JP2674309B2 - 半導体レーザ励起固体レーザ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体レーザに関し、特に半導体レーザ励起
固体レーザに関するものである。

〔従来の技術〕

第３図および第４図に従来の半導体レーザ励起固体レ
ーザの一例を示す。第３図はこの固体レーザの側面図、
第４図はＡ−Ａ断面図である。１は半導体レーザで、固
体レーザを励起するための光源である。この半導体レー
ザ１が発する半導体レーザ光は、円柱状の固体レーザ媒
質２の側面から内部に入り、媒質２を透過する過程で半
導体レーザ光は吸収され、固体レーザ媒質２を励起す
る。１回の透過で吸収されなかった半導体レーザ光は、
リフレクタ３で反射され、再び媒質２の内部を透過し、
吸収される。そしてこの半導体レーザ光により光励起さ
れ、固体レーザ光に対する利得媒質となった固体レーザ
媒質２と、出力鏡４および全反射鏡５により構成される
レーザ共振器とにより固体レーザ光が発生する。なお、
第４図のａは固体レーザ媒質２における固体レーザ光の
光軸を示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような従来の半導体レーザ励起固体レーザでは、
第５図に示すように、円柱状固体レーザ媒質２に入射し
た半導体レーザ光は媒質２の側面で同じ角度で何度も反
射されるが、この反射角は半導体レーザ光が媒質２に入
射するときの角度から全反射角になることはない。した
がって半導体レーザ光を反射させ、媒質２内での半導体
レーザ光の光路長（吸収長）を十分にとり、効率のよい
光励起を行うためには必ず、媒質２の表面に例えば金属
蒸着によるリフレクタ３を設けるか、あるいは誘電体多
層膜による全反射コーティングを施す必要がある。

しかし、金属蒸着によるリフレクタの場合、その反射
率は90％程度であり、多数回の反射により半導体レーザ
光の強度は急速に低下し、固体レーザ媒質による半導体
レーザ光の吸収効率が低下するという問題がある。ま
た、誘電体多層膜による全反射コーティングの場合に
も、曲面における膜厚の制御が技術的に難しく、コーテ
ィング面の反射率が部分的に低下し、金属蒸着によるリ
フレクタと同様の問題が生じる。

本発明の目的は、このような問題を解決し、固体レー
ザ媒質における半導体レーザ光の吸収率を極めて高くし
た半導体レーザ励起固体レーザを提供することにある。

本発明の他の目的は、さらに固体レーザのＱスイッチ
動作を可能とした半導体レーザ励起固体レーザを提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１の発明は、円柱状固体レーザ媒質に半導体レーザ
光を入射し、前記固体レーザ媒質を光励起して固体レー
ザ光を発生させる半導体レーザ励起固体レーザにおい
て、 前記半導体レーザ光に対する無反射コート面を持ち、
かつレーザ活性イオンを含まない半導体レーザ光入射部
を前記円柱状固体レーザ媒質の側面に設け、前記半導体
レーザ光入射部の入射面の向きを、前記入射面に直角に
入射した半導体レーザ光が前記円柱状固体レーザ媒質に
入射する際に固体レーザ媒質の円周方向に対して斜めに
入射するように設定し、前記半導体レーザ光が前記固体
レーザ媒質の側面で全反射するようにしたことを特徴と
する。

第２の発明は、第１の発明において、 前記円柱状固体レーザ媒質で発生するレーザ光に対す
るレーザ共振器を構成する全反射鏡と前記固体レーザ媒
質との間にＱスイッチ動作ユニットを設けたことを特徴
とする。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について説明する。第１図および
第２図に第１および第２の発明による半導体レーザ励起
固定レーザの一例を示す。第１図はこの固体レーザの断
面図、第２図は矢印Ｂの方向から見た側面図である。１
は半導体レーザで固体レーザを励起するための光源であ
る。６はこの半導体レーザ１からのレーザ光を入射する
固体レーザ媒質であり、その側面に半導体レーザ入射部
20が設けられている。この入射部20は、半導体レーザ１
からのレーザ光の波長に対する無反射コート面を持ち、
かつレーザ活性イオンを含まない材料により形成されて
いる。また入射部20の入射面20aの向きは、この面に直
角に入射したレーザ光が固体レーザ媒質６に入射する
際、媒質６の円周方向に対して斜めに入射するように設
定されている。

第２図に示すように、円柱状の固体レーザ媒質６の軸
上、左手には出力鏡３が、一方、右手には全反射鏡４が
それぞれ設けられ、全反射鏡４の前方には音響光学素
子，電気光学素子などで構成したＱスイッチ動作ユニッ
ト５が設けられている。

このような半導体レーザ励起固体レーザで、半導体レ
ーザ１がレーザ光を発すると、それは半導体レーザ光入
射部20の無反射コート面を通じて固定レーザ媒質６の内
部に入射する。そしてこの半導体レーザ光10は円柱状の
媒質６の円周方向に対して斜めに入射するので、媒質６
の内部を透過して側面に到達すると、そこで全反射し、
以降、全反射を繰り返して媒質６の内部に閉じ込められ
る。半導体レーザ光10はこのように媒質６の側面で全反
射するのでその反射率は100％であり、その結果、吸収
長は十分となって固体レーザ媒質６における半導体レー
ザ光の吸収率は極めて高くなる。

そして、この閉じ込められた半導体レーザ光により光
励起され、固体レーザ光に対する利得媒質となった固体
レーザ媒質６と、出力鏡３および全反射鏡４により構成
されるレーザ共振器とにより、固体レーザ光が発生す
る。

さらにこの半導体レーザ励起固体レーザでは、Ｑスイ
ッチ動作ユニット５を動作させることにより、固体レー
ザのＱスイッチ動作が可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように第１の発明は、円柱状固体レーザ
媒質に半導体レーザ光を入射し、固体レーザ媒質を光励
起して固体レーザ光を発生させる半導体レーザ励起固体
レーザにおいて、半導体レーザ光に対する無反射コート
面を持ち、かつレーザ活性イオンを含まない半導体レー
ザ光入射部を円柱状固体レーザ媒質の側面に設けてい
る。したがって半導体レーザ光を半導体レーザ光入射部
から入射させ、固体レーザ媒質の側面で100％の反射率
で全反射させて媒質内部に閉じ込めることが可能とな
り、極めて高い半導体レーザ光の吸収率を実現できる。

さらにその結果、半導体レーザ光の波長と固体レーザ
媒質による吸収の中心波長とのミスマッチが大きくて
も、半導体レーザ光の吸収率が高いため、半導体レーザ
の温度制御を緩和することができ、半導体レーザの冷却
系の負担を軽くすることが可能となる。

また、円柱状固体レーザ媒質内での半導体レーザ光の
光路が円柱状固体レーザ媒質の表面付近に集中するの
で、固体レーザ媒質の主に表面付近で半導体レーザ光が
吸収され、固体レーザ媒質の発熱も表面付近で生じる。
したがって固体レーザ媒質の冷却も効率的に行え、固体
レーザ媒質のレンズ効果も低減できるので、良質のレー
ザビームを高い効率で発生でき、装置の小型化も可能と
なる。

そして第２の発明による半導体レーザ励起固体レーザ
はさらに、Ｑスイッチ動作ユニットを備えているので、
固体レーザのＱスイッチ動作も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明による半導体レーザ励起固体レーザの一例
を示す断面図、 第２図は第１図の半導体レーザ励起固体レーザの側面
図、 第３図は従来の半導体レーザ励起固体レーザの一例を示
す側面図、 第４図は第３図の半導体レーザ励起固体レーザの断面
図、 第５図は第３図の半導体レーザ励起固体レーザの拡大断
面図である。 １……半導体レーザ ３……出力鏡 ４……全反射鏡 ５……Ｑスイッチ動作ユニット ６……固体レーザ媒質 20……半導体レーザ光入射部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円柱状固体レーザ媒質に半導体レーザ光を
   入射し、前記固体レーザ媒質を光励起して固体レーザ光
   を発生させる半導体レーザ励起固体レーザにおいて、 前記半導体レーザ光に対する無反射コート面を持ち、か
   つレーザ活性イオンを含まない半導体レーザ光入射部を
   前記円柱状固体レーザ媒質の側面に設け、前記半導体レ
   ーザ光入射部の入射面の向きを、前記入射面に直角に入
   射した半導体レーザ光が前記円柱状固体レーザ媒質に入
   射する際に固体レーザ媒質の円周方向に対して斜めに入
   射するように設定し、前記半導体レーザ光が前記固体レ
   ーザ媒質の側面で全反射するようにしたことを特徴とす
   る半導体レーザ励起固体レーザ。
2. 【請求項２】請求項１記載の半導体レーザ励起固体レー
   ザにおいて、 前記円柱状固体レーザ媒質で発生するレーザ光に対する
   レーザ共振器を構成する全反射鏡と前記固体レーザ媒質
   との間にＱスイッチ動作ユニットを設けたことを特徴と
   する半導体レーザ励起固体レーザ。