JP2003332657A - レーザーシステム - Google Patents
レーザーシステムInfo
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- JP2003332657A JP2003332657A JP2002142604A JP2002142604A JP2003332657A JP 2003332657 A JP2003332657 A JP 2003332657A JP 2002142604 A JP2002142604 A JP 2002142604A JP 2002142604 A JP2002142604 A JP 2002142604A JP 2003332657 A JP2003332657 A JP 2003332657A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】共振器周りの装置構成を小型化するとともに、
高効率化ならびにビームを高品質化することのできるレ
ーザーシステムを提供する。 【解決手段】電源と、上記電源により駆動されて発振波
長８８０±５ｎｍのレーザー光を出射する半導体レーザ
ーとを有し、上記半導体レーザーから出射されたレーザ
ー光を外部へ出射する電源部と、共振器と、上記共振器
内に配置されたレーザー媒質とを有し、上記レーザー媒
質が励起光により励起されてレーザー発振することによ
り、外部へレーザー光を出射するレーザーヘッド部と、
上記電源部とレーザーヘッド部とを光学的に接続し、上
記電源部から外部へ出射されたレーザー光を上記レーザ
ーヘッド部の上記共振器内へ導光するファイバーとを有
し、上記レーザー媒質は、上記ファイバーにより上記共
振器内に導光された発振波長８８０±５ｎｍのレーザー
光を励起光としてレーザー発振する。
高効率化ならびにビームを高品質化することのできるレ
ーザーシステムを提供する。 【解決手段】電源と、上記電源により駆動されて発振波
長８８０±５ｎｍのレーザー光を出射する半導体レーザ
ーとを有し、上記半導体レーザーから出射されたレーザ
ー光を外部へ出射する電源部と、共振器と、上記共振器
内に配置されたレーザー媒質とを有し、上記レーザー媒
質が励起光により励起されてレーザー発振することによ
り、外部へレーザー光を出射するレーザーヘッド部と、
上記電源部とレーザーヘッド部とを光学的に接続し、上
記電源部から外部へ出射されたレーザー光を上記レーザ
ーヘッド部の上記共振器内へ導光するファイバーとを有
し、上記レーザー媒質は、上記ファイバーにより上記共
振器内に導光された発振波長８８０±５ｎｍのレーザー
光を励起光としてレーザー発振する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザーシステム
に関し、さらに詳細には、励起光により励起されてレー
ザー発振するレーザー媒質を備えたレーザーシステムに
関する。
に関し、さらに詳細には、励起光により励起されてレー
ザー発振するレーザー媒質を備えたレーザーシステムに
関する。
【０００２】
【発明の背景】従来のレーザーシステムとして、ランプ
の発光を励起光として用いて、共振器内に配設されたレ
ーザー媒質を励起するようにしたものが知られている。
の発光を励起光として用いて、共振器内に配設されたレ
ーザー媒質を励起するようにしたものが知られている。
【０００３】しかしながら、こうしたレーザーシステム
は、ランプの発光を励起光として用いてレーザー媒質を
励起するものであるので、レーザー発振の効率がよくな
いという問題点があった。
は、ランプの発光を励起光として用いてレーザー媒質を
励起するものであるので、レーザー発振の効率がよくな
いという問題点があった。
【０００４】こうした問題点を解決するために、レーザ
ーダイオードなどの半導体レーザーから出射される所定
の波長のレーザー光を励起光として用いて、共振器内に
配設されたレーザー媒質を励起するレーザーシステムが
開発されている。
ーダイオードなどの半導体レーザーから出射される所定
の波長のレーザー光を励起光として用いて、共振器内に
配設されたレーザー媒質を励起するレーザーシステムが
開発されている。
【０００５】この半導体レーザーから出射される所定の
波長のレーザー光を励起光として用いてレーザー媒質を
励起するレーザーシステムは、レーザー媒質の吸収帯の
波長のレーザー光を出射する半導体レーザーを選択し
て、当該半導体レーザーのレーザー光を励起光として用
いてレーザー媒質を励起することができるので、レーザ
ー発振の効率が極めてよいものである。
波長のレーザー光を励起光として用いてレーザー媒質を
励起するレーザーシステムは、レーザー媒質の吸収帯の
波長のレーザー光を出射する半導体レーザーを選択し
て、当該半導体レーザーのレーザー光を励起光として用
いてレーザー媒質を励起することができるので、レーザ
ー発振の効率が極めてよいものである。
【０００６】ところで、従来の半導体レーザーを用いて
レーザー媒質を励起するレーザーシステムにおいては、
例えば、励起光によりレーザー媒質としてのロッド状レ
ーザー結晶の側面から励起する場合には、励起光として
のレーザー光を出射するレーザーダイオードなどの半導
体レーザーを、ロッド状レーザー結晶に近接させて配置
する必要があった。このため、従来の半導体レーザーを
用いてレーザー媒質を励起するレーザーシステムにおい
ては、一般に、内部にレーザー媒質を配置した共振器と
一体的に半導体レーザーが配置されていた。
レーザー媒質を励起するレーザーシステムにおいては、
例えば、励起光によりレーザー媒質としてのロッド状レ
ーザー結晶の側面から励起する場合には、励起光として
のレーザー光を出射するレーザーダイオードなどの半導
体レーザーを、ロッド状レーザー結晶に近接させて配置
する必要があった。このため、従来の半導体レーザーを
用いてレーザー媒質を励起するレーザーシステムにおい
ては、一般に、内部にレーザー媒質を配置した共振器と
一体的に半導体レーザーが配置されていた。
【０００７】しかしながら、こうした従来の半導体レー
ザーを用いてレーザー媒質を励起するレーザーシステム
によれば、内部にレーザー媒質を配置した共振器と一体
的に近接して半導体レーザーが配置されることになるた
め、共振器周りの装置構成が大型化してスペース的に不
利になるという問題点があった。
ザーを用いてレーザー媒質を励起するレーザーシステム
によれば、内部にレーザー媒質を配置した共振器と一体
的に近接して半導体レーザーが配置されることになるた
め、共振器周りの装置構成が大型化してスペース的に不
利になるという問題点があった。
【０００８】また、上記した従来の半導体レーザーを用
いてレーザー媒質を励起するレーザーシステムによれ
ば、内部にレーザー媒質を配置した共振器と一体的に近
接して半導体レーザーが配置されることになるため、半
導体レーザーから発生する熱によりレーザー媒質の安定
性の低下を招くという問題点があり、さらに、半導体レ
ーザーから発生する熱を冷却するための冷却機構が必要
になるので、共振器周りの装置構成が大型化してスペー
ス的に不利になるという問題点があった。
いてレーザー媒質を励起するレーザーシステムによれ
ば、内部にレーザー媒質を配置した共振器と一体的に近
接して半導体レーザーが配置されることになるため、半
導体レーザーから発生する熱によりレーザー媒質の安定
性の低下を招くという問題点があり、さらに、半導体レ
ーザーから発生する熱を冷却するための冷却機構が必要
になるので、共振器周りの装置構成が大型化してスペー
ス的に不利になるという問題点があった。
【０００９】さらに、上記した従来の半導体レーザーを
用いてレーザー媒質を励起するレーザーシステムによれ
ば、半導体レーザーの故障や寿命による交換などの際
に、共振器の再調整が必要となるため、メンテナンスが
煩雑になるという問題点があった。
用いてレーザー媒質を励起するレーザーシステムによれ
ば、半導体レーザーの故障や寿命による交換などの際
に、共振器の再調整が必要となるため、メンテナンスが
煩雑になるという問題点があった。
【００１０】また、従来の波長８０８ｎｍでの励起で
は、波長１０６３ｎｍのレーザー光を発生させる場合
に、エネルギー変換効率は「８０８／１０６３」により
制限され、残りのエネルギーが熱としてレーザー媒質に
残されるという問題があった。
は、波長１０６３ｎｍのレーザー光を発生させる場合
に、エネルギー変換効率は「８０８／１０６３」により
制限され、残りのエネルギーが熱としてレーザー媒質に
残されるという問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、共振器周りの装置構成
を小型化することのできるレーザーシステムを提供しよ
うとするものである。
うな従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、共振器周りの装置構成
を小型化することのできるレーザーシステムを提供しよ
うとするものである。
【００１２】また、本発明の目的とするところは、レー
ザー媒質が熱による影響を受けることがないようにし
て、ビームの高品質化を図ったレーザーシステムを提供
しようとするものである。
ザー媒質が熱による影響を受けることがないようにし
て、ビームの高品質化を図ったレーザーシステムを提供
しようとするものである。
【００１３】また、本発明の目的とするところは、励起
波長をレーザーの発振波長に近づけることにより、エネ
ルギーの変換効率を向上させて高効率化を図り、レーザ
ー媒質に残る熱を低減することができるようにしたレー
ザーシステムを提供しようとするものである。
波長をレーザーの発振波長に近づけることにより、エネ
ルギーの変換効率を向上させて高効率化を図り、レーザ
ー媒質に残る熱を低減することができるようにしたレー
ザーシステムを提供しようとするものである。
【００１４】また、本発明の目的とするところは、メン
テナンスを容易にしたレーザーシステムを提供しようと
するものである。
テナンスを容易にしたレーザーシステムを提供しようと
するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、電源と、上
