JP2682881B2 - 突き合わせ連結された単横モード励起レーザ - Google Patents
突き合わせ連結された単横モード励起レーザInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 政府契約 本発明は海軍研究所（Office of Naval Reserch）と
の契約の実行によってなされたものであり、政府が一定
の権利（certain right）を有する。
の契約の実行によってなされたものであり、政府が一定
の権利（certain right）を有する。
技術分野 本発明は一般的にダイオードでポンピング（pumped）
される固体レーザに関し、とくにダイオードポンプがレ
ーザゲイン物質（laser gain materal）に対して突き合
わせ連結された（butt−cuppled）改良レーザに関す
る。
される固体レーザに関し、とくにダイオードポンプがレ
ーザゲイン物質（laser gain materal）に対して突き合
わせ連結された（butt−cuppled）改良レーザに関す
る。
背景技術 従来、ポンピング放射のレーザゲイン物質に対する効
果的な連結のために、ロッドの端部がわずかに離して設
けたレーザダイオード配列の出力ビームによってNd:YAG
レーザゲイン物質のロッドを端部励起（end pump）する
ことが提案されている。また低いｆ値の集光レンズある
いはそのようなファイバー光学要素（fiber optics）を
ダイオードポンプとロッドの端部との間に設けてポンピ
ング放射の集光とポンピング放射のロッドへの方向づけ
に役立たせることが提案されている。
果的な連結のために、ロッドの端部がわずかに離して設
けたレーザダイオード配列の出力ビームによってNd:YAG
レーザゲイン物質のロッドを端部励起（end pump）する
ことが提案されている。また低いｆ値の集光レンズある
いはそのようなファイバー光学要素（fiber optics）を
ダイオードポンプとロッドの端部との間に設けてポンピ
ング放射の集光とポンピング放射のロッドへの方向づけ
に役立たせることが提案されている。
そのようなレーザは1976年９月21日に発行された米国
特許第3,982,201号に開示されている。
特許第3,982,201号に開示されている。
この従来技術のレーザにおける問題の１つは、ダイオ
ードポンプの出力面（output facet）から出てくるポン
ピング放射が30〜40゜の範囲内にある発散円錐（cone o
f divergence）を有することである。しかしてダイオー
ドの出力面とレーザゲイン物質への入力面との間に集光
要素（focusing element）がないばあいは、ポンピング
光がレーザゲンイ物質の比較的大きいモード体積（volu
me）を励起する。その従来技術のレーザにおいては、レ
ーザロッドの側面はポンピング放射をロッド内に戻すよ
うに磨かれており、それによりポンピング放射が長さ約
１インチのロッドの実質的に全体積を励起させる。その
ような構成においては、ポンピングされたモード体積
は、レーザ空洞（laser cavity）内における共振の、よ
り高いオーダーの横モード（transversemode）を支える
ために横断面積が充分大きい。
ードポンプの出力面（output facet）から出てくるポン
ピング放射が30〜40゜の範囲内にある発散円錐（cone o
f divergence）を有することである。しかしてダイオー
ドの出力面とレーザゲイン物質への入力面との間に集光
要素（focusing element）がないばあいは、ポンピング
光がレーザゲンイ物質の比較的大きいモード体積（volu
me）を励起する。その従来技術のレーザにおいては、レ
ーザロッドの側面はポンピング放射をロッド内に戻すよ
うに磨かれており、それによりポンピング放射が長さ約
１インチのロッドの実質的に全体積を励起させる。その
ような構成においては、ポンピングされたモード体積
は、レーザ空洞（laser cavity）内における共振の、よ
り高いオーダーの横モード（transversemode）を支える
ために横断面積が充分大きい。
その結果、モード抑制技術がなければ、レーザ出力は
単（Single）横モードとならず、高次のモードを含むこ
とになる。基本のTEMooモードにおける運転（operatio
n）では単横モードをうることが望ましい。
単（Single）横モードとならず、高次のモードを含むこ
とになる。基本のTEMooモードにおける運転（operatio
n）では単横モードをうることが望ましい。
他のものは励起されたモード体積を直径が150ミクロ
ンのオーダーの導波ファイバー（guided wave fiber）
の小さい断面積内に閉じ込めることを提案している。そ
のようなファイバーレーザにおいては、半導体ダイオー
ドポンプをファイバーの端部に近接して配置し、ポンプ
放射が導波媒体とゲイン媒体とを通って伝播してファイ
バーによって閉じ込められるようにするのが望ましい。
ンのオーダーの導波ファイバー（guided wave fiber）
の小さい断面積内に閉じ込めることを提案している。そ
のようなファイバーレーザにおいては、半導体ダイオー
ドポンプをファイバーの端部に近接して配置し、ポンプ
放射が導波媒体とゲイン媒体とを通って伝播してファイ
バーによって閉じ込められるようにするのが望ましい。
そのようなファイバーレーザはオプティックレター
（Optic Letter）の11巻７号の437〜439頁に表わされて
いる「単一結晶（Monolithic）Nd:YAGファイバーレー
ザ」というタイトルの論説に開示されている。
（Optic Letter）の11巻７号の437〜439頁に表わされて
いる「単一結晶（Monolithic）Nd:YAGファイバーレー
ザ」というタイトルの論説に開示されている。
前述の米国特許に開示されているように、ポンピング
ダイオードとレーザゲイン媒体との間にイメージ要素を
用いると、ダイオード励起レーザの複雑さを増大させ
る。レーザ作用を生じさせるためには２つの直線配列が
必要である。第１に、イメージングまたは集光要素がレ
ーザダイオードの出力面に関して適切に一直線に配列さ
れていなければならず、第２に固体レーザゲイン媒体が
ダイオードとレンズの組み合わせに対して適切に一直線
に配列されていなければならない。それらの操作の両方
は直交三軸に沿った運動を要求する。直線配列の機構の
コストと複雑さをなくすことが望まれる。
ダイオードとレーザゲイン媒体との間にイメージ要素を
用いると、ダイオード励起レーザの複雑さを増大させ
る。レーザ作用を生じさせるためには２つの直線配列が
必要である。第１に、イメージングまたは集光要素がレ
ーザダイオードの出力面に関して適切に一直線に配列さ
れていなければならず、第２に固体レーザゲイン媒体が
ダイオードとレンズの組み合わせに対して適切に一直線
に配列されていなければならない。それらの操作の両方
は直交三軸に沿った運動を要求する。直線配列の機構の
コストと複雑さをなくすことが望まれる。
ダイオード励起ファイバーレーザでは突き合わせ連結
技術を利用できる。しかしながらファイバーレーザの製
作には、高度な複合結晶の成長および研磨の技術が要求
される。
技術を利用できる。しかしながらファイバーレーザの製
作には、高度な複合結晶の成長および研磨の技術が要求
される。
発明の開示 本発明の基本的な目的は改良した単横モードのダイオ
ード励起レーザを提供することにある。
ード励起レーザを提供することにある。
本発明の１つの形態においては、ダイオードポンプの
出力面がレーザゲイン媒体の入力面に（近接連結され
た）突き合わせ連結されており、レーザゲイン媒体は光
ポンピング放射のためにきわめて短い吸収長さ、ななわ
ち500ミクロン以下となるように選択されており、それ
により充分に少体積のレーザゲイン物質がその物質中お
よびその物質を含む光学共振器中でレーザ発振の実質的
に単横モードだけで励起するようにポンピングされる。
出力面がレーザゲイン媒体の入力面に（近接連結され
た）突き合わせ連結されており、レーザゲイン媒体は光
ポンピング放射のためにきわめて短い吸収長さ、ななわ
ち500ミクロン以下となるように選択されており、それ
により充分に少体積のレーザゲイン物質がその物質中お
よびその物質を含む光学共振器中でレーザ発振の実質的
に単横モードだけで励起するようにポンピングされる。
本発明の他の態様では、ダイオードレーザポンプのた
めの出力反射器および固体レーザのための入力反射器
が、ダイオードの出力面および固体レーザの入力面のう
ちのいずれかの共通の表面上にコーティングされてお
り、それによって固体レーザの振幅および振動数の不安
定性をもたらすかもしれない戻り反射がなくなる。
めの出力反射器および固体レーザのための入力反射器
が、ダイオードの出力面および固体レーザの入力面のう
ちのいずれかの共通の表面上にコーティングされてお
り、それによって固体レーザの振幅および振動数の不安
定性をもたらすかもしれない戻り反射がなくなる。
本発明の他の態様では、ダイオードポンプの出力面が
インデックスが合った（index−matching）光学的接着
剤（optical adhesive）によってレーザゲイン材料の入
力面に突き合わせ連結されており、それにより合成レー
ザ（resultant laser）の寸法および複雑さが実質的に
減少する。
インデックスが合った（index−matching）光学的接着
剤（optical adhesive）によってレーザゲイン材料の入
力面に突き合わせ連結されており、それにより合成レー
ザ（resultant laser）の寸法および複雑さが実質的に
減少する。
本発明の他の態様では、レーザゲイン媒体が平行プラ
ナー（planar）の入力および出力面を有し、その上に積
層された反射コーティングを備えた出力面が、レーザゲ
イン媒体を収容する光学発振器の出力ミラーを形成して
おり、それによりレーザゲイン媒体がファブリ−ペロ空
洞（Fabry−Perot cavity）を有し、合成レーザが寸法
と複雑さを減少させている。
ナー（planar）の入力および出力面を有し、その上に積
層された反射コーティングを備えた出力面が、レーザゲ
イン媒体を収容する光学発振器の出力ミラーを形成して
おり、それによりレーザゲイン媒体がファブリ−ペロ空
洞（Fabry−Perot cavity）を有し、合成レーザが寸法
と複雑さを減少させている。
本発明の他の態様では、光学的透明部材がレーザゲイ
ン媒体に固着され、その光学透明部材の出力面がコーテ
ィングされてレーザゲイン媒体を収容するレーザ空洞の
反射器のうちの１つを形成しており、それによりレーザ
の寸法と構造が使用にあたって減少している。
ン媒体に固着され、その光学透明部材の出力面がコーテ
ィングされてレーザゲイン媒体を収容するレーザ空洞の
反射器のうちの１つを形成しており、それによりレーザ
の寸法と構造が使用にあたって減少している。
本発明の他の態様においては、光学的非線形部材がレ
ーザゲイン媒体に固着され、その光学的非線形物質の出
力面がレーザ空洞の出力ミラーを構成するようにコーテ
ィングされており、それにより高調波発生器（harmonic
generator）の寸法および複雑さが減少される。
ーザゲイン媒体に固着され、その光学的非線形物質の出
力面がレーザ空洞の出力ミラーを構成するようにコーテ
ィングされており、それにより高調波発生器（harmonic
generator）の寸法および複雑さが減少される。
本発明の他の態様においては、光学的透明部材がレー
ザゲイン媒体に固着され、かつ反射コートでコーティン
グされてレーザ空洞の出力ミラーを構成している。加え
て光学的透明部材は、レーザゲイン媒体の符号（sign）
の逆符号の、そこを通る光学的パス長さ（pathlength）
の温度係数を有する物質からつくられており、それによ
りレーザの出力振動のための温度係数の全体が使用にあ
たって減少される。
ザゲイン媒体に固着され、かつ反射コートでコーティン
グされてレーザ空洞の出力ミラーを構成している。加え
て光学的透明部材は、レーザゲイン媒体の符号（sign）
の逆符号の、そこを通る光学的パス長さ（pathlength）
の温度係数を有する物質からつくられており、それによ
りレーザの出力振動のための温度係数の全体が使用にあ
たって減少される。
したがって本発明は、以下に述べられる構成において
例証される構成、要素の組み合わせおよび部分の配列に
関する態様を含んでおり、かつ本発明の範囲は請求の範
囲で述べられている。
例証される構成、要素の組み合わせおよび部分の配列に
関する態様を含んでおり、かつ本発明の範囲は請求の範
囲で述べられている。
図面の簡単な説明 本発明の本質および目的より完全な理解のために、添
付の図面と関連させつつ以下詳細に説明する。
付の図面と関連させつつ以下詳細に説明する。
図１は本発明の特徴を示すダイオードポンプレーザの
部分ブロック図形式の縦断面図、 図２は図１の２−２線拡大断面図、 図３は図２の３−３線から見た拡大詳細図、 図４は本発明の他の実施例を示す、図３と同様の図、 図５は本発明の他の実施例を示す、図４と同様の図、 図６は本発明の他のゲイン媒体の縦断面図、 図７は本発明の他の実施例を図２と同様の図である。
部分ブロック図形式の縦断面図、 図２は図１の２−２線拡大断面図、 図３は図２の３−３線から見た拡大詳細図、 図４は本発明の他の実施例を示す、図３と同様の図、 図５は本発明の他の実施例を示す、図４と同様の図、 図６は本発明の他のゲイン媒体の縦断面図、 図７は本発明の他の実施例を図２と同様の図である。
発明を実施するための最良の形態 まず図１〜２において、本発明の特徴を具体化してい
るダイオードポンプ固体レーザが全体として11で示され
ている。入力および出力の広い面13、14を有するレーザ
ゲイン物質のスラブ（slab）が、融解石英（Fused quar
tz）のような光学的に透明な（optically transparen
t）ロッドに近接して取り付けられている。融解石英部
材15は入力面16と出力面17とを有している。出力面は約
１センチメータの曲率半径で湾曲しており、鏡面17と、
レーザ波長において光学的に反射しうる同様のコーティ
ングが施されたレーザゲイン媒体12の入力面13との間で
画される光学的共振器の出力鏡を構成するように光学的
コーティングが施されている。
るダイオードポンプ固体レーザが全体として11で示され
ている。入力および出力の広い面13、14を有するレーザ
ゲイン物質のスラブ（slab）が、融解石英（Fused quar
tz）のような光学的に透明な（optically transparen
t）ロッドに近接して取り付けられている。融解石英部
材15は入力面16と出力面17とを有している。出力面は約
１センチメータの曲率半径で湾曲しており、鏡面17と、
レーザ波長において光学的に反射しうる同様のコーティ
ングが施されたレーザゲイン媒体12の入力面13との間で
画される光学的共振器の出力鏡を構成するように光学的
コーティングが施されている。
光学的ポンピングダイオード18は、レーザゲイン媒体
の入力面13と突合せ連結関係になる出力面19を有してい
る。ここでいう「突合せ連結」とは、出力面19から放射
され、かつ実質的にレーザ共振器の光学軸上にある光学
ポンピング放射の発散ビームが、実質的に単横モードレ
ーザ運転、すなわちTemooモード運転を支えるように充
分に小さい横断面積のモード体積をその媒体内で光学的
にポンピングするように充分に近接した、すなわち0.00
1インチ未満まで近接した連結と定義される。
の入力面13と突合せ連結関係になる出力面19を有してい
る。ここでいう「突合せ連結」とは、出力面19から放射
され、かつ実質的にレーザ共振器の光学軸上にある光学
ポンピング放射の発散ビームが、実質的に単横モードレ
ーザ運転、すなわちTemooモード運転を支えるように充
分に小さい横断面積のモード体積をその媒体内で光学的
にポンピングするように充分に近接した、すなわち0.00
1インチ未満まで近接した連結と定義される。
これは、レーザゲイン媒体12がポンピング放射のため
の比較的短い吸収長さ、すなわち入力面13を透過する光
学ポンピング放射の63％がレーザゲイン媒体内の500ミ
クロン未満のパス長さの範囲内で吸収されるときに達成
される。吸収長さとポンピングダイオード18の出力面19
との間のスペースとは、ゲイン媒体12内でポンピングさ
れたモード体積が単横モード、すなわちTemooモードに
おけるレーザ発振を支えるように充分小さい横断面積を
有するように選択される。ポンピング放射の発散ローブ
（divergent lobe）は、鏡13および17の間で画される光
学的共振器の光学軸と実質的に同心状に配置されてい
る。光学的透明部材15はゲイン媒体12の出力面14に適切
な接着剤のビード21によって固着されている。
の比較的短い吸収長さ、すなわち入力面13を透過する光
学ポンピング放射の63％がレーザゲイン媒体内の500ミ
クロン未満のパス長さの範囲内で吸収されるときに達成
される。吸収長さとポンピングダイオード18の出力面19
との間のスペースとは、ゲイン媒体12内でポンピングさ
れたモード体積が単横モード、すなわちTemooモードに
おけるレーザ発振を支えるように充分小さい横断面積を
有するように選択される。ポンピング放射の発散ローブ
（divergent lobe）は、鏡13および17の間で画される光
学的共振器の光学軸と実質的に同心状に配置されてい
る。光学的透明部材15はゲイン媒体12の出力面14に適切
な接着剤のビード21によって固着されている。
ダイオードポンプは銅製の取付部材22に固着され、つ
いで取付部材22は銅などの取付ブロック23にネジ止めあ
るいは固着されている。レーザゲイン媒体12と光学的透
明ロッド15とは接着剤によってその取付ブロックに固着
されている。熱電冷却器24が取付ブロック22および23を
所望の温度に維持する。熱電冷却器24の高温面は熱シン
ク（heat sink）25に熱交換しうるように取り付けられ
ている。サーミスタのような温度センサ26が取付ブロッ
ク23内に、その温度検知のために取り付けられている。
その温度センサの出力に応答する温度コントローラ27が
熱電冷却器24の低温面を所望の温度に維持する。ダイオ
ードポンプ用の電源28がダイオードポンプ18に電流を供
給する。
いで取付部材22は銅などの取付ブロック23にネジ止めあ
るいは固着されている。レーザゲイン媒体12と光学的透
明ロッド15とは接着剤によってその取付ブロックに固着
されている。熱電冷却器24が取付ブロック22および23を
所望の温度に維持する。熱電冷却器24の高温面は熱シン
ク（heat sink）25に熱交換しうるように取り付けられ
ている。サーミスタのような温度センサ26が取付ブロッ
ク23内に、その温度検知のために取り付けられている。
その温度センサの出力に応答する温度コントローラ27が
熱電冷却器24の低温面を所望の温度に維持する。ダイオ
ードポンプ用の電源28がダイオードポンプ18に電流を供
給する。
典型例において、ダイオードポンプ18は５〜40mWのレ
ンジの出力を有する、ゲインまたはインデックスがガイ
ドされた単一縞（Single stripe）タイプのレーザダイ
オードである。ダイオードポンプ18の出力周波数は、そ
れに供給される温度および（または）電流を変化させる
ことにより、固体ゲイン媒体12における強力な吸収線
（absorption line）に一致（matched to）させられ
る。ダイオードの電流は固体レーザ中で一定値であって
もよく、あるいは緩和（relaxation）またはスパイクモ
ード振動を生じさせるために変動されてもよい。
ンジの出力を有する、ゲインまたはインデックスがガイ
ドされた単一縞（Single stripe）タイプのレーザダイ
オードである。ダイオードポンプ18の出力周波数は、そ
れに供給される温度および（または）電流を変化させる
ことにより、固体ゲイン媒体12における強力な吸収線
（absorption line）に一致（matched to）させられ
る。ダイオードの電流は固体レーザ中で一定値であって
もよく、あるいは緩和（relaxation）またはスパイクモ
ード振動を生じさせるために変動されてもよい。
好ましいレーザダイオード18の一例はサンホセ、カリ
フォルニア（San Jose,California）のスペクトラ・ダ
イオード・ラボ（Spectra Diode Lads）製のSDL−1400
−Ｃである。好ましい温度コントローラ27がエレクトロ
ニクス・デバイス・ニューズ（Electronice Device New
s）、1977年６月20日、90ページの図６に示されてお
り、好ましい熱電冷却器24は市販されているメルカーイ
ンダストリーズ（Melcor lnductries）のフリッジチッ
プ・モデル（Frigichp Model）FC−0.6−32−06Lであ
る。
フォルニア（San Jose,California）のスペクトラ・ダ
イオード・ラボ（Spectra Diode Lads）製のSDL−1400
−Ｃである。好ましい温度コントローラ27がエレクトロ
ニクス・デバイス・ニューズ（Electronice Device New
s）、1977年６月20日、90ページの図６に示されてお
り、好ましい熱電冷却器24は市販されているメルカーイ
ンダストリーズ（Melcor lnductries）のフリッジチッ
プ・モデル（Frigichp Model）FC−0.6−32−06Lであ
る。
レーザゲイン媒体12の典型例は、ダイオードポンピン
グ放射に対する75ミクロン未満の吸収長さを有してお
り、また典型的な空洞内レーザ光学（intra−canity−l
aser optics）の正確さで面13および14が平坦かつ平行
に研磨されたものである。ゲイン材料12の厚さは0.1か
ら２ミリメータまで変化させうる。
グ放射に対する75ミクロン未満の吸収長さを有してお
り、また典型的な空洞内レーザ光学（intra−canity−l
aser optics）の正確さで面13および14が平坦かつ平行
に研磨されたものである。ゲイン材料12の厚さは0.1か
ら２ミリメータまで変化させうる。
ダイオードポンピング放射を85％よりも多く透過さ
せ、かつゲイン媒体12内で放射するレーザ放射を99.5％
よりも多く反射する誘電性（dielectric）反射コーティ
ングが入力面13に施されている。ゲイン媒体12の出力面
14には、ゲイン媒体12から放射されるレーザの（lasan
t）波長に対して最適にされた誘電性の反射防止（anti
−reflection）コーティングが施されている。出力面14
を透過する放射の伝達はその部材12内で放射するレーザ
の放射の99.5％を超えるべきである。光学的透明部材15
もまた空洞内レーザ光学にとって典型的な公差（tolera
nces）で研磨されている。その入力面16は平坦で、ゲイ
ン媒体12から放射されるレーザの波長において99.5％以
上を伝達する反射防止コーティングが施されている。そ
の出力面17は、５〜40ミリメータの曲率半径で凸状に湾
曲しており、ゲイン媒体12から放射されるレーザ放射の
98〜99.8％を反射する誘電性コーティングが施されてい
る。ゲイン媒体12および光学的透明部材15は共に剛性の
あるハウジングに固定されるか、または適切な接着剤に
よって21の位置でたがいに接続されている。ゲイン媒体
の出力面14と光学的透明部材15の入力軸16との間に幅が
10ミクロンを超えるギャップを設けてもよい。
せ、かつゲイン媒体12内で放射するレーザ放射を99.5％
よりも多く反射する誘電性（dielectric）反射コーティ
ングが入力面13に施されている。ゲイン媒体12の出力面
14には、ゲイン媒体12から放射されるレーザの（lasan
t）波長に対して最適にされた誘電性の反射防止（anti
−reflection）コーティングが施されている。出力面14
を透過する放射の伝達はその部材12内で放射するレーザ
の放射の99.5％を超えるべきである。光学的透明部材15
もまた空洞内レーザ光学にとって典型的な公差（tolera
nces）で研磨されている。その入力面16は平坦で、ゲイ
ン媒体12から放射されるレーザの波長において99.5％以
上を伝達する反射防止コーティングが施されている。そ
の出力面17は、５〜40ミリメータの曲率半径で凸状に湾
曲しており、ゲイン媒体12から放射されるレーザ放射の
98〜99.8％を反射する誘電性コーティングが施されてい
る。ゲイン媒体12および光学的透明部材15は共に剛性の
あるハウジングに固定されるか、または適切な接着剤に
よって21の位置でたがいに接続されている。ゲイン媒体
の出力面14と光学的透明部材15の入力軸16との間に幅が
10ミクロンを超えるギャップを設けてもよい。
典型的にレーザゲイン媒体12はリチウム・ネオジム・
テトラホスフェート結晶（lithium neodymium tetrapho
sphate crystal）からなり、１ミリメータの厚さと２ミ
リメータ四方の断面を呈している。平坦な面13と14とは
10秒（10arc second）未満の平行度である。その表面は
波長の1/10より大きい研磨形状（polish figure）に研
磨される。入力面13は800ナノメータ、すなわちポンプ
波長において90％より大きい透過率と、1.32ミクロンに
おいて99.9％より大きい反射率を有している。ゲイン媒
体12の出力面14には、1.32ミクロンの波長に対して反射
を防止し、同一波長において99.8％を超える透過率を有
するコーティングが施されている。光学的透明部材15は
長さ３ミリメータで断面の直径が３ミリメータのロッド
である。その入力面16は平坦で、出力面17は曲率半径が
１センチメータの凹部を有している。ロッド15は波長の
1/10より小さい仕上状態に研磨されている。入力面16は
１分より良い垂直度を有し、出力面17の湾曲部は30ミク
ロンより良く芯合わせされている（centered）。入力面
16には1.32ミクロンにおいて99.8％を超える透過率を有
するコーティングが施されている。出力面17は1.32ミク
ロンの波長のレーザの99.7％を反射する反射コーティン
グが施されている。図１のレーザにおいて、ダイオード
ポンプレーザの有効な、低いしきい値（lowthreshold）
の運転は、レーザゲイン媒体12内における最大の強度の
ダイオードポンプ放射およびレーザモード体積（lasing
mode volume）と吸収された放射とをオーバーラップ
（overlap）することによってえられる。
テトラホスフェート結晶（lithium neodymium tetrapho
sphate crystal）からなり、１ミリメータの厚さと２ミ
リメータ四方の断面を呈している。平坦な面13と14とは
10秒（10arc second）未満の平行度である。その表面は
波長の1/10より大きい研磨形状（polish figure）に研
磨される。入力面13は800ナノメータ、すなわちポンプ
波長において90％より大きい透過率と、1.32ミクロンに
おいて99.9％より大きい反射率を有している。ゲイン媒
体12の出力面14には、1.32ミクロンの波長に対して反射
を防止し、同一波長において99.8％を超える透過率を有
するコーティングが施されている。光学的透明部材15は
長さ３ミリメータで断面の直径が３ミリメータのロッド
