JPH04180682A - 固体レーザー装置 - Google Patents

固体レーザー装置

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JPH04180682A
JPH04180682A JP27862690A JP27862690A JPH04180682A JP H04180682 A JPH04180682 A JP H04180682A JP 27862690 A JP27862690 A JP 27862690A JP 27862690 A JP27862690 A JP 27862690A JP H04180682 A JPH04180682 A JP H04180682A
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JP
Japan
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light
wavelength
solid
condenser
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JP27862690A
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English (en)
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Shisei Tanio
至誠 谷生
Mikinori Shiyouno
荘野　幹範
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IHI Corp
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IHI Corp
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    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
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    • H01S3/04—Arrangements for thermal management
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、固体レーザー装置の改良に関し、レーザー
媒質に励起光源からの光を効率良く集光できるようにし
たものである。
［従来の技術］ コヒーレントであり、波長や位相かそろっているなどの
多くの特長を備えたレーザー光は各方面に応用されてい
る。
このようなレーサーの一つに固体レーザーがあり、例え
ばルビーレーザーやＹＡＧレーザーが良く知られている
。
この固体レーザーを発生させるため、従来がら使用され
ている固体レーザー装置では、固体のレーザー媒質と励
起光源とを集光器内部に保持し、励起光源からの光をレ
ーザー媒質に集光して励起するようになっており、励起
効率の向上を図るため、例えば第６図に示すように、集
光器１の内側面を金または銀でメツキした反射面２とし
、励起光源３からの光の全てを反射させてレーザー媒質
４に集光するようにしたり、第７図に示すように、金ま
たは銀でメツキした反射面２を形成するほか、さらにレ
ーザー媒質４を波長選択フィルタ５の内部に保持し、励
起光源３からの光のうち励起に有効な波長のみを波長選
択フィルタ５を透過させ、レーザー媒質４に集光するよ
うにしている。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、従来の固体レーサー装置の集光器１では、励
起光源３からの光を全てレーザー媒質４に集光する場合
には、励起に必要な波長の光のほか、他の波長の光も含
まれるためこの不要な励起光による熱負荷からレーザー
媒質４の熱レンズ効果が発生し、レーザーの大出力化及
び単一横モード化の妨げになるという問題がある。
また、このようなレーザー媒質４の熱負荷の影響は、励
起光源３にも及び、励起光源３の寿命か短くなってしま
うという問題もある。
さらに、レーザー媒質４を波長選択フィルタ５内部に保
持する場合には、レーザー媒質４に不要な励起光による
熱負荷の影響は及ばないものの、波長選択フィルタ５が
熱による影響を受け、レーサー媒質４に集光すべき光の
透過率か著しく低下してしまうという問題かある。
この発明は、かかる従来技術の課題に鑑みてなされたも
ので、励起光源で発生する光のうちレーザー媒質の励起
に有効な波長の光のみを集光させることができ、励起効
率を向上することかできる固体レーザー装置を提供しよ
うとするものである。
また、この発明は、励起光源からの光のうち、レーサー
媒質の励起に有効な波長の光のみを集光させることかで
