JP3101942B2 - マイクロチップ・レーザ - Google Patents
マイクロチップ・レーザInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広帯域の波長にわ
たって連続同調可能な青色レーザ発光のための能動モノ
リシック結晶ドーピング媒質に関する。周知のモノリシ
ック・レーザ・キャビティは、単一の波長またはきわめ
て限定された帯域の周波数しか発生させず、周波数２倍
効率が１０％未満と低く、１０％の標準偏差を超える雑
音レベルを生じさせる。
たって連続同調可能な青色レーザ発光のための能動モノ
リシック結晶ドーピング媒質に関する。周知のモノリシ
ック・レーザ・キャビティは、単一の波長またはきわめ
て限定された帯域の周波数しか発生させず、周波数２倍
効率が１０％未満と低く、１０％の標準偏差を超える雑
音レベルを生じさせる。
【０００２】
【従来の技術】ディクソン（Ｄｉｘｏｎ）等は、Ｏｐｔ
ｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．１３、ｐｐ．１３７
−１３９（１９８８年）に発表された「Ｅｆｆｉｃｉｅ
ｎｔｂｌｕｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ ａｎ ｉ
ｎｔｒａｃａｖｉｔｙ−ｄｏｕｂｌｅｄ ９４６ｎｍ
Ｎｄ：ＹＡＧ ｌａｓｅｒ」という名称の論文で、キャ
ビティ内倍増Ｎｄ：ＹＡＧマイクロレーザからの４７３
ｎｍのコヒーレント放出を開示している。しかし、出力
パワーは５ｍＷしかなく、周波数２倍効率は２％にすぎ
なかった。
ｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．１３、ｐｐ．１３７
−１３９（１９８８年）に発表された「Ｅｆｆｉｃｉｅ
ｎｔｂｌｕｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ ａｎ ｉ
ｎｔｒａｃａｖｉｔｙ−ｄｏｕｂｌｅｄ ９４６ｎｍ
Ｎｄ：ＹＡＧ ｌａｓｅｒ」という名称の論文で、キャ
ビティ内倍増Ｎｄ：ＹＡＧマイクロレーザからの４７３
ｎｍのコヒーレント放出を開示している。しかし、出力
パワーは５ｍＷしかなく、周波数２倍効率は２％にすぎ
なかった。
【０００３】バイヤー（Ｂｙｅｒ）等の米国特許第４８
０９２９１号では、ＫＮｂＯ3 が青色コヒーレント光を
発生させる有効な電気光学周波数２倍結晶であることが
示されている。レーザ結晶に結合され、ポンピング・レ
ーザ放射に位相整合する熱電気熱交換器も開示されてい
る。しかし、レーザ結晶Ｎｄ：ＹＡＧが周波数２倍結晶
から分離されていることが明らかにされており、この分
離によってパワーと振幅の両方の安定性を増すことが教
示されている。この教示は、本発明のモノリシック・マ
イクロチップ・マイクロレーザとは異なっている。
０９２９１号では、ＫＮｂＯ3 が青色コヒーレント光を
発生させる有効な電気光学周波数２倍結晶であることが
示されている。レーザ結晶に結合され、ポンピング・レ
ーザ放射に位相整合する熱電気熱交換器も開示されてい
る。しかし、レーザ結晶Ｎｄ：ＹＡＧが周波数２倍結晶
から分離されていることが明らかにされており、この分
離によってパワーと振幅の両方の安定性を増すことが教
示されている。この教示は、本発明のモノリシック・マ
イクロチップ・マイクロレーザとは異なっている。
【０００４】マシューズ（Ｍａｔｔｈｅｗｓ）等によっ
て、「Ｄｉｏｄｅ ｐｕｍｐｉｎｇｏｆ ａ ｂｌｕｅ
（４７３ｎｍ）Ｎｄ：ＹＡＧ／ＫＮｂＯ3マイクロチッ
プ・レーザ」という名称の論文（ＣＬＥＯ’９６ Ｖｏ
ｌ．９，ｐｐ．１７４−１７５、１９９６年）で、ダイ
オード・ポンピング４７３ｎｍ Ｎｄ：ＹＡＧ／ＫＮｂ
Ｏ3 マイクロチップ・レーザがモノリシック・マイクロ
チップとして開示されている。しかし最大青色出力パワ
ーは２６．５ｍＷしかなく、青色強度雑音はプラスマイ
ナス７％〜２０％であった。
て、「Ｄｉｏｄｅ ｐｕｍｐｉｎｇｏｆ ａ ｂｌｕｅ
（４７３ｎｍ）Ｎｄ：ＹＡＧ／ＫＮｂＯ3マイクロチッ
プ・レーザ」という名称の論文（ＣＬＥＯ’９６ Ｖｏ
ｌ．９，ｐｐ．１７４−１７５、１９９６年）で、ダイ
オード・ポンピング４７３ｎｍ Ｎｄ：ＹＡＧ／ＫＮｂ
Ｏ3 マイクロチップ・レーザがモノリシック・マイクロ
チップとして開示されている。しかし最大青色出力パワ
ーは２６．５ｍＷしかなく、青色強度雑音はプラスマイ
ナス７％〜２０％であった。
【０００５】米国特許第５３７７２１２号でタツノ等に
よってマイクロチップと熱接触するペルチェ冷却器で温
度が制御されるボンド型マイクロチップ・レーザが開示
されている。しかし、別個のミラーがあり、したがって
構造全体がモノリシックではなく、結晶組成は本発明と
は全く異なっている。さらに、この装置は同調可能では
ない。
よってマイクロチップと熱接触するペルチェ冷却器で温
度が制御されるボンド型マイクロチップ・レーザが開示
されている。しかし、別個のミラーがあり、したがって
構造全体がモノリシックではなく、結晶組成は本発明と
は全く異なっている。さらに、この装置は同調可能では
ない。
【０００６】上記の開示のいずれも出力波長の同調可能
性を備えていない。
性を備えていない。
【０００７】「Ｇａｉｎ ｇｕｉｄｉｎｇ ａｎｄ ｔ
ｈｅｒｍａｌ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｉｎ ｄｉｏｄ
ｅ ｐｕｍｐｅｄ Ｎｄ：ＹＶＯ4 ｍｉｃｒｏｃｈｉ
ｐｌａｓｅｒｓ」という名称の論文（ＣＬＥＯ'９６，
Ｖｏｌ．９，ｐｐ．１７５−１７６、１９９６年）で、
コンボイ（Ｃｏｎｖｏｙ）等によって、単一のＮｄ：Ｙ
ＶＯ4 結晶の加熱と変形の結果、結晶温度変化摂氏１度
につき１．４ＧＨｚの同調率になることが教示されてい
る。非球面集束レンズとコリメータ・レンズが開示され
ている。しかし、この熱はポンピング・レーザによって
加えられており、周波数２倍結晶がなく、結晶の外部に
熱電気装置がない。さらに、同調可能帯域は１０６４ｎ
ｍラインについて６００ＧＨｚしかなかった。
ｈｅｒｍａｌ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｉｎ ｄｉｏｄ
ｅ ｐｕｍｐｅｄ Ｎｄ：ＹＶＯ4 ｍｉｃｒｏｃｈｉ
ｐｌａｓｅｒｓ」という名称の論文（ＣＬＥＯ'９６，
Ｖｏｌ．９，ｐｐ．１７５−１７６、１９９６年）で、
コンボイ（Ｃｏｎｖｏｙ）等によって、単一のＮｄ：Ｙ
ＶＯ4 結晶の加熱と変形の結果、結晶温度変化摂氏１度
につき１．４ＧＨｚの同調率になることが教示されてい
る。非球面集束レンズとコリメータ・レンズが開示され
ている。しかし、この熱はポンピング・レーザによって
加えられており、周波数２倍結晶がなく、結晶の外部に
熱電気装置がない。さらに、同調可能帯域は１０６４ｎ
ｍラインについて６００ＧＨｚしかなかった。
【０００８】米国特許第５３５５２４６号および第５１
７３７９９号でタヌマ等によって開示されているよう
に、レンズとミラーと円錐面を持つ結晶とを使った波面
変換によってレーザ・ビームの波長を変更することが知
られているが、これは同調可能レーザには適用されな
い。
７３７９９号でタヌマ等によって開示されているよう
に、レンズとミラーと円錐面を持つ結晶とを使った波面
変換によってレーザ・ビームの波長を変更することが知
られているが、これは同調可能レーザには適用されな
い。
【０００９】エステロヴィッツ（Ｅｓｔｅｒｏｗｉｔ
ｚ）等の米国特許第５４８７０７９号では、ＵＶ Ｃ
ｅ：ＬｉＳＡＦレーザが開示されている。しかし、レー
ザ結晶と出力ミラーとの間に配置された、複屈折同調
板、格子、またはプリズムに取り付けられたモータによ
って同調が行われる。効率は１４％にすぎず、この装置
は多くの可動構成要素を有し、製作が複雑で費用が高く
つく。
ｚ）等の米国特許第５４８７０７９号では、ＵＶ Ｃ
ｅ：ＬｉＳＡＦレーザが開示されている。しかし、レー
ザ結晶と出力ミラーとの間に配置された、複屈折同調
板、格子、またはプリズムに取り付けられたモータによ
って同調が行われる。効率は１４％にすぎず、この装置
は多くの可動構成要素を有し、製作が複雑で費用が高く
つく。
【００１０】ミロヴ（Ｍｉｒｏｖ）等の米国特許第５４
７１４９３号では、可視スペクトル範囲のレーザに合わ
せて同調可能なＳｃ2+ベースのＵＶが開示されている。
しかし、出力波長を変えるためにベース結晶の組成を変
えなければならず、回折格子を回転させるモータ・ユニ
ットがある。
７１４９３号では、可視スペクトル範囲のレーザに合わ
せて同調可能なＳｃ2+ベースのＵＶが開示されている。
しかし、出力波長を変えるためにベース結晶の組成を変
えなければならず、回折格子を回転させるモータ・ユニ
ットがある。
【００１１】ハージス（Ｈａｒｇｉｓ）等の米国特許第
５５７４７４０号では、４つの間隔をおいて平行に位置
する誘電体で被覆された、利得媒質表面および２倍媒質
結晶表面上の表面と、レージング媒質と２倍結晶面との
間にある好ましくは５０〜５００マイクロメートルの幅
の小さな環状誘電スペーサとを有する複合キャビティ・
マイクロチップ・レーザが開示されている。しかし、本
発明は誘電被覆面を４面ではなく２面しか備えない。ま
た、本発明は、２つの結晶媒質の間の界面に、誘電体と
エポキシとを問わずどのようなスペーサも必要としな
い。すなわち、従来の技術は、本発明では必要としな
い、ボンディング剤を使用してこれらの誘電スペーサを
製作する余分な製作ステップを必要とする。
５５７４７４０号では、４つの間隔をおいて平行に位置
する誘電体で被覆された、利得媒質表面および２倍媒質
結晶表面上の表面と、レージング媒質と２倍結晶面との
間にある好ましくは５０〜５００マイクロメートルの幅
の小さな環状誘電スペーサとを有する複合キャビティ・
マイクロチップ・レーザが開示されている。しかし、本
発明は誘電被覆面を４面ではなく２面しか備えない。ま
た、本発明は、２つの結晶媒質の間の界面に、誘電体と
エポキシとを問わずどのようなスペーサも必要としな
い。すなわち、従来の技術は、本発明では必要としな
い、ボンディング剤を使用してこれらの誘電スペーサを
製作する余分な製作ステップを必要とする。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低雑
音で、低コストで製造可能な、実用的で単純、強力、効
率の高い連続同調可能なマイクロチップ・レーザを開発
する必要を満たすことである。
音で、低コストで製造可能な、実用的で単純、強力、効
率の高い連続同調可能なマイクロチップ・レーザを開発
する必要を満たすことである。
【００１３】本発明の目的は、コヒーレントな青色光を
効率的に低雑音で発生させるために、少なくとも２つの
異なるレーザ結晶から成る単一のモノリシック・キャビ
ティ・レーザを提供することである。本発明の他の目的
は、可動部品または複雑な構成要素がなく、結晶組成を
変える必要なしに、広い波長範囲にわたって連続同調可
能性を実現することである。
効率的に低雑音で発生させるために、少なくとも２つの
異なるレーザ結晶から成る単一のモノリシック・キャビ
ティ・レーザを提供することである。本発明の他の目的
は、可動部品または複雑な構成要素がなく、結晶組成を
変える必要なしに、広い波長範囲にわたって連続同調可
能性を実現することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記およびその他の目的
は、本発明により、最大パワー安定性が得られるように
小さなギャップを有する互いに結合された少なくとも２
つの異なる固体結晶でできたモノリシック・キャビティ
によって達成される。入力結晶が半導体ポンピング・レ
ーザによってポンピングされる。出力レーザ・ビームの
パワーを最大限にするように設計されたポンピング・レ
ーザ・ビームを集束し、コリメートするためにポンピン
グ・レーザとマイクロチップ・レーザ媒質との間に配置
された非球面レンズ系がある。
は、本発明により、最大パワー安定性が得られるように
小さなギャップを有する互いに結合された少なくとも２
つの異なる固体結晶でできたモノリシック・キャビティ
によって達成される。入力結晶が半導体ポンピング・レ
ーザによってポンピングされる。出力レーザ・ビームの
パワーを最大限にするように設計されたポンピング・レ
ーザ・ビームを集束し、コリメートするためにポンピン
グ・レーザとマイクロチップ・レーザ媒質との間に配置
された非球面レンズ系がある。
【００１５】結晶レーザ媒質を加熱または冷却すること
によって屈折率を連続的に調整するレーザ・マイクロチ
ップに熱接触して付加された熱電気熱交換器によって、
４３０ｎｍから４８０ｎｍまでの広範な帯域にわたる同
調可能性が得られる。
によって屈折率を連続的に調整するレーザ・マイクロチ
ップに熱接触して付加された熱電気熱交換器によって、
４３０ｎｍから４８０ｎｍまでの広範な帯域にわたる同
調可能性が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の目的の達成に寄与する本
発明の主な特徴は、パワー安定性を向上させる単一軸モ
ードを得るように、厚さが最低１／２マイクロメートル
から最大３マイクロメートルまでの小さな楔形ギャップ
１を形成させた異なるレーザ媒質の結晶結合である。楔
形ギャップ１には、いかなる誘電体も空気も結合剤も不
要である。これによって、発生パワーが増大し、周波数
