JPH0582868A - 固体レーザー発振器の発振器長さ調整法 - Google Patents
固体レーザー発振器の発振器長さ調整法Info
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- JPH0582868A JPH0582868A JP23986791A JP23986791A JPH0582868A JP H0582868 A JPH0582868 A JP H0582868A JP 23986791 A JP23986791 A JP 23986791A JP 23986791 A JP23986791 A JP 23986791A JP H0582868 A JPH0582868 A JP H0582868A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 共振器長さを、両端の平面反射鏡でのスポッ
トサイズが最小径となるように予め所定の演算により求
めておきその演算結果に基づく位置に固体レーザー媒質
を設定して共振器内に口径の小さな変調器等の挿入を可
能とする。 【構成】 固体レーザー発振器は、レーザーダイオード
励起光Ａを透過し固体レーザー光を反射するコーティン
グを平面反射鏡１として施した固体レーザー媒質２と、
非点収差補正及び熱レンズ効果補正のための凹面鏡３を
角度θ傾けて設け、その反射光を反射する出力側の平面
反射鏡４から成る。固体レーザー媒質２のロッドはスラ
イダ７上に設けられ、差動マイクロメータヘッド８によ
り微動自在であり、ＣＣＤカメラ９によるスポットサイ
ズ２ω2 を測定しながら２ω1 、２ω2 が最小となる位
置に設定する。スポットサイズ２ω1 、２ω2 はガウシ
アンビームのＡＢＣＤ則による所定の演算により最小径
となるように固体レーザー媒質２を設定する。
トサイズが最小径となるように予め所定の演算により求
めておきその演算結果に基づく位置に固体レーザー媒質
を設定して共振器内に口径の小さな変調器等の挿入を可
能とする。 【構成】 固体レーザー発振器は、レーザーダイオード
励起光Ａを透過し固体レーザー光を反射するコーティン
グを平面反射鏡１として施した固体レーザー媒質２と、
非点収差補正及び熱レンズ効果補正のための凹面鏡３を
角度θ傾けて設け、その反射光を反射する出力側の平面
反射鏡４から成る。固体レーザー媒質２のロッドはスラ
イダ７上に設けられ、差動マイクロメータヘッド８によ
り微動自在であり、ＣＣＤカメラ９によるスポットサイ
ズ２ω2 を測定しながら２ω1 、２ω2 が最小となる位
置に設定する。スポットサイズ２ω1 、２ω2 はガウシ
アンビームのＡＢＣＤ則による所定の演算により最小径
となるように固体レーザー媒質２を設定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザーダイオード
で励起される固体レーザー発振器の発振器長さを固体レ
ーザー媒質の熱レンズ効果補正を考慮して調整する方法
に関する。
で励起される固体レーザー発振器の発振器長さを固体レ
ーザー媒質の熱レンズ効果補正を考慮して調整する方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザー、つまりレーザーダイオ
ード（以下ＬＤを略記する）で励起される固体レーザー
発振器は、レーザー発振し易い特定波長の励起光を吸収
して励起され、高効率、高出力のレーザービームを良ビ
ーム品質で発振、増幅できるものとして注目されてい
る。
ード（以下ＬＤを略記する）で励起される固体レーザー
発振器は、レーザー発振し易い特定波長の励起光を吸収
して励起され、高効率、高出力のレーザービームを良ビ
ーム品質で発振、増幅できるものとして注目されてい
る。
【０００３】かかるＬＤ励起固体レーザー発振器の一例
として、米国学会誌 ＯｐｔｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、巻
