JPH11233859A - Laser beam generator - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser generator having high stability and reliability. SOLUTION: In a laser beam generator, having an excitation light source 4 consisting of a semiconductor laser and having a laser medium 2 generating laser light 15, the excitation light source 4 and the laser medium 2 are arranged on the same substrate 1 and the excitation light sources 4, 5 and the laser medium 2 are thermally set to a separated state. Or, in a laser light generator having the excitation light sources 4, 5, a wedge type wave guides 9, 10 and the laser medium 2 generating the laser light 15, the excitation light source 2, the wedge type wave guides 9, 10 and the laser medium 2 are arranged on the same substrate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、励起光を出射する
励起光源と、この励起光によって励起され、レーザー光
を発生するレーザー媒質とを有するレーザー光発生装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser light generator having an excitation light source that emits excitation light and a laser medium that is excited by the excitation light and generates laser light.

【０００２】[0002]

【従来の技術】レーザー光は、単色性、干渉性、指向
性、集束性、高出力性、高輝度性等の特徴を有してお
り、光通信等の通信分野への応用、光ディスクの信号読
み取りやディスプレイ等の画像エレクトロニクス分野へ
の応用、計測・制御装置への応用、半導体露光等の加工
装置への応用など、様々な応用用途が見出されており、
その関連技術の研究、開発が盛んに行われている。2. Description of the Related Art Laser light has features such as monochromaticity, coherence, directivity, convergence, high output, and high brightness, and is applied to communication fields such as optical communication and optical disc signals. Various application uses have been found, such as application to the image electronics field such as reading and display, application to measurement and control equipment, application to processing equipment such as semiconductor exposure, etc.
Research and development of related technologies are being actively carried out.

【０００３】いわゆるレーザーは、励起源（電流や励起
光）と、レーザー媒質と、共振器とから構成されてい
る。このうち、半導体レーザーを除いた固体レーザー、
気体レーザー、色素レーザー等では、半導体レーザー、
発光ダイオード、ランプ等の発光素子が励起源として主
に用いられている。A so-called laser is composed of an excitation source (current or excitation light), a laser medium, and a resonator. Among them, solid-state lasers excluding semiconductor lasers,
For gas lasers, dye lasers, etc., semiconductor lasers,
Light emitting elements such as light emitting diodes and lamps are mainly used as excitation sources.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような発光素子か
らなる励起源（以下、励起光源とする。）においては、
電流から光への変換効率が１００％ではなく、光として
出射されなかったエネルギーが熱に変換される。従っ
て、この熱を逃がすために排熱操作が必要となる。特
に、高出力レーザー光を発振するレーザー光発生装置に
おいては、排熱状態の僅かな変動がレーザー媒質の温度
変化に大きな影響を及ぼしている。In an excitation source including such a light emitting element (hereinafter, referred to as an excitation light source),
The conversion efficiency from current to light is not 100%, and energy not emitted as light is converted to heat. Therefore, an exhaust heat operation is required to release this heat. In particular, in a laser light generator that oscillates high-power laser light, slight fluctuations in the state of exhaust heat have a great effect on changes in the temperature of the laser medium.

【０００５】即ち、レーザー媒質が励起光源の温度変化
による影響を受けると、発振出力や発振周波数（波長）
が変動し易くなる傾向にあり、これは、高強度のレーザ
ー光を発生する高出力レーザー光発生装置において特に
顕著である。That is, when the laser medium is affected by the temperature change of the excitation light source, the oscillation output and the oscillation frequency (wavelength)
Tend to fluctuate, which is particularly remarkable in a high-power laser light generator that generates high-intensity laser light.

【０００６】例えば、高強度のレーザー光を発生する高
出力レーザー光発生装置として、スラブレーザーからな
るマルチレーザーダイオードからの励起光によって、Ｎ
ｄ：ＹＡＧレーザーをジグザグ励起させ、かつ、前記レ
ーザーダイオードからの励起光を無駄にしないように高
反射ミラーが配されたレーザー光発生装置が提案されて
いる（米国特許４８３７７７１号参照）。しかしなが
ら、この装置では、レーザー媒質において熱の不均一な
分布が発生し、収差等に対する影響が大きくなるものと
推定される。[0006] For example, as a high-power laser light generator for generating high-intensity laser light, excitation light from a multi-laser diode comprising a slab laser is used to generate N
There has been proposed a laser light generator in which a d: YAG laser is zigzag-excited and a high-reflection mirror is disposed so as not to waste the excitation light from the laser diode (see US Pat. No. 4,837,771). However, in this device, it is estimated that uneven distribution of heat occurs in the laser medium, and the influence on aberrations and the like increases.

【０００７】また、高強度のレーザー光を発生する他の
高出力レーザー光発生装置として、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ
ーロッドの周囲に４つのダイオードレーザーアレイを配
し、これらのレーザーダイオードアレイからの励起光を
光学薄板によってＮｄ：ＹＡＧレーザーロッドに導き、
高強度のレーザー光を発振せしめるレーザー光発生装置
が提案されている（Shuichi Fujikawa, Tetsuo Kojima,
and Koji Yasui "High-power high-efficient diode-s
ide-pumped Nd:YAG laser", Optical Societyof Americ
a, 1997, p296-p299 参照）。しかしながら、この装置
は加工用として開発されたもので、加工用レーザーとし
ての性能は満たしているものの、励起光源としてのレー
ザーダイオードアレイとレーザー媒質としてのＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザーロッドとが近接しており、レーザーダイオ
ードアレイにおける発熱がＮｄ：ＹＡＧレーザーロッド
に影響を与えるために、発振周波数や発振強度が変動し
易く、他の用途での高い信頼性を得るには至っていない
ものと推測される。As another high-power laser light generator for generating high-intensity laser light, four diode laser arrays are arranged around an Nd: YAG laser rod, and excitation light from these laser diode arrays is emitted. Guided by a thin optical plate to a Nd: YAG laser rod,
Laser light generators that oscillate high-intensity laser light have been proposed (Shuichi Fujikawa, Tetsuo Kojima,
and Koji Yasui "High-power high-efficient diode-s
ide-pumped Nd: YAG laser ", Optical Society of Americ
a, 1997, p296-p299). However, although this device was developed for processing and satisfies the performance as a processing laser, it has a laser diode array as an excitation light source and Nd: Y as a laser medium.
Since the laser diode array is close to the AG laser rod and the heat generated in the laser diode array affects the Nd: YAG laser rod, the oscillation frequency and oscillation intensity are likely to fluctuate, and to obtain high reliability in other applications. It is presumed that it has not been reached.

【０００８】一方、励起光源の寿命は有限であるので、
レーザー媒質や共振器の寿命がこれに比べて長い場合と
きは、励起光源の交換が有利であるが、レーザー媒質と
励起光源とが一体化したレーザー光発生装置では、励起
光源のみの交換時の互換性に乏しいという問題がある。On the other hand, since the life of the excitation light source is finite,
When the life of the laser medium or the resonator is longer than this, the exchange of the excitation light source is advantageous.However, in the laser light generator in which the laser medium and the excitation light source are integrated, the There is a problem of poor compatibility.

【０００９】これに対して、励起光源としての半導体レ
ーザー部分と、レーザー媒質としての固体レーザー部分
とを別々の筐体に配し、光ファイバーを用いて励起光を
供給する方法が提案されている（米国特許４６６５５２
９号及び４７２３２５７号参照）。しかしながら、この
方法では、ユーザーが光ファイバーを接続する際に外乱
が混入したり、ファイバーが筐体外に出ていることによ
る振動、温度変化、移動の影響といった外的な影響によ
って伝送モードが変動し、ノイズが混入する等の問題が
あった。On the other hand, there has been proposed a method in which a semiconductor laser portion as an excitation light source and a solid-state laser portion as a laser medium are arranged in separate housings, and excitation light is supplied using an optical fiber ( US Patent 466552
9 and 4723257). However, in this method, the transmission mode fluctuates due to external effects such as disturbance when a user connects the optical fiber, vibration, temperature change, and movement due to the fiber coming out of the housing, There was a problem that noise was mixed in.

【００１０】本発明は、上述した従来の実情に鑑みてな
されたものであり、その目的は、発振出力や発振波長の
安定性に優れ、信頼性の高いレーザー光発生装置を提供
することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a laser light generating device which is excellent in stability of oscillation output and oscillation wavelength and has high reliability. .

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、励起光
を出射する励起光源と、この励起光によって励起され、
レーザー光を発生するレーザー媒質とを有するレーザー
光発生装置において、前記励起光源と前記レーザー媒質
とが一体の基体上に配されており、かつ、前記励起光源
と前記レーザー媒質とが熱的に分離状態とされているこ
とを特徴とするレーザー光発生装置（以下、本発明の第
１のレーザー光発生装置と称する。）に係るものであ
る。That is, the present invention provides an excitation light source that emits excitation light, and an excitation light source that is excited by the excitation light.
A laser light generating device having a laser medium that generates laser light, wherein the excitation light source and the laser medium are disposed on an integrated substrate, and the excitation light source and the laser medium are thermally separated. The present invention relates to a laser light generator (hereinafter, referred to as a first laser light generator of the present invention) which is in a state.

【００１２】本発明の第１のレーザー光発生装置によれ
ば、前記励起光源と前記レーザー媒質とが一体の基体上
に配されており、かつ、前記励起光源と前記レーザー媒
質とが熱的分離状態とされているので、振動や温度変化
等の外的な影響によるノイズの混入を防ぐことができる
と同時に、前記励起光源にて発生する熱の変動によるレ
ーザー光の発振出力や発振波長（周波数）への影響を最
小限に抑えることができ、従って、これらの安定性に優
れ、信頼性の高いレーザー光が得られる。According to the first laser light generator of the present invention, the excitation light source and the laser medium are arranged on an integrated substrate, and the excitation light source and the laser medium are thermally separated. Because of the state, it is possible to prevent noise from being mixed due to external influences such as vibration and temperature change, and at the same time, to oscillate the laser beam oscillation output and oscillation wavelength (frequency ) Can be minimized, and therefore, a laser beam having excellent stability and high reliability can be obtained.

