JPH0794811A - 半導体レーザ励起固体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ励起固体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH0794811A JPH0794811A JP23636593A JP23636593A JPH0794811A JP H0794811 A JPH0794811 A JP H0794811A JP 23636593 A JP23636593 A JP 23636593A JP 23636593 A JP23636593 A JP 23636593A JP H0794811 A JPH0794811 A JP H0794811A
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- JP
- Japan
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- solid
- state laser
- rod
- output
- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザ数の増加を可能とし、ＬＤ励起
固体レーザ装置の出力向上を可能とする。 【構成】 一端面８に励起用ＬＤ光４を入射する固体レ
ーザロッド７の他端面８ａ側に配設された出力ミラー１
４の、上記ロッド７の他端面８ａと対向する面に複数の
凹面の微小球面１５を形成したことによって、上記微小
球面１５数に対応する数のレーザ共振器が形成されるた
め、固体レーザロッド７内の発振領域９が広がり、励起
用のＬＤ光４の数を増加させることができ、ＬＤ励起固
体レーザ装置の大幅な出力向上が可能となる。
固体レーザ装置の出力向上を可能とする。 【構成】 一端面８に励起用ＬＤ光４を入射する固体レ
ーザロッド７の他端面８ａ側に配設された出力ミラー１
４の、上記ロッド７の他端面８ａと対向する面に複数の
凹面の微小球面１５を形成したことによって、上記微小
球面１５数に対応する数のレーザ共振器が形成されるた
め、固体レーザロッド７内の発振領域９が広がり、励起
用のＬＤ光４の数を増加させることができ、ＬＤ励起固
体レーザ装置の大幅な出力向上が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ励起固体
レーザ装置に関する。
レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザ（Laser-Diode ；以
下ＬＤと略す）励起固体レーザ装置の光学配置を図２に
示す。図２に示す光学配置は、ファイババンドル端面励
起方式と呼ばれている配置である。図２に示す従来の装
置の動作について説明すると、１の励起用ＬＤより出射
されたレーザ光は、光ファイバ２を経由して外部に放射
される。
下ＬＤと略す）励起固体レーザ装置の光学配置を図２に
示す。図２に示す光学配置は、ファイババンドル端面励
起方式と呼ばれている配置である。図２に示す従来の装
置の動作について説明すると、１の励起用ＬＤより出射
されたレーザ光は、光ファイバ２を経由して外部に放射
される。
【０００３】光ファイバ２はその先端をバンドルファイ
バ３化されており、それより放射されるＬＤ光４はコリ
メートレンズ５により平行光化され集光レンズ６により
集光された後、レーザ媒質である固体レーザロッド７の
端面８より固体レーザ発振領域９内に入射される。
バ３化されており、それより放射されるＬＤ光４はコリ
メートレンズ５により平行光化され集光レンズ６により
集光された後、レーザ媒質である固体レーザロッド７の
端面８より固体レーザ発振領域９内に入射される。
【０００４】レーザロッド７の端面８には、ＬＤ光４を
良く透過し、固体レーザ発振光１０を反射するコーティ
ングが施してある。一方、凹面鏡１１の凹面１２側には
固体レーザ発振光１０を殆ど（９０〜９９％）反射し、
わずかに（１〜１０％）透過するようなコーティングが
施してある。
良く透過し、固体レーザ発振光１０を反射するコーティ
ングが施してある。一方、凹面鏡１１の凹面１２側には
固体レーザ発振光１０を殆ど（９０〜９９％）反射し、
わずかに（１〜１０％）透過するようなコーティングが
施してある。
【０００５】レーザロッド７の端面８と凹面鏡１１の凹
面１２はその中心軸が一致しており、レーザ共振器を構
成している。ＬＤ光４によって励起された固体レーザ発
振光１０は上記共振器にて増幅され、その一部が出力光
１３となって凹面積１１より出射される。
面１２はその中心軸が一致しており、レーザ共振器を構
成している。ＬＤ光４によって励起された固体レーザ発
振光１０は上記共振器にて増幅され、その一部が出力光
１３となって凹面積１１より出射される。
【０００６】一般に、ＬＤ励起固体レーザ装置は、従来
の希ガス放電ランプ励起固体レーザ装置に比べて、高発
振効率（出力パワー／励起光パワー）という特長を持っ
ているが、これについては２つの理由がある。１つはＬ
Ｄの発振波長が単一であるため、それをレーザロッドの
吸収波長帯に一致させることにより、吸収率が良好とな
ることから来ている。
の希ガス放電ランプ励起固体レーザ装置に比べて、高発
振効率（出力パワー／励起光パワー）という特長を持っ
ているが、これについては２つの理由がある。１つはＬ
Ｄの発振波長が単一であるため、それをレーザロッドの
吸収波長帯に一致させることにより、吸収率が良好とな
ることから来ている。
【０００７】他の１つは、ＬＤの光源の大きさが従来の
希ガス放電ランプに比べて小さいこと（１mm2 以下）及
び拡がり角が小さいことにより、それをレンズ等で集光
し、固体レーザの発振領域に集中して注入することがで
き、励起光と固体レーザの発振領域との空間的整合が非
常に良好だからである。この高い空間的整合は高品質出
力ビーム（シングルモールド）が得られるという別の特
長ももたらす。
希ガス放電ランプに比べて小さいこと（１mm2 以下）及
び拡がり角が小さいことにより、それをレンズ等で集光
し、固体レーザの発振領域に集中して注入することがで
き、励起光と固体レーザの発振領域との空間的整合が非
常に良好だからである。この高い空間的整合は高品質出
力ビーム（シングルモールド）が得られるという別の特
長ももたらす。
【０００８】このように、ＬＤ励起固体レーザ装置は優
れたものであるが、出力が従来の固体レーザに比べて小
さいという欠点を持っていた。それは励起用ＬＤの出力
が単体で数ワット程度と小さいため、高効率で発振して
も、絶対出力では従来のランプ励起に遠く及ばないこと
による。ちなみに、ランプ出力は、最大級では数キロワ
ット以上であり、発振効率は半導体レーザ励起の１／１
０以下と低いが絶対出力ははるかに大きい。
れたものであるが、出力が従来の固体レーザに比べて小
さいという欠点を持っていた。それは励起用ＬＤの出力
が単体で数ワット程度と小さいため、高効率で発振して
も、絶対出力では従来のランプ励起に遠く及ばないこと
による。ちなみに、ランプ出力は、最大級では数キロワ
ット以上であり、発振効率は半導体レーザ励起の１／１
０以下と低いが絶対出力ははるかに大きい。
【０００９】このため、複数のＬＤによる励起が必要と
なり、図２に示すように複数の励起用ＬＤ１にそれぞれ
光ファイバ２を接続し、それぞれの光ファイバ２の先端
よりレンズ５，６を介してＬＤ光４を固体レーザロッド
７の端面８に照射していた。
なり、図２に示すように複数の励起用ＬＤ１にそれぞれ
光ファイバ２を接続し、それぞれの光ファイバ２の先端
よりレンズ５，６を介してＬＤ光４を固体レーザロッド
７の端面８に照射していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来のファイババンド
ル端面励起方式のＬＤ励起固体レーザ装置においては、
複数のＬＤによる励起が可能となり、出力を向上させる
ことができたが、なお、次の課題があった。
ル端面励起方式のＬＤ励起固体レーザ装置においては、
複数のＬＤによる励起が可能となり、出力を向上させる
ことができたが、なお、次の課題があった。
【００１１】即ち、固体レーザの出力を増加するには、
ＬＤの数を多くしなければならない。しかし、ＬＤの数
が増すとバンドル端面の面積が大きくなるため、集光レ
ンズ６によって絞られた励起レーザビーム径が太くな
る。このビーム径が太くなると、固体レーザの発振ビー
ム径より大きくなるため、固体レーザの発振領域との空
間的整合が悪くなり、発振効率が低下する。
ＬＤの数を多くしなければならない。しかし、ＬＤの数
が増すとバンドル端面の面積が大きくなるため、集光レ
ンズ６によって絞られた励起レーザビーム径が太くな
る。このビーム径が太くなると、固体レーザの発振ビー
ム径より大きくなるため、固体レーザの発振領域との空
間的整合が悪くなり、発振効率が低下する。
【００１２】通常、固体レーザの発振ビーム径は５００
μｍ以下であり、光ファイバの径も同程度であるため、
従来の装置の場合、ＬＤの数は１０個程度が限度であっ
た。このため、固体レーザの出力はこれ以上向上できな
かった。本発明は上記の課題を解決しようとするもので
