JP2581189B2 - 固体レーザ装置 - Google Patents
固体レーザ装置Info
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- JP2581189B2 JP2581189B2 JP20557788A JP20557788A JP2581189B2 JP 2581189 B2 JP2581189 B2 JP 2581189B2 JP 20557788 A JP20557788 A JP 20557788A JP 20557788 A JP20557788 A JP 20557788A JP 2581189 B2 JP2581189 B2 JP 2581189B2
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- Japan
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- laser medium
- solid
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
- H01S3/0933—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of a semiconductor, e.g. light emitting diode
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はLD（レーザダイオード）等の半導体発光素
子によって励起されるレーザ装置に関し、特にその励起
効率と均質化を高めた構造の固体レーザ装置に関するも
のである。
子によって励起されるレーザ装置に関し、特にその励起
効率と均質化を高めた構造の固体レーザ装置に関するも
のである。
〔従来の技術〕 第３図（ａ），（ｂ）は、LD励起の固体レーザ装置
（特願昭63−29205号参照）の構造を示す図で、第３図
（ａ）は縦断面図であり、第３図（ｂ）は、第３図
（ａ）のIII−IIIによる横断面図である。第３図におい
て、１はLD、２は前記LD1からの光が入射され励起され
るレーザ媒質で、例えばYAGの丸棒（YAGロッドという）
が用いられる。3,4は前記レーザ媒質２の端面に形成さ
れた全反射膜と部分反射膜、５は反射体で、LD1からの
光11を導入するための入射孔51が設けられるとともに、
内部にレーザ媒質２の周囲を囲む反射面52が形成されて
いる。
（特願昭63−29205号参照）の構造を示す図で、第３図
（ａ）は縦断面図であり、第３図（ｂ）は、第３図
（ａ）のIII−IIIによる横断面図である。第３図におい
て、１はLD、２は前記LD1からの光が入射され励起され
るレーザ媒質で、例えばYAGの丸棒（YAGロッドという）
が用いられる。3,4は前記レーザ媒質２の端面に形成さ
れた全反射膜と部分反射膜、５は反射体で、LD1からの
光11を導入するための入射孔51が設けられるとともに、
内部にレーザ媒質２の周囲を囲む反射面52が形成されて
いる。
次に動作について説明する。
LD1から出射された励起光は、入射孔51を通りレーザ
媒質２に入射し吸収される。吸収されずに通過した光は
反射面52によって反射され、再びレーザ媒質２に入射す
る。吸収された光のエネルギーは部分反射膜４と全反射
膜３に囲まれて成る光共振器によって発振状態となり、
一部がレーザ光となり外部へ放出される。なお、昇温し
たレーザ媒質２は透明接着剤６を介して放熱フィン７に
より冷却される。
媒質２に入射し吸収される。吸収されずに通過した光は
反射面52によって反射され、再びレーザ媒質２に入射す
る。吸収された光のエネルギーは部分反射膜４と全反射
膜３に囲まれて成る光共振器によって発振状態となり、
一部がレーザ光となり外部へ放出される。なお、昇温し
たレーザ媒質２は透明接着剤６を介して放熱フィン７に
より冷却される。
従来、YAGロッド（レーザ媒質）２内での吸収長を最
大限に得るため、LD1からの光（LD光）11は、第３図
（ｂ）のようにYAGロッド２の中心に向かって放射され
る構造が採用されていた。この場合、YAGロッド２はシ
リンドリカルレンズとしてLD光を集光する作用を果た
し、さらに反射体５によりLD光は集光作用を受ける。YA
Gロッド2,反射体５によるレンズの焦点距離をそれぞれf
YAG,frefと表わすと次式のようになる。
大限に得るため、LD1からの光（LD光）11は、第３図
（ｂ）のようにYAGロッド２の中心に向かって放射され
る構造が採用されていた。この場合、YAGロッド２はシ
リンドリカルレンズとしてLD光を集光する作用を果た
し、さらに反射体５によりLD光は集光作用を受ける。YA
Gロッド2,反射体５によるレンズの焦点距離をそれぞれf
YAG,frefと表わすと次式のようになる。
ただしrYAG:YAGロッド半径 nYAG:YAGロッド屈折率（1.82） rref:反射体半径 入射孔51から出発した光が出発位置に戻ってくる過程
を示したものが第４図（ａ）である。入射光51から出発
した光が元の位置に戻てくるとYAGロッド2,反射面52,YA
Gロッド２と３度の集光作用を受け入射孔51より外部に
出ていくことが判明した。
を示したものが第４図（ａ）である。入射光51から出発
した光が元の位置に戻てくるとYAGロッド2,反射面52,YA
Gロッド２と３度の集光作用を受け入射孔51より外部に
出ていくことが判明した。
このため、LD光のYAGロッド２への吸収は2path（行き
と帰り）のみに限られ吸収効率が低くなる。また、第４
図（ｂ）の励起断面図に示すように、YAGロッド２内で
励起される部分は矩形状断面となり、取り出されたYAG
レーザ光は励起分布を反映した矩形状のものになること
が明らかになった。
と帰り）のみに限られ吸収効率が低くなる。また、第４
図（ｂ）の励起断面図に示すように、YAGロッド２内で
励起される部分は矩形状断面となり、取り出されたYAG
レーザ光は励起分布を反映した矩形状のものになること
が明らかになった。
従来のLD励起の固体レーザ装置は、LD光がレーザ媒質
２の中心に向って放射されるために、レーザ媒質２のレ
ンズ作用を受け、レーザ媒質２内での均一励起が不可能
であり、かつLD光が１往復で反射面52の外部に逃げてい
くために、LD光のレーザ媒質２への吸収率が低く、した
がって、固体レーザ装置の発振効率が低くなるなどの問
題点があった。
２の中心に向って放射されるために、レーザ媒質２のレ
ンズ作用を受け、レーザ媒質２内での均一励起が不可能
であり、かつLD光が１往復で反射面52の外部に逃げてい
くために、LD光のレーザ媒質２への吸収率が低く、した
がって、固体レーザ装置の発振効率が低くなるなどの問
題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためにな
されたもので、レーザ媒質内を均質励起できるととも
に、発振効率の高い固体レーザ装置を得ることを目的と
する。
されたもので、レーザ媒質内を均質励起できるととも
に、発振効率の高い固体レーザ装置を得ることを目的と
する。
この発明に係る固体レーザ装置は、半導体発光素子の
光軸をレーザ媒質の中心軸からずらして入射せしめる構
成としたものである。
光軸をレーザ媒質の中心軸からずらして入射せしめる構
成としたものである。
この発明の固体レーザ装置においては、LD光の光軸が
レーザ媒質の中心を通らないため、レーザ媒質および反
射体のレンズ作用を受けてもLD入射位置に集光されるこ
とはなく、LD光はほとんど反射体の内に閉じ込められ、
レーザ媒質への吸収率が増加し、かつ反射体内での多重
反射により均質な励起が可能になる。
レーザ媒質の中心を通らないため、レーザ媒質および反
射体のレンズ作用を受けてもLD入射位置に集光されるこ
とはなく、LD光はほとんど反射体の内に閉じ込められ、
レーザ媒質への吸収率が増加し、かつ反射体内での多重
反射により均質な励起が可能になる。
以下、この発明の一実施例を図面について説明する。
第１図（ａ），（ｂ）はこの発明の一実施例を示す図
で、第１図（ａ）は固体レーザ装置の平断面図であり、
第１図（ｂ）はビーム形状を示す図である。第１図にお
いて、第３図，第４図と同一符号は同一構成部分を示す
が、この実施例では入射孔51をレーザ媒質に対してずら
して形成し、LD1からの光をレーザ媒質２の中心軸から
ずらして入射せしめるように構成したものである。
で、第１図（ａ）は固体レーザ装置の平断面図であり、
第１図（ｂ）はビーム形状を示す図である。第１図にお
いて、第３図，第４図と同一符号は同一構成部分を示す
が、この実施例では入射孔51をレーザ媒質に対してずら
して形成し、LD1からの光をレーザ媒質２の中心軸から
ずらして入射せしめるように構成したものである。
次にこの発明の動作を説明する。
この発明では、入射孔51はレーザ媒質２の中心からず
れた位置に設置されている。このため、入射光51より入
射されたLD光はレーザ媒質2,反射面52のレンズ効果を受
けた後、入射孔51にもどってくる光は微量であり、大半
は再び反射面52で反射されレーザ媒質２に吸収される。
LD光は反射面52の中で多重反射をくり返しそのエネルギ
ーのほとんどがレーザ媒質２に吸収される。このため、
吸収率は増大し、かつレーザ媒質２内は均質に励起され
る。
れた位置に設置されている。このため、入射光51より入
射されたLD光はレーザ媒質2,反射面52のレンズ効果を受
けた後、入射孔51にもどってくる光は微量であり、大半
は再び反射面52で反射されレーザ媒質２に吸収される。
LD光は反射面52の中で多重反射をくり返しそのエネルギ
ーのほとんどがレーザ媒質２に吸収される。このため、
吸収率は増大し、かつレーザ媒質２内は均質に励起され
る。
この方式で得られたビームは第１図（ｂ）に示すよう
に、ほぼ理想的な円形モードのビーム８であることが確
かめられた。
に、ほぼ理想的な円形モードのビーム８であることが確
かめられた。
なお、上記実施例では、片側のみからLD光を照射した
場合について示したが、第２図（ａ），（ｂ）のように
両側から上下対称に照射することにより、より均質励起
が可能となり、左右たがいちがいにLD1を配置すること
により高密度化も可能である。
場合について示したが、第２図（ａ），（ｂ）のように
両側から上下対称に照射することにより、より均質励起
が可能となり、左右たがいちがいにLD1を配置すること
により高密度化も可能である。
以上説明したようにこの発明は、半導体発光素子の光
軸をレーザ媒質の中心軸からずらして入射せしめる構成
としたので、吸収効率が高く、かつ均質励起が可能にな
り、高効率，高品質のビームが得られる効果がある。
軸をレーザ媒質の中心軸からずらして入射せしめる構成
としたので、吸収効率が高く、かつ均質励起が可能にな
り、高効率，高品質のビームが得られる効果がある。
第１図（ａ）はこの発明の一実施例による固体レーザ装
置の構成を示す横断面図、第１図（ｂ）はこの発明によ
るビーム形状を示す図、第２図は（ａ），（ｂ）はこの
発明の他の実施例による固体レーザ装置を示す縦断面図
および横断面図、第３図（ａ），（ｂ）は従来の固体レ
ーザ装置の構成を示す縦断面図および横断面図、第４図
（ａ），（ｂ）は従来例のレンズ効果を説明する図で、
第４図（ａ）は入射孔から出発した光が出発位置に戻っ
てくる過程を示す図、第４図（ｂ）は従来の励起断面を
示す図である。 図において、１はLD、２はレーザ媒質、５は反射体、６
は透明接着剤、７は放熱フィン、８はビーム、51は入射
孔、52は反射面である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
置の構成を示す横断面図、第１図（ｂ）はこの発明によ
るビーム形状を示す図、第２図は（ａ），（ｂ）はこの
発明の他の実施例による固体レーザ装置を示す縦断面図
および横断面図、第３図（ａ），（ｂ）は従来の固体レ
ーザ装置の構成を示す縦断面図および横断面図、第４図
（ａ），（ｂ）は従来例のレンズ効果を説明する図で、
第４図（ａ）は入射孔から出発した光が出発位置に戻っ
てくる過程を示す図、第４図（ｂ）は従来の励起断面を
示す図である。 図において、１はLD、２はレーザ媒質、５は反射体、６
は透明接着剤、７は放熱フィン、８はビーム、51は入射
孔、52は反射面である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】円柱状よりなるレーザ媒質と、このレーザ
媒質の外周を囲む反射面および前記レーザ媒質へ半導体
発光素子からの光を導入するための入射孔が形成された
反射体とを備えた固体レーザ装置において、前記半導体
発光素子の光軸を前記レーザ媒質の中心軸からずらして
入射せしめる構成としたことを特徴とする固体レーザ装
置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20557788A JP2581189B2 (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 固体レーザ装置 |
| GB8902856A GB2215906B (en) | 1988-02-10 | 1989-02-09 | Laser device |
| US07/308,586 US4924474A (en) | 1988-02-10 | 1989-02-10 | Laser device with high oscillation efficiency |
| DE3943722A DE3943722C2 (de) | 1988-02-10 | 1989-02-10 | Anordnung zum optischen Pumpen eines Lasermediums |
| DE3904039A DE3904039C2 (de) | 1988-02-10 | 1989-02-10 | Laseranordnung |
| GB9202756A GB2253515B (en) | 1988-02-10 | 1992-02-10 | Laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20557788A JP2581189B2 (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 固体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0254588A JPH0254588A (ja) | 1990-02-23 |
| JP2581189B2 true JP2581189B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=16509190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20557788A Expired - Lifetime JP2581189B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-08-18 | 固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2581189B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2546140B2 (ja) * | 1993-06-11 | 1996-10-23 | 日本電気株式会社 | レーザ励起方法及びレーザ励起装置 |
| US5774488A (en) * | 1994-06-30 | 1998-06-30 | Lightwave Electronics Corporation | Solid-state laser with trapped pump light |
| JP4047131B2 (ja) | 2002-10-18 | 2008-02-13 | 株式会社オーク製作所 | 固体レーザ装置 |
-
1988
- 1988-08-18 JP JP20557788A patent/JP2581189B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0254588A (ja) | 1990-02-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071121 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081121 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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