JP2002353546A - 方形ロッド励起モジュールならびにそれを用いたレーザ発振器およびレーザ増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 方形ロッドの非点収差および熱複屈折を補償
した方形ロッド励起モジュールを得る。 【解決手段】 第１の方形ロッド４１の排熱をｙ軸方向
とし、第２の方形ロッド４２の排熱をｘ軸方向とし、第
１の方形ロッド２１と第２の方形ロッド４２との間に１
／２波長板４３を配置し、１／２波長板４３の軸方向を
ｙ軸方向に対して平行に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば衛星搭
載用レーザレーダや加工用レーザ装置のレーザ発振器お
よびレーザ増幅器に用いられる方形ロッド励起モジュー
ルに関し、特に比較的簡単な構成で方形ロッドの非点収
差および熱複屈折を効果的に補償することにより、構成
を複雑化することなくエネルギーの利用効率の低下やビ
ーム品質の低下を抑制した方形ロッド励起モジュールな
らびにそれを用いたレーザ発振器およびレーザ増幅器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、固体レーザ装置のレーザ媒質の
形状として用いられる方形ロッド（矩形ロッド、スラ
ブ）は、ロッドの側面が平面であるので、ロッド内で発
生した熱を排熱する機構、たとえば、金属製のヒートシ
ンクなどを取り付け易く、排熱が容易となる。

【０００３】また、この種の方形ロッド励起モジュール
は、理想的な排熱を行えば、温度勾配が排熱方向のみに
発生することから、方形ロッド内の複屈折が一方向に発
生するので、直線偏光のレーザ発振を実現し易いという
特徴があり、伝導冷却が要求される衛星搭載用レーザ装
置や、高平均出力が要求される加工用レーザ装置などに
用いられている。

【０００４】図５は、たとえばバルタ・コエフナ（Ｗａ
ｌｔｅｒ Ｋｏｅｃｈｎｅｒ）著のＳｐｒｉｎｇｅｒ
Ｓｅｒｉｅｓ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ
ｓＶｏｌ．１「Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｌａｓｅｒ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ第４版」（１９９５年ドイツＳ
ｐｒｉｎｇｅｒ社発行）内の第４３４ページに記載され
た、従来の方形ロッド励起モジュールの構成を示す斜視
図である。

【０００５】図５において、１は方形ロッド、１ａは方
形ロッド１の排熱方向の側面すなわち排熱面、１ｂは方
形ロッド１の排熱面１ａに対して垂直な他の側面、２は
排熱面１ａに配設された冷却水、３は排熱面１ａに対向
配置された励起光源、４は方形ロッド１の延長軸方向に
平行な光軸である。

【０００６】ここでは、三次元方向（ｘ、ｙ、ｚ軸）に
関連させて、方形ロッド１の排熱面１ａに垂直な方向す
なわち排熱方向をｙ軸、光軸４の方向をｚ軸、ｙ軸およ
びｚ軸に垂直な方向（側面１ｂに垂直な方向）をｘ軸と
している。

【０００７】次に、図５に示した従来の方形ロッド励起
モジュールによるレーザ光励起動作について説明する。
図５のように構成された方形ロッド励起モジュールにお
いて、励起光源３から出射された励起光は、方形ロッド
１に吸収されて、利得を発生することにより、光軸４方
向に伝搬するレーザ光を増幅する。

【０００８】また、方形ロッド１内で発生した熱は、冷
却水２を介して排熱面１ａからｙ軸方向に排熱される。
ここで、理想的に排熱面１ａから排熱された場合、方形
ロッド励起モジュールにおける温度勾配は、排熱（ｙ
軸）方向のみに発生する。

【０００９】このとき、温度勾配により生じる熱複屈折
は、複屈折の２つの軸方向がｙ軸方向およびｘ軸方向と
なるので、ｙ軸方向またはｘ軸方向の直線偏光のレーザ
光が入射すると、直線偏光を保持したまま方形ロッド１
内を伝搬する。

【００１０】この結果、消光比の低下による共振器内損
失は低減され、直線偏光のレーザ発振を容易に実現する
ことができる。しかし、温度分布による熱レンズ効果
は、排熱方向（ｙ軸方向）のみに対して発生し、排熱方
向に垂直な方向（ｘ軸方向）に対しては発生しない。

【００１１】したがって、方形ロッド１は、ｙ軸方向の
みに熱レンズ効果を有するシリンドリカルレンズとして
作用し、方形ロッド１を通過するレーザ光に非点収差を
発生させることになる。

【００１２】このような非点収差が発生すると、方形ロ
ッド１を用いたレーザ発振器やレーザ増幅器において、
非点を補償する構成を用いる必要が生じ、光学系構成を
複雑にするという問題が生じる。

【００１３】そこで、この問題の解決策として、たとえ
ば上記文献の第４３７ページには、図６に示すような従
来の方形ロッド励起モジュールを用いた共振器（レーザ
発振器）の構成が示されている。

【００１４】図６は従来の方形ロッド励起モジュールを
用いたレーザ発振器を示す側面図であり、図６におい
て、冷却水２および励起光源３は前述（図５参照）と同
様のものである。

【００１５】５は端面をブリュースタ角に研磨した方形
ロッド、５ａは方形ロッド５の排熱方向の側面すなわち
排熱面、５ｂは方形ロッド５の排熱面５ａに対して垂直
な他の側面、６は方形ロッド５の延長軸方向の一方に配
設された全反射ミラー、７は方形ロッド５の延長軸方向
の他方に配設された部分反射ミラー、８はレーザ発振器
内を伝搬するレーザ光の光軸である。

【００１６】次に、図６に示した従来の方形ロッド励起
モジュールを用いたレーザ発振器によるレーザ光発振動
作について説明する。図６のように構成されたレーザ発
振器において、レーザ光は、方形ロッド５の中を排熱面
５ａに沿ってジグザグに伝搬するので、排熱方向に生じ
る温度勾配が平均化されて、熱レンズ効果がうち消され
る。

【００１７】一方、理想的に排熱面５ａから排熱されて
いる場合、ｘ軸方向の熱レンズは発生しないので、非点
収差が補償される。しかし、実際に使用される方形ロッ
ド５の大きさが有限の場合、排熱面５ａから排熱してい
ても、側面５ｂから放射または伝導により逃げる熱が発
生するので、理想的にｙ軸方向に排熱することは困難で
あり、温度勾配がｙ軸に対して平行とならずに傾きが生
じてしまう。

【００１８】図７は方形ロッド５の温度勾配の方向ずれ
を矢印で示す説明図であり、方形ロッド５の延長軸方向
から見た状態を示している。図７（ａ）は理想的に排熱
面５ａから排熱された場合を示し、図７（ｂ）は有限の
大きさの方形ロッド５によって温度勾配に傾きが生じた
場合の温度勾配の方向ずれを示している。

【００１９】図７（ａ）においては、方形ロッド５内の
位置によらず、複屈折軸方向がｙ軸方向およびｘ軸方向
に発生するので、ｙ軸方向またはｘ軸方向の直線偏光の
レーザ光が入射すると、直線偏光を保持したまま方形ロ
ッド内を伝搬する。また、温度勾配がｙ軸方向のみに発
生するので、熱レンズはｙ軸方向のみに発生し、ｘ軸方
向には発生しない。

【００２０】一方、図７（ｂ）においては、方形ロッド
５の中心とｘ軸およびｙ軸付近とにおいて、温度勾配が
ｙ軸に平行になるので、複屈折軸方向がｙ軸方向および
ｘ軸方向に発生し、ｙ軸方向またはｘ軸方向の直線偏光
のレーザ光が入射すると、直線偏光を保持したまま方形
ロッド内を伝搬する。

【００２１】しかし、方形ロッド５の角の付近では、温
度勾配がｙ軸に平行な方向からずれるので、ｙ軸方向ま
たはｘ軸方向の直線偏光のレーザ光が入射すると、方形
ロッド５を通過することにより、複屈折による直線偏光
度の低下、すなわち消光比の低下が生じてしまう。

【００２２】したがって、図７（ｂ）のように、有限の
大きさの方形ロッド５によって温度勾配に傾きが生じた
場合には、方形ロッド５をレーザ発振器およびレーザ増
幅器に使用したときに、エネルギーの利用効率の低下や
ビーム品質の低下が生じてしまう。

【００２３】また、この場合、ｘ軸方向に生じた温度勾
配によって、ｘ軸方向にも弱い熱レンズが発生するの
で、従来の方形ロッド５の構成（図６参照）によれば、
ｙ軸方向の熱レンズ効果はうち消されるものの、ｘ軸方
向の熱レンズ効果が発生する。

【００２４】したがって、結局、前述の非点収差が発生
してしまい、レーザ発振器やレーザ増幅器において、非
点を補償する構成を用いる必要が生じ、光学系構成を複
雑にするという問題が生じる。

【００２５】そこで、このような複屈折軸のずれを補償
するための対策として、たとえば図８に示すような方形
ロッド励起モジュール構成も提案されている。図８は従
来の方形ロッド励起モジュールの他の例を示す斜視図で
ある。

【００２６】図８において、２１は第１の方形ロッド、
２２は第２の方形ロッド、２３は第３の方形ロッド、２
４は第４の方形ロッド、２５は９０゜旋光子、２６は光
軸である。

【００２７】この場合、三次元方向（ｘ、ｙ、ｚ軸）に
関連させて、第１の方形ロッド２１の排熱方向をｙ軸方
向、第２の方形ロッド２２の排熱方向をｘ軸方向、第３
の方形ロッド２３の排熱方向をｘ軸方向、第４の方形ロ
ッド２４の排熱方向をｙ軸方向としている。また、９０
゜旋光子２５は、第２の方形ロッド２２と第３の方形ロ
ッド２３との間に配置されている。

【００２８】第１の方形ロッド２１および第４の方形ロ
ッド２４は、ほぼ同じように励起をされており、方形ロ
ッド２１および２４内に生じる温度勾配および複屈折
は、ほぼ同じように発生している。

【００２９】また、第２の方形ロッド２２および第３の
方形ロッド２３は、ほぼ同じ励起をされており、方形ロ
ッド２２および２３内に生じる温度勾配および複屈折
は、ほぼ同じように発生している。

【００３０】次に、図８に示した従来の方形ロッド励起
モジュールによるレーザ光励起動作について説明する。
まず、レーザ光は、光軸２６上を進み、第１の方形ロッ
ド２１および第２の方形ロッド２２を通過して、９０゜
旋光子２５に入射する。

【００３１】この結果、レーザ光の偏光は、９０゜旋光
子２５により９０゜回転された後、第３の方形ロッド２
３および第４の方形ロッド２４を通過する。このとき、
図８に示した方形ロッド励起モジュールは、入射したレ
ーザ光の偏光によらず、９０゜旋光子として機能し、入
射したレーザ光の偏光を９０゜回転させる。

【００３２】したがって、消光比の低下が生じないの
で、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を
防止することができる。また、熱レンズ効果として、ｘ
軸方向については、排熱方向の熱レンズを２回通過し、
且つ排熱方向に対して垂直方向の熱レンズを２回通過
し、ｙ軸方向についても、排熱方向の熱レンズを２回通
過し、且つ排熱方向に対して垂直方向の熱レンズを２回
通過するので、ｘ軸方向とｙ軸方向との熱レンズの差は
生じず、非点収差は補償される。

【００３３】しかし、図８の構成では、４本の方形ロッ
ド２１〜２４が必要となり、励起モジュールの構成が複
雑になるという問題があった。

【００３４】

【発明が解決しようとする課題】従来の方形ロッド励起
モジュール（図５参照）は以上のように、理想的にｙ軸
方向に温度勾配が発生するように排熱を行うことが困難
であることから、温度勾配がｙ軸に対して平行とならな
いので、複屈折軸の軸ずれによって消光比の低下が生じ
てしまい、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の
低下が生じるという問題点があった。

【００３５】また、従来の方形ロッド励起モジュールを
用いたレーザ発振器およびレーザ増幅器（図６参照）
は、方形ロッドにおいてｘ軸方向に熱レンズ効果が生じ
ることから、非点収差が発生するので、レーザ発振器や
レーザ増幅器において非点を補償する構成を用いる必要
が生じ、光学系を複雑にしてしまうという問題点があっ
た。

【００３６】また、他の従来の方形ロッド励起モジュー
ル（図８参照）は、４本の方形ロッド２１〜２４が必要
となり、構成が複雑化してしまうという問題点があっ
た。

【００３７】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、比較的簡単な構成で非点収差お
よび熱複屈折を効果的に補償し、複屈折軸のずれによる
消光比の低下を補償して抑制することにより、構成を複
雑化することなくエネルギーの利用効率の低下やビーム
品質の低下を防止した方形ロッド励起モジュールならび
にそれを用いたレーザ発振器およびレーザ増幅器を得る
ことを目的とする。

【００３８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る方形ロッ
ド励起モジュールは、軸方向に配列された第１および第
２の方形ロッドと、第１および第２の方形ロッドの間に
介在された１／２波長板とを備え、第１の方形ロッド
は、ほぼ平行に向かい合った二つの面から排熱を行い、
１／２波長板は、軸方向が第１の方形ロッドの排熱方向
とほぼ平行に配置され、第２の方形ロッドは、ほぼ平行
に向かい合った二つの面から排熱を行うとともに、排熱
方向が第１の方形ロッドとほぼ垂直を成すように配置さ
れたものである。

【００３９】また、この発明に係る方形ロッド励起モジ
ュールは、第１および第２の方形ロッドと１／２波長板
とからなる方形ロッド励起モジュールを、第１および第
２の方形ロッドの軸方向に複数個配列したものである。

【００４０】また、この発明に係る方形ロッド励起モジ
ュールを用いたレーザ発振器は、上記方形ロッド励起モ
ジュールを用いたものである。

【００４１】また、この発明に係る方形ロッド励起モジ
ュールを用いたレーザ増幅器は、上記方形ロッド励起モ
ジュールを用いたものである。

【００４２】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、図面を参照
しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明
する。図１はこの発明の実施の形態１による方形ロッド
励起モジュールの構成を示す斜視図であり、図１におい
て、４１は第１の方形ロッド、４２は第２の方形ロッ
ド、４３は１／２波長板、４４は光軸である。

【００４３】この場合、三次元方向（ｘ、ｙ、ｚ軸）に
関連させて、第１の方形ロッド４１の排熱方向をｙ軸方
向、第２の方形ロッド４２の排熱方向をｘ軸方向として
おり、１／２波長板４３は、第１の方形ロッド４１と第
２の方形ロッド４２との間に配置されている。

【００４４】第１の方形ロッド４１は、ほぼ平行に向か
い合った二つの面からｙ軸方向に排熱を行い、第１の方
形ロッド４１に対してほぼ垂直を成すように配置された
第２の方形ロッド４２は、ほぼ平行に向かい合った二つ
の面からｘ軸方向に排熱を行う。

【００４５】第１の方形ロッド４１および第２の方形ロ
ッド４２は、同じ排熱方向にそろえたときに、ほぼ同じ
励起をされており、各方形ロッド４１および４２内に生
じる温度勾配および複屈折は、排熱方向に対してほぼ同
じように発生している。また、１／２波長板４３は、軸
方向が第１の方形ロッド４１の排熱方向（ｙ軸）とほぼ
平行に配置されている。

【００４６】次に、図１に示したこの発明の実施の形態
１による方形ロッド励起モジュールのレーザ光励起動作
について説明する。まず、レーザ光は、光軸４４上を進
み、第１の方形ロッド４１を通過し、１／２波長板４３
に入射する。

【００４７】この結果、レーザ光の偏光は、１／２波長
板４３により、波長板の軸に対して線対称な偏光に変換
された後、第２の方形ロッド４２を通過する。このとき
の偏光の変化を、ジョーンズ・マトリクス（Ｊｏｎｅｓ
Ｍａｔｒｉｘ）を用いて説明する。

【００４８】すなわち、光学素子に入射するレーザ光の
ｘ軸方向の偏光成分をＥｘ、ｙ軸方向の偏光成分をＥｙ
とし、光学素子のジョーンズ・マトリクスをＪとする
と、光学素子を出射するレーザ光の偏光成分Ｅｘｏｕ
ｔ、Ｅｙｏｕｔは、以下の（１）式で表される。

【００４９】

【数１】

【００５０】ただし、（１）式において、ジョーンズ・
マトリクスＪは、４行４列で表される行列である。ま
た、複屈折材料のジョーンズ・マトリクスＪ_Bは、以下
の（２）式で表される。

【００５１】

【数２】

【００５２】ただし、（２）式において、αはｘ軸と複
屈折のファスト軸との成す角、δはファスト軸とスロー
軸との位相差である。なお、複屈折材料の２つの複屈折
軸において、位相が進む軸をファスト軸、位相が遅れる
軸をスロー軸と呼ぶ。

【００５３】また、１／２波長板４３も複屈折材料の一
種であり、ジョーンズ・マトリクスＪ_{1/2 λ}は、以下の
（３）式で表される。

【００５４】

【数３】

【００５５】ただし、（３）式において、βはｘ軸と１
／２波長板４３のファスト軸との成す角である。

【００５６】次に、図２の説明図を参照しながら、この
発明の実施の形態１による第１の方形ロッド４１の複屈
折軸方向について説明する。図２は第１の方形ロッド４
１の複屈折軸（ファスト軸）方向を矢印で示しており、
第１の方形ロッド４１の延長軸方向から見た状態を示し
ている。

【００５７】図２において、第１の方形ロッド４１の複
屈折軸のファスト軸（矢印参照）は、ロッド中心ならび
に軸Ａおよび軸Ｂ上においては、図２（ａ）に示すよう
に、ｙ軸に平行となる。

【００５８】一方、ロッド中心ならびに軸Ａおよび軸Ｂ
から離れた位置でのファスト軸は、図２（ｂ）に示すよ
うに、ｙ軸方向から角度θ₁を成して傾いている。した
がって、第１の方形ロッド４１のジョーンズ・マトリク
スＪ_R41は、以下の（４）式で表される。

【００５９】

【数４】

【００６０】次に、図３の説明図を参照しながら、この
発明の実施の形態１による第２の方形ロッド４２の複屈
折軸方向について説明する。図３は第２の方形ロッド４
２の複屈折軸（ファスト軸）方向を矢印で示しており、
第２の方形ロッド４２の延長軸方向から見た状態を示し
ている。

【００６１】図３において、第２の方形ロッド４２の複
屈折軸のファスト軸は、ロッド中心ならびに軸Ａおよび
軸Ｂ上においては、図３（ａ）に示すように、ｘ軸に平
行となる。

【００６２】一方、ロッド中心ならびに軸Ａおよび軸Ｂ
から離れた位置でのファスト軸は、図３（ｂ）に示すよ
うに、ｘ軸方向から角度θ₂を成して傾いている。した
がって、第２の方形ロッド４２のジョーンズ・マトリク
スＪ_R42は、以下の（５）式で表される。

【００６３】

【数５】

【００６４】したがって、図１で示した方形ロッド励起
モジュールのジョーンズ・マトリクスＪ_Allは、以下の
（６）式で表される。

【００６５】

【数６】

【００６６】ただし、上記（６）式は、θ₁＝θ₂、δ₁
＝δ₂のとき、以下の（７）式のように表される。

【００６７】

【数７】

【００６８】上記（７）式は、θ₁、θ₂、δ₁、δ₂の値
に依存しない。すなわち、図１で示した方形ロッド励起
モジュールは、θ₁＝θ₂、δ₁＝δ₂のとき、１／２波長
板として機能し、入射したレーザ光の偏光をｙ軸に対し
て線対称に変化させる。

【００６９】実際の方形ロッドでは、ロッド内の任意の
場所において完全に、θ₁＝θ₂、δ ₁＝δ₂を満たすわけ
ではないが、図１に示した構成により、ある程度の複屈
折補償がなされる。

【００７０】図４はこの発明の実施の形態１による方形
ロッド励起モジュールを通過したときの消光比の励起パ
ワー依存性（測定値）を示す説明図であり、単一ロッド
からなる従来の方形ロッド励起モジュールを通過した場
合と対比して示している。

【００７１】図４において、黒塗りプロットは、この発
明の実施の形態１による方形ロッド励起モジュール（図
１参照）を透過したときの消光比特性を示し、白抜きプ
ロットは、同じ励起パワーで従来の方形ロッド励起モジ
ュール（単１の方形ロッドで構成）を通過したときの消
光比特性を示している。

【００７２】また、図４において、丸印のプロットは、
ｘ軸に平行な直線偏光を有するレーザ光の場合の消光比
特性を示し、四角印のプロットは、ｘ軸に４５゜を成す
直線偏光を有するレーザ光の場合の消光比特性を示して
いる。なお、消光比の定義は、以下の通りである。

【００７３】消光比＝１０・ｌｏｇ（最大偏光成分のパ
ワー／最小偏光成分のパワー）

【００７４】図４から明らかなように、消光比特性は、
ｘ軸方向の偏光の場合（黒塗り丸印参照）では、従来
（白抜き丸印参照）と比べて約５ｄＢ程度改善され、ｘ
軸に対して４５゜方向の偏光の場合（黒塗り四角印参
照）では、従来（白抜き四角印参照）と比べて約８ｄＢ
〜９ｄＢ程度改善されている。

【００７５】このように、比較的簡単な構成で消光比の
低下を抑制することができるので、図１の方形ロッド励
起モジュールをレーザ発振器やレーザ増幅器に適用した
場合に、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低
下を防ぐことができる。

【００７６】また、熱レンズ効果に関しては、ｘ軸方向
について、排熱方向の熱レンズを１回通過し、且つ排熱
方向に対して垂直方向の熱レンズを１回通過しており、
ｙ軸方向についても、排熱方向の熱レンズを１回通過
し、且つ排熱方向に対して垂直方向の熱レンズを１回通
過するので、ｘ軸方向とｙ軸方向との熱レンズの差はほ
とんど生じず、非点収差は補償される。

【００７７】すなわち、ｘ軸方向とｙ軸方向の熱レンズ
の差が生じず、非点収差が補償されるので、レーザ発振
器やレーザ増幅器において非点を補償する構成を用いる
必要が無く、光学系の設計および構成を簡略化すること
ができる。

【００７８】さらに、方形ロッド本数が少なく、最小限
の２本の方形ロッド４１および４２のみで、方形ロッド
４１および４２の複屈折を補償して消光比の劣化を防止
することができるので、方形ロッド４１および４２の研
磨やコーティングなどの工程を減らすことができ、方形
ロッド励起モジュールの装置全体を廉価に構成すること
ができる。

【００７９】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、第１の方形ロッド４１および第２の方形ロッド４２
と、１／２波長板４３とからなる方形ロッド励起モジュ
ールを１組のみ用いた場合を示しているが、同様の構成
の方形ロッド励起モジュールをｍ組（ｍは整数）だけ連
続的に配列して用いてもよい。

【００８０】このように構成すれば、簡単な構成で、消
光比の低下をさらに抑制することができるので、レーザ
発振器やレーザ増幅器に適用した場合に、エネルギーの
利用効率の低下やビーム品質の低下をさらに防止するこ
とができる。

【００８１】また、この場合も、熱レンズ効果は、ｘ軸
方向について排熱に垂直方向の熱レンズをｍ回通過し、
ｙ軸方向についても排熱に垂直方向の熱レンズをｍ回通
過するので、ｘ軸方向とｙ軸方向の熱レンズの差は生じ
ず、非点収差は補償される。

【００８２】さらに、方形ロッドの本数が増えるので、
レーザ光に与える増幅率をさらに大きくすることがで
き、レーザ発振器およびレーザ増幅器に適用した場合の
効率をさらに高くすることができる。

【００８３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、軸方
向に配列された第１および第２の方形ロッドと、第１お
よび第２の方形ロッドの間に介在された１／２波長板と
を備え、第１の方形ロッドは、ほぼ平行に向かい合った
二つの面から排熱を行い、１／２波長板は、軸方向が第
１の方形ロッドの排熱方向とほぼ平行に配置され、第２
の方形ロッドは、ほぼ平行に向かい合った二つの面から
排熱を行うとともに、排熱方向が第１の方形ロッドとほ
ぼ垂直を成すように配置されたので、比較的簡単な構成
で非点収差および熱複屈折を効果的に補償し、複屈折軸
のずれによる消光比の低下を補償して抑制することによ
り、構成を複雑化することなくエネルギーの利用効率の
低下やビーム品質の低下を防止した方形ロッド励起モジ
ュールが得られる効果がある。

【００８４】また、この発明によれば、第１および第２
の方形ロッドと１／２波長板とからなる方形ロッド励起
モジュールを、第１および第２の方形ロッドの軸方向に
複数個配列し、方形ロッド本数の増大によりレーザ光に
与える増幅率を大きくしてレーザ効率を向上させたの
で、複屈折軸のずれによる消光比の低下をさらに補償し
て抑制した方形ロッド励起モジュールが得られる効果が
ある。

【００８５】また、この発明によれば、比較的簡単な構
成で非点収差および熱複屈折を効果的に補償して、複屈
折軸のずれによる消光比の低下を補償して抑制した方形
ロッド励起モジュールを用いたので、構成を複雑化する
ことなくエネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低
下を防止するとともに、光学系の設計および構成を簡略
化したレーザ発振器が得られる効果がある。

【００８６】また、この発明によれば、比較的簡単な構
成で非点収差および熱複屈折を効果的に補償して、複屈
折軸のずれによる消光比の低下を補償して抑制した方形
ロッド励起モジュールを用いたので、構成を複雑化する
ことなくエネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低
下を防止するとともに、光学系の設計および構成を簡略
化したレーザ増幅器が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による方形ロッド励
起モジュールの構成を示す斜視図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による第１の方形ロ
ッドの複屈折軸方向を示す説明図である。

【図３】 この発明の実施の形態１による第２の方形ロ
ッドの複屈折軸方向を示す説明図である。

【図４】 この発明の実施の形態１による方形ロッド励
起モジュールを通過したときの消光比の励起パワー依存
性を示す説明図である。

【図５】 一般的な方形ロッド励起モジュールの一例を
示す斜視図である。

【図６】 従来の方形ロッド励起モジュールを用いたレ
ーザ発振器の一例を示す側面図である。

【図７】 従来の方形ロッド励起モジュールによる方形
ロッド内の温度勾配の方向を示す説明図である。

【図８】 従来の方形ロッド励起モジュールの他の例を
示す斜視図である。

【符号の説明】

４１ 第１の方形ロッド、４２ 第２の方形ロッド、４
３ １／２波長板、４４ 光軸。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に配列された第１および第２の方
   形ロッドと、前記第１および第２の方形ロッドの間に介
   在された１／２波長板とを備え、 前記第１の方形ロッドは、ほぼ平行に向かい合った二つ
   の面から排熱を行い、前記１／２波長板は、軸方向が前
   記第１の方形ロッドの排熱方向とほぼ平行に配置され、
   前記第２の方形ロッドは、ほぼ平行に向かい合った二つ
   の面から排熱を行うとともに、排熱方向が前記第１の方
   形ロッドとほぼ垂直を成すように配置されたことを特徴
   とする方形ロッド励起モジュール。
2. 【請求項２】 前記第１および第２の方形ロッドと前記
   １／２波長板とからなる方形ロッド励起モジュールを、
   前記第１および第２の方形ロッドの軸方向に複数個配列
   したことを特徴とする請求項１に記載の方形ロッド励起
   モジュール。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の方形ロ
   ッド励起モジュールを用いたレーザ発振器。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の方形ロ
   ッド励起モジュールを用いたレーザ増幅器。