JP2002111105A - レーザダイオードモジュール装置およびレーザ発振器 - Google Patents
レーザダイオードモジュール装置およびレーザ発振器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被照射体からレーザダイオードに戻る戻り光
を減らしてレーザダイオードの過熱を防ぎ、レーザダイ
オードの寿命を長くし、レーザダイオード励起固体レー
ザの励起光源として用いる場合には励起光のロスを減ら
して変換効率を高める。 【解決手段】 被照射体に向かってレーザビームを射出
するレーザダイオードモジュール装置において、レーザ
ダイオードのレーザ出力面に対向して配置され、レーザ
出力面から射出されて被照射体に入射するレーザビーム
を通しかつ被照射体側からレーザ出力面に向かって入射
する戻り光を遮蔽するマスクを備える。レーザダイオー
ドモジュールは、複数のレーザダイオード（ＬＤ）を有
するもの、複数のレーザ発振器を共通チップ上に形成し
複数のレーザビームを同時に射出するレーザダイオード
ユニット（ＬＤユニット）、このようなＬＤユニットを
複数積層し組合せたＬＤスタック、を含む。また１つの
レーザダイオードだけからなるものも含む。
を減らしてレーザダイオードの過熱を防ぎ、レーザダイ
オードの寿命を長くし、レーザダイオード励起固体レー
ザの励起光源として用いる場合には励起光のロスを減ら
して変換効率を高める。 【解決手段】 被照射体に向かってレーザビームを射出
するレーザダイオードモジュール装置において、レーザ
ダイオードのレーザ出力面に対向して配置され、レーザ
出力面から射出されて被照射体に入射するレーザビーム
を通しかつ被照射体側からレーザ出力面に向かって入射
する戻り光を遮蔽するマスクを備える。レーザダイオー
ドモジュールは、複数のレーザダイオード（ＬＤ）を有
するもの、複数のレーザ発振器を共通チップ上に形成し
複数のレーザビームを同時に射出するレーザダイオード
ユニット（ＬＤユニット）、このようなＬＤユニットを
複数積層し組合せたＬＤスタック、を含む。また１つの
レーザダイオードだけからなるものも含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザダイオー
ド励起固体レーザ装置などに用いるレーザダイオードモ
ジュール装置に関するものである。
ド励起固体レーザ装置などに用いるレーザダイオードモ
ジュール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザダイオード（ＬＤ）あるいは複数
のレーザダイオードを一体化したレーザダイオードモジ
ュールが射出するレーザビームを被照射体に導き、この
被照射体に種々の加工を施したり状態の変化を加えたり
することが公知である。例えばＮｄ：ＹＡＧレーザに代
表される固体レーザにおいて、励起光源として放電管に
代えてレーザダイオード（ＬＤ）を用いることが行われ
ている。
のレーザダイオードを一体化したレーザダイオードモジ
ュールが射出するレーザビームを被照射体に導き、この
被照射体に種々の加工を施したり状態の変化を加えたり
することが公知である。例えばＮｄ：ＹＡＧレーザに代
表される固体レーザにおいて、励起光源として放電管に
代えてレーザダイオード（ＬＤ）を用いることが行われ
ている。
【０００３】この場合Ｎｄ：ＹＡＧからなる固体レーザ
媒質（ＹＡＧロッド）は冷却チャンバ内に収容され、こ
のチャンバに設けたガラスウィンドウを通してレーザビ
ームがこのチャンバ内に入射される。チャンバ内に入っ
たレーザビームは直接あるいは反射板に反射されて固体
レーザ媒質に入射し、この固体レーザ媒質にドープされ
た活性イオン（Ｎｄ3+）を励起する。このように励起さ
れたＮｄ3+イオンのエネルギー準位を利用してレーザ動
作を行うものである。
媒質（ＹＡＧロッド）は冷却チャンバ内に収容され、こ
のチャンバに設けたガラスウィンドウを通してレーザビ
ームがこのチャンバ内に入射される。チャンバ内に入っ
たレーザビームは直接あるいは反射板に反射されて固体
レーザ媒質に入射し、この固体レーザ媒質にドープされ
た活性イオン（Ｎｄ3+）を励起する。このように励起さ
れたＮｄ3+イオンのエネルギー準位を利用してレーザ動
作を行うものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようにレーザダイ
オードから被照射体の固体レーザ媒質などに導かれたレ
ーザビームは、その全てが固体レーザ媒質に吸収される
ものではなく、その一部は反射光や散乱光となってレー
ザダイオードに戻ることが避けられない。この戻り光、
