DE112021001306T5

DE112021001306T5 - Optischer resonator, komponente für einen optischen resonator und laservorrichtung

Info

Publication number: DE112021001306T5
Application number: DE112021001306.8T
Authority: DE
Inventors: Kenji Tanaka
Original assignee: Sony Group Corp
Current assignee: Sony Group Corp
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2023-01-26
Also published as: JPWO2021171957A1; CN115152104A; WO2021171957A1; US20230060536A1

Abstract

[Problem] Bereitstellen: eines optischen Resonators, der kompakt sein kann, selbst wenn ein wellenlängenbandbeschränkendes Element innerhalb des optischen Resonators angeordnet ist; einer Komponente für einen optischen Resonator und einer Laservorrichtung.[Lösung] Ein optischer Resonator, der umfasst: ein Lasermedium, das zwischen einem Paar von reflektierenden Gliedern angeordnet ist und Emissionslicht emittiert, das durch vorgegebenes Anregungslicht angeregt wird; und ein wellenlängenbandbeschränkendes Element, das an der Seite, an der das Emissionslicht emittiert wird, zwischen dem Paar von reflektierenden Gliedern angeordnet ist, wobei das wellenlängenbandbeschränkende Element zwei reflektierende Ebenen aufweist, die orthogonal zu der optischen Achse des Lasermediums sind, und das Wellenlängenband des Emissionslichts beschränkt. Das wellenlängenbandbeschränkende Element ist an einer Position angeordnet, die die Erzeugung, zwischen dem reflektierenden Glied an der Laserstrahlemissionsseite und dem wellenlängenbandbeschränkenden Element, einer Resonanzkomponente außerhalb eines Zielwellenlängenbereichs für das wellenlängenbandbeschränkende Element unterdrückt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen optischen Resonator, ein Bestandteil des optischen Resonators und eine Laservorrichtung.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren wurde eine Vielfalt von Laservorrichtungen entwickelt. Beispielsweise wurde eine passiv gütegeschaltete Pulslaservorrichtung enthusiastisch entwickelt, die einen Gütefaktor unter Verwendung eines passiven Elements ändert. Die Größe einer solchen Laservorrichtung wurde reduziert.
Ferner wird als ein wellenlängenbandbeschränkendes Element zum Verengen eines Bandes eines Laserstrahl zum Beispiel ein Etalon-Element verwendet. Das Etalon-Element ist jedoch bezüglich einer optischen Achse schräg angeordnet, und daher wird es schwierig, die Größe eines optischen Resonators selbst oder einer Laservorrichtung zu reduzieren.
ZITIERLISTE
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: Japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2015-84390
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt einen optischen Resonator, ein Bestandteil des optischen Resonators und eine Laservorrichtung bereit, die eine Reduzierung der Größe ermöglichen, selbst wenn ein wellenlängenbandbeschränkendes Element im optischen Resonator angeordnet ist.
LÖSUNGEN FÜR DIE PROBLEME
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, sind in der vorliegenden Offenbarung
ein Lasermedium, das zwischen einem Paar von Reflexionsgliedern angeordnet ist und emittiertes Licht emittiert, das durch vorbestimmtes Anregungslicht angeregt wurde; und
ein wellenlängenbandbeschränkendes Element, das auf einer Emissionsseite des emittierten Lichts zwischen dem Paar von Reflexionsgliedern angeordnet ist, zwei flache Reflexionsflächen beinhaltet, die orthogonal zu einer optischen Achse des Lasermediums sind, und ein Wellenlängenband des emittierten Lichts beschränkt,
enthalten, und
das wellenlängenbandbeschränkende Element an einer Position angeordnet ist, die verhindert, dass eine Resonanzkomponente außerhalb eines beabsichtigten Wellenlängenbereichs des wellenlängenbandbeschränkenden Elements zwischen einem Reflexionsglied an einer Laserstrahlemissionsseite aus dem Paar von Reflexionsgliedern und dem wellenlängenbandbeschränkenden Element erzeugt wird.
Das wellenlängenbandbeschränkende Element und das Reflexionsglied an der Laserstrahlemissionsseite können nebeneinander liegen.
Ein Abstand zwischen dem wellenlängenbandbeschränkenden Element und dem Reflexionsglied an der Laserstrahlemissionsseite kann innerhalb 50 Mikrometer liegen.
Ein sättigbarer Absorber kann ferner enthalten sein, der zwischen dem Lasermedium und dem wellenlängenbandbeschränkenden Element angeordnet ist, wobei ein Transmissionsgrad des sättigbaren Absorbers gemäß der Absorption des emittierten Lichts, das vom Lasermedium emittiert wurde, zunimmt.
Ein sättigbarer Absorber kann sich in den beiden flachen Reflexionsflächen befinden, wobei ein Transmissionsgrad des sättigbaren Absorbers gemäß der Absorption des emittierten Lichts, das vom Lasermedium emittiert wurde, zunimmt.
Eine Abstandhalterschicht kann zwischen dem Lasermedium und dem wellenlängenbandbeschränkenden Element bereitgestellt sein.
Eine Abstandhalterschicht kann zwischen dem sättigbaren Absorber und dem wellenlängenbandbeschränkenden Element bereitgestellt sein.
Der sättigbare Absorber kann einen Kristallkörper einschließlich einer ersten bis dritten Kristallachse beinhalten, die orthogonal zueinander sind, und kann im optischen Resonator angeordnet sein, um jeweilige unterschiedliche Transmissionsgrade bezüglich Strahlen des emittierten Lichts in zwei Polarisationsrichtungen aufzuweisen, die orthogonal zueinander sind, wobei die Strahlen des emittierten Lichts vom Lasermedium emittiert wurden.
Ein sättigbarer Absorber kann sich in den beiden flachen Reflexionsflächen befinden, wobei ein Transmissionsgrad des sättigbaren Absorbers gemäß der Absorption des emittierten Lichts, das vom Lasermedium emittiert wurde, zunimmt, und der sättigbare Absorber kann einen Kristallkörper einschließlich einer ersten bis dritten Kristallachse beinhalten, die orthogonal zueinander sind, und kann im optischen Resonator angeordnet sein, um jeweilige unterschiedliche Transmissionsgrade bezüglich Strahlen des emittierten Lichts in zwei Polarisationsrichtungen aufzuweisen, die orthogonal zueinander sind, wobei die Strahlen des emittierten Lichts vom Lasermedium emittiert wurden.
Ein sättigbarer Absorber kann sich in den beiden flachen Reflexionsflächen befinden, wobei ein Transmissionsgrad des sättigbaren Absorbers gemäß der Absorption des emittierten Lichts, das vom Lasermedium emittiert wurde, zunimmt, der sättigbare Absorber kann einen Kristallkörper einschließlich einer ersten bis dritten Kristallachse beinhalten, die orthogonal zueinander sind, und kann im optischen Resonator angeordnet sein, um jeweilige unterschiedliche Transmissionsgrade bezüglich Strahlen des emittierten Lichts in zwei Polarisationsrichtungen aufzuweisen, die orthogonal zueinander sind, wobei die Strahlen des emittierten Lichts vom Lasermedium emittiert wurden, und eine Abstandhalterschicht kann zwischen dem Lasermedium und dem wellenlängenbandbeschränkenden Element bereitgestellt sein.
Mindestens eines des Paares von Reflexionsgliedern kann ein Polarisationselement beinhalten, und das Polarisationselement kann jeweilige unterschiedliche Reflexionsgrade bezüglich Strahlen des emittierten Lichts in Polarisationsrichtungen aufweisen, die orthogonal zueinander sind.
Eine flache Fläche an der Laserstrahlemissionsseite der beiden flachen Reflexionsflächen, die orthogonal zu der optischen Achse sind, kann ein Reflexionsglied an der Laserstrahlemissionsseite des Paares von Reflexionsgliedern konfigurieren.
Ein wärmeableitendes Substrat kann ferner enthalten sein, das an einer Seite angeordnet ist, die gegenüber der Laserstrahlemissionsseite des Lasermediums liegt.
Das Polarisationselement kann einen photonischen Kristall mit einer periodischen Struktur aus einem anorganischen Material beinhalten.
Der oben beschriebene optische Resonator; und
eine Anregungslichtquelleneinheit, die bewirkt, dass Anregungslicht zu dem Lasermedium austritt,
können enthalten sein.
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, ist in der vorliegenden Offenbarung ein Bestandteil eines optischen Resonators bereitgestellt, wobei das Bestandteil beinhaltet:

einen sättigbaren Absorber, der einen Transmissionsgrad aufweist, der gemäß der Absorption von emittiertem Licht zunimmt, das von einem Lasermedium emittiert wurde; und
zwei flache Reflexionsflächenabschnitte, die parallel zueinander sind und an beiden Seitenflächen des sättigbaren Absorbers enthalten sind.

Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, ist in der vorliegenden Offenbarung ein Bestandteil eines optischen Resonators bereitgestellt, wobei das Bestandteil beinhaltet:

ein Paar von Reflexionsgliedern, die den optischen Resonator konfigurieren; und
ein wellenlängenbandbeschränkendes Element, das an einer Emissionsseite des emittierten Lichts zwischen dem Paar von Reflexionsgliedern angeordnet ist, zwei flache Reflexionsflächen beinhaltet, die orthogonal zu einer optischen Achse des optischen Resonators sind, und ein Wellenlängenband des emittierten Lichts beschränkt,
wobei eine flache Fläche an der Emissionsseite des emittierten Lichts aus den beiden flachen Reflexionsflächen, die orthogonal zu der optischen Achse sind, ein Reflexionsglied an der Emissionsseite des emittierten Lichts aus dem Paar von Reflexionsgliedern konfiguriert.

Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration einer Laservorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
2 ist ein Diagramm, das schematisch Resonanz in einem Resonator eines wellenlängenbandbeschränkenden Elements veranschaulicht.
3 ist ein Diagramm, in dem ein Spektrum des Lasers in der Anordnung von 2(a) gemessen wurde.
4 ist ein Diagramm, in dem ein Spektrum des Lasers in der Anordnung von 2(b) gemessen wurde.
5 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines optischen Resonators gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Resonators in einer Variation der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
7 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines optischen Resonators gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Resonators in einer ersten Variation der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel, bei dem ein wärmeableitendes Substrat in einem optischen Resonator enthalten ist, in einer zweiten Variation der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
10 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines optischen Resonators gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Resonators in einer Variation der vierten Ausführungsform veranschaulicht.
12 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines optischen Resonators gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Resonators in einer Variation der fünften Ausführungsform veranschaulicht.
14 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines optischen Resonators gemäß einer sechsten Ausführungsform veranschaulicht.
15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Resonators in einer Variation der sechsten Ausführungsform veranschaulicht.

