JPH05190938A - Solid laser equipment - Google Patents

Solid laser equipment

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JPH05190938A
JPH05190938A JP121292A JP121292A JPH05190938A JP H05190938 A JPH05190938 A JP H05190938A JP 121292 A JP121292 A JP 121292A JP 121292 A JP121292 A JP 121292A JP H05190938 A JPH05190938 A JP H05190938A
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JP
Japan
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laser
optical element
medium
exit
entrance
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Application number
JP121292A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuki Kuba
一樹 久場
Masaki Seguchi
正記 瀬口
Taku Yamamoto
卓 山本
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a solid laser equipment excellent in beam quality and output stability. CONSTITUTION:An optical element 5 for inputting and outputting a beam, which is transparent to a laser beam 10, is bonded to an end surface ..b of an inside total reflection type slab type laser medium 1 through which surface 1b the laser beam is inputted and outputted. The sealing and the retaining of solvent 3b are performed on a surface 5a which does not contribute to the beam propagation of the optical element 5 for inputting and outputting a beam.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は固体レーザ装置、とく
にスラブ型固体レーザ装置のビーム入出射、さらにはレ
ーザ媒質の支持及び冷媒のシール構造に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state laser device, and more particularly to a beam input / output of a slab type solid-state laser device, and further to a structure for supporting a laser medium and sealing a coolant.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4及び図5は各々、例えば実開昭62-4
2269号公報に示された従来の固体レーザ装置の概略を示
す斜視図及び断面図であり、図5(a)は横断面を、図
5(b)は縦断面を示す。図において、1は光軸に直交
する断面が矩形のレーザ媒質でありスラブである。1aは
スラブ表面で、光学的平滑面をなす。2は冷却媒質3bの
シール材で、レーザ媒質1の支持も兼ねる。4はラン
プ、6はランプの冷却媒質、7は集光器、9はホルダ、
11は励起光である。
2. Description of the Related Art FIG. 4 and FIG.
2A and 2B are a perspective view and a cross-sectional view showing the outline of a conventional solid-state laser device disclosed in Japanese Patent No. 2269, wherein FIG. 5A shows a horizontal cross section and FIG. 5B shows a vertical cross section. In the figure, 1 is a slab, which is a laser medium having a rectangular cross section orthogonal to the optical axis. 1a is a slab surface, which is an optically smooth surface. Reference numeral 2 denotes a sealing material for the cooling medium 3b, which also serves as a support for the laser medium 1. 4 is a lamp, 6 is a cooling medium for the lamp, 7 is a condenser, 9 is a holder,
11 is the excitation light.

【0003】次に動作について説明する。レーザ媒質1
は集光器7によって集光されたランプ4からの励起光11
を吸収し、励起される。励起されたエネルギーの一部
は、内部全反射をくり返しながらジグザグ状に伝搬する
レーザビームとして媒質外に取り出される。しかしなが
ら、励起光エネルギーの大部分はレーザ媒質1内で熱エ
ネルギーとなり、最終的には冷却媒質3bへ流れる。冷却
媒質3bは外へもれない様にシール材2によって、スラブ
表面1aでシールされている。
Next, the operation will be described. Laser medium 1
Is the excitation light 11 from the lamp 4 collected by the condenser 7.
Is absorbed and excited. Part of the excited energy is extracted out of the medium as a laser beam that propagates in a zigzag manner while repeating total internal reflection. However, most of the excitation light energy becomes thermal energy in the laser medium 1 and finally flows into the cooling medium 3b. The cooling medium 3b is sealed on the slab surface 1a by the sealing material 2 so as not to leak out.

