JPH04137573A - コンポジットスラブレーザ媒体及びレーザ装置 - Google Patents
コンポジットスラブレーザ媒体及びレーザ装置Info
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- JPH04137573A JPH04137573A JP2260665A JP26066590A JPH04137573A JP H04137573 A JPH04137573 A JP H04137573A JP 2260665 A JP2260665 A JP 2260665A JP 26066590 A JP26066590 A JP 26066590A JP H04137573 A JPH04137573 A JP H04137573A
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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。
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、レーザ活性物質としてＮｄ２０３を含むレー
ザカラスでドープ層を構成したコンポジットスラブレー
ザ媒体及びこのコンポジットスラブレーザ媒体を用いた
レーザ装置に関する。
ザカラスでドープ層を構成したコンポジットスラブレー
ザ媒体及びこのコンポジットスラブレーザ媒体を用いた
レーザ装置に関する。
Ｕ従来の技術］
近年、Ｘ線発生用レーザーや、非線形効果研究用レーザ
ーなどへの応用に対して、繰返し運転ができ、ビームク
ォリティーの高いハイピークパワーのレーザーが望まれ
るようになってきた。
ーなどへの応用に対して、繰返し運転ができ、ビームク
ォリティーの高いハイピークパワーのレーザーが望まれ
るようになってきた。
このような背景のもとに、ガラススラブレーザが研究開
発されている。スラブは、ロッドより冷却面積が広く、
温度分布・ゲイン分布が一次元であるのでジグザクパス
させることによりそれらを補正することができ、高繰返
しハイビームクォリティーを達成しうるというメリット
がある。
発されている。スラブは、ロッドより冷却面積が広く、
温度分布・ゲイン分布が一次元であるのでジグザクパス
させることによりそれらを補正することができ、高繰返
しハイビームクォリティーを達成しうるというメリット
がある。
しかし、スラブが有限であること、励起及び冷却の均一
性が理想とのズレがあるため、その性能に限界がある。
性が理想とのズレがあるため、その性能に限界がある。
原理的には、高性能化するためにはスラブの厚みを薄く
し幅を広げれば良いが、そのようなスラブでは機械的強
度が弱まり研磨面精度も悪くなるので、かえってビーム
クォリティーの低下、発振等の不安定化を招くことにな
る。
し幅を広げれば良いが、そのようなスラブでは機械的強
度が弱まり研磨面精度も悪くなるので、かえってビーム
クォリティーの低下、発振等の不安定化を招くことにな
る。
この問題を克服するために、ローレンスリバーモアー研
究所のＤｒ、 Ｅｍｍｅｔｔによりコンポジットスラブ
の提案がなされたく参考文献Ｊ、Ｌ、Ｅｍｍｅｔｔ ｅ
ｔａｌ、 Ｔｈｅ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ Ｈｉｇ
ｈ Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｌａ５ｅｒ、ＬＬＮ
Ｌ １９８５参照）。
究所のＤｒ、 Ｅｍｍｅｔｔによりコンポジットスラブ
の提案がなされたく参考文献Ｊ、Ｌ、Ｅｍｍｅｔｔ ｅ
ｔａｌ、 Ｔｈｅ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ Ｈｉｇ
ｈ Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｌａ５ｅｒ、ＬＬＮ
Ｌ １９８５参照）。
これは、レーザ活性イオンを含まないノンドープガラス
の両サイドに活性イオンを含むレーザガラスをはりつけ
て一体化し、スラブ形状にしたものであり、ノンドープ
層の存在により全体の厚みを確保しつつ、レーザカラス
部（ドープ層）の厚みを薄くして等価的に薄いモノリシ
ックスラブを実現しようとしたものである。
の両サイドに活性イオンを含むレーザガラスをはりつけ
