JPH02146781A - Laser diode excitation solid laser - Google Patents
Laser diode excitation solid laserInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はレーザーダイオード励起固体レーザーに関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a laser diode pumped solid state laser.
[従来の技術]
レーザーダイオード(LD)励起固体レーザーは従来の
ランプ励起のレーザーに比べ、励起光源の寿命が長いこ
とやレーザー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、小型かつ長寿命の全固体素子
レーザーとして注目されている。又、全固体素子レーザ
ーとしては、現在上述のLDが良く知られているが、L
Dはレーザービームの空間出力形状が楕円であることや
、瞬間端面破壊などの問題があるが、LD励起固体レー
ザーではそれらの問題は解消された上に、励起準位での
寿命が長いため、エネルギーを貯えることができ、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励起固体レーザーは種々の方面での応用
に期待されている。[Conventional technology] Compared to conventional lamp-pumped lasers, laser diode (LD)-pumped solid-state lasers have a longer excitation light source life and have almost no thermal influence on the laser medium, so there is no need for water cooling. , which is attracting attention as a compact and long-life all-solid-state laser. In addition, the above-mentioned LD is currently well known as an all-solid-state laser, but the L
D has problems such as the spatial output shape of the laser beam being elliptical and instantaneous edge destruction, but with LD-pumped solid-state lasers, these problems have been resolved and the lifetime at the excited level is long. It has features such as being able to store energy and obtaining high peak output through Q-switch operation. Therefore, LD pumped solid-state lasers are expected to be applied in various fields.
[発明の解決しようとする課題]
ところで、従来のLD励起固体レーザーの光出力を安定
に変化させて使用する場合においては以下の様な問題点
があった。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, when using a conventional LD-excited solid-state laser while stably changing its optical output, there are the following problems.
従来は光出力を変化させて、所望の出力で使用する場合
に、励起光であるLDの光出力即ちLDに流す電流を変
化させることにより行なっていた。Conventionally, when changing the optical output and using the desired output, this was done by changing the optical output of the LD, which is excitation light, that is, the current flowing through the LD.
しかしこの場合は、LDに流れる電流の変化がその発熱
状態を変え、その温度が変化することにより、光出力が
不安定になる問題点があった。さらにこの時、励起光の
パワーの全領域の光出力において安定になるように、光
共振器等のアラインメント等の調整を行なうことが難し
いという問題点が有った。However, in this case, there is a problem that a change in the current flowing through the LD changes its heat generation state, and as a result of the temperature change, the optical output becomes unstable. Furthermore, at this time, there was a problem in that it was difficult to adjust the alignment of the optical resonator etc. so that the optical output was stable over the entire power range of the pumping light.
そのことを、従来例を示す第2図で以下に説明する。図
において、 ■はレーザーダイオード(LD)、2は集
光レンズ等の結合光学系、3はレーザーロッド、 5は
出力ミラー、 6は励起LD光線、7は出射レーザー光
線、8はベルチェ素子、 9はレーザーヘッドである。This will be explained below with reference to FIG. 2, which shows a conventional example. In the figure, ■ is a laser diode (LD), 2 is a coupling optical system such as a condenser lens, 3 is a laser rod, 5 is an output mirror, 6 is an excitation LD beam, 7 is an output laser beam, 8 is a Vertier element, 9 is a It's a laser head.
4に示す様に、レーザーロッド 3と出力ミラー5と
の間に非線形光学結晶を設置する場合もある。4, a nonlinear optical crystal may be installed between the laser rod 3 and the output mirror 5.
第2図に示した様に、従来例ではレーザーダイオード
1より出射側に光量を調整する手段を持たないため、出
射レーザー光線7の調整は励起LD光6の調整、即ちL
D 1に流れる電流を調整することによって行なわれる
。この調整を行なうとLD 1の発熱量が変化するため
、励起LD光線6のパワーが不安定になり、安定するま
でにかなりの時間を要する。さらに、励起LD光線6の
パワーによって、最も効率良く出射レーザー光線7を得
るために、結合光学系2、レーザーロッド3、出力ミラ
ー5及びベルチェ素子8のアラインメントを調整しな(
ではならないため、その手間が必要になる。また、低パ
ワーの出射レーザー光7を得ようという場合は、LDを
発振閾値付近で駆動させなくてはならず、不安定性は著
しくなる。As shown in Figure 2, in the conventional example, a laser diode
1, there is no means for adjusting the light intensity on the output side, so the adjustment of the output laser beam 7 is the adjustment of the excitation LD light 6, that is, the L
This is done by adjusting the current flowing through D1. When this adjustment is performed, the amount of heat generated by the LD 1 changes, so the power of the excitation LD light beam 6 becomes unstable, and it takes a considerable amount of time to stabilize it. Furthermore, in order to obtain the output laser beam 7 most efficiently using the power of the excitation LD beam 6, the alignment of the coupling optical system 2, laser rod 3, output mirror 5, and Vertier element 8 must be adjusted (
Since this is not the case, the effort is necessary. Furthermore, in order to obtain a low-power output laser beam 7, the LD must be driven near the oscillation threshold, resulting in significant instability.
[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(なされたものであ
り、LD励起固体レーザーにおいて、光共振器の外側に
光減衰器を設けることを特徴とするLD励起固体レーザ
ーを提供するものである。[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides an LD pumped solid-state laser characterized in that an optical attenuator is provided outside the optical resonator. It provides a pumped solid-state laser.
[実施例] 以下、本発明の実施例に従って、説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be explained below.
第1図は本発明の基本的構成の1例を示す図であり、図
中の番号は前述の第2図と同じものを表わす。また、1
0は減衰器を示している。FIG. 1 is a diagram showing an example of the basic configuration of the present invention, and the numbers in the diagram represent the same ones as in FIG. 2 described above. Also, 1
0 indicates an attenuator.
LD 1から出射された励起LD光線6は、集光レン
ズ等の結召光学系2によって集光され、レーザーロッド
3に導かれる。レーザーロッド3のLD 1に近い端
面に無反射コートしてあり、効率良く励起LD光線6を
レーザーロッド3内に導くことができる。一方レーザー
ロッド3のLD 1に近い端面の前記無反射コートの
下層に固体レーザーの発振光に対する高反射コートをし
てあり、出力ミラー5との間で光の共振を起す。つまり
、第1図においてはレーザーロッド3及び出力ミラー5
とで光共振器を形成している。この光共振器から発せら
れた出射レーザー光線7は、減衰器10を通過して、そ
れに応じた減衰を受けてレーザーヘッド9から出射され
る。The excitation LD light beam 6 emitted from the LD 1 is condensed by a converging optical system 2 such as a condensing lens, and guided to a laser rod 3. The end face of the laser rod 3 near the LD 1 is coated with a non-reflection coating, so that the excitation LD light beam 6 can be efficiently guided into the laser rod 3. On the other hand, a high-reflection coating for the oscillation light of the solid-state laser is applied to the lower layer of the non-reflection coating on the end face of the laser rod 3 near the LD 1, which causes light resonance with the output mirror 5. In other words, in FIG. 1, the laser rod 3 and the output mirror 5
and form an optical resonator. The emitted laser beam 7 emitted from this optical resonator passes through an attenuator 10, receives corresponding attenuation, and is emitted from the laser head 9.
ここにおいて、励起LD光線6のパワーは、LDの寿命
を考慮し、その最も高効率で長寿命に駆動できるパワー
で駆動する。また、その状態で最も効率良く、出射レー
ザー光線7が取り出せる様に結合光学系2、レーザーロ
ッド3、出力ミラー5及びベルチェ素子8のアラインメ
ントを調整する。Here, the power of the excitation LD light beam 6 is set in consideration of the lifetime of the LD, and is driven at the power that can drive the LD with the highest efficiency and a long lifetime. In addition, the alignment of the coupling optical system 2, laser rod 3, output mirror 5, and Vertier element 8 is adjusted so that the output laser beam 7 can be extracted most efficiently in this state.
減衰器10としては、NDフィルター、干渉フィルター
等の固定フィルターの他、透過率が空間で二次限的に変
化している様な可変フィルターや電気光学的に透過率が
変化するような可変フィルターも用いることができる。The attenuator 10 may include fixed filters such as ND filters and interference filters, as well as variable filters whose transmittance changes in a quadratic manner in space, and variable filters whose transmittance changes electro-optically. can also be used.
固定フィルターを使用する場合は、レーザーヘッド 9
に対して抜き差し出来るようにすれば、1枚の固定フィ
ルターにつき二段階の可変出力を行えるようになる。ま
た、上記の可変フィルターを使用した場合には、フィル
ターを抜き差ししたり、回転することにより、数段階以
上の、あるいは連続的な可変出力を行えるようになる。When using a fixed filter, use the laser head 9
By making it possible to insert and remove the filter, it becomes possible to perform variable output in two stages per fixed filter. Furthermore, when the variable filter described above is used, by inserting and removing the filter or rotating it, it becomes possible to perform variable output over several steps or continuously.
また、電気光学的に透過率を可変できるような可変フィ
ルターを用いれば出力を連続的に可変することもできる
。Furthermore, if a variable filter whose transmittance can be electro-optically varied is used, the output can be varied continuously.
このような構成を採ることにより、励起LD光線6のパ
ワーを変えることな(出射レーザー光線7のパワーを変
えることができる。このため、励起LD光線6のパワー
変動に伴う出射レーザー光線7のパワーの不安定は生じ
ないし、また、最も効率良(出射レーザー光線7を得る
ために、結合光学系2、レーザーロッド 3、出力ミラ
ー5及びベルチェ素子8のアラインメントを調整する必
要もない。By adopting such a configuration, it is possible to change the power of the output laser beam 7 without changing the power of the pump LD beam 6 (the power of the output laser beam 7 can be changed). No stabilization occurs, and there is no need to adjust the alignment of the coupling optics 2, laser rod 3, output mirror 5 and Vertier element 8 in order to obtain the most efficient output laser beam 7.
減衰器10の位置は第1図と異なり、LDと共振器の間
においても、本発明のような効果は生じる。但し、その
場合は、出射レーザー光線のパワーを変化させるときに
光共振器内の共振状態を変えてしまうので、第1図の構
成はどは有効ではない。したがって、第1図のように光
共振器から見て、LDと反対の外側に減衰器lOを設置
することが好ましい。また、第1図では減衰器はレーザ
ーヘッド内に設置しであるが、レーザーヘッドの外側に
設置しても同様に有効である。The position of the attenuator 10 is different from that in FIG. 1, and the effect of the present invention is produced even between the LD and the resonator. However, in that case, when changing the power of the emitted laser beam, the resonance state within the optical resonator is changed, so the configuration shown in FIG. 1 is not effective. Therefore, as shown in FIG. 1, it is preferable to install the attenuator IO on the outside opposite to the LD when viewed from the optical resonator. Further, although the attenuator is installed inside the laser head in FIG. 1, it is equally effective to install it outside the laser head.
レーザー共振器は第1図では、レーザーロッド 3及び
出力ミラー5によって構成されているが、別のミラーを
結合光学系2とレーザーロッド 3の間に設け、このミ
ラーと出力ミラー5とによって、構成してもよい。また
、第1図中に破線で示したように、非線形光学結晶4を
光共振器内に挿入して、高次高調波を発生させてもよい
。In FIG. 1, the laser resonator is composed of a laser rod 3 and an output mirror 5, but another mirror is provided between the coupling optical system 2 and the laser rod 3, and this mirror and the output mirror 5 constitute the laser resonator. You may. Alternatively, as shown by the broken line in FIG. 1, a nonlinear optical crystal 4 may be inserted into an optical resonator to generate higher harmonics.
また、第1図はレーザーヘッド9内にLDを含んだ直接
結合型LD励起固体レーザーを示しているが、LD光を
光ファイバーにより導光するファイバー結合型LD励起
固体レーザーであってもよい。Further, although FIG. 1 shows a directly coupled LD-excited solid-state laser including an LD in the laser head 9, a fiber-coupled LD-excited solid-state laser in which LD light is guided through an optical fiber may also be used.
尚、1)−ザーロッド3の材質としては、YAG、YL
F、YAP、GGGの他多数のレーザー結晶及びレーザ
ーガラスが使用可能である。In addition, 1) - The material of the rod 3 is YAG, YL.
F, YAP, GGG and many other laser crystals and laser glasses can be used.
[発明の効果]
以上本発明によれば、励起LD光線のパワーを変えるこ
となく出射レーザー光線のパワーを変えることができる
。このため、励起LD光線のパワー変動に伴う出射レー
ザー光線のパワーの不安定は生じないし、また、最も効
率良く出射レーザー光線を得るために、結合光学系、レ
ーザーロッド、出力ミラー及びベルチェ素子のアライン
メントを調整する必要もない。[Effects of the Invention] According to the present invention, the power of the emitted laser beam can be changed without changing the power of the excitation LD beam. Therefore, the power of the output laser beam does not become unstable due to the power fluctuation of the excitation LD beam, and the alignment of the coupling optical system, laser rod, output mirror, and Vertier element is adjusted in order to obtain the output laser beam most efficiently. There's no need to.
また、LDとして、低パワー領域にあるものを得ようと
いう場合でも、LDを発振閾値付近で駆動する必要はな
く、不安定は生じない。Furthermore, even when trying to obtain an LD in a low power range, there is no need to drive the LD near the oscillation threshold, and instability will not occur.
さらに、減衰器について、光を100%近く吸収または
反射するものを用いれば、シャッターとしても使用でき
るようになる。例えば、−時的にレーザーの使用を中断
して、またすぐに使用を再開するような場合、従来方法
では、LD光源をオンオフしていたが、これではLDの
発熱が安定するまでの間待つ必要があった。しかし、本
発明によれば、光減衰器を用いて光をオンオフできるた
め、安定なLD光源のまま使用でき、上記の時間ロスは
なくなるという効果も有する。Furthermore, if an attenuator that absorbs or reflects nearly 100% of light is used, it can also be used as a shutter. For example, if you temporarily stop using a laser and then immediately restart it, the conventional method is to turn the LD light source on and off, but this method waits until the heat generation of the LD stabilizes. There was a need. However, according to the present invention, since the light can be turned on and off using an optical attenuator, the stable LD light source can be used as it is, and the above-mentioned time loss can be eliminated.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本的構成の1例を示す図であり、第
2図は従来例を示す。
1はレーザーダイオード、 2は集光レンズ等の結合光
学系、 3はレーザーロッド、4は非線系光学結晶5は
出力ミラー、6は励起LD光線、 7は出射レーザー光
線、8はベルチェ素子、9はレーザーヘッド、10は減
衰器である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows an example of the basic configuration of the present invention, and FIG. 2 shows a conventional example. 1 is a laser diode, 2 is a coupling optical system such as a condenser lens, 3 is a laser rod, 4 is a nonlinear optical crystal 5 is an output mirror, 6 is an excitation LD beam, 7 is an output laser beam, 8 is a Vertier element, 9 is a laser head, and 10 is an attenuator.
Claims (1)
器の外側に光減衰器を設けることを特徴とするレーザー
ダイオード励起固体レーザー。A laser diode-pumped solid-state laser characterized in that an optical attenuator is provided outside an optical resonator in the laser diode-pumped solid-state laser.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29939888A JPH02146781A (en) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | Laser diode excitation solid laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29939888A JPH02146781A (en) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | Laser diode excitation solid laser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02146781A true JPH02146781A (en) | 1990-06-05 |
Family
ID=17872040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29939888A Pending JPH02146781A (en) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | Laser diode excitation solid laser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02146781A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6567455B1 (en) | 1998-11-19 | 2003-05-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser-excited solid laser |
JP2004088129A (en) * | 2003-12-08 | 2004-03-18 | Sony Corp | Laser beam generator |
-
1988
- 1988-11-29 JP JP29939888A patent/JPH02146781A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6567455B1 (en) | 1998-11-19 | 2003-05-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser-excited solid laser |
JP2004088129A (en) * | 2003-12-08 | 2004-03-18 | Sony Corp | Laser beam generator |
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