JP2003332657A - Laser system - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザーシステム
に関し、さらに詳細には、励起光により励起されてレー
ザー発振するレーザー媒質を備えたレーザーシステムに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser system, and more particularly to a laser system provided with a laser medium that is excited by excitation light to oscillate.
【０００２】[0002]
【発明の背景】従来のレーザーシステムとして、ランプ
の発光を励起光として用いて、共振器内に配設されたレ
ーザー媒質を励起するようにしたものが知られている。2. Description of the Related Art As a conventional laser system, there is known a system in which light emitted from a lamp is used as excitation light to excite a laser medium arranged in a resonator.
【０００３】しかしながら、こうしたレーザーシステム
は、ランプの発光を励起光として用いてレーザー媒質を
励起するものであるので、レーザー発振の効率がよくな
いという問題点があった。However, since such a laser system excites the laser medium by using the light emitted from the lamp as the excitation light, there is a problem that the efficiency of laser oscillation is not good.
【０００４】こうした問題点を解決するために、レーザ
ーダイオードなどの半導体レーザーから出射される所定
の波長のレーザー光を励起光として用いて、共振器内に
配設されたレーザー媒質を励起するレーザーシステムが
開発されている。In order to solve these problems, a laser system for exciting a laser medium arranged in a resonator by using laser light of a predetermined wavelength emitted from a semiconductor laser such as a laser diode as excitation light. Is being developed.
【０００５】この半導体レーザーから出射される所定の
波長のレーザー光を励起光として用いてレーザー媒質を
励起するレーザーシステムは、レーザー媒質の吸収帯の
波長のレーザー光を出射する半導体レーザーを選択し
て、当該半導体レーザーのレーザー光を励起光として用
いてレーザー媒質を励起することができるので、レーザ
ー発振の効率が極めてよいものである。A laser system for exciting a laser medium by using laser light of a predetermined wavelength emitted from this semiconductor laser as excitation light, selects a semiconductor laser which emits laser light of a wavelength in the absorption band of the laser medium. Since the laser medium can be excited by using the laser light of the semiconductor laser as excitation light, the efficiency of laser oscillation is extremely good.
【０００６】ところで、従来の半導体レーザーを用いて
レーザー媒質を励起するレーザーシステムにおいては、
例えば、励起光によりレーザー媒質としてのロッド状レ
ーザー結晶の側面から励起する場合には、励起光として
のレーザー光を出射するレーザーダイオードなどの半導
体レーザーを、ロッド状レーザー結晶に近接させて配置
する必要があった。このため、従来の半導体レーザーを
用いてレーザー媒質を励起するレーザーシステムにおい
ては、一般に、内部にレーザー媒質を配置した共振器と
一体的に半導体レーザーが配置されていた。By the way, in a conventional laser system for exciting a laser medium using a semiconductor laser,
For example, when pumping light from a side surface of a rod-shaped laser crystal as a laser medium, a semiconductor laser such as a laser diode that emits laser light as the pumping light needs to be arranged close to the rod-shaped laser crystal. was there. Therefore, in a conventional laser system that pumps a laser medium using a semiconductor laser, the semiconductor laser is generally arranged integrally with a resonator in which the laser medium is arranged.
【０００７】しかしながら、こうした従来の半導体レー
ザーを用いてレーザー媒質を励起するレーザーシステム
によれば、内部にレーザー媒質を配置した共振器と一体
的に近接して半導体レーザーが配置されることになるた
め、共振器周りの装置構成が大型化してスペース的に不
利になるという問題点があった。However, according to the laser system for exciting the laser medium by using such a conventional semiconductor laser, the semiconductor laser is arranged in close proximity to the resonator in which the laser medium is arranged. However, there is a problem in that the device configuration around the resonator becomes large and space is disadvantageous.
【０００８】また、上記した従来の半導体レーザーを用
いてレーザー媒質を励起するレーザーシステムによれ
ば、内部にレーザー媒質を配置した共振器と一体的に近
接して半導体レーザーが配置されることになるため、半
導体レーザーから発生する熱によりレーザー媒質の安定
性の低下を招くという問題点があり、さらに、半導体レ
ーザーから発生する熱を冷却するための冷却機構が必要
になるので、共振器周りの装置構成が大型化してスペー
ス的に不利になるという問題点があった。Further, according to the laser system for exciting the laser medium using the above-mentioned conventional semiconductor laser, the semiconductor laser is arranged in close proximity to the resonator in which the laser medium is arranged. Therefore, there is a problem that the stability of the laser medium is deteriorated by the heat generated from the semiconductor laser, and further, a cooling mechanism for cooling the heat generated from the semiconductor laser is required. There is a problem that the structure becomes large and space is disadvantageous.
【０００９】さらに、上記した従来の半導体レーザーを
用いてレーザー媒質を励起するレーザーシステムによれ
ば、半導体レーザーの故障や寿命による交換などの際
に、共振器の再調整が必要となるため、メンテナンスが
煩雑になるという問題点があった。Furthermore, according to the laser system for exciting the laser medium using the above-mentioned conventional semiconductor laser, it is necessary to readjust the resonator when the semiconductor laser fails or is replaced due to its life. There was a problem that was complicated.
【００１０】また、従来の波長８０８ｎｍでの励起で
は、波長１０６３ｎｍのレーザー光を発生させる場合
に、エネルギー変換効率は「８０８／１０６３」により
制限され、残りのエネルギーが熱としてレーザー媒質に
残されるという問題があった。Further, in the conventional excitation at a wavelength of 808 nm, when generating a laser beam having a wavelength of 1063 nm, the energy conversion efficiency is limited by “808/1063”, and the remaining energy is left as heat in the laser medium. There was a problem.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、共振器周りの装置構成
を小型化することのできるレーザーシステムを提供しよ
うとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems of the above-mentioned conventional techniques, and an object thereof is to reduce the size of the device structure around the resonator. The aim is to provide a laser system capable of doing so.
【００１２】また、本発明の目的とするところは、レー
ザー媒質が熱による影響を受けることがないようにし
て、ビームの高品質化を図ったレーザーシステムを提供
しようとするものである。Another object of the present invention is to provide a laser system in which the quality of the beam is improved by preventing the laser medium from being affected by heat.
【００１３】また、本発明の目的とするところは、励起
波長をレーザーの発振波長に近づけることにより、エネ
ルギーの変換効率を向上させて高効率化を図り、レーザ
ー媒質に残る熱を低減することができるようにしたレー
ザーシステムを提供しようとするものである。Another object of the present invention is to improve the energy conversion efficiency and efficiency by reducing the heat remaining in the laser medium by making the excitation wavelength closer to the oscillation wavelength of the laser. It is intended to provide a laser system that is made possible.
【００１４】また、本発明の目的とするところは、メン
テナンスを容易にしたレーザーシステムを提供しようと
するものである。Another object of the present invention is to provide a laser system that is easy to maintain.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、電源と、上
記電源により駆動されて発振波長８８０±５ｎｍのレー
ザー光を出射する半導体レーザーとを有し、上記半導体
レーザーから出射されたレーザー光を外部へ出射する電
源部と、共振器と、上記共振器内に配置されたレーザー
媒質とを有し、上記レーザー媒質が励起光により励起さ
れてレーザー発振することにより、外部へレーザー光を
出射するレーザーヘッド部と、上記電源部とレーザーヘ
ッド部とを光学的に接続し、上記電源部から外部へ出射
されたレーザー光を上記レーザーヘッド部の上記共振器
内へ導光するファイバーとを有し、上記レーザー媒質
は、上記ファイバーにより上記共振器内に導光された発
振波長８８０±５ｎｍのレーザー光を励起光としてレー
ザー発振するようにしたものである。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention emits a laser beam having an oscillation wavelength of 880 ± 5 nm driven by the power source. A semiconductor laser, a power supply unit for emitting the laser light emitted from the semiconductor laser to the outside, a resonator, and a laser medium arranged in the resonator, wherein the laser medium is excitation light. The laser head part that emits laser light to the outside by being excited by the laser oscillation and the power supply part and the laser head part are optically connected, and the laser light emitted from the power supply part to the outside is A fiber for guiding light into the resonator of the laser head portion, and the laser medium has an oscillation wavelength of 880 ± 5 nm guided by the fiber into the resonator. The laser light is used as excitation light for laser oscillation.
【００１６】従って、本発明のうち請求項１に記載の発
明によれば、互いに分離された電源部とレーザーヘッド
部とをファイバーにより光学的に接続し、電源部から外
部へ出射されたレーザー光をレーザーヘッド部の共振器
内へ導光するようにしたため、共振器周りの装置構成を
小型化することができるようになるとともに、レーザー
媒質が熱による影響を受けることがなくなり、さらに
は、半導体レーザーの交換などの際におけるメンテナン
スが容易になる。Therefore, according to the first aspect of the present invention, the power source section and the laser head section, which are separated from each other, are optically connected by the fiber, and the laser light emitted from the power source section to the outside is connected. Since the laser light is guided into the resonator of the laser head, the device structure around the resonator can be downsized, and the laser medium is not affected by heat. Maintenance becomes easy when replacing the laser.
【００１７】また、本発明のうち請求項２に記載の発明
は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記
半導体レーザーはパルス動作し、上記電源部は発振波長
８８０±５ｎｍのパルスレーザー光を外部へ出射するよ
うにしたものである。According to a second aspect of the present invention, in the invention according to the first aspect of the present invention, the semiconductor laser operates in a pulsed manner, and the power source section has a pulsed oscillation wavelength of 880 ± 5 nm. The laser light is emitted to the outside.
【００１８】また、本発明のうち請求項３に記載の発明
は、本発明のうち請求項１または請求項２のいずれか１
項に記載の発明において、さらに、上記レーザーヘッド
部が上記共振器内に配置されたＱスイッチを有するよう
にしたものである。The invention according to claim 3 of the present invention is the invention according to claim 1 or 2 of the invention.
In the invention described in the paragraph 1, the laser head section further has a Q switch arranged in the resonator.
【００１９】また、本発明のうち請求項４に記載の発明
は、本発明のうち請求項３に記載の発明において、上記
Ｑスイッチを受動Ｑスイッチとしたものである。The invention according to claim 4 of the present invention is the invention according to claim 3 of the present invention, wherein the Q switch is a passive Q switch.
【００２０】また、本発明のうち請求項５に記載の発明
は、本発明のうち請求項４に記載の発明において、上記
受動ＱスイッチをＣｒ：ＹＡＧ結晶としたものである。According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to the fourth aspect of the present invention, the passive Q switch is a Cr: YAG crystal.
【００２１】また、本発明のうち請求項６に記載の発明
は、本発明のうち請求項３に記載の発明において、上記
ＱスイッチをＥＯ−Ｑスイッチとしたものである。According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to the third aspect of the present invention, the Q switch is an EO-Q switch.
【００２２】また、本発明のうち請求項７に記載の発明
は、本発明のうち請求項３に記載の発明において、上記
ＱスイッチをＡＯ−Ｑスイッチとしたものである。According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to the third aspect of the present invention, the Q switch is an AO-Q switch.