て一体化し、スラブ形状にしたものであり、ノンドープ
層の存在により全体の厚みを確保しつつ、レーザカラス
部（ドープ層）の厚みを薄くして等価的に薄いモノリシ
ックスラブを実現しようとしたものである。
本発明者等は、この提案にもとづき、熱融着法にて層構
造のコンポジットスラブを試作し、その性能を調べた。
造のコンポジットスラブを試作し、その性能を調べた。
全厚を一定にしてドープ層の厚みヲ薄くシてゆくと、同
一のストレージを与えた場合でも熱複屈折効果・熱レン
ズ効果を軽減でき、モノリシックよりも繰返し動作時の
ビームクォリティーが高められることか判明した。従っ
て、ハイピークパワーでビーム広がりを小さくしうるカ
ラススラブレーザを繰返し動作させるにはコンポジット
スラブの活用が考えられる。
一のストレージを与えた場合でも熱複屈折効果・熱レン
ズ効果を軽減でき、モノリシックよりも繰返し動作時の
ビームクォリティーが高められることか判明した。従っ
て、ハイピークパワーでビーム広がりを小さくしうるカ
ラススラブレーザを繰返し動作させるにはコンポジット
スラブの活用が考えられる。
［発明が解決しようとする課題］
ところが、モノリシックでも同様であるが、ドープ層が
薄くなるにつれてストレージ効率が低下するという欠点
も明らかになってきた。さらに、トープ層とノンドープ
層との屈折率差が約１×１０−５以上あると、横モード
が３層に分断するという欠点があることも判明した。こ
の点は、ノーマル発振のバーンパターン（横モード）か
ら確認された。すなわち、このバーンパターンは発振レ
ーザ光を写真フィルムに露光して現像したものであるが
、これによると、矩形状の像が、明・晴朗の３層のパタ
ーンを有したものとなっている。
薄くなるにつれてストレージ効率が低下するという欠点
も明らかになってきた。さらに、トープ層とノンドープ
層との屈折率差が約１×１０−５以上あると、横モード
が３層に分断するという欠点があることも判明した。こ
の点は、ノーマル発振のバーンパターン（横モード）か
ら確認された。すなわち、このバーンパターンは発振レ
ーザ光を写真フィルムに露光して現像したものであるが
、これによると、矩形状の像が、明・晴朗の３層のパタ
ーンを有したものとなっている。
これは、ドープ層とノンドープ層とで屈折率が異なるた
め、ビーム断面にこの屈折率差による位相差にもとづく
強度分布が生ずるためである。すなわち、入出射部とな
る斜面にてドープ層に入出射した光とノンドープ層に入
出射した光とに、屈折率差にもとづく光路長の差（位相
差）が生じるためである。
め、ビーム断面にこの屈折率差による位相差にもとづく
強度分布が生ずるためである。すなわち、入出射部とな
る斜面にてドープ層に入出射した光とノンドープ層に入
出射した光とに、屈折率差にもとづく光路長の差（位相
差）が生じるためである。
したがって、位相特性を良くしてビームクォリティーを
高めようとすると、ノンドープ層に入出射するビームだ
けを利用することが考えられるが、そのようにすると、
コンポジットスラブの断面積を１００％活用できなくな
る。これは、次のような不利益を与える。
高めようとすると、ノンドープ層に入出射するビームだ
けを利用することが考えられるが、そのようにすると、
コンポジットスラブの断面積を１００％活用できなくな
る。これは、次のような不利益を与える。
第１には、ドープ層において、レーザ光路にならない部
分か多くなり、ドープ層に蓄えられたエネルギーの取り
出し効率が低下する。
分か多くなり、ドープ層に蓄えられたエネルギーの取り
出し効率が低下する。
第２には、ハイピークパワーを取り出そうとする場合、
そのフルエンス（単位面積当りのエネルギー）がレーザ
ダメージで決まるため、コンポジットスラブ全体から取
り出しうるパワーが低くおさえられてしまう。
そのフルエンス（単位面積当りのエネルギー）がレーザ
ダメージで決まるため、コンポジットスラブ全体から取
り出しうるパワーが低くおさえられてしまう。
第３には、より縦横比（アスペクト比）の大きなビーム
形状になり、取り扱い上好ましくない。
形状になり、取り扱い上好ましくない。
このように、コンポジットスラブには、叶、Ｅｍｍｅｔ
ｔにより提案された時点でのビームクォリティーが高め
られ、熱破壊限定平均出力も高められるという長所だけ
でなく、前述したような欠点をも合わせもつことが明ら
かになった。これらの長所欠点をおさえた上で目的に合
