JP2000012932A - 固体レーザ装置 - Google Patents
固体レーザ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザダイオード（ＬＤ）励起の固体レーザ
装置で、レーザ媒質を均一に励起するとともに、密閉し
た状態で効率よく冷却でき、耐環境性の高く、ビーム品
質のよいレーザ光が発振できるレーザ装置。 【解決手段】 ヒートシンク５とレーザ媒質３の間に、
ＡｕやＡｇなどの金属粉末を混合した混合液６を充填す
る。
装置で、レーザ媒質を均一に励起するとともに、密閉し
た状態で効率よく冷却でき、耐環境性の高く、ビーム品
質のよいレーザ光が発振できるレーザ装置。 【解決手段】 ヒートシンク５とレーザ媒質３の間に、
ＡｕやＡｇなどの金属粉末を混合した混合液６を充填す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザダイオード
（ＬＤ）励起の固体レーザ装置において、レーザ媒質を
均一に励起するとともに、密閉した状態で効率よく冷却
でき、耐環境性の高く、ビーム品質のよいレーザ光が発
振できるレーザ装置に関する。
（ＬＤ）励起の固体レーザ装置において、レーザ媒質を
均一に励起するとともに、密閉した状態で効率よく冷却
でき、耐環境性の高く、ビーム品質のよいレーザ光が発
振できるレーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に固体レーザでは、レーザ媒質であ
るＹＡＧロッド等の冷却にガラスのフローチューブを用
いる場合が多い。つまり、フローチューブでレーザ媒質
を覆い、フローチューブ内に冷却用の水等を流すことで
冷却している。そららの技術は、例えば特開平１０−８
４１５０号公報に開示されている。図４は同公報に開示
されているレーザ発振器の構成図である。そして図５は
このレーザ発振器の断面図である。
るＹＡＧロッド等の冷却にガラスのフローチューブを用
いる場合が多い。つまり、フローチューブでレーザ媒質
を覆い、フローチューブ内に冷却用の水等を流すことで
冷却している。そららの技術は、例えば特開平１０−８
４１５０号公報に開示されている。図４は同公報に開示
されているレーザ発振器の構成図である。そして図５は
このレーザ発振器の断面図である。
【０００３】すなわち、共振器を構成する一対のミラー
２２ａ、２２ｂの間の光軸上にレーザロッド２１が配置
され、このレーザロッド２１はガラス製のフローチュー
ブ２６の内部に収納されている。フローチューブ２６の
中にはレーザロッド２１を冷やす冷却液が図示しないポ
ンプによって流されている。
２２ａ、２２ｂの間の光軸上にレーザロッド２１が配置
され、このレーザロッド２１はガラス製のフローチュー
ブ２６の内部に収納されている。フローチューブ２６の
中にはレーザロッド２１を冷やす冷却液が図示しないポ
ンプによって流されている。
【０００４】また、フローチューブ２６の外周面には誘
電体の多層膜からなる反射防止膜２９と金属膜２８が形
成されており、さらに、フローチューブ２６の外側には
フローチューブ２６に平行に励起用のレーザダイオード
（ＬＤ）２４ａ、２４ｂが配置されている。
電体の多層膜からなる反射防止膜２９と金属膜２８が形
成されており、さらに、フローチューブ２６の外側には
フローチューブ２６に平行に励起用のレーザダイオード
（ＬＤ）２４ａ、２４ｂが配置されている。
【０００５】これらの構成により、レーザダイオード
（ＬＤ）２４ａからの励起光２５ａ、はフローチューブ
２６の反射防止膜２７を透過して更に金属膜２８で反射
することによってレーザロッド２１を照射する。この照
射によりレーザロッド２１は励起される。レーザロッド
２１の励起で発振した光は共振器によって共振し、出力
側のミラー２２ｂからレーザ光が出力される。
（ＬＤ）２４ａからの励起光２５ａ、はフローチューブ
２６の反射防止膜２７を透過して更に金属膜２８で反射
することによってレーザロッド２１を照射する。この照
射によりレーザロッド２１は励起される。レーザロッド
２１の励起で発振した光は共振器によって共振し、出力
