JP2000332327A - Semiconductor laser pumped solid state laser and fabrication thereof - Google Patents

Semiconductor laser pumped solid state laser and fabrication thereof

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JP2000332327A
JP2000332327A JP13733899A JP13733899A JP2000332327A JP 2000332327 A JP2000332327 A JP 2000332327A JP 13733899 A JP13733899 A JP 13733899A JP 13733899 A JP13733899 A JP 13733899A JP 2000332327 A JP2000332327 A JP 2000332327A
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laser
solid
semiconductor laser
medium
light
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JP13733899A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshitsugu Ueda
敏嗣 植田
Sunao Sugiyama
直 杉山
Nobuhiro Tomosada
伸浩 友定
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To lessen the effect of slow axis and fast axis of a semiconductor laser by disposing a laser medium at a position where the beam diameter of light emitted from the semiconductor laser is equalized in the directions of slow axis and fast axis. SOLUTION: A semiconductor laser 1 and a laser medium 6 are disposed at an interval of L wherein L=Z and Z=d/ 2.(tan(θf/2)-tan(θs/2))}. Consequently, the position where the beam diameter is equalized in the directions of slow axis and fast axis is matched with one end face of the laser medium 6. In the formula, Z is the distance from the semiconductor laser 1, d is the length of emitter, and θs is divergence angle in the direction of slow axis. According to the arrangement, effect of the slow axis and fast axis of the semiconductor laser 1 can be lessened.

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、半導体レーザ励起
固体レーザに関し、特に簡単な構成で半導体レーザのス
ロー軸及びファースト軸の影響を軽減することが可能な
半導体レーザ励起固体レーザ及び固体レーザの形成方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser-pumped solid-state laser, and more particularly to a semiconductor laser-pumped solid-state laser and a solid-state laser capable of reducing the influence of the slow axis and the fast axis of the semiconductor laser with a simple structure. About the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体レーザ励起固体レーザは半導体レ
ーザの出力光を固体レザー結晶であるレーザ媒体に入射
してレーザ媒体を励起してレーザ光を発振させるもので
ある。但し、半導体レーザの出力光には半導体レーザの
接合部平面に平行なスロー軸及び半導体レーザの接合部
平面に垂直なファースト軸があり、レーザ媒体への入射
ビームの形状に影響を与える。
2. Description of the Related Art A semiconductor laser-excited solid-state laser is one in which output light of a semiconductor laser is incident on a laser medium, which is a solid laser crystal, to excite the laser medium and oscillate laser light. However, the output light of the semiconductor laser has a slow axis parallel to the junction plane of the semiconductor laser and a fast axis perpendicular to the junction plane of the semiconductor laser, which affects the shape of the beam incident on the laser medium.

【0003】図12はこのようなスロー軸及びファース
ト軸との関係を示す説明図である。図12において1は
半導体レーザ、2は半導体レーザ1の接合部平面、10
0は半導体レーザ1の出力光である。出力光100のう
ち図12中”θf”に示す半導体レーザ1の接合部平面
2に垂直なファースト軸方向の発散角は各々のデバイス
により異なるものの概ね約60度であり、また、図12
中”θs”に示す半導体レーザ1の接合部平面2に平行
なスロー軸方向の発散角は概ね約20度である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the relationship between such a slow axis and a fast axis. In FIG. 12, 1 is a semiconductor laser, 2 is a joint plane of the semiconductor laser 1, 10
0 is the output light of the semiconductor laser 1. The divergence angle of the output light 100 in the direction of the fast axis perpendicular to the junction plane 2 of the semiconductor laser 1 indicated by “θf” in FIG. 12 varies depending on each device, but is approximately 60 degrees.
The divergence angle of the semiconductor laser 1 shown in the middle “θs” in the direction of the slow axis parallel to the joint plane 2 is about 20 degrees.

【0004】このため、半導体レーザ1の出力光100
のビーム形状はその伝播距離により変化してしまい、レ
ーザ光を発振させるレーザ媒体に入射される際に伝播距
離により入射ビームの形状が変わってしまうと言った問
題点があった。
Therefore, the output light 100 of the semiconductor laser 1 is
However, there is a problem that the shape of the incident beam changes depending on the propagation distance when the laser beam is radiated into a laser medium that oscillates a laser beam.

【0005】図13はこのようなスロー軸及びファース
ト軸の影響を軽減した従来の半導体レーザ励起固体レー
ザの一例を示す構成ブロック図である。図13において
1及び100は図12と同一符号を付してあり、3はレ
ンズ等の集光手段、4は光ファイバ、5は固体レザー結
晶であるレーザ媒体、100aはスロー軸及びファース
ト軸の影響が軽減された出力光、101は発振したレー
ザ光である。
FIG. 13 is a block diagram showing an example of a conventional semiconductor laser pumped solid-state laser in which the influence of the slow axis and the fast axis is reduced. In FIG. 13, reference numerals 1 and 100 denote the same reference numerals as in FIG. 12, reference numeral 3 denotes condensing means such as a lens, reference numeral 4 denotes an optical fiber, reference numeral 5 denotes a laser medium which is a solid laser crystal, and reference numeral 100a denotes a slow axis and a fast axis The output light with reduced influence, 101 is the oscillated laser light.

【0006】半導体レーザ1の出力光100はレンズ等
の集光手段3により光ファイバ4の一端に集光され、光
ファイバ4内を伝播した後に光ファイバ4の他端から出
力光100aとして出射される。出力光100aはレー
ザ媒体5に入射され、レーザ媒体5からは発振したレー
ザ光101が出射される。
The output light 100 of the semiconductor laser 1 is condensed on one end of the optical fiber 4 by condensing means 3 such as a lens, propagates through the optical fiber 4, and is emitted from the other end of the optical fiber 4 as output light 100a. You. The output light 100a is incident on the laser medium 5, from which the oscillated laser light 101 is emitted.

【0007】ここで、図13に示す従来例の動作を説明
する。半導体レーザ1の出力光100は前述のようにス
ロー軸及びファースト軸の影響によりビーム形状に影響
を受けている。このような出力光100が光ファイバ4
内を伝播させて他端から出射させた場合には、光ファイ
バ4の他端からの出射光は点光源からの出射光として見
なすことが可能になりスロー軸及びファースト軸のどち
らの方向に対しても同一の発散角となる。
Here, the operation of the conventional example shown in FIG. 13 will be described. The output light 100 of the semiconductor laser 1 is affected by the beam shape due to the influence of the slow axis and the fast axis as described above. Such output light 100 is transmitted through the optical fiber 4
When the light propagates through the inside and is emitted from the other end, the emitted light from the other end of the optical fiber 4 can be regarded as the emitted light from the point light source. However, the same divergence angle is obtained.

