JP2001291922A - Laser diode excitation device - Google Patents

Laser diode excitation device

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JP2001291922A
JP2001291922A JP2000104337A JP2000104337A JP2001291922A JP 2001291922 A JP2001291922 A JP 2001291922A JP 2000104337 A JP2000104337 A JP 2000104337A JP 2000104337 A JP2000104337 A JP 2000104337A JP 2001291922 A JP2001291922 A JP 2001291922A
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JP
Japan
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fiber
laser
laser diode
light
emitter
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Application number
JP2000104337A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaki Kondo
昌樹 近藤
Katsuhiro Kuriyama
勝裕 栗山
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively guide laser beam emitted from a light emission region of an emitter to a fiber using a simple constitution. SOLUTION: Laser diode beam from the light emission region of an emitter 2 is propagated inside a fiber 3, by reflecting it to an optical axis direction with a tapered part 13 in a tip of the fiber 3.

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、レーザー発振器の
レーザー媒体をレーザーダイオードにより励起するレー
ザーダイオード励起装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser diode excitation device for exciting a laser medium of a laser oscillator with a laser diode.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、レーザー発振器はフラッシュラン
プやアークランプにより励起されるものに替わって、レ
ーザー媒体の吸収波長にあったレーザーダイオードを励
起光に用いたレーザーダイオード励起レーザー発振器が
商品化されている。
2. Description of the Related Art In recent years, laser oscillators which use laser diodes having an absorption wavelength of a laser medium as excitation light have been commercialized in place of laser oscillators which are excited by flash lamps or arc lamps. I have.

【0003】このレーザーダイオード励起レーザー発振
器は、ランプ励起レーザー発振器に比べ、供給電力が少
なく、ランプ交換といったメンテナンスがなく、また発
振器自体が小さくなるなどの利点がある。
The laser diode pumped laser oscillator has advantages over a lamp pumped laser oscillator in that the supplied power is small, there is no maintenance such as lamp replacement, and the oscillator itself is small.

【0004】このレーザーダイオード光をレーザー媒体
に励起する装置として、図3に示される公開平5−93
828号公報のものが知られている。
As an apparatus for exciting this laser diode light into a laser medium, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-93 shown in FIG.
No. 828 is known.

【0005】このレーザーダイオード励起装置におい
て、レーザーダイオード100はアレイ状に配列した複
数のエミッタ102がベース101に固定されて構成さ
れている。このエミッタ102の発光領域から放射した
レーザー光は水平、垂直方向の一定の広がり角を持って
発光する。水平方向と垂直方向の広がり角は異なり、垂
直方向で約30度、水平方向で約10度の広がり角とな
る。そのため、エミッタ102からの発光をファイバ1
03に導光する場合、主として広がり角の大きい垂直方
向に広がるレーザー光をマイクロレンズを形成するマル
チモード光ファイバ104により集光するようにしてい
る。
In this laser diode excitation device, a laser diode 100 is configured by fixing a plurality of emitters 102 arranged in an array to a base 101. The laser light emitted from the light emitting region of the emitter 102 emits light with a certain spread angle in the horizontal and vertical directions. The horizontal and vertical divergence angles are different, about 30 degrees in the vertical direction and about 10 degrees in the horizontal direction. Therefore, light emission from the emitter 102 is
In the case where the light is guided to the laser beam 03, laser light mainly spreading in the vertical direction having a large spreading angle is condensed by the multi-mode optical fiber 104 forming a microlens.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに広がり角を有して放射されるレーザー光を集光させ
るのに、マイクロレンズを形成するマルチモード光ファ
イバ104を設けることが必要となるため、このマルチ
モード光ファイバ104とファイバ103のそれぞれの
2部品を、ベース101を基準としたエミッタ102の
発光領域に対しその両者を一致させる調整が煩雑なもの
となってくる。
However, it is necessary to provide a multi-mode optical fiber 104 forming a microlens in order to condense the laser light emitted with such a spread angle. The adjustment of the two components of the multimode optical fiber 104 and the fiber 103 to the emission region of the emitter 102 with respect to the base 101 becomes complicated.

【0007】このため、米国特許第5436990号公
報において、エミッタ102とマルチモード光ファイバ
104とのアライメントをおこなった後、ベース101
上に一端を金属部材により保持し、他端をエポキシ樹脂
でマルチモード光ファイバ104に固定してその調整を
図るようにしたものも知られている。
For this reason, in US Pat. No. 5,436,990, after the alignment between the emitter 102 and the multimode optical fiber 104 is performed, the base 101 is aligned.
There is also known an apparatus in which one end is held by a metal member and the other end is fixed to the multi-mode optical fiber 104 with an epoxy resin so as to adjust the same.

【0008】また、メンテナンス性の面においても、マ
ルチモード光ファイバ104が塵埃等の付着により損傷
した場合に、マルチモード光ファイバ自体の交換も必要
となってくる。
In terms of maintainability, when the multi-mode optical fiber 104 is damaged by dust or the like, it is necessary to replace the multi-mode optical fiber itself.

【0009】本発明は、このような課題を解決するもの
であり、エミッタの発光領域から発するレーザー光をフ
ァイバに簡単な構成で効率よく導光し得るレーザーダイ
オード励起装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a laser diode pumping device capable of efficiently guiding a laser beam emitted from a light emitting region of an emitter to a fiber with a simple structure. I do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のレーザーダイオード励起装置では、複数
のエミッタがアレイ状に並んだレーザーダイオードから
のレーザー光をファイバによって固体レーザー媒体に導
き、この固体レーザー媒体を励起するレーザーダイオー
ド励起装置において、複数のエミッタの発光領域のそれ
ぞれに、先端が直近位置に対向して配列された複数のフ
ァイバを設け、この複数の各ファイバの先端部を、この
先端中心部から後方に向かって広がるテ−パ形状とした
ことを特徴としている。
In order to achieve the above object, in a laser diode pumping apparatus according to the present invention, laser light from a laser diode in which a plurality of emitters are arranged in an array is guided to a solid-state laser medium by a fiber. In the laser diode pumping apparatus for pumping the solid-state laser medium, a plurality of fibers whose tips are arranged opposite to the nearest position are provided in each of the light emitting regions of the plurality of emitters, and the tips of the plurality of fibers are arranged. It is characterized in that it has a tapered shape extending rearward from the center of the tip.

【0011】このような構成では、複数の各ファイバの
先端部を、この先端中心部から後方に向かって広がるテ
−パ形状としたので、エミッタの発光領域から放射され
る水平および垂直方向の広がり角をもって入射されるレ
ーザー光を、ファイバ先端に形成したテ−パ形状部分に
おいて、このレーザー光の入射角より小さくなるような
光軸に対する反射角にて反射させてファイバ内を伝搬さ
せることができる。それによってファイバの光軸に近づ
けた直線方向に伝搬させることができるようになりファ
イバ内での反射を少なくすることができて、その反射に
よる光学的損失を少なくすることができる。それに伴い
レーザー光を集光するマルチモード光ファイバ等を設け
る必要がなくなり部品点数が削減されてその構成が簡略
化され、その結果ファイバをエミッタの発光領域の直近
位置に対向して配列させるだけのアライメントでよいこ
とになり、複数のエミッタと各ファイバとの位置合わせ
調整が容易なものとなる。
In such a configuration, the tips of the plurality of fibers are formed in a tapered shape extending rearward from the center of the tips, so that the horizontal and vertical directions radiated from the light emitting region of the emitter are obtained. The laser beam incident at an angle can be reflected at the tapered portion formed at the fiber tip at a reflection angle with respect to the optical axis which is smaller than the incident angle of the laser beam, and can be propagated in the fiber. . As a result, the light can be propagated in a linear direction closer to the optical axis of the fiber, so that the reflection in the fiber can be reduced, and the optical loss due to the reflection can be reduced. Accordingly, there is no need to provide a multi-mode optical fiber for condensing laser light, and the number of parts is reduced, the structure is simplified, and as a result, the fiber is merely arranged to face the position immediately adjacent to the light emitting area of the emitter. Alignment is sufficient, and alignment adjustment between the plurality of emitters and each fiber becomes easy.

【0012】また、本発明のレーザーダイオード励起装
置では、各ファイバ先端部のテ−パ形状は、エミッタの
発光領域からファイバの先端に水平および垂直方向の広
がり角をもって入射されるレーザー光に対して、このテ
−パ形状部分にて反射させてレーザー光の臨界角より小
さくなるような反射角にてファイバ内を伝搬されるよう
に形成したことを特徴としている。
Further, in the laser diode pumping apparatus of the present invention, the taper shape of each fiber tip is such that the laser beam incident from the light emitting region of the emitter to the tip of the fiber with a horizontal and vertical divergence angle. The laser beam is formed so as to be reflected at the tapered portion and propagated in the fiber at a reflection angle smaller than the critical angle of the laser beam.