側のミラー２２ｂからレーザ光が出力される。
【０００６】また、耐環境性が要求される場合には、レ
ーザ媒質を金属などのヒートシンクに接着等で密着固定
し冷却している。
ーザ媒質を金属などのヒートシンクに接着等で密着固定
し冷却している。
【０００７】また、レーザ媒質の熱歪を小さくし、レー
ザ光のビーム品質を向上させるためには、レーザ媒質の
光軸断面方向の励起分布が均一になるように、レーザ媒
質の外周（フローチューブ外周）をセラミックで覆い、
励起光を散乱する方法が採られている。
ザ光のビーム品質を向上させるためには、レーザ媒質の
光軸断面方向の励起分布が均一になるように、レーザ媒
質の外周（フローチューブ外周）をセラミックで覆い、
励起光を散乱する方法が採られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のフローチューブ
を用いて、その内部に水等の液体を流してレーザ媒質を
冷却する方法では、宇宙空間での使用のように過酷な環
境条件での耐環境性が要求される場合では、その信頼性
に問題がある。
を用いて、その内部に水等の液体を流してレーザ媒質を
冷却する方法では、宇宙空間での使用のように過酷な環
境条件での耐環境性が要求される場合では、その信頼性
に問題がある。
【０００９】また、金属等のヒートシンクに直接レーザ
媒質を接着する方法だと、入熱の変化や周囲環境の変化
などによる温度変化でレーザ媒質に歪が入り、レーザ光
のビーム品質の低下が発生するのが課題であった。
媒質を接着する方法だと、入熱の変化や周囲環境の変化
などによる温度変化でレーザ媒質に歪が入り、レーザ光
のビーム品質の低下が発生するのが課題であった。
【００１０】特に、均一励起のためセラミックでレーザ
媒質の外周部を囲う場合、セラミック自体の熱伝導率が
低いため、常時水冷しないと熱影響が大きくなってしま
う問題が存在している。
媒質の外周部を囲う場合、セラミック自体の熱伝導率が
低いため、常時水冷しないと熱影響が大きくなってしま
う問題が存在している。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明による手
段によれば、光共振器の中に固体レーザ媒質を収納した
中空部を有するヒートシンクが設けられ、このヒートシ
ンクの側面からレーザダイオードの発する励起光で前記
固体レーザ媒質を励起してレーザ光を出力する固体レー
ザ装置において、前記ヒートシンクは、前記レーザダイ
オードに対向する面にこのレーザダイオードからの励起
光の入射窓が設けられ、かつ、前記中空部には内壁が前
記励起光を反射する反射膜が形成されるとともに溶媒よ
りも熱伝導率の大きい固体粉末と前記溶媒を混ぜた混合
液が充填されていることを特徴とする固体レーザ装置に
ある。
段によれば、光共振器の中に固体レーザ媒質を収納した
中空部を有するヒートシンクが設けられ、このヒートシ
ンクの側面からレーザダイオードの発する励起光で前記
固体レーザ媒質を励起してレーザ光を出力する固体レー
ザ装置において、前記ヒートシンクは、前記レーザダイ
オードに対向する面にこのレーザダイオードからの励起
光の入射窓が設けられ、かつ、前記中空部には内壁が前
記励起光を反射する反射膜が形成されるとともに溶媒よ
りも熱伝導率の大きい固体粉末と前記溶媒を混ぜた混合
液が充填されていることを特徴とする固体レーザ装置に
ある。
【００１２】請求項２の発明による手段によれば、固定
レーザ媒質の外周側に配置され、前記固体レーザ媒質を
冷却するフローチューブを有し、このフローチューブの
側面からレーザダイオードの発する励起光で前記固体レ
ーザ媒質を励起してレーザ光を出力する固体レーザ装置
において、前記フローチューブには溶媒よりも熱伝導率
の大きい固体粉末と前記溶媒とを混ぜた混合液が充填さ
れていることを特徴とする固体レーザ装置にある。
レーザ媒質の外周側に配置され、前記固体レーザ媒質を
冷却するフローチューブを有し、このフローチューブの
側面からレーザダイオードの発する励起光で前記固体レ
ーザ媒質を励起してレーザ光を出力する固体レーザ装置
において、前記フローチューブには溶媒よりも熱伝導率
