JPH04255280A - 半導体レーザ励起固体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ励起固体レーザ装置

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JPH04255280A
JPH04255280A JP3036575A JP3657591A JPH04255280A JP H04255280 A JPH04255280 A JP H04255280A JP 3036575 A JP3036575 A JP 3036575A JP 3657591 A JP3657591 A JP 3657591A JP H04255280 A JPH04255280 A JP H04255280A
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laser
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solid
lens
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JP3036575A
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Satoru Yamaguchi
哲 山口
Hirofumi Imai
浩文 今井
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、励起光源としての半導
体レーザ出力を高効率で光結合し固体レーザ素子を光励
起する半導体レーザ励起固体レーザ装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザを励起光源として用いた固
体レーザが、高効率、長寿命、小型化が図れることから
、注目を集めている。半導体レーザ励起固体レーザにお
ける、固体レーザの光軸方向から光励起する端面励起方
式（例えば特開昭５８−５２８８９号参照）では、固体
レーザの発振の空間モードに半導体レーザ出力光による
励起空間をうまくマッチングさせることにより、高効率
で単一基本横モード発振を実現できる。
【０００３】半導体レーザはビーム発散角が大きいため
集光系を半導体レーザに接近して集光する必要があり発
振光の集光は容易ではない。半導体レーザ励起固体レー
ザを高出力化する必要がある。半導体レーザはストライ
プ状の活性層からレーザ光が出射するが、単一のストラ
イプレーザでは出力に限界があり、これ以上の出力を得
るには、複数のストライプを並べたアレイ状にしなけれ
ばならない。
【０００４】このようなアレイ半導体レーザを励起光源
として用いようとすると、アレイの幅は長さ１ｃｍ程に
渡るので、通常のレーザ系を用いて複数ビームを一つの
スポット状に絞り込むことは到底できないため励起効率
の良い端面励起方式が採用できず、側面励起方式にしか
適用できなかった（例えば　Ｒ．　Ｂｕｒｎｄａｍ　ａ
ｎｄ　Ａ．　Ｄ．　Ｈａｙｓ．　Ｏｐｔ．　Ｌｅｔｔ．
，　１４，　２７　（１９８９）；　Ｍ．　Ｋ．　Ｒｅ
ｅｄ，　Ｗ．　Ｊ．　Ｋｏｚｌｏｖｓｋｙ，　Ｒ．　Ｌ
．　Ｂｙｅｒ，　Ｇ．Ｌ．　Ｈａｒｎａｇｅｌ，　ａｎ
ｄ　Ｐ．　Ｓ．　Ｃｒｏｓｓ，　Ｏｐｔ．　Ｌｅｔｔ．
，　１３，　２０４　（１９８８）．　参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる状況
に鑑みてなされたもので、マルチストライプのアレイ半
導体レーザから出る発散角が大きい多数の複数のビーム
を集光し、固体レーザの発振の空間モード半導体出力光
による励起空間をマッチングするように、効率よく固体
レーザ出力光を生起せしめる半導体レーザ励起固体レー
ザを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の手段として、アレイ半導体レーザ出力
を集光し固体レーザ素子を光励起するアレイ半導体レー
ザ励起固体レーザにおいて、分布屈折率レンズをアレイ
半導体レーザの各ストライプに対応して配列しアレイ半
導体レーザ出力を集光してコリメートするレンズアレイ
とコリメートされた各ストライプ光をビーム整形するた
めのアナモルフィックプリズムと各ストライプ光を一括
して集光して一箇所に重ね合わせ、固体レンズ素子を端
面励起するためのフォーカシングレンズとして用いる第
２のレンズとからなる光結合器を備える。
【０００７】
【作用】半導体レーザ励起固体レーザの横モードの特性
は、端面励起方式の場合、固体レーザ素子内の光励起空
間の形状で決まる。このため、単一基本横モードを得る