【0008】この結果、半導体レーザ1の出力光100
が光ファイバ4内を伝播することにより、点光源からの
出射光と見なすことができる出力光100aとなるので
スロー軸及びファースト軸の影響が軽減されることにな
る。
As a result, the output light 100 of the semiconductor laser 1
Propagates through the optical fiber 4 to become output light 100a that can be regarded as light emitted from a point light source, so that the effects of the slow axis and the fast axis are reduced.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図13に示す
従来例では集光手段3や光ファイバ4等の光学系部品が
必要となり構成が簡単ではない。また、構成部品である
半導体レーザ1、集光手段3、光ファイバ4を光学的に
精度良く配置してその位置関係を安定的に保つ必要性が
ある。このため、構成が複雑になるのみならず高精度配
置に伴うコスト高や信頼性の低下を招く恐れがあると言
った問題点があった。従って本発明が解決しようとする
課題は、簡単な構成で半導体レーザのスロー軸及びファ
ースト軸の影響を軽減することが可能な半導体レーザ励
起固体レーザ及び固体レーザの形成方法を実現すること
にある。
However, the prior art shown in FIG. 13 requires optical components such as the light condensing means 3 and the optical fiber 4, and the configuration is not simple. In addition, it is necessary to arrange the semiconductor laser 1, the condensing means 3, and the optical fiber 4 as the components in an optically accurate manner and to stably maintain the positional relationship. For this reason, there has been a problem that not only the configuration becomes complicated but also the cost and reliability may be reduced due to the high precision arrangement. Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor laser-excited solid-state laser and a method of forming a solid-state laser capable of reducing the influence of the slow axis and the fast axis of a semiconductor laser with a simple configuration.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明のうち請求項1記載の発明は、半導体
レーザ励起固体レーザにおいて、励起用の半導体レーザ
と、この半導体レーザの出力光により励起されてレーザ
光を発振させて出射するレーザ媒体とを備え、前記半導
体レーザの出力光のスロー軸方向及びファースト軸方向
のビームの径が等しくなる位置に前記レーザ媒体を配置
したことにより、簡単な構成で半導体レーザのスロー軸
及びファースト軸の影響を軽減することが可能になる。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser pumped solid-state laser, comprising: a pumping semiconductor laser; A laser medium that is excited by light to oscillate and emit laser light, and that the laser medium is arranged at a position where the beam diameter of the output light of the semiconductor laser in the slow axis direction and the first axis direction is equal. With a simple configuration, the influence of the slow axis and the fast axis of the semiconductor laser can be reduced.

【0011】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明である半導体レーザ励起固体レーザにおいて、前記半
導体レーザから d/{2・(tan(θf/2)−tan(θs/2))} θf:ファースト軸方向の発散角 θs:スロー軸方向の発散角 d:エミッタの長さ の距離に前記レーザ媒体のうち前記出力光が入射される
側の端面から反対側の端面の何れかの部分が位置するこ
とにより、簡単な構成で半導体レーザのスロー軸及びフ
ァースト軸の影響を軽減することが可能になる。
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor laser pumped solid state laser according to the first aspect of the present invention, d / {2 · (tan (θf / 2) -tan (θs / 2)) is obtained from the semiconductor laser. } Θf: divergence angle in the fast axis direction θs: divergence angle in the slow axis direction d: length of the emitter Any one of the end faces of the laser medium on the opposite side from the end face on which the output light is incident. By arranging the portions, the influence of the slow axis and the fast axis of the semiconductor laser can be reduced with a simple configuration.

【0012】請求項3記載の発明は、請求項1及び請求
項2記載の発明である半導体レーザ励起固体レーザにお
いて、前記出力光が入射される側の前記レーザ媒体の端
面に前記出力光を透過し、前記レーザ媒体内で発振した
前記レーザ光を反射させるコーティング膜を設けたこと
により、簡単な構成で半導体レーザのスロー軸及びファ
ースト軸の影響を軽減することが可能になる。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor laser-excited solid-state laser according to the first and second aspects of the present invention, the output light is transmitted through an end face of the laser medium on which the output light is incident. By providing the coating film for reflecting the laser light oscillated in the laser medium, the influence of the slow axis and the fast axis of the semiconductor laser can be reduced with a simple configuration.

【0013】請求項4記載の発明は、請求項1及び請求
項2記載の発明である半導体レーザ励起固体レーザにお
いて、前記レーザ光が出射される側の前記レーザ媒体の
端面に前記出力光を反射し、前記レーザ媒体内で発振し
た前記レーザ光の大半を反射させると共に一部を透過さ
せるコーティング膜を設けたことにより、簡単な構成で
半導体レーザのスロー軸及びファースト軸の影響を軽減
することが可能になる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor laser pumped solid-state laser according to the first and second aspects of the present invention, the output light is reflected on an end face of the laser medium on the side where the laser light is emitted. By providing a coating film that reflects most of the laser light oscillated in the laser medium and partially transmits the laser light, the influence of the slow axis and the fast axis of the semiconductor laser can be reduced with a simple configuration. Will be possible.

【0014】請求項5記載の発明は、請求項4記載の発
明である半導体レーザ励起固体レーザにおいて、前記過
飽和吸収体の結晶面を[111]面としたことにより、
偏光面による透過率の角度依存性が低減される。
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor laser pumped solid-state laser according to the fourth aspect of the present invention, the crystal plane of the saturable absorber is a [111] plane.
The angle dependence of the transmittance by the polarization plane is reduced.

【0015】請求項6記載の発明は、請求項1及び請求
項2記載の発明である半導体レーザ励起固体レーザにお
いて、前記レーザ媒体に過飽和吸収体を接合したことに
より、ピークパワーの高いパルスのレーザ光を得ること
ができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the solid-state laser excited by the semiconductor laser according to the first and second aspects of the present invention, a laser having a high peak power is obtained by joining a saturable absorber to the laser medium. You can get light.

【0016】請求項7記載の発明は、請求項1及び請求
項2記載の発明である半導体レーザ励起固体レーザにお
いて、前記レーザ媒体に光非線形物質を接合したことに
より、変換効率の高い高調波を得ることができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor laser-excited solid-state laser according to the first and second aspects of the present invention, a harmonic having a high conversion efficiency can be produced by joining an optical nonlinear substance to the laser medium. Obtainable.

【0017】請求項8記載の発明は、固体レーザの形成
方法において、過飽和吸収体のタネ結晶を中心に配置し
た後過飽和吸収体を結晶成長させて過飽和吸収体を順次
形成させておき、この過飽和吸収体に円盤状に形成され
たレーザ媒体を接合し、形成した固体レーザをカットす
ることにより、カットする大きさを自在に調整できるの
で小型化が可能であり、1回の形成工程により複数の固
体レーザを得ることができるので低価格化が可能にな
る。
According to an eighth aspect of the present invention, in the method of forming a solid-state laser, the supersaturated absorber is formed in sequence by arranging the supersaturated absorber as a center and then growing the supersaturated absorber to form crystals. By joining a disk-shaped laser medium to the absorber and cutting the formed solid-state laser, the size of the cut can be freely adjusted, so that miniaturization is possible. Since a solid-state laser can be obtained, the cost can be reduced.

【0018】請求項9記載の発明は、固体レーザの形成
方法において、予め形成された円盤状の光非線形物質
と、この光非線形物質に円盤状に形成されたレーザ媒体
を接合し、形成した複合円盤をカットして固体レーザを
形成することするにより、カットする大きさを自在に調
整できるので小型化が可能であり、1回の形成工程によ
り複数の固体レーザを得ることができるので低価格化が
可能になる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the method for forming a solid-state laser, a composite formed by joining a disk-shaped optical non-linear substance formed in advance and a laser medium formed in a disc shape to the optical non-linear substance is formed. By cutting a disk to form a solid-state laser, the size of the cut can be freely adjusted, so that the size can be reduced. In addition, a plurality of solid-state lasers can be obtained by one forming process, thereby reducing the cost. Becomes possible.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下本発明を図面を用いて詳細に
説明する。図1は本発明に係る半導体レーザ励起固体レ
ーザの一実施例を示す構成断面図である。図1において
1及び100は図13と同一符号を付してあり、6は固
体レザー結晶であるレーザ媒体、101aは発振したレ
ーザ光である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of an embodiment of a semiconductor laser-pumped solid-state laser according to the present invention. In FIG. 1, reference numerals 1 and 100 denote the same reference numerals as in FIG. 13, 6 denotes a laser medium which is a solid laser crystal, and 101a denotes an oscillated laser beam.

【0020】半導体レーザ1の出力光100は直接レー
ザ媒体6に入射され、レーザ媒体6からは発振したレー
ザ光101aが出射される。
The output light 100 of the semiconductor laser 1 is directly incident on the laser medium 6, from which the oscillated laser light 101a is emitted.

【0021】ここで、図1の示す実施例の動作を図2を
用いて説明する。図2はスロー軸及びファースト軸との
関係及び半導体レーザ1とレーザ媒体6との間隔を示す
説明図である。
The operation of the embodiment shown in FIG. 1 will now be described with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the slow axis and the fast axis and the distance between the semiconductor laser 1 and the laser medium 6.

【0022】図1に示すように半導体レーザ1とレーザ
媒体6との間隔は”L”になるように配置される。そし
て、図2中に示すように半導体レーザ1からの距離を”
Z”とし、ファースト軸方向の発散角を”θf”、ファ
ースト軸方向のビームの半径を”rf”、スロー軸方向
の発散角を”θs”、スロー軸方向のビームの半径を”
rs”、エミッタの長さを”d”とすれば、 rf=Z・tan(θf/2) (1) rs=d/2+Z・tan(θs/2) (2) となる。
As shown in FIG. 1, the distance between the semiconductor laser 1 and the laser medium 6 is arranged to be "L". Then, as shown in FIG. 2, the distance from the semiconductor laser 1 is changed to "
Z, the divergence angle in the fast axis direction is “θf”, the radius of the beam in the fast axis direction is “rf”, the divergence angle in the slow axis direction is “θs”, and the radius of the beam in the slow axis direction is “θ”.
Assuming that rs ”and the length of the emitter are“ d ”, rf = Z · tan (θf / 2) (1) rs = d / 2 + Z · tan (θs / 2) (2)

【0023】式(1)及び式(2)からスロー軸方向及
びファースト軸方向のビームの半径が等しくなる時の間
隔”Z”は、”rs=tf”として、 Z・tan(θf/2)=d/2+Z・tan(θs/2) Z・{tan(θf/2)−tan(θs/2)}=d/2 Z=d/{2・(tan(θf/2)−tan(θs/2))} (3) となる。
From the equations (1) and (2), the interval “Z” when the beam radii in the slow axis direction and the beam axis in the fast axis direction are equal is expressed as “rs = tf”, and Z · tan (θf / 2) = D / 2 + Z · tan (θs / 2) Z · {tan (θf / 2) -tan (θs / 2)} = d / 2 Z = d / {2 · (tan (θf / 2) -tan (θs) / 2))} (3)

【0024】例えば、レーザ媒体6の厚さを”D”と
し、スロー軸方向及びファースト軸方向のビームの半径
が等しくなる位置”Z”が出力光が入射される側のレー
ザ媒体6の端面若しくは反対側の端面に一致するとすれ
ば、この時の半導体レーザ1とレーザ媒体6との間隔
を”L”は、 L=Z =d/{2・(tan(θf/2)−tan(θs/2))} (4) 若しくは、 L=Z−D =d/{2・(tan(θf/2)−tan(θs/2))} −D (5) となる。
For example, the thickness of the laser medium 6 is "D", and the position "Z" at which the beam radii in the slow axis direction and the fast axis direction are equal is the end face of the laser medium 6 on the side where the output light is incident or If it is assumed that they coincide with the opposite end face, the distance between the semiconductor laser 1 and the laser medium 6 at this time is “L”: L = Z = d / {2 · (tan (θf / 2) −tan (θs / 2)) {(4) or L = Z−D = d / {2 · (tan (θf / 2) −tan (θs / 2))} − D (5)

【0025】この結果、式(4)若しくは式(5)に示
すようにスロー軸方向及びファースト軸方向のビームの
半径が等しくなる位置をレーザ媒体6の一方の端面に一
致させることにより、簡単な構成で半導体レーザのスロ
ー軸及びファースト軸の影響を軽減することが可能にな
る。
As a result, the position where the radius of the beam in the slow axis direction and the radius of the beam in the fast axis direction are equal to one end face of the laser medium 6 as shown in the equation (4) or (5) is simplified. With the configuration, the influence of the slow axis and the fast axis of the semiconductor laser can be reduced.

【0026】また、図3はレーザ媒体6の構成の詳細を
示す構成断面図である。図3において6,100及び1
01aは図1と同一符号を付してあり、7は半導体レー
ザ1の出力光100を透過し、レーザ媒体6内で発振し
たレーザ光101aを反射させるコーティング膜、8は
半導体レーザ1の出力光100を反射し、レーザ媒体6
内で発振したレーザ光101aの大半を反射させると共
に一部を透過させるコーティング膜である。
FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of the laser medium 6 in detail. In FIG. 3, 6,100 and 1
Reference numeral 01a is the same as in FIG. 1, reference numeral 7 is a coating film that transmits the output light 100 of the semiconductor laser 1 and reflects the laser light 101a oscillated in the laser medium 6, and reference numeral 8 is the output light of the semiconductor laser 1. 100 and the laser medium 6
This is a coating film that reflects most of the laser light 101a oscillated therein and transmits part of it.

【0027】半導体レーザ1の出力光100はレーザ媒
体6の一端に設けられたコーティング膜7を透過してレ
ーザ媒体6内に入射され、他端に設けられたコーティン
グ膜8で反射される。
The output light 100 of the semiconductor laser 1 passes through the coating film 7 provided at one end of the laser medium 6 and is incident on the laser medium 6 and is reflected by the coating film 8 provided at the other end.

【0028】一方、この出力光100により励起され発
振したレーザ光101aはコーティング膜7とコーティ
ング膜8との間で反射されながらエネルギーが増幅され
ると共にレーザ光101aの一部がコーティング膜8を
透過してレーザ出力光として出射される。
On the other hand, the laser beam 101a excited by the output light 100 and oscillated is reflected between the coating film 7 and the coating film 8 so that the energy is amplified and a part of the laser beam 101a passes through the coating film 8. Then, the light is emitted as laser output light.

