JPH04155977A - Laser diode pumping solid state laser - Google Patents
Laser diode pumping solid state laserInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、固体レーザーロッドを半導体レーザー（レー
ザーダイオード）によってボンピングするレーザーダイ
オードポンピング固体レーザーに関し、特に詳細には、
固体レーザーロッド自身が光波長変換機能を有し、固体
レーザー発振ビームをその第２高調波等に波長変換する
ようにしたレーザーダイオードポンピング固体レーザー
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a laser diode-pumped solid-state laser that pumps a solid-state laser rod with a semiconductor laser (laser diode).
This invention relates to a laser diode-pumped solid-state laser in which the solid-state laser rod itself has an optical wavelength conversion function and converts the wavelength of a solid-state laser oscillation beam into its second harmonic or the like.
（従来の技術）
例えばＳ Ｐ Ｉ Ｅ Ｖｏｌ、１１０４ ｐｌｏＯＭ
ａｒｃｈ １９８９に記載されているように、Ｎｄ（ネ
オジウム）等の希土類がドーピングされ、かつ光波長変
換機能を有する固体レーザーロッドとして、Ｎｄ ：
Ｃ０ＡＮＰ、Ｎｄ ： ＰＮＰ等が公知となっている。(Prior art) For example, S P I E Vol, 1104 ploOM
Arch 1989, Nd:
C0ANP, Nd: PNP, etc. are known.
またそのような固体レーザーロッドとして、同誌ｐ１３
２に記載されティるように、Ｎｄ：ＬｉＮｂＯ２゜ＮＹ
ＡＢ （Ｎｄｘ Ｙｌ−ｘ Ａｌ１ （ＢＯ３）ａ
ｘ−０，０４〜０．０８）等も公知となっており、こ
れらは、Ｓｅｌｆ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｏｕｂｌｉ
ｎｇ Ｃｒｙｓｔａｌ と呼ばれている。In addition, as such a solid laser rod, the same magazine p13
As described in 2, Nd:LiNbO2°NY
AB (Ndx Yl-x Al1 (BO3)a
x-0.04~0.08) etc. are also known, and these
It is called ng Crystal.
これらを用いたレーザーダイオードポンピング固体レ−
ｆ−とＬｒは、Ｓ Ｐ Ｉ Ｅ Ｖｏｌ、１１（１４
ｐｔｓ２ Ｍａｒｃｈ １９８９や、レーザー研究Ｖｏ
１．１７ ＮＯ，１２ｐ４ｇ（１９８９）に示される
ように、ＮＹＡＢ結晶を用い、レーザーダイオードボン
ピングによるその発振レーザビームの第２高調波を得る
ものが知られている。またＪ、 Ｏｐｔ、 Ｓｏｃ、
Ａｔ１Ｖｏ１．３ ｐ１４０（１９８Ｂ）には、Ｎｄ
：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ３を波長０．８０μｍの色素レー
ザーにより励起し、その発振レーザービームの第２高調
波を得ることが示されている。Laser diode pumping solid state laser using these
f- and Lr are S P I E Vol, 11 (14
pts2 March 1989 and Laser Research Vo
1.17 NO, 12p4g (1989), it is known that a NYAB crystal is used and the second harmonic of the oscillated laser beam is obtained by laser diode bombing. Also J, Opt, Soc,
At1Vo1.3 p140 (198B) contains Nd
It has been shown that :MgO:LiNbO3 is excited by a dye laser with a wavelength of 0.80 μm to obtain the second harmonic of the oscillated laser beam.
この種のレーザーダイオードボンピング固体レーザーの
具体的な構造としては、
■５ｅｌｆ’−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｏｕｂｌｉｎｇ
Ｃｒｙｓｔａｌの一端面と、それとは別に配された共
振器ミラーとの間で固体レーザー発振ビームを共振させ
るもの、■Ｓｅｌｆ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｏｕｂｌ
ｉｎｇ Ｃｒｙｓｔａｌの一端面と他端面とを共振器ミ
ラー面として、それらの間で固体レーザー発振ビームお
よびその波長変換波を共振させるもの、
等が考えられている。The specific structure of this type of laser diode pumping solid-state laser is: ■5elf'-Frequency-Doubling
■Self-Frequency-Double, which resonates a solid-state laser oscillation beam between one end face of a crystal and a resonator mirror placed separately from it.
It has been considered that one end surface and the other end surface of the ing crystal are used as resonator mirror surfaces, and a solid-state laser oscillation beam and its wavelength-converted wave are resonated between them.
（発明が解決しようとする課８）
しかし上記■の構成においては、例えばポンピング光の
出力が５００ ｍＷの場合で第２高調波の出力が４ｍＷ
程度と、非常に効率が低いという問題があった。(Issue 8 to be solved by the invention) However, in the above configuration (①), for example, when the output of the pumping light is 500 mW, the output of the second harmonic is 4 mW.
The problem was that the efficiency was very low.
一方■の構成においては、波長変換波を共振させる分、
■の構成に比べれば高効率化が可能であるが、それでも
、波長変換波がＳｅｔ ｆ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｏ
ｕｂｌｉｎｇ Ｃｒｙｓｔａｌ内のＮｄイオンに吸収さ
れるために、十分に高い効率を実現することは困難とな
っている。On the other hand, in configuration (■), since the wavelength converted wave resonates,
Although higher efficiency is possible compared to the configuration (2), the wavelength converted wave is still
Because it is absorbed by Nd ions in the ubling crystal, it is difficult to achieve sufficiently high efficiency.
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり
、十分に高い効率の下に、波長変換されたレーザービー
ムを得ることができるレーザーダイオードポンピング固
体レーザーを提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a laser diode pumped solid-state laser that can obtain a wavelength-converted laser beam with sufficiently high efficiency. It is.
（課題を解決するための手段）
本発明によるレーザーダイオードボンピング固体レーザ
ーは、
前述したようにネオジウム等の希土類がドーピングされ
、かつ光波長変換機能を有するＳｅｔ ｆ’−Ｐｒｅｑ
ｕｅｎｃｙ−Ｄｏｕｂｌｉｎｇ Ｃｒｙｓｔａｌからな
る固体レーザーロッドを、半導体レーザーによってボン
ピングするレーザーダイオードボンピング固体レーザー
において、
固体レーザーロッドの一端面に、厚みのある共振器ミラ
ーを密着固定し、
固体レーザーロッドの他端面と共振器ミラーの一端面を
、固体レーザー発振ビームを共振させる共振器ミラー面
とする一方、
共振器ミラーの上記一端面と他端面を、固体レーザー発
振ビームの波長変換波を共振させる共振器ミラー面とし
たことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) As described above, the laser diode-bumping solid-state laser according to the present invention is doped with a rare earth such as neodymium and has an optical wavelength conversion function.
In a laser diode pumping solid-state laser that pumps a solid-state laser rod made of uency-doubling crystal with a semiconductor laser, a thick resonator mirror is closely fixed to one end surface of the solid-state laser rod, and the other end surface of the solid-state laser rod is One end surface of the resonator mirror is used as a resonator mirror surface that resonates the solid-state laser oscillation beam, while the one end surface and the other end surface of the resonator mirror are used as resonator mirror surfaces that resonate the wavelength-converted wave of the solid-state laser oscillation beam. It is characterized by the following.
（作用および発明の効果）
上記の構成においては、波長変換波も共振するようにな
っており、そしてこの波長変換波の共振は、固体レーザ
ーロッドとは別体の共振器ミラー内でなされるから、該
波長変換波が固体レーザーロッド中のＮｄイオンに吸収
されることもない。(Operation and Effects of the Invention) In the above configuration, the wavelength-converted wave also resonates, and the resonance of the wavelength-converted wave is done in a resonator mirror that is separate from the solid-state laser rod. , the wavelength-converted wave is not absorbed by Nd ions in the solid-state laser rod.
したがって本発明のレーザーダイオードボンピング固体
レーザーによれば、高効率の下に、極めて高強度の短波
長レーザービームを取り出すことが可能となる。Therefore, according to the laser diode-bumping solid-state laser of the present invention, it is possible to extract an extremely high-intensity short-wavelength laser beam with high efficiency.
（実 施 例）
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.
図は本発明の一実施例によるレーザーダイオードポンピ
ング固体レーザーを示すものである。この実施例におい
ては固体レーザーロッドｌｏとして、５ｅｔｆ’−Ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｏｕｂｌｉｎｇ Ｃｒｙｓｔａｌで
あるＮＹＡＢ結晶からなるものが用いられている。この
ＮＹＡＢロッドｌＯは、−例として厚さ２ｍｍに形成さ
れている。そしてこのＮＹＡＢロッド１０の一端面ｔＯ
ａには、−例として厚さ２ｍｍの光学ガラスからなる共
振器ミラー２ｏが密着固定されている。The figure shows a laser diode pumped solid state laser according to one embodiment of the invention. In this example, the solid laser rod lo is 5etf'-Fr
A material made of NYAB crystal, which is an equity-doubling crystal, is used. This NYAB rod IO is formed to have a thickness of 2 mm, for example. And one end surface tO of this NYAB rod 10
A resonator mirror 2o made of optical glass with a thickness of 2 mm, for example, is closely fixed to a.
一方ボンピング光を発する半導体レーザー１１は、ＮＹ
ＡＢロッド１０の他端面１０ｂに密着して固定されてい
る。この半導体レーザー１１としては、フェ−ズドアレ
イレーザー、ブロードエリアレーザー、シングル縦・横
モードレーザー等を好適に用いることができる。On the other hand, the semiconductor laser 11 that emits the bombing light is
It is fixed in close contact with the other end surface 10b of the AB rod 10. As this semiconductor laser 11, a phased array laser, a broad area laser, a single longitudinal/lateral mode laser, etc. can be suitably used.
上記ＮＹＡＢロッドｌＯと共振器ミラー２０は一体的に
ヒートシンク１２上に固定され、このヒートシンク１２
は、ペルチェ素子等からなるＴＥクーラー１３上に固定
されている。そして該ＴＥクーラー１３が図示しない駆
動回路によって駆動されて、ＮＹＡＢロッドｌＯと共振
器ミラー２０が常時所定温度に保たれるようになってい
る。The NYAB rod lO and the resonator mirror 20 are integrally fixed on the heat sink 12.
is fixed on a TE cooler 13 made of a Peltier element or the like. The TE cooler 13 is driven by a drive circuit (not shown), so that the NYAB rod IO and the resonator mirror 20 are always maintained at a predetermined temperature.
半導体レーザー１１は、波長λ１ ＝８０４ ｎｍのレ
ーザービーム１４を発するものが用いられている。The semiconductor laser 11 used is one that emits a laser beam 14 with a wavelength λ1 = 804 nm.
ＮＹＡＢロッドｌＯは、ドーピングされているネオジウ
ム原子が、上記レーザービーム１４によって励起される
ことにより、λ２−１０６２ｎｍのレーザービーム１５
を発する。The NYAB rod 1O emits a laser beam 15 of λ2-1062 nm when doped neodymium atoms are excited by the laser beam 14.
emits.
固体レーザーの共振器は、ＮＹＡＢロッド１０と共振器
ミラー２０によって形成される。すなわち、入力側共振
器ミラー面となるＮＹＡＢロッド端面］Ｏｂには、波長
１０Ｂ２ｎｍのレーザービーム１５は良好に反射させ（
反射率９９．９％以上）、波長８０４ｎｍのポンピング
用レーザービーム１４は良好に透過させる（透過率９９
％以上）コーティング２１が施されている。そして共振
器ミラー２０の端面２０ａには、レーザービーム１５を
良好に反射させ（反射率９９．９％以上）、そして後述
する波長５３１ｎｍの第２高調波１６は部分透過させる
（透過率９８％以上）コーティング２２が施されている
。The resonator of the solid-state laser is formed by the NYAB rod 10 and the resonator mirror 20. In other words, the laser beam 15 with a wavelength of 10B2 nm is well reflected on the NYAB rod end surface]Ob, which becomes the input side resonator mirror surface (
The pumping laser beam 14 with a wavelength of 804 nm can be transmitted satisfactorily (with a transmittance of 99.9% or more).
% or more) coating 21 is applied. The end surface 20a of the resonator mirror 20 reflects the laser beam 15 well (reflectance of 99.9% or more), and partially transmits the second harmonic 16 with a wavelength of 531 nm (transmittance of 98% or more), which will be described later. ) A coating 22 is applied.
また共振器ミラー２０の、ＮＹＡＢロッド１０に密着し
ている端面２０ｂには、レーザービーム１５を良好に透
過させ（透過率９９％以上）、ボンピング用レーザービ
ーム１４および第２高調波１６は部分的に反射させる（
反射率９８％）コーティング２３が施されている。In addition, the end face 20b of the resonator mirror 20 that is in close contact with the NYAB rod 10 allows the laser beam 15 to pass through it well (transmittance of 99% or more), and the bombing laser beam 14 and the second harmonic 16 are partially transmitted. reflect it to (
A coating 23 (reflectance 98%) is applied.
したがって波長１０Ｂ２ｎｍのレーザービーム１５は、
上記の各面１０ｂ、 ２０ｎ間に閉じ込められて、レー
ザー発振を起こす。Therefore, the laser beam 15 with a wavelength of 10B2 nm is
It is confined between each of the surfaces 10b and 20n, causing laser oscillation.
このレーザービーム１５は、発振媒体でかつ波長変換機
能を有するＮＹＡＢロッドｌＯ内で、波長が１７２すな
わちλ３ ＝５３１ ｎｍの第２高調波１６に波長変換
される。なおＮＹＡＢロッド１０は、波邦１０Ｂ２ｎｍ
と５３１ｎｍとの間でＴＹＰＥＩの角度Ｇ相整合が取れ
るように結晶がカットされてなる。This laser beam 15 is wavelength-converted into a second harmonic wave 16 having a wavelength of 172 nm, that is, λ3 = 531 nm, in the NYAB rod 10, which is an oscillation medium and has a wavelength conversion function. In addition, NYAB rod 10 is Haho 10B2nm.
The crystal is cut so that angle G phase matching of TYPEI can be achieved between the wavelengths of 531 nm and 531 nm.
また共振器ミラー２０の両端面２０ａ、 ２０ｂには、
それぞれ前述した通りのコーティング２２．２３が腫さ
れているので、第２高調波１６はこの共振器ミラー２０
内で共振する。したがって該共振器ミラー２（からは、
十分高強度となった第２高調波１６が取り出される。本
実施例においては半導体レーザー１１の出力が２００
ｍＷの場合で、５０ｍ Ｗの第２高調波１６を得ること
ができる。Furthermore, on both end surfaces 20a and 20b of the resonator mirror 20,
Since the coatings 22, 23, respectively as previously described, are expanded, the second harmonic 16 is transmitted to this resonator mirror 20.
resonate within. Therefore, the resonator mirror 2 (from
The second harmonic 16 having a sufficiently high intensity is extracted. In this embodiment, the output of the semiconductor laser 11 is 200
mW, a second harmonic 16 of 50 mW can be obtained.
なお固体レーザー発振ビーム１５は、ＮＹＡＢロッド端
面１０ｂと共振器ミラー面２０ｂとの間で共振させるよ
うにしても構わない。Note that the solid-state laser oscillation beam 15 may be caused to resonate between the NYAB rod end surface 10b and the resonator mirror surface 20b.
以上、Ｓｅｌｆ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｏｕｂｌｉｎ
ｇ ＣｒｙｓｔａｌとしてＮＹＡＢロッドを用いる実施
例について説明したが、本考案においては、その他のＳ
ｅｔ ｆ−Ｐｒｅｑｕｅｔｃｙ−Ｄｏｕｂｌｉｎｇ Ｃ
ｒｙｓｔａｌ 、例えばＮｄ：ＭｇＯ：ＬＩ Ｎｂ ０
３やＮｄ ： ＫＴＰ、Ｎｄ ： ＰＮＰ等も同様にし
て用いることが可能である。これらの材料はＮＹＡＢロ
ッドより大きな非線形光学定数を有【 することが
あり、したがってそれらを用いれば、さらに効率良く波
長変換波を得ることが可能となる。That’s it for Self-Frequency-Doublin.
Although an example using a NYAB rod as the g crystal has been described, in the present invention, other S
et f-Prequetcy-Doubling C
rystal, e.g. Nd:MgO:LI Nb 0
3, Nd:KTP, Nd:PNP, etc. can be used in the same manner. These materials may have larger nonlinear optical constants than NYAB rods, and therefore, by using them, it becomes possible to obtain wavelength-converted waves more efficiently.
ｉ また本発明は、固体レーザー発振ビームを第
２高調波に波長変換するもののみならず、その他、〕
固体レーザー発振ビームを１つの基本波として和周
波を得るレーザーダイオードポンピング固体し【
−ザーや、上記発振ビームの第３高調波を発生さ・
せるようにしたレーザーダイオードポンピング固体レ
ーザー等にも適用可能である。i Furthermore, the present invention is applicable not only to wavelength conversion of a solid-state laser oscillation beam to a second harmonic, but also to
Laser diode pumping solid state laser oscillation beam is used as one fundamental wave to obtain sum frequency.
- generates laser or third harmonic of the above oscillation beam.
It can also be applied to laser diode pumped solid-state lasers, etc.
図は本発明の一実施例によるレーザーダイオードボンピ
ング固体レーザーを示す概略側面図である。
１０・・・ＮＹＡＢロッド １０ａ、 １ｏｂ・・・
ロッド端面、 ｌｌ・・・半導体レーザー １
２・・・ヒートシンク１３・・・ＴＥクーラー
・ １４・・・レーザービーム（ボンピング光）１
５・・・固体レーザー発振ビーム
１６・・・第２高調波 ２０・・・共振器ミラー
２０ａ、２０ｂ・・・ミラー面
２１．２２．２３・・・コーティング
／ｌ） Ｚ／The figure is a schematic side view showing a laser diode pumping solid state laser according to an embodiment of the present invention. 10...NYAB rod 10a, 1ob...
Rod end face, ll... semiconductor laser 1
2...Heat sink 13...TE cooler 14...Laser beam (bumping light) 1
5... Solid state laser oscillation beam 16... Second harmonic 20... Resonator mirrors 20a, 20b... Mirror surfaces 21.22.23... Coating/l) Z/
Claims (1)
換機能を有する固体レーザーロッドを、半導体レーザー
によってポンピングするレーザーダイオードポンピング
固体レーザーにおいて、固体レーザーロッドの一端面に
、厚みのある共振器ミラーが密着固定され、前記固体レ
ーザーロッドの他端面と共振器ミラーの一端面が、固体
レーザー発振ビームを共振させる共振器ミラー面とされ
る一方、 共振器ミラーの前記一端面と他端面が、固体レーザー発
振ビームの波長変換波を共振させる共振器ミラー面とさ
れたことを特徴とするレーザーダイオードポンピング固
体レーザー。[Claims] In a laser diode-pumped solid-state laser in which a semiconductor laser pumps a solid-state laser rod that is doped with rare earth elements such as neodymium and has an optical wavelength conversion function, one end surface of the solid-state laser rod has a thick resonator. A device mirror is closely fixed, and the other end surface of the solid-state laser rod and one end surface of the resonator mirror are used as a resonator mirror surface that resonates the solid-state laser oscillation beam, while the one end surface and the other end surface of the resonator mirror are , a laser diode-pumped solid-state laser characterized by having a resonator mirror surface that resonates a wavelength-converted wave of a solid-state laser oscillation beam.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28281490A JPH04155977A (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Laser diode pumping solid state laser |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP28281490A JPH04155977A (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Laser diode pumping solid state laser |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04155977A true JPH04155977A (en) | 1992-05-28 |
Family
ID=17657433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28281490A Pending JPH04155977A (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Laser diode pumping solid state laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04155977A (en) |
-
1990
- 1990-10-19 JP JP28281490A patent/JPH04155977A/en active Pending
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