特にレーザダイオードと同一発振周波数成分の戻り光
は、レーザダイオードを過熱してレーザダイオードの寿
命を短くする原因の１つとなる。またこの戻り光は固体
レーザ媒質に吸収されない光であるから、励起光をロス
していることに他ならず、変換効率が低下する原因とな
る。
オードから被照射体の固体レーザ媒質などに導かれたレ
ーザビームは、その全てが固体レーザ媒質に吸収される
ものではなく、その一部は反射光や散乱光となってレー
ザダイオードに戻ることが避けられない。この戻り光、
特にレーザダイオードと同一発振周波数成分の戻り光
は、レーザダイオードを過熱してレーザダイオードの寿
命を短くする原因の１つとなる。またこの戻り光は固体
レーザ媒質に吸収されない光であるから、励起光をロス
していることに他ならず、変換効率が低下する原因とな
る。
【０００５】この発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、被照射体からレーザダイオードに戻る戻り
光を減らしてレーザダイオードの過熱を防ぎ、レーザダ
イオードの寿命を長くすることができ、またレーザダイ
オード励起固体レーザの励起光源として用いる場合には
励起光のロスを減らして変換効率を高めることができる
レーザダイオードモジュール装置を提供することを第１
の目的とする。
ものであり、被照射体からレーザダイオードに戻る戻り
光を減らしてレーザダイオードの過熱を防ぎ、レーザダ
イオードの寿命を長くすることができ、またレーザダイ
オード励起固体レーザの励起光源として用いる場合には
励起光のロスを減らして変換効率を高めることができる
レーザダイオードモジュール装置を提供することを第１
の目的とする。
【０００６】またこのレーザダイオードモジュール装置
を用いたレーザ発振器を提供することを第２の目的とす
る。
を用いたレーザ発振器を提供することを第２の目的とす
る。
【０００７】
【発明の構成】この発明によれば第１の目的は、被照射
体に向かってレーザビームを射出するレーザダイオード
モジュール装置において、レーザダイオードのレーザ出
力面に対向して配置され、レーザ出力面から射出されて
前記被照射体に入射するレーザビームを通しかつ被照射
体側からレーザ出力面に向かって入射する戻り光を遮蔽
するマスクを備えることを特徴とするレーザダイオード
モジュール装置、により達成される。
体に向かってレーザビームを射出するレーザダイオード
モジュール装置において、レーザダイオードのレーザ出
力面に対向して配置され、レーザ出力面から射出されて
前記被照射体に入射するレーザビームを通しかつ被照射
体側からレーザ出力面に向かって入射する戻り光を遮蔽
するマスクを備えることを特徴とするレーザダイオード
モジュール装置、により達成される。
【０００８】ここでレーザダイオードモジュールは、複
数のレーザダイオード（ＬＤ）を有するもの、複数のレ
ーザ発振器を共通チップ上に形成し複数のレーザビーム
を同時に射出するレーザダイオードユニット（ＬＤユニ
ット）、このようなＬＤユニットを複数積層し組合せた
ＬＤスタック、を含む。また１つのレーザダイオードだ
けからなるものも含む。被照射体はチャンバに収容した
固体レーザ媒質とすることができ、この場合はチャンバ
に設けたガラスウィンドウを通してレーザビームをチャ
ンバ内に入射する。
数のレーザダイオード（ＬＤ）を有するもの、複数のレ
ーザ発振器を共通チップ上に形成し複数のレーザビーム
を同時に射出するレーザダイオードユニット（ＬＤユニ
ット）、このようなＬＤユニットを複数積層し組合せた
ＬＤスタック、を含む。また１つのレーザダイオードだ
けからなるものも含む。被照射体はチャンバに収容した
固体レーザ媒質とすることができ、この場合はチャンバ
に設けたガラスウィンドウを通してレーザビームをチャ
ンバ内に入射する。
【０００９】マスクはＬＤが射出するレーザビームを通
す開口部と、この開口部以外を遮光部として、この遮光
部では少なくともレーザ発振波長とほぼ同波長の光を反
射することにより、戻り光を被照射体（チャンバあるい
は固体レーザ媒質など）に再び戻して励起光として利用
することができる。遮光部は金メッキなどのメッキ処理
を施すことにより形成することができる。この場合マス
クは開口部を除いて透明ガラス板の少なくとも一方の面
に金メッキや遮光インクの塗布などの遮光処理を施すこ
とにより形成することができる。
す開口部と、この開口部以外を遮光部として、この遮光
部では少なくともレーザ発振波長とほぼ同波長の光を反
射することにより、戻り光を被照射体（チャンバあるい
は固体レーザ媒質など）に再び戻して励起光として利用
することができる。遮光部は金メッキなどのメッキ処理
