JP2020043278A - Solid-state laser device - Google Patents

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和哉 井上
Kazuya Inoue
和哉 井上
守 久光
Mamoru Hisamitsu
守 久光
一智 門倉
Kazutomo Kadokura
一智 門倉
亮祐 西
Ryosuke Nishi
亮祐 西
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Abstract

To provide a solid-state laser device capable of preventing deterioration of optical properties even when a periodic polarization inverse element is used.SOLUTION: The solid-state laser device includes: a semiconductor laser 1 for emitting excitation light; a laser medium 5, disposed between an incident mirror and an output mirror 7, excited by the excitation light from the semiconductor laser 1 to emit a fundamental laser beam; a periodic polarization inverse element 6, disposed between the laser medium 5 and the output mirror 7 to form a periodic polarization inverse structure and convert a fundamental wave into a harmonic; transparent materials 8a, 8b covering the periodic polarization inverse element 6; and metal holders 11c, 11d for covering the transparent materials 8a, 8b.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、周期分極反転素子を用いた波長変換素子を保持するための固体レーザ装置に関する。   The present invention relates to a solid-state laser device for holding a wavelength conversion element using a periodically poled element.

半導体レーザからの励起光を集光レンズで集光し、集光された励起光をレーザ媒質に照射し、レーザ媒質から誘導放出される基本波を光共振器内に収容した非線形結晶に照射することにより、基本波を第2高調波に変換し、第2高調波を光共振器内で発振させ出射ミラーを介して外部に出力する固体レーザ装置が知られている(特許文献1)。   Excitation light from a semiconductor laser is condensed by a condensing lens, the condensed excitation light is applied to a laser medium, and a fundamental wave induced and emitted from the laser medium is applied to a nonlinear crystal accommodated in an optical resonator. Thus, there is known a solid-state laser device that converts a fundamental wave into a second harmonic, oscillates the second harmonic in an optical resonator, and outputs the second harmonic to the outside via an emission mirror (Patent Document 1).

基本波を第2高調波に変換する波長変換素子からなる非線形結晶は、MgSLT、MgLN等の疑似位相型の周期分極反転素子が用いられることがある。周期分極反転素子は、製造方法から素子の幅方向には開口を広げることは容易である。しかし、厚み方向に開口を広げることは困難である。   A quasi-phase type periodically poled element such as MgSLT or MgLN may be used as a nonlinear crystal including a wavelength conversion element that converts a fundamental wave into a second harmonic. It is easy to widen the opening of the periodically poled element in the width direction of the element from the manufacturing method. However, it is difficult to widen the opening in the thickness direction.

例えば、1064nmの基本波から532nmの第2高調波を出力するための素子の厚みは、1mm程度が限界である。図7に示すように、1mm程度の厚みを持つ周期分極反転素子6Aを2つの金属ホルダ11a,11bで保持し、共振器内に挿入している。   For example, the thickness of an element for outputting a second harmonic of 532 nm from a fundamental of 1064 nm is limited to about 1 mm. As shown in FIG. 7, a periodically poled element 6A having a thickness of about 1 mm is held by two metal holders 11a and 11b and inserted into a resonator.

特開平10−74997号公報JP-A-10-7997

しかしながら、厚みが1mmという開口は、共振器を構成する光学部品の中でも最も小さく、共振器の調整が困難であった。特に、周期分極反転素子6Aの周囲が金属ホルダ11a,11bで覆われているため、誘導放出された基本波の一部が、遮られてしまう。このため、金属ホルダ11a,11bの温度が上昇し、温度上昇による熱によりレーザの立ち上がり特性等の光学特性が劣化する。   However, the aperture having a thickness of 1 mm is the smallest among the optical components constituting the resonator, and it has been difficult to adjust the resonator. In particular, since the periphery of the periodically poled element 6A is covered with the metal holders 11a and 11b, a part of the stimulated emission of the fundamental wave is blocked. For this reason, the temperature of the metal holders 11a and 11b rises, and the optical characteristics such as the rising characteristics of the laser deteriorate due to the heat caused by the temperature rise.

本発明の課題は、周期分極反転素子を用いた場合でも光学特性の劣化を防ぐことができる固体レーザ装置を提供する。   An object of the present invention is to provide a solid-state laser device capable of preventing deterioration of optical characteristics even when a periodically poled element is used.

上記課題を解決するために、本発明に係る固体レーザ装置の請求項1は、励起光を出射する半導体レーザと、入射ミラーと出射ミラーとの間に配置され、前記半導体レーザからの励起光により励起されて基本波のレーザ光を放出するレーザ媒質と、前記レーザ媒質と前記出射ミラーとの間に配置され、周期分極反転構造を形成し、前記基本波を高調波に変換する周期分極反転素子と、前記周期分極反転素子を覆う透明材と、前記透明材を覆う金属ホルダとを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, a solid-state laser device according to the present invention is arranged between a semiconductor laser that emits pump light and an incident mirror and an output mirror, and uses a pump light from the semiconductor laser. A laser medium that is excited and emits a fundamental-wave laser beam, and is disposed between the laser medium and the emission mirror, forms a periodically poled structure, and converts the fundamental wave into a harmonic. And a transparent material that covers the periodic polarization inversion element, and a metal holder that covers the transparent material.

請求項2では、前記周期分極反転素子は、直方体をなし、厚み方向よりも幅方向の開口が広く、前記透明材は、前記周期分極反転素子の前記厚み方向の2面を挟むように配置されることを特徴とする。   According to claim 2, the periodic domain inversion element has a rectangular parallelepiped shape, an opening in the width direction is wider than the thickness direction, and the transparent material is disposed so as to sandwich the two surfaces of the periodic domain inversion element in the thickness direction. It is characterized by that.

請求項3は、前記半導体レーザに直付され、前記半導体レーザからのファスト軸方向の励起光を平行光にするファスト軸シリンドリカルレンズと、前記ファスト軸シリンドリカルレンズからのスロー軸方向の励起光を平行光にするスロー軸シリンドリカルレンズと、前記スロー軸シリンドリカルレンズと前記レーザ媒質との間に設けられ、偏光方向を90度回転させるλ/2波長板(λは波長)とを備え、前記半導体レーザは、TM偏光のレーザであり、前記半導体レーザのスロー軸方向を前記周期分極反転素子の厚み方向に一致させることを特徴とする。   A third aspect of the present invention is directed to a fast axis cylindrical lens which is directly attached to the semiconductor laser and converts parallel light into fast axis direction excitation light from the semiconductor laser, and parallels slow axis direction excitation light from the fast axis cylindrical lens. A slow-axis cylindrical lens that converts light into light, a λ / 2-wave plate (λ is a wavelength) provided between the slow-axis cylindrical lens and the laser medium, and that rotates a polarization direction by 90 degrees; , TM-polarized laser, wherein the slow axis direction of the semiconductor laser is made to coincide with the thickness direction of the periodically poled element.

請求項4は、前記半導体レーザに直付され、前記半導体レーザからのファスト軸方向の励起光を平行光にするファスト軸シリンドリカルレンズと、前記ファスト軸シリンドリカルレンズからのスロー軸方向の励起光を平行光にするスロー軸シリンドリカルレンズとを備え、前記半導体レーザは、TE偏光のレーザであり、前記半導体レーザのスロー軸方向を前記周期分極反転素子の厚み方向に一致させることを特徴とする。   A fourth aspect of the present invention is directed to a fast axis cylindrical lens which is directly attached to the semiconductor laser and converts the fast axis excitation light from the semiconductor laser into parallel light, and a slow axis direction excitation light from the fast axis cylindrical lens in parallel. A slow-axis cylindrical lens for emitting light, wherein the semiconductor laser is a TE-polarized laser, and a slow-axis direction of the semiconductor laser is made to coincide with a thickness direction of the periodic polarization inversion element.

本発明によれば、周期分極反転素子を透明材で覆い、透明材を金属ホルダで覆うようにしたので、共振器内の基本波が金属ホルダに遮られることがない。従って、金属ホルダの温度上昇を低減でき、立ち上がり特性等の光学特性の劣化を防ぐことができ、品質の良いレーザ光を得ることができる。   According to the present invention, since the periodically poled element is covered with the transparent material and the transparent material is covered with the metal holder, the fundamental wave in the resonator is not blocked by the metal holder. Therefore, a rise in temperature of the metal holder can be reduced, deterioration of optical characteristics such as rising characteristics can be prevented, and high-quality laser light can be obtained.

図1(a)は本発明の第1実施例の固体レーザ装置の側面図、図1(b)は本発明の第1実施例の固体レーザ装置の上面図である。FIG. 1A is a side view of a solid-state laser device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a top view of the solid-state laser device of the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施例の固体レーザ装置に設けられた半導体レーザのエミッタを示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an emitter of a semiconductor laser provided in the solid-state laser device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施例の固体レーザ装置に設けられた周期分極反転素子の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a periodically poled element provided in the solid-state laser device according to the first embodiment of the present invention. 誘導放出されたビームの一部が周期分極反転素子を覆う金属ホルダで遮られた様子を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which a part of the stimulated emission beam is blocked by a metal holder that covers the periodically poled element. 周期分極反転素子の外側に透明材を設けたことで、誘導放出されたビームが金属ホルダで遮られない様子を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which a stimulated emission beam is not blocked by a metal holder by providing a transparent material outside a periodically poled element. 図6(a)は本発明の第2実施例の固体レーザ装置の側面図、図6(b)は本発明の第2実施例の固体レーザ装置の上面図である。FIG. 6A is a side view of a solid-state laser device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a top view of the solid-state laser device of the second embodiment of the present invention. 金属ホルダにより直接覆われた従来の周期分極反転素子を示す図である。It is a figure showing the conventional periodically poled element directly covered with the metal holder.

(第1実施例)
以下、本発明の実施形態に係る固体レーザ装置を図面を参照しながら詳細に説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a solid-state laser device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1(a)は本発明の第1実施例の固体レーザ装置の側面図である。図1(b)は本発明の第1実施例の固体レーザ装置の上面図である。   FIG. 1A is a side view of a solid-state laser device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1B is a top view of the solid-state laser device according to the first embodiment of the present invention.

固体レーザ装置は、半導体レーザ1、ファスト軸シリンドリカルレンズ2、スロー軸シリンドリカルレンズ3、λ/2波長板4、レーザ媒質5、周期分極反転素子6を備えている。λはレーザ光の波長である。   The solid-state laser device includes a semiconductor laser 1, a fast axis cylindrical lens 2, a slow axis cylindrical lens 3, a λ / 2 wavelength plate 4, a laser medium 5, and a periodically poled element 6. λ is the wavelength of the laser light.

半導体レーザ1は、エミッタ1aを有し、互いに直交するファスト軸方向とスロー軸方向とにビーム幅の異なる楕円ビームからなる波長が808nmの励起光を出射する。半導体レーザ1においては、図2に示すように、TM偏光の半導体レーザを用いた場合には、エミッタ1aの厚み方向がTM偏光の半導体レーザの偏光方向である。TE偏光の半導体レーザを用いた場合には、エミッタ1aの幅方向がTE偏光の半導体レーザの偏光方向である。第1実施例では、半導体レーザ1は、TM偏光のレーザであり、半導体レーザ1のスロー軸方向を周期分極反転素子6の厚み方向に一致させる。   The semiconductor laser 1 has an emitter 1a and emits excitation light having a wavelength of 808 nm composed of elliptical beams having different beam widths in a fast axis direction and a slow axis direction orthogonal to each other. In the semiconductor laser 1, as shown in FIG. 2, when a TM-polarized semiconductor laser is used, the thickness direction of the emitter 1a is the polarization direction of the TM-polarized semiconductor laser. When a TE-polarized semiconductor laser is used, the width direction of the emitter 1a is the polarization direction of the TE-polarized semiconductor laser. In the first embodiment, the semiconductor laser 1 is a TM-polarized laser, and the slow axis direction of the semiconductor laser 1 is made to coincide with the thickness direction of the periodically poled element 6.

ファスト軸シリンドリカルレンズ2は、半導体レーザ1に直付され、半導体レーザ1からのファスト軸方向の励起光を平行光にする。即ち平行光のファスト軸ビーム111が出力される。なお、スロー軸方向ビーム112は、拡がって出力される。スロー軸シリンドリカルレンズ3は、ファスト軸シリンドリカルレンズ2からのスロー軸方向の励起光を平行光にする。   The fast axis cylindrical lens 2 is directly attached to the semiconductor laser 1 and converts the excitation light from the semiconductor laser 1 in the fast axis direction into parallel light. That is, a fast axis beam 111 of parallel light is output. Note that the slow axis direction beam 112 is output while being expanded. The slow axis cylindrical lens 3 converts the excitation light in the slow axis direction from the fast axis cylindrical lens 2 into parallel light.

λ/2波長板4は、スロー軸シリンドリカルレンズ3とレーザ媒質5との間に設けられ、スロー軸シリンドリカルレンズ3からのレーザ光の偏光方向を90度回転させる。   The λ / 2 wavelength plate 4 is provided between the slow axis cylindrical lens 3 and the laser medium 5, and rotates the polarization direction of the laser light from the slow axis cylindrical lens 3 by 90 degrees.

レーザ媒質5は、半導体レーザ1側の面に半導体レーザ1からの励起光(波長が808nm)に対して低反射となり且つ基本波の波長である1064nmに対して高反射となるコーティングが塗布されている。コーティングとして誘電体膜が用いられる。コーティングは、本発明の入射ミラーに対応する。   The laser medium 5 is coated on its surface on the side of the semiconductor laser 1 with a coating that has low reflection with respect to the excitation light (wavelength of 808 nm) from the semiconductor laser 1 and high reflection with respect to the fundamental wave wavelength of 1064 nm. I have. A dielectric film is used as the coating. The coating corresponds to the entrance mirror of the invention.

レーザ媒質5は、入射ミラーと出射ミラー7との間に配置され、λ/2波長板4からの光により励起されて基本波のレーザ光を放出する。即ち、共振器基本モードビーム113が出力される。レーザ媒質5としては、例えば、Nd:YVO4結晶が用いられる。   The laser medium 5 is disposed between the entrance mirror and the exit mirror 7, and is excited by light from the λ / 2 wavelength plate 4 to emit a fundamental laser beam. That is, the resonator fundamental mode beam 113 is output. As the laser medium 5, for example, an Nd: YVO4 crystal is used.

出射ミラー7は、凹面ミラーからなり、1064nmの光に対して高反射で且つ第2高調波の波長である532nmに対して低反射となるコーティングが塗布されている。   The emission mirror 7 is formed of a concave mirror, and is coated with a coating that reflects high at 1064 nm and low at 532 nm, which is the second harmonic wavelength.

周期分極反転素子6は、レーザ媒質5と出射ミラー7との間に配置され、図3に示すように、分極反転部6aと分極反転部6bとが交互に配置されて同一方向に周期的に分極反転された周期分極反転構造を形成し、基本波を高調波に変換する波長変換素子からなる。   The periodic polarization inversion element 6 is disposed between the laser medium 5 and the emission mirror 7, and as shown in FIG. 3, the polarization inversion parts 6a and the polarization inversion parts 6b are alternately arranged and periodically arranged in the same direction. It comprises a wavelength conversion element that forms a periodically poled periodic polarization inversion structure and converts a fundamental wave into a harmonic.

周期分極反転素子6は、PPMgSLT、PPMgLN、PPLN等であり、本実施例では、PPMgSLTを用いた。周期分極反転素子6の結晶Z方向は、図3に示すように、半導体レーザ1の偏光方向と一致するように配置されている。周期的分極反転の周期は、所望の温度で波長1064nmの基本波が波長532nmの第2高調波光に変換されるようになっている。周期分極反転素子6は、直方体をなして形成され、図5に示すように、厚み方向よりも幅方向の開口が広くなっている。周期分極反転素子6の幅方向サイズは、L3で例えば2mm、厚み方向サイズは、L4で例えば1mmである。   The periodic domain inversion element 6 is PPMgSLT, PPMgLN, PPLN, or the like. In this example, PPMgSLT was used. The crystal Z direction of the periodically poled element 6 is arranged so as to coincide with the polarization direction of the semiconductor laser 1 as shown in FIG. The period of the periodic polarization inversion is such that a fundamental wave having a wavelength of 1064 nm is converted into a second harmonic light having a wavelength of 532 nm at a desired temperature. The periodically poled element 6 is formed in the shape of a rectangular parallelepiped. As shown in FIG. 5, the opening in the width direction is wider than the thickness direction. The size in the width direction of the periodically poled element 6 is, for example, 2 mm in L3, and the size in the thickness direction is, for example, 1 mm in L4.

透明材8a,8bは、周期分極反転素子6の厚み方向の2面を挟むように配置され、周期分極反転素子6を覆っている。透明材8aの幅方向サイズは、L3で例えば2mm、厚み方向サイズは、L5で例えば0.5mmである。透明材8bの幅方向サイズは、L3で例えば2mm、厚み方向サイズは、L6で例えば0.5mmである。   The transparent members 8a and 8b are arranged so as to sandwich the two surfaces of the periodically poled element 6 in the thickness direction, and cover the periodically poled element 6. The size of the transparent material 8a in the width direction is, for example, 2 mm in L3, and the size in the thickness direction is, for example, 0.5 mm in L5. The size in the width direction of the transparent material 8b is, for example, 2 mm in L3, and the size in the thickness direction is, for example, 0.5 mm in L6.

透明材8a,8bの材質は、基本波、実施例では、1064nmの光に対して透明であり、且つ熱伝導率が高い材料の望ましい。例えば、透明材8a,8bの材質としては、サアァイヤ、MgSLT等である。透明材8a,8bとしてMgSLTを用いる場合には、分極反転処理を施している必要はない。   The material of the transparent materials 8a and 8b is desirably a material that is transparent to the fundamental wave, in the example, 1064 nm light, and has high thermal conductivity. For example, as the material of the transparent members 8a and 8b, there may be used Sirfire, MgSLT or the like. When MgSLT is used as the transparent materials 8a and 8b, it is not necessary to perform the polarization inversion processing.

金属ホルダ11c,11dは、例えば、アルミニウムからなり、透明材8a,8bと周期分極反転素子6とを覆うとともに保持して、共振器内に挿入されている。   The metal holders 11c and 11d are made of, for example, aluminum and cover and hold the transparent members 8a and 8b and the periodically poled element 6, and are inserted into the resonator.

次に、固体レーザ装置の動作を説明する。まず、従来の固体レーザ装置では、図4に示すように、幅方向サイズL1(例えば1mm)で厚み方向サイズがL2(例えば1mm)を有する周期分極反転素子6Aが金属ホルダ11a,11bで覆われている。この場合に、誘導放出されたビームBMの一部が点線で示すように、金属ホルダ11a,11bで遮られている。   Next, the operation of the solid-state laser device will be described. First, in the conventional solid-state laser device, as shown in FIG. 4, a periodically poled element 6A having a width direction size L1 (eg, 1 mm) and a thickness direction size L2 (eg, 1 mm) is covered with metal holders 11a and 11b. ing. In this case, a part of the stimulated emission beam BM is blocked by the metal holders 11a and 11b as shown by the dotted lines.

これに対して、第1実施例の固体レーザ装置では、図5に示すように、周期分極反転素子6を透明材8a,8bで覆い、透明材8a,8bを金属ホルダ11c,11dで覆うようにしたので、共振器内の基本波(ビームBM)が金属ホルダ11c,11dに遮られることがない。従って、金属ホルダ11c,11dの温度上昇を低減でき、立ち上がり特性等の光学特性の劣化を防ぐことができ、品質の良いレーザ光を得ることができる。   On the other hand, in the solid-state laser device of the first embodiment, as shown in FIG. 5, the periodically poled element 6 is covered with transparent materials 8a and 8b, and the transparent materials 8a and 8b are covered with metal holders 11c and 11d. Therefore, the fundamental wave (beam BM) in the resonator is not blocked by the metal holders 11c and 11d. Therefore, a rise in the temperature of the metal holders 11c and 11d can be reduced, deterioration of optical characteristics such as rising characteristics can be prevented, and high-quality laser light can be obtained.

また、図1に示す第1実施例の固体レーザ装置は、半導体レーザ1のレーザ光の集光位置が一方向にしか調整できない場合のTM偏光の半導体レーザ1を用いた場合の例を示している。   The solid-state laser device according to the first embodiment shown in FIG. 1 shows an example in which a TM-polarized semiconductor laser 1 is used when the laser beam condensing position of the semiconductor laser 1 can be adjusted only in one direction. I have.

ファスト軸シリンドリカルレンズ2は、半導体レーザ1に直付けされているため、ファスト軸方向にはファスト軸シリンドリカルレンズ2を微調整することはできない。   Since the fast-axis cylindrical lens 2 is directly attached to the semiconductor laser 1, the fast-axis cylindrical lens 2 cannot be finely adjusted in the fast-axis direction.

これに対して、スロー軸シリンドリカルレンズ3は、スロー軸方向に調整することで位置を調整することができる。   On the other hand, the position of the slow axis cylindrical lens 3 can be adjusted by adjusting in the slow axis direction.

また、TM偏光の半導体レーザ1を用いたので、図1(a)に示すように、エミッタ1aの厚み方向がTM偏光の半導体レーザ1の偏光方向である。図1(a)では、TM偏光の半導体レーザ1の偏光方向は、上下方向である。このため、TM偏光の半導体レーザ1からのレーザ光をλ/2波長板4を通すことで、偏光方向を90度回転させる。   Further, since the TM-polarized semiconductor laser 1 is used, the thickness direction of the emitter 1a is the polarization direction of the TM-polarized semiconductor laser 1, as shown in FIG. In FIG. 1A, the polarization direction of the TM-polarized semiconductor laser 1 is a vertical direction. Therefore, by passing the TM-polarized laser light from the semiconductor laser 1 through the λ / 2 wavelength plate 4, the polarization direction is rotated by 90 degrees.

これにより、図1(a)では、TM偏光の半導体レーザ1からのレーザ光の偏光方向は、レーザ光をλ/2波長板4を通すことで、紙面に対して垂直方向となる。図1(b)は、図1(a)に対して90度回転した図であるため、図1(b)では、TM偏光の半導体レーザ1からのレーザ光の偏光方向は、レーザ光をλ/2波長板4を通すことで、上下方向となる。   Thus, in FIG. 1A, the polarization direction of the laser beam from the semiconductor laser 1 having the TM polarization is perpendicular to the plane of the drawing by passing the laser beam through the λ / 2 wave plate 4. FIG. 1B is a diagram rotated by 90 degrees with respect to FIG. 1A. Therefore, in FIG. 1B, the polarization direction of the laser beam from the semiconductor laser 1 of TM polarization is λ. The light passes through the half-wave plate 4 to be in the vertical direction.

そして、λ/2波長板4を通した後の半導体レーザ1の偏光方向、即ちスロー軸方向を、周期分極反転素子6の厚み方向(Z方向)と一致させることにより、半導体レーザ1の調整が容易になる。   By adjusting the polarization direction of the semiconductor laser 1 after passing through the λ / 2 wavelength plate 4, that is, the slow axis direction, to the thickness direction (Z direction) of the periodically poled element 6, the adjustment of the semiconductor laser 1 is performed. It will be easier.

(第2実施例)
図6(a)は本発明の第2実施例の固体レーザ装置の側面図、図6(b)は本発明の第2実施例の固体レーザ装置の上面図である。第2実施例の固体レーザ装置は、TE偏光の半導体レーザ1を用いた場合である。TE偏光の半導体レーザ1は、図6(a)に示すように、紙面に対して垂直な方向が半導体レーザ1の偏光方向である。
(Second embodiment)
FIG. 6A is a side view of a solid-state laser device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a top view of the solid-state laser device of the second embodiment of the present invention. The solid-state laser device of the second embodiment uses a semiconductor laser 1 of TE polarization. As shown in FIG. 6A, the direction perpendicular to the paper surface of the semiconductor laser 1 of TE polarization is the polarization direction of the semiconductor laser 1.

この場合には、スロー軸シリンドリカルレンズ3とレーザ媒質5との間に、λ/2波長板4を設ける必要がない。   In this case, there is no need to provide the λ / 2 wavelength plate 4 between the slow axis cylindrical lens 3 and the laser medium 5.

即ち、図6(b)は、図6(a)に対して90度回転した図であるため、図6(b)では、TE偏光の半導体レーザ1からのレーザ光の偏光方向は、上下方向となる。   That is, since FIG. 6B is a view rotated 90 degrees with respect to FIG. 6A, in FIG. 6B, the polarization direction of the TE-polarized laser light from the semiconductor laser 1 is the vertical direction. Becomes

そして、半導体レーザ1の偏光方向、即ちスロー軸方向を、周期分極反転素子6の厚み方向(Z方向)と一致させることにより、半導体レーザ1の調整が容易になる。   By adjusting the polarization direction of the semiconductor laser 1, that is, the slow axis direction, to the thickness direction (Z direction) of the periodically poled element 6, the adjustment of the semiconductor laser 1 becomes easy.

本発明は、レーザ発振器に適用可能である。   The present invention is applicable to a laser oscillator.

1 半導体レーザ
1a 半導体レーザのエミッタ
2 ファスト軸シリンドリカルレンズ
3 スロー軸シリンドリカルレンズ
4 λ/2波長板
5 レーザ媒質
6,6A 周期分極反転素子
7 出射ミラー
8a,8b 透明材
11a〜11d 金属ホルダ
111 ファスト軸方向ビーム
112 スロー軸方向ビーム
113 共振器基本モードビーム
Reference Signs List 1 semiconductor laser 1a emitter of semiconductor laser 2 fast axis cylindrical lens 3 slow axis cylindrical lens 4 λ / 2 wavelength plate 5 laser medium 6, 6A periodic polarization inversion element 7 emission mirrors 8a, 8b transparent materials 11a to 11d metal holder 111 fast axis Directional beam 112 Slow axial beam 113 Resonator fundamental mode beam

Claims (4)

励起光を出射する半導体レーザと、
入射ミラーと出射ミラーとの間に配置され、前記半導体レーザからの励起光により励起されて基本波のレーザ光を放出するレーザ媒質と、
前記レーザ媒質と前記出射ミラーとの間に配置され、周期分極反転構造を形成し、前記基本波を高調波に変換する周期分極反転素子と、
前記周期分極反転素子を覆う透明材と、
前記透明材を覆う金属ホルダと、
を備えることを特徴とする固体レーザ装置。
A semiconductor laser for emitting excitation light,
A laser medium disposed between the entrance mirror and the exit mirror, and excited by excitation light from the semiconductor laser to emit a fundamental laser beam;
A periodically poled element disposed between the laser medium and the emission mirror to form a periodically poled structure, and to convert the fundamental wave into a harmonic;
A transparent material covering the periodically poled element,
A metal holder covering the transparent material,
A solid-state laser device comprising:
前記周期分極反転素子は、直方体をなし、厚み方向よりも幅方向の開口が広く、前記透明材は、前記周期分極反転素子の前記厚み方向の2面を挟むように配置されることを特徴とする請求項1記載の固体レーザ装置。   The periodic domain inversion element has a rectangular parallelepiped shape, an opening in the width direction is wider than the thickness direction, and the transparent material is arranged so as to sandwich the two surfaces of the periodic domain inversion element in the thickness direction. The solid-state laser device according to claim 1. 前記半導体レーザに直付され、前記半導体レーザからのファスト軸方向の励起光を平行光にするファスト軸シリンドリカルレンズと、
前記ファスト軸シリンドリカルレンズからのスロー軸方向の励起光を平行光にするスロー軸シリンドリカルレンズと、
前記スロー軸シリンドリカルレンズと前記レーザ媒質との間に設けられ、偏光方向を90度回転させるλ/2波長板(λは波長)とを備え、
前記半導体レーザは、TM偏光のレーザであり、前記半導体レーザのスロー軸方向を前記周期分極反転素子の厚み方向に一致させることを特徴とする請求項2記載の固体レーザ装置。
A fast-axis cylindrical lens that is directly attached to the semiconductor laser, and makes parallel excitation light in the fast-axis direction from the semiconductor laser;
A slow axis cylindrical lens that converts excitation light in the slow axis direction from the fast axis cylindrical lens into parallel light,
A λ / 2 wavelength plate (λ is a wavelength) that is provided between the slow axis cylindrical lens and the laser medium and rotates the polarization direction by 90 degrees;
The solid-state laser device according to claim 2, wherein the semiconductor laser is a TM-polarized laser, and a slow axis direction of the semiconductor laser is made to coincide with a thickness direction of the periodically poled element.
前記半導体レーザに直付され、前記半導体レーザからのファスト軸方向の励起光を平行光にするファスト軸シリンドリカルレンズと、
前記ファスト軸シリンドリカルレンズからのスロー軸方向の励起光を平行光にするスロー軸シリンドリカルレンズとを備え、
前記半導体レーザは、TE偏光のレーザであり、
前記半導体レーザのスロー軸方向を前記周期分極反転素子の厚み方向に一致させることを特徴とする請求項2記載の固体レーザ装置。
A fast-axis cylindrical lens that is directly attached to the semiconductor laser, and makes parallel excitation light in the fast-axis direction from the semiconductor laser;
A slow axis cylindrical lens that converts excitation light in the slow axis direction from the fast axis cylindrical lens into parallel light,
The semiconductor laser is a TE-polarized laser,
3. The solid-state laser device according to claim 2, wherein a slow axis direction of the semiconductor laser is made to coincide with a thickness direction of the periodically poled element.
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