【0004】図6は、スラブ表面1aにおけるシール材2
のシール位置を示したものである。本従来例では、シー
ル材2によるレーザビームの吸収及びこれに伴うビーム
パターの欠けを防ぐため、対向するスラブ表面1aでのシ
ール位置をずらし、レーザビームの存在しない領域即ち
デッドスペース1cに於いて、シールを行っている。な
お、一点鎖線Aはビームのセンター、点線Bはビームの
一端、実線Cはビームの他端を示す。
FIG. 6 shows the sealing material 2 on the slab surface 1a.
It shows the seal position of. In this conventional example, in order to prevent the laser beam from being absorbed by the sealing material 2 and the chipping of the beam pattern caused thereby, the sealing position on the opposing slab surface 1a is shifted so that the laser beam does not exist in the dead space 1c. , Seals. A dashed line A indicates the center of the beam, a dotted line B indicates one end of the beam, and a solid line C indicates the other end of the beam.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の固体レーザ装置
は以上のように構成されているので、シール材2が直接
レーザビームにさらされ、これを吸収することはない。
しかしながらデッドスペース1cにもレーザビームの回折
光や、入出射端面からの反射光は存在し、シール材2が
これらの光を吸収発熱し、レーザ媒質1に温度分布及び
これに伴う熱歪1dを与える。又回折光や、端面反射光以
外にも、励起光11自体がシール材2を加熱し、同様の熱
歪1dをレーザ媒質1に発生させる場合もある。又、これ
ら回折光、端面反射光、励起光によるシール材の加熱が
発生しない場合でも、シール材2自体の圧力によってレ
ーザ媒質1のシール位置には、歪1dが発生する。この様
に、スラブ表面1aで、冷媒のシールを行う固体レーザ装
置では、必ずそのシール位置近傍に歪が発生し、これが
レーザビームを歪ませ、さらには出力のゆらぎを発生さ
せるという非常に深刻な問題があった。
Since the conventional solid-state laser device is constructed as described above, the sealing material 2 is directly exposed to the laser beam and does not absorb it.
However, the diffracted light of the laser beam and the reflected light from the entrance / exit end face also exist in the dead space 1c, and the sealing material 2 absorbs and heats these lights, and the temperature distribution in the laser medium 1 and the resulting thermal strain 1d occur. give. In addition to the diffracted light and the end surface reflected light, the excitation light 11 itself may heat the sealing material 2 and cause the same thermal strain 1d in the laser medium 1. Even when the sealing material is not heated by the diffracted light, the end surface reflected light, and the excitation light, the distortion 1d is generated at the sealing position of the laser medium 1 due to the pressure of the sealing material 2 itself. As described above, in the slab surface 1a, in the solid-state laser device that seals the refrigerant, distortion is always generated in the vicinity of the sealing position, which distorts the laser beam and further causes fluctuation of output, which is very serious. There was a problem.

【0006】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、シール材の加熱によるレーザ媒
質の熱歪を押さえ、ビーム品質に優れ、出力の安定な固
体レーザ装置を得ることを目的とする。さらには、シー
ル材によりレーザ媒質に加えられる応力歪を抑えビーム
品質に優れ、出力の安定な固体レーザ装置を得る事を目
的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and suppresses thermal distortion of a laser medium due to heating of a sealing material to obtain a solid-state laser device having excellent beam quality and stable output. With the goal. Furthermore, it is an object of the present invention to obtain a solid-state laser device which suppresses stress strain applied to a laser medium by a sealing material and has excellent beam quality and stable output.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明に係る固体レー
ザ装置は、スラブ型レーザ媒質のレーザビーム入出射端
面に、レーザ光に対して透明なビーム入出射用光学素子
を設置し、このビーム入出射用光学素子を介して、レー
ザビームをスラブ型レーザ媒質に入出射させかつ、レー
ザ媒質の支持及び冷媒のシールをレーザ媒質の光学的平
滑表面で行なわず、このビーム入出射用光学素子のビー
ム伝搬に寄与しない表面上で行なうものである。
In the solid-state laser device according to the present invention, a beam entrance / exit optical element transparent to laser light is installed on a laser beam entrance / exit end face of a slab type laser medium. The laser beam is made to enter and exit the slab type laser medium through the emission optical element, and the laser medium is not supported and the coolant is not sealed on the optically smooth surface of the laser medium. This is done on a surface that does not contribute to propagation.

【0008】更に、上記、ビーム入出射用光学素子とし
て、その断面がレーザ媒質の断面よりも、大きな物を用
いるとよい。
Further, as the beam entrance / exit optical element, it is preferable to use an element whose cross section is larger than that of the laser medium.

【0009】更に、上記ビーム入出射用光学素子と、レ
ーザ媒質端面は光学的接合(オプティカルコンタクト)
により接合するとよい。
Further, the beam entrance / exit optical element and the end surface of the laser medium are optically joined (optical contact).
It is good to join by.

