JPH0388380A - Solid state laser device - Google Patents

Solid state laser device

Info

Publication number
JPH0388380A
JPH0388380A JP22521389A JP22521389A JPH0388380A JP H0388380 A JPH0388380 A JP H0388380A JP 22521389 A JP22521389 A JP 22521389A JP 22521389 A JP22521389 A JP 22521389A JP H0388380 A JPH0388380 A JP H0388380A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
solid
light
fundamental
state laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP22521389A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Amano
天野 壮
Seiichi Yokoyama
精一 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoya Corp filed Critical Hoya Corp
Priority to JP22521389A priority Critical patent/JPH0388380A/en
Publication of JPH0388380A publication Critical patent/JPH0388380A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01S3/09415Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping

Landscapes

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

Abstract

PURPOSE:To enable reduction in quantity of light caused by loss of a fundamental laser light within a resonator by placing a pair of optic means with optic characteristics which become the resonator for the fundamental laser light generated from a laser activation substance at the opposing end surface for a solid state laser medium. CONSTITUTION:The title item has a solid state laser medium with opposing end faces 1a and 1b and a semiconductor laser light source 1 which supplies an excited light L1 to this solid state laser medium 1 and this solid state laser medium 1 consists of a non-linear optic crystal with Nd which is a laser activation substance. In this case, a pair of optic means 2a and 2b with optic characteristics which becomes a resonator for a fundamental laser light L2 which is excited from an excitation light L1 and is generated from the laser activation substance are placed on the end faces 1a and 1b. Then, at least one of a pair of optic means 2a and 2b has an optic characteristic for enabling a high-harmonic laser light L3 whose wavelength is converted from the fundamental wave laser light L2 to be passed, thus enabling the reduction in the quantity of light of the high-harmonic laser light L3 obtained from the solid state laser medium 1 to be restricted.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、基本波レーザ光を高調波レーザ光に波長変換
して出射する固体レーず装置に関し、特に、励起される
ことにより、先ず、基本波レーザ光を発振し、しかる後
、この発振した基本波レーザ光の一部を高調波レーザ光
に波長変換して出射する固体レーザ媒体を備えた固体レ
ーザ装置に係る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a solid-state laser device that wavelength-converts fundamental laser light into harmonic laser light and emits it, and in particular, it relates to a solid-state laser device that converts the wavelength of fundamental laser light into harmonic laser light and emits it. The present invention relates to a solid-state laser device including a solid-state laser medium that oscillates a fundamental laser beam, and then wavelength-converts a part of the oscillated fundamental laser beam into a harmonic laser beam and emits the harmonic laser beam.

[従来の技術] 従来、この種の固体レーザ装置としては、例えば、「E
xcited Emission And Self−
Frequency−Doubling Effect
 of  N d x Yl−x  (803) ac
rysta+ J Chinese Physics 
Letters、Vol 3.NO,9、PP413〜
416. (1986)に報告されている固体レーザ装
置が知られている。
[Prior Art] Conventionally, as this type of solid-state laser device, for example, “E
xcited Emission And Self-
Frequency-Doubling Effect
of N d x Yl-x (803) ac
rysta+ J Chinese Physics
Letters, Vol 3. NO, 9, PP413~
416. (1986) is known.

この固体レーザ装置は、固体レーザ媒体として組成式N
dx Yl−X  (803)4においてXの値を0.
2より小とした結晶を備えている。この固体レーザ媒体
は、所謂、レーザ活性物質たるNdを含有した非線形光
学結晶であることから、励起されることにより、Ndの
基本波レーザ光が発振した後、この基本波レーザ光の一
部を内部で高調波レーザ光に波長変換して外部に出射さ
せることができる。特に、この固体レーザ媒体は、前述
した通り、組成式におけるXの砿を0.2より小と選定
することにより、波長1.064mの基本波レーザ光を
波長0.53mの第2高調波レーザ光に安定して波長変
換することができる。
This solid-state laser device uses a composition formula N as a solid-state laser medium.
dx Yl-X (803) In 4, set the value of X to 0.
It has crystals smaller than 2. Since this solid-state laser medium is a nonlinear optical crystal containing Nd, which is a so-called laser active substance, it oscillates a fundamental wave laser beam of Nd by being excited, and then oscillates a part of this fundamental wave laser beam. It is possible to convert the wavelength into harmonic laser light internally and emit it to the outside. In particular, as mentioned above, this solid-state laser medium can convert the fundamental laser beam with a wavelength of 1.064 m into the second harmonic laser beam with a wavelength of 0.53 m by selecting the value of X in the composition formula to be smaller than 0.2. It can stably convert the wavelength of light.

この固体レーザ装置の基本構成は、基本波レーザ光に対
して外部共振器を構成すべく、出力鏡と反射鏡とを、こ
れらにより固体レーザ媒体の光輪方向の両端面を空間を
介して挟むように配置すると共に、励起手段たる色素レ
ーザを前記固体レーザ媒体の対向端面に延伸する11面
に対向配置している。
The basic configuration of this solid-state laser device is to form an external resonator for the fundamental laser beam by using an output mirror and a reflecting mirror, which sandwich both end faces of the solid-state laser medium in the halo direction with a space between them. In addition, a dye laser serving as an excitation means is arranged to face 11 surfaces extending from opposite end surfaces of the solid-state laser medium.

