JP2017005069A - Laser equipment - Google Patents

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新 高
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真大 中村
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清貴 深見
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide laser equipment by which higher output and higher beam quality of output light are possible while suppressing increase in size and cost.SOLUTION: Laser equipment 1A is provided with: an excitation light source 11 for outputting excitation light L11; an excitation light source 12 electrically connected in series with the excitation light source 11 to output excitation light L12; a power supply unit 13 for supplying driving current to the excitation light source 11 and the excitation light source 12; a laser oscillation part 14 for making the excitation light L11 incident to output seed light L14; a lens 45 for condensing the excitation light L11 toward the laser oscillation part 14; an amplifier medium 15a for making the excitation light L12 and the seed light L14 incident to amplify the seed light L14; and a light shielding member 20 arranged between the excitation light source 11 and the lens 45 on an optical axis of the excitation light L11 to shield a part Lp of the excitation light L11.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レーザ装置に関する。   The present invention relates to a laser apparatus.

特許文献1には、レーザ装置が記載されている。このレーザ装置は、励起光源と、励起光源からの励起光を受けてパルスレーザ光を発振するレーザと、レーザからのパルスレーザ光を増幅する光増幅器と、を備えている。光増幅器は、利得媒質と、上記の励起光源とは別の励起光源と、を含む。レーザから発振されたパルスレーザ光は、光増幅器の利得媒質において、光増幅器の励起光源からの励起光と結合される。これにより、増幅されたパルスレーザ光が生成される。   Patent Document 1 describes a laser device. This laser device includes an excitation light source, a laser that receives excitation light from the excitation light source and oscillates pulse laser light, and an optical amplifier that amplifies the pulse laser light from the laser. The optical amplifier includes a gain medium and a pumping light source different from the pumping light source. The pulsed laser light oscillated from the laser is combined with the excitation light from the excitation light source of the optical amplifier in the gain medium of the optical amplifier. As a result, amplified pulsed laser light is generated.

米国特許7203209号明細書US Pat. No. 7,203,209

現在、レーザ光の高出力化及び高ビーム品質化が求められている。そのためには、例えば、低出力ではあるが高品質な種光を生成し、その種光を増幅することにより高出力化することが考えられる。上記のレーザ装置を例にとると、レーザの励起光源の駆動電流を小さくして励起光の光強度を抑えると共に、光増幅器の励起光源の駆動電流を大きくして励起光の光強度を大きくすることが考えられる。しかしながら、この場合には、互いに異なる駆動電流を生成するための2系統の電源装置が必要となる。2系統の電源装置を用いると、コストの大幅な増加、及び、装置全体の大型化が避けられない。   Currently, there is a demand for higher output of laser light and higher beam quality. For this purpose, for example, it is conceivable to generate high-quality seed light with low output, and to increase the output by amplifying the seed light. Taking the above laser device as an example, the drive current of the laser excitation light source is reduced to suppress the light intensity of the excitation light, and the drive current of the excitation light source of the optical amplifier is increased to increase the light intensity of the excitation light. It is possible. However, in this case, two power supply devices for generating different drive currents are required. When two power supply apparatuses are used, a significant increase in cost and an increase in the size of the entire apparatus cannot be avoided.

本発明は、大型化及びコスト増加を抑制しつつ、出力光の高出力化及び高ビーム品質化が可能なレーザ装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a laser device capable of increasing the output power and the beam quality while suppressing an increase in size and cost.

本発明は、第1の励起光を出力する第1の励起光源と、第1の励起光源に電気的に直列に接続され、第2の励起光を出力する第2の励起光源と、第1の励起光源及び第2の励起光源に駆動電流を供給する電源部と、第1の励起光を受けて放出光を発生させるレーザ媒質、光吸収の飽和により光吸収率が小さくなる可飽和吸収体、第1の励起光を透過させる第1の反射部、及び、レーザ媒質と可飽和吸収体を共振光路上に有して放出光を共振させるレーザ共振器を第1の反射部と共に構成する第2の反射部が一体化されてなり、放出光の一部を種光として出力するレーザ発振部と、第1の励起光をレーザ発振部に向けて集光する集光部と、第2の励起光及び種光を入射して種光を増幅する第1のアンプ媒質と、第1の励起光の光軸上において第1の励起光源と集光部との間に配置され、第1の励起光の一部を遮る遮光部材と、を備える。   The present invention includes a first excitation light source that outputs first excitation light, a second excitation light source that is electrically connected in series to the first excitation light source and outputs second excitation light, Power supply unit for supplying a driving current to the first excitation light source and the second excitation light source, a laser medium for generating emission light upon receiving the first excitation light, and a saturable absorber whose light absorption rate is reduced by saturation of light absorption A first reflector that transmits the first excitation light, and a laser resonator that has a laser medium and a saturable absorber on the resonance optical path to resonate the emitted light together with the first reflector. A laser oscillating unit that outputs a part of the emitted light as seed light, a condensing unit that condenses the first excitation light toward the laser oscillating unit, and a second A first amplifier medium that amplifies the seed light by entering the excitation light and the seed light; and a first amplifier medium on the optical axis of the first excitation light. It is disposed between the excitation light source and the condenser portion of provided with a light blocking member for blocking a part of the first excitation light.

このレーザ装置においては、第1の励起光源から出力されてレーザ発振部に入射する第1の励起光の一部が、遮光部材により遮られる(カットされる)。このため、第1及び第2の励起光源に実質的に同等な駆動電流を供給した場合であっても、第1のアンプ媒質には相対的に高い光強度の第2の励起光を入射させつつ、レーザ発振部に入射する第1の励起光の光強度を低下させることができる。このため、このレーザ装置によれば、高ビーム品質な種光を十分に増幅することによって、出力光の高出力化をすることができる。特に、このレーザ装置においては、上記の通り高ビーム品質の種光を高出力化するに際して、第1及び第2の励起光源に対して実質的に同等な駆動電流を供給することができる。このため、複数の系統の電源装置を用意する必要がなく、大型化及びコスト増加が抑えられる。   In this laser apparatus, a part of the first excitation light output from the first excitation light source and incident on the laser oscillation unit is blocked (cut) by the light shielding member. For this reason, even when substantially the same drive current is supplied to the first and second excitation light sources, the second excitation light having a relatively high light intensity is incident on the first amplifier medium. In addition, the light intensity of the first excitation light incident on the laser oscillation unit can be reduced. For this reason, according to this laser device, the output light can be increased by sufficiently amplifying the high-beam quality seed light. In particular, in this laser apparatus, substantially the same drive current can be supplied to the first and second excitation light sources when increasing the output of high-beam quality seed light as described above. For this reason, it is not necessary to prepare a plurality of power supply devices, and an increase in size and cost can be suppressed.

本発明に係るレーザ装置においては、遮光部材は、第1の励起光の一部を遮る遮光部と、遮光部に設けられ第1の励起光の残部を通過させる通過部と、を含んでもよい。この場合、通過部の形状を適宜設定することにより、第1の励起光のビーム形状を制御することが可能となる。よって、種光のビーム品質をより向上可能である。   In the laser apparatus according to the present invention, the light shielding member may include a light shielding part that shields a part of the first excitation light and a passage part that is provided in the light shielding part and allows the remaining part of the first excitation light to pass therethrough. . In this case, the beam shape of the first excitation light can be controlled by appropriately setting the shape of the passing portion. Therefore, the beam quality of the seed light can be further improved.

本発明に係るレーザ装置においては、通過部は、第1の励起光の光軸方向からみて円形状をなすように遮光部に設けられた開口であってもよい。この場合、第1の励起光のビーム形状を円形状に整形することができる。   In the laser apparatus according to the present invention, the passage portion may be an opening provided in the light shielding portion so as to form a circular shape when viewed from the optical axis direction of the first excitation light. In this case, the beam shape of the first excitation light can be shaped into a circular shape.

本発明に係るレーザ装置においては、遮光部材は、第1の励起光の光軸に交差する所定の方向における一方側の第1の励起光の一部を遮ると共に、所定の方向における他方側の第1の励起光の残部を通過させてもよい。この場合、例えば第1の励起光源がレーザダイオードアレイであるとき、所定の方向をそのアレイ方向に対応付ければ、レーザダイオードアレイにおける熱的に安定したアレイ方向外側の部分からのレーザ光を、第1の励起光の残部としてレーザ発振部に入射させることができる。このため、種光のビーム品質を向上可能である。   In the laser apparatus according to the present invention, the light blocking member blocks a part of the first excitation light on one side in a predetermined direction intersecting the optical axis of the first excitation light, and on the other side in the predetermined direction. You may let the remainder of 1st excitation light pass. In this case, for example, when the first excitation light source is a laser diode array, if a predetermined direction is associated with the array direction, the laser light from the thermally stable portion outside the array direction in the laser diode array is The remaining portion of the excitation light of 1 can be incident on the laser oscillation unit. For this reason, the beam quality of seed light can be improved.

本発明に係るレーザ装置においては、遮光部材は、第1の励起光の一部を反射する反射部を含み、反射部により反射された第1の励起光の一部は、第2の励起光と共にアンプ媒質に入射されてもよい。この場合、アンプ媒質に入射する励起光の光強度を向上することができる。   In the laser apparatus according to the present invention, the light shielding member includes a reflection part that reflects a part of the first excitation light, and the part of the first excitation light reflected by the reflection part is the second excitation light. At the same time, it may be incident on the amplifier medium. In this case, the light intensity of the excitation light incident on the amplifier medium can be improved.

本発明に係るレーザ装置は、第1の励起光源及び第2の励起光源に電気的に直列に接続され、第3の励起光を出力する第3の励起光源と、第1のアンプ媒質で増幅された種光及び第3の励起光を入射し、種光をさらに増幅する第2のアンプ媒質と、をさらに備え、電源部は、第1の励起光源、第2の励起光源、及び、第3の励起光源に駆動電流を供給してもよい。この場合、複数の系統の電源装置を用意することなく、出力光をより高出力化することができる。   A laser apparatus according to the present invention is electrically connected in series to a first excitation light source and a second excitation light source, and is amplified by a third excitation light source that outputs third excitation light, and a first amplifier medium. And a second amplifier medium that further amplifies the seed light. The power supply unit includes a first excitation light source, a second excitation light source, and a second excitation light source. A driving current may be supplied to the three excitation light sources. In this case, the output light can be further increased without preparing a plurality of power supply devices.

