JPH05121802A - 半導体励起固体レーザ - Google Patents
半導体励起固体レーザInfo
- Publication number
- JPH05121802A JPH05121802A JP27754791A JP27754791A JPH05121802A JP H05121802 A JPH05121802 A JP H05121802A JP 27754791 A JP27754791 A JP 27754791A JP 27754791 A JP27754791 A JP 27754791A JP H05121802 A JPH05121802 A JP H05121802A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 単一の固体レーザ媒質を用いて複数の固体レ
ーザ光を発生することができる半導体励起固体レーザを
得ることを目的とする。 【構成】 半導体レーザ11,12からの励起光2を、
薄い平板状の固体レーザ媒質端面32に直接入射し、平
板マイクロレンズ61,62,63,64等を用いて固
体レーザ媒質端面32と部分反射ミラー5との間に複数
の共振器を形成する。
ーザ光を発生することができる半導体励起固体レーザを
得ることを目的とする。 【構成】 半導体レーザ11,12からの励起光2を、
薄い平板状の固体レーザ媒質端面32に直接入射し、平
板マイクロレンズ61,62,63,64等を用いて固
体レーザ媒質端面32と部分反射ミラー5との間に複数
の共振器を形成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体レーザを励起
源として、1つの固体レーザ媒質からの多数のレーザ光
を発生させる半導体励起固体レーザに関するものであ
る。
源として、1つの固体レーザ媒質からの多数のレーザ光
を発生させる半導体励起固体レーザに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図5は、例えば「レーザー研究第18巻
第8号(1990)P622−627」に示された小さ
な断面のレーザ媒質に半導体レーザを近接配置する半導
体励起固体レーザの概略構成図を示すものである。図に
おいて、1は励起光を発生する半導体レーザ、2は励起
光、3は固体レーザ媒質で、たとえば長さ5mm、幅2
mm、厚さ0.5mmの矩形断面のNd:YAG(Y
3-xNdxAl5O12 )結晶、4は固体レーザ媒質3から
出力されるレーザ光、32は固体レーザ媒質3の励起光
入射端面で励起光2に対しては無反射、レーザ光4に対
しては全反射のコーティングが形成されている。33は
固体レーザ媒質3の端面でレーザ光4に対して無反射の
コーティングが形成されている。5は固体レーザ媒質3
の端面33に対向して配設された部分反射ミラーであ
る。
第8号(1990)P622−627」に示された小さ
な断面のレーザ媒質に半導体レーザを近接配置する半導
体励起固体レーザの概略構成図を示すものである。図に
おいて、1は励起光を発生する半導体レーザ、2は励起
光、3は固体レーザ媒質で、たとえば長さ5mm、幅2
mm、厚さ0.5mmの矩形断面のNd:YAG(Y
3-xNdxAl5O12 )結晶、4は固体レーザ媒質3から
出力されるレーザ光、32は固体レーザ媒質3の励起光
入射端面で励起光2に対しては無反射、レーザ光4に対
しては全反射のコーティングが形成されている。33は
固体レーザ媒質3の端面でレーザ光4に対して無反射の
コーティングが形成されている。5は固体レーザ媒質3
の端面33に対向して配設された部分反射ミラーであ
る。
【0003】次に、動作について説明する。励起光2は
固体レーザ媒質3の励起光入射端面32から入射する。
固体レーザ媒質3の上下面31で内部反射を繰り返し、
固体レーザ媒質3内に閉じこめられたまま吸収され、有
効に固体レーザ媒質3を励起する。半導体レーザ活性層
に対して垂直方向に広がる光を上下面31で反射させる
ことにより、固体レーザ媒質3内の光励起領域は、半導
体レーザ活性層に対して垂直方向、平行方向ともに0.
5mm程度となる。励起光入射端面32と部分反射ミラ
ー5とで安定形レーザ共振器が構成され、例えば励起光
入射端面32が平面、部分反射ミラー5の曲率半径が1
000mm、共振器長が10mmの場合、基本モード
(ガウスモード)の直径が約0.35mmのレーザ光4
が発振する。
固体レーザ媒質3の励起光入射端面32から入射する。
固体レーザ媒質3の上下面31で内部反射を繰り返し、
固体レーザ媒質3内に閉じこめられたまま吸収され、有
効に固体レーザ媒質3を励起する。半導体レーザ活性層
に対して垂直方向に広がる光を上下面31で反射させる
ことにより、固体レーザ媒質3内の光励起領域は、半導
体レーザ活性層に対して垂直方向、平行方向ともに0.
5mm程度となる。励起光入射端面32と部分反射ミラ
ー5とで安定形レーザ共振器が構成され、例えば励起光
入射端面32が平面、部分反射ミラー5の曲率半径が1
000mm、共振器長が10mmの場合、基本モード
(ガウスモード)の直径が約0.35mmのレーザ光4
が発振する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体励起固体
レーザにおいては、単一の装置からは単一のレーザ光4
しか得ることができず、複数の独立のレーザ光を得るに
は、複数の装置を用意しなければならないという課題が
あった。
レーザにおいては、単一の装置からは単一のレーザ光4
しか得ることができず、複数の独立のレーザ光を得るに
は、複数の装置を用意しなければならないという課題が
あった。
【0005】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、単一の装置で複数のレーザ光を
発生することができる半導体励起固体レーザを得ること
を目的とする。
ためになされたもので、単一の装置で複数のレーザ光を
発生することができる半導体励起固体レーザを得ること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る半導体励起固体レーザは、レーザ共振器内に複数のレ
ーザ光を出射させるための複数個のマイクロレンズを配
設したものである。
る半導体励起固体レーザは、レーザ共振器内に複数のレ
ーザ光を出射させるための複数個のマイクロレンズを配
設したものである。
【0007】この発明の請求項2に係る半導体励起固体
レーザは、レーザ共振器内に、複数のレーザ光を出射さ
せるためのマイクロレンズおよび波長変換を行なう非線
形光学素子をそれぞれ配設したものである。
レーザは、レーザ共振器内に、複数のレーザ光を出射さ
せるためのマイクロレンズおよび波長変換を行なう非線
形光学素子をそれぞれ配設したものである。
【0008】この発明の請求項3に係る半導体励起固体
レーザは、レーザ共振器内に、複数のレーザ光を出射さ
せるための二次元アレイ状のマイクロレンズを配設した
ものである。
レーザは、レーザ共振器内に、複数のレーザ光を出射さ
せるための二次元アレイ状のマイクロレンズを配設した
ものである。
【0009】
【作 用】この発明においては、半導体レーザからの励
起光を固体レーザ媒質に入射し、複数のマイクロレンズ
により1つの固体レーザ媒質内にマイクロレンズの数と
同数のレーザ光を形成する。
起光を固体レーザ媒質に入射し、複数のマイクロレンズ
により1つの固体レーザ媒質内にマイクロレンズの数と
同数のレーザ光を形成する。
【0010】
【実施例】実施例 1 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図1
(a)において、11,12は複数の励起光を発生する
半導体レーザで、例えば1mmのピッチでそれぞれ10
個、9個の発光点が直線上に配置されている。2は励起
光、3は固体レーザ媒質で、たとえば長さ10mm、幅
5mm、厚さ0.4mmの矩形断面のNd:YAG(Y
3-xNdxAl5O12 )結晶、41,42,43,44は
固体レーザ媒質3から出力されるレーザ光、32は固体
レーザ媒質3の一方の端面で、レーザ光41,42,4
3,44に対して全反射のコーティングが形成されてい
る。33は固体レーザ媒質3の他方の端面でレーザ光4
1,42,43,44に対して無反射のコーティングが
形成されている。34は固体レーザ媒質3の側面で、励
起光2に対して無反射のコーティングが形成されてい
る。5は部分反射ミラー、61,62,63,64は固
体レーザ媒質3と部分反射ミラー5との間に介在しレー
ザ光41,42,43,44の形状を一定にするマイク
ロレンズである。