【００１３】なお、前記「一体の基体」とは、１つ（同
一）の基体又は共通の基体、更には別々の基体を一体化
した基体を含む意味である（以下、同様）。また、前記
「熱的分離状態」とは、前記励起光源と前記レーザー媒
質との間の主として基体を通しての熱的移動が実質的に
存在しないか、或いは、輻射、対流による僅かな熱交換
を除き、全く存在しないことを意味する（以下、同
様）。The term "integral substrate" is meant to include one (identical) substrate or a common substrate, or a substrate obtained by integrating separate substrates (hereinafter the same). Further, the "thermally separated state" means that there is substantially no thermal movement between the excitation light source and the laser medium mainly through the substrate, or radiation, except for slight heat exchange by convection. Means that it does not exist at all (the same applies hereinafter).

【００１４】また、本発明は、励起光を出射する励起光
源と、前記励起光を導くウエッジ型導波路と、前記ウエ
ッジ型導波路で導かれた励起光によって励起され、レー
ザー光を発生するレーザー媒質とを有するレーザー光発
生装置において、前記励起光源と前記ウエッジ型導波路
と前記レーザー媒質とが一体の基体上に配されているこ
とを特徴とするレーザー光発生装置（以下、本発明の第
２のレーザー光発生装置と称する。）を提供するもので
ある。Further, the present invention provides an excitation light source for emitting excitation light, a wedge waveguide for guiding the excitation light, and a laser excited by the excitation light guided by the wedge waveguide to generate laser light. A laser light generating device having a medium, wherein the excitation light source, the wedge-type waveguide, and the laser medium are disposed on an integrated substrate. 2 laser light generator).

【００１５】本発明の第２のレーザー光発生装置によれ
ば、前記励起光源と前記ウエッジ（くさび：wedge ）型
導波路と前記レーザー媒質とが一体の基体上に配されて
いるので、振動、温度変化、移動等の外的な影響によっ
て伝送モードが変動し、ノイズが混入するのを最小限に
抑えることができ、発振出力や発振波長の安定性に優
れ、信頼性の高いレーザー光が得られる。According to the second laser light generator of the present invention, since the excitation light source, the wedge waveguide and the laser medium are arranged on an integrated substrate, vibration, The transmission mode fluctuates due to external influences such as temperature change and movement, noise can be minimized, and the laser output with excellent stability of oscillation output and wavelength can be obtained. Can be

【００１６】[0016]

【発明の実施の形態】まず、本発明の第１のレーザー光
発生装置について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a first laser light generator according to the present invention will be described.

【００１７】本発明の第１のレーザー光発生装置におい
ては、前記熱的分離状態によって、前記励起光源及び前
記レーザー媒質がそれぞれ一定温度に保たれていること
が望ましく、具体的には、前記励起光源は水冷及び／又
は空冷（特に強制空冷）によって一定温度にともたれて
おり、前記レーザー媒質は電子冷却器（ペリチェ素子、
熱電対、サーミスタ等）によって一定温度に保たれてい
てよい。また、前記励起光源及び前記レーザー媒質に
は、その近傍に温度検出手段（例えば、熱電対やサーミ
スタ等）が設けられていてよい。In the first laser light generator of the present invention, it is preferable that the excitation light source and the laser medium are each maintained at a constant temperature by the thermal separation state. The light source is kept at a constant temperature by water cooling and / or air cooling (particularly forced air cooling), and the laser medium is an electronic cooler (Peltier element,
(Thermocouple, thermistor, etc.). Further, the excitation light source and the laser medium may be provided with a temperature detecting means (for example, a thermocouple, a thermistor, or the like) in the vicinity thereof.

【００１８】また、前記基体中には、冷却水循環パイプ
等の冷却管が配されていることが望ましく、冷却管を配
することによって、前記励起光源と前記レーザー媒質と
を熱的分離状態とすることができる。It is preferable that a cooling pipe such as a cooling water circulating pipe is disposed in the base. By disposing the cooling pipe, the excitation light source and the laser medium are thermally separated. be able to.

【００１９】また、前記励起光源と前記レーザー媒質と
が前記基体の同一面上に配されており、かつ、前記励起
光源と前記レーザー媒質との少なくとも一方と、前記基
体との間にヒートシンクが設けられていることが望まし
い。ヒートシンクを設けることによって、前記励起光源
と前記レーザー媒質とを熱的分離状態とすることができ
る。さらに、前記ヒートシンク中には冷却水循環用パイ
プ等の冷却管が配されていることが望ましい。Further, the excitation light source and the laser medium are arranged on the same surface of the substrate, and a heat sink is provided between at least one of the excitation light source and the laser medium and the substrate. Is desirable. By providing the heat sink, the excitation light source and the laser medium can be thermally separated. Further, it is preferable that a cooling pipe such as a cooling water circulation pipe is disposed in the heat sink.

【００２０】また、前記励起光源と前記レーザー媒質と
は、前記基体の同一面上に配されており、かつ、前記励
起光源と前記レーザー媒質との少なくとも一方と、前記
基体との間に断熱材が設けられていることが望ましい。
この断熱材によって、前記励起光源と前記レーザー媒質
とを熱的な分離状態とすることもできる。Further, the excitation light source and the laser medium are arranged on the same surface of the base, and a heat insulating material is provided between at least one of the excitation light source and the laser medium and the base. Is desirably provided.
With this heat insulating material, the excitation light source and the laser medium can be in a thermally separated state.

【００２１】また、前記励起光源と前記レーザー媒質と
の間には、前記励起光源から出射される前記励起光を前
記レーザー媒質に導くように、導波路が形成されている
ことが望ましい。Preferably, a waveguide is formed between the excitation light source and the laser medium so as to guide the excitation light emitted from the excitation light source to the laser medium.

【００２２】前記導波路は、ガラス、石英、誘電体、高
分子等の光導波性の材料で形成されていてよく、その形
状は、平行平板型、ウエッジ型、円筒型又は楕円筒型で
あってよい。但し、特に、励起光の均一化やコリメーシ
ョン等の点から、前記導波路としてウエッジ型導波路を
使用することが望ましい。The waveguide may be formed of an optical waveguide material such as glass, quartz, a dielectric, or a polymer, and the shape may be a parallel plate type, a wedge type, a cylindrical type, or an elliptic cylindrical type. May be. However, in particular, it is desirable to use a wedge-type waveguide as the waveguide in terms of uniformity of excitation light and collimation.

【００２３】前記導波路としてウエッジ型導波路を使用
する場合、このウエッジ型導波路の形状は、ウエッジ角
（弧度）をｗ、励起光入射口の幅をａ、励起光出射口の
幅をｈ、長さをＬとすると、下記式１、式２及び式３が
成立するように、前記ｗ、前記ａ、前記ｈ及び前記Ｌが
設定されていることが望ましい。 ａ＜ｈ・・・式１ ２ｄ・ｔａｎ（２ｑ）≦ａ≦２ｄ・ｔａｎ（３ｑ）・・・式２ ａ＋ｗＬ≦Ｄ・・・式３ 〔但し、前記式１、前記式２及び前記式３において、ｄ
は、励起光源からウエッジ型導波路までの距離、ｑは、
励起光源から出射される励起光の発散角（半値半角）、
Ｄは、レーザー媒質の径である。〕When a wedge-type waveguide is used as the waveguide, the shape of the wedge-type waveguide is such that the wedge angle (arc degree) is w, the width of the excitation light entrance is a, and the width of the excitation light exit is h. If the length is L, it is preferable that w, a, h and L are set so that the following equations 1, 2 and 3 hold. a <h ... Equation 1 2d * tan (2q) ≤a≤2d * tan (3q) ... Equation 2 a + wL≤D ... Equation 3 [However, Equations 1, 2 and 3 above] At d
Is the distance from the excitation light source to the wedge waveguide, q is
Divergence angle (half angle at half maximum) of the excitation light emitted from the excitation light source,
D is the diameter of the laser medium. ]

【００２４】つまり、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すよう
に、励起光源としての半導体レーザー２０のレーザー光
出射面とウエッジ型導波路２１の光入射面との距離を
ｄ、半導体レーザーから出射される励起光（レーザー
光）の発散角（特に、半導体レーザーの活性層を含む面
に垂直な面内における発散角）をｑ、ウエッジ型導波路
２１におけるウエッジ角（弧度）をｗ、励起光入射口の
幅をａ、励起光出射口の幅をｈ、長さをＬとすると、ま
ず、 ａ＜ｈ（即ちｗ＞０）・・・式１ として、半導体レーザーの活性層を含む面に垂直な面内
で、ウエッジ型導波路２１の幅が励起光に沿って広がっ
ていくような形状とすることが望ましい。That is, as shown in FIGS. 2A and 2B, the distance between the laser light emitting surface of the semiconductor laser 20 as the excitation light source and the light incident surface of the wedge waveguide 21 is d, and the distance from the semiconductor laser is The divergence angle of the emitted excitation light (laser light) (particularly, the divergence angle in a plane perpendicular to the plane including the active layer of the semiconductor laser) is q, the wedge angle (arc degree) in the wedge waveguide 21 is w, and the excitation is w. Assuming that the width of the light entrance is a, the width of the excitation light exit is h, and the length is L, first, a <h (that is, w> 0)... It is preferable that the width of the wedge-type waveguide 21 be shaped so as to expand along the excitation light in a plane perpendicular to the plane.

【００２５】一般に、半導体レーザーの活性層を含む面
内に垂直な面内での発散角は、通常、２０°〜４０°前
後、最大で６０°程度になり、これと垂直な面内（即
ち、半導体レーザーの活性層を含む面内）での発散角に
比べて大きい。In general, the divergence angle in a plane perpendicular to the plane including the active layer of a semiconductor laser is usually about 20 ° to 40 °, and at most about 60 °. (In the plane including the active layer of the semiconductor laser).

【００２６】これに対して、半導体レーザーの活性層を
含む面内では、励起光としてのレーザー光の発散角が比
較的小さいので（通常、１５°以下）、特にウエッジ型
に構成する必要はなく（もちろんウエッジ型に形成して
もよいが）、平行平板型であってもよい。On the other hand, in the plane including the active layer of the semiconductor laser, the divergence angle of the laser light as the excitation light is relatively small (usually 15 ° or less). (Of course, it may be formed in a wedge shape), but may be a parallel plate type.