き、しかも励起に有効でない波長の光を励起に有効な波
長に変換することで、−層励起効率を向上できる固体レ
ーザー装置を提供しようとするものである。
［課題を解決するための手段］ 上記従来技術が有する課題を解決するため、この発明の
固体レーザー装置は、固体のレーザー媒質とそれを励起
する光源とを内部に保持した集光器を備えた固体レーザ
ー装置において、前記集光器の内側面と外側面の少なく
ともいずれか一方面にレーザー媒質の励起に有効な波長
の光を反射し他の波長の光を透過する波長選択反射膜を
設ける一方、この集光器の外部に透過した光を吸収冷却
する遮へい器を設けたことを特徴とするものである。
また、この発明の固体レーザー装置は、前記集光器内部
のレーザー媒質と光源との間に励起に有害となる波長の
光を励起に有用な波長の光に波長変換する波長変換フィ
ルタを設けたことを特徴とするものである。
［作　用］ この固体レーザー装置によれば、集光器の内側面または
外側面、あるいは内外両面に波長選択反射膜を設ける一
方、外側に遮へい器を設けるようにしており、固体レー
ザー媒質にそれを励起するために必要な波長の光のみを
反射させて集光することができ、有害な光を遮へい器で
吸収冷却することができ、レーザー媒質及び励起光源自
体への熱負荷を軽減し、レーザーの大出力化とモードの
単一化および励起光源の長寿命化を図るようにしている
。
また、このような集光器の内部のレーザー媒質と光源と
の間、例えばレーザー媒質を囲む外側やレーザー媒質と
光源を仕切るように波長変換フィルタを設けるようにし
ており、固体レーザー媒質の励起に有効な波長の光を波
長選択反射膜で反射させて集光すると同時に、有害な波
長の光を受けて励起に有用な波長の光を発生する等の波
長変換を行うようにすることができ、さらに励起効率を
高めることができるようにしている。
［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基つき詳細に説明する
。
第１図はこの発明の固体レーザー装置の一実施例にかか
る概略構成図である。
この固体レーザー装置１０は、固体のレーサー媒質１１
とこれを励起するための励起用の光源１２とを有する集
光器１３を備えている。
この固体レーザー媒質１１は、励起光を受けて光子を放
出する物質であり、この固体レーザー媒質１１としては
、例えばルビーやＹＡＧが用いられ、円柱状に形成され
る。
また、励起用の光源１２は、励起光を発生する光源であ
り、励起用の光源１２としては、固体レーザー媒質１１
の種類に応してキセノン・ランプやタングステン・ヨウ
ソ・ランプなどが使用される。
この集光器１３は、励起光源１２の光をレーサー媒質１
１に効率良く集光して励起するためのものであり、第１
図に示すような楕円筒形状や図示しない回転楕円体形状
に形成される。
この集光器１３は、その内側面に波長選択反射膜１４が
設けられる場合の母材となることから、例えば石英で形
成することが望ましく、パイレックスなどで形成しても
良い。
この集光器１３の内側面に設けられる波長選択反射膜１
４は、固体レーザー媒質１１および励起用の光源１２の
種類などによって選択反射される光の波長が異なるが、
励起用の光源１２からの光のうち、レーザー媒質１１の
励起において有効な波長の光を反射し、励起に有害な光
、例えば近赤外線、を透過させて集光器１３の外部に放
出するものである。
この波長選択反射膜１４としては、ＳｉＯ２やＴ　ｉＯ
２からなる誘電体多層膜が用いられ、膜厚や層数は固体
レーサー媒質１１および励起用の光源１２の種類などに
よって必要となる透過特性に応じて決定される。
例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの場合には、第２図に示
すような透過率特性を持つ波長選択反射膜１４が使用さ
れ、Ｎｄの吸収スペクトル約８１０ｎｍ近傍を反射の中
心とするようにする。
このような集光器１３の外側には、遮へい器１５が設け
られて集光器１３を囲むようになっている。
この遮へい器１５は、例えばつや消しの黒色アルマイト
処理などの低反射処理がなされており、集光器１３の波
長選択反射膜１４を透過して集光器１３の外部に放出さ
れた励起に有害となる光を遮蔽し、低反射吸収し、冷却
する。
このように構成された固体レーザー装置１０ては、集光
器１１の内部に固体レーザー媒質１１′と励起用の光源
１２とを保持した状態として運転すると、励起用の光源
１２からの光のうち、励起に有効な光が波長選択反射膜
１４て反射されて固体レーザー媒質１１に集光されると
ともに、固体レーザー媒質１１の励起に有害な波長の光
は波長選択反射膜１４を透過して集光器１３の外部の低
反射処理された遮へい器１５に入り、吸収冷却される。
したがって、固体レーザー媒質１１の励起に有効な波長
の光のみを集光器１３内に封じ込めることができ、励起
効率の向上を図ることができる。
また、波長選択反射膜１４によって固体レーザー媒質１
１の励起に有害となる光のうち、例えば近赤外線を集光
器１３の外部に放出することができるので、固体レーザ
ー媒質１１および励起用の光源１２自体の熱負荷が軽減
され、レーザーの大出力化、ビームモードの単一横モー
ド化、および励起用の光源１２のランプの長寿命化を図
ることができる。
さらに、集光器１３内に蓄積される熱負荷の軽減を図る
ことができることから、波長選択反射膜１４の耐久性や
寿命を向上できる。
次に、この発明の他の一実施例について、第３図に示す
概略構成図により説明するが、第１図で説明した部分に
ついては同一番号を記し、説明は省略する。
この固体レーサー装置２０ては、集光器１３の内部に保
持される固体レーサー媒質１１の外側に波長変換フィル
タ２１が設けられて固体レーザー媒質１１を覆うように
なっており、例えば円柱状の固体レーザー媒質１１に対
し、円筒状に形成されている。
この波長変換フィルタ２１は、集光器１３内で、励起用
の光源１２より固体レーザー媒質１１へ直接もしくは間
接的に向かう光のうち、励起に有害な波長の光を励起に
有効な波長の光に波長変換するものであり、使用される
固体レーザー媒質１１及び励起用の光源１２の種類など
によって変換する波長が異なる。
例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーサーの場合、励起に有効な波
長はＮｄの吸収スペクトルｌ１１０ｎｍ近傍の光であり
、励起に有害な波長はこれ以外の紫外光および近赤外光
であり、Ｓｍ　　（サマリウム）またはＨｏ　　（ホル
ミューム）をドープしたフィルタを用いることて、励起
に有害な光を受けてこれらの物質がドープされたフィル
タから励起に有効な光が発せられ、波長変換がなされる
。
なお、他の構成は、既に説明した固体レーサー装置１０
と同一である。
このような固体レーザー装置２０によれば、既に説明し
た固体レーザー装置１０と同一の作用効果を奏するとと
もに、さらに、集光器１３内で、励起用の光源１２より
固体レーサー媒質１１へ直接もしくは間接的に向かう光
のうち、励起に有害な波長の光を励起に有効な波長の光
に波長変換することができ、固体レーサー媒質１１の励
起効率を一層向上することができる。
次に、この発明のさらに他の一実施例について、第４図
に示す概略正面図により説明するが、第１図および第３
図で説明した部分については同一番号を記し、説明は省
略する。
この固体レーサー装置３０ては、集光器１３の内部に保
持される固体レーサー媒質１１と励起用の光源１２の間
に波長変換フィルタ３１か設けられて固体レーサー媒質
１１と励起用の光源１２の間を仕切るようになっており
、例えば円筒状の集光器１３を軸方向中央部で左右に仕
切る長方形状に形成されている。
この波長変換フィルタ３１は、前記波長変換フィルタ２
１と同様に、集光器１３内で、励起用の光源１２より固
体レーザー媒質１１へ直接もしくは間接的に向かう光の
うち、励起に有害な波長の光を励起に有効な波長の光に
波長変換するものであり、形状および配置が異なるだけ
である。
また、この固体レーサー装置３０では、集光器１３の外
側面である遮へい器１５の内側面に波長選択反射膜３２
が設けられており、固体レーサー媒質１１および励起用
の光源１２の種類などによって選択反射される光の波長
か異なるが、励起用の光源１２からの光のうち、固体レ
ーサー媒質１１の励起において有効な波長の光を反射し
、励起に有害な光、例えば近赤外線、を透過させて集光
器１３の外部に放出する機能は、既に説明した波長選択
反射膜１４と同一であり、具体的な素材も同様のものか
使用される。
なお、他の構成は、既に説明した固体レーサー装置１０
．２０と同一である。
このような固体レーザー装置３０によれば、既に説明し
た固体レーサー装置１０．２０と同一の作用効果を奏す
るとともに、さらに、波長変換フィルタ３１を平板状に
てき、製作が容易となるとともに、波長選択反射膜３２
を介して有害な波長を直ちに透過させることかできる。
次に、この発明の他の一実施例について、第５図に示す
概略正面図により説明するが、第１図〜第４図で説明し
た部分については同一番号を記し、説明は省略する。
この固体レーサー装置４０ては、固体レーザー装置３０
と同様に、集光器１３の内部に保持される固体レーサー
媒質１１と励起用の光源１２の間に波長変換フィルタ３
１が設けられて固体レーザー媒質１１と励起用の光源１
２の間を仕切るように設けられている。
また、この固体レーサー装置４０ては、集光器１３の内
側面および外側面の両側面に波長選択反射膜３２が設け
られており、集光器１３の内側面への波長選択反射膜４
１は直接集光器１３の内側面に形成され、集光器１３の
外側面の波長選択反射膜４２は遮へい器１５の内側面に
形成することで集光器１３の外側面に配置しである。
なお、他の構成は、既に説明した固体レーザー装置１０
，２０．３０と同一である。
このような固体レーザー装置４０によれば、既に説明し
た固体レーサー装置１０，２０．３０と同一の作用効果
を奏するとともに、さらに、波長選択反射膜４１．４２
を集光器１３の内側面と外側面の両方に設けているので
、励起に有用な光の反射率が一層高く、励起効率を一層
向上することがてきる。
なお、上記実施例の各構成要素は、この発明の要旨を逸
脱しない範囲で変更を加えるようにしても良いことは言
うまでもない。
［発明の効果コ 以上、実施例とともに具体的に説明したように、この発
明の固体レーサー装置によれば、集光器の内側面または
外側面、あるいは内外両面に波長選択反射膜を設ける一
方、外側に遮へい器を設けるようにしたので、固体レー
ザー媒質にそれを励起するために必要な波長の光のみを
反射させて集光することができるとともに、有害な光を
遮へい器で吸収冷却することができ、レーザー媒質及び
励起光源自体への熱負荷を軽減し、レーザーの大出力化
とモードの単一化および励起光源の長寿命化を図ること
ができる。
また、この発明の固体レーザー装置によれば、さらに集
光器の内部のレーザー媒質と光源との間に波長変換フィ
ルタを設けるようにしたので、固体レーザー媒質の励起
に有効な波長の光を波長選択反射膜で反射させて集光す
ると同時に、有害な波長の光を励起に有用な波長の光に
変換することができ、−層励起効率を高めることかでき
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の固体レーサー装置の一実施例にかか
る概略構成図である。 第２図はこの発明の固体レーサー装置に用いられる波長
選択反射膜の一例の透過特性の説明図である。 第３図はこの発明の固体レーザー装置の他の一実施例に
かかる概略構成メである。 第４図及び第５図はそれぞれこの発明の固体レーザー装
置の一実施例にかかる概略正面図である。 第６図及び第７図はそれぞれ従来の固体レーザー装置の
概略正面図である。 １０：固体レーサー装置、１１：固体のレーザー媒質、
１２：励起用の光源、１３：集光器、１４二波長選択反
射膜、１５：遮へい器、２０：固体レーザー装置、２１
：波長変換フィルタ、 ３０：固体レーサー装置、３１：波長変換フィルタ、３
２．波長選択反射膜、 ４０：固体レーサー装置、４１，４２：波長選択反射膜
。 出願人　　石川島播磨重工業株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）固体のレーザー媒質とそれを励起する光源とを内
    部に保持した集光器を備えた固体レーザー装置において
    、前記集光器の内側面と外側面の少なくともいずれか一
    方面にレーザー媒質の励起に有効な波長の光を反射し他
    の波長の光を透過する波長選択反射膜を設ける一方、こ
    の集光器の外部に透過した光を吸収冷却する遮へい器を
    設けたことを特徴とする固体レーザー装置。
  2. （２）前記集光器内部のレーザー媒質と光源との間に励
    起に有害となる波長の光を励起に有用な波長の光に波長
    変換する波長変換フィルタを設けたことを特徴とする請
    求項１記載の固体レーザー装置。
JP27862690A 1990-02-23 1990-10-17 固体レーザー装置 Pending JPH04180682A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4408790 1990-02-23
JP2-44087 1990-02-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04180682A true JPH04180682A (ja) 1992-06-26

Family

ID=12681840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27862690A Pending JPH04180682A (ja) 1990-02-23 1990-10-17 固体レーザー装置

Country Status (4)

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EP (1) EP0443751A3 (ja)
JP (1) JPH04180682A (ja)
AU (1) AU6869091A (ja)
CA (1) CA2034832A1 (ja)

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AU6869091A (en) 1991-08-29
EP0443751A2 (en) 1991-08-28
EP0443751A3 (en) 1991-10-09
CA2034832A1 (en) 1991-08-24

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