JPH0362581A - Solid-state laser equipment - Google Patents

Solid-state laser equipment

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JPH0362581A
JPH0362581A JP19682889A JP19682889A JPH0362581A JP H0362581 A JPH0362581 A JP H0362581A JP 19682889 A JP19682889 A JP 19682889A JP 19682889 A JP19682889 A JP 19682889A JP H0362581 A JPH0362581 A JP H0362581A
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JP
Japan
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solid
state laser
medium
laser
laser medium
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Application number
JP19682889A
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Japanese (ja)
Inventor
Akitaka Yamada
山田 明孝
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0362581A publication Critical patent/JPH0362581A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To miniaturize an optical resonator and unnecessitate the optical axis adjustment, by arranging a laser gain part and a Q-switching part in a body in solid-state laser medium, and installing a function curved surface minimizing the laser medium dimension on a laser optical axis. CONSTITUTION:When a semiconductor laser 15 is operated and laser light L1 is made to enter from a first coating 14 of solid-state laser medium 12, a part A adjacent to the coating 14 of the medium 12 is excited. YAG laser light L2 oscillates between coatings 14, 16, and emitted from the coating 16. When ultrasonic signal is turned ON, and ultrasonic wave U is generated in the medium 12 by an ultrasonic wave transducer 19, the laser light L2 is diffracted and the oscillation is interrupted. When the ultrasonic wave signal is turned OFF, the laser light L2 oscillates. By a pair of function curved surfaces 17 in the vicinity of an optical axis, the thickness of the medium 12 is reduced to about 1/5. By a convex surface 18, the width is reduced to about 1/3. Hence the intensity of the ultrasonic wave is amplified 15 times, and the diffraction efficiency is increased 4 times.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は超音波Qスイッチを備えた固体レーザ装置に
関する。
Detailed Description of the Invention [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a solid-state laser device equipped with an ultrasonic Q-switch.

(従来の技術) たとえば半導体素子や薄膜などの加工においては、局所
的に表層を加工するために、エネルギはμJと小さいが
、パルス幅は数nsと非常に短い短パルスが要求される
ことがある。そのような場合、固体レーザ装置であるY
AGレーザにおいては、連続点灯のランプでYAGロッ
ドを励起するとともに、共振器内に設置されたQスイッ
チの動作でパルス出力を出すようにしている。Qスイッ
チ素子としては光が超音波によって回折する性質を有す
る素子が広く用いられている。
(Prior art) For example, in the processing of semiconductor elements and thin films, in order to locally process the surface layer, a short pulse with a small energy of μJ but a very short pulse width of several ns is required. be. In such cases, the solid-state laser device Y
In an AG laser, a YAG rod is excited by a continuously lit lamp, and a pulse output is generated by operating a Q switch installed in a resonator. Elements that have the property of diffracting light by ultrasonic waves are widely used as Q-switch elements.

従来、このような構成のYAGレーザは第4図に示すよ
うに構成されていた。すなわち、同図中1は固体レーザ
媒質としてのYAGロッドである。
Conventionally, a YAG laser having such a structure has been constructed as shown in FIG. That is, numeral 1 in the figure is a YAG rod as a solid laser medium.

このYAGロッド1の一方の端面には高反射ミラー2が
対向配置され、他方の端面には上記高反射ミラー2とで
共振器を形成する出力ミラー3が対向配置されている。
A high-reflection mirror 2 is disposed to face one end face of the YAG rod 1, and an output mirror 3, which forms a resonator with the high-reflection mirror 2, is disposed to face the other end face.

YAGロッド1の一方の端面と高反射ミラー2との間に
は高周波電源4に接続されたQスイッチ索子5が配置さ
れている。さらに、上2 Y A cロッド1の側方に
はこのYAGロッド1を連続的に光励起する励起ランプ
6が設けられている。
A Q-switch cable 5 connected to a high-frequency power source 4 is arranged between one end face of the YAG rod 1 and the high-reflection mirror 2. Furthermore, an excitation lamp 6 for continuously optically exciting this YAG rod 1 is provided on the side of the upper 2 YAC rod 1.