の大きい固体粉末と前記溶媒とを混ぜた混合液が充填さ
れていることを特徴とする固体レーザ装置にある。
【００１３】請求項３の発明による手段によれば、前記
混合液は、前記溶媒が水、アルコール、フロン、エチレ
ングリコール、シリコンオイルのいずれか又はそれらの
混合液を用い、前記固体粉末がＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、アル
ミナ、ＢａＯのいずれか又はそれらの混合粉末をことを
特徴とする請求項１又は２記載の固体レーザ装置にあ
る。
混合液は、前記溶媒が水、アルコール、フロン、エチレ
ングリコール、シリコンオイルのいずれか又はそれらの
混合液を用い、前記固体粉末がＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、アル
ミナ、ＢａＯのいずれか又はそれらの混合粉末をことを
特徴とする請求項１又は２記載の固体レーザ装置にあ
る。
【００１４】請求項４の発明による手段によれば、前記
レーザダイオードは、発光部が複数個直線状に並んだレ
ーザダイオードアレイを形成し、固体レーザ媒質を覆う
前記混合液に前記励起光が入射す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にある。
レーザダイオードは、発光部が複数個直線状に並んだレ
ーザダイオードアレイを形成し、固体レーザ媒質を覆う
前記混合液に前記励起光が入射す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にある。
【００１５】請求項５の発明による手段によれば、上記
混合液は、循環または攪拌され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にある。
混合液は、循環または攪拌され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にある。
【００１６】請求項６の発明による手段によれば、前記
レーザダイオードは、複数個の前記レーザダイオードア
レイを前記ヒートシンクに設けた同一の前記入射窓を通
して前記ヒートシンク内側へ前記励起光を入射すること
を特徴とする請求項１記載の固体レーザ装置にある。
レーザダイオードは、複数個の前記レーザダイオードア
レイを前記ヒートシンクに設けた同一の前記入射窓を通
して前記ヒートシンク内側へ前記励起光を入射すること
を特徴とする請求項１記載の固体レーザ装置にある。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明は、上記課題を解決するた
めになされたものであり、ヒートシンクとレーザ媒質の
間に液体を充填することで温度変化に伴う歪を低減する
とともに、液体にＡｕやＡｇなどの粉末を混合すること
でＬＤからの励起光を拡散すると同時に熱伝導率を向上
させ、レーザロッドが均一で、かつ、熱影響による損失
の小さい励起が可能となる。
めになされたものであり、ヒートシンクとレーザ媒質の
間に液体を充填することで温度変化に伴う歪を低減する
とともに、液体にＡｕやＡｇなどの粉末を混合すること
でＬＤからの励起光を拡散すると同時に熱伝導率を向上
させ、レーザロッドが均一で、かつ、熱影響による損失
の小さい励起が可能となる。
【００１８】以下、本発明の実施の形態を固体レーザ媒
質にＮｄ：ＹＡＧを使用したＬＤ励起固体レーザ装置に
ついて図面を参照して説明する。
質にＮｄ：ＹＡＧを使用したＬＤ励起固体レーザ装置に
ついて図面を参照して説明する。
【００１９】図１はＬＤ励起固体レーザ装置の構成図、
図２（ａ）はＬＤ励起固体レーザ装置のＬＤ励起モジュ
ールの側面構成図で、（ｂ）はその正面構成図ある。
図２（ａ）はＬＤ励起固体レーザ装置のＬＤ励起モジュ
ールの側面構成図で、（ｂ）はその正面構成図ある。
【００２０】すなわち、図１に示すように１対の対向し
た共振器ミラー１ａ、１ｂによって光共振器が構成さ
れ、この光共振器の中の光軸上にＬＤ励起モジュール２
ａが配設されている。
た共振器ミラー１ａ、１ｂによって光共振器が構成さ
れ、この光共振器の中の光軸上にＬＤ励起モジュール２
ａが配設されている。
【００２１】ＬＤ励起モジュール２ａは、銅製の中空部
を有する箱体であるヒートシンク５と、このヒートシン
ク５の中空部に収納されたＮｄ：ＹＡＧロッド３と混合
液６で構成されている。
を有する箱体であるヒートシンク５と、このヒートシン
ク５の中空部に収納されたＮｄ：ＹＡＧロッド３と混合
液６で構成されている。
【００２２】ヒートシンク５は、外周面に放熱用のフィ
ン１２が形成され、また、中空部の内壁は鏡面に研磨さ
れ、その研磨面に金のコーティング９が施されている。
中空部の一部は外周面まで延伸し内部に収納したＹＡＧ
ロッド３に対応した矩形状の入射窓７を形成している。
この入射窓７は透光性のガラスで封止されている。
ン１２が形成され、また、中空部の内壁は鏡面に研磨さ
れ、その研磨面に金のコーティング９が施されている。
中空部の一部は外周面まで延伸し内部に収納したＹＡＧ
ロッド３に対応した矩形状の入射窓７を形成している。
この入射窓７は透光性のガラスで封止されている。
【００２３】また中空部の両端部には、混合液６の循環
用の循環路１３ａ、１３ｂが接続されている。この循環
路は図示しないポンプに接続している。
用の循環路１３ａ、１３ｂが接続されている。この循環
路は図示しないポンプに接続している。
【００２４】固体レーザ媒質であるＮｄ：ＹＡＧロッド
３ヒートシンク５の中空部で、共振器の光軸上に軸心が
一致するように調心され、図示しない支持部材によって
Ｏリング等を介して弾性的に支持されている。
３ヒートシンク５の中空部で、共振器の光軸上に軸心が
一致するように調心され、図示しない支持部材によって
Ｏリング等を介して弾性的に支持されている。
【００２５】混合液６は水に金属粉末を分散した混合液
で、金属粉末にはＡｕ粉末を用いている。この混合液６
は常に中空部の内部を満たしている。
で、金属粉末にはＡｕ粉末を用いている。この混合液６
は常に中空部の内部を満たしている。
【００２６】また、ヒートシンク５の入射窓７の前方に
は発光部が数十個直線状に約１Ｃｍ並んでいるＬＤアレ
イ４が設けられ、このＬＤアレイ４はＬＤドライバ８に
接続されている。ＬＤアレイ４は発光部がＮｄ：ＹＡＧ
の光軸と平行になるように設置されている。
は発光部が数十個直線状に約１Ｃｍ並んでいるＬＤアレ
イ４が設けられ、このＬＤアレイ４はＬＤドライバ８に
接続されている。ＬＤアレイ４は発光部がＮｄ：ＹＡＧ
の光軸と平行になるように設置されている。
【００２７】これらの構成により、ＬＤドライバ８を駆
動するとＬＤアレイ４の各ＬＤは発振して励起光１０を
出射する。その励起光１０は入射窓７を透過し、ヒート
シンク５の内部へ入射される。そして、混合液６のＡｕ
粉末で散乱されてヒートシンク５の内部全体に広がる。
混合液６は循環しているのでヒートシンク５の内部でも
常に流動しており、混合液６に分散されているＡｕ粉末
も常に攪拌されて沈殿することなく一定の分散状態が保
たれている。
動するとＬＤアレイ４の各ＬＤは発振して励起光１０を
出射する。その励起光１０は入射窓７を透過し、ヒート
シンク５の内部へ入射される。そして、混合液６のＡｕ
粉末で散乱されてヒートシンク５の内部全体に広がる。
混合液６は循環しているのでヒートシンク５の内部でも
常に流動しており、混合液６に分散されているＡｕ粉末
も常に攪拌されて沈殿することなく一定の分散状態が保
たれている。
【００２８】ヒートシンク５の中空部の内壁はＡｕでコ
ーティング９されているため、ＬＤ光１０の大部分が散
乱されながら最終的にはＮｄ：ＹＡＧロッド３に入射し
て吸収される。これにより、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３は光
軸断面方向に均一を励起され、その励起で共振器内にレ
ーザ発振が起こる。
ーティング９されているため、ＬＤ光１０の大部分が散
乱されながら最終的にはＮｄ：ＹＡＧロッド３に入射し
て吸収される。これにより、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３は光
