JPH057035A - レーザ光発生装置 - Google Patents
レーザ光発生装置Info
- Publication number
- JPH057035A JPH057035A JP18291491A JP18291491A JPH057035A JP H057035 A JPH057035 A JP H057035A JP 18291491 A JP18291491 A JP 18291491A JP 18291491 A JP18291491 A JP 18291491A JP H057035 A JPH057035 A JP H057035A
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- laser
- pumping
- laser light
- laser beam
- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 装置を大型化することなく効率的に高出力の
レーザ光を発生する。 【構成】 レーザ媒質におれる発光パターン５ａ乃至５
ｉに対応して、ポンピング用のレーザ光を入射する光フ
ァイバ２ａ乃至２ｉを配置する。
レーザ光を発生する。 【構成】 レーザ媒質におれる発光パターン５ａ乃至５
ｉに対応して、ポンピング用のレーザ光を入射する光フ
ァイバ２ａ乃至２ｉを配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高出力のレーザ光を発
生する場合に用いて好適なレーザ光発生装置に関する。
生する場合に用いて好適なレーザ光発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポンピング用のレーザ光を２つの共振ミ
ラーの間に配置されたレーザ媒質に照射し、レーザ媒質
より高出力のレーザ光を発生することが出来る安定型共
振器が知られている。この安定型共振器において、さら
に高出力化を行なうには励起源を並列化し、多くのポン
ピング用レーザ光をレーザ媒質に入射させるようにすれ
ばよい。このため、従来、基本横モード（ＴＥＭ００）
を効率よく発振させるように、ポンピング用のレーザ光
を発生する励起源を発振軸方向に沿って、基本横モード
のサイズ内となるように配置していた。
ラーの間に配置されたレーザ媒質に照射し、レーザ媒質
より高出力のレーザ光を発生することが出来る安定型共
振器が知られている。この安定型共振器において、さら
に高出力化を行なうには励起源を並列化し、多くのポン
ピング用レーザ光をレーザ媒質に入射させるようにすれ
ばよい。このため、従来、基本横モード（ＴＥＭ００）
を効率よく発振させるように、ポンピング用のレーザ光
を発生する励起源を発振軸方向に沿って、基本横モード
のサイズ内となるように配置していた。
【０００３】例えば、図８に示すように１つの発光パタ
ーンに対して、より多くのポンピング用エネルギーを集
中するには、そこにできるだけ多くのレーザ光を集中し
て照射する必要がある。このため、この例においては７
本の光ファイバを１つの発光パターンに対して集中して
配置させている。そして、７本の光ファイバより７本の
ポンピング用レーザ光を発生し、１つの発光パターンに
照射させるようにしている。
ーンに対して、より多くのポンピング用エネルギーを集
中するには、そこにできるだけ多くのレーザ光を集中し
て照射する必要がある。このため、この例においては７
本の光ファイバを１つの発光パターンに対して集中して
配置させている。そして、７本の光ファイバより７本の
ポンピング用レーザ光を発生し、１つの発光パターンに
照射させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに励起源を並列化すると、この並列化により励起源サ
イズが大きくなり、基本横モードサイズを超えてしまい
効率が劣化してしまう課題がある。これを防ぐには、基
本横モードサイズを大きくすればよいのであるが、基本
横モードサイズを大きくすると、基本横モードサイズの
２乗に比例して共振器の長さを長くする必要が生じてく
る。その結果装置が大型化してしまう課題が発生する。
うに励起源を並列化すると、この並列化により励起源サ
イズが大きくなり、基本横モードサイズを超えてしまい
効率が劣化してしまう課題がある。これを防ぐには、基
本横モードサイズを大きくすればよいのであるが、基本
横モードサイズを大きくすると、基本横モードサイズの
２乗に比例して共振器の長さを長くする必要が生じてく
る。その結果装置が大型化してしまう課題が発生する。
【０００５】さらに、励起源が集中するため熱レンズ効
果、熱収差等に起因して効率が劣化するといった課題も
発生する。
果、熱収差等に起因して効率が劣化するといった課題も
発生する。
【０００６】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、装置を大型化することなく、効率的によ
り高出力のレーザ光を発生することができるようにする
ものである。
たものであり、装置を大型化することなく、効率的によ
り高出力のレーザ光を発生することができるようにする
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ光発生装
置は、高次横モードの発光パターンでレーザ光を発生す
るレーザ媒質と、このレーザ媒質に発光パターンに対応
するように、例えば複数のレーザ光からなるポンピング
エネルギーを付与するポンピング手段とを備えることを
特徴とする。
置は、高次横モードの発光パターンでレーザ光を発生す
るレーザ媒質と、このレーザ媒質に発光パターンに対応
するように、例えば複数のレーザ光からなるポンピング
エネルギーを付与するポンピング手段とを備えることを
特徴とする。
【０００８】実施例においては、このポンピング手段
は、励起光源１、ファイバアレイ２およびレンズ３によ
り構成されている。
は、励起光源１、ファイバアレイ２およびレンズ３によ
り構成されている。
【０００９】
【作用】上記構成のレーザ光発生装置においては、複数
のポンピングエネルギーが高次横モードの発光パターン
に対応するようにレーザ媒質に照射される。従って、基
本横モードのサイズを大きくする必要がなく、装置を大
型化することなく効率的に高出力のレーザ光を発生する
ことが可能になる。
のポンピングエネルギーが高次横モードの発光パターン
に対応するようにレーザ媒質に照射される。従って、基
本横モードのサイズを大きくする必要がなく、装置を大
型化することなく効率的に高出力のレーザ光を発生する
ことが可能になる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明のレーザ光発生装置の一実施例
の構成を示している。励起光源１は、内部に例えばレー
ザダイオード等よりなるポンピング用のレーザ光を発生
する装置が収容されている。ファイバアレイ２は複数本
の光ファイバ２ａ乃至２ｉより構成されている（図１に
おいては３本の光ファイバ２ａ乃至２ｃのみを示してい
るが、この実施例の場合、後述するように９本の光ファ
イバ２ａ乃至２ｉが正方形の各頂点、各辺の中点および
正方形の中央の点の合計９個の点に配列されている（図
２参照））。
の構成を示している。励起光源１は、内部に例えばレー
ザダイオード等よりなるポンピング用のレーザ光を発生
する装置が収容されている。ファイバアレイ２は複数本
の光ファイバ２ａ乃至２ｉより構成されている（図１に
おいては３本の光ファイバ２ａ乃至２ｃのみを示してい
るが、この実施例の場合、後述するように９本の光ファ
イバ２ａ乃至２ｉが正方形の各頂点、各辺の中点および
正方形の中央の点の合計９個の点に配列されている（図
２参照））。
【００１１】レンズ３はファイバアレイ２より入射され
たポンピング用のレーザ光を凹面ミラー４を介して、レ
ーザ媒質５に入射させる。この実施例においては、励起
光源１、ファイバアレイ２およびレンズ３によりポンピ
ング手段を構成しているが、ポンピング用のレーザ光は
レーザダイオードのアレイを構成し、これを凹面ミラー
４に近接配置するようにして、レンズを介さずにポンピ
ング用のレーザ光を入射させるようにすることも出来
る。また、ポンピングのためのエネルギーとしては、レ
ーザ光以外に例えば電子ビーム、電流注入、放電など反
転分布を引き起こす例起源であって、選択的に励起が可
能なものを用いることが可能である。
たポンピング用のレーザ光を凹面ミラー４を介して、レ
ーザ媒質５に入射させる。この実施例においては、励起
光源１、ファイバアレイ２およびレンズ３によりポンピ
ング手段を構成しているが、ポンピング用のレーザ光は
レーザダイオードのアレイを構成し、これを凹面ミラー
４に近接配置するようにして、レンズを介さずにポンピ
ング用のレーザ光を入射させるようにすることも出来
る。また、ポンピングのためのエネルギーとしては、レ
ーザ光以外に例えば電子ビーム、電流注入、放電など反
転分布を引き起こす例起源であって、選択的に励起が可
能なものを用いることが可能である。
【００１２】レーザ媒質５のポンピング用のレーザ光が
入射される側に凹面ミラー４が配置されているととも
に、その反対側に凹面ミラー６が配置されており、この
凹面ミラー４、レーザ媒質５および凹面ミラー６により
レーザ光共振器７が構成されている。
入射される側に凹面ミラー４が配置されているととも
に、その反対側に凹面ミラー６が配置されており、この
凹面ミラー４、レーザ媒質５および凹面ミラー６により
レーザ光共振器７が構成されている。
【００１３】凹面ミラー４は、ポンピング用のレーザ光
の殆どを透過し、レーザ媒質５により発生された基本波
レーザ光を殆ど反射するように構成されている。また、
凹面ミラー６は、レーザ媒質５により発生されたレーザ
光の数パーセント乃至十数パーセントを透過し、残りを
反射するようになされている。
の殆どを透過し、レーザ媒質５により発生された基本波
レーザ光を殆ど反射するように構成されている。また、
凹面ミラー６は、レーザ媒質５により発生されたレーザ
光の数パーセント乃至十数パーセントを透過し、残りを
反射するようになされている。
【００１４】この実施例においては、レーザ媒質５は、
エルミートガウシアン分布またはラゲールガウシアン分
布のＴＥＭ２２モードを発振させるようになされてい
る。このＴＥＭ２２モードにおいては、図２に示すよう
にレーザ媒質５における発光パターン５ａ乃至５ｉがレ
ーザ光が進行する方向から見て、正方形の中央、４角お
よび４つの辺の中点に配置されている。そこで光ファイ
バ２ａ乃至２ｉは、これらの発光パータン５ａ乃至５ｉ
に対応するように、正方形の中央、４角および４辺の中
点に配置されている。その結果、光ファイバ２ａ乃至２
ｉより出射されたポンピング用のレーザ光が、それぞれ
対応する発光パターン５ａ乃至５ｉに入射されることに
なる。このように９個の発光パータンに対応して９本の
光ファイバから、ポンピング用のレーザ光を入射して発
振軸方向にそって励起してやることにより、効率よくＴ
ＥＭ２２モードが発振可能となる。
エルミートガウシアン分布またはラゲールガウシアン分
布のＴＥＭ２２モードを発振させるようになされてい
る。このＴＥＭ２２モードにおいては、図２に示すよう
にレーザ媒質５における発光パターン５ａ乃至５ｉがレ
ーザ光が進行する方向から見て、正方形の中央、４角お
よび４つの辺の中点に配置されている。そこで光ファイ
バ２ａ乃至２ｉは、これらの発光パータン５ａ乃至５ｉ
に対応するように、正方形の中央、４角および４辺の中
点に配置されている。その結果、光ファイバ２ａ乃至２
ｉより出射されたポンピング用のレーザ光が、それぞれ
対応する発光パターン５ａ乃至５ｉに入射されることに
なる。このように９個の発光パータンに対応して９本の
光ファイバから、ポンピング用のレーザ光を入射して発
振軸方向にそって励起してやることにより、効率よくＴ
ＥＭ２２モードが発振可能となる。
【００１５】レーザ媒質５において、発光パターン５ａ
乃至５ｉに従って９本の基本波レーザ光が発生する。こ
れらの基本波レーザ光は、凹面ミラー６と４の間を往復
する動作を繰り返し高出力のレーザ光となる。そして、
その一部のレーザ光が凹面ミラー６を透過して外部に出
力されることになる。
乃至５ｉに従って９本の基本波レーザ光が発生する。こ
れらの基本波レーザ光は、凹面ミラー６と４の間を往復
する動作を繰り返し高出力のレーザ光となる。そして、
その一部のレーザ光が凹面ミラー６を透過して外部に出
力されることになる。
【００１６】尚、この実施例においては発光パターン５
ａ乃至５ｉに対応して光ファイバ２ａ乃至２ｉをそれぞ
れ１本ずつ配置するようにしたが、４角の発光パータン
５ａ，５ｃ，５ｇおよび５ｉは他の発光パータンに比べ
てより強いエネルギーとなっている。そこで、これらの
発光パターンには、より強いポンピング用のレーザ光を
入射させるようにすることも出来る。これは、例えば光
フアイバ２ａ，２ｃ，２ｇ，２ｉの径を他の光フアイバ
２ｂ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｈより太くしたり、或は本
数を増加することにより実現することが出来る。
ａ乃至５ｉに対応して光ファイバ２ａ乃至２ｉをそれぞ
れ１本ずつ配置するようにしたが、４角の発光パータン
５ａ，５ｃ，５ｇおよび５ｉは他の発光パータンに比べ
てより強いエネルギーとなっている。そこで、これらの
発光パターンには、より強いポンピング用のレーザ光を
入射させるようにすることも出来る。これは、例えば光
フアイバ２ａ，２ｃ，２ｇ，２ｉの径を他の光フアイバ
２ｂ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｈより太くしたり、或は本
数を増加することにより実現することが出来る。
【００１７】このように複数の発光パターンに対応して
複数の光ファイバを配置すると、共振器７のサイズを大
きくすることなく、モードサイズを大きくすることが出
来るため、より高出力のレーザ光を発生することが出来
る。また上記実施例においては、ＴＥＭ２２モードで発
振させるようにしたが、ＴＥＭ１１，ＴＥＭ３３等、任
意のＴＥＭｍｎモードにすることが可能である。
複数の光ファイバを配置すると、共振器７のサイズを大
きくすることなく、モードサイズを大きくすることが出
来るため、より高出力のレーザ光を発生することが出来
る。また上記実施例においては、ＴＥＭ２２モードで発
振させるようにしたが、ＴＥＭ１１，ＴＥＭ３３等、任
意のＴＥＭｍｎモードにすることが可能である。
【００１８】ところで、高次の単一横モードのみが効率
よく励起できることがわかったが、高次モードは隣接す
るピーク間（発光パータン間）で位相が１８０度反転し
ている。このため中心強度が低く、回折限界の微小なス
ポットが形成できないという欠点を有する。そこで例え
ば図３に示すように共振器７に近接して空間位相補償板
１１を配置することが出来る。この空間位相補償板１１
は、図４に示すように発光パターン５ａ乃至５ｉのう
ち、１つおきの発光パターン５ａ，５ｃ，５ｅ，５ｇ，
５ｉに対応する位置に厚さｄの膜１１ａが形成されてい
る。この厚さｄは次式を満足するように設定されてい
る。 （ｎ−１）ｄ＝λ／２＋ｍλ
よく励起できることがわかったが、高次モードは隣接す
るピーク間（発光パータン間）で位相が１８０度反転し
