JP2586110B2 - 固体レーザ装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスラブ型固体レーザ装置のレーザビーム伝搬
及び励起，冷却に関するものである。
及び励起，冷却に関するものである。
第８図および第９図は各々特開昭61−40073号公報に
示された従来の固体レーザ装置を示すもので、第８図は
要部の概略構成を示す側面構成図、第９図は第８図のII
−II線断面図である。また、第10図（ａ），（ｂ）は各
々第８図のレーザ装置を動作させた場合に生じる温度分
布を、横断面と、縦断面について示いたもので、レーザ
ビームの光路（19），（20），（21）について示してあ
る。
示された従来の固体レーザ装置を示すもので、第８図は
要部の概略構成を示す側面構成図、第９図は第８図のII
−II線断面図である。また、第10図（ａ），（ｂ）は各
々第８図のレーザ装置を動作させた場合に生じる温度分
布を、横断面と、縦断面について示いたもので、レーザ
ビームの光路（19），（20），（21）について示してあ
る。
第８図および第９図中で、（１）は光軸に直交する断
面での縦寸法a,横寸法ｂ（ｂ≧2a），長さ寸法ｌの矩形
板状に形成された固体レーザ素子である。この固体レー
ザ素子（１）の両側面には図示しない励起ランプから放
射された励起光が照射される励起面（12），（12）が形
成されている。これらの励起面（12），（12）は内部で
効率良く全反射できるように光学研磨されている。さら
に、この固体レーザ素子（１）の両端部には固体レーザ
素子（１）から出力されるレーザ光の進行方向に対し異
なる方向に傾斜する各一対の傾斜面（13a），（13b），
（14a），（14b）がそれぞれ光学研磨されて形成されて
おり、これら各一対の傾斜面（13a），（13b），（14
a），（14b）によつて略中央部位が外方向に突出する略
山形（頂点θＷ）のレーザ光入出射端部（17），（18）
がそれぞれ形成されている。また、固体レーザ素子
（１）の両端レーザ光入出射端部（17），（18）にはレ
ーザ光を全反射する高反射部（９）、他端側にはレーザ
光の一部を透過し残りを反射可能なレーザ光出射部（1
0）がそれぞれ対向配置されている。この高反射部
（９）は直角プリズム反射器によって形成されている。
さらに、レーザ光出射部（10）には固体レーザ素子
（１）のレーザ光入出射端部（18）の一方の傾斜面（14
a）と対向する上半部に一部透過性を有する出力鏡（10
a）、他方の傾斜面（14b）と対向する下半部に全反射鏡
（10b）がそれぞれ配置されている。
面での縦寸法a,横寸法ｂ（ｂ≧2a），長さ寸法ｌの矩形
板状に形成された固体レーザ素子である。この固体レー
ザ素子（１）の両側面には図示しない励起ランプから放
射された励起光が照射される励起面（12），（12）が形
成されている。これらの励起面（12），（12）は内部で
効率良く全反射できるように光学研磨されている。さら
に、この固体レーザ素子（１）の両端部には固体レーザ
素子（１）から出力されるレーザ光の進行方向に対し異
なる方向に傾斜する各一対の傾斜面（13a），（13b），
（14a），（14b）がそれぞれ光学研磨されて形成されて
おり、これら各一対の傾斜面（13a），（13b），（14
a），（14b）によつて略中央部位が外方向に突出する略
山形（頂点θＷ）のレーザ光入出射端部（17），（18）
がそれぞれ形成されている。また、固体レーザ素子
（１）の両端レーザ光入出射端部（17），（18）にはレ
ーザ光を全反射する高反射部（９）、他端側にはレーザ
光の一部を透過し残りを反射可能なレーザ光出射部（1
0）がそれぞれ対向配置されている。この高反射部
（９）は直角プリズム反射器によって形成されている。
さらに、レーザ光出射部（10）には固体レーザ素子
（１）のレーザ光入出射端部（18）の一方の傾斜面（14
a）と対向する上半部に一部透過性を有する出力鏡（10
a）、他方の傾斜面（14b）と対向する下半部に全反射鏡
（10b）がそれぞれ配置されている。
次に動作について説明する。励起ランプから放射され
た励起光は第８図中に矢印（16）で示すように固体レー
ザ素子（１）の励起面（12），（12）に照射される。そ
して、固体レーザ素子（１）の内部で励起されるレーザ
光は固体レーザ素子（１）のレーザ光入出射端部（1
7），（18）の各一対の傾斜面（13a），（13b），（14
a），（14b）を通る際に屈折されて固体レーザ素子
（１）の各励起面（12），（12）上で全反射を繰返しな
がら進み発振する。この場合、高反射部（９）直角プリ
ズム反射器によつて形成されているので、レーザ光入出
射端部（17）の一方の傾斜面（13a）（或いは（13b））
側から出射されたレーザ光成分は直角プリズム反射器の
両反射面（9a），（9b）（或いは（9a），（9b））によ
つてそれぞれ反射されてレーザ光入出射端部（17）の他
方の傾斜面（13b）（或いは（13b））側に入射されるよ
うになつている。さらに、レーザ光出射部（18）は一部
透過性を有する上半部側の出力鏡（10a）と固体レーザ
素子（１）のレーザ光入出射端部（18）の一方の傾斜面
（14a）と下半部側の全反射鏡（10b）とによつて形成さ
れているので、レーザ光入出射端部（18）の一方の傾斜
面（14b）側から出射されたレーザ光成分はレーザ光出
射部（10）の全反射鏡（10b）によつて全反射されて再
び同一の傾斜面（14b）側から入射されるとともに、レ
ーザ光入出射端部（18）の他方の傾斜部（14a）側から
出射されたレーザ光成分は一部が出力鏡（10a）によつ
て全反射されて再び同一の傾斜面（14a）側から入射さ
れ、残りはこの出力鏡（10a）を介して外部に取出され
るようになつている。
た励起光は第８図中に矢印（16）で示すように固体レー
ザ素子（１）の励起面（12），（12）に照射される。そ
して、固体レーザ素子（１）の内部で励起されるレーザ
光は固体レーザ素子（１）のレーザ光入出射端部（1
7），（18）の各一対の傾斜面（13a），（13b），（14
a），（14b）を通る際に屈折されて固体レーザ素子
（１）の各励起面（12），（12）上で全反射を繰返しな
がら進み発振する。この場合、高反射部（９）直角プリ
ズム反射器によつて形成されているので、レーザ光入出
射端部（17）の一方の傾斜面（13a）（或いは（13b））
側から出射されたレーザ光成分は直角プリズム反射器の
両反射面（9a），（9b）（或いは（9a），（9b））によ
つてそれぞれ反射されてレーザ光入出射端部（17）の他
方の傾斜面（13b）（或いは（13b））側に入射されるよ
うになつている。さらに、レーザ光出射部（18）は一部
透過性を有する上半部側の出力鏡（10a）と固体レーザ
素子（１）のレーザ光入出射端部（18）の一方の傾斜面
（14a）と下半部側の全反射鏡（10b）とによつて形成さ
れているので、レーザ光入出射端部（18）の一方の傾斜
面（14b）側から出射されたレーザ光成分はレーザ光出
射部（10）の全反射鏡（10b）によつて全反射されて再
び同一の傾斜面（14b）側から入射されるとともに、レ
ーザ光入出射端部（18）の他方の傾斜部（14a）側から
出射されたレーザ光成分は一部が出力鏡（10a）によつ
て全反射されて再び同一の傾斜面（14a）側から入射さ
れ、残りはこの出力鏡（10a）を介して外部に取出され
るようになつている。
かくして、上記構成のものにあつては固体レーザ素子
（１）の内部全体に固体レーザ素子（１）を相補的に満
たすようにレーザ光路を形成することができるので、固
体レーザ素子（１）の内部全体をレーザ発振に寄与させ
ることができ、斜方体の固体レーザ素子、即ち斜方体ス
ラブに比べてレーザ発振効率の向上を図ることができ
る。さらに、固体レーザ素子（１）の内部全体をレーザ
光路として使用することができるので、固体レーザ素子
（１）の内部に斜方体スラブに比べて約２倍のレーザ光
路を形成することができ、固体レーザ素子（１）全体の
長さ寸法を短縮することができる。
（１）の内部全体に固体レーザ素子（１）を相補的に満
たすようにレーザ光路を形成することができるので、固
体レーザ素子（１）の内部全体をレーザ発振に寄与させ
ることができ、斜方体の固体レーザ素子、即ち斜方体ス
ラブに比べてレーザ発振効率の向上を図ることができ
る。さらに、固体レーザ素子（１）の内部全体をレーザ
光路として使用することができるので、固体レーザ素子
（１）の内部に斜方体スラブに比べて約２倍のレーザ光
路を形成することができ、固体レーザ素子（１）全体の
長さ寸法を短縮することができる。
尚、励起光（16）によつて励起された固体レーザ素子
（１）のエネルギーのうち、その一部はレーザ出力とし
て上述のように外部に取出されるが、その他の大部分は
熱エネルギーとなり、冷媒（３）によつて励起面即ちス
ラブ表面（12）から除去される。
（１）のエネルギーのうち、その一部はレーザ出力とし
て上述のように外部に取出されるが、その他の大部分は
熱エネルギーとなり、冷媒（３）によつて励起面即ちス
ラブ表面（12）から除去される。
従来の固体レーザ装置は以上のように構成されてお
り、固体レーザ素子（１）は、第10図に示すように、固
体レーザ素子（１）のほぼ厚み方向に等温線（61），
（62），（63）で示すような温度勾配が生じるが、略山
形端部（17），（18）では直接冷却されず、スラブの長
手方向にも温度勾配が生じ、２次元的な温度勾配とな
る。上述の様に、端部（17），（18）の山形部分は直接
励起，冷却されず、かつ励起部からの励起光のもれが存
在するので、レーザ素子（１）の長手方向にも温度勾配
が発生し、これによる屈折率勾配と熱変形による光学歪
によつて、ビーム品質と出力安定性が低下するいわゆる
エンド・エフエクト（文献「IEEE J.Quaht. Electron−
QE22」（1986）2099に記載）が存在する他、励起されな
いレーザ素子の反歩（17），（18）はレーザ媒質として
有効利用されず、又、略山形部における光学研磨面数増
大によるコスト増大等の問題があつた。
り、固体レーザ素子（１）は、第10図に示すように、固
体レーザ素子（１）のほぼ厚み方向に等温線（61），
（62），（63）で示すような温度勾配が生じるが、略山
形端部（17），（18）では直接冷却されず、スラブの長
手方向にも温度勾配が生じ、２次元的な温度勾配とな
る。上述の様に、端部（17），（18）の山形部分は直接
励起，冷却されず、かつ励起部からの励起光のもれが存
在するので、レーザ素子（１）の長手方向にも温度勾配
が発生し、これによる屈折率勾配と熱変形による光学歪
によつて、ビーム品質と出力安定性が低下するいわゆる
エンド・エフエクト（文献「IEEE J.Quaht. Electron−
QE22」（1986）2099に記載）が存在する他、励起されな
いレーザ素子の反歩（17），（18）はレーザ媒質として
有効利用されず、又、略山形部における光学研磨面数増
大によるコスト増大等の問題があつた。
本発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、スラブ（即ちレーザ素子）端部の光学歪低減
によつてビーム品質と出力安定性に優れ、かつ、スラブ
全領域をレーザ媒質として有効利用することで、効率の
高い固体レーザ装置を得るとともに、端面形状の単純化
によつてコストの低減を計ることを目的とする。
たもので、スラブ（即ちレーザ素子）端部の光学歪低減
によつてビーム品質と出力安定性に優れ、かつ、スラブ
全領域をレーザ媒質として有効利用することで、効率の
高い固体レーザ装置を得るとともに、端面形状の単純化
によつてコストの低減を計ることを目的とする。
本発明に係る固体レーザ素子においては、レーザ媒質
はその端面がレーザ媒質の光学的平滑面に対して垂直な
直方体であり、かつ、上記レーザ媒質内をレーザビーム
が異なる光路で伝搬して上記レーザ媒質を相補的に満た
すように、上記レーザ媒質の端部に複数の全反射部及び
部分反射部を配設したものである。
はその端面がレーザ媒質の光学的平滑面に対して垂直な
直方体であり、かつ、上記レーザ媒質内をレーザビーム
が異なる光路で伝搬して上記レーザ媒質を相補的に満た
すように、上記レーザ媒質の端部に複数の全反射部及び
部分反射部を配設したものである。
さらに、レーザ媒質はその全領域が励起されると共
に、上記レーザ媒質の側面及び端面は断熱され、光学的
平滑面は全面が冷却されるようにするとよい。
に、上記レーザ媒質の側面及び端面は断熱され、光学的
平滑面は全面が冷却されるようにするとよい。
また、レーザ媒質の一方の端面は全反射膜がコーティ
ングされ、上記レーザ媒質内のビーム光路を上記全反射
膜により折返すようにしてもよい。
ングされ、上記レーザ媒質内のビーム光路を上記全反射
膜により折返すようにしてもよい。
本発明による固体レーザ装置は、スラブ端部の長手方
向の温度勾配と、これによる屈折率勾配及び熱変形によ
る光学歪が低減され、かつスラブ全領域がレーザ媒質と
して有効利用される他、スラブ端部の形状が単純にな
る。
向の温度勾配と、これによる屈折率勾配及び熱変形によ
る光学歪が低減され、かつスラブ全領域がレーザ媒質と
して有効利用される他、スラブ端部の形状が単純にな
る。
また、レーザ媒質の側面及び端面の断熱によりさらに
光学歪を低減できる。また、レーザ媒質の一方の端面に
全反射膜をコーテイングすることでレーザ媒質を相補的
に満たすビーム光路が容易に得られる。
光学歪を低減できる。また、レーザ媒質の一方の端面に
全反射膜をコーテイングすることでレーザ媒質を相補的
に満たすビーム光路が容易に得られる。
以下、本発明を図について説明する。第１図は本発明
の一実施例による固体レーザ装置のビーム伝搬径路を示
した側面構成図で、第２図（ａ），（ｂ）は各々本発明
の一実施例による固体レーザ装置の具体的な横断面構成
図及び縦断面図構成図、第３図（ａ），（ｂ）は各々本
発明の一実施例に係るレーザ媒質内の温度分布図であ
る。第１図において、（１）はスラブ即ちレーザ媒質
で、その表面（12）はレーザビームを内部全反射するべ
く光学的平滑となつており、（13），（14）はこの表面
に垂直な光学的平滑端面で、レーザビームの入出射面で
あり、スラブ（１）は直方体をなす。（11a），（11b）
はスラブ内を互いに異なる光路でジグザグ状に伝搬する
レーザビームで、各々のビーム（11a），（11b）はスラ
ブの厚み方向の中心面（1c）に対して対称であり、相補
的にスラブを満たす（9a），（9b）は折返しミラーで、
一方の光路のビーム（例えば（11a））を他方の光路の
ビーム（11b）へ変換する。（10a）は部分反射鏡、（10
b）は全反射鏡であり、共振器を構成する。（11c）はレ
ーザビームの非掃引部であるが、スラブ端面のエツジ部
分（13c），（14c）迄レーザビームを満たすことでなく
なり、基本的には、スラブ全領域をレーザビームで掃引
することが可能である。
の一実施例による固体レーザ装置のビーム伝搬径路を示
した側面構成図で、第２図（ａ），（ｂ）は各々本発明
の一実施例による固体レーザ装置の具体的な横断面構成
図及び縦断面図構成図、第３図（ａ），（ｂ）は各々本
発明の一実施例に係るレーザ媒質内の温度分布図であ
る。第１図において、（１）はスラブ即ちレーザ媒質
で、その表面（12）はレーザビームを内部全反射するべ
く光学的平滑となつており、（13），（14）はこの表面
に垂直な光学的平滑端面で、レーザビームの入出射面で
あり、スラブ（１）は直方体をなす。（11a），（11b）
はスラブ内を互いに異なる光路でジグザグ状に伝搬する
レーザビームで、各々のビーム（11a），（11b）はスラ
ブの厚み方向の中心面（1c）に対して対称であり、相補
的にスラブを満たす（9a），（9b）は折返しミラーで、
一方の光路のビーム（例えば（11a））を他方の光路の
ビーム（11b）へ変換する。（10a）は部分反射鏡、（10
b）は全反射鏡であり、共振器を構成する。（11c）はレ
ーザビームの非掃引部であるが、スラブ端面のエツジ部
分（13c），（14c）迄レーザビームを満たすことでなく
なり、基本的には、スラブ全領域をレーザビームで掃引
することが可能である。
また、第２図において、（２）は励起光に対して透明
でかつ、スラブより低屈折率の間接冷却支持材であり、
スラブは冷媒（３）によつて間接冷却支持材（２）を介
して冷却される。（５）は励起ランプで冷媒（６）によ
つて冷却され、（４）はスラブ冷媒（３）とランプ冷媒
の仕切り板で、有効な励起光に対して透明である。
（７）は励起光の集光器でスラブの幅方向:W,長手方向:
lの全領域を均一に励起すべく構成されている。（８）
筐体で（80）はそのスペーサーである（15）はスラブ側
面でその外部近傍（30）は断熱性の高い物質、例えば気
体が満たされているか真空である。スラブ端面（13），
（14）の外部近傍（31），（32）も側面同様断熱状態に
ある。
でかつ、スラブより低屈折率の間接冷却支持材であり、
スラブは冷媒（３）によつて間接冷却支持材（２）を介
して冷却される。（５）は励起ランプで冷媒（６）によ
つて冷却され、（４）はスラブ冷媒（３）とランプ冷媒
の仕切り板で、有効な励起光に対して透明である。
（７）は励起光の集光器でスラブの幅方向:W,長手方向:
lの全領域を均一に励起すべく構成されている。（８）
筐体で（80）はそのスペーサーである（15）はスラブ側
面でその外部近傍（30）は断熱性の高い物質、例えば気
体が満たされているか真空である。スラブ端面（13），
（14）の外部近傍（31），（32）も側面同様断熱状態に
ある。
また、スラブの冷却も励起と同様、幅方向:W,長手方
向:l全領域に渡つて均一に行われる。
向:l全領域に渡つて均一に行われる。
次に上記実施例の作用動作について説明する。
ランプ（５）及び集光器（７）によつて全領域をほぼ
均一に励起されたスラブ（１）は、そのエネルギーの一
部を部分反射鏡（10a），全反射鏡（10b），折返しミラ
ー（9a），（9b）によつて構成されている共振器によつ
てレーザビーム（11d）として取り出される。
均一に励起されたスラブ（１）は、そのエネルギーの一
部を部分反射鏡（10a），全反射鏡（10b），折返しミラ
ー（9a），（9b）によつて構成されている共振器によつ
てレーザビーム（11d）として取り出される。
その他の大部分のエネルギーはスラブ表面（12）より
間接冷却によつて除去される。この際、スラブには第３
図に示すように、中央部で温度が高い２乗温度分布が生
じる。図において、（61）は高温部、（62）は中温部、
（63）は低温部で、（16）は励起光を示す。
間接冷却によつて除去される。この際、スラブには第３
図に示すように、中央部で温度が高い２乗温度分布が生
じる。図において、（61）は高温部、（62）は中温部、
（63）は低温部で、（16）は励起光を示す。
上記実施例ではスラブ全領域をほぼ均一に励起し、ス
ラブ全表面からほぼ均一に冷却しているので、温度勾配
は第３図に示すように、ほぼ厚み方向のみにしか発生せ
ず、従つて屈折率分布もほぼ厚み方向のみにしか生じな
い。ここで重要な点はスラブ側面近傍の幅方向のみなら
ず、スラブ端面近傍の長手方向にも温度分布による屈折
率分布が発生しないことである。これに対し、スラブ端
面略山形部（17），（18）が存在する従来例では、第８
図に示すようにこの略山形部は直接冷却されず、励起光
のもれによる不完全な励起が行われ、スラブ長手方向に
も図に示すような温度勾配が生じ、対応した屈折率分布
が発生することは不可避である。このような状況下で
は、厚み方向に異なる位置のレーザ光路（19），（2
0），（21）は、山形端部（17），（18）において、温
度分布に伴う屈折率分布によつてえ異なる光路長を経験
することになり、レーザビームとは歪む。また、スラブ
の熱的変形も端部形状を反映した複雑なものとなる。
ラブ全表面からほぼ均一に冷却しているので、温度勾配
は第３図に示すように、ほぼ厚み方向のみにしか発生せ
ず、従つて屈折率分布もほぼ厚み方向のみにしか生じな
い。ここで重要な点はスラブ側面近傍の幅方向のみなら
ず、スラブ端面近傍の長手方向にも温度分布による屈折
率分布が発生しないことである。これに対し、スラブ端
面略山形部（17），（18）が存在する従来例では、第８
図に示すようにこの略山形部は直接冷却されず、励起光
のもれによる不完全な励起が行われ、スラブ長手方向に
も図に示すような温度勾配が生じ、対応した屈折率分布
が発生することは不可避である。このような状況下で
は、厚み方向に異なる位置のレーザ光路（19），（2
0），（21）は、山形端部（17），（18）において、温
度分布に伴う屈折率分布によつてえ異なる光路長を経験
することになり、レーザビームとは歪む。また、スラブ
の熱的変形も端部形状を反映した複雑なものとなる。
以上の現象は、いわゆるエンド・エフエクトと言われ
るものである。
るものである。
これに対し、本発明では、スラブ端面が表面に対し垂
直である単純あ形状であるため、熱的変形は単純なもの
となり、レーザビームの歪は低減される。
直である単純あ形状であるため、熱的変形は単純なもの
となり、レーザビームの歪は低減される。
さらに、従来例において、スラブ端部は部分的にしか
励起されず、他の部分はレーザ光の吸収部となつていた
のに対し、本発明では、スラブ全領域を端部迄ほぼ均一
に励起しているため吸収部が存在せず、発振効率の向上
が望める他、高価なレーザ媒質の有効利用と言う観点か
らも効果は大きい。そして、本発明ではスラブの形状が
直方体であり、従来例に比べ端部の光学研磨面数が減
り、コストの低減も望める。又、直方体スラブは他の従
来例である斜方体スラブに比べても製作が容易であるこ
とは明白である。
励起されず、他の部分はレーザ光の吸収部となつていた
のに対し、本発明では、スラブ全領域を端部迄ほぼ均一
に励起しているため吸収部が存在せず、発振効率の向上
が望める他、高価なレーザ媒質の有効利用と言う観点か
らも効果は大きい。そして、本発明ではスラブの形状が
直方体であり、従来例に比べ端部の光学研磨面数が減
り、コストの低減も望める。又、直方体スラブは他の従
来例である斜方体スラブに比べても製作が容易であるこ
とは明白である。
次にレーザビームの入出射方法と偏光について述べ
る。第４図は本発明の一実施例に係る光路及びビーム伝
搬角と、偏光を示した説明図である。θｉはスラブ端面
への入射角、θＯは端面での屈折角、θｒはスラブ内の
全反射角である。レーザビームの入出射方法としては、
まずθｉをブリユーター角：θＢにとり伝搬ビームをＰ
偏光とする方法がある。スラブがNd:YAGの場合、屈折率
ｎ＝1.82で大気からの入射ではθｉ＝θＢ＝61.2゜，θ
ｏ＝27.5゜，θｒ＝62.5゜であり、間接冷却支持材をガ
ラス:n＝1.5とすれば、臨界角：θｃ＝55.5゜となり、
θｒ＞θｃで全反射条件は満足される。
る。第４図は本発明の一実施例に係る光路及びビーム伝
搬角と、偏光を示した説明図である。θｉはスラブ端面
への入射角、θＯは端面での屈折角、θｒはスラブ内の
全反射角である。レーザビームの入出射方法としては、
まずθｉをブリユーター角：θＢにとり伝搬ビームをＰ
偏光とする方法がある。スラブがNd:YAGの場合、屈折率
ｎ＝1.82で大気からの入射ではθｉ＝θＢ＝61.2゜，θ
ｏ＝27.5゜，θｒ＝62.5゜であり、間接冷却支持材をガ
ラス:n＝1.5とすれば、臨界角：θｃ＝55.5゜となり、
θｒ＞θｃで全反射条件は満足される。
尚、ブリユースター入射の場合、レーザ媒質であるス
ラブの材質を決めれば、θo,θｒは一義的に決まるが、
θｒが内部全反射を満するようなθｉに対して端面に無
反射コーデイング（13d），（14d）を施し、ビーム伝搬
角の設計自由度を上げることも可能である。特に第５図
に示すようにＳ偏光に対する無反射コーデイング（13
f），（14f）を施し、伝搬ビームをＳ偏光とすることも
可能である。
ラブの材質を決めれば、θo,θｒは一義的に決まるが、
θｒが内部全反射を満するようなθｉに対して端面に無
反射コーデイング（13d），（14d）を施し、ビーム伝搬
角の設計自由度を上げることも可能である。特に第５図
に示すようにＳ偏光に対する無反射コーデイング（13
f），（14f）を施し、伝搬ビームをＳ偏光とすることも
可能である。
上記実施例では折返しミラーを２つに分ける場合につ
いても述べたが、第６図に示すように１つのコーナーミ
ラー（9c）で代用することもできる。
いても述べたが、第６図に示すように１つのコーナーミ
ラー（9c）で代用することもできる。
また、上記一連の実施例ではレーザビームの折返しを
外部光学素素子行つていたが、第７図に示すよう、レー
ザビーム出力側と異なる側のスラブ端面に金属薄膜，誘
電体多層膜等の全反射膜（9d）をコーテイングすること
で、スラブ内部でビームを折返しても良い。尚、この場
合、外部光学素子は不用になり装置の単純化が行える
他、コスト低減の意味でも効果は大きい。
外部光学素素子行つていたが、第７図に示すよう、レー
ザビーム出力側と異なる側のスラブ端面に金属薄膜，誘
電体多層膜等の全反射膜（9d）をコーテイングすること
で、スラブ内部でビームを折返しても良い。尚、この場
合、外部光学素子は不用になり装置の単純化が行える
他、コスト低減の意味でも効果は大きい。
以上のように、本発明によれば、レーザ媒質をその端
面がレーザ媒質の光学的平滑面に対して垂直な直方体と
し、かつ上記レーザ媒質内をレーザビームが異なる光路
で伝搬して上記レーザ媒質を相補的に満たすように、上
記レーザ媒質の端部に複数の全反射部及び部分反射部を
配設して固定レーザ装置を構成するようにしたので、ビ
ーム品質と出力安定性の向上が望め、また効率が高く、
コストの安価な装置が得られる効果がある。
面がレーザ媒質の光学的平滑面に対して垂直な直方体と
し、かつ上記レーザ媒質内をレーザビームが異なる光路
で伝搬して上記レーザ媒質を相補的に満たすように、上
記レーザ媒質の端部に複数の全反射部及び部分反射部を
配設して固定レーザ装置を構成するようにしたので、ビ
ーム品質と出力安定性の向上が望め、また効率が高く、
コストの安価な装置が得られる効果がある。
また、レーザ媒質はその全領域が励起されると共に、
上記レーザ媒質の側面及び端面は断熱され、光学的平滑
面は全面が冷却されるようにすることにより、さらに光
学歪が抑えられ、ビーム品質がよく、安定性の優れた固
体レーザ装置が得られる。さらに、レーザ媒質の一方の
端面は、全反射膜がコーテイングされ、上記レーザ媒質
内のビーム光路を上記全反射膜により折返すようにすれ
ば装置が単純化し、コストも低減する効果がある。
上記レーザ媒質の側面及び端面は断熱され、光学的平滑
面は全面が冷却されるようにすることにより、さらに光
学歪が抑えられ、ビーム品質がよく、安定性の優れた固
体レーザ装置が得られる。さらに、レーザ媒質の一方の
端面は、全反射膜がコーテイングされ、上記レーザ媒質
内のビーム光路を上記全反射膜により折返すようにすれ
ば装置が単純化し、コストも低減する効果がある。
第１図は本発明の一実施例による固体レーザ装置のビー
ム伝搬径路を示す側面構成図、第２図（ａ），（ｂ）は
各々本発明の一実施例による固体レーザ装置を示す横断
面構成図及び縦断面構成図、第３図（ａ），（ｂ）は各
々本発明の一実施例に係るレーザ媒質内の温度分布を示
す分布図、第４図は本発明の一実施例に係るビーム伝搬
角と偏光状態を示す説明図、第５図は本発明の他の実施
例に係るビーム伝搬角と偏光状態を示す説明図、第６図
及び第７図は各々本発明の他の実施例による固体レーザ
装置を示す側面構成図、第８図は従来の固体レーザ装置
を示す側面構成図、第９図は第８図II−II線断面図、並
びに第10図（ａ），（ｂ）は各々従来の固体レーザ装置
の動作時における温度分布とビーム径路を示した横断面
構成図及び縦断面構成図である。 （１）……レーザ媒質、（３）……冷媒、（５）……励
起ランプ、（9a），（9b）……折返しミラー、（9c）…
…コーナミラー、（9d）……全反射膜、（10a）……部
分反射鏡、（10b）……全反射鏡、（11a），（11b），
（11d）……レーザビーム、（12）……表面、（13），
（14）……端面、（15）……側面、（16）……励起光 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
ム伝搬径路を示す側面構成図、第２図（ａ），（ｂ）は
各々本発明の一実施例による固体レーザ装置を示す横断
面構成図及び縦断面構成図、第３図（ａ），（ｂ）は各
々本発明の一実施例に係るレーザ媒質内の温度分布を示
す分布図、第４図は本発明の一実施例に係るビーム伝搬
角と偏光状態を示す説明図、第５図は本発明の他の実施
例に係るビーム伝搬角と偏光状態を示す説明図、第６図
及び第７図は各々本発明の他の実施例による固体レーザ
装置を示す側面構成図、第８図は従来の固体レーザ装置
を示す側面構成図、第９図は第８図II−II線断面図、並
びに第10図（ａ），（ｂ）は各々従来の固体レーザ装置
の動作時における温度分布とビーム径路を示した横断面
構成図及び縦断面構成図である。 （１）……レーザ媒質、（３）……冷媒、（５）……励
起ランプ、（9a），（9b）……折返しミラー、（9c）…
…コーナミラー、（9d）……全反射膜、（10a）……部
分反射鏡、（10b）……全反射鏡、（11a），（11b），
（11d）……レーザビーム、（12）……表面、（13），
（14）……端面、（15）……側面、（16）……励起光 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】光軸に沿つて各々対向する２つの光学的平
滑面と２つの側面を有し、上記光軸に直交する断面がほ
ぼ矩形のレーザ媒質内をレーザビームがジグザグ状に伝
搬する固体レーザ装置において、上記レーザ媒質はその
端面が上記光学的平滑面に対して垂直な直方体であり、
かつ、上記レーザ媒質内を上記レーザビームが異なる光
路で伝搬して上記レーザ媒質を相補的に満たすように、
上記レーザ媒質の端部に複数の全反射部及び部分反射部
を配設したことを特徴とする固体レーザ装置。 - 【請求項２】レーザ媒質はその全領域が励起されると共
に、上記レーザ媒質の側面及び端面は断熱され、光学的
平滑面は全面が冷却されていることを特徴とする請求項
１記載の固体レーザ装置。 - 【請求項３】レーザ媒質の一方の端面は全反射膜がコー
テイングされ、上記レーザ媒質内のビーム光路を上記全
反射膜により折返す請求項１記載の固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16564188A JP2586110B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16564188A JP2586110B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 固体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0214587A JPH0214587A (ja) | 1990-01-18 |
| JP2586110B2 true JP2586110B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=15816222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16564188A Expired - Fee Related JP2586110B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2586110B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2692012B2 (ja) * | 1990-04-12 | 1997-12-17 | 三菱電機株式会社 | 固体レーザ装置 |
| JPH0474781U (ja) * | 1990-11-02 | 1992-06-30 | ||
| JP2003023194A (ja) * | 2001-07-05 | 2003-01-24 | Japan Atom Energy Res Inst | 固体レーザー増幅器 |
| US7590160B2 (en) * | 2004-11-26 | 2009-09-15 | Manni Jeffrey G | High-gain diode-pumped laser amplifier |
| US9246299B2 (en) * | 2011-08-04 | 2016-01-26 | Martin A. Stuart | Slab laser and amplifier |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP16564188A patent/JP2586110B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0214587A (ja) | 1990-01-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |