JP2001102665A - Method and device for adjusting solid-state laser - Google Patents
Method and device for adjusting solid-state laserInfo
- Publication number
- JP2001102665A JP2001102665A JP27556499A JP27556499A JP2001102665A JP 2001102665 A JP2001102665 A JP 2001102665A JP 27556499 A JP27556499 A JP 27556499A JP 27556499 A JP27556499 A JP 27556499A JP 2001102665 A JP2001102665 A JP 2001102665A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid
- state laser
- component
- resonator
- adjusting
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は固体レーザーの発振
状態を調整する方法、およびその方法を実施する装置に
関するものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method for adjusting the oscillation state of a solid-state laser and an apparatus for implementing the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば特開平7−302946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
ーザー媒質を半導体レーザー(レーザーダイオード)等
によって励起する固体レーザーが公知となっている。こ
の種のレーザーにおいては、上記特開平7−30294
6号にも示されている通り、より短波長のレーザービー
ムを得るために、その共振器内に非線形光学結晶を配置
して、固体レーザービームを第2高調波や和周波等に波
長変換することも広く行なわれている。2. Description of the Related Art As disclosed in, for example, JP-A-7-302946, a solid-state laser in which a solid-state laser medium to which a rare earth element such as neodymium is added is excited by a semiconductor laser (laser diode) is known. In this type of laser, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
As shown in No. 6, in order to obtain a laser beam having a shorter wavelength, a nonlinear optical crystal is arranged in the resonator to convert the wavelength of the solid-state laser beam into a second harmonic, a sum frequency, and the like. It is also widely practiced.
【0003】ところでこの固体レーザーにおいては、所
定の発振状態が得られるように光学系を調整する必要が
ある。従来この発振調整は、固体レーザービーム、ある
いはそれを波長変換する場合は波長変換波の出力を全部
又は一部検出し、その検出出力が最大となるように共振
器の出力ミラー等を位置調整していた。In this solid-state laser, it is necessary to adjust an optical system so as to obtain a predetermined oscillation state. Conventionally, this oscillation adjustment involves detecting all or a part of the output of the solid-state laser beam or the wavelength-converted wave when converting the wavelength, and adjusting the position of the output mirror of the resonator so that the detected output becomes maximum. I was
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の調整方法においては、共振器内に配された光学部
品の光通過面において、0次横モード範囲の中心となる
位置にゴミ、コート欠陥等が存在していると、0次横モ
ードから高次モードに変化するぎりぎりの位置に出力ミ
ラー等が調整固定されることがあった。そのようになっ
ていると、環境温度変化等の外乱や、固定位置の経時変
化によって横モードが簡単に高次化してしまうことがあ
る。However, in the conventional adjusting method as described above, dust and dirt are located at the center of the 0th-order transverse mode range on the light passing surface of the optical component disposed in the resonator. When a coat defect or the like exists, the output mirror or the like may be adjusted and fixed at a position just before the change from the 0th-order transverse mode to the higher-order mode. In such a case, the transverse mode may easily become higher-order due to disturbance such as a change in the environmental temperature or a temporal change in the fixed position.
【0005】本発明は上記の事情に鑑み、環境温度変化
等の外乱や、固定位置の経時変化によって横モードが高
次化することを防止できる固体レーザーの調整方法を提
供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a method of adjusting a solid-state laser capable of preventing the transverse mode from becoming higher-order due to disturbance such as a change in environmental temperature or a temporal change in a fixed position. .
【0006】また本発明は、上記の方法を容易に実施す
ることができる固体レーザーの調整装置を提供すること
を目的とする。Another object of the present invention is to provide an apparatus for adjusting a solid-state laser which can easily carry out the above method.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明による第1の固体
レーザーの調整方法は、前述したように少なくとも固体
レーザー結晶、それを励起する励起源、および共振器を
有する固体レーザーの発振状態を調整する方法であっ
て、固体レーザーを構成する少なくとも1つの部品を共
振器光軸と交わる方向に移動させ、この移動がなされて
いるときの固体レーザービームの横モードを検出し、前
記移動の方向内で前記横モードが0次モードを取る範囲
を求め、この0次モードを取る範囲の中央近傍に前記部
品を位置調整固定することを特徴とするものである。According to the first method for adjusting a solid-state laser according to the present invention, as described above, the oscillation state of a solid-state laser having at least a solid-state laser crystal, an excitation source for exciting the same, and a resonator is adjusted. Moving at least one component constituting the solid-state laser in a direction intersecting the optical axis of the resonator, detecting a transverse mode of the solid-state laser beam when the movement is being performed, and A range in which the lateral mode takes the zero-order mode is obtained, and the position of the component is adjusted and fixed near the center of the range in which the zero-order mode takes.
【0008】なお、本発明において横モードを検出する
固体レーザービームとは、固体レーザーの発振光そのも
のの他、それを波長変換した光も含むものとする。In the present invention, the solid-state laser beam for detecting the transverse mode includes not only the oscillation light itself of the solid-state laser but also light obtained by wavelength-converting the oscillation light.
【0009】本発明による第2の固体レーザーの調整方
法は、同様に少なくとも固体レーザー結晶、それを励起
する励起源、および共振器を有する固体レーザーの発振
状態を調整する方法であって、固体レーザーを構成する
少なくとも1つの部品を共振器光軸と交わる方向に移動
させ、この移動がなされているときの固体レーザービー
ムの横モードを検出し、前記移動の方向内で前記横モー
ドが0次モードを取る範囲を求め、この0次モードを取
る範囲の中央を中心とする該範囲の20%の領域内に前記
部品を位置調整固定することを特徴とするものである。A second method for adjusting a solid-state laser according to the present invention is a method for adjusting the oscillation state of a solid-state laser having at least a solid-state laser crystal, an excitation source for exciting the same, and a resonator. Is moved in a direction that intersects the optical axis of the resonator, and the transverse mode of the solid-state laser beam when the movement is performed is detected. Is determined, and the position of the component is adjusted and fixed within a region of 20% of the range centered on the center of the range in which the zero-order mode is taken.
【0010】さらに、本発明による第3の固体レーザー
の調整方法は、少なくとも固体レーザー結晶、それを励
起する励起源、および共振器を有する固体レーザーの発
振状態を調整する方法であって、固体レーザーを構成す
る少なくとも1つの部品を共振器光軸と交わる方向に移
動させ、この移動がなされているときの固体レーザービ
ームの横モードを検出し、前記移動の方向内で前記横モ
ードが0次モードを取る範囲を求め、この0次モードを
取る範囲の中央を中心とする該範囲の50%の領域内に前
記部品を位置調整固定することを特徴とするものであ
る。Further, a third method for adjusting a solid-state laser according to the present invention is a method for adjusting the oscillation state of a solid-state laser having at least a solid-state laser crystal, an excitation source for exciting the crystal, and a resonator. Is moved in a direction that intersects the optical axis of the resonator, and the transverse mode of the solid-state laser beam when the movement is performed is detected. Is determined, and the position of the component is adjusted and fixed within a 50% area around the center of the range in which the zero-order mode is taken.
【0011】なお、本発明における上記部品の位置は特
に絶対的位置で規定しなければならないものではなく、
とにかく、その部品を移動させた際に横モードが0次モ
ードを取る範囲を求め、その範囲を基準とした中央近傍
や、あるいは前述した通りの領域内に部品を配置、固定
すればよいものである。極言すれば、その部品の固定位
置が例えば共振器光軸に対してどのような位置を取って
いるのか、全く不明であっても構わない。したがって、
上記の「範囲」も、部品の絶対的位置に基づいて規定す
る必要はなく、部品移動手段の移動目盛り等で規定して
もよい。In the present invention, the positions of the above-mentioned parts do not have to be defined by absolute positions.
Anyway, a range in which the transverse mode takes the 0th-order mode when the component is moved is obtained, and the component may be arranged and fixed in the vicinity of the center based on the range or in the region as described above. is there. In other words, it may be completely unknown what position the fixed position of the component is, for example, with respect to the optical axis of the resonator. Therefore,
The “range” does not need to be defined based on the absolute position of the component, but may be defined by a movement scale of the component moving means.
【0012】また上記の各調整方法において、前記部品
の移動およびそれに基づく該部品の位置調整固定は、互
いに異なる複数の方向、特に好ましくは互いにほぼ直交
する2方向について行なうのが望ましい。In each of the above-described adjustment methods, it is desirable that the movement of the component and the position adjustment and fixing of the component based on the movement are performed in a plurality of different directions, particularly preferably in two directions substantially orthogonal to each other.
【0013】また、上述のようにして移動させる部品
は、共振器を構成する部品、特に好ましくは共振器の出
力ミラーであることが望ましい。さらにこの移動させる
部品は、励起源を含む、励起部の構成部品であってもよ
い。The component to be moved as described above is preferably a component constituting a resonator, particularly preferably an output mirror of the resonator. Further, the component to be moved may be a component of the excitation unit including the excitation source.
【0014】一方、本発明による固体レーザーの調整装
置は、上述の各方法を実施するためのものであって、固
体レーザーを構成する少なくとも1つの部品を共振器光
軸と交わる方向に移動させる移動手段と、固体レーザー
ビームの横モード、すなわちビーム形状またはビーム径
を検出する横モード検出手段と、この横モード検出手段
の出力に基づいて、前記部品を所定の調整位置に配置す
るように前記移動手段の駆動を制御する制御手段とを備
えたことを特徴とするものである。On the other hand, a solid-state laser adjusting apparatus according to the present invention is for carrying out each of the above-described methods, and moves at least one component constituting the solid-state laser in a direction intersecting the resonator optical axis. Means, a transverse mode of the solid-state laser beam, that is, a transverse mode detecting means for detecting a beam shape or a beam diameter, and, based on an output of the transverse mode detecting means, the moving so as to arrange the component at a predetermined adjustment position. Control means for controlling the driving of the means.
【0015】[0015]
【発明の効果】本発明による第1の固体レーザーの調整
方法においては、固体レーザーの構成部品を共振器光軸
と交わる方向に移動させ、この移動がなされているとき
の固体レーザービームの横モードを検出し、この横モー
ドが0次モードを取る範囲の中央に上記部品を位置調整
固定するようにしたから、たとえ共振器内に配された光
学部品の光通過面にゴミ、コート欠陥等が存在して横モ
ードがその影響を受けていても、必ず実際の0次モード
範囲の中央に部品が調整固定されることになる。したが
って、この方法で調整された固体レーザーは、環境温度
変化等の外乱や、固定位置の経時変化が生じたとき、横
モードが高次化し難いものとなる。According to the first method for adjusting a solid-state laser according to the present invention, the components of the solid-state laser are moved in a direction intersecting the optical axis of the resonator, and the transverse mode of the solid-state laser beam when the movement is performed. Is detected, and the position of the component is adjusted and fixed at the center of the range in which the transverse mode takes the zero-order mode, so that dust, coat defects, etc. may be present on the light passing surface of the optical component disposed in the resonator. Even if the lateral mode exists and is affected by the transverse mode, the component is always adjusted and fixed at the center of the actual zero-order mode range. Therefore, in the solid-state laser adjusted by this method, when a disturbance such as an environmental temperature change or a change with time in the fixed position occurs, it is difficult for the transverse mode to have a higher order.