【００２３】また、本発明のうち請求項８に記載の発明
は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記
半導体レーザーは連続発振動作し、上記電源部は発振波
長８８０±５ｎｍの連続レーザー光を外部へ出射するよ
うにしたものである。The invention according to claim 8 of the present invention is the invention according to claim 1 of the present invention, wherein the semiconductor laser continuously oscillates, and the power supply section has an oscillation wavelength of 880 ± 5 nm. The continuous laser light is emitted to the outside.
【００２４】また、本発明のうち請求項９に記載の発明
は、本発明のうち請求項１、請求項２、請求項３、請求
項４、請求項５、請求項６、請求項７または請求項８の
いずれか１項に記載の発明において、上記レーザー媒質
をネオジウム添加ガドリニウムバナデイト結晶としたも
のである。The invention according to claim 9 of the present invention includes claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 7 or claim 7 of the present invention. In the invention according to any one of claims 8 to 11, the laser medium is a gadolinium vanadate crystal containing neodymium.
【００２５】また、本発明のうち請求項１０に記載の発
明は、本発明のうち請求項９に記載の発明において、上
記ネオジウム添加ガドリニウムバナデイト結晶を、レー
ザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比率で１５
％以下の濃度となるように添加されたガドリニウムバナ
デイト結晶としたものである。According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to the ninth aspect of the present invention, the neodymium-added gadolinium vanadate crystal is used as a laser active ion, and neodymium is in a ratio of the number of atoms. 15
The gadolinium vanadate crystal was added so as to have a concentration of not more than%.
【００２６】また、本発明のうち請求項１１に記載の発
明は、本発明のうち請求項１０に記載の発明において、
上記レーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比
率で１５％以下の濃度となるように添加されたガドリニ
ウムバナデイト結晶は、フローティングゾーン法により
生成されたものとしたものである。The invention according to claim 11 of the present invention is the invention according to claim 10 of the present invention,
The gadolinium vanadate crystal to which neodymium was added as the laser-active ions so that the concentration thereof was 15% or less in terms of the number of atoms was produced by the floating zone method.
【００２７】また、本発明のうち請求項１２に記載の発
明は、本発明のうち請求項９、請求項１０または請求項
１１のいずれか１項に記載の発明において、上記電源部
は波長８８０±５ｎｍのレーザー光を外部へ出射し、上
記ネオジウム添加ガドリニウムバナデイト結晶は主吸収
帯である波長８０８ｎｍ帯とは異なる波長８８０ｎｍ帯
の励起光により励起されるようにしたものである。The invention according to claim 12 of the present invention is the invention according to claim 9, 10 or 11 of the invention, wherein the power source section has a wavelength of 880. Laser light of ± 5 nm is emitted to the outside, and the neodymium-doped gadolinium vanadate crystal is excited by excitation light having a wavelength of 880 nm different from the main absorption band of 808 nm.
【００２８】また、本発明のうち請求項１３に記載の発
明は、本発明のうち請求項１、請求項２、請求項３、請
求項４、請求項５、請求項６、請求項７または請求項８
のいずれか１項に記載の発明において、上記レーザー媒
質をネオジウム添加イットリウムバナデイト結晶とした
ものである。The invention according to claim 13 of the present invention includes claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 7 or claim 7 of the present invention. Claim 8
In the invention described in any one of 1. above, the laser medium is a yttrium vanadate crystal containing neodymium.
【００２９】また、本発明のうち請求項１４に記載の発
明は、本発明のうち請求項１３に記載の発明において、
上記ネオジウム添加イットリウムバナデイト結晶を、レ
ーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比率で１
５％以下の濃度となるように添加されたイットリウムバ
ナデイト結晶としたものである。The invention according to claim 14 of the present invention is the invention according to claim 13 of the present invention,
The above-mentioned yttrium vanadate crystal with neodymium is used as laser-active ions, with neodymium being present at a ratio of 1 atom.
The yttrium vanadate crystal was added so as to have a concentration of 5% or less.
【００３０】また、本発明のうち請求項１５に記載の発
明は、本発明のうち請求項１４に記載の発明において、
上記レーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比
率で１５％以下の濃度となるように添加されたイットリ
ウムバナデイト結晶は、フローティングゾーン法により
生成されたものとしたものである。The invention according to claim 15 of the present invention is the same as the invention according to claim 14 of the present invention,
The yttrium vanadate crystal to which neodymium was added as the laser-active ions so that the concentration thereof was 15% or less in terms of the number of atoms was produced by the floating zone method.
【００３１】また、本発明のうち請求項１６に記載の発
明は、本発明のうち請求項１３、請求項１４または請求
項１５のいずれか１項に記載の発明において、上記電源
部は波長８８０±５ｎｍのレーザー光を外部へ出射し、
上記ネオジウム添加イットリウムバナデイト結晶は主吸
収帯である波長８０８ｎｍ帯とは異なる波長８８０ｎｍ
帯の励起光により励起されるようにしたものである。The invention according to claim 16 of the present invention is the invention according to any one of claim 13, 14, or 15 of the invention, wherein the power source section has a wavelength of 880. Laser light of ± 5 nm is emitted to the outside,
The yttrium vanadate crystal containing neodymium has a wavelength of 880 nm which is different from the main absorption band of wavelength 808 nm.
It is designed to be excited by the excitation light of the band.
【００３２】また、本発明のうち請求項１７に記載の発
明は、本発明のうち請求項１、請求項２、請求項３、請
求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請
求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項
１３、請求項１４、請求項１５または請求項１６のいず
れか１項に記載の発明において、上記電源部が上記半導
体レーザーを冷却する冷却装置を有するようにしたもの
である。Further, the invention according to claim 17 of the present invention is, in the present invention, claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 7, In the invention according to any one of claim 8, claim 9, claim 10, claim 11, claim 12, claim 13, claim 14, claim 15 or claim 16, the power supply unit is A cooling device for cooling the semiconductor laser is provided.
【００３３】また、本発明のうち請求項１８に記載の発
明は、本発明のうち請求項１７に記載の発明おいて、上
記冷却装置が電子冷却により上記半導体レーザーを冷却
するようにしたものである。The invention according to claim 18 of the present invention is the invention according to claim 17 of the present invention, wherein the cooling device cools the semiconductor laser by electronic cooling. is there.
【００３４】また、本発明のうち請求項１９に記載の発
明は、パルス電源と、上記パルス電源により駆動されて
発振波長８８０±５ｎｍのパルスレーザー光を出射する
半導体レーザーとを有し、上記半導体レーザーから出射
されたパルスレーザー光を外部へ出射する電源部と、共
振器と、上記共振器内に配置されたレーザー活性イオン
としてネオジウムが原子数の比率で１５％以下の濃度と
なるように添加されたガドリニウムバナデイト結晶と、
上記共振器内に配置された受動Ｑスイッチとを有し、上
記ガドリニウムバナデイト結晶が励起光により励起され
てレーザー発振することにより、外部へレーザー光を出
射するレーザーヘッド部と、上記電源部とレーザーヘッ
ド部とを光学的に接続し、上記電源部から外部へ出射さ
れたレーザー光を上記レーザーヘッド部の上記共振器内
へ導光するファイバーとを有し、上記ガドリニウムバナ
デイト結晶は、上記ファイバーにより上記共振器内に導
光された発振波長８８０±５ｎｍのレーザー光を励起光
としてレーザー発振するようにしたものである。According to a nineteenth aspect of the present invention, the invention has a pulse power source and a semiconductor laser which is driven by the pulse power source and emits a pulse laser beam having an oscillation wavelength of 880 ± 5 nm. A power source for emitting pulsed laser light emitted from the laser to the outside, a resonator, and neodymium as a laser active ion arranged in the resonator so that the concentration thereof is 15% or less in terms of the number of atoms. Gadolinium vanadate crystal,
A laser head part for emitting a laser beam to the outside by activating the gadolinium vanadate crystal by excitation light to oscillate the laser beam. The gadolinium vanadate crystal has a fiber that optically connects the laser head part and guides the laser light emitted from the power source part to the outside into the resonator of the laser head part. A laser beam is oscillated by using a laser beam having an oscillation wavelength of 880 ± 5 nm guided by a fiber into the resonator as excitation light.
【００３５】また、本発明のうち請求項２０に記載の発
明は、本発明のうち請求項１、請求項２、請求項３、請
求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請
求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項
１３、請求項１４、請求項１５、請求項１６、請求項１
７、請求項１８または請求項１９のいずれか１項に記載
のレーザーシステムにおいて、上記レーザーヘッド部
は、上記共振器内に高調波発生用の結晶を配置するよう
にしたものである。The invention as set forth in claim 20 of the present invention includes claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 7, and claim 7 of the present invention. Claim 8, Claim 9, Claim 10, Claim 11, Claim 12, Claim 13, Claim 14, Claim 15, Claim 16, Claim 1
In the laser system according to any one of claims 7, 18 and 19, the laser head part is provided with a crystal for generating a higher harmonic wave in the resonator.
【００３６】[0036]
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明によるレーザーシステムの実施の形態の一例
を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an example of an embodiment of a laser system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【００３７】図１には、本発明の実施の形態の一例によ
るレーザーシステムの概略構成説明図が示されている。FIG. 1 is a schematic structural explanatory view of a laser system according to an example of the embodiment of the present invention.
【００３８】このレーザーシステム１０は、電源部１２
と、レーザーヘッド部１４と、電源部１２とレーザーヘ
ッド部１４とを光学的に接続するファイバー１６と、電
源部１２の動作を制御するためのコントローラー１８と
により構成されている。なお、電源部１２とコントロー
ラー１８とは別体に構成され、電源部１２とコントロー
ラー１８とは電気配線２０により電気的に接続されてい
る。The laser system 10 includes a power supply unit 12
A laser head unit 14, a fiber 16 for optically connecting the power supply unit 12 and the laser head unit 14, and a controller 18 for controlling the operation of the power supply unit 12. The power supply unit 12 and the controller 18 are configured separately, and the power supply unit 12 and the controller 18 are electrically connected by an electric wiring 20.
【００３９】電源部１２は、ケーシング１２ａ内に、半
導体レーザー１２ｃ（後述する。）を駆動する電源１２
ｂと、電源１２ｂにより駆動されてレーザー媒質１４ｅ
（後述する。）を励起する励起光としてのレーザー光を
出射する半導体レーザー１２ｃと、電源１２ｂならびに
半導体レーザー１２ｃを電子冷却などにより冷却する冷
却装置１２ｄとを配設して構成されている。即ち、半導
体レーザー１２ｃは、電源部１２内においてその発振動
作を制御される。The power supply unit 12 has a casing 12a and a power supply 12 for driving a semiconductor laser 12c (described later).
b and the laser medium 14e driven by the power source 12b
A semiconductor laser 12c that emits laser light as excitation light for exciting (described later), a power supply 12b, and a cooling device 12d that cools the semiconductor laser 12c by electronic cooling or the like are arranged. That is, the oscillation operation of the semiconductor laser 12c is controlled in the power supply unit 12.
【００４０】なお、電源１２ｂのオン／オフ制御、冷却
装置１２ｄの温度制御ならびに半導体レーザー１２ｃが
レーザー光としてパルスレーザー光を出射するパルス動
作をさせる際のパルスの繰り返し制御などは、コントロ
ーラー１８によって制御される。The controller 18 controls the ON / OFF control of the power supply 12b, the temperature control of the cooling device 12d, the pulse repetition control when the semiconductor laser 12c performs the pulse operation for emitting the pulse laser light as the laser light, and the like. To be done.
【００４１】ここで、電源１２ｂをオンすると、このレ
ーザーシステム１０全体が駆動状態におかれ、電源１２
ｂをオフすると、このレーザーシステム１０全体が停止
状態となる。Here, when the power source 12b is turned on, the entire laser system 10 is put into a driving state, and the power source 12b is turned on.
When b is turned off, the entire laser system 10 is stopped.
【００４２】電源１２ｂとしては、例えば、パルス電源
や連続動作安定化電源を用いることができる。As the power source 12b, for example, a pulse power source or a continuous operation stabilizing power source can be used.
【００４３】即ち、このレーザーシステム１０におい
て、半導体レーザー１２ｃがレーザー光としてパルスレ
ーザー光を出射するパルス動作をさせる場合には、電源
１２ｂとしてパルス電源を用いればよい。一方、半導体
レーザー１２ｃがレーザー光としてパルスレーザー光を
出射するパルス動作をさせる必要がなく、半導体レーザ
ー１２ｃがレーザー光として連続レーザー光を出射する
連続発振動作をさせる場合には、電源１２ｂとして連続
動作安定化電源を用いればよい。That is, in the laser system 10, when the semiconductor laser 12c performs a pulse operation for emitting a pulse laser beam as a laser beam, a pulse power source may be used as the power source 12b. On the other hand, when the semiconductor laser 12c does not need to perform a pulse operation for emitting a pulse laser beam as a laser beam, and the semiconductor laser 12c performs a continuous oscillation operation for emitting a continuous laser beam as a laser beam, the power source 12b continuously operates. A stabilized power supply may be used.
【００４４】ここで、電源１２ｂとしてのパルス電源と
は、半導体レーザー１２ｃをパルス動作させるために、
電源１２ｂから半導体レーザー１２ｃに電流が流れる回
路の途中にスイッチ機構が設けられているものである。
このスイッチ機構を開けたり閉じたりすることにより、
当該回路を流れている電流を遮ったり通したりすること
ができ、その結果、半導体レーザー１２ｃはパルス動作
して出力されるレーザー光はパルス、即ち、パルスレー
ザー光となるものである。そして、コントローラー１８
は、このスイッチ機構のスイッチングの間隔を任意に設
定することができ、それにより半導体レーザー１２ｃを
パルス動作させる際のパルスの繰り返し制御が実現され
る。Here, the pulsed power source as the power source 12b means the pulsed operation of the semiconductor laser 12c.
A switch mechanism is provided in the middle of a circuit in which a current flows from the power source 12b to the semiconductor laser 12c.
By opening or closing this switch mechanism,
The current flowing through the circuit can be blocked or passed, and as a result, the semiconductor laser 12c performs a pulse operation to output the laser light as a pulse, that is, a pulse laser light. And the controller 18
The switching interval of the switch mechanism can be set arbitrarily, and thereby, the pulse repetitive control when the semiconductor laser 12c is pulsed is realized.
【００４５】また、後述するように、電源部１２内にお
いて半導体レーザー１２ｃをパルス動作するように制御
すると、この半導体レーザー１２ｃのパルス動作によ
り、受動Ｑスイッチ１４ｆの繰り返しが制御される。As will be described later, when the semiconductor laser 12c is controlled to perform a pulse operation in the power supply section 12, the pulse operation of the semiconductor laser 12c controls the repetition of the passive Q switch 14f.
【００４６】ここで、ケーシング１２ａは、例えば、ア
ルミニウムや鉄などの材料に構成することができる。Here, the casing 12a can be made of a material such as aluminum or iron.
【００４７】また、半導体レーザー１２ｃとしては、例
えば、ＧａＡｓを用いたレーザーバーを用いることがで
きる。上記したように、冷却装置１２ｄは半導体レーザ
ー１２ｃを冷却して、半導体レーザー１２ｃの温度制御
が行っている。こうした冷却装置１２ｄによる半導体レ
ーザー１２ｃの温度制御によって、半導体レーザー１２
ｃの発振波長を微調整することが可能である。As the semiconductor laser 12c, for example, a laser bar using GaAs can be used. As described above, the cooling device 12d cools the semiconductor laser 12c and controls the temperature of the semiconductor laser 12c. The semiconductor laser 12 is controlled by the temperature control of the semiconductor laser 12c by the cooling device 12d.
It is possible to finely adjust the oscillation wavelength of c.
【００４８】冷却装置１２ｄとしては、例えば、電子冷
却方式の冷却装置を用いることができる。なお、冷却装
置１２ｄは電子冷却方式の冷却装置に限られるものでは
なく、水冷式の冷却装置や、空冷式の冷却装置などを用
いるようにしてもよい。As the cooling device 12d, for example, an electronic cooling type cooling device can be used. The cooling device 12d is not limited to the electronic cooling type cooling device, and a water cooling type cooling device, an air cooling type cooling device, or the like may be used.
【００４９】コントローラー１８は、マイクロコンピュ
ーターにより構成されており、以下のような制御を行
う。The controller 18 is composed of a microcomputer and controls as follows.
【００５０】即ち、コントローラー１８は、上記したよ
うに、例えば、電源１２ｂのオン／オフ制御や冷却装置
１２ｄの温度制御や半導体レーザー１２ｃのパルス動作
の制御などを行う。That is, as described above, the controller 18 performs, for example, on / off control of the power source 12b, temperature control of the cooling device 12d, pulse operation control of the semiconductor laser 12c, and the like.
【００５１】なお、後述するように、半導体レーザー１
２ｃのパルス動作に応じて、受動Ｑスイッチ１４ｆの制
御が行われる。As will be described later, the semiconductor laser 1
The passive Q-switch 14f is controlled according to the pulse operation of 2c.
【００５２】レーザーヘッド部１４は、図２にその詳細
な構成を示すように、ケーシング１４ａ内に、ファイバ
ー１６を接続するためのファイバーコネクタ１４ｂと、
ファイバー１６およびファイバーコネクタ１４ｂを介し
て半導体レーザー１２ｃから出射されたレーザー光（以
下、「半導体レーザー１２ｃから出射されたレーザー
光」を「励起光」と称する。）を集光する集光レンズ１
４ｃと、集光レンズ１４ｃから出射された励起光を透過
するとともにレーザー媒質１４ｅ（後述する。）から出
射されたレーザー光を高効率で反射する反射鏡１４ｄ
と、半導体レーザー１２ｂから出射された所定の波長の
レーザー光の当該所定の波長に吸収帯があって当該所定
の波長のレーザー光を励起光としてレーザー発振するレ
ーザー結晶などのレーザー媒質１４ｅと、パルス動作の
ためのＱスイッチとしての受動Ｑスイッチ（Ｐａｓｓｉ
ｖｅ Ｑ−ｓｗｉｔｃｈ）１４ｆと、反射鏡１４ｄとレ
ーザー共振器を構成する出力カップラー１４ｇと、出力
カップラー１４ｇから出射されたレーザー光を外部へ透
過させるウインドウ１４ｈとを配設して構成されてい
る。The laser head portion 14 has a fiber connector 14b for connecting a fiber 16 in a casing 14a, as shown in FIG. 2 in detail.
A condenser lens 1 for condensing laser light emitted from the semiconductor laser 12c via the fiber 16 and the fiber connector 14b (hereinafter, "laser light emitted from the semiconductor laser 12c" is referred to as "excitation light").
4c and a reflecting mirror 14d that transmits the excitation light emitted from the condenser lens 14c and reflects the laser light emitted from the laser medium 14e (described later) with high efficiency.
And a laser medium 14e such as a laser crystal that has an absorption band at the predetermined wavelength of the laser light of the predetermined wavelength emitted from the semiconductor laser 12b and that oscillates with the laser light of the predetermined wavelength as excitation light. Passive Q-switch (Passi) as Q-switch for operation
ve Q-switch) 14f, a reflecting mirror 14d, an output coupler 14g that constitutes a laser resonator, and a window 14h that transmits the laser light emitted from the output coupler 14g to the outside.
【００５３】即ち、このレーザーシステム１０において
は、レーザーヘッド部１４の反射鏡１４ｄと出力カップ
ラー１４ｇとにより共振器が構成されている。That is, in this laser system 10, the resonator is constituted by the reflecting mirror 14d of the laser head portion 14 and the output coupler 14g.
【００５４】ここで、ケーシング１４ａは、例えば、ア
ルミニウムやインバー（ニッケル合金の一種）などの材
料に構成することができる。Here, the casing 14a can be made of a material such as aluminum or Invar (a kind of nickel alloy).
【００５５】なお、ファイバーコネクタ１４ｂとして
は、例えば、ＳＭＡコネクタやＦＣコネクタなどの各種
の市販のコネクタを用いることができる。As the fiber connector 14b, various commercially available connectors such as SMA connector and FC connector can be used.
【００５６】また、集光レンズ１４ｃは、例えば、合成
石英の平凸レンズよりなり、その焦点距離は、例えば、
５０ｍｍである。The condenser lens 14c is composed of, for example, a plano-convex lens of synthetic quartz, and its focal length is, for example,
It is 50 mm.
【００５７】また、反射鏡１４ｄは、例えば、合成石英
よりなり、その反射率は、例えば、波長１０６３ｍｍに
対して９９％以上である。The reflecting mirror 14d is made of, for example, synthetic quartz, and its reflectance is, for example, 99% or more for a wavelength of 1063 mm.
【００５８】また、レーザー媒質１４ｅとしては、例え
ば、レーザー活性イオンとしてネオジウム（Ｎｄ）が添
加（以下、「ドープ」と適宜に称する。）されたガドリ
ニウムバナデイト（ＧｄＶＯ４）結晶であるネオジウム
添加ガドリニウムバナデイト（以下、「Ｎｄ：ＧｄＶＯ
４」と適宜称する。）結晶や、レーザー活性イオンとし
てネオジウムがドープされたイットリウムバナデイト結
晶であるネオジウム添加イットリウムバナデイト（以
下、「Ｎｄ：ＹＶＯ４」と適宜称する。）結晶などを用
いることができる。The laser medium 14e is, for example, neodymium-added gadolinium which is a gadolinium vanadate (GdVO 4 ) crystal to which neodymium (Nd) is added as laser active ions (hereinafter referred to as “dope” as appropriate). Vanadate (hereinafter "Nd: GdVO
4 "as appropriate. ) Crystals and neodymium-doped yttrium vanadate (hereinafter, referred to as "Nd: YVO 4 ") crystals which are yttrium vanadate crystals doped with neodymium as laser active ions can be used.
【００５９】これらＮｄ：ＧｄＶＯ４結晶やＮｄ：ＹＶ
Ｏ４結晶は、例えば、フローティングゾーン法を用いて
作成されたものが好ましい。また、Ｎｄ添加濃度として
は、レーザー活性イオンとしてＮｄが原子数の比率で１
５％以下の濃度となるものであることが好ましく、その
中でも２％以上の濃度であることが好ましく、例えば、
２％乃至１５％の濃度であることが好ましい。These Nd: GdVO 4 crystals and Nd: YV
It is preferable that the O 4 crystal is formed by using, for example, the floating zone method. Further, as the concentration of Nd added, Nd is 1 as a ratio of the number of atoms as laser active ions.
The concentration is preferably 5% or less, and more preferably 2% or more, for example,
The concentration is preferably 2% to 15%.
【００６０】また、このレーザーシステム１０におい
て、レーザー媒質１４ｅとしてＮｄ：ＧｄＶＯ４結晶や
Ｎｄ：ＹＶＯ４結晶を用いる場合には、例えば、「縦３
ｍｍ×横３ｍｍ×厚さ１ｍｍ」ほどのサイズの長方体形
状のものを用いることができる。In this laser system 10, when Nd: GdVO 4 crystal or Nd: YVO 4 crystal is used as the laser medium 14e, for example, "vertical 3
A rectangular parallelepiped having a size of about mm × width 3 mm × thickness 1 mm ”can be used.
【００６１】また、受動Ｑスイッチ１４ｆは、内部に蓄
えられた光エネルギーがある一定値を越えたとき、透過
率が８０％〜９０％になるという性質をもった結晶であ
る。この受動Ｑスイッチ１４ｆとしては、例えば、クロ
ームＹＡＧ（Ｃｒ：ＹＡＧ）結晶やＣｒ：ＭｇＳｉＯ４
結晶などを用いることができる。The passive Q-switch 14f is a crystal having a property that the transmittance becomes 80% to 90% when the light energy stored inside exceeds a certain value. The passive Q switch 14f is, for example, a chrome YAG (Cr: YAG) crystal or Cr: MgSiO 4.
Crystals or the like can be used.
【００６２】また、出力カップラー１４ｇは、例えば、
部分反射鏡により構成することができる。より詳細に
は、出力カップラー１４ｇは、例えば、表面に誘電多層
膜をコーディングした凹面鏡により構成することができ
る。こうした出力カップラー１４ｇの波長１０６３ｎｍ
での反射率は、例えば、８０％〜９５％である。The output coupler 14g is, for example,
It can be configured by a partial reflecting mirror. More specifically, the output coupler 14g can be configured by, for example, a concave mirror having a surface coated with a dielectric multilayer film. The wavelength of such an output coupler 14g is 1063 nm.
The reflectance at is, for example, 80% to 95%.
【００６３】また、ウインドウ１４ｈとしては、例え
ば、合成石英やＢＫ７ガラスを用いることができる。As the window 14h, for example, synthetic quartz or BK7 glass can be used.
【００６４】さらに、ファイバー１６としては、例え
ば、石英のバンドル型などのファイバーを用いることが
できる。Further, as the fiber 16, for example, a quartz bundle type fiber or the like can be used.
【００６５】ここで、ファイバー１６とレーザーヘッド
部１４とは、ファイバーコネクタ１４ｂを介して接続さ
れることになるが、ファイバー１６と半導体レーザー１
２ｂとは、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すようにして
接続される。Here, the fiber 16 and the laser head portion 14 are connected to each other via the fiber connector 14b.
2b is connected as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), for example.
【００６６】ここで、図５（ａ）にはバンドル方式が示
されており、半導体レーザー１２ｂに近接して配置した
ファイバー１６に光を入射させ、バンドル状に束ねて光
を伝送するようになされている。Here, the bundle method is shown in FIG. 5 (a), in which light is made incident on the fiber 16 arranged in the vicinity of the semiconductor laser 12b and bundled into a bundle to transmit the light. ing.
【００６７】また、図５（ｂ）にはレンズ集光方式が示
されており、半導体レーザー１２ｂから出射された光を
合成石英などの集光レンズで集光して、ファイバー１６
に入射して伝送するようになされている。Further, FIG. 5B shows a lens condensing system, in which the light emitted from the semiconductor laser 12b is condensed by a condensing lens such as synthetic quartz to obtain the fiber 16
It is designed to be incident on and transmitted.
【００６８】以上の構成において、このレーザーシステ
ム１０においては、電源部１２とレーザーヘッド部１４
とがファイバー１６によって接続され、電源部１２から
出射された励起光はファイバー１６を介してファイバー
伝送され、レーザーヘッド部１２へ入射される。In the above configuration, in the laser system 10, the power supply section 12 and the laser head section 14
Are connected by a fiber 16, and the excitation light emitted from the power supply unit 12 is fiber-transmitted through the fiber 16 and is incident on the laser head unit 12.
【００６９】従って、電源部１２とレーザーヘッド部１
４とは、ファイバー１６を取り付けたり取り外したりす
ることにより、容易に接続や切り離しを行うことができ
る。Therefore, the power supply section 12 and the laser head section 1
4 can be easily connected or disconnected by attaching or detaching the fiber 16.
【００７０】そして、レーザーヘッド部１４へ入射した
励起光は、レーザー媒質１４ｅ内で焦点を結ぶように、
集光レンズ１４ｃにより集光される。Then, the excitation light incident on the laser head portion 14 is focused in the laser medium 14e,
It is condensed by the condenser lens 14c.
【００７１】上記したように、このレーザーシステム１
０の共振器は、反射鏡１４ｄと出力カップラー１４ｇと
により構成され、反射鏡１４ｄと出力カップラー１４ｇ
との間にレーザー媒質１４ｅが配置される。As described above, this laser system 1
The resonator of 0 is composed of the reflecting mirror 14d and the output coupler 14g, and the reflecting mirror 14d and the output coupler 14g.
And the laser medium 14e is disposed between and.
【００７２】レーザーヘッド部１４における共振器によ
り発振されたレーザー光は、ウインドウ１４ｈを透過し
て外部へと出射される。The laser light oscillated by the resonator in the laser head portion 14 passes through the window 14h and is emitted to the outside.
【００７３】上記したように、このレーザーシステム１
０においては、電源部１２の半導体レーザー１２ｂとレ
ーザーヘッド部１４とをファイバー１６によってファイ
バー結合し、励起光をファイバー１６によってレーザー
ヘッド部１４の共振器へ伝送するようにしている。これ
により、レーザーヘッド部１４と励起源ならびに電気系
たる電源部１２とを空間的に分離して配置することが可
能となされている。As described above, this laser system 1
At 0, the semiconductor laser 12b of the power supply unit 12 and the laser head unit 14 are fiber-coupled by the fiber 16, and the excitation light is transmitted to the resonator of the laser head unit 14 by the fiber 16. As a result, the laser head portion 14 and the excitation source and the power source portion 12 which is an electric system can be spatially separated from each other.
【００７４】即ち、このレーザーシステム１０は、半導
体レーザー１２ｂを電源部１２内に組み込み、半導体レ
ーザー１２ｂからの励起光をファイバー１６によって伝
送させてレーザーヘッド部１２内に入射させるようにし
て、レーザーヘッド部１４内から熱源となる電機部品を
排除することを可能にし、レーザーヘッド部１４の小型
化や安定化を実現している。That is, in this laser system 10, the semiconductor laser 12b is incorporated in the power supply section 12, and the excitation light from the semiconductor laser 12b is transmitted by the fiber 16 and is made incident on the laser head section 12 by the laser head. It is possible to eliminate an electric part that serves as a heat source from the inside of the portion 14, and the laser head portion 14 is downsized and stabilized.
【００７５】また、電源部１２とレーザーヘッド部１４
とを光学的に接続する接続手段として、脱着可能なファ
イバー１６を用いるようにしたので、電源部１２とレー
ザーヘッド部１４とを容易に分離することができる。こ
のため、電源部１２内の電源１２ｂや半導体レーザーｃ
のメンテナンスの際に、レーザーヘッド部１４内の共振
器の環境を変える必要がなく、容易にメンテナンスを行
うことができる。Further, the power source section 12 and the laser head section 14
Since the detachable fiber 16 is used as the connecting means for optically connecting and, the power supply unit 12 and the laser head unit 14 can be easily separated. Therefore, the power source 12b in the power source unit 12 and the semiconductor laser c
At the time of maintenance, it is not necessary to change the environment of the resonator in the laser head portion 14, and the maintenance can be easily performed.
【００７６】このレーザーシステム１０のレーザーヘッ
ド部１４内に配置されたレーザー媒質１４ｅとしてＮ
ｄ：ＧｄＶＯ４結晶を用いると、レーザー媒質１４ｆた
るＮｄ：ＧｄＶＯ４結晶を８８０±５ｎｍ帯の励起光で
励起して、レーザー発振させることができる。つまり、
このレーザーシステム１０においては、８８０ｎｍ帯で
の励起を行うことが可能となる。As the laser medium 14e arranged in the laser head portion 14 of the laser system 10, N
When the d: GdVO 4 crystal is used, the Nd: GdVO 4 crystal serving as the laser medium 14f can be excited by excitation light in the 880 ± 5 nm band to cause laser oscillation. That is,
In this laser system 10, it is possible to perform excitation in the 880 nm band.
【００７７】即ち、Ｎｄをレーザー活性イオンとするレ
ーザー結晶（レーザー媒質）の励起光をもっとも効率よ
く吸収する波長は８０８ｎｍであり、それ以外の波長帯
では吸収が非常に小さく、効率が悪いために励起を行う
のは難しかった。That is, the wavelength that most efficiently absorbs the excitation light of the laser crystal (laser medium) having Nd as the laser active ion is 808 nm, and the absorption is very small in other wavelength bands, and the efficiency is poor. It was difficult to excite.
【００７８】しかしながら、Ｎｄ添加濃度を上げること
で、図３に示すように、低濃度のときには励起が行えな
かった８８０ｎｍ帯での励起が可能となるものである。
なお、８８０ｎｍ帯での励起が可能となるＮｄ添加濃度
は、好ましくは１５％以下の濃度（ネオジウムの原子数
の比率が１５％以下）であり、その中でも２％以上の濃
度（ネオジウムの原子数の比率が２％以上）であること
が好ましく、例えば、２％乃至１５％の濃度（ネオジウ
ムの濃度が２％乃至１５％）であることが好ましい。However, by increasing the Nd-added concentration, as shown in FIG. 3, it becomes possible to excite in the 880 nm band, which was not possible at low concentrations.
The concentration of Nd added that enables excitation in the 880 nm band is preferably 15% or less (the ratio of the number of atoms of neodymium is 15% or less), and among them, 2% or more (the number of atoms of neodymium). Is preferably 2% or more), for example, a concentration of 2% to 15% (neodymium concentration is 2% to 15%).
【００７９】そして、この８８０ｎｍ帯での励起を用い
ると、８０８ｎｍ帯での励起に比べエネルギー変換効率
の理論的限界として約１０％ほど上昇させることがで
き、また、レーザー媒質１４ｅ内部の熱の影響を約３０
％ほど低減させることができる。そして、こうした効果
により、レーザーシステム１０全体の高効率化や、出射
されるレーザー光のビームの品質の向上などを図ること
ができる。When the excitation in the 880 nm band is used, the theoretical limit of the energy conversion efficiency can be increased by about 10% as compared with the excitation in the 808 nm band, and the influence of heat inside the laser medium 14e. About 30
% Can be reduced. With such effects, it is possible to improve the efficiency of the entire laser system 10 and improve the quality of the emitted laser beam.
【００８０】そして、レーザー媒質１４ｅとして用いる
ことのできるＮｄ：ＧｄＶＯ４結晶やＮｄ：ＹＶＯ４結
晶は、ファイバー１６による励起に適している。即ち、
高品質なレーザー光を高効率に得るためには、ファイバ
ーによる結晶の端面励起が適しており、その端面励起に
は、吸収係数が高いＮｄ：ＧｄＶＯ４結晶やＮｄ：ＹＶ
Ｏ４結晶が大変有効である。The Nd: GdVO 4 crystal and Nd: YVO 4 crystal that can be used as the laser medium 14e are suitable for excitation by the fiber 16. That is,
In order to obtain high-quality laser light with high efficiency, end face excitation of a crystal by a fiber is suitable, and Nd: GdVO 4 crystal or Nd: YV crystal having a high absorption coefficient is suitable for the end face excitation.
O 4 crystals are very effective.
【００８１】さらに、このレーザーシステム１０におい
ては、レーザーヘッド部１４から出射されるレーザー光
をパルス動作させるために、受動Ｑスイッチ１４ｆを用
いている。従って、レーザーヘッド部１４からパルス動
作させるための電気系を除去することができ、レーザー
ヘッド部１４を小型化することができるとともに、制御
性が向上される。Further, in the laser system 10, the passive Q switch 14f is used to perform the pulse operation of the laser light emitted from the laser head portion 14. Therefore, the electric system for performing the pulse operation can be removed from the laser head unit 14, the laser head unit 14 can be downsized, and the controllability is improved.
【００８２】即ち、受動Ｑスイッチ１４ｆは、内部に蓄
えられた光エネルギーがある一定値を越えたとき、透過
率が８０％〜９０％になるというシャッター動作を行う
ものである。従って、反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより構成される共振器内に配置された受動Ｑス
イッチ１４ｆは、レーザー媒質１４ｅからの自然放出光
によりシャッター動作を制御されることになる。That is, the passive Q-switch 14f performs a shutter operation in which the transmittance becomes 80% to 90% when the light energy stored inside exceeds a certain value. Therefore, the reflecting mirror 14d and the output coupler 1
The passive Q switch 14f arranged in the resonator constituted by 4g has its shutter operation controlled by the spontaneous emission light from the laser medium 14e.
【００８３】ここで、反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより構成される共振器内を往復するレーザー光
の生成の制御は、電源部１２によって行われる励起光の
生成の制御に基づくものであるので、ひいてはレーザー
ヘッド部１４から出射されるレーザー光のパルス動作の
制御は、電源部１２によって行われることになる。Here, the reflecting mirror 14d and the output coupler 1
Since the control of the generation of the laser light that reciprocates in the resonator constituted by 4g is based on the control of the generation of the excitation light performed by the power supply unit 12, the laser light emitted from the laser head unit 14 is eventually controlled. The control of the pulse operation of is performed by the power supply unit 12.
【００８４】上記したように、受動Ｑスイッチ１４ｆを
用いることにより、レーザーヘッド部１４から出射され
るレーザー光のパルス動作の制御を、励起光を生成する
半導体レーザー１２ｃの電源部１２によって行うことが
できるので、当該レーザー光のパルス動作の安定化を図
ることができるとともに、レーザーヘッド部１４の小型
化を図ることができる。As described above, by using the passive Q switch 14f, the pulse operation of the laser light emitted from the laser head portion 14 can be controlled by the power supply portion 12 of the semiconductor laser 12c that generates the excitation light. Therefore, the pulse operation of the laser light can be stabilized, and the laser head unit 14 can be downsized.
【００８５】即ち、従来のレーザーシステムにおいて
は、ＡＯ−ＱスイッチやＥＯ−Ｑスイッチなどが使用さ
れていた。これら従来において用いられていたＱスイッ
チは、音響波や電気によってスイッチングを行っていた
ため、共振器内にＱスイッチを挿入した場合には、電気
部品の組み込みが不可欠となり、レーザーヘッドの大型
化が避けられず、また、熱の発生によるレーザー発振の
不安定さの原因にもなっていた。また、電気配線、発振
器などの必要性により、装置全体の大型化も免れなかっ
た。That is, in the conventional laser system, the AO-Q switch and the EO-Q switch are used. Since these Q switches used in the past have been switched by acoustic waves or electricity, when Q switches are inserted in the resonator, it is essential to incorporate electrical parts, and avoid increasing the size of the laser head. In addition, it was also a cause of instability of laser oscillation due to heat generation. Also, due to the need for electrical wiring, oscillators, etc., the size of the entire device was inevitable.
【００８６】しかしながら、このレーザーシステム１０
においては、パルス動作のために受動Ｑスイッチを用い
ることで、Ｑスイッチから電気部品を一切排除するよう
にしたものである。そのため、レーザーヘッド部１４も
極めて簡潔な構造として小型化することが可能となり、
また、レーザーヘッド部１４から出射されるレーザー光
のパルス動作の制御を、半導体レーザー１２ｃのパルス
動作の制御によって行うことができるため、Ｑスイッチ
用の電源も不要になった。受動Ｑスイッチ１４ｆに入射
するレーザー光のパルス動作を制御することにより、任
意の繰り返しをもつＱスイッチの機能を果たすことがで
きる。However, this laser system 10
In the above, the passive Q switch is used for the pulse operation, so that all the electric parts are excluded from the Q switch. Therefore, the laser head portion 14 can also be miniaturized with an extremely simple structure,
In addition, since the pulse operation of the laser light emitted from the laser head unit 14 can be controlled by controlling the pulse operation of the semiconductor laser 12c, the power supply for the Q switch is no longer necessary. By controlling the pulse operation of the laser light incident on the passive Q switch 14f, the function of the Q switch having arbitrary repetition can be achieved.
【００８７】特に、この受動Ｑスイッチ１４ｆは、自然
放出断面積が大きなレーザー媒質に適しているため、大
きな自然放出断面積をもつＮｄ：ＧｄＶＯ４やＮｄ：Ｙ
ＶＯ ４との適性が極めて好ましいものである。In particular, this passive Q switch 14f is naturally
Since it is suitable for a laser medium with a large emission cross section,
Nd: GdVO with a natural emission cross sectionFourOr Nd: Y
VO FourThe suitability for and is extremely preferable.
【００８８】ここで、受動Ｑスイッチ１４ｆについてさ
らに説明すると、受動Ｑスイッチ１４ｆを使う場合に
は、パルス動作の半導体レーザー１２ｃと組み合わせて
用いることが重要である。即ち、受動Ｑスイッチは、内
部に蓄えられた光エネルギーがある一定値を越えたと
き、透過率が８０〜９０％になるという性質を持った結
晶である。そのため、受動Ｑスイッチそのものはパルス
を発生させることはできても、その繰り返しを制御する
機能は持っておらず、ある一定の光エネルギーが溜まっ
た時点でレーザー光を放出し、また光エネルギーを溜め
て放出するということしかできない。そこで、受動Ｑス
イッチ１４ｆに入射した光エネルギーが溜まっていくま
での間隔は、励起用レーザー、即ち、半導体レーザー１
２ｃから発生される光の量を調節することによって制御
することが可能となる。このため、励起用レーザー、即
ち、半導体レーザー１２ｃをパルス動作させれば、半導
体レーザー１２ｃからのパルスレーザー光が入射してい
るときだけレーザー媒質１４ｅが励起され、光エネルギ
ーが放出されて受動Ｑスイッチ１４ｆに蓄えられるの
で、半導体レーザー１２ｃの電流の印加時間によって、
受動Ｑスイッチ１４ｆの繰り返しも制御できることにな
る。Here, the passive Q switch 14f will be further described. When the passive Q switch 14f is used, it is important to use it in combination with the pulsed semiconductor laser 12c. That is, the passive Q switch is a crystal having a property that the transmittance becomes 80 to 90% when the light energy stored inside exceeds a certain value. Therefore, even though the passive Q-switch itself can generate pulses, it does not have the function of controlling the repetition, and it emits laser light when a certain amount of light energy is accumulated, and also accumulates light energy. You can only release it. Therefore, the interval until the light energy incident on the passive Q switch 14f accumulates is the excitation laser, that is, the semiconductor laser 1
It can be controlled by adjusting the amount of light generated from 2c. Therefore, when the pumping laser, that is, the semiconductor laser 12c is pulsed, the laser medium 14e is pumped only when the pulsed laser light from the semiconductor laser 12c is incident, the optical energy is emitted, and the passive Q switch Since it is stored in 14f, depending on the application time of the current of the semiconductor laser 12c,
The repetition of the passive Q switch 14f can also be controlled.
【００８９】また、このレーザーシステム１０がパルス
動作を必要としない場合には、受動Ｑスイッチ１４ｆを
設ける必要はなく、半導体レーザー１２ｃの電源１２ｂ
としてもスイッチング機構を持たない連続動作する連続
安定化電源などを用いればよく、半導体レーザー１２ｃ
としても連続発振を行うことができるものを用いればよ
い。When the laser system 10 does not require the pulse operation, it is not necessary to provide the passive Q switch 14f, and the power source 12b of the semiconductor laser 12c is not necessary.
As for the semiconductor laser 12c, a continuous stabilized power supply that does not have a switching mechanism and operates continuously can be used.
Also, a device that can perform continuous oscillation may be used.
【００９０】なお、上記した実施の形態は、以下に説明
する（１）乃至（８）に示すように変形してもよい。The above-described embodiment may be modified as shown in (1) to (8) described below.
【００９１】（１）上記した実施の形態においては、レ
ーザーヘッド部１４の反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより共振器を構成するようにしたが、これに限
られるものではないことは勿論であり、図４（ａ）に示
すように、レーザー媒質１４ｅの励起光の入射側の面、
即ち、ファイバーコネクタ１４ｂが位置する側の面を全
反射膜４０でコーティングすることにより、反射鏡１４
ｄを省略するようにしてもよい。(1) In the above embodiment, the reflecting mirror 14d of the laser head portion 14 and the output coupler 1
Although the resonator is constituted by 4g, it is needless to say that it is not limited to this, and as shown in FIG. 4A, the surface of the laser medium 14e on the incident side of the excitation light,
That is, by coating the surface on the side where the fiber connector 14b is located with the total reflection film 40, the reflection mirror 14
The d may be omitted.
【００９２】なお、全反射膜４０は、例えば、誘電体多
層膜よりなるものであり、反射率は、例えば、９９％以
上である。The total reflection film 40 is made of, for example, a dielectric multilayer film, and the reflectance is, for example, 99% or more.
【００９３】（２）上記した実施の形態においては、レ
ーザーヘッド部１４の反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより共振器を構成するようにしたが、これに限
られるものではないことは勿論であり、図４（ｂ）に示
すように、レーザー媒質１４ｅの励起光の入射側の面、
即ち、ファイバーコネクタ１４ｂが位置する側の面を全
反射膜４０でコーティングするとともに、他方の面を受
動Ｑスイッチ１４ｆと接合させることにより、反射鏡１
４ｄを省略し、かつ、レーザー媒質１４ｅと受動Ｑスイ
ッチ１４ｆとを一体化するようにしてもよい。(2) In the above embodiment, the reflecting mirror 14d of the laser head portion 14 and the output coupler 1
Although the resonator is constituted by 4g, it goes without saying that the resonator is not limited to this, and as shown in FIG. 4B, the surface of the laser medium 14e on the incident side of the excitation light,
That is, the surface on the side where the fiber connector 14b is located is coated with the total reflection film 40, and the other surface is joined to the passive Q switch 14f, whereby the reflecting mirror 1
4d may be omitted, and the laser medium 14e and the passive Q switch 14f may be integrated.
【００９４】（３）上記した実施の形態においては、レ
ーザーヘッド部１４の反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより共振器を構成するようにしたが、これに限
られるものではないことは勿論であり、図４（ｃ）に示
すように、レーザー媒質１４ｅの励起光の入射側の面、
即ち、ファイバーコネクタ１４ｂが位置する側の面を全
反射膜４０でコーティングするとともに、他方の面を受
動Ｑスイッチ１４ｆと接合させ、さらに受動Ｑスイッチ
１４ｆに出力カップラー１４ｇを接合することにより、
反射鏡１４ｄを省略し、かつ、レーザー媒質１４ｅと受
動Ｑスイッチ１４ｆと出力カップラー１４ｇとを一体化
するようにしてもよい。(3) In the above embodiment, the reflecting mirror 14d of the laser head portion 14 and the output coupler 1
Although the resonator is constituted by 4g, it is needless to say that it is not limited to this, and as shown in FIG. 4C, the surface of the laser medium 14e on the incident side of the excitation light,
That is, by coating the surface on the side where the fiber connector 14b is located with the total reflection film 40, joining the other surface to the passive Q switch 14f, and further joining the output coupler 14g to the passive Q switch 14f,
The reflecting mirror 14d may be omitted, and the laser medium 14e, the passive Q switch 14f, and the output coupler 14g may be integrated.
【００９５】（４）上記した実施の形態においては、レ
ーザーヘッド部１４の反射鏡１４ｄと出力カップラー１
４ｇとにより共振器を構成するようにしたが、これに限
られるものではないことは勿論であり、図４（ｄ）に示
すように、レーザー媒質１４ｅの励起光の入射側の面、
即ち、ファイバーコネクタ１４ｂが位置する側の面を全
反射膜４０でコーティングするとともに、他方の面を受
動Ｑスイッチ１４ｆと接合させ、さらに受動Ｑスイッチ
１４ｆのレーザー光の出射側の面に部分反射膜４２をコ
ーティングすることにより、反射鏡１４ｄおよび出力カ
ップラー１４ｇを省略し、レーザー媒質１４ｅと受動Ｑ
スイッチ１４ｆとを一体化するようにしてもよい。(4) In the above embodiment, the reflecting mirror 14d of the laser head portion 14 and the output coupler 1 are
Although the resonator is constituted by 4g, it is needless to say that it is not limited to this, and as shown in FIG. 4D, the surface of the laser medium 14e on the incident side of the excitation light,
That is, the surface on the side where the fiber connector 14b is located is coated with the total reflection film 40, the other surface is joined to the passive Q switch 14f, and the surface of the passive Q switch 14f on the laser light emission side is partially reflected. By coating 42, the reflecting mirror 14d and the output coupler 14g are omitted, and the laser medium 14e and the passive Q
The switch 14f may be integrated.
【００９６】なお、部分反射膜４２は、例えば、誘電体
多層膜よりなるものであり、反射率葉、例えば、８０〜
９５％である。The partial reflection film 42 is made of, for example, a dielectric multilayer film, and has a reflectance leaf of, for example, 80 to
95%.
【００９７】（５）上記した実施の形態においては、Ｑ
スイッチとして受動Ｑスイッチ１４ｆを用いたが、これ
に限られるものではないことは勿論である。Ｑスイッチ
として受動ＱスイッチでないＡＯ−ＱスイッチやＥＯ−
Ｑスイッチを用いた場合には、これらのＱスイッチのド
ライバーを電源部１２に組み込み、コントローラー１８
で制御するようにしてもよい。(5) In the above embodiment, Q
Although the passive Q switch 14f is used as the switch, it is needless to say that it is not limited to this. AO-Q switch or EO- that is not a passive Q switch as a Q switch
When Q switches are used, the drivers for these Q switches are incorporated in the power supply unit 12, and the controller 18
You may make it control by.
【００９８】なお、レーザーシステム１０にパルス動作
を行わせる必要がない場合には、共振器内にＱスイッチ
を配置する必要はない。If it is not necessary to cause the laser system 10 to perform a pulse operation, it is not necessary to arrange the Q switch in the resonator.
【００９９】（６）上記した実施の形態においては、レ
ーザーヘッド部１４にレーザー光を透過するウインドウ
ｈを設けたが、必ずしもウインドウ１４ｈを使用しなく
てもよいものであり、その場合にはウインドウ１４ｈを
配設しなければよい。(6) In the above-described embodiment, the laser head portion 14 is provided with the window h through which the laser beam is transmitted. However, the window 14h may not necessarily be used. It is only necessary to dispose 14h.
【０１００】（７）上記した実施の形態において、レー
ザーシステム１０の共振器内に高調波発生用の結晶を配
置して、この高調波発生用の結晶にレーザーシステム１
０のレーザー媒質１４ｆによって発振されたレーザー光
を入射するようにして、当該入射したレーザー光の波長
とは異なった波長のレーザー光をレーザーシステム１０
から取り出すようにしてもよい。高調波発生用の結晶と
しては、例えば、ＬＢＯ結晶やＫＴＰ結晶などの非線形
光学結晶がある。こうしたＬＢＯ結晶やＫＴＰ結晶など
の非線形光学結晶のサイズは、例えば、「縦４ｍｍ×横
４ｍｍ×厚さ５ｍｍ」程度であり、こうした非線形光学
結晶にレーザー媒質１４ｆによって発振されたレーザー
光を入射させることにより、当該入射されたレーザー光
の波長とは異なった波長のレーザー光を取り出すことが
できる。例えば、入射されたレーザー光の波長が１０６
３ｎｍであるならば、約５３１．５ｎｍの波長のレーザ
ー光を取り出すことができる。(7) In the above-described embodiment, a crystal for harmonic generation is arranged in the resonator of the laser system 10, and the crystal for laser generation 1 is arranged on the crystal for harmonic generation.
The laser system 10 emits the laser light oscillated by the laser medium 14f of 0 and emits the laser light having a wavelength different from the wavelength of the incident laser light.
You may take out from. Examples of crystals for generating harmonics include nonlinear optical crystals such as LBO crystals and KTP crystals. The size of such a non-linear optical crystal such as an LBO crystal or a KTP crystal is, for example, about 4 mm in length × 4 mm in width × 5 mm in thickness, and the laser light oscillated by the laser medium 14f is incident on such a non-linear optical crystal. Thus, it is possible to extract laser light having a wavelength different from the wavelength of the incident laser light. For example, the wavelength of the incident laser light is 106
If it is 3 nm, laser light having a wavelength of about 531.5 nm can be extracted.
【０１０１】（８）上記した実施の形態ならびに上記し
た（１）乃至（７）に示す変形例は、適宜に組み合わせ
て用いるようにしてもよい。(8) The above-described embodiments and the modifications described in (1) to (7) above may be used in an appropriate combination.
【０１０２】[0102]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、共振器周りの装置構成を小型化することが
できるという優れた効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it has an excellent effect that the device structure around the resonator can be downsized.
【０１０３】また、本発明は、以上説明したように構成
されているので、レーザー媒質が熱による影響を受ける
ことがなく、ビームの高品質化を図ることができるとい
う優れた効果を奏する。Further, since the present invention is constructed as described above, it has an excellent effect that the laser medium is not affected by heat and the quality of the beam can be improved.
【０１０４】また、本発明は、以上説明したように構成
されているので、励起波長をレーザーの発振波長に近づ
けることにより、エネルギーの変換効率を向上させて高
効率化を図ることができ、結晶に残る熱を低減すること
ができるようになるという優れた効果を奏する。Since the present invention is constructed as described above, the energy conversion efficiency can be improved by increasing the excitation wavelength close to the oscillation wavelength of the laser, and the crystal efficiency can be improved. It has an excellent effect that it is possible to reduce the remaining heat.
【０１０５】また、本発明は、以上説明したように構成
されているので、メンテナンスが容易になるという優れ
た効果を奏する。Further, since the present invention is constructed as described above, it has an excellent effect that maintenance is easy.
【図１】本発明の実施の形態の一例によるレーザーシス
テムの概略構成説明図である。FIG. 1 is a schematic configuration explanatory diagram of a laser system according to an example of an embodiment of the present invention.
【図２】レーザーヘッド部の詳細な構成を示す概略構成
説明図である。FIG. 2 is a schematic configuration explanatory view showing a detailed configuration of a laser head unit.
【図３】本願発明者による実験結果を示すグラフであ
り、Ｎｄ：ＧｄＶＯ４結晶のうちで、ネオジウムの濃度
が２％、即ち、ネオジウムの原子数の比率が２％のもの
について、その吸収スペクトルの測定結果を示すグラフ
である。なお、横軸は［ｎｍ］単位で波長（Ｗａｖｅｌ
ｅｎｇｔｈ）を示し、縦軸は［ｃｍ−１］単位で吸収係
数（Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）
を示している。FIG. 3 is a graph showing an experimental result by the inventor of the present application, showing an absorption spectrum of Nd: GdVO 4 crystal having a neodymium concentration of 2%, that is, a ratio of the number of neodymium atoms of 2%. It is a graph which shows the measurement result of. Note that the horizontal axis represents wavelength (Wave) in [nm] unit.
The absorption coefficient (Absorption coefficient) is expressed in units of [cm −1 ] on the vertical axis.
Is shown.
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）ならびに（ｄ）は、本
発明の実施の形態の一例によるレーザーシステムの変形
例の概略構成説明図である。4 (a), (b), (c) and (d) are schematic configuration explanatory views of a modified example of the laser system according to the example of the embodiment of the present invention.
【図５】ファイバーと半導体レーザーとの接続の手法を
示す説明図であり、（ａ）はバンドル方式を示し、
（ｂ）はレンズ集光方式を示している。FIG. 5 is an explanatory view showing a method of connecting a fiber and a semiconductor laser, (a) showing a bundle method,
(B) shows a lens condensing method.
１０ レーザーシステム
１２ 電源部
１２ａ ケーシング
１２ｂ 電源
１２ｃ 半導体レーザー
１２ｄ 冷却装置
１４ レーザーヘッド部
１４ａ ケーシング
１４ｂ ファイバーコネクタ
１４ｃ 集光レンズ
１４ｄ 反射鏡
１４ｅ レーザー媒質
１４ｆ 受動Ｑスイッチ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｑ
−ｓｗｉｔｃｈ）
１４ｇ 出力カップラー
１４ｈ ウインドウ
１６ ファイバー
１８ コントローラー
２０ 電気配線
４０ 全反射膜
４２ 部分反射膜10 Laser System 12 Power Supply 12a Casing 12b Power Supply 12c Semiconductor Laser 12d Cooling Device 14 Laser Head 14a Casing 14b Fiber Connector 14c Condensing Lens 14d Reflecting Mirror 14e Laser Medium 14f Passive Q Switch (Passive Q)
-Switch) 14g Output coupler 14h Window 16 Fiber 18 Controller 20 Electric wiring 40 Total reflection film 42 Partial reflection film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 庄司 一郎 愛知県岡崎市東明大寺町11−10 リーベン ハイム21 107号 (72)発明者 佐藤 庸一 愛知県岡崎市明大寺町栗林42−１ メゾン 栗林203号 (72)発明者 ボイク ルペイ ルーマニア、ブカレスト、アール−76900、 イルフォヴ カウンティ、アトミスチロル ストリート、マグレレ、オー５ ビルデ ィング、サード フロアー、15 フラット (72)発明者 ニコライ パベル ルーマニア、ブカレスト、アール−76900、 イルフォヴ カウンティ、アトミスチロル ストリート、マグレレ、ジー２ ビルデ ィング、セカンド フロアー、22 フラッ ト Ｆターム(参考） 2H037 BA03 BA32 CA16 DA03 DA04 DA05 DA38 5F072 AB02 AB20 FF09 HH07 JJ01 JJ02 PP07 RR01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Ichiro Shoji 11-10 Tomyodaiji-cho, Okazaki City, Aichi Prefecture Heim 21 107 (72) Inventor Yoichi Sato 42-1 Kuribayashi, Myodaiji Town, Okazaki City, Aichi Prefecture Kuribayashi No. 203 (72) Inventor Boycle Pay Romania, Bucharest, Earl-76900, Ilfov County, Atomi Styrol Street, Magrele, O5 Bilde Wing, third floor, 15 flats (72) Inventor Nikolai Pavel Romania, Bucharest, Earl-76900, Ilfov County, Atomi Styrol Street, Magrele, Gee 2 Bilde Swing, second floor, 22 fl To F-term (reference) 2H037 BA03 BA32 CA16 DA03 DA04 DA05 DA38 5F072 AB02 AB20 FF09 HH07 JJ01 JJ02 PP07 RR01
Claims (20)
波長８８０±５ｎｍのレーザー光を出射する半導体レー
ザーとを有し、前記半導体レーザーから出射されたレー
ザー光を外部へ出射する電源部と、 共振器と、前記共振器内に配置されたレーザー媒質とを
有し、前記レーザー媒質が励起光により励起されてレー
ザー発振することにより、外部へレーザー光を出射する
レーザーヘッド部と、 前記電源部とレーザーヘッド部とを光学的に接続し、前
記電源部から外部へ出射されたレーザー光を前記レーザ
ーヘッド部の前記共振器内へ導光するファイバーとを有
し、 前記レーザー媒質は、前記ファイバーにより前記共振器
内に導光された発振波長８８０±５ｎｍのレーザー光を
励起光としてレーザー発振するものであるレーザーシス
テム。1. A power supply unit having a power supply and a semiconductor laser that is driven by the power supply and emits laser light having an oscillation wavelength of 880 ± 5 nm, and that emits the laser light emitted from the semiconductor laser to the outside. A laser head unit that has a resonator and a laser medium disposed in the resonator, and emits laser light to the outside by exciting the laser medium with excitation light to cause laser oscillation, and the power supply unit. And a laser head part are optically connected, and a fiber for guiding the laser light emitted from the power supply part to the outside into the resonator of the laser head part, the laser medium is the fiber A laser system in which laser light having an oscillation wavelength of 880 ± 5 nm, which is guided into the resonator by the above, is excited as excitation light.
いて、 前記半導体レーザーはパルス動作し、前記電源部は発振
波長８８０±５ｎｍのパルスレーザー光を外部へ出射す
るものであるレーザーシステム。2. The laser system according to claim 1, wherein the semiconductor laser operates in a pulsed manner, and the power supply section emits pulsed laser light having an oscillation wavelength of 880 ± 5 nm to the outside.
に記載のレーザーシステムにおいて、さらに、 前記レーザーヘッド部は、前記共振器内に配置されたＱ
スイッチを有するものであるレーザーシステム。3. The laser system according to claim 1, wherein the laser head unit is further provided with a Q arranged in the resonator.
A laser system that has a switch.
いて、 前記Ｑスイッチは、受動Ｑスイッチであるレーザーシス
テム。4. The laser system of claim 3, wherein the Q-switch is a passive Q-switch.
いて、 前記受動Ｑスイッチは、Ｃｒ：ＹＡＧ結晶であるレーザ
ーシステム。5. The laser system according to claim 4, wherein the passive Q-switch is a Cr: YAG crystal.
いて、 前記Ｑスイッチは、ＥＯ−Ｑスイッチであるレーザーシ
ステム。6. The laser system according to claim 3, wherein the Q switch is an EO-Q switch.
いて、 前記Ｑスイッチは、ＡＯ−Ｑスイッチであるレーザーシ
ステム。7. The laser system of claim 3, wherein the Q switch is an AO-Q switch.
いて、 前記半導体レーザーは連続発振動作し、前記電源部は発
振波長８８０±５ｎｍの連続レーザー光を外部へ出射す
るものであるレーザーシステム。8. The laser system according to claim 1, wherein the semiconductor laser continuously oscillates, and the power supply unit emits continuous laser light having an oscillation wavelength of 880 ± 5 nm to the outside.
４、請求項５、請求項６、請求項７または請求項８のい
ずれか１項に記載のレーザーシステムにおいて、 前記レーザー媒質は、ネオジウム添加ガドリニウムバナ
デイト結晶であるレーザーシステム。9. The laser system according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 7, or claim 8 wherein: The medium is a laser system in which neodymium-doped gadolinium vanadate crystal is used.
おいて、 前記ネオジウム添加ガドリニウムバナデイト結晶は、レ
ーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比率で１
５％以下の濃度となるように添加されたガドリニウムバ
ナデイト結晶であるレーザーシステム。10. The laser system according to claim 9, wherein in the neodymium-doped gadolinium vanadate crystal, neodymium is present as a laser active ion in a ratio of 1 in the number of atoms.
A laser system which is a gadolinium vanadate crystal added to a concentration of 5% or less.
において、 前記レーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比
率で１５％以下の濃度となるように添加されたガドリニ
ウムバナデイト結晶は、フローティングゾーン法により
生成されたものであるレーザーシステム。11. The laser system according to claim 10, wherein the gadolinium vanadate crystal to which neodymium is added as the laser active ions so that the concentration thereof is 15% or less in terms of the number of atoms is produced by a floating zone method. The laser system that was created.
１のいずれか１項に記載のレーザーシステムにおいて、 前記電源部は波長８８０±５ｎｍのレーザー光を外部へ
出射し、 前記ネオジウム添加ガドリニウムバナデイト結晶は主吸
収帯である波長８０８ｎｍ帯とは異なる波長８８０ｎｍ
帯の励起光により励起されるものであるレーザーシステ
ム。12. The method according to claim 9, claim 10, or claim 1.
1. The laser system according to any one of 1 above, wherein the power supply unit emits laser light having a wavelength of 880 ± 5 nm to the outside, and the neodymium-doped gadolinium vanadate crystal has a wavelength different from the main absorption band of the wavelength of 808 nm. 880 nm
A laser system that is excited by a band of excitation light.
項４、請求項５、請求項６、請求項７または請求項８の
いずれか１項に記載のレーザーシステムにおいて、 前記レーザー媒質は、ネオジウム添加イットリウムバナ
デイト結晶であるレーザーシステム。13. The laser system of claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 7, or claim 8 wherein the laser The medium is a laser system that is a yttrium vanadate crystal with neodymium added.
において、 前記ネオジウム添加イットリウムバナデイト結晶は、レ
ーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比率で１
５％以下の濃度となるように添加されたイットリウムバ
ナデイト結晶であるレーザーシステム。14. The laser system according to claim 13, wherein the neodymium-doped yttrium vanadate crystal has neodymium as a laser-active ion in a ratio of 1 atom.
A laser system that is yttrium vanadate crystal added to a concentration of 5% or less.
において、 前記レーザー活性イオンとしてネオジウムが原子数の比
率で１５％以下の濃度となるように添加されたイットリ
ウムバナデイト結晶は、フローティングゾーン法により
生成されたものであるレーザーシステム。15. The laser system according to claim 14, wherein the yttrium vanadate crystal to which neodymium is added as the laser active ions so that the concentration thereof is 15% or less in terms of the number of atoms is produced by a floating zone method. The laser system that was created.
１５のいずれか１項に記載のレーザーシステムにおい
て、 前記電源部は波長８８０±５ｎｍのレーザー光を外部へ
出射し、 前記ネオジウム添加イットリウムバナデイト結晶は主吸
収帯である波長８０８ｎｍ帯とは異なる波長８８０ｎｍ
帯の励起光により励起されるものであるレーザーシステ
ム。16. The laser system according to claim 13, 14 or 15, wherein the power supply unit emits laser light having a wavelength of 880 ± 5 nm to the outside, and the neodymium-doped yttrium vana The date crystal has a wavelength of 880 nm, which is different from the main absorption band of 808 nm.
A laser system that is excited by a band of excitation light.
項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求
項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１
３、請求項１４、請求項１５または請求項１６のいずれ
か１項に記載のレーザーシステムにおいて、 前記電源部は、前記半導体レーザーを冷却する冷却装置
を有するものであるレーザーシステム。17. Claim 1, Claim 2, Claim 3, Claim 4, Claim 5, Claim 6, Claim 7, Claim 8, Claim 9, Claim 10, Claim 11, Claim. Item 12, claim 1
The laser system according to any one of claim 3, claim 14, claim 15, or claim 16, wherein the power supply unit includes a cooling device that cools the semiconductor laser.
