JP2006186071A - Photoexcitation solid state laser device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stably obtain harmonic output without being influenced by temperatures or excitation power by preventing the fluctuation of beam condition due to the interference of a harmonic component with a different phase. <P>SOLUTION: In the photoexcitation solid state laser device 20, a pair of reflecting mirrors 24, 25, consisting of an incidental side and an outgoing side, which are pinching a solid state laser medium 22 and a non-linear optical element 23, are formed respectively so as to be highly reflective with respect to a base wave L2, and so as to prevent reflection with respect to harmonics L3, L4 whereby interference can be prevented between mutual harmonic components in an optical resonator. At the same time, the light emitting surface 21a of a photoexcitation light source (semiconductor laser device) 21 is formed so as to be un-parallel to the mirror plane of an incidental side reflecting mirror 24, whereby the optical axis of the reflecting light is provided with an angle with respect to the optical axis of the optical resonator 26, thereby suppressing the mutual interference between harmonic components L3, L4 in the optical resonator 26 when the outgoing harmonic laser beam L4 from the incidental side reflecting mirror 24 is reflected by the light emitting surface 21a of the photoexcitation light source 21. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、固体レーザ媒質で発生させた基本波レーザ光を非線形光学素子に入射し、当該基本波レーザ光の逓倍の波長の高調波レーザ光を発生させる光励起固体レーザ装置に関する。   The present invention relates to an optically pumped solid-state laser device that makes a fundamental laser beam generated in a solid-state laser medium enter a nonlinear optical element and generate a harmonic laser beam having a wavelength that is a multiple of the fundamental laser beam.

従来より、固体レーザ装置は、非線形光学素子を用いて基本波長の逓倍の波長のレーザ光を発生させる波長変換固体レーザ装置が各分野で利用されている。この種の固体レーザ装置には、固体レーザ媒質をポンピングする励起源に半導体レーザを用いた光励起固体レーザ装置が広く使用されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, wavelength conversion solid-state laser devices that generate laser light having a wavelength multiplied by a fundamental wavelength using a nonlinear optical element have been used in various fields as solid-state laser devices. In this type of solid-state laser device, an optically pumped solid-state laser device using a semiconductor laser as a pumping source for pumping a solid-state laser medium is widely used.

この種の光励起固体レーザ装置には、レーザ光の周波数変換効率を向上させるために、一対の反射鏡の間に固体レーザ媒質及び非線形光学素子を配置した内部共振型の構造が多く採用されている。固体レーザ媒質としては、例えばNd:YAGやNd:YVO4 等の結晶素子が用いられ、非線形光学素子としては、例えばKTP(KTiOPO4 )やBBO(β−BaB24)等の結晶素子が用いられている。また、これら固体レーザ媒質と非線形光学素子とを接着等により一体化したコンビネーション結晶も使われている(例えば下記特許文献1参照)。 In order to improve the frequency conversion efficiency of laser light, this type of optically pumped solid-state laser device often employs an internal resonance type structure in which a solid-state laser medium and a nonlinear optical element are arranged between a pair of reflecting mirrors. . As the solid-state laser medium, a crystal element such as Nd: YAG or Nd: YVO 4 is used, and as the nonlinear optical element, a crystal element such as KTP (KTiOPO 4 ) or BBO (β-BaB 2 O 4 ) is used. It is used. A combination crystal in which the solid laser medium and the nonlinear optical element are integrated by bonding or the like is also used (for example, see Patent Document 1 below).

図10は、従来の光励起固体レーザ装置10の概略構成を示している。この従来の光励起固体レーザ装置10は、励起源として波長808nmのレーザ光L1を発生する半導体レーザ1と、波長1064nmの基本波レーザ光L2を発生する固体レーザ媒質2と、波長532nmの緑色高調波レーザ光L3を発生する非線形光学素子3と、固体レーザ媒質2の光入射側端面に配置された平面状の入射側反射鏡4と、非線形光学素子3の光出射側端面に配置された平面状の出射側反射鏡5とを備えている。   FIG. 10 shows a schematic configuration of a conventional optically pumped solid-state laser device 10. This conventional optically pumped solid-state laser device 10 includes a semiconductor laser 1 that generates laser light L1 having a wavelength of 808 nm as a pumping source, a solid-state laser medium 2 that generates fundamental laser light L2 having a wavelength of 1064 nm, and a green harmonic having a wavelength of 532 nm. The nonlinear optical element 3 that generates the laser light L3, the planar incident-side reflecting mirror 4 disposed on the light incident side end face of the solid-state laser medium 2, and the planar shape disposed on the light emitting side end face of the nonlinear optical element 3 The output side reflecting mirror 5 is provided.

固体レーザ媒質2と非線形光学素子3とは、接着等により互いに一体化されたコンビネーション結晶7として形成され、このコンビネーション結晶7と一対の反射鏡4,5とにより、光共振器6が構成されている。半導体レーザ1と光共振器6の各々の光軸は、互いに同軸上に配置されている。   The solid-state laser medium 2 and the nonlinear optical element 3 are formed as a combination crystal 7 integrated with each other by bonding or the like, and the combination crystal 7 and the pair of reflecting mirrors 4 and 5 constitute an optical resonator 6. Yes. The optical axes of the semiconductor laser 1 and the optical resonator 6 are arranged coaxially with each other.

入射側反射鏡4の鏡面(反射面)には、半導体レーザ1から出射したレーザ光すなわち励起光(ポンピング光)に対しては反射防止となり、固体レーザ媒質2で発生した基本波レーザ光及び非線形光学素子3で発生した高調波レーザ光に対しては各々高反射となるコーティング膜が形成されている。
一方、出射側反射鏡5の鏡面には、基本波レーザ光に対しては高反射であり、高調波レーザ光に対しては反射防止となるコーティング膜が形成されている。
On the mirror surface (reflecting surface) of the incident-side reflecting mirror 4, the laser light emitted from the semiconductor laser 1, that is, excitation light (pumping light) is prevented from being reflected, and the fundamental laser light generated in the solid-state laser medium 2 and nonlinearity are prevented. A coating film that is highly reflective to the harmonic laser light generated by the optical element 3 is formed.
On the other hand, a coating film that is highly reflective with respect to the fundamental laser beam and that prevents reflection with respect to the harmonic laser beam is formed on the mirror surface of the emission-side reflecting mirror 5.

図11は、以上のように構成される従来の光励起固体レーザ装置10の光共振器6内部における光の波長変化を模式的に説明する図である。半導体レーザ1から出射された励起光L1が固体レーザ媒質2に入射することにより、固体レーザ媒質2において基本波が発生し、この基本波が入射側反射鏡4と出射側反射鏡5との間において発振することにより、光共振器6の内部において基本波の発振レーザ光L2が得られる。そして、この基本波の発振レーザ光L2は、非線形光学素子3を通過することにより一部の成分が波長変換されて高調波レーザ光L3とされた後、出射側反射鏡5を介して光共振器6外部へ出射されるようになっている。   FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a change in the wavelength of light inside the optical resonator 6 of the conventional optically pumped solid-state laser device 10 configured as described above. When the excitation light L1 emitted from the semiconductor laser 1 is incident on the solid-state laser medium 2, a fundamental wave is generated in the solid-state laser medium 2, and this fundamental wave is generated between the incident-side reflecting mirror 4 and the emitting-side reflecting mirror 5. The oscillation laser beam L2 of the fundamental wave is obtained inside the optical resonator 6 by oscillating at. The fundamental oscillation laser beam L2 passes through the nonlinear optical element 3 so that a part of the wavelength is converted into a harmonic laser beam L3 and then optically resonated through the output-side reflecting mirror 5. It is emitted to the outside of the vessel 6.

一方、固体レーザ媒質2側から非線形光学素子3へ入射した基本波レーザ光L2のうち非線形光学素子3において波長変換されなかった成分は、出射側反射鏡5で反射した後、再び非線形光学素子3を通過する。このとき、一部の基本波レーザ光は、非線形光学素子3において波長変換されて高調波レーザ光成分L4とされる。この高調波レーザ光成分L4は、固体レーザ媒質2を通って入射側反射鏡4で反射し、この反射した高調波成分L5が固体レーザ媒質2、非線形光学素子3及び出射側反射鏡5を介して光共振器6外部へ出射される。   On the other hand, the component of the fundamental laser light L2 incident on the nonlinear optical element 3 from the solid laser medium 2 side that has not been wavelength-converted by the nonlinear optical element 3 is reflected by the output-side reflecting mirror 5 and then again the nonlinear optical element 3. Pass through. At this time, a part of the fundamental wave laser light is wavelength-converted by the nonlinear optical element 3 to be a harmonic laser light component L4. The harmonic laser beam component L4 is reflected by the incident-side reflecting mirror 4 through the solid-state laser medium 2, and the reflected harmonic component L5 passes through the solid-state laser medium 2, the nonlinear optical element 3, and the emitting-side reflecting mirror 5. And is emitted to the outside of the optical resonator 6.

特開2004−281932号公報JP 2004-281932 A 特開平7−106682号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-106682

さて、従来の光励起固体レーザ装置10においては、上述したように、出射側反射鏡5側から入射側反射鏡4側へ向かう基本波レーザ光L2のうち、非線形光学素子3において波長変換された高調波成分L4を入射側反射鏡4において反射させ、その反射光L5を出射側反射鏡5を介して光共振器6外部へ出射させるようにしている。これは、光共振器6内部で発生した高調波レーザ光のL2成分とL5成分とを合波して出射することにより、高調波レーザ光を高出力で得ることを目的としているからである。   In the conventional optically pumped solid-state laser device 10, as described above, of the fundamental laser beam L2 that travels from the exit-side reflecting mirror 5 side to the incident-side reflecting mirror 4 side, the harmonic converted in wavelength by the nonlinear optical element 3 is used. The wave component L4 is reflected by the incident-side reflecting mirror 4, and the reflected light L5 is emitted outside the optical resonator 6 through the emitting-side reflecting mirror 5. This is because the purpose is to obtain the harmonic laser light with high output by combining the L2 component and the L5 component of the harmonic laser light generated inside the optical resonator 6 and emitting the combined light.

ところが、高調波成分L5は、複屈折材である固体レーザ媒質2を通過する際に位相が変化するため、両者間で位相を完全に一致させるのは容易ではない。また、温度の変化や励起パワーによる固体レーザ媒質2の屈折率の変動で位相が一致しなくなり、高調波レーザ光の出力が変動し易くなる。更に、位相の異なる光が干渉し合うことで偏光状態が変化するとともに、ビーム横モード(レーザビームの空間的な強度分布あるいは位相分布)が不安定となり、マルチビームの発生やビームサイズの変化が起きるという問題がある。   However, since the phase of the harmonic component L5 changes when it passes through the solid laser medium 2 that is a birefringent material, it is not easy to make the phases completely coincide with each other. In addition, the phase becomes inconsistent due to a change in the refractive index of the solid-state laser medium 2 due to a change in temperature or pumping power, and the output of the harmonic laser beam is likely to change. Furthermore, the polarization state changes due to the interference of light with different phases, and the beam transverse mode (spatial intensity distribution or phase distribution of the laser beam) becomes unstable, resulting in the generation of multi-beams and changes in beam size. There is a problem of getting up.

一方、上記特許文献2には、互いに同軸上に配置された半導体レーザ、固体レーザ媒質及び非線形光学素子を有する光励起固体レーザ装置において、入射側反射鏡を高調波に対して反射防止とすることにより、上記問題の解消を図る構成が開示されている。   On the other hand, in Patent Document 2 described above, in an optically pumped solid-state laser device having a semiconductor laser, a solid-state laser medium, and a nonlinear optical element that are coaxially arranged, the incident-side reflecting mirror is made anti-reflective with respect to harmonics. A configuration for solving the above problem is disclosed.

しかしながら、上記特許文献2の構成によっても、以下のように、上述した問題点の根本的解決には至り難い。   However, even with the configuration of Patent Document 2, it is difficult to achieve a fundamental solution to the problems described above.

すなわち、一般に半導体レーザ(レーザダイオード)が発光した光は拡がり角度が大きいため、半導体レーザから出射された波長808nmの光は、固体レーザ媒質に到達するまでに光径が拡大し、単位面積当たりのエネルギー密度が低下してしまう。このため、半導体レーザの発光面と光共振器の入射側反射鏡とは可能な限り接近させて、固体レーザ媒質での波長1064nmの光を励起する効率を向上させることが重要となる。   That is, since light emitted from a semiconductor laser (laser diode) generally has a large divergence angle, light having a wavelength of 808 nm emitted from the semiconductor laser has an increased light diameter until it reaches the solid-state laser medium. Energy density will decrease. For this reason, it is important to improve the efficiency of exciting the light with a wavelength of 1064 nm in the solid-state laser medium by bringing the light emitting surface of the semiconductor laser and the incident side reflecting mirror of the optical resonator as close as possible.

ところが、半導体レーザの発光面を光共振器の入射側反射鏡に近接対向させると、入射側反射鏡を透過した高調波が当該半導体レーザの発光面で反射し、この反射した高調波が入射側反射鏡を介して光共振器内に入射する。その結果、光共振器内部に位相の異なる高調波成分を存在させることになり、上述と同様な問題が発生することになる。   However, when the light emitting surface of the semiconductor laser is brought close to and opposite to the incident side reflecting mirror of the optical resonator, the harmonics transmitted through the incident side reflecting mirror are reflected by the light emitting surface of the semiconductor laser, and the reflected harmonics are incident on the incident side. The light enters the optical resonator through the reflecting mirror. As a result, harmonic components having different phases exist in the optical resonator, and the same problem as described above occurs.

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、位相の異なる高調波成分の干渉によるビーム状態の変動を防ぎ、温度や励起パワーに影響されずに高調波出力を安定して得ることができる光励起固体レーザ装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and prevents the fluctuation of the beam state due to the interference of the harmonic components having different phases, and the optically pumped solid-state laser capable of stably obtaining the harmonic output without being affected by the temperature and the pumping power. It is an object to provide an apparatus.

以上の課題を解決するに当たり、本発明の光励起固体レーザ装置は、固体レーザ媒質と非線形光学素子とを挟装する入射側及び出射側でなる一対の反射鏡が、それぞれ基本波に対しては高反射であり高調波に対しては反射防止とされているとともに、励起光源の発光面が、上記入射側反射鏡の鏡面に対して非平行とされている。   In solving the above-described problems, the optically pumped solid-state laser device of the present invention has a pair of reflecting mirrors on the incident side and the output side sandwiching the solid-state laser medium and the nonlinear optical element. Reflection is performed to prevent reflection of harmonics, and the light emitting surface of the excitation light source is not parallel to the mirror surface of the incident-side reflecting mirror.

このような構成の本発明の光励起固体レーザ装置においては、固体レーザ媒質と非線形光学素子と一対の反射鏡とで、光共振器を構成している。そして、励起光源から出射された励起光が固体レーザ媒質に入射すると、固体レーザ媒質において基本波が発生し、この基本波が光共振器内部で発振することにより基本波レーザ光が得られる。この基本波レーザ光は、非線形光学素子を通過することにより、一部が波長変換されて高調波レーザ光となり、反射鏡を介して光共振器外部へ射出される。   In the optically pumped solid-state laser device of the present invention having such a configuration, the solid-state laser medium, the nonlinear optical element, and the pair of reflecting mirrors constitute an optical resonator. When the excitation light emitted from the excitation light source enters the solid-state laser medium, a fundamental wave is generated in the solid-state laser medium, and the fundamental wave oscillates inside the optical resonator, thereby obtaining a fundamental-wave laser beam. The fundamental laser beam is partly wavelength-converted by passing through the non-linear optical element to become a harmonic laser beam, and is emitted to the outside of the optical resonator through the reflecting mirror.

本発明では、上記一対の反射鏡を高調波に対して反射防止としているので、光共振器内部で発生した高調波レーザ光をこれら反射鏡を介して光共振器外部へ出射させるようにしている。これにより、光共振器内部における高調波成分同士の干渉を防ぐことができるので、温度や励起パワーに影響されないビーム横モードの安定した高調波レーザ光を得ることができる。   In the present invention, the pair of reflecting mirrors prevent reflection of harmonics, so that harmonic laser light generated inside the optical resonator is emitted to the outside of the optical resonator via these reflecting mirrors. . Thereby, since interference between harmonic components inside the optical resonator can be prevented, it is possible to obtain a stable harmonic laser beam in a beam transverse mode that is not affected by temperature and pumping power.

また、本発明では、励起光源の発光面を入射側反射鏡の鏡面に対して非平行としているので、この入射側反射鏡から外部へ出射した高調波レーザ光を励起光源の発光面で反射した際、当該反射光の光軸が光共振器の光軸に対して角度を持つようになる。これにより、励起光源の発光面で反射した高調波成分の光共振器内部への入射が抑えられ、又は、入射したとしても反射光の光軸を光共振器の光軸と異ならせることができるので、光共振器内部における高調波成分との干渉が抑えられ、安定した高調波出力を維持することが可能となる。   In the present invention, since the light emitting surface of the excitation light source is not parallel to the mirror surface of the incident side reflecting mirror, the harmonic laser beam emitted from the incident side reflecting mirror is reflected by the light emitting surface of the excitation light source. At this time, the optical axis of the reflected light has an angle with respect to the optical axis of the optical resonator. Thereby, the incidence of the harmonic component reflected by the light emitting surface of the excitation light source into the optical resonator can be suppressed, or the optical axis of the reflected light can be made different from the optical axis of the optical resonator even if it is incident. Therefore, interference with harmonic components inside the optical resonator can be suppressed, and a stable harmonic output can be maintained.

励起光源の発光面を入射側反射鏡の鏡面に対して非平行とする構成例としては、励起光源の出射光軸が入射側反射鏡の鏡面に対して非垂直方向となるように励起光源の発光面を配置する、又は、励起光源の出射光軸が入射側反射鏡の鏡面に対して略垂直方向となるように励起光源を配置し、かつ当該励起光源の発光面を出射光軸に対して非垂直となるように形成する。   As an example of a configuration in which the light emitting surface of the excitation light source is non-parallel to the mirror surface of the incident-side reflecting mirror, the excitation light source is arranged so that the output optical axis of the excitation light source is non-perpendicular to the mirror surface of the incident-side reflecting mirror. Arrange the light emitting surface, or arrange the excitation light source so that the emission optical axis of the excitation light source is substantially perpendicular to the mirror surface of the incident-side reflecting mirror, and place the light emission surface of the excitation light source with respect to the emission optical axis. To be non-vertical.

なお、励起光源には、レーザダイオードチップ等の半導体レーザ素子又はこれを内蔵したパッケージ構造体等が含まれ、半導体レーザの発光面としては、素子の結晶へき開面やパッケージ構造体の光出射窓等が該当する。   The excitation light source includes a semiconductor laser element such as a laser diode chip or a package structure incorporating the same, and a light emitting surface of the semiconductor laser includes a crystal cleavage plane of the element, a light emission window of the package structure, and the like. Is applicable.

以上述べたように、本発明の光励起固体レーザ装置によれば、光共振器内部における高調波成分同士の干渉を防ぐことができるので、温度や励起パワーに影響されないビーム横モードの安定した高調波レーザ光を得ることができる。   As described above, according to the optically pumped solid-state laser device of the present invention, interference between harmonic components inside the optical resonator can be prevented, so that stable harmonics of the beam transverse mode that are not affected by temperature and pumping power are stable. Laser light can be obtained.

以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態による光励起固体レーザ装置20の概略構成図である。図示する光励起固体レーザ装置20は、励起光源としての半導体レーザ素子21と、固体レーザ媒質22と、非線形光学素子23と、固体レーザ媒質22の光入射側端面に配置された平面状の入射側反射鏡24と、非線形光学素子23の光出射側端面に配置された平面状の出射側反射鏡25とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optically pumped solid-state laser device 20 according to the first embodiment of the present invention. The illustrated optically pumped solid-state laser device 20 includes a semiconductor laser element 21 as a pumping light source, a solid-state laser medium 22, a nonlinear optical element 23, and a planar incident-side reflection disposed on the light incident-side end face of the solid-state laser medium 22. A mirror 24 and a planar emission-side reflecting mirror 25 disposed on the light emission-side end face of the nonlinear optical element 23 are provided.

半導体レーザ素子21は、電圧を印加すると所定の波長のレーザ光を発振する素子、例えばガリウム・アルミニウム砒素(GaAlAs)レーザダイオード素子(チップ)で構成されている。本実施の形態では、励起光として波長808nmのレーザ光L1を発振するレーザ素子が用いられている。なお、発振レーザ光L1は、連続光でもよいしパルス光でもよい。   The semiconductor laser element 21 is composed of an element that oscillates laser light of a predetermined wavelength when a voltage is applied, for example, a gallium aluminum arsenide (GaAlAs) laser diode element (chip). In the present embodiment, a laser element that oscillates laser light L1 having a wavelength of 808 nm is used as excitation light. The oscillation laser light L1 may be continuous light or pulsed light.

固体レーザ媒質22と非線形光学素子23とは、接着等により互いに一体化されたコンビネーション結晶27として形成され、このコンビネーション結晶27と一対の反射鏡24,25とにより、光共振器26が構成されている。   The solid-state laser medium 22 and the nonlinear optical element 23 are formed as a combination crystal 27 integrated with each other by bonding or the like. The combination crystal 27 and the pair of reflecting mirrors 24 and 25 constitute an optical resonator 26. Yes.

入射側反射鏡24及び出射側反射鏡25は、固体レーザ媒質22の入射側端面及び非線形光学結晶素子23の出射側端面にそれぞれ設けられている。これら反射鏡24,25、固体レーザ媒質22の入射側端面、及び非線形光学結晶素子23の出射側端面は、光共振器26の光軸(軸心)方向に対してそれぞれ直交している。   The incident-side reflecting mirror 24 and the emitting-side reflecting mirror 25 are provided on the incident-side end surface of the solid-state laser medium 22 and the emitting-side end surface of the nonlinear optical crystal element 23, respectively. The reflecting mirrors 24, 25, the incident-side end face of the solid-state laser medium 22, and the exit-side end face of the nonlinear optical crystal element 23 are orthogonal to the optical axis (axial center) direction of the optical resonator 26.

光共振器26は、半導体レーザ素子21が発光したレーザ光が入射されることにより、後述するように、固体レーザ媒質22で波長1064nmの基本波レーザ光L2を発生させ、更に、非線形光学素子23で当該基本波の第2高調波(波長532nm)の緑色レーザ光L3,L4を発生させて外部へ出射する。   As will be described later, the optical resonator 26 generates a fundamental laser beam L2 having a wavelength of 1064 nm in the solid-state laser medium 22 when the laser beam emitted from the semiconductor laser element 21 is incident thereon. Then, the green laser lights L3 and L4 of the second harmonic (wavelength 532 nm) of the fundamental wave are generated and emitted to the outside.

本実施の形態では、固体レーザ媒質22としてNd:YVO4 が用いられ、非線形光学素子23としてリンチタン酸カリウム(KTiOPO4 ;KTP結晶)が用いられるが、これ以外にも、固体レーザ媒質22としてNd:YAG、非線形光学素子23としてBBO(β−BaB24)等の他の材質が用いることができる。 In the present embodiment, Nd: YVO 4 is used as the solid-state laser medium 22 and potassium phosphotitanate (KTiOPO 4 ; KTP crystal) is used as the nonlinear optical element 23. In addition, Nd: YVO 4 is used as the solid-state laser medium 22. : YAG, other materials such as BBO (β-BaB 2 O 4 ) can be used as the nonlinear optical element 23.

入射側反射鏡24の鏡面(反射面)には、基本波L2に対しては高反射(HR)で、励起光L1及び高調波L4に対しては反射防止(AR)とされるコーティング膜が形成されている。このような光学特性を有する光学膜として、例えば、Ta25とSiO2 とを交互に複数形成した多層膜を用いることができる。 On the mirror surface (reflecting surface) of the incident-side reflecting mirror 24, there is a coating film that is highly reflective (HR) for the fundamental wave L2 and is antireflective (AR) for the excitation light L1 and the harmonic wave L4. Is formed. As the optical film having such optical characteristics, for example, a multilayer film in which a plurality of Ta 2 O 5 and SiO 2 are alternately formed can be used.

一方、出射側反射鏡25の鏡面には、基本波L2に対しては高反射で、高調波L3に対しては反射防止とされるコーティング膜が形成されている。このような光学特性を有する光学膜として、例えば、Ta25とSiO2 とを交互に複数形成した多層膜を用いることができる。 On the other hand, a coating film that is highly reflective to the fundamental wave L2 and prevents reflection from the harmonic wave L3 is formed on the mirror surface of the exit-side reflecting mirror 25. As the optical film having such optical characteristics, for example, a multilayer film in which a plurality of Ta 2 O 5 and SiO 2 are alternately formed can be used.

図2は、本実施の形態の光励起固体レーザ装置20の光共振器26内部における光の波長変化を模式的に説明する図である。   FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a change in the wavelength of light inside the optical resonator 26 of the optically pumped solid-state laser device 20 of the present embodiment.

半導体レーザ素子21から出射された励起光L1が固体レーザ媒質22に入射すると、固体レーザ媒質22において基本波が発生し、この基本波が入射側反射鏡24と出射側反射鏡25との間において発振することにより、光共振器6の内部において基本波の発振レーザ光L2が得られる。そして、この基本波の発振レーザ光L2は、非線形光学素子23を通過することにより一部の成分が波長変換されて高調波レーザ光L3とされた後、出射側反射鏡25を介して光共振器26外部へ出射される。   When the excitation light L1 emitted from the semiconductor laser element 21 is incident on the solid-state laser medium 22, a fundamental wave is generated in the solid-state laser medium 22, and this fundamental wave is generated between the incident-side reflecting mirror 24 and the emitting-side reflecting mirror 25. By oscillating, an oscillation laser beam L 2 having a fundamental wave is obtained inside the optical resonator 6. The fundamental-wave oscillation laser light L2 passes through the nonlinear optical element 23 and is converted into a harmonic laser light L3 by converting a part of the wavelength thereof, and then optically resonated via the output-side reflecting mirror 25. The light is emitted outside the container 26.

一方、固体レーザ媒質22側から非線形光学素子3へ入射した基本波レーザ光L2のうち、非線形光学素子23において波長変換されなかった成分は、出射側反射鏡25で反射した後、再び非線形光学素子23を通過する。このとき、一部の基本波レーザ光は、非線形光学結晶素子23において波長変換されて高調波レーザ光成分L4とされる。この高調波レーザ光成分L4は、固体レーザ媒質22及び入射側反射鏡24を介して光共振器26外部へ出射される。   On the other hand, of the fundamental laser light L2 incident on the nonlinear optical element 3 from the solid-state laser medium 22 side, the component that has not been wavelength-converted by the nonlinear optical element 23 is reflected by the exit-side reflecting mirror 25 and then again the nonlinear optical element. Pass through 23. At this time, a part of the fundamental wave laser light is wavelength-converted by the nonlinear optical crystal element 23 to become a harmonic laser light component L4. The harmonic laser beam component L4 is emitted to the outside of the optical resonator 26 through the solid-state laser medium 22 and the incident-side reflecting mirror 24.

本実施の形態においては、上述のように、入射側及び出射側の各々の反射鏡24,25を高調波L3,L4に対して反射防止構造としているので、光共振器26内部で発生した高調波レーザ光L3,L4をこれら反射鏡24,25を介して光共振器26の外部へ出射させるようにしている。これにより、光共振器26内部における高調波成分同士の干渉を防ぐことができるので、温度や励起パワーに影響されないビーム横モードの安定した高調波レーザ光を得ることが可能となる。   In the present embodiment, as described above, the reflection mirrors 24 and 25 on the incident side and the emission side have antireflection structures with respect to the harmonics L3 and L4. The wave laser beams L3 and L4 are emitted to the outside of the optical resonator 26 through the reflecting mirrors 24 and 25. Thereby, interference between the harmonic components inside the optical resonator 26 can be prevented, so that it is possible to obtain a harmonic laser beam having a stable beam transverse mode that is not affected by temperature and pumping power.

ここで、半導体レーザ素子21が発光した光は拡がり角度が大きいため、半導体レーザ素子21から出射された波長808nmの光は、固体レーザ媒質22に到達するまでに光径が拡大し、単位面積当たりのエネルギー密度が低下してしまう。このため、半導体レーザ素子21の発光面と入射側反射鏡24とは可能な限り接近させて、固体レーザ媒質22での波長1064nmの光を励起する効率を向上させることが重要となる。   Here, since the light emitted from the semiconductor laser element 21 has a large divergence angle, the light having a wavelength of 808 nm emitted from the semiconductor laser element 21 has an increased light diameter until it reaches the solid-state laser medium 22, and per unit area. The energy density of the will decrease. For this reason, it is important that the light emitting surface of the semiconductor laser element 21 and the incident-side reflecting mirror 24 be as close as possible to improve the efficiency of exciting light with a wavelength of 1064 nm in the solid-state laser medium 22.

ところが、半導体レーザ素子21の発光面を入射側反射鏡24に近接対向させると、入射側反射鏡24を透過した高調波L4が当該半導体レーザ素子21の発光面で反射し、この反射した高調波が入射側反射鏡24を介して光共振器26内に入射する。この入射した高調波の光軸が、光共振器26の光軸方向に一致していると、光共振器26内部において位相の異なる高調波成分(L3,L4)同士が互いに干渉することにより、出力高調波のビーム横モードが不安定となる。   However, when the light emitting surface of the semiconductor laser element 21 is brought close to and opposed to the incident side reflecting mirror 24, the harmonic L4 transmitted through the incident side reflecting mirror 24 is reflected by the light emitting surface of the semiconductor laser element 21, and this reflected harmonic is reflected. Enters the optical resonator 26 via the incident-side reflecting mirror 24. When the optical axis of the incident harmonic coincides with the optical axis direction of the optical resonator 26, the harmonic components (L3, L4) having different phases interfere with each other inside the optical resonator 26. Beam transverse mode of output harmonic becomes unstable.

そこで、本実施の形態の光励起固体レーザ装置20においては、光共振器26の入射側反射鏡24の鏡面に対して、半導体レーザ素子21の発光面21aを非平行とすることにより、上記問題を回避するようにしている。   Therefore, in the optically pumped solid-state laser device 20 of the present embodiment, the above-described problem is solved by making the light emitting surface 21a of the semiconductor laser element 21 non-parallel to the mirror surface of the incident-side reflecting mirror 24 of the optical resonator 26. I try to avoid it.

図3及び図4は、本実施の形態の光励起固体レーザ装置20における半導体レーザ素子21と光共振器26との相対位置関係を模式的に示す図であり、Aは側面側から見た図、Bは上面側から見た図である。なお図1に対応する部分については同一の符号を付している。また図中28は、半導体レーザ素子(レーザダイオード)21を上面で支持するとともに、半導体レーザ21から発生した熱を外部へ放熱するヒートシンクである。   3 and 4 are diagrams schematically showing a relative positional relationship between the semiconductor laser element 21 and the optical resonator 26 in the optically pumped solid-state laser device 20 of the present embodiment, and A is a view seen from the side surface side, B is a view from the upper surface side. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part corresponding to FIG. Reference numeral 28 in the figure denotes a heat sink that supports the semiconductor laser element (laser diode) 21 on the upper surface and radiates heat generated from the semiconductor laser 21 to the outside.

図3に示した構成例において、半導体レーザ素子21は、その出射光軸が発光面21aに対して垂直なものが用いられている。そして、半導体レーザ素子21の出射光軸が入射側反射鏡24の鏡面に対して非垂直方向となるように、発光面(結晶へき開面)21aを入射側反射鏡24の鏡面に対して仰角方向(図において上下(z)方向)に角度θ1だけ傾斜配置させている。この場合、半導体レーザ素子21の傾斜配置は、ヒートシンク28と一体的に行うことができる。   In the configuration example shown in FIG. 3, the semiconductor laser element 21 has an emission optical axis perpendicular to the light emitting surface 21a. Then, the light emitting surface (crystal cleavage surface) 21 a is in the elevation direction with respect to the mirror surface of the incident-side reflecting mirror 24 so that the outgoing optical axis of the semiconductor laser element 21 is non-perpendicular to the mirror surface of the incident-side reflecting mirror 24. It is inclined by an angle θ1 (vertical (z) direction in the figure). In this case, the inclined arrangement of the semiconductor laser element 21 can be performed integrally with the heat sink 28.

また、当該半導体レーザ素子21は、図4に示したように、入射側反射鏡24の鏡面に対し、半導体レーザ素子21の発光面21aを左右方向(図において上下(y)方向)に角度θ2だけ傾斜配置させてもよい。この場合、半導体レーザ素子21の傾斜配置は、ヒートシンク28に対して相対的に行うことができる。   Further, as shown in FIG. 4, the semiconductor laser element 21 has an angle θ2 in the left-right direction (vertical (y) direction in the figure) of the light emitting surface 21a of the semiconductor laser element 21 with respect to the mirror surface of the incident-side reflecting mirror 24. Alternatively, it may be inclined. In this case, the semiconductor laser element 21 can be inclined relative to the heat sink 28.

このような構成とすることにより、入射側反射鏡24を透過し半導体レーザ素子21の発光面21aで反射した高調波の光軸Lbは、光共振器26の軸心Laに対してz方向に角度θ1又はy方向に角度θ2傾斜させることができるので、当該高調波の反射光が光共振器26に入射したとしても、共振器26内部の高調波成分との干渉が抑えられ、出射側反射鏡25から出射される高調波レーザ光L3のビーム横モードを安定に維持することができるようになる。   With such a configuration, the harmonic optical axis Lb transmitted through the incident-side reflecting mirror 24 and reflected by the light emitting surface 21 a of the semiconductor laser element 21 is in the z direction with respect to the axis La of the optical resonator 26. Since the angle θ2 can be inclined in the angle θ1 or the y direction, even if the reflected light of the harmonic enters the optical resonator 26, interference with the harmonic component inside the resonator 26 is suppressed, and the output side reflection The beam transverse mode of the harmonic laser beam L3 emitted from the mirror 25 can be maintained stably.

角度θ1,θ2の大きさは、光共振器26内部の高調波成分との干渉を抑えられる範囲で適宜設定可能である。また、図3及び図4に示した構成例は、それぞれ単独で適用されてもよいし、両者を組み合わせて適用してもよい。   The magnitudes of the angles θ1 and θ2 can be set as appropriate within a range in which interference with harmonic components inside the optical resonator 26 can be suppressed. Further, the configuration examples shown in FIGS. 3 and 4 may be applied alone or in combination.

以上のように構成される本実施の形態の光励起固体レーザ装置20によれば、半導体レーザ素子21の発光面21aを入射側反射鏡24の鏡面に対して非平行としたので、当該半導体レーザ素子21の発光面21aを光共振器26に近接配置させても、入射側反射鏡24から出射した高調波成分の発光面21aにおける反射光と、光共振器26内の高調波成分との間の干渉を効果的に抑えることができ、固体レーザ媒質22の励起効率を高めて、高調波レーザ光の高出力化を図ることができる。   According to the optically pumped solid state laser device 20 of the present embodiment configured as described above, the light emitting surface 21a of the semiconductor laser element 21 is made non-parallel to the mirror surface of the incident-side reflecting mirror 24. Even if the light emitting surface 21 a of 21 is arranged close to the optical resonator 26, the harmonic component emitted from the incident-side reflecting mirror 24 is reflected between the reflected light on the light emitting surface 21 a and the harmonic component in the optical resonator 26. Interference can be effectively suppressed, the excitation efficiency of the solid-state laser medium 22 can be increased, and higher output of the harmonic laser beam can be achieved.

また、本実施の形態においては、固体レーザ媒質22と非線形光学素子23とを一体結合したコンビネーション結晶27で形成し、更にこれら固体レーザ媒質22の入射側端面及び非線形光学素子23の出射側端面にそれぞれ入射側反射鏡24及び出射側反射鏡25を一体形成することにより光共振器26を構成しているので、共振器長が短くなり装置のコンパクト化が図れるとともに、共振器全体を装置固定部に一体的に固定できるので温度変化等による共振器長の変動が抑えられ、レーザ光の安定した発振作用を維持することができる。   In the present embodiment, the solid-state laser medium 22 and the nonlinear optical element 23 are formed of a combination crystal 27 integrally coupled, and the solid-state laser medium 22 has an incident side end face and a nonlinear optical element 23 on the emission side end face. The optical resonator 26 is formed by integrally forming the incident-side reflecting mirror 24 and the emitting-side reflecting mirror 25, so that the length of the resonator can be shortened and the device can be made compact, and the entire resonator can be fixed to the device fixing portion. Therefore, the fluctuation of the resonator length due to a temperature change or the like can be suppressed, and the stable oscillation of the laser beam can be maintained.

次に、図5Aは、図10及び図11を参照して説明した従来の光励起固体レーザ装置10の駆動電流−高調波出力(I−L特性)の一例を示すグラフである。図示するように、駆動電流に対する出力の増加は一定せず、キンクが発生するなど直線性が著しく悪い。これは、半導体レーザ素子1から出射した励起光L1が固体レーザ媒質2へ入射する際、そのパワーにより固体レーザ媒質2の温度が上昇し屈折率が変化したため、高調波成分のL3と入射側反射鏡4で反射した高調波成分L5との間の位相が激しく変動した状態で干渉し、光波の強め合う部分と弱め合う部分が発生したことによる。   Next, FIG. 5A is a graph showing an example of drive current-harmonic output (IL characteristic) of the conventional optically pumped solid-state laser device 10 described with reference to FIGS. 10 and 11. As shown in the figure, the increase in the output with respect to the drive current is not constant, and the linearity is remarkably poor, such as the occurrence of kinks. This is because when the pumping light L1 emitted from the semiconductor laser element 1 is incident on the solid-state laser medium 2, the power of the solid-state laser medium 2 rises due to the power and the refractive index changes. This is because interference occurs in a state in which the phase between the harmonic component L5 reflected by the mirror 4 fluctuates violently and a portion where the light wave strengthens and a portion where the light wave weakens are generated.

これに対して、図5Bは、本実施の形態の光励起固体レーザ装置20の駆動電流−高調波出力の一例を示すグラフである。図示するように、駆動電流に対する出力の増加はほぼ一定している。これは、高調波成分L3が他の位相の異なる高周波成分との干渉による影響を受けずにそのまま出射されることで、出力の変動が抑えられたことによる。   On the other hand, FIG. 5B is a graph showing an example of the drive current-harmonic output of the optically pumped solid-state laser device 20 of the present embodiment. As shown in the figure, the increase in output with respect to the drive current is substantially constant. This is because the harmonic component L3 is output as it is without being affected by interference with other high-frequency components having different phases, thereby suppressing output fluctuations.

図6A,Bは、図10及び図11を参照して説明した従来の光励起固体レーザ装置10の温度(18℃、25℃)によるビーム状態の変化をビームプロファイラで観察したときの結果である。温度18℃と温度25℃で比較すると、プロファイルに明らかな違いが認められる。中央の濃い所は、より出力の大きい部分であるが、高調波出力は同一であるにもかかわらず、温度18℃と温度25℃とではその割合が変化している。また、ビームサイズも変化している。これは、高調波成分L3と、入射側反射鏡24で反射した高調波成分L5との間の位相が温度の影響で変化し、その干渉状態がビーム横モードの変動として現れたものである。   FIGS. 6A and 6B show results when the beam profiler observes a change in beam state depending on the temperature (18 ° C., 25 ° C.) of the conventional optically pumped solid-state laser device 10 described with reference to FIGS. When the temperature is compared at 18 ° C. and the temperature at 25 ° C., a clear difference is observed in the profile. The dark portion at the center is a portion with a higher output, but the ratio changes between the temperature 18 ° C. and the temperature 25 ° C., although the harmonic output is the same. The beam size is also changing. This is because the phase between the harmonic component L3 and the harmonic component L5 reflected by the incident-side reflecting mirror 24 changes due to the influence of temperature, and the interference state appears as fluctuations in the beam transverse mode.

これに対して、図7A,Bは、本実施の形態の光励起固体レーザ装置20の温度(18℃、25℃)によるビーム状態の変化をビームプロファイラで観察したときの結果である。図示するように、温度18℃と温度25℃で比較すると、プロファイルに差は見られない。これは、高周波成分L3が他の位相の異なる高周波成分との干渉による影響を受けずにそのまま出射されることで、ビーム横モードが安定したものである。   On the other hand, FIGS. 7A and 7B show the results when the beam profiler observes the change in the beam state depending on the temperature (18 ° C., 25 ° C.) of the optically pumped solid-state laser device 20 of the present embodiment. As shown in the figure, when comparing the temperature at 18 ° C. and the temperature at 25 ° C., there is no difference in the profile. This is because the high-frequency component L3 is emitted as it is without being affected by interference with other high-frequency components having different phases, so that the beam transverse mode is stabilized.

(第2の実施の形態)
続いて、本発明の第2の実施の形態について説明する。図8は本発明の第2の実施の形態による光励起固体レーザ装置30の概略構成図である。なお、図において上述の第1の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an optically pumped solid-state laser device 30 according to the second embodiment of the present invention. In the figure, portions corresponding to those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施の形態の光励起固体レーザ装置30は、励起光源として、半導体レーザ素子21を筐体32に内蔵したパッケージ構造体でなる半導体レーザ31が用いられている。この種の半導体レーザ31は、筐体の一部に形成した出射窓33を発光面として光共振器26の入射側反射鏡24に対向配置されている。   In the optically pumped solid-state laser device 30 of the present embodiment, a semiconductor laser 31 having a package structure in which a semiconductor laser element 21 is built in a housing 32 is used as a pumping light source. This type of semiconductor laser 31 is disposed opposite to the incident-side reflecting mirror 24 of the optical resonator 26 with an emission window 33 formed in a part of the housing as a light emitting surface.

この場合、半導体レーザ素子21から光共振器26までの距離が上述の第1の実施の形態に比べて大きくなるので、出射窓33と光共振器26との間に集光レンズ34を介装することにより、拡散したレーザ出射光を集光して励起光L1を固体レーザ媒質22へ入射させ、固体レーザ媒質22の励起効率を高めるようにしている。   In this case, since the distance from the semiconductor laser element 21 to the optical resonator 26 is larger than that in the first embodiment, the condenser lens 34 is interposed between the emission window 33 and the optical resonator 26. By doing so, the diffused laser emission light is condensed and the excitation light L1 is made incident on the solid-state laser medium 22, so that the excitation efficiency of the solid-state laser medium 22 is increased.

本実施の形態においても、光共振器26の入射側反射鏡24が高調波に対して反射防止構造とされているので、当該入射側反射鏡24から外部へ出射した高調波成分L4が半導体レーザ31の発光面(出射窓)33で反射し、その反射光が光共振器26に再入射する場合がある。   Also in the present embodiment, since the incident-side reflecting mirror 24 of the optical resonator 26 has an antireflection structure for harmonics, the harmonic component L4 emitted from the incident-side reflecting mirror 24 to the outside is a semiconductor laser. In some cases, the light is reflected by the light emitting surface (outgoing window) 33 of 31 and the reflected light reenters the optical resonator 26.

そこで、半導体レーザ31の発光面33を入射側反射鏡24の鏡面に対して非平行とすることにより、当該発光面33で反射した高調波成分の光軸Lbを光共振器26の光軸Laに対して所定の角度を持たせ、共振器内での位相の異なる高調波同士の干渉を抑制し、ビーム横モードの安定した高調波レーザ光L3を得るようにしている。これにより、上述の第1の実施の形態と同様な効果を得ることができる。なお、入射側反射鏡24に対する発光面33の傾斜角は、上述の第1の実施の形態と同様、水平方向及び垂直方向のいずれでもよい。   Therefore, by making the light emitting surface 33 of the semiconductor laser 31 non-parallel to the mirror surface of the incident-side reflecting mirror 24, the optical axis Lb of the harmonic component reflected by the light emitting surface 33 is changed to the optical axis La of the optical resonator 26. Is provided with a predetermined angle to suppress interference between harmonics having different phases in the resonator, thereby obtaining a harmonic laser beam L3 having a stable beam transverse mode. Thereby, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained. Note that the inclination angle of the light emitting surface 33 with respect to the incident-side reflecting mirror 24 may be either the horizontal direction or the vertical direction, as in the first embodiment.

(第3の実施の形態)
図9は本発明の第3の実施の形態による光励起固体レーザ装置40の概略構成を示している。なお、図において上述の第1の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 9 shows a schematic configuration of an optically pumped solid-state laser device 40 according to the third embodiment of the present invention. In the figure, portions corresponding to those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施の形態において、半導体レーザ素子21は、発光面(結晶へき開面)21aが出射光軸に対して非垂直な面となるようにテーパ状に形成されている。そして、この半導体レーザ素子21の出射光軸が入射側反射鏡24の鏡面に対して略垂直方向となるように、発光面21aを入射側反射鏡24に対向配置させている。   In the present embodiment, the semiconductor laser element 21 is formed in a tapered shape so that the light emitting surface (crystal cleavage surface) 21a is a surface that is non-perpendicular to the outgoing optical axis. The light emitting surface 21 a is disposed opposite to the incident side reflecting mirror 24 so that the outgoing optical axis of the semiconductor laser element 21 is substantially perpendicular to the mirror surface of the incident side reflecting mirror 24.

このような構成でも、入射側反射鏡24から出射し発光面21aで反射した高調波成分の光軸Lbを光共振器26の光軸Laに対して所定の角度を持たせることができるので、共振器内での位相の異なる高調波同士の干渉を抑制して、ビーム横モードの安定した高調波レーザ光L3を得ることができる。   Even in such a configuration, the optical axis Lb of the harmonic component emitted from the incident-side reflecting mirror 24 and reflected by the light emitting surface 21a can be given a predetermined angle with respect to the optical axis La of the optical resonator 26. It is possible to obtain a harmonic laser beam L3 having a stable beam transverse mode by suppressing interference between harmonics having different phases in the resonator.

以上、本発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。   As mentioned above, although each embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to these, A various deformation | transformation is possible based on the technical idea of this invention.

例えば以上の各実施の形態では、入射側及び出射側でなる一対の反射鏡24,25で挟装される固体レーザ媒質22と非線形光学素子23とを、互いに一体接合したコンビネーション結晶27で構成したが、勿論これに限らず、これら固体レーザ媒質22と非線形光学素子23とを空間的に分離した構成の光共振器にも、本発明は適用可能である。   For example, in each of the above embodiments, the solid-state laser medium 22 and the nonlinear optical element 23 sandwiched between the pair of reflecting mirrors 24 and 25 on the incident side and the emission side are configured by the combination crystal 27 integrally joined to each other. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to an optical resonator having a configuration in which the solid-state laser medium 22 and the nonlinear optical element 23 are spatially separated.

また、本発明は、光共振器から出射した高調波レーザ光の出力強度に基づいて励起光源(半導体レーザ素子)の励起パワーを調整する、いわゆるAPC(オートパワーコントロール)機能を備えた光励起固体レーザ装置にも、当然に適用することができる。   The present invention also provides an optically pumped solid-state laser having a so-called APC (auto power control) function for adjusting the pumping power of a pumping light source (semiconductor laser element) based on the output intensity of the harmonic laser beam emitted from the optical resonator. Of course, it can also be applied to the apparatus.

本発明の第1の実施の形態による光励起固体レーザ装置20の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an optically pumped solid-state laser device 20 according to a first embodiment of the present invention. 光励起固体レーザ装置20の光共振器26内部における光の波長変化を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a change in wavelength of light inside the optical resonator 26 of the optically pumped solid-state laser device 20. 光励起固体レーザ装置20における半導体レーザ素子21と光共振器26との相対位置関係を説明する模式図である。4 is a schematic diagram for explaining a relative positional relationship between a semiconductor laser element 21 and an optical resonator 26 in the optically pumped solid-state laser device 20. FIG. 光励起固体レーザ装置20における半導体レーザ素子21と光共振器26との相対位置関係を説明する模式図である。4 is a schematic diagram for explaining a relative positional relationship between a semiconductor laser element 21 and an optical resonator 26 in the optically pumped solid-state laser device 20. FIG. 駆動電流−高調波出力の一例を示すグラフであり、Aは図10及び図11に示した構造の従来の光励起固体レーザ装置10について、Bは本発明の光励起固体レーザ装置20について、それぞれ示している。12 is a graph showing an example of drive current-harmonic output, where A shows the conventional optically pumped solid-state laser device 10 having the structure shown in FIGS. 10 and 11, and B shows the optically pumped solid-state laser device 20 of the present invention. Yes. 図10及び図11に示した構造の従来の光励起固体レーザ装置10の温度(18℃、25℃)によるビーム状態の変化をビームプロファイラで観察したときの結果を示す図である。It is a figure which shows the result when the change of the beam state by the temperature (18 degreeC, 25 degreeC) of the conventional optical excitation solid-state laser apparatus 10 of the structure shown in FIG.10 and FIG.11 is observed with a beam profiler. 本発明の光励起固体レーザ装置20の温度(18℃、25℃)によるビーム状態の変化をビームプロファイラで観察したときの結果を示す図である。It is a figure which shows the result when the change of the beam state by the temperature (18 degreeC, 25 degreeC) of the optical excitation solid-state laser apparatus 20 of this invention is observed with a beam profiler. 本発明の第2の実施の形態による光励起固体レーザ装置30の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical excitation solid-state laser apparatus 30 by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態による光励起固体レーザ装置30の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical excitation solid-state laser apparatus 30 by the 3rd Embodiment of this invention. 従来の光励起固体レーザ装置10の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a conventional optically pumped solid-state laser device 10. FIG. 従来の光励起固体レーザ装置10の光共振器6内部における光の波長変化を説明する図である。It is a figure explaining the wavelength change of the light in the optical resonator 6 of the conventional optical excitation solid-state laser apparatus 10. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

20,30,40…光励起固体レーザ装置、21…半導体レーザ素子(励起光源)、21a…発光面、22…固体レーザ媒質、23…非線形光学素子、24…入射側反射鏡、25…出射側反射鏡、26…光共振器、27…コンビネーション結晶、28…ヒートシンク、31…半導体レーザ(励起光源)、33…出射窓(発光面)、34…集光レンズ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 20, 30, 40 ... Optical excitation solid state laser apparatus, 21 ... Semiconductor laser element (excitation light source), 21a ... Light emission surface, 22 ... Solid laser medium, 23 ... Nonlinear optical element, 24 ... Incident side reflecting mirror, 25 ... Outgoing side reflection Mirror, 26 ... Optical resonator, 27 ... Combination crystal, 28 ... Heat sink, 31 ... Semiconductor laser (excitation light source), 33 ... Exit window (light emitting surface), 34 ... Condensing lens.

Claims (6)

基本波を発生させる固体レーザ媒質と、前記基本波の高調波を発生させる非線形光学素子と、これら固体レーザ媒質と非線形光学素子とを挟装して光を往復させる入射側及び出射側でなる一対の反射鏡と、前記入射側反射鏡に対向配置され前記固体レーザ媒質を励起するための光を発光する励起光源とを備えた光励起固体レーザ装置において、
前記一対の反射鏡は、それぞれ、前記基本波に対しては高反射であり前記高調波に対しては反射防止とされているとともに、
前記励起光源の発光面は、前記入射側反射鏡の鏡面に対して非平行である
ことを特徴とする光励起固体レーザ装置。
A solid-state laser medium that generates a fundamental wave, a nonlinear optical element that generates harmonics of the fundamental wave, and a pair of an incident side and an emission side that reciprocate light by sandwiching the solid-state laser medium and the nonlinear optical element. And an excitation light source that emits light for exciting the solid-state laser medium that is disposed opposite to the incident-side reflection mirror,
Each of the pair of reflecting mirrors is highly reflective to the fundamental wave and anti-reflective to the harmonics,
The light excitation surface of the said excitation light source is non-parallel with respect to the mirror surface of the said incident side reflective mirror. The optical excitation solid-state laser apparatus characterized by the above-mentioned.
前記励起光源は、その出射光軸が前記入射側反射鏡の鏡面に対して非垂直方向となるように配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の光励起固体レーザ装置。
2. The optically pumped solid-state laser device according to claim 1, wherein the excitation light source is disposed so that an output optical axis thereof is in a non-perpendicular direction with respect to a mirror surface of the incident-side reflecting mirror.
前記励起光源は、その出射光軸が前記入射側反射鏡の鏡面に対して略垂直方向となるように配置されているとともに、
当該励起光源の発光面は、前記出射光軸に対して非垂直に形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の光励起固体レーザ装置。
The excitation light source is disposed so that its outgoing optical axis is substantially perpendicular to the mirror surface of the incident-side reflecting mirror, and
2. The optically pumped solid-state laser device according to claim 1, wherein a light emitting surface of the pumping light source is formed non-perpendicular to the emission optical axis.
前記励起光源の発光面は、半導体レーザ素子の結晶へき開面である
ことを特徴とする請求項1に記載の光励起固体レーザ装置。
2. The optically pumped solid-state laser device according to claim 1, wherein a light emitting surface of the pumping light source is a crystal cleavage plane of a semiconductor laser element.
前記励起光源の発光面は、半導体レーザ素子を内蔵したパッケージ構造体の光出射窓である
ことを特徴とする請求項1に記載の光励起固体レーザ装置。
The light-excited solid-state laser device according to claim 1, wherein the light-emitting surface of the pumping light source is a light exit window of a package structure including a semiconductor laser element.
前記固体レーザ媒質と前記非線形光学素子とは、互いに一体化されたコンビネーションン結晶でなる
ことを特徴とする請求項1に記載の光励起固体レーザ装置。


The optically pumped solid-state laser device according to claim 1, wherein the solid-state laser medium and the nonlinear optical element are a combination crystal integrated with each other.


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US8121156B2 (en) 2007-10-10 2012-02-21 Panasonic Corporation Solid-state laser device and image display device
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