JP6547705B2 - Fluorescence confinement structure of solar light pumped laser - Google Patents

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本発明は、太陽光を蛍光材に照射することにより蛍光を放出させ、該蛍光を蛍光／レーザー変換手段に照射することによりレーザーを生成する太陽光励起レーザー装置において、蛍光がレーザー媒質に吸収されることなく装置外へ漏出することを阻止するよう、蛍光を装置内に閉じ込め構造に係る。   In the present invention, the fluorescence is absorbed by the laser medium in a sunlight excitation laser device that emits fluorescence by irradiating sunlight to a fluorescent material and generates a laser by irradiating the fluorescence to the fluorescence / laser conversion means. It relates to the confinement structure within the device so as to prevent leakage out of the device without.

地球の温暖化問題又はその他の環境問題の対策の一つとして、太陽光エネルギーを利用する技術が種々提案されており、太陽光をエネルギー源又は励起光源としてレーザー光を発生するための太陽光励起レーザー技術も種々提案されている。一般に、太陽光励起レーザーの場合、屋外に設置された際の耐久性や利便性の観点から、レーザー媒質としてネオジウムイオン(Ｎｄ３＋)を添加したＹＡＧ(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)結晶などの固体材料が用いられる一方、地上での太陽光のエネルギー密度は、そのままでは、最良の条件下でも約１ｋｗ/ｍ２程度であり、太陽光を用いて、ＹＡＧ結晶等のレーザー材料に於いてレーザー発振を達成するためには、地上に到達する太陽光の強度を数千から１万倍程度に集光する必要がある。そこで、例えば、特許文献１、２、非特許文献１などに於いては、大型のレンズやフレネルレンズ等を用いて、太陽光を集光して、それらのレンズ系の焦点にレーザー材料を配置する構成が提案されている。かかる構成に於いては、太陽光の向き（地上への入射角）が時々刻々と変化するので、その太陽光の向きに合わせて集光レンズ系の向きを変更する構成（太陽光の追尾システム）が用いられる。また、非特許文献２に於いては、太陽光のそのままの強度の波長分布に於いては、レーザー媒質の励起に利用できる波長の光が限られていることに鑑み、吸収波長帯域が広く且つ発光波長の狭い蛍光材料により太陽光を吸収し、蛍光材料からの蛍光によりレーザー媒質をポンピングし、これにより集光倍率を３００倍程度まで低減する構成が提案されている。 Various techniques using solar energy have been proposed as one of measures against global warming problems or other environmental problems, and a solar light-excited laser for generating laser light using solar light as an energy source or excitation light source Various techniques have also been proposed. In general, in the case of a solar light pumped laser, from the viewpoint of durability and convenience when installed outdoors, a solid material such as YAG (yttrium aluminum garnet) crystal doped with neodymium ion (Nd 3+ ) as a laser medium is used. On the other hand, the energy density of sunlight on the ground is about 1 kw / m 2 even under the best conditions as it is, and it achieves laser oscillation in a laser material such as YAG crystal using sunlight. In order to achieve this, it is necessary to condense the intensity of sunlight reaching the ground several thousand to ten thousand times. Therefore, for example, in Patent Documents 1 and 2, Non-patent Document 1, etc., sunlight is collected using a large lens, a Fresnel lens or the like, and a laser material is disposed at the focal point of those lens systems. A configuration is proposed. In such a configuration, the direction of the sunlight (the incident angle to the ground) changes every moment, so that the configuration of changing the direction of the condenser lens system according to the direction of the sunlight (the tracking system of sunlight) Is used. Further, in Non-Patent Document 2, in the wavelength distribution of the intensity of sunlight as it is, in view of the fact that the light of the wavelength that can be used for excitation of the laser medium is limited, the absorption wavelength band is wide and A configuration has been proposed in which sunlight is absorbed by a fluorescent material having a narrow emission wavelength, and the laser medium is pumped by fluorescence from the fluorescent material, thereby reducing the light collection magnification to about 300 times.