１５No.３、１９９０年２月号、１７７頁に記載された
ものの概略を図５に示す。
として、米国学会誌 ＯｐｔｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、巻
１５No.３、１９９０年２月号、１７７頁に記載された
ものの概略を図５に示す。
【０００４】ＤはＬＤポンプ、Ｏは光ファイバ、Ｅはビ
ームエキスパンダ、Ｇは入射端に平面反射鏡（ダイクロ
ックミラー）Ｍ1 を設けたＮｄガラスのロッドから成る
固体レーザー媒質、Ｍ2 は凹面鏡、Ｍ3 は出力側の平面
反射鏡である。
ームエキスパンダ、Ｇは入射端に平面反射鏡（ダイクロ
ックミラー）Ｍ1 を設けたＮｄガラスのロッドから成る
固体レーザー媒質、Ｍ2 は凹面鏡、Ｍ3 は出力側の平面
反射鏡である。
【０００５】平面反射鏡Ｍ1 は、ＬＤからの励起光（例
えば０．８００μｍ）を透過し固体レーザー光（例えば
１．０５４μｍ）を反射するダイクロックコーティング
から成る。固体レーザー媒質Ｇは出力端がブルースター
角θB にカットされ、このカット面で発生する非点収差
補正及び熱レンズ効果補正のために焦点距離ｆの凹面鏡
Ｍ2 が所定角度θ傾けて経路内に置かれている。又、平
面反射鏡Ｍ3 は共振器内で往復し増幅された固体レーザ
ー光を一部出力として取り出すコーティングが施されて
いる。
えば０．８００μｍ）を透過し固体レーザー光（例えば
１．０５４μｍ）を反射するダイクロックコーティング
から成る。固体レーザー媒質Ｇは出力端がブルースター
角θB にカットされ、このカット面で発生する非点収差
補正及び熱レンズ効果補正のために焦点距離ｆの凹面鏡
Ｍ2 が所定角度θ傾けて経路内に置かれている。又、平
面反射鏡Ｍ3 は共振器内で往復し増幅された固体レーザ
ー光を一部出力として取り出すコーティングが施されて
いる。
【０００６】上記構成の固体レーザー共振器の平面反射
鏡Ｍ1 とＭ3 の間が共振器長さであり、それぞれの反射
鏡表面での固体レーザー光のスポットサイズ（ガウスビ
ームの１／ｅ2 となる強度で定義）の直径を２ω1 、２
ω2 とする。
鏡Ｍ1 とＭ3 の間が共振器長さであり、それぞれの反射
鏡表面での固体レーザー光のスポットサイズ（ガウスビ
ームの１／ｅ2 となる強度で定義）の直径を２ω1 、２
ω2 とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】共振器長さを決定する
場合、従来は共振器の形式（安定型、不安定型）、ビー
ムのモード次数、ビームの集光性等の種々の条件を考慮
して決定されるが、その場合凹面鏡Ｍ2 の焦点距離ｆ、
固体レーザー媒質Ｇから凹面鏡Ｍ2 までの距離、角度θ
などとの関係は考慮されるが、スポットサイズ２ω1 、
２ω2 が最小径となるまでの条件を入れると計算が極め
て複雑となるためそのような条件は除いて長さが決定さ
れる。
場合、従来は共振器の形式（安定型、不安定型）、ビー
ムのモード次数、ビームの集光性等の種々の条件を考慮
して決定されるが、その場合凹面鏡Ｍ2 の焦点距離ｆ、
固体レーザー媒質Ｇから凹面鏡Ｍ2 までの距離、角度θ
などとの関係は考慮されるが、スポットサイズ２ω1 、
２ω2 が最小径となるまでの条件を入れると計算が極め
て複雑となるためそのような条件は除いて長さが決定さ
れる。
【０００８】決定された長さに基づいてその範囲内で２
ω1 、２ω2 が小さくなるように共振器長さを多少調整
したとしても一定の限界があり、例えば２ω1 を数μｍ
まで小さくしたとしても２ω2 は数mmと極めて大きな値
となっていた。このように２ω2 が極めて大きな値とな
っていた理由は、上述した理由の他に２ω1 をμｍ単位
とした場合でも２ω2 もμｍ単位の径に収束させる発振
器長さについての特異点があるという事実が知られてい
なかったためである。そのため発振器内経路途中に変調
器等を挿入しようとすると、変調器等は口径が大きいも
