DE69002849T2

DE69002849T2 - Optisch gepumpte Festkörper-Laservorrichtung mit einer Halbleiter-Laservorrichtung.

Info

Publication number: DE69002849T2
Application number: DE90303289T
Authority: DE
Inventors: Osamu Yamamoto; Toshihiko Yoshida
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-03-28
Filing date: 1990-03-28
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: EP0390525A2; JPH0797675B2; JPH02254777A; EP0390525B1; DE69002849D1; EP0390525A3; US5025449A

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optische Festkörper-Pumplaservorrichtung mit einer Halbleiterlasereinrichtung, bei welcher der Festkörperlaser durch einen Laserstrahl mit einer vorbestimmten Wellenlänge optisch gepumpt wird, der aus der Halbleiterlasereinrichtung emittiert wird, um auf diese Weise einen Laserstrahl mit Target-Wellenlänge zu erzeugen.

2. Beschreibung des bisherigen Standes der Technik

Ein konventioneller Festkörperlaser wird durch Licht optisch gepumpt, das von einer Blitzlampe emittiert wird, um auf diese Weise einen Laserstrahl zu erzeugen. Im allgemeinen absorbieren jedoch viele Festkörperlaser, wie beispielsweise mit Nd dotierte YAG-Laser, effektiv Licht nur mit einem kurzen Bereich von Wellenlängen. Da das von der Blitzlampe emittierte Licht eine breiten Vielzahl von Wellenlängen hat, wird nur ein geringer Teil des Lichts davon durch den Festkörperlaser absorbiert. Folglich hat dieser Lasertyp einen niedrigen Umwandlungs-Wirkungsgrad für Licht von der Lichtquelle zu einem endgültigen Laserstrahl.
Andererseits hat von einer Halbleiterlasereinrichtung emittiertes Laserlicht einen Wellenlängenbereich, der ähnlich dem des Lichts ist, das effektiv von dem vorstehend erwähnten Festkörperlaser absorbiert wird. Folglich erreicht die Verwendung einer solchen Halbleiterlasereinrichtung als Lichtquelle für ein optisches Pumpen einen höheren Wirkungsgrad bei der Umwandlung des Lichts von der Lichtquelle in den endgültigen Laserstrahl. Mit der Entwicklung einer zuverlässigeren Halbleiterlasereinrichtung von höherer Ausgangsleistung ist eine Festkörper-Pumplaservorrichtung als Lichtquelle für ein optisches Pumpen des Festkörperlasers für die Erzeugung eines gewünschten Laserstrahls entwickelt worden.
Fig. 5 zeigt eine konventionelle optische Festkörper-Pumplaservorrichtung mit einer Halbleiterlasereinrichtung. Die Halbleiterlasereinrichtung 61 ist an einem Temperaturregler 67 montiert, welcher die Wellenlänge des von der Halbleiterlasereinrichtung 61 zu emittierenden Lichts modifiziert. Der von der Halbleiterlasereinrichtung 61 emittierte Laserstrahl wird durch eine Licht konvergierende Einheit 62 auf eine Licht aufnehmende Kristallfläche 63a des YAG-Stabs 63 gelenkt. Auf der anderen Seite des YAG-Stabs 63 ist ein reflektierender Spiegel 64 angeordnet, der einer Licht emittierenden Kristallfläche 63b des YAG-Stabs 63 gegenübersteht. Die Licht aufnehmende Kristallfläche 63a des YAG-Stabs 63 und der reflektierende Spiegel 64 bilden einen Laser-Resonator. Der YAG-Stab 63 absorbiert Laserlicht, das von der Halbleiterlasereinrichtung 61 emittiert wird und wird optisch durch das Laserlicht so gepumpt, daß ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 1,064 um erzeugt wird.
Fig. 6a zeigt die Lichtabsorptions-Kennlinie des YAG-Stabs 63 bezogen auf die Lichtwellenlängen. Wie in Fig. 6a gezeigt, absorbiert der YAG-Stab Licht mit einer Wellenlänge von 0,0809 um mit hoher Effektivität. Folglich wird die Halbleiterlasereinrichtung 61, welche einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 0,809 um emittieren kann, für das optische Pumpen des YAG-Stabs 63 verwendet.
Die Licht aufnehmende Kristallfläche 63a des YAG-Stabs 63 ist mit einer Schicht überzogen, welche Licht mit einer Wellenlänge von 0,809 um überträgt und Licht mit einer Wellenlänge von 1,064 um reflektiert. Andererseits ist die Licht emittierende Kristallfläche 63b, die dem reflektierenden Spiegel 64 gegenübersteht, mit einer Schicht überzogen, welche Licht mit der Wellenlänge 1,064 um überträgt. Die Oberfläche des reflektierenden Spiegels 64, welche der Licht emittierenden Kristallfläche 63b gegenübersteht, ist mit einer reflektierenden Schicht für das Reflektieren von Licht mit der Wellenlänge 1,064 um mit hohem Reflexionsvermögen überzogen.
Bei einer solchen Festkörper-Pumplaservorrichtung reguliert der Temperaturregler 67 die Temperatur der Halbleiterlasereinrichtung 61 derart, daß das daraus zu emittierende Laserlicht die Wellenlänge 0,809 um hat, welches durch den YAG-Stab 63, wie vorstehend beschrieben, mit hoher Effektivität absorbiert werden kann. Folglich wird der von der Halbleiterlasereinrichtung 61 emittierte Laserstrahl effektiv durch den YAG-Stab 63 absorbiert, welcher dann optisch durch das Laserlicht gepumpt wird, um darin einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 1,064 um zu erzeugen. Dann wird der resultierende Laserstrahl daraus mit einem hohen Ausgangspegel einittiert. Ein optischer Festkörper- Pumplaser mit der vorstehenden Konfiguration ist als Laserlichtquelle mit geringen Abmaßen für eine Laser-Instrumentierung und -Messung, eine Laser-Materialverarbeitung und dergleichen entwickelt worden.
Bei der in einer solchen konventionellen optischen Festkörper- Pumplaservorrichtung verwendeten Halbleiterlasereinrichtung 61 kann ein Modusspringen oder dergleichen als Folge einer qualitativen Verschlechterung mit der Zeit, Änderungen bei der Temperatur oder beim Pegel des angelegten Stroms und dergleichen entstehen. Dies ändert die Wellenlänge des Laserlichts, das von der Halbleiterlasereinrichtung 61 emittiert wird. Obwohl eine Halbleiterlasereinrichtung, welche einen Laserstrahl mit einer gewünschten Wellenlänge abgeben kann, sorgfältig gewählt wird, kann die Wellenlänge aus dem vorstehend genannten Grund dazu tendieren, sich zu ändern und weicht demzufolge von dem kleinen Wellenlängenbereich ab, welcher mit hoher Effektivität durch den YAG-Stab 63 absorbiert werden kann. Diese Abweichung ändert die Menge des Laserlichts, die durch den YAG-Stab 63 zu absorbieren ist und ändert dadurch die resultierende optische Ausgangsleistung der Festkörper-Laservorrichtung.
Die Effektivität der Lasererzeugung eines mit Nd dotierten YAG- Stabs 63 bezogen auf die Wellenlänge des von einer Halbleiterlasereinrichtung 61 emittierten Laserlichts wird in Fig. 6b gezeigt. Wie in Fig. 6b gezeigt, wird dann, wenn die Wellenlänge des Laserlichts von dem kurzen Wellenlängenbereich abweicht, der 0,809 um einschließt, der Ausgangspegel des resultierenden Laserstrahls stark vermindert. Wie vorstehend beschrieben, ist es wahrscheinlich, daß sich das Laserlicht der bei dem konventionellen Festkörper-Pumplaservorrichtung verwendeten Halbleiterlasereinrichtung in der Wellenlänge ändert, was natürlich den Ausgangspegel des resultierenden Laserstrahls reduziert und dadurch verhütet, daß die Festkörperlaservorrichtung Laserlicht auf stabile Weise über einen langen Zeitraum erzeugt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die optische Festkörper-Pumplaservorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung, welche die vorstehend diskutierten und zahlreiche andere Nachteile und Mängel des bisherigen Standes der Technik überwindet, umfaßt: eine Halbleiterlasereinrichtung; einen Festkörperlaser, der durch Laserlicht mit einer vorbestimmten Wellenlänge gepumpt wird, das von der Halbleiterlasereinrichtung emittiert wird, um auf diese Weise Laserlicht mit Target-Wellenlänge zu erzeugen; ein erstes optisches Nachweismittel für den Nachweis der Menge an von der Halbleiterlasereinrichtung emittiertem Laserlicht; ein zweites optisches Nachweismittel für den Nachweis der Menge an von der Halbleiterlasereinrichtung emittiertem und durch ein Filtermittel übertragenen Laserlicht, wobei dieses Filtermittel Licht mit derselben Wellenlänge absorbiert, wie das von dem Festkörperlaser zu absorbierende Licht; und ein Mittel für das Modifizieren der Wellenlänge des von der Halbleiterlasereinrichtung zu emittierenden Laserlichts in Übereinstimmung mit den festgestellten Ergebnissen des ersten und des zweiten optischen Nachweismittels.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Mittel zum Modifizieren der Wellenlänge des Laserlichts ein Temperaturregler, welcher die Temperatur der Halbleiterlasereinrichtung reguliert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet das zweite optische Nachweismittel einen Fotodetektor.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das zweite optische Nachweismittel zwei Fotodetektoren einschließen, um die Menge an Laserlicht festzustellen, die von der Halbleiterlasereinrichtung emittiert und durch zwei entsprechende Filtermittel übertragen worden ist, wobei die beiden Filtermittel so angeordnet sind, daß zuerst Laserlicht mit zwei verschiedenen Wellenlängen entsprechend übertragen und dann Licht mit derselben Wellenlänge, wie der des von dem Festkörperlaser zu absorbierenden Lichts absorbiert wird, wobei der in der Mitte liegende Wert der beiden Wellenlängenbereichen geringfügig gegeneinander verschoben ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Festkörperlaser Laserstrahlen empfangen, die von einer Vielzahl von Halbleiterlasereinrichtungen emittiert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Festkörperlaser ein YAG-Laser.
Folglich ermöglicht die hierin beschriebene Erfindung den Gegenstand der Bereitstellung einer optischen Festkörper-Pumplaservorrichtung, die eine Halbleiterlasereinrichtung nutzt, welche einen Laserstrahl mit einer genau justierten Wellenlänge für das optische Pumpen des Festkörperlasers emittiert und es dadurch ermöglicht, daß der Festkörperlaser einen Laserstrahl mit einem hohen Ausgangspegel über einen langen Zeitraum stabil erzeugt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Diese Erfindung kann durch Verweis auf die beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden, und dadurch werden ihre zahlreichen Gegenstände und Vorteile für jene, die mit der Technik vertraut sind, offensichtlich, wobei:
Fig. 1 eine schematische Darstellung ist, die eine optische Pump-Festkörperlaservorrichtung mit einer Halbleiterlasereinrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Blockschaltbild ist, welches das Steuersystem der optischen Pump-Festkörperlaservorrichtung von Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine schematische Darstellung ist, die ein weiteres Beispiel für den Halbleiterlaserabschnitt der optischen Pump-Festkörperlaservorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt;
Fig. 4 eine schematische Darstellung ist, die eine weitere optische Pump-Festkörperhalbleiterlaservorrichtung der Erfindung zeigt;
Fig. 5 eine schematische Darstellung ist, die eine konventionelle optische Pump-Festkörper-Halbleiterlaservorrichtung mit einer Halbleiterlasereinrichtung zeigt;
Fig. 6a eine Grafik ist, die Lichtabsorptionskennwerte eines YAG-Lasers bezogen auf die Wellenlänge von Licht zeigt;
Fig. 6b eine Grafik ist, die die Beziehung zwischen der Wellenlänge des Laserlichts, das durch Festkörperlaser absorbiert wird und dem Pegel des daraus abgegebenen Laserlichts zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 1 zeigt eine optische Pump-Festkörperlaservorrichtung mit einer Halbleiterlasereinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, welche einen Halbleiterlaser 10, eine Licht konvergierende Einheit 21, einen YAG-Stab 22 und einen reflektierenden Spiegel 23 umfaßt.
Der Halbleiterlaserabschnitt 10 beinhaltet eine Halbleiterlasereinrichtung 11 und einen Temperaturregler 16, welcher ein Peltierelement umfaßt, um die Wellenlänge des von der Halbleiterlasereinrichtung 11 zu emittierenden Laserstrahls einzustellen, wobei die Halbleiterlasereinrichtung 11 an dem Temperaturregler 16 montiert ist. Der von der Halbleiterlasereinrichtung 11 emittierte Laserstrahl wird durch die Licht konvergierende Einheit 21 konvergiert, um auf die Licht aufnehmende Kristallfläche 22a des YAG-Stabs 22 zu lenken. Auf der anderen Seite des YAG-Stabs 22 ist ein reflektierender Spiegel 23 angeordnet, der der Licht emittierenden Kristallfläche 22b des YAG-Stabs 22 gegenübersteht.
Die Licht aufnehmende Kristallfläche 22a des YAG-Stabs 22 ist mit einer Schicht überzogen, welche Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge, zum Beispiel 0,809 um überträgt, d.e. die Licht-Wellenlänge, die durch den YAG-Stab 22 mit hoher Effektivität absorbiert werden kann. Diese Schicht reflektiert das in dem YAG-Stab 22 erzeugte Licht, d.h. das Licht mit einer Target- Wellenlänge von zum Beispiel 1,064 um. Die Licht emittierende Kristallfläche 22b ist ebenfalls mit einer Schicht überzogen, welche einen Laserstrahl mit der Wellenlänge 1,064 um, der in dem YAG-Stab 22 erzeugt wurde, überträgt. Die Oberfläche des reflektierenden Spiegels 23 ist mit einer reflektierenden Schicht überzogen, welche den durch die Licht emittierende Kristallfläche 22b des YAG-Stabs 22 übertragenen Laserstrahl reflektiert, d.h. den Laserstrahl mit der Wellenlänge 1,064 um.
Mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion bilden die Licht empfangende Kristallfläche 22a des YAG-Stabs 22 und die reflektierende Oberfläche des reflektierenden Spiegels 23 einen Resonator. Da nun der YAG-Stab 22 Licht mit der Wellenlänge 0,809 um mit hoher Effektivität absorbiert, absorbiert er einen großen Teil des von der Halbleiterlasereinrichtung 11 emittierten Laserstrahls, deren Wellenlänge sorgfältig auf 0.809 um eingestellt ist, wie später detailliert beschrieben wird. Dies ermöglicht es, daß der YAG-Stab 22 einen endgültigen Laserstrahl mit der Wellenlänge 1,064 um mit einem hohen Ausgangspegel erzeugt.
Der Halbleiterlaserabschnitt 10 beinhaltet auch einen ersten und einen zweiten Fotodetektor 12 und 13, die aus Stift-Fotodioden bestehen, die aus Silizium hergestellt sind, welche auf einem Tragelement 15 montiert sind und auf der Rückseite der Halbleiterlasereinrichtung 11 liegen, wobei die Rückseite der Seite gegenüberliegt, die mit der Licht konvergierenden Einheit 21 versehen ist. Der erste und der zweite Fotodetektor 12 und 13 sind angrenzend aneinander angeordnet oder als Einzeleinheit ausgebildet. Die Halbleiterlasereinrichtung 11 emittiert auch einen Laserstrahl aus ihrer Rückseite in Richtung auf den ersten und den zweiten Fotodetektor 12 und 13. Die Licht empfangende Oberfläche des zweiten Fotodetektors 13 ist mit einer Filterplatte 14 versehen, welche aus demselben Lasermaterial, wie das des YAG-Stabs 22 hergestellt ist. Dies bedeutet, daß die Filterplatte 14 das Licht mit derselben Wellenlänge absorbiert, wie das Licht, das durch den YAG-Stab 22 absorbiert wird. Der erste Fotodetektor 12 empfängt direkt das Licht, das von der Halbleiterlasereinrichtung 11 emittiert wird, während der zweite Fotodetektor 13 das Licht durch die Filterplatte 14 empfängt.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, welches ein Steuersystem der Festkörper-Laservorrichtung von Fig. 1 zeigt. Wie vorstehend beschrieben, wird der von der Halbleiterlasereinrichtung 11 emittierte Laserstrahl durch die Licht konvergierende Einheit 21 in den YAG-Stab 22 geleitet, was es dem YAG-Stab 22 ermöglicht, einen Laserstrahl mit der Targetwellenlänge zu erzeugen. Gleichzeitig emittiert die Halbleiterlasereinrichtung 11 Licht von ihrer Rückseite in die entgegengesetzte Richtung, von dem ein Teil direkt durch den ersten Fotodetektor 12 empfangen wird und dessen anderer Teil von dem zweiten Fotodetektor 13 durch die Filterplatte 14 empfangen wird. Der erste und der zweite Fotodetektor 12 und 13 geben elektrische Signale in Übereinstimmung mit den Lichtmengen aus, die sie empfangen haben. Der Ausgang aus dem ersten Fotodetektor 12, welcher das Laserlicht direkt empfangen hat, wird durch einen Verstärker 31 verstärkt und an einen der zwei Eingangsanschlüsse des Komparators 33 und auch an eine der beiden Eingangsanschlüsse des zweiten Komparators 34 geliefert. Der Ausgang aus dem zweiten Fotodetektor 13, welcher das Laserlicht durch die Filterplatte 14 empfängt, wird durch den Verstärker 32 verstärkt und an den anderen Eingangsanschluß des zweiten Komparators 34 geliefert. An den anderen Eingangsanschluß des ersten Komparators 33 wird ein Standardsignal geliefert, das durch einen Standardsignalgenerator 35 erzeugt wird. Der Ausgang aus dem ersten Komparator 33 wird in eine Treiberschaltung 17 eingespeist, welche die Halbleiterlasereinrichtung 11 steuert, so daß sie einen Laserstrahl mit vorbestimmtem Ausgangspegel erzeugt. Der Ausgang aus dem zweiten Komparator 34 wird an den Temperaturregler 16 geliefert, welcher die Temperatur der Halbleiterlasereinrichtung 11 so reguliert, daß die Wellenlänge des daraus zu emittierenden Laserlichts eingestellt wird.
Die Funktionsweise des Steuersystems bei der vorstehend erwähnten Konfiguration wird nachstehend stärker detailliert beschrieben.
Wie vorstehend beschrieben, wird der Laserstrahl, der von der Rückseite der Halbleiterlasereinrichtung 11 emittiert wird, von dem ersten und dem zweiten Fotodetektor 12 und 13 empfangen. Der erste Fotodetektor 12 empfängt das Laserlicht direkt und gibt ein Signal in Übereinstimmung mit der Lichtmenge aus, die er empfangen hat. Das Signal wird durch den Verstärker 31 verstärkt und dann an den ersten Komparator 33 angeliefert, wo er mit dem Standardsignal verglichen wird, das durch den Standardsignalgenerator 35 erzeugt wird. Wenn festgestellt wird, daß die durch den ersten Fotodetektor nachgewiesene Lichtmenge gleich diesem Standardpegel oder kleiner als dieser ist, dann gibt der erste Komparator 33 ein vorbestimmtes Signal an die Treiberschaltung 17, welche dann die Halbleiterlasereinrichtung 11 so treibt, daß Laserlicht mit einem vorbestimmten Ausgangspegel abgegeben wird.
Andererseits empfängt der zweite Fotodetektor 13 das Laserlicht durch die Filterplatte 14, welche das Licht mit derselben Wellenlänge absorbiert, wie die des durch den YAG-Stab 22 absorbierten Lichts. Folglich absorbiert, wenn ein großer Teil des Laserlichts durch den YAG-Stab 22 absorbiert wird, die Filterplatte 14 denselben großen Anteil an Laserlicht, so daß nur eine kleine Lichtmenge dadurch übertragen wird, um von dem zweiten Fotodetektor 13 empfangen zu werden. Wenn umgekehrt die Wellenlänge des Laserlichts der Halbleiterlasereinrichtung 11 von dem Wellenlängenbereich abweicht, welcher mit hoher Effektivität durch den YAG-Stab 22 absorbiert werden kann, dann nimmt die Lichtmenge, die durch den YAG-Stab 22 und demzufolge durch die Filterplatte 14 absorbiert wird, ab, wodurch die Lichtmenge erhöht wird, die durch den zweiten Fotodetektor 13 zu empfangen ist.
Der zweite Komparator 34 empfängt Signale, die von dem ersten und dem zweiten Fotodetektor 12 und 13 wie vorstehend beschrieben ausgegeben werden und vergleicht diese Ausgangssignale. Wenn der zweite Romparator 34 feststellt, daß die Differenz zwischen der von dem ersten Fotodetektor 12 festgestellten Lichtmenge und der, die durch den zweiten Fotodetektor 13 festgestellt wird, gleich dem oder kleiner als der vorbestimmte Pegel ist, dann gibt er ein vorbestimmtes Signal an den Temperaturregler 6 aus. Nach Empfang des vorbestimmten Signals steuert der Temperaturregler 16 die Temperatur der Halbleiterlasereinrichtung 11 so, daß Laserlicht mit einer angemessenen Wellenlänge (d.h. 0,809 um bei dieser Ausführungsform) daraus emittiert wird.
Deshalb emittiert die Halbleiterlasereinrichtung 11 konstant Laserlicht mit einer vorbestimmten Wellenlänge, welche in effektiver Weise durch den YAG-Stab 22 absorbiert werden kann. Dies gewährleistet ein stabiles Erzeugen eines endgültigen Laserstrahls mit einem hohen Ausgangspegel in dem YAG-Stab 22.
Bei der vorstehenden Ausführungsform wird der Temperaturregler 16, der das Peltierelement umfaßt, benutzt, um die Wellenlänge des von der Halbleiterlasereinrichtung 11 zu emittierenden Laserlichts einzustellen. Für die Einstellung der Wellenlänge können jedoch auch andere Anordnungen angenommen werden. Zum Beispiel kann ein Resonator-Halbleiterlaser als Lichtquelle für ein optisches Pumpen verwendet werden, bei welchem der Resonanzmodus reguliert wird, um die Wellenlänge des zu emittierenden Laserlichts einzustellen. Es kann auch eine andere Anordnung angenommen werden, bei welcher ein modulierendes Signal in die Halbleiterlasereinrichtung 11 eingespeist wird und dann das erzeugte Signal in dem zweiten Fotodetektor einer phasenverketteten synchronen Feststellung unterzogen und dadurch die Wellenlänge des Laserlichts eingestellt wird. In diesem Fall kann die Wellenlänge genauer eingestellt werden.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel für den Halbleiterlaserabschnitt 10, welcher einen ersten Fotodetektor 41 und ein Paar zweite Fotodetektoren 42 und 43 einschließt, um das Laserlicht zu empfangen und festzustellen, das von der Rückseite der Halbleiterlasereinrichtung 11 emittiert wird, die an dem Temperaturregler 16 angeordnet ist. Die zweiten Fotodetektoren 42 und 43 sind mit Filterplatten 44 beziehungsweise 45 versehen. Die Oberfläche der Filterplatten 44 und 45 ist mit einer Schicht 46 beziehungsweise 47 überzogen, welche jeweils Licht mit einem unterschiedlichen vorbestimmten Wellenlängenbereich überträgt. Die Mittenwerte dieser Wellenlängenbereiche sind geringfügig gegeneinander verschoben. Der erste Fotodetektor 41 hat keine Filterplatte und empfängt demzufolge das Laserlicht direkt. Der Temperaturregler 16 arbeitet in Übereinstimmung mit der Lichtmenge, die von dem ersten und den zweiten Fotodetektoren 41, 42, 43 festgestellt worden ist. Diese Anordnung gewährleistet eine genauere Einstellung der Wellenlänge des Laserlichts, das von der Halbleiterlasereinrichtung 11 zu emittieren ist.
Fig. 4 zeigt eine weitere optische Pump-Festkörperlaser-Vorrichtung dieser Erfindung, welche eine Vielzahl von Halbleiterlaserabschnitten 51 mit demselben Aufbau umfaßt, wie jene des in Fig. 1 gezeigten Halbleiterlaserabschnitts 10. Laserstrahlen, die von den entsprechenden Halbleiterlaserabschnitten 51 emittiert werden, werden durch optische Fasern 52 in ein optisches System 53 geleitet, welches die Laserstrahlen in die Licht empfangende Kristallfläche des YAG-Stabs 54 konvergiert. Auf der anderen Seite des YAG-Stabs 54 ist eine Linse 55 angeordnet, die der Licht emittierenden Kristallfläche derselben gegenübersteht. Weiterhin ist auf der anderen Seite der Linse 55 ein nichtlinearer optischer Kristall 56 und ein reflektierender Spiegel 57 in dieser Reihenfolge untergebracht. Nach Empfang der Laserstrahlen wird der YAG-Stab 54 optisch gepumpt, um einen YAG-Laserstrahl zu erzeugen, welcher durch die Linse 55 in den nichtlinearen optischen Kristall 56, wie beispielsweise einen KTP oder dergleichen, geleitet wird, wo die zweite harmonische Welle des YAG-Laserstrahls infolge des nichtlinearen optischen Effekts erzeugt wird, was zu einem grünen Laserstrahl führt.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen ist die Halbleiterlasereinrichtung so untergebracht, daß ihr Laserlicht auf eine der Kristallflächen des YAG-Stabs gelenkt wird, doch ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Beispielsweise kann die Halbleiterlasereinrichtung so untergebracht sein, daß ihr Laserlicht auf die Längsseite des YAG-Stabs gerichtet wird. Weiterhin ist der Festkörperlaser nicht auf den YAG-Laser beschränkt, sondern es können auch andere Festkörperlaser, wie beispielsweise YLF-, YVO&sub4;-, YSGG-Laser und dergleichen verwendet werden. Der YAG-Laser, welcher Licht mit einer anderen Wellenlänge als 1,064 um erzeugt, kann ebenfalls verwendet werden.
Der mit Nd dotierte YAG-Stab 22 der in Fig.1 gezeigten Festkörperlaservorrichtung kann durch einen mit Nd dotierten YVO&sub4;-Stab ersetzt werden, und die aus demselben Material wie der mit Nd dotierte YAG-Stab hergestellte Filterplatte 14 kann auf der Licht empfangenden Kristallfläche des Fotodetektors 13 angeordnet sein. In diesem Fall ist, wie in Fig. 6b gezeigt, das Wellenlängen-Spektrum von Licht, das wirksam durch den mit Nd dotierten YAG-Stab absorbiert wird, schmaler als das von Licht, das wirksam durch den mit Nd dotierten YVO&sub4;-Stab absorbiert wird. Dies gewährleistet eine genauere Einstellung der Wellenlänge des Laserlichts für ein Pumpen.
Im allgemeinen wird ein Teil des Laserstrahls, der von der Halbleiterlasereinrichtung emittiert wird, oft dorthin zurückgeleitet, und das zurückgeleitete Licht tendiert dazu, die Wellenlänge der folgenden Laserstrahlen zu ändern, die von der Halbleiterlasereinrichtung emittiert werden. Um den Einfluß dieses zurückgeleiteten Lichts zu reduzieren, kann die Halbleiterlasereinrichtung der Festkörper-Halbleiterlaservorrichtung dieser Erfindung bei einer hohen Frequenz von 100 - 600 MHz betrieben werden, um auf diese Weise die Spektralbreite derselben geringfügig zu verbreitern und dadurch die Kohärenzlänge zu reduzieren. Bei der reduzierten Kohärenzlänge wird die Wellenlänge des Laserstrahls nicht durch das zurückgeleitete Licht beeinflußt.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei der optischen Festkörper- Pumplaservorrichtung dieser Erfindung die Wellenlänge des aus der Halbleiterlasereinrichtung zu emittierenden Laserstrahls für ein optisches Pumpen genau so eingestellt, daß sie dieselbe ist, wie die des Lichts, das wirkungsvoll durch den Festkörperlaser zu absorbieren ist. Folglich kann der Festkörperlaser einen Laserstrahl bei hoher Ausgangsleistung stabil ausstrahlen.

Claims

1. Eine optische Festkörper-Pumplaservorrichtung, welche umfaßt:

eine Halbleiterlasereinrichtung (11);

einen Festkörperlaser (22), welcher durch Laserlicht mit einer vorbestimmten Wellenlänge optisch gepumpt wird, das von der Halbleiterlasereinrichtung emittiert wird, um auf diese Weise Laserlicht mit einer Targetwellenlänge zu erzeugen;

ein erstes optisches Nachweismittel (12) für den Nachweis der Menge an Laserlicht, das von der Halbleiterlasereinrichtung emittiert wird;

ein zweites optisches Nachweismittel (13) für den Nachweis der Menge an Laserlicht, das von der Halbleiterlasereinrichtung emittiert und durch ein Filtermittel (14) übertragen worden ist, wobei dieses Filtermittel Licht mit derselben Wellenlänge absorbiert, wie der des durch den Festkörperlaser absorbierten Lichts; und

ein Mittel (16) für das Modifizieren der Wellenlänge des von der Halbleiterlasereinrichtung zu emittierenden Laserlichts in Übereinstimmung mit den festgestellten Ergebnissen des ersten und des zweiten optischen Nachweismittels.

2. Eine Vorrichtung entsprechend Anspruch 1, bei welcher daß Mittel für das Modifizieren der Wellenlänge des Laserlichts ein Temperaturregler ist, welcher die Temperatur der Halbleiterlasereinrichtung reguliert.

3. Eine Vorrichtung entsprechend Anspruch 1, bei welcher das zweite optische Nachweismittel einen Fotodetektor einschließt.

4. Eine Vorrichtung entsprechend Anspruch 1, bei welcher das zweite optische Nachweismittel zwei Fotodetektoren für das Feststellen der Menge an Laserlicht einschließt, um die Menge an Laserlicht festzustellen, die von der Halbleiterlasereinrichtung emittiert und durch zwei entsprechende Filtermittel übertragen wird, wobei diese zwei Filtermittel so angeordnet sind, daß sie zuerst Laserlicht mit zwei verschiedenen Wellenlängenbereichen entsprechend übertragen und dann Licht mit derselben Wellenlänge, wie der des durch den Festkörperlaser zu absorbierenden Lichts absorbieren, wobei die Mittenwerte der beiden Wellenlängenbereiche geringfügig gegeneinander verschoben sind.

5. Eine Vorrichtung entsprechend Anspruch 1, bei welcher der Festkörperlaser Laserstrahlen empfängt, die von einer Vielzahl von Halbleiterlasereinrichtungen emittiert werden.

6. Eine Vorrichtung entsprechend Anspruch 1, bei welcher der Festkörperlaser ein YAG-Laser ist.