本発明によれば、大型化及びコスト増加を抑制しつつ、出力光の高出力化及び高ビーム品質化が可能なレーザ装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a laser device capable of increasing the output light and improving the beam quality while suppressing an increase in size and cost.

第1実施形態に係るレーザ装置を示す図である。It is a figure which shows the laser apparatus which concerns on 1st Embodiment. 遮光部材を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows a light shielding member. 第2実施形態に係るレーザ装置を示す図である。It is a figure which shows the laser apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係るレーザ装置を示す図である。It is a figure which shows the laser apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係るレーザ装置を示す図である。It is a figure which shows the laser apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第5実施形態に係るレーザ装置を示す図である。It is a figure which shows the laser apparatus which concerns on 5th Embodiment.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。
[第1実施形態]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent part, and the overlapping description may be abbreviate | omitted.
[First Embodiment]

図1は、第1実施形態に係るレーザ装置を示す図である。図1に示されるレーザ装置1Aは、例えば、マイクロチップレーザを用いるマイクロチップレーザ装置である。レーザ装置1Aは、励起光源(第1の励起光源)11、励起光源(第2の励起光源)12、電源部13、レーザ発振部14、増幅器15、光学系16,17、ミラー18,19、及び、遮光部材20を備えている。   FIG. 1 is a diagram illustrating a laser apparatus according to the first embodiment. A laser apparatus 1A shown in FIG. 1 is a microchip laser apparatus using a microchip laser, for example. The laser device 1A includes an excitation light source (first excitation light source) 11, an excitation light source (second excitation light source) 12, a power supply unit 13, a laser oscillation unit 14, an amplifier 15, optical systems 16 and 17, mirrors 18 and 19, And the light shielding member 20 is provided.

励起光源11と励起光源12と電源部13とは、互いに電気的に直列に接続されている。励起光源11は、電源部13からの駆動電流により駆動され、レーザ発振部14のための励起光(第1の励起光)L11を出力する。励起光源12は、電源部13からの駆動電流により駆動され、増幅器15のための励起光(第2の励起光)L12を出力する。励起光源11と励起光源12とは、例えば、遅軸方向に沿って配列された複数の活性層を含むレーザダイオードアレイである。   The excitation light source 11, the excitation light source 12, and the power supply unit 13 are electrically connected to each other in series. The excitation light source 11 is driven by a drive current from the power supply unit 13 and outputs excitation light (first excitation light) L11 for the laser oscillation unit 14. The excitation light source 12 is driven by a drive current from the power supply unit 13 and outputs excitation light (second excitation light) L12 for the amplifier 15. The excitation light source 11 and the excitation light source 12 are, for example, a laser diode array including a plurality of active layers arranged along the slow axis direction.

ここでのレーザダイオードアレイは、例えば半導体を用いて形成される半導体レーザである。励起光源11と励起光源12とは、一例として、実質的に同一の半導体レーザである。励起光L11及び励起光L12は、例えばパルスレーザ光である。励起光L11の波長及び励起光L12の波長は、一例として808nm程度、もしくは940nm程度である。   The laser diode array here is a semiconductor laser formed using, for example, a semiconductor. For example, the excitation light source 11 and the excitation light source 12 are substantially the same semiconductor laser. The excitation light L11 and the excitation light L12 are, for example, pulse laser beams. For example, the wavelength of the excitation light L11 and the wavelength of the excitation light L12 are about 808 nm or about 940 nm.

電源部13は、励起光源11及び励起光源12に一括して駆動電流を供給する。より具体的には、電源部13は、例えば励起光源11の負極及び励起光源12の正極に電気的に接続される。電源部13は、単一の電源装置であって、単一の駆動回路により励起光源11及び励起光源12の駆動電流を生成する。したがって、電源部13は、励起光源11及び励起光源12に実質的に同等な駆動電流を供給する。電源部13は、例えば、励起光源11及び励起光源12にパルス状の駆動電流を供給する。電源部13と励起光源11,12とは直列に接続されているので、励起光源11,12を安定的に動作させることができる。   The power supply unit 13 supplies drive current to the excitation light source 11 and the excitation light source 12 at once. More specifically, the power supply unit 13 is electrically connected to, for example, the negative electrode of the excitation light source 11 and the positive electrode of the excitation light source 12. The power supply unit 13 is a single power supply device, and generates drive currents for the excitation light source 11 and the excitation light source 12 by a single drive circuit. Therefore, the power supply unit 13 supplies substantially the same drive current to the excitation light source 11 and the excitation light source 12. For example, the power supply unit 13 supplies a pulsed drive current to the excitation light source 11 and the excitation light source 12. Since the power supply unit 13 and the excitation light sources 11 and 12 are connected in series, the excitation light sources 11 and 12 can be stably operated.

レーザ発振部14は、例えばマイクロチップレーザである。レーザ発振部14は、励起光源11からの励起光L11を入射し、種光(例えばパルスレーザ光)L14を出力する。より具体的には、レーザ発振部14は、反射部(第1の反射部)31、レーザ媒質32、可飽和吸収体33、及び、反射部(第2の反射部)34を含む。反射部31、レーザ媒質32、可飽和吸収体33、及び、反射部34は、励起光L11の光軸に沿って順に配置され、互いに一体化されている。一体化に際しては、例えばダイレクトボンディング(表面活性化接合技術)を用いることができる。   The laser oscillation unit 14 is, for example, a microchip laser. The laser oscillation unit 14 receives the excitation light L11 from the excitation light source 11, and outputs seed light (for example, pulsed laser light) L14. More specifically, the laser oscillation unit 14 includes a reflection unit (first reflection unit) 31, a laser medium 32, a saturable absorber 33, and a reflection unit (second reflection unit) 34. The reflection unit 31, the laser medium 32, the saturable absorber 33, and the reflection unit 34 are sequentially arranged along the optical axis of the excitation light L11 and are integrated with each other. For integration, for example, direct bonding (surface activated bonding technology) can be used.

レーザ媒質32は、励起光L11を受けて放出光を発生させる。具体的には、レーザ媒質32は、光活性物質を含有している。レーザ媒質32は、励起光L11により光活性物質が励起されることによって、放出光を発生させる。レーザ媒質32は、例えば、Nd:YAG及びYb:YAG等の結晶である。励起光L11の光軸に沿ったレーザ媒質32の厚さは、例えば0.01mm〜1.5mm程度である。レーザ媒質32の放出光の波長は、例えば1064nm程度、もしくは1030nm程度である。   The laser medium 32 receives the excitation light L11 and generates emission light. Specifically, the laser medium 32 contains a photoactive substance. The laser medium 32 generates emitted light when the photoactive substance is excited by the excitation light L11. The laser medium 32 is, for example, a crystal such as Nd: YAG and Yb: YAG. The thickness of the laser medium 32 along the optical axis of the excitation light L11 is, for example, about 0.01 mm to 1.5 mm. The wavelength of the emitted light from the laser medium 32 is, for example, about 1064 nm or about 1030 nm.

可飽和吸収体33は、光吸収の飽和により光吸収率が小さくなる特性を有する。このため、可飽和吸収体33は、レーザ発振部14のレーザ共振器において受動Qスイッチとして機能する。すなわち、可飽和吸収体33は、光強度が小さいときには光吸収率が大きく、光強度がある値を超えると光吸収が飽和して光吸収率が急激に小さくなる。可飽和吸収体33は、例えば、Cr:YAG、V:YAG、又は、GaAs等の結晶である。   The saturable absorber 33 has a characteristic that the light absorptance becomes small due to saturation of light absorption. For this reason, the saturable absorber 33 functions as a passive Q switch in the laser resonator of the laser oscillation unit 14. That is, the saturable absorber 33 has a high light absorption rate when the light intensity is low, and when the light intensity exceeds a certain value, the light absorption is saturated and the light absorption rate decreases rapidly. The saturable absorber 33 is, for example, a crystal such as Cr: YAG, V: YAG, or GaAs.

反射部31は、励起光L11を透過すると共にレーザ媒質32の放出光を反射する。反射部34は、レーザ媒質32の放出光の一部を透過すると共に残部を反射する。反射部34を透過した一部の放出光が、種光L14としてレーザ発振部14から出力される。反射部34は、一例として励起光L11を反射する。   The reflector 31 transmits the excitation light L11 and reflects the light emitted from the laser medium 32. The reflector 34 transmits part of the light emitted from the laser medium 32 and reflects the remaining part. Part of the emitted light that has passed through the reflecting section 34 is output from the laser oscillation section 14 as seed light L14. The reflector 34 reflects the excitation light L11 as an example.

レーザ媒質32の放出光の波長に対する反射部34の反射率は、例えば90%程度である。反射部31及び反射部34は、例えば、誘電体多層膜である。反射部31及び反射部34は、レーザ媒質32の放出光を共振させるレーザ共振器を構成している。レーザ媒質32及び可飽和吸収体33は、共振光路上に配置される。すなわち、反射部34は、レーザ媒質32と可飽和吸収体33とを共振光路上に有して放出光を共振させるレーザ共振器を反射部31と共に構成する。   The reflectivity of the reflector 34 with respect to the wavelength of the emitted light from the laser medium 32 is, for example, about 90%. The reflection part 31 and the reflection part 34 are dielectric multilayer films, for example. The reflector 31 and the reflector 34 constitute a laser resonator that resonates the light emitted from the laser medium 32. The laser medium 32 and the saturable absorber 33 are disposed on the resonant optical path. That is, the reflection unit 34 includes a laser resonator that has the laser medium 32 and the saturable absorber 33 on the resonance optical path and resonates the emitted light together with the reflection unit 31.

増幅器15は、アンプ媒質(第1のアンプ媒質)15aを含む。アンプ媒質15aは、励起光L12及び種光L14を入射し、種光L14を増幅する。アンプ媒質15aは、励起光L12の入射面となる端面15sと、端面15sと反対側の端面15rと、を含む。端面15sには、反射部(不図示)が設けられている。端面15sの反射部は、励起光L12を透過すると共に種光L14を反射する。一方、端面15rには、少なくとも種光L14の波長に対する無反射コート(ARコート)が施されている。アンプ媒質15aは、例えば、Nd:YAG、Yb:YAG、又は、Nd:YVO等である。増幅器15において増幅された種光L14は、出力光L15として増幅器15から出射される。 The amplifier 15 includes an amplifier medium (first amplifier medium) 15a. The amplifier medium 15a receives the excitation light L12 and the seed light L14 and amplifies the seed light L14. The amplifier medium 15a includes an end surface 15s serving as an incident surface for the excitation light L12 and an end surface 15r opposite to the end surface 15s. A reflecting portion (not shown) is provided on the end face 15s. The reflection part of the end face 15s transmits the excitation light L12 and reflects the seed light L14. On the other hand, a non-reflective coating (AR coating) for at least the wavelength of the seed light L14 is applied to the end face 15r. The amplifier medium 15a is, for example, Nd: YAG, Yb: YAG, Nd: YVO 4 or the like. The seed light L14 amplified by the amplifier 15 is emitted from the amplifier 15 as output light L15.

