JP2000188438A - レーザ発振器 - Google Patents
レーザ発振器Info
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- JP2000188438A JP2000188438A JP36498998A JP36498998A JP2000188438A JP 2000188438 A JP2000188438 A JP 2000188438A JP 36498998 A JP36498998 A JP 36498998A JP 36498998 A JP36498998 A JP 36498998A JP 2000188438 A JP2000188438 A JP 2000188438A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単でかつ安価な構造により固体レーザ媒質
を効率的に励起させることができるレーザ発振器を提供
する。 【解決手段】 レーザ発振器１０は、レーザ光を発振さ
せるための棒状の固体レーザ媒質１１を有している。固
体レーザ媒質１１の一側には、固体レーザ媒質１１の側
面に対して励起光を入射させる励起光源１２が配置さ
れ、固体レーザ媒質１１の他側には励起光源１２からの
励起光を反射させて固体レーザ媒質１１の側面に導く楕
円柱状反射鏡１５が配置されている。また、固体レーザ
媒質１１を介して楕円柱状反射鏡１５と対向するよう円
筒状反射鏡１６および平面反射鏡１７が配置され、楕円
柱状反射鏡１５で反射された励起光を反射させて固体レ
ーザ媒質１１の側面に導くことができるようになってい
る。
を効率的に励起させることができるレーザ発振器を提供
する。 【解決手段】 レーザ発振器１０は、レーザ光を発振さ
せるための棒状の固体レーザ媒質１１を有している。固
体レーザ媒質１１の一側には、固体レーザ媒質１１の側
面に対して励起光を入射させる励起光源１２が配置さ
れ、固体レーザ媒質１１の他側には励起光源１２からの
励起光を反射させて固体レーザ媒質１１の側面に導く楕
円柱状反射鏡１５が配置されている。また、固体レーザ
媒質１１を介して楕円柱状反射鏡１５と対向するよう円
筒状反射鏡１６および平面反射鏡１７が配置され、楕円
柱状反射鏡１５で反射された励起光を反射させて固体レ
ーザ媒質１１の側面に導くことができるようになってい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体レーザ媒質を
励起させてレーザ光を発振させるレーザ発振器に係わ
り、とりわけ固体レーザ媒質を効率的に励起させること
ができるレーザ発振器に関する。
励起させてレーザ光を発振させるレーザ発振器に係わ
り、とりわけ固体レーザ媒質を効率的に励起させること
ができるレーザ発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、固体レーザ媒質を励起させて
レーザ光を発振させるレーザ発振器として、レーザダイ
オード励起型のレーザ発振器が知られている。図５は従
来のレーザ発振器を示す図である。図５に示すように、
従来のレーザ発振器１０は、レーザ光を発振させるため
の棒状の固体レーザ媒質１１と、固体レーザ媒質１１の
軸線方向に沿って固体レーザ媒質１１を挟むよう配置さ
れた一対の共振器反射鏡（本発明を示す図２の符号１
３，１４参照）とを備えている。また、固体レーザ媒質
１１の一側には、固体レーザ媒質１１の側面に対して励
起光を入射させる励起光源１２が配置されている。励起
光源１２は、固体レーザ媒質１１の軸線に沿って線状に
並設されたレーザダイオードアレイからなる発光部１８
を有している。さらに、固体レーザ媒質１１の他側に
は、励起光源１２からの励起光を反射させて固体レーザ
媒質１１の側面に導く円筒状の励起光反射鏡３０が配置
されている。
レーザ光を発振させるレーザ発振器として、レーザダイ
オード励起型のレーザ発振器が知られている。図５は従
来のレーザ発振器を示す図である。図５に示すように、
従来のレーザ発振器１０は、レーザ光を発振させるため
の棒状の固体レーザ媒質１１と、固体レーザ媒質１１の
軸線方向に沿って固体レーザ媒質１１を挟むよう配置さ
れた一対の共振器反射鏡（本発明を示す図２の符号１
３，１４参照）とを備えている。また、固体レーザ媒質
１１の一側には、固体レーザ媒質１１の側面に対して励
起光を入射させる励起光源１２が配置されている。励起
光源１２は、固体レーザ媒質１１の軸線に沿って線状に
並設されたレーザダイオードアレイからなる発光部１８
を有している。さらに、固体レーザ媒質１１の他側に
は、励起光源１２からの励起光を反射させて固体レーザ
媒質１１の側面に導く円筒状の励起光反射鏡３０が配置
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のレーザ発振器１０においては、励起光源１２から
の励起光を固体レーザ媒質１１に対して効率的に入射さ
せるため、励起光源１２の発光部１８を固体レーザ媒質
１１に近接して配置している。また、励起光源１２から
の励起光のうち固体レーザ媒質１１に入射しない励起光
を円筒状の励起光反射鏡３０により反射させて再び固体
レーザ媒質１１に入射させるようにしている。
従来のレーザ発振器１０においては、励起光源１２から
の励起光を固体レーザ媒質１１に対して効率的に入射さ
せるため、励起光源１２の発光部１８を固体レーザ媒質
１１に近接して配置している。また、励起光源１２から
の励起光のうち固体レーザ媒質１１に入射しない励起光
を円筒状の励起光反射鏡３０により反射させて再び固体