【0010】[0010]

【作用】この発明に於けるビーム入出射用光学素子は、
レーザ媒質であるスラブと筐体外の自由空間例えば大気
とをつなぐレーザ光の導光路をなし、冷媒のシールを、
このビーム入出射用光学素子上のビーム伝搬に寄与しな
い、表面で行なう。従って、スラブの光学的平滑表面に
は、媒質の支持及び冷媒のシールの為のシール材は介在
せず、シール材のレーザビーム吸収によるビームの欠け
は発生しない。さらには、シール材の加熱によるスラブ
の熱歪も、シール材の圧着によるスラブの応力歪も、発
生しない。
The optical element for beam entrance / exit according to the present invention comprises:
A slab that is a laser medium and a free space outside the housing, such as a light guide path of laser light that connects the atmosphere, seals the refrigerant,
This is performed on the surface that does not contribute to the beam propagation on the beam entrance / exit optical element. Therefore, the optically smooth surface of the slab does not include a sealing material for supporting the medium and sealing the refrigerant, and the lack of a beam due to the absorption of the laser beam by the sealing material does not occur. Further, neither thermal strain of the slab due to heating of the sealing material nor stress strain of the slab due to pressure bonding of the sealing material occurs.

【0011】また、ビーム入出射用光学素子の断面を、
レーザ媒質の断面より、大きくしているので、ビーム入
出射用光学素子内のレーザビーム光路と、シール材のシ
ール位置が充分離れており、レーザビームの回折光によ
るシール材の加熱もなく、かつ、シール部の応力歪がレ
ーザビーム光路内迄及ぶことはなく、ビーム入出射用光
学素子に於いて、レーザビームが歪むことはない。
The cross section of the beam entrance / exit optical element is
Since it is made larger than the cross section of the laser medium, the laser beam optical path in the beam entrance / exit optical element and the sealing position of the sealing material are sufficiently separated from each other, and the sealing material is not heated by the diffracted light of the laser beam, and The stress strain of the seal portion does not extend into the optical path of the laser beam, and the laser beam is not distorted in the beam entrance / exit optical element.

【0012】又、レーザビーム入出射用光学素子と、レ
ーザ媒体端面を、光学的接合(オプティカルコンタク
ト)により接合すれば、界面でのレーザビーム吸収が抑
えられ、光路の光学歪が少なく、かつ、耐光強度に優れ
た固体レーザ装置を得ることができる。
Further, if the laser beam entrance / exit optical element and the end surface of the laser medium are joined by optical joining (optical contact), absorption of the laser beam at the interface can be suppressed, and optical distortion of the optical path is small, and It is possible to obtain a solid-state laser device having excellent light resistance strength.

【0013】[0013]

【実施例】実施例1.図1はこの発明の一実施例を示す
断面図であり、図1(a)が正面断面図、図1(b)は
上面断面図、図1(c)は側面断面図である。
EXAMPLES Example 1. 1A and 1B are sectional views showing an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a front sectional view, FIG. 1B is a top sectional view, and FIG. 1C is a side sectional view.

【0014】図に於いて、1は断面がほぼ矩形で対向す
る光学的平滑表面(1a)を有するレーザ媒質即ちスラブ
である。1bはスラブ1のレーザビーム入出射端面であ
り、5はこのレーザビーム入出射端面1bに接して、配置
されたレーザビーム入出射用光学素子である。2はスラ
ブの冷媒3bのシールをビーム入出射用光学素子の表面5a
で行なうシール材である。8はサイドサポートである。
In the figure, reference numeral 1 is a laser medium, that is, a slab having a substantially rectangular cross section and having opposite optical smooth surfaces (1a). Reference numeral 1b is a laser beam entrance / exit end surface of the slab 1, and numeral 5 is a laser beam entrance / exit optical element arranged in contact with the laser beam entrance / exit end surface 1b. 2 is a surface 5a of the beam entry / exit optical element for the seal of the slab coolant 3b
This is the sealing material used in. 8 is a side support.

