JP2713745B2 - 光励起固体レーザー - Google Patents
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Description
この発明は光励起固体レーザーに関する。
光励起の固体レーザーとしては、励起光源として、キ
セノンランプやクリプトンランプを用いたものの他に、
近年、半導体レーザーを利用するものがある。 励起光源として半導体レーザーを用いる場合、半導体
レーザーの波長純度が、ランプ光源の波長純度に対して
非常に高いので、半導体レーザーの発振波長をレーザー
媒質の吸収波長と一致させることにより、固体レーザー
を効率よく励起することが可能である。 更に、半導体レーザーを励起光源とする場合、ランプ
励起と比較して、励起密度を高くすることができ、より
効率を向上させることができる。 一方、上記のような、キセノンランプやクリプトンラ
ンプを利用したランプ励起の固定レーザーの場合、高出
力化のために、スラブレーザーとすることがよく知られ
ている。 このスラブレーザーにおいては、レーザー媒質中をレ
ーザーがジグザグに伝搬するので、小さなレーザー媒質
で大きなゲインを得て、大出力化することができる。 半導体励起固体レーザーについては、例えば米国特許
3624545号、同4710940号、特開昭62−189783、同63−27
079、同63−27080、同60−140889号或いはIEEEジヤーナ
ル1988年６月第24巻第６号などに開示されている。
セノンランプやクリプトンランプを用いたものの他に、
近年、半導体レーザーを利用するものがある。 励起光源として半導体レーザーを用いる場合、半導体
レーザーの波長純度が、ランプ光源の波長純度に対して
非常に高いので、半導体レーザーの発振波長をレーザー
媒質の吸収波長と一致させることにより、固体レーザー
を効率よく励起することが可能である。 更に、半導体レーザーを励起光源とする場合、ランプ
励起と比較して、励起密度を高くすることができ、より
効率を向上させることができる。 一方、上記のような、キセノンランプやクリプトンラ
ンプを利用したランプ励起の固定レーザーの場合、高出
力化のために、スラブレーザーとすることがよく知られ
ている。 このスラブレーザーにおいては、レーザー媒質中をレ
ーザーがジグザグに伝搬するので、小さなレーザー媒質
で大きなゲインを得て、大出力化することができる。 半導体励起固体レーザーについては、例えば米国特許
3624545号、同4710940号、特開昭62−189783、同63−27
079、同63−27080、同60−140889号或いはIEEEジヤーナ
ル1988年６月第24巻第６号などに開示されている。
上記従来技術のうち、小型固体レーザーとしては、特
開昭62−189783、同63−27079、同63−27080の各号があ
るが、これらは、１個の半導体レーザー（以下LDとい
う）で励起するものであるために、固体レーザー媒質が
飽和するまでの励起光を注入できないという問題点があ
る。 高出力LDを利用して、より強い励起光を注入できれば
より高出力が得られるのであるが、高出力LDは高価であ
り、しかも短寿命であるなどの欠点がある。 最近、固体レーザー媒質自体に共振器鏡コーテイング
を行い、小型化を図つたLD励起の固体レーザー等が報告
されているが、いずれも上記欠点を有する。 複数のLDにより励起するものとして、上記米国特許第
3624545及び4710940の各号がある。 これらは複数のLDで固体レーザー媒質を励起するもの
であり、大出力が得られるが、レーザー媒質自体も大き
くなり、やはりレーザー媒質が飽和するまで励起光を注
入することができないという問題点がある。更に、均一
に励起することが困難であり、且つ、レーザー媒質自体
が大きいので、レーザー媒質内に熱分布の不均一を生
じ、レーザー発振が不安定なものとなつてしまうという
問題点がある。 又、ランプ励起の固体半導体で、高出力化のために、
前述の如くスラブレーザーとしたものは、レーザー媒質
自体に共振器鏡をコーテイングすることができないの
で、外部共振器鏡を必要とし、装置が大型となると共
に、ミラー調整も困難であるという問題点がある。 レーザー媒質自体に共振器鏡をコーテイングした例と
して、前述のIEEE1988年第24巻第６号があり、工夫すれ
ば、複数のLDで励起することも可能であるが、これはリ
ングレーザーであり、リング共振器の場合、往復光路を
形成するレーザーとは異なる。 又、特開昭60−140889号には、単結晶フアイバーレー
ザーが提案されているが、これは高価で、且つ加工が困
難であると共に励起光を効率良くレーザー媒質に注入す
るのが困難である。 更に、例えば特開昭63−199473号のようにプリズム状
の３つの反射面と対向する端面にコーティングして共振
器鏡及び出力鏡として機能するように部分透過面とした
レーザ媒体結晶があるが、これはリングレーザであり、
且つ、同一の端面が共振器鏡と出力鏡を兼ねているので
それぞれの機能に最適な反射率のコーティングが困難で