【００２７】次に、半導体レーザー２０からの出射され
る励起光が漏れず、かつ入射口が必要以上に広くならな
いよう、効率よく励起光を導くために、 ２ｄ・ｔａｎ（２ｑ）≦ａ≦２ｄ・ｔａｎ（３ｑ）・・・式２ とすることが望ましい。Next, in order to efficiently guide the pumping light so that the pumping light emitted from the semiconductor laser 20 does not leak and the incident port does not become wider than necessary, 2d · tan (2q) ≦ a ≦ 2d Tan (3q): It is desirable to set Equation 2.

【００２８】一般に、図３に示すように、半導体レーザ
ー（半導体レーザーアレイや半導体レーザースタック等
も含む）が放射するレーザー光の発散角（半値半角）を
ｑとすると、そのうち、活性層を含む面に垂直な方向の
放射角度±２ｑの中に含まれるパワー（光の相対強度）
は、ガウス型の光強度分布を前提として、全体の約９５
％とされている〔相対強度はおおよそ２の−（θ／ｑ）
² 乗で表される〕。従って、本発明に基づくウエッジ型
導波路における励起光入射口の幅ａの下限を、「２ｄ・
ｔａｎ（２ｑ）」とすることによって、半導体レーザー
から出射される励起光としてのレーザー光の強度全体の
少なくとも９５％を導けることになる。In general, as shown in FIG. 3, if a divergence angle (half-width at half maximum) of a laser beam emitted from a semiconductor laser (including a semiconductor laser array and a semiconductor laser stack) is q, a surface including an active layer is included. Power (relative intensity of light) included in the radiation angle ± 2q in the direction perpendicular to
Is about 95% of the total, assuming a Gaussian light intensity distribution.
% (The relative intensity is approximately-(θ / q)
Represented by ^squares]. Therefore, the lower limit of the width a of the excitation light entrance in the wedge waveguide according to the present invention is set to “2d ·
By setting “tan (2q)”, at least 95% of the entire intensity of the laser light as the excitation light emitted from the semiconductor laser can be guided.

【００２９】また、図３に示すように、活性層を含む面
に垂直な方向の放射角度±３ｑの中には、レーザー光の
強度全体のほぼ１００％が含まれる。従って、前記幅ａ
の上限を「２ｄ・ｔａｎ（３ｑ）」とすることによっ
て、半導体レーザーから出射されるレーザー光のほぼ強
度全体を前記ウエッジ型導波路によって導くと同時に、
外部からの余分な光の混入を防ぐことができる。As shown in FIG. 3, the radiation angle ± 3q in the direction perpendicular to the plane including the active layer includes almost 100% of the entire laser light intensity. Therefore, the width a
Is set to “2d · tan (3q)”, whereby almost the entire intensity of the laser light emitted from the semiconductor laser is guided by the wedge waveguide,
Extraneous light from outside can be prevented from being mixed.

【００３０】さらに、前記ウエッジ型導波路から出射さ
れる励起光は強度分布が均一であり、かつコリメートさ
れた光であるので、レーザー媒質の径をＤとすると、励
起光出射口の幅ｈはＤ以下であることが望ましく、従っ
て、 ａ＋ｗＬ≦Ｄ・・・式３ とすると、ウエッジ型導波路によって導かれた励起光が
効率よくレーザー媒質に導かれることになる。Further, since the excitation light emitted from the wedge-type waveguide has a uniform intensity distribution and is a collimated light, if the diameter of the laser medium is D, the width h of the excitation light emission port is D is desirable, and therefore, a + wL ≦ D..Formula 3 The pumping light guided by the wedge waveguide is efficiently guided to the laser medium.

【００３１】具体的には、ｑ＝１５°、ｄ＝１ｍｍ、Ｌ
＝２０ｍｍ、Ｄ＝３ｍｍが決まっているものとすると、
前記式２より、 １．１５≦ａ≦２（ｍｍ） かつ、前記式３より、 ａ＋２０ｗ≦３（ｍｍ） が成り立つことが望ましいので、ａ＝１．５ｍｍとする
と、例えばｗ＝７５ｍｒａｄ（約４．５°）とすればよ
いことになる。Specifically, q = 15 °, d = 1 mm, L
= 20 mm and D = 3 mm
From Equation 2, 1.15 ≦ a ≦ 2 (mm), and from Equation 3, it is desirable that a + 20w ≦ 3 (mm). Therefore, if a = 1.5 mm, for example, w = 75 mrad (about 4 .5 °).

【００３２】このようなウエッジ型導波路で前記励起光
を導くことによって、励起光源から出射された励起光を
効率良くウエッジ型導波路に入射させることができ、さ
らに、ウエッジ型導波路内での空間的な多重折り返しに
よる励起光の均一化が達成できると同時に、レーザー媒
質に対して、（疑似）コリメーションによる効率良い供
給を実現できる。By guiding the excitation light through such a wedge-type waveguide, the excitation light emitted from the excitation light source can be efficiently incident on the wedge-type waveguide. The excitation light can be made uniform by spatial multiple folding, and at the same time, the laser medium can be efficiently supplied by (pseudo) collimation.

【００３３】また、前記励起光源として、半導体レーザ
ー、半導体レーザーアレイ及び半導体レーザースタック
からなる群より選ばれる少なくとも１種の半導体レーザ
ーが用いられていることが望ましい。Preferably, at least one semiconductor laser selected from the group consisting of a semiconductor laser, a semiconductor laser array and a semiconductor laser stack is used as the excitation light source.

【００３４】また、前記レーザー媒質として固体レーザ
ー媒質が用いられていることが望ましい。例えば、この
固体レーザーとしてＮｄ：ＹＡＧレーザーを用い、波長
変換素子等を用いて波長変換することによって（例え
ば、その第５高調波を利用することによって）、パルス
励起または連続励起可能であって発振強度の大きな紫外
線レーザー光発生装置を構成できる。Preferably, a solid laser medium is used as the laser medium. For example, by using an Nd: YAG laser as the solid-state laser and performing wavelength conversion using a wavelength conversion element or the like (for example, by using its fifth harmonic), pulse excitation or continuous excitation is possible and oscillation is possible. A high intensity ultraviolet laser light generator can be configured.

【００３５】また、前記励起光を前記レーザー媒質に対
して２以上の方向から照射するように構成することが望
ましい。例えば、詳しくは後述するが、図１に示すよう
に、側面方向及び上部方向の２方向から励起光をレーザ
ー媒質に照射してもよいし、この他、両側面方向及び上
部方向からの励起光照射（３方向からの照射）、両側面
方向及び上下方向からの励起光照射（４方向からの照
射）等、任意の方向から励起光をレーザー媒質に照射で
きる。Further, it is desirable that the excitation light is irradiated on the laser medium from two or more directions. For example, as will be described later in detail, as shown in FIG. 1, the laser medium may be irradiated with the excitation light from two directions, that is, the side direction and the upper direction. Excitation light can be applied to the laser medium from any direction, such as irradiation (irradiation from three directions), excitation light irradiation from both sides and up and down (irradiation from four directions).

【００３６】このように、種々の方向から励起光を供給
することによって、前記レーザー媒質にて発生するレー
ザー光のレーザーパワー（レーザー出力）を大きく向上
させることができると同時に、レーザー媒質における温
度分布の不均一性を低減できる。As described above, by supplying the excitation light from various directions, the laser power (laser output) of the laser light generated in the laser medium can be greatly improved, and at the same time, the temperature distribution in the laser medium can be improved. Can be reduced.

【００３７】また、前記励起光源として半導体レーザー
アレイ及び／又は半導体レーザースタックが用いられて
おり、複数の半導体レーザーからの各励起光がそれぞれ
の導波路によって前記レーザー媒質の長さ方向及び／又
は径方向に平行に入射されることが望ましい。In addition, a semiconductor laser array and / or a semiconductor laser stack is used as the excitation light source, and each excitation light from a plurality of semiconductor lasers is directed by a respective waveguide in a length direction and / or a diameter of the laser medium. It is desirable that the light is incident parallel to the direction.

【００３８】即ち、前記励起光源の数は特に限定される
ものではなく、例えば図１に示すように、半導体レーザ
ー（半導体レーザーアレイ、半導体レーザースタックを
含む）をレーザー媒質の長さ方向に並列に２つ並べた如
き構成であってよい。或いは、１つのみの半導体レーザ
ーであってもよいし、３つ以上の半導体レーザーを並列
に並べてもよい。特に、複数の半導体レーザーからの励
起光をレーザー媒質に照射させることによって、レーザ
ー媒質からより強度の大きなレーザー光を出射できるよ
うになる。That is, the number of the excitation light sources is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 1, semiconductor lasers (including a semiconductor laser array and a semiconductor laser stack) are arranged in parallel in the length direction of the laser medium. A configuration in which two are arranged may be used. Alternatively, only one semiconductor laser may be used, or three or more semiconductor lasers may be arranged in parallel. In particular, by irradiating the laser medium with excitation light from a plurality of semiconductor lasers, it becomes possible to emit laser light with higher intensity from the laser medium.

【００３９】また、励起光の強度分布がレーザー媒質内
で一様になるように、前記励起光の光路上に（特に、前
記レーザー媒質の光入射側に）、スリガラス等の散乱素
子が配されていることが望ましい。Further, a scattering element such as ground glass is disposed on the optical path of the excitation light (particularly on the light incident side of the laser medium) so that the intensity distribution of the excitation light becomes uniform in the laser medium. Is desirable.

【００４０】さらに、前記励起光源に対する共役点又は
その付近に前記レーザー媒質が配されていることが望ま
しい。これによって、効率よく励起光をレーザー媒質に
導くことができる。Further, it is desirable that the laser medium is disposed at or near a conjugate point with respect to the excitation light source. Thereby, the excitation light can be efficiently guided to the laser medium.

【００４１】また、前記レーザー媒質において、前記励
起光が照射される側とは反対側に、金属又は誘電体から
なる反射膜が設けられていることが望ましい。この反射
膜は、例えば、金属又は誘電体膜をコーティングするこ
とによって設けられ、これによってレーザー媒質におけ
る前記励起光の強度分布、温度分布の更なる均一化が図
られる。In the laser medium, it is preferable that a reflection film made of a metal or a dielectric is provided on a side opposite to a side irradiated with the excitation light. The reflection film is provided, for example, by coating a metal or dielectric film, whereby the intensity distribution and the temperature distribution of the excitation light in the laser medium are further uniformed.

