JPH01276782A - レーザダイオード励起固体レーザ装置及び光プリンター - Google Patents

レーザダイオード励起固体レーザ装置及び光プリンター

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JPH01276782A
JPH01276782A JP63104108A JP10410888A JPH01276782A JP H01276782 A JPH01276782 A JP H01276782A JP 63104108 A JP63104108 A JP 63104108A JP 10410888 A JP10410888 A JP 10410888A JP H01276782 A JPH01276782 A JP H01276782A
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JP
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laser
resonator
state laser
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laser diode
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JP63104108A
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English (en)
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Yoshinori Senoo
具展 妹尾
Yuzuru Tanabe
譲 田辺
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/11Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
    • H01S3/1106Mode locking
    • H01S3/1109Active mode locking
    • HELECTRICITY
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    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
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    • H01S3/1115Passive mode locking using intracavity saturable absorbers

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、レーザダイオード励起固体レーザ装置に係り
、特に共振器内にモードロック装置を備えることにより
、高ピーク出力の短パルス列が得られ、さらに共振器内
もしくは共振器外に非線形光学素子を備えることにより
、その高調波を発振できるレーザダイオード励起固体レ
ーザ装置に関するものである。
[従来の技術] 近年、レーザダイオード(以下LDと略す)励起固体レ
ーザ装置の研究開発が盛んに行われてきている。
LD励起固体レーザは、従来のランプ励起に比べ励起光
源の寿命が長いことや、レーザ媒質での熱的影響がほと
んどないため、水冷の必要がないことから、小型・長寿
命の全固体素子レーザとして注目されている。
また、全固体素子レーザとしては現在上記のLDがよく
知られているが、LDは空間出力形状が構内であること
や、瞬間端面破壊などの問題があるが、LD励起固体レ
ーザではそれらの問題は解消された上、励起準位での寿
命が長いためエネルギーを蓄えることができ、それ故Q
スイッチ動作で高いピーク出力が得られる等の特徴があ
る。このためLD励起固体レーザは種、々の方面での応
用に期待されている。
ところで、従来のLD励起固体レーザの発振形式として
は、CW光発振しくはQスイッチパルス発振が主たる方
式であった。しかしながらLD励起固体レーザの応用の
一つである非線形光学素子による高調波発生においては
以下のような問題点があった。
[発明の解決しようとする課題] それは高調波発生の際に問題となる変換効率に関してで
あるが、高効率の変換を得るためには、パルス幅が短い
高ピーク出力のレーザ光が望ましい。なぜならば、ピー
ク出力が高いものほど変換効率が高いからである。しか
しながら、従来のLD励起固体レーザでは、CW光発振
場合は、連続発振のため変換効率は低く、またQスイッ
チパルス発振では、ピーク出力が高く変換効率はCW光
発振りも高いが、パルス繰り返しが50にllz程度で
あるため、Arレーザや、1ie−Neレーザ等のCW
発振光を外部変調するレーザプリンタや、レーザ製版機
等への応用に関して充分な繰り返しではなかった。
