JP2000286485A - 半導体励起固体レーザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の構成による半導体励起固体レーザ装置
では、励起光とレーザ光との位置関係等に起因して、総
合的な共振器損失の増大やエネルギー効率が小さく、基
本モードのビームを得ることが困難であった。 【解決手段】 固体レーザ媒質の端面あるいは側面に近
接して半導体レーザを配置して、半導体レーザからの励
起光を効率よく固体レーザ媒質に入射させるとともに、
レーザ光の光軸と一致する方向、またはそれと直交する
方向から励起光を入射することにより、効率のよい、ビ
ーム品質の良好な半導体励起固体レーザを実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザを
励起源とする固体レーザに関し、特にその発振効率、ビ
ームモードを向上できる半導体励起固体レーザに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図２４は、例えば特開平１−１２２１８
０号公報に示された従来の半導体励起固体レーザ装置を
示す図であり、図２４（ａ）はその全体構成図、図２４
（ｂ）は図２４（ａ）中のＢ−Ｂ断面図である。これら
図において、１は励起光を出射する半導体レーザ、１０
２はヒートシンク、１０３は線状のレンズ、３は例えば
ＹＡＧの結晶からなる固体レーザ媒質、２０５は選択性
反射膜、１０６は透過膜、７０は全反射ミラー、７は部
分透過ミラー、２は励起光、６はレーザ光である。

【０００３】なお、以下の説明では区別を明確にするた
め、半導体レーザから出射される光は単に励起光と呼
び、半導体励起固体レーザから出射される光をレーザ光
と呼ぶ。

【０００４】次に動作について説明する。半導体レーザ
１によって出射された励起光２は線状のレンズ１０３に
よって発散角を狭くされ、固体レーザ媒質３に入射す
る。半導体レーザの出射光の発散角を狭くすることは励
起の密度を低下させず、結果として高いレーザ発振効率
を得る上で重要である。選択性反射膜２０５は励起光２
に対して透過、レーザ光６に対して全反射の反射選択性
をもたせてあり、全反射ミラー７０、部分反射ミラー７
に挟まれた共振器空間に、その光軸を固体レーザ媒質３
中でジグザグに構成することにより、レーザ光６を得
る。

【０００５】また、図２３は例えば三菱電機技報６３
巻、４号、（１９８９）ｐ２８７−２９０に示された、
従来の半導体励起固体レーザの概略構成を示すものであ
る。

【０００６】図において、１は半導体レーザ、２は半導
体レーザ１から出射されるレーザビームで以下励起光と
呼ぶ。９、１０はレンズ、３は固体レーザ媒質、６は固
体レーザ媒質３から出力されるレーザ光、７は部分反射
ミラー、固体レーザ媒質３の端面にはレーザ光６に対し
て全反射性のコーティング３２と無反射性のコーティン
グ３３が施され、全反射性のコーティング３２と部分反
射ミラー７の間でレーザ共振器が構成されている。

【０００７】次に動作について説明する。半導体レーザ
１によって出射された励起光２はレンズ９によって平行
化され、レンズ１０によって固体レーザ媒質３に集光入
射される。励起光２は固体レーザ媒質３の中で広がりな
がら吸収され、固体レーザ媒質３を励起する。吸収され
た励起光２のエネルギーの一部はレーザ光６として外部
に出力される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体励起固体
レーザは以上のように構成されており、以下のような問
題点があった。

【０００９】即ち、まず図２４の半導体励起固体レーザ
装置では、励起光の発散角が大きいとレーザ光に寄与し
ない無効励起光が増えることとなり、励起効率が低下す
ることとなるが、励起光の固体レーザ媒質内の発散角は
半導体レーザ、線状のレンズ、およびレーザ媒質の相互
位置関係で大きく変化し、これを安定に小さく設定する
のが困難である。

【００１０】また、この半導体励起固体レーザでは、レ
ーザ光の光軸と励起光の位置は選択性反射膜上で正確に
合致させる必要があるが、励起光の増大とともに固体レ
ーザ媒質内に熱的な分布、およびそれによる屈折率の分
布が生じ、これによりレーザ光軸が変化して励起光入射
位置とのずれが生ずる。