【0016】最も好ましいのは、上述のように横モード
が0次モードを取る範囲の中央に部品を位置調整固定す
ることであるが、本発明の第2の方法やあるいは第3の
方法におけるように、横モードが0次モードを取る範囲
の中央を中心とする該範囲の20%あるいは50%の領域内
に部品を位置調整固定しても、0次横モードから高次横
モードに変化するぎりぎりの位置に部品が調整固定され
た場合と比べれば、環境温度変化等の外乱や、固定位置
の経時変化が生じたとき、横モードが高次化することが
起こり難くなる。It is most preferable to position and fix the component at the center of the range where the transverse mode takes the zero-order mode, as described above. However, as in the second method or the third method of the present invention, In addition, even if the position of a component is fixed within a region of 20% or 50% of the range where the lateral mode takes the 0th-order mode as the center, the mode changes from the 0th-order transverse mode to the higher-order transverse mode. Compared to the case where the component is adjusted and fixed at the last position, when a disturbance such as an environmental temperature change or a temporal change in the fixed position occurs, it is less likely that the transverse mode will be higher.
【0017】一方、本発明による固体レーザーの調整装
置は、前述の通りに固体レーザー部品を移動させる移動
手段と、固体レーザービームの横モードを検出する横モ
ード検出手段と、この手段の出力に基づいて、上記部品
を所定の調整位置に配置するように上記移動手段の駆動
を制御する制御手段とを備えているので、この装置を用
いれば、上述した本発明による固体レーザーの調整方法
を簡単に実施可能となる。On the other hand, the solid-state laser adjusting apparatus according to the present invention comprises a moving means for moving the solid-state laser component, a transverse mode detecting means for detecting a transverse mode of the solid-state laser beam, and an output from the means as described above. Control means for controlling the driving of the moving means so as to dispose the component at a predetermined adjustment position. Therefore, if this device is used, the above-described method for adjusting a solid-state laser according to the present invention can be simplified. It can be implemented.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、本発明の第1の実施形態
の方法によって固体レーザーの調整を行なう装置と、そ
れによって調整を受ける半導体レーザー励起固体レーザ
ーの側面形状を示すものである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an apparatus for adjusting a solid-state laser by the method according to the first embodiment of the present invention, and a profile of a semiconductor laser-excited solid-state laser to be adjusted by the apparatus.
【0019】まず、半導体レーザー励起固体レーザーに
ついて説明する。なお以下の説明は、該レーザーが調整
完了した状態にあるものとして行なう。この半導体レー
ザー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を集光する例えば屈折率分布型レンズか
らなる集光レンズ13と、ネオジウム(Nd)がドープさ
れた固体レーザー結晶であるYVO4 結晶(以下、N
d:YVO4 結晶と称する)14と、このNd:YVO4
結晶14の前方側(図中の右方側)に配された共振器ミラ
ー15と、Nd:YVO4 結晶14と共振器ミラー15との間
に配された光波長変換素子16、ブリュースター板17およ
びエタロン18とを有している。First, the semiconductor laser pumped solid-state laser will be described. The following description is made on the assumption that the laser has been adjusted. This solid-state laser excited by a semiconductor laser includes a semiconductor laser 11 that emits a laser beam 10 as excitation light, a condensing lens 13 formed of, for example, a gradient index lens for condensing the laser beam 10 that is divergent light, and a neodymium ( Nd) is a YVO 4 crystal (hereinafter referred to as N
d: YVO 4 crystal) 14 and this Nd: YVO 4
A front resonator mirror 15 disposed (the right side in the drawing) of the crystal 14, Nd: YVO 4 optical wavelength conversion device 16 disposed between the crystal 14 and the resonator mirror 15, Brewster plate 17 and etalon 18.
【0020】以上述べた要素14〜18は、例えば銅からな
る共通のホルダー30に接着固定され、このホルダー30は
温度調節手段を構成するペルチェ素子31の上に、ベース
プレート32を介して固定されている。また半導体レーザ
ー11と集光レンズ13も銅等からなるホルダー33に取り付
けられ、このホルダー33もペルチェ素子31の上に、ベー
スプレート32を介して固定されている。The elements 14 to 18 described above are adhesively fixed to a common holder 30 made of, for example, copper, and the holder 30 is fixed on a Peltier element 31 constituting a temperature control means via a base plate 32. I have. The semiconductor laser 11 and the condenser lens 13 are also mounted on a holder 33 made of copper or the like, and this holder 33 is also fixed on the Peltier element 31 via a base plate 32.
【0021】そして、ホルダー30に取り付けられて共振
器部の温度を検出するサーミスタ34および、図示しない
温度調節回路によりペルチェ素子31の駆動が制御され
て、半導体レーザー11および固体レーザー共振器(後述
のようにNd:YVO4 結晶14および共振器ミラー15に
よって構成される)内の要素が全て共通の所定温度に制
御される。The driving of the Peltier element 31 is controlled by a thermistor 34 attached to the holder 30 for detecting the temperature of the resonator section and a temperature control circuit (not shown), and the semiconductor laser 11 and the solid-state laser resonator (described later) are controlled. as Nd: YVO 4 crystal 14 and elements within the configured) by the resonator mirror 15 is controlled in all common predetermined temperature.
【0022】光波長変換素子16は、非線形光学材料であ
る、MgOがドープされたLiNbO3 結晶に周期ドメ
イン反転構造が設けられてなるものである。ブリュース
ター板17は偏光制御素子として作用し、またエタロン18
は発振波長を単一化させる波長選択素子として作用す
る。The light wavelength conversion device 16 is a device in which a periodic domain inversion structure is provided in a MgO-doped LiNbO 3 crystal, which is a nonlinear optical material. Brewster plate 17 acts as a polarization control element, and etalon 18
Acts as a wavelength selection element for unifying the oscillation wavelength.
【0023】半導体レーザー11としては、波長 809nm
のレーザービーム10を発するものが用いられている。N
d:YVO4 結晶14は、上記レーザービーム10によって
ネオジウムイオンが励起されることにより、波長1064n
mの光を発する。そしてNd:YVO4 結晶14の後方端
面14aと共振器ミラー15のミラー面15aとで構成される
共振器によりレーザー発振が引き起こされて、波長1064
nmの固体レーザービーム20が得られる。このレーザー
ビーム20は光波長変換素子16に入射して、波長が1/2
すなわち 532nmの第2高調波21に変換される。The wavelength of the semiconductor laser 11 is 809 nm.
Which emits a laser beam 10 is used. N
The d: YVO 4 crystal 14 has a wavelength of 1064 nm when neodymium ions are excited by the laser beam 10.
emits m light. Laser oscillation is caused by a resonator constituted by the rear end face 14a of the Nd: YVO 4 crystal 14 and the mirror face 15a of the resonator mirror 15, and a wavelength of 1064
A solid state laser beam 20 of nm is obtained. This laser beam 20 enters the optical wavelength conversion element 16 and has a wavelength of 1 /.
That is, it is converted to the second harmonic 21 of 532 nm.
【0024】なお共振器ミラー15は曲率半径が50mmの
凹面鏡であり、そのミラー面15aとNd:YVO4 結晶
14の後方端面14aとが光軸上で約10mm離れるように配
設されている。この共振器ミラー15のミラー面15aに
は、励起光であるレーザービーム10および固体レーザー
ビーム20は高反射率で反射し、第2高調波21は透過させ
るコートが施されており、したがってこの共振器ミラー
15からはほぼ第2高調波21のみが出射する。The resonator mirror 15 is a concave mirror having a radius of curvature of 50 mm, and its mirror surface 15a and Nd: YVO 4 crystal are used.
The rear end face 14a is disposed so as to be separated from the rear end face 14a by about 10 mm on the optical axis. The mirror surface 15a of the resonator mirror 15 is provided with a coating that reflects the laser beam 10 and the solid-state laser beam 20 as excitation light with high reflectivity and transmits the second harmonic 21. Bowl mirror
Almost only the second harmonic 21 is emitted from 15.
【0025】次に発振状態を調整する装置について説明
する。この調整装置は、共振器ミラー15を共振器光軸と
直交する2方向、つまり図1中のx方向およびそれと直
交するy方向に移動させるx−y微動ステージ40と、こ
のx−y微動ステージ40の駆動を制御する制御手段41
と、共振器ミラー15から出力された第2高調波21を受光
する位置に配されたCCDカメラ42とから構成されてい
る。Next, an apparatus for adjusting the oscillation state will be described. This adjusting device includes an xy fine movement stage 40 for moving the resonator mirror 15 in two directions orthogonal to the resonator optical axis, that is, an x direction in FIG. 1 and a y direction orthogonal thereto, and an xy fine movement stage Control means 41 for controlling the driving of 40
And a CCD camera 42 arranged at a position for receiving the second harmonic 21 output from the resonator mirror 15.
【0026】発振状態の調整に際して、制御手段41は所
定のプログラムに従ってx−y微動ステージ40を、まず
共振器ミラー15をx方向に移動させるように駆動する。
このように共振器ミラー15が移動する際、CCDカメラ
42は第2高調波21のビーム形状すなわち横モードを検出
し続け、それを示す映像信号Sを制御手段41に入力す
る。When adjusting the oscillation state, the control means 41 drives the xy fine movement stage 40 according to a predetermined program so as to first move the resonator mirror 15 in the x direction.
When the resonator mirror 15 moves as described above, the CCD camera
42 continuously detects the beam shape of the second harmonic 21, that is, the transverse mode, and inputs a video signal S indicating this to the control means 41.
【0027】上記のように共振器ミラー15を共振器光軸
と直交するx方向に移動させると、その移動位置に応じ
てレーザービーム20つまりは第2高調波21の横モードが
変化する。図2は、この状態を説明するものである。例
えば、図示のように共振器ミラー15を十分に−(マイナ
ス)x側にある位置から+(プラス)x方向に移動させ
てゆくと、x2位置においてそれまでの高次横モード状
態から0次横モード状態に切り替わり、次にx1位置に
おいて0次横モード状態から高次横モード状態に切り替
わる。When the resonator mirror 15 is moved in the x direction orthogonal to the resonator optical axis as described above, the transverse mode of the laser beam 20, that is, the second harmonic 21, changes according to the position of the movement. FIG. 2 illustrates this state. For example, as shown in the figure, when the resonator mirror 15 is sufficiently moved in the + (plus) x direction from the position on the − (minus) x side, the 0th-order transverse mode state is obtained at the x2 position. The mode is switched to the lateral mode state, and then switches from the 0th-order lateral mode state to the high-order lateral mode state at the x1 position.
【0028】以上はx方向のみについて説明したが、第
2高調波21が0次横モードを取る範囲は、共振器光軸に
交わる面内で2次元的に広がっている。図3には、この
状態を示してある。この図3中の大きな円が、第2高調
波21が0次横モードを取る範囲を示しており、本例でこ
の範囲は、直径が約 100μmの略円形の範囲となってい
る。Although only the x direction has been described above, the range in which the second harmonic 21 takes the zero-order transverse mode extends two-dimensionally in a plane intersecting the resonator optical axis. FIG. 3 shows this state. The large circle in FIG. 3 indicates the range in which the second harmonic 21 takes the 0th-order transverse mode, and in this example, this range is a substantially circular range having a diameter of about 100 μm.
【0029】共振器ミラー15の移動は、上述したように
十分に−(マイナス)x側にある位置から+(プラス)
x方向に移動させても構わないが、本実施形態ではまず
手操作で共振器ミラー15を粗動して発振させ、第2高調
波21を目視で観測する等により、該共振器ミラー15の位
置をx方向の0次横モード範囲の中央付近に初期設定
し、そこから移動させるようにしている。図3(1)中
の小さな白丸が、この共振器ミラー15の初期位置を示し
ている。As described above, the movement of the resonator mirror 15 is shifted from the position sufficiently on the-(minus) x side to + (plus).
Although it may be moved in the x direction, in the present embodiment, first, the resonator mirror 15 is coarsely moved and oscillated by hand, and the second harmonic 21 is visually observed. The position is initially set near the center of the 0th-order transverse mode range in the x direction, and is moved from there. A small white circle in FIG. 3A indicates the initial position of the resonator mirror 15.
【0030】なお前述したように、共振器ミラー15の移
動位置は絶対的な位置で規定する必要はなく、本実施形
態ではこの位置を、x−y微動ステージ40の目盛りで規
定している。As described above, the moving position of the resonator mirror 15 does not need to be defined by an absolute position. In this embodiment, this position is defined by the scale of the xy fine movement stage 40.
【0031】共振器ミラー15を上記初期位置から+x方
向に移動させてゆくと、第2高調波21の横モードは位置
x1において0次モードから高次モードに切り替わる。
制御手段41はCCDカメラ42から受けている映像信号S
に基づいて、この横モードの切り替わりを検知し、その
ときの位置x1(x−y微動ステージ40のx目盛り)を
検出し記憶する。When the resonator mirror 15 is moved from the initial position in the + x direction, the transverse mode of the second harmonic 21 is switched from the zero-order mode to the higher-order mode at the position x1.
The control means 41 controls the image signal S received from the CCD camera 42.
, The switching of the lateral mode is detected, and the position x1 (the x scale of the xy fine movement stage 40) at that time is detected and stored.
【0032】その後制御手段41はx−y微動ステージ40
を、共振器ミラー15を−x方向に移動させるように駆動
する。このように共振器ミラー15が移動すると、その位
置がx2に到達したとき、第2高調波21の横モードは0
次モードから高次モードに切り替わる。制御手段41はC
CDカメラ42から受けている映像信号Sに基づいて、こ
の横モードの切り替わりを検知し、そのときの位置x2
を検出し記憶する。Thereafter, the control means 41 controls the xy fine movement stage 40.
Is driven to move the resonator mirror 15 in the −x direction. When the resonator mirror 15 moves in this way, when the position reaches x2, the transverse mode of the second harmonic 21 becomes 0.
The mode is switched from the next mode to the higher mode. The control means 41 is C
Based on the video signal S received from the CD camera 42, the switching of the horizontal mode is detected, and the position x2 at that time is detected.
Is detected and stored.
【0033】制御手段41は記憶した上記位置x2および
x1から、下式 xc =x2+|x1−x2|/2 に基づいて、x方向内の0次モード範囲の中央位置xc
を演算し、この中央位置xc (つまりx−y微動ステー
ジ40のx目盛りがxc となる位置)に共振器ミラー15を
移動させ、x方向に関してはそこで固定する。このよう
にして求められる中央位置xc を、図3(2)において
黒丸で示してある。From the stored positions x2 and x1, the control means 41 calculates the center position xc of the 0th-order mode range in the x direction based on the following equation: xc = x2 + | x1-x2 | / 2.
Is calculated, and the resonator mirror 15 is moved to the center position xc (that is, the position where the x scale of the xy fine movement stage 40 becomes xc), and fixed there in the x direction. The center position xc obtained in this way is indicated by a black circle in FIG.
【0034】次にy方向に関しても同じ操作がなされ、
下式 yc =y2+|y1−y2|/2 に基づいて、y方向内の0次モード範囲の中央位置yc
が求められる。なおy1およびy2は、0次モードと高
次モードとが切り替わるy方向の位置である。この中央
位置yc を、図3(3)において二重丸で示してある。
この中央位置ycは、当然x方向の中央位置xc 上にあ
り、共振器ミラー15は最終的にこの位置においてホルダ
ー30に固定される。この共振器ミラー15の固定は、例え
ば接着等によってなされる。Next, the same operation is performed in the y direction.
Based on the following equation, yc = y2 + | y1-y2 | / 2, the center position yc of the 0th-order mode range in the y direction
Is required. Note that y1 and y2 are positions in the y direction at which the mode switches between the 0th-order mode and the higher-order mode. This center position yc is indicated by a double circle in FIG.
This center position yc is naturally on the center position xc in the x direction, and the resonator mirror 15 is finally fixed to the holder 30 at this position. The fixing of the resonator mirror 15 is performed by, for example, bonding or the like.
【0035】以上の操作により共振器ミラー15は、第2
高調波21の横モードが0次モードとなる範囲の中央位置
に調整固定され、安定した0次横モードでの発振状態が
得られるようになる。By the above operation, the resonator mirror 15 is
The transverse mode of the harmonic 21 is adjusted and fixed at the center position of the range in which the transverse mode is the zero-order mode, so that a stable oscillation state in the zero-order transverse mode can be obtained.
【0036】本実施形態によれば、0次横モードを取る
範囲の中央を中心とする該範囲の縦横20%、つまり20μ
mの領域内に共振器ミラー15を調整固定することが可能
である。なお、上記範囲の縦横50%、つまり本例では縦
横50μmの領域内に共振器ミラー15を調整固定しても、
比較的安定した0次横モードでの発振状態が得られるよ
うになる。また、上述のような自動調整装置によらず
に、本発明方法を適用して手動操作で共振器ミラー15等
のレーザー部品を位置調整することも可能であり、その
場合には、上記0次横モードを取る範囲の中央に極めて
近接した位置にレーザー部品を位置調整することも可能
となる。According to the present embodiment, the center of the range in which the 0th-order horizontal mode is taken is 20% vertically and horizontally, that is, 20 μm.
The resonator mirror 15 can be adjusted and fixed in the area of m. In addition, even if the resonator mirror 15 is adjusted and fixed within a range of 50% in the vertical and horizontal directions of the above range, that is, in this example, 50 μm in the vertical and horizontal directions,
A relatively stable oscillation state in the 0th-order transverse mode can be obtained. Instead of using the automatic adjustment device as described above, it is also possible to adjust the position of the laser component such as the resonator mirror 15 by manual operation by applying the method of the present invention. It is also possible to adjust the position of the laser component to a position very close to the center of the range for taking the transverse mode.
【0037】なお上記実施形態では、共振器ミラー15を
x方向について調整してから、y方向について調整して
いるが、この順序は逆であってもよい。また共振器ミラ
ー15の移動方向は、このようなx方向(水平方向)とy
方向(鉛直方向)とに限らず、x−y面内のどの方向に
設定しても構わない。また調整の方向は上記のように2
方向とする他、1方向あるいは3方向以上としてもよ
い。In the above embodiment, the resonator mirror 15 is adjusted in the x direction and then in the y direction. However, the order may be reversed. The moving direction of the resonator mirror 15 is such that the x direction (horizontal direction) and the y direction
The direction is not limited to the direction (vertical direction), and may be set to any direction in the xy plane. The direction of adjustment is 2
The direction may be one direction or three or more directions.
【0038】さらに本発明は、共振器ミラーの位置を調
整する場合に限らず、その他のレーザー部品を位置調整
する場合にも同様に適用可能である。図4は、本発明の
第2実施形態により、励起部を全体的に移動させて発振
調整するようにした半導体レーザー励起固体レーザーを
示すものである。なおこの図4において、図1中の要素
と同等の要素には同番号を付してあり、それらについて
の重複した説明は省略する。Further, the present invention is not limited to the case where the position of the resonator mirror is adjusted, but is similarly applicable to the case where the position of other laser components is adjusted. FIG. 4 shows a semiconductor laser-excited solid-state laser according to a second embodiment of the present invention, in which the excitation section is moved as a whole to adjust oscillation. In FIG. 4, elements that are the same as the elements in FIG. 1 are given the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.
【0039】ここでは励起用の半導体レーザー11および
集光レンズ13を保持したホルダー33および、共振器部を
全て保持したホルダー30がそれぞれユニット台50、51に
固定されて、互いに独立した励起ユニット、共振器ユニ
ットを構成している。ユニット台50は、共振器光軸と直
交して、互いも直交するx方向およびy方向に移動自在
とされている。一方ユニット台51は、予め上記励起ユニ
ットとは別の調整用励起光学系と組み合わされ、それを
用いて共振器ミラー15が調整固定される。Here, the holder 33 holding the semiconductor laser 11 for excitation and the condenser lens 13 and the holder 30 holding all the resonator units are fixed to the unit bases 50 and 51, respectively. This constitutes a resonator unit. The unit base 50 is movable in the x-direction and the y-direction orthogonal to the resonator optical axis and orthogonal to each other. On the other hand, the unit base 51 is combined in advance with an excitation optical system for adjustment different from the above-mentioned excitation unit, and the resonator mirror 15 is adjusted and fixed by using it.