あり、効率がよくないという問題点がある。 この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あつて、小型で効率よく大出力を得ることができ、且つ
安価で信頼性高く、長寿命である光励起固体レーザーを
提供することを目的とする。
開昭62−189783、同63−27079、同63−27080の各号があ
るが、これらは、１個の半導体レーザー（以下LDとい
う）で励起するものであるために、固体レーザー媒質が
飽和するまでの励起光を注入できないという問題点があ
る。 高出力LDを利用して、より強い励起光を注入できれば
より高出力が得られるのであるが、高出力LDは高価であ
り、しかも短寿命であるなどの欠点がある。 最近、固体レーザー媒質自体に共振器鏡コーテイング
を行い、小型化を図つたLD励起の固体レーザー等が報告
されているが、いずれも上記欠点を有する。 複数のLDにより励起するものとして、上記米国特許第
3624545及び4710940の各号がある。 これらは複数のLDで固体レーザー媒質を励起するもの
であり、大出力が得られるが、レーザー媒質自体も大き
くなり、やはりレーザー媒質が飽和するまで励起光を注
入することができないという問題点がある。更に、均一
に励起することが困難であり、且つ、レーザー媒質自体
が大きいので、レーザー媒質内に熱分布の不均一を生
じ、レーザー発振が不安定なものとなつてしまうという
問題点がある。 又、ランプ励起の固体半導体で、高出力化のために、
前述の如くスラブレーザーとしたものは、レーザー媒質
自体に共振器鏡をコーテイングすることができないの
で、外部共振器鏡を必要とし、装置が大型となると共
に、ミラー調整も困難であるという問題点がある。 レーザー媒質自体に共振器鏡をコーテイングした例と
して、前述のIEEE1988年第24巻第６号があり、工夫すれ
ば、複数のLDで励起することも可能であるが、これはリ
ングレーザーであり、リング共振器の場合、往復光路を
形成するレーザーとは異なる。 又、特開昭60−140889号には、単結晶フアイバーレー
ザーが提案されているが、これは高価で、且つ加工が困
難であると共に励起光を効率良くレーザー媒質に注入す
るのが困難である。 更に、例えば特開昭63−199473号のようにプリズム状
の３つの反射面と対向する端面にコーティングして共振
器鏡及び出力鏡として機能するように部分透過面とした
レーザ媒体結晶があるが、これはリングレーザであり、
且つ、同一の端面が共振器鏡と出力鏡を兼ねているので
それぞれの機能に最適な反射率のコーティングが困難で
あり、効率がよくないという問題点がある。 この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あつて、小型で効率よく大出力を得ることができ、且つ
安価で信頼性高く、長寿命である光励起固体レーザーを
提供することを目的とする。
この発明は、固体レーザー媒質を、コーナーキユーブ
反射面を備えたプリズム形状とするとともに、前記固体
レーザー媒質における前記コーナーキユーブ反射面と対
向する端面が共振器鏡及び出力鏡として作用するよう
に、該端面を少なくとも２つに分割して、各々に異なる
反射率のコーテイングを施し、該固体レーザー媒体と前
記コーテイングによりレーザー共振器を構成したことを
特徴とする光励起固体レーザーにより、上記目的を達成
するものである。 又、前記固体レーザー媒質のコーナーキユーブ反射面
における複数の端面から、半導体レーザーからの励起光
の入射を可能として、上記目的を達成するものである。 又、前記固体レーザー媒質における前記コーナーキュ
ブ反射面と対向する端面に光フアイバーの光入出力端を
接続して上記目的を達成するものである。
反射面を備えたプリズム形状とするとともに、前記固体
レーザー媒質における前記コーナーキユーブ反射面と対
向する端面が共振器鏡及び出力鏡として作用するよう
に、該端面を少なくとも２つに分割して、各々に異なる
反射率のコーテイングを施し、該固体レーザー媒体と前
記コーテイングによりレーザー共振器を構成したことを
特徴とする光励起固体レーザーにより、上記目的を達成
するものである。 又、前記固体レーザー媒質のコーナーキユーブ反射面
における複数の端面から、半導体レーザーからの励起光
の入射を可能として、上記目的を達成するものである。 又、前記固体レーザー媒質における前記コーナーキュ
ブ反射面と対向する端面に光フアイバーの光入出力端を
接続して上記目的を達成するものである。
この発明においては、固体レーザー媒質が、コーナー
キユーブ反射面を含むプリズム形状とされているので、
レーザー媒質内の発振光路長を長く取つて、ゲインを高
くすることができる。又、コーナーキユーブの先端３面
は、コーテイングを施すことなく内部全反射を得ること
ができる。更に、この先端３面からも励起光を注入でき
るので、高出力化を図ることができる。 又、固体レーザー媒質はプリズム形状であつて、スラ
ブレーザーのような特殊形状ではなく、光学素子として
よく用いられる形状であるので、レーザー媒質自体に容
易に、且つ低コストで加工、研磨をすることができる。 更に、コーナーキューブ反射面と対向する端面を複数
に分割して、共振器鏡として、又、出力鏡としてそれぞ
れ最適な反射率のコーティングを施し、効率を増大する
ことができる。
キユーブ反射面を含むプリズム形状とされているので、
レーザー媒質内の発振光路長を長く取つて、ゲインを高
くすることができる。又、コーナーキユーブの先端３面
は、コーテイングを施すことなく内部全反射を得ること
ができる。更に、この先端３面からも励起光を注入でき
るので、高出力化を図ることができる。 又、固体レーザー媒質はプリズム形状であつて、スラ
ブレーザーのような特殊形状ではなく、光学素子として
よく用いられる形状であるので、レーザー媒質自体に容
易に、且つ低コストで加工、研磨をすることができる。 更に、コーナーキューブ反射面と対向する端面を複数
に分割して、共振器鏡として、又、出力鏡としてそれぞ
れ最適な反射率のコーティングを施し、効率を増大する
ことができる。
以下本発明の実施例を図面に参照して説明する。 第１図〜第３図に示される第１実施例は、コーナーキ
ユーブプリズム形状の固体レーザー媒質10及び励起光源
としてLD12を用いたものである。 コーナーキユーブプリズムは、第２図に示されるよう
に、円柱の一端を、３面が互いに直交する端面（コーナ
ーキユーブ反射面）10B〜10Dとしたもので、他端である
円形端面10Aから入射した光は、３つの端面10B〜10Dで
順次反射された後に円形端面から射出される光路をとる
ようにされている。 又、第３図に示されるように、前記円形端面10Aの上
半部に、固体レーザーの波長を数％透過させる、即ち、
出力鏡の作用をする出力鏡コーテイング26を施すと共
に、円形断面10Aの下半部に共振器全反射鏡コーテイン
グ24を施している。 即ち、円形端面10Aの下半部は、LD12の励起光を透過
させ、固体レーザーの光を全反射させる共振器全反射鏡
としてのコーテイングが設けられ、又、円形端面10Aの
上半部には、固体レーザー光を数％透過させる出力コー
テイング26が施されるので、前者が共振器反射鏡とし
て、又、後者が出力鏡としてそれぞれ作用することにな
る。 共振により発生した固体レーザー光は、出力鏡18を経
て、レーザー光取出用反射鏡20から光路の側方に出力光
22として取出される。 従つて、この第１実施例においては、共振器鏡及び出
力鏡共に省略することができ、且つ、これらの調整が一
切不要となると共に、円形端面10Aの下半部に共振器鏡
としての、又、上半部に出力鏡としての、最適の反射率
のコーティングを施して効率を向上させることができる
という大きな利点がある。 又、第１実施例において、固体レーザー媒質10がコー
ナーキユーブプリズム形状とされているので、固体レー
ザー光が３つの端面10B〜10Dで３回反射された後円形端
面10Aから射出され、共振器鏡16で反射されて往復する
構成であるので、固体レーザー媒質10内の発振光路長が
長く、ゲインを高くすることができる。 次に、第４図に示される本発明の第２実施例につき説
明する。 この第２実施例は、前記第１図〜第３図に示される第
１実施例と同様に円形端面10Aの上半部に出力鏡コーテ
イング26を、下半部に共振器全反射鏡コーテイング24を
施し、それぞれ出力鏡及び共振器鏡として機能するよう
にし、且つ、レンズ14が円形端面10Aの上半部から射出
される出力光22を遮らないように図において下方に移動
したものである。 従つて、この第２実施例においては、レーザー光取出
用反射鏡をも用いることなく、出力光を取出すことがで
きる。 次に、第５図及び第６図に示される本発明の第３実施
例につき説明する。 この第３実施例は、固体レーザー媒質10の円形端面10
Aにおける、図において上半部には、LD12の励起光を全
反射し、且つ固体レーザー光を数％透過させるコーテイ
ング28を施すと共に、下半部には、固体レーザー光及び
LD12の励起光を共に全反射させる全反射共振器鏡コーテ
イング30を施したものである。 この第３実施例においては、円形端面10Aからの励起
光の入射は行わず、端面10B〜10Dから各々LD12によつて
励起光を入射させるものである。 この第３実施例においては、３つの端面10B〜10Dから
入射されたLD12からの励起光を、固体レーザー媒質10の
円形端面10Aと端面10B〜10D間によく閉じ込めることが
でき、固体レーザー光がコーテイング28部分から出力光
として取出される。 従つて、この第３実施例においても、共振器鏡、出力
鏡及びレーザー光取出用反射鏡の三者を省略することが
できる。又、当然これらの位置調整も不要となる。 次に、第７図に示される本発明の第４実施例につき説
明する。 この第４実施例は、固体レーザー媒質10の円形端面10
Aに、小円形ビーム形状の出力鏡コーテイング34及び中
心角約120°の扇形状の共振器鏡コーテイング36を施し
たものである。 この実施例においては、所望のビーム形状のレーザー
光を取出すことができるという利点ある。又、当然、共
振器鏡及び出力鏡更にレーザー光取出用反射鏡を省略す
ることができる。 ここで、出力鏡コーテイング34を扇形、又、共振器鏡
コーテイング36をビームスポツト形状とするようにして
もよい。 即ち、注入される励起光のビーム形状及び所望のレー
ザー光取出ビーム形状に応じて、出力鏡コーテイング及
び共振器鏡コーテイングを施せばよい。 次に、第８図及び第９図に示される第５実施例につい
て説明する。 この第５実施例は、固体レーザー媒質10の３つの端面
10B〜10Dから各々LD12により励起光を注入すると共に、
円形端面10Aの図において下半部に全反射共振器鏡コー
テイング30を施し、更に上半部には、３個の小円形状の
出力鏡コーテイング34を施したものである。 この実施例の場合、同時に多数の出力光を得ることが
できるという利点がある。 次に、第10図及び第11図に示される本発明の第６実施
例について説明する。 この第６実施例は、固体レーザー媒質10における３つ
の端面10B〜10Dの各々からLD12によつて励起光を注入す
ると共に、円形端面10Aに、中心角120°の扇形状に全反
射共振器鏡コーテイング30を施し、全反射共振器鏡コー
テイング30を施さない個所に光フアイバー38を接続した
ものである。 ここで、前記扇形状の全反射共振器鏡コーテイング30
は、３つの端面10B〜10Dのうちの１つを円形端面10Aに
投影した範囲内にあるように設けるものとする。 従つて、光フアイバー38を複数接続する場合は、第11
図で２点鎖線で示されるように、他の端面の円形端面10
Aへの投影図形範囲内に設けるとよい。 この時、固体レーザー光出力鏡コーテイングは、固体
レーザー媒質10の光フアイバー38との結合端面に施して
もよいし、光フアイバー38のレーザー媒質10との結合端
面と異なる他端に施してもよい。後者の場合には、レー
ザー媒質10と、光フアイバー38との結合部分は、レーザ
ー媒質10、光フアイバー38共に固体レーザー光のARコー
テイングが施してあることが望ましい。 上記第６実施例では、光フアイバー38を、出力光取出
しのために固体レーザー媒質10に接続したものである
が、光フアイバー38は励起光注入用として、レーザー媒
質10に接続するようにしてもよい。 即ち、第12図に示される第７実施例では、固体レーザ
ー媒質10における円形端面10Aに、励起光注入用の２本
の光フアイバー40を接続し、該円形端面10Aの他の部分
から出力光を得るようにしたものである。 ここで、前記励起光注入用の光フアイバー40と固体レ
ーザー媒質10との結合端面、光フアイバー40の、レーザ
ー媒質10との結合端面と異なる他端のいずれかに、全反
射共振器鏡コーテイングを施す。この場合、該全反射共
振器鏡コーテイングは、励起光を良く透過するものとす
る。 又、前記円形端面10Aの、光フアイバー40と接続され
る以外の部分には、出力鏡コーテイングを施す。 次に、第13図に示される本発明の第８実施例につき説
明する。 この第８実施例は、光フアイバー40を介して励起光を
レーザー媒質10に注入すると共に、レーザー媒質10から
の出力光を光フアイバー38を介して取出すようにしたも
のである。 この第８実施例の場合は、より大出力の励起光を注入
することができるという利点がある。 なお、この第８実施例においても、固体レーザー光出
力鏡コーテイングは、光フアイバー38のレーザー媒質と
の結合端面又は他の端面に施してもよく、又、全反射共
振器鏡コーテイング（励起光は透過するコーテイング）
は、励起光注入用の光フアイバー40における、固体レー
ザー媒質10との結合端面又はその反対側の端面のどちら
かに施せばよい。 次に、第14図に示される本発明の第９実施例につき説
明する。 この第９実施例は、前記レーザー媒質10における３つ
の端面10B〜10Dの全部又は一部から、光フアイバー40を
介して固体レーザー媒質10に励起光を注入するようにし
たものである。 又、固体レーザー媒質10における円形端面10Aには、
図３〜図９におけるように領域を分けて出力鏡コーテイ
ング、共振器鏡コーテイングを施す。 なお、この出力鏡コーテイングに変えて、出力光を取
出すための光フアイバー38を接続するようにしてもよ
い。 次に、第15図に示される本発明の第10実施例につき説
明する。 この実施例は、YAGからなる固体レーザー媒質10の円
形端面に、SHG結晶42と、半円形のTHG結晶44Aを接続さ
せると共に、円形端面10AとSHG結晶42の対向端面の一方
に、1.06μｍ光を透過し、SHG光を全反射するコーテイ
ング41Cを、又、SHG結晶42の、THG結晶44Aと接触しない
上部半円形部分に1.06μｍ光を全反射し、SHG光を透過
するコーテイング43Fを、更に下半部には、1.06μｍ光
及びSHG光を透過し、THG光を全反射するコーテイング43
Cを、更に又、半円形のTHG結晶44Aの他端面には、1.06
μｍ光及びSHG光を全反射し、THG光を透過するコーテイ
ング45をそれぞれ施したものである。 この実施例においては、SHG結晶42の、THG結晶44Aと
接続されていない端面からはSHG光が出力光として取出
され、又、THG結晶44Aの端面からはTHG光を得ることが
できる。 即ち、部分毎に用いる結晶を変えて、異なる波長の出
力光を得ることができる。 前記SHG結晶42、THG結晶44Aは、FHG結晶、パラメトリ