【００４２】次に、本発明の第２のレーザー光発生装置
を説明する。Next, a second laser light generator according to the present invention will be described.

【００４３】本発明の第２のレーザー光発生装置に用い
るウエッジ型導波路の形状は、上述したものと同様に、
ウエッジ角（弧度）をｗ、励起光入射口の幅をａ、励起
光出射口の幅をｈ、長さをＬとすると、下記式１、式２
及び式３が成立するように、前記ｗ、前記ａ、前記ｈ及
び前記Ｌが設定されていることが望ましい。 ａ＜ｈ・・・式１ ２ｄｔａｎ（２ｑ）≦ａ≦２ｄｔａｎ（３ｑ）・・・式２ ａ＋ｗＬ≦Ｄ・・・式３ 〔但し、前記式１、前記式２及び前記式３において、ｄ
は、励起光源からウエッジ型導波路までの距離、ｑは、
励起光源から出射される励起光の発散角（半値半角）、
Ｄは、レーザー媒質の径である。〕The shape of the wedge waveguide used in the second laser beam generator of the present invention is similar to that described above.
Assuming that the wedge angle (degree of arc) is w, the width of the excitation light entrance is a, the width of the excitation light exit is h, and the length is L, the following equations (1) and (2)
It is desirable that the w, the a, the h, and the L are set so that the following equation (3) is satisfied. a <h ... Formula 1 2dtan (2q) ≤a≤2dtan (3q) ... Formula 2 a + wL≤D ... Formula 3 [However, in the formulas 1, 2 and 3, d
Is the distance from the excitation light source to the wedge waveguide, q is
Divergence angle (half angle at half maximum) of the excitation light emitted from the excitation light source,
D is the diameter of the laser medium. ]

【００４４】上述した理由と同様に、このようなウエッ
ジ型導波路にて前記励起光を導くことによって、前記励
起光源から出射された励起光を十分にウエッジ型導波路
に入射させることができ、さらに、ウエッジ型導波路内
での空間的な多重折り返しによる励起光の均一化が達成
できると同時に、レーザー媒質に対して、（疑似）コリ
メーションによる効率良い励起光の供給を実現できる。As described above, by guiding the excitation light through such a wedge waveguide, the excitation light emitted from the excitation light source can be sufficiently incident on the wedge waveguide. Furthermore, the excitation light can be made uniform by spatially multiple folding in the wedge waveguide, and at the same time, the excitation light can be efficiently supplied to the laser medium by (pseudo) collimation.

【００４５】また、前記励起光源として、半導体レーザ
ー、半導体レーザーアレイ及び半導体レーザースタック
からなる群より選ばれる少なくとも１種の半導体レーザ
ーが用いられていることが望ましい。It is preferable that at least one semiconductor laser selected from the group consisting of a semiconductor laser, a semiconductor laser array, and a semiconductor laser stack is used as the excitation light source.

【００４６】また、前記レーザー媒質として固体レーザ
ー媒質が用いられていることが望ましい。例えば、この
固体レーザーとしてＮｄ：ＹＡＧレーザーを用い、波長
変換素子等を用いて波長変換することによって（例え
ば、その第５高調波を利用することによって）、パルス
励起または連続励起可能であって発振強度の大きな紫外
線レーザー発生装置を構成できる。It is preferable that a solid laser medium is used as the laser medium. For example, by using an Nd: YAG laser as the solid-state laser and performing wavelength conversion using a wavelength conversion element or the like (for example, by using its fifth harmonic), pulse excitation or continuous excitation is possible and oscillation is possible. A high intensity ultraviolet laser generator can be configured.

【００４７】また、前記励起光を前記レーザー媒質に対
して２以上の方向から照射するように構成することが望
ましい。例えば、詳しくは後述するが、図１に示すよう
に、側面方向及び上部方向の２方向から励起光をレーザ
ー媒質に照射してもよいし、この他、両側面方向及び上
部方向からの励起光照射（３方向からの照射）、両側面
方向及び上下方向からの励起光照射（４方向からの照
射）等、任意の方向から励起光をレーザー媒質に照射で
きる。It is preferable that the excitation light is irradiated on the laser medium from two or more directions. For example, as will be described later in detail, as shown in FIG. 1, the laser medium may be irradiated with the excitation light from two directions, that is, the side direction and the upper direction. Excitation light can be applied to the laser medium from any direction, such as irradiation (irradiation from three directions), excitation light irradiation from both sides and up and down (irradiation from four directions).

【００４８】このように、種々の方向から励起光を供給
することによって、前記レーザー媒質にて発生するレー
ザー光のレーザーパワー（レーザー出力）を大きく向上
させることができると同時に、レーザー媒質における温
度分布の不均一性を低減できる。As described above, by supplying the excitation light from various directions, the laser power (laser output) of the laser light generated in the laser medium can be greatly improved, and at the same time, the temperature distribution in the laser medium can be improved. Can be reduced.

【００４９】また、前記励起光源として半導体レーザー
アレイ及び／又は半導体レーザースタックが用いられて
おり、複数の半導体レーザーからの各励起光がそれぞれ
の導波路によって前記レーザー媒質の長さ方向及び／又
は径方向に平行に入射されることが望ましい。Further, a semiconductor laser array and / or a semiconductor laser stack is used as the pumping light source, and each pumping light from a plurality of semiconductor lasers is directed by a respective waveguide in a length direction and / or a diameter of the laser medium. It is desirable that the light is incident parallel to the direction.

【００５０】即ち、前記励起光源の数は特に限定される
ものではなく、例えば図１に示すように、半導体レーザ
ー（半導体レーザーアレイ、半導体レーザースタックを
含む）をレーザー媒質の長さ方向に並列に２つ並べた如
き構成であってよい。或いは、１つのみの半導体レーザ
ーであってもよいし、３つ以上の半導体レーザーを並列
に並べてもよい。特に、複数の半導体レーザーからの励
起光をレーザー媒質に照射させることによって、レーザ
ー媒質からより強度の大きなレーザー光を出射できるよ
うになる。That is, the number of the excitation light sources is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 1, semiconductor lasers (including a semiconductor laser array and a semiconductor laser stack) are arranged in parallel in the length direction of the laser medium. A configuration in which two are arranged may be used. Alternatively, only one semiconductor laser may be used, or three or more semiconductor lasers may be arranged in parallel. In particular, by irradiating the laser medium with excitation light from a plurality of semiconductor lasers, it becomes possible to emit laser light with higher intensity from the laser medium.

【００５１】また、励起光の強度分布がレーザー媒質内
で一様になるように、前記励起光の光路上に（特に、前
記レーザー媒質の光入射側に）、スリガラス等の散乱素
子が配されていることが望ましい。Further, a scattering element such as ground glass is disposed on the optical path of the excitation light (particularly, on the light incident side of the laser medium) so that the intensity distribution of the excitation light becomes uniform in the laser medium. Is desirable.

【００５２】さらに、前記励起光の像に対する共役点又
はその付近に前記レーザー媒質が配されていることが望
ましい。これによって、効率よく励起光をレーザー媒質
に導くことができる。Further, it is desirable that the laser medium is disposed at or near a conjugate point with respect to the image of the excitation light. Thereby, the excitation light can be efficiently guided to the laser medium.

【００５３】また、前記レーザー媒質において、前記励
起光が照射される側とは反対側に、金属又は誘電体から
なる反射膜が設けられていることが望ましい。この反射
膜は、例えば、金属又は誘電体膜をコーティングするこ
とによって設けられ、これによってレーザー媒質におけ
る前記励起光の強度分布、温度分布の更なる均一化が図
られる。In the laser medium, it is preferable that a reflection film made of a metal or a dielectric is provided on a side opposite to a side irradiated with the excitation light. The reflection film is provided, for example, by coating a metal or dielectric film, whereby the intensity distribution and the temperature distribution of the excitation light in the laser medium are further uniformed.

【００５４】次に、本発明の第１のレーザー光発生装
置、および本発明の第２のレーザー光発生装置に基づく
好ましい実施の形態（励起モジュールの構成例）を図１
を参照に説明する。Next, a preferred embodiment based on the first laser light generator of the present invention and the second laser light generator of the present invention (example of the configuration of the excitation module) is shown in FIG.
Will be described with reference to FIG.

【００５５】図１に示すレーザー光発生装置は、共通の
基板上に励起光源とレーザー媒質とを有し、かつ、これ
らが熱的分離状態とされている上に、さらに、導波路と
して上述したウエッジ型導波路を用い、上部方向及び側
面方向の２方向から励起光をレーザー媒質に供給する装
置である。The laser light generating apparatus shown in FIG. 1 has an excitation light source and a laser medium on a common substrate, these are in a thermally separated state, and further has the above-mentioned waveguide. This is a device that uses a wedge-type waveguide to supply excitation light to a laser medium from two directions, an upper direction and a side direction.

【００５６】このレーザー光発生装置においては、共通
の基板１の同一面上に、励起光源としての４つの半導体
レーザー（又は、半導体レーザーアレイ、半導体レーザ
ースタック）と、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザーロッドか
らなるレーザー媒質２とを有している。これらの４つの
半導体レーザーはヒートシンク６及び断熱材１３を介し
て基板１上に固定されており、同様に、レーザー媒質２
は電子冷却器３を介して基板１上に固定されている。In this laser light generator, four semiconductor lasers (or a semiconductor laser array or a semiconductor laser stack) as excitation light sources and, for example, an Nd: YAG laser rod are formed on the same surface of a common substrate 1. And a laser medium 2. These four semiconductor lasers are fixed on the substrate 1 via the heat sink 6 and the heat insulating material 13, and similarly, the laser medium 2
Are fixed on the substrate 1 via the electronic cooler 3.

