JPH10200177A - レーザーダイオード励起固体レーザー - Google Patents
レーザーダイオード励起固体レーザーInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的高出力のレーザーダイオード励起固体
レーザーにおいて、縦モードを安定して単一化し、そし
て駆動開始時の立上がり特性を改善する。 【解決手段】 固体レーザー結晶13をレーザーダイオー
ド11から発せられたレーザービーム10によって励起す
る、共振器内部パワーが10Ｗ以上のレーザーダイオード
励起固体レーザーにおいて、共振器内温度をペルチェ素
子22等により所定温度に保つとともに、共振器内に、複
数の共振器モードの中の１つを選択して発振波長を単一
化するエタロン等の波長選択素子17を設ける。そしてこ
の波長選択素子17として、レーザービーム吸収による温
度上昇値が、該素子17が選択する共振器モードが変化す
る温度変化値未満となる特性のものを用いる。
レーザーにおいて、縦モードを安定して単一化し、そし
て駆動開始時の立上がり特性を改善する。 【解決手段】 固体レーザー結晶13をレーザーダイオー
ド11から発せられたレーザービーム10によって励起す
る、共振器内部パワーが10Ｗ以上のレーザーダイオード
励起固体レーザーにおいて、共振器内温度をペルチェ素
子22等により所定温度に保つとともに、共振器内に、複
数の共振器モードの中の１つを選択して発振波長を単一
化するエタロン等の波長選択素子17を設ける。そしてこ
の波長選択素子17として、レーザービーム吸収による温
度上昇値が、該素子17が選択する共振器モードが変化す
る温度変化値未満となる特性のものを用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体レーザー結晶
をレーザーダイオード（半導体レーザー）によって励起
するレーザーダイオード励起固体レーザーに関し、特に
詳細には、共振器内部パワーが10Ｗ以上になる比較的高
出力タイプのレーザーダイオード励起固体レーザーに関
するものである。
をレーザーダイオード（半導体レーザー）によって励起
するレーザーダイオード励起固体レーザーに関し、特に
詳細には、共振器内部パワーが10Ｗ以上になる比較的高
出力タイプのレーザーダイオード励起固体レーザーに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば特開昭６２−１８９７８３号に示
されるように、ネオジウム等の希土類が添加された固体
レーザー結晶を、レーザーダイオードから発せられた光
によって励起するレーザーダイオード励起固体レーザー
が公知となっている。
されるように、ネオジウム等の希土類が添加された固体
レーザー結晶を、レーザーダイオードから発せられた光
によって励起するレーザーダイオード励起固体レーザー
が公知となっている。
【０００３】通常、この種のレーザーダイオード励起固
体レーザーにおいては、共振器内に、複数の共振器モー
ドの中の１つを選択して縦モードを単一化する波長選択
素子が設けられる。
体レーザーにおいては、共振器内に、複数の共振器モー
ドの中の１つを選択して縦モードを単一化する波長選択
素子が設けられる。
【０００４】またこのレーザーダイオード励起固体レー
ザーにおいては、発振波長の変動を抑えるために、固体
レーザー結晶および共振器の部分を所定温度に温度調節
するのが一般的である。この温度調節は通常、共振器部
分を電子冷却素子（ペルチェ素子）の冷却面上に載置す
るとともに、共振器内温度を検出し、その検出温度に基
づいて電子冷却素子の駆動を制御することによってなさ
れる。
ザーにおいては、発振波長の変動を抑えるために、固体
レーザー結晶および共振器の部分を所定温度に温度調節
するのが一般的である。この温度調節は通常、共振器部
分を電子冷却素子（ペルチェ素子）の冷却面上に載置す
るとともに、共振器内温度を検出し、その検出温度に基
づいて電子冷却素子の駆動を制御することによってなさ
れる。
【０００５】他方、このレーザーダイオード励起固体レ
ーザーにおいては、出力を安定させるために、共振器か
ら出射した固体レーザービーム（波長変換がなされる場
合は波長変換波であってもよい）の少なくとも一部の光
強度を光検出器によって検出し、その光検出器の出力信
号に基づいてレーザーダイオードを駆動制御して、該レ
ーザーダイオードの出力を一定に維持させることも多
い。この制御は一般にＡＰＣ（automatic power contro
l ）と呼ばれている。
ーザーにおいては、出力を安定させるために、共振器か