を施すことにより形成することができる。この場合マス
クは開口部を除いて透明ガラス板の少なくとも一方の面
に金メッキや遮光インクの塗布などの遮光処理を施すこ
とにより形成することができる。
【００１０】マスクの開口部は、非透光性の板に形成し
た貫通孔やスリットであってもよい。貫通孔やスリット
はＬＤ（あるいはＬＤチップ）から被照射体に向かって
拡径するテーパ状としてもよい。またこれら貫通孔やス
リットには、レーザビームの広がり角を絞るレンズ（凸
レンズ）を取付けることができる。
た貫通孔やスリットであってもよい。貫通孔やスリット
はＬＤ（あるいはＬＤチップ）から被照射体に向かって
拡径するテーパ状としてもよい。またこれら貫通孔やス
リットには、レーザビームの広がり角を絞るレンズ（凸
レンズ）を取付けることができる。
【００１１】このレンズを取付けることによりレーザビ
ームが被照射体に入射する角度の広がりが小さくなり、
レーザビームのロスが少なくなって利用効率が向上す
る。例えば貫通孔にはマイクロレンズ、ボール状レンズ
を固定する。またスリットにはシリンドリカルレンズを
固定する。レンズはフレネルレンズであってもよく、こ
の場合は遮光部とこのフレネルレンズとを同一処理で形
成することが可能である。
ームが被照射体に入射する角度の広がりが小さくなり、
レーザビームのロスが少なくなって利用効率が向上す
る。例えば貫通孔にはマイクロレンズ、ボール状レンズ
を固定する。またスリットにはシリンドリカルレンズを
固定する。レンズはフレネルレンズであってもよく、こ
の場合は遮光部とこのフレネルレンズとを同一処理で形
成することが可能である。
【００１２】マスクの取付位置はＬＤ（ＬＤチップ）と
被照射体の間だけでなく、被照射体内であってもよい。
またチャンバのガラスウィンドウとマスクを一体化し
て、ガラスウィンドウ自身をマスクとしてもよい。さら
にマスクはレーザ出力面に取付けてレーザダイオードモ
ジュールと一体化してもよい。
被照射体の間だけでなく、被照射体内であってもよい。
またチャンバのガラスウィンドウとマスクを一体化し
て、ガラスウィンドウ自身をマスクとしてもよい。さら
にマスクはレーザ出力面に取付けてレーザダイオードモ
ジュールと一体化してもよい。
【００１３】レーザダイオードが射出するレーザビーム
を直線偏光として、マスクをこのレーザビームを通す偏
光面を持つ偏光板としてもよい。この場合マスク全体を
同一偏光面を有するように偏光処理すればよいから、マ
スクの作成が極めて簡単である。
を直線偏光として、マスクをこのレーザビームを通す偏
光面を持つ偏光板としてもよい。この場合マスク全体を
同一偏光面を有するように偏光処理すればよいから、マ
スクの作成が極めて簡単である。
【００１４】この発明によれば第２の目的は、レーザ媒
質と、このレーザ媒質に対して励起光を照射する励起光
源と、前記レーザ媒質の各端面側にそれぞれ設けられた
全反射鏡および出力鏡とを有するレーザ発振器におい
て、前記励起光源として請求項１〜１２のいずれかのレ
ーザダイオードモジュール装置を用いることを特徴とす
るレーザ発振器、により達成される。
質と、このレーザ媒質に対して励起光を照射する励起光
源と、前記レーザ媒質の各端面側にそれぞれ設けられた
全反射鏡および出力鏡とを有するレーザ発振器におい
て、前記励起光源として請求項１〜１２のいずれかのレ
ーザダイオードモジュール装置を用いることを特徴とす
るレーザ発振器、により達成される。
【００１５】すなわちレーザ媒質をレーザダイオードモ
ジュール装置により励起するものである。この場合レー
ザダイオードモジュール装置は、レーザ媒質の側方から
レーザを照射する横励起型（側面励起方式）として用い
るのが望ましい。
ジュール装置により励起するものである。この場合レー
ザダイオードモジュール装置は、レーザ媒質の側方から
レーザを照射する横励起型（側面励起方式）として用い
るのが望ましい。
【００１６】しかしレーザ媒質の軸方向の一端を全反射
鏡とし、レーザダイオードモジュール装置が射出するレ
ーザを集光レンズ系を通してこの全反射鏡の端面からレ
ーザ媒質内に入射させる端面励起方式であってもよい。
この場合には全反射鏡はレーザダイオードモジュール装
置の出力レーザの波長に対しては透過率が大きく、レー
ザ媒質が出力するレーザの波長に対しては反射率が大き
くなるものを用いる。
鏡とし、レーザダイオードモジュール装置が射出するレ
ーザを集光レンズ系を通してこの全反射鏡の端面からレ
ーザ媒質内に入射させる端面励起方式であってもよい。
この場合には全反射鏡はレーザダイオードモジュール装
置の出力レーザの波長に対しては透過率が大きく、レー
ザ媒質が出力するレーザの波長に対しては反射率が大き
くなるものを用いる。
【００１７】
【実施態様】図１は本発明の一実施態様であるＬＤ励起
固体レーザ装置の概念図、図２はそのＬＤモジュール装
置を示す図、図３はそのレーザビームの光軸を含むチャ
ンバの断面図である。
固体レーザ装置の概念図、図２はそのＬＤモジュール装
置を示す図、図３はそのレーザビームの光軸を含むチャ
ンバの断面図である。
【００１８】図１において符号１０はＮｄ：ＹＡＧなど
の固体レーザ媒質（ＹＡＧロッド）であり、断面円形の
ロッド状である。この固体レーザ媒質は図３に示す形状
の冷却用チャンバ１２に収容されている。チャンバ１２
内には固体レーザ媒質１０の長手方向に沿って長い断面
Ｕ字状の反射板１４が取付けられ、チャンバ１２の一側
面にはこの反射板１４に対向するガラスウィンドウ１６
が取付けられている。反射板１４とガラスウィンドウ１
６とで囲まれる空間は冷却液流路１８となり、固体レー
ザ媒質１０はこの冷却液流路１８内の冷却液に浸されて
いる。
の固体レーザ媒質（ＹＡＧロッド）であり、断面円形の
ロッド状である。この固体レーザ媒質は図３に示す形状
の冷却用チャンバ１２に収容されている。チャンバ１２
内には固体レーザ媒質１０の長手方向に沿って長い断面
Ｕ字状の反射板１４が取付けられ、チャンバ１２の一側
面にはこの反射板１４に対向するガラスウィンドウ１６
が取付けられている。反射板１４とガラスウィンドウ１
６とで囲まれる空間は冷却液流路１８となり、固体レー
ザ媒質１０はこの冷却液流路１８内の冷却液に浸されて
いる。
【００１９】図１で２０はレーザダイオード（ＬＤ）モ
ジュール装置であり、ＬＤモジュール２２とマスク２４
とで形成される。ＬＤモジュール２２のレーザ出力面２
６はチャンバ１２のガラスウィンドウ１６に対向してい
る。マスク２４はこのレーザ出力面２６とガラスウィン
ドウ１６との間に位置する。この実施態様におけるＬＤ
モジュール２２は、固体レーザ媒質１０の光軸１０Ａに
沿って複数のＬＤを有するものであり、このＬＤモジュ
ール２２はこの光軸１０Ａを含む平面に沿い光軸１０Ａ
にほぼ直交する複数本のレーザビーム２８を射出する。
ジュール装置であり、ＬＤモジュール２２とマスク２４
とで形成される。ＬＤモジュール２２のレーザ出力面２
６はチャンバ１２のガラスウィンドウ１６に対向してい
る。マスク２４はこのレーザ出力面２６とガラスウィン
ドウ１６との間に位置する。この実施態様におけるＬＤ
モジュール２２は、固体レーザ媒質１０の光軸１０Ａに
沿って複数のＬＤを有するものであり、このＬＤモジュ
ール２２はこの光軸１０Ａを含む平面に沿い光軸１０Ａ
にほぼ直交する複数本のレーザビーム２８を射出する。
【００２０】マスク２４は図３に示すように、耐熱性を
もった不透明な板にレーザビーム２８が通る開口部３０
を形成したものである。すなわちマスク２４は、開口部
３０とその周囲の遮光部３２とを持つ。開口部３０はＬ
Ｄモジュール２２側からガラスウィンドウ１６側に向っ
て拡径するテーパ状に形成された円錐形の小孔であり、
これらの開口部３０はＬＤモジュール２２を構成する個
々のＬＤの発光部位にほぼ一致するように位置決めされ
ている。
もった不透明な板にレーザビーム２８が通る開口部３０
を形成したものである。すなわちマスク２４は、開口部
３０とその周囲の遮光部３２とを持つ。開口部３０はＬ
Ｄモジュール２２側からガラスウィンドウ１６側に向っ
て拡径するテーパ状に形成された円錐形の小孔であり、
これらの開口部３０はＬＤモジュール２２を構成する個
々のＬＤの発光部位にほぼ一致するように位置決めされ
ている。
【００２１】このマスク２４とガラスウィンドウ１６と
の間には、レーザビーム２８の広がり角を絞るレンズ３
４が取付けられている。このレンズ３４は例えばシリン
ドリカルレンズ（凸レンズ）とすることができるが、開
口部３０ごとに別々に凸形のマイクロレンズあるいは球
形のレンズを取り付けてもよい。レンズ３４はフレネル
レンズであってもよい。フレネルレンズとする場合は、
透明ガラス板にフォトレジストを用いるフォトプロセス
を適用することにより、開口部３０のフレネルレンズと
遮光部３２とを同一工程で形成することが可能である。
の間には、レーザビーム２８の広がり角を絞るレンズ３
４が取付けられている。このレンズ３４は例えばシリン
ドリカルレンズ（凸レンズ）とすることができるが、開
口部３０ごとに別々に凸形のマイクロレンズあるいは球
形のレンズを取り付けてもよい。レンズ３４はフレネル
レンズであってもよい。フレネルレンズとする場合は、
透明ガラス板にフォトレジストを用いるフォトプロセス
を適用することにより、開口部３０のフレネルレンズと
遮光部３２とを同一工程で形成することが可能である。
【００２２】このように構成されたＬＤモジュール装置
２０において、ＬＤモジュール２２から射出されるレー
ザビーム２８はマスク２４の開口部３０を通って、レン
ズ３４に入る。レーザビーム２８はレンズ３４でその広
がり角が絞られ、ガラスウィンドウ１６を通ってチャン
バ１２内に入り、効率良く固体レーザ媒質１０に入射す
る。このためレーザビーム２８のロスが減る。
２０において、ＬＤモジュール２２から射出されるレー
ザビーム２８はマスク２４の開口部３０を通って、レン
ズ３４に入る。レーザビーム２８はレンズ３４でその広
がり角が絞られ、ガラスウィンドウ１６を通ってチャン
バ１２内に入り、効率良く固体レーザ媒質１０に入射す
る。このためレーザビーム２８のロスが減る。
【００２３】またチャンバ１２内に入ったレーザビーム
２８の一部は、固体レーザ媒質１０の表面や反射板１４
で反射されて散乱光となり、ガラスウィンドウ１６を逆
方向に通る。この散乱光はマスク２４に到達し、マスク
２４の遮光部３２で遮光される。このため散乱光がＬＤ
モジュール２２に入射することが防止され、レーザダイ
オードを過熱から守り、その寿命が縮むおそれを少くな
る。
２８の一部は、固体レーザ媒質１０の表面や反射板１４
で反射されて散乱光となり、ガラスウィンドウ１６を逆
方向に通る。この散乱光はマスク２４に到達し、マスク
２４の遮光部３２で遮光される。このため散乱光がＬＤ
モジュール２２に入射することが防止され、レーザダイ
オードを過熱から守り、その寿命が縮むおそれを少くな
る。
【００２４】一方このマスク２４の遮光部３２で遮光さ
れた散乱光は、再びレンズ３４、ガラスウィンドウ１６
を通ってチャンバ１２内に導かれる。このようにしてチ
ャンバ１２に戻った散乱光の一部は再び固体レーザ媒質
１０に入射し、励起光として利用される。このため励起
光のロスが少くなり、変換効率が高くなる。
れた散乱光は、再びレンズ３４、ガラスウィンドウ１６
を通ってチャンバ１２内に導かれる。このようにしてチ
ャンバ１２に戻った散乱光の一部は再び固体レーザ媒質
１０に入射し、励起光として利用される。このため励起
光のロスが少くなり、変換効率が高くなる。
【００２５】図１において４０は全反射鏡、４２は出力
鏡であり、これらは固体レーザ媒質１０の両端面に対向
している。出力鏡４２の光反射率は全反射鏡４０より僅
かに小さい。４４はＬＤモジュール２２を駆動するため
のドライバ回路、４６はその制御回路である。ＬＤモジ
ュール２２が出力する励起光は固体レーザ媒質１０に含
まれた動作物質（Ｎｄイオン）を光ポンピングして、動
作物質のエネルギー順位間に反転分布状態を創り出す。
そして全反射鏡４０と出力鏡４２との条件が満たされる
とレーザ発振が起こり、レーザビームすなわちレーザ発
振出力４８が出力される。
鏡であり、これらは固体レーザ媒質１０の両端面に対向
している。出力鏡４２の光反射率は全反射鏡４０より僅
かに小さい。４４はＬＤモジュール２２を駆動するため
のドライバ回路、４６はその制御回路である。ＬＤモジ
ュール２２が出力する励起光は固体レーザ媒質１０に含
まれた動作物質（Ｎｄイオン）を光ポンピングして、動
作物質のエネルギー順位間に反転分布状態を創り出す。
そして全反射鏡４０と出力鏡４２との条件が満たされる
とレーザ発振が起こり、レーザビームすなわちレーザ発
振出力４８が出力される。
【００２６】図１で５０は冷却装置であり、チャンバ１
２の冷却液流路１８（図３）やＬＤモジュール２２に冷
却液を流し、これらを冷却する。以上説明した実施態様
では、マスク２４はＬＤモジュール２２とレンズ３４と
の間に設けているが（図３）、マスク２４の位置はここ
に限られない。
２の冷却液流路１８（図３）やＬＤモジュール２２に冷
却液を流し、これらを冷却する。以上説明した実施態様
では、マスク２４はＬＤモジュール２２とレンズ３４と
の間に設けているが（図３）、マスク２４の位置はここ
に限られない。
【００２７】例えば図３に示すレンズ３４の位置Ｐ1、
レンズ３４とガラスウィンドウ１６の間の位置Ｐ2、ガ
ラスウィンドウ１６の位置Ｐ3、あるいはガラスウィン
ドウ１６と固体レーザ媒質１０の間の位置Ｐ4などであ
ってもよい。位置Ｐ3の場合は、ガラスウィンドウ１６
に直接遮光部３２の処理を施してもよいし、他のマスク
２４をこのガラスウィンドウ１６に接着してもよい。
レンズ３４とガラスウィンドウ１６の間の位置Ｐ2、ガ
ラスウィンドウ１６の位置Ｐ3、あるいはガラスウィン
ドウ１６と固体レーザ媒質１０の間の位置Ｐ4などであ
ってもよい。位置Ｐ3の場合は、ガラスウィンドウ１６
に直接遮光部３２の処理を施してもよいし、他のマスク
２４をこのガラスウィンドウ１６に接着してもよい。
【００２８】
【他の実施態様】図４は他の実施態様を示すチャンバお
よびＬＤモジュール装置の断面図である。この実施態様
はＬＤモジュール装置２０Ａとチャンバ１２Ａとを結合
して一体化したものである。すなわちＬＤモジュール２
２Ａのレーザ出力面２６Ａをチャンバ１２Ａの側面から
冷却液流路１８Ａ内に進入させると共に、このレーザ出
力面２６Ａの前面にガラスウィンドウ１６Ａを兼ねるマ
スク２４Ａを配置したものである。なおこのマスク２４
Ａには、ＬＤモジュール２２Ａが出力するレーザビーム
を通す開口部と、この開口部以外の遮光部とが形成され
ているのは勿論である。
よびＬＤモジュール装置の断面図である。この実施態様
はＬＤモジュール装置２０Ａとチャンバ１２Ａとを結合
して一体化したものである。すなわちＬＤモジュール２
２Ａのレーザ出力面２６Ａをチャンバ１２Ａの側面から
冷却液流路１８Ａ内に進入させると共に、このレーザ出
力面２６Ａの前面にガラスウィンドウ１６Ａを兼ねるマ
スク２４Ａを配置したものである。なおこのマスク２４
Ａには、ＬＤモジュール２２Ａが出力するレーザビーム
を通す開口部と、この開口部以外の遮光部とが形成され
ているのは勿論である。
【００２９】この実施態様によれば装置の小型化が図れ
る。なおＬＤモジュール２２Ａが射出するレーザビーム
を効率良く固体レーザ媒質１０Ａに当てるためには、マ
スク２４Ａにレンズを固定したりフレネルレンズを形成
しておくことが可能である。
る。なおＬＤモジュール２２Ａが射出するレーザビーム
を効率良く固体レーザ媒質１０Ａに当てるためには、マ
スク２４Ａにレンズを固定したりフレネルレンズを形成
しておくことが可能である。
【００３０】
【他の実施態様】図５〜９を用いてマスクの他の実施態
様を説明する。図５に示すマスク２４Ｂは、透明なガラ
ス基板に開口部３０Ｂを除いて金属膜を形成することに
より遮光部３２Ｂとしたものである。この金属膜は、Ｌ
Ｄモジュール２２が出力するレーザビーム２８の発振波
長とほぼ同一波長の光を反射する厚さとした金メッキ
層、金の蒸着膜、金属フイルムなどで形成することがで
きる。
様を説明する。図５に示すマスク２４Ｂは、透明なガラ
ス基板に開口部３０Ｂを除いて金属膜を形成することに
より遮光部３２Ｂとしたものである。この金属膜は、Ｌ
Ｄモジュール２２が出力するレーザビーム２８の発振波
長とほぼ同一波長の光を反射する厚さとした金メッキ
層、金の蒸着膜、金属フイルムなどで形成することがで
きる。
【００３１】図６に示すマスク２４Ｃは、不透明な基板
にレーザビーム２８が通るスリットを形成し、このスリ
ットを開口部３０Ｃとしたものである。この場合は不透
明な基板自身が遮光部３２Ｃとなる。
にレーザビーム２８が通るスリットを形成し、このスリ
ットを開口部３０Ｃとしたものである。この場合は不透
明な基板自身が遮光部３２Ｃとなる。
【００３２】図７のマスク２４Ｄは、図６に示したマス
ク２４Ｃにレンズ３４Ｄを取付けたものである。すなわ
ちスリットからなる開口部３０Ｄにシリンドリカルレン
ズ３４Ｄを貼り付けて固定した。なお図７の（Ａ）はマ
スク２４Ｄの斜視図、（Ｂ）はその側断面図である。こ
の実施態様によれば図１〜３に示したレンズ３４をマス
ク２４Ｄに一体化することができるから、装置の小型化
に適する。
ク２４Ｃにレンズ３４Ｄを取付けたものである。すなわ
ちスリットからなる開口部３０Ｄにシリンドリカルレン
ズ３４Ｄを貼り付けて固定した。なお図７の（Ａ）はマ
スク２４Ｄの斜視図、（Ｂ）はその側断面図である。こ
の実施態様によれば図１〜３に示したレンズ３４をマス
ク２４Ｄに一体化することができるから、装置の小型化
に適する。
【００３３】図８のマスク２４Ｅは、前記図２，３に示
したマスク２４と同様に開口部３０Ｅとなる小孔を形成
し、その周囲を遮光部３２Ｅとするものであり、この開
口部３０Ｅ内に円形のレンズ３４Ｅを装填したものであ
る。このレンズ３４Ｅはマイクロレンズ、ボール状レン
ズであってもよい。この実施態様によれば図７のものと
同様に装置の小型化が図れる。
したマスク２４と同様に開口部３０Ｅとなる小孔を形成
し、その周囲を遮光部３２Ｅとするものであり、この開
口部３０Ｅ内に円形のレンズ３４Ｅを装填したものであ
る。このレンズ３４Ｅはマイクロレンズ、ボール状レン
ズであってもよい。この実施態様によれば図７のものと
同様に装置の小型化が図れる。
【００３４】図９に示すマスク２４Ｆは偏光板で形成し
たものである。この場合には、ＬＤモジュール２２が出
力するレーザビーム２８Ｆは直線偏光とし、偏光板２４
Ｆの偏光面をこのレーザビーム２８Ｆの偏向方向に一致