AUSFÜHRUNGSWEISEN DER ERFINDUNG
Ausführungsformen eines optischen Resonators, eines Bestandteils des optischen Resonators und einer Laservorrichtung sind unten mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die nachstehende Beschreibung ist bereitgestellt, während sie sich auf einen Hauptbestandteilabschnitt des optischen Resonators, den Bestandteil des optischen Resonators und die Laservorrichtung konzentriert, aber der optische Resonator, das Bestandteil des optischen Resonators und die Laservorrichtung können einen Bestandteilabschnitt oder Funktionen beinhalten, die nicht veranschaulicht oder beschrieben sind. Die nachstehende Beschreibung soll nicht den Bestandteilabschnitt oder die Funktionen ausschließen, die nicht veranschaulicht oder beschrieben sind.
(Erste Ausführungsform)
Eine Konfiguration einer Laservorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit Bezug auf 1 beschrieben. 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration der Laservorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Eine Laservorrichtung 1 ist zum Beispiel eine passiv gütegeschaltete Pulslaservorrichtung und beinhaltet eine Anregungslichtquelleneinheit 2 und einen optischen Resonator 4.
Die Anregungslichtquelleneinheit 2 emittiert Anregungslicht 22, das ein Lasermedium im optischen Resonator 4 anregt. Genauer gesagt emittiert die Anregungslichtquelleneinheit 2 Anregungslicht 22 mit einer Wellenlänge nahe 808 [nm], das zum Beispiel Nd:YAG-Kristalle anregt, die ein Lasermedium sind. Ferner muss die Anregungslichtquelleneinheit 2 kein optisches System wie etwa eine Linse beinhalten, falls die Anregungslichtquelleneinheit 2 bewirken kann, dass das Anregungslicht 22 auf das Lasermedium im optischen Resonator 4 einfällt.
Der optische Resonator 4 emittiert einen Laserstrahl, der durch das durch die Anregungslichtquelleneinheit 2 emittierte Anregungslicht 22 angeregt wurde. Dieser optische Resonator 4 beinhaltet ein Lasermedium 11, ein Paar von Reflexionsgliedern 12, einen sättigbaren Absorber 14 und ein wellenlängenbandbeschränkendes Element 15. Es ist anzumerken, dass in der vorliegenden Ausführungsform angenommen wird, dass eine Anregungslichteingabeseite eine „Upstream-Seite“ ist und eine Oszillationslaserausgabeseite eine „Downstream-Seite“ ist.
Bei dem Lasermedium 11 handelt es sich zum Beispiel um Nd:YAG-Kristalle, es ist zwischen dem Paar von Reflexionsgliedern 12 angeordnet, die den optischen Resonator 4 konfigurieren, und emittiert emittiertes Licht, das durch vorbestimmtes Anregungslicht angeregt wurde. Genauer gesagt wird das Lasermedium 11 durch das Anregungslicht 22 mit einer Wellenlänge nahe 808 [nm] angeregt. Dann emittiert das Lasermedium 11 Licht mit einer Wellenlänge von etwa 1064 [nm] beim Übergang von einem oberen Anregungsniveau zu einem unteren Niveau. Es ist anzumerken, dass in der nachstehenden Beschreibung Licht, das durch das Lasermedium 11 emittiert wird, als emittiertes Licht 21 bezeichnet wird.
Ein Spiegel 12A und ein Auskoppelspiegel 12B konfigurieren das Paar von Reflexionsgliedern 12. Der Spiegel 12A ist zum Beispiel ein Spiegel, der das Anregungslicht 22 transmittiert, das von der Anregungslichtquelleneinheit 2 emittiert wurde und eine Wellenlänge von etwa 808 [nm] aufweist, und das emittierte Licht 21 mit etwa 1064 [nm], das vom Lasermedium 11 emittiert wurde, mit einem vorbestimmten Reflexionsgrad reflektiert. Die Verwendung eines Spiegels als der Spiegel 12A ist lediglich ein Beispiel und kann zweckmäßig geändert werden. Beispielsweise kann ein Element, das eine dielektrische Mehrschicht beinhaltet, als der Spiegel 12A verwendet werden. Es ist anzumerken, dass das Obige veranschaulichend ist und Beispiele nicht darauf beschränkt sind.
Der Spiegel 12B transmittiert einen Teil des Lichts mit einer Wellenlänge von etwa 1064 nm und reflektiert den Rest. Es ist anzumerken, dass der Spiegel 12A eine dielektrische Mehrschicht sein kann, die an einer Endfläche der Nd:YAG-Kristalle 11 ausgebildet ist.
Der Transmissionsgrad des sättigbaren Absorbers 14 nimmt gemäß der Absorption von emittiertem Licht zu, das von einem Lasermedium emittiert wurde. Der sättigbare Absorber 14 ist ein Glied, das zum Beispiel Cr⁴⁺:YAG-Kristalle beinhaltet und eine Eigenschaft aufweist, bei der die Lichtabsorptionsfähigkeit aufgrund der Sättigung der Lichtabsorption abnimmt, und fungiert als ein passiver Güteschalter in einem Fall, bei dem eine passiv gütegeschaltete Pulslaservorrichtung konfiguriert ist. Mit anderen Worten, falls das emittierte Licht 21 vom Lasermedium 11 eingetreten ist, absorbiert der sättigbare Absorber 14 das emittierte Licht 21, und der Transmissionsgrad des sättigbaren Absorbers 14 nimmt gemäß der Absorption zu. Dann wird, in einem Fall, bei dem eine Elektronendichte eines Anregungsniveaus zunimmt und das Anregungsniveau erfüllt ist, der sättigbare Absorber 14 transparent gemacht, und daher nimmt ein Gütefaktor des optischen Resonators zu und eine Laseroszillation findet statt.
Das wellenlängenbandbeschränkende Element 15 ist zum Beispiel ein Etalon-Element, ist an einer Downstream-Seite des sättigbaren Absorbers 14 angeordnet und beschränkt ein Wellenlängenband des emittierten Lichts 21. Das wellenlängenbandbeschränkende Element 15 beinhaltet zwei flache Reflexionsflächen, die orthogonal zu einer optischen Achse L des optischen Resonators, das heißt, einer optischen Achse L des Lasermediums 11, sind, und beschränkt das Wellenlängenband des emittierten Lichts 21. Beispielsweise wird das emittierte Licht 21 mit einer Wellenlänge von etwa 1064 [nm] transmittiert. Es ist anzumerken, dass das Etalon-Element unbeschichtet sein kann. Alternativ kann das Etalon-Element teilweise mit einem Reflexionsfilm beschichtet sein. Ferner können die jeweiligen Elemente 11, 12, 14 und 15, die im optischen Resonator 4 enthalten sind, verbunden sein.
Als Nächstes wird ein Betrieb dieser Laservorrichtung 1 beschrieben. Wie in 1 veranschaulicht, falls das Anregungslicht 22 mit einer Wellenlänge von etwa 808 nm von der Anregungslichtquelleneinheit 2 ausgegeben wurde, läuft das Anregungslicht 22 durch den Spiegel 12A, tritt in das Lasermedium 11 ein, regt das Lasermedium 11 an und bewirkt, dass eine Besetzungsinversion auftritt. Als Nächstes tritt, falls das emittierte Licht 21 mit einer Wellenlänge nahe 1064 nm aufgrund des Übergangs von einem oberen Niveau zu einem unteren Niveau im angeregten Lasermedium 11 emittiert wurde, das emittierte Licht 21 in den sättigbaren Absorber 14 ein und wird absorbiert. Falls eine Elektronendichte eines Anregungsniveaus des sättigbaren Absorbers 14 gemäß dieser Absorption zugenommen hat und gesättigt wurde, wird der sättigbare Absorber 14 transparent gemacht. Infolgedessen nimmt ein Gütefaktor des optischen Resonators 4 zu und eine Laseroszillation findet statt. Dann beschränkt das wellenlängenbandbeschränkende Element 15 ein Band eines Laserstrahls auf eine Wellenlänge von etwa 1064 nm und ein Laser 23 wird vom Spiegel 12B ausgegeben.
Hier wird die Resonanz im Resonator 4 des wellenlängenbandbeschränkenden Elements 15 mit Bezug auf die 2 bis 4 beschrieben. 2 ist ein Diagramm, das schematisch Resonanz in dem Resonator 4 des wellenlängenbandbeschränkenden Elements 15 veranschaulicht. Wie später beschrieben, ist der sättigbare Absorber 14 in manchen Fällen als das wellenlängenbandbeschränkende Element 15 konfiguriert. In diesen Fällen ist ein Element an einer Upstream-Seite des wellenlängenbandbeschränkenden Elements 15 das Lasermedium 11. Daher ist in 2 das Element an der Upstream-Seite des wellenlängenbandbeschränkenden Elements 15 als das Lasermedium 11 oder der sättigbare Absorber 14 veranschaulicht.
2(a) ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem ersten Abstand R1 zwischen dem wellenlängenbandbeschränkenden Element 15 und dem Spiegel 12B des Paares von Reflexionsgliedern 12 und einem zweiten Abstand R2 zwischen einer Ausgabeseite des Lasermediums 11 und dem wellenlängenbandbeschränkenden Element 15 veranschaulicht. 2(b) ist ein Diagramm, das ein Beispiel veranschaulicht, bei dem das wellenlängenbandbeschränkende Element 15 neben dem Spiegel 12B liegt. Hier bedeutet nebenliegend zum Beispiel ein Fall, bei dem der erste Abstand R1 innerhalb 50 Mikrometer liegt. Mit anderen Worten bedeutet nebenliegend, dass sich das wellenlängenbandbeschränkende Element 15 und der Spiegel 12B in Kontakt miteinander befinden können oder nicht.
