JPH0563264A - 半導体レーザ端面励起固体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ端面励起固体レーザ装置Info
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- JPH0563264A JPH0563264A JP22030491A JP22030491A JPH0563264A JP H0563264 A JPH0563264 A JP H0563264A JP 22030491 A JP22030491 A JP 22030491A JP 22030491 A JP22030491 A JP 22030491A JP H0563264 A JPH0563264 A JP H0563264A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的簡単な構成により、ビーム品質を良好
に維持しつつ高い出力パワーを得ることが可能な半導体
レーザ端面励起固体レーザ装置を提供することを目的と
する。 【構成】 本発明にかかる半導体レーザ端面励起固体レ
ーザ装置は、出力ミラー２として、中心から外周方向に
向かうにしたがって発振レーザ光に対する反射率が次第
に小さくなる反射率分布型ミラーを用いたことにより、
高次の横モード発生を抑圧してビーム品質の良い発振レ
ーザ光Ｌ1 を引き出せる発振モード体積を実効的に大き
くすることを可能にし、これにより、この発振モード体
積と一致する励起用レーザ光Ｌ0 のモード体積を大きく
とることを可能にして、励起用レーザ光Ｌ0 の入射面積
を大きくして入射する励起用レーザ光の光量を増大さ
せ、もって、ビーム品質を良好に維持しつつ高い出力パ
ワーを得ることを可能にしたものである。
に維持しつつ高い出力パワーを得ることが可能な半導体
レーザ端面励起固体レーザ装置を提供することを目的と
する。 【構成】 本発明にかかる半導体レーザ端面励起固体レ
ーザ装置は、出力ミラー２として、中心から外周方向に
向かうにしたがって発振レーザ光に対する反射率が次第
に小さくなる反射率分布型ミラーを用いたことにより、
高次の横モード発生を抑圧してビーム品質の良い発振レ
ーザ光Ｌ1 を引き出せる発振モード体積を実効的に大き
くすることを可能にし、これにより、この発振モード体
積と一致する励起用レーザ光Ｌ0 のモード体積を大きく
とることを可能にして、励起用レーザ光Ｌ0 の入射面積
を大きくして入射する励起用レーザ光の光量を増大さ
せ、もって、ビーム品質を良好に維持しつつ高い出力パ
ワーを得ることを可能にしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体レーザ装置か
ら射出されたレーザ光を固体レーザ媒体の共振レーザ光
の入・出射面たる端面から入射して該固体レーザ媒体を
励起することにより出力レーザ光を得るようにした半導
体レーザ端面励起固体レーザ装置に関する。
ら射出されたレーザ光を固体レーザ媒体の共振レーザ光
の入・出射面たる端面から入射して該固体レーザ媒体を
励起することにより出力レーザ光を得るようにした半導
体レーザ端面励起固体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ装置から射出されたレーザ
光を固体レーザ媒体の共振レーザ光の入・出射面たる端
面から入射して該固体レーザ媒体を励起することにより
出力レーザ光を得るようにした半導体レーザ端面励起固
体レーザ装置としては、例えば、文献［J.Berger et a
l.,Appl.Phys.Lett.,vol.51,pp1212-1214 1987 ］に開
示された例が知られている。
光を固体レーザ媒体の共振レーザ光の入・出射面たる端
面から入射して該固体レーザ媒体を励起することにより
出力レーザ光を得るようにした半導体レーザ端面励起固
体レーザ装置としては、例えば、文献［J.Berger et a
l.,Appl.Phys.Lett.,vol.51,pp1212-1214 1987 ］に開
示された例が知られている。
【０００３】図５は上記文献に開示された装置の構成を
示す図であり、Ｎｄ：ＹＡＧレーザロッド（直径２ｍ
ｍ、長さ１０ｍｍ）からなる固体レーザ媒体１の中心軸
（＝光軸）と交わる一方の端面（＝共振レーザ光の入・