【0015】次に上記実施例の作用・動作について説明
する。レーザ媒質1は集光器7によって集光されたラン
プ4からの励起光11を吸収し、励起される。励起された
エネルギーの一部は、内部全反射をくり返しながら、ジ
グザグ状に伝搬するレーザビーム10としてレーザビーム
入出射用光学素子5を介して媒質外に取り出される。励
起光エネルギーの大部分はレーザ媒質1内で熱エネルギ
ーとなり、最終的には冷却媒質3bへ流れる。冷却媒質3b
は外へもれない様にシール材2によって、レーザビーム
入出射用光学素子5の表面5a上でシールされている。
Next, the operation and operation of the above embodiment will be described. The laser medium 1 absorbs the excitation light 11 from the lamp 4 collected by the condenser 7 and is excited. A part of the excited energy is extracted out of the medium through the laser beam entrance / exit optical element 5 as the laser beam 10 propagating in a zigzag manner while repeating the total internal reflection. Most of the excitation light energy becomes thermal energy in the laser medium 1 and finally flows into the cooling medium 3b. Cooling medium 3b
Is sealed on the surface 5a of the laser beam entrance / exit optical element 5 by the sealing material 2 so as not to leak out.

【0016】レーザビーム入出射用光学素子5内を伝搬
するレーザビーム10は、その表面5aにほぼ平行に伝搬し
ており、スラブ1に於ける内部全反射型のビーム伝搬で
はないので、表面5aにレーザビームは存在しない。即
ち、表面5aはビーム伝搬に寄与しない表面であり、従っ
て、シール材2はレーザビームの光路内部にはなく、レ
ーザビーム10を吸収することはないので、ビームパター
ンのシール位置相当部分の欠落は生じない。又、シール
材2がレーザビーム10を吸収しない為、発熱することも
なく、従来例で見られた様なシール位置近傍の加熱と、
これに伴う熱光学歪はなく、ビーム歪のない出力安定性
に優れた固体レーザを実現出来る。以上の様に、本発明
では、スラブレーザ媒質での支持・冷媒シールを行なわ
ないので、レーザ媒質を、光学的歪ませる事はなく、ビ
ーム品質に優れた固体レーザを実現できる。
The laser beam 10 propagating in the laser beam entrance / exit optical element 5 propagates substantially parallel to the surface 5a thereof, and is not the internal total reflection type beam propagation in the slab 1. There is no laser beam at. That is, the surface 5a is a surface that does not contribute to beam propagation, and therefore, the sealing material 2 is not inside the optical path of the laser beam and does not absorb the laser beam 10. Therefore, there is no omission of the portion corresponding to the sealing position of the beam pattern. Does not happen. Further, since the sealing material 2 does not absorb the laser beam 10, it does not generate heat and heats the vicinity of the sealing position as seen in the conventional example.
There is no thermo-optical distortion associated with this, and a solid-state laser having no beam distortion and excellent output stability can be realized. As described above, according to the present invention, since the slab laser medium is not supported and the refrigerant is not sealed, the laser medium is not optically distorted and a solid-state laser having excellent beam quality can be realized.

【0017】以上は、光路内を伝搬する主ビーム10の0
リング吸収に対する改善効果について述べたが、0リン
グに吸収され、これを加熱し、光路を歪ませる原因とな
る光として、主ビーム10以外にも主ビームの回折光、主
ビームの端面反射光、励起光11の迷光がある。以下、こ
の主ビーム回折光、主ビームの端面反射光、励起光の迷
光による0リング加熱に対するこの発明の有効性につい
て順に述べる。
The above is 0 of the main beam 10 propagating in the optical path.
Although the improvement effect on the ring absorption was described, as the light that is absorbed by the 0 ring and heats it to distort the optical path, diffracted light of the main beam other than the main beam 10, end face reflected light of the main beam, There is stray light of excitation light 11. The effectiveness of the present invention for the O-ring heating due to the main beam diffracted light, the end face reflected light of the main beam, and the stray light of the excitation light will be described below in order.

【0018】レーザ主ビーム10の回折光は、レーザ主ビ
ーム10にほぼ平行(回折の半角:θd 0.0015°)であ
り、レーザビーム入出射用光学素子5内では光路と表面
5aがほぼ平行であるから主ビーム10と同様、シール材2
に吸収される事はほとんどない。
The diffracted light of the laser main beam 10 is almost parallel to the laser main beam 10 (half angle of diffraction: θd 0.0015 °).
Since 5a is almost parallel, as with the main beam 10, the sealing material 2
It is hardly absorbed by.