ためには、絞った励起光の強度分布をなるべくガウス分
布に近付け、固体レーザ素子内に一定の大きさのビーム
スポットを安定的に作ってやることが好ましい。半導体
レーザの活性層ストライプからの出射光は一般に活性層
に垂直な方向には広角度に、水平な方向には狭角度に発
散しており、一般にビーム形状は楕円であるため、絞っ
た励起光の強度分布を軸対称なガウス分布に近づけるこ
とは困難である。
【０００８】半導体レーザ励起固体レーザの光結合器と
して屈折率が中心軸から外周囲に向かって放射線状に分
布して異なっている円柱状の光学ガラス体である分布屈
折率レンズを用いると発散角の大きい半導体レーザ光を
容易に集光することができる。このような特性を持つ分
布屈折率レンズを用いて各ストライプからのレーザ光を
集光できることを利用し、アレイ半導体レーザの各々の
ストライプからの出射光を、分布屈折率レンズアレイで
集光することができる。また、くさび型のプリズムであ
るアナモルフィックプリズムを水平に配置し、平行ビー
ムを入射すれば、水平方向のみのビーム径が拡大される
。入射光のビーム形状が楕円であれば短径方向のみの径
を拡大して真円に近づけることができる。こうして、各
ストライプ光をアナモルフィックプリズムを通してビー
ム整形し強度分布をより軸対称なガウス分布に近づけた
後、第２のレンズで全体光を重ね合わせて一つのビーム
スポットに絞ってやり固体レーザ素子を励起すれば、高
品質の横モード光が得られる。
【０００９】
【実施例】以下、実施例に基づいて本説明を説明する。 図１はアレイ半導体レーザ光を集光し固体レーザ素子を
端面励起する固体レーザの模式図である。図１に示すご
とく、固体レーザ素子５としてＮｄ：ＹＡＧを用い、一
方の端面をダイクロイックコーテイング（Ｎｄ：ＹＡＧ
レーザ発振波長１０６４ｎｍで高反射（ＨＲ）、半導体
レーザ光波長８０８ｎｍで高透過（ＡＲ））し、その面
を励起面とし、アウトプットミター６とで共振器を構成
する。用いたアレイ半導体レーザ１は、幅が１００μｍ
の活性層ストライプ７が２０本５００μｍ間隔で配列し
たアレイからなる。集光レンズアレイ２は幅５００μｍ
の分布屈折率レンズ２０個からなり２０本のストライプ
からの出射光の各々のストライプ光をアナモルフィック
プリズムペア３でビーム整形の後、２０本のレーザビー
ムを第２のレンズ４でフォーカシングし一箇所に重ね合
わせて、Ｎｄ：ＹＡＧロッド５を端面励起する。
【００１０】このようにして端面励起した半導体レーザ
励起固体レーザにおいて、３．４８Ｗの励起入力（波長
８０８ｎｍ）に対し１．１１ＷのＹＡＧ出力（波長１０
６４ｎｍ）が得られた。閾値は２７０ｍＷ、スロープ効
率は最大で４２％の低閾値・高効率発振が得られた。
【００１１】
【発明の効果】光結合器としてかかる構成をもつ半導体
レーザ励起固体レーザはアレイ半導体レーザでは困難で
あった端面励起を可能にし、効率が高くビーム質の良い
高出力の固体レーザを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アレイ半導体レーザの各ストライプからの出射
光を分布屈折率レンズアレイを用いて集光してコリメー
トしアナモルフィックプリズムペアでビーム整形した後
、第２のレンズでフォーカシングして一か所に重ね合わ
せて光励起する半導体レーザ励起固定レーザの模式図で
ある。
【符号の説明】
１　　　　アレイ半導体レーザ ２　　　　分布屈折率レンズアレイ ３　　　　アナモルフィックプリズム ４　　　　レンズ ５　　　　固体レーザ素子 ６　　　　アウトプットミラー ７　　　　出力光 ８　　　　活性層ストライプ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　アレイ半導体レーザ出力を集光し固体
    レーザ素子を光励起するアレイ半導体レーザ励起固体レ
    ーザにおいて、分布屈折率レンズをアレイ半導体レーザ
    の各ストライブに対応して配列しアレイ半導体レーザ出
    力を集光してコリメートするレンズアレイと、コリメー
    トされた各ストライプ光をビーム整形するためのアナモ
    リフィックプリズムと、各ストライプ光を一括して集光
    して一箇所に重ね合わせレーザ素子を端面励起するため
    のフォーカシングレンズとして用いる第２のレンズと、
    からなる光結合器を備えたことを特徴とするアレイ半導
    体レーザ端面励起固体レーザ装置。
JP3036575A 1991-02-07 1991-02-07 半導体レーザ励起固体レーザ装置 Withdrawn JPH04255280A (ja)

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