ツク結晶あるいは光フアイバー形状非線形結晶をその断
面形状あるいは種類を適宜組合わせあるいは置換するこ
とによつて、異なる波長の出力光を得ることができる。 特に、光フアイバー形状非線形結晶を複数種類用いる
場合は、各光フイアバー形状非線形結晶から異なる波長
の出力光を得ることができる。 上記のように、AHG結晶42、THG結晶44A等を、適宜組
合わせることによつて、小型で可視、紫外、赤外の各光
を得るレーザーを容易に構成することができる。又、こ
れらの構成では、ミラー調整の必要がないという利点が
ある。 なお、上記実施例は、固体レーザー媒質10への励起光
の注入を、円形端面10A及び／又は３つの端面10B〜10D
から行うようにしているが、本発明は、例えば３つの端
面10B〜10Dのうちの１又は２あるいはこれらと円形端面
10A側からの励起光の注入を適宜組合わせた場合も当然
包含するものである。 又、前記各実施例における非線形結晶はSHG結晶、THG
結晶、FHG結晶及びパラメトリツク結晶のうち１種又は
複数種を組合わせてもよい。又、非線形結晶はKTP、β
−BaB2O4、KNbO3又はMgOドープLiNbO3とするのがよい。 更に、光フアイバー形状非線形結晶は、導波路状に形
成したものであればよい。
ユーブプリズム形状の固体レーザー媒質10及び励起光源
としてLD12を用いたものである。 コーナーキユーブプリズムは、第２図に示されるよう
に、円柱の一端を、３面が互いに直交する端面（コーナ
ーキユーブ反射面）10B〜10Dとしたもので、他端である
円形端面10Aから入射した光は、３つの端面10B〜10Dで
順次反射された後に円形端面から射出される光路をとる
ようにされている。 又、第３図に示されるように、前記円形端面10Aの上
半部に、固体レーザーの波長を数％透過させる、即ち、
出力鏡の作用をする出力鏡コーテイング26を施すと共
に、円形断面10Aの下半部に共振器全反射鏡コーテイン
グ24を施している。 即ち、円形端面10Aの下半部は、LD12の励起光を透過
させ、固体レーザーの光を全反射させる共振器全反射鏡
としてのコーテイングが設けられ、又、円形端面10Aの
上半部には、固体レーザー光を数％透過させる出力コー
テイング26が施されるので、前者が共振器反射鏡とし
て、又、後者が出力鏡としてそれぞれ作用することにな
る。 共振により発生した固体レーザー光は、出力鏡18を経
て、レーザー光取出用反射鏡20から光路の側方に出力光
22として取出される。 従つて、この第１実施例においては、共振器鏡及び出
力鏡共に省略することができ、且つ、これらの調整が一
切不要となると共に、円形端面10Aの下半部に共振器鏡
としての、又、上半部に出力鏡としての、最適の反射率
のコーティングを施して効率を向上させることができる
という大きな利点がある。 又、第１実施例において、固体レーザー媒質10がコー
ナーキユーブプリズム形状とされているので、固体レー
ザー光が３つの端面10B〜10Dで３回反射された後円形端
面10Aから射出され、共振器鏡16で反射されて往復する
構成であるので、固体レーザー媒質10内の発振光路長が
長く、ゲインを高くすることができる。 次に、第４図に示される本発明の第２実施例につき説
明する。 この第２実施例は、前記第１図〜第３図に示される第
１実施例と同様に円形端面10Aの上半部に出力鏡コーテ
イング26を、下半部に共振器全反射鏡コーテイング24を
施し、それぞれ出力鏡及び共振器鏡として機能するよう
にし、且つ、レンズ14が円形端面10Aの上半部から射出
される出力光22を遮らないように図において下方に移動
したものである。 従つて、この第２実施例においては、レーザー光取出
用反射鏡をも用いることなく、出力光を取出すことがで
きる。 次に、第５図及び第６図に示される本発明の第３実施
例につき説明する。 この第３実施例は、固体レーザー媒質10の円形端面10
Aにおける、図において上半部には、LD12の励起光を全
反射し、且つ固体レーザー光を数％透過させるコーテイ
ング28を施すと共に、下半部には、固体レーザー光及び
LD12の励起光を共に全反射させる全反射共振器鏡コーテ
イング30を施したものである。 この第３実施例においては、円形端面10Aからの励起
光の入射は行わず、端面10B〜10Dから各々LD12によつて
励起光を入射させるものである。 この第３実施例においては、３つの端面10B〜10Dから
入射されたLD12からの励起光を、固体レーザー媒質10の
円形端面10Aと端面10B〜10D間によく閉じ込めることが
でき、固体レーザー光がコーテイング28部分から出力光
として取出される。 従つて、この第３実施例においても、共振器鏡、出力
鏡及びレーザー光取出用反射鏡の三者を省略することが
できる。又、当然これらの位置調整も不要となる。 次に、第７図に示される本発明の第４実施例につき説
明する。 この第４実施例は、固体レーザー媒質10の円形端面10
Aに、小円形ビーム形状の出力鏡コーテイング34及び中
心角約120°の扇形状の共振器鏡コーテイング36を施し
たものである。 この実施例においては、所望のビーム形状のレーザー