出射面）から励起用半導体レーザ装置２から射出された
励起用レーザ光Ｌ0 （波長；０．８１μｍ）を集光光学
系３を通して入射して該固体レーザ媒体１を励起し、出
力レーザ光Ｌ1 （波長；１．０６μｍ）を得るようにし
たものである。固体レーザ媒体１の左端面、すなわち、
励起用レーザ光Ｌ0 の入射面には、励起用レーザ光Ｌ0
を９３％透過するが発振レーザ光Ｌ1は全反射する選択
反射膜４が被着されており、固体レーザ媒体１の右方外
側に光軸を共通にして配置された出力ミラー５とでレー
ザ共振器を構成するようになっている。
示す図であり、Ｎｄ：ＹＡＧレーザロッド（直径２ｍ
ｍ、長さ１０ｍｍ）からなる固体レーザ媒体１の中心軸
（＝光軸）と交わる一方の端面（＝共振レーザ光の入・
出射面）から励起用半導体レーザ装置２から射出された
励起用レーザ光Ｌ0 （波長；０．８１μｍ）を集光光学
系３を通して入射して該固体レーザ媒体１を励起し、出
力レーザ光Ｌ1 （波長；１．０６μｍ）を得るようにし
たものである。固体レーザ媒体１の左端面、すなわち、
励起用レーザ光Ｌ0 の入射面には、励起用レーザ光Ｌ0
を９３％透過するが発振レーザ光Ｌ1は全反射する選択
反射膜４が被着されており、固体レーザ媒体１の右方外
側に光軸を共通にして配置された出力ミラー５とでレー
ザ共振器を構成するようになっている。
【０００４】この出力ミラー５は、曲率半径１０ｃｍの
凹面を反射面とし、出力レーザ光Ｌ1 を９５％反射する
もので、上述の選択反射膜４とで共振器長が５．５ｃｍ
のレーザ共振器を構成し、このレーザ共振器におけるレ
ーザ発振モードのＴＥＭ00発振モードは、そのビームス
ポット径が１３０μｍとなるようになっている。なお、
この出力ミラー５の反射率は反射面全体にわたって一様
である。
凹面を反射面とし、出力レーザ光Ｌ1 を９５％反射する
もので、上述の選択反射膜４とで共振器長が５．５ｃｍ
のレーザ共振器を構成し、このレーザ共振器におけるレ
ーザ発振モードのＴＥＭ00発振モードは、そのビームス
ポット径が１３０μｍとなるようになっている。なお、
この出力ミラー５の反射率は反射面全体にわたって一様
である。
【０００５】ここで、励起用レーザ光から出力レーザ光
への変換効率を高く維持し、かつ、モード品質のよいガ
ウスビームの出力レーザ光を得るためには、固体レーザ
媒体内で励起用レーザ光が進行する領域と、発振（共
振）レーザ光の進行する領域とがちょうど重なるように
して両者のモード体積を一致させる必要がある。上記従
来例では、この条件を充足させるように集光光学系３の
集光度合いを設定してあり、これにより、励起用半導体
レーザ装置２の出力を１．４１Ｗとしたとき、出力パワ
ーが４１５ｍＷであり、その変換効率が３６．６％であ
るとともに、モード品質もＴＥＭ00モードの良好なガウ
スビームである出力レーザ光Ｌ1 を得ている。
への変換効率を高く維持し、かつ、モード品質のよいガ
ウスビームの出力レーザ光を得るためには、固体レーザ
媒体内で励起用レーザ光が進行する領域と、発振（共
振）レーザ光の進行する領域とがちょうど重なるように
して両者のモード体積を一致させる必要がある。上記従
来例では、この条件を充足させるように集光光学系３の
集光度合いを設定してあり、これにより、励起用半導体
レーザ装置２の出力を１．４１Ｗとしたとき、出力パワ
ーが４１５ｍＷであり、その変換効率が３６．６％であ
るとともに、モード品質もＴＥＭ00モードの良好なガウ
スビームである出力レーザ光Ｌ1 を得ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来の半導体レーザ端面励起固体レーザ装置において
も、出力パワーのより大きな装置が望まれる場合も少な
くない。出力パワーを上げるには、励起用半導体レーザ
装置の出力を上げて励起エネルギーを増大させればよ
い。励起エネルギーを増大させるためには、励起用レー
ザ光のエネルギー密度を増大させるか、あるいは、励起
用レーザ光の固体レーザ媒体への入射面積を増大させて
入射光量を増大させればよい。
な従来の半導体レーザ端面励起固体レーザ装置において
も、出力パワーのより大きな装置が望まれる場合も少な
くない。出力パワーを上げるには、励起用半導体レーザ
装置の出力を上げて励起エネルギーを増大させればよ
い。励起エネルギーを増大させるためには、励起用レー
ザ光のエネルギー密度を増大させるか、あるいは、励起
