JPH01276782A - レーザダイオード励起固体レーザ装置及び光プリンター - Google Patents
レーザダイオード励起固体レーザ装置及び光プリンターInfo
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- JPH01276782A JPH01276782A JP63104108A JP10410888A JPH01276782A JP H01276782 A JPH01276782 A JP H01276782A JP 63104108 A JP63104108 A JP 63104108A JP 10410888 A JP10410888 A JP 10410888A JP H01276782 A JPH01276782 A JP H01276782A
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- 239000007787 solid Substances 0.000 title abstract description 4
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1106—Mode locking
- H01S3/1109—Active mode locking
-
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S3/1112—Passive mode locking
- H01S3/1115—Passive mode locking using intracavity saturable absorbers
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、レーザダイオード励起固体レーザ装置に係り
、特に共振器内にモードロック装置を備えることにより
、高ピーク出力の短パルス列が得られ、さらに共振器内
もしくは共振器外に非線形光学素子を備えることにより
、その高調波を発振できるレーザダイオード励起固体レ
ーザ装置に関するものである。
、特に共振器内にモードロック装置を備えることにより
、高ピーク出力の短パルス列が得られ、さらに共振器内
もしくは共振器外に非線形光学素子を備えることにより
、その高調波を発振できるレーザダイオード励起固体レ
ーザ装置に関するものである。
［従来の技術］
近年、レーザダイオード（以下ＬＤと略す）励起固体レ
ーザ装置の研究開発が盛んに行われてきている。
ーザ装置の研究開発が盛んに行われてきている。
ＬＤ励起固体レーザは、従来のランプ励起に比べ励起光
源の寿命が長いことや、レーザ媒質での熱的影響がほと
んどないため、水冷の必要がないことから、小型・長寿
命の全固体素子レーザとして注目されている。
源の寿命が長いことや、レーザ媒質での熱的影響がほと
んどないため、水冷の必要がないことから、小型・長寿
命の全固体素子レーザとして注目されている。
また、全固体素子レーザとしては現在上記のＬＤがよく
知られているが、ＬＤは空間出力形状が構内であること
や、瞬間端面破壊などの問題があるが、ＬＤ励起固体レ
ーザではそれらの問題は解消された上、励起準位での寿
命が長いためエネルギーを蓄えることができ、それ故Ｑ
スイッチ動作で高いピーク出力が得られる等の特徴があ
る。このためＬＤ励起固体レーザは種、々の方面での応
用に期待されている。
知られているが、ＬＤは空間出力形状が構内であること
や、瞬間端面破壊などの問題があるが、ＬＤ励起固体レ
ーザではそれらの問題は解消された上、励起準位での寿
命が長いためエネルギーを蓄えることができ、それ故Ｑ
スイッチ動作で高いピーク出力が得られる等の特徴があ
る。このためＬＤ励起固体レーザは種、々の方面での応
用に期待されている。
ところで、従来のＬＤ励起固体レーザの発振形式として
は、ＣＷ光発振しくはＱスイッチパルス発振が主たる方
式であった。しかしながらＬＤ励起固体レーザの応用の
一つである非線形光学素子による高調波発生においては
以下のような問題点があった。
は、ＣＷ光発振しくはＱスイッチパルス発振が主たる方
式であった。しかしながらＬＤ励起固体レーザの応用の
一つである非線形光学素子による高調波発生においては
以下のような問題点があった。
［発明の解決しようとする課題］
それは高調波発生の際に問題となる変換効率に関してで
あるが、高効率の変換を得るためには、パルス幅が短い
高ピーク出力のレーザ光が望ましい。なぜならば、ピー
ク出力が高いものほど変換効率が高いからである。しか
しながら、従来のＬＤ励起固体レーザでは、ＣＷ光発振
場合は、連続発振のため変換効率は低く、またＱスイッ
チパルス発振では、ピーク出力が高く変換効率はＣＷ光
発振りも高いが、パルス繰り返しが５０にｌｌｚ程度で
あるため、Ａｒレーザや、１ｉｅ−Ｎｅレーザ等のＣＷ
発振光を外部変調するレーザプリンタや、レーザ製版機
等への応用に関して充分な繰り返しではなかった。
あるが、高効率の変換を得るためには、パルス幅が短い
高ピーク出力のレーザ光が望ましい。なぜならば、ピー
ク出力が高いものほど変換効率が高いからである。しか
しながら、従来のＬＤ励起固体レーザでは、ＣＷ光発振
場合は、連続発振のため変換効率は低く、またＱスイッ
チパルス発振では、ピーク出力が高く変換効率はＣＷ光
発振りも高いが、パルス繰り返しが５０にｌｌｚ程度で
あるため、Ａｒレーザや、１ｉｅ−Ｎｅレーザ等のＣＷ
発振光を外部変調するレーザプリンタや、レーザ製版機
等への応用に関して充分な繰り返しではなかった。
そこで、本発明は従来技術が有していた前述の欠点を解
消し、変換効率が高い準ＣＷ発振光（高繰り返しパルス
発振光）が得られるＬＤ励起固体レーザ装置を新規に提
供することを目的とするものである。
消し、変換効率が高い準ＣＷ発振光（高繰り返しパルス
発振光）が得られるＬＤ励起固体レーザ装置を新規に提
供することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］
本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、レーザダイオード励起固体レーザ装置において、固
体レーザのレーザ共振器内にモードロック装置を備えて
なることを特徴とするレーザダイオード励起固体レーザ
装置及びレーザダイオード励起固体レーザ装置において
、固体レーザのレーザ共振器内にモードロック装置と非
線形光学素子を備えてなるか、又は固体レーザのレーザ
共振器内にモードロック装置を該レーザ共振器外に非線
形光学素子を備えてなり、高調波を発振せしめるように
したことを特徴とするレーザダイオード励起固体レーザ
装置を提供するものである。
り、レーザダイオード励起固体レーザ装置において、固
体レーザのレーザ共振器内にモードロック装置を備えて
なることを特徴とするレーザダイオード励起固体レーザ
装置及びレーザダイオード励起固体レーザ装置において
、固体レーザのレーザ共振器内にモードロック装置と非
線形光学素子を備えてなるか、又は固体レーザのレーザ
共振器内にモードロック装置を該レーザ共振器外に非線
形光学素子を備えてなり、高調波を発振せしめるように
したことを特徴とするレーザダイオード励起固体レーザ
装置を提供するものである。
以下、本発明の実施例に従って説明する。第１図は本発
明の基本的構成を示すブロック図である。
明の基本的構成を示すブロック図である。
１はレーザダイオード（ＬＤ） 、２は集光レンズ、３
はレーザロッド、４はモードロック装置、５は出力ミラ
ー、６はＬＤ励起光、７は出射レーザ光である。
はレーザロッド、４はモードロック装置、５は出力ミラ
ー、６はＬＤ励起光、７は出射レーザ光である。
レーザ共振器は、レーザロッド端面８ （ＬＤ励起光６
に対しては透過率が高く、発振光に対しては反射率が高
いコーティングがなされている。）と出力ミラー５によ
って構成されている。出力ミラー５の発振光の反射面に
は、発振光に対して反射率の高い（好ましくは９０％以
上）コーティングがなされている。又、集光レンズ２と
レーザロッド３との間に新たにレンズを設けそのレンズ
とミラー５で共振器を構成しても良く、その場合前記レ
ンズのどちらかの面に発振光に対して反射率の高い（好
ましくは９０％以上）コーティングがなされる。レーザ
ロッド３としてはＹＡＧ、ＹＬＦ、ＹＡＰ、ＧＧＧ等の
固体レーザ材料が使用できる。モードロック装置４とし
ては、音響光学素子、過飽和色素、もしくは光変調器型
先導波路が使用できるが、先導波路は光の伝送損失が大
きいので、好ましくは音響光学素子、過飽和色素が良い
。
に対しては透過率が高く、発振光に対しては反射率が高
いコーティングがなされている。）と出力ミラー５によ
って構成されている。出力ミラー５の発振光の反射面に
は、発振光に対して反射率の高い（好ましくは９０％以
上）コーティングがなされている。又、集光レンズ２と
レーザロッド３との間に新たにレンズを設けそのレンズ
とミラー５で共振器を構成しても良く、その場合前記レ
