JPH0417379A - レーザーダイオードポンピング固体レーザー - Google Patents

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、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）によってボ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、
固体レーザー発振ビームをその第２高調波、もしくは固
体レーザー発振ビームと別のレーザービームをそれらの
和周波等の光波長変換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Ｓ　Ｐ　Ｉ　Ｅ　Ｖｏｌ、１１０４　ｐｌｏｏ　
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：Ｃ
０ＡＮＰ、Ｎｄ　：　ＰＮＰ等が公知とならでいる。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：ＬｉＮｂＯ２゜ＮＹＡ
Ｂ　　（Ｎｄ　　−Ｙ＋−−ＡＩ！３　（ＢＯ３）４　
　　Ｘ−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、Ｓ　Ｐ　Ｉ　Ｅ　　Ｖｏｌ、１１０４　
ｐ１３２　Ｍａｒｃｈ　１９８９や、レーザー研究Ｖｏ
１．１７　　ＮＯ，１２ｐ４ｇ（１９８９）に示される
ように、ＮＹＡＢ結晶を用い、レーザーダイオードボン
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（１９ｇ［ｉ）には、
Ｎｄ：Ｍｇ０二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Ｓ　Ｐ　Ｉ　Ｅ　　Ｖｏｌ、１１０４　
ｐ１３　Ｍａｒｃｈ（１９８９）には、Ｎｄ　　ドープ
ＹＡＧレーザ一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１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、部品点数か
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
点かあった。

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。

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。

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。

（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の第２高調波もしくは、
半導体レーザービームと発振レーザービームの和周波等
の波長変換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
ザービームの第２高調波もしくは、半導体レーザービー
ムと発振レーザービームの和周波等の波長変換波を取り
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の第２高調波もしくは、
半導体レーザービームと発振レーザービームの和周波等
の波長変換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等の希土類かドーピングされ、かつ光
波長変換機能を有する固体レーザーロ・ンドを、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の第２高調波もしくは、
半導体レーザービームと発振レーザービームの和周波等
の波長変換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−Ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｏｕｂｌｊｎｇ　Ｃｒｙｓｔａｌ呼
ばれる材料、すなわち前述のＮＹＡＢ、Ｎｄ　：　Ｍｇ
　Ｏ：　Ｌｉ　ＮｂＯ３、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　Ｂ２０３　、ＫＮｂ　０３　、カルコバイライト
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、ＮＰＰ　（Ｎ
−（４−ニトロフェニル）−Ｌ−プロリノール）、ＮＰ
ＡＮ　（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−（４−二
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Ｐ
ＲＡ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
びコート面か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、波長変換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、強制的に波長変換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（、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Ｏ，ｌｎｍ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ツチ
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、コンノくクトかつ高効
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。

（実　施　例） 以下、図面に示す実施例に基づいて、本発明の詳細な説
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はポンピング光
としてのレーザービームｌＯを発する半導体レーザー１
１（単一縦モード、単一横モードレーザー二以下、ＬＤ
と称する）と、発散光である上記レーザービーム１０を
平行光化しかつ集光するセルフォックロッドレンズ１２
と、ＳＣ１ｆ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｏｕｂｌｉｎｇ
　ＣｒｙｓｔａｌであるＮＹＡ　Ｂ　。

ラド１３とからなる。以上述べた各要素は、共通の筐体
（図示せず）にマウントされて一体化されている。なお
ＬＤＩＩは、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。

このＬＤＩＩは、波長λ１−８０４　ｎｍのレーザービ
ームｌＯを発するものが用いられる。一方ＮＹＡＢロッ
ド１３は、ドーピングされているネオジウム原子が、上
記レーザービーム１０によって励起されることにより、
λ２−１０（ｉ２ｎｍのレーザービーム１５を発する。

共振器は、結晶長Ｌｍ２ｍｍのＮＹＡＢロッド１３のみ
によって形成される。すなわち、入力端共振器ミラーと
して、ＬＤＩＩ側のロッド端面１３ａが曲率半径Ｒ＝２
ｍｍの球面に形成され、その表面には、波長１１０６２
ｎのレーザービーム１５は良好に反射させ（反射率９９
．９％以上）、波長８０４ｎｍのポンピング用レーザー
ビーム１０は良好に透過させる（透過率９９％以上）コ
ーティングが施されている。出力側共振器ミラーはもう
一方のロッド端面１３ｂがフラットに鏡面研磨されてな
り、その表面には、波長１１０６２ｎのレーザービーム
が良好に反射（反射率９９．９％以上）され、そして後
述する波長５３１ｎｍの第２高調波１５’　は良好に透
過させるコーティングが施されている。したがって波長
１１０６２ｎのレーザービーム１５は、上記共振器の各
面Ｌ３ａ、　１３ｂ間に閉じ込められ、レーザー発振を
起こす。

このレーザービーム１５は、発振媒体でかつ波長変換機
能を有するＮＹＡＢロッド１３内で、波長が１／２すな
わち５３１ｎｍの第２高調波１５゛　に波長変換される
。なおＮＹＡＢロッド１３は、波長１１０６２ｎと５３
１ｎｍとの間でＴＹＰＥＩの角度位相整合が取れるよう
に結晶がカットされてなる。共振器の出力側ミラー１３
ｂには、前述した通りのコーティングが施されているの
で、この共振器からは、第２高調波１５’が効率良く取
り出される。

ここで、本実施例の場合の波長変換効率は、ポンピング
光である半導体レーザービーム１０の出力を１００　ｍ
Ｗとしたときに、第２高調波１５°の出力は約１．０　
ｍＷとなった。Ｌ−２ｍｎｉと非常に短い結晶長である
にもかかわらず、本実施例の場合は内部ロスが１％以下
に低減し、高効率の波長変換が可能となった。

また、結晶長が２ｍＷと短共振器なので、発振レーザー
ビームは容易に単一縦モード発振し、その結果、パワー
が安定した波長変換波を得ることができる。

次に第２図を参照して、本発明の第２実施例について説
明する。なおこの第２図において、前記第１図中の要素
と同等の要素には同番号を付し、それらについての重複
した説明は省略する（以下、同様）。本実施例では、第
１実施例と同様の形状でかつ同様のコートを施したＮＹ
ＡＢロッド１３が、ペルチェ素子２０上の銅ブロック２
１に貼り付けられ、該銅ブロツク２１上のしＤｌｌと密
着させて配置されている。このような構成にすることで
、ＬＤパッケージ内に、全てのレーサ一部品を封入する
ことか可能になる。さらにＮＹＡＢロッド１３を、ＬＤ
温調用のベルチェ素子２０で同時に冷却しているので、
部品点数も少なく、かつ温調によりＮＹＡ　Ｂロッド１
３の縦モードホップを抑制することができ、周囲温度の
変化に対する第２高調波１５′の出力変動を、はぼ完全
に抑えることが可能となった。

次に第３図を参照して、本発明の第３実施例について説
明する。本実施例ではさらに高出力の第２高調波１５°
を得るために、ＮＹＡＢロッド１３を結晶長Ｌ−７ｍｍ
と長くし、かつ入力側のロッド端面１３ａの曲率半径を
Ｒ−７ｍｍとした。その結果、共振器長が明確に長くな
ったので、発振レーザービーム１５は縦モードマルチ発
振となる。それを抑制するために、図示のように出力端
面１３ｂにエタロン板２２を貼着し、この出力端面１３
ｂに第１実施例と同様のＡＲコートを施した。

ポンピング光として、第１実施例と同様に単一縦モード
、単一横モードＬＤＩＩを使用し、発散光であるレーザ
ービーム１０を平行光化するコリメーターレンズ２３と
、平行光化されたレーザービームｌＯを集束させる集光
レンズ２４によってＮＹＡＢロッド１３に入力される。

発振レーザービーム１５は、ＮＹＡＢロッド１３の入力
側端面１３ａとエタロン板２２の片端面２２ａとの間で
共振し、レーザー発振する。このようにして得られる第
２高調波１５’　の出力は、半導体レーザービーム１０
の出力をｔｏｏ　ｍＷとしたときに約５ｍＷとなった。

また後で述べる比較例と同様の形状にするために、結晶
長Ｌ−５ｍｍでかつ曲率半径Ｒ−５ｍｍに加工し、その
他は本実施例と同様の構成とした場合、ブロードエリア
の半導体レーザービーム１゜を用いて第２高調波１５’
　を発生させたところ、４゜ＯｍＷ入力にて、出力２０
ｍ　Ｗが得られた。

また波長変換波のパワーを安定化させるためには、上述
のエタロン板２２を用いる他、第４図に示すようにＮＹ
ＡＢロッド端面１３ｂにλ／４板等の波長板２５を貼着
したり、第５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
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を貼着してそれら３要素を一体化し
たり、第７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Ｎ
ＹＡＢ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。

次に比較例として、従来から知られている第８図の構成
を取った際の結果について説明する。ＮＹＡＢロッド１
３は結晶長Ｌ−５ｍｍにカットされ、ＬＤＩＩ側の端面
１３ａに波長１０Ｇ２ｎｍに対する反射コート、波長８
０４ｎｍに対するＡＲロートが施され、共振器ミラーの
一方を構成している。反対側のロッド端面１３ｂは、波
長１［ｌＧ２ｎｍに対するＡＲコート、波長５３１ｎｍ
に対するＡＲコートが施されている。共振器を構成する
もう一方の出力ミラー３０は、内側の端面３０ａがＲ＝
１００ｍｍの曲率半径を有し、そこに波長１０Ｇ４ｎｍ
に対する反射コート、波長５３１ｎｍに対するＡＲコー
トが施されている。そしてこの共振器の間に、エタロン
板２２が挿入されている。

この比較例の場合は、共振器長が非常に長いので、縦モ
ードが何十本と発振しているために、エタロン板２２を
入れることで、単一縦モード化を実現している。さらに
、共振器長が長いために、周囲の温度変化に対しても縦
モードポツプが生じゃすく、パワーの不安定性をより増
長する構成になっている。この場合、４００　ｍＷのレ
ーザービーム１０（ブロードエリアレーザー）を入力さ
せたときの第２高調波１５°の出力は６ｍＷであった。

先の実施例より波長変換効率が落ちるのは、構成部品が
多いために、その分、発振レーザービーム１５の散乱、
吸収２反射ロスが増大してしまうことに起因する。この
ように本発明によれば、高い波長変換効率が得られるこ
とが裏付けられた。

次に和周波発生の場合の実施例について説明する。第９
図は、本発明の第４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
ＬＤ４１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８３０ｎｍのレーザービーム４
５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、ベルチェ索子１
４と図示しない温調回路により、所定温度に温調される
。

Ｎ　Ｙ　Ａ　Ｂ　ｏ　ラド１３に入射した波長λ１−１
１３０　ｎｍのレーザービーム４５と、波長λ２　＝１
０８２ｎｍ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　＝４
６８　ｎｍの和周波４７に波長変換される。なおＮＹＡ
Ｂ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１３Ｂ、１３ｂには
、波長１０Ｇ２ｎ　ｍに対する反射コートが施され、そ
れにより、波長１０（ｆ２ｎ　ｍ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８０４ｎｍと８３０
ｎｍに対するＡＲコートが施され、出力端面１３ｂには
、波長４［ｉ８ｎｍに対するＡＲコートが施されている
。

このようにして、ＩＷの半導体レーザービーム４０と、
１００　ｍＷ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１θ図に示す第５実施例のように、波長λ１−
８０４　ｎｍ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　＝１０Ｂ２ｎｍの発振レーザー
ビーム４６との和周波４８（波長λ３−４５９　ｎｍ）
を得ることもできる。

以上、５ｅｌｆ’−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｏｕｂｌｉ
ｎｇ　ＣｒｙｓｔａｌとしてＮＹＡＢ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Ｎ
ｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ２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
に効率良く波長変換波を得ることが可能となる。

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、１．３
μｍ帯の発振も可能となり、その発振ビームの第２高調
波、およびその発振ビームと半導体レーザービームとの
和周波等の波長変換波を、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。

（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。

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ボ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
ザーをボ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
強度の波長変換波を得る場合は、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場合は、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。

【図面の簡単な説明】

第１．２および３図はそれぞれ、本発明の第１．２およ
び３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４．５．６および７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、 第８図は、従来のレーザーダイオードポンピング固体レ
ーザーの例を示す概略側面図、第９およびＬＱ図はそれ
ぞれ、本発明の第４および５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である
。 １０．４０．４５・・・レーザービーム１１．４１．４
３・・・半導体レーザー１２・・・セルフォックロッド
レンズ １３＝・ＮＹＡ　Ｂ　ｏ　ラド　　１３ａ、、１３ｂ山
ロッド端面１４．２０・・・ベルチェ素子 １５．４６・・・固体レーザー発振ビーム１５′　・・
・第２高調波　　　　　　２２・・・エタロン板２２ａ
・・・エタロン板の端面 ２３．４４・・・コリメーターレンズ　２４・・・集光
レンズ２５・・・波長板　　　　　　　　　３ｏ・・・
出力ミラー４２・・・ビームスプリッタ　　　　４７．
４８・・・和周波第１図 第２図 第３　菌 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （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の第２高調波もしくは、
   半導体レーザービームと発振レーザービームの和周波等
   の波長変換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。
2. （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
   ザービームの第２高調波もしくは、半導体レーザービー
   ムと発振レーザービームの和周波等の波長変換波を取り
   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。
3. （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の第２高調波もしくは、
   半導体レーザービームと発振レーザービームの和周波等
   の波長変換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。
4. （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の第２高調波もしくは、
   半導体レーザービームと発振レーザービームの和周波等
   の波長変換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。
5. （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。