JPH04245687A - レーザ・システム,レーザ光発生方法及びレーザ・データ記憶システム - Google Patents
レーザ・システム,レーザ光発生方法及びレーザ・データ記憶システムInfo
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- JPH04245687A JPH04245687A JP3248492A JP24849291A JPH04245687A JP H04245687 A JPH04245687 A JP H04245687A JP 3248492 A JP3248492 A JP 3248492A JP 24849291 A JP24849291 A JP 24849291A JP H04245687 A JPH04245687 A JP H04245687A
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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
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- 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、レーザ・システムに関
し、特にポンプ・レーザ共振器を備えたレーザ・システ
ムに関するものである。
し、特にポンプ・レーザ共振器を備えたレーザ・システ
ムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ダイオード・ポンプ式固体レーザは、サ
イズがコンパクトで、寿命が長く、動作効率がよいので
、関心の的になっている。このタイプのシステムの場合
、ポンプ・レーザからの光を利用して、固体レーザ材料
(結晶)を励起し、レーザ光を発生する。固体レーザ材
料は、一般に、ポンプ・レーザ波長における吸収性が強
いので、長さが数ミリメートルの結晶が、ポンプ・レー
ザ出力のほとんどを効率よく吸収する。
イズがコンパクトで、寿命が長く、動作効率がよいので
、関心の的になっている。このタイプのシステムの場合
、ポンプ・レーザからの光を利用して、固体レーザ材料
(結晶)を励起し、レーザ光を発生する。固体レーザ材
料は、一般に、ポンプ・レーザ波長における吸収性が強
いので、長さが数ミリメートルの結晶が、ポンプ・レー
ザ出力のほとんどを効率よく吸収する。
【0003】固体材料における、ポンプ・レーザ出力の
吸収性が弱い場合、レーザの総合効率が低くなる。この
吸収性の弱さは、いくつかの要素によって生じる可能性
がある。レーザ材料のドーピング・レベルが低い場合、
活性レーザ・イオンの濃度が低いので、吸収性が弱くな
る。さらに、ポンプ・レーザは、レーザ材料の吸収のピ
ークに同調させることができない。最後に、固体レーザ
結晶は、長さが短いので、効率のよいポンプ光の吸収は
不可能である。
吸収性が弱い場合、レーザの総合効率が低くなる。この
吸収性の弱さは、いくつかの要素によって生じる可能性
がある。レーザ材料のドーピング・レベルが低い場合、
活性レーザ・イオンの濃度が低いので、吸収性が弱くな
る。さらに、ポンプ・レーザは、レーザ材料の吸収のピ
ークに同調させることができない。最後に、固体レーザ
結晶は、長さが短いので、効率のよいポンプ光の吸収は
不可能である。
【0004】ただし、いくつかの理由から、長さの短い
レーザ結晶が望ましい。光学記憶システムは、レーザ・
サイズを最小限に保つ必要がある。結晶が短くなると、
レーザ光を発する波長において出力損失が少なくなり、
結晶が長い場合に生じる散乱及び再吸収問題が回避され
る。結晶が短くなると、単一周波数のレーザ光を得るこ
ともできるが、結晶が長くなると、複数の、間隔の密な
周波数のレーザ光を生じることになりがちである。
レーザ結晶が望ましい。光学記憶システムは、レーザ・
サイズを最小限に保つ必要がある。結晶が短くなると、
レーザ光を発する波長において出力損失が少なくなり、
結晶が長い場合に生じる散乱及び再吸収問題が回避され
る。結晶が短くなると、単一周波数のレーザ光を得るこ
ともできるが、結晶が長くなると、複数の、間隔の密な
周波数のレーザ光を生じることになりがちである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、レー
ザ・システムにおけるポンプ放射線の吸収を増し、より
小形の結晶を利用できるようにすることにある。
ザ・システムにおけるポンプ放射線の吸収を増し、より
小形の結晶を利用できるようにすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
・システムは、ポンプ光を発生するポンプ・レーザから
構成される。レンズによって、固体レーザ材料に対する
ポンプ光の焦点合せが行われる。共振器は、レーザ材料