【００５７】さらに詳しくは、内部に冷却水循環用パイ
プ８が設けられているヒートシンク６の上部面側に半導
体レーザー４及び５、このヒートシンク６の下部面側に
半導体レーザー１１及び図示しない半導体レーザーが励
起光源として固定されており、これらの励起光源は、レ
ーザー媒質２と熱的分離状態となるように、ヒートシン
ク６と断熱材１３とを介して基板１上に固定されてい
る。また、基板１にも冷却水循環用パイプ７が配されて
おり、励起光源とレーザー媒質とが熱的分離状態となさ
れている。More specifically, the semiconductor lasers 4 and 5 are excited on the upper surface side of the heat sink 6 in which the cooling water circulation pipe 8 is provided, and the semiconductor laser 11 and a semiconductor laser (not shown) are excited on the lower surface side of the heat sink 6. These excitation light sources are fixed on the substrate 1 via a heat sink 6 and a heat insulating material 13 so as to be thermally separated from the laser medium 2. A cooling water circulation pipe 7 is also provided on the substrate 1 so that the excitation light source and the laser medium are thermally separated.

【００５８】従って、半導体レーザー４、５、１１及び
図示しない半導体レーザーからなる励起光源は、水冷に
よって一定温度に保たれており、また、レーザー媒質２
は、サーミスタや熱電対等の電子冷却器３によって、一
定温度に保たれている。即ち、励起光源とレーザー媒質
とは、互いに熱的分離状態となされている。このように
熱的分離状態とされているので、前記励起光源にて発生
する熱や前記レーザー媒質にて発生する熱の変動による
レーザー光の発振出力や発振周波数への影響を最小限に
抑えることができる。Therefore, the excitation light source comprising the semiconductor lasers 4, 5, 11 and a semiconductor laser (not shown) is maintained at a constant temperature by water cooling.
Is maintained at a constant temperature by an electronic cooler 3 such as a thermistor or a thermocouple. That is, the excitation light source and the laser medium are thermally separated from each other. Since it is in the thermal separation state, it is possible to minimize the influence on the oscillation output and oscillation frequency of the laser light due to the heat generated by the excitation light source and the fluctuation of the heat generated by the laser medium. Can be.

【００５９】また、４つの半導体レーザーから出射され
る励起光（レーザー光）は、ウエッジ型導波路９及び１
０によって導かれ、レーザー媒質２に照射されるように
構成されている。ここで、ヒートシンク６の上部面側に
設けられている半導体レーザー４及び５からの励起光
は、ウエッジ型導波路９によって導かれており、ヒート
シンク６の下部側に設けられている半導体レーザー１１
及び図示しない半導体レーザーからの励起光は、ウエッ
ジ型導波路１０によって導かれている。Excitation light (laser light) emitted from the four semiconductor lasers is applied to wedge waveguides 9 and 1.
The laser medium 2 is configured to be guided by 0 and irradiate the laser medium 2. Here, the excitation light from the semiconductor lasers 4 and 5 provided on the upper surface side of the heat sink 6 is guided by the wedge waveguide 9, and the semiconductor laser 11 provided on the lower side of the heat sink 6.
Excitation light from a semiconductor laser (not shown) is guided by a wedge waveguide 10.

【００６０】但し、ウエッジ型導波路１０によって導か
れた励起光は、直接にレーザー媒質の側面部に供給され
る一方、ウエッジ型導波路９によって導かれた励起光
は、ウエッジ型導波路９の終端部に設けられているミラ
ー１２によって（又は全反射面とすることによって）、
レーザー媒質の上面部に供給されるように構成されてい
る。However, the pump light guided by the wedge waveguide 10 is directly supplied to the side surface of the laser medium, while the pump light guided by the wedge waveguide 9 is By the mirror 12 provided at the end portion (or by making it a total reflection surface),
It is configured to be supplied to the upper surface of the laser medium.

【００６１】次に、図１に示したレーザー光発生装置
（励起モジュール）の動作を説明する。Next, the operation of the laser light generator (excitation module) shown in FIG. 1 will be described.

【００６２】図示省略した電力供給源から供給される所
定電力によって、半導体レーザー４、５、１１及び図示
しない半導体レーザーから、励起光（レーザー光）１４
が出射される。そして、この励起光１４は、ガラス、石
英、誘電体、高分子等の光を導波する固体からなるウエ
ッジ型導波路に導入する。The semiconductor lasers 4, 5, and 11 and the semiconductor laser (not shown) generate excitation light (laser light) 14 by predetermined power supplied from a power supply source (not shown).
Is emitted. Then, the excitation light 14 is introduced into a wedge waveguide made of a solid that guides light such as glass, quartz, dielectric, and polymer.

【００６３】ここで、特に、半導体レーザーからのレー
ザー光は、その活性層を含む平面内に偏光しており、こ
の面内での発散角が小さく、光量分布は多少の変動はあ
るもののほぼ一様である。一方、活性層を含む平面に垂
直な面内ではほぼガウス型の分布をしており、発散角が
大きい。従って、図１に示すように、４つの半導体レー
ザーのそれぞれの活性層を含む平面に垂直な面に関して
くさび型を有するようにウエッジ型導波路９及び１０を
配置することで、均一化及びコリメートされた励起光１
４を効率良くレーザー媒質２に導くことができる。Here, in particular, the laser light from the semiconductor laser is polarized in a plane including the active layer, and the divergence angle in this plane is small. It is like. On the other hand, in a plane perpendicular to the plane including the active layer, the distribution is almost Gaussian, and the divergence angle is large. Therefore, as shown in FIG. 1, by arranging the wedge waveguides 9 and 10 so as to have a wedge shape with respect to a plane perpendicular to the plane including the respective active layers of the four semiconductor lasers, uniformization and collimation can be achieved. Excitation light 1
4 can be efficiently guided to the laser medium 2.

【００６４】そして、ウエッジ型導波路９及び１０に入
射した励起光は、一部は直進し、一部は全反射を繰り返
して重なった形で、励起光源像を共役点又はその近傍に
配されたレーザー媒質２に十分な入射面積で入射する。The excitation light incident on the wedge waveguides 9 and 10 is partially straight, and partially overlapped by total reflection, so that the excitation light source image is arranged at or near the conjugate point. Into the laser medium 2 with a sufficient incident area.

【００６５】即ち、ウエッジ型導波路１０では、直接に
レーザー媒質２の一側面のほぼ全域（ほぼ１８０度の角
度範囲）に励起光が照射される一方、ウエッジ型導波路
９は、その終端を例えば全反射ミラー（又は全反射面）
１２としているので、レーザー媒質２の上面のほぼ全域
（ほぼ１８０度の角度範囲）に励起光が照射される。従
って、２つの励起レーザー光が十分な照射量で効率良く
レーザー媒質に入射するうえに、互いに中心角度約９０
度でレーザー媒質に供給されるため、誘起される熱複屈
折率は所望の方向に生起される。また、各ウエッジ型導
波路内で強度分布が均一となり、コリメートされた励起
光が導かれるので、レーザー媒質における温度分布が減
少して、収差が少なく、損失の小さいレーザー光が得ら
れる。また、レーザー媒質において励起光が照射された
側とは反対側に、図１（Ｂ）の一点鎖線の如く、金属や
誘電体等からなる反射コート２４を施すことによって、
前記レーザー媒質における前記励起光の強度分布、温度
分布の更なる均一化が達成される。That is, in the wedge-type waveguide 10, the excitation light is directly applied to almost the entire area (an angle range of about 180 degrees) of one side surface of the laser medium 2, while the wedge-type waveguide 9 has the terminal end thereof. For example, a total reflection mirror (or total reflection surface)
Since it is set to 12, the excitation light is applied to almost the entire upper surface of the laser medium 2 (an angle range of about 180 degrees). Accordingly, the two excitation laser beams efficiently enter the laser medium with a sufficient irradiation amount, and have a center angle of about 90 degrees with each other.
Induced thermal birefringence is produced in the desired direction because it is supplied to the laser medium in degrees. In addition, since the intensity distribution becomes uniform in each wedge waveguide and the collimated excitation light is guided, the temperature distribution in the laser medium is reduced, and laser light with less aberration and less loss is obtained. In addition, by applying a reflection coat 24 made of a metal, a dielectric, or the like as shown by a dashed line in FIG.
Further uniformity of the intensity distribution and the temperature distribution of the excitation light in the laser medium is achieved.

【００６６】また、励起光源としての半導体レーザー
と、レーザー光を発振するレーザー媒質２と、ウエッジ
型導波路９及び１０とは、基体１の同一面上に固定され
ているので、振動により励起光の入射位置が移動する等
の影響が少なくなり、外部や内部からの振動に対して強
くなる。また、ウエッジ型導波路９及び１０の長さを適
当な長さにすることによって、レーザー媒質２に入射す
る励起光としてのレーザー光の均一化が容易に行われる
ようになる。The semiconductor laser as an excitation light source, the laser medium 2 for oscillating laser light, and the wedge waveguides 9 and 10 are fixed on the same surface of the base 1, so that the excitation light The influence of, for example, the movement of the incident position of the light beam is reduced, and the device is more resistant to external and internal vibration. In addition, by setting the lengths of the wedge waveguides 9 and 10 to appropriate lengths, the laser light as the excitation light incident on the laser medium 2 can be easily made uniform.

【００６７】さらに、一般に、半導体レーザーからのレ
ーザー光は、発散角、ヤブ、光量分布にばらつきがあ
り、また、機械精度や配置精度の範囲で位置がずれるこ
とがあるので、上述した如くに励起光としてのレーザー
光を均一化しやすい構造にすることで、励起光源の交換
時の互換性等に優れることになる。即ち、本実施の形態
に基づくレーザー光発生装置は、その位置合わせ等が容
易であり、また、比較的安価かつ容易に実現される。Further, in general, the laser light from a semiconductor laser has variations in the divergence angle, yaw, and light amount distribution, and the position may be shifted within the range of the mechanical accuracy and the arrangement accuracy. By adopting a structure in which laser light as light is easily made uniform, it becomes excellent in compatibility at the time of exchanging the excitation light source. That is, the laser light generator according to the present embodiment can be easily positioned and the like, and can be realized relatively inexpensively and easily.