用レーザ光の固体レーザ媒体への入射面積を増大させて
入射光量を増大させればよい。
【０００７】しかしながら、励起用レーザ光のエネルギ
ー密度を上げるには励起用半導体レーザ装置の単位発光
面積あたりの出力を上げる必要があるが、これには限界
がある。一方、励起用レーザ光の固体レーザ媒体への入
射面積を増大して入射光量を増やすことは可能である
が、入射面積をむやみに増大しても発振レーザ光のモー
ド体積と励起用レーザ光のモード体積とを一致させるこ
とができなくなるので、変換効率が悪くなると共に、発
振レーザ光のモード品質を悪化させることにもなる。す
なわち、例えば、上述の従来例では、ビーム品質を良好
に維持できるＴＥＭ00発振モードでの発振レーザ光のモ
ード体積をきめるビームスポット径が１３０μｍである
から、この径を超える面積の励起用レーザ光を入射させ
ると、モード体積の不一致が生じて、変換効率を悪化さ
せるばかりでなく、出力レーザ光のビーム品質を悪化さ
せることになる。
ー密度を上げるには励起用半導体レーザ装置の単位発光
面積あたりの出力を上げる必要があるが、これには限界
がある。一方、励起用レーザ光の固体レーザ媒体への入
射面積を増大して入射光量を増やすことは可能である
が、入射面積をむやみに増大しても発振レーザ光のモー
ド体積と励起用レーザ光のモード体積とを一致させるこ
とができなくなるので、変換効率が悪くなると共に、発
振レーザ光のモード品質を悪化させることにもなる。す
なわち、例えば、上述の従来例では、ビーム品質を良好
に維持できるＴＥＭ00発振モードでの発振レーザ光のモ
ード体積をきめるビームスポット径が１３０μｍである
から、この径を超える面積の励起用レーザ光を入射させ
ると、モード体積の不一致が生じて、変換効率を悪化さ
せるばかりでなく、出力レーザ光のビーム品質を悪化さ
せることになる。
【０００８】この発明は、上述の背景のもとでなされた
ものであり、比較的簡単な構成により、ビーム品質を良
好に維持しつつ高い出力パワーを得ることが可能な半導
体レーザ端面励起固体レーザ装置を提供することを目的
としたものである。
ものであり、比較的簡単な構成により、ビーム品質を良
好に維持しつつ高い出力パワーを得ることが可能な半導
体レーザ端面励起固体レーザ装置を提供することを目的
としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明は、（１） 励起用半導体レーザ装置から射
出された励起用のレーザ光を、レーザ共振器内に配置さ
れた固体レーザ媒体に該固体レーザ媒体の共振レーザ光
の入・出射面である端面から入射し、該固体レーザ媒体
を励起して出力レーザ光を得るようにした半導体レーザ
端面励起固体レーザ装置において、前記レーザ共振器を
構成するとともに発振レーザ光を透過して出力レーザ光
として外部に取り出す出力ミラーとして、中心から外周
方向に向かうにしたがって発振レーザ光に対する反射率
が次第に小さくなる反射率分布型ミラーを用いたことを
特徴とした構成とし、また、構成１の態様として、
（２） 構成１の半導体レーザ端面励起固体レーザ装置
において、前記出力ミラーは、反射率分布がガウス関数
あるいはスーパーガウス関数で表されるガウシアンミラ
ーであることを特徴とした特徴とした構成としたもので
ある。
めに本発明は、（１） 励起用半導体レーザ装置から射
出された励起用のレーザ光を、レーザ共振器内に配置さ
れた固体レーザ媒体に該固体レーザ媒体の共振レーザ光
の入・出射面である端面から入射し、該固体レーザ媒体
を励起して出力レーザ光を得るようにした半導体レーザ
端面励起固体レーザ装置において、前記レーザ共振器を
構成するとともに発振レーザ光を透過して出力レーザ光
として外部に取り出す出力ミラーとして、中心から外周
方向に向かうにしたがって発振レーザ光に対する反射率
が次第に小さくなる反射率分布型ミラーを用いたことを
特徴とした構成とし、また、構成１の態様として、
（２） 構成１の半導体レーザ端面励起固体レーザ装置
において、前記出力ミラーは、反射率分布がガウス関数
あるいはスーパーガウス関数で表されるガウシアンミラ
ーであることを特徴とした特徴とした構成としたもので
ある。
【００１０】
【作用】上述の構成１によれば、出力ミラーとして、中
心から外周方向に向かうにしたがって発振レーザ光に対
する反射率が次第に小さくなる反射率分布型ミラーを用
