JPH04354393A - 半導体レーザ励起固体レーザ - Google Patents
半導体レーザ励起固体レーザInfo
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- JPH04354393A JPH04354393A JP15599391A JP15599391A JPH04354393A JP H04354393 A JPH04354393 A JP H04354393A JP 15599391 A JP15599391 A JP 15599391A JP 15599391 A JP15599391 A JP 15599391A JP H04354393 A JPH04354393 A JP H04354393A
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- semiconductor laser
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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】本発明は半導体レーザ励起固体レ
ーザに関するものである。
ーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体レーザ励起用の高出力の半導体レー
ザ（以下ＬＤとする）は、発光領域が扁平であり、かつ
広がり角が方向によって違うので、レーザ媒質にビーム
断面を円形にして入射するには図９のような結合光学系
が必要であった。図において、１はＬＤ、２はコリメー
タレンズ、３、４はビーム断面を円形に整形するための
柱状レンズ、５はＹＡＧ結晶等のレーザ媒質である。
ザ（以下ＬＤとする）は、発光領域が扁平であり、かつ
広がり角が方向によって違うので、レーザ媒質にビーム
断面を円形にして入射するには図９のような結合光学系
が必要であった。図において、１はＬＤ、２はコリメー
タレンズ、３、４はビーム断面を円形に整形するための
柱状レンズ、５はＹＡＧ結晶等のレーザ媒質である。
【０００３】図９の結合光学系は、光学部品が多くまた
寸法も大きくなってしまうという問題点があった。また
効率良くレーザ媒質に励起光を結合させるには、励起光
を細くかつ小さなスポットに絞ぼる必要があるが、従来
の光学レンズ系を用いるかぎり、上記２つの条件を同時
には成り立たせることは不可能であった。
寸法も大きくなってしまうという問題点があった。また
効率良くレーザ媒質に励起光を結合させるには、励起光
を細くかつ小さなスポットに絞ぼる必要があるが、従来
の光学レンズ系を用いるかぎり、上記２つの条件を同時
には成り立たせることは不可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述の問題点
を解消するものであり、レーザ媒質とそれを励起するた
めの半導体レーザとの空間を狭めて小型化するとともに
励起光を小さなスポットに絞り込むことを可能にする結
合光学系に関するものである。
を解消するものであり、レーザ媒質とそれを励起するた
めの半導体レーザとの空間を狭めて小型化するとともに
励起光を小さなスポットに絞り込むことを可能にする結
合光学系に関するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決すべくなされたものであり、励起光源の半導体レ
ーザと、固体レーザ媒質と、前記半導体レーザと固体レ
ーザ媒質との間の光軸上に配置される光導波路素子とを
備えてなる半導体レーザ励起固体レーザを提供するもの
である。
を解決すべくなされたものであり、励起光源の半導体レ
ーザと、固体レーザ媒質と、前記半導体レーザと固体レ
ーザ媒質との間の光軸上に配置される光導波路素子とを
備えてなる半導体レーザ励起固体レーザを提供するもの
である。
【０００６】図１は、本発明で述べる光導波路素子であ
り、導波路のみから成っている。周囲の屈折率ｎ０ よ
りも屈折率ｎ１ が高い媒質でできており、（ａ）のよ
うに入射側から出射側にかけて幅がせまくなると同時に
厚みが厚くなるか、（ｂ）のように入射側から出射側に
かけて幅がせまくなると同時に屈折率ｎ１ が大きくな
るようにして光が漏れるのを防ぐ。
り、導波路のみから成っている。周囲の屈折率ｎ０ よ
りも屈折率ｎ１ が高い媒質でできており、（ａ）のよ
うに入射側から出射側にかけて幅がせまくなると同時に
厚みが厚くなるか、（ｂ）のように入射側から出射側に
かけて幅がせまくなると同時に屈折率ｎ１ が大きくな
るようにして光が漏れるのを防ぐ。
【０００７】図２に示すように基板上に成形しても良い
。屈折率の大小関係はｎ２ ＞ｎ１ ＞ｎ０ となって
いる。また、これを図３のように、ＬＤ１１とレーザ媒
質１３の間の光軸上にＬＤ１１及びレーザ媒質１３に接
合あるいは接近させて配置し、断面が扁平状の半導体レ
ーザ励起光を円形にしてレーザ媒質に入れる。また図４
のように、結像レンズ１４、１５をＬＤ１１と光導波路
素子１２間、光導波路素子１２とレーザ媒質１３間に入
れて光学的に結合しても良い。さらに、図５に示すよう
に光導波路素子の光の出口１６を球面に加工して光をレ
ーザ媒質１３に入れても良い。
。屈折率の大小関係はｎ２ ＞ｎ１ ＞ｎ０ となって
いる。また、これを図３のように、ＬＤ１１とレーザ媒
質１３の間の光軸上にＬＤ１１及びレーザ媒質１３に接
合あるいは接近させて配置し、断面が扁平状の半導体レ
ーザ励起光を円形にしてレーザ媒質に入れる。また図４
のように、結像レンズ１４、１５をＬＤ１１と光導波路
素子１２間、光導波路素子１２とレーザ媒質１３間に入
れて光学的に結合しても良い。さらに、図５に示すよう
に光導波路素子の光の出口１６を球面に加工して光をレ
ーザ媒質１３に入れても良い。
【０００８】本発明において、光導波路素子の導波路部
分はガラス、プラスチック、結晶材料等の材質を用いれ
ばよく、また基板上に導波路部分を形成する場合は基板
としてガラス、Ｓｉ結晶上にＳｉＯ２ を堆積したもの
、その他結晶材料等の材質を使用できる。
分はガラス、プラスチック、結晶材料等の材質を用いれ
ばよく、また基板上に導波路部分を形成する場合は基板
としてガラス、Ｓｉ結晶上にＳｉＯ２ を堆積したもの
、その他結晶材料等の材質を使用できる。
【０００９】
【作用】仮りに厚みも屈折率も変わらない導波路部分を
有する光導波路素子に、マルチモードの半導体レーザ光
を入れると、図１０に示すように幅がせまくなるに従い
高次モードがカットオフされるのでその分が漏れてしま
う。それに対して、本発明のように導波路部分２１の厚
みを光の入射側から出射側へ向かって増すようにすると
等価屈折率が増すのでカットオフにならない。同じよう
に屈折率を増やすと、同様にカットオフにならないので
効率良く光を通すことができる。
有する光導波路素子に、マルチモードの半導体レーザ光
を入れると、図１０に示すように幅がせまくなるに従い
高次モードがカットオフされるのでその分が漏れてしま
う。それに対して、本発明のように導波路部分２１の厚
みを光の入射側から出射側へ向かって増すようにすると
等価屈折率が増すのでカットオフにならない。同じよう
に屈折率を増やすと、同様にカットオフにならないので
効率良く光を通すことができる。
【００１０】
【実施例】図６に示すように、ガラス材料のパイレック
ス（商品名）の基板２２上に、ガラス材料でありパイレ
ックスより屈折率の大きいコーニング７０５９（商品名
）をスパッタにより厚みを変えて導波路部分２１を成膜
し、リフトオフにより所定の形状の３次元導波路素子２
０にした。入射端の幅は使用するＬＤの発光幅に合わせ
、出射端は共振器のモード形状に合わせた。図７のよう
にＹＡＧ結晶よりなるレーザ媒質の励起光入射側端面に
共振用ミラーを製膜し、もう一方の共振用ミラーとして
ミラー１７を配置し、共振器を形成する。
ス（商品名）の基板２２上に、ガラス材料でありパイレ
ックスより屈折率の大きいコーニング７０５９（商品名
）をスパッタにより厚みを変えて導波路部分２１を成膜
し、リフトオフにより所定の形状の３次元導波路素子２
０にした。入射端の幅は使用するＬＤの発光幅に合わせ
、出射端は共振器のモード形状に合わせた。図７のよう
にＹＡＧ結晶よりなるレーザ媒質の励起光入射側端面に
共振用ミラーを製膜し、もう一方の共振用ミラーとして
ミラー１７を配置し、共振器を形成する。
【００１１】上述の光導波路素子２０をＬＤ１１の励起
光出射面とＹＡＧレーザ媒質１３の励起光入射側端面の
間に接合させて置き、励起光を効率良くレーザ媒質１３
に入射して励起し、ＹＡＧレーザを発振させた。また、
従来図９のような結合光学系がその全長が８０ｍｍ程度
であったものが、本発明のものは全長が５ｍｍとなり大
幅に小型化された。
光出射面とＹＡＧレーザ媒質１３の励起光入射側端面の
間に接合させて置き、励起光を効率良くレーザ媒質１３
に入射して励起し、ＹＡＧレーザを発振させた。また、
従来図９のような結合光学系がその全長が８０ｍｍ程度
であったものが、本発明のものは全長が５ｍｍとなり大
幅に小型化された。
【００１２】
【発明の効果】本発明は、小さな光学系で励起光のビー
ム断面を円形に絞ることができる。また、光を細くかつ
小さな間口で絞ることができる。
ム断面を円形に絞ることができる。また、光を細くかつ
小さな間口で絞ることができる。
【００１３】励起光を細く絞ることは特に次の場合有効
である。レーザ媒質の励起光入射側端面が平面の場合、
該端面上が共振モードのビームウエストになり、該端面
以外ではこれよりビームが太くなる。図８のように、非
線形光学結晶１８をこの共振器の中に入れた場合、第２
高調波への変換効率を上げるためにはビームが細いほど
良いが、そのためには該端面でのビームウエスト径をよ
り細くする必要があり、本発明の構成を用いるとビーム
ウエスト径が細くなるので効率良くレーザ媒質を励起す
ることが可能となる。
である。レーザ媒質の励起光入射側端面が平面の場合、
該端面上が共振モードのビームウエストになり、該端面
以外ではこれよりビームが太くなる。図８のように、非
線形光学結晶１８をこの共振器の中に入れた場合、第２
高調波への変換効率を上げるためにはビームが細いほど
良いが、そのためには該端面でのビームウエスト径をよ
り細くする必要があり、本発明の構成を用いるとビーム
ウエスト径が細くなるので効率良くレーザ媒質を励起す
ることが可能となる。
【図１】（ａ）は本発明の実施例の光導波路素子の平面
図及び側面図、（ｂ）は本発明の別の実施例の光導波路
素子の平面図及び側面図。
図及び側面図、（ｂ）は本発明の別の実施例の光導波路
素子の平面図及び側面図。
【図２】（ａ）は本発明のさらに別の実施例の光導波路
素子の平面図及び側面図、（ｂ）は本発明のさらにまた
別の実施例の光導波路素子の平面図及び側面図。
素子の平面図及び側面図、（ｂ）は本発明のさらにまた
別の実施例の光導波路素子の平面図及び側面図。
【図３】本発明による半導体レーザ励起固体レーザの１
実施例の斜視図。
実施例の斜視図。
【図４】本発明による半導体レーザ励起固体レーザの他
の実施例の斜視図。
の実施例の斜視図。
【図５】本発明による半導体レーザ励起固体レーザのさ
らに他の実施例の斜視図。
らに他の実施例の斜視図。
【図６】本発明による半導体レーザ励起固体レーザに組
み込まれる光導波路素子の実施例の斜視図。
み込まれる光導波路素子の実施例の斜視図。
【図７】本発明による半導体レーザ励起固体レーザの実
施例において共振用ミラーを有する例の斜視図。
施例において共振用ミラーを有する例の斜視図。
【図８】本発明による半導体レーザ励起固体レーザの実
施例において共振器内に非線形光学結晶を入れた例の側
面図。
施例において共振器内に非線形光学結晶を入れた例の側
面図。
【図９】従来の半導体レーザ励起固体レーザの斜視図。
【図１０】従来の光導波路素子の導波路部分の導波モー
ドを説明する平面図。
ドを説明する平面図。
１１ ＬＤ
１２ 光導波路素子
１３ レーザ媒質
１４ 結像レンズ
１５ 結像レンズ
１７ ミラー
１８ 非線形光学結晶
２０ 光導波路素子
Claims (4)
- 【請求項１】励起光源の半導体レーザと、固体レーザ媒
質と、前記半導体レーザと固体レーザ媒質との間の光軸
上に配置される光導波路素子とを備えてなる半導体レー
ザ励起固体レーザ。 - 【請求項２】前記光導波路素子の導波路部分が、光の入
射側から出射側へ向かうにしたがって幅が狭まると同時
に厚みが増すものである請求項１の半導体レーザ励起固
体レーザ。 - 【請求項３】前記光導波路素子の導波路部分が、光の入
射側から出射側へ向かうにしたがって幅が狭まると同時
に屈折率が増大するものである請求項１の半導体レーザ
励起固体レーザ。 - 【請求項４】前記光導波路素子が、前記半導体レーザと
一体的に接合されてなる請求項１の半導体レーザ励起固
体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15599391A JPH04354393A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 半導体レーザ励起固体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15599391A JPH04354393A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 半導体レーザ励起固体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04354393A true JPH04354393A (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=15618006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15599391A Withdrawn JPH04354393A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 半導体レーザ励起固体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04354393A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6628692B2 (en) | 1998-05-11 | 2003-09-30 | Nec Corporation | Solid-state laser device and solid-state laser amplifier provided therewith |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP15599391A patent/JPH04354393A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6628692B2 (en) | 1998-05-11 | 2003-09-30 | Nec Corporation | Solid-state laser device and solid-state laser amplifier provided therewith |
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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: 19980806 |