第１のパルス
が、レーザー光源１００を発光に至らない程度に駆動
し、第２のパルスが、レーザー光源１００を発光する様
に駆動することができる。
【００６３】以上の様に、２個以上のパルスを１組とし
てレーザー光源１００を駆動すれば、発光時間を短くす
ることができ、レーザー光源１００を長寿命化すること
ができるという効果がある。
てレーザー光源１００を駆動すれば、発光時間を短くす
ることができ、レーザー光源１００を長寿命化すること
ができるという効果がある。
【００６４】なお、レーザー発振装置１０００は、発光
駆動の時、ピーク発光後に緩和振動を経て一定の発光に
安定する特性があることから、この特性を利用してパル
ス駆動を行うと、視認の光強度を連続発光と同様にする
場合、連続発光と比較して低消費電力の発光駆動を行う
ことができる。
駆動の時、ピーク発光後に緩和振動を経て一定の発光に
安定する特性があることから、この特性を利用してパル
ス駆動を行うと、視認の光強度を連続発光と同様にする
場合、連続発光と比較して低消費電力の発光駆動を行う
ことができる。
【００６５】
【効果】以上の様に構成された本発明は、少なくともレ
ーザー結晶と出力ミラーとからなる光共振器と、この光
共振器に対してポンピングするためのレーザー光源と、
このレーザー光源を駆動するためのパルス駆動手段とか
らなるレーザー発振装置であって、前記パルス駆動手段
の駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）に対して、
τFL＞Ｔーτとなっているので、ファーストパルスによ
る最大の光強度のレーザー光により、光共振器をポンピ
ングすることができ、高能率にレーザー光を発振させる
ことができるという効果がある。
ーザー結晶と出力ミラーとからなる光共振器と、この光
共振器に対してポンピングするためのレーザー光源と、
このレーザー光源を駆動するためのパルス駆動手段とか
らなるレーザー発振装置であって、前記パルス駆動手段
の駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）に対して、
τFL＞Ｔーτとなっているので、ファーストパルスによ
る最大の光強度のレーザー光により、光共振器をポンピ
ングすることができ、高能率にレーザー光を発振させる
ことができるという効果がある。
【００６６】また本発明は、少なくともレーザー結晶と
出力ミラーとからなる光共振器と、この光共振器に挿入
され、第２次高調波を発生させるための非線形光学媒質
と、前記光共振器に対してポンピングするためのレーザ
ー光源と、このレーザー光源を駆動するためのパルス駆
動手段とからなるレーザー発振装置であって、前記パル
ス駆動手段の駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）
に対して、τFL＞Ｔーτとなっているので、半導体レー
ザーの出力の２乗に比例して、強力な第２高調波を発生
させることができ、極めて高能率にレーザー光を発振さ
せることができ、消費電流を減少させて省エネルギ化を
実現することができるという卓越した効果がある。
出力ミラーとからなる光共振器と、この光共振器に挿入
され、第２次高調波を発生させるための非線形光学媒質
と、前記光共振器に対してポンピングするためのレーザ
ー光源と、このレーザー光源を駆動するためのパルス駆
動手段とからなるレーザー発振装置であって、前記パル
ス駆動手段の駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）
に対して、τFL＞Ｔーτとなっているので、半導体レー
ザーの出力の２乗に比例して、強力な第２高調波を発生
させることができ、極めて高能率にレーザー光を発振さ
せることができ、消費電流を減少させて省エネルギ化を
実現することができるという卓越した効果がある。
【００６７】更に本発明のパルス駆動手段は、第１のパ
ルスと第２のパルスとの２個のパルスを１組として、前
記レーザー光源を駆動する様に構成されており、前記第
１のパルスは、前記レーザー光源が発光に至らない程度
に駆動し、前記第２のパルスは、前記レーザー光源が発
光する様に駆動するので、発光時間を短くすることがで
き、レーザー光源を長寿命化することができるという効
果がある。
ルスと第２のパルスとの２個のパルスを１組として、前
記レーザー光源を駆動する様に構成されており、前記第
１のパルスは、前記レーザー光源が発光に至らない程度
に駆動し、前記第２のパルスは、前記レーザー光源が発
光する様に駆動するので、発光時間を短くすることがで
き、レーザー光源を長寿命化することができるという効
果がある。
【００６８】
【図１】本発明の実施例のレーザー発振装置１０００の
構成を説明する図である。
構成を説明する図である。
【図２】半導体レーザーの緩和振動時の反転分布と光強
度の関係を示した図である。
度の関係を示した図である。
【図３（ａ）】ゲインスイッチを示す模式図であり、時
間と励起強度の関係を示すものである。
間と励起強度の関係を示すものである。
【図３（ｂ）】ゲインスイッチを示す模式図であり、時
間と光強度の関係を示すものである。
間と光強度の関係を示すものである。
【図３（ｃ）】ゲインスイッチを示す模式図であり、時
間と反転分布の関係を示すものである。
間と反転分布の関係を示すものである。
【図４】反転分布と光強度の関係を示す図である。
【図５（ａ）】半導体レーザーに対する供給連続パルス
の周期Ｔが、τFL＜Ｔーτの関係の場合を説明する図で
ある。
の周期Ｔが、τFL＜Ｔーτの関係の場合を説明する図で
ある。
【図５（ｂ）】半導体レーザーに対する供給連続パルス
の周期Ｔが、τFL＞Ｔーτの関係の場合を説明する図で
ある。
の周期Ｔが、τFL＞Ｔーτの関係の場合を説明する図で
ある。
【図６（ａ）】半導体レーザーの消費電流と、半導体レ
ーザーの出力との関係を示す図である。
ーザーの出力との関係を示す図である。
【図６（ｂ）】半導体レーザーの出力と、光共振器内の
光基本波の出力との関係を示す図である。
光基本波の出力との関係を示す図である。
【図６（ｃ）】非線形光学媒質４００を挿入した場合
の、光共振器内の光基本波の出力と、第２高調波（ＳＨ
Ｇ）出力との関係を示す図である。
の、光共振器内の光基本波の出力と、第２高調波（ＳＨ
Ｇ）出力との関係を示す図である。