そして、上記YAGロッド1を励起ランプ6によって光
励起した状態で高周波電源4をオン−オフ制御すれば、
上記出力ミラー3からパルスレーザ光を出力することが
できるようになっている。
Then, if the high frequency power source 4 is controlled on/off while the YAG rod 1 is optically excited by the excitation lamp 6,
The output mirror 3 can output pulsed laser light.

しかしながら、このような構成の従来のYAGレーザに
よると、Qスイッチ素子らがYAGロッド1と別体で、
このQスイッチ5をYAGロッド1の端面と高反射ミラ
ー2との間に設けるようにしているから、光共振器の全
長が大きくなることが避けられない。光共振器の全長が
大きくなると、大きな出力を得ることができても、パル
スレーザ光のパルス幅が大きくなることが避けられない
However, according to the conventional YAG laser with such a configuration, the Q switch element etc. are separate from the YAG rod 1,
Since this Q switch 5 is provided between the end face of the YAG rod 1 and the high reflection mirror 2, it is inevitable that the total length of the optical resonator will be large. As the total length of the optical resonator increases, even if a large output can be obtained, the pulse width of the pulsed laser beam inevitably increases.

したがって、上述したように半導体素子や薄膜などの局
所的な加工を精密に行うことができないということがあ
る。
Therefore, as described above, it may not be possible to precisely perform local processing of semiconductor elements, thin films, and the like.

また、Qスイッチ素子5がYAGロッド1と別体である
と、これらの光軸調整を精密に行わなければならないか
ら、その作業に多くの手間が掛かるばかりか、各ミラー
やQスイッチ索子5の設置粒度の低下によって光共振器
の安定性が損なイつれるということもある。
Furthermore, if the Q-switch element 5 is separate from the YAG rod 1, the optical axes of these elements must be precisely adjusted, which not only requires a lot of effort, but also requires a lot of time and effort for each mirror and the Q-switch rod 5. The stability of the optical resonator may be impaired due to a decrease in the particle size of the optical resonator.

(発明が解決しようとする課m) このように、従来の固体レーザ装置は固体レーザ媒質と
Qスイッチ素子とが別体であったので、光共振器の全長
が大きくなってパルス幅の十分に短かなレーザ光を発振
させることができなかったり、上記Qスイッチ素子の光
軸調整に多くの手間が掛かるなどのことがあった。
(Problem to be solved by the invention) As described above, in the conventional solid-state laser device, the solid-state laser medium and the Q-switch element were separate, so the total length of the optical resonator became large and the pulse width could not be sufficiently controlled. There have been cases where it has not been possible to oscillate a short laser beam, and it has taken a lot of effort to adjust the optical axis of the Q-switch element.

この発明は上記事情にもとずきなされたもので、その目
的とするところは、固体レーザ媒質とQスイッチ素子と
を一体化することによって光共振器の小形化が計れると
ともに、光軸調整を不要にしく課題を解決するための手
段及び作用)上記課題を解決するためにこの発明は、同
体レーザ媒質と、この固体レーザ媒質の対向する一対の
端面に設けられた光共振手段と、上記固体レーザ媒質を
光励起する励起手段と、この励起手段によって発生する
レーザ光の光共振方向の光軸に対して超音波波面がブラ
ッグ角となる方向に超音波を発生させる超音波発生手段
と、上記固体レーザ媒質に上記超音波の進行方向に沿っ
て形成されているとともに上記レーザ光の光軸の箇所で
上記固体レーザ媒質の厚さ寸法を最小にする関数曲面と
を具備する。
This invention was made based on the above circumstances, and its purpose is to reduce the size of an optical resonator by integrating a solid-state laser medium and a Q-switch element, and to improve optical axis adjustment. Means and operation for solving the problem without unnecessary) In order to solve the above problem, the present invention includes a solid-state laser medium, an optical resonator provided on a pair of opposing end faces of the solid-state laser medium, and a solid-state laser medium. an excitation means for optically exciting a laser medium; an ultrasonic generation means for generating an ultrasonic wave in a direction in which an ultrasonic wavefront forms a Bragg angle with respect to an optical axis in an optical resonance direction of a laser beam generated by the excitation means; The laser medium is provided with a functional curved surface formed along the traveling direction of the ultrasonic wave and minimizing the thickness dimension of the solid laser medium at a location of the optical axis of the laser beam.

このような構成とすることで、レーザ利得のある部分と
、Qスイッチ動作をする部分とを固体レーザ媒質に一体
に設けることができるから、全体の小形化を計ることが
できるとともに、光軸21整をせずにすみ、さらには関
数曲面によって高い回折効率を得ることができる。
With this configuration, the part with laser gain and the part that performs Q-switch operation can be integrated into the solid-state laser medium, so the overall size can be reduced, and the optical axis 21 This eliminates the need for adjustment, and furthermore, high diffraction efficiency can be obtained by using a functional curved surface.

(実施例) 以下、この発明の一丈施例を第1図乃至第3図を参魚し
て説明する。第1図は固体レーザ装置としてのYAGレ
ーザを示し、このYAGレーザは冷却板11を備えてい
る。この冷却板11上にはYAG結晶によってたとえば
厚さ5 mn s m 10mm −。
(Embodiment) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 shows a YAG laser as a solid-state laser device, and this YAG laser is equipped with a cooling plate 11. As shown in FIG. On this cooling plate 11, a YAG crystal is formed to have a thickness of, for example, 5 mns to 10 mm.

長さ20mm程度の矩形板状に形成された固体レーザ媒
質12が設置されている。この固体レーザ媒質12の長
手方向一方の端面は曲率が数十間の凹面13に形成され
、この凸面13には第1のコーティング14が施されて
いる。この第1のコーティング14は波長が810rv
の光(半導体レーザ光)を透過するとともに、波長が1
.06μ「nの光(YAGレーザ光)は反射するように
なっている。。
A solid laser medium 12 formed into a rectangular plate shape with a length of about 20 mm is installed. One end face in the longitudinal direction of this solid-state laser medium 12 is formed into a concave surface 13 with a curvature of several tens of degrees, and a first coating 14 is applied to this convex surface 13. This first coating 14 has a wavelength of 810rv.
It transmits light (semiconductor laser light) and the wavelength is 1.
.. 06μ "n light (YAG laser light) is designed to be reflected.

上記凸面13と対向する位置には励起手段としての半導
体レーザ15がその出射面15.aをχ1向させて配設
されている。この出射面15aから出力された半導体レ
ーザ光L1は第2図に示すように上記凸面13のレンズ
作用で絞られて固体レーザ媒質12内へ人nJするよう
になっている。それによって、固体レーザ媒質12は半
導体レーザ15から出力される半導体レーザ光り、によ
って光励起されるようになっている。すなわち、固体レ
ーザ媒質12の第2図にAで示す第1のコーテイング1
4の近傍の部分は、固体レーザ媒質12に入射した半導
体レーザ光L1によって光励起されるレーザ利得のある
部分となっている。
At a position facing the convex surface 13, a semiconductor laser 15 as an excitation means is located at its emission surface 15. A is placed in the χ1 direction. As shown in FIG. 2, the semiconductor laser light L1 output from the output surface 15a is focused by the lens action of the convex surface 13 and enters the solid laser medium 12. Thereby, the solid-state laser medium 12 is optically excited by the semiconductor laser light output from the semiconductor laser 15. That is, the first coating 1 shown as A in FIG. 2 of the solid-state laser medium 12
The portion near 4 is a portion with laser gain that is optically excited by the semiconductor laser light L1 incident on the solid-state laser medium 12.

上記固体レーザ媒質12の他方の端面には第2のコーテ
ィング16が施されている。この第2のコーティング1
6は波長が1.06μmの光を98〜95%の範囲で透
過するようになっている。したがって、この第2のコー
ティング16と上記第1のコーティング14とで波長が
1.06μmのYAGレーザ光L光合2幅して上記第2
のコーティング16から出力する光共振器を形成してい
る。
A second coating 16 is applied to the other end face of the solid-state laser medium 12. This second coating 1
6 is designed to transmit light having a wavelength of 1.06 μm in a range of 98 to 95%. Therefore, this second coating 16 and the first coating 14 combine two YAG laser beams with a wavelength of 1.06 μm to form the second
The coating 16 forms an optical resonator that outputs light.

上記固体レーザ媒質12の上記部分Aよりも第2のコー
ティング16側の部分の上下面には、それぞれcosh
2x曲面(双曲コサイン曲面)や二乗曲面などの滑らか
な関数曲面17がたとえば研磨などの手段によって幅方
向に沿って形成されている。これら一対の関数曲面17
によって上記固体レーザ媒質12は、第3図に示すよう
にYAGレーザ光L光合2軸付近においてその断面厚さ
寸法が最小になっている。
On the upper and lower surfaces of the portion of the solid-state laser medium 12 that is closer to the second coating 16 than the portion A, a cosh
A smooth function curved surface 17 such as a 2x curved surface (hyperbolic cosine curved surface) or a squared curved surface is formed along the width direction by means such as polishing. These pair of function surfaces 17
Therefore, as shown in FIG. 3, the solid-state laser medium 12 has a minimum cross-sectional thickness near the two axes of YAG laser beam L beam combination.

固体レーザ媒質12の上記関数曲面17が形成された部
分の一方の側面には長手方向に沿ってたとえば10mm
程度の曲率で湾曲した凸1i1i18が形成されている
。この凸面18には超音波トランスジューサ1つが後述
するごとくこのトランスジューサ1つによって上記固体
レーザ媒質12に発生させられる疎密波をなす超音波の
波面に対してブラッグ角となるよう貼着されている。こ
の凸面18は、そのレンズ作用によってYAGレーザ光
L光合2軸付近で第2図に示すように超音波Uの幅寸法
を約1/3程度に収束するようになっている。
On one side of the portion of the solid-state laser medium 12 where the function curved surface 17 is formed, there is, for example, 10 mm along the longitudinal direction.
A convex portion 1i1i18 curved with a certain degree of curvature is formed. An ultrasonic transducer is attached to this convex surface 18 so as to form a Bragg angle with respect to the wavefront of an ultrasonic wave forming a compressional wave generated in the solid-state laser medium 12 by this single transducer, as will be described later. The convex surface 18 is configured to converge the width of the ultrasonic wave U to about 1/3 near the two axes of the YAG laser beam L by its lens action, as shown in FIG. 2.

上記超音波トランスジューサ1つには高周波整合回路2
1を介して150〜200MHzの高周波を発生する高
周波電源22が接続されている。この高周波電源22の
高周波を高周波整合回路21を介して上記超音波トラン
スジューサ19に印加すれば、このトランスジューサ1
9で生じる超音波振動によって波面がYAGレーザ光L
光合2軸、つまり光共振方向の光軸に対してブラッグ角
をなした超音波が固体レーザ媒質12の幅方向に発生す
るようになっている。したがって、超音波トランスジュ
ーサ19を作動させて超音波を発生させれば、それによ
ってYAGレーザ光L光合2路に格子状に屈折率分布が
生じるから、YAGレーザ光L光合2折されて第2のコ
ーティング16から出力されなくなる。つまり、上記超
音波トランスジューサ19を連続してオン−オフさせる
ことで高繰返しのQスイッチレーザパルスを得ることが
できる。
One of the above ultrasonic transducers has a high frequency matching circuit 2.
A high frequency power source 22 that generates a high frequency of 150 to 200 MHz is connected through the power source 1 . If the high frequency of this high frequency power supply 22 is applied to the ultrasonic transducer 19 via the high frequency matching circuit 21, this transducer 1
The wavefront changes to YAG laser beam L due to the ultrasonic vibration generated in step 9.
Ultrasonic waves are generated in the width direction of the solid-state laser medium 12 at a Bragg angle with respect to the two axes of optical coupling, that is, the optical axis in the optical resonance direction. Therefore, when the ultrasonic transducer 19 is activated to generate an ultrasonic wave, a refractive index distribution is generated in a lattice pattern in the two paths of the YAG laser beam L, so that the YAG laser beam L is refracted into the second path. There is no output from the coating 16. That is, by continuously turning on and off the ultrasonic transducer 19, highly repetitive Q-switched laser pulses can be obtained.

なお、上記固体レーザ媒質12の超音波トランスジュー
サ1つが貼着された側面と反対側の側面は超音波が反射
して直接戻ることがないよう斜面23に形成されている
とともに、この斜面23にはゴムなどの弾性板24が接
合されている。また、冷却板11は図示しない冷却手段
によって温度制御され、それによって固体レーザ媒質1
2は所定の温度に保たれるようになっている。
Note that the side surface of the solid-state laser medium 12 opposite to the side surface to which one ultrasonic transducer is attached is formed into a slope 23 to prevent ultrasonic waves from directly returning due to reflection. An elastic plate 24 made of rubber or the like is joined. Further, the temperature of the cooling plate 11 is controlled by a cooling means (not shown), so that the solid-state laser medium 1
2 is maintained at a predetermined temperature.

このような構成のYAGレーザによれば、半導体レーザ
15を作動させて半導体レーザ光L1を固体レーザ媒質
12の第1のコーティング14から入射させると、この
半導体レーザ光L1によって固体レーザ媒質12の第1
のコーティング14付近の部分Aが光励起される。それ
によって、YAGレーザ光L光合21のコーティング1
4と第2のコーティング16との間で発振され、上記第
2のコーティング16から出力されることになる。
According to the YAG laser having such a configuration, when the semiconductor laser 15 is operated to cause the semiconductor laser beam L1 to enter from the first coating 14 of the solid-state laser medium 12, the semiconductor laser beam L1 causes the first coating of the solid-state laser medium 12 to be incident. 1
A portion A near the coating 14 of is photoexcited. Thereby, the coating 1 of the YAG laser beam L beam combination 21 is
4 and the second coating 16, and is output from the second coating 16.

ここで、超音波信号をオンにして超音波トランスジュー
サ19により固体レーザ媒質12に超き波Uを発生させ
れば、この固体レーザ媒質12に格子状の屈折率分布が
生じるから、YAGレーザ光L光合2折−されて発振さ
れなくなる。また、超音波信号を急速にオフにすれば、
YAGレーザ光L光合2上がって高ピークのパルスYA
Gレーザ光L2が発振されることになる。
Here, if the ultrasonic signal is turned on and the ultrasonic transducer 19 generates a superwave U in the solid-state laser medium 12, a lattice-like refractive index distribution will be generated in the solid-state laser medium 12, so that the YAG laser beam L The light is combined and folded into two and no longer oscillates. Also, if you quickly turn off the ultrasound signal,
YAG laser beam L beam 2 rises to high peak pulse YA
G laser light L2 will be oscillated.

上記超音波トランスジューサ1つから発振される超音波
Uは、固体レーザ媒質12が光軸付近で一対の関数曲面
17によってその厚さが約115に減少させられ、超音
波トランスジューサ1つが貼着された凸面18によって
幅寸法が約1/3に減少させられているから、回折効率
に有効な超音波強度は約15倍に増幅されることになる
。したがって、高周波電源22からの入力が小さくても
、高い回折効率を得ることができる。
The ultrasonic wave U emitted from one ultrasonic transducer is produced by reducing the thickness of the solid-state laser medium 12 to about 115 by a pair of function curved surfaces 17 near the optical axis, and attaching one ultrasonic transducer to the solid-state laser medium 12. Since the width dimension is reduced by about 1/3 by the convex surface 18, the ultrasonic intensity effective for diffraction efficiency is amplified by about 15 times. Therefore, even if the input from the high frequency power source 22 is small, high diffraction efficiency can be obtained.

上記回折効率は以下のごとく求めることができる。すな
わち、固体レーザ媒質12への入射光を11、超音波に
よって屈折された回折光を■2、超音波トランスジュー
サ1つによる音響パワー密度をI、とすると、I 2 
/ I rで求められる回折効率は、 ・・・(1)式 ただし、pは相互作用長、λは光波長、Mは材料定数で
、石英の場合は0.467 、Y A Gレーザ媒質の
場合は0.073である。
The above diffraction efficiency can be determined as follows. That is, if the incident light to the solid-state laser medium 12 is 11, the diffracted light refracted by the ultrasound is 2, and the acoustic power density of one ultrasound transducer is I, then I 2
The diffraction efficiency determined by /I r is...Equation (1), where p is the interaction length, λ is the optical wavelength, and M is the material constant, which is 0.467 for quartz and 0.467 for YAG laser medium. The case is 0.073.

上記(1)式におけるsin 2の中の係数αは、と小
さいから、 上記(1) 式は、 ・・・(2)式 とすることができ、回折効率は音響パワー密度I3の平
方根に比例した値となる。
Since the coefficient α in sin 2 in the above equation (1) is small, the above equation (1) can be changed to the equation (2), and the diffraction efficiency is proportional to the square root of the acoustic power density I3. will be the value.

したがって、上述したごとく超音波密度が15倍に増幅
されれば、回折効率は、 J了5=4 となる。つまり、固体レーザ媒質12に一対の関数曲面
17を形成するとともに、超音波トランスジューサ19
が貼着される面を凸面18とすることによって回折効率
を4倍にすることができる。
Therefore, if the ultrasonic density is amplified 15 times as described above, the diffraction efficiency will be JR5=4. In other words, a pair of functional curved surfaces 17 are formed in the solid-state laser medium 12, and the ultrasonic transducer 19
By making the surface to which is attached a convex surface 18, the diffraction efficiency can be quadrupled.

また、固体レーザ媒質12に半導体レーザ15によって
励起されるレーザ利得のある部分と、超音波振動によっ
てQスイッチ動作を生じる部分とが一体に設けられ、し
かも固体レーザ媒質12の対向する一対の端面には光共
振器を形成する第1のコーティング14と第2のコーテ
ィング16とが形成されている。そのため、光共振器の
全長を十分に短くすることができるから、光共振器のキ
ャディ長で決まるパルス幅も短くすることができる。
Further, a portion with laser gain excited by the semiconductor laser 15 and a portion that generates a Q-switch operation due to ultrasonic vibration are integrally provided in the solid-state laser medium 12, and furthermore, a pair of opposing end surfaces of the solid-state laser medium 12 A first coating 14 and a second coating 16 forming an optical resonator are formed. Therefore, since the total length of the optical resonator can be sufficiently shortened, the pulse width determined by the caddy length of the optical resonator can also be shortened.

なお、上記一実施例では固体レーザ媒質の上下両面に関
数曲面を形成したが、どちらか一方の而にだけ形成する
ようにしても回折効率に有効な超音波の強度を増幅する
ことができる。この場合、YAGレーザ光L2の光軸は
固体レーザ媒質の関数曲面が形成された箇所の厚さ方向
中心になるよう設定されること無論である。
In the above embodiment, the functional curved surface is formed on both the upper and lower surfaces of the solid-state laser medium, but the intensity of the ultrasonic wave, which is effective for diffraction efficiency, can be amplified even if the functional curved surface is formed on only one of the surfaces. In this case, it goes without saying that the optical axis of the YAG laser beam L2 is set to be centered in the thickness direction of the portion where the functional curved surface of the solid-state laser medium is formed.

また、超音波を幅方向に収束する超音波トランスジュー
サが貼着される凸面がなくても、上記関数曲面だけによ
って回折効率に有効な超音波の強度を増幅することがで
きる。
Further, even without a convex surface to which an ultrasonic transducer for converging ultrasonic waves in the width direction is attached, it is possible to amplify the intensity of ultrasonic waves effective for diffraction efficiency only by the function curved surface.

また、固体レーザ媒質としてはYAGレーザ媒質以外の
ものであってもよいこと無論である。さらに、固体レー
ザ媒質を励起する手段は半導体レーザによらず、Krア
ークランプなどであってもよく、その場合、Krアーク
ランプからの励起光を先ファイバで固体レーザ媒質に入
射させるようにしてもよい。
Furthermore, it goes without saying that the solid-state laser medium may be other than the YAG laser medium. Furthermore, the means for exciting the solid-state laser medium may be a Kr arc lamp or the like instead of a semiconductor laser, and in that case, the excitation light from the Kr arc lamp may be made to enter the solid-state laser medium through a fiber end. good.

さらに、前述したような励起光をレーザ発振光起方式も
有効である。
Further, a laser oscillation photovoltaic system using excitation light as described above is also effective.

[発明の効果] 以上述べたようにこの発明は、固体レーザ媒質にレーザ
利得のある部分と、Qスイッチ動作を生じさせる部分お
よび光共振手段とを一体に形成するとともに、レーザ光
の発振光軸の箇所でレーザ媒質の厚さ寸法を最小にする
関数曲面を形成し、それによって発振光軸の箇所におい
てQスイッチ動作を生じさせるための超音波の強度を高
めることができるようにした。したがって、Qスイッチ
素子や光共振器がそれぞれ別体に設けられる場合のよう
に各光学部品の光軸調整が不要となるばかりか、光共振
器の全長を短くして短パルスのレーザ光を出力させるこ
とができる。さらに、上記関数曲面によって小人力の高
周波であっても高い回折効率が得られる。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention integrates a portion with a laser gain in a solid-state laser medium, a portion that causes a Q-switch operation, and an optical resonance means, and also allows the oscillation optical axis of the laser beam to be A functional curved surface is formed that minimizes the thickness of the laser medium at the location, thereby making it possible to increase the intensity of the ultrasonic wave for producing the Q-switch operation at the location of the oscillation optical axis. Therefore, not only is it unnecessary to adjust the optical axis of each optical component, which is required when Q-switch elements and optical resonators are provided separately, but the total length of the optical resonator can be shortened to output short-pulse laser light. can be done. Furthermore, the above-mentioned functional curved surface allows high diffraction efficiency to be obtained even at low frequency waves.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例を示すYAGレザの概略的
構成の斜視図、第2図は同じく固体レーザ媒質の平面図
、第3図は同じく断面図、第4図は従来の固体レーザ装
置の概略図である。 12・・・固体レーザ媒質、13.14・・・第1、第
2のコーティング(光共振手段) 15・・・半導体レ
ーザ(励起手段) 17・・・関数曲面、19・・・超
音波トランスジューサ(超音波発生手段)。
FIG. 1 is a perspective view of the general structure of a YAG laser showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the solid-state laser medium, FIG. 3 is a cross-sectional view, and FIG. 4 is a conventional solid-state laser. FIG. 2 is a schematic diagram of the device. 12...Solid laser medium, 13.14...First and second coatings (optical resonance means) 15...Semiconductor laser (excitation means) 17...Function curved surface, 19...Ultrasonic transducer (Ultrasonic generation means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 固体レーザ媒質と、この固体レーザ媒質の対向する一対
の端面に設けられた光共振手段と、上記固体レーザ媒質
を光励起する励起手段と、この励起手段によって発生す
るレーザ光の光共振方向の光軸に対して超音波波面がブ
ラッグ角となる方向に超音波を発生させる超音波発生手
段と、上記固体レーザ媒質に上記超音波の進行方向に沿
って形成されているとともに上記レーザ光の光軸の箇所
で上記固体レーザ媒質の厚さ寸法を最小にする関数曲面
とを具備したことを特徴とする固体レーザ装置。
a solid-state laser medium, an optical resonance means provided on a pair of opposing end surfaces of the solid-state laser medium, an excitation means for optically exciting the solid-state laser medium, and an optical axis in the optical resonance direction of the laser light generated by the excitation means. an ultrasonic generating means for generating an ultrasonic wave in a direction in which an ultrasonic wavefront is at a Bragg angle; A solid-state laser device comprising: a functional curved surface that minimizes the thickness of the solid-state laser medium at a certain point.
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