JP2007266120A - Solid-state laser device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体レーザ装置に関し、特に半導体レーザからのレーザ光により固体レーザ媒質を励起させる固体レーザ装置に関する。 The present invention relates to a solid-state laser device, and more particularly to a solid-state laser device that excites a solid-state laser medium with laser light from a semiconductor laser.
半導体レーザ(LD)励起型の固体レーザ装置は、高効率、小型、堅牢であり、マーキングや薄膜加工などに利用されている。Nd(ネオジウム)を添加した固体結晶では、1μm帯の波長とともに、0.9μm帯や1.3μm帯が発振する。それらの波長の第2高調波(SHG:second-harmonic generation)を発生することで、緑532nm、青450〜470nm、670nm前後の可視光が得られる。加工対象物の特性にあわせ、加工に利用できるとともに、計測、医療、エンターテインメント、プロジェクションディスプレイ装置等の分野で必要性が高い。 Semiconductor laser (LD) excitation type solid-state laser devices are highly efficient, small and robust, and are used for marking and thin film processing. In a solid crystal to which Nd (neodymium) is added, a 0.9 μm band and a 1.3 μm band oscillate with a wavelength of 1 μm band. By generating second-harmonic generation (SHG) of those wavelengths, visible light of green 532 nm, blue 450-470 nm, and around 670 nm can be obtained. It can be used for processing according to the characteristics of the object to be processed, and it is highly necessary in the fields of measurement, medical care, entertainment, projection display devices and the like.
緑色光については、すでに効率が高く、薄膜加工やシリコン・ウェーハマーカなどで実用化されている。しかし、青色では、そこで青色光の基本波となる900nm帯で高効率なレーザ光源がない。低効率のArイオンレーザなどのガスレーザや、出力パワーが数十mWにすぎない半導体レーザでは加工等ワットクラスの出力には適さなかったためである。 Green light is already highly efficient and has been put to practical use in thin film processing and silicon wafer markers. However, in blue, there is no highly efficient laser light source in the 900 nm band, which is the fundamental wave of blue light. This is because a gas laser such as a low-efficiency Ar ion laser or a semiconductor laser whose output power is only several tens of mW is not suitable for a watt class output such as processing.
900nm帯の光を発振する固体レーザ媒質の例としては、例えばNd:YAG(Y2Al5O12)を挙げることができる。この媒質を用いると波長946nmの基本波を発生し、この第2倍高調波が473nmの青色光となる。 As an example of a solid-state laser medium that oscillates light in the 900 nm band, for example, Nd: YAG (Y 2 Al 5 O 12 ) can be given. When this medium is used, a fundamental wave having a wavelength of 946 nm is generated, and the second harmonic becomes blue light having a wavelength of 473 nm.
特許文献1には、半導体レーザ(LD)励起Nd:YAGレーザで基本波946nmを発生させ、非線形波長変換で波長473nmの青色光が1.1W(ワット)で得られると記載されている。また、YAG結晶の厚さ(光軸方向)は、2〜5mmとあるが、光軸に対して垂直な方向のサイズについては記載がない。しかも、励起用のLDパワーは20Wと大きい。
本発明は、小さな励起パワーで高効率の発振が可能な固体レーザ装置を提供する。 The present invention provides a solid-state laser device capable of high-efficiency oscillation with a small excitation power.
本発明の一態様によれば、励起光を放出する半導体レーザと、前記半導体レーザから放出された前記励起光を集光するレンズと、前記励起光を受けて赤外光を放出する固体レーザ媒質と、を備え、前記固体レーザ媒質は、光軸に対して直交する方向の厚みがTEM00モードのビーム径の3倍以下であり、前記固体レーザ媒質の前記厚み方向における上下に放熱手段が設けられたことを特徴とする固体レーザ装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a semiconductor laser that emits excitation light, a lens that collects the excitation light emitted from the semiconductor laser, and a solid-state laser medium that emits infrared light upon receiving the excitation light The solid-state laser medium has a thickness in a direction perpendicular to the optical axis that is not more than three times the beam diameter of the TEM00 mode, and heat dissipating means are provided above and below the solid-state laser medium in the thickness direction. A solid-state laser device is provided.
