JP2761678B2 - レーザーダイオードポンピング固体レーザー - Google Patents
レーザーダイオードポンピング固体レーザーInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体レーザー媒質を半
導体レーザー（レーザーダイオード）によってポンピン
グするレーザーダイオードポンピング固体レーザーに関
し、特に詳細には、固体レーザー媒質自身が光波長変換
機能を有し、固体レーザー発振ビームをその第２高調波
等に波長変換するレーザーダイオードポンピング固体レ
ーザーに関するものである。
導体レーザー（レーザーダイオード）によってポンピン
グするレーザーダイオードポンピング固体レーザーに関
し、特に詳細には、固体レーザー媒質自身が光波長変換
機能を有し、固体レーザー発振ビームをその第２高調波
等に波長変換するレーザーダイオードポンピング固体レ
ーザーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばＳＰＩＥ Vol.1104 p100 March 1
989 に記載されているように、Ｎｄ（ネオジウム）等の
希土類がドーピングされ、かつ光波長変換機能を有する
固体レーザー媒質として、Ｎｄ：ＣＯＡＮＰ，Ｎｄ：Ｐ
ＮＰ等が公知となっている。またそのような固体レーザ
ー媒質として、同誌 p132 に記載されているように、Ｎ
ｄ：ＬｉＮｂＯ3 ，ＮＹＡＢ（ＮｄX Ｙ1-X Ａｌ3 （Ｂ
Ｏ3 ）4 ｘ＝0.04〜0.08）等も公知であり、これら
は、Self-Frequency-Doubling Crystal と呼ばれてい
る。
989 に記載されているように、Ｎｄ（ネオジウム）等の
希土類がドーピングされ、かつ光波長変換機能を有する
固体レーザー媒質として、Ｎｄ：ＣＯＡＮＰ，Ｎｄ：Ｐ
ＮＰ等が公知となっている。またそのような固体レーザ
ー媒質として、同誌 p132 に記載されているように、Ｎ
ｄ：ＬｉＮｂＯ3 ，ＮＹＡＢ（ＮｄX Ｙ1-X Ａｌ3 （Ｂ
Ｏ3 ）4 ｘ＝0.04〜0.08）等も公知であり、これら
は、Self-Frequency-Doubling Crystal と呼ばれてい
る。
【０００３】これらを用いたレーザーダイオードポンピ
ング固体レーザーとしては、ＳＰＩＥ Vol.1104 p132
March 1989や、レーザー研究Vol.17 No.12 p48(1989)に
示されるように、ＮＹＡＢ結晶を用い、レーザーダイオ
ードポンピングによるその発振レーザビームの第２高調
波を得るものが知られている。またＪ．Ｏpt. Ｓoc．Ａ
m Vol.3 p140(1986)には、Ｎｄ：ＭｇＯ：Ｌi ＮｂＯ3
を波長0.60μｍの色素レーザーにより励起し、その発振
レーザービームの第２高調波を得ることが示されてい
る。
ング固体レーザーとしては、ＳＰＩＥ Vol.1104 p132
March 1989や、レーザー研究Vol.17 No.12 p48(1989)に
示されるように、ＮＹＡＢ結晶を用い、レーザーダイオ
ードポンピングによるその発振レーザビームの第２高調
波を得るものが知られている。またＪ．Ｏpt. Ｓoc．Ａ
m Vol.3 p140(1986)には、Ｎｄ：ＭｇＯ：Ｌi ＮｂＯ3
を波長0.60μｍの色素レーザーにより励起し、その発振
レーザービームの第２高調波を得ることが示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
波長変換機能を備えた従来の固体レーザーにおいては、
波長変換効率が低いという問題点があった。そこで、本
出願人による特願平2-165890号明細書に示されるよう
に、固体レーザービームを共振させるとともに、その波
長変換波（つまり第２高調波や、該ビームとポンピング
光との和周波等）も共振させる共振器を設けることが考
えられる。
波長変換機能を備えた従来の固体レーザーにおいては、
波長変換効率が低いという問題点があった。そこで、本
出願人による特願平2-165890号明細書に示されるよう
に、固体レーザービームを共振させるとともに、その波
長変換波（つまり第２高調波や、該ビームとポンピング
光との和周波等）も共振させる共振器を設けることが考
えられる。
【０００５】このような構成は確かに効果的であるが、
固体レーザー媒質に波長変換波が若干吸収されるという
問題が生じ得る。この吸収を少なくするためには、固体
レーザー媒質がより薄いほど好ましいが、そのようにす
るとポンピング光の固体レーザー媒質への吸収量も減少
するので、結局、波長変換効率が低下してしまう。
固体レーザー媒質に波長変換波が若干吸収されるという
問題が生じ得る。この吸収を少なくするためには、固体
レーザー媒質がより薄いほど好ましいが、そのようにす
るとポンピング光の固体レーザー媒質への吸収量も減少
するので、結局、波長変換効率が低下してしまう。
【０００６】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、波長変換波の固体レーザー媒質への吸収
を低く抑えられる一方、ポンピング光を固体レーザー媒
質に十分に吸収させて、効率良く波長変換波を得ること
ができるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを
提供することを目的とするものである。
たものであり、波長変換波の固体レーザー媒質への吸収
を低く抑えられる一方、ポンピング光を固体レーザー媒
質に十分に吸収させて、効率良く波長変換波を得ること
ができるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを
提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によるレーザーダ
イオードポンピング固体レーザーは、前述したようにＮ
ｄ等の希土類がドーピングされ、かつ光波長変換機能を
有する固体レーザー媒質を、半導体レーザーによってポ
ンピングするレーザーダイオードポンピング固体レーザ
ーにおいて、固体レーザー媒質から発せられたレーザー
ビームおよびその波長変換波を共振させる共振器を設け
た上で、さらに、半導体レーザーから発せられたポンピ
ング光を共振させて固体レーザー媒質に入射させる外部
共振器を設けたことを特徴とするものである。
イオードポンピング固体レーザーは、前述したようにＮ
ｄ等の希土類がドーピングされ、かつ光波長変換機能を
有する固体レーザー媒質を、半導体レーザーによってポ
ンピングするレーザーダイオードポンピング固体レーザ
ーにおいて、固体レーザー媒質から発せられたレーザー
ビームおよびその波長変換波を共振させる共振器を設け
た上で、さらに、半導体レーザーから発せられたポンピ
ング光を共振させて固体レーザー媒質に入射させる外部
共振器を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用および発明の効果】半導体レーザーから発せられ
たポンピング光を上記の外部共振器において共振させれ
ば、その強度が十分に高められるので、固体レーザー媒
質が比較的薄く形成されても、ポンピング光は固体レー
ザー媒質に十分に吸収されるようになる。そして固体レ
ーザー媒質を比較的薄く形成すれば、この固体レーザー
媒質に波長変換波が吸収され難くなるので、高い波長変
換効率が実現される。
たポンピング光を上記の外部共振器において共振させれ
ば、その強度が十分に高められるので、固体レーザー媒
質が比較的薄く形成されても、ポンピング光は固体レー
ザー媒質に十分に吸収されるようになる。そして固体レ
ーザー媒質を比較的薄く形成すれば、この固体レーザー
媒質に波長変換波が吸収され難くなるので、高い波長変
換効率が実現される。
【０００９】なお本発明において、固体レーザー媒質と
しては、通常のSelf-Frequency-Doubling Crystal と呼
ばれる材料、すなわち前述のＮＹＡＢ，ＮＡＢ，Ｎｄ：
ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 ，Ｎｄ：ＰＮＰ等を用いることが
できる。またその他に、無機材料であるＫＴＰ，β−Ｂ
ＢＯ，ＬｉＢ2 Ｏ3 ，ＫＮｂＯ3 ，カルコパイライト系
の半導体にＮｄ等の希土類をドープした波長変換用の非
線形光学材料を用いることも可能である。特にＫＴＰは
非線形光学定数が大きく、温度許容範囲，角度許容範囲
も大きいので、高い波長変換効率を実現できる。
しては、通常のSelf-Frequency-Doubling Crystal と呼
ばれる材料、すなわち前述のＮＹＡＢ，ＮＡＢ，Ｎｄ：
ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 ，Ｎｄ：ＰＮＰ等を用いることが
できる。またその他に、無機材料であるＫＴＰ，β−Ｂ
ＢＯ，ＬｉＢ2 Ｏ3 ，ＫＮｂＯ3 ，カルコパイライト系
の半導体にＮｄ等の希土類をドープした波長変換用の非
線形光学材料を用いることも可能である。特にＫＴＰは
非線形光学定数が大きく、温度許容範囲，角度許容範囲
も大きいので、高い波長変換効率を実現できる。
【００１０】さらにＮｄ：ＰＮＰに代表されるように、
ＮＰＰ（Ｎ−（４−ニトロフェニル）−Ｌ−プロリノー
ル），ＮＰＡＮ（Ｎ−（４−ニトロフェニル）Ｎ−メチ
ルアミノアセトニトリル），特開昭62-210432 号公報に
開示されたＰＲＡ（３，５−ジメチル−１−（４−ニト
ロフェニル）ピラゾール）等の有機非線形光学材料に希
土類をドープしたものを用いることもできる。特にＰＲ
Ａは非線形光学定数が先のＫＴＰよりも大きく、温度許
容範囲が大きいので高い波長変換効率を実現できる。
ＮＰＰ（Ｎ−（４−ニトロフェニル）−Ｌ−プロリノー
ル），ＮＰＡＮ（Ｎ−（４−ニトロフェニル）Ｎ−メチ
ルアミノアセトニトリル），特開昭62-210432 号公報に
開示されたＰＲＡ（３，５−ジメチル−１−（４−ニト
ロフェニル）ピラゾール）等の有機非線形光学材料に希
土類をドープしたものを用いることもできる。特にＰＲ
Ａは非線形光学定数が先のＫＴＰよりも大きく、温度許
容範囲が大きいので高い波長変換効率を実現できる。
【００１１】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１２】＜第１実施例＞図１は、本発明の第１実施
例によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを
示すものである。このレーザーダイオードポンピング固
体レーザーは、ポンピング光としてのレーザービーム13
を発する半導体レーザー14と、発散光である上記レーザ
ービーム13を平行光化するコリメーターレンズ15ａと、
平行光とされたレーザービーム13を集束させる集光レン
ズ15ｂと、コリメーターレンズ15ａおよび集光レンズ15
ｂとの間でレーザービーム13の光路を直角に変えるミラ
ー30と、このミラー30を図中の矢印Ａ方向に移動させる
ＰＺＴ素子31と、Self-Frequency-Doubling Crystal の
一つであるＮＹＡＢ結晶10とを有する。本実施例のＮＹ
ＡＢ結晶10は、厚さ0.3 ｍｍに形成されている。
例によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを
示すものである。このレーザーダイオードポンピング固
体レーザーは、ポンピング光としてのレーザービーム13
を発する半導体レーザー14と、発散光である上記レーザ
ービーム13を平行光化するコリメーターレンズ15ａと、
平行光とされたレーザービーム13を集束させる集光レン
ズ15ｂと、コリメーターレンズ15ａおよび集光レンズ15
ｂとの間でレーザービーム13の光路を直角に変えるミラ
ー30と、このミラー30を図中の矢印Ａ方向に移動させる
ＰＺＴ素子31と、Self-Frequency-Doubling Crystal の
一つであるＮＹＡＢ結晶10とを有する。本実施例のＮＹ
ＡＢ結晶10は、厚さ0.3 ｍｍに形成されている。
【００１３】以上述べた各要素は、共通の筐体（図示せ
ず）にマウントされて一体化されている。なお半導体レ
ーザー14は、図示しないペルチェ素子と温調回路によ
り、所定温度に温調される。
ず）にマウントされて一体化されている。なお半導体レ
ーザー14は、図示しないペルチェ素子と温調回路によ
り、所定温度に温調される。
【００１４】半導体レーザー14としては、波長λ1 ＝80
4ｎｍのレーザービーム13を発するものが用いられてい
る。このレーザービーム13はコリメーターレンズ15ａで
平行光化され、ミラー30で反射して集光レンズ15ｂに入
射する。レーザービーム13は該集光レンズ15ｂにより集
光されて、ＮＹＡＢ結晶10に入射する。ＮＹＡＢ結晶10
はこのレーザービーム13によってポンピングされて、波
長λ2 ＝1062ｎｍのレーザービーム11を発するととも
に、このレーザービーム11を波長λ3 ＝λ2 ／２＝531
ｎｍの第２高調波12に波長変換する。
4ｎｍのレーザービーム13を発するものが用いられてい
る。このレーザービーム13はコリメーターレンズ15ａで
平行光化され、ミラー30で反射して集光レンズ15ｂに入
射する。レーザービーム13は該集光レンズ15ｂにより集
光されて、ＮＹＡＢ結晶10に入射する。ＮＹＡＢ結晶10
はこのレーザービーム13によってポンピングされて、波
長λ2 ＝1062ｎｍのレーザービーム11を発するととも
に、このレーザービーム11を波長λ3 ＝λ2 ／２＝531
ｎｍの第２高調波12に波長変換する。
【００１５】ＮＹＡＢ結晶10の端面10ａ、10ｂには、そ
れぞれコーティング18、19が施されている。そして、Ｎ
ＹＡＢ結晶10の後方側に配された共振器ミラー36と、Ｎ
ＹＡＢ結晶10の前方側に配された共振器ミラー37と、こ
の共振器ミラー37で反射した光を共振器ミラー36に向け
て反射させる共振器ミラー38とによって、半導体レーザ
ー14用の外部共振器が形成されている。これらのコーテ
ィング18、19および共振器ミラー36、37、38の、波長λ
1 ＝804 ｎｍ、λ2 ＝1062ｎｍ、λ3 ＝531 ｎｍに対す
る特性は、下記の通りである。なおＡＲは無反射（透過
率99％以上）、ＨＲは高反射（反射率99.9％以上）を示
す。 λ1 ＝804 ｎｍ λ2 ＝1062ｎｍ λ3 ＝531 ｎｍ コーティング18 ＡＲ ＨＲ ＨＲ コーティング19 ＡＲ ＨＲ 95％反射 共振器ミラー36 85％反射 − − 共振器ミラー37 ＨＲ − ＡＲ 共振器ミラー38 ＨＲ − − 以上のようなコーティング18、19が施されているため
に、ポンピング光であるレーザービーム13は良好にＮＹ
ＡＢ結晶10に入射し、またそこから前方（図中右方）に
出射する。そしてレーザービーム11は、端面10ａと10ｂ
との間で共振してレーザー発振を引き起こす。また第２
高調波12も端面10ａと10ｂとの間で共振して強度が十分
に高められ、その一部がＮＹＡＢ結晶端面10ｂから前方
側に出射する。そして、レーザービーム13は上記構成の
外部共振器において共振した上でＮＹＡＢ結晶10に入射
するので、このＮＹＡＢ結晶10が厚さ0.3 ｍｍと薄く形
成されていても、そこに十分に吸収され得る。
れぞれコーティング18、19が施されている。そして、Ｎ
ＹＡＢ結晶10の後方側に配された共振器ミラー36と、Ｎ
ＹＡＢ結晶10の前方側に配された共振器ミラー37と、こ
の共振器ミラー37で反射した光を共振器ミラー36に向け
て反射させる共振器ミラー38とによって、半導体レーザ
ー14用の外部共振器が形成されている。これらのコーテ
ィング18、19および共振器ミラー36、37、38の、波長λ
1 ＝804 ｎｍ、λ2 ＝1062ｎｍ、λ3 ＝531 ｎｍに対す
る特性は、下記の通りである。なおＡＲは無反射（透過
率99％以上）、ＨＲは高反射（反射率99.9％以上）を示
す。 λ1 ＝804 ｎｍ λ2 ＝1062ｎｍ λ3 ＝531 ｎｍ コーティング18 ＡＲ ＨＲ ＨＲ コーティング19 ＡＲ ＨＲ 95％反射 共振器ミラー36 85％反射 − − 共振器ミラー37 ＨＲ − ＡＲ 共振器ミラー38 ＨＲ − − 以上のようなコーティング18、19が施されているため
に、ポンピング光であるレーザービーム13は良好にＮＹ
ＡＢ結晶10に入射し、またそこから前方（図中右方）に
出射する。そしてレーザービーム11は、端面10ａと10ｂ
との間で共振してレーザー発振を引き起こす。また第２
高調波12も端面10ａと10ｂとの間で共振して強度が十分
に高められ、その一部がＮＹＡＢ結晶端面10ｂから前方
側に出射する。そして、レーザービーム13は上記構成の
外部共振器において共振した上でＮＹＡＢ結晶10に入射
するので、このＮＹＡＢ結晶10が厚さ0.3 ｍｍと薄く形
成されていても、そこに十分に吸収され得る。
【００１６】また共振したレーザービーム13の一部は、
低反射率ではあるが、ＮＹＡＢ結晶10の端面10ａで反射
して、半導体レーザー14に光フィードバックされる。そ
れにより半導体レーザー14が周波数ロックされ、その縦
モードが単一化される。そしてＮＹＡＢ結晶10が厚さ0.
3 ｍｍと薄く形成されているので、レーザービーム11も
単一縦モード発振し、結局単一縦モードの第２高調波12
が得られる。
低反射率ではあるが、ＮＹＡＢ結晶10の端面10ａで反射
して、半導体レーザー14に光フィードバックされる。そ
れにより半導体レーザー14が周波数ロックされ、その縦
モードが単一化される。そしてＮＹＡＢ結晶10が厚さ0.
3 ｍｍと薄く形成されているので、レーザービーム11も
単一縦モード発振し、結局単一縦モードの第２高調波12
が得られる。
【００１７】以上の構成により、例えば出力50ｍＷの半
導体レーザー14を用いた場合には、出力10ｍＷの単一縦
モードの第２高調波12を得ることができる。
導体レーザー14を用いた場合には、出力10ｍＷの単一縦
モードの第２高調波12を得ることができる。
【００１８】なお半導体レーザー14や、ＮＹＡＢ結晶10
を保持しているマウントが温度変化によって熱膨張ある
いは収縮すると、半導体レーザー14の２つのへき開面
と、ＮＹＡＢ結晶10の端面10ａ間の光路長が変動し得
る。それに対処するために、共振器ミラー37の前方側に
は、レーザービーム13のみを反射させるダイクロイック
ミラー29が配され、ここで反射したレーザービーム13の
光量がフォトダイオード等の光検出器39によって検出さ
れる。この光検出器39が出力する光量信号Ｓ１は、フィ
ードバック回路40に入力される。フィードバック回路40
は、光量信号Ｓ１に応じた駆動信号Ｓ２を前記ＰＺＴ素
子31に入力し、ミラー30を矢印Ａ方向に移動させる。そ
れにより上記の光路長は、常に最大出力のレーザービー
ム13が得られる長さに維持される。
を保持しているマウントが温度変化によって熱膨張ある
いは収縮すると、半導体レーザー14の２つのへき開面
と、ＮＹＡＢ結晶10の端面10ａ間の光路長が変動し得
る。それに対処するために、共振器ミラー37の前方側に
は、レーザービーム13のみを反射させるダイクロイック
ミラー29が配され、ここで反射したレーザービーム13の
光量がフォトダイオード等の光検出器39によって検出さ
れる。この光検出器39が出力する光量信号Ｓ１は、フィ
ードバック回路40に入力される。フィードバック回路40
は、光量信号Ｓ１に応じた駆動信号Ｓ２を前記ＰＺＴ素
子31に入力し、ミラー30を矢印Ａ方向に移動させる。そ
れにより上記の光路長は、常に最大出力のレーザービー
ム13が得られる長さに維持される。
【００１９】＜第２実施例＞図２は本発明の第２実施例
によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを示
している。なおこの図２において、図１中のものと同等
の要素については同番号を付してあり、それらについて
の重複した説明は省略する（以下、同様）。この第２実
施例においては、半導体レーザー14用の外部共振器がＮ
ＹＡＢ結晶10の端面10ａ、10ｂによって構成されてい
る。すなわちこれらの端面10ａ、10ｂにそれぞれ施され
たコーティング26、27の、波長λ1 ＝804 ｎｍ、λ2 ＝
1062ｎｍ、λ3 ＝531 ｎｍに対する特性は、下記の通り
となっている。 λ1 ＝804 ｎｍ λ2 ＝1062ｎｍ λ3 ＝531 ｎｍ コーティング26 85％反射 ＨＲ ＨＲ コーティング27 ＨＲ ＨＲ 95％反射 以上のようなコーティング26、27が施されているため
に、ポンピング光であるレーザービーム13、レーザービ
ーム11および第２高調波12が、端面10ａと10ｂとの間で
共振する。また本実施例においても、ＮＹＡＢ結晶10
は、厚さ0.3 ｍｍと比較的薄く形成されている。以上の
構成により、例えば出力150 ｍＷの半導体レーザー14を
用いた場合に、出力10ｍＷの単一縦モードの第２高調波
12を得ることができる。
によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを示
している。なおこの図２において、図１中のものと同等
の要素については同番号を付してあり、それらについて
の重複した説明は省略する（以下、同様）。この第２実
施例においては、半導体レーザー14用の外部共振器がＮ
ＹＡＢ結晶10の端面10ａ、10ｂによって構成されてい
る。すなわちこれらの端面10ａ、10ｂにそれぞれ施され
たコーティング26、27の、波長λ1 ＝804 ｎｍ、λ2 ＝
1062ｎｍ、λ3 ＝531 ｎｍに対する特性は、下記の通り
となっている。 λ1 ＝804 ｎｍ λ2 ＝1062ｎｍ λ3 ＝531 ｎｍ コーティング26 85％反射 ＨＲ ＨＲ コーティング27 ＨＲ ＨＲ 95％反射 以上のようなコーティング26、27が施されているため
に、ポンピング光であるレーザービーム13、レーザービ
ーム11および第２高調波12が、端面10ａと10ｂとの間で
共振する。また本実施例においても、ＮＹＡＢ結晶10
は、厚さ0.3 ｍｍと比較的薄く形成されている。以上の
構成により、例えば出力150 ｍＷの半導体レーザー14を
用いた場合に、出力10ｍＷの単一縦モードの第２高調波
12を得ることができる。
【００２０】なお、コリメーターレンズ15ａと集光レン
ズ15ｂとの間にはアイソレータ28が設けられ、ＮＹＡＢ
結晶10の端面10ａ、10ｂ間で共振したレーザービーム13
が、半導体レーザー14に戻らないようにされている。
ズ15ｂとの間にはアイソレータ28が設けられ、ＮＹＡＢ
結晶10の端面10ａ、10ｂ間で共振したレーザービーム13
が、半導体レーザー14に戻らないようにされている。
【００２１】＜第３実施例＞図３は本発明の第３実施例
によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを示
している。この第３実施例装置においては、半導体レー
ザー14がＮＹＡＢ結晶10の端面10ａに直接結合され、ま
た、これらの半導体レーザー14とＮＹＡＢ結晶10とが共
通の銅ブロック50上に固定されて、ペルチェ素子51によ
り所定温度に温調されるようになっている。
によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを示
している。この第３実施例装置においては、半導体レー
ザー14がＮＹＡＢ結晶10の端面10ａに直接結合され、ま
た、これらの半導体レーザー14とＮＹＡＢ結晶10とが共
通の銅ブロック50上に固定されて、ペルチェ素子51によ
り所定温度に温調されるようになっている。
【００２２】そしてこの第３実施例においても、半導体
レーザー14用の外部共振器がＮＹＡＢ結晶10の端面10
ａ、10ｂによって構成されている。すなわちこれらの端
面10ａ、10ｂにそれぞれ施されたコーティング52、53
の、波長λ1 ＝804 ｎｍ、λ2 ＝1062ｎｍ、λ3 ＝531
ｎｍに対する特性は、下記の通りとなっている。 λ1 ＝804 ｎｍ λ2 ＝1062ｎｍ λ3 ＝531 ｎｍ コーティング52 92％反射 ＨＲ ＨＲ コーティング53 ＨＲ ＨＲ 92％反射 以上のようなコーティング52、53が施されているため
に、ポンピング光であるレーザービーム13、レーザービ
ーム11および第２高調波12が、端面10ａと10ｂとの間で
共振する。また本実施例においても、ＮＹＡＢ結晶10
は、厚さ0.3 ｍｍと比較的薄く形成されている。以上の
構成により、例えば出力50ｍＷの半導体レーザー14を用
いた場合に、出力10ｍＷの単一縦モードの第２高調波12
を得ることができる。
レーザー14用の外部共振器がＮＹＡＢ結晶10の端面10
ａ、10ｂによって構成されている。すなわちこれらの端
面10ａ、10ｂにそれぞれ施されたコーティング52、53
の、波長λ1 ＝804 ｎｍ、λ2 ＝1062ｎｍ、λ3 ＝531
ｎｍに対する特性は、下記の通りとなっている。 λ1 ＝804 ｎｍ λ2 ＝1062ｎｍ λ3 ＝531 ｎｍ コーティング52 92％反射 ＨＲ ＨＲ コーティング53 ＨＲ ＨＲ 92％反射 以上のようなコーティング52、53が施されているため
に、ポンピング光であるレーザービーム13、レーザービ
ーム11および第２高調波12が、端面10ａと10ｂとの間で
共振する。また本実施例においても、ＮＹＡＢ結晶10
は、厚さ0.3 ｍｍと比較的薄く形成されている。以上の
構成により、例えば出力50ｍＷの半導体レーザー14を用
いた場合に、出力10ｍＷの単一縦モードの第２高調波12
を得ることができる。
【００２３】＜第４実施例＞図４は本発明の第４実施例
によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを示
している。この第４実施例装置においては、ＮＹＡＢ結
晶10がブロック60に保持され、このブロック60には曲率
半径10ｍｍの球面状ミラー面61ａを有する共振器ミラー
61が固定されている。この装置においては、半導体レー
ザー14用の外部共振器が、ＮＹＡＢ結晶10の端面10ａと
上記共振器ミラー61とによって構成されている。すなわ
ちＮＹＡＢ結晶端面10ａ、10ｂにそれぞれ施されたコー
ティング62、63および共振器ミラー61の、波長λ1 ＝80
4 ｎｍ、λ2 ＝1062ｎｍ、λ3 ＝531 ｎｍに対する特性
は、下記の通りとなっている。 λ1 ＝804 ｎｍ λ2 ＝1062ｎｍ λ3 ＝531 ｎｍ コーティング62 85％反射 ＨＲ ＨＲ コーティング63 ＡＲ ＡＲ ＡＲ 共振器ミラー61 ＨＲ ＨＲ 95％反射 以上の構成により、ポンピング光であるレーザービーム
13、レーザービーム11および第２高調波12が、端面10ａ
とミラー面61ａとの間でＶ字型の光路を取って共振す
る。また本実施例においては、上記外部共振器で共振し
たレーザービーム13の一部が、半導体レーザー14に光フ
ィードバックされる。それにより半導体レーザー14が周
波数ロックされ、その縦モードが単一化される。
によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを示
している。この第４実施例装置においては、ＮＹＡＢ結
晶10がブロック60に保持され、このブロック60には曲率
半径10ｍｍの球面状ミラー面61ａを有する共振器ミラー
61が固定されている。この装置においては、半導体レー
ザー14用の外部共振器が、ＮＹＡＢ結晶10の端面10ａと
上記共振器ミラー61とによって構成されている。すなわ
ちＮＹＡＢ結晶端面10ａ、10ｂにそれぞれ施されたコー
ティング62、63および共振器ミラー61の、波長λ1 ＝80
4 ｎｍ、λ2 ＝1062ｎｍ、λ3 ＝531 ｎｍに対する特性
は、下記の通りとなっている。 λ1 ＝804 ｎｍ λ2 ＝1062ｎｍ λ3 ＝531 ｎｍ コーティング62 85％反射 ＨＲ ＨＲ コーティング63 ＡＲ ＡＲ ＡＲ 共振器ミラー61 ＨＲ ＨＲ 95％反射 以上の構成により、ポンピング光であるレーザービーム
13、レーザービーム11および第２高調波12が、端面10ａ
とミラー面61ａとの間でＶ字型の光路を取って共振す
る。また本実施例においては、上記外部共振器で共振し
たレーザービーム13の一部が、半導体レーザー14に光フ
ィードバックされる。それにより半導体レーザー14が周
波数ロックされ、その縦モードが単一化される。
【００２４】＜第５実施例＞図５は本発明の第５実施例
によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを示
している。この第５実施例装置は、ポンピング光と固体
レーザー発振ビームとを和周波に波長変換するものであ
る。
によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを示
している。この第５実施例装置は、ポンピング光と固体
レーザー発振ビームとを和周波に波長変換するものであ
る。
【００２５】本実施例においても、半導体レーザー14と
しては、波長λ1 ＝804 ｎｍのレーザービーム13を発す
るものが用いられている。ＮＹＡＢ結晶10は、このレー
ザービーム13によってポンピングされて、波長λ2 ＝10
62ｎｍのレーザービーム11を発するとともに、このレー
ザービーム11と上記レーザービーム13との和周波42、す
なわち波長λ3 （１／λ1 ＋１／λ2 ＝１／λ3 ）＝45
8 ｎｍのレーザービームを発する。
しては、波長λ1 ＝804 ｎｍのレーザービーム13を発す
るものが用いられている。ＮＹＡＢ結晶10は、このレー
ザービーム13によってポンピングされて、波長λ2 ＝10
62ｎｍのレーザービーム11を発するとともに、このレー
ザービーム11と上記レーザービーム13との和周波42、す
なわち波長λ3 （１／λ1 ＋１／λ2 ＝１／λ3 ）＝45
8 ｎｍのレーザービームを発する。
【００２６】ＮＹＡＢ結晶10の両端面10ａ、10ｂには、
それぞれコーティング43、44が施されている。また、半
導体レーザー14用の外部共振器は、共振器ミラー36、3
7、38とによってリング共振器として構成されている。
これらのコーティング43、44および共振器ミラー36、3
7、38の、波長λ1 ＝804 ｎｍ、λ2 ＝1062ｎｍ、λ3
＝458 ｎｍに対する特性は以下の通りである。 λ1 ＝804 ｎｍ λ2 ＝1062ｎｍ λ3 ＝458 ｎｍ コーティング43 ＡＲ ＨＲ ＨＲ コーティング44 ＡＲ ＨＲ 95％反射 共振器ミラー36 85％反射 − − 共振器ミラー37 ＨＲ − − 共振器ミラー38 ＨＲ − − 以上のようなコーティング43、44が施されているため
に、ポンピング光であるレーザービーム13は良好にＮＹ
ＡＢ結晶10に入射し、またそこから前方（図中右方）に
出射する。そして基本波の一つであるレーザービーム11
と和周波42が端面10ａと10ｂとの間で共振し、和周波42
はＮＹＡＢ結晶10から前方側に出射する。そして、レー
ザービーム13は上記構成の外部共振器において共振する
ので、ＮＹＡＢ結晶10に十分に吸収され得る。本実施例
においても、ＮＹＡＢ結晶10は、厚さ0.3 ｍｍと薄く形
成されている。
それぞれコーティング43、44が施されている。また、半
導体レーザー14用の外部共振器は、共振器ミラー36、3
7、38とによってリング共振器として構成されている。
これらのコーティング43、44および共振器ミラー36、3
7、38の、波長λ1 ＝804 ｎｍ、λ2 ＝1062ｎｍ、λ3
＝458 ｎｍに対する特性は以下の通りである。 λ1 ＝804 ｎｍ λ2 ＝1062ｎｍ λ3 ＝458 ｎｍ コーティング43 ＡＲ ＨＲ ＨＲ コーティング44 ＡＲ ＨＲ 95％反射 共振器ミラー36 85％反射 − − 共振器ミラー37 ＨＲ − − 共振器ミラー38 ＨＲ − − 以上のようなコーティング43、44が施されているため
に、ポンピング光であるレーザービーム13は良好にＮＹ
ＡＢ結晶10に入射し、またそこから前方（図中右方）に
出射する。そして基本波の一つであるレーザービーム11
と和周波42が端面10ａと10ｂとの間で共振し、和周波42
はＮＹＡＢ結晶10から前方側に出射する。そして、レー
ザービーム13は上記構成の外部共振器において共振する
ので、ＮＹＡＢ結晶10に十分に吸収され得る。本実施例
においても、ＮＹＡＢ結晶10は、厚さ0.3 ｍｍと薄く形
成されている。
【００２７】また共振したレーザービーム13の一部は、
ＮＹＡＢ結晶10の端面10ａで反射して、半導体レーザー
14に光フィードバックされる。それによりこの場合も半
導体レーザー14が周波数ロックされ、その縦モードが単
一化される。そしてＮＹＡＢ結晶10が厚さ0.3 ｍｍと薄
く形成されているので、単一縦モードの和周波42が得ら
れる。
ＮＹＡＢ結晶10の端面10ａで反射して、半導体レーザー
14に光フィードバックされる。それによりこの場合も半
導体レーザー14が周波数ロックされ、その縦モードが単
一化される。そしてＮＹＡＢ結晶10が厚さ0.3 ｍｍと薄
く形成されているので、単一縦モードの和周波42が得ら
れる。
【００２８】以上の構成により、例えば出力50ｍＷの半
導体レーザー14を用いた場合に、出力５ｍＷの青色光の
和周波42を得ることができる。
導体レーザー14を用いた場合に、出力５ｍＷの青色光の
和周波42を得ることができる。
【００２９】なお、ポンピング光と固体レーザー発振ビ
ームとを和周波に波長変換する場合でも、図２、３ある
いは４に示される外部共振器構造を適用可能であること
は勿論である。さらに本発明においては、図６に示すよ
うなリング共振器構造を採用することも可能である。こ
の図６の第６実施例装置においては、一例としてＮＹＡ
Ｂ結晶10と、それと屈折率が等しい光学ガラス70とが一
体化され、光学ガラス70の後端面70ａ、前端面70ｂおよ
び上端面70ｃによって半導体レーザー14用の外部共振器
が構成されている。
ームとを和周波に波長変換する場合でも、図２、３ある
いは４に示される外部共振器構造を適用可能であること
は勿論である。さらに本発明においては、図６に示すよ
うなリング共振器構造を採用することも可能である。こ
の図６の第６実施例装置においては、一例としてＮＹＡ
Ｂ結晶10と、それと屈折率が等しい光学ガラス70とが一
体化され、光学ガラス70の後端面70ａ、前端面70ｂおよ
び上端面70ｃによって半導体レーザー14用の外部共振器
が構成されている。
【００３０】そして、上記外部共振器において共振した
レーザービーム13の一部は、半導体レーザー14に光フィ
ードバックされる。それによりこの場合も半導体レーザ
ー14が周波数ロックされ、その縦モードが単一化され
る。
レーザービーム13の一部は、半導体レーザー14に光フィ
ードバックされる。それによりこの場合も半導体レーザ
ー14が周波数ロックされ、その縦モードが単一化され
る。
【図１】本発明の第１実施例装置の側面図
【図２】本発明の第２実施例装置の側面図
【図３】本発明の第３実施例装置の側面図
【図４】本発明の第４実施例装置の側面図
【図５】本発明の第５実施例装置の側面図
【図６】本発明の第６実施例装置の側面図
10 ＮＹＡＢ結晶 11 レーザービーム（基本波） 12 第２高調波 13 レーザービーム（ポンピング光） 14 半導体レーザー 18、19、26、27、43、44、52、53、62、63 コーティ
ング 36、37、38、61 共振器ミラー 42 和周波 70 光学ガラス
ング 36、37、38、61 共振器ミラー 42 和周波 70 光学ガラス
Claims (1)
- 【請求項１】 ネオジウム等の希土類がドーピングさ
れ、かつ光波長変換機能を有する固体レーザー媒質を、
半導体レーザーによってポンピングするレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザーにおいて、固体レーザー媒
質から発せられたレーザービームおよびその波長変換波
を共振させる共振器と、前記半導体レーザーから発せら
れたポンピング光を共振させて前記固体レーザー媒質に
入射させる外部共振器とが設けられたことを特徴とする
レーザーダイオードポンピング固体レーザー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3105744A JP2761678B2 (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | レーザーダイオードポンピング固体レーザー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3105744A JP2761678B2 (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | レーザーダイオードポンピング固体レーザー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04335586A JPH04335586A (ja) | 1992-11-24 |
| JP2761678B2 true JP2761678B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=14415773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3105744A Expired - Fee Related JP2761678B2 (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | レーザーダイオードポンピング固体レーザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2761678B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5436920A (en) * | 1993-05-18 | 1995-07-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Laser device |
| JP5001599B2 (ja) * | 2006-07-26 | 2012-08-15 | 富士フイルム株式会社 | 固体レーザ発振装置 |
| JP5001598B2 (ja) * | 2006-07-26 | 2012-08-15 | 富士フイルム株式会社 | 固体レーザ発振装置および固体レーザ増幅装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01143376A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-05 | Sony Corp | レーザ光源 |
| JPH0324781A (ja) * | 1989-06-22 | 1991-02-01 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザ発生装置における位相整合方法 |
| JPH0388380A (ja) * | 1989-08-31 | 1991-04-12 | Hoya Corp | 固体レーザ装置 |
-
1991
- 1991-05-10 JP JP3105744A patent/JP2761678B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04335586A (ja) | 1992-11-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980210 |
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