JPH04236473A - 半導体レーザ励起固体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ励起固体レーザ装置Info
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- JPH04236473A JPH04236473A JP1684391A JP1684391A JPH04236473A JP H04236473 A JPH04236473 A JP H04236473A JP 1684391 A JP1684391 A JP 1684391A JP 1684391 A JP1684391 A JP 1684391A JP H04236473 A JPH04236473 A JP H04236473A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 239000007787 solid Substances 0.000 title abstract 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 36
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 15
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
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- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—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
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
Landscapes
- Lasers (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、励起光源としての半導
体レーザ出力を高効率で光結合し固体レーザ素子を光励
起する半導体レーザ励起固体レーザ装置に関するもので
ある。
体レーザ出力を高効率で光結合し固体レーザ素子を光励
起する半導体レーザ励起固体レーザ装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザを励起光源として用いた固
体レーザが、高効率、長寿命、小型化が図れることから
、注目を集めている。半導体レーザ励起固体レーザにお
ける固体レーザの光軸方向から光励起する端面励起方式
（たとえば特開昭５８−５２８８９号参照）では、固体
レーザの発振の空間モードに半導体レーザ出力光による
励起空間をうまくマッチングさせることにより、高効率
で単一基本横モード発振を実現できる。高出力化のため
、複数の半導体レーザを励起光源として、中でも効率の
良い端面励起方式の励起光源として用いるには、励起す
る箇所を複数にして多端面励起とするか、半導体レーザ
光を別々のファイバに導光して束ね、束ねたファイバか
らの出射光を集光して、固体レーザ素子を端面励起する
方式がある。
体レーザが、高効率、長寿命、小型化が図れることから
、注目を集めている。半導体レーザ励起固体レーザにお
ける固体レーザの光軸方向から光励起する端面励起方式
（たとえば特開昭５８−５２８８９号参照）では、固体
レーザの発振の空間モードに半導体レーザ出力光による
励起空間をうまくマッチングさせることにより、高効率
で単一基本横モード発振を実現できる。高出力化のため
、複数の半導体レーザを励起光源として、中でも効率の
良い端面励起方式の励起光源として用いるには、励起す
る箇所を複数にして多端面励起とするか、半導体レーザ
光を別々のファイバに導光して束ね、束ねたファイバか
らの出射光を集光して、固体レーザ素子を端面励起する
方式がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】半導体レーザ励起固体
レーザの高出力化のためには、励起用の半導体レーザを
高出力化する必要がある。単一の半導体レーザでは出力
に限界があり、これ以上の出力を得るには、複数の半導
体レーザを使う必要がある。束ねたファイバに半導体レ
ーザ光を導光するファイババンドル方式は、細いファイ
バを使用してバンドル径をを小さくしなければ、レンズ
で集光し細く絞って効果的に固体レーザ素子を端面励起
することができない。
レーザの高出力化のためには、励起用の半導体レーザを
高出力化する必要がある。単一の半導体レーザでは出力
に限界があり、これ以上の出力を得るには、複数の半導
体レーザを使う必要がある。束ねたファイバに半導体レ
ーザ光を導光するファイババンドル方式は、細いファイ
バを使用してバンドル径をを小さくしなければ、レンズ
で集光し細く絞って効果的に固体レーザ素子を端面励起
することができない。
【０００４】本発明は、かかる状況に鑑みてなされたも
ので、複数の半導体レーザ光をファイババンドルに導光
し、ファイババンドル端面から出射する複数のビームを
集光し、固体レーザの発振の空間モードに半導体レーザ
光による励起空間をマッチングするように、効率よく固
体レーザ出力光を生起せしめる半導体レーザ励起固体レ
ーザを提供することを目的とする。
ので、複数の半導体レーザ光をファイババンドルに導光
し、ファイババンドル端面から出射する複数のビームを
集光し、固体レーザの発振の空間モードに半導体レーザ
光による励起空間をマッチングするように、効率よく固
体レーザ出力光を生起せしめる半導体レーザ励起固体レ
ーザを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の手段として、半導体レーザ出力を集光
し固体レーザ素子を光励起する半導体レーザ励起固体レ
ーザにおいて、複数個の半導体レーザ光を各々別々のフ
ァイバに導光して束ね、この束ねたファイバの出射端側
に各ファイバに対応して配置しファイバ出射光を各々集
光してコリメートする分布屈折率レンズ束と、コリメー
トされた各ファイバ出射光を一括して集光して一箇所に
重ね合わせ、、固体レーザ素子を端面励起するためのフ
ォーカシングレンズとして用いる第２のレンズとからな
る光結合器を備えるものである。
めに、この発明の手段として、半導体レーザ出力を集光
し固体レーザ素子を光励起する半導体レーザ励起固体レ
ーザにおいて、複数個の半導体レーザ光を各々別々のフ
ァイバに導光して束ね、この束ねたファイバの出射端側
に各ファイバに対応して配置しファイバ出射光を各々集
光してコリメートする分布屈折率レンズ束と、コリメー
トされた各ファイバ出射光を一括して集光して一箇所に
重ね合わせ、、固体レーザ素子を端面励起するためのフ
ォーカシングレンズとして用いる第２のレンズとからな
る光結合器を備えるものである。
【０００６】さらに、励起光強度を倍増するために、各
ファイバに各々２個ずつの半導体レーザ光を導光するた
めの偏光ビームスプリッタを備えるものである。
ファイバに各々２個ずつの半導体レーザ光を導光するた
めの偏光ビームスプリッタを備えるものである。
【０００７】
【作用】半導体レーザ励起固体レーザの横モードの特性
は、端面励起方式の場合、固体レーザ素子内の光励起空
間の形状で決まる。このため、単一基本横モードを得る
ためには、絞った励起光の強度分布をなるべくガウス分
布に近づけ、固体レーザ素子内に一定の大きさのビーム
スポットを安定的に作ってやることが好ましい。
は、端面励起方式の場合、固体レーザ素子内の光励起空
間の形状で決まる。このため、単一基本横モードを得る
ためには、絞った励起光の強度分布をなるべくガウス分
布に近づけ、固体レーザ素子内に一定の大きさのビーム
スポットを安定的に作ってやることが好ましい。
【０００８】半導体レーザ励起固体レーザの光結合器と
して屈折率が中心軸から外周面に向かって放射線状に分
布して異なっている円柱状の光学ガラス体である分布屈
折率レンズを用いると微小な光学系で集光することがで
きる。このような特性を持つ分布屈折率レンズを用いて
各ファイバからの出射光を、分布屈折率レンズ束で集光
してコリメートし、コリメートされた各ファイバ出射光
を第２のレンズで一つのビームスポットに絞ってやり固
体レーザ素子を励起すれば、高品質の横モード光が得ら
れる。
して屈折率が中心軸から外周面に向かって放射線状に分
布して異なっている円柱状の光学ガラス体である分布屈
折率レンズを用いると微小な光学系で集光することがで
きる。このような特性を持つ分布屈折率レンズを用いて
各ファイバからの出射光を、分布屈折率レンズ束で集光
してコリメートし、コリメートされた各ファイバ出射光
を第２のレンズで一つのビームスポットに絞ってやり固
体レーザ素子を励起すれば、高品質の横モード光が得ら
れる。
【０００９】また、界面での光の斜め入射における反射
および透過能が偏光に依存することを利用すれば、互い
に直角に直線偏光した２個の半導体レーザ光を、偏向ビ
ームスプリッタを用いて、ビーム合成し、ファイバに導
光すれば容易に励起光強度を倍増せしめることが出来る
。
および透過能が偏光に依存することを利用すれば、互い
に直角に直線偏光した２個の半導体レーザ光を、偏向ビ
ームスプリッタを用いて、ビーム合成し、ファイバに導
光すれば容易に励起光強度を倍増せしめることが出来る
。
【００１０】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
図１は７個の半導体レーザ１の光をファイババンドルの
各々のファイバ３に導光しファイバ３の出射端側に光軸
を一致して各々１対１で対応させて配置した７個の分布
屈折率レンズからなる分布屈折率レンズ束４でファイバ
３の出射光を各々コリメートし光線束を単一のレンズ５
で一括して集光し各々の光線束を一箇所に重ね合わせて
固体レーザ素子６を端面励起する固体レーザの模式図で
ある。図１に示すごとく、固体レーザ素子６としてＮｄ
：ＹＡＧを用い、一方の端面をダイクロイックコーティ
ング（Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振波長１０６４ｎｍで高反
射（ＨＲ）、半導体レーザ光波長８０８ｎｍで高透過（
ＡＲ））し、その面を励起面とし、アウトプットミラー
７とで共振器を構成する。用いた半導体レーザ１は、１
Ｗタイプの半導体レーザである。
各々のファイバ３に導光しファイバ３の出射端側に光軸
を一致して各々１対１で対応させて配置した７個の分布
屈折率レンズからなる分布屈折率レンズ束４でファイバ
３の出射光を各々コリメートし光線束を単一のレンズ５
で一括して集光し各々の光線束を一箇所に重ね合わせて
固体レーザ素子６を端面励起する固体レーザの模式図で
ある。図１に示すごとく、固体レーザ素子６としてＮｄ
：ＹＡＧを用い、一方の端面をダイクロイックコーティ
ング（Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振波長１０６４ｎｍで高反
射（ＨＲ）、半導体レーザ光波長８０８ｎｍで高透過（
ＡＲ））し、その面を励起面とし、アウトプットミラー
７とで共振器を構成する。用いた半導体レーザ１は、１
Ｗタイプの半導体レーザである。
【００１１】このようにして端面励起した半導体レーザ
励起固体レーザにおいて、１Ｗタイプの半導体レーザ（
波長８０８ｎｍ）を７個使用し、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ基
本波（波長１０６４ｎｍ）出力１．５Ｗの高出力発振が
得られている。
励起固体レーザにおいて、１Ｗタイプの半導体レーザ（
波長８０８ｎｍ）を７個使用し、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ基
本波（波長１０６４ｎｍ）出力１．５Ｗの高出力発振が
得られている。
【００１２】また、励起用の半導体レーザの個数を２倍
に増やした場合には、図２に示すように、半導体レーザ
光が偏光していることを利用して、偏光ビームスプリッ
タ９をビーム合成器として用い、第１の半導体レーザ（
１ａ）からの発振光は紙面に平行に偏光させ、第２の半
導体レーザ（１ｂ）からの発振光は紙面に垂直に偏光さ
せて、各々第１のレンズ（２ａ）と第２のレンズ（２ｂ
）により集光してビーム合成し、第３のレンズ（２ｃ）
によりファイバ３に導光し、上記と同様に固体レーザを
励起するものである。
に増やした場合には、図２に示すように、半導体レーザ
光が偏光していることを利用して、偏光ビームスプリッ
タ９をビーム合成器として用い、第１の半導体レーザ（
１ａ）からの発振光は紙面に平行に偏光させ、第２の半
導体レーザ（１ｂ）からの発振光は紙面に垂直に偏光さ
せて、各々第１のレンズ（２ａ）と第２のレンズ（２ｂ
）により集光してビーム合成し、第３のレンズ（２ｃ）
によりファイバ３に導光し、上記と同様に固体レーザを
励起するものである。
【００１３】
【発明の効果】光結合器としてかかる構成を持つ半導体
レーザ励起固体レーザは複数の半導体レーザを用いた効
率的な固体レーザ素子の端面励起を可能にし、効率が高
くビーム質の良い高出力の固体レーザを実現できる。
レーザ励起固体レーザは複数の半導体レーザを用いた効
率的な固体レーザ素子の端面励起を可能にし、効率が高
くビーム質の良い高出力の固体レーザを実現できる。
【図１】７個の半導体レーザ光をファイババンドルに導
光し分布屈折率レンズでコリメートし単レンズでフォー
カシングして一箇所に重ね合わせて光励起する半導体レ
ーザ励起固体レーザの模式図である。
光し分布屈折率レンズでコリメートし単レンズでフォー
カシングして一箇所に重ね合わせて光励起する半導体レ
ーザ励起固体レーザの模式図である。
【図２】偏光ビームスプリッタを用い、２個の半導体レ
ーザ光源を集光し、同一のファイバに導光し、以後図１
と同様に光励起する半導体レーザ励起固体レーザの模式
図である。
ーザ光源を集光し、同一のファイバに導光し、以後図１
と同様に光励起する半導体レーザ励起固体レーザの模式
図である。
１ 半導体レーザ
２ レンズ
３ ファイバ
４ 分布屈折率レンズ束
５ レンズ
６ 固体レーザ素子
７ アウトプットミラー
８ 出力光
９ 偏光ビームスプリッタ
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体レーザ出力を集光し固体レーザ
素子を光励起する半導体レーザ励起固体レーザにおいて
、複数個の半導体レーザ光を各々別々のファイバに導光
して束ね、この束ねたファイバの出射端側に各ファイバ
に対応して配置しファイバ出射光を各々集光してコリメ
ートする分布屈折率レンズ束と、コリメートされた各フ
ァイバ出射光を一括して集光して一箇所に重ね合わせ、
、固体レーザ素子を端面励起するためのフォーカシング
レンズとして用いる第２のレンズとからなる光結合器を
備えたことを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体レーザ励起固体
レーザ装置において、各ファイバに各々２個ずつの半導
体レーザ光を偏光ビームスプリッタを用いて導光するこ
とを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1684391A JPH04236473A (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1684391A JPH04236473A (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04236473A true JPH04236473A (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=11927492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1684391A Withdrawn JPH04236473A (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04236473A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100989124B1 (ko) * | 2008-07-17 | 2010-10-20 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 레이저 빔 믹싱 장치 및 이를 이용한 유기발광 표시장치의실링 방법 |
-
1991
- 1991-01-18 JP JP1684391A patent/JPH04236473A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100989124B1 (ko) * | 2008-07-17 | 2010-10-20 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 레이저 빔 믹싱 장치 및 이를 이용한 유기발광 표시장치의실링 방법 |
| US9563019B2 (en) | 2008-07-17 | 2017-02-07 | Samsung Display Co., Ltd. | Laser beam mixing apparatus and method of sealing organic light emitting diode display using the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |