JPH021192A - 固体レーザ装置 - Google Patents
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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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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〕
この発明は、固体レーザ装置に関し、特に大断面積、大
出力で高品質のレーデビームを得ることのできる固体レ
ーザ装置に関するものである。
出力で高品質のレーデビームを得ることのできる固体レ
ーザ装置に関するものである。
第１９図は例えばレーザハンドブック（オーム社、昭和
５７年）に示された従来の固体レーザ装置を示す断面図
であり、図において、１は固体素子でＹＡＧレーザを例
にとればＹ ｚ、 ｑｑ Ｎ ｄ ｏ、。３Ａ１゜ＯＩ
□なる組成を持つロンド、２は全反射ミラー３は出口ミ
ラー ４．５はそれぞれ出口ミラーの外面、固体素子の
端面に設けられた例えばＳ１０゜からなる無反射膜、６
はアパーチャ、７は出口ミラーの内面に設けられた例え
ばＴｉｅ、よりなる部分反射膜、８．９はそれぞれ共振
器の内、外に発生されたレーザビーム、１０は固体素子
励起用の光源で例えばフラッシュランプ、１１は支え、
１２は光源１０の光を反射させて固体素子ｌに導く反射
板、１３は外枠である。
５７年）に示された従来の固体レーザ装置を示す断面図
であり、図において、１は固体素子でＹＡＧレーザを例
にとればＹ ｚ、 ｑｑ Ｎ ｄ ｏ、。３Ａ１゜ＯＩ
□なる組成を持つロンド、２は全反射ミラー３は出口ミ
ラー ４．５はそれぞれ出口ミラーの外面、固体素子の
端面に設けられた例えばＳ１０゜からなる無反射膜、６
はアパーチャ、７は出口ミラーの内面に設けられた例え
ばＴｉｅ、よりなる部分反射膜、８．９はそれぞれ共振
器の内、外に発生されたレーザビーム、１０は固体素子
励起用の光源で例えばフラッシュランプ、１１は支え、
１２は光源１０の光を反射させて固体素子ｌに導く反射
板、１３は外枠である。
次に動作について説明する。
固体素子１はランプ１０からの直接光および反射板１２
による反射光により励起され、レーザ媒質を形成する。
による反射光により励起され、レーザ媒質を形成する。
一方、部分反射膜７により部分反射性をもった出口ミラ
ー３と全反射ミラー２とはいわゆる安定型共振器を形成
し、前記レーザ媒質からレーザビーム８を取り出し、さ
らにその一部を外部にレーザビーム９として取り出す。
ー３と全反射ミラー２とはいわゆる安定型共振器を形成
し、前記レーザ媒質からレーザビーム８を取り出し、さ
らにその一部を外部にレーザビーム９として取り出す。
ここでこの共振器の作用について説明する。出口ミラー
３と全反射ミラー２とを往復するレーザビームは断面方
向に種々の位相分布を持つものが存在する。このうちレ
ーザ加工用に最も適するものは断面方向に位相のそろっ
たいわゆるＴＥＭ、。
３と全反射ミラー２とを往復するレーザビームは断面方
向に種々の位相分布を持つものが存在する。このうちレ
ーザ加工用に最も適するものは断面方向に位相のそろっ
たいわゆるＴＥＭ、。
モードと呼ばれるビームである。このビームは光軸中心
に高い強度を持ち、発散角が小さく、従ってレンズ等で
細く絞れて高パワー密度となり効率の良い加工ができる
。このＴＥＭ、。ビームは種々のビームのうち最も断面
積が小さいため、このビームのみを選択するには小さい
開口を持つアパーチャ６をレーザビーム８の通路上に挿
入することが必要である。ＹＡＧレーザの場合、波長は
１．０６μｍであるから、共振器ミラー２，３の曲率１
０ｍ１両ミラー間の光学長１ｍとすると内部でのＴＥＭ
ｏ。ビームの直径は約０．９ ａａとなる。従来は上述
のようにして小径のレーザビームを得てレーザ加工に用
いていた。
に高い強度を持ち、発散角が小さく、従ってレンズ等で
細く絞れて高パワー密度となり効率の良い加工ができる
。このＴＥＭ、。ビームは種々のビームのうち最も断面
積が小さいため、このビームのみを選択するには小さい
開口を持つアパーチャ６をレーザビーム８の通路上に挿
入することが必要である。ＹＡＧレーザの場合、波長は
１．０６μｍであるから、共振器ミラー２，３の曲率１
０ｍ１両ミラー間の光学長１ｍとすると内部でのＴＥＭ
ｏ。ビームの直径は約０．９ ａａとなる。従来は上述
のようにして小径のレーザビームを得てレーザ加工に用
いていた。
従来の固体レーザ装置は以上のように構成されており、
これにより１關程度の小径のＴ Ｅ Ｍ ｏ ｏモード
を得ていたが、ＹＡＧロッドは５ ａｍ程度の径のもの
もあるため、効率よく大出力を得るためにビーム径の増
大が求められていた。ビーム径の増大は共振器ミラーの
曲率の増大もしくは両ミラー間の光学長の増大により行
なえ、例えば曲率３０ｍ１両ミラー間の光学長１０ｍの
ミラーからなる共振器を使えば２．１龍と従来の倍程度
の径を持つＴＢＭｏｏモードが得られる。しかしながら
、このように径を増大しても、ロッドが側面から光を吸
収している従来の構成では、ゲインの分布は側面が高（
中央が低く、この傾向はロッドの径が増大するほど大き
くなるためビーム径増大により側面付近に高い強度分布
を持つマルチモードがきわめて容易に発生してしまう。
これにより１關程度の小径のＴ Ｅ Ｍ ｏ ｏモード
を得ていたが、ＹＡＧロッドは５ ａｍ程度の径のもの
もあるため、効率よく大出力を得るためにビーム径の増
大が求められていた。ビーム径の増大は共振器ミラーの
曲率の増大もしくは両ミラー間の光学長の増大により行
なえ、例えば曲率３０ｍ１両ミラー間の光学長１０ｍの
ミラーからなる共振器を使えば２．１龍と従来の倍程度
の径を持つＴＢＭｏｏモードが得られる。しかしながら
、このように径を増大しても、ロッドが側面から光を吸
収している従来の構成では、ゲインの分布は側面が高（
中央が低く、この傾向はロッドの径が増大するほど大き
くなるためビーム径増大により側面付近に高い強度分布
を持つマルチモードがきわめて容易に発生してしまう。
従って現在市販されている固体レーザのほとんどはｌ
＠ａ面前後Ｔ Ｅ Ｍ ｏ。
＠ａ面前後Ｔ Ｅ Ｍ ｏ。
ビームしか発生させることができなかった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、高品質のレーザビームを大断面積、すなわち
大出力で得ることのできる固体レーザ装置を得ることを
目的とする。
たもので、高品質のレーザビームを大断面積、すなわち
大出力で得ることのできる固体レーザ装置を得ることを
目的とする。
この発明に係る固体レーザ装置は、固体素子の側面を励
起する光源に加えて、光軸方向より固体素子の中央部の
み選択励起する光源を備えたちのである。
起する光源に加えて、光軸方向より固体素子の中央部の
み選択励起する光源を備えたちのである。
この発明においては、固体素子の側面を励起する光源に
加えて、光軸方向より固体素子の中央部のみ選択励起す
る光源を備えたから、固体素子中央部のゲインが高くな
り、中央に高い強度分布を持つＴＥＭ、。モードを発振
し易くなる。
加えて、光軸方向より固体素子の中央部のみ選択励起す
る光源を備えたから、固体素子中央部のゲインが高くな
り、中央に高い強度分布を持つＴＥＭ、。モードを発振
し易くなる。
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第１図は本発明の第１の実施例による固体レーザ装置を
示す図であり、図において、１は固体素子でＹＡＧレー
ザを例にとればＹｆｆ−、ｔＮｄ、Ａ ｌ。
示す図であり、図において、１は固体素子でＹＡＧレー
ザを例にとればＹｆｆ−、ｔＮｄ、Ａ ｌ。
Ｏ１！なる組成を持つロッドである。３は出口ミラ、４
．５はそれぞれ出口ミラーの外面、固体素子の端面に設
けられた例えば５ｉｎ２からなる無反射膜、６はアパー
チャ、７は出口ミラーの内面に設けられた例えばＴｉＯ
□よりなる部分反射膜、８．９はそれぞれ共振器の内、
