JP4265287B2 - レーザー装置 - Google Patents
レーザー装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4265287B2 JP4265287B2 JP2003154092A JP2003154092A JP4265287B2 JP 4265287 B2 JP4265287 B2 JP 4265287B2 JP 2003154092 A JP2003154092 A JP 2003154092A JP 2003154092 A JP2003154092 A JP 2003154092A JP 4265287 B2 JP4265287 B2 JP 4265287B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- gain medium
- laser device
- layer
- heat sink
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 67
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 23
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 19
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 17
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- -1 GaAsP Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910016525 CuMo Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical compound [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 2
- 239000002223 garnet Substances 0.000 claims description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 4
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- VLCQZHSMCYCDJL-UHFFFAOYSA-N tribenuron methyl Chemical compound COC(=O)C1=CC=CC=C1S(=O)(=O)NC(=O)N(C)C1=NC(C)=NC(OC)=N1 VLCQZHSMCYCDJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー装置に係り、さらに詳しくは、固体レーザー装置、半導体レーザー励起固体レーザー装置の放熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザー装置のうち、固体レーザー装置、特に、半導体レーザー励起固体レーザーは、それまでのランプ励起固体レーザーと比較すると、効率が高く、小型化、及び放熱（排熱）問題が大きく緩和された。しかしながら、更なる高性能化を図るためには局所的に発生する放熱問題を解決する必要がある。
【０００３】
図１０は従来のレーザー装置の放熱部の断面図である。
【０００４】
ここでは、利得媒質１にＹｂ：ＹＡＧ結晶を用いた装置について説明する。
【０００５】
利得媒質（Ｙｂ：ＹＡＧ結晶）１０１は、厚み２００μｍ程度まで薄く研磨し、その片面に励起波長とレーザー発振波長に対し無反射（ＡＲ）のＡＲコーティング層１０２を施し、もう一方の片面には、両波長に対し高反射（ＨＲ）のＨＲコーティング層１０３を施し、これを放熱のためにＣｕ製のヒートシンク１０４にマウントする。その際、誘電体多層膜のＨＲコーティング層１０３面とヒートシンク１０４との密着を良くするためインジウム（Ｉｎ）層１０５を挟み込みに用いている。
【０００６】
【非特許文献１】
ＳＴＥＷＥＮ ｅｔ ａｌ．，Ａ １−ｋＷ ＣＷ Ｔｈｉｎ Ｄｉｓｃ Ｌａｓｅｒ，ＩＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＥＬＥＣＴＥＤ ＴＯＰＩＣＳ ＩＮ ＱＵＡＮＴＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，Ｖｏｌ．６，Ｎｏ．４，Ｊｕｌｙ／Ａｕｇｕｓｔ ２０００
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したレーザー装置において用いるＩｎ層１０５は大気中で酸化し易く、利得媒質１０１（Ｙｂ：ＹＡＧ結晶）とヒートシンク１０４間のコンタクトの品質もばらつきが大きいため、実用性に欠けていた。さらに、この問題を緩和するため、Ｉｎを融点まで加熱し、接合の均一性を図ろうとする場合には、Ｉｎがマイグレートし、誘電体多層膜のＨＲコーティング層１０３を劣化させるという問題があった。
【０００８】
また、従来、固体レーザーは高出力、高性能、多機能であったが、製造・調整が難しく、低価格化、量産化は不可能とされていた。
【０００９】
本発明は、上記状況に鑑み、熱抵抗の低いコンタクトが安定にでき、信頼性の高い放熱を行うことができるレーザー装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕誘導放出を促すための光共振器と、この光共振器内に誘導放出のための利得媒質を配置し、この利得媒質を励起する光源を具備するレーザー装置において、前記利得媒質の上側面に励起波長とレーザー発振波長に対し無反射のコーティング層と、前記利得媒質の下側面に励起波長とレーザー発振波長に対し高反射のレーザー共振器を構成する誘電体多層膜コーティング層と、該誘電体多層膜コーティング層の下側面でヒートシンクとの間に介在するＩｎを除く複数の金属層とを備え、前記誘電体多層膜コーティング層と前記Ｉｎを除く複数の金属層間にサファイア（Ａｌ2 Ｏ3 ）を具備することを特徴とする。
【００１１】
〔２〕上記〔１〕記載のレーザー装置において、前記Ｉｎを除く複数の金属層としてＣｒ、Ｎｉ、Ａｕの組み合わせ、またはＴｉ、Ｐｔ、Ａｕの組み合わせ、またはＣｒ、Ｐｔ、Ａｕの組み合わせを用い、ＡｕとＳｎ、ＡｕとＧｅまたはＡｕとＳｉを合金化させることにより前記ヒートシンク側に融着させたことを特徴とする。
【００１２】