【0029】この結果、レーザ媒体の6の一端に半導体
レーザ1の出力光100を透過し、レーザ媒体6内で発
振したレーザ光101aを反射させるコーティング膜を
設け、レーザ媒体6の他端に半導体レーザ1の出力光1
00を反射し、レーザ媒体6内で発振したレーザ光10
1aの大半を反射させると共に一部を透過させるコーテ
ィング膜を設けることにより、レーザ光101aを発振
させることができる。
As a result, at one end of the laser medium 6, a coating film for transmitting the output light 100 of the semiconductor laser 1 and reflecting the laser light 101a oscillated in the laser medium 6 is provided. Output light 1 of laser 1
00 reflected from the laser beam 10 and oscillated in the laser medium 6.
The laser beam 101a can be oscillated by providing a coating film that reflects most of the light and transmits part of the light.

【0030】また、レーザ媒体6に過飽和吸収体を接合
しても構わない。図4は過飽和吸収体を接合させたレー
ザ媒体部分の構成の詳細を示す構成断面図である。図4
において100は図3と同一符号を付してあり,6aは
固体レザー結晶であるレーザ媒体、7aは半導体レーザ
1の出力光100を透過し、レーザ媒体6a内で発振し
たレーザ光を反射させるコーティング膜、8aは半導体
レーザ1の出力光100を反射し、レーザ媒体6a内で
発振したレーザ光の大半を反射させると共に一部を透過
させるコーティング膜、9は過飽和吸収体、101bは
発振したレーザ光である。
A saturable absorber may be joined to the laser medium 6. FIG. 4 is a sectional view showing the details of the configuration of the laser medium portion to which the saturable absorber is joined. FIG.
3, reference numeral 100 denotes the same reference numeral as in FIG. 3, reference numeral 6a denotes a laser medium which is a solid laser crystal, and reference numeral 7a denotes a coating which transmits the output light 100 of the semiconductor laser 1 and reflects the laser light oscillated in the laser medium 6a. A coating film 8a reflects the output light 100 of the semiconductor laser 1, reflects most of the laser light oscillated in the laser medium 6a, and partially transmits the laser light, 9 denotes a saturable absorber, and 101b denotes an oscillated laser light. It is.

【0031】過飽和吸収体9とはCr4+:YAG(クロ
ムをドーピングしたイットリウム・アルミニウム・ガー
ネット)等であり、受動的Qスイッチとして働く。すな
わち、過飽和吸収体9は入射される光の強度が低い場合
には吸収率が高く、入射される光の強度が高くなると吸
収の飽和により光の吸収が弱くなる。言い換えれば、光
の強度が高くなると吸収率が低くなり透明となる。
The saturable absorber 9 is, for example, Cr 4+ : YAG (chromium-doped yttrium aluminum garnet) and functions as a passive Q switch. That is, when the intensity of the incident light is low, the saturable absorber 9 has a high absorptivity, and when the intensity of the incident light is high, the absorption of the light is weakened due to the saturation of the absorption. In other words, as the light intensity increases, the absorptance decreases and the light becomes transparent.

【0032】半導体レーザ1の出力光100はレーザ媒
体6aの一端に設けられたコーティング膜7aを透過し
てレーザ媒体6aに入射され、レーザ媒体6aと過飽和
吸収体9との接合面及び過飽和吸収体9内を透過し、過
飽和吸収体9の一端に設けられたコーティング膜8aで
反射される。
The output light 100 of the semiconductor laser 1 passes through the coating film 7a provided at one end of the laser medium 6a and is incident on the laser medium 6a, where the junction surface between the laser medium 6a and the saturable absorber 9 and the saturable absorber 9 and is reflected by a coating film 8 a provided at one end of the saturable absorber 9.

【0033】一方、この出力光100により励起され発
振したレーザ光101bはコーティング膜7aとコーテ
ィング膜8aとの間で反射されながらエネルギーが増幅
される。但し、過飽和吸収体9の働きにより発振したレ
ーザ光101bの強度がある程度高くなるまで過飽和吸
収体9により吸収されて出射されないので、ピークパワ
ーの大きなパルスのレーザ光として出射されることにな
る。
On the other hand, the energy of the laser light 101b excited and oscillated by the output light 100 is amplified while being reflected between the coating films 7a and 8a. However, the laser beam 101b oscillated by the saturable absorber 9 is not absorbed and emitted by the saturable absorber 9 until the intensity of the laser light 101b oscillated by the saturable absorber 9 increases to some extent, so that the laser light is emitted as a pulsed laser beam having a large peak power.

【0034】この結果、レーザ媒体6aに過飽和吸収体
9を接合することにより、ピークパワーの大きなパルス
のレーザ光101bを得ることができる。また、レーザ
媒体6aと過飽和吸収体9を接合形成したことにより以
下のような効果が生じる。
As a result, by joining the saturable absorber 9 to the laser medium 6a, it is possible to obtain a laser beam 101b of a pulse having a large peak power. In addition, the following effects are produced by joining the laser medium 6a and the saturable absorber 9.

【0035】すなわち、レーザ媒体6a及び過飽和吸収
体9のエネルギー吸収により熱膨張によりレーザ媒体6
a及び過飽和吸収体9の表面に凹面鏡が形成されるので
シングルモードを選択してレーザ光101bを発振させ
ることが可能になる。また、光学調整が不要になり、光
学系の構成を簡単にできる。
That is, the thermal expansion of the laser medium 6a and the saturable absorber 9 due to the energy absorption
Since the concave mirror is formed on the surface of the a and the saturable absorber 9, it becomes possible to select the single mode and oscillate the laser beam 101b. Further, optical adjustment is not required, and the configuration of the optical system can be simplified.

【0036】縦モードのモードホッピングは共振器の長
さに相当するレーザ媒体6aの厚さにより決まり、その
厚さが薄いほどモードホッピングの幅が大きくなる。こ
のモードホッピングの幅がYAGの蛍光スペクトル幅よ
りも十分大きければ1つのモードでしか発振が生じなく
なる。言い換えれば、シングルモードを選択してレーザ
光101bを発振させることが可能になる。
The mode hopping of the longitudinal mode is determined by the thickness of the laser medium 6a corresponding to the length of the resonator, and the smaller the thickness, the larger the width of the mode hopping. If the width of this mode hopping is sufficiently larger than the fluorescence spectrum width of YAG, oscillation occurs only in one mode. In other words, it becomes possible to select the single mode and oscillate the laser beam 101b.

【0037】例えば、レーザ媒体6aの厚さが”1m
m”の場合にはモードホッピングは”83GHz”とな
り、YAGの蛍光スペクトル幅”30GHz”と比較し
て十分大きいので1つのモードでしか発振が生じなくな
る。
For example, if the thickness of the laser medium 6a is "1 m
In the case of "m", the mode hopping is "83 GHz", which is sufficiently large compared to the fluorescent spectrum width of YAG "30 GHz", so that oscillation occurs only in one mode.

【0038】また、境界面が少なくなり、境界での損失
を抑えることができるので光の利用効率が向上する。例
えば、過飽和吸収体9がレーザ媒体6aの外部に配置さ
れた場合には、出射されたレーザ光101bが外部に配
置された過飽和吸収体9に入射される際の境界面が増え
てしまうため、レーザ媒体6aに過飽和吸収体9を接合
することにより、境界での損失が減少する。
Further, since the number of boundaries is reduced and the loss at the boundaries can be suppressed, the light use efficiency is improved. For example, when the saturable absorber 9 is disposed outside the laser medium 6a, the boundary surface when the emitted laser light 101b is incident on the saturable absorber 9 disposed outside increases. By joining the saturable absorber 9 to the laser medium 6a, the loss at the boundary is reduced.

【0039】さらに、過飽和吸収体9がレーザ媒体6a
の放熱器として働くので大きなパワーでレーザ光101
bを発振させることが可能になり、マイクロチップへの
加工も容易になる。
Further, the saturable absorber 9 serves as the laser medium 6a.
Laser beam 101 with a large power
b can be oscillated, and processing into a microchip becomes easy.

【0040】また、レーザ媒体6に光非線形物質を接合
しても構わない。図5は光非線形物質を接合させたレー
ザ媒体部分の構成の詳細を示す構成断面図である。図5
において100は図3と同一符号を付してあり,6bは
固体レザー結晶であるレーザ媒体、7bは半導体レーザ
1の出力光100を透過し、レーザ媒体6b内で発振し
たレーザ光を反射させるコーティング膜、8bは半導体
レーザ1の出力光100を反射し、レーザ媒体6b内で
発振したレーザ光の大半を反射させると共に一部を透過
させるコーティング膜、10は光非線形物質、101c
は発振したレーザ光、102はレーザ光101bの高調
波である。
An optical non-linear substance may be bonded to the laser medium 6. FIG. 5 is a sectional view showing the details of the configuration of the laser medium portion to which the optical nonlinear material is bonded. FIG.
In the figure, reference numeral 100 denotes the same reference numeral as in FIG. 3, reference numeral 6b denotes a laser medium which is a solid laser crystal, and reference numeral 7b denotes a coating which transmits the output light 100 of the semiconductor laser 1 and reflects the laser light oscillated in the laser medium 6b. The coating film 8b reflects the output light 100 of the semiconductor laser 1, reflects most of the laser light oscillated in the laser medium 6b, and partially transmits the laser light.
Represents the oscillated laser beam, and 102 represents a harmonic of the laser beam 101b.

【0041】光非線形物質とはKTP(リン酸チタニル
カリウム:KTiOPO4 )等の光学結晶であり、入射
される光に対するn次の高調波を発生させるものであ
る。
The optical non-linear substance is an optical crystal such as KTP (potassium titanyl phosphate: KTiOPO 4 ), and generates an n-th harmonic with respect to incident light.

【0042】半導体レーザ1の出力光100はレーザ媒
体6bの一端に設けられたコーティング膜7bを透過し
てレーザ媒体6bに入射されレーザ媒体6bと光非線形
物質10との接合面及び光非線形物質10内を透過し、
光非線形物質10の一端に設けられたコーティング膜8
bで反射される。
The output light 100 of the semiconductor laser 1 passes through the coating film 7b provided at one end of the laser medium 6b and is incident on the laser medium 6b, and the junction surface between the laser medium 6b and the optical nonlinear substance 10 and the optical nonlinear substance 10 Through the inside,
Coating film 8 provided at one end of optical nonlinear substance 10
b.

【0043】一方、この出力光100により励起され発
振したレーザ光101cはコーティング膜7bとコーテ
ィング膜8bとの間で反射されながらエネルギーが増幅
されると共にレーザ光101cの一部がコーティング膜
8bを透過してレーザ出力光として出射される。さら
に、光非線形物質10で発生したレーザ光101bの高
調波102もまたコーティング膜8bを透過してレーザ
出力光として出射される。
On the other hand, the laser light 101c excited and oscillated by the output light 100 is amplified between the coating films 7b and 8b while being reflected between the coating films 7b and 8b, and a part of the laser light 101c passes through the coating film 8b. Then, the light is emitted as laser output light. Further, the harmonics 102 of the laser light 101b generated by the optical nonlinear material 10 also pass through the coating film 8b and are emitted as laser output light.

【0044】高調波102は光非線形物質10への入射
光量が大きいほど発生量が高調波のエネルギーが大きく
なるのでコーティング膜7b及び8bに囲まれたレーザ
キャビティ内に光非線形物質10を配置することによ
り、より大きなエネルギーの高調波を得ることができ
る。
The higher the amount of the incident light on the nonlinear optical material 10, the larger the amount of the higher harmonic wave. The higher the energy of the harmonic, the higher the energy of the harmonic. Therefore, the nonlinear optical material 10 must be disposed in the laser cavity surrounded by the coating films 7 b and 8 b. As a result, higher energy harmonics can be obtained.

【0045】すなわち、一般にコーティング膜8bの反
射率は”90%以上”であり、レーザ光として取り出せ
るエネルギーの約10倍程度のエネルギーがレーザキャ
ビティ内に存在するので光非線形物質10への入射光量
もまた約10倍程度になる。
That is, the reflectance of the coating film 8b is generally "90% or more", and the energy of about 10 times the energy that can be taken out as laser light exists in the laser cavity. In addition, it becomes about 10 times.

【0046】この結果、レーザ媒体6bに光非線形物質
10を接合することにより、外部出力のエネルギーと比
較してレーザキャビティ内の約10倍程度のエネルギー
を活用できるのでより大きなエネルギーの高調波を得る
ことができる。
As a result, by joining the optical nonlinear substance 10 to the laser medium 6b, about 10 times the energy in the laser cavity can be utilized as compared with the energy of the external output, so that a higher harmonic of a larger energy is obtained. be able to.

【0047】また、このような固体レーザの形成方法に
ついて図6,7,8,9,10及び図11を用いて説明
する。図6は固体レーザの形成方法の過程を説明するフ
ロー図、図7は過飽和吸収体の結晶成長を示す平面図、
図8は結晶成長が完了した状態を示す斜視図、図9は形
成されたレーザ媒体を示す斜視図、図10は過飽和吸収
体とレーザ媒体とを接合した状態を示す斜視図、図11
は切り出し方法を説明する平面図である。
A method for forming such a solid-state laser will be described with reference to FIGS. 6, 7, 8, 9, 10, and 11. FIG. FIG. 6 is a flowchart illustrating the process of the method of forming a solid-state laser, FIG. 7 is a plan view illustrating the crystal growth of a saturable absorber,
8 is a perspective view showing a state in which crystal growth is completed, FIG. 9 is a perspective view showing a formed laser medium, FIG. 10 is a perspective view showing a state in which a saturable absorber and a laser medium are joined, and FIG.
FIG. 4 is a plan view illustrating a cutting method.

【0048】また、図7〜図11において11はC
4+:YAG等の過飽和吸収体のタネ結晶、12は結晶
成長により形成された過飽和吸収体、13はファセッ
ト、14は形成されたレーザ媒体である。
In FIGS. 7 to 11, reference numeral 11 denotes C.
r 4+ : a seed crystal of a saturable absorber such as YAG, 12 is a saturable absorber formed by crystal growth, 13 is a facet, and 14 is a formed laser medium.

