JPH0595144A - 半導体レーザ励起固体レーザ - Google Patents

半導体レーザ励起固体レーザ

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JPH0595144A
JPH0595144A JP25328291A JP25328291A JPH0595144A JP H0595144 A JPH0595144 A JP H0595144A JP 25328291 A JP25328291 A JP 25328291A JP 25328291 A JP25328291 A JP 25328291A JP H0595144 A JPH0595144 A JP H0595144A
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JP
Japan
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crystal
laser
resonator
state laser
solid
Prior art date
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Pending
Application number
JP25328291A
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English (en)
Inventor
Minoru Sumiya
実 角谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH0595144A publication Critical patent/JPH0595144A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】内部共振器型第2高調波発生を利用した半導体
レーザ励起固体レーザの出力変動の発生を抑止する。 【構成】半導体レーザ励起固体レーザにおいて、偏光素
子を用いずに偏光発振する第1の固体レーザ結晶及び第
2の固体レーザ結晶を一つのレーザ共振器の中に、該レ
ーザ共振器の光軸に対して該第1の固体レーザ結晶及び
該第2の固体レーザ結晶のc軸が垂直に、かつ互いに直
交するように配置し、該第1の固体レーザ結晶と該第2
の固体レーザ結晶の間のレーザ共振器の光軸上に、和周
波混合のための第2種の位相整合をとる2次の非線形光
学結晶と、該非線形光学結晶によって発生する和周波光
を選択的にレーザ共振器の外部に取り出す光学素子を設
けたことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザを励起光
源とする固体レーザに関し、特にその第2高調波を得る
ものに関する。
【0002】
【従来の技術】レーザの共振器内に2次の非戦形光学結
晶を配置し第2高調波を発生させる内部共振器形の第2
高調波発生は、高い高率で第2高調波を得る方法とし
て、励起光の出力が低いLD励起固体レーザでは特に有
効である。
【0003】しかしながら、固体レーザとしては一般的
なNd:YAGレーザにおいて、第2種の位相整合をと
る非戦形光学結晶を用いた内部共振器型第2高調波発生
では、出力が非常に不安定になってしまう現象が生じ
る。この現象は「グリーン・プロブレム」と呼ばれ、
「Journal of Optical Socie
ty of America B,Vol.3,p.1
175(1986)」に詳しい記述がある。
【0004】この問題を解消する方法として、共振器内
に4分の1波長板を設け、共振器内の偏光を制御する方
法がある。これに関しては、「Optics Lett
ers,Vol.13,No.10,pp.805−8
07(1988)」に詳しい記述がある。また、固体レ
ーザ中の活性イオンの濃度を高め、さらに結晶の厚さを
薄くする事によって、単一モード発振させることによ
り、問題を解決していた。これに関しては、「IEEE
Journal of Quntum Electr
onics,Vol.26,No.9,pp.1457
−1459」に詳しい記述がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法は、4分の1波長板の制御精度が厳しい、あるい
は、励起光の強度を上げていくと多モード発振し出力変
動を起こす、など問題を残している。本発明では内部共
振器型第2高調波発生における出力の変動を抑制した、
安定なレーザ装置を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体レーザ
励起固体レーザにおいて、偏光素子を用いずに偏光発振
する第1の固体レーザ結晶及び第2の固体レーザ結晶を
一つのレーザ共振器の中に、該レーザ共振器の光軸に対
して該第1の固体レーザ結晶及び該第2の固体レーザ結
晶のc軸が垂直に、かつ互いに直交するように配置し、