【0019】主ビームのレーザ媒質端面1bでの反射光に
ついても、スラブ端面1bでのビーム入出射が斜入射の場
合、端面反射光と、主ビーム10の光路は大きくずれ、端
面反射光は、ビーム入出射光学素子5のスラブ端面近傍
の冷媒水路へ逃げ、シール材2に、照射される事はほと
んどない。スラブ端面1bでのビーム入出射が垂直入射の
場合、端面反射光は、主ビーム10とほぼ平行になり、従
来のものの場合シール材2を照射する可能性があるが、
この発明のものの場合、端面反射光のビーム入出射光学
素子表面5aの入射角はきわめて大きく、シール材2が端
面反射光を吸収する割合は、非常に少ない。
Regarding the reflected light of the main beam at the laser medium end surface 1b, when the beam entering and exiting at the slab end surface 1b is obliquely incident, the end surface reflected light and the optical path of the main beam 10 are largely displaced, and the end surface reflected light is The sealing material 2 rarely irradiates to the coolant channel near the end face of the slab of the beam entrance / exit optical element 5 and is irradiated. When the beam entering / exiting the slab end face 1b is vertical incidence, the end face reflected light becomes substantially parallel to the main beam 10, and in the conventional case, the sealing material 2 may be irradiated,
In the case of the present invention, the incident angle of the end face reflected light on the beam entrance / exit optical element surface 5a is extremely large, and the sealing material 2 absorbs the end face reflected light very little.

【0020】励起光11の迷光の吸収についても、従来例
のスラブ端部近傍でシールしている場合に比べ、レーザ
ビーム入出射用光学素子5の長さの分だけランプから離
れており、その割合は大幅に低減される。
As for the absorption of the stray light of the excitation light 11, the distance from the lamp is increased by the length of the laser beam entrance / exit optical element 5 as compared with the case of sealing in the vicinity of the slab end of the conventional example. The ratio is greatly reduced.

【0021】以上の様に本実施例に於いては、シール材
2の加熱の原因となったレーザ主ビーム10、主ビームの
回折光、端面反射光、励起光11の迷光のいずれに対して
も、その吸収を大幅に低減させる事が出来、かつ、レー
ザビーム10の光路内部にシール材2が存在しないので、
レーザビーム10の欠落、ビームの歪、これらに伴う出力
の不安定性を大幅に低減できる。
As described above, in the present embodiment, for any of the laser main beam 10, the main beam diffracted light, the end face reflected light, and the stray light of the excitation light 11 which caused the heating of the sealing material 2. However, since the absorption can be greatly reduced, and the sealing material 2 does not exist inside the optical path of the laser beam 10,
It is possible to greatly reduce the lack of the laser beam 10, the distortion of the beam, and the instability of the output due to these.

【0022】また、従来例では、0リングのシール位置
はデッドスペース上に限定されていたが、この発明で
は、0リングシール位置は、レーザビーム入出射用光学
素子5の表面5a上であれば、任意で、レーザハウジング
の設計自由度を大幅に向上できる。
Further, in the conventional example, the sealing position of the 0 ring is limited to the dead space, but in the present invention, the sealing position of the 0 ring is on the surface 5a of the laser beam entrance / exit optical element 5. Optionally, the degree of freedom in designing the laser housing can be greatly improved.

