JP2576424B2 - Ｌｄ励起固体レーザ - Google Patents
Ｌｄ励起固体レーザInfo
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- JP2576424B2 JP2576424B2 JP25909194A JP25909194A JP2576424B2 JP 2576424 B2 JP2576424 B2 JP 2576424B2 JP 25909194 A JP25909194 A JP 25909194A JP 25909194 A JP25909194 A JP 25909194A JP 2576424 B2 JP2576424 B2 JP 2576424B2
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- Japan
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- mirror
- laser medium
- optical fiber
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＬＤ励起固体レーザに関
し、特に光ファイバを用いた超小型のＬＤ励起固体レー
ザに関する。
し、特に光ファイバを用いた超小型のＬＤ励起固体レー
ザに関する。
【０００２】
【従来の技術】固体レーザでは、レーザ媒質の吸収波長
に合致した光源を選択でき、高効率の励起が可能である
ことから、特に低出力のものではレーザダイオード（Ｌ
Ｄ）を励起光源として用いることが一般化している。こ
の場合に、レーザダイオードの出射光は光ファイバを介
してレーザ媒質へ伝達されることが多い。また、多様な
ニーズに対応するため、光共振器内に非線形光学材料を
配置することにより２倍波（あるいは３・４倍波）固体
レーザを構成する技術も開発されている。
に合致した光源を選択でき、高効率の励起が可能である
ことから、特に低出力のものではレーザダイオード（Ｌ
Ｄ）を励起光源として用いることが一般化している。こ
の場合に、レーザダイオードの出射光は光ファイバを介
してレーザ媒質へ伝達されることが多い。また、多様な
ニーズに対応するため、光共振器内に非線形光学材料を
配置することにより２倍波（あるいは３・４倍波）固体
レーザを構成する技術も開発されている。
【０００３】図３は、この種従来のＬＤ励起２倍波固体
レーザの概略の構成を示す模式図である。同図に示され
るように、従来例は、レーザダイオード１と、レーザダ
イオード１から出射されるレーザ光を伝送するファイバ
２と、ファイバ２の出射口側の外部に設けられたレンズ
９と、レンズ９の焦点位置に配置された、レンズ側表面
に反射コート５の施されたレーザ媒質３と、このレーザ
媒質３の出力光を受けて第２高調波を発生する非線形光
学結晶４と、出力ミラーコート６の施された出力ミラー
１０とで構成されている。
レーザの概略の構成を示す模式図である。同図に示され
るように、従来例は、レーザダイオード１と、レーザダ
イオード１から出射されるレーザ光を伝送するファイバ
２と、ファイバ２の出射口側の外部に設けられたレンズ
９と、レンズ９の焦点位置に配置された、レンズ側表面
に反射コート５の施されたレーザ媒質３と、このレーザ
媒質３の出力光を受けて第２高調波を発生する非線形光
学結晶４と、出力ミラーコート６の施された出力ミラー
１０とで構成されている。
【０００４】レーザダイオード１より出射されるレーザ
光は、ファイバ２およびファイバ２の出射口側に配置さ
れたレンズ９を介して、例えばＮｄ：ＹＶＯ4 などから
なるレーザ媒質３に集光される。レーザダイオード１の
発振波長は例えば８１０ｎｍになされており、レーザ媒
質３はこの８１０ｎｍの光を吸収して１０６４ｎｍの光
を出射する。
光は、ファイバ２およびファイバ２の出射口側に配置さ
れたレンズ９を介して、例えばＮｄ：ＹＶＯ4 などから
なるレーザ媒質３に集光される。レーザダイオード１の
発振波長は例えば８１０ｎｍになされており、レーザ媒
質３はこの８１０ｎｍの光を吸収して１０６４ｎｍの光
を出射する。
【０００５】光共振器は、レーザ媒質３のレンズ９側の
端面に設けられた酸化チタン、酸化シリコン等を積層し
た反射コート５とレーザ媒質３と対向して配置された出
力ミラー１０に設けられた、同様に積層膜で構成された
出力ミラーコート６との間で構成され、レーザ媒質３が
発生した波長１０６４ｎｍの光はこの光共振器内で増幅
される。この光共振器内に例えばＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ
4 ：リンチタン酸カリウム）からなる非線形光学結晶４
を配置すると、非線形光学結晶４は１０６４ｎｍの光を
２倍波である５３２ｎｍのグリーン光に変換する。
端面に設けられた酸化チタン、酸化シリコン等を積層し
た反射コート５とレーザ媒質３と対向して配置された出
力ミラー１０に設けられた、同様に積層膜で構成された
出力ミラーコート６との間で構成され、レーザ媒質３が
発生した波長１０６４ｎｍの光はこの光共振器内で増幅
される。この光共振器内に例えばＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ
4 ：リンチタン酸カリウム）からなる非線形光学結晶４
を配置すると、非線形光学結晶４は１０６４ｎｍの光を
２倍波である５３２ｎｍのグリーン光に変換する。
【０００６】ここで、多層膜である出力ミラーコート６
の膜厚を、１０６４ｎｍ光を９９％以上反射、５３２ｎ
ｍ光を８０％以上透過となるようにコントロールしてお
けば、出力ミラー１０側から５３２ｎｍのグリーン光が
得られる。
の膜厚を、１０６４ｎｍ光を９９％以上反射、５３２ｎ
ｍ光を８０％以上透過となるようにコントロールしてお
けば、出力ミラー１０側から５３２ｎｍのグリーン光が
得られる。
【０００７】なお、光ファイバとレーザ媒質との結合方
式に関するものとして、特開平２−１５００８７号公報
（ファイバの出射端面を凸レンズ状に加工して、レーザ
ダイオードの出力光をレーザ媒質上に集光する）が、光
ファイバの出力側端面に非線形光学素子を形成するもの
として、特開平２−５８３８６号公報（アルゴンレーザ
等のレーザ光源を有する光共振器内に、レーザ光源と相
対する側の面に非線形光学素子が形成された光ファイバ
を配置する）が、有機非線形光学材料を用いてファイバ
型波長変換素子を形成するものとして、特開平２−２１
９０３２号公報（中空のクラッド材に有機非線形光学材
料を充填し、そのレーザダイオード側端面に透明な保護
層を形成する）が公知となっている。
式に関するものとして、特開平２−１５００８７号公報
（ファイバの出射端面を凸レンズ状に加工して、レーザ
ダイオードの出力光をレーザ媒質上に集光する）が、光
ファイバの出力側端面に非線形光学素子を形成するもの
として、特開平２−５８３８６号公報（アルゴンレーザ
等のレーザ光源を有する光共振器内に、レーザ光源と相
対する側の面に非線形光学素子が形成された光ファイバ
を配置する）が、有機非線形光学材料を用いてファイバ
型波長変換素子を形成するものとして、特開平２−２１
９０３２号公報（中空のクラッド材に有機非線形光学材
料を充填し、そのレーザダイオード側端面に透明な保護
層を形成する）が公知となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＬＤ励
起固体レーザ（図３）では、ファイバから分離して外部
に共振器を構成しているため、部品点数が多くなり、さ
らに各部品を保持するホルダーが必要となり、小型化が
困難であった。また、共振器のアライメントをとるため
の複雑な構成が必要となりさらにその調整に多くの時間
を必要とするため、コストダウンが困難であった。ま
た、応用装置においては、例えば被加工物等へレーザ光
をガイドするための導光手段が別途必要となるなど使い
勝手の点で劣っていた。
起固体レーザ（図３）では、ファイバから分離して外部
に共振器を構成しているため、部品点数が多くなり、さ
らに各部品を保持するホルダーが必要となり、小型化が
困難であった。また、共振器のアライメントをとるため
の複雑な構成が必要となりさらにその調整に多くの時間
を必要とするため、コストダウンが困難であった。ま
た、応用装置においては、例えば被加工物等へレーザ光
をガイドするための導光手段が別途必要となるなど使い
勝手の点で劣っていた。
【０００９】本発明はこの点に対処してなされたもので
あって、その目的は、部品点数が少なく、超小型で、ア
ライメントずれを起こすことがなく、しかも使い勝手の
よい固体レーザを提供することである。
あって、その目的は、部品点数が少なく、超小型で、ア
ライメントずれを起こすことがなく、しかも使い勝手の
よい固体レーザを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、レーザダイオードと、前記レーザ
ダイオードの出射光が入力されこれを伝送する光ファイ
バと、前記光ファイバの先端部に配置された、該光ファ
イバと同等の径を有し、該光ファイバより出力されるレ
ーザダイオード光により励起されるレーザ媒質と、前記
レーザ媒質と前記光ファイバとの間に形成された前記レ
ーザダイオードの出射光を透過させ前記レーザ媒質の出
射光を反射する第１のミラーと、前記レーザ媒質を挟ん
で前記第１のミラーの反対側に形成され該第１のミラー
とともに光共振器を形成する第２のミラーと、を備え、
前記光ファイバ、前記第１のミラーおよび前記レーザ媒
質が密着して配置されているＬＤ励起固体レーザ、が提
供される。
め、本発明によれば、レーザダイオードと、前記レーザ
ダイオードの出射光が入力されこれを伝送する光ファイ
バと、前記光ファイバの先端部に配置された、該光ファ
イバと同等の径を有し、該光ファイバより出力されるレ
ーザダイオード光により励起されるレーザ媒質と、前記
レーザ媒質と前記光ファイバとの間に形成された前記レ
ーザダイオードの出射光を透過させ前記レーザ媒質の出
射光を反射する第１のミラーと、前記レーザ媒質を挟ん
で前記第１のミラーの反対側に形成され該第１のミラー
とともに光共振器を形成する第２のミラーと、を備え、
前記光ファイバ、前記第１のミラーおよび前記レーザ媒
質が密着して配置されているＬＤ励起固体レーザ、が提
供される。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の第１の実施例の概略の構
成を示す模式図であって、これは２倍波固体レーザに関
するものである。同図に示されるように、レーザダイオ
ード１から出射されるレーザ光は、ファイバ（コア部）
２に入射されこれにより伝達される。ファイバ２の先端
には、レーザダイオード１側の端面に反射コート５が施
されたレーザ媒質３と、レーザ媒質３の反対側の端面に
出力ミラーコート６が施された非線形光学結晶４とが密
着して配置され、そしてこれらファイバ２、レーザ媒質
３および非線形光学結晶４は、共通のファイバ保護材７
内に収容されている。
て説明する。図１は、本発明の第１の実施例の概略の構
成を示す模式図であって、これは２倍波固体レーザに関
するものである。同図に示されるように、レーザダイオ
ード１から出射されるレーザ光は、ファイバ（コア部）
２に入射されこれにより伝達される。ファイバ２の先端
には、レーザダイオード１側の端面に反射コート５が施
されたレーザ媒質３と、レーザ媒質３の反対側の端面に
出力ミラーコート６が施された非線形光学結晶４とが密
着して配置され、そしてこれらファイバ２、レーザ媒質
３および非線形光学結晶４は、共通のファイバ保護材７
内に収容されている。
【００１２】基本波としてレーザダイオード１から出射
される例えば波長が８１０ｎｍの赤外光は、ファイバ２
を介して、Ｎｄ：ＹＶＯ4 からなるレーザ媒質３に直接
照射される。反射コート５は、８１０ｎｍ光は９０％以
上透過、１０６４ｎｍ光は９９％以上反射となるように
膜厚がコントロールされて形成されている。一方、非線
形光学素結晶４の端部に設けられた出力ミラーコート６
は、１０６４ｎｍ光の内部パワー密度を最大とし、かつ
５３２ｎｍ光を効率よく取り出すために、理想的には１
０６４ｎｍ光を１００％反射、５３２ｎｍ光を１００％
透過させることが好ましいが、コート製作技術上これら
２つの仕様を同時に満足させることは困難なため、１０
６４ｎｍ光は９９％以上反射、５３２ｎｍ光は８０％以
上透過となるように形成されている。
される例えば波長が８１０ｎｍの赤外光は、ファイバ２
を介して、Ｎｄ：ＹＶＯ4 からなるレーザ媒質３に直接
照射される。反射コート５は、８１０ｎｍ光は９０％以
上透過、１０６４ｎｍ光は９９％以上反射となるように
膜厚がコントロールされて形成されている。一方、非線
形光学素結晶４の端部に設けられた出力ミラーコート６
は、１０６４ｎｍ光の内部パワー密度を最大とし、かつ
５３２ｎｍ光を効率よく取り出すために、理想的には１
０６４ｎｍ光を１００％反射、５３２ｎｍ光を１００％
透過させることが好ましいが、コート製作技術上これら
２つの仕様を同時に満足させることは困難なため、１０
６４ｎｍ光は９９％以上反射、５３２ｎｍ光は８０％以
上透過となるように形成されている。
【００１３】レーザ媒質３は、レーザダイオード１から
の８１０ｎｍの光を吸収し、波長１０６４ｎｍの光を発
する。光共振器は反射コート５と出力ミラーコート６と
の間で構成され、この間で１０６４ｎｍ光は増幅され
る。この光共振器内に非線形光学素結晶４が内蔵されて
いるために、１０６４ｎｍ光の２倍波である５３２ｎｍ
のグリーン光が発生し、出力ミラーコート６側から外部
に取り出される。
の８１０ｎｍの光を吸収し、波長１０６４ｎｍの光を発
する。光共振器は反射コート５と出力ミラーコート６と
の間で構成され、この間で１０６４ｎｍ光は増幅され
る。この光共振器内に非線形光学素結晶４が内蔵されて
いるために、１０６４ｎｍ光の２倍波である５３２ｎｍ
のグリーン光が発生し、出力ミラーコート６側から外部
に取り出される。
【００１４】以上のように構成した固体レーザでは、レ
ーザ媒質と非線形光学結晶を含めて、直径１．０ｍｍ以
下、長さ５ｍｍ以下の光共振器の構成が可能となり、超
小型化固体レーザを提供することが可能となると共に材
料費の低減効果も期待できる。また、ファイバと同一ク
ラッド（ファイバ保護材）内に収容したことにより、ホ
ルダー等の部品が不要になると共に光路のずれがなくな
るために、アライメント機構が不要となる。また、小型
化したことにより非線形光学結晶の平面部に直接出力ミ
ラーコートを施しても、アライメント調整なしでレーザ
発振させることが可能になる。さらに、応用装置に光を
導くのに別に導光手段を設ける必要がなくなるので使い
勝手のよい装置を提供することができる。
ーザ媒質と非線形光学結晶を含めて、直径１．０ｍｍ以
下、長さ５ｍｍ以下の光共振器の構成が可能となり、超
小型化固体レーザを提供することが可能となると共に材
料費の低減効果も期待できる。また、ファイバと同一ク
ラッド（ファイバ保護材）内に収容したことにより、ホ
ルダー等の部品が不要になると共に光路のずれがなくな
るために、アライメント機構が不要となる。また、小型
化したことにより非線形光学結晶の平面部に直接出力ミ
ラーコートを施しても、アライメント調整なしでレーザ
発振させることが可能になる。さらに、応用装置に光を
導くのに別に導光手段を設ける必要がなくなるので使い
勝手のよい装置を提供することができる。
【００１５】図２は、本発明の第２の実施例の概略の構
成を示す模式図である。同図に示されるように、レーザ
ダイオード１から出射されるレーザ光は、ファイバ２で
導かれ、その先端部に密着して配置されているレーザ媒
質３に入射される。レーザ媒質のレーザダイオード側の
端面には反射コート５が施され、その反対側の端面には
出力コート８が施されている。そしてファイバ２とレー
ザ媒質３とは共通のファイバ保護材７内に収容されてい
る。
成を示す模式図である。同図に示されるように、レーザ
ダイオード１から出射されるレーザ光は、ファイバ２で
導かれ、その先端部に密着して配置されているレーザ媒
質３に入射される。レーザ媒質のレーザダイオード側の
端面には反射コート５が施され、その反対側の端面には
出力コート８が施されている。そしてファイバ２とレー
ザ媒質３とは共通のファイバ保護材７内に収容されてい
る。
【００１６】基本波としてレーザダイオード１から出射
された例えば波長が８１０ｎｍの光は、ファイバ２を介
して、Ｎｄ：ＹＶＯ4 からなるレーザ媒質３に直接照射
される。反射コート５は、８１０ｎｍ光を９０％以上透
過、１０６４ｎｍ光を９９％以上反射するようにその膜
厚がコントロールされている。一方、反対側端面に成膜
された出力コート８は、１０６４ｎｍの光を９０％以上
反射するように形成されている。
された例えば波長が８１０ｎｍの光は、ファイバ２を介
して、Ｎｄ：ＹＶＯ4 からなるレーザ媒質３に直接照射
される。反射コート５は、８１０ｎｍ光を９０％以上透
過、１０６４ｎｍ光を９９％以上反射するようにその膜
厚がコントロールされている。一方、反対側端面に成膜
された出力コート８は、１０６４ｎｍの光を９０％以上
反射するように形成されている。
【００１７】レーザ媒質３は、レーザダイオード１から
の８１０ｎｍの赤外光を吸収し、波長１０６４ｎｍの光
を発する。光共振器はレーザ媒質３の両端面に形成され
た反射コート５と出力コート８との間で構成され、この
間で１０６４ｎｍ光の発振が実現される。この発振光の
一部は、出力コート８側から外部に取り出される。
の８１０ｎｍの赤外光を吸収し、波長１０６４ｎｍの光
を発する。光共振器はレーザ媒質３の両端面に形成され
た反射コート５と出力コート８との間で構成され、この
間で１０６４ｎｍ光の発振が実現される。この発振光の
一部は、出力コート８側から外部に取り出される。
【００１８】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、特許
請求の範囲に記載された要旨内において各種の変更が可
能である。例えば、レーザ媒質として、Ｎｄ：ＹＶＯ4
に代えＮｄ：ＹＡＧを用いることができ、さらに活性物
質としてＮｄ以外の材料のものを用いることができる。
また、非線形光学材料として、ＫＴＰに代えＫＤＰ（Ｋ
Ｈ2 ＰＯ4 ）、ＢＢＯ（β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）、ＡＤＰ
（ＮＨ4 Ｈ2 ＰＯ4 ）等を用いてもよい。
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、特許
請求の範囲に記載された要旨内において各種の変更が可
能である。例えば、レーザ媒質として、Ｎｄ：ＹＶＯ4
に代えＮｄ：ＹＡＧを用いることができ、さらに活性物
質としてＮｄ以外の材料のものを用いることができる。
また、非線形光学材料として、ＫＴＰに代えＫＤＰ（Ｋ
Ｈ2 ＰＯ4 ）、ＢＢＯ（β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）、ＡＤＰ
（ＮＨ4 Ｈ2 ＰＯ4 ）等を用いてもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、光ファ
イバコア部の先端に、反射コートおよび出力コートを施
したレーザ媒質、または、反射コートを施したレーザ媒
質および出力ミラーコートを施した非線形光学結晶を、
ファイバと一体的に密着して収納したものであるので、
超小型の光共振器の構成が可能となり、そして小型化・
一体化したことにより光路のずれがなくなるためアライ
メント機構およびアライメント調整が不要となる。ま
た、超小型化されしかもファイバ一体型に構成されたこ
とにより、使い勝手の優れたＬＤ励起固体レーザを提供
することができる。
イバコア部の先端に、反射コートおよび出力コートを施
したレーザ媒質、または、反射コートを施したレーザ媒
質および出力ミラーコートを施した非線形光学結晶を、
ファイバと一体的に密着して収納したものであるので、
超小型の光共振器の構成が可能となり、そして小型化・
一体化したことにより光路のずれがなくなるためアライ
メント機構およびアライメント調整が不要となる。ま
た、超小型化されしかもファイバ一体型に構成されたこ
とにより、使い勝手の優れたＬＤ励起固体レーザを提供
することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す概略構成図。
【図２】本発明の第２の実施例を示す概略構成図。
【図３】従来例の概略構成図。
１ レーザダイオード ２ ファイバ ３ レーザ媒質 ４ 非線形光学結晶 ５ 反射コート ６ 出力ミラーコート ７ ファイバ保護材 ８ 出力コート ９ レンズ １０ 出力ミラー
Claims (5)
- 【請求項１】 レーザダイオードと、前記レーザダイオ
ードの出射光が入力されこれを伝送する光ファイバと、
前記光ファイバの先端部に配置された、該光ファイバと
同等の径を有し、前記レーザダイオードの出射光により
励起されるレーザ媒質と、前記レーザ媒質と前記光ファ
イバとの間に形成された前記レーザダイオードの出射光
を透過させ前記レーザ媒質の出射光を反射する第１のミ
ラーと、前記レーザ媒質を挟んで前記第１のミラーの反
対側に形成され該第１のミラーとともに光共振器を形成
する第２のミラーと、を備え、前記光ファイバ、前記第
１のミラーおよび前記レーザ媒質が密着して配置されて
いることを特徴とするＬＤ励起固体レーザ。 - 【請求項２】 前記第１のミラーおよび前記第２のミラ
ーが前記レーザ媒質の両端面にそれぞれ形成された多層
膜であり、かつ、第２のミラーは前記レーザ媒質の発す
る光を９０％以上反射する膜であることを特徴とする請
求項１記載のＬＤ励起固体レーザ。 - 【請求項３】 前記光共振器内の前記第２のミラー側に
前記レーザ媒質の発生するレーザ光を波長変換する非線
形光学結晶が配置されていることを特徴とする請求項１
記載のＬＤ励起固体レーザ。 - 【請求項４】 前記第１のミラーが前記レーザ媒質の端
面に、前記第２のミラーが前記非線形光学結晶の端面に
形成されており、かつ、前記第２のミラーが前記レーザ
媒質の発するレーザ光を反射し前記非線形光学結晶によ
って波長変換された光を透過させる多層膜であることを
特徴とする請求項３記載のＬＤ励起固体レーザ。 - 【請求項５】 前記光ファイバおよび前記レーザ媒質、
または、前記光ファイバ、前記レーザ媒質および前記非
線形光学結晶が共通のファイバ保護材により一体的に被
覆されていることを特徴とする請求項２または３記載の
ＬＤ励起固体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25909194A JP2576424B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Ｌｄ励起固体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25909194A JP2576424B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Ｌｄ励起固体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0897492A JPH0897492A (ja) | 1996-04-12 |
| JP2576424B2 true JP2576424B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=17329195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25909194A Expired - Lifetime JP2576424B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | Ｌｄ励起固体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2576424B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3211770B2 (ja) | 1998-05-11 | 2001-09-25 | 日本電気株式会社 | 固体レーザ装置及びそれを備えた固体レーザ増幅器 |
-
1994
- 1994-09-29 JP JP25909194A patent/JP2576424B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0897492A (ja) | 1996-04-12 |
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