軸断面方向に均一を励起され、その励起で共振器内にレ
ーザ発振が起こる。
【００２９】ＬＤ光の吸収によりＮｄ：ＹＡＧロッド３
に発生した熱は、混合液６を介してヒートシンク５に伝
わりヒートシンク５の放熱面であるフィン１２から排熱
される。混合液６は循環路１３ａ、１３ｂをポンプによ
って常時循環されているので、温度は平均化されており
液温があまり上昇することはない。
に発生した熱は、混合液６を介してヒートシンク５に伝
わりヒートシンク５の放熱面であるフィン１２から排熱
される。混合液６は循環路１３ａ、１３ｂをポンプによ
って常時循環されているので、温度は平均化されており
液温があまり上昇することはない。
【００３０】また、このとき、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３の
外周部は常に混合液６と接しているため、熱膨張などに
よる加圧は接触面全域に均一に分散され、熱歪は最小限
に抑えられる。
外周部は常に混合液６と接しているため、熱膨張などに
よる加圧は接触面全域に均一に分散され、熱歪は最小限
に抑えられる。
【００３１】また、混合液６は水に金粉を混合している
ため、水だけの場合に比べ熱伝導率が大きい。しががっ
て、混合液６とＮｄ：ＹＡＧロッド３の温度上昇を低く
抑えることができる。なお、混合液６の熱伝導率は、以
下の式で表わされるように、混合液６の混合比で変化す
る。
ため、水だけの場合に比べ熱伝導率が大きい。しががっ
て、混合液６とＮｄ：ＹＡＧロッド３の温度上昇を低く
抑えることができる。なお、混合液６の熱伝導率は、以
下の式で表わされるように、混合液６の混合比で変化す
る。
【００３２】混合液熱伝導率＝液体の体積比率×液体の
熱伝導率＋粉末の体積比率×粉末の熱伝導率 従って、混合液６は、液体が水、アルコール、フロン、
エチレングリコール、シリコンオイルのいずれか、又は
それらの混合液を用いること、前記固体粉末がＡｕ、Ａ
ｇ、Ｐｔ、アルミナ、ＢａＯのいずれか、又はそれらの
混合粉末を用いること、かつ、前記ヒートシンクの材質
がＡｕ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ，ＢｅＯ、窒化アルミ
のうちのいずれかであるものを用いることで、良好な熱
伝達作用が得られる。
熱伝導率＋粉末の体積比率×粉末の熱伝導率 従って、混合液６は、液体が水、アルコール、フロン、
エチレングリコール、シリコンオイルのいずれか、又は
それらの混合液を用いること、前記固体粉末がＡｕ、Ａ
ｇ、Ｐｔ、アルミナ、ＢａＯのいずれか、又はそれらの
混合粉末を用いること、かつ、前記ヒートシンクの材質
がＡｕ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ，ＢｅＯ、窒化アルミ
のうちのいずれかであるものを用いることで、良好な熱
伝達作用が得られる。
【００３３】図３（ａ）は別の実施の形態でのＬＤ励起
モジュールの側面構成図で、（ｂ）はその正面構成図
で、（ｃ）はその下面構成図である。なお、レーザ発振
器の基本的な構成は図１と同じである。
モジュールの側面構成図で、（ｂ）はその正面構成図
で、（ｃ）はその下面構成図である。なお、レーザ発振
器の基本的な構成は図１と同じである。
【００３４】すなわち、図３ではＬＤ４ａを発光部とＮ
ｄ：ＹＡＧロッド３の光軸が垂直になるように配置され
ており、また、ＬＤ４ａを２個用いており、２個とも同
じ入射窓７からヒートシンク２ｂの内部へ入射してい
る。
ｄ：ＹＡＧロッド３の光軸が垂直になるように配置され
ており、また、ＬＤ４ａを２個用いており、２個とも同
じ入射窓７からヒートシンク２ｂの内部へ入射してい
る。
【００３５】図３で示す実施の形態の場合、Ｎｄ：ＹＡ
Ｇロッド３の光軸方向の長さを、図２で示す実施の形態
の場合に比べてＬＤ４ａの光軸方向の長さが短いため、
短くすることができるため、それにより励起密度が向上
して発振効率の向上と小型化が可能である。
Ｇロッド３の光軸方向の長さを、図２で示す実施の形態
の場合に比べてＬＤ４ａの光軸方向の長さが短いため、
短くすることができるため、それにより励起密度が向上