記電源により駆動されて発振波長８８０±５ｎｍのレー
ザー光を出射する半導体レーザーとを有し、上記半導体
レーザーから出射されたレーザー光を外部へ出射する電
源部と、共振器と、上記共振器内に配置されたレーザー
媒質とを有し、上記レーザー媒質が励起光により励起さ
れてレーザー発振することにより、外部へレーザー光を
出射するレーザーヘッド部と、上記電源部とレーザーヘ
ッド部とを光学的に接続し、上記電源部から外部へ出射
されたレーザー光を上記レーザーヘッド部の上記共振器
内へ導光するファイバーとを有し、上記レーザー媒質
は、上記ファイバーにより上記共振器内に導光された発
振波長８８０±５ｎｍのレーザー光を励起光としてレー
ザー発振するようにしたものである。
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、電源と、上
記電源により駆動されて発振波長８８０±５ｎｍのレー
ザー光を出射する半導体レーザーとを有し、上記半導体
レーザーから出射されたレーザー光を外部へ出射する電
源部と、共振器と、上記共振器内に配置されたレーザー
媒質とを有し、上記レーザー媒質が励起光により励起さ
れてレーザー発振することにより、外部へレーザー光を
出射するレーザーヘッド部と、上記電源部とレーザーヘ
ッド部とを光学的に接続し、上記電源部から外部へ出射
されたレーザー光を上記レーザーヘッド部の上記共振器
内へ導光するファイバーとを有し、上記レーザー媒質
は、上記ファイバーにより上記共振器内に導光された発
振波長８８０±５ｎｍのレーザー光を励起光としてレー
ザー発振するようにしたものである。
【００１６】従って、本発明のうち請求項１に記載の発
明によれば、互いに分離された電源部とレーザーヘッド
部とをファイバーにより光学的に接続し、電源部から外
部へ出射されたレーザー光をレーザーヘッド部の共振器
内へ導光するようにしたため、共振器周りの装置構成を
小型化することができるようになるとともに、レーザー
媒質が熱による影響を受けることがなくなり、さらに
は、半導体レーザーの交換などの際におけるメンテナン
スが容易になる。
明によれば、互いに分離された電源部とレーザーヘッド
部とをファイバーにより光学的に接続し、電源部から外
部へ出射されたレーザー光をレーザーヘッド部の共振器
内へ導光するようにしたため、共振器周りの装置構成を
小型化することができるようになるとともに、レーザー
媒質が熱による影響を受けることがなくなり、さらに
は、半導体レーザーの交換などの際におけるメンテナン
スが容易になる。
【００１７】また、本発明のうち請求項２に記載の発明
は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記
半導体レーザーはパルス動作し、上記電源部は発振波長
８８０±５ｎｍのパルスレーザー光を外部へ出射するよ
うにしたものである。
は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記
半導体レーザーはパルス動作し、上記電源部は発振波長
８８０±５ｎｍのパルスレーザー光を外部へ出射するよ
うにしたものである。
【００１８】また、本発明のうち請求項３に記載の発明
は、本発明のうち請求項１または請求項２のいずれか１
項に記載の発明において、さらに、上記レーザーヘッド
部が上記共振器内に配置されたＱスイッチを有するよう
にしたものである。
は、本発明のうち請求項１または請求項２のいずれか１
項に記載の発明において、さらに、上記レーザーヘッド
部が上記共振器内に配置されたＱスイッチを有するよう
にしたものである。
【００１９】また、本発明のうち請求項４に記載の発明
は、本発明のうち請求項３に記載の発明において、上記
Ｑスイッチを受動Ｑスイッチとしたものである。
は、本発明のうち請求項３に記載の発明において、上記
Ｑスイッチを受動Ｑスイッチとしたものである。
【００２０】また、本発明のうち請求項５に記載の発明
は、本発明のうち請求項４に記載の発明において、上記
受動ＱスイッチをＣｒ：ＹＡＧ結晶としたものである。
は、本発明のうち請求項４に記載の発明において、上記
受動ＱスイッチをＣｒ：ＹＡＧ結晶としたものである。
【００２１】また、本発明のうち請求項６に記載の発明
は、本発明のうち請求項３に記載の発明において、上記
ＱスイッチをＥＯ−Ｑスイッチとしたものである。
は、本発明のうち請求項３に記載の発明において、上記
ＱスイッチをＥＯ−Ｑスイッチとしたものである。
【００２２】また、本発明のうち請求項７に記載の発明
は、本発明のうち請求項３に記載の発明において、上記
ＱスイッチをＡＯ−Ｑスイッチとしたものである。
は、本発明のうち請求項３に記載の発明において、上記
ＱスイッチをＡＯ−Ｑスイッチとしたものである。
【００２３】また、本発明のうち請求項８に記載の発明
は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記
半導体レーザーは連続発振動作し、上記電源部は発振波
長８８０±５ｎｍの連続レーザー光を外部へ出射するよ
うにしたものである。
は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記
半導体レーザーは連続発振動作し、上記電源部は発振波
長８８０±５ｎｍの連続レーザー光を外部へ出射するよ
うにしたものである。
【００２４】また、本発明のうち請求項９に記載の発明
は、本発明のうち請求項１、請求項２、請求項３、請求
項４、請求項５、請求項６、請求項７または請求項８の
いずれか１項に記載の発明において、上記レーザー媒質
をネオジウム添加ガドリニウムバナデイト結晶としたも
のである。
は、本発明のうち請求項１、請求項２、請求項３、請求
項４、請求項５、請求項６、請求項７または請求項８の
いずれか１項に記載の発明において、上記レーザー媒質
をネオジウム添加ガドリニウムバナデイト結晶としたも
のである。
【００２５】また、本発明のうち請求項１０に記載の発
明は、本発明のうち請求項９に記載の発明において、上
記ネオジウム添加ガドリニウムバナデイト結晶を、レー
ザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比率で１５
％以下の濃度となるように添加されたガドリニウムバナ
デイト結晶としたものである。
明は、本発明のうち請求項９に記載の発明において、上
記ネオジウム添加ガドリニウムバナデイト結晶を、レー
ザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比率で１５
％以下の濃度となるように添加されたガドリニウムバナ
デイト結晶としたものである。
【００２６】また、本発明のうち請求項１１に記載の発
明は、本発明のうち請求項１０に記載の発明において、
上記レーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比
率で１５％以下の濃度となるように添加されたガドリニ
ウムバナデイト結晶は、フローティングゾーン法により
生成されたものとしたものである。
明は、本発明のうち請求項１０に記載の発明において、
上記レーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比
率で１５％以下の濃度となるように添加されたガドリニ
ウムバナデイト結晶は、フローティングゾーン法により
生成されたものとしたものである。
【００２７】また、本発明のうち請求項１２に記載の発
明は、本発明のうち請求項９、請求項１０または請求項
１１のいずれか１項に記載の発明において、上記電源部
は波長８８０±５ｎｍのレーザー光を外部へ出射し、上
記ネオジウム添加ガドリニウムバナデイト結晶は主吸収
帯である波長８０８ｎｍ帯とは異なる波長８８０ｎｍ帯
の励起光により励起されるようにしたものである。
明は、本発明のうち請求項９、請求項１０または請求項
１１のいずれか１項に記載の発明において、上記電源部
は波長８８０±５ｎｍのレーザー光を外部へ出射し、上
記ネオジウム添加ガドリニウムバナデイト結晶は主吸収
帯である波長８０８ｎｍ帯とは異なる波長８８０ｎｍ帯
の励起光により励起されるようにしたものである。
【００２８】また、本発明のうち請求項１３に記載の発
明は、本発明のうち請求項１、請求項２、請求項３、請
求項４、請求項５、請求項６、請求項７または請求項８
のいずれか１項に記載の発明において、上記レーザー媒
質をネオジウム添加イットリウムバナデイト結晶とした
ものである。
明は、本発明のうち請求項１、請求項２、請求項３、請
求項４、請求項５、請求項６、請求項７または請求項８
のいずれか１項に記載の発明において、上記レーザー媒
質をネオジウム添加イットリウムバナデイト結晶とした
ものである。
【００２９】また、本発明のうち請求項１４に記載の発
明は、本発明のうち請求項１３に記載の発明において、
上記ネオジウム添加イットリウムバナデイト結晶を、レ
ーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比率で１
５％以下の濃度となるように添加されたイットリウムバ
ナデイト結晶としたものである。
明は、本発明のうち請求項１３に記載の発明において、
上記ネオジウム添加イットリウムバナデイト結晶を、レ
ーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比率で１
５％以下の濃度となるように添加されたイットリウムバ
ナデイト結晶としたものである。
【００３０】また、本発明のうち請求項１５に記載の発
明は、本発明のうち請求項１４に記載の発明において、
上記レーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比
率で１５％以下の濃度となるように添加されたイットリ
ウムバナデイト結晶は、フローティングゾーン法により
生成されたものとしたものである。
明は、本発明のうち請求項１４に記載の発明において、
上記レーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比
率で１５％以下の濃度となるように添加されたイットリ