いたことにより、高次の横モード発生を抑圧してビーム
品質の良い発振レーザ光を引き出せる発振モード体積を
実効的に大きくすることができる。これにより、この発
振モード体積と一致する励起用レーザ光のモード体積を
大きくとることができ、励起用レーザ光の入射面積を大
きくして入射する励起用レーザ光の光量を増大させるこ
とができるから、ビーム品質を良好に維持しつつ高い出
力パワーを得ることができる。
心から外周方向に向かうにしたがって発振レーザ光に対
する反射率が次第に小さくなる反射率分布型ミラーを用
いたことにより、高次の横モード発生を抑圧してビーム
品質の良い発振レーザ光を引き出せる発振モード体積を
実効的に大きくすることができる。これにより、この発
振モード体積と一致する励起用レーザ光のモード体積を
大きくとることができ、励起用レーザ光の入射面積を大
きくして入射する励起用レーザ光の光量を増大させるこ
とができるから、ビーム品質を良好に維持しつつ高い出
力パワーを得ることができる。
【００１１】また、構成２によれば、構成１で得られる
作用を最良に近い状態で行なわせることができる。
作用を最良に近い状態で行なわせることができる。
【００１２】
【実施例】図１はこの発明の一実施例にかかる半導体レ
ーザ端面励起固体レーザ装置の構成を示す図、図２は出
力ミラーの反射率分布を示す図である。以下、これらの
図面を参照にしながらこの発明の一実施例を詳細に説明
する。なお、この実施例は、上述の従来例の構成と共通
する部分が多いので、共通する部分には同一の符号を付
して説明する。
ーザ端面励起固体レーザ装置の構成を示す図、図２は出
力ミラーの反射率分布を示す図である。以下、これらの
図面を参照にしながらこの発明の一実施例を詳細に説明
する。なお、この実施例は、上述の従来例の構成と共通
する部分が多いので、共通する部分には同一の符号を付
して説明する。
【００１３】図１において、符号１は固体レーザ媒体、
符号２は励起用半導体レーザ装置、符号３は集光光学
系、符号４は固体レーザ媒体の一方の端面に被着された
選択反射膜、符号５は出力ミラーである。なお、選択反
射膜４と出力ミラー５とでレーザ共振器を構成する。
符号２は励起用半導体レーザ装置、符号３は集光光学
系、符号４は固体レーザ媒体の一方の端面に被着された
選択反射膜、符号５は出力ミラーである。なお、選択反
射膜４と出力ミラー５とでレーザ共振器を構成する。
【００１４】固体レーザ媒体１は、上述の従来例と同様
に、直径２ｍｍ、長さ１０ｍｍのＮｄ：ＹＡＧレーザロ
ッドであり、その発振波長は１．０６μｍである。
に、直径２ｍｍ、長さ１０ｍｍのＮｄ：ＹＡＧレーザロ
ッドであり、その発振波長は１．０６μｍである。
【００１５】この固体レーザ媒体１のロッド中心軸（＝
光軸）方向における両側には、光軸を共通にして、励起
用半導体レーザ装置２及び集光光学系３並びに出力ミラ
ー５がそれぞれ配置されている。
光軸）方向における両側には、光軸を共通にして、励起
用半導体レーザ装置２及び集光光学系３並びに出力ミラ
ー５がそれぞれ配置されている。
【００１６】励起用半導体レーザ装置２は、波長０．８
１μｍのレーザ光を１Ｗの出力で発振できる半導体レー
ザを１５個用い、各半導体レーザから射出されたレーザ
光をファイババンドルに導いて実質的に出力８Ｗに相当
する励起ようレーザ光を射出できるようにした装置であ
る。
１μｍのレーザ光を１Ｗの出力で発振できる半導体レー
ザを１５個用い、各半導体レーザから射出されたレーザ
光をファイババンドルに導いて実質的に出力８Ｗに相当
する励起ようレーザ光を射出できるようにした装置であ
る。
【００１７】集光光学系３は、励起用半導体レーザ装置
２から射出された励起用レーザ光Ｌ0 を集光し、所定の
ビームスポット径にして固体レーザ媒体１の光軸と交わ
る一方の端面から固体レーザ媒体１に入射させるもので
ある。
２から射出された励起用レーザ光Ｌ0 を集光し、所定の
ビームスポット径にして固体レーザ媒体１の光軸と交わ
る一方の端面から固体レーザ媒体１に入射させるもので
ある。
【００１８】選択反射膜４は、固体レーザ媒体１の左端
面、すなわち、励起用レーザ光Ｌ0 の入射面に被着され
たもので、誘電体多層膜で構成されており、励起用レー
ザ光Ｌ0 を９３％透過するが、発振レーザ光Ｌ1 は全反
射（反射率；９９．９％以上）する性質を有するもので
