JPH10215014A - 固体レーザ装置 - Google Patents
固体レーザ装置Info
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- JPH10215014A JPH10215014A JP1400097A JP1400097A JPH10215014A JP H10215014 A JPH10215014 A JP H10215014A JP 1400097 A JP1400097 A JP 1400097A JP 1400097 A JP1400097 A JP 1400097A JP H10215014 A JPH10215014 A JP H10215014A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、寄生発振を防止できるとともに、励
起光の入射効率を高めて励起効率を向上する。 【解決手段】ＹＡＧレーザ媒質２１にＬＤ光を照射して
励起し、このＹＡＧレーザ媒質２１により発生した光を
光共振させると共にＱスイッチ４の動作でレーザ光とし
て出力するＬＤ励起固体レーザ装置において、ＹＡＧレ
ーザ媒質２１のＬＤ光の入射面に反射防止膜２６を形成
すると共に、ＹＡＧレーザ媒質２１のＬＤ光の入射面と
の対向面に拡散面２７を形成する。
起光の入射効率を高めて励起効率を向上する。 【解決手段】ＹＡＧレーザ媒質２１にＬＤ光を照射して
励起し、このＹＡＧレーザ媒質２１により発生した光を
光共振させると共にＱスイッチ４の動作でレーザ光とし
て出力するＬＤ励起固体レーザ装置において、ＹＡＧレ
ーザ媒質２１のＬＤ光の入射面に反射防止膜２６を形成
すると共に、ＹＡＧレーザ媒質２１のＬＤ光の入射面と
の対向面に拡散面２７を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＤ（レーザダイ
オード）からの励起光により固体レーザ媒質を励起し、
この固体レーザ媒質により発生した光を光共振させ、Ｑ
スイッチ動作により尖鋭なパルスレーザ光として出力す
る固体レーザ装置に関する。
オード）からの励起光により固体レーザ媒質を励起し、
この固体レーザ媒質により発生した光を光共振させ、Ｑ
スイッチ動作により尖鋭なパルスレーザ光として出力す
る固体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８はＬＤ励起固体レーザ装置の構成図
である。ＹＡＧ等の固体レーザ媒質を有する励起部分１
の両側には、この励起部分１を挟んで光共振器を構成す
る高反射ミラー２と出力ミラー３とが対向配置されてい
る。
である。ＹＡＧ等の固体レーザ媒質を有する励起部分１
の両側には、この励起部分１を挟んで光共振器を構成す
る高反射ミラー２と出力ミラー３とが対向配置されてい
る。
【０００３】これら高反射ミラー２と出力ミラー３との
光軸上には、Ｑスイッチ４が配置されている。このＱス
イッチ４は、偏光板５、波長板６及びポッケルスセル７
から形成されている。
光軸上には、Ｑスイッチ４が配置されている。このＱス
イッチ４は、偏光板５、波長板６及びポッケルスセル７
から形成されている。
【０００４】励起部分１には、ＬＤを駆動するためのＬ
Ｄドライバ８が接続されると共に、励起部分１を冷却す
るための冷却器９が接続されている。又、Ｑスイッチ４
には、このＱスイッチ４を動作させるためのＱスイッチ
ドライバ１０が接続されている。
Ｄドライバ８が接続されると共に、励起部分１を冷却す
るための冷却器９が接続されている。又、Ｑスイッチ４
には、このＱスイッチ４を動作させるためのＱスイッチ
ドライバ１０が接続されている。
【０００５】そして、Ｑスイッチ４の動作時、固体レー
ザ媒質の側面間など光共振器以外の光軸で寄生発振する
のを防止するために、固体レーザ媒質の側面全体に拡散
面又は励起されたレーザ光が媒質中へ反射するのを防止
するために発振されたレーザ光の波長に対する反射防止
膜が施されている。
ザ媒質の側面間など光共振器以外の光軸で寄生発振する
のを防止するために、固体レーザ媒質の側面全体に拡散
面又は励起されたレーザ光が媒質中へ反射するのを防止
するために発振されたレーザ光の波長に対する反射防止
膜が施されている。
【０００６】このような構成であれば、励起光が固体レ
ーザ媒質に照射されると、この固体レーザ媒質は励起さ
れる。このとき、Ｑスイッチ４のポッケルスセル７が閉
じていれば、高反射ミラー２と出力ミラー３との間で光
共振は生じないが、ポッケルスセル７が開くと、高反射
ミラー２と出力ミラー３との間で固体レーザ媒質により
発生した光により光共振が生じ、尖鋭なパルスレーザ光
が出力される。
ーザ媒質に照射されると、この固体レーザ媒質は励起さ
れる。このとき、Ｑスイッチ４のポッケルスセル７が閉
じていれば、高反射ミラー２と出力ミラー３との間で光
共振は生じないが、ポッケルスセル７が開くと、高反射
ミラー２と出力ミラー３との間で固体レーザ媒質により
発生した光により光共振が生じ、尖鋭なパルスレーザ光
が出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、固体レ
ーザ媒質の側面を拡散面にした場合、励起光が固体レー
ザ媒質表面でフレネルの法則に従った反射損失に加え、
散乱による損失が加わり、励起効率が低下する。