ある。
μｍ以下であり、光ファイバの径も同程度であるため、
従来の装置の場合、ＬＤの数は１０個程度が限度であっ
た。このため、固体レーザの出力はこれ以上向上できな
かった。本発明は上記の課題を解決しようとするもので
ある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明のＬＤ励起固体レ
ーザ装置は、ＬＤ光を固体レーザロッドに入射すること
により同ロッドを励起し、レーザ発振を行うＬＤ励起固
体レーザ装置において、出力ミラーとして上記ロッドに
対向する複数の凹面の微小球面を並べて一体に形成した
出力ミラーを用いてなることを特徴としている。
ーザ装置は、ＬＤ光を固体レーザロッドに入射すること
により同ロッドを励起し、レーザ発振を行うＬＤ励起固
体レーザ装置において、出力ミラーとして上記ロッドに
対向する複数の凹面の微小球面を並べて一体に形成した
出力ミラーを用いてなることを特徴としている。
【００１４】
【作用】上記においては、出力ミラーの微小球面の数に
対応する数のレーザ共振器が形成されるため、固体レー
ザロッド内発振領域は広がり、同ロッド内にＬＤ光を入
射すると、上記微小球面の数に対応する数の固体レーザ
発振光を発生させることができる。
対応する数のレーザ共振器が形成されるため、固体レー
ザロッド内発振領域は広がり、同ロッド内にＬＤ光を入
射すると、上記微小球面の数に対応する数の固体レーザ
発振光を発生させることができる。
【００１５】本発明においては、上記のように、従来の
装置に比べて固体レーザロッド内の発振領域が広がるた
め、励起用のＬＤ光の数を増加させることができ、ＬＤ
励起固体レーザ装置の大幅な出力向上が可能となる。
装置に比べて固体レーザロッド内の発振領域が広がるた
め、励起用のＬＤ光の数を増加させることができ、ＬＤ
励起固体レーザ装置の大幅な出力向上が可能となる。
【００１６】
【実施例】本発明の一実施例のＬＤ励起固体レーザ装置
を図１（ａ），（ｂ）に示す。図１（ａ），（ｂ）に示
す本実施例は、ＬＤ光４を出射する複数の励起用ＬＤ
１、同それぞれの励起用ＬＤ１に一端が接続され同励起
用ＬＤ１より入射したＬＤ光４を出射する他端にバンド
ルファイバ３が形成された光ファイバ２、および同光フ
ァイバ２より出射されたＬＤ光４をコリメートレンズ５
及び集光レンズ６を介してその一端面８より入射する固
体レーザロッド７を備えたＬＤ励起固体レーザ装置にお
いて、上記固体レーザロッド７の反集合レンズ６側に設
けられ同固体レーザロッド７の他端面８ａと対向する面
に複数の凹面の微小球面１５が設けられた出力ミラー１
４を備えている。
を図１（ａ），（ｂ）に示す。図１（ａ），（ｂ）に示
す本実施例は、ＬＤ光４を出射する複数の励起用ＬＤ
１、同それぞれの励起用ＬＤ１に一端が接続され同励起
用ＬＤ１より入射したＬＤ光４を出射する他端にバンド
ルファイバ３が形成された光ファイバ２、および同光フ
ァイバ２より出射されたＬＤ光４をコリメートレンズ５
及び集光レンズ６を介してその一端面８より入射する固
体レーザロッド７を備えたＬＤ励起固体レーザ装置にお
いて、上記固体レーザロッド７の反集合レンズ６側に設
けられ同固体レーザロッド７の他端面８ａと対向する面
に複数の凹面の微小球面１５が設けられた出力ミラー１
４を備えている。
【００１７】上記において、出力ミラー１４の面に設け
られたそれぞれの微小球面１５は、その中心軸が固体レ
ーザロッド７のＬＤ光４の入射側端面８に垂直であり、
それぞれレーザ共振器を形成しているため、固体レーザ
発振光１０の数は微小球面と同じ数だけあり、固体レー
ザロッド７内の全額域がほとんど発振領域９となる。
られたそれぞれの微小球面１５は、その中心軸が固体レ
ーザロッド７のＬＤ光４の入射側端面８に垂直であり、
それぞれレーザ共振器を形成しているため、固体レーザ
発振光１０の数は微小球面と同じ数だけあり、固体レー
ザロッド７内の全額域がほとんど発振領域９となる。
【００１８】そのため、従来の装置と同様に励起用ＬＤ
１より出射されたＬＤ光４が光ファイバ２を経由して端
面８より固体レーザロッド７内に入射すると、複数の固
体レーザ発振光１０が発振し、その一部が出力光１３と
なって出力ミラー１４より出射される。
１より出射されたＬＤ光４が光ファイバ２を経由して端
面８より固体レーザロッド７内に入射すると、複数の固
体レーザ発振光１０が発振し、その一部が出力光１３と
なって出力ミラー１４より出射される。
【００１９】上記のように、固体レーザロッド内のほぼ
全領域が発振領域となり、従来の装置に比べてその断面