〔３〕上記〔１〕記載のレーザー装置において、前記Ｉｎを除く複数の金属層としてＣｒ、Ｎｉ、Ａｕの組み合わせ、またはＴｉ、Ｐｔ、Ａｕの組み合わせ、またはＣｒ、Ｐｔ、Ａｕの組み合わせを用い、ＡｌとＳｉとを合金化させることにより前記ヒートシンク側に融着させたことを特徴とする。
【００１３】
〔４〕上記〔２〕又は〔３〕記載のレーザー装置において、前記ヒートシンクと前記Ｉｎを除く複数の金属層の間にカーボン系の複合材料層を配置したことを特徴とする。
【００１４】
〔５〕上記〔４〕記載のレーザー装置において、前記カーボン系の複合材料層がダイヤモンド層であることを特徴とする。
【００１５】
〔６〕上記〔１〕記載のレーザー装置において、前記利得媒質は、発光中心として用いる添加希土類イオンをＹｂやＮｄさらにはＥｒ，Ｔｍ，Ｈｏ，Ｃｅ等の希土類とし、母材として用いる結晶をＹＡＧ，ＹＳＧＧ，ＹＳＡＧ，ＧＳＧＧ，ＧＧＧなどのガーネット系、ＹＶＯ4 ，ＧｄＶＯ4 などのバナデート系、ＫＹＷ，ＫＧＷなどのタングステート系、ＹＬＦなどのリチウムフロライド系、及び硝子系、またはこれらを組み合わせた系とすることを特徴とする。
【００１６】
〔７〕上記〔１〕記載のレーザー装置において、前記利得媒質は、光励起によるＧａＡｓ，ＧａＡｓＰ，ＧａＰ，ＧａＮ，ＩｎＧａＮ，ＡｌＧａＮなどの半導体材料であることを特徴とする。
【００１７】
〔８〕上記〔１〕記載のレーザー装置において、前記ヒートシンクとして、ＣｕまたはＣｕＷ，ＣｕＭｏなどのＣｕ系の金属材料、またはＳｉＣなどのカーボン系材料を用いることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るレーザー装置の放熱を行う接合部の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明に係るレーザー装置の構成図であり、図１（ａ）はその全体模式図、図１（ｂ）はその断面図である。
【００２０】
これらの図において、１は励起光導波素子、２はその励起光導波素子１内の誘導放出のための利得媒質、３はヒートシンク、４が本発明にかかる利得媒質２から発生する大量の熱をヒートシンク３へ放熱させる複数の薄い金属層からなる接合部、５は励起放射光、６はレーザー放射光、７は出力カプラーである。
【００２１】
上記したように、励起放射光５が励起光導波素子１を介して利得媒質２に作用することにより、利得媒質２からレーザー放射光６を生成するようにしている。
【００２２】
その利得媒質２の発熱量が極めて多くなるため、接合部４を介してヒートシンク３へスムーズな放熱をさせるようにしている。
【００２３】
以下、その放熱を行う接合部の具体的構成について説明する。
【００２４】
図２は本発明の第１実施例を示すレーザー装置の放熱を行う接合部の断面図である。
【００２５】
ここでは、利得媒質１１にＹｂ：ＹＡＧ結晶を用いた装置について説明する。利得媒質１１（Ｙｂ：ＹＡＧ結晶）は厚み２００μｍまで薄く研磨し（ここでは、図１０に示した従来技術の結晶厚と同一にしたが、これより薄くても、もっと厚くても構わない）、その片面に励起波長とレーザー発振波長に対し無反射（ＡＲ）のＡＲコーティング層１２を施し、もう片面には両波長に対し高反射（ＨＲ）のＨＲコーティング層１３を施し、これを放熱のためにＣｕ製のヒートシンク１７にマウントする。
【００２６】
ここでは、低い熱抵抗を維持しつつ、誘電体多層膜のＨＲコーティング層１３面とヒートシンク１７との密着を良くするため、複数の金属層１５，１６，１９を介在させる。その際、誘電体多層膜のＨＲコーティング層１３と金属層１５，１６，１９間に保護層としてサファイア（Ａｌ2 Ｏ3 ）などの熱伝導率の高い酸化膜１４を１００〜９０００Å程度形成することで、昇温時に金属層１５，１６，１９がマイグレートし、誘電体多層膜のＨＲコーティング層１３にダメージを与えることを防ぐ。
【００２７】
上記した金属層１５，１６，１９としては、熱伝導率の高い酸化膜１４の次にＣｒまたはＴｉ層１５を１０〜９００Å、次にＮｉまたはＰｔ層１６を１００〜９０００Å、最後にＡｕ層１９Ａを薄く形成する。
【００２８】
一方、ＣｕまたはＣｕＷ製のヒートシンク１７には、先ず、Ｎｉ層１８を０．１〜１０μｍ、次にＡｕ層１９Ｂを薄く形成し、その上にＡｕとＳｎの層１９Ｃを形成する。このとき、Ａｕ層１９Ａ，１９ＢおよびＡｕとＳｎの層１９Ｃを接触させ、融点付近まで昇温する。すると、ＡｕとＳｎの合金化が行われ、Ａｕ層１９Ａ，１９ＢとＡｕとＳｎの層１９Ｃが融合されたＡｕとその合金層１９が０．１〜１０μｍ形成される。それにより、熱伝導率が高く、密着性、均一性の高い接合が可能となる。
【００２９】
この実施例では、利得媒質１１の発光中心として用いる添加希土類イオンをＹｂとしたが、この他ＮｄさらにはＥｒ，Ｔｍ，Ｈｏ，Ｃｅ等の希土類を添加するようにしてもよい。また、母材として用いる結晶をＹＡＧとしたが、この他ＹＳＧＧ，ＹＳＡＧ，ＧＳＧＧ，ＧＧＧなどのガーネット系、ＹＶＯ4 ，ＧｄＶＯ4 などのバナデート系、ＫＹＷ，ＫＧＷなどのタングステート系、ＹＬＦなどのリチウムフロライド系、及び硝子系、またはこれらを組み合わせた系に対しても有効である。さらにはＧａＡｓ，ＧａＡｓＰ，ＧａＰ，ＧａＮ，ＩｎＧａＮ，ＡｌＧａＮなどの半導体材料を光励起する場合も有用である。
【００３０】
また、金属層（１５，１６，１９）として、Ｃｒ（１５）、Ｎｉ（１６）、Ａｕ（１９）の組み合わせを例としたが、この他、Ｔｉ（１５）、Ｐｔ（１６）、Ａｕ（１９）の組み合わせ、またはＣｒ（１５）、Ｐｔ（１６）、Ａｕ（１９）の組み合わせを用い、前記Ａｕ（１９Ａ，１９Ｂ）に対しＳｎ（１９Ｃ）の他にＧｅまたはＳｉと合金化させることにより、利得媒質１１とヒートシンク１７を融着させることも有効である。
【００３１】
更には、利得媒質１１とヒートシンク１７の融着法として、ここでは、ＡｕとＳｎを合金化したが、他の組み合わせとして、ＩｎとＡｇまたはＳｎまたはＰｂまたはＧｅを合金化させることや、ＡｌとＳｉとを合金化させることも有効と考えられる。
【００３２】
また、レーザー共振器を構成するために施した誘電体多層膜のＨＲコーティング層１３を保護する目的で形成したサファイア（Ａｌ2 Ｏ3 ）層１４であるが、この他にも熱伝導率、強度の高い酸化膜１４であればサファイア（Ａｌ2 Ｏ3 ）層には限らない。
【００３３】
図３は本発明の第２実施例を示すレーザー装置の放熱部の断面図である。
【００３４】
この図において、２０，２１はＡｕとその合金層であり、材料としては、第１実施例のＡｕとその合金層１９と同様である。２２はＡｕとその合金層２０と２１間に接合されるダイヤモンドと金属複合材料層である。
【００３５】
この実施例では、図３に示すように、一般的な金属材料よりも高い熱伝導率を有するダイヤモンド（ダイヤモンドとその金属複合材料層）２２を金属層であるＡｕとその合金層２０と２１間に挿入することで放熱効率をさらに高めることができる。
【００３６】
図４は本発明の第３実施例を示すレーザー装置の構成図であり、図４（ａ）はその上面図、図４（ｂ）はその断面図である。
【００３７】
これらの図において、３１は利得媒質（Ｙｂ：ＹＡＧ結晶）、３２は誘電体多層膜のＨＲコーティング層、３３は利得媒質３１の周囲に配置される利得媒質３１を励起するための励起光源としての半導体レーザー、３４はこれらの利得媒質３１および半導体レーザー３３に共通のヒートシンク、３５はこれらの利得媒質３１および半導体レーザー３３を共通に接合する接合部であり、上記第１、第２実施例に示したものと同様の構成を有する。
【００３８】
このように、この実施例においては、利得媒質３１を励起するための半導体レーザー３３を利得媒質３１と共通のヒートシンク３４上に接合部３５により一体的に配置するようにしている。
【００３９】
図５は本発明の第４実施例を示すレーザー装置の構成図であり、図５（ａ）はその上面図、図５（ｂ）はその断面図である。
【００４０】
これらの図において、４１は利得媒質（Ｙｂ：ＹＡＧ結晶）、４２は励起光導波部（ＹＡＧやガラスなどの透明な固体材料）、４３は誘電体多層膜のＨＲコーティング層、４４は励起光導波部４２に対応した位置に配置される、利得媒質４１を励起するための励起光源としてのアレイ型半導体レーザー、４５はこれらの利得媒質４１、励起光導波部４２およびアレイ型半導体レーザー４４に共通のヒートシンク、４６はこれらの利得媒質４１、励起光導波部４２およびアレイ型半導体レーザー４４を共通に接合する接合部であり、上記第１、第２実施例に示したものと同様の構成を有する。
【００４１】
このように、この実施例においては、利得媒質４１、励起光導波部４２およびアレイ型半導体レーザー４４を共通のヒートシンク４５上に接合部４６により一体的に配置するようにしている。
【００４２】
図６は本発明の第５実施例を示すレーザー装置の構成図であり、図６（ａ）はその上面図、図６（ｂ）はその断面図である。
【００４３】
これらの図において、５１は利得媒質（Ｙｂ：ＹＡＧ結晶）、５２は利得媒質５１に接続される擬似位相整合による非線形波長変換素子、５３は誘電体多層膜のＨＲコーティング層、５４はこれらの利得媒質５１および非線形波長変換素子５２に共通のヒートシンク、５５はこれらの利得媒質５１および非線形波長変換素子５２を共通に接合する接合部であり、上記第１、第２実施例に示したものと同様の構成を有する。また、５６は励起光導波部（ＹＡＧやガラスなどの透明な固体材料）である。
【００４４】
このように、この実施例においては、利得媒質５１および非線形波長変換素子５２を共通のヒートシンク５４上に接合部５５により一体的に配置するようにしている。
【００４５】
また、以下に示すように、スラブレーザーにも適用可能である。
【００４６】
図７は本発明の第６実施例を示すレーザー装置の接合部の断面図である。
【００４７】
この実施例では、利得媒質６１を中心にして、その両側に、サファイヤ（ＡｌＯ3 ）またはＳｉＯ2 の熱伝導率、強度の高い酸化膜１４′、ＣｒまたはＴｉ層１５、ＮｉまたはＰｔ層１６、Ａｕとその合金層１９、Ｎｉ層１８を介してヒートシンク１７に接合するようにしている。
【００４８】
図８は本発明の第７実施例を示すレーザー装置の接合部の断面図である。
【００４９】
この実施例では、利得媒質７１を中心にして、その両側に、サファイヤ（ＡｌＯ3 ）またはＳｉＯ2 の熱伝導率、強度の高い酸化膜１４′、ＣｒまたはＴｉ層１５、ＮｉまたはＰｔ層１６、Ａｕとその合金層２０、ダイヤモンドと金属複合材料層２２、Ａｕとその合金層２１、Ｎｉ層１８を介してヒートシンク１７に接合するようにしている。
【００５０】
図７および図８に示したように、本発明は、スラブレーザーにも用いることができ、容易に性能改善を図ることができる。
【００５１】
図９は本発明の第８実施例を示すレーザー装置のヒートシンクの斜視図である。
【００５２】
この図に示すように、四角形状のヒートシンク８１にはその上側にストライプ状の細かい溝８２が形成される。なお、その溝８２の幅は１ｎｍ以上１０ｍｍ以下とする。
【００５３】
そこで、利得媒質８３の下部の複数の薄い金属層を有する接合部８４はそのストライプ状の細かい溝８２が形成される四角形状のヒートシンク８１に接合され、そのストライプ状の細かい溝８２に冷却溶媒を流すことにより、より放熱効果を高めることができる。
【００５４】
また、上記実施例では、ヒートシンクの材料は、ＣｕまたはＣｕＷを示したが、これに代えて、ＣｕＭｏなどのＣｕ系の金属材料、またはＳｉＣなどのカーボン系材料を用いるようにしてもよい。
【００５５】
このように、本発明によれば、利得媒質に施した誘電体多層膜コーティング層と金属層の間に保護層を配置し、さらに密着性、強度、熱伝導率を確保するため誘電体多層膜コーティング層にダメージを与えない程度に低い融点を持つ複数の薄い金属層を形成してヒートシンクにコンタクトさせることとした。この場合、コンタクトが均一になるようヒートシンクにも、ヒートシンクよりも融点の低い薄い金属層を形成する必要がある。最後に両者を溶融接合させることで、高品質で熱抵抗の低いコンタクトが安定にできる。
【００５６】
また、ダイヤモンドは非常に高い熱伝導率を有するが加工が困難である。そこで、加工の容易な金属製のヒートシンクと利得媒質間にダイヤモンドの合成物質を挟み込み、上記した方法でそれらの表面に形成した薄い金属層を溶融接合する。それにより、より高い放熱特性を有するコンタクトを可能とする。
【００５７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００５８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００５９】
（Ａ）薄い板状の利得媒質の放熱特性を向上させるための高性能コンタクトが可能になる。これにより簡便な方法で固体レーザーの高出力化、高ビーム品質化が可能となる。加えて、半導体レーザー素子を放熱用のヒートシンクにコンタクトする方法を基本としているため低価格化、量産化が可能になる。
【００６０】
（Ｂ）熱膨張係数が利得媒質と近く、高い熱伝導率を有するダイヤモンドの複合材料を介在させることで、機械的な歪みを緩和しつつ高効率な排熱を可能とする。
【００６１】
（Ｃ）半導体レーザーと共通のプロセスにより同一ヒートシンクにコンタクトすることが可能なため、小型堅牢で安定なレーザー装置が望めるだけでなく、従来の固体レーザーと同程度以上の装置が簡便、大量に製造できるため経済性も高い。
【００６２】
（Ｄ）本発明はスラブレーザー等にも適用可能であり、容易に性能改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかるレーザー装置の全体構成図である。
【図２】 本発明の第１実施例を示すレーザー装置の放熱部の断面図である。
【図３】 本発明の第２実施例を示すレーザー装置の放熱部の断面図である。
【図４】 本発明の第３実施例を示すレーザー装置の構成図である。
【図５】 本発明の第４実施例を示すレーザー装置の構成図である。
【図６】 本発明の第５実施例を示すレーザー装置の構成図である。
【図７】 本発明の第６実施例を示すレーザー装置の接合部の断面図である。
【図８】 本発明の第７実施例を示すレーザー装置の接合部の断面図である。
【図９】 本発明の第８実施例を示すレーザー装置のヒートシンクに形成される冷却溶媒が流れる細かい溝を示す斜視図である。
【図１０】 従来のレーザー装置の放熱部の断面図である。
【符号の説明】
１ 励起光導波素子
２，１１，３１，４１，５１，６１，７１，８３ 利得媒質
３，１７，３４，４５，５４ ヒートシンク
４，３５，４６，５５，８４ 接合部
５ 励起放射光
６ レーザー放射光
７ 出力カプラー
１２ 無反射（ＡＲ）コーティング層
１３，３２，４３，５３ 高反射（ＨＲ）コーティング層
１４，１４′ 熱伝導率の高い酸化膜
１５ ＣｒまたはＴｉ層
１６ ＮｉまたはＰｔ層
１８ Ｎｉ層
１９，２０，２１ Ａｕとその合金層
１９Ａ，１９Ｂ Ａｕ層
１９Ｃ ＡｕとＳｎの層
２２ ダイヤモンド（ダイヤモンドと金属複合材料層）
３３ 励起光源としての半導体レーザー
４２, ５６ 励起光導波部（ＹＡＧやガラスなどの透明な固体材料）
４４ 励起光源としてのアレイ型半導体レーザー
５２ 擬似位相整合による非線形波長変換素子
８１ 四角形状のヒートシンク
８２ ストライプ状の細かい溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー装置に係り、さらに詳しくは、固体レーザー装置、半導体レーザー励起固体レーザー装置の放熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザー装置のうち、固体レーザー装置、特に、半導体レーザー励起固体レーザーは、それまでのランプ励起固体レーザーと比較すると、効率が高く、小型化、及び放熱（排熱）問題が大きく緩和された。しかしながら、更なる高性能化を図るためには局所的に発生する放熱問題を解決する必要がある。
【０００３】
図１０は従来のレーザー装置の放熱部の断面図である。
【０００４】
ここでは、利得媒質１にＹｂ：ＹＡＧ結晶を用いた装置について説明する。
【０００５】
利得媒質（Ｙｂ：ＹＡＧ結晶）１０１は、厚み２００μｍ程度まで薄く研磨し、その片面に励起波長とレーザー発振波長に対し無反射（ＡＲ）のＡＲコーティング層１０２を施し、もう一方の片面には、両波長に対し高反射（ＨＲ）のＨＲコーティング層１０３を施し、これを放熱のためにＣｕ製のヒートシンク１０４にマウントする。その際、誘電体多層膜のＨＲコーティング層１０３面とヒートシンク１０４との密着を良くするためインジウム（Ｉｎ）層１０５を挟み込みに用いている。
【０００６】
【非特許文献１】
ＳＴＥＷＥＮ ｅｔ ａｌ．，Ａ １−ｋＷ ＣＷ Ｔｈｉｎ Ｄｉｓｃ Ｌａｓｅｒ，ＩＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＥＬＥＣＴＥＤ ＴＯＰＩＣＳ ＩＮ ＱＵＡＮＴＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，Ｖｏｌ．６，Ｎｏ．４，Ｊｕｌｙ／Ａｕｇｕｓｔ ２０００
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したレーザー装置において用いるＩｎ層１０５は大気中で酸化し易く、利得媒質１０１（Ｙｂ：ＹＡＧ結晶）とヒートシンク１０４間のコンタクトの品質もばらつきが大きいため、実用性に欠けていた。さらに、この問題を緩和するため、Ｉｎを融点まで加熱し、接合の均一性を図ろうとする場合には、Ｉｎがマイグレートし、誘電体多層膜のＨＲコーティング層１０３を劣化させるという問題があった。
【０００８】
また、従来、固体レーザーは高出力、高性能、多機能であったが、製造・調整が難しく、低価格化、量産化は不可能とされていた。
【０００９】
本発明は、上記状況に鑑み、熱抵抗の低いコンタクトが安定にでき、信頼性の高い放熱を行うことができるレーザー装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕誘導放出を促すための光共振器と、この光共振器内に誘導放出のための利得媒質を配置し、この利得媒質を励起する光源を具備するレーザー装置において、前記利得媒質の上側面に励起波長とレーザー発振波長に対し無反射のコーティング層と、前記利得媒質の下側面に励起波長とレーザー発振波長に対し高反射のレーザー共振器を構成する誘電体多層膜コーティング層と、該誘電体多層膜コーティング層の下側面でヒートシンクとの間に介在するＩｎを除く複数の金属層とを備え、前記誘電体多層膜コーティング層と前記Ｉｎを除く複数の金属層間にサファイア（Ａｌ2 Ｏ3 ）を具備することを特徴とする。
【００１１】
〔２〕上記〔１〕記載のレーザー装置において、前記Ｉｎを除く複数の金属層としてＣｒ、Ｎｉ、Ａｕの組み合わせ、またはＴｉ、Ｐｔ、Ａｕの組み合わせ、またはＣｒ、Ｐｔ、Ａｕの組み合わせを用い、ＡｕとＳｎ、ＡｕとＧｅまたはＡｕとＳｉを合金化させることにより前記ヒートシンク側に融着させたことを特徴とする。
【００１２】
〔３〕上記〔１〕記載のレーザー装置において、前記Ｉｎを除く複数の金属層としてＣｒ、Ｎｉ、Ａｕの組み合わせ、またはＴｉ、Ｐｔ、Ａｕの組み合わせ、またはＣｒ、Ｐｔ、Ａｕの組み合わせを用い、ＡｌとＳｉとを合金化させることにより前記ヒートシンク側に融着させたことを特徴とする。
【００１３】
〔４〕上記〔２〕又は〔３〕記載のレーザー装置において、前記ヒートシンクと前記Ｉｎを除く複数の金属層の間にカーボン系の複合材料層を配置したことを特徴とする。
【００１４】
〔５〕上記〔４〕記載のレーザー装置において、前記カーボン系の複合材料層がダイヤモンド層であることを特徴とする。
【００１５】
〔６〕上記〔１〕記載のレーザー装置において、前記利得媒質は、発光中心として用いる添加希土類イオンをＹｂやＮｄさらにはＥｒ，Ｔｍ，Ｈｏ，Ｃｅ等の希土類とし、母材として用いる結晶をＹＡＧ，ＹＳＧＧ，ＹＳＡＧ，ＧＳＧＧ，ＧＧＧなどのガーネット系、ＹＶＯ4 ，ＧｄＶＯ4 などのバナデート系、ＫＹＷ，ＫＧＷなどのタングステート系、ＹＬＦなどのリチウムフロライド系、及び硝子系、またはこれらを組み合わせた系とすることを特徴とする。
【００１６】
〔７〕上記〔１〕記載のレーザー装置において、前記利得媒質は、光励起によるＧａＡｓ，ＧａＡｓＰ，ＧａＰ，ＧａＮ，ＩｎＧａＮ，ＡｌＧａＮなどの半導体材料であることを特徴とする。
【００１７】
〔８〕上記〔１〕記載のレーザー装置において、前記ヒートシンクとして、ＣｕまたはＣｕＷ，ＣｕＭｏなどのＣｕ系の金属材料、またはＳｉＣなどのカーボン系材料を用いることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るレーザー装置の放熱を行う接合部の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明に係るレーザー装置の構成図であり、図１（ａ）はその全体模式図、図１（ｂ）はその断面図である。
【００２０】
これらの図において、１は励起光導波素子、２はその励起光導波素子１内の誘導放出のための利得媒質、３はヒートシンク、４が本発明にかかる利得媒質２から発生する大量の熱をヒートシンク３へ放熱させる複数の薄い金属層からなる接合部、５は励起放射光、６はレーザー放射光、７は出力カプラーである。
【００２１】
上記したように、励起放射光５が励起光導波素子１を介して利得媒質２に作用することにより、利得媒質２からレーザー放射光６を生成するようにしている。
【００２２】
その利得媒質２の発熱量が極めて多くなるため、接合部４を介してヒートシンク３へスムーズな放熱をさせるようにしている。
【００２３】
以下、その放熱を行う接合部の具体的構成について説明する。
【００２４】
図２は本発明の第１実施例を示すレーザー装置の放熱を行う接合部の断面図である。
【００２５】
ここでは、利得媒質１１にＹｂ：ＹＡＧ結晶を用いた装置について説明する。利得媒質１１（Ｙｂ：ＹＡＧ結晶）は厚み２００μｍまで薄く研磨し（ここでは、図１０に示した従来技術の結晶厚と同一にしたが、これより薄くても、もっと厚くても構わない）、その片面に励起波長とレーザー発振波長に対し無反射（ＡＲ）のＡＲコーティング層１２を施し、もう片面には両波長に対し高反射（ＨＲ）のＨＲコーティング層１３を施し、これを放熱のためにＣｕ製のヒートシンク１７にマウントする。
【００２６】
ここでは、低い熱抵抗を維持しつつ、誘電体多層膜のＨＲコーティング層１３面とヒートシンク１７との密着を良くするため、複数の金属層１５，１６，１９を介在させる。その際、誘電体多層膜のＨＲコーティング層１３と金属層１５，１６，１９間に保護層としてサファイア（Ａｌ2 Ｏ3 ）などの熱伝導率の高い酸化膜１４を１００〜９０００Å程度形成することで、昇温時に金属層１５，１６，１９がマイグレートし、誘電体多層膜のＨＲコーティング層１３にダメージを与えることを防ぐ。
【００２７】
上記した金属層１５，１６，１９としては、熱伝導率の高い酸化膜１４の次にＣｒまたはＴｉ層１５を１０〜９００Å、次にＮｉまたはＰｔ層１６を１００〜９０００Å、最後にＡｕ層１９Ａを薄く形成する。
【００２８】
一方、ＣｕまたはＣｕＷ製のヒートシンク１７には、先ず、Ｎｉ層１８を０．１〜１０μｍ、次にＡｕ層１９Ｂを薄く形成し、その上にＡｕとＳｎの層１９Ｃを形成する。このとき、Ａｕ層１９Ａ，１９ＢおよびＡｕとＳｎの層１９Ｃを接触させ、融点付近まで昇温する。すると、ＡｕとＳｎの合金化が行われ、Ａｕ層１９Ａ，１９ＢとＡｕとＳｎの層１９Ｃが融合されたＡｕとその合金層１９が０．１〜１０μｍ形成される。それにより、熱伝導率が高く、密着性、均一性の高い接合が可能となる。
【００２９】
この実施例では、利得媒質１１の発光中心として用いる添加希土類イオンをＹｂとしたが、この他ＮｄさらにはＥｒ，Ｔｍ，Ｈｏ，Ｃｅ等の希土類を添加するようにしてもよい。また、母材として用いる結晶をＹＡＧとしたが、この他ＹＳＧＧ，ＹＳＡＧ，ＧＳＧＧ，ＧＧＧなどのガーネット系、ＹＶＯ4 ，ＧｄＶＯ4 などのバナデート系、ＫＹＷ，ＫＧＷなどのタングステート系、ＹＬＦなどのリチウムフロライド系、及び硝子系、またはこれらを組み合わせた系に対しても有効である。さらにはＧａＡｓ，ＧａＡｓＰ，ＧａＰ，ＧａＮ，ＩｎＧａＮ，ＡｌＧａＮなどの半導体材料を光励起する場合も有用である。
【００３０】
また、金属層（１５，１６，１９）として、Ｃｒ（１５）、Ｎｉ（１６）、Ａｕ（１９）の組み合わせを例としたが、この他、Ｔｉ（１５）、Ｐｔ（１６）、Ａｕ（１９）の組み合わせ、またはＣｒ（１５）、Ｐｔ（１６）、Ａｕ（１９）の組み合わせを用い、前記Ａｕ（１９Ａ，１９Ｂ）に対しＳｎ（１９Ｃ）の他にＧｅまたはＳｉと合金化させることにより、利得媒質１１とヒートシンク１７を融着させることも有効である。
【００３１】
更には、利得媒質１１とヒートシンク１７の融着法として、ここでは、ＡｕとＳｎを合金化したが、他の組み合わせとして、ＩｎとＡｇまたはＳｎまたはＰｂまたはＧｅを合金化させることや、ＡｌとＳｉとを合金化させることも有効と考えられる。
【００３２】
また、レーザー共振器を構成するために施した誘電体多層膜のＨＲコーティング層１３を保護する目的で形成したサファイア（Ａｌ2 Ｏ3 ）層１４であるが、この他にも熱伝導率、強度の高い酸化膜１４であればサファイア（Ａｌ2 Ｏ3 ）層には限らない。
【００３３】
図３は本発明の第２実施例を示すレーザー装置の放熱部の断面図である。
【００３４】
この図において、２０，２１はＡｕとその合金層であり、材料としては、第１実施例のＡｕとその合金層１９と同様である。２２はＡｕとその合金層２０と２１間に接合されるダイヤモンドと金属複合材料層である。
【００３５】
この実施例では、図３に示すように、一般的な金属材料よりも高い熱伝導率を有するダイヤモンド（ダイヤモンドとその金属複合材料層）２２を金属層であるＡｕとその合金層２０と２１間に挿入することで放熱効率をさらに高めることができる。
【００３６】
図４は本発明の第３実施例を示すレーザー装置の構成図であり、図４（ａ）はその上面図、図４（ｂ）はその断面図である。
【００３７】
これらの図において、３１は利得媒質（Ｙｂ：ＹＡＧ結晶）、３２は誘電体多層膜のＨＲコーティング層、３３は利得媒質３１の周囲に配置される利得媒質３１を励起するための励起光源としての半導体レーザー、３４はこれらの利得媒質３１および半導体レーザー３３に共通のヒートシンク、３５はこれらの利得媒質３１および半導体レーザー３３を共通に接合する接合部であり、上記第１、第２実施例に示したものと同様の構成を有する。
【００３８】
このように、この実施例においては、利得媒質３１を励起するための半導体レーザー３３を利得媒質３１と共通のヒートシンク３４上に接合部３５により一体的に配置するようにしている。
【００３９】
図５は本発明の第４実施例を示すレーザー装置の構成図であり、図５（ａ）はその上面図、図５（ｂ）はその断面図である。
【００４０】
これらの図において、４１は利得媒質（Ｙｂ：ＹＡＧ結晶）、４２は励起光導波部（ＹＡＧやガラスなどの透明な固体材料）、４３は誘電体多層膜のＨＲコーティング層、４４は励起光導波部４２に対応した位置に配置される、利得媒質４１を励起するための励起光源としてのアレイ型半導体レーザー、４５はこれらの利得媒質４１、励起光導波部４２およびアレイ型半導体レーザー４４に共通のヒートシンク、４６はこれらの利得媒質４１、励起光導波部４２およびアレイ型半導体レーザー４４を共通に接合する接合部であり、上記第１、第２実施例に示したものと同様の構成を有する。
【００４１】
このように、この実施例においては、利得媒質４１、励起光導波部４２およびアレイ型半導体レーザー４４を共通のヒートシンク４５上に接合部４６により一体的に配置するようにしている。
【００４２】
図６は本発明の第５実施例を示すレーザー装置の構成図であり、図６（ａ）はその上面図、図６（ｂ）はその断面図である。
【００４３】
これらの図において、５１は利得媒質（Ｙｂ：ＹＡＧ結晶）、５２は利得媒質５１に接続される擬似位相整合による非線形波長変換素子、５３は誘電体多層膜のＨＲコーティング層、５４はこれらの利得媒質５１および非線形波長変換素子５２に共通のヒートシンク、５５はこれらの利得媒質５１および非線形波長変換素子５２を共通に接合する接合部であり、上記第１、第２実施例に示したものと同様の構成を有する。また、５６は励起光導波部（ＹＡＧやガラスなどの透明な固体材料）である。
【００４４】
このように、この実施例においては、利得媒質５１および非線形波長変換素子５２を共通のヒートシンク５４上に接合部５５により一体的に配置するようにしている。
【００４５】
また、以下に示すように、スラブレーザーにも適用可能である。
【００４６】
図７は本発明の第６実施例を示すレーザー装置の接合部の断面図である。
【００４７】
この実施例では、利得媒質６１を中心にして、その両側に、サファイヤ（ＡｌＯ3 ）またはＳｉＯ2 の熱伝導率、強度の高い酸化膜１４′、ＣｒまたはＴｉ層１５、ＮｉまたはＰｔ層１６、Ａｕとその合金層１９、Ｎｉ層１８を介してヒートシンク１７に接合するようにしている。
【００４８】
図８は本発明の第７実施例を示すレーザー装置の接合部の断面図である。
【００４９】
この実施例では、利得媒質７１を中心にして、その両側に、サファイヤ（ＡｌＯ3 ）またはＳｉＯ2 の熱伝導率、強度の高い酸化膜１４′、ＣｒまたはＴｉ層１５、ＮｉまたはＰｔ層１６、Ａｕとその合金層２０、ダイヤモンドと金属複合材料層２２、Ａｕとその合金層２１、Ｎｉ層１８を介してヒートシンク１７に接合するようにしている。
【００５０】
図７および図８に示したように、本発明は、スラブレーザーにも用いることができ、容易に性能改善を図ることができる。
【００５１】
図９は本発明の第８実施例を示すレーザー装置のヒートシンクの斜視図である。
【００５２】
この図に示すように、四角形状のヒートシンク８１にはその上側にストライプ状の細かい溝８２が形成される。なお、その溝８２の幅は１ｎｍ以上１０ｍｍ以下とする。
【００５３】
そこで、利得媒質８３の下部の複数の薄い金属層を有する接合部８４はそのストライプ状の細かい溝８２が形成される四角形状のヒートシンク８１に接合され、そのストライプ状の細かい溝８２に冷却溶媒を流すことにより、より放熱効果を高めることができる。
【００５４】
また、上記実施例では、ヒートシンクの材料は、ＣｕまたはＣｕＷを示したが、これに代えて、ＣｕＭｏなどのＣｕ系の金属材料、またはＳｉＣなどのカーボン系材料を用いるようにしてもよい。
【００５５】
このように、本発明によれば、利得媒質に施した誘電体多層膜コーティング層と金属層の間に保護層を配置し、さらに密着性、強度、熱伝導率を確保するため誘電体多層膜コーティング層にダメージを与えない程度に低い融点を持つ複数の薄い金属層を形成してヒートシンクにコンタクトさせることとした。この場合、コンタクトが均一になるようヒートシンクにも、ヒートシンクよりも融点の低い薄い金属層を形成する必要がある。最後に両者を溶融接合させることで、高品質で熱抵抗の低いコンタクトが安定にできる。
【００５６】
また、ダイヤモンドは非常に高い熱伝導率を有するが加工が困難である。そこで、加工の容易な金属製のヒートシンクと利得媒質間にダイヤモンドの合成物質を挟み込み、上記した方法でそれらの表面に形成した薄い金属層を溶融接合する。それにより、より高い放熱特性を有するコンタクトを可能とする。
【００５７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００５８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００５９】
（Ａ）薄い板状の利得媒質の放熱特性を向上させるための高性能コンタクトが可能になる。これにより簡便な方法で固体レーザーの高出力化、高ビーム品質化が可能となる。加えて、半導体レーザー素子を放熱用のヒートシンクにコンタクトする方法を基本としているため低価格化、量産化が可能になる。
【００６０】
（Ｂ）熱膨張係数が利得媒質と近く、高い熱伝導率を有するダイヤモンドの複合材料を介在させることで、機械的な歪みを緩和しつつ高効率な排熱を可能とする。
【００６１】
（Ｃ）半導体レーザーと共通のプロセスにより同一ヒートシンクにコンタクトすることが可能なため、小型堅牢で安定なレーザー装置が望めるだけでなく、従来の固体レーザーと同程度以上の装置が簡便、大量に製造できるため経済性も高い。
【００６２】
（Ｄ）本発明はスラブレーザー等にも適用可能であり、容易に性能改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかるレーザー装置の全体構成図である。
【図２】 本発明の第１実施例を示すレーザー装置の放熱部の断面図である。
【図３】 本発明の第２実施例を示すレーザー装置の放熱部の断面図である。
【図４】 本発明の第３実施例を示すレーザー装置の構成図である。
【図５】 本発明の第４実施例を示すレーザー装置の構成図である。
【図６】 本発明の第５実施例を示すレーザー装置の構成図である。
【図７】 本発明の第６実施例を示すレーザー装置の接合部の断面図である。
【図８】 本発明の第７実施例を示すレーザー装置の接合部の断面図である。
【図９】 本発明の第８実施例を示すレーザー装置のヒートシンクに形成される冷却溶媒が流れる細かい溝を示す斜視図である。
【図１０】 従来のレーザー装置の放熱部の断面図である。
【符号の説明】
１ 励起光導波素子
２，１１，３１，４１，５１，６１，７１，８３ 利得媒質
３，１７，３４，４５，５４ ヒートシンク
４，３５，４６，５５，８４ 接合部
５ 励起放射光
６ レーザー放射光
７ 出力カプラー
１２ 無反射（ＡＲ）コーティング層
１３，３２，４３，５３ 高反射（ＨＲ）コーティング層
１４，１４′ 熱伝導率の高い酸化膜
１５ ＣｒまたはＴｉ層
１６ ＮｉまたはＰｔ層
１８ Ｎｉ層
１９，２０，２１ Ａｕとその合金層
１９Ａ，１９Ｂ Ａｕ層
１９Ｃ ＡｕとＳｎの層
２２ ダイヤモンド（ダイヤモンドと金属複合材料層）
３３ 励起光源としての半導体レーザー
４２, ５６ 励起光導波部（ＹＡＧやガラスなどの透明な固体材料）
４４ 励起光源としてのアレイ型半導体レーザー
５２ 擬似位相整合による非線形波長変換素子
８１ 四角形状のヒートシンク
８２ ストライプ状の細かい溝
Claims (8)
- 誘導放出を促すための光共振器と、該光共振器内に誘導放出のための利得媒質を配置し、該利得媒質を励起する光源を具備するレーザー装置において、
前記利得媒質の上側面に励起波長とレーザー発振波長に対し無反射のコーティング層と、前記利得媒質の下側面に励起波長とレーザー発振波長に対し高反射のレーザー共振器を構成する誘電体多層膜コーティング層と、該誘電体多層膜コーティング層の下側面でヒートシンクとの間に介在するＩｎを除く複数の金属層とを備え、前記誘電体多層膜コーティング層と前記Ｉｎを除く複数の金属層間にサファイア（Ａｌ2 Ｏ3 ）を具備することを特徴とするレーザー装置。 - 請求項１記載のレーザー装置において、前記Ｉｎを除く複数の金属層としてＣｒ、Ｎｉ、Ａｕの組み合わせ、またはＴｉ、Ｐｔ、Ａｕの組み合わせ、またはＣｒ、Ｐｔ、Ａｕの組み合わせを用い、ＡｕとＳｎ、ＡｕとＧｅまたはＡｕとＳｉを合金化させることにより前記ヒートシンク側に融着させたことを特徴とするレーザー装置。
- 請求項１記載のレーザー装置において、前記Ｉｎを除く複数の金属層としてＣｒ、Ｎｉ、Ａｕの組み合わせ、またはＴｉ、Ｐｔ、Ａｕの組み合わせ、またはＣｒ、Ｐｔ、Ａｕの組み合わせを用い、ＡｌとＳｉとを合金化させることにより前記ヒートシンク側に融着させたことを特徴とするレーザー装置。
- 請求項２又は３記載のレーザー装置において、前記ヒートシンクと前記Ｉｎを除く複数の金属層の間にカーボン系の複合材料層を配置したことを特徴とするレーザー装置。
- 請求項４記載のレーザー装置において、前記カーボン系の複合材料層がダイヤモンド層であることを特徴とするレーザー装置。
- 請求項１記載のレーザー装置において、前記利得媒質は、発光中心として用いる添加希土類イオンをＹｂやＮｄさらにはＥｒ，Ｔｍ，Ｈｏ，Ｃｅ等の希土類とし、母材として用いる結晶をＹＡＧ，ＹＳＧＧ，ＹＳＡＧ，ＧＳＧＧ，ＧＧＧなどのガーネット系、ＹＶＯ4 ，ＧｄＶＯ4 などのバナデート系、ＫＹＷ，ＫＧＷなどのタングステート系、ＹＬＦなどのリチウムフロライド系、及び硝子系、またはこれらを組み合わせた系とすることを特徴とするレーザー装置。
- 請求項１記載のレーザー装置において、前記利得媒質は、光励起によるＧａＡｓ，ＧａＡｓＰ，ＧａＰ，ＧａＮ，ＩｎＧａＮ，ＡｌＧａＮなどの半導体材料であることを特徴とするレーザー装置。
- 請求項１記載のレーザー装置において、前記ヒートシンクとして、ＣｕまたはＣｕＷ，ＣｕＭｏなどのＣｕ系の金属材料、またはＳｉＣなどのカーボン系材料を用いることを特徴とするレーザー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003154092A JP4265287B2 (ja) | 2003-05-30 | 2003-05-30 | レーザー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003154092A JP4265287B2 (ja) | 2003-05-30 | 2003-05-30 | レーザー装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004356479A JP2004356479A (ja) | 2004-12-16 |
| JP4265287B2 true JP4265287B2 (ja) | 2009-05-20 |
Family
ID=34048846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003154092A Expired - Fee Related JP4265287B2 (ja) | 2003-05-30 | 2003-05-30 | レーザー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4265287B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100550924B1 (ko) | 2004-09-14 | 2006-02-13 | 삼성전기주식회사 | 다파장 레이저 다이오드 |
| JP4608346B2 (ja) * | 2005-03-28 | 2011-01-12 | 株式会社リコー | 固体レーザ装置およびレーザ装置システム |
| JP4579062B2 (ja) * | 2005-06-10 | 2010-11-10 | 富士フイルム株式会社 | モードロックレーザ装置 |
| JP2008010603A (ja) | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザ励起固体レーザ装置、光走査装置、画像形成装置及び表示装置 |
| JP5136775B2 (ja) * | 2008-04-04 | 2013-02-06 | 澁谷工業株式会社 | 固体レーザ発振装置 |
| US9769913B2 (en) | 2013-02-01 | 2017-09-19 | Inter-University Research Institute Corporation High Energy Accelerator Research Organization | Burst-laser generator using an optical resonator |
| JP6362026B2 (ja) * | 2014-05-13 | 2018-07-25 | 株式会社リコー | レーザ装置、レーザ加工機及び表示装置 |
| JP6343229B2 (ja) | 2014-11-18 | 2018-06-13 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ増幅装置、レーザ装置及びレーザ核融合炉 |
-
2003
- 2003-05-30 JP JP2003154092A patent/JP4265287B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004356479A (ja) | 2004-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10367324B2 (en) | Laser component | |
| US7724791B2 (en) | Method of manufacturing laser diode packages and arrays | |
| JP4041782B2 (ja) | 半導体レーザ励起固体レーザ | |
| JP2001168442A (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法、配設基板および支持基板 | |
| WO2006103767A1 (ja) | モード制御導波路型レーザ装置 | |
| JP4265287B2 (ja) | レーザー装置 | |
| US20050074041A1 (en) | Diamond cooled laser gain assembly using low temperature contacting | |
| JP5231806B2 (ja) | レーザ光源、およびそれを用いたディスプレイ装置 | |
| JP2017530554A (ja) | レーザー活性媒質及びその製造方法 | |
| CN102893465B (zh) | 激光晶体和非线性晶体的封装方法及其在二极管泵浦固态激光器中的应用 | |
| EP1265323B1 (en) | Solid-state laser using Ytterbium-YAG composite medium | |
| JP6576137B2 (ja) | 半導体レーザ装置及び半導体レーザ装置の製造方法 | |
| US7382818B2 (en) | Diffusion bonded pump cavity | |
| JP3011136B2 (ja) | 励起型固体レーザ装置 | |
| EP2782196B1 (en) | Semiconductor laser-excitation solid-state laser | |
| JP2002009385A (ja) | 大出力ダイオードレーザバーの接触方法、並びに、熱的に副次的な機能を有する電気的な接触部を備えた大出力ダイオードレーザバー・接触部・装置 | |
| JP2004349595A (ja) | 窒化物半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
| JP7048875B2 (ja) | 発光装置の製造方法 | |
| JP2008244427A (ja) | 発光装置および画像出力装置 | |
| JP2677219B2 (ja) | 半導体レ−ザの製造方法 | |
| JP4440812B2 (ja) | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 | |
| JP2016115767A (ja) | 半導体レーザユニット及び半導体レーザ装置 | |
| JP6362026B2 (ja) | レーザ装置、レーザ加工機及び表示装置 | |
| Shoji et al. | Laser characteristics of Nd: YAG/diamond and Nd: YVO4/diamond composite devices fabricated with the room-temperature-bonding technique | |
| WO2023080205A1 (ja) | 光学素子、レーザ装置および光学素子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070222 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070320 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070425 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070529 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070625 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20070913 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20071026 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20080417 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080417 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090108 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090209 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4265287 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140227 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |