JP3339306B2 - 固体レーザ装置 - Google Patents
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- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
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- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
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- H01S3/2308—Amplifier arrangements, e.g. MOPA
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S3/2308—Amplifier arrangements, e.g. MOPA
- H01S3/2325—Multi-pass amplifiers, e.g. regenerative amplifiers
- H01S3/2333—Double-pass amplifiers
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一軸性固体レー
ザロッドを側面から半導体レーザで光励起してレーザ出
力を得る固体レーザ装置、特に一軸性固体レーザロッド
の設置に関するものである。
ザロッドを側面から半導体レーザで光励起してレーザ出
力を得る固体レーザ装置、特に一軸性固体レーザロッド
の設置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は、例えば、Ａ．ｋｉｋｕｃｈｉ
ｅｔ．ａｌ．，“Ｄｉｏｄｅ ｓｉｄｅ−ｐｕｍｐｅｄ
Ｑ−ｓｗｔｃｈｅｄ Ｎｄ：ＹＬＦ ｌａｓｅｒ ｆ
ｏｒａｉｒｂｏｒｎｅ ａｎｄ ｓｐａｃｅ Ｌｉｄａ
ｒ ｓｙｓｔｅｍｓ”，ｉｎｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｄｉ
ｇｅｓｔ ｏｆ １７ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ
ｌ Ｌａｓｅｒ Ｒａｄｅｒ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，
Ｓｅｎｄａｉ，ｐ１９９５に示された、従来の一軸性固
体レーザ結晶を用いた半導体レーザ励起固体レーザのレ
ーザロッドの配置例を示す構成図である。図８におい
て、１はＮｄ３＋をドープしたＬｉＹＦ４（以降Ｎｄ：
ＹＬＦと呼ぶ）に代表される一軸性固体レーザロッド、
２は励起用半導体レーザである。また、ａはレーザ光
軸、ｂはレーザ光の偏光方向、１ａはロッド軸、１ｃは
ロッドのｃ軸方向、２ａは励起光偏光方向を示す。励起
用半導体レーザ２は、高出力化を図るために、一軸性レ
ーザロッド側の側面に、ロッド長手方向に向けて複数の
１ｃｍ程度の半導体レーザアレーを並べた構成になって
いる。また、このような高出力励起光を得る励起用半導
体レーザ２の出射光はロッド軸１ａに直交してロッド内
を伝搬し、その偏光方向２ａは図８の紙面に対し平行で
ある。一軸性結晶である、Ｎｄ：ＹＬＦにおいてはｃ軸
方向１ｃに対して平行な偏光成分（π偏光）の励起光に
対する吸収係数が、ｃ軸方向１ｃに対して垂直な偏光成
分（σ偏光）の励起光に対する吸収係数に比べ高い。こ
のため、従来例ではｃ軸方向１ｃをレーザ光軸ａに一致
させることにより、励起用半導体レーザ２からの励起光
がπ偏光とし、励起光を短い伝搬距離で高効率にレーザ
ロッド１に吸収させ高いレーザ発振効率を得ている。
ｅｔ．ａｌ．，“Ｄｉｏｄｅ ｓｉｄｅ−ｐｕｍｐｅｄ
Ｑ−ｓｗｔｃｈｅｄ Ｎｄ：ＹＬＦ ｌａｓｅｒ ｆ
ｏｒａｉｒｂｏｒｎｅ ａｎｄ ｓｐａｃｅ Ｌｉｄａ
ｒ ｓｙｓｔｅｍｓ”，ｉｎｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｄｉ
ｇｅｓｔ ｏｆ １７ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ
ｌ Ｌａｓｅｒ Ｒａｄｅｒ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，
Ｓｅｎｄａｉ，ｐ１９９５に示された、従来の一軸性固
体レーザ結晶を用いた半導体レーザ励起固体レーザのレ
ーザロッドの配置例を示す構成図である。図８におい
て、１はＮｄ３＋をドープしたＬｉＹＦ４（以降Ｎｄ：
ＹＬＦと呼ぶ）に代表される一軸性固体レーザロッド、
２は励起用半導体レーザである。また、ａはレーザ光
軸、ｂはレーザ光の偏光方向、１ａはロッド軸、１ｃは
ロッドのｃ軸方向、２ａは励起光偏光方向を示す。励起
用半導体レーザ２は、高出力化を図るために、一軸性レ
ーザロッド側の側面に、ロッド長手方向に向けて複数の
１ｃｍ程度の半導体レーザアレーを並べた構成になって
いる。また、このような高出力励起光を得る励起用半導
体レーザ２の出射光はロッド軸１ａに直交してロッド内
を伝搬し、その偏光方向２ａは図８の紙面に対し平行で
ある。一軸性結晶である、Ｎｄ：ＹＬＦにおいてはｃ軸
方向１ｃに対して平行な偏光成分（π偏光）の励起光に
対する吸収係数が、ｃ軸方向１ｃに対して垂直な偏光成
分（σ偏光）の励起光に対する吸収係数に比べ高い。こ
のため、従来例ではｃ軸方向１ｃをレーザ光軸ａに一致
させることにより、励起用半導体レーザ２からの励起光
がπ偏光とし、励起光を短い伝搬距離で高効率にレーザ
ロッド１に吸収させ高いレーザ発振効率を得ている。
【０００３】励起光波長に対しレーザ光波長は通常短
く、この波長差に相当するエネルギーは一軸性固体レー
ザロッド１内で熱に変換される。これを簡単に説明した
のが図９である。図９において、ロッド断面内での励起
分布９１が一様とすると、発生熱もロッド断面内で一様
となり、ロッド側面からの均一な排熱により、ロッド中
心部がもっとも温度が高い、同心状の温度分布９２が生
じる。固体レーザにおいては、この温度分布がレーザ媒
質に光学的歪みを与え、これが、レーザの効率や、ビー
ム品質を劣化させるという問題がある。このようなロッ
ド内で生じる温度分布による光学歪みとしては、屈折率
の温度依存性を通じて生じる熱レンズ、熱応力、光弾性
効果を通じて生じる熱複屈折がある。
く、この波長差に相当するエネルギーは一軸性固体レー
ザロッド１内で熱に変換される。これを簡単に説明した