２倍効率が２０％に向上する。雑音レベルが多くとも
０．１％の標準偏差に減少する。これらの結果は驚くべ
きものであり、従来の技術に鑑みて全く予期されないも
のである。すべての実施形態および図１から図７に共通
な他の特徴は、レーザ媒質の屈折率を連続的に変更し、
かつ制御することによって出力波長を微調節する、マイ
クロチップ・ホルダ３に付加された熱電気加熱および冷
却熱交換器２である。すべての実施形態および図１から
図７に共通の他の特徴は、半導体ポンピング・レーザ６
とレイジング媒質の第１の結晶７との間に配置された非
球面マイクロレンズ４および屈折率分布型レンズ５であ
る。ポンピング・レーザに最も近い外面と最も遠い外面
の両方が誘電体薄膜被覆８によって被覆されてミラーを
形成している。熱電気加熱および冷却熱交換器２は熱エ
ネルギーの変化をレーザ媒質へ与えることによって、そ
の屈折率を変更し、かつ制御するためのものである。非
球面マイクロレンズ４および屈折率分布型レンズ５は、
ポンピングレーザ光のコリメートと集束を行わせるもの
である。
発明の主な特徴は、パワー安定性を向上させる単一軸モ
ードを得るように、厚さが最低１／２マイクロメートル
から最大３マイクロメートルまでの小さな楔形ギャップ
１を形成させた異なるレーザ媒質の結晶結合である。楔
形ギャップ１には、いかなる誘電体も空気も結合剤も不
要である。これによって、発生パワーが増大し、周波数
２倍効率が２０％に向上する。雑音レベルが多くとも
０．１％の標準偏差に減少する。これらの結果は驚くべ
きものであり、従来の技術に鑑みて全く予期されないも
のである。すべての実施形態および図１から図７に共通
な他の特徴は、レーザ媒質の屈折率を連続的に変更し、
かつ制御することによって出力波長を微調節する、マイ
クロチップ・ホルダ３に付加された熱電気加熱および冷
却熱交換器２である。すべての実施形態および図１から
図７に共通の他の特徴は、半導体ポンピング・レーザ６
とレイジング媒質の第１の結晶７との間に配置された非
球面マイクロレンズ４および屈折率分布型レンズ５であ
る。ポンピング・レーザに最も近い外面と最も遠い外面
の両方が誘電体薄膜被覆８によって被覆されてミラーを
形成している。熱電気加熱および冷却熱交換器２は熱エ
ネルギーの変化をレーザ媒質へ与えることによって、そ
の屈折率を変更し、かつ制御するためのものである。非
球面マイクロレンズ４および屈折率分布型レンズ５は、
ポンピングレーザ光のコリメートと集束を行わせるもの
である。
【００１７】図１に示す第１の実施形態では、レーザ媒
質は２つの結晶である。第１の結晶７は、Ｃｒ：ＬｉＳ
ＡＦであり、第２の結晶９はＫＮｂＯ3 である。半導体
レーザ６のポンピング時に、第１の結晶７は最低８６０
ｎｍ、最高９６０ｎｍの波長でレイジングし、第２の結
晶９は最低４３０ｎｍ、最高４８０ｎｍの連続同調可能
出力波長で周波数を２倍にする。ポンピング・レーザ６
のパワーは少なくとも３０ｍワットであり、第２の結晶
の出力パワーは少なくとも１０マイクロワットである。
質は２つの結晶である。第１の結晶７は、Ｃｒ：ＬｉＳ
ＡＦであり、第２の結晶９はＫＮｂＯ3 である。半導体
レーザ６のポンピング時に、第１の結晶７は最低８６０
ｎｍ、最高９６０ｎｍの波長でレイジングし、第２の結
晶９は最低４３０ｎｍ、最高４８０ｎｍの連続同調可能
出力波長で周波数を２倍にする。ポンピング・レーザ６
のパワーは少なくとも３０ｍワットであり、第２の結晶
の出力パワーは少なくとも１０マイクロワットである。
【００１８】図２に示す第２の実施形態では、レーザ媒
質を形成する結晶が３つある。第１の結晶７はＮｄ：Ｙ
ＡＧであり、第２の結晶９はＫＮｂＯ3 であり、第３の
結晶１０はＬＢＯである。第３の結晶１０が放出する出
力波長は最低３５４ｎｍ、最高３５６ｎｍになるように
制御される。ポンピング・レーザ６のパワーは少なくと
も１ワットであり、第３の結晶１０の出力パワーは少な
くとも１０ｍワットである。第２の結晶９と第３の結晶
１０は両方とも周波数２倍レーザ媒質である。
質を形成する結晶が３つある。第１の結晶７はＮｄ：Ｙ
ＡＧであり、第２の結晶９はＫＮｂＯ3 であり、第３の
結晶１０はＬＢＯである。第３の結晶１０が放出する出
力波長は最低３５４ｎｍ、最高３５６ｎｍになるように
制御される。ポンピング・レーザ６のパワーは少なくと
も１ワットであり、第３の結晶１０の出力パワーは少な
くとも１０ｍワットである。第２の結晶９と第３の結晶
１０は両方とも周波数２倍レーザ媒質である。
【００１９】図３に示す第３の実施形態では、レーザ媒
質を形成する結晶は２つである。第１の結晶７はＮｄ：
ＹＶＯ4 で、第２の結晶９はＫＮｂＯ3 である。半導体
レーザ６によるポンピング時に、第１の結晶７は最低９
１２ｎｍ、最高９１８ｎｍの波長でレイジングし、第２
の結晶９は最低４５６ｎｍ、最高４５９ｎｍの制御され
た出力波長で周波数を２倍にする。ポンピング・レーザ
６のパワーは少なくとも１ワットであり、第２の結晶の
出力パワーは少なくとも５０ｍワットである。
質を形成する結晶は２つである。第１の結晶７はＮｄ：
ＹＶＯ4 で、第２の結晶９はＫＮｂＯ3 である。半導体
レーザ６によるポンピング時に、第１の結晶７は最低９
１２ｎｍ、最高９１８ｎｍの波長でレイジングし、第２
の結晶９は最低４５６ｎｍ、最高４５９ｎｍの制御され
た出力波長で周波数を２倍にする。ポンピング・レーザ
６のパワーは少なくとも１ワットであり、第２の結晶の
出力パワーは少なくとも５０ｍワットである。
【００２０】図４に示す第４の実施形態では、連続同調
光パラメトリック発振器が図示されている。レーザ媒質
を形成する結晶は３つある。第１の結晶７はＮｄ：ＹＡ
Ｇ、第２の結晶９はＫＴＰ、第３の結晶１０はＫＮｂＯ
3 である。半導体レーザ６によるポンピング時に、第３
の結晶１０は最低２０００ｎｍ、最大４５００ｎｍの連
続同調可能範囲の波長を放出する。第２の結晶９と第３
の結晶１０は両方とも周波数２倍レーザ媒質である。
光パラメトリック発振器が図示されている。レーザ媒質
を形成する結晶は３つある。第１の結晶７はＮｄ：ＹＡ
Ｇ、第２の結晶９はＫＴＰ、第３の結晶１０はＫＮｂＯ
3 である。半導体レーザ６によるポンピング時に、第３
の結晶１０は最低２０００ｎｍ、最大４５００ｎｍの連
続同調可能範囲の波長を放出する。第２の結晶９と第３
の結晶１０は両方とも周波数２倍レーザ媒質である。
【００２１】図５に示す第５の実施形態では、レーザ媒
質を形成する結晶が３つある。第１の結晶７はＮｄ：Ｙ
ＡＧ、第２の結晶９はＣｒ：Ｍｇ2ＳｉＯ4、第３の結晶
１０はＫＮｂＯ3 である。半導体レーザ６によるポンピ
ング時に、第３の結晶１０は最低５６５ｎｍ、最大６８
４ｎｍの連続同調可能出力範囲の波長を放出する。第１
の結晶７と第２の結晶９は両方ともレーザ利得媒質であ
る。
質を形成する結晶が３つある。第１の結晶７はＮｄ：Ｙ
ＡＧ、第２の結晶９はＣｒ：Ｍｇ2ＳｉＯ4、第３の結晶
１０はＫＮｂＯ3 である。半導体レーザ６によるポンピ
ング時に、第３の結晶１０は最低５６５ｎｍ、最大６８
４ｎｍの連続同調可能出力範囲の波長を放出する。第１
の結晶７と第２の結晶９は両方ともレーザ利得媒質であ
る。
【００２２】図６に示す第６の実施形態では、レーザ媒
質を形成する結晶が２つある。第１の結晶７はＮｄ：Ｙ
ＶＯ4で、第２の結晶９はＫＮｂＯ3である。半導体レー
ザ６によるポンピング時に、第１の結晶７は最低１０６
２ｎｍ、最高１０６６ｎｍの制御された波長でレイジン
グし、第２の結晶９は最低５３１ｎｍ、最高５３３ｎｍ
の制御された出力波長で周波数を２倍にする。
質を形成する結晶が２つある。第１の結晶７はＮｄ：Ｙ
ＶＯ4で、第２の結晶９はＫＮｂＯ3である。半導体レー
ザ６によるポンピング時に、第１の結晶７は最低１０６
２ｎｍ、最高１０６６ｎｍの制御された波長でレイジン
グし、第２の結晶９は最低５３１ｎｍ、最高５３３ｎｍ
の制御された出力波長で周波数を２倍にする。
【００２３】図７に示す第７の実施形態では、レーザ媒
質を形成する結晶が２つある。第１の結晶７はＮｄ：Ｙ
ＡＧで、第２の結晶９はＫＮｂＯ3 である。半導体レー
ザ６によるポンピング時に、第１の結晶７は最低９４４
ｎｍ、最高９４８ｎｍの波長でレイジングし、第２の結
晶９は最低４７２ｎｍ、最高４７４ｎｍの制御された出
力波長で周波数を２倍にする。ポンピング・レーザ６の
パワーは少なくとも１ワットであり、第２の結晶９が放
出するパワーは少なくとも５０ｍワットである。
質を形成する結晶が２つある。第１の結晶７はＮｄ：Ｙ
ＡＧで、第２の結晶９はＫＮｂＯ3 である。半導体レー
ザ６によるポンピング時に、第１の結晶７は最低９４４
ｎｍ、最高９４８ｎｍの波長でレイジングし、第２の結
晶９は最低４７２ｎｍ、最高４７４ｎｍの制御された出
力波長で周波数を２倍にする。ポンピング・レーザ６の
パワーは少なくとも１ワットであり、第２の結晶９が放
出するパワーは少なくとも５０ｍワットである。
【００２４】モノリシック構造の特別に結合されたマイ
クロチップ・レーザ、光学接触における楔形ギャップ、
ミラー、集束およびコリメートするレンズ構成はすべ
て、本発明の新規な特徴であるが、本発明は、これらの
特徴と連続同調可能レーザの単一ユニット構成における
これらの構成要素のそれぞれの相対的向きの組合せでも
ある。広い帯域の出力波長にわたって連続同調可能な、
高効率、低コスト、低雑音のマイクロ・レーザを実現す
るのはこの組合せである。したがって、本明細書に記載
のこれらすべての理由により、本発明のマイクロ・レー
ザはマイクロチップ・レーザの技術分野における大きな
進歩となり、重要な商業的メリットを有することがわか
る。
クロチップ・レーザ、光学接触における楔形ギャップ、
ミラー、集束およびコリメートするレンズ構成はすべ
て、本発明の新規な特徴であるが、本発明は、これらの
特徴と連続同調可能レーザの単一ユニット構成における
これらの構成要素のそれぞれの相対的向きの組合せでも
ある。広い帯域の出力波長にわたって連続同調可能な、
高効率、低コスト、低雑音のマイクロ・レーザを実現す
るのはこの組合せである。したがって、本明細書に記載
のこれらすべての理由により、本発明のマイクロ・レー
ザはマイクロチップ・レーザの技術分野における大きな
進歩となり、重要な商業的メリットを有することがわか
る。
【００２５】本明細書では、本発明を実施する特定の具
体的特徴を示し、説明したが、当業者には、基礎になっ
ている本発明の概念の精神および範囲から逸脱すること
なく変更を加えることができることが明らかであろう。
特許請求の範囲による以外は、本発明は本明細書に示し
説明した特定の態様は限定されるものではない。
体的特徴を示し、説明したが、当業者には、基礎になっ
ている本発明の概念の精神および範囲から逸脱すること
なく変更を加えることができることが明らかであろう。
特許請求の範囲による以外は、本発明は本明細書に示し
説明した特定の態様は限定されるものではない。
【図１】 Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ／ＫＮｂＯ3 モノリシック
・マイクロチップ連続同調可能レーザを示す図である。
・マイクロチップ連続同調可能レーザを示す図である。
【図２】 Ｎｄ：ＹＡＧ／ＫＮｂＯ3 ／ＬＢＯモノリシ
ック・マイクロチップＵＶレーザを示す図である。
ック・マイクロチップＵＶレーザを示す図である。
【図３】 Ｎｄ：ＹＶＯ4／ＫＮｂＯ3モノリシック・マ
イクロチップ青色レーザを示す図である。
イクロチップ青色レーザを示す図である。
【図４】 Ｎｄ：ＹＡＧ／ＫＴＰ／ＫＮｂＯ3 モノリシ
ック・マイクロチップ同調可能光パラメトリック発振器
を示す図である。
ック・マイクロチップ同調可能光パラメトリック発振器
を示す図である。
【図５】 Ｎｄ：ＹＡＧ／Ｃｒ：Ｍｇ2ＳｉＯ4／ＫＮｂ
Ｏ3 モノリシック・マイクロチップ連続同調可能レーザ
を示す図である。
Ｏ3 モノリシック・マイクロチップ連続同調可能レーザ
を示す図である。
【図６】 Ｎｄ：ＹＶＯ4／ＫＮｂＯ3モノリシック・マ
イクロチップ緑色レーザを示す図である。
イクロチップ緑色レーザを示す図である。
【図７】 Ｎｄ：ＹＡＧ／ＫＮｂＯ3モノリシック・マ
イクロチップ青色レーザを示す図である。
イクロチップ青色レーザを示す図である。
１ 楔形ギャップ ２ 熱電気加熱および冷却熱交換器 ３ マイクロチップ・ホルダ ４ 非球面マイクロレンズ ５ 屈折率分布型レンズ ６ 半導体ポンピング・レーザ ７ レーザ媒質の第１の結晶 ８ 誘電体薄膜被覆 ９ レーザ媒質の第２の結晶 １０ レーザ媒質の第３の結晶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−229677（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−232665（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−49278（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−324365（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−189783（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−266339（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−204595（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−15777（ＪＰ，Ａ) 国際公開97／21259（ＷＯ，Ａ１) ＯＰＴＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ Ｖｏ ｌ．13 Ｎｏ．２ ｐ．137−139 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/108 - 3/109 H01S 3/0941
Claims (12)
- 【請求項１】 楔形ギャップを含む光学接触によって互
いに結合された少なくとも２つの異なるレーザ媒質を有
し、前記楔形ギャップの厚さが、最低０．５マイクロメ
ートル、最高３マイクロメートルであることを特徴とす
るマイクロチップ・レーザ。 - 【請求項２】 請求項１記載のマイクロチップ・レーザ
において、前記レーザ媒質のポンピングを行う半導体ポンピング・
レーザと前記レーザ媒質との間に、ポンピング・レーザ
光のコリメートと集束を行う非球面マイクロレンズと屈
折率分布型レンズとを配置する ことを特徴とするマイク
ロチップ・レーザ。 - 【請求項３】 請求項１記載のマイクロチップ・レーザ
において、 前記レーザ媒質は、第１の結晶と第２の結晶の２つの異
なる結晶からなり、前記第１の結晶はＣｒ：ＬｉＳＡＦ
であり、前記第２の結晶は周波数２倍レーザ媒質である
ＫＮｂＯ 3 であり、前記２つの異なる結晶がほぼ同じ屈
折率を有することを特徴とするマイクロチップ・レー
ザ。 - 【請求項４】 請求項１記載のマイクロチップ・レーザ
において、 前記レーザ媒質は、第１の結晶と第２の結晶と第３の結
晶の３つの異なる結晶からなり、前記第１の結晶はＮ
ｄ：ＹＡＧであり、前記第２の結晶はＫＮｂＯ 3 であ
り、前記第３の結晶はＬＢＯであり、前記第２の結晶と
前記第３の結晶は共に周波数２倍レーザ媒質であり、前
記３つの異なる結晶がほぼ同じ屈折率を有することを特
徴とするマイクロチップ・レーザ。 - 【請求項５】 請求項１記載のマイクロチップ・レーザ
において、 前記レーザ媒質は、第１の結晶と第２の結晶の２つの異
なる結晶からなり、前記第１の結晶はＮｄ：ＹＶＯ 4 で
あり、前記第２の結晶は周波数２倍レーザ媒質であるＫ
ＮｂＯ 3 であり、前記２つの異なる結晶がほぼ同じ屈折
率を有することを特徴とするマイクロチップ・レーザ。 - 【請求項６】 請求項１記載のマイクロチップ・レーザ
において、 前記レーザ媒質は、第１の結晶と第２の結晶と第３の結
晶の３つの異なる結晶からなり、前記第１の結晶はＮ
ｄ：ＹＡＧであり、前記第２の結晶はＫＴＰであ り、前
記第３の結晶はＫＮｂＯ 3 であり、前記第２の結晶と前
記第３の結晶は共に周波数２倍レーザ媒質であり、前記
３つの異なる結晶がほぼ同じ屈折率を有することを特徴
とするマイクロチップ・レーザ。 - 【請求項７】 請求項１記載のマイクロチップ・レーザ
において、 前記レーザ媒質は、第１の結晶と第２の結晶と第３の結
晶の３つの異なる結晶からなり、前記第１の結晶はＮ
ｄ：ＹＡＧであり、前記第２の結晶はＣｒ：Ｍｇ 2 Ｓｉ
Ｏ 4 であり、前記第３の結晶はＫＮｂＯ 3 であり、前記
第１の結晶と前記第２の結晶は共にレーザ利得媒質であ
り、前記３つの異なる結晶がほぼ同じ屈折率を有するこ
とを特徴とするマイクロチップ・レーザ。 - 【請求項８】 請求項１記載のマイクロチップ・レーザ
において、 前記レーザ媒質は、第１の結晶と第２の結晶の２つの異
なる結晶からなり、前記第１の結晶はＮｄ：ＹＶＯ 4 で
あり、前記第２の結晶は周波数２倍レーザ媒質であるＫ
ＮｂＯ 3 であり、前記２つの異なる結晶がほぼ同じ屈折
率を有することを特徴とするマイクロチップ・レーザ。 - 【請求項９】 請求項１記載のマイクロチップ・レーザ
において、 前記レーザ媒質は、第１の結晶と第２の結晶の２つの異
なる結晶からなり、前記第１の結晶はＮｄ：ＹＡＧであ
り、前記第２の結晶は周波数２倍レーザ媒質であるＫＮ
ｂＯ3 であり、前記２つの異なる結晶がほぼ同じ屈折率
を有することを特徴とするマイクロチップ・レーザ。 - 【請求項１０】 請求項１記載のマイクロチップ・レー
ザにおいて、 前記レーザ媒質の屈折率を連続的に変えることによっ
て、前記レーザ媒質の出力波長が連続的に同調可能であ
ることを特徴とするマイクロチップ・レーザ。 - 【請求項１１】 請求項３、５、８または９記載のマイ
クロチップ・レーザにおいて、 前記レーザ媒質と熱接触する熱電気熱交換器から前記レ
ーザ媒質に熱エネルギーの変化を加えて前記第２の結晶
の屈折率を変えることにより、前記第２の結晶の出力波
長を制御することを特徴とするマイクロチップ・レー
ザ。 - 【請求項１２】 請求項４、６または７記載のマイクロ
チップ・レーザにおいて、 前記レーザ媒質と熱接触する熱電気熱交換器から前記レ
ーザ媒質に熱エネルギーの変化を加えて前記第２の結晶
および前記第３の結晶の屈折率を変えることにより、前
記第３の結晶の出力波長を制御することを特徴とするマ
イクロチップ・レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25624798A JP3101942B2 (ja) | 1998-09-10 | 1998-09-10 | マイクロチップ・レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25624798A JP3101942B2 (ja) | 1998-09-10 | 1998-09-10 | マイクロチップ・レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000091685A JP2000091685A (ja) | 2000-03-31 |
| JP3101942B2 true JP3101942B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=17289992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25624798A Expired - Lifetime JP3101942B2 (ja) | 1998-09-10 | 1998-09-10 | マイクロチップ・レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3101942B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8240804B2 (en) | 2009-03-18 | 2012-08-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Printing apparatus and printing control method |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005039093A (ja) * | 2003-07-16 | 2005-02-10 | Okazaki National Research Institutes | レーザ装置 |
| US7907646B2 (en) | 2005-07-28 | 2011-03-15 | Panasonic Corporation | Laser light source and display device |
-
1998
- 1998-09-10 JP JP25624798A patent/JP3101942B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＯＰＴＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ Ｖｏｌ．１３ Ｎｏ．２ ｐ．１３７−１３９ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8240804B2 (en) | 2009-03-18 | 2012-08-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Printing apparatus and printing control method |
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| Publication number | Publication date |
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| JP2000091685A (ja) | 2000-03-31 |
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