JPH04249386A - 固体レーザ発振装置 - Google Patents

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】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固体レーザ発振装置に係
り、特にレーザ光によって励起されるエンドポンプ方式
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光を励起源とする固体レーザ発振
装置としてはレーザダイオード励起固体レーザが知られ
ている。図２は「ＬＡＳＥＲ」レーザ協会会報、Ｖｏｌ
．１２，Ｎｏ４（発行１９８７，８月）に掲載されたも
ので、（１）　はレーザダイオード、（２）　はコリメ
ートレンズ（３）　と集光レンズ（４）　とを所定間隔
で配置した集光光学系、（５）　はこの集光光学系（２
）　と同軸に配置され、集光レンズ（４）　側の対向す
る一端面にミラー面（６）　を形成したＮｄ：ＹＡＧか
らなる固体レーザ媒質、（７）　はこの固体レーザ媒質
（５）　の他端面に鏡面を対向させて設けられ上記ミラ
ー面（６）　と光共振器を構成する反射鏡、（８）　は
この反射鏡（７）　から出力されたレーザ光を検出する
検出器、（９）　はレーザダイオード（１）　の温度並
びに出力を所定値に制御する制御部である。

【０００３】一方、図３は「ＯＰＴＩＣＳ　　ＬＥＴＴ
ＥＲＳ」Ｖｏｌ．１３，Ｎｏ５／ＭＡＹ，１９８８　に
掲載されたもので、（１０）は励起用のパルス色素レー
ザ光（１１）を出力する色素レーザ装置、（１２）は折
返しミラー（１３）、（１４）を介して導光されたパル
ス色素レーザ光（１１）を集光する集光レンズ、（１５
）は集光されたパルス色素レーザ光を反射ミラー（１６
）を通して一端面から入射するチタニュウムサファイヤ
からなる固体レーザ媒質、（１７）は固体レーザ媒質（
１５）を間にして反射ミラー（１６）と対向し光共振器
を構成する出力ミラーである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の図２および図３
に示すように、励起効率を上げるために励起レーザ光を
集光レンズ（４）　で固体レーザ媒質（５）　に集光す
るが、図３のように励起用レーザ光がパルスレーザ光の
場合、励起光フルエンスが高すぎると固体レーザ媒質に
ダメージを与えることになる。図３の構成は図２と同様
、集光レンズ（１２）が固定されているので、パルスレ
ーザ光のパワーの増加幅を狭くせざるを得なかった。ま
た、逆にパワーが低下した場合、固体レーザ媒質（５）
　に対する励起面積が決まっているので当然励起密度が
低くなり、発振効率も低下してしまう問題があった。 ［発明の構成］

【０００５】

【課題を解決するための手段】固体レーザ媒質と、この
固体レーザ媒質を間にして対向配置された一対のミラー
からなる光共振器と、光軸に沿って移動自在になり上記
光共振器の一方のミラーに対向して設けられた集光レン
ズと、上記集光レンズを通して上記固体レーザ媒質を励
起する励起用レーザ光を出力する励起用固体レーザ発振
器と、上記集光レンズを光軸方向に移動させる駆動部と
、上記励起用レーザ光の出力を検出する検出部と、この
検出部の検出値に基いて上記集光レンズの移動方向およ
び移動量を制御する駆動信号を上記駆動部に送出する駆
動制御部とを備えたものである。

【０００６】

【作用】励起用レーザ光の出力の強さに応じて集光レン
ズを移動し、固体レーザ媒質対する入射エネルギ密度が
調整される。

【０００７】

【実施例】以下、実施例を示す図面に基づいて説明する
。図１は本発明の一実施例でパルスレーザ光を出力する
励起用レーザ発振器（２０）を有し、出力されたパルス
レーザ光（２１）の光路には枠体（２２）に保持された
集光レンズ（２３）が設けられている。この集光レンズ
（２３）は枠体（２２）と一体になって図示せぬガイド
により上記光路に沿って図中左右方向に移動自在になり
、枠体（２２）に係合した駆動部（２４）で上記移動の
ための駆動が行われるようになっている。駆動部（２４
）は駆動制御部（２５）から出力された集光レンズ（２
３）の移動方向、移動量に応じた駆動信号を受けるよう
になっている。また、同光路には固体レーザ媒質（２６
）が同軸に設けられ、この個体レーザ媒質（２６）を間
にしてレーザ光共振器を構成する高反射ミラ−（２７）
と出力ミラ−（２８）とが所定の間隔をおいて設けられ
ている。 一方、励起用レーザ発振器（２０）と集光レンズ（２３
）との間にはパルスレーザ光（２１）を９５％透過させ
るビームスプリッタ（２８）が４５度の角度にされて設
けられている。このビームスプリッタ（２８）で反射し
た反射光は検出部（３０）で受光されるようになってい
る。検出部３０）　としては、断熱形カロリーメータが
使用され、内部の受光体において反射光の光エネルギー
を熱エネルギーに変換した後、この熱エネルギーを熱電
対または熱電対を集めたサーモパイルを用いて電圧信号
に変換し、この変換された信号が出力されるようになっ
ている。検出部（３０）からの出力信号は出力表示部（
３１）および駆動制御部（２５）にそれぞれ送出するよ
うになっている。駆動制御部（２５）はこの送出された
信号を集光レンズ（２３）の移動方向、移動量を所定の
プログラムに従って制御する駆動信号に変換する。

【０００８】本発明は以上のようになっていて、励起用
レーザ発振器（２０）より出力されたパルスレーザ光（
２１）は固体レーザ媒質（２６）を励起する。この励起
によって光が発生し、高反射ミラ−（２７）と出力ミラ
−（２８）との間でレーザ発振が起き、出力ミラー（２
８）からこのミラーの透過率に応じてレーザ光（３２）
が出力する。パルスレーザ光（２１）は固体レーザ媒質
における励起密度を上げるために集光レンズ（２３）で
集光される。検出部（３０）で常時検出したパルスレー
ザ光（２１）の出力に基づいて送出された駆動制御部（
２５）からの駆動信号によって、集光レンズ（２３）の
位置が適正に調整される。ここで一例として、固体レー
ザ媒質（２６）としてチタンサフファイアを適用した場
合、この物質の損傷しきい値は１４Ｊ／ｃｍ２　パルス
程度である。また、励起用レーザ発振器（２０）として
ＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波発生装置を適用し
、Ｑスイッチ繰返し５ｋＨ励起レーザ光の平均出力を１
０Ｗとすると、固体レーザ媒質（２３）への入力は１パ
ルス当り２ｍＪとなる。この場合、半径６７μｍの円に
集光すると、約損傷しきい値の１４Ｊ／ｃｍ２パルスと
なってしまう。パルスレーザ光（２１）の拡がり角を０
．６５ｍｒａｄ（全角）として、ビーム直径１．５ｍｍ
のところにｆ＝１００ｍｍの集光レンズを設置すると、
集光位置でのビーム直径は０．６５μｍとなり、損傷し
きい値をこえてしまう。そこで集光レンズ（２３）を固
体レーザ媒質（２６）側へ１ｃｍほど近付けると、集光
レンズ（２３）の中心から９ｃｍの所では直径がほぼ２
００μｍとなり、固体レーザの損傷は生じない。

【０００９】

【発明の効果】励起レーザの入力に応じて集光レンズの
位置を変えることができるので、基本的には励起レーザ
の入力に上限がなくなり、高入力が可能となる。実用的
には励起レーザのビーム径と固体レーザ媒質の損傷しき
い値から決まる入力値が最大入力値となる。また、励起
レーザの入力値が低くても励起面積を小さくすることに
より、励起密度を上げることができ、発振しきい値を下
げ、効率良くレーザ光を取り出せることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】従来例を示す構成図である。

【図３】他の従来例を示す構成図である。

【符号の説明】

（２０）…励起用レーザ発振器、（２３）…集光レンズ
、（２４）…駆動部、（２５）…駆動制御部、（２６）
…固体レーザ媒質、（３０）…検出部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　固体レーザ媒質と、この固体レーザ媒
   質を間にして対向配置された一対のミラーからなる光共
   振器と、光軸に沿って移動自在になり上記光共振器の一
   方のミラーに対向して設けられた集光レンズと、上記集
   光レンズを通して上記固体レーザ媒質を励起する励起用
   レーザ光を出力する励起用固体レーザ発振器と、上記集
   光レンズを光軸方向に移動させる駆動部と、上記励起用
   レーザ光の出力を検出する検出部と、この検出部の検出
   値に基いて上記集光レンズの移動方向および移動量を制
   御する駆動信号を上記駆動部に送出する駆動制御部とを
   備えたことを特徴とする固体レーザ発振装置。