【0049】図6中”S001”において過飽和吸収体
のタネ結晶11を中心に配置し、図6中”S002”に
おいて過飽和吸収体を結晶成長させて過飽和吸収体12
を順次形成させて行く。
In FIG. 6, in S001, the seed crystal 11 of the saturable absorber is disposed at the center, and in S002 in FIG. 6, the saturable absorber is grown by crystal growth.
Are sequentially formed.

【0050】例えば、図7に示すように過飽和吸収体の
円盤状のタネ結晶11を用いて、図7中”DR0
1”、”DR02”、”DR03”及び”DR04”に
示す方向に順次結晶成長させることにより図8に示すよ
うに円盤状の過飽和吸収体11が形成される。
For example, as shown in FIG. 7, by using a disc-shaped seed crystal 11 of a saturable absorber, "DR0" in FIG.
By sequentially growing crystals in the directions indicated by 1 "," DR02 "," DR03 "and" DR04 ", the disc-shaped saturable absorber 11 is formed as shown in FIG.

【0051】ここで、例えば、ファセット13は図7
中”DR02”及び”DR03”方向に向かって結晶成
長する過飽和吸収体が互いに干渉する部分であり、結晶
面がそろっていない部分である。このため、この部分は
過飽和吸収体としては用いることはできない。
Here, for example, facet 13 corresponds to FIG.
The supersaturated absorbers that grow in the middle “DR02” and “DR03” directions interfere with each other, and have no uniform crystal plane. Therefore, this part cannot be used as a saturable absorber.

【0052】そして、図6中”S003”において円盤
状に形成されたレーザ媒体14と接合する。例えば、図
8に示す過飽和吸収体12等と図9に示すような予め形
成された円盤状のレーザ媒体14と接合、例えば、鏡面
状にしてファンデアワルス力により接着剤を用いること
なく接合して、図10に示すような円盤状の固体レーザ
を形成する。
Then, in "S003" in FIG. 6, it is joined to the laser medium 14 formed in a disk shape. For example, the saturable absorber 12 or the like shown in FIG. 8 is joined to the previously formed disk-shaped laser medium 14 as shown in FIG. 9, for example, the mirror surface is joined without using an adhesive by Van der Waals force. Thus, a disk-shaped solid laser as shown in FIG. 10 is formed.

【0053】図6中”S004”において形成した固体
レーザをダイシングソー等でカットする。例えば、図1
1中の破線で示すように図10に示す円盤状の固体レー
ザを格子状にカットして行く。
The solid laser formed in "S004" in FIG. 6 is cut by a dicing saw or the like. For example, FIG.
As shown by the dashed line in FIG. 1, the disk-shaped solid laser shown in FIG. 10 is cut into a lattice shape.

【0054】最後に、図6中”S005”及び”S00
6”において過飽和吸収体として用いることができない
タネ結晶11の部分及びファセット13の部分を除くこ
とにより、固体レーザの形成が終了する。例えば、図1
1中”LR01”に示すような固体レーザを得ることが
できる。但し、この過程の後に生じるコーティング膜等
の形成方法に関しては説明は省略する。
Finally, "S005" and "S00" in FIG.
By removing the portion of the seed crystal 11 and the portion of the facet 13 that cannot be used as the saturable absorber in 6 ″, the formation of the solid-state laser is completed. For example, FIG.
A solid-state laser as indicated by "LR01" can be obtained. However, description of a method for forming a coating film or the like generated after this process is omitted.

【0055】このように、固体レーザを形成することに
より、カットする大きさを自在に調整できるので小型化
が可能であり、1回の形成工程により複数の固体レーザ
を得ることができるので低価格化が可能になる。
As described above, by forming the solid-state laser, the size of the cut can be freely adjusted, so that the size can be reduced, and a plurality of solid-state lasers can be obtained by one forming step, so that the cost is low. Becomes possible.

【0056】なお、図1及び図2の説明においては半導
体レーザ1の出力光のスロー軸方向及びファースト軸方
向のビームの径が等しくなる位置にレーザ媒体6の一方
の端面若しくは他方の端面を配置したが、レーザ媒体6
の厚さ”D”の範囲、言い換えれば、レーザ媒体6内の
何れかの部分が半導体レーザ1の出力光のスロー軸方向
及びファースト軸方向のビームの径が等しくなる位置に
一致すれば良い。
In the description of FIGS. 1 and 2, one end face or the other end face of the laser medium 6 is arranged at a position where the beam diameter of the output light of the semiconductor laser 1 in the slow axis direction and the fast axis direction becomes equal. However, the laser medium 6
In other words, it suffices that any part of the laser medium 6 coincides with a position where the beam diameter of the output light of the semiconductor laser 1 in the slow axis direction and the fast axis direction becomes equal.

【0057】また、半導体レーザ1の出力光のスロー軸
方向及びファースト軸方向のビームの径は厳密に等しく
なる必要性はなく実用上はある程度の誤差は許容され
る。
Further, it is not necessary that the beam diameters of the output light of the semiconductor laser 1 in the slow axis direction and the fast axis direction are strictly equal, and a certain degree of error is allowed in practical use.

【0058】また、図3等の説明においてコーティング
膜7等は半導体レーザの出力光を透過し、レーザ媒体内
で発振したレーザ光を反射させると説明したが、半導体
レーザの出力光を100%近く透過し、レーザ媒体内で
発振したレーザ光を100%近く反射させるコーティン
グ膜であれば良い。
Also, in the description of FIG. 3 and the like, it has been described that the coating film 7 and the like transmit the output light of the semiconductor laser and reflect the laser light oscillated in the laser medium. Any coating film that transmits and reflects nearly 100% of the laser light oscillated in the laser medium may be used.

【0059】また、図3等の説明においてコーティング
膜8等は半導体レーザの出力光を反射し、レーザ媒体内
で発振したレーザ光の大半を反射させると共に一部を透
過させると説明したが、半導体レーザの出力光を100
%近く反射し、レーザ媒体内で発振したレーザ光の5%
〜95%程度を設計値の範囲で透過させるコーティング
膜であれば良い。
In the description of FIG. 3 and the like, it has been described that the coating film 8 reflects the output light of the semiconductor laser, reflects most of the laser light oscillated in the laser medium, and partially transmits the laser light. 100 laser output light
5% of the laser light reflected in the laser medium and oscillated in the laser medium
Any coating film may be used as long as it transmits about 95% of the design value.

【0060】また、図4において説明した過飽和吸収体
に関してはCr4+:YAGを例示したが勿論これに限る
訳ではなく、溶液中に色素を含んだ微小な透明セルで実
現した過飽和吸収体であっても構わない。
The saturable absorber described with reference to FIG. 4 is exemplified by Cr 4+ : YAG, but is not limited to this. Of course, the saturable absorber realized by a fine transparent cell containing a dye in a solution is used. It does not matter.

