JPH05160480A - Laser diode pumping solid-state laser - Google Patents

Laser diode pumping solid-state laser

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Publication number
JPH05160480A
JPH05160480A JP32340191A JP32340191A JPH05160480A JP H05160480 A JPH05160480 A JP H05160480A JP 32340191 A JP32340191 A JP 32340191A JP 32340191 A JP32340191 A JP 32340191A JP H05160480 A JPH05160480 A JP H05160480A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser diode
laser
solid
state laser
state
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP32340191A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Hiuga
浩彰 日向
Takayuki Saito
隆行 斎藤
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Fujinon Corp
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Fuji Photo Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd, Fuji Photo Optical Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP32340191A priority Critical patent/JPH05160480A/en
Publication of JPH05160480A publication Critical patent/JPH05160480A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain solid-state laser beam in TEM00 mode as well as to prevent a laser diode from generating return light induction noise in a laser diode pumping solid-state laser for pumping a solid-state laser medium with the laser diode. CONSTITUTION:In the case where 'd' is a distance between an Nd: YVO4 rod 16 as a solid-state laser medium and a laser diode chip 14, 'dM' the minimum value of the 'd' oscillating in higher-order horizontal mode, and 'dN' the maximum value of the 'd' generating return light noise of a laser diode, respectively, the distance 'd' is set so as to satisfy the relationship dN<d<dM.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はレーザーダイオードポン
ピング固体レーザーに関し、特に詳細には、レーザーダ
イオードチップを固体レーザー媒質に対して近接配置し
たレーザーダイオードポンピング固体レーザーに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser diode pumped solid-state laser, and more particularly to a laser diode pumped solid-state laser in which a laser diode chip is disposed close to a solid-state laser medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば特開昭62-189783 号公報に示され
るように、ネオジウム等の希土類が添加された固体レー
ザー媒質を半導体レーザー(レーザーダイオード)によ
ってポンピングするレーザーダイオードポンピング固体
レーザーが公知となっている。この種のレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザーにおいては、発振効率を高
めるために、レーザーダイオードチップを固体レーザー
媒質に対して近接配置することも行なわれている。
2. Description of the Related Art As disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 62-189783, a laser diode pumping solid-state laser is known in which a solid-state laser medium doped with a rare earth element such as neodymium is pumped by a semiconductor laser (laser diode). ing. In this type of laser diode pumped solid-state laser, a laser diode chip is also placed close to the solid-state laser medium in order to improve oscillation efficiency.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしこのようにレー
ザーダイオードチップを固体レーザー媒質に対して近接
配置したレーザーダイオードポンピング固体レーザーに
おいては、レーザーダイオードの戻り光ノイズのために
光出力が不安定であるという問題が認められていた。
However, in such a laser diode pumped solid-state laser in which the laser diode chip is arranged close to the solid-state laser medium, the optical output is unstable due to the return light noise of the laser diode. The problem was recognized.

【0004】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、レーザーダイオードの戻り光ノイズ発生
が抑えられて出力が安定したレーザーダイオードポンピ
ング固体レーザーを提供することを目的とするものであ
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a laser diode pumping solid-state laser in which the generation of return light noise of the laser diode is suppressed and the output is stable. is there.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明によるレーザーダ
イオードポンピング固体レーザーは、前述したように固
体レーザー媒質をレーザーダイオードによってポンピン
グするレーザーダイオードポンピング固体レーザーにお
いて、固体レーザー媒質とレーザーダイオードチップと
の距離をd、高次横モード発振するdの最小値をdM
レーザーダイオードの戻り光ノイズが発生するdの最大
値をdN としたとき、この距離dがdN <d<dM を満
たす値に設定されていることを特徴とするものである。
A laser diode pumped solid-state laser according to the present invention is a laser diode pumped solid-state laser in which a solid-state laser medium is pumped by a laser diode as described above. d, the minimum value of d for high-order transverse mode oscillation is d M ,
The distance d is set to a value satisfying d N <d <d M , where d N is the maximum value of d at which the return light noise of the laser diode is generated.

【0006】[0006]

【作用および発明の効果】本発明者等の研究によると、
レーザーダイオードポンピング固体レーザーにおいて
は、固体レーザー媒質とレーザーダイオードチップとの
距離dがある値dN 以下になると戻り光ノイズが発生
し、他方この距離dがある値dM 以上になると高次横モ
ード発振し、そしてこれらの値dM とdN との間にはd
N <dM の関係が有ることが判った。そこで上記の距離
dをdN よりも大に設定しておけば、レーザーダイオー
ドの戻り光ノイズ発生が抑えられて、出力が安定化する
ようになる。
According to the research conducted by the present inventors,
In the laser diode pumping solid-state laser, return light noise occurs when the distance d between the solid-state laser medium and the laser diode chip becomes a certain value d N or less, and on the other hand, when this distance d becomes a certain value d M or more, the higher-order transverse mode Oscillates and d is between these values d M and d N
It turns out that there is a relationship of N <d M. Therefore, if the distance d is set to be larger than d N , the return light noise of the laser diode is suppressed and the output is stabilized.