【0040】その後励起ユニットと共振器ユニットとが
組み合わされ、ユニット台50をユニット台51に対して全
体的にx方向およびy方向に移動させて、発振調整がな
される。この調整のためのユニット台50の移動および最
適位置への設定は、基本的に先の実施形態におけるのと
同様にして行なえばよい。Thereafter, the excitation unit and the resonator unit are combined, and the unit table 50 is moved in the x direction and the y direction with respect to the unit table 51 as a whole, so that the oscillation is adjusted. The movement of the unit base 50 and the setting to the optimum position for this adjustment may be performed basically in the same manner as in the previous embodiment.
【0041】なお本発明において、共振器ミラーや励起
系部品等のレーザー部品は、以上説明した実施形態にお
けるように共振器光軸と直交する方向に移動させる他、
共振器光軸に対して傾けるような方向に移動させて横モ
ードを変えるようにしてもよい。また、CCDカメラの
代わりに、ビーム径測定装置を用いてもよい。In the present invention, the laser components such as the resonator mirror and the excitation system component are moved in the direction orthogonal to the resonator optical axis as in the above-described embodiment.
The transverse mode may be changed by moving in a direction inclined with respect to the resonator optical axis. Further, a beam diameter measuring device may be used instead of the CCD camera.
【図1】本発明の第1の実施形態によって調整がなされ
る半導体レーザー励起固体レーザーおよび、その調整を
行なう装置を示す側面図FIG. 1 is a side view showing a semiconductor laser-excited solid-state laser that is adjusted according to a first embodiment of the present invention and a device that performs the adjustment.
【図2】固体レーザーの横モードの切り替わりを説明す
る図FIG. 2 is a view for explaining switching of a transverse mode of a solid-state laser.
【図3】図1の装置における共振器の調整移動を説明す
る図FIG. 3 is a diagram for explaining adjustment movement of a resonator in the apparatus of FIG. 1;
【図4】本発明の第2の実施形態によって調整がなされ
る半導体レーザー励起固体レーザーを示す側面図FIG. 4 is a side view showing a semiconductor laser pumped solid-state laser tuned according to a second embodiment of the present invention.
10 レーザービーム(励起光) 11 半導体レーザー 13 集光レンズ 14 Nd:YVO4 結晶 15 共振器ミラー 16 光波長変換素子 17 ブリュースター板 18 エタロン 20 レーザービーム(固体レーザービーム) 21 第2高調波 30、33 ホルダー 31 ペルチェ素子 32 ベースプレート 40 x−y微動ステージ 41 制御手段 42 CCDカメラ 50、51 ユニット台10 Laser beam (excitation light) 11 Semiconductor laser 13 Condensing lens 14 Nd: YVO 4 crystal 15 Resonator mirror 16 Optical wavelength conversion element 17 Brewster plate 18 Etalon 20 Laser beam (Solid laser beam) 21 Second harmonic 30, 33 Holder 31 Peltier element 32 Base plate 40 XY fine movement stage 41 Control means 42 CCD camera 50, 51 Unit base
Claims (9)
起する励起源、および共振器を有する固体レーザーの発
振状態を調整する方法であって、 固体レーザーを構成する少なくとも1つの部品を共振器
光軸と交わる方向に移動させ、 この移動がなされているときの固体レーザービームの横
モードを検出し、 前記移動の方向内で前記横モードが0次モードを取る範
囲を求め、 この0次モードを取る範囲の中央近傍に前記部品を位置
調整固定することを特徴とする固体レーザーの調整方
法。1. A method for adjusting an oscillation state of a solid-state laser having at least a solid-state laser crystal, an excitation source for exciting the crystal, and a resonator, wherein at least one component constituting the solid-state laser is provided with a resonator optical axis. Moving in the intersecting direction, detecting the transverse mode of the solid-state laser beam while the movement is being performed, obtaining a range in which the transverse mode takes the zero-order mode in the direction of the movement, and taking the zero-order mode. Adjusting the position of the component near the center of the solid-state laser.
起する励起源、および共振器を有する固体レーザーの発
振状態を調整する方法であって、 固体レーザーを構成する少なくとも1つの部品を共振器
光軸と交わる方向に移動させ、 この移動がなされているときの固体レーザービームの横
モードを検出し、 前記移動の方向内で前記横モードが0次モードを取る範
囲を求め、 この0次モードを取る範囲の中央を中心とする該範囲の
20%の領域内に前記部品を位置調整固定することを特徴
とする固体レーザーの調整方法。2. A method for adjusting an oscillation state of a solid-state laser having at least a solid-state laser crystal, an excitation source for exciting the same, and a resonator, wherein at least one component constituting the solid-state laser is connected to a resonator optical axis. Moving in the intersecting direction, detecting the transverse mode of the solid-state laser beam while the movement is being performed, obtaining a range in which the transverse mode takes the zero-order mode in the direction of the movement, and taking the zero-order mode. Of the range around the center of
A method for adjusting a solid-state laser, wherein the position of the component is adjusted and fixed within a region of 20%.
起する励起源、および共振器を有する固体レーザーの発
振状態を調整する方法であって、 固体レーザーを構成する少なくとも1つの部品を共振器
光軸と交わる方向に移動させ、 この移動がなされているときの固体レーザービームの横
モードを検出し、 前記移動の方向内で前記横モードが0次モードを取る範
囲を求め、 この0次モードを取る範囲の中央を中心とする該範囲の
50%の領域内に前記部品を位置調整固定することを特徴
とする固体レーザーの調整方法。3. A method for adjusting an oscillation state of a solid-state laser having at least a solid-state laser crystal, an excitation source for exciting the same, and a resonator, wherein at least one component constituting the solid-state laser is provided with a resonator optical axis. Moving in the intersecting direction, detecting the transverse mode of the solid-state laser beam while the movement is being performed, obtaining a range in which the transverse mode takes the zero-order mode in the direction of the movement, and taking the zero-order mode. Of the range around the center of
A method for adjusting a solid-state laser, wherein the position of the component is adjusted and fixed within a 50% area.
品の位置調整固定を、互いに異なる複数の方向について
行なうことを特徴とする請求項1から3いずれか1項記
載の固体レーザーの調整方法。4. The solid-state laser adjustment method according to claim 1, wherein the movement of the component and the position adjustment and fixing of the component based on the movement are performed in a plurality of different directions.
品の位置調整固定を、互いにほぼ直交する2方向につい
て行なうことを特徴とする請求項4記載の固体レーザー
の調整方法。5. The solid-state laser adjustment method according to claim 4, wherein the movement of the component and the position adjustment and fixing of the component based on the movement are performed in two directions substantially orthogonal to each other.
部品であることを特徴とする請求項1から5いずれか1
項記載の固体レーザーの調整方法。6. The device according to claim 1, wherein the moving component is a component forming a resonator.
The method for adjusting a solid-state laser according to the above item.
ーであることを特徴とする請求項6記載の固体レーザー
の調整方法。7. The method according to claim 6, wherein the moving component is an output mirror of a resonator.
む、励起部の構成部品であることを特徴とする請求項1
から7いずれか1項記載の固体レーザーの調整方法。8. The pump according to claim 1, wherein the moving component is a component of an excitation unit including the excitation source.
8. The method for adjusting a solid-state laser according to any one of items 1 to 7.
レーザーの調整方法を実施する装置であって、 固体レーザーを構成する少なくとも1つの部品を共振器
光軸と交わる方向に移動させる移動手段と、 固体レーザービームの横モードを検出する横モード検出
手段と、 この横モード検出手段の出力に基づいて、前記部品を所
定の調整位置に配置するように前記移動手段の駆動を制
御する制御手段とを備えたことを特徴とする固体レーザ
ーの調整装置。9. An apparatus for performing the method for adjusting a solid-state laser according to claim 1, wherein at least one component of the solid-state laser is moved in a direction intersecting the optical axis of the resonator. Means, a transverse mode detecting means for detecting a transverse mode of the solid-state laser beam, and control for controlling driving of the moving means so as to arrange the component at a predetermined adjustment position based on an output of the transverse mode detecting means. And a means for adjusting a solid-state laser.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27556499A JP2001102665A (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Method and device for adjusting solid-state laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27556499A JP2001102665A (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Method and device for adjusting solid-state laser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001102665A true JP2001102665A (en) | 2001-04-13 |
Family
ID=17557216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27556499A Withdrawn JP2001102665A (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Method and device for adjusting solid-state laser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001102665A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008282956A (en) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Tokai Univ | Semiconductor laser device, and optical tweezer |
CN108007394A (en) * | 2017-11-30 | 2018-05-08 | 南京理工大学 | The centering debugging apparatus and its adjustment method of a kind of distant-range high-precision |
-
1999
- 1999-09-29 JP JP27556499A patent/JP2001102665A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008282956A (en) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Tokai Univ | Semiconductor laser device, and optical tweezer |
CN108007394A (en) * | 2017-11-30 | 2018-05-08 | 南京理工大学 | The centering debugging apparatus and its adjustment method of a kind of distant-range high-precision |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5180086B2 (en) | Wavelength conversion device and image display device | |
JP5259716B2 (en) | Wavelength conversion laser light source, projection display device including the same, liquid crystal display device, and laser light source | |
JP5352212B2 (en) | Wavelength conversion laser light source | |
JP5096379B2 (en) | Solid-state laser device, display device, and wavelength conversion element | |
JP2010534416A (en) | Frequency modulation in optical alignment of wavelength-converted laser sources | |
JP2013528297A (en) | Method and system for optimizing optical package alignment | |
US10554011B2 (en) | Light source device and wavelength conversion method using non-linear crystal and a first and second optical path length control mechanism | |
JP2001102665A (en) | Method and device for adjusting solid-state laser | |
JPH07181534A (en) | Ultraviolet laser device | |
JP2016053615A (en) | Optical parametric oscillator, light source unit, microscope, optical parametric oscillation adjustment method, and wavelength conversion method | |
JP2005026381A (en) | Laser device | |
JP2000357834A (en) | Solid laser device | |
JPH07261091A (en) | Laser microscope | |
JP2000269574A (en) | Semiconductor laser pumped solid-state laser and method for adjusting the same | |
JP2016053616A (en) | Optical parametric oscillator, light source unit, and microscope | |
JP2000252570A (en) | Wavelength converting solid-state laser device | |
JP4856898B2 (en) | Solid state laser equipment | |
JP6508059B2 (en) | Control device, control method, and program | |
JP7046613B2 (en) | Light source device, inspection device, and control method of light source device | |
JP5257428B2 (en) | Method for setting proper temperature of solid-state laser device | |
JPH11150318A (en) | Laser beam generation controller, laser beam generator, and control method thereof | |
JPH1146025A (en) | Laser beam generating apparatus | |
JPH06209132A (en) | Solid-state laser | |
JPH08181374A (en) | Laser diode excitation solid laser | |
JP5125570B2 (en) | Solid state laser equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061205 |