そこで、本発明は従来技術が有していた前述の欠点を解
消し、変換効率が高い準CW発振光(高繰り返しパルス
発振光)が得られるLD励起固体レーザ装置を新規に提
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] 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、レーザダイオード励起固体レーザ装置において、固
体レーザのレーザ共振器内にモードロック装置を備えて
なることを特徴とするレーザダイオード励起固体レーザ
装置及びレーザダイオード励起固体レーザ装置において
、固体レーザのレーザ共振器内にモードロック装置と非
線形光学素子を備えてなるか、又は固体レーザのレーザ
共振器内にモードロック装置を該レーザ共振器外に非線
形光学素子を備えてなり、高調波を発振せしめるように
したことを特徴とするレーザダイオード励起固体レーザ
装置を提供するものである。
以下、本発明の実施例に従って説明する。第1図は本発
明の基本的構成を示すブロック図である。
1はレーザダイオード(LD) 、2は集光レンズ、3
はレーザロッド、4はモードロック装置、5は出力ミラ
ー、6はLD励起光、7は出射レーザ光である。
レーザ共振器は、レーザロッド端面8 (LD励起光6
に対しては透過率が高く、発振光に対しては反射率が高
いコーティングがなされている。)と出力ミラー5によ
って構成されている。出力ミラー5の発振光の反射面に
は、発振光に対して反射率の高い(好ましくは90%以
上)コーティングがなされている。又、集光レンズ2と
レーザロッド3との間に新たにレンズを設けそのレンズ
とミラー5で共振器を構成しても良く、その場合前記レ
ンズのどちらかの面に発振光に対して反射率の高い(好
ましくは90%以上)コーティングがなされる。レーザ
ロッド3としてはYAG、YLF、YAP、GGG等の
固体レーザ材料が使用できる。モードロック装置4とし
ては、音響光学素子、過飽和色素、もしくは光変調器型
先導波路が使用できるが、先導波路は光の伝送損失が大
きいので、好ましくは音響光学素子、過飽和色素が良い
又、共振器内もしくは共振器外に非線形光学素子を配置
し、高調波を発振せしめるようにしても良く、非線形光
学素子としてはLN(LiNbOs)、K N (KN
bO3)、 B B O(B  aaaao4)。
K T P (KTiOPO4)、K D P (KI
I2PO,)、BNN(BazNaNb60+ s)等
を用いることができる。
[作用] モードロック動作とは、レーザ発振における複数の縦モ
ード間の位相同期を行うことにより、高ピーク出力の短
パルス列を作ることをいう。
モードロック動作における1パルス当りのパルス幅は、
理論的にはレーザ媒質の利得線幅の逆数まで期待できる
。YAGレーザでは、100psec以下となる。この
ため、非常に高いピーク出力を取り出すことが可能とな
る。またパルス列の繰り返しは共振器長をLとするとC
/2L(Cは光速)となるため、たとえばL = 30
mmとすると繰り返しは5GHzとなり、十分にCW動
作と見なせる。
よって本発明のモードロックLD励起固体レーザを用い
れば、ピーク出力の高い高繰り返しパルスが得られ、非
線形光学素子に゛よって波長変換を行う際にも高効率の
準CW動作が得られるという効果を生ずる。
[実施例] 第1図〜第3図に本発明の3つの実施例を示す。第1図
に示した実施例においては、モードロック装置4として
は音響光学素子を用い、レーザロッド3としてはYAG
結品を使用している。共振器長は30mmで、パルスの
繰り返しは5GIlzとなり、パルス幅200psec
の高ピーク出力のパルス列が発振された。
第2図と第3図は、波長変換を行った場合の実施例であ
る。第2図において1〜9は第1図に同じであり、10
はβ−BaBJ4結晶の非線形光学素子、11は2次は
高調波光である。モードロック装置4としては音響光学
素子を用いている。レーザロッド3としてはYAG結晶
を用いており、1.064μmのレーザ光は532nm
のグリーン光に変換される。高ピーク出力の高繰り返し
パルスの為、得られたグリーン光はCWレーザ光と同様
に扱うことができる。
第3図は非線形光学素子を共振器内に挿入した場合であ
る。他は第2図のものと同じである。出力ミラー5は、
基本波に対しては全反射、2次高調波に対しては反射防
止処理を施す。この場合、基本波は完全に共振器内に閉
じこめられているため、基本波の共振器内での電界強度
が強く、第2図の実施例よりも更に効率良く、準CW2
次高調波を取り出すことができた。
第4図は、従来例を示し、Qスイッチパルス発振のため
に音響光学Qスイッチ素子12を用いている。音響光学
Qスイッチ素子を動作させない場合はCW光発振なり、
レーザパワーは低い。音響光学Qスイッチ素子12を動
作させると、ビークパワーは高くなり、波長変換しやす
くなるが、Qスイッチ繰り返しは50にllz程度でC
W用途には不都合を生じる。
モードロック装置4は、共振器内に発生した縦モード間
の位相同期を行うものであるが、音響光学素子をもちい
る場合、音響光学媒体内に超音波の定在波を発生させ、
該超音波の疎密波によりG Hzオーダーの変調を行う
ものである。モードロック装置4としては過飽和色素も
使用でき、レーザ光の吸収の回復時間の短い過飽和色素
を共振器内で用いると、その非線形透過特性によってモ
ード同期パルスが得られる。
モードロック装置4としては、音響光学素子、過飽和色
素に限られるものではなく、モード間の位相同期を行う
ものであれば使用できる。
本発明のレーザダイオード励起固体レーザ装置を光源と
して、光源からのレーザ光をポリゴンミラーによって走
査し、感光ドラム上にレーザ光によって光書き込みを行
う光プリンターを構成することもできる。この場合、高
ピーク出力のパルスレーザがG Hzのオーダーで発振
されるので、従来のArレーザやHe−Neレーザと比
較しても、より高出力の連続発振に近い状態であり、高
出力レーザ光源として使用できる。
[発明の効果] 本発明によるモードロックLD励起固体レーザは、G 
+−1zオーダーの繰り返しで高ビークバワーの連続パ
ルスが得られるので、効率の良い波長変換が連続発振に
近い状態で行えるという優れた効果を有する。
よって、Arレーザや1ie−Neレーザなどの気体レ
ーザが使用されているレーザプリンタやレーザ製版機等
の光源としても使用できるという効果も有する。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明の3つの実施例を示し、第1図
は固体レーザの共振器内にモードロック装置を備えたレ
ーザダイオード励起固体レーザ装置の基本構成のブロッ
ク図であり、第2図は共振器内にモードロック装置を、
共振器外に非線形光学素子を備えたレーザダイオード励
起固体レーザ装置の基本構成のブロック図であり、第3
図は共振器内にモードロック装置と非線形光学素子を備
えたレーザダイオード励起固体レーザ装置の基本構成の
ブロック図であり、第4図は従来のレーザダイオード励
起固体レーザ装置の基本構成のブロック図である。 1:レーザダイオード 3:レーザロッド 4:モードロック装置 5:出力ミラー 10:非線形光学素子 〃 1 回 上 2 回 カ 4  マ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レーザダイオード励起固体レーザ装置において、
    固体レーザのレーザ共振器内にモードロック装置を備え
    てなることを特徴とする レーザダイオード励起固体レーザ装置。
  2. (2)レーザダイオード励起固体レーザ装置において、
    固体レーザのレーザ共振器内にモードロック装置と非線
    形光学素子を備えてなる か、又は固体レーザのレーザ共振器内にモードロック装
    置を該レーザ共振器外に非線形光学素子を備えてなり、
    高調波を発振せしめるようにしたことを特徴とするレー
    ザダイオード励起固体レーザ装置。
  3. (3)請求項1又は2記載のレーザダイオード励起固体
    レーザ装置を光源とし、該光源からのレーザ光を走査す
    る光走査手段と、走査されたレーザ光によって光書き込
    みを行う感光ドラムとからなる光プリンター。
JP63104108A 1988-04-28 1988-04-28 レーザダイオード励起固体レーザ装置及び光プリンター Pending JPH01276782A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5892614A (en) * 1996-03-22 1999-04-06 Nec Corporation Optical parametric oscillator including a saturable absorber having a saturable absorption characteristic
WO2000045480A1 (en) * 1999-02-01 2000-08-03 Gigatera Ag High-repetition rate passively mode-locked solid-state laser
WO2002011256A1 (en) * 2000-07-27 2002-02-07 Gigatera Ag High-repetition-rate passively mode-locked solid-state laser
WO2003028177A1 (en) * 2001-09-24 2003-04-03 Giga Tera Ag Pulse-generating laser
JP2021151567A (ja) * 2016-12-14 2021-09-30 株式会社ユニタック 皮膚レーザ治療器

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