光を取出すことができるという利点ある。又、当然、共
振器鏡及び出力鏡更にレーザー光取出用反射鏡を省略す
ることができる。 ここで、出力鏡コーテイング34を扇形、又、共振器鏡
コーテイング36をビームスポツト形状とするようにして
もよい。 即ち、注入される励起光のビーム形状及び所望のレー
ザー光取出ビーム形状に応じて、出力鏡コーテイング及
び共振器鏡コーテイングを施せばよい。 次に、第８図及び第９図に示される第５実施例につい
て説明する。 この第５実施例は、固体レーザー媒質10の３つの端面
10B〜10Dから各々LD12により励起光を注入すると共に、
円形端面10Aの図において下半部に全反射共振器鏡コー
テイング30を施し、更に上半部には、３個の小円形状の
出力鏡コーテイング34を施したものである。 この実施例の場合、同時に多数の出力光を得ることが
できるという利点がある。 次に、第10図及び第11図に示される本発明の第６実施
例について説明する。 この第６実施例は、固体レーザー媒質10における３つ
の端面10B〜10Dの各々からLD12によつて励起光を注入す
ると共に、円形端面10Aに、中心角120°の扇形状に全反
射共振器鏡コーテイング30を施し、全反射共振器鏡コー
テイング30を施さない個所に光フアイバー38を接続した
ものである。 ここで、前記扇形状の全反射共振器鏡コーテイング30
は、３つの端面10B〜10Dのうちの１つを円形端面10Aに
投影した範囲内にあるように設けるものとする。 従つて、光フアイバー38を複数接続する場合は、第11
図で２点鎖線で示されるように、他の端面の円形端面10
Aへの投影図形範囲内に設けるとよい。 この時、固体レーザー光出力鏡コーテイングは、固体
レーザー媒質10の光フアイバー38との結合端面に施して
もよいし、光フアイバー38のレーザー媒質10との結合端
面と異なる他端に施してもよい。後者の場合には、レー
ザー媒質10と、光フアイバー38との結合部分は、レーザ
ー媒質10、光フアイバー38共に固体レーザー光のARコー
テイングが施してあることが望ましい。 上記第６実施例では、光フアイバー38を、出力光取出
しのために固体レーザー媒質10に接続したものである
が、光フアイバー38は励起光注入用として、レーザー媒
質10に接続するようにしてもよい。 即ち、第12図に示される第７実施例では、固体レーザ
ー媒質10における円形端面10Aに、励起光注入用の２本
の光フアイバー40を接続し、該円形端面10Aの他の部分
から出力光を得るようにしたものである。 ここで、前記励起光注入用の光フアイバー40と固体レ
ーザー媒質10との結合端面、光フアイバー40の、レーザ
ー媒質10との結合端面と異なる他端のいずれかに、全反
射共振器鏡コーテイングを施す。この場合、該全反射共
振器鏡コーテイングは、励起光を良く透過するものとす
る。 又、前記円形端面10Aの、光フアイバー40と接続され
る以外の部分には、出力鏡コーテイングを施す。 次に、第13図に示される本発明の第８実施例につき説
明する。 この第８実施例は、光フアイバー40を介して励起光を
レーザー媒質10に注入すると共に、レーザー媒質10から
の出力光を光フアイバー38を介して取出すようにしたも
のである。 この第８実施例の場合は、より大出力の励起光を注入
することができるという利点がある。 なお、この第８実施例においても、固体レーザー光出
力鏡コーテイングは、光フアイバー38のレーザー媒質と
の結合端面又は他の端面に施してもよく、又、全反射共
振器鏡コーテイング（励起光は透過するコーテイング）
は、励起光注入用の光フアイバー40における、固体レー
ザー媒質10との結合端面又はその反対側の端面のどちら
かに施せばよい。 次に、第14図に示される本発明の第９実施例につき説
明する。 この第９実施例は、前記レーザー媒質10における３つ
の端面10B〜10Dの全部又は一部から、光フアイバー40を
介して固体レーザー媒質10に励起光を注入するようにし
たものである。 又、固体レーザー媒質10における円形端面10Aには、
図３〜図９におけるように領域を分けて出力鏡コーテイ
ング、共振器鏡コーテイングを施す。 なお、この出力鏡コーテイングに変えて、出力光を取
出すための光フアイバー38を接続するようにしてもよ
い。 次に、第15図に示される本発明の第10実施例につき説
明する。 この実施例は、YAGからなる固体レーザー媒質10の円
形端面に、SHG結晶42と、半円形のTHG結晶44Aを接続さ
せると共に、円形端面10AとSHG結晶42の対向端面の一方
に、1.06μｍ光を透過し、SHG光を全反射するコーテイ
ング41Cを、又、SHG結晶42の、THG結晶44Aと接触しない
上部半円形部分に1.06μｍ光を全反射し、SHG光を透過
するコーテイング43Fを、更に下半部には、1.06μｍ光
及びSHG光を透過し、THG光を全反射するコーテイング43
Cを、更に又、半円形のTHG結晶44Aの他端面には、1.06
μｍ光及びSHG光を全反射し、THG光を透過するコーテイ
ング45をそれぞれ施したものである。 この実施例においては、SHG結晶42の、THG結晶44Aと
接続されていない端面からはSHG光が出力光として取出
され、又、THG結晶44Aの端面からはTHG光を得ることが
できる。 即ち、部分毎に用いる結晶を変えて、異なる波長の出
力光を得ることができる。 前記SHG結晶42、THG結晶44Aは、FHG結晶、パラメトリ
ツク結晶あるいは光フアイバー形状非線形結晶をその断
面形状あるいは種類を適宜組合わせあるいは置換するこ
とによつて、異なる波長の出力光を得ることができる。 特に、光フアイバー形状非線形結晶を複数種類用いる
場合は、各光フイアバー形状非線形結晶から異なる波長
の出力光を得ることができる。 上記のように、AHG結晶42、THG結晶44A等を、適宜組
合わせることによつて、小型で可視、紫外、赤外の各光
を得るレーザーを容易に構成することができる。又、こ
れらの構成では、ミラー調整の必要がないという利点が
ある。 なお、上記実施例は、固体レーザー媒質10への励起光
の注入を、円形端面10A及び／又は３つの端面10B〜10D
から行うようにしているが、本発明は、例えば３つの端
面10B〜10Dのうちの１又は２あるいはこれらと円形端面
10A側からの励起光の注入を適宜組合わせた場合も当然
包含するものである。 又、前記各実施例における非線形結晶はSHG結晶、THG
結晶、FHG結晶及びパラメトリツク結晶のうち１種又は
複数種を組合わせてもよい。又、非線形結晶はKTP、β
−BaB2O4、KNbO3又はMgOドープLiNbO3とするのがよい。 更に、光フアイバー形状非線形結晶は、導波路状に形
成したものであればよい。
本発明は、上記のしたように構成したので、固体レー
ザー媒質をコーナーキユーブ反射面を備えたプリズム形
状とすることによつて、該レーザー媒質内光路長を長く
して、大出力小型固体レーザーを構成できるとともに、
コーナーキユーブ反射面と対向する端面の異なる領域を
共振器鏡及び出力鏡としての最適な反射率のコーテイン
グを施して効率を向上させることができると共に、別体
の共振器反射鏡及び出力鏡を省略することができるとい
う優れた効果を有する。
ザー媒質をコーナーキユーブ反射面を備えたプリズム形
状とすることによつて、該レーザー媒質内光路長を長く
して、大出力小型固体レーザーを構成できるとともに、
コーナーキユーブ反射面と対向する端面の異なる領域を
共振器鏡及び出力鏡としての最適な反射率のコーテイン
グを施して効率を向上させることができると共に、別体
の共振器反射鏡及び出力鏡を省略することができるとい
う優れた効果を有する。
第１図は本発明に係る光励起固体レーザーの第１実施例
を示す側面図、 第２図は同実施例におけるコーナーキユーブプリズム形
状の固体レーザー媒質を示す斜視図、 第３図は同第１実施例の円形端面を示す正面図、 第４図は本発明の第２実施例を示す側面図、 第５図は本発明の第３実施例を示す側面図、 第６図は同実施例の円形端面を示す正面図、 第７図は第４実施例の円形端面を示す正面図、 第８図は本発明の第５実施例を示す側面図、 第９図は同第５実施例の円形端面を示す正面図、 第10図は本発明の第６実施例を示す側面図、 第11図は同第６実施例における円形端面を示す正面図、 第12図は本発明の第７実施例を示す側面図、 第13図は本発明の第８実施例を示す側面図、 第14図は同第９実施例を示す側面図、 第15図は同第10実施例を示す側面図である。 10…固体レーザー媒質、10A…円形端面、10B〜10D…端
面、12…LD（半導体レーザー）、14…レンズ、20…レー
ザー光取出用反射鏡、22…出力光、24…共振器全反射鏡
コーテイング、26…出力鏡コーテイング、28…コーテイ
ング、30…全反射共振器鏡コーテイング、32…共振器兼
出力鏡コーテイング、34…出力鏡コーテイング、36…共
振器鏡コーテイング、38、40…光フアイバー、42…SHG
結晶、43C、43F、45…コーテイング、44A…THG結晶。
を示す側面図、 第２図は同実施例におけるコーナーキユーブプリズム形
状の固体レーザー媒質を示す斜視図、 第３図は同第１実施例の円形端面を示す正面図、 第４図は本発明の第２実施例を示す側面図、 第５図は本発明の第３実施例を示す側面図、 第６図は同実施例の円形端面を示す正面図、 第７図は第４実施例の円形端面を示す正面図、 第８図は本発明の第５実施例を示す側面図、 第９図は同第５実施例の円形端面を示す正面図、 第10図は本発明の第６実施例を示す側面図、 第11図は同第６実施例における円形端面を示す正面図、 第12図は本発明の第７実施例を示す側面図、 第13図は本発明の第８実施例を示す側面図、 第14図は同第９実施例を示す側面図、 第15図は同第10実施例を示す側面図である。 10…固体レーザー媒質、10A…円形端面、10B〜10D…端
面、12…LD（半導体レーザー）、14…レンズ、20…レー
ザー光取出用反射鏡、22…出力光、24…共振器全反射鏡
コーテイング、26…出力鏡コーテイング、28…コーテイ
ング、30…全反射共振器鏡コーテイング、32…共振器兼
出力鏡コーテイング、34…出力鏡コーテイング、36…共
振器鏡コーテイング、38、40…光フアイバー、42…SHG
結晶、43C、43F、45…コーテイング、44A…THG結晶。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−93686（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−199473（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−54986（ＪＰ，Ａ) 特公 昭43−3831（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭43−8305（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭42−5470（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭40−6533（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許4710940（ＵＳ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】固体レーザー媒質を、コーナーキユーブ反
射面を備えたプリズム形状とするとともに、前記固体レ
ーザー媒質における前記コーナーキユーブ反射面と対向
する端面が共振器鏡及び出力鏡として作用するように、
該端面を少なくとも２つに分割して、各々に異なる反射
率のコーテイングを施し、該固体レーザー媒体と前記コ
ーテイングによりレーザー共振器を構成したことを特徴
とする光励起固体レーザー。 - 【請求項２】前記固体レーザー媒質のコーナーキユーブ
反射面における複数の端面から、半導体レーザーからの
励起光の入射を可能とした請求項１の光励起固体レーザ
ー。 - 【請求項３】前記固体レーザー媒質における前記コーナ
ーキュブ反射面と対向する端面に光フアイバーの光入出
力端を接続してなる請求項１又は２の光励起固体レーザ
ー。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63289842A JP2713745B2 (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 光励起固体レーザー |
| DE68918666T DE68918666T2 (de) | 1988-11-16 | 1989-11-06 | Optisch gepumpter Festkörperlaser. |
| EP89120511A EP0369281B1 (en) | 1988-11-16 | 1989-11-06 | Optically pumped solid laser |
| US07/701,342 US5121404A (en) | 1988-11-16 | 1991-05-09 | Optically pumped solid laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63289842A JP2713745B2 (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 光励起固体レーザー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02135787A JPH02135787A (ja) | 1990-05-24 |
| JP2713745B2 true JP2713745B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=17748473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63289842A Expired - Fee Related JP2713745B2 (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 光励起固体レーザー |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5121404A (ja) |
| EP (1) | EP0369281B1 (ja) |
| JP (1) | JP2713745B2 (ja) |
| DE (1) | DE68918666T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2071598C (en) * | 1991-06-21 | 1999-01-19 | Akira Eda | Optical device and method of manufacturing the same |
| US5195104A (en) * | 1991-10-15 | 1993-03-16 | Lasen, Inc. | Internally stimulated optical parametric oscillator/laser |
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