して発振効率の向上と小型化が可能である。
【００３６】以上のように、本発明によりレーザ媒質を
均一に励起するとともに、密閉した状態で効率よく冷却
でき、耐環境性が高く、ビーム品質のよいレーザ光が発
振できる。
均一に励起するとともに、密閉した状態で効率よく冷却
でき、耐環境性が高く、ビーム品質のよいレーザ光が発
振できる。
【００３７】また、ヒートシンク５に入射される励起光
１０は、混合液６に混合した固体粉末で拡散され、Ｎ
ｄ：ＹＡＧロッド３を均一に励起することに役立つ。
１０は、混合液６に混合した固体粉末で拡散され、Ｎ
ｄ：ＹＡＧロッド３を均一に励起することに役立つ。
【００３８】また、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３の排熱はヒー
トシンク５との間に充填された混合液６を通して行われ
る。このとき、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３は混合液６に接し
ており、かつ、ＹＡＧロッド３も弾性的に支持している
ため、温度変化などによる歪が１点に集中することはな
く全面に分散して均一に力がかかり、Ｎｄ：ＹＡＧロッ
ド３に生じる歪は最小限に抑えられる。
トシンク５との間に充填された混合液６を通して行われ
る。このとき、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３は混合液６に接し
ており、かつ、ＹＡＧロッド３も弾性的に支持している
ため、温度変化などによる歪が１点に集中することはな
く全面に分散して均一に力がかかり、Ｎｄ：ＹＡＧロッ
ド３に生じる歪は最小限に抑えられる。
【００３９】さらに、混合液６に混合した固体粉末は熱
伝導率の高いＡｕやＡｇ等を用いることでヒートシンク
５への熱伝導率も大きくなり、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３の
温度上昇を小さく抑えることができる。
伝導率の高いＡｕやＡｇ等を用いることでヒートシンク
５への熱伝導率も大きくなり、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３の
温度上昇を小さく抑えることができる。
【００４０】これにより、密閉した状態でもＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド３は均一に励起でき、かつ、熱歪が入らない冷
却が可能で、宇宙空間など苛酷な環境下の耐環境性を要
求されるような用途でも使用することができる。
Ｇロッド３は均一に励起でき、かつ、熱歪が入らない冷
却が可能で、宇宙空間など苛酷な環境下の耐環境性を要
求されるような用途でも使用することができる。
【００４１】上述の実施の形態では、固体Ｎｄ：ＹＡＧ
ロッド３にロッド形状のＮｄ：ＹＡＧを使用し、Ｎｄ：
ＹＡＧロッド３の側面から入射したが、Ｎｄ：ＹＡＧロ
ッド３の材質、形状や励起方法に左右されるものでな
く、レーザ発振できる媒質、励起方法であれば同様な作
用が得られる。
ロッド３にロッド形状のＮｄ：ＹＡＧを使用し、Ｎｄ：
ＹＡＧロッド３の側面から入射したが、Ｎｄ：ＹＡＧロ
ッド３の材質、形状や励起方法に左右されるものでな
く、レーザ発振できる媒質、励起方法であれば同様な作
用が得られる。
【００４２】また、ヒートシンク５に銅Ｃｕ、内面のコ
ーティング９にＡｕコーティングを用いたが、熱伝性が
高い材料でＬＤ光１０を反射できる成膜方法、材料であ
るＡｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、ＢｅＯ、窒化アルミ
等をそれぞれ組合わせて用いた場合も、同様な作用が得
られる。
ーティング９にＡｕコーティングを用いたが、熱伝性が
高い材料でＬＤ光１０を反射できる成膜方法、材料であ
るＡｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、ＢｅＯ、窒化アルミ
等をそれぞれ組合わせて用いた場合も、同様な作用が得
られる。
