JP4096137B2 - Laser oscillator - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、レーザ発振器に関し、より詳しくはレーザ光をジグザグに反射する励起用部材を備えるレーザ発振器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、反射面を互いに向き合わせて配置した一対の励起用部材と、上記反射面で交互にジグザグに反射されるレーザ光の光軸上において互いに向き合わせて配置した反射ミラーと出力ミラーと、上記ミラーと励起用部材とで構成される共振器空間内に励起用レーザ光を入射するレーザ手段とを備えたものが知られている(特開平8-162717号公報、特開平10-107365号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記両公報では、励起用レーザ光を入射する導入口を励起用部材と反射ミラーとの間、および励起用部材と出力ミラーとの間に設けていた。
このため、上記導入口から共振器空間内に入射される励起用レーザ光の光軸を出力ミラーから取出されるレーザ光線の光軸と一致させなければならず、その調整が煩雑で手間がかかるといった欠点がある。
また従来では、上記両導入口より効率的に共振器空間内に励起用レーザ光を入射させるために、光学系部品(レンズ、ファイバ)を用いて励起用レーザ光をコリメートして導入するようにしていたので、レーザ発振器が高価になるといった欠点がある。
本発明はそのような事情に鑑み、従来の励起用部材を備えるレーザ発振器に比較してレーザ手段から入射される励起用レーザ光の光軸と出力ミラーから出力されるレーザ光線の光軸とを調整する煩雑な調整作業を不用にするとともに、励起用レーザ光をコリメートする光学系部品を省略した安価なレーザ発振器を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項1の発明は、反射面を互いに向き合わせて配置した励起用部材と、上記反射面で交互にジグザグに反射されるレーザ光の光軸上において互いに向き合わせて配置した反射ミラーと出力ミラーと、上記ミラーと励起用部材とで構成される共振器空間内に励起用レーザ光を入射するレーザ手段とを備えたレーザ発振器において、
上記励起用部材は、対向するベースに交互に断続的に配設された複数の励起用部材からなっており、これら励起用部材の間に露出するベースを切欠いて上記共振器空間内に励起用レーザ光を導入する導入口を設けたものである。
また請求項2の発明は、反射面を互いに向き合わせて配置した励起用部材と、上記反射面で交互にジグザグに反射されるレーザ光の光軸上において互いに向き合わせて配置した反射ミラーと出力ミラーと、上記ミラーと励起用部材とで構成される共振器空間内に励起用レーザ光を入射するレーザ手段とを備えたレーザ発振器において、
上記励起用部材は、それぞれレーザ光の反射経路に沿って連続する単体の励起用部材からなっており、これら励起用部材の非反射部分を切欠いて上記共振器空間内に励起用レーザ光を導入する導入口を形成したものである。
【0005】
【作用】
上述した構成によれば、上記導入口から共振器空間内に導入された励起用レーザ光を、共振器空間を構成する一対の励起用部材、反射ミラーおよび出力ミラーとでジグザグに反射して共振するとともに、増幅されて所定出力に達したレーザ光を出力ミラーから出力することができる。
また上記導入口は、励起用部材の間に露出するベースや励起用部材の非反射部分に適宜設けることができるので、従来のレーザ発振器に比較して導入口の総面積を増大させることができる。
したがって、共振器空間内に入射される励起用レーザ光の光軸を出力ミラーから出力されるレーザ光線の光軸に一致させる必要がないので、従来行っていた煩雑な光軸の調整作業を省くことができ、また上記導入口の総面積を増大することにより、従来使用していた光学系部品を省いてレーザ発振器を安価にすることができる。
【0006】
【実施例】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図1において、1は図示しないレーザ手段としての半導体レーザから入射された励起用レーザ光Lを所定の出力に増幅して出力するレーザ発振器である。
上記レーザ発振器1は、図示しないフレームに上下に平行して配設した上方側の第1基板(ベース)2と下方側の第2基板(ベース)3と、上方側の第1基板2の下端面に、レーザ光L’の反射経路に沿ってそれ自身の一辺の寸法よりも若干広い間隔を開けて配設した励起用部材としての正方形の第1固体レーザ媒質4と、下方側の第2基板3の上端面に、上記第1固体レーザ媒質4に対して重ならないようにして、レーザ光L’の反射経路に沿ってそれ自身の一片の寸法よりも若干広い間隔を開けて配設された励起用部材としての正方形の第2固体レーザ媒質5と、上記両基板2、3の左側に配設されて、その反斜面を一番左側の第1固体レーザ媒質4に対して斜めに向けた反射ミラー7と、上記両基板2、3の右側に配設されて、その反斜面を一番右側の第2固体レーザ媒質5に対して斜めに向けた出力ミラー8とを備えており、これら反射ミラー7と出力ミラー8とはレーザ光L’の光軸上に対向している。そして、これら第1固体レーザ媒質4、第2固体レーザ媒質5、反射ミラー7および出力ミラー8とで励起用レーザ光Lを共振する共振器空間を形成している。
【0007】
上記第1基板2および第2基板3は、銅板(ヒートシンク)10と、この銅板10に接合されて、励起用レーザ光lを透過するサファイヤ板11を備えており、このサファイヤ板11に上記両固体レーザ媒質4、5が接合されている。なお、本実施例では銅板10にサファイヤ板11を接合していたがこれに限定されるものではなく、例えば石英等の励起用レザー光Lを透過する素材であればよい。上記第1固体レーザ媒質4および第2固体レーザ媒質5は、本実施例ではYVO4(イットリウムバナデート)結晶に活性イオンとしてNd(ネオジム)を添加したNd:YVO4を用いており、このNd:YVO4の裏面、すなわちサファイヤ板11側にレーザ光L’を全反射する光反射コートを施した反射面4a、5aを備えている。この反射面4a、5aは、互いに平行する両固体レーザ媒質4、5に準じて互いに平行になっている。