【００６８】特に、図１に示したレーザー光発生装置に
よれば、励起光源としての半導体レーザーとレーザー媒
質とが互いに熱的分離状態とされているので、励起光源
における発熱等によるレーザー光の発振周波数や発振強
度に対する影響が最小限に抑えられ、信頼性が高く、安
定性に優れたレーザー光が得られる。In particular, according to the laser light generator shown in FIG. 1, the semiconductor laser as the excitation light source and the laser medium are thermally separated from each other. The influence on the frequency and the oscillation intensity is minimized, and a laser beam with high reliability and excellent stability can be obtained.

【００６９】また、用途によっては、特に発振波長の高
い安定性が要求されることがあり、この場合、電子冷却
器３（例えば、熱電素子）と図示省略した温度検出手段
（例えば、熱電対、サーミスタ、測温抵抗体など）とを
用いて、レーザー媒質２の温度を一定に保つことができ
る。In some applications, particularly high stability of the oscillation wavelength is required. In this case, the electronic cooler 3 (for example, a thermoelectric element) and temperature detecting means (for example, thermocouple, The temperature of the laser medium 2 can be kept constant by using a thermistor, a resistance temperature detector, or the like.

【００７０】次に、ウエッジ型導波路を基板上に固定す
るための支持部材を示した励起モジュールの一例を図４
に示す。Next, an example of an excitation module showing a supporting member for fixing a wedge-type waveguide on a substrate is shown in FIG.
Shown in

【００７１】図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すレーザー光発
生装置は、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示した装置における
ウエッジ型導波路９及び１０の固定手段を示すものであ
る。The laser light generating device shown in FIGS. 4A and 4B shows the means for fixing the wedge waveguides 9 and 10 in the device shown in FIGS. 1A and 1B.

【００７２】即ち、ウエッジ型導波路９及び１０は、基
板１に固定して設けられた支持部材２３によって基板１
上に固定されている。具体的には、ウエッジ型導波路９
及び１０は、その側面において支持部材２３に挟持され
ている。このように、半導体レーザーから出射された励
起用レーザー光の光路（又は全反射面）から離れた位置
でウエッジ型導波路９及び１０が固定されるのが望まし
い。仮に、ウエッジ型導波路９及び１０の特に中央部の
全反射部で、それらの間に間隔保持手段を挿入して上下
位置を固定すると、励起光が全反射部から漏れ出してき
て、効率の低下や固定部の損傷につながる可能性がある
が、このような問題は、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示した
ように、ウエッジ型導波路内の励起光の光路とは離れた
位置に支持部材に設けることによって解消できる。但
し、全反射部を避けた位置に間隔保持手段（図示せず）
を保持部材２３と一体に設けることは差し支えない。That is, the wedge waveguides 9 and 10 are supported on the substrate 1 by the support member 23 fixedly provided on the substrate 1.
Fixed on top. Specifically, the wedge type waveguide 9
And 10 are sandwiched by the support member 23 on the side surfaces thereof. Thus, it is desirable that the wedge waveguides 9 and 10 are fixed at positions away from the optical path (or the total reflection surface) of the excitation laser light emitted from the semiconductor laser. If the wedge-type waveguides 9 and 10 are fixed at the upper and lower positions by inserting a spacing means between them, particularly at the centrally-reflective portions of the wedge-type waveguides 9 and 10, the excitation light leaks out of the total-reflective portions, thereby increasing the efficiency. Although such a problem may lead to a drop or damage to the fixed portion, such a problem is caused by a position of the wedge-type waveguide that is separated from the optical path of the excitation light, as shown in FIGS. 4A and 4B. Can be eliminated by providing the support member. However, an interval maintaining means (not shown) is provided at a position avoiding the total reflection portion.
May be provided integrally with the holding member 23.

【００７３】次に、図１及び図４に示したレーザー光発
生装置を構成する部材について説明する。Next, members constituting the laser beam generator shown in FIGS. 1 and 4 will be described.

【００７４】まず、断熱材１３及び支持部材２３として
は、一般的にセラミック、ガラスの熱伝導率が低く、断
熱材、支持部材（固定材）として有効である。一方、Ｎ
ＡＳＡで使用されたゲル状の断熱材や、気泡を多く含む
グラスウール、発泡スチロール等の断熱材は断熱性能は
高いが固定材としてはセラミックやガラスに対してやや
劣る。図１及び図４に示した断熱材１３は前者の断熱か
つ支持固定材として図示したものである。図示していな
いが、後者の範疇においても、脱ガス、廃塵、液体の滲
み出し等が無いものであれば、断熱遮蔽材として、対
流、輻射による熱の拡散を防ぐことができるため、使用
の利点がある。また、断熱ではないが遮蔽材としては、
アルミホイルや銅の薄板等を用いることも可能である。
理科年表によれば、常温付近での熱伝導定数〔単位：Ｗ
／（Ｋｍ）〕の概略値は、下記表１のようになる。な
お、この表中の（多孔質）アルミナ、ステアタイト、フ
ォルステライト等はセラミックと呼ばれ、熱伝導率が低
く断熱材として使われるものと、逆に絶縁材で熱伝導率
の良い材料として使われるものなどのタイプがある。こ
のほか、マコール（商品名）と呼ばれるマシナブルセラ
ミックスも低熱伝導率〔１．７Ｗ／（Ｋｍ）〕の断熱材
として多用されるものの１つである。First, the heat insulating material 13 and the supporting member 23 are generally effective as a heat insulating material and a supporting member (fixing material) because of low thermal conductivity of ceramic and glass. On the other hand, N
Gel-like heat insulating materials used in ASA, and heat insulating materials such as glass wool and styrofoam containing many air bubbles have high heat insulating performance, but are somewhat inferior to ceramic and glass as fixing materials. The heat insulating material 13 shown in FIGS. 1 and 4 is illustrated as the former heat insulating and supporting and fixing material. Although not shown, even in the latter category, as long as there is no degassing, waste dust, liquid seepage, etc., it can be used as a heat insulating shielding material because convection and diffusion of heat by radiation can be prevented. There are advantages. In addition, it is not insulation, but as a shielding material,
It is also possible to use an aluminum foil or a copper thin plate.
According to the science chronological table, the heat conduction constant near room temperature [unit: W
/ (Km)] is as shown in Table 1 below. The (porous) alumina, steatite, forsterite, etc. in this table are called ceramics and have low thermal conductivity and are used as heat insulators, and conversely, they are used as insulating materials with good thermal conductivity. There are types, such as those that are called. In addition, a machinable ceramic called Macor (trade name) is one of the materials frequently used as a heat insulating material having a low thermal conductivity [1.7 W / (Km)].

【００７５】 [0075]

【００７６】次に、基板１としては、熱はけを良くする
ため、熱伝導性の良い材料が適している。アルミニウ
ム、銅は熱伝導率に優れているほか、価格、加工性に優
れ、基板として適した材料の代表格である。更なる剛
性、耐熱性、絶縁性が問題になるときは、窒化アルミ等
の高熱伝導セラミック等を用いることも有効である。ま
た、どうしても低熱膨張が重要な場合は、熱伝導は良く
ないが、スーパーインバー（商品名）や低膨張ガラスの
ゼロデュア（商品名）等を用いる必要がある場合も考え
られる。Next, a material having good heat conductivity is suitable for the substrate 1 in order to improve heat dissipation. Aluminum and copper have excellent thermal conductivity, are excellent in price and workability, and are representative of materials suitable for substrates. When further rigidity, heat resistance, and insulation properties become a problem, it is effective to use a high heat conductive ceramic such as aluminum nitride. When low thermal expansion is important, thermal conductivity is not good, but it may be necessary to use Super Invar (trade name) or Zerodur (trade name) of low expansion glass.

【００７７】また、前記断熱材や前記支持部材は、固定
と防震とが両立する材料であれば、積極的に利用するこ
とが望ましい。但し、防震材において、自身が伸縮して
減衰振動をすることによって振動エネルギーを吸収する
等の防震作用がある場合、伸縮により物体間の相対位置
が変化する可能性があり、これはレーザー出力の変化等
をもたらす危険性がある。また、基板の下に防震材料を
薄く挟んだり、装置全体を除震台にのせること等によっ
て防震性を向上させることが望ましい。It is desirable that the heat insulating material and the supporting member are positively used as long as the material is compatible with both fixing and earthquake-proofing. However, if the anti-vibration material has an anti-vibration effect such as absorbing vibration energy by expanding and contracting and damping vibration, the relative position between objects may change due to expansion and contraction, There is a risk of causing changes. It is also desirable to improve the anti-seismic property by, for example, sandwiching the anti-vibration material thinly under the substrate, or placing the entire apparatus on an anti-vibration table.

【００７８】また、図１及び図４に示すように、冷却水
パイプ７及び８の位置は、半導体レーザーが主たる熱源
であることを考慮すると、半導体レーザー側に偏よって
配置してもよい。例えば、半導体レーザーへの投入電力
に対する光の変換効率は最大でも４０％であり、残りは
熱となる。例えば、出力２０Ｗの半導体レーザーバーは
投入電力約５０Ｗに対しておおよそ３０Ｗ（以上）の排
熱が必要となる。この出力レーザー光２０Ｗがすべて固
体レーザーの排熱になることはないが、仮にそうなった
としても最大２０Ｗであり、主たる熱源は半導体レーザ
ーであると言える。従って、図示した如き構成にするこ
とによって、半導体レーザーの発熱を効率良く排熱し、
また、他の部分になるべく伝わらないようにすることが
できる。なお、レーザー媒質の発熱が大きいときは、双
方の付近に複数の排熱用冷却装置を取り付けることが望
ましい。波長の安定化などを目的として電子冷却器を利
用する場合、電子冷却器の効率が低いために、レーザー
媒質で発生する熱の数倍の排熱が必要になることもあ
る。このときは、レーザー媒質側にも冷却パイプ等を設
ければよい。As shown in FIGS. 1 and 4, the positions of the cooling water pipes 7 and 8 may be biased toward the semiconductor laser in consideration of the fact that the semiconductor laser is the main heat source. For example, the conversion efficiency of light with respect to the power input to the semiconductor laser is at most 40%, and the rest is heat. For example, a semiconductor laser bar with an output of 20 W requires about 30 W (or more) of exhaust heat for an input power of about 50 W. Although this 20 W of output laser light does not all become waste heat of the solid-state laser, even if it does, it is a maximum of 20 W, and it can be said that the main heat source is a semiconductor laser. Therefore, by adopting the configuration as shown in the figure, the heat of the semiconductor laser is efficiently exhausted,
In addition, it can be prevented from being transmitted to other parts as much as possible. When the laser medium generates a large amount of heat, it is desirable to mount a plurality of cooling devices for exhaust heat near both sides. When the electronic cooler is used for the purpose of stabilizing the wavelength or the like, the efficiency of the electronic cooler is low, so that the heat generated by the laser medium may need to be discharged several times. In this case, a cooling pipe or the like may be provided also on the laser medium side.

