JP2003158325A - 受動ｑスイッチレーザ - Google Patents
受動ｑスイッチレーザInfo
- Publication number
- JP2003158325A JP2003158325A JP2002261792A JP2002261792A JP2003158325A JP 2003158325 A JP2003158325 A JP 2003158325A JP 2002261792 A JP2002261792 A JP 2002261792A JP 2002261792 A JP2002261792 A JP 2002261792A JP 2003158325 A JP2003158325 A JP 2003158325A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- laser light
- passive
- solid
- medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ光出力のピーク強度を増大可能な受動
Ｑスイッチレーザを提供する。 【解決手段】 固体レーザ媒質３のレーザ光入射面位置
は、集光光学系６，７によるレーザ光の集光位置から光
軸方向に沿ってずれている。したがって、通常よりも大
きな径のレーザ光が固体レーザ媒質３の表面上に入射す
る。半導体レーザ素子の出力でも中心部のレーザ光強度
は受動Ｑスイッチレーザの発振閾値を十分に超えさせる
ことができる。ビーム径の増大によって受動Ｑスイッチ
レーザから出力されるレーザ光の全パワーは増加し、時
間的ピーク強度が著しく向上する。すなわち、入力され
るレーザ光パワー密度を減少させると、出力されるレー
ザ光の時間的ピーク強度を増加する。
Ｑスイッチレーザを提供する。 【解決手段】 固体レーザ媒質３のレーザ光入射面位置
は、集光光学系６，７によるレーザ光の集光位置から光
軸方向に沿ってずれている。したがって、通常よりも大
きな径のレーザ光が固体レーザ媒質３の表面上に入射す
る。半導体レーザ素子の出力でも中心部のレーザ光強度
は受動Ｑスイッチレーザの発振閾値を十分に超えさせる
ことができる。ビーム径の増大によって受動Ｑスイッチ
レーザから出力されるレーザ光の全パワーは増加し、時
間的ピーク強度が著しく向上する。すなわち、入力され
るレーザ光パワー密度を減少させると、出力されるレー
ザ光の時間的ピーク強度を増加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、受動Ｑスイッチレ
ーザに関する。
ーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】共振器を構成する一対の反射鏡内に配置
された固体レーザ媒質と、共振器内の固体レーザ媒質か
ら発生した蛍光を吸収し当該吸収に伴って透過率が増加
するホスト結晶と、固体レーザ媒質を励起するレーザ光
を出射する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子から
出射されたレーザ光を固体レーザ媒質の表面上に集光す
る集光光学系とを備えている。
された固体レーザ媒質と、共振器内の固体レーザ媒質か
ら発生した蛍光を吸収し当該吸収に伴って透過率が増加
するホスト結晶と、固体レーザ媒質を励起するレーザ光
を出射する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子から
出射されたレーザ光を固体レーザ媒質の表面上に集光す
る集光光学系とを備えている。
【０００３】半導体レーザ素子のレーザ光をホスト結晶
が吸収すると、ホスト結晶の励起準位の電子密度が次第
に増加し、ある時点で励起準位が満たされるために電子
密度が飽和し透明化し、共振のＱ値が高くなり、受動Ｑ
スイッチレーザはレーザ光を出力する。
が吸収すると、ホスト結晶の励起準位の電子密度が次第
に増加し、ある時点で励起準位が満たされるために電子
密度が飽和し透明化し、共振のＱ値が高くなり、受動Ｑ
スイッチレーザはレーザ光を出力する。
【０００４】また、固体受動ＱスイッチとしてＣ
ｒ4+：ＧＳＧＧを、レーザ光に対して透明な結晶として
ＧＳＧＧを用いたもの、固体受動ＱスイッチとしてＵ
2+：ＣａＦ2を、レーザ光に対して透明な結晶としてＣ
ａＦ2を用いたもの、固体受動ＱスイッチとしてＥｒ
3+：ＣａＦ2を、レーザ光に対して透明な結晶としてＣ
ａＦ2を用いたもの、固体レーザ媒質にＹｂ：ＹＡＧ
を、固体受動ＱスイッチにＵ2+：ＣａＦ2を用いたもの
が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