【0023】レーザビーム入出射光学素子5とスラブ端
面1bの接合方法としては、 1.レーザビーム10に対して透明な光学接着材もしくは
シリコンポッド材を用いて接着する。 2.光学研磨した両端面を、圧接後、加熱して、光学的
接合(オプティカルコンタクト)を行なう。 3.ビーム入出射用光学素子5をレーザ媒質1方向に一
定の力で押さえつける機構を設け、レーザ媒質端面1b
と、ビーム入出射用光学素子5の端面を、面圧着する。 等がある。なお、上記1. 2.の接合法では、光学界面
に、冷媒が入り込む事はないが、3の接合法では、接合
面に薄い冷媒の層ができるため、冷媒もレーザビームに
対して透明である事が要求される。
The joining method of the laser beam entrance / exit optical element 5 and the slab end face 1b is as follows. It is bonded to the laser beam 10 using a transparent optical adhesive material or a silicon pod material. 2. Both end faces that have been optically polished are pressed and then heated to perform optical contact (optical contact). 3. A mechanism for pressing the beam entering / exiting optical element 5 in the direction of the laser medium 1 with a constant force is provided, and the laser medium end surface 1b is provided.
Then, the end surface of the beam entrance / exit optical element 5 is surface-pressed. Etc. In addition, the above 1. In the joining method of No. 3, the refrigerant does not enter the optical interface, but in the joining method of No. 3, a thin layer of the refrigerant is formed on the joining surface, and therefore the refrigerant is also required to be transparent to the laser beam.

【0024】なお、レーザビーム入出射用光学素子5に
はレーザ光に対して透明である事が要求される。レーザ
媒質1がNd:YAG,Nd:GGG,Nd: ガラス等のネオジム :Nd3+
を活性原素とする固体媒質の場合、レーザ光の波長は、
1.06μmで、これに、透明なレーザビーム入出射用光学
素子の材料としては、BK7 石英等の光学ガラス、サファ
イヤ、不純物を含まないYAG ,GGG 等が適用できる。
又、レーザビーム入出射用光学素子5はランプ4からの
励起光11(波長200 〜1000um)に対しても透明である事
が望ましい。これは、レーザビーム入出射用光学素子5
が励起光11を吸収し、熱光学歪をレーザビーム光路内に
発生するのを防ぐためで、上記光学ガラス、サファイヤ
YAG ,GGG の材料はこの条件もほぼ満足する。
The laser beam entrance / exit optical element 5 is required to be transparent to the laser light. Laser medium 1 is Nd: YAG, Nd: GGG, Nd: Neodymium such as glass: Nd 3+
In the case of a solid medium in which is the active element, the wavelength of the laser light is
1.06 μm, and optical glass such as BK7 quartz, sapphire, YAG, GGG containing no impurities, etc. can be applied to the material of the transparent laser beam entrance / exit optical element.
Further, it is desirable that the laser beam entrance / exit optical element 5 is transparent to the excitation light 11 (wavelength 200 to 1000 μm) from the lamp 4. This is an optical element 5 for entering and exiting a laser beam.
Absorbs the excitation light 11 and prevents thermo-optical distortion in the optical path of the laser beam.
The YAG and GGG materials almost satisfy this condition.

【0025】実施例2.図1に示した実施例1では、ビ
ーム入出射用光学素子5の端面5bと、光軸を垂直にし、
端面5bに非反射コートを施し、外部空間(大気)との低
損失な結合を実現しているが、図2に示す様に、伝搬す
るレーザビーム10が直線偏光である場合は、端面5bをブ
リュースターカットし、低損失な外部空間(大気)との
結合を実現することも可能である。
Example 2. In Example 1 shown in FIG. 1, the optical axis is perpendicular to the end surface 5b of the beam entrance / exit optical element 5,
The end face 5b is non-reflection coated to realize low loss coupling with the external space (atmosphere). However, as shown in FIG. 2, when the propagating laser beam 10 is linearly polarized, the end face 5b is It is also possible to achieve Brewster-cut and realize low loss coupling with the external space (atmosphere).

【0026】実施例3.上記実施例では、レーザビーム
入出射用光学素子5の断面が、スラブ型レーザ媒質1の
断面にほぼ等しい場合について述べたが、図3(a)に
示す様に、レーザビーム入出射用光学素子5の断面がス
ラブ型レーザ媒質1の断面より大きくても良い。なお、
図3(a)は正面断面図、図3(b)は上面断面であ
る。この場合、図3(a)に示す様に、レーザビーム入
出射用光学素子5内部に於けるレーザビーム10の通過位
置は、シール材2の圧着位置から離れる為、シール材2
のレーザ主ビーム・垂直入射時の端面反射光・主ビーム
10の回折光の吸収は、さらに低減され、レーザビームの
光路の光学歪は、更に低減される。又、シール材2の圧
着による機械的な歪も、シール位置が、レーザビームの
光路から離れている為、その影響は大幅に低減される。
以上のように、レーザビーム入出射用光学素子5の断面
をスラブ型レーザ媒質1の断面より大きくする事で、光
路内の光学歪は更に低減され、よりビーム品質及び出力
の安定度に優れた固体レーザが実現出来る。なお、図3
(a)、(b)に示すように、実際のレーザビームは若
干の広がりを有するが、ビーム外縁とビーム入出射用光
学素子5の表面5aは離れていれば、平行である必要はな
い。
Example 3. In the above-mentioned embodiment, the case where the cross section of the laser beam entrance / exit optical element 5 is substantially equal to the cross section of the slab type laser medium 1 has been described, but as shown in FIG. The cross section of 5 may be larger than the cross section of the slab type laser medium 1. In addition,
3A is a front sectional view, and FIG. 3B is a top sectional view. In this case, as shown in FIG. 3A, the passage position of the laser beam 10 inside the laser beam entrance / exit optical element 5 is separated from the pressure-bonding position of the sealing material 2, so that the sealing material 2
Laser main beam ・ End-face reflected light at normal incidence ・ Main beam
The absorption of the diffracted light of 10 is further reduced, and the optical distortion of the optical path of the laser beam is further reduced. Further, the mechanical distortion due to the pressure bonding of the sealing material 2 is greatly reduced because the sealing position is away from the optical path of the laser beam.
As described above, by making the cross section of the laser beam entrance / exit optical element 5 larger than the cross section of the slab type laser medium 1, the optical distortion in the optical path is further reduced, and the beam quality and the output stability are more excellent. Solid-state laser can be realized. Note that FIG.
As shown in (a) and (b), the actual laser beam has a slight spread, but the outer edge of the beam and the surface 5a of the beam entrance / exit optical element 5 need not be parallel to each other.

【0027】尚、図3(a)の実施例では、レーザビー
ム入出射用光学素子5の厚みをスラブ端面との接合部か
らテーパー状に除々に厚くしており、冷媒の流れをスム
ースにし、スラブ端部も十分に冷却される様にしてい
る。
In the embodiment of FIG. 3 (a), the thickness of the laser beam entrance / exit optical element 5 is gradually increased from the joint with the end face of the slab in a taper shape to smooth the flow of the refrigerant. The slab end is also cooled sufficiently.

【0028】又、上記実施例3では、レーザビーム入出
射用光学素子5の断面が幅方向にも、厚み方向にもレー
ザ媒質断面より大きい場合について述べたが、レーザビ
ーム入出射用光学素子5の断面の幅方向もしくは厚み方
向のいずれか一方が、レーザ媒質断面より大きくてもか
まわない。
In the third embodiment, the case where the cross section of the laser beam entrance / exit optical element 5 is larger than the cross section of the laser medium in both the width direction and the thickness direction has been described. Either the width direction or the thickness direction of the cross section may be larger than the cross section of the laser medium.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、スラ
ブ型レーザ媒質の端面にレーザビームに対して透明なビ
ーム入出射用光学素子を接合し、このビーム入出射用光
学素子を介してレーザビームをレーザ媒質に入出射さ
せ、かつビーム入出射用光学素子のビーム伝搬に寄与し
ない表面で、冷媒のシール及び支持を行なうようにした
ので、レーザビームの光路内に歪が発生せず、ビーム品
質及び出力安定度に優れた固体レーザが得られる効果が
ある。
As described above, according to the present invention, the beam entrance / exit optical element transparent to the laser beam is bonded to the end face of the slab type laser medium, and the beam entrance / exit optical element is interposed therebetween. Since the laser beam is made to enter and exit the laser medium, and the surface of the optical element for beam entrance and exit that does not contribute to the beam propagation is sealed and supported by the cooling medium, no distortion occurs in the optical path of the laser beam, There is an effect that a solid-state laser excellent in beam quality and output stability can be obtained.

【0030】また、ビーム入出射用光学素子の断面をス
ラブ断面より大きくしたので、冷媒のシール・支持位置
での光路に与える歪の影響をより低減でき、レーザのビ
ーム品質・出力安定度をより向上させ得る効果がある。
Further, since the cross section of the beam entrance / exit optical element is made larger than the slab cross section, the influence of distortion on the optical path at the seal / support position of the refrigerant can be further reduced, and the beam quality and output stability of the laser can be further improved. There is an effect that can be improved.

【0031】又、更には、ビーム入出射用光学素子とス
ラブ媒質端面を、光学的接合(オプティカルコンタク
ト)により接合しているので、界面でのレーザビーム吸
収がなく耐光強度に優れており、大きなピーク出力に対
してもビーム品質、出力安定度に優れた固体レーザが得
られる効果がある。
Furthermore, since the beam entrance / exit optical element and the end face of the slab medium are joined by optical joining (optical contact), there is no absorption of the laser beam at the interface, which is excellent in light resistance strength, and is large. There is an effect that a solid-state laser having excellent beam quality and output stability can be obtained even with respect to peak output.

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

【図1】この発明の実施例1による固体レーザ装置を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a solid-state laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施例2による固体レーザ装置を示
す部分断面図である。
FIG. 2 is a partial sectional view showing a solid-state laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】この発明の実施例3による固体レーザ装置を示
す部分断面図である。
FIG. 3 is a partial sectional view showing a solid-state laser device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】従来の固体レーザ装置の媒質支持部の分解斜視
図である。
FIG. 4 is an exploded perspective view of a medium support portion of a conventional solid-state laser device.

【図5】従来の固体レーザ装置を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a conventional solid-state laser device.

【図6】従来の固体レーザ装置の0リングシール・支持
状態を示す側面断面図である。
FIG. 6 is a side sectional view showing a conventional O-ring seal / support state of a solid-state laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スラブ型レーザ媒質 1a レーザ媒質の光学的平滑表面 1b レーザ媒質のビーム入出射端面 2 冷媒のシール材 3b 冷媒 5 ビーム入出射用光学素子 5a ビーム入出射用光学素子のビーム伝搬に寄与しない
表面 10 レーザビーム
1 Slab type laser medium 1a Optically smooth surface of laser medium 1b Beam entrance / exit end face of laser medium 2 Sealant 3b Refrigerant 5 Beam entrance / exit optical element 5a Surface not contributing to beam propagation of beam entrance / exit optical element 10 Laser beam

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対向する一対の光学的平滑面を有し、断
面がほぼ矩形状のスラブ型レーザ媒質内をレーザビーム
が、上記光学的平滑面間で内部全反射を行ないながら伝
搬する固定レーザ装置において、 上記レーザ媒質のレーザビーム入出射端面に、上記レー
ザビームに対して透明な、ビーム入出射用光学素子を具
備し、このビーム入出射用光学素子を介して、上記レー
ザビームを上記レーザ媒質に入出射させ、かつ、上記レ
ーザ媒質の支持、及び上記レーザ媒質を冷却する冷媒の
シールを、上記ビーム入出射用光学素子のビーム伝搬に
寄与しない表面で行うようにしたことを特徴とする固体
レーザ装置。
1. A fixed laser in which a laser beam propagates in a slab-type laser medium having a pair of opposing optically smooth surfaces and having a substantially rectangular cross section while performing total internal reflection between the optically smooth surfaces. In the apparatus, a laser beam entrance / exit end face of the laser medium is provided with a beam entrance / exit optical element transparent to the laser beam, and the laser beam is passed through the laser entrance / exit optical element via the beam entrance / exit optical element. It is characterized in that the laser medium is made to enter and exit the medium, and the cooling medium for cooling the laser medium is sealed on the surface of the beam entrance and exit optical element that does not contribute to beam propagation. Solid-state laser device.
【請求項2】 レーザビーム伝搬方向に直交するビーム
入出射用光学素子の断面が、レーザ媒質の断面よりも大
きいことを特徴とする請求項1記載の固体レーザ装置。
2. The solid-state laser device according to claim 1, wherein the cross section of the beam entrance / exit optical element orthogonal to the laser beam propagation direction is larger than the cross section of the laser medium.
【請求項3】 ビーム入出射用光学素子はスラブ型レー
ザ媒質の端面に光学的接合により接合されていることを
特徴とする請求項1または2記載の固定レーザ装置。
3. The fixed laser device according to claim 1, wherein the beam entrance / exit optical element is joined to the end face of the slab type laser medium by optical joining.
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