【００７９】以上、本発明を好ましい実施の形態につい
て説明したが、本発明は、この実施の形態例に限定され
るものではない。Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiment, the present invention is not limited to this embodiment.

【００８０】例えば、前記励起光源として、半導体レー
ザーアレイや半導体レーザースタック等の半導体レーザ
ーの他にも、例えば、発光ダイオード、ランプなど、種
々の発光素子を励起光源としてもよい。また、半導体レ
ーザー等の種類についても特に限定されるものではな
い。また、前記基板を半導体レーザー用とレーザー媒質
用とに分け、これら両基板をビス等で互いに一体化し
て、上述した共通の基板としてもよい。For example, as the excitation light source, in addition to a semiconductor laser such as a semiconductor laser array or a semiconductor laser stack, various light emitting elements such as a light emitting diode and a lamp may be used as the excitation light source. Further, the type of the semiconductor laser or the like is not particularly limited. Further, the substrate may be divided into a substrate for a semiconductor laser and a substrate for a laser medium, and these two substrates may be integrated with each other with screws or the like to form the above-mentioned common substrate.

【００８１】また、前記レーザー媒質としては、ネオジ
ムイオンをイットリウム・アルミニウム・ガリウムから
なる結晶にドープしたＮｄ：ＹＡＧレーザーの他にも、
ネオジムイオンをイットリウム・リチウム・フッ素から
なる結晶にドープしたＮｄ：ＹＬＦレーザー等の固体レ
ーザーを使用してもよいし、その他、半導体レーザー等
の励起光源を利用するレーザーであれば、他の固体レー
ザー、気体レーザー、色素レーザーなど、種々のレーザ
ー媒質を用いることができる。The laser medium may be a Nd: YAG laser doped with neodymium ions in a crystal made of yttrium aluminum gallium.
A solid-state laser such as an Nd: YLF laser in which neodymium ions are doped into a crystal made of yttrium / lithium / fluorine may be used, or other solid-state lasers that use an excitation light source such as a semiconductor laser. Various laser media such as a gas laser and a dye laser can be used.

【００８２】また、半導体レーザーから出射される励起
光の光路上であって、レーザー媒質の光入射側（特に、
ウエッジ型導波路とレーザー媒質との間）に、反射型又
は透過型の散乱素子が配されていてもよく、これによっ
て、レーザー媒質に供給される励起光の分布がさらに一
様になる。Further, on the optical path of the excitation light emitted from the semiconductor laser and on the light incident side of the laser medium (particularly,
A reflection type or transmission type scattering element may be disposed between the wedge waveguide and the laser medium), so that the distribution of the excitation light supplied to the laser medium becomes more uniform.

【００８３】また、前記励起光源から供給される前記励
起光によって前記レーザー媒質（レーザー媒質Ａとす
る）にて発生するレーザー光を、励起光として他のレー
ザー媒質（レーザー媒質Ｂとする）に入射するような場
合、本発明の特徴的構成に基づいて、レーザー媒質Ａと
レーザー媒質Ｂとを同一基体上に配し、かつ、レーザー
媒質Ａとレーザー媒質Ｂとを熱的分離状態とすることも
できる。また、レーザー媒質Ａとレーザー媒質Ｂとの間
のレーザー光の光路を前記ウエッジ型導波路で構成して
もよい。Further, a laser beam generated in the laser medium (laser medium A) by the excitation light supplied from the excitation light source is incident on another laser medium (laser medium B) as excitation light. In such a case, based on the characteristic configuration of the present invention, the laser medium A and the laser medium B may be arranged on the same substrate, and the laser medium A and the laser medium B may be in a thermally separated state. it can. Further, the optical path of the laser light between the laser medium A and the laser medium B may be constituted by the wedge waveguide.

【００８４】[0084]

【発明の作用効果】本発明の第１のレーザー光発生装置
によれば、励起光を出射する励起光源と、この励起光に
よって励起され、レーザー光を発生するレーザー媒質と
を有するレーザー光発生装置において、前記励起光源と
前記レーザー媒質とが一体の基体上に配されており、か
つ、前記励起光源と前記レーザー媒質とが熱的に分離状
態とされているので、振動や温度変化等の外的な影響に
よるノイズの混入を防ぐことができると同時に、前記励
起光源にて発生する熱の変動によるレーザー光の発振出
力や発振周波数への影響を最小限に抑えることができ、
従って、これらの特性の安定性に優れ、信頼性の高いレ
ーザー光が得られる。According to the first laser light generator of the present invention, a laser light generator having an excitation light source for emitting excitation light and a laser medium excited by the excitation light to generate laser light. In the above, the excitation light source and the laser medium are disposed on an integrated substrate, and the excitation light source and the laser medium are thermally separated from each other. At the same time, it is possible to minimize the influence on the oscillation output and oscillation frequency of the laser light due to the fluctuation of heat generated in the excitation light source,
Therefore, a laser beam with excellent stability of these characteristics and high reliability can be obtained.

【００８５】本発明の第２のレーザー光発生装置によれ
ば、励起光を出射する励起光源と、前記励起光を導くウ
エッジ型導波路と、前記ウエッジ型導波路で導かれた励
起光によって励起され、レーザー光を発生するレーザー
媒質とを有するレーザー光発生装置において、前記励起
光源と前記ウエッジ型導波路と前記レーザー媒質とが一
体の基体上に配されているので、振動、温度変化、移動
等の外的な影響によって伝送モードが変動し、ノイズの
混入が最小限に抑えられると同時に、前記ウエッジ型導
波路にて励起光の均一化及びコリメーションが行われて
励起光が効率よく前記レーザー媒質に導かれるので、発
振出力や発振波長の安定性に優れ、信頼性の高いレーザ
ー光が得られる。According to the second laser light generator of the present invention, an excitation light source for emitting excitation light, a wedge-shaped waveguide for guiding the excitation light, and an excitation light excited by the excitation light guided by the wedge-shaped waveguide are provided. In the laser light generating device having a laser medium that generates laser light, the excitation light source, the wedge-type waveguide, and the laser medium are disposed on an integrated substrate, so that vibration, temperature change, and movement occur. The transmission mode fluctuates due to external influences such as, and at the same time, the mixing of noise is minimized. Since the laser light is guided to the medium, a stable laser light having excellent oscillation output and oscillation wavelength stability can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に基づくレーザー光発生装置の実施の形
態例の概略上面図（Ａ）、その概略側面図（Ｂ）であ
る。FIG. 1 is a schematic top view (A) and a schematic side view (B) of an embodiment of a laser light generator according to the present invention.

【図２】同、レーザー光発生装置に用いるウエッジ型導
波路の構成例を示す要部概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a main part showing a configuration example of a wedge waveguide used in the laser light generator.

【図３】半導体レーザーから出射されるレーザー光の発
散角と強度との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the divergence angle and intensity of laser light emitted from a semiconductor laser.

【図４】本発明に基づきウエッジ型導波路の支持部材を
有するレーザー光発生装置の概略上面図（Ａ）、その側
面図（Ｂ）である。FIG. 4 is a schematic top view (A) and a side view (B) of a laser light generator having a wedge-type waveguide support member according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…基板、２、２２…レーザー媒質、３…電子冷却器、
４、５、１１、２０…半導体レーザー、６…ヒートシン
ク、７、８…冷却水用パイプ、９、１０、２１…ウエッ
ジ型導波路、１２…ミラー、１３…断熱材、１４…励起
光、１５…レーザー光、２３…支持部材、２４…反射膜DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 and 22 ... Laser medium, 3 ... Electronic cooler,
4, 5, 11, 20 semiconductor laser, 6 heat sink, 7, 8 cooling water pipe, 9, 10, 21 wedge waveguide, 12 mirror, 13 heat insulating material, 14 excitation light, 15 ... Laser light, 23 ... Support member, 24 ... Reflective film

