JP2755217B2 - 固体レーザ発振器 - Google Patents
固体レーザ発振器Info
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- JP2755217B2 JP2755217B2 JP7171660A JP17166095A JP2755217B2 JP 2755217 B2 JP2755217 B2 JP 2755217B2 JP 7171660 A JP7171660 A JP 7171660A JP 17166095 A JP17166095 A JP 17166095A JP 2755217 B2 JP2755217 B2 JP 2755217B2
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- laser
- mirror
- optical
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体レーザ発振器に関
し、特に高出力ＴＥ00モードを得る固体レーザ発振器に
関する。
し、特に高出力ＴＥ00モードを得る固体レーザ発振器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の固体レーザ発振器では、
断面が単楕円型の反射鏡内に励起ランプとロッド状固体
レーザ媒質（以下、レーザロッドと称する）とを配列し
た集光器を備え、励起ランプの発光をレーザロッドに集
光し、かつこのレーザロッドを挟んで反射鏡を配設する
ことで共振器を構成したものがある。しかしながら、こ
の構成のレーザ発振器では、レーザロッドにおいては励
起ランプに対向する側が強く励起されるため、励起強度
分布の偏りによるＴＥＭ00モードの偏りが発生するとい
う問題がある。
断面が単楕円型の反射鏡内に励起ランプとロッド状固体
レーザ媒質（以下、レーザロッドと称する）とを配列し
た集光器を備え、励起ランプの発光をレーザロッドに集
光し、かつこのレーザロッドを挟んで反射鏡を配設する
ことで共振器を構成したものがある。しかしながら、こ
の構成のレーザ発振器では、レーザロッドにおいては励
起ランプに対向する側が強く励起されるため、励起強度
分布の偏りによるＴＥＭ00モードの偏りが発生するとい
う問題がある。
【０００３】このため、従来では、２個以上のレーザロ
ッドを共振器内に配置し、かつレーザ媒質内でのＴＥＭ
の00モードのモード体積を拡大するため、長共振器で構
成されたものがある。例えば、図３に示すように、断面
がそれぞれ単楕円型を有する２個の反射鏡３ａ，３ｂ内
において、それぞれ励起ランプ２ａ，２ｂの発光をレー
ザロッド１ａ，１ｂに集光する２個の集光器４ａ，４ｂ
を用いる。そして、前記集光器４ａ，４ｂを、出力鏡５
と全反射鏡６の中間に直列に配置して共振器を構成す
る。この構成では、２個の集光器４ａ，４ｂにおいて、
励起ランプ２ａ，２ｂとレーザロッド１ａ，１ｂの位置
関係を各々反対方向に向けて配置することで、励起強度
分布の偏りを緩和することができる。
ッドを共振器内に配置し、かつレーザ媒質内でのＴＥＭ
の00モードのモード体積を拡大するため、長共振器で構
成されたものがある。例えば、図３に示すように、断面
がそれぞれ単楕円型を有する２個の反射鏡３ａ，３ｂ内
において、それぞれ励起ランプ２ａ，２ｂの発光をレー
ザロッド１ａ，１ｂに集光する２個の集光器４ａ，４ｂ
を用いる。そして、前記集光器４ａ，４ｂを、出力鏡５
と全反射鏡６の中間に直列に配置して共振器を構成す
る。この構成では、２個の集光器４ａ，４ｂにおいて、
励起ランプ２ａ，２ｂとレーザロッド１ａ，１ｂの位置
関係を各々反対方向に向けて配置することで、励起強度
分布の偏りを緩和することができる。
【０００４】あるいは、図４に示すように、断面が双楕
円型を有する反射鏡３の中央に励起ランプ２を配置し、
その両側にレーザロッド１ａ，１ｂを配置し、励起ラン
プ２の発光を各レーザロッド１ａ，１ｂに集光した集光
器４を用い、この集光器４を出力鏡５、全反射鏡６、折
り返し鏡７ａ，７ｂの中間に配置し、共振器を構成す
る。この構成では、反対方向に向けられたレーザロッド
１ａ，１ｂにより、励起強度分布の偏りを緩和すること
ができる。
円型を有する反射鏡３の中央に励起ランプ２を配置し、
その両側にレーザロッド１ａ，１ｂを配置し、励起ラン
プ２の発光を各レーザロッド１ａ，１ｂに集光した集光
器４を用い、この集光器４を出力鏡５、全反射鏡６、折
り返し鏡７ａ，７ｂの中間に配置し、共振器を構成す
る。この構成では、反対方向に向けられたレーザロッド
１ａ，１ｂにより、励起強度分布の偏りを緩和すること
ができる。
【０００５】なお、図３の構成を改良した構成が、例え
ば特開平２−１２２５８６号公報に開示されている。ま
た、図４の集光器を用いた構成が特開平２−２９５１８
０号公報に記載されているが、この場合には１個のレー
ザロッドは発振器として使用され、別のレーザロッドは
増幅器として使用されたものであり、２個のレーザロッ
ドを共振器内に取り入れた図４の構成とは多少相違して
いる。
ば特開平２−１２２５８６号公報に開示されている。ま
た、図４の集光器を用いた構成が特開平２−２９５１８
０号公報に記載されているが、この場合には１個のレー
ザロッドは発振器として使用され、別のレーザロッドは
増幅器として使用されたものであり、２個のレーザロッ
ドを共振器内に取り入れた図４の構成とは多少相違して
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の固体
レーザ発振器において、図３の構成では、励起ランプ２
ａ，２ｂ側が強く励起される単楕円型の集光器の課題で
ある励起強度分布の偏りによるＴＥＭ00モードの非対称
性を緩和することができる長所をもつが、２個の集光器
４ａ，４ｂにより長共振器を構成するため、発振器が大
型化するという問題がある。
レーザ発振器において、図３の構成では、励起ランプ２
ａ，２ｂ側が強く励起される単楕円型の集光器の課題で
ある励起強度分布の偏りによるＴＥＭ00モードの非対称
性を緩和することができる長所をもつが、２個の集光器
４ａ，４ｂにより長共振器を構成するため、発振器が大
型化するという問題がある。
【０００７】また、図４の構成では、１個の励起ランプ
により２個のレーザロッド１ａ，１ｂをある程度効率的
に励起し、かつ１個の集光器４で長共振器をコンパクト
に構成している長所をもつが、レーザ光の横モードの中
で、２本のレーザロッド１ａ，１ｂの強励起部分のみ
と、弱励起部分のみを通過する部分があるため、ビーム
品質の良いＴＥＭ00モードの高出力化を妨げるという問
題がある。
により２個のレーザロッド１ａ，１ｂをある程度効率的
に励起し、かつ１個の集光器４で長共振器をコンパクト
に構成している長所をもつが、レーザ光の横モードの中
で、２本のレーザロッド１ａ，１ｂの強励起部分のみ
と、弱励起部分のみを通過する部分があるため、ビーム
品質の良いＴＥＭ00モードの高出力化を妨げるという問
題がある。
【０００８】
【発明の目的】本発明の目的は、高出力ＴＥＭ00モード
をコンパクトな構成によって得ることができる高効率な
固体レーザ発振器を提供することにある。
をコンパクトな構成によって得ることができる高効率な
固体レーザ発振器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、固体レーザ発
振器を構成する集光器内に設けられたレーザロッドは、
その両端面がロッド中心軸を含む平面の左右に分離され
た光学的平面で構成され、かつ両端の各平面がそれぞれ
対を成して相対するように構成される。
振器を構成する集光器内に設けられたレーザロッドは、
その両端面がロッド中心軸を含む平面の左右に分離され
た光学的平面で構成され、かつ両端の各平面がそれぞれ
対を成して相対するように構成される。
【００１０】この場合、前記対をなす光学的平面をそれ
ぞれ通過される直線状の第１及び第２の光路は、レーザ
ロッド内において交差された構成とされる。また、レー
ザロッドの一対の光学的平面で構成される第１の光路の
延長上に全反射鏡と第１の折り返し鏡が配置され、他の
一対の光学的平面で構成される第２の光路の延長上に出
力鏡と第２の折り返し鏡が配置され、かつ第１及び第２
の折り返し鏡により前記第１及び第２の光路が結合され
た構成とされる。
ぞれ通過される直線状の第１及び第２の光路は、レーザ
ロッド内において交差された構成とされる。また、レー
ザロッドの一対の光学的平面で構成される第１の光路の
延長上に全反射鏡と第１の折り返し鏡が配置され、他の
一対の光学的平面で構成される第２の光路の延長上に出
力鏡と第２の折り返し鏡が配置され、かつ第１及び第２
の折り返し鏡により前記第１及び第２の光路が結合され