【００１１】また、選択性反射膜での光損失は一般に大
きく、総合的な共振器損失が光軸の折り返し回数ととも
に増大するなど、半導体レーザを多数並列配置して高出
力化を図ることが困難であるという問題点があった。

【００１２】また、図２３の半導体励起固体レーザ装置
では、励起光２の固体レーザ媒質３の中での広がりが大
きく、実質的に励起の断面積を小さくすることが困難で
あった。そのため、レーザ発振のしきい値が大きくなっ
てレーザ発振のエネルギー効率が小さいという問題点、
レーザ光６は次数の高いモードが立ち集束性のよい基本
モードのビームを得ることが困難であるなどの問題点が
あった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体励起
固体レーザは、励起光を出射する半導体レーザと、その
側面に近接して複数配置された前記半導体レーザから出
射される前記励起光により励起され、当該励起光が内側
面で反射する程度の厚みを有する板状の固体レーザ媒質
を含み、その光軸が前記励起光の光軸に交差する不安定
型共振器構造とを有する。

【００１４】また、不安定型共振器構造が、負枝不安定
共振器構造であることを特徴とする。

【００１５】本発明に係る半導体励起固体レーザは、励
起光を出射する半導体レーザと、その側面に近接して複
数配置された前記半導体レーザから出射される前記励起
光により励起され、当該励起光が内側面で反射する程度
の厚みを有する板状の固体レーザ媒質を含み、前記固体
レーザ媒質の厚さ方向に平行な面内には安定型共振器お
よび前記固体レーザ媒質の厚さ方向に垂直な面内には不
安定型共振器である共振器構造とを有する。

【００１６】本発明に係る半導体励起固体レーザは、励
起光を出射する半導体レーザと、その側面に近接して複
数配置された前記半導体レーザから出射される前記励起
光により励起され、当該励起光が内側面で反射する程度
の厚みを有する板状の固体レーザ媒質を含み、当該レー
ザ媒質より生ずるレーザ光が前記励起光の出射される方
向と交差する方向に前記レーザ媒質内を往復する共振器
構造とを有する。

【００１７】本発明に係る半導体励起固体レーザは、励
起光を出射する半導体レーザと、該半導体レーザから出
射される前記励起光が内側面で反射する程度の厚みを有
する板状の固体レーザ媒質と、該固体レーザ媒質より生
じるレーザ光が往復する方向の前記固体レーザ媒質の長
さよりも短い長さを有する面上に前記固体レーザ媒質が
接着剤によって接着される支持体とを備える。

【００１８】また、接着剤が、固体レーザ媒質の屈折率
よりも小なる屈折率を有することを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、本発明の実
施の形態１を図１について説明する。図１は本発明の実
施の形態１による半導体励起固体レーザを示す図であ
り、図１（ａ）は上視図、（ｂ）は横断面図である。こ
れら図において、第２４図と同一符号は同一または相当
部分である。５０は選択性反射膜であり、部分反射ミラ
ー７とで安定型共振器を構成している。４１は基台、４
２は反射膜である。

【００２０】半導体レーザ１から出射される励起光２
は、一般にその発散角が、例えば全角で活性層の垂直方
向６０°、水平方向２０°と非常に大きく、かつ異方性
を持つ。ここでは発散角の大きい方向が固体レーザ媒質
の厚み方向になるよう配置している。

【００２１】次に動作について説明する。半導体レーザ
１の励起光２は近接配置されたレーザ媒質３に入射し、
屈折率の差に応じた発散角で伝搬しながら吸収される
が、励起光２のうち広がった部分は反射膜４２で反射さ
れ、再び固体レーザ媒質３内に閉じこめられ、有効に吸
収される。

【００２２】固体レーザ媒質３の厚さは、励起光２が固
体レーザ媒質３の内側面で反射する程度に薄く形成して
あり、励起領域がレーザ光６の領域に比べて著しく大き
くなるのを防いでいる。このため、レーザ発振のエネル
ギー効率は高い。

【００２３】実測値として、図１の装置によって発振実
験を行ったところ、半導体レーザ出力７３０ｍＷでＹＡ
Ｇ出力２００ｍＷを得ることができ、レンズ集光型の従
来のものにおいてＹＡＧ出力２００ｍＷを得るために必
要とする半導体レーザ出力１Ｗに対し、発振効率の向上
を図ることができた。

【００２４】なお、本実施の形態ではレーザ光軸の通過
領域が媒質全体に拡がっているので、励起光２とレーザ
ビーム６との位置関係は厳密に合う必要がなく、半導体
レーザ１の配置は基台４１の上に固体レーザ媒質３と半
導体レーザ１とを機械精度の範囲で合致させる程度でよ
い。

【００２５】また、上記実施の形態１ではレーザ媒質４
の下面のみに反射膜４２を設けているが、必要に応じ、
上面にも反射膜を設けてもよい。なお、励起光２の発散
角があまり大きくない場合はレーザ媒質３と外部との屈
折率差がさほど大きくなくとも励起光２は媒質側面で全
反射されるので、反射膜４２を省略することができる。

【００２６】また、固体レーザ媒質３の入射端面にレン
ズ体を密着させ、これにより励起光２をさらによく固体
レーザ媒質３内に閉じこめ吸収させることも可能であ
る。

【００２７】実施の形態２．図２は本発明の実施の形態
２を示す図であり、図において、４３は高誘電率ガイド
で、例えば金属を用い、固体レーザ媒質３を挟んでい
る。このため選択性反射膜５０と全反射ミラー７の間に
は固体レーザ媒質３の厚み方向平面内に導波路共振器が
形成される。

【００２８】実施の形態３．図３は本発明の実施の形態
３を示す図であり、固体レーザ媒質３は幅方向も厚みと
同様に薄く形成され、励起光２がより狭い領域に閉じこ
められる構造となっている。この場合、固体レーザ媒質
の形状は矩形、多角形、円形いずれでもよく、ほぼ同様
の効果を発揮する。

【００２９】実施の形態４．図４は本発明の実施の形態
４による半導体励起固体レーザを示す概略構成図であ
り、図５は図４中のＩ−ＩＩ断面拡大図である。これら
図において、４１は基台、４２、４５は反射膜である。
７０、７１は全反射ミラー、７は部分反射ミラーであ
り、全反射ミラー７０、７１、および部分反射ミラー７
で安定型共振器が構成されている。

【００３０】次に動作について説明する。半導体レーザ
１の励起光２は上述のように、例えば、活性層に対し垂
直方向の広がりの全角が６０°水平方向に２０°と大き
な発散角と異方性を持つ。従って励起光２は近接配置さ
れたレーザ媒質３に入射し、屈折率の差に応じた大きな
発散角で伝搬しながら吸収されるが、励起光２のうち広
がった部分は反射膜４２で反射され、再びレーザ媒質３
内に閉じこめられ、有効に吸収される。

【００３１】固体レーザ媒質３の厚さは励起光２の固体
レーザ媒質３内の広がり幅に比べて薄く形成してあり、
かつレーザビーム６が固体レーザ媒質４断面のほぼ全域
を満たしており、励起領域がレーザビーム領域に比べて
著しく大きくなるのを防いでいる。

【００３２】このため、レーザ発振のエネルギー効率は
高い。また、励起光２とレーザビーム６との位置関係は
厳密に合う必要がなく、半導体レーザ１の多数並列配置
は基台４１の上に固体レーザ媒質３と半導体レーザ１と
を機械精度の範囲で合致させる程度でよい。

【００３３】なお、上記実施の形態４では固体レーザ媒
質３の上面、下面に反射膜４２を設けているが、励起光
２の発散角があまり大きくない場合はレーザ媒質３と外
部との屈折率差がさほど大きくなくとも励起光２は媒質
側面で全反射されるので、反射膜４２を省略することが
できる。

【００３４】実施の形態５．図６は本発明の実施の形態
５を示す断面拡大図である。この変形例は固体レーザ媒
質３にレンズ体４３を密着させたもので、これにより励
起光２はさらによく固体レーザ媒質３内に閉じこめら
れ、吸収される。

【００３５】実施の形態６．図７は本発明の実施の形態
６を示す図であり、図において、７２は直接固体レーザ
媒質４の端面にコーティングされた全反射膜である。本
実施の形態ではこのように全反射膜７２を直接固体レー
ザ媒質３の端面にコーティングして設けることにより、
全反射ミラー７１を省略でき、共振器の簡単化を図るこ
とができる。

【００３６】実施の形態７．図８は本発明の実施の形態
７を示す図であり、図において、１７０はコリメートミ
ラー、１８０は拡大ミラーであり、本実施の形態では、
レーザ共振器として、平板状の固体レーザ媒質３の表面
に平行な面内ではコリメートミラー１７０、拡大ミラー
１８０で構成される一次元不安定型共振器、これと直交
する面内では安定型共振器、または導波路型共振器が形
成されるようにしたものである。

【００３７】実施の形態８．次に本発明の実施の形態８
について説明する。図９（ａ）、（ｂ）は各々この発明
の実施の形態８による半導体励起固体レーザを示す縦断
面構成図及び横断面構成図である。

【００３８】各図において、１は励起光を発生する半導
体レーザ、２は励起光、３は励起光の広がり幅よりも薄
い厚みと幅を持つ固体レーザ媒質で、たとえば、長さ１
０ｍｍ、一辺０．３ｍｍの正方形断面のＮｄ：ＹＡＧ
（Ｙ_3-XＮｄ_XＡｌ₅Ｏ₁₂）結晶で、側面は励起光２に対
して反射コーティング３１がなされている。

【００３９】４は接着剤、１０５は例えばガラス、もし
くはＹＡＧ結晶でできた保持体であり、例えば、長さ１
０ｍｍ、直径３ｍｍである。３２は固体レーザ媒質３の
端面に形成された第１のコーティングであり、これは励
起光２に対しては無反射、レーザ光６に対しては全反射
である。３３は固体レーザ媒質３の端面に形成された第
２のコーティングであり、これは励起光２に対しては高
反射、レーザ光６に対しては無反射である。

【００４０】また、７は部分反射ミラーである。なお、
固体レーザ媒質３と保持体１０５は接着剤４によって一
体化され、加工に適した状態になっているので、端面を
光学研磨し、コーティングするなどによって容易に精度
よく製作することができ、レーザ共振器を構成する光学
部材として使用できる。

【００４１】ここで、半導体レーザ１より出射される励
起光２は一般に広がりが大きく、たとえば、発散角（全
角）は半導体レーザ１の活性層の垂直方向に６０°、平
行方向に２０°と非常に大きく、かつ異方性があるが、
本実施の形態では半導体レーザ１と固体レーザ媒質３を
近接配置し、励起光２のビーム径が最小となる点の近傍
に固体レーザ媒質３の端面が配置されるようにすること
によって、励起光２を有効に固体レーザ媒質３に入射さ
せている。

【００４２】製作方法についてさらに説明する。一般に
ＹＡＧ結晶のような硬い材料を小さい断面積を持つ棒状
のものにした場合、端面にレーザ共振器として必要な曲
率を形成することはきわめて難しいが、本実施の形態で
は、ＹＡＧ結晶を角形の長い棒として切り出し、これを
保持体１０５の中に埋め込み接着しており、保持体１０
５ごと一定の長さに切断して、端面を研磨して、さらに
必要に応じて端面にコーティング３２を施している。こ
のため、固体レーザ媒質３の加工が容易にしかも精度よ
く行うことができる。

【００４３】次に動作について説明する。励起光２は、
コーティング３２が施された固体レーザ媒質３端面より
入射し、固体レーザ媒質３の側面３１で内部反射を繰り
返し、固体レーザ媒質３内に閉じ込められたまま吸収さ
れ、有効にこれを励起する。

【００４４】本実施の形態では、固体レーザ媒質３の断
面は励起光２の自然な広がりに対して小さく形成されて
おり、励起領域がレーザ光６の領域に対して著しく大き
くなるのを防いでいる。

【００４５】図９の固体レーザにおいては、レーザ媒質
３のコーティング３２と部分反射ミラー７との間で安定
形共振器が構成されており、例えばコーティング３２と
部分反射ミラー７の曲率半径を４００ｍｍ、共振器長を
１０ｍｍとした場合、基本モード（ガウスモード）のビ
ーム直径は約０．３ｍｍとなる。

【００４６】このためレーザの基本モード断面積と、励
起光２が閉じ込められる断面積とがほぼ一致し、品質の
よいガウス状のビームを高効率で出力することができ
る。なお、固体レーザ媒質３の側面の反射コーティング
３１は場合によっては省略できる。

【００４７】実施の形態９．また、上記実施の形態８で
は半導体レーザ１は固体レーザ媒質３に近接配置され、
直接励起光２を入射する構成としたが、これは図１０に
示す本発明の実施の形態９のように、レンズ系８、９で
励起光２の発散角を修正して固体レーザ媒質３に入射す
るようにしてもよい。

【００４８】また、上述のように固体レーザ媒質３を保
持体１０５の中に埋め込み接着して保持体１０５ごと加
工することにより、固体レーザ媒質３の端面の曲面が正
確に形成できるため、図９の実施の形態８における部分
反射ミラーを固体レーザ媒質３の端面に形成することも
初めて可能になる。

【００４９】実施の形態１０．図１１は部分反射ミラー
を固体レーザ媒質３の端面に形成した、本発明の実施の
形態１０を示す図である。図において、３４は固体レー
ザ媒質３の端面に施された、レーザ光６に対して部分反
射性をもつコーティングである。

【００５０】この実施の形態では、固体レーザ媒質３の
両端面でレーザ共振器が構成されており、きわめて簡
潔、かつ堅牢な共振器を得ることができる。

【００５１】また、実施の形態８乃至１０において、保
持体１０５と固体レーザ媒質３の形状は上述のものに限
ることなく、共振器構成などによって種々の変形が可能
である。

【００５２】実施の形態１１．図１２は本発明の実施の
形態１１による固体レーザの断面構造を示す図であり、
本実施の形態では、励起光２の固体レーザ媒質内の広が
り幅よりも細い直径の円形の固体レーザ媒質３が円形の
穴を有する保持体１０５に納められ、接着固定されてい
る。

【００５３】実施の形態１２．また、図１３は本発明の
実施の形態１２による固体レーザの断面構造を示す図で
あり、本実施の形態は励起光２の固体レーザ媒質内の広
がり幅よりも薄い厚みを持つ、断面が長方形の、板状の
固体レーザ媒質３を用いたものである。

【００５４】本実施の形態では、半導体レーザ１による
励起光２の広がりの大きな方向と固体レーザ媒質３の厚
み方向即ち長方形の短辺方向とを一致させるように配置
することにより、図９の実施の形態８とほぼ同様の効果
を奏する。

【００５５】実施の形態１３．また、図１４は本発明の
実施の形態１３による固体レーザの断面構造を示す図で
あり、本実施の形態は励起光２の固体レーザ媒質内の広
がり幅よりも薄い厚みと幅を持つ、断面が矩形の、棒状
の固体レーザ媒質３を、矩形の穴を有する保持体１０５
に納め接着固定したものである。

【００５６】一般に矩形の穴を精度よく形成することは
困難であるが、例えば図１５（ａ）〜（ｄ）に示す手順
によれば、容易に精度よく、図１４と同等の保持体１０
５を作成できる。即ち、まず、図１５（ａ）に示すよう
に２つの保持材５１、５２と固体レーザ媒質３を接着剤
４により接着する。

【００５７】そして、側面５５を固体レーザ媒質３と共
に研磨した後、図１５（ｂ）に示すように接着剤４によ
り保持材５３と接着し、さらに側面５６を固体レーザ媒
質３と共に研磨した後、図１５（ｃ）に示すように接着
剤４により保持材５４と接着して、図１５（ｄ）に示す
形状を得る。

【００５８】実施の形態１４．図１６は本発明の実施の
形態１４を示す図であり、本実施の形態はレーザ共振器
の光軸と励起光２が直交するものである。図１６
（ａ）、（ｂ）は縦断面、図１６（ｃ）は横断面を示
す。

【００５９】図において、保持体１０５は金属又は熱伝
導性のよい非金属で構成され、固体レーザ媒質３と一体
になって一次元不安定形共振器（実施の形態では負枝・
共焦点不安定形）を構成するべく光学研磨され、端面に
は全反射性のコーティング３５と無反射性のコーティン
グ３６が施されている。