である。その入力面16は平坦で、出力面17は曲率半径が
１センチメータの凹部を有している。ロッド15は波長の
1/10より小さい仕上状態に研磨されている。入力面16は
１分より良い垂直度を有し、出力面17の湾曲部は30ミク
ロンより良く芯合わせされている（centered）。入力面
16には1.32ミクロンにおいて99.8％を超える透過率を有
するコーティングが施されている。出力面17は1.32ミク
ロンの波長のレーザの99.7％を反射する反射コーティン
グが施されている。図１のレーザにおいて、ダイオード
ポンプレーザの有効な、低いしきい値（lowthreshold）
の運転は、レーザゲイン媒体12内における最大の強度の
ダイオードポンプ放射およびレーザモード体積（lasing
mode volume）と吸収された放射とをオーバーラップ
（overlap）することによってえられる。
ダイオードポンプ18の出力面19と、ゲイン媒体の入力
面13との間にイメージ要素（imaging element）を備え
ることなく有効な運転を行なうために、ポンピング放射
はゲイン媒体12内において、かつ入力面13から小さい距
離の範囲内で吸収されるべきである。そのようなばあ
い、エネルギはポンプビームの重大な発散が発生する前
にレーザゲイン媒体に伝達される。有効な運転のために
２つの条件が満足される必要がある。すなわち、 （１）ダイオード出力面19が固体媒体12の入力面13に近
接していること（いわゆる突き合せ接合）、そして
（２）ゲイン媒体12がポンピング放射の波長の波形にお
いてきわめて強い吸収共振（absorption resonance）を
生ずることである。
面13との間にイメージ要素（imaging element）を備え
ることなく有効な運転を行なうために、ポンピング放射
はゲイン媒体12内において、かつ入力面13から小さい距
離の範囲内で吸収されるべきである。そのようなばあ
い、エネルギはポンプビームの重大な発散が発生する前
にレーザゲイン媒体に伝達される。有効な運転のために
２つの条件が満足される必要がある。すなわち、 （１）ダイオード出力面19が固体媒体12の入力面13に近
接していること（いわゆる突き合せ接合）、そして
（２）ゲイン媒体12がポンピング放射の波長の波形にお
いてきわめて強い吸収共振（absorption resonance）を
生ずることである。
つぎに図３において、レーザゲイン媒体12の入力面13
からのダイオードポンプ放射の戻り反射が31で示されて
おり、ゲイン媒体から出てダイオード出力面19から反射
してくる固定レーザ放射の戻り反射が32で示されてい
る。これらの２つの戻り反射の源は、33で示す固定レー
ザの出力における振幅と振動数の不安定の重大な原因で
ある。これらの振幅および振動数の不安定さは、ダイオ
ードポンプの出力面19へ戻り反射される反射の強度と位
相に依存する。半導体レーザダイオードポンプ18はとく
にこの種の高いゲインと大きい出力連結との組み合わせ
による摂動に敏感である。ダイオード変動（fluctuatio
ns）は固体レーザ12中に緩和振動（relaxation oscilla
tions）をもたらし、それは出力ビーム33に正弦波曲線
の変調として現われる。32で示される固体ゲイン媒体か
らの戻り反射は不安定性をもたらし、しかしその状況は
いくらかすぐれており、ゲイン媒体の入力面13がそのレ
ーザの波長で高い反射器となる。
からのダイオードポンプ放射の戻り反射が31で示されて
おり、ゲイン媒体から出てダイオード出力面19から反射
してくる固定レーザ放射の戻り反射が32で示されてい
る。これらの２つの戻り反射の源は、33で示す固定レー
ザの出力における振幅と振動数の不安定の重大な原因で
ある。これらの振幅および振動数の不安定さは、ダイオ
ードポンプの出力面19へ戻り反射される反射の強度と位
相に依存する。半導体レーザダイオードポンプ18はとく
にこの種の高いゲインと大きい出力連結との組み合わせ
による摂動に敏感である。ダイオード変動（fluctuatio
ns）は固体レーザ12中に緩和振動（relaxation oscilla
tions）をもたらし、それは出力ビーム33に正弦波曲線
の変調として現われる。32で示される固体ゲイン媒体か
らの戻り反射は不安定性をもたらし、しかしその状況は
いくらかすぐれており、ゲイン媒体の入力面13がそのレ
ーザの波長で高い反射器となる。
図４には好ましくない戻り反射が除去された本発明の
他の実施例が示されている。図４の実施例では、とくに
ダイオードレーザ18のための出力反射器とゲイン媒体12
のための入力反射器とが、ダイオード面19またはゲイン
媒体12の入力面13のいずれかの共通面上にコーティング
されている。図４の実施例においては、ダイオード出力
面19はその上に適用された誘電性のコーティングを有し
ており、それはダイオードポンピング波長で０％と70％
の間の反射率で、レーザゲイン媒体のレーザ波長（lasa
nt wavelength）で90〜99.9％である。ダイオード反射
率の正確な値は用いられている特有のダイオードのため
の最適値に依存する。固定ゲイン媒体12の前面13は、両
方の波長、すなわちポンプとレーザの波長に対して伝導
率99％を超えるように反射防止コーティングが施されて
いる。
他の実施例が示されている。図４の実施例では、とくに
ダイオードレーザ18のための出力反射器とゲイン媒体12
のための入力反射器とが、ダイオード面19またはゲイン
媒体12の入力面13のいずれかの共通面上にコーティング
されている。図４の実施例においては、ダイオード出力
面19はその上に適用された誘電性のコーティングを有し
ており、それはダイオードポンピング波長で０％と70％
の間の反射率で、レーザゲイン媒体のレーザ波長（lasa
nt wavelength）で90〜99.9％である。ダイオード反射
率の正確な値は用いられている特有のダイオードのため
の最適値に依存する。固定ゲイン媒体12の前面13は、両
方の波長、すなわちポンプとレーザの波長に対して伝導
率99％を超えるように反射防止コーティングが施されて
いる。
図５の実施例においては、コーティングは図４のばあ
いとは逆にされている。とくに共通反射器はゲイン媒体
の入力面13上にコーティングされ、反射防止コーティン
グがダイオード18の出力面19に施されている。反射率の
値は図４の実施例のばあいと同じであり、本実施例では
出力面19と入力面13との距離は10ミクロンよりも小さ
い。
いとは逆にされている。とくに共通反射器はゲイン媒体
の入力面13上にコーティングされ、反射防止コーティン
グがダイオード18の出力面19に施されている。反射率の
値は図４の実施例のばあいと同じであり、本実施例では
出力面19と入力面13との距離は10ミクロンよりも小さ
い。
図４および図５の両方の実施例においては、ポンピン
グダイオード18の出力面19とレーザゲイン媒体12の入力
面13同士が適切な光学接着剤で接着されてもよい。好ま
しい実施例では、光学的接着剤はダイオードの屈折率と
ゲイン材料の屈折率とをインデックス適合（index matc
hing）させており、かつ両面19および13の間の空間を充
填している。
グダイオード18の出力面19とレーザゲイン媒体12の入力
面13同士が適切な光学接着剤で接着されてもよい。好ま
しい実施例では、光学的接着剤はダイオードの屈折率と
ゲイン材料の屈折率とをインデックス適合（index matc
hing）させており、かつ両面19および13の間の空間を充
填している。
インデックス適合した光学セメントが面19および13の
間で用いられるばあいは、反射防止コーティングは除く
ことができる。この後者の実施例においては、光学セメ
ントを利用して、装置安定性の観点で優れているコンパ
クトな複合体構造がえられる。加えて装置の寸法が減少
される。
間で用いられるばあいは、反射防止コーティングは除く
ことができる。この後者の実施例においては、光学セメ
ントを利用して、装置安定性の観点で優れているコンパ
クトな複合体構造がえられる。加えて装置の寸法が減少
される。
つぎに図６には、レーザゲイン媒体12がファブリ−ペ
ロ光学共振器を構成する、13および14で示す媒体の対向
する主面上に形成される反射器を有する他の実施例が示
されている。ゲイン媒体の入力面13は部材15にレーザ放
射を発射するための高度な反射性を与え、かつ入力面13
を通過するポンプ放射を高度に伝達するためにコーティ
ングされている。出力面14はゲイン媒体から発射される
レーザ放射の波長で98〜99.9％の反射率をうるようにコ
ーティングされている。適切な変更として、図４および
図５に関して説明したように入力面13上およびダイオー
ドの出力面上にコーティングを施してもよく、それによ
り図４〜５の共通ミラーの実施例が達成される。これら
の後者の実施例では、レーザゲイン媒体の光学適合セメ
ントによってダイオード18の出力面19に接着されている
と、ポンプダイオードそれ自体よりもそれほど大きくな
いレーザがえられる。
ロ光学共振器を構成する、13および14で示す媒体の対向
する主面上に形成される反射器を有する他の実施例が示
されている。ゲイン媒体の入力面13は部材15にレーザ放
射を発射するための高度な反射性を与え、かつ入力面13
を通過するポンプ放射を高度に伝達するためにコーティ
ングされている。出力面14はゲイン媒体から発射される
レーザ放射の波長で98〜99.9％の反射率をうるようにコ
ーティングされている。適切な変更として、図４および
図５に関して説明したように入力面13上およびダイオー
ドの出力面上にコーティングを施してもよく、それによ
り図４〜５の共通ミラーの実施例が達成される。これら
の後者の実施例では、レーザゲイン媒体の光学適合セメ
ントによってダイオード18の出力面19に接着されている
と、ポンプダイオードそれ自体よりもそれほど大きくな
いレーザがえられる。
高調波発生器を内蔵した本発明の態様が図７に示され
ている。とくに図７の構成は、光学的透明部材が光学的
非線形結晶35によって置き換えられている以外は、図２
に関して前に説明したものと基本的に同じである。非線
形結晶はゲイン媒体12中で生成されるレーザ発振の２倍
の振動に位相合わせされている。
ている。とくに図７の構成は、光学的透明部材が光学的
非線形結晶35によって置き換えられている以外は、図２
に関して前に説明したものと基本的に同じである。非線
形結晶はゲイン媒体12中で生成されるレーザ発振の２倍
の振動に位相合わせされている。
KTPまたはMgO:LiNbO3が非線形クリスタルの典型例で
ある。レーザゲイン媒体12の入力面は1.048ミクロンの
レーザ波長に対して高い伝達性を備えるようにコーティ
ングされている。面14および16はそのレーザ波長で高い
伝達性を奏するようにコーティングされた反射防止物質
であり、出力面は高いレーザ波長をうるように、および
たとえば524nmの第２高調波振動のような高調波振動に
対する高い伝達性をうるようにコーティングされてい
る。
ある。レーザゲイン媒体12の入力面は1.048ミクロンの
レーザ波長に対して高い伝達性を備えるようにコーティ
ングされている。面14および16はそのレーザ波長で高い
伝達性を奏するようにコーティングされた反射防止物質
であり、出力面は高いレーザ波長をうるように、および
たとえば524nmの第２高調波振動のような高調波振動に
対する高い伝達性をうるようにコーティングされてい
る。
図１〜２のレーザにおいては、光学的透明部材を、ゲ
イン媒体12の係数に対して逆符号の光学パス長さの温度
係数を有する材料で作ることにより、レーザのための全
体の温度係数が減少されている。この方法によれば、面
13および17で定められる光学共振器中の全体の光学パス
長さはゼロに近い温度係数を有するようにつくることが
できる。このように温度係数が減少されると、レーザ出
力の振動数の温度変化に対する敏感さをきわめて低くす
ることができる。
イン媒体12の係数に対して逆符号の光学パス長さの温度
係数を有する材料で作ることにより、レーザのための全
体の温度係数が減少されている。この方法によれば、面
13および17で定められる光学共振器中の全体の光学パス
長さはゼロに近い温度係数を有するようにつくることが
できる。このように温度係数が減少されると、レーザ出
力の振動数の温度変化に対する敏感さをきわめて低くす
ることができる。
タイオードポンプ18はレーザダイオードとして述べら
れているが、このことはダイオードポンプに要求される
ものでなく、単にスーパールミネッセントダイオードで
あってもよい。スーパールミネッセントダイオードがポ
ンプ18として利用されているばあいは、ポンピングビー
ムの出力スペクトル幅が化学量論的にネオジム材料中の
ポンピング放射の吸収の線幅、すなわち５〜10nmとほぼ
同じである。スーパールミネッセントダイオードは正確
にはレーザでなく、そのため戻り反射に敏感でない。ダ
イオードの出力面19から発射される波長の放射の戻り反
射がいくらかの不安定性をもたらし、スーパールミネッ
セントダイオードをポンプとして用いることにより、振
動数および振幅の安定性の実質的な向上がえられる。ス
ーパールミネッセントダイオード18がポンプであるばあ
いにおいては、ダイオード18の出力面19は、特別なコー
ティングなしでレーザゲイン媒体の入力面に対して突き
合わせ連結される。加えて光学共振器への入力鏡はスー
パールミネッセントダイオード18の出力面19上にコーテ
ィングできる。しかしながらそのようなコーティングは
レーザゲイン媒体の波長で高い反射性を示し、かつポン
ピング放射の波長で高い透過性（99.7％）を示す。この
ような状況のもとで、ダイオード18はスーパールミネッ
セントダイオードとして作用する。
れているが、このことはダイオードポンプに要求される
ものでなく、単にスーパールミネッセントダイオードで
あってもよい。スーパールミネッセントダイオードがポ
ンプ18として利用されているばあいは、ポンピングビー
ムの出力スペクトル幅が化学量論的にネオジム材料中の
ポンピング放射の吸収の線幅、すなわち５〜10nmとほぼ
同じである。スーパールミネッセントダイオードは正確
にはレーザでなく、そのため戻り反射に敏感でない。ダ
イオードの出力面19から発射される波長の放射の戻り反
射がいくらかの不安定性をもたらし、スーパールミネッ
セントダイオードをポンプとして用いることにより、振
動数および振幅の安定性の実質的な向上がえられる。ス
ーパールミネッセントダイオード18がポンプであるばあ
いにおいては、ダイオード18の出力面19は、特別なコー
ティングなしでレーザゲイン媒体の入力面に対して突き
合わせ連結される。加えて光学共振器への入力鏡はスー
パールミネッセントダイオード18の出力面19上にコーテ
ィングできる。しかしながらそのようなコーティングは
レーザゲイン媒体の波長で高い反射性を示し、かつポン
ピング放射の波長で高い透過性（99.7％）を示す。この
ような状況のもとで、ダイオード18はスーパールミネッ
セントダイオードとして作用する。
ダイオードポンプ放射の高い吸収の要求に応ずるレー
ザゲイン材料には化学量論的ネオジム化合物、高度にド
ープされたNd:ガラス（Nd:Glasses）およびレージング
イオンがEr、Ho、TmまたはYbである高濃度物質とからな
る。そのような媒質は１またはそれ以上の感光剤を含ん
でいてもよい。
ザゲイン材料には化学量論的ネオジム化合物、高度にド
ープされたNd:ガラス（Nd:Glasses）およびレージング
イオンがEr、Ho、TmまたはYbである高濃度物質とからな
る。そのような媒質は１またはそれ以上の感光剤を含ん
でいてもよい。
低いレーザレベルの低域（de−population）における
吸収または補助を増加させる感光剤を含んでいてもよ
い。化学量論的結晶は、ネオジムペンタホスフェート、
ネオジムアルミニウムボレート、リチウムチオジムテト
ラホスフェート、その他ネオジムが結晶を形成している
化学化合物の一部であるものがあげられる。そのような
結晶はイー・カルディス（E.Kaldis）編著、北オランダ
（1980）のタイトル「カレント・トピックス・イン・マ
テリアル・サイエンス（Current Topics in Material S
cience」のテクスト第４巻内のビー・アイ・デンカー
（B.I.Denker）により「ミニチュアネオジムレーザ」の
章に記載されている。高度にドープされたネオジムレー
ザガラスはソビエトのビー・アイ・デンカー（B.I.Denk
er）他によるジャーナル・オブ・クォンタム・エレクト
ロニクス、第11巻、第３号、289〜297頁（1981年）の
「凝縮ネオジムレーザガラス」に記載されている。ネオ
ジムが活性イオンである物質では、レーザ発光は0.94
0、1.06、1.32または1.8ミクロン近辺の遷移上で生ず
る。高度にドープされたErおよびHo物質はエィ・エィ・
カミンスキー（A.A.Kaminskii）による「レーザ結晶」
の第７章319〜354頁に記載されている。
吸収または補助を増加させる感光剤を含んでいてもよ
い。化学量論的結晶は、ネオジムペンタホスフェート、
ネオジムアルミニウムボレート、リチウムチオジムテト
ラホスフェート、その他ネオジムが結晶を形成している
化学化合物の一部であるものがあげられる。そのような
結晶はイー・カルディス（E.Kaldis）編著、北オランダ
（1980）のタイトル「カレント・トピックス・イン・マ
テリアル・サイエンス（Current Topics in Material S
cience」のテクスト第４巻内のビー・アイ・デンカー
（B.I.Denker）により「ミニチュアネオジムレーザ」の
章に記載されている。高度にドープされたネオジムレー
ザガラスはソビエトのビー・アイ・デンカー（B.I.Denk
er）他によるジャーナル・オブ・クォンタム・エレクト
ロニクス、第11巻、第３号、289〜297頁（1981年）の
「凝縮ネオジムレーザガラス」に記載されている。ネオ
ジムが活性イオンである物質では、レーザ発光は0.94
0、1.06、1.32または1.8ミクロン近辺の遷移上で生ず
る。高度にドープされたErおよびHo物質はエィ・エィ・
カミンスキー（A.A.Kaminskii）による「レーザ結晶」
の第７章319〜354頁に記載されている。
本発明の利点はレーザおよび高調波発生器を小さく
し、単純化し、そて多くのばあい操作を一層安定にする
ことである。
し、単純化し、そて多くのばあい操作を一層安定にする
ことである。
前述した目的および前記の説明で述べたことが効果的
に達成されることは理解されるだろう。さらに前述の構
成は本発明の範囲から逸脱しないである種の変更ができ
るので、前記説明に含まれているすべての事項および添
付図面に示されているすべての事項は異なる説明と解釈
されるべきであり、限定するものと解釈してはならな
い。
に達成されることは理解されるだろう。さらに前述の構
成は本発明の範囲から逸脱しないである種の変更ができ
るので、前記説明に含まれているすべての事項および添
付図面に示されているすべての事項は異なる説明と解釈
されるべきであり、限定するものと解釈してはならな
い。
以下の請求の範囲はここで述べた発明のすべての基本
的および特徴的な態様および用語に関してそれらの間に
あるかもしれない本発明の範囲のすべての記述を含むも
のと理解されるべきである。
的および特徴的な態様および用語に関してそれらの間に
あるかもしれない本発明の範囲のすべての記述を含むも
のと理解されるべきである。
つぎに本発明を述べる。
Claims (23)
- 【請求項１】レーザゲイン物質のダイオードポンピング
された体積部材の単横モードレーザ発振をうるための方
法であって、 レーザゲイン物質を通る光学軸を有する光学的共振器中
で500ミクロン未満の光ポンピング放射のため吸収長さ
を有するレーザゲイン物質からなる部材を配置し、 半導体ダイオードポンピング光源の出力面を前記レーザ
ゲイン物質からなる部材の面に突き合せ連結し、そして
レーザゲイン物質およびそれを含む光学的共振器の中で
実質的にレーザ放射の単横モードだけを励起するために
一般に共振器の光学軸上で、充分に小さいレーザゲイン
物質の体積を光ポンピングするために、ダイオードから
放射される光ポンピング放射の発散ローブをレーザゲイ
ン物質の体積中へ向ける工程からなる方法。 - 【請求項２】前記光学的共振器の入力側光反射器を構成
するためにポンピングダイオードの出力面に光反射コー
ティングを施す工程を有しており、前記光反射コーティ
ングが、前記ダイオードから放射される光ポンピング放
射を透過し、かつ前記レーザゲイン媒体内から放射され
るレーザ放射を高率で反射しうる請求項１記載の方法。 - 【請求項３】前記共振器の入力側光反射器を構成するた
めに前記ゲイン物質の入力面に光反射コーティングを設
ける工程を有しており、前記光反射コーティングがダイ
オードから放射される光ポンピング放射を透過し、かつ
前記レーザゲイン物質内から放射されるレーザ放射を高
率で反射しうる請求項１記載の方法。 - 【請求項４】前記レーザゲイン物質へ入射する光ポンピ
ング放射が透過する前記レーザゲイン物質の入力面に、
反射防止コーティングを施す工程を有しており、前記反
射防止コーティングが光ポンピング放射およびレーザ放
射の両方に対して反射を防止しうる請求項２記載の方
法。 - 【請求項５】前記ポンピングダイオードの前記出力面に
施された反射コーティングが、そこを通過する光ポンピ
ング放射の反射防止をもなしうる請求項４記載の方法。 - 【請求項６】前記ポンピングダイオードの出力面に反射
防止コーティングを施す工程を有しており、前記反射防
止コーティングが光ポンピング放射およびレーザ反射の
両方に対して反射防止しうる請求項３記載の方法。 - 【請求項７】レーザゲイン物質の部材の面に前記ポンピ
ングダイオードの出力面を突き合せ連結する工程が、ダ
イオードの面と前記レーザゲイン物質の接合面との間に
設けられた接着剤の層によって、前記ポンピングダイオ
ードの出力面を前記レーザゲイン物質の前記面に接着接
合する工程を有してなる請求項１記載の方法。 - 【請求項８】接着剤の層が、前記ダイオード面の屈折率
を前記レーザゲイン物質の屈折率に一致させるための屈
折率を有する請求項７記載の方法。 - 【請求項９】それらの間での光学的共振器を構成するた
めに入力側光反射器と出力側光反射器とを光学軸上に離
間して配置する工程を有しており、前記入力側光反射器
が光ポンピング放射を透過し、かつレーザ放射を高率で
反射し、前記出力側光反射器がレーザ放射を高率で反射
しうる請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】前記レーザゲイン物質の面に、反射コー
ティングを施すことにより出力側反射器を形成する工程
を有する請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】レーザゲイン部材に第２の光透過部材を
固着し、該第２の光透過部材の面に、反射コーティング
を施すことにより出力側反射器を形成する工程を有する
請求項９記載の方法。 - 【請求項１２】光学的非線形物質からなる第２部材を形
成し、 前記レーザ放射の高調波放射を発生させるためにレーザ
放射を光学的非線形物質と相互作用させ、 前記光学的共振器から前記高調波放射を取りり出す工程
を有する請求項11記載の方法。 - 【請求項１３】光学的共振器を通る光学的パス長さの全
体が、レーザ放射の波長の温度依存変化を減少させるた
めの小さい温度係数を有するように、前記レーザゲイン
物質の符号と逆符号の光学的パス長さの温度係数を有す
る物質からなる第２部材を形成する工程を有する請求項
11記載の方法。 - 【請求項１４】その中でレーザ放射を共振させるため、
および前記共振されたレーザ放射の光学軸を構成するた
めのたがいに離間した一対の光反射器を有する光学的共
振手段と、 光ポンピング放射の吸収に応答してレーザ放射を発する
ために前記光学的共振器内に設けられるレーザゲイン手
段と、 光ポンピング放射の発散ビームを透過して発するための
出力面を有する半導体ダイオードを備えた光ポンピング
手段と、 前記レーザゲイン手段が、500ミクロン未満の吸収長さ
を光ポンピング放射に対して有するレーザゲイン物質か
らなる、小面付固体部材を有しており、 前記半導体ダイオードの出力面を、レーザゲイン物質の
前記小面付固体部材の入力面に突合せるための、また前
記レーザゲイン手段および前記光学的共振手段の中でレ
ーザ放射の実質的に単横モードのみを励起するために、
充分に小さい体積の前記レーザゲイン物質をポンピング
するように、光ポンピング放射の前記発散ビームを実質
的に光学軸上でかつ前記レーザゲイン物質中に向けるた
めの突合せ連結手段 とからなるダイオードポンピング固体レーザ。 - 【請求項１５】前記突合せ連結手段が、前記光ポンピン
グダイオードの前記出力面をたがいに25ミクロン未満離
間させて前記レーザゲイン媒体の前記面に連結するよう
に配置されてなる請求項14記載のレーザ。 - 【請求項１６】レーザゲイン物質が化学量論的ネオジム
化合物、高度にドープされたNd:ガラス、およびレージ
ングイオンがEr、Ho、TmおよびYbである高濃度物質から
なる群より選ばたものである請求項14記載のレーザ。 - 【請求項１７】前記光学的共振器の前記光反射器のうち
の一方が、前記光ポンピング半導体ダイオードの出力面
に施された反射コーティングからなる請求項14記載のレ
ーザ。 - 【請求項１８】前記光学的共振手段の前記光反射器のう
ち一方が、前記光ポンピング半導体ダイオードの出力面
に対向する前記小面付レーザゲイン物質の面のうち一方
に施された反射コーティングからなる請求項14記載のレ
ーザ。 - 【請求項１９】前記突き合せ連結手段が、前記光ポンピ
ングダイオードの前記出力面を前記レーザゲイン媒体の
前記入力面に接着的に接合するための光学的透過性接着
剤の層を有しており、前記接着剤層が前記接合された面
の間に挿入され、かつ光ポンピング放射がその接着剤層
を透過するように配置され、該接着剤層が前記ダイオー
ド面の屈折率と前記レーザゲイン物質の前記入力面の屈
折率との間にある値の屈折率を有してなる請求項14記載
のレーザ。 - 【請求項２０】前記光学的共振手段の前記光反射器のう
ち一方が前記小面付レーザゲイン物質の出力面上に施さ
れた反射コーティングからなる請求項14記載のレーザ。 - 【請求項２１】光学的に透明な小面付第２固体部材が前
記光学的共振器内でかつ前記共振手段の光学軸上に配置
されており、前記第２部材がレーザーゲイン物質からな
る前記小面付部材に固着されてなるレーザであって、前
記光学的共振手段の前記光反射器のうち一方が、前記第
２部材の出力面に施された反射コーティングからなる請
求項14記載のレーザ。 - 【請求項２２】光学的に透明な前記小面付第２固体部材
が前記レーザゲイン部材の符号とは逆符号の光吸収パス
長さの温度係数を有しており、それによってレーザ放射
の波長の温度依存変化が減少されてなる請求項21記載の
レーザ。 - 【請求項２３】前記小面付第２部材が、前記レーザ放射
の高調波放射を発生させるための前記光学的共振手段お
よび該光学的共振手段から前記高調波放射を取り出すた
めの出力側連結手段の内部におけるレーザ放射との相互
作用のために、光学的非線形物質である請求項21記載の
レーザ。
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