(a)において、11,12は複数の励起光を発生する
半導体レーザで、例えば1mmのピッチでそれぞれ10
個、9個の発光点が直線上に配置されている。2は励起
光、3は固体レーザ媒質で、たとえば長さ10mm、幅
5mm、厚さ0.4mmの矩形断面のNd:YAG(Y
3-xNdxAl5O12 )結晶、41,42,43,44は
固体レーザ媒質3から出力されるレーザ光、32は固体
レーザ媒質3の一方の端面で、レーザ光41,42,4
3,44に対して全反射のコーティングが形成されてい
る。33は固体レーザ媒質3の他方の端面でレーザ光4
1,42,43,44に対して無反射のコーティングが
形成されている。34は固体レーザ媒質3の側面で、励
起光2に対して無反射のコーティングが形成されてい
る。5は部分反射ミラー、61,62,63,64は固
体レーザ媒質3と部分反射ミラー5との間に介在しレー
ザ光41,42,43,44の形状を一定にするマイク
ロレンズである。
【0011】次に、動作について説明する。半導体レー
ザ11,12から発生した励起光2は、固体レーザ媒質
3の側面34から入射し、図1(b)に示すように固体
レーザ媒質3の上下面31で内部反射を繰り返し、固体
レーザ媒質3内に閉じこめられたまま吸収され、有効に
固体レーザ媒質3を励起する。固体レーザ媒質端面32
と部分反射ミラー5の間で安定型レーザ共振器が構成さ
れるが、マイクロレンズ61,62,63,64の作用
により実質的に0.5mm×0.5mm程度の励起領域
を持つ4つの独立なレーザ共振器が構成される。例え
ば、固体レーザ媒質端面32、部分反射ミラー5ともに
平面であり、マイクロレンズ61,62,63,64の
焦点距離が700mm、共振器長15mmの場合、基本
モードのレーザ光直径が約0.35mmの4つのレーザ
光が発振する。
ザ11,12から発生した励起光2は、固体レーザ媒質
3の側面34から入射し、図1(b)に示すように固体
レーザ媒質3の上下面31で内部反射を繰り返し、固体
レーザ媒質3内に閉じこめられたまま吸収され、有効に
固体レーザ媒質3を励起する。固体レーザ媒質端面32
と部分反射ミラー5の間で安定型レーザ共振器が構成さ
れるが、マイクロレンズ61,62,63,64の作用
により実質的に0.5mm×0.5mm程度の励起領域
を持つ4つの独立なレーザ共振器が構成される。例え
ば、固体レーザ媒質端面32、部分反射ミラー5ともに
平面であり、マイクロレンズ61,62,63,64の
焦点距離が700mm、共振器長15mmの場合、基本
モードのレーザ光直径が約0.35mmの4つのレーザ
光が発振する。
【0012】上記の実施例において、マイクロレンズの
焦点距離はレーザ光ごとに異なる焦点距離を持つマイク
ロレンズを用いることができ、その場合、異なるレーザ
光パラメータを持つレーザ光を発振させることが可能で
ある。
焦点距離はレーザ光ごとに異なる焦点距離を持つマイク
ロレンズを用いることができ、その場合、異なるレーザ
光パラメータを持つレーザ光を発振させることが可能で
ある。
【0013】上記実施例では半導体レーザ11,12の
発光点を10個もしくは9個とし、マイクロレンズ6
1,62,63,64およびレーザ光41,42,4
3,44の数を4個としたが、必要に応じ発光点、レー
ザ光の数を増減してもよい。
発光点を10個もしくは9個とし、マイクロレンズ6
1,62,63,64およびレーザ光41,42,4
3,44の数を4個としたが、必要に応じ発光点、レー
ザ光の数を増減してもよい。
【0014】また、上記実施例では複数個のマイクロレ
ンズ61,62,63,64を用いたが、一次元の平板
マイクロレンズを用いてもよく、この場合マイクロレン
ズの位置設定が容易になる利点がある。
ンズ61,62,63,64を用いたが、一次元の平板
マイクロレンズを用いてもよく、この場合マイクロレン
ズの位置設定が容易になる利点がある。
【0015】さらに、上記実施例ではマイクロレンズ6
1,62,63,64により安定型レーザ共振器を構成
しているが、マイクロレンズを用いずに、部分反射ミラ
ーに局部的に発振させる数の凹面を形成して安定型レー
ザ共振器を構成することも可能であり、上記実施例と同
等の効果を有する。
1,62,63,64により安定型レーザ共振器を構成
しているが、マイクロレンズを用いずに、部分反射ミラ
ーに局部的に発振させる数の凹面を形成して安定型レー
ザ共振器を構成することも可能であり、上記実施例と同
等の効果を有する。
【0016】実施例2.図2は、半導体レーザ1から4
個の励起光21,22,23,24を固体レーザ媒質3
