JP3340683B2 - 固体レーザ励起モジュール - Google Patents
固体レーザ励起モジュールInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザを
用いて固体レーザロッドを励起しレーザ光を得る固体レ
ーザ励起モジュールに関し、特に人工衛星や航空機等の
飛翔体に搭載する固体レーザ装置に適した固体レーザ励
起モジュールに関するものである。
用いて固体レーザロッドを励起しレーザ光を得る固体レ
ーザ励起モジュールに関し、特に人工衛星や航空機等の
飛翔体に搭載する固体レーザ装置に適した固体レーザ励
起モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来例１．図１２は、例えば、「Ｗａｌ
ｔｅｒ Ｋｏｅｃｈｎｅｒ， “Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔ
ｅ Ｌａｓｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ”， Ｆｏｕ
ｒｔｈ Ｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙ Ｒｅｖｉｓｅｄ ａ
ｎｄ Ｕｐｄａｔｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｓｐｒｉｎｇｅ
ｒ Ｓｅｒｉｅｓ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎ
ｃｅｓ， Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ Ｂｅｒｌ
ｉｎ Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ，ｐ１３６」に示された、
従来例１の固体レーザ励起モジュールを示す構成図であ
る。図１２において、１０１は固体レーザ励起モジュー
ル、１０２は固体レーザロッド、１０３は固体レーザロ
ッド１０２を励起するためのレーザ光（以下、励起光と
いう）を出射する半導体レーザ、１０４は半導体レーザ
１０３から出射した励起光、１０５はレンズで代表され
る、半導体レーザ１０３から出射した励起光１０４を集
光する集光手段、１０２ａは固体レーザロッド１０２の
半導体レーザ１０３側の端面である。
ｔｅｒ Ｋｏｅｃｈｎｅｒ， “Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔ
ｅ Ｌａｓｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ”， Ｆｏｕ
ｒｔｈ Ｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙ Ｒｅｖｉｓｅｄ ａ
ｎｄ Ｕｐｄａｔｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｓｐｒｉｎｇｅ
ｒ Ｓｅｒｉｅｓ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎ
ｃｅｓ， Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ Ｂｅｒｌ
ｉｎ Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ，ｐ１３６」に示された、
従来例１の固体レーザ励起モジュールを示す構成図であ
る。図１２において、１０１は固体レーザ励起モジュー
ル、１０２は固体レーザロッド、１０３は固体レーザロ
ッド１０２を励起するためのレーザ光（以下、励起光と
いう）を出射する半導体レーザ、１０４は半導体レーザ
１０３から出射した励起光、１０５はレンズで代表され
る、半導体レーザ１０３から出射した励起光１０４を集
光する集光手段、１０２ａは固体レーザロッド１０２の
半導体レーザ１０３側の端面である。
【０００３】次に動作について説明する。半導体レーザ
１０３から出射した励起光１０４は、集光手段１０５で
集光される。集光手段１０５で集光された励起光１０４
は、固体レーザロッド１０２の半導体レーザ１０３側の
端面１０２ａから固体レーザロッド１０２に入射する。
固体レーザロッド１０２に入射した励起光１０４は、固
体レーザロッド１０２内を固体レーザロッド１０２の長
手方向に向かって伝搬する。励起光１０４は、固体レー
ザロッド１０２内を伝搬する間に、固体レーザロッド１
０２に吸収される。
１０３から出射した励起光１０４は、集光手段１０５で
集光される。集光手段１０５で集光された励起光１０４
は、固体レーザロッド１０２の半導体レーザ１０３側の
端面１０２ａから固体レーザロッド１０２に入射する。
固体レーザロッド１０２に入射した励起光１０４は、固
体レーザロッド１０２内を固体レーザロッド１０２の長
手方向に向かって伝搬する。励起光１０４は、固体レー
ザロッド１０２内を伝搬する間に、固体レーザロッド１
０２に吸収される。
【０００４】ここで、固体レーザロッド１０２に入射す
る励起光１０４の吸収特性について説明する。図１３
は、従来例１の固体レーザ励起モジュールの固体レーザ
ロッドに入射する励起光の吸収特性図である。図１３で
は、横軸に固体レーザロッド１０２の端面１０２ａから
の距離ｚをとり、縦軸に励起光の単位長さ当たりの吸収
量をとって示している。また、図１３では、固体レーザ
ロッド１０２の長手方向における固体レーザロッド１０
２の長さがＬ、固体レーザロッド１０２の吸収係数が
α、固体レーザロッド１０２に入射する励起光強度がＰ
である場合について示している。
る励起光１０４の吸収特性について説明する。図１３
は、従来例１の固体レーザ励起モジュールの固体レーザ
ロッドに入射する励起光の吸収特性図である。図１３で
は、横軸に固体レーザロッド１０２の端面１０２ａから
の距離ｚをとり、縦軸に励起光の単位長さ当たりの吸収
量をとって示している。また、図１３では、固体レーザ
ロッド１０２の長手方向における固体レーザロッド１０
２の長さがＬ、固体レーザロッド１０２の吸収係数が
α、固体レーザロッド１０２に入射する励起光強度がＰ
である場合について示している。
【０００５】従来例１の固体レーザ励起モジュールの場
合、ｚ＝０の位置での吸収量はα×Ｐであり、ｚ＝Ｌの
位置での吸収量がα×Ｐ×ｅ-αL である。励起光の吸
収量すなわち固体レーザロッド１０２内に蓄えられるエ
ネルギー量は、固体レーザロッド１０２の半導体レーザ
１０３側の端面１０２ａ付近（ｚ＝０付近）で最も大き
く、端面１０２ａから離れるに従って減少する。
合、ｚ＝０の位置での吸収量はα×Ｐであり、ｚ＝Ｌの
位置での吸収量がα×Ｐ×ｅ-αL である。励起光の吸
収量すなわち固体レーザロッド１０２内に蓄えられるエ
ネルギー量は、固体レーザロッド１０２の半導体レーザ
１０３側の端面１０２ａ付近（ｚ＝０付近）で最も大き
く、端面１０２ａから離れるに従って減少する。
【０００６】このように従来例１の固体レーザ励起モジ
ュール１０１では、固体レーザロッド１０２内に蓄えら
れるエネルギーの分布（励起分布）が固体レーザロッド
１０２の長手方向において均一でない。また、励起光１
０４が集光されて固体レーザロッド１０２に入射するた
め、固体レーザロッド１０２の長手方向と垂直な面内に
おける励起分布も均一でない。そして、固体レーザロッ
ド１０２は、内部に蓄えられるエネルギー量に応じて発
熱する。このため、高平均パワーで固体レーザロッド１
０２を励起する場合、固体レーザロッド１０２内に蓄え
られるエネルギー量が大きい部分と、小さい部分との間
の温度差が大きくなり、その結果、固体レーザロッド１
０２の熱破壊や熱ひずみが起こる。
ュール１０１では、固体レーザロッド１０２内に蓄えら
れるエネルギーの分布（励起分布）が固体レーザロッド
１０２の長手方向において均一でない。また、励起光１
０４が集光されて固体レーザロッド１０２に入射するた
め、固体レーザロッド１０２の長手方向と垂直な面内に
おける励起分布も均一でない。そして、固体レーザロッ
ド１０２は、内部に蓄えられるエネルギー量に応じて発
熱する。このため、高平均パワーで固体レーザロッド１
０２を励起する場合、固体レーザロッド１０２内に蓄え
られるエネルギー量が大きい部分と、小さい部分との間
の温度差が大きくなり、その結果、固体レーザロッド１
０２の熱破壊や熱ひずみが起こる。
【０００７】また、従来例１の固体レーザ励起モジュー
ル１０１では、高平均パワーで固体レーザロッド１０２
を励起する場合、固体レーザロッド１０２内に蓄えられ
るエネルギー量が最も大きい半導体レーザ１０３側の端
面１０２ａ付近での発熱が激しくなり、その結果、固体
レーザロッド１０２の半導体レーザ１０３側の端面１０
２ａが熱膨脹し、発振するレーザ光（以下、発振光とい
う）がその端面１０２ａを通過するとき、発振光に収差
を与え、損失の増加による効率の低下や発振光のビーム
品質の低下をまねく。
ル１０１では、高平均パワーで固体レーザロッド１０２
を励起する場合、固体レーザロッド１０２内に蓄えられ
るエネルギー量が最も大きい半導体レーザ１０３側の端
面１０２ａ付近での発熱が激しくなり、その結果、固体
レーザロッド１０２の半導体レーザ１０３側の端面１０
２ａが熱膨脹し、発振するレーザ光（以下、発振光とい
う）がその端面１０２ａを通過するとき、発振光に収差
を与え、損失の増加による効率の低下や発振光のビーム
品質の低下をまねく。
【０００８】また、従来例１の固体レーザ励起モジュー
ル１０１では、励起光１０４を集光手段１０５で集光
し、集光された励起光１０４が固体レーザロッド１０２
の半導体レーザ１０３側の端面１０２ａから固体レーザ
ロッド１０２に入射するため、一般的に直径が３ｍｍ〜
５ｍｍ程度の固体レーザロッド１０２の半導体レーザ１
０３側の端面１０２ａが損傷しやすい。
ル１０１では、励起光１０４を集光手段１０５で集光
し、集光された励起光１０４が固体レーザロッド１０２
の半導体レーザ１０３側の端面１０２ａから固体レーザ
ロッド１０２に入射するため、一般的に直径が３ｍｍ〜
５ｍｍ程度の固体レーザロッド１０２の半導体レーザ１
０３側の端面１０２ａが損傷しやすい。
【０００９】なお、発振光のエネルギーは、固体レーザ
ロッド１０２の長手方向及びそれに垂直な面内における
励起分布と発振光との重なり（ビームオーバラップ）に
依存するため、効率の高い固体レーザ装置を得るには、
固体レーザロッド１０２内を伝搬する発振光の形状と固
体レーザロッド１０２の長手方向及びそれに垂直な面内
における励起分布の形状とを一致させる必要がある。し
かしながら、従来例１の固体レーザ励起モジュール１０
１では、固体レーザロッド１０２の長手方向における励
起分布及び固体レーザロッド１０２の長手方向と垂直な
面内における励起分布が、上述したように均一ではな
く、その結果、ビームオーバラップを大きくとることが
むずかしい。
ロッド１０２の長手方向及びそれに垂直な面内における
励起分布と発振光との重なり（ビームオーバラップ）に
依存するため、効率の高い固体レーザ装置を得るには、
固体レーザロッド１０２内を伝搬する発振光の形状と固
体レーザロッド１０２の長手方向及びそれに垂直な面内
における励起分布の形状とを一致させる必要がある。し
かしながら、従来例１の固体レーザ励起モジュール１０
１では、固体レーザロッド１０２の長手方向における励
起分布及び固体レーザロッド１０２の長手方向と垂直な
面内における励起分布が、上述したように均一ではな
く、その結果、ビームオーバラップを大きくとることが
むずかしい。
【００１０】従来例２．図１４は、例えば、「Ｅ．Ｃ．
Ｈｏｎｅａ ｅｔ．ａｌ．， “１５５−ＷＴｍ：ＹＡ
Ｇ Ｄｉｏｄｅ−ｐｕｍｐｅｄ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔ
ｅ Ｌａｓｅｒ”， ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ， Ｖｏ
ｌ．３３， Ｎｏ．９（１９９７）， ｐｐ．１５９２
−１６００」に示された従来例２の固体レーザ励起モジ
ュールを示す構成図である。図１４にいおいて、２０１
は固体レーザ励起モジュール、２０２は固体レーザロッ
ド、２０３は励起光を出射する半導体レーザ、２０４は
複数の半導体レーザ２０３を集積することにより構成さ
れたスタック型半導体レーザ、２０５は半導体レーザ２
０３から出射した励起光、２０６は複数の半導体レーザ
２０３から出射した励起光２０５を集光するレンズダク
ト、２０７は固体レーザロッド２０２のスタック型半導
体レーザ２０４側の端面にディフュージョンボンディン
グにより接着された、レーザ媒質を含まない第１の結
晶、２０８は固体レーザロッド２０２のスタック型半導
体レーザ２０４側と反対側の端面にディフュージョンボ
ンディングにより接着された、レーザ媒質を含まない第
２の結晶、２０９は部分反射鏡、２０６ａはレンズダク
ト２０６の固体レーザロッド２０２側の端面、２０７ａ
は第１の結晶２０７のスタック型半導体レーザ２０４側
の端面、２０８ａは第２の結晶２０８のスタック型半導
体レーザ２０４側と反対側の端面である。
Ｈｏｎｅａ ｅｔ．ａｌ．， “１５５−ＷＴｍ：ＹＡ
Ｇ Ｄｉｏｄｅ−ｐｕｍｐｅｄ Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔ
ｅ Ｌａｓｅｒ”， ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ， Ｖｏ
ｌ．３３， Ｎｏ．９（１９９７）， ｐｐ．１５９２
−１６００」に示された従来例２の固体レーザ励起モジ
ュールを示す構成図である。図１４にいおいて、２０１
は固体レーザ励起モジュール、２０２は固体レーザロッ
ド、２０３は励起光を出射する半導体レーザ、２０４は
複数の半導体レーザ２０３を集積することにより構成さ
れたスタック型半導体レーザ、２０５は半導体レーザ２
０３から出射した励起光、２０６は複数の半導体レーザ
２０３から出射した励起光２０５を集光するレンズダク
ト、２０７は固体レーザロッド２０２のスタック型半導
体レーザ２０４側の端面にディフュージョンボンディン
グにより接着された、レーザ媒質を含まない第１の結
晶、２０８は固体レーザロッド２０２のスタック型半導
体レーザ２０４側と反対側の端面にディフュージョンボ
ンディングにより接着された、レーザ媒質を含まない第
２の結晶、２０９は部分反射鏡、２０６ａはレンズダク
ト２０６の固体レーザロッド２０２側の端面、２０７ａ
は第１の結晶２０７のスタック型半導体レーザ２０４側
の端面、２０８ａは第２の結晶２０８のスタック型半導
体レーザ２０４側と反対側の端面である。
【００１１】このような従来例２の固体レーザ励起モジ
ュール２０１では、第１の結晶２０７のスタック型半導
体レーザ２０４側の端面２０７ａには励起光２０５の反
射を減少させかつ発振光を全反射する膜（すなわち、励
起光２０５にとってＡＲ膜として機能し、発振光にとっ
てＨＲ膜として機能する膜）を形成し、第２の結晶２０
８のスタック型半導体レーザ２０４側と反対側の端面２
０８ａには励起光２０５を全反射しかつ発振光の反射を
減少させる膜（すなわち、励起光２０５にとってＨＲ膜
として機能し、発振光にとってＡＲ膜として機能する
膜）を形成している。そして、第１の結晶２０７のスタ
ック型半導体レーザ２０４側の端面２０７ａに形成され
た膜と部分反射鏡２０９により、レーザ共振器を構成し
ている。また、固体レーザロッド２０２中の活性イオン
濃度を小さくしている。また、励起光２０５の漏れを少
なくするため、レンズダクト２０６の固体レーザロッド
２０２側の端面２０６ａが第１の結晶２０７の近くに位
置するように、レンズダクト２０６を配置している。
ュール２０１では、第１の結晶２０７のスタック型半導
体レーザ２０４側の端面２０７ａには励起光２０５の反
射を減少させかつ発振光を全反射する膜（すなわち、励
起光２０５にとってＡＲ膜として機能し、発振光にとっ
てＨＲ膜として機能する膜）を形成し、第２の結晶２０
８のスタック型半導体レーザ２０４側と反対側の端面２
０８ａには励起光２０５を全反射しかつ発振光の反射を
減少させる膜（すなわち、励起光２０５にとってＨＲ膜
として機能し、発振光にとってＡＲ膜として機能する
膜）を形成している。そして、第１の結晶２０７のスタ
ック型半導体レーザ２０４側の端面２０７ａに形成され
た膜と部分反射鏡２０９により、レーザ共振器を構成し
ている。また、固体レーザロッド２０２中の活性イオン
濃度を小さくしている。また、励起光２０５の漏れを少
なくするため、レンズダクト２０６の固体レーザロッド
２０２側の端面２０６ａが第１の結晶２０７の近くに位
置するように、レンズダクト２０６を配置している。
【００１２】次に動作について説明する。複数の半導体
レーザ２０３から出射した励起光２０５は、レンズダク
ト２０６で集光される。レンズダクト２０６で集光され
た励起光２０５は、第１の結晶２０７のスタック型半導
体レーザ２０４側の端面２０７ａから第１の結晶２０７
に入射し、固体レーザロッド２０２に入射する。固体レ
ーザロッド２０２に入射した励起光２０５は、固体レー
ザロッド２０２内を固体レーザロッド２０２の長手方向
に向かって伝搬する。励起光２０５は、固体レーザロッ
ド２０２内を伝搬する間に、固体レーザロッド２０２に
吸収される。ただし、固体レーザロッド２０２中の活性
イオン濃度が小さいため、励起光２０５の一部は吸収さ
れない。吸収されなかった励起光２０５は、第２の結晶
２０８に入射し、第２の結晶２０８のスタック型半導体
レーザ２０４側と反対側の端面２０８ａに形成された膜
で全反射する。第２の結晶２０８のスタック型半導体レ
ーザ２０４側と反対側の端面２０８ａに形成された膜で
全反射した励起光２０５は、再び固体レーザロッド２０
２に入射し、固体レーザロッド２０２内を伝搬し、固体
レーザロッド２０２に吸収される。また、発振光は、第
１の結晶２０７のスタック型半導体レーザ２０４側の端
面２０７ａに形成された膜と部分反射鏡２０９との間で
反射を繰り返し、一部分が部分反射鏡２０９から外部に
出て行く。
レーザ２０３から出射した励起光２０５は、レンズダク
ト２０６で集光される。レンズダクト２０６で集光され
た励起光２０５は、第１の結晶２０７のスタック型半導
体レーザ２０４側の端面２０７ａから第１の結晶２０７
に入射し、固体レーザロッド２０２に入射する。固体レ
ーザロッド２０２に入射した励起光２０５は、固体レー
ザロッド２０２内を固体レーザロッド２０２の長手方向
に向かって伝搬する。励起光２０５は、固体レーザロッ
ド２０２内を伝搬する間に、固体レーザロッド２０２に
吸収される。ただし、固体レーザロッド２０２中の活性
イオン濃度が小さいため、励起光２０５の一部は吸収さ
れない。吸収されなかった励起光２０５は、第２の結晶
２０８に入射し、第２の結晶２０８のスタック型半導体
レーザ２０４側と反対側の端面２０８ａに形成された膜
で全反射する。第２の結晶２０８のスタック型半導体レ
ーザ２０４側と反対側の端面２０８ａに形成された膜で
全反射した励起光２０５は、再び固体レーザロッド２０
２に入射し、固体レーザロッド２０２内を伝搬し、固体
レーザロッド２０２に吸収される。また、発振光は、第
１の結晶２０７のスタック型半導体レーザ２０４側の端
面２０７ａに形成された膜と部分反射鏡２０９との間で
反射を繰り返し、一部分が部分反射鏡２０９から外部に
出て行く。
【００１３】ここで、固体レーザロッド２０２に入射す
る励起光２０５の吸収特性について説明する。図１５
は、従来例２の固体レーザ励起モジュールの固体レーザ
ロッドに入射する励起光の吸収特性図である。図１５で
は、横軸に固体レーザロッド２０２のスタック型半導体
レーザ２０４側の端面からの距離ｚをとり、縦軸に励起
光の単位長さ当たりの吸収量をとって示している。ま
た、図１５では、固体レーザロッド２０２の長手方向に
おける固体レーザロッド２０２の長さがＬ、固体レーザ
ロッド２０２の吸収係数がα／２（以下、この吸収係数
をα’として説明する。）、固体レーザロッド２０２に
入射する励起光強度がＰである場合について示してい
る。なお、図１５中、破線で示す曲線ａは第１の結晶２
０７を伝搬して固体レーザロッド２０２に入射する励起
光の吸収特性を示し、破線で示す曲線ｂは第２の結晶２
０８を伝搬して固体レーザロッド２０２に入射する励起
光の吸収特性を示す。
る励起光２０５の吸収特性について説明する。図１５
は、従来例２の固体レーザ励起モジュールの固体レーザ
ロッドに入射する励起光の吸収特性図である。図１５で
は、横軸に固体レーザロッド２０２のスタック型半導体
レーザ２０４側の端面からの距離ｚをとり、縦軸に励起
光の単位長さ当たりの吸収量をとって示している。ま
た、図１５では、固体レーザロッド２０２の長手方向に
おける固体レーザロッド２０２の長さがＬ、固体レーザ
ロッド２０２の吸収係数がα／２（以下、この吸収係数
をα’として説明する。）、固体レーザロッド２０２に
入射する励起光強度がＰである場合について示してい
る。なお、図１５中、破線で示す曲線ａは第１の結晶２
０７を伝搬して固体レーザロッド２０２に入射する励起
光の吸収特性を示し、破線で示す曲線ｂは第２の結晶２
０８を伝搬して固体レーザロッド２０２に入射する励起
光の吸収特性を示す。
【００１４】従来例２の固体レーザ励起モジュール２０
１の場合、ｚ＝０の位置での吸収量はα’×Ｐ＋α’×
Ｐ×（ｅ-α’L）2 であり、ｚ＝Ｌの位置での吸収量が
２×α’×Ｐ×ｅ-α'Lである。励起光の吸収量すなわ
ち固体レーザロッド２０２内に蓄えられるエネルギー量
は、従来例１の場合と同様に、固体レーザロッド２０２
のスタック型半導体レーザ２０４側の端面付近（ｚ＝０
付近）で最も大きく、その端面から離れるに従って減少
する。しかし、その減少割合は、従来例１の場合より小
さい。
１の場合、ｚ＝０の位置での吸収量はα’×Ｐ＋α’×
Ｐ×（ｅ-α’L）2 であり、ｚ＝Ｌの位置での吸収量が
２×α’×Ｐ×ｅ-α'Lである。励起光の吸収量すなわ
ち固体レーザロッド２０２内に蓄えられるエネルギー量
は、従来例１の場合と同様に、固体レーザロッド２０２
のスタック型半導体レーザ２０４側の端面付近（ｚ＝０
付近）で最も大きく、その端面から離れるに従って減少
する。しかし、その減少割合は、従来例１の場合より小
さい。
【００１５】このように従来例２の固体レーザ励起モジ
ュール２０１では、固体レーザロッド２０２の長手方向
における励起分布が従来例１の場合より均一となる。ま
た、励起光２０５をレンズダクト２０６により集光する
ため、固体レーザロッド２０２の長手方向と垂直な面内
における励起分布も従来例１の場合より均一となる。こ
のため、従来例１の場合と同じパワーで固体レーザロッ
ド２０２を励起した場合、固体レーザロッド２０２内に
蓄えられるエネルギー量が大きい部分と、小さい部分と
の間の温度差が従来例１の場合より小さくなり、その結
果、固体レーザロッド２０２の熱破壊や熱ひずみが起こ
りにくくなる。
ュール２０１では、固体レーザロッド２０２の長手方向
における励起分布が従来例１の場合より均一となる。ま
た、励起光２０５をレンズダクト２０６により集光する
ため、固体レーザロッド２０２の長手方向と垂直な面内
における励起分布も従来例１の場合より均一となる。こ
のため、従来例１の場合と同じパワーで固体レーザロッ
ド２０２を励起した場合、固体レーザロッド２０２内に
蓄えられるエネルギー量が大きい部分と、小さい部分と
の間の温度差が従来例１の場合より小さくなり、その結
果、固体レーザロッド２０２の熱破壊や熱ひずみが起こ
りにくくなる。
【００１６】また、従来例２の固体レーザ励起モジュー
ル２０１では、固体レーザロッド２０２のスタック型半
導体レーザ２０４側の端面に接着された第１の結晶２０
７は、レーザ媒質を含まないため、第１の結晶２０７は
発熱せず、その結果、第１の結晶２０７のスタック型半
導体レーザ２０４側の端面２０７ａの熱膨脹しにくくな
る。
ル２０１では、固体レーザロッド２０２のスタック型半
導体レーザ２０４側の端面に接着された第１の結晶２０
７は、レーザ媒質を含まないため、第１の結晶２０７は
発熱せず、その結果、第１の結晶２０７のスタック型半
導体レーザ２０４側の端面２０７ａの熱膨脹しにくくな
る。
【００１７】なお、上述した従来例１及び従来例２の固
体レーザ励起モジュールは、端面励起型の固体レーザ励
起モジュールであり、このような固体レーザ励起モジュ
ールでは固体レーザロッドに入射した励起光が固体レー
ザロッド内を長手方向に伝搬するため、励起光の吸収効
率が高い。従来例１は、端面励起型の固体レーザ励起モ
ジュールの一般的な構成を示している。
体レーザ励起モジュールは、端面励起型の固体レーザ励
起モジュールであり、このような固体レーザ励起モジュ
ールでは固体レーザロッドに入射した励起光が固体レー
ザロッド内を長手方向に伝搬するため、励起光の吸収効
率が高い。従来例１は、端面励起型の固体レーザ励起モ
ジュールの一般的な構成を示している。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】従来例２の固体レーザ
励起モジュールは以上のように構成されているので、従
来例１の場合より固体レーザロッド２０２の熱破壊や熱
ひずみが起こりにくいが、依然として、固体レーザロッ
ド２０２の長手方向における励起分布が均一でないた
め、高平均パワーで固体レーザロッド２０２を励起する
場合、固体レーザロッド２０２の熱破壊や熱ひずみが起
こるという課題があった。
励起モジュールは以上のように構成されているので、従
来例１の場合より固体レーザロッド２０２の熱破壊や熱
ひずみが起こりにくいが、依然として、固体レーザロッ
ド２０２の長手方向における励起分布が均一でないた
め、高平均パワーで固体レーザロッド２０２を励起する
場合、固体レーザロッド２０２の熱破壊や熱ひずみが起
こるという課題があった。
【００１９】また、従来例２の固体レーザ励起モジュー
ルの場合も、従来例１の場合と同様に、集光された励起
光２０５が第１の結晶２０７のスタック型半導体レーザ
２０４側の端面２０７ａから第１の結晶２０７に入射す
るため、一般的に直径が３ｍｍ〜５ｍｍ程度の固体レー
ザロッド２０２と同径である第１の結晶２０７のスタッ
ク型半導体レーザ２０４側の端面２０７ａが損傷しやす
いという課題があった。
ルの場合も、従来例１の場合と同様に、集光された励起
光２０５が第１の結晶２０７のスタック型半導体レーザ
２０４側の端面２０７ａから第１の結晶２０７に入射す
るため、一般的に直径が３ｍｍ〜５ｍｍ程度の固体レー
ザロッド２０２と同径である第１の結晶２０７のスタッ
ク型半導体レーザ２０４側の端面２０７ａが損傷しやす
いという課題があった。
【００２０】さらに、従来例２の固体レーザ励起モジュ
ールでは、励起光２０５を集光するために、レンズダク
ト２０６を用いるため、固体レーザ励起モジュールが大
きいという課題があった。
ールでは、励起光２０５を集光するために、レンズダク
ト２０６を用いるため、固体レーザ励起モジュールが大
きいという課題があった。
【００２１】さらに、また、従来例２の固体レーザ励起
モジュールでは、励起光２０５を集光するために、レン
ズダクト２０６を用い、レンズダクト２０６の固体レー
ザロッド２０２側の端面２０６ａが第１の結晶２０７の
近くへ位置するようにレンズダクト２０６を配置するた
め、第１の結晶２０７のスタック型半導体レーザ２０４
側の端面２０７ａに、発振光を全反射する膜を形成し、
レーザ共振器を構成しなければならず、レーザ共振器の
構成の自由度が小さいという課題があった。
モジュールでは、励起光２０５を集光するために、レン
ズダクト２０６を用い、レンズダクト２０６の固体レー
ザロッド２０２側の端面２０６ａが第１の結晶２０７の
近くへ位置するようにレンズダクト２０６を配置するた
め、第１の結晶２０７のスタック型半導体レーザ２０４
側の端面２０７ａに、発振光を全反射する膜を形成し、
レーザ共振器を構成しなければならず、レーザ共振器の
構成の自由度が小さいという課題があった。
【００２２】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、励起分布の均一度が高く、かつ端
面励起型の構成をとらないために端面が損傷しにくく、
さらに小型でレーザ共振器の構成の自由度が大きい固体
レーザ励起モジュールを得ることを目的とする。
めになされたもので、励起分布の均一度が高く、かつ端
面励起型の構成をとらないために端面が損傷しにくく、
さらに小型でレーザ共振器の構成の自由度が大きい固体
レーザ励起モジュールを得ることを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】この発明に係る固体レー
ザ励起モジュールは、内周と外周とを有する第１の端面
と、内周と外周とを有し第１の端面と略平行な第２の端
面と、第１の端面の内周と第２の端面の内周とを接続し
貫通孔を形成する内側側面と、第１の端面の外周と第２
の端面の外周とを接続する外側側面とで取り囲まれ、内
側側面と外側側面とが固体レーザロッドの長手方向軸を
中心とした回転対称形であり、長手方向軸に垂直な断面
での内側側面の大きさが第１の端面から第２の端面にわ
たって同一であり、長手方向軸に垂直な断面での外側側
面の大きさが第１の端面から第２の端面に向かうにした
がって徐々に小さくなる形状のテーパ状透明ブロック
と、テーパ状透明ブロックの第１の端面に設けられた、
固体レーザロッドの長手方向軸に垂直な断面の形状がテ
ーパ状透明ブロックの第１の端面と同一である形状の柱
状透明ブロックと、テーパ状透明ブロックの貫通孔に設
けられた固体レーザロッドと、固体レーザロッドを励起
するための励起光を柱状透明ブロックの頂面から柱状透
明ブロックに入射させ、柱状透明ブロックの底面から出
射した励起光をテーパ状透明ブロックの第１の端面から
テーパ状透明ブロックに入射させる半導体レーザと、固
体レーザロッドとテーパ状透明ブロックの内側側面との
間に設けられた熱接触手段と、テーパ状透明ブロックの
外側側面に設けられた第１の励起光反射手段と、柱状透
明ブロックの外側側面に設けられた第２の励起光反射手
段とを備えたものである。この発明に係る固体レーザ励
起モジュールは、内周と外周とを有する第１の端面と、
内周と外周とを有し第１の端面と略平行な第２の端面
と、第１の端面の内周と第２の端面の内周とを接続し貫
通孔を形成する内側側面と、第１の端面の外周と第２の
端面の外周とを接続する外側側面とで取り囲まれ、内側
側面と外側側面とが固体レーザロッドの長手方向軸を中
心とした回転対称形であり、長手方向軸に垂直な断面で
の内側側面の大きさが第１の端面から第２の端面にわた
って同一であり、長手方向軸に垂直な断面での外側側面
の大きさが第１の端面から第２の端面に向かうにしたが
って徐々に小さくなり、第１の端面が凸形の曲率を有す
る形状のテーパ状透明ブロックと、テーパ状透明ブロッ
クの貫通孔に設けられた 固体レーザロッドと、固体レー
ザロッドを励起するための励起光をテーパ状透明ブロッ
クの第１の端面からテーパ状透明ブロックに入射させる
半導体レーザと、固体レーザロッドとテーパ状透明ブロ
ックの内側側面との間に設けられた熱接触手段と、テー
パ状透明ブロックの外側側面に設けられた励起光反射手
段とを備えたものである。
ザ励起モジュールは、内周と外周とを有する第１の端面
と、内周と外周とを有し第１の端面と略平行な第２の端
面と、第１の端面の内周と第２の端面の内周とを接続し
貫通孔を形成する内側側面と、第１の端面の外周と第２
の端面の外周とを接続する外側側面とで取り囲まれ、内
側側面と外側側面とが固体レーザロッドの長手方向軸を
中心とした回転対称形であり、長手方向軸に垂直な断面
での内側側面の大きさが第１の端面から第２の端面にわ
たって同一であり、長手方向軸に垂直な断面での外側側
面の大きさが第１の端面から第２の端面に向かうにした
がって徐々に小さくなる形状のテーパ状透明ブロック
と、テーパ状透明ブロックの第１の端面に設けられた、
固体レーザロッドの長手方向軸に垂直な断面の形状がテ
ーパ状透明ブロックの第１の端面と同一である形状の柱
状透明ブロックと、テーパ状透明ブロックの貫通孔に設
けられた固体レーザロッドと、固体レーザロッドを励起
するための励起光を柱状透明ブロックの頂面から柱状透
明ブロックに入射させ、柱状透明ブロックの底面から出
射した励起光をテーパ状透明ブロックの第１の端面から
テーパ状透明ブロックに入射させる半導体レーザと、固
体レーザロッドとテーパ状透明ブロックの内側側面との
間に設けられた熱接触手段と、テーパ状透明ブロックの
外側側面に設けられた第１の励起光反射手段と、柱状透
明ブロックの外側側面に設けられた第２の励起光反射手
段とを備えたものである。この発明に係る固体レーザ励
起モジュールは、内周と外周とを有する第１の端面と、
内周と外周とを有し第１の端面と略平行な第２の端面
と、第１の端面の内周と第２の端面の内周とを接続し貫
通孔を形成する内側側面と、第１の端面の外周と第２の
端面の外周とを接続する外側側面とで取り囲まれ、内側
側面と外側側面とが固体レーザロッドの長手方向軸を中
心とした回転対称形であり、長手方向軸に垂直な断面で
の内側側面の大きさが第１の端面から第２の端面にわた
って同一であり、長手方向軸に垂直な断面での外側側面
の大きさが第１の端面から第２の端面に向かうにしたが
って徐々に小さくなり、第１の端面が凸形の曲率を有す
る形状のテーパ状透明ブロックと、テーパ状透明ブロッ
クの貫通孔に設けられた 固体レーザロッドと、固体レー
ザロッドを励起するための励起光をテーパ状透明ブロッ
クの第１の端面からテーパ状透明ブロックに入射させる
半導体レーザと、固体レーザロッドとテーパ状透明ブロ
ックの内側側面との間に設けられた熱接触手段と、テー
パ状透明ブロックの外側側面に設けられた励起光反射手
段とを備えたものである。
【００２４】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、テーパ状透明ブロックの第１の端面の外周及び第２
の端面の外周が円形であるものである。
は、テーパ状透明ブロックの第１の端面の外周及び第２
の端面の外周が円形であるものである。
【００２５】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、テーパ状透明ブロックの第１の端面の外周及び第２
の端面の外周が正多角形であるものである。
は、テーパ状透明ブロックの第１の端面の外周及び第２
の端面の外周が正多角形であるものである。
【００２６】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、テーパ状透明ブロックの第１の端面の外周が長方形
であり外側側面が互いに平行な二面と第１の端面から第
２の端面に向かうにしたがって徐々に接近する二面とか
らなるものである。
は、テーパ状透明ブロックの第１の端面の外周が長方形
であり外側側面が互いに平行な二面と第１の端面から第
２の端面に向かうにしたがって徐々に接近する二面とか
らなるものである。
【００２７】
【００２８】
【００２９】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、半導体レーザを、固体レーザロッドの長手方向軸を
中心として回転対称に設けたものである。
は、半導体レーザを、固体レーザロッドの長手方向軸を
中心として回転対称に設けたものである。
【００３０】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、励起光反射手段が金属からなるものである。
は、励起光反射手段が金属からなるものである。
【００３１】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、励起光反射手段が銅からなるものである。
は、励起光反射手段が銅からなるものである。
【００３２】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、励起光反射手段が励起光を拡散する特性を有する材
料からなるものである。
は、励起光反射手段が励起光を拡散する特性を有する材
料からなるものである。
【００３３】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、励起光反射手段がセラミックからなるものである。
は、励起光反射手段がセラミックからなるものである。
【００３４】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、テーパ状透明ブロックの外側側面がグランドラフ面
であるものである。
は、テーパ状透明ブロックの外側側面がグランドラフ面
であるものである。
【００３５】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、テーパ状透明ブロックの内側側面がグランドラフ面
であるものである。
は、テーパ状透明ブロックの内側側面がグランドラフ面
であるものである。
【００３６】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、固体レーザロッドの側面がグランドラフ面であるも
のである。
は、固体レーザロッドの側面がグランドラフ面であるも
のである。
【００３７】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、テーパ状透明ブロックの屈折率が固体レーザロッド
の屈折率より小さいものである。
は、テーパ状透明ブロックの屈折率が固体レーザロッド
の屈折率より小さいものである。
【００３８】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、固体レーザロッドがＹ3 Ａｌ5Ｏ12をホスト材料と
し、テーパ状透明ブロックがサファイヤからなるもので
ある。
は、固体レーザロッドがＹ3 Ａｌ5Ｏ12をホスト材料と
し、テーパ状透明ブロックがサファイヤからなるもので
ある。
【００３９】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、固体レーザロッドがＹ3 Ａｌ5Ｏ１２、ＹＬｉＦ
4 、ＬｉＳｒＡｌＦ6 及びＬｉＣａＡｌＦ6 のうちのい
ずれかをホスト材料とし、テーパ状透明ブロックがＭｇ
Ｆ2 からなるものである。
は、固体レーザロッドがＹ3 Ａｌ5Ｏ１２、ＹＬｉＦ
4 、ＬｉＳｒＡｌＦ6 及びＬｉＣａＡｌＦ6 のうちのい
ずれかをホスト材料とし、テーパ状透明ブロックがＭｇ
Ｆ2 からなるものである。
【００４０】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、熱接触手段が液体からなるものである。
は、熱接触手段が液体からなるものである。
【００４１】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、熱接触手段が固体レーザロッドの屈折率より小さ
く、テーパ状透明ブロックの屈折率より大きい屈折率を
有するシリコーンオイルからなるものである。
は、熱接触手段が固体レーザロッドの屈折率より小さ
く、テーパ状透明ブロックの屈折率より大きい屈折率を
有するシリコーンオイルからなるものである。
【００４２】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、熱接触手段が固体レーザロッドの屈折率より小さ
く、テーパ状透明ブロックの屈折率より大きい屈折率を
有するエチレングリコール水溶液からなるものである。
は、熱接触手段が固体レーザロッドの屈折率より小さ
く、テーパ状透明ブロックの屈折率より大きい屈折率を
有するエチレングリコール水溶液からなるものである。
【００４３】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、固体レーザロッドを固定するとともに熱接触手段を
シールする固定シール手段を、固体レーザロッドの側面
とテーパ状透明ブロックの第１及び第２の端面との間に
設けたものである。
は、固体レーザロッドを固定するとともに熱接触手段を
シールする固定シール手段を、固体レーザロッドの側面
とテーパ状透明ブロックの第１及び第２の端面との間に
設けたものである。
【００４４】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、固定シール手段がシリコーンゴムからなるものであ
る。
は、固定シール手段がシリコーンゴムからなるものであ
る。
【００４５】この発明に係る固体レーザ励起モジュール
は、内周と外周とを有する第１の端面と、内周と外周と
を有し第１の端面と略平行な第２の端面と、第１の端面
の内周と第２の端面の内周とを接続し貫通孔を形成する
内側側面と、第１の端面の外周と第２の端面の外周とを
接続する外側側面とで取り囲まれ、内側側面と外側側面
とが固体レーザロッドの長手方向軸を中心とした回転対
称形であり、長手方向軸に垂直な断面での内側側面の大
きさが第１の端面から第２の端面にわたって同一であ
り、長手方向軸に垂直な断面での外側側面の大きさが第
１の端面から第２の端面に向かうにしたがって徐々に小
さくなる形状の第１のテーパ状透明ブロックと、第１の
テーパ状透明ブロックと同一形状であり、第２の端面が
第１のテーパ状透明ブロックの第２の端面と対向して位
置する第２のテーパ状透明ブロックと、第１のテーパ状
透明ブロックの第１の端面に設けられた、固体レーザロ
ッドの長手方向軸に垂直な断面の形状が第１のテーパ状
透明ブロックの第１の端面と同一である形状の第１の柱
状透明ブロックと、第２のテーパ状透明ブロックの第１
の端面に設けられた、第１の柱状透明ブロックと同一形
状である第２の柱状透明ブロックとを備えたものであ
る。この発明に係る固体レーザ励起モジュールは、内周
と外周とを有する第１の端面と、内周と外周とを有し第
１の端面と略平行な第２の端面と、第１の端面の内周と
第２の端面の内周とを接続し貫通孔を形成する内側側面
と、第１の端面の外周と第２の端面の外周とを接続する
外側側面とで取り囲まれ、内側側面と外側側面とが固体
レーザロッドの長手方向軸を中心とした回転対称形であ
り、長手方向軸に垂直な断面での内側側面の大きさが第
１の端面から第２の端面にわたって同一であり、長手方
向軸に垂直な断面での外側側面の大きさが第１の端面か
ら第２の端面に向かうにしたがって徐々に小さくなり、
第１の端面が凸形の曲率を有する形状の第１のテーパ状
透明ブロックと、第１のテーパ状透明ブロックと同一形
状であり、第２の端面が第１のテーパ状透明ブロックの
第２の端面と対向して位置する第２のテーパ状透明ブロ
ックとを備えたものである。
は、内周と外周とを有する第１の端面と、内周と外周と
を有し第１の端面と略平行な第２の端面と、第１の端面
の内周と第２の端面の内周とを接続し貫通孔を形成する
内側側面と、第１の端面の外周と第２の端面の外周とを
接続する外側側面とで取り囲まれ、内側側面と外側側面
とが固体レーザロッドの長手方向軸を中心とした回転対
称形であり、長手方向軸に垂直な断面での内側側面の大
きさが第１の端面から第２の端面にわたって同一であ
り、長手方向軸に垂直な断面での外側側面の大きさが第
１の端面から第２の端面に向かうにしたがって徐々に小
さくなる形状の第１のテーパ状透明ブロックと、第１の
テーパ状透明ブロックと同一形状であり、第２の端面が
第１のテーパ状透明ブロックの第２の端面と対向して位
置する第２のテーパ状透明ブロックと、第１のテーパ状
透明ブロックの第１の端面に設けられた、固体レーザロ
ッドの長手方向軸に垂直な断面の形状が第１のテーパ状
透明ブロックの第１の端面と同一である形状の第１の柱
状透明ブロックと、第２のテーパ状透明ブロックの第１
の端面に設けられた、第１の柱状透明ブロックと同一形
状である第２の柱状透明ブロックとを備えたものであ
る。この発明に係る固体レーザ励起モジュールは、内周
と外周とを有する第１の端面と、内周と外周とを有し第
１の端面と略平行な第２の端面と、第１の端面の内周と
第２の端面の内周とを接続し貫通孔を形成する内側側面
と、第１の端面の外周と第２の端面の外周とを接続する
外側側面とで取り囲まれ、内側側面と外側側面とが固体
レーザロッドの長手方向軸を中心とした回転対称形であ
り、長手方向軸に垂直な断面での内側側面の大きさが第
１の端面から第２の端面にわたって同一であり、長手方
向軸に垂直な断面での外側側面の大きさが第１の端面か
ら第２の端面に向かうにしたがって徐々に小さくなり、
第１の端面が凸形の曲率を有する形状の第１のテーパ状
透明ブロックと、第１のテーパ状透明ブロックと同一形
状であり、第２の端面が第１のテーパ状透明ブロックの
第２の端面と対向して位置する第２のテーパ状透明ブロ
ックとを備えたものである。
【００４６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による固
体レーザ励起モジュールを示す構成図である。図１にお
いて、１は固体レーザ励起モジュール、２はテーパ状透
明ブロック、３は固体レーザロッド、４は半導体レー
ザ、５は熱接触手段、６は励起光反射手段である。テー
パ状透明ブロック２は、内周と円形の外周とを有する第
１の端面２ａと、内周と円形の外周とを有し第１の端面
２ａと略平行な第２の端面２ｂと、第１の端面２ａの内
周と第２の端面２ｂの内周とを接続し貫通孔２ｅを形成
する内側側面２ｃと、第１の端面２ａの外周と第２の端
面２ｂの外周とを接続する外側側面２ｄとで取り囲ま
れ、内側側面２ｃと外側側面２ｄとが固体レーザロッド
３の長手方向軸Ｘを中心とする回転対称形であり、長手
方向軸Ｘに垂直な断面での内側側面２ｃの大きさが第１
の端面２ａから第２の端面２ｂにわたって同一であり、
長手方向軸Ｘに垂直な断面での外側側面２ｄの大きさが
第１の端面２ａから第２の端面２ｂに向かうにしたがっ
て徐々に小さくなる形状をしている。すなわち、テーパ
状透明ブロック２は、固体レーザロッド３の長手方向軸
Ｘに垂直な断面での外側側面２ｄの形状が円形であり、
その半径の大きさが第１の端面２ａから第２の端面２ｂ
に向かうにしたがって徐々に小さくなる形状をしてい
る。このテーパ状透明ブロック２は、テーパ状透明ブロ
ック２に入射した励起光及びテーパ状透明ブロック２に
入射し励起光反射手段６で反射した励起光を伝搬するた
め、励起光に対して透明な材料からなる。また、このテ
ーパ状透明ブロック２は、熱接触手段５を介して伝導し
てきた固体レーザロッド３が発する熱を外側側面２ｄへ
伝導するため、熱伝導率の高い材料からなる。
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による固
体レーザ励起モジュールを示す構成図である。図１にお
いて、１は固体レーザ励起モジュール、２はテーパ状透
明ブロック、３は固体レーザロッド、４は半導体レー
ザ、５は熱接触手段、６は励起光反射手段である。テー
パ状透明ブロック２は、内周と円形の外周とを有する第
１の端面２ａと、内周と円形の外周とを有し第１の端面
２ａと略平行な第２の端面２ｂと、第１の端面２ａの内
周と第２の端面２ｂの内周とを接続し貫通孔２ｅを形成
する内側側面２ｃと、第１の端面２ａの外周と第２の端
面２ｂの外周とを接続する外側側面２ｄとで取り囲ま
れ、内側側面２ｃと外側側面２ｄとが固体レーザロッド
３の長手方向軸Ｘを中心とする回転対称形であり、長手
方向軸Ｘに垂直な断面での内側側面２ｃの大きさが第１
の端面２ａから第２の端面２ｂにわたって同一であり、
長手方向軸Ｘに垂直な断面での外側側面２ｄの大きさが
第１の端面２ａから第２の端面２ｂに向かうにしたがっ
て徐々に小さくなる形状をしている。すなわち、テーパ
状透明ブロック２は、固体レーザロッド３の長手方向軸
Ｘに垂直な断面での外側側面２ｄの形状が円形であり、
その半径の大きさが第１の端面２ａから第２の端面２ｂ
に向かうにしたがって徐々に小さくなる形状をしてい
る。このテーパ状透明ブロック２は、テーパ状透明ブロ
ック２に入射した励起光及びテーパ状透明ブロック２に
入射し励起光反射手段６で反射した励起光を伝搬するた
め、励起光に対して透明な材料からなる。また、このテ
ーパ状透明ブロック２は、熱接触手段５を介して伝導し
てきた固体レーザロッド３が発する熱を外側側面２ｄへ
伝導するため、熱伝導率の高い材料からなる。
【００４７】固体レーザロッド３は、テーパ状透明ブロ
ック２の貫通孔２ｅに設けられている。
ック２の貫通孔２ｅに設けられている。
【００４８】半導体レーザ４は、固体レーザロッド３を
固体レーザロッド３を励起するための励起光をテーパ状
透明ブロック２の第１の端面２ａに向けて出射し、テー
パ状透明ブロック２の第１の端面２ａからテーパ状透明
ブロック２に励起光を入射させる。
固体レーザロッド３を励起するための励起光をテーパ状
透明ブロック２の第１の端面２ａに向けて出射し、テー
パ状透明ブロック２の第１の端面２ａからテーパ状透明
ブロック２に励起光を入射させる。
【００４９】熱接触手段５は、固体レーザロッド３とテ
ーパ状透明ブロック２の内側側面２ｃとの間に設けられ
ている。この熱接触手段５は、テーパ状透明ブロック２
に入射した励起光を吸収した固体レーザロッド３が発す
る熱をテーパ状透明ブロック２へ伝導する。また、この
熱接触手段５は励起光に対して透明な材料からなる。
ーパ状透明ブロック２の内側側面２ｃとの間に設けられ
ている。この熱接触手段５は、テーパ状透明ブロック２
に入射した励起光を吸収した固体レーザロッド３が発す
る熱をテーパ状透明ブロック２へ伝導する。また、この
熱接触手段５は励起光に対して透明な材料からなる。
【００５０】励起光反射手段６は、テーパ状透明ブロッ
ク２の外側側面２ｄに設けられている。この励起光反射
手段６は、テーパ状透明ブロック２に入射した励起光を
反射する。
ク２の外側側面２ｄに設けられている。この励起光反射
手段６は、テーパ状透明ブロック２に入射した励起光を
反射する。
【００５１】この実施の形態１の固体レーザ励起モジュ
ール１では、励起光の吸収効率を高くすることができ
る。また、固体レーザロッド３の長手方向及び長手方向
と垂直な面内における励起分布の均一度を高くすること
ができる。また、固体レーザロッド３の長手方向と垂直
な面内における固体レーザロッド３内の温度分布を回転
対称にすることができる。以下、その詳細について説明
する。
ール１では、励起光の吸収効率を高くすることができ
る。また、固体レーザロッド３の長手方向及び長手方向
と垂直な面内における励起分布の均一度を高くすること
ができる。また、固体レーザロッド３の長手方向と垂直
な面内における固体レーザロッド３内の温度分布を回転
対称にすることができる。以下、その詳細について説明
する。
【００５２】図２は半導体レーザから出射した励起光の
伝搬の様子を示す概略図である。図２に示すように、半
導体レーザ４から出射した励起光は、テーパ状透明ブロ
ック２の第１の端面２ａからテーパ状透明ブロック２に
入射する。テーパ状透明ブロック２に入射した励起光
は、テーパ状透明ブロック２の外側側面２ｄに設けられ
た励起光反射手段６による反射を繰り返しながら、テー
パ状透明ブロック２内及び固体レーザロッド３内を伝搬
する。励起光は、固体レーザロッド３内を伝搬する間
に、固体レーザロッド３に吸収される。
伝搬の様子を示す概略図である。図２に示すように、半
導体レーザ４から出射した励起光は、テーパ状透明ブロ
ック２の第１の端面２ａからテーパ状透明ブロック２に
入射する。テーパ状透明ブロック２に入射した励起光
は、テーパ状透明ブロック２の外側側面２ｄに設けられ
た励起光反射手段６による反射を繰り返しながら、テー
パ状透明ブロック２内及び固体レーザロッド３内を伝搬
する。励起光は、固体レーザロッド３内を伝搬する間
に、固体レーザロッド３に吸収される。
【００５３】励起光を吸収した固体レーザロッド３が発
する熱は、テーパ状透明ブロック２及びテーパ状透明ブ
ロック２を伝導してテーパ状透明ブロック２の外側側面
２ｄから外部に排出される。
する熱は、テーパ状透明ブロック２及びテーパ状透明ブ
ロック２を伝導してテーパ状透明ブロック２の外側側面
２ｄから外部に排出される。
【００５４】このように、この実施の形態１の固体レー
ザ励起モジュール１では、テーパ状透明ブロック２に入
射した励起光は、励起光反射手段６による反射を繰り返
しながら何度も固体レーザロッド３内を伝搬するため、
励起光の吸収効率を高くすることができる。
ザ励起モジュール１では、テーパ状透明ブロック２に入
射した励起光は、励起光反射手段６による反射を繰り返
しながら何度も固体レーザロッド３内を伝搬するため、
励起光の吸収効率を高くすることができる。
【００５５】また、この実施の形態１の固体レーザ励起
モジュール１では、励起光が固体レーザロッド３に吸収
されない場合、第１の端面２ａから第２の端面２ｂに向
かうにしたがって励起光の密度が大きくなるが、実際に
は、励起光は、固体レーザロッド３内を伝搬する間に、
固体レーザロッド３に吸収され、励起光の密度が第１の
端面２ａから第２の端面２ｂにわたって均一となるた
め、固体レーザロッド３の長手方向における励起分布の
均一度を高くすることができる。
モジュール１では、励起光が固体レーザロッド３に吸収
されない場合、第１の端面２ａから第２の端面２ｂに向
かうにしたがって励起光の密度が大きくなるが、実際に
は、励起光は、固体レーザロッド３内を伝搬する間に、
固体レーザロッド３に吸収され、励起光の密度が第１の
端面２ａから第２の端面２ｂにわたって均一となるた
め、固体レーザロッド３の長手方向における励起分布の
均一度を高くすることができる。
【００５６】さらに、この実施の形態１の固体レーザ励
起モジュール１では、テーパ状透明ブロック２に入射し
た励起光は、励起光反射手段６による反射を繰り返しな
がら固体レーザロッド３のあらゆる方向から固体レーザ
ロッド３に入射するため、固体レーザロッド３の長手方
向に垂直な面内における励起分布の均一度を高くするこ
とができる。
起モジュール１では、テーパ状透明ブロック２に入射し
た励起光は、励起光反射手段６による反射を繰り返しな
がら固体レーザロッド３のあらゆる方向から固体レーザ
ロッド３に入射するため、固体レーザロッド３の長手方
向に垂直な面内における励起分布の均一度を高くするこ
とができる。
【００５７】さらに、この実施の形態１の固体レーザ励
起モジュール１では、固体レーザロッド３の側面３ｃよ
り広い面積を有する、固体レーザロッド３の長手方向軸
Ｘを中心とする回転対称形であるテーパ状透明ブロック
２の外側側面２ｄから、固体レーザロッド３が発する熱
を回転対称に排出するため、固体レーザロッド３の長手
方向と垂直な面内における固体レーザロッド３内の温度
分布を回転対称にすることがことができる。その結果、
発振光に収差を与えにくくなる。
起モジュール１では、固体レーザロッド３の側面３ｃよ
り広い面積を有する、固体レーザロッド３の長手方向軸
Ｘを中心とする回転対称形であるテーパ状透明ブロック
２の外側側面２ｄから、固体レーザロッド３が発する熱
を回転対称に排出するため、固体レーザロッド３の長手
方向と垂直な面内における固体レーザロッド３内の温度
分布を回転対称にすることがことができる。その結果、
発振光に収差を与えにくくなる。
【００５８】さらに、この実施の形態１の固体レーザ励
起モジュール１では、テーパ状透明ブロック２は、熱伝
導率の高い材料からなるため、高平均パワーで固体レー
ザロッド３を励起する場合でも固体レーザロッド３内の
温度はそれほど上昇しない。
起モジュール１では、テーパ状透明ブロック２は、熱伝
導率の高い材料からなるため、高平均パワーで固体レー
ザロッド３を励起する場合でも固体レーザロッド３内の
温度はそれほど上昇しない。
【００５９】このような固体レーザ励起モジュール１に
おいて、励起光の吸収効率をより高くするためには、励
起光反射手段６を、テーパ状透明ブロック２の第２の端
面２ｂや固体レーザロッド３の第２の端面３ｂにも設け
るのがよい。固体レーザロッド３の第２の端面３ｂに設
ける励起光反射手段６は、例えば、励起光を全反射しか
つ発振光の反射を減少させる膜（すなわち励起光にとっ
てＨＲ膜として機能し発振光にとってＡＲ膜として機能
する膜）である。このように、励起光反射手段６を、テ
ーパ状透明ブロック２の第２の端面２ｂや固体レーザロ
ッド３の第２の端面３ｂに設けた場合、テーパ状透明ブ
ロック２に入射した励起光を、テーパ状透明ブロック２
内に閉じ込めることができる。なお、このような場合で
も、テーパ状透明ブロック２に入射した励起光は、テー
パ状透明ブロック２の第１の端面２ａから漏れるが、既
に固体レーザロッド３にほとんど吸収されているため、
励起光の漏れは少ない。励起光の吸収効率をさらに高く
するためには、励起光反射手段６を、テーパ状透明ブロ
ック２の第１の端面２ａのうち、励起光が入射する部分
以外の部分に設けるのがよい。
おいて、励起光の吸収効率をより高くするためには、励
起光反射手段６を、テーパ状透明ブロック２の第２の端
面２ｂや固体レーザロッド３の第２の端面３ｂにも設け
るのがよい。固体レーザロッド３の第２の端面３ｂに設
ける励起光反射手段６は、例えば、励起光を全反射しか
つ発振光の反射を減少させる膜（すなわち励起光にとっ
てＨＲ膜として機能し発振光にとってＡＲ膜として機能
する膜）である。このように、励起光反射手段６を、テ
ーパ状透明ブロック２の第２の端面２ｂや固体レーザロ
ッド３の第２の端面３ｂに設けた場合、テーパ状透明ブ
ロック２に入射した励起光を、テーパ状透明ブロック２
内に閉じ込めることができる。なお、このような場合で
も、テーパ状透明ブロック２に入射した励起光は、テー
パ状透明ブロック２の第１の端面２ａから漏れるが、既
に固体レーザロッド３にほとんど吸収されているため、
励起光の漏れは少ない。励起光の吸収効率をさらに高く
するためには、励起光反射手段６を、テーパ状透明ブロ
ック２の第１の端面２ａのうち、励起光が入射する部分
以外の部分に設けるのがよい。
【００６０】また、このような固体レーザ励起モジュー
ル１において、固体レーザロッド３の長手方向と垂直な
面内における励起分布の均一度を高くするためには、半
導体レーザ４を、固体レーザロッド３の長手方向軸Ｘを
中心として回転対称に設けるのがよい。図１では、固体
レーザロッド３の長手方向軸Ｘを中心として、２個の半
導体レーザ４を回転対称に設けた場合について示してい
る。より好ましくは、２個以上の半導体レーザ４を、固
体レーザロッド３の長手方向軸Ｘを中心として回転対称
に設けるのがよい。
ル１において、固体レーザロッド３の長手方向と垂直な
面内における励起分布の均一度を高くするためには、半
導体レーザ４を、固体レーザロッド３の長手方向軸Ｘを
中心として回転対称に設けるのがよい。図１では、固体
レーザロッド３の長手方向軸Ｘを中心として、２個の半
導体レーザ４を回転対称に設けた場合について示してい
る。より好ましくは、２個以上の半導体レーザ４を、固
体レーザロッド３の長手方向軸Ｘを中心として回転対称
に設けるのがよい。
【００６１】さらに、このような固体レーザ励起モジュ
ール１において、励起光の吸収効率を高くするために
は、反射率の高い金属により励起光反射手段６を形成す
るのがよい。テーパ状透明ブロック２に入射した励起光
は、励起光反射手段６により多数回反射するため、励起
光反射手段６への入射角度が広範囲にわたる。従って、
より好ましくは、入射角度によらず反射率の高い金属に
より励起光反射手段６を形成するのがよい。図３は、各
種金属材料の入射角度依存性の計算結果を示す特性図で
ある。図３（ａ）は金、図３（ｂ）は銀、図３（ｃ）は
銅、図３（ｄ）はクロムの特性図である。図３（ａ）〜
（ｄ）では、横軸に入射角度をとり、縦軸に反射率をと
って示している。また、図３では励起光として一般的に
用いられる波長８００ｎｍの光に対する特性を示してい
る。また、図３（ａ）〜（ｄ）では、Ｐ偏光に対する特
性を曲線ａで示し、Ｓ偏光に対する特性を曲線ｂで示し
ている。図３に示すように、金、銀及び銅は、入射角度
の全範囲にわたって反射率が高いため、金、銀及び銅の
うちのいずれかにより励起光反射手段６を形成するのが
よい。より好ましくは、最も反射率の高い銅により励起
光反射手段６を形成するのがよい。金属からなる励起光
反射手段６を形成する方法としては、蒸着により形成す
る方法がある。なお、銀や銅により励起光反射手段６を
形成する場合には、さらに酸化防止用の保護膜を設ける
必要がある。
ール１において、励起光の吸収効率を高くするために
は、反射率の高い金属により励起光反射手段６を形成す
るのがよい。テーパ状透明ブロック２に入射した励起光
は、励起光反射手段６により多数回反射するため、励起
光反射手段６への入射角度が広範囲にわたる。従って、
より好ましくは、入射角度によらず反射率の高い金属に
より励起光反射手段６を形成するのがよい。図３は、各
種金属材料の入射角度依存性の計算結果を示す特性図で
ある。図３（ａ）は金、図３（ｂ）は銀、図３（ｃ）は
銅、図３（ｄ）はクロムの特性図である。図３（ａ）〜
（ｄ）では、横軸に入射角度をとり、縦軸に反射率をと
って示している。また、図３では励起光として一般的に
用いられる波長８００ｎｍの光に対する特性を示してい
る。また、図３（ａ）〜（ｄ）では、Ｐ偏光に対する特
性を曲線ａで示し、Ｓ偏光に対する特性を曲線ｂで示し
ている。図３に示すように、金、銀及び銅は、入射角度
の全範囲にわたって反射率が高いため、金、銀及び銅の
うちのいずれかにより励起光反射手段６を形成するのが
よい。より好ましくは、最も反射率の高い銅により励起
光反射手段６を形成するのがよい。金属からなる励起光
反射手段６を形成する方法としては、蒸着により形成す
る方法がある。なお、銀や銅により励起光反射手段６を
形成する場合には、さらに酸化防止用の保護膜を設ける
必要がある。
【００６２】さらに、このような固体レーザ励起モジュ
ール１において、励起分布の均一度を高くするために
は、テーパ状透明ブロック２の内側側面２ｃやテーパ状
透明ブロック２の外側側面２ｄや固体レーザロッド３の
側面３ｃをグランドラフ面とするのがよい。このよう
に、テーパ状透明ブロック２の内側側面２ｃやテーパ状
透明ブロック２の外側側面２ｄや固体レーザロッド３の
側面３ｃをグランドラフ面とした場合、励起光がグラン
ドラフ面で拡散する。拡散効果が得られる表面粗度とし
ては、励起光の波長の数倍から１０倍程度、すなわち数
μｍから１０μｍがよい。ただし、テーパ状透明ブロッ
ク２の内側側面２ｃや固体レーザロッド３の側面３ｃを
グランドラフ面とする場合には、屈折率差が大きい方が
同じ表面粗度でも拡散効果が大きいので、熱接触手段５
の屈折率も考慮して表面粗度を決める必要がある。グラ
ンドラフ面を形成する方法としては、機械的研磨により
形成する方法や化学処理により形成する方法があるが、
クラックの発生などを防止できることから化学処理によ
り形成する方法がよい。
ール１において、励起分布の均一度を高くするために
は、テーパ状透明ブロック２の内側側面２ｃやテーパ状
透明ブロック２の外側側面２ｄや固体レーザロッド３の
側面３ｃをグランドラフ面とするのがよい。このよう
に、テーパ状透明ブロック２の内側側面２ｃやテーパ状
透明ブロック２の外側側面２ｄや固体レーザロッド３の
側面３ｃをグランドラフ面とした場合、励起光がグラン
ドラフ面で拡散する。拡散効果が得られる表面粗度とし
ては、励起光の波長の数倍から１０倍程度、すなわち数
μｍから１０μｍがよい。ただし、テーパ状透明ブロッ
ク２の内側側面２ｃや固体レーザロッド３の側面３ｃを
グランドラフ面とする場合には、屈折率差が大きい方が
同じ表面粗度でも拡散効果が大きいので、熱接触手段５
の屈折率も考慮して表面粗度を決める必要がある。グラ
ンドラフ面を形成する方法としては、機械的研磨により
形成する方法や化学処理により形成する方法があるが、
クラックの発生などを防止できることから化学処理によ
り形成する方法がよい。
【００６３】さらに、このような固体レーザ励起モジュ
ール１において、励起分布の均一度を高くするために
は、励起光を拡散する特性を有する材料により励起光反
射手段６を形成するのがよい。このような材料として
は、各種のセラミックやＢａＳＯ ４ 粉末や例えばスペ
クトラロン（商品名、Ｌａｂ Ｓｐｈａｒｅ社製）等の
高反射性樹脂などがあるが、加工性の良さからセラミッ
クがよい。
ール１において、励起分布の均一度を高くするために
は、励起光を拡散する特性を有する材料により励起光反
射手段６を形成するのがよい。このような材料として
は、各種のセラミックやＢａＳＯ ４ 粉末や例えばスペ
クトラロン（商品名、Ｌａｂ Ｓｐｈａｒｅ社製）等の
高反射性樹脂などがあるが、加工性の良さからセラミッ
クがよい。
【００６４】さらに、このような固体レーザ励起モジュ
ール１において、励起分布の均一度を高くするために
は、励起光の波長に対する固体レーザロッド３の吸収係
数を低くして、固体レーザロッド３内を一回伝搬すると
きの励起光の吸収量を低くするのがよい。このように、
励起光の波長に対する固体レーザロッド３の吸収係数を
低くした場合、固体レーザロッド３の特定の位置で励起
光が強く吸収されることはない。励起光の波長に対する
固体レーザロッド３の吸収係数を低くする方法として
は、固体レーザロッド３中の活性イオン濃度を低くする
方法や半導体レーザ４の発振波長幅を広くする方法や半
導体レーザ４の発振波長を固体レーザロッド３の吸収ピ
ーク波長からずらす方法がある。
ール１において、励起分布の均一度を高くするために
は、励起光の波長に対する固体レーザロッド３の吸収係
数を低くして、固体レーザロッド３内を一回伝搬すると
きの励起光の吸収量を低くするのがよい。このように、
励起光の波長に対する固体レーザロッド３の吸収係数を
低くした場合、固体レーザロッド３の特定の位置で励起
光が強く吸収されることはない。励起光の波長に対する
固体レーザロッド３の吸収係数を低くする方法として
は、固体レーザロッド３中の活性イオン濃度を低くする
方法や半導体レーザ４の発振波長幅を広くする方法や半
導体レーザ４の発振波長を固体レーザロッド３の吸収ピ
ーク波長からずらす方法がある。
【００６５】さらに、このような固体レーザ励起モジュ
ール１において、励起光の吸収効率を高くするために
は、テーパ状透明ブロック２の屈折率ｎｂを固体レーザ
ロッド３の屈折率ｎｒより小さくするのがよい。図４は
テーパ状透明ブロックの屈折率と固体レーザロッドの屈
折率との大小関係による励起光の伝搬の相違を示す概略
図である。図４では熱接触手段５の屈折率がテーパ状透
明ブロック２の屈折率ｎｂと等しい場合について示して
いる。また、図４ではテーパ状透明ブロック２の屈折率
ｎｂが固体レーザロッド３の屈折率ｎｒより小さい場合
（ｎｂ＜ｎｒ）の励起光の伝搬を実線で示し、テーパ状
透明ブロック２の屈折率ｎｂが固体レーザロッド３の屈
折率ｎｒより大きい場合（ｎｂ＞ｎｒ）の励起光の伝搬
を破線で示している。図４に示すように、テーパ状透明
ブロック２の屈折率ｎｂが固体レーザロッド３の屈折率
ｎｒより小さい場合、固体レーザロッド３への励起光の
入射角度によらず、励起光は固体レーザロッド３に入射
する。一方、テーパ状透明ブロック２の屈折率ｎｂが固
体レーザロッド３の屈折率ｎｒより大きい場合、固体レ
ーザロッド３への励起光の入射角度がＳＩＮ-1（ｎｂ／
ｎｒ）以上となると、励起光は全反射し固体レーザロッ
ド３に入射しない。テーパ状透明ブロック２の屈折率ｎ
ｂを固体レーザロッド３の屈折率ｎｒより小さくするた
めには、固体レーザロッド３のホスト材料がＹ3 Ａｌ5
Ｏ12（ＹＡＧ）（屈折率１．８２）である場合には、テ
ーパ状透明ブロック２をサファイヤ（屈折率１．７６）
及びＭｇＦ2 （屈折率１．３７）のうちのいずれかによ
り形成し、固体レーザロッド３のホスト材料がＹＬｉＦ
4 （ＹＬＦ）（屈折率１．４７）、ＬｉＳｒＡｌＦ6
（ＬｉＳＡＦ）（屈折率１．４）及びＬｉＣａＡｌＦ6
（ＬｉＣＡＦ）（屈折率１．３９）のうちのいずれかで
ある場合には、テーパ状透明ブロック２をＭｇＦ2 （屈
折率１．３７）により形成するのがよい。サファイヤ
（熱伝導率は２８Ｗ／ｍ・Ｋ）やＭｇＦ2 （熱伝導率２
８Ｗ／ｍ・Ｋ）は熱伝導率が高いため、これらによりテ
ーパ状透明ブロック２を形成した場合、熱接触手段５を
介してテーパ状透明ブロック２に伝導してきた固体レー
ザロッド３が発する熱を効率よく外部へ伝導することが
できる。
ール１において、励起光の吸収効率を高くするために
は、テーパ状透明ブロック２の屈折率ｎｂを固体レーザ
ロッド３の屈折率ｎｒより小さくするのがよい。図４は
テーパ状透明ブロックの屈折率と固体レーザロッドの屈
折率との大小関係による励起光の伝搬の相違を示す概略
図である。図４では熱接触手段５の屈折率がテーパ状透
明ブロック２の屈折率ｎｂと等しい場合について示して
いる。また、図４ではテーパ状透明ブロック２の屈折率
ｎｂが固体レーザロッド３の屈折率ｎｒより小さい場合
（ｎｂ＜ｎｒ）の励起光の伝搬を実線で示し、テーパ状
透明ブロック２の屈折率ｎｂが固体レーザロッド３の屈
折率ｎｒより大きい場合（ｎｂ＞ｎｒ）の励起光の伝搬
を破線で示している。図４に示すように、テーパ状透明
ブロック２の屈折率ｎｂが固体レーザロッド３の屈折率
ｎｒより小さい場合、固体レーザロッド３への励起光の
入射角度によらず、励起光は固体レーザロッド３に入射
する。一方、テーパ状透明ブロック２の屈折率ｎｂが固
体レーザロッド３の屈折率ｎｒより大きい場合、固体レ
ーザロッド３への励起光の入射角度がＳＩＮ-1（ｎｂ／
ｎｒ）以上となると、励起光は全反射し固体レーザロッ
ド３に入射しない。テーパ状透明ブロック２の屈折率ｎ
ｂを固体レーザロッド３の屈折率ｎｒより小さくするた
めには、固体レーザロッド３のホスト材料がＹ3 Ａｌ5
Ｏ12（ＹＡＧ）（屈折率１．８２）である場合には、テ
ーパ状透明ブロック２をサファイヤ（屈折率１．７６）
及びＭｇＦ2 （屈折率１．３７）のうちのいずれかによ
り形成し、固体レーザロッド３のホスト材料がＹＬｉＦ
4 （ＹＬＦ）（屈折率１．４７）、ＬｉＳｒＡｌＦ6
（ＬｉＳＡＦ）（屈折率１．４）及びＬｉＣａＡｌＦ6
（ＬｉＣＡＦ）（屈折率１．３９）のうちのいずれかで
ある場合には、テーパ状透明ブロック２をＭｇＦ2 （屈
折率１．３７）により形成するのがよい。サファイヤ
（熱伝導率は２８Ｗ／ｍ・Ｋ）やＭｇＦ2 （熱伝導率２
８Ｗ／ｍ・Ｋ）は熱伝導率が高いため、これらによりテ
ーパ状透明ブロック２を形成した場合、熱接触手段５を
介してテーパ状透明ブロック２に伝導してきた固体レー
ザロッド３が発する熱を効率よく外部へ伝導することが
できる。
【００６６】さらに、このような固体レーザ励起モジュ
ール１において、励起光の吸収効率を高くするために
は、テーパ状透明ブロック２の第１の端面２ａに、柱状
の柱状透明ブロックを設け、柱状透明ブロックの外側側
面に励起光反射手段を設けるのがよい。図５はテーパ状
透明ブロックの第１の端面に柱状透明ブロックを設けた
場合と柱状透明ブロックを設けなかった場合の励起光の
伝搬の相違を示す概略図である。図５（ａ）は柱状透明
ブロックを設けた場合を示し、図５（ｂ）は柱状透明ブ
ロックを設けなかった場合を示す。図５（ａ）におい
て、７は柱状透明ブロック、９は励起光反射手段であ
る。柱状透明ブロック７は、内周と円形の外周とを有す
る底面７ａと、内周と円形の外周とを有し底面７ａと略
平行な頂面７ｂと、底面７ａの内周と頂面７ｂの内周と
を接続し貫通孔７ｅを形成する内側側面７ｃと、底面７
ａの外周と頂面７ｂの外周とを接続する外側側面７ｄと
で取り囲まれ、内側側面７ｃと外側側面７ｄとが固体レ
ーザロッド３の長手方向軸Ｘを中心とする回転対称形で
あり、長手方向軸Ｘに垂直な断面の形状がテーパ状透明
ブロック２の第１の端面２ａと同一である形状をしてい
る。この柱状透明ブロック７は、柱状透明ブロック７に
入射した励起光及び柱状透明ブロック７に入射し励起光
反射手段９で反射した励起光を伝搬するため、励起光に
対して透明な材料からなる。また、励起光反射手段９
は、柱状透明ブロック７の外側側面７ｄに設けられてい
る。この励起光反射手段９は、柱状透明ブロック７に入
射した励起光を反射する。図５（ｂ）に示すように、テ
ーパ状透明ブロック２の第１の端面２ａに、柱状透明ブ
ロック７を設けなかった場合、励起光の出射角が大きく
なると、テーパ状透明ブロック２に入射した励起光は少
ない反射回数でテーパ状透明ブロック２の第１の端面２
ａから漏れるが、図５（ａ）に示すように、テーパ状透
明ブロック２の第１の端面２ａに、柱状透明ブロック７
を設けた場合、出射角の大きい励起光は柱状透明ブロッ
ク７に入射し、柱状透明ブロック７の外側側面７ｄに設
けられた励起光反射手段９によりテーパ状透明ブロック
２の第２の端面２ｂ方向に反射するため、励起光の漏れ
が少なくなる。柱状透明ブロック７をテーパ状透明ブロ
ック２の第１の端面２ａに設ける方法としては、柱状透
明ブロック７をテーパ状透明ブロック２の第１の端面２
ａにオプティカルコンタクトやディフュージョンボンデ
ィングなどにより接着する方法や、柱状透明ブロック７
とテーパ状透明ブロック２を一体成形する方法がある。
ール１において、励起光の吸収効率を高くするために
は、テーパ状透明ブロック２の第１の端面２ａに、柱状
の柱状透明ブロックを設け、柱状透明ブロックの外側側
面に励起光反射手段を設けるのがよい。図５はテーパ状
透明ブロックの第１の端面に柱状透明ブロックを設けた
場合と柱状透明ブロックを設けなかった場合の励起光の
伝搬の相違を示す概略図である。図５（ａ）は柱状透明
ブロックを設けた場合を示し、図５（ｂ）は柱状透明ブ
ロックを設けなかった場合を示す。図５（ａ）におい
て、７は柱状透明ブロック、９は励起光反射手段であ
る。柱状透明ブロック７は、内周と円形の外周とを有す
る底面７ａと、内周と円形の外周とを有し底面７ａと略
平行な頂面７ｂと、底面７ａの内周と頂面７ｂの内周と
を接続し貫通孔７ｅを形成する内側側面７ｃと、底面７
ａの外周と頂面７ｂの外周とを接続する外側側面７ｄと
で取り囲まれ、内側側面７ｃと外側側面７ｄとが固体レ
ーザロッド３の長手方向軸Ｘを中心とする回転対称形で
あり、長手方向軸Ｘに垂直な断面の形状がテーパ状透明
ブロック２の第１の端面２ａと同一である形状をしてい
る。この柱状透明ブロック７は、柱状透明ブロック７に
入射した励起光及び柱状透明ブロック７に入射し励起光
反射手段９で反射した励起光を伝搬するため、励起光に
対して透明な材料からなる。また、励起光反射手段９
は、柱状透明ブロック７の外側側面７ｄに設けられてい
る。この励起光反射手段９は、柱状透明ブロック７に入
射した励起光を反射する。図５（ｂ）に示すように、テ
ーパ状透明ブロック２の第１の端面２ａに、柱状透明ブ
ロック７を設けなかった場合、励起光の出射角が大きく
なると、テーパ状透明ブロック２に入射した励起光は少
ない反射回数でテーパ状透明ブロック２の第１の端面２
ａから漏れるが、図５（ａ）に示すように、テーパ状透
明ブロック２の第１の端面２ａに、柱状透明ブロック７
を設けた場合、出射角の大きい励起光は柱状透明ブロッ
ク７に入射し、柱状透明ブロック７の外側側面７ｄに設
けられた励起光反射手段９によりテーパ状透明ブロック
２の第２の端面２ｂ方向に反射するため、励起光の漏れ
が少なくなる。柱状透明ブロック７をテーパ状透明ブロ
ック２の第１の端面２ａに設ける方法としては、柱状透
明ブロック７をテーパ状透明ブロック２の第１の端面２
ａにオプティカルコンタクトやディフュージョンボンデ
ィングなどにより接着する方法や、柱状透明ブロック７
とテーパ状透明ブロック２を一体成形する方法がある。
【００６７】さらに、このような固体レーザ励起モジュ
ール１において、励起光の吸収効率を高くするために
は、テーパ状透明ブロック２の第１の端面２ａに凸形の
曲率を与えるのがよい。図６はテーパ状透明ブロックの
第１の端面に凸形の曲率を与えた場合の励起光の伝搬の
様子を示す概略図である。テーパ状透明ブロック２の第
１の端面２ａに凸形の曲率を与えなかった場合、励起光
の出射角が大きくなると、テーパ状透明ブロック２に入
射した励起光は少ない反射回数でテーパ状透明ブロック
２の第１の端面２ａから漏れるが、図６に示すように、
テーパ状透明ブロック２の第１の端面２ａに凸形の曲率
を与えた場合、第１の端面２ａがレンズのように機能
し、出射角の大きい励起光は内側に屈折するため、励起
光の漏れが少なくなる。励起光の出射角が方向により異
なる場合には、励起光の出射角が大きい方向に対しての
み、テーパ状透明ブロック２の第１の端面２ａに凸形の
曲率を与てもよい。半導体レーザ４の励起光の出射角
は、一般的に、出射角の大きい方向とそれに垂直な出射
角の小さい方向とがある。
ール１において、励起光の吸収効率を高くするために
は、テーパ状透明ブロック２の第１の端面２ａに凸形の
曲率を与えるのがよい。図６はテーパ状透明ブロックの
第１の端面に凸形の曲率を与えた場合の励起光の伝搬の
様子を示す概略図である。テーパ状透明ブロック２の第
１の端面２ａに凸形の曲率を与えなかった場合、励起光
の出射角が大きくなると、テーパ状透明ブロック２に入
射した励起光は少ない反射回数でテーパ状透明ブロック
２の第１の端面２ａから漏れるが、図６に示すように、
テーパ状透明ブロック２の第１の端面２ａに凸形の曲率
を与えた場合、第１の端面２ａがレンズのように機能
し、出射角の大きい励起光は内側に屈折するため、励起
光の漏れが少なくなる。励起光の出射角が方向により異
なる場合には、励起光の出射角が大きい方向に対しての
み、テーパ状透明ブロック２の第１の端面２ａに凸形の
曲率を与てもよい。半導体レーザ４の励起光の出射角
は、一般的に、出射角の大きい方向とそれに垂直な出射
角の小さい方向とがある。
【００６８】さらに、このような実施の形態１の固体レ
ーザ励起モジュール１では、熱接触手段５を液体により
形成するのがよい。熱接触手段５を液体により形成した
場合、テーパ状透明ブロック２と固体レーザロッド３と
の熱膨脹率の相違による破断のおそれはなく、交換もし
やすい。熱接触手段５をエポキシ系の接着剤により形成
することも可能であるが、熱接触手段５をエポキシ系の
接着剤により形成した場合、テーパ状透明ブロック２と
固体レーザロッド３との熱膨脹率の相違により破断する
恐れがあり、交換もしにくい。熱接触手段５の屈折率が
テーパ状透明ブロック２の屈折率ｎｂより高く固体レー
ザロッド３の屈折率ｎｒより小さい場合、励起光の吸収
効率を高くすることができるため、テーパ状透明ブロッ
ク２がＭｇＦ2 （屈折率１．３７）からなり、固体レー
ザロッド３のホスト材料がＹＡＧ（屈折率１．８２）、
ＹＬＦ（屈折率１．４７）、ＬｉＳＡＦ（屈折率１．
４）及びＬｉＣＡＦ（屈折率１．３９）のうちのいずれ
かである場合、光ファイバ通信などによく用いられる屈
折率調整剤であるシリコーンオイルや循環冷却型の固体
レーザ装置でよく用いられるエチレングリコール水溶液
により熱接触手段５を形成するのがよい。シリコーンオ
イルは、市販品において屈折率１．３８〜１．５３に調
整可能であり、エチレングリコール水溶液は、濃度を変
えることにより屈折率１．３７〜１．４２に調整可能で
ある。
ーザ励起モジュール１では、熱接触手段５を液体により
形成するのがよい。熱接触手段５を液体により形成した
場合、テーパ状透明ブロック２と固体レーザロッド３と
の熱膨脹率の相違による破断のおそれはなく、交換もし
やすい。熱接触手段５をエポキシ系の接着剤により形成
することも可能であるが、熱接触手段５をエポキシ系の
接着剤により形成した場合、テーパ状透明ブロック２と
固体レーザロッド３との熱膨脹率の相違により破断する
恐れがあり、交換もしにくい。熱接触手段５の屈折率が
テーパ状透明ブロック２の屈折率ｎｂより高く固体レー
ザロッド３の屈折率ｎｒより小さい場合、励起光の吸収
効率を高くすることができるため、テーパ状透明ブロッ
ク２がＭｇＦ2 （屈折率１．３７）からなり、固体レー
ザロッド３のホスト材料がＹＡＧ（屈折率１．８２）、
ＹＬＦ（屈折率１．４７）、ＬｉＳＡＦ（屈折率１．
４）及びＬｉＣＡＦ（屈折率１．３９）のうちのいずれ
かである場合、光ファイバ通信などによく用いられる屈
折率調整剤であるシリコーンオイルや循環冷却型の固体
レーザ装置でよく用いられるエチレングリコール水溶液
により熱接触手段５を形成するのがよい。シリコーンオ
イルは、市販品において屈折率１．３８〜１．５３に調
整可能であり、エチレングリコール水溶液は、濃度を変
えることにより屈折率１．３７〜１．４２に調整可能で
ある。
【００６９】さらに、このような実施の形態１の固体レ
ーザ励起モジュール１では、固体レーザロッド３を固定
する必要がある。また、熱接触手段５が液体からなる場
合、テーパ状透明ブロック２の貫通孔２ｅから熱接触手
段５が漏れないように、熱接触手段５をシールする必要
がある。このため、固体レーザロッド３を固定をすると
ともに熱接触手段５をシールする固定シール手段を用い
るのがよい。固体レーザ励起モジュール１の組立の容易
性や固定の容易性から、固体レーザロッド３の第１及び
第２の端部３ａ，３ｂがテーパ状透明ブロック２の貫通
孔２ｅから突出しているため、この固定シール手段を、
固体レーザロッド３の側面３ｃとテーパ状透明ブロック
２の第１及び第２の端面２ａ，２ｂとの間に設ける。図
７はこの発明の実施の形態１による固体レーザ励起モジ
ュールの固定シール手段を示す概略図である。図７
（ａ）は図１のＰ方向から見た正面図であり、図７
（ｂ）は図７（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
図７において、８は固体レーザロッド３を固定をすると
ともに熱接触手段５をシールする固定シール手段であ
る。図７に示すように、テーパ状透明ブロック２の第１
の端面２ａから突出した固体レーザロッド３の第１の端
面３ａと固定レーザロッド３の側面３ｃとの間、及びテ
ーパ状透明ブロック２の第２の端面２ｂから突出した固
体レーザロッド３の第２の端面３ｂと固定レーザロッド
３の側面３ｃとの間に固定シール手段８を設けた場合、
固体レーザロッド３を固定するとともに熱接触手段５を
シールすることができる。このような固定シール手段８
は、シリコーンゴムにより形成するのがよい。固定シー
ル手段８をシリコーンゴムにより形成した場合、テーパ
状透明ブロック２と固体レーザロッド３との熱膨脹率の
相違による応力を緩和することができる。より好ましく
は、このような固定シール手段８は、空気中の湿気とゴ
ム状に硬化し−５０℃程度でも劣化しない、一般にＲＴ
Ｖゴムと呼ばれるシリコーンゴムを用いるのがよい。Ｒ
ＴＶゴムはアウトガスが少ないため、固体レーザロッド
３の第１及び第２の端面３ａ，３ｂの近くでアウトガス
が発生し、発振光による第１及び第２の端面３ａ，３ｂ
への焼き付けが起こり、損傷を起こす危険が少ない。
ーザ励起モジュール１では、固体レーザロッド３を固定
する必要がある。また、熱接触手段５が液体からなる場
合、テーパ状透明ブロック２の貫通孔２ｅから熱接触手
段５が漏れないように、熱接触手段５をシールする必要
がある。このため、固体レーザロッド３を固定をすると
ともに熱接触手段５をシールする固定シール手段を用い
るのがよい。固体レーザ励起モジュール１の組立の容易
性や固定の容易性から、固体レーザロッド３の第１及び
第２の端部３ａ，３ｂがテーパ状透明ブロック２の貫通
孔２ｅから突出しているため、この固定シール手段を、
固体レーザロッド３の側面３ｃとテーパ状透明ブロック
２の第１及び第２の端面２ａ，２ｂとの間に設ける。図
７はこの発明の実施の形態１による固体レーザ励起モジ
ュールの固定シール手段を示す概略図である。図７
（ａ）は図１のＰ方向から見た正面図であり、図７
（ｂ）は図７（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
図７において、８は固体レーザロッド３を固定をすると
ともに熱接触手段５をシールする固定シール手段であ
る。図７に示すように、テーパ状透明ブロック２の第１
の端面２ａから突出した固体レーザロッド３の第１の端
面３ａと固定レーザロッド３の側面３ｃとの間、及びテ
ーパ状透明ブロック２の第２の端面２ｂから突出した固
体レーザロッド３の第２の端面３ｂと固定レーザロッド
３の側面３ｃとの間に固定シール手段８を設けた場合、
固体レーザロッド３を固定するとともに熱接触手段５を
シールすることができる。このような固定シール手段８
は、シリコーンゴムにより形成するのがよい。固定シー
ル手段８をシリコーンゴムにより形成した場合、テーパ
状透明ブロック２と固体レーザロッド３との熱膨脹率の
相違による応力を緩和することができる。より好ましく
は、このような固定シール手段８は、空気中の湿気とゴ
ム状に硬化し−５０℃程度でも劣化しない、一般にＲＴ
Ｖゴムと呼ばれるシリコーンゴムを用いるのがよい。Ｒ
ＴＶゴムはアウトガスが少ないため、固体レーザロッド
３の第１及び第２の端面３ａ，３ｂの近くでアウトガス
が発生し、発振光による第１及び第２の端面３ａ，３ｂ
への焼き付けが起こり、損傷を起こす危険が少ない。
【００７０】さらに、この実施の形態１の固体レーザ励
起モジュール１では、励起光を吸収した固体レーザロッ
ド３が発する熱を、テーパ状透明ブロック２の外側側面
２ｄから外部に排出する。その方法としては、テーパ状
透明ブロック２の外側に水を流す方法や、テーパ状透明
ブロック２の外側側面２ｄにヒートシンクを配置する方
法がある。ヒートシンクを配置する方法の場合には、テ
ーパ状透明ブロック２とヒートシンクとの間にインジウ
ムや金などからなる金属膜をはさむことにより熱接触を
高くする。また、衛星に搭載する場合には、ヒートシン
クから熱抵抗の低いヒートパイプを通してヒートパネル
等に熱を伝導し、宇宙空間に排出する。
起モジュール１では、励起光を吸収した固体レーザロッ
ド３が発する熱を、テーパ状透明ブロック２の外側側面
２ｄから外部に排出する。その方法としては、テーパ状
透明ブロック２の外側に水を流す方法や、テーパ状透明
ブロック２の外側側面２ｄにヒートシンクを配置する方
法がある。ヒートシンクを配置する方法の場合には、テ
ーパ状透明ブロック２とヒートシンクとの間にインジウ
ムや金などからなる金属膜をはさむことにより熱接触を
高くする。また、衛星に搭載する場合には、ヒートシン
クから熱抵抗の低いヒートパイプを通してヒートパネル
等に熱を伝導し、宇宙空間に排出する。
【００７１】さらに、この実施の形態１の固体レーザ励
起モジュール１では、励起光を吸収した固体レーザロッ
ド３が発する熱を効率よく外部に排出する方法として、
固体レーザロッド３とテーパ状透明ブロック２の内側側
面２ｃとの間に水を流しこの流れる水を熱接触手段５と
する方法もある。
起モジュール１では、励起光を吸収した固体レーザロッ
ド３が発する熱を効率よく外部に排出する方法として、
固体レーザロッド３とテーパ状透明ブロック２の内側側
面２ｃとの間に水を流しこの流れる水を熱接触手段５と
する方法もある。
【００７２】さらに、このような実施の形態１の固体レ
ーザ励起モジュール１では、固体レーザロッド３の第１
の端面３ａに発振光を全反射する膜（すなわち、発振光
にとってＨＲ膜として機能する膜）を形成してレーザ共
振器を構成することもできるし、固体レーザロッド３の
第１の端面３ａに発振光の反射を減少させる膜（すなわ
ち、発振光にとってＡＲ膜として機能する膜）を形成し
固体レーザロッド３の長手方向軸Ｘの第１の端面３ａ側
の延長上に全反射光を配置することによりレーザ共振器
を構成することもできる。なお、この場合、固体レーザ
ロッド３の第２の端部３ｂには、発振光の反射を減少さ
せる膜（すなわち、発振光にとってＡＲ膜として機能す
る膜）を形成し固体レーザロッド３の長手方向軸Ｘの第
２の端面３ｂ側の延長上に部分反射光を配置する。
ーザ励起モジュール１では、固体レーザロッド３の第１
の端面３ａに発振光を全反射する膜（すなわち、発振光
にとってＨＲ膜として機能する膜）を形成してレーザ共
振器を構成することもできるし、固体レーザロッド３の
第１の端面３ａに発振光の反射を減少させる膜（すなわ
ち、発振光にとってＡＲ膜として機能する膜）を形成し
固体レーザロッド３の長手方向軸Ｘの第１の端面３ａ側
の延長上に全反射光を配置することによりレーザ共振器
を構成することもできる。なお、この場合、固体レーザ
ロッド３の第２の端部３ｂには、発振光の反射を減少さ
せる膜（すなわち、発振光にとってＡＲ膜として機能す
る膜）を形成し固体レーザロッド３の長手方向軸Ｘの第
２の端面３ｂ側の延長上に部分反射光を配置する。
【００７３】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、テーパ状透明ブロック２に入射した励起光は、励起
光反射手段６での反射を繰り返しながら何度も固体レー
ザロッド３内を伝搬するため、励起光の吸収効率を高く
することができる効果が得られる。
ば、テーパ状透明ブロック２に入射した励起光は、励起
光反射手段６での反射を繰り返しながら何度も固体レー
ザロッド３内を伝搬するため、励起光の吸収効率を高く
することができる効果が得られる。
【００７４】また、この実施の形態１によれば、テーパ
状透明ブロック２に入射した励起光は、励起光反射手段
６での反射を繰り返しながら固体レーザロッド３のあら
ゆる方向から固体レーザロッド３に入射するため、固体
レーザロッド３の長手方向に垂直な面内における励起分
布の均一度を高くすることができる効果が得られる。
状透明ブロック２に入射した励起光は、励起光反射手段
６での反射を繰り返しながら固体レーザロッド３のあら
ゆる方向から固体レーザロッド３に入射するため、固体
レーザロッド３の長手方向に垂直な面内における励起分
布の均一度を高くすることができる効果が得られる。
【００７５】さらに、この実施の形態１によれば、励起
光の密度が第１の端面２ａから第２の端面２ｂにわたっ
て略均一となるため、固体レーザロッド３の長手方向に
おける励起分布の均一度を高くすることができる効果が
得られる。
光の密度が第１の端面２ａから第２の端面２ｂにわたっ
て略均一となるため、固体レーザロッド３の長手方向に
おける励起分布の均一度を高くすることができる効果が
得られる。
【００７６】さらに、この実施の形態１によれば、励起
光は集光することなしに、広いテーパ状透明ブロック２
の第１の端面２ａからテーパ状透明ブロック２に入射す
るため、従来のような端面の損傷の問題はないという効
果が得られる。
光は集光することなしに、広いテーパ状透明ブロック２
の第１の端面２ａからテーパ状透明ブロック２に入射す
るため、従来のような端面の損傷の問題はないという効
果が得られる。
【００７７】さらに、この実施の形態１によれば、従来
のように励起光を集光する必要がないため、レンズダク
ト等の集光手段を用いる必要がなく、固体レーザ励起モ
ジュールが小型化するという効果が得られる。
のように励起光を集光する必要がないため、レンズダク
ト等の集光手段を用いる必要がなく、固体レーザ励起モ
ジュールが小型化するという効果が得られる。
【００７８】さらに、この実施の形態１によれば、従来
のように励起光を集光する必要がないため、必ずしも、
固体レーザロッド３の第１の端面３ａに発振光を全反射
する膜を形成する必要がなく、レーザ共振器の構成の自
由度が大きくなるという効果が得られる。
のように励起光を集光する必要がないため、必ずしも、
固体レーザロッド３の第１の端面３ａに発振光を全反射
する膜を形成する必要がなく、レーザ共振器の構成の自
由度が大きくなるという効果が得られる。
【００７９】さらに、この実施の形態１によれば、固体
レーザロッド３の側面３ｃより広い面積を有する、固体
レーザロッド３の長手方向軸Ｘを中心とする回転対称形
であるテーパ状透明ブロック２の外側側面２ｄから、固
体レーザロッド３が発する熱を回転対称に排出するた
め、固体レーザロッド３の長手方向と垂直な面内におけ
る固体レーザロッド３内の温度分布を回転対称にするこ
とがことができる効果が得られる。
レーザロッド３の側面３ｃより広い面積を有する、固体
レーザロッド３の長手方向軸Ｘを中心とする回転対称形
であるテーパ状透明ブロック２の外側側面２ｄから、固
体レーザロッド３が発する熱を回転対称に排出するた
め、固体レーザロッド３の長手方向と垂直な面内におけ
る固体レーザロッド３内の温度分布を回転対称にするこ
とがことができる効果が得られる。
【００８０】実施の形態２．図８はこの発明の実施の形
態２による固体レーザ励起モジュールを示す構成図であ
る。図８において、１１は固体レーザ励起モジュール、
１２はテーパ状透明ブロックである。
態２による固体レーザ励起モジュールを示す構成図であ
る。図８において、１１は固体レーザ励起モジュール、
１２はテーパ状透明ブロックである。
【００８１】テーパ状透明ブロック１２は、内周と正方
形の外周とを有する第１の端面１２ａと、内周と正方形
の外周とを有し第１の端面１２ａと略平行な第２の端面
１２ｂと、第１の端面１２ａの内周と第２の端面１２ｂ
の内周とを接続し貫通孔１２ｅを形成する内側側面１２
ｃと、第１の端面１２ａの外周と第２の端面１２ｂの外
周とを接続する外側側面１２ｄとで取り囲まれ、内側側
面１２ｃと外側側面１２ｄとが固体レーザロッド３の長
手方向軸Ｘを中心とする回転対称形であり、長手方向軸
Ｘに垂直な断面での内側側面１２ｃの大きさが第１の端
面１２ａから第２の端面１２ｂにわたって同一であり、
長手方向軸Ｘに垂直な断面での外側側面１２ｄの大きさ
が第１の端面１２ａから第２の端面１２ｂに向かうにし
たがって徐々に小さくなる形状をしている。すなわち、
テーパ状透明ブロック１２は、固体レーザロッド３の長
手方向軸Ｘに垂直な断面での外側側面１２ｄの形状が正
方形であり、その一辺の長さが第１の端面１２ａから第
２の端面１２ｂに向かうにしたがって徐々に小さくなる
形状をしている。このテーパ状透明ブロック１２は、実
施の形態１の場合と同様に、テーパ状透明ブロック１２
に入射した励起光及びテーパ状透明ブロック１２に入射
し励起光反射手段６で反射した励起光を伝搬するため、
励起光に対して透明な材料からなる。また、このテーパ
状透明ブロック１２は、実施の形態１の場合と同様に、
熱接触手段５を介して伝導してきた固体レーザロッド３
が発する熱を外側側面１２ｄへ伝導するため、熱伝導率
の高い材料からなる。
形の外周とを有する第１の端面１２ａと、内周と正方形
の外周とを有し第１の端面１２ａと略平行な第２の端面
１２ｂと、第１の端面１２ａの内周と第２の端面１２ｂ
の内周とを接続し貫通孔１２ｅを形成する内側側面１２
ｃと、第１の端面１２ａの外周と第２の端面１２ｂの外
周とを接続する外側側面１２ｄとで取り囲まれ、内側側
面１２ｃと外側側面１２ｄとが固体レーザロッド３の長
手方向軸Ｘを中心とする回転対称形であり、長手方向軸
Ｘに垂直な断面での内側側面１２ｃの大きさが第１の端
面１２ａから第２の端面１２ｂにわたって同一であり、
長手方向軸Ｘに垂直な断面での外側側面１２ｄの大きさ
が第１の端面１２ａから第２の端面１２ｂに向かうにし
たがって徐々に小さくなる形状をしている。すなわち、
テーパ状透明ブロック１２は、固体レーザロッド３の長
手方向軸Ｘに垂直な断面での外側側面１２ｄの形状が正
方形であり、その一辺の長さが第１の端面１２ａから第
２の端面１２ｂに向かうにしたがって徐々に小さくなる
形状をしている。このテーパ状透明ブロック１２は、実
施の形態１の場合と同様に、テーパ状透明ブロック１２
に入射した励起光及びテーパ状透明ブロック１２に入射
し励起光反射手段６で反射した励起光を伝搬するため、
励起光に対して透明な材料からなる。また、このテーパ
状透明ブロック１２は、実施の形態１の場合と同様に、
熱接触手段５を介して伝導してきた固体レーザロッド３
が発する熱を外側側面１２ｄへ伝導するため、熱伝導率
の高い材料からなる。
【００８２】その他の構成要素は、図１において同一符
号を付して示したものと同一あるいは同等であるため、
その詳細な説明は省略する。
号を付して示したものと同一あるいは同等であるため、
その詳細な説明は省略する。
【００８３】この実施の形態２の固体レーザ励起モジュ
ール１１では、テーパ状透明ブロック１２の長手方向軸
Ｘに垂直な断面でのテーパ状透明ブロック１２の外側側
面１２ｄの形状が正方形であるため、テーパ状透明ブロ
ック１２の平坦な外側側面１２ｄにヒートシンクを配置
することにより、励起光を吸収した固体レーザロッド３
が発する熱を外部に排出することができ、ヒートシンク
による排熱が容易になる。テーパ状透明ブロック１２の
長手方向軸Ｘに垂直な断面でのテーパ状透明ブロック１
２の外側側面１２ｄの形状が正方形である場合に限ら
ず、その他の正多角形である場合であっても同様であ
る。
ール１１では、テーパ状透明ブロック１２の長手方向軸
Ｘに垂直な断面でのテーパ状透明ブロック１２の外側側
面１２ｄの形状が正方形であるため、テーパ状透明ブロ
ック１２の平坦な外側側面１２ｄにヒートシンクを配置
することにより、励起光を吸収した固体レーザロッド３
が発する熱を外部に排出することができ、ヒートシンク
による排熱が容易になる。テーパ状透明ブロック１２の
長手方向軸Ｘに垂直な断面でのテーパ状透明ブロック１
２の外側側面１２ｄの形状が正方形である場合に限ら
ず、その他の正多角形である場合であっても同様であ
る。
【００８４】なお、この実施の形態２の個体レーザ励起
モジュール１１では、実施の形態１と同様な効果も得ら
れる。
モジュール１１では、実施の形態１と同様な効果も得ら
れる。
【００８５】実施の形態３．図９はこの発明の実施の形
態３による固体レーザ励起モジュールを示す構成図であ
る。図９において、２１は固体レーザ励起モジュール、
２２はテーパ状透明ブロックである。
態３による固体レーザ励起モジュールを示す構成図であ
る。図９において、２１は固体レーザ励起モジュール、
２２はテーパ状透明ブロックである。
【００８６】テーパ状透明ブロック２２は、内周と長方
形の外周とを有する第１の端面２２ａと、内周と長方形
の外周とを有し第１の端面２２ａと略平行な第２の端面
２２ｂと、第１の端面２２ａの内周と第２の端面２２ｂ
の内周とを接続し貫通孔２２ｅを形成する内側側面２２
ｃと、第１の端面２２ａの外周と第２の端面２２ｂの外
周とを接続する外側側面２２ｄとで取り囲まれ、内側側
面２２ｃと外側側面２２ｄとが固体レーザロッド３の長
手方向軸Ｘを中心とする回転対称形であり、長手方向軸
Ｘに垂直な断面での内側側面２２ｃの大きさが第１の端
面２２ａから第２の端面２２ｂにわたって同一であり、
長手方向軸Ｘに垂直な断面での外側側面２２ｄの大きさ
が第１の端面２２ａから第２の端面２２ｂに向かうにし
たがって徐々に小さくなる形状をしている。すなわち、
テーパ状透明ブロック２２は、固体レーザロッド３の長
手方向軸Ｘに垂直な断面での外側側面２２ｄの形状が長
方形であり、外側側面２２ｄが互いに平行な二面と第１
の端面２２ａから第２の端面２２ｂに向かうにしたがっ
て徐々に接近する二面とからなる形状をしている。この
テーパ状透明ブロック２２は、実施の形態１の場合と同
様に、テーパ状透明ブロック２２に入射した励起光及び
テーパ状透明ブロック２２に入射し励起光反射手段６で
反射した励起光を伝搬するため、励起光に対して透明な
材料からなる。また、このテーパ状透明ブロック２２
は、実施の形態１の場合と同様に、熱接触手段５を介し
て伝導してきた固体レーザロッド３が発する熱を外側側
面２２ｄへ伝導するため、熱伝導率の高い材料からな
る。
形の外周とを有する第１の端面２２ａと、内周と長方形
の外周とを有し第１の端面２２ａと略平行な第２の端面
２２ｂと、第１の端面２２ａの内周と第２の端面２２ｂ
の内周とを接続し貫通孔２２ｅを形成する内側側面２２
ｃと、第１の端面２２ａの外周と第２の端面２２ｂの外
周とを接続する外側側面２２ｄとで取り囲まれ、内側側
面２２ｃと外側側面２２ｄとが固体レーザロッド３の長
手方向軸Ｘを中心とする回転対称形であり、長手方向軸
Ｘに垂直な断面での内側側面２２ｃの大きさが第１の端
面２２ａから第２の端面２２ｂにわたって同一であり、
長手方向軸Ｘに垂直な断面での外側側面２２ｄの大きさ
が第１の端面２２ａから第２の端面２２ｂに向かうにし
たがって徐々に小さくなる形状をしている。すなわち、
テーパ状透明ブロック２２は、固体レーザロッド３の長
手方向軸Ｘに垂直な断面での外側側面２２ｄの形状が長
方形であり、外側側面２２ｄが互いに平行な二面と第１
の端面２２ａから第２の端面２２ｂに向かうにしたがっ
て徐々に接近する二面とからなる形状をしている。この
テーパ状透明ブロック２２は、実施の形態１の場合と同
様に、テーパ状透明ブロック２２に入射した励起光及び
テーパ状透明ブロック２２に入射し励起光反射手段６で
反射した励起光を伝搬するため、励起光に対して透明な
材料からなる。また、このテーパ状透明ブロック２２
は、実施の形態１の場合と同様に、熱接触手段５を介し
て伝導してきた固体レーザロッド３が発する熱を外側側
面２２ｄへ伝導するため、熱伝導率の高い材料からな
る。
【００８７】その他の構成要素は、図１において同一符
号を付して示したものと同一あるいは同等であるため、
その詳細な説明は省略する。
号を付して示したものと同一あるいは同等であるため、
その詳細な説明は省略する。
【００８８】この実施の形態３の固体レーザ励起モジュ
ール２１では、テーパ状透明ブロック２２の外側側面２
２ｄが互いに平行な二面と第１の端面２２ａから第２の
端面２２ｂに向かうにしたがって徐々に接近する二面と
からなるため、テーパ状透明ブロック２２の互いに平行
な二面にヒートシンクを配置することにより、励起光を
吸収した固体レーザロッド３が発する熱を外部に排出す
ることができ、ヒートシンクによるテーパ状透明ブロッ
ク２２の保持やヒートシンクによる排熱が容易になる。
ただし、ヒートシンクをテーパ状透明ブロック２２の互
いに平行な二面に配置した場合には、ヒートシンクを配
置する面からの排熱が激しくなるため、固体レーザロッ
ド３の長手方向と垂直な面内における固体レーザロッド
３内の温度分布を回転対称にするには、ヒートシンクと
テーパ状透明ブロック２２との間に、ヒートシンクに比
べて熱電導率が低い溶剤等からなる熱接触手段を配置す
るのがよい。より好ましくは、ヒートシンクと固体レー
ザロッド３との間の距離に応じて熱接触手段の厚さを変
えて熱接触手段を配置するのがよい。図１０はヒートシ
ンクとテーパ状透明ブロックとの間に、ヒートシンクに
比べて熱電導率が低い熱接触手段を配置した状態を示す
概略図である。図１０において、２３はヒートシンクに
比べて熱電導率が低い熱接触手段、２４はヒートシンク
である。図１０では、熱接触手段２３の厚さが、ヒート
シンク２４と固体レーザロッド３との間の距離に応じて
変化している場合を示している。
ール２１では、テーパ状透明ブロック２２の外側側面２
２ｄが互いに平行な二面と第１の端面２２ａから第２の
端面２２ｂに向かうにしたがって徐々に接近する二面と
からなるため、テーパ状透明ブロック２２の互いに平行
な二面にヒートシンクを配置することにより、励起光を
吸収した固体レーザロッド３が発する熱を外部に排出す
ることができ、ヒートシンクによるテーパ状透明ブロッ
ク２２の保持やヒートシンクによる排熱が容易になる。
ただし、ヒートシンクをテーパ状透明ブロック２２の互
いに平行な二面に配置した場合には、ヒートシンクを配
置する面からの排熱が激しくなるため、固体レーザロッ
ド３の長手方向と垂直な面内における固体レーザロッド
３内の温度分布を回転対称にするには、ヒートシンクと
テーパ状透明ブロック２２との間に、ヒートシンクに比
べて熱電導率が低い溶剤等からなる熱接触手段を配置す
るのがよい。より好ましくは、ヒートシンクと固体レー
ザロッド３との間の距離に応じて熱接触手段の厚さを変
えて熱接触手段を配置するのがよい。図１０はヒートシ
ンクとテーパ状透明ブロックとの間に、ヒートシンクに
比べて熱電導率が低い熱接触手段を配置した状態を示す
概略図である。図１０において、２３はヒートシンクに
比べて熱電導率が低い熱接触手段、２４はヒートシンク
である。図１０では、熱接触手段２３の厚さが、ヒート
シンク２４と固体レーザロッド３との間の距離に応じて
変化している場合を示している。
【００８９】なお、この実施の形態３の個体レーザ励起
モジュール２１では、実施の形態１と同様な効果も得ら
れる。
モジュール２１では、実施の形態１と同様な効果も得ら
れる。
【００９０】実施の形態４．図１１はこの発明の実施の
形態４による固体レーザ励起モジュールを示す構成図で
ある。図において、３１は固体レーザ励起モジュール、
３２は第１のテーパ状透明ブロック、３３は第２のテー
パ状透明ブロックである。
形態４による固体レーザ励起モジュールを示す構成図で
ある。図において、３１は固体レーザ励起モジュール、
３２は第１のテーパ状透明ブロック、３３は第２のテー
パ状透明ブロックである。
【００９１】第１のテーパ状透明ブロック３２は、内周
と円形の外周とを有する第１の端面３２ａと、内周と円
形の外周とを有し第１の端面３２ａと略平行な第２の端
面３２ｂと、第１の端面３２ａの内周と第２の端面３２
ｂの内周とを接続し貫通孔３２ｅを形成する内側側面３
２ｃと、第１の端面３２ａの外周と第２の端面３２ｂの
外周とを接続する外側側面３２ｄとで取り囲まれ、内側
側面３２ｃと外側側面３２ｄとが固体レーザロッド３の
長手方向軸Ｙを中心とする回転対称形であり、長手方向
軸Ｙに垂直な断面での内側側面３２ｃの大きさが第１の
端面３２ａから第２の端面３２ｂにわたって同一であ
り、長手方向軸Ｙに垂直な断面での外側側面３２ｄの大
きさが第１の端面３２ａから第２の端面３２ｂに向かう
にしたがって徐々に小さくなる形状をしている。すなわ
ち、第１のテーパ状透明ブロック３２は、固体レーザロ
ッド３の長手方向軸Ｙに垂直な断面での外側側面３２ｄ
の形状が円形であり、その半径の大きさが第１の端面３
２ａから第２の端面３２ｂに向かうにしたがって徐々に
小さくなる形状をしている。この第１のテーパ状透明ブ
ロック３２は、第１のテーパ状透明ブロック３２に入射
した励起光及び第１のテーパ状透明ブロック３２に入射
し励起光反射手段６で反射した励起光を伝搬するため、
励起光に対して透明な材料からなる。また、この第１の
テーパ状透明ブロック３２は、熱接触手段５を介して伝
導してきた固体レーザロッド３が発する熱を外側側面３
２ｄへ伝導するため、熱伝導率の高い材料からなる。
と円形の外周とを有する第１の端面３２ａと、内周と円
形の外周とを有し第１の端面３２ａと略平行な第２の端
面３２ｂと、第１の端面３２ａの内周と第２の端面３２
ｂの内周とを接続し貫通孔３２ｅを形成する内側側面３
２ｃと、第１の端面３２ａの外周と第２の端面３２ｂの
外周とを接続する外側側面３２ｄとで取り囲まれ、内側
側面３２ｃと外側側面３２ｄとが固体レーザロッド３の
長手方向軸Ｙを中心とする回転対称形であり、長手方向
軸Ｙに垂直な断面での内側側面３２ｃの大きさが第１の
端面３２ａから第２の端面３２ｂにわたって同一であ
り、長手方向軸Ｙに垂直な断面での外側側面３２ｄの大
きさが第１の端面３２ａから第２の端面３２ｂに向かう
にしたがって徐々に小さくなる形状をしている。すなわ
ち、第１のテーパ状透明ブロック３２は、固体レーザロ
ッド３の長手方向軸Ｙに垂直な断面での外側側面３２ｄ
の形状が円形であり、その半径の大きさが第１の端面３
２ａから第２の端面３２ｂに向かうにしたがって徐々に
小さくなる形状をしている。この第１のテーパ状透明ブ
ロック３２は、第１のテーパ状透明ブロック３２に入射
した励起光及び第１のテーパ状透明ブロック３２に入射
し励起光反射手段６で反射した励起光を伝搬するため、
励起光に対して透明な材料からなる。また、この第１の
テーパ状透明ブロック３２は、熱接触手段５を介して伝
導してきた固体レーザロッド３が発する熱を外側側面３
２ｄへ伝導するため、熱伝導率の高い材料からなる。
【００９２】第２のテーパ状透明ブロック３３は、内周
と円形の外周とを有する第１の端面３３ａと、内周と円
形の外周とを有し第１の端面３３ａと略平行な第２の端
面３３ｂと、第１の端面３３ａの内周と第２の端面３３
ｂの内周とを接続し貫通孔３３ｅを形成する内側側面３
３ｃと、第１の端面３３ａの外周と第２の端面３３ｂの
外周とを接続する外側側面３３ｄとで取り囲まれ、内側
側面３３ｃと外側側面３３ｄとが固体レーザロッド３の
長手方向軸Ｙを中心とする回転対称形であり、長手方向
軸Ｙに垂直な断面での内側側面３３ｃの大きさが第１の
端面３３ａから第２の端面３３ｂにわたって同一であ
り、長手方向軸Ｙに垂直な断面での外側側面３３ｄの大
きさが第１の端面３３ａから第２の端面３３ｂに向かう
にしたがって徐々に小さくなる形状をしている。すなわ
ち、第２のテーパ状透明ブロック３３は、固体レーザロ
ッド３の長手方向軸Ｙに垂直な断面での外側側面３３ｄ
の形状が円形であり、その半径の大きさが第１の端面３
３ａから第２の端面３３ｂに向かうにしたがって徐々に
小さくなる形状をしている。この第２のテーパ状透明ブ
ロック３３は、第２のテーパ状透明ブロック３３に入射
した励起光及び第２のテーパ状透明ブロック３３に入射
し励起光反射手段６で反射した励起光を伝搬するため、
励起光に対して透明な材料からなる。また、この第２の
テーパ状透明ブロック３３は、熱接触手段５を介して伝
導してきた固体レーザロッド３が発する熱を外側側面３
３ｄへ伝導するため、熱伝導率の高い材料からなる。
と円形の外周とを有する第１の端面３３ａと、内周と円
形の外周とを有し第１の端面３３ａと略平行な第２の端
面３３ｂと、第１の端面３３ａの内周と第２の端面３３
ｂの内周とを接続し貫通孔３３ｅを形成する内側側面３
３ｃと、第１の端面３３ａの外周と第２の端面３３ｂの
外周とを接続する外側側面３３ｄとで取り囲まれ、内側
側面３３ｃと外側側面３３ｄとが固体レーザロッド３の
長手方向軸Ｙを中心とする回転対称形であり、長手方向
軸Ｙに垂直な断面での内側側面３３ｃの大きさが第１の
端面３３ａから第２の端面３３ｂにわたって同一であ
り、長手方向軸Ｙに垂直な断面での外側側面３３ｄの大
きさが第１の端面３３ａから第２の端面３３ｂに向かう
にしたがって徐々に小さくなる形状をしている。すなわ
ち、第２のテーパ状透明ブロック３３は、固体レーザロ
ッド３の長手方向軸Ｙに垂直な断面での外側側面３３ｄ
の形状が円形であり、その半径の大きさが第１の端面３
３ａから第２の端面３３ｂに向かうにしたがって徐々に
小さくなる形状をしている。この第２のテーパ状透明ブ
ロック３３は、第２のテーパ状透明ブロック３３に入射
した励起光及び第２のテーパ状透明ブロック３３に入射
し励起光反射手段６で反射した励起光を伝搬するため、
励起光に対して透明な材料からなる。また、この第２の
テーパ状透明ブロック３３は、熱接触手段５を介して伝
導してきた固体レーザロッド３が発する熱を外側側面３
３ｄへ伝導するため、熱伝導率の高い材料からなる。
【００９３】固体レーザロッド３は、第１の端面３ａが
第１のテーパ状透明ブロック３２側に位置し第２の端面
３ｂが第２のテーパ状透明ブロック３３側に位置するよ
うに、第１及び第２のテーパ状透明ブロック３２，３３
の貫通孔３２ｅ，３３ｅに設けられている。
第１のテーパ状透明ブロック３２側に位置し第２の端面
３ｂが第２のテーパ状透明ブロック３３側に位置するよ
うに、第１及び第２のテーパ状透明ブロック３２，３３
の貫通孔３２ｅ，３３ｅに設けられている。
【００９４】半導体レーザ４は、固体レーザロッド３を
励起するための励起光を第１のテーパ状透明ブロック３
２の第１の端面３２ａ及び第２のテーパ状透明ブロック
３３の第１の端面３３ａに向けて出射し、第１のテーパ
状透明ブロック３２の第１の端面３２ａ及び第２のテー
パ状透明ブロック３３の第１の端面３３ａから第１のテ
ーパ状透明ブロック３２及び第２のテーパ状透明ブロッ
ク３３に励起光を入射させる。
励起するための励起光を第１のテーパ状透明ブロック３
２の第１の端面３２ａ及び第２のテーパ状透明ブロック
３３の第１の端面３３ａに向けて出射し、第１のテーパ
状透明ブロック３２の第１の端面３２ａ及び第２のテー
パ状透明ブロック３３の第１の端面３３ａから第１のテ
ーパ状透明ブロック３２及び第２のテーパ状透明ブロッ
ク３３に励起光を入射させる。
【００９５】熱接触手段５は、固体レーザロッド３と第
１のテーパ状透明ブロック３２の内側側面３２ｃとの間
及び固体レーザロッド３と第２のテーパ状透明ブロック
３３の内側側面３３ｃとの間に設けられている。この熱
接触手段５は、第１及び第２のテーパ状透明ブロック３
２，３３に入射した励起光を吸収した固体レーザロッド
３が発する熱を第１及び第２のテーパ状透明ブロック３
２，３３へ伝導する。また、この熱接触手段５は励起光
に対して透明な材料からなる。
１のテーパ状透明ブロック３２の内側側面３２ｃとの間
及び固体レーザロッド３と第２のテーパ状透明ブロック
３３の内側側面３３ｃとの間に設けられている。この熱
接触手段５は、第１及び第２のテーパ状透明ブロック３
２，３３に入射した励起光を吸収した固体レーザロッド
３が発する熱を第１及び第２のテーパ状透明ブロック３
２，３３へ伝導する。また、この熱接触手段５は励起光
に対して透明な材料からなる。
【００９６】励起光反射手段６は、第１のテーパ状透明
ブロック３２の外側側面３２ｄ及び第２のテーパ状透明
ブロック３３の外側側面３３ｄに設けられている。この
励起光反射手段６は、第１及び第２のテーパ状透明ブロ
ック３２，３３に入射した励起光を反射する。
ブロック３２の外側側面３２ｄ及び第２のテーパ状透明
ブロック３３の外側側面３３ｄに設けられている。この
励起光反射手段６は、第１及び第２のテーパ状透明ブロ
ック３２，３３に入射した励起光を反射する。
【００９７】このように、この実施の形態４の固体レー
ザ励起モジュール３１では、同一形状の第１及び第２の
テーパ状透明ブロック３２，３３が、それぞれの第２の
端面３２ｂ，３３ｂが対向して位置するように構成され
ているため、半導体レーザ４の数を二倍に増やすことが
でき、高平均パワーで固体レーザロッド３を励起して高
出力化を図ることができる。
ザ励起モジュール３１では、同一形状の第１及び第２の
テーパ状透明ブロック３２，３３が、それぞれの第２の
端面３２ｂ，３３ｂが対向して位置するように構成され
ているため、半導体レーザ４の数を二倍に増やすことが
でき、高平均パワーで固体レーザロッド３を励起して高
出力化を図ることができる。
【００９８】なお、この実施の形態４の個体レーザ励起
モジュール３１では、実施の形態１と同様な効果も得ら
れる。
モジュール３１では、実施の形態１と同様な効果も得ら
れる。
【００９９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、内周
と外周とを有する第１の端面と、内周と外周とを有し第
１の端面と略平行な第２の端面と、第１の端面の内周と
第２の端面の内周とを接続し貫通孔を形成する内側側面
と、第１の端面の外周と第２の端面の外周とを接続する
外側側面とで取り囲まれ、内側側面と外側側面とが固体
レーザロッドの長手方向軸を中心とした回転対称形であ
り、長手方向軸に垂直な断面での内側側面の大きさが第
１の端面から第２の端面にわたって同一であり、長手方
向軸に垂直な断面での外側側面の大きさが第１の端面か
ら第２の端面に向かうにしたがって徐々に小さくなる形
状のテーパ状透明ブロックと、テーパ状透明ブロックの
貫通孔に設けられた固体レーザロッドと、固体レーザロ
ッドを励起するための励起光をテーパ状透明ブロックの
第１の端面からテーパ状透明ブロックに入射させる半導
体レーザと、固体レーザロッドとテーパ状透明ブロック
の内側側面との間に設けられた熱接触手段と、テーパ状
透明ブロックの外側側面に設けられた第１の励起光反射
手段とを備えるように、固体レーザ励起モジュールを構
成したので、テーパ状透明ブロックに入射した励起光が
励起光反射手段での反射を繰り返しながら何度も固体レ
ーザロッド内を伝搬するため、励起光の吸収効率を高く
することができる効果がある。また、テーパ状透明ブロ
ックに入射した励起光が励起光反射手段での反射を繰り
返しながら固体レーザロッドのあらゆる方向から固体レ
ーザロッドに入射するため、固体レーザロッドの長手方
向に垂直な面内における励起分布の均一度を高くするこ
とができる効果がある。励起光の密度がテーパ状透明ブ
ロックの第１の端面から第２の端面にわたって略均一と
なるため、固体レーザロッドの長手方向における励起分
布の均一度を高くすることができる効果がある。また、
励起光は集光することなしに、広いテーパ状透明ブロッ
クの第１の端面からテーパ状透明ブロックに入射するた
め、従来のような端面の損傷の問題はないという効果が
ある。また、従来のように励起光を集光する必要がない
ため、レンズダクト等の集光手段を用いる必要がなく、
固体レーザ励起モジュールが小型化するという効果があ
る。また、従来のように励起光を集光する必要がないた
め、必ずしも、固体レーザロッドの第１の端面に発振光
を全反射する膜を形成する必要がなく、レーザ共振器の
構成の自由度が大きくなるという効果がある。また、固
体レーザロッドの側面より広い面積を有する、固体レー
ザロッドの長手方向軸を中心とする回転対称形であるテ
ーパ状透明ブロックの外側側面から、固体レーザロッド
が発する熱を回転対称に排出するため、固体レーザロッ
ドの長手方向と垂直な面内における固体レーザロッド内
の温度分布を回転対称にすることができる効果がある。
と外周とを有する第１の端面と、内周と外周とを有し第
１の端面と略平行な第２の端面と、第１の端面の内周と
第２の端面の内周とを接続し貫通孔を形成する内側側面
と、第１の端面の外周と第２の端面の外周とを接続する
外側側面とで取り囲まれ、内側側面と外側側面とが固体
レーザロッドの長手方向軸を中心とした回転対称形であ
り、長手方向軸に垂直な断面での内側側面の大きさが第
１の端面から第２の端面にわたって同一であり、長手方
向軸に垂直な断面での外側側面の大きさが第１の端面か
ら第２の端面に向かうにしたがって徐々に小さくなる形
状のテーパ状透明ブロックと、テーパ状透明ブロックの
貫通孔に設けられた固体レーザロッドと、固体レーザロ
ッドを励起するための励起光をテーパ状透明ブロックの
第１の端面からテーパ状透明ブロックに入射させる半導
体レーザと、固体レーザロッドとテーパ状透明ブロック
の内側側面との間に設けられた熱接触手段と、テーパ状
透明ブロックの外側側面に設けられた第１の励起光反射
手段とを備えるように、固体レーザ励起モジュールを構
成したので、テーパ状透明ブロックに入射した励起光が
励起光反射手段での反射を繰り返しながら何度も固体レ
ーザロッド内を伝搬するため、励起光の吸収効率を高く
することができる効果がある。また、テーパ状透明ブロ
ックに入射した励起光が励起光反射手段での反射を繰り
返しながら固体レーザロッドのあらゆる方向から固体レ
ーザロッドに入射するため、固体レーザロッドの長手方
向に垂直な面内における励起分布の均一度を高くするこ
とができる効果がある。励起光の密度がテーパ状透明ブ
ロックの第１の端面から第２の端面にわたって略均一と
なるため、固体レーザロッドの長手方向における励起分
布の均一度を高くすることができる効果がある。また、
励起光は集光することなしに、広いテーパ状透明ブロッ
クの第１の端面からテーパ状透明ブロックに入射するた
め、従来のような端面の損傷の問題はないという効果が
ある。また、従来のように励起光を集光する必要がない
ため、レンズダクト等の集光手段を用いる必要がなく、
固体レーザ励起モジュールが小型化するという効果があ
る。また、従来のように励起光を集光する必要がないた
め、必ずしも、固体レーザロッドの第１の端面に発振光
を全反射する膜を形成する必要がなく、レーザ共振器の
構成の自由度が大きくなるという効果がある。また、固
体レーザロッドの側面より広い面積を有する、固体レー
ザロッドの長手方向軸を中心とする回転対称形であるテ
ーパ状透明ブロックの外側側面から、固体レーザロッド
が発する熱を回転対称に排出するため、固体レーザロッ
ドの長手方向と垂直な面内における固体レーザロッド内
の温度分布を回転対称にすることができる効果がある。
【０１００】この発明によれば、テーパ状透明ブロック
の第１の端面の外周及び第２の端面の外周が円形である
ように、固体レーザ励起モジュールを構成したので、固
体レーザロッドの長手方向と垂直な面内における固体レ
ーザロッド内の温度分布を全ての方向に均一にすること
がことができる効果がある。
の第１の端面の外周及び第２の端面の外周が円形である
ように、固体レーザ励起モジュールを構成したので、固
体レーザロッドの長手方向と垂直な面内における固体レ
ーザロッド内の温度分布を全ての方向に均一にすること
がことができる効果がある。
【０１０１】この発明によれば、テーパ状透明ブロック
の第１の端面の外周及び第２の端面の外周が正多角形で
あるように、固体レーザ励起モジュールを構成したの
で、テーパ状透明ブロックの平坦な外側側面にヒートシ
ンクを配置することにより、励起光を吸収した固体レー
ザロッドが発する熱を外部に排出することができ、ヒー
トシンクによる排熱が容易になる効果がある。
の第１の端面の外周及び第２の端面の外周が正多角形で
あるように、固体レーザ励起モジュールを構成したの
で、テーパ状透明ブロックの平坦な外側側面にヒートシ
ンクを配置することにより、励起光を吸収した固体レー
ザロッドが発する熱を外部に排出することができ、ヒー
トシンクによる排熱が容易になる効果がある。
【０１０２】この発明によれば、テーパ状透明ブロック
の第１の端面の外周が長方形であり外側側面が互いに平
行な二面と第１の端面から第２の端面に向かうにしたが
って徐々に接近する二面とからなるように、固体レーザ
励起モジュールを構成したので、テーパ状透明ブロック
の互いに平行な二面にヒートシンクを配置することによ
り、励起光を吸収した固体レーザロッドが発する熱を外
部に排出することができ、ヒートシンクによるテーパ状
透明ブロックの保持やヒートシンクによる排熱が容易に
なる効果がある。
の第１の端面の外周が長方形であり外側側面が互いに平
行な二面と第１の端面から第２の端面に向かうにしたが
って徐々に接近する二面とからなるように、固体レーザ
励起モジュールを構成したので、テーパ状透明ブロック
の互いに平行な二面にヒートシンクを配置することによ
り、励起光を吸収した固体レーザロッドが発する熱を外
部に排出することができ、ヒートシンクによるテーパ状
透明ブロックの保持やヒートシンクによる排熱が容易に
なる効果がある。
【０１０３】この発明によれば、テーパ状透明ブロック
の第１の端面に設けられた、固体レーザロッドの長手方
向軸に垂直な断面の形状がテーパ状透明ブロックの第１
の端面と同一である形状の柱状透明ブロックと、柱状透
明ブロックの外側側面に設けられた第２の励起光反射手
段とを備えるように、固体レーザ励起モジュールを構成
したので、柱状透明ブロックに入射した出射角の大きい
励起光が柱状透明ブロックの外側側面に設けられた励起
光反射手段によりテーパ状透明ブロックの第２の端面方
向に反射するため、励起光の漏れが少なくなり、励起光
の吸収効率を高くすることができる効果がある。
の第１の端面に設けられた、固体レーザロッドの長手方
向軸に垂直な断面の形状がテーパ状透明ブロックの第１
の端面と同一である形状の柱状透明ブロックと、柱状透
明ブロックの外側側面に設けられた第２の励起光反射手
段とを備えるように、固体レーザ励起モジュールを構成
したので、柱状透明ブロックに入射した出射角の大きい
励起光が柱状透明ブロックの外側側面に設けられた励起
光反射手段によりテーパ状透明ブロックの第２の端面方
向に反射するため、励起光の漏れが少なくなり、励起光
の吸収効率を高くすることができる効果がある。
【０１０４】この発明によれば、テーパ状透明ブロック
の第１の端面が凸形の曲率を有するように、固体レーザ
励起モジュールを構成したので、テーパ状透明ブロック
の第１の端面がレンズのように機能し、柱状透明ブロッ
クに入射した出射角の大きい励起光が内側に屈折するた
め、励起光の漏れが少なくなり、励起光の吸収効率を高
くすることができる効果がある。
の第１の端面が凸形の曲率を有するように、固体レーザ
励起モジュールを構成したので、テーパ状透明ブロック
の第１の端面がレンズのように機能し、柱状透明ブロッ
クに入射した出射角の大きい励起光が内側に屈折するた
め、励起光の漏れが少なくなり、励起光の吸収効率を高
くすることができる効果がある。
【０１０５】この発明によれば、半導体レーザを、固体
レーザロッドの長手方向軸を中心として回転対称に設け
るように、固体レーザ励起モジュールを構成したので、
固体レーザロッドの長手方向と垂直な面内における励起
分布の均一度を高くすることができる効果がある。
レーザロッドの長手方向軸を中心として回転対称に設け
るように、固体レーザ励起モジュールを構成したので、
固体レーザロッドの長手方向と垂直な面内における励起
分布の均一度を高くすることができる効果がある。
【０１０６】この発明によれば、励起光反射手段が金属
からなるように、固体レーザ励起モジュールを構成した
ので、励起光反射手段を容易に形成することができる効
果がある。
からなるように、固体レーザ励起モジュールを構成した
ので、励起光反射手段を容易に形成することができる効
果がある。
【０１０７】この発明によれば、励起光反射手段が銅か
らなるように、固体レーザ励起モジュールを構成したの
で、励起光反射手段の反射率が高くなり、励起光の吸収
効率が高くなる効果がある。
らなるように、固体レーザ励起モジュールを構成したの
で、励起光反射手段の反射率が高くなり、励起光の吸収
効率が高くなる効果がある。
【０１０８】この発明によれば、励起光反射手段が励起
光を拡散する特性を有する材料からなるように、固体レ
ーザ励起モジュールを構成したので、励起光が励起光反
射手段で拡散するため、励起分布の均一度を高くするこ
とができる効果がある。
光を拡散する特性を有する材料からなるように、固体レ
ーザ励起モジュールを構成したので、励起光が励起光反
射手段で拡散するため、励起分布の均一度を高くするこ
とができる効果がある。
【０１０９】この発明によれば、励起光反射手段がセラ
ミックからなるように、固体レーザ励起モジュールを構
成したので、励起光を拡散する特性を有する励起光反射
手段を容易に形成することができる効果がある。
ミックからなるように、固体レーザ励起モジュールを構
成したので、励起光を拡散する特性を有する励起光反射
手段を容易に形成することができる効果がある。
【０１１０】この発明によれば、テーパ状透明ブロック
の外側側面がグランドラフ面であるように、固体レーザ
励起モジュールを構成したので、励起光がテーパ状透明
ブロックの外側側面で拡散するため、励起分布の均一度
を高くすることができる効果がある。
の外側側面がグランドラフ面であるように、固体レーザ
励起モジュールを構成したので、励起光がテーパ状透明
ブロックの外側側面で拡散するため、励起分布の均一度
を高くすることができる効果がある。
【０１１１】この発明によれば、テーパ状透明ブロック
の内側側面がグランドラフ面であるように、固体レーザ
励起モジュールを構成したので、励起光がテーパ状透明
ブロックの内側側面で拡散するため、励起分布の均一度
を高くすることができる効果がある。
の内側側面がグランドラフ面であるように、固体レーザ
励起モジュールを構成したので、励起光がテーパ状透明
ブロックの内側側面で拡散するため、励起分布の均一度
を高くすることができる効果がある。
【０１１２】この発明によれば、固体レーザロッドの側
面がグランドラフ面であるように、固体レーザ励起モジ
ュールを構成したので、励起光が固体レーザロッドの側
面で拡散するため、励起分布の均一度を高くすることが
できる効果がある。
面がグランドラフ面であるように、固体レーザ励起モジ
ュールを構成したので、励起光が固体レーザロッドの側
面で拡散するため、励起分布の均一度を高くすることが
できる効果がある。
【０１１３】この発明によれば、テーパ状透明ブロック
の屈折率が固体レーザロッドの屈折率より小さいよう
に、固体レーザ励起モジュールを構成したので、固体レ
ーザロッドへの励起光の入射角度によらず、励起光が固
体レーザロッドに入射するため、励起光の吸収効率を高
くすることができる効果がある。
の屈折率が固体レーザロッドの屈折率より小さいよう
に、固体レーザ励起モジュールを構成したので、固体レ
ーザロッドへの励起光の入射角度によらず、励起光が固
体レーザロッドに入射するため、励起光の吸収効率を高
くすることができる効果がある。
【０１１４】この発明によれば、固体レーザロッドがＹ
3 Ａｌ5 Ｏ12をホスト材料とし、テーパ状透明ブロック
がサファイヤからなるように、固体レーザ励起モジュー
ルを構成したので、テーパ状透明ブロックの屈折率を固
体レーザロッドの屈折率より小さくすることができる効
果がある。
3 Ａｌ5 Ｏ12をホスト材料とし、テーパ状透明ブロック
がサファイヤからなるように、固体レーザ励起モジュー
ルを構成したので、テーパ状透明ブロックの屈折率を固
体レーザロッドの屈折率より小さくすることができる効
果がある。
【０１１５】この発明によれば、固体レーザロッドがＹ
3 Ａｌ5 Ｏ12、ＹＬｉＦ4 、ＬｉＳｒＡｌＦ6 及びＬｉ
ＣａＡｌＦ6 のうちのいずれかをホスト材料とし、テー
パ状透明ブロックがＭｇＦ2 からなるように、固体レー
ザ励起モジュールを構成したので、テーパ状透明ブロッ
クの屈折率を固体レーザロッドの屈折率より小さくする
ことができる効果がある。
3 Ａｌ5 Ｏ12、ＹＬｉＦ4 、ＬｉＳｒＡｌＦ6 及びＬｉ
ＣａＡｌＦ6 のうちのいずれかをホスト材料とし、テー
パ状透明ブロックがＭｇＦ2 からなるように、固体レー
ザ励起モジュールを構成したので、テーパ状透明ブロッ
クの屈折率を固体レーザロッドの屈折率より小さくする
ことができる効果がある。
【０１１６】この発明によれば、熱接触手段が液体から
なるように、固体レーザ励起モジュールを構成したの
で、テーパ状透明ブロックと固体レーザロッドとの熱膨
脹率の相違による破断のおそれはなくなる効果がある。
なるように、固体レーザ励起モジュールを構成したの
で、テーパ状透明ブロックと固体レーザロッドとの熱膨
脹率の相違による破断のおそれはなくなる効果がある。
【０１１７】この発明によれば、熱接触手段が固体レー
ザロッドの屈折率より小さく、テーパ状透明ブロックの
屈折率より大きい屈折率を有するシリコーンオイルから
なるように、固体レーザ励起モジュールを構成したの
で、励起光の吸収効率を高くすることができる。
ザロッドの屈折率より小さく、テーパ状透明ブロックの
屈折率より大きい屈折率を有するシリコーンオイルから
なるように、固体レーザ励起モジュールを構成したの
で、励起光の吸収効率を高くすることができる。
【０１１８】この発明によれば、熱接触手段が固体レー
ザロッドの屈折率より小さく、テーパ状透明ブロックの
屈折率より大きい屈折率を有するエチレングリコール水
溶液からなるように、固体レーザ励起モジュールを構成
したので、励起光の吸収効率を高くすることができる。
ザロッドの屈折率より小さく、テーパ状透明ブロックの
屈折率より大きい屈折率を有するエチレングリコール水
溶液からなるように、固体レーザ励起モジュールを構成
したので、励起光の吸収効率を高くすることができる。
【０１１９】この発明によれば、固体レーザロッドを固
定するとともに熱接触手段をシールする固定シール手段
を、固体レーザロッドの側面とテーパ状透明ブロックの
第１及び第２の端面との間に設けるように、固体レーザ
励起モジュールを構成したので、固定シール手段による
固体レーザロッドの固定と熱接触手段のシールとを容易
に行うことができる効果がある。
定するとともに熱接触手段をシールする固定シール手段
を、固体レーザロッドの側面とテーパ状透明ブロックの
第１及び第２の端面との間に設けるように、固体レーザ
励起モジュールを構成したので、固定シール手段による
固体レーザロッドの固定と熱接触手段のシールとを容易
に行うことができる効果がある。
【０１２０】この発明によれば、固定シール手段がシリ
コーンゴムからなるように、固体レーザ励起モジュール
を構成したので、テーパ状透明ブロックと固体レーザロ
ッドとの熱膨脹率の相違による応力を緩和することがで
きる効果がある。
コーンゴムからなるように、固体レーザ励起モジュール
を構成したので、テーパ状透明ブロックと固体レーザロ
ッドとの熱膨脹率の相違による応力を緩和することがで
きる効果がある。
【０１２１】この発明によれば、内周と外周とを有する
第１の端面と、内周と外周とを有し第１の端面と略平行
な第２の端面と、第１の端面の内周と第２の端面の内周
とを接続し貫通孔を形成する内側側面と、第１の端面の
外周と第２の端面の外周とを接続する外側側面とで取り
囲まれ、内側側面と外側側面とが固体レーザロッドの長
手方向軸を中心とした回転対称形であり、長手方向軸に
垂直な断面での内側側面の大きさが第１の端面から第２
の端面にわたって同一であり、長手方向軸に垂直な断面
での外側側面の大きさが第１の端面から第２の端面に向
かうにしたがって徐々に小さくなる形状の第１のテーパ
状透明ブロックと、第１のテーパ状透明ブロックと同一
形状であり、第２の端面が第１のテーパ状透明ブロック
の第２の端面と対向して位置する第２のテーパ状透明ブ
ロックとを備えるように、固体レーザ励起モジュールを
構成したので、半導体レーザの数を二倍に増やすことが
できるため、高平均パワーで固体レーザロッドを励起し
て高出力化を図ることができる効果がある。
第１の端面と、内周と外周とを有し第１の端面と略平行
な第２の端面と、第１の端面の内周と第２の端面の内周
とを接続し貫通孔を形成する内側側面と、第１の端面の
外周と第２の端面の外周とを接続する外側側面とで取り
囲まれ、内側側面と外側側面とが固体レーザロッドの長
手方向軸を中心とした回転対称形であり、長手方向軸に
垂直な断面での内側側面の大きさが第１の端面から第２
の端面にわたって同一であり、長手方向軸に垂直な断面
での外側側面の大きさが第１の端面から第２の端面に向
かうにしたがって徐々に小さくなる形状の第１のテーパ
状透明ブロックと、第１のテーパ状透明ブロックと同一
形状であり、第２の端面が第１のテーパ状透明ブロック
の第２の端面と対向して位置する第２のテーパ状透明ブ
ロックとを備えるように、固体レーザ励起モジュールを
構成したので、半導体レーザの数を二倍に増やすことが
できるため、高平均パワーで固体レーザロッドを励起し
て高出力化を図ることができる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１による固体レーザ励
起モジュールを示す構成図である。
起モジュールを示す構成図である。
【図２】 半導体レーザから出射した励起光の伝搬の様
子を示す概略図である。
子を示す概略図である。
【図３】 各種金属材料の入射角度依存性の計算結果を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図４】 テーパ状透明ブロックの屈折率と固体レーザ
ロッドの屈折率との大小関係による励起光の伝搬の相違
を示す概略図である。
ロッドの屈折率との大小関係による励起光の伝搬の相違
を示す概略図である。
【図５】 テーパ状透明ブロックの第１の端面に柱状透
明ブロックを設けた場合と柱状透明ブロックを設けなか
った場合の励起光の伝搬の相違を示す概略図である。
明ブロックを設けた場合と柱状透明ブロックを設けなか
った場合の励起光の伝搬の相違を示す概略図である。
【図６】 テーパ状透明ブロックの第１の端面に凸形の
曲率を与えた場合の励起光の伝搬の様子を示す概略図で
ある。
曲率を与えた場合の励起光の伝搬の様子を示す概略図で
ある。
【図７】 この発明の実施の形態１による固体レーザ励
起モジュールの固定シール手段を示す概略図である。
起モジュールの固定シール手段を示す概略図である。
【図８】 この発明の実施の形態２による固体レーザ励
起モジュールを示す構成図である。
起モジュールを示す構成図である。
【図９】 この発明の実施の形態３による固体レーザ励
起モジュールを示す構成図である。
起モジュールを示す構成図である。
【図１０】 ヒートシンクとテーパ状透明ブロックとの
間に、ヒートシンクに比べて熱電導率が低い熱接触手段
を配置した状態を示す概略図である。
間に、ヒートシンクに比べて熱電導率が低い熱接触手段
を配置した状態を示す概略図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４による固体レーザ
励起モジュールを示す構成図である。
励起モジュールを示す構成図である。
【図１２】 従来例１の固体レーザ励起モジュールを示
す構成図である。
す構成図である。
【図１３】 従来例１の固体レーザ励起モジュールの固
体レーザロッドに入射する励起光の吸収特性図である。
体レーザロッドに入射する励起光の吸収特性図である。
【図１４】 従来例２の固体レーザ励起モジュールを示
す構成図である。
す構成図である。
【図１５】 従来例２の固体レーザ励起モジュールの固
体レーザロッドに入射する励起光の吸収特性図である。
体レーザロッドに入射する励起光の吸収特性図である。
１，１１，２１，３１ 固体レーザ励起モジュール、
２，１２，２２ テーパ状透明ブロック、２ａ，１２
ａ，２２ａ，３２ａ，３３ａ 第１の端面、２ｂ，１２
ｂ，２２ｂ，３２ｂ，３３ｂ 第２の端面、２ｃ，１２
ｃ，２２ｃ，３２ｃ，３３ｃ 内側側面、２ｄ，１２
ｄ，２２ｄ，３２ｄ，３３ｄ 外側側面、２ｅ，１２
ｅ，２２ｅ，３２ｅ，３３ｅ 貫通孔、３ 固体レーザ
ロッド、３ｃ 側面、４ 半導体レーザ、５ 熱接触手
段、６，９ 励起光反射手段、７ 柱状透明ブロック、
８ 固定シール手段、３２ 第１のテーパ状透明ブロッ
ク、３３第２のテーパ状透明ブロック、Ｘ，Ｙ 長手方
向軸。
２，１２，２２ テーパ状透明ブロック、２ａ，１２
ａ，２２ａ，３２ａ，３３ａ 第１の端面、２ｂ，１２
ｂ，２２ｂ，３２ｂ，３３ｂ 第２の端面、２ｃ，１２
ｃ，２２ｃ，３２ｃ，３３ｃ 内側側面、２ｄ，１２
ｄ，２２ｄ，３２ｄ，３３ｄ 外側側面、２ｅ，１２
ｅ，２２ｅ，３２ｅ，３３ｅ 貫通孔、３ 固体レーザ
ロッド、３ｃ 側面、４ 半導体レーザ、５ 熱接触手
段、６，９ 励起光反射手段、７ 柱状透明ブロック、
８ 固定シール手段、３２ 第１のテーパ状透明ブロッ
ク、３３第２のテーパ状透明ブロック、Ｘ，Ｙ 長手方
向軸。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−63263（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−22551（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−321390（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−143491（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−115274（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 (23)
- 【請求項１】 内周と外周とを有する第１の端面と、内
周と外周とを有し該第１の端面と略平行な第２の端面
と、該第１の端面の内周と該第２の端面の内周とを接続
し貫通孔を形成する内側側面と、該第１の端面の外周と
該第２の端面の外周とを接続する外側側面とで取り囲ま
れ、該内側側面と該外側側面とが固体レーザロッドの長
手方向軸を中心とした回転対称形であり、該長手方向軸
に垂直な断面での該内側側面の大きさが該第１の端面か
ら該第２の端面にわたって同一であり、該長手方向軸に
垂直な断面での該外側側面の大きさが該第１の端面から
該第２の端面に向かうにしたがって徐々に小さくなる形
状のテーパ状透明ブロックと、上記テーパ状透明ブロックの第１の端面に設けられた、
内周と外周とを有する底面と、内周と外周とを有し該底
面と略平行な頂面と、該底面の内周と該頂面の内周とを
接続し貫通孔を形成する内側側面と、該底面の外周と該
頂面の外周とを接続する外側側面とで取り囲まれ、該内
側側面と該外側側面とが固体レーザロッドの長手方向軸
を中心とした回転対称形であり、該長手方向軸に垂直な
断面の形状が上記テーパ状透明ブロックの第１の端面と
同一である形状の柱状透明ブロックと、 上記テーパ状透明ブロックの貫通孔に設けられた固体レ
ーザロッドと、 上記固体レーザロッドを励起するための励起光を上記柱
状透明ブロックの頂面から上記柱状透明ブロックに入射
させ、上記柱状透明ブロックの底面から出射した励起光
を上記テーパ状透明ブロックの第１の端面から上記テー
パ状透明ブロックに入射させる半導体レーザと、 上記固体レーザロッドと上記テーパ状透明ブロックの内
側側面との間に設けられた、上記テーパ状透明ブロック
に入射した励起光を吸収した上記固体レーザロッドが発
する熱を上記テーパ状透明ブロックへ伝導あるいは外部
へ排出する熱接触手段と、 上記テーパ状透明ブロックの外側側面に設けられた、上
記テーパ状透明ブロックに入射した励起光を反射する第
１の励起光反射手段と、 上記柱状透明ブロックの外側側面に設けられた、上記柱
状透明ブロックに入射 した励起光を反射する第２の励起
光反射手段と を備え、 上記テーパ状透明ブロックは、上記テーパ状透明ブロッ
クに入射した励起光及び上記テーパ状透明ブロックに入
射し上記第１の励起光反射手段で反射した励起光を伝搬
しかつ上記熱接触手段を介して伝導してきた熱を外側側
面へ伝導し、 上記柱状透明ブロックは、上記柱状透明ブロックに入射
した励起光及び上記柱状透明ブロックに入射し上記第２
の励起光反射手段で反射した励起光を伝搬 する固体レー
ザ励起モジュール。 - 【請求項２】 内周と外周とを有する第１の端面と、内
周と外周とを有し該第１の端面と略平行な第２の端面
と、該第１の端面の内周と該第２の端面の内周とを接続
し貫通孔を形成する内側側面と、該第１の端面の外周と
該第２の端面の外周とを接続する外側側面とで取り囲ま
れ、該内側側面と該外側側面とが固体レーザロッドの長
手方向軸を中心とした回転対称形であり、該長手方向軸
に垂直な断面での該内側側面の大きさが該第１の端面か
ら該第２の端面にわたって同一であり、該長手方向軸に
垂直な断面での該外側側面の大きさが該第１の端面から
該第２の端面に向かうにしたがって徐々に小さくなり、
該第１の端面が凸形の曲率を有する形状のテーパ状透明
ブロックと、 上記テーパ状透明ブロックの貫通孔に設けられた固体レ
ーザロッドと、 上記固体レーザロッドを励起するための励起光を上記テ
ーパ状透明ブロックの第１の端面から上記テーパ状透明
ブロックに入射させる半導体レーザと、 上記固体レーザロッドと上記テーパ状透明ブロックの内
側側面との間に設けられた、上記テーパ状透明ブロック
に入射した励起光を吸収した上記固体レーザロッドが発
する熱を上記テーパ状透明ブロックへ伝導あるいは外部
へ排出する熱接触手段と、 上記テーパ状透明ブロックの外側側面に設けられた、上
記テーパ状透明ブロックに入射した励起光を反射する励
起光反射手段とを備え、 上記テーパ状透明ブロックは、上記テーパ状透明ブロッ
クに入射した励起光及び上記テーパ状透明ブロックに入
射し上記励起光反射手段で反射した励起光を伝搬しかつ
上記熱接触手段を介して伝導してきた熱を外側側面へ伝
導する固体レーザ励起モジュール。 - 【請求項３】 テーパ状透明ブロックの第１の端面の外
周及び第２の端面の外周が円形であることを特徴とする
請求項１または請求項２記載の固体レーザ励起モジュー
ル。 - 【請求項４】 テーパ状透明ブロックの第１の端面の外
周及び第２の端面の外周が正多角形であることを特徴と
する請求項１または請求項２記載の固体レーザ励起モジ
ュール。 - 【請求項５】 テーパ状透明ブロックの第１の端面の外
周が長方形であり外側側面が互いに平行な二面と第１の
端面から第２の端面に向かうにしたがって徐々に接近す
る二面とからなることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の固体レーザ励起モジュール。 - 【請求項６】 半導体レーザを、固体レーザロッドの長
手方向軸を中心として回転対称に設けたことを特徴とす
る請求項１または請求項２記載の固体レーザ励起モジュ
ール。 - 【請求項７】 励起光反射手段が金属からなることを特
徴とする請求項１または請求項２記載の固体レーザ励起
モジュール。 - 【請求項８】 励起光反射手段が銅からなることを特徴
とする請求項７記載の固体レーザ励起モジュール。 - 【請求項９】 励起光反射手段が励起光を拡散する特性
を有する材料からなることを特徴とする請求項１または
請求項２記載の固体レーザ励起モジュール。 - 【請求項１０】 励起光反射手段がセラミックからなる
ことを特徴とする請求項９記載の固体レーザ励起モジュ
ール。 - 【請求項１１】 テーパ状透明ブロックの外側側面がグ
ランドラフ面であることを特徴とする請求項１または請
求項２記載の固体レーザ励起モジュール。 - 【請求項１２】 テーパ状透明ブロックの内側側面がグ
ランドラフ面であることを特徴とする請求項１または請
求項２記載の固体レーザ励起モジュール。 - 【請求項１３】 固体レーザロッドの側面がグランドラ
フ面であることを特徴とする請求項１または請求項２記
載の固体レーザ励起モジュール。 - 【請求項１４】 テーパ状透明ブロックの屈折率が固体
レーザロッドの屈折率より小さいことを特徴とする請求
項１または請求項２記載の固体レーザ励起モジュール。 - 【請求項１５】 固体レーザロッドがＹ3 Ａｌ5 Ｏ12を
ホスト材料とし、テーパ状透明ブロックがサファイヤか
らなることを特徴とする請求項１４記載の固体レーザ励
起モジュール。 - 【請求項１６】 固体レーザロッドがＹ3 Ａｌ5 Ｏ12、
ＹＬｉＦ4 、ＬｉＳｒＡｌＦ6 及びＬｉＣａＡｌＦ6 の
うちのいずれかをホスト材料とし、テーパ状透明ブロッ
クがＭｇＦ2 からなることを特徴とする請求項１４記載
の固体レーザ励起モジュール。 - 【請求項１７】 熱接触手段が液体からなることを特徴
とする請求項１または請求項２記載の固体レーザ励起モ
ジュール。 - 【請求項１８】 熱接触手段が固体レーザロッドの屈折
率より小さく、テーパ状透明ブロックの屈折率より大き
い屈折率を有するシリコーンオイルからなることを特徴
とする請求項１７記載の固体レーザ励起モジュール。 - 【請求項１９】 熱接触手段が固体レーザロッドの屈折
率より小さく、テーパ状透明ブロックの屈折率より大き
い屈折率を有するエチレングリコール水溶液からなるこ
とを特徴とする請求項１７記載の固体レーザ励起モジュ
ール。 - 【請求項２０】 固体レーザロッドを固定するとともに
熱接触手段をシールする固定シール手段を、上記固体レ
ーザロッドの側面とテーパ状透明ブロックの第１及び第
２の端面との間に設けたことを特徴とする請求項１７記
載の固体レーザ励起モジュール。 - 【請求項２１】 固定シール手段がシリコーンゴムから
なることを特徴とする請求項２０記載の固体レーザ励起
モジュール。 - 【請求項２２】 内周と外周とを有する第１の端面と、
内周と外周とを有し該第１の端面と略平行な第２の端面
と、該第１の端面の内周と該第２の端面の内周とを接続
し貫通孔を形成する内側側面と、該第１の端面の外周と
該第２の端面の外周とを接続する外側側面とで取り囲ま
れ、該内側側面と該外側側面とが固体レーザロッドの長
手方向軸を中心とした回転対称形であり、該長手方向軸
に垂直な断面での該内側側面の大きさが該第１の端面か
ら該第２の端面にわたって同一であり、該長手方向軸に
垂直な断面での該外側側面の大きさが該第１の端面から
該第２の端面に向かうにしたがって徐々に小さくなる形
状の第１のテーパ状透明ブロックと、 上記第１のテーパ状透明ブロックと同一形状であり、第
２の端面が上記第１のテーパ状透明ブロックの第２の端
面と対向して位置する第２のテーパ状透明ブロックと、上記第１のテーパ状透明ブロックの第１の端面に設けら
れた、内周と外周とを有する底面と、内周と外周とを有
し該底面と略平行な頂面と、該底面の内周と該頂面の内
周とを接続し貫通孔を形成する内側側面と、該底面の外
周と該頂面の外周とを接続する外側側面とで取り囲ま
れ、該内側側面と該外側側面とが固体レーザロッドの長
手方向軸を中心とした回転対称形であり、該長手方向軸
に垂直な断面の形状が上記第１のテーパ状透明ブロック
の第１の端面と同一である形状の第１の柱状透明ブロッ
クと、 上記第２のテーパ状透明ブロックの第１の端面に設けら
れた、上記第１の柱状透明ブロックと同一形状である第
２の柱状透明ブロックと、 第１の端面が上記第１のテーパ状透明ブロック側に位置
し第２の端面が上記第２のテーパ状透明ブロック側に位
置するように、上記第１及び第２のテーパ状透明ブロッ
クの貫通孔に設けられた固体レーザロッドと、 上記固体レーザロッドを励起するための励起光を上記第
１の柱状透明ブロックの頂面及び上記第２の柱状透明ブ
ロックの頂面から上記第１の柱状透明ブロック及び上記
第２の柱状透明ブロックに入射させ、上記第１の柱状透
明ブロックの底面及び上記第２の柱状透明ブロックの底
面から出射した励起光を上記第１のテーパ状透明ブロッ
クの第１の端面及び上記第２のテーパ状透明ブロックの
第１の端面から上記第１のテーパ状透明ブロック及び上
記第２のテーパ状透明ブロックに入射させる半導体レー
ザと、 上記固体レーザロッドと上記第１のテーパ状透明ブロッ
クの内側側面との間及び上記固体レーザロッドと上記第
２のテーパ状透明ブロックの内側側面との間に設けられ
た、上記第１及び第２のテーパ状透明ブロックに入射し
た励起光を吸収した固体レーザロッドが発する熱を上記
第１及び第２のテーパ状透明ブロックへ伝導あるいは排
出する熱接触手段と、 上記第１のテーパ状透明ブロックの外側側面及び上記第
２のテーパ状透明ブロックの外側側面に設けられた、上
記第１及び第２のテーパ状透明ブロックに入射した励起
光を反射する第１の励起光反射手段と、上記第１の柱状透明ブロックの外側側面及び上記第２の
柱状透明ブロックの外側側面に設けられた、上記第１及
び第２の柱状透明ブロックに入射した励起光を反射する
第２の励起光反射手段と を備え、 上記第１のテーパ状透明ブロックは、上記第１のテーパ
状透明ブロックに入射した励起光及び上記第１のテーパ
状透明ブロックに入射し上記第１の励起光反射手段で反
射した励起光を伝搬しかつ上記熱接触手段を介して伝導
してきた熱を外側側面へ伝導し、上記第２のテーパ状透
明ブロックは、上記第２のテーパ状透明ブロックに入射
した励起光及び上記第２のテーパ状透明ブロックに入射
し上記第１の励起光反射手段で反射した励起光を伝搬し
かつ上記熱接触手段を介して伝導してきた熱を外側側面
へ伝導し、 上記第１の柱状透明ブロックは、上記第１の柱状透明ブ
ロックに入射した励起光及び上記第１の柱状透明ブロッ
クに入射し上記第２の励起光反射手段で反射した励起光
を伝搬し、上記第２の柱状透明ブロックは、上記第２の
柱状透明ブロックに入射した励起光及び上記第２の柱状
透明ブロックに入射し上記第２の励起光反射手段で反射
した励起光を伝搬 する固体レーザ励起モジュール。 - 【請求項２３】 内周と外周とを有する第１の端面と、
内周と外周とを有し該第１の端面と略平行な第２の端面
と、該第１の端面の内周と該第２の端面の内周とを接続
し貫通孔を形成する内側側面と、該第１の端面の外周と
該第２の端面の外周とを接続する外側側面とで取り囲ま
れ、該内側側面と該外側側面とが固体レーザロッドの長
手方向軸を中心とした回転対称形であり、該長手方向軸
に垂直な断面での該内側側面の大きさが該第１の端面か
ら該第２の端面にわたって同一であり、該長手方向軸に
垂直な断面での該外側側面の大きさが該第１の端面から
該第２の端面に向かうにしたがって徐々に小さくなり、
該第１の端面が凸形の曲率を有する形状の第１のテーパ
状透明ブロックと、 上記第１のテーパ状透明ブロックと同一形状であり、第
２の端面が上記第１のテーパ状透明ブロックの第２の端
面と対向して位置する第２のテーパ状透明ブロ ックと、 第１の端面が上記第１のテーパ状透明ブロック側に位置
し第２の端面が上記第２のテーパ状透明ブロック側に位
置するように、上記第１及び第２のテーパ状透明ブロッ
クの貫通孔に設けられた固体レーザロッドと、 上記固体レーザロッドを励起するための励起光を上記第
１のテーパ状透明ブロックの第１の端面及び上記第２の
テーパ状透明ブロックの第１の端面から上記第１のテー
パ状透明ブロック及び上記第２のテーパ状透明ブロック
に入射させる半導体レーザと、 上記固体レーザロッドと上記第１のテーパ状透明ブロッ
クの内側側面との間及び上記固体レーザロッドと上記第
２のテーパ状透明ブロックの内側側面との間に設けられ
た、上記第１及び第２のテーパ状透明ブロックに入射し
た励起光を吸収した固体レーザロッドが発する熱を上記
第１及び第２のテーパ状透明ブロックへ伝導あるいは排
出する熱接触手段と、 上記第１のテーパ状透明ブロックの外側側面及び上記第
２のテーパ状透明ブロックの外側側面に設けられた、上
記第１及び第２のテーパ状透明ブロックに入射した励起
光を反射する励起光反射手段とを備え、 上記第１のテーパ状透明ブロックは、上記第１のテーパ
状透明ブロックに入射した励起光及び上記第１のテーパ
状透明ブロックに入射し上記励起光反射手段で反射した
励起光を伝搬しかつ上記熱接触手段を介して伝導してき
た熱を外側側面へ伝導し、上記第２のテーパ状透明ブロ
ックは、上記第２のテーパ状透明ブロックに入射した励
起光及び上記第２のテーパ状透明ブロックに入射し上記
励起光反射手段で反射した励起光を伝搬しかつ上記熱接
触手段を介して伝導してきた熱を外側側面へ伝導する固
体レーザ励起モジュール。
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|---|---|---|---|
| JP33174998A JP3340683B2 (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 固体レーザ励起モジュール |
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1998
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