JP3003172B2 - 固体レーザー発振器 - Google Patents
固体レーザー発振器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発振器に関する。
本発明は、１対のミラー及びその１対のミラー間に配
された固体レーザー媒質から成るレーザー共振器と、固
体レーザー媒質を励起するポンピング光を発生する励起
光源とを有する固体レーザー発振器において、複数の励
起光源を設け、その複数の励起光源からの複数のポンピ
ング光を、固体レーザー媒質の複数個所に照射して、そ
のレーザー媒質に複数の熱レンズを形成し、１対のミラ
ー及びその１対のミラー間に配された固体レーザー媒質
並びに複数の熱レンズにて、複数のレーザー共振器部を
形成したことにより、簡単な構成にして高励起効率且つ
高出力と成る。
された固体レーザー媒質から成るレーザー共振器と、固
体レーザー媒質を励起するポンピング光を発生する励起
光源とを有する固体レーザー発振器において、複数の励
起光源を設け、その複数の励起光源からの複数のポンピ
ング光を、固体レーザー媒質の複数個所に照射して、そ
のレーザー媒質に複数の熱レンズを形成し、１対のミラ
ー及びその１対のミラー間に配された固体レーザー媒質
並びに複数の熱レンズにて、複数のレーザー共振器部を
形成したことにより、簡単な構成にして高励起効率且つ
高出力と成る。
固体レーザー発振器において、１対のミラー及びその
１対のミラー間に配された固体レーザー媒質から成るレ
ーザー共振器の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）からのポンピング光によって励
起するものがあるがこれはレーザー媒質の励起準位だけ
を励起し、且つ、レーザー媒質の発振領域のみを選択的
に励起するため、励起効率が頗る高く成る。
１対のミラー間に配された固体レーザー媒質から成るレ
ーザー共振器の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）からのポンピング光によって励
起するものがあるがこれはレーザー媒質の励起準位だけ
を励起し、且つ、レーザー媒質の発振領域のみを選択的
に励起するため、励起効率が頗る高く成る。
又、複数のレーザーダイオードからのレーザー光を光
ファイババンドルを構成する各光ファイバに入射せし
め、光ファイババンドルの他端からのレーザー光の束
を、ポンピング光としてレーザー媒質に照射せしめるよ
うにした、高出力の固体レーザー発振器もある。
ファイババンドルを構成する各光ファイバに入射せし
め、光ファイババンドルの他端からのレーザー光の束
を、ポンピング光としてレーザー媒質に照射せしめるよ
うにした、高出力の固体レーザー発振器もある。
かかる固体レーザー発振器において、光ファイババン
ドルを構成する光ファイバを増やし、多数のレーザーダ
イオードからの出射レーザー光を束にし、この束のレー
ザー光をポンピング光としてレーザー媒質に照射すれ
ば、出力が高く成るが、ポンピング光の径の増大に応じ
て、レーザー発振の基本モードの励起効率が悪化するこ
とに成る。
ドルを構成する光ファイバを増やし、多数のレーザーダ
イオードからの出射レーザー光を束にし、この束のレー
ザー光をポンピング光としてレーザー媒質に照射すれ
ば、出力が高く成るが、ポンピング光の径の増大に応じ
て、レーザー発振の基本モードの励起効率が悪化するこ
とに成る。
そこで、レーザー媒質を励起するポンピング光を太い
１本の光束にする代わりに、複数本の光束に分けて、レ
ーザー媒質を励起してやれば、レーザー発振の基本モー
ドの励起効率が悪化することはない。
１本の光束にする代わりに、複数本の光束に分けて、レ
ーザー媒質を励起してやれば、レーザー発振の基本モー
ドの励起効率が悪化することはない。
ところが、そのようにすると、ポンピング光の光束の
数に応じた出力ミラー（凹面ミラー）を設けることが必
要と成り、実用的ではない。
数に応じた出力ミラー（凹面ミラー）を設けることが必
要と成り、実用的ではない。
かかる点に鑑み、本発明は、簡単な構成にして、高励
起効率且つ高効率の固体レーザー発振器を提案しようと
するものである。
起効率且つ高効率の固体レーザー発振器を提案しようと
するものである。
本発明は、第１及び第２のミラー並びに該第１及び第
２のミラー間に配された固体レーザー媒質からなるレー
ザー共振器と、第１のミラー側から照射して固体レーザ
ー媒質を励起するポンピング光を発生する励起光源とを
有し、第２のミラー側から出力レーザー光が出射する固
体レーザー発振器において、レーザー媒質の第１のミラ
ー側に設けた光透過性ヒートシンクと、それぞれ複数の
レーザー光源及びその複数のレーザー光源よりのレーザ
ー光が一端に入射される光ファイバ手段を備え、その光
ファイバ手段の他端からポンピング光を出射する複数の
励起光源とを有し、複数の励起光源よりの複数のポンピ
ング光を、光透過性ヒートシンク及び第１のミラーを透
過して、レーザー媒質の複数箇所に照射して、レーザー
媒質に複数の熱レンズを形成せしめて、第１及び第２の
ミラー並びにその第１及び第２のミラー間に配された固
体レーザー媒質並びに複数の熱レンズにて、複数のレー
ザー共振器部を構成すると共に、複数の出力レーザー光
間の間隔が、複数の出力レーザー光の各ガウス分布の裾
が重なるような間隔になるように、その複数のポンピン
グ光のレーザー媒質に対する複数箇所の照射位置間の間
隔を設定するようにした固体レーザー発振器である。
２のミラー間に配された固体レーザー媒質からなるレー
ザー共振器と、第１のミラー側から照射して固体レーザ
ー媒質を励起するポンピング光を発生する励起光源とを
有し、第２のミラー側から出力レーザー光が出射する固
体レーザー発振器において、レーザー媒質の第１のミラ
ー側に設けた光透過性ヒートシンクと、それぞれ複数の
レーザー光源及びその複数のレーザー光源よりのレーザ
ー光が一端に入射される光ファイバ手段を備え、その光
ファイバ手段の他端からポンピング光を出射する複数の
励起光源とを有し、複数の励起光源よりの複数のポンピ
ング光を、光透過性ヒートシンク及び第１のミラーを透
過して、レーザー媒質の複数箇所に照射して、レーザー
媒質に複数の熱レンズを形成せしめて、第１及び第２の
ミラー並びにその第１及び第２のミラー間に配された固
体レーザー媒質並びに複数の熱レンズにて、複数のレー
ザー共振器部を構成すると共に、複数の出力レーザー光
間の間隔が、複数の出力レーザー光の各ガウス分布の裾
が重なるような間隔になるように、その複数のポンピン
グ光のレーザー媒質に対する複数箇所の照射位置間の間
隔を設定するようにした固体レーザー発振器である。
かかる本発明によれば、それぞれ複数のレーザー光源
及びその複数のレーザー光源よりのレーザー光が一端に
入射される光ファイバ手段を備え、その光ファイバ手段
の他端からポンピング光を出射する複数の励起光源より
の複数のポンピング光を、光透過性ヒートシンク及び第
１のミラーを透過して、レーザー媒質の複数箇所に照射
して、そのレーザー媒質に複数の熱レンズを形成せしめ
て、第１及び第２のミラー並びにその第１及び第２のミ
ラー間に配された固体レーザー媒質並びに複数の熱レン
ズにて、複数のレーザー共振器部を構成すると共に、複
数の出力レーザー光間の間隔が、その複数の出力レーザ
ー光の各ガウス分布の裾が重なるような間隔になるよう
に、複数のポンピング光のレーザー媒質に対する複数箇
所の照射位置間の間隔を設定する。
及びその複数のレーザー光源よりのレーザー光が一端に
入射される光ファイバ手段を備え、その光ファイバ手段
の他端からポンピング光を出射する複数の励起光源より
の複数のポンピング光を、光透過性ヒートシンク及び第
１のミラーを透過して、レーザー媒質の複数箇所に照射
して、そのレーザー媒質に複数の熱レンズを形成せしめ
て、第１及び第２のミラー並びにその第１及び第２のミ
ラー間に配された固体レーザー媒質並びに複数の熱レン
ズにて、複数のレーザー共振器部を構成すると共に、複
数の出力レーザー光間の間隔が、その複数の出力レーザ
ー光の各ガウス分布の裾が重なるような間隔になるよう
に、複数のポンピング光のレーザー媒質に対する複数箇
所の照射位置間の間隔を設定する。
以下に、第１図を参照して、本発明の実施例を詳細に
説明する。（23）は円柱状の固体レーザー媒質（レーザ
ーロッド）（Nd:YAG）で、その両端面には平面状のミラ
ーコート（24）、（25）が形成されている。ミラーコー
ト（24）はポンピング光L1、L2、L3を略100％透過さ
せ、発振レーザー光を略100％反射するミラーである。
ミラーコート（25）は、発振レーザー光の数％〜10数％
を反射し、残りの部分を透過するミラーである。
説明する。（23）は円柱状の固体レーザー媒質（レーザ
ーロッド）（Nd:YAG）で、その両端面には平面状のミラ
ーコート（24）、（25）が形成されている。ミラーコー
ト（24）はポンピング光L1、L2、L3を略100％透過さ
せ、発振レーザー光を略100％反射するミラーである。
ミラーコート（25）は、発振レーザー光の数％〜10数％
を反射し、残りの部分を透過するミラーである。
レーザー媒質（23）のポンピング光の入射側に、ミラ
ーコート（24）を介して、レーザー媒質（23）より熱伝
導率の高いダイアモンド、サファイア等からなる円板状
の光透過性のヒートシンク（30）が貼付されている。こ
の円板状のヒートシンク（30）の表面には、ヒートシン
ク（30）による光学損失を低減するために、無反射コー
ト（31）が形成されている。
ーコート（24）を介して、レーザー媒質（23）より熱伝
導率の高いダイアモンド、サファイア等からなる円板状
の光透過性のヒートシンク（30）が貼付されている。こ
の円板状のヒートシンク（30）の表面には、ヒートシン
ク（30）による光学損失を低減するために、無反射コー
ト（31）が形成されている。
このようにヒートシンク（30）を設けたことにより、
レーザ媒質（23）の半径方向の温度分布が低減されて、
不要な熱吸収差、熱複屈折等の発生が抑制されるので、
一層高出力となる。
レーザ媒質（23）の半径方向の温度分布が低減されて、
不要な熱吸収差、熱複屈折等の発生が抑制されるので、
一層高出力となる。
（35）、（36）、（37）は３個の励起光源で、夫々半
導体レーザー（レーザーダイオード）（１）〜（５）、
（６）〜（10）、（11）〜（15）及びこれら各レーザー
ダイオードからの出射レーザー光を夫々伝送し、夫々５
本ずつ束ねられて、３本の光ファイババンドル（18）、
（19）、（20）を構成する15本の光ファイバ（17）及び
その光ファイババンドル（18）、（19）、（20）から構
成される。
導体レーザー（レーザーダイオード）（１）〜（５）、
（６）〜（10）、（11）〜（15）及びこれら各レーザー
ダイオードからの出射レーザー光を夫々伝送し、夫々５
本ずつ束ねられて、３本の光ファイババンドル（18）、
（19）、（20）を構成する15本の光ファイバ（17）及び
その光ファイババンドル（18）、（19）、（20）から構
成される。
そして、各励起光源（35）、（36）、（37）の各光フ
ァイババンドル（18）、（19）、（20）の各端部からの
発散レーザー光（ポンピング光）L1、L2、L3が、凸レン
ズ（21）に入射して、略平行光に成された後、他の凸レ
ンズ（22）に入射することによって、集束せしめられ、
レーザー媒質（23）内の異なる部分に焦点を結ぶよう
に、ミラーコート（24）を通じて、レーザー媒質（23）
に照射される。
ァイババンドル（18）、（19）、（20）の各端部からの
発散レーザー光（ポンピング光）L1、L2、L3が、凸レン
ズ（21）に入射して、略平行光に成された後、他の凸レ
ンズ（22）に入射することによって、集束せしめられ、
レーザー媒質（23）内の異なる部分に焦点を結ぶよう
に、ミラーコート（24）を通じて、レーザー媒質（23）
に照射される。
かくすると、このレーザー媒質（23）の各ポンピング
光が照射された部分付近が加熱されて、夫々熱レンズ
（26）、（27）、（28）が形成される。そして、レーザ
ー媒質（23）、ミラーコート（24）、（25）及び熱レン
ズ（26）、（27）及び（28）にて３個の共振器部（3
9）、（40）、（41）が形成される。
光が照射された部分付近が加熱されて、夫々熱レンズ
（26）、（27）、（28）が形成される。そして、レーザ
ー媒質（23）、ミラーコート（24）、（25）及び熱レン
ズ（26）、（27）及び（28）にて３個の共振器部（3
9）、（40）、（41）が形成される。
そして、レーザー媒質（23）内には、そのレーザー媒
質（23）に固有の３本の基本モード発振レーザ光が発生
し、これがミラーコート（24）、（25）によって、繰り
返し反射されて往復伝送されると共に、熱レンズ（2
6）、（27）、（28）を繰り返し通過せしめられ、その
一部が出力レーザー光L4、L5、L6として、出力ミラーコ
ート（25）を通過して外部に出力される。尚、このと
き、熱レンズ（26）、（27）、（28）及びミラーコート
（25）が共同して、恰も平面状の出力ミラーコート（2
5）の代わり３個の凹面ミラーコートが設けられたのと
等価に成る。
質（23）に固有の３本の基本モード発振レーザ光が発生
し、これがミラーコート（24）、（25）によって、繰り
返し反射されて往復伝送されると共に、熱レンズ（2
6）、（27）、（28）を繰り返し通過せしめられ、その
一部が出力レーザー光L4、L5、L6として、出力ミラーコ
ート（25）を通過して外部に出力される。尚、このと
き、熱レンズ（26）、（27）、（28）及びミラーコート
（25）が共同して、恰も平面状の出力ミラーコート（2
5）の代わり３個の凹面ミラーコートが設けられたのと
等価に成る。
レーザー媒質（23）のミラーコート（25）側からの３
本の出力レーザー光L4、L5、L6（基本モード発振レンズ
光）の光軸間の間隔ｌを、その各出力レーザー光（基本
モード発振レーザー光）のガウス分布の裾がある程度重
なるような間隔となるように、３本のポンピング光L1、
L2 L3のレーザー媒質（23）に対する３箇所の照射位置
間の間隔を設定すれば、３個の共振器部（39）、（4
0）、（41）間で、位相引き込みが生じ、位相同期が可
能に成り、回折限界の出力レーザー光が出力される。
尚、この場合、３個の共振器部（39）、（40）、（41）
の共振器光路長が等しいことが必要であるが、多少の差
異がある場合には、励起光源（35）、（36）、（37）か
らのポンピング光の出力を、レーザーダイオードの駆動
電流の調整によって、可変すれば良い。
本の出力レーザー光L4、L5、L6（基本モード発振レンズ
光）の光軸間の間隔ｌを、その各出力レーザー光（基本
モード発振レーザー光）のガウス分布の裾がある程度重
なるような間隔となるように、３本のポンピング光L1、
L2 L3のレーザー媒質（23）に対する３箇所の照射位置
間の間隔を設定すれば、３個の共振器部（39）、（4
0）、（41）間で、位相引き込みが生じ、位相同期が可
能に成り、回折限界の出力レーザー光が出力される。
尚、この場合、３個の共振器部（39）、（40）、（41）
の共振器光路長が等しいことが必要であるが、多少の差
異がある場合には、励起光源（35）、（36）、（37）か
らのポンピング光の出力を、レーザーダイオードの駆動
電流の調整によって、可変すれば良い。
かかる実施例の固体レーザー発振器によれば、簡単な
構成にして、高励起効率且つ高出力と成る。
構成にして、高励起効率且つ高出力と成る。
上述せる本発明によれば、第１及び第２のミラー並び
にその第１及び第２のミラー間に配された固体レーザー
媒質からなるレーザー共振器と、第１のミラー側から照
射して固体レーザー媒質を励起するポンピング光を発生
する励起光源とを有し、第２のミラー側から出力レーザ
ー光が出射する固体レーザー発振器において、レーザー
媒質の第１のミラー側に設けた光透過性ヒートシンク
と、それぞれ複数のレーザー光源及びその複数のレーザ
ー光源よりのレーザー光が一端に入射される光ファイバ
手段を備え、その光ファイバ手段の他端からポンピング
光を出射する複数の励起光源とを有し、その複数の励起
光源よりの複数のポンピング光を、光透過性ヒートシン
ク及び第１のミラーを透過して、レーザー媒質の複数箇
所に照射して、そのレーザー媒質に複数の熱レンズを形
成せしめて、第１及び第２のミラー並びにその第１及び
第２のミラー間に配された固体レーザー媒質並びに複数
の熱レンズにて、複数のレーザー共振器部を構成すると
共に、複数の出力レーザー光間の間隔が、その複数の出
力レーザー光の各ガウス分布の裾が重なるような間隔に
なるように、複数のポンピング光のレーザー媒質に対す
る複数箇所の照射位置間の間隔を設定するようにしたの
で、簡単な構成にして、高励起効率且つ高出力となり、
しかも、光透過性ヒートシンクを設けたことによって、
レーザ媒質の半径方向の温度分布が低減されて、不要な
熱吸収差、熱複屈折等の発生が抑制されるので、一層高
出力となり、しかも、複数の共振器部間で、位相引き込
みが生じ、位相同期が可能となり、回折限界の出力レー
ザー光が出力される固体レーザー発振器を得ることがで
きる。
にその第１及び第２のミラー間に配された固体レーザー
媒質からなるレーザー共振器と、第１のミラー側から照
射して固体レーザー媒質を励起するポンピング光を発生
する励起光源とを有し、第２のミラー側から出力レーザ
ー光が出射する固体レーザー発振器において、レーザー
媒質の第１のミラー側に設けた光透過性ヒートシンク
と、それぞれ複数のレーザー光源及びその複数のレーザ
ー光源よりのレーザー光が一端に入射される光ファイバ
手段を備え、その光ファイバ手段の他端からポンピング
光を出射する複数の励起光源とを有し、その複数の励起
光源よりの複数のポンピング光を、光透過性ヒートシン
ク及び第１のミラーを透過して、レーザー媒質の複数箇
所に照射して、そのレーザー媒質に複数の熱レンズを形
成せしめて、第１及び第２のミラー並びにその第１及び
第２のミラー間に配された固体レーザー媒質並びに複数
の熱レンズにて、複数のレーザー共振器部を構成すると
共に、複数の出力レーザー光間の間隔が、その複数の出
力レーザー光の各ガウス分布の裾が重なるような間隔に
なるように、複数のポンピング光のレーザー媒質に対す
る複数箇所の照射位置間の間隔を設定するようにしたの
で、簡単な構成にして、高励起効率且つ高出力となり、
しかも、光透過性ヒートシンクを設けたことによって、
レーザ媒質の半径方向の温度分布が低減されて、不要な
熱吸収差、熱複屈折等の発生が抑制されるので、一層高
出力となり、しかも、複数の共振器部間で、位相引き込
みが生じ、位相同期が可能となり、回折限界の出力レー
ザー光が出力される固体レーザー発振器を得ることがで
きる。
第１図は本発明の実施例を示す配置図である。 （１）〜（15）はレーザーダイオード、（16）は基板、
（17）は光ファイバ、（18）、（19）、（20）は光ファ
イババンドル、（21）、（22）は凸レンズ、（23）はレ
ーザー媒質、（24）、（25）はミラーコート、（26）〜
（28）は熱レンズ、（30）はヒートシンク、（31）は無
反射コートである。
（17）は光ファイバ、（18）、（19）、（20）は光ファ
イババンドル、（21）、（22）は凸レンズ、（23）はレ
ーザー媒質、（24）、（25）はミラーコート、（26）〜
（28）は熱レンズ、（30）はヒートシンク、（31）は無
反射コートである。
Claims (1)
- 【請求項１】第１及び第２のミラー並びに該第１及び第
２のミラー間に配された固体レーザー媒質からなるレー
ザー共振器と、上記第１のミラー側から照射して上記固
体レーザー媒質を励起するポンピング光を発生する励起
光源とを有し、上記第２のミラー側から出力レーザー光
が出射する固体レーザー発振器において、 上記レーザー媒質の上記第１のミラー側に設けた光透過
性ヒートシンクと、 それぞれ複数のレーザー光源及び該複数のレーザー光源
よりのレーザー光が一端に入射される光ファイバ手段を
備え、該光ファイバ手段の他端からポンピング光を出射
する複数の励起光源とを有し、 該複数の励起光源よりの複数のポンピング光を、上記光
透過性ヒートシンク及び上記第１のミラーを透過して、
上記レーザー媒質の複数箇所に照射して、該レーザー媒
質に複数の熱レンズを形成せしめて、上記第１及び第２
のミラー並びに該第１及び第２のミラー間に配された上
記固体レーザー媒質並びに上記複数の熱レンズにて、複
数のレーザー共振器部を構成すると共に、 上記複数の出力レーザー光間の間隔が、該複数の出力レ
ーザー光の各ガウス分布の裾が重なるような間隔になる
ように、上記複数のポンピング光の上記レーザー媒質に
対する上記複数箇所の照射位置間の間隔を設定するよう
にしたことを特徴とする固体レーザー発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19844190A JP3003172B2 (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 固体レーザー発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19844190A JP3003172B2 (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 固体レーザー発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0483386A JPH0483386A (ja) | 1992-03-17 |
| JP3003172B2 true JP3003172B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=16391141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19844190A Expired - Fee Related JP3003172B2 (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 固体レーザー発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3003172B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4447356A1 (de) * | 1994-12-20 | 1996-06-27 | Max Born Inst Fuer Nichtlinear | Anordnung zur Erzeugung von Laserstrahlung |
| CN100463310C (zh) * | 2005-03-30 | 2009-02-18 | 三菱电机株式会社 | 模式控制波导型激光装置 |
-
1990
- 1990-07-26 JP JP19844190A patent/JP3003172B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0483386A (ja) | 1992-03-17 |
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