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 励起光を出射する励起光源と、この励起
光によって励起され、レーザー光を発生するレーザー媒
質とを有するレーザー光発生装置において、 前記励起光源と前記レーザー媒質とが一体の基体上に配
されており、かつ、前記励起光源と前記レーザー媒質と
が熱的に分離状態とされていることを特徴とする、レー
ザー光発生装置。1. A laser light generator comprising: an excitation light source that emits excitation light; and a laser medium that is excited by the excitation light and generates laser light, wherein the excitation light source and the laser medium are integrated on a substrate. And a laser light generating device, wherein the excitation light source and the laser medium are thermally separated from each other. 【請求項２】 前記熱的分離状態によって、前記励起光
源及び前記レーザー媒質がそれぞれ一定温度に保たれて
いる、請求項１に記載したレーザー光発生装置。2. The laser light generator according to claim 1, wherein the excitation light source and the laser medium are each maintained at a constant temperature by the thermal separation state. 【請求項３】 前記励起光源が水冷及び／又は空冷によ
って一定温度に保たれており、前記レーザー媒質が電子
冷却器を用いることによって一定温度に保たれている、
請求項２に記載したレーザー光発生装置。3. The pump light source is maintained at a constant temperature by water cooling and / or air cooling, and the laser medium is maintained at a constant temperature by using an electronic cooler.
The laser light generator according to claim 2. 【請求項４】 前記基体中に冷却管が配されている、請
求項１に記載したレーザー光発生装置。4. The laser light generator according to claim 1, wherein a cooling pipe is provided in the base. 【請求項５】 前記励起光源と前記レーザー媒質とが前
記基体の同一面上に配されており、前記励起光源と前記
レーザー媒質との少なくとも一方と、前記基体との間に
ヒートシンクが設けられている、請求項１に記載したレ
ーザー光発生装置。5. The apparatus according to claim 1, wherein the excitation light source and the laser medium are arranged on the same surface of the base, and a heat sink is provided between at least one of the excitation light source and the laser medium and the base. The laser light generator according to claim 1, wherein 【請求項６】 前記ヒートシンク中に冷却管が配されて
いる、請求項５に記載したレーザー光発生装置。6. The laser light generator according to claim 5, wherein a cooling pipe is provided in the heat sink. 【請求項７】 前記励起光源と前記レーザー媒質とが前
記基体の同一面上に配されており、前記励起光源と前記
レーザー媒質との少なくとも一方と、前記基体との間に
断熱材が設けられている、請求項１に記載したレーザー
光発生装置。7. The excitation light source and the laser medium are arranged on the same surface of the base, and a heat insulating material is provided between at least one of the excitation light source and the laser medium and the base. The laser light generator according to claim 1, wherein: 【請求項８】 前記励起光源と前記レーザー媒質との間
に、前記励起光を導く導波路が形成されている、請求項
１に記載したレーザー光発生装置。8. The laser light generator according to claim 1, wherein a waveguide for guiding the excitation light is formed between the excitation light source and the laser medium. 【請求項９】 前記導波路が、平行平板型導波路、ウエ
ッジ型導波路、円筒型導波路又は楕円筒型導波路によっ
て構成されている、請求項８に記載したレーザー光発生
装置。9. The laser light generating device according to claim 8, wherein the waveguide is formed of a parallel plate waveguide, a wedge waveguide, a cylindrical waveguide, or an elliptic cylinder waveguide. 【請求項１０】 前記ウエッジ型導波路におけるウエッ
ジ角（弧度）をｗ、励起光入射口の幅をａ、励起光出射
口の幅をｈ、長さをＬとすると、下記式１、式２及び式
３が成立するように、前記ｗ、前記ａ、前記ｈ及び前記
Ｌが設定されている、請求項９に記載したレーザー光発
生装置。 ａ＜ｈ・・・式１ ２ｄ・ｔａｎ（２ｑ）≦ａ≦２ｄ・ｔａｎ（３ｑ）・・・式２ ａ＋ｗＬ≦Ｄ・・・式３ 〔但し、前記式１、前記式２及び前記式３において、ｄ
は、励起光源からウエッジ型導波路までの距離、ｑは、
励起光源から出射される励起光の発散角（半値半角）、
Ｄは、レーザー媒質の径である。〕10. When the wedge angle (arc degree) in the wedge waveguide is w, the width of the excitation light entrance is a, the width of the excitation light exit is h, and the length is L, the following equations 1 and 2 are used. The laser light generator according to claim 9, wherein the w, the a, the h, and the L are set so that the following equation is satisfied. a <h ... Formula 1 2d · tan (2q) ≦ a ≦ 2d · tan (3q) ··· Formula 2 a + wL ≦ D ··· Formula 3 [However, the above formulas 1, 2 and 3] At d
Is the distance from the excitation light source to the wedge waveguide, q is
Divergence angle (half angle at half maximum) of the excitation light emitted from the excitation light source,
D is the diameter of the laser medium. ] 【請求項１１】 前記励起光源として、半導体レーザ
ー、半導体レーザーアレイ及び半導体レーザースタック
からなる群より選ばれる少なくとも１種の半導体レーザ
ーが用いられている、請求項１に記載したレーザー光発
生装置。11. The laser light generator according to claim 1, wherein at least one kind of semiconductor laser selected from the group consisting of a semiconductor laser, a semiconductor laser array, and a semiconductor laser stack is used as the excitation light source. 【請求項１２】 前記レーザー媒質として固体レーザー
媒質が用いられている、請求項１に記載したレーザー光
発生装置。12. The laser light generator according to claim 1, wherein a solid laser medium is used as the laser medium. 【請求項１３】 前記レーザー媒質に対して、前記励起
光が２以上の方向から照射されている、請求項１に記載
したレーザー光発生装置。13. The laser light generator according to claim 1, wherein the excitation light is applied to the laser medium from two or more directions. 【請求項１４】 前記励起光源として半導体レーザーア
レイ及び／又は半導体レーザースタックが用いられてお
り、複数の半導体レーザーからの各励起光がそれぞれの
導波路によって前記レーザー媒質の長さ方向及び／又は
径方向に平行に入射される、請求項１に記載したレーザ
ー光発生装置。14. A semiconductor laser array and / or a semiconductor laser stack is used as the pumping light source, and each pumping light from a plurality of semiconductor lasers is directed by a respective waveguide in a length direction and / or a diameter of the laser medium. The laser light generator according to claim 1, wherein the laser light is incident parallel to the direction. 【請求項１５】 前記励起光の光路上において、前記レ
ーザー媒質の光入射側に散乱素子が配されている、請求
項１に記載したレーザー光発生装置。15. The laser light generator according to claim 1, wherein a scattering element is arranged on a light incident side of the laser medium on an optical path of the excitation light. 【請求項１６】 前記励起光源に対する共役点又はその
付近に前記レーザー媒質が配されている、請求項１に記
載したレーザー光発生装置。16. The laser light generator according to claim 1, wherein the laser medium is arranged at or near a conjugate point with respect to the excitation light source. 【請求項１７】 前記レーザー媒質の側面において前記
励起光が照射される側とは反対側に、金属又は誘電体か
らなる反射膜が設けられている、請求項１に記載したレ
ーザー光発生装置。17. The laser light generator according to claim 1, wherein a reflection film made of a metal or a dielectric is provided on a side surface of the laser medium opposite to a side irradiated with the excitation light. 【請求項１８】 励起光を出射する励起光源と、前記励
起光を導くウエッジ型導波路と、前記ウエッジ型導波路
で導かれた励起光によって励起され、レーザー光を発生
するレーザー媒質とを有するレーザー光発生装置におい
て、 前記励起光源と前記ウエッジ型導波路と前記レーザー媒
質とが一体の基体上に配されていることを特徴とする、
レーザー光発生装置。18. An excitation light source that emits excitation light, a wedge waveguide that guides the excitation light, and a laser medium that is excited by the excitation light guided by the wedge waveguide and generates laser light. In the laser light generator, the excitation light source, the wedge-shaped waveguide, and the laser medium are arranged on an integrated substrate,
Laser light generator. 【請求項１９】 前記ウエッジ型導波路におけるウエッ
ジ角（弧度）をｗ、励起光入射口の幅をａ、励起光出射
口の幅をｈ、長さをＬとすると、下記式１、式２及び式
３が成立するように、前記ｗ、前記ａ、前記ｈ及び前記
Ｌが設定されている、請求項１８に記載したレーザー光
発生装置。 ａ＜ｈ・・・式１ ２ｄ・ｔａｎ（２ｑ）≦ａ≦２ｄ・ｔａｎ（３ｑ）・・・式２ ａ＋ｗＬ≦Ｄ・・・式３ 〔但し、前記式１、前記式２及び前記式３において、ｄ
は、励起光源からウエッジ型導波路までの距離、ｑは、
励起光源から出射される励起光の発散角（半値半角）、
Ｄは、レーザー媒質の径である。〕19. When the wedge angle (arc degree) in the wedge waveguide is w, the width of the excitation light entrance is a, the width of the excitation light exit is h, and the length is L, the following equations 1 and 2 are used. 19. The laser light generator according to claim 18, wherein the w, the a, the h, and the L are set so that the following equation is satisfied. a <h ... Equation 1 2d * tan (2q) ≤a≤2d * tan (3q) ... Equation 2 a + wL≤D ... Equation 3 [However, Equations 1, 2 and 3 above] At d
Is the distance from the excitation light source to the wedge waveguide, q is
Divergence angle (half angle at half maximum) of the excitation light emitted from the excitation light source,
D is the diameter of the laser medium. ] 【請求項２０】 前記励起光源として、半導体レーザ
ー、半導体レーザーアレイ及び半導体レーザースタック
からなる群より選ばれる少なくとも１種の半導体レーザ
ーが用いられている、請求項１８に記載したレーザー光
発生装置。20. The laser light generator according to claim 18, wherein at least one kind of semiconductor laser selected from the group consisting of a semiconductor laser, a semiconductor laser array, and a semiconductor laser stack is used as the excitation light source. 【請求項２１】 前記レーザー媒質として固体レーザー
媒質が用いられている、請求項１８に記載したレーザー
光発生装置。21. The laser light generator according to claim 18, wherein a solid laser medium is used as the laser medium. 【請求項２２】 前記レーザー媒質に対して、前記励起
光が２以上の方向から照射されている、請求項１８に記
載したレーザー光発生装置。22. The laser light generator according to claim 18, wherein the excitation light is applied to the laser medium from two or more directions. 【請求項２３】 前記励起光源として半導体レーザーア
レイ及び／又は半導体レーザースタックが用いられてお
り、複数の半導体レーザーからの各励起光がそれぞれの
導波路によって前記レーザー媒質の長さ方向及び／又は
径方向に平行に入射される、請求項１８に記載したレー
ザー光発生装置。23. A semiconductor laser array and / or a semiconductor laser stack is used as the excitation light source, and each excitation light from a plurality of semiconductor lasers is directed by a respective waveguide in a length direction and / or a diameter of the laser medium. 19. The laser light generator according to claim 18, which is incident parallel to the direction. 【請求項２４】 前記励起光の光路上において、前記レ
ーザー媒質の光入射側に散乱素子が配されている、請求
項１８に記載したレーザー光発生装置。24. The laser light generator according to claim 18, wherein a scattering element is arranged on a light incident side of the laser medium on an optical path of the excitation light. 【請求項２５】 前記励起光源に対する共役点又はその
付近に前記レーザー媒質が配されている、請求項１８に
記載したレーザー光発生装置。25. The laser light generator according to claim 18, wherein the laser medium is disposed at or near a conjugate point with respect to the excitation light source. 【請求項２６】 前記レーザー媒質の側面において前記
励起光が照射される側とは反対側に、金属又は誘電体か
らなる反射膜が設けられている、請求項１８に記載した
レーザー光発生装置。26. The laser light generator according to claim 18, wherein a reflection film made of a metal or a dielectric is provided on a side surface of the laser medium opposite to a side irradiated with the excitation light.