ている。このため中心強度が低く、回折限界の微小なス
ポットが形成できないという欠点を有する。そこで例え
ば図３に示すように共振器７に近接して空間位相補償板
１１を配置することが出来る。この空間位相補償板１１
は、図４に示すように発光パターン５ａ乃至５ｉのう
ち、１つおきの発光パターン５ａ，５ｃ，５ｅ，５ｇ，
５ｉに対応する位置に厚さｄの膜１１ａが形成されてい
る。この厚さｄは次式を満足するように設定されてい
る。 （ｎ−１）ｄ＝λ／２＋ｍλ
【００１９】尚、この膜１１ａは蒸着、エッチング、イ
オン拡散等により形成することが出来る。
オン拡散等により形成することが出来る。
【００２０】ここでｎは空間位相補償板１１の屈折率を
表わし、λはレーザ光の波長を表わし、ｍは整数を意味
している。即ち、この膜１１ａによりレーザ光の位相が
１／２波長（１８０度）だけ遅らされることになる。そ
の結果、空間位相補償板１１より出射された発光パター
ン５ａ乃至５ｉに対応するレーザ光の位相はすべて同相
となる。これにより、図３において空間位相補償板１１
を挿入しない場合には、図５（ａ）に示すような遠視野
像が得られることになるが、空間位相補償板１１を挿入
することにより、その遠視野像は図５（ｂ）に示すよう
になる。すなわち単峰の中心強度の高いレーザ光が得ら
れることになる。
表わし、λはレーザ光の波長を表わし、ｍは整数を意味
している。即ち、この膜１１ａによりレーザ光の位相が
１／２波長（１８０度）だけ遅らされることになる。そ
の結果、空間位相補償板１１より出射された発光パター
ン５ａ乃至５ｉに対応するレーザ光の位相はすべて同相
となる。これにより、図３において空間位相補償板１１
を挿入しない場合には、図５（ａ）に示すような遠視野
像が得られることになるが、空間位相補償板１１を挿入
することにより、その遠視野像は図５（ｂ）に示すよう
になる。すなわち単峰の中心強度の高いレーザ光が得ら
れることになる。
【００２１】図３の実施例においては、空間位相補償板
１１の直後の近視野像が光路中においてフーリエ変換さ
れて遠視野像となり、単峰性のレーザ光を得ることが出
来るのである。従って、図６に示すように、遠視野像の
位相を空間位相補償板１１により補償した後、凸レンズ
２１により逆フーリエ変換すれば、単峰性の近視野像を
得ることが出来るのである。
１１の直後の近視野像が光路中においてフーリエ変換さ
れて遠視野像となり、単峰性のレーザ光を得ることが出
来るのである。従って、図６に示すように、遠視野像の
位相を空間位相補償板１１により補償した後、凸レンズ
２１により逆フーリエ変換すれば、単峰性の近視野像を
得ることが出来るのである。
【００２２】尚、同様のことは例えば図６に示すよう
に、空間位相補償板１１を遠視野に配置し、その直後に
凸レンズ２１を配置してレーザ光を集束するようにして
も実現することが出来る。即ちこのようにすると、凸レ
ンズ２１より出射されたレーザ光の近視野像が図５
（ｂ）に示したような単峰性のものとなる。
に、空間位相補償板１１を遠視野に配置し、その直後に
凸レンズ２１を配置してレーザ光を集束するようにして
も実現することが出来る。即ちこのようにすると、凸レ
ンズ２１より出射されたレーザ光の近視野像が図５
（ｂ）に示したような単峰性のものとなる。
【００２３】また、図３に示した実施例において、その
遠視野像は図５（ｂ）に示したようになるが、図５
（ｂ）に示すようにこの遠視野像にはサイドピークが発
生している。レーザ光の用途によっては、このサイドピ
ークが邪魔になる場合がある。そこで、このような場合
においては、図７に示すように遠視野にアパーチャ３１
を配置し、その直後に凸レンズ２１を配置することによ
り、サイドピークをアパーチャ３１により除去した後、
中心の強度の高いレーザ光のみを得ることが出来る。こ
れにより、回折限界の微小なスポットが形成できること
になる。
遠視野像は図５（ｂ）に示したようになるが、図５
（ｂ）に示すようにこの遠視野像にはサイドピークが発
生している。レーザ光の用途によっては、このサイドピ
ークが邪魔になる場合がある。そこで、このような場合
においては、図７に示すように遠視野にアパーチャ３１
を配置し、その直後に凸レンズ２１を配置することによ
り、サイドピークをアパーチャ３１により除去した後、
中心の強度の高いレーザ光のみを得ることが出来る。こ
れにより、回折限界の微小なスポットが形成できること
になる。
【００２４】このように空間位相補償板１１を配置する
ことにより、単峰性のレーザ光を得ることが出来るが、
この他例えば非線形光学結晶素子（ＫＴiＯＰＯ4）を共
振器７の後段に配置し、第２高調波レーザ光を発生させ
ることにより、単一位相のレーザ光を得ることも出来
る。
ことにより、単峰性のレーザ光を得ることが出来るが、
この他例えば非線形光学結晶素子（ＫＴiＯＰＯ4）を共
振器７の後段に配置し、第２高調波レーザ光を発生させ
ることにより、単一位相のレーザ光を得ることも出来
る。
【００２５】
【発明の効果】以上の如く本発明のレーザ光発生装置に
よれば、レーザ媒質に対して発光パターンに対応するよ
うに複数のポンピングエネルギーを付与するようにした
ので、装置を大型化することなく効率的に高出力のレー
ザ光を発生することが可能となる。
よれば、レーザ媒質に対して発光パターンに対応するよ
うに複数のポンピングエネルギーを付与するようにした
ので、装置を大型化することなく効率的に高出力のレー
ザ光を発生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザ光発生装置の一実施例の構成を
示す図
示す図
【図２】図１の実施例のレーザ媒質５における発光パタ
ーンと光ファイバの配列を説明する図
ーンと光ファイバの配列を説明する図
【図３】本発明のレーザ光発生装置の第２の実施例の構
成を示す図
成を示す図
【図４】図３の実施例における空間位相補償板１１の構
成を示す図
成を示す図
【図５】図３の実施例における遠視野像を説明する図
【図６】本発明のレーザ光発生装置の第３の実施例の構
成を示す図
成を示す図
【図７】本発明のレーザ光発生装置の第４の実施例の構
成を示す図
成を示す図
【図８】従来のレーザ光発生装置における発光パータン
と光ファイバの配列状態を説明する図
と光ファイバの配列状態を説明する図
１ 励起光源 ２ 光ファイバアレイ ２ａ乃至２ｉ 光ファイバ ３ レンズ ４ 凹面ミラー ５ レーザ媒質 ６ 凹面ミラー ７ 共振器 ５ａ乃至５ｉ 発光パターン １１ 空間位相補償板 １１ａ 膜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数のポンピングエネルギーが付与さ
れ、高次横モードの発光パターンでレーザ光を発生する
レーザ媒質と、前記レーザ媒質に、前記発光パターンに
対応するように複数のポンピングエネルギーを付与する
ポンピング手段とを備えることを特徴とするレーザ光発
生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18291491A JPH057035A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | レーザ光発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18291491A JPH057035A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | レーザ光発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH057035A true JPH057035A (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=16126598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18291491A Withdrawn JPH057035A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | レーザ光発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH057035A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06205873A (ja) * | 1993-12-01 | 1994-07-26 | Nishijin:Kk | 遊技店における計数管理装置 |
| JPH07620A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-01-06 | Nishijin:Kk | パチンコ機における調整遊技装置 |
| JP2017053989A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 株式会社東芝 | 量子計算機及び量子計算方法 |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP18291491A patent/JPH057035A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06205873A (ja) * | 1993-12-01 | 1994-07-26 | Nishijin:Kk | 遊技店における計数管理装置 |
| JPH07620A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-01-06 | Nishijin:Kk | パチンコ機における調整遊技装置 |
| JP2549607B2 (ja) * | 1993-12-27 | 1996-10-30 | 株式会社西陣 | パチンコ機における遊技状態制御装置 |
| JP2017053989A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 株式会社東芝 | 量子計算機及び量子計算方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980903 |