JP2002353542A - レーザーダイオード励起固体レーザー - Google Patents
レーザーダイオード励起固体レーザーInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 希土類元素イオンが添加された固体レーザー
結晶を、レーザーダイオードによって励起してレーザー
ビームを発生させるレーザーダイオード励起固体レーザ
ーにおいて、より多くの発振波長を実現する。 【解決手段】 Ｈｏ３＋が添加された固体レーザー結晶
13をＧａＮ系レーザーダイオード11によって励起し、該
固体レーザー結晶13における ５Ｓ２ → ５Ｉ７ 、
あるいは ５Ｓ２ → ５Ｉ８ の遷移によって固体レ
ーザービーム16を発生させる。
結晶を、レーザーダイオードによって励起してレーザー
ビームを発生させるレーザーダイオード励起固体レーザ
ーにおいて、より多くの発振波長を実現する。 【解決手段】 Ｈｏ３＋が添加された固体レーザー結晶
13をＧａＮ系レーザーダイオード11によって励起し、該
固体レーザー結晶13における ５Ｓ２ → ５Ｉ７ 、
あるいは ５Ｓ２ → ５Ｉ８ の遷移によって固体レ
ーザービーム16を発生させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希土類元素イオン
が添加された固体レーザー結晶を、レーザーダイオード
（半導体レーザー）によって励起してレーザービームを
発生させるレーザーダイオード励起固体レーザーに関す
るものである。
が添加された固体レーザー結晶を、レーザーダイオード
（半導体レーザー）によって励起してレーザービームを
発生させるレーザーダイオード励起固体レーザーに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばJournal of Applied Physics ,Vo
l.48,No.2,pp.650〜653 （1977）や、Applied Physics
B58,pp.149〜151 （1994）に記載されているように、Ｐ
ｒ３＋が添加された固体レーザー結晶をＡｒレーザー等
のガスレーザーによって励起するガスレーザー励起固体
レーザーが知られている。
l.48,No.2,pp.650〜653 （1977）や、Applied Physics
B58,pp.149〜151 （1994）に記載されているように、Ｐ
ｒ３＋が添加された固体レーザー結晶をＡｒレーザー等
のガスレーザーによって励起するガスレーザー励起固体
レーザーが知られている。
【０００３】この種のガスレーザー励起固体レーザーに
おいては、 ３Ｐ０ → ３Ｈ４の遷移によって波長47
0 〜490 ｎｍの青色領域のレーザービームを発生させた
り、また、 ３Ｐ１ → ３Ｈ５ の遷移によって波長
520 〜550 ｎｍの緑色領域のレーザービームを発生させ
ることも可能である。そこでこのようなガスレーザー励
起固体レーザーは、カラー感光材料にカラー画像を書き
込むための光源として利用することもできる。
おいては、 ３Ｐ０ → ３Ｈ４の遷移によって波長47
0 〜490 ｎｍの青色領域のレーザービームを発生させた
り、また、 ３Ｐ１ → ３Ｈ５ の遷移によって波長
520 〜550 ｎｍの緑色領域のレーザービームを発生させ
ることも可能である。そこでこのようなガスレーザー励
起固体レーザーは、カラー感光材料にカラー画像を書き
込むための光源として利用することもできる。
【０００４】また、上記の青色領域や緑色領域のレーザ
ービームを発する固体レーザーとして、例えば特開平４
−３１８９８８号に示されるように、共振器内に非線形
光学結晶を配して固体レーザービームを第２高調波等に
波長変換（短波長化）するレーザーダイオード励起固体
レーザーも知られている。
ービームを発する固体レーザーとして、例えば特開平４
−３１８９８８号に示されるように、共振器内に非線形
光学結晶を配して固体レーザービームを第２高調波等に
波長変換（短波長化）するレーザーダイオード励起固体
レーザーも知られている。
【０００５】さらに近時は、青色領域やあるいは緑色領
域のレーザービームを発振するＩｎＧａＮ系レーザーダ
イオードや、ＺｎＭｇＳＳｅ系レーザーダイオードも開
発されている。
域のレーザービームを発振するＩｎＧａＮ系レーザーダ
イオードや、ＺｎＭｇＳＳｅ系レーザーダイオードも開
発されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
青色領域やあるいは緑色領域のレーザービームを発する
レーザーは、上記カラー画像記録装置の書込み光源等と
して用いる場合は、小型、低コスト、軽量であることが
望まれる。前述のＰｒ３＋が添加された固体レーザー結
晶を用いるガスレーザー励起固体レーザーは、励起光源
としてのガスレーザーがかなり大型、高価で、かつ重い
ので、このような用途には向いていないと言える。
青色領域やあるいは緑色領域のレーザービームを発する
レーザーは、上記カラー画像記録装置の書込み光源等と
して用いる場合は、小型、低コスト、軽量であることが
望まれる。前述のＰｒ３＋が添加された固体レーザー結
晶を用いるガスレーザー励起固体レーザーは、励起光源
としてのガスレーザーがかなり大型、高価で、かつ重い
ので、このような用途には向いていないと言える。
【０００７】一方、非線形光学結晶によって固体レーザ
ービームを短波長化するようにしたレーザーダイオード
励起固体レーザーにあっては、現状では波長変換効率が
十分に高くないので、高出力を得ることが難しいという
問題がある。またこのレーザーダイオード励起固体レー
ザーにおいては、発振モードを単一縦モード化するエタ
ロン等が挿入されるために共振器ロスが大きくなり、こ
の点からも高出力化が困難となっている。
ービームを短波長化するようにしたレーザーダイオード
励起固体レーザーにあっては、現状では波長変換効率が
十分に高くないので、高出力を得ることが難しいという
問題がある。またこのレーザーダイオード励起固体レー
ザーにおいては、発振モードを単一縦モード化するエタ
ロン等が挿入されるために共振器ロスが大きくなり、こ
の点からも高出力化が困難となっている。
【０００８】さらにこの種のレーザーダイオード励起固
体レーザーにおいては、波長変換の位相整合を取るため
に、高精度の温度制御を行なう必要があり、そのために
出力安定性に欠けるという問題も認められる。またこの
レーザーダイオード励起固体レーザーは、非線形光学結
晶やエタロンが設けられるため部品点数が多く、コスト
が高くつくものとなっていた。
体レーザーにおいては、波長変換の位相整合を取るため
に、高精度の温度制御を行なう必要があり、そのために
出力安定性に欠けるという問題も認められる。またこの
レーザーダイオード励起固体レーザーは、非線形光学結
晶やエタロンが設けられるため部品点数が多く、コスト
が高くつくものとなっていた。
【０００９】またＩｎＧａＮ系レーザーダイオードで
は、Ｉｎの含有量を増やすのに従って発振波長が長波長
化するので、波長470 〜490 ｎｍの青色領域のレーザー
ビームや波長520 〜550 ｎｍの緑色領域のレーザービー
ムを発振させることも理論上は可能である。しかし、Ｉ
ｎの含有量を増やすにつれて結晶性が悪化するという事
情があるため、実用上はＩｎの含有量をさほど多くする
ことはできず、450 ｎｍ程度が長波長化の限界となって
いる。
は、Ｉｎの含有量を増やすのに従って発振波長が長波長
化するので、波長470 〜490 ｎｍの青色領域のレーザー
ビームや波長520 〜550 ｎｍの緑色領域のレーザービー
ムを発振させることも理論上は可能である。しかし、Ｉ
ｎの含有量を増やすにつれて結晶性が悪化するという事
情があるため、実用上はＩｎの含有量をさほど多くする
ことはできず、450 ｎｍ程度が長波長化の限界となって
いる。
【００１０】また、他に青色光が得られるレーザーダイ
オードとして、ＩｎＧａＮＡｓあるいはＧａＮＡｓから
なる活性層を有するレーザーダイオードがある。これら
においては、Ａｓをドープすることによって長波長化が
可能となるが、Ａｓの含有量を増やすにつれて、やはり
結晶性が悪化するという問題があり、高出力化できる波
長としては450 〜460 ｎｍ程度となってしまう。
オードとして、ＩｎＧａＮＡｓあるいはＧａＮＡｓから
なる活性層を有するレーザーダイオードがある。これら
においては、Ａｓをドープすることによって長波長化が
可能となるが、Ａｓの含有量を増やすにつれて、やはり
結晶性が悪化するという問題があり、高出力化できる波
長としては450 〜460 ｎｍ程度となってしまう。
【００１１】さらにＺｎＭｇＳＳｅ系レーザーダイオー
ドには、500 ｎｍ以上の長波長でないと連続室温発振で
きない、寿命が現状では100 時間程度しかない、という
問題がある。
ドには、500 ｎｍ以上の長波長でないと連続室温発振で
きない、寿命が現状では100 時間程度しかない、という
問題がある。
【００１２】上記の事情に鑑みて本出願人は、特願平１
０−６３６９号（特開平１１−１７２６６号参照）にお
いて、効率良く高出力の青色領域や緑色領域のレーザー
ビームを発生可能で、また低コストでかつ出力安定性も
高いレーザーダイオード励起固体レーザーを提案した。
このレーザーダイオード励起固体レーザーは、前述のＰ
ｒ３＋が添加された固体レーザー結晶を、ＧａＮ系レー
ザーダイオードによって励起する構成を有するものであ
る。
０−６３６９号（特開平１１−１７２６６号参照）にお
いて、効率良く高出力の青色領域や緑色領域のレーザー
ビームを発生可能で、また低コストでかつ出力安定性も
高いレーザーダイオード励起固体レーザーを提案した。
このレーザーダイオード励起固体レーザーは、前述のＰ
ｒ３＋が添加された固体レーザー結晶を、ＧａＮ系レー
ザーダイオードによって励起する構成を有するものであ
る。
【００１３】本発明は、この特願平１０−６３６９号で
提案したレーザーダイオード励起固体レーザーのように
ＧａＮ系レーザーダイオードを励起源として、さらに別
の多くの波長で発振し得るレーザーダイオード励起固体
レーザーを提供することを目的とする。
提案したレーザーダイオード励起固体レーザーのように
ＧａＮ系レーザーダイオードを励起源として、さらに別
の多くの波長で発振し得るレーザーダイオード励起固体
レーザーを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明による一つのレー
ザーダイオード励起固体レーザーは、Ｈｏ３＋が添加さ
れた固体レーザー結晶をＧａＮ系レーザーダイオードに
よって励起し、該固体レーザー結晶における ５Ｓ２
→ ５Ｉ７ 、あるいは ５Ｓ２ → ５Ｉ８ の遷移に
よってレーザービームを発生させる構成を有するもので
ある。このレーザーダイオード励起固体レーザーは、よ
り具体的には、 ５Ｓ２ → ５Ｉ７ の遷移によって波
長が740〜760ｎｍのレーザービームを発生させたり、あ
るいは ５Ｓ２ → ５Ｉ８ の遷移によって波長が54
0〜560ｎｍのレーザービームを発生させる構成をとるこ
とができる。
ザーダイオード励起固体レーザーは、Ｈｏ３＋が添加さ
れた固体レーザー結晶をＧａＮ系レーザーダイオードに
よって励起し、該固体レーザー結晶における ５Ｓ２
→ ５Ｉ７ 、あるいは ５Ｓ２ → ５Ｉ８ の遷移に
よってレーザービームを発生させる構成を有するもので
ある。このレーザーダイオード励起固体レーザーは、よ
り具体的には、 ５Ｓ２ → ５Ｉ７ の遷移によって波
長が740〜760ｎｍのレーザービームを発生させたり、あ
るいは ５Ｓ２ → ５Ｉ８ の遷移によって波長が54
0〜560ｎｍのレーザービームを発生させる構成をとるこ
とができる。
【００１５】なお、上記Ｈｏ３＋が添加された固体レー
ザー結晶の励起波長は420ｎｍとされる。そしてこの固
体レーザー結晶としては、希土類元素イオンとしてＨｏ
３＋のみが添加されたものを好適に用いることができ
る。
ザー結晶の励起波長は420ｎｍとされる。そしてこの固
体レーザー結晶としては、希土類元素イオンとしてＨｏ
３＋のみが添加されたものを好適に用いることができ
る。
【００１６】また、本発明による別のレーザーダイオー
ド励起固体レーザーは、Ｓｍ３＋が添加された固体レー
ザー結晶をＧａＮ系レーザーダイオードによって励起
し、該固体レーザー結晶における ４Ｇ５／２ → ６
Ｈ５／２ 、 ４Ｇ５／２ → ６Ｈ７／２ 、あるいは
４Ｆ３／２ → ６Ｈ１１／２ の遷移によってレー
ザービームを発生させる構成を有するものである。この
レーザーダイオード励起固体レーザーは、より具体的に
は、 ４Ｇ５／２ → ６Ｈ５／２ の遷移によって波
長が556〜576ｎｍのレーザービームを発生させたり、あ
るいは ４Ｇ５ ／２ → ６Ｈ７／２ の遷移によって
波長が605〜625ｎｍのレーザービームを発生させたり、
さらには ４Ｆ３／２ → ６Ｈ１１／２ の遷移によ
って波長が640〜660ｎｍのレーザービームを発生させる
構成をとることができる。
ド励起固体レーザーは、Ｓｍ３＋が添加された固体レー
ザー結晶をＧａＮ系レーザーダイオードによって励起
し、該固体レーザー結晶における ４Ｇ５／２ → ６
Ｈ５／２ 、 ４Ｇ５／２ → ６Ｈ７／２ 、あるいは
４Ｆ３／２ → ６Ｈ１１／２ の遷移によってレー
ザービームを発生させる構成を有するものである。この
レーザーダイオード励起固体レーザーは、より具体的に
は、 ４Ｇ５／２ → ６Ｈ５／２ の遷移によって波
長が556〜576ｎｍのレーザービームを発生させたり、あ
るいは ４Ｇ５ ／２ → ６Ｈ７／２ の遷移によって
波長が605〜625ｎｍのレーザービームを発生させたり、
さらには ４Ｆ３／２ → ６Ｈ１１／２ の遷移によ
って波長が640〜660ｎｍのレーザービームを発生させる
構成をとることができる。
【００１７】なお、上記Ｓｍ３＋が添加された固体レー
ザー結晶の励起波長は404ｎｍとされる。そしてこの固
体レーザー結晶としては、希土類元素イオンとしてＳｍ
３＋のみが添加されたものを好適に用いることができ
る。
ザー結晶の励起波長は404ｎｍとされる。そしてこの固
体レーザー結晶としては、希土類元素イオンとしてＳｍ
３＋のみが添加されたものを好適に用いることができ
る。
【００１８】また本発明によるさらに別のレーザーダイ
オード励起固体レーザーは、Ｅｕ３ ＋が添加された固体
レーザー結晶をＧａＮ系レーザーダイオードによって励
起し、該固体レーザー結晶における ５Ｄ０ → ７Ｆ
２ の遷移によってレーザービームを発生させる構成を
有するものである。このレーザーダイオード励起固体レ
ーザーは、より具体的には、 ５Ｄ０ → ７Ｆ２
の遷移によって波長が579〜599ｎｍのレーザービームを
発生させる構成をとることができる。
オード励起固体レーザーは、Ｅｕ３ ＋が添加された固体
レーザー結晶をＧａＮ系レーザーダイオードによって励
起し、該固体レーザー結晶における ５Ｄ０ → ７Ｆ
２ の遷移によってレーザービームを発生させる構成を
有するものである。このレーザーダイオード励起固体レ
ーザーは、より具体的には、 ５Ｄ０ → ７Ｆ２
の遷移によって波長が579〜599ｎｍのレーザービームを
発生させる構成をとることができる。
【００１９】なお、上記Ｅｕ３＋が添加された固体レー
ザー結晶の励起波長は394ｎｍとされる。そしてこの固
体レーザー結晶としては、希土類元素イオンとしてＥｕ
３＋のみが添加されたものを好適に用いることができ
る。
ザー結晶の励起波長は394ｎｍとされる。そしてこの固
体レーザー結晶としては、希土類元素イオンとしてＥｕ
３＋のみが添加されたものを好適に用いることができ
る。
【００２０】また本発明によるさらに別のレーザーダイ
オード励起固体レーザーは、Ｄｙ３ ＋が添加された固体
レーザー結晶をＧａＮ系レーザーダイオードによって励
起し、該固体レーザー結晶における ４Ｆ９／２ →
６Ｈ１３／２ あるいは ４Ｆ９／２ → ６Ｈ
１１／２ の遷移によってレーザービームを発生させる
構成を有するものである。このレーザーダイオード励起
固体レーザーは、より具体的には、 ４Ｆ９／２ →
６Ｈ１３／２ の遷移によって波長が562〜582ｎｍの
レーザービームを発生させたり、あるいは ４Ｆ
９／２ → ６Ｈ１１／２ の遷移によって波長が654
〜674ｎｍのレーザービームを発生させる構成をとるこ
とができる。
オード励起固体レーザーは、Ｄｙ３ ＋が添加された固体
レーザー結晶をＧａＮ系レーザーダイオードによって励
起し、該固体レーザー結晶における ４Ｆ９／２ →
６Ｈ１３／２ あるいは ４Ｆ９／２ → ６Ｈ
１１／２ の遷移によってレーザービームを発生させる
構成を有するものである。このレーザーダイオード励起
固体レーザーは、より具体的には、 ４Ｆ９／２ →
６Ｈ１３／２ の遷移によって波長が562〜582ｎｍの
レーザービームを発生させたり、あるいは ４Ｆ
９／２ → ６Ｈ１１／２ の遷移によって波長が654
〜674ｎｍのレーザービームを発生させる構成をとるこ
とができる。
【００２１】なお、上記Ｄｙ３＋が添加された固体レー
ザー結晶の励起波長は390ｎｍとされる。そしてこの固
体レーザー結晶としては、希土類元素イオンとしてＤｙ
３＋のみが添加されたものを好適に用いることができ
る。
ザー結晶の励起波長は390ｎｍとされる。そしてこの固
体レーザー結晶としては、希土類元素イオンとしてＤｙ
３＋のみが添加されたものを好適に用いることができ
る。
【００２２】また本発明によるさらに別のレーザーダイ
オード励起固体レーザーは、Ｅｒ３ ＋が添加された固体
レーザー結晶をＧａＮ系レーザーダイオードによって励
起し、該固体レーザー結晶における ４Ｓ３／２ →
４Ｉ１５／２ あるいは ２Ｈ９／２ → ４Ｉ
１３／２ の遷移によってレーザービームを発生させる
構成を有するものである。このレーザーダイオード励起
固体レーザーは、より具体的には、 ４Ｓ３／２ →
４Ｉ１５／２ の遷移によって波長が530〜550ｎｍの
レーザービームを発生させたり、 ２Ｈ９／２ → ４
Ｉ１３／２ の遷移によって波長が544〜564ｎｍのレー
ザービームを発生させる構成をとることができる。
オード励起固体レーザーは、Ｅｒ３ ＋が添加された固体
レーザー結晶をＧａＮ系レーザーダイオードによって励
起し、該固体レーザー結晶における ４Ｓ３／２ →
４Ｉ１５／２ あるいは ２Ｈ９／２ → ４Ｉ
１３／２ の遷移によってレーザービームを発生させる
構成を有するものである。このレーザーダイオード励起
固体レーザーは、より具体的には、 ４Ｓ３／２ →
４Ｉ１５／２ の遷移によって波長が530〜550ｎｍの
レーザービームを発生させたり、 ２Ｈ９／２ → ４
Ｉ１３／２ の遷移によって波長が544〜564ｎｍのレー
ザービームを発生させる構成をとることができる。
【００２３】なお、上記Ｅｒ３＋が添加された固体レー
ザー結晶の励起波長は406ｎｍあるいは380ｎｍとされ
る。そしてこの固体レーザー結晶としては、希土類元素
イオンとしてＥｒ３＋のみが添加されたものを好適に用
いることができる。
ザー結晶の励起波長は406ｎｍあるいは380ｎｍとされ
る。そしてこの固体レーザー結晶としては、希土類元素
イオンとしてＥｒ３＋のみが添加されたものを好適に用
いることができる。
【００２４】また本発明によるさらに別のレーザーダイ
オード励起固体レーザーは、Ｔｂ３ ＋が添加された固体
レーザー結晶をＧａＮ系レーザーダイオードによって励
起し、該固体レーザー結晶における ５Ｄ４ → ７Ｆ
５ の遷移によってレーザービームを発生させる構成を
有するものである。このレーザーダイオード励起固体レ
ーザーは、より具体的には、 ５Ｄ４ → ７Ｆ５ の
遷移によって波長が530〜550ｎｍのレーザービームを発
生させる構成をとることができる。
オード励起固体レーザーは、Ｔｂ３ ＋が添加された固体
レーザー結晶をＧａＮ系レーザーダイオードによって励
起し、該固体レーザー結晶における ５Ｄ４ → ７Ｆ
５ の遷移によってレーザービームを発生させる構成を
有するものである。このレーザーダイオード励起固体レ
ーザーは、より具体的には、 ５Ｄ４ → ７Ｆ５ の
遷移によって波長が530〜550ｎｍのレーザービームを発
生させる構成をとることができる。
【００２５】なお、上記Ｔｂ３＋が添加された固体レー
ザー結晶の励起波長は380ｎｍとされる。そしてこの固
体レーザー結晶としては、希土類元素イオンとしてＴｂ
３＋のみが添加されたものを好適に用いることができ
る。
ザー結晶の励起波長は380ｎｍとされる。そしてこの固
体レーザー結晶としては、希土類元素イオンとしてＴｂ
３＋のみが添加されたものを好適に用いることができ
る。
【００２６】一方、上記構成の各レーザーダイオード励
起固体レーザーにおいて、励起光源としてのＧａＮ系レ
ーザーダイオードは、より具体的には、例えばＩｎＧａ
Ｎ、ＩｎＧａＮＡｓあるいはＧａＮＡｓからなる活性層
を有するものを使用することができる。
起固体レーザーにおいて、励起光源としてのＧａＮ系レ
ーザーダイオードは、より具体的には、例えばＩｎＧａ
Ｎ、ＩｎＧａＮＡｓあるいはＧａＮＡｓからなる活性層
を有するものを使用することができる。
【００２７】
【発明の効果】Ｈｏ３＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ３＋、Ｄｙ
３＋、Ｅｒ３＋およびＴｂ３＋は波長380〜420ｎｍに吸
収帯があり、ＧａＮ系レーザーダイオードによって励起
され得る。波長380〜430ｎｍはＧａＮ系レーザーダイオ
ードが比較的発振しやすい波長帯であり、そして特に波
長400〜410ｎｍは、現在提供されているＧａＮ系レーザ
ーダイオードの最大出力が得られる波長帯であるので、
これらのＨｏ３＋、Ｓｍ３ ＋、Ｅｕ３＋、Ｄｙ３＋、Ｅ
ｒ３＋およびＴｂ３＋をＧａＮ系レーザーダイオードに
よって固体レーザー結晶を励起すれば、励起光の吸収量
を大きく確保可能で、それにより、高効率化および高出
力化が達成される。
３＋、Ｅｒ３＋およびＴｂ３＋は波長380〜420ｎｍに吸
収帯があり、ＧａＮ系レーザーダイオードによって励起
され得る。波長380〜430ｎｍはＧａＮ系レーザーダイオ
ードが比較的発振しやすい波長帯であり、そして特に波
長400〜410ｎｍは、現在提供されているＧａＮ系レーザ
ーダイオードの最大出力が得られる波長帯であるので、
これらのＨｏ３＋、Ｓｍ３ ＋、Ｅｕ３＋、Ｄｙ３＋、Ｅ
ｒ３＋およびＴｂ３＋をＧａＮ系レーザーダイオードに
よって固体レーザー結晶を励起すれば、励起光の吸収量
を大きく確保可能で、それにより、高効率化および高出
力化が達成される。
【００２８】そして、先に例を挙げた通り、これらのＨ
ｏ３＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ３＋、Ｄｙ ３＋、Ｅｒ３＋およ
びＴｂ３＋による蛍光の波長帯は広い範囲に亘るので、
従来に無い波長で発振するレーザーダイオード励起固体
レーザーを得ることが可能となる。
ｏ３＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ３＋、Ｄｙ ３＋、Ｅｒ３＋およ
びＴｂ３＋による蛍光の波長帯は広い範囲に亘るので、
従来に無い波長で発振するレーザーダイオード励起固体
レーザーを得ることが可能となる。
【００２９】一方、ＧａＮ系レーザーダイオードは熱伝
導係数が130 Ｗ／ｍ℃と、ＺｎＭｇＳＳｅ系レーザーダ
イオードの４Ｗ／ｍ℃等と比べて極めて大きい。またそ
れに加えて、転移の移動度もＺｎＭｇＳＳｅ系レーザー
ダイオードと比べて非常に小さいことから、ＣＯＤ（カ
タストロフィック・オプティカル・ダメージ）が非常に
高く、高寿命、高出力が得やすいものである。このよう
に高寿命、高出力が得やすいＧａＮ系レーザーダイオー
ドを励起光源として用いたことにより、本発明のレーザ
ーダイオード励起固体レーザーは、高寿命で、高出力の
レーザービームを発生可能となる。
導係数が130 Ｗ／ｍ℃と、ＺｎＭｇＳＳｅ系レーザーダ
イオードの４Ｗ／ｍ℃等と比べて極めて大きい。またそ
れに加えて、転移の移動度もＺｎＭｇＳＳｅ系レーザー
ダイオードと比べて非常に小さいことから、ＣＯＤ（カ
タストロフィック・オプティカル・ダメージ）が非常に
高く、高寿命、高出力が得やすいものである。このよう
に高寿命、高出力が得やすいＧａＮ系レーザーダイオー
ドを励起光源として用いたことにより、本発明のレーザ
ーダイオード励起固体レーザーは、高寿命で、高出力の
レーザービームを発生可能となる。
【００３０】なお励起光源であるＧａＮ系レーザーダイ
オードとしては、単一縦、横モード型のものを使用でき
ることは勿論、その他ブロードエリア型、フェーズドア
レー型、あるいはＭＯＰＡ型の高出力タイプのものを１
個または複数個使用することもできる。そのようにする
ことにより本発明のレーザーダイオード励起固体レーザ
ーは、さらなる高出力、例えばＷ（ワット）クラスの高
出力を得ることも可能である。
オードとしては、単一縦、横モード型のものを使用でき
ることは勿論、その他ブロードエリア型、フェーズドア
レー型、あるいはＭＯＰＡ型の高出力タイプのものを１
個または複数個使用することもできる。そのようにする
ことにより本発明のレーザーダイオード励起固体レーザ
ーは、さらなる高出力、例えばＷ（ワット）クラスの高
出力を得ることも可能である。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００３２】＜第１の実施の形態＞図１は、本発明の第
１の実施の形態によるレーザーダイオード励起固体レー
ザーを示すものである。このレーザーダイオード励起固
体レーザーは、励起光としてのレーザービーム10を発す
るレーザーダイオード11と、発散光であるレーザービー
ム10を集光する集光レンズ12と、Ｈｏ３＋が例えば１ａ
ｔ％ドープされた固体レーザー結晶であるＹ３Ａｌ５Ｏ
１２結晶（以下、Ｈｏ：ＹＡＧ結晶と称する）13とを有
している。
１の実施の形態によるレーザーダイオード励起固体レー
ザーを示すものである。このレーザーダイオード励起固
体レーザーは、励起光としてのレーザービーム10を発す
るレーザーダイオード11と、発散光であるレーザービー
ム10を集光する集光レンズ12と、Ｈｏ３＋が例えば１ａ
ｔ％ドープされた固体レーザー結晶であるＹ３Ａｌ５Ｏ
１２結晶（以下、Ｈｏ：ＹＡＧ結晶と称する）13とを有
している。
【００３３】以上の各要素11〜13はペルチェ素子14の上
に固定されている。またこのペルチェ素子14上には温度
検出用のサーミスタ15が固定され、このサーミスタ15の
出力は図示しない温度調節回路に入力されるようなって
いる。そしてこの温度調節回路により、サーミスタ15の
出力に基づいてペルチェ素子14が駆動され、レーザーダ
イオード11、集光レンズ12およびＨｏ：ＹＡＧ結晶から
なる固体レーザー結晶13が所定温度に保たれる。
に固定されている。またこのペルチェ素子14上には温度
検出用のサーミスタ15が固定され、このサーミスタ15の
出力は図示しない温度調節回路に入力されるようなって
いる。そしてこの温度調節回路により、サーミスタ15の
出力に基づいてペルチェ素子14が駆動され、レーザーダ
イオード11、集光レンズ12およびＨｏ：ＹＡＧ結晶から
なる固体レーザー結晶13が所定温度に保たれる。
【００３４】レーザーダイオード11としては、発振波長
420ｎｍのブロードエリア型のＧａＮ系レーザーダイオ
ードが用いられている。また固体レーザー結晶13におけ
る ５Ｓ２ → ５Ｉ８ の遷移を利用して波長550ｎｍ
のレーザービームを発生させるために、固体レーザー結
晶13の光入射端面である後方端面13ａには、波長550ｎ
ｍに対してＨＲ（高反射）で、 ５Ｓ２ → ５Ｉ７
の遷移による波長750ｎｍの他の蛍光等、並びに波長420
ｎｍのレーザービーム10に対してＡＲ（無反射）となる
コーティングが施され、一方この結晶13の光出射端面で
ある前方端面13ｂには、波長550ｎｍの光を１％だけ透
過させて残余は反射させるコーティングが施されてい
る。
420ｎｍのブロードエリア型のＧａＮ系レーザーダイオ
ードが用いられている。また固体レーザー結晶13におけ
る ５Ｓ２ → ５Ｉ８ の遷移を利用して波長550ｎｍ
のレーザービームを発生させるために、固体レーザー結
晶13の光入射端面である後方端面13ａには、波長550ｎ
ｍに対してＨＲ（高反射）で、 ５Ｓ２ → ５Ｉ７
の遷移による波長750ｎｍの他の蛍光等、並びに波長420
ｎｍのレーザービーム10に対してＡＲ（無反射）となる
コーティングが施され、一方この結晶13の光出射端面で
ある前方端面13ｂには、波長550ｎｍの光を１％だけ透
過させて残余は反射させるコーティングが施されてい
る。
【００３５】ＧａＮ系レーザーダイオード11から発せら
れた波長420ｎｍのレーザービーム10は、固体レーザー
結晶13の後方端面13ａから該結晶13内に入射する。Ｈ
ｏ：ＹＡＧ結晶からなる固体レーザー結晶13は入射した
このレーザービーム10によってＨｏ３＋が励起され、
５Ｓ２ → ５Ｉ８ の遷移によって波長550ｎｍの
蛍光を発する。この光は上記の通りのコーティングが施
されている結晶端面13ａ、13ｂの間で共振し、レーザー
発振を引き起こす。こうして発生した波長550ｎｍの緑
色のレーザービーム16は、固体レーザー結晶13の前方端
面13ｂから出射する。
れた波長420ｎｍのレーザービーム10は、固体レーザー
結晶13の後方端面13ａから該結晶13内に入射する。Ｈ
ｏ：ＹＡＧ結晶からなる固体レーザー結晶13は入射した
このレーザービーム10によってＨｏ３＋が励起され、
５Ｓ２ → ５Ｉ８ の遷移によって波長550ｎｍの
蛍光を発する。この光は上記の通りのコーティングが施
されている結晶端面13ａ、13ｂの間で共振し、レーザー
発振を引き起こす。こうして発生した波長550ｎｍの緑
色のレーザービーム16は、固体レーザー結晶13の前方端
面13ｂから出射する。
【００３６】本実施の形態においては、出力300ｍＷの
ＧａＮ系レーザーダイオード11を用いて、出力100ｍＷ
の固体レーザービーム16を得ることができた。
ＧａＮ系レーザーダイオード11を用いて、出力100ｍＷ
の固体レーザービーム16を得ることができた。
【００３７】なお、Ｈｏ３＋がドープされた固体レーザ
ー結晶13を用いる場合は、前述の ５Ｓ２ → ５Ｉ７
の遷移によって波長750ｎｍの蛍光も発生し得るので、
固体レーザー結晶13の両端面13ａ、13ｂに施すコートの
設定次第で、波長750ｎｍのレーザービームを発振させ
ることも可能である。
ー結晶13を用いる場合は、前述の ５Ｓ２ → ５Ｉ７
の遷移によって波長750ｎｍの蛍光も発生し得るので、
固体レーザー結晶13の両端面13ａ、13ｂに施すコートの
設定次第で、波長750ｎｍのレーザービームを発振させ
ることも可能である。
【００３８】＜第２の実施の形態＞この第２の実施の形
態によるレーザーダイオード励起固体レーザーは、図１
に示したレーザーダイオード励起固体レーザーと基本的
に同様の構成を有するものであるので、以下この図１中
の番号を流用して説明する（後述する第３〜６の実施の
形態も同様）。
態によるレーザーダイオード励起固体レーザーは、図１
に示したレーザーダイオード励起固体レーザーと基本的
に同様の構成を有するものであるので、以下この図１中
の番号を流用して説明する（後述する第３〜６の実施の
形態も同様）。
【００３９】このレーザーダイオード励起固体レーザー
は図１に示したレーザーダイオード励起固体レーザーと
比べると、固体レーザー結晶13にドープされている希土
類元素イオン、および固体レーザー結晶13の両端面13
ａ、13ｂに施されたコートが異なるものである。
は図１に示したレーザーダイオード励起固体レーザーと
比べると、固体レーザー結晶13にドープされている希土
類元素イオン、および固体レーザー結晶13の両端面13
ａ、13ｂに施されたコートが異なるものである。
【００４０】すなわち本実施の形態において、固体レー
ザー結晶13にはＳｍ３＋が１ａｔ％ドープされている。
また固体レーザー結晶13における ４Ｇ５／２ → ６
Ｈ５ ／２ の遷移を利用して波長566ｎｍのレーザービ
ームを発生させるために、固体レーザー結晶13の後方端
面13ａには、波長566ｎｍに対してＨＲ（高反射）で、
他の ４Ｇ５／２ → ６Ｈ７／２ の遷移による波長
615ｎｍの蛍光および ４Ｆ３／２ → ６Ｈ１１／２
の遷移による波長650ｎｍの蛍光等、並びに励起波長404
ｎｍに対してＡＲ（無反射）となる特性のコートが施さ
れ、固体レーザー結晶13の前方端面13ｂには、波長566
ｎｍの光を１％だけ透過させるコートが施されている。
そしてここではレーザーダイオード11として、発振波長
404ｎｍのものが用いられている。
ザー結晶13にはＳｍ３＋が１ａｔ％ドープされている。
また固体レーザー結晶13における ４Ｇ５／２ → ６
Ｈ５ ／２ の遷移を利用して波長566ｎｍのレーザービ
ームを発生させるために、固体レーザー結晶13の後方端
面13ａには、波長566ｎｍに対してＨＲ（高反射）で、
他の ４Ｇ５／２ → ６Ｈ７／２ の遷移による波長
615ｎｍの蛍光および ４Ｆ３／２ → ６Ｈ１１／２
の遷移による波長650ｎｍの蛍光等、並びに励起波長404
ｎｍに対してＡＲ（無反射）となる特性のコートが施さ
れ、固体レーザー結晶13の前方端面13ｂには、波長566
ｎｍの光を１％だけ透過させるコートが施されている。
そしてここではレーザーダイオード11として、発振波長
404ｎｍのものが用いられている。
【００４１】この構成においては、出力200ｍＷのＧａ
Ｎ系レーザーダイオード11を用いて、出力40ｍＷの波長
566ｎｍの固体レーザービーム16を得ることができた。
Ｎ系レーザーダイオード11を用いて、出力40ｍＷの波長
566ｎｍの固体レーザービーム16を得ることができた。
【００４２】なお、Ｓｍ３＋がドープされた固体レーザ
ー結晶13を用いる場合は、前述の ４Ｇ５／２ → ６Ｈ
７／２ の遷移による波長615ｎｍの蛍光や、 ４Ｆ
３／ ２ → ６Ｈ１１／２ の遷移による波長650ｎｍ
の蛍光も発生し得るので、固体レーザー結晶13の両端面
13ａ、13ｂに施すコートの設定次第で、波長615ｎｍの
レーザービームや波長650ｎｍの固体レーザービームを
発振させることも可能である。例えば波長615ｎｍの固
体レーザービームを発振させる場合は、出力200ｍＷの
ＧａＮ系レーザーダイオード11を用いて、出力50ｍＷの
固体レーザービーム16を得ることもできる。
ー結晶13を用いる場合は、前述の ４Ｇ５／２ → ６Ｈ
７／２ の遷移による波長615ｎｍの蛍光や、 ４Ｆ
３／ ２ → ６Ｈ１１／２ の遷移による波長650ｎｍ
の蛍光も発生し得るので、固体レーザー結晶13の両端面
13ａ、13ｂに施すコートの設定次第で、波長615ｎｍの
レーザービームや波長650ｎｍの固体レーザービームを
発振させることも可能である。例えば波長615ｎｍの固
体レーザービームを発振させる場合は、出力200ｍＷの
ＧａＮ系レーザーダイオード11を用いて、出力50ｍＷの
固体レーザービーム16を得ることもできる。
【００４３】＜第３の実施の形態＞この第３の実施の形
態によるレーザーダイオード励起固体レーザーも、図１
に示したレーザーダイオード励起固体レーザーと比べる
と、固体レーザー結晶13にドープされている希土類元素
イオン、および固体レーザー結晶13の両端面13ａ、13ｂ
に施されたコートが異なるものである。
態によるレーザーダイオード励起固体レーザーも、図１
に示したレーザーダイオード励起固体レーザーと比べる
と、固体レーザー結晶13にドープされている希土類元素
イオン、および固体レーザー結晶13の両端面13ａ、13ｂ
に施されたコートが異なるものである。
【００４４】すなわち本実施の形態において、固体レー
ザー結晶13にはＥｕ３＋が１ａｔ％ドープされている。
また、固体レーザー結晶13における ５Ｄ０ → ７Ｆ
２ の遷移によって波長589ｎｍのレーザービームを発生
させるために、固体レーザー結晶13の後方端面13ａに
は、波長589ｎｍに対してＨＲ（高反射）で、他の遷移
による蛍光、並びに励起波長394ｎｍに対してＡＲ（無
反射）となる特性のコートが施され、固体レーザー結晶
13の前方端面13ｂには、波長589ｎｍの光を１％だけ透
過させるコートが施されている。そしてここではレーザ
ーダイオード11として、発振波長394ｎｍのものが用い
られている。
ザー結晶13にはＥｕ３＋が１ａｔ％ドープされている。
また、固体レーザー結晶13における ５Ｄ０ → ７Ｆ
２ の遷移によって波長589ｎｍのレーザービームを発生
させるために、固体レーザー結晶13の後方端面13ａに
は、波長589ｎｍに対してＨＲ（高反射）で、他の遷移
による蛍光、並びに励起波長394ｎｍに対してＡＲ（無
反射）となる特性のコートが施され、固体レーザー結晶
13の前方端面13ｂには、波長589ｎｍの光を１％だけ透
過させるコートが施されている。そしてここではレーザ
ーダイオード11として、発振波長394ｎｍのものが用い
られている。
【００４５】この構成においては、出力100ｍＷのＧａ
Ｎ系レーザーダイオード11を用いて、出力20ｍＷの波長
589ｎｍの固体レーザービーム16を得ることができた。
Ｎ系レーザーダイオード11を用いて、出力20ｍＷの波長
589ｎｍの固体レーザービーム16を得ることができた。
【００４６】＜第４の実施の形態＞この第４の実施の形
態によるレーザーダイオード励起固体レーザーも、図１
に示したレーザーダイオード励起固体レーザーと比べる
と、固体レーザー結晶13にドープされている希土類元素
イオン、および固体レーザー結晶13の両端面13ａ、13ｂ
に施されたコートが異なるものである。
態によるレーザーダイオード励起固体レーザーも、図１
に示したレーザーダイオード励起固体レーザーと比べる
と、固体レーザー結晶13にドープされている希土類元素
イオン、および固体レーザー結晶13の両端面13ａ、13ｂ
に施されたコートが異なるものである。
【００４７】すなわち本実施の形態において、固体レー
ザー結晶13にはＤｙ３＋が１ａｔ％ドープされている。
また、固体レーザー結晶13における ４Ｆ９／２ →
６Ｈ １３／２ の遷移を利用して波長572ｎｍのレー
ザービームを発生させるために、固体レーザー結晶13の
後方端面13ａには、波長572ｎｍに対してＨＲ（高反
射）で、他の ４Ｆ９／２ → ６Ｈ１１／２ の遷移
による波長664ｎｍの蛍光等、並びに励起波長390ｎｍに
対してＡＲ（無反射）となる特性のコートが施され、固
体レーザー結晶13の前方端面13ｂには、波長572ｎｍの
光を１％だけ透過させるコートが施されている。そして
ここではレーザーダイオード11として、発振波長390ｎ
ｍのものが用いられている。
ザー結晶13にはＤｙ３＋が１ａｔ％ドープされている。
また、固体レーザー結晶13における ４Ｆ９／２ →
６Ｈ １３／２ の遷移を利用して波長572ｎｍのレー
ザービームを発生させるために、固体レーザー結晶13の
後方端面13ａには、波長572ｎｍに対してＨＲ（高反
射）で、他の ４Ｆ９／２ → ６Ｈ１１／２ の遷移
による波長664ｎｍの蛍光等、並びに励起波長390ｎｍに
対してＡＲ（無反射）となる特性のコートが施され、固
体レーザー結晶13の前方端面13ｂには、波長572ｎｍの
光を１％だけ透過させるコートが施されている。そして
ここではレーザーダイオード11として、発振波長390ｎ
ｍのものが用いられている。
【００４８】この構成においては、出力100ｍＷのＧａ
Ｎ系レーザーダイオード11を用いて、出力10ｍＷの波長
572ｎｍの固体レーザービーム16を得ることができた。
Ｎ系レーザーダイオード11を用いて、出力10ｍＷの波長
572ｎｍの固体レーザービーム16を得ることができた。
【００４９】なお、Ｄｙ３＋がドープされた固体レーザ
ー結晶13を用いる場合は、前述の ４Ｆ９／２ → ６Ｈ
１１／２ の遷移による波長664ｎｍの蛍光も発生し得
るので、固体レーザー結晶13の両端面13ａ、13ｂに施す
コートの設定次第で、波長664ｎｍの固体レーザービー
ムを発振させることも可能である。その場合も、出力10
0ｍＷのＧａＮ系レーザーダイオード11を用いて、出力1
0ｍＷの固体レーザービーム16を得ることができる。
ー結晶13を用いる場合は、前述の ４Ｆ９／２ → ６Ｈ
１１／２ の遷移による波長664ｎｍの蛍光も発生し得
るので、固体レーザー結晶13の両端面13ａ、13ｂに施す
コートの設定次第で、波長664ｎｍの固体レーザービー
ムを発振させることも可能である。その場合も、出力10
0ｍＷのＧａＮ系レーザーダイオード11を用いて、出力1
0ｍＷの固体レーザービーム16を得ることができる。
【００５０】＜第５の実施の形態＞この第５の実施の形
態によるレーザーダイオード励起固体レーザーも、図１
に示したレーザーダイオード励起固体レーザーと比べる
と、固体レーザー結晶13にドープされている希土類元素
イオン、および固体レーザー結晶13の両端面13ａ、13ｂ
に施されたコートが異なるものである。
態によるレーザーダイオード励起固体レーザーも、図１
に示したレーザーダイオード励起固体レーザーと比べる
と、固体レーザー結晶13にドープされている希土類元素
イオン、および固体レーザー結晶13の両端面13ａ、13ｂ
に施されたコートが異なるものである。
【００５１】すなわち本実施の形態において、固体レー
ザー結晶13にはＥｒ３＋が１ａｔ％ドープされている。
また、固体レーザー結晶13における ２Ｈ９／２ →
４Ｉ １３／２ の遷移を利用して波長554ｎｍのレー
ザービームを発生させるために、固体レーザー結晶13の
後方端面13ａには、波長554ｎｍに対してＨＲ（高反
射）で、他の ４Ｓ３／２ → ４Ｉ１５／２ の遷移
による波長540ｎｍの蛍光等、並びに励起波長406ｎｍに
対してＡＲ（無反射）となる特性のコートが施され、固
体レーザー結晶13の前方端面13ｂには、波長554ｎｍの
光を１％だけ透過させるコートが施されている。そして
ここではレーザーダイオード11として、発振波長406ｎ
ｍのものが用いられている。
ザー結晶13にはＥｒ３＋が１ａｔ％ドープされている。
また、固体レーザー結晶13における ２Ｈ９／２ →
４Ｉ １３／２ の遷移を利用して波長554ｎｍのレー
ザービームを発生させるために、固体レーザー結晶13の
後方端面13ａには、波長554ｎｍに対してＨＲ（高反
射）で、他の ４Ｓ３／２ → ４Ｉ１５／２ の遷移
による波長540ｎｍの蛍光等、並びに励起波長406ｎｍに
対してＡＲ（無反射）となる特性のコートが施され、固
体レーザー結晶13の前方端面13ｂには、波長554ｎｍの
光を１％だけ透過させるコートが施されている。そして
ここではレーザーダイオード11として、発振波長406ｎ
ｍのものが用いられている。
【００５２】この構成においては、出力200ｍＷのＧａ
Ｎ系レーザーダイオード11を用いて、出力30ｍＷの波長
554ｎｍの固体レーザービーム16を得ることができた。
Ｎ系レーザーダイオード11を用いて、出力30ｍＷの波長
554ｎｍの固体レーザービーム16を得ることができた。
【００５３】なお、Ｅｒ３＋がドープされた固体レーザ
ー結晶13を用いる場合は、前述の ４Ｓ３／２ → ４Ｉ
１５／２ の遷移による波長540ｎｍの蛍光も発生し得
るので、固体レーザー結晶13の両端面13ａ、13ｂに施す
コートの設定次第で、波長540ｎｍの固体レーザービー
ムを発振させることも可能である。
ー結晶13を用いる場合は、前述の ４Ｓ３／２ → ４Ｉ
１５／２ の遷移による波長540ｎｍの蛍光も発生し得
るので、固体レーザー結晶13の両端面13ａ、13ｂに施す
コートの設定次第で、波長540ｎｍの固体レーザービー
ムを発振させることも可能である。
【００５４】また、このＥｒ３＋がドープされた固体レ
ーザー結晶13を用いる場合、その励起波長は上述の406
ｎｍの他に、380ｎｍとすることもできる。
ーザー結晶13を用いる場合、その励起波長は上述の406
ｎｍの他に、380ｎｍとすることもできる。
【００５５】＜第６の実施の形態＞この第６の実施の形
態によるレーザーダイオード励起固体レーザーも、図１
に示したレーザーダイオード励起固体レーザーと比べる
と、固体レーザー結晶13にドープされている希土類元素
イオン、および固体レーザー結晶13の両端面13ａ、13ｂ
に施されたコートが異なるものである。
態によるレーザーダイオード励起固体レーザーも、図１
に示したレーザーダイオード励起固体レーザーと比べる
と、固体レーザー結晶13にドープされている希土類元素
イオン、および固体レーザー結晶13の両端面13ａ、13ｂ
に施されたコートが異なるものである。
【００５６】すなわち本実施の形態において、固体レー
ザー結晶13にはＴｂ３＋が１ａｔ％ドープされている。
また、固体レーザー結晶13における ５Ｄ４ → ７Ｆ
５の遷移によって波長540ｎｍのレーザービームを発生
させるために、固体レーザー結晶13の後方端面13ａに
は、波長540ｎｍに対してＨＲ（高反射）で、他の遷移
による蛍光、並びに励起波長380ｎｍに対してＡＲ（無
反射）となる特性のコートが施され、固体レーザー結晶
13の前方端面13ｂには、波長540ｎｍの光を１％だけ透
過させるコートが施されている。そしてここではレーザ
ーダイオード11として、発振波長380ｎｍのものが用い
られている。
ザー結晶13にはＴｂ３＋が１ａｔ％ドープされている。
また、固体レーザー結晶13における ５Ｄ４ → ７Ｆ
５の遷移によって波長540ｎｍのレーザービームを発生
させるために、固体レーザー結晶13の後方端面13ａに
は、波長540ｎｍに対してＨＲ（高反射）で、他の遷移
による蛍光、並びに励起波長380ｎｍに対してＡＲ（無
反射）となる特性のコートが施され、固体レーザー結晶
13の前方端面13ｂには、波長540ｎｍの光を１％だけ透
過させるコートが施されている。そしてここではレーザ
ーダイオード11として、発振波長380ｎｍのものが用い
られている。
【００５７】この構成においては、出力100ｍＷのＧａ
Ｎ系レーザーダイオード11を用いて、出力10ｍＷの波長
540ｎｍの固体レーザービーム16を得ることができた。
Ｎ系レーザーダイオード11を用いて、出力10ｍＷの波長
540ｎｍの固体レーザービーム16を得ることができた。
【００５８】なお、レーザー母材結晶としては、上の実
施形態で説明したＹ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）に限ら
ず、ＬｉＹＦ４（ＹＬＦ）、ＹＶＯ４、ＧｄＶＯ４、Ｂ
ａＹ２Ｆ８、Ｂａ（Ｙ，Ｙｂ）２Ｆ８、ＬａＦ３、Ｃａ
（ＮｂＯ３）２、ＣａＷＯ４、ＳｒＭｏＯ４、ＹＡｌＯ
３（ＹＡＰ）、Ｙ２ＳｉＯ５、ＹＰ５Ｏ１４、ＬａＰ５
Ｏ１４、ＬｕＡｌＯ３、ＬａＣｌ３、ＬａＢｒ３、Ｐｒ
Ｂｒ３等を用いることもできる。
施形態で説明したＹ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）に限ら
ず、ＬｉＹＦ４（ＹＬＦ）、ＹＶＯ４、ＧｄＶＯ４、Ｂ
ａＹ２Ｆ８、Ｂａ（Ｙ，Ｙｂ）２Ｆ８、ＬａＦ３、Ｃａ
（ＮｂＯ３）２、ＣａＷＯ４、ＳｒＭｏＯ４、ＹＡｌＯ
３（ＹＡＰ）、Ｙ２ＳｉＯ５、ＹＰ５Ｏ１４、ＬａＰ５
Ｏ１４、ＬｕＡｌＯ３、ＬａＣｌ３、ＬａＢｒ３、Ｐｒ
Ｂｒ３等を用いることもできる。
【００５９】また、励起光源であるＧａＮ系レーザーダ
イオードとしては、ＩｎＧａＮ系材料から活性層を構成
したもの、ＩｎＧａＮＡｓ系材料から活性層を構成した
もの、そしてＧａＮＡｓ系材料から活性層を構成したも
のから適宜選択して用いることが可能である。特に、固
体レーザー結晶の吸収帯が長波長側にずれている場合
は、ＩｎＧａＮ系レーザーダイオードと比べてより長波
長化が実現しやすいＩｎＧａＮＡｓ系あるいはＧａＮＡ
ｓ系レーザーダイオードを用いるのが望ましく、それに
より吸収効率を向上させることができる。
イオードとしては、ＩｎＧａＮ系材料から活性層を構成
したもの、ＩｎＧａＮＡｓ系材料から活性層を構成した
もの、そしてＧａＮＡｓ系材料から活性層を構成したも
のから適宜選択して用いることが可能である。特に、固
体レーザー結晶の吸収帯が長波長側にずれている場合
は、ＩｎＧａＮ系レーザーダイオードと比べてより長波
長化が実現しやすいＩｎＧａＮＡｓ系あるいはＧａＮＡ
ｓ系レーザーダイオードを用いるのが望ましく、それに
より吸収効率を向上させることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態によるレーザーダイ
オード励起固体レーザーを示す概略側面図
オード励起固体レーザーを示す概略側面図
10 レーザービーム（励起光） 11 ＩｎＧａＮ系レーザーダイオード 12 集光レンズ 13 固体レーザー結晶 13ａ 固体レーザー結晶の後方端面 13ｂ 固体レーザー結晶の前方端面 14 ペルチェ素子 15 サーミスタ 16 固体レーザービーム
フロントページの続き (72)発明者 加藤 隆之 神奈川県足柄上郡開成町宮台798番地 富 士写真フイルム株式会社内 Ｆターム(参考） 5F072 AB01 AB20 JJ20 PP07 TT22
Claims (24)
- 【請求項１】 Ｈｏ３＋が添加された固体レーザー結晶
をＧａＮ系レーザーダイオードによって励起し、該固体
レーザー結晶における ５Ｓ２ → ５Ｉ７ 、あるいは
５Ｓ２ → ５Ｉ８ の遷移によってレーザービーム
を発生させる構成を有することを特徴とするレーザーダ
イオード励起固体レーザー。 - 【請求項２】 前記 ５Ｓ２ → ５Ｉ７ の遷移によ
って波長が740〜760ｎｍのレーザービームを発生させる
構成を有することを特徴とする請求項１記載のレーザー
ダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項３】 前記 ５Ｓ２ → ５Ｉ８ の遷移によ
って波長が540〜560ｎｍのレーザービームを発生させる
構成を有することを特徴とする請求項１記載のレーザー
ダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項４】 前記固体レーザー結晶が、希土類元素イ
オンとしてＨｏ３＋のみが添加されたものであることを
特徴とする請求項１から３いずれか１項記載のレーザー
ダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項５】 Ｓｍ３＋が添加された固体レーザー結晶
をＧａＮ系レーザーダイオードによって励起し、該固体
レーザー結晶における ４Ｇ５／２ →
６Ｈ５／２ 、 ４Ｇ５／２ → ６Ｈ７／２ 、あ
るいは ４Ｆ３／２ → ６Ｈ１１／２ の遷移によっ
てレーザービームを発生させる構成を有することを特徴
とするレーザーダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項６】 前記 ４Ｇ５／２ → ６Ｈ５／２ の
遷移によって波長が556〜576ｎｍのレーザービームを発
生させる構成を有することを特徴とする請求項５記載の
レーザーダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項７】 前記 ４Ｇ５／２ → ６Ｈ７／２ の
遷移によって波長が605〜625ｎｍのレーザービームを発
生させる構成を有することを特徴とする請求項５記載の
レーザーダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項８】 前記 ４Ｆ３／２ → ６Ｈ１１／２
の遷移によって波長が640〜660ｎｍのレーザービームを
発生させる構成を有することを特徴とする請求項５記載
のレーザーダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項９】 前記固体レーザー結晶が、希土類元素イ
オンとしてＳｍ３＋のみが添加されたものであることを
特徴とする請求項５から８いずれか１項記載のレーザー
ダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項１０】 Ｅｕ３＋が添加された固体レーザー結
晶をＧａＮ系レーザーダイオードによって励起し、該固
体レーザー結晶における ５Ｄ０ → ７Ｆ ２ の遷移
によってレーザービームを発生させる構成を有すること
を特徴とするレーザーダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項１１】 前記 ５Ｄ０ → ７Ｆ２ の遷移
によって波長が579〜599ｎｍのレーザービームを発生さ
せる構成を有することを特徴とする請求項１０記載のレ
ーザーダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項１２】 前記固体レーザー結晶が、希土類元素
イオンとしてＥｕ３ ＋のみが添加されたものであること
を特徴とする請求項１０または１１記載のレーザーダイ
オード励起固体レーザー。 - 【請求項１３】 Ｄｙ３＋が添加された固体レーザー結
晶をＧａＮ系レーザーダイオードによって励起し、該固
体レーザー結晶における ４Ｆ９／２ → ６Ｈ
１３／２ あるいは ４Ｆ９／２ → ６Ｈ１１／２
の遷移によってレーザービームを発生させる構成を有す
ることを特徴とするレーザーダイオード励起固体レーザ
ー。 - 【請求項１４】 前記 ４Ｆ９／２ → ６Ｈ
１３／２ の遷移によって波長が562〜582ｎｍのレーザ
ービームを発生させる構成を有することを特徴とする請
求項１３記載のレーザーダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項１５】 前記 ４Ｆ９／２ → ６Ｈ
１１／２ の遷移によって波長が654〜674ｎｍのレーザ
ービームを発生させる構成を有することを特徴とする請
求項１３記載のレーザーダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項１６】 前記固体レーザー結晶が、希土類元素
イオンとしてＤｙ３ ＋のみが添加されたものであること
を特徴とする請求項１３から１５いずれか１項記載のレ
ーザーダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項１７】 Ｅｒ３＋が添加された固体レーザー結
晶をＧａＮ系レーザーダイオードによって励起し、該固
体レーザー結晶における ４Ｓ３／２ → ４Ｉ
１５／２ あるいは ２Ｈ９／２ → ４Ｉ１３／２
の遷移によってレーザービームを発生させる構成を有す
ることを特徴とするレーザーダイオード励起固体レーザ
ー。 - 【請求項１８】 前記 ４Ｓ３／２ → ４Ｉ
１５／２ の遷移によって波長が530〜550ｎｍのレーザ
ービームを発生させる構成を有することを特徴とする請
求項１７記載のレーザーダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項１９】 前記 ２Ｈ９／２ → ４Ｉ
１３／２ の遷移によって波長が544〜564ｎｍのレーザ
ービームを発生させる構成を有することを特徴とする請
求項１７記載のレーザーダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項２０】 前記固体レーザー結晶が、希土類元素
イオンとしてＥｒ３ ＋のみが添加されたものであること
を特徴とする請求項１７から１９いずれか１項記載のレ
ーザーダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項２１】 Ｔｂ３＋が添加された固体レーザー結
晶をＧａＮ系レーザーダイオードによって励起し、該固
体レーザー結晶における ５Ｄ４ → ７Ｆ ５ の遷移
によってレーザービームを発生させる構成を有すること
を特徴とするレーザーダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項２２】 前記 ５Ｄ４ → ７Ｆ５ の遷移に
よって波長が530〜550ｎｍのレーザービームを発生させ
る構成を有することを特徴とする請求項２１記載のレー
ザーダイオード励起固体レーザー。 - 【請求項２３】 前記固体レーザー結晶が、希土類元素
イオンとしてＴｂ３ ＋のみが添加されたものであること
を特徴とする請求項２１または２２記載のレーザーダイ
オード励起固体レーザー。 - 【請求項２４】 前記ＧａＮ系レーザーダイオードが、
ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＮＡｓあるいはＧａＮＡｓからな
る活性層を有するものであることを特徴とする請求項１
から２３いずれか１項記載のレーザーダイオード励起固
体レーザー。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001157139A JP2002353542A (ja) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | レーザーダイオード励起固体レーザー |
| US10/143,806 US6816532B2 (en) | 2001-05-15 | 2002-05-14 | Laser-diode-excited laser apparatus, fiber laser apparatus, and fiber laser amplifier in which laser medium doped with one of ho3+, sm3+, eu3+, dy3+, er3+, and tb3+is excited with gan-based compound laser diode |
| US10/952,768 US7154930B2 (en) | 2001-05-15 | 2004-09-30 | Laser-diode-excited laser apparatus, fiber laser apparatus, and fiber laser amplifier in which laser medium doped with one of Ho3+, Sm3+, Eu3+, Dy3+, Er3+, and Tb3+ is excited with GaN-based compound laser diode |
| US10/952,717 US7411990B2 (en) | 2001-05-15 | 2004-09-30 | Laser-diode-excited laser apparatus, fiber laser apparatus, and fiber laser amplifier in which laser medium doped with one of Ho3+, Sm3+, Eu3+, Dy3+, Er3+, and Tb3+ is excited with GaN-based compound laser diode |
| US10/952,748 US7418023B2 (en) | 2001-05-15 | 2004-09-30 | Laser-diode-excited laser apparatus, fiber laser apparatus, and fiber laser amplifier in which laser medium doped with one of Ho3+, SM3+, EU3+, DY3+, ER3+ and TB3+ is excited with GaN-based compound laser diode |
| US10/952,733 US7356065B2 (en) | 2001-05-15 | 2004-09-30 | Laser-diode-excited laser apparatus, fiber laser apparatus, and fiber laser amplifier in which laser medium doped with one of Ho3+, Sm3+, Eu3+, Dy3+, Er3+, and Tb3+ is excited with GaN-based compound laser diode |
| US10/952,760 US7362789B2 (en) | 2001-05-15 | 2004-09-30 | Laser-diode-excited laser apparatus, fiber laser apparatus, and fiber laser amplifier in which laser medium doped with one of Ho3+, Sm3+, Eu3+, Dy3+, Er3+, and Tb3+ is excited with GaN-based compound laser diode |
| US10/952,719 US7403554B2 (en) | 2001-05-15 | 2004-09-30 | Laser-diode-excited laser apparatus, fiber laser apparatus, and fiber laser amplifier in which laser medium doped with one of Ho3+, Sm3+, Eu3+, Dy3+, Er3+, and Tb3+ is excited with GaN-based compound laser diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001157139A JP2002353542A (ja) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | レーザーダイオード励起固体レーザー |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008024589A Division JP2008113052A (ja) | 2008-02-04 | 2008-02-04 | ファイバーレーザーおよびファイバーアンプ |
| JP2008024588A Division JP2008147700A (ja) | 2008-02-04 | 2008-02-04 | レーザーダイオード励起固体レーザー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002353542A true JP2002353542A (ja) | 2002-12-06 |
Family
ID=19001047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001157139A Pending JP2002353542A (ja) | 2001-05-15 | 2001-05-25 | レーザーダイオード励起固体レーザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002353542A (ja) |
-
2001
- 2001-05-25 JP JP2001157139A patent/JP2002353542A/ja active Pending
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