【００６０】本実施の形態においても、固体レーザ媒質
３の両端面でレーザ共振器が構成されており、上記図１
１の実施の形態１０と同様、きわめて簡潔、かつ堅牢な
共振器を得ることができる。

【００６１】実施の形態１５．次に実施の形態１５につ
いて説明する。図１７は本発明の実施の形態１５による
半導体励起固体レーザの概略構成を示す図であり、図に
おいて、１は励起光を発生する半導体レーザ、２は励起
光、３は固体レーザ媒質で、例えば、長さ５ｍｍ、幅２
ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの矩形断面のＮｄ：ＹＡＧ（Ｙ
_3-XＮｄ_XＡｌ₅Ｏ₁₂）結晶である。

【００６２】４は光学接着剤、５は金属ブロックで、例
えば長さ５ｍｍ、幅４ｍｍ、厚さ３ｍｍの直方体の金メ
ッキを施した銅ブロックである。３２は固体レーザ媒質
３の端面に形成されたコーティングで励起光２に対して
は無反射、レーザ光６に対しては全反射である。３３は
固体レーザ媒質３の端面に形成された光学薄膜で励起光
２に対しては高反射、レーザ光６に対しては無反射であ
る。７は部分反射ミラー、８は筐体である。

【００６３】半導体レーザ１より出射される励起光２は
一般に広がりが大きく、例えば発散角（全角）は半導体
レーザ１の活性層の垂直方向（以下、単に垂直方向と呼
ぶ）に６０°、平行方向（以下、単に平行方向と呼ぶ）
に２０°（いずれも全角）と非常に大きく、かつ異方性
があるが、半導体レーザ１と固体レーザ媒質３を近接配
置することによって励起光２を有効に固体レーザ媒質３
に入射させている。

【００６４】次に動作について説明する。励起光２はコ
ーティング３２を施された固体レーザ媒質３端面から入
射する。固体レーザ媒質３の屈折率が例えばＮｄ：ＹＡ
Ｇの場合約１．８３であり、光学接着剤４として屈折率
が１．５前後のものを採用すれば（例えば、ダウ・コー
ニング社のsilpot.No.184）、上記励起光２に対して、
固体レーザ媒質３と光学接着剤４の間で全反射条件を作
り出すことができる。

【００６５】一方、固体レーザ媒質３の非接着面、即ち
上面では固体レーザ媒質３と空気との間で、さらに広い
入射角度に対し全反射条件を作り出すことができる。し
たがって入射した励起光は固体レーザ媒質３の上下面３
１で内部反射を繰り返し、固体レーザ媒質３内に閉じ込
められたまま吸収され、有効にこれを励起する。固体レ
ーザ媒質３内の光励起領域は、垂直方向および平行方向
ともに０．５ｍｍ程度にすることができる。

【００６６】固体レーザ媒質３で発生した熱は金属ブロ
ック５、筐体８を介して効率よく放熱される。

【００６７】本実施の形態ではコーティング３２と部分
反射ミラー７の間で安定形共振器が構成され、例えばコ
ーティング３２では平面、部分反射ミラー７の曲率半径
２５００ｍｍ、共振器長１０ｍｍの場合、基本モード
（ガウスモード）のビーム直径は約０．３５ｍｍであ
る。このためレーザの基本モード断面積と、励起光２の
閉じ込められる断面積とがほぼ一致し、品質のよいガウ
ス状のビームを高効率で出力することができる。

【００６８】実施の形態１６．図１８は金属ブロック５
の固体レーザ媒質３端面に隣接する部分の角を落とした
本発明の実施の形態１６を示す図である。このような形
状にすることによって接着の際光学接着剤４が固体レー
ザ媒質３の端面に付着するのを防止することができる。

【００６９】実施の形態１７．図１９は金属ブロック５
の長さを固体レーザ媒質３の長さよりわずかに短くした
本発明の実施の形態１７を示す図であり、このような形
状によっても接着の際光学接着剤４が固体レーザ媒質３
の端面に付着するのを防止することができる。

【００７０】実施の形態１８．図２０は金属ブロック５
に段差を設けた本発明の実施の形態１８を示す図であ
る。本実施の形態では、接着の際光学接着剤４が固体レ
ーザ媒質３の端面に付着するのを防止するとともに、半
導体レーザ１、部分反射ミラー７との一体化が容易とな
り堅牢な共振器を得ることができる。

【００７１】実施の形態１９．また、上記実施の形態１
５〜１８では固体レーザ媒質３の片面にのみ金属ブロッ
ク５を接着したが、図２１に示す本発明の実施の形態１
９のように固体レーザ媒質３の両面に金属ブロック５
１、５２を接着してもよい。この構成により、固体レー
ザ媒質３の冷却がよりよく行われる効果がある。

【００７２】実施の形態２０．さらに上記実施の形態で
はコーティング３２と部分反射ミラー７の間で安定形共
振器を構成したが、図２２に示す本発明の実施の形態２
０のように、部分反射ミラーを固体レーザ媒質３の端面
に形成してもよい。図において、３４はレーザ光６に対
して部分反射性のコーティングである。この場合、固体
レーザ媒質の両端面でレーザ共振器が構成されており、
きわめて簡潔、堅牢な共振器となる利点がある。

【００７３】以上実施の形態１５〜２０では半導体レー
ザ１の励起光２とレーザ光６の光軸が一致しているいわ
ゆる端面励起型の半導体励起固体レーザについて示した
が、励起光２とレーザ光６の光軸が直交している側面励
起型の半導体励起固体レーザにおいても、光学接着剤に
より金属ブロックに固着する構成とすることができ、レ
ーザ媒質の冷却効果に優れ、半導体レーザ、出力ミラー
等の他の部品の実装が容易な固体レーザを実現できる。

【００７４】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００７５】本発明に係る半導体励起固体レーザは、励
起光を出射する半導体レーザと、その側面に近接して複
数配置された前記半導体レーザから出射される前記励起
光により励起され、当該励起光が内側面で反射する程度
の厚みを有する板状の固体レーザ媒質を含み、その光軸
が前記励起光の光軸に交差する不安定型共振器構造とを
有するので、高出力に適合したものを得ることができ
る。

【００７６】また、不安定型共振器構造が、負枝不安定
共振器構造であることを特徴とするので、高出力に適合
したものを得ることができ、安定で堅牢なものを得るこ
とができる。

【００７７】本発明に係る半導体励起固体レーザは、励
起光を出射する半導体レーザと、その側面に近接して複
数配置された前記半導体レーザから出射される前記励起
光により励起され、当該励起光が内側面で反射する程度
の厚みを有する板状の固体レーザ媒質を含み、前記固体
レーザ媒質の厚さ方向に平行な面内には安定型共振器お
よび前記固体レーザ媒質の厚さ方向に垂直な面内には不
安定型共振器である共振器構造とを有するので、レーザ
発振のエネルギー効率が高く、高出力に適合したものを
得ることができる。

【００７８】本発明に係る半導体励起固体レーザは、励
起光を出射する半導体レーザと、その側面に近接して複
数配置された前記半導体レーザから出射される前記励起
光により励起され、当該励起光が内側面で反射する程度
の厚みを有する板状の固体レーザ媒質を含み、当該レー
ザ媒質より生ずるレーザ光が前記励起光の出射される方
向と交差する方向に前記レーザ媒質内を往復する共振器
構造とを有する。

【００７９】本発明に係る半導体励起固体レーザは、励
起光を出射する半導体レーザと、該半導体レーザから出
射される前記励起光が内側面で反射する程度の厚みを有
する板状の固体レーザ媒質と、該固体レーザ媒質より生
じるレーザ光が往復する方向の前記固体レーザ媒質の長
さよりも短い長さを有する面上に前記固体レーザ媒質が
接着剤によって接着される支持体とを備えるので、固体
レーザ媒質の端面への接着材の付着を防ぐことができ
る。

【００８０】また、接着剤が、固体レーザ媒質の屈折率
よりも小なる屈折率を有するので内側面における励起光
の反射において全反射条件を満足することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１による半導体励起固体レーザを
示す図である。

【図２】 実施の形態２による半導体励起固体レーザを
示す図である。

【図３】 実施の形態３による半導体励起固体レーザを
示す図である。

【図４】 実施の形態４による半導体励起固体レーザを
示す図である。

【図５】 図４のＩ−ＩＩ断面図である。

【図６】 実施の形態５による半導体励起固体レーザを
示す断面図である。

【図７】 実施の形態６による半導体励起固体レーザを
示す図である。

【図８】 実施の形態７による半導体励起固体レーザを
示す図である。

【図９】 実施の形態８による半導体励起固体レーザを
示す縦断面構成図及び横断面構成図である。

【図１０】 実施の形態９による半導体励起固体レーザ
を示す縦断面構成図である。

【図１１】 実施の形態１０による半導体励起固体レー
ザを示す縦断面構成図である。

【図１２】 実施の形態１１による半導体励起固体レー
ザを示す横断面構成図である。

【図１３】 実施の形態１２による半導体励起固体レー
ザを示す横断面構成図である。

【図１４】 実施の形態１３による半導体励起固体レー
ザを示す横断面構成図である。

【図１５】 図１３に示す保持体の製作手順を示す図で
ある。

【図１６】 実施の形態１４による半導体励起固体レー
ザを示す図である。

【図１７】 実施の形態１５による半導体励起固体レー
ザを示す図である。

【図１８】 実施の形態１６による半導体励起固体レー
ザを示す図である。

【図１９】 実施の形態１７による半導体励起固体レー
ザを示す図である。

【図２０】 実施の形態１８による半導体励起固体レー
ザを示す図である。

【図２１】 実施の形態１９による半導体励起固体レー
ザを示す図である。

【図２２】 実施の形態２０による半導体励起固体レー
ザを示す図である。

【図２３】 従来の半導体励起固体レーザの構成を示す
図である。

【図２４】 従来の他の半導体励起固体レーザの構成を
示す図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ、２ 励起光、３ 固体レーザ媒質、
４ 接着剤、５ 金属ブロック、６ レーザ光、７ 部
分反射ミラー、３２，３４ コーティング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 重典 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者 山本 卓 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者 藤村 まゆみ 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社中央研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励起光を出射する半導体レーザと、 その側面に近接して複数配置された前記半導体レーザか
   ら出射される前記励起光により励起され、当該励起光が
   内側面で反射する程度の厚みを有する板状の固体レーザ
   媒質を含み、その光軸が前記励起光の光軸に交差する不
   安定型共振器構造とを有する半導体励起固体レーザ。
2. 【請求項２】 不安定型共振器構造が、負枝不安定共振
   器構造である請求項１に記載の半導体励起固体レーザ。
3. 【請求項３】 励起光を出射する半導体レーザと、 その側面に近接して複数配置された前記半導体レーザか
   ら出射される前記励起光により励起され、当該励起光が
   内側面で反射する程度の厚みを有する板状の固体レーザ
   媒質を含み、前記固体レーザ媒質の厚さ方向に平行な面
   内には安定型共振器および前記固体レーザ媒質の厚さ方
   向に垂直な面内には不安定型共振器である共振器構造と
   を有する半導体励起固体レーザ。
4. 【請求項４】 励起光を出射する半導体レーザと、 その側面に近接して複数配置された前記半導体レーザか
   ら出射される前記励起光により励起され、当該励起光が
   内側面で反射する程度の厚みを有する板状の固体レーザ
   媒質を含み、当該レーザ媒質より生ずるレーザ光が前記
   励起光の出射される方向と交差する方向に前記レーザ媒
   質内を往復する共振器構造とを有する半導体励起固体レ
   ーザ。
5. 【請求項５】 励起光を出射する半導体レーザと、 該半導体レーザから出射される前記励起光が内側面で反
   射する程度の厚みを有する板状の固体レーザ媒質と、 該固体レーザ媒質より生じるレーザ光が往復する方向の
   前記固体レーザ媒質の長さよりも短い長さを有する面上
   に前記固体レーザ媒質が接着剤によって接着される支持
   体とを備える半導体励起固体レーザ。
6. 【請求項６】 接着剤が、固体レーザ媒質の屈折率より
   も小なる屈折率を有する請求項５に記載の半導体励起固
   体レーザ。