の端面32から入射し、7個の要素を持つ一次元の平板
マイクロレンズ6を用いて7個のレーザ光41,42,
43,44,45,46,47を発振させる実施例であ
る。この実施例ではレーザ光41,43,45,47は
それぞれ励起光21,22,23,24だけで励起され
ており、レーザ光42,44,46はそれぞれ励起光2
1と22,22と23,23と24の2つの励起光によ
り励起されている。ここでも半導体レーザ1の発光点の
個数、レーザ光の個数は自由に設定することができる。
個の励起光21,22,23,24を固体レーザ媒質3
の端面32から入射し、7個の要素を持つ一次元の平板
マイクロレンズ6を用いて7個のレーザ光41,42,
43,44,45,46,47を発振させる実施例であ
る。この実施例ではレーザ光41,43,45,47は
それぞれ励起光21,22,23,24だけで励起され
ており、レーザ光42,44,46はそれぞれ励起光2
1と22,22と23,23と24の2つの励起光によ
り励起されている。ここでも半導体レーザ1の発光点の
個数、レーザ光の個数は自由に設定することができる。
【0017】実施例3.これまでの実施例では同一の波
長の複数のレーザ光を得る例を示したが、それぞれのレ
ーザ共振器で異なる波長のレーザ光を得ることも可能で
ある。図3946nm、1.064μm、1.319μ
mの3種の波長の基本波発振を行い、レーザ共振器内に
設置した3つの波長変換を行なう非線形光学素子71,
72,73により第2高調波を発生して青(473n
m)、緑(532nm)、赤(660nm)の3色のレ
ーザ光41,42,43を得る実施例である。非線形光
学素子71の両端面は946nmに対する無反射コーテ
ィング、72の両端面は1.064μmに対する無反射
コーティング、73の両端面は1.319μmに対する
無反射コーティングが施されており、それぞれのレーザ
共振器においてそれぞれの波長の基本波が選択的に発振
し、それぞれの波長に対し位相整合がとられた非線形光
学素子71,72,73により473nm、532n
m、660nmのレーザ光41,42,43に波長変換
され、部分反射ミラー5に施された選択透過性のコーテ
ィングにより効率よくレーザ共振器外部に取り出され
る。
長の複数のレーザ光を得る例を示したが、それぞれのレ
ーザ共振器で異なる波長のレーザ光を得ることも可能で
ある。図3946nm、1.064μm、1.319μ
mの3種の波長の基本波発振を行い、レーザ共振器内に
設置した3つの波長変換を行なう非線形光学素子71,
72,73により第2高調波を発生して青(473n
m)、緑(532nm)、赤(660nm)の3色のレ
ーザ光41,42,43を得る実施例である。非線形光
学素子71の両端面は946nmに対する無反射コーテ
ィング、72の両端面は1.064μmに対する無反射
コーティング、73の両端面は1.319μmに対する
無反射コーティングが施されており、それぞれのレーザ
共振器においてそれぞれの波長の基本波が選択的に発振
し、それぞれの波長に対し位相整合がとられた非線形光
学素子71,72,73により473nm、532n
m、660nmのレーザ光41,42,43に波長変換
され、部分反射ミラー5に施された選択透過性のコーテ
ィングにより効率よくレーザ共振器外部に取り出され
る。
【0018】実施例4.これまでの実施例では直線上に
複数個のレーザ光を得る例を示したが、図4に示すよう
に2次元アレイ状の平板マイクロレンズ等を用いて2次
元アレイ状のレーザ光を得ることができる。図4につい
て、1は4つの発光点を持つ半導体レーザ、21,2
2,23,24は半導体レーザ1から発生される4個の
励起光、3は例えば正方形断面を持った直方体形状の固
体レーザ媒質、32は固体レーザ媒質3の励起光入射端
面で、励起光21,22,23,24に対し無反射、レ
ーザ光4に対し全反射のコーティングが施されている。
4は本レーザで発生される16個のレーザ光、5は部分
反射ミラー、6はレーザ光4に対応して16個のレンズ
成分を持つ平板マイクロレンズ等のマイクロレンズアレ
イで、固体レーザ媒質3の励起光入射端面32と部分反
射ミラーとともに16個のレーザ共振器を構成する。
複数個のレーザ光を得る例を示したが、図4に示すよう
に2次元アレイ状の平板マイクロレンズ等を用いて2次
元アレイ状のレーザ光を得ることができる。図4につい
て、1は4つの発光点を持つ半導体レーザ、21,2
2,23,24は半導体レーザ1から発生される4個の
励起光、3は例えば正方形断面を持った直方体形状の固