2(c) und 2(d) veranschaulichen eine Wellenlänge des Lasers 23, der vom Spiegel 12B ausgegeben wurde. Eine horizontale Achse gibt eine Wellenlänge an und eine vertikale Achse gibt Intensität an.
Wie in 2(c) veranschaulicht, tritt Resonanz zwischen dem wellenlängenbandbeschränkenden Element 15 und dem Spiegel 12B auf, und transmittiertes Licht mit einer Intensität von 0,8 oder mehr tritt zufällig auf. Um eine solche Resonanz zu verhindern, wird in einem herkömmlichen allgemeinen Verfahren eine schräge Anordnung bezüglich der optischen Achse L auf eine solche Weise eingesetzt, dass keine andere Resonanz mit einem anderen Spiegel im Resonator 4 erzeugt wird. Somit wird für eine schräge Anordnung bezüglich der optischen Achse L eine Struktur kompliziert und ein größerer Raum wird benötigt. Daher ist eine Verwendung in einem Zustand der Verbindung mit einem anderen Element schwierig, und dies wirkt sich nachteilig auf eine Reduzierung der Größe des Resonators 4 aus.
Hinsichtlich dessen sind in der vorliegenden Ausführungsform das wellenlängenbandbeschränkende Element 15 und der Spiegel 12B nebeneinander angeordnet, wie in 2(b) veranschaulicht. In diesem Fall wird Resonanz zwischen dem wellenlängenbandbeschränkenden Element 15 und dem Spiegel 12B weiter verhindert, wie in 2(d) veranschaulicht, und daher wird der Laser 23 ausgegeben, der ein durch das wellenlängenbandbeschränkende Element 15 beschränktes Band und eine beabsichtigte Wellenlänge aufweist. Wie oben beschrieben, wird Resonanz zwischen dem wellenlängenbandbeschränkenden Element 15 und dem Spiegel 12B gemäß einer Reduzierung des Abstands R1 verhindert. Insbesondere in einem Fall, bei dem das wellenlängenbandbeschränkende Element 15 und der Spiegel 12B nebeneinander angeordnet sind, wird Resonanz zwischen dem wellenlängenbandbeschränkenden Element 15 und dem Spiegel 12B weiter verhindert.
3 ist ein Diagramm, in dem ein Spektrum des Lasers 23 in der Anordnung von 2(a) gemessen wurde. 3(a) ist ein Diagramm, in dem eine horizontale Achse die durchschnittliche Anregungsleistung angibt und eine vertikale Achse eine durchschnittliche Ausgabe angibt. 3(b) ist ein Diagramm, das Spektren des Lasers 23 an den Punkten veranschaulicht, die in 3(a) als drei Kreise veranschaulicht sind. In der Zeichnung gibt eine horizontale Achse eine Wellenlänge an und eine vertikale Achse gibt Leistung an. Wie in 3 veranschaulicht, weisen die Spektren eine Multimode auf.
Im Gegensatz dazu ist 4 ein Diagramm, in dem ein Spektrum des Lasers 23 in der Anordnung von 2(b) gemessen wurde. 4(a) ist ein Diagramm, in dem eine horizontale Achse die durchschnittliche Anregungsleistung angibt und eine vertikale Achse eine durchschnittliche Ausgabe angibt. 4(b) ist ein Diagramm, das ein Spektrum des Lasers 23 an dem Punkt veranschaulicht, der in 4(a) als ein Kreis veranschaulicht ist. In der Zeichnung gibt eine horizontale Achse eine Wellenlänge an und eine vertikale Achse gibt Leistung an. Wie in 4 veranschaulicht, ermöglicht die Verhinderung der Resonanz, dass ein Spektrum eine Einzelmode aufweist.
Wie oben beschrieben, ist das wellenlängenbandbeschränkende Element 15 an einer Position angeordnet, bei der ein Auftreten einer Resonanz mit dem Spiegel 12B des Reflexionsglieds 12 in einem Zustand verhindert wird, bei dem eine Beziehung von zwei flachen Reflexionsflächen, die orthogonal zu der optischen Achse L sind, beibehalten wird. Dadurch wird ein Auftreten einer Resonanz verhindert und der Laser 23 mit einem beabsichtigten Wellenlängenband kann vom Spiegel 12B ausgegeben werden. Insbesondere wird durch das Anordnen des wellenlängenbandbeschränkenden Elements 15 neben dem Spiegel 12B weiter verhindert, dass Resonanz auftritt. Ferner kann durch das Anordnen des wellenlängenbandbeschränkenden Elements 15 in einem Zustand, bei dem eine Beziehung der beiden flachen Reflexionsflächen, die orthogonal zu der optischen Achse L sind, beibehalten wird, das wellenlängenbandbeschränkende Element 15 neben oder verbunden mit dem Spiegel 12B und dem sättigbaren Absorber 14 sein, und die Größe des optischen Resonators 4 kann weiter reduziert werden.
(Variation der ersten Ausführungsform)
In der ersten Ausführungsform wurde ein Fall beschrieben, bei dem Nd:YAG-Kristalle als das Lasermedium 11 verwendet werden und Cr⁴⁺:YAG-Kristalle als der sättigbare Absorber 14 verwendet werden. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel und eine Kombination des Lasermediums 11 und des sättigbaren Absorbers 14 kann zweckmäßig geändert werden.
Dementsprechend können in einer Variation der ersten Ausführungsform als das Lasermedium 11 zum Beispiel Nd³⁺:YAG-Keramiken (das emittierte Licht 21 mit einer Wellenlänge nahe 1064 [nm] wird emittiert), Nd:YVO₄~ (das emittierte Licht 21 mit einer Wellenlänge nahe 1064 [nm] wird emittiert) oder Yb:YAG- (das emittierte Licht 21 mit einer Wellenlänge nahe 1030[nm] oder 1050 [nm] wird emittiert), anstatt Nd:YAG-Kristallen, verwendet werden. Ferner wird in einem Fall, bei dem ein anderes Lasermedium verwendet wird, Anregungslicht mit einer für die Anregung optimalen Wellenlänge zweckmäßig ausgewählt.
Es ist anzumerken, dass in einem Fall, bei dem Nd:YAG, Nd:YVO₄ oder Yb:YAG als das Lasermedium 11 verwendet wird, Cr:YAG, ein sättigbarer absorbierender Spiegel aus Halbleitermaterial (SESAM), oder dergleichen als der sättigbare Absorber 14 verwendet wird.
Ferner kann als das Lasermedium 11 Er-Glas (das emittierte Licht 21 mit einer Wellenlänge nahe 1540 [nm] wird emittiert) verwendet werden. Es ist anzumerken, dass in einem Fall, bei dem Er-Glas als das Lasermedium 11 verwendet wird, Co²⁺:MALO, Co²⁺:LaMgAl, U²⁺:CaF₂, Er³⁺: CaF₂ oder dergleichen als der sättigbare Absorber 14 verwendet wird.
(Zweite Ausführungsform)
Eine Laserlichtquelle 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Laserlichtquelle 1 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass mindestens einer des Spiegels 12A oder 12B eine Polarisationsfunktion aufweist. Ein Unterschied mit der Laserlichtquelle 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist nachstehend beschrieben.
5 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines optischen Resonators 4 gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 5 veranschaulicht, weist ein Spiegel 12C eine Polarisationsfunktion auf. Der Spiegel 12A kann ein Polarisationselement sein, oder der Spiegel 12A und der Spiegel 12C können Polarisationselemente sein. Ein Fall, bei dem im optischen Resonator 4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Spiegel 12C ein Polarisationselement ist, ist als ein Beispiel beschrieben.
Genauer gesagt beinhaltet der Spiegel 12C ein Polarisationselement mit einer Polarisationsauswahlfunktion. Das Polarisationselement ist ein Element mit einem anderen Reflexionsgrad bezüglich des emittierten Lichts 21 gemäß einer Polarisationsrichtung. Der Reflexionsgrad ändert sich bezüglich des emittierten Lichts in jede orthogonale Polarisationsrichtung, und daher tritt Laseroszillation als Reaktion auf emittiertes Licht in eine Polarisationsrichtung auf, die einen höheren Reflexionsgrad bewirkt. Mit anderen Worten wird eine Polarisationsrichtung des emittierten Lichts durch das Polarisationselement gesteuert, und infolgedessen wird ein Laserstrahl in eine stabile Polarisationsrichtung erzeugt.
Ein Glied, das als das Polarisationselement verwendet werden soll, ist nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise kann als das Polarisationselement gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein photonisches Kristall-Polarisationselement, das photonische Kristalle verwendet, ein Drahtgitter-Polarisationselement, das ein Drahtgitter verwendet, oder ein Polarisationselement, das die Orientierung eines Harzmaterials nutzt, verwendet werden.