前記出力鏡と反射鏡は、共に固体レーザ媒体から出射す
る基本波レーザ光をほぼ100%反射させる光学的特性
を有している。又、高調波レーザ光に対しては、反射鏡
は、はぼ100%反射させる光学的特性を、出力鏡は、
はぼ80%透過させる光学的特性を各々兼備している。
Both the output mirror and the reflecting mirror have optical characteristics that substantially 100% of the fundamental laser beam emitted from the solid-state laser medium is reflected. In addition, for harmonic laser light, the reflecting mirror has the optical property of almost 100% reflection, and the output mirror has the optical property of reflecting almost 100%.
Each has the optical property of transmitting approximately 80% of the light.

前記色素レーザは、固体レーザ媒体における吸収スペク
トルが最も高い波長である587.9nsの励起光を出
射させることができる。
The dye laser can emit excitation light of 587.9 ns, which is the wavelength at which the solid-state laser medium has the highest absorption spectrum.

以上の構成において、色素レーザから固体レーザ媒体の
側面に励起光を供給することにより、先ず、固体レーザ
媒体から発振した基本波レーザ光の共振光路が出力鏡と
反射鏡との間に形成される。
In the above configuration, by supplying excitation light from the dye laser to the side surface of the solid-state laser medium, first, a resonant optical path of the fundamental laser beam oscillated from the solid-state laser medium is formed between the output mirror and the reflecting mirror. .

次に、固体レーザ媒体における前記基本波レーザ光の共
振光路にあたる領域より、基本波レーザ光の一部から波
長変換された高調波レー ザ光が発生して出力鏡から出
射する。
Next, a harmonic laser beam whose wavelength is converted from a part of the fundamental laser beam is generated from a region of the solid-state laser medium that corresponds to the resonant optical path of the fundamental laser beam, and is emitted from the output mirror.

[発明が解決しようとする課I] しかしながら、上述した従来の固体レーザ装置は、励起
手段として色素レーザを使用しているため、装置の大型
化、色素交換等のメンテナンスの必要性、及び寿命の短
命化が避けられないという欠点を有していた。これらの
欠点を解消する途として励起手段を半導体レーザに置換
する途が考えられるが、従来の固体レーザ装置にあって
は、外部共振器を採用しているため、単に、色素レーザ
を半導体レーザに置換しただけでは、共振器内損失が大
きく場合によっては基本波レーザ光の発振すら電束無い
こともある。たとえ、基本波レーザ光を発振させること
ができたとしても、共振器損失に起因する基本波レーザ
光の光量の減少が避けられず、延いてはこの基本波レー
ザ光から波長変換される高調波レーザ光の光量減少をも
招くという問題点があった。更に、外部共振器を採用す
ることに拠る他の弊害として、固体レーザ媒体が基本波
レーザ光の発振、並びにこの基本波レーザ光から高調波
レーザ光への波長変換という両機能を有しているが故の
固有の問題点もある。つまり、波長変換は、基本波レー
ザ光が固体レーザ媒体内を通過する過程においてのみ行
なわれるにも拘す、基本波レーザ光は固体レーザ光は固
体レーザ媒体と、その両端面外方に配置された反射鏡あ
るいは、出力鏡との間、即ち、波長変換に寄与しない光
路を空間伝搬せざるを得す、このため高い波長変換効率
を得ることが妨げられていた。
[Problem I to Solve by the Invention] However, since the above-mentioned conventional solid-state laser device uses a dye laser as an excitation means, it increases the size of the device, requires maintenance such as dye replacement, and shortens its lifespan. It had the disadvantage of inevitably shortening its lifespan. One possible way to overcome these drawbacks is to replace the excitation means with a semiconductor laser, but since conventional solid-state laser devices employ external resonators, it is simply a matter of replacing the dye laser with a semiconductor laser. If only replaced, the loss within the resonator may be large, and in some cases, there may be no electric flux even for oscillation of the fundamental laser beam. Even if it is possible to oscillate a fundamental laser beam, a decrease in the amount of fundamental laser beam due to resonator loss is unavoidable, and harmonics that are wavelength-converted from this fundamental laser beam There was a problem in that it also caused a decrease in the amount of laser light. Furthermore, another disadvantage of using an external resonator is that the solid-state laser medium has both the functions of oscillating the fundamental laser beam and converting the wavelength of the fundamental laser beam into harmonic laser beam. There are also inherent problems due to this. In other words, although wavelength conversion is performed only during the process in which the fundamental laser beam passes through the solid-state laser medium, the fundamental laser beam and the solid-state laser beam are arranged outside the solid-state laser medium and its both end faces. In other words, it is necessary to propagate spatially between a reflective mirror or an output mirror, that is, an optical path that does not contribute to wavelength conversion, which prevents high wavelength conversion efficiency from being obtained.

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり
、レーザ活性物質を含有した非線形光学結晶からなる固
体レーザ媒体を備えた固体レーザiutにおいて、装置
を小型化することを目的としている。更に、本発明は、
前記固体レー1f1体から得られる高調波レーザ光の光
量減少を抑制すると共に、基本波レーザ光から高調波レ
ーザ光への波長変換効率を向上させた固体レーザi装置
を提供することを他の目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and aims to miniaturize the device in a solid-state laser IUT equipped with a solid-state laser medium made of a nonlinear optical crystal containing a laser active substance. Furthermore, the present invention
Another object of the present invention is to provide a solid-state laser i device that suppresses a decrease in the amount of harmonic laser light obtained from the solid-state laser 1f1 body and improves the efficiency of wavelength conversion from fundamental laser light to harmonic laser light. It is said that

[111iを解決するための手段] 本発明の固体レーザ装置は、レーザ活性物質を含有した
非線形光学結晶から成り、かつ、対向端面を有する固体
レーザ媒体と、前記固体レーザ媒体に励起光を供給する
半導体レーザ光源とを具備し、前記固体レーザ媒体は、
前記励起光により励起されて前記レーザ活性物質から発
生する基本波レーザ光に対して共振器となる光学的特性
を備えた一対の光学的手段を前記端面上に配設すると共
に、前記一対の光学手段のうち少なくとも一方は前記基
本波レーザ光から波長変換された高調波レーザ光を透過
させる光学的特性を兼備していることを特徴とする。
[Means for Solving 111i] The solid-state laser device of the present invention includes a solid-state laser medium made of a nonlinear optical crystal containing a laser active substance and having opposing end surfaces, and supplying excitation light to the solid-state laser medium. a semiconductor laser light source, the solid-state laser medium comprising:
A pair of optical means having optical characteristics that act as a resonator for a fundamental laser beam excited by the excitation light and generated from the laser active substance is disposed on the end face, and the pair of optical means At least one of the means has an optical characteristic of transmitting harmonic laser light whose wavelength is converted from the fundamental laser light.

[作用] 本発明の固体レーザ装置は、レーザ活性物質を含有した
非線形光学結晶からなり、かつ、前記レーザ活性物質か
ら発生した基本波レーザ光に対して共振器となる光学的
特性を備えた一対の光学的手段を対向端面に配設した固
体レーザ媒体を具備している。これにより、前記レーザ
活性物質から発生する基本波レーザ光の共振光路の形成
の際、基本波レーザ光の共振器内損失に起因する光量減
少を抑制することができる。又、基本波レーザ光から高
調波レーザ光への波長変換の際、波長変換すべき基本波
レーザ光は、波長変換に寄与する光路、即ち、前記一対
の光学的手段に挟持された固体レーザ媒体内の光路のみ
進行することになる。
[Function] The solid-state laser device of the present invention comprises a pair of nonlinear optical crystals containing a laser active substance and having optical characteristics to act as a resonator for the fundamental laser beam generated from the laser active substance. A solid state laser medium is provided with optical means disposed on opposite end faces thereof. Thereby, when forming the resonant optical path of the fundamental laser beam generated from the laser active material, it is possible to suppress a decrease in the light amount due to the loss within the resonator of the fundamental laser beam. Further, when converting the wavelength from a fundamental laser beam to a harmonic laser beam, the fundamental laser beam to be wavelength converted is connected to the optical path contributing to the wavelength conversion, that is, the solid laser medium sandwiched between the pair of optical means. Only the inner optical path will proceed.

[実施例] 以下、図面を参照して本発明の固体レーザ@雪に係る一
実施例を詳細に説明する。
[Example] Hereinafter, an example of the solid-state laser @ snow of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例に係る固体レーザ装置の断
面図、第2図は第1図におけるI−I線断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a solid-state laser device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line II in FIG. 1.

この固体レーザ装置は、略円筒状の容器8の一方の端面
の開口部8aに励起手段たる半導体レーザ光源12を配
設し、他方の端面の開口部8bにコリメータ・レンズ3
を配設し、更に、前記容M8のの内部に前記半導体レー
ザ光1!12から出射される励起光L1の進行方向に沿
って、順次、励起光集束手段4と固体レーザ媒体1とを
収納配置している。
This solid-state laser device has a semiconductor laser light source 12 as an excitation means disposed in an opening 8a at one end of a substantially cylindrical container 8, and a collimator lens 3 at an opening 8b at the other end.
Further, the excitation light focusing means 4 and the solid-state laser medium 1 are sequentially housed inside the container M8 along the traveling direction of the excitation light L1 emitted from the semiconductor laser light 1!12. It is placed.

前記固体レーザ媒体1は、組成式Ndo、zYa8(8
03)4から成る。換言するならば、この固体レーザ媒
体1はレーザ活性物質たるNdを含有した非線形光学結
晶(非線形定数d−4,0X1G’esu )である、
その形状は、直径3MX長さ5mの略円柱状体を成し、
光軸方向の両蝙面1a11bの各々には、外方に凸状の
球面レンズ(曲率半径:5m)が形成されている。前記
端WJ1aと1bには、Ndから発生する基本波レーザ
光L2(波長: 1.064#I)に対して共振器とな
る光学的特性を備えた一対の光学的手段たる光学的薄膜
2a、2bとが被着されている。つまり、前記光学的薄
膜2a、2bは、共に、前記基本波レーザ光の波長1.
064mに対してほぼ100%反射させる光学的特性を
備えている。又、前記光学的薄膜2aは基本波レーザ光
から波長変換された高調波レーザ光L3 (波長:0.
531#l)に対してほぼ100%反射させ、かつ、励
起光L1をほぼ100%透過させる光学的特性を、前記
光学的薄膜2bは前記高調波レーザ光L3に対してほぼ
80%透過させる光学的特性を各々兼備している。本実
施例においては、前記光学的薄膜2a。
The solid-state laser medium 1 has a compositional formula of Ndo, zYa8(8
03) Consists of 4. In other words, the solid-state laser medium 1 is a nonlinear optical crystal (nonlinear constant d-4, 0×1 G'esu) containing Nd as a laser active substance.
Its shape is approximately cylindrical with a diameter of 3MX and a length of 5m.
An outwardly convex spherical lens (radius of curvature: 5 m) is formed on each of the two dovetail surfaces 1a11b in the optical axis direction. At the ends WJ1a and 1b, there are optical thin films 2a, which are a pair of optical means having optical characteristics to act as a resonator for the fundamental laser beam L2 (wavelength: 1.064#I) generated from Nd; 2b is attached. In other words, the optical thin films 2a and 2b both have a wavelength of 1.5 nm of the fundamental laser beam.
It has an optical property that reflects almost 100% of the wavelength of 0.064 m. Further, the optical thin film 2a emits harmonic laser light L3 (wavelength: 0.
The optical thin film 2b has an optical property of reflecting almost 100% of the excitation light L1 (531#l) and transmitting almost 100% of the excitation light L1, while the optical thin film 2b has an optical property of transmitting almost 80% of the harmonic laser beam L3. Each has unique characteristics. In this embodiment, the optical thin film 2a.

2bを各々、上述した光学的特性を有するようにT i
 O* /S i 02からなる誘導体多屑膜により構
成している。
2b, respectively, T i so as to have the optical properties described above.
It is composed of a dielectric multi-layer film consisting of O*/S i 02.

前記固体レーザ媒体1は、外周面の輪方向における中央
部に鍔部を配設した略円筒状体からなる可動ホルダー5
8の内周面に接養剤(図示せず)を介して固着されてい
る。この可動ホルダー5aは、更に略円筒状体の固定ホ
ルダー5bの内周面によって収容保持されている。この
固定ホルダー5bの内周面と前記可動ホルダー5aの外
周面とを、すきま嵌め嵌合にすると共に、固定ホルダー
5bの内周面に配設された溝と可動ホルダー5aの鍔部
とを嵌合させることにより、可動ホルダー5aは、軸方
向の移動を防止された状態で固定ホルダー5bに対して
回転自在に摺動することができる。このように、固体レ
ーザ媒体1を固着収納した可動ホルダー5aを固定ホル
ダー5bに対して回転自在にすることにより、位相整合
条件を満足するように、半導体レーザ光源12から出射
した励起光り丁の偏波面に対して固体レーザ媒体1の結
晶輸が所定の角度を成すように予め角度設定することが
できる。更に、前記固定ホルダー5bは図中下方に切欠
部を有する環状体の断熱材7を介して容器8の内周面に
形成された保持l!l58eにより容118に保持され
ている。又、断熱材7の切欠部には可動ホルダー5a、
 l!定ホルダー5bを介して固体レーザ媒体1を一定
温度に保持するベルチェ素子6が挿入されている。この
ベルチェ素子6は容器8の外部に設けられた駆動装置1
10に接続されており、この駆動装置10により固体レ
ーザ媒体1の温度が一定になるようにill illさ
れてぃる。
The solid-state laser medium 1 includes a movable holder 5 made of a substantially cylindrical body with a flange disposed at the center of the outer peripheral surface in the annular direction.
8 through an adhesive (not shown). The movable holder 5a is further accommodated and held by the inner peripheral surface of a fixed holder 5b having a substantially cylindrical shape. The inner circumferential surface of the fixed holder 5b and the outer circumferential surface of the movable holder 5a are fitted with a clearance fit, and the groove provided on the inner circumferential surface of the fixed holder 5b and the flange of the movable holder 5a are fitted. By matching them together, the movable holder 5a can rotatably slide relative to the fixed holder 5b while being prevented from moving in the axial direction. In this way, by making the movable holder 5a that securely houses the solid-state laser medium 1 rotatable with respect to the fixed holder 5b, the polarization of the excitation light beam emitted from the semiconductor laser light source 12 is adjusted so as to satisfy the phase matching condition. The angle can be set in advance so that the crystalline surface of the solid-state laser medium 1 forms a predetermined angle with respect to the wavefront. Furthermore, the fixed holder 5b is a holding l! formed on the inner circumferential surface of the container 8 via an annular heat insulating material 7 having a notch at the bottom in the figure. It is held in the container 118 by l58e. In addition, a movable holder 5a is provided in the notch of the heat insulating material 7.
l! A Vertier element 6 that maintains the solid-state laser medium 1 at a constant temperature is inserted through a constant holder 5b. This Beltier element 6 is connected to a drive device 1 provided outside the container 8.
10, and is controlled by this driving device 10 to keep the temperature of the solid-state laser medium 1 constant.

半導体レーザ光源12は波長805n−のレーザ光を励
起光L1として出射することができるGaAlAs系の
半導体レーザ(最大出力500mW)から構成されてい
る。前記波長805 nlは、固体レーザ媒体1におい
て比較的高い吸収特性を有すると共に、量子効率も高い
波長であることから、この波長の励起光L1を固体レー
ザ媒体1に供給することにより、高い励起効率で固体レ
ーザ媒体1を励起することができる。又、半導体レーザ
光源12の背面には、縦断面櫛状の放熱板9が配設され
ていることから、半導体レーザ光源12に蓄積された熱
を放出することができる。尚、この半導体レーザ光源は
、容!18の外部に設けられた駆動装置11によって、
駆動される。
The semiconductor laser light source 12 is composed of a GaAlAs semiconductor laser (maximum output 500 mW) that can emit a laser beam with a wavelength of 805n- as excitation light L1. Since the wavelength 805nl has relatively high absorption characteristics in the solid-state laser medium 1 and also has a high quantum efficiency, by supplying the excitation light L1 of this wavelength to the solid-state laser medium 1, high excitation efficiency can be achieved. can excite the solid-state laser medium 1. Furthermore, since a heat dissipation plate 9 having a comb-shaped longitudinal section is disposed on the back side of the semiconductor laser light source 12, the heat accumulated in the semiconductor laser light source 12 can be released. In addition, this semiconductor laser light source is very good! By the drive device 11 provided outside of 18,
Driven.

励起光集束手段4は、集束特性を高めるために凸レンズ
4a、、4bから構成されており、この励起光集束手段
4により、半導体レーザ光源12から固体レーザ媒体1
に供給される励起光L1は集束性を付与される。
The excitation light focusing means 4 is composed of convex lenses 4a, 4b in order to improve the focusing characteristics.
The excitation light L1 supplied to is given focusing property.

つまり、半導体レーザ光源12から出射した励起光し盲
は凸レンズ4aにより、−旦、平行光に変換された後、
凸レンズ4bにより、固体レーザ媒体1内の端面1a近
傍の光軸上に集束される。又、凸レンズ4a、4bの各
々は、容器8の内周面に突設された保持部8c、8dに
より容器8に保持されている。
In other words, the excitation light emitted from the semiconductor laser light source 12 is first converted into parallel light by the convex lens 4a, and then
The convex lens 4b focuses the light onto the optical axis near the end face 1a in the solid-state laser medium 1. Further, each of the convex lenses 4a and 4b is held in the container 8 by holding portions 8c and 8d protruding from the inner peripheral surface of the container 8.

次に、上述した構成から成る固体レーザ装置の作動につ
いて説明する。
Next, the operation of the solid-state laser device having the above-described configuration will be explained.

先ず、半導体レーザ光源12から出射した励起光L1は
、凸レンズ4aによって、−旦、平行光に変換された後
、凸レンズ4bによって固体レーデ媒体1内の端面1a
近傍の光軸上に集束される。
First, the excitation light L1 emitted from the semiconductor laser light source 12 is first converted into parallel light by the convex lens 4a, and then converted into parallel light by the convex lens 4b.
It is focused on the nearby optical axis.

この固体レーザ媒体1への励起光L1の集束は、後述す
る、固体レーザ媒体1内に形成される基本波レーザ光L
2の共振光路に、励起光L1の固体レーザ媒体1内に形
成された光路が含まれるようになされている。固体レー
ザ媒体1は、上述のように供給された励起光L1により
高い励起効率で励起され、これにより、Ndから発生し
た基本波レーザ光L2の共振光路が共振器をなす一対の
光学的R112a、2bfllに形成される。このとき
、光学的薄膜2a、2bは共に基本波レーザ光L2を実
質的に100%反射させる光学的特性を有していること
から、実質的に基本波レーザ光し2は固体レーザ媒体°
1の内部に封じ込められる。又、前記基本波レーザ光し
2の共振光路は、前記一対の光学内薄112a、2bを
被着した端面1a11bが共に外方に凸状の球面レンズ
に形成されていることから、固体レーザ媒体1の光軸方
向における中央部にビーム・ウェストを形成する。この
ように形成された基本波レーザ光L2の共振光路にあた
る固体レーザ媒体1の領域から、基本波レーザ光L2の
一部が波長変換された第2高調波レーザ光L3が生成さ
れる。この生成された第2高調波レーザL3は、基本波
レーザ光L2の進行方向に沿って進行するが、この第2
高調波し一ザ光L3の波長に対しては前記一対の光学内
薄112a。
The focusing of the excitation light L1 onto the solid-state laser medium 1 is achieved by focusing the fundamental laser light L1 formed within the solid-state laser medium 1, which will be described later.
The resonant optical path of No. 2 includes the optical path of the excitation light L1 formed in the solid-state laser medium 1. The solid-state laser medium 1 is excited with high pumping efficiency by the pumping light L1 supplied as described above, so that the resonant optical path of the fundamental laser beam L2 generated from Nd forms a resonator between the pair of optical R112a, 2bflll is formed. At this time, since both the optical thin films 2a and 2b have optical properties that substantially 100% reflect the fundamental wave laser beam L2, the optical thin films 2a and 2b substantially reflect the fundamental wave laser beam L2.
Contained inside 1. Furthermore, the resonant optical path of the fundamental wave laser beam 2 is formed by forming an outwardly convex spherical lens on the end face 1a11b to which the pair of optical inner thin films 112a and 2b are applied, so that the solid laser medium A beam waist is formed at the center of the beam in the optical axis direction. A second harmonic laser beam L3, in which a part of the fundamental laser beam L2 is wavelength-converted, is generated from a region of the solid-state laser medium 1 corresponding to the resonant optical path of the fundamental laser beam L2 formed in this manner. This generated second harmonic laser beam L3 travels along the traveling direction of the fundamental laser beam L2, but this second harmonic laser beam L3 travels along the traveling direction of the fundamental wave laser beam L2.
The pair of optical inner thin layers 112a correspond to the wavelength of the harmonic light L3.

2bの内、光学的薄膜2bのみが透過性を有しているの
で、この光学的薄膜2bが被着された端面1bから出射
する。この固体レーザ媒体1から出射した第2高調波レ
ーザ光L3は基本波レーザ光L2の共振光路に沿った拡
故光となっているので、コリメータ・レンズ3によって
、平行光に変換されて固体レーザ装置から出射される。
Among the optical thin films 2b, only the optical thin film 2b has transparency, so that the light is emitted from the end face 1b to which the optical thin film 2b is attached. The second harmonic laser beam L3 emitted from the solid-state laser medium 1 is a divergent beam along the resonant optical path of the fundamental laser beam L2, so it is converted into parallel light by the collimator lens 3 and the solid-state laser beam L3 is expanded. emitted from the device.

本実施例において、半導体レーザ光源12から450−
の出力で励起光L1を固体レーザ媒体1に供給したとこ
ろ、得られた第2高調波レーザ光L3の出力は10−で
あった。
In this embodiment, from the semiconductor laser light source 12 to 450-
When the excitation light L1 was supplied to the solid-state laser medium 1 with an output of , the output of the second harmonic laser light L3 obtained was 10-.

本実施例の固体レーザ装置は、固体レーザ媒体1の両端
面1a、1bに、基本波レーザ光L2に対して共振光路
となる光学的特性を有する一対の光学的薄膜2a12b
を被着している。これにより、基本波レーザ光L2の発
振の際、基本波レーザ光L2の共振器内損失に起因する
光像減少を抑制することができる。従って、比較的小さ
な出力の半導体レーザ光源12を励起光源として使用す
ることが可能になるので、装置を小型化することができ
る。又、基本波レーザ光L2からga波レーザ光への波
長変換に際しては、上述した通り、基本渡レーザ光の光
量減少が抑制されているので、この基本波レーザ光から
波長変換されるga波レーザ光の光量減少をも抑制する
ことができる。更に、波長変換すべき基本波レーザ光L
2が、波長変換に寄与する光路、即ち、前記光学的薄膜
2a。
The solid-state laser device of this embodiment includes a pair of optical thin films 2a12b on both end surfaces 1a and 1b of the solid-state laser medium 1, which have optical characteristics that form a resonant optical path for the fundamental laser beam L2.
is covered with. Thereby, during oscillation of the fundamental laser beam L2, it is possible to suppress a decrease in the optical image due to intra-cavity loss of the fundamental laser beam L2. Therefore, it is possible to use the semiconductor laser light source 12 with a relatively small output as the excitation light source, so the device can be downsized. In addition, when converting the wavelength from the fundamental laser beam L2 to the GA laser beam, as described above, since the decrease in the light amount of the fundamental laser beam is suppressed, the GA wave laser whose wavelength is converted from the fundamental laser beam L2 is suppressed. It is also possible to suppress a decrease in the amount of light. Furthermore, the fundamental laser beam L to be wavelength converted
2 is an optical path that contributes to wavelength conversion, that is, the optical thin film 2a.

2bに挟持された固体レーザ媒体1内の光路のみを進行
することから高い波長変換効率が得られる。
High wavelength conversion efficiency can be obtained because the light travels only along the optical path within the solid-state laser medium 1 held between the two substrates 2b.

特に、本実施例の固体レーザ装置においては、前記一対
の光学的薄膜2a12bを被着した端面1a、lbを共
に外方に凸状の球面レンズに形成していることから、基
本波レーザ光L2の共振光路が固体レーザ媒体1におけ
る光軸方向の中央部にビーム゛・ウェストを形成して基
本波レーザ光1.2のパワー密度を向上させたことも相
俟って、従来の固体レーザ装置に比較して極めて高い値
である2%という波長変換効率を得ることができた。
In particular, in the solid-state laser device of this embodiment, since the end surfaces 1a and lb covered with the pair of optical thin films 2a12b are both formed into outwardly convex spherical lenses, the fundamental wave laser beam L2 The resonant optical path of the solid-state laser medium 1 forms a beam waist at the center in the optical axis direction, and the power density of the fundamental laser beam 1.2 is improved. We were able to obtain a wavelength conversion efficiency of 2%, which is an extremely high value compared to the above.

又、本実施例の固体レーザ装置は、半導体レーザ光源1
2を放熱板9により冷却すると共にペルチェ素子6によ
って固体レーザ媒体1を一定温度に保持していることか
ら、基本波レーザ光L2の発振に際しては、共振器長を
一定に保持することができるので、安定して基本波レー
ザ光L2を発振させることができる。又、基本波レーザ
光L2から第2高調波レーザ光L3への波長変換に際し
ては、温度位相整合条件を一定に保持することができる
ので、安定して基本波レーザ光L2から第2高調波レー
ザ光L3に波長変換することができる。
Further, the solid-state laser device of this embodiment has a semiconductor laser light source 1.
2 is cooled by the heat dissipation plate 9 and the solid-state laser medium 1 is maintained at a constant temperature by the Peltier element 6, so that the resonator length can be kept constant when the fundamental laser beam L2 is oscillated. , it is possible to stably oscillate the fundamental laser beam L2. Furthermore, when converting the wavelength from the fundamental laser beam L2 to the second harmonic laser beam L3, the temperature phase matching condition can be kept constant, so that the fundamental wave laser beam L2 can be converted stably to the second harmonic laser beam L3. The wavelength can be converted into light L3.

本実施例においては、箒2高調波レーザL3の出力安定
性は1%以内であった。
In this example, the output stability of the second harmonic laser L3 was within 1%.

次に、本実施例の固体レーザ装置を構成する構成要素の
他の態様について説明する。
Next, other aspects of the components constituting the solid-state laser device of this example will be described.

先ず、固体レーザ媒体としては組成式NdY(803)
4の他にNd:MCJO:Li0NbO3からなる非線
形光学結晶を使用しても良い。又、レーザ活性物質とし
てNdの他にEr等の希土類を含有させたものであって
もよい。そして、固体レーザ媒体の両端面に配設された
、基本波レーザ光に対して共振器となる光学的特性を備
えた一対の光学的手段としては、前記両端面に反射面を
当接させた鏡を使用してもよい。又、固体レーザ媒体内
に基本波レーザ光の共振光のビーム・ウェス伏 トを形成するためには必ず両端面を外方に白参の球面レ
ンズに形成する必要はなく、何れか一方だけでもよい。
First, the composition formula NdY (803) is used as a solid-state laser medium.
In addition to 4, a nonlinear optical crystal made of Nd:MCJO:Li0NbO3 may be used. Further, in addition to Nd, a rare earth element such as Er may be contained as a laser active substance. A pair of optical means disposed on both end surfaces of the solid-state laser medium and having optical characteristics to act as a resonator for the fundamental laser beam include a pair of optical means having reflective surfaces in contact with both end surfaces. You may also use a mirror. In addition, in order to form a beam waste of the resonant light of the fundamental laser light in the solid-state laser medium, it is not necessary to form both end faces outward into a spherical lens of white ginseng. good.

次に、半導体レーザ光源としては、固体レーザ媒体に含
有される種々のレーザ活性物質が有する吸収波長帯域に
適合する波長を出射する半導体レーザを適宜選択すれば
よく、例えば、E「を含有した非線形光学結晶を励起す
る場合であれば、797ni+の波長成分を含むレーザ
光を出射する半導体レーザを使用すればよい。又、半導
体レーザの出力は、現在市販されているものの中で最も
出力が小さい30m%#程度であっても、基本波レーザ
光を安定して発振し、しかる後、この基本波レーザ光か
ら高調波レーザ光に波長変換し得ることを確認している
。更に、固体レーザ媒体を励起する方向は、端面励起に
限られたものではなく銅面から励起してもよい。
Next, as the semiconductor laser light source, a semiconductor laser that emits a wavelength matching the absorption wavelength band of various laser active substances contained in the solid-state laser medium may be appropriately selected. If an optical crystal is to be excited, a semiconductor laser that emits a laser beam containing a wavelength component of 797ni+ may be used.Also, the output of the semiconductor laser is 30m, which is the lowest output among those currently commercially available. %#, it has been confirmed that it is possible to stably oscillate a fundamental laser beam and then convert the wavelength of the fundamental laser beam into a harmonic laser beam. The direction of excitation is not limited to end-face excitation, and excitation may be performed from the copper surface.

更に、励起光集束手段としては、非球面レンズ、プリズ
ムから構成される公知のビーム断面整形器、屈折率分布
レンズ等を使用してもよく、あるいは、これらの励起光
集束手段と半導体レーザ光源とをファイバー、ファイバ
ー・バンドル等によって光学的に結合してもよい。
Furthermore, as the excitation light focusing means, a known beam cross section shaper composed of an aspherical lens, a prism, a gradient index lens, etc. may be used, or a combination of these excitation light focusing means and a semiconductor laser light source may be used. may be optically coupled by fibers, fiber bundles, etc.

[発明の効果] 本発明の固体レーザ装置は、レーザ活性物質を含有する
非線形光学結晶からなり、かつ、前記レーザ活性物質か
ら発生した基本波レーザ光に対して共振器となる光学的
特性を備えた一対の光学的手段を対向端面に配設した固
体レーザ媒体を具備している。これにより、前記レーザ
活性物質から発生する基本波レーザ光の発振の際、基本
波レーザ光の共振器内損失に起因する光量減少を抑制す
ることができることから、比較的出力の小さな半導体レ
ーザ光源であっても励起光源として使用することができ
るので、装置を小型にすることができる。又、基本波レ
ーザ光から高調波”レーザ光への波長変換に際しては、
上述したように基本波レーザ光の共振器内損失に起因す
る光量減少を抑制することができることから、この基本
波レーザ光から高調波レーザ光に波長変換される高調波
レーザ光の光量減少をも抑制することができる。
[Effects of the Invention] The solid-state laser device of the present invention is made of a nonlinear optical crystal containing a laser active substance, and has optical characteristics that serve as a resonator for the fundamental laser beam generated from the laser active substance. The solid-state laser medium has a pair of optical means disposed on opposite end faces thereof. As a result, when the fundamental laser beam generated from the laser active substance is oscillated, it is possible to suppress a decrease in the light amount due to the loss within the resonator of the fundamental laser beam, so that a semiconductor laser light source with relatively low output can be used. Even if it is present, it can be used as an excitation light source, so the device can be made smaller. In addition, when converting the wavelength from the fundamental laser beam to the harmonic laser beam,
As mentioned above, since it is possible to suppress the decrease in the light intensity due to the intra-cavity loss of the fundamental laser beam, it is also possible to suppress the decrease in the light intensity of the harmonic laser beam whose wavelength is converted from the fundamental laser beam to the harmonic laser beam. Can be suppressed.

更に、波長変換すべき基本波レーザ光は、波長変換に寄
与する光路、即ち、前記一対の光学的手段に挟持された
固体レーザ媒体内の光路のみを進行することから、高い
波長変換効率で高調波レーザ光を得ることができる。
Furthermore, since the fundamental laser beam to be wavelength converted travels only on the optical path that contributes to wavelength conversion, that is, the optical path within the solid-state laser medium sandwiched between the pair of optical means, it can be harmonized with high wavelength conversion efficiency. Wave laser light can be obtained.

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

第1図は本発明の固体レーザlilに係る一実施例の断
面図、第2図は第1図におけるI−I線断面図である。 1・・・固体レーザ媒体、1a、1b・・・端面2a、
2b・・・光学的1111.4・・・励起光集束手段1
2・・・半導体レーザ光源。
FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the solid-state laser lil of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line II in FIG. 1. 1... Solid laser medium, 1a, 1b... End surface 2a,
2b...Optical 1111.4...Excitation light focusing means 1
2... Semiconductor laser light source.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 レーザ活性物質を含有した非線形光学結晶から成り、か
つ、対向端面を有する固体レーザ媒体と、前記固体レー
ザ媒体に励起光を供給する半導体レーザ光源とを具備し
、 前記固体レーザ媒体は、前記励起光により励起されて前
記レーザ活性物質から発生する基本波レーザ光に対して
共振器となる光学的特性を備えた一対の光学的手段を前
記端面上に配設すると共に、前記一対の光学手段のうち
少なくとも一方は前記基本波レーザ光から波長変換され
た高調波レーザ光を透過させる光学的特性を兼備してい
ることを特徴とする固体レーザ装置。
[Scope of Claims] The solid-state laser comprises a solid-state laser medium made of a nonlinear optical crystal containing a laser active substance and having opposing end faces, and a semiconductor laser light source that supplies excitation light to the solid-state laser medium. The medium is provided with a pair of optical means on the end face, each having an optical characteristic to serve as a resonator for the fundamental laser beam excited by the excitation light and generated from the laser active substance, and A solid-state laser device, wherein at least one of the pair of optical means has an optical property of transmitting harmonic laser light that is wavelength-converted from the fundamental laser light.
JP22521389A 1989-08-31 1989-08-31 Solid state laser device Pending JPH0388380A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22521389A JPH0388380A (en) 1989-08-31 1989-08-31 Solid state laser device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22521389A JPH0388380A (en) 1989-08-31 1989-08-31 Solid state laser device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0388380A true JPH0388380A (en) 1991-04-12

Family

ID=16825759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22521389A Pending JPH0388380A (en) 1989-08-31 1989-08-31 Solid state laser device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0388380A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04335586A (en) * 1991-05-10 1992-11-24 Fuji Photo Film Co Ltd Laser diode pumping solid-state laser
JPH0730171A (en) * 1992-07-29 1995-01-31 Nippon Columbia Co Ltd Semiconductor laser-excited solid-state laser device
JPH0730172A (en) * 1992-07-23 1995-01-31 Nippon Columbia Co Ltd Semiconductor laser-excited solid-state laser device
US5430754A (en) * 1992-11-06 1995-07-04 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Solid state laser apparatus
JP2004088129A (en) * 2003-12-08 2004-03-18 Sony Corp Laser beam generator

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04335586A (en) * 1991-05-10 1992-11-24 Fuji Photo Film Co Ltd Laser diode pumping solid-state laser
JPH0730172A (en) * 1992-07-23 1995-01-31 Nippon Columbia Co Ltd Semiconductor laser-excited solid-state laser device
JPH0730171A (en) * 1992-07-29 1995-01-31 Nippon Columbia Co Ltd Semiconductor laser-excited solid-state laser device
US5430754A (en) * 1992-11-06 1995-07-04 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Solid state laser apparatus
JP2004088129A (en) * 2003-12-08 2004-03-18 Sony Corp Laser beam generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5265116A (en) Microchip laser
JPH10256638A (en) Solid state laser
US5222088A (en) Solid-state blue laser device capable of producing a blue laser beam having high power
JPH07507901A (en) High power compact diode pump tunable laser
JPH09162470A (en) 2-wavelength laser oscillator
US6628692B2 (en) Solid-state laser device and solid-state laser amplifier provided therewith
JP3683360B2 (en) Polarization control element and solid-state laser
EP0820130B1 (en) Laser beam emitting apparatus
JPH0388380A (en) Solid state laser device
JP2000124533A (en) Solid laser
EP0748008B1 (en) Laser and applications
WO2021161556A1 (en) Ultraviolet laser device
WO2004102752A1 (en) Solid laser device
WO1994029937A2 (en) Blue microlaser
JPH07154021A (en) Variable wavelength blue color laser
JPH06265955A (en) Wavelength converting element
KR100366699B1 (en) Apparatus for generating second harmonic having internal resonance type
JP3151081B2 (en) Semiconductor laser pumped solid-state laser device
JPH09232665A (en) Output stabilizing second harmonics light source
JPH02214180A (en) Coherent light source
JP2870918B2 (en) Pumped light resonance type laser
JPH033377A (en) Semiconductor laser pumping solid-state laser device
JPH08102564A (en) Wavelength converting laser device
JPH06265954A (en) Wavelength converting element
JP4146207B2 (en) Nonlinear wavelength conversion laser device