JP3420804B2 - 固体レーザー - Google Patents
固体レーザーInfo
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- JP3420804B2 JP3420804B2 JP27639593A JP27639593A JP3420804B2 JP 3420804 B2 JP3420804 B2 JP 3420804B2 JP 27639593 A JP27639593 A JP 27639593A JP 27639593 A JP27639593 A JP 27639593A JP 3420804 B2 JP3420804 B2 JP 3420804B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体レーザー結晶を光
によってポンピングする固体レーザーに関し、特に詳細
には、波長変換機能を備え、そして単一縦モード化が図
られた固体レーザーに関するものである。
によってポンピングする固体レーザーに関し、特に詳細
には、波長変換機能を備え、そして単一縦モード化が図
られた固体レーザーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば特開昭62-189783 号公報に示され
るように、ネオジウム（Ｎｄ）が添加された固体レーザ
ー結晶を半導体レーザー等から発せられた光によってポ
ンピングする固体レーザーが公知となっている。またこ
の種の固体レーザーにおいては、より短波長のレーザー
ビームを得るために、その共振器内に非線形光学材料の
結晶を配置して、固体レーザービームを第２高調波等に
波長変換することも広く行なわれている。
るように、ネオジウム（Ｎｄ）が添加された固体レーザ
ー結晶を半導体レーザー等から発せられた光によってポ
ンピングする固体レーザーが公知となっている。またこ
の種の固体レーザーにおいては、より短波長のレーザー
ビームを得るために、その共振器内に非線形光学材料の
結晶を配置して、固体レーザービームを第２高調波等に
波長変換することも広く行なわれている。
【０００３】ところで、上述のような固体レーザーに対
しては、その他の種類のレーザー装置と同様に、縦モー
ド競合による出力変動を抑えるために、単一縦モードで
発振させたいという要求がある。そのために従来より、
例えばJapanese Journal ofApplied Physics （ジャパ
ニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジック
ス）Vol.32（1993）pp.97 〜98に記載されているよう
に、レーザー共振器内にＫＴＰ等のタイプIIの位相整合
をする非線形光学結晶と、固体レーザービームの特定の
１つの向きの直線偏光成分のみを通過させるブリュース
タ板等の偏光制御素子とを挿入することが提案されてい
る。
しては、その他の種類のレーザー装置と同様に、縦モー
ド競合による出力変動を抑えるために、単一縦モードで
発振させたいという要求がある。そのために従来より、
例えばJapanese Journal ofApplied Physics （ジャパ
ニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジック
ス）Vol.32（1993）pp.97 〜98に記載されているよう
に、レーザー共振器内にＫＴＰ等のタイプIIの位相整合
をする非線形光学結晶と、固体レーザービームの特定の
１つの向きの直線偏光成分のみを通過させるブリュース
タ板等の偏光制御素子とを挿入することが提案されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このブリュー
スタ板等の偏光制御素子を用いて単一縦モード化を図る
従来の固体レーザーにおいては、縦モードを安定して単
一化することが困難となっている。すなわち、固体レー
ザーに経時変化や環境条件の変化が加わったり、あるい
は組立て上の個体差が存在すると、縦モードが簡単にホ
ップしてしまうことが認められている。
スタ板等の偏光制御素子を用いて単一縦モード化を図る
従来の固体レーザーにおいては、縦モードを安定して単
一化することが困難となっている。すなわち、固体レー
ザーに経時変化や環境条件の変化が加わったり、あるい
は組立て上の個体差が存在すると、縦モードが簡単にホ
ップしてしまうことが認められている。
【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、固体レーザービームの縦モードを安定して単一
化することができ、それにより、ノイズの少ない安定し
た出力の波長変換波を得ることができる固体レーザーを
提供することを目的とするものである。
であり、固体レーザービームの縦モードを安定して単一
化することができ、それにより、ノイズの少ない安定し
た出力の波長変換波を得ることができる固体レーザーを
提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の固体
レーザーは、前述したようにネオジウム（Ｎｄ）が添加
された固体レーザー結晶を光によってポンピングし、そ
れにより発せられた固体レーザービームを、共振器内に
配したタイプIIの位相整合をする非線形光学結晶により
波長変換するとともに、共振器内に、固体レーザービー
ムの特定の１つの向きの直線偏光成分のみを通過させる
偏光制御素子が挿入された固体レーザーにおいて、固体
レーザー結晶として、ネオジウム濃度が2.2 〜4.0 ａｔ
％の範囲にあるＮｄ：ＹＶＯ4 結晶が用いられたことを
特徴とするものである。
レーザーは、前述したようにネオジウム（Ｎｄ）が添加
された固体レーザー結晶を光によってポンピングし、そ
れにより発せられた固体レーザービームを、共振器内に
配したタイプIIの位相整合をする非線形光学結晶により
波長変換するとともに、共振器内に、固体レーザービー
ムの特定の１つの向きの直線偏光成分のみを通過させる
偏光制御素子が挿入された固体レーザーにおいて、固体
レーザー結晶として、ネオジウム濃度が2.2 〜4.0 ａｔ
％の範囲にあるＮｄ：ＹＶＯ4 結晶が用いられたことを
特徴とするものである。
【０００７】また本発明による第２の固体レーザーは、
上記と同じく、ネオジウム（Ｎｄ）が添加された固体レ
ーザー結晶を光によってポンピングし、それにより発せ
られた固体レーザービームを、共振器内に配したタイプ
IIの位相整合をする非線形光学結晶により波長変換する
とともに、共振器内に、固体レーザービームの特定の１
つの向きの直線偏光成分のみを通過させる偏光制御素子
が挿入された固体レーザーにおいて、固体レーザー結晶
として、ポンピング光の吸収係数が70-1cm以上のものが
用いられたことを特徴とするものである。
上記と同じく、ネオジウム（Ｎｄ）が添加された固体レ
ーザー結晶を光によってポンピングし、それにより発せ
られた固体レーザービームを、共振器内に配したタイプ
IIの位相整合をする非線形光学結晶により波長変換する
とともに、共振器内に、固体レーザービームの特定の１
つの向きの直線偏光成分のみを通過させる偏光制御素子
が挿入された固体レーザーにおいて、固体レーザー結晶
として、ポンピング光の吸収係数が70-1cm以上のものが
用いられたことを特徴とするものである。
【０００８】さらに本発明による第３の固体レーザー
は、上記と同じく、ネオジウム（Ｎｄ）が添加された固
体レーザー結晶を光によってポンピングし、それにより
発せられた固体レーザービームを、共振器内に配したタ
イプIIの位相整合をする非線形光学結晶により波長変換
するとともに、共振器内に、固体レーザービームの特定
の１つの向きの直線偏光成分のみを通過させる偏光制御
素子が挿入された固体レーザーにおいて、固体レーザー
結晶として、Ｎｄ：Ｓ−ＶＡＰ結晶が用いられたことを
特徴とするものである。
は、上記と同じく、ネオジウム（Ｎｄ）が添加された固
体レーザー結晶を光によってポンピングし、それにより
発せられた固体レーザービームを、共振器内に配したタ
イプIIの位相整合をする非線形光学結晶により波長変換
するとともに、共振器内に、固体レーザービームの特定
の１つの向きの直線偏光成分のみを通過させる偏光制御
素子が挿入された固体レーザーにおいて、固体レーザー
結晶として、Ｎｄ：Ｓ−ＶＡＰ結晶が用いられたことを
特徴とするものである。
【０００９】
【作用および発明の効果】本発明者等の実験によると、
Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶のようにポンピング光の吸収係数が
比較的大きい固体レーザー結晶を用いても安定して単一
縦モード化できない事態は、非線形光学結晶として、タ
イプIIの位相整合をする例えばＫＴＰ結晶を用いた際に
顕著に起きることが分かった。さらに、ブリュースタ板
等の偏光制御素子を用いても安定して単一縦モード化で
きない場合があるが、ネオジウム濃度を2.2 ａｔ％以上
とかなり高く設定しておけば、安定な単一縦モードが得
られることが判明した。その理由は、実施例と関連付け
て後に詳述する。
Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶のようにポンピング光の吸収係数が
比較的大きい固体レーザー結晶を用いても安定して単一
縦モード化できない事態は、非線形光学結晶として、タ
イプIIの位相整合をする例えばＫＴＰ結晶を用いた際に
顕著に起きることが分かった。さらに、ブリュースタ板
等の偏光制御素子を用いても安定して単一縦モード化で
きない場合があるが、ネオジウム濃度を2.2 ａｔ％以上
とかなり高く設定しておけば、安定な単一縦モードが得
られることが判明した。その理由は、実施例と関連付け
て後に詳述する。
【００１０】しかし、このＮｄ：ＹＶＯ4 結晶のネオジ
ウム濃度をあまりに高く設定すると、結晶に脈理が生じ
るために固体レーザーの出力が低下し、波長変換波が全
く出力されないこともある。そのような傾向は、ネオジ
ウム濃度が4.0 ａｔ％を超えると顕著になるので、本発
明においてはＮｄ：ＹＶＯ4 結晶のネオジウム濃度の上
限値を4.0 ａｔ％とするものである。
ウム濃度をあまりに高く設定すると、結晶に脈理が生じ
るために固体レーザーの出力が低下し、波長変換波が全
く出力されないこともある。そのような傾向は、ネオジ
ウム濃度が4.0 ａｔ％を超えると顕著になるので、本発
明においてはＮｄ：ＹＶＯ4 結晶のネオジウム濃度の上
限値を4.0 ａｔ％とするものである。
【００１１】なお一般には、ネオジウム濃度が2.2 ａｔ
％のＮｄ：ＹＶＯ4 結晶に相当する、ポンピング光の吸
収係数が70-1cm以上の固体レーザー結晶を用いても、同
様の効果が得られる。そのような固体レーザー結晶とし
て具体的には、Ｎｄ：ＹＶＯ4 、Ｎｄ：ＧｄＶＯ4 、Ｌ
ＮＰ、ＮＰＰの結晶等が挙げられる。
％のＮｄ：ＹＶＯ4 結晶に相当する、ポンピング光の吸
収係数が70-1cm以上の固体レーザー結晶を用いても、同
様の効果が得られる。そのような固体レーザー結晶とし
て具体的には、Ｎｄ：ＹＶＯ4 、Ｎｄ：ＧｄＶＯ4 、Ｌ
ＮＰ、ＮＰＰの結晶等が挙げられる。
【００１２】また、本発明者等の実験によると、ブリュ
ースタ板等の偏光制御素子を用いても安定して単一縦モ
ード化できない事態は、固体レーザー結晶として、発振
ゲイン幅が特に狭いＮｄ：Ｓ−ＶＡＰ（Ｎｄ3+：Ｓｒ5
（ＶＯ4 ）3 Ｆ）結晶を用いても効果的に防止可能であ
る。
ースタ板等の偏光制御素子を用いても安定して単一縦モ
ード化できない事態は、固体レーザー結晶として、発振
ゲイン幅が特に狭いＮｄ：Ｓ−ＶＡＰ（Ｎｄ3+：Ｓｒ5
（ＶＯ4 ）3 Ｆ）結晶を用いても効果的に防止可能であ
る。
【００１３】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例によるレー
ザーダイオードポンピング固体レーザーを示すものであ
る。このレーザーダイオードポンピング固体レーザー
は、ポンピング光としてのレーザービーム10を発する半
導体レーザー（フェーズドアレイレーザー）11と、発散
光である上記レーザービーム10を平行光化するコリメー
ターレンズ12Ａと、平行光化したレーザービーム10を集
束させる集光レンズ12Ｂと、ネオジウム（Ｎｄ）がドー
プされた固体レーザー媒質であるＹＶＯ4 結晶（以下、
Ｎｄ：ＹＶＯ4結晶と称する）13と、このＮｄ：ＹＶＯ
4 結晶13の前方側（図中右方側）に配された共振器ミラ
ー14とからなる。
詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例によるレー
ザーダイオードポンピング固体レーザーを示すものであ