In einem Fall, bei dem eine Ausgabe eines durch die Laservorrichtung 1 ausgestoßenen Laserstrahls hoch ist, nimmt eine elektrische Feldamplitude im optischen Resonator 4 zu. Mit anderen Worten nimmt eine auf das Polarisationselement ausgeübte Last zu, und daher ist es bevorzugter, dass ein Polarisationselement verwendet wird, das einer angeforderten Ausgabe standhalten kann. Zu diesem Punkt können photonische Kristalle abhängig vom Material, einer Struktur oder dergleichen einen höheren Widerstand gegenüber einer Last aufweisen, die aufgrund einer Laseroszillation auferlegt wird. Ferner weist ein Drahtgitter eine Charakteristik des Absorbierens des emittierten Lichts 21 auf, aber photonische Kristalle weisen keine solche Charakteristik auf, und daher ist es wahrscheinlich, dass das photonische Kristall-Polarisationselement die Oszillationseffizienz erreicht, die höher ist als die Oszillationseffizienz des Drahtgitter-Polarisationselements. Hinsichtlich des Obigen wird ein Fall, bei dem das photonische Kristall-Polarisationselement, das photonische Kristalle verwendet, als das Polarisationselement gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, als ein Beispiel beschrieben. Es ist anzumerken, dass, um zu bewirken, dass der Laser effizienter als Reaktion auf das emittierte Licht 21 in eine gewünschte Polarisationsrichtung oszilliert, es bevorzugt ist, dass eine Differenz des Reflexionsgrads des photonischen Kristall-Polarisationselements bezüglich Strahlen des emittierten Lichts 21 in zueinander orthogonalen Polarisationsrichtungen 1 [%] oder mehr beträgt. Dies ist jedoch nicht beschränkend, und eine Differenz des Reflexionsgrads des photonischen Kristall-Polarisationselements bezüglich Strahlen des emittierten Lichts 21 in zueinander orthogonalen Polarisationsrichtungen kann zweckmäßig geändert werden.
Ferner wird, um zu bewirken, dass der Laser effizienter oszilliert und der Widerstand verbessert wird, bevorzugt, dass eine Dicke pro Schicht mit photonischen Kristallen, die im photonischen Kristall-Polarisationselement enthalten sind, ungefähr die gleiche ist wie eine Wellenlänge des emittierten Lichts 21. Dies ist jedoch nicht beschränkend, und eine Dicke pro Schicht mit photonischen Kristallen kann zweckmäßig geändert werden. Beispielsweise kann eine Dicke pro Schicht der photonischen Kristalle um einen vorbestimmten Wert kleiner (oder größer) als die Wellenlänge des emittierten Lichts 21 sein. Ferner kann als ein Material der photonischen Kristalle zum Beispiel SiO₂, SiN, Ta₂O₅ oder dergleichen verwendet werden. Dies ist jedoch nicht beschränkend, und das Material der photonischen Kristalle kann zweckmäßig geändert werden.
Wie oben beschrieben, ist in der Laservorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eines des Paares von Reflexionsgliedern 12 ein Polarisationselement. Dadurch nimmt die Länge eines optischen Resonators im Vergleich zu einem Fall ab, bei dem das Polarisationselement zwischen dem Paar von Reflexionsgliedern 12 eingefügt ist. Daher kann die Laservorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht nur einen Pulslaser in eine stabile Polarisationsrichtung erzeugen, sondern kann auch eine Zunahme einer Pulsbreite und eine Abnahme der Spitzenintensität aufgrund einer Zunahme der Länge des optischen Resonators verhindern, und die Größen des optischen Resonators 4 und der Laservorrichtung 1 können reduziert werden.
(Variation der zweiten Ausführungsform)
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Resonators 4 in einer Variation der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 6 veranschaulicht, kann eine Abstandhalterschicht s1 im optischen Resonator 4 enthalten sein. Beispielsweise beinhaltet die Abstandhalterschicht s1 eine Luftschicht oder eine dielektrische Schicht. Die Abstandhalterschicht s1 kann zum Beispiel verwendet werden, um eine Pulsbreite und eine Spitzenintensität eines Laserstrahls 23 anzupassen. Ferner kann die Abstandhalterschicht s1 zwischen dem Lasermedium 11 und dem sättigbaren Absorber 14 enthalten sein.
(Dritte Ausführungsform)
Eine Laserlichtquelle 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Laserlichtquelle 1 gemäß der zweiten Ausführungsform darin, dass ein sättigbarer Absorber in zwei flachen Reflexionsflächen in einem wellenlängenbandbeschränkenden Element enthalten ist. Ein Unterschied mit der Laserlichtquelle 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ist nachstehend beschrieben.
7 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines optischen Resonators 4 gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 7 veranschaulicht, beinhaltet ein wellenlängenbandbeschränkendes Element 16 einen sättigbaren Absorber in zwei flachen Reflexionsflächen in dem wellenlängenbandbeschränkenden Element. Genauer gesagt beinhaltet das wellenlängenbandbeschränkende Element 16 einen sättigbaren Absorber, in dem der Transmissionsgrad gemäß der Absorption des emittierten Lichts zunimmt, das von einem Lasermedium emittiert wurde, und zwei flache Reflexionsflächenabschnitte, die parallel zueinander sind und in beiden Seitenflächen des sättigbaren Absorbers enthalten sind.
Wie oben beschrieben, ist in der Laservorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein sättigbarer Absorber in zwei flachen Reflexionsflächen im wellenlängenbandbeschränkenden Element 16 enthalten. Dadurch kann die Länge eines optischen Resonators im Vergleich zu einem Fall weiter reduziert werden, bei dem der sättigbare Absorber 14 und das wellenlängenbandbeschränkende Element 15 separat enthalten sind. Daher kann die Laservorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Zunahme einer Pulsbreite und eine Abnahme der Spitzenintensität aufgrund einer Zunahme der Länge des optischen Resonators weiter verhindern, und die Größen des optischen Resonators 4 und der Laservorrichtung 1 können weiter reduziert werden.
(Erste Variation der dritten Ausführungsform)
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Resonators 4 in einer ersten Variation der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 8 veranschaulicht, kann eine Abstandhalterschicht s2 im optischen Resonator 4 enthalten sein. Beispielsweise beinhaltet die Abstandhalterschicht s2 eine Luftschicht oder eine dielektrische Schicht. Die Abstandhalterschicht s2 kann zum Beispiel verwendet werden, um eine Pulsbreite und eine Spitzenintensität des Laserstrahls 23 anzupassen.
(Zweite Variation der dritten Ausführungsform)
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel, bei dem ein wärmeableitendes Substrat e1 in einem optischen Resonator 4 enthalten ist, in einer zweiten Variation der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 9 veranschaulicht, kann das wärmeableitende Substrat e1 ferner im optischen Resonator 4 enthalten sein. Beispielsweise beinhaltet das wärmeableitende Substrat e1 Saphir. Das wärmeableitende Substrat kann eine Zunahme der Temperatur im optischen Resonator 4 verhindern. Ferner ist das wärmeableitende Substrate e1 im optischen Resonator 4 gemäß der dritten Ausführungsform enthalten, aber dies ist nicht beschränkend. Beispielsweise kann das wärmeableitende Substrat e1 in allen der optischen Resonatoren 4 enthalten sein, die in den vorliegenden Ausführungsformen offenbart sind (zum Beispiel den optischen Resonatoren 4, die in den 1, 5, 6, 7, 8 und dergleichen veranschaulicht sind, die oben beschrieben wurden, und den optischen Resonatoren 4, die in den 10, 11, 12, 13, 14, 15 und dergleichen veranschaulicht sind, die später beschrieben werden).
(Vierte Ausführungsform)
Eine Laserlichtquelle 1 gemäß einer vierten Ausführungsform unterscheidet sich von der Laserlichtquelle 1 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass ein sättigbarer Absorber einen sättigbaren Absorber mit einer spezifizierten Kristallorientierung beinhaltet. Ein Unterschied mit der Laserlichtquelle 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist nachstehend beschrieben.
10 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines optischen Resonators 4 gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 10 veranschaulicht, beinhaltet ein sättigbarer Absorber 17 einen sättigbaren Absorber mit einer spezifizierten Kristallorientierung. Bei dem sättigbaren Absorber 17 handelt es sich zum Beispiel um Cr4⁺:YAG-Kristalle. Cr4⁺:YAG-Kristalle weisen Anisotropie auf und weisen einen Unterschied des Transmissionsgrads bezüglich Strahlen des emittierten Lichts in zueinander orthogonalen Polarisationsrichtungen gemäß der Kristallorientierung auf. Infolgedessen kann ein Laserstrahl in eine stabile Polarisationsrichtung ausgegeben werden. Insbesondere in dem Fall der Verwendung in die Orientierung <110> ist es wahrscheinlich, dass ein Unterschied des Transmissionsgrads bezüglich Strahlen des emittierten Lichts in zueinander orthogonalen Polarisationsrichtungen maximal wird, und eine Polarisationsrichtung eines Laserstrahls, der von einer passiv gütegeschalteten Laservorrichtung ausgegeben wird, kann weiter stabilisiert werden.