のを必要とするという問題があった。
ω1 、２ω2 が小さくなるように共振器長さを多少調整
したとしても一定の限界があり、例えば２ω1 を数μｍ
まで小さくしたとしても２ω2 は数mmと極めて大きな値
となっていた。このように２ω2 が極めて大きな値とな
っていた理由は、上述した理由の他に２ω1 をμｍ単位
とした場合でも２ω2 もμｍ単位の径に収束させる発振
器長さについての特異点があるという事実が知られてい
なかったためである。そのため発振器内経路途中に変調
器等を挿入しようとすると、変調器等は口径が大きいも
のを必要とするという問題があった。
【０００９】この発明は、上述した従来の固体レーザー
発振器の発振器長さを調整する際に生ずる問題点に留意
して、発振器の平面反射鏡でのスポットサイズが最小径
となるようにガウシアンビームのＡＢＣＤ則による所定
の演算により求めておきその演算結果に基づく位置に固
体レーザー媒質の位置を微動調整して設定し、共振器内
に口径の小さな変調器等の挿入を可能とする発振器長さ
の調整法を提供することを課題とする。
発振器の発振器長さを調整する際に生ずる問題点に留意
して、発振器の平面反射鏡でのスポットサイズが最小径
となるようにガウシアンビームのＡＢＣＤ則による所定
の演算により求めておきその演算結果に基づく位置に固
体レーザー媒質の位置を微動調整して設定し、共振器内
に口径の小さな変調器等の挿入を可能とする発振器長さ
の調整法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
この発明は、所定波長の半導体レーザー励起光を透過し
固体レーザー光を反射するコーティングを一端に施した
平面反射鏡を備え他端をブルースター角でカットした出
力面を有する固体レーザー媒質と、この固体レーザー媒
質からの固体レーザー光を所定角度傾けて反射する凹面
鏡と、レーザー出力用平面反射鏡とから成る固定レーザ
ー発振器の発振器長さを、予め非点収差補正と熱レンズ
効果補正を考慮した所定の演算によって得られる上記両
平面反射鏡での固体レーザー光のスポットサイズが最小
径となるように、出力用平面反射鏡でのスポットサイズ
径をビーム径測定部で測定しながら入射側平面反射鏡の
位置を微動させて調整するようにして成る固体レーザー
発振器の発振器長さ調整法としたのである。
この発明は、所定波長の半導体レーザー励起光を透過し
固体レーザー光を反射するコーティングを一端に施した
平面反射鏡を備え他端をブルースター角でカットした出
力面を有する固体レーザー媒質と、この固体レーザー媒
質からの固体レーザー光を所定角度傾けて反射する凹面
鏡と、レーザー出力用平面反射鏡とから成る固定レーザ
ー発振器の発振器長さを、予め非点収差補正と熱レンズ
効果補正を考慮した所定の演算によって得られる上記両
平面反射鏡での固体レーザー光のスポットサイズが最小
径となるように、出力用平面反射鏡でのスポットサイズ
径をビーム径測定部で測定しながら入射側平面反射鏡の
位置を微動させて調整するようにして成る固体レーザー
発振器の発振器長さ調整法としたのである。
【００１１】
【作用】この発明は上記の方法としたから、出力用平面
反射鏡を微動させて発振器長さを調整し、両平面反射鏡
でのスポットサイズ径を２ω1 、２ω2 を最小とするこ
とができる。
反射鏡を微動させて発振器長さを調整し、両平面反射鏡
でのスポットサイズ径を２ω1 、２ω2 を最小とするこ
とができる。
【００１２】この場合、所定の演算は発振器の各部寸
法、凹面鏡の焦点距離ｆ、熱レンズ効果による熱レンズ
の焦点距離ｆｔなどを種々に変化させ、発生する固体レ
ーザー光のビームに対してガウシアンビームのＡＢＣＤ
則を適用して２ω1 、２ω2 が最小となる固体レーザー
媒質の位置、共振器長さを求める。従って、この演算で
は非点収差の補正及び熱レンズ効果の補正をそれぞれ考
慮したものとしたスポットサイズ、固体レーザー媒質の
位置、凹面鏡の焦点距離ｆが得られる。
法、凹面鏡の焦点距離ｆ、熱レンズ効果による熱レンズ
の焦点距離ｆｔなどを種々に変化させ、発生する固体レ
ーザー光のビームに対してガウシアンビームのＡＢＣＤ
則を適用して２ω1 、２ω2 が最小となる固体レーザー
媒質の位置、共振器長さを求める。従って、この演算で
は非点収差の補正及び熱レンズ効果の補正をそれぞれ考
慮したものとしたスポットサイズ、固体レーザー媒質の
位置、凹面鏡の焦点距離ｆが得られる。
【００１３】こうして予め演算によって求められた固体
レーザー媒質の位置は、出力用平面反射鏡でのスポット
サイズ径を例えばＣＣＤカメラで測定しながら、固体レ
ーザー媒質を凹面鏡とのなす角θの光軸上に沿って前後
に微動させ、そのスポットサイズ径が所定の最小径とな
るとその状態で停止させ共振器長さを設定する。
レーザー媒質の位置は、出力用平面反射鏡でのスポット
サイズ径を例えばＣＣＤカメラで測定しながら、固体レ
ーザー媒質を凹面鏡とのなす角θの光軸上に沿って前後
に微動させ、そのスポットサイズ径が所定の最小径とな
るとその状態で停止させ共振器長さを設定する。
【００１４】
【実施例】以下この発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１５】図１はこの発明による方法を実施するため
の固体レーザー発振器の概略構成図である。１はレーザ
ーダイオード（以下ＬＤと略記する）励起光Ａを透過し
固体レーザー光を反射するコーティングから成る平面反
射鏡で、固体レーザー媒質２のロッド端面に施されてい
る。固体レーザー媒質２は他端がブルースター角θB で
カットされており、このカット面で発生する非点収差補
正のためθの角度傾けて置かれた焦点距離ｆの凹面鏡３
で固体レーザー光は反射され、この固体レーザー光を一
部出力として取り出すコーティングが施された出力側の
平面反射鏡４が備えられている。
の固体レーザー発振器の概略構成図である。１はレーザ
ーダイオード（以下ＬＤと略記する）励起光Ａを透過し
固体レーザー光を反射するコーティングから成る平面反
射鏡で、固体レーザー媒質２のロッド端面に施されてい
る。固体レーザー媒質２は他端がブルースター角θB で
カットされており、このカット面で発生する非点収差補
正のためθの角度傾けて置かれた焦点距離ｆの凹面鏡３
で固体レーザー光は反射され、この固体レーザー光を一
部出力として取り出すコーティングが施された出力側の
平面反射鏡４が備えられている。
【００１６】５は共振器内に挿入しようとする例えば変
調器を示し、６はＬＤ励起光Ａの入射によって固体レー
ザー媒質２が膨張し熱レンズ効果によって生じた仮想上
の熱レンズで焦点距離ｆｔとする。かかる固体レーザー
媒質２はスライダ７上に置かれ、図示省略しているが凹
面鏡３に対して角度θの光軸線上に設けたレールに沿っ
て移動自在であり、８はスライダ７を光軸に沿って前後
に微動させるための差動マイクロメータヘッドである。
９は出力側の平面反射鏡４でのビーム径を測定するため
のＣＣＤカメラであり、図示省略のＣＲＴブラウン管上
でビーム径を見ながら差動マイクロメータヘッド８を介
してスライダ７を微動する。
調器を示し、６はＬＤ励起光Ａの入射によって固体レー
ザー媒質２が膨張し熱レンズ効果によって生じた仮想上
の熱レンズで焦点距離ｆｔとする。かかる固体レーザー
媒質２はスライダ７上に置かれ、図示省略しているが凹
面鏡３に対して角度θの光軸線上に設けたレールに沿っ
て移動自在であり、８はスライダ７を光軸に沿って前後
に微動させるための差動マイクロメータヘッドである。
９は出力側の平面反射鏡４でのビーム径を測定するため
のＣＣＤカメラであり、図示省略のＣＲＴブラウン管上
でビーム径を見ながら差動マイクロメータヘッド８を介
してスライダ７を微動する。
【００１７】固体レーザー媒質２の長さをｄ、熱レンズ
６が生じている位置をｄｔ、固体レーザー媒質２から凹
面鏡３までの距離をｌ1 、凹面鏡３から出力側平面反射
鏡４までの距離をｌ2 、入射側平面反射鏡１と出力側平
面反射鏡４でのそれぞれのスポットサイズの直径を２ω
1 、２ω2 とする。
６が生じている位置をｄｔ、固体レーザー媒質２から凹
面鏡３までの距離をｌ1 、凹面鏡３から出力側平面反射
鏡４までの距離をｌ2 、入射側平面反射鏡１と出力側平
面反射鏡４でのそれぞれのスポットサイズの直径を２ω
1 、２ω2 とする。
【００１８】実施例として用いられた共振器は、共振器
長さが実用的な１５００mm、固体レーザー媒質２として
Ｎｄ：ＹＡＧ（屈折率ｎ＝１．８２）を選ぶとすると、
波長１．０６４μｍの固体レーザー光を０．８０９μｍ
の波長のＬＤ励起光で励起する。ｄは１cmで、この長さ
はＬＤ励起光の吸収係数（６cm-1）より決る長さであ
る。又、ｄｔは実用上０．０５cmである。
長さが実用的な１５００mm、固体レーザー媒質２として
Ｎｄ：ＹＡＧ（屈折率ｎ＝１．８２）を選ぶとすると、
波長１．０６４μｍの固体レーザー光を０．８０９μｍ
の波長のＬＤ励起光で励起する。ｄは１cmで、この長さ
はＬＤ励起光の吸収係数（６cm-1）より決る長さであ
る。又、ｄｔは実用上０．０５cmである。
【００１９】凹面鏡３の焦点距離ｆは次のようにして決
定される。即ち、固体レーザー媒質２で発生する固体レ
ーザー光は、一般にその強度分布からガウシアンビーム
と呼ばれ、平面反射鏡１、４でのスポットサイズω1 、
ω2 はガウシアンビームのＡＢＣＤ則から次式により求
められる。この場合、図２に実施例の共振器をモデル化
した状態を示す。
定される。即ち、固体レーザー媒質２で発生する固体レ
ーザー光は、一般にその強度分布からガウシアンビーム
と呼ばれ、平面反射鏡１、４でのスポットサイズω1 、
ω2 はガウシアンビームのＡＢＣＤ則から次式により求
められる。この場合、図２に実施例の共振器をモデル化
した状態を示す。
【００２０】ω1 に対するＡＢＣＤマトリックスは、平
面反射鏡１から４に進み、反射されて元に戻るとして求
める。
面反射鏡１から４に進み、反射されて元に戻るとして求
める。
【００２１】
【数１】
【００２２】ω2 に対するＡＢＣＤマトリックスは、平
面反射鏡４から１へ進み、反射されて元に戻るとして求
める。
面反射鏡４から１へ進み、反射されて元に戻るとして求
める。
【００２３】
【数２】
【００２４】上記（１）、（２）式から求められた
ω1 、ω2 に対するＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのそれぞれの値を次
式に代入してω1 、ω2 を求める。
ω1 、ω2 に対するＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのそれぞれの値を次
式に代入してω1 、ω2 を求める。
【００２５】
【数３】
【００２６】但し、ｎ＝１．８２である（Ｎｄ：ＹＡＧ
の屈折率）。
の屈折率）。
【００２７】以上の演算式に対して、ｆの値を種々に変
化させかつω1 、ω2 が最小値となるようにｆの値を決
める。その場合、ｆは実用的な値７．５cmの前後として
変化させる。種々演算の結果ｆ＝７．５cmのときに
ω1 、ω2 が最小となるという結果が得られた。
化させかつω1 、ω2 が最小値となるようにｆの値を決
める。その場合、ｆは実用的な値７．５cmの前後として
変化させる。種々演算の結果ｆ＝７．５cmのときに
ω1 、ω2 が最小となるという結果が得られた。
【００２８】以上の計算結果を図３、図４に示す。図３
はスポットサイズω1 、図４はスポットサイズω2 の変
化を示す。このグラフから、ｆ＝７．５cmと選び、Δｄ
＝ｌ1 −ｆを種々に変化させると、ｌ1 ＝６１．６mm付
近でω1 、ω2 が最小となり、その場合熱レンズ６の焦
点距離ｆｔが１cm〜∞となってもω1 ＝１６μｍ、ω2
＝２００μｍと選べることが分る。
はスポットサイズω1 、図４はスポットサイズω2 の変
化を示す。このグラフから、ｆ＝７．５cmと選び、Δｄ
