JP2000164959A - Solid state laser with monolithic pumping cavity - Google Patents

Solid state laser with monolithic pumping cavity

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JP2000164959A JP32854099A JP32854099A JP2000164959A JP 2000164959 A JP2000164959 A JP 2000164959A JP 32854099 A JP32854099 A JP 32854099A JP 32854099 A JP32854099 A JP 32854099A JP 2000164959 A JP2000164959 A JP 2000164959A
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Guenter Hollemann
ホレマン ギュンター
Igor Kucma
クツェマ イゴール
Aleksandr Levoskin
レヴォスキン アレクサンドラ
Arthur Mak
マク アルトゥア
Vjaceslav Boutcenkov
ボウツェンコフ ヴヤツェスラフ
Alekseij Petrov
ペトロフ アレクセイジ
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Jenoptik AG
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid state laser having an active element with a laser- rod form, at least a diode laser that is aligned in parallel with an axis of the laser rod, and a so-called pumping cavity. SOLUTION: A laser includes a rod-shaped active element 1, at least a diode laser line 7 for pumping the active element 1, and the pumping cavity that surrounds the active element 1. In this case, the active element 1 is a monolithic cylindrical block 2 with a groove in the axial direction of the cylindrical shape for fixing the active element 1 with an adhesive 4, and the block 2 has a reflective layer on its surface.

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、レーザロッドの形
態の活性素子(AE)と、このレーザロッドの軸線に平行に
整列配置された少なくとも1つのダイオードレーザと、
いわゆるポンピングキャビティ(AEを囲み、ダイオード
レーザ列が放出し、AE上に直接方向付けられないか、お
よび/またはAEの最初の横断によって完全には吸収され
ないポンピング放射をAE上に再帰反射するリフレクタ装
置)とを有する固体レーザに関する。当業者は、共振器
装置または冷却装置など、さらに他の手段が固体レーザ
に属することをさらに理解すると思うが、これらは、本
発明による固体レーザの本質を説明する上で重要ではな
いので、これらの装置については考察しない。
The present invention relates to an active element (AE) in the form of a laser rod, at least one diode laser aligned parallel to the axis of the laser rod,
A so-called pumping cavity (reflector device that surrounds the AE, emits a diode laser train, and retroreflects the pumping radiation onto the AE that is not directly directed onto the AE and / or is not completely absorbed by the first traverse of the AE. )). Those skilled in the art will further appreciate that further means, such as resonator devices or cooling devices, belong to solid-state lasers, but these are not important in describing the nature of the solid-state laser according to the present invention, so these This device will not be considered.

【0002】[0002]

【従来の技術】眼に安全なスペクトル領域で放出する3
準位媒体から製造されるAEを有する固体レーザは、可能
な用途が潜在的に高い将来有望な光源である。こうした
用途の例としては以下がある:レーザレーダ機器、レー
ザ距離測定機器およびレーザ速度測定機器、大気汚染記
録用機器、並びに医療用レーザ機器。
2. Description of the Related Art Emission in spectral range safe for eyes 3
Solid state lasers with AEs fabricated from level media are promising light sources with potentially high potential applications. Examples of such applications are: laser radar equipment, laser distance and laser velocity measurement equipment, air pollution recording equipment, and medical laser equipment.

【0003】その他の光学的にポンピングされるレーザ
と違って、3準位媒体から製造されるAEを有するレーザ
は、レーザ閾値が一般に高いためにポンピングの不均質
性に比較的敏感である。Yb:Er:ガラス、Tm:Ho:YAG、Yb:
Ho:YAGなどの共活性3準位媒体は、吸収の飽和反応がな
いために特に敏感である。
[0003] Unlike other optically pumped lasers, lasers with AEs made from three-level media are relatively sensitive to pumping inhomogeneities due to the generally high laser threshold. Yb: Er: Glass, Tm: Ho: YAG, Yb:
Co-active three-level media, such as Ho: YAG, are particularly sensitive due to the absence of absorption saturation reactions.