レーザ媒質１１に入射させるようにしている。
【０００４】しかしながら、励起光源１２の発光部１８
を固体レーザ媒質１１に近接して配置する場合には、固
体レーザ媒質１１内での励起光の強度分布に偏りが生じ
やすく、レーザ発振器１０から出光されるレーザ光のビ
ーム品質が悪化するという問題がある。また、円筒状の
励起光反射鏡３０により励起光を反射させる場合には、
反射後の励起光を固体レーザ媒質１１の側面に対して確
実に入射させることが困難であり、また固体レーザ媒質
１１の側面に対して励起光を１回しか入射させることが
できないという問題がある。
を固体レーザ媒質１１に近接して配置する場合には、固
体レーザ媒質１１内での励起光の強度分布に偏りが生じ
やすく、レーザ発振器１０から出光されるレーザ光のビ
ーム品質が悪化するという問題がある。また、円筒状の
励起光反射鏡３０により励起光を反射させる場合には、
反射後の励起光を固体レーザ媒質１１の側面に対して確
実に入射させることが困難であり、また固体レーザ媒質
１１の側面に対して励起光を１回しか入射させることが
できないという問題がある。
【０００５】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、簡単でかつ安価な構造により固体レーザ媒
質を効率的に励起させることができるレーザ発振器を提
供することを目的とする。
ものであり、簡単でかつ安価な構造により固体レーザ媒
質を効率的に励起させることができるレーザ発振器を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴は、
レーザ光を発振させるための棒状の固体レーザ媒質と、
前記固体レーザ媒質の軸線方向に沿って前記固体レーザ
媒質を挟むよう配置された一対の共振器反射鏡と、前記
固体レーザ媒質の一側に配置され、前記固体レーザ媒質
の軸線に沿って延び前記固体レーザ媒質の側面に対して
励起光を入射させる発光部を有する励起光源と、前記固
体レーザ媒質の他側に配置され、前記励起光源からの励
起光を反射させて前記固体レーザ媒質の側面に導く第１
励起光反射鏡と、前記固体レーザ媒質を介して前記第１
励起光反射鏡と対向するよう配置され、前記第１励起光
反射鏡で反射された励起光を反射させて前記固体レーザ
媒質の側面に導く第２励起光反射鏡とを備え、前記第１
励起光反射鏡の反射面は前記固体レーザ媒質の軸線と前
記発光部とをそれぞれ焦点とする楕円形状に形成され、
前記第２励起光反射鏡の反射面は前記固体レーザ媒質の
軸線を中心点とするとともに前記固体レーザ媒質の軸線
と前記発光部との間の距離を半径とする円形状に形成さ
れていることを特徴とするレーザ発振器である。
レーザ光を発振させるための棒状の固体レーザ媒質と、
前記固体レーザ媒質の軸線方向に沿って前記固体レーザ
媒質を挟むよう配置された一対の共振器反射鏡と、前記
固体レーザ媒質の一側に配置され、前記固体レーザ媒質
の軸線に沿って延び前記固体レーザ媒質の側面に対して
励起光を入射させる発光部を有する励起光源と、前記固
体レーザ媒質の他側に配置され、前記励起光源からの励
起光を反射させて前記固体レーザ媒質の側面に導く第１
励起光反射鏡と、前記固体レーザ媒質を介して前記第１
励起光反射鏡と対向するよう配置され、前記第１励起光
反射鏡で反射された励起光を反射させて前記固体レーザ
媒質の側面に導く第２励起光反射鏡とを備え、前記第１
励起光反射鏡の反射面は前記固体レーザ媒質の軸線と前
記発光部とをそれぞれ焦点とする楕円形状に形成され、
前記第２励起光反射鏡の反射面は前記固体レーザ媒質の
軸線を中心点とするとともに前記固体レーザ媒質の軸線
と前記発光部との間の距離を半径とする円形状に形成さ
れていることを特徴とするレーザ発振器である。
【０００７】本発明の第２の特徴は、レーザ光を発振さ
せるための棒状の固体レーザ媒質と、前記固体レーザ媒
質の軸線方向に沿って前記固体レーザ媒質を挟むよう配
置された一対の共振器反射鏡と、前記固体レーザ媒質の
一側に配置され、前記固体レーザ媒質の軸線に沿って延
び前記固体レーザ媒質の側面に対して励起光を入射させ
る発光部を有する励起光源と、前記固体レーザ媒質の他
側に配置され、前記励起光源からの励起光を反射させて
前記固体レーザ媒質の側面に導く第１励起光反射鏡と、
前記固体レーザ媒質を介して前記第１励起光反射鏡と対
向するよう配置され、前記第１励起光反射鏡で反射され
た励起光を反射させて前記固体レーザ媒質の側面に導く
第２励起光反射鏡とを備え、前記第１励起光反射鏡の反
射面は前記固体レーザ媒質の中心と前記発光部の中心と
をそれぞれ焦点とする楕円球状に形成され、前記第２励
起光反射鏡の反射面は前記固体レーザ媒質の中心を中心
点とするとともに前記固体レーザ媒質の中心と前記発光
部の中心との間の距離を半径とする球状に形成されてい
ることを特徴とするレーザ発振器である。
せるための棒状の固体レーザ媒質と、前記固体レーザ媒
質の軸線方向に沿って前記固体レーザ媒質を挟むよう配
置された一対の共振器反射鏡と、前記固体レーザ媒質の
一側に配置され、前記固体レーザ媒質の軸線に沿って延
び前記固体レーザ媒質の側面に対して励起光を入射させ
る発光部を有する励起光源と、前記固体レーザ媒質の他
側に配置され、前記励起光源からの励起光を反射させて
前記固体レーザ媒質の側面に導く第１励起光反射鏡と、
前記固体レーザ媒質を介して前記第１励起光反射鏡と対
向するよう配置され、前記第１励起光反射鏡で反射され
た励起光を反射させて前記固体レーザ媒質の側面に導く
第２励起光反射鏡とを備え、前記第１励起光反射鏡の反
射面は前記固体レーザ媒質の中心と前記発光部の中心と
をそれぞれ焦点とする楕円球状に形成され、前記第２励
起光反射鏡の反射面は前記固体レーザ媒質の中心を中心
点とするとともに前記固体レーザ媒質の中心と前記発光
部の中心との間の距離を半径とする球状に形成されてい
ることを特徴とするレーザ発振器である。
【０００８】本発明の第３の特徴は、レーザ光を発振さ
せるための棒状の固体レーザ媒質と、前記固体レーザ媒
質の軸線方向に沿って前記固体レーザ媒質を挟むよう配
置された一対の共振器反射鏡と、前記固体レーザ媒質の
一側に配置され、前記固体レーザ媒質の軸線に沿って延
び前記固体レーザ媒質の側面に対して励起光を入射させ
る発光部を有する励起光源と、前記励起光源からの励起
光を集光させる集光レンズと、前記固体レーザ媒質の他
側に配置され、前記励起光源からの励起光を反射させて
前記固体レーザ媒質の側面に導く第１励起光反射鏡と、
前記固体レーザ媒質を介して前記第１励起光反射鏡と対
向するよう配置され、前記第１励起光反射鏡で反射され
た励起光を反射させて前記固体レーザ媒質の側面に導く
第２励起光反射鏡とを備え、前記第１励起光反射鏡の反
射面は前記固体レーザ媒質の軸線と前記集光レンズによ
る集光位置とをそれぞれ焦点とする楕円形状に形成さ
れ、前記第２励起光反射鏡の反射面は前記固体レーザ媒
質の軸線を中心点とするとともに前記固体レーザ媒質の
軸線と前記集光レンズによる集光位置との間の距離を半
径とする円形状に形成されていることを特徴とするレー
ザ発振器である。
せるための棒状の固体レーザ媒質と、前記固体レーザ媒
質の軸線方向に沿って前記固体レーザ媒質を挟むよう配
置された一対の共振器反射鏡と、前記固体レーザ媒質の
一側に配置され、前記固体レーザ媒質の軸線に沿って延
び前記固体レーザ媒質の側面に対して励起光を入射させ
る発光部を有する励起光源と、前記励起光源からの励起
光を集光させる集光レンズと、前記固体レーザ媒質の他
側に配置され、前記励起光源からの励起光を反射させて
前記固体レーザ媒質の側面に導く第１励起光反射鏡と、
前記固体レーザ媒質を介して前記第１励起光反射鏡と対
向するよう配置され、前記第１励起光反射鏡で反射され
た励起光を反射させて前記固体レーザ媒質の側面に導く
第２励起光反射鏡とを備え、前記第１励起光反射鏡の反
射面は前記固体レーザ媒質の軸線と前記集光レンズによ
る集光位置とをそれぞれ焦点とする楕円形状に形成さ
れ、前記第２励起光反射鏡の反射面は前記固体レーザ媒
質の軸線を中心点とするとともに前記固体レーザ媒質の
軸線と前記集光レンズによる集光位置との間の距離を半
径とする円形状に形成されていることを特徴とするレー
ザ発振器である。
【０００９】本発明の第４の特徴は、レーザ光を発振さ
せるための棒状の固体レーザ媒質と、前記固体レーザ媒
質の軸線方向に沿って前記固体レーザ媒質を挟むよう配
置された一対の共振器反射鏡と、前記固体レーザ媒質の
一側に配置され、前記固体レーザ媒質の軸線に沿って延
び前記固体レーザ媒質の側面に対して励起光を入射させ
る発光部を有する励起光源と、前記励起光源からの励起
光を集光させる集光レンズと、前記固体レーザ媒質の他
側に配置され、前記励起光源からの励起光を反射させて
前記固体レーザ媒質の側面に導く第１励起光反射鏡と、
前記固体レーザ媒質を介して前記第１励起光反射鏡と対
向するよう配置され、前記第１励起光反射鏡で反射され
た励起光を反射させて前記固体レーザ媒質の側面に導く
第２励起光反射鏡とを備え、前記第１励起光反射鏡の反
射面は前記固体レーザ媒質の中心と前記集光レンズによ
る集光位置の中心とをそれぞれ焦点とする楕円球状に形
成され、前記第２励起光反射鏡の反射面は前記固体レー
ザ媒質の中心を中心点とするとともに前記固体レーザ媒
質の中心と前記集光レンズによる集光位置の中心との間
の距離を半径とする球状に形成されていることを特徴と
するレーザ発振器である。
せるための棒状の固体レーザ媒質と、前記固体レーザ媒
質の軸線方向に沿って前記固体レーザ媒質を挟むよう配
置された一対の共振器反射鏡と、前記固体レーザ媒質の
一側に配置され、前記固体レーザ媒質の軸線に沿って延
び前記固体レーザ媒質の側面に対して励起光を入射させ
る発光部を有する励起光源と、前記励起光源からの励起
光を集光させる集光レンズと、前記固体レーザ媒質の他
側に配置され、前記励起光源からの励起光を反射させて
前記固体レーザ媒質の側面に導く第１励起光反射鏡と、
前記固体レーザ媒質を介して前記第１励起光反射鏡と対
向するよう配置され、前記第１励起光反射鏡で反射され
た励起光を反射させて前記固体レーザ媒質の側面に導く
第２励起光反射鏡とを備え、前記第１励起光反射鏡の反
射面は前記固体レーザ媒質の中心と前記集光レンズによ
る集光位置の中心とをそれぞれ焦点とする楕円球状に形
成され、前記第２励起光反射鏡の反射面は前記固体レー
ザ媒質の中心を中心点とするとともに前記固体レーザ媒
質の中心と前記集光レンズによる集光位置の中心との間
の距離を半径とする球状に形成されていることを特徴と
するレーザ発振器である。
【００１０】なお、上述した本発明の第１乃至第４の特
徴においては、前記第１励起光反射鏡と前記第２励起光
反射鏡との間にて前記固体レーザ媒質を介して前記第１
励起光反射鏡と対向するよう配置され、前記第１励起光
反射鏡で反射された励起光を反射させて前記固体レーザ
媒質の側面に導く第３励起光反射鏡をさらに備え、前記
第３励起光反射鏡の反射面は前記固体レーザ媒質の軸線
と前記発光部との間の中間点を通って延びる平坦面状に
形成されるとともに、前記励起光源からの励起光を通過
させるための開口を有することが好ましい。
徴においては、前記第１励起光反射鏡と前記第２励起光
反射鏡との間にて前記固体レーザ媒質を介して前記第１
励起光反射鏡と対向するよう配置され、前記第１励起光
反射鏡で反射された励起光を反射させて前記固体レーザ
媒質の側面に導く第３励起光反射鏡をさらに備え、前記
第３励起光反射鏡の反射面は前記固体レーザ媒質の軸線
と前記発光部との間の中間点を通って延びる平坦面状に
形成されるとともに、前記励起光源からの励起光を通過
させるための開口を有することが好ましい。
【００１１】本発明の第１乃至第４の特徴によれば、励
起光源からの励起光を第１励起光反射鏡で反射させて固
体レーザ媒質の側面に導くとともに、第１励起光反射鏡
で反射され固体レーザ媒質を通過した励起光を第２励起
光反射鏡で反射させて再び固体レーザ媒質の側面に導く
ので、反射後の励起光を固体レーザ媒質の側面に対して
確実に入射させることができるとともに、固体レーザ媒
質を通過した励起光を再利用することができ、このため
簡単でかつ安価な構造により固体レーザ媒質を効率的に
励起させることができる。また、固体レーザ媒質を通過
した励起光を第３励起光反射鏡でも反射させることで、
固体レーザ媒質を通過した励起光の再利用率をさらに高
めることができ、このため固体レーザ媒質をより効率的
に励起させることができる。
起光源からの励起光を第１励起光反射鏡で反射させて固
体レーザ媒質の側面に導くとともに、第１励起光反射鏡
で反射され固体レーザ媒質を通過した励起光を第２励起
光反射鏡で反射させて再び固体レーザ媒質の側面に導く
ので、反射後の励起光を固体レーザ媒質の側面に対して
確実に入射させることができるとともに、固体レーザ媒
質を通過した励起光を再利用することができ、このため
簡単でかつ安価な構造により固体レーザ媒質を効率的に
励起させることができる。また、固体レーザ媒質を通過
した励起光を第３励起光反射鏡でも反射させることで、
固体レーザ媒質を通過した励起光の再利用率をさらに高
めることができ、このため固体レーザ媒質をより効率的
に励起させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１および図２は本発明に
よるレーザ発振器の一実施の形態を示す図である。
施の形態について説明する。図１および図２は本発明に
よるレーザ発振器の一実施の形態を示す図である。
【００１３】図１および図２に示すように、レーザ発振
器１０は、レーザ光を発振させるための棒状の固体レー
ザ媒質１１と、固体レーザ媒質１１の軸線Ｌ方向に沿っ
て固体レーザ媒質１１を挟むよう配置された一対の共振
器反射鏡１３，１４とを備えている。
器１０は、レーザ光を発振させるための棒状の固体レー
ザ媒質１１と、固体レーザ媒質１１の軸線Ｌ方向に沿っ
て固体レーザ媒質１１を挟むよう配置された一対の共振
器反射鏡１３，１４とを備えている。
【００１４】また、固体レーザ媒質１１の一側には、固
体レーザ媒質１１の側面に対して励起光を入射させる励
起光源１２が配置されている。励起光源１２は、固体レ
ーザ媒質１１の軸線Ｌに沿って線状に並設された１次元
レーザダイオードアレイからなる発光部１８を有してい
る。
体レーザ媒質１１の側面に対して励起光を入射させる励
起光源１２が配置されている。励起光源１２は、固体レ
ーザ媒質１１の軸線Ｌに沿って線状に並設された１次元
レーザダイオードアレイからなる発光部１８を有してい
る。
【００１５】さらに、固体レーザ媒質１１の他側には、
励起光源１２からの励起光を反射させて固体レーザ媒質
１１の側面に導く楕円柱状反射鏡（第１励起光反射鏡）
１５が配置されている。
励起光源１２からの励起光を反射させて固体レーザ媒質
１１の側面に導く楕円柱状反射鏡（第１励起光反射鏡）
１５が配置されている。
【００１６】さらにまた、固体レーザ媒質１１を介して
楕円柱状反射鏡１５と対向するよう円筒状反射鏡（第２
励起光反射鏡）１６および平面反射鏡（第３励起光反射
鏡）１７が配置され、楕円柱状反射鏡１５で反射された
励起光を反射させて固体レーザ媒質１１の側面に導くこ
とができるようになっている。このうち、円筒状反射鏡
１６には、励起光源１２の発光部１８の外形と略同一の
大きさの開口１６ａが設けられ、励起光源１２の発光部
１８から出射される励起光をレーザ媒質１１へ向けて導
くことができるようになっている。また、平面反射鏡１
７には、励起光源１２からの励起光を通過させるための
開口１７ａが設けられ、励起光源１２からの励起光を遮
蔽することなく固体レーザ媒質１１へ向けて導くことが
できるようになっている。
楕円柱状反射鏡１５と対向するよう円筒状反射鏡（第２
励起光反射鏡）１６および平面反射鏡（第３励起光反射
鏡）１７が配置され、楕円柱状反射鏡１５で反射された
励起光を反射させて固体レーザ媒質１１の側面に導くこ
とができるようになっている。このうち、円筒状反射鏡
１６には、励起光源１２の発光部１８の外形と略同一の
大きさの開口１６ａが設けられ、励起光源１２の発光部
１８から出射される励起光をレーザ媒質１１へ向けて導
くことができるようになっている。また、平面反射鏡１
７には、励起光源１２からの励起光を通過させるための
開口１７ａが設けられ、励起光源１２からの励起光を遮
蔽することなく固体レーザ媒質１１へ向けて導くことが
できるようになっている。
【００１７】なお、固体レーザ媒質１１、楕円柱状反射
鏡１５、円筒状反射鏡１６および平面反射鏡１７は、ケ
ーシング２０内に収容されている（図１参照）。なお、
ケーシング２０は図２においては省略されている。
鏡１５、円筒状反射鏡１６および平面反射鏡１７は、ケ
ーシング２０内に収容されている（図１参照）。なお、
ケーシング２０は図２においては省略されている。
【００１８】次に、楕円柱状反射鏡１５、円筒状反射鏡
１６および平面反射鏡１７について詳細に説明する。
１６および平面反射鏡１７について詳細に説明する。
【００１９】まず、楕円柱状反射鏡１５はその反射面
が、固体レーザ媒質１１の軸線Ｌと発光部１８とをそれ
ぞれ焦点Ｐ′，Ｐとする楕円形状に形成されている。こ
こで、楕円柱状反射鏡１５の反射面を規定する楕円の長
径をａ、短径をｂとし、楕円の中心点をＯ（０，０）と
すると、焦点Ｐ′，Ｐの座標はそれぞれ、
が、固体レーザ媒質１１の軸線Ｌと発光部１８とをそれ
ぞれ焦点Ｐ′，Ｐとする楕円形状に形成されている。こ
こで、楕円柱状反射鏡１５の反射面を規定する楕円の長
径をａ、短径をｂとし、楕円の中心点をＯ（０，０）と
すると、焦点Ｐ′，Ｐの座標はそれぞれ、
【数１】 となる。また、励起光源１２の発光部１８から出射され
る励起光の広がり角（半角）をθとすると、長径ａおよ
び短径ｂはそれぞれ、次式（１）を満たすように設定さ
れる。
る励起光の広がり角（半角）をθとすると、長径ａおよ
び短径ｂはそれぞれ、次式（１）を満たすように設定さ
れる。
【数２】 また、円筒状反射鏡１６はその反射面が、固体レーザ媒
質１１の軸線Ｌ（楕円の焦点Ｐ′）を中心点とするとと
もに固体レーザ媒質１１の軸線Ｌ（楕円の焦点Ｐ′）と
発光部１８（楕円の焦点Ｐ）との間の距離
質１１の軸線Ｌ（楕円の焦点Ｐ′）を中心点とするとと
もに固体レーザ媒質１１の軸線Ｌ（楕円の焦点Ｐ′）と
発光部１８（楕円の焦点Ｐ）との間の距離
【数３】 を半径とする円形状に形成されている。
【００２０】さらに、平面反射鏡１７はその反射面が、
固体レーザ媒質１１の軸線Ｌ（楕円の焦点Ｐ′）と発光
部１８（楕円の焦点Ｐ）との間の中間点（楕円の中心点
Ｏ）を通って楕円の焦点Ｐ′，Ｐを含む平面と直交する
面内で延びる平坦面状に形成されている。なお、平面反
射鏡１７の開口１７ａの幅（固体レーザ媒質１２の軸線
Ｌに直交する平面内での幅）ｄは
固体レーザ媒質１１の軸線Ｌ（楕円の焦点Ｐ′）と発光
部１８（楕円の焦点Ｐ）との間の中間点（楕円の中心点
Ｏ）を通って楕円の焦点Ｐ′，Ｐを含む平面と直交する
面内で延びる平坦面状に形成されている。なお、平面反
射鏡１７の開口１７ａの幅（固体レーザ媒質１２の軸線
Ｌに直交する平面内での幅）ｄは
【数４】 とするとよい。
【００２１】次に、このような構成からなる本実施の形
態の作用について説明する。
態の作用について説明する。
【００２２】まず、励起光源１２の発光部１８から励起
光が数十度の広がり角（半角）θで出射され、円筒状反
射鏡１６の開口１６ａ、および平面反射鏡１７の開口１
７ａを介して固体レーザ媒質１１の側面に対して入射さ
れる。このようにして励起光が固体レーザ媒質１１に入
射されると、固体レーザ媒質１１内においてレーザ光が
発振する。このレーザ光は一対の共振器反射鏡１３，１
４間を進行し、いずれか一方、例えば共振器反射鏡１３
（出光側の共振器反射鏡）から出光する。
光が数十度の広がり角（半角）θで出射され、円筒状反
射鏡１６の開口１６ａ、および平面反射鏡１７の開口１
７ａを介して固体レーザ媒質１１の側面に対して入射さ
れる。このようにして励起光が固体レーザ媒質１１に入
射されると、固体レーザ媒質１１内においてレーザ光が
発振する。このレーザ光は一対の共振器反射鏡１３，１
４間を進行し、いずれか一方、例えば共振器反射鏡１３
（出光側の共振器反射鏡）から出光する。
【００２３】この間、励起光源１２からの励起光はレー
ザ媒質１１へ向けて導かれる。この場合、励起光の一部
は固体レーザ媒質１１の側面に入射し、残りは楕円柱状
反射鏡１５の反射面に到達する。楕円柱状反射鏡１５の
反射面は、上述したように、固体レーザ媒質１１の軸線
Ｌと発光部１８とをそれぞれ焦点Ｐ′，Ｐとする楕円形
状に形成されているので、発光部１８から出射され楕円
柱状反射鏡１５の反射面により反射される励起光は全て
固体レーザ媒質１１の軸線Ｌに向けられ、固体レーザ媒
質１１の側面に入射する。
ザ媒質１１へ向けて導かれる。この場合、励起光の一部
は固体レーザ媒質１１の側面に入射し、残りは楕円柱状
反射鏡１５の反射面に到達する。楕円柱状反射鏡１５の
反射面は、上述したように、固体レーザ媒質１１の軸線
Ｌと発光部１８とをそれぞれ焦点Ｐ′，Ｐとする楕円形
状に形成されているので、発光部１８から出射され楕円
柱状反射鏡１５の反射面により反射される励起光は全て
固体レーザ媒質１１の軸線Ｌに向けられ、固体レーザ媒
質１１の側面に入射する。
【００２４】なお、このようにして固体レーザ媒質１１
の側面に入射された励起光の一部は固体レーザ媒質１１
を通過するが、このようにして固体レーザ媒質１１を通
過した励起光は平面反射鏡１７の反射面および円筒状反
射鏡１６の反射面で反射され、再び固体レーザ媒質１１
の側面に導かれる。
の側面に入射された励起光の一部は固体レーザ媒質１１
を通過するが、このようにして固体レーザ媒質１１を通
過した励起光は平面反射鏡１７の反射面および円筒状反
射鏡１６の反射面で反射され、再び固体レーザ媒質１１
の側面に導かれる。
【００２５】このように本実施の形態によれば、励起光
源１２からの励起光を楕円柱状反射鏡１５で反射させて
固体レーザ媒質１１の側面に導くとともに、楕円柱状反
射鏡１５で反射され固体レーザ媒質１１を通過した励起
光を円筒状反射鏡１６で反射させて再び固体レーザ媒質
１１の側面に導くので、反射後の励起光を固体レーザ媒
質１１の側面に対して確実に入射させることができると
ともに、固体レーザ媒質１１を通過した励起光を再利用
することができ、このため簡単でかつ安価な構造により
固体レーザ媒質を効率的に励起させることができる。
源１２からの励起光を楕円柱状反射鏡１５で反射させて
固体レーザ媒質１１の側面に導くとともに、楕円柱状反
射鏡１５で反射され固体レーザ媒質１１を通過した励起
光を円筒状反射鏡１６で反射させて再び固体レーザ媒質
１１の側面に導くので、反射後の励起光を固体レーザ媒
質１１の側面に対して確実に入射させることができると
ともに、固体レーザ媒質１１を通過した励起光を再利用
することができ、このため簡単でかつ安価な構造により
固体レーザ媒質を効率的に励起させることができる。
【００２６】また本実施の形態によれば、固体レーザ媒
質１１を通過した励起光を平面反射鏡１７でも反射させ
るので、固体レーザ媒質１１を通過した励起光の再利用
率をさらに高めることができ、このため固体レーザ媒質
をより効率的に励起させることができる。
質１１を通過した励起光を平面反射鏡１７でも反射させ
るので、固体レーザ媒質１１を通過した励起光の再利用
率をさらに高めることができ、このため固体レーザ媒質
をより効率的に励起させることができる。
【００２７】次に、図３および図４により、本発明の他
の実施の形態について説明する。図３は本発明によるレ
ーザ発振器の他の実施の形態を示す図、図４は本発明に
よるレーザ発振器のさらに他の実施の形態を示す図であ
る。図３および図４に示す各実施の形態は、励起光源１
２からの励起光を集光レンズ２１を用いて円筒状反射鏡
１６の開口１６ａの位置で集光させるようにした点を除
いて、他は図１および図２に示す実施の形態と略同一で
ある。図３および図４に示す各実施の形態において、図
１および図２に示す実施の形態と同一部分には同一符号
を付して詳細な説明は省略する。
の実施の形態について説明する。図３は本発明によるレ
ーザ発振器の他の実施の形態を示す図、図４は本発明に
よるレーザ発振器のさらに他の実施の形態を示す図であ
る。図３および図４に示す各実施の形態は、励起光源１
２からの励起光を集光レンズ２１を用いて円筒状反射鏡
１６の開口１６ａの位置で集光させるようにした点を除
いて、他は図１および図２に示す実施の形態と略同一で
ある。図３および図４に示す各実施の形態において、図
１および図２に示す実施の形態と同一部分には同一符号
を付して詳細な説明は省略する。
【００２８】図３に示すように、本発明の他の実施の形
態においては、励起光源１２が円筒状反射鏡１６の開口
１６ａ（楕円の焦点Ｐ）から離れた位置に配置され、発
光部１８からの励起光は集光レンズ２１を用いて円筒状
反射鏡１６の開口１６ａの位置で集光されるようになっ
ている。なお、図３に示す実施の形態においては、上述
した広がり角（半角）θに対応する角度として励起光の
集光角（集光開口数（ＮＡ）に対応するもの）（半角）
θ′が用いられる。
態においては、励起光源１２が円筒状反射鏡１６の開口
１６ａ（楕円の焦点Ｐ）から離れた位置に配置され、発
光部１８からの励起光は集光レンズ２１を用いて円筒状
反射鏡１６の開口１６ａの位置で集光されるようになっ
ている。なお、図３に示す実施の形態においては、上述
した広がり角（半角）θに対応する角度として励起光の
集光角（集光開口数（ＮＡ）に対応するもの）（半角）
θ′が用いられる。
【００２９】図３に示す実施の形態によれば、励起光源
１２を円筒状反射鏡１６の開口１６ａ（楕円の焦点Ｐ）
から離れた位置に配置することができるので、励起光源
１２およびその発光部１８の位置および大きさを柔軟に
変更することができる。
１２を円筒状反射鏡１６の開口１６ａ（楕円の焦点Ｐ）
から離れた位置に配置することができるので、励起光源
１２およびその発光部１８の位置および大きさを柔軟に
変更することができる。
【００３０】図４に示すように、本発明のさらに他の実
施の形態においては、複数の励起光源１２が円筒状反射
鏡１６の開口１６ａ（楕円の焦点Ｐ）から離れた位置に
配置され、各発光部１８からの励起光は対応する各集光
レンズ２１を用いて円筒状反射鏡１６の開口１６ａの位
置で集光されるようになっている。なお、図４に示す実
施の形態においては、上述した広がり角（半角）θに対
応する角度として全励起光の集光角（半角）θ″が用い
られる。
施の形態においては、複数の励起光源１２が円筒状反射
鏡１６の開口１６ａ（楕円の焦点Ｐ）から離れた位置に
配置され、各発光部１８からの励起光は対応する各集光
レンズ２１を用いて円筒状反射鏡１６の開口１６ａの位
置で集光されるようになっている。なお、図４に示す実
施の形態においては、上述した広がり角（半角）θに対
応する角度として全励起光の集光角（半角）θ″が用い
られる。
【００３１】図４に示す実施の形態によれば、複数の励
起光源１２からの励起光を円筒状反射鏡１６の開口１６
ａ（楕円の焦点Ｐ）の位置で集光することができるの
で、円筒状反射鏡１６の開口１６ａを介して放出される
励起光の出力を容易に高めることができる。
起光源１２からの励起光を円筒状反射鏡１６の開口１６
ａ（楕円の焦点Ｐ）の位置で集光することができるの
で、円筒状反射鏡１６の開口１６ａを介して放出される
励起光の出力を容易に高めることができる。
【００３２】なお、上述した実施の形態においては、励
起光源１２の発光部１８として１次元レーザダイオード
アレイを採用しているが、これに限らず、２次元レーザ
ダイオードスタック等の任意の構成を採用することがで
きる。
起光源１２の発光部１８として１次元レーザダイオード
アレイを採用しているが、これに限らず、２次元レーザ
ダイオードスタック等の任意の構成を採用することがで
きる。
【００３３】また、上述した実施の形態においては、反
射面が楕円形状の楕円柱状反射鏡１５、および反射面が
円形状の円筒状反射鏡１６を採用しているが、これに限
らず、固体レーザ媒質１１の中心と発光部１８（または
集光レンズ２１による集光位置）の中心とをそれぞれ焦
点とする楕円球状に形成された反射面を有する楕円球状
反射鏡、および固体レーザ媒質１１の中心を中心点とす
るとともに固体レーザ媒質１１の中心と発光部１８（ま
たは集光レンズ２１による集光位置）の中心との間の距
離を半径とする球状に形成された反射面を有する球状反
射鏡を採用することができる。
射面が楕円形状の楕円柱状反射鏡１５、および反射面が
円形状の円筒状反射鏡１６を採用しているが、これに限
らず、固体レーザ媒質１１の中心と発光部１８（または
集光レンズ２１による集光位置）の中心とをそれぞれ焦
点とする楕円球状に形成された反射面を有する楕円球状
反射鏡、および固体レーザ媒質１１の中心を中心点とす
るとともに固体レーザ媒質１１の中心と発光部１８（ま
たは集光レンズ２１による集光位置）の中心との間の距
離を半径とする球状に形成された反射面を有する球状反
射鏡を採用することができる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、反
射後の励起光を固体レーザ媒質の側面に対して確実に入
射させることができるとともに、固体レーザ媒質を通過
した励起光を再利用することができ、このため簡単でか
つ安価な構造により固体レーザ媒質を効率的に励起させ
ることができる。
射後の励起光を固体レーザ媒質の側面に対して確実に入
射させることができるとともに、固体レーザ媒質を通過
した励起光を再利用することができ、このため簡単でか
つ安価な構造により固体レーザ媒質を効率的に励起させ
ることができる。
【図１】本発明によるレーザ発振器の一実施の形態を示
す側面図。
す側面図。
【図２】本発明によるレーザ発振器の一実施の形態を示
す概略図。
す概略図。
【図３】本発明によるレーザ発振器の他の実施の形態を
示す側面図。
示す側面図。
【図４】本発明によるレーザ発振器のさらに他の実施の
形態を示す側面図。
形態を示す側面図。
【図５】従来のレーザ発振器を示す図。
１０ レーザ発振器 １１ 固体レーザ媒質 １２ 励起光源 １３，１４ 共振器反射鏡 １５ 楕円柱状反射鏡（第１励起光反射鏡） １６ 円筒状反射鏡（第２励起光反射鏡） １７ 平面反射鏡（第３励起光反射鏡） １８ 発光部 ２０ ケーシング ２１ 集光レンズ Ｌ 固体レーザ媒質の軸線 Ｐ，Ｐ′ 楕円の焦点 Ｏ 楕円の中心点
Claims (6)
- 【請求項１】レーザ光を発振させるための棒状の固体レ
ーザ媒質と、 前記固体レーザ媒質の軸線方向に沿って前記固体レーザ
媒質を挟むよう配置された一対の共振器反射鏡と、 前記固体レーザ媒質の一側に配置され、前記固体レーザ
媒質の軸線に沿って延び前記固体レーザ媒質の側面に対
して励起光を入射させる発光部を有する励起光源と、 前記固体レーザ媒質の他側に配置され、前記励起光源か
らの励起光を反射させて前記固体レーザ媒質の側面に導
く第１励起光反射鏡と、 前記固体レーザ媒質を介して前記第１励起光反射鏡と対
向するよう配置され、前記第１励起光反射鏡で反射され
た励起光を反射させて前記固体レーザ媒質の側面に導く
第２励起光反射鏡とを備え、 前記第１励起光反射鏡の反射面は前記固体レーザ媒質の
軸線と前記発光部とをそれぞれ焦点とする楕円形状に形
成され、前記第２励起光反射鏡の反射面は前記固体レー
ザ媒質の軸線を中心点とするとともに前記固体レーザ媒
質の軸線と前記発光部との間の距離を半径とする円形状
に形成されていることを特徴とするレーザ発振器。 - 【請求項２】レーザ光を発振させるための棒状の固体レ
ーザ媒質と、 前記固体レーザ媒質の軸線方向に沿って前記固体レーザ
媒質を挟むよう配置された一対の共振器反射鏡と、 前記固体レーザ媒質の一側に配置され、前記固体レーザ
媒質の軸線に沿って延び前記固体レーザ媒質の側面に対
して励起光を入射させる発光部を有する励起光源と、 前記固体レーザ媒質の他側に配置され、前記励起光源か
らの励起光を反射させて前記固体レーザ媒質の側面に導
く第１励起光反射鏡と、 前記固体レーザ媒質を介して前記第１励起光反射鏡と対
向するよう配置され、前記第１励起光反射鏡で反射され
た励起光を反射させて前記固体レーザ媒質の側面に導く
第２励起光反射鏡とを備え、 前記第１励起光反射鏡の反射面は前記固体レーザ媒質の
中心と前記発光部の中心とをそれぞれ焦点とする楕円球
状に形成され、前記第２励起光反射鏡の反射面は前記固
体レーザ媒質の中心を中心点とするとともに前記固体レ
ーザ媒質の中心と前記発光部の中心との間の距離を半径
とする球状に形成されていることを特徴とするレーザ発
振器。 - 【請求項３】レーザ光を発振させるための棒状の固体レ
ーザ媒質と、 前記固体レーザ媒質の軸線方向に沿って前記固体レーザ
媒質を挟むよう配置された一対の共振器反射鏡と、 前記固体レーザ媒質の一側に配置され、前記固体レーザ
媒質の軸線に沿って延び前記固体レーザ媒質の側面に対
して励起光を入射させる発光部を有する励起光源と、 前記励起光源からの励起光を集光させる集光レンズと、 前記固体レーザ媒質の他側に配置され、前記励起光源か
らの励起光を反射させて前記固体レーザ媒質の側面に導
く第１励起光反射鏡と、 前記固体レーザ媒質を介して前記第１励起光反射鏡と対
向するよう配置され、前記第１励起光反射鏡で反射され
た励起光を反射させて前記固体レーザ媒質の側面に導く
第２励起光反射鏡とを備え、 前記第１励起光反射鏡の反射面は前記固体レーザ媒質の
軸線と前記集光レンズによる集光位置とをそれぞれ焦点
とする楕円形状に形成され、前記第２励起光反射鏡の反
射面は前記固体レーザ媒質の軸線を中心点とするととも
に前記固体レーザ媒質の軸線と前記集光レンズによる集
光位置との間の距離を半径とする円形状に形成されてい
ることを特徴とするレーザ発振器。 - 【請求項４】レーザ光を発振させるための棒状の固体レ
ーザ媒質と、 前記固体レーザ媒質の軸線方向に沿って前記固体レーザ
媒質を挟むよう配置された一対の共振器反射鏡と、 前記固体レーザ媒質の一側に配置され、前記固体レーザ
媒質の軸線に沿って延び前記固体レーザ媒質の側面に対
して励起光を入射させる発光部を有する励起光源と、 前記励起光源からの励起光を集光させる集光レンズと、 前記固体レーザ媒質の他側に配置され、前記励起光源か
らの励起光を反射させて前記固体レーザ媒質の側面に導
く第１励起光反射鏡と、 前記固体レーザ媒質を介して前記第１励起光反射鏡と対
向するよう配置され、前記第１励起光反射鏡で反射され
た励起光を反射させて前記固体レーザ媒質の側面に導く
第２励起光反射鏡とを備え、 前記第１励起光反射鏡の反射面は前記固体レーザ媒質の
中心と前記集光レンズによる集光位置の中心とをそれぞ
れ焦点とする楕円球状に形成され、前記第２励起光反射
鏡の反射面は前記固体レーザ媒質の中心を中心点とする
とともに前記固体レーザ媒質の中心と前記集光レンズに
よる集光位置の中心との間の距離を半径とする球状に形
成されていることを特徴とするレーザ発振器。 - 【請求項５】前記第１励起光反射鏡と前記第２励起光反
射鏡との間にて前記固体レーザ媒質を介して前記第１励
起光反射鏡と対向するよう配置され、前記第１励起光反
射鏡で反射された励起光を反射させて前記固体レーザ媒
質の側面に導く第３励起光反射鏡をさらに備え、 前記第３励起光反射鏡の反射面は前記固体レーザ媒質の
軸線と前記発光部との間の中間点を通って延びる平坦面
状に形成されるとともに、前記励起光源からの励起光を
通過させるための開口を有することを特徴とする請求項
１乃至４のいずれかに記載のレーザ発振器。 - 【請求項６】前記励起光源の前記発光部は前記固体レー
ザ媒質の軸線に沿って線状に並設されたレーザダイオー
ドアレイからなることを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれかに記載のレーザ発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36498998A JP4047989B2 (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | レーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36498998A JP4047989B2 (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | レーザ発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000188438A true JP2000188438A (ja) | 2000-07-04 |
| JP4047989B2 JP4047989B2 (ja) | 2008-02-13 |
Family
ID=18483165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36498998A Expired - Fee Related JP4047989B2 (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | レーザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4047989B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002198595A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-12 | Toshiba Corp | 固体レーザ装置とその製造方法 |
| CN100407518C (zh) * | 2006-07-14 | 2008-07-30 | 北京工业大学 | 一种大功率固体激光器泵浦光的反射面设计方法及装置 |
| CN104344353A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-02-11 | 苏州思莱特电子科技有限公司 | 一种导光装置 |
-
1998
- 1998-12-22 JP JP36498998A patent/JP4047989B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002198595A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-12 | Toshiba Corp | 固体レーザ装置とその製造方法 |
| CN100407518C (zh) * | 2006-07-14 | 2008-07-30 | 北京工业大学 | 一种大功率固体激光器泵浦光的反射面设计方法及装置 |
| CN104344353A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-02-11 | 苏州思莱特电子科技有限公司 | 一种导光装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4047989B2 (ja) | 2008-02-13 |
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