＝ｌ1 −ｆを種々に変化させると、ｌ1 ＝６１．６mm付
近でω1 、ω2 が最小となり、その場合熱レンズ６の焦
点距離ｆｔが１cm〜∞となってもω1 ＝１６μｍ、ω2
＝２００μｍと選べることが分る。
【００２９】上記結果からｌ1 ＝６９．６mm、ｌ2 ＝１
４１２．２mmである。
４１２．２mmである。
【００３０】上記ω1 ＝１６μｍ、ω2 ＝２００μｍと
いう結果は、従来の一般的水準として知られていたω1
を数１０μｍとするとω2 は数mmとなるという常識を越
えた結果である。これは、計算過程において、変化させ
る値が例えばｌ1 、ｌ2 、ｆ、ｆ0 等があり、計算が複
数であるためそれぞれが変化したときにどのような状態
でω1 、ω2 が最小径となるかという事実が知られてな
かったためである。
いう結果は、従来の一般的水準として知られていたω1
を数１０μｍとするとω2 は数mmとなるという常識を越
えた結果である。これは、計算過程において、変化させ
る値が例えばｌ1 、ｌ2 、ｆ、ｆ0 等があり、計算が複
数であるためそれぞれが変化したときにどのような状態
でω1 、ω2 が最小径となるかという事実が知られてな
かったためである。
【００３１】このようにして得られた凹面鏡３の焦点距
離ｆ＝７．５cmに対して、固体レーザー媒質２のブルー
スターカット面による非点収差補正をするため傾けられ
る角度θは、次式で求められる角度θ’の２倍となる
（θ＝２θ’）。
離ｆ＝７．５cmに対して、固体レーザー媒質２のブルー
スターカット面による非点収差補正をするため傾けられ
る角度θは、次式で求められる角度θ’の２倍となる
（θ＝２θ’）。
【００３２】
【数４】
【００３３】但し、Ｌはロッド長さで１cmである。
【００３４】計算の結果θ＝３８．８４°である。
【００３５】以上のように選定された物理量で決められ
た固体レーザー発振器により本発明の調整法は次のよう
に実施される。
た固体レーザー発振器により本発明の調整法は次のよう
に実施される。
【００３６】上述した演算によって決められたｌ1 ＝６
９．６mm付近に固体レーザー媒質２をセットし、スライ
ダ７をマイクロメータヘッド８により微動させｌ1 の軸
に沿って前後に移動させる。このときｌ1 の位置の測定
はマイクロメータヘッド８から光軸ｌ1 に沿ってヘリウ
ムイオンの光を送り出し、凹面鏡３で反射され、出力側
の平面反射鏡４から反射されて戻ってくる光で距離を測
定する。
９．６mm付近に固体レーザー媒質２をセットし、スライ
ダ７をマイクロメータヘッド８により微動させｌ1 の軸
に沿って前後に移動させる。このときｌ1 の位置の測定
はマイクロメータヘッド８から光軸ｌ1 に沿ってヘリウ
ムイオンの光を送り出し、凹面鏡３で反射され、出力側
の平面反射鏡４から反射されて戻ってくる光で距離を測
定する。
【００３７】そして、同時にＣＣＤカメラ９でスポット
サイズ２ω2 をＣＲＴブラウン管上で測定しながら、ス
ポットサイズ２ω2 ＝４００μｍとなる位置を探しなが
らスライダ７を移動させ、スポットサイズ２ω2 ＝４０
０μｍの位置になるとスライダ７を停止してそこに固定
する。
サイズ２ω2 をＣＲＴブラウン管上で測定しながら、ス
ポットサイズ２ω2 ＝４００μｍとなる位置を探しなが
らスライダ７を移動させ、スポットサイズ２ω2 ＝４０
０μｍの位置になるとスライダ７を停止してそこに固定
する。
【００３８】こうして得られる２ω1 ＝３２μｍ、２ω
2 ＝４００μｍとなる固体レーザー媒質２の位置ｌ1 ＝
６９．６mmは、図３、図４上の変化を示すΔｄ＝ｌ1 −
ｆに対応する位置となる。
2 ＝４００μｍとなる固体レーザー媒質２の位置ｌ1 ＝
６９．６mmは、図３、図４上の変化を示すΔｄ＝ｌ1 −
ｆに対応する位置となる。
【００３９】
【効果】以上詳細に説明したように、この発明の発振器
長さの調整法は予め所定の演算によって入射側と出力側
の平面反射鏡でのスポットサイズ２ω1 、２ω2 がそれ
ぞれ最小となる固体レーザー媒質の位置ｌ1 を求めてお
き、固体レーザー媒質の位置ｌ1 が所定位置で２ω2 が
計算による最小値となるかを測定しながら固体レーザー
媒質の位置を設定し、共振器長さを設定するようにした
から、従来のように一方の２ω1 が数１０μｍであって
も２ω2 が数mmと極めて大きなスポットサイズになるこ
とがなく、例えば２ω1 ＝３２μｍ、２ω2 ＝４００μ
ｍとなり２ω2 を従来の約５分の１以下の小さなスポッ
トサイズのビームが得られると同時に非点収差と熱レン
ズ効果の補正ができ、その結果レーザー発振器内に例え
ば変調器等の光学変調素子を挿入する場合、口径が小さ
い安価な市販の変調器等が挿入できるようになるという
効果が得られる。
長さの調整法は予め所定の演算によって入射側と出力側
の平面反射鏡でのスポットサイズ２ω1 、２ω2 がそれ
ぞれ最小となる固体レーザー媒質の位置ｌ1 を求めてお
き、固体レーザー媒質の位置ｌ1 が所定位置で２ω2 が
計算による最小値となるかを測定しながら固体レーザー
媒質の位置を設定し、共振器長さを設定するようにした
から、従来のように一方の２ω1 が数１０μｍであって
も２ω2 が数mmと極めて大きなスポットサイズになるこ
とがなく、例えば２ω1 ＝３２μｍ、２ω2 ＝４００μ
ｍとなり２ω2 を従来の約５分の１以下の小さなスポッ
トサイズのビームが得られると同時に非点収差と熱レン
ズ効果の補正ができ、その結果レーザー発振器内に例え
ば変調器等の光学変調素子を挿入する場合、口径が小さ
い安価な市販の変調器等が挿入できるようになるという
効果が得られる。
【図１】本発明による発振器長さの調整法を実施するた
めのＬＤ励起固体レーザー発振器の全体概略構成図
めのＬＤ励起固体レーザー発振器の全体概略構成図
【図２】図１の固体レーザー発振器のモデル化した図
【図３】スポットサイズω1 の計算結果のグラフで、熱
レンズ焦点距離ｆｔをパラメータとして共振器長さを変
化させたもの
レンズ焦点距離ｆｔをパラメータとして共振器長さを変
化させたもの
【図４】スポットサイズω2 の計算結果のグラフで、図
３と同様にして求めたもの
３と同様にして求めたもの
【図５】従来例の固体レーザー発振器の概略構成図
１ 平面反射鏡 ２ 固体レーザー媒質 ３ 凹面鏡 ４ 平面反射鏡 ５ 変調器 ６ 熱レンズ ７ スライダ ８ マイクロメータヘッド ９ ＣＣＤカメラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 信一 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 村田 瑛二 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 北田 俊信 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 山中 千代衛 大阪市西区靭本町１丁目８番４号 財団法 人レーザー技術総合研究所内 (72)発明者 中井 貞雄 茨木市北春日丘３丁目６番45号 (72)発明者 中塚 正大 生駒市緑ケ丘1425番地の78 (72)発明者 山中 正宣 箕面市石丸３丁目25番Ｅ−205号 (72)発明者 内藤 健太 生駒市有里町29番地の15 (72)発明者 近江 雅人 豊中市上野東１丁目６番５号 (72)発明者 小野田 元 東京都豊島区南池袋１丁目20番１号 金門 電気株式会社内 (72)発明者 中里 宏 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 所定波長の半導体レーザー励起光を透過
し固体レーザー光を反射するコーティングを一端に施し
た平面反射鏡を備え他端をブルースター角でカットした
出力面を有する固体レーザー媒質と、この固体レーザー
媒質からの固体レーザー光を所定角度傾けて反射する凹
面鏡と、レーザー出力用平面反射鏡とから成る固定レー