【0061】また、図4において熱膨張によりレーザ媒
体6a及び過飽和吸収体9の表面に凹面鏡が形成される
旨の記載をしたが図3に示すレーザ媒体6単体であって
も同様に表面に凹面鏡が形成される。このため、シング
ルモードを選択してレーザ光101aを発振させること
が可能になる。また、光学調整が不要になり、光学系の
構成を簡単にできる
In FIG. 4, it is described that a concave mirror is formed on the surfaces of the laser medium 6a and the saturable absorber 9 due to thermal expansion. However, the concave mirror is similarly formed on the surface of the laser medium 6 alone shown in FIG. Is formed. Therefore, it becomes possible to select the single mode and oscillate the laser beam 101a. Also, optical adjustment is not required, and the configuration of the optical system can be simplified.

【0062】また、図5において説明した光非線形物質
に関してはKTPを例示したが勿論これに限る訳ではな
く、LiNbO3 (ニオブ酸リチウム)、KDP,LB
O,BBO及びLiIO3 等であっても構わない。
The optical non-linear substance described with reference to FIG. 5 is exemplified by KTP, but is not limited to KTP. LiNbO 3 (lithium niobate), KDP, LB
O, BBO, LiIO 3 or the like may be used.

【0063】また、図6〜図11の説明においては過飽
和吸収体を例示して説明したが、光非線形物質である結
晶であっても構わない。
Further, in the description of FIGS. 6 to 11, the saturable absorber is illustrated as an example, but a crystal which is an optical nonlinear substance may be used.

【0064】また、図6〜図11の説明においてはレー
ザ媒体と過飽和吸収体とを接合した固体レーザの形成方
法を例示したが、レーザ媒体と光非線形物質とを接合し
た固体レーザの形成方法に関しても同様であり、動作は
異なるものの小型化や界面反射の軽減などの効果も同様
である。
In the description of FIGS. 6 to 11, a method of forming a solid-state laser in which a laser medium and a saturable absorber are joined has been exemplified. Although the operation is different, the effects such as miniaturization and reduction of interface reflection are also the same.

【0065】また、過飽和吸収体の結晶面を[111]
面とすることにより、偏光面による透過率の角度依存性
が低減される。
The crystal plane of the saturable absorber was changed to [111]
By using a plane, the angle dependence of the transmittance by the polarization plane is reduced.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。請求項1乃至請
求項4の発明によれば、半導体レーザの出力光のスロー
軸方向及びファースト軸方向のビームの半径が等しくな
る位置にレーザ媒体を配置したことにより、簡単な構成
で半導体レーザのスロー軸及びファースト軸の影響を軽
減することが可能になる。
As is apparent from the above description,
According to the present invention, the following effects can be obtained. According to the first to fourth aspects of the present invention, the laser medium is disposed at a position where the radii of the beams of the output light of the semiconductor laser in the slow axis direction and the fast axis direction are equal to each other. It is possible to reduce the influence of the slow axis and the fast axis.

【0067】また、請求項5の発明によれば、レーザ媒
体に過飽和吸収体を接合することにより、ピークパワー
の高いパルスのレーザ光を得ることができる。また、レ
ーザ媒体及び過飽和吸収体のエネルギー吸収による熱膨
張によりレーザ媒体及び過飽和吸収体表面に凹面鏡が形
成されるのでシングルモードを選択してレーザ光を発振
させることが可能になる。また、光学調整が不要にな
り、光学系の構成を簡単にできる。
According to the fifth aspect of the present invention, a laser beam having a high peak power can be obtained by joining a saturable absorber to a laser medium. In addition, since a concave mirror is formed on the surface of the laser medium and the saturable absorber due to thermal expansion due to energy absorption of the laser medium and the saturable absorber, it becomes possible to select a single mode and oscillate laser light. Further, optical adjustment is not required, and the configuration of the optical system can be simplified.

【0068】また、境界面が少なくなり、境界での損失
を抑えることができるので光の利用効率が向上する。さ
らに、過飽和吸収体がレーザ媒体の放熱器として働くの
で大きなパワーでレーザ光を発振させることが可能にな
る。結晶を接合して切り出すことが可能なためマイクロ
チップへの加工も容易になる。
Further, since the number of boundary surfaces is reduced and the loss at the boundary can be suppressed, the light use efficiency is improved. Further, since the saturable absorber functions as a radiator for the laser medium, it is possible to oscillate the laser light with a large power. Since a crystal can be joined and cut out, processing into a microchip is also facilitated.

【0069】また、請求項6の発明によれば、前記過飽
和吸収体の結晶面を[111]面としたことにより、偏
光面による透過率の角度依存性が低減される。
According to the sixth aspect of the present invention, since the crystal plane of the saturable absorber is the [111] plane, the angle dependence of the transmittance by the polarization plane is reduced.

【0070】また、請求項7の発明によれば、レーザ媒
体に光非線形物質を接合することにより、光非線型物質
を別に配置する場合と比較してレーザキャビティ内の約
10倍程度のエネルギーを活用できるので変換効率の高
い高調波を得ることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, by joining an optical non-linear substance to a laser medium, the energy in the laser cavity is increased by about 10 times compared to a case where an optical non-linear substance is separately arranged. Since it can be used, it is possible to obtain a harmonic having high conversion efficiency.

【0071】また、請求項8の発明によれば、過飽和吸
収体のタネ結晶を中心に配置した後過飽和吸収体を結晶
成長させて過飽和吸収体を順次形成させておき、この過
飽和吸収体に円盤状に形成されたレーザ媒体を接合し、
形成した固体レーザをカットすることにより、カットす
る大きさを自在に調整できるので小型化が可能であり、
1回の形成工程により複数の固体レーザを得ることがで
きるので低価格化が可能になる。
According to the eighth aspect of the present invention, the supersaturated absorber is placed around the seed crystal, and then the supersaturated absorber is crystal-grown to form the supersaturated absorber in order. Joining the laser medium formed in a shape,
By cutting the formed solid-state laser, it is possible to freely adjust the size of cutting, so it is possible to reduce the size,
Since a plurality of solid-state lasers can be obtained by one forming process, the cost can be reduced.

【0072】また、請求項9の発明によれば、円盤状の
光非線形物質を予め形成させておき、この光非線形物質
に円盤状に形成されたレーザ媒体を接合することにより
大型の円盤を形成できるので、形成した固体レーザをカ
ットするにより、カットする大きさを自在に調整できる
ので小型化が可能であり、1回の形成工程により複数の
固体レーザを得ることができるので低価格化が可能にな
る。
According to the ninth aspect of the present invention, a large disc is formed by forming a disc-shaped optical nonlinear material in advance and joining the disc-shaped laser medium to the optical nonlinear material. The size of the cut can be freely adjusted by cutting the formed solid-state laser, so that it is possible to reduce the size. Also, it is possible to obtain a plurality of solid-state lasers by one forming process, so that the cost can be reduced. become.

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

【図1】本発明に係る半導体レーザ励起固体レーザの一
実施例を示す構成断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of an embodiment of a semiconductor laser pumped solid-state laser according to the present invention.

【図2】スロー軸及びファースト軸との関係及び半導体
レーザとレーザ媒体との間隔を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a slow axis and a fast axis and an interval between a semiconductor laser and a laser medium.

