JPH04186888A - Semiconductor laser excitation solid laser - Google Patents

Semiconductor laser excitation solid laser

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JPH04186888A
JPH04186888A JP31704190A JP31704190A JPH04186888A JP H04186888 A JPH04186888 A JP H04186888A JP 31704190 A JP31704190 A JP 31704190A JP 31704190 A JP31704190 A JP 31704190A JP H04186888 A JPH04186888 A JP H04186888A
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哲男 原田
Hiroyuki Kubomura
浩之 久保村
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to enhance the absorptivity of semiconductor laser light extremely and further operate a Q-switch of a solid laser by installing a semiconductor laser light incident section which has a nonreflective coat surface against the semiconductor laser light and moreover includes no laser active ions to the side of a cylinder-shaped solid laser medium. CONSTITUTION:A semiconductor laser incident section 20 is installed in the side of a solid laser medium 6 which laser light from a semiconductor laser 1 enters. This incident section 20 has a nonreflective coat surface against the wavelength of laser light from the semiconductor laser 1 and comprises a material which contains no laser active ions. An output mirror 3 is installed on the axis of a cylinder-shaped solid laser medium on the left while a whole reflected mirror 4 is installed thereto on the right respectively. In front of the whole reflected mirror 4 is installed a Q switch operation unit 5 which comprises an acousto optical device and an optoelectric device or the like.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体レーザに関し、特に半導体レーサ乃起固
体し−サに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to solid-state lasers, and more particularly to solid-state lasers based on semiconductor lasers.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図および第4図に従来の半導体レーザ励起固体レー
ザの一例を示す。第3図はこの固体レーザの側面図、第
4図はA−A断面図である。1は半導体レーザて、固体
レーザを励起するための光源である。この半導体レーザ
]か発する半導体レーザ光は、円柱状の固体レーザ媒質
2の側面から内部に入り、媒質2を透過する過程で半導
体レーザ光は吸収され、固体レーザ媒質2を励起する。
FIGS. 3 and 4 show an example of a conventional semiconductor laser-excited solid-state laser. FIG. 3 is a side view of this solid-state laser, and FIG. 4 is a sectional view taken along line A-A. 1 is a semiconductor laser, which is a light source for exciting a solid-state laser. The semiconductor laser light emitted from this semiconductor laser enters the inside of the cylindrical solid-state laser medium 2 from the side surface, and in the process of passing through the medium 2, the semiconductor laser light is absorbed and excites the solid-state laser medium 2.

1回の透過て吸収されなかった半導体レーザ光は、リフ
レクタ3で反射され、再び媒質2の内部を透過し、吸収
される。そしてこの半導体レーザ光により光励起され、
固体レーザ光に対する利得媒質となった固体レーザ媒質
2と、出力鏡4および全反射鏡5により構成されるレー
ザ共振器とにより固体レーザ光が発生する。なお、第4
図のaは固体レーザ媒質2における固体レーザ光の光軸
を示す。
The semiconductor laser light that has passed through once and not been absorbed is reflected by the reflector 3, passes through the inside of the medium 2 again, and is absorbed. Then, it is optically excited by this semiconductor laser light,
A solid-state laser beam is generated by a solid-state laser medium 2 serving as a gain medium for the solid-state laser beam, and a laser resonator formed by an output mirror 4 and a total reflection mirror 5. In addition, the fourth
In the figure, a indicates the optical axis of the solid-state laser beam in the solid-state laser medium 2.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

このような従来の半導体レーザ励起固体レーザでは、第
5図に示すように、円柱状固体レーザ媒質2に入射した
半導体レーザ光は媒質2の側面で同し角度で何度も反射
される力釈この反射角は半導体レーザ光が媒質2に入射
するときの角度から全反射角になることはない。したが
って半導体レーザ光を反射させ、媒質2内での半導体レ
ーザ光の光路長(吸収長)を十分にとり、効率のよい光
励起を行うためには必ず、媒質2の表面に例えば金属蒸
着によるリフレクタ3を設けるか、あるいは誘電体多層
膜による全反射コーティングを施す必要がある。
In such a conventional semiconductor laser pumped solid-state laser, as shown in FIG. This angle of reflection does not change from the angle at which the semiconductor laser light enters the medium 2 to the angle of total reflection. Therefore, in order to reflect the semiconductor laser beam, to ensure a sufficient optical path length (absorption length) of the semiconductor laser beam within the medium 2, and to perform efficient optical excitation, it is necessary to install a reflector 3 made of, for example, metal vapor deposition on the surface of the medium 2. Alternatively, it is necessary to provide a total reflection coating using a dielectric multilayer film.

しかし、金属蒸着によるリフレクタの場合、その反射率
は90%程度であり、多数回の反射により半導体レーザ
光の強度は急速に低下し、固体ドーザ媒質による半導体
レーザ光の吸収効率が低下するという問題がある。また
、誘電体多層膜による全反射コーティングの場合にも、
曲面における膜厚の制御が技術的に難しく、コーテイン
グ面の反射率が部分的に低下し、金属蒸着によるリフレ
クタと同様の問題が生じる。
However, in the case of a reflector made of metal vapor deposition, its reflectance is about 90%, and the intensity of the semiconductor laser light rapidly decreases due to multiple reflections, which causes a problem in that the absorption efficiency of the semiconductor laser light by the solid dozer medium decreases. There is. Also, in the case of total reflection coating using dielectric multilayer film,
It is technically difficult to control the film thickness on a curved surface, and the reflectance of the coated surface partially decreases, causing the same problems as with reflectors made of metal vapor deposition.

本発明の目的は、二のような問題を解決し、固体レーザ
媒質における半導体レーザ光の吸収率を極めて高くした
半導体レーザ励起固体レーザを提供することにある。
An object of the present invention is to solve the second problem and provide a semiconductor laser-excited solid-state laser in which the absorption rate of semiconductor laser light in a solid-state laser medium is extremely high.

本発明の他の目的は、さらに固体レーザのQスイッチ動
作を可能とした半導体レーザ励起固体レーザを提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor laser-excited solid-state laser that further enables Q-switch operation of the solid-state laser.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

第1の発明は、円柱状固体レーザ媒質に半導体レーザ光
を入射し、前記固体レーザ媒質を光励起して固体レーザ
光を発生させる半導体レーザ励起固体レーザにおいて、 前記半導体レーザ光に対する無反射コート面を持ち、か
つレーザ活性イオンを含まない半導体レーザ光入射部を
前記円柱状固体レーザ媒質の側面に設けたことを特徴と
する。
A first aspect of the present invention is a semiconductor laser-excited solid-state laser in which a semiconductor laser beam is incident on a cylindrical solid-state laser medium, and the solid-state laser medium is optically excited to generate a solid-state laser beam. The present invention is characterized in that a semiconductor laser light incident portion that has a cylindrical shape and does not contain laser active ions is provided on a side surface of the cylindrical solid-state laser medium.

第2の発明は、円柱状固体レーザ媒質に半導体レーザ光
を入射し、前記固体レーザ媒質を光励起して固体レーザ
光を発生させる半導体レーザ励起固体レーザにおいて、 前記半導体レーザ光に対する無反射コート面を持ち、か
つレーザ活性イオンを含まない半導体レーザ光入射部を
前記円柱状固体レーザ媒質の側面に設け、 前記円柱状固体レーザ媒質で発生するレーザ光に対する
レーザ共振器を構成する全反射鏡と前記固体レーザ媒質
との間にQスイッチ動作ユニットを設けたことを特徴と
する。
A second invention is a semiconductor laser-excited solid-state laser in which a semiconductor laser beam is incident on a cylindrical solid-state laser medium, and the solid-state laser medium is optically excited to generate a solid-state laser beam. A semiconductor laser light incident part that has a semiconductor laser beam and does not contain laser active ions is provided on a side surface of the cylindrical solid-state laser medium, and a total reflection mirror that constitutes a laser resonator for laser light generated in the cylindrical solid-state laser medium and the solid state A feature is that a Q-switch operating unit is provided between the laser medium and the laser medium.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明の実施例について説明する。第1図および第
2図に第1および第2の発明による半導体し一ザ励起固
定し−サの一例を示す。第1図はこの固体レーザの断面
図、第2図は矢印Bの方向から見た側面図である。1は
半導体レーザて固体レーザを励起するための光源である
。6はこの半導体レーザ1からのレーザ光を入射する固
体レーザ媒質であり、その側面に半導体レーザ入射部2
0か設けられている。この入射部20は、半導体レーザ
1からのレーザ光の波長に対する無反射コート面を持ち
、かつレーザ活性イオンを含まない材料により形成され
ている。また入射部20の入射面20aの向きは、この
面に直角に入射したレーザ光が固体レーザ媒質6に入射
する際、媒質6の円周方向に対して斜めに入射するよう
に設定されている。
Next, examples of the present invention will be described. FIGS. 1 and 2 show an example of a semiconductor laser excitation fixing device according to the first and second inventions. FIG. 1 is a sectional view of this solid-state laser, and FIG. 2 is a side view as seen from the direction of arrow B. Reference numeral 1 denotes a light source for exciting a solid-state laser, which is a semiconductor laser. Reference numeral 6 denotes a solid laser medium into which the laser light from the semiconductor laser 1 is incident, and a semiconductor laser incidence section 2 is provided on the side surface of the solid laser medium.
It is set to 0. The entrance portion 20 has a non-reflection coated surface for the wavelength of the laser beam from the semiconductor laser 1 and is formed of a material that does not contain laser active ions. Further, the direction of the entrance surface 20a of the entrance section 20 is set so that when the laser light that is incident perpendicularly to this surface enters the solid-state laser medium 6, the incidence is oblique to the circumferential direction of the medium 6. .

第2図に示すように、円柱状の固体レーザ媒質6の軸上
、左手には出力鏡3が、一方、右手には全反射鏡4がそ
れぞれ設けられ、全反射鏡4の前方には音響光学素子、
電気光学素子などて構成したQスイッチ動作ユニット5
か設けられている。
As shown in FIG. 2, on the axis of the cylindrical solid-state laser medium 6, an output mirror 3 is provided on the left hand, and a total reflection mirror 4 is provided on the right hand. optical element,
Q switch operation unit 5 composed of electro-optical elements etc.
Or is provided.

このような半導体レーザ励起固体レーザて、半導体レー
ザ1がレーザ光を発すると、それは半導体レーザ光入射
部20の無反射コート面を通して固定レーザ媒質6の内
部に入射する。そしてこの半導体レーザ光10は円柱状
の媒質6の円周方向に対して斜めに入射するので、媒質
6の内部を透過して側面に到達すると、そこで全反射し
、以降、全反射を繰り返して媒質6の内部に閉じ込めら
れる。半導体レーザ光10はこのように媒質6の側面で
全反射するのでその反射率は100%であり、その結果
、吸収長は十分となって固体レーザ媒質6における半導
体レーザ光の吸収率は極めて高くなる。
In such a semiconductor laser pumped solid-state laser, when the semiconductor laser 1 emits laser light, it enters the fixed laser medium 6 through the non-reflection coated surface of the semiconductor laser light incidence section 20. Since this semiconductor laser light 10 is incident obliquely to the circumferential direction of the cylindrical medium 6, when it passes through the inside of the medium 6 and reaches the side surface, it is totally reflected there, and thereafter, the total reflection is repeated. It is confined inside the medium 6. Since the semiconductor laser beam 10 is thus totally reflected on the side surface of the medium 6, its reflectance is 100%, and as a result, the absorption length is sufficient and the absorption rate of the semiconductor laser beam in the solid-state laser medium 6 is extremely high. Become.

そして、この閉じ込められた半導体レーザ光により光励
起され、固体レーザ光に対する利得媒質となった固体レ
ーザ媒質6と、出力鏡3および全反射鏡4により構成さ
れるレーザ共振器とにより、固体レーザ光が発生する。
The solid-state laser beam is then optically excited by the confined semiconductor laser beam and is formed by the solid-state laser medium 6, which serves as a gain medium for the solid-state laser beam, and the laser resonator constituted by the output mirror 3 and the total reflection mirror 4. Occur.

さらにこの半導体レーザ励起固体レーザては、Qスイッ
チ動作ユニット5を動作させることにより、固体レーザ
のQスイッチ動作か可能である3〔発明の効果〕 以上説明したように第1の発明は、円柱状固体レーザ媒
質に半導体レーザ光を入射し、固体レーザ媒質を光励起
して固体レーザ光を発生させる半導体レーザ励起固体レ
ーザにおいて、半導体レーザ光に対する無反射コート面
を持ち、かつレーザ活性イオンを含まない半導体レーザ
光入射部を円柱状固体レーザ媒質の側面に設けている。
Furthermore, in this semiconductor laser pumped solid-state laser, Q-switch operation of the solid-state laser is possible by operating the Q-switch operation unit 5.3 [Effect of the Invention] As explained above, the first invention has a cylindrical In a semiconductor laser-excited solid-state laser in which a semiconductor laser beam is incident on a solid-state laser medium and the solid-state laser medium is optically excited to generate a solid-state laser beam, the semiconductor has a non-reflection coated surface for the semiconductor laser beam and does not contain laser-active ions. A laser beam incidence section is provided on the side surface of the cylindrical solid-state laser medium.

したがって半導体レーザ光を半導体レーザ光入射部から
入射させ、固体レーザ媒質の側面で100%の反射率て
全反射させて媒質内部に閉じ込めることか可能となり、
極めて高い半導体レーザ光の吸収率を実現できる。
Therefore, it is possible to enter the semiconductor laser light from the semiconductor laser light incidence part, cause it to be totally reflected on the side surface of the solid-state laser medium with a reflectance of 100%, and confine it inside the medium.
Extremely high absorption rate of semiconductor laser light can be achieved.

さらにその結果、半導体レーザ光の波長と固体レーザ媒
質による吸収の中心波長とのミスマツチか大きくても、
半導体レーザ光の吸収率が高いため、半導体レーザの温
度制御を緩和することができ、半導体レーザの冷却系の
負担を軽くすることか可能となる。
Furthermore, as a result, even if the mismatch between the wavelength of the semiconductor laser light and the center wavelength of absorption by the solid-state laser medium is large,
Since the absorption rate of semiconductor laser light is high, temperature control of the semiconductor laser can be relaxed, and the burden on the semiconductor laser cooling system can be reduced.

また、円柱状固体レーサ媒質内での半導体レーザ光の光
路か円柱状固体レーザ媒質の表面付近に集中するので、
固体レーザ媒質の主に表面付近で半導体レーザ光か吸収
され、固体レーザ媒質の発熱も表面付近で生じる。した
がって固体レーザ媒質の冷却も効率的に行え、固体レー
、ザ媒質のレンズ効果も低減てきるので、良質のレーザ
ビームを高い効率で発生でき、装置の小型化も可能とな
る。
In addition, since the optical path of the semiconductor laser light within the cylindrical solid-state laser medium is concentrated near the surface of the cylindrical solid-state laser medium,
Semiconductor laser light is absorbed mainly near the surface of the solid-state laser medium, and heat generation of the solid-state laser medium also occurs near the surface. Therefore, the solid-state laser medium can be efficiently cooled, and the lens effect of the solid-state laser and the laser medium can be reduced, so a high-quality laser beam can be generated with high efficiency, and the device can be made smaller.

そして第2の発明による半導体レーザ励起固体レーザは
さらに、Qスイッチ動作ユニットを備えているので、固
体レーザのQスイッチ動作も可能である。
The semiconductor laser-excited solid-state laser according to the second invention further includes a Q-switch operation unit, so that Q-switch operation of the solid-state laser is also possible.

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

第1図は発明による半導体レーザ励起固体レーザの一例
を示す断面図、 第2図は第1図の半導体レーザ励起固体レーザの側面図
、 第3図は従来の半導体レーザ励起固体レーザの一例を示
す側面図、 第4図は第3図の半導体レーザ励起固体レーザの断面図
、 第5図は第3図の半導体レーザ励起固体レーザの拡大断
面図である。 1・・・・・半導体レーザ 3・ ・・・出力鏡 4・・・・ 全反射鏡 5・・ ・・Qスイッチ動作ユニット 6・・・・・固体レーザ媒質 20・・・・半導体レーザ光入射部 代理人 弁理士  岩 佐 義 幸 第1図 第2図 轄3図 %4図
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor laser pumped solid-state laser according to the invention, FIG. 2 is a side view of the semiconductor laser pumped solid-state laser of FIG. 1, and FIG. 3 is an example of a conventional semiconductor laser pumped solid-state laser. 4 is a sectional view of the semiconductor laser pumped solid-state laser shown in FIG. 3; FIG. 5 is an enlarged sectional view of the semiconductor laser pumped solid-state laser shown in FIG. 3. 1... Semiconductor laser 3... Output mirror 4... Total reflection mirror 5... Q switch operation unit 6... Solid laser medium 20... Semiconductor laser light incidence Department Agent Patent Attorney Yoshiyuki Iwasa Figure 1 Figure 2 Division Figure 3 Figure 4

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)円柱状固体レーザ媒質に半導体レーザ光を入射し
、前記固体レーザ媒質を光励起して固体レーザ光を発生
させる半導体レーザ励起固体レーザにおいて、 前記半導体レーザ光に対する無反射コート面を持ち、か
つレーザ活性イオンを含まない半導体レーザ光入射部を
前記円柱状固体レーザ媒質の側面に設けたことを特徴と
する半導体レーザ励起固体レーザ。
(1) A semiconductor laser-excited solid-state laser in which a semiconductor laser beam is incident on a cylindrical solid-state laser medium to optically excite the solid-state laser medium to generate a solid-state laser beam, which has a non-reflection coated surface for the semiconductor laser beam, and 1. A semiconductor laser-excited solid-state laser, characterized in that a semiconductor laser light incidence section that does not contain laser active ions is provided on a side surface of the cylindrical solid-state laser medium.
(2)円柱状固体レーザ媒質に半導体レーザ光を入射し
、前記固体レーザ媒質を光励起して固体レーザ光を発生
させる半導体レーザ励起固体レーザにおいて、 前記半導体レーザ光に対する無反射コート面を持ち、か
つレーザ活性イオンを含まない半導体レーザ光入射部を
前記円柱状固体レーザ媒質の側面前記円柱状固体レーザ
媒質で発生するレーザ光に対するレーザ共振器を構成す
る全反射鏡と前記固体レーザ媒質との間にQスイッチ動
作ユニットを設けたことを特徴とする半導体レーザ励起
固体レーザ。
(2) A semiconductor laser-excited solid-state laser in which a semiconductor laser beam is incident on a cylindrical solid-state laser medium to optically excite the solid-state laser medium to generate a solid-state laser beam, which has a non-reflection coated surface for the semiconductor laser beam, and A semiconductor laser light incident part that does not contain laser active ions is provided on a side surface of the cylindrical solid-state laser medium between a total reflection mirror that constitutes a laser resonator for laser light generated in the cylindrical solid-state laser medium and the solid-state laser medium. A semiconductor laser-excited solid-state laser characterized by being provided with a Q-switch operation unit.
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Citations (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6288386A (en) * 1985-10-15 1987-04-22 Nec Corp Semiconductor-laser exciting solid-state laser
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