ある。この選択反射膜４は、出力ミラー５とで共振器長
５ｃｍのレーザ共振器を構成するようになっている。
面、すなわち、励起用レーザ光Ｌ0 の入射面に被着され
たもので、誘電体多層膜で構成されており、励起用レー
ザ光Ｌ0 を９３％透過するが、発振レーザ光Ｌ1 は全反
射（反射率；９９．９％以上）する性質を有するもので
ある。この選択反射膜４は、出力ミラー５とで共振器長
５ｃｍのレーザ共振器を構成するようになっている。
【００１９】出力ミラー５は、この発明の特徴点を構成
するものであり、曲率半径１ｍの凹面を固体レーザ媒体
１側に向けてこれを反射面とした反射率分布型ミラー
（ＶＲＭ；Variable Reflectivity Mirror）である。図
２は、この出力ミラーの発振レーザ光Ｌ1 （波長；１．
０６μｍ）に対する反射率分布曲線を示す図である。な
お、図２おいて縦軸Ｒ（ｘ）が反射率、横軸ｘが出力ミ
ラー５の中心からの距離である。図２に示されるよう
に、反射率Ｒ（ｘ）は次式で示されるガウス関数または
スーパーガウス関数で表される。
するものであり、曲率半径１ｍの凹面を固体レーザ媒体
１側に向けてこれを反射面とした反射率分布型ミラー
（ＶＲＭ；Variable Reflectivity Mirror）である。図
２は、この出力ミラーの発振レーザ光Ｌ1 （波長；１．
０６μｍ）に対する反射率分布曲線を示す図である。な
お、図２おいて縦軸Ｒ（ｘ）が反射率、横軸ｘが出力ミ
ラー５の中心からの距離である。図２に示されるよう
に、反射率Ｒ（ｘ）は次式で示されるガウス関数または
スーパーガウス関数で表される。
【００２０】 Ｒ（ｘ）＝Ｒ0 ｅｘｐ［−２（ｘ／ω）n ］ ただし、Ｒ0 はピーク反射率、ωはビームスポット径、
ｎはスーパーガウシアン因子である。それゆえ、この出
力ミラー５は、ガウシアンミラー（ＧＲＭ；Gaussian R
eflectivity Mirror、または、Graded Reflectivity Mi
rror）とも呼ばれている。なお、このような反射率分布
を有するミラーは、例えば、凹レンズ状をなしたガラス
基板の表面に誘電体多層膜を形成し、その多層膜を構成
する薄膜のうちの１または２以上の薄膜の厚さを中心か
ら外周に向かうにしたがって次第に変化させることによ
り得ることができる（詳しくは、例えば、特願平２ー２
９４７６号明細書参照）。この実施例では、Ｒ0 ＝９５
％、ω＝０．３５ｍｍ、ｎ＝２に設定することにより、
ＴＥＭ00発振モードにおけるビームスポット径を５００
μｍとすることができた。それゆえ、集光光学系３によ
って励起用レーザ光Ｌ0 をこのビームスポット径に一致
するように集光し、両者のモード体積を一致させた場
合、入射面積が従来に比較して大きくとれ、したがっ
て、励起用レーザ光の光量を多くすることが可能になっ
た。すなわち、この実施例と同一の固体レーザ媒体を用
いた上述の従来例では、発振レーザ光のビームスポット
径が１３０μｍであった。
ｎはスーパーガウシアン因子である。それゆえ、この出
力ミラー５は、ガウシアンミラー（ＧＲＭ；Gaussian R
eflectivity Mirror、または、Graded Reflectivity Mi
rror）とも呼ばれている。なお、このような反射率分布
を有するミラーは、例えば、凹レンズ状をなしたガラス
基板の表面に誘電体多層膜を形成し、その多層膜を構成
する薄膜のうちの１または２以上の薄膜の厚さを中心か
ら外周に向かうにしたがって次第に変化させることによ
り得ることができる（詳しくは、例えば、特願平２ー２
９４７６号明細書参照）。この実施例では、Ｒ0 ＝９５
％、ω＝０．３５ｍｍ、ｎ＝２に設定することにより、
ＴＥＭ00発振モードにおけるビームスポット径を５００
μｍとすることができた。それゆえ、集光光学系３によ
って励起用レーザ光Ｌ0 をこのビームスポット径に一致
するように集光し、両者のモード体積を一致させた場
合、入射面積が従来に比較して大きくとれ、したがっ
て、励起用レーザ光の光量を多くすることが可能になっ
た。すなわち、この実施例と同一の固体レーザ媒体を用
いた上述の従来例では、発振レーザ光のビームスポット
径が１３０μｍであった。
【００２１】この実施例の装置でレーザ発振実験を行っ
たところ、励起用半導体レーザ装置２の出力を８Ｗとし
たとき、出力パワーが３Ｗであり、その変換効率が３７
％であるとともに、モード品質もＴＥＭ00モードの良好