ーザ媒質の側面を拡散面にした場合、励起光が固体レー
ザ媒質表面でフレネルの法則に従った反射損失に加え、
散乱による損失が加わり、励起効率が低下する。
【０００８】又、固体レーザ媒質に入射した励起光が拡
散されるため、励起部分を容易に推測することができな
い。一方、レーザ光の波長に対する反射防止膜を施した
場合も、励起光の波長での固体レーザ媒質側面での反射
率に影響を与える。例えば、レーザ光波長１μｍ、励起
光波長０．８μｍで、反射防止膜として誘電体多層膜を
用いた場合では、反射損失が５０％以上になることもあ
る。
散されるため、励起部分を容易に推測することができな
い。一方、レーザ光の波長に対する反射防止膜を施した
場合も、励起光の波長での固体レーザ媒質側面での反射
率に影響を与える。例えば、レーザ光波長１μｍ、励起
光波長０．８μｍで、反射防止膜として誘電体多層膜を
用いた場合では、反射損失が５０％以上になることもあ
る。
【０００９】このように従来の装置では、寄生発振を防
止するものの、励起光の入射効率の低下が伴っていた。
そこで本発明は、寄生発振を防止できるとともに、励起
光の入射効率を高めて励起効率を向上できる固体レーザ
装置を提供することを目的とする。
止するものの、励起光の入射効率の低下が伴っていた。
そこで本発明は、寄生発振を防止できるとともに、励起
光の入射効率を高めて励起効率を向上できる固体レーザ
装置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】請求項１によれば、固体
レーザ媒質に励起光を照射して励起し、この固体レーザ
媒質により発生した光を共振させると共にＱスイッチ動
作でレーザ光として出力する固体レーザ装置において、
固体レーザ媒質における励起光の入射面に形成された励
起光の反射を防止するための反射防止膜と、固体レーザ
媒質における励起光の入射面との対向面に形成された拡
散面と、を具備した固体レーザ装置である。
レーザ媒質に励起光を照射して励起し、この固体レーザ
媒質により発生した光を共振させると共にＱスイッチ動
作でレーザ光として出力する固体レーザ装置において、
固体レーザ媒質における励起光の入射面に形成された励
起光の反射を防止するための反射防止膜と、固体レーザ
媒質における励起光の入射面との対向面に形成された拡
散面と、を具備した固体レーザ装置である。
【００１１】請求項２によれば、固体レーザ媒質に励起
光を照射して励起し、この固体レーザ媒質により発生し
た光を共振させると共にＱスイッチ動作でレーザ光とし
て出力する固体レーザ装置において、固体レーザ媒質の
励起光の入射面に形成された励起光の反射を防止するた
めの反射防止膜と、固体レーザ媒質の励起光の入射面と
の対向面に形成されるとともに少なくとも固体レーザ媒
質内に入射した励起光を反射する反射膜と、を具備した
固体レーザ装置である。
光を照射して励起し、この固体レーザ媒質により発生し
た光を共振させると共にＱスイッチ動作でレーザ光とし
て出力する固体レーザ装置において、固体レーザ媒質の
励起光の入射面に形成された励起光の反射を防止するた
めの反射防止膜と、固体レーザ媒質の励起光の入射面と
の対向面に形成されるとともに少なくとも固体レーザ媒
質内に入射した励起光を反射する反射膜と、を具備した
固体レーザ装置である。
【００１２】請求項３によれば、請求項１又は２記載の
固体レーザ装置において、反射防止膜は、励起光の波長
に応じて光を反射防止するためのものであり、誘電体多
層膜から形成されている。
固体レーザ装置において、反射防止膜は、励起光の波長
に応じて光を反射防止するためのものであり、誘電体多
層膜から形成されている。
【００１３】請求項４によれば、請求項１記載の固体レ
ーザ装置において、拡散面には、反射膜が形成されてい
る。請求項５によれば、請求項１記載の固体レーザ装置
において、固体レーザ媒質とこの固体レーザ媒質を冷却
するヒートシンクとの隙間にシート状部材を溶解して反
射膜として形成する。
ーザ装置において、拡散面には、反射膜が形成されてい
る。請求項５によれば、請求項１記載の固体レーザ装置
において、固体レーザ媒質とこの固体レーザ媒質を冷却
するヒートシンクとの隙間にシート状部材を溶解して反
射膜として形成する。
【００１４】請求項６によれば、請求項２記載の固体レ
ーザ装置において、反射膜は、Ｔａ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、
ＭｇＦ2 のうちいずれかとＳｉＯ2 とから構成される誘
電体多層膜から形成されている。
ーザ装置において、反射膜は、Ｔａ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、
ＭｇＦ2 のうちいずれかとＳｉＯ2 とから構成される誘
電体多層膜から形成されている。
【００１５】請求項７によれば、請求項１乃至３のうち
いずれか１項記載の固体レーザ装置において、反射防止
膜は、レーザ光をも反射を防止するためのものである。
このような固体レーザ装置であれば、固体レーザ媒質の
励起光の入射面に反射防止膜を形成するとともに、固体
レーザ媒質の励起光の入射面との対向面に拡散面又は反
射膜を形成することにより、Ｑスイッチ動作時に、固体
レーザ媒質の側面間などの光共振器以外の光軸で寄生発
