JPH0256835B2 - - Google Patents
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- JPH0256835B2 JPH0256835B2 JP59103594A JP10359484A JPH0256835B2 JP H0256835 B2 JPH0256835 B2 JP H0256835B2 JP 59103594 A JP59103594 A JP 59103594A JP 10359484 A JP10359484 A JP 10359484A JP H0256835 B2 JPH0256835 B2 JP H0256835B2
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- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 24
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- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 18
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- H—ELECTRICITY
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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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明はエルビウムレーザ発振装置に関する
ものである。
ものである。
［従来の技術］
エルビウムレーザから発振される波長1.54μｍ
のレーザ光は、目に安全なレーザ光、石英系フア
イバに対し損失の少ないレーザ光として注目を浴
びている。
のレーザ光は、目に安全なレーザ光、石英系フア
イバに対し損失の少ないレーザ光として注目を浴
びている。
一般に、エルビウムレーザはガラス中にEr（エ
ルビウム）イオンをドープして作られるが、それ
だけでは発振が困難であるため増感剤としてYb
（イツテルビウム）イオンをドープし、フラツシ
ユランプから発生する光のうち波長1.0μｍの光を
Ybイオンが吸収してこのエネルギを非輻射遷移
でErイオンに移すことによつて波長1.54μｍのレ
ーザ光を発振させるようになつている。
ルビウム）イオンをドープして作られるが、それ
だけでは発振が困難であるため増感剤としてYb
（イツテルビウム）イオンをドープし、フラツシ
ユランプから発生する光のうち波長1.0μｍの光を
Ybイオンが吸収してこのエネルギを非輻射遷移
でErイオンに移すことによつて波長1.54μｍのレ
ーザ光を発振させるようになつている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、このような従来のものは、フラ
ツシユランプの発行エネルギのうち波長1.0μｍの
光しかポンピングに利用できないため、効率が非
常に低く、かつ発振のしきい値も高いという欠点
があり、たとえば発振効率は0.1％以下であつて
実用に適さなかつた。
ツシユランプの発行エネルギのうち波長1.0μｍの
光しかポンピングに利用できないため、効率が非
常に低く、かつ発振のしきい値も高いという欠点
があり、たとえば発振効率は0.1％以下であつて
実用に適さなかつた。
この発明は上記従来のもののもつ欠点を排除
し、励起用光源の発光エネルギをより有効に利用
して発振効率を向上させることのできるエルビウ
ムレーザ発振装置を提供することを目的とするも
のである。
し、励起用光源の発光エネルギをより有効に利用
して発振効率を向上させることのできるエルビウ
ムレーザ発振装置を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］
この発明は上記目的を達成するため、Erイオ
ンおよびYbイオンを含むエルビウムレーザ媒質
と、励起用光源との間に、Ndイオンを含むネオ
ジムレーザ媒質を介在させたレーザ発振装置にお
いて、前記ネオジムレーザ媒質は前記励起用光源
に面した表面に多層膜を有し、該多層膜は前記励
起用光源が発する光のうちYbイオンが直接吸収
する波長の光およびNdイオンが直接吸収する吸
収帯の波長の光を透し、かつ前記ネオジムレーザ
媒質から発振した波長1.06μｍの光を反射するよ
うにしたものである。
ンおよびYbイオンを含むエルビウムレーザ媒質
と、励起用光源との間に、Ndイオンを含むネオ
ジムレーザ媒質を介在させたレーザ発振装置にお
いて、前記ネオジムレーザ媒質は前記励起用光源
に面した表面に多層膜を有し、該多層膜は前記励
起用光源が発する光のうちYbイオンが直接吸収
する波長の光およびNdイオンが直接吸収する吸
収帯の波長の光を透し、かつ前記ネオジムレーザ
媒質から発振した波長1.06μｍの光を反射するよ
うにしたものである。
［実施例］
以下、図面に示すこの発明の実施例について説
明する。
明する。
第１〜３図はこの発明の一実施例を示し、１は
ErイオンおよびYbイオンを含有したエルビウム
レーザ媒質（ガラスレーザスラブ）であつて、そ
の表裏両面には、Ndイオンを含有したネオジム
レーザ媒質（ガラスレーザスラブ）２，２′がそ
れぞれ融着され、さらにネオジムレーザ媒質２，
２′の外表面には波長1.06μｍ光を反射する膜（多
層膜）３，３′がそれぞれ形成され、これらが一
体となつて第３図に示すような固体レーザ素子を
構成している。４，４′は固体レーザ素子の膜３，
３′に面して配置された励起用光源としての棒状
フラツシユランプである。５はフラツシユランプ
４，４′を内蔵し、かつ支持具６によつて固体レ
ーザ素子を内部に固定したランプハウスであつ
て、ランプハウス５には冷却媒体流入口７および
冷却媒体流出口８が設けられ、また固体レーザ素
子の光軸上両端に波長1.54μｍの光を透過する窓
材９，９′がそれぞれ設けられている。さらにラ
ンプハウス５の外側において固体レーザ素子の光
軸上には波長1.54μｍの光を全反射するミラー１
０と、波長1.54μｍの光を半透過するミラー１
０′とが設けられている。
ErイオンおよびYbイオンを含有したエルビウム
レーザ媒質（ガラスレーザスラブ）であつて、そ
の表裏両面には、Ndイオンを含有したネオジム
レーザ媒質（ガラスレーザスラブ）２，２′がそ
れぞれ融着され、さらにネオジムレーザ媒質２，
２′の外表面には波長1.06μｍ光を反射する膜（多
層膜）３，３′がそれぞれ形成され、これらが一
体となつて第３図に示すような固体レーザ素子を
構成している。４，４′は固体レーザ素子の膜３，
３′に面して配置された励起用光源としての棒状
フラツシユランプである。５はフラツシユランプ
４，４′を内蔵し、かつ支持具６によつて固体レ
ーザ素子を内部に固定したランプハウスであつ
て、ランプハウス５には冷却媒体流入口７および
冷却媒体流出口８が設けられ、また固体レーザ素
子の光軸上両端に波長1.54μｍの光を透過する窓
材９，９′がそれぞれ設けられている。さらにラ
ンプハウス５の外側において固体レーザ素子の光
軸上には波長1.54μｍの光を全反射するミラー１
０と、波長1.54μｍの光を半透過するミラー１
０′とが設けられている。
固体レーザ素子としては、たとえば、長さ50
mm、幅15mm、厚さ３mmのリン酸塩ガラスにErイ
オンおよびYbイオンを適宜量ドープしてエルビ
ウムレーザ媒質１を構成し、また長さ50mm、幅15
mm、厚さ２mmで屈折率1.52のリン酸塩ガラスに
Ndイオンを10％ドープしてネオジウムレーザ媒
質２，２′をそれぞれ構成することができる。
mm、幅15mm、厚さ３mmのリン酸塩ガラスにErイ
オンおよびYbイオンを適宜量ドープしてエルビ
ウムレーザ媒質１を構成し、また長さ50mm、幅15
mm、厚さ２mmで屈折率1.52のリン酸塩ガラスに
Ndイオンを10％ドープしてネオジウムレーザ媒
質２，２′をそれぞれ構成することができる。
また膜３，３′は、エルビウムレーザ媒質２，
２′から発振した波長1.06μｍのレーザ光を逃がさ
ずにエルビウムレーザ媒質１に向けて反射するも
のであるが、そのためにはNdイオンが波長0.55μ
ｍ付近に有している幅広の吸収帯の波長の光は透
過させる必要があり、さらにYbイオンがフラツ
シユランプ４，４′から直接吸収する波長1.0μｍ
の光も透過させることが必要である。このような
特性を有する膜としては、たとえば、SiO2と
TiO2とを交互に積層し、かつそれらの膜厚を１
層目のSiO2は146.25nｍとし、２層目のTiO2から
15層目のSiO2まではいずれも292.50nｍとした誘
電体積層膜を使用することができ、この誘電体多
層膜は第４図に示すように波長1060nｍの光に対
しては透過率が10％以下であつて90％以上の反射
率を有する反面、波長1000nｍの光に対しては70
％以上の透過率を有し、また波長550nｍ付近の
光に対しては95％以上の透過率を有している。
２′から発振した波長1.06μｍのレーザ光を逃がさ
ずにエルビウムレーザ媒質１に向けて反射するも
のであるが、そのためにはNdイオンが波長0.55μ
ｍ付近に有している幅広の吸収帯の波長の光は透
過させる必要があり、さらにYbイオンがフラツ
シユランプ４，４′から直接吸収する波長1.0μｍ
の光も透過させることが必要である。このような
特性を有する膜としては、たとえば、SiO2と
TiO2とを交互に積層し、かつそれらの膜厚を１
層目のSiO2は146.25nｍとし、２層目のTiO2から
15層目のSiO2まではいずれも292.50nｍとした誘
電体積層膜を使用することができ、この誘電体多
層膜は第４図に示すように波長1060nｍの光に対
しては透過率が10％以下であつて90％以上の反射
率を有する反面、波長1000nｍの光に対しては70
％以上の透過率を有し、また波長550nｍ付近の
光に対しては95％以上の透過率を有している。
上記エルビウムレーザ発振装置は、フラツシユ
ランプ４，４′から発生する光のうち波長0.55μｍ
付近の光が膜３，３′を透過しネオジムレーザ媒
質２，２′のNdイオンに吸収されてそれによりネ
オジムレーザ媒質２，２′から発振した波長1.06μ
ｍのレーザ光が、一部はエルビウムレーザ媒質１
に直接入射し、かつ残部は膜３，３′によつて反
射されてエルビウムレーザ媒質１に入射するた
め、ネオジムレーザ媒質２，２′が設けられてい
ない場合にフラツシユランプ４，４′からエルビ
ウムレーザ媒質１に入射する光に比べて波長
1.06μｍの光成分が多量に入射することとなる。
一方フラツシユランプ４，４′から発接する光の
うち波長0.1μｍの光は膜３，３′を透過しネオジ
ムレーザ媒質２，２′を透過してエルビウムレー
ザ媒質１に入射することとなり、エルビウムレー
ザ媒質１はこの直接入射する波長1.0μｍの光とネ
オジムレーザ媒質２，２′で増量された波長1.06μ
ｍの光とをYbイオンが吸収し、それによつて波
長1.54μｍのレーザ光を発振する。そのため、フ
ラツシユランプ４，４′の発光エネルギのうち、
Ybイオンが直接吸収する波長1.0μｍの光と、Nd
イオンが吸収する波長0.55μｍ付近の光とがとも
にエルビウムレーザ光のポンピングに利用される
こととなり、したがつて波長1.54μｍのエルビウ
ムレーザ光が効率よくしかも低いしきい値で発振
することとなる。実験によると、効率２％、しき
い値40ジユールで、0.1ジユール／パルスのレー
ザ光を５パルス／秒発振させることができた。
ランプ４，４′から発生する光のうち波長0.55μｍ
付近の光が膜３，３′を透過しネオジムレーザ媒
質２，２′のNdイオンに吸収されてそれによりネ
オジムレーザ媒質２，２′から発振した波長1.06μ
ｍのレーザ光が、一部はエルビウムレーザ媒質１
に直接入射し、かつ残部は膜３，３′によつて反
射されてエルビウムレーザ媒質１に入射するた
め、ネオジムレーザ媒質２，２′が設けられてい
ない場合にフラツシユランプ４，４′からエルビ
ウムレーザ媒質１に入射する光に比べて波長
1.06μｍの光成分が多量に入射することとなる。
一方フラツシユランプ４，４′から発接する光の
うち波長0.1μｍの光は膜３，３′を透過しネオジ
ムレーザ媒質２，２′を透過してエルビウムレー
ザ媒質１に入射することとなり、エルビウムレー
ザ媒質１はこの直接入射する波長1.0μｍの光とネ
オジムレーザ媒質２，２′で増量された波長1.06μ
ｍの光とをYbイオンが吸収し、それによつて波
長1.54μｍのレーザ光を発振する。そのため、フ
ラツシユランプ４，４′の発光エネルギのうち、
Ybイオンが直接吸収する波長1.0μｍの光と、Nd
イオンが吸収する波長0.55μｍ付近の光とがとも
にエルビウムレーザ光のポンピングに利用される
こととなり、したがつて波長1.54μｍのエルビウ
ムレーザ光が効率よくしかも低いしきい値で発振
することとなる。実験によると、効率２％、しき
い値40ジユールで、0.1ジユール／パルスのレー
ザ光を５パルス／秒発振させることができた。
なお、上記実施例ではネオジムレーザ媒質２，
２′をエルビウムレーザ媒質１の表裏両面に融着
したが、単に接触させてもよい。その他この発明
は上記実施例の種々の変更、修正が可能であるこ
とはいうまでもない。
２′をエルビウムレーザ媒質１の表裏両面に融着
したが、単に接触させてもよい。その他この発明
は上記実施例の種々の変更、修正が可能であるこ
とはいうまでもない。
［発明の効果］
この発明は上記のように構成したので、多層膜
は励起用光源から発生する光のうち波長1.0μｍ及
び波長0.55μｍ付近の光を透過するので、Ybイオ
ンは波長1.0μｍの光を直接吸収するだけでなく、
波長0.55μｍ付近の光をNdイオンが直接吸収して
ネオジムレーザ媒質が発振する波長1.06μｍのレ
ーザ光も吸収する。さらに波長1.06μｍのレーザ
光は多層膜で反射されるので、Ybイオンが吸収
する光の量はさらに増加することになる。そのた
め励起用光源の発光エネルギを従来のものに比べ
てより有効に利用することができて、波長1.54μ
ｍのエルビウムレーザの発振効率を向上させると
ともに、発振のしきい値を低下させることができ
る等のすぐれた効果を有するものである。また、
多層膜をもうけることによりレーザ媒質が冷却媒
体によつて劣化することを防ぎ、機械的強度も高
くなる。
は励起用光源から発生する光のうち波長1.0μｍ及
び波長0.55μｍ付近の光を透過するので、Ybイオ
ンは波長1.0μｍの光を直接吸収するだけでなく、
波長0.55μｍ付近の光をNdイオンが直接吸収して
ネオジムレーザ媒質が発振する波長1.06μｍのレ
ーザ光も吸収する。さらに波長1.06μｍのレーザ
光は多層膜で反射されるので、Ybイオンが吸収
する光の量はさらに増加することになる。そのた
め励起用光源の発光エネルギを従来のものに比べ
てより有効に利用することができて、波長1.54μ
ｍのエルビウムレーザの発振効率を向上させると
ともに、発振のしきい値を低下させることができ
る等のすぐれた効果を有するものである。また、
多層膜をもうけることによりレーザ媒質が冷却媒
体によつて劣化することを防ぎ、機械的強度も高
くなる。
第１図はこの発明の一実施例を示す縦断正面
図、第２図は第１図のものの縦断側面図、第３図
は第１，２図に示す固体レーザ素子の斜視図、第
４図は膜の透過率と波長との関係を示す図であ
る。 １……エルビウムレーザ媒質、２，２′……ネ
オジムレーザ媒質、３，３′……膜、４，４′……
フラツシユランプ、５……ランプハウス、６……
支持具、７……冷却媒体流入口、８……冷却媒体
流出口、９，９′……窓材、１０，１０′……ミラ
ー。
図、第２図は第１図のものの縦断側面図、第３図
は第１，２図に示す固体レーザ素子の斜視図、第
４図は膜の透過率と波長との関係を示す図であ
る。 １……エルビウムレーザ媒質、２，２′……ネ
オジムレーザ媒質、３，３′……膜、４，４′……
フラツシユランプ、５……ランプハウス、６……
支持具、７……冷却媒体流入口、８……冷却媒体
流出口、９，９′……窓材、１０，１０′……ミラ
ー。
Claims (1)
- １ ErイオンおよびYbイオンを含むエルビウム
レーザ媒質と、励起用光源との間に、Ndイオン
を含むネオジムレーザ媒質を介在させたレーザ発
振装置において、前記ネオジムレーザ媒質は前記
励起用光源に面した表面に多層膜を有し、該多層
膜は前記励起用光源が発する光のうちYbイオン
が直接吸収する波長の光およびNdイオンが直接
吸収する吸収帯の波長の光を透し、かつ前記ネオ
ジムレーザ媒質から発振した波長1.06μｍの光を
反射することを特徴とするエルビウムレーザ発振
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10359484A JPS60247983A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | エルビウムレ−ザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10359484A JPS60247983A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | エルビウムレ−ザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60247983A JPS60247983A (ja) | 1985-12-07 |
| JPH0256835B2 true JPH0256835B2 (ja) | 1990-12-03 |
Family
ID=14358091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10359484A Granted JPS60247983A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | エルビウムレ−ザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60247983A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0571400A (ja) * | 1991-09-13 | 1993-03-23 | Mitsubishi Motors Corp | 混合燃料使用機関の運転制御方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2542576B2 (ja) * | 1986-01-29 | 1996-10-09 | 株式会社東芝 | 固体レ−ザ発振装置 |
| JPH0738469B2 (ja) * | 1986-07-11 | 1995-04-26 | 住友金属鉱山株式会社 | スラブ型レ−ザ素子 |
| JPS63114184A (ja) * | 1986-10-31 | 1988-05-19 | Hoya Corp | 反射膜を施したスラブ型レ−ザ− |
| FR2616976B1 (fr) * | 1987-06-22 | 1989-10-13 | Lasag Ag | Laser avec systeme de refroidissement perfectionne |
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1984
- 1984-05-24 JP JP10359484A patent/JPS60247983A/ja active Granted
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| JPH0571400A (ja) * | 1991-09-13 | 1993-03-23 | Mitsubishi Motors Corp | 混合燃料使用機関の運転制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60247983A (ja) | 1985-12-07 |
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