JP3596068B2

JP3596068B2 - Laser amplifier and laser oscillator

Info

Publication number: JP3596068B2
Application number: JP2952295A
Authority: JP
Inventors: 信一上野; 嘉仁平野; 賢二辰巳
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-02-17
Filing date: 1995-02-17
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: JPH08222792A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はレーザ増幅器またはレーザ発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、米国ＣＯＨＥＲＥＮＴ社のカタログおよび技術資料に示された型名Ｉｎｆｉｎｉｔｙ４０−１００パルスＮｄ：ＹＡＧレーザ・システムのレーザ増幅器の部分の構成を示したものである。ここで１ａおよび１ｂはそれぞれ第一および第二のレーザ媒質、２は励起光源、３は励起キャビティ、４は９０度ローテータ、５ａおよび５ｂはレンズ、６は真空セル、７は光を反射させる凹面反射鏡、８は１／４波長板、９は位相共役鏡、１０は偏光子である。本装置では第一および第二のレーザ媒質１としてＮｄ：ＹＡＧ、励起光源２としてフラッシュランプを用いている。
【０００３】
次に動作について説明する。励起キャビティ３内に配置された２本のレーザ媒質１ａおよび１ｂを同じ励起光源２で励起しているため、第一および第二のレーザ媒質に入射する励起光源２からの光の発光スペクトルおよび発光強度はそれぞれ等しく、第一のレーザ媒質１ａおよび第二のレーザ媒質１ｂ内に形成される熱分布は励起光源２を中心としたほぼ対称な熱分布となる。入力光は偏光子１０を通過することで直線偏光となり、第一のレーザ媒質１ａに入射するが、励起により生じる熱による複屈折（以下、熱複屈折と呼ぶ）により位相変化を受けロッド半径方向の偏光成分およびロッド接線方向の偏光成分生じる。ここで生じる位相変化量はレーザ光が通過する第一のレーザ媒質１ａの位置により異なる。第一のレーザ媒質１ａの出射光は、レンズ５ａ、真空セル６、凹面反射鏡７、真空セル６、レンズ５ｂおよび９０度ローテータ４を通過し、第二のレーザ媒質１ｂに入射する。このときレンズ５ａおよび５ｂ、凹面反射鏡７は第一のレーザ媒質１ａ出射時とほぼ同じレーザビーム径で第一のレーザ媒質１ａ通過時とほぼ同じ熱分布となる第二のレーザ媒質１ｂの位置を通過するように配置されている。
【０００４】
また、真空セル６はレンズ５ａおよび５ｂにより集光されたレーザ光が集光点での放電することを防止するために配置されている。また第二のレーザ媒質１ｂに入射するレーザ光は９０度ローテータ４により第一のレーザ媒質出射時の偏光状態と比較して、偏光成分がそれぞれ９０度回転させられている。第二のレーザ媒質１ｂでもロッド半径方向の偏光成分およびロッド接線方向の偏光成分が生じる。しかし第一のレーザ媒質１ａおよび第二のレーザ媒質１ｂを通過するレーザ光の偏光が互いに９０度回転しているため、第一のレーザ媒質１ａでロッド半径方向の偏光成分およびロッド接線方向の偏光成分が生じたものは、第二のレーザ媒質１ｂではそれぞれロッド接線方向の偏光方向成分およびロッド半径方向の偏光成分を生じる。第一のレーザ媒質１ａおよび第二のレーザ媒質１ｂの熱分布がほぼ励起光源２を中心とした対称な分布になっているため、受ける熱複屈折によるロッド半径方向およびロッド接線方向のそれぞれの位相変化量は、第一のレーザ媒質１ａおよび第二のレーザ媒質１ｂで同じである。このため、熱複屈折により生じる直線偏光からの変化を補償することができる。第二のレーザ媒質１ｂを出射したレーザ光は１／４波長板８を通過し、位相共役鏡９により進行方向を逆進させられ、再び１／４波長板８を通過し偏光方向が９０度回転して第二のレーザ媒質１ｂに入射する。再び第二のレーザ媒質１ｂで熱複屈折をうける。第二のレーザ媒質１ｂを出射したレーザ光は９０度ローテータ４を通過し偏光方向をそれぞれ９０度回転させられたのちに、レーザ光はレンズ５ｂを通過し、真空セル６、凹面反射鏡７、真空セル６、レンズ５ａを通過し第一のレーザ媒質１ａに入射する。
【０００５】
前述したように、第二のレーザ媒質１ｂで生じた熱複屈折は第一のレーザ媒質１ａで補償される。第一のレーザ媒質１ａを出射したレーザ光の偏光は、入射光と直交しているため偏光子１０より出力光として取り出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来例では、図１３で示したように、第一のレーザ媒質１ａを出射したレーザ光を複数の光学素子を介して再び第二のレーザ媒質１ｂに入射させるため、装置全体が大きくなるという問題があった。具体的には従来例で用いられている真空セル６は、レーザ光ビーム径が縮小している領域をすべて包含しなければならないので真空セル６が大きくなり、そのため装置全体が大きくなるという問題があった。また、真空セル６はつねの真空に保っておかなくてはならないので、装置全体のメンテナンスが複雑になるという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のレーザ増幅器は、ほぼ平行に配置された第一および第二のレーザ媒質と、上記第一および第二のレーザ媒質の間に上記第一および第二のレーザ媒質にほぼ平行に配置され、上記第一および第二のレーザ媒質を励起する光源と、上記第一および第二のレーザ媒質および上記光源を収納した励起キャビティと、上記第一のレーザ媒質から出射されたレーザ光の偏光を９０度回転させたのちに第二のレーザ媒質に入射させる手段とを有するレーザ増幅器において、上記手段として、入射点と出射点が異なり、出射光が入射光に対しほぼ平行に折り返えし、かつ入射光の偏光状態と出射光の偏光状態が一定の関係にあるプリズムと、上記第一のレーザ媒質と上記プリズムの間に設置した１／２波長板とを備えたものである。
【０００８】
請求項２記載のレーザ増幅器は、請求項１記載のレーザ増幅器と、第二のレーザ媒質のレーザ増幅器外方の一端側に、上記第二のレーザ媒質からの出射光を元に戻すよう設置された全反射鏡と、上記第二のレーザ媒質の一端側と上記全反射鏡との間に設置された１／４波長板とを備えたものである。
【０００９】
請求項３記載のレーザ増幅器は、請求項１記載のレーザ増幅器と、第一のレーザ媒質および第二のレーザ媒質に対してプリズムと反対側に設置され、出射光を入射光に対しほぼ平行に折り返えし、かつ入射光の偏光状態と出射光の偏光状態が一定の関係にある第二のプリズムと、上記第二のレーザ媒質からの出射光を入射させ、上記第二のレーザ媒質の一端側と上記第二のプリズムとの間に設置された１／２波長板とを備えたものである。
【００１０】
請求項４記載のレーザ増幅器は、請求項３記載のレーザ増幅器と、第一のレーザ媒質のレーザ増幅器外方の一端側に設置された偏光子と、上記偏光子と第二のプリズムとの間に設置された９０度ローテータとを備え、第二のプリズムの出射光を上記９０度ローテータを通して上記偏光子に戻し、第一のレーザ媒質に入射させるものである。
【００１１】
請求項５記載のレーザ発振器は、請求項１記載のレーザ増幅器と、第二のレーザ媒質のレーザ増幅器外方の一端側に、上記第二のレーザ媒質からの出射光を元に戻すよう設置された全反射鏡と、第一のレーザ媒質のレーザ増幅器外方の一端側に設置された出力鏡とを備えたものである。
【００１２】
請求項６記載のレーザ発振器は、請求項３記載のレーザ増幅器と、第一のレーザ媒質のレーザ増幅器外方の一端側に設置された偏光子と、第二のプリズムと上記偏光子との間の第二のプリズムの出射光の経路に順に設置されたレンズと、アイソレータと、旋光子とを備え、上記第二のプリズムの出射光を上記レンズと、アイソレータと、旋光子を通して上記偏光子に戻し、第一のレーザ媒質に入射させると共に一部を出力するものである。
【００１３】
請求項７記載のレーザ増幅器は、ほぼ平行に配置された第一、第二、第三および第四のレーザ媒質と、上記第一、第二、第三および第四のレーザ媒質の間に上記第一、第二、第三および第四のレーザ媒質にほぼ平行に配置され、上記第一、第二、第三および第四のレーザ媒質を励起する光源と、上記第一、第二、第三および第四のレーザ媒質および上記光源を収納した励起キャビティと、上記第一のレーザ媒質から出射されたレーザ光の偏光を９０度回転させたのちに第三のレーザ媒質に入射させる手段と、上記第二のレーザ媒質から出射されたレーザ光の偏光を９０度回転させたのちに第四のレーザ媒質に入射させる手段とを有するレーザ増幅器において、第一のレーザ媒質の一端側に設置され、入射点と出射点が異なり、出射光が入射光に対しほぼ平行に折り返えし、かつ入射光の偏光状態と出射光の偏光状態が一定の関係にある第一のプリズムと、上記第一のレーザ媒質と第一のプリズムの間に設置した第一の１／２波長板とを備えて第一のレーザ媒質からの出射光を第二のレーザ媒質に入射させ、第一のレーザ媒質および第二のレーザ媒質に対して第一のプリズムと反対側の第二のレーザ媒質の一端側に設置され、入射点と出射点が異なり、出射光が入射光に対しほぼ平行に折り返えし、かつ入射光の偏光状態と出射光の偏光状態が一定の関係にある第二のプリズムと、上記第二のレーザ媒質と第二のプリズムの間に設置した第二の１／２波長板と、第二のプリズムと第三のレーザ媒質との間に設置した９０度ローテータとを備えて第二のレーザ媒質からの出射光を第三のレーザ媒質に入射させ、第三のレーザ媒質に対して第一のプリズムと同一側の第三のレーザ媒質の一端側に設置され、入射点と出射点が異なり、出射光が入射光に対しほぼ平行に折り返えし、かつ入射光の偏光状態と出射光の偏光状態が一定の関係にある第三のプリズムと、上記第三のレーザ媒質と第三のプリズムの間に設置した第三の１／２波長板とを備えて、第三のレーザ媒質からの出射光を第四のレーザ媒質に入射させるものである。
【００１４】
請求項８記載のレーザ増幅器は、請求項７記載のレーザ増幅器と、第四のレーザ媒質に対して第二のプリズムと同一側の第四のレーザ媒質の一端側に、上記第四のレーザ媒質からの出射光を元に戻すよう設置された全反射鏡と、上記第四のレーザ媒質の一端側と上記全反射鏡との間に設置された１／４波長板とを備えたものである。
【００１５】
請求項９記載のレーザ増幅器は、請求項７記載のレーザ増幅器と、第一のレーザ媒質に対して第二のプリズムと同一側の第一のレーザ媒質の一端側に設置された偏光子と、第四のレーザ媒質に対して第二のプリズムと同一側の第四のレーザ媒質の一端側に設置され、入射点と出射点が異なり、出射光が入射光に対しほぼ平行に折り返えし、かつ入射光の偏光状態と出射光の偏光状態が一定の関係にある第四のプリズムと、上記第四のレーザ媒質と第四のプリズムの間に設置した第四の１／２波長板とを備え、第四のレーザ媒質の出射光を上記第四の１／２波長板を通して上記偏光子に戻し、第一のレーザ媒質に入射させるものである。
【００１６】
請求項１０記載のレーザ発振器は、請求項７記載のレーザ増幅器と、第四のレーザ媒質に対して第二のプリズムと同一側の第四のレーザ媒質の一端側に、上記第四のレーザ媒質からの出射光を元に戻すよう設置された全反射鏡と、第一のレーザ媒質に対して第二のプリズムと同一側の第一のレーザ媒質の一端側に設置された出力鏡とを備えたものである。
【００１７】
請求項１１記載のレーザ発振器は、請求項９記載のレーザ増幅器と、第四のプリズムと偏光子との間の第四のプリズムの出射光の経路に順に設置されたレンズと、アイソレータと、旋光子とを備え、上記第四のプリズムの出射光を上記レンズと、アイソレータと、旋光子を通して上記偏光子に戻し、第一のレーザ媒質に入射させると共に一部を出力するものである。
【００１８】
【作用】
請求項１〜４の発明に関するレーザ増幅器においては、プリズムおよび１／２波長板を用いることにより、第一のレーザ媒質から出射されたレーザ光がほぼ平行に折り返され、かつ、レーザ光の偏光方向がそれぞれ９０度回転され、第二のレーザ媒質に入射することを利用している。これにより、光軸上に配置する光学部品を減らすこと、特に、真空セルをなくすことができ、光学部品の少ない簡単な構成でかつメンテナンスが簡単なレーザ増幅器を得ることができる。
【００１９】
請求項５、６の発明に関するレーザ発振器においては、前記プリズムおよび前記１／２波長板を用いることにより、第一のレーザ媒質から出射されたレーザ光がほぼ平行に折り返され、かつ、レーザ光の偏光方向がそれぞれ９０度回転され、第二のレーザ媒質に入射することを利用している。これにより光軸上に配置する光学部品を減らすこと、特に、真空セルをなくすことができ、光学部品の少ない簡単な構成で、かつ、メンテナンスが簡単なレーザ発振器を得ることができる。
【００２０】
請求項７〜９の発明に関するレーザ増幅器においては、前記プリズムおよび前記１／２波長板を用いることにより、第一または第二のレーザ媒質を出射したレーザ光がほぼ平行に折り返され、かつ、レーザ光の偏光方向がそれぞれ９０度回転され、第三または第四のレーザ媒質に入射することを利用している。これにより光軸上に配置する光学部品を減らすこと、特に、真空セルをなくすことができ、光学部品の少ない簡単な構成で、かつ、メンテナンスが簡単なレーザ増幅器を得ることができる。
【００２１】
請求項１０、１１の発明に関するレーザ発振器においては、前記プリズムおよび前記１／２波長板を用いることにより、第一または第二のレーザ媒質を出射したレーザ光がほぼ平行に折り返され、かつ、レーザ光の偏光方向がそれぞれ９０度回転され、第三または第四のレーザ媒質に入射することを利用している。これにより光軸上に配置する光学部品を減らすこと、特に、真空セルをなくすことができ、簡単な構成でかつメンテナンスが簡単なレーザ発振器を得ることができる。
【００２２】
【実施例】
実施例１．
図１はこの発明の実施例１の構成を示す図である。図において、１００は全反射を利用してレーザ媒質１ａから出射したレーザ光の直交する２方向の偏光成分間の位相差を保持し出射するプリズム、１３は１／２波長板である。また、図２はプリズムの説明図である。図において、１００〜１０７はプリズムのそれぞれの面である。
【００２３】
図２に基づいてプリズム１００について説明する。各斜面は、面１０２が面１０１となす角度は４５度かつ面１０３となす角度が９０度であり、面１０４が面１０１となす角度が９０度かつ面１０３となす角度が４５度、面１０６が面１０１となす角度は９０度かつ面１０７となす角度は９０度である。
【００２４】
図２でおいてｙ軸に対して角度θだけ傾斜している直線偏光のレーザ光がプリズム１００に入射するとする。レーザ光は、プリズム１００へ面１０１の点Ａから入射する。レーザ光の電界強度ベクトルは図２中の直交座標のｘ，ｙに沿う、直交する２成分に分けられる。ｘ方向の成分は点Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの順次全反射されそれぞれの反射はＰ型、Ｓ型、Ｓ型、Ｐ型となる。ここでＰ型反射とはレーザ光の電界強度ベクトルが、レーザ光の進行方向ベクトルと反射面の法線ベクトルを含む面に対して平行である反射であり、またＳ型反射とはレーザ光の電界強度ベクトルが、レーザ光の進行方向ベクトルと反射面の法線ベクトルを含む面に対して垂直である反射のことである。また、ｙ方向の成分は点Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅでの全反射はＳ型、Ｐ型、Ｐ型、Ｓ型となる。全反射による電界の位相変化は通常、入射角度、Ｐ型反射、Ｓ型反射により異なるが、プリズム１００では、電界強度ベクトルのｘ方向成分、ｙ方向成分ともに２回ずつ、Ｐ型反射、Ｓ型反射を行うため、プリズム１００を通過した両方向成分に位相差は生じない。このため点Ａでの偏光は、点Ｆで保存される。
【００２５】
以上によりレーザ光はプリズム１００により、レーザの偏光方向を保持したままほぼ平行に折り返される。
【００２６】
プリズム１００と１／２波長板１３によるレーザ光の偏光方向についてジョーンズ行列を用いて説明する。レーザ光の偏光は直交するｘ軸、ｙ軸の２つの成分で表される。この時、任意のレーザ光の偏光は次式であらわされる。
【００２７】
【数１】

【００２８】
プリズム１００のジョーンズ行列は、入射時と出射時で位相差が変化せず、ｙ軸の方向が逆転するため、次式で表せる。
【００２９】
【数２】

【００３０】
１／２波長板１３は、遅軸がｘ軸よりφだけ傾いているとする。１／２波長板１３のジョーンズ行列は次式で表せる。
【００３１】
【数３】

【００３２】
式（２）および式（３）よりプリズム１００および１／２波長板１３の合成のジョーンズ行列は、式（２）および式（３）の行列の積で表せ、次式となる。
【００３３】
【数４】

【００３４】
偏光成分（Ｅｘ，Ｅｙ）で１／２波長板、プリズム１００に入射したレーザ光のプリズム出射時の偏光成分（Ｅｘ’，Ｅｙ’）は次式となる。
【００３５】
【数５】

【００３６】
プリズム１００と１／２波長板１３を組み合わせることにより、レーザ光の偏光方向が９０度回転するとすれば、次式が成立する。
【００３７】
【数６】

【００３８】
式（６）を満たす条件はφ＝４５度または、φ＝１３５度となる。以上から、φを前述の値にとれば、プリズム１００と１／２波長板１３を組み合わせることにより、レーザ光をほぼ平行に折り返し、かつ任意のレーザ光の偏光を９０度回転させることができる。
【００３９】
動作について説明する。図１の構成では、図１３と同様に第一および第二の２本のレーザ媒質１ａおよび１ｂを１本の励起光源で励起していることから、第一のレーザ媒質１ａと第二のレーザ媒質１ｂの熱分布は励起光源２を中心としたほぼ対称な熱分布となる。第一のレーザ媒質１ａに入射する入力光は、第一のレーザ媒質１ａを直進するにしたがって熱複屈折の影響を受けロッド半径方向およびロッド接線方向の偏光成分が生じる。生じた偏光成分の大きさおよび方向はロッド断面内の位置により異なる。第一のレーザ媒質１ａから出射された光は、１／２波長板１３を通過し、プリズム１００に入射する。プリズム１００の出射光は上述のように偏光方向を９０度回転させられかつほぼ平行に折り返されて第二のレーザ媒質１ｂに入射する。第二のレーザ媒質１ｂでも前記第一のレーザ媒質１ａと同様に複屈折を受けるが、偏光方向が９０度回転していることおよび第一のレーザ媒質１ａおよび第二のレーザ媒質１ｂの熱分布が、励起光源２を中心としてほぼ対称であるからロッド半径方向およびロッド接線方向にうける位相変化量は、それぞれ第一のレーザ媒質１ａで受けたロッド接線方向およびロッド半径方向と等しいため、ロッド半径方向とロッド接線方向での位相差は０となり熱複屈折による直線偏光からの変化が補償される。
【００４０】
以上の作用により、光学部品が少ない簡単な構成で熱複屈折を補償することができる。光学部品が少ないことから固体レーザ装置の小型化がはかれる。真空セルを用いないため、装置のメンテナンスが簡単になる。プリズムに入射および出射するレーザ光がほぼ平行であるため、レーザ装置の組み立ておよび調整が容易になるという利点がある。
【００４１】
実施例２．
図３は本発明の実施例２を示す図である。図において、５０は上述したレーザ増幅器である。
【００４２】
次に動作について説明する。入力光は偏光子１０を通過することで直線偏光となり、レーザ増幅器５０に入射する。レーザ増幅器５０に入射した入力光は、上述したように熱複屈折の影響が補償され、レーザ増幅器５０から出射される。レーザ増幅器５０を出射した入力光は、１／４波長板８を通過し、全反射鏡１１で反射され、レーザ光は逆進し、再び１／４波長板８を通過する。１／４波長板８を２回通過しているので、偏光は９０度回転している。入力光は再びレーザ増幅器５０に入射するが、ここでも上述したよに熱複屈折の影響は補償され、出射される。レーザ増幅器５０を出射したレーザ光の偏光は、入射光と直交しているため偏光子１０より出力光として取り出される。
【００４３】
以上の作用により、光学部品が少ない簡単な構成で熱複屈折を補償することができる。光学部品が少ないことからレーザ発振器の小型化がはかれる。真空セルがないためメンテナンスが簡単になる。プリズムに入射および出射するレーザ光がほぼ平行であるため、レーザ装置の組み立ておよび調整が容易になるという利点がある。
【００４４】
実施例３．
図４は本発明の実施例３を示す図である。図において、１００ａは第二の入射光と出射光の偏光方向を保持するプリズム、１３ａは第二の１／２波長板である。
【００４５】
本実施例では、レーザ増幅器５０に正対するように第二のプリズム１００ａを配置し、レーザ光が循環するようにしている。続いて動作について説明する。偏光子１０を通過することにより直線偏光となったレーザ光は、レーザ増幅器５０に入射する。レーザ増幅器５０に入射した入力光は、上述したように熱複屈折が補償されレーザ増幅器５０から出射され、第二の１／２波長板１３ａと第二のプリズム１００ａに入射する。第二のプリズムを通過したレーザ光の偏光は、入力光と平行であるため、偏光子１０で出力として取り出される。
【００４６】
以上の作用により、光学部品が少ない簡単な構成で熱複屈折を補償することができる。光学部品が少ないことからレーザ発振器の小型化がはかれる。真空セルがないためメンテナンスが簡単である。プリズムに入射および出射するレーザ光がほぼ平行であるため、レーザ装置の組み立ておよび調整が容易になるという利点がある。
【００４７】
実施例４．
図５は本発明の実施例４を示す図である。
【００４８】
本実施例では、レーザ増幅器５０に正対するように第二のプリズム１００ａを配置し、レーザ光が循環するようにしている。続いて動作について説明する。偏光子１０を通過することにより直線偏光となったレーザ光は、レーザ増幅器５０に入射する。レーザ増幅器５０に入射した入力光は、上述したように熱複屈折が補償され出射され、第二の１／２波長板１３ａ、第二のプリズム１００ａ、９０度ローテータ４に入射する。９０度ローテータ４を通過したレーザ光の偏光は入力光と直交しているであるため、偏光子１０を通過し、再びレーザ増幅器５０、第二の１／２波長板１３ａ、第二のプリズム１００ａ、９０度ローテータ４に入射する。２回目に９０度ローテータ４を通過したレーザ光の偏光は入力光と平行であるため、偏光子１０で出力として取り出される。
【００４９】
以上の作用により、光学部品が少ない簡単な構成で熱複屈折を補償することができる。光学部品が少ないことからレーザ発振器の小型化がはかれる。また、レーザ増幅器５０を２回通過するので、増幅効率が向上する。真空セルがないためメンテナンスが簡単になる。プリズムに入射および出射するレーザ光がほぼ平行であるため、レーザ装置の組み立ておよび調整が容易になるという利点がある。
【００５０】
実施例５．
図６は本発明の実施例５を示す図である。
【００５１】
動作について説明する。レーザ光はレーザ増幅器５０に入射する。レーザ増幅器５０に入射したレーザ光は、上述したように熱複屈折を補償されてレーザ増幅器５０から出射し、全反射鏡１１で反射され、逆進する。全反射鏡１１で反射され逆進したレーザ光は、再びレーザ増幅器５０に入射するがこのときも上述したように熱複屈折が補償され、レーザ増幅器から出射される。レーザ増幅器５０を出射したレーザ光の一部は出力鏡１２を通過して出力光として取り出される。
【００５２】
以上の作用により、光学部品が少ない簡単な構成で熱複屈折を補償することができる。光学部品が少ないことからレーザ発振器の小型化がはかれる。真空セルがないことからメンテナンスが簡単になる。プリズムに入射および出射するレーザ光がほぼ平行であるため、レーザ装置の組み立ておよび調整が容易になるという利点がある。
【００５３】
実施例６．
図７は本発明の実施例６を示す図である。図において、１５は出力結合量を調整する旋光子、１６はレーザ光の進行方向を規定するアイソレータ、１７はビーム径を調整するためのレンズである。
【００５４】
本実施例で、レーザ増幅器５０と第二のプリズム１００ａは正対し、レーザ光が循環するように配置されている。続いて動作について説明する。レーザ増幅器５０に入射したレーザ光は上述したように熱複屈折を補償され、出射される。レーザ増幅器５０から出射されたレーザ光は第二の１／２波長板１３ａと第二のプリズム１００ａに入射する。第二のプリズム１００ａを通過したレーザ光は、レンズ１７を通過し、レーザビーム径を調整され、偏光方向を９０度回転され、アイソレータ１６を通過し、旋光子１５により出力量を調整されたのち、偏光子１０でレーザ光の一部が出力として取り出される。
【００５５】
以上の作用により、光学部品が少ない簡単な構成で熱複屈折を補償することができる。光学部品が少ないことからレーザ発振器の小型化がはかれる。真空セルがないことから、メンテナンスが簡単になる。プリズムに入射および出射するレーザ光がほぼ平行であるため、レーザ装置の組み立ておよび調整が容易になるという利点がある。
【００５６】
実施例７．
図８は本発明の実施例７を示す図である。
【００５７】
動作について説明する。レーザ媒質１ａ〜１ｄは同一の励起光源２で励起されているので、第一〜第四のレーザ媒質に入射する励起光源２からの光の発光スペクトルおよび発光強度はそれぞれ等しく、第一および第二および第三および第四のレーザ媒質１は励起光源２を中心としたほぼ４５度回転対称な熱分布をもつ。レーザ光は、第一のレーザ媒質１ａに入射するが、熱複屈折の影響を受けロッド半径方向およびロッド接線方向の偏光成分が生じる。生じた偏光成分は大きさおよび方向はロッド断面内の位置により異なる。第一のレーザ媒質１ａから出射されたレーザ光は、第一の１／２波長板１３ａと第一のプリズム１００ａに入射するが、プリズム１００ａの出射光は上述のように偏光方向を９０度回転させられかつほぼ平行に折り返されレーザ光は第二のレーザ媒質１ｂに入射する。第二のレーザ媒質１ｂでも前記第一のレーザ媒質１ａと同様に熱複屈折を受ける。第二のレーザ媒質１ｂから出射されたレーザ光は、第二の１／２波長板１３ｂと第二のプリズム１００ｂに入射する。プリズム１００ｂから出射されたレーザ光は、上述したように偏光方向を９０度回転されたのち、９０度ローテータ４に入射し、偏光方向を９０度回転させられたのちに第三のレーザ媒質１ｃに入射する。第三のレーザ媒質１ｃに入射し、熱複屈折の影響を受けるが、第一のレーザ媒質１ａおよび第三のレーザ媒質１ｃの熱分布が励起光源２を中心としてほぼ対称なことおよび互いに偏光方向が９０度回転していることからロッド半径方向およびロッド接線方向にうける位相変化量は、それぞれ第一のレーザ媒質１ａで受けたロッド接線方向およびロッド半径方向と等しいため、ロッド半径方向とロッド接線方向での位相差は０となり第一のレーザ媒質で生じた熱複屈折が第三のレーザ媒質１ｃで補償され、レーザ光は第三のレーザ媒質１ｃから出射される。第三のレーザ媒質１ｃから出射されたレーザ光は、第三の１／２波長板１３ｃと第三のプリズム１００ｃに入射する。第三のプリズム１００ｃから出射されたレーザ光は偏光方向を９０度回転させられ、第四のレーザ媒質１ｄに入射する。第四のレーザ媒質１ｄでも前記第三のレーザ媒質１ｃと同様に熱複屈折を受けるが、第二のレーザ媒質１ｂおよび第四のレーザ媒質１ｄの熱分布が励起光源２を中心としてほぼ対称なことおよび互いに偏光方向が９０度回転していることからロッド半径方向およびロッド接線方向にうける位相変化量は、それぞれ第二のレーザ媒質１ｂで受けたロッド接線方向およびロッド半径方向と等しいため、ロッド半径方向とロッド接線方向での位相差は０となり熱複屈折が補償され第四のレーザ媒質１ｄから出射される。
【００５８】
以上のように第一のレーザ媒質１ａで生じた熱複屈折は第三のレーザ媒質１ｃで補償され、また第二のレーザ媒質１ｂで生じた熱複屈折は第四のレーザ媒質１ｄで補償される。以上の作用により、光学部品が少ない簡単な構成で熱複屈折を補償することができる。光学部品が少ないことからレーザ装置の小型化がはかれる。真空セルがないことから、メンテナンスが簡単になる。プリズムに入射および出射するレーザ光がほぼ平行であるため、レーザ装置の組み立ておよび調整が容易になるという利点がある。
【００５９】
実施例８．
図９は本発明の実施例８を示す図である。図において、６０はレーザ増幅器である。
【００６０】
次に動作について説明する。入力光は偏光子１０を通過することで直線偏光となり、レーザ増幅器６０に入射する。レーザ増幅器６０では上述したように熱複屈折の影響が補償され、レーザ増幅器６０から出射される。レーザ増幅器６０を出射した光は、１／４波長板８を通過し、全反射鏡１１で反射され、レーザ光は逆進し、再び１／４波長板８を通過する。１／４波長板８を２回通過しているので、偏光は９０度回転している。入力光は再びレーザ増幅器６０に入射するが、ここでも上述したように熱複屈折の影響が補償され、出射される。レーザ増幅器６０を出射したレーザ光の偏光は、入射光と直交しているため偏光子１０より出力光として取り出される。
【００６１】
以上の作用により、光学部品が少ない簡単な構成で熱複屈折を補償することができる。光学部品が少ないことからレーザ発振器の小型化がはかれる。真空セルがないため、メンテナンスが簡単になる。プリズムに入射および出射するレーザ光が平行であるため、レーザ装置の組み立ておよび調整が容易になるという利点がある。
【００６２】
実施例９．
図１０は本発明の実施例９を示す図である。図において、１００ｄは第四の入射光と出射光の偏光方向を保持するプリズム、１３ｄは第四の１／２波長板である。
【００６３】
本実施例では、レーザ増幅器６０の第一のレーザ媒質１ａの端面および第四のレーザ媒質１ｄの端面および第一のプリズム１００ａに正対するように第四のプリズム１００ｄを配置し、レーザ光が循環するようにしている。続いて動作について説明する。偏光子１０を通過することにより直線偏光となったレーザ光は、レーザ増幅器６０に入射する。レーザ増幅器６０に入射した入力光は、上述したように熱複屈折が補償されて、出射され、第四の１／２波長板１３ｄと第四のプリズム１００ｄに入射する。偏光方向を９０度回転して第四のプリズム１００ｄを出射したレーザ光の偏光は入力光と直交しているため、偏光子１０で出力として取り出される。
【００６４】
以上の作用により、光学部品が少ない簡単な構成で熱複屈折を補償することができる。光学部品が少ないことからレーザ発振器の小型化がはかれる。真空セルがないためメンテナンスが簡単になる。プリズムに入射および出射するレーザ光がほぼ平行であるため、レーザ装置の組み立ておよび調整が容易になるという利点がある。
【００６５】
実施例１０．
図１１は本発明の実施例１０を示す図である。
【００６６】
動作について説明する。レーザ光はレーザ増幅器６０に入射する。レーザ光は、レーザ増幅器６０で上述したように熱複屈折を補償されて出射し、全反射鏡１１で反射され逆進する。全反射鏡１１で反射され逆進したレーザ光は、再びレーザ増幅器６０に入射するがこのときも上述したように熱複屈折が補償され、レーザ増幅器から出射される。レーザ増幅器６０を出射したレーザ光の一部は出力鏡１２を通過して出力光として取り出される。
【００６７】
以上の作用により、光学部品が少ない簡単な構成で熱複屈折を補償することができる。光学部品が少ないことからレーザ発振器の小型化がはかれる。真空セルがないためメンテナンスが簡単になる。プリズムに入射および出射するレーザ光が平行であるため、レーザ装置の組み立ておよび調整が容易になるという利点がある。
【００６８】
実施例１１．
図１２は本発明の実施例１１を示す図である。
【００６９】
本実施例で、レーザ増幅器６０の第一のレーザ媒質１ａの端面および第四のレーザ媒質１ｄおよび第一のプリズム１００ａと第四のプリズム１００ｄは正対し、レーザ光が循環するように配置されている。続いて動作について説明する。レーザ増幅器６０に入射したレーザ光は上述したように熱複屈折を補償され、出射される。レーザ増幅器５０から出射されたレーザ光は第四の１／２波長板１３ｄと第二のプリズム１００ｄに入射する。第四のプリズム１００ｄを通過したレーザ光は、レンズ１７を通過し、レーザビーム径を調整され、偏光方向を９０度回転され、アイソレータ１６を通過し、旋光子１５により出力量を調整されたのち、偏光子１０でレーザ光の一部が出力として取り出される。
【００７０】
以上の作用により、光学部品が少ない簡単な構成で熱複屈折を補償することができる。光学部品が少ないことからレーザ発振器の小型化がはかれる。真空セルがないことからメンテナンスが簡単になる。プリズムに入射および出射するレーザ光がほぼ平行であるため、レーザ装置の組み立ておよび調整が容易になるという利点がある。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１〜４記載の発明によれば、簡単かつメンテナンスが容易な構成で、励起によりレーザ媒質に生じた熱による複屈折効果を補償でき、小型で増幅効率が向上されたレーザ増幅器を得られるという効果がある。
【００７２】
また、請求項４記載の発明によれば、レーザ光がレーザ増幅器を２回通過するので、増幅効率をさらに向上できる。
【００７３】
請求項５、６記載の発明によれば、簡単かつメンテナンスが容易な構成で、励起によりレーザ媒質に生じた熱による複屈折効果を補償でき、小型で発振効率が向上されたレーザ発振器を得られるという効果がある。
【００７４】
また、請求項６記載の発明によれば、レーザ光が循環するので、発振効率をさらに向上できる。
【００７５】
請求項７〜９記載の発明によれば、簡単かつメンテナンスが容易な構成で、励起によりレーザ媒質に生じた熱による複屈折効果を補償でき、小型で増幅効率が向上されたレーザ増幅器を得られるという効果がある。
【００７６】
また、請求項８記載の発明によれば、レーザ光がレーザ増幅器を２回通過するので、増幅効率をさらに向上できる。
【００７７】
また、請求項９記載の発明によれば、レーザ光が循環するので、増幅効率をさらに向上できる。
【００７８】
請求項１０、１１記載の発明によれば、簡単かつメンテナンスが容易な構成で、励起によりレーザ媒質に生じた熱による複屈折効果を補償でき、小型で発振効率が向上されたレーザ発振器を得られるという効果がある。
【００７９】
また、請求項１１記載の発明によれば、レーザ光が循環するので、発振効率をさらに向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１によるレーザ増幅器の構成図である。
【図２】この発明の偏光保持するプリズムの説明図である。
【図３】この発明の実施例２によるレーザ増幅器の構成図である。
【図４】この発明の実施例３によるレーザ発振器の構成図である。
【図５】この発明の実施例４によるレーザ発振器の構成図である。
【図６】この発明の実施例５によるレーザ発振器の構成図である。
【図７】この発明の実施例６によるレーザ発振器の構成図である。
【図８】この発明の実施例７によるレーザ増幅器の構成図である。
【図９】この発明の実施例８によるレーザ増幅器の構成図である。
【図１０】この発明の実施例９によるレーザ増幅器の構成図である。
【図１１】この発明の実施例１０によるレーザ発振器の構成図である。
【図１２】この発明の実施例１１によるレーザ発振器の構成図である。
【図１３】従来例のレーザ増幅器の構成図である。
【符号の説明】
１レーザ媒質、２励起光源、３励起キャビティ、
４９０度ローテータ、５集光レンズ、６真空セル、７凹面反射鏡、
８１／４波長板、９位相共役鏡、１０偏光子、１１全反射鏡、１２出力鏡、１３１／２波長板、１５旋光子、１６アイソレータ、
１７レンズ、５０レーザ増幅器、６０レーザ増幅器、１００プリズム、１０１〜１０７面。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a laser amplifier or a laser oscillator.
[0002]
[Prior art]
FIG. 13 shows a configuration of a laser amplifier part of a model name Infinity 40-100 pulse Nd: YAG laser system shown in a catalog and technical data of COHERENT, USA. Here, 1a and 1b are first and second laser media, respectively, 2 is an excitation light source, 3 is an excitation cavity, 4 is a 90-degree rotator, 5a and 5b are lenses, 6 is a vacuum cell, 7 is a concave surface for reflecting light. A reflecting mirror, 8 is a quarter-wave plate, 9 is a phase conjugate mirror, and 10 is a polarizer. In this apparatus, Nd: YAG is used as the first and second laser media 1, and a flash lamp is used as the excitation light source 2.
[0003]
Next, the operation will be described. Since the two laser media 1a and 1b arranged in the excitation cavity 3 are excited by the same excitation light source 2, the emission spectrum and emission of light from the excitation light source 2 incident on the first and second laser media. The intensities are equal, and the heat distributions formed in the first laser medium 1a and the second laser medium 1b are substantially symmetrical with respect to the excitation light source 2. The input light becomes linearly polarized light by passing through the polarizer 10 and enters the first laser medium 1a. However, the input light undergoes a phase change due to birefringence (hereinafter referred to as thermal birefringence) caused by heat generated by the excitation, and is subjected to a rod radial direction. And a polarization component in the tangential direction of the rod. The amount of phase change that occurs here depends on the position of the first laser medium 1a through which the laser light passes. Light emitted from the first laser medium 1a passes through the lens 5a, the vacuum cell 6, the concave reflecting mirror 7, the vacuum cell 6, the lens 5b, and the 90-degree rotator 4, and enters the second laser medium 1b. At this time, the

lenses

5a and 5b and the concave reflecting mirror 7 are located at the position of the second laser medium 1b having substantially the same laser beam diameter as that at the time of emission of the first laser medium 1a and having substantially the same heat distribution as at the time of passing through the first laser medium 1a. Are arranged to pass through.
[0004]
In addition, the vacuum cell 6 is arranged to prevent the laser light focused by the

lenses

5a and 5b from being discharged at the focus. The 90-degree rotator 4 rotates the polarized light components of the laser light incident on the second laser medium 1b by 90 degrees as compared with the polarization state at the time of emission of the first laser medium. The second laser medium 1b also generates a polarization component in the rod radial direction and a polarization component in the rod tangential direction. However, since the polarizations of the laser beams passing through the first laser medium 1a and the second laser medium 1b are rotated by 90 degrees with respect to each other, the polarization component in the rod radial direction and the polarization in the rod tangential direction in the first laser medium 1a. In the second laser medium 1b, the components having the components generate a polarization direction component in the rod tangential direction and a polarization component in the rod radial direction. Since the heat distributions of the first laser medium 1a and the second laser medium 1b are substantially symmetrical with the pumping light source 2 as the center, the respective phases in the rod radial direction and the rod tangential direction due to the thermal birefringence received. The amount of change is the same for the first laser medium 1a and the second laser medium 1b. For this reason, a change from linearly polarized light caused by thermal birefringence can be compensated. The laser beam emitted from the second laser medium 1b passes through the quarter-wave plate 8, is reversed in the traveling direction by the phase conjugate mirror 9, passes again through the quarter-wave plate 8, and has a polarization direction of 90 degrees. It rotates and enters the second laser medium 1b. Again, the second laser medium 1b undergoes thermal birefringence. The laser light emitted from the second laser medium 1b passes through a 90-degree rotator 4 and is rotated by 90 degrees in the polarization direction, and then the laser light passes through a lens 5b, and a vacuum cell 6, a concave reflecting mirror 7, The light passes through the vacuum cell 6 and the lens 5a and enters the first laser medium 1a.
[0005]
As described above, the thermal birefringence generated in the second laser medium 1b is compensated by the first laser medium 1a. The polarization of the laser light emitted from the first laser medium 1 a is orthogonal to the incident light and is extracted from the polarizer 10 as output light.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional example, as shown in FIG. 13, since the laser light emitted from the first laser medium 1a is again incident on the second laser medium 1b via a plurality of optical elements, the entire device becomes large. was there. Specifically, the vacuum cell 6 used in the conventional example must include all the regions where the laser light beam diameter is reduced, so that the vacuum cell 6 becomes large, and thus the problem that the whole apparatus becomes large. there were. In addition, since the vacuum cell 6 must be kept at a constant vacuum, there is a problem that maintenance of the entire apparatus becomes complicated.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The laser amplifier according to claim 1, wherein the first and second laser media are disposed substantially in parallel with each other, and the first and second laser media are substantially parallel to each other between the first and second laser media. A light source configured to excite the first and second laser medium, an excitation cavity containing the first and second laser medium and the light source, and a laser light emitted from the first laser medium. A laser amplifier having means for rotating the polarized light by 90 degrees and then incident on the second laser medium, wherein the incident point and the outgoing point are different, and the outgoing light is folded substantially parallel to the incident light. And a prism having a fixed relationship between the polarization state of the incident light and the polarization state of the outgoing light, and a half-wave plate provided between the first laser medium and the prism.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, the laser amplifier according to the first aspect is provided at one end of the second laser medium outside the laser amplifier so as to return the light emitted from the second laser medium to the original state. And a quarter-wave plate provided between one end of the second laser medium and the total reflection mirror.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a laser amplifier, which is disposed on the opposite side of the first laser medium and the second laser medium from the prism with respect to the first laser medium and the second laser medium. Folded, and the second prism in which the polarization state of the incident light and the polarization state of the outgoing light are in a fixed relationship, the outgoing light from the second laser medium is incident, and the second laser medium A half-wave plate is provided between one end and the second prism.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the laser amplifier according to the third aspect, a polarizer provided on one end side of the first laser medium outside the laser amplifier, and a portion between the polarizer and the second prism. And a 90-degree rotator installed in the first prism. The light emitted from the second prism is returned to the polarizer through the 90-degree rotator and is incident on the first laser medium.
[0011]
A laser oscillator according to a fifth aspect of the present invention is provided with the laser amplifier according to the first aspect and one end of the second laser medium outside the laser amplifier so as to return the light emitted from the second laser medium to the original state. A total reflection mirror, and an output mirror provided at one end of the first laser medium outside the laser amplifier.
[0012]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a laser oscillator according to the third aspect, wherein the first laser medium includes a polarizer provided at one end of the first laser medium outside the laser amplifier, and a second prism and the polarizer. A lens, an isolator, and an optical rotator arranged in order on the path of the output light of the second prism, and the output light of the second prism to the polarizer through the lens, the isolator, and the optical rotator. Then, the light is returned to the first laser medium and a part is output.
[0013]
The laser amplifier according to claim 7, wherein the first, second, third and fourth laser media are disposed substantially in parallel, and the first, second, third and fourth laser media are disposed between the first, second, third and fourth laser media. A first, second, third and fourth laser medium disposed substantially parallel to the first, second, third and fourth laser medium, and a light source for exciting the first, second and third laser medium; An excitation cavity containing the third and fourth laser medium and the light source, and means for rotating the polarization of the laser light emitted from the first laser medium by 90 degrees and then incident on the third laser medium, Means for rotating the polarization of the laser light emitted from the second laser medium by 90 degrees and then incident on the fourth laser medium, the laser amplifier is provided at one end of the first laser medium, Incoming point and outgoing point are different and outgoing light is incident light On the other hand, the first prism is folded almost in parallel, and the polarization state of the incident light and the polarization state of the emission light are in a fixed relationship, and the first prism is disposed between the first laser medium and the first prism. An output light from the first laser medium is incident on the second laser medium, and the first laser medium is opposite to the first prism with respect to the first laser medium and the second laser medium. Is installed on one end side of the second laser medium on the side, the incident point and the emitting point are different, the emitted light folds substantially parallel to the incident light, and the polarization state of the incident light and the polarization state of the emitted light are A second prism having a fixed relationship, a second half-wave plate provided between the second laser medium and the second prism, and a second prism and the third laser medium. 90 degree rotator installed in the third laser medium, Laser beam, and is disposed at one end of the third laser medium on the same side as the first prism with respect to the third laser medium. A third prism that is folded almost in parallel, and in which the polarization state of the incident light and the polarization state of the outgoing light have a fixed relationship, and the third prism installed between the third laser medium and the third prism. And a half-wave plate of which the light emitted from the third laser medium is incident on the fourth laser medium.
[0014]
A laser amplifier according to claim 8, wherein the laser amplifier according to claim 7 and the fourth laser medium are provided at one end of a fourth laser medium on the same side as the second prism with respect to the fourth laser medium. And a quarter-wave plate provided between one end of the fourth laser medium and the total reflection mirror. .
[0015]
A laser amplifier according to claim 9, a laser amplifier according to claim 7, and a polarizer disposed on one end side of the first laser medium on the same side as the second prism with respect to the first laser medium; The fourth laser medium is provided at one end of the fourth laser medium on the same side as the second prism with respect to the fourth laser medium. The incident point and the outgoing point are different, and the outgoing light is folded substantially parallel to the incident light. And a fourth prism having a fixed relationship between the polarization state of the incident light and the polarization state of the output light, and a fourth half-wave plate provided between the fourth laser medium and the fourth prism. Wherein the light emitted from the fourth laser medium is returned to the polarizer through the fourth half-wave plate, and is incident on the first laser medium.
[0016]
A laser oscillator according to claim 10, wherein the laser amplifier according to claim 7 and the fourth laser medium are provided at one end of a fourth laser medium on the same side as the second prism with respect to the fourth laser medium. A total reflection mirror installed to return the light emitted from the mirror, and an output mirror installed at one end of the first laser medium on the same side as the second prism with respect to the first laser medium. It is something.
[0017]
A laser oscillator according to an eleventh aspect includes a laser amplifier according to the ninth aspect, a lens sequentially disposed in a path of light emitted from the fourth prism between the fourth prism and the polarizer, an isolator, and an optical rotation. And returning the light emitted from the fourth prism to the polarizer through the lens, the isolator, and the optical rotator to make the light enter the first laser medium and output a part thereof.
[0018]
[Action]
In the laser amplifier according to the first to fourth aspects of the present invention, by using the prism and the half-wave plate, the laser light emitted from the first laser medium is folded almost in parallel, and the polarization direction of the laser light is changed. Are rotated by 90 degrees and incident on the second laser medium. As a result, the number of optical components arranged on the optical axis can be reduced, in particular, a vacuum cell can be eliminated, and a laser amplifier having a simple configuration with few optical components and easy maintenance can be obtained.
[0019]
In the laser oscillator according to the fifth and sixth aspects of the present invention, by using the prism and the half-wave plate, the laser light emitted from the first laser medium is turned substantially parallel, and Utilizing that the polarization directions are rotated by 90 degrees and incident on the second laser medium. Thus, the number of optical components arranged on the optical axis can be reduced, in particular, a vacuum cell can be eliminated, and a laser oscillator having a simple configuration with few optical components and easy maintenance can be obtained.
[0020]
In the laser amplifier according to the seventh to ninth aspects of the present invention, by using the prism and the half-wave plate, the laser light emitted from the first or second laser medium is turned substantially parallel, and Utilizing that the polarization directions of light are rotated by 90 degrees and are incident on the third or fourth laser medium, respectively. As a result, the number of optical components arranged on the optical axis can be reduced, in particular, a vacuum cell can be eliminated, and a laser amplifier with a simple configuration with few optical components and easy maintenance can be obtained.
[0021]
In the laser oscillator according to the tenth and eleventh aspects of the present invention, by using the prism and the half-wave plate, the laser light emitted from the first or second laser medium is folded substantially in parallel, and Utilizing that the polarization directions of light are rotated by 90 degrees and are incident on the third or fourth laser medium, respectively. As a result, the number of optical components arranged on the optical axis can be reduced, in particular, a vacuum cell can be eliminated, and a laser oscillator having a simple configuration and easy maintenance can be obtained.
[0022]
【Example】
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of Embodiment 1 of the present invention. In the figure, reference numeral 100 denotes a prism that retains and emits a phase difference between two orthogonal polarization components of laser light emitted from the laser medium 1a using total reflection, and 13 denotes a half-wave plate. FIG. 2 is an explanatory diagram of a prism. In the figure, reference numerals 100 to 107 denote respective surfaces of the prism.
[0023]
The prism 100 will be described with reference to FIG. In each slope, the angle between the surface 102 and the surface 101 is 45 degrees and the angle between the surface 103 and the surface 103 is 90 degrees. The angle between the surface 104 and the surface 101 is 90 degrees and the angle between the surface 103 and the surface 103 is 45 degrees. Makes an angle of 90 degrees with surface 101 and an angle of 90 degrees with surface 107.
[0024]
In FIG. 2, it is assumed that linearly polarized laser light inclined by an angle θ with respect to the y-axis enters the prism 100. The laser light enters the prism 100 from a point A on the surface 101. The electric field intensity vector of the laser light is divided into two orthogonal components along the orthogonal coordinates x and y in FIG. The components in the x direction are sequentially totally reflected at points B, C, D, and E, and the respective reflections are P-type, S-type, S-type, and P-type. Here, the P-type reflection is a reflection in which the electric field intensity vector of the laser light is parallel to a plane including the traveling direction vector of the laser light and the normal vector of the reflection surface, and the S-type reflection is the reflection of the laser light. This is a reflection in which the electric field strength vector is perpendicular to a plane including the traveling direction vector of the laser beam and the normal vector of the reflection surface. The components in the y direction are S-type, P-type, P-type, and S-type in total reflection at points B, C, D, and E. The phase change of the electric field due to total reflection usually differs depending on the incident angle, the P-type reflection, and the S-type reflection. However, in the prism 100, both the x-direction component and the y-direction component of the electric field intensity vector are twice, P-type reflection and S-type reflection. Since reflection is performed, there is no phase difference between the two-directional components that have passed through the prism 100. Thus, the polarization at point A is preserved at point F.
[0025]
As described above, the laser light is folded back substantially parallel by the prism 100 while maintaining the polarization direction of the laser.
[0026]
The polarization direction of the laser beam by the prism 100 and the half-wave plate 13 will be described using a Jones matrix. The polarization of the laser light is represented by two orthogonal components, x-axis and y-axis. At this time, the polarization of an arbitrary laser beam is expressed by the following equation.
[0027]
(Equation 1)

[0028]
The Jones matrix of the prism 100 does not change the phase difference between the time of incidence and the time of emission, and the direction of the y-axis is reversed.
[0029]
(Equation 2)

[0030]
It is assumed that the half-wave plate 13 has its slow axis inclined by φ from the x-axis. The Jones matrix of the half-wave plate 13 can be expressed by the following equation.
[0031]
(Equation 3)

[0032]
From the formulas (2) and (3), the combined Jones matrix of the prism 100 and the half-wave plate 13 can be expressed by the product of the matrices of the formulas (2) and (3), and is as follows.
[0033]
(Equation 4)

[0034]
The polarization components (Ex ′, Ey ′) of the laser beam incident on the half-wave plate and the prism 100 at the time of exiting the prism are expressed by the following equations.
[0035]
(Equation 5)

[0036]
Assuming that the polarization direction of the laser beam is rotated by 90 degrees by combining the prism 100 and the half-wave plate 13, the following equation is established.
[0037]
(Equation 6)

[0038]
The condition satisfying the expression (6) is φ = 45 degrees or φ = 135 degrees. From the above, when φ is set to the above-described value, by combining the prism 100 and the half-wave plate 13, the laser light can be folded almost in parallel and the polarization of the arbitrary laser light can be rotated by 90 degrees.
[0039]
The operation will be described. In the configuration of FIG. 1, the first and second laser mediums 1a and 1b are excited by one excitation light source as in FIG. The heat distribution of the medium 1b is substantially symmetric with respect to the excitation light source 2. The input light incident on the first laser medium 1a is affected by thermal birefringence as it goes straight through the first laser medium 1a, and polarization components in the rod radial direction and the rod tangential direction are generated. The magnitude and direction of the generated polarization component differs depending on the position in the rod cross section. Light emitted from the first laser medium 1 a passes through the half-wave plate 13 and enters the prism 100. As described above, the light emitted from the prism 100 has its polarization direction rotated by 90 degrees, is folded back substantially parallel, and enters the second laser medium 1b. The second laser medium 1b also undergoes birefringence in the same manner as the first laser medium 1a, but the polarization direction is rotated by 90 degrees and the heat distribution of the first laser medium 1a and the second laser medium 1b. However, since they are almost symmetrical about the excitation light source 2, the phase change amounts in the rod radial direction and the rod tangential direction are equal to the rod tangential direction and the rod radial direction received by the first laser medium 1a, respectively. The phase difference between the direction and the rod tangential direction becomes 0, and the change from linearly polarized light due to thermal birefringence is compensated.
[0040]
By the above operation, thermal birefringence can be compensated by a simple configuration with few optical components. Since the number of optical components is small, the size of the solid-state laser device can be reduced. Since no vacuum cell is used, maintenance of the device is simplified. Since the laser beams entering and exiting the prism are substantially parallel, there is an advantage that the assembly and adjustment of the laser device are facilitated.
[0041]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 50 denotes the above-described laser amplifier.
[0042]
Next, the operation will be described. The input light becomes linearly polarized light by passing through the polarizer 10 and enters the laser amplifier 50. The input light that has entered the laser amplifier 50 is emitted from the laser amplifier 50 after the effect of thermal birefringence is compensated for as described above. The input light emitted from the laser amplifier 50 passes through the quarter-wave plate 8, is reflected by the total reflection mirror 11, the laser light travels backward, and passes through the quarter-wave plate 8 again. Since the light passes through the quarter-wave plate 8 twice, the polarized light is rotated by 90 degrees. The input light is again incident on the laser amplifier 50, but here again, the effect of thermal birefringence is compensated and emitted as described above. Since the polarization of the laser light emitted from the laser amplifier 50 is orthogonal to the incident light, it is extracted from the polarizer 10 as output light.
[0043]
By the above operation, thermal birefringence can be compensated by a simple configuration with few optical components. Since there are few optical components, the size of the laser oscillator can be reduced. Maintenance is simplified because there is no vacuum cell. Since the laser beams entering and exiting the prism are substantially parallel, there is an advantage that the assembly and adjustment of the laser device are facilitated.
[0044]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 4 is a view showing a third embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 100a denotes a prism for maintaining the polarization directions of the second incident light and the outgoing light, and 13a denotes a second half-wave plate.
[0045]
In the present embodiment, the second prism 100a is disposed so as to face the laser amplifier 50 so that the laser light circulates. Next, the operation will be described. The laser light that has been converted into linearly polarized light by passing through the polarizer 10 enters the laser amplifier 50. The input light that has entered the laser amplifier 50 is compensated for thermal birefringence as described above, exits from the laser amplifier 50, and enters the second half-wave plate 13a and the second prism 100a. The polarization of the laser light that has passed through the second prism is parallel to the input light, and thus is extracted as an output by the polarizer 10.
[0046]
By the above operation, thermal birefringence can be compensated by a simple configuration with few optical components. Since there are few optical components, the size of the laser oscillator can be reduced. Maintenance is easy because there is no vacuum cell. Since the laser beams entering and exiting the prism are substantially parallel, there is an advantage that the assembly and adjustment of the laser device are facilitated.
[0047]
Embodiment 4. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
[0048]
In the present embodiment, the second prism 100a is disposed so as to face the laser amplifier 50 so that the laser light circulates. Next, the operation will be described. The laser light that has been converted into linearly polarized light by passing through the polarizer 10 enters the laser amplifier 50. The input light that has entered the laser amplifier 50 is emitted with its thermal birefringence compensated as described above, and enters the second half-wave plate 13a, the second prism 100a, and the 90-degree rotator 4. Since the polarization of the laser light that has passed through the 90-degree rotator 4 is orthogonal to the input light, it passes through the polarizer 10 and again passes through the laser amplifier 50, the second half-wave plate 13a, and the second prism 100a. , 90 degrees. The polarization of the laser light that has passed through the second 90-degree rotator 4 for the second time is parallel to the input light.
[0049]
By the above operation, thermal birefringence can be compensated by a simple configuration with few optical components. Since there are few optical components, the size of the laser oscillator can be reduced. Further, since the light passes through the laser amplifier 50 twice, the amplification efficiency is improved. Maintenance is simplified because there is no vacuum cell. Since the laser beams entering and exiting the prism are substantially parallel, there is an advantage that the assembly and adjustment of the laser device are facilitated.
[0050]
Embodiment 5 FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
[0051]
The operation will be described. The laser light enters a laser amplifier 50. The laser light incident on the laser amplifier 50 is emitted from the laser amplifier 50 after being compensated for thermal birefringence as described above, reflected by the total reflection mirror 11, and travels backward. The laser beam reflected by the total reflection mirror 11 and traveling backward enters the laser amplifier 50 again, but at this time, the thermal birefringence is compensated as described above, and the laser beam is emitted from the laser amplifier. Part of the laser light emitted from the laser amplifier 50 passes through the output mirror 12 and is extracted as output light.
[0052]
By the above operation, thermal birefringence can be compensated by a simple configuration with few optical components. Since there are few optical components, the size of the laser oscillator can be reduced. Maintenance is simplified because there is no vacuum cell. Since the laser beams entering and exiting the prism are substantially parallel, there is an advantage that the assembly and adjustment of the laser device are facilitated.
[0053]
Embodiment 6 FIG.
FIG. 7 is a view showing a sixth embodiment of the present invention. In the figure, 15 is an optical rotator for adjusting the output coupling amount, 16 is an isolator for defining the traveling direction of the laser light, and 17 is a lens for adjusting the beam diameter.
[0054]
In this embodiment, the laser amplifier 50 and the second prism 100a face each other and are arranged so that the laser light circulates. Next, the operation will be described. The laser beam incident on the laser amplifier 50 is emitted after being compensated for thermal birefringence as described above. The laser light emitted from the laser amplifier 50 enters the second half-wave plate 13a and the second prism 100a. After passing through the second prism 100a, the laser beam passes through the lens 17, the laser beam diameter is adjusted, the polarization direction is rotated by 90 degrees, the laser beam passes through the isolator 16, and the output amount is adjusted by the optical rotator 15, and A part of the laser light is taken out as an output by the polarizer 10.
[0055]
By the above operation, thermal birefringence can be compensated by a simple configuration with few optical components. Since there are few optical components, the size of the laser oscillator can be reduced. Since there is no vacuum cell, maintenance is simplified. Since the laser beams entering and exiting the prism are substantially parallel, there is an advantage that the assembly and adjustment of the laser device are facilitated.
[0056]
Embodiment 7 FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a seventh embodiment of the present invention.
[0057]
The operation will be described. Since the laser media 1a to 1d are excited by the same excitation light source 2, the emission spectrum and the emission intensity of the light from the excitation light source 2 incident on the first to fourth laser media are respectively equal, The third and fourth laser media 1 have a heat distribution that is rotationally symmetric about 45 degrees about the excitation light source 2. The laser beam is incident on the first laser medium 1a, but generates polarization components in the rod radial direction and the rod tangential direction under the influence of thermal birefringence. The magnitude and direction of the generated polarization component differ depending on the position in the rod cross section. The laser light emitted from the first laser medium 1a enters the first half-wave plate 13a and the first prism 100a, but the emitted light from the prism 100a rotates the polarization direction by 90 degrees as described above. The laser light is turned and turned substantially parallel, and enters the second laser medium 1b. The second laser medium 1b also receives thermal birefringence similarly to the first laser medium 1a. The laser light emitted from the second laser medium 1b enters the second half-wave plate 13b and the second prism 100b. The laser beam emitted from the prism 100b has its polarization direction rotated by 90 degrees as described above, and then enters the 90-degree rotator 4, where the polarization direction is rotated by 90 degrees, and then enters the third laser medium 1c. Incident. The light enters the third laser medium 1c and is affected by thermal birefringence. However, the heat distribution of the first laser medium 1a and the third laser medium 1c is substantially symmetric about the excitation light source 2 and the polarization directions are mutually different. Are rotated by 90 degrees, the phase changes in the rod radial direction and the rod tangential direction are equal to the rod tangential direction and the rod radial direction received by the first laser medium 1a, respectively. The phase difference in the direction becomes 0, and the thermal birefringence generated in the first laser medium is compensated by the third laser medium 1c, and the laser light is emitted from the third laser medium 1c. The laser light emitted from the third laser medium 1c enters the third half-wave plate 13c and the third prism 100c. The laser beam emitted from the third prism 100c is rotated by 90 degrees in the polarization direction, and is incident on the fourth laser medium 1d. The fourth laser medium 1d also undergoes thermal birefringence similarly to the third laser medium 1c, but the heat distribution of the second laser medium 1b and the fourth laser medium 1d is substantially symmetric about the excitation light source 2. Since the polarization directions are rotated by 90 degrees with respect to each other, the phase changes in the rod radial direction and the rod tangential direction are equal to the rod tangential direction and the rod radial direction received by the second laser medium 1b, respectively. The phase difference between the radial direction and the tangential direction of the rod becomes 0, the thermal birefringence is compensated, and the light is emitted from the fourth laser medium 1d.
[0058]
As described above, the thermal birefringence generated in the first laser medium 1a is compensated by the third laser medium 1c, and the thermal birefringence generated in the second laser medium 1b is compensated by the fourth laser medium 1d. You. By the above operation, thermal birefringence can be compensated by a simple configuration with few optical components. Since the number of optical components is small, the size of the laser device can be reduced. Since there is no vacuum cell, maintenance is simplified. Since the laser beams entering and exiting the prism are substantially parallel, there is an advantage that the assembly and adjustment of the laser device are facilitated.
[0059]
Embodiment 8 FIG.
FIG. 9 is a view showing an eighth embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 60 denotes a laser amplifier.
[0060]
Next, the operation will be described. The input light becomes linearly polarized light by passing through the polarizer 10 and enters the laser amplifier 60. In the laser amplifier 60, the influence of the thermal birefringence is compensated as described above, and the light is emitted from the laser amplifier 60. The light emitted from the laser amplifier 60 passes through the quarter-wave plate 8, is reflected by the total reflection mirror 11, the laser light travels backward, and passes through the quarter-wave plate 8 again. Since the light passes through the quarter-wave plate 8 twice, the polarized light is rotated by 90 degrees. The input light is again incident on the laser amplifier 60, but is again emitted after the effect of thermal birefringence is compensated for as described above. Since the polarization of the laser light emitted from the laser amplifier 60 is orthogonal to the incident light, it is extracted from the polarizer 10 as output light.
[0061]
By the above operation, thermal birefringence can be compensated by a simple configuration with few optical components. Since there are few optical components, the size of the laser oscillator can be reduced. Maintenance is simplified because there is no vacuum cell. Since the laser beams entering and exiting the prism are parallel, there is an advantage that the assembly and adjustment of the laser device are facilitated.
[0062]
Embodiment 9 FIG.
FIG. 10 is a diagram showing a ninth embodiment of the present invention. In the figure, 100d is a prism for maintaining the polarization direction of the fourth incident light and outgoing light, and 13d is a fourth half-wave plate.
[0063]
In this embodiment, the fourth prism 100d is disposed so as to face the end face of the first laser medium 1a of the laser amplifier 60, the end face of the fourth laser medium 1d, and the first prism 100a, and the laser light circulates. I am trying to do it. Next, the operation will be described. The laser light that has become linearly polarized by passing through the polarizer 10 enters the laser amplifier 60. The input light that has entered the laser amplifier 60 is emitted after being compensated for thermal birefringence as described above, and enters the fourth half-wave plate 13d and the fourth prism 100d. The polarized light of the laser light emitted from the fourth prism 100d after rotating the polarization direction by 90 degrees is orthogonal to the input light, and thus is extracted as an output by the polarizer 10.
[0064]
By the above operation, thermal birefringence can be compensated by a simple configuration with few optical components. Since there are few optical components, the size of the laser oscillator can be reduced. Maintenance is simplified because there is no vacuum cell. Since the laser beams entering and exiting the prism are substantially parallel, there is an advantage that the assembly and adjustment of the laser device are facilitated.
[0065]
Embodiment 10 FIG.
FIG. 11 shows a tenth embodiment of the present invention.
[0066]
The operation will be described. The laser light enters a laser amplifier 60. The laser light is emitted after being compensated for thermal birefringence by the laser amplifier 60 as described above, and is reflected by the total reflection mirror 11 and travels backward. The laser light reflected by the total reflection mirror 11 and traveling backward enters the laser amplifier 60 again, but at this time, the thermal birefringence is compensated as described above, and the laser light is emitted from the laser amplifier. Part of the laser light emitted from the laser amplifier 60 passes through the output mirror 12 and is extracted as output light.
[0067]
By the above operation, thermal birefringence can be compensated by a simple configuration with few optical components. Since there are few optical components, the size of the laser oscillator can be reduced. Maintenance is simplified because there is no vacuum cell. Since the laser beams entering and exiting the prism are parallel, there is an advantage that the assembly and adjustment of the laser device are facilitated.
[0068]
Embodiment 11 FIG.
FIG. 12 shows an eleventh embodiment of the present invention.
[0069]
In this embodiment, the end face of the first laser medium 1a of the laser amplifier 60, the fourth laser medium 1d, the first prism 100a and the fourth prism 100d face each other, and are arranged so that the laser light circulates. I have. Next, the operation will be described. The laser light incident on the laser amplifier 60 is emitted after its thermal birefringence is compensated for as described above. The laser light emitted from the laser amplifier 50 enters the fourth half-wave plate 13d and the second prism 100d. The laser beam that has passed through the fourth prism 100d passes through a lens 17, is adjusted in laser beam diameter, is rotated by 90 degrees in the polarization direction, passes through an isolator 16, and is adjusted in output amount by an optical rotator 15. A part of the laser light is taken out as an output by the polarizer 10.
[0070]
By the above operation, thermal birefringence can be compensated by a simple configuration with few optical components. Since there are few optical components, the size of the laser oscillator can be reduced. Maintenance is simplified because there is no vacuum cell. Since the laser beams entering and exiting the prism are substantially parallel, there is an advantage that the assembly and adjustment of the laser device are facilitated.
[0071]
【The invention's effect】
According to the first to fourth aspects of the present invention, a simple and easy-to-maintain configuration can compensate a birefringence effect due to heat generated in a laser medium by excitation, and can obtain a small-sized laser amplifier having improved amplification efficiency. This has the effect.
[0072]
According to the fourth aspect of the present invention, since the laser light passes through the laser amplifier twice, the amplification efficiency can be further improved.
[0073]
According to the fifth and sixth aspects of the present invention, a simple and easy-to-maintain configuration can compensate for a birefringence effect due to heat generated in a laser medium by excitation, and provide a small-sized laser oscillator having improved oscillation efficiency. This has the effect.
[0074]
According to the invention of claim 6, since the laser light circulates, the oscillation efficiency can be further improved.
[0075]
According to the seventh to ninth aspects of the present invention, a simple and easy-to-maintain configuration can compensate for a birefringence effect due to heat generated in a laser medium by excitation, and can obtain a small-sized laser amplifier with improved amplification efficiency. This has the effect.
[0076]
According to the eighth aspect of the present invention, since the laser light passes through the laser amplifier twice, the amplification efficiency can be further improved.
[0077]
According to the ninth aspect of the present invention, since the laser light circulates, the amplification efficiency can be further improved.
[0078]
According to the tenth and eleventh aspects, a birefringence effect due to heat generated in a laser medium by excitation can be compensated by a simple and easy-to-maintain configuration, and a small-sized laser oscillator having improved oscillation efficiency can be obtained. This has the effect.
[0079]
According to the eleventh aspect, the laser light circulates, so that the oscillation efficiency can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a laser amplifier according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a polarization maintaining prism according to the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of a laser amplifier according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of a laser oscillator according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of a laser oscillator according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of a laser oscillator according to Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram of a laser oscillator according to Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram of a laser amplifier according to Embodiment 7 of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram of a laser amplifier according to Embodiment 8 of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram of a laser amplifier according to Embodiment 9 of the present invention.
FIG. 11 is a configuration diagram of a laser oscillator according to Embodiment 10 of the present invention.
FIG. 12 is a configuration diagram of a laser oscillator according to Embodiment 11 of the present invention.
FIG. 13 is a configuration diagram of a conventional laser amplifier.
[Explanation of symbols]
1 laser medium, 2 excitation light source, 3 excitation cavity,
4 90 degree rotator, 5 condenser lens, 6 vacuum cell, 7 concave reflecting mirror,
8 1/4 wavelength plate, 9 phase conjugate mirror, 10 polarizer, 11 total reflection mirror, 12 output mirror, 13 1/2 wavelength plate, 15 optical rotator, 16 isolator,
17 lenses, 50 laser amplifiers, 60 laser amplifiers, 100 prisms, 101-107 surfaces.

Claims

First and second laser media arranged substantially in parallel, and between the first and second laser media, arranged substantially parallel to the first and second laser media, the first and second laser media A light source for exciting the laser medium, an excitation cavity containing the first and second laser medium and the light source, and after rotating the polarization of the laser light emitted from the first laser medium by 90 degrees. In the laser amplifier having means for making the laser light incident on the second laser medium, as the means, the incident point and the outgoing point are different, the outgoing light is turned substantially parallel to the incident light, and the polarization direction of the laser light is changed. A laser amplifier comprising: a holding prism; and a half-wave plate provided between the first laser medium and the prism.

The laser amplifier according to claim 1, a total reflection mirror installed on one end side of the second laser medium outside the laser amplifier so as to return light emitted from the second laser medium to the original state, and And a quarter-wave plate provided between one end of the laser medium and the total reflection mirror.

A laser amplifier according to claim 1, disposed on the opposite side of the prism with respect to the first laser medium and the second laser medium of, and Kaee folded substantially parallel to the incident light emitted light, and the laser beam A second prism for maintaining a polarization direction, and a light emitted from the second laser medium are made incident thereon, and a half of the second prism is provided between one end of the second laser medium and the second prism. A laser amplifier, comprising: a wave plate.

The laser amplifier according to claim 3, a polarizer provided at one end of the first laser medium outside the laser amplifier, and a 90-degree rotator provided between the polarizer and the second prism. A laser amplifier, comprising: returning the light emitted from the second prism to the polarizer through the 90-degree rotator and causing the light to enter the first laser medium.

A laser amplifier according to claim 1, a total reflection mirror installed on one end side of the second laser medium outside the laser amplifier so as to return light emitted from the second laser medium to the original, An output mirror provided at one end of the laser medium outside the laser amplifier.

4. The laser amplifier according to claim 3, a polarizer provided at one end of the first laser medium outside the laser amplifier, and a light emitted from the second prism between the second prism and the polarizer. A lens, an isolator, and an optical rotator arranged in order on the path, and the light emitted from the second prism is returned to the polarizer through the lens, the isolator, and the optical rotator, and is incident on the first laser medium. And a laser oscillator for outputting a part.

First, second, third and fourth laser media arranged substantially in parallel and rotationally symmetrically, and the first, second, third and fourth laser media at the center of rotational symmetry between the first, second, third and fourth laser media. A light source disposed substantially parallel to the first, second, third and fourth laser media, for exciting the first, second, third and fourth laser media; And a pumping cavity containing the fourth laser medium and the light source, and means for rotating the polarization of the laser light emitted from the first laser medium by 90 degrees and then incident on the third laser medium, Means for rotating the polarized light of the laser light emitted from the second laser medium by 90 degrees and then incident on the fourth laser medium. Point and outgoing point are different, and outgoing light is And Kaee folded substantially parallel and includes a first prism for holding the polarization direction of the laser beam, and a first half-wave plate installed between the first laser medium and the first prism Light emitted from the first laser medium is incident on the second laser medium, and one end of the second laser medium opposite to the first prism with respect to the first laser medium and the second laser medium. The incident point and the exit point are different from each other, the exit light folds almost parallel to the incident light, and the second prism that maintains the polarization direction of the laser light , and the second laser medium and the second prism A second half-wave plate provided between the two prisms, and a 90-degree rotator provided between the second prism and the third laser medium; Into a third laser medium, and the first laser medium Is installed on one end side of the third laser medium rhythm and the same side, different emission points and incident point, the the outgoing light to Kaee folded substantially parallel to the incident light, and to retain the polarization direction of the laser beam A third prism, and a third half-wave plate provided between the third laser medium and the third prism, and emits light from the third laser medium to a fourth laser medium. A laser amplifier characterized by being incident.

8. The laser amplifier according to claim 7, wherein the light emitted from the fourth laser medium is returned to one end of the fourth laser medium on the same side as the second prism with respect to the fourth laser medium. A laser amplifier, comprising: a total reflection mirror provided; and a quarter-wave plate provided between one end of the fourth laser medium and the total reflection mirror.

The laser amplifier according to claim 7, a polarizer provided on one end side of the first laser medium on the same side as the second prism with respect to the first laser medium, and a polarizer provided on the fourth laser medium. Installed at one end of the fourth laser medium on the same side as the two prisms, the incident point and the emitting point are different, the emitted light folds almost parallel to the incident light, and the polarization direction of the laser light is maintained A fourth prism, and a fourth half-wave plate provided between the fourth laser medium and the fourth prism. A laser amplifier, wherein the light is returned to the polarizer through a two-wave plate and is incident on a first laser medium.

8. The laser amplifier according to claim 7, wherein the light emitted from the fourth laser medium is returned to one end of the fourth laser medium on the same side as the second prism with respect to the fourth laser medium. A laser oscillator comprising: a total reflection mirror provided; and an output mirror provided at one end of the first laser medium on the same side as the second prism with respect to the first laser medium.

The laser amplifier according to claim 9, further comprising a lens disposed in a path of light emitted from the fourth prism between the fourth prism and the polarizer, an isolator, and an optical rotator. A laser oscillator, wherein the light emitted from a prism is returned to the polarizer through the lens, the isolator, and the optical rotator, and is incident on the first laser medium and partially output.