において、 前記冷却装置は、電子冷却により前記半導体レーザーを
冷却するものであるレーザーシステム。18. The laser system according to claim 17, wherein the cooling device cools the semiconductor laser by electronic cooling.
駆動されて発振波長８８０±５ｎｍのパルスレーザー光
を出射する半導体レーザーとを有し、前記半導体レーザ
ーから出射されたパルスレーザー光を外部へ出射する電
源部と、 共振器と、前記共振器内に配置されたレーザー活性イオ
ンとしてネオジウムが原子数の比率で１５％以下の濃度
となるように添加されたガドリニウムバナデイト結晶
と、前記共振器内に配置された受動Ｑスイッチとを有
し、前記ガドリニウムバナデイト結晶が励起光により励
起されてレーザー発振することにより、外部へレーザー
光を出射するレーザーヘッド部と、 前記電源部とレーザーヘッド部とを光学的に接続し、前
記電源部から外部へ出射されたレーザー光を前記レーザ
ーヘッド部の前記共振器内へ導光するファイバーとを有
し、 前記ガドリニウムバナデイト結晶は、前記ファイバーに
より前記共振器内に導光された発振波長８８０±５ｎｍ
のレーザー光を励起光としてレーザー発振するものであ
るレーザーシステム。19. A pulsed power source and a semiconductor laser which is driven by the pulsed power source and emits a pulsed laser beam having an oscillation wavelength of 880 ± 5 nm, and the pulsed laser beam emitted from the semiconductor laser is emitted to the outside. A power source section, a resonator, gadolinium vanadate crystal doped with neodymium as a laser active ion in the resonator so as to have a concentration of 15% or less in atomic number, and inside the resonator. A gadolinium vanadate crystal that is excited by excitation light to cause laser oscillation, and a laser head portion that emits laser light to the outside; and a power supply portion and a laser head portion. Optically connect and guide laser light emitted from the power supply unit to the outside into the resonator of the laser head unit. That has a fiber, the gadolinium vanadate crystal oscillation wavelength 880 ± 5 nm that is guided in said cavity by said fibers
A laser system that oscillates a laser using the laser light of the above as excitation light.
項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求
項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１
３、請求項１４、請求項１５、請求項１６、請求項１
７、請求項１８または請求項１９のいずれか１項に記載
のレーザーシステムにおいて、 前記レーザーヘッド部は、前記共振器内に高調波発生用
の結晶を配置したものであるレーザーシステム。20. Claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, claim 7, claim 8, claim 9, claim 10, claim 11, claim 10. Item 12, claim 1
3, claim 14, claim 15, claim 16, claim 1
The laser system according to any one of claims 7, 18 and 19, wherein the laser head part has a crystal for harmonic generation arranged in the resonator.
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|---|---|
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006093627A (en) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | National Institutes Of Natural Sciences | Laser system |
| JP2006147986A (en) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Keyence Corp | Laser beam machining apparatus |
| JP2006142362A (en) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Keyence Corp | Laser beam machining apparatus |
| JP2011515869A (en) * | 2008-03-28 | 2011-05-19 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | Laser with high efficiency gain medium |
| JP2012142523A (en) * | 2011-01-06 | 2012-07-26 | Mitsubishi Electric Corp | Passive q switch laser device |
| JP2015046556A (en) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | ブラザー工業株式会社 | Laser oscillation device, laser processing device and program |
| CN111988088A (en) * | 2019-05-24 | 2020-11-24 | 京瓷株式会社 | Power supply device and power receiving device of optical power supply system, and optical power supply system |
Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5624989A (en) * | 1979-08-09 | 1981-03-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Solid state laser device |
| JPH02161786A (en) * | 1988-12-15 | 1990-06-21 | Hamamatsu Photonics Kk | Semiconductor laser excitation solid laser device |
| JPH04346484A (en) * | 1991-05-24 | 1992-12-02 | Tosoh Corp | Pulse laser oscillator |
| JPH0617261A (en) * | 1991-07-10 | 1994-01-25 | Nippon Steel Corp | Grain-oriented silicon steel sheet excellent in film property and magnetic property |
| JPH0617261U (en) * | 1992-08-05 | 1994-03-04 | 勉 高橋 | Handy laser device |
| JPH06152044A (en) * | 1992-11-06 | 1994-05-31 | Fuji Photo Film Co Ltd | Solid-state laser |
| JPH0741395A (en) * | 1993-07-29 | 1995-02-10 | Nec Corp | Optical element |
| JPH07131102A (en) * | 1993-10-29 | 1995-05-19 | Toshiba Corp | Q-switch laser oscillator |
| JPH0940486A (en) * | 1995-07-28 | 1997-02-10 | Sony Corp | Production of single crystal |
| JPH09153655A (en) * | 1995-09-29 | 1997-06-10 | Nidek Co Ltd | Laser device |
| JPH09186381A (en) * | 1995-12-28 | 1997-07-15 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | Laser |
| JPH10511228A (en) * | 1995-08-18 | 1998-10-27 | スペクトラ−フィジックス レイザーズ インコーポレイテッド | Diode pump fiber coupled laser with depolarized pump beam |
| JPH10325941A (en) * | 1997-03-27 | 1998-12-08 | Mitsui Chem Inc | Semiconductor laser beam source and solid-state laser device |
| JPH1174589A (en) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Nissin Electric Co Ltd | Semiconductor laser pumped solid laser |
| JPH11121855A (en) * | 1997-10-14 | 1999-04-30 | Nec Corp | Solid-state laser crystal, its forming method and solid-state laser device |
| JP2003298164A (en) * | 2002-02-01 | 2003-10-17 | Inst Of Physical & Chemical Res | Laser oscillating method and laser device |
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2002
- 2002-05-17 JP JP2002142604A patent/JP4544606B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5624989A (en) * | 1979-08-09 | 1981-03-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Solid state laser device |
| JPH02161786A (en) * | 1988-12-15 | 1990-06-21 | Hamamatsu Photonics Kk | Semiconductor laser excitation solid laser device |
| JPH04346484A (en) * | 1991-05-24 | 1992-12-02 | Tosoh Corp | Pulse laser oscillator |
| JPH0617261A (en) * | 1991-07-10 | 1994-01-25 | Nippon Steel Corp | Grain-oriented silicon steel sheet excellent in film property and magnetic property |
| JPH0617261U (en) * | 1992-08-05 | 1994-03-04 | 勉 高橋 | Handy laser device |
| JPH06152044A (en) * | 1992-11-06 | 1994-05-31 | Fuji Photo Film Co Ltd | Solid-state laser |
| JPH0741395A (en) * | 1993-07-29 | 1995-02-10 | Nec Corp | Optical element |
| JPH07131102A (en) * | 1993-10-29 | 1995-05-19 | Toshiba Corp | Q-switch laser oscillator |
| JPH0940486A (en) * | 1995-07-28 | 1997-02-10 | Sony Corp | Production of single crystal |
| JPH10511228A (en) * | 1995-08-18 | 1998-10-27 | スペクトラ−フィジックス レイザーズ インコーポレイテッド | Diode pump fiber coupled laser with depolarized pump beam |
| JPH09153655A (en) * | 1995-09-29 | 1997-06-10 | Nidek Co Ltd | Laser device |
| JPH09186381A (en) * | 1995-12-28 | 1997-07-15 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | Laser |
| JPH10325941A (en) * | 1997-03-27 | 1998-12-08 | Mitsui Chem Inc | Semiconductor laser beam source and solid-state laser device |
| JPH1174589A (en) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Nissin Electric Co Ltd | Semiconductor laser pumped solid laser |
| JPH11121855A (en) * | 1997-10-14 | 1999-04-30 | Nec Corp | Solid-state laser crystal, its forming method and solid-state laser device |
| JP2003298164A (en) * | 2002-02-01 | 2003-10-17 | Inst Of Physical & Chemical Res | Laser oscillating method and laser device |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| HUAI-DONG JIANG, HUAI-JIN ZHANG, JI-YANG WANG, , HAI-RUI XIA, XIAO-BO HU, BING TENG AND CHENG-QIAN Z: "Optical and laser properties of Nd:GdVO4 crystal", OPTICAL COMMUNICAITIONS, vol. 198, JPN4007008150, 1 November 2001 (2001-11-01), US, pages 447 - 452, ISSN: 0000849634 * |
| LAVI, R. TZUK, Y. JACKEL, S. LEBIUSH, E. PAISS, I.: "High-efficiency 880 nm diode direct-pumping of Nd:YVO4grazing incidence oscillators", LASERS AND ELECTRO-OPTICS EUROPE, 2000. CONFERENCE DIGEST. 2000 CONFERENCE ON, JPN4007008148, September 2000 (2000-09-01), US, pages 51, ISSN: 0000849632 * |
| R. LAVI, S. JACKEL, Y. TZUK, M. WINIK, E. LEBIUSH, M. KATZ, AND I. PAISS: "Efficient pumping scheme for neodymium-doped materials by direct excitation of the upper lasing leve", APPLIED OPTICS, vol. 38, JPN4007008149, 20 November 1999 (1999-11-20), US, pages 7382 - 7385, ISSN: 0000849633 * |
| TOMOHIRO SHONAI, MIKIO HIGUCHI, KOHEI KODAIRA, TAKAYO OGAWA, S. WADA AND HIROSHI MACHIDA: "Float zone growth and laser performance of Nd:GdVO4 single crystals", JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH, vol. Volume 241, Issues 1-2, JPN6008013475, 20 March 2002 (2002-03-20), US, pages 159 - 164, ISSN: 0001007141 * |
| 小川貴代, 浦田佳治, 和田智之, 町田博, 庄内智博, 樋口幹雄, 小平紘平: "FZ法によって作製された高濃度Nd添加GdVO4結晶の光学評価 (2)", 応用物理学関係連合講演会講演予稿集, vol. 49, no. 3, JPN6008013476, 27 March 2002 (2002-03-27), JP, pages 1058, ISSN: 0001007140 * |
| 浦田佳治, 小川貴代, 和田智之, 町田博, 庄内智博, 樋口幹雄, 小平紘平: "Fz法によって作成された高濃度Nd添加GdVO4結晶の光学評価", 応用物理学学術講演会講演予稿集, vol. 62, no. 3, JPN6008013477, September 2001 (2001-09-01), JP, pages 800, ISSN: 0001007139 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006093627A (en) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | National Institutes Of Natural Sciences | Laser system |
| JP2006147986A (en) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Keyence Corp | Laser beam machining apparatus |
| JP2006142362A (en) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Keyence Corp | Laser beam machining apparatus |
| JP2011515869A (en) * | 2008-03-28 | 2011-05-19 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | Laser with high efficiency gain medium |
| JP2012142523A (en) * | 2011-01-06 | 2012-07-26 | Mitsubishi Electric Corp | Passive q switch laser device |
| JP2015046556A (en) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | ブラザー工業株式会社 | Laser oscillation device, laser processing device and program |
| CN111988088A (en) * | 2019-05-24 | 2020-11-24 | 京瓷株式会社 | Power supply device and power receiving device of optical power supply system, and optical power supply system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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