JP2684947B2 - レーザ発振装置 - Google Patents
レーザ発振装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は短波長固体レーザ装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスクの読み書き、レーザ加
工等の分野で短波長レーザの要求が高い。また、現在短
波長レーザとして利用されているガスレーザはメンテナ
ンスや大型装置の点で問題があり、固体化が要求されて
いる。この様な背景で、短波長固体レーザ装置の研究開
発が進められており、Ｎｄ3 + 活性子を含む固体レーザ
でＮｄ3 + イオンのエネルギー遷移4 Ｆ3 / 2 →4 Ｉ
1 1 / 2 による１０６４ｎｍのレーザと非線形光学結晶
との組み合わせで第二高調波である５３２ｎｍを得るレ
ーザ装置、非線形光学効果を併せ持つレーザ結晶により
同様の波長を得るレーザ装置が報告されている。また、
最近開発が進んでいる周波数上方変換レーザ装置（アッ
プコンバージョンレーザ装置）では、ガラス、または弗
化物結晶にＨｏ3 + イオン、Ｐｒ3 + イオン等を混入さ
せて、５００ｎｍ帯のレーザ発振を得ている（応用物理
第６１巻 １９９２年 ４３ｐ）。その他、Ｎｄ3 +
イオンを活性子とし、Ｎｄ3 + イオンのエネルギー遷移
4 Ｆ3 / 2 →4 Ｉ9 / 2 を利用した９５０ｎｍ帯で発振
するレーザ装置（例えば、ジャーナル オブ クォンタ
ム エレクトロニクス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａ
ｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）ｖｏｌ．ＱＥ−２
３ １９８７年 ６０５ｐ）、或いは近年開発が進めら
れたＴｉ：Ａｌ2 Ｏ3 レーザを代表とする波長可変レー
ザ装置が報告されている（オー プラス イー （Ｏ
ｐｌｕｓ Ｅ）Ｎｏ．１０２ １９８８年８２ｐ）。
工等の分野で短波長レーザの要求が高い。また、現在短
波長レーザとして利用されているガスレーザはメンテナ
ンスや大型装置の点で問題があり、固体化が要求されて
いる。この様な背景で、短波長固体レーザ装置の研究開
発が進められており、Ｎｄ3 + 活性子を含む固体レーザ
でＮｄ3 + イオンのエネルギー遷移4 Ｆ3 / 2 →4 Ｉ
1 1 / 2 による１０６４ｎｍのレーザと非線形光学結晶
との組み合わせで第二高調波である５３２ｎｍを得るレ
ーザ装置、非線形光学効果を併せ持つレーザ結晶により
同様の波長を得るレーザ装置が報告されている。また、
最近開発が進んでいる周波数上方変換レーザ装置（アッ
プコンバージョンレーザ装置）では、ガラス、または弗
化物結晶にＨｏ3 + イオン、Ｐｒ3 + イオン等を混入さ
せて、５００ｎｍ帯のレーザ発振を得ている（応用物理
第６１巻 １９９２年 ４３ｐ）。その他、Ｎｄ3 +
イオンを活性子とし、Ｎｄ3 + イオンのエネルギー遷移
4 Ｆ3 / 2 →4 Ｉ9 / 2 を利用した９５０ｎｍ帯で発振
するレーザ装置（例えば、ジャーナル オブ クォンタ
ム エレクトロニクス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａ
ｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）ｖｏｌ．ＱＥ−２
３ １９８７年 ６０５ｐ）、或いは近年開発が進めら
れたＴｉ：Ａｌ2 Ｏ3 レーザを代表とする波長可変レー
ザ装置が報告されている（オー プラス イー （Ｏ
ｐｌｕｓ Ｅ）Ｎｏ．１０２ １９８８年８２ｐ）。
【０００３】一方、レーザ母材をＹＶＯ4 とするレーザ
には、Ｎｄ活性子による１．０６μｍレーザ装置が一般
的で、その他、Ｔｍ活性子レーザの報告例（オプティク
スレターズ（Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）ｖｏｌ．
１７ １９９２年 １８９ｐ）がある。
には、Ｎｄ活性子による１．０６μｍレーザ装置が一般
的で、その他、Ｔｍ活性子レーザの報告例（オプティク
スレターズ（Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）ｖｏｌ．
１７ １９９２年 １８９ｐ）がある。
【０００４】Ｅｒ活性子によるレーザ装置のレーザ母材
には、ガラス（特許願６１−２２６１９７号明細書）、
ＹＬｉＦ4 （エレクトロニクス レターズ（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）ｖｏｌ．２５ １９８
９年 １３８９ｐ）、Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ1 2 やＹ3 Ｓｃ2 Ｇ
ａ3 Ｏ1 2 （ジャーナル オグ アプライド フィジク
ス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ
ｉｃｓ）ｖｏｌ．７０１９９１年 ７２２７ｐ）等があ
った。
には、ガラス（特許願６１−２２６１９７号明細書）、
ＹＬｉＦ4 （エレクトロニクス レターズ（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）ｖｏｌ．２５ １９８
９年 １３８９ｐ）、Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ1 2 やＹ3 Ｓｃ2 Ｇ
ａ3 Ｏ1 2 （ジャーナル オグ アプライド フィジク
ス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ
ｉｃｓ）ｖｏｌ．７０１９９１年 ７２２７ｐ）等があ
った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、短波長
固体レーザには以下に述べる問題点を抱えていた。すな
わち、レーザ発振と非線形光学効果との組み合わせで高
調波発生という波長変換過程を経る為、変換損失が生
じ、その損失は大きい点が問題であった。また、周波数
上方変換レーザでは、ガラスをレーザ母体とする場合で
は発振スペクトル線幅が広いこと、弗化物結晶をレーザ
母材とする際には、弗化物結晶の育成が特に育成雰囲気
において酸化物結晶よりも留意を要することに問題があ
った。さらに、Ｎｄ3 + イオンのエネルギー遷移4 Ｆ
3 / 2 →4 Ｉ9 / 2 を利用したレーザは３準位レーザで
あり、発振しきい値が高い、発振効率が低い、レーザ発
振強度が小さいなどの問題点があった。波長可変レーザ
は励起光源に大型でメンテナンスに問題のあるガスレー
ザを使用する場合が多く、全体的にもレーザシステムが
複雑で大型な装置である問題があった。Ｎｄ3 + イオン
のエネルギー遷移4 Ｆ3 /2 →4 Ｉ9 / 2 を利用したレ
ーザは、高効率発振が可能なＹＶＯ4 結晶をレーザ母体
にする報告は無かった。これは、ＹＶＯ4 結晶中のＮｄ
の９５０ｎｍ帯蛍光特性の中心波長がずれ、吸収係数が
大きい波長帯と重なってしまい、励起状態吸収が起こる
ためである。
固体レーザには以下に述べる問題点を抱えていた。すな
わち、レーザ発振と非線形光学効果との組み合わせで高
調波発生という波長変換過程を経る為、変換損失が生
じ、その損失は大きい点が問題であった。また、周波数
上方変換レーザでは、ガラスをレーザ母体とする場合で
は発振スペクトル線幅が広いこと、弗化物結晶をレーザ
母材とする際には、弗化物結晶の育成が特に育成雰囲気
において酸化物結晶よりも留意を要することに問題があ
った。さらに、Ｎｄ3 + イオンのエネルギー遷移4 Ｆ
3 / 2 →4 Ｉ9 / 2 を利用したレーザは３準位レーザで
あり、発振しきい値が高い、発振効率が低い、レーザ発
振強度が小さいなどの問題点があった。波長可変レーザ
は励起光源に大型でメンテナンスに問題のあるガスレー
ザを使用する場合が多く、全体的にもレーザシステムが
複雑で大型な装置である問題があった。Ｎｄ3 + イオン
のエネルギー遷移4 Ｆ3 /2 →4 Ｉ9 / 2 を利用したレ
ーザは、高効率発振が可能なＹＶＯ4 結晶をレーザ母体
にする報告は無かった。これは、ＹＶＯ4 結晶中のＮｄ
の９５０ｎｍ帯蛍光特性の中心波長がずれ、吸収係数が
大きい波長帯と重なってしまい、励起状態吸収が起こる
ためである。
【０００６】Ｅｒ活性子を利用したＥｒガラスレーザや
Ｅｒ：ＹＬｉＦ4 レーザは短波長レーザであるが、レー
ザ母材がガラスの時は、発振波長が緩やかであること、
高濃度Ｅｒ含有ガラスの作製が困難なため大きなガラス
レーザが必要で装置が大型化すること等の問題があっ
た。一方、レーザ母材がＹＬｉＦ4 の時は、結晶育成雰
囲気に留意する必要がある点で結晶育成に困難さを伴う
問題があった。
Ｅｒ：ＹＬｉＦ4 レーザは短波長レーザであるが、レー
ザ母材がガラスの時は、発振波長が緩やかであること、
高濃度Ｅｒ含有ガラスの作製が困難なため大きなガラス
レーザが必要で装置が大型化すること等の問題があっ
た。一方、レーザ母材がＹＬｉＦ4 の時は、結晶育成雰
囲気に留意する必要がある点で結晶育成に困難さを伴う
問題があった。
【０００７】この発明の目的は、Ｅｒ活性子により、ガ
スレーザ代替となり、且つ、光ディスクの高密度化・レ
ーザ加工の精密化の分野に応用できる短波長レーザであ
り、しかも、レーザ母材ＹＶＯ4 により高効率、小型レ
ーザ装置を提供することである。
スレーザ代替となり、且つ、光ディスクの高密度化・レ
ーザ加工の精密化の分野に応用できる短波長レーザであ
り、しかも、レーザ母材ＹＶＯ4 により高効率、小型レ
ーザ装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者らは、組成式がＹ
ＶＯ4 で表される組成物に不純物Ｅｒを混入させた単結
晶組成物を製作し（特願平４−２６８８９１号明細
書）、この結晶組成物において、Ｅｒ3 + イオンのエネ
ルギー遷移を利用することにより目的波長で発振するＹ
ＶＯ4 結晶をレーザ母材としたＥｒ：ＹＶＯ4 レーザ発
振装置が得られることを見いだした。さらに励起光源を
半導体レーザとし、半導体レーザ発振光の偏光方向とＹ
ＶＯ4 結晶のｃ軸とが垂直（σ偏光）、或いは、平行
（π偏光）の位置関係に配置し、偏光方向により異なる
分光特性を有効に活用できるようなレーザ発振装置が得
られることも見いだされた。
ＶＯ4 で表される組成物に不純物Ｅｒを混入させた単結
晶組成物を製作し（特願平４−２６８８９１号明細
書）、この結晶組成物において、Ｅｒ3 + イオンのエネ
ルギー遷移を利用することにより目的波長で発振するＹ
ＶＯ4 結晶をレーザ母材としたＥｒ：ＹＶＯ4 レーザ発
振装置が得られることを見いだした。さらに励起光源を
半導体レーザとし、半導体レーザ発振光の偏光方向とＹ
ＶＯ4 結晶のｃ軸とが垂直（σ偏光）、或いは、平行
（π偏光）の位置関係に配置し、偏光方向により異なる
分光特性を有効に活用できるようなレーザ発振装置が得
られることも見いだされた。
【０００９】ＹＶＯ4 結晶は一軸性結晶であるので、結
晶軸の方向により分光特性が異なる。Ｅｒ：ＹＶＯ4 単
結晶のσ偏光時、及びπ偏光時での蛍光特性が発明者ら
によって初めて明らかとなった。つまり、Ｅｒ：ＹＶＯ
4 は偏光によって５２０ｎｍから５６０ｎｍ、８４０ｎ
ｍから８７０ｎｍ、９７０ｎｍから１０２０ｎｍに蛍光
があることが認められた。それぞれの波長におけるσ偏
光での蛍光特性の測定結果を図１、２、３に示す。この
結果、それぞれの波長におけるレーザ発振が可能である
ことが示され、目的としていたレーザの短波長化が可能
となった。
晶軸の方向により分光特性が異なる。Ｅｒ：ＹＶＯ4 単
結晶のσ偏光時、及びπ偏光時での蛍光特性が発明者ら
によって初めて明らかとなった。つまり、Ｅｒ：ＹＶＯ
4 は偏光によって５２０ｎｍから５６０ｎｍ、８４０ｎ
ｍから８７０ｎｍ、９７０ｎｍから１０２０ｎｍに蛍光
があることが認められた。それぞれの波長におけるσ偏
光での蛍光特性の測定結果を図１、２、３に示す。この
結果、それぞれの波長におけるレーザ発振が可能である
ことが示され、目的としていたレーザの短波長化が可能
となった。
【００１０】それぞれの波長に対応するＥｒ3 + イオン
のエネルギー遷移は、アプライドオプティクス（Ａｐｐ
ｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ）ｖｏｌ．２ １９６３年 ６
７５ｐを参照にして、以下の通りであると分かる。つま
り、4 Ｓ3 / 2 →4 Ｉ1 5/ 2 を利用することにより、
波長変換の過程がなく、しかも、ガラスと比較して非常
に鋭いレーザ発振スペクトルを有し、弗化物結晶と比べ
て育成環境に留意を必要としないで５２０ｎｍから５６
０ｎｍの発振が得られる。
のエネルギー遷移は、アプライドオプティクス（Ａｐｐ
ｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ）ｖｏｌ．２ １９６３年 ６
７５ｐを参照にして、以下の通りであると分かる。つま
り、4 Ｓ3 / 2 →4 Ｉ1 5/ 2 を利用することにより、
波長変換の過程がなく、しかも、ガラスと比較して非常
に鋭いレーザ発振スペクトルを有し、弗化物結晶と比べ
て育成環境に留意を必要としないで５２０ｎｍから５６
０ｎｍの発振が得られる。
【００１１】次に、4 Ｓ3 / 2 →4 Ｉ1 3 / 2 を利用す
ることにより、問題のある３準位レーザではなく、４準
位レーザによる８４０ｎｍから８７０ｎｍの発振が得ら
れる。
ることにより、問題のある３準位レーザではなく、４準
位レーザによる８４０ｎｍから８７０ｎｍの発振が得ら
れる。
【００１２】さらに4 Ｉ1 1 / 2 →4 Ｉ1 5 / 2 を利用
することにより、９７０ｎｍから１０２０ｎｍのレーザ
発振が得られるが、これは蛍光特性にずれが生じること
により励起状態吸収が回避できるためである。
することにより、９７０ｎｍから１０２０ｎｍのレーザ
発振が得られるが、これは蛍光特性にずれが生じること
により励起状態吸収が回避できるためである。
【００１３】この結果、Ｅｒ：ＹＶＯ4 は、励起媒体と
共振器との組み合わせによりレーザ媒体となり、短波長
領域である、５２０ｎｍ〜５６０ｎｍ、８４０ｎｍ〜８
７０ｎｍ、９７０ｎｍ〜１０２０ｎｍでレーザ発振が可
能である。ここで、共振器とは、反射率の高い高反射ミ
ラーと出力ミラーとの２枚の反射鏡を組み合わせたファ
ブリペロー干渉計であり、目的波長に対応するミラーコ
ートでも同様の作用が得られる。
共振器との組み合わせによりレーザ媒体となり、短波長
領域である、５２０ｎｍ〜５６０ｎｍ、８４０ｎｍ〜８
７０ｎｍ、９７０ｎｍ〜１０２０ｎｍでレーザ発振が可
能である。ここで、共振器とは、反射率の高い高反射ミ
ラーと出力ミラーとの２枚の反射鏡を組み合わせたファ
ブリペロー干渉計であり、目的波長に対応するミラーコ
ートでも同様の作用が得られる。
【００１４】Ｅｒ：ＹＶＯ4 と励起媒体と共振器との組
み合わせによるＥｒ：ＹＶＯ4 レーザ装置では、レーザ
母材がＹＶＯ4 であることから、励起光の吸収特性が広
く、急峻でないため、より一層の高効率化、装置の小型
化・簡素化が望める。
み合わせによるＥｒ：ＹＶＯ4 レーザ装置では、レーザ
母材がＹＶＯ4 であることから、励起光の吸収特性が広
く、急峻でないため、より一層の高効率化、装置の小型
化・簡素化が望める。
【００１５】
【作用】図４のＹＶＯ4 結晶中のＥｒ3 + のエネルギー
準位図により、励起されたＥｒ3 + のエネルギー遷移は
以下の様に起こる。
準位図により、励起されたＥｒ3 + のエネルギー遷移は
以下の様に起こる。
【００１６】５２０ｎｍ〜５６０ｎｍのレーザ発振は次
のエネルギー遷移による。4 Ｉ1 5 / 2 →4 Ｉ9 / 2 （入力光による励起）4 Ｉ9 / 2 →4 Ｉ1 1 / 2 （非放射遷移）4 Ｉ1 1 / 2 →4 Ｆ7 / 2 （励起状態吸収）4 Ｆ7 / 2 →4 Ｓ3 / 2 （非放射遷移）4 Ｓ3 / 2 →4 Ｉ1 5 / 2 （誘導放出） ８４０ｎｍ〜８７０ｎｍのレーザ発振は次の２通りのエ
ネルギー遷移による。4 Ｉ1 5 / 2 →4 Ｉ9 / 2 （入力光による励起）4 Ｉ9 / 2 →4 Ｉ1 1 / 2 （非放射遷移）4 Ｉ1 1 / 2 →4 Ｆ7 / 2 （4 Ｉ1 1 / 2 →4 Ｉ
1 5 / 2 との励起イオン間のエネルギー伝達）4 Ｆ7 / 2 →4 Ｓ3 / 2 （非放射遷移）4 Ｓ3 / 2 →4 Ｉ1 3 / 2 （誘導放出） 或いは、4 Ｉ1 5 / 2 →4 Ｉ9 / 2 （入力光による励起）4 Ｉ9 / 2 →4 Ｉ1 3 / 2 （非放射遷移）4 Ｉ1 3 / 2 →2 Ｈ1 1 / 2 （励起状態吸収）2 Ｈ1 1 / 2 →4 Ｓ3 / 2 （非放射遷移）4 Ｓ3 / 2 →4 Ｉ1 3 / 2 （誘導放出） ９７０ｎｍ〜１０２０ｎｍのレーザ発振は次のエネルギ
ー遷移による。4 Ｉ1 5 / 2 →4 Ｉ9 / 2 （入力光による励起）4 Ｉ9 / 2 →4 Ｉ1 1 / 2 （非放射遷移）4 Ｉ1 1 / 2 →4 Ｉ1 5 / 2 （誘導放出）
のエネルギー遷移による。4 Ｉ1 5 / 2 →4 Ｉ9 / 2 （入力光による励起）4 Ｉ9 / 2 →4 Ｉ1 1 / 2 （非放射遷移）4 Ｉ1 1 / 2 →4 Ｆ7 / 2 （励起状態吸収）4 Ｆ7 / 2 →4 Ｓ3 / 2 （非放射遷移）4 Ｓ3 / 2 →4 Ｉ1 5 / 2 （誘導放出） ８４０ｎｍ〜８７０ｎｍのレーザ発振は次の２通りのエ
ネルギー遷移による。4 Ｉ1 5 / 2 →4 Ｉ9 / 2 （入力光による励起）4 Ｉ9 / 2 →4 Ｉ1 1 / 2 （非放射遷移）4 Ｉ1 1 / 2 →4 Ｆ7 / 2 （4 Ｉ1 1 / 2 →4 Ｉ
1 5 / 2 との励起イオン間のエネルギー伝達）4 Ｆ7 / 2 →4 Ｓ3 / 2 （非放射遷移）4 Ｓ3 / 2 →4 Ｉ1 3 / 2 （誘導放出） 或いは、4 Ｉ1 5 / 2 →4 Ｉ9 / 2 （入力光による励起）4 Ｉ9 / 2 →4 Ｉ1 3 / 2 （非放射遷移）4 Ｉ1 3 / 2 →2 Ｈ1 1 / 2 （励起状態吸収）2 Ｈ1 1 / 2 →4 Ｓ3 / 2 （非放射遷移）4 Ｓ3 / 2 →4 Ｉ1 3 / 2 （誘導放出） ９７０ｎｍ〜１０２０ｎｍのレーザ発振は次のエネルギ
ー遷移による。4 Ｉ1 5 / 2 →4 Ｉ9 / 2 （入力光による励起）4 Ｉ9 / 2 →4 Ｉ1 1 / 2 （非放射遷移）4 Ｉ1 1 / 2 →4 Ｉ1 5 / 2 （誘導放出）
【実施例】まず、Ｅｒをｌａｔ％含むＥｒ：ＹＶＯ4 結
晶から３×３×５ｍｍ3 のチップを切り出し、光学研磨
を施す。これを、以下に示すような装置に組み込み、レ
ーザ発振を行った。 （実施例１）図５、６に第１の実施例を示す。
晶から３×３×５ｍｍ3 のチップを切り出し、光学研磨
を施す。これを、以下に示すような装置に組み込み、レ
ーザ発振を行った。 （実施例１）図５、６に第１の実施例を示す。
【００１７】レーザ発振に係わる励起光源はフラッシュ
ランプ１または、半導体レーザ２とする。図５に示した
フラッシュランプ励起レーザは振装置では励起光はラン
プハウス３構成によって、目的波長に対応する弗化マグ