Wie oben beschrieben, ist in der Laservorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der sättigbare Absorber 17 mit einer spezifizierten Kristallorientierung enthalten. Dadurch kann die Länge des optischen Resonators 4 im Vergleich zu einem Fall reduziert werden, bei dem ein Polarisationselement zwischen dem Paar von Reflexionsgliedern 12 eingefügt ist. Daher kann die Laservorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht nur einen Pulslaser in eine stabile Polarisationsrichtung erzeugen, sondern kann auch eine Zunahme einer Pulsbreite und eine Abnahme der Spitzenintensität aufgrund einer Zunahme der Länge des optischen Resonators 4 verhindern, und die Größen des optischen Resonators 4 und der Laservorrichtung 1 können reduziert werden.
(Variation der vierten Ausführungsform)
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Resonators 4 in einer Variation der vierten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 11 veranschaulicht, kann eine Abstandhalterschicht s3 im optischen Resonator 4 enthalten sein. Beispielsweise beinhaltet die Abstandhalterschicht s3 eine Luftschicht oder eine dielektrische Schicht. Die Abstandhalterschicht s3 kann zum Beispiel verwendet werden, um eine Pulsbreite und eine Spitzenintensität des Laserstrahls 23 anzupassen. Ferner kann die Abstandhalterschicht zwischen dem Lasermedium 11 und dem sättigbaren Absorber 17 enthalten sein.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine Laserlichtquelle 1 gemäß einer fünften Ausführungsform unterscheidet sich von der Laserlichtquelle 1 gemäß der vierten Ausführungsform darin, dass ein sättigbarer Absorber mit einer spezifizierten Kristallorientierung in zwei flachen Reflexionsflächen in einem wellenlängenbandbeschränkenden Element enthalten ist. Ein Unterschied mit der Laserlichtquelle 1 gemäß der vierten Ausführungsform ist nachstehend beschrieben.
12 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines optischen Resonators 4 gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 12 veranschaulicht, beinhaltet ein wellenlängenbandbeschränkendes Element 18 einen sättigbaren Absorber mit einer spezifizierten Kristallorientierung in zwei flachen Reflexionsflächen in einem wellenlängenbandbeschränkenden Element. Genauer gesagt beinhaltet das wellenlängenbandbeschränkende Element 18 einen sättigbaren Absorber mit einer spezifizierten Kristallorientierung, in dem der Transmissionsgrad gemäß der Absorption des emittierten Lichts zunimmt, das von einem Lasermedium emittiert wurde, und zwei flache Reflexionsflächenabschnitte, die parallel zueinander sind und an beiden Seitenflächen des sättigbaren Absorbers enthalten sind.
Wie oben beschrieben, ist in der Laservorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein sättigbarer Absorber mit einer spezifizierten Kristallorientierung in zwei flachen Reflexionsflächen im wellenlängenbandbeschränkenden Element 18 enthalten. Dadurch kann die Laservorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht nur einen Pulslaser in eine stabile Polarisationsrichtung erzeugen, sondern kann auch die Länge eines optischen Resonators im Vergleich zu einem Fall weiter reduzieren, bei dem der sättigbare Absorber 14 und das wellenlängenbandbeschränkende Element 15 getrennt enthalten sind. Daher kann die Laservorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Zunahme einer Pulsbreite und eine Abnahme der Spitzenintensität aufgrund einer Zunahme der Länge des optischen Resonators weiter verhindern, und die Größen des optischen Resonators 4 und der Laservorrichtung 1 können weiter reduziert werden.
(Variation der fünften Ausführungsform)
13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Resonators 4 in einer Variation der fünften Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 13 veranschaulicht, kann eine Abstandhalterschicht s4 im optischen Resonator 4 enthalten sein. Beispielsweise beinhaltet die Abstandhalterschicht s4 eine Luftschicht oder eine dielektrische Schicht. Die Abstandhalterschicht s4 kann zum Beispiel verwendet werden, um eine Pulsbreite und eine Spitzenintensität des Laserstrahls 23 anzupassen.
(Sechste Ausführungsform)
Eine Laserlichtquelle 1 gemäß einer sechsten Ausführungsform unterscheidet sich von der Laserlichtquelle 1 gemäß der zweiten Ausführungsform darin, dass ein Spiegel mit einer Polarisationsfunktion und das wellenlängenbandbeschränkende Element 15 integral konfiguriert sind. Ein Unterschied mit der Laserlichtquelle 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist nachstehend beschrieben.
14 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines optischen Resonators 4 gemäß der sechsten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 14 veranschaulicht, weist ein Auskoppelspiegel 12D eine Etalon-Funktion und eine Polarisationsfunktion auf. Mit anderen Worten konfiguriert eine flache Fläche an einer Downstream-Seite der beiden flachen Reflexionsflächen, die orthogonal zu einer optischen Achse sind, ein Reflexionsglied der Downstream-Seite des Paares von Reflexionsgliedern 12. Ferner beinhaltet der Auskoppelspiegel 12D ein Polarisationselement mit einer Polarisationsauswahlfunktion. Das Polarisationselement ist ein Element mit einem anderen Reflexionsgrad und Transmissionsgrad des emittierten Lichts 21 gemäß einer Polarisationsrichtung. Der Reflexionsgrad ändert sich bezüglich des emittierten Lichts in jede orthogonale Polarisationsrichtung, und daher tritt Laseroszillation als Reaktion auf emittiertes Licht in eine Polarisationsrichtung auf, die einen höheren Reflexionsgrad bewirkt. Mit anderen Worten wird eine Polarisationsrichtung des emittierten Lichts durch das Polarisationselement gesteuert, und infolgedessen wird ein Laserstrahl in eine stabile Polarisationsrichtung erzeugt.
Wie oben beschrieben, ist in der Laservorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Auskoppelspiegel 12D integral als ein Spiegel mit einer Polarisationsfunktion, ein Element mit einer Etalon-Funktion konfiguriert. Dadurch kann die Laservorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht nur einen Pulslaser in eine stabile Polarisationsrichtung erzeugen, sondern kann auch die Länge eines optischen Resonators im Vergleich zu einem Fall weiter reduzieren, bei dem der Spiegel 12C und das wellenlängenbandbeschränkende Element 15 getrennt enthalten sind. Daher kann die Laservorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Zunahme einer Pulsbreite und eine Abnahme der Spitzenintensität aufgrund einer Zunahme der Länge des optischen Resonators weiter verhindern, und die Größen des optischen Resonators 4 und der Laservorrichtung 1 können weiter reduziert werden.
(Variation der sechsten Ausführungsform)
15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Resonators 4 in einer Variation der sechsten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 15 veranschaulicht, kann eine Abstandhalterschicht s5 im optischen Resonator 4 enthalten sein. Beispielsweise beinhaltet die Abstandhalterschicht s4 eine Luftschicht oder eine dielektrische Schicht. Die Abstandhalterschicht s5 kann zum Beispiel verwendet werden, um eine Pulsbreite und eine Spitzenintensität des Laserstrahls 23 anzupassen.
Es ist anzumerken, dass die Laservorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform bei einer Vielfalt von Vorrichtungen, Systemen oder dergleichen angewendet werden kann. Beispielsweise kann die Laservorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bei einer Vorrichtung, die zum Verarbeiten von Metall, einem Halbleiter, Dielektrika, Harz, einem Organismus oder dergleichen zu verwenden ist, einer Abstandsmessvorrichtung, die bei der Abstandsmessung zu verwenden ist (zum Beispiel Lichtdetektion und -entfernungsmessung oder Laserbildgebungsdetektion und -entfernungsmessung (LiDAR)), einer Vorrichtung, die bei laserinduzierter Zerfallsspektroskopie (Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS) zu verwenden ist, einer Vorrichtung, die bei einer Operation zur Korrektur des Brechungsindex des Augapfels zu verwenden ist (zum Beispiel LASIK oder dergleichen), einer Vorrichtung, die bei der Tiefenerfassung oder LiDAR für eine atmosphärische Beobachtung von Aerosolen oder dergleichen zu verwenden ist, oder dergleichen angewendet werden. Es ist anzumerken, dass eine Vorrichtung, bei der die Laservorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform angewendet wird, nicht auf das Obige beschränkt ist.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Technologie die nachstehend beschriebenen Konfigurationen einsetzen kann.

(1) Ein optischer Resonator, der beinhaltet:
- ein Lasermedium, das zwischen einem Paar von Reflexionsgliedern angeordnet ist und emittiertes Licht emittiert, das durch vorbestimmtes Anregungslicht angeregt wurde; und
- ein wellenlängenbandbeschränkendes Element, das an einer Emissionsseite des emittierten Lichts zwischen dem Paar von Reflexionsgliedern angeordnet ist, zwei flache Reflexionsflächen beinhaltet, die orthogonal zu einer optischen Achse des Lasermediums sind, und ein Wellenlängenband des emittierten Lichts beschränkt,
- wobei das wellenlängenbandbeschränkende Element an einer Position angeordnet ist, bei der das Auftreten von Resonanz mit einem Reflexionsglied an einer Laserstrahlemissionsseite aus dem Paar von Reflexionsgliedern in einem Zustand verhindert wird, bei dem eine Beziehung mit der optischen Achse beibehalten wird.
(2) Der optische Resonator nach (1), wobei das wellenlängenbandbeschränkende Element und das Reflexionsglied an der Laserstrahlemissionsseite nebeneinander liegen.
(3) Der optische Resonator nach (1) oder (2), wobei ein Abstand zwischen dem wellenlängenbandbeschränkenden Element und dem Reflexionsglied an der Laserstrahlemissionsseite innerhalb 50 Mikrometer liegt.
(4) Der optische Resonator nach einem von (1) bis (3), ferner einschließlich eines sättigbaren Absorbers, der zwischen dem Lasermedium und dem wellenlängenbandbeschränkenden Element angeordnet ist, wobei ein Transmissionsgrad des sättigbaren Absorbers gemäß der Absorption des emittierten Lichts zunimmt, das vom Lasermedium emittiert wurde.
(5) Der optische Resonator nach einem von (1) bis (3), wobei sich ein sättigbarer Absorber in den beiden flachen Reflexionsflächen befindet, wobei ein Transmissionsgrad des sättigbaren Absorbers gemäß der Absorption des emittierten Lichts zunimmt, das vom Lasermedium emittiert wurde.
(6) Der optische Resonator nach (5), wobei eine Abstandhalterschicht zwischen dem Lasermedium und dem wellenlängenbandbeschränkenden Element bereitgestellt ist.
(7) Der optische Resonator nach (4), wobei eine Abstandhalterschicht zwischen dem sättigbaren Absorber und dem wellenlängenbandbeschränkenden Element bereitgestellt ist.
(8) Der optische Resonator nach einem von (4) bis (7), wobei der sättigbare Absorber einen Kristallkörper einschließlich einer ersten bis dritten Kristallachse beinhaltet, die orthogonal zueinander sind, und im optischen Resonator angeordnet ist, um jeweilige unterschiedliche Transmissionsgrade bezüglich Strahlen des emittierten Lichts in zwei Polarisationsrichtungen aufzuweisen, die orthogonal zueinander sind, wobei die Strahlen des emittierten Lichts vom Lasermedium emittiert wurden.
(9) Der optische Resonator nach (8), wobei eine Abstandhalterschicht zwischen dem sättigbaren Absorber und dem wellenlängenbandbeschränkenden Element bereitgestellt ist.
(10) Der optische Resonator nach (1), wobei sich ein sättigbarer Absorber in den beiden flachen Reflexionsflächen befindet, ein Transmissionsgrad des sättigbaren Absorbers gemäß der Absorption des emittierten Lichts zunimmt, das vom Lasermedium emittiert wurde, und der sättigbare Absorber einen Kristallkörper einschließlich einer ersten bis dritten Kristallachse beinhaltet, die orthogonal zueinander sind, und im optischen Resonator angeordnet ist, um jeweilige unterschiedliche Transmissionsgrade bezüglich Strahlen des emittierten Lichts in zwei Polarisationsrichtungen aufzuweisen, die orthogonal zueinander sind, wobei die Strahlen des emittierten Lichts vom Lasermedium emittiert wurden.
(11) Der optische Resonator nach (1), wobei sich ein sättigbarer Absorber in den beiden flachen Reflexionsflächen befindet, ein Transmissionsgrad des sättigbaren Absorbers gemäß der Absorption des emittierten Lichts zunimmt, das vom Lasermedium emittiert wurde, der sättigbare Absorber einen Kristallkörper einschließlich einer ersten bis dritten Kristallachse beinhaltet, die orthogonal zueinander sind, und im optischen Resonator angeordnet ist, um jeweilige unterschiedliche Transmissionsgrade bezüglich Strahlen des emittierten Lichts in zwei Polarisationsrichtungen aufzuweisen, die orthogonal zueinander sind, wobei die Strahlen des emittierten Lichts vom Lasermedium emittiert wurden, und eine Abstandhalterschicht zwischen dem Lasermedium und dem wellenlängenbandbeschränkenden Element bereitgestellt ist.
(12) Der optische Resonator nach einem von (1) bis (11), wobei mindestens eines des Paares von Reflexionsgliedern ein Polarisationselement beinhaltet, und das Polarisationselement jeweilige unterschiedliche Reflexionsgrade bezüglich Strahlen des emittierten Lichts in Polarisationsrichtungen aufweist, die orthogonal zueinander sind.
(13) Der optische Resonator nach einem von (1) bis (12), wobei eine flache Fläche an der Laserstrahlemissionsseite der beiden flachen Reflexionsflächen, die orthogonal zu der optischen Achse sind, ein Reflexionsglied an der Laserstrahlemissionsseite des Paares von Reflexionsgliedern konfiguriert.
(14) Der optische Resonator nach einem von (1) bis (13), ferner einschließlich eines wärmeableitenden Substrats, das an einer Seite angeordnet ist, die gegenüber der Laserstrahlemissionsseite des Lasermediums liegt.
(15) Der optische Resonator nach (12), wobei das Polarisationselement einen photonischen Kristall mit einer periodischen Struktur aus einem anorganischen Material beinhaltet.
(16) Eine Laservorrichtung, die beinhaltet:
- den optischen Resonator nach einem von (1) bis (15); und
- eine Anregungslichtquelleneinheit, die bewirkt, dass Anregungslicht zu dem Lasermedium austritt.
(17) Ein Bestandteil eines optischen Resonators, wobei das Bestandteil beinhaltet:
- einen sättigbaren Absorber, der einen Transmissionsgrad aufweist, der gemäß der Absorption des emittierten Lichts zunimmt, das von einem Lasermedium emittiert wurde; und zwei flache Reflexionsflächenabschnitte, die parallel zueinander sind und an beiden Seitenflächen des sättigbaren Absorbers enthalten sind.
(18) Ein Bestandteil eines optischen Resonators, wobei das Bestandteil beinhaltet:
- ein Paar von Reflexionsgliedern, die den optischen Resonator konfigurieren; und
- ein wellenlängenbandbeschränkendes Element, das an einer Emissionsseite des emittierten Lichts zwischen dem Paar von Reflexionsgliedern angeordnet ist, zwei flache Reflexionsflächen beinhaltet, die orthogonal zu einer optischen Achse des optischen Resonators sind, und ein Wellenlängenband des emittierten Lichts beschränkt,
- wobei eine flache Fläche an der Emissionsseite des emittierten Lichts aus den beiden flachen Reflexionsflächen, die orthogonal zu der optischen Achse sind, ein Reflexionsglied an der Emissionsseite des emittierten Lichts aus dem Paar von Reflexionsgliedern konfiguriert.

Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf die oben beschriebenen einzelnen Ausführungsformen beschränkt und beinhalten auch eine Vielfalt von Variationen, die Fachleute auf dem Gebiet konzipieren könnten, noch sind Effekte der vorliegenden Offenbarung auf den oben beschriebenen Inhalt beschränkt. Mit anderen Worten können verschiedene Zusätze, Änderungen, und Teillöschungen vorgenommen werden, ohne von den konzeptuellen Ideen und dem Gedanken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, die aus dem Inhalt abgeleitet werden, der durch die Ansprüche und ihre Äquivalente spezifiziert wird.
Bezugszeichenliste

1: Laservorrichtung
2: Anregungslichtquelleneinheit
4: Optischer Resonator
11: Lasermedium
12: Ein Paar von Reflexionsgliedern
12A: Spiegel
12B, 12C, 12D: Auskoppelspiegel
14: Sättigbarer Absorber
15, 16: Wellenlängenbandbeschränkendes Element
17: Sättigbarer Absorber
18: Wellenlängenbandbeschränkendes Element
s1 bis s5: Abstandhalterschicht
e1: Wärmeableitendes Substrat

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 201584390 [0004]

Claims

Optischer Resonator, umfassend: ein Lasermedium, das zwischen einem Paar von Reflexionsgliedern angeordnet ist und emittiertes Licht emittiert, das durch vorbestimmtes Anregungslicht angeregt wurde; und ein wellenlängenbandbeschränkendes Element, das an einer Emissionsseite des emittierten Lichts zwischen dem Paar von Reflexionsgliedern angeordnet ist, zwei flache Reflexionsflächen beinhaltet, die orthogonal zu einer optischen Achse des Lasermediums sind, und ein Wellenlängenband des emittierten Lichts beschränkt, wobei das wellenlängenbandbeschränkende Element an einer Position angeordnet ist, die verhindert, dass eine Resonanzkomponente außerhalb eines beabsichtigten Wellenlängenbereichs des wellenlängenbandbeschränkenden Elements zwischen einem Reflexionsglied an einer Laserstrahlemissionsseite aus dem Paar von Reflexionsgliedern und dem wellenlängenbandbeschränkenden Element erzeugt wird.
Optischer Resonator nach Anspruch 1, wobei das wellenlängenbandbeschränkende Element und das Reflexionsglied an der Laserstrahlemissionsseite nebeneinander liegen.
Optischer Resonator nach Anspruch 1, wobei ein Abstand zwischen dem wellenlängenbandbeschränkenden Element und dem Reflexionsglied an der Laserstrahlemissionsseite innerhalb 50 Mikrometer liegt.
Optischer Resonator nach Anspruch 1, ferner umfassend einen sättigbaren Absorber, der zwischen dem Lasermedium und dem wellenlängenbandbeschränkenden Element angeordnet ist, wobei ein Transmissionsgrad des sättigbaren Absorbers gemäß der Absorption des emittierten Lichts zunimmt, das vom Lasermedium emittiert wurde.
Optischer Resonator nach Anspruch 4, wobei eine Abstandhalterschicht zwischen dem sättigbaren Absorber und dem Lasermedium oder dem wellenlängenbandbeschränkenden Element bereitgestellt ist.
Optischer Resonator nach Anspruch 1, wobei sich ein sättigbarer Absorber in den beiden flachen Reflexionsflächen befindet, wobei ein Transmissionsgrad des sättigbaren Absorbers gemäß der Absorption des emittierten Lichts zunimmt, das vom Lasermedium emittiert wurde.
Optischer Resonator nach Anspruch 6, wobei eine Abstandhalterschicht zwischen dem Lasermedium und dem wellenlängenbandbeschränkenden Element bereitgestellt ist.
Optischer Resonator nach Anspruch 4, wobei der sättigbare Absorber einen Kristallkörper einschließlich einer ersten bis dritten Kristallachse beinhaltet, die orthogonal zueinander sind, und im optischen Resonator angeordnet ist, um jeweilige unterschiedliche Transmissionsgrade bezüglich Strahlen des emittierten Lichts in zwei Polarisationsrichtungen aufzuweisen, die orthogonal zueinander sind, wobei die Strahlen des emittierten Lichts vom Lasermedium emittiert wurden.
Optischer Resonator nach Anspruch 1, wobei eine Abstandhalterschicht zwischen dem sättigbaren Absorber und dem Lasermedium oder dem wellenlängenbandbeschränkenden Element bereitgestellt ist.
Optischer Resonator nach Anspruch 1, wobei sich ein sättigbarer Absorber in den beiden flachen Reflexionsflächen befindet, ein Transmissionsgrad des sättigbaren Absorbers gemäß der Absorption des emittierten Lichts zunimmt, das vom Lasermedium emittiert wurde, und der sättigbare Absorber einen Kristallkörper einschließlich einer ersten bis dritten Kristallachse beinhaltet, die orthogonal zueinander sind, und im optischen Resonator angeordnet ist, um jeweilige unterschiedliche Transmissionsgrade bezüglich Strahlen des emittierten Lichts in zwei Polarisationsrichtungen aufzuweisen, die orthogonal zueinander sind, wobei die Strahlen des emittierten Lichts vom Lasermedium emittiert wurden.
Optischer Resonator nach Anspruch 1, wobei sich ein sättigbarer Absorber in den beiden flachen Reflexionsflächen befindet, ein Transmissionsgrad des sättigbaren Absorbers gemäß der Absorption des emittierten Lichts zunimmt, das vom Lasermedium emittiert wurde, der sättigbare Absorber einen Kristallkörper einschließlich einer ersten bis dritten Kristallachse beinhaltet, die orthogonal zueinander sind, und im optischen Resonator angeordnet ist, um jeweilige unterschiedliche Transmissionsgrade bezüglich Strahlen des emittierten Lichts in zwei Polarisationsrichtungen aufzuweisen, die orthogonal zueinander sind, wobei die Strahlen des emittierten Lichts vom Lasermedium emittiert wurden, und eine Abstandhalterschicht zwischen dem Lasermedium und dem wellenlängenbandbeschränkenden Element bereitgestellt ist.
Optischer Resonator nach Anspruch 1, wobei mindestens eines des Paares von Reflexionsgliedern ein Polarisationselement beinhaltet, und das Polarisationselement jeweilige unterschiedliche Reflexionsgrade bezüglich Strahlen des emittierten Lichts in Polarisationsrichtungen aufweist, die orthogonal zueinander sind.
Optischer Resonator nach Anspruch 1, wobei eine flache Fläche an der Laserstrahlemissionsseite der beiden flachen Reflexionsflächen, die orthogonal zu der optischen Achse sind, integral mit einem Reflexionsglied an der Laserstrahlemissionsseite des Paares von Reflexionsgliedern konfiguriert ist.
Optischer Resonator nach Anspruch 1, wobei das Polarisationselement einen photonischen Kristall mit einer periodischen Struktur aus einem anorganischen Material beinhaltet.
Optischer Resonator nach Anspruch 1, ferner umfassend ein wärmeableitendes Substrat, das an einer Seite angeordnet ist, die gegenüber der Laserstrahlemissionsseite des Lasermediums liegt.
Laservorrichtung, umfassend: den optischen Resonator nach Anspruch 1; und eine Anregungslichtquelleneinheit, die bewirkt, dass Anregungslicht zu dem Lasermedium austritt.
Bestandteil eines optischen Resonators, wobei das Bestandteil umfasst: einen sättigbaren Absorber, der einen Transmissionsgrad aufweist, der gemäß der Absorption von emittiertem Licht zunimmt, das von einem Lasermedium emittiert wurde; und zwei flache Reflexionsflächenabschnitte, die parallel zueinander sind und an beiden Seitenflächen des sättigbaren Absorbers enthalten sind.
Bestandteil eines optischen Resonators, wobei das Bestandteil umfasst: ein Paar von Reflexionsgliedern, die den optischen Resonator konfigurieren; und ein wellenlängenbandbeschränkendes Element, das an einer Emissionsseite des emittierten Lichts zwischen dem Paar von Reflexionsgliedern angeordnet ist, zwei flache Reflexionsflächen beinhaltet, die orthogonal zu einer optischen Achse des optischen Resonators sind, und ein Wellenlängenband des emittierten Lichts beschränkt, wobei eine flache Fläche an der Emissionsseite des emittierten Lichts aus den beiden flachen Reflexionsflächen, die orthogonal zu der optischen Achse sind, ein Reflexionsglied an der Emissionsseite des emittierten Lichts aus dem Paar von Reflexionsgliedern konfiguriert.