ンズのどちらかの面に発振光に対して反射率の高い（好
ましくは９０％以上）コーティングがなされる。レーザ
ロッド３としてはＹＡＧ、ＹＬＦ、ＹＡＰ、ＧＧＧ等の
固体レーザ材料が使用できる。モードロック装置４とし
ては、音響光学素子、過飽和色素、もしくは光変調器型
先導波路が使用できるが、先導波路は光の伝送損失が大
きいので、好ましくは音響光学素子、過飽和色素が良い
。
又、共振器内もしくは共振器外に非線形光学素子を配置
し、高調波を発振せしめるようにしても良く、非線形光
学素子としてはＬＮ（ＬｉＮｂＯｓ）、Ｋ Ｎ （ＫＮ
ｂＯ３）、 Ｂ Ｂ Ｏ（Ｂ ａａａａｏ４）。
し、高調波を発振せしめるようにしても良く、非線形光
学素子としてはＬＮ（ＬｉＮｂＯｓ）、Ｋ Ｎ （ＫＮ
ｂＯ３）、 Ｂ Ｂ Ｏ（Ｂ ａａａａｏ４）。
Ｋ Ｔ Ｐ （ＫＴｉＯＰＯ４）、Ｋ Ｄ Ｐ （ＫＩ
Ｉ２ＰＯ，）、ＢＮＮ（ＢａｚＮａＮｂ６０＋ ｓ）等
を用いることができる。
Ｉ２ＰＯ，）、ＢＮＮ（ＢａｚＮａＮｂ６０＋ ｓ）等
を用いることができる。
［作用］
モードロック動作とは、レーザ発振における複数の縦モ
ード間の位相同期を行うことにより、高ピーク出力の短
パルス列を作ることをいう。
ード間の位相同期を行うことにより、高ピーク出力の短
パルス列を作ることをいう。
モードロック動作における１パルス当りのパルス幅は、
理論的にはレーザ媒質の利得線幅の逆数まで期待できる
。ＹＡＧレーザでは、１００ｐｓｅｃ以下となる。この
ため、非常に高いピーク出力を取り出すことが可能とな
る。またパルス列の繰り返しは共振器長をＬとするとＣ
／２Ｌ（Ｃは光速）となるため、たとえばＬ ＝ ３０
ｍｍとすると繰り返しは５ＧＨｚとなり、十分にＣＷ動
作と見なせる。
理論的にはレーザ媒質の利得線幅の逆数まで期待できる
。ＹＡＧレーザでは、１００ｐｓｅｃ以下となる。この
ため、非常に高いピーク出力を取り出すことが可能とな
る。またパルス列の繰り返しは共振器長をＬとするとＣ
／２Ｌ（Ｃは光速）となるため、たとえばＬ ＝ ３０
ｍｍとすると繰り返しは５ＧＨｚとなり、十分にＣＷ動
作と見なせる。
よって本発明のモードロックＬＤ励起固体レーザを用い
れば、ピーク出力の高い高繰り返しパルスが得られ、非
線形光学素子に゛よって波長変換を行う際にも高効率の
準ＣＷ動作が得られるという効果を生ずる。
れば、ピーク出力の高い高繰り返しパルスが得られ、非
線形光学素子に゛よって波長変換を行う際にも高効率の
準ＣＷ動作が得られるという効果を生ずる。
［実施例］
第１図〜第３図に本発明の３つの実施例を示す。第１図
に示した実施例においては、モードロック装置４として
は音響光学素子を用い、レーザロッド３としてはＹＡＧ
結品を使用している。共振器長は３０ｍｍで、パルスの
繰り返しは５ＧＩｌｚとなり、パルス幅２００ｐｓｅｃ
の高ピーク出力のパルス列が発振された。
に示した実施例においては、モードロック装置４として
は音響光学素子を用い、レーザロッド３としてはＹＡＧ
結品を使用している。共振器長は３０ｍｍで、パルスの
繰り返しは５ＧＩｌｚとなり、パルス幅２００ｐｓｅｃ
の高ピーク出力のパルス列が発振された。
第２図と第３図は、波長変換を行った場合の実施例であ
る。第２図において１〜９は第１図に同じであり、１０
はβ−ＢａＢＪ４結晶の非線形光学素子、１１は２次は
高調波光である。モードロック装置４としては音響光学
素子を用いている。レーザロッド３としてはＹＡＧ結晶
を用いており、１．０６４μｍのレーザ光は５３２ｎｍ
のグリーン光に変換される。高ピーク出力の高繰り返し
パルスの為、得られたグリーン光はＣＷレーザ光と同様
に扱うことができる。
る。第２図において１〜９は第１図に同じであり、１０
はβ−ＢａＢＪ４結晶の非線形光学素子、１１は２次は
高調波光である。モードロック装置４としては音響光学
素子を用いている。レーザロッド３としてはＹＡＧ結晶
を用いており、１．０６４μｍのレーザ光は５３２ｎｍ
のグリーン光に変換される。高ピーク出力の高繰り返し
パルスの為、得られたグリーン光はＣＷレーザ光と同様
に扱うことができる。
第３図は非線形光学素子を共振器内に挿入した場合であ
る。他は第２図のものと同じである。出力ミラー５は、
基本波に対しては全反射、２次高調波に対しては反射防
止処理を施す。この場合、基本波は完全に共振器内に閉
じこめられているため、基本波の共振器内での電界強度
が強く、第２図の実施例よりも更に効率良く、準ＣＷ２
次高調波を取り出すことができた。
る。他は第２図のものと同じである。出力ミラー５は、
基本波に対しては全反射、２次高調波に対しては反射防
止処理を施す。この場合、基本波は完全に共振器内に閉
じこめられているため、基本波の共振器内での電界強度
が強く、第２図の実施例よりも更に効率良く、準ＣＷ２
次高調波を取り出すことができた。
第４図は、従来例を示し、Ｑスイッチパルス発振のため
に音響光学Ｑスイッチ素子１２を用いている。音響光学
Ｑスイッチ素子を動作させない場合はＣＷ光発振なり、
レーザパワーは低い。音響光学Ｑスイッチ素子１２を動
作させると、ビークパワーは高くなり、波長変換しやす
くなるが、Ｑスイッチ繰り返しは５０にｌｌｚ程度でＣ
Ｗ用途には不都合を生じる。
に音響光学Ｑスイッチ素子１２を用いている。音響光学
Ｑスイッチ素子を動作させない場合はＣＷ光発振なり、
レーザパワーは低い。音響光学Ｑスイッチ素子１２を動
作させると、ビークパワーは高くなり、波長変換しやす
くなるが、Ｑスイッチ繰り返しは５０にｌｌｚ程度でＣ
Ｗ用途には不都合を生じる。
モードロック装置４は、共振器内に発生した縦モード間
の位相同期を行うものであるが、音響光学素子をもちい
る場合、音響光学媒体内に超音波の定在波を発生させ、
該超音波の疎密波によりＧ Ｈｚオーダーの変調を行う
ものである。モードロック装置４としては過飽和色素も
使用でき、レーザ光の吸収の回復時間の短い過飽和色素
を共振器内で用いると、その非線形透過特性によってモ
ード同期パルスが得られる。
の位相同期を行うものであるが、音響光学素子をもちい
る場合、音響光学媒体内に超音波の定在波を発生させ、
該超音波の疎密波によりＧ Ｈｚオーダーの変調を行う
ものである。モードロック装置４としては過飽和色素も
使用でき、レーザ光の吸収の回復時間の短い過飽和色素
を共振器内で用いると、その非線形透過特性によってモ
ード同期パルスが得られる。
モードロック装置４としては、音響光学素子、過飽和色
素に限られるものではなく、モード間の位相同期を行う
ものであれば使用できる。
素に限られるものではなく、モード間の位相同期を行う
ものであれば使用できる。
本発明のレーザダイオード励起固体レーザ装置を光源と
して、光源からのレーザ光をポリゴンミラーによって走
査し、感光ドラム上にレーザ光によって光書き込みを行
う光プリンターを構成することもできる。この場合、高
ピーク出力のパルスレーザがＧ Ｈｚのオーダーで発振
されるので、従来のＡｒレーザやＨｅ−Ｎｅレーザと比
較しても、より高出力の連続発振に近い状態であり、高
出力レーザ光源として使用できる。
して、光源からのレーザ光をポリゴンミラーによって走
査し、感光ドラム上にレーザ光によって光書き込みを行
う光プリンターを構成することもできる。この場合、高
ピーク出力のパルスレーザがＧ Ｈｚのオーダーで発振
されるので、従来のＡｒレーザやＨｅ−Ｎｅレーザと比
較しても、より高出力の連続発振に近い状態であり、高
出力レーザ光源として使用できる。
［発明の効果］
本発明によるモードロックＬＤ励起固体レーザは、Ｇ
＋−１ｚオーダーの繰り返しで高ビークバワーの連続パ
ルスが得られるので、効率の良い波長変換が連続発振に
近い状態で行えるという優れた効果を有する。
＋−１ｚオーダーの繰り返しで高ビークバワーの連続パ
ルスが得られるので、効率の良い波長変換が連続発振に
近い状態で行えるという優れた効果を有する。
よって、Ａｒレーザや１ｉｅ−Ｎｅレーザなどの気体レ
ーザが使用されているレーザプリンタやレーザ製版機等
の光源としても使用できるという効果も有する。
ーザが使用されているレーザプリンタやレーザ製版機等
の光源としても使用できるという効果も有する。
第１図〜第３図は本発明の３つの実施例を示し、第１図
は固体レーザの共振器内にモードロック装置を備えたレ
ーザダイオード励起固体レーザ装置の基本構成のブロッ
ク図であり、第２図は共振器内にモードロック装置を、
共振器外に非線形光学素子を備えたレーザダイオード励
起固体レーザ装置の基本構成のブロック図であり、第３
図は共振器内にモードロック装置と非線形光学素子を備
えたレーザダイオード励起固体レーザ装置の基本構成の
ブロック図であり、第４図は従来のレーザダイオード励
起固体レーザ装置の基本構成のブロック図である。 １：レーザダイオード ３：レーザロッド ４：モードロック装置 ５：出力ミラー １０：非線形光学素子 〃 １ 回 上 ２ 回 カ ４ マ
は固体レーザの共振器内にモードロック装置を備えたレ
ーザダイオード励起固体レーザ装置の基本構成のブロッ
ク図であり、第２図は共振器内にモードロック装置を、
共振器外に非線形光学素子を備えたレーザダイオード励
起固体レーザ装置の基本構成のブロック図であり、第３
図は共振器内にモードロック装置と非線形光学素子を備
えたレーザダイオード励起固体レーザ装置の基本構成の
ブロック図であり、第４図は従来のレーザダイオード励
起固体レーザ装置の基本構成のブロック図である。 １：レーザダイオード ３：レーザロッド ４：モードロック装置 ５：出力ミラー １０：非線形光学素子 〃 １ 回 上 ２ 回 カ ４ マ
Claims (3)
- （１）レーザダイオード励起固体レーザ装置において、
固体レーザのレーザ共振器内にモードロック装置を備え
てなることを特徴とする レーザダイオード励起固体レーザ装置。 - （２）レーザダイオード励起固体レーザ装置において、
固体レーザのレーザ共振器内にモードロック装置と非線
形光学素子を備えてなる か、又は固体レーザのレーザ共振器内にモードロック装
置を該レーザ共振器外に非線形光学素子を備えてなり、
高調波を発振せしめるようにしたことを特徴とするレー
ザダイオード励起固体レーザ装置。 - （３）請求項１又は２記載のレーザダイオード励起固体
レーザ装置を光源とし、該光源からのレーザ光を走査す
る光走査手段と、走査されたレーザ光によって光書き込
みを行う感光ドラムとからなる光プリンター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63104108A JPH01276782A (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | レーザダイオード励起固体レーザ装置及び光プリンター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63104108A JPH01276782A (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | レーザダイオード励起固体レーザ装置及び光プリンター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01276782A true JPH01276782A (ja) | 1989-11-07 |
Family
ID=14371931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63104108A Pending JPH01276782A (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | レーザダイオード励起固体レーザ装置及び光プリンター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01276782A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5892614A (en) * | 1996-03-22 | 1999-04-06 | Nec Corporation | Optical parametric oscillator including a saturable absorber having a saturable absorption characteristic |
| WO2000045480A1 (en) * | 1999-02-01 | 2000-08-03 | Gigatera Ag | High-repetition rate passively mode-locked solid-state laser |
| WO2002011256A1 (en) * | 2000-07-27 | 2002-02-07 | Gigatera Ag | High-repetition-rate passively mode-locked solid-state laser |
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| JP2021151567A (ja) * | 2016-12-14 | 2021-09-30 | 株式会社ユニタック | 皮膚レーザ治療器 |
-
1988
- 1988-04-28 JP JP63104108A patent/JPH01276782A/ja active Pending
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