JPH0476974A - Solid-state laser oscillator - Google Patents
Solid-state laser oscillatorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、レーザ共振器と、そのレーザ共振器のレーザ
媒質を励起するポンピング光を出射する半導体レーザ光
源とを有する固体レーザ発振器にに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a solid-state laser oscillator that includes a laser resonator and a semiconductor laser light source that emits pumping light that excites a laser medium of the laser resonator.
本発明は、レーザ共振器と、そのレーザ共振器のレーザ
媒質を励起するポンピング光を出射する半導体レーザ光
源とを有する固体レーザ発振器、又は、レーザ共振器と
、そのレーザ共振器のレーザ媒質を励起するポンピング
光を出射する複数の半導体レーザ光源と、その複数の半
導体レーザ光源からのレーザ光をポンピング光としてレ
ーザ媒質に照射する光ファイババンドルとを有する固体
レーザ発振器において、半導体レーザ光源に対する駆動
電流を、レーザ媒質の応答速度より高速の周波数を以て
振幅変調する手段を設けたことにより、半導体レーザ光
源のモードホップノイズ又は光ファイバのモーダルノイ
ズによる出力変動を低減させることができるようにした
ものである。The present invention relates to a solid-state laser oscillator that has a laser resonator and a semiconductor laser light source that emits pumping light that excites the laser medium of the laser resonator, or a laser resonator that excites the laser medium of the laser resonator. In a solid-state laser oscillator that has a plurality of semiconductor laser light sources that emit pumping light, and an optical fiber bundle that irradiates a laser medium with the laser light from the plurality of semiconductor laser light sources as pumping light, the driving current for the semiconductor laser light source is By providing means for amplitude modulating at a frequency faster than the response speed of the laser medium, it is possible to reduce output fluctuations due to mode hop noise of the semiconductor laser light source or modal noise of the optical fiber.
以下に、第３図を参照して従来の固体レーザ発振器につ
いて説明する。（７）はレーザ共振器を示し、これは光
軸方向に沿って配されたＹｄ：ＹＡＧから成るレーザ媒
質（レーザロッド）（９）及び光軸方向においてその前
後に配されたミラー（凹面ミラー） （８） 、（１０
）から構成される。尚、Ｌ。A conventional solid-state laser oscillator will be described below with reference to FIG. (7) shows a laser resonator, which consists of a laser medium (laser rod) (9) made of Yd:YAG arranged along the optical axis direction and mirrors (concave mirrors) arranged before and after it in the optical axis direction. ) (8) , (10
). Furthermore, L.
は出力光（出力レーザ光）を示す。indicates output light (output laser light).
（５）は半導体レーザ光源（レーザダイオード）で、こ
れより出射したレーザ光を集光レンズ（６）によって集
束せしめた後、ミラー（８）を通して、ポンピング光Ｌ
ｐとしてレーザ媒質（９）の端面側に照射する。(5) is a semiconductor laser light source (laser diode), and after the laser light emitted from this is focused by a condenser lens (6), it is passed through a mirror (8) and converted into pumping light L.
The end face side of the laser medium (9) is irradiated as p.
（１）は直流電圧源で、これよりの直流電圧を電圧／電
流変換器（４）に供給して直流電流に変換した後、駆動
電流として半導体レーザ光源（４）に供給する。(1) is a DC voltage source, which supplies the DC voltage to a voltage/current converter (4) to convert it into a DC current, and then supplies it as a drive current to the semiconductor laser light source (4).
しかして、レーザ媒質（９）が、半導体レーザ光源（５
）からのポンピング光によって励起されると、レーザ媒
質（９）から固有の周波数のレーザ光が発生し、共振器
（７）を構成するミラー（８） 、（１０）間を往復伝
播し、その一部がミラー（１０）を通過して出力レーザ
光Ｌｏとして外部ムこ出射される。Thus, the laser medium (9) is connected to the semiconductor laser light source (5).
), a laser beam of a specific frequency is generated from the laser medium (9), propagates back and forth between the mirrors (8) and (10) constituting the resonator (7), and its A part of the laser beam passes through the mirror (10) and is emitted to the outside as an output laser beam Lo.
又、かかる固体レーザ発振器として、複数の半導体レー
ザ光源からのレーザ光を光ファイババンドルを通じてレ
ーザ光の束にし、このレーザ光の束を、集光レンズによ
って集束し、その集束光をミラーを通じて、レーザ媒質
の端面側に照射するようにして、レーザ媒質に照射され
るポンピング光の出力を大きくするようにしたものもあ
る。In addition, as such a solid-state laser oscillator, laser beams from a plurality of semiconductor laser light sources are converted into a bundle of laser beams through an optical fiber bundle, the bundle of laser beams is focused by a condensing lens, and the focused beam is passed through a mirror to a laser beam. There is also a system in which the output of the pumping light irradiated onto the laser medium is increased by irradiating the end face side of the medium.
かかる従来の前者の固体レーザ発振器では、半導体レー
ザ光源の、温度変化、戻り光等によるモードホップノイ
ズによって、固体レーザ発振器の出力が変動すると言う
欠点があった。The former type of conventional solid-state laser oscillator has the drawback that the output of the solid-state laser oscillator fluctuates due to temperature changes, mode hop noise caused by returned light, etc. of the semiconductor laser light source.
又、従来の後者の固体レーザ発振器では、半導体レーザ
光源のモードホップノイズにょる出力が変動するのみな
らず、半導体レーザ光源がらのレーザ光の狭スペクトラ
ム性に起因する光ファイバの光出力のパターンの変動に
よるモーダルノイズ（スペックルノイズ）によって、固
体レーザ発振器の出力が変動すると言う欠点があった。In addition, in conventional solid-state laser oscillators of the latter type, not only the output fluctuates due to mode hop noise of the semiconductor laser light source, but also the optical output pattern of the optical fiber changes due to the narrow spectrum nature of the laser light of the semiconductor laser light source. There is a drawback that the output of the solid-state laser oscillator fluctuates due to modal noise (speckle noise) caused by fluctuations.
次に、このモーダルノイズ（スペックルノイズ）につい
て説明する。このモーダルノイズ（スペックルノイズ）
ＣＩ１１２は、
０ｍ２＝ （Ｆｃ２／ （Ｆｃ２＋２Ｆｓ２） ）（（
１−Ｐ）／Ｐ） ／Ｎｐ
と表される。ここで、Ｆｃはファイバ帯域、Ｆｓはレー
ザ線幅、Ｐはカップリング効率、Ｎｐは励起モード数を
示す。Next, this modal noise (speckle noise) will be explained. This modal noise (speckle noise)
CI112 is 0m2= (Fc2/ (Fc2+2Fs2) )((
It is expressed as 1-P)/P)/Np. Here, Fc is the fiber band, Fs is the laser line width, P is the coupling efficiency, and Np is the number of excitation modes.
かかる点に鑑み、本発明は、レーザ共振器と、そのレー
ザ共振器のレーザ媒質を励起するポンピング光を出射す
る半導体レーザ光源とを有する固体レーザ発振器、又は
、レーザ共振器と、そのレーザ共振器のレーザ媒質を励
起するポンピング光を出射する複数の半導体レーザ光源
と、その複数の半導体レーザ光源からのレーザ光をポン
ピング光としてレーザ媒質に照射する光ファイババンド
ルとを有する固体レーザ発振器において、半導体レーザ
光源のモードホップノイズ又は光ファイバのモーダルノ
イズによる出力変動を低減させることができるようにし
たものである。In view of this, the present invention provides a solid-state laser oscillator including a laser resonator and a semiconductor laser light source that emits pumping light that excites a laser medium of the laser resonator, or a laser resonator and the laser resonator. A solid-state laser oscillator includes a plurality of semiconductor laser light sources that emit pumping light to excite a laser medium, and an optical fiber bundle that irradiates the laser medium with laser light from the plurality of semiconductor laser light sources as pumping light. This makes it possible to reduce output fluctuations due to mode hop noise of the light source or modal noise of the optical fiber.
第１の本発明は、レーザ共振器（７）と、そのレーザ共
振器（７）のレーザ媒質（９）を励起するポンピング光
を出射する半導体レーザ光源（５）とを有する固体レー
ザ発振器において、半導体レーザ光：ａ ＣＳ＞に対す
る駆動電流を、レーザ媒質（９）の応答速度より高速の
周波数を以て振幅変調する手段（１，２，３，４）を設
けたものである。A first aspect of the present invention provides a solid-state laser oscillator that includes a laser resonator (7) and a semiconductor laser light source (5) that emits pumping light that excites a laser medium (9) of the laser resonator (7). Means (1, 2, 3, 4) are provided for amplitude modulating the drive current for the semiconductor laser beam: aCS> at a frequency faster than the response speed of the laser medium (9).
