JPH05211361A - Semiconductor laser-pumping solid laser device - Google Patents

Semiconductor laser-pumping solid laser device

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JPH05211361A
JPH05211361A JP23021192A JP23021192A JPH05211361A JP H05211361 A JPH05211361 A JP H05211361A JP 23021192 A JP23021192 A JP 23021192A JP 23021192 A JP23021192 A JP 23021192A JP H05211361 A JPH05211361 A JP H05211361A
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JP23021192A
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Inventor
Masashi Fujino
正志 藤野
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Hoya Corp
ホーヤ株式会社
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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor laser-pumping solid laser device which is comparatively simple in structure, stable in oscillation output, and can be easily enhanced in output power. CONSTITUTION:A pumping semiconductor laser device 3 and a solid laser medium 2 are housed in a case 2, coolant 7 of insulating transparent liquid is filled into the case 1 so as to come into contact with a part of the pumping semiconductor laser device 3 and the solid laser medium 2, and a temperature control device 6 is provided to keep coolant 7 at a certain temperature where the oscillation wavelength L0 of the pumping semiconductor laser device 3 is set equal to an absorption wavelength of the solid laser medium 2.

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、半導体レーザ装置から射出されたレーザ光を励起光として用いる半導体レーザ励起固体レーザ装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to a semiconductor-laser-pumped solid-state laser apparatus using a laser beam emitted from the semiconductor laser device as an excitation light.

【0002】 [0002]

【従来の技術】半導体レーザ装置から射出されたレーザ光を励起光として用いる半導体レーザ励起固体レーザ装置は、励起用半導体レーザ装置から射出される励起用レーザ光の波長が固体レーザ媒体の吸収波長に一致していないと、著しく発振効率が落ちる。 Laser-diode pumped solid-state laser apparatus using the Related Art A laser beam emitted from the semiconductor laser device as an excitation light, the absorption wavelength of the wavelength solid-state laser medium excitation laser light emitted from the pumping semiconductor laser device If they do not match, it falls significantly oscillation efficiency. ここで、励起用半導体レーザ装置の発振波長は、励起用半導体レーザ装置の温度によって変化する。 Here, the oscillation wavelength of the pumping semiconductor laser device is changed by the temperature of the pumping semiconductor laser device. このため、この励起用半導体レーザ装置の発振波長を固体レーザ媒体の吸収波長と一致させるために、該励起用半導体レーザ装置の温度を所定の温度に正確に保持する必要がある。 Therefore, the oscillation wavelength of the pumping semiconductor laser device in order to match the absorption wavelength of the solid-state laser medium, it is necessary to accurately maintain the temperature of 該励 appointed semiconductor laser device to a predetermined temperature.

【0003】励起用半導体レーザ装置の温度を所定の温度に保持する方法としては、励起用半導体レーザ装置の発光部を取付けた基板をペルチェ素子等を用いて一定の温度に保持する方法が一般的であった(例えば、米国特許第4,739,507 号明細書参照)。 As a method for maintaining the temperature of the pumping semiconductor laser device to a predetermined temperature, the general method is to hold the substrate fitted with the light emitting portion of the pumping semiconductor laser device at a constant temperature using a Peltier element or the like respectively (see, e.g., U.S. Pat. No. 4,739,507). しかし、高出力を得るために多数の励起用半導体レーザ装置を用いる場合には、多数のペルチェ素子とその駆動装置が必要となり、 However, when a large number of excitation semiconductor laser device for in order to obtain a high output, requires a number of Peltier elements and a driving device,
装置が複雑高価になって現実的でない。 Device is not a realistic is complicated expensive. そこで、このような場合には、励起用半導体レーザ装置の発光部を取付けた基板に放熱器を取り付け、この放熱器に冷却水を通して冷却する方法も試みられている(Advaced Solid-St In such a case, a radiator attached to a substrate attached to the light emitting portion of the pumping semiconductor laser device, a method of cooling through the cooling water to the radiator has been attempted (Advaced Solid-St
ate Laser 1991 technical digest pdp8-1参照)。 ate reference Laser 1991 technical digest pdp8-1).

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来の方法における励起用半導体レーザ装置の冷却方法は、 [SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, the cooling method of the pumping semiconductor laser device in the conventional method described above,
励起用半導体レーザ装置を固定する基板の温度を一定に保持し、この基板表面と半導体レーザ装置との接触面で熱伝導による熱交換を行ない、半導体レーザ装置の発光部の温度を間接的に所定の温度にしようとするものであった。 Maintaining the temperature of the substrate for fixing the pumping semiconductor laser device for constant performs heat exchange by heat conduction at the contact surface between the substrate surface and the semiconductor laser device, indirectly predetermined temperature of the light emitting portion of the semiconductor laser device It was intended to be in the temperature. しかしながら、このような間接冷却方法では、接触面で熱抵抗が生じるため、温度制御の効率及び安定性の向上には一定の限界があった。 However, in such indirect cooling method, since the thermal resistance is generated at the contact surface, the improvement of the efficiency and stability of the temperature control was a certain limit. 例えば、出力が10W For example, the output is 10W
の半導体レーザ装置の温度を20℃で駆動させようとすると、半導体レーザ装置は約30Wの熱を発生し、半導体レーザ装置と基板との接触面の熱抵抗が0.2℃/W Semiconductor When the temperature of the laser device to try to drive at 20 ° C., the semiconductor laser device generates heat of about 30 W, the semiconductor laser device and the thermal resistance of the contact surface with the substrate is 0.2 ° C. / W of
の場合、基板の温度は14℃まで下げなければならない。 In the case of the temperature of the substrate must be lowered to 14 ℃. 半導体レーザ装置の出力が増加すれば、さらに半導体レーザ装置と基板との温度差は拡がる結果となり、高出力の半導体レーザ装置を用いるときに問題となる。 An increase in the output of the semiconductor laser device is further the temperature difference between the semiconductor laser device and the substrate results in spreading, a problem when using the semiconductor laser device of high output.

【0005】このように、従来の方法においては半導体レーザ装置の放熱を考慮することが不可欠であったため、装置の構造には熱の問題に関する制限が非常に多くあり、使用できる半導体レーザ装置の出力と配置できる個数が限られてしまい、装置の構造も複雑にならざるを得なかった。 [0005] Thus, since it was essential to consider the heat radiation of the semiconductor laser device in the conventional method, there quite restrictions on heat problem often the structure of the apparatus, a semiconductor laser device usable output will the number that can be arranged limited by the structure of the device is also inevitably complicated.

【0006】さらに、固体レーザ媒体は、固体レーザ媒体を支持する部分と接触している部分からしか冷却されないため、この接触部分に微細な凹凸が存在する等の原因により一様に熱が伝搬しないような場合には固体レーザ媒体内部に不規則な温度分布が生じ易く、熱歪みによるレーザービーム品質の低下や固体レーザ媒体の劣化を引き起こしやすかった。 Furthermore, the solid-state laser medium, because they are not only cooled from a portion in contact with the part supporting the solid-state laser medium, the heat does not propagate uniformly due to causes such as the presence of fine irregularities on the contact portion liable irregular temperature distribution inside the solid-state laser medium in the case that, apt to cause deterioration of the laser beam quality and a decrease in the solid-state laser medium by thermal distortion.

【0007】この発明は、上述の背景のもとでなされたものであり、比較的簡単な構成により、発振出力が安定でかつ容易に高出力とすることが可能な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したものである。 [0007] The present invention has been made under the above background, a relatively simple structure, the laser-diode pumped solid-state laser apparatus capable of oscillation output is stable and readily high output it is intended to provide.

【0008】 [0008]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するために本発明は、(1) 励起用半導体レーザ装置から射出された励起用のレーザ光を、レーザ共振器内に配置された固体レーザ媒体に照射し、該固体レーザ媒体を励起して出力レーザ光を得るようにした半導体レーザ励起固体レーザ装置において、前記励起用半導体レーザ装置及び固体レーザ媒体を容器内に収容し、該容器内に絶縁性を有しかつ透明な冷媒を入れて該冷媒が前記励起用半導体レーザ装置及び固体レーザ媒体の少なくとも一部に接触するようにするとともに、前記冷媒の温度を、前記励起用半導体レーザ装置の発振波長が前記固体レーザ媒体の吸収波長に一致するように励起用半導体レーザ装置の温度を維持する温度制御装置を設けたことを特徴とする構成とした。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention to solve the problems described above, (1) the laser light for excitation emitted from the pumping semiconductor laser device, the solid-state laser disposed in the laser resonator irradiating the medium, the laser-diode pumped solid-state laser apparatus that excites the solid laser medium to obtain an output laser beam, a semiconductor laser device and a solid-state laser medium for the excitation accommodated in the container, in the vessel together so that the refrigerant in contact with at least a portion of the semiconductor laser device and a solid-state laser medium for the excitation putting a and transparent refrigerant insulating properties, the temperature of the refrigerant, the pumping semiconductor laser device oscillation wavelength is configured, characterized in that a temperature controller for maintaining the temperature of the pumping semiconductor laser device to match the absorption wavelength of the solid-state laser medium.