ザー発振器の発振器長さを、予め非点収差補正と熱レン
ズ効果補正を考慮した所定の演算によって得られる上記
両平面反射鏡での固体レーザー光のスポットサイズが最
小径となるように、出力用平面反射鏡でのスポットサイ
ズ径をビーム径測定部で測定しながら入射側平面反射鏡
の位置を微動させて調整するようにして成る固体レーザ
ー発振器の発振器長さ調整法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23986791A JPH0671110B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 固体レーザー発振器の発振器長さ調整法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23986791A JPH0671110B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 固体レーザー発振器の発振器長さ調整法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582868A true JPH0582868A (ja) | 1993-04-02 |
| JPH0671110B2 JPH0671110B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=17051067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23986791A Expired - Lifetime JPH0671110B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 固体レーザー発振器の発振器長さ調整法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0671110B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100857456B1 (ko) * | 2006-12-07 | 2008-09-08 | 한국전자통신연구원 | 공진 구조에서 광파 세기의 최대화를 위해 최적의 공진길이를 결정하는 방법 |
| JP2011066300A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Shimadzu Corp | レーザ共振器 |
-
1991
- 1991-09-19 JP JP23986791A patent/JPH0671110B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100857456B1 (ko) * | 2006-12-07 | 2008-09-08 | 한국전자통신연구원 | 공진 구조에서 광파 세기의 최대화를 위해 최적의 공진길이를 결정하는 방법 |
| US7782469B2 (en) | 2006-12-07 | 2010-08-24 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method for determining optimal resonant length to maximize wave intensity in resonant structure |
| JP2011066300A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Shimadzu Corp | レーザ共振器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0671110B2 (ja) | 1994-09-07 |
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