第２の本発明は、レーザ共振器（７）と、そのレーザ共
振器（７）のレーザ媒質（９）を励起するポンピング光
を出射する複数の半導体レーザ光源（５−１）、（５−
２） 、・・・・・・・・・・、（５−Ｎ） と、その
複数の半導体レーザ光源（５−１） 、（５−２） 、
・・・・・・・・、（５−Ｎ）からのレーザ光をポンピ
ング光としてレーザ媒質（９）に照射する光フアイバハ
ンドル（１１）とを有する固体レーザ発振器において、
複数の半導体レーザ光源（５−１） 、（５−２） 、
・・・・・・・・、（５−Ｎ）に対する駆動電流を、レ
ーザ媒質（９）の応答速度より高速の周波数を以て振幅
変調する手段（１，２，３，４−１４−２，・・・・・
・、４−Ｎ）を設けたものである。The second invention provides a laser resonator (7) and a plurality of semiconductor laser light sources (5-1), (5-
2) , . . . , (5-N) and its plurality of semiconductor laser light sources (5-1) , (5-2) ,
......, in a solid-state laser oscillator having an optical fiber handle (11) that irradiates the laser medium (9) with the laser light from (5-N) as pumping light,
Multiple semiconductor laser light sources (5-1), (5-2),
. . . Means (1, 2, 3, 4-14-2, . . .・・・・・・
, 4-N).
第１の本発明によれば、手段（１，２，３，４）によっ
て、半導体レーザ光源（５）に対する駆動電流を、レー
ザ媒質（９）の応答速度より高速の周波数を以て振幅変
調するようにする。According to the first aspect of the invention, the means (1, 2, 3, 4) amplitude modulate the drive current for the semiconductor laser light source (5) with a frequency faster than the response speed of the laser medium (9). do.
第２の本発明によれば、手段（Ｌ２，３．４−Ｌ４−２
゜・・・・・・、 ４−Ｎ）によって、複数の半導体レ
ーザ光源（５−１） 、（５−２） 、・・・・・・・
・、（５−Ｎ）に対する駆動電流を、レーザ媒質（９）
の応答速度より高速の周波数を以て振幅変調するように
する。According to the second invention, the means (L2, 3.4-L4-2
゜..., 4-N), a plurality of semiconductor laser light sources (5-1), (5-2),...
・, (5-N), the driving current for the laser medium (9)
Amplitude modulation is performed using a frequency faster than the response speed of .
以下に、第１図を参照して、本発明の実施例（１）を説
明するが、第１図において、従来例を示す第３図と対応
する部分には同一符号を付して、重複説明を一部省略す
る。（１）は直流電圧源で、これよりの直流電圧を変調
器（３）に供給する。（２）は、レーザ媒質（９）の応
答速度〔レーザ媒質（９）が、Ｎｄ ： ＹＡＧから成
るレーザロットの場合、その応答速度は、２００μｓｅ
ｃ程度〕より高速の周波数、例えば、１０ＭＨｚ以上の
の発振周波数を有する発振器で、その発振信号を変調器
（３）に供給して、直流電圧源（１）からの直流電圧を
振幅変調する。そして、この変調器（３）からの被振幅
変調電圧を電圧／電流変換器（４）に供給して被振幅変
調電流に変換し、その被振幅変調電流を駆動電流として
半導体レーザ光源（レーザダイオード）（５）に供給す
るようにする。Embodiment (1) of the present invention will be described below with reference to FIG. 1. In FIG. 1, parts corresponding to those in FIG. Some explanations will be omitted. (1) is a DC voltage source, which supplies DC voltage to the modulator (3). (2) is the response speed of the laser medium (9) [if the laser medium (9) is a laser lot made of Nd:YAG, the response speed is 200 μs
An oscillator having an oscillation frequency of higher speed than [about c], for example, 10 MHz or more, supplies its oscillation signal to the modulator (3) to amplitude-modulate the DC voltage from the DC voltage source (1). Then, the amplitude modulated voltage from the modulator (3) is supplied to the voltage/current converter (4) to convert it into an amplitude modulated current, and the amplitude modulated current is used as a driving current to drive a semiconductor laser light source (laser diode). ) (5).
かかる固体レーザ発振器によれば、半導体レーザ光源（
５）によるモードホップが平均化されるため、その半導
体レーザ光源（５）のモードホップノイズによる出力変
動が回避される。尚、半導体し一ザ光源（５）に対する
駆動電流を、レーザ媒質（９）の応答速度より高速の周
波数を以て振幅変調しても、レーザ媒質（９）は何等応
答しないので、これによって、固体レーザ発振器の出力
が変動する虞はない。According to such a solid-state laser oscillator, a semiconductor laser light source (
Since mode hops caused by 5) are averaged, output fluctuations due to mode hop noise of the semiconductor laser light source (5) are avoided. Note that even if the driving current for the semiconductor laser light source (5) is amplitude modulated with a frequency faster than the response speed of the laser medium (9), the laser medium (9) will not respond at all. There is no possibility that the output of the oscillator will fluctuate.
次に、第２図を参照して、本発明の実施例（２）につい
て説明するも、第３図及び第１図と対応する部分には同
一符号を付して、重複説明を省略する。（５−１） 、
（５−２）、・・・・・・・・、（５−Ｎ）は複数の半
導体レーザ光源であって、これらよりのレーザ光が、光
ファイババンドル（１１）を構成する光ファイバ（１１
−１）、（１１−２）、・・・・・・、（１１−Ｎ）の
各一端に入射され、光ファイババンドル（１１）の他端
からのレーザ光の束が、集光レンズ（６）によって集束
せしめられ、その集束レーザ光がミラー（８）を通じて
、ポンピング光として、レーザ媒質（レーザロッド）（
９）の一端側に照射されるように成されている。Next, embodiment (2) of the present invention will be described with reference to FIG. 2. Parts corresponding to those in FIG. 3 and FIG. (5-1),
(5-2), ......, (5-N) are a plurality of semiconductor laser light sources, and the laser light from these is transmitted to the optical fiber (11
-1), (11-2), . 6), and the focused laser beam passes through the mirror (8) and is used as pumping light to the laser medium (laser rod) (
9) so as to be irradiated onto one end side.
そして、この変調器（３）からの被振幅変調電圧を電圧
／電流変換器（４−１） 、（４−２） 、・・・・・
・・・（４−Ｎ）に供給して、各別の被振幅変調電流に
変換し、その各別の被振幅変調電流を夫々駆動電流とし
て半導体レーザ光源（レーザダイオード） （５−１）
、（５−２＞ 、・・・・・・、（５−Ｎ）に供給する
ようにする。Then, the amplitude modulated voltage from this modulator (3) is transferred to voltage/current converters (4-1), (4-2),...
...(4-N) to convert into separate amplitude modulated currents, and use the separate amplitude modulated currents as drive currents for semiconductor laser light sources (laser diodes) (5-1)
, (5-2>, ..., (5-N)).
かかる固体レーザ発振器によれば、半導体レーザ光源半
導体レーザ光源（レーザダイオード）（５−１） 、（
５−２） 、・・・・・・、（５−Ｎ）によるモードホ
ップが平均化されるため、その半導体レーザ光源（５−
１） 、（５−２） 、・・・・・・、（５−Ｎ）の
モードホップノイズによる出力変動を低減させることが
できる。According to such a solid-state laser oscillator, semiconductor laser light sources include semiconductor laser light sources (laser diodes) (5-1), (
5-2) ,..., (5-N) are averaged, so the semiconductor laser light source (5-N) is averaged.
1), (5-2), ..., (5-N) can reduce output fluctuations due to mode hop noise.
更に、かかる固体レーザ発振器によれば、半導体レーザ
光源（５−１）、（５−２） 、・・・・・・、（５−
Ｎ）の出力レーザ光の波長のゆらぎによって、そのレー
ザ光のコヒーレンシーが低下し、即ち、従来の技術の項
で述べた半導体レーザ光源（５−１） 、（５−２）、
・・・・、（５−Ｎ）からのレーザ光を光ファイババン
ドル（１１）を構成する光ファイバ（１１−１）、（１
１−２）、・・・・・・、（１１−Ｎ）の各一端に入射
させたときのモーダルノイズ（スペックルノイズ）
０ｍ ２ ＝ （Ｆｃ２／ （Ｆｃ２ ＋２Ｆｓ２
））（（１−Ｐ）／Ｐ） ／Ｎｐ
が、レーザ線幅Ｆｓの拡大によって低下し、これによっ
て、出力変動を低減させることができる。Furthermore, according to this solid-state laser oscillator, semiconductor laser light sources (5-1), (5-2), ..., (5-
Due to the fluctuation in the wavelength of the output laser light of N), the coherency of the laser light decreases, that is, the semiconductor laser light sources (5-1), (5-2), and
..., (5-N) to optical fibers (11-1), (1) constituting the optical fiber bundle (11).
Modal noise (speckle noise) when incident on one end of each of 1-2), ..., (11-N) 0m2 = (Fc2/ (Fc2 +2Fs2)
))((1-P)/P)/Np is reduced by increasing the laser line width Fs, thereby making it possible to reduce output fluctuations.
上述せる本発明によれば、レーザ共振器と、そのレーザ
共振器のレーザ媒質を励起するポンピング光を出射する
半導体レーザ光源とを有する固体レーザ発振器、又は、
レーザ共振器と、そのレーザ共振器のレーザ媒質を励起
するポンピング光を出射する複数の半導体レーザ光源と
、その複数の半導体レーザ光源からのレーザ光をポンピ
ング光としてレーザ媒質に照射する光フアイバハンドル
とを有する固体レーザ発振器において、半導体レーザ光
源に対する駆動電流を、レーザ媒質の応答速度より高速
の周波数を以て振幅変調する手段を設けたので、半導体
レーザ光源のモードホップノイズ又は光ファイバのモー
ダルノイズによる出力変動を低減させることができる。According to the present invention described above, a solid-state laser oscillator includes a laser resonator and a semiconductor laser light source that emits pumping light that excites a laser medium of the laser resonator, or
A laser resonator, a plurality of semiconductor laser light sources that emit pumping light to excite a laser medium of the laser resonator, and an optical fiber handle that irradiates the laser medium with the laser light from the plurality of semiconductor laser light sources as pumping light. In a solid-state laser oscillator having a semiconductor laser source, a means is provided for amplitude modulating the driving current for the semiconductor laser light source at a frequency faster than the response speed of the laser medium, so that output fluctuations due to mode hop noise of the semiconductor laser light source or modal noise of the optical fiber can be avoided. can be reduced.
第１図は本発明の実施例（１）を示すブロック線図、第
２図は本発明の実施例（２）を示すプロ、り線図、第３
図は従来例を示すブロック線図である。
（１）は直流電圧源、（２）は発振器、（３）は変調器
、（４） 、（４−１） 、（４−２） 、・・・・・
・、（４−Ｎ）は夫々電圧／電流変換器、（５） 、（
５−１） 、（５−２） 、・・・・、（５−Ｎ）は夫
々半導体レーザ光源（レーザダイオード） 、（６）は
集光レンズ、（７）はレーザ共振器、（８）はミラー、
（９）はレーザ媒質、（１０）はミラーである。Fig. 1 is a block diagram showing the embodiment (1) of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing the embodiment (2) of the present invention, and Fig. 3 is a block diagram showing the embodiment (2) of the present invention.
The figure is a block diagram showing a conventional example. (1) is a DC voltage source, (2) is an oscillator, (3) is a modulator, (4), (4-1), (4-2), etc.
・, (4-N) are voltage/current converters, (5) , (
5-1), (5-2), ..., (5-N) are semiconductor laser light sources (laser diodes), (6) are condensing lenses, (7) are laser resonators, (8) is a mirror,
(9) is a laser medium, and (10) is a mirror.
Claims (2)
起するポンピング光を出射する半導体レーザ光源とを有
する固体レーザ発振器において、上記半導体レーザ光源
に対する駆動電流を、上記レーザ媒質の応答速度より高
速の周波数を以て振幅変調する手段を設けたことを特徴
とする固体レーザ発振器。1. In a solid-state laser oscillator having a laser resonator and a semiconductor laser light source that emits pumping light to excite a laser medium of the laser resonator, a driving current for the semiconductor laser light source is set to a frequency higher than a response speed of the laser medium. 1. A solid-state laser oscillator, characterized in that it is provided with means for amplitude modulation.
起するポンピング光を出射する複数の半導体レーザ光源
と、該複数の半導体レーザ光源からのレーザ光をポンピ
ング光として上記レーザ媒質に照射する光ファイババン
ドルとを有する固体レーザ発振器において、上記半導体
レーザ光源に対する駆動電流を、上記レーザ媒質の応答
速度より高速の周波数を以て振幅変調する手段を設けた
ことを特徴とする固体レーザ発振器。2. A laser resonator, a plurality of semiconductor laser light sources that emit pumping light to excite a laser medium of the laser resonator, and an optical fiber bundle that irradiates the laser medium with the laser light from the plurality of semiconductor laser light sources as pumping light. A solid-state laser oscillator comprising: a means for amplitude-modulating a drive current for the semiconductor laser light source at a frequency faster than a response speed of the laser medium.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19115090A JPH0476974A (en) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | Solid-state laser oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19115090A JPH0476974A (en) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | Solid-state laser oscillator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0476974A true JPH0476974A (en) | 1992-03-11 |
Family
ID=16269734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19115090A Pending JPH0476974A (en) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | Solid-state laser oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0476974A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0969574A1 (en) * | 1998-06-30 | 2000-01-05 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Laser diode pumped solid state laser |
-
1990
- 1990-07-19 JP JP19115090A patent/JPH0476974A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0969574A1 (en) * | 1998-06-30 | 2000-01-05 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Laser diode pumped solid state laser |
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