本発明によれば、小さな励起パワーで高効率の発振が可能な固体レーザ装置が提供される。 According to the present invention, a solid-state laser device capable of high-efficiency oscillation with a small excitation power is provided.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る固体レーザ装置の要部構成を例示する模式図である。
なお、ここでは固体レーザ媒質の一例として、波長946nmのNd:YAGレーザを用いた具体例について説明するが、本発明はこれには限定されず、他の固体レーザ媒質として例えば、Nd:YVO4やNd:GdVO4などを用いてもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view illustrating the main configuration of a solid-state laser apparatus according to an embodiment of the invention.
Here, a specific example using an Nd: YAG laser with a wavelength of 946 nm will be described as an example of the solid-state laser medium. However, the present invention is not limited to this, and other solid-state laser media include, for example, Nd: YVO 4. Or Nd: GdVO 4 may be used.
本具体例においては、励起光源は、数ワット程度の出力を有する単一ストライプのブロードエリア型の半導体レーザ1である。このようなW(ワット)クラスの半導体レーザでは、pn接合に対して垂直な方向(図1(b)に表したx方向であり、「速軸」ともいう)と、pn接合に対して平行な水平方向(図1(a)でy方向であり、「遅軸」ともいう)と、ではビーム特性が異なる。すなわち、半導体レーザ1の端面での光源の大きさは、例えば、垂直方向(X方向)が1.5μm程度であり、水平方向(Y方向)が200μm程度である。また、ビームの広がり全角は、例えば、垂直方向(X方向)が40°程度であり、水平方向(Y方向)が9°程度である。
In this specific example, the excitation light source is a single stripe broad area
このような半導体レーザ1から出射されるレーザ光は、円柱レンズ2によって速軸方向がコリメートされ、その後、別の円柱レンズ3により、遅軸方向がコリメートされる。その後、集光レンズ4により、共振器の高反射側ミラー5を通して、固体レーザ媒質6内に集光照射される。高反射側ミラー5には、発振波長946nmにおいてのみ高反射となるように光学膜がコーティングしてある。また、円柱レンズ2、3及び集光レンズ4の焦点距離は、半導体レーザ1からのレーザ光が、水平方向にみて発振モードのビームウエストと同程度(直径〜0.1mm)に集光されるように選択される。また、半導体レーザ1の発振波長は、動作点でNd:YAGの吸収波長808nm付近に一致させることにより、吸収効率をあげることができる。
Laser light emitted from such a
固体レーザ媒質6は、その上下面と左右側面を金属製のヒートシンク7に密着して配置されている。また、固体レーザ媒質6のレーザ光の入出射面は光学研磨され、励起波長808nmと、発振波長946nm及び1064nmで無反射コーティングが形成されている。レーザ共振器は、高反射側ミラー5と出力ミラー8とで構成され、その間隔は固体レーザ媒質6の長さに2〜3mmを加えた長さに設定してある。
The solid-
出力ミラー8は、発振しやすい1064nmの波長で無反射となり、発振波長946nmで4〜5%の透過率に設定されている。これらの共振器ミラーの特性を所望する波長にあわせて形成することで、同様にそれぞれの発振波長が得られる。
なお、この具体例では共振器ミラーを固体レーザ媒質6の外側に別体として設置しているが、固体レーザ媒質6の端面に反射膜を直接形成して共振器を形成することも可能である。
The output mirror 8 is made non-reflective at a wavelength of 1064 nm that easily oscillates, and is set to a transmittance of 4 to 5% at an oscillation wavelength of 946 nm. By forming the characteristics of these resonator mirrors in accordance with desired wavelengths, the respective oscillation wavelengths can be obtained in the same manner.
In this specific example, the resonator mirror is separately provided outside the solid-
一方、固体レーザ媒質6の材料としては、Nd:YAGの他にも、例えば、Nd:YVO4、Nd:GdVO4などを用いることができる。これらの場合も、Nd:YAGと同様な形状にすることにより、それぞれ914nm,912nmで発振可能である。共振器ミラーの反射率等はそれぞれの波長に対応して、たとえば、高反射側は100%反射、出力側は97%反射とすればよい。これらの結晶には複屈折性があり、結晶のC軸を水平方向にすると、励起用の半導体レーザ1の偏光面と一致するのでよい。
On the other hand, as the material of the solid-
図2は、本実施形態における固体レーザ媒質6の形態を例示する斜視模式図である。
固体レーザ媒質6は、光軸Lに対して垂直な方向に厚みが薄く形成されている。すなわち、図2に表した具体例の場合、固体レーザ媒質6の上下方向の厚みtが薄くされている。固体レーザ媒質6の厚みtは、励起されるTEM00モードのビーム径よりもわずかに大きい程度がよい。より具体的には、固体レーザ媒質6の厚みtは、TEM00モードのビーム径以上であり、かつビーム径の3倍以下とすることが望ましい。固体レーザ媒質6の厚みtをTEM00モードのビーム径よりも小さくすると励起が不十分となり、一方、その厚みをTEM00モードのビーム径の3倍以上にすると、次のモードであるTEM01モードが出やすくなり、かつ放熱も不十分となるからである。
FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating the form of the solid-
The
そして、固体レーザ媒質6の幅広の上下面と左右側面は、金属のヒートシンク7に密着して配置されている。ヒートシンク7の材料としては、例えば、銅やアルミニウムなどの熱伝導率の高い金属を用いることが望ましい。またさらに、図示しない熱電素子や水冷などによる熱伝導により、固体レーザ媒質6において発生した熱をヒートシンク7を介して速やかに取り去ることができる。その結果として、固体レーザ媒質6のほぼ全体を、室温程度に保持することができる。
The wide upper and lower surfaces and left and right side surfaces of the solid-
一例を挙げると、固体レーザ媒質6の光軸方向(図2の矢印Lの方向)の長さは5mm程度であり、幅wは5mm程度、厚さtは0.3mm程度とすることができる。ここで、厚さtを0.3mm程度にすると、TEM00モードでは回折損失が少なく、次モードであるTEM10モードに対しては損失が増加するので安定したTEM00モード発振が得られる。
As an example, the length of the solid-
このように厚さtを薄くすることで、固体レーザ媒質6内の発振領域から結晶の上下面方向に向かって一様(1次元的)に熱を取り去ることが可能となる。さらに、厚さtを薄くすることにより、励起光による発熱領域を冷却用ヒートシンク7に接近させ、熱抵抗を従来の1/10程度にまで下げることができる。その結果として、固体レーザ媒質の温度を、従来(厚さt及び幅Wがそれぞれ3〜4mm)より30〜50度低くすることができ、準3準位エネルギー系での発振が従来よりも容易になった。
By reducing the thickness t in this way, it becomes possible to remove heat uniformly (one-dimensionally) from the oscillation region in the solid-
図3は、本具体例の固体レーザ媒質6における温度分布を例示する模式図である。すなわち、図3(a)は固体レーザ媒質6およびヒートシンク7をレーザ光の出射面からみた模式図であり、図3(b)は、固体レーザ媒質6の幅Wの方向の温度分布を表すグラフ図である。
FIG. 3 is a schematic view illustrating the temperature distribution in the solid-
本具体例の固体レーザ媒質6の場合、図3(a)に矢印で表したように、その上下方向に熱拡散する。このため、結晶内温度は、励起スポット6Eの中心で最大温度となり、そこから離れると急激に低下して、幅方向では近似的に一様の温度分布になる。このような温度分布により生じるストレスによる屈折率の軸方向は、固体レーザ媒質6の幅W方向になるため、幅W方向すなわち水平方向で効率よく偏光発振するように制御しやすくなる( "Solid-State Laser Engineering" Springer 1999,p449 参照)。
In the case of the solid-
YAG結晶は、光学的には等方的である。すなわち、YAG結晶の屈折率は偏光方向によらず一定である。しかし、応力が負荷されると歪みを生ずるので、光学的に等方的ではなくなる。すなわち、偏光方向により屈折率が異なる複屈折が生ずる。この場合、1次近似では、ストレスの方向で最大の屈折率変化が生ずる。本実施形態の固体レーザ媒質6においては、板状の形状を有する固体レーザ媒質において図3(b)に表したような温度分布が形成されることにより幅Wの方向にストレスが生じ、それが複屈折の主軸方向となる。その結果として、幅Wの方向にTEM00モードが生じやすくなり、安定したTEM00モードの発振が促進される。この効果は、固体レーザ媒質6の幅Wが厚さtに対して大きいほど顕著になる傾向があり、幅Wを厚さtの5倍以上とすると特に顕著となる。
YAG crystals are optically isotropic. That is, the refractive index of the YAG crystal is constant regardless of the polarization direction. However, it is not optically isotropic because it causes distortion when stressed. That is, birefringence having a different refractive index depending on the polarization direction occurs. In this case, in the first-order approximation, the maximum refractive index change occurs in the stress direction. In the solid-
一方、固体レーザ媒質6の材料としてYVO4やGdVO4を用いる場合、これらの結晶はもともと複屈折性を有するので、その主軸方向を幅Wに一致させることが望ましい。
On the other hand, when YVO 4 or GdVO 4 is used as the material of the solid-
以上の構成により、利用価値の高いTEM00モードが低い閾値で効率よく得られるようになる。後に詳述するように、LiB2O3,LiNbO3などの非線形結晶により第2高調波の可視光を得るには、TEM00モードの赤外光が必要である。これに対して、本実施形態によれば、固体レーザ媒質6の熱放散を一次元状にするため、その断面アスペクト比を大きくした薄板状の形状にすることによって、高効率なTEM00モード光源を実現できる。
With the above configuration, a highly useful TEM00 mode can be efficiently obtained with a low threshold. As will be described in detail later, infrared light in the TEM00 mode is required to obtain visible light of the second harmonic using a nonlinear crystal such as LiB 2 O 3 or LiNbO 3 . On the other hand, according to the present embodiment, in order to make the heat dissipation of the solid-
なお、本願明細書において「赤外光」とは、可視光線の長波長端の800nmを下限とし、上限が1μmの波長帯の光をいうものとする。 In the specification of the present application, “infrared light” refers to light having a wavelength band with a lower limit of 800 nm at the long wavelength end of visible light and an upper limit of 1 μm.
図4は、本実施形態の固体レーザ装置の発振特性を例示するグラフ図である。横軸はLD励起パワー、縦軸は波長946nmの出力パワーをそれぞれ表す。
本実施形態によれば、閾値入力パワーは、従来(厚さt及び幅Wがそれぞれ3〜4mm)の半分の2〜3Wに下がり、入力4〜5Wにて約1WのTEM00モード出力が得られた。また、固体レーザ媒質6からの放熱を促進することにより、スロープ効率も向上する傾向がみられた。
FIG. 4 is a graph illustrating the oscillation characteristics of the solid-state laser device of this embodiment. The horizontal axis represents LD excitation power, and the vertical axis represents output power at a wavelength of 946 nm.
According to this embodiment, the threshold input power is lowered to 2 to 3 W, which is half of the conventional value (thickness t and width W are 3 to 4 mm, respectively), and a TEM00 mode output of about 1 W is obtained at
従来は、固体レーザ媒質となるNd:YAG、Nd:YVO4など結晶は、光軸方向にみた縦横(すなわち、図2における厚さt及び幅W)が3〜4mm程度の断面形状を有していた。そのうちで、励起して発振に寄与するスポット径は0.1〜0.3mm程度である。ここで生じた発熱は固体結晶内を伝わり、外部の冷却媒体に伝導していく。固体レーザ媒体をなす結晶の熱伝導率は0.1〜0.01W/cmKであり、銅などの金属に比べて1/10〜1/100であるために熱が伝わりにくい。特に3準位系では、温度上昇により下準位の熱分布が増大し、発振閾値がさらに高く、過大な励起パワーが必要であるという欠点が顕著となる。 Conventionally, a crystal such as Nd: YAG or Nd: YVO 4 serving as a solid-state laser medium has a cross-sectional shape of about 3 to 4 mm in length and width (that is, thickness t and width W in FIG. 2) viewed in the optical axis direction. It was. Among them, the spot diameter that excites and contributes to oscillation is about 0.1 to 0.3 mm. The generated heat is transmitted through the solid crystal and is conducted to the external cooling medium. The heat conductivity of the crystal forming the solid-state laser medium is 0.1 to 0.01 W / cmK, which is 1/10 to 1/100 compared to a metal such as copper, so that heat is not easily transmitted. In particular, in the three-level system, the disadvantage is that the lower-level heat distribution increases due to temperature rise, the oscillation threshold is further higher, and excessive pumping power is required.
Nd:YAGなどの900nm帯の発振では、発振に寄与するレーザ活性イオンのエネルギー下準位レベルが、基底状態より上のエネルギー準位となるため、熱による分布がある。そのため再吸収があり、これを飽和させるための励起パワーが必要である。そのため、発振閾値が高くなり、励起パワーを余分に必要としている。いわゆる、準3準位系の発振スキームである。なお、1064nm帯の発振では、4準位系であるので下準位分布は室温でほとんど0であり、閾値は低い。 In the 900 nm band oscillation of Nd: YAG or the like, there is a distribution due to heat because the lower energy level of the laser active ions contributing to the oscillation is the energy level above the ground state. Therefore, there is reabsorption, and excitation power is required to saturate it. For this reason, the oscillation threshold is increased, and an extra pumping power is required. This is a so-called quasi-three-level oscillation scheme. In the 1064 nm band oscillation, since it is a four-level system, the lower level distribution is almost zero at room temperature, and the threshold is low.
これに対して、本実施形態によれば、固体レーザ媒質を薄く形成しその断面アスペクト比を大きくした薄板状の形状にすることによって、Nd添加のYAGやYVO4などの赤外光、特に3準位系の発振である900nm帯で高効率に発振させることができる。 On the other hand, according to the present embodiment, infrared light such as Nd-added YAG and YVO 4 , particularly 3, is formed by thinly forming a solid laser medium and forming a thin plate shape with a large cross-sectional aspect ratio. High-efficiency oscillation can be achieved in the 900 nm band, which is a level system oscillation.
一方、固体レーザ媒質6として用いる結晶は、低温において熱伝導率が向上する傾向がある。例えば、温度70KにおけるYAG結晶の熱伝導率は、室温の10倍近くにまで上昇する。つまり、本実施形態によれば、固体レーザ媒質6の厚みtを薄くし放熱を促進することにより、その熱伝導率も同時に上昇させ、冷却効果が重畳的に得られる。
On the other hand, crystals used as the solid-
図5は、本実施形態の第2の具体例の固体レーザ装置を表す模式図である。
本具体例においては、固体レーザ媒質12から放出されたレーザ光を非線形結晶13に入射し、第2高調波のみを取り出すことができる。
本具体例においても、励起光源としては、半導体レーザ9が設けられている。半導体レーザ9は、冷却系22により適宜温度制御され、その発振特性が制御される。半導体レーザ9から放出されたレーザ光は、励起光学系10においてコリメート・集光され、高反射ミラー14を介して固体レーザ媒質12に入射する。励起光学系10の構成は、図1に関して前述したものと同様とすることができ、例えば、円柱レンズ2及び3、集光レンズ4などを適宜設けることができる。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a solid-state laser device of a second specific example of the present embodiment.
In this specific example, laser light emitted from the solid-
Also in this specific example, a semiconductor laser 9 is provided as an excitation light source. The temperature of the semiconductor laser 9 is appropriately controlled by the
固体レーザ媒質12及びヒートシンク11Aも、図1及び図2に関して前述したものと同様とすることができる。そして、固体レーザ媒質12の後段には、非線形結晶13が配置されている。非線形結晶13としては、例えば、β−BaB2O4、KNbO3、LiB3O5、BiBOなど可視光領域まで透過性が高く、室温付近で位相整合がとれる結晶を使うことができる。この非線形結晶13の温度制御は、固体レーザ媒質12よりも正確にする必要がある。
The
このため、本具体例においては、図2に表した具体例と同様に、非線形結晶13の光軸の周囲を取り囲むように、銅などからなるヒートシンク11Bが設けられている。そして、これらヒートシンク11A、11Bは、放熱板20に接合されている。放熱板20は、銅やアルミニウムなどの熱伝導性のよい材料の中間付近に、プラスチック材などの熱伝導性の低い熱絶縁体21を接着し、一体に形成したものである。この絶縁体21により、固体レーザ媒質12と非線形結晶13とを熱的に分離する。
For this reason, in this specific example, as in the specific example shown in FIG. 2, a heat sink 11 </ b> B made of copper or the like is provided so as to surround the periphery of the optical axis of the
そして、これらそれぞれの下方にペルチエ素子17A、17Bを設けて、それぞれ温度制御可能とされている。このようすれば、固体レーザ媒質12と非線形結晶13とを独立にペルチエ素子17A、17Bで温度調節することができ、最大効率を得ることができる。また、ペルチエ素子17A、17Bが温度変化により収縮しても、固体レーザ媒質12と非線形結晶13の光軸は一定に保たれ、安定した波長変換を維持できる。
Then,
共振器を構成するミラーは基本波に対して100%反射とし、基本波を共振器内に閉じ込める。そして、出力側のミラー15のみ、第2高調波である青色光に対して透過となるようにミラーを形成する。これにより、固体レーザ媒質12の材料であるNd:YAG、Nd:YVO4、Nd:GdVO4に対して、それぞれ、473nm、457nm、456nmの青色光を効率よく発生させることができ、0.5〜1Wの出力パワーが得られる。
The mirror constituting the resonator is 100% reflected with respect to the fundamental wave, and the fundamental wave is confined in the resonator. Then, the mirror is formed so that only the output-
以上説明したように、本実施形態によれば、発振しにくい900nm帯の半導体レーザ励起型固体レーザ装置の閾値を下げ、高い効率で発振させることができる。また、従来にくらべて使用する材料の体積も1/10程度になり、軽量化やコンパクト化が実現され、材料の有効利用もできる。 As described above, according to this embodiment, the threshold of the 900 nm band semiconductor laser pumped solid-state laser device that is difficult to oscillate can be lowered and oscillated with high efficiency. In addition, the volume of the material used is about 1/10 as compared with the conventional one, so that weight reduction and compactness are realized, and the material can be effectively used.
また、このような半導体レーザ励起型固体レーザ装置を基本波光の光源として用い、β−BaB2O4,KNbO3,LiNbO3,LiB3O5などの非線形結晶をレーザ共振器内に設置すことで、第2高調波である可視領域の光を効率よく発生できる。また、非線形結晶は共振器の外側に設置して、レンズによる集光照射することによっても第2高調波を発生させることができる。 Further, using such a semiconductor laser excitation type solid-state laser device as a light source of fundamental light, a nonlinear crystal such as β-BaB 2 O 4 , KNbO 3 , LiNbO 3 , LiB 3 O 5 is installed in the laser resonator. Thus, light in the visible region that is the second harmonic can be efficiently generated. Further, the second harmonic can also be generated by installing the nonlinear crystal outside the resonator and condensing and irradiating with a lens.
本実施形態によれば、小型で効率の良い固体レーザ装置を提供することができる。その応用先としては、微細加工、医療、計測、エンターテインメント、プロジェクションディスプレイ装置などが挙げられる。同様な構成で、波長1064nmや1340nm帯の発振も可能であり、その第2高調波である緑色光や赤色光の光源にも容易に適用できる。 According to this embodiment, a small and efficient solid-state laser device can be provided. Examples of application destinations include microfabrication, medical treatment, measurement, entertainment, and a projection display device. With the same configuration, it is possible to oscillate at a wavelength of 1064 nm or 1340 nm, and it can be easily applied to a light source of green light or red light which is the second harmonic.
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例には限定されない。例えば、固体レーザ装置を構成する各要素の構造、材料、サイズ、形成方法や、配置関係などについては、当業者が適宜選択したものも、本発明の要旨を含む限りにおいて本発明の範囲に包含される。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, the structure, material, size, formation method, arrangement relationship, and the like of each element constituting the solid-state laser device are appropriately selected by those skilled in the art as long as they include the gist of the present invention. Is done.
1 半導体レーザ、 2,3 円柱レンズ、 4 集光レンズ、 5 高反射側ミラー、 6 固体レーザ媒質、 6E 励起スポット、 7 ヒートシンク、 8 出力ミラー、 9 半導体レーザ、 10 励起光学系、 11A、11B ヒートシンク、 12 固体レーザ媒質、 13 非線形結晶、 14 高反射ミラー、 15 出力ミラー、 17A、17B ペルチエ素子、 18 ケース、 20 放熱板、 21 熱絶縁体、 22 半導体レーザ冷却系
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記半導体レーザから放出された前記励起光を集光するレンズと、
前記励起光を受けて赤外光を放出する固体レーザ媒質と、
を備え、
前記固体レーザ媒質は、光軸に対して直交する方向の厚みがTEM00モードのビーム径の3倍以下であり、
前記固体レーザ媒質の前記厚み方向における上下に放熱手段が設けられたことを特徴とする固体レーザ装置。 A semiconductor laser that emits excitation light; and
A lens for collecting the excitation light emitted from the semiconductor laser;
A solid-state laser medium that receives the excitation light and emits infrared light; and
With
The solid-state laser medium has a thickness in a direction perpendicular to the optical axis that is three times or less the beam diameter of the TEM00 mode,
A solid-state laser device, wherein heat dissipating means is provided above and below the solid-state laser medium in the thickness direction.
前記固体レーザ媒質は前記第2の部材の上に支持され、前記非線形結晶は前記第3の部材の上に支持されてなることを特徴とする請求項5記載の固体レーザ装置。 Further comprising a radiator plate connecting the second and third members having high thermal conductivity on both sides of the first member having low thermal conductivity,
6. The solid state laser device according to claim 5, wherein the solid state laser medium is supported on the second member, and the nonlinear crystal is supported on the third member.
The solid-state laser device according to claim 1, wherein the solid-state laser medium is made of a GdVO 4 crystal doped with Nd and emits the infrared light having a wavelength of 912 nanometers.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009164443A (en) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Seiko Epson Corp | Light source device, lighting system, and image display device |
JP2010034345A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Omron Corp | Solid-state laser device |
JP2016207871A (en) * | 2015-04-24 | 2016-12-08 | 三菱電機株式会社 | Plane waveguide, laser amplifier and laser oscillator |
JP2018181991A (en) * | 2017-04-10 | 2018-11-15 | 株式会社島津製作所 | Solid-state laser device |
JP7037731B2 (en) | 2018-12-11 | 2022-03-17 | 山東大学 | All-solid-state high-power slab laser based on phonon-band end emission |
-
2006
- 2006-03-27 JP JP2006086383A patent/JP2007266120A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009164443A (en) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Seiko Epson Corp | Light source device, lighting system, and image display device |
JP2010034345A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Omron Corp | Solid-state laser device |
JP2016207871A (en) * | 2015-04-24 | 2016-12-08 | 三菱電機株式会社 | Plane waveguide, laser amplifier and laser oscillator |
JP2018181991A (en) * | 2017-04-10 | 2018-11-15 | 株式会社島津製作所 | Solid-state laser device |
JP7037731B2 (en) | 2018-12-11 | 2022-03-17 | 山東大学 | All-solid-state high-power slab laser based on phonon-band end emission |
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