のまわりに配置される。共振器は、ポンプ光周波数及び
レーザ光周波数において反射率が高いミラーで構成され
、ポンプ光周波数とレーザ光周波数の両方で共振する。 この結果、ポンプ光のほぼ全てが、吸収されるまで、ポ
ンプ光は、固体レーザ材料内で共振することになる。
・システムは、ポンプ光を発生するポンプ・レーザから
構成される。レンズによって、固体レーザ材料に対する
ポンプ光の焦点合せが行われる。共振器は、レーザ材料
のまわりに配置される。共振器は、ポンプ光周波数及び
レーザ光周波数において反射率が高いミラーで構成され
、ポンプ光周波数とレーザ光周波数の両方で共振する。 この結果、ポンプ光のほぼ全てが、吸収されるまで、ポ
ンプ光は、固体レーザ材料内で共振することになる。
【0007】
【実施例】図1には、全体を参照番号10で示す本発明
のレーザ・システムに関する概略図が示されている。レ
ーザ・システム10は、一般に、ポンプ・レーザ12、
レンズ14、及び、固体レーザ材料16から構成される
。ポンプ・レーザ12は780〜860nmの範囲の光
を出力するGaAlAs(ガリウム・アルミニウム・砒
素)のようなダイオード・レーザとすることができる。 レンズ14によってポンプ・レーザからの光の焦点が固
体レーザ材料16に合わせられる。
のレーザ・システムに関する概略図が示されている。レ
ーザ・システム10は、一般に、ポンプ・レーザ12、
レンズ14、及び、固体レーザ材料16から構成される
。ポンプ・レーザ12は780〜860nmの範囲の光
を出力するGaAlAs(ガリウム・アルミニウム・砒
素)のようなダイオード・レーザとすることができる。 レンズ14によってポンプ・レーザからの光の焦点が固
体レーザ材料16に合わせられる。
【0008】レーザ材料16には、Nd:YAG結晶(
ネオジムをドープした、イットリウム・アルミニウム・
ガーネット)が考えられるが、他のレーザ材料を用いる
こともできる。Nd:YAG結晶の場合、固体レーザ光
は、波長が約946nmである。レーザ材料16は、ミ
ラー・コーティング22及び24から成る共振器20に
よって包囲される。ミラー22及び24は、ポンプ・レ
ーザ光周波数及び固体レーザ光周波数の両方で反射性を
呈し、他の周波数については透過性を呈する。これは、
固体レーザ光周波数についてのみ反射性を呈し、ポンプ
・レーザ光周波数については高度の透過性を呈するミラ
ー・コーティングを施された先行技術とは対照的である
。ミラー24は、ポンプ・レーザ光周波数について反射
率が高く(80〜100%、できれば、100%)、固
体レーザ光周波数に関する反射率が、固体レーザ出力が
最大になるように(一般に95%を越える)選択されて
いる。ミラー22は、固体レーザ光周波数については反
射率が高く(80〜100%、できれば100%)、ポ
ンプ・レーザ光周波数の反射率がR1となるように選択
されている。反射率R1は、共振器20がポンプ・レー
ザ12とインピーダンス整合がとれるように選択されて
いるので、ポンプ・レーザ12に向かって逆方向に反射
されるポンプ・レーザ光は最小になり、統合される光(
共振器20に捕獲されるポンプ光)は最大になる。反射
率R1は、R1={1−exp(−2αL)}*(R2
)となるように選択するのが望ましい。ここで、αは、
固体レーザ材料16の吸収係数であり、Lは、ミラー2
2と24の間におけるビーム経路の長さであり、R2は
、ポンプ・レーザ光周波数におけるミラー24の反射率
である。インピーダンス整合に関するさらに詳細な説明
については、IEEE J. Quantum Ele
ctronics 第QE−24巻第6号913頁(1
988年)における W.J. Kozlovsky他
による論文 “Efficient Second H
armonic Generation of a D
iode−Laser−Pumped Cd Nd:Y
AG Laser”に示されている。
ネオジムをドープした、イットリウム・アルミニウム・
ガーネット)が考えられるが、他のレーザ材料を用いる
こともできる。Nd:YAG結晶の場合、固体レーザ光
は、波長が約946nmである。レーザ材料16は、ミ
ラー・コーティング22及び24から成る共振器20に
よって包囲される。ミラー22及び24は、ポンプ・レ
ーザ光周波数及び固体レーザ光周波数の両方で反射性を
呈し、他の周波数については透過性を呈する。これは、
固体レーザ光周波数についてのみ反射性を呈し、ポンプ
・レーザ光周波数については高度の透過性を呈するミラ
ー・コーティングを施された先行技術とは対照的である
。ミラー24は、ポンプ・レーザ光周波数について反射
率が高く(80〜100%、できれば、100%)、固
体レーザ光周波数に関する反射率が、固体レーザ出力が
最大になるように(一般に95%を越える)選択されて
いる。ミラー22は、固体レーザ光周波数については反
射率が高く(80〜100%、できれば100%)、ポ
ンプ・レーザ光周波数の反射率がR1となるように選択
されている。反射率R1は、共振器20がポンプ・レー
ザ12とインピーダンス整合がとれるように選択されて
いるので、ポンプ・レーザ12に向かって逆方向に反射
されるポンプ・レーザ光は最小になり、統合される光(
共振器20に捕獲されるポンプ光)は最大になる。反射
率R1は、R1={1−exp(−2αL)}*(R2
)となるように選択するのが望ましい。ここで、αは、
固体レーザ材料16の吸収係数であり、Lは、ミラー2
2と24の間におけるビーム経路の長さであり、R2は
、ポンプ・レーザ光周波数におけるミラー24の反射率
である。インピーダンス整合に関するさらに詳細な説明
については、IEEE J. Quantum Ele
ctronics 第QE−24巻第6号913頁(1
988年)における W.J. Kozlovsky他
による論文 “Efficient Second H
armonic Generation of a D
iode−Laser−Pumped Cd Nd:Y
AG Laser”に示されている。
【0009】ミラー・コーティング22及び24は、当
該技術において既知の多層誘電層から形成されている。 これらの層は、SiO2とTiO2を交互に積層して形
成することができる。これらのコーティングは、レーザ
材料16の上に直接施される。ただし、レーザ材料16
の両側に独立したミラーを利用することも可能である。
該技術において既知の多層誘電層から形成されている。 これらの層は、SiO2とTiO2を交互に積層して形
成することができる。これらのコーティングは、レーザ
材料16の上に直接施される。ただし、レーザ材料16
の両側に独立したミラーを利用することも可能である。
【0010】被着物による反射率R1が、ピーク吸収波
長におけるインピーダンス整合にとって最適の値よりも
少し高い場合、インピーダンス整合が保持されるように
、ポンプ波長にわずかな調整を施すことが可能である。 ポンプ・レーザ電流または温度に調整を加えて、ポンプ
・レーザ周波数が、固体キャビティ共振器20と正確に
共振を生じるようにすることが可能である。このように
すれば、ポンプ・レーザ出力のほとんど全てが固体レー
ザ材料16に結合され、動作効率がよくなる。レーザ材
料におけるポンプ・レーザ光の吸収は、ポンプ・レーザ
光の波長における固体共振器20のフィネス(fine
sse)がかなり低く(5%の単一パス・ポンプ吸収で
、64のフィネスになる)、ポンプ・レーザを簡単にロ
ックさせることが可能な広い共振ピークを生じることを
表わしている。フィネスは、共振ピークの周波数範囲の
測度である。
長におけるインピーダンス整合にとって最適の値よりも
少し高い場合、インピーダンス整合が保持されるように
、ポンプ波長にわずかな調整を施すことが可能である。 ポンプ・レーザ電流または温度に調整を加えて、ポンプ
・レーザ周波数が、固体キャビティ共振器20と正確に
共振を生じるようにすることが可能である。このように
すれば、ポンプ・レーザ出力のほとんど全てが固体レー
ザ材料16に結合され、動作効率がよくなる。レーザ材
料におけるポンプ・レーザ光の吸収は、ポンプ・レーザ
光の波長における固体共振器20のフィネス(fine
sse)がかなり低く(5%の単一パス・ポンプ吸収で
、64のフィネスになる)、ポンプ・レーザを簡単にロ
ックさせることが可能な広い共振ピークを生じることを
表わしている。フィネスは、共振ピークの周波数範囲の
測度である。
【0011】動作時、ポンプ・レーザ12からの光は、
レンズ14によって共振器20に対し焦点合せが施され
る。ポンプ・レーザ光は、固体材料16によって吸収さ
れるまで、ミラー22と24の間で反射を繰り返す。レ
ンズ14は、ポンプ・レーザ光の焦点合せを行ない、共
振器20に入るポンプ光が、既に共振器20の内部で反
射を操り返しているポンプ・レーザ光と空間モードの整
合がとれるようにする。空間モードの整合については、
1966年10月発行の Applied Optic
s 第5巻1550〜1567頁における論文“Las
er Beams and Resonators”に
詳述されている。共振器20は、ポンプ・レーザ12と
インピーダンス整合がとれるので、最大量のポンプ・レ
ーザ光が、共振器20に結合され、ミラー22で反射さ
れるのは、ほんのわずかな部分にすぎない。
レンズ14によって共振器20に対し焦点合せが施され
る。ポンプ・レーザ光は、固体材料16によって吸収さ
れるまで、ミラー22と24の間で反射を繰り返す。レ
ンズ14は、ポンプ・レーザ光の焦点合せを行ない、共
振器20に入るポンプ光が、既に共振器20の内部で反
射を操り返しているポンプ・レーザ光と空間モードの整
合がとれるようにする。空間モードの整合については、
1966年10月発行の Applied Optic
s 第5巻1550〜1567頁における論文“Las
er Beams and Resonators”に
詳述されている。共振器20は、ポンプ・レーザ12と
インピーダンス整合がとれるので、最大量のポンプ・レ
ーザ光が、共振器20に結合され、ミラー22で反射さ
れるのは、ほんのわずかな部分にすぎない。
【0012】ポンプ・レーザ光が材料16に吸収される
と、材料16がレーザ光を発し、固体レーザ光が得られ
ることになる。固体レーザ光は、固体レーザ光ビーム3
0が生じるまで、共振器20内で繰り返し反射する。
と、材料16がレーザ光を発し、固体レーザ光が得られ
ることになる。固体レーザ光は、固体レーザ光ビーム3
0が生じるまで、共振器20内で繰り返し反射する。
【0013】図2には、本発明のレーザ・システムの第
2の実施例が示されており、全体が参照番号100で表
示されている。レーザ・システム100は、ダイオード
・レーザが望ましいポンプ・レーザ112から構成され
ている。レーザ112は、GaAlAsダイオード・レ
ーザとすることもできるが、他のタイプのレーザを利用
することも可能である。レンズ114によって、ポンプ
・レーザ光の焦点が固体レーザ材料116に合わせられ
る。レーザ材料116は、Nd:YAG結晶とすること
もできるが、他のレーザ材料を利用してもかまわない。 Nd:YAG結晶の場合、固体レーザ光の波長は、例え
ば、約946nmになる。材料116は、リング共振器
120によって包囲されている。リング共振器120は
、3つのミラー122、124、及び126から構成さ
れる。ミラー124は、代替案として、全内反射を生じ
る研磨表面とすることもできる。ミラー122、124
、及び126は、レーザ材料116の上に直接誘電ミラ
ー・コーティングを施したものである。ただし、独立し
たミラーを用いることも可能である。
2の実施例が示されており、全体が参照番号100で表
示されている。レーザ・システム100は、ダイオード
・レーザが望ましいポンプ・レーザ112から構成され
ている。レーザ112は、GaAlAsダイオード・レ
ーザとすることもできるが、他のタイプのレーザを利用
することも可能である。レンズ114によって、ポンプ
・レーザ光の焦点が固体レーザ材料116に合わせられ
る。レーザ材料116は、Nd:YAG結晶とすること
もできるが、他のレーザ材料を利用してもかまわない。 Nd:YAG結晶の場合、固体レーザ光の波長は、例え
ば、約946nmになる。材料116は、リング共振器
120によって包囲されている。リング共振器120は
、3つのミラー122、124、及び126から構成さ
れる。ミラー124は、代替案として、全内反射を生じ
る研磨表面とすることもできる。ミラー122、124
、及び126は、レーザ材料116の上に直接誘電ミラ
ー・コーティングを施したものである。ただし、独立し
たミラーを用いることも可能である。
【0014】ミラー124は、ポンプ・レーザ光周波数
と固体レーザ光周波数の両方について、反射率が高い(
80〜100%、できれば100%)。ミラー126は
、ポンプ・レーザ光周波数については反射率が高く、固
体レーザ光周波数に関する反射率は、固体レーザ光の出
力が最大になるように(一般に95%を越える)選択さ
れる。
と固体レーザ光周波数の両方について、反射率が高い(
80〜100%、できれば100%)。ミラー126は
、ポンプ・レーザ光周波数については反射率が高く、固
体レーザ光周波数に関する反射率は、固体レーザ光の出
力が最大になるように(一般に95%を越える)選択さ
れる。
【0015】ミラー122は、固体レーザ光周波数につ
いて反射率が高くなるように選択され(80〜100%
、できれば100%)、ポンプ・レーザ光周波数につい
ての反射率はR1になる。反射率R1は、共振器120
とポンプ・レーザ112とのインピーダンス整合がとれ
るように選択される。反射率R1は、R1={1−ex
p(−2αL)}*(R2)*(R3)となるように選
択するのが望ましい。ここで、αは、レーザ材料116
の吸収係数、Lは、共振器120内の1つの回路におけ
るビーム経路の平均長、R2は、ポンプ・レーザ光周波
数におけるミラー124の反射率、及び、R3は、ポン
プ・レーザ光周波数におけるミラー126の反射率であ
る。
いて反射率が高くなるように選択され(80〜100%
、できれば100%)、ポンプ・レーザ光周波数につい
ての反射率はR1になる。反射率R1は、共振器120
とポンプ・レーザ112とのインピーダンス整合がとれ
るように選択される。反射率R1は、R1={1−ex
p(−2αL)}*(R2)*(R3)となるように選
択するのが望ましい。ここで、αは、レーザ材料116
の吸収係数、Lは、共振器120内の1つの回路におけ
るビーム経路の平均長、R2は、ポンプ・レーザ光周波
数におけるミラー124の反射率、及び、R3は、ポン
プ・レーザ光周波数におけるミラー126の反射率であ
る。
【0016】動作時、ポンプ・レーザ112からのレー
ザ光が、レンズ114によって共振器120に結合され
る。ポンプ・レーザ光は、共振器120内のミラー12
2,124及び126を閉三角形経路に沿って反時計廻
り方向に反射する。入力ポンプ・レーザ光のビーム・パ
ターンは、共振器120内で既に反射しているポンプ・
レーザ光のビーム・パターンとの空間モード整合がとれ
る。ポンプ・レーザ光は、レーザ材料116によって吸
収され、やはり、共振器120において反時計廻り方向
に反射される固体レーザ光が、発生する。固体レーザ光
は、さらに、ミラー126において、レーザ・ビーム1
30を生じることになる。
ザ光が、レンズ114によって共振器120に結合され
る。ポンプ・レーザ光は、共振器120内のミラー12
2,124及び126を閉三角形経路に沿って反時計廻
り方向に反射する。入力ポンプ・レーザ光のビーム・パ
ターンは、共振器120内で既に反射しているポンプ・
レーザ光のビーム・パターンとの空間モード整合がとれ
る。ポンプ・レーザ光は、レーザ材料116によって吸
収され、やはり、共振器120において反時計廻り方向
に反射される固体レーザ光が、発生する。固体レーザ光
は、さらに、ミラー126において、レーザ・ビーム1
30を生じることになる。
【0017】共振器とポンプ・レーザ112とのインピ
ーダンス整合がとれたとしても、ポンプ・レーザ光のわ
ずかな部分は、ビーム140としてミラー122から反
射されることに注意すべきである。この場合、ビーム1
40は、反射によって直接ポンプ・レーザ112に戻る
ことにならないので、ポンプ・レーザ112との潜在的
な干渉の問題が、回避される。
ーダンス整合がとれたとしても、ポンプ・レーザ光のわ
ずかな部分は、ビーム140としてミラー122から反
射されることに注意すべきである。この場合、ビーム1
40は、反射によって直接ポンプ・レーザ112に戻る
ことにならないので、ポンプ・レーザ112との潜在的
な干渉の問題が、回避される。
【0018】従って、本発明によって、レーザ材料内に
おいてポンプ・レーザ光を共振させるレーザ・システム
が得られる。これによって、ポンプ・レーザ光の吸収が
増し、レーザ・システムの総合効率が高まる。2つの実
施例を示したが、ポンプ式の固体レーザまたはダイオー
ド・レーザではないレーザ・システムを用いた、他の共
振器設計も可能である。
おいてポンプ・レーザ光を共振させるレーザ・システム
が得られる。これによって、ポンプ・レーザ光の吸収が
増し、レーザ・システムの総合効率が高まる。2つの実
施例を示したが、ポンプ式の固体レーザまたはダイオー
ド・レーザではないレーザ・システムを用いた、他の共
振器設計も可能である。
【0019】図3には、本発明のレーザ・システム20
2を用いる位相変更式光ディスク・ドライブ・システム
200が示されている。レーザ・システム10(図1)
または100(図2)は、システム202に用いること
ができる。システム202からの光は、レンズ204に
よって平行化され、円形化光学素子206に送られる。 光学素子206は、円形断面ビーム・パターンを有する
光を放出する。光学素子206は、プリズムでもかまわ
ない。
2を用いる位相変更式光ディスク・ドライブ・システム
200が示されている。レーザ・システム10(図1)
または100(図2)は、システム202に用いること
ができる。システム202からの光は、レンズ204に
よって平行化され、円形化光学素子206に送られる。 光学素子206は、円形断面ビーム・パターンを有する
光を放出する。光学素子206は、プリズムでもかまわ
ない。
【0020】次に、光は、偏光ビーム・スプリッタ22
0及び四分の一波長板222を通る。この光は、ミラー
224で反射され、レンズ226によって光学記録媒体
230に対して焦点合せが施される。光学記録媒体23
0は、位相変更タイプの光学記録媒体とすることができ
る。
0及び四分の一波長板222を通る。この光は、ミラー
224で反射され、レンズ226によって光学記録媒体
230に対して焦点合せが施される。光学記録媒体23
0は、位相変更タイプの光学記録媒体とすることができ
る。
【0021】光学記録媒体230からの反射光は、レン
ズ226を通って戻り、ミラー224で反射され、四分
の一波長板222を通って、偏光ビーム・スプリッタ2
20に達する。次に、この反射光は、偏光ビーム・スプ
リッタ220によって偏向を施され、非点収差補正レン
ズ240に送られる。非点収差補正レンズ240によっ
て、反射光の焦点が光検出器242に合わせられる。光
学記録媒体230の記録スポットは、反射率が異なって
おり、こうした相違が、光検出器242によってデータ
1及び0として検出される。検出器242は、また、ト
ラッキング及び焦点信号も送り出す。
ズ226を通って戻り、ミラー224で反射され、四分
の一波長板222を通って、偏光ビーム・スプリッタ2
20に達する。次に、この反射光は、偏光ビーム・スプ
リッタ220によって偏向を施され、非点収差補正レン
ズ240に送られる。非点収差補正レンズ240によっ
て、反射光の焦点が光検出器242に合わせられる。光
学記録媒体230の記録スポットは、反射率が異なって
おり、こうした相違が、光検出器242によってデータ
1及び0として検出される。検出器242は、また、ト
ラッキング及び焦点信号も送り出す。
【0022】図4には、本発明のレーザ・システム30
2を用いた磁気光学ディスク・ドライブ・システム30
0が示されている。レーザ・システム302は、システ
ム10またはシステム100とすることができる。レー
ザ・システム302からの光は、レンズ304によって
平行化され、円形化光学素子306に送られる。光学素
子306は、円形の断面ビーム・パターンを有する光を
放出する。円形化光学素子306は、プリズムとするこ
とができる。
2を用いた磁気光学ディスク・ドライブ・システム30
0が示されている。レーザ・システム302は、システ
ム10またはシステム100とすることができる。レー
ザ・システム302からの光は、レンズ304によって
平行化され、円形化光学素子306に送られる。光学素
子306は、円形の断面ビーム・パターンを有する光を
放出する。円形化光学素子306は、プリズムとするこ
とができる。
【0023】この光は、漏出性偏光ビーム・スプリッタ
320に通される。ビーム・スプリッタ320は、Rp
>0、及び、ほぼ1に等しいRsの反射率を有している
(p及びsは、光の直交偏向成分を表わしている)。こ
の光は、さらに、ミラー324で反射して、レンズ32
6に送られ、光学記録媒体330に対して焦点が合わせ
られる。記録媒体330は、磁気光学タイプの光学記録
媒体とすることができる。
320に通される。ビーム・スプリッタ320は、Rp
>0、及び、ほぼ1に等しいRsの反射率を有している
(p及びsは、光の直交偏向成分を表わしている)。こ
の光は、さらに、ミラー324で反射して、レンズ32
6に送られ、光学記録媒体330に対して焦点が合わせ
られる。記録媒体330は、磁気光学タイプの光学記録
媒体とすることができる。
【0024】光学記録媒体330からの反射光は、レン
ズ326を通って戻り、ミラー324で反射して、ビー
ム・スプリッタ320にはいる。ビーム・スプリッタ3
20によって、反射光が偏向し、振幅ビーム・スプリッ
タ340に送られる。反射データ光は、偏向を施されて
、二分の一波長板342及びビーム・スプリッタ344
に送られる。他の振幅の反射光は、まっすぐにビーム・
スプリッタ340に通る。この光は、非点収差補正レン
ズ346によって4分割検出器348に対して焦点が合
わせられ、トラッキング及び焦点信号を生じる。
ズ326を通って戻り、ミラー324で反射して、ビー
ム・スプリッタ320にはいる。ビーム・スプリッタ3
20によって、反射光が偏向し、振幅ビーム・スプリッ
タ340に送られる。反射データ光は、偏向を施されて
、二分の一波長板342及びビーム・スプリッタ344
に送られる。他の振幅の反射光は、まっすぐにビーム・
スプリッタ340に通る。この光は、非点収差補正レン
ズ346によって4分割検出器348に対して焦点が合
わせられ、トラッキング及び焦点信号を生じる。
【0025】光学記録媒体330には、アップまたはダ
ウン磁区を有するスポットが記録されている。これらの
スポットから反射する光の偏向面は、磁区の方向に従っ
て、どちらかの方向に回転する。ビーム・スプリッタ3
44は、偏向面がどちらの方向に回転したかに従って、
反射光を分割する。分割されたビームは、レンズ350
及び光検出器352、または、レンズ360及び光検出
器362に達する。検出器352及び362の出力信号
における差は、データ1と0である。光ディスク・ドラ
イブ・システムのさらに詳細な説明については、SPI
E第935巻63頁(1988年)の Glenn T
. Sincerbox による “Gradient
−Index Optics and Miniatu
re Optics”に示されている。
ウン磁区を有するスポットが記録されている。これらの
スポットから反射する光の偏向面は、磁区の方向に従っ
て、どちらかの方向に回転する。ビーム・スプリッタ3
44は、偏向面がどちらの方向に回転したかに従って、
反射光を分割する。分割されたビームは、レンズ350
及び光検出器352、または、レンズ360及び光検出
器362に達する。検出器352及び362の出力信号
における差は、データ1と0である。光ディスク・ドラ
イブ・システムのさらに詳細な説明については、SPI
E第935巻63頁(1988年)の Glenn T
. Sincerbox による “Gradient
−Index Optics and Miniatu
re Optics”に示されている。
【0026】本発明のレーザ・システムは、データ記憶
以外にも用途がある。たとえば、本発明は、医療機器、
化学テスタ及びモニタ、カラー・ディスプレイ、リモー
ト・センサ、レーザ・プリンタ等にも用いることができ
る。
以外にも用途がある。たとえば、本発明は、医療機器、
化学テスタ及びモニタ、カラー・ディスプレイ、リモー
ト・センサ、レーザ・プリンタ等にも用いることができ
る。
【0027】
【発明の効果】ポンプ光の吸収が増し、これによって、
レーザ・システムの総合効率が高められる。
レーザ・システムの総合効率が高められる。
【図1】本発明のレーザ・システムに関する概略図であ
る。
る。
【図2】本発明の代替実施例に関する概略図である。
【図3】本発明のデータ記憶システムに関する概略図で
ある。
ある。
【図4】データ記憶システムの代替実施例に関する概略
図である。
図である。
10 レーザ・システム
12 ポンプ・レーザ
14 レンズ
16 固体レーザ材料
20 共振器
22 ミラー
24 ミラー
30 固体レーザ光ビーム
Claims (12)
- 【請求項1】第1の周波数のポンプ光を発生するポンプ
・レーザと、前記ポンプ・レーザと光学的に結合され、
前記ポンプ光を受けて、第2の周波数のレーザ光を発生
するレーザ材料と、前記レーザ材料が収容され、ほぼ前
記第1の周波数及びほぼ前記第2の周波数で共振を生じ
る光共振器とから構成される、レーザ・システム。 - 【請求項2】前記光共振器が第1と第2の周波数で反射
性を呈する1対のミラーから成ることを特徴とする、請
求項1に記載のレーザ・システム。 - 【請求項3】前記1対のミラーのうち第1のミラーの前
記第1の周波数における反射率が {1−exp(−2
αL)}*(R2)にほぼ等しい(式中、αはレーザ材
料の吸収係数、Lは前記1対のミラー間の距離、R2は
前記1対のミラーのうち第2のミラーの前記第1の周波
数における反射率である)ことを特徴とする、請求項2
に記載のレーザ・システム。 - 【請求項4】前記レーザ材料がNd:YAGであること
を特徴とする、請求項1に記載のレーザ・システム。 - 【請求項5】前記共振器が、3つの反射ミラーを有する
リング共振器であることを特徴とする、請求項1に記載
のレーザ・システム。 - 【請求項6】前記3つの反射ミラーのうち第1のミラー
の前記第1の周波数における反射率が、ほぼ{1−ex
p(−2αL)}*(R2)*(R3)に等しい、(式
中、αはレーザ材料の吸収係数、Lは前記リング共振器
内のビーム経路の長さ、R2は前記3つの反射ミラーの
うち第2のミラーの第1の周波数における反射率、R3
は前記3つの反射ミラーのうち第3のミラーの第1の周
波数における反射率である)ことを特徴とする、請求項
5に記載のレーザ・システム。 - 【請求項7】ポンプ・レーザ光をレーザ材料に統合する
ステップと、前記ポンプ・レーザ光の全てが吸収される
まで、前記レーザ材料の内部で前記ポンプ・レーザ光を
共振させるステップと、前記レーザ材料の内部でレーザ
光を発生させるステップと、前記レーザ材料の内部で前
記ポンプ・レーザ光を共振させるステップから成る、
レーザ光発生方法。 - 【請求項8】第1の周波数で光を出力するポンプ・レー
ザと、前記ポンプ・レーザからの前記第1の周波数の光
について焦点合せを施すレンズと、該レンズからの前記
第1の周波数の光を受けて、第2の周波数のレーザ光を
発生するレーザ材料と、レーザ材料の両側に設けられ、
前記第1及び第2の周波数でそれぞれ反射性を呈する第
1及び第2のミラー・コーティングとから構成される、
レーザ・システム。 - 【請求項9】前記第1及び第2のミラーが、前記ポンプ
・レーザに対してインピーダンス整合される共振器を形
成することを特徴とする、請求項8に記載のレーザ・シ
ステム。 - 【請求項10】第1の周波数で光を出力するポンプ・レ
ーザと、ポンプ・レーザからの前記第1の周波数の光に
ついて焦点合せを施すレンズと、前記レンズから前記第
1の周波数の光を受け、第2の周波数でレーザ光を発生
するレーザ材料と、前記レーザ材料が収容され、前記第
1及び第2の周波数で反射する3つの反射コーティング
から成るリング共振器とから構成される、レーザ・シス
テム。 - 【請求項11】前記リング共振器は、前記ポンプ・レー
ザに対してインピーダンス整合されることを特徴とする
、請求項10に記載のレーザ・システム。 - 【請求項12】第1の周波数でポンプ光を発生するポン
プ・レーザと、前記ポンプ・レーザと光学的に結合され
、前記ポンプ光を受けて第2の周波数でレーザ光を発生
するレーザ材料と、前記レーザ材料が収容され、ほぼ前
記第1の周波数及びほぼ前記第2の周波数で共振を生じ
る光共振器と、光学記録媒体と、前記光共振器から前記
光学記録媒体へ前記第2の周波数の光を送る光学伝送手
段と、前記光学記録媒体から反射される第2の周波数の
光ビームを受けて、それに応じたデータ信号を発生する
光学受取り手段とから構成される、レーザ・データ記憶
システム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US582286 | 1990-09-12 | ||
US07/582,286 US5048047A (en) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | Passive absorptive resonator laser system and method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04245687A true JPH04245687A (ja) | 1992-09-02 |
Family
ID=24328562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3248492A Pending JPH04245687A (ja) | 1990-09-12 | 1991-09-03 | レーザ・システム,レーザ光発生方法及びレーザ・データ記憶システム |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5048047A (ja) |
EP (1) | EP0475680A3 (ja) |
JP (1) | JPH04245687A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH114030A (ja) * | 1997-06-12 | 1999-01-06 | Nec Corp | 励起型固体レーザ装置 |
JP2007536755A (ja) * | 2004-05-04 | 2007-12-13 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | 傾斜したポンピングビームを有した放射放出デバイス |
JP2008034459A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Fujifilm Corp | 固体レーザ発振装置 |
JP2008034457A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Fujifilm Corp | 固体レーザ発振装置および固体レーザ増幅装置 |
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US5204694A (en) * | 1991-07-29 | 1993-04-20 | Xerox Corporation | Ros printer incorporating a variable wavelength laser |
JPH05145148A (ja) * | 1991-11-25 | 1993-06-11 | Sony Corp | 固体レーザ共振器 |
US5287340A (en) * | 1992-02-13 | 1994-02-15 | International Business Machines Corporation | Differential amplifier for optical detectors in an optical data storage system |
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CN1034897C (zh) * | 1993-08-29 | 1997-05-14 | 哈尔滨工业大学 | 一种固体激光器相位共轭谐振腔 |
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-
1990
- 1990-09-12 US US07/582,286 patent/US5048047A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-09-03 JP JP3248492A patent/JPH04245687A/ja active Pending
- 1991-09-05 EP EP19910308132 patent/EP0475680A3/en not_active Withdrawn
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0475680A3 (en) | 1993-03-03 |
US5048047A (en) | 1991-09-10 |
EP0475680A2 (en) | 1992-03-18 |
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