ウムバナデイト結晶は、フローティングゾーン法により
生成されたものとしたものである。
【００３１】また、本発明のうち請求項１６に記載の発
明は、本発明のうち請求項１３、請求項１４または請求
項１５のいずれか１項に記載の発明において、上記電源
部は波長８８０±５ｎｍのレーザー光を外部へ出射し、
上記ネオジウム添加イットリウムバナデイト結晶は主吸
収帯である波長８０８ｎｍ帯とは異なる波長８８０ｎｍ
帯の励起光により励起されるようにしたものである。
明は、本発明のうち請求項１３、請求項１４または請求
項１５のいずれか１項に記載の発明において、上記電源
部は波長８８０±５ｎｍのレーザー光を外部へ出射し、
上記ネオジウム添加イットリウムバナデイト結晶は主吸
収帯である波長８０８ｎｍ帯とは異なる波長８８０ｎｍ
帯の励起光により励起されるようにしたものである。
【００３２】また、本発明のうち請求項１７に記載の発
明は、本発明のうち請求項１、請求項２、請求項３、請
求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請
求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項
１３、請求項１４、請求項１５または請求項１６のいず
れか１項に記載の発明において、上記電源部が上記半導
体レーザーを冷却する冷却装置を有するようにしたもの
である。
明は、本発明のうち請求項１、請求項２、請求項３、請
求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請
求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項
１３、請求項１４、請求項１５または請求項１６のいず
れか１項に記載の発明において、上記電源部が上記半導
体レーザーを冷却する冷却装置を有するようにしたもの
である。
【００３３】また、本発明のうち請求項１８に記載の発
明は、本発明のうち請求項１７に記載の発明おいて、上
記冷却装置が電子冷却により上記半導体レーザーを冷却
するようにしたものである。
明は、本発明のうち請求項１７に記載の発明おいて、上
記冷却装置が電子冷却により上記半導体レーザーを冷却
するようにしたものである。
【００３４】また、本発明のうち請求項１９に記載の発
明は、パルス電源と、上記パルス電源により駆動されて
発振波長８８０±５ｎｍのパルスレーザー光を出射する
半導体レーザーとを有し、上記半導体レーザーから出射
されたパルスレーザー光を外部へ出射する電源部と、共
振器と、上記共振器内に配置されたレーザー活性イオン
としてネオジウムが原子数の比率で１５％以下の濃度と
なるように添加されたガドリニウムバナデイト結晶と、
上記共振器内に配置された受動Ｑスイッチとを有し、上
記ガドリニウムバナデイト結晶が励起光により励起され
てレーザー発振することにより、外部へレーザー光を出
射するレーザーヘッド部と、上記電源部とレーザーヘッ
ド部とを光学的に接続し、上記電源部から外部へ出射さ
れたレーザー光を上記レーザーヘッド部の上記共振器内
へ導光するファイバーとを有し、上記ガドリニウムバナ
デイト結晶は、上記ファイバーにより上記共振器内に導
光された発振波長８８０±５ｎｍのレーザー光を励起光
としてレーザー発振するようにしたものである。
明は、パルス電源と、上記パルス電源により駆動されて
発振波長８８０±５ｎｍのパルスレーザー光を出射する
半導体レーザーとを有し、上記半導体レーザーから出射
されたパルスレーザー光を外部へ出射する電源部と、共
振器と、上記共振器内に配置されたレーザー活性イオン
としてネオジウムが原子数の比率で１５％以下の濃度と
なるように添加されたガドリニウムバナデイト結晶と、
上記共振器内に配置された受動Ｑスイッチとを有し、上
記ガドリニウムバナデイト結晶が励起光により励起され
てレーザー発振することにより、外部へレーザー光を出
射するレーザーヘッド部と、上記電源部とレーザーヘッ
ド部とを光学的に接続し、上記電源部から外部へ出射さ
れたレーザー光を上記レーザーヘッド部の上記共振器内
へ導光するファイバーとを有し、上記ガドリニウムバナ
デイト結晶は、上記ファイバーにより上記共振器内に導
光された発振波長８８０±５ｎｍのレーザー光を励起光
としてレーザー発振するようにしたものである。
【００３５】また、本発明のうち請求項２０に記載の発
明は、本発明のうち請求項１、請求項２、請求項３、請
求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請
求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項
１３、請求項１４、請求項１５、請求項１６、請求項１
７、請求項１８または請求項１９のいずれか１項に記載
のレーザーシステムにおいて、上記レーザーヘッド部
は、上記共振器内に高調波発生用の結晶を配置するよう
にしたものである。
明は、本発明のうち請求項１、請求項２、請求項３、請
求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請
求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項
１３、請求項１４、請求項１５、請求項１６、請求項１
７、請求項１８または請求項１９のいずれか１項に記載
のレーザーシステムにおいて、上記レーザーヘッド部
は、上記共振器内に高調波発生用の結晶を配置するよう
にしたものである。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明によるレーザーシステムの実施の形態の一例
を詳細に説明する。
ら、本発明によるレーザーシステムの実施の形態の一例
を詳細に説明する。
【００３７】図１には、本発明の実施の形態の一例によ
るレーザーシステムの概略構成説明図が示されている。
るレーザーシステムの概略構成説明図が示されている。
【００３８】このレーザーシステム１０は、電源部１２
と、レーザーヘッド部１４と、電源部１２とレーザーヘ
ッド部１４とを光学的に接続するファイバー１６と、電
源部１２の動作を制御するためのコントローラー１８と
により構成されている。なお、電源部１２とコントロー
ラー１８とは別体に構成され、電源部１２とコントロー
ラー１８とは電気配線２０により電気的に接続されてい
る。
と、レーザーヘッド部１４と、電源部１２とレーザーヘ
ッド部１４とを光学的に接続するファイバー１６と、電
源部１２の動作を制御するためのコントローラー１８と
により構成されている。なお、電源部１２とコントロー
ラー１８とは別体に構成され、電源部１２とコントロー
ラー１８とは電気配線２０により電気的に接続されてい
る。
【００３９】電源部１２は、ケーシング１２ａ内に、半
導体レーザー１２ｃ（後述する。）を駆動する電源１２
ｂと、電源１２ｂにより駆動されてレーザー媒質１４ｅ
（後述する。）を励起する励起光としてのレーザー光を
出射する半導体レーザー１２ｃと、電源１２ｂならびに
半導体レーザー１２ｃを電子冷却などにより冷却する冷
却装置１２ｄとを配設して構成されている。即ち、半導
体レーザー１２ｃは、電源部１２内においてその発振動
作を制御される。
導体レーザー１２ｃ（後述する。）を駆動する電源１２
ｂと、電源１２ｂにより駆動されてレーザー媒質１４ｅ
（後述する。）を励起する励起光としてのレーザー光を
出射する半導体レーザー１２ｃと、電源１２ｂならびに
半導体レーザー１２ｃを電子冷却などにより冷却する冷
却装置１２ｄとを配設して構成されている。即ち、半導
体レーザー１２ｃは、電源部１２内においてその発振動
作を制御される。
【００４０】なお、電源１２ｂのオン／オフ制御、冷却
装置１２ｄの温度制御ならびに半導体レーザー１２ｃが
レーザー光としてパルスレーザー光を出射するパルス動
作をさせる際のパルスの繰り返し制御などは、コントロ
ーラー１８によって制御される。
装置１２ｄの温度制御ならびに半導体レーザー１２ｃが
レーザー光としてパルスレーザー光を出射するパルス動
作をさせる際のパルスの繰り返し制御などは、コントロ
ーラー１８によって制御される。
【００４１】ここで、電源１２ｂをオンすると、このレ
ーザーシステム１０全体が駆動状態におかれ、電源１２
ｂをオフすると、このレーザーシステム１０全体が停止
状態となる。
ーザーシステム１０全体が駆動状態におかれ、電源１２
ｂをオフすると、このレーザーシステム１０全体が停止
状態となる。
【００４２】電源１２ｂとしては、例えば、パルス電源
や連続動作安定化電源を用いることができる。
や連続動作安定化電源を用いることができる。
【００４３】即ち、このレーザーシステム１０におい
て、半導体レーザー１２ｃがレーザー光としてパルスレ
ーザー光を出射するパルス動作をさせる場合には、電源
１２ｂとしてパルス電源を用いればよい。一方、半導体
レーザー１２ｃがレーザー光としてパルスレーザー光を
出射するパルス動作をさせる必要がなく、半導体レーザ
ー１２ｃがレーザー光として連続レーザー光を出射する
連続発振動作をさせる場合には、電源１２ｂとして連続
動作安定化電源を用いればよい。
て、半導体レーザー１２ｃがレーザー光としてパルスレ
ーザー光を出射するパルス動作をさせる場合には、電源
１２ｂとしてパルス電源を用いればよい。一方、半導体
レーザー１２ｃがレーザー光としてパルスレーザー光を
出射するパルス動作をさせる必要がなく、半導体レーザ
ー１２ｃがレーザー光として連続レーザー光を出射する
連続発振動作をさせる場合には、電源１２ｂとして連続
動作安定化電源を用いればよい。
【００４４】ここで、電源１２ｂとしてのパルス電源と
は、半導体レーザー１２ｃをパルス動作させるために、
電源１２ｂから半導体レーザー１２ｃに電流が流れる回
路の途中にスイッチ機構が設けられているものである。
このスイッチ機構を開けたり閉じたりすることにより、
当該回路を流れている電流を遮ったり通したりすること
ができ、その結果、半導体レーザー１２ｃはパルス動作
して出力されるレーザー光はパルス、即ち、パルスレー
ザー光となるものである。そして、コントローラー１８
は、このスイッチ機構のスイッチングの間隔を任意に設