【００４３】また、混合液６に水と金粉を用いたが、励
起光１０を透過する液体とＬＤ光１０を吸収しない材料
またはＬＤ光１０を反射するコーティングを施された粉
末材料で、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、アルミナ、ＢａＯのいず
れかまたはそれらの混合粉末を用いた場合は同様な作用
が得られる。
起光１０を透過する液体とＬＤ光１０を吸収しない材料
またはＬＤ光１０を反射するコーティングを施された粉
末材料で、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、アルミナ、ＢａＯのいず
れかまたはそれらの混合粉末を用いた場合は同様な作用
が得られる。
【００４４】そして、図４及び図５に例示したフローチ
ューブを用いた固体レーザ装置の冷却液に上記したよう
な金属粉末を分散させることでも同様な作用が得られ
る。
ューブを用いた固体レーザ装置の冷却液に上記したよう
な金属粉末を分散させることでも同様な作用が得られ
る。
【００４５】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明はＬＤ励起
固体レーザ装置において、ヒートシンクとレーザ媒質の
間に金属粉末を分散させた混合液を充満することで、温
度変化に伴うレーザ媒質の歪を低減するとともに、励起
用の励起光を拡散すると同時に熱伝導率を向上させ、レ
ーザロッドが均一で、かつ、熱影響による損失の小さい
励起を可能とした。
固体レーザ装置において、ヒートシンクとレーザ媒質の
間に金属粉末を分散させた混合液を充満することで、温
度変化に伴うレーザ媒質の歪を低減するとともに、励起
用の励起光を拡散すると同時に熱伝導率を向上させ、レ
ーザロッドが均一で、かつ、熱影響による損失の小さい
励起を可能とした。
【００４６】従って、レーザ媒質を均一に励起するとと
もに、密閉した状態で効率よく冷却でき、耐環境性が高
く、ビーム品質のよいレーザ光が得られる。
もに、密閉した状態で効率よく冷却でき、耐環境性が高
く、ビーム品質のよいレーザ光が得られる。
【図１】本発明のＬＤ励起固体レーザ装置の構成図。
【図２】（ａ）本発明のＬＤ励起固体レーザ装置のＬＤ
励起モジュールの側面構成図、（ｂ）その正面構成図。
励起モジュールの側面構成図、（ｂ）その正面構成図。
【図３】（ａ）本発明の別の実施の形態のＬＤ励起モジ
ュールの側面構成図、（ｂ）その正面構成図、（ｃ）そ
の下面構成図。
ュールの側面構成図、（ｂ）その正面構成図、（ｃ）そ
の下面構成図。
【図４】フローチュブを用いたＬＤ励起固体レーザ装置
の構成図。
の構成図。
【図５】図４のＬＤ励起固体レーザ装置の断面図。
１ａ、１ｂ、２２ａ、２２ｂ…共振器ミラー、２ａ、２
ｂ、２４ａ、２４ｂ…ＬＤ励起モジュール、３、２１…
（固体Ｎｄ：）ＹＡＧロッド、４…ＬＤアレイ、５…ヒ
ートシンク、６…混合液、７…入射窓、８…ＬＤドライ
バ、９…コーティング、１０、２５ａ、２５ｂ…ＬＤ光
（励起光）、１２…フィン、１３ａ、１３ｂ…循環路、
２６…フローチューブ
ｂ、２４ａ、２４ｂ…ＬＤ励起モジュール、３、２１…
（固体Ｎｄ：）ＹＡＧロッド、４…ＬＤアレイ、５…ヒ
ートシンク、６…混合液、７…入射窓、８…ＬＤドライ
バ、９…コーティング、１０、２５ａ、２５ｂ…ＬＤ光
（励起光）、１２…フィン、１３ａ、１３ｂ…循環路、
２６…フローチューブ
Claims (6)
- 【請求項１】 光共振器の中に固体レーザ媒質を収納し
た中空部を有するヒートシンクが設けられ、このヒート
シンクの側面からレーザダイオードの発する励起光で前
記固体レーザ媒質を励起してレーザ光を出力する固体レ
ーザ装置において、 前記ヒートシンクは、前記レーザダイオードに対向する
面にこのレーザダイオードからの励起光の入射窓が設け
られ、かつ、前記中空部には内壁が前記励起光を反射す
る反射膜が形成されるとともに溶媒よりも熱伝導率の大
きい固体粉末と前記溶媒を混ぜた混合液が充填されてい
ることを特徴とする固体レーザ装置。 - 【請求項２】 固定レーザ媒質の外周側に配置され、前
記固体レーザ媒質を冷却するフローチューブを有し、こ
のフローチューブの側面からレーザダイオードの発する
励起光で前記固体レーザ媒質を励起してレーザ光を出力
する固体レーザ装置において、 前記フローチューブには溶媒よりも熱伝導率の大きい固
体粉末と前記溶媒とを混ぜた混合液が充填されているこ
とを特徴とする固体レーザ装置。 - 【請求項３】 前記混合液は、前記溶媒が水、アルコー
ル、フロン、エチレングリコール、シリコンオイルのい
ずれか又はそれらの混合液を用い、前記固体粉末がＡ
ｕ、Ａｇ、Ｐｔ、アルミナ、ＢａＯのいずれか又はそれ
らの混合粉末を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】 前記レーザダイオードは、発光部が複数
個直線状に並んだレーザダイオードアレイを形成し、固
体レーザ媒質を覆う前記混合液に前記励起光が入射する
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５】 上記混合液は、循環または攪拌されるこ
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６】 前記レーザダイオードは、複数個の前記
レーザダイオードアレイを前記ヒートシンクに設けた同
一の前記入射窓を通して前記ヒートシンク内側へ前記励
起光を入射することを特徴とする請求項１記載の固体レ
ーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17283198A JP2000012932A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17283198A JP2000012932A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000012932A true JP2000012932A (ja) | 2000-01-14 |
Family
ID=15949168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17283198A Pending JP2000012932A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000012932A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012530364A (ja) * | 2009-06-15 | 2012-11-29 | パンテック バイオソリューションズ アクチェンゲゼルシャフト | 側面ポンプモノリシック固体レーザー及びその用途 |
| CN104124604A (zh) * | 2013-04-28 | 2014-10-29 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 薄片激光器 |
-
1998
- 1998-06-19 JP JP17283198A patent/JP2000012932A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012530364A (ja) * | 2009-06-15 | 2012-11-29 | パンテック バイオソリューションズ アクチェンゲゼルシャフト | 側面ポンプモノリシック固体レーザー及びその用途 |
| US9368931B2 (en) | 2009-06-15 | 2016-06-14 | Pantec Biosolutions Ag | Monolithic, side pumped solid-state laser and applications thereof |
| CN104124604A (zh) * | 2013-04-28 | 2014-10-29 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 薄片激光器 |
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