わせてコンポジットに最適構造を与えることが必要であ
る力釈この点については未だ解明されていない。
ｔにより提案された時点でのビームクォリティーが高め
られ、熱破壊限定平均出力も高められるという長所だけ
でなく、前述したような欠点をも合わせもつことが明ら
かになった。これらの長所欠点をおさえた上で目的に合
わせてコンポジットに最適構造を与えることが必要であ
る力釈この点については未だ解明されていない。
本発明は、上述の背景のもとでなされたものであり、ド
ープ層に含ませるレーザ活性物質の量、ドープ層の厚さ
及び全体の厚さに対するドープ層の厚さを最適な値とす
ることにより、高効率な繰り返し発振が可能であると共
に、その発振によってハイビームクォリティー・ハイピ
ークパフ−を備えたレーザ光を得ることができるコンポ
ジ・ントスラブレーザ媒体及びそのコンポジットスラブ
レーザ媒体を用いたレーザ装置を提供することを目的と
したものである。
ープ層に含ませるレーザ活性物質の量、ドープ層の厚さ
及び全体の厚さに対するドープ層の厚さを最適な値とす
ることにより、高効率な繰り返し発振が可能であると共
に、その発振によってハイビームクォリティー・ハイピ
ークパフ−を備えたレーザ光を得ることができるコンポ
ジ・ントスラブレーザ媒体及びそのコンポジットスラブ
レーザ媒体を用いたレーザ装置を提供することを目的と
したものである。
［課題を解決するための手段］
本発明は、以下の各構成とすることにより、上述の課題
を解決している。
を解決している。
（１）実質的にレーザ活性物質を含まない非ドープ層の
両側に、該非ドープ層を挾むようにしてレーザ活性物質
を含むドープ層を形成し、これらドープ層が外部と接す
る２つの面を互いに平行な面にし、これら２つの面を反
射面としてこれら反射面で交互に反射を繰り返し、内部
でジグザグ状の光路を形成して進行するレーザ光を外部
に取り出すことにより、レーザ発振または光増幅を行う
コンポジットスラブレーザ媒体において、 前記ドープ層として、Ｎｄ２Ｏ３を３〜９ ｗ ｔ％含
むレーザガラスを用い、 この２つのドープ層の合計の厚さを０．６〜８゜Ｏｍｍ
とし、 さらに、コンポジットスラブレーザ媒体の全体の厚さに
対する前記２つのドープ層の合計の厚さの比を０．０７
５〜０．４０となるようにしたことを特徴とする構成。
両側に、該非ドープ層を挾むようにしてレーザ活性物質
を含むドープ層を形成し、これらドープ層が外部と接す
る２つの面を互いに平行な面にし、これら２つの面を反
射面としてこれら反射面で交互に反射を繰り返し、内部
でジグザグ状の光路を形成して進行するレーザ光を外部
に取り出すことにより、レーザ発振または光増幅を行う
コンポジットスラブレーザ媒体において、 前記ドープ層として、Ｎｄ２Ｏ３を３〜９ ｗ ｔ％含
むレーザガラスを用い、 この２つのドープ層の合計の厚さを０．６〜８゜Ｏｍｍ
とし、 さらに、コンポジットスラブレーザ媒体の全体の厚さに
対する前記２つのドープ層の合計の厚さの比を０．０７
５〜０．４０となるようにしたことを特徴とする構成。
（２）レーザ媒体と、
このレーザ媒体を励起する励起光源とを有するレーザ装
置であって、 前記レーザ媒体として、構成（１）に記載のコンポジッ
トスラブレーザ媒体を用いたことを特徴とする構成。
置であって、 前記レーザ媒体として、構成（１）に記載のコンポジッ
トスラブレーザ媒体を用いたことを特徴とする構成。
［作用］
上述の構成（１）によれば、ドープ層に含ませるＮｄ２
Ｏ３ドープ量を、６土３ｗｔ％にし、ドーフ。
Ｏ３ドープ量を、６土３ｗｔ％にし、ドーフ。
層の厚さを０．６〜８、Ｏｍｍにするとともに、全厚に
対するドープ層厚の比を０．０７５〜０゜４０にしたこ
とにより、ゲインとビーム面積の双方のバランスの良い
コンポジットスラブレーザ媒体が得られ、また、構成（
２）によれば、ハイビームクォリティー・ハイピークパ
ワーを備えたレーザ光を発振ができるレーザ装置が得ら
れることが確認された。
対するドープ層厚の比を０．０７５〜０゜４０にしたこ
とにより、ゲインとビーム面積の双方のバランスの良い
コンポジットスラブレーザ媒体が得られ、また、構成（
２）によれば、ハイビームクォリティー・ハイピークパ
ワーを備えたレーザ光を発振ができるレーザ装置が得ら
れることが確認された。
以下、第２図及び第３図を参照にしながら作用を詳細に
説明する。
説明する。