なガウスビームである出力レーザ光Ｌ1 を得ることがで
きた。
たところ、励起用半導体レーザ装置２の出力を８Ｗとし
たとき、出力パワーが３Ｗであり、その変換効率が３７
％であるとともに、モード品質もＴＥＭ00モードの良好
なガウスビームである出力レーザ光Ｌ1 を得ることがで
きた。
【００２２】なお、図３に示されるように、上述の一実
施例における選択反射膜４を取り去り、その代わりに同
等の機能を有する平板状の外部選択反射ミラー４２を固
体レーザ媒体１の左方外側に設けると共に、出力ミラー
５を用いる代わりに、固体レーザ媒体１の図中右端面を
外側に凸の球面に形成して出力ミラー５と同様の機能を
有する内部出力反射膜５２を被着する構成としてもよ
い。この場合には、各ミラーの特性及びレーザ共振器長
等は上記一実施例と同じとする。
施例における選択反射膜４を取り去り、その代わりに同
等の機能を有する平板状の外部選択反射ミラー４２を固
体レーザ媒体１の左方外側に設けると共に、出力ミラー
５を用いる代わりに、固体レーザ媒体１の図中右端面を
外側に凸の球面に形成して出力ミラー５と同様の機能を
有する内部出力反射膜５２を被着する構成としてもよ
い。この場合には、各ミラーの特性及びレーザ共振器長
等は上記一実施例と同じとする。
【００２３】また、図４に示されるように、図３におけ
る選択反射ミラー４２の代わりに固体レーザ媒体１側に
凸の球曲面形状をなした外部凸面選択反射ミラー４３を
用い、出力反射膜５２を用いる代わりに、固体レーザ媒
体１側に凹の球曲面形状をなした出力ミラー５３を用い
てもよい。この場合には、外部凸面選択反射ミラー４３
の曲率半径を５ｍ、出力ミラー５３の曲率半径を４．１
７ｍとして、共振器長が４５ｃｍのレーザ共振器を構成
し、また、出力ミラーの反射率分布を表す関数におい
て、Ｒ0 ＝６０％、ω＝０．７ｍｍ、ｎ＝２とすること
により、上述の一実施例とほぼ同等の特性が得られる。
る選択反射ミラー４２の代わりに固体レーザ媒体１側に
凸の球曲面形状をなした外部凸面選択反射ミラー４３を
用い、出力反射膜５２を用いる代わりに、固体レーザ媒
体１側に凹の球曲面形状をなした出力ミラー５３を用い
てもよい。この場合には、外部凸面選択反射ミラー４３
の曲率半径を５ｍ、出力ミラー５３の曲率半径を４．１
７ｍとして、共振器長が４５ｃｍのレーザ共振器を構成
し、また、出力ミラーの反射率分布を表す関数におい
て、Ｒ0 ＝６０％、ω＝０．７ｍｍ、ｎ＝２とすること
により、上述の一実施例とほぼ同等の特性が得られる。
【００２４】なお、上述の一実施例では、固体レーザ媒
体としてＮｄ：ＹＡＧロッドを用いた例を掲げたが、こ
の固体レーザ媒体としては、Ｎｄ：ＹＬＦ、Ｎｄ：ｇｌ
ａｓｓ、Ｎｄ：ＹＶＯ4 、Ｎｄ：ＧＧＧ、Ｎｄ：ＹＳＧ
Ｇ、ＮＹＡＢ、ＮＡＢ、Ｅｒ：ＹＡＧ、Ｅｒ：ＹＬＦ、
Ｅｒ：ｇｌａｓｓ等を用いてもよい。その場合には、各
レーザ媒体に応じてレーザ共振器等の条件を選定すべき
は勿論である。
体としてＮｄ：ＹＡＧロッドを用いた例を掲げたが、こ
の固体レーザ媒体としては、Ｎｄ：ＹＬＦ、Ｎｄ：ｇｌ
ａｓｓ、Ｎｄ：ＹＶＯ4 、Ｎｄ：ＧＧＧ、Ｎｄ：ＹＳＧ
Ｇ、ＮＹＡＢ、ＮＡＢ、Ｅｒ：ＹＡＧ、Ｅｒ：ＹＬＦ、
Ｅｒ：ｇｌａｓｓ等を用いてもよい。その場合には、各
レーザ媒体に応じてレーザ共振器等の条件を選定すべき
は勿論である。
【００２５】また、励起用半導体レーザ装置も、一般的
なシングルストライブ半導体レーザ装置のほかにも、ブ
ロードエリア半導体レーザ、半導体レーザアレイもしく
は２次元スタックされた半導体レーザアレイ等を用いる
ことができる。
なシングルストライブ半導体レーザ装置のほかにも、ブ
ロードエリア半導体レーザ、半導体レーザアレイもしく
は２次元スタックされた半導体レーザアレイ等を用いる
ことができる。
【００２６】さらに、集光光学系は、一般的なレンズを
用いた集光光学系のほかに光ファイバを用いた光学系で
もよい。
用いた集光光学系のほかに光ファイバを用いた光学系で
もよい。
【００２７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明にかかる半
導体レーザ端面励起固体レーザ装置は、出力ミラーとし
て、中心から外周方向に向かうにしたがって発振レーザ
光に対する反射率が次第に小さくなる反射率分布型ミラ
ーを用いたことにより、高次の横モード発生を抑圧して
ビーム品質の良い発振レーザ光を引き出せる発振モード
体積を実効的に大きくすることを可能にし、これによ
り、この発振モード体積と一致する励起用レーザ光のモ
ード体積を大きくとることを可能にして、励起用レーザ
光の入射面積を大きくして入射する励起用レーザ光の光
量を増大させ、もって、ビーム品質を良好に維持しつつ
高い出力パワーを得ることを可能にしたものである。
導体レーザ端面励起固体レーザ装置は、出力ミラーとし
て、中心から外周方向に向かうにしたがって発振レーザ
光に対する反射率が次第に小さくなる反射率分布型ミラ
ーを用いたことにより、高次の横モード発生を抑圧して
ビーム品質の良い発振レーザ光を引き出せる発振モード
体積を実効的に大きくすることを可能にし、これによ
り、この発振モード体積と一致する励起用レーザ光のモ
ード体積を大きくとることを可能にして、励起用レーザ
光の入射面積を大きくして入射する励起用レーザ光の光
量を増大させ、もって、ビーム品質を良好に維持しつつ
高い出力パワーを得ることを可能にしたものである。
【図１】この発明の一実施例にかかる半導体レーザ端面
励起固体レーザ装置の構成を示す図である。
励起固体レーザ装置の構成を示す図である。
【図２】出力ミラーの反射率分布曲線を示す図である。
【図３】この発明の一実施例の変形例の構成を示す図で
ある。
ある。
【図４】この発明の一実施例の変形例の構成を示す図で
ある。
ある。
【図５】従来例の構成を示す図である。
１…固体レーザ媒体、２…励起用半導体レーザ装置、３
…集光光学系、４…選択反射膜、５…出力ミラー。
…集光光学系、４…選択反射膜、５…出力ミラー。
Claims (2)
- 【請求項１】 励起用半導体レーザ装置から射出された
励起用のレーザ光を、レーザ共振器内に配置された固体
レーザ媒体に該固体レーザ媒体の共振レーザ光の入・出
射面である端面から入射し、該固体レーザ媒体を励起し
て出力レーザ光を得るようにした半導体レーザ端面励起
固体レーザ装置において、 前記レーザ共振器を構成するとともに発振レーザ光を透
過して出力レーザ光として外部に取り出す出力ミラーと
して、中心から外周方向に向かうにしたがって発振レー
ザ光に対する反射率が次第に小さくなる反射率分布型ミ
ラーを用いたことを特徴とした半導体レーザ端面励起固
体レーザ装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体レーザ端面励起
固体レーザ装置において、 前記出力ミラーは、反射率分布がガウス関数あるいはス
ーパーガウス関数で表されるガウシアンミラーであるこ
とを特徴とした半導体レーザ端面励起固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22030491A JPH0563264A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 半導体レーザ端面励起固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22030491A JPH0563264A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 半導体レーザ端面励起固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0563264A true JPH0563264A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16749049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22030491A Pending JPH0563264A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 半導体レーザ端面励起固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0563264A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5404928A (en) * | 1993-06-29 | 1995-04-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vacuum casting method |
| US5427170A (en) * | 1993-07-09 | 1995-06-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vacuum casting apparatus and method |
| US5431212A (en) * | 1993-07-20 | 1995-07-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of and apparatus for vacuum casting |
| US5454416A (en) * | 1993-06-30 | 1995-10-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vacuum casting apparatus |
| US5462107A (en) * | 1993-06-30 | 1995-10-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vacuum casting method |
| EP1507321A1 (en) * | 2003-08-11 | 2005-02-16 | Lumera Laser GmbH | Solid state laser pumped by a laser diode with a convergent beam |
| CN108258570A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-07-06 | 中国科学技术大学 | 一种晶体水冷结构装置 |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP22030491A patent/JPH0563264A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5404928A (en) * | 1993-06-29 | 1995-04-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vacuum casting method |
| US5454416A (en) * | 1993-06-30 | 1995-10-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vacuum casting apparatus |
| US5462107A (en) * | 1993-06-30 | 1995-10-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vacuum casting method |
| US5427170A (en) * | 1993-07-09 | 1995-06-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vacuum casting apparatus and method |
| US5431212A (en) * | 1993-07-20 | 1995-07-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of and apparatus for vacuum casting |
| EP1507321A1 (en) * | 2003-08-11 | 2005-02-16 | Lumera Laser GmbH | Solid state laser pumped by a laser diode with a convergent beam |
| US7876802B2 (en) | 2003-08-11 | 2011-01-25 | Lumera Laser Gmbh | High gain tapered laser gain module |
| CN108258570A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-07-06 | 中国科学技术大学 | 一种晶体水冷结构装置 |
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