振するのを防止できるとともに励起光を効率良く固体レ
ーザ媒質に入射でき、かつ固体レーザ媒質に入射した励
起光の光路（励起プロファイル）を容易に推測でき、発
振モードとのマッチングをとることができ、さらに対向
面の反射膜により固体レーザ媒質を透過する励起光を低
減できる。
いずれか１項記載の固体レーザ装置において、反射防止
膜は、レーザ光をも反射を防止するためのものである。
このような固体レーザ装置であれば、固体レーザ媒質の
励起光の入射面に反射防止膜を形成するとともに、固体
レーザ媒質の励起光の入射面との対向面に拡散面又は反
射膜を形成することにより、Ｑスイッチ動作時に、固体
レーザ媒質の側面間などの光共振器以外の光軸で寄生発
振するのを防止できるとともに励起光を効率良く固体レ
ーザ媒質に入射でき、かつ固体レーザ媒質に入射した励
起光の光路（励起プロファイル）を容易に推測でき、発
振モードとのマッチングをとることができ、さらに対向
面の反射膜により固体レーザ媒質を透過する励起光を低
減できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】(1) 以下、本発明の第１の実施の
形態について図面を参照して説明する。なお、図８と同
一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略す
る。図１はＬＤ励起固体レーザ装置の構成図である。
形態について図面を参照して説明する。なお、図８と同
一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略す
る。図１はＬＤ励起固体レーザ装置の構成図である。
【００１７】励起部分２０の両側には、この励起部分１
を挟んで光共振器を構成する高反射ミラー２と出力ミラ
ー３とが配置されている。この励起部分２０は、図２に
示すようにＹＡＧ等の固体レーザ媒質（以下、ＹＡＧレ
ーザ媒質と称する）２１と、このＹＡＧレーザ媒質２１
を励起するための２つのＬＤ２２、２３とを有してい
る。なお、これらＬＤ２２、２３は、直列接続されてＬ
Ｄドライバ８に接続されている。
を挟んで光共振器を構成する高反射ミラー２と出力ミラ
ー３とが配置されている。この励起部分２０は、図２に
示すようにＹＡＧ等の固体レーザ媒質（以下、ＹＡＧレ
ーザ媒質と称する）２１と、このＹＡＧレーザ媒質２１
を励起するための２つのＬＤ２２、２３とを有してい
る。なお、これらＬＤ２２、２３は、直列接続されてＬ
Ｄドライバ８に接続されている。
【００１８】そして、これらＹＡＧレーザ媒質２１及び
各ＬＤ２２、２３は、これらＬＤ２２、２３の光軸がＹ
ＡＧレーザ媒質２１の中心を通り、かつＹＡＧレーザ媒
質２１の中心を通るライン２４に対して角度４５°に傾
けて、励起部分２０を冷却するヒートシンク２５にマウ
ントされている。
各ＬＤ２２、２３は、これらＬＤ２２、２３の光軸がＹ
ＡＧレーザ媒質２１の中心を通り、かつＹＡＧレーザ媒
質２１の中心を通るライン２４に対して角度４５°に傾
けて、励起部分２０を冷却するヒートシンク２５にマウ
ントされている。
【００１９】このうちＹＡＧレーザ媒質２１は、円柱
（ロッド）形状に形成され、その上側面（ＬＤ励起面）
に鏡面研磨が施され、かつＬＤから出射される光の波長
である波長８０８ｎｍに対する誘電体多層膜の反射防止
膜２６が形成されている。
（ロッド）形状に形成され、その上側面（ＬＤ励起面）
に鏡面研磨が施され、かつＬＤから出射される光の波長
である波長８０８ｎｍに対する誘電体多層膜の反射防止
膜２６が形成されている。
【００２０】又、ＹＡＧレーザ媒質２１における反射防
止膜２６の形成された対向面は、拡散面２７に仕上げら
れ、かつＡｇによる反射膜２８が蒸着されている。そし
て、このＹＡＧレーザ媒質２１は、反射膜２８の蒸着さ
れた部分にインジウムシート（以下、Ｉｎシートと記
す）２９を介在させてヒートシンク２５にマウントされ
て接触冷却されている。
止膜２６の形成された対向面は、拡散面２７に仕上げら
れ、かつＡｇによる反射膜２８が蒸着されている。そし
て、このＹＡＧレーザ媒質２１は、反射膜２８の蒸着さ
れた部分にインジウムシート（以下、Ｉｎシートと記
す）２９を介在させてヒートシンク２５にマウントされ
て接触冷却されている。
【００２１】一方、２つのＬＤ２２、２３は、それぞれ
ヒートシンク２５に対して各Ｉｎシート３０、３１／各
絶縁スペーサ（窒化アルミニウム）３２、３３／各Ｉｎ
シート３４、３５を介在させて電気絶縁及び接触冷却を
実現している。
ヒートシンク２５に対して各Ｉｎシート３０、３１／各
絶縁スペーサ（窒化アルミニウム）３２、３３／各Ｉｎ
シート３４、３５を介在させて電気絶縁及び接触冷却を
実現している。
【００２２】なお、ヒートシンク２５の材料として熱伝
導率の大きい材料である銅、アルミニウム、酸化ベリリ
ウム（ベリリア）、窒化アルミニウムが使用されるが、
導体であると銅やアルミニウムが使用される場合には、
各ＬＤ２２、２３とヒートシンク２５との間には、電気
的絶縁を図るために上記の如く酸化ベリリウム、窒化ア
ルミニウムの絶縁スペーサ３２、３３が挿入される。
導率の大きい材料である銅、アルミニウム、酸化ベリリ
ウム（ベリリア）、窒化アルミニウムが使用されるが、
導体であると銅やアルミニウムが使用される場合には、
各ＬＤ２２、２３とヒートシンク２５との間には、電気
的絶縁を図るために上記の如く酸化ベリリウム、窒化ア
ルミニウムの絶縁スペーサ３２、３３が挿入される。
【００２３】又、ＹＡＧレーザ媒質２１や各ＬＤ２２、
２３とヒートシンク２５との間には、熱伝導率を低減す
るために上記の如くＩｎシート２９、３４、３５が挟ま
れている。
２３とヒートシンク２５との間には、熱伝導率を低減す
るために上記の如くＩｎシート２９、３４、３５が挟ま
れている。
【００２４】図３はヒートシンク２５に対し、ＹＡＧレ
ーザ媒質２１をＩｎシート２９を挿入してマウントする
とともに、各ＬＤ２２、２３を各Ｉｎシート３０、３１
／各絶縁スペーサ３２、３３／各Ｉｎシート３４、３５
を介在させてマウントしたところを示す。
ーザ媒質２１をＩｎシート２９を挿入してマウントする
とともに、各ＬＤ２２、２３を各Ｉｎシート３０、３１
／各絶縁スペーサ３２、３３／各Ｉｎシート３４、３５
を介在させてマウントしたところを示す。
【００２５】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。ＬＤドライバ８により各ＬＤ２２、２３
に電流が流れると、これらＬＤ２２、２３は、流れた電
流値に対応した大きさの励起光をそれぞれ発振する。こ
れらＬＤ２２、２３に流れる電流は、例えばＹＡＧレー
ザ媒質２１の蛍光寿命に合わせ２００μsec の時間だけ
流される。
いて説明する。ＬＤドライバ８により各ＬＤ２２、２３
に電流が流れると、これらＬＤ２２、２３は、流れた電
流値に対応した大きさの励起光をそれぞれ発振する。こ
れらＬＤ２２、２３に流れる電流は、例えばＹＡＧレー
ザ媒質２１の蛍光寿命に合わせ２００μsec の時間だけ
流される。
【００２６】これら励起光は、ＹＡＧレーザ媒質２１に
形成された反射防止膜２６によりＹＡＧレーザ媒質２１
の側面での反射損失を押さえながらＹＡＧレーザ媒質２
１中に入射し、吸収されながらＹＡＧレーザ媒質２１中
を透過する。
形成された反射防止膜２６によりＹＡＧレーザ媒質２１
の側面での反射損失を押さえながらＹＡＧレーザ媒質２
１中に入射し、吸収されながらＹＡＧレーザ媒質２１中
を透過する。
【００２７】そして、これら励起光は、その入射面の対
向面に形成された反射膜２８の蒸着された拡散面２７に
到達し、散乱しながらＹＡＧレーザ媒質２１の内部に反
射される。
向面に形成された反射膜２８の蒸着された拡散面２７に
到達し、散乱しながらＹＡＧレーザ媒質２１の内部に反
射される。
【００２８】このように励起光は、ＹＡＧレーザ媒質２
１への入射時の反射損失及び透過損失が抑えられ、励起
効率が向上する。励起光を吸収したＹＡＧレーザ媒質２
１（実際にはドープされたＮｄイオンが励起される）
は、励起光が照射されている間、レーザ遷移上準位にエ
ネルギーレベルが励起されていき、ゲインが増加する。
１への入射時の反射損失及び透過損失が抑えられ、励起
効率が向上する。励起光を吸収したＹＡＧレーザ媒質２
１（実際にはドープされたＮｄイオンが励起される）
は、励起光が照射されている間、レーザ遷移上準位にエ
ネルギーレベルが励起されていき、ゲインが増加する。
【００２９】このとき、ＹＡＧレーザ媒質２１の光共振
器光軸では、Ｑスイッチ４によりレーザ発振が抑えられ
ている。又、ＹＡＧレーザ媒質２１の断面上など光共振
器光軸以外でもＹＡＧレーザ媒質２１の側面の半分が拡
散面２７に形成されているので、レーザ発振（寄生発
振）は抑えられる。
器光軸では、Ｑスイッチ４によりレーザ発振が抑えられ
ている。又、ＹＡＧレーザ媒質２１の断面上など光共振
器光軸以外でもＹＡＧレーザ媒質２１の側面の半分が拡
散面２７に形成されているので、レーザ発振（寄生発
振）は抑えられる。
【００３０】各ＬＤ２２、２３からの励起光の出射が停
止されたのと同時に、Ｑスイッチドライバ１０によりポ
ッケルスセル７に対してＱスイッチ４が開く（レーザ光
の透過損失が最小となる）ように所定の電圧が印加され
ると、光共振器光軸上での共振器損失が低減され、ゲイ
ンが損失を上回りレーザ発振が起こる。
止されたのと同時に、Ｑスイッチドライバ１０によりポ
ッケルスセル７に対してＱスイッチ４が開く（レーザ光
の透過損失が最小となる）ように所定の電圧が印加され
ると、光共振器光軸上での共振器損失が低減され、ゲイ
ンが損失を上回りレーザ発振が起こる。
【００３１】そして、蓄えられたエネルギーが誘導放出
により数十nsec程度の短い時間でレーザ発振が終了す
る。発振したレーザ光は、出力ミラー３から出力され
る。なお、ＹＡＧレーザ媒質２１及び各ＬＤ２２、２３
からの熱は、図３に示すようにヒートシンク２５に熱伝
導して冷却され、かつ冷却器９により任意の温度に温度
制御される。
により数十nsec程度の短い時間でレーザ発振が終了す
る。発振したレーザ光は、出力ミラー３から出力され
る。なお、ＹＡＧレーザ媒質２１及び各ＬＤ２２、２３
からの熱は、図３に示すようにヒートシンク２５に熱伝
導して冷却され、かつ冷却器９により任意の温度に温度
制御される。
【００３２】このように上記第１の実施の形態において
は、ＹＡＧレーザ媒質２１の励起光の入射面に反射防止
膜２６を形成すると共に、ＹＡＧレーザ媒質２１の励起
光の入射面との対向面に拡散面２７を形成したので、Ｑ
スイッチ動作時、ＹＡＧレーザ媒質２１の側面間など光
