JPH03217064A - 励起光共振型レーザ - Google Patents

励起光共振型レーザ

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JPH03217064A
JPH03217064A JP1169990A JP1169990A JPH03217064A JP H03217064 A JPH03217064 A JP H03217064A JP 1169990 A JP1169990 A JP 1169990A JP 1169990 A JP1169990 A JP 1169990A JP H03217064 A JPH03217064 A JP H03217064A
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譲 田辺
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    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
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    • HELECTRICITY
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は励起光の外部への漏れを極めて小さ《した励起
光共振型レーザに関するものである。
[従来の技術] 従来の励起光源を半導体レーザ(LD)とした固体レー
ザの基本的構成図を第4図に示す。LDIから発振した
励起光は、凸レンズ2等の結合光学系により収束され共
振ミラー5を通じてYAG結晶等のレーザ媒質3へ入射
される。レーザ媒質3へ入射した励起光は、レーザ媒質
3を励起し発振光を生じ、該発振光は共振ミラー5,5
゜で構成される共振器により共振し、所定の強度に達し
たところで共振ミラー5゜より出射する。該発振光を短
波長化するためのKH2PO4, KTiOPO.KN
bO.等の非線形光学結晶4が該発振光の光軸上に配置
されており、短波長化しない場合は配置されない。従来
、共振ミラー5,5゜は発振光に対しては高い反射率で
励起光に対しては極力低い反射率となるような光学膜が
形成されていた。
[発明の解決しようとする課題] ここで、例えばレーザ結晶としてYAGを用い、946
nmの光を発振する場合、あるいはさらにレーザ共振器
内に非線形光学結晶を挿入し、473nmの青色光を発
生させる場合、発振光の自己吸収の関係からレーザ結晶
の長さを1mm以下に抑えることが多い。
しかしながらこの場合結晶の長さが短いため励起光のう
ち約40%程度がYAG結晶に吸収され残りはそのまま
共振器の外部へ散逸する。そのため充分に高いレーザ出
力が得られない。
[問題点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、レーザ媒質を外部より励起する励起光源と、レーザ
媒質と、レーザ媒質より発振した発振光を共振させ所定
の強度に達した発振光を出力する共振ミラーと、該励起
光源からの励起光をレーザ媒質を挾んで多重反射させ共
振器外部への励起光の散逸を防ぐ励起光共振可能なミラ
ー対とからなることを特徴とする励起光共振型レーザを
提供するものである。
従来共振ミラーはレーザ発振光に対する波長に対しての
み共振器を構成していたが、本発明は以下に示すような
励起光に対しても共振を生ずる反射率を有する共振ミラ
ーを用いるか、あるいは励起光の共振を生ずる別個のミ
ラー対を用いるという2種の構成により、レーザ出力を
向上させ得る。
第1の方法として、共振ミラーと別個にもう1つのミラ
ー対をレーザ媒質を挟んで共振器外部に付加し、付加し
たミラー対の反射率を励起光に対して共振器を構成する
ように調整する。
その基本的構成を第3図に示す。励起光源のLDIから
出た励起光は凸レンズ2等の結合光学系により収束され
、該励起光が入射する第1のミラー6を通じてレーザ媒
質3、非線形光学結晶4を通過した後、第2のミラー6
゜によって反射され再び非線形光学結晶4、レーザ媒質
3を通過してミラー対6,6゜間で反射を繰り返す。こ
のとき、ミラー対6,6゜はレーザ媒質を挟んで共振器
外部に、励起光の光軸が発振光の光軸と同一となるよう
設けてもよく、その場合共振ミラーは励起光に対しては
反射率を極力小さくする。また、励起光はレーザ媒質3
のみを通過するよう構成してもよい。
通常第2のミラー6゛の光学膜はその反射率をrout
とすると励起光に対して約100%の反射率とするが、
入力側の第1のミラー6の反射率r.。を、レーザ媒質
、非線形光学結晶等の共振器内部の合計の透過率をtと
して、rln・j” routとなるように選ぶとLD
からの励起光はほぼ100%共振器に入り、多重反射を
繰り返す。
r.。は100%以下の反射率であるのにもかかわらず
、励起光の光源側への反射(戻り)はほぼOになる。こ
の時、励起光は反射を繰り返しながらほとんどがレーザ
媒質に吸収される。
第2の方法は、レーザ光発振用の共振ミラーを励起光に
対する共振器としても兼用にするものである。その基本
的構成は第3図の従来例と同じであるが、共振ミラー5
,5゜の光学膜の励起光に対する反射率を上述のように
調整する。
1つの光学膜で励起光と発振光の2つの波長?対ルてお
のおの最適の反射率となるよう調整する。即ち、発振光
に対しては高い反射率(励起光源側はほぼ100%で出
力側は90%以上100%未満)となるようにし、励起
光に対しては上述の共振を生ずる反射率とする。この場
合、共振ミラーが励起光の共振用のミラーを兼用してい
るので、第1の方法よりも構成が簡単になるという利点
がある。また、レーザ媒質3の励起光人射側の面に光学
膜を形成して共振器を構成してもよ《、その場合共振ミ
ラー5がなくなるのでさらに簡単な構成になる。
これらの方法はYAGの946nmの発振光だけでなく
、たとえばルビー(Ti:Al■Oa)、アレキサンド
ライト(Cr:BeAl20+)等を600 〜700
nmの短波長の半導体レーザで励起する時にも有効であ
る。従来、この波長帯の励起光に対しては、これらのレ
ーザ媒質は吸収率が低く、従来の方法では励起が困難で
あったものが、本発明により高出力のレーザ発振が可能
になる。
本発明においては、励起光源としてLD以外の各種固体
レーザ、ガスレーザ、液体レーザ、dye色素レーザ等
が使用できるが、LDがコンパクト化、軽量化の点で好
ましい。レーザ媒質としては上記の固体のものの他に気
体、液体等各種のものが使用できる。また、非線形光学
結晶は青色レーザ等の短波長化されたレーザを得る場合
、発振光の光軸上の出力側へ設けられるが、短波長化し
ない場合は設けない。その材料としてはKNbO.,K
TiOPO4,KH.P04, β−BaB204結晶
等が用いられる。
[作用] 本発明の励起光共振による励起光共振器外への励起光の
散逸を防ぐという機能について以下に示す。
今、励起光源から出た励起光の強度なP1、励起光共振
器内部を通過し励起光源側の第1のミラーから励起光源
へ戻ってくる励起光の強度をPrとし、励起光源側の第
1のミラーの励起光に対する反射率をran、レーザ媒
質を挾んで反対側の位置にある第2のミラーの励起光に
対する反射率をr0。い励起光共振器内部の励起光が通
過するレーザ媒質、非線形光学結晶等の励起光に対する
合計の透過率をtとすると、P1とPrの比は ?あらわされる。但し、φは励起光共振器内部の位相シ
フト量で、r■” ’l:2routである。このとき
、励起光共振器長あるいは励起光波長をψ=O、即ち最
も強い共振状態にするよう選ぶと、となる。ここで、r
+++ = rm= t2r++utとするとPr/P
+=Oとなり、反射波の強度をOにできる。即ち、すべ
てのP1は励起光共振器内に入り外部へ出てこない。
このことの物理的意味は、第1のミラーで直接励起光源
側へ反射される励起光P1゜と、励起光共振器内で多重
反射している励起光が第1のミラーから励起光源側へ漏
れてくる励起光P2とが、強度が同じで互いに逆位相の
とき反射波がOとなり、このときr+n =t2rou
tであり1ψ;0である。
[実施例] 本発明の1実施例を第1図に示す。
レーザ媒質のNd : YAG結晶16の励起光入力側
の面15と出力側の共振ミラー19(曲率半径はR= 
5 cm )で共振器を構成する。面15の反射率ri
nは発振波長(946nm)に対して99.9%、励起
光波長( 809nm)に対して約36%である。Nd
:YAG結晶の長さは1mmである。共振ミラーl9の
反射面l8の反射率routは946nm及び809n
mに対して99.9%である。励起光源のLD1には、
GaAIAs半導体レーザでSony社製SLD−30
3−Vである。結合光学系にはコリメータレンズ12、
シリンドリ力ルレンズ13、フォー力シングレンズ14
を使用する。レーザ媒質と非線形光学結晶であるκNb
0. 1 7の励起光に対する透過率は合計で約60%
なので、j”rouiは0.36となりrlnは36%
とした。このとき、809nmで200mWの励起光に
対して473nmで2mWの青色出力が得られた。非線
形光学結晶のKNb031 7はβ=3.7mmのもの
を使用した。
第2の実施例を第2図に示す。励起光源のLD21には
、GaAIAs半導体レーザで波長809nmのSon
y社製SLD−303−Vであり、結合光学系にはコリ
メータレンズ22、シリンドリ力ルレンズ23、フォー
カシングレンズ24を使用した。
レーザ媒質は長さ1mmのNd : YAG結晶27で
、非線形光学結晶は長さ3.7mm (D KNbOs
である。
共振器用の共振ミラー26、26゜は凹型内面の曲率半
径は1 0cmで、YAGレーザの発振光ω(波長94
6nm)と第2高調波2ω(波長473nm)に対する
各々の反対率は、r26(ω):=99.9%, r2
s’ (ω)=99.9%、r2g (2ω)=99.
9%、r26゜(2ω)=97%である。また、励起光
共振器用のミラー対25、25゜は凹型内面の曲率半径
は20cmで、励起光( 809nm)に対する反射率
はNd : YAG結晶27の励起光透過率が約61%
なので、r25=0.612rt5゜=0.61” x
O.999 =0.37となり37%とした。このとき
、波長809nmで200mWの励起光に対して、波長
473nmで1mWの青色レーザ出力が得られた。
[発明の効果] 本発明は、励起光源からの励起光が共振器の外部へほと
んど散逸せず、同じ励起光源で高出力のレーザ発振が可
能、即ち、高効率のレーザ発振が可能になるという優れ
た効果を有する。
例えばNd:YAGレーザの場合高効率の946nmレ
ーザの発振及び473nmの第2高調波発振が可能とな
り、また従来InGaAIP系半導体レーザの波長60
0〜700nmの励起光がほとんど透過して励起が困難
であったTi:Al203レーザの励起が、前記の小型
化された半導体レーザで可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明の実施例を示し、励起光共振型
レーザの基本的構成図であり、l1 第4図は従来例の基本的構成図である。 1,11 ・・・LD, 5. 5 16.19・・・共振ミラー 3,l6 ・・・レーザ媒質。 渚・ l 2

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レーザ媒質を外部より励起する励起光源と、レー
    ザ媒質と、レーザ媒質より発振した発振光を共振させ所
    定の強度に達した発振光を出力する共振ミラーと、該励
    起光源からの励起光をレーザ媒質を挟んで多重反射させ
    共振器外部への励起光の散逸を防ぐ励起光共振可能なミ
    ラー対とからなることを特徴とする励起光共振型レーザ
  2. (2)該励起光共振用ミラー対は、レーザ媒質を挟んで
    励起光源側の第1のミラーとそれに反対する位置にある
    第2のミラーとからなり、第1のミラーの反射率をr_
    i_n、第2のミラーの反射率をr_o_u_t、該共
    振器内部の励起光に対する透過率ををとするとr_i_
    n=t^2r_o_u_tである請求項1記載の励起光
    共振型レーザ。
  3. (3)該励起光共振用ミラー対は、該共振ミラーを兼用
    して設けられ、該共振ミラーの励起光源側のミラーは発
    振光に対してはほぼ100%の反射率で励起光に対して
    はr_i_n=t^2r_o_u_tであり、出力側の
    ミラーは発振光に対しては 90%以上100%未満の反射率で励起光に対してはr
    _o_u_tである請求項1又は2記載の励起光共振型
    レーザ。
  4. (4)該励起光共振用ミラー対は、該共振器外部で励起
    光の光軸が発振光の光軸と異なる位置に設けられる請求
    項1又は2記載の励起光共振型レーザ。
  5. (5)該励起光共振用ミラー対は、該共振器外部で励起
    光の光軸が発振光の光軸と同一の位置に設けられる請求
    項1又は2記載の励起光共振型レーザ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004520709A (ja) * 2001-01-24 2004-07-08 ハイ キュー レーザー プロダクション ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング コンパクトな超高速レーザー
CN111092360A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 海罗尼克株式会社 激光系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004520709A (ja) * 2001-01-24 2004-07-08 ハイ キュー レーザー プロダクション ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング コンパクトな超高速レーザー
CN111092360A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 海罗尼克株式会社 激光系统
KR20200045788A (ko) * 2018-10-23 2020-05-06 주식회사 하이로닉 레이저 시스템

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