【0013】このような構成では、各ファイバ先端部の
テ−パ形状を、このテ−パ形状部分にて反射させてレー
ザー光の臨界角より小さくなるような反射角にてファイ
バ内を伝搬されるように形成したので、エミッタの発光
領域からファイバの先端に水平および垂直方向の広がり
角をもって入射されるレーザー光に対しても、レーザー
光の臨界角より小さくなるような反射角にてファイバ内
を伝搬させることができる。それによってレーザー光が
ファイバ内で臨界角と等しいか大きい反射角にて反射さ
れた場合において、このレーザー光の一部が屈折し、ま
た残りがファイバ内で伝搬する短い距離にて反射を繰り
返すことでこのレーザー光の光損出が大きくなるバウン
ド現象を防止して光学的損失を少なくし、このファイバ
内での伝搬効率の向上を図ることができる。
In such a configuration, the taper shape at the tip of each fiber is reflected at the taper portion and propagated through the fiber at a reflection angle smaller than the critical angle of the laser beam. As a result, the laser beam incident from the light emitting region of the emitter to the tip of the fiber with a divergence angle in the horizontal and vertical directions is also reflected in the fiber at a reflection angle smaller than the critical angle of the laser beam. Can be propagated. When the laser beam is reflected in the fiber at a reflection angle equal to or larger than the critical angle, a part of this laser beam is refracted and the rest is repeatedly reflected at a short distance that propagates in the fiber. Thus, the bound phenomenon in which the light loss of the laser light becomes large can be prevented, the optical loss can be reduced, and the propagation efficiency in the fiber can be improved.

【0014】また、本発明のレーザーダイオード励起装
置では、前記複数のファイバを束にしたバンドルファイ
バを、このバンドルファイバの径と等しいかそれ以上の
直径を有するシングルファイバに接続するようにしたこ
とを特徴としている。
In the laser diode pumping apparatus of the present invention, the bundle fiber in which the plurality of fibers are bundled is connected to a single fiber having a diameter equal to or larger than the diameter of the bundle fiber. Features.

【0015】このことは、複数のエミッタ領域からの各
レーザー光の出力がエミッタの寿命などにより個々の異
なった場合に、複数のファイバを束にしたバンドルファ
イバ端での出力分布が変化して均一性が損なわれ、その
結果、励起光の出力分布が乱れてレーザー媒体への励起
が変化し、最終的には出力レーザー光までも変化して、
ビーム光、ビーム出力も変化するという問題がある。し
かしながら複数のファイバを束にしたバンドルファイバ
からシングルファイバに接続することで、このバンドル
ファイバに接続したシングルファイバで再びレーザー光
を平均化して、この平均化した励起光で固体レーザー媒
体を励起することができるので、個々のエミッタが寿命
でその出力が低下した場合でも、前記シングルファイバ
の光学的損失少なくすることと共にシングルファイバか
らの光の均一性が損なわれることが防止されて均一な励
起光で固体レーザー媒体を励起することができる。
This means that when the output of each laser beam from a plurality of emitter regions is different due to the life of the emitter or the like, the output distribution at the bundle fiber end where a plurality of fibers are bundled changes and becomes uniform. As a result, the power distribution of the excitation light is disturbed, and the excitation to the laser medium changes, and finally the output laser light also changes,
There is a problem that the beam light and the beam output also change. However, by connecting a bundle fiber in which a plurality of fibers are bundled to a single fiber, the laser light is averaged again by the single fiber connected to the bundle fiber, and the solid-state laser medium is excited by the averaged excitation light. Therefore, even if the output of each individual emitter is reduced due to its life, the optical loss of the single fiber is reduced and the uniformity of light from the single fiber is prevented from being impaired. The solid state laser medium can be excited.

【0016】本発明のそれ以上の目的及び特徴は、可能
な限りにおいて、それ単独で、あるいは種々な組み合わ
せで複合して用いることができる。
Further objects and features of the present invention can be used alone or in various combinations in combination as far as possible.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明における実施の形態
について図1および図2を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0018】ただし、本発明は、以下の実施形態に限定
されず、特に限定的な記載がない限りは、本発明の範囲
をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説
明例にすぎない。
However, the present invention is not limited to the following embodiments, and is not intended to limit the scope of the present invention to them only, but is merely an illustrative example unless otherwise specified. .

【0019】図1に示すレーザーダイオード励起装置に
おいて、レーザーダイオード1のベース1aにアレイ状
に配列された複数のエミッタ2が配置されている。この
複数のエミッタ2の発光領域のそれぞれに、先端3aを
直近位置に対向して配列された複数のファイバ3を設け
て、エミッタ2の発光領域から放射されるレーザー光
を、この直近位置に対向されたファイバ3の先端から入
射させるようにする。
In the laser diode excitation device shown in FIG. 1, a plurality of emitters 2 arranged in an array are arranged on a base 1a of a laser diode 1. In each of the light emitting regions of the plurality of emitters 2, a plurality of fibers 3 arranged with the tips 3a opposed to the nearest position are provided, and the laser light emitted from the light emitting region of the emitter 2 is opposed to the nearest position. The fiber 3 is made to enter from the tip.

【0020】ファイバ3は、内側にコア11が形成さ
れ、このコア11の外周にクラッド12が形成されてコ
ア11内をレーザー光が伝搬される。このファイバ3
は、エミッタ2の発光領域の大きさより大きい直径とし
て、エミッタ2と同じ個数で、先端3aの間隔がエミッ
タ2の間隔と等しく配列されている。
The fiber 3 has a core 11 formed inside, and a clad 12 formed on the outer periphery of the core 11 so that laser light is propagated in the core 11. This fiber 3
Are larger in diameter than the size of the light-emitting region of the emitter 2, and are arranged in the same number as the emitters 2, with the distance between the tips 3 a being equal to the distance between the emitters 2.

【0021】このファイバ3の先端3aから後方部分に
至る先端部3bに、図2に示すように、この先端3aの
中心部から後方に向かって広がるテ−パ形状が形成され
ている。
As shown in FIG. 2, a tapered shape which extends rearward from the center of the tip 3a is formed at the tip 3b of the fiber 3 from the tip 3a to the rear.

【0022】このエミッタ2の発光領域から放射されフ
ァイバ3の先端3aからコア11に水平、垂直方向の広
がり角Cをもって入射されたレーザー光は、テ−パ形状
をなす先端部3bのコア11とクラッド12の境界にお
けるテ−パ形状部分13にて反射されてコア11内を光
軸方向に伝搬する。
The laser beam emitted from the light emitting region of the emitter 2 and incident on the core 11 from the distal end 3a of the fiber 3 with a divergence angle C in the horizontal and vertical directions is transmitted to the core 11 of the distal end 3b having a tapered shape. The light is reflected by the tapered portion 13 at the boundary between the clad 12 and propagates in the core 11 in the optical axis direction.

【0023】この場合、図4にて示されるファイバ3の
先端部3bにテ−パ形状を形成しない構成とした場合、
ファイバ3の先端3aからコア11に光軸aに対し水平
および垂直方向の広がり角Cをもって入射されたレーザ
ー光bは、光軸aに対する入射角Aがこの光軸aに対し
一定の値より大きい角度D(臨界角)の場合には、コア1
1とクラッド12との境界で一部は屈折b3し、また残
りはファイバ3内で伝搬する短い距離にて反射b2を頻
繁に繰り返しやがてはレーザー光が消失するバウンド現
象を起して、このレーザー光の伝搬効率が低下すること
がある。
In this case, if the tapered shape is not formed at the tip 3b of the fiber 3 shown in FIG.
The laser beam b incident on the core 11 from the tip 3a of the fiber 3 with a divergence angle C in the horizontal and vertical directions with respect to the optical axis a has an incident angle A with respect to the optical axis a larger than a certain value with respect to the optical axis a. In the case of angle D (critical angle), core 1
At the boundary between the cladding 1 and the cladding 12, a part b3 is refracted, and the other bounces repeatedly at a short distance propagating in the fiber 3 and repeatedly b2 occurs. Light propagation efficiency may decrease.

【0024】本実施の形態においては、ファイバ3の先
端3aの中心部から後方に向かって広がるテ−パ形状と
したことで、エミッタ2の発光領域から放射される水
平、垂直方向の広がり角Cをもってレーザー光がファイ
バ3の先端3aに入射された場合、図2で示すこの先端
3aに入射された光軸aに対し入射角Aをもったレーザ
ー光bがテ−パ形状をなす先端部3bのコア11とクラ
ッド12の境界におけるテ−パ形状部分13における光
軸a方向に向かった傾斜勾配により、このレーザー光の
入射角Aに対して小さくなるような光軸aに対する反射
角Bにて反射させることができる。それによってファイ
バ3の光軸aに近づけた直線方向に伝搬させることがで
きるようになり、ファイバ3内での反射を少なくするこ
とができて、その反射による光学的損失を少なくするこ
とができる。
In the present embodiment, the taper shape which spreads rearward from the center of the tip 3a of the fiber 3 allows the horizontal and vertical spread angles C radiated from the light emitting region of the emitter 2 to be increased. When the laser beam is incident on the distal end 3a of the fiber 3 as shown in FIG. 2, the laser beam b having an incident angle A with respect to the optical axis a incident on the distal end 3a shown in FIG. Of the tapered portion 13 at the boundary between the core 11 and the clad 12 in the direction of the optical axis a, the reflection angle B with respect to the optical axis a becomes smaller with respect to the incident angle A of the laser light. Can be reflected. As a result, the light can be propagated in a linear direction closer to the optical axis a of the fiber 3, and the reflection in the fiber 3 can be reduced, and the optical loss due to the reflection can be reduced.

【0025】したがって、エミッタ2の発光領域から水
平および垂直方向の広がり角Cをもって放射されるレー
ザー光が、光軸aに対する入射角Aが一定の値より大き
い角度D(臨界角)を有してファイバ3の先端3aに入射
された場合でも、テ−パ形状をなす先端部3bのコア1
1とクラッド12の境界におけるテ−パ形状部分13で
反射されて、その結果前記レーザー光の臨界角Dより小
さくなるような光軸aに対する反射角Bにてファイバ内
を伝搬させることができる。
Therefore, the laser light emitted from the light emitting region of the emitter 2 with the horizontal and vertical spread angles C has an angle D (critical angle) at which the incident angle A with respect to the optical axis a is larger than a certain value. Even when the light enters the tip 3 a of the fiber 3, the core 1 of the tip 3 b having a tapered shape is formed.
The laser beam is reflected by the tapered portion 13 at the boundary between the laser beam 1 and the cladding 12, so that the laser beam can propagate through the fiber at a reflection angle B with respect to the optical axis a which is smaller than the critical angle D of the laser beam.

【0026】それによりファイバ3内で光軸aに対し臨
界角Dと等しいか大きい反射角Bにて反射された場合に
おいて、コア11とクラッド12との境界で一部は屈折
b3し、また残りはファイバ3内で伝搬する短い距離に
て反射を頻繁に繰り返しやがてはレーザー光の光損出が
大きくなるバウンド現象が防止されてレーザー光の光学
的損失が少なくなり、このファイバ内での伝搬効率の向
上が図られる。
As a result, when the light is reflected in the fiber 3 at a reflection angle B equal to or greater than the critical angle D with respect to the optical axis a, a part of the light is refracted b3 at the boundary between the core 11 and the clad 12, and Is frequently repeated at short distances propagating in the fiber 3, thereby preventing the bound phenomenon in which the light loss of the laser light is increased and the optical loss of the laser light is reduced, and the propagation efficiency in the fiber 3 is reduced. Is improved.

【0027】そしてこのような構成では、従来のレーザ
ーダイオード励起装置の如く、レーザー光をファイバ3
の光軸aに向かって入射させるためのマルチモード光フ
ァイバ等を設ける必要がなくなり、部品点数が削減され
てその構成が簡略化され、それに伴いエミッタ、マルチ
モード光ファイバ、バンドルファイバの3者を一致させ
ることなく、ファイバ3をエミッタ2の発光領域の直近
位置に対向して配列させるだけのアライメントでよくそ
の調整が容易のものとなる。
In such a configuration, the laser light is transmitted through the fiber 3 as in a conventional laser diode pumping apparatus.
There is no need to provide a multi-mode optical fiber or the like for making the light enter the optical axis a, and the number of components is reduced, and the configuration is simplified. The alignment is simply required to align the fibers 3 in opposition to the position immediately adjacent to the light emitting region of the emitter 2 without making them coincide with each other, and the adjustment is easy.

【0028】この構成において、ファイバ3の先端3a
の中心部から後方に向かって広がるテ−パ形状とした場
合、このファイバ3の先端面領域を広くするとエミッタ
2の発光領域からの集光効率は増すが先端部3bのテー
パ形状の傾斜勾配を大きくすることができず、そのため
テ−パ形状部分13にて反射される光軸aに対する反射
角Bを入射角Aに比しあまり小さくすることができず、
また先端面領域を狭くすると先端部3bのテーパ形状の
傾斜勾配を大きくして反射角Bを入射角Aに比してかな
り小さくすることができるが、エミッタ2の発光領域か
らの集光効率が低下する嫌いがあるので、この双方を解
消する適正なファイバ3の先端面領域を設定する必要が
ある。
In this configuration, the tip 3a of the fiber 3
In the case of a tapered shape extending rearward from the center of the fiber 3, if the end face area of the fiber 3 is widened, the light collection efficiency from the light emitting area of the emitter 2 is increased, but the tapered slope of the tip 3 b is reduced. Therefore, the angle of reflection B with respect to the optical axis a reflected by the tapered portion 13 cannot be made much smaller than the angle of incidence A.
When the tip surface area is narrowed, the inclination angle of the tapered shape of the tip portion 3b can be increased to make the reflection angle B considerably smaller than the incident angle A. However, the light collection efficiency of the emitter 2 from the light emitting area is reduced. It is necessary to set an appropriate distal end surface area of the fiber 3 for solving both of them because there is a dislike for lowering.

【0029】例えば、エミッタサイズが0.15mmで
ファイバ径d2を0.2mm,ファイバNA(sinB)
を0.22とした場合において、 (d1×sinA=d2×sinB) の関係式より、エミッタ2の発光領域からの垂直方向広
がり角を35度の入射角(sinA)とすると、 d1(垂直方向長さ)=0.077mm に設定される。
For example, the emitter size is 0.15 mm, the fiber diameter d2 is 0.2 mm, and the fiber NA (sinB)
Is set to 0.22, and from the relational expression of (d1 × sinA = d2 × sinB), assuming that the vertical divergence angle of the emitter 2 from the light emitting region is an incident angle (sinA) of 35 degrees, d1 (vertical direction) Length) = 0.077 mm.

【0030】一方エミッタ2の発光領域の水平方向広が
り角を16度の入射角(sinA)とすると、 d1(水平方向長さ)=0.157mm に設定される。
On the other hand, if the horizontal spread angle of the light emitting region of the emitter 2 is 16 degrees incident angle (sinA), d1 (horizontal length) is set to 0.157 mm.

【0031】この設定に基づき、ファイバ3の先端面領
域の形状は、長軸d1(水平方向長さ)を0.157m
m,短軸d1(垂直方向長さ)を0.077mmとする
形状を有する楕円形状に形成することが望ましい。
Based on this setting, the shape of the distal end surface region of the fiber 3 is such that the major axis d1 (horizontal length) is 0.157 m.
It is desirable to form it into an elliptical shape having a shape with m and the minor axis d1 (vertical length) being 0.077 mm.

【0032】したがって、このファイバ3は、直径0.
2mmのファイバ3よりなり、その先端3aに、長軸d
1(水平方向長さ)を0.157mm,短軸d1(垂直
方向長さ)を0.077mmの楕円形状に形成されるフ
ァイバ3の先端面領域を形成し、この先端面領域から後
方に向かって広がるテ−パ形状としている。
Therefore, the fiber 3 has a diameter of 0.3 mm.
It is made of a fiber 3 of 2 mm.
1 (horizontal length) is 0.157 mm, and the minor axis d1 (vertical length) is 0.077 mm. An elliptical distal end region of the fiber 3 is formed. It has a tapered shape that spreads out.

【0033】なお、このファイバ3の先端面領域は、上
記設定に限定するものでなく、エミッタサイズ、ファイ
バ径等に応じて任意に設定することができる。
The end surface area of the fiber 3 is not limited to the above setting, but can be set arbitrarily according to the emitter size, the fiber diameter and the like.

【0034】また、この複数のファイバ3は、各ファイ
バ3を束にしたバンドルファイバ4として、このバンド
ルファイバ4が中継コネクタ5により径がバンドル径と
等しいかそれ以上の直径を有するシングルファイバ6に
接続されている。このシングルファイバ6の他端では、
レーザーヘッド内に設置された着脱可能な結合コネクタ
8で着脱可能に連結されている。これによりシングルフ
ァイバ6からの光は、レーザーヘッド7内にある集光レ
ンズ9により集光され固体レーザー媒体10を励起す
る。
The plurality of fibers 3 are converted into a bundle fiber 4 in which each fiber 3 is bundled into a single fiber 6 having a diameter equal to or larger than the bundle diameter by the relay connector 5. It is connected. At the other end of this single fiber 6,
It is detachably connected by a detachable connection connector 8 installed in the laser head. Thus, light from the single fiber 6 is condensed by the condensing lens 9 in the laser head 7 to excite the solid-state laser medium 10.

【0035】従来、複数のエミッタの発光領域からの各
レーザー光の出力がエミッタ2の寿命などにより個々の
異なった場合に、複数のファイバ3を束にしたバンドル
ファイバ端での出力分布が変化して均一性が損なわれ、
その結果、励起光の出力分布が乱れてレーザー媒体への
励起が変化し、最終的には出力レーザー光までも変化し
て、ビーム光、ビーム出力も変化するという問題があ
る。しかしながら複数のファイバ3を束にしたバンドル
ファイバ4から一旦シングルファイバ6に接続すること
で、このバンドルファイバ4に接続したシングルファイ
バ6で再びレーザー光を平均化して、この平均化した励
起光で固体レーザー媒体10を励起することができるの
で、個々のエミッタ2が寿命でその出力が低下した場合
でも、シングルファイバ6からの光の均一性が損なわれ
ることが防止され均一な励起光で固体レーザー媒体10
を励起することができ、それと共に前記ファイバ3の先
端中心部から後方に向かって広がるテ−パ形状としたこ
とと相俟ってより一層の伝搬効率の向上を図ることがで
きる。
Conventionally, when the output of each laser beam from the light emitting region of a plurality of emitters is different due to the life of the emitter 2 or the like, the output distribution at the end of the bundle fiber in which the plurality of fibers 3 are bundled changes. Loss of uniformity
As a result, there is a problem that the output distribution of the excitation light is disturbed, and the excitation of the laser medium is changed, and finally the output laser light is also changed, so that the beam light and the beam output are also changed. However, once the single fiber 6 is connected from the bundle fiber 4 in which the plurality of fibers 3 are bundled, the laser light is averaged again by the single fiber 6 connected to the bundle fiber 4, and the solid state is generated by the averaged excitation light. Since the laser medium 10 can be excited, the uniformity of the light from the single fiber 6 is prevented from being impaired even if the output of each individual emitter 2 is reduced due to its life. 10
Can be excited, and together with the taper shape that extends rearward from the center of the tip of the fiber 3, it is possible to further improve the propagation efficiency.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明のレーザーダイオード励起装置に
よれば、複数の各ファイバの先端部を、この先端中心部
から後方に向かって広がるテ−パ形状としたので、エミ
ッタの発光領域から放射される水平および垂直方向の広
がり角をもって入射されるレーザー光を、ファイバ先端
に形成したテ−パ形状部分において、このレーザー光の
入射角より小さくなるような光軸に対する反射角にて光
軸方向に反射させてファイバ内を伝搬させることができ
る。それによってファイバの光軸に近づけた直線方向に
伝搬させることができるようになりファイバ内での反射
を少なくすることができて、その反射による光学的損失
を少なくすることができる。
According to the laser diode pumping apparatus of the present invention, since the tips of the plurality of fibers are formed in a tapered shape extending rearward from the center of the tips, the fibers are radiated from the light emitting region of the emitter. The laser beam incident with horizontal and vertical divergence angles is directed in the direction of the optical axis at a tapered portion formed at the fiber tip at a reflection angle with respect to the optical axis that is smaller than the incident angle of the laser beam. The light can be reflected and propagated in the fiber. As a result, the light can be propagated in a linear direction closer to the optical axis of the fiber, so that the reflection in the fiber can be reduced, and the optical loss due to the reflection can be reduced.

【0037】それに伴いマルチモード光ファイバ等を設
ける必要がなくなり部品点数が削減されてその構成が簡
略化され、その結果ファイバをエミッタ領域の直近位置
に対向して配列させるだけのアライメントでよいことに
なり、複数のエミッタと各ファイバとの位置合わせ調整
が容易なものとなる。
Accordingly, it is not necessary to provide a multimode optical fiber or the like, so that the number of parts is reduced and the configuration is simplified. As a result, alignment that only requires the fiber to be arranged facing the immediate vicinity of the emitter region is sufficient. This makes it easy to adjust the alignment between the plurality of emitters and each fiber.

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

【図1】本発明の実施形態を示すレーザーダイオード励
起装置の概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a laser diode excitation device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1におけるレーザーダイオード励起装置のフ
ァイバ先端の拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a fiber tip of the laser diode excitation device in FIG.

【図3】従来のレーザーダイオード励起装置概略斜視図
である。
FIG. 3 is a schematic perspective view of a conventional laser diode excitation device.

【図4】図3におけるレーザーダイオード励起装置のフ
ァイバ先端の拡大断面図である。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a fiber tip of the laser diode excitation device in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザーダイオード 1a ベース 2 エミッタ 3 ファイバ 4 バンドルファイバ 3a 先端 3b 先端部 5 中継コネクタ 6 シングルファイバ 7 レーザーヘッド 8 結合コネクタ 9 集光レンズ 10 固体レーザー媒体 11 コア 12 クラッド 13 テーパ形状部分 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser diode 1a Base 2 Emitter 3 Fiber 4 Bundle fiber 3a Tip 3b Tip 5 Relay connector 6 Single fiber 7 Laser head 8 Coupling connector 9 Condenser lens 10 Solid laser medium 11 Core 12 Clad 13 Tapered portion

フロントページの続き Fターム(参考) 2H037 AA04 BA03 BA06 CA07 CA17 2H046 AA39 AA69 AB12 AD11 5F072 AB00 KK30 PP07 5F073 AB05 AB21 AB27 AB28 BA09 FA06 Continued on the front page F term (reference) 2H037 AA04 BA03 BA06 CA07 CA17 2H046 AA39 AA69 AB12 AD11 5F072 AB00 KK30 PP07 5F073 AB05 AB21 AB27 AB28 BA09 FA06

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のエミッタがアレイ状に並んだレー
ザーダイオードからのレーザー光をファイバによって固
体レーザー媒体に導き、この固体レーザー媒体を励起す
るレーザーダイオード励起装置において、複数のエミッ
タの発光領域のそれぞれに、先端が直近位置に対向して
配列された複数のファイバを設け、この複数の各ファイ
バの先端部を、この先端中心部から後方に向かって広が
るテ−パ形状としたことを特徴とするレーザーダイオー
ド励起装置。
1. A laser diode excitation device for guiding laser light from a laser diode having a plurality of emitters arranged in an array to a solid-state laser medium by a fiber and exciting the solid-state laser medium, wherein each of the light-emitting regions of the plurality of emitters is provided. In addition, a plurality of fibers whose tips are arranged to face each other at the nearest position are provided, and the tips of the plurality of fibers are formed in a tapered shape extending rearward from the center of the tips. Laser diode excitation device.
【請求項2】 前記各ファイバ先端部のテ−パ形状は、
エミッタの発光領域からファイバの先端に水平および垂
直方向の広がり角をもって入射されるレーザー光に対し
て、このテ−パ形状部分にて反射させてレーザー光の臨
界角より小さくなるような反射角にてファイバ内を伝搬
されるように形成したことを特徴とする請求項1記載の
レーザーダイオード励起装置。
2. The tapered shape of each fiber tip is:
The laser beam incident from the light emitting region of the emitter to the fiber end with a divergence angle in the horizontal and vertical directions is reflected by this tapered portion to have a reflection angle smaller than the critical angle of the laser beam. 2. The laser diode pumping device according to claim 1, wherein the laser diode pumping device is formed so as to be propagated in the fiber.
【請求項3】 前記複数のファイバを束にしたバンドル
ファイバを、このバンドルファイバの径と等しいかそれ
以上の直径を有するシングルファイバに接続したことを
特徴とする請求項1又は2記載のレーザーダイオード励
起装置。
3. The laser diode according to claim 1, wherein the bundle fiber in which the plurality of fibers are bundled is connected to a single fiber having a diameter equal to or larger than the diameter of the bundle fiber. Exciter.
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