ら出射した固体レーザービーム（波長変換がなされる場
合は波長変換波であってもよい）の少なくとも一部の光
強度を光検出器によって検出し、その光検出器の出力信
号に基づいてレーザーダイオードを駆動制御して、該レ
ーザーダイオードの出力を一定に維持させることも多
い。この制御は一般にＡＰＣ（automatic power contro
l ）と呼ばれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の多く
のレーザーダイオード励起固体レーザーは、共振器内部
パワーが10Ｗ未満程度と比較的低出力であった。そのよ
うなレーザーダイオード励起固体レーザーにおいて、上
述の波長選択素子を設け、そして共振器の温度調節を行
なえば、発振波長および出力は該して良好に安定化され
ていた。
のレーザーダイオード励起固体レーザーは、共振器内部
パワーが10Ｗ未満程度と比較的低出力であった。そのよ
うなレーザーダイオード励起固体レーザーにおいて、上
述の波長選択素子を設け、そして共振器の温度調節を行
なえば、発振波長および出力は該して良好に安定化され
ていた。
【０００７】しかし、最近提供されている比較的高出力
（共振器内部パワーが概ね10Ｗ以上）のレーザーダイオ
ード励起固体レーザーにおいては状況が異なり、上述の
波長選択素子を設け、そして共振器の温度調節を行なっ
ても、縦モードがホップするという問題が認められてい
る。
（共振器内部パワーが概ね10Ｗ以上）のレーザーダイオ
ード励起固体レーザーにおいては状況が異なり、上述の
波長選択素子を設け、そして共振器の温度調節を行なっ
ても、縦モードがホップするという問題が認められてい
る。
【０００８】また従来の高出力タイプのレーザーダイオ
ード励起固体レーザーにおいては、駆動開始時に長時間
複数の縦モードが立って出力が不安定になったり、モー
ド競合によるノイズが発生する、といった問題が認めら
れている。
ード励起固体レーザーにおいては、駆動開始時に長時間
複数の縦モードが立って出力が不安定になったり、モー
ド競合によるノイズが発生する、といった問題が認めら
れている。
【０００９】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、縦モードを安定して単一化することができ、そ
して駆動開始時の立上がり特性も良好な、比較的高出力
のレーザーダイオード励起固体レーザーを提供すること
を目的とする。
であり、縦モードを安定して単一化することができ、そ
して駆動開始時の立上がり特性も良好な、比較的高出力
のレーザーダイオード励起固体レーザーを提供すること
を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によるレーザーダ
イオード励起固体レーザーは、前述したように固体レー
ザー結晶をレーザーダイオードから発せられたレーザー
ビームによって励起する、共振器内部パワーが10Ｗ以上
のレーザーダイオード励起固体レーザーにおいて、共振
器内温度を所定温度に保つ温度調節手段が設けられると
ともに、共振器内に、複数の共振器モードの中の１つを
選択して発振波長を単一化する波長選択素子が設けら
れ、この波長選択素子として、レーザービーム吸収によ
る温度上昇値が、該素子が選択する共振器モードが変化
する温度変化値未満となる特性のものが用いられている
ことを特徴とするものである。
イオード励起固体レーザーは、前述したように固体レー
ザー結晶をレーザーダイオードから発せられたレーザー
ビームによって励起する、共振器内部パワーが10Ｗ以上
のレーザーダイオード励起固体レーザーにおいて、共振
器内温度を所定温度に保つ温度調節手段が設けられると
ともに、共振器内に、複数の共振器モードの中の１つを
選択して発振波長を単一化する波長選択素子が設けら
れ、この波長選択素子として、レーザービーム吸収によ
る温度上昇値が、該素子が選択する共振器モードが変化
する温度変化値未満となる特性のものが用いられている
ことを特徴とするものである。
【００１１】なおこのような波長選択素子として、より
具体的には、上記温度上昇値が２℃未満であるものが用
いられる。
具体的には、上記温度上昇値が２℃未満であるものが用
いられる。
【００１２】
【発明の効果】本発明者の研究によると、従来の高出力
タイプのレーザーダイオード励起固体レーザーにおける
問題は、低出力タイプのレーザーダイオード励起固体レ
ーザーでは起こり得なかった共振器内の局所的温度上昇
に起因していることが分かった。以下、この点について
詳しく説明する。
タイプのレーザーダイオード励起固体レーザーにおける
問題は、低出力タイプのレーザーダイオード励起固体レ
ーザーでは起こり得なかった共振器内の局所的温度上昇
に起因していることが分かった。以下、この点について
詳しく説明する。
【００１３】図２に、低出力タイプのレーザーダイオー
ド励起固体レーザーにおける励起パワーとレーザー出力
との関係を示す。同図には併せて、共振器モードと波長
選択素子による選択波長との関係を、励起パワーが異な
る５領域について示してあるが、図示の通りこの関係は
励起パワーが変化してもほとんど不変である。そこでこ
の場合は、励起パワーの値によらず常に１つの共振器モ
ード（図ではのモード）が選択され、固体レーザーは
励起パワー全域を通じて一定の縦モードで発振する。
ド励起固体レーザーにおける励起パワーとレーザー出力
との関係を示す。同図には併せて、共振器モードと波長
選択素子による選択波長との関係を、励起パワーが異な
る５領域について示してあるが、図示の通りこの関係は
励起パワーが変化してもほとんど不変である。そこでこ
の場合は、励起パワーの値によらず常に１つの共振器モ
ード（図ではのモード）が選択され、固体レーザーは
励起パワー全域を通じて一定の縦モードで発振する。
【００１４】それに対して高出力タイプのレーザーダイ
オード励起固体レーザーでは、励起パワーとレーザー出
力との関係、および共振器モードと波長選択素子による
選択波長との関係は、図３に示すようになる。つまりこ
の場合は、励起パワーの増大に伴なって波長選択素子の
温度が大きく上昇することから、それによる選択波長が
変化する。そのため、選択される共振器モードが、
、……と次々に変化して、モードホップが発生して
しまう。
オード励起固体レーザーでは、励起パワーとレーザー出
力との関係、および共振器モードと波長選択素子による
選択波長との関係は、図３に示すようになる。つまりこ
の場合は、励起パワーの増大に伴なって波長選択素子の
温度が大きく上昇することから、それによる選択波長が
変化する。そのため、選択される共振器モードが、
、……と次々に変化して、モードホップが発生して
しまう。
【００１５】このモードホップが生じると、励起パワー
を上げて行ってもレーザー出力が落ち込む領域が存在す
るために、高出力化が困難になったり、また前述のＡＰ
Ｃ作動が不安定になるといった不具合が生じる。
を上げて行ってもレーザー出力が落ち込む領域が存在す
るために、高出力化が困難になったり、また前述のＡＰ
Ｃ作動が不安定になるといった不具合が生じる。
【００１６】上に述べた波長選択素子の温度上昇は、以
下の原因で生じると考えられる。共振器内部パワーは、
通常レーザー出力の数〜数十倍に達する。また共振器内
に配されるエタロン等の波長選択素子にあっては、２つ
の光通過面間でレーザービームが多重反射する等のため
に、素子内部パワーが共振器内部パワーのさらに数〜数
十倍に達する。高出力タイプのレーザーではこれらの要
因により、波長選択素子で大きな吸収が生じるため、例
え共振器が温度調節されていても、波長選択素子の光軸
付近で局所的に温度が上昇してしまうのである。
下の原因で生じると考えられる。共振器内部パワーは、
通常レーザー出力の数〜数十倍に達する。また共振器内
に配されるエタロン等の波長選択素子にあっては、２つ
の光通過面間でレーザービームが多重反射する等のため
に、素子内部パワーが共振器内部パワーのさらに数〜数
十倍に達する。高出力タイプのレーザーではこれらの要
因により、波長選択素子で大きな吸収が生じるため、例
え共振器が温度調節されていても、波長選択素子の光軸
付近で局所的に温度が上昇してしまうのである。
【００１７】それに対して本発明のレーザーダイオード
励起固体レーザーでは、波長選択素子として、レーザー
ビーム吸収による温度上昇値が、該素子が選択する共振
器モードが変化する温度変化値未満となる特性のものが
用いられているので、励起パワーを上げても、モードホ
ップが起きることを防止できる。したがって、前述のＡ
ＰＣをかける場合は、その作動も安定化する。また、上
記のように波長選択素子でのレーザービーム吸収が小さ
くなっていれば、損失が低く抑えられて出力も向上す
る。
励起固体レーザーでは、波長選択素子として、レーザー
ビーム吸収による温度上昇値が、該素子が選択する共振
器モードが変化する温度変化値未満となる特性のものが
用いられているので、励起パワーを上げても、モードホ
ップが起きることを防止できる。したがって、前述のＡ
ＰＣをかける場合は、その作動も安定化する。また、上
記のように波長選択素子でのレーザービーム吸収が小さ
くなっていれば、損失が低く抑えられて出力も向上す
る。
【００１８】なお、波長選択素子の局所的な温度上昇を
防止する上では、それ以外の光学素子、例えば前述した
ＡＰＣ用に光分岐する部分反射ミラー等も、低吸収特性
のものとしておくのが望ましい。
防止する上では、それ以外の光学素子、例えば前述した
ＡＰＣ用に光分岐する部分反射ミラー等も、低吸収特性
のものとしておくのが望ましい。
【００１９】一方、従来の高出力タイプのレーザーダイ
オード励起固体レーザーにおいて、レーザー駆動開始時
に複数の縦モードが立って出力が不安定になったり、モ
ード競合によるノイズが発生するという問題は、共振器
の過渡的温度上昇に起因している。この点について、図
４および５を参照して説明する。
オード励起固体レーザーにおいて、レーザー駆動開始時
に複数の縦モードが立って出力が不安定になったり、モ
ード競合によるノイズが発生するという問題は、共振器
の過渡的温度上昇に起因している。この点について、図
４および５を参照して説明する。
【００２０】図４は、レーザー駆動開始時の共振器温度
の変化特性を示している。ここに示される通り、共振器
が温度調節されていても、制御温度に収束するまでには
過渡的な温度上昇が見られる。
の変化特性を示している。ここに示される通り、共振器
が温度調節されていても、制御温度に収束するまでには
過渡的な温度上昇が見られる。
【００２１】一方図５には、この過渡的温度上昇が比較
的大きい場合の励起パワーとレーザー出力との関係、お
よび共振器モードと波長選択素子による選択波長との関
係を示す。もし共振器モード、、がそれぞれ図中
実線で示すように固定しているならば、励起パワーとレ
ーザー出力との関係は、先に図３を参照して説明した通
り、図中実線で示すようなものとなる。
的大きい場合の励起パワーとレーザー出力との関係、お
よび共振器モードと波長選択素子による選択波長との関
係を示す。もし共振器モード、、がそれぞれ図中
実線で示すように固定しているならば、励起パワーとレ
ーザー出力との関係は、先に図３を参照して説明した通
り、図中実線で示すようなものとなる。
【００２２】しかし上記過渡的温度上昇の値ΔＴcav が
大きい場合は、共振器モード、、が各々変動す
る。そこで、例えば共振器モード、、がそれぞれ
破線表示の状態になると、励起パワーとレーザー出力と
の関係は図中破線で示すようなものとなり、また共振器
モード、、がそれぞれ一点鎖線表示の状態になる
と、励起パワーとレーザー出力との関係は図中一点鎖線
で示すようなものとなる。つまりこの場合は、共振器の
過渡的温度変化に伴なって複数の縦モードが次々と現れ
るので、出力が不安定になったり、モード競合によるノ
イズが発生する。
大きい場合は、共振器モード、、が各々変動す
る。そこで、例えば共振器モード、、がそれぞれ
破線表示の状態になると、励起パワーとレーザー出力と
の関係は図中破線で示すようなものとなり、また共振器
モード、、がそれぞれ一点鎖線表示の状態になる
と、励起パワーとレーザー出力との関係は図中一点鎖線
で示すようなものとなる。つまりこの場合は、共振器の
過渡的温度変化に伴なって複数の縦モードが次々と現れ
るので、出力が不安定になったり、モード競合によるノ
イズが発生する。
【００２３】本発明のレーザーダイオード励起固体レー
ザーにおいては、共振器内に配される波長選択素子とし
て前述のような低吸収のものを用いているので、共振器
の過渡的温度上昇値ΔＴcav も低く抑えられる。そこ
で、上記のように複数の縦モードが立って出力が不安定
になったり、モード競合によるノイズが発生する時間を
短縮でき、良好な立上がり特性を実現できる。
ザーにおいては、共振器内に配される波長選択素子とし
て前述のような低吸収のものを用いているので、共振器
の過渡的温度上昇値ΔＴcav も低く抑えられる。そこ
で、上記のように複数の縦モードが立って出力が不安定
になったり、モード競合によるノイズが発生する時間を
短縮でき、良好な立上がり特性を実現できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一つの実施
形態によるレーザーダイオード励起固体レーザーを示す
ものである。このレーザーダイオード励起固体レーザー
は、励起光としてのレーザービーム10を発するレーザー
ダイオード（半導体レーザー）11と、発散光である上記
レーザービーム10を集光する集光レンズ12ａおよび12ｂ
と、ネオジウム（Ｎｄ）がドーピングされた固体レーザ
ー媒質であるＹＬＦ結晶（以下、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶と称
する）13と、このＮｄ：ＹＬＦ結晶13の前方側（図中右
方側）に配された共振器ミラー14と、この共振器ミラー