特開２０１１−２３３７７JP 2011-23377 特開２０１３−２３５９３０JP 2013-235930 特開２０１５−２０１４６４JP-A-2015-201464

アプライド・フィジックス・レター（Applied Physics Letters） ９０，２６１１２０，２００７年Applied Physics Letters 90, 261 120, 2007 ネイチャー・インサイト・サイエンティフィック・レポーツ（Nature Insight Scientific Reports）５，１４７５８，２０１５年Nature Insight Scientific Reports (Nature Insight Scientific Reports) 5, 14758, 2015

上記の如く、従前の太陽光励起レーザー装置の構成に於いては、太陽光を追尾するためにレンズとその向きを変更するための機構（太陽光追尾機構）が用いられているので、太陽光励起レーザー装置を設置する際には、太陽光追尾機構のための空間を確保する必要があり、従って、レーザー本体よりも大掛かりな設備と場所が要求される。また、集光用レンズの大型化には限界があり、大規模太陽光発電設備の如く、数ｋｍ２以上に及ぶ広い面積に照射される太陽光をレーザー光に変換しようとすることを考えると、数ｍ２〜数十ｍ２のサイズの集光レンズとその追尾機構を多数配備することが必要となる。そして、上記の如く、太陽光の追尾のために変位する集光用レンズの焦点が常にレーザー材料に当たるようにするべく、光学系が調整されるところ、風やその他の要因（近隣の車両の通過など）による振動が在っても、集光用レンズの焦点がレーザー材料に当たっている状態を維持するための構成が必要となる（焦点がレーザー材料から外れると、レーザー発振が停止してしまう。）。総じて、太陽光励起レーザー装置に太陽光追尾機構が用いられる場合には、太陽光追尾のために、大掛かりな設備、場所、調整のための労力、コストがかかることとなる。従って、太陽光追尾機構を必要とせずに、太陽光によるレーザー発振を達成できる構成があれば、非常に有用である。 As described above, in the configuration of the conventional solar light-excited laser device, a mechanism for changing the direction of the lens and its direction (sunlight tracking mechanism) is used to track the solar light. When installing the device, it is necessary to secure a space for the sunlight tracking mechanism, thus requiring a larger facility and location than the laser body. In addition, there is a limit in increasing the size of the condenser lens, and it is considered to convert the sunlight irradiated to a wide area of several km 2 or more into a laser beam as in a large-scale solar power generation facility. It is necessary to deploy a large number of condenser lenses of a size of several m 2 to several tens m 2 and their tracking mechanisms. And, as described above, when the optical system is adjusted so that the focal point of the condensing lens displaced for tracking the sunlight always strikes the laser material, wind and other factors (passage of nearby vehicles Even if there is vibration due to this), a configuration is needed to maintain the focus of the focusing lens on the laser material (if the focus deviates from the laser material, the laser oscillation will stop) . In general, when a solar light tracking mechanism is used for a solar light-excited laser device, large facilities, locations, labor for adjustment, and cost are required for the solar light tracking. Therefore, it is very useful if there is a configuration that can achieve laser oscillation by sunlight without the need for a sunlight tracking mechanism.

そこで、上記の認識の下に、本件発明者と同一人は、先の特願２０１６−５３０７３において、太陽光追尾機構を必要としない太陽光励起レーザー装置として、太陽光励起レーザー装置であって、
第一の面と、第二の面と、第一及び第二の面の周縁を接続する縁面とから成り、その内部又は第一若しくは第二の面上に太陽光を吸収してレーザー媒質の感度の高い波長帯域の蛍光を放出する蛍光物質が分散され且つ外部よりも屈折率が高い材料から形成された板状構造を有し、第一の面から太陽光が入射すると、蛍光物質から放出される蛍光が実質的に縁面に集光されて出射する蛍光導光板と、
蛍光導光板の縁面上にて第一及び第二の面の周縁方向に沿って巻装された１条の光ファイバーにして、レーザー媒質が分散されたコア部と、表面及び内部が蛍光を透過する材料にて形成されコア部の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド部と、光ファイバーの一方の端面にてレーザー媒質が放出した光の実質的に全てを反射する第一の反射手段と、光ファイバーの他方の端面にてレーザー媒質が放出した光の一部を透過させ、その残りを反射する第二の反射手段とを含み、蛍光導光板の縁面から出射された蛍光がクラッド部の表面を透過してコア部まで達し、蛍光によりレーザー媒質が励起されてレーザー発振が達成可能であり、レーザー光が光ファイバーの他方の端面から出射する光ファイバーとを含む装置を提案した。 Therefore, under the above recognition, the inventor of the present invention is the same as the solar light excitation laser device as the solar light excitation laser device which does not require the solar light tracking mechanism in the aforementioned Japanese Patent Application No. 2016-53073,
A laser medium comprising a first surface, a second surface, and an edge surface connecting the peripheries of the first and second surfaces and absorbing sunlight on the inside or on the first or second surface Has a plate-like structure formed of a material in which the fluorescent material emitting fluorescence in the wavelength band of high sensitivity is dispersed and has a refractive index higher than that of the outside, and when sunlight is incident from the first surface A fluorescence light guide plate from which the emitted fluorescence is substantially collected on the edge surface and emitted;
A single optical fiber wound along the peripheral direction of the first and second surfaces on the edge surface of the fluorescent light guide plate, and the core part in which the laser medium is dispersed, and the surface and the inside transmit fluorescence A cladding portion formed of a material having a refractive index lower than that of the core portion, and a first reflecting means for reflecting substantially all of the light emitted from the laser medium at one end face of the optical fiber; The other end face of the optical fiber transmits a part of the light emitted from the laser medium, and the second reflecting means reflects the rest, and the fluorescence emitted from the edge face of the fluorescent light guide plate is the surface of the cladding part To reach the core, and the laser medium is excited by the fluorescence to achieve laser oscillation, and the apparatus includes the optical fiber in which the laser light is emitted from the other end face of the optical fiber.

上記の先の提案になる太陽光励起レーザー装置は、添付の図１に示す如く、太陽光ＳＬを吸収してレーザー媒質の感度の高い波長帯域の蛍光を放出する蛍光物質ＦＭが分散され且つ外部よりも屈折率が高い材料から形成された板状構造の蛍光導光板２を備えており、それに入射した太陽光ＳＬが蛍光物質ＦＭに照射されて蛍光ＦＬが放出され、かかる蛍光ＦＬが円盤状の蛍光導光板２の周りに捲装されたレーザー媒質のコアを有する光ファイバー３aに照射されることにより、光ファイバー３aに沿って伝播するレーザーが生成されるようになっているが、かかる構造では、蛍光が、ＦＬ（１）の如く光ファイバー３aに直接照射される場合、ＦＬ（２）の如く蛍光導光板２の太陽光入射面２aに対し比較的大きい偏向角をもって入射し、全反射されて光ファイバー３aに照射される場合、ＦＬ（３）の如く反射ミラー６にて反射されて光ファイバー３aに照射される場合には、蛍光はレーザーの生成に有効に作用するが、太陽光入射面２aに対する蛍光の入射角に対する面２aでの反射率は図２に示す如く変化するので、蛍光がＦＬ（４）の如く蛍光導光板２の太陽光入射面２aに対し比較的小さい偏向角をもって入射する場合には、その多くの割合が面２aにて反射されずに蛍光導光板２外へ漏出してしまうという問題がある。   As shown in the attached FIG. 1, the above-mentioned proposed solar-pumped laser device disperses the fluorescent substance FM which absorbs the solar light SL and emits the fluorescence in the wavelength band of high sensitivity of the laser medium and is externally Also, the fluorescent light guide plate 2 having a plate-like structure formed of a material having a high refractive index is provided, the sunlight SL incident thereon is irradiated to the fluorescent material FM, and the fluorescent light FL is emitted. By irradiating the optical fiber 3a having the core of the laser medium encased around the fluorescence light guide plate 2, a laser propagating along the optical fiber 3a is generated. When the light is directly irradiated to the optical fiber 3a as in FL (1), it is incident on the sunlight incident surface 2a of the fluorescence light guide plate 2 as in FL (2) with a relatively large deflection angle, and is totally reflected. When it is irradiated to the optical fiber 3a, it is reflected by the reflection mirror 6 like FL (3) and is irradiated to the optical fiber 3a, the fluorescence effectively acts on the generation of the laser, but the sunlight incident surface Since the reflectance of the surface 2a with respect to the incident angle of the fluorescence to the light 2a changes as shown in FIG. 2, the fluorescence is incident on the sunlight incident surface 2a of the fluorescence light guide plate 2 with a relatively small deflection angle as FL (4). In this case, there is a problem that a large proportion of the light leaks out of the fluorescent light guide plate 2 without being reflected by the surface 2a.

本発明は、太陽光入射面より入射した太陽光を吸収してレーザー媒質の感度の高い波長帯域の蛍光を放出する蛍光物質が分散され且つ外部よりも屈折率が高い材料から形成された蛍光導光板と、例えば上記の例におけるレーザー媒質が分散されたコア部を有し前記蛍光物質より放出されて前記蛍光導光板内を伝播した蛍光によりレーザーを生成する光ファイバーの如く蛍光を吸収してレーザーを生成する蛍光／レーザー変換手段とを有する太陽光励起レーザー装置における上記の問題に着目し、蛍光物質より放出された蛍光がレーザーを生成させることなく装置外へ漏出することを阻止するよう、蛍光を装置内に閉じ込める構造を提供することを課題としている。   According to the present invention, a fluorescent material is formed from a material in which a fluorescent material that absorbs sunlight incident from a sunlight incident surface and emits fluorescence in a wavelength band with high sensitivity of the laser medium is dispersed and the refractive index is higher than the outside. For example, the optical plate has a core portion in which the laser medium in the above example is dispersed, and is absorbed by the fluorescent material such as an optical fiber that generates a laser by the fluorescence emitted from the fluorescent material and propagating in the fluorescent light guide plate. Focusing on the above problems in a solar-pumped laser device with a generating fluorescence / laser conversion means, the device is designed to prevent the fluorescence emitted from the fluorescent material from leaking out of the device without generating a laser It is an issue to provide a structure to be enclosed inside.

上記の課題を解決すべく、本発明は、太陽光入射面より入射した太陽光を吸収してレーザー媒質の感度の高い波長帯域の蛍光を放出する蛍光物質が分散され且つ外部よりも屈折率が高い材料から形成された蛍光導光板と、前記蛍光物質より放出されて前記蛍光導光板内を伝播した蛍光によりレーザーを生成する蛍光／レーザー変換手段とを有する太陽光励起レーザー装置において、前記蛍光物質より放出された蛍光が前記蛍光導光板の前記太陽光入射面より該蛍光導光板外へ漏出することを防止する構造にして、前記蛍光物質が吸収する波長域の光は透過するが前記蛍光物質が放出する蛍光は反射するダイクロイックミラーが前記蛍光導光板の前記太陽光入射面に対向し且これより隔置されて設けられていることを特徴とする構造を提案するものである。   In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, a fluorescent substance that absorbs sunlight incident from a sunlight incident surface and emits fluorescence in a wavelength band with high sensitivity of a laser medium is dispersed and has a refractive index more than the outside In a solar light-excited laser device comprising: a fluorescent light guide plate formed of a high material; and a fluorescent / laser conversion means for generating a laser by the fluorescence emitted from the fluorescent material and propagating in the fluorescent light guide plate; The structure is configured to prevent the emitted fluorescence from leaking out of the fluorescent light guide plate from the sunlight incident surface of the fluorescent light guide plate, and light in the wavelength range absorbed by the fluorescent material is transmitted, but the fluorescent material is A structure is proposed in which a dichroic mirror for reflecting the emitted fluorescence is provided facing the solar light incident surface of the fluorescence light guide plate and spaced apart therefrom. Than is.

上記の構造に於いて、前記蛍光導光板の前記太陽光入射面とこれより隔置された前記ダイクロイックミラーの間には、低屈折率の層が設けられてもよい。   In the above structure, a low refractive index layer may be provided between the sunlight incident surface of the fluorescence light guide plate and the dichroic mirror spaced therefrom.

上記の如く、太陽光入射面より入射した太陽光を吸収してレーザー媒質の感度の高い波長帯域の蛍光を放出する蛍光物質が分散され且つ外部よりも屈折率が高い材料から形成された蛍光導光板と、前記蛍光物質より放出されて前記蛍光導光板内を伝播した蛍光によりレーザーを生成する蛍光／レーザー変換手段とを有する太陽光励起レーザー装置において、前記蛍光物質より放出された蛍光が前記蛍光導光板の前記太陽光入射面より該蛍光導光板外へ漏出することを防止する構造として、前記蛍光物質が吸収する波長域の光は透過するが前記蛍光物質が放出する蛍光は反射するダイクロイックミラーが前記蛍光導光板の前記太陽光入射面に対向し且これより隔置されて設けられていれば、図１においてＦＬ（４）にて示す如く蛍光導光板の太陽光入射面に対し比較的小さい偏向角をもって入射することにより蛍光導光板外へ漏出した蛍光を、ダイクロイックミラーにより反射させて蛍光導光板内へ戻すことかできる。この場合に、ダイクロイックミラーが蛍光導光板の太陽光入射面に対向し且これより隔置されて設けられていることにより、ダイクロイックミラーの蛍光に対する反射特性が蛍光導光板との接触によって乱されることが回避される。   As described above, a fluorescent material formed from a material in which a fluorescent material that absorbs sunlight incident from a sunlight incident surface and emits fluorescence in a wavelength band with high sensitivity of the laser medium is dispersed and whose refractive index is higher than the outside In a solar light excitation laser device having a light plate and a fluorescence / laser conversion means for generating a laser by the fluorescence emitted from the fluorescent material and propagating in the fluorescent light guide plate, the fluorescence emitted from the fluorescent material is the fluorescence As a structure for preventing leakage to the outside of the fluorescent light guide plate from the sunlight incident surface of the light plate, a dichroic mirror that transmits light in a wavelength range absorbed by the fluorescent material but reflects fluorescence emitted by the fluorescent material If the fluorescent light guide plate is provided so as to face and be separated from the sunlight incident surface of the fluorescent light guide plate, as shown by FL (4) in FIG. The fluorescence leaking fluorescent light plate outside by entering with a relatively small deflection angle to the light incident surface, can either be returned dichroic is reflected by dichroic mirror to the fluorescent light guide plate within. In this case, since the dichroic mirror is provided opposite to and separated from the sunlight incident surface of the fluorescence light guide plate, the reflection characteristic to fluorescence of the dichroic mirror is disturbed by the contact with the fluorescence light guide plate Is avoided.

或いは、上記の構造に於いて、前記蛍光導光板の前記太陽光入射面とこれより隔置された前記ダイクロイックミラーの間に低屈折率物質の層が設けられれば、前記蛍光物質が放出する蛍光に対する前記ダイクロイックミラーの反射特性を乱すことなく、ダイクロイックミラーを蛍光導光板に安定して固定することができる。   Alternatively, in the above structure, if a layer of a low refractive index material is provided between the sunlight incident surface of the fluorescence light guide plate and the dichroic mirror spaced therefrom, the fluorescence emitted by the fluorescent material The dichroic mirror can be stably fixed to the fluorescence light guide plate without disturbing the reflection characteristic of the dichroic mirror with respect to

上記の先の提案である特願２０１６−５３０７３による太陽光励起レーザー装置における蛍光の挙動を例示する断面図である。It is sectional drawing which illustrates the behavior of the fluorescence in the sunlight excitation laser apparatus by Japanese Patent Application No. 2016-53073 which is said prior proposal. 蛍光導光板内を伝播する蛍光が蛍光導光板の表面に内側から入射するときの入射角に対する反射率を示すグラフである。When fluorescence which propagates the inside of a fluorescence light-guide plate injects into the surface of a fluorescence light-guide plate from the inner side, it is a graph which shows the reflectance to an incidence angle. 本発明による蛍光導光板外への蛍光の漏出を防止する構造を図１に示す太陽光励起レーザー装置に組み付けた実施例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment in which the structure for preventing the leakage of fluorescence to the outside of the fluorescence light guide plate according to the present invention is assembled to the solar light excitation laser device shown in FIG. ダイクロイックミラーの波長対透過率の特性を本発明による蛍光導光板外への蛍光の漏出を防止する構造に適合させた状態を示すグラフである。It is a graph which shows the state which adapted the characteristic of the wavelength versus the transmittance | permeability of a dichroic mirror to the structure which prevents the leakage of the fluorescence out of the fluorescence light-guide plate by this invention. 本発明による蛍光導光板外への蛍光の漏出を防止する構造を図１に示す太陽光励起レーザー装置に組み付けた他の実施例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing another embodiment in which the structure for preventing the leakage of the fluorescence to the outside of the fluorescence light guide plate according to the present invention is assembled to the solar light excitation laser device shown in FIG.

図３に示す本発明の実施例は、上記の通り、本発明による蛍光導光板外への蛍光の漏出を防止する構造を図１に示す太陽光励起レーザー装置に組み付けたものである。図３において、１０として示す板状体がダイクロイックミラーである。ここでのダイクロイックミラーとは、屈折率の異なる複数の誘電体の薄膜を積層することにより、図４に示す如く或る臨界波長以下の光は１００％近くまで透過させるが、臨界波長以上の光は殆ど遮断し或いは反射する特性を呈する膜体であり、ダイクロイックミラー１０は、太陽光ＳＬ中の蛍光物質ＦＭが吸収する波長域の光は透過するが蛍光物質ＦＭが放出する蛍光ＦＬは反射するよう設計されたそのような膜体を蛍光導光板に組み込んだものである。   In the embodiment of the present invention shown in FIG. 3, as described above, the structure for preventing the leakage of the fluorescence from the fluorescent light guide plate according to the present invention is assembled to the solar light excitation laser device shown in FIG. In FIG. 3, the plate-like body shown as 10 is a dichroic mirror. The dichroic mirror here is a stack of thin films of multiple dielectrics with different refractive indexes, and as shown in FIG. 4, light of a certain critical wavelength or less is transmitted to almost 100%, but light of the critical wavelength or more Is a film that exhibits almost blocking or reflecting properties, and the dichroic mirror 10 transmits light in a wavelength range absorbed by the fluorescent material FM in the sunlight SL but reflects fluorescent light FL emitted by the fluorescent material FM Such a membrane designed as such is incorporated in a fluorescent light guide plate.

蛍光導光板２は、石英ガラス或いは透明なポリカーボネイト樹脂、アルカリ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂よりなっていてよいが、このような材料よりなる蛍光導光板２にダイクロイックミラー１０が直に接して組みつけられると、蛍光導光板の屈折率によってダイクロイックミラー１０の光透過特性が乱れる虞れがある。そこでダイクロイックミラー１０は、蛍光導光板２の太陽光入射面２aに対向し且これより隔置されて設けられており、こうすることによってダイクロイックミラー１０の図４に示されている如く設計された光透過特性を安定して維持することができる。こうして、太陽光入射面２aに対し比較的小さい偏向角にて入射した蛍光ＦＬ（４）の如き蛍光も、一端は蛍光導光板２外へ漏出するが、ダイクロイックミラー１０により反射されて蛍光導光板２内へ戻される。   The fluorescent light guide plate 2 may be made of quartz glass, transparent polycarbonate resin, alkali resin, acrylic resin or silicone resin, but the dichroic mirror 10 is assembled in direct contact with the fluorescent light guide plate 2 made of such materials Then, the light transmission characteristics of the dichroic mirror 10 may be disturbed by the refractive index of the fluorescence light guide plate. Therefore, the dichroic mirror 10 is provided opposite to and separated from the sunlight incident surface 2a of the fluorescence light guide plate 2, and thereby, the dichroic mirror 10 is designed as shown in FIG. 4 of the dichroic mirror 10. The light transmission characteristics can be stably maintained. Thus, although fluorescence such as fluorescence FL (4) incident at a relatively small deflection angle with respect to the sunlight incident surface 2a also leaks out of the fluorescence light guide plate 2 at one end, it is reflected by the dichroic mirror 10 and is reflected by the fluorescence light guide plate 2 is returned to the inside.

図５は、図３に示す太陽光励起レーザー装置における蛍光導光板２の太陽光入射面２aとダイクロイックミラー１０の間の空間を低屈折率シリコーン樹脂のような低屈折率物質の層１２で充たした本発明の他の実施例を示している。このように蛍光導光板２の太陽光入射面２aとダイクロイックミラー１０の間の空間が低屈折率物質の層で充たされれば、ダイクロイックミラー１０の光透過／反射特性、即ち図４に示す如く蛍光物質ＦＭが吸収する波長域の光に対しては略１００％の透過率を呈するが蛍光材が放出する蛍光は略１００％反射するダイクロイックミラー１０の光透過／反射特性を乱すことなく、ダイクロイックミラー１０を蛍光導光板に安定して固定することができる。   FIG. 5 shows that the space between the sunlight incident surface 2a of the fluorescence light guide plate 2 and the dichroic mirror 10 in the sunlight excitation laser device shown in FIG. 3 is filled with the layer 12 of low refractive index material such as low refractive index silicone resin. Fig. 6 shows another embodiment of the present invention. Thus, if the space between the sunlight incident surface 2a of the fluorescence light guide plate 2 and the dichroic mirror 10 is filled with the layer of low refractive index material, the light transmission / reflection characteristics of the dichroic mirror 10, ie, as shown in FIG. As described above, the fluorescence of the fluorescent material FM exhibits approximately 100% transmittance to light in the wavelength range absorbed by the fluorescent material FM, but the fluorescence emitted from the fluorescent material does not disturb the light transmission / reflection characteristics of the dichroic mirror 10 that reflects approximately 100%. The dichroic mirror 10 can be stably fixed to the fluorescence light guide plate.

以上に於いては本発明を実施例について詳細に説明したが、かかる実施例について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。   Although the present invention has been described in detail with reference to the embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made to such embodiments within the scope of the present invention.

２…蛍光導光板、２a…蛍光導光板２の太陽光入射面、３a…光ファイバー、１０…ダイクロイックミラー、１２…低屈折率物質の層、ＦＭ…蛍光物質、ＳＬ…太陽光、ＦＬ…蛍光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... fluorescence light-guide plate, 2a ... sunlight incident surface of fluorescence light-guide plate 2, 3a ... optical fiber, 10 ... dichroic mirror, 12 ... layer of low refractive index substance, FM ... fluorescent substance, SL ... sunlight, FL ... fluorescence

Claims (1)

太陽光入射面より入射した太陽光を吸収してレーザー媒質の感度の高い波長帯域の蛍光を放出する蛍光物質が分散され且つ外部よりも屈折率が高い材料から形成された蛍光導光板と、前記蛍光物質より放出されて前記蛍光導光板内を伝播した蛍光によりレーザーを生成する蛍光／レーザー変換手段とを有する太陽光励起レーザー装置において、前記蛍光物質より放出された蛍光が前記蛍光導光板の前記太陽光入射面より該蛍光導光板外へ漏出することを防止する構造にして、前記蛍光物質が吸収する波長域の光は透過するが前記蛍光物質が放出する蛍光は反射するダイクロイックミラーが前記蛍光導光板の前記太陽光入射面に対向し且これより隔置されて設けられていることを特徴とする構造。   A fluorescent light guide plate formed of a material in which a fluorescent material that absorbs sunlight incident from a sunlight incident surface and emits fluorescence in a wavelength band with high sensitivity of the laser medium is dispersed and whose refractive index is higher than that of the outside; In a solar light excitation laser device having a fluorescence / laser conversion means for generating a laser by the fluorescence emitted from the fluorescent material and propagating in the fluorescent light guide plate, the fluorescence emitted from the fluorescent material is the solar light of the fluorescent light guide plate The dichroic mirror, which transmits light in the wavelength range absorbed by the fluorescent material but reflects fluorescence emitted by the fluorescent material, has a structure that prevents the light from leaking out of the fluorescent light guide plate from the light incident surface. A structure characterized in that it is provided opposite to the solar light incident surface of the light plate and spaced therefrom.
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JPS62266502A (en) * 1986-05-14 1987-11-19 Agency Of Ind Science & Technol Light converging and transmitting equipment
JPH0821743B2 (en) * 1988-11-02 1996-03-04 富士電機株式会社 Solid-state laser device
US5923694A (en) * 1997-07-02 1999-07-13 Opteleacom, Inc. Wedge side pumping for fiber laser at plurality of turns
JP4955419B2 (en) * 2007-02-27 2012-06-20 有限会社岡本光学加工所 White light excitation laser device
JP2010263115A (en) * 2009-05-08 2010-11-18 Mitsubishi Plastics Inc Solar light collector
JP2011059323A (en) * 2009-09-09 2011-03-24 Leiz Advanced Technology Corp Condensing module and condensing unit using the same
EP2504867B1 (en) * 2009-11-24 2016-04-20 Koninklijke Philips N.V. Luminescent solar concentrator

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