JPH05129684A - レーザ発振器 - Google Patents
レーザ発振器Info
- Publication number
- JPH05129684A JPH05129684A JP28857991A JP28857991A JPH05129684A JP H05129684 A JPH05129684 A JP H05129684A JP 28857991 A JP28857991 A JP 28857991A JP 28857991 A JP28857991 A JP 28857991A JP H05129684 A JPH05129684 A JP H05129684A
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- optical fiber
- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 装置構成が簡単で、かつ光ファイバへの反射
による入射損失の非常に少ないレーザ発振器を得る。 【構成】 レーザ光伝搬用の光ファイバ９の入射端面が
レーザ共振器の出力ミラーの一部または全部を構成し、
レーザの出力が光ファイバ内に直接導光されるように構
成する。
による入射損失の非常に少ないレーザ発振器を得る。 【構成】 レーザ光伝搬用の光ファイバ９の入射端面が
レーザ共振器の出力ミラーの一部または全部を構成し、
レーザの出力が光ファイバ内に直接導光されるように構
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はレ−ザ発振器、特にレ
ーザ共振器と光ファイバの結合に関するものである。
ーザ共振器と光ファイバの結合に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来のレーザ発振器の例とし
て、例えばレーザー研究第１８巻第８号（１９９０）Ｐ
６２２−６２７に示された半導体励起固体レーザの概略
構成に光ファイバへ入射する構成を加えたものである。
図において、１は励起光を発生する半導体レーザ、２は
励起光、３は励起光を固体レーザ媒質に集光照射するた
めの集光レンズ、４は全反射ミラー、５は固体レーザ媒
質、６はレーザ光を取り出す出力ミラー、７はレーザ
光、８はレーザ光を光ファイバに導光するための結合レ
ンズ、９はレーザ光を伝送するための光ファイバ、４１
は全反射ミラーに施されたコーティングで、励起光に対
し無反射、レーザ光に対しては全反射である。６１は出
力ミラーに施されたコーティングで、レーザ光に対し部
分反射であり、コーティング４１とともにレーザ共振器
を構成している。９１は光ファイバ入射端面に施された
コーティングで、レーザ光に対し無反射である。また、
固体レーザ媒質５及び結合レンズ８にはレーザ光に対し
無反射のコーティングが施されている。
て、例えばレーザー研究第１８巻第８号（１９９０）Ｐ
６２２−６２７に示された半導体励起固体レーザの概略
構成に光ファイバへ入射する構成を加えたものである。
図において、１は励起光を発生する半導体レーザ、２は
励起光、３は励起光を固体レーザ媒質に集光照射するた
めの集光レンズ、４は全反射ミラー、５は固体レーザ媒
質、６はレーザ光を取り出す出力ミラー、７はレーザ
光、８はレーザ光を光ファイバに導光するための結合レ
ンズ、９はレーザ光を伝送するための光ファイバ、４１
は全反射ミラーに施されたコーティングで、励起光に対
し無反射、レーザ光に対しては全反射である。６１は出
力ミラーに施されたコーティングで、レーザ光に対し部
分反射であり、コーティング４１とともにレーザ共振器
を構成している。９１は光ファイバ入射端面に施された
コーティングで、レーザ光に対し無反射である。また、
固体レーザ媒質５及び結合レンズ８にはレーザ光に対し
無反射のコーティングが施されている。
【０００３】次に動作について説明する。半導体レ−ザ
１から出射される励起光２は集光レンズ３により固体レ
ーザ媒質５に集光照射される。固体レーザ媒質５は励起
されて自然放出光を発生し、全反射ミラー４のコーティ
ング４１及び出力ミラー６のコーティング６１間で形成
されているレーザ共振器によりレーザ光７を発生して出
力ミラー６から外部へ取り出される。外部へ取り出され
たレーザ光７は結合レンズ８によって光ファイバ９の入
射端面へ集光照射され、光ファイバ内へ導光される。
１から出射される励起光２は集光レンズ３により固体レ
ーザ媒質５に集光照射される。固体レーザ媒質５は励起
されて自然放出光を発生し、全反射ミラー４のコーティ
ング４１及び出力ミラー６のコーティング６１間で形成
されているレーザ共振器によりレーザ光７を発生して出
力ミラー６から外部へ取り出される。外部へ取り出され
たレーザ光７は結合レンズ８によって光ファイバ９の入
射端面へ集光照射され、光ファイバ内へ導光される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のレ−ザ発振器は
以上のように構成されているので、光ファイバへレ−ザ
光を導入するために結合レンズが不可欠であり、装置が
複雑になる上、ファイバの位置調整が必要で、かつレン
ズ及びファイバ端面での反射による損失が避けらないな
どの問題点があった。
以上のように構成されているので、光ファイバへレ−ザ
光を導入するために結合レンズが不可欠であり、装置が
複雑になる上、ファイバの位置調整が必要で、かつレン
ズ及びファイバ端面での反射による損失が避けらないな
どの問題点があった。
【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、装置構成が簡単で、かつ光ファ
イバへの反射による入射損失の非常に少ないレーザ発振
器を得ることを目的としている。
ためになされたもので、装置構成が簡単で、かつ光ファ
イバへの反射による入射損失の非常に少ないレーザ発振
器を得ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係わるレーザ
発振器は、レーザ光伝搬用の光ファイバの入射端面がレ
ーザ共振器の出力ミラーの一部または全部を構成するも
のである。
発振器は、レーザ光伝搬用の光ファイバの入射端面がレ
ーザ共振器の出力ミラーの一部または全部を構成するも
のである。
【０００７】なお、光ファイバは光ファイバ束で構成し
てもよい。
てもよい。
【０００８】また、レーザ光伝送用の光ファイバの周囲
にレーザ共振器内のビーム分布をモニタするための光フ
ァイバを配置し、上記レーザ光伝送用の光ファイバとビ
ームモニタ用の光ファイバのレーザ光入射端面が共に上
記レーザ共振器の出力ミラーの一部あるいは全部を構成
し、かつ上記ビームモニタ用の光ファイバからの光信号
により上記レーザ共振器の光軸調整を行なうようにして
もよい。
にレーザ共振器内のビーム分布をモニタするための光フ
ァイバを配置し、上記レーザ光伝送用の光ファイバとビ
ームモニタ用の光ファイバのレーザ光入射端面が共に上
記レーザ共振器の出力ミラーの一部あるいは全部を構成
し、かつ上記ビームモニタ用の光ファイバからの光信号
により上記レーザ共振器の光軸調整を行なうようにして
もよい。
【０００９】
【作用】この発明における光ファイバは、レーザ共振器
に出力ミラーとして直接結合しており、レーザの出力は
光ファイバ内に直接取り出される。
に出力ミラーとして直接結合しており、レーザの出力は
光ファイバ内に直接取り出される。
【００１０】なお、光ファイバを光ファイバ束で構成す
ると、簡単な構成で一度に光が伝送できる。
ると、簡単な構成で一度に光が伝送できる。
【００１１】また、レーザ光伝送用の光ファイバの周囲
にレーザ共振器内のビーム分布をモニタするための光フ
ァイバを配置し、これらのレーザ光入射端面が共にレー
ザ共振器の出力ミラーの一部あるいは全部を構成するよ
うにして上記ビームモニタ用の光ファイバからの光信号
により上記レーザ共振器の光軸調整を行なうようにすれ
ば、自動的に光軸調整ができると共に、レーザ共振器内
部のビームを乱さず品質のよいレーザビームが得られ
る。
にレーザ共振器内のビーム分布をモニタするための光フ
ァイバを配置し、これらのレーザ光入射端面が共にレー
ザ共振器の出力ミラーの一部あるいは全部を構成するよ
うにして上記ビームモニタ用の光ファイバからの光信号
により上記レーザ共振器の光軸調整を行なうようにすれ
ば、自動的に光軸調整ができると共に、レーザ共振器内
部のビームを乱さず品質のよいレーザビームが得られ
る。
【００１２】
【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１において、１は励起光を発生する
半導体レーザ、２は励起光、３は励起光を固体レーザ媒
質に集光照射するための集光レンズ、４は全反射ミラ
ー、５は固体レーザ媒質、７はレーザ光、９はレーザ光
を伝送するための光ファイバ、４１は全反射ミラーに施
されたコーティングで励起光に対し無反射、レーザ光に
対しては全反射である。９１は光ファイバ入射端面に施
されたコーティングでレーザ光に対し部分反射である。
ついて説明する。図１において、１は励起光を発生する
半導体レーザ、２は励起光、３は励起光を固体レーザ媒
質に集光照射するための集光レンズ、４は全反射ミラ
ー、５は固体レーザ媒質、７はレーザ光、９はレーザ光
を伝送するための光ファイバ、４１は全反射ミラーに施
されたコーティングで励起光に対し無反射、レーザ光に
対しては全反射である。９１は光ファイバ入射端面に施
されたコーティングでレーザ光に対し部分反射である。
【００１３】次に動作について説明する。半導体レ−ザ
１から出射される励起光２は集光レンズ３により固体レ
ーザ媒質５に集光照射される。固体レーザ媒質５は励起
されて自然放出光を発生し、全反射ミラー４のコーティ
ング４１及び光ファイバ９端面の部分反射のコーティン
グ９１間で形成されているレーザ共振器によりレーザ光
７を発生する。レーザ光７は部分反射のコーティング９
１を介して直接光ファイバ９内に導光される。
１から出射される励起光２は集光レンズ３により固体レ
ーザ媒質５に集光照射される。固体レーザ媒質５は励起
されて自然放出光を発生し、全反射ミラー４のコーティ
ング４１及び光ファイバ９端面の部分反射のコーティン
グ９１間で形成されているレーザ共振器によりレーザ光
７を発生する。レーザ光７は部分反射のコーティング９
１を介して直接光ファイバ９内に導光される。
【００１４】一般にレーザ光の光ファイバへの入射ロス
の原因として、ファイバ端面での反射や、レーザビーム
径がファイバ径より十分小さくないことなどがあげられ
る。本構成ではファイバ端面での反射光はそのままレー
ザ発振器内にフィードバックされるためロスの原因とは
ならない。また、レーザビーム径は共振器構成の工夫に
より十分実用的な値に設定することができる。たとえ
ば、固体レーザ媒質にφ２mm×７mmのNd:YAGを使用し、
全反射ミラー４の曲率を１５mm、ファイバ端面を平面と
し、全反射ミラーのコーティング４１とファイバ端面の
コーティング９１間の距離を１８mmとすると、空気中に
換算した共振器長は約１４．２mmとなり、基本モードが
発振した場合のレーザ光７のファイバ端面の部分反射の
コーティングでのビーム径は約６８μm となる。光ファ
イバ９のコア径を２００μm 程度にすると光ファイバへ
のレーザ光の入射ロスの計算値は０．３％以下となり、
発振したレーザ光を極めて効率よく光ファイバに導光す
ることができる。
の原因として、ファイバ端面での反射や、レーザビーム
径がファイバ径より十分小さくないことなどがあげられ
る。本構成ではファイバ端面での反射光はそのままレー
ザ発振器内にフィードバックされるためロスの原因とは
ならない。また、レーザビーム径は共振器構成の工夫に
より十分実用的な値に設定することができる。たとえ
ば、固体レーザ媒質にφ２mm×７mmのNd:YAGを使用し、
全反射ミラー４の曲率を１５mm、ファイバ端面を平面と
し、全反射ミラーのコーティング４１とファイバ端面の
コーティング９１間の距離を１８mmとすると、空気中に
換算した共振器長は約１４．２mmとなり、基本モードが
発振した場合のレーザ光７のファイバ端面の部分反射の
コーティングでのビーム径は約６８μm となる。光ファ
イバ９のコア径を２００μm 程度にすると光ファイバへ
のレーザ光の入射ロスの計算値は０．３％以下となり、
発振したレーザ光を極めて効率よく光ファイバに導光す
ることができる。
【００１５】実施例２．図２に光ファイバを光ファイバ
束により構成し、この光ファイバ束の端面をレーザ共振
器の出力ミラーの一部として用いる実施例を示す。図に
おいて、６は出力ミラー、９はレーザ光を導光する光フ
ァイバ束で出力ミラー６の中に埋め込まれており、端面
が出力ミラーの反射面と同一面を成している。６１は部
分反射のコーティングで、出力ミラー６と光ファイバ束
の端面の両方に施されている。本構成によると一度に複
数のファイバにレーザ光を導光することができる。しか
も実施例１のものと同様、端面反射によるロスがない。
束により構成し、この光ファイバ束の端面をレーザ共振
器の出力ミラーの一部として用いる実施例を示す。図に
おいて、６は出力ミラー、９はレーザ光を導光する光フ
ァイバ束で出力ミラー６の中に埋め込まれており、端面
が出力ミラーの反射面と同一面を成している。６１は部
分反射のコーティングで、出力ミラー６と光ファイバ束
の端面の両方に施されている。本構成によると一度に複
数のファイバにレーザ光を導光することができる。しか
も実施例１のものと同様、端面反射によるロスがない。
【００１６】実施例３．図３（ａ）は光ファイバ束のう
ち中心の一本にレーザ光を導光し、他の光ファイバを用
いて共振器の光軸モニタを行い、自動的に光軸調整を行
う実施例を示している。図において、９はレーザ光を導
光する光ファイバ、９２は共振器内のビーム分布をモニ
タするための光ファイバで、例えば図３（ｂ）に示すよ
うに導光用光ファイバ９の周囲に６本設置されている。
１０は光ファイバ９２でモニタした光強度により光軸の
導光用光ファイバ９端面上でのずれを計算し、全反射ミ
ラー４の制御信号を発生する光軸演算部であり、例えば
光検出器と差動増幅器から構成されている。１１は光軸
演算部１０からの制御信号により全反射ミラー４の角度
調整を行なう全反射ミラー制御部であり、例えばＰＺＴ
トランスレータを備えたミラーホルダーである。
ち中心の一本にレーザ光を導光し、他の光ファイバを用
いて共振器の光軸モニタを行い、自動的に光軸調整を行
う実施例を示している。図において、９はレーザ光を導
光する光ファイバ、９２は共振器内のビーム分布をモニ
タするための光ファイバで、例えば図３（ｂ）に示すよ
うに導光用光ファイバ９の周囲に６本設置されている。
１０は光ファイバ９２でモニタした光強度により光軸の
導光用光ファイバ９端面上でのずれを計算し、全反射ミ
ラー４の制御信号を発生する光軸演算部であり、例えば
光検出器と差動増幅器から構成されている。１１は光軸
演算部１０からの制御信号により全反射ミラー４の角度
調整を行なう全反射ミラー制御部であり、例えばＰＺＴ
トランスレータを備えたミラーホルダーである。
【００１７】次に動作について説明する。半導体レ−ザ
１から出射される励起光２は集光レンズ３により固体レ
ーザ媒質５に集光照射される。固体レーザ媒質５は励起
されて自然放出光を発生し、全反射ミラー４のコーティ
ング４１及び部分反射のコーティング６１間で形成され
ているレーザ共振器によりレーザ光７を発生する。レー
ザ光７は部分反射のコーティング６１を介して直接光フ
ァイバ９内に導光される。ビームモニタ用光ファイバ９
２はレーザ共振器内で光ファイバ９の外側に洩れる光を
検出する。レーザが基本モードで発振している場合、ビ
ーム形状は軸対称となる。従って、光軸が導光用光ファ
イバの光軸と一致しているときは６本のビームモニタ用
光ファイバ９２で検出される光強度はそれぞれ等しくな
る。光軸ずれが起こったときにはずれた方向のファイバ
で検出される光強度が強くなるため、たとえば簡単な差
動増幅回路、もしくはディジタル演算回路等を含んだ光
軸演算部１０によって光軸ずれの方向並びに全反射ミラ
ー調整の方向が演算される。全反射ミラー制御部１１で
は光軸演算部１０からの信号により全反射ミラー４の角
度を変化させる。光軸のモニタ、演算及び全反射ミラー
の角度調整を、６つの光ファイバで検出される光強度が
等しくなるまで繰り返す。以上の手順により光軸調整が
自動的に行なわれ、光ファイバに最大パワーが入る。ま
た、ビームモニタ用光ファイバのレーザ光入射端面をレ
ーザ共振器の出力ミラーの一部として光軸調整を行なっ
ているため、レーザ共振器内部のビームを乱すことがな
く、得られるビームの品質がよい。
１から出射される励起光２は集光レンズ３により固体レ
ーザ媒質５に集光照射される。固体レーザ媒質５は励起
されて自然放出光を発生し、全反射ミラー４のコーティ
ング４１及び部分反射のコーティング６１間で形成され
ているレーザ共振器によりレーザ光７を発生する。レー
ザ光７は部分反射のコーティング６１を介して直接光フ
ァイバ９内に導光される。ビームモニタ用光ファイバ９
２はレーザ共振器内で光ファイバ９の外側に洩れる光を
検出する。レーザが基本モードで発振している場合、ビ
ーム形状は軸対称となる。従って、光軸が導光用光ファ
イバの光軸と一致しているときは６本のビームモニタ用
光ファイバ９２で検出される光強度はそれぞれ等しくな
る。光軸ずれが起こったときにはずれた方向のファイバ
で検出される光強度が強くなるため、たとえば簡単な差
動増幅回路、もしくはディジタル演算回路等を含んだ光
軸演算部１０によって光軸ずれの方向並びに全反射ミラ
ー調整の方向が演算される。全反射ミラー制御部１１で
は光軸演算部１０からの信号により全反射ミラー４の角
度を変化させる。光軸のモニタ、演算及び全反射ミラー
の角度調整を、６つの光ファイバで検出される光強度が
等しくなるまで繰り返す。以上の手順により光軸調整が
自動的に行なわれ、光ファイバに最大パワーが入る。ま
た、ビームモニタ用光ファイバのレーザ光入射端面をレ
ーザ共振器の出力ミラーの一部として光軸調整を行なっ
ているため、レーザ共振器内部のビームを乱すことがな
く、得られるビームの品質がよい。
【００１８】なお、上記実施例では全反射ミラーの角度
調整を行なう例について示したが、出力ミラー及び光フ
ァイバ端面の角度調整を行なってもよい。
調整を行なう例について示したが、出力ミラー及び光フ
ァイバ端面の角度調整を行なってもよい。
【００１９】また、上記実施例では固体レーザの基本波
長の発振器の例を示したが、共振器内部に高調波発生素
子等を導入し、第２高調波あるいはさらに高次の高調波
を発生させるレーザに適用してもよい。
長の発振器の例を示したが、共振器内部に高調波発生素
子等を導入し、第２高調波あるいはさらに高次の高調波
を発生させるレーザに適用してもよい。
【００２０】さらに、上記実施例では半導体励起の固体
レーザについて示したが、フラッシュランプ励起の固体
レーザ、あるいは他のガスレーザ等に適用してもよく、
上記と同様の効果を奏する。
レーザについて示したが、フラッシュランプ励起の固体
レーザ、あるいは他のガスレーザ等に適用してもよく、
上記と同様の効果を奏する。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、レー
ザ光伝搬用の光ファイバの入射端面がレーザ共振器の出
力ミラーの一部または全部を構成するようにしたので、
レーザの出力が光ファイバ内に直接取り出され、装置構
成が簡単で、かつ光ファイバへの反射による入射損失の
非常に少ないレーザ発振器を得ることができる効果があ
る。
ザ光伝搬用の光ファイバの入射端面がレーザ共振器の出
力ミラーの一部または全部を構成するようにしたので、
レーザの出力が光ファイバ内に直接取り出され、装置構
成が簡単で、かつ光ファイバへの反射による入射損失の
非常に少ないレーザ発振器を得ることができる効果があ
る。
【００２２】また、光ファイバを光ファイバ束で構成す
ると、簡単な構成で一度に光が伝送できる効果がある。
ると、簡単な構成で一度に光が伝送できる効果がある。
【００２３】また、レーザ光伝送用の光ファイバの周囲
にレーザ共振器内のビーム分布をモニタするための光フ
ァイバを配置し、これらのレーザ光入射端面が共にレー
ザ共振器の出力ミラーの一部あるいは全部を構成するよ
うにして上記ビームモニタ用の光ファイバからの光信号
により上記レーザ共振器の光軸調整を行なうようにすれ
ば、自動的に光軸調整ができると共に、レーザ共振器内
部のビームを乱さず品質のよいレーザビームが得られる
効果がある。
にレーザ共振器内のビーム分布をモニタするための光フ
ァイバを配置し、これらのレーザ光入射端面が共にレー
ザ共振器の出力ミラーの一部あるいは全部を構成するよ
うにして上記ビームモニタ用の光ファイバからの光信号
により上記レーザ共振器の光軸調整を行なうようにすれ
ば、自動的に光軸調整ができると共に、レーザ共振器内
部のビームを乱さず品質のよいレーザビームが得られる
効果がある。
【図１】この発明の一実施例によるレーザ発振器を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】この発明の実施例２によるレーザ発振器を示す
構成図である。
構成図である。
【図３】この発明の実施例３によるレーザ発振器を示す
構成図である。
構成図である。
【図４】従来のレーザ発振器を示す構成図である。
１ 半導体レーザ ２ 励起光 ４ 全反射ミラー ５ レーザ媒質 ６ 出力ミラー ７ レーザ光 ９ 光ファイバ １０ 光軸演算部 １１ 全反射ミラー制御部 ４１ コーティング ６１ コーティング ９１ コーティング
Claims (3)
- 【請求項１】 レ−ザ媒質に励起光を照射して上記レー
ザ媒質を励起し、共振器ミラ−によりレーザ光を発生さ
せるレーザ共振器、及び発生したレーザ光を伝送する光
ファイバを備えたレーザ発振器において、上記光ファイ
バのレーザ光入射端面が上記レーザ共振器の出力ミラー
の一部あるいは全部を構成することを特徴とするレ−ザ
発振器。 - 【請求項２】 光ファイバが光ファイバ束であることを
特徴とする請求項１記載のレーザ発振器。 - 【請求項３】 レーザ光伝送用の光ファイバの周囲にレ
ーザ共振器内のビーム分布をモニタするための光ファイ
バを配置し、上記レーザ光伝送用の光ファイバとビーム
モニタ用の光ファイバのレーザ光入射端面が共に上記レ
ーザ共振器の出力ミラーの一部あるいは全部を構成し、
かつ上記ビームモニタ用の光ファイバからの光信号によ
り上記レーザ共振器の光軸調整を行なうことを特徴とす
る請求項１記載のレ−ザ発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28857991A JPH05129684A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | レーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28857991A JPH05129684A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | レーザ発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129684A true JPH05129684A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=17732098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28857991A Pending JPH05129684A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | レーザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05129684A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010002003A1 (ja) * | 2008-07-03 | 2010-01-07 | 株式会社フジクラ | パルス光発生器及びパルスファイバレーザ |
-
1991
- 1991-11-05 JP JP28857991A patent/JPH05129684A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010002003A1 (ja) * | 2008-07-03 | 2010-01-07 | 株式会社フジクラ | パルス光発生器及びパルスファイバレーザ |
| JPWO2010002003A1 (ja) * | 2008-07-03 | 2011-12-22 | 株式会社フジクラ | パルス光発生器及びパルスファイバレーザ |
| US8139616B2 (en) | 2008-07-03 | 2012-03-20 | Fujikura Ltd. | Pulsed light generator and pulsed fiber laser |
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