JPH0478179A - アレイ半導体レーザ励起固体レーザ装置 - Google Patents
アレイ半導体レーザ励起固体レーザ装置Info
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- JPH0478179A JPH0478179A JP19049990A JP19049990A JPH0478179A JP H0478179 A JPH0478179 A JP H0478179A JP 19049990 A JP19049990 A JP 19049990A JP 19049990 A JP19049990 A JP 19049990A JP H0478179 A JPH0478179 A JP H0478179A
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 title claims abstract description 18
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- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
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- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 abstract 1
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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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
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、励起光源としてのアレイ半導体レーザ出力を
高効率て光混合し固体レーザ素子を光励起するアレイ半
導体レーザ励起固体レーザ装置に関するものである。
高効率て光混合し固体レーザ素子を光励起するアレイ半
導体レーザ励起固体レーザ装置に関するものである。
［従来の技術］
半導体レーザを励起光源として用いる固体レーザか、高
効率、長寿命、小型化か図れることから注目を集めてい
る。とりわけ、固体レーザの光軸方向から光励起する端
面励起方式（例えば特開昭５８−５２８８９号公報参照
）では、固体レーザの発振モートに半導体レーザ出力光
による励起空間をうまくマツチングさせることにより、
高効率て基本横モート発振を実現てきる。
効率、長寿命、小型化か図れることから注目を集めてい
る。とりわけ、固体レーザの光軸方向から光励起する端
面励起方式（例えば特開昭５８−５２８８９号公報参照
）では、固体レーザの発振モートに半導体レーザ出力光
による励起空間をうまくマツチングさせることにより、
高効率て基本横モート発振を実現てきる。
半導体レーザは、ビーム発散角が大きいため、集光系を
半導体レーザに近接して配置して集光する必要があり、
発振光の集光は容易ではない。
半導体レーザに近接して配置して集光する必要があり、
発振光の集光は容易ではない。
半導体レーザ励起固体レーザの高出力化のためには、励
起用の半導体レーザの高出力化が必要である。半導体レ
ーザは、ストライプ状の活性層からレーザ光を取り出す
が、単一のストライプからの出力には限界かあるので、
さらに高出力化を図るには、複数のストライプを並べた
アレイ状にしなければならない。
起用の半導体レーザの高出力化が必要である。半導体レ
ーザは、ストライプ状の活性層からレーザ光を取り出す
が、単一のストライプからの出力には限界かあるので、
さらに高出力化を図るには、複数のストライプを並べた
アレイ状にしなければならない。
［発明か解決しようとする課題］
このようなアレイ半導体レーザを励起光源として用いよ
うとすると、アレイの輻は長さ１ｃｍ程にわたるので１
通常のレンズ系を用いて複数のビームを一つのスポット
状に絞り込むことは到底できないため、励起効率のよい
端面励起方式は採用てきず、側面励起方式にしか適用て
きなかった（例えば、特開平１−１０７５８７号公報参
照）。
うとすると、アレイの輻は長さ１ｃｍ程にわたるので１
通常のレンズ系を用いて複数のビームを一つのスポット
状に絞り込むことは到底できないため、励起効率のよい
端面励起方式は採用てきず、側面励起方式にしか適用て
きなかった（例えば、特開平１−１０７５８７号公報参
照）。
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたもので、マルチ
ストライプのアレイ半導体レーザから出る発散角か大き
い複数のビームを固体レーザの発振の空間モートにマツ
チングするように集光し、効率よ・り固体レーザ出力光
を生起せしめる半導体レーザ励起固体レーザ装置を提供
することを目的とする。
ストライプのアレイ半導体レーザから出る発散角か大き
い複数のビームを固体レーザの発振の空間モートにマツ
チングするように集光し、効率よ・り固体レーザ出力光
を生起せしめる半導体レーザ励起固体レーザ装置を提供
することを目的とする。
［課題を解決するための手段コ
上記の目的を達成するために、本発明のアレイ半導体レ
ーザ励起固体レーザ装置においては、アレイ半導体レー
ザ出力を集光し固体レーザ素子を光励起する光結合器と
して１分布屈折率レンズをアレイ半導体レーザの各スト
ライプに対応して並べ、アレイ半導体レーザの各ストラ
イプ光を平行化するアレイ分布屈折率レンズと平行化さ
れた各ストライプ光を一括して集光して一箇所に重ね合
わせ、固体レーザ素子を端面励起するための）オーカシ
ングレンズとして用いる非球面レンズとを配置した。
ーザ励起固体レーザ装置においては、アレイ半導体レー
ザ出力を集光し固体レーザ素子を光励起する光結合器と
して１分布屈折率レンズをアレイ半導体レーザの各スト
ライプに対応して並べ、アレイ半導体レーザの各ストラ
イプ光を平行化するアレイ分布屈折率レンズと平行化さ
れた各ストライプ光を一括して集光して一箇所に重ね合
わせ、固体レーザ素子を端面励起するための）オーカシ
ングレンズとして用いる非球面レンズとを配置した。
また、上記アレイ半導体レーザ励起固体レーザにおいて
、アレイ半導体レーザ部を厚さ方向に複ａｉｔねたアレ
イ半導体レーザスタックとし、それに応じてアレイ分布
屈折率レンズ部を同じ数だけ重ねたアレイ分布屈折率レ
ンズて置き換えた。
、アレイ半導体レーザ部を厚さ方向に複ａｉｔねたアレ
イ半導体レーザスタックとし、それに応じてアレイ分布
屈折率レンズ部を同じ数だけ重ねたアレイ分布屈折率レ
ンズて置き換えた。
［作用］
半導体レーザ励起固体レーザの横モードの特性は、端面
励起方式の場合、固体レーザ素子内の光励起空間の形状
て決まる。このため、基本横モードを得るためには、絞
った励起光の強度分布をなるべくガウス分布形状に近づ
け、固体レーザ素子内に一定の大きさのビームスポット
を安定的に作ることが望ましい。
励起方式の場合、固体レーザ素子内の光励起空間の形状
て決まる。このため、基本横モードを得るためには、絞
った励起光の強度分布をなるべくガウス分布形状に近づ
け、固体レーザ素子内に一定の大きさのビームスポット
を安定的に作ることが望ましい。
半導体レーザ励起固体レーザの光結合器として屈折が中
心軸から外周面に向って次第に減少して行く屈折率分布
を持つ光学ガラス体である分布屈折率レンズを用いると
発散角の大きい半導体レーザ光を容易に集光することが
てきる。この分布屈折率レンズを用いて各ストライプか
らのレーザ光を集光てきることを利用し、アレイ半導体
レーザの各々のストライプからの出射光を、アレイ分布
屈折率レンズで集光し１球面収差を生じない非球面レン
ズで全体光を一つのビームスポットに絞り込み、固体レ
ーザ素子を励起すれば、高品質の基本横モート光か得ら
れる。また、アレイ半導体レーザを厚さ方向に複数個積
み重ねたアレイ半導体レーザスタックとそれに応じたア
レイ分布屈折率レンズを用いれば、強い励起光強度か得
られる。
心軸から外周面に向って次第に減少して行く屈折率分布
を持つ光学ガラス体である分布屈折率レンズを用いると
発散角の大きい半導体レーザ光を容易に集光することが
てきる。この分布屈折率レンズを用いて各ストライプか
らのレーザ光を集光てきることを利用し、アレイ半導体
レーザの各々のストライプからの出射光を、アレイ分布
屈折率レンズで集光し１球面収差を生じない非球面レン
ズで全体光を一つのビームスポットに絞り込み、固体レ
ーザ素子を励起すれば、高品質の基本横モート光か得ら
れる。また、アレイ半導体レーザを厚さ方向に複数個積
み重ねたアレイ半導体レーザスタックとそれに応じたア
レイ分布屈折率レンズを用いれば、強い励起光強度か得
られる。
［実施例］
本発明の特徴と利点をより一層明らかにするために、以
下、実施例に基づいて詳細に説明する。
下、実施例に基づいて詳細に説明する。
第１図は、アレイ半導体レーザ光を集光し、固体レーザ
素子を端面励起するアレイ半導体レーザ励起固体レーザ
装置の模式図である。第１図に示すごとく、固体レーザ
素子４としてＮｄ：ＹＡＧを用い、一方の端面をダイク
ロイックコーティング（Ｎｄ ： ＹＡＧレーザ発振波
長１０６４ｒｖで高反射（ＨＲ）、アレイ半導体レーザ
光波長８０８ｎ■で高透過（ＡＲ））ｔ、、その面を励
起面として、アウトプットミラー５とて共振器を構成す
る。用いたアレイ半導体レーザｌは、幅か１００に■の
活性層ストライプ７か２０ｉＫ、５００ｇｍ間隔て配列
したアレイかうなる。集光レンズアレイとしての分布屈
折率レンズアレイ２は輻５００Ｉｉｍの分布屈折率レン
ズ２０個からなり、２０本のストライプからの出射光の
各々を集光し平行化する。
素子を端面励起するアレイ半導体レーザ励起固体レーザ
装置の模式図である。第１図に示すごとく、固体レーザ
素子４としてＮｄ：ＹＡＧを用い、一方の端面をダイク
ロイックコーティング（Ｎｄ ： ＹＡＧレーザ発振波
長１０６４ｒｖで高反射（ＨＲ）、アレイ半導体レーザ
光波長８０８ｎ■で高透過（ＡＲ））ｔ、、その面を励
起面として、アウトプットミラー５とて共振器を構成す
る。用いたアレイ半導体レーザｌは、幅か１００に■の
活性層ストライプ７か２０ｉＫ、５００ｇｍ間隔て配列
したアレイかうなる。集光レンズアレイとしての分布屈
折率レンズアレイ２は輻５００Ｉｉｍの分布屈折率レン
ズ２０個からなり、２０本のストライプからの出射光の
各々を集光し平行化する。
２０本のレーザビームを非球面レンズ３てフォーカシン
グし、一箇所に重ね合わせて、Ｎｄ：ＹＡＧレーザロッ
トを端面励起する。このようにして端面励起したアレイ
半導体レーザ励起固体レーザ装置において、アレイ半導
体レーザ光（波長８０８ｎｍ）出力５ＷてＮｄ：ＹＡＧ
レーザ（波長１０６４ｎ塵）の基本横モート発振かアウ
トプットミラー５を通して１，５Ｗの高出力で得られて
いる。
グし、一箇所に重ね合わせて、Ｎｄ：ＹＡＧレーザロッ
トを端面励起する。このようにして端面励起したアレイ
半導体レーザ励起固体レーザ装置において、アレイ半導
体レーザ光（波長８０８ｎｍ）出力５ＷてＮｄ：ＹＡＧ
レーザ（波長１０６４ｎ塵）の基本横モート発振かアウ
トプットミラー５を通して１，５Ｗの高出力で得られて
いる。
第２図は、アレイ半導体レーザスタックの発振光を集光
し、固体レーザ素子を端面励起するアレイ半導体レーザ
励起固体レーザの模式図である。
し、固体レーザ素子を端面励起するアレイ半導体レーザ
励起固体レーザの模式図である。
用いたアレイ半導体レーザスタック８は、第１図の実施
例に記載のアレイ半導体レーザ１を厚さ方向に２個３０
０Ｈ間隔て重ねたちのである。集光レンズアレイとして
のアレイ分布屈折率レンズスタック９は、アレイ分布屈
折率レンズを上下の中心軸間隔かアレイ半導体レーザス
タック８の上下間隔３００臥−に一致させ２個重ねたも
ので、４０本のストライプからの出射光の各々を集光し
平行化する。以下、第１図と同様の方法で端面励起した
アレイ半導体レーザ装置において、アレイ半導体レーザ
（波長８０８ｒｖ）出力ｉｏｗてＮｄ ＹＡＧレーザ（
波長１０６４ｎｓ）の基本横モート発振か３Ｗの高出力
て得られている。
例に記載のアレイ半導体レーザ１を厚さ方向に２個３０
０Ｈ間隔て重ねたちのである。集光レンズアレイとして
のアレイ分布屈折率レンズスタック９は、アレイ分布屈
折率レンズを上下の中心軸間隔かアレイ半導体レーザス
タック８の上下間隔３００臥−に一致させ２個重ねたも
ので、４０本のストライプからの出射光の各々を集光し
平行化する。以下、第１図と同様の方法で端面励起した
アレイ半導体レーザ装置において、アレイ半導体レーザ
（波長８０８ｒｖ）出力ｉｏｗてＮｄ ＹＡＧレーザ（
波長１０６４ｎｓ）の基本横モート発振か３Ｗの高出力
て得られている。
なお、本発明の実施例においては、固体レーザ素子とし
てＮｄ ： ＹＡＧレーザ素子を用いたが、もちろんこ
れにかぎるものてはない。また、固体レーザ素子の変更
に伴い、その最大吸収波長に合わせた波長のアレイ半導
体レーザを用いることは言うまでもない。レンズおよび
変更ビームスプリッタの両面には、アレイ半導体レーザ
波長での無反射コーティングかほどこされている。さら
に、第２の実施例におけるアレイ半導体レーザスタック
およびアレイ屈折率レンズアレイスタックの段数は、２
段に限るのもではない。
てＮｄ ： ＹＡＧレーザ素子を用いたが、もちろんこ
れにかぎるものてはない。また、固体レーザ素子の変更
に伴い、その最大吸収波長に合わせた波長のアレイ半導
体レーザを用いることは言うまでもない。レンズおよび
変更ビームスプリッタの両面には、アレイ半導体レーザ
波長での無反射コーティングかほどこされている。さら
に、第２の実施例におけるアレイ半導体レーザスタック
およびアレイ屈折率レンズアレイスタックの段数は、２
段に限るのもではない。
［発明の効果］
以上説明したとおり、光結合器としてかかる構成を持つ
ｔ導体レーザ励起固体レーザは、アレイ半導体レーザで
は困難てあった端面励起を可能にし、効率か高くビーム
質のよい高出力の固体レーザを実現できる。
ｔ導体レーザ励起固体レーザは、アレイ半導体レーザで
は困難てあった端面励起を可能にし、効率か高くビーム
質のよい高出力の固体レーザを実現できる。
第１１］は、アレイ半導体レーザ光を集光し、固体レー
ザ素子を端面励起するアレイ半導体レーザ励起固体レー
ザ装置の模式図、第２図は、アレイ半導体レーザスタッ
クの発振光を集光し、固体レーザ素子を端面励起するア
レイ半導体レーザ励起固体レーザの模式図である。 図中。 １ニアレイ半導体レーザ ２：分布屈折率レンズアレイ ３：非球面レンズ ４：固体レーザ素子 ５ニアウドプツトミラー ６：固体レーザ出力光 ７：半導体レーザ活性層ストライプ ８ニアレイ半導体レーザスタック ９ アレイ分Ｉｒｉ屈折率レンズスタック代理人 弁理
士 １）北 嵩 晴 ７、補 手続補正書（、、） 平成 ３年 ８月２７日 別紙の通り １ 明細書第５頁第２行の記載「・・・レンズで」を「
・・・レンズスタックでｊに訂正する。 ２、同、同頁第１２行の記載「・・・屈折が」を「・・
・屈折率がＪに訂正する。 ３ 同第６頁第５行の記載「・・・レンズを用いれば、
強い」を「・・・レンズスタックを用いれば、益々強い
」に訂正する。 ４、同第８頁第１行の記載「・・・間隔がアレイ」を「
・・・間隔をアレイＪに訂正する。 ５、同、同頁第５行の記載［・・・アレイ半導体レーザ
」を「・・・アレイ半導体レーザ励起固体レーザ」に訂
正する。 ６ 同、同頁第１１行の記載「・・・かぎる」を「・・
・限る」に訂正する。 ７、同、同頁第１４行の記載「変更Ｊを「偏光」に訂正
する。
ザ素子を端面励起するアレイ半導体レーザ励起固体レー
ザ装置の模式図、第２図は、アレイ半導体レーザスタッ
クの発振光を集光し、固体レーザ素子を端面励起するア
レイ半導体レーザ励起固体レーザの模式図である。 図中。 １ニアレイ半導体レーザ ２：分布屈折率レンズアレイ ３：非球面レンズ ４：固体レーザ素子 ５ニアウドプツトミラー ６：固体レーザ出力光 ７：半導体レーザ活性層ストライプ ８ニアレイ半導体レーザスタック ９ アレイ分Ｉｒｉ屈折率レンズスタック代理人 弁理
士 １）北 嵩 晴 ７、補 手続補正書（、、） 平成 ３年 ８月２７日 別紙の通り １ 明細書第５頁第２行の記載「・・・レンズで」を「
・・・レンズスタックでｊに訂正する。 ２、同、同頁第１２行の記載「・・・屈折が」を「・・
・屈折率がＪに訂正する。 ３ 同第６頁第５行の記載「・・・レンズを用いれば、
強い」を「・・・レンズスタックを用いれば、益々強い
」に訂正する。 ４、同第８頁第１行の記載「・・・間隔がアレイ」を「
・・・間隔をアレイＪに訂正する。 ５、同、同頁第５行の記載［・・・アレイ半導体レーザ
」を「・・・アレイ半導体レーザ励起固体レーザ」に訂
正する。 ６ 同、同頁第１１行の記載「・・・かぎる」を「・・
・限る」に訂正する。 ７、同、同頁第１４行の記載「変更Ｊを「偏光」に訂正
する。
Claims (2)
- （１）アレイ半導体レーザ光を集光し、固体レーザ素子
を光励起するアレイ半導体レーザ励起固体レーザ装置に
おいて、分布屈折率レンズをアレイ半導体レーザの各ス
トライプに対応して並べ、アレイ半導体レーザ出力を集
光して平行化するレンズアレイと、平行化された各スト
ライプ光を一括して集光して一箇所に重ね合わせ、固体
レーザ素子を端面励起するためのフォーカシングレンズ
として用いる非球面レンズとから成る光結合器を備えた
ことを特徴とするアレイ半導体レーザ励起固体レーザ装
置。 - （２）請求項（１）に記載のアレイ半導体レーザ励起個
体レーザ装置において、アレイ半導体レーザ部をアレイ
半導体レーザを厚さ方向に複数個重ねたアレイ半導体レ
ーザスタックとし、それに応じてアレイ分布屈折率レン
ズ部を同じ数だけ同じ段間隔でアレイ分布屈折率レンズ
を重ねたアレイ分布屈折率レンズスタックで置き換えた
ことを特徴とするアレイ半導体レーザ励起固体レーザ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2190499A JPH07112084B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | アレイ半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2190499A JPH07112084B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | アレイ半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0478179A true JPH0478179A (ja) | 1992-03-12 |
| JPH07112084B2 JPH07112084B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=16259113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2190499A Expired - Fee Related JPH07112084B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | アレイ半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07112084B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5604761A (en) * | 1993-10-15 | 1997-02-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Layered semiconductor laser having solder laminations and method of making same |
| KR20000014317A (ko) * | 1998-08-19 | 2000-03-06 | 구자홍 | 고출력 반도체 레이저 다이오드-어레이 구조 |
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Families Citing this family (2)
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| CN113064136A (zh) | 2020-01-02 | 2021-07-02 | 隆达电子股份有限公司 | 发光元件与发光模块 |
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-
1990
- 1990-07-20 JP JP2190499A patent/JPH07112084B2/ja not_active Expired - Fee Related
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