JPH0427178A - 固体レーザー装置 - 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】 〔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ー光を高効率
で光結合して固体レーザー素子を光励起する固体レーザ
ー装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体レーザーを励起光源として用いた固体レーザーは
、高効率、長寿命及び小型化が図れることから、注目を
集めている。とりわけ、固体レーザー素子の光軸方向か
ら光励起する端面励起方式では、固体レーザーの発振モ
ードに半導体レーザー光による励起空間をうまくマツチ
ングさせることにより、高効率で単一基本横モード発振
を実現することができる。しかし、半導体レーザーはビ
ーム発散角が大きいため、集光系を半導体レーザーに接
近させて集光する必要があり、この半導体レーザー出射
光の集光は容易ではなかった。

この半導体レーザーを励起光源として用いた固体レーザ
ーの光結合器として、中心軸からの距離に応じて屈折率
が変化する円柱状の光学ガラス体である屈折率分布形レ
ンズを用いると、集光レンズ系を小さくまとめることが
できる（例えば、特開昭５８−５２８８９号、特開昭６
０−２５４４４号参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

発散角が大きい半導体レーザー光を集光するには高開口
数の屈折率分布形レンズが必要であり、このためレン、
ズ長は短くなる。半導体レーザーが更に高出力になると
、パッケージ内に電子冷却機構を内蔵する必要があり、
パッケージ容積が大きくなる。

出力を増大させるために、２個の半導体レーザーからの
レーザー光を光結合し、これを励起光源として用いるこ
とが考えられるが、このような大型パッケージの２個の
半導体レーザーからのレーザー光を、ピッチが０．５未
満の通常の屈折率分布形レンズによりコリメートして、
例えばビームスプリンターに導光することは、隣合う半
導体レーザー同士の立体障害のために困難であった。

本発明は、かかる状況に鑑みてなされたもので、大型パ
ッケージからなる２個の半導体レーザーの出力光を集光
して、固体レーザー素子の発振モードにマツチングする
ようにシンプル且つコンパクトで効率よく固体レーザー
素子を光励起し、ビーム品質の良いレーザー出力を生起
せしめる固体レーザー装置を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の固体レーザー装置
においては、２個の半導体レーザーを励起光源として用
いるとともに、偏光ビームスプリッタ−を光結合器とし
て用い、この偏光ビームスプリッタ−の互いに直交する
２つの受光軸上に、ピッチが０．５〜２０の屈折率分布
形レンズを夫々配して、上記半導体レーザーからのレー
ザー光を夫々集光するようになし、且つ、上記偏光ビー
ムスプリッタ−の出射軸上に固体レーザー素子を配して
いる。

〔作用〕

界面での光の斜め入射における反射及び透過能が偏光に
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個の半導体レーザー光を偏光ビームスプリッタ−を用
いてビーム合成し、容易に励起光強度を倍増せしめるこ
とができる。

このとき、半導体レーザー光の集光及びコリメーターと
しては、屈折率分布形レンズを用いるのが有利であり、
また、屈折率分布形レンズは、通常のレンズと異なって
、位相（２π×ピツチ）がｎπ（ｎは整数）違ってもそ
の集光状態は同一であり、光学長を長くとることができ
る（例えば、第１図中、屈折率分布形レンズ内の光線の
軌跡を参照）。このため、大型のパンケージからなる高
出力半導体レーザー２個をビーム合成する場合でも、ピ
ッチが０．５〜２０の屈折率分布形レンズを用いて、隣
合う半導体レーザー同士の立体障害を生じることなく、
偏光ビームスプリッタ−まで導光してコリメートするこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例につき説明する。

第１図は、２個の半導体レーザー出力を集光して合成し
、固体レーザー素子を励起する固体レーザー装置の構成
を示す概略図である。この第１図に示すように、固体レ
ーザー素子５としてＮｄ：ＹＡＧを用い、一方の端面を
グイクロイックコーティング（Ｎｄ：ＹＡＧレーザー発
振波長１１０６４ｎで高反射（ＨＲ）　、半導体レーザ
ー光波長８０８　ｎｍで高透過（ＡＲ））Ｌ、その面を
励起面として、アウトプットミラー６とで共振器を構成
する。また、励起用の大型の半導体レーザー２個１ａ、
１ｂからの出射光をビーム合成するために、半導体レー
ザー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−３をビーム合成器として用い、矢印７ａ、７ｂ
で示すように、第１の半導体レーザー１ａからの発振光
は紙面に平行に偏光させ、第２の半導体レーザー１ｂか
らの発振光は紙面に垂直に偏光させて、各々第１及び第
２の屈折率分布形レンズ（ピッチ１．１５）２ａ、２ｂ
により集光してビーム合成し、第３の屈折率分布形レン
ズ４により絞られたビームスポットを固体レーザー素子
５内に得る。

このようにして端面励起した固体レーザー装置において
、２個の合計２Ｗの半導体レーザー（波長８０８ｎｍ）
出力でＮｄ：ＹＡＧレーザー基本波（波長１０１０６４
ｎ出力６８０ｍＷの高効率・高出力発振が得られた。ま
た、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー光の強度分布はガウス型であ
り、単一基本横モード（Ｔ　Ｅ　Ｍ　ｏ。）の良質なレ
ーザービームが得られた。

〔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ー励起型
固体レーザー装置は小型で効率が高い上にビーム質が良
く、更に、半導体レーザー１個を励起光源として用いた
ものに比較して出力が倍増した高出力の固体レーザー装
置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による固体レーザー装置の基
本構成を示す概略図である。 なお、図面に用いた符号において、 ｌａ、ｌｂ　　・・・・・・　半導体レーザー２ａ、２
ｂ　・・・・・・　屈折率分布形レンズ３　・・・・・
・・・・　偏光ビームスプリッタ−４・・・・・・・・
・　屈折率分布形レンズ５　・・・・・・・・・　固体
レーザー素子である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　２個の半導体レーザーを励起光源として用いた固体レ
   ーザー装置であって、 偏光ビームスプリッターを光結合器として用い、この偏
   光ビームスプリッターの互いに直交する２つの受光軸上
   に、ピッチが０．５〜２０の屈折率分布形レンズを夫々
   配して、上記半導体レーザーからのレーザー光を夫々集
   光するようになし、且つ、 上記偏光ビームスプリッターの出射軸上に固体レーザー
   素子を配したことを特徴とする固体レーザー装置。