14とＮｄ：ＹＬＦ結晶13との間に配された光波長変換素
子15とを有している。
施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一つの実施
形態によるレーザーダイオード励起固体レーザーを示す
ものである。このレーザーダイオード励起固体レーザー
は、励起光としてのレーザービーム10を発するレーザー
ダイオード（半導体レーザー）11と、発散光である上記
レーザービーム10を集光する集光レンズ12ａおよび12ｂ
と、ネオジウム（Ｎｄ）がドーピングされた固体レーザ
ー媒質であるＹＬＦ結晶（以下、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶と称
する）13と、このＮｄ：ＹＬＦ結晶13の前方側（図中右
方側）に配された共振器ミラー14と、この共振器ミラー
14とＮｄ：ＹＬＦ結晶13との間に配された光波長変換素
子15とを有している。
【００２５】また光波長変換素子15と共振器ミラー14と
の間には、偏光制御素子としてのブリュースタ板16、波
長選択素子としてのエタロン17、および横モード制御素
子としてのピンホール板18が配設されている。そしてＮ
ｄ：ＹＬＦ結晶13の前後には、発振モードをツイストモ
ード化してホールバーニングを防止するためのλ／４板
19および20が配されている。
の間には、偏光制御素子としてのブリュースタ板16、波
長選択素子としてのエタロン17、および横モード制御素
子としてのピンホール板18が配設されている。そしてＮ
ｄ：ＹＬＦ結晶13の前後には、発振モードをツイストモ
ード化してホールバーニングを防止するためのλ／４板
19および20が配されている。
【００２６】以上述べた要素13〜20は、Ｃｕ−Ｂｅ等か
らなる共振器ホルダー21に固定されている。そしてこの
共振器ホルダー21は、ペルチェ素子22の冷却面上に固定
されている。この実施形態においては、後述するように
λ／４板19と共振器ミラー14とによってファブリー・ペ
ロー型共振器が構成される。この共振器の部分は、上記
ペルチェ素子22が図示しない温調回路によって駆動制御
されることにより、所定温度に保たれる。
らなる共振器ホルダー21に固定されている。そしてこの
共振器ホルダー21は、ペルチェ素子22の冷却面上に固定
されている。この実施形態においては、後述するように
λ／４板19と共振器ミラー14とによってファブリー・ペ
ロー型共振器が構成される。この共振器の部分は、上記
ペルチェ素子22が図示しない温調回路によって駆動制御
されることにより、所定温度に保たれる。
【００２７】レーザーダイオード11としては、波長797
ｎｍのレーザービーム10を発するものが用いられてい
る。Ｎｄ：ＹＬＦ結晶13は入射したレーザービーム10に
よってネオジウムイオンが励起されて、波長1314ｎｍの
光を発する。λ／４板19の励起光入射側の端面19ａに
は、波長797 ｎｍの励起用レーザービーム10は良好に透
過させ（透過率99％以上）、波長1314ｎｍの光は良好に
反射させる（反射率99.9％以上）コートが施されてい
る。一方共振器ミラー14のミラー面14ａには、波長1314
ｎｍの光は良好に反射させ、下記の波長657 ｎｍの光は
透過させるコートが施されている。
ｎｍのレーザービーム10を発するものが用いられてい
る。Ｎｄ：ＹＬＦ結晶13は入射したレーザービーム10に
よってネオジウムイオンが励起されて、波長1314ｎｍの
光を発する。λ／４板19の励起光入射側の端面19ａに
は、波長797 ｎｍの励起用レーザービーム10は良好に透
過させ（透過率99％以上）、波長1314ｎｍの光は良好に
反射させる（反射率99.9％以上）コートが施されてい
る。一方共振器ミラー14のミラー面14ａには、波長1314
ｎｍの光は良好に反射させ、下記の波長657 ｎｍの光は
透過させるコートが施されている。
【００２８】したがって、波長1314ｎｍの光は上記各面
19ａ、14ａ間で共振してレーザー発振を引き起こし、こ
うして発生したレーザービーム30は光波長変換素子15に
より波長が１／２すなわち657 ｎｍの第２高調波31に変
換され、主にこの第２高調波31が共振器ミラー14から出
射する。なお光波長変換素子15としては、例えばＭｇＯ
がドープされたＬｉＮｂＯ3 結晶に周期ドメイン反転構
造が形成されてなるもの等が利用可能である。
19ａ、14ａ間で共振してレーザー発振を引き起こし、こ
うして発生したレーザービーム30は光波長変換素子15に
より波長が１／２すなわち657 ｎｍの第２高調波31に変
換され、主にこの第２高調波31が共振器ミラー14から出
射する。なお光波長変換素子15としては、例えばＭｇＯ
がドープされたＬｉＮｂＯ3 結晶に周期ドメイン反転構
造が形成されてなるもの等が利用可能である。
【００２９】本装置において、共振器内部パワーは10Ｗ
以上で20Ｗに近い値をとる。そこでこの場合、レーザー
ビーム30が多重反射して吸収が起きやすいエタロン17と
して、低吸収特性のものが用いられている。具体的に
は、共振器内部パワーが上記程度の従来のレーザーダイ
オード励起固体レーザーにおいて、エタロンの温度上昇
は８℃程度であるのに対し、本実施形態においてエタロ
ン17の温度上昇は約１℃に抑えられている。
以上で20Ｗに近い値をとる。そこでこの場合、レーザー
ビーム30が多重反射して吸収が起きやすいエタロン17と
して、低吸収特性のものが用いられている。具体的に
は、共振器内部パワーが上記程度の従来のレーザーダイ
オード励起固体レーザーにおいて、エタロンの温度上昇
は８℃程度であるのに対し、本実施形態においてエタロ
ン17の温度上昇は約１℃に抑えられている。
【００３０】このような低吸収特性は、例えばエタロン
17に、大気中で150 ℃の温度で12時間のアニール処理を
施すことによって付与することができる。またその他、
エタロン17の光通過面に施すコートとして従来はＴｉ系
のコートが多く用いられてきたが、それに代えてＨｆ系
のコートを用いたり、エタロンの基板材料を適当なもの
に選択する等によっても、該エタロン17に低吸収特性を
付与することができる。
17に、大気中で150 ℃の温度で12時間のアニール処理を
施すことによって付与することができる。またその他、
エタロン17の光通過面に施すコートとして従来はＴｉ系
のコートが多く用いられてきたが、それに代えてＨｆ系
のコートを用いたり、エタロンの基板材料を適当なもの
に選択する等によっても、該エタロン17に低吸収特性を
付与することができる。
【００３１】以上のような特性のエタロン17を使用する
ことにより、本実施形態のレーザーダイオード励起固体
レーザーは、励起パワーを上げて高出力化しても、モー
ドホップが起きることを防止できる。したがって、前述
のＡＰＣをかける場合はその作動が安定化する。また、
エタロン17でのレーザービーム吸収が小さくなっていれ
ば、損失が低く抑えられて出力も向上する。
ことにより、本実施形態のレーザーダイオード励起固体
レーザーは、励起パワーを上げて高出力化しても、モー
ドホップが起きることを防止できる。したがって、前述
のＡＰＣをかける場合はその作動が安定化する。また、
エタロン17でのレーザービーム吸収が小さくなっていれ
ば、損失が低く抑えられて出力も向上する。
【００３２】また上記エタロン17を低吸収特性のものと
しておくことにより、図４に示したレーザー駆動開始時
の共振器の過渡的温度上昇値ΔＴcav を、例えば１℃未
満と小さく抑えることができる。それにより、レーザー
駆動開始時に複数の縦モードが立って出力が不安定にな
ったり、モード競合によるノイズが発生する時間を短縮
することができる。本実施形態では、同程度の出力の従
来のレーザーダイオード励起固体レーザーと比べると、
安定な出力が得られるまでに要する時間は１／４に短縮
された。
しておくことにより、図４に示したレーザー駆動開始時
の共振器の過渡的温度上昇値ΔＴcav を、例えば１℃未
満と小さく抑えることができる。それにより、レーザー
駆動開始時に複数の縦モードが立って出力が不安定にな
ったり、モード競合によるノイズが発生する時間を短縮
することができる。本実施形態では、同程度の出力の従
来のレーザーダイオード励起固体レーザーと比べると、
安定な出力が得られるまでに要する時間は１／４に短縮
された。
【００３３】なお以上説明した実施形態のレーザーダイ
オード励起固体レーザーは、固体レーザービーム30を光
波長変換素子15により第２高調波31に変換するように構
成されたものであるが、本発明はこのような波長変換は
行なわないレーザーダイオード励起固体レーザーに対し
ても適用可能であって、そして同様の効果を奏するもの
である。
オード励起固体レーザーは、固体レーザービーム30を光
波長変換素子15により第２高調波31に変換するように構
成されたものであるが、本発明はこのような波長変換は
行なわないレーザーダイオード励起固体レーザーに対し
ても適用可能であって、そして同様の効果を奏するもの
である。
【図１】本発明の一実施形態によるレーザーダイオード
励起固体レーザーを示す側面図
励起固体レーザーを示す側面図
【図２】低出力レーザーダイオード励起固体レーザーに
おける励起パワーとレーザー出力との関係、および共振
器モードと波長選択素子による選択波長との関係を示す
説明図
おける励起パワーとレーザー出力との関係、および共振
器モードと波長選択素子による選択波長との関係を示す
説明図
【図３】従来の高出力レーザーダイオード励起固体レー
ザーにおける励起パワーとレーザー出力との関係、およ
び共振器モードと波長選択素子による選択波長との関係
を示す説明図
ザーにおける励起パワーとレーザー出力との関係、およ
び共振器モードと波長選択素子による選択波長との関係
を示す説明図
【図４】レーザーダイオード励起固体レーザーにおけ
る、駆動開始時の共振器温度の変化特性を示すグラフ
る、駆動開始時の共振器温度の変化特性を示すグラフ
【図５】レーザーダイオード励起固体レーザーの駆動開
始時の励起パワーとレーザー出力との関係、および共振
器モードと波長選択素子による選択波長との関係を示す
説明図
始時の励起パワーとレーザー出力との関係、および共振
器モードと波長選択素子による選択波長との関係を示す
説明図
10 レーザービーム（励起光） 11 レーザーダイオード 12ａ、12ｂ 集光レンズ 13 Ｎｄ：ＹＬＦ結晶 14 共振器ミラー 15 光波長変換素子 16 ブリュースタ板 17 エタロン 18 ピンホール板 19、20 λ／４板 21 共振器ホルダー 22 ペルチェ素子 30 固体レーザービーム 31 第２高調波
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年２月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】また光波長変換素子15と共振器ミラー14と
の間には、偏光制御素子としてのブリュースタ板16、波
長選択素子としてのエタロン17、および横モード制御素
子としてのピンホールもしくはスリット板18が配設され
ている。そしてＮｄ：ＹＬＦ結晶13の前後には、発振モ
ードをツイストモード化してホールバーニングを防止す
るためのλ／４板19および20が配されている。
の間には、偏光制御素子としてのブリュースタ板16、波
長選択素子としてのエタロン17、および横モード制御素
子としてのピンホールもしくはスリット板18が配設され
ている。そしてＮｄ：ＹＬＦ結晶13の前後には、発振モ
ードをツイストモード化してホールバーニングを防止す
るためのλ／４板19および20が配されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 10 レーザービーム（励起光） 11 レーザーダイオード 12ａ、12ｂ 集光レンズ 13 Ｎｄ：ＹＬＦ結晶 14 共振器ミラー 15 光波長変換素子 16 ブリュースタ板 17 エタロン 18 ピンホールもしくはスリット板 19、20 λ／４板 21 共振器ホルダー 22 ペルチェ素子 30 固体レーザービーム 31 第２高調波
Claims (2)
- 【請求項１】 固体レーザー結晶をレーザーダイオード
から発せられたレーザービームによって励起する、共振
器内部パワーが10Ｗ以上のレーザーダイオード励起固体
レーザーにおいて、 共振器内温度を所定温度に保つ温度調節手段が設けられ
るとともに、 共振器内に、複数の共振器モードの中の１つを選択して
発振波長を単一化する波長選択素子が設けられ、 この波長選択素子として、レーザービーム吸収による温
度上昇値が、該素子が選択する共振器モードが変化する
温度変化値未満となる特性のものが用いられていること
を特徴とするレーザーダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項２】 前記温度上昇値が２℃未満であることを
特徴とする請求項１記載のレーザーダイオード励起固体
レーザー。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9005298A JPH10200177A (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | レーザーダイオード励起固体レーザー |
| US09/008,073 US6049555A (en) | 1997-01-16 | 1998-01-16 | Laser-diode-pumped solid state laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9005298A JPH10200177A (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | レーザーダイオード励起固体レーザー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10200177A true JPH10200177A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=11607352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9005298A Pending JPH10200177A (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | レーザーダイオード励起固体レーザー |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6049555A (ja) |
| JP (1) | JPH10200177A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010103291A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Fujifilm Corp | モード同期レーザ装置 |
| JP2010109094A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Fujifilm Corp | モード同期レーザ装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000315833A (ja) * | 1999-04-30 | 2000-11-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | 単一縦モード固体レーザー |
| TWI356973B (en) * | 2003-04-11 | 2012-01-21 | Tadahiro Ohmi | Pattern drawing apparatus and pattern drawing meth |
| ITTO20030317A1 (it) * | 2003-04-23 | 2004-10-24 | Bright Solutions Soluzioni Laser In Novative Srl | Dispositivo laser per la generazione di un fascio laser visibile. |
| JP4293241B2 (ja) * | 2007-01-16 | 2009-07-08 | セイコーエプソン株式会社 | 光源装置及びプロジェクタ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3378103B2 (ja) * | 1994-12-28 | 2003-02-17 | 富士写真フイルム株式会社 | レーザーダイオード励起固体レーザー |
| US5793792A (en) * | 1996-05-08 | 1998-08-11 | Polaroid Corporation | Laser assembly with integral beam-shaping lens |
-
1997
- 1997-01-16 JP JP9005298A patent/JPH10200177A/ja active Pending
-
1998
- 1998-01-16 US US09/008,073 patent/US6049555A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010103291A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Fujifilm Corp | モード同期レーザ装置 |
| JP2010109094A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Fujifilm Corp | モード同期レーザ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6049555A (en) | 2000-04-11 |
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| JPH10209535A (ja) | レーザーダイオード励起固体レーザー |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020402 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040521 |