該第1の固体レーザ結晶と該第2の固体レーザ結晶の間
のレーザ共振器の光軸上に、和周波混合のための第2種
の位相整合をとる2次の非線形光学結晶と、該非線形光
学結晶によって発生する和周波光を選択的にレーザ共振
器の外部に取り出す光学素子を設けたことを特徴とす
る。
【0007】
【作用】複屈折性をもつ非線形光学結晶をレーザ共振器
内に設けることにより、レーザが共振器内部で互いに直
交する2つの偏光で発振する。非線形光学結晶が第2種
の位相整合をとるとき、直交する偏光の縦モード間の和
周波光が発生する。その和周波光発生を通した縦モード
間のエネルギーのやりとりによる縦モード間競合が出力
変動、すなわちグリーン・プロブレムとなる。これらの
直交する偏光が互いに独立に発振すれば、縦モード間競
合がなくなり、グリーン・プロブレムは生じない。
【0008】偏光発振する固体レーザ結晶を2つ使い、
同じ共振器内でそれぞれの偏光が直交するように配置す
ることにより、独立に発振させることが可能である。こ
の共振器内に第2種の位相整合をとる非線形光学結晶
を、その結晶軸の一つが2つの互いに直交して独立に発
振している偏光のいずれかに一致させると、発振の独立
性は保たれる。こうすることにより、互いに直交し発振
の独立が保たれたまま、2つの偏光から和周波光が発生
する。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照して参照しながら本発明の
実施例について説明する。
【0010】図1は本発明の第1の実施例の斜視図であ
る。Nd:YVO4結晶1a、及び1bは、それぞれ片
側端面は凸球面研磨してあり、これらの面は、発振波長
1064nmで高反射となるコーティングが施してあ
り、レーザ共振器を構成している。一軸性結晶であるN
d:YVO4 結晶1a、及び1bは共にa軸カットのも
ので、そのc軸は、レーザ共振器の軸に対して垂直とな
っており、また互いに直交している。
【0011】それぞれのNd:YVO4 結晶を半導体レ
ーザ5a、5bによりレンズ4a,4bを介して励起す
ることにより、2つのNd:YVO4 結晶は独立に発振
する。Nd:YVO4 は偏光素子を用いずに偏光発振す
る。このとき、各Nd:YVO4 結晶1a、1bにより
発振光の電界は、それぞれ結晶のc軸と平行になる。厳
密には、Nd:YVO4 はc軸と垂直方向にも利得をも
つために、2つのNd:YVO4 結晶は完全に独立に発
振しているとは言えない。しかし、c軸の平行な方向の
利得は、c軸に垂直な方向の利得に比べ、10倍以上大
きい上に、利得の最大となる波長がわずかながら異な
る。そのために、実質的に、2つのNd:YVO4 結晶
の発振は独立であると言ってもよい。
【0012】レーザ共振器内には第2種の位相整合をと
るKTP(KTiOPO4 )結晶2が設けられてある。
KTP結晶2の切り出し方位は1064nmの第2高調
波が発生可能な角度(θ=90°、φ=24°)となっ
ている。KTP結晶2のc軸はNd:YVO4 結晶1a
のc軸と平行にしてある。こうすることにより、2つの
Nd:YVO4 結晶1a、1bによる発振は独立が保た
れる。そして、2つの発振光はKTP結晶2により波長
532nmの和周波光に変換される。
【0013】ダイクロイッミラー3は45°入射におい
て、波長1064に対しては完全透過で、かつ532n
mに対しては高反射となるものである。これをKTP結
晶2とNd:YVO4 結晶1bの間に設けることによ
り、KTP結晶2により発生する波長532nmの和周
波光を共振器の外部に取り出している。
【0014】図2は本発明の第2の実施例の斜視図であ
る。第1の実施例では半導体レーザ5a,5bと固体レ
ーザの光軸が一直線であったのに対して、第2の実施例
ではダイクロックミラー6で光軸がL字状に折れ曲がっ
ている。ここで、ダイクロックミラー6は45°入射に
おいて波長1064nmに対しては完全反射で、波長5
32nmに対しては高透過となるものである。
【0015】第1の実施例、及び第2の実施例では2つ
の半導体レーザによって、2つのNd:YVO4 結晶を
独立に励起している。しかし、半導体レーザから放射さ
れる励起光をビームスプリッターで2つに分割し、分割
された励起光をそれぞれ反射鏡などで2つのNd:YV
4 結晶まで導くことによって、一つの半導体レーザで
2つの固体レーザ結晶を励起してもかまわない。このと
きも固体レーザの発振の独立性は保たれるので、出力変
動の抑制に影響を及ぼさない。
【0016】また、第1の実施例、及び第2の実施例で
は固体レーザ結晶にa軸カットのNd:YVO4 結晶を
用いたが、偏光素子を用いずに偏光発振する固体レーザ
結晶であれば、Nd:YLFなど他のものでもかまわな
い。
【0017】さらにまた、第1の実施例、及び第2の実
施例では非線形光学結晶にKTP結晶を用いたが、使用
する固体レーザ結晶の発振波長に対し第2種の角度位相
整合をとるものであればよい。
【0018】
【発明の効果】異常詳述したように、本発明によれば、
内部共振器型第2高調波発生を利用した半導体レーザ励
起固体レーザにおいて、第2種の位相整合をとる2次の
非線形光学結晶を用いる場合に著しい出力変動を取り除
き、出力を安定化する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を説明するための斜視図
である。
【図2】本発明の第2の実施例を説明するための斜視図
である。
【符号の説明】
1a,1b Nd:YVO4 結晶 2 KTP結晶 3 ダイクロイックミラー 4a,4b レンズ 5a,5b 半導体レーザ 6 ダイクロイックミラー
【手続補正書】
【提出日】平成4年12月28日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】レ−ザの共振器内に2次の非形光学結
晶を配置し第2高調波を発生させる内部共振器の第2
高調波発生は、高い率で第2高調波を得る方法とし
て、励起光の出力が低いLD励起固体レーザでは特に有
効である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】しかしながら、固体レーザとしては一般的
なNd:YAGレーザにおいて、第2種の位相整合をと
る非形光学結晶を用いた内部共振器型第2高調波発生
では、出力が非常に不安定になってしまう現象が生じ
る。この現象は「グリーン・プロブレム」と呼ばれ、
「Journal of OpticalSociet
y of America B,Vol.3,p.11
75(1986)」に詳しい記述がある。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】ダイクロイッミラー3は45°入射にお
いて、波長1064nmに対しては完全透過でかつ、5
32nmに対しては高反射となるものである。これをK
TP結晶2とNd:YVO4 結晶1bの間に設けること
により、KTP結晶2により発生する波長532nmの
和周波光を共振器の外部に取り出している
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
内部共振器型第2高調波発生を利用した半導体レーザ励
起固体レーザにおいて、第2種の位相整合をとる2次の
非線形光学結晶を用いる場合に著しい出力変動を取り除
き、出力を安定化する事ができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体レーザ励起固体レーザにおいて、
    偏光素子を用いずに偏光発振する第1の固定レーザ結晶
    及び第2の固体レーザ結晶を一つのレーザ共振器の中
    に、該レーザ共振器の光軸に対して該第1の固定レーザ
    結晶及び該第2の固体レーザ結晶のc軸が垂直に、かつ
    互いに直交するように配置し、該第1の固定レーザ結晶
    と該第2の固体レーザ結晶の間のレーザ共振器の光軸上
    に、和周波混合のための第2種の位相整合をとる2次の
    非線形光学結晶と、該非線形光学結晶によって発生する
    和周波光を選択的にレーザ共振器の外部に取り出す光学
    素子を設けたことを特徴とする半導体レーザ励起固体レ
    ーザ。
JP25328291A 1991-10-01 1991-10-01 半導体レーザ励起固体レーザ Pending JPH0595144A (ja)

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JPH0595144A true JPH0595144A (ja) 1993-04-16

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007227448A (ja) * 2006-02-21 2007-09-06 Mitsubishi Electric Corp 再生増幅器、モードロックレーザ及び利得平滑化方法
US8315289B2 (en) 2008-01-07 2012-11-20 Laser Quantum Limited Optical apparatus and method
KR101416630B1 (ko) * 2012-06-18 2014-07-09 한국전기연구원 펨토초 레이저 장치 및 이를 포함한 펨토초 레이저 시스템
WO2018012856A1 (ko) * 2016-07-11 2018-01-18 학교법인 한동대학교 레이저 펄스 필터 및 이를 구비한 레이저 출력장치

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WO2018012856A1 (ko) * 2016-07-11 2018-01-18 학교법인 한동대학교 레이저 펄스 필터 및 이를 구비한 레이저 출력장치

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19991019