そして本実施例では、Nd:YVO4を用いているので波長800nmの励起用レーザ光Lを放射する半導体レーザを用いている。なお、上記Ndに換えて例えばYb(イッテルビウム)等を用いてもよいが、その場合には励起用レーザ光Lの波長を適宜変更しなければならない。
【0008】
しかして本実施例では、離隔して配置した第1固体レーザ媒質4との間、すなわち第2固体レーザ媒質5の上方に位置する第1基板2の銅板10を断続的に切欠いて正方形の導入口12を形成し、この導入口12およびサファイヤ板11を通過した励起用レーザ光Lを共振器空間、具体的には第2固体レーザ媒質5に入射するように設定する一方、第1固体レーザ媒質4の下方に位置する第2基板3の銅板10を断続的に切欠いて正方形の導入口13を形成し、この導入口13およびサファイヤ板11を通過した励起用レーザ光Lを共振器空間、具体的には第1固体レーザ媒質4に入射するように設定している。
このとき、半導体レーザから放射した励起用レーザ光Lは光学系部品等を介さずに入射させており、しかもこの励起用レーザ光Lを出力ミラー8から出力するレーザ光線L”の光軸と異ならせている。
【0009】
上述した構成によれば、第1固体レーザ媒質4および第2固体レーザ媒質5とにそれぞれ入射された励起用レーザ光Lは、Nd:YVO4で吸収されてレーザ光L’になると、このレーザ光L’はそれぞれ反射面4a、5aで反射されて他方側に向けて拡散しながら進行するようになる。
具体的には、一番左側の第1固体レーザ媒質4で反射されたレーザ光L’の一部が反射ミラー7および一番左側の第2固体レーザ媒質5に入射され、また中央の第1固体レーザ媒質4で反射されたレーザ光L’の一部が一番左側および中央の第2固体レーザ媒質5に入射され、さらに一番右側の第1固体レーザ媒質4で反射されたレーザ光L’の一部が中央および一番右側の第2レーザ媒質5に入射されるようになる。
これに対し、一番左側の第2固体レーザ媒質5で反射されたレーザ光L’の一部が一番左側および中央の第1固体レーザ媒質4に入射され、また中央の第2固体レーザ媒質5で反射されたレーザ光L’の一部が中央および一番右側の第1固体レーザ媒質4に入射され、さらに一番右側の第2固体レーザ媒質5で反射されたレーザ光L’の一部が一番右側の第1固体レーザ媒質5および出力ミラー8に入射されるようになる。
この結果から理解されるように、上記各第1固体レーザ媒質4、第2固体レーザ媒質5、反射ミラー7および出力ミラー8とでそれぞれに反射されたレーザ光L’は、図1に示すようなジグザグに連続する一本のレーザ光L’となり、これら第1固体レーザ媒質4、第2固体レーザ媒質5、反射ミラー7および出力ミラー8との間、すなわち共振器空間で共振されて所定出力に達したレーザ光L’は出力ミラー8からレーザ光線L”として出力される。
ところで、従来のレーザ発振器では、励起用部材と反射ミラーとの間、および励起用部材と出力ミラーとの間に導入口を設けていたため、入射する励起用レザー光の光軸を出力ミラーから取出されるレーザ光線の光軸と一致させなければならず、その調整が煩雑で、またしかも両導入口から効率的に励起用レーザ光を導入するために光学系部品を使用していたのでレーザ発振器が高価になるといった欠点があるが、上述したように第1基板2および第2基板3とに設けた導入口12、13により励起用レーザ光Lを入射させれば、従来のような煩雑な光軸の調整作業を不用にすることができ、また導入口12、13を多数設ければ従来のように光学系部品を用いなくともよいので、レーザ発振器1を安価に構成することができる。
【0010】
なお上記実施例では、両レーザ媒質4、5の反射面4a、5aを互いに平行に配置しているが、対向する反射面4a、5aの角度は、レーザ光線L’の光軸が回折限界となる角度まで傾けることが可能である。
また上記実施例では、第1固体レーザ媒質4および第2固体レーザ媒質5と同数の導入口12、13を設けているがこれに限定されるものではなく、それ以下でもあってもよい
また本実施例では、第1固体レーザ媒質4と第2固体レーザ媒質5の両方に励起用レーザ光を入射させているがこれに限定されるものではなく、いずれか一方だけに入射するようにしてもよい。
さらに本実施例では、正方形のレーザ媒質4、5を断続的に設けていたがこれに限定されるものではなく、レーザ媒質4、5をレーザ光Lの反射経路に沿って連続する単体としてもよいが、その場合には基板2、3は勿論のことレーザ媒質4、5の非反射部分を切欠かなければならない。
さらに本実施例では、励起用部材を固体レーザ媒質4、5としていたがこれに限定されるものではなく、面発光半導体レーザ素子要素を用いてもよく、この場合には面発光半導体レーザ素子要素を通電する導電性の基板を用いなければならない。
【0011】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、従来に比較して煩雑な光軸の調整を不要にすることができ、またレーザ発振器を安価にすることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す側面図。
【図2】第1基板2および第1固体レーザ媒質4の斜視図。
【符号の説明】
1…レーザ発振器 4…第1固体レーザ媒質
5…第2固体レーザ媒質 7…反射ミラー
8…出力ミラー 12…導入口
13…導入口[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a laser oscillator, and more particularly to a laser oscillator including an excitation member that reflects laser light in a zigzag manner.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a pair of excitation members arranged with their reflecting surfaces facing each other, a reflecting mirror and an output mirror arranged facing each other on the optical axis of the laser light alternately reflected zigzag by the reflecting surfaces, There are known ones provided with laser means for injecting excitation laser light into a resonator space constituted by a mirror and an excitation member (Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-162717 and 10-107365). ).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in both of the above-mentioned publications, the inlet for receiving the excitation laser beam is provided between the excitation member and the reflection mirror, and between the excitation member and the output mirror.
For this reason, the optical axis of the excitation laser beam that enters the resonator space from the introduction port must coincide with the optical axis of the laser beam extracted from the output mirror, which is complicated and laborious to adjust. There are disadvantages.
In addition, conventionally, in order to efficiently make the excitation laser beam enter the resonator space from both the introduction ports, the excitation laser beam is collimated and introduced using optical parts (lens, fiber). As a result, the laser oscillator is expensive.
In view of such circumstances, the present invention provides the optical axis of the excitation laser beam incident from the laser means and the optical axis of the laser beam output from the output mirror in comparison with a laser oscillator having a conventional excitation member. It is an object of the present invention to provide an inexpensive laser oscillator that eliminates the need for complicated adjustment work for adjustment and omits optical system components for collimating excitation laser light.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
That is, the invention according to claim 1 is the excitation member having the reflecting surfaces arranged to face each other, the reflecting mirror arranged to face each other on the optical axis of the laser light reflected alternately zigzag by the reflecting surface, and the output In a laser oscillator comprising: a mirror; and a laser unit that makes excitation laser light incident in a resonator space composed of the mirror and the excitation member.
The excitation member is composed of a plurality of excitation members alternately and intermittently disposed on opposing bases, and the base exposed between the excitation members is notched to be excited in the resonator space. An introduction port for introducing laser light is provided.
Further, the invention according to
Each of the pumping members is composed of a single pumping member that is continuous along the laser beam reflection path, and the pumping laser beam is introduced into the resonator space by cutting off the non-reflective portion of the pumping member. Introducing the inlet.
[0005]
[Action]
According to the above-described configuration, the excitation laser light introduced into the resonator space from the introduction port is reflected in a zigzag manner by the pair of excitation members, the reflection mirror, and the output mirror that constitute the resonator space, and resonates. In addition, the laser light that has been amplified and reaches a predetermined output can be output from the output mirror.
Further, the introduction port can be appropriately provided in the base exposed between the excitation members and the non-reflective portion of the excitation member, so that the total area of the introduction port can be increased as compared with the conventional laser oscillator. .
Therefore, it is not necessary to make the optical axis of the excitation laser beam incident in the resonator space coincide with the optical axis of the laser beam output from the output mirror, so that the conventional complicated adjustment of the optical axis is omitted. In addition, by increasing the total area of the introduction port, it is possible to reduce the cost of the laser oscillator by omitting conventionally used optical components.
[0006]
【Example】
The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a laser oscillator that amplifies and outputs a pumping laser beam L incident from a semiconductor laser (not shown) as a laser means to a predetermined output.
The laser oscillator 1 includes an upper first substrate (base) 2, a lower second substrate (base) 3, and an upper
[0007]
The
In this embodiment, since Nd: YVO 4 is used, a semiconductor laser that emits excitation laser light L having a wavelength of 800 nm is used. Note that, for example, Yb (ytterbium) or the like may be used instead of the Nd. In that case, the wavelength of the excitation laser beam L must be changed as appropriate.
[0008]
Thus, in this embodiment, a square is introduced by intermittently cutting the
At this time, the excitation laser light L radiated from the semiconductor laser is made incident without passing through the optical system components, and the excitation laser light L is different from the optical axis of the laser beam L ″ output from the output mirror 8. It is
[0009]
According to the configuration described above, the excitation laser light L incident on the first solid-
Specifically, a part of the laser light L ′ reflected by the leftmost first solid-
On the other hand, a part of the laser beam L ′ reflected by the leftmost second solid-
As understood from this result, the laser light L ′ reflected by the first solid-
By the way, in the conventional laser oscillator, since the introduction port is provided between the excitation member and the reflection mirror and between the excitation member and the output mirror, the optical axis of the incident excitation laser light is taken out from the output mirror. The laser oscillator must be aligned with the optical axis of the laser beam to be adjusted, and the adjustment is complicated, and the optical system parts are used to efficiently introduce the excitation laser beam from both inlets. However, if the excitation laser beam L is made incident through the
[0010]
In the above embodiment, the reflecting surfaces 4a and 5a of the
In the above-described embodiment, the same number of
Further, in the present embodiment, the
Furthermore, in the present embodiment, the excitation member is the
[0011]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to eliminate the need for complicated adjustment of the optical axis as compared with the prior art, and to obtain an effect that the laser oscillator can be made inexpensive.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
上記励起用部材は、対向するベースに交互に断続的に配設された複数の励起用部材からなっており、これら励起用部材の間に露出するベースを切欠いて上記共振器空間内に励起用レーザ光を導入する導入口を設けたことを特徴とするレーザ発振器。Exciting members arranged with their reflecting surfaces facing each other, reflecting mirrors and output mirrors arranged facing each other on the optical axis of the laser light that is alternately reflected in a zigzag manner on the reflecting surfaces, and the mirror and the pumping device In a laser oscillator comprising a laser means for injecting excitation laser light into a resonator space composed of members,
The excitation member is composed of a plurality of excitation members alternately and intermittently disposed on opposing bases, and the base exposed between the excitation members is notched to be excited in the resonator space. A laser oscillator comprising an introduction port for introducing laser light.
上記励起用部材は、それぞれレーザ光の反射経路に沿って連続する単体の励起用部材からなっており、これら励起用部材の非反射部分を切欠いて上記共振器空間内に励起用レーザ光を導入する導入口を形成したことを特徴とするレーザ発振器。 Exciting members arranged with their reflecting surfaces facing each other, reflecting mirrors and output mirrors arranged facing each other on the optical axis of the laser light that is alternately reflected in a zigzag manner on the reflecting surfaces, and the mirror and the pumping device In a laser oscillator comprising a laser means for injecting excitation laser light into a resonator space composed of members,
Each of the pumping members is composed of a single pumping member that is continuous along the laser beam reflection path, and the pumping laser beam is introduced into the resonator space by cutting off the non-reflective portion of the pumping member. A laser oscillator characterized in that an introduction port is formed.
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