外に発生されたレーザビーム、ＩＱは固体素子励起用の
光源で例えばフラッシュランプ、１１は支え、１２は光
源１０の光を反射させて固体素子１に導く反射板、１３
は外枠、１４は補助励起光源、１５はレンズ、２２は光
源１４より発生させられたレーザビームである。２ａは
コリメートミラーで、その外面に無反射膜４が、その内
面に例えばＴｔＯｚ、ＳｉＯ□の多１ｆｆｉ膜よりなる
波長選択薄膜４ａが施されている。波長選択薄膜４ａは
レーザビーム２２に対してはそのほとんどを通過させ、
レーザビーム８に対してはそのほとんどを反射させるよ
うに機能する。
．５はそれぞれ出口ミラーの外面、固体素子の端面に設
けられた例えば５ｉｎ２からなる無反射膜、６はアパー
チャ、７は出口ミラーの内面に設けられた例えばＴｉＯ
□よりなる部分反射膜、８．９はそれぞれ共振器の内、
外に発生されたレーザビーム、ＩＱは固体素子励起用の
光源で例えばフラッシュランプ、１１は支え、１２は光
源１０の光を反射させて固体素子１に導く反射板、１３
は外枠、１４は補助励起光源、１５はレンズ、２２は光
源１４より発生させられたレーザビームである。２ａは
コリメートミラーで、その外面に無反射膜４が、その内
面に例えばＴｔＯｚ、ＳｉＯ□の多１ｆｆｉ膜よりなる
波長選択薄膜４ａが施されている。波長選択薄膜４ａは
レーザビーム２２に対してはそのほとんどを通過させ、
レーザビーム８に対してはそのほとんどを反射させるよ
うに機能する。
次に動作について説明する。
固体素子１はランプ１０からの直接光および反射１反１
２による反射光により側面より励起されるとともに、光
軸方向からその軸中心部のみ光源１４から出射されレン
ズ１５により集光されたレーザビーム２２により励起さ
れる。第２図は光源１４が無い場合とある場合とでのロ
ンド内のゲイン分布の例を示す図である。この図より光
源１４により中央のゲインが大きくなっていることがわ
かる。
２による反射光により側面より励起されるとともに、光
軸方向からその軸中心部のみ光源１４から出射されレン
ズ１５により集光されたレーザビーム２２により励起さ
れる。第２図は光源１４が無い場合とある場合とでのロ
ンド内のゲイン分布の例を示す図である。この図より光
源１４により中央のゲインが大きくなっていることがわ
かる。
一方、部分反射膜７により部分反射性をもった出口ミラ
ー３と全反射ミラー２とはいわゆる安定型共振器を形成
し、前記レーザ媒質からレーザビーム８を取り出し、さ
らにその一部を外部にレーザ、ビーム９として取り出す
。
ー３と全反射ミラー２とはいわゆる安定型共振器を形成
し、前記レーザ媒質からレーザビーム８を取り出し、さ
らにその一部を外部にレーザ、ビーム９として取り出す
。
このような本実施例の構成をＹＡＧレーザに用い、共振
器ミラー２，３の曲率３０ｍ１両ミラー間の光学長２０
ｍとした場合には約２．７■という大口径のＴ Ｅ Ｍ
ｏ ｏモードが得られた。これは第２図中）に示すよ
うに本実施例では光源１４があるので素子の中央部に強
いゲインが得られるためである。上述と同じ曲率、光学
長を持つＹＡＧレーザで光源１４が無い場合には、第２
図（ａ）に示すように、端のゲインが高いため光軸から
遠方に高い強度分布を持つリング状の’Ｉ” Ｅ Ｍ
ｏ ＋または’ＦｆＥＭｏ２の高次モードが発振しやす
く、Ｔ Ｅ Ｍ ｏ ｏが得られることはなかった。
器ミラー２，３の曲率３０ｍ１両ミラー間の光学長２０
ｍとした場合には約２．７■という大口径のＴ Ｅ Ｍ
ｏ ｏモードが得られた。これは第２図中）に示すよ
うに本実施例では光源１４があるので素子の中央部に強
いゲインが得られるためである。上述と同じ曲率、光学
長を持つＹＡＧレーザで光源１４が無い場合には、第２
図（ａ）に示すように、端のゲインが高いため光軸から
遠方に高い強度分布を持つリング状の’Ｉ” Ｅ Ｍ
ｏ ＋または’ＦｆＥＭｏ２の高次モードが発振しやす
く、Ｔ Ｅ Ｍ ｏ ｏが得られることはなかった。
このように、本実施例では、光源１０により固体素子の
側面を励起するとともに、光軸方向より光源１４により
固体素子の中央部のみ選択励起するようにしたから、固
体素子中央部のゲインが高くなり、中央に高い強度分布
を持つＴＥＭ、。モードを発振できる。
側面を励起するとともに、光軸方向より光源１４により
固体素子の中央部のみ選択励起するようにしたから、固
体素子中央部のゲインが高くなり、中央に高い強度分布
を持つＴＥＭ、。モードを発振できる。
なお、上記実施例ではミラーは固体素子と別に設けるも
のを示したが、第３図、第４図、第５図に示す本発明の
第２．第３．第４の実施例のように、固体素子の片面も
しくは両面を加工して形成するようにしてもよい。
のを示したが、第３図、第４図、第５図に示す本発明の
第２．第３．第４の実施例のように、固体素子の片面も
しくは両面を加工して形成するようにしてもよい。
また、第６図に示す本発明の第５の実施例のように共振
器内にボッケル素子などのＱスイッチ素子５０を設けて
Ｑスイッチパルス発振を行なうように構成してもよい。
器内にボッケル素子などのＱスイッチ素子５０を設けて
Ｑスイッチパルス発振を行なうように構成してもよい。
この場合、従来例では特にマルチモードが発振しやすか
ったが、本実施例では光源２０を加えることによりパル
ス発振においてもＴ Ｅ Ｍ ｏ。モードが安定に得ら
れるようになった。
ったが、本実施例では光源２０を加えることによりパル
ス発振においてもＴ Ｅ Ｍ ｏ。モードが安定に得ら
れるようになった。
また、第７図に示す本発明の第６の実施例のように共振
器内にＫＤＰ素子５１を設は第２高調波を発生させるよ
うにしてもよい。本実施例では、位相の揃ったＴ Ｅ
Ｍ ｏ ｏモードにより波長変換が行なわれるため、従
来より高効率の変換が実現できるという効果がある。
器内にＫＤＰ素子５１を設は第２高調波を発生させるよ
うにしてもよい。本実施例では、位相の揃ったＴ Ｅ
Ｍ ｏ ｏモードにより波長変換が行なわれるため、従
来より高効率の変換が実現できるという効果がある。
第８図は本発明の第７の実施例を示す断面図である。図
において、２ａは、無反射膜４及び例えばＴ ｉ Ｏｔ
、 Ｓ ｉ Ｏ２の多層膜よりなる波長選択コーチ
゛イング４ａをそれぞれ外面及び内面に施したコリメー
トミラーで、共振器内で発生したレーザビーム８ａの波
長に対しては全反射し、補助励起光′ｔＡ１４の波長に
対してはほとんど全透過するように構成されている。な
お３ａは凸状の出口ミラーである。３０は出口ミラー３
ａの内面中央部に設けられた例えばＴｉｅ、の如き部・
分反射膜よりなる拡大ミラ一部で、コリノー１−ミラー
２ａとともに不安定型共振器を構成している。
において、２ａは、無反射膜４及び例えばＴ ｉ Ｏｔ
、 Ｓ ｉ Ｏ２の多層膜よりなる波長選択コーチ
゛イング４ａをそれぞれ外面及び内面に施したコリメー
トミラーで、共振器内で発生したレーザビーム８ａの波
長に対しては全反射し、補助励起光′ｔＡ１４の波長に
対してはほとんど全透過するように構成されている。な
お３ａは凸状の出口ミラーである。３０は出口ミラー３
ａの内面中央部に設けられた例えばＴｉｅ、の如き部・
分反射膜よりなる拡大ミラ一部で、コリノー１−ミラー
２ａとともに不安定型共振器を構成している。
次に本第７の実施例の動作について説明する。
まず、固体素子１は励起光ｔＡ１０からの直接光及び反
射板１２による反射光により側面から励起されるととも
に、固体素子ｌの光軸中心部は光源１４から出射されレ
ンズ１５により集光されたレーザビーム１６により励起
され、レーザ媒質を形成する。一方、拡大ミラ一部３０
により拡大反射されたレーザビーム８ａは、このレーザ
ビーム媒質内で増幅されるとともに、コリメートミラー
２ａにより出口ミラ−３ａ内面の無反射膜４と、部分反
射膜よりなる拡大ミラー３０とを通って中づまり状の平
行レーザビーム９ａとなり、固体レーザ装置の外部に取
り出される。この際、レーザビーム８ａは拡大ミラー３
０とコリメートミラー２ａよりなる共振器内で毎往復ご
とに拡大される。
射板１２による反射光により側面から励起されるととも
に、固体素子ｌの光軸中心部は光源１４から出射されレ