ネシウム／ゼオライト系無反射コート４を付加したＥ
ｒ：ＹＶＯ4 結晶５に照射され、反射鏡６と出力鏡７で
レーザ共振器構造をとる。
ランプ１または、半導体レーザ２とする。図５に示した
フラッシュランプ励起レーザは振装置では励起光はラン
プハウス３構成によって、目的波長に対応する弗化マグ
ネシウム／ゼオライト系無反射コート４を付加したＥ
ｒ：ＹＶＯ4 結晶５に照射され、反射鏡６と出力鏡７で
レーザ共振器構造をとる。
【００１８】図６の半導体レーザ励起レーザ発振装置
は、励起光は光ファイバ８でＥｒ：ＹＶＯ4 結晶５に照
射される。Ｅｒ：ＹＶＯ4 結晶５には、図に示すよう
な、目的波長に対応するＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 系高反射ミ
ラーコート９と無反射コート４、励起光源の半導体レー
ザの発振波長（８０７ｎｍ）に対する弗化マグネシウム
／ゼオライト系無反射コート１０が施されている。これ
らのコートと出力鏡７と併せてレーザ共振器構造をと
る。出力鏡には凹レンズを使用し、出力光は平行光化さ
れる。 （実施例２）図７に、本発明の第２の実施例を示す。
は、励起光は光ファイバ８でＥｒ：ＹＶＯ4 結晶５に照
射される。Ｅｒ：ＹＶＯ4 結晶５には、図に示すよう
な、目的波長に対応するＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 系高反射ミ
ラーコート９と無反射コート４、励起光源の半導体レー
ザの発振波長（８０７ｎｍ）に対する弗化マグネシウム
／ゼオライト系無反射コート１０が施されている。これ
らのコートと出力鏡７と併せてレーザ共振器構造をと
る。出力鏡には凹レンズを使用し、出力光は平行光化さ
れる。 （実施例２）図７に、本発明の第２の実施例を示す。
【００１９】レーザ発振に係わる励起光源は半導体レー
ザ２とし、励行光は集光レンズ１１でＥｒ：ＹＶＯ4 結
晶５に照射する。ここで、Ｅｒ：ＹＶＯ4 結晶５の偏光
方向の違いによる分光特性を有効に活用するために、半
導体レーザ２の発振光とＥｒ：ＹＶＯ4 結晶５のｃ軸と
が垂直（σ偏光）、或いは平行（π偏光）の位置関係と
なるように配置する。Ｅｒ：ＹＶＯ4 結晶５には、図４
に示すような、目的波長に対応するＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2
系高反射ミラーコート９と弗化マグネシウム／ゼオライ
ト系無反射コート４、励起光の半導体レーザの発振波長
（８０７ｎｍ）に対応する弗化マグネシウム／ゼオライ
ト系無反射コート１０が施してあり、出力鏡７と併せて
レーザ共振器構造をとる。また出力レーザ光を平行化す
るために、出力鏡には凹レンズを使用してある。
ザ２とし、励行光は集光レンズ１１でＥｒ：ＹＶＯ4 結
晶５に照射する。ここで、Ｅｒ：ＹＶＯ4 結晶５の偏光
方向の違いによる分光特性を有効に活用するために、半
導体レーザ２の発振光とＥｒ：ＹＶＯ4 結晶５のｃ軸と
が垂直（σ偏光）、或いは平行（π偏光）の位置関係と
なるように配置する。Ｅｒ：ＹＶＯ4 結晶５には、図４
に示すような、目的波長に対応するＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2
系高反射ミラーコート９と弗化マグネシウム／ゼオライ
ト系無反射コート４、励起光の半導体レーザの発振波長
（８０７ｎｍ）に対応する弗化マグネシウム／ゼオライ
ト系無反射コート１０が施してあり、出力鏡７と併せて
レーザ共振器構造をとる。また出力レーザ光を平行化す
るために、出力鏡には凹レンズを使用してある。
【００２０】実施例１、２によるレーザ発振装置におい
て、波長５５３ｎｍ、８５８ｎｍ、９８０ｎｍのレーザ
発振光を得た。これらのレーザ発振の安定性は非常に高
かった。
て、波長５５３ｎｍ、８５８ｎｍ、９８０ｎｍのレーザ
発振光を得た。これらのレーザ発振の安定性は非常に高
かった。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により５２０
ｎｍから５６０ｎｍ、８４０ｎｍから８７０ｎｍ、９７
０ｎｍから１０２０ｎｍで発振し、Ｅｒを活性子、ＹＶ
Ｏ4 をレーザ母体とする、高効率短波長固体レーザが得
られた。
ｎｍから５６０ｎｍ、８４０ｎｍから８７０ｎｍ、９７
０ｎｍから１０２０ｎｍで発振し、Ｅｒを活性子、ＹＶ
Ｏ4 をレーザ母体とする、高効率短波長固体レーザが得
られた。
【００２２】５２０ｎｍから５６０ｎｍの発振波長帯
は、近年のレーザ光の短波長化の要求を満たす。従っ
て、固体レーザ単体で緑色レーザが実現され、高効率高
信頼性の短波長小型レーザが提供される。また、８４０
ｎｍから８７０ｎｍで発振するレーザを非線形光学結晶
に照射して発生する第二高調波は青色レーザを実現し、
高効率高信頼性の短波長小型レーザを提供する。一方、
９７０ｎｍから１０２０ｎｍで発振するレーザを非線形
光学結晶に照射して発生する第二高調波は緑色レーザを
実現し、高効率高信頼性の短波長小型レーザを提供す
る。この様な短波長レーザは、光ディスクの高密度化、
レーザ加工等への応用、ガスレーザ代替としてレーザ医
療、科学計測等への適用が可能である。
は、近年のレーザ光の短波長化の要求を満たす。従っ
て、固体レーザ単体で緑色レーザが実現され、高効率高
信頼性の短波長小型レーザが提供される。また、８４０
ｎｍから８７０ｎｍで発振するレーザを非線形光学結晶
に照射して発生する第二高調波は青色レーザを実現し、
高効率高信頼性の短波長小型レーザを提供する。一方、
９７０ｎｍから１０２０ｎｍで発振するレーザを非線形
光学結晶に照射して発生する第二高調波は緑色レーザを
実現し、高効率高信頼性の短波長小型レーザを提供す
る。この様な短波長レーザは、光ディスクの高密度化、
レーザ加工等への応用、ガスレーザ代替としてレーザ医
療、科学計測等への適用が可能である。
【図１】５２０ｎｍから５６０ｎｍにおけるσ偏光での
Ｅｒ：ＹＶＯ4 結晶の蛍光特性を示す図である。
Ｅｒ：ＹＶＯ4 結晶の蛍光特性を示す図である。
【図２】８４０ｎｍから８７０ｎｍにおけるσ偏光での
Ｅｒ：ＹＶＯ4 結晶の蛍光特性を示す図である。
Ｅｒ：ＹＶＯ4 結晶の蛍光特性を示す図である。
【図３】９７０ｎｍから１０２０ｎｍにおけるσ偏光で
のＥｒ：ＹＶＯ4 結晶の蛍光特性を示す図である。
のＥｒ：ＹＶＯ4 結晶の蛍光特性を示す図である。
【図４】ＹＶＯ4 結晶中のＥｒ3 + のエネルギー準位図
【図５】本発明の実施例１を示すレーザ発振装置の図で
ある。
ある。
【図６】本発明の実施例１を示すレーザ発振装置の図で
ある。
ある。
【図７】本発明の実施例２を示すレーザ発振装置の図で
ある。
ある。
１ フラッシュランプ ２ 半導体レーザ ３ ランプハウス ４ 目的波長に対応する弗化マグネシウム／ゼオライト
系無反射コート ５ Ｅｒ：ＹＶＯ4 結晶 ６ 反射鏡 ７ 出力鏡 ８ 光ファイバ ９ 目的波長に対応するＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 系高反射ミ
ラーコート １０ 半導体レーザの発振波長（８０７ｎｍ）に対する
弗化マグネシウム／ゼオライト系無反射コート １１ 集光レンズ
系無反射コート ５ Ｅｒ：ＹＶＯ4 結晶 ６ 反射鏡 ７ 出力鏡 ８ 光ファイバ ９ 目的波長に対応するＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 系高反射ミ
ラーコート １０ 半導体レーザの発振波長（８０７ｎｍ）に対する
弗化マグネシウム／ゼオライト系無反射コート １１ 集光レンズ
Claims (4)
- 【請求項１】 組成式がＹＶＯ4 で表される組成物に不
純物Ｅｒを混入させた単結晶組成物のＥｒ3 + イオンの
エネルギー遷移4 Ｓ3 / 2 →4 Ｉ1 5 / 2 を利用するこ
とにより５２０ｎｍから５６０ｎｍの波長で発振するＥ
ｒ：ＹＶＯ4レーザ発振装置。 - 【請求項２】 組成式がＹＶＯ4 で表される組成物に不
純物Ｅｒを混入させた単結晶組成物のＥｒ3 + イオンの
エネルギー遷移4 Ｓ3 / 2 →4 Ｉ1 3 / 2 を利用するこ
とにより８４０ｎｍから８７０ｎｍの波長で発振するＥ
ｒ：ＹＶＯ4レーザ発振装置。 - 【請求項３】 組成式がＹＶＯ4 で表される組成物に不
純物Ｅｒを混入させた単結晶組成物のＥｒ3 + イオンの
エネルギー遷移4 Ｉ1 1 / 2 →4 Ｉ1 5 / 2を利用する
ことにより９７０ｎｍから１０２０ｎｍの波長で発振す
るＥｒ：ＹＶＯ4 レーザ発振装置。 - 【請求項４】 励起光源を半導体レーザとし、半導体レ
ーザ発振光の偏光方向とＹＶＯ4 結晶のｃ軸とが垂直、
或いは、平行の位置にある請求項１、２及び３記載のレ
ーザ発振装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5007125A JP2684947B2 (ja) | 1992-08-27 | 1993-01-20 | レーザ発振装置 |
| US08/132,304 US5402434A (en) | 1992-10-07 | 1993-10-06 | Er:YVO4 laser oscillator, solid-state laser material and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22811992 | 1992-08-27 | ||
| JP4-228119 | 1992-08-27 | ||
| JP5007125A JP2684947B2 (ja) | 1992-08-27 | 1993-01-20 | レーザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06125130A JPH06125130A (ja) | 1994-05-06 |
| JP2684947B2 true JP2684947B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=26341387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5007125A Expired - Fee Related JP2684947B2 (ja) | 1992-08-27 | 1993-01-20 | レーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2684947B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0457523B1 (en) * | 1990-05-16 | 1997-08-20 | Atx Telecom Systems, Inc. | Apparatus for pumping of a weakly absorbing lasant material |
| JP2801359B2 (ja) * | 1990-05-18 | 1998-09-21 | 富士通株式会社 | エルビウムドープファイバ光増幅器 |
-
1993
- 1993-01-20 JP JP5007125A patent/JP2684947B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06125130A (ja) | 1994-05-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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