JPH05145151A - 固体レーザ - Google Patents
固体レーザInfo
- Publication number
- JPH05145151A JPH05145151A JP33011591A JP33011591A JPH05145151A JP H05145151 A JPH05145151 A JP H05145151A JP 33011591 A JP33011591 A JP 33011591A JP 33011591 A JP33011591 A JP 33011591A JP H05145151 A JPH05145151 A JP H05145151A
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- JP
- Japan
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- light
- laser
- state laser
- solid
- condenser lens
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 励起光の広帯域に亘る多数の波長に対して
も、結像系全体としての収差を最小化することができ、
励起光を固体レーザ媒質内に高い光密度で集光させるこ
とができる。 【構成】 集光レンズ９は、コリメータ４乃至６から
の、半導体レーザ１乃至３の出力光を固体レーザ媒質１
１内に集光させ固体レーザ媒質１１を励起させる。ここ
に、コリメータ４乃至６を、半導体レーザ１乃至３から
の光の波長のうち、集光レンズ９によって色消の不可能
な波長に対しての色収差を補正する構成にしてある。
も、結像系全体としての収差を最小化することができ、
励起光を固体レーザ媒質内に高い光密度で集光させるこ
とができる。 【構成】 集光レンズ９は、コリメータ４乃至６から
の、半導体レーザ１乃至３の出力光を固体レーザ媒質１
１内に集光させ固体レーザ媒質１１を励起させる。ここ
に、コリメータ４乃至６を、半導体レーザ１乃至３から
の光の波長のうち、集光レンズ９によって色消の不可能
な波長に対しての色収差を補正する構成にしてある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体レーザに関し、特
に励起光学系における結像系全体としての収差を最小化
するようにした固体レーザに関する。
に励起光学系における結像系全体としての収差を最小化
するようにした固体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ励起による固体レーザとし
て次のようなものが考えられる。すなわち、固体レーザ
は、励起光学系と励起光学系からの励起光によってレー
ザ共振を起こさせレーザ光を発するレーザ共振器を有
し、励起光学系の励起光源として多数の半導体レーザを
用い、これらの半導体レーザからの多波長の光をダイク
ロイックミラーにより合波を行なって１つの光束にし、
これを集光レンズでレーザ共振器の固体レーザ媒質内に
集光させて固体レーザ媒質を励起させレーザ共振を起こ
させレーザ光を発するようにするものである。
て次のようなものが考えられる。すなわち、固体レーザ
は、励起光学系と励起光学系からの励起光によってレー
ザ共振を起こさせレーザ光を発するレーザ共振器を有
し、励起光学系の励起光源として多数の半導体レーザを
用い、これらの半導体レーザからの多波長の光をダイク
ロイックミラーにより合波を行なって１つの光束にし、
これを集光レンズでレーザ共振器の固体レーザ媒質内に
集光させて固体レーザ媒質を励起させレーザ共振を起こ
させレーザ光を発するようにするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した固体レーザに
おいては、各半導体レーザからの光が近接する波長帯域
のみ又は２乃至３波長のみの場合であれば、各半導体レ
ーザからの光がダイクロイックミラーを透過した後、集
光レンズにより集光されるが、集光レンズを色消にして
おけば、集光性能の劣化は免れられる。しかしながら、
各半導体レーザからの光が広帯域に亘る多数の波長に対
しては、集光レンズによる色消しが困難になり励起光を
固体レーザ媒質内に高い光密度で集光させることができ
ないという問題がある。
おいては、各半導体レーザからの光が近接する波長帯域
のみ又は２乃至３波長のみの場合であれば、各半導体レ
ーザからの光がダイクロイックミラーを透過した後、集
光レンズにより集光されるが、集光レンズを色消にして
おけば、集光性能の劣化は免れられる。しかしながら、
各半導体レーザからの光が広帯域に亘る多数の波長に対
しては、集光レンズによる色消しが困難になり励起光を
固体レーザ媒質内に高い光密度で集光させることができ
ないという問題がある。
【０００４】本発明の目的は、このような問題に鑑み、
励起用光源からの光の広帯域に亘る多数の波長に対して
も、結像系全体としての収差を最小化することができ、
励起光を固体レーザ媒質内に高い光密度で集光させるこ
とができるようにした固体レーザを提供することにあ
る。
励起用光源からの光の広帯域に亘る多数の波長に対して
も、結像系全体としての収差を最小化することができ、
励起光を固体レーザ媒質内に高い光密度で集光させるこ
とができるようにした固体レーザを提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の固体レーザは、
励起光学系と励起光学系からの励起光によってレーザ共
振を起こさせ高出力レーザ光を発するレーザ共振器とを
有する固体レーザにおいて、励起光学系は、励起用光源
としての半導体レーザ１乃至３と、コリメータとしての
コリメータ４乃至６と、集光レンズとしての集光レンズ
９とを備え、コリメータ４乃至６を、半導体レーザ１乃
至３からの光の波長のうち集光レンズ９によって色消し
の不可能な波長に対しての色収差を補正する構成とした
ことを特徴とする。
励起光学系と励起光学系からの励起光によってレーザ共
振を起こさせ高出力レーザ光を発するレーザ共振器とを
有する固体レーザにおいて、励起光学系は、励起用光源
としての半導体レーザ１乃至３と、コリメータとしての
コリメータ４乃至６と、集光レンズとしての集光レンズ
９とを備え、コリメータ４乃至６を、半導体レーザ１乃
至３からの光の波長のうち集光レンズ９によって色消し
の不可能な波長に対しての色収差を補正する構成とした
ことを特徴とする。
【０００６】
【作用】上記構成の固体レーザにおいては、コリメータ
４乃至６は半導体レーザ１乃至３からの光を平行な光に
し、集光レンズ９はコリメータ４乃至６からの光を集光
させレーザ共振器の固体レーザ媒質を励起させる。この
場合、コリメータ４乃至６を、半導体レーザ１乃至３か
らの光の波長のうち集光レンズ９によって色消しの不可
能な波長に対しての色収差を補正する構成としたので、
半導体レーザ４乃至６からの光の広帯域に亘る多数の波
長に対しても、結像系全体としての収差を最小化するこ
とができ、励起光を固体レーザ媒質内に高い光密度で集
光させることができる。
４乃至６は半導体レーザ１乃至３からの光を平行な光に
し、集光レンズ９はコリメータ４乃至６からの光を集光
させレーザ共振器の固体レーザ媒質を励起させる。この
場合、コリメータ４乃至６を、半導体レーザ１乃至３か
らの光の波長のうち集光レンズ９によって色消しの不可
能な波長に対しての色収差を補正する構成としたので、
半導体レーザ４乃至６からの光の広帯域に亘る多数の波
長に対しても、結像系全体としての収差を最小化するこ
とができ、励起光を固体レーザ媒質内に高い光密度で集
光させることができる。
【０００７】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を用いて以
下説明する。図１は、本発明による固体レーザの一実施
例を示す構成図である。図１において、１乃至３は、固
体レーザ媒質１１を励起させるための半導体レーザ（レ
ーザダイオード）であって、半導体レーザ１乃至３はそ
れぞれ異なる波長の、固体レーザ媒質１１の励起光を出
力するものである。
下説明する。図１は、本発明による固体レーザの一実施
例を示す構成図である。図１において、１乃至３は、固
体レーザ媒質１１を励起させるための半導体レーザ（レ
ーザダイオード）であって、半導体レーザ１乃至３はそ
れぞれ異なる波長の、固体レーザ媒質１１の励起光を出
力するものである。
【０００８】ここで、半導体レーザ１乃至３のうち、半
導体レーザ１の出力光の波長は最も長く、半導体レーザ
３の出力光の波長は最も短くなるように設定される。ま
た、半導体レーザ１乃至３からの励起光の波長は、固体
レーザ媒質１１の吸収線の波長に対応させてある。ま
た、半導体レーザ１乃至３の出力光の波長は、近接する
波長であれば、同一波長帯でも異なる波長帯でもよい。
ここでは、３つの半導体レーザ１乃至３の場合を示した
が、物理的にスペースがあれば、多数の半導体レーザを
設けてもよい。また、特に半導体レーザ１乃至３からの
広帯域に亘る波長の光でもよいように、後述するコリメ
ータ４乃至６や集光レンズ９により色収差の補正を行な
っている。
導体レーザ１の出力光の波長は最も長く、半導体レーザ
３の出力光の波長は最も短くなるように設定される。ま
た、半導体レーザ１乃至３からの励起光の波長は、固体
レーザ媒質１１の吸収線の波長に対応させてある。ま
た、半導体レーザ１乃至３の出力光の波長は、近接する
波長であれば、同一波長帯でも異なる波長帯でもよい。
ここでは、３つの半導体レーザ１乃至３の場合を示した
が、物理的にスペースがあれば、多数の半導体レーザを
設けてもよい。また、特に半導体レーザ１乃至３からの
広帯域に亘る波長の光でもよいように、後述するコリメ
ータ４乃至６や集光レンズ９により色収差の補正を行な
っている。
【０００９】コリメータ４乃至６は、半導体レーザ１乃
至３からの光を平行光束にするものである。ただし、コ
リメータ４乃至６は、半導体レーザ１乃至３からの広帯
域に亘る波長の光でも結像系全体として収差を最小化で
きるように、集光レンズ９単独で予想される色収差の全
部又は一部（ここでは、全部）を補正できるように構成
してある。
至３からの光を平行光束にするものである。ただし、コ
リメータ４乃至６は、半導体レーザ１乃至３からの広帯
域に亘る波長の光でも結像系全体として収差を最小化で
きるように、集光レンズ９単独で予想される色収差の全
部又は一部（ここでは、全部）を補正できるように構成
してある。
【００１０】７は、コリメータ４乃至６からの光を合波
して集光レンズ９に出射するプリズムである。プリズム
７の代わりにそのほかの分散利用部品を用いてもよい。
プリズム７の入射面８には反射防止膜がコートされてい
る。
して集光レンズ９に出射するプリズムである。プリズム
７の代わりにそのほかの分散利用部品を用いてもよい。
プリズム７の入射面８には反射防止膜がコートされてい
る。
【００１１】なお、プリズム７は、入射面８に反射防止
膜がコートされ、かつ内部で光の吸収がないことが望ま
しい。しかし、各コリメータからプリズム７を通過する
光束の反射しうる面は、プリズム７の入射面８および後
面１７と、集光レンズ９およびレーザ共振器１６の固体
レーザ媒質１１に至る経路であり、反射面数および透過
体の数が極めて少ない。従って、プリズム７自体の透過
性能に多少欠点があっても、プリズム７の材料を選ぶこ
とにより全体の透過率を容易に高くすることができる。
膜がコートされ、かつ内部で光の吸収がないことが望ま
しい。しかし、各コリメータからプリズム７を通過する
光束の反射しうる面は、プリズム７の入射面８および後
面１７と、集光レンズ９およびレーザ共振器１６の固体
レーザ媒質１１に至る経路であり、反射面数および透過
体の数が極めて少ない。従って、プリズム７自体の透過
性能に多少欠点があっても、プリズム７の材料を選ぶこ
とにより全体の透過率を容易に高くすることができる。
【００１２】集光レンズ９は、プリズム７からの光を、
レーザミラー１０を介して固体レーザ媒質１１内に集光
させるものである。プリズム７で合波される光の波長帯
域が狭い場合は、集光レンズ９の集光性能の劣化を防ぐ
べく集光レンズ９を色消しにする。また、プリズム７で
合波される光の波長帯域が広い場合は、集光レンズ９単
独で補正しうる色収差には限度があるので、ここでは半
導体レーザ１乃至３からの光の波長のうち、いくつかの
波長に対しては集光レンズ９を低収差に構成し、残りの
波長に対してはコリメータ４乃至６を集光レンズ９で予
想される色収差を補正するように構成する。
レーザミラー１０を介して固体レーザ媒質１１内に集光
させるものである。プリズム７で合波される光の波長帯
域が狭い場合は、集光レンズ９の集光性能の劣化を防ぐ
べく集光レンズ９を色消しにする。また、プリズム７で
合波される光の波長帯域が広い場合は、集光レンズ９単
独で補正しうる色収差には限度があるので、ここでは半
導体レーザ１乃至３からの光の波長のうち、いくつかの
波長に対しては集光レンズ９を低収差に構成し、残りの
波長に対してはコリメータ４乃至６を集光レンズ９で予
想される色収差を補正するように構成する。
【００１３】ここに、半導体レーザ１乃至３とコリメー
タ４乃至６とプリズム７と集光レンズ９は、励起光学系
１３を構成する。
タ４乃至６とプリズム７と集光レンズ９は、励起光学系
１３を構成する。
【００１４】レーザミラー１０の凹面１４側はレーザミ
ラー面となっており、レーザミラー１２の平面１５側は
レーザミラー面となっている。固体レーザ媒質１１で励
起された光は、レーザミラー１２の平面１５側のレーザ
ミラー面で反射され、更にレーザミラー１０の凹面１４
側のレーザミラー面で反射されて固体レーザ媒質１１内
に収束し、これにより励起された更に高いエネルギーの
光は、レーザミラー１２の平面１５側のレーザミラー面
で反射され、更にレーザミラー１０の凹面１４側のレー
ザミラー面で反射され固体レーザ媒質１１を励起する。
このような動作（ポンピング動作）を繰り返すことで、
高出力のレーザ光をレーザミラー１２を介して出力する
ようになっている。ここに、レーザミラー１０、１２と
固体レーザ媒質１１は、レーザ共振器１６を構成する。
ラー面となっており、レーザミラー１２の平面１５側は
レーザミラー面となっている。固体レーザ媒質１１で励
起された光は、レーザミラー１２の平面１５側のレーザ
ミラー面で反射され、更にレーザミラー１０の凹面１４
側のレーザミラー面で反射されて固体レーザ媒質１１内
に収束し、これにより励起された更に高いエネルギーの
光は、レーザミラー１２の平面１５側のレーザミラー面
で反射され、更にレーザミラー１０の凹面１４側のレー
ザミラー面で反射され固体レーザ媒質１１を励起する。
このような動作（ポンピング動作）を繰り返すことで、
高出力のレーザ光をレーザミラー１２を介して出力する
ようになっている。ここに、レーザミラー１０、１２と
固体レーザ媒質１１は、レーザ共振器１６を構成する。
【００１５】以上のように構成すると、半導体レーザ１
乃至３からの、固体レーザ媒質１１の励起光をコリメー
タ４乃至６を介してプリズム７で合波し、その合波した
光束を更に集光レンズ９でレーザ共振器１６の固体レー
ザ媒質１１内の発振領域内に集光させ（絞り込み）、ポ
ンピング動作を行ない横モード制御性がよく効率の高い
レーザ発振を行なう。
乃至３からの、固体レーザ媒質１１の励起光をコリメー
タ４乃至６を介してプリズム７で合波し、その合波した
光束を更に集光レンズ９でレーザ共振器１６の固体レー
ザ媒質１１内の発振領域内に集光させ（絞り込み）、ポ
ンピング動作を行ない横モード制御性がよく効率の高い
レーザ発振を行なう。
【００１６】このようにすると、プリズム７で合波され
る光の波長帯域が広い場合でも、励起光学系１３、従っ
て集光レンズ９の集光性能の劣化を防止できる。また、
コリメータ４乃至６で、集光レンズ９単独で予想される
色収差の全部を補正する構成としたので、半導体レーザ
１乃至３からの光の広帯域に亘る多数の波長に対して
も、結像系全体としての収差を最小化することができ、
励起光を固体レーザ媒質１１内に高い光密度で集光させ
ることができる。また、プリズム７で多波長合波による
場合、固体レーザ媒質１１の複数のレーザ吸収線を同時
に励起させることができ、高密度性を生かすことができ
る。これにより、高出力のレーザ光を取出すことができ
る。
る光の波長帯域が広い場合でも、励起光学系１３、従っ
て集光レンズ９の集光性能の劣化を防止できる。また、
コリメータ４乃至６で、集光レンズ９単独で予想される
色収差の全部を補正する構成としたので、半導体レーザ
１乃至３からの光の広帯域に亘る多数の波長に対して
も、結像系全体としての収差を最小化することができ、
励起光を固体レーザ媒質１１内に高い光密度で集光させ
ることができる。また、プリズム７で多波長合波による
場合、固体レーザ媒質１１の複数のレーザ吸収線を同時
に励起させることができ、高密度性を生かすことができ
る。これにより、高出力のレーザ光を取出すことができ
る。
【００１７】次にプリズム７によるビーム整形について
図２を用いて説明する。なお、図２は、図１のプリズム
７によるビーム整形の説明図である。図２（Ａ）はプリ
ズム７部分の側面図、図２（Ｂ）はプリズム７部分の平
面図である。
図２を用いて説明する。なお、図２は、図１のプリズム
７によるビーム整形の説明図である。図２（Ａ）はプリ
ズム７部分の側面図、図２（Ｂ）はプリズム７部分の平
面図である。
【００１８】一般にビームがプリズム７を通過すること
で、ビームの縦横比が変わる。このため、半導体レーザ
１乃至３のようなもともとビーム強度の縦横比率の異な
る励起用光源では、図２に示すごとくプリズム７に入る
ビームの入射角θ1 と出射角θ2 を変えてやることで、
そのビームの縦横比を適当な方向に変えることができ
る。ここに、図２（Ａ）の面内で、ビーム幅ｗv は、θ
1 ＞θ2 では増加し、θ 1 ＜θ2 では減少する。従っ
て、、２方向のビーム幅が、ｗH ＞ｗV （ｗH ：水平方
向のビーム幅、ｗV ：垂直方向のビーム幅）なるビーム
において、θ1 ＞θ2 として、図２（Ａ）のようにプリ
ズム７を通過させれば、ｗv が増加し、ｗv／ｗH は、
プリズム７に入射する前よりも１に近づけることがで
き、集光性能をよくすることが可能である。
で、ビームの縦横比が変わる。このため、半導体レーザ
１乃至３のようなもともとビーム強度の縦横比率の異な
る励起用光源では、図２に示すごとくプリズム７に入る
ビームの入射角θ1 と出射角θ2 を変えてやることで、
そのビームの縦横比を適当な方向に変えることができ
る。ここに、図２（Ａ）の面内で、ビーム幅ｗv は、θ
1 ＞θ2 では増加し、θ 1 ＜θ2 では減少する。従っ
て、、２方向のビーム幅が、ｗH ＞ｗV （ｗH ：水平方
向のビーム幅、ｗV ：垂直方向のビーム幅）なるビーム
において、θ1 ＞θ2 として、図２（Ａ）のようにプリ
ズム７を通過させれば、ｗv が増加し、ｗv／ｗH は、
プリズム７に入射する前よりも１に近づけることがで
き、集光性能をよくすることが可能である。
【００１９】本発明は、本実施例に限定されることな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の応用および
変形が考えられる。
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の応用および
変形が考えられる。
【００２０】
【発明の効果】上述したように本発明の固体レーザによ
れば、コリメータを、励起用光源からの光の波長のうち
集光レンズによって色消しの困難な（不可能な）波長に
対しての色収差を補正する構成としたので、励起用光源
からの光の広帯域に亘る多数の波長に対しても、結像系
全体としての収差を最小化することができ、励起光を固
体レーザ媒質内に高い光密度で集光させることができ、
高出力のレーザ光を発することができる。
れば、コリメータを、励起用光源からの光の波長のうち
集光レンズによって色消しの困難な（不可能な）波長に
対しての色収差を補正する構成としたので、励起用光源
からの光の広帯域に亘る多数の波長に対しても、結像系
全体としての収差を最小化することができ、励起光を固
体レーザ媒質内に高い光密度で集光させることができ、
高出力のレーザ光を発することができる。
【図１】本発明による固体レーザの一実施例を示す構成
図である。
図である。
【図２】図１のプリズム７によるビーム整形の説明図で
ある。
ある。
１乃至３ 半導体レーザ ４乃至６ コリメータ ７ プリズム ９ 集光レンズ １１ 固体レーザ媒質 １３ 励起光学系 １６ レーザ共振器
Claims (1)
- 【請求項１】 励起光学系と前記励起光学系からの励起
光によってレーザ共振を起こさせ高出力レーザ光を発す
るレーザ共振器とを有する固体レーザにおいて、 前記励起光学系は、 前記レーザ共振器内の固体レーザ媒質を励起させる光を
発する励起用光源と、 前記励起用光源からの光を平行な光にするコリメータ
と、 前記コリメータからの光を集光させ前記固体レーザ媒質
を励起させる集光レンズとを備え、 前記コリメータを、前記励起用光源からの光の波長のう
ち前記集光レンズによって色消しの不可能な波長に対し
ての色収差を補正する構成としたことを特徴とする固体
レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33011591A JPH05145151A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 固体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33011591A JPH05145151A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 固体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05145151A true JPH05145151A (ja) | 1993-06-11 |
Family
ID=18228969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33011591A Withdrawn JPH05145151A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 固体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05145151A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0983048A (ja) * | 1995-09-14 | 1997-03-28 | Nec Corp | 固体レーザ装置 |
| JP2000106466A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-11 | Suzuki Motor Corp | レーザビーム混合装置 |
| JP2002250893A (ja) * | 2001-02-23 | 2002-09-06 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | 光ビーム合成方法・光ビーム合成プリズム・マルチビーム光源装置 |
| JP2007027612A (ja) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Sony Corp | 照射装置および照射方法 |
| JP2007041431A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Dainippon Printing Co Ltd | プリズムアレイシート、エッジライト型面光源、及び透過型画像表示装置 |
| JPWO2017134911A1 (ja) * | 2016-02-03 | 2018-11-22 | 古河電気工業株式会社 | レーザ装置 |
-
1991
- 1991-11-19 JP JP33011591A patent/JPH05145151A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0983048A (ja) * | 1995-09-14 | 1997-03-28 | Nec Corp | 固体レーザ装置 |
| JP2000106466A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-11 | Suzuki Motor Corp | レーザビーム混合装置 |
| JP2002250893A (ja) * | 2001-02-23 | 2002-09-06 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | 光ビーム合成方法・光ビーム合成プリズム・マルチビーム光源装置 |
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| JPWO2017134911A1 (ja) * | 2016-02-03 | 2018-11-22 | 古河電気工業株式会社 | レーザ装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |