JPH04318988A - レーザーダイオードポンピング固体レーザー - Google Patents

レーザーダイオードポンピング固体レーザー

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JPH04318988A
JPH04318988A JP8640591A JP8640591A JPH04318988A JP H04318988 A JPH04318988 A JP H04318988A JP 8640591 A JP8640591 A JP 8640591A JP 8640591 A JP8640591 A JP 8640591A JP H04318988 A JPH04318988 A JP H04318988A
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JP
Japan
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laser
state laser
wavelength
solid
crystal
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Withdrawn
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JP8640591A
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岡崎洋二
Yoji Okazaki
日向浩彰
Hiroaki Hiuga
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザーダイオードポン
ピング固体レーザーに関し、特に詳細には、共振器内に
非線形光学材料の結晶を配して固体レーザー発振ビーム
を波長変換(短波長化)するようにしたレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば特開昭62−189783 号公
報に示されるように、ネオジウム等の希土類がドーピン
グされた固体レーザー媒質を半導体レーザー(レーザー
ダイオード)によってポンピングするレーザーダイオー
ドポンピング固体レーザーが公知となっている。この種
のレーザーダイオードポンピング固体レーザーにおいて
は、より短波長のレーザー光を得るために、その共振器
内に非線形光学材料のバルク単結晶を配設して、固体レ
ーザー発振ビームを第2高調波等に波長変換することも
行なわれている。
【0003】このようなレーザーダイオードポンピング
固体レーザーにおいては、短波長化されたレーザービー
ムの出力を安定化することが望まれる。しかし従来装置
においては、固体レーザー発振ビームの縦モード競合の
ために、安定した出力が得られないことも多かった。
【0004】そこで従来より、固体レーザーを単一縦モ
ード発振させるために、(1) 固体レーザーの共振器
内にエタロン板を挿入する構造や、(2)固体レーザー
材質としてNd:YVO4 やLNPのようなNd高ド
ープ材料を用い、それを共振器の端に位置させて空間的
ホールバーニングを生じ難くし、それにより、余分の縦
モードの発振を抑制する構造が提案されている。なおこ
の(2) の構造については、「電子情報通信学会技術
研究報告」  90−25  p73に一例が示されて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述した(1)
 の構造においては、エタロン板挿入により共振器内部
ロスが増加し、発振出力の低下、ひいては波長変換波の
出力低下を招くという問題がある。
【0006】一方上記(2) の構造を採用しても、縦
モードが2、3本存在してしまうことが多く、単一縦モ
ード発振させるのは比較的困難となっている。また、共
振器内のパワー密度を高くすると空間的ホールバーニン
グを抑制するのが難しく、そうなると縦モードがマルチ
モード化しやすい。
【0007】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、安定して単一縦モード発振し、また共振
器内部ロスの増大による出力低下を招かず、出力が安定
した短波長レーザービームを得ることができるレーザー
ダイオードポンピング固体レーザーを提供することを目
的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によるレーザーダ
イオードポンピング固体レーザーは、前述したように固
体レーザー発振ビームを、共振器内に配した非線形光学
材料の結晶によって波長変換するレーザーダイオードポ
ンピング固体レーザーにおいて、◆固体レーザー媒質ま
たは非線形光学材料の結晶が、その内部において上記固
体レーザー発振ビームの定在波を生じさせる構造とされ
ていることを特徴とするものである。
【0009】なお上記のように固体レーザー媒質または
非線形光学材料の結晶を、定在波が生じる構造とするに
は、通常はそれらの光通過面の一方あるいは双方に施さ
れる無反射コーティング(固体レーザー発振ビームに対
するもの)を省く等すればよい。
【0010】
【作用および発明の効果】上記のように固体レーザー媒
質または非線形光学材料の結晶において固体レーザー発
振ビームの定在波を生じさせれば、その固体レーザー媒
質または非線形光学材料の結晶はエタロン板と同様に波
長選択性を備えることになる。こうして固体レーザーが
単一縦モード発振すれば、縦モード競合がなくなり、安
定した出力の波長変換波を取り出すことができる。
【0011】また上記構成のレーザーダイオードポンピ
ング固体レーザーは、固体レーザー発振ビームを波長変
換する基本構造に加えて、波長選択のための新しい素子
を設けるものではないから、共振器内部ロスが著しく増
大することがなく、よって高出力の波長変換波を得るこ
とができる。
【0012】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。
【0013】<第1実施例>図1は、本発明の第1実施
例によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを
示すものである。このレーザーダイオードポンピング固
体レーザーは、ポンピング光としてのレーザービーム1
3を発する半導体レーザー(フェーズドアレイレーザー
)14と、発散光である上記レーザービーム13を集束
させる集光レンズ15と、ネオジウム(Nd)がドーピ
ングされた固体レーザーロッドであるYVO4  ロッ
ド(以下、Nd:YVO4 ロッドと称する)16と、
このNd:YVO4 ロッド16の前方側(図中右方側
)に配された結晶長5mmのKTP結晶10とからなる
。以上述べた各要素は、共通の筐体(図示せず)にマウ
ントされて一体化されている。なおフェーズドアレイレ
ーザー14は、図示しないペルチェ素子と温調回路によ
り、所定温度に温調される。
【0014】フェーズドアレイレーザー14としては、
波長λ1 =809 nmのレーザービーム13を発す
るものが用いられている。一方Nd:YVO4 ロッド
16は、Ndが1at%ドーピングされたものであり、
1mmの厚さに形成されている。このNd:YVO4 
ロッド16は、上記レーザービーム13によってネオジ
ウム原子が励起されることにより、基本波長λ2 =1
064nmのレーザービーム11を発する。
【0015】Nd:YVO4 ロッド16の光入射側端
面16aには、波長1064nmのレーザービーム11
は良好に反射させ(反射率99.9%以上)、波長80
9 nmのポンピング用レーザービーム13は良好に透
過させる(透過率99%以上)コーティング18が施さ
れている。一方KTP結晶10の前方側の端面10aは
外側に凸となった球面(曲率半径50mm)の一部をな
す形状とされ、その表面には、波長1064nmのレー
ザービーム11および波長809 nmのレーザービー
ム13は良好に反射させ、そして後述する波長532 
nmの第2高調波12は良好に透過させるコーティング
19が施されている。またこのKTP結晶10の後方側
の端面10bは平面形状とされ、その表面には、レーザ
ービーム11を良好に透過させる一方、第2高調波12
は良好に反射させるコーティング20が施されている。 したがって波長1064nmのレーザービーム11は、
上記の面16a、10a間に閉じ込められて、レーザー
発振を引き起こす。
【0016】このレーザービーム11は非線形光学材料
であるKTP結晶10に入射して、波長が1/2すなわ
ち532 nmの第2高調波12に波長変換される。K
TP結晶10の端面10aには前述した通りのコーティ
ング19が施されているので、このKTP結晶10から
は、ほぼ第2高調波12のみが取り出される。以上説明
の通り本実施例では、Nd:YVO4 ロッド16とK
TP結晶10とにより共振器が構成されている。
【0017】なおNd:YVO4 ロッド16の前方側
の端面16bには、通常と異なり、波長1064nmの
レーザービーム11に対する無反射コーティングは施さ
れていない。 そのため、KTP結晶10側に進行するレーザービーム
11は、この端面16bで例えば20%程度反射する。 そこでこのロッド16中においてレーザービーム11の
定在波が生じ、該レーザービーム11が波長選択されて
単一縦モード発振するようになる。それにより、このレ
ーザービーム11においては縦モード競合が起こらず、
安定した出力の第2高調波12が得られるようになる。 本実施例では、フェーズドアレイレーザー14の出力を
200 mWとしたとき5mWの第2高調波12が得ら
れ、それ以下の出力範囲で単一縦モード発振する。
【0018】<比較例>上記第1実施例のNd:YVO
4 ロッド16による単一縦モード化の作用を確認する
ため、図2に示すような比較例としてのレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザーを作製した。なおこの図2
において、図1中のものと同等の要素については同番号
を付してあり、それらについての重複した説明は省略す
る(以下、同様)。
【0019】図示される通りこの比較例の装置は、第1
実施例装置と比べると、Nd:YVO4 ロッド16の
端面16bに、波長1064nmのレーザービーム11
に対する無反射コーティング21が施されている点のみ
が異なる。
【0020】この比較例の装置においても、フェーズド
アレイレーザー14の出力を200 mWとしたとき5
mWの第2高調波12が得られる。しかし、これ以下の
出力範囲で得られる第2高調波12はマルチモードであ
る。
【0021】<第2実施例>図3は本発明の第2実施例
によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを示
している。この第2実施例において、KTP結晶10の
前方側の端面10aは平面形状とされている。またこの
KTP結晶10の結晶長は3mm、Nd:YVO4 ロ
ッド16の厚さは0.5 mm、またそのNdドープ量
は2at%である。そしてこの実施例においても、Nd
:YVO4 ロッド16の前方側の端面16bには、波
長1064nmのレーザービーム11に対する無反射コ
ーティングは施されていない。
【0022】この構成においては、フェーズドアレイレ
ーザー14の出力が600 mWのとき50mWの第2
高調波12が得られ、そしてそれ以下の出力範囲におい
て単一縦モード発振する。
【0023】<第3実施例>図4は本発明の第3実施例
によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを示
している。この第3実施例においては、第1実施例およ
び第2実施例においてKTP結晶10の端面10bに施
されたものと同様のコーティング20が、Nd:YVO
4 ロッド16の端面16b上に施されている。そして
上記KTP結晶10の端面10bには、波長1064n
mのレーザービーム11に対する無反射コーティングは
施されていない。
【0024】また、Nd:YVO4 ロッド16の光入
射側端面16aには、波長1064nmのレーザービー
ム11は良好に反射させ(反射率99.9%以上)、波
長809 nmのポンピング用レーザービーム13は良
好に透過させる(透過率99%以上)一方、波長532
 nmの第2高調波12は良好に反射させる(反射率9
9.9%以上)コーティング22が施されている。
【0025】上記の構成においては、Nd:YVO4 
ロッド16側に進行するレーザービーム11がKTP結
晶10の端面10bで反射し、該結晶10中においてレ
ーザービーム11の定在波が生じる。こうして本実施例
では、KTP結晶10によりレーザービーム11が波長
選択されて、単一縦モード発振するようになる。なお本
実施例において、Nd:YVO4 ロッド16の厚さは
1mm、そのNdドープ量は1at%、KTP結晶10
の結晶長は2mmである。
【0026】この構成においては、フェーズアレイレー
ザー14の出力が200 mWのとき1mWの第2高調
波12が得られ、そしてそれ以下の出力範囲においては
単一縦モード発振した。
【0027】<第4実施例>図5は本発明の第4実施例
によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを示
している。この実施例においては、Nd:YVO4 ロ
ッド16の端面10a、10bにそれぞれ、第3実施例
におけるのと同様のコーティング22、20が施されて
いる。そしてKTP結晶10の前方側に、共振器ミラー
30が配設されている。この共振器ミラー30のKTP
結晶10側の端面30aには、第1〜3実施例でKTP
結晶10の端面10aに設けられたものと同様のコーテ
ィング19が施されている。したがってこの場合、レー
ザービーム11はNd:YVO4 ロッド16の端面1
6aと共振器ミラー30の端面30aとの間で共振する
【0028】KTP結晶10の端面10a、10bには
、波長532 nmの第2高調波12に対する無反射コ
ーティング(図示せず)が施されているが、波長106
4nmのレーザービーム11に対する無反射コーティン
グは施されていない。
【0029】上記の構成においては、KTP結晶10か
ら外に出射しようとするレーザービーム11が結晶端面
10a、10bで反射し、該結晶10中においてレーザ
ービーム11の定在波が生じる。こうして本実施例では
、KTP結晶10によりレーザービーム11が波長選択
されて、単一縦モード発振するようになる。
【0030】なお、本発明において用いられる固体レー
ザー媒質は、以上説明した実施例における、Nd:YV
O4 ロッドに限られるものではなく、その他の公知の
もの、例えばNYAB、LNP、Nd:YAG、Nd:
YLFを適宜用いることができる。また非線形光学材料
もKTPに限られるものではなく、その他の公知のもの
、例えばBNNB、KNbO3 、LiIO3 、Ur
ea、特開平2−77181 号公報に示される(3,
5−ジメチル−1−(4−ニトロフェニル)ピラゾール
、特開平2−28号公報に示される(3,5−ジメチル
−1−(4−ニトロフェニル)−1,2,4−トリアゾ
ール等を適宜用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例装置の側面図
【図2】上記
第1実施例装置と比較するための装置を示す側面図
【図3】本発明の第2実施例装置の側面図
【図4】本発
明の第3実施例装置の側面図
【図5】本発明の第4実施
例装置の側面図
【符号の説明】
10    KTP結晶 11    レーザービーム(基本波)12    第
2高調波 13    レーザービーム(ポンピング光)14  
  フェーズドアレイレーザー16    Nd:YV
O4 ロッド 18、19、20、21、22    コーティング3
0    共振器ミラー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ネオジウム等の希土類がドーピングさ
    れた固体レーザー媒質を半導体レーザーによってポンピ
    ングし、得られた固体レーザー発振ビームを、共振器内
    に配した非線形光学材料の結晶によって波長変換するレ
    ーザーダイオードポンピング固体レーザーにおいて、前
    記固体レーザー媒質または前記結晶が、その内部におい
    て前記固体レーザー発振ビームの定在波を生じさせる構
    造とされていることを特徴とするレーザーダイオードポ
    ンピング固体レーザー。
JP8640591A 1991-04-18 1991-04-18 レーザーダイオードポンピング固体レーザー Withdrawn JPH04318988A (ja)

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