ｒ4+：ＧＳＧＧを、レーザ光に対して透明な結晶として
ＧＳＧＧを用いたもの、固体受動ＱスイッチとしてＵ
2+：ＣａＦ2を、レーザ光に対して透明な結晶としてＣ
ａＦ2を用いたもの、固体受動ＱスイッチとしてＥｒ
3+：ＣａＦ2を、レーザ光に対して透明な結晶としてＣ
ａＦ2を用いたもの、固体レーザ媒質にＹｂ：ＹＡＧ
を、固体受動ＱスイッチにＵ2+：ＣａＦ2を用いたもの
が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】この発明に関連する先行技術文献情報とし
ては以下のものがある。
ては以下のものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１０１１７５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
受動Ｑスイッチレーザにおいては、レーザ光出力のピー
ク強度が１２ｋＷ程度と低く、光通信等の技術分野にお
いては、ピーク強度の増大が望まれているところ、受動
Ｑスイッチレーザの更なる改良が望まれている。本発明
は、このような課題に鑑みてなされたものであり、レー
ザ光出力のピーク強度を増大可能な受動Ｑスイッチレー
ザを提供することを目的とする。
受動Ｑスイッチレーザにおいては、レーザ光出力のピー
ク強度が１２ｋＷ程度と低く、光通信等の技術分野にお
いては、ピーク強度の増大が望まれているところ、受動
Ｑスイッチレーザの更なる改良が望まれている。本発明
は、このような課題に鑑みてなされたものであり、レー
ザ光出力のピーク強度を増大可能な受動Ｑスイッチレー
ザを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】従来、半導体レーザ素子
から出射されるレーザ光強度を増加させれば、受動Ｑス
イッチレーザから出力されるレーザ光の時間的ピーク強
度が増加するものと思われていた。したがって、従来の
受動Ｑスイッチレーザにおいては、レーザ光出力の空間
的ピーク強度を向上させるため、集光光学系から出射さ
れるレーザ光を出来るだけ絞って固体レーザ媒質の表面
上に入射させることとしていた。
から出射されるレーザ光強度を増加させれば、受動Ｑス
イッチレーザから出力されるレーザ光の時間的ピーク強
度が増加するものと思われていた。したがって、従来の
受動Ｑスイッチレーザにおいては、レーザ光出力の空間
的ピーク強度を向上させるため、集光光学系から出射さ
れるレーザ光を出来るだけ絞って固体レーザ媒質の表面
上に入射させることとしていた。
【０００９】しかしながら、このような手法を採用する
と、実際には、出力されるレーザ光のパルス間隔が短く
なるだけで、受動Ｑスイッチレーザから出力されるレー
ザ光のピーク強度（パルスエネルギー）は増加しない
（図６参照）。
と、実際には、出力されるレーザ光のパルス間隔が短く
なるだけで、受動Ｑスイッチレーザから出力されるレー
ザ光のピーク強度（パルスエネルギー）は増加しない
（図６参照）。
【００１０】そこで、本発明に係る受動Ｑスイッチレー
ザは、共振器を構成する一対の反射鏡内に配置された固
体レーザ媒質と、共振器内の固体レーザ媒質から発生し
た蛍光を吸収し当該吸収に伴って透過率が増加するホス
ト結晶と、固体レーザ媒質を励起するレーザ光を出射す
るレーザ光源と、レーザ光源から出射されたレーザ光を
固体レーザ媒質の表面上に集光する集光光学系とを備え
る受動Ｑスイッチレーザにおいて、固体レーザ媒質の表
面を、集光光学系によるレーザ光の集光位置からずらし
て配置した。レーザ光源は半導体レーザ素子とすること
ができる。
ザは、共振器を構成する一対の反射鏡内に配置された固
体レーザ媒質と、共振器内の固体レーザ媒質から発生し
た蛍光を吸収し当該吸収に伴って透過率が増加するホス
ト結晶と、固体レーザ媒質を励起するレーザ光を出射す
るレーザ光源と、レーザ光源から出射されたレーザ光を
固体レーザ媒質の表面上に集光する集光光学系とを備え
る受動Ｑスイッチレーザにおいて、固体レーザ媒質の表
面を、集光光学系によるレーザ光の集光位置からずらし
て配置した。レーザ光源は半導体レーザ素子とすること
ができる。
【００１１】かかる構成によれば、固体レーザ媒質表面
上に照射されるレーザ光のパワー密度は低下するが、ビ
ーム径は大きくなる。レーザ光源としての半導体レーザ
素子は通常の気体レーザと比較して出力が低いが、この
ような半導体レーザ素子においても、レーザ光パワー密
度は受動Ｑスイッチレーザの発振閾値を超えさせること
ができる。
上に照射されるレーザ光のパワー密度は低下するが、ビ
ーム径は大きくなる。レーザ光源としての半導体レーザ
素子は通常の気体レーザと比較して出力が低いが、この
ような半導体レーザ素子においても、レーザ光パワー密
度は受動Ｑスイッチレーザの発振閾値を超えさせること
ができる。
【００１２】したがって、半導体レーザ素子を用いて
も、ビーム径の増大によって受動Ｑスイッチレーザから
出力されるレーザ光のピーク強度を著しく向上させるこ
とができる。
も、ビーム径の増大によって受動Ｑスイッチレーザから
出力されるレーザ光のピーク強度を著しく向上させるこ
とができる。
【００１３】換言すれば、入力されるレーザ光パワー密
度の増加ではなく減少こそが、出力されるレーザ光の時
間的ピーク強度を増加させるという特異な現象が発生す
る。また、半導体レーザ素子を用いても、出力されるレ
ーザ光のピーク強度を著しく向上させることができるの
で、装置全体を小型化することもできる。
度の増加ではなく減少こそが、出力されるレーザ光の時
間的ピーク強度を増加させるという特異な現象が発生す
る。また、半導体レーザ素子を用いても、出力されるレ
ーザ光のピーク強度を著しく向上させることができるの
で、装置全体を小型化することもできる。
【００１４】また、半導体レーザ素子を用いた場合のポ
ンプ面積が０．３８ｍｍ2以上では、時間的ピーク強度
は飽和するので、この領域で受動Ｑスイッチレーザのピ
ーク強度出力を安定させて使用することができる。
ンプ面積が０．３８ｍｍ2以上では、時間的ピーク強度
は飽和するので、この領域で受動Ｑスイッチレーザのピ
ーク強度出力を安定させて使用することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に係る受動Ｑス
イッチレーザについて説明する。なお、同一要素には同
一符号を用い、重複する説明は省略する。
イッチレーザについて説明する。なお、同一要素には同
一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１６】図１は実施の形態に係る受動Ｑスイッチレ
ーザの説明図である。この受動Ｑスイッチレーザは、共
振器を構成する一対の反射鏡１，２内に配置された固体
レーザ媒質（Ｎｄ：ＹＡＧ）３と、共振器内の固体レー
ザ媒質３から発生した光を吸収し当該吸収に伴って透過
率が増加するホスト結晶（Ｃｒ4+：ＹＡＧ：可飽和吸収
体）４と、固体レーザ媒質３を励起するレーザ光を出射
する半導体レーザ素子（レーザ光源）５とを備えてい
る。
ーザの説明図である。この受動Ｑスイッチレーザは、共
振器を構成する一対の反射鏡１，２内に配置された固体
レーザ媒質（Ｎｄ：ＹＡＧ）３と、共振器内の固体レー
ザ媒質３から発生した光を吸収し当該吸収に伴って透過
率が増加するホスト結晶（Ｃｒ4+：ＹＡＧ：可飽和吸収
体）４と、固体レーザ媒質３を励起するレーザ光を出射
する半導体レーザ素子（レーザ光源）５とを備えてい
る。
【００１７】半導体レーザ素子５からの励起用レーザ光
（励起光）はレンズ６，７によって固体レーザ媒質３の
レーザ光入射面（表面）上に集光されている。前段側の
レンズ６はコリメータレンズであり、半導体レーザ素子
５から出射されたレーザ光の発散を抑制し、平行光に変
換して出射する。後段側のレンズ７は集光レンズであ
り、平行に入射したレーザ光を集光する。この光学系に
おいては、集光レンズ７の焦点位置に、レーザ光が集光
する。すなわち、集光レンズ７の焦点位置と、集光光学
系６，７によるレーザ光の集光位置とは一致している。
レーザ光の集光位置は、コリメータレンズ６が無い場合
には、更に遠い位置になる。
（励起光）はレンズ６，７によって固体レーザ媒質３の
レーザ光入射面（表面）上に集光されている。前段側の
レンズ６はコリメータレンズであり、半導体レーザ素子
５から出射されたレーザ光の発散を抑制し、平行光に変
換して出射する。後段側のレンズ７は集光レンズであ
り、平行に入射したレーザ光を集光する。この光学系に
おいては、集光レンズ７の焦点位置に、レーザ光が集光
する。すなわち、集光レンズ７の焦点位置と、集光光学
系６，７によるレーザ光の集光位置とは一致している。
レーザ光の集光位置は、コリメータレンズ６が無い場合
には、更に遠い位置になる。
【００１８】ここで、固体レーザ媒質３のレーザ光入射
面位置は、集光光学系６，７によるレーザ光の集光位置
から光軸方向に沿ってずれている。したがって、通常よ
りも大きな径のレーザ光が固体レーザ媒質３の表面上に
入射する。半導体レーザ素子５からの直径の大きな励起
用レーザ光が、レンズ６，７及び反射鏡（波長選択ミラ
ー（ＡＲ（反射防止）コート：８０８ｎｍ， ＨＲ（高
反射）コート：１０６４ｎｍ）１を順次介して固体レー
ザ媒質３に入射すると、固体レーザ媒質３が自然発光
（蛍光）する。この光はホスト結晶４内に入射しホスト
結晶４内において吸収される。
面位置は、集光光学系６，７によるレーザ光の集光位置
から光軸方向に沿ってずれている。したがって、通常よ
りも大きな径のレーザ光が固体レーザ媒質３の表面上に
入射する。半導体レーザ素子５からの直径の大きな励起
用レーザ光が、レンズ６，７及び反射鏡（波長選択ミラ
ー（ＡＲ（反射防止）コート：８０８ｎｍ， ＨＲ（高
反射）コート：１０６４ｎｍ）１を順次介して固体レー
ザ媒質３に入射すると、固体レーザ媒質３が自然発光
（蛍光）する。この光はホスト結晶４内に入射しホスト
結晶４内において吸収される。
【００１９】この吸収に伴い、ホスト結晶４の励起準位
における電子濃度が増加する。電子濃度の増加に伴って
ホスト結晶４は透明化し、透過率が増加する。固体レー
ザ媒質３から出射した光は、反射鏡１，２間において反
射を繰り返し、ある時点で固体レーザ媒質３内で誘導放
出が生じ、反射鏡（部分反射ミラー）２を介して外部に
レーザ光が出力される。
における電子濃度が増加する。電子濃度の増加に伴って
ホスト結晶４は透明化し、透過率が増加する。固体レー
ザ媒質３から出射した光は、反射鏡１，２間において反
射を繰り返し、ある時点で固体レーザ媒質３内で誘導放
出が生じ、反射鏡（部分反射ミラー）２を介して外部に
レーザ光が出力される。
【００２０】図２は固体レーザ媒質３のレーザ光入射面
上におけるレーザ光強度分布を示すグラフである。固体
レーザ媒質３の表面上の空間的レーザ光ピーク強度は、
固体レーザ媒質３のレーザ光入射面位置が集光光学系
６，７によるレーザ光の集光位置から光軸方向に沿って
ずれている場合（下図）、一致している場合（上図）に
比較して低下するが、図示の如くビーム径（ポンプ面
積）は大きくなる。
上におけるレーザ光強度分布を示すグラフである。固体
レーザ媒質３の表面上の空間的レーザ光ピーク強度は、
固体レーザ媒質３のレーザ光入射面位置が集光光学系
６，７によるレーザ光の集光位置から光軸方向に沿って
ずれている場合（下図）、一致している場合（上図）に
比較して低下するが、図示の如くビーム径（ポンプ面
積）は大きくなる。
【００２１】レーザ光源としての半導体レーザ素子５
は、通常の気体レーザと比較して出力が低いが、このよ
うな半導体レーザ素子においても、中心部のレーザ光強
度は受動Ｑスイッチレーザの発振閾値を超えさせること
ができる。
は、通常の気体レーザと比較して出力が低いが、このよ
うな半導体レーザ素子においても、中心部のレーザ光強
度は受動Ｑスイッチレーザの発振閾値を超えさせること
ができる。
【００２２】したがって、半導体レーザ素子５を用いて
も、ビーム径の増大によって受動Ｑスイッチレーザから
出力されるレーザ光の全パワーは増加し、時間的ピーク
強度が著しく向上する。
も、ビーム径の増大によって受動Ｑスイッチレーザから
出力されるレーザ光の全パワーは増加し、時間的ピーク
強度が著しく向上する。
【００２３】換言すれば、入力されるレーザ光パワー密
度の増加ではなく減少こそが、出力されるレーザ光の時
間的ピーク強度を増加させるという特異な現象が発生す
る。また、半導体レーザ素子を用いても、出力されるレ
ーザ光の時間的ピーク強度を著しく向上させることがで
きるので、装置全体を小型化することもできる。なお、
本実施形態の受動Ｑスイッチレーザの半導体レーザ素子
５はパルス駆動される。
度の増加ではなく減少こそが、出力されるレーザ光の時
間的ピーク強度を増加させるという特異な現象が発生す
る。また、半導体レーザ素子を用いても、出力されるレ
ーザ光の時間的ピーク強度を著しく向上させることがで
きるので、装置全体を小型化することもできる。なお、
本実施形態の受動Ｑスイッチレーザの半導体レーザ素子
５はパルス駆動される。
【００２４】また、半導体レーザ素子５を用いた場合の
レーザ光照射面積が０．３８ｍｍ2以上では、時間的ピ
ーク強度は飽和するので、この領域で受動Ｑスイッチレ
ーザのピーク強度出力を安定させて使用することができ
る。
レーザ光照射面積が０．３８ｍｍ2以上では、時間的ピ
ーク強度は飽和するので、この領域で受動Ｑスイッチレ
ーザのピーク強度出力を安定させて使用することができ
る。
【００２５】なお、上記構成においては、固体レーザ媒
質３の後段側にホスト結晶４を配置したが、固体レーザ
媒質３の前段側に無添加のＹＡＧ結晶を配置したり、共
振器を構成する反射鏡１，２をコーティング膜によって
構成したり、或いはＮｄ，Ｃｒを同一のＹＡＧ結晶内に
添加することにより、固体レーザ媒質３とホスト結晶４
とを共通とすることとしてもよい。
質３の後段側にホスト結晶４を配置したが、固体レーザ
媒質３の前段側に無添加のＹＡＧ結晶を配置したり、共
振器を構成する反射鏡１，２をコーティング膜によって
構成したり、或いはＮｄ，Ｃｒを同一のＹＡＧ結晶内に
添加することにより、固体レーザ媒質３とホスト結晶４
とを共通とすることとしてもよい。
【００２６】固体レーザ媒質３としてはＮｄ添加ＹＬＦ
やＹｂ添加ＹＡＧ等を用いることもできる。なお、固体
レーザ媒質３とホスト結晶４（固体レーザ媒質３から発
生する蛍光に対して透明となる結晶）の組み合わせとし
ては様々なものが考えられる。
やＹｂ添加ＹＡＧ等を用いることもできる。なお、固体
レーザ媒質３とホスト結晶４（固体レーザ媒質３から発
生する蛍光に対して透明となる結晶）の組み合わせとし
ては様々なものが考えられる。
【００２７】例えば、固体レーザ媒質３が出射レーザ波
長１μｍ帯であるＮｄ添加レーザである場合にはホスト
結晶４としてＣｒ4+添加ＧＳＧＧが、出射レーザ波長
０．９８μｍ帯であるＹｂ添加レーザに対してはＵ2+添
加ＣａＦ2が、出射レーザ波長１．５μｍ帯であるＥｒ
添加レーザに対してはＥｒ3+添加ＣａＦ2が挙げられ
る。また、ホスト結晶４としてＣｒ4+添加Ｙ3Ａｌ5Ｏ12
等を用いることもできる。また、固体レーザ媒質３に適
当なＡＲコーティングを施してもよい。
長１μｍ帯であるＮｄ添加レーザである場合にはホスト
結晶４としてＣｒ4+添加ＧＳＧＧが、出射レーザ波長
０．９８μｍ帯であるＹｂ添加レーザに対してはＵ2+添
加ＣａＦ2が、出射レーザ波長１．５μｍ帯であるＥｒ
添加レーザに対してはＥｒ3+添加ＣａＦ2が挙げられ
る。また、ホスト結晶４としてＣｒ4+添加Ｙ3Ａｌ5Ｏ12
等を用いることもできる。また、固体レーザ媒質３に適
当なＡＲコーティングを施してもよい。
【００２８】なお、添加物としては、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｈｏ、Ｅｒ＋Ｙｂ（共ドープ）、Ｔｍ＋Ｈｏ（共ド
ープ）が列挙され、これらが添加される基礎材料はＹ3
Ａｌ5Ｏ 12、ＬａＭｇＡ11Ｏ19、ＹＶＯ、Ｙ2ＳｉＯ5、
ＹＬｉＦ4又はＧｄＶＯ4から選択することができる。
ｍ、Ｈｏ、Ｅｒ＋Ｙｂ（共ドープ）、Ｔｍ＋Ｈｏ（共ド
ープ）が列挙され、これらが添加される基礎材料はＹ3
Ａｌ5Ｏ 12、ＬａＭｇＡ11Ｏ19、ＹＶＯ、Ｙ2ＳｉＯ5、
ＹＬｉＦ4又はＧｄＶＯ4から選択することができる。
【００２９】
【実施例】上記受動Ｑスイッチレーザを試作し特性評価
を行った。 （実験条件）
を行った。 （実験条件）
【００３０】実験に用いた各素子は以下の通りであり、
半導体レーザ素子５に供給される駆動電流パルスの最大
値は４０Ａ（励起用レーザ光の時間的ピーク強度２５
Ｗ）、駆動電流パルスの繰り返し周波数は１００Ｈｚ
（パルス幅は５００μｓ）、デューティ比は５％とし
た。
半導体レーザ素子５に供給される駆動電流パルスの最大
値は４０Ａ（励起用レーザ光の時間的ピーク強度２５
Ｗ）、駆動電流パルスの繰り返し周波数は１００Ｈｚ
（パルス幅は５００μｓ）、デューティ比は５％とし
た。
【００３１】
【表１】
【００３２】（実験結果）受動Ｑスイッチレーザから出
力されたレーザ光のピーク強度をパルスエネルギーはパ
ワーメータで測定、パルス幅はオシロスコープで測定、
ピーク強度はパルスエネルギー／パルス幅で算出で測定
した。
力されたレーザ光のピーク強度をパルスエネルギーはパ
ワーメータで測定、パルス幅はオシロスコープで測定、
ピーク強度はパルスエネルギー／パルス幅で算出で測定
した。
【００３３】図３は半導体レーザ素子５から出力される
レーザ光を集光する集光レンズ７の光軸方向位置（ｍ
ｍ）と、固体レーザ媒質３のレーザ光入射面における励
起用レーザ光照射面積（ポンプ面積）（ｍｍ2）との関
係を示すグラフである。集光レンズ７の位置が、レーザ
光集光位置を与えるレンズ位置（０ｍｍとする）から光
軸方向に沿ってずれると、ポンプ面積は増大する。
レーザ光を集光する集光レンズ７の光軸方向位置（ｍ
ｍ）と、固体レーザ媒質３のレーザ光入射面における励
起用レーザ光照射面積（ポンプ面積）（ｍｍ2）との関
係を示すグラフである。集光レンズ７の位置が、レーザ
光集光位置を与えるレンズ位置（０ｍｍとする）から光
軸方向に沿ってずれると、ポンプ面積は増大する。
【００３４】図４は集光レンズ７の光軸方向位置（ｍ
ｍ）と、受動Ｑスイッチレーザから出力されるレーザ光
のパルスのエネルギー（μＪ）、パルス幅（ｎｓ）、時
間的ピーク強度（ｋＷ）との関係を示すグラフである。
レンズ位置が１．５ｍｍ以上固体レーザ媒質３から離れ
る方向（正方向とする）にずれると、時間的ピーク強度
は飽和するので、この領域で受動Ｑスイッチレーザのピ
ーク強度出力を安定させて使用することができる。
ｍ）と、受動Ｑスイッチレーザから出力されるレーザ光
のパルスのエネルギー（μＪ）、パルス幅（ｎｓ）、時
間的ピーク強度（ｋＷ）との関係を示すグラフである。
レンズ位置が１．５ｍｍ以上固体レーザ媒質３から離れ
る方向（正方向とする）にずれると、時間的ピーク強度
は飽和するので、この領域で受動Ｑスイッチレーザのピ
ーク強度出力を安定させて使用することができる。
【００３５】図５はレーザ光入射面上のポンプ面積（ｍ
ｍ2）と、受動Ｑスイッチレーザから出力されるレーザ
光のパルスのエネルギー（μＪ）、パルス幅（ｎｓ）、
時間的ピーク強度（ｋＷ）との関係を示すグラフであ
る。ポンプ面積が０．３８ｍｍ 2以上では、時間的ピー
ク強度は飽和するので、この領域で受動Ｑスイッチレー
ザのピーク強度出力を安定させて使用することができ
る。
ｍ2）と、受動Ｑスイッチレーザから出力されるレーザ
光のパルスのエネルギー（μＪ）、パルス幅（ｎｓ）、
時間的ピーク強度（ｋＷ）との関係を示すグラフであ
る。ポンプ面積が０．３８ｍｍ 2以上では、時間的ピー
ク強度は飽和するので、この領域で受動Ｑスイッチレー
ザのピーク強度出力を安定させて使用することができ
る。
【００３６】以上のように、本実施例の受動Ｑスイッチ
レーザにおいては、レーザ光出力の時間的ピーク強度
を、集光位置にレーザ光入射面を配置した場合よりも、
３３％は増加させることができた。パルスエネルギーで
は３７％の増加となる。このような受動Ｑスイッチレー
ザはマイクロチップサイズとすることもでき、光通信技
術等に適用することができる。
レーザにおいては、レーザ光出力の時間的ピーク強度
を、集光位置にレーザ光入射面を配置した場合よりも、
３３％は増加させることができた。パルスエネルギーで
は３７％の増加となる。このような受動Ｑスイッチレー
ザはマイクロチップサイズとすることもでき、光通信技
術等に適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明の受動Ｑスイッチレーザにおいて
は、レーザ光出力のピーク強度を増大させることができ
る。
は、レーザ光出力のピーク強度を増大させることができ
る。
【図１】実施の形態に係る受動Ｑスイッチレーザの説明
図である。
図である。
【図２】固体レーザ媒質３のレーザ光入射面上における
レーザ光強度分布を示すグラフである。
レーザ光強度分布を示すグラフである。
【図３】半導体レーザ素子５から出力されるレーザ光を
集光する集光レンズ７の光軸方向位置（ｍｍ）と、固体
レーザ媒質３のレーザ光入射面における励起用レーザ光
照射面積（ポンプ面積）（ｍｍ2）との関係を示すグラ
フである。
集光する集光レンズ７の光軸方向位置（ｍｍ）と、固体
レーザ媒質３のレーザ光入射面における励起用レーザ光
照射面積（ポンプ面積）（ｍｍ2）との関係を示すグラ
フである。
【図４】集光レンズ７の光軸方向位置（ｍｍ）と、受動
Ｑスイッチレーザから出力されるレーザ光のパルスのエ
ネルギー（μＪ）、パルス幅（ｎｓ）、時間的ピーク強
度（ｋＷ）との関係を示すグラフである。
Ｑスイッチレーザから出力されるレーザ光のパルスのエ
ネルギー（μＪ）、パルス幅（ｎｓ）、時間的ピーク強
度（ｋＷ）との関係を示すグラフである。
【図５】レーザ光入射面上のポンプ面積（ｍｍ2）と、
受動Ｑスイッチレーザから出力されるレーザ光のパルス
のエネルギー（μＪ）、パルス幅（ｎｓ）、時間的ピー
ク強度（ｋＷ）との関係を示すグラフである。
受動Ｑスイッチレーザから出力されるレーザ光のパルス
のエネルギー（μＪ）、パルス幅（ｎｓ）、時間的ピー
ク強度（ｋＷ）との関係を示すグラフである。
【図６】レーザ光入射面をレンズ焦点位置に一致させた
場合のレーザ光パワー密度（ｋＷ／ｃｍ2）とパルスエ
ネルギー（μＪ）との関係を示すグラフである。
場合のレーザ光パワー密度（ｋＷ／ｃｍ2）とパルスエ
ネルギー（μＪ）との関係を示すグラフである。
１…反射鏡、２…反射鏡（出力鏡）、３…固体レーザ媒
質、４…ホスト結晶、５…半導体レーザ素子、６…コリ
メータレンズ、７…集光レンズ。
質、４…ホスト結晶、５…半導体レーザ素子、６…コリ
メータレンズ、７…集光レンズ。
フロントページの続き
(72)発明者 菅 博文
静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ
トニクス株式会社内
(72)発明者 平等 拓範
愛知県岡崎市明大寺字西郷中38 岡崎国立
共同研究機構分子科学研究所内
Ｆターム(参考） 5F072 AB02 AB11 AB15 AK01 JJ04
KK02 KK03 KK06 PP07 SS08
Claims (3)
- 【請求項１】 共振器を構成する一対の反射鏡内に配置
された固体レーザ媒質と、前記共振器内の前記固体レー
ザ媒質から発生した蛍光を吸収し当該吸収に伴って透過
率が増加するホスト結晶と、前記固体レーザ媒質を励起
するレーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源
から出射されたレーザ光を前記固体レーザ媒質の表面上
に集光する集光光学系とを備える受動Ｑスイッチレーザ
において、 前記固体レーザ媒質の前記表面を、前記集光光学系によ
る前記レーザ光の集光位置からずらして配置したことを
特徴とする受動Ｑスイッチレーザ。 - 【請求項２】 前記レーザ光源は半導体レーザ素子から
なることを特徴とする請求項１に記載の受動Ｑスイッチ
レーザ。 - 【請求項３】 前記固体レーザ媒質の表面上のレーザ光
照射面積は０．３８ｍｍ2以上であることを特徴とする
請求項２に記載の受動Ｑスイッチレーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002261792A JP2003158325A (ja) | 2001-09-10 | 2002-09-06 | 受動ｑスイッチレーザ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-274025 | 2001-09-10 | ||
| JP2001274025 | 2001-09-10 | ||
| JP2002261792A JP2003158325A (ja) | 2001-09-10 | 2002-09-06 | 受動ｑスイッチレーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003158325A true JP2003158325A (ja) | 2003-05-30 |
Family
ID=26621938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002261792A Pending JP2003158325A (ja) | 2001-09-10 | 2002-09-06 | 受動ｑスイッチレーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003158325A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013219232A (ja) * | 2012-04-10 | 2013-10-24 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザ装置 |
| DE102014015813A1 (de) | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Inter-University Research Institute Corporation National Institutes Of Natural Sciences | Q-Switch-Laservorrichtung |
| JP2016063063A (ja) * | 2014-09-18 | 2016-04-25 | 株式会社トプコン | レーザ発振装置 |
| JP2017123429A (ja) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 受動ｑスイッチレーザ装置 |
| JP2017201662A (ja) * | 2016-05-06 | 2017-11-09 | 株式会社リコー | レーザ装置、点火装置及び内燃機関 |
| JP2019062229A (ja) * | 2018-12-18 | 2019-04-18 | 株式会社トプコン | レーザ発振装置 |
-
2002
- 2002-09-06 JP JP2002261792A patent/JP2003158325A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013219232A (ja) * | 2012-04-10 | 2013-10-24 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザ装置 |
| DE102014015813A1 (de) | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Inter-University Research Institute Corporation National Institutes Of Natural Sciences | Q-Switch-Laservorrichtung |
| US9203210B2 (en) | 2013-10-25 | 2015-12-01 | Inter-University Research Institute Corporation National Institutes Of Natural Sciences | Q-switched laser device |
| JP2016063063A (ja) * | 2014-09-18 | 2016-04-25 | 株式会社トプコン | レーザ発振装置 |
| JP2017123429A (ja) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 受動ｑスイッチレーザ装置 |
| JP2017201662A (ja) * | 2016-05-06 | 2017-11-09 | 株式会社リコー | レーザ装置、点火装置及び内燃機関 |
| JP2019062229A (ja) * | 2018-12-18 | 2019-04-18 | 株式会社トプコン | レーザ発振装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7203209B2 (en) | System and method for a passively Q-switched, resonantly pumped, erbium-doped crystalline laser | |
| US9160131B2 (en) | Transition-metal-doped thin-disk laser | |
| US8532151B2 (en) | Passively Q-switched microlaser | |
| US20070297464A1 (en) | Mode-locked laser device | |
| US7286587B2 (en) | Holmium doped 2.1 micron crystal laser | |
| JP2007523499A (ja) | レーザ装置 | |
| US7881348B2 (en) | Mode-locked laser device | |
| US20170117681A1 (en) | Solid-state laser | |
| Erhard et al. | Pumping schemes for multi-kW thin disk lasers | |
| JPH04206979A (ja) | Ｑスイッチ固体レーザ装置 | |
| JP2003158325A (ja) | 受動ｑスイッチレーザ | |
| JPH11261136A (ja) | 光パルス発生素子 | |
| JP2003086873A (ja) | 受動ｑスイッチレーザ | |
| US6950449B2 (en) | Passively Q-switched laser | |
| JP2005039093A (ja) | レーザ装置 | |
| JP6267837B2 (ja) | レーザ装置 | |
| US7274723B2 (en) | Method for amplifying a solid-state laser | |
| WO2020054869A1 (ja) | 光発振器 | |
| JPH07231136A (ja) | パルスレーザ発振器とレーザマーカ | |
| Ji et al. | Comparison of laser performance of electro-optic Q-switched Nd: YAG ceramic/single crystal laser | |
| JP2546145B2 (ja) | ランプ励起ＴＥＭｏｏモード固体レーザ装置 | |
| CN115000788A (zh) | 一种窄脉宽微片激光器 | |
| Mandl et al. | Flashlamp-pumped Cr: LiSAF thin-slab zigzag laser | |
| JP2013219209A (ja) | 固体レーザ装置、及びそれを用いた波長変換装置 | |
| JP2005011888A (ja) | エルビウム添加光ファイバ、光ファイバレーザ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050512 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080401 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080729 |