定することができ、それにより半導体レーザー１２ｃを
パルス動作させる際のパルスの繰り返し制御が実現され
る。
は、半導体レーザー１２ｃをパルス動作させるために、
電源１２ｂから半導体レーザー１２ｃに電流が流れる回
路の途中にスイッチ機構が設けられているものである。
このスイッチ機構を開けたり閉じたりすることにより、
当該回路を流れている電流を遮ったり通したりすること
ができ、その結果、半導体レーザー１２ｃはパルス動作
して出力されるレーザー光はパルス、即ち、パルスレー
ザー光となるものである。そして、コントローラー１８
は、このスイッチ機構のスイッチングの間隔を任意に設
定することができ、それにより半導体レーザー１２ｃを
パルス動作させる際のパルスの繰り返し制御が実現され
る。
【００４５】また、後述するように、電源部１２内にお
いて半導体レーザー１２ｃをパルス動作するように制御
すると、この半導体レーザー１２ｃのパルス動作によ
り、受動Ｑスイッチ１４ｆの繰り返しが制御される。
いて半導体レーザー１２ｃをパルス動作するように制御
すると、この半導体レーザー１２ｃのパルス動作によ
り、受動Ｑスイッチ１４ｆの繰り返しが制御される。
【００４６】ここで、ケーシング１２ａは、例えば、ア
ルミニウムや鉄などの材料に構成することができる。
ルミニウムや鉄などの材料に構成することができる。
【００４７】また、半導体レーザー１２ｃとしては、例
えば、ＧａＡｓを用いたレーザーバーを用いることがで
きる。上記したように、冷却装置１２ｄは半導体レーザ
ー１２ｃを冷却して、半導体レーザー１２ｃの温度制御
が行っている。こうした冷却装置１２ｄによる半導体レ
ーザー１２ｃの温度制御によって、半導体レーザー１２
ｃの発振波長を微調整することが可能である。
えば、ＧａＡｓを用いたレーザーバーを用いることがで
きる。上記したように、冷却装置１２ｄは半導体レーザ
ー１２ｃを冷却して、半導体レーザー１２ｃの温度制御
が行っている。こうした冷却装置１２ｄによる半導体レ
ーザー１２ｃの温度制御によって、半導体レーザー１２
ｃの発振波長を微調整することが可能である。
【００４８】冷却装置１２ｄとしては、例えば、電子冷
却方式の冷却装置を用いることができる。なお、冷却装
置１２ｄは電子冷却方式の冷却装置に限られるものでは
なく、水冷式の冷却装置や、空冷式の冷却装置などを用
いるようにしてもよい。
却方式の冷却装置を用いることができる。なお、冷却装
置１２ｄは電子冷却方式の冷却装置に限られるものでは
なく、水冷式の冷却装置や、空冷式の冷却装置などを用
いるようにしてもよい。
【００４９】コントローラー１８は、マイクロコンピュ
ーターにより構成されており、以下のような制御を行
う。
ーターにより構成されており、以下のような制御を行
う。
【００５０】即ち、コントローラー１８は、上記したよ
うに、例えば、電源１２ｂのオン／オフ制御や冷却装置
１２ｄの温度制御や半導体レーザー１２ｃのパルス動作
の制御などを行う。
うに、例えば、電源１２ｂのオン／オフ制御や冷却装置
１２ｄの温度制御や半導体レーザー１２ｃのパルス動作
の制御などを行う。
【００５１】なお、後述するように、半導体レーザー１
２ｃのパルス動作に応じて、受動Ｑスイッチ１４ｆの制
御が行われる。
２ｃのパルス動作に応じて、受動Ｑスイッチ１４ｆの制
御が行われる。
【００５２】レーザーヘッド部１４は、図２にその詳細
な構成を示すように、ケーシング１４ａ内に、ファイバ
ー１６を接続するためのファイバーコネクタ１４ｂと、
ファイバー１６およびファイバーコネクタ１４ｂを介し
て半導体レーザー１２ｃから出射されたレーザー光（以
下、「半導体レーザー１２ｃから出射されたレーザー
光」を「励起光」と称する。）を集光する集光レンズ１
４ｃと、集光レンズ１４ｃから出射された励起光を透過
するとともにレーザー媒質１４ｅ（後述する。）から出
射されたレーザー光を高効率で反射する反射鏡１４ｄ
と、半導体レーザー１２ｂから出射された所定の波長の
レーザー光の当該所定の波長に吸収帯があって当該所定
の波長のレーザー光を励起光としてレーザー発振するレ
ーザー結晶などのレーザー媒質１４ｅと、パルス動作の
ためのＱスイッチとしての受動Ｑスイッチ（Ｐａｓｓｉ
ｖｅ Ｑ−ｓｗｉｔｃｈ）１４ｆと、反射鏡１４ｄとレ
ーザー共振器を構成する出力カップラー１４ｇと、出力
カップラー１４ｇから出射されたレーザー光を外部へ透
過させるウインドウ１４ｈとを配設して構成されてい
る。
な構成を示すように、ケーシング１４ａ内に、ファイバ
ー１６を接続するためのファイバーコネクタ１４ｂと、
ファイバー１６およびファイバーコネクタ１４ｂを介し
て半導体レーザー１２ｃから出射されたレーザー光（以
下、「半導体レーザー１２ｃから出射されたレーザー
光」を「励起光」と称する。）を集光する集光レンズ１
４ｃと、集光レンズ１４ｃから出射された励起光を透過
するとともにレーザー媒質１４ｅ（後述する。）から出
射されたレーザー光を高効率で反射する反射鏡１４ｄ
と、半導体レーザー１２ｂから出射された所定の波長の
レーザー光の当該所定の波長に吸収帯があって当該所定
の波長のレーザー光を励起光としてレーザー発振するレ
ーザー結晶などのレーザー媒質１４ｅと、パルス動作の
ためのＱスイッチとしての受動Ｑスイッチ（Ｐａｓｓｉ
ｖｅ Ｑ−ｓｗｉｔｃｈ）１４ｆと、反射鏡１４ｄとレ
ーザー共振器を構成する出力カップラー１４ｇと、出力
カップラー１４ｇから出射されたレーザー光を外部へ透
過させるウインドウ１４ｈとを配設して構成されてい
る。
【００５３】即ち、このレーザーシステム１０において
は、レーザーヘッド部１４の反射鏡１４ｄと出力カップ
ラー１４ｇとにより共振器が構成されている。
は、レーザーヘッド部１４の反射鏡１４ｄと出力カップ
ラー１４ｇとにより共振器が構成されている。
【００５４】ここで、ケーシング１４ａは、例えば、ア
ルミニウムやインバー（ニッケル合金の一種）などの材
料に構成することができる。
ルミニウムやインバー（ニッケル合金の一種）などの材
料に構成することができる。
【００５５】なお、ファイバーコネクタ１４ｂとして
は、例えば、ＳＭＡコネクタやＦＣコネクタなどの各種
の市販のコネクタを用いることができる。
は、例えば、ＳＭＡコネクタやＦＣコネクタなどの各種
の市販のコネクタを用いることができる。
【００５６】また、集光レンズ１４ｃは、例えば、合成
石英の平凸レンズよりなり、その焦点距離は、例えば、
５０ｍｍである。
石英の平凸レンズよりなり、その焦点距離は、例えば、
５０ｍｍである。
【００５７】また、反射鏡１４ｄは、例えば、合成石英
よりなり、その反射率は、例えば、波長１０６３ｍｍに
対して９９％以上である。
よりなり、その反射率は、例えば、波長１０６３ｍｍに
対して９９％以上である。
【００５８】また、レーザー媒質１４ｅとしては、例え
ば、レーザー活性イオンとしてネオジウム（Ｎｄ）が添
加（以下、「ドープ」と適宜に称する。）されたガドリ
ニウムバナデイト（ＧｄＶＯ４）結晶であるネオジウム
添加ガドリニウムバナデイト（以下、「Ｎｄ：ＧｄＶＯ
４」と適宜称する。）結晶や、レーザー活性イオンとし
てネオジウムがドープされたイットリウムバナデイト結
晶であるネオジウム添加イットリウムバナデイト（以
下、「Ｎｄ：ＹＶＯ４」と適宜称する。）結晶などを用
いることができる。
ば、レーザー活性イオンとしてネオジウム（Ｎｄ）が添
加（以下、「ドープ」と適宜に称する。）されたガドリ
ニウムバナデイト（ＧｄＶＯ４）結晶であるネオジウム
添加ガドリニウムバナデイト（以下、「Ｎｄ：ＧｄＶＯ
４」と適宜称する。）結晶や、レーザー活性イオンとし
てネオジウムがドープされたイットリウムバナデイト結
晶であるネオジウム添加イットリウムバナデイト（以
下、「Ｎｄ：ＹＶＯ４」と適宜称する。）結晶などを用
いることができる。
【００５９】これらＮｄ：ＧｄＶＯ４結晶やＮｄ：ＹＶ
Ｏ４結晶は、例えば、フローティングゾーン法を用いて
作成されたものが好ましい。また、Ｎｄ添加濃度として
は、レーザー活性イオンとしてＮｄが原子数の比率で１
５％以下の濃度となるものであることが好ましく、その
中でも２％以上の濃度であることが好ましく、例えば、
２％乃至１５％の濃度であることが好ましい。
Ｏ４結晶は、例えば、フローティングゾーン法を用いて
作成されたものが好ましい。また、Ｎｄ添加濃度として
は、レーザー活性イオンとしてＮｄが原子数の比率で１
５％以下の濃度となるものであることが好ましく、その
中でも２％以上の濃度であることが好ましく、例えば、
２％乃至１５％の濃度であることが好ましい。
【００６０】また、このレーザーシステム１０におい
て、レーザー媒質１４ｅとしてＮｄ：ＧｄＶＯ４結晶や
Ｎｄ：ＹＶＯ４結晶を用いる場合には、例えば、「縦３
ｍｍ×横３ｍｍ×厚さ１ｍｍ」ほどのサイズの長方体形
状のものを用いることができる。
て、レーザー媒質１４ｅとしてＮｄ：ＧｄＶＯ４結晶や
Ｎｄ：ＹＶＯ４結晶を用いる場合には、例えば、「縦３
ｍｍ×横３ｍｍ×厚さ１ｍｍ」ほどのサイズの長方体形
状のものを用いることができる。
【００６１】また、受動Ｑスイッチ１４ｆは、内部に蓄
えられた光エネルギーがある一定値を越えたとき、透過
率が８０％〜９０％になるという性質をもった結晶であ
る。この受動Ｑスイッチ１４ｆとしては、例えば、クロ
ームＹＡＧ（Ｃｒ：ＹＡＧ）結晶やＣｒ：ＭｇＳｉＯ４
結晶などを用いることができる。
えられた光エネルギーがある一定値を越えたとき、透過
率が８０％〜９０％になるという性質をもった結晶であ
る。この受動Ｑスイッチ１４ｆとしては、例えば、クロ
ームＹＡＧ（Ｃｒ：ＹＡＧ）結晶やＣｒ：ＭｇＳｉＯ４
結晶などを用いることができる。
【００６２】また、出力カップラー１４ｇは、例えば、
部分反射鏡により構成することができる。より詳細に
は、出力カップラー１４ｇは、例えば、表面に誘電多層
膜をコーディングした凹面鏡により構成することができ
る。こうした出力カップラー１４ｇの波長１０６３ｎｍ
での反射率は、例えば、８０％〜９５％である。
部分反射鏡により構成することができる。より詳細に
は、出力カップラー１４ｇは、例えば、表面に誘電多層
膜をコーディングした凹面鏡により構成することができ
る。こうした出力カップラー１４ｇの波長１０６３ｎｍ
での反射率は、例えば、８０％〜９５％である。
【００６３】また、ウインドウ１４ｈとしては、例え
ば、合成石英やＢＫ７ガラスを用いることができる。
ば、合成石英やＢＫ７ガラスを用いることができる。
【００６４】さらに、ファイバー１６としては、例え
ば、石英のバンドル型などのファイバーを用いることが
できる。
ば、石英のバンドル型などのファイバーを用いることが
できる。
【００６５】ここで、ファイバー１６とレーザーヘッド
部１４とは、ファイバーコネクタ１４ｂを介して接続さ
れることになるが、ファイバー１６と半導体レーザー１
２ｂとは、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すようにして
接続される。
部１４とは、ファイバーコネクタ１４ｂを介して接続さ
れることになるが、ファイバー１６と半導体レーザー１
２ｂとは、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すようにして
接続される。
【００６６】ここで、図５（ａ）にはバンドル方式が示
されており、半導体レーザー１２ｂに近接して配置した
ファイバー１６に光を入射させ、バンドル状に束ねて光
を伝送するようになされている。
されており、半導体レーザー１２ｂに近接して配置した
ファイバー１６に光を入射させ、バンドル状に束ねて光
を伝送するようになされている。
【００６７】また、図５（ｂ）にはレンズ集光方式が示
されており、半導体レーザー１２ｂから出射された光を
合成石英などの集光レンズで集光して、ファイバー１６
に入射して伝送するようになされている。
されており、半導体レーザー１２ｂから出射された光を
合成石英などの集光レンズで集光して、ファイバー１６
に入射して伝送するようになされている。
【００６８】以上の構成において、このレーザーシステ
ム１０においては、電源部１２とレーザーヘッド部１４
とがファイバー１６によって接続され、電源部１２から
出射された励起光はファイバー１６を介してファイバー
伝送され、レーザーヘッド部１２へ入射される。
ム１０においては、電源部１２とレーザーヘッド部１４
とがファイバー１６によって接続され、電源部１２から
出射された励起光はファイバー１６を介してファイバー
伝送され、レーザーヘッド部１２へ入射される。
【００６９】従って、電源部１２とレーザーヘッド部１
４とは、ファイバー１６を取り付けたり取り外したりす
ることにより、容易に接続や切り離しを行うことができ
る。
４とは、ファイバー１６を取り付けたり取り外したりす
ることにより、容易に接続や切り離しを行うことができ
る。
【００７０】そして、レーザーヘッド部１４へ入射した
励起光は、レーザー媒質１４ｅ内で焦点を結ぶように、
集光レンズ１４ｃにより集光される。
励起光は、レーザー媒質１４ｅ内で焦点を結ぶように、
集光レンズ１４ｃにより集光される。
【００７１】上記したように、このレーザーシステム１
０の共振器は、反射鏡１４ｄと出力カップラー１４ｇと
により構成され、反射鏡１４ｄと出力カップラー１４ｇ
との間にレーザー媒質１４ｅが配置される。
０の共振器は、反射鏡１４ｄと出力カップラー１４ｇと
により構成され、反射鏡１４ｄと出力カップラー１４ｇ
との間にレーザー媒質１４ｅが配置される。
【００７２】レーザーヘッド部１４における共振器によ
り発振されたレーザー光は、ウインドウ１４ｈを透過し
て外部へと出射される。
り発振されたレーザー光は、ウインドウ１４ｈを透過し
て外部へと出射される。
【００７３】上記したように、このレーザーシステム１
０においては、電源部１２の半導体レーザー１２ｂとレ
ーザーヘッド部１４とをファイバー１６によってファイ
バー結合し、励起光をファイバー１６によってレーザー
ヘッド部１４の共振器へ伝送するようにしている。これ
により、レーザーヘッド部１４と励起源ならびに電気系
たる電源部１２とを空間的に分離して配置することが可
能となされている。
０においては、電源部１２の半導体レーザー１２ｂとレ
ーザーヘッド部１４とをファイバー１６によってファイ
バー結合し、励起光をファイバー１６によってレーザー
ヘッド部１４の共振器へ伝送するようにしている。これ
により、レーザーヘッド部１４と励起源ならびに電気系
たる電源部１２とを空間的に分離して配置することが可
能となされている。
【００７４】即ち、このレーザーシステム１０は、半導
体レーザー１２ｂを電源部１２内に組み込み、半導体レ
ーザー１２ｂからの励起光をファイバー１６によって伝
送させてレーザーヘッド部１２内に入射させるようにし
て、レーザーヘッド部１４内から熱源となる電機部品を
排除することを可能にし、レーザーヘッド部１４の小型
化や安定化を実現している。
体レーザー１２ｂを電源部１２内に組み込み、半導体レ
ーザー１２ｂからの励起光をファイバー１６によって伝
送させてレーザーヘッド部１２内に入射させるようにし
て、レーザーヘッド部１４内から熱源となる電機部品を
排除することを可能にし、レーザーヘッド部１４の小型
化や安定化を実現している。
【００７５】また、電源部１２とレーザーヘッド部１４
とを光学的に接続する接続手段として、脱着可能なファ
イバー１６を用いるようにしたので、電源部１２とレー
ザーヘッド部１４とを容易に分離することができる。こ
のため、電源部１２内の電源１２ｂや半導体レーザーｃ
のメンテナンスの際に、レーザーヘッド部１４内の共振
器の環境を変える必要がなく、容易にメンテナンスを行
うことができる。
とを光学的に接続する接続手段として、脱着可能なファ
イバー１６を用いるようにしたので、電源部１２とレー
ザーヘッド部１４とを容易に分離することができる。こ
のため、電源部１２内の電源１２ｂや半導体レーザーｃ
のメンテナンスの際に、レーザーヘッド部１４内の共振
器の環境を変える必要がなく、容易にメンテナンスを行
うことができる。
【００７６】このレーザーシステム１０のレーザーヘッ
ド部１４内に配置されたレーザー媒質１４ｅとしてＮ
ｄ：ＧｄＶＯ４結晶を用いると、レーザー媒質１４ｆた
るＮｄ：ＧｄＶＯ４結晶を８８０±５ｎｍ帯の励起光で
励起して、レーザー発振させることができる。つまり、
このレーザーシステム１０においては、８８０ｎｍ帯で
の励起を行うことが可能となる。
ド部１４内に配置されたレーザー媒質１４ｅとしてＮ
ｄ：ＧｄＶＯ４結晶を用いると、レーザー媒質１４ｆた
るＮｄ：ＧｄＶＯ４結晶を８８０±５ｎｍ帯の励起光で
励起して、レーザー発振させることができる。つまり、
このレーザーシステム１０においては、８８０ｎｍ帯で
の励起を行うことが可能となる。
【００７７】即ち、Ｎｄをレーザー活性イオンとするレ
ーザー結晶（レーザー媒質）の励起光をもっとも効率よ
く吸収する波長は８０８ｎｍであり、それ以外の波長帯
では吸収が非常に小さく、効率が悪いために励起を行う
のは難しかった。
ーザー結晶（レーザー媒質）の励起光をもっとも効率よ
く吸収する波長は８０８ｎｍであり、それ以外の波長帯
では吸収が非常に小さく、効率が悪いために励起を行う
のは難しかった。
【００７８】しかしながら、Ｎｄ添加濃度を上げること
で、図３に示すように、低濃度のときには励起が行えな
かった８８０ｎｍ帯での励起が可能となるものである。
なお、８８０ｎｍ帯での励起が可能となるＮｄ添加濃度
は、好ましくは１５％以下の濃度（ネオジウムの原子数
の比率が１５％以下）であり、その中でも２％以上の濃
度（ネオジウムの原子数の比率が２％以上）であること
が好ましく、例えば、２％乃至１５％の濃度（ネオジウ
ムの濃度が２％乃至１５％）であることが好ましい。
で、図３に示すように、低濃度のときには励起が行えな
かった８８０ｎｍ帯での励起が可能となるものである。
なお、８８０ｎｍ帯での励起が可能となるＮｄ添加濃度
は、好ましくは１５％以下の濃度（ネオジウムの原子数
の比率が１５％以下）であり、その中でも２％以上の濃
度（ネオジウムの原子数の比率が２％以上）であること
が好ましく、例えば、２％乃至１５％の濃度（ネオジウ
ムの濃度が２％乃至１５％）であることが好ましい。
【００７９】そして、この８８０ｎｍ帯での励起を用い
ると、８０８ｎｍ帯での励起に比べエネルギー変換効率
の理論的限界として約１０％ほど上昇させることがで
き、また、レーザー媒質１４ｅ内部の熱の影響を約３０
％ほど低減させることができる。そして、こうした効果
により、レーザーシステム１０全体の高効率化や、出射
されるレーザー光のビームの品質の向上などを図ること
ができる。
ると、８０８ｎｍ帯での励起に比べエネルギー変換効率
の理論的限界として約１０％ほど上昇させることがで
き、また、レーザー媒質１４ｅ内部の熱の影響を約３０
％ほど低減させることができる。そして、こうした効果
により、レーザーシステム１０全体の高効率化や、出射
されるレーザー光のビームの品質の向上などを図ること
ができる。
【００８０】そして、レーザー媒質１４ｅとして用いる
ことのできるＮｄ：ＧｄＶＯ４結晶やＮｄ：ＹＶＯ４結
晶は、ファイバー１６による励起に適している。即ち、
高品質なレーザー光を高効率に得るためには、ファイバ
ーによる結晶の端面励起が適しており、その端面励起に
は、吸収係数が高いＮｄ：ＧｄＶＯ４結晶やＮｄ：ＹＶ
Ｏ４結晶が大変有効である。
ことのできるＮｄ：ＧｄＶＯ４結晶やＮｄ：ＹＶＯ４結
晶は、ファイバー１６による励起に適している。即ち、
高品質なレーザー光を高効率に得るためには、ファイバ
ーによる結晶の端面励起が適しており、その端面励起に
は、吸収係数が高いＮｄ：ＧｄＶＯ４結晶やＮｄ：ＹＶ
Ｏ４結晶が大変有効である。
【００８１】さらに、このレーザーシステム１０におい
ては、レーザーヘッド部１４から出射されるレーザー光
をパルス動作させるために、受動Ｑスイッチ１４ｆを用
いている。従って、レーザーヘッド部１４からパルス動
作させるための電気系を除去することができ、レーザー
ヘッド部１４を小型化することができるとともに、制御
性が向上される。
ては、レーザーヘッド部１４から出射されるレーザー光
をパルス動作させるために、受動Ｑスイッチ１４ｆを用
いている。従って、レーザーヘッド部１４からパルス動
作させるための電気系を除去することができ、レーザー
ヘッド部１４を小型化することができるとともに、制御
性が向上される。
【００８２】即ち、受動Ｑスイッチ１４ｆは、内部に蓄
えられた光エネルギーがある一定値を越えたとき、透過
率が８０％〜９０％になるというシャッター動作を行う
ものである。従って、反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより構成される共振器内に配置された受動Ｑス
イッチ１４ｆは、レーザー媒質１４ｅからの自然放出光
によりシャッター動作を制御されることになる。
えられた光エネルギーがある一定値を越えたとき、透過
率が８０％〜９０％になるというシャッター動作を行う
ものである。従って、反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより構成される共振器内に配置された受動Ｑス
イッチ１４ｆは、レーザー媒質１４ｅからの自然放出光
によりシャッター動作を制御されることになる。
【００８３】ここで、反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより構成される共振器内を往復するレーザー光
の生成の制御は、電源部１２によって行われる励起光の
生成の制御に基づくものであるので、ひいてはレーザー
ヘッド部１４から出射されるレーザー光のパルス動作の
制御は、電源部１２によって行われることになる。
４ｇとにより構成される共振器内を往復するレーザー光
の生成の制御は、電源部１２によって行われる励起光の
生成の制御に基づくものであるので、ひいてはレーザー
ヘッド部１４から出射されるレーザー光のパルス動作の
制御は、電源部１２によって行われることになる。
【００８４】上記したように、受動Ｑスイッチ１４ｆを
用いることにより、レーザーヘッド部１４から出射され
るレーザー光のパルス動作の制御を、励起光を生成する
半導体レーザー１２ｃの電源部１２によって行うことが
できるので、当該レーザー光のパルス動作の安定化を図
ることができるとともに、レーザーヘッド部１４の小型
化を図ることができる。
用いることにより、レーザーヘッド部１４から出射され
るレーザー光のパルス動作の制御を、励起光を生成する
半導体レーザー１２ｃの電源部１２によって行うことが
できるので、当該レーザー光のパルス動作の安定化を図
ることができるとともに、レーザーヘッド部１４の小型
化を図ることができる。
【００８５】即ち、従来のレーザーシステムにおいて
は、ＡＯ−ＱスイッチやＥＯ−Ｑスイッチなどが使用さ
れていた。これら従来において用いられていたＱスイッ
チは、音響波や電気によってスイッチングを行っていた
ため、共振器内にＱスイッチを挿入した場合には、電気
部品の組み込みが不可欠となり、レーザーヘッドの大型
化が避けられず、また、熱の発生によるレーザー発振の
不安定さの原因にもなっていた。また、電気配線、発振
器などの必要性により、装置全体の大型化も免れなかっ
た。
は、ＡＯ−ＱスイッチやＥＯ−Ｑスイッチなどが使用さ
れていた。これら従来において用いられていたＱスイッ
チは、音響波や電気によってスイッチングを行っていた
ため、共振器内にＱスイッチを挿入した場合には、電気
部品の組み込みが不可欠となり、レーザーヘッドの大型
化が避けられず、また、熱の発生によるレーザー発振の
不安定さの原因にもなっていた。また、電気配線、発振
器などの必要性により、装置全体の大型化も免れなかっ
た。
【００８６】しかしながら、このレーザーシステム１０
においては、パルス動作のために受動Ｑスイッチを用い
ることで、Ｑスイッチから電気部品を一切排除するよう
にしたものである。そのため、レーザーヘッド部１４も
極めて簡潔な構造として小型化することが可能となり、
また、レーザーヘッド部１４から出射されるレーザー光
のパルス動作の制御を、半導体レーザー１２ｃのパルス
動作の制御によって行うことができるため、Ｑスイッチ
用の電源も不要になった。受動Ｑスイッチ１４ｆに入射
するレーザー光のパルス動作を制御することにより、任
意の繰り返しをもつＱスイッチの機能を果たすことがで
きる。
においては、パルス動作のために受動Ｑスイッチを用い
ることで、Ｑスイッチから電気部品を一切排除するよう
にしたものである。そのため、レーザーヘッド部１４も
極めて簡潔な構造として小型化することが可能となり、
また、レーザーヘッド部１４から出射されるレーザー光
のパルス動作の制御を、半導体レーザー１２ｃのパルス
動作の制御によって行うことができるため、Ｑスイッチ
用の電源も不要になった。受動Ｑスイッチ１４ｆに入射
するレーザー光のパルス動作を制御することにより、任
意の繰り返しをもつＱスイッチの機能を果たすことがで
きる。
【００８７】特に、この受動Ｑスイッチ１４ｆは、自然
放出断面積が大きなレーザー媒質に適しているため、大
きな自然放出断面積をもつＮｄ：ＧｄＶＯ４やＮｄ：Ｙ
ＶＯ ４との適性が極めて好ましいものである。
放出断面積が大きなレーザー媒質に適しているため、大
きな自然放出断面積をもつＮｄ：ＧｄＶＯ４やＮｄ：Ｙ
ＶＯ ４との適性が極めて好ましいものである。
【００８８】ここで、受動Ｑスイッチ１４ｆについてさ
らに説明すると、受動Ｑスイッチ１４ｆを使う場合に
は、パルス動作の半導体レーザー１２ｃと組み合わせて
用いることが重要である。即ち、受動Ｑスイッチは、内
部に蓄えられた光エネルギーがある一定値を越えたと
き、透過率が８０〜９０％になるという性質を持った結
晶である。そのため、受動Ｑスイッチそのものはパルス
を発生させることはできても、その繰り返しを制御する
機能は持っておらず、ある一定の光エネルギーが溜まっ
た時点でレーザー光を放出し、また光エネルギーを溜め
て放出するということしかできない。そこで、受動Ｑス
イッチ１４ｆに入射した光エネルギーが溜まっていくま
での間隔は、励起用レーザー、即ち、半導体レーザー１
２ｃから発生される光の量を調節することによって制御
することが可能となる。このため、励起用レーザー、即
ち、半導体レーザー１２ｃをパルス動作させれば、半導
体レーザー１２ｃからのパルスレーザー光が入射してい
るときだけレーザー媒質１４ｅが励起され、光エネルギ
ーが放出されて受動Ｑスイッチ１４ｆに蓄えられるの
で、半導体レーザー１２ｃの電流の印加時間によって、
受動Ｑスイッチ１４ｆの繰り返しも制御できることにな
る。
らに説明すると、受動Ｑスイッチ１４ｆを使う場合に
は、パルス動作の半導体レーザー１２ｃと組み合わせて
用いることが重要である。即ち、受動Ｑスイッチは、内
部に蓄えられた光エネルギーがある一定値を越えたと
き、透過率が８０〜９０％になるという性質を持った結
晶である。そのため、受動Ｑスイッチそのものはパルス
を発生させることはできても、その繰り返しを制御する
機能は持っておらず、ある一定の光エネルギーが溜まっ
た時点でレーザー光を放出し、また光エネルギーを溜め
て放出するということしかできない。そこで、受動Ｑス
イッチ１４ｆに入射した光エネルギーが溜まっていくま
での間隔は、励起用レーザー、即ち、半導体レーザー１
２ｃから発生される光の量を調節することによって制御
することが可能となる。このため、励起用レーザー、即
ち、半導体レーザー１２ｃをパルス動作させれば、半導
体レーザー１２ｃからのパルスレーザー光が入射してい
るときだけレーザー媒質１４ｅが励起され、光エネルギ
ーが放出されて受動Ｑスイッチ１４ｆに蓄えられるの
で、半導体レーザー１２ｃの電流の印加時間によって、
受動Ｑスイッチ１４ｆの繰り返しも制御できることにな
る。
【００８９】また、このレーザーシステム１０がパルス
動作を必要としない場合には、受動Ｑスイッチ１４ｆを
設ける必要はなく、半導体レーザー１２ｃの電源１２ｂ
としてもスイッチング機構を持たない連続動作する連続
安定化電源などを用いればよく、半導体レーザー１２ｃ
としても連続発振を行うことができるものを用いればよ
い。
動作を必要としない場合には、受動Ｑスイッチ１４ｆを
設ける必要はなく、半導体レーザー１２ｃの電源１２ｂ
としてもスイッチング機構を持たない連続動作する連続
安定化電源などを用いればよく、半導体レーザー１２ｃ
としても連続発振を行うことができるものを用いればよ
い。
【００９０】なお、上記した実施の形態は、以下に説明
する（１）乃至（８）に示すように変形してもよい。
する（１）乃至（８）に示すように変形してもよい。
【００９１】（１）上記した実施の形態においては、レ
ーザーヘッド部１４の反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより共振器を構成するようにしたが、これに限
られるものではないことは勿論であり、図４（ａ）に示
すように、レーザー媒質１４ｅの励起光の入射側の面、
即ち、ファイバーコネクタ１４ｂが位置する側の面を全
反射膜４０でコーティングすることにより、反射鏡１４
ｄを省略するようにしてもよい。
ーザーヘッド部１４の反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより共振器を構成するようにしたが、これに限
られるものではないことは勿論であり、図４（ａ）に示
すように、レーザー媒質１４ｅの励起光の入射側の面、
即ち、ファイバーコネクタ１４ｂが位置する側の面を全
反射膜４０でコーティングすることにより、反射鏡１４
ｄを省略するようにしてもよい。
【００９２】なお、全反射膜４０は、例えば、誘電体多
層膜よりなるものであり、反射率は、例えば、９９％以
上である。
層膜よりなるものであり、反射率は、例えば、９９％以
上である。
【００９３】（２）上記した実施の形態においては、レ
ーザーヘッド部１４の反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより共振器を構成するようにしたが、これに限
られるものではないことは勿論であり、図４（ｂ）に示
すように、レーザー媒質１４ｅの励起光の入射側の面、
即ち、ファイバーコネクタ１４ｂが位置する側の面を全
反射膜４０でコーティングするとともに、他方の面を受
動Ｑスイッチ１４ｆと接合させることにより、反射鏡１
４ｄを省略し、かつ、レーザー媒質１４ｅと受動Ｑスイ
ッチ１４ｆとを一体化するようにしてもよい。
ーザーヘッド部１４の反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより共振器を構成するようにしたが、これに限