積が増加し、励起可能なＬＤの数を増大させることがで
きるため、レーザ出力がそれに比例して向上する。例え
ば、ロッド径を５mm程度とすると、微小球面の径は１mm
あれば十分であり、１０数本の発振ビームが形成可能と
なるため、出力も１０数倍となる。
全領域が発振領域となり、従来の装置に比べてその断面
積が増加し、励起可能なＬＤの数を増大させることがで
きるため、レーザ出力がそれに比例して向上する。例え
ば、ロッド径を５mm程度とすると、微小球面の径は１mm
あれば十分であり、１０数本の発振ビームが形成可能と
なるため、出力も１０数倍となる。
【００２０】
【発明の効果】本発明のＬＤ励起固体レーザ装置は、一
端面に励起用ＬＤ光を入射する固体レーザロッドの他端
面側に配設された出力ミラーの、上記ロッドの他端面と
対向する面に複数の凹面の微小球面を形成したことによ
って、上記微小球面数に対応する数のレーザ共振器が形
成されるため、固体レーザロッド内の発振領域が広が
り、励起用のＬＤ光の数を増加させることができ、ＬＤ
励起固体レーザ装置の大幅な出力向上が可能となる。
端面に励起用ＬＤ光を入射する固体レーザロッドの他端
面側に配設された出力ミラーの、上記ロッドの他端面と
対向する面に複数の凹面の微小球面を形成したことによ
って、上記微小球面数に対応する数のレーザ共振器が形
成されるため、固体レーザロッド内の発振領域が広が
り、励起用のＬＤ光の数を増加させることができ、ＬＤ
励起固体レーザ装置の大幅な出力向上が可能となる。
【図１】本発明の一実施例に係るＬＤ励起固体レーザ装
置の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ矢視図である。
置の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ矢視図である。
【図２】従来の半導体レーザ励起固体レーザ装置の説明
図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図
である。
図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図
である。
１ ＬＤ ２ 光ファイバ ３ バンドルファイバ ５ コリメートレンズ ６ 集光レンズ ７ 固体レーザロッド ８，８ａ 端面 １４ 出力ミラー １５ 微小球面
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体レーザ光を固体レーザロッドに入
射することにより同ロッドを励起し、レーザ発振を行う
半導体レーザ励起固体レーザ装置において、出力ミラー
として上記ロッドに対向する複数の凹面の微小球面を並
べて一体に形成した出力ミラーを用いてなることを特徴
とする半導体レーザ励起固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23636593A JPH0794811A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23636593A JPH0794811A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794811A true JPH0794811A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=16999721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23636593A Withdrawn JPH0794811A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0794811A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000012933A (ja) * | 1998-06-23 | 2000-01-14 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ装置 |
-
1993
- 1993-09-22 JP JP23636593A patent/JPH0794811A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000012933A (ja) * | 1998-06-23 | 2000-01-14 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001128 |