JP2981671B2 - レーザーダイオードポンピング固体レーザー - Google Patents
レーザーダイオードポンピング固体レーザーInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、固体レーザーロッドを半導体レーザー（レ
ーザーダイオード）によってポンピングするレーザーダ
イオードポンピング固体レーザーに関し、特に詳細に
は、その固体レーザーロッド自身が光波長変換機能を有
し、固定レーザー発振ビームと別のレーザービームを和
周波に波長変換するようにしたレーザーダイオードポン
ピング固体レーザーに関するものである。
ーザーダイオード）によってポンピングするレーザーダ
イオードポンピング固体レーザーに関し、特に詳細に
は、その固体レーザーロッド自身が光波長変換機能を有
し、固定レーザー発振ビームと別のレーザービームを和
周波に波長変換するようにしたレーザーダイオードポン
ピング固体レーザーに関するものである。
（従来の技術） 例えばSPIE Vol.1104 p100 March 1989に記載されて
いるように、Nd（ネオジウム）等の希土類がドーピング
され、かつ光波長変換機能を有する固体レーザーロッド
として、Nd:COANP,Nd:PNP等が公知となっている。また
そのような固体レーザーロッドとして、同誌p132に記載
されているように、Nd:Li Nb O3,NYAB（NdxY1-xAl3（BO
3）4x＝0.04〜0.08）等も公知であり、これらは、Self
−Frequency−Doubling Crystalと呼ばれている。
いるように、Nd（ネオジウム）等の希土類がドーピング
され、かつ光波長変換機能を有する固体レーザーロッド
として、Nd:COANP,Nd:PNP等が公知となっている。また
そのような固体レーザーロッドとして、同誌p132に記載
されているように、Nd:Li Nb O3,NYAB（NdxY1-xAl3（BO
3）4x＝0.04〜0.08）等も公知であり、これらは、Self
−Frequency−Doubling Crystalと呼ばれている。
これらを用いたレーザーダイオードポンピング固体レ
ーザーとしては、SPIE Vol.1104 p132 March 1989や、
レーザー研究Vol.17 No.12 p48（1989）に示されるよ
うに、NYAB結晶を用い、レーザーダイオードポンピング
によるその発振レーザビームの第２高調波を得るものが
知られている。またJ.Opt.Soc.Am Vol.3 p140（1986）
には、Nd:Mg O:Li Nb O3を波長0.60μｍの色素レーザー
により励起し、その発振レーザービームの第２高調波を
得ることが示されている。
ーザーとしては、SPIE Vol.1104 p132 March 1989や、
レーザー研究Vol.17 No.12 p48（1989）に示されるよ
うに、NYAB結晶を用い、レーザーダイオードポンピング
によるその発振レーザビームの第２高調波を得るものが
知られている。またJ.Opt.Soc.Am Vol.3 p140（1986）
には、Nd:Mg O:Li Nb O3を波長0.60μｍの色素レーザー
により励起し、その発振レーザービームの第２高調波を
得ることが示されている。
さらに、例えばSPIE Vol.1104 p13 March（1989）に
は、NdドープYAGレーザー固体ロッドとその共振器内
に、固体レーザー発振ビームを波長変換するKTP単結晶
を配し、それにより、固体レーザー発振ビームとポンピ
ング光との和周波を得ることが示されている。
は、NdドープYAGレーザー固体ロッドとその共振器内
に、固体レーザー発振ビームを波長変換するKTP単結晶
を配し、それにより、固体レーザー発振ビームとポンピ
ング光との和周波を得ることが示されている。
（発明が解決しようとする課題） ところが、このような波長変換機能を備えた従来の固
体レーザーにおいては、非線形光学結晶，固体レーザー
ロッド，出力ミラー，発振レーザービームを縦モードシ
ングル化して波長変換波のパワーを安定させる機能を有
するエタロン板や、波長板等の光学素子が固別に配置さ
れ、かつ固別にレーザー用部品として加工、研磨、コー
トされていた。そのために、加工表面には発振レーザー
ビームの散乱および各コート膜による吸収，散乱，反射
等が生じてしまい、さらには各部品内部の吸収により共
振器内の内部ロスが数％以上と非常に大きなものとなっ
てしまっていた。これらの内部ロスは、部品点数が多け
れば多いほど増大する。そのため、共振器内の発振レー
ザーパワーが小さくなり、その結果、波長変換効率が低
下してしまうという問題点があった。
体レーザーにおいては、非線形光学結晶，固体レーザー
ロッド，出力ミラー，発振レーザービームを縦モードシ
ングル化して波長変換波のパワーを安定させる機能を有
するエタロン板や、波長板等の光学素子が固別に配置さ
れ、かつ固別にレーザー用部品として加工、研磨、コー
トされていた。そのために、加工表面には発振レーザー
ビームの散乱および各コート膜による吸収，散乱，反射
等が生じてしまい、さらには各部品内部の吸収により共
振器内の内部ロスが数％以上と非常に大きなものとなっ
てしまっていた。これらの内部ロスは、部品点数が多け
れば多いほど増大する。そのため、共振器内の発振レー
ザーパワーが小さくなり、その結果、波長変換効率が低
下してしまうという問題点があった。
また、上記の内部ロスが従来は数％と高かったため
に、固体レーザーのポンプ光源としては、高出力のアレ
イ・レーザーが一般に用いられている。すなわち、それ
により共振器内のロスをカバーして高出力の共振器内内
部パワーを得、波長変換効率を向上させるようにしてい
た。しかし従来のアレイ・レーザーでは、そのスペクト
ル線幅が数nmもあるために、固体レーザーの発振効率が
低く、このことは、エネルギーの利用効率の低下につな
がっていた。
に、固体レーザーのポンプ光源としては、高出力のアレ
イ・レーザーが一般に用いられている。すなわち、それ
により共振器内のロスをカバーして高出力の共振器内内
部パワーを得、波長変換効率を向上させるようにしてい
た。しかし従来のアレイ・レーザーでは、そのスペクト
ル線幅が数nmもあるために、固体レーザーの発振効率が
低く、このことは、エネルギーの利用効率の低下につな
がっていた。
特に、波長変換波のパワーを安定化するために共振器
内に挿入するエタロン板や波長板は、非常に内部ロスを
増大させるために、高出力なアレイ・レーザーもしくは
ブロードエリアレーザーを用いざるを得なかった。ま
た、これらの波長板やエタロン板の挿入ロスをなくすた
めに、それらを取り除いてしまうと、発振レーザービー
ムの第２高調波を得る場合は、非線形光学素子による発
振レーザービームの縦モード間のモード競合によりパワ
ーが不安定になるという問題点があった。
内に挿入するエタロン板や波長板は、非常に内部ロスを
増大させるために、高出力なアレイ・レーザーもしくは
ブロードエリアレーザーを用いざるを得なかった。ま
た、これらの波長板やエタロン板の挿入ロスをなくすた
めに、それらを取り除いてしまうと、発振レーザービー
ムの第２高調波を得る場合は、非線形光学素子による発
振レーザービームの縦モード間のモード競合によりパワ
ーが不安定になるという問題点があった。
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであ
り、波長変換効率が高く、そしてエネルギー利用効率が
良く、かつ波長交換波のパワーが安定するレーザーダイ
オードポンピング固体レーザーを提供することを目的と
するものである。
り、波長変換効率が高く、そしてエネルギー利用効率が
良く、かつ波長交換波のパワーが安定するレーザーダイ
オードポンピング固体レーザーを提供することを目的と
するものである。
（課題を解決するための手段および作用） 本発明の第１のレーザーダイオードポンピング固体レ
ーザーは、前述したようにNd等の希土類がドーピングさ
れ、かつ光波長変換機能を有する固体レーザーロッド
を、半導体レーザーによってポンピングするレーザーダ
イオードポンピング固体レーザーにおいて、 固体レーザーロッドの両端面を共振器ミラーとし、 それによる発振レーザービームと半導体レーザービー
ムとの和周波を取り出すことを特徴とするものである。
ーザーは、前述したようにNd等の希土類がドーピングさ
れ、かつ光波長変換機能を有する固体レーザーロッド
を、半導体レーザーによってポンピングするレーザーダ
イオードポンピング固体レーザーにおいて、 固体レーザーロッドの両端面を共振器ミラーとし、 それによる発振レーザービームと半導体レーザービー
ムとの和周波を取り出すことを特徴とするものである。
また、本発明の第２のレーザーダイオードポンピング
固体レーザーは、 上記と同様にNd等の希土類がドーピングされ、かつ光
波長変換機能を有する固体レーザーロッドを、半導体レ
ーザーによってポンピングするレーザーダイオードポン
ピング固体レーザーにおいて、 固体レーザーロッドの一端面に、波長変換波のパワー
を安定化する機能を有するエタロンや波長板等の光学素
子を貼着して一体化し、 該光学素子の片面を固体レーザーの共振器ミラーとす
る一方、前記固体レーザーロッドの他端面をもう１つの
共振器ミラーとして共振器を構成し、 それによる発振レーザービームと半導体レーザービー
ムとの和周波を取り出うことを特徴とするものである。
固体レーザーは、 上記と同様にNd等の希土類がドーピングされ、かつ光
波長変換機能を有する固体レーザーロッドを、半導体レ
ーザーによってポンピングするレーザーダイオードポン
ピング固体レーザーにおいて、 固体レーザーロッドの一端面に、波長変換波のパワー
を安定化する機能を有するエタロンや波長板等の光学素
子を貼着して一体化し、 該光学素子の片面を固体レーザーの共振器ミラーとす
る一方、前記固体レーザーロッドの他端面をもう１つの
共振器ミラーとして共振器を構成し、 それによる発振レーザービームと半導体レーザービー
ムとの和周波を取り出うことを特徴とするものである。
また、本発明の第３のレーザーダイオードポンピング
固体レーザーは、 上記と同様にNd等の希土類がドーピングされ、かつ光
波長変換機能を有する固体レーザーロッドを、半導体レ
ーザーによってポンピングするレーザーダイオードポン
ピング固体レーザーにおいて、 波長変換波のパワーを安定化する機能を有するエタロ
ンや波長板等の光学素子を２つの固体レーザーロッドの
間に貼着して一体化し、 これら固体レーザーロッドの各外端面を共振器ミラー
とし、 それによる発振レーザービームと半導体レーザービー
ムとの和周波を取り出すことを特徴とするものである。
固体レーザーは、 上記と同様にNd等の希土類がドーピングされ、かつ光
波長変換機能を有する固体レーザーロッドを、半導体レ
ーザーによってポンピングするレーザーダイオードポン
ピング固体レーザーにおいて、 波長変換波のパワーを安定化する機能を有するエタロ
ンや波長板等の光学素子を２つの固体レーザーロッドの
間に貼着して一体化し、 これら固体レーザーロッドの各外端面を共振器ミラー
とし、 それによる発振レーザービームと半導体レーザービー
ムとの和周波を取り出すことを特徴とするものである。
また、本発明の第４のレーザーダイオードポンピング
固体レーザーは、 上記と同様にNd等の希土類がドーピングされ、かつ光
波長変換機能を有する固体レーザーロッドを、半導体レ
ーザーによってポンピングするレーザーダイオードポン
ピング固体レーザーにおいて、 波長変換波のパワーを安定化する機能を有するエタロ
ンや波長板等の複数の光学素子を、１つもしくは複数の
固体レーザーロッドに貼着して一体化し、 これら光学部品のいずれかの端面を共振器ミラーとし
て共振器を構成し、 それによる発振レーザービームと半導体レーザービー
ムとの和周波を取り出すことを特徴とするものである。
固体レーザーは、 上記と同様にNd等の希土類がドーピングされ、かつ光
波長変換機能を有する固体レーザーロッドを、半導体レ
ーザーによってポンピングするレーザーダイオードポン
ピング固体レーザーにおいて、 波長変換波のパワーを安定化する機能を有するエタロ
ンや波長板等の複数の光学素子を、１つもしくは複数の
固体レーザーロッドに貼着して一体化し、 これら光学部品のいずれかの端面を共振器ミラーとし
て共振器を構成し、 それによる発振レーザービームと半導体レーザービー
ムとの和周波を取り出すことを特徴とするものである。
上記固体レーザーロッドしては、通常のSelf−Freque
ncy−Doubling Crystalと呼ばれる材料、すなわち前述
のNYAB,Nd:Mg O:Li Nb O3,Nd:PNP等を用いることができ
る。またその他に、無機材料であるKTP,β−BBO,Li B2
O3,KNb O3,カルコパイライト系の半導体にNd等の希土類
をドープした波長変換用の非線形光学材料を用いること
も可能である。特にKTPは非線形光学定数が大きく、温
度許容範囲，角度許容範囲も大きいので、高い波長変換
効率を実現できる。
ncy−Doubling Crystalと呼ばれる材料、すなわち前述
のNYAB,Nd:Mg O:Li Nb O3,Nd:PNP等を用いることができ
る。またその他に、無機材料であるKTP,β−BBO,Li B2
O3,KNb O3,カルコパイライト系の半導体にNd等の希土類
をドープした波長変換用の非線形光学材料を用いること
も可能である。特にKTPは非線形光学定数が大きく、温
度許容範囲，角度許容範囲も大きいので、高い波長変換
効率を実現できる。
さらにNd:PNPに代表されるように、NPN（Ｎ−（４−
ニトロフェニル）−Ｌ−プロリノール）,NPAN（Ｎ−
（４−ニトロフェニル）Ｎ−メチルアミノアセトニトリ
ル），特開昭62−210432号公報に開示されたPRA（3,5−
ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）ピラゾール）等
の有機非線形光学材料に希土類をドープしたものも用い
ることができる。特にPRAは非線形光学定数が先のKTPよ
りも大きく、温度許容範囲が大きいので高い波長変換効
率を実現できる。
ニトロフェニル）−Ｌ−プロリノール）,NPAN（Ｎ−
（４−ニトロフェニル）Ｎ−メチルアミノアセトニトリ
ル），特開昭62−210432号公報に開示されたPRA（3,5−
ジメチル−１−（４−ニトロフェニル）ピラゾール）等
の有機非線形光学材料に希土類をドープしたものも用い
ることができる。特にPRAは非線形光学定数が先のKTPよ
りも大きく、温度許容範囲が大きいので高い波長変換効
率を実現できる。
これらの固体レーザーロッドを用いてその両端面を共
振器とすることにより、部品点数が減り、加工研磨面お
よびコート面が２面のみとなり、かつレーザー発振ビー
ムの吸収媒体も１つとなり、大幅に内部ロスを低減させ
ることができる。その結果、発振レーザービームの内部
パワーが増大し、波長変換効率が大幅に向上する。ま
た、共振器長が数mmとなるために縦モード数が減少し、
ひいてはシングルモード化でき、非線形光学結晶を介し
た縦モード競合がなくなり、和周波のパワーを安定化す
ることができる。
振器とすることにより、部品点数が減り、加工研磨面お
よびコート面が２面のみとなり、かつレーザー発振ビー
ムの吸収媒体も１つとなり、大幅に内部ロスを低減させ
ることができる。その結果、発振レーザービームの内部
パワーが増大し、波長変換効率が大幅に向上する。ま
た、共振器長が数mmとなるために縦モード数が減少し、
ひいてはシングルモード化でき、非線形光学結晶を介し
た縦モード競合がなくなり、和周波のパワーを安定化す
ることができる。
また光学素子を固体レーザーロッドに一体化させるこ
とにより、強制的に和周波のパワーを安定化する場合に
おいても、入力ミラーおよび出力ミラーがなくなるため
に、その分の吸収，散乱，反射による発振レーザービー
ムの内部ロスが低減される。その結果、発振レーザービ
ームの内部パワーが増大し、波長変換効率が大幅に向上
する。そして、パワーの安定化も図ることも勿論可能と
なる。
とにより、強制的に和周波のパワーを安定化する場合に
おいても、入力ミラーおよび出力ミラーがなくなるため
に、その分の吸収，散乱，反射による発振レーザービー
ムの内部ロスが低減される。その結果、発振レーザービ
ームの内部パワーが増大し、波長変換効率が大幅に向上
する。そして、パワーの安定化も図ることも勿論可能と
なる。
また、半導体レーザービームと固体レーザー発振ビー
ムの和周波を発生させる場合の効率は、その半導体レー
ザービームのパワーレベルが低いために第２高調波の効
率より低く、実用的ではなかった。しかし本発明におい
ては、発振レーザービームの内部ロスが低減することで
その内部パワーが増大する結果、和周波発生の場合も高
効率化することが可能となる。
ムの和周波を発生させる場合の効率は、その半導体レー
ザービームのパワーレベルが低いために第２高調波の効
率より低く、実用的ではなかった。しかし本発明におい
ては、発振レーザービームの内部ロスが低減することで
その内部パワーが増大する結果、和周波発生の場合も高
効率化することが可能となる。
本発明のレーザーダイオードポンピング固体レーザー
において、好ましくは、ポンピング用半導体レーザーと
して単一横モード，単一縦モード半導体レーザーが用い
られる。本発明においては、前述のように内部ロスを極
端に小さくできるので、これらの半導体レーザーにより
少パワーでポンピングしても十分な波長変換効率が得ら
れる。さらに、これらの単一横モード，単一縦モード半
導体レーザー光は、スペクトル線幅が0.1nm以下と、前
述のブロードエリアレーザーやアレイ・レーザーよりも
狭いので、十分に固体レーザーに吸収され、固体レーザ
ーの発振効率を高めることができ、よってエネルギー利
用効率を向上させることができる。さらに、アレイ・レ
ーザーを用いる場合と異なり、回折限界まで集光できる
ので、ポンピング光と発振レーザー光とのモードマッチ
ングが向上し、その点からも発振効率を向上させること
ができる。さらに和周波発生の場合、アレイ・レーザー
光と発振レーザービームの和周波は、アレイ・レーザー
光のビームが回折限界ビームでないため良好に集光でき
ないという問題点があるが、上記単一縦モード，単一横
モードレーザーでは回折限界ビームを得ることが可能と
なり、十分良好に集光することができる。
において、好ましくは、ポンピング用半導体レーザーと
して単一横モード，単一縦モード半導体レーザーが用い
られる。本発明においては、前述のように内部ロスを極
端に小さくできるので、これらの半導体レーザーにより
少パワーでポンピングしても十分な波長変換効率が得ら
れる。さらに、これらの単一横モード，単一縦モード半
導体レーザー光は、スペクトル線幅が0.1nm以下と、前
述のブロードエリアレーザーやアレイ・レーザーよりも
狭いので、十分に固体レーザーに吸収され、固体レーザ
ーの発振効率を高めることができ、よってエネルギー利
用効率を向上させることができる。さらに、アレイ・レ
ーザーを用いる場合と異なり、回折限界まで集光できる
ので、ポンピング光と発振レーザー光とのモードマッチ
ングが向上し、その点からも発振効率を向上させること
ができる。さらに和周波発生の場合、アレイ・レーザー
光と発振レーザービームの和周波は、アレイ・レーザー
光のビームが回折限界ビームでないため良好に集光でき
ないという問題点があるが、上記単一縦モード，単一横
モードレーザーでは回折限界ビームを得ることが可能と
なり、十分良好に集光することができる。
以上のようにして本発明により、コンパクトかつ高効
率のレーザーダイオードポンピング固体レーザーが提供
されることになる。
率のレーザーダイオードポンピング固体レーザーが提供
されることになる。
（実 施 例） 以下、図面に示す実施例に基づいて、本発明を詳細に
説明する。
説明する。
第１図は、本発明の第１実施例によるレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザーを示すものである。このレ
ーザーダイオードポンピング固体レーザーにおいては、
ポンピング光としてのレーザービーム40を発するLD（フ
ェーズドアレイレーザー）41が用いられている。このLD
41は、波長804nmのレーザービーム40を発する。またコ
リメーターレンズ23と集光レンズ24との間にはビームス
プリッタ42が配され、このビームスプリッタ42には、も
う１つのLD（単一縦モードレーザー）43から発せられコ
リメーターレンズ44によって平行光とされた、波長830n
mのレーザービーム45が入射せしめられる。このレーザ
ービーム45はビームスプリッタ42により、ポンピング光
であるレーザービーム40と合波され、NYABロッド13に入
射される。なお、上記LD41、43は各々、ペルチェ素子14
と図示しない温調回路により、所定温度に温調される。
ードポンピング固体レーザーを示すものである。このレ
ーザーダイオードポンピング固体レーザーにおいては、
ポンピング光としてのレーザービーム40を発するLD（フ
ェーズドアレイレーザー）41が用いられている。このLD
41は、波長804nmのレーザービーム40を発する。またコ
リメーターレンズ23と集光レンズ24との間にはビームス
プリッタ42が配され、このビームスプリッタ42には、も
う１つのLD（単一縦モードレーザー）43から発せられコ
リメーターレンズ44によって平行光とされた、波長830n
mのレーザービーム45が入射せしめられる。このレーザ
ービーム45はビームスプリッタ42により、ポンピング光
であるレーザービーム40と合波され、NYABロッド13に入
射される。なお、上記LD41、43は各々、ペルチェ素子14
と図示しない温調回路により、所定温度に温調される。
NYABロッド13に入射した波長λ１＝830nmのレーザー
ビーム45と、波長λ２＝1062nmのNYABロッド13の発振ビ
ーム46は、このNYABロッド13自身によって、波長λ３＝
466nmの和周波47に波長変換される。なおNYABロッド13
は、TYPEIの角度位相整合が成立するようにカットされ
ている。
ビーム45と、波長λ２＝1062nmのNYABロッド13の発振ビ
ーム46は、このNYABロッド13自身によって、波長λ３＝
466nmの和周波47に波長変換される。なおNYABロッド13
は、TYPEIの角度位相整合が成立するようにカットされ
ている。
また、NYABロッド13の両端面13a、13bには、波長1062
nmに対する反射コートが施され、それにより、波長1062
nmの発振レーザービーム46が閉じ込められ、レーザー発
振するようになっている。また入射端面13aには、波長8
04nmと830nmに対するARコートが施され、出力端面13bに
は、波長466nmに対するARコートが施されている。
nmに対する反射コートが施され、それにより、波長1062
nmの発振レーザービーム46が閉じ込められ、レーザー発
振するようになっている。また入射端面13aには、波長8
04nmと830nmに対するARコートが施され、出力端面13bに
は、波長466nmに対するARコートが施されている。
このようにして、1Wの半導体レーザービーム40と、10
0mWの半導体レーザービーム45から、1mWの和周波47が得
られた。
0mWの半導体レーザービーム45から、1mWの和周波47が得
られた。
また、第２図に示す第２実施例のように、波長λ１＝
804nmの半導体レーザービーム40によってポンピング
し、その半導体レーザービーム40と、NYABロッド13の波
長λ２＝1062nmの発振レーザービーム46との和周波48
（波長λ３＝459nm）を得ることもできる。
804nmの半導体レーザービーム40によってポンピング
し、その半導体レーザービーム40と、NYABロッド13の波
長λ２＝1062nmの発振レーザービーム46との和周波48
（波長λ３＝459nm）を得ることもできる。
以上、Self−Frequency−Doubling CrystalとしてNYA
B結晶を例にとって説明したが、本発明においては、そ
の他の結晶としてNd:Mg O:Li Nb O3やNd:KTP、Nd:PNP等
も同様にして用いることが可能である。これらの材料は
NYAB結晶より大きな非線形光学定数を有することがあ
り、したがってそれらを用いれば、さらに効率良く和周
波を得ることが可能となる。
B結晶を例にとって説明したが、本発明においては、そ
の他の結晶としてNd:Mg O:Li Nb O3やNd:KTP、Nd:PNP等
も同様にして用いることが可能である。これらの材料は
NYAB結晶より大きな非線形光学定数を有することがあ
り、したがってそれらを用いれば、さらに効率良く和周
波を得ることが可能となる。
なお、和周波のパワーを安定化させるためには、第３
図に示すようにNYABロッド端面13bにλ/4板等の波長板2
5を貼着したり、第４図に示すようにNYABロッド端面13b
にエタロン板22を貼着し、さらにその上に波長板25を貼
着する、等の構成を取ることができる。さらには第５図
に示すように、２つのNYABロッド13、13の間にエタロン
板22を貼着してそれら３要素を一体化したり、第６図に
示すように、２つのNYABロッド13、13の間にエタロン板
22を貼着するとともに、両NYABロッド13、13の外端面に
各々波長板25を貼着してそれら５要素を一体化する、と
いった構成を取ることもできる。
図に示すようにNYABロッド端面13bにλ/4板等の波長板2
5を貼着したり、第４図に示すようにNYABロッド端面13b
にエタロン板22を貼着し、さらにその上に波長板25を貼
着する、等の構成を取ることができる。さらには第５図
に示すように、２つのNYABロッド13、13の間にエタロン
板22を貼着してそれら３要素を一体化したり、第６図に
示すように、２つのNYABロッド13、13の間にエタロン板
22を貼着するとともに、両NYABロッド13、13の外端面に
各々波長板25を貼着してそれら５要素を一体化する、と
いった構成を取ることもできる。
上記の各場合の共振器は、素子の両端面に第１実施例
と同様のコーティングを施すことによって、構成可能で
ある。
と同様のコーティングを施すことによって、構成可能で
ある。
また以上の実施例では、Ndの発振ラインの１μｍ帯の
みで説明してきたが、本発明のレーザーダイオードポン
ピング固体レーザーにおいてはその内部ロスを低減可能
であるので、Ndの発振ラインの0.9μｍ帯,1.3μｍ帯の
発振も可能となり、その発振ビームと半導体レーザービ
ームとの和周波を、効率良く得ることができる。
みで説明してきたが、本発明のレーザーダイオードポン
ピング固体レーザーにおいてはその内部ロスを低減可能
であるので、Ndの発振ラインの0.9μｍ帯,1.3μｍ帯の
発振も可能となり、その発振ビームと半導体レーザービ
ームとの和周波を、効率良く得ることができる。
さらに、各実施例で説明した通り、パワーの安定化を
図るために、レーザー媒質の結晶を温調して縦モードホ
ップを抑制できるが、本発明の場合は、キャビティ長を
非常に短くできるので、温調も容易になり、周囲温度変
化によるパワーの不安定性を大幅に改善することが可能
となる。
図るために、レーザー媒質の結晶を温調して縦モードホ
ップを抑制できるが、本発明の場合は、キャビティ長を
非常に短くできるので、温調も容易になり、周囲温度変
化によるパワーの不安定性を大幅に改善することが可能
となる。
（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明のレーザーダイオード
ポンピング固体レーザーは、波長変換機能を有する固体
レーザーロッドを共振器とし、もしくは光学素子と上記
固体レーザーロッドを一体化させて共振器としたので、
内部ロスを減少させて内部パワーを増大させ、それによ
り波長変換効率を向上させて極めて高強度，高効率な短
波長レーザー光を得ることが可能となる。特に従来低効
率であった和周波発生を、高効率で実現可能となる。
ポンピング固体レーザーは、波長変換機能を有する固体
レーザーロッドを共振器とし、もしくは光学素子と上記
固体レーザーロッドを一体化させて共振器としたので、
内部ロスを減少させて内部パワーを増大させ、それによ
り波長変換効率を向上させて極めて高強度，高効率な短
波長レーザー光を得ることが可能となる。特に従来低効
率であった和周波発生を、高効率で実現可能となる。
そして本発明のレーザーダイオードポンピング固体レ
ーザーにおいては、上述のように波長変換効率が高くな
るので、現在のところ比較的出力が低い単一横モード，
単一縦モード半導体レーザーをポンピンク源として用い
ても、十分高強度の短波長レーザーを得ることが可能と
なる。こうして、単一横モード，単一縦モード半導体レ
ーザーをポンピンク源として用いれば、固体レーザーの
発振効率が高くなるので、この場合はエネルギー利用効
率が特に高くなる。
ーザーにおいては、上述のように波長変換効率が高くな
るので、現在のところ比較的出力が低い単一横モード，
単一縦モード半導体レーザーをポンピンク源として用い
ても、十分高強度の短波長レーザーを得ることが可能と
なる。こうして、単一横モード，単一縦モード半導体レ
ーザーをポンピンク源として用いれば、固体レーザーの
発振効率が高くなるので、この場合はエネルギー利用効
率が特に高くなる。
また、上記のように比較的低出力の半導体レーザーを
ポンピング源として用いても、十分高強度の短波長レー
ザーを得ることができるから、本発明のレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザーは従来装置と比べて、同一
光強度の和周波を得る場合は、より低出力で安価な半導
体レーザーを使用可能となり、前述の固体レーザーロッ
ドを共振器とすることによりコンパクト化および部品点
数の減少が可能であることとあいまって、低コストかつ
超コンパクトな固体レーザーが実現できる。
ポンピング源として用いても、十分高強度の短波長レー
ザーを得ることができるから、本発明のレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザーは従来装置と比べて、同一
光強度の和周波を得る場合は、より低出力で安価な半導
体レーザーを使用可能となり、前述の固体レーザーロッ
ドを共振器とすることによりコンパクト化および部品点
数の減少が可能であることとあいまって、低コストかつ
超コンパクトな固体レーザーが実現できる。
さらに、本発明のレーザーダイオードポンピング固体
レーザーにより和周波を発生させる際に、従来困難とな
っていた回折限界までの集光も可能となる。
レーザーにより和周波を発生させる際に、従来困難とな
っていた回折限界までの集光も可能となる。
第１および２図はそれぞれ、本発明の第１および２実施
例によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを
示す概略側面図、 第３、４、５および６図は、本発明における固体レーザ
ーロッドと光学素子との組合せ状態の例を示す概略側面
図である。 13……NYABロッド、13a、13b……ロッド端面 14……ペルチェ素子、22……エタロン板 23、44……コリメーターレンズ、24……集光レンズ 25……波長板、40、45……レーザービーム 41、43……半導体レーザー、46……固体レーザー発振ビ
ーム 42……ビームスプリッタ、47、48……和周波
例によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを
示す概略側面図、 第３、４、５および６図は、本発明における固体レーザ
ーロッドと光学素子との組合せ状態の例を示す概略側面
図である。 13……NYABロッド、13a、13b……ロッド端面 14……ペルチェ素子、22……エタロン板 23、44……コリメーターレンズ、24……集光レンズ 25……波長板、40、45……レーザービーム 41、43……半導体レーザー、46……固体レーザー発振ビ
ーム 42……ビームスプリッタ、47、48……和周波
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−62621（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−28879（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−2194（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−505948（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/094 H01S 3/109 H01S 3/08 H01S 3/06
Claims (5)
- 【請求項１】ネオジウム等の希土類がドーピングされ、
かつ光波長変換機能を有する固体レーザーロッドを、半
導体レーザーによってポンピングするレーザーダイオー
ドポンピング固体レーザーにおいて、 固体レーザーロッドの両端面を共振器ミラーとし、 それによる発振レーザービームと半導体レーザービーム
との和周波を取り出すことを特徴とするレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザー。 - 【請求項２】ネオジウム等の希土類がドーピングされ、
かつ光波長変換機能を有する固体レーザーロッドを、半
導体レーザーによってポンピングするレーザーダイオー
ドポンピング固体レーザーにおいて、 固体レーザーロッドの一端面に、波長変換波のパワーを
安定化する機能を有するエタロンや波長板等の光学素子
を貼着して一体化し、 該光学素子の片面を固体レーザーの共振器ミラーとする
一方、前記固体レーザーロッドの他端面をもう１つの共
振器ミラーとして共振器を構成し、 それによる発振レーザービームと半導体レーザービーム
との和周波を取り出すことを特徴とするレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザー。 - 【請求項３】ネオジウム等の希土類がドーピングされ、
かつ光波長変換機能を有する固体レーザーロッドを、半
導体レーザーによってポンピングするレーザーダイオー
ドポンピング固体レーザーにおいて、 波長変換波のパワーを安定化する機能を有するエタロン
や波長板等の光学素子を２つの固体レーザーロッドの間
に貼着して一体化し、 これら固体レーザーロッドの各外端面を共振器ミラーと
し、 それによる発振レーザービームと半導体レーザービーム
との和周波を取り出すことを特徴とするレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザー。 - 【請求項４】ネオジウム等の希土類がドーピングされ、
かつ光波長変換機能を有する固体レーザーロッドを、半
導体レーザーによってポンピングするレーザーダイオー
ドポンピング固体レーザーにおいて、 波長変換波のパワーを安定化する機能を有するエタロン
や波長板等の複数の光学素子を、１つもしくは複数の固
体レーザーロッドに貼着して一体化し、 これら光学部品のいずれかの端面を共振器ミラーとして
共振器を構成し、 それによる発振レーザービームと半導体レーザービーム
との和周波を取り出すことを特徴とするレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザー。 - 【請求項５】前記和周波を得るための半導体レーザーと
して、固体レーザーの共振器内にレーザービームを入射
させる半導体レーザーとは別のものを用いることを特徴
とする請求項１〜４いずれか１項記載のレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザー。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120350A JP2981671B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | レーザーダイオードポンピング固体レーザー |
| US08/029,378 US5341393A (en) | 1990-05-10 | 1993-03-10 | Laser-diode-pumped solid-state laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120350A JP2981671B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | レーザーダイオードポンピング固体レーザー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0417379A JPH0417379A (ja) | 1992-01-22 |
| JP2981671B2 true JP2981671B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=14784056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2120350A Expired - Lifetime JP2981671B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | レーザーダイオードポンピング固体レーザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2981671B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6025916B2 (ja) * | 1977-01-24 | 1985-06-20 | 三菱電機株式会社 | 固体レ−ザ−装置 |
| JP3066966B2 (ja) * | 1988-02-29 | 2000-07-17 | ソニー株式会社 | レーザ光源 |
-
1990
- 1990-05-10 JP JP2120350A patent/JP2981671B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0417379A (ja) | 1992-01-22 |
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