JP3110567B2 - Solid-state laser device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は固体レーザ装置、特に
そのスラブ型固体レーザの冷媒のシール及び媒質の支持
構造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state laser device, and more particularly to a seal for a refrigerant and a support structure for a medium of the slab type solid-state laser.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６は例えば特開昭６２−７３６８５号
公報に開示された従来の固体レーザ装置を示す斜視図で
あり、図７はその断面側面図、図８はその要部を拡大し
た要部拡大断面側面図である。図において１は断面がほ
ぼ矩形状のスラブ型のレーザ媒質であり、２はそのレー
ザビームの主ビームである。１ａはこの主ビーム２を全
反射する光学的平滑面（以下全反射面という）、１ｂは
レーザビームの主ビーム２が入出射されるスラブ端面で
あり、３は全反射面１ａに施された低屈折率膜である。
４はレーザ媒質１が収容される筐体であり、５はその筐
体４に保持されてレーザ媒質１を支持するとともに、後
述する冷媒をシールする例えばＯリングのようなシール
材である。６はこのシール材５でシールされ、レーザ媒
質１をその全反射面１ａより冷却する前述の冷媒であ
る。７はレーザ媒質１を光励起する励起光源としてのラ
ンプであり、８１，８２はこのランプ７による励起光を
示す。一点鎖線２０はレーザビームの主ビーム２の光路
の中心を示し、２１はシール部を通るレーザビームの主
ビームであり、２２は主ビーム２のスラブ端面１ｂによ
る反射光である。なお、１０はシール材５によるレーザ
ビームの吸収、発熱に伴ってレーザ媒質１のシール部に
発生する熱光学的歪である。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a perspective view showing a conventional solid-state laser device disclosed in, for example, JP-A-62-73685, FIG. 7 is a sectional side view thereof, and FIG. It is a principal part expanded sectional side view. In the figure, 1 is a slab type laser medium having a substantially rectangular cross section, and 2 is a main beam of the laser beam. 1a is an optically smooth surface that totally reflects the main beam 2 (hereinafter referred to as a total reflection surface), 1b is a slab end surface through which the main beam 2 of the laser beam enters and exits, and 3 is applied to the total reflection surface 1a. It is a low refractive index film.
Reference numeral 4 denotes a housing for accommodating the laser medium 1, and reference numeral 5 denotes a sealing material such as an O-ring that is held by the housing 4 to support the laser medium 1 and seal a refrigerant described later. Reference numeral 6 denotes the above-described refrigerant which is sealed by the sealing material 5 and cools the laser medium 1 from its total reflection surface 1a. Reference numeral 7 denotes a lamp as an excitation light source for optically exciting the laser medium 1, and reference numerals 81 and 82 denote excitation light from the lamp 7. An alternate long and short dash line 20 indicates the center of the optical path of the main beam 2 of the laser beam, reference numeral 21 indicates a main beam of the laser beam passing through the seal portion, and reference numeral 22 indicates light reflected by the slab end face 1b of the main beam 2. Reference numeral 10 denotes thermo-optic distortion generated in the sealing portion of the laser medium 1 due to absorption and heat generation of the laser beam by the sealing material 5.
【０００３】次に動作について説明する。レーザ媒質１
はランプ７からの励起光８１，８２を吸収し、反転分布
を形成する。反転分布のエネルギーはレーザ媒質１の全
反射面１ａで内部反射をくり返しながらジグザグ状に伝
搬するレーザビームの主ビーム２として媒質外に取り出
される。しかしながら吸収された励起光エネルギーの大
部分は、レーザ媒質１内で熱エネルギーとなり、最終的
には、全反射面１ａに接して満たされた冷媒６へ流れ
る。冷媒６は外部へもれないようにシール材５によって
全反射面１ａ上でシールされている。又、シール材５
は、レーザ媒質１の筐体４への支持も兼ねている。Next, the operation will be described. Laser medium 1
Absorbs the excitation lights 81 and 82 from the lamp 7 and forms a population inversion. The energy of the population inversion is extracted out of the medium as the main beam 2 of the laser beam propagating in a zigzag shape while repeating internal reflection on the total reflection surface 1a of the laser medium 1. However, most of the absorbed excitation light energy becomes heat energy in the laser medium 1 and finally flows to the filled refrigerant 6 in contact with the total reflection surface 1a. The coolant 6 is sealed on the total reflection surface 1a by the sealing material 5 so as not to leak outside. Also, sealing material 5
Also serves to support the laser medium 1 on the housing 4.
【０００４】このような固体レーザ装置では、シール部
でのシール材５によるレーザ主ビーム２の吸収、発熱、
およびこれに伴うレーザ媒質１のシール部での熱光学歪
１０の発生を防止するため、全反射面１ａ上にシール５
材が接触しているシール部にレーザ媒質１より屈折率の
低い低屈折率膜３を設け、主ビーム２の全反射を保証し
ている。In such a solid-state laser device, absorption of the laser main beam 2 by the sealing material 5 at the sealing portion, heat generation,
In order to prevent the generation of thermo-optic distortion 10 in the seal portion of the laser medium 1 due to this, a seal 5 is provided on the total reflection surface 1a.
A low-refractive-index film 3 having a lower refractive index than the laser medium 1 is provided in a seal portion where the material is in contact, to guarantee total reflection of the main beam 2.
【０００５】従来の固体レーザ装置は以上のように構成
されているので、内部全反射による正規光路を通るレー
ザビームの主ビーム２は、低屈折率膜３によって全反射
を保証され、シール材５を照射することはないが、主ビ
ーム２のスラブ端面１ｂでの反射光２２等の迷光やラン
プ７からの励起光８２には、全反射面１ａに対する入射
角が小さく、低屈折率膜３によっても全反射されずにシ
ール材５を照射、加熱するためシール材５近傍のレーザ
媒質１に熱光学歪１０を発生させ、これにより、レーザ
ビームが歪んだり、出力が不安定になるなどの問題点が
あった。[0005] Since the conventional solid-state laser device is configured as described above, the main beam 2 of the laser beam passing through the regular optical path due to total internal reflection is guaranteed total reflection by the low refractive index film 3, and the sealing material 5 However, the stray light such as the reflected light 22 of the main beam 2 at the slab end face 1b and the excitation light 82 from the lamp 7 have a small incident angle with respect to the total reflection surface 1a, and the low refractive index film 3 Irradiates and heats the sealing material 5 without being totally reflected, and generates a thermo-optic distortion 10 in the laser medium 1 near the sealing material 5, thereby causing a problem such as distortion of the laser beam and unstable output. There was a point.
【０００６】請求項１および２に記載の発明は、上記の
ような問題点を解消するためになされたもので、シール
材の加熱によるレーザ媒質の熱光学歪を抑え、ビーム品
質および出力安定性に優れた固体レーザ装置を得ること
を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The first and second aspects of the present invention have been made to solve the above-described problems, and suppress the thermo-optic distortion of a laser medium due to heating of a sealing material, thereby improving beam quality and output stability. An object of the present invention is to obtain a solid-state laser device having excellent characteristics.
【０００７】また、請求項３に記載の発明は、さらに経
年変化によるレーザビームの品質および出力安定性の低
下が防止できる固体レーザ装置を得ることを目的とす
る。Another object of the present invention is to provide a solid-state laser device capable of preventing deterioration of laser beam quality and output stability due to aging.
【０００８】また、請求項４に記載の発明は、レーザ媒
質外部の媒体の差による位相変化をなくして、高集束性
ビームの伝搬に適した構造の固体レーザ装置を得ること
を目的とする。Another object of the present invention is to provide a solid-state laser device having a structure suitable for propagation of a highly focused beam by eliminating a phase change due to a difference in a medium outside the laser medium.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る固体レーザ装置は、レーザ媒質の光学的平滑面のシ
ール部を含んだ部分にコーティングされた低屈折率膜の
シール部近傍に、さらに、レーザビームの迷光、および
レーザ媒質の励起光に対して高い反射率を持つ反射膜を
コーティングしたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a solid-state laser device according to the first aspect of the present invention, wherein a low refractive index film coated on a portion including a seal portion of an optically smooth surface of a laser medium is provided near a seal portion. Further, it is coated with a reflective film having a high reflectance for stray light of a laser beam and excitation light of a laser medium.
【００１０】また、請求項２に記載の発明に係る固体レ
ーザ装置は、反射膜として金属膜を用いたものである。The solid-state laser device according to the present invention uses a metal film as the reflection film.
【００１１】また、請求項３に記載の発明に係る固体レ
ーザ装置は、冷媒に対して耐久性を有する保護膜を、反
射膜の上にさらにコーティングしたものである。Further, in the solid-state laser device according to the third aspect of the present invention, a protective film having durability against a refrigerant is further coated on the reflective film.
【００１２】また、請求項４に記載の発明に係る固体レ
ーザ装置は、全反射面のスラブ端面から１ビーム幅に相
当する全反射領域を低屈折率膜で全面コーティングした
ものである。In the solid-state laser device according to the present invention, the total reflection area corresponding to one beam width from the slab end face of the total reflection surface is entirely coated with a low refractive index film.
【００１３】[0013]
【作用】請求項１に記載の発明における反射膜は、シー
ル部における主ビームの全反射を保証している低屈折率
膜の上にコーティングされ、当該低屈折率膜を通過して
シール材に照射されるレーザビームの迷光や励起光を反
射し、それらを収光したシール材の発熱によるレーザ媒
質の熱光学的歪の発生を防止する。The reflection film according to the first aspect of the present invention is coated on a low refractive index film which guarantees total reflection of the main beam in the seal portion, and passes through the low refractive index film to form a sealing material. It reflects stray light and excitation light of the irradiated laser beam, and prevents thermo-optical distortion of the laser medium due to heat generated by the sealing material that collects them.
【００１４】また、請求項２に記載の発明における反射
膜は、それに金属膜を用いることにより、反射率の入射
角依存性を低減させて、低屈折率膜を通過した迷光や励
起光をより確実に反射する。Further, the reflective film according to the second aspect of the present invention uses a metal film to reduce the dependence of the reflectance on the incident angle, thereby reducing stray light or excitation light passing through the low refractive index film. Reflects reliably.
【００１５】また、請求項３に記載の発明における保護
膜は、低屈折率膜および反射膜を覆うことにより、それ
ら低屈折率膜や反射膜が冷媒にさらされて劣化するのを
防止する。The protective film according to the third aspect of the present invention covers the low refractive index film and the reflective film, thereby preventing the low refractive index film and the reflective film from being exposed to the refrigerant and deteriorated.
【００１６】また、請求項４に記載の発明における低屈
折率膜は、全反射面のスラブ端面より１ビーム幅に相当
する領域を覆うことにより、内部全反射時におけるレー
ザ媒質外部の媒体の差による位相変化をなくし、高集束
性ビームの伝搬に適した構造とする。The low-refractive-index film according to the fourth aspect of the present invention covers a region corresponding to one beam width from the end surface of the slab of the total reflection surface, so that the difference between the medium outside the laser medium at the time of total internal reflection. And a structure suitable for propagation of a highly focused beam.
【００１７】[0017]
【実施例】実施例１．以下、この発明の実施例１を図に
ついて説明する。図１は請求項１および２に記載した発
明の一実施例を示す要部拡大断面側面図である。図にお
いて、１はレーザ媒体、１ａは全反射面、１ｂはスラブ
端面、２は主ビーム、２０は主ビーム２の光路の中心、
２１はシール部を通る主ビーム、２２は主ビーム２のス
ラブ端面１ｂでの反射光、３は低屈折率膜、４は筐体、
５はシール材、６は冷媒、７は励起光源としてのラン
プ、８１，８２は励起光であり、図８に同一符号を付し
た従来のそれらと同一、あるいは相当部分であるため詳
細な説明は省略する。３１は前記レーザ媒質１の全反射
面１ａのシール部を含んだ所定の部分にコーティングさ
れて、シール部における主ビーム２の全反射を保証して
いる低屈折率膜３の上にさらにコーティングされ、レー
ザビームの迷光２２およびランプ７からの励起光８２に
対して高い反射率を有して、当該低屈折率膜３を通過し
てシール材５に照射される前記迷光２２や励起光８２を
反射する反射膜である。[Embodiment 1] Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an enlarged sectional side view of an essential part showing one embodiment of the invention described in claims 1 and 2. In the figure, 1 is a laser medium, 1a is a total reflection surface, 1b is a slab end face, 2 is a main beam, 20 is the center of the optical path of the main beam 2,
21 is a main beam passing through the seal portion, 22 is a reflected light of the main beam 2 at the slab end face 1b, 3 is a low refractive index film, 4 is a housing,
Reference numeral 5 denotes a sealing material, reference numeral 6 denotes a refrigerant, reference numeral 7 denotes a lamp as an excitation light source, reference numerals 81 and 82 denote excitation lights, which are the same as or equivalent to the conventional ones denoted by the same reference numerals in FIG. Omitted. Reference numeral 31 denotes a coating on a predetermined portion including the sealing portion of the total reflection surface 1a of the laser medium 1, and is further coated on the low refractive index film 3 which guarantees total reflection of the main beam 2 at the sealing portion. The stray light 22 and the excitation light 82 having a high reflectance with respect to the stray light 22 of the laser beam and the excitation light 82 from the lamp 7 and irradiating the sealing material 5 through the low refractive index film 3 are formed. It is a reflective film that reflects light.