【0007】また、このようにして戻り光ノイズ発生を
防止し得たとしても、固体レーザーが高次横モード発振
していると、そこから得られたレーザービームは利用価
値が低いものとなってしまう。しかしここで上述のよう
にdN <dM の関係が有るから、dN <d<dM を満た
すdの値が必ず存在することになり、そのように距離d
を設定しておけば、高次横モード発振を抑制して高品質
のTEM00モードのレーザービームを得ることができ
る。
Even if the generation of return light noise can be prevented in this way, if the solid-state laser oscillates in the higher-order transverse mode, the laser beam obtained therefrom has a low utility value. I will end up. However, since there is a relationship of d N <d M as described above, there always exists a value of d satisfying d N <d <d M, and thus the distance d
By setting, the high-order transverse mode oscillation can be suppressed and a high-quality TEM 00 mode laser beam can be obtained.

【0008】[0008]

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施例によるレ
ーザーダイオードポンピング固体レーザーを示すもので
ある。このレーザーダイオードポンピング固体レーザー
は、筐体11と一体化されたマウント12に固定されてポン
ピング光としてのレーザービーム13を発するレーザーダ
イオードチップ14と、ネオジウム(Nd)がドーピング
された固体レーザー媒質であるYVO4 ロッド(以下、
Nd:YVO4 ロッドと称する)16と、このNd:YV
4 ロッド16の前方側(図中右方側)に配された共振器
ミラー17とからなる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows a laser diode pumped solid state laser according to a first embodiment of the present invention. This laser diode pumped solid-state laser is a solid-state laser medium doped with neodymium (Nd) and a laser diode chip 14 fixed to a mount 12 integrated with a housing 11 to emit a laser beam 13 as pumping light. YVO 4 rod (hereinafter,
Nd: YVO 4 rod) 16 and this Nd: YV 4
The resonator mirror 17 is disposed on the front side (right side in the figure) of the O 4 rod 16.

【0009】レーザーダイオードチップ14としては、波
長λ1 =809 nmのレーザービーム13を発するブロード
エリアタイプのものが用いられている。一方Nd:YV
4 ロッド16は、Ndが例えば1at%ドーピングされ
て、1mmの厚さに形成されている。このNd:YVO
4 ロッド16は、上記レーザービーム13によってネオジウ
ム原子が励起されることにより、波長λ2 =1064nmの
レーザービーム18を発する。
As the laser diode chip 14, a broad area type which emits a laser beam 13 having a wavelength λ 1 = 809 nm is used. On the other hand, Nd: YV
The O 4 rod 16 is doped with Nd, for example, at 1 at%, and is formed to have a thickness of 1 mm. This Nd: YVO
4 The rod 16 emits a laser beam 18 having a wavelength λ 2 = 1064 nm by exciting neodymium atoms by the laser beam 13.

【0010】Nd:YVO4 ロッド16の光入射側端面16
aおよび光出射端面16bにはそれぞれ、コーティング2
0、21が施されている。一方、共振器ミラー17の凹面と
された光入射側端面17aおよび光出射端面17bにはそれ
ぞれ、コーティング22、23が施されている。これらのコ
ーティング20,21,22,23の、波長λ1 =809 nmおよ
びλ2 =1064nmに対する反射率は以下の通りである。
Nd: YVO 4 rod 16 light incident side end face 16
a and the light emitting end face 16b are coated 2
0 and 21 are given. On the other hand, coatings 22 and 23 are respectively applied to the light incident side end surface 17a and the light emitting end surface 17b which are concave surfaces of the resonator mirror 17. The reflectivities of these coatings 20, 21, 22, 23 for wavelengths λ 1 = 809 nm and λ 2 = 1064 nm are as follows.

【0011】 したがって波長1064nmのレーザービーム18は、上記の
面16a、17a間に閉じ込められてレーザー発振を引き起
こし、そして一部が共振器ミラー17を透過して前方に出
射する。
[0011] Therefore, the laser beam 18 having a wavelength of 1064 nm is confined between the surfaces 16a and 17a to cause laser oscillation, and a part of the laser beam 18 passes through the resonator mirror 17 and is emitted forward.

【0012】ここで、レーザーダイオードチップ14とN
d:YVO4ロッド16との間の距離dを変えると、固体
レーザーの出力は図2に示すように変化する。なおこの
図2の例は、レーザーダイオード出力が180 mWのとき
のものである。この図2に示される通り、上記の距離d
を短くするほど発振効率が向上して、レーザー出力が増
大する。しかしこの場合、上記距離dをdN =50μm以
下とするとレーザーダイオードチップ14に戻り光ノイズ
が発生し、その一方、距離dがdM =500 μm以上であ
ると高次横モード発振してしまう。そこで本実施例にお
いては、上記の距離dを100 μmに設定してある。つま
りdN <d<dM である。
Here, the laser diode chip 14 and N
When the distance d to the d: YVO 4 rod 16 is changed, the output of the solid-state laser changes as shown in FIG. The example of FIG. 2 is for a laser diode output of 180 mW. As shown in FIG. 2, the above distance d
As is shorter, the oscillation efficiency is improved and the laser output is increased. However, in this case, if the distance d is set to d N = 50 μm or less, optical noise is generated in the laser diode chip 14, while if the distance d is d M = 500 μm or more, higher-order transverse mode oscillation occurs. .. Therefore, in this embodiment, the distance d is set to 100 μm. That is, d N <d <d M.

【0013】このようにdの値を設定することにより、
TEM00モードの高品質の固体レーザービーム18が得ら
れ、その一方レーザーダイオードチップ14における戻り
光ノイズの発生も抑えられて、固体レーザー出力が安定
する。
By setting the value of d in this way,
A high-quality solid-state laser beam 18 in the TEM 00 mode can be obtained, on the other hand, the generation of return light noise in the laser diode chip 14 is suppressed, and the solid-state laser output is stabilized.

【0014】次に図3を参照して、本発明の第2実施例
について説明する。この図3のレーザーダイオードポン
ピング固体レーザーは、図1のものと比べると基本的
に、Nd:YVO4 ロッド16と共振器ミラー17との間に
KTP結晶10が配設されている点で異なる。またこのK
TP結晶10を含めて装置全体は、ペルチェ素子40と図示
しない温調回路とにより所定温度に温調される。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The laser diode pumped solid-state laser of FIG. 3 is basically different from that of FIG. 1 in that a KTP crystal 10 is arranged between an Nd: YVO 4 rod 16 and a resonator mirror 17. Also this K
The entire apparatus including the TP crystal 10 is temperature controlled to a predetermined temperature by a Peltier element 40 and a temperature control circuit (not shown).

【0015】この第2実施例装置においては、波長λ2
=1064nmのレーザービーム18が非線形光学材料である
KTP結晶10に入射して、波長λ3 =λ2 /2=532 n
mの第2高調波19に波長変換される。Nd:YVO4
ッド16の両端面16a、16bに施されたコーティング30、
31、KTP結晶10の両端面10a、10bに施されたコーテ
ィング32、33および共振器ミラー17の端面17a、17bに
施されたコーティング34、35の、波長λ1 =809 nm、
λ2 =1064nmおよびλ3 =532 nmに対する反射率は
以下の通りである。
In the second embodiment, the wavelength λ 2
= Laser beam 18 of 1064nm is incident on KTP crystal 10 which is a nonlinear optical material, a wavelength λ 3 = λ 2/2 = 532 n
The wavelength is converted into the second harmonic wave 19 of m. Nd: YVO 4 A coating 30 applied to both end surfaces 16a, 16b of the rod 16;
31, coatings 32 and 33 applied to both end surfaces 10a and 10b of the KTP crystal 10 and coatings 34 and 35 applied to end surfaces 17a and 17b of the resonator mirror 17, wavelength λ 1 = 809 nm,
The reflectances for λ 2 = 1064 nm and λ 3 = 532 nm are as follows.

【0016】 したがって、レーザービーム18は端面16a、17a間でレ
ーザー発振し、第2高調波19は直接的に、あるいは端面
16bで反射してから共振器ミラー17に入射し、そこを透
過して筐体11外に取り出される。
[0016] Therefore, the laser beam 18 oscillates between the end faces 16a and 17a, and the second harmonic wave 19 directly or
After being reflected by 16b, it enters the resonator mirror 17, passes through it, and is taken out of the housing 11.

【0017】本装置においても、レーザーダイオードチ
ップ14とNd:YVO4 ロッド16との間の距離dは、先
に説明したdN <d<dM の関係を満足するように100
μmに設定してある。それにより本実施例においても、
第1実施例におけるのと同様、TEM00モードの第2高
調波19が得られ、またレーザーダイオードチップ14にお
ける戻り光ノイズの発生も抑えられて、固体レーザーひ
いては第2高調波19の出力が安定する。
Also in this apparatus, the distance d between the laser diode chip 14 and the Nd: YVO 4 rod 16 is set to 100 so that the above-described relationship of d N <d <d M is satisfied.
It is set to μm. Thereby, also in this embodiment,
As in the case of the first embodiment, the second harmonic wave 19 of the TEM 00 mode is obtained, the generation of the return light noise in the laser diode chip 14 is suppressed, and the output of the solid-state laser and thus the second harmonic wave 19 is stable. To do.

【0018】以上説明した2つの実施例においては、レ
ーザーダイオードチップ14とNd:YVO4 ロッド16と
の間の距離dがいずれも100 μmに設定されているが、
本発明における距離dは勿論この値に限られるものでは
なく、先に説明したdN <d<dM の関係を満足する範
囲内で適当に定めればよい。
In the two embodiments described above, the distance d between the laser diode chip 14 and the Nd: YVO 4 rod 16 is set to 100 μm.
The distance d in the present invention is not limited to this value as a matter of course, and may be appropriately set within a range satisfying the relationship of d N <d <d M described above.

【0019】また、本発明において用いられる固体レー
ザー媒質は、以上説明した実施例におけるNd:YVO
4 ロッドに限られるものではなく、その他の公知のも
の、例えばNYAB、LNP、Nd:YAG、Nd:Y
LFを適宜用いることができる。また波長変換を行なう
場合に使用する非線形光学材料もKTPに限られるもの
ではなく、その他の公知のもの、例えばBNNB、KN
bO3 、LiIO3 、Urea、特開平2-77181 号公報
に示される(3,5−ジメチル−1−(4−ニトロフェ
ニル)ピラゾール、特開平2-28号公報に示される(3,
5−ジメチル−1−(4−ニトロフェニル)−1,2,
4−トリアゾール等を適宜用いることができる。
The solid-state laser medium used in the present invention is Nd: YVO in the above-described embodiment.
Not limited to 4 rods, other known ones, such as NYAB, LNP, Nd: YAG, Nd: Y
LF can be used as appropriate. The nonlinear optical material used for wavelength conversion is not limited to KTP, and other known materials such as BNNB and KN can be used.
bO 3 , LiIO 3 , Urea, disclosed in JP-A-2-77181 (3,5-dimethyl-1- (4-nitrophenyl) pyrazole, disclosed in JP-A-2-28 (3,5-dimethyl-1- (4-nitrophenyl) pyrazole).
5-dimethyl-1- (4-nitrophenyl) -1,2,
4-triazole or the like can be used as appropriate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例装置の側面図FIG. 1 is a side view of a first embodiment device of the present invention.

【図2】レーザーダイオードチップと固体レーザー媒質
との距離に対する、固体レーザー出力、戻り光ノイズの
発生状況および横モードの関係を示すグラフ
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the solid-state laser output, the return light noise occurrence state, and the transverse mode with respect to the distance between the laser diode chip and the solid-state laser medium.

【図3】本発明の第2実施例装置の側面図FIG. 3 is a side view of a second embodiment device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 KTP結晶 13 レーザービーム(ポンピング光) 14 レーザーダイオードチップ 16 Nd:YVO4 ロッド 17 共振器ミラー 18 レーザービーム 19 第2高調波 20、21、22、23、30、31、32、33、34、35 コーティ
ング
10 KTP crystal 13 Laser beam (pumping light) 14 Laser diode chip 16 Nd: YVO 4 Rod 17 Resonator mirror 18 Laser beam 19 Second harmonic 20, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 33, 34, 35 coating

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ネオジウム等の希土類が添加された固体
レーザー媒質をレーザーダイオードによってポンピング
するレーザーダイオードポンピング固体レーザーにおい
て、 前記固体レーザー媒質とレーザーダイオードチップとの
距離をd、高次横モード発振するdの最小値をdM 、レ
ーザーダイオードの戻り光ノイズが発生するdの最大値
をdN としたとき、この距離dがdN <d<dM を満た
す値に設定されていることを特徴とするレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザー。
1. A laser diode pumped solid-state laser in which a solid-state laser medium doped with a rare earth element such as neodymium is pumped by a laser diode. Where d M is the minimum value of d and the maximum value of d where the return light noise of the laser diode is generated is d N , the distance d is set to a value satisfying d N <d <d M. Laser diode pumping solid state laser.
JP32340191A 1991-12-06 1991-12-06 Laser diode pumping solid-state laser Withdrawn JPH05160480A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009164443A (en) * 2008-01-09 2009-07-23 Seiko Epson Corp Light source device, lighting system, and image display device

Cited By (1)

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JP2009164443A (en) * 2008-01-09 2009-07-23 Seiko Epson Corp Light source device, lighting system, and image display device

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Legal Events

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990311