た構成とされる。
【００１１】
【作用】レーザロッド内を互いに逆方向に、しかも好ま
しくは交差状態で光が通過され、これらの光でレーザ発
振が励起されるため、レーザロッドに生じる励起強度分
布の偏りによるＴＥＭ00モードの非対称性を緩和するこ
とができ、かつレーザロッドに熱的に誘起される屈折率
や歪みの不均一が相殺され、ビーム品質を改善し、かつ
ＴＥＭ00モードの高出力化が可能となる。
しくは交差状態で光が通過され、これらの光でレーザ発
振が励起されるため、レーザロッドに生じる励起強度分
布の偏りによるＴＥＭ00モードの非対称性を緩和するこ
とができ、かつレーザロッドに熱的に誘起される屈折率
や歪みの不均一が相殺され、ビーム品質を改善し、かつ
ＴＥＭ00モードの高出力化が可能となる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例の全体構成を示す斜視図で
ある。断面が単楕円型の反射鏡３内に励起ランプ２とレ
ーザロッド１とを並列配置して集光器４を構成する。そ
して、前記レーザロッドの一端側には２枚の折り返し鏡
７ａ，７ｂを対向して配置し、他端側には出力鏡５と全
反射鏡６とを対向して配置する。また、これら出力鏡５
と全反射鏡６にはアパーチャ８ａ，８ｂが配置されてい
る。
る。図１は本発明の一実施例の全体構成を示す斜視図で
ある。断面が単楕円型の反射鏡３内に励起ランプ２とレ
ーザロッド１とを並列配置して集光器４を構成する。そ
して、前記レーザロッドの一端側には２枚の折り返し鏡
７ａ，７ｂを対向して配置し、他端側には出力鏡５と全
反射鏡６とを対向して配置する。また、これら出力鏡５
と全反射鏡６にはアパーチャ８ａ，８ｂが配置されてい
る。
【００１３】前記集光器を構成するレーザロッドを図２
（ａ），（ｂ）の斜視図と平面図に示す。レーザロッド
１の一端側及び他端側の両端面は中心軸を含み、励起方
向に対して垂直な平面により二分されており、各端面は
励起方向に沿った断面が三角形となるように構成されて
いる。すなわち、一端側の端面１１及び端面１３と、他
端側の端面１２及び端面１４はそれぞれ所要の角度で交
差しており、かつここでは端面１１と１２、１３と１４
はそれぞれ平行に相対されている。
（ａ），（ｂ）の斜視図と平面図に示す。レーザロッド
１の一端側及び他端側の両端面は中心軸を含み、励起方
向に対して垂直な平面により二分されており、各端面は
励起方向に沿った断面が三角形となるように構成されて
いる。すなわち、一端側の端面１１及び端面１３と、他
端側の端面１２及び端面１４はそれぞれ所要の角度で交
差しており、かつここでは端面１１と１２、１３と１４
はそれぞれ平行に相対されている。
【００１４】そして、前記端面１１，１２を結ぶ光路Ｌ
１の延長上に前記折り返し鏡７ａと全反射鏡６を配置
し、前端面１３，１４を結ぶ光路Ｌ２の延長上に前記折
り返し鏡７ｂと出力鏡５を配置ししている。なお、折り
返し鏡７ａ，７ｂが互いに光路Ｌ１，Ｌ２間で光を反射
するように構成される。
１の延長上に前記折り返し鏡７ａと全反射鏡６を配置
し、前端面１３，１４を結ぶ光路Ｌ２の延長上に前記折
り返し鏡７ｂと出力鏡５を配置ししている。なお、折り
返し鏡７ａ，７ｂが互いに光路Ｌ１，Ｌ２間で光を反射
するように構成される。
【００１５】この構成においては、励起ランプ２の発光
はレーザロッド１において集光され、かつこのレーザロ
ッド１の光路Ｌ１，Ｌ２を通して、全反射鏡６、折り返
し鏡７ａ，７ｂ、出力鏡５で共振器を構成する。また、
アパーチャ８ａ，８ｂはＴＥＭ00モードを選択するため
のものである。
はレーザロッド１において集光され、かつこのレーザロ
ッド１の光路Ｌ１，Ｌ２を通して、全反射鏡６、折り返
し鏡７ａ，７ｂ、出力鏡５で共振器を構成する。また、
アパーチャ８ａ，８ｂはＴＥＭ00モードを選択するため
のものである。
【００１６】そして、高出力ＴＥＭ00モードを得るため
には、レーザロッド１を通過するレーザ光の横モードに
対して、（１）励起強度分布、（２）温度勾配による屈
折率分布、（３）温度勾配による歪み分布の影響を極力
与えないような条件が必要である。
には、レーザロッド１を通過するレーザ光の横モードに
対して、（１）励起強度分布、（２）温度勾配による屈
折率分布、（３）温度勾配による歪み分布の影響を極力
与えないような条件が必要である。
【００１７】前記（１）の影響については、光路Ｌ１，
Ｌ２を通過するレーザ光が励起ランプ２側の強励起部分
と、逆の弱励起部分を交互に通過することにより、横モ
ードの励起強度分布への影響を相殺する効果がある。
Ｌ２を通過するレーザ光が励起ランプ２側の強励起部分
と、逆の弱励起部分を交互に通過することにより、横モ
ードの励起強度分布への影響を相殺する効果がある。
【００１８】また、端面１１と端面１２を通過するレー
ザ光について、前記（２），（３）の影響を定性的にみ
ると、温度分布がレーザロッドの中心軸を中心とした勾
配をもつ分布となるのに対し、レーザ光は温度分布の高
低の影響を特に励起方向に対して相殺するように通過す
る効果がある。また、端面１３と端面１４を通過するレ
ーザ光についても同様である。
ザ光について、前記（２），（３）の影響を定性的にみ
ると、温度分布がレーザロッドの中心軸を中心とした勾
配をもつ分布となるのに対し、レーザ光は温度分布の高
低の影響を特に励起方向に対して相殺するように通過す
る効果がある。また、端面１３と端面１４を通過するレ
ーザ光についても同様である。
【００１９】このように、１個のレーザロッド１により
２つの光路が得られるため、効率的にレーザロッド内の
エネルギ抽出を行うことができる。なお、レーザロッド
は均一に励起されていることが望ましいため、励起光は
セラミック材のような拡散型の反射鏡によりレーザロッ
ドに集光するのがよい。
２つの光路が得られるため、効率的にレーザロッド内の
エネルギ抽出を行うことができる。なお、レーザロッド
は均一に励起されていることが望ましいため、励起光は
セラミック材のような拡散型の反射鏡によりレーザロッ
ドに集光するのがよい。
【００２０】また、前記実施例では単楕円型の集光器４
で共振器を構成した例を示したが、２個の励起ランプを
有する双楕円型の集光器を用いても、前記（１），
（２），（３）の影響に対する効果が得られる。
で共振器を構成した例を示したが、２個の励起ランプを
有する双楕円型の集光器を用いても、前記（１），
（２），（３）の影響に対する効果が得られる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、レーザロ
ッドの両端面がロッド中心軸を含む平面の左右に分離さ
れた光学的平面で構成され、かつ両端の各平面がそれぞ
れ対を成して相対するように構成され、レーザロッドの
内部において互いに逆方向に光が通過される構成とした
ことにより、レーザロッド内の励起強度分布や、熱的に
誘起される屈折率や歪みの不均一性の影響を相殺するこ
とができる。これにより、励起強度分布の偏りによるＴ
ＥＭ00モードの非対称性を緩和することができ、かつビ
ーム品質を改善し、かつＴＥＭ00モードの高出力化が可
能となる。さらに、単一の集光器でレーザ発振器が構成
でき、そのコンパクト化が実現できる。
ッドの両端面がロッド中心軸を含む平面の左右に分離さ
れた光学的平面で構成され、かつ両端の各平面がそれぞ
れ対を成して相対するように構成され、レーザロッドの
内部において互いに逆方向に光が通過される構成とした
ことにより、レーザロッド内の励起強度分布や、熱的に
誘起される屈折率や歪みの不均一性の影響を相殺するこ
とができる。これにより、励起強度分布の偏りによるＴ
ＥＭ00モードの非対称性を緩和することができ、かつビ
ーム品質を改善し、かつＴＥＭ00モードの高出力化が可
能となる。さらに、単一の集光器でレーザ発振器が構成
でき、そのコンパクト化が実現できる。
【００２２】特に、レーザロッド内における互いに逆方
向に向けられた第１及び第２の光路は、レーザロッド内
において交差された構成とされることで、前記した励起
強度分布や屈折率、歪みの不均一性の影響を有効に相殺
することが可能となる。
向に向けられた第１及び第２の光路は、レーザロッド内
において交差された構成とされることで、前記した励起
強度分布や屈折率、歪みの不均一性の影響を有効に相殺
することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例の全体構成を示す概略斜視図
である。
である。
【図２】本発明に用いられるレーザロッドの斜視図と平
面図である。
面図である。
【図３】従来の固体レーザ発振器の一例の概略斜視図で
ある。
ある。
【図４】従来の固体レーザ発振器の他の例の概略斜視図
である。
である。
１ レーザロッド ２ 励起ランプ ３ 反射鏡 ４ 集光器 ５ 出力鏡 ６ 全反射鏡 ７ａ，７ｂ 折り返し鏡 ８ａ，８ｂ アパーチャ
Claims (3)
- 【請求項１】 ロッド状に形成された固体レーザ媒質
と、この固体レーザ媒質に沿って配置される励起ランプ
と、この励起ランプの発光を前記固体レーザ媒質の一側
面に集光させる反射鏡とで構成される集光器を備える固
体レーザ発振器において、前記固体レーザ媒質は、その
両端面がロッド中心軸を含む平面の左右に分離された光
学的平面で構成され、かつ両端の各平面がそれぞれ対を
成して相対するように構成されることを特徴とする固体
レーザ発振器。 - 【請求項２】 前記固体レーザ媒質内を通過する光路
が、前記の相対する一対の光学的平面を通過し、かつ互
いに交差状態にある第１及び第２の直線状の光路により
構成される請求項１に記載の固体レーザ発振器。 - 【請求項３】 前記相対する一対の光学的平面の一方を
通過する第１の光路の延長上に全反射鏡と第１の折り返
し鏡が配置され、他方の光学的平面を通過される第２の
光路の延長上に出力鏡と第２の折り返し鏡が配置され、
かつ第１及び第２の折り返し鏡により前記第１及び第２
の光路が結合されてなる請求項１または２に記載の固体
レーザ発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171660A JP2755217B2 (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 固体レーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171660A JP2755217B2 (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 固体レーザ発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH098385A JPH098385A (ja) | 1997-01-10 |
| JP2755217B2 true JP2755217B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=15927340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7171660A Expired - Lifetime JP2755217B2 (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 固体レーザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2755217B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103414095B (zh) * | 2013-08-01 | 2016-08-10 | 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 | 一种用于固体激光器的聚光腔 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0728066B2 (ja) * | 1987-09-25 | 1995-03-29 | 富士電機株式会社 | ロッド型固体レーザ装置 |
| JPH0282673A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-23 | Fuji Electric Co Ltd | 固体レーザ装置 |
| JPH04259275A (ja) * | 1991-02-14 | 1992-09-14 | Fuji Electric Co Ltd | スラブ形固体レーザ装置 |
| JPH06268289A (ja) * | 1993-03-15 | 1994-09-22 | Hitachi Ltd | スラブレーザ |
-
1995
- 1995-06-15 JP JP7171660A patent/JP2755217B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH098385A (ja) | 1997-01-10 |
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