のが図９である。図９において、ロッド断面内での励起
分布９１が一様とすると、発生熱もロッド断面内で一様
となり、ロッド側面からの均一な排熱により、ロッド中
心部がもっとも温度が高い、同心状の温度分布９２が生
じる。固体レーザにおいては、この温度分布がレーザ媒
質に光学的歪みを与え、これが、レーザの効率や、ビー
ム品質を劣化させるという問題がある。このようなロッ
ド内で生じる温度分布による光学歪みとしては、屈折率
の温度依存性を通じて生じる熱レンズ、熱応力、光弾性
効果を通じて生じる熱複屈折がある。
【０００４】上記の従来例では、一軸性固体レーザロッ
ド１のｃ軸１ｃをレーザ光軸ａと一致するようにとって
おり、レーザ光に対して、レーザロッド１は等方性結晶
のように振舞うことになり、偏光状態によらず、レーザ
光は一定の屈折率を感じることになる。このため、ロッ
ド内に生じる同軸対称な温度分布による熱レンズ効果
は、同軸対称となり、一軸性結晶のａ軸方向をレーザ光
軸と一致するようにとった場合に生じるような非点収差
は生じないため、レーザ光軸上に軸対称なレンズを挿入
することで熱レンズを補償することが可能である。
ド１のｃ軸１ｃをレーザ光軸ａと一致するようにとって
おり、レーザ光に対して、レーザロッド１は等方性結晶
のように振舞うことになり、偏光状態によらず、レーザ
光は一定の屈折率を感じることになる。このため、ロッ
ド内に生じる同軸対称な温度分布による熱レンズ効果
は、同軸対称となり、一軸性結晶のａ軸方向をレーザ光
軸と一致するようにとった場合に生じるような非点収差
は生じないため、レーザ光軸上に軸対称なレンズを挿入
することで熱レンズを補償することが可能である。
【０００５】一方、熱複屈折は、等方的なレーザロッド
を用いた場合に特に問題となる。レーザロッド内で生じ
る軸対称の温度分布は、軸対称の応力分布を発生させ、
この応力分布がロッドの軸方向と、これに垂直な周方向
で異なるために光弾性効果を通じて、ロッド軸方向と周
方向での複屈折が生じる。このような直交する２つの主
軸方向が軸対称となっている複屈折を持つレーザロッド
に任意の直線偏光したレーザ光が入射した場合、偏光方
向と主軸方向が一致している位置においては、ロッド通
過ビームの偏光状態は変わらないが、偏光方向と主軸方
向がずれた位置ではレーザ光が両主軸方向の電界成分を
有しその屈折率差（複屈折量）Δｎに応じてロッド通過
ビームの偏光状態が変化する。これは、偏光子などを通
過するビームの損失を増加させるとともに、ビーム品質
を大きく劣化させる要因となる。また、入射偏光方向と
主軸方向が一致している位置においても、入射偏光方向
が軸方向主軸と一致している場合と、周方向主軸と一致
している場合においてそれぞれ受ける屈折率が異なるた
めビームに、バイフォーカシングという非点収差が発生
しビーム形状を損なうことになる。屈折率の温度変化に
依存した熱レンズに比べ、熱複屈折やそれにともなうバ
イフォーカシングの効果は小さいが、ＹＬＦのように熱
レンズ値が小さく補償しやすい場合には、これらの効果
が性能に大きな影響を及ぼす。ロッド内における熱複屈
折の複屈折量Δｎはロッド中心からの距離の２乗に比例
して増加し、ｃ軸とロッド軸が平行な等方的に固体レー
ザロッドで発生する熱複屈折量Δｎは、６ｍｍ直径、７
ｃｍの典型的な値に対し、最大熱複屈折が生じるレーザ
ロッドの側面においてロッド内発生熱量１Ｗあたり１×
１０-7程度となる。ＹＬＦの場合、最大投入熱量は、結
晶の熱破壊により制限されており、７ｃｍのロッドにお
いては、４００Ｗ程度が限界であるため、最大投入熱量
におけるロッド側面での熱複屈折量（最大値）として４
×１０-5程度が発生する。
を用いた場合に特に問題となる。レーザロッド内で生じ
る軸対称の温度分布は、軸対称の応力分布を発生させ、
この応力分布がロッドの軸方向と、これに垂直な周方向
で異なるために光弾性効果を通じて、ロッド軸方向と周
方向での複屈折が生じる。このような直交する２つの主
軸方向が軸対称となっている複屈折を持つレーザロッド
に任意の直線偏光したレーザ光が入射した場合、偏光方
向と主軸方向が一致している位置においては、ロッド通
過ビームの偏光状態は変わらないが、偏光方向と主軸方
向がずれた位置ではレーザ光が両主軸方向の電界成分を
有しその屈折率差（複屈折量）Δｎに応じてロッド通過
ビームの偏光状態が変化する。これは、偏光子などを通
過するビームの損失を増加させるとともに、ビーム品質
を大きく劣化させる要因となる。また、入射偏光方向と
主軸方向が一致している位置においても、入射偏光方向
が軸方向主軸と一致している場合と、周方向主軸と一致
している場合においてそれぞれ受ける屈折率が異なるた
めビームに、バイフォーカシングという非点収差が発生
しビーム形状を損なうことになる。屈折率の温度変化に
依存した熱レンズに比べ、熱複屈折やそれにともなうバ
イフォーカシングの効果は小さいが、ＹＬＦのように熱
レンズ値が小さく補償しやすい場合には、これらの効果
が性能に大きな影響を及ぼす。ロッド内における熱複屈
折の複屈折量Δｎはロッド中心からの距離の２乗に比例
して増加し、ｃ軸とロッド軸が平行な等方的に固体レー
ザロッドで発生する熱複屈折量Δｎは、６ｍｍ直径、７
ｃｍの典型的な値に対し、最大熱複屈折が生じるレーザ
ロッドの側面においてロッド内発生熱量１Ｗあたり１×
１０-7程度となる。ＹＬＦの場合、最大投入熱量は、結
晶の熱破壊により制限されており、７ｃｍのロッドにお
いては、４００Ｗ程度が限界であるため、最大投入熱量
におけるロッド側面での熱複屈折量（最大値）として４
×１０-5程度が発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の一
軸性固体レーザロッドを用いた固体レーザ装置において
は、レーザロッドのｃ軸方向をレーザ光軸と一致させる
ことで、レーザの発振効率を高くするとともに、熱レン
ズによるレーザビームの屈折率の直接の温度変化に基づ
く非点収差発生を抑えられるが、熱複屈折が発生し、こ
れが偏光規定されるレーザにおいて偏光損失を通して効
率の劣化を生じ、またビーム内偏光分布が生じたり、バ
イフォーカシングが生じることでビーム品質の劣化を招
くという問題点があった。
軸性固体レーザロッドを用いた固体レーザ装置において
は、レーザロッドのｃ軸方向をレーザ光軸と一致させる
ことで、レーザの発振効率を高くするとともに、熱レン
ズによるレーザビームの屈折率の直接の温度変化に基づ
く非点収差発生を抑えられるが、熱複屈折が発生し、こ
れが偏光規定されるレーザにおいて偏光損失を通して効
率の劣化を生じ、またビーム内偏光分布が生じたり、バ
イフォーカシングが生じることでビーム品質の劣化を招
くという問題点があった。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消し、
熱複屈折により生じるレーザ発振器、レーザ増幅器にお
けるレーザビームの偏光度劣化にともなう偏光損失、ビ
ーム品質の劣化、バイフォーカシングによるビーム品質
の劣化を減らし、高効率、高ビーム品質な固体レーザ装
置を得ることを目的とする。
熱複屈折により生じるレーザ発振器、レーザ増幅器にお
けるレーザビームの偏光度劣化にともなう偏光損失、ビ
ーム品質の劣化、バイフォーカシングによるビーム品質
の劣化を減らし、高効率、高ビーム品質な固体レーザ装
置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る固体レー
ザ装置においては、一軸性固体レーザロッドのｃ軸をレ
ーザ光軸と平行な位置から角度θずらすとともに、レー
ザ光の偏光面を常光偏光方向もしくは異常光偏光方向に
そろえたものである。
ザ装置においては、一軸性固体レーザロッドのｃ軸をレ
ーザ光軸と平行な位置から角度θずらすとともに、レー
ザ光の偏光面を常光偏光方向もしくは異常光偏光方向に
そろえたものである。
【０００９】また、レーザ共振器やレーザ増幅器内など
で一軸性レーザロッドを往復通過させる構成において、
一軸性固体レーザロッドのｃ軸をレーザ光軸と平行な位
置から角度θずらすとともに、往復の光路においてレー
ザ光の偏光状態を直交させるようにしたものである。
で一軸性レーザロッドを往復通過させる構成において、
一軸性固体レーザロッドのｃ軸をレーザ光軸と平行な位
置から角度θずらすとともに、往復の光路においてレー
ザ光の偏光状態を直交させるようにしたものである。
【００１０】
実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１である一
軸性固体レーザロッドの配置例を示す固体レーザ装置の
構成図である。図１において、１はＮｄ：ＹＬＦに代表
される一軸性固体レーザロッド、２は励起用半導体レー
ザ、３はレーザ光の偏光方向を規定する偏光回転子であ
る。また、ａはレーザ光軸、ｂは入射レーザ光偏光方
向、１ａはロッド軸、１ｃはロッドのｃ軸方向、２ａは
励起光偏光方向を示す。
軸性固体レーザロッドの配置例を示す固体レーザ装置の
構成図である。図１において、１はＮｄ：ＹＬＦに代表
される一軸性固体レーザロッド、２は励起用半導体レー
ザ、３はレーザ光の偏光方向を規定する偏光回転子であ
る。また、ａはレーザ光軸、ｂは入射レーザ光偏光方
向、１ａはロッド軸、１ｃはロッドのｃ軸方向、２ａは
励起光偏光方向を示す。
【００１１】図１の配置において、一軸性固体レーザロ
ッド１は、レーザ光軸ａとレーザロッドの同軸中心であ
るレーザロッド軸１ａを略平行に設置されている。ここ
で、この一軸性固体レーザロッド１のｃ軸方向１ｃはレ
ーザロッド軸１ａに対し、θだけ角度をずらしてある。
また、偏光回転子３は、入射したレーザ光をレーザロッ
ド軸１ａとｃ軸１ｃを含む面内に平行（異常光偏光方
向）もしくは垂直方向（常光偏光方向）の直線偏光に変
換する（入射レーザ光偏光方向ｂで示す。）。
ッド１は、レーザ光軸ａとレーザロッドの同軸中心であ
るレーザロッド軸１ａを略平行に設置されている。ここ
で、この一軸性固体レーザロッド１のｃ軸方向１ｃはレ
ーザロッド軸１ａに対し、θだけ角度をずらしてある。
また、偏光回転子３は、入射したレーザ光をレーザロッ
ド軸１ａとｃ軸１ｃを含む面内に平行（異常光偏光方
向）もしくは垂直方向（常光偏光方向）の直線偏光に変
換する（入射レーザ光偏光方向ｂで示す。）。
【００１２】一軸性固体レーザロッド１のｃ軸方向１ｃ
はロッド軸１ａに対してθだけ傾けてあるので、ロッド
軸方向に伝搬するレーザ光は結晶固有の複屈折を感じ
る。この結晶固有の複屈折率は、ｃ軸とロッド軸を含む
面に垂直方向の電界振動成分が感じる常光屈折率がｎｏ
であり、ｃ軸とロッド軸を含む面に平行な電界振動成分
が感じる異常光屈折率がｎｅ（θ）である。異常光屈折
率ｎｅ（θ）はｎｅをｃ軸方向の屈折率であるとして式
１で表せる。
はロッド軸１ａに対してθだけ傾けてあるので、ロッド
軸方向に伝搬するレーザ光は結晶固有の複屈折を感じ
る。この結晶固有の複屈折率は、ｃ軸とロッド軸を含む
面に垂直方向の電界振動成分が感じる常光屈折率がｎｏ
であり、ｃ軸とロッド軸を含む面に平行な電界振動成分
が感じる異常光屈折率がｎｅ（θ）である。異常光屈折
率ｎｅ（θ）はｎｅをｃ軸方向の屈折率であるとして式
１で表せる。
【００１３】
【数１】
【００１４】ＹＬｉＦ４の場合、ｎｏ■ １．４５、ｎ
ｅ■ １．４７であり、式１を用いてθに対する異常光
屈折率と常光屈折率の差を計算すると図２のようにな
る。図２よりθが７度以上であれば、結晶固有の複屈折
量は４×１０-4と、従来例で示した熱複屈折量の最大値
に対して１０倍以上の値をとることとなる。さらにθ＝
２５度とすれば熱複屈折量の最大値に対して１００倍以
上の値となる。結晶固有の複屈折は、一軸性固体レーザ
ロッド１の断面内で均一となる。これに対し、熱複屈折
は、前に述べたようにロッド断面内で不均一に分布する
が、結晶固有の複屈折に対してはるかに小さいため影響
は小さく結晶固有の複屈折の主軸方向は保存される。こ
のため、結晶固有の主軸である常光偏光方向、もしくは
異常光偏光方向の入射レーザ光は偏光状態を保存したま
ま出射される。
ｅ■ １．４７であり、式１を用いてθに対する異常光
屈折率と常光屈折率の差を計算すると図２のようにな
る。図２よりθが７度以上であれば、結晶固有の複屈折
量は４×１０-4と、従来例で示した熱複屈折量の最大値
に対して１０倍以上の値をとることとなる。さらにθ＝
２５度とすれば熱複屈折量の最大値に対して１００倍以
上の値となる。結晶固有の複屈折は、一軸性固体レーザ
ロッド１の断面内で均一となる。これに対し、熱複屈折
は、前に述べたようにロッド断面内で不均一に分布する
が、結晶固有の複屈折に対してはるかに小さいため影響
は小さく結晶固有の複屈折の主軸方向は保存される。こ
のため、結晶固有の主軸である常光偏光方向、もしくは
異常光偏光方向の入射レーザ光は偏光状態を保存したま
ま出射される。
【００１５】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２である一軸性固体レーザロッドの配置例を示す固体
レーザ装置の構成図であり、１〜３，ａ，ｂ，１ａ，１
ｃ，２ａは実施の形態１と同一のものである。これにお
いて、一軸性固体レーザロッド１のロッド軸１ａはｃ軸
方向１ｃと略平行にとっており、側面からの励起光の電
界振動方向はｃ軸方向１ｃと一致している。ここにおい
て、レーザ光軸ａをｃ軸１ｃからθだけ角度を傾けて伝
搬させるとともに、レーザ光軸ａとｃ軸１ｃを含む面
内、もしくは、レーザ光軸ａとｃ軸１ｃを含む面に垂直
な面内に、偏光回転子３を用いてレーザ光電界方向をそ
ろえて入射させる。この場合、実施の形態１と同様に結
晶固有の複屈折を大きくとることにより熱複屈折の影響
を低減することが可能である。実施の形態２の特長とし
て、励起光偏光方向２ａが常にｃ軸１ｃと一致するため
に、励起用半導体レーザによる励起効率がθに依存して
劣化することはないということがある。一方、実施の形
態１において、一軸性レーザロッド１のレーザロッド軸
１ａとｃ軸方向１ｃの角度θがレーザロッド製作行程に
おいて精度良く決定できるとともに、レーザ光軸ａをレ
ーザロッド軸１ａと略平行にすることが簡単にできるた
め、レーザ光軸ａとｃ軸方向１ｃの角度を精度良く決定
できるのに対し、実施の形態２においては、レーザロッ
ドとレーザ光軸ａの角度を精度良く決定できないため、
レーザ光軸ａとｃ軸方向１ｃの角度を精度良く決定でき
にくいという問題がある。
態２である一軸性固体レーザロッドの配置例を示す固体
レーザ装置の構成図であり、１〜３，ａ，ｂ，１ａ，１
ｃ，２ａは実施の形態１と同一のものである。これにお
いて、一軸性固体レーザロッド１のロッド軸１ａはｃ軸
方向１ｃと略平行にとっており、側面からの励起光の電
界振動方向はｃ軸方向１ｃと一致している。ここにおい
て、レーザ光軸ａをｃ軸１ｃからθだけ角度を傾けて伝
搬させるとともに、レーザ光軸ａとｃ軸１ｃを含む面
内、もしくは、レーザ光軸ａとｃ軸１ｃを含む面に垂直
な面内に、偏光回転子３を用いてレーザ光電界方向をそ
ろえて入射させる。この場合、実施の形態１と同様に結
晶固有の複屈折を大きくとることにより熱複屈折の影響
を低減することが可能である。実施の形態２の特長とし
て、励起光偏光方向２ａが常にｃ軸１ｃと一致するため
に、励起用半導体レーザによる励起効率がθに依存して
劣化することはないということがある。一方、実施の形
態１において、一軸性レーザロッド１のレーザロッド軸
１ａとｃ軸方向１ｃの角度θがレーザロッド製作行程に
おいて精度良く決定できるとともに、レーザ光軸ａをレ
ーザロッド軸１ａと略平行にすることが簡単にできるた
め、レーザ光軸ａとｃ軸方向１ｃの角度を精度良く決定
できるのに対し、実施の形態２においては、レーザロッ
ドとレーザ光軸ａの角度を精度良く決定できないため、
レーザ光軸ａとｃ軸方向１ｃの角度を精度良く決定でき
にくいという問題がある。
【００１６】θの値としてどの程度の値が好ましいか
は、レーザの動作条件に依存する。すなわち、励起平均
パワーが小さく、発生熱量が１０Ｗ程度であれば、θの
値として、１度をとっても熱複屈折に対して、結晶固有
の複屈折量が１０倍以上となる。また、レーザビームの
有効径が、ロッド径に対して半分となれば、レーザビー
ムの感じる最大の熱複屈折量は１／４になる。したがっ
て、θは１度以上に設定すればよい。一方、θを大きく
とればとるほど、結晶固有の複屈折量は増大し、熱複屈
折の主軸方向が結晶固有の主軸方向へ及ぼす影響がより
小さくなることは自明であるが、この場合には、以下の
問題点が発生する。 （１）半導体レーザによる側面励起光の偏光方向が、吸
収係数の大きいｃ軸方向からずれてくるためにレーザロ
ッドによる側面励起光の吸収効率が劣化してくる。 （２）ロッドが等方的ではなくなってくるため、ｃ軸と
ロッド軸を含む面内と、これに垂直な面内において熱レ
ンズ焦点距離が変わってくるために、ロッドを通過した
レーザビームに非点収差が発生する。 これら２つの問題点は、一軸性固体レーザロッド１のｃ
軸方向をロッド光軸に対して平行とした、従来の一軸性
固体レーザロッドの配置例の好ましい特長を劣化させる
ものである。θに対する劣化比率は（１）、（２）とも
にＳＩＮ2 （θ）に比例して大きくなるので、θとして
２５度以下に設定すれば劣化比率を２０％以下に抑える
ことができる。
は、レーザの動作条件に依存する。すなわち、励起平均
パワーが小さく、発生熱量が１０Ｗ程度であれば、θの
値として、１度をとっても熱複屈折に対して、結晶固有
の複屈折量が１０倍以上となる。また、レーザビームの
有効径が、ロッド径に対して半分となれば、レーザビー
ムの感じる最大の熱複屈折量は１／４になる。したがっ
て、θは１度以上に設定すればよい。一方、θを大きく
とればとるほど、結晶固有の複屈折量は増大し、熱複屈
折の主軸方向が結晶固有の主軸方向へ及ぼす影響がより
小さくなることは自明であるが、この場合には、以下の
問題点が発生する。 （１）半導体レーザによる側面励起光の偏光方向が、吸
収係数の大きいｃ軸方向からずれてくるためにレーザロ
ッドによる側面励起光の吸収効率が劣化してくる。 （２）ロッドが等方的ではなくなってくるため、ｃ軸と
ロッド軸を含む面内と、これに垂直な面内において熱レ
ンズ焦点距離が変わってくるために、ロッドを通過した
レーザビームに非点収差が発生する。 これら２つの問題点は、一軸性固体レーザロッド１のｃ
軸方向をロッド光軸に対して平行とした、従来の一軸性
固体レーザロッドの配置例の好ましい特長を劣化させる
ものである。θに対する劣化比率は（１）、（２）とも
にＳＩＮ2 （θ）に比例して大きくなるので、θとして
２５度以下に設定すれば劣化比率を２０％以下に抑える
ことができる。
【００１７】実施の形態１、および実施の形態２におい
ては、レーザ光入射偏光状態を一軸性レーザロッドの常
光もしくは異常光偏光方向に設置することで、出射偏光
状態は維持されることを述べたが、レーザロッド断面内
での熱複屈折の不均一により常光偏光成分のレーザロッ
ド透過位相分布と異常光偏光成分のレーザロッド透過位
相分布は異なる。これは、バイフォーカシングという熱
複屈折の影響による非点収差を発生させることになる。
ては、レーザ光入射偏光状態を一軸性レーザロッドの常
光もしくは異常光偏光方向に設置することで、出射偏光
状態は維持されることを述べたが、レーザロッド断面内
での熱複屈折の不均一により常光偏光成分のレーザロッ
ド透過位相分布と異常光偏光成分のレーザロッド透過位
相分布は異なる。これは、バイフォーカシングという熱
複屈折の影響による非点収差を発生させることになる。
【００１８】図４にバイフォーカシングの定性的な説明
図を示す。ここでｎｏ（ｒ）、ｎｅ（θ，ｒ）は屈折率
の温度変化に起因した熱レンズを含めた常光、異常光偏
光方向の半径方向の位置ｒにおける屈折率であり、ｎｒ
（ｒ）、ｎφ（ｒ）は、熱複屈折の微小複屈折成分であ
る。ロッド断面における点Ａおよび点Ｂにおいて、常光
偏光方向、異常光偏光方向どちらの場合においても熱複
屈折の影響により屈折率が異なることが判る。異常光偏
光方向時は、 点Ａでの屈折率 ：ｎｅ（θ，ｒ）＋ｎｒ（ｒ） 点Ｂでの屈折率 ：ｎｅ（θ，ｒ）＋ｎφ（ｒ） 常光偏光方向時は、 点Ａでの屈折率 ：ｎｏ（ｒ）＋ｎφ（ｒ） 点Ｂでの屈折率 ：ｎｏ（ｒ）＋ｎｒ（ｒ） となる。これにより、通過光位相はロッド断面内におい
て分布をもち非点収差を発生することになる。実施の形
態３、実施の形態４、実施の形態５はこの非点収差を除
去し熱複屈折の影響を完全に除去するための発明であ
る。
図を示す。ここでｎｏ（ｒ）、ｎｅ（θ，ｒ）は屈折率
の温度変化に起因した熱レンズを含めた常光、異常光偏
光方向の半径方向の位置ｒにおける屈折率であり、ｎｒ
（ｒ）、ｎφ（ｒ）は、熱複屈折の微小複屈折成分であ
る。ロッド断面における点Ａおよび点Ｂにおいて、常光
偏光方向、異常光偏光方向どちらの場合においても熱複
屈折の影響により屈折率が異なることが判る。異常光偏
光方向時は、 点Ａでの屈折率 ：ｎｅ（θ，ｒ）＋ｎｒ（ｒ） 点Ｂでの屈折率 ：ｎｅ（θ，ｒ）＋ｎφ（ｒ） 常光偏光方向時は、 点Ａでの屈折率 ：ｎｏ（ｒ）＋ｎφ（ｒ） 点Ｂでの屈折率 ：ｎｏ（ｒ）＋ｎｒ（ｒ） となる。これにより、通過光位相はロッド断面内におい
て分布をもち非点収差を発生することになる。実施の形
態３、実施の形態４、実施の形態５はこの非点収差を除
去し熱複屈折の影響を完全に除去するための発明であ
る。
【００１９】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３を示すものである。図５において、１，２，ａ，
１ａ，１ｃ，２ａは実施の形態１と同一のものであり、
４は１／４波長板、５は反射鏡である。また、ｂ1 は入
射レーザ光偏光方向、ｂ2 は出射レーザ光偏光方向を示
す。
形態３を示すものである。図５において、１，２，ａ，
１ａ，１ｃ，２ａは実施の形態１と同一のものであり、
４は１／４波長板、５は反射鏡である。また、ｂ1 は入
射レーザ光偏光方向、ｂ2 は出射レーザ光偏光方向を示
す。
【００２０】図５において、レーザ光軸ａにそって一軸
性固体レーザロッド１に任意の偏光状態のレーザ光を入
射する。このレーザ光を、常光偏光方向と異常光偏光方
向の成分に分離して考える。往路における常光偏光方向
成分は一軸性固体レーザロッド１出射後、光学軸方向を
常光偏光方向もしくは異常光偏光方向に対して４５度の
角度で設定された１／４波長板４を通過後、反射鏡５で
反射され、再び１／４波長板４を通過すると、偏光状態
が９０度回転し、復路で異常光偏光方向に向く。同様に
往路における異常光偏光方向成分は、復路では常光偏光
方向に向く。これにより、一軸性固体レーザロッド１を
往復するレーザ光は、常光、異常光偏光で一回ずつレー
ザロッドを通過したこととなるため、図４において示し
たＡ点における透過位相、Ｂ点における透過光路長はＬ
をレーザロッド実長として、式２となり、位置ｒにおい
て同軸対称となる。これよりバイフォーカシングの効果
を打ち消すことができることがわかる。
性固体レーザロッド１に任意の偏光状態のレーザ光を入
射する。このレーザ光を、常光偏光方向と異常光偏光方
向の成分に分離して考える。往路における常光偏光方向
成分は一軸性固体レーザロッド１出射後、光学軸方向を
常光偏光方向もしくは異常光偏光方向に対して４５度の
角度で設定された１／４波長板４を通過後、反射鏡５で
反射され、再び１／４波長板４を通過すると、偏光状態
が９０度回転し、復路で異常光偏光方向に向く。同様に
往路における異常光偏光方向成分は、復路では常光偏光
方向に向く。これにより、一軸性固体レーザロッド１を
往復するレーザ光は、常光、異常光偏光で一回ずつレー
ザロッドを通過したこととなるため、図４において示し
たＡ点における透過位相、Ｂ点における透過光路長はＬ
をレーザロッド実長として、式２となり、位置ｒにおい
て同軸対称となる。これよりバイフォーカシングの効果
を打ち消すことができることがわかる。
【００２１】
【数２】
【００２２】実施の形態３において、往復した後の一軸
性固体レーザロッド１からの出射光は、入射偏光に対し
て直交する。これは、一軸性固体レーザロッドにおける
偏光回転が生じないため、１／４波長板４を２度通過し
ているためである。
性固体レーザロッド１からの出射光は、入射偏光に対し
て直交する。これは、一軸性固体レーザロッドにおける
偏光回転が生じないため、１／４波長板４を２度通過し
ているためである。
【００２３】実施の形態４．図６はこの発明の実施の形
態４を示すものであり、実施の形態３と同様に往復した
後の一軸性固体レーザロッド１からの出射光を、入射偏
光に対して直交させるその他の方法を示している。図６
において、１〜３，ａ，１ａ，１ｃ，２ａは実施の形態
１と同一のものであり、６は偏光状態保持プリズムで、
６ａは第１、第４の全反射面、６ｂは第２、第３の全反
射面、６ｃは稜線である。また、Ｃ1はレーザ光の往路
における常光偏光方向、Ｃ2 はレーザ光の復路における
異常光偏光方向、Ｃ3 はレーザ光の偏光状態保持プリズ
ム稜線方向を示す。
態４を示すものであり、実施の形態３と同様に往復した
後の一軸性固体レーザロッド１からの出射光を、入射偏
光に対して直交させるその他の方法を示している。図６
において、１〜３，ａ，１ａ，１ｃ，２ａは実施の形態
１と同一のものであり、６は偏光状態保持プリズムで、
６ａは第１、第４の全反射面、６ｂは第２、第３の全反
射面、６ｃは稜線である。また、Ｃ1はレーザ光の往路
における常光偏光方向、Ｃ2 はレーザ光の復路における
異常光偏光方向、Ｃ3 はレーザ光の偏光状態保持プリズ
ム稜線方向を示す。
【００２４】偏光状態保持プリズム６の特性を簡単に述
べておく。偏光状態保持プリズム６の形状は図６に正面
および側面から見た状態で示す。偏光状態保持プリズム
６に入射したレーザ光は入射角度４５度の４回の全反射
の後にもとの光路にもどる。このとき第１の全反射面６
ａにおいて入射面内の偏光は、第２、第３の全反射面６
ｂ（これは稜線を有するルーフプリズム形状）において
入射面に垂直方向の偏光になっており、第４の全反射面
６ａ（これは、第１の全反射面と同一の面）において再
び、入射面内の偏光となる。４回の全反射において、任
意の偏光は、ｐ型の全反射を２回、ｓ型の全反射を２回
行うため、全反射による位相とびは補償される。ただ
し、第２、第３の全反射面６ｂにおいて、偏光状態が、
稜線６ｃに対して、対称に変換される。稜線方向をｘと
すると、入射電界と、出射電界の関係はジョーンズマト
リックスにより式３のように与えられるものである。
べておく。偏光状態保持プリズム６の形状は図６に正面
および側面から見た状態で示す。偏光状態保持プリズム
６に入射したレーザ光は入射角度４５度の４回の全反射
の後にもとの光路にもどる。このとき第１の全反射面６
ａにおいて入射面内の偏光は、第２、第３の全反射面６
ｂ（これは稜線を有するルーフプリズム形状）において
入射面に垂直方向の偏光になっており、第４の全反射面
６ａ（これは、第１の全反射面と同一の面）において再
び、入射面内の偏光となる。４回の全反射において、任
意の偏光は、ｐ型の全反射を２回、ｓ型の全反射を２回
行うため、全反射による位相とびは補償される。ただ
し、第２、第３の全反射面６ｂにおいて、偏光状態が、
稜線６ｃに対して、対称に変換される。稜線方向をｘと
すると、入射電界と、出射電界の関係はジョーンズマト
リックスにより式３のように与えられるものである。
【００２５】
【数３】
【００２６】図６では、一軸性固体レーザロッド１に入
射するレーザ光の偏光方向は、常光偏光方向もしくは異
常光偏光方向に偏光回転子３によって規定される。一軸
性固体レーザロッド１を出射したレーザ光は、稜線方向
を常光偏光方向に対して４５度傾けた偏光状態保持プリ
ズム６に入射する。式３において４５度入射であるので
ｅｘとｅｙは同一振幅を持って入射するので、出射にお
いてはｅｘとｅｙは符号が反転し、ちょうど入射偏光に
対して直交した偏光状態、すなわち異常光偏光方向で出
射される。これが、再び、一軸性固体レーザロッド１を
通過するために、一軸性固体レーザロッド１を往復する
レーザ光は、常光、異常光偏光で一回ずつレーザロッド
を通過したこととなるため、実施の形態３と同様の結果
が得られる。
射するレーザ光の偏光方向は、常光偏光方向もしくは異
常光偏光方向に偏光回転子３によって規定される。一軸
性固体レーザロッド１を出射したレーザ光は、稜線方向
を常光偏光方向に対して４５度傾けた偏光状態保持プリ
ズム６に入射する。式３において４５度入射であるので
ｅｘとｅｙは同一振幅を持って入射するので、出射にお
いてはｅｘとｅｙは符号が反転し、ちょうど入射偏光に
対して直交した偏光状態、すなわち異常光偏光方向で出
射される。これが、再び、一軸性固体レーザロッド１を
通過するために、一軸性固体レーザロッド１を往復する
レーザ光は、常光、異常光偏光で一回ずつレーザロッド
を通過したこととなるため、実施の形態３と同様の結果
が得られる。
【００２７】実施の形態３、実施の形態４において、一
軸性固体レーザロッド１に入射する偏光状態と、出射す
る偏光状態は、それぞれ直交するために、これらのレー
ザロッドの設置方法は、偏光により入出力を分離する、
マルチパスのレーザ増幅器の構成に用いられることは自
明である。
軸性固体レーザロッド１に入射する偏光状態と、出射す
る偏光状態は、それぞれ直交するために、これらのレー
ザロッドの設置方法は、偏光により入出力を分離する、
マルチパスのレーザ増幅器の構成に用いられることは自
明である。
【００２８】実施の形態５．図７はこの発明の実施の形
態５を示すものであり、偏光状態保持プリズム６を用い
ることにより一軸性固体レーザロッド１への入射偏光状
態と、出射偏光状態を等しくしたものである。図７にお
いて、１〜３，ａ，１ａ，１ｃ，２ａは実施の形態１と
同一のものであり、６，６ａ，６ｂ，６ｃは実施の形態
４と同一のものである。また、ｄ1 はレーザ光の往路に
おける常光偏光方向、ｄ2 はレーザ光の復路における異
常光偏光方向、ｄ3 〜ｄ6 は一軸性固体レーザロッド内
での偏光で、ｄ3 は往路における常光偏光方向、ｄ4 は
往路における異常光偏光方向、ｄ5 は復路における異常
光偏光方向、ｄ6 は復路における常光偏光方向、ｄ7 は
偏光状態保持プリズム稜線方向を示す。ここで、構成は
図６と同じであるが、一軸性固体レーザロッド１への入
射偏光方向を、常光偏光方向に対して４５度に規定す
る。この場合、一軸性固体レーザロッド１内での偏光
は、常光偏光方向、異常光偏光方向に分離して考えるこ
とができる。実施の形態３と同様に常光偏光方向の成分
は一軸性固体レーザロッド１を出射した後に、稜線を常
光偏光方向に対して４５度傾けた偏光状態保持プリズム
６による反射で、異常光偏光方向となって再び一軸性固
体レーザロッド１に入射する。同様に異常光偏光方向の
成分は常光偏光方向の成分となって一軸性固体レーザロ
ッド１に入射する。これにより、実施の形態３、実施の
形態４と同じく一軸性固体レーザロッド１を往復するレ
ーザ光は、常光、異常光偏光で一回ずつレーザロッド１
を通過したこととなるため、実施の形態３と同様の結果
が得られる。
態５を示すものであり、偏光状態保持プリズム６を用い
ることにより一軸性固体レーザロッド１への入射偏光状
態と、出射偏光状態を等しくしたものである。図７にお
いて、１〜３，ａ，１ａ，１ｃ，２ａは実施の形態１と
同一のものであり、６，６ａ，６ｂ，６ｃは実施の形態
４と同一のものである。また、ｄ1 はレーザ光の往路に
おける常光偏光方向、ｄ2 はレーザ光の復路における異
常光偏光方向、ｄ3 〜ｄ6 は一軸性固体レーザロッド内
での偏光で、ｄ3 は往路における常光偏光方向、ｄ4 は
往路における異常光偏光方向、ｄ5 は復路における異常
光偏光方向、ｄ6 は復路における常光偏光方向、ｄ7 は
偏光状態保持プリズム稜線方向を示す。ここで、構成は
図６と同じであるが、一軸性固体レーザロッド１への入
射偏光方向を、常光偏光方向に対して４５度に規定す
る。この場合、一軸性固体レーザロッド１内での偏光
は、常光偏光方向、異常光偏光方向に分離して考えるこ
とができる。実施の形態３と同様に常光偏光方向の成分
は一軸性固体レーザロッド１を出射した後に、稜線を常
光偏光方向に対して４５度傾けた偏光状態保持プリズム
６による反射で、異常光偏光方向となって再び一軸性固
体レーザロッド１に入射する。同様に異常光偏光方向の
成分は常光偏光方向の成分となって一軸性固体レーザロ
ッド１に入射する。これにより、実施の形態３、実施の
形態４と同じく一軸性固体レーザロッド１を往復するレ
ーザ光は、常光、異常光偏光で一回ずつレーザロッド１
を通過したこととなるため、実施の形態３と同様の結果
が得られる。
【００２９】これは、１／４波長板４を用いた実施の形
態２と非常に良く似ているが、１／４波長板４において
は、両方の成分ともに、反射により９０度回転したのに
対し、偏光状態保持プリズム６では、片方の成分が９０
度回転、反対の成分が−９０度回転することになり、往
復の後に一軸性固体レーザロッド１から出射するレーザ
光の偏光方向は入射偏光方向と一致する。
態２と非常に良く似ているが、１／４波長板４において
は、両方の成分ともに、反射により９０度回転したのに
対し、偏光状態保持プリズム６では、片方の成分が９０
度回転、反対の成分が−９０度回転することになり、往
復の後に一軸性固体レーザロッド１から出射するレーザ
光の偏光方向は入射偏光方向と一致する。
【００３０】実施の形態５において、一軸性固体レーザ
ロッド１に入射する偏光状態と、出射する偏光状態は、
等しくなるため、このレーザロッドの設置は、多重共振
の必要な偏光子などを挿入したレーザ発振器の構成に用
いることが可能である。
ロッド１に入射する偏光状態と、出射する偏光状態は、
等しくなるため、このレーザロッドの設置は、多重共振
の必要な偏光子などを挿入したレーザ発振器の構成に用
いることが可能である。
【００３１】一軸性固体レーザロッドの種類として、ホ
スト材料にＬｉＹＦ４を用いたものについて説明した
が、とくに、Ｎｄ３＋，Ｅｒ３＋，Ｔｍ３＋もしくはＨ
ｏ３＋のいずれかをドープ材料として用いたものにおい
て、ｃ軸方向の吸収係数が大きいため、略ｃ軸方向に励
起半導体レーザ光の偏光方向をそろえた上で熱複屈折の
影響を除去するようにレーザ光軸とｃ軸方向をわずかに
傾けた場合でもこの発明は有効である。また、これ以外
のホスト材料として半導体レーザによる励起が可能な波
長可変レーザ材料として注目されているＣｒ３＋をドー
プしたＬｉＣａＡｌＦ６やＬｉＳｒＡｌＦ６において
も、ｃ軸方向の吸収係数がａ軸方向に比べ大きいととも
に、常光、異常光の屈折率差がＬｉＹＦ４と同様に大き
く、レーザ光軸とｃ軸方向をわずかに傾けることで熱複
屈折の影響を除去可能であるため、この発明は有効であ
る。
スト材料にＬｉＹＦ４を用いたものについて説明した
が、とくに、Ｎｄ３＋，Ｅｒ３＋，Ｔｍ３＋もしくはＨ
ｏ３＋のいずれかをドープ材料として用いたものにおい
て、ｃ軸方向の吸収係数が大きいため、略ｃ軸方向に励
起半導体レーザ光の偏光方向をそろえた上で熱複屈折の
影響を除去するようにレーザ光軸とｃ軸方向をわずかに
傾けた場合でもこの発明は有効である。また、これ以外
のホスト材料として半導体レーザによる励起が可能な波
長可変レーザ材料として注目されているＣｒ３＋をドー
プしたＬｉＣａＡｌＦ６やＬｉＳｒＡｌＦ６において
も、ｃ軸方向の吸収係数がａ軸方向に比べ大きいととも
に、常光、異常光の屈折率差がＬｉＹＦ４と同様に大き
く、レーザ光軸とｃ軸方向をわずかに傾けることで熱複
屈折の影響を除去可能であるため、この発明は有効であ
る。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、この発明による固体レー
ザ装置の構成によれば、一軸性固体レーザロッドのｃ軸
方向をレーザ光軸とわずかに傾けることにより、結晶固
有の複屈折をレーザロッド内で発生する熱複屈折に対し
て大きくとることで、結晶固有の複屈折の主軸方向を保
存し、熱複屈折による偏光損失を除去するとともに、こ
の一軸性固体レーザロッドを往路、復路において偏光状
態を直交させる構成により、熱複屈折によるバイフォー
カシング効果を低減できる。これにより、高効率でビー
ム品質の高いレーザ発振器、レーザ増幅器を構成できる
効果がある。
ザ装置の構成によれば、一軸性固体レーザロッドのｃ軸
方向をレーザ光軸とわずかに傾けることにより、結晶固
有の複屈折をレーザロッド内で発生する熱複屈折に対し
て大きくとることで、結晶固有の複屈折の主軸方向を保
存し、熱複屈折による偏光損失を除去するとともに、こ
の一軸性固体レーザロッドを往路、復路において偏光状
態を直交させる構成により、熱複屈折によるバイフォー
カシング効果を低減できる。これにより、高効率でビー
ム品質の高いレーザ発振器、レーザ増幅器を構成できる
効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１である一軸性固体レ
ーザロッドの配置例を示す固体レーザ装置の構成図であ
る。
ーザロッドの配置例を示す固体レーザ装置の構成図であ
る。
【図２】 Ｎｄ：ＹＬＦを例にとって示したｃ軸とレー
ザ光軸の角度θに対する結晶固有の複屈折量を示した図
である。
ザ光軸の角度θに対する結晶固有の複屈折量を示した図
である。
【図３】 この発明の実施の形態２である一軸性固体レ
ーザロッドの配置例を示す固体レーザ装置の構成図であ
る。
ーザロッドの配置例を示す固体レーザ装置の構成図であ
る。
【図４】 一軸性固体レーザロッド内での熱複屈折によ
り生じるバイフォーカシング効果を説明する模式図であ
る。
り生じるバイフォーカシング効果を説明する模式図であ
る。
【図５】 この発明の実施の形態３である一軸性固体レ
ーザロッドの配置例を示す固体レーザ装置の構成図であ
る。
ーザロッドの配置例を示す固体レーザ装置の構成図であ
る。
【図６】 この発明の実施の形態４である一軸性固体レ
ーザロッドの配置例を示す固体レーザ装置の構成図であ
る。
ーザロッドの配置例を示す固体レーザ装置の構成図であ
る。
【図７】 この発明の実施の形態５である一軸性固体レ
ーザロッドの配置例を示す固体レーザ装置の構成図であ
る。
ーザロッドの配置例を示す固体レーザ装置の構成図であ
る。
【図８】 従来の一軸性固体レーザロッドの配置例を示
す固体レーザ装置の構成図である。
す固体レーザ装置の構成図である。
【図９】 均一励起を行った場合のレーザロッド内での
温度分布を示す模式図である。
温度分布を示す模式図である。
１ 一軸性固体レーザロッド、２ 励起用半導体レー
ザ、３ 偏光回転子、４１／４波長板、５ 反射鏡、６
偏光状態保持プリズム。
ザ、３ 偏光回転子、４１／４波長板、５ 反射鏡、６
偏光状態保持プリズム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−33487（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−192191（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−209132（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−283470（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/00 - 3/30 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (7)
- 【請求項１】 一軸性固体レーザ媒質からなる一軸性固
体レーザロッドと、レーザ光の偏光方向を規定する偏光
方向規定手段とを備え、上記一軸性固体レーザロッドの
結晶固有の複屈折がレーザロッド内で発生する熱複屈折
に対して大きくなるように、上記一軸性固体レーザロッ
ド内を通過するレーザ光軸を、上記一軸性固体レーザ媒
質のｃ軸方向と角度θ（上記レーザ光が異常光方向に偏
光されている場合において、上記レーザ光が実質的にゼ
ロの屈折率温度依存性を有する角度を除く）を持たせて
配置し、上記レーザ光軸に沿って入射するレーザ光の偏
光方向を、上記偏光方向規定手段により上記一軸性固体
レーザロッドの常光方向もしくは異常光方向の一方に規
定したことを特徴とする固体レーザ装置。 - 【請求項２】 一軸性固体レーザ媒質からなる一軸性固
体レーザロッドと、光学軸を一軸性固体レーザロッドの
常光もしくは異常光偏光方向に対して４５度傾けた１／
４波長手段と、反射手段とを備え、上記一軸性固体レー
ザロッド内を通過するレーザ光軸を、上記一軸性固体レ
ーザ媒質のｃ軸方向と角度θを持たせて配置し、上記一
軸性固体レーザロッドを通過して出射したレーザ光を、
上記１／４波長手段を通過させるとともに、上記反射手
段により折り返し、再び上記１／４波長手段に通過させ
て上記一軸性固体レーザロッドに入射させることを特徴
とする固体レーザ装置。 - 【請求項３】 一軸性固体レーザ媒質からなる一軸性固
体レーザロッドと、レーザ光の偏光方向を規定する偏光
方向規定手段と、稜線を上記一軸性固体レーザロッドの
常光もしくは異常光偏光方向に対して４５度傾けた偏光
状態保持手段とを備え、上記一軸性固体レーザロッド内
を通過するレーザ光軸を、上記一軸性固体レーザ媒質の
ｃ軸方向と角度θを持たせて配置し、上記レーザ光軸に
沿って入射するレーザ光の偏光方向を、上記偏光方向規
定手段により上記一軸性固体レーザロッドの常光方向も
しくは異常光方向の一方に規定し、上記一軸性固体レー
ザロッドを出射するレーザ光を、上記偏光状態保持手段
により全反射させて折り返し、再び上記一軸性固体レー
ザロッドに入射させることを特徴とする固体レーザ装
置。 - 【請求項４】 一軸性固体レーザ媒質からなる一軸性固
体レーザロッドと、レーザ光の偏光方向を４５度に規定
する偏光方向規定手段と、稜線を上記一軸性固体レーザ
ロッドの常光もしくは異常光偏光方向に対して４５度傾
けた偏光状態保持手段とを備え、上記一軸性固体レーザ
ロッド内を通過するレーザ光軸を、上記一軸性固体レー
ザ媒質のｃ軸方向と角度θを持たせて配置し、上記レー
ザ光軸に沿って入射するレーザ光の偏光方向を、上記偏
光方向規定手段により上記一軸性固体レーザロッドの常
光方向もしくは異常光方向に対して４５度に規定し、上
記一軸性固体レーザロッドを出射するレーザ光を、上記
偏光状態保持手段により全反射させて折り返し、再び上
記一軸性固体レーザロッドに入射させることを特徴とす
る固体レーザ装置。 - 【請求項５】 レーザロッド軸とレーザ光軸を略平行に
するとともに、一軸性固体レーザ媒質のｃ軸方向をレー
ザロッド軸に対し角度θ傾けることにより、一軸性固体
レーザロッド内を通過するレーザ光軸を、一軸性固体レ
ーザ媒質のｃ軸方向と角度θを持たせて配置したことを
特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の固体
レーザ装置。 - 【請求項６】 レーザロッド軸と一軸性固体レーザ媒質
のｃ軸方向を略平行にするとともに、レーザ光軸をレー
ザロッド軸に対し角度θ傾けることにより、一軸性固体
レーザロッド内を通過するレーザ光軸を、一軸性固体レ
ーザ媒質のｃ軸方向と角度θを持たせて配置したことを
特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の固体
レーザ装置。 - 【請求項７】 角度θを１度≦θ≦２５度の範囲に設定
したこと特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記
載の固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14019096A JP3339306B2 (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | 固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14019096A JP3339306B2 (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | 固体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09321367A JPH09321367A (ja) | 1997-12-12 |
| JP3339306B2 true JP3339306B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=15263010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14019096A Expired - Fee Related JP3339306B2 (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | 固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3339306B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-06-03 JP JP14019096A patent/JP3339306B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH09321367A (ja) | 1997-12-12 |
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