ンズ１５により集光されたレーザビーム１６により励起
され、レーザ媒質を形成する。一方、拡大ミラ一部３０
により拡大反射されたレーザビーム８ａは、このレーザ
ビーム媒質内で増幅されるとともに、コリメートミラー
２ａにより出口ミラ−３ａ内面の無反射膜４と、部分反
射膜よりなる拡大ミラー３０とを通って中づまり状の平
行レーザビーム９ａとなり、固体レーザ装置の外部に取
り出される。この際、レーザビーム８ａは拡大ミラー３
０とコリメートミラー２ａよりなる共振器内で毎往復ご
とに拡大される。
このため共振器内部に発生する位相のそろったＴＥＭｏ
ｏビームに相当するレーザビームが極めて大断面積で得
られることとなる。
ｏビームに相当するレーザビームが極めて大断面積で得
られることとなる。
第９図（ａ）、 （ｂ）はそれぞれ本実７の実施例によ
って得られたレーザビームの一例の形状を示す図で、拡
大率が３、拡大ミラー３０を構成する部分反射膜の透過
率が５０％である時の、出口ミラ−３ａ内面でのビーム
形状（（ａ）図）及び出口でのビーム形状（（ｂ）図）
を示す。
って得られたレーザビームの一例の形状を示す図で、拡
大率が３、拡大ミラー３０を構成する部分反射膜の透過
率が５０％である時の、出口ミラ−３ａ内面でのビーム
形状（（ａ）図）及び出口でのビーム形状（（ｂ）図）
を示す。
また第１０図は第９図で示した条件下におけるレーザビ
ームを、焦点距離ｆ ＝２．５ ｍのレンズで集光した
場合の集光ビームパターンの一例を示す図である。図に
示すように、集光パターンはガウス状であることがわか
る。ところで第１０図において中央の強度が１／ｅ２に
なる点で定義した全発散角は約０．２ｍｒａｄと計算さ
れた。いまこの全発散値を市販゛されている本実施例と
同じ出射ビーム直径１０ａｍのＹＡＧレーザと比較する
と、本実施例では従来の出射ビーム径の約１１５０であ
り極めて集光性のよい高品質ビームが得られることがわ
かる。また、本実施例のビーム直径は従来のビーム直径
の約５倍であり、したがって断面積は約２５倍であるた
め、大出力にしても固体素子１の変形を招くことがなく
、従来の１０倍の約ｔｏｏ Ｗの出力が容易に得られた
。
ームを、焦点距離ｆ ＝２．５ ｍのレンズで集光した
場合の集光ビームパターンの一例を示す図である。図に
示すように、集光パターンはガウス状であることがわか
る。ところで第１０図において中央の強度が１／ｅ２に
なる点で定義した全発散角は約０．２ｍｒａｄと計算さ
れた。いまこの全発散値を市販゛されている本実施例と
同じ出射ビーム直径１０ａｍのＹＡＧレーザと比較する
と、本実施例では従来の出射ビーム径の約１１５０であ
り極めて集光性のよい高品質ビームが得られることがわ
かる。また、本実施例のビーム直径は従来のビーム直径
の約５倍であり、したがって断面積は約２５倍であるた
め、大出力にしても固体素子１の変形を招くことがなく
、従来の１０倍の約ｔｏｏ Ｗの出力が容易に得られた
。
次に本実施例での補助励起レーザビーム１６について述
べる。ｔｏｏ ｗ近いレーザ出力が得られた場合、この
補助励起レーザビーム１６がないとマルチモードが発生
することが多く、とくに共振器のミラー２ａ、３０の配
置のずれ、すなわちミスアラインメントが発生するとき
に、出射するレーザビーム９ａの集光性が極めて悪化す
ることがある。第１１図、第１２図はこのような場合の
出射レーザビーム９ａのパターン及び集光するレーザビ
ームのパターンの一例を示す図である。このように集光
特性が悪化した原因は、ゲインが増大することにより光
軸から離れた部分に強い強度をもつマルチモードが発生
し易い状況にあった上に、ミスアラインメントによりさ
らに高次モードの発生増長され、第１１図に示すように
出射するレーザビーム９ａの形状が光軸から離れた点で
強くなったためである。このようなマルチモードの発生
し易い状況は、第８図に示す補助励起光源１４を使用し
て光軸中心近くのみ選択励起することにより改善できる
。これは最低次モードは光軸中心に高い強度分布をもち
、一方高次モードは光軸から離れた部分に高い強度分布
をもつため、光軸中心のみ励起してこの部分のゲインを
高めれば、最低次モードが極めて発生し易くなるためで
ある。
べる。ｔｏｏ ｗ近いレーザ出力が得られた場合、この
補助励起レーザビーム１６がないとマルチモードが発生
することが多く、とくに共振器のミラー２ａ、３０の配
置のずれ、すなわちミスアラインメントが発生するとき
に、出射するレーザビーム９ａの集光性が極めて悪化す
ることがある。第１１図、第１２図はこのような場合の
出射レーザビーム９ａのパターン及び集光するレーザビ
ームのパターンの一例を示す図である。このように集光
特性が悪化した原因は、ゲインが増大することにより光
軸から離れた部分に強い強度をもつマルチモードが発生
し易い状況にあった上に、ミスアラインメントによりさ
らに高次モードの発生増長され、第１１図に示すように
出射するレーザビーム９ａの形状が光軸から離れた点で
強くなったためである。このようなマルチモードの発生
し易い状況は、第８図に示す補助励起光源１４を使用し
て光軸中心近くのみ選択励起することにより改善できる
。これは最低次モードは光軸中心に高い強度分布をもち
、一方高次モードは光軸から離れた部分に高い強度分布
をもつため、光軸中心のみ励起してこの部分のゲインを
高めれば、最低次モードが極めて発生し易くなるためで
ある。
なお、上記第７の実施例の説明では、出口ミラー３ａの
内面に設けられた無反射膜４．および部分反射膜よりな
る拡大ミラー３０を通過するそれぞれのレーザビーム間
の位相差は小さく問題とならなかったが、膜の構成によ
っては大きい位相差が発生し、集光特性が悪化する場合
がある。このような場合は、例えば第１３図に示す本発
明の第８の実施例のように前記２つのレーザビーム間に
光路差を与えるために出口ミラー３ａの外面に段差３１
を設けて前記位相差を打ち消すようにしてもよい。
内面に設けられた無反射膜４．および部分反射膜よりな
る拡大ミラー３０を通過するそれぞれのレーザビーム間
の位相差は小さく問題とならなかったが、膜の構成によ
っては大きい位相差が発生し、集光特性が悪化する場合
がある。このような場合は、例えば第１３図に示す本発
明の第８の実施例のように前記２つのレーザビーム間に
光路差を与えるために出口ミラー３ａの外面に段差３１
を設けて前記位相差を打ち消すようにしてもよい。
また共振器内でレーザビームを拡大するには、例えば第
１４図に示す本発明の第９の実施例のように凹状の出口
ミラー３ｂを設けてもよい。
１４図に示す本発明の第９の実施例のように凹状の出口
ミラー３ｂを設けてもよい。
また共振器ミラーは例えば第１５図、第１６図。
第１７図に示す本発明の第１０．第１１．第１２の実施
例のように、固体素子ｌの一方の端面または両端面を加
工し、この部分に形成するようにしてもよい。
例のように、固体素子ｌの一方の端面または両端面を加
工し、この部分に形成するようにしてもよい。
さらに第１８図に示す本発明の第１３の実施例のように
、共振器内にボッケル素子などのＱスイッチ素子あるい
はＫＴＰ素子のような素子１８を設けてＱスイッチパル
ス発振または波長変換を行なっでもよく、あるいは素子
１８をこれらＱスイッチ素子と波長変換素子との組み合
わせとしてもよい。
、共振器内にボッケル素子などのＱスイッチ素子あるい
はＫＴＰ素子のような素子１８を設けてＱスイッチパル
ス発振または波長変換を行なっでもよく、あるいは素子
１８をこれらＱスイッチ素子と波長変換素子との組み合
わせとしてもよい。
さらに固体素子１の右端面の無反射膜５．出口ミラ−３
ａ内外面の無反射膜４のいずれかを補助励起ビーム１６
に対して全反射、レーザビーム９ａに対して全透過とな
るように、例えばＴｉＯ□。
ａ内外面の無反射膜４のいずれかを補助励起ビーム１６
に対して全反射、レーザビーム９ａに対して全透過とな
るように、例えばＴｉＯ□。
５ｉＯｚの多層膜より構成してもよく、このようにすれ
ば補助励起ビーム１６が固体素子１の中心部内で往復し
、よりよ（吸収されることになる。
ば補助励起ビーム１６が固体素子１の中心部内で往復し
、よりよ（吸収されることになる。
また拡大ミラ一部３０を高反射膜、例えば全反射膜で構
成してもよく、この場合、出射されるレーザビームの形
状がリング状となり集光性が悪化するが、従来の固体レ
ーザ装置と比較すればはるかに集光性のよいレーザビー
ムが得られる。
成してもよく、この場合、出射されるレーザビームの形
状がリング状となり集光性が悪化するが、従来の固体レ
ーザ装置と比較すればはるかに集光性のよいレーザビー
ムが得られる。
以上のように、この発明によれば固体レーザ装置におい
て、固体素子を側面から励起するとともに、光軸方向か
らその軸中心部のみ選択励起して、固体素子中に中央部
の高いゲイン分布をつくる構成としたから、あるいはさ
らに、部分反射性あるいは高反射性を持つ拡大ミラーと
コリメートミラーとからなる不安定型共振器を用いて固
体素子からレーザビームを取り出すように構成したから
、軸中心に高い強度をもつＴ Ｅ Ｍ ｏ ｏモードが
安定に、大断面積で得られる効果がある。
て、固体素子を側面から励起するとともに、光軸方向か
らその軸中心部のみ選択励起して、固体素子中に中央部
の高いゲイン分布をつくる構成としたから、あるいはさ
らに、部分反射性あるいは高反射性を持つ拡大ミラーと
コリメートミラーとからなる不安定型共振器を用いて固
体素子からレーザビームを取り出すように構成したから
、軸中心に高い強度をもつＴ Ｅ Ｍ ｏ ｏモードが
安定に、大断面積で得られる効果がある。
第１図はこの発明の第１の実施例による固体レーザ装置
を示す断面側面図、第２図はその動作を説明するための
図、第３図、第４図、第５図、第６図、第７図、第８図
はそれぞれ本発明の第２゜第３．第４．第５．第６．第
７の実施例を示す断面側面図、第９図（ａ）、第９図（
ｂ）、第１０図、第１１図、第１２図はそれぞれ第７の
実施例の動作を説明するための図、第１３図、第１４図
、第１５図、第１６図、第１７図、第１８図はそれぞれ
本発明の第８．第９．第１０．第１１．第１２．第１３
の実施例を示す断面側面図、第１９図は従来の固体レー
ザ装置を示す断面側面図である。 １は固体素子、２ａはコリメートミラー ３は出口ミラ
ー ４．５は無反射膜、６はアパーチャ、７は部分反射
膜、８．９はレーザビーム、１ｏは励起光源、１４は補
助励起光源、１５はレンズ、４ａは波長選択薄膜、３ｏ
は拡大ミラ一部。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図
を示す断面側面図、第２図はその動作を説明するための
図、第３図、第４図、第５図、第６図、第７図、第８図
はそれぞれ本発明の第２゜第３．第４．第５．第６．第
７の実施例を示す断面側面図、第９図（ａ）、第９図（
ｂ）、第１０図、第１１図、第１２図はそれぞれ第７の
実施例の動作を説明するための図、第１３図、第１４図
、第１５図、第１６図、第１７図、第１８図はそれぞれ
本発明の第８．第９．第１０．第１１．第１２．第１３
の実施例を示す断面側面図、第１９図は従来の固体レー
ザ装置を示す断面側面図である。 １は固体素子、２ａはコリメートミラー ３は出口ミラ
ー ４．５は無反射膜、６はアパーチャ、７は部分反射
膜、８．９はレーザビーム、１ｏは励起光源、１４は補
助励起光源、１５はレンズ、４ａは波長選択薄膜、３ｏ
は拡大ミラ一部。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図
Claims (3)
- （１）側面から光励起されるとともに、光軸方向から光
軸中心部のみさらに光励起された固体素子からレーザ出
力を取り出すことを特徴とする固体レーザ装置。 - （２）固体素子、この固体素子の側面に光を照射する光
源及びレーザビームを共振させる共振器等からなり、前
記共振器に形成されたレーザ媒質内でレーザビームを共
振させ、その一部を外部に取出すようにした固体レーザ
装置において、 前記固体素子の軸方向から光軸中心部のみに光を照射す
る光源を設けると共に、前記共振器に、不安定型共振器
を用いたことを特徴とする固体レーザ装置。 - （３）固体素子、この固体素子の側面に光を照射する光
源及びレーザビームを共振させる共振器等からなり、前
記共振器に形成されたレーザ媒質内でレーザビームを共
振させ、その一部を外部に取出すようにした固体レーザ
装置において、 前記固体素子の軸方向から光軸中心部のみに光を照射す
る光源を設けると共に、前記共振器に、部分反射性のミ
ラーと、全反射性のミラーとによって構成した不安定型
共振器を用いたことを特徴とする固体レーザ装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189688 | 1988-02-16 | ||
| JP63-31896 | 1988-02-16 | ||
| JP63-41513 | 1988-02-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH021192A true JPH021192A (ja) | 1990-01-05 |
Family
ID=12343780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13514088A Pending JPH021192A (ja) | 1988-02-16 | 1988-05-31 | 固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH021192A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0410587A (ja) * | 1990-04-27 | 1992-01-14 | Herutsu Kogyo Kk | 固体レーザ材料の励起方法 |
| JP2007115811A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Megaopto Co Ltd | レーザー発振方法および固体レーザー装置 |
| WO2021182619A1 (ja) * | 2020-03-13 | 2021-09-16 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 光発振器、光発振器の設計方法およびレーザー装置 |
-
1988
- 1988-05-31 JP JP13514088A patent/JPH021192A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0410587A (ja) * | 1990-04-27 | 1992-01-14 | Herutsu Kogyo Kk | 固体レーザ材料の励起方法 |
| JP2007115811A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Megaopto Co Ltd | レーザー発振方法および固体レーザー装置 |
| JP4541272B2 (ja) * | 2005-10-19 | 2010-09-08 | 株式会社メガオプト | レーザー発振方法および固体レーザー装置 |
| WO2021182619A1 (ja) * | 2020-03-13 | 2021-09-16 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 光発振器、光発振器の設計方法およびレーザー装置 |
| EP4120014A4 (en) * | 2020-03-13 | 2024-01-17 | Inter-University Research Institute Corporation National Institutes of Natural Sciences | OPTICAL OSCILLATOR, OPTICAL OSCILLATOR DESIGN METHOD AND LASER DEVICE |
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