させるものである。図９で矢印←→は偏向方向を示す。
レーザビーム２８Ｆは図１，３，４に示したチャンバ１
２，１２Ａに入射し、反射を繰り返して反射光あるいは
散乱光となるが、反射や散乱を繰り返すことによって偏
向方向が変化し、マスク２４Ｆを逆方向に通る光量は著
しく減少する。
たものである。この場合には、ＬＤモジュール２２が出
力するレーザビーム２８Ｆは直線偏光とし、偏光板２４
Ｆの偏光面をこのレーザビーム２８Ｆの偏向方向に一致
させるものである。図９で矢印←→は偏向方向を示す。
レーザビーム２８Ｆは図１，３，４に示したチャンバ１
２，１２Ａに入射し、反射を繰り返して反射光あるいは
散乱光となるが、反射や散乱を繰り返すことによって偏
向方向が変化し、マスク２４Ｆを逆方向に通る光量は著
しく減少する。
【００３５】
【発明の効果】請求項１〜１２の発明は以上のように、
被照射体からレーザダイオードに戻る戻り光をマスクに
よって遮蔽するものであるから、レーザダイオードがこ
の戻り光によって過熱され、レーザダイオードの寿命が
短くなったりするのを防ぐことができる。また戻り光は
このマスクによって再び被照射体に戻して有効利用する
ことにより、レーザビームのロスを減らして効率を向上
させることができる。
被照射体からレーザダイオードに戻る戻り光をマスクに
よって遮蔽するものであるから、レーザダイオードがこ
の戻り光によって過熱され、レーザダイオードの寿命が
短くなったりするのを防ぐことができる。また戻り光は
このマスクによって再び被照射体に戻して有効利用する
ことにより、レーザビームのロスを減らして効率を向上
させることができる。
【００３６】また請求項１３の発明によれば、このレー
ザダイオードモジュール装置を励起光源とするレーザ発
振器が得られる。
ザダイオードモジュール装置を励起光源とするレーザ発
振器が得られる。
【図１】本発明の一実施態様であるＬＤ励起固体レーザ
装置の概念図
装置の概念図
【図２】そのＬＤモジュール装置を示す図
【図３】チャンバの断面図
【図４】他の実施態様を示す断面図
【図５】マスクの他の実施態様を示す図
【図６】マスクの他の実施態様を示す図
【図７】マスクの他の実施態様を示す図
【図８】マスクの他の実施態様を示す図
【図９】マスクの他の実施態様を示す図
１０、１０Ａ 固体レーザ媒質 １２、１２Ａ チャンバ １４、１４Ａ 反射板 １６、１６Ａ ガラスウィンドウ ２０、２０Ａ ＬＤモジュール装置 ２２、２２Ａ ＬＤモジュール ２４、２４Ａ〜Ｅ マスク ２６ レーザ出力面 ２８、２８Ｆ レーザビーム ３０、３０Ｂ〜Ｅ 開口部 ３２、３２Ｂ〜Ｅ 遮光部 ３４、３４Ｄ、３４Ｅ レンズ
Claims (13)
- 【請求項１】 被照射体に向かってレーザビームを射出
するレーザダイオードモジュール装置において、 レーザダイオードのレーザ出力面に対向して配置され、
レーザ出力面から射出されて前記被照射体に入射するレ
ーザビームを通しかつ被照射体側からレーザ出力面に向
かって入射する戻り光を遮蔽するマスクを備えることを
特徴とするレーザダイオードモジュール装置。 - 【請求項２】 被照射体は、チャンバに収容した固体レ
ーザ媒質であり、レーザダイオードが射出するレーザビ
ームはこのチャンバに設けたガラスウィンドウを通して
前記固体レーザ媒質に入射する請求項１のレーザダイオ
ードモジュール装置。 - 【請求項３】 マスクは、レーザ出力面から射出される
レーザを遮蔽しない大きさの開口部と、この開口部を除
きレーザ発振波長とほぼ同波長の光を反射する遮光部と
を有する請求項１または２のレーザダイオードモジュー
ル装置。 - 【請求項４】 マスクは、開口部を除いて透明ガラス板
の少なくとも一方の面に遮光処理が施されている請求項
３のレーザダイオードモジュール装置。 - 【請求項５】 マスクの開口部は貫通孔またはスリット
で形成されている請求項１〜３のいずれかのレーザダイ
オードモジュール装置。 - 【請求項６】 開口部にはレーザダイオードから射出さ
れるレーザビームの広がり角を絞るレンズが取付けられ
ている請求項５のレーザダイオードモジュール装置。 - 【請求項７】 請求項４において、マスクの開口部には
フレネルレンズが形成されているレーザダイオードモジ
ュール装置。 - 【請求項８】 マスクはチャンバのガラスウィンドウと
レーザ出力面との間に配設される請求項２〜７のいずれ
かのレーザダイオードモジュール装置。 - 【請求項９】 マスクはチャンバ内に配設されている請
求項２〜７のいずれかのレーザダイオードモジュール装
置。 - 【請求項１０】 マスクはガラスウィンドウに一体化さ
れている請求項２〜７のいずれかのレーザダイオードモ
ジュール装置。 - 【請求項１１】 マスクはレーザ出力面に設けられてい
る請求項２〜７のいずれかのレーザダイオードモジュー
ル装置。 - 【請求項１２】 レーザ出力面から射出されるレーザビ
ームは直線偏光であり、マスクはこのレーザビームとほ
ぼ同方向の偏光面を持つ偏光板である請求項１または２
のレーザダイオードモジュール装置。 - 【請求項１３】 レーザ媒質と、このレーザ媒質に対し
て励起光を照射する励起光源と、前記レーザ媒質の各端
面側にそれぞれ設けられた全反射鏡および出力鏡とを有
するレーザ発振器において、 前記励起光源として請求項１〜１２のいずれかのレーザ
ダイオードモジュール装置を用いることを特徴とするレ
ーザ発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000293486A JP2002111105A (ja) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | レーザダイオードモジュール装置およびレーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000293486A JP2002111105A (ja) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | レーザダイオードモジュール装置およびレーザ発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002111105A true JP2002111105A (ja) | 2002-04-12 |
Family
ID=18776267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000293486A Pending JP2002111105A (ja) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | レーザダイオードモジュール装置およびレーザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002111105A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004146456A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ装置 |
| JP2007073830A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Sony Corp | 半導体レーザ装置および光学モジュール |
| JP2012220750A (ja) * | 2011-04-11 | 2012-11-12 | Kita Nippon Electric Cable Co Ltd | アレイ型フォトモジュール |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS64354A (en) * | 1987-06-19 | 1989-01-05 | Niigata Eng Co Ltd | Surface working method for guide of fuel valve nozzle of internal combustion engine and its needle valve |
| JPH11354864A (ja) * | 1998-06-11 | 1999-12-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザ励起固体レーザ |
| JP2000252553A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-09-14 | Shimadzu Corp | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
| JP2000307181A (ja) * | 1999-02-15 | 2000-11-02 | Mitsubishi Electric Corp | 固体レーザ装置およびレーザ加工装置 |
-
2000
- 2000-09-27 JP JP2000293486A patent/JP2002111105A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| A02 | Decision of refusal |
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