【００１８】次に動作について説明する。ここで、基本
的な動作は従来の場合と同様であるため、２層構造にコ
ーティングした低屈折率膜３と反射膜３１の作用とその
具体例について説明する。まず、低屈折率膜３は、従来
の場合と同様に、正規光路を通るレーザビーム２のシー
ル部における内部全反射を保証するためのもので、例え
ばレーザ媒質１として屈折率がｎ0 ＝１．８２のイット
リウム・アルミニウム・ガーネット（以下ＹＡＧとい
う）結晶を用いた場合、これより低屈折率の誘電体、例
えば屈折率がｎ1 ＝１．３８のフッ化マグネシウム（Ｍ
ｇＦ2 ）や、屈折率がｎ1 ＝１．４５の酸化シリコン
（ＳｉＯ2 ）がレーザビームの波長程度以上の厚みにコ
ーティングされる。このような低屈折率膜３によって、
正規光路を通る主ビーム２はシール部に於ても全反射を
保証され、当該シール部を通る主ビーム２１は図１に示
すように内部全反射によるジグザグ光路を通り、シール
材５に吸収されることはない。しかしながら、主ビーム
２のスラブ端面１ｂからの反射光２２等の迷光や、ラン
プ７からの励起光８２の中には、全反射面１ａの入射角
が非常に小さく、低屈折率膜３によっても全反射されな
いものがある。そして、これらの光をシール材５が吸収
して加熱されると、レーザ媒質１のシール部近傍に熱光
学歪が発生して、レーザビームが歪み、そのため出力が
不安定になるという問題は完全には解消されない。Next, the operation will be described. Here, since the basic operation is the same as that of the conventional case, the operation of the low refractive index film 3 and the reflection film 31 coated in a two-layer structure and a specific example thereof will be described. First, the low-refractive-index film 3 is for ensuring total internal reflection of the laser beam 2 passing through the normal optical path in the seal portion, as in the conventional case. For example, the refractive index of the laser medium 1 is n 0 = 1. .82 yttrium aluminum garnet (hereinafter, referred to as YAG) crystal, a dielectric material having a lower refractive index, for example, magnesium fluoride (Mg) having a refractive index of n 1 = 1.38
gF 2 ) or silicon oxide (SiO 2 ) having a refractive index of n 1 = 1.45 is coated to a thickness about the wavelength of the laser beam or more. With such a low refractive index film 3,
The main beam 2 passing through the regular optical path is guaranteed to be totally reflected at the seal portion, and the main beam 21 passing through the seal portion passes through the zigzag optical path due to the total internal reflection as shown in FIG. Never. However, in the stray light such as the reflected light 22 of the main beam 2 from the slab end surface 1b and the excitation light 82 from the lamp 7, the incident angle of the total reflection surface 1a is very small, and Some are not totally reflected. When the light is absorbed by the sealing material 5 and heated, thermo-optic distortion is generated near the sealing portion of the laser medium 1, and the laser beam is distorted. Is not resolved.
【００１９】そこで、この実施例１では、全反射面１ａ
への入射角が小さなレーザビームの迷光や励起光８２に
対しても高い反射率を有する反射膜３１をその低屈折率
膜３の上にさらにコーティングするものである。この反
射膜３１としては、低屈折率膜３よりさらに屈折率の低
い膜や、誘電体多層膜による全反射コーティングを施す
ことが考えられるが、この反射膜３１は主ビーム２を反
射する低屈折率膜３とは異なり、レーザビームの迷光２
２や励起光８２に対して、ある程度の反射率を有すれば
光学的精度は不要であること、さらにはレーザビームの
迷光２２や励起光８２には様々な角度で全反射面１ａに
入射するものが存在するため、反射率の入射角依存性が
少ないことが望ましいなどにより、金属膜が最も適して
いる。レーザ媒質１がネオジム（Ｎｄ）イオンを含むＹ
ＡＧ結晶で、発振波長がλ＝１．０６μｍであり、励起
光源としてのランプ７がアークランプで、その発光スペ
クトル分布がλ＝０．５〜０．９μｍである場合には、
金、銀、アルミニウム等がこの波長域で反射率が９０％
以上と高く適していると考えられる。従って、これら
金、銀、あるいはアルミニウム等の金属膜を反射膜３１
として低屈折率膜３の上にコーティングすれば、低屈折
率膜３を透過した迷光２２や励起光８２はこの反射膜３
１によって完全に反射され、シール材５に吸収されてそ
れを加熱するようなことは完全に防止できる。Therefore, in the first embodiment, the total reflection surface 1a
The low refractive index film 3 is further coated with a reflective film 31 having a high reflectance with respect to stray light or excitation light 82 of a laser beam having a small incident angle to the laser beam. The reflective film 31 may be a film having a lower refractive index than the low refractive index film 3 or a total reflection coating of a dielectric multilayer film. Unlike the efficiency film 3, the stray light 2 of the laser beam
2 and the excitation light 82 do not require optical precision if they have a certain degree of reflectance. Further, the stray light 22 of the laser beam and the excitation light 82 enter the total reflection surface 1a at various angles. Since there is an object, it is desirable that the dependency of the reflectance on the incident angle is small. For example, a metal film is most suitable. The laser medium 1 is composed of Y containing neodymium (Nd) ions.
In the case of an AG crystal, the oscillation wavelength is λ = 1.06 μm, the lamp 7 as an excitation light source is an arc lamp, and the emission spectrum distribution is λ = 0.5 to 0.9 μm.
Gold, silver, aluminum, etc. have a reflectance of 90% in this wavelength range
These are considered to be high and suitable. Therefore, the metal film of gold, silver, aluminum, or the like is used as the reflective film 31.
If it is coated on the low refractive index film 3, the stray light 22 and the excitation light 82 transmitted through the low refractive index film 3
1 can be completely prevented from being completely reflected, absorbed by the sealing material 5 and heated.
【００２０】なお、低屈折率膜３を介すことなく金属膜
による反射膜３１をレーザ媒質１の全反射面１ａに直接
コーティングすることも考えられるが、この場合主ビー
ム２の全反射面１ａでの反射は屈折率差による内部全反
射とはならず、金属面反射となるため、反射面での損失
は不可避となり、レーザ出力の低下が生じてレーザ動作
にはあまり適さない。Incidentally, it is conceivable to directly coat the total reflection surface 1a of the laser medium 1 with the reflection film 31 of a metal film without passing through the low refractive index film 3, but in this case, the total reflection surface 1a of the main beam 2 is considered. Is not a total internal reflection due to a refractive index difference, but a metal surface reflection. Therefore, a loss on a reflection surface is inevitable, and a laser output is reduced, which is not suitable for laser operation.
【００２１】実施例２．次に、この発明の実施例２を図
について説明する。図２は請求項３に記載した発明の一
実施例を示す要部拡大断面側面図で、図１と同一の部分
には同一符号を付してその説明を省略する。図におい
て、３２は低屈折率膜３および反射膜３１の上にさらに
コーティングされた、前記冷媒６に対して耐久性を有す
る保護膜である。Embodiment 2 FIG. Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional side view of an essential part showing one embodiment of the invention described in claim 3, and the same parts as those in FIG. In the figure, reference numeral 32 denotes a protective film further coated on the low refractive index film 3 and the reflective film 31 and having durability with respect to the refrigerant 6.
【００２２】次に動作について説明する。ここで、基本
的な動作は実施例１および従来の場合と同様であるた
め、反射膜３１上にコーティングされた保護膜３２の作
用とその具体例について説明する。一般にレーザ媒質１
の冷媒６としては水が用いられる場合が多く、反射膜３
１として金のような耐水性を有する金属膜を用いた場合
には問題ないが、銀やアルミニウム等の酸化性を有する
金属膜を用いた場合には、冷媒６である水により酸化が
促進され、反射率の低下や、膜のはく離等の問題が生じ
る。また反射膜３１を誘電体多層膜とした場合でも、多
層膜を形成する誘電体、例えばフッ化マグネシウム（Ｍ
ｇＦ2 ）、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）等は水に溶解し、
反射率の低下や膜のはく離等の問題が生じる。そこでこ
の実施例２では反射膜３１のさらにその上に耐水性を有
する、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）や金等の
保護膜３２をコーティングし、反射膜３１が冷媒６にさ
らされるのを防止する。Next, the operation will be described. Here, since the basic operation is the same as that of the first embodiment and the conventional case, the operation of the protective film 32 coated on the reflective film 31 and a specific example thereof will be described. Generally laser medium 1
In many cases, water is used as the refrigerant 6 of the reflection film 3.
There is no problem when a water-resistant metal film such as gold is used as 1, but when a metal film having an oxidizing property such as silver or aluminum is used, the oxidation is promoted by water as the refrigerant 6. In addition, problems such as a decrease in reflectance and peeling of the film occur. Further, even when the reflection film 31 is a dielectric multilayer film, a dielectric for forming the multilayer film, for example, magnesium fluoride (M
gF 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), etc. dissolve in water,
Problems such as a decrease in reflectivity and peeling of the film occur. Therefore, in the second embodiment, a protective film 32 such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or gold, which has water resistance, is coated on the reflective film 31 to prevent the reflective film 31 from being exposed to the refrigerant 6. To prevent.
【００２３】なお、冷媒６が水以外の化学薬品、例えば
エチレングリコールと水の混合液や、ＦＣ−１０４（３
Ｍ社、フオロカーボン）などの場合には、各々の薬品に
対して耐久性を有する材料による保護膜３２をコーティ
ングすればよい。The refrigerant 6 is a chemical other than water, for example, a mixed solution of ethylene glycol and water, or FC-104 (3
In the case of Company M, fluorocarbon, etc., the protective film 32 may be coated with a material having durability against each chemical.
【００２４】実施例３．また、上記実施例２では反射膜
３１の上に単純に保護膜３２をコーティングしたものを
示したが、このようなケースでは、低屈折率膜３および
反射膜３１の側面は冷媒６にさらされ、この部分からコ
ーティングが劣化する場合もある。そこでこの実施例３
では図３に示すように、保護膜３２を低屈折率膜３およ
び反射膜３１より若干広めにとり、その側面部までを完
全に包み込むようにコーティングを施こしている。これ
により、冷媒６による反射膜３１の劣化の全くない、シ
ール材５の迷光等の照射防止コートが経年変化によって
劣化することを防止できる。Embodiment 3 FIG. In the second embodiment, the protective film 32 is simply coated on the reflective film 31. However, in such a case, the side surfaces of the low refractive index film 3 and the reflective film 31 are exposed to the refrigerant 6. However, the coating may deteriorate from this portion. Therefore, the third embodiment
In FIG. 3, as shown in FIG. 3, the protective film 32 is slightly wider than the low-refractive-index film 3 and the reflective film 31, and is coated so as to completely cover the side surfaces thereof. Accordingly, it is possible to prevent the coating for preventing the stray light or the like of the sealing member 5 from being degraded due to aging without any deterioration of the reflection film 31 due to the refrigerant 6.
【００２５】実施例４．さらに、上記実施例１〜３で
は、シール材５の位置をレーザ媒質１のスラブ端面１ｂ
近傍とした場合について述べたが、図４に示すようにス
ラブ端面１ｂから離れた位置にシール材５を配置するよ
うにしてもよい。そのような場合でも、レーザ媒質１の
シール材５によるシール部近傍の全反射面１ａに、低屈
折率膜３、反射膜３１、さらには保護膜３２を同様にコ
ーティングしてやれば、上記各実施例と同様の効果が得
られる。Embodiment 4 FIG. Further, in the first to third embodiments, the position of the sealing material 5 is changed to the slab end face 1 b of the laser medium 1.
Although the case in which the sealing member 5 is set near is described, the sealing member 5 may be arranged at a position away from the slab end face 1b as shown in FIG. Even in such a case, if the low-refractive-index film 3, the reflective film 31, and the protective film 32 are similarly coated on the total reflection surface 1a in the vicinity of the sealing portion of the laser medium 1 by the sealing material 5, each of the above-described embodiments can be used. The same effect can be obtained.
【００２６】実施例５．次に、この発明の実施例５を図
について説明する。図５は請求項４に記載した発明の一
実施例を示す要部拡大断面側面図で、図において、１１
はレーザ媒質１のスラブ端面１ｂから１ビーム幅に相当
する第１回の全反射領域、１２は同じく第２回の全反射
領域、１１０はレーザ媒質１外部の大気であり、他は図
４の相当部分と同一符号を付してその説明を省略する。
この実施例５は図示のように、前記第１回の全反射領域
１１と第２回の全反射領域１２の全面に低屈折率膜３が
コーティングされている点で、上記実施例１〜４とは異
なっている。Embodiment 5 FIG. Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional side view of an essential part showing one embodiment of the invention described in claim 4, and FIG.
4 is the first total reflection area corresponding to one beam width from the slab end face 1b of the laser medium 1, 12 is the second total reflection area, 110 is the atmosphere outside the laser medium 1, and the other is FIG. The same reference numerals are given to the corresponding parts, and the description is omitted.
The fifth embodiment is different from the first to fourth embodiments in that the low refractive index film 3 is coated on the entire surface of the first total reflection region 11 and the second total reflection region 12 as shown in the drawing. Is different from
【００２７】ここで、上記各実施例では、シール部にお
ける主ビーム２の全反射を保証する低屈折率膜３をシー
ル部近傍のみにコーティングする場合を示したが、この
場合１つのビーム幅相当の全反射領域１１内でも、レー
ザ媒質１の外部の媒体が大気１１０、低屈折率膜３、冷
媒６と変化し、内部全反射時の位相がわずかに異なるた
め、高集束性ビームを得る時には問題となる。この実施
例５では、図５に示すように、低屈折率膜３を第１回の
全反射領域１１および第２回の全反射領域１２の全面に
コーティングしている。これによって１つのビーム斜断
面内での位相変化は完全になくなり、高集束性ビームの
伝搬に適した構造となる。なお、反射膜３１は第１回の
全反射領域１１及び第２回の全反射領域１２の全面にコ
ーティングする必要はなく、実施例１〜４の場合と同様
にシール部の近傍にのみコーティングすればよい。Here, in each of the above embodiments, the case where the low refractive index film 3 for guaranteeing total reflection of the main beam 2 in the seal portion is coated only in the vicinity of the seal portion, but in this case, one beam width corresponds to one beam width. The medium outside the laser medium 1 changes to the atmosphere 110, the low-refractive-index film 3, and the refrigerant 6 even in the total reflection area 11 of FIG. It becomes a problem. In Example 5, as shown in FIG. 5, the low refractive index film 3 is coated on the entire surface of the first total reflection region 11 and the second total reflection region 12. As a result, phase change within one beam oblique section is completely eliminated, and a structure suitable for propagation of a highly focused beam is obtained. The reflection film 31 does not need to be coated on the entire surface of the first total reflection area 11 and the second total reflection area 12, and is coated only in the vicinity of the seal portion as in the case of the first to fourth embodiments. I just need.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上のように請求項１に記載の発明によ
れば、レーザ媒質のシール部を含む全反射面にコーティ
ングされた低屈折率膜のシール部近傍に、レーザビーム
の迷光および励起光に対し高い反射率を有する反射膜を
更にコーティングするように構成したので、シール材の
吸光・発熱およびそれに伴うレーザ媒体のシール部近傍
の熱光学歪の発生を低減することができ、ビーム品質に
優れ、出力の安定な固体レーザ装置が得られる効果があ
る。As described above, according to the first aspect of the present invention, the stray light and the excitation of the laser beam are generated near the seal portion of the low refractive index film coated on the total reflection surface including the seal portion of the laser medium. Since the reflective film with high reflectivity to light is further coated, it is possible to reduce the absorption and heat generation of the sealing material and the accompanying generation of thermo-optic distortion near the sealing portion of the laser medium, thereby improving beam quality. And a solid-state laser device having a stable output can be obtained.
【００２９】また、請求項２に記載の発明によれば、反
射膜として金属膜を用いるように構成したので、シール
材へのレーザビームの迷光や励起光の照射を完全に防止
することができ、さらにビーム品質に優れ、出力の安定
な固体レーザ装置が得られる効果がある。According to the second aspect of the present invention, since the metal film is used as the reflection film, it is possible to completely prevent the stray light or the excitation light of the laser beam from being applied to the sealing material. In addition, there is an effect that a solid-state laser device having excellent beam quality and stable output can be obtained.
【００３０】また、請求項３に記載の発明によれば、高
反射率膜の上に冷媒に対して耐久性を有する保護膜をコ
ーティングするように構成したので、低屈折率膜および
高反射率膜の劣化を防止することができ、ビーム品質お
よび出力安定性の経年変化の少ない、安定な固体レーザ
装置が得られる効果がある。According to the third aspect of the present invention, since the protective film having durability against the refrigerant is coated on the high reflectivity film, the low refractive index film and the high reflectivity are coated. Deterioration of the film can be prevented, and there is an effect that a stable solid-state laser device with little secular change of beam quality and output stability can be obtained.
【００３１】また、請求項４に記載の発明によれば、低
屈折率膜によって全反射面のスラブ端面より１ビーム幅
に相当する領域を覆うように構成したので、レーザ媒質
外部の媒体の差による内部全反射時における位相変化が
なくなり、高集束性ビームの伝搬に適した構造の固体レ
ーザ装置が得られる効果がある。According to the fourth aspect of the present invention, the low refractive index film covers the area corresponding to one beam width from the end face of the slab of the total reflection surface. As a result, there is no phase change at the time of total internal reflection, and an effect is obtained that a solid-state laser device having a structure suitable for propagation of a highly focused beam can be obtained.
【図１】この発明の実施例１を示す要部拡大断面側面図
である。FIG. 1 is an enlarged sectional side view of a main part showing a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の実施例２を示す要部拡大断面側面図
である。FIG. 2 is an enlarged sectional side view of a main part showing a second embodiment of the present invention.
【図３】この発明の実施例３を示す要部拡大断面側面図
である。FIG. 3 is an enlarged sectional side view of a main part showing a third embodiment of the present invention.
【図４】この発明の実施例４を示す要部拡大断面側面図
である。FIG. 4 is an enlarged sectional side view of a main part showing a fourth embodiment of the present invention.
【図５】この発明の実施例５を示す要部拡大断面側面図
である。FIG. 5 is an enlarged sectional side view of a main part showing a fifth embodiment of the present invention.
【図６】従来の固体レーザ装置を示す分解斜視図であ
る。FIG. 6 is an exploded perspective view showing a conventional solid-state laser device.
【図７】その断面側面図である。FIG. 7 is a sectional side view thereof.
【図８】その要部拡大断面側面図である。FIG. 8 is an enlarged sectional side view of a main part thereof.
１ レーザ媒質 １ａ 全反射面（光学的平滑面） １ｂ スラブ端面 ３ 低屈折率膜 ３１ 反射膜 ３２ 保護膜 ４ 筐体 ５ シール材 ６ 冷媒 ７ ランプ（励起光源） １１，１２ 全反射領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser medium 1a Total reflection surface (optical smooth surface) 1b Slab end surface 3 Low refractive index film 31 Reflection film 32 Protective film 4 Housing 5 Seal material 6 Refrigerant 7 Lamp (excitation light source) 11, 12 Total reflection area
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−293787（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−114184（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−260584（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−119082（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−219584（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−19888（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−72687（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−12577（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−73685（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−26058（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/00 - 3/30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-293787 (JP, A) JP-A-63-114184 (JP, A) JP-A-2-260584 (JP, A) JP-A-1- 119082 (JP, A) JP-A-62-219584 (JP, A) JP-A-63-19888 (JP, A) JP-A-3-72687 (JP, A) JP-A-4-12577 (JP, A) JP-A-62-73685 (JP, A) JP-A-62-26058 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 3/00-3/30
Claims (4)
た一対の光学的平滑面を有する、断面形状が略矩形のス
ラブ型のレーザ媒質と、前記レーザ媒質を光励起する励
起光源と、前記レーザ媒質を前記光学的平滑面より冷却
する冷媒と、前記レーザ媒質を収容する筐体と、前記レ
ーザ媒質の前記筐体に対する支持を前記光学的平滑面に
おいて行うとともに、前記冷媒のシールを行うシール材
と、前記レーザ媒質より低い屈折率を有し、前記シール
材によるシール部を含んだ前記光学的平滑面にコーティ
ングされた低屈折率膜と、前記レーザビームの迷光、お
よび前記レーザ媒質の励起光に対して高い反射率を持
ち、前記低屈折率膜の前記シール部近傍にコーティング
された反射膜とを備えた固体レーザ装置。1. A slab-shaped laser medium having a pair of optically smooth surfaces opposed to each other for totally internally reflecting a laser beam and having a substantially rectangular cross section, an excitation light source for optically exciting the laser medium, and a laser medium. A coolant that cools from the optically smooth surface, a housing that contains the laser medium, and a support for performing the support of the laser medium with respect to the housing on the optically smooth surface, and a sealing material that seals the coolant, It has a lower refractive index than the laser medium, and a low-refractive-index film coated on the optically smooth surface including a sealing portion by the sealing material, stray light of the laser beam, and excitation light of the laser medium. A solid-state laser device having a high reflective index and a reflective film coated near the seal portion of the low refractive index film.
する請求項１に記載の固体レーザ装置。2. The solid-state laser device according to claim 1, wherein said reflection film is a metal film.
久性を有する材料による保護膜をコーティングしたこと
を特徴とする請求項１または２に記載の固体レーザ装
置。3. The solid-state laser device according to claim 1, wherein a protective film made of a material having durability with respect to the refrigerant is coated on the reflective film.
学的平滑面上のスラブ端面より１ビーム幅に相当する全
反射領域の全面にコーティングしたことを特徴とする請
求項１ないし３のいずれか１項に記載の固体レーザ装
置。4. The laser device according to claim 1, wherein said low-refractive-index film is coated on an entire surface of a total reflection area corresponding to one beam width from an end surface of a slab on an optically smooth surface of said laser medium. The solid-state laser device according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25539192A JP3110567B2 (en) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | Solid-state laser device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP25539192A JP3110567B2 (en) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | Solid-state laser device |
Publications (2)
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| JPH0685354A JPH0685354A (en) | 1994-03-25 |
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