られるものではないことは勿論であり、図４（ｂ）に示
すように、レーザー媒質１４ｅの励起光の入射側の面、
即ち、ファイバーコネクタ１４ｂが位置する側の面を全
反射膜４０でコーティングするとともに、他方の面を受
動Ｑスイッチ１４ｆと接合させることにより、反射鏡１
４ｄを省略し、かつ、レーザー媒質１４ｅと受動Ｑスイ
ッチ１４ｆとを一体化するようにしてもよい。
【００９４】（３）上記した実施の形態においては、レ
ーザーヘッド部１４の反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより共振器を構成するようにしたが、これに限
られるものではないことは勿論であり、図４（ｃ）に示
すように、レーザー媒質１４ｅの励起光の入射側の面、
即ち、ファイバーコネクタ１４ｂが位置する側の面を全
反射膜４０でコーティングするとともに、他方の面を受
動Ｑスイッチ１４ｆと接合させ、さらに受動Ｑスイッチ
１４ｆに出力カップラー１４ｇを接合することにより、
反射鏡１４ｄを省略し、かつ、レーザー媒質１４ｅと受
動Ｑスイッチ１４ｆと出力カップラー１４ｇとを一体化
するようにしてもよい。
ーザーヘッド部１４の反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより共振器を構成するようにしたが、これに限
られるものではないことは勿論であり、図４（ｃ）に示
すように、レーザー媒質１４ｅの励起光の入射側の面、
即ち、ファイバーコネクタ１４ｂが位置する側の面を全
反射膜４０でコーティングするとともに、他方の面を受
動Ｑスイッチ１４ｆと接合させ、さらに受動Ｑスイッチ
１４ｆに出力カップラー１４ｇを接合することにより、
反射鏡１４ｄを省略し、かつ、レーザー媒質１４ｅと受
動Ｑスイッチ１４ｆと出力カップラー１４ｇとを一体化
するようにしてもよい。
【００９５】（４）上記した実施の形態においては、レ
ーザーヘッド部１４の反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより共振器を構成するようにしたが、これに限
られるものではないことは勿論であり、図４（ｄ）に示
すように、レーザー媒質１４ｅの励起光の入射側の面、
即ち、ファイバーコネクタ１４ｂが位置する側の面を全
反射膜４０でコーティングするとともに、他方の面を受
動Ｑスイッチ１４ｆと接合させ、さらに受動Ｑスイッチ
１４ｆのレーザー光の出射側の面に部分反射膜４２をコ
ーティングすることにより、反射鏡１４ｄおよび出力カ
ップラー１４ｇを省略し、レーザー媒質１４ｅと受動Ｑ
スイッチ１４ｆとを一体化するようにしてもよい。
ーザーヘッド部１４の反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより共振器を構成するようにしたが、これに限
られるものではないことは勿論であり、図４（ｄ）に示
すように、レーザー媒質１４ｅの励起光の入射側の面、
即ち、ファイバーコネクタ１４ｂが位置する側の面を全
反射膜４０でコーティングするとともに、他方の面を受
動Ｑスイッチ１４ｆと接合させ、さらに受動Ｑスイッチ
１４ｆのレーザー光の出射側の面に部分反射膜４２をコ
ーティングすることにより、反射鏡１４ｄおよび出力カ
ップラー１４ｇを省略し、レーザー媒質１４ｅと受動Ｑ
スイッチ１４ｆとを一体化するようにしてもよい。
【００９６】なお、部分反射膜４２は、例えば、誘電体
多層膜よりなるものであり、反射率葉、例えば、８０〜
９５％である。
多層膜よりなるものであり、反射率葉、例えば、８０〜
９５％である。
【００９７】（５）上記した実施の形態においては、Ｑ
スイッチとして受動Ｑスイッチ１４ｆを用いたが、これ
に限られるものではないことは勿論である。Ｑスイッチ
として受動ＱスイッチでないＡＯ−ＱスイッチやＥＯ−
Ｑスイッチを用いた場合には、これらのＱスイッチのド
ライバーを電源部１２に組み込み、コントローラー１８
で制御するようにしてもよい。
スイッチとして受動Ｑスイッチ１４ｆを用いたが、これ
に限られるものではないことは勿論である。Ｑスイッチ
として受動ＱスイッチでないＡＯ−ＱスイッチやＥＯ−
Ｑスイッチを用いた場合には、これらのＱスイッチのド
ライバーを電源部１２に組み込み、コントローラー１８
で制御するようにしてもよい。
【００９８】なお、レーザーシステム１０にパルス動作
を行わせる必要がない場合には、共振器内にＱスイッチ
を配置する必要はない。
を行わせる必要がない場合には、共振器内にＱスイッチ
を配置する必要はない。
【００９９】（６）上記した実施の形態においては、レ
ーザーヘッド部１４にレーザー光を透過するウインドウ
ｈを設けたが、必ずしもウインドウ１４ｈを使用しなく
てもよいものであり、その場合にはウインドウ１４ｈを
配設しなければよい。
ーザーヘッド部１４にレーザー光を透過するウインドウ
ｈを設けたが、必ずしもウインドウ１４ｈを使用しなく
てもよいものであり、その場合にはウインドウ１４ｈを
配設しなければよい。
【０１００】（７）上記した実施の形態において、レー
ザーシステム１０の共振器内に高調波発生用の結晶を配
置して、この高調波発生用の結晶にレーザーシステム１
０のレーザー媒質１４ｆによって発振されたレーザー光
を入射するようにして、当該入射したレーザー光の波長
とは異なった波長のレーザー光をレーザーシステム１０
から取り出すようにしてもよい。高調波発生用の結晶と
しては、例えば、ＬＢＯ結晶やＫＴＰ結晶などの非線形
光学結晶がある。こうしたＬＢＯ結晶やＫＴＰ結晶など
の非線形光学結晶のサイズは、例えば、「縦４ｍｍ×横
４ｍｍ×厚さ５ｍｍ」程度であり、こうした非線形光学
結晶にレーザー媒質１４ｆによって発振されたレーザー
光を入射させることにより、当該入射されたレーザー光
の波長とは異なった波長のレーザー光を取り出すことが
できる。例えば、入射されたレーザー光の波長が１０６
３ｎｍであるならば、約５３１．５ｎｍの波長のレーザ
ー光を取り出すことができる。
ザーシステム１０の共振器内に高調波発生用の結晶を配
置して、この高調波発生用の結晶にレーザーシステム１
０のレーザー媒質１４ｆによって発振されたレーザー光
を入射するようにして、当該入射したレーザー光の波長
とは異なった波長のレーザー光をレーザーシステム１０
から取り出すようにしてもよい。高調波発生用の結晶と
しては、例えば、ＬＢＯ結晶やＫＴＰ結晶などの非線形
光学結晶がある。こうしたＬＢＯ結晶やＫＴＰ結晶など
の非線形光学結晶のサイズは、例えば、「縦４ｍｍ×横
４ｍｍ×厚さ５ｍｍ」程度であり、こうした非線形光学
結晶にレーザー媒質１４ｆによって発振されたレーザー
光を入射させることにより、当該入射されたレーザー光
の波長とは異なった波長のレーザー光を取り出すことが
できる。例えば、入射されたレーザー光の波長が１０６
３ｎｍであるならば、約５３１．５ｎｍの波長のレーザ
ー光を取り出すことができる。
【０１０１】（８）上記した実施の形態ならびに上記し
た（１）乃至（７）に示す変形例は、適宜に組み合わせ
て用いるようにしてもよい。
た（１）乃至（７）に示す変形例は、適宜に組み合わせ
て用いるようにしてもよい。
【０１０２】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、共振器周りの装置構成を小型化することが
できるという優れた効果を奏する。
ているので、共振器周りの装置構成を小型化することが
できるという優れた効果を奏する。
【０１０３】また、本発明は、以上説明したように構成
されているので、レーザー媒質が熱による影響を受ける
ことがなく、ビームの高品質化を図ることができるとい
う優れた効果を奏する。
されているので、レーザー媒質が熱による影響を受ける
ことがなく、ビームの高品質化を図ることができるとい
う優れた効果を奏する。
【０１０４】また、本発明は、以上説明したように構成
されているので、励起波長をレーザーの発振波長に近づ
けることにより、エネルギーの変換効率を向上させて高
効率化を図ることができ、結晶に残る熱を低減すること
ができるようになるという優れた効果を奏する。
されているので、励起波長をレーザーの発振波長に近づ
けることにより、エネルギーの変換効率を向上させて高
効率化を図ることができ、結晶に残る熱を低減すること
ができるようになるという優れた効果を奏する。
【０１０５】また、本発明は、以上説明したように構成
されているので、メンテナンスが容易になるという優れ
た効果を奏する。
されているので、メンテナンスが容易になるという優れ
た効果を奏する。
【図１】本発明の実施の形態の一例によるレーザーシス
テムの概略構成説明図である。
テムの概略構成説明図である。
【図２】レーザーヘッド部の詳細な構成を示す概略構成
説明図である。
説明図である。
【図３】本願発明者による実験結果を示すグラフであ
り、Ｎｄ：ＧｄＶＯ４結晶のうちで、ネオジウムの濃度
が２％、即ち、ネオジウムの原子数の比率が２％のもの
について、その吸収スペクトルの測定結果を示すグラフ
である。なお、横軸は［ｎｍ］単位で波長（Ｗａｖｅｌ
ｅｎｇｔｈ）を示し、縦軸は［ｃｍ−１］単位で吸収係
数（Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）
を示している。
り、Ｎｄ：ＧｄＶＯ４結晶のうちで、ネオジウムの濃度
が２％、即ち、ネオジウムの原子数の比率が２％のもの
について、その吸収スペクトルの測定結果を示すグラフ
である。なお、横軸は［ｎｍ］単位で波長（Ｗａｖｅｌ
ｅｎｇｔｈ）を示し、縦軸は［ｃｍ−１］単位で吸収係
数（Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）
を示している。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）ならびに（ｄ）は、本
発明の実施の形態の一例によるレーザーシステムの変形
例の概略構成説明図である。
発明の実施の形態の一例によるレーザーシステムの変形
例の概略構成説明図である。
【図５】ファイバーと半導体レーザーとの接続の手法を
示す説明図であり、（ａ）はバンドル方式を示し、
（ｂ）はレンズ集光方式を示している。
示す説明図であり、（ａ）はバンドル方式を示し、
（ｂ）はレンズ集光方式を示している。
１０ レーザーシステム
１２ 電源部
１２ａ ケーシング
１２ｂ 電源
１２ｃ 半導体レーザー
１２ｄ 冷却装置
１４ レーザーヘッド部
１４ａ ケーシング
１４ｂ ファイバーコネクタ
１４ｃ 集光レンズ
１４ｄ 反射鏡
１４ｅ レーザー媒質
１４ｆ 受動Ｑスイッチ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｑ
−ｓｗｉｔｃｈ） １４ｇ 出力カップラー １４ｈ ウインドウ １６ ファイバー １８ コントローラー ２０ 電気配線 ４０ 全反射膜 ４２ 部分反射膜
−ｓｗｉｔｃｈ） １４ｇ 出力カップラー １４ｈ ウインドウ １６ ファイバー １８ コントローラー ２０ 電気配線 ４０ 全反射膜 ４２ 部分反射膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 庄司 一郎
愛知県岡崎市東明大寺町11−10 リーベン
ハイム21 107号
(72)発明者 佐藤 庸一
愛知県岡崎市明大寺町栗林42−１ メゾン
栗林203号
(72)発明者 ボイク ルペイ
ルーマニア、ブカレスト、アール−76900、
イルフォヴ カウンティ、アトミスチロル
ストリート、マグレレ、オー５ ビルデ
ィング、サード フロアー、15 フラット
(72)発明者 ニコライ パベル
ルーマニア、ブカレスト、アール−76900、
イルフォヴ カウンティ、アトミスチロル
ストリート、マグレレ、ジー２ ビルデ
ィング、セカンド フロアー、22 フラッ
ト
Ｆターム(参考） 2H037 BA03 BA32 CA16 DA03 DA04
DA05 DA38
5F072 AB02 AB20 FF09 HH07 JJ01
JJ02 PP07 RR01
Claims (20)
- 【請求項１】 電源と、前記電源により駆動されて発振
波長８８０±５ｎｍのレーザー光を出射する半導体レー
ザーとを有し、前記半導体レーザーから出射されたレー
ザー光を外部へ出射する電源部と、 共振器と、前記共振器内に配置されたレーザー媒質とを
有し、前記レーザー媒質が励起光により励起されてレー
ザー発振することにより、外部へレーザー光を出射する
レーザーヘッド部と、 前記電源部とレーザーヘッド部とを光学的に接続し、前
記電源部から外部へ出射されたレーザー光を前記レーザ
ーヘッド部の前記共振器内へ導光するファイバーとを有
し、 前記レーザー媒質は、前記ファイバーにより前記共振器
内に導光された発振波長８８０±５ｎｍのレーザー光を
励起光としてレーザー発振するものであるレーザーシス
テム。 - 【請求項２】 請求項１に記載のレーザーシステムにお
いて、 前記半導体レーザーはパルス動作し、前記電源部は発振
波長８８０±５ｎｍのパルスレーザー光を外部へ出射す
るものであるレーザーシステム。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２のいずれか１項
に記載のレーザーシステムにおいて、さらに、 前記レーザーヘッド部は、前記共振器内に配置されたＱ
スイッチを有するものであるレーザーシステム。 - 【請求項４】 請求項３に記載のレーザーシステムにお
いて、 前記Ｑスイッチは、受動Ｑスイッチであるレーザーシス
テム。 - 【請求項５】 請求項４に記載のレーザーシステムにお
いて、 前記受動Ｑスイッチは、Ｃｒ：ＹＡＧ結晶であるレーザ
ーシステム。 - 【請求項６】 請求項３に記載のレーザーシステムにお
いて、 前記Ｑスイッチは、ＥＯ−Ｑスイッチであるレーザーシ
ステム。 - 【請求項７】 請求項３に記載のレーザーシステムにお
いて、 前記Ｑスイッチは、ＡＯ−Ｑスイッチであるレーザーシ
ステム。 - 【請求項８】 請求項１に記載のレーザーシステムにお
いて、 前記半導体レーザーは連続発振動作し、前記電源部は発
振波長８８０±５ｎｍの連続レーザー光を外部へ出射す
るものであるレーザーシステム。 - 【請求項９】 請求項１、請求項２、請求項３、請求項
４、請求項５、請求項６、請求項７または請求項８のい
ずれか１項に記載のレーザーシステムにおいて、 前記レーザー媒質は、ネオジウム添加ガドリニウムバナ
デイト結晶であるレーザーシステム。 - 【請求項１０】 請求項９に記載のレーザーシステムに
おいて、 前記ネオジウム添加ガドリニウムバナデイト結晶は、レ
ーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比率で１
５％以下の濃度となるように添加されたガドリニウムバ
ナデイト結晶であるレーザーシステム。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載のレーザーシステム
において、 前記レーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比
率で１５％以下の濃度となるように添加されたガドリニ
ウムバナデイト結晶は、フローティングゾーン法により
生成されたものであるレーザーシステム。 - 【請求項１２】 請求項９、請求項１０または請求項１
１のいずれか１項に記載のレーザーシステムにおいて、 前記電源部は波長８８０±５ｎｍのレーザー光を外部へ
出射し、 前記ネオジウム添加ガドリニウムバナデイト結晶は主吸
収帯である波長８０８ｎｍ帯とは異なる波長８８０ｎｍ
帯の励起光により励起されるものであるレーザーシステ
ム。 - 【請求項１３】 請求項１、請求項２、請求項３、請求
項４、請求項５、請求項６、請求項７または請求項８の
いずれか１項に記載のレーザーシステムにおいて、 前記レーザー媒質は、ネオジウム添加イットリウムバナ
デイト結晶であるレーザーシステム。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載のレーザーシステム
において、 前記ネオジウム添加イットリウムバナデイト結晶は、レ
ーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比率で１
５％以下の濃度となるように添加されたイットリウムバ
ナデイト結晶であるレーザーシステム。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載のレーザーシステム
において、 前記レーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比
率で１５％以下の濃度となるように添加されたイットリ
ウムバナデイト結晶は、フローティングゾーン法により
生成されたものであるレーザーシステム。 - 【請求項１６】 請求項１３、請求項１４または請求項
１５のいずれか１項に記載のレーザーシステムにおい
て、 前記電源部は波長８８０±５ｎｍのレーザー光を外部へ
出射し、 前記ネオジウム添加イットリウムバナデイト結晶は主吸
収帯である波長８０８ｎｍ帯とは異なる波長８８０ｎｍ
帯の励起光により励起されるものであるレーザーシステ
ム。 - 【請求項１７】 請求項１、請求項２、請求項３、請求
項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求
項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１
３、請求項１４、請求項１５または請求項１６のいずれ
か１項に記載のレーザーシステムにおいて、 前記電源部は、前記半導体レーザーを冷却する冷却装置
を有するものであるレーザーシステム。 - 【請求項１８】 請求項１７に記載のレーザーシステム
において、 前記冷却装置は、電子冷却により前記半導体レーザーを
冷却するものであるレーザーシステム。 - 【請求項１９】 パルス電源と、前記パルス電源により
駆動されて発振波長８８０±５ｎｍのパルスレーザー光
を出射する半導体レーザーとを有し、前記半導体レーザ
ーから出射されたパルスレーザー光を外部へ出射する電
源部と、 共振器と、前記共振器内に配置されたレーザー活性イオ
ンとしてネオジウムが原子数の比率で１５％以下の濃度
となるように添加されたガドリニウムバナデイト結晶
と、前記共振器内に配置された受動Ｑスイッチとを有
し、前記ガドリニウムバナデイト結晶が励起光により励
起されてレーザー発振することにより、外部へレーザー
光を出射するレーザーヘッド部と、 前記電源部とレーザーヘッド部とを光学的に接続し、前
記電源部から外部へ出射されたレーザー光を前記レーザ
ーヘッド部の前記共振器内へ導光するファイバーとを有
し、 前記ガドリニウムバナデイト結晶は、前記ファイバーに
より前記共振器内に導光された発振波長８８０±５ｎｍ
のレーザー光を励起光としてレーザー発振するものであ
るレーザーシステム。 - 【請求項２０】 請求項１、請求項２、請求項３、請求
項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求
項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１
３、請求項１４、請求項１５、請求項１６、請求項１
７、請求項１８または請求項１９のいずれか１項に記載
のレーザーシステムにおいて、 前記レーザーヘッド部は、前記共振器内に高調波発生用
の結晶を配置したものであるレーザーシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002142604A JP4544606B2 (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | レーザーシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002142604A JP4544606B2 (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | レーザーシステム |
Publications (2)
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