JPH01214079A - Laser light source - Google Patents

Laser light source

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JPH01214079A
JPH01214079A JP4040088A JP4040088A JPH01214079A JP H01214079 A JPH01214079 A JP H01214079A JP 4040088 A JP4040088 A JP 4040088A JP 4040088 A JP4040088 A JP 4040088A JP H01214079 A JPH01214079 A JP H01214079A
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excitation
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light source
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美智雄 岡
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    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
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Abstract

PURPOSE:To obtain a laser light source which can provide a further high power output laser beam with a high quality single lateral mode by using the constitution of an end pump type laser light source by a method wherein exciting laser beams are supplied to both ends of a laser medium. CONSTITUTION:In a laser light source 11, an oscillated light passage PTH through a laser medium 12 is formed by the oscillating operation of a basic wave laser beam LA12 generated in the laser medium 12 and an output laser beam 14 is emitted in accordance with the basic wave laser team A12. First and second exciting laser beam LA11 and LA13 are supplied to the first and second end planes 12A and 12B of the laser medium 12 at which the oscillated light passage PTH crosses the laser medium 12. For instance, the exciting laser beam LA11 from an exciting semiconductor laser 13 is applied to the incident plane 12A of the rod type laser medium 12 through a condensing lens system 14 and, further, the exciting laser beam LA13 a second exciting semiconductor laser 15 is applied to the emitting plane 12B of the laser medium 12 through a condensing lens system 16 and a polarization type beam spritter 17.

Description

【発明の詳細な説明】 A産業上の利用分野 本発明はレーザ光源に関し、特に大きいパワーの出力レ
ーザ光を得るようにしたものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a laser light source, and is particularly adapted to obtain a high power output laser light.

B発明の概要 本発明は、励起用レーザ光によってレーザ媒質を励起す
ることにより出力レーザ光を得るようになされたレーザ
光源において、レーザ媒質の両端面から励起用レーザ光
を供給するようにすることにより、単一横モードが良好
な光学特性をもちかつパワーが大きい出力レーザ光を得
ることができる。
B Summary of the Invention The present invention provides a laser light source configured to obtain an output laser beam by exciting a laser medium with an excitation laser beam, in which the excitation laser beam is supplied from both end faces of the laser medium. As a result, it is possible to obtain an output laser beam with a single transverse mode having good optical characteristics and high power.

C従来の技術 従来共振器を構成するレーザ媒質として固体レーザを用
い、その励起光源として半導体レーザを用いたいわゆる
半導体レーザ励起型固体レーザでなる光源が提案されて
おり、その励起方式としてエンドポンプ方式のもの及び
サイドポンプ方式のものがある。
C. Prior art A light source has been proposed that uses a solid-state laser as the laser medium constituting a resonator and a semiconductor laser as the excitation light source, which is a so-called semiconductor laser pumped solid-state laser. There are two types: one with a side pump type and one with a side pump type.

D発明が解決しようとする問題点 第1に、エンドポンプ方式のレーザ光源1は第10図に
示すように、例えばYAGでなる固体し−ザをレーザ媒
質2として使用し、その一方の端面を入射面2Aとして
励起用半導体レーザ3のレーザ光LAIを集光レンズ系
4を通って入射することによりレーザ媒質2において基
本波レーザ光LA2を発生させて他方の端面2Bから送
出する。
Problems to be Solved by the Invention First, as shown in FIG. The laser beam LAI from the excitation semiconductor laser 3 is incident through the condensing lens system 4 as the incident surface 2A, thereby generating fundamental laser beam LA2 in the laser medium 2 and sending it out from the other end surface 2B.

この基本波レーザ光LA2は出力ミラー5の入射面5A
に入射され、所定の反射率(例えば95%)で反射され
る。レーザ媒質2の入射面2Aは、基本波レーザ光LA
2に対して100%の反射率を有し、かくして入射面2
A及び5A間を基本波レーザ光LA2が共振動作してな
る共振器CAVが形成される。
This fundamental wave laser beam LA2 is transmitted to the incident surface 5A of the output mirror 5.
and is reflected at a predetermined reflectance (for example, 95%). The entrance surface 2A of the laser medium 2 receives the fundamental laser beam LA.
2, thus having a reflectance of 100% for the entrance surface 2
A resonator CAV is formed by the fundamental wave laser beam LA2 resonating between A and 5A.

出力ミラー5の入射面5Aを透過した(透過率5%)基
本波レーザ光LA2は出力ミラー5の射出面5Bから出
力レーザ光LA3として射出される。
The fundamental wave laser beam LA2 that has passed through the incident surface 5A of the output mirror 5 (transmittance 5%) is emitted from the output surface 5B of the output mirror 5 as an output laser beam LA3.

この構成のレーザ光源は、励起用レーザ光LAlを集光
レンズ系4によって細いビームスポットに絞って入射で
きることにより、単一横モードの良好なビームが出力レ
ーザ光LA3として射出できる利点がある。
The laser light source with this configuration has the advantage that the excitation laser light LAl can be focused into a narrow beam spot by the condensing lens system 4, and a beam with a good single transverse mode can be emitted as the output laser light LA3.

ところが入射面2Aから入射された励起用レーザ光LA
Iは所定の吸収領域を過ぎるとすぐに拡散するために、
基本波レーザ光LA2として大きなパワーが取れない問
題がある。
However, the excitation laser beam LA incident from the incident surface 2A
Since I quickly diffuses after passing a predetermined absorption region,
There is a problem that a large power cannot be obtained as the fundamental laser beam LA2.

第2に、サイドポンプ方式のレーザ光源6は、第2図に
示すように、固体レーザでなるレーザ媒質7の側面7A
からその長手方向に沿って配列された複数例えば3つの
励起用半導体レーザ8A、8B、8Gの励起用レーザ光
LA4A、LA4B。
Second, as shown in FIG.
Excitation laser beams LA4A and LA4B of a plurality of, for example, three excitation semiconductor lasers 8A, 8B, and 8G arranged along the longitudinal direction.

LA4Gを照射することにより、レーザ媒質7に基本波
レーザ光LA5を発生させる。
By irradiating LA4G, fundamental wave laser light LA5 is generated in the laser medium 7.

この場合レーザ媒質7の一方の端面7Bは基本波レーザ
光LA5に対して100%の反射率をもつようにミラー
が形成されると共に、他方の端面7Cに95%の反射率
を呈するような反射面が形成されており、かくして端面
7B及び70間に基本波レーザ光LA5が共振動作をす
る共振器CAVが形成され、端面7Cから5%の透過率
で基本波レーザ光LA5が透過することにより出力レー
ザ光LA6が射出される。
In this case, a mirror is formed on one end surface 7B of the laser medium 7 to have a 100% reflectance for the fundamental laser beam LA5, and a mirror is formed on the other end surface 7C to have a 95% reflectance. Thus, a resonator CAV in which the fundamental wave laser beam LA5 operates resonantly is formed between the end surfaces 7B and 70, and the fundamental wave laser beam LA5 is transmitted from the end surface 7C at a transmittance of 5%. Output laser light LA6 is emitted.

このサイドポンプ型のレーザ光源は、複数の励起用半導
体レーザ8A〜8Cの励起用レーザ光LA4A−LA4
Cから比較的広い領域に亘って励起用レーザ光を照射で
きることにより、出力レーザ光LA6として大きいパワ
ーの出力レーザ光LA6を射出できる。
This side pump type laser light source includes excitation laser beams LA4A-LA4 of a plurality of excitation semiconductor lasers 8A to 8C.
By being able to irradiate the excitation laser light over a relatively wide area from C, the output laser light LA6 with a large power can be emitted as the output laser light LA6.

しかし第2図の構成によれば、励起用レーザ光LA4A
−LA4Cを横方向から照射するようになっているため
、出力レーザ光LA6として良質な単一横モードのもの
を得ることは困難である。
However, according to the configuration shown in FIG. 2, the excitation laser beam LA4A
- Since LA4C is irradiated laterally, it is difficult to obtain a high quality single transverse mode output laser beam LA6.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、エンドポ
ンプ型レーザ光源の構成を用いて良質な単一横モードを
有しかつ一段と大きいパワーを有する出力レーザ光を得
ることができるようにしたレーザ光源をIXしようとす
るものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and it is possible to obtain an output laser beam having a high-quality single transverse mode and a higher power by using an end-pump laser light source configuration. This is an attempt to IX a laser light source.

E問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、レーザ
媒質12において発生された基本波レーザ光LA12が
発振動作をすることによりレーザ媒質」2を通る発振光
路PTHが形成され、基本波レーザ光LA12に基づい
て出力レーザ光LAI4を送出するレーザ光源11にお
いて、発振光路PTHがレーザ媒質12と交差する第1
及び第2の端面12A及び12Bから第1及び第2の励
起用レーザ光(LAII、LAI3)、(LAII、L
AI3、LA31)、(LAILLA13、LA31.
LA41)を供給するようにする。
E Means for Solving Problem E To solve this problem, in the present invention, the fundamental wave laser beam LA12 generated in the laser medium 12 performs an oscillation operation, so that the oscillation optical path PTH passing through the laser medium 2 is In the laser light source 11 that is formed and sends out the output laser beam LAI4 based on the fundamental laser beam LA12, a first
and the first and second excitation laser beams (LAII, LAI3), (LAII, L
AI3, LA31), (LAILLA13, LA31.
LA41).

F作用 発振光路PTHがレーザ媒質12と交差する2つの端面
12A及び12Bから励起用レーザ光(LAI 1.L
AI 3)、(LAII、LAI3、LA31)、(L
AII、LAI3、LA31、LA41)を供給するよ
うにしたことにより、レーザ媒質12内に形成される実
効的吸収領域の長さを倍増させることができ、この分光
性する基本波レーザ光LA12、従って出力レーザ光L
AI4のパワーを増大させることができる。
Excitation laser light (LAI 1.L
AI 3), (LAII, LAI3, LA31), (L
AII, LAI3, LA31, LA41), the length of the effective absorption region formed in the laser medium 12 can be doubled, and this spectroscopic fundamental wave laser beam LA12, therefore Output laser beam L
The power of AI4 can be increased.

G実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。G example An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

(G1)第1の実施例 第1図において、11は全体としてレーザ光源を示し、
例えばYAGでなる固体レーザを使用したロッド状レー
ザ媒質12を有し、その入射面12Aに対して励起用半
導体レーザ13の励起用レーザ光LAIIを集光レンズ
系14を通じて細いビームに絞って入射し、これにより
レーザ媒質12内に形成される吸収領域ERI  (第
2図)において基本波レーザ光LA12が発生される。
(G1) First embodiment In FIG. 1, 11 indicates a laser light source as a whole;
For example, it has a rod-shaped laser medium 12 using a solid-state laser made of YAG, and the excitation laser beam LAII of the excitation semiconductor laser 13 is focused into a narrow beam and incident on the incident surface 12A through a condensing lens system 14. As a result, a fundamental laser beam LA12 is generated in the absorption region ERI (FIG. 2) formed within the laser medium 12.

これに加えてレーザ媒質12の射出面12Bには、第2
の励起用半導体レーザ15の励起用レーザ光LA13が
集光レンズ系16において細いビームに絞られた後、偏
光型ビームスプリッタ17のp波透過方向を通って入射
され、かくしてレーザ環1t12に形成される吸収領域
ER2(第2図)において基本波レーザ光LA12が発
生される。
In addition to this, the exit surface 12B of the laser medium 12 has a second
After the excitation laser beam LA13 of the excitation semiconductor laser 15 is condensed into a narrow beam by the condenser lens system 16, it enters the polarizing beam splitter 17 through the p-wave transmission direction, and is thus formed into a laser ring 1t12. A fundamental laser beam LA12 is generated in the absorption region ER2 (FIG. 2).

この実施例の場合偏光型ビームスプリッタ17は、基本
波レーザ光LA12の固有偏光のうち、S偏光を反射し
かつp偏光を透過するような光学特性を有し、かくして
レーザ媒質12の射出面12Bから射出された基本波レ
ーザ光LA12の固有偏光のうちS偏光が偏光型ビーム
スプリッタ17において横方向に反射され、出力ミラー
18に入射される。
In this embodiment, the polarizing beam splitter 17 has an optical characteristic of reflecting S-polarized light and transmitting p-polarized light among the intrinsic polarized lights of the fundamental laser beam LA12. Among the unique polarizations of the fundamental laser beam LA12 emitted from the laser beam LA12, the S-polarized light is reflected laterally at the polarizing beam splitter 17 and is incident on the output mirror 18.

ここで出力ミラー18の入射面18Aは反射率95%の
反射面を形成すると共に、レーザ媒質12の入射面12
Aが基本波レーザ光LA12に対して100%の反射率
を有する反射面が形成されている。
Here, the incident surface 18A of the output mirror 18 forms a reflective surface with a reflectance of 95%, and the incident surface 18A of the laser medium 12 forms a reflective surface with a reflectance of 95%.
A reflecting surface having a reflectance of 100% with respect to the fundamental laser beam LA12 is formed.

かくしてレーザ環1t12の入射面12Aから偏光型ビ
ームスプリッタ17を通って出力ミラ−180入射面1
8Aまでの間に、レーザ媒質12において発生される基
本波レーザ光LA12のうちS偏光でなるレーザ光LA
12.が共振動作をすることにより、共振光路PTHを
形成し、この共振光路PTHを共振動作するS偏光でな
るレーザ光L A 121が5%の透過率を有する出力
ミラー18の入射面を通って射出面18Bから出力レー
ザ光LA14として射出される。
In this way, from the incident surface 12A of the laser ring 1t12, it passes through the polarization type beam splitter 17 to the output mirror 180 incident surface 1.
8A, the laser beam LA consisting of S polarization among the fundamental laser beam LA12 generated in the laser medium 12
12. forms a resonant optical path PTH through resonant operation, and the laser beam L A 121 consisting of S polarization that performs resonant operation on this resonant optical path PTH is emitted through the incident surface of the output mirror 18 having a transmittance of 5%. The output laser beam LA14 is emitted from the surface 18B.

第1図の構成において、レーザ環f12の入□射面12
Aから集光レンズ系14を介して入射された励起用レー
ザ光LAIIは集光レンズ系14によって細いビームに
絞られていることにより、入射面12A側に第1の吸収
領域ERI(第2図)を形成し、当該吸収領域ERIに
おいて基本波レーザ光LA12を発生させることができ
る。
In the configuration shown in FIG. 1, the incident surface 12 of the laser ring f12
The excitation laser beam LAII incident from A through the condensing lens system 14 is condensed into a narrow beam by the condensing lens system 14, so that a first absorption region ERI (see FIG. 2) is formed on the incident surface 12A side. ), and the fundamental laser beam LA12 can be generated in the absorption region ERI.

これに加えてレーザ環f12の射出面12B側から励起
用半導体レーザ15から集光レンズ系16を通って励起
用レーザ光LA13が当該集光レンズ系16によって細
いビームに絞られながら入射されることにより、射出面
12B側に第2の吸収領域ER2(第2図)を形成し、
当該第2の吸収領域ER2においても基本波レーザ光L
A12を発生させることができる。
In addition, from the exit surface 12B side of the laser ring f12, the excitation laser beam LA13 is incident from the excitation semiconductor laser 15 through the condenser lens system 16 while being condensed into a narrow beam by the condenser lens system 16. As a result, a second absorption region ER2 (FIG. 2) is formed on the exit surface 12B side,
Also in the second absorption region ER2, the fundamental laser beam L
A12 can be generated.

かくして第1図の構成によれば、レーザ媒質12の内部
に形成される有効な吸収領域の長さを、第10図につい
て上述した従来の場合と比較して2倍の長さにすること
ができることにより、出力レーザ光LA14のパワーを
従来の場合と比較して倍増させることができる。かくす
るにつきレーザ媒質12に対する励起方式は、第10図
について上述したと同様のエンドポンプ方式にし得るの
で、出力レーザ光LA14として単一横モードが良好な
光学特性を有するレーザ光を送出することができる。
Thus, according to the configuration of FIG. 1, the length of the effective absorption region formed inside the laser medium 12 can be doubled compared to the conventional case described above with reference to FIG. By doing so, the power of the output laser beam LA14 can be doubled compared to the conventional case. Therefore, the excitation method for the laser medium 12 can be an end-pump method similar to that described above with reference to FIG. can.

(G2)第2の実施例 第3図は本発明の第2の実施例を示すもので、第1図と
の対応部分に同一符号を付して示すように、第2の励起
用半導体レーザ15の励起用レーザ光LA13を偏光型
ビームスプリッタ17のS波反射方向から入射し、これ
により偏光型ビームスプリッタ17において反射させて
レーザ媒質12の射出面12Bに入射させるようにする
(G2) Second Embodiment FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. As shown by assigning the same reference numerals to corresponding parts as in FIG. 1, a second excitation semiconductor laser is used. 15 excitation laser beams LA13 are incident on the polarizing beam splitter 17 from the S-wave reflection direction, thereby being reflected by the polarizing beam splitter 17 and made to enter the exit surface 12B of the laser medium 12.

これと共にレーザ環f12において発生された基本波レ
ーザ光LA12の固有偏光のうち、偏光型ビームスプリ
ッタ17を透過したp偏光でなる出力レーザ光LA12
.を出力ミラー18の入射面18Aに入射して出力レー
ザ光LA14を得る。
At the same time, the output laser beam LA12 is composed of p-polarized light transmitted through the polarizing beam splitter 17 among the unique polarized light of the fundamental laser beam LA12 generated in the laser ring f12.
.. is incident on the incident surface 18A of the output mirror 18 to obtain an output laser beam LA14.

第3図のように構成すれば、基本波レーザ光LA12の
固有偏光のうちp偏光に基づいて出力レーザ光LA14
を得るようにしたことにより、第1図について上述した
と同様の効果を得ることができる。
If configured as shown in FIG. 3, the output laser beam LA14 is
By obtaining , it is possible to obtain the same effect as described above with respect to FIG.

(G3)第3の実施例 第4図は本発明の第3の実施例を示すもので、第1図と
の対応部分に同一符号を付して示すように、第1図の場
合において、偏光型ビームスプリッタ17に代えて波長
選択型ビームスプリッタ21を用いたと同様の構成を有
する。
(G3) Third Embodiment FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. As shown by assigning the same reference numerals to corresponding parts as in FIG. 1, in the case of FIG. The configuration is similar to that in which a wavelength selective beam splitter 21 is used in place of the polarizing beam splitter 17.

この場合波長選択型ビームスプリッタ21は、第2の励
起用半導体レーザ15の励起用レーザ光LA13(例え
ば波長λ13=0.810  Cμm)を有する)を透
過させると同時に、レーザ媒質12において発生された
基本波レーザ光LA12(例えば波長λ1χ=1.06
0  Cμm〕を有する)を反射するような光学的特性
をもっている。
In this case, the wavelength selective beam splitter 21 transmits the excitation laser beam LA13 (for example, having a wavelength λ13 = 0.810 Cμm) of the second excitation semiconductor laser 15, and at the same time transmits the excitation laser beam LA13 (having a wavelength λ13 = 0.810 Cμm) of the second excitation semiconductor laser 15, and at the same time Fundamental laser beam LA12 (for example, wavelength λ1χ=1.06
0 Cμm]).

第4図の構成において、第2の励起用半導体レーザ15
の励起用レーザ光LA13は波長選択型ビームスプリッ
タ21を透過してレーザ媒質12の射出面12Bに入射
される。
In the configuration shown in FIG. 4, the second excitation semiconductor laser 15
The excitation laser beam LA13 passes through the wavelength selective beam splitter 21 and enters the exit surface 12B of the laser medium 12.

かくしてレーザ媒質12は第1の励起用半導体レーザ1
3の励起用レーザ光LAIIと共に、入射面12A及び
射出面12B側の吸収領域ERI及びER2において基
本波レーザ光LA12を発生する。
Thus, the laser medium 12 is the first excitation semiconductor laser 1
Together with the excitation laser beam LAII of No. 3, a fundamental laser beam LA12 is generated in the absorption regions ERI and ER2 on the side of the entrance surface 12A and the exit surface 12B.

この基本波レーザ光LA12は波長選択型ビームスプリ
ッタ21において反射されて出力ミラー18を通って出
力レーザ光LA21として射出される。
This fundamental laser beam LA12 is reflected by the wavelength selective beam splitter 21, passes through the output mirror 18, and is emitted as an output laser beam LA21.

このようにしても第1図について上述したと同様の効果
を得ることができる。
Even in this case, the same effect as described above with respect to FIG. 1 can be obtained.

(G4)第4の実施例 第5図は本発明の第4の実施例を示すもので、第4図と
の対応部分に同一符号を付して示すように、第4図にお
いて波長選択型ビームスプリッタ21に代えて波長選択
特性が異なる波長選択型ビームスプリッタ22を用いた
と同様に構成されている。
(G4) Fourth Embodiment FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention. As shown by assigning the same reference numerals to corresponding parts as in FIG. 4, in FIG. The configuration is similar to that in which a wavelength selective beam splitter 22 having different wavelength selection characteristics is used in place of the beam splitter 21.

すなわち第5図の波長選択型ビームスプリッタ22は、
基本波レーザ光LA12の波長λ、t(=1.060 
 (μm))の光を透過すると同時に、第2の励起用半
導体レーザ15の励起用レーザ光LA13の波長λ+s
 (=0.810  (μffり )の光を反射するよ
うな光学特性をもっている。
That is, the wavelength selective beam splitter 22 in FIG.
Wavelength λ of fundamental laser beam LA12, t (=1.060
(μm)) at the same time, the wavelength λ+s of the excitation laser beam LA13 of the second excitation semiconductor laser 15
(=0.810 (μff)) has optical properties that reflect light.

第5図の構成において、励起用レーザ光LAI3はS波
反射方向から入射することにより波長選択型ビームスプ
リッタ22において反射されてレーザ媒質12の射出面
12Bに一供給される。
In the configuration shown in FIG. 5, the excitation laser beam LAI3 enters from the S-wave reflection direction, is reflected by the wavelength selective beam splitter 22, and is supplied to the exit surface 12B of the laser medium 12.

かくしてレーザ媒質12において発生された基本波レー
ザ光LA12はp波透過方向から入射することにより波
長選択型ビームスプリッタ22を透過して出力ミラー1
8に送出され、かくしてこの基本波レーザ光LA12が
出力レーザ光LA21として射出される。
The fundamental laser beam LA12 thus generated in the laser medium 12 enters from the p-wave transmission direction, passes through the wavelength selective beam splitter 22, and is sent to the output mirror 1.
Thus, this fundamental wave laser beam LA12 is emitted as an output laser beam LA21.

第5図のように構成しても、第4図の場合と同様の効果
を得ることができる。
Even with the configuration as shown in FIG. 5, the same effect as in the case of FIG. 4 can be obtained.

(G5)第5の実施例 第6図は本発明の第5の実施例を示すもので、第1図と
の対応部分に同一符号を付して示すように、第1及び第
2の励起用半導体レーザ13及び15に加えて、第3の
励起用半導体レーザ31を有する。
(G5) Fifth Embodiment FIG. 6 shows a fifth embodiment of the present invention. As shown by assigning the same reference numerals to corresponding parts as in FIG. 1, the first and second excitation In addition to the semiconductor lasers 13 and 15 for excitation, a third semiconductor laser 31 for excitation is provided.

第1の励起用半導体レーザ13の励起用レーザ光LAI
Iが集光レンズ系14によって絞られながらレーザ媒質
12の入射面12Aに入射する光路にp波透過方向から
当該励起用レーザ光LA11を入射させる偏光型ビーム
スプリッタ32が介挿されている。
Excitation laser beam LAI of the first excitation semiconductor laser 13
A polarizing beam splitter 32 is inserted to cause the excitation laser beam LA11 to enter from the p-wave transmission direction into the optical path where the excitation laser beam LA11 enters the incident surface 12A of the laser medium 12 while being condensed by the condensing lens system 14.

この偏光型ビームスプリッタ32に対して、第3の励起
用半導体レーザ31の励起用レーザ光LA31が集光レ
ンズ系33を通って細いビームに絞られながらS波反射
方向から偏光型ビームスプリッタ32に入射される。こ
のとき偏光型ビームスプリッタ32は励起用レーザ光L
A31を反射してレーザ媒質12の入射面12Aに入射
する。
To this polarizing beam splitter 32, the excitation laser beam LA31 from the third excitation semiconductor laser 31 passes through a condensing lens system 33 and is condensed into a narrow beam from the S wave reflection direction to the polarizing beam splitter 32. It is incident. At this time, the polarizing beam splitter 32 uses the excitation laser beam L.
A31 is reflected and enters the incident surface 12A of the laser medium 12.

第6図の構成において、第1、第2、第3の励起用半導
体レーザ13.15.31は、一般に第8図において符
号41で示すように楕円偏光でなるレーザ光LA40を
射出する。
In the configuration of FIG. 6, the first, second, and third excitation semiconductor lasers 13, 15, and 31 generally emit laser light LA40 of elliptically polarized light, as indicated by reference numeral 41 in FIG.

すなわち半導体レーザ41(13,15,31)は、正
札及び電子を再結合発光させ不活性層41Aをクラッド
層41Bでサンドイッチした構成を有し、相対向する前
側へき開面41CF及び後側へき開面41CRを反射面
として活性層41A内にストライプ状のレーザ発振領域
41Dを形成するようになされている。
In other words, the semiconductor laser 41 (13, 15, 31) has a structure in which the inert layer 41A is sandwiched between the cladding layer 41B and the front cleavage plane 41CF and the rear cleavage plane 41CR which face each other. A stripe-shaped laser oscillation region 41D is formed in the active layer 41A using the reflective surface as a reflecting surface.

かくして前側へき開面41CFに露出するレーザ発振領
域41Dは、PN接合と平行な方向に光強度分布をもつ
近視野像42を生じ、当該近視野像42は、実効的に光
源を線状に配列したと同様の水平横モードをもつ、かく
してレーザ発振領域41Dから放出されたレーザ光LA
41は、水平横モードに対応する光強度分布を有する遠
視野像43を形成する。
Thus, the laser oscillation region 41D exposed to the front cleavage plane 41CF generates a near-field image 42 having a light intensity distribution in a direction parallel to the PN junction, and the near-field image 42 effectively arranges the light sources in a linear manner. The laser beam LA thus emitted from the laser oscillation region 41D has a horizontal transverse mode similar to
41 forms a far-field image 43 having a light intensity distribution corresponding to the horizontal transverse mode.

ここで遠視野像43は、近視野像42の横方向の幅d□
に対応する短軸方向の幅aW*を有すると共に、近視野
像42の縦方向の輻aVtに対応する長軸方向の幅dV
tを有する楕円形状を呈する。
Here, the far-field image 43 has a lateral width d□ of the near-field image 42
It has a width aW* in the short axis direction corresponding to , and a width dV in the long axis direction corresponding to the vertical direction aVt of the near-field image 42.
It has an elliptical shape with t.

このように第6図の場合の励起用レーザ光LA11及び
LA31は、偏光型ビームスプリッタ32に対して互い
に垂直な方向に長袖を有するような方向から入射される
ことにより、偏光型ビームスプリッタ32から射出され
る励起用レーザ光LA32は実用上はぼ断面円形状に近
い形状になり、かくして第7図に示すようにレーザ媒1
t12において互いに重ね合わさるように同じ吸収領域
ER3をほぼ円形の断面形状をもつように励起する。
In this way, the excitation laser beams LA11 and LA31 in the case of FIG. In practice, the emitted excitation laser beam LA32 has a shape close to a circular cross section, and thus the laser medium 1 as shown in FIG.
At t12, the same absorption regions ER3 are excited so as to have a substantially circular cross-sectional shape so as to overlap each other.

従ってレーザ媒質12において発生される基本波レーザ
光LA12のスポット形状は、はぼ円形になり、かくし
て実用上良好な光学特性をもったレーザ光としてレーザ
媒質12から射出されることになる。
Therefore, the spot shape of the fundamental wave laser beam LA12 generated in the laser medium 12 becomes approximately circular, and thus is emitted from the laser medium 12 as a laser beam with practically good optical characteristics.

このようにしてレーザ媒質12において発生された基本
波レーザ光LA12は、射出面12B側に設けられた偏
光型ビームスプリッタ17にS波反射方向から入射され
ることによりこの偏光型ビームスプリッタ17において
反射されて非線形光学結晶素子34に入射される。
The fundamental laser beam LA12 generated in the laser medium 12 in this manner is incident on the polarizing beam splitter 17 provided on the exit surface 12B side from the S wave reflection direction, and is reflected at the polarizing beam splitter 17. and enters the nonlinear optical crystal element 34.

この非線形光学結晶素子34は、基本波レーザ光LA1
2に対して1/2の波長を有する第2高調波レーザ光に
位相整合するような光学特性をもち、かくして基本波レ
ーザ光LA12が非線形光学結晶素子34を透過する間
に第2高調波レーザ光LA33を発生してこれを出力ミ
ラー18を介して出力レーザ光LA34として送出する
This nonlinear optical crystal element 34 has a fundamental wave laser beam LA1.
It has optical characteristics such that it is phase-matched to the second harmonic laser beam having a wavelength of 1/2 compared to 2, and thus, while the fundamental wave laser beam LA12 is transmitted through the nonlinear optical crystal element 34, the second harmonic laser beam is Light LA33 is generated and sent out via output mirror 18 as output laser light LA34.

第6図の構成によれば、3つの励起用半導体レーザ13
.15.31の励起用レーザ光LAII。
According to the configuration shown in FIG. 6, three excitation semiconductor lasers 13
.. 15.31 excitation laser beam LAII.

LA13、L、A31を用いてレーザ媒質12を励起す
ることができることにより、この分基本波レーザ光LA
12のパワーを増大させることができる。
By being able to excite the laser medium 12 using LA13, L, and A31, the fundamental wave laser beam LA
12 power can be increased.

これに加えて第1及び第2の励起用半導体レーザ13及
び31を用いてほぼ断面円形状の励起用レーザ光LA3
2をレーザ媒質12に供給できることにより、断面円形
状に近く、従って実用上良好な出力レーザ光LA34を
発生させることができる。
In addition, the first and second excitation semiconductor lasers 13 and 31 are used to generate excitation laser beam LA3 having a substantially circular cross section.
2 can be supplied to the laser medium 12, it is possible to generate an output laser beam LA34 which has a nearly circular cross section and is therefore good for practical use.

(G6)第6の実施例 第9図は本発明の第6の実施例を示すもので、第6図と
の対応部分に同一符号を付して示すように、第2の励起
用半導体レーザ15の励起用レーザ光LA13が集光レ
ンズ系16において集光されながらレーザ媒質12の射
出面12Bに入射する光路に、偏光型ビームスプリッタ
51及び波長選択型ビームスプリッタ52が順次介挿さ
れている。
(G6) Sixth Embodiment FIG. 9 shows a sixth embodiment of the present invention. As shown by assigning the same reference numerals to corresponding parts as in FIG. 6, a second excitation semiconductor laser is used. A polarizing beam splitter 51 and a wavelength selective beam splitter 52 are sequentially inserted into the optical path in which the 15 excitation laser beams LA13 are focused by the condensing lens system 16 and incident on the exit surface 12B of the laser medium 12. .

偏光型ビームスプリッタ51は、励起用レーザ光LA1
3をp波透過方向から透過させると共に、第4の励起用
半導体レーザ53の励起用レーザ光LA41を集光レン
ズ系54を通じてS波反射方向から反射し、偏光用レー
ザ光LA13と合成して波長選択型ビームスプリッタ5
2に入射する。
The polarizing beam splitter 51 receives the excitation laser beam LA1.
3 is transmitted from the p-wave transmission direction, and the excitation laser beam LA41 of the fourth excitation semiconductor laser 53 is reflected from the S-wave reflection direction through the condenser lens system 54, and combined with the polarization laser beam LA13 to obtain the wavelength. Selective beam splitter 5
2.

この実施例の場合励起用半導体レーザ53の励起用レー
ザ光LA41の波長λ41は励起用レーザ光LA13の
波長λ13 (−0,810(un)と等しい値)に選
定され、波長選択型ビームスプリッタ52は、この波長
λ13=λ41 (=0.813  (u m))の光
を透過すると同時にレーザ媒[12において発生される
基本波レーザ光LA12の波長λ。
In this embodiment, the wavelength λ41 of the excitation laser beam LA41 of the excitation semiconductor laser 53 is selected to be the wavelength λ13 of the excitation laser beam LA13 (a value equal to -0,810(un)), and the wavelength selective beam splitter 52 is the wavelength λ of the fundamental laser light LA12 that is generated in the laser medium [12] at the same time that the light with the wavelength λ13=λ41 (=0.813 (um)) is transmitted.

(−1,060(μm))を反射するような光学特性を
もつように選定されている。
(-1,060 (μm)).

かくしてレーザ媒質12の射出面12Bには、第6図に
おいて偏光型ビームスプリッタ32について上述したと
同様にして、偏光型ビームスプリッタ51から断面形状
がほぼ円形状の励起用レーザ光LA42を射出すること
ができ、これをレーザ媒質12に入射することができる
Thus, the excitation laser beam LA42 having a substantially circular cross section is emitted from the polarizing beam splitter 51 onto the exit surface 12B of the laser medium 12 in the same manner as described above for the polarizing beam splitter 32 in FIG. can be input into the laser medium 12.

また波長選択型ビームスプリッタ52は、励起用半導体
レーザ15及び53から発生される励起用レーザ光LA
13及びLA41と等しい波長の光を透過すると同時に
、レーザ媒質12において発生された基本波レーザ光L
A12を反射するような光学特性を有し、かくしてレー
ザ媒f12から射出される基本波レーザ光LA12を非
線形光学結晶素子34を通じて第2高調波レーザ光LA
33と共に出力ミラー18に入射し、これを透過した第
2高調波レーザ光LA33が出力レーザ光LA34とし
て送出される。
Further, the wavelength selective beam splitter 52 includes excitation laser beams LA generated from the excitation semiconductor lasers 15 and 53.
13 and LA41, and the fundamental wave laser beam L generated in the laser medium 12 at the same time.
The fundamental wave laser beam LA12 emitted from the laser medium f12 is converted into a second harmonic laser beam LA through the nonlinear optical crystal element 34.
The second harmonic laser beam LA33 that is incident on the output mirror 18 together with the second harmonic laser beam LA33 and transmitted therethrough is sent out as an output laser beam LA34.

第9図の構成によれば、第6図について上述したと同様
にしてレーザ媒質12の入射面12Aに対して断面円形
状の光ビームでなる励起用レーザ光LA32を照射でき
ると同時に、同様にして偏光型ビームスプリッタ51の
出力側に得られる断面円形状の光ビームでなる励起用レ
ーザ光LA42を波長選択型ビームスプリッタ52を通
じてレーザ媒質12の射出面12Bに供給できる。
According to the configuration of FIG. 9, it is possible to irradiate the excitation laser beam LA32, which is a light beam with a circular cross section, onto the incident surface 12A of the laser medium 12 in the same manner as described above with respect to FIG. The excitation laser beam LA42, which is a light beam with a circular cross section obtained on the output side of the polarizing beam splitter 51, can be supplied to the exit surface 12B of the laser medium 12 through the wavelength selective beam splitter 52.

かくして4つの励起用半導体レーザ13.15.315
3によってレーザ媒質12を励起することができること
により、この分出力レーザ光LA34のパワーを一段と
増大させることができる。
Thus, the four excitation semiconductor lasers 13.15.315
3 can excite the laser medium 12, thereby making it possible to further increase the power of the output laser beam LA34.

(G7)他の実施例 (1)  第1図及び第3図の実施例においては、偏光
型ビームスプリッタ17としてS波方向に偏光した光を
反射すると共に、p波方向の光を透過させるようにした
場合について述べたが、これとは逆にp波方向の光を反
射するような光学特性をもったものを適用しても良い、
このとき励起用半導体レーザ15としてp波方向の偏光
をもつ励起用レーザ光LA13を射出するようにすれば
良い。
(G7) Other embodiments (1) In the embodiments shown in FIGS. 1 and 3, the polarizing beam splitter 17 is designed to reflect light polarized in the S-wave direction and transmit light in the P-wave direction. Although we have described the case where this is the case, conversely, it is also possible to apply a device with optical characteristics that reflects light in the p-wave direction.
At this time, the excitation semiconductor laser 15 may be configured to emit excitation laser light LA13 having polarization in the p-wave direction.

(2)第1図、第3図、第4図、第5図の実施例におい
ては、レーザ媒質12において発生された基本波レーザ
光LA12を出力レーザ光LA14、LA21として射
出するようにした場合について述べたが、この基本波レ
ーザ光LA12に基づいて例えば出力ミラー18に入射
する直前に挿入された非線形光学結晶素子において第2
高調波レーザ光を発生させ、当該第2高調波レーザ光を
出力ミラー18から出力レーザ光LA14、LA21と
して射出するようにしても上述の場合と同様の効果を得
ることができる。
(2) In the embodiments shown in FIGS. 1, 3, 4, and 5, the fundamental laser beam LA12 generated in the laser medium 12 is emitted as the output laser beams LA14 and LA21. As described above, based on this fundamental laser beam LA12, for example, a second
Even if a harmonic laser beam is generated and the second harmonic laser beam is emitted from the output mirror 18 as the output laser beams LA14 and LA21, the same effect as in the above case can be obtained.

(3)  第6図及び第9図の実施例においては、レー
ザ媒1t12において発生された基本波レーザ光LA1
2を非線形光学結晶素子34に供給して第2高調波レー
ザ光LA33を出力レーザ光LA34として射出するよ
うにしたが、当該非線形光学結晶素子34を省略して、
基本波レーザ光LA12を直接出力レーザ光LA34と
して射出するようにしてもよい。
(3) In the embodiments shown in FIGS. 6 and 9, the fundamental laser beam LA1 generated in the laser medium 1t12
2 is supplied to the nonlinear optical crystal element 34 to emit the second harmonic laser beam LA33 as the output laser beam LA34, but the nonlinear optical crystal element 34 is omitted,
The fundamental laser beam LA12 may be directly emitted as the output laser beam LA34.

H発明の効果 上述のように本発明によれば、エンドポンプ方式のレー
ザ媒質において、両端面から励起用レーザ光を供給する
ようにしたことにより、光学特性として単一横モードが
良好でかつ一段とパワーが大きな出力レーザ光を得るこ
とができる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, in an end-pump type laser medium, by supplying excitation laser light from both end faces, a single transverse mode is good as an optical property and further improved. It is possible to obtain output laser light with high power.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による一実施例を示す光路図、第2図は
そのレーザ媒質内の吸収領域の説明に供する路線図、第
3図、第4図、第5図、第6図は本発明による第2、第
3、第4、第5の実施例を示す光路図、第7図は第6図
のレーザ媒質の吸収領域の説明に供する路線図、第8図
は励起用半導体レーザから射出されるレーザ光を示す路
線的斜視図、第9図は本発明の第6の実施例を示す光路
図、第10図及び第11図は従来の構成を示す光路図で
ある。 11・・・・・・レーザ光源、12・・・・・・レーザ
媒質、13.15.3153・・・・・・励起用レーザ
光源、17.51・・・・・・偏光型ビームスプリッタ
、21.22.52・・・・・・波長選択型ビームスプ
リッタ、18・・・・・・出力ミラー、34・・・・・
・非線形光学結晶素子。
FIG. 1 is an optical path diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a route diagram for explaining the absorption region within the laser medium, and FIGS. Optical path diagrams showing the second, third, fourth, and fifth embodiments of the invention; FIG. 7 is a route diagram for explaining the absorption region of the laser medium in FIG. 6; FIG. FIG. 9 is an optical path diagram showing a sixth embodiment of the present invention, and FIGS. 10 and 11 are optical path diagrams showing a conventional configuration. 11... Laser light source, 12... Laser medium, 13.15.3153... Laser light source for excitation, 17.51... Polarizing beam splitter, 21.22.52... Wavelength selective beam splitter, 18... Output mirror, 34...
・Nonlinear optical crystal element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 レーザ媒質において発生された基本波レーザ光が発振動
作をすることにより上記レーザ媒質を通る発振光路が形
成され、上記基本波レーザ光に基づいて出力レーザ光を
送出するレーザ光源において、 上記発振光路が上記レーザ媒質と交差する第1及び第2
の端面から第1及び第2の励起用レーザ光を供給する ことを特徴とするレーザ光源。
[Claims] A laser light source that forms an oscillation optical path passing through the laser medium by oscillating the fundamental laser light generated in the laser medium, and sends out an output laser light based on the fundamental laser light. in which the oscillation optical path intersects the laser medium;
A laser light source characterized in that first and second excitation laser lights are supplied from an end face of the laser light source.
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