る。このレーザーダイオードポンピング固体レーザー
は、ポンピング光としてのレーザービーム10を発する半
導体レーザー（フェーズドアレイレーザー）11と、発散
光である上記レーザービーム10を平行光化するコリメー
ターレンズ12Ａと、平行光化したレーザービーム10を集
束させる集光レンズ12Ｂと、ネオジウム（Ｎｄ）がドー
プされた固体レーザー媒質であるＹＶＯ4 結晶（以下、
Ｎｄ：ＹＶＯ4結晶と称する）13と、このＮｄ：ＹＶＯ
4 結晶13の前方側（図中右方側）に配された共振器ミラ
ー14とからなる。
【００１４】そしてＮｄ：ＹＶＯ4 結晶13と共振器ミラ
ー14との間には、タイプIIの位相整合をする非線形光学
材料であるＫＴＰ結晶15が配されている。また、このＫ
ＴＰ結晶15とＮｄ：ＹＶＯ4 結晶13との間には、偏光制
御素子としてのブリュースタ板16が挿入されている。本
実施例においてＮｄ：ＹＶＯ4 結晶13の厚さは１ｍｍ、
ＫＴＰ結晶15の厚さは５ｍｍである。
ー14との間には、タイプIIの位相整合をする非線形光学
材料であるＫＴＰ結晶15が配されている。また、このＫ
ＴＰ結晶15とＮｄ：ＹＶＯ4 結晶13との間には、偏光制
御素子としてのブリュースタ板16が挿入されている。本
実施例においてＮｄ：ＹＶＯ4 結晶13の厚さは１ｍｍ、
ＫＴＰ結晶15の厚さは５ｍｍである。
【００１５】以上述べた各要素は、共通の筐体（図示せ
ず）にマウントされて一体化されている。なおフェーズ
ドアレイレーザー11およびＫＴＰ結晶15は、図示しない
ペルチェ素子と温調回路により、所定温度に温調され
る。
ず）にマウントされて一体化されている。なおフェーズ
ドアレイレーザー11およびＫＴＰ結晶15は、図示しない
ペルチェ素子と温調回路により、所定温度に温調され
る。
【００１６】上記半導体レーザー11としては、波長λ1
＝808 ｎｍのレーザービーム10を発するものが用いられ
ている。Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶13は、上記レーザービーム
10によってネオジウム原子が励起されることにより、波
長λ2 ＝1064ｎｍのレーザービーム21を発する。このレ
ーザービーム21はＫＴＰ結晶15に入射して、波長λ3 =λ
2 ／２＝532 ｎｍの第２高調波22に変換される。
＝808 ｎｍのレーザービーム10を発するものが用いられ
ている。Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶13は、上記レーザービーム
10によってネオジウム原子が励起されることにより、波
長λ2 ＝1064ｎｍのレーザービーム21を発する。このレ
ーザービーム21はＫＴＰ結晶15に入射して、波長λ3 =λ
2 ／２＝532 ｎｍの第２高調波22に変換される。
【００１７】ここで、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶13の後側端面
13ａおよび前側端面13ｂ、ＫＴＰ結晶15の後側端面15ａ
および前側端面15ｂ、そして共振器ミラー14の凹面とさ
れたミラー面14ａには、波長λ1 ＝808 ｎｍ、λ2 ＝10
64ｎｍ、λ3 ＝532 ｎｍに対してそれぞれ下記の特性と
なるコートが施されている。なおＡＲは無反射（透過率
99％以上）、ＨＲは高反射（反射率99.9％以上）を示
す。
13ａおよび前側端面13ｂ、ＫＴＰ結晶15の後側端面15ａ
および前側端面15ｂ、そして共振器ミラー14の凹面とさ
れたミラー面14ａには、波長λ1 ＝808 ｎｍ、λ2 ＝10
64ｎｍ、λ3 ＝532 ｎｍに対してそれぞれ下記の特性と
なるコートが施されている。なおＡＲは無反射（透過率
99％以上）、ＨＲは高反射（反射率99.9％以上）を示
す。
【００１８】
端面13ａ 端面13ｂ 端面15ａ 端面15ｂ ミラー面14ａ
808ｎｍ ＡＲ − − − −
1064ｎｍ ＨＲ ＡＲ ＡＲ ＡＲ ＨＲ
532ｎｍ − ＨＲ ＡＲ ＡＲ ＡＲ
上記のようなコートが施されているため、レーザービー
ム21はＮｄ：ＹＶＯ4 結晶13の端面13ａとミラー面14ａ
との間で共振する。このようにレーザービーム21は、共
振により高強度化してＫＴＰ結晶15に入射するので、効
率良く第２高調波22が発生する。前方側に出射した第２
高調波22は直接的に、一方、後方側に出射した第２高調
波22はＮｄ：ＹＶＯ4 結晶端面13ｂで反射した後に共振
器ミラー14から出射する。
ム21はＮｄ：ＹＶＯ4 結晶13の端面13ａとミラー面14ａ
との間で共振する。このようにレーザービーム21は、共
振により高強度化してＫＴＰ結晶15に入射するので、効
率良く第２高調波22が発生する。前方側に出射した第２
高調波22は直接的に、一方、後方側に出射した第２高調
波22はＮｄ：ＹＶＯ4 結晶端面13ｂで反射した後に共振
器ミラー14から出射する。
【００１９】ここで、共振器内に配されているブリュー
スタ板16は、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶13のｃ軸と平行な向き
の直線偏光のみを通過させる。またＫＴＰ結晶15は、そ
の結晶軸が上記直線偏光の向きに対して光軸回りに約45
°傾いた状態で配置されている。この構成においてはＫ
ＴＰ結晶15が位相板として作用し、基本波としてのレー
ザービーム21がこのＫＴＰ結晶15を通過すると、それは
一般に楕円偏光となる。ブリュースタ板16を通過後、Ｋ
ＴＰ結晶15を通過し、共振器ミラー14で反射し、再度Ｋ
ＴＰ結晶15を通過してブリュースタ板16に戻ってきたレ
ーザービーム21が上記のようにして楕円偏光になってい
ると、損失が大きくなって発振不可能になる。
スタ板16は、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶13のｃ軸と平行な向き
の直線偏光のみを通過させる。またＫＴＰ結晶15は、そ
の結晶軸が上記直線偏光の向きに対して光軸回りに約45
°傾いた状態で配置されている。この構成においてはＫ
ＴＰ結晶15が位相板として作用し、基本波としてのレー
ザービーム21がこのＫＴＰ結晶15を通過すると、それは
一般に楕円偏光となる。ブリュースタ板16を通過後、Ｋ
ＴＰ結晶15を通過し、共振器ミラー14で反射し、再度Ｋ
ＴＰ結晶15を通過してブリュースタ板16に戻ってきたレ
ーザービーム21が上記のようにして楕円偏光になってい
ると、損失が大きくなって発振不可能になる。
【００２０】しかし、このＫＴＰ結晶15がレーザービー
ム21に対して特にλ／２板またはλ板として作用する場
合は、ブリュースタ板16に戻ってきたレーザービーム21
の偏光状態は、該ブリュースタ板16が上記のように規定
する直線偏光と一致する。そこでこの場合は、レーザー
ビーム21の損失が低く抑えられて発振可能となる。した
がって、ＫＴＰ結晶15を、特定波長に対してλ／２板ま
たはλ板として作用する厚さとしておけば、この特定波
長でレーザービーム21が単一縦モード化され、したがっ
て第２高調波22も単一縦モード化される。
ム21に対して特にλ／２板またはλ板として作用する場
合は、ブリュースタ板16に戻ってきたレーザービーム21
の偏光状態は、該ブリュースタ板16が上記のように規定
する直線偏光と一致する。そこでこの場合は、レーザー
ビーム21の損失が低く抑えられて発振可能となる。した
がって、ＫＴＰ結晶15を、特定波長に対してλ／２板ま
たはλ板として作用する厚さとしておけば、この特定波
長でレーザービーム21が単一縦モード化され、したがっ
て第２高調波22も単一縦モード化される。
【００２１】それに加えて本装置においては、Ｎｄ：Ｙ
ＶＯ4 結晶13としてネオジウム濃度が3.0 ａｔ％のもの
が用いられているので、共振器温度が変化しても基本波
（レーザービーム21）のモードホップが起き難くなって
いる。図２は、この共振器温度変化に対するレーザービ
ーム21の縦モード変化状態を概略的に示すものであり、
図示されるように、共振器温度が1.0 ℃の広い範囲で、
基本波のモードホップが無い領域が得られている。
ＶＯ4 結晶13としてネオジウム濃度が3.0 ａｔ％のもの
が用いられているので、共振器温度が変化しても基本波
（レーザービーム21）のモードホップが起き難くなって
いる。図２は、この共振器温度変化に対するレーザービ
ーム21の縦モード変化状態を概略的に示すものであり、
図示されるように、共振器温度が1.0 ℃の広い範囲で、
基本波のモードホップが無い領域が得られている。
【００２２】＜比較例＞次に、レーザービーム21の縦モ
ードを安定して単一化できる構成を見出すために作成し
た比較例について説明する。
ードを安定して単一化できる構成を見出すために作成し
た比較例について説明する。
【００２３】Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶13のネオジウム濃度を
それぞれ2.0 ａｔ％、1.0 ａｔ％とし、それ以外の点は
上記実施例と同様にした比較例としての２つのレーザー
ダイオードポンピング固体レーザーを作成した。それら
について、上記と同様に、共振器温度変化に対するレー
ザービーム21の縦モード変化状態を調べた結果を、それ
ぞれ図３、図４に示す。図示される通り、基本波（レー
ザービーム21）のモードホップが無い共振器温度範囲
は、ネオジウム濃度が2.0 ａｔ％の場合は0.6 ℃、1.0
ａｔ％の場合は0.3 ℃であった。
それぞれ2.0 ａｔ％、1.0 ａｔ％とし、それ以外の点は
上記実施例と同様にした比較例としての２つのレーザー
ダイオードポンピング固体レーザーを作成した。それら
について、上記と同様に、共振器温度変化に対するレー
ザービーム21の縦モード変化状態を調べた結果を、それ
ぞれ図３、図４に示す。図示される通り、基本波（レー
ザービーム21）のモードホップが無い共振器温度範囲
は、ネオジウム濃度が2.0 ａｔ％の場合は0.6 ℃、1.0
ａｔ％の場合は0.3 ℃であった。
【００２４】一方、励起パワーすなわちレーザービーム
10の出力が変化すると、レーザービーム21がモードホッ
プする温度も変化する。実用上発生し得るこの励起パワ
ーの変化幅最大値を100 ｍＷと考え、この励起パワー変
化幅に対するモードホップ温度の変化幅を上記実施例お
よび２つの比較例について調べたところ、いずれも約0.
5 ℃であった。また現在の温調技術によれば、環境温度
変化や経時変化に対し、共振器温度を通常±0.1 ℃程度
の精度で制御可能である。
10の出力が変化すると、レーザービーム21がモードホッ
プする温度も変化する。実用上発生し得るこの励起パワ
ーの変化幅最大値を100 ｍＷと考え、この励起パワー変
化幅に対するモードホップ温度の変化幅を上記実施例お
よび２つの比較例について調べたところ、いずれも約0.
5 ℃であった。また現在の温調技術によれば、環境温度
変化や経時変化に対し、共振器温度を通常±0.1 ℃程度
の精度で制御可能である。
【００２５】そこで、基本波モードホップが生じない共
振器温度範囲が0.5 ＋0.2 ＝0.7 ℃確保されていれば、
励起パワーの変化、環境温度変化、および経時変化に対
して、基本波モードホップの無い安定した出力の固体レ
ーザーが得られることになる。基本波モードホップが生
じない共振器温度範囲は、上記実施例および２つの比較
例の場合、それぞれ1.0 ℃（ネオジウム濃度3.0 ａｔ
％）、0.6 ℃（ネオジウム濃度2.0 ａｔ％）、0.3 ℃
（ネオジウム濃度1.0 ａｔ％）であるので、これらの値
から基本波モードホップが生じない共振器温度範囲0.7
℃を得るネオジウム濃度を内挿予測すると、2.2 ａｔ％
となる。
振器温度範囲が0.5 ＋0.2 ＝0.7 ℃確保されていれば、
励起パワーの変化、環境温度変化、および経時変化に対
して、基本波モードホップの無い安定した出力の固体レ
ーザーが得られることになる。基本波モードホップが生
じない共振器温度範囲は、上記実施例および２つの比較
例の場合、それぞれ1.0 ℃（ネオジウム濃度3.0 ａｔ
％）、0.6 ℃（ネオジウム濃度2.0 ａｔ％）、0.3 ℃
（ネオジウム濃度1.0 ａｔ％）であるので、これらの値
から基本波モードホップが生じない共振器温度範囲0.7
℃を得るネオジウム濃度を内挿予測すると、2.2 ａｔ％
となる。
【００２６】以上の結果より、本発明においては、Ｎ
ｄ：ＹＶＯ4 結晶のネオジウム濃度の下限値を2.2 ａｔ
％とするものである。なお、ネオジウム濃度の上限値4.
0 ａｔ％の根拠は、先に説明した通りである。
ｄ：ＹＶＯ4 結晶のネオジウム濃度の下限値を2.2 ａｔ
％とするものである。なお、ネオジウム濃度の上限値4.
0 ａｔ％の根拠は、先に説明した通りである。
【００２７】以上、固体レーザー結晶としてＮｄ：ＹＶ
Ｏ4 結晶を用いる実施例について説明したが、固体レー
ザー結晶として、前述のポンピング光の吸収係数が70-1
cm以上の結晶や、Ｎｄ：Ｓ−ＶＡＰ結晶を用いるように
してもよい。また本発明は、ＫＴＰ結晶以外のタイプII
の位相整合をする非線形光学結晶を用いる場合にも適用
可能である。
Ｏ4 結晶を用いる実施例について説明したが、固体レー
ザー結晶として、前述のポンピング光の吸収係数が70-1
cm以上の結晶や、Ｎｄ：Ｓ−ＶＡＰ結晶を用いるように
してもよい。また本発明は、ＫＴＰ結晶以外のタイプII
の位相整合をする非線形光学結晶を用いる場合にも適用
可能である。
【図１】本発明の一実施例によるレーザーダイオードポ
ンピング固体レーザーを示す概略側面図
ンピング固体レーザーを示す概略側面図
【図２】上記実施例のレーザーダイオードポンピング固
体レーザーにおける共振器温度変化に対する縦モード変
化状態を示すグラフ
体レーザーにおける共振器温度変化に対する縦モード変
化状態を示すグラフ
【図３】従来の固体レーザーにおける共振器温度変化に
対する縦モード変化状態の一例を示すグラフ
対する縦モード変化状態の一例を示すグラフ
【図４】従来の固体レーザーにおける共振器温度変化に
対する縦モード変化状態の別の例を示すグラフ
対する縦モード変化状態の別の例を示すグラフ
10 レーザービーム（ポンピング光）
11 半導体レーザー
12Ａ コリメーターレンズ
12Ｂ 集光レンズ
13 Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶
14 共振器ミラー
15 ＫＴＰ結晶
16 ブリュースタ板
21 レーザービーム（固体レーザービーム）
22 第２高調波
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｓ 3/16 Ｈ０１Ｓ 3/094 Ｓ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01S 3/00 - 3/30
Claims (3)
- 【請求項１】 ネオジウム（Ｎｄ）が添加された固体レ
ーザー結晶を光によってポンピングし、 それにより発せられた固体レーザービームを、共振器内
に配したタイプIIの位相整合をする非線形光学結晶によ
り波長変換するとともに、 共振器内に、固体レーザービームの特定の１つの向きの
直線偏光成分のみを通過させる偏光制御素子が挿入され
た固体レーザーにおいて、 前記固体レーザー結晶として、ネオジウム濃度が2.2 〜
4.0 ａｔ％の範囲にあるＮｄ：ＹＶＯ4 結晶が用いられ
ていることを特徴とする固体レーザー。 - 【請求項２】 ネオジウム（Ｎｄ）が添加された固体レ
ーザー結晶を光によってポンピングし、 それにより発せられた固体レーザービームを、共振器内
に配したタイプIIの位相整合をする非線形光学結晶によ
り波長変換するとともに、 共振器内に、固体レーザービームの特定の１つの向きの
直線偏光成分のみを通過させる偏光制御素子が挿入され
た固体レーザーにおいて、 前記固体レーザー結晶として、ポンピング光の吸収係数
が70-1cm以上のものが用いられていることを特徴とする
固体レーザー。 - 【請求項３】 ネオジウム（Ｎｄ）が添加された固体レ
ーザー結晶を光によってポンピングし、 それにより発せられた固体レーザービームを、共振器内
に配したタイプIIの位相整合をする非線形光学結晶によ
り波長変換するとともに、 共振器内に、固体レーザービームの特定の１つの向きの
直線偏光成分のみを通過させる偏光制御素子が挿入され
た固体レーザーにおいて、 前記固体レーザー結晶として、Ｎｄ：Ｓ−ＶＡＰ結晶が
用いられていることを特徴とする固体レーザー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27639593A JP3420804B2 (ja) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | 固体レーザー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27639593A JP3420804B2 (ja) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | 固体レーザー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07131099A JPH07131099A (ja) | 1995-05-19 |
| JP3420804B2 true JP3420804B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=17568815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27639593A Expired - Fee Related JP3420804B2 (ja) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | 固体レーザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3420804B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9905991B2 (en) * | 2014-08-18 | 2018-02-27 | Coherent Lasersystems Gmbh & Co. Kg | Optically pumped semiconductor laser with mode tracking |
-
1993
- 1993-11-05 JP JP27639593A patent/JP3420804B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07131099A (ja) | 1995-05-19 |
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