まずＮｄ２Ｏ３ドープ量については、ゲインを高めるた
めには単にＮｄ２Ｏ３の量を多くして吸収効率を高くす
るだけでは不十分であり、蛍光寿命を長くすることも必
要である。それゆえ、Ｎｄ２Ｏ３のドープ量に最適値が
あることが予想されるが、コンポジットスラブのように
ドープ層を薄くでき、構造に特徴のある場合は、最適量
については簡単にはモノリシックからは予想できない。
めには単にＮｄ２Ｏ３の量を多くして吸収効率を高くす
るだけでは不十分であり、蛍光寿命を長くすることも必
要である。それゆえ、Ｎｄ２Ｏ３のドープ量に最適値が
あることが予想されるが、コンポジットスラブのように
ドープ層を薄くでき、構造に特徴のある場合は、最適量
については簡単にはモノリシックからは予想できない。
そこで、Ｎｄ２Ｏ３ドープ量に対する蛍光寿命を考慮に
入れ、コンポジットスラブのゲインを調べた。
入れ、コンポジットスラブのゲインを調べた。
第２図はその結果を示すグラフである。なお、第２図は
、Ｎｄ２０３ ドープ量をパラメータにし、ドープ層の
厚さに対する小信号利得の変化を表したものである。ま
た、第２図において、縦軸が小信号利得（ゲイン：ｇＯ
Ｎ＞（相対値）であり、横軸がドープ層の厚さ（単位；
ｍｍ）である。
、Ｎｄ２０３ ドープ量をパラメータにし、ドープ層の
厚さに対する小信号利得の変化を表したものである。ま
た、第２図において、縦軸が小信号利得（ゲイン：ｇＯ
Ｎ＞（相対値）であり、横軸がドープ層の厚さ（単位；
ｍｍ）である。
第２図に示されるように、ドープ量は６±３％が最適で
あることが判明した。Ｎｄ２０３が３ｗｔ％未満では励
起光の吸収効率が低くなり、又９％を越えると蛍光寿命
が短くなりすぎるためにゲインが低くなると解釈される
。
あることが判明した。Ｎｄ２０３が３ｗｔ％未満では励
起光の吸収効率が低くなり、又９％を越えると蛍光寿命
が短くなりすぎるためにゲインが低くなると解釈される
。
次に、ドープ層厚について述べる。ゲインは、第２図に
示されるようにドープ層厚に対しほぼ指数関数的に変化
する。又、コンポジットスラブにてビームクォリティー
を高めるためにノンドープ層に入出射するレーザ光のみ
利用する場合には前述した３つの不利益が発生する。こ
の点から、コンポジットスラブの全断面積に対しノンド
ープ層の断面積を広げることが有利になるが、相対的に
ドープ層が薄くなりゲインを下げることになる。
示されるようにドープ層厚に対しほぼ指数関数的に変化
する。又、コンポジットスラブにてビームクォリティー
を高めるためにノンドープ層に入出射するレーザ光のみ
利用する場合には前述した３つの不利益が発生する。こ
の点から、コンポジットスラブの全断面積に対しノンド
ープ層の断面積を広げることが有利になるが、相対的に
ドープ層が薄くなりゲインを下げることになる。
この両者のバランスを取りうるコンポジットスラブの構
造を与えることが本発明の１つの目的である。
造を与えることが本発明の１つの目的である。
さて、全断面積に対するノンドープ層の断面積比は［１
−２ｔｄ／Ｔ］ （ｔｄ：片側のドープ層厚、Ｔ：コ
ンポジットスラブ厚）で表される。そこで、この断面積
比［１−２ｔｄ／Ｔ］と第２図に示されるゲイン（ｇｏ
ｄ＞との積をＦ （ｔｄ）とし、このＦ （ｔｄ）を各
ドープ層厚毎に計算したところ、第３図に示されるよう
にドープ層厚に最適値があることが判明した。ここで、
第３図は、コンポジットスラブの全厚（Ｔ）をパラメー
タにし、ドープ層の厚さ（ｔｄ）に対するＦ （ｔｄ）
の変化を表したものである。また、第３図において、縦
軸がＦ （ｔｄ＞＝ｇＯＪ２ ［１−２ｔｄ／ＴＩ
（任意単位）であり、横軸がドープ層の厚さ２ｔｄ
（単位ｍｍ）である。
−２ｔｄ／Ｔ］ （ｔｄ：片側のドープ層厚、Ｔ：コ
ンポジットスラブ厚）で表される。そこで、この断面積
比［１−２ｔｄ／Ｔ］と第２図に示されるゲイン（ｇｏ
ｄ＞との積をＦ （ｔｄ）とし、このＦ （ｔｄ）を各
ドープ層厚毎に計算したところ、第３図に示されるよう
にドープ層厚に最適値があることが判明した。ここで、
第３図は、コンポジットスラブの全厚（Ｔ）をパラメー
タにし、ドープ層の厚さ（ｔｄ）に対するＦ （ｔｄ）
の変化を表したものである。また、第３図において、縦
軸がＦ （ｔｄ＞＝ｇＯＪ２ ［１−２ｔｄ／ＴＩ
（任意単位）であり、横軸がドープ層の厚さ２ｔｄ
（単位ｍｍ）である。
ここで、全厚Ｔが５ｍｍ以下ではガラスの機械的強度が
保てないので、コンポジットスラブにするメリットがな
く、一方、全厚Ｔを厚くしていくとドープ層における光
路長が短くなって、ゲインが低くなる。一般的に、機械
的強度とゲインとのバランスを考えると、全厚Ｔを２４
ｍｍ以下とすることか妥当と考えられる。そうすると、
第３図から明らかなように、全厚Ｔが２４ｍｍ以下の場
合では、ドープ層厚２ｔｄは０．６〜８ｍｍの範囲か最
適であると考えられる。なにゆえなら、ドープ層厚２ｔ
ｄが０．６ｍｍ以下では急激にゲインが低下し、逆に８
ｍｍ以上ではノンドープ層の断面積比がとれずドープ層
に蓄積されたエネルキーの取り出し効率が悪くなって本
発明の目的に反する結果を招くからである。
保てないので、コンポジットスラブにするメリットがな
く、一方、全厚Ｔを厚くしていくとドープ層における光
路長が短くなって、ゲインが低くなる。一般的に、機械
的強度とゲインとのバランスを考えると、全厚Ｔを２４
ｍｍ以下とすることか妥当と考えられる。そうすると、
第３図から明らかなように、全厚Ｔが２４ｍｍ以下の場
合では、ドープ層厚２ｔｄは０．６〜８ｍｍの範囲か最
適であると考えられる。なにゆえなら、ドープ層厚２ｔ
ｄが０．６ｍｍ以下では急激にゲインが低下し、逆に８
ｍｍ以上ではノンドープ層の断面積比がとれずドープ層
に蓄積されたエネルキーの取り出し効率が悪くなって本
発明の目的に反する結果を招くからである。
また、トープ層厚ｔｄの全厚Ｔに対する比も同じ理由で
０．０７５〜０．４か最適である。
０．０７５〜０．４か最適である。
［実施例］
第１図は本発明の一実施例にかかるコンポジットスラブ
レーザ媒体の斜視図、第４図は第１図に示されるコンポ
ジットスラブレーザ媒体を用いたレーザ装置の部分斜視
図である。以下、これらの図面を参照にしなから一実施
例を詳述する。
レーザ媒体の斜視図、第４図は第１図に示されるコンポ
ジットスラブレーザ媒体を用いたレーザ装置の部分斜視
図である。以下、これらの図面を参照にしなから一実施
例を詳述する。
これらの図面において、符号１はコンポジットスラブレ
ーザ媒体、符号１１及び１２はドープ層、符号２は非ド
ーズ層、符号３１及び３２は全反射面（励起冷却面）、
符号４１及び４２は入出射端面、符号５１及び５２は励
起光源、符号６はリフレクタである。
ーザ媒体、符号１１及び１２はドープ層、符号２は非ド
ーズ層、符号３１及び３２は全反射面（励起冷却面）、
符号４１及び４２は入出射端面、符号５１及び５２は励
起光源、符号６はリフレクタである。
このコンポジットスラブレーザ媒体１は、所定の形状・
寸法に加工研磨して洗浄したレーザ活性物質を含まない
１枚のガラスの表裏の面に同様に加工等を施したレーザ
活性物質（Ｎｄ２０３ ）を含む２枚のレーザガラスを
熱融着することにより、非ドープ層２の両側に、該非ド
ープ層２を挾むようにしてドープ層１１．１２を形成し
、これらドープ層１１．１２が外部と接する２つの面を
互いに平行な面に精密研摩し、これら２つの面を全反射
面３１．３２とするとともに、長手方向くビームの進行
方向〉の両端面が互いに平行になり、かつ、レーザ光が
ブリュースター入射するように、全反射面３１．３２と
所定の角度（３３，３°）をなすようにして入出射端面
４１，４２としたものである。入出射端面４１から入出
射したレーザ光は、全反射面３１．３２の間で複数回ジ
グザグ反射を繰り返した後、他方の入出射端面４１から
入出射される。
寸法に加工研磨して洗浄したレーザ活性物質を含まない
１枚のガラスの表裏の面に同様に加工等を施したレーザ
活性物質（Ｎｄ２０３ ）を含む２枚のレーザガラスを
熱融着することにより、非ドープ層２の両側に、該非ド
ープ層２を挾むようにしてドープ層１１．１２を形成し
、これらドープ層１１．１２が外部と接する２つの面を
互いに平行な面に精密研摩し、これら２つの面を全反射
面３１．３２とするとともに、長手方向くビームの進行
方向〉の両端面が互いに平行になり、かつ、レーザ光が
ブリュースター入射するように、全反射面３１．３２と
所定の角度（３３，３°）をなすようにして入出射端面
４１，４２としたものである。入出射端面４１から入出
射したレーザ光は、全反射面３１．３２の間で複数回ジ
グザグ反射を繰り返した後、他方の入出射端面４１から
入出射される。
また、第４図に示されるレーザ装置は、コンポジットス
ラブレーザ媒体１の全反射面３１．３２にそれぞれ対向
するように励起光源（キセノンフラッシュランプ＞５１
．５２を配置し、これらをリフレクタ６で囲むようにし
て、励起光源５１゜５２から放射された光を集光してコ
ンポジ・ントスラブレーザ媒体１を励起するようにした
ものである。したがって入出射端面４１，４２の一方か
ら増幅されるべきレーザ光を入射させると、このレーザ
光は、入出射端面４１．４２の他方から出射されるまで
の間に増幅される。
ラブレーザ媒体１の全反射面３１．３２にそれぞれ対向
するように励起光源（キセノンフラッシュランプ＞５１
．５２を配置し、これらをリフレクタ６で囲むようにし
て、励起光源５１゜５２から放射された光を集光してコ
ンポジ・ントスラブレーザ媒体１を励起するようにした
ものである。したがって入出射端面４１，４２の一方か
ら増幅されるべきレーザ光を入射させると、このレーザ
光は、入出射端面４１．４２の他方から出射されるまで
の間に増幅される。
また、レーザ発振器を構成する場合には、第４図に示さ
れるコンポジットスラブレーザ媒体１の入出射端面４１
．４２の近傍にレーザ共振用ミラーを配置する。
れるコンポジットスラブレーザ媒体１の入出射端面４１
．４２の近傍にレーザ共振用ミラーを配置する。
このように、一実施例のコンポジットスラブレーザ媒体
１は、レーザ装置を光増幅器として用いる場合及びレー
ザ発振器として用いる場合の両方に利用することができ
る。
１は、レーザ装置を光増幅器として用いる場合及びレー
ザ発振器として用いる場合の両方に利用することができ
る。
さて、上述の構成のコンボジッＩ・スラブレーザ媒体１
について、 ■ビー１層１１．１２に含ませるＮｄ２Ｏ３のドープ量
、 ■トープ層１１．１２の合計厚さ（２ｔｄ）、■コンポ
ジットスラブレーザ媒体の全厚（Ｔ）、■コンポジット
スラブレーザ媒体の幅（Ｗ＞、■コンポジットスラブレ
ーザ媒体の全長（Ｌ）、を種々変えて、第４図に示され
るレーザ装置を用いて発振実験を行った結果を別表に示
す。
について、 ■ビー１層１１．１２に含ませるＮｄ２Ｏ３のドープ量
、 ■トープ層１１．１２の合計厚さ（２ｔｄ）、■コンポ
ジットスラブレーザ媒体の全厚（Ｔ）、■コンポジット
スラブレーザ媒体の幅（Ｗ＞、■コンポジットスラブレ
ーザ媒体の全長（Ｌ）、を種々変えて、第４図に示され
るレーザ装置を用いて発振実験を行った結果を別表に示
す。
なお、この場合、ドープ層１１．１２を構成するレーザ
ガラスとしては、リン酸塩系レーザカラスＬＨＧ−５（
ＨＯＹＡ株式会社の商品名）を用いた。
ガラスとしては、リン酸塩系レーザカラスＬＨＧ−５（
ＨＯＹＡ株式会社の商品名）を用いた。
また、非ドープ層２としては、上記リン酸塩系レーザカ
ラスＬＨＧ−５に対して屈折率差１３×１０−５、熱膨
張係数差１．１ＸＩＯ’／’Ｃの特性をもつノンドープ
ガラスを用いた。
ラスＬＨＧ−５に対して屈折率差１３×１０−５、熱膨
張係数差１．１ＸＩＯ’／’Ｃの特性をもつノンドープ
ガラスを用いた。
さらに、励起光源５１．５２としては、別表における実
験例１，２では、キセノンフラッシュランプを２本（第
４図参照：ＩＫＪ／ｐｕｌｓｅ、９００μＳ）用い、実
験例３，４では、キセノンフラッシュラン′ブ４本（２
ＫＪ／ｐｕｌｓｅ、９００μｓ）用いた。
験例１，２では、キセノンフラッシュランプを２本（第
４図参照：ＩＫＪ／ｐｕｌｓｅ、９００μＳ）用い、実
験例３，４では、キセノンフラッシュラン′ブ４本（２
ＫＪ／ｐｕｌｓｅ、９００μｓ）用いた。
いずれの場合も、１ｐｐｓでの繰り返しにてビーム広が
りが１ｍｒａｄというすぐれた値を示した。
りが１ｍｒａｄというすぐれた値を示した。
［発明の効果］
以上詳述したように、本発明は、要するに、ドープ層Ａ
、、のＮｄ２０３ドープ１を、６土３ｗｔ％にし、ドー
プ層の厚さを０．６〜８．０ｍｍにするとともに、全厚
に対するドープ層厚の比を０゜０７５〜０．４にしたこ
とにより、ゲインとビーム面積の双方のバランスを最適
にし、これにより、高効率な繰り返し発振が可能である
と共に、その発振によってハイビームクォリティー・ハ
イピークパワーを備えたレーザ光を得ることができるコ
ンポジットスラブレーザ媒体及びそのコンポジットスラ
ブレーザ媒体を用いたレーザ装置を得ているものである
。
、、のＮｄ２０３ドープ１を、６土３ｗｔ％にし、ドー
プ層の厚さを０．６〜８．０ｍｍにするとともに、全厚
に対するドープ層厚の比を０゜０７５〜０．４にしたこ
とにより、ゲインとビーム面積の双方のバランスを最適
にし、これにより、高効率な繰り返し発振が可能である
と共に、その発振によってハイビームクォリティー・ハ
イピークパワーを備えたレーザ光を得ることができるコ
ンポジットスラブレーザ媒体及びそのコンポジットスラ
ブレーザ媒体を用いたレーザ装置を得ているものである
。
第１図は本発明の一実施例にががるコンポジットスラブ
レーザ媒体の斜視図、第２図は利得とドープ層の厚さと
の関係を示す図、第３図はＦ （ｔｄ）とドープ層の厚
さとの関係を示す図、第４図は第１図に示されるコンポ
ジットスラブレーザ媒体を用いたレーザ装置の部分斜視
図である。 １・・・コンポジットスラブレーザ媒体、１１．１２・
・・ドープ層、 ２・・・非ドープ層、 ３１．３２・・・全反射面（励起冷却面）４１．４２・
・・入出射端面、 ５１．５・・・励起光源、 ６・・・リフレクタ
レーザ媒体の斜視図、第２図は利得とドープ層の厚さと
の関係を示す図、第３図はＦ （ｔｄ）とドープ層の厚
さとの関係を示す図、第４図は第１図に示されるコンポ
ジットスラブレーザ媒体を用いたレーザ装置の部分斜視
図である。 １・・・コンポジットスラブレーザ媒体、１１．１２・
・・ドープ層、 ２・・・非ドープ層、 ３１．３２・・・全反射面（励起冷却面）４１．４２・
・・入出射端面、 ５１．５・・・励起光源、 ６・・・リフレクタ
Claims (2)
- （１）実質的にレーザ活性物質を含まない非ドープ層の
両側に、該非ドープ層を挾むようにしてレーザ活性物質
を含むドープ層を形成し、これらドープ層が外部と接す
る２つの面を互いに平行な面にし、これら２つの面を反
射面としてこれら反射面で交互に反射を繰り返し、内部
でジグザグ状の光路を形成して進行するレーザ光を外部
に取り出すことにより、レーザ発振または光増幅を行う
コンポジットスラブレーザ媒体において、 前記ドープ層として、Ｎｄ＿２Ｏ＿３を３〜９ｗｔ％含
むレーザガラスを用い、 この２つのドープ層の合計の厚さを０．６〜８．０ｍｍ
とし、 さらに、コンポジットスラブレーザ媒体の全体の厚さに
対する前記２つのドープ層の合計の厚さの比を０．０７
５〜０．４０となるようにしたことを特徴とするコンポ
ジットスラブレーザ媒体。 - （２）レーザ媒体と、 このレーザ媒体を励起する励起光源とを有するレーザ装
置であって、 前記レーザ媒体として、請求項（１）に記載のコンポジ
ットスラブレーザ媒体を用いたことを特徴とするレーザ
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2260665A JPH04137573A (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | コンポジットスラブレーザ媒体及びレーザ装置 |
| US07/766,400 US5239549A (en) | 1990-09-27 | 1991-09-27 | Composite slab laser medium and a laser employing the composite slab laser medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2260665A JPH04137573A (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | コンポジットスラブレーザ媒体及びレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04137573A true JPH04137573A (ja) | 1992-05-12 |
Family
ID=17351069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2260665A Pending JPH04137573A (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | コンポジットスラブレーザ媒体及びレーザ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5239549A (ja) |
| JP (1) | JPH04137573A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5852622A (en) * | 1988-08-30 | 1998-12-22 | Onyx Optics, Inc. | Solid state lasers with composite crystal or glass components |
| US5563899A (en) * | 1988-08-30 | 1996-10-08 | Meissner; Helmuth E. | Composite solid state lasers of improved efficiency and beam quality |
| JP2001520637A (ja) | 1995-09-06 | 2001-10-30 | ザ・リサーチ・ファンデーション・オブ・ステート・ユニバーシティ・オブ・ニューヨーク | 二光子アップコンバーティング色素および応用 |
| US6160824A (en) * | 1998-11-02 | 2000-12-12 | Maxios Laser Corporation | Laser-pumped compound waveguide lasers and amplifiers |
| US6904069B2 (en) * | 2000-12-29 | 2005-06-07 | The Regents Of The University Of California | Parasitic oscillation suppression in solid state lasers using optical coatings |
| US6822994B2 (en) * | 2001-06-07 | 2004-11-23 | Northrop Grumman Corporation | Solid-state laser using ytterbium-YAG composite medium |
| US7460566B2 (en) * | 2006-05-02 | 2008-12-02 | Northrop Grumman Corporation | Laser power reduction without mode change |
| US7586958B2 (en) | 2006-09-29 | 2009-09-08 | Northrop Grumman Corporation | Electro-opto switching of unpolarized lasers |
| US9246299B2 (en) | 2011-08-04 | 2016-01-26 | Martin A. Stuart | Slab laser and amplifier |
| CN105610043B (zh) * | 2016-03-11 | 2019-04-05 | 清华大学 | 小信号增益固体激光放大器的设计方法及固体激光放大器 |
| CN110233412A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-13 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 一种孔径扩展的板条激光增益模块及激光放大系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2616976B1 (fr) * | 1987-06-22 | 1989-10-13 | Lasag Ag | Laser avec systeme de refroidissement perfectionne |
| JPH03190293A (ja) * | 1989-12-20 | 1991-08-20 | Hoya Corp | スラブ型レーザ媒体 |
-
1990
- 1990-09-27 JP JP2260665A patent/JPH04137573A/ja active Pending
-
1991
- 1991-09-27 US US07/766,400 patent/US5239549A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5239549A (en) | 1993-08-24 |
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