体レーザ媒質、32は固体レーザ媒質3の励起光入射端
面で、励起光21,22,23,24に対し無反射、レ
ーザ光4に対し全反射のコーティングが施されている。
4は本レーザで発生される16個のレーザ光、5は部分
反射ミラー、6はレーザ光4に対応して16個のレンズ
成分を持つ平板マイクロレンズ等のマイクロレンズアレ
イで、固体レーザ媒質3の励起光入射端面32と部分反
射ミラーとともに16個のレーザ共振器を構成する。
【0019】半導体レーザは一般に活性層に対して垂直
な方向の開き角が水平方向に比べて大きいため、図4の
ように水平方向に発光点を一列に並べると、それぞれの
発光点が励起する領域は垂直方向に複数個(図では4
個)並ぶレーザ光を十分励起できる範囲となる。したが
って本構成により容易に2次元アレイ状の半導体端面励
起固体レーザを得ることができる。また、非線形光学素
子を用いて共振器内波長変換を行なうことにより、例え
ば2次元アレイ状のグリーンレーザを得ることができ
る。
な方向の開き角が水平方向に比べて大きいため、図4の
ように水平方向に発光点を一列に並べると、それぞれの
発光点が励起する領域は垂直方向に複数個(図では4
個)並ぶレーザ光を十分励起できる範囲となる。したが
って本構成により容易に2次元アレイ状の半導体端面励
起固体レーザを得ることができる。また、非線形光学素
子を用いて共振器内波長変換を行なうことにより、例え
ば2次元アレイ状のグリーンレーザを得ることができ
る。
【0020】
【発明の効果】以上のように、この発明の半導体励起固
体レーザによれば、半導体レーザからの励起光を固体レ
ーザ媒質に入射し、複数のマイクロレンズにより1つの
固体レーザ媒質内にマイクロレンズの数と同数のレーザ
光を形成したので、単一の固体レーザ媒質を用いてでコ
ンパクトな形状で複数の励起固体レーザを容易に得られ
る効果がある。
体レーザによれば、半導体レーザからの励起光を固体レ
ーザ媒質に入射し、複数のマイクロレンズにより1つの
固体レーザ媒質内にマイクロレンズの数と同数のレーザ
光を形成したので、単一の固体レーザ媒質を用いてでコ
ンパクトな形状で複数の励起固体レーザを容易に得られ
る効果がある。
【0021】また、二次元アレイ状のマイクロレンズを
用いることにより、二次元アレイ状のレーザ光を得るこ
とができる。
用いることにより、二次元アレイ状のレーザ光を得るこ
とができる。
【図1】(a)はこの発明の一実施例による半導体励起
固体レーザを示す平面構成図、(b)は図1(a)内の
A点からみた側面図である。
固体レーザを示す平面構成図、(b)は図1(a)内の
A点からみた側面図である。
【図2】この発明の他の実施例を示す平面構成図であ
る。
る。
【図3】この発明の第3の実施例を示す平面構成図であ
る。
る。
【図4】(a)はこの発明の第4の実施例を示す平面構
成図、(b)は図4(a)の側面図である。
成図、(b)は図4(a)の側面図である。
【図5】(a)は従来の半導体励起固体レーザの一例を
示す平面図、(b)は図5(a)の側面断面図である。
示す平面図、(b)は図5(a)の側面断面図である。
11,12 半導体レーザ 2 励起光 3 固体レーザ媒質 5 部分反射ミラー 32 固体レーザ媒質の端面 33 固体レーザ媒質の端面 34 固体レーザ媒質の側面 41,42,43,44 レーザ光 61,62,63,64 マイクロレンズ
Claims (3)
- 【請求項1】 励起光を発生する半導体レーザと、前記
励起光を表面での内部反射により内部に閉じ込めるとと
もに励起光により励起される固体レーザ媒質と、この固
体レーザ媒質を介在して対向する一対の反射鏡を有しレ
ーザ光を出射させるレーザ共振器とを備えた半導体励起
固体レーザにおいて、前記レーザ共振器内に複数の前記
レーザ光を出射させるための複数のマイクロレンズが配
設されたことを特徴とする半導体励起固体レーザ。 - 【請求項2】 励起光を発生する半導体レーザと、前記
励起光を表面での内部反射により内部に閉じ込めるとと
もに励起光により励起される固体レーザ媒質と、この固
体レーザ媒質を介在して対向する一対の反射鏡を有しレ
ーザ光を出射させるレーザ共振器とを備えた半導体励起
固体レーザにおいて、前記レーザ共振器内に、複数の前
記レーザ光を出射させるための複数のマイクロレンズお
よび波長変換を行なう非線形光学素子がそれぞれ配設さ
れたことを特徴とする半導体励起固体レーザ。 - 【請求項3】 励起光を発生する半導体レーザと、前記
励起光により励起される固体レーザ媒質と、この固体レ
ーザ媒質を介在して対向する一対の反射鏡を有しレーザ
光を出射させるレーザ共振器とを備えた半導体励起固体
レーザにおいて、前記レーザ共振器内に複数の前記レー
ザ光を出射させるための二次元アレイ状の複数のマイク
ロレンズが配設され、二次元アレイ状の前記レーザ光が
発生することを特徴とする半導体励起固体レーザ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27754791A JPH05121802A (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 半導体励起固体レーザ |
US07/965,716 US5351259A (en) | 1991-10-24 | 1992-10-23 | Semiconductor laser-pumped solid-state laser with plural beam output |
DE4235891A DE4235891A1 (de) | 1991-10-24 | 1992-10-23 | Festkoerper-laser mit halbleiterlaseranregung |
GB9222447A GB2261318B (en) | 1991-10-24 | 1992-10-26 | Semiconductor laser pumped solid state laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27754791A JPH05121802A (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 半導体励起固体レーザ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05121802A true JPH05121802A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17585061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27754791A Pending JPH05121802A (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 半導体励起固体レーザ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH05121802A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007073552A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Sony Corp | レーザ光発生装置及び画像生成装置 |
JPWO2007013608A1 (ja) * | 2005-07-28 | 2009-02-12 | パナソニック株式会社 | レーザ光源およびディスプレイ装置 |
US7839908B2 (en) | 2005-03-30 | 2010-11-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Mode control waveguide laser device |
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1991
- 1991-10-24 JP JP27754791A patent/JPH05121802A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7839908B2 (en) | 2005-03-30 | 2010-11-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Mode control waveguide laser device |
JPWO2007013608A1 (ja) * | 2005-07-28 | 2009-02-12 | パナソニック株式会社 | レーザ光源およびディスプレイ装置 |
JP2007073552A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Sony Corp | レーザ光発生装置及び画像生成装置 |
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