共振器以外の光軸で寄生発振するのを防止できるととも
に励起光を効率良くＹＡＧレーザ媒質２１に入射でき
る。
は、ＹＡＧレーザ媒質２１の励起光の入射面に反射防止
膜２６を形成すると共に、ＹＡＧレーザ媒質２１の励起
光の入射面との対向面に拡散面２７を形成したので、Ｑ
スイッチ動作時、ＹＡＧレーザ媒質２１の側面間など光
共振器以外の光軸で寄生発振するのを防止できるととも
に励起光を効率良くＹＡＧレーザ媒質２１に入射でき
る。
【００３３】又、ＹＡＧレーザ媒質２１に入射した励起
光の光路（励起プロファイル）を容易に推測でき、発振
モードとのマッチングをとることができ、さらに対向面
の反射膜２８によりＹＡＧレーザ媒質２１を透過する励
起光を低減できる。
光の光路（励起プロファイル）を容易に推測でき、発振
モードとのマッチングをとることができ、さらに対向面
の反射膜２８によりＹＡＧレーザ媒質２１を透過する励
起光を低減できる。
【００３４】なお、上記第１の実施の形態は、次の通り
変形してもよい。例えば、ＹＡＧレーザ媒質２１のＡｇ
の反射膜２８を無くし、ＹＡＧレーザ媒質２１とヒート
シンク２５との間に挟むＩｎシート２９を真空中又は減
圧中で高温にして溶かして隙間なく接着し、Ｉｎシート
２９を反射膜として使用してもよい。
変形してもよい。例えば、ＹＡＧレーザ媒質２１のＡｇ
の反射膜２８を無くし、ＹＡＧレーザ媒質２１とヒート
シンク２５との間に挟むＩｎシート２９を真空中又は減
圧中で高温にして溶かして隙間なく接着し、Ｉｎシート
２９を反射膜として使用してもよい。
【００３５】このように構成すれば、製作時の工程が簡
略でき、製作期間、コストの削減が可能になる。さらに
ＹＡＧレーザ媒質２１の接触冷却時の熱伝達率が低減で
き、これによりＹＡＧレーザ媒質２１の温度上昇が下が
り、ＹＡＧレーザ媒質２１の熱影響、例えばレンズ効果
や複屈折を低減できて効率の向上が図れる。(2) 次に本
発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明す
る。なお、図８と同一部分には同一符号を付してその詳
しい説明は省略する。
略でき、製作期間、コストの削減が可能になる。さらに
ＹＡＧレーザ媒質２１の接触冷却時の熱伝達率が低減で
き、これによりＹＡＧレーザ媒質２１の温度上昇が下が
り、ＹＡＧレーザ媒質２１の熱影響、例えばレンズ効果
や複屈折を低減できて効率の向上が図れる。(2) 次に本
発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明す
る。なお、図８と同一部分には同一符号を付してその詳
しい説明は省略する。
【００３６】図４はＬＤ励起固体レーザ装置の構成図で
ある。このレーザ装置は、図５に示すように励起部分４
０に３つのＬＤ４１〜４３を使用するとともに、ロッド
形状のＹＡＧレーザ媒質４４を液冷する構成となってい
る。
ある。このレーザ装置は、図５に示すように励起部分４
０に３つのＬＤ４１〜４３を使用するとともに、ロッド
形状のＹＡＧレーザ媒質４４を液冷する構成となってい
る。
【００３７】これらＬＤ４１〜４３は、ＹＡＧレーザ媒
質４４の外周近傍に対して等間隔に配置され、かつ直列
にＬＤドライバ８に接続されている。又、これらＬＤ４
１〜４３には、それぞれヒートシンク４４〜４６に対し
てＩｎシートを介してマウントされて発熱を熱伝導によ
り冷却し、かつ冷却器９により所定の温度に温度制御さ
れている。
質４４の外周近傍に対して等間隔に配置され、かつ直列
にＬＤドライバ８に接続されている。又、これらＬＤ４
１〜４３には、それぞれヒートシンク４４〜４６に対し
てＩｎシートを介してマウントされて発熱を熱伝導によ
り冷却し、かつ冷却器９により所定の温度に温度制御さ
れている。
【００３８】ＹＡＧレーザ媒質４４は、このＹＡＧレー
ザ媒質４４を冷却するための水４７を流す水路を形成す
るための円筒状のガラススリーブ４８の内部に配置され
ている。
ザ媒質４４を冷却するための水４７を流す水路を形成す
るための円筒状のガラススリーブ４８の内部に配置され
ている。
【００３９】なお、水路は、ガラススリーブ４８の内面
とＹＡＧレーザ媒質４４の外面との間で形成される。こ
のガラススリーブ４８の内面及び外面は、鏡面に研磨さ
れ、かつこのガラススリーブ４８の外周面は、図６の簡
略図に示すように少なくとも励起光が入射する部分にＬ
Ｄ光波長の反射防止膜４９がコーティングにより施され
ている。
とＹＡＧレーザ媒質４４の外面との間で形成される。こ
のガラススリーブ４８の内面及び外面は、鏡面に研磨さ
れ、かつこのガラススリーブ４８の外周面は、図６の簡
略図に示すように少なくとも励起光が入射する部分にＬ
Ｄ光波長の反射防止膜４９がコーティングにより施され
ている。
【００４０】又、ＹＡＧレーザ媒質４４における励起光
が入射する部分には、励起光の波長（８０８ｎｍ）及び
発振レーザ光の波長（１．０６μｍ）で反射を防止する
誘電体多層膜から成る反射防止膜５０がコーティングに
より形成されている。この反射防止膜５０は、ＹＡＧレ
ーザ媒質４４の外周面の半分以上の範囲を占めている。
が入射する部分には、励起光の波長（８０８ｎｍ）及び
発振レーザ光の波長（１．０６μｍ）で反射を防止する
誘電体多層膜から成る反射防止膜５０がコーティングに
より形成されている。この反射防止膜５０は、ＹＡＧレ
ーザ媒質４４の外周面の半分以上の範囲を占めている。
【００４１】又、ＹＡＧレーザ媒質４４における反射防
止膜５０の形成された部分との対向面には、励起光を反
射する誘電体多層膜の反射膜５１が蒸着されている。な
お、実際には、図７に示すようにＹＡＧレーザ媒質４４
の外周面に反射防止膜５０と反射膜５１とが６０°間隔
で形成されている。
止膜５０の形成された部分との対向面には、励起光を反
射する誘電体多層膜の反射膜５１が蒸着されている。な
お、実際には、図７に示すようにＹＡＧレーザ媒質４４
の外周面に反射防止膜５０と反射膜５１とが６０°間隔
で形成されている。
【００４２】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。ＬＤドライバ８により３つのＬＤ４１〜
４３に電流が流れると、これらＬＤ４１〜４３は、流れ
た電流値に対応した大きさの励起光をそれぞれ発振す
る。これらＬＤ４１〜４３に流れる電流は、例えばＹＡ
Ｇレーザ媒質４４の蛍光寿命に合わせ２００μsec の時
間だけ流される。
いて説明する。ＬＤドライバ８により３つのＬＤ４１〜
４３に電流が流れると、これらＬＤ４１〜４３は、流れ
た電流値に対応した大きさの励起光をそれぞれ発振す
る。これらＬＤ４１〜４３に流れる電流は、例えばＹＡ
Ｇレーザ媒質４４の蛍光寿命に合わせ２００μsec の時
間だけ流される。
【００４３】これら励起光は、ガラススリーブ４８、水
４７を透過してＹＡＧレーザ媒質４４に入射する。この
とき、励起光のＹＡＧレーザ媒質４４への入射までの効
率に影響する損失は、物質境界面のフレネルの法則に従
った反射により生じる。この反射率は、物質の屈折率に
影響され、垂直入射の場合に次式により表される。
４７を透過してＹＡＧレーザ媒質４４に入射する。この
とき、励起光のＹＡＧレーザ媒質４４への入射までの効
率に影響する損失は、物質境界面のフレネルの法則に従
った反射により生じる。この反射率は、物質の屈折率に
影響され、垂直入射の場合に次式により表される。
【００４４】 反射率Ｒ＝（ｎ1 −ｎ2 ）2 ／（ｎ1 ＋ｎ2 ）2 …(1) 但し、ｎ1 ＞ｎ2 各物質の屈折率は、空気が１、ガラスが１．５、水が
１．３、ＹＡＧレーザ媒質４４が１．８であり、反射損
失は、主にガラススリーブ４８の外周面とＹＡＧレーザ
媒質４４の入射面で決定される。
１．３、ＹＡＧレーザ媒質４４が１．８であり、反射損
失は、主にガラススリーブ４８の外周面とＹＡＧレーザ
媒質４４の入射面で決定される。
【００４５】しかるに、ガラススリーブ４８とＹＡＧレ
ーザ媒質４４との双方に各反射防止膜４９、５０を施し
たことで、反射損失が１％以下に抑えられる。そして、
これら励起光は、ＹＡＧレーザ媒質４４中に入射し、吸
収されながらＹＡＧレーザ媒質４４中を透過し、入射面
の対向面に形成された反射膜５１に到達する。
ーザ媒質４４との双方に各反射防止膜４９、５０を施し
たことで、反射損失が１％以下に抑えられる。そして、
これら励起光は、ＹＡＧレーザ媒質４４中に入射し、吸
収されながらＹＡＧレーザ媒質４４中を透過し、入射面
の対向面に形成された反射膜５１に到達する。
【００４６】このＹＡＧレーザ媒質４４を透過した励起
光は、反射膜５１により反射することにより、透過損失
が抑えられる。励起光を吸収したＹＡＧレーザ媒質４４
は、励起光が照射されている間、レーザ遷移上準位にエ
ネルギーレベルが励起されていき、ゲインが増加する。
光は、反射膜５１により反射することにより、透過損失
が抑えられる。励起光を吸収したＹＡＧレーザ媒質４４
は、励起光が照射されている間、レーザ遷移上準位にエ
ネルギーレベルが励起されていき、ゲインが増加する。
【００４７】このとき、ＹＡＧレーザ媒質４４の光共振
器光軸では、Ｑスイッチ４によりレーザ発振が抑えられ
ている。又、ＹＡＧレーザ媒質４４の断面上など光共振
器光軸以外での寄生発振に関しては、励起光の入射面側
にレーザ発振光波長に対する反射防止膜５０が施されて
いることで防止される。
器光軸では、Ｑスイッチ４によりレーザ発振が抑えられ
ている。又、ＹＡＧレーザ媒質４４の断面上など光共振
器光軸以外での寄生発振に関しては、励起光の入射面側
にレーザ発振光波長に対する反射防止膜５０が施されて
いることで防止される。
【００４８】そして、各ＬＤ４１〜４３からの各ＬＤ光
の出射が停止されたのと同時に、Ｑスイッチドライバ１
０によりポッケルセル７に対してＱスイッチ４が開くよ
うに所定の電圧が印加されると、光共振器光軸上での共
振器損失が低減され、ゲインが損失を上回りレーザ発振
が起こる。
の出射が停止されたのと同時に、Ｑスイッチドライバ１
０によりポッケルセル７に対してＱスイッチ４が開くよ
うに所定の電圧が印加されると、光共振器光軸上での共
振器損失が低減され、ゲインが損失を上回りレーザ発振
が起こる。
【００４９】そして、蓄えられたエネルギーが誘導放出
により数十nsec程度の短い時間でレーザ発振が終了し、
レーザ光が出力ミラー３から出力される。なお、ＹＡＧ
レーザ媒質４４及び各ＬＤ４１〜４３からの熱は、各ヒ
ートシンク４４〜４６に熱伝導して冷却され、かつ冷却
器９により任意の温度に温度制御される。
により数十nsec程度の短い時間でレーザ発振が終了し、
レーザ光が出力ミラー３から出力される。なお、ＹＡＧ
レーザ媒質４４及び各ＬＤ４１〜４３からの熱は、各ヒ
ートシンク４４〜４６に熱伝導して冷却され、かつ冷却
器９により任意の温度に温度制御される。
【００５０】このように上記第２の実施の形態において
は、ガラススリーブ４８の励起光の入射面に反射防止膜
４９を形成し、かつＹＡＧレーザ媒質４４の励起光の入
射面に反射防止膜５０を形成すると共にその対向面に反
射膜５１を形成したので、上記第１の実施の形態と同様
に、Ｑスイッチ動作時、ＹＡＧレーザ媒質２１の側面間
など光共振器以外の光軸で寄生発振するのを防止できる
とともに励起光を効率良くＹＡＧレーザ媒質２１に入射
できる。
は、ガラススリーブ４８の励起光の入射面に反射防止膜
４９を形成し、かつＹＡＧレーザ媒質４４の励起光の入
射面に反射防止膜５０を形成すると共にその対向面に反
射膜５１を形成したので、上記第１の実施の形態と同様
に、Ｑスイッチ動作時、ＹＡＧレーザ媒質２１の側面間
など光共振器以外の光軸で寄生発振するのを防止できる
とともに励起光を効率良くＹＡＧレーザ媒質２１に入射
できる。
【００５１】なお、本発明は、上記第１及び第２の実施
の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよ
い。例えば、上記第１及び第２の実施の形態では、ＹＡ
Ｇレーザ媒質４４を用いた場合について説明したが、固
体レーザ媒質の吸収スペクトルと各ＬＤ２２、２３、４
１〜４３の発振波長が合えば上記と同様な効果を得るこ
とができる。
の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよ
い。例えば、上記第１及び第２の実施の形態では、ＹＡ
Ｇレーザ媒質４４を用いた場合について説明したが、固
体レーザ媒質の吸収スペクトルと各ＬＤ２２、２３、４
１〜４３の発振波長が合えば上記と同様な効果を得るこ
とができる。
【００５２】又、全てのＬＤ２２、２３又は４１〜４３
が直列接続でなく、複数個の一部又は全てのＬＤが並列
接続されていても、ＬＤが正常に動作するように接続さ
れていればよい。
が直列接続でなく、複数個の一部又は全てのＬＤが並列
接続されていても、ＬＤが正常に動作するように接続さ
れていればよい。
【００５３】ＬＤやＹＡＧレーザ媒質の冷却方法、冷却
媒体に影響されるものでなく、ＬＤの動作及びＹＡＧレ
ーザ媒質の熱影響に問題がなければ、上記と同様な効果
を得ることができる。
媒体に影響されるものでなく、ＬＤの動作及びＹＡＧレ
ーザ媒質の熱影響に問題がなければ、上記と同様な効果
を得ることができる。
【００５４】ＬＤの配置（間隔）に影響されるものでな
く、ＬＤからの励起光がＹＡＧレーザ媒質を励起（照
射）できるように配置されれば、同様な効果を得ること
ができる。
く、ＬＤからの励起光がＹＡＧレーザ媒質を励起（照
射）できるように配置されれば、同様な効果を得ること
ができる。
【００５５】さらに、ＬＤ及び固体レーザ媒質、ミラー
の個数に影響されるものでなく、レーザ発振が発生でき
る数や共振器構成であれば、上記と同様な効果を得るこ
とができる。
の個数に影響されるものでなく、レーザ発振が発生でき
る数や共振器構成であれば、上記と同様な効果を得るこ
とができる。
【００５６】反射防止膜２６、４９、５０及び反射膜５
１は各々に使用する材質に影響されるものでなく、反射
率又は透過率が改善できれば、同様な効果を得ることが
できる。
１は各々に使用する材質に影響されるものでなく、反射
率又は透過率が改善できれば、同様な効果を得ることが
できる。
【００５７】そして、これらの反射防止膜について、Ｌ
Ｄ光の波長に対するだけでなくさらに励起されたレーザ
光に対しても反射の作用を行うことができる場合には、
本明細書の［従来の技術］に記載のレーザ光の波長に対
する反射防止膜も兼ねることができる。これによれば
［従来の技術］の欠点を補いながら［従来の技術］の利
点も合わせ持つことができる。
Ｄ光の波長に対するだけでなくさらに励起されたレーザ
光に対しても反射の作用を行うことができる場合には、
本明細書の［従来の技術］に記載のレーザ光の波長に対
する反射防止膜も兼ねることができる。これによれば
［従来の技術］の欠点を補いながら［従来の技術］の利
点も合わせ持つことができる。
【００５８】Ｑスイッチ４の構成やスイッチング方法に
影響されるものでなく、励起光の出射中での光共振器の
光軸上における発振を抑えられ、その直後にレーザ発振
の立ち上がり程度又はそれよりも速いスピードで光学的
なスイッチングが可能であれば、同様な効果を得ること
ができる。
影響されるものでなく、励起光の出射中での光共振器の
光軸上における発振を抑えられ、その直後にレーザ発振
の立ち上がり程度又はそれよりも速いスピードで光学的
なスイッチングが可能であれば、同様な効果を得ること
ができる。
【００５９】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、寄
生発振を防止できるとともに、励起光の入射効率を高め
て励起効率を向上できる固体レーザ装置を提供できる。
さらに本発明によれば、励起光の入射効率を高めるのに
加えて、励起されたレーザ光の媒質表面での反射を防ぐ
ことで寄生発振を押えることが強化できる固体レーザ装
置を提供できる。
生発振を防止できるとともに、励起光の入射効率を高め
て励起効率を向上できる固体レーザ装置を提供できる。
さらに本発明によれば、励起光の入射効率を高めるのに
加えて、励起されたレーザ光の媒質表面での反射を防ぐ
ことで寄生発振を押えることが強化できる固体レーザ装
置を提供できる。
【図１】本発明に係わるＬＤ励起固体レーザ装置の第１
の形態を示す構成図。
の形態を示す構成図。
【図２】同レーザ装置における励起部分の具体的な分解
構成図。
構成図。
【図３】ヒートシンクに対し、固体レーザ媒質及び各Ｌ
Ｄをマウントしたところを示す図。
Ｄをマウントしたところを示す図。
【図４】本発明に係わるＬＤ励起固体レーザ装置の第２
の形態を示す構成図。
の形態を示す構成図。
【図５】同レーザ装置における励起部分の具体的な構成
図。
図。
【図６】ＹＡＧレーザ媒質の簡略構成図。
【図７】ＹＡＧレーザ媒質に形成された反射防止膜と反
射膜との間隔を示す図。
射膜との間隔を示す図。
【図８】従来のＬＤ励起固体レーザ装置の構成図。
【符号の説明】 ２…高反射ミラー、 ３…出力ミラー、 ４…Ｑスイッチ、 ２０，４０…励起部分、 ２１，４４…ＹＡＧレーザ媒質、 ２２，２３，４１〜４３…ＬＤ、 ２５，４４〜４６…ヒートシンク、 ２６…反射防止膜、 ２７…拡散面、 ２８…反射膜、 ２９，３０，３１，３４，３５…インジウムシート、 ３２，３３…絶縁スペーサ、 ４７…水、 ４８…ガラススリーブ、 ４９…反射防止膜、 ５０…反射防止膜、 ５１…反射膜。
Claims (7)
- 【請求項１】 固体レーザ媒質に励起光を照射して励起
し、この固体レーザ媒質により発生した光を共振させる
と共にＱスイッチ動作でレーザ光として出力する固体レ
ーザ装置において、 前記固体レーザ媒質における前記励起光の入射面に形成
された前記励起光の反射を防止するための反射防止膜
と、 前記固体レーザ媒質における前記励起光の入射面との対
向面に形成された拡散面と、を具備することを特徴とす
る固体レーザ装置。 - 【請求項２】 固体レーザ媒質に励起光を照射して励起
し、この固体レーザ媒質により発生した光を共振させる
と共にＱスイッチ動作でレーザ光として出力する固体レ
ーザ装置において、 前記固体レーザ媒質の前記励起光の入射面に形成された
前記励起光の反射を防止するための反射防止膜と、 前記固体レーザ媒質の前記励起光の入射面との対向面に
形成されるとともに少なくとも前記固体レーザ媒質内に
入射した励起光を反射する反射膜と、を具備することを
特徴とする固体レーザ装置。 - 【請求項３】 前記反射防止膜は、前記励起光の波長に
応じて光を反射防止するためのものであり、誘電体多層
膜から形成されていることを特徴とする請求項１又は２
記載の固体レーザ装置。 - 【請求項４】 前記拡散面には、反射膜が形成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の固体レーザ装置。 - 【請求項５】 前記固体レーザ媒質とこの固体レーザ媒
質を冷却するヒートシンクとの隙間にシート状部材を溶
解して反射膜として形成することを特徴とする請求項１
記載の固体レーザ装置。 - 【請求項６】 前記反射膜は、Ｔａ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、
ＭｇＦ2 のうちいずれかとＳｉＯ2 とから構成される誘
電体多層膜から形成されていることを特徴とする請求項
２記載の固体レーザ装置。 - 【請求項７】 前記反射防止膜は、前記レーザ光をも反
射を防止するためのものであることを特徴とする請求項
１乃至３のうちいずれか１項記載の固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1400097A JPH10215014A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1400097A JPH10215014A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10215014A true JPH10215014A (ja) | 1998-08-11 |
Family
ID=11848964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1400097A Pending JPH10215014A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10215014A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007110039A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | 固体レーザ励起モジュール |
-
1997
- 1997-01-28 JP JP1400097A patent/JPH10215014A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007110039A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | 固体レーザ励起モジュール |
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