【0004】3準位媒体の場合、4準位媒体の場合には吸
収効率に影響しないポンピングエネルギー分布のわずか
な不均質性は、レーザ全体の効率の著しい低下の原因に
なる可能性がある。効率的かつ均質なポンピング放射の
吸収に決定的なパラメーターは、本質的に、ポンピング
キャビティの形状および寸法、ポンピングキャビティの
表面の反射率、反射面とAEとの間の媒体の光学特性およ
び熱伝導率、ポンピング放射をポンピングキャビティ内
に方向付ける隙間の数および位置、AEに対する熱の投入
量、並びにポンピング波長である。
[0004] In the case of three-level media, slight inhomogeneities in the pumping energy distribution that do not affect the absorption efficiency in the case of four-level media can cause a significant decrease in the overall efficiency of the laser. The parameters that are critical to efficient and homogeneous absorption of pumping radiation are, in essence, the shape and dimensions of the pumping cavity, the reflectivity of the surface of the pumping cavity, the optical properties of the medium between the reflective surface and the AE and the heat transfer The rate, the number and location of gaps that direct pumping radiation into the pumping cavity, the amount of heat input to the AE, and the pumping wavelength.

【0005】ポンピング放射が1つまたは複数の隙間を
介してポンピングキャビティ内に発射される円筒形に方
向付けられた反射面を用いる様々な解決方法は、先行技
術から公知である。
[0005] Various solutions are known from the prior art, using a cylindrically oriented reflecting surface in which the pumping radiation is launched into the pumping cavity through one or more gaps.

【0006】米国特許第3,821,663号、第4,969,155号、
第5,033,058号および第5,307,365号、並びにH.Ajer、S.
Landro、G.RustadおよびK.Stenersen著のOptics Letter
s 17、1785ページ(1992年)の刊行物は、これに関連して
言及する必要がある。
US Pat. Nos. 3,821,663, 4,969,155,
Nos. 5,033,058 and 5,307,365, and H. Ajer, S.
Optics Letter by Landro, G. Rustad and K. Stenersen
s The publication on page 17, 1785 (1992) should be mentioned in this context.

【0007】直接反射面および円形断面の円筒形を有す
るポンピングキャビティの使用は、米国特許第5,033,05
8号および第5,307,365号に記載されているように、必然
的にポンピング放射の不均質な角度分布の原因になり、
その結果、AE内の空間ポンピング出力密度が不均質にな
る。また、これらの解決方法は、たとえば、光学素子を
レーザ光源とポンピングキャビティとの間、および/ま
たはポンピングキャビティ表面に直接配置して、ポンピ
ング放射の角度分布を、AEにより与えられて幾何学的に
条件付けられた立体角に一致させる必要がある。その結
果、全体的な装置は構造が複雑になり、ひいてはより高
価になる。当然、光学素子を追加することにより損失も
生じる。
The use of a pumping cavity having a direct reflecting surface and a cylindrical shape with a circular cross section is disclosed in US Pat. No. 5,033,05.
As described in Nos. 8 and 5,307,365, necessarily causes a non-uniform angular distribution of the pumping radiation,
As a result, the spatial pumping power density in the AE becomes inhomogeneous. These solutions also provide, for example, an optical element placed between the laser light source and the pumping cavity and / or directly on the surface of the pumping cavity, so that the angular distribution of the pumping radiation is geometrically given by the AE. Must match the conditioned solid angle. As a result, the overall device is complicated in structure and thus more expensive. Of course, adding an optical element also causes a loss.

【0008】米国特許第3,821,663号に記載されている
ように、ポンピングキャビティをAEの表面に直接接する
反射層に限定すると、過度なポンピング出力密度のいわ
ゆる「高温領域」の形成の原因になる。
As described in US Pat. No. 3,821,663, limiting the pumping cavity to a reflective layer that is in direct contact with the surface of the AE causes the formation of a so-called "hot zone" of excessive pumping power density.

【0009】ポンピングキャビティの寸法を拡大する
と、AEの対流冷却が難しくなる。したがって、平均出力
が高い高パルス繰返し率の場合、AE内に生じる熱は液体
冷却により散逸する。この場合、やはり構造に要する費
用が比較的高く、必要な保持要素による表面領域のシェ
ーディングのために効率が悪化する。
[0009] Increasing the size of the pumping cavity makes convection cooling of the AE difficult. Therefore, at high pulse repetition rates with high average power, the heat generated in the AE is dissipated by liquid cooling. In this case, too, the construction costs are relatively high and the efficiency is reduced due to the shading of the surface area by the necessary holding elements.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、公知
の類似の固体レーザに比べて、高度な均質性がAE周囲の
ポンピング光分布で達成され、実質的により高度の吸収
効率が達成される単純な構造の固体レーザを製造するこ
とである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to achieve a high degree of homogeneity in the pumping light distribution around the AE and a substantially higher absorption efficiency compared to known solid state lasers. To manufacture a solid-state laser having a simple structure.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この目的は、請求項1記
載の特徴を表す特異点により固体レーザに関する本発明
に従って達成される。有利な構造を従属クレームに記載
する。
This object is achieved according to the invention with a solid-state laser by means of a singularity representing the features of claim 1. Advantageous structures are set out in the dependent claims.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明には、ポンピングキャビテ
ィをモノリシックなブロックから構成することが重要で
ある。このブロックの材料は、ポンピング放射に対して
透明な材料、たとえば光学ガラス、溶融ガラスまたは結
晶質ガラス、サファイヤおよびドーピングしてないイッ
トリウムアルミニウムガーネット(YAG)である。このブ
ロック材料は、高度の熱伝導性を有し、AE内に発生した
熱を効率的に散逸できなければならない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION It is important to the invention that the pumping cavity be made up of a monolithic block. The material of this block is a material that is transparent to the pumping radiation, such as optical glass, molten glass or crystalline glass, sapphire and undoped yttrium aluminum garnet (YAG). This block material must have a high degree of thermal conductivity and be able to efficiently dissipate the heat generated within the AE.

【0013】材料の具体的な選択は、ポンピングキャビ
ティの断面形状およびレーザの所要平均出力によって決
まる。
The specific choice of material depends on the cross-sectional shape of the pumping cavity and the required average power of the laser.

【0014】このブロックは円筒形であるが、様々な断
面形状が可能であり、こうした形状については、具体的
な実施例を用いて以下に詳しく記載する。円筒の軸線方
向に走る管状溝は、すべての構造に共通している。この
場合、溝の軸線は円筒の軸線と一致するか、または円筒
の軸線に対して平行にすることができる。AEは、接着剤
を使ってこの溝内に取り付けられる。
Although the block is cylindrical, various cross-sectional shapes are possible, and such shapes are described in detail below using specific examples. A tubular groove running in the axial direction of the cylinder is common to all structures. In this case, the axis of the groove can coincide with the axis of the cylinder or be parallel to the axis of the cylinder. The AE is mounted in this groove using an adhesive.

【0015】外面には反射層が形成されるが、断面の形
状に応じて、散乱方式で反射するコーティングと方向付
けられた方式のコーティングの両方が考えられる。表面
層は、円筒の軸線に平行に走る少なくとも1つの隙間を
有し、その上流に配置されたダイオードレーザ列からの
ポンピング放射は、この隙間を介してブロック内に発射
される。
A reflective layer is formed on the outer surface, and depending on the cross-sectional shape, both a reflective coating in a scattering manner and a coating in a directed manner are conceivable. The surface layer has at least one gap running parallel to the axis of the cylinder, through which pump radiation from a diode laser train arranged upstream is emitted into the block.

【0016】AK(原文のまま)を通過して放射するその他
の放射成分と同様、AEに直接衝突した後に吸収されない
放射成分は、ブロックの反射面で1回または複数回反射
した後、再びAEに衝突する。
As with other radiation components that radiate through AK (as is), radiation components that are not absorbed after colliding directly with the AE are reflected one or more times by the reflective surface of the block and then re-emitted. Collide with

【0017】放射はAEを複数回横断することが可能なの
で、ポンピング波長の安定性に対する要件は減少する。
この状況は、ダイオードレーザが加熱するとダイオード
レーザの波長が変動するため重要である。さらに、レー
ザダイオードは、列ごとに、および同様に列内のダイオ
ードごとに波長の誤差を示す。
Since the radiation can traverse the AE multiple times, the requirement for pump wavelength stability is reduced.
This situation is important because when the diode laser heats up, the wavelength of the diode laser fluctuates. Further, laser diodes exhibit wavelength errors for each column, and similarly for each diode in the column.

【0018】特に高度の吸収性は、3準位媒体から製造
されたAEを有する固体レーザの場合に達成される(k:ポ
ンピング波長における3準位媒体の吸収係数、d:AEの直
径)。
A particularly high degree of absorption is achieved in the case of solid-state lasers with an AE made from a three-level medium (k: absorption coefficient of the three-level medium at the pumping wavelength, d: diameter of the AE).

【0019】kd < 0.1の場合、反射層における損失は、
実際の反射率値を仮定すると非常に急激に増加する。
When kd <0.1, the loss in the reflective layer is
It increases very sharply assuming an actual reflectance value.

【0020】kd > 5の場合、吸収エネルギー分布の均質
性は、理想的かつ均質な照明を仮定すると有意義にな
る。ポンピング光分布の高度な均質性および高度な吸収
効率は、以下の条件下で達成される。
When kd> 5, the homogeneity of the absorbed energy distribution becomes significant assuming ideal and homogeneous illumination. A high degree of homogeneity and a high absorption efficiency of the pumping light distribution is achieved under the following conditions.

【0021】A.拡散反射コーティングを有するブロッ
ク:この場合、内面の大きい構成部分が拡散的に反射す
る。
A. Block with diffusely reflective coating: In this case, the larger components of the inner surface reflect diffusely.

【0022】A-1. ブロック表面のコーティングは、拡
散反射方式で塗布される。このコーティングは、たとえ
ば、MgO、ZrO2、ZnOなどの酸化金属粉末から構成するこ
とができる。反射率は、98%以下の値を取ることができ
る。
A-1. The coating on the block surface is applied by a diffuse reflection method. This coating can be composed of a metal oxide powder such as, for example, MgO, ZrO 2 , ZnO. The reflectivity can have a value of 98% or less.

【0023】A-2. 反射コーティングを蒸着する前、ブ
ロックの表面は滑らかであり、正確な幾何学的形状に対
する特別な要件はない。特別な場合には、ブロックの断
面形状は円形にすることができる。拡散反射面を有する
ブロックの吸収効率は、その断面形状にごくわずかに依
存する。ブロックの最大断面の最適比(円の場合は直径
D)およびAEの直径の最適比は、本質的に値kdに依存す
る。kd=0.1〜5.0の場合、最適比D/dは限度1〜4の範囲内
である。
A-2. Before depositing the reflective coating, the surface of the block is smooth and there are no special requirements for the exact geometry. In special cases, the cross-sectional shape of the block can be circular. The absorption efficiency of a block with a diffuse reflection surface depends very slightly on its cross-sectional shape. Optimal ratio of the maximum cross section of the block (diameter for a circle
The optimal ratio between D) and the diameter of the AE essentially depends on the value kd. When kd = 0.1-5.0, the optimum ratio D / d is within the limit 1-4.

【0024】A-3.ブロックが大きすぎて、AE内に蓄積し
た熱がその表面で散逸できないか、またはブロックを特
別な装置に組み込むことができない場合、ブロック断面
の1つの寸法を実際にAEの直径に縮小することができ
る。断面のその他の寸法を拡大すると、ダイオード放射
をこの軸線上のブロック内に発射することができる。
A-3. If the block is too large to allow heat accumulated in the AE to dissipate on its surface or to incorporate the block into special equipment, one dimension of the block The diameter can be reduced. Increasing the other dimensions of the cross section allows the diode radiation to be launched into blocks on this axis.

【0025】A-4. 隙間におけるポンピング放射の損失
による効率を著しく低下させないためには、隙間の幅t
slは次の条件を満たす必要がある:tsl<2・P・(1-
Krefl)/Nsi、(P:ブロック断面の外周、Krefl:反射層
の反射率係数、Nsi:隙間の数)。不等号の右側の係数2
は、拡散照明の場合のブロック内部の隙間による反射を
考慮している。
A-4. In order not to significantly reduce the efficiency due to the loss of pumping radiation in the gap, the width of the gap t
sl must satisfy the following condition: t sl <2 · P · (1-
K refl ) / N si , (P: outer circumference of block cross section, K refl : reflectance coefficient of reflection layer, N si : number of gaps). Coefficient 2 on right side of inequality sign
Considers the reflection due to the gap inside the block in the case of diffuse illumination.

【0026】一例として、最適な直径D=4〜5 mmは、d
= 2mm、Krefl = 0.98および kd =0.5〜2.0の場合に得ら
れる。2つの隙間がある場合、それらの幅は0.25 mmを超
えてはならない。kd>2.0の実施例の場合、より広い幅の
隙間を応用しても効率を著しく損なうことはない。この
サイズの隙間は単純に形成することができ、ダイオード
レーザ列の開口を隙間に対して配置することも同様に単
純である。
As an example, the optimal diameter D = 4-5 mm is given by d
= 2 mm, K refl = 0.98 and kd = 0.5-2.0 . If there are two gaps, their width must not exceed 0.25 mm. In the case of the embodiment of kd> 2.0, even if a wider gap is applied, the efficiency is not significantly impaired. A gap of this size can be simply formed, and arranging the openings of the diode laser array with respect to the gap is similarly simple.

【0027】B.鏡面反射コーティングを有するブロッ
ク。このブロックの内面の実質的な構成部分は鏡面反射
すると仮定する。
B. Block with specular reflection coating. It is assumed that a substantial component of the inner surface of this block is specularly reflected.

【0028】B-1. このブロック内部の反射率は、ブロ
ックの外側に溶着される金属層(金、銀、アルミニウム
など)によるか、またはポンピング波長に対して高反射
率の誘電多層システムにより達成することができる。表
面の一部分を未塗布のまま残して内部全反射を使用して
も良い。反射係数の選択は、反射がブロックを横断する
回数によって決まり、この回数は本質的にAEの光学濃度
により与えられる。光学濃度が十分に高く(kd > = 0.2
〜0.3)、アルミニウムを化学的にまたは真空内で溶着し
てコーティングを行うことができる場合、近赤外線(IR)
スペクトル領域においてKrefl = 0.92〜0.95である。
B-1. The reflectivity inside this block is achieved by a metal layer (gold, silver, aluminum, etc.) deposited on the outside of the block, or by a dielectric multilayer system with high reflectivity to the pumping wavelength. can do. Total internal reflection may be used while leaving a part of the surface uncoated. The choice of the reflection coefficient depends on the number of times the reflection traverses the block, this number being essentially given by the optical density of the AE. Optical density is high enough (kd> = 0.2
~ 0.3), near infrared (IR) if the coating can be done by welding aluminum chemically or in vacuum
K refl = 0.92 to 0.95 in the spectral domain.

【0029】B-2. ポンピング放射は、1つもしくは2つ
の対向側部で、複数のダイオードレーザ列を使用する場
合、特に1つもしくは2つの対向する隙間または1つもし
くは2つの対向する隙間群からブロックに入る。
B-2. Pumping radiation is generated on one or two opposing sides, especially when using a plurality of diode laser trains, one or two opposing gaps or one or two opposing gap groups. Enter the block from.

【0030】B-3. ブロックの断面は、互いに対して、
かつ1つまたは複数の隙間からブロックに入るダイオー
ド放射の発散角の対称平面に対して平行かまたはほぼ平
行に配置された平らかまたはほぼ平らな2つの表面を有
する。これらの表面は、平らであっても、平らな幾何学
的形状から外れても良い。「AE−隙間」方向の表面範囲
はδWであり、この場合、δW > 0.3・Dを満たす必要が
ある。ここで、D:断面の最大寸法である。平均平面に
関する平らな幾何学的形状からの許容可能な誤差δh
は、δh<0.2・Dでなければならない。こうした構成のい
くつの可能な変形を図4、図5および図6に示す。寸法
は、AEの光学濃度によって決まる。AEの光学濃度がkd =
0.2〜5.0の限度内で変化する場合、AE直径対する最大
断面の指数はD/d = 1.5〜6.0であり、AE直径に対する最
小断面の指数は1.0〜2.5である。
B-3. The cross sections of the blocks are
And two flat or substantially flat surfaces arranged parallel or substantially parallel to the plane of symmetry of the divergence angle of the diode radiation entering the block from one or more gaps. These surfaces may be flat or out of flat geometry. The surface area in the “AE-gap” direction is ΔW, and in this case, it is necessary to satisfy ΔW> 0.3 · D. Here, D: the maximum dimension of the cross section. Acceptable error δh from flat geometry with respect to mean plane
Must be δh <0.2 · D. Some possible variations of such an arrangement are shown in FIGS. 4, 5 and 6. The dimensions are determined by the optical density of the AE. AE optical density is kd =
If varying within the limits of 0.2-5.0, the index of the largest section for the AE diameter is D / d = 1.5-6.0 and the index of the smallest section for the AE diameter is 1.0-2.5.

【0031】B-4. 隙間からの放射の漏れに起因する放
射損失により効率が知覚できるほど低下するのを避ける
ためには、隙間の幅tslまたは密接に隣接する隙間群の
全体の隙間幅は、以下の条件を満たさなければならな
い: 1つの端部におけるポンピングの場合 tsl << d・exp(2・kd) 両端におけるポンピングの場合 tsl << d・exp(kd)
B-4. To avoid a perceptible decrease in efficiency due to radiation loss due to radiation leakage from the gap, the gap width t sl or the total gap width of closely adjacent gap groups must satisfy the following conditions: one when pumping at the end t sl << d · exp (2 · kd) when pumping at both t sl << d · exp (kd )

【0032】たとえば、AEの直径が2 mm、吸収係数が5c
m-1の場合、効率が著しく低下しない状態で許容可能な
全体の隙間幅は、<0.5〜1.5mmである。
For example, if the diameter of the AE is 2 mm and the absorption coefficient is 5c
For m −1, the overall gap width acceptable without significant reduction in efficiency is <0.5-1.5 mm.

【0033】B-5. 両端におけるポンピングインテーク
の場合、対称軸線があり、AEはこの軸線と同軸に配置さ
れる。一方の端部におけるポンピングインテークの場
合、AEは1つまたは複数の隙間から離れて対向壁上に移
動し、壁からのAEの距離はAEの直径を超えることは認め
られない。
B-5. In the case of a pumping intake at both ends, there is an axis of symmetry, and the AE is arranged coaxially with this axis. In the case of a pumping intake at one end, the AE moves away from the gap or gaps onto the opposing wall and the distance of the AE from the wall is not allowed to exceed the diameter of the AE.

【0034】本発明について、図面を使用して以下に説
明する。本明細書では、個々の図面は、本発明の本質で
ある固体レーザの部分を示し、ポンピングキャビティの
断面形状が異なる。
The present invention will be described below with reference to the drawings. In the present description, the individual figures show the parts of the solid-state laser which are the essence of the invention, the pumping cavities differing in cross section.

【0035】本発明の本質である固体レーザの部分を図
1に示す。本発明によるポンピングキャビティは、円筒
形のモノリシックなブロック2であり、断面は楕円形で
ある。ブロック2の表面には、散乱方式で反射する層5が
塗布される。この層5は、楕円形の頂点を通る円筒の軸
線に平行に走る隙間6を有する。この隙間6はダイオード
レーザ列7の下流に配置され、ダイオードレーザ列7の放
射は、隙間6を介してブロック2内に方向付けられる。ブ
ロック2内には、円筒の軸線に平行に管状の溝3が配置さ
れ、ロッド形のAE 1は、AEの軸線Xが円筒の軸線に平行
になるように接着剤4で固定される。
The solid-state laser part which is the essence of the present invention is illustrated.
Shown in 1. The pumping cavity according to the invention is a cylindrical monolithic block 2, which is elliptical in cross section. On the surface of the block 2, a layer 5 that reflects in a scattering manner is applied. This layer 5 has a gap 6 running parallel to the axis of the cylinder passing through the apex of the ellipse. This gap 6 is arranged downstream of the diode laser train 7, and the radiation of the diode laser train 7 is directed into the block 2 via the gap 6. Inside the block 2, a tubular groove 3 is arranged parallel to the axis of the cylinder, and the rod-shaped AE 1 is fixed with an adhesive 4 so that the axis X of the AE is parallel to the axis of the cylinder.

【0036】図2および図3では、ブロック2の断面は、
横腹が凸状の円弧である矩形に類似の形状を有する。こ
れらの2つの例では、表面には、方向付けられた方式で
反射する表面が塗布される。図2の場合、図1の場合と同
様に、隙間6は1つだけだが、図3の場合、ポンピング放
射は、2つの隙間6からブロック2に入る。
2 and 3, the cross section of the block 2 is
It has a shape similar to a rectangle whose flank is a convex arc. In these two examples, the surface is coated with a reflective surface in a directed manner. In the case of FIG. 2, as in FIG. 1, there is only one gap 6, but in FIG. 3, the pumping radiation enters the block 2 from the two gaps 6.

【0037】図4〜6は、方向付けられた方式で反射する
層5を塗布されたブロック2の断面をさらに示す。
FIGS. 4 to 6 further show a cross section of the block 2 coated with the reflective layer 5 in a directed manner.

【0038】ブロック断面の図2および図3に示す平面が
平行な長辺は、これらの図では構成が異なる。これらの
長辺は、0.3・D(D=ブロック断面の最大寸法)以上の長
さδW全体にわたって、最大誤差δh(0.2・D以下)を超え
ない点が共通している(原文のまま)。
The long side parallel to the plane shown in FIG. 2 and FIG. 3 of the block cross section has a different configuration in these figures. These long sides have in common that they do not exceed the maximum error Δh (less than 0.2 · D) over the entire length ΔW of 0.3 · D (D = maximum dimension of the block cross section) (as is in the original text).

【0039】図1〜6の場合、AE 1は、2つの隙間6を有す
るブロック2の場合は中心に配置され、隙間6が1つだけ
の場合は隙間6からさらに離れて配置されることが分か
る。
In the case of FIGS. 1 to 6, the AE 1 is arranged at the center in the case of the block 2 having two gaps 6, and may be arranged further away from the gap 6 when there is only one gap 6. I understand.

【0040】1つの隙間6または両側に配置される2つの
隙間6の代わりに、隙間群を配置することも可能であ
る。したがって、ポンピング出力は、複数のダイオード
レーザ列7を使って増加させることができる。
Instead of one gap 6 or two gaps 6 arranged on both sides, it is also possible to arrange gap groups. Therefore, the pumping power can be increased by using a plurality of diode laser arrays 7.

【0041】[0041]

【発明の効果】ポンピングキャビティをモノリシックな
ブロックから構成して、活性素子周囲のポンピング光分
布で高度な均質性が得られ、吸収効率が高い単純な構造
の固体レーザが形成される。
According to the present invention, the pumping cavity is formed of a monolithic block, so that a high degree of homogeneity is obtained in the pumping light distribution around the active element, and a solid-state laser having a simple structure with high absorption efficiency is formed.

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

【図1】楕円形の断面を示す。FIG. 1 shows an elliptical cross section.

【図2】横腹が凸状の円弧である矩形に類似する断面を
示し、AEは偏心状に配置される。
FIG. 2 shows a cross section similar to a rectangle whose side is a convex arc, and AEs are eccentrically arranged.

【図3】横腹が凸状の円弧である矩形に類似する断面を
示し、AEは中心に配置される。
FIG. 3 shows a cross section similar to a rectangle whose flank is a convex arc, and AE is arranged at the center.

【図4】横腹が凸状の円弧であり、長辺が凹状の円弧で
ある矩形に類似する断面を示す。
FIG. 4 shows a cross section similar to a rectangle whose side is a convex arc and whose long side is a concave arc.

【図5】横腹が凸状の円弧であり、長辺の中心に切込み
がある矩形に類似する断面を示す。
FIG. 5 shows a section similar to a rectangle having a convex arc on the side and a cut at the center of the long side.

【図6】横腹が凸状の円弧であり、長辺がV形である矩形
に類似する断面を示す。
FIG. 6 shows a cross section similar to a rectangle having a convex arc on the side and a V-shaped long side.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 活性素子、2 円筒形のブロック、5 層、6 隙間、
7 ダイオードレーザ列
1 active element, 2 cylindrical block, 5 layers, 6 gaps,
7 Diode laser train

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イゴール クツェマ ロシア連邦 197198 サンクト ペテルス ブルク スジェスツェンスカーヤ ストリ ート 14−17 (72)発明者 アレクサンドラ レヴォスキン ロシア連邦 190008 サンクト ペテルス ブルク プスコフスカーヤ ストリート 22−57 (72)発明者 アルトゥア マク ロシア連邦 199155 サンクト ペテルス ブルク コラプレストリオテリー ストリ ート 40−1−224 (72)発明者 ヴヤツェスラフ ボウツェンコフ ロシア連邦 195257 サンクト ペテルス ブルク グラツダンスキー アヴェニュー 79−1−127 (72)発明者 アレクセイジ ペトロフ ロシア連邦 196233 サンクト ペテルス ブルク ヴィテプスキー アヴェニュー 67−123 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Igor Kuzema Russian Federation 197 198 St. Petersburg Burg Szczeskaya Street 14-17 (72) Inventor Alexandra Levoskin Russia 190008 St. Petersburg Burg Pskovskaya Street 22-57 (72) Inventor Artua Mak Russian Federation 199155 St. Petersburg Burg Kola Prestelio Territory Street 40-1-224 (72) Inventor Vyatslav Boutsenkov Russia 195257 St. Petersburg Grazdansky Avenue 79-1-127 (72) Alexei Petrov Russian Federation 196233 St. Petersburg Vitebsky Avenue 67 123

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポンピング放射を生成する少なくとも1つ
のダイオードレーザ列(7)と、ロッド形の活性素子(1)
と、その円筒軸線が該活性素子(1)の軸線およびダイオ
ードレーザ列(7)に平行に走るように、該活性素子(1)の
周囲に配置される円筒形のポンピングキャビティとを有
する固体レーザであって、該ポンピングキャビティが、
前記活性素子(1)が接着剤(4)により固定される連続管状
溝(3)を備えるモノリシックなブロック(2)であり、該ブ
ロック(2)の表面が、少なくとも1つの隙間(6)がある反
射層を有し、前記ダイオード列(7)が放出するポンピン
グ放射が、該隙間(6)を介して前記ブロック(2)内に発射
されることを特徴とする固体レーザ。
At least one diode laser train (7) for generating pumping radiation and a rod-shaped active element (1)
A solid-state laser having a cylindrical pumping cavity disposed around the active element (1) such that its cylindrical axis runs parallel to the axis of the active element (1) and the diode laser array (7). Wherein the pumping cavity is
The active element (1) is a monolithic block (2) having a continuous tubular groove (3) fixed by an adhesive (4), and the surface of the block (2) has at least one gap (6). A solid-state laser having a reflective layer, wherein pumping radiation emitted by the diode array (7) is emitted into the block (2) through the gap (6).
【請求項2】 前記ブロック(2)が、前記隙間(6)と円筒
軸線との間の接続線方向に最大範囲(D)を有する断面形
状を有することを特徴とする、請求項1記載の固体レー
ザ。
2. The block (2) according to claim 1, wherein the block (2) has a cross-sectional shape having a maximum range (D) in a connecting line direction between the gap (6) and a cylindrical axis. Solid state laser.
【請求項3】 前記断面形状が楕円形であることを特徴
とする、請求項2記載の固体レーザ。
3. The solid-state laser according to claim 2, wherein the cross-sectional shape is elliptical.
【請求項4】 前記断面形状が矩形に類似し、その横腹
が凸状円弧の形状を有し、その長辺が0.3・D以上の長さ
であることを特徴とする、請求項2記載の固体レーザ。
4. The method according to claim 2, wherein the cross-sectional shape is similar to a rectangle, and the flanks have a convex arc shape, and a long side thereof has a length of 0.3 · D or more. Solid state laser.
【請求項5】 前記長辺が、平面が平行な表面であるこ
とを特徴とする、請求項4記載の固体レーザ。
5. The solid-state laser according to claim 4, wherein the long sides are surfaces whose planes are parallel to each other.
【請求項6】 前記長辺が、その中間において、平面が
平行な表面から0.2・D以下の誤差を有することを特徴と
する、請求項4記載の固体レーザ。
6. The solid-state laser according to claim 4, wherein the long side has an error of 0.2 · D or less from a surface parallel to the plane in the middle.
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