【図3】レーザ媒体の構成の詳細を示す構成断面図であ
る。
FIG. 3 is a configuration sectional view showing details of a configuration of a laser medium.

【図4】過飽和吸収体を接合させたレーザ媒体部分の構
成の詳細を示す構成断面図である。
FIG. 4 is a configuration sectional view showing details of a configuration of a laser medium portion to which a saturable absorber is joined.

【図5】光非線形物質を接合させたレーザ媒体部分の構
成の詳細を示す構成断面図である。
FIG. 5 is a configuration sectional view showing details of a configuration of a laser medium portion to which an optical nonlinear substance is bonded.

【図6】固体レーザの形成方法の過程を説明するフロー
図である。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of a method for forming a solid-state laser.

【図7】過飽和吸収体の結晶成長を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing crystal growth of a saturable absorber.

【図8】結晶成長が完了した状態を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a state where crystal growth is completed.

【図9】形成されたレーザ媒体を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing the formed laser medium.

【図10】過飽和吸収体とレーザ媒体とを接合した状態
を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a state where a saturable absorber and a laser medium are joined.

【図11】切り出し方法を説明する平面図である。FIG. 11 is a plan view illustrating a cutting method.

【図12】スロー軸及びファースト軸との関係を示す説
明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a relationship between a slow axis and a fast axis.

【図13】スロー軸及びファースト軸の影響を軽減した
従来の半導体レーザ励起固体レーザの一例を示す構成ブ
ロック図である。
FIG. 13 is a configuration block diagram showing an example of a conventional semiconductor laser-pumped solid-state laser in which the effects of the slow axis and the fast axis are reduced.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体レーザ 2 接合部平面 3 集光手段 4 光ファイバ 5,6,6a,6b,14 レーザ媒体 7,7a,7b,8,8a,8b コーティング膜 9,12 過飽和吸収体 10 光非線形物質 11 タネ結晶 13 ファセット 100,100a 出力光 101,101a,101b,101c レーザ光 102 高調波 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser 2 Junction plane 3 Condensing means 4 Optical fiber 5,6,6a, 6b, 14 Laser medium 7,7a, 7b, 8,8a, 8b Coating film 9,12 Saturated absorber 10 Optical nonlinear material 11 Seed Crystal 13 Facet 100, 100a Output light 101, 101a, 101b, 101c Laser light 102 Harmonic

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体レーザ励起固体レーザにおいて、 励起用の半導体レーザと、 この半導体レーザの出力光により励起されてレーザ光を
発振させて出射するレーザ媒体とを備え、 前記半導体レーザの出力光のスロー軸方向及びファース
ト軸方向のビームの径が等しくなる位置に前記レーザ媒
体を配置したことを特徴とする半導体レーザ励起固体レ
ーザ。
1. A semiconductor laser-excited solid-state laser, comprising: a semiconductor laser for excitation; and a laser medium excited by output light of the semiconductor laser to oscillate and emit laser light. A semiconductor laser-excited solid-state laser, wherein the laser medium is disposed at a position where the beam diameters in the slow axis direction and the fast axis direction are equal.
【請求項2】前記半導体レーザから d/{2・(tan(θf/2)−tan(θs/2))} θf:ファースト軸方向の発散角 θs:スロー軸方向の発散角 d:エミッタの長さ の距離に前記レーザ媒体のうち前記出力光が入射される
側の端面から反対側の端面の何れかの部分が位置するこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ励起固体レ
ーザ。
2. From the semiconductor laser, d / {2 · (tan (θf / 2) −tan (θs / 2))} θf: divergence angle in the fast axis direction θs: divergence angle in the slow axis direction d: 2. The semiconductor laser-excited solid-state laser according to claim 1, wherein any part of an end face of the laser medium on a side opposite to the end face on which the output light is incident is located at a distance of length. 3.
【請求項3】前記出力光が入射される側の前記レーザ媒
体の端面に前記出力光を透過し、前記レーザ媒体内で発
振した前記レーザ光を反射させるコーティング膜を設け
たことを特徴とする請求項1及び請求項2記載の半導体
レーザ励起固体レーザ。
3. A coating film for transmitting the output light and reflecting the laser light oscillated in the laser medium is provided on an end face of the laser medium on the side where the output light is incident. 3. A solid-state laser pumped by a semiconductor laser according to claim 1.
【請求項4】前記レーザ光が出射される側の前記レーザ
媒体の端面に前記出力光を反射し、前記レーザ媒体内で
発振した前記レーザ光の大半を反射させると共に一部を
透過させるコーティング膜を設けたことを特徴とする請
求項1及び請求項2記載の半導体レーザ励起固体レー
ザ。
4. A coating film that reflects the output light on an end face of the laser medium on the side from which the laser light is emitted, reflects most of the laser light oscillated in the laser medium, and partially transmits the laser light. The semiconductor laser pumped solid-state laser according to claim 1, wherein the solid-state laser is provided.
【請求項5】前記レーザ媒体に過飽和吸収体を接合した
ことを特徴とする請求項1及び請求項2記載の半導体レ
ーザ励起固体レーザ。
5. The semiconductor laser-pumped solid-state laser according to claim 1, wherein a saturable absorber is bonded to said laser medium.
【請求項6】前記過飽和吸収体の結晶面を[111]面
としたことを特徴とする請求項5記載の半導体レーザ励
起固体レーザ。
6. The semiconductor laser-pumped solid-state laser according to claim 5, wherein the crystal plane of the saturable absorber is a [111] plane.
【請求項7】前記レーザ媒体に光非線形物質を接合した
ことを特徴とする請求項1及び請求項2記載の半導体レ
ーザ励起固体レーザ。
7. The semiconductor laser-pumped solid-state laser according to claim 1, wherein an optical nonlinear substance is bonded to said laser medium.
【請求項8】固体レーザの形成方法において、 過飽和吸収体のタネ結晶を中心に配置した後過飽和吸収
体を結晶成長させて過飽和吸収体を順次形成させてお
き、 この過飽和吸収体に円盤状に形成されたレーザ媒体を接
合し、形成した固体レーザをカットすることを特徴とす
る固体レーザの形成方法。
8. A method for forming a solid-state laser, comprising: placing a saturable absorber seed crystal at the center, growing the saturable absorber crystal, and sequentially forming a saturable absorber, and forming the saturable absorber in a disk shape. A method for forming a solid-state laser, comprising joining the formed laser medium and cutting the formed solid-state laser.
【請求項9】固体レーザの形成方法において、 予め形成された円盤状の光非線形物質と、 この光非線形物質に円盤状に形成されたレーザ媒体を接
合し、 形成した複合円盤をカットして固体レーザを形成するこ
とを特徴とする固体レーザの形成方法。
9. A method for forming a solid-state laser, comprising: joining a disk-shaped optical non-linear substance formed in advance with a laser medium formed in a disc shape to the optical non-linear substance; A method for forming a solid-state laser, comprising forming a laser.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014135420A (en) * 2013-01-11 2014-07-24 Hamamatsu Photonics Kk Laser device
WO2022250102A1 (en) * 2021-05-28 2022-12-01 信越化学工業株式会社 Q-switch structure and q-switch structure manufacturing method

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