光学系16は、励起光源11とレーザ発振部14との間に配置されている。光学系16は、コリメータ41、コリメータ42、レンズ43、コリメータ44、及び、レンズ(集光部)45を含む。コリメータ41、コリメータ42、レンズ43、コリメータ44、及び、レンズ45は、励起光L11の光軸上にこの順に配列されている。光学系16は、ビームの形状調整や平行化を行う整形光学系である。   The optical system 16 is disposed between the excitation light source 11 and the laser oscillation unit 14. The optical system 16 includes a collimator 41, a collimator 42, a lens 43, a collimator 44, and a lens (light collecting unit) 45. The collimator 41, the collimator 42, the lens 43, the collimator 44, and the lens 45 are arranged in this order on the optical axis of the excitation light L11. The optical system 16 is a shaping optical system that performs beam shape adjustment and parallelization.

コリメータ41は、励起光源11から出力された励起光L11を速軸方向にコリメートする。コリメータ41における励起光L11の光路の後段側には、ローテータ(不図示)が設けられている。ローテータは、コリメータ41からの励起光L11を、その光軸に直交する面内において90°回転させる。コリメータ42は、ローテータから出射した励起光L11を速軸方向(元の遅軸方向)にコリメートする。これにより、励起光L11は、速軸方向及び遅軸方向の両方においてコリメートされる。なお、ローテータを用いずに、コリメータ41から出射した励起光L11を遅軸方向にコリメートするコリメータを用いてもよい。   The collimator 41 collimates the excitation light L11 output from the excitation light source 11 in the fast axis direction. A rotator (not shown) is provided on the rear side of the optical path of the excitation light L11 in the collimator 41. The rotator rotates the excitation light L11 from the collimator 41 by 90 ° in a plane orthogonal to the optical axis. The collimator 42 collimates the excitation light L11 emitted from the rotator in the fast axis direction (original slow axis direction). Thereby, the excitation light L11 is collimated in both the fast axis direction and the slow axis direction. Instead of using a rotator, a collimator that collimates the excitation light L11 emitted from the collimator 41 in the slow axis direction may be used.

レンズ43は、コリメータ42から出射した励起光L11を遅軸方向に集光する。コリメータ44は、レンズ43から出射した励起光L11を遅軸方向にコリメートする。レンズ45は、コリメータ44から出射した励起光L11を、レーザ発振部14に向けて集光する。ここでは、レンズ45は、励起光L11を速軸方向及び遅軸方向に集光する。励起光L11の集光位置は、レーザ媒質32のレンズ45側の端面32s(共振器の境界面)近傍である。   The lens 43 condenses the excitation light L11 emitted from the collimator 42 in the slow axis direction. The collimator 44 collimates the excitation light L11 emitted from the lens 43 in the slow axis direction. The lens 45 collects the excitation light L <b> 11 emitted from the collimator 44 toward the laser oscillation unit 14. Here, the lens 45 condenses the excitation light L11 in the fast axis direction and the slow axis direction. The condensing position of the excitation light L11 is in the vicinity of the end surface 32s (boundary surface of the resonator) of the laser medium 32 on the lens 45 side.

より具体的には、レンズ45は、例えば、励起光L11を、レーザ媒質32の端面32sに集光することができる。この場合、励起光L11のビームスポットのサイズがレーザ媒質32の端面32sで最小となる。このため、種光L14のビーム品質が最良となる。また、レンズ45は、励起光L11を、レーザ媒質32の端面32sよりもレーザ媒質32の内側に集光することができる。この場合、励起光L11とレーザ発振部14の発振モードとの重なる部分が大きくなり、励起光L11の利用率が向上する。   More specifically, the lens 45 can focus the excitation light L11 on the end surface 32s of the laser medium 32, for example. In this case, the size of the beam spot of the excitation light L11 is minimized at the end face 32s of the laser medium 32. For this reason, the beam quality of the seed light L14 is the best. Further, the lens 45 can collect the excitation light L11 inside the laser medium 32 from the end face 32s of the laser medium 32. In this case, the overlapping part of the excitation light L11 and the oscillation mode of the laser oscillation unit 14 is increased, and the utilization factor of the excitation light L11 is improved.

さらに、レンズ45は、励起光L11を、レーザ媒質32の端面32sよりもレンズ45側(レーザ媒質32の外側)に集光する場合がある。この場合、励起光L11とレーザ発振部14の発振モードの重なる部分が小さくなり、励起損失を任意に調整できる。また、この場合、レーザ媒質32における励起光L11のビームスポットのサイズが大きくなると共に光密度が小さくなり、励起モードの中心部だけが種光L14の発振に寄与する。このため、種光L14のビーム品質と出力とのバランスがよい。   Further, the lens 45 may focus the excitation light L11 on the lens 45 side (outside the laser medium 32) from the end face 32s of the laser medium 32. In this case, a portion where the excitation light L11 overlaps the oscillation mode of the laser oscillation unit 14 is reduced, and the excitation loss can be arbitrarily adjusted. In this case, the size of the beam spot of the excitation light L11 in the laser medium 32 increases and the light density decreases, and only the central portion of the excitation mode contributes to the oscillation of the seed light L14. For this reason, the balance between the beam quality and output of the seed light L14 is good.

種光L14のビーム品質の観点からは、励起光L11をレーザ媒質32の端面32sに集光する場合、励起光L11をレーザ媒質32の外側に集光する場合、励起光L11をレーザ媒質32の内側に集光する場合の順で好ましい態様である。一方、種光L14の高出力化の観点からは、励起光L11をレーザ媒質32の内側に集光する場合、励起光L11をレーザ媒質32の外側に集光する場合、励起光L11をレーザ媒質32の端面32sに集光する場合の順に好ましい態様である。したがって、レンズ45による励起光L11の集光位置は、要求に応じて適宜設定すればよい。   From the viewpoint of the beam quality of the seed light L14, when the excitation light L11 is condensed on the end surface 32s of the laser medium 32, when the excitation light L11 is condensed outside the laser medium 32, the excitation light L11 is emitted from the laser medium 32. This is a preferred mode in the order in which the light is condensed inside. On the other hand, from the viewpoint of increasing the output of the seed light L14, when the excitation light L11 is condensed inside the laser medium 32, when the excitation light L11 is condensed outside the laser medium 32, the excitation light L11 is converted into the laser medium. It is a preferable aspect in order in the case of condensing on 32 end surfaces 32s. Therefore, the condensing position of the excitation light L11 by the lens 45 may be appropriately set according to demand.

光学系17は、励起光源12と増幅器15との間に配置されている。光学系17は、コリメータ51、コリメータ52、レンズ53、コリメータ54、及び、レンズ55を含む。コリメータ51、コリメータ52、レンズ53、コリメータ54、及び、レンズ55は、励起光L12の光軸上にこの順に配列されている。光学系17は、ビームの形状調整や平行化を行う整形光学系である。   The optical system 17 is disposed between the excitation light source 12 and the amplifier 15. The optical system 17 includes a collimator 51, a collimator 52, a lens 53, a collimator 54, and a lens 55. The collimator 51, the collimator 52, the lens 53, the collimator 54, and the lens 55 are arranged in this order on the optical axis of the excitation light L12. The optical system 17 is a shaping optical system that performs beam shape adjustment and parallelization.

コリメータ51は、励起光源12から出力された励起光L12を速軸方向にコリメートする。コリメータ51における励起光L12の光路の後段側には、ローテータ(不図示)が設けられている。ローテータは、コリメータ51からの励起光L12を、その光軸に直交する面内において90°回転させる。コリメータ52は、ローテータから出射した励起光L12を速軸方向(元の遅軸方向)にコリメートする。これにより、励起光L12は、速軸方向及び遅軸方向の両方においてコリメートされる。なお、ローテータを用いずに、コリメータ51から出射した励起光L12を遅軸方向にコリメートするコリメータを用いてもよい。   The collimator 51 collimates the excitation light L12 output from the excitation light source 12 in the fast axis direction. A rotator (not shown) is provided on the rear side of the optical path of the excitation light L12 in the collimator 51. The rotator rotates the excitation light L12 from the collimator 51 by 90 ° in a plane orthogonal to the optical axis. The collimator 52 collimates the excitation light L12 emitted from the rotator in the fast axis direction (original slow axis direction). Thereby, the excitation light L12 is collimated in both the fast axis direction and the slow axis direction. Instead of using a rotator, a collimator that collimates the excitation light L12 emitted from the collimator 51 in the slow axis direction may be used.

レンズ53は、コリメータ52から出射した励起光L12を遅軸方向に集光する。コリメータ54は、レンズ53から出射した励起光L12を遅軸方向にコリメートする。レンズ55は、コリメータ54から出射した励起光L12を、増幅器15(アンプ媒質15a)に向けて集光する。ここでは、レンズ55は、励起光L12を速軸方向及び遅軸方向に集光する。励起光L12の集光位置は、例えばアンプ媒質15aの端面15sである。   The lens 53 condenses the excitation light L12 emitted from the collimator 52 in the slow axis direction. The collimator 54 collimates the excitation light L12 emitted from the lens 53 in the slow axis direction. The lens 55 condenses the excitation light L12 emitted from the collimator 54 toward the amplifier 15 (amplifier medium 15a). Here, the lens 55 condenses the excitation light L12 in the fast axis direction and the slow axis direction. The condensing position of the excitation light L12 is, for example, the end surface 15s of the amplifier medium 15a.

ミラー18及びミラー19は、レーザ発振部14から出力された種光L14を増幅器15に入射させる。より具体的には、ミラー18及びミラー19は、種光L14がアンプ媒質15aの端面15rに入射するように、反射により種光L14の光路を偏向する。   The mirror 18 and the mirror 19 cause the seed light L14 output from the laser oscillation unit 14 to enter the amplifier 15. More specifically, the mirror 18 and the mirror 19 deflect the optical path of the seed light L14 by reflection so that the seed light L14 enters the end face 15r of the amplifier medium 15a.

遮光部材20は、励起光L11の光路上において、励起光源11とレンズ45との間に設けられる。ここでは、遮光部材20は、コリメータ44とレンズ45との間に配置されている。遮光部材20は、励起光L11の一部Lpを遮る(カットする)ことにより、励起光L11の残部Lrのみをレンズ45及びレーザ発振部14に入射させる。すなわち、遮光部材20は、励起光L11の光強度を低下させてレーザ発振部14(レーザ媒質32及び可飽和吸収体33)に入射させる。   The light shielding member 20 is provided between the excitation light source 11 and the lens 45 on the optical path of the excitation light L11. Here, the light shielding member 20 is disposed between the collimator 44 and the lens 45. The light blocking member 20 blocks (cuts) a part Lp of the excitation light L11 so that only the remaining portion Lr of the excitation light L11 enters the lens 45 and the laser oscillation unit 14. That is, the light shielding member 20 reduces the light intensity of the excitation light L11 and makes it incident on the laser oscillation unit 14 (laser medium 32 and saturable absorber 33).

図2は、遮光部材を示す模式的な断面図である。図1,2に示されるように、遮光部材20は、励起光L11の一部Lpを遮る遮光部21と、遮光部21に設けられ励起光L11の残部Lrを通過させる通過部22と、を含む。ここでは、一例として、通過部22は、遮光部21に設けられた開口(孔)である。通過部22は、励起光L11の光軸方向からみて、円形状をなしている。したがって、遮光部材20は、全体として環状を呈している。ただし、遮光部材20の全体の形状は、任意に設定することができる。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the light shielding member. As shown in FIGS. 1 and 2, the light shielding member 20 includes a light shielding part 21 that shields a part Lp of the excitation light L11 and a passage part 22 that is provided in the light shielding part 21 and passes the remaining part Lr of the excitation light L11. Including. Here, as an example, the passage part 22 is an opening (hole) provided in the light shielding part 21. The passage portion 22 has a circular shape when viewed from the optical axis direction of the excitation light L11. Therefore, the light shielding member 20 has an annular shape as a whole. However, the overall shape of the light shielding member 20 can be arbitrarily set.

そして、遮光部材20は、例えば、通過部22の中心と励起光L11のビームスポットの中心とが実質的に一致するように配置される。したがって、ここでは、励起光L11の(ビームスポットの)外縁部分が遮光部21により遮られる一部Lpであり、中心部分が通過部22を通過する残部Lrである。遮光部材20は、例えばアパーチャである。   And the light shielding member 20 is arrange | positioned so that the center of the passage part 22 and the center of the beam spot of the excitation light L11 may substantially correspond, for example. Accordingly, here, the outer edge portion (of the beam spot) of the excitation light L11 is a part Lp shielded by the light shielding portion 21, and the central portion is the remaining portion Lr that passes through the passage portion 22. The light shielding member 20 is an aperture, for example.

以上のように構成されるレーザ装置1Aにおいては、まず、電源部13から励起光源11及び励起光源12に駆動電流が供給される。これにより、励起光源11から励起光L11が出力されると共に励起光源12から励起光L12が出力される。励起光源11から出力された励起光L11は、遮光部材20によって一部Lpが遮られ、残部Lrがレンズ45に向かう。   In the laser apparatus 1 </ b> A configured as described above, first, a drive current is supplied from the power supply unit 13 to the excitation light source 11 and the excitation light source 12. Thereby, the excitation light L11 is output from the excitation light source 11, and the excitation light L12 is output from the excitation light source 12. The excitation light L11 output from the excitation light source 11 is partially blocked by the light blocking member 20 and the remaining portion Lr is directed to the lens 45.

励起光L11の残部Lrは、レンズ45により集光されてレーザ発振部14に入射する。そして、励起光L11がレーザ媒質32を励起することにより、レーザ発振部14から種光L14が出力される。レーザ発振部14から出力された種光L14は、ミラー18及びミラー19により偏向されて増幅器15に入射する。   The remaining portion Lr of the excitation light L11 is collected by the lens 45 and enters the laser oscillation unit 14. Then, the excitation light L11 excites the laser medium 32, whereby the seed light L14 is output from the laser oscillation unit 14. The seed light L14 output from the laser oscillation unit 14 is deflected by the mirror 18 and the mirror 19 and enters the amplifier 15.

一方、励起光源12から出力された励起光L12は、光学系17を通過して増幅器15(アンプ媒質15a)に入射する。すなわち、増幅器15には、励起光L12及び種光L14が入射する。増幅器15に入射した種光L14は、励起光L12のアンプ媒質15aの励起に応じて増幅される。これにより、増幅された種光L14が出力光L15として増幅器15及びレーザ装置1Aから外部に出力される。   On the other hand, the excitation light L12 output from the excitation light source 12 passes through the optical system 17 and enters the amplifier 15 (amplifier medium 15a). That is, the excitation light L12 and the seed light L14 are incident on the amplifier 15. The seed light L14 incident on the amplifier 15 is amplified according to the excitation of the amplifier medium 15a by the excitation light L12. Thereby, the amplified seed light L14 is output to the outside from the amplifier 15 and the laser device 1A as output light L15.

以上説明したように、レーザ装置1Aにおいては、励起光源11から出力されてレーザ発振部14に入射する励起光L11の一部Lpが、遮光部材20により遮られる。したがって、励起光源11,12に実質的に同等な駆動電流を供給した場合であっても、増幅器15(アンプ媒質15a)には相対的に高い光強度の励起光L12を入射させつつ、レーザ発振部14に入射する励起光L11の光強度を低下させることができる。このため、レーザ装置1Aによれば、高ビーム品質な種光L14を十分に増幅することによって、出力光L15の高出力化をすることができる。   As described above, in the laser apparatus 1 </ b> A, a part Lp of the excitation light L <b> 11 output from the excitation light source 11 and incident on the laser oscillation unit 14 is blocked by the light shielding member 20. Therefore, even when substantially the same drive current is supplied to the excitation light sources 11 and 12, laser oscillation is performed while the excitation light L12 having relatively high light intensity is incident on the amplifier 15 (amplifier medium 15a). The light intensity of the excitation light L11 incident on the portion 14 can be reduced. For this reason, according to the laser apparatus 1A, the output light L15 can be increased in output power by sufficiently amplifying the high-beam quality seed light L14.

特に、レーザ装置1Aにおいては、上記の通り高ビーム品質の種光L14を高出力化するに際して、励起光源11及び励起光源12に対して単一の電源部13により実質的に同等な駆動電流を供給することができる。このため、複数の系統の電源装置を用意する必要がなく、大型化及びコスト増加が抑えられる。すなわち、レーザ装置1Aによれば、大型化及びコスト増加を抑制しつつ、出力光L15の高出力化及び高ビーム品質化が可能である。   In particular, in the laser apparatus 1A, when the high-beam-quality seed light L14 is increased in output as described above, substantially the same drive current is applied to the excitation light source 11 and the excitation light source 12 by the single power source unit 13. Can be supplied. For this reason, it is not necessary to prepare a plurality of power supply devices, and an increase in size and cost can be suppressed. That is, according to the laser apparatus 1A, it is possible to increase the output power and the beam quality of the output light L15 while suppressing an increase in size and cost.

また、レーザ装置1Aにおいては、遮光部材20は、励起光L11の一部Lpを遮る遮光部21と、遮光部21に設けられ励起光L11の残部Lrを通過させる通過部22と、を含んでいる。このため、通過部22の形状を適宜設定することにより、励起光L11のビーム形状を制御することが可能となる。よって、種光L14のビーム品質をより向上可能である。   In the laser apparatus 1A, the light shielding member 20 includes a light shielding part 21 that shields a part Lp of the excitation light L11 and a passage part 22 that is provided in the light shielding part 21 and allows the remaining part Lr of the excitation light L11 to pass therethrough. Yes. For this reason, it is possible to control the beam shape of the excitation light L11 by appropriately setting the shape of the passage portion 22. Therefore, the beam quality of the seed light L14 can be further improved.

さらに、レーザ装置1Aにおいては、通過部22は、励起光L11の光軸方向からみて円形状をなすように遮光部21に設けられた開口である。このため、励起光L11のビーム形状を円形状に整形することができる。   Furthermore, in the laser apparatus 1A, the passage portion 22 is an opening provided in the light shielding portion 21 so as to form a circular shape when viewed from the optical axis direction of the excitation light L11. For this reason, the beam shape of the excitation light L11 can be shaped into a circular shape.

ここで、レーザ装置1Aにおいては、一例として、コリメータ44を通過したときの励起光L11のビーム径は数mmのオーダーである(例えば1mm)。また、一例として、レンズ45を通過してレーザ発振部14に入射するときの励起光L11のビーム径は、数百μmのオーダーである(例えば100μm)。つまり、励起光L11は、レンズ45によって、10倍程度に絞られることになる。そして、レーザ装置1Aにおいては、そのようにレンズ45により絞る前の大きなビーム径であり且つ平行化された励起光L11に対して、遮光部材20により光量の調整をする。このため、容易且つ高精度に光量の調整が可能である。
[第2実施形態]
Here, in the laser apparatus 1A, as an example, the beam diameter of the excitation light L11 when passing through the collimator 44 is on the order of several mm (for example, 1 mm). Further, as an example, the beam diameter of the excitation light L11 when passing through the lens 45 and entering the laser oscillation unit 14 is on the order of several hundred μm (for example, 100 μm). That is, the excitation light L11 is reduced to about 10 times by the lens 45. In the laser apparatus 1 </ b> A, the light amount is adjusted by the light shielding member 20 with respect to the parallel excitation light L <b> 11 having a large beam diameter before being narrowed by the lens 45. For this reason, the amount of light can be easily and accurately adjusted.
[Second Embodiment]

図3は、第2実施形態に係るレーザ装置を示す図である。図3に示されるように、レーザ装置1Bは、遮光部材20に替えて遮光部材20Bを備える点、及び、ミラー60をさらに備える点でレーザ装置1Aと相違している。レーザ装置1Bのその他の構成は、レーザ装置1Aと同様である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a laser apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 3, the laser device 1 </ b> B is different from the laser device 1 </ b> A in that it includes a light shielding member 20 </ b> B instead of the light shielding member 20 and further includes a mirror 60. Other configurations of the laser device 1B are the same as those of the laser device 1A.

遮光部材20Bは、励起光L11の光路上において、励起光源11とレンズ45との間に設けられる。ここでは、遮光部材20Bは、コリメータ44とレンズ45との間に配置されている。遮光部材20Bは、励起光L11の一部Lpを遮ることにより、励起光L11の残部Lrのみをレンズ45及びレーザ発振部14に入射させる。すなわち、遮光部材20Bは、励起光L11の光強度を低下させてレーザ発振部14(レーザ媒質32及び可飽和吸収体33)に入射させる。   The light blocking member 20B is provided between the excitation light source 11 and the lens 45 on the optical path of the excitation light L11. Here, the light shielding member 20 </ b> B is disposed between the collimator 44 and the lens 45. The light blocking member 20B blocks only a part Lp of the excitation light L11 so that only the remaining portion Lr of the excitation light L11 enters the lens 45 and the laser oscillation unit 14. That is, the light shielding member 20B decreases the light intensity of the excitation light L11 and causes the light to enter the laser oscillation unit 14 (laser medium 32 and saturable absorber 33).

遮光部材20Bは、励起光L11の光路の一部に重複するように配置されている。特に、遮光部材20Bは、励起光L11の光軸に交差する所定の方向における一方側の励起光L11の一部Lpを遮ると共に、所定の方向における他方側の励起光L11の残部Lrを通過させる。所定の方向は、励起光源11がレーザダイオードアレイである場合には、そのアレイ方向に対応付けられる。具体的には、ここでは、遮光部材20Bの前段にローテータが設けられるので、所定の方向は、レーザダイオードアレイのアレイ方向を90°回転させた方向とすることができる。   The light shielding member 20B is disposed so as to overlap a part of the optical path of the excitation light L11. In particular, the light blocking member 20B blocks a part Lp of the excitation light L11 on one side in a predetermined direction intersecting the optical axis of the excitation light L11 and allows the remaining portion Lr of the excitation light L11 on the other side in the predetermined direction to pass. . When the excitation light source 11 is a laser diode array, the predetermined direction is associated with the array direction. Specifically, here, since the rotator is provided in front of the light shielding member 20B, the predetermined direction can be a direction obtained by rotating the array direction of the laser diode array by 90 °.

一方、ローテータを用いない場合には、所定の方向は、レーザダイオードアレイのアレイ方向とすることができる。これにより、遮光部材20Bは、レーザダイオードアレイにおけるアレイ方向の一方側の部分からの励起光L11の一部Lpを遮ると共に、アレイ方向の他方側の部分からの励起光L11の残部Lrを通過させることになる。つまり、ここでは、レーザダイオードアレイのアレイ方向外側の部分からのレーザ光が、励起光L11の残部Lrとしてレーザ発振部14に入射される。   On the other hand, when the rotator is not used, the predetermined direction can be the array direction of the laser diode array. Thereby, the light blocking member 20B blocks a part Lp of the excitation light L11 from the one side portion in the array direction in the laser diode array and allows the remaining portion Lr of the excitation light L11 from the other side portion in the array direction to pass. It will be. That is, here, the laser light from the outer portion in the array direction of the laser diode array is incident on the laser oscillation unit 14 as the remaining portion Lr of the excitation light L11.

また、少なくとも遮光部材20Bの励起光L11との重複部分は、励起光L11の波長の光を反射する反射部とされている。したがって、励起光L11の一部Lpは、その反射部により反射される。すなわち、遮光部材20Bは、励起光L11の一部Lpを反射する反射部を含む。この反射部は、励起光L11の一部Lpを遮る遮光部でもある。   Further, at least the overlapping portion of the light shielding member 20B with the excitation light L11 is a reflection part that reflects light having the wavelength of the excitation light L11. Therefore, a part Lp of the excitation light L11 is reflected by the reflection part. That is, the light shielding member 20B includes a reflection part that reflects a part Lp of the excitation light L11. This reflection part is also a light-shielding part that blocks a part Lp of the excitation light L11.

ミラー60は、励起光L12の光路上において、励起光源12とレンズ55との間に設けられている。ここでは、ミラー60は、コリメータ54とレンズ55との間に配置されている。また、ミラー60は、励起光L12に重複しないように配置される(例えば、励起光L12のビームの上方に配置される)。上記の遮光部材20Bは、励起光L11の一部Lpを、このミラー60に向けて反射する。   The mirror 60 is provided between the excitation light source 12 and the lens 55 on the optical path of the excitation light L12. Here, the mirror 60 is disposed between the collimator 54 and the lens 55. Further, the mirror 60 is disposed so as not to overlap with the excitation light L12 (for example, disposed above the beam of the excitation light L12). The light shielding member 20 </ b> B reflects a part Lp of the excitation light L <b> 11 toward the mirror 60.

そして、ミラー60は、遮光部材20Bからの励起光L11の一部Lpを、レンズ55に向けてさらに反射する。したがって、ここでは、遮光部材20Bにより反射された励起光L11の一部Lpは、励起光L12と共にレンズ55により集光され、増幅器15(アンプ媒質15a)に入射する。   The mirror 60 further reflects a part Lp of the excitation light L11 from the light shielding member 20B toward the lens 55. Accordingly, here, a part Lp of the excitation light L11 reflected by the light shielding member 20B is collected by the lens 55 together with the excitation light L12 and enters the amplifier 15 (amplifier medium 15a).

以上説明したように、レーザ装置1Bによれば、励起光L11のビーム形状を円形状に整形できる点を除いて、レーザ装置1Aと同様の効果を奏することができる。また、レーザ装置1Bによれば、遮光部材20Bが、励起光L11の一部Lpを反射する反射部を含む。そして、遮光部材20Bの反射部により反射された励起光L11の一部Lpが、ミラー60によってさらに反射され、励起光L12と共にアンプ媒質15aに入射する。このため、アンプ媒質15aに入射する励起光の光強度の向上により、種光L14を確実に増幅することができる。   As described above, according to the laser device 1B, the same effect as that of the laser device 1A can be obtained except that the beam shape of the excitation light L11 can be shaped into a circular shape. Further, according to the laser device 1B, the light blocking member 20B includes a reflecting portion that reflects a part Lp of the excitation light L11. Then, a part Lp of the excitation light L11 reflected by the reflection part of the light shielding member 20B is further reflected by the mirror 60 and enters the amplifier medium 15a together with the excitation light L12. For this reason, the seed light L14 can be reliably amplified by improving the light intensity of the excitation light incident on the amplifier medium 15a.

さらに、レーザ装置1Bにおいては、遮光部材20Bが、励起光L11の光軸に交差する所定の方向における一方側の励起光L11の一部Lpを遮ると共に、所定の方向における他方側の励起光L11の残部Lrを通過させる。このため、例えば励起光源11がレーザダイオードアレイであるとき、所定の方向をそのアレイ方向に対応付ければ、レーザダイオードアレイにおける熱的に安定した外側部分からのレーザ光を、励起光L11の残部Lrとしてレーザ発振部14に入射させることができる。このため、種光L14のビーム品質を向上可能である。
[第3実施形態]
Further, in the laser apparatus 1B, the light blocking member 20B blocks a part Lp of the excitation light L11 on one side in a predetermined direction intersecting the optical axis of the excitation light L11, and the excitation light L11 on the other side in the predetermined direction. The remaining portion Lr is allowed to pass through. Therefore, for example, when the excitation light source 11 is a laser diode array, if a predetermined direction is associated with the array direction, the laser light from the thermally stable outer portion of the laser diode array is converted to the remaining portion Lr of the excitation light L11. As shown in FIG. For this reason, the beam quality of the seed light L14 can be improved.
[Third Embodiment]

図4は、第3実施形態に係るレーザ装置を示す図である。図4に示されるように、レーザ装置1Cは、遮光部材20に替えて遮光部材20Bを備える点、及び、半波長板71と偏光ビームスプリッタ72とをさらに備える点において、レーザ装置1Aと相違している。レーザ装置1Cのその他の構成は、レーザ装置1Aと同様である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a laser apparatus according to the third embodiment. As shown in FIG. 4, the laser device 1 </ b> C is different from the laser device 1 </ b> A in that it includes a light shielding member 20 </ b> B instead of the light shielding member 20 and further includes a half-wave plate 71 and a polarization beam splitter 72. ing. The other configuration of the laser device 1C is the same as that of the laser device 1A.

偏光ビームスプリッタ72は、励起光L12の光路上において、励起光源12とレンズ55との間に配置されている。ここでは、偏光ビームスプリッタ72は、コリメータ54とレンズ55との間に配置される。また、偏光ビームスプリッタ72は、励起光L12に重複するように配置される。すなわち、偏光ビームスプリッタ72は、励起光L12のビームの中に配置される。さらに、偏光ビームスプリッタ72は、励起光L12の偏光方向の光を透過する。したがって、励起光L12は、偏光ビームスプリッタ72を通過してレンズ55に向かう。   The polarization beam splitter 72 is disposed between the excitation light source 12 and the lens 55 on the optical path of the excitation light L12. Here, the polarization beam splitter 72 is disposed between the collimator 54 and the lens 55. Further, the polarization beam splitter 72 is disposed so as to overlap the excitation light L12. That is, the polarization beam splitter 72 is disposed in the beam of the excitation light L12. Further, the polarization beam splitter 72 transmits light in the polarization direction of the excitation light L12. Accordingly, the excitation light L12 passes through the polarization beam splitter 72 and travels toward the lens 55.

遮光部材20Bは、偏光ビームスプリッタ72に向けて励起光L11の一部Lpを反射する。半波長板71は、偏光ビームスプリッタ72に向かう励起光L11の一部Lpの光路上に配置されている。したがって、励起光L11の一部Lpは、半波長板71により偏光方向が変更される。これにより、励起光L11の一部Lpの偏光方向が、励起光L12の偏光方向と異なる偏光方向となる。その後、励起光L11の一部Lpは、偏光ビームスプリッタ72によりレンズ55に向けて反射される。したがって、励起光L11の一部Lpは、励起光L12に結合され、励起光源12と共にアンプ媒質15aに入射する。   The light blocking member 20 </ b> B reflects a part Lp of the excitation light L <b> 11 toward the polarization beam splitter 72. The half-wave plate 71 is disposed on the optical path of a part Lp of the excitation light L11 that goes toward the polarization beam splitter 72. Accordingly, the polarization direction of the part Lp of the excitation light L11 is changed by the half-wave plate 71. Thereby, the polarization direction of a part Lp of the excitation light L11 becomes a polarization direction different from the polarization direction of the excitation light L12. Thereafter, a part Lp of the excitation light L <b> 11 is reflected toward the lens 55 by the polarization beam splitter 72. Therefore, a part Lp of the excitation light L11 is coupled to the excitation light L12 and enters the amplifier medium 15a together with the excitation light source 12.

以上説明したように、レーザ装置1Cによれば、励起光L11のビーム形状を円形状に整形できる点を除いて、レーザ装置1Aと同様の効果を奏することができる。また、レーザ装置1Cによれば、遮光部材20Bが、励起光L11の一部Lpを反射する反射部を含む。そして、遮光部材20Bの反射部により反射された励起光L11の一部Lpが、半波長板71及び偏光ビームスプリッタ72によって、励起光L12と共にアンプ媒質15aに入射させられる。このため、アンプ媒質15aに入射する励起光の光強度の向上により、種光L14を確実に増幅することができる。さらに、レーザ装置1Cによれば、レーザ装置1Bと同様に理由から、例えば励起光源11がレーザダイオードアレイである場合に種光L14のビーム品質を向上可能である。
[第4実施形態]
As described above, according to the laser device 1C, the same effect as that of the laser device 1A can be obtained except that the beam shape of the excitation light L11 can be shaped into a circular shape. Further, according to the laser device 1C, the light blocking member 20B includes a reflecting portion that reflects a part Lp of the excitation light L11. Then, a part Lp of the excitation light L11 reflected by the reflection part of the light shielding member 20B is made incident on the amplifier medium 15a together with the excitation light L12 by the half-wave plate 71 and the polarization beam splitter 72. For this reason, the seed light L14 can be reliably amplified by improving the light intensity of the excitation light incident on the amplifier medium 15a. Furthermore, according to the laser device 1C, for the same reason as the laser device 1B, for example, when the excitation light source 11 is a laser diode array, the beam quality of the seed light L14 can be improved.
[Fourth Embodiment]

図5は、第4実施形態に係るレーザ装置を示す図である。図5に示されるように、レーザ装置1Dは、遮光部材20に替えて遮光部材20Dを備える点、及び、ミラー60Dをさらに備える点において、レーザ装置1Aと相違している。レーザ装置1Dのその他の構成は、レーザ装置1Aと同様である。   FIG. 5 is a diagram showing a laser apparatus according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 5, the laser apparatus 1D is different from the laser apparatus 1A in that it includes a light shielding member 20D instead of the light shielding member 20 and further includes a mirror 60D. Other configurations of the laser device 1D are the same as those of the laser device 1A.

遮光部材20Dは、励起光L11の光路上において、励起光源11とレンズ45との間に設けられる。ここでは、遮光部材20Dは、コリメータ44とレンズ45との間に配置されている。遮光部材20Dは、励起光L11の一部Lpを遮ることにより、励起光L11の残部Lrのみをレンズ45及びレーザ発振部14に入射させる。すなわち、遮光部材20Dは、励起光L11の光強度を低下させてレーザ発振部14(レーザ媒質32及び可飽和吸収体33)に入射させる。   The light shielding member 20D is provided between the excitation light source 11 and the lens 45 on the optical path of the excitation light L11. Here, the light shielding member 20 </ b> D is disposed between the collimator 44 and the lens 45. The light blocking member 20D blocks only a part Lp of the excitation light L11 so that only the remaining portion Lr of the excitation light L11 enters the lens 45 and the laser oscillation unit 14. That is, the light shielding member 20D decreases the light intensity of the excitation light L11 and makes it incident on the laser oscillation unit 14 (laser medium 32 and saturable absorber 33).

遮光部材20Dは、励起光L11の一部Lpを遮る遮光部21Dと、遮光部21Dに設けられ、励起光L11の残部Lrを通過させる通過部22と、を含む。励起光L11の光軸方向から見たとき、遮光部21Dは円板状をなしており、通過部22は円形状をなしている。したがって、遮光部材20Dは、励起光L11の光軸方向からみて、円環状をなしている。ただし、遮光部21Dの外形(すなわち、遮光部材20Dの全体の形状)は、任意に設定することができる。遮光部材20Dは、例えば、通過部22の中心と励起光L11のビームの中心とが実質的に一致するように配置される。したがって、ここでは、励起光L11のビームの外縁部分が遮光部21Dにより遮られる一部Lpであり、中心部分が通過部22を通過する残部Lrである。   The light shielding member 20D includes a light shielding part 21D that shields a part Lp of the excitation light L11 and a passage part 22 that is provided in the light shielding part 21D and allows the remaining part Lr of the excitation light L11 to pass therethrough. When viewed from the optical axis direction of the excitation light L11, the light shielding portion 21D has a disk shape, and the passage portion 22 has a circular shape. Therefore, the light shielding member 20D has an annular shape when viewed from the optical axis direction of the excitation light L11. However, the outer shape of the light shielding part 21D (that is, the overall shape of the light shielding member 20D) can be arbitrarily set. For example, the light shielding member 20D is disposed so that the center of the passage portion 22 and the center of the beam of the excitation light L11 substantially coincide with each other. Therefore, here, the outer edge portion of the beam of the excitation light L11 is a part Lp that is blocked by the light shielding portion 21D, and the central portion is the remaining portion Lr that passes through the passage portion 22.

ここで、遮光部21Dにおける励起光L11の入射面は、励起光L11の波長の光を反射する反射部とされている。したがって、遮光部21Dは、励起光L11の一部Lpを反射する。ミラー60Dは、励起光L12の光路上において、励起光源12とレンズ55との間に設けられている。ここでは、ミラー60は、コリメータ54とレンズ55との間に配置されている。遮光部21Dは、このミラー60に向けて励起光L11の一部Lpを反射する。   Here, the incident surface of the excitation light L11 in the light shielding part 21D is a reflection part that reflects light having the wavelength of the excitation light L11. Therefore, the light shielding part 21D reflects a part Lp of the excitation light L11. The mirror 60D is provided between the excitation light source 12 and the lens 55 on the optical path of the excitation light L12. Here, the mirror 60 is disposed between the collimator 54 and the lens 55. The light shielding unit 21D reflects a part Lp of the excitation light L11 toward the mirror 60.

ミラー60Dは、遮光部材20Dからの励起光L11の一部Lpを反射する反射部61Dと、反射部61Dに設けられ励起光L12を通過させる通過部62と、を含む。励起光L12の光軸方向からみたとき、反射部61Dは円板状をなしており、通過部62は円形状をなしている。したがって、ミラー60Dは、励起光L12の光軸方向からみて、円環状をなしている。一例として、ミラー60Dと遮光部材20Dとは、実質的に同じ形状である。ただし、反射部61Dの外形(すなわち、ミラー60Dの全体の形状)は、任意に設定することができる。ミラー60Dは、例えば、通過部62の中心と励起光L12のビームの中心とが実質的に一致するように配置される。したがって、励起光L11の一部Lpは、励起光L12のビームの外縁に配置されて励起光L12に結合され、励起光L12と共にアンプ媒質15aに入射する。   The mirror 60D includes a reflection part 61D that reflects a part Lp of the excitation light L11 from the light shielding member 20D, and a passage part 62 that is provided in the reflection part 61D and allows the excitation light L12 to pass therethrough. When viewed from the optical axis direction of the excitation light L12, the reflection portion 61D has a disk shape, and the passage portion 62 has a circular shape. Therefore, the mirror 60D has an annular shape when viewed from the optical axis direction of the excitation light L12. As an example, the mirror 60D and the light shielding member 20D have substantially the same shape. However, the outer shape of the reflecting portion 61D (that is, the overall shape of the mirror 60D) can be arbitrarily set. For example, the mirror 60D is arranged so that the center of the passing portion 62 and the center of the beam of the excitation light L12 substantially coincide. Accordingly, a part Lp of the excitation light L11 is disposed on the outer edge of the beam of the excitation light L12, is coupled to the excitation light L12, and enters the amplifier medium 15a together with the excitation light L12.

以上説明したように、レーザ装置1Dによれば、レーザ装置1Aと同様の効果を奏することができる。また、レーザ装置1Dによれば、遮光部材20Dが、励起光L11の一部Lpを反射する反射部を含む。そして、遮光部材20Dの反射部により反射された励起光L11の一部Lpが、ミラー60Dによってさらに反射され、励起光L12と共にアンプ媒質15aに入射させられる。このため、アンプ媒質15aに入射する励起光の光強度の向上により、種光L14を確実に増幅することができる。
[第5実施形態]
As described above, according to the laser device 1D, the same effect as that of the laser device 1A can be obtained. Further, according to the laser device 1D, the light shielding member 20D includes a reflecting portion that reflects a part Lp of the excitation light L11. Then, a part Lp of the excitation light L11 reflected by the reflection part of the light shielding member 20D is further reflected by the mirror 60D and is incident on the amplifier medium 15a together with the excitation light L12. For this reason, the seed light L14 can be reliably amplified by improving the light intensity of the excitation light incident on the amplifier medium 15a.
[Fifth Embodiment]

図6は、第5実施形態に係るレーザ装置を示す図である。図6に示されるように、レーザ装置1Eは、励起光源(第3の励起光源)23、増幅器24、光学系17E、ミラー25、及び、ミラー26をさらに備える点において、レーザ装置1Bと相違している。レーザ装置1Eのその他の構成は、レーザ装置1Bと同様である。   FIG. 6 is a diagram showing a laser apparatus according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 6, the laser apparatus 1E is different from the laser apparatus 1B in that it further includes an excitation light source (third excitation light source) 23, an amplifier 24, an optical system 17E, a mirror 25, and a mirror 26. ing. Other configurations of the laser device 1E are the same as those of the laser device 1B.

励起光源23は、励起光L11及び励起光L12と同様の構成を有する。励起光源23は、励起光源11、励起光源12、及び電源部13と電気的に直列に接続されている。励起光源23は、電源部13からの駆動電流により駆動され、増幅器24のための励起光(第3の励起光)L23を出力する。電源部13は、励起光源11、励起光源12、及び、励起光源23に一括して駆動電流を供給する。   The excitation light source 23 has the same configuration as the excitation light L11 and the excitation light L12. The excitation light source 23 is electrically connected in series with the excitation light source 11, the excitation light source 12, and the power supply unit 13. The excitation light source 23 is driven by a drive current from the power supply unit 13 and outputs excitation light (third excitation light) L23 for the amplifier 24. The power supply unit 13 supplies drive current to the excitation light source 11, the excitation light source 12, and the excitation light source 23 in a lump.

より具体的には、電源部13は、例えば励起光源11の負極及び励起光源23の正極に電気的に接続される。電源部13は、単一の電源装置であって、単一の駆動回路により励起光源11、励起光源12、及び、励起光源23の駆動電流を生成する。したがって、電源部13は、励起光源11、励起光源12、及び、励起光源23に実質的に同等な駆動電流を供給する。電源部13と励起光源11,12,23とは直列に接続されているので、励起光源11,12,23を安定的に動作させることができる。   More specifically, the power supply unit 13 is electrically connected to, for example, the negative electrode of the excitation light source 11 and the positive electrode of the excitation light source 23. The power supply unit 13 is a single power supply device, and generates drive currents for the excitation light source 11, the excitation light source 12, and the excitation light source 23 by a single drive circuit. Therefore, the power supply unit 13 supplies substantially the same drive current to the excitation light source 11, the excitation light source 12, and the excitation light source 23. Since the power supply unit 13 and the excitation light sources 11, 12, and 23 are connected in series, the excitation light sources 11, 12, and 23 can be stably operated.

増幅器24は、アンプ媒質(第2のアンプ媒質)24aを含む。アンプ媒質24aは、励起光L23及び増幅器15からの出力光L15を入射し、出力光L15をさらに増幅する。アンプ媒質24aは、励起光L23の入射面となる端面24sと、端面24sと反対側の端面24rと、を含む。端面24sには、反射部(不図示)が設けられている。端面24sの反射部は、励起光L23を透過すると共に出力光L15を反射する。一方、端面24rには、少なくとも出力光L15の波長に対する無反射コート(ARコート)が施されている。アンプ媒質24aは、例えば、Nd:YAG、Yb:YAG、又は、Nd:YVO等である。増幅器24において増幅された出力光L15は、出力光L24として増幅器24から出射される。 The amplifier 24 includes an amplifier medium (second amplifier medium) 24a. The amplifier medium 24a receives the excitation light L23 and the output light L15 from the amplifier 15, and further amplifies the output light L15. The amplifier medium 24a includes an end surface 24s that is an incident surface of the excitation light L23, and an end surface 24r opposite to the end surface 24s. The end face 24s is provided with a reflecting portion (not shown). The reflection part of the end face 24s transmits the excitation light L23 and reflects the output light L15. On the other hand, a non-reflective coating (AR coating) for at least the wavelength of the output light L15 is applied to the end face 24r. The amplifier medium 24a is, for example, Nd: YAG, Yb: YAG, Nd: YVO 4 or the like. The output light L15 amplified by the amplifier 24 is emitted from the amplifier 24 as output light L24.

光学系17Eは、励起光源23と増幅器24との間に配置されている。光学系17Eの構成は、光学系17と同様である。すなわち、光学系17Eは、励起光L12に対する光学系17と同様に、励起光L23に対してコリメート及び集光を行い、励起光L23を増幅器24に入射させる。ミラー25及びミラー26は、増幅器15から出力された出力光L15を増幅器24に入射させる。より具体的には、ミラー25及びミラー26は、出力光L15がアンプ媒質24aの端面24rに入射するように、反射により出力光L15の光路を偏向する。   The optical system 17E is disposed between the excitation light source 23 and the amplifier 24. The configuration of the optical system 17E is the same as that of the optical system 17. That is, the optical system 17E collimates and condenses the excitation light L23, and makes the excitation light L23 enter the amplifier 24 in the same manner as the optical system 17 for the excitation light L12. The mirror 25 and the mirror 26 cause the output light L15 output from the amplifier 15 to enter the amplifier 24. More specifically, the mirror 25 and the mirror 26 deflect the optical path of the output light L15 by reflection so that the output light L15 enters the end surface 24r of the amplifier medium 24a.

レーザ装置1Eにおいては、増幅器15から出力された出力光L15は、ミラー25及びミラー26により偏向されて増幅器15に入射する。一方、励起光源23から出力された励起光L23は、光学系17Eを通過して増幅器24(アンプ媒質24a)に入射する。すなわち、増幅器24には、励起光L23及び出力光L15が入射する。増幅器24に入射した出力光L15は、励起光L23のアンプ媒質24aの励起に応じて増幅される。これにより、さらに増幅された出力光L15が出力光L24として増幅器24及びレーザ装置1Eから外部に出力される。   In the laser apparatus 1E, the output light L15 output from the amplifier 15 is deflected by the mirror 25 and the mirror 26 and enters the amplifier 15. On the other hand, the excitation light L23 output from the excitation light source 23 passes through the optical system 17E and enters the amplifier 24 (amplifier medium 24a). That is, the excitation light L23 and the output light L15 are incident on the amplifier 24. The output light L15 incident on the amplifier 24 is amplified according to the excitation of the amplifier medium 24a by the excitation light L23. As a result, the further amplified output light L15 is output as output light L24 from the amplifier 24 and the laser apparatus 1E.

以上説明したように、レーザ装置1Eによれば、レーザ装置1Bと同様の効果を奏することができる。さらに、レーザ装置1Eによれば、複数の系統の電源装置を用意することなく、出力光をより高出力化することができる。   As described above, according to the laser device 1E, the same effects as those of the laser device 1B can be obtained. Furthermore, according to the laser device 1E, the output light can be further increased without preparing a plurality of power supply devices.

以上の実施形態は、本発明に係るレーザ装置の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係るレーザ装置は、上述したレーザ装置1A〜1Eに限定されない。本発明に係るレーザ装置は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述したレーザ装置1A〜1Eを任意に変更したものとすることができる。   The above embodiments describe one embodiment of the laser apparatus according to the present invention. Therefore, the laser apparatus according to the present invention is not limited to the laser apparatuses 1A to 1E described above. The laser apparatus according to the present invention can be arbitrarily modified from the laser apparatuses 1A to 1E described above without changing the gist of each claim.

例えば、上記実施形態においては、遮光部材20,20B,20Dが、コリメータ44とレンズ45との間に配置される例について説明した。しかしながら、遮光部材20,20B,20Dは、励起光源11とレンズ45との間において、励起光L11の一部Lpを遮ることが可能な任意の位置に配置することができる。   For example, in the above embodiment, the example in which the light shielding members 20, 20 </ b> B, and 20 </ b> D are disposed between the collimator 44 and the lens 45 has been described. However, the light shielding members 20, 20 </ b> B, and 20 </ b> D can be disposed between the excitation light source 11 and the lens 45 at any position where the part Lp of the excitation light L <b> 11 can be blocked.

コリメータ42の後段であれば、励起光L11は、速軸方向及び遅軸方向についてコリメート済みである。したがって、例えば、遮光部材20,20B,20D(以下、単に「遮光部材」と称する)を、コリメータ42とレンズ43との間に配置することも考えられる。しかしながら、コリメータ42とレンズ43との間では、励起光L11は若干発散している。したがって、コリメータ42とレンズ43との間において、遮光部材により光量を調整することは困難である。また、拡がりが小さいうちに励起光L11をレンズ43に入射させないと、レンズ43のサイズを大きくする必要が生じる。   In the subsequent stage of the collimator 42, the excitation light L11 has been collimated in the fast axis direction and the slow axis direction. Therefore, for example, it is conceivable to arrange the light shielding members 20, 20 </ b> B, 20 </ b> D (hereinafter simply referred to as “light shielding member”) between the collimator 42 and the lens 43. However, the excitation light L11 is slightly diverged between the collimator 42 and the lens 43. Therefore, it is difficult to adjust the amount of light between the collimator 42 and the lens 43 by the light shielding member. Further, if the excitation light L11 is not incident on the lens 43 while the spread is small, the size of the lens 43 needs to be increased.

また、一例として、レンズ43とコリメータ44との間に遮光部材を配置することも考えられる。しかしながら、レンズ43とコリメータ44との間では、励起光L11が集光されつつあるので、励起光L11の進行方向に対する遮光部材の位置ズレが許容されなくなる。さらに、別の一例としては、レンズ45の後段に遮光部材を配置することも考えられる。しかしながら、ここでも同様に励起光L11が集光されつつあるので、同様の理由から、励起光L11の進行方向に対する遮光部材の位置ズレが許容されなくなる。したがって、これらの場合も、遮光部材により光量を調整することは困難である。   As an example, a light shielding member may be disposed between the lens 43 and the collimator 44. However, since the excitation light L11 is being condensed between the lens 43 and the collimator 44, the displacement of the light shielding member with respect to the traveling direction of the excitation light L11 is not allowed. Furthermore, as another example, it is conceivable to arrange a light shielding member at the rear stage of the lens 45. However, since the excitation light L11 is being condensed in the same manner, the displacement of the light shielding member with respect to the traveling direction of the excitation light L11 is not allowed for the same reason. Therefore, also in these cases, it is difficult to adjust the light amount by the light shielding member.

さらに、励起光L11が、コリメータ44を通過したときのように平行化が十分でない場合には、遮光部材の通過時に光の回折が起こる。これにより、レーザ発振部14の余計な部分に光が入射し、レーザ発振部14における発振光のビーム品質が低下する。つまり、速軸方向及び遅軸方向についてコリメートされた後に、さらに集光及びコリメートされ、相応の平行度を有する励起光L11に対して遮光部材を適用することにより、容易且つ確実に光量の調整を行うことができると考えられる。   Further, when the excitation light L11 is not sufficiently collimated as when passing through the collimator 44, light diffraction occurs when the light passes through the light shielding member. As a result, light is incident on an extra portion of the laser oscillation unit 14, and the beam quality of the oscillation light in the laser oscillation unit 14 is degraded. That is, after collimating in the fast axis direction and the slow axis direction, the light amount is easily and reliably adjusted by applying the light shielding member to the excitation light L11 that is further condensed and collimated and has a corresponding parallelism. I think it can be done.

すなわち、速軸コリメータ、遅軸コリメータ(ローテータ+速軸コリメータ)、レンズ、コリメータの順に通過した励起光L11に対して、遮光部材により光量の調整を行うことが有効であると考えられる。このように、遮光部材は、励起光源11とレンズ45との間の任意の位置に配置することができるが、特に、コリメータ44とレンズ45との間に配置することが望ましい。   That is, it is considered effective to adjust the light amount by the light shielding member for the excitation light L11 that has passed through the fast axis collimator, the slow axis collimator (rotator + fast axis collimator), the lens, and the collimator in this order. As described above, the light shielding member can be disposed at an arbitrary position between the excitation light source 11 and the lens 45, and it is particularly desirable that the light shielding member be disposed between the collimator 44 and the lens 45.

なお、レーザ発振部14内(例えばレーザ媒質32と可飽和吸収体33との間)に遮光部材を入れることも考えられるが、光路の調整等が非常に困難であると共に、レーザ発振部14の製造上も余計なプロセスが加わるという問題が生じ得る。   Although it is conceivable to place a light shielding member in the laser oscillation unit 14 (for example, between the laser medium 32 and the saturable absorber 33), it is very difficult to adjust the optical path and the like. There may be a problem that an extra process is added in manufacturing.

ここで、レーザ装置1A,1Dにおいては、遮光部材20,20Dが遮光部21,21Dと通過部22とを含み、且つ、通過部22の中心と励起光L11のビームスポットの中心とを実質的に一致させる態様について説明した。しかしながら、例えば、通過部22の中心を励起光L11のビームスポットの中心からシフトさせてもよい。   Here, in the laser devices 1A and 1D, the light shielding members 20 and 20D include the light shielding portions 21 and 21D and the passage portion 22, and substantially include the center of the passage portion 22 and the center of the beam spot of the excitation light L11. The mode of matching the above has been described. However, for example, the center of the passage 22 may be shifted from the center of the beam spot of the excitation light L11.

この場合、遮光部材20,20Dは、励起光L11の光軸方向に交差する所定の方向における一方側(通過部22のシフト方向の反対側)の励起光L11の一部Lpを遮光部21,21Dにより遮光すると共に、所定の方向における他方側(通過部22のシフト方向側)の励起光L11の別の一部を含む残部Lrを通過部22により通過させる。この場合には、レーザ装置1B,1Cと同様の理由から、例えば励起光源11がレーザダイオードアレイである場合に種光L14のビーム品質を向上可能である。   In this case, the light-shielding members 20 and 20D are configured to transmit the part Lp of the excitation light L11 on one side (opposite to the shift direction of the passage part 22) in a predetermined direction intersecting the optical axis direction of the excitation light L11. The remaining portion Lr including another part of the excitation light L11 on the other side in the predetermined direction (shift direction side of the passing portion 22) is passed by the passing portion 22 while being shielded by 21D. In this case, for the same reason as the laser devices 1B and 1C, for example, when the excitation light source 11 is a laser diode array, the beam quality of the seed light L14 can be improved.

ここで、レーザ装置1A〜1Eにおいては、ミラー18,19を用いずに、端面15sから種光L14をアンプ媒質15aに入射させてもよい。この場合、励起光L11を、種光L14と同様に端面15sからアンプ媒質15aに入射させてもよいし、アンプ媒質15aの別の端面(例えば端面15sと端面15rとを接続する側面)から入射させてもよい。ただし、アンプ媒質15aにおける互いに対向する端面から、励起光L11及び種光L14のそれぞれをアンプ媒質15aに入射せる場合に、ビーム品質が最もよくなると考えられる。なお、レーザ装置1Eにあっては、同様の理由から、ミラー25,26をさらに用いなくてもよい。   Here, in the laser devices 1A to 1E, the seed light L14 may be incident on the amplifier medium 15a from the end face 15s without using the mirrors 18 and 19. In this case, the excitation light L11 may be incident on the amplifier medium 15a from the end face 15s as in the case of the seed light L14, or incident from another end face of the amplifier medium 15a (for example, a side face connecting the end face 15s and the end face 15r). You may let them. However, it is considered that the beam quality is best when each of the excitation light L11 and the seed light L14 is incident on the amplifier medium 15a from the end surfaces of the amplifier medium 15a facing each other. In the laser apparatus 1E, the mirrors 25 and 26 may not be further used for the same reason.

また、上記実施形態においては、レーザ装置1Eとして、レーザ装置1Bに対してさらに励起光源23及び増幅器24等を追加する構成を開示している。しかしながら、レーザ装置1A,1C,1Dに対して、励起光源23及び増幅器24等を追加してレーザ装置1Eを構成してもよい。さらに、励起光源23及び増幅器24等を2組以上追加してもよい。   Moreover, in the said embodiment, the structure which further adds the excitation light source 23, the amplifier 24, etc. with respect to the laser apparatus 1B as the laser apparatus 1E is disclosed. However, the laser apparatus 1E may be configured by adding an excitation light source 23, an amplifier 24, and the like to the laser apparatuses 1A, 1C, and 1D. Further, two or more sets of excitation light sources 23 and amplifiers 24 may be added.

また、図3に示されるレーザ装置1Bにおいては、遮光部材20Bに対して励起光L11の反射部としての機能を持たせなくてもよい。この場合には、レーザ装置1Bにおいて、ミラー60が不要となる。   Further, in the laser device 1B shown in FIG. 3, the light shielding member 20B may not have a function as a reflection part of the excitation light L11. In this case, the mirror 60 is unnecessary in the laser device 1B.

さらに、レーザ発振部14は、セラミック製であってもよい。例えば、レーザ媒質32及び可飽和吸収体33を、セラミックを用いて構成することができる。   Further, the laser oscillation unit 14 may be made of ceramic. For example, the laser medium 32 and the saturable absorber 33 can be configured using ceramic.

1A〜1E…レーザ装置、11…励起光源(第1の励起光源)、12…励起光源(第2の励起光源)、13…電源部、14…レーザ発振部、15a…アンプ媒質(第1のアンプ媒質)、20,20B,20D…遮光部材、21,21D…遮光部、22…通過部、23…励起光源(第3の励起光源)、24a…アンプ媒質(第2のアンプ媒質)、45…レンズ(集光部)、L11…励起光(第1の励起光)、L12…励起光(第2の励起光)、L14…種光、L23…励起光(第3の励起光)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A-1E ... Laser apparatus, 11 ... Excitation light source (1st excitation light source), 12 ... Excitation light source (2nd excitation light source), 13 ... Power supply part, 14 ... Laser oscillation part, 15a ... Amplifier medium (1st Amplifier medium), 20, 20B, 20D ... light shielding member, 21, 21D ... light shielding part, 22 ... passing part, 23 ... excitation light source (third excitation light source), 24a ... amplification medium (second amplifier medium), 45 ... Lens (condenser), L11 ... excitation light (first excitation light), L12 ... excitation light (second excitation light), L14 ... seed light, L23 ... excitation light (third excitation light).

Claims (6)

第1の励起光を出力する第1の励起光源と、
前記第1の励起光源に電気的に直列に接続され、第2の励起光を出力する第2の励起光源と、
前記第1の励起光源及び前記第2の励起光源に駆動電流を供給する電源部と、
前記第1の励起光を受けて放出光を発生させるレーザ媒質、光吸収の飽和により光吸収率が小さくなる可飽和吸収体、前記第1の励起光を透過させる第1の反射部、及び、前記レーザ媒質と前記可飽和吸収体とを共振光路上に有して前記放出光を共振させるレーザ共振器を前記第1の反射部と共に構成する第2の反射部が一体化されてなり、前記放出光の一部を種光として出力するレーザ発振部と、
前記第1の励起光を前記レーザ発振部に向けて集光する集光部と、
前記第2の励起光及び前記種光を入射して前記種光を増幅する第1のアンプ媒質と、
前記第1の励起光の光軸上において前記第1の励起光源と前記集光部との間に配置され、前記第1の励起光の一部を遮る遮光部材と、
を備える、
レーザ装置。
A first excitation light source that outputs first excitation light;
A second excitation light source electrically connected in series to the first excitation light source and outputting a second excitation light;
A power supply for supplying a drive current to the first excitation light source and the second excitation light source;
A laser medium that receives the first excitation light to generate emission light, a saturable absorber that reduces the light absorption rate by saturation of light absorption, a first reflector that transmits the first excitation light, and A laser beam resonator having the laser medium and the saturable absorber on a resonant optical path to resonate the emitted light is integrated with a second reflecting unit that is configured with the first reflecting unit, and A laser oscillation unit that outputs part of the emitted light as seed light;
A condensing unit that condenses the first excitation light toward the laser oscillation unit;
A first amplifier medium that amplifies the seed light by entering the second excitation light and the seed light;
A light shielding member disposed on the optical axis of the first excitation light between the first excitation light source and the condensing unit and blocking a part of the first excitation light;
Comprising
Laser device.
前記遮光部材は、前記第1の励起光の一部を遮る遮光部と、前記遮光部に設けられ前記第1の励起光の残部を通過させる通過部と、を含む、
請求項1に記載のレーザ装置。
The light shielding member includes a light shielding part that shields a part of the first excitation light, and a passage part that is provided in the light shielding part and allows the remaining part of the first excitation light to pass through.
The laser device according to claim 1.
前記通過部は、前記第1の励起光の光軸方向からみて円形状をなすように前記遮光部に設けられた開口である、
請求項2に記載のレーザ装置。
The passage portion is an opening provided in the light shielding portion so as to form a circular shape when viewed from the optical axis direction of the first excitation light.
The laser device according to claim 2.
前記遮光部材は、前記第1の励起光の光軸に交差する所定の方向における一方側の前記第1の励起光の一部を遮ると共に、前記所定の方向における他方側の前記第1の励起光の残部を通過させる、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のレーザ装置。
The light shielding member blocks a part of the first excitation light on one side in a predetermined direction intersecting the optical axis of the first excitation light, and the first excitation on the other side in the predetermined direction. Let the rest of the light pass through,
The laser apparatus as described in any one of Claims 1-3.
前記遮光部材は、前記第1の励起光の一部を反射する反射部を含み、
前記反射部により反射された前記第1の励起光の一部は、前記第2の励起光と共に前記アンプ媒質に入射される、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のレーザ装置。
The light shielding member includes a reflecting portion that reflects a part of the first excitation light,
A part of the first excitation light reflected by the reflection unit is incident on the amplifier medium together with the second excitation light.
The laser apparatus as described in any one of Claims 1-4.
前記第1の励起光源及び前記第2の励起光源に電気的に直列に接続され、第3の励起光を出力する第3の励起光源と、
前記第1のアンプ媒質で増幅された前記種光及び前記第3の励起光を入射し、前記種光をさらに増幅する第2のアンプ媒質と、
をさらに備え、
前記電源部は、前記第1の励起光源、前記第2の励起光源、及び、前記第3の励起光源に駆動電流を供給する、
請求項1〜5のいずれか一項に記載のレーザ装置。
A third excitation light source electrically connected in series to the first excitation light source and the second excitation light source and outputting a third excitation light;
A second amplifier medium that receives the seed light and the third excitation light amplified by the first amplifier medium and further amplifies the seed light;
Further comprising
The power supply unit supplies a drive current to the first excitation light source, the second excitation light source, and the third excitation light source.
The laser apparatus as described in any one of Claims 1-5.
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