【図６（ｄ）】半導体レーザーの消費電流と第２高調波
（ＳＨＧ）出力との関係を示す図である。
（ＳＨＧ）出力との関係を示す図である。
【図７】レーザー発振装置１０００を、連続駆動した場
合と、本発明のパルス駆動した場合とを比較した図であ
る。
合と、本発明のパルス駆動した場合とを比較した図であ
る。
１０００ レーザー発振装置 １００ レーザー光源 ２００ 集光レンズ ３００ レーザー結晶 ３１０ 第１の誘電体反射膜 ４００ 非線形光学媒質 ５００ 出力ミラー ５１０ 第２の誘電体反射膜 ６００ レーザー駆動手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 義明 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社ト プコン内 (72)発明者 大友 文夫 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社ト プコン内
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくともレーザー結晶と出力ミラーと
からなる光共振器と、この光共振器に対してポンピング
するためのレーザー光源と、このレーザー光源を駆動す
るためのパルス駆動手段とからなるレーザー発振装置で
あって、前記パルス駆動手段の駆動パルスの周期Ｔが、
τFL（蛍光寿命）に対して、 τFL＞Ｔーτ となっているレーザー発振装置。（但し、τはパルス
幅） - 【請求項２】 少なくともレーザー結晶と出力ミラーと
からなる光共振器と、この光共振器に挿入され、第２次
高調波を発生させるための非線形光学媒質と、前記光共
振器に対してポンピングするためのレーザー光源と、こ
のレーザー光源を駆動するためのパルス駆動手段とから
なるレーザー発振装置であって、前記パルス駆動手段の
駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）に対して、 τFL＞Ｔーτ となっているレーザー発振装置。（但し、τはパルス
幅） - 【請求項３】 前記パルス駆動手段は、第１のパルスと
第２のパルスとの２個のパルスを１組として、前記レー
ザー光源を駆動する様に構成されており、前記第１のパ
ルスは、前記レーザー光源が発光に至らない程度に駆動
し、前記第２のパルスは、前記レーザー光源が発光する
様に駆動する請求項１〜２記載のレーザー発振装置。 - 【請求項４】 少なくともレーザー結晶と出力ミラーと
からなる光共振器に対して、ポンピングするためのレー
ザー光源を駆動するために、パルス駆動を行う駆動方法
であって、駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）に
対して、 τFL＞Ｔーτ となっているレーザー光源駆動方法。（但し、τはパル
ス幅） - 【請求項５】 第２次高調波を発生させるための非線形
光学媒質を含んだ少なくともレーザー結晶と出力ミラー
とからなる光共振器に対して、ポンピングするためのレ
ーザー光源を駆動するために、パルス駆動を行う駆動方
法であって、駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿命）
に対して、 τFL＞Ｔーτ となっているレーザー光源駆動方法。（但し、τはパル
ス幅） - 【請求項６】 前記駆動パルスは、第１のパルスと第２
のパルスとの２個のパルスを１組として、前記レーザー
光源を駆動する様になっており、前記第１のパルスは、
前記レーザー光源が発光に至らない程度に駆動し、前記
第２のパルスは、前記レーザー光源が発光する様に駆動
する請求項４〜５記載のレーザー発振装置。 - 【請求項７】 少なくともレーザー結晶と出力ミラーと
からなる光共振器と、この光共振器に対してポンピング
するためのレーザー光源と、このレーザー光源を駆動す
るためのパルス駆動手段とからなるレーザー発振装置で
あって、前記パルス駆動手段の駆動パルスは、少なくと
もファーストパルスを得られるパルス幅であるレーザー
発振装置。 - 【請求項８】 少なくともレーザー結晶と出力ミラーと
からなる光共振器と、この光共振器に対してポンピング
するためのレーザー光源と、このレーザー光源を駆動す
るためのパルス駆動手段とからなるレーザー発振装置で
あって、前記パルス駆動手段の駆動パルスは、少なくと
もファーストパルスを得られるパルス幅であり、前記パ
ルス駆動手段の駆動パルスの周期Ｔが、τFL（蛍光寿
命）に対して、 τFL＞Ｔーτ となっているレーザー発振装置。（但し、τはパルス
幅）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8137529A JPH0943652A (ja) | 1995-05-19 | 1996-05-08 | レーザー発振装置及びレーザー光源駆動方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-145486 | 1995-05-19 | ||
| JP14548695 | 1995-05-19 | ||
| JP8137529A JPH0943652A (ja) | 1995-05-19 | 1996-05-08 | レーザー発振装置及びレーザー光源駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0943652A true JPH0943652A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=26470808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8137529A Pending JPH0943652A (ja) | 1995-05-19 | 1996-05-08 | レーザー発振装置及びレーザー光源駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0943652A (ja) |
-
1996
- 1996-05-08 JP JP8137529A patent/JPH0943652A/ja active Pending
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