【0009】また、この構成1の態様として、(2) Further, as an aspect of this configuration 1, (2)
構成1の半導体レーザ励起固体レーザ装置において、前記冷媒が冷却液であることを特徴とした構成、(3) The semiconductor-laser-pumped solid-state laser apparatus having the configuration 1, configuration wherein the refrigerant is characterized by a cooling fluid, (3)
構成1の半導体レーザ励起固体レーザ装置において、前記冷媒が冷却ガスであることを特徴とした構成、及び、 The semiconductor-laser-pumped solid-state laser apparatus having the configuration 1, configuration and wherein said refrigerant is a cooling gas, and,
(4) 構成1の半導体レーザ励起固体レーザ装置において、前記温度制御装置は、前記冷媒の一部を前記容器から取り出して導入し、その温度を目的の温度にした後、前記容器に戻すようにした循環式温度制御装置であることを特徴とした構成とした。 (4) In the laser-diode pumped solid-state laser apparatus having the configuration 1, the temperature control device, a portion of the refrigerant is introduced is removed from the vessel, after its temperature to the temperature of the object, so as to return to the container and a configuration in which it characterized in that the a circulating temperature controller.

【0010】さらに、構成1〜4の態様として、(5) Furthermore, as an embodiment of the structure 1-4, (5)
構成1ないし4のいずれかの半導体レーザ励起固体レーザ装置において、前記励起用半導体レーザ装置から射出された励起用のレーザ光を、前記固体レーザ媒体の側面から該固体レーザ媒体に照射するようにしたことを特徴とする構成、及び、(6) 構成1ないし4のいずれかの半導体レーザ励起固体レーザ装置において、前記励起用半導体レーザ装置から射出された励起用のレーザ光を、前記固体レーザ媒体の共振レーザ光の入・出射面たる端面から該固体レーザ媒体に照射するようにしたことを特徴とする構成とした。 In any of the laser-diode pumped solid-state laser apparatus to structure 1 4, the laser light for excitation emitted from the excitation semiconductor laser device, and to irradiate from the side of the solid-state laser medium to the solid laser medium structure, characterized in that, and, (6) in the laser-diode pumped solid-state laser apparatus of any of the first to fourth, the laser light for excitation emitted from the excitation semiconductor laser device, the solid-state laser medium It has a configuration which is characterized in that the incident and emitting surface serving as end surface of the resonant laser light be irradiated to the solid laser medium.

【0011】 [0011]

【作用】上述の構成1によれば、励起用半導体レーザ装置の発光部に液体または気体の冷媒を直接接触させて冷却できるため、冷媒を正確に所定の温度に維持することにより、励起用半導体レーザ装置の発光部の温度を正確に所定の温度に保持することが可能である。 SUMMARY OF According to the configuration 1 mentioned above, since it cool directly the contacted liquid coolant or gas-emitting portion of the pumping semiconductor laser device, by maintaining the refrigerant accurately to a predetermined temperature, the pumping semiconductor the temperature of the light emitting portion of the laser device precisely can be maintained at a predetermined temperature. このため、 For this reason,
半導体レーザ装置の波長変動を抑えることができ、固体レーザ媒体に吸収される励起光の出力を安定にすることができる。 It is possible to suppress the wavelength fluctuation of the semiconductor laser device, the output of the excitation light that is absorbed by the solid-state laser medium can be stabilized. また、複数の励起用半導体レーザ装置を用いる場合には、半導体レーザ装置ごとに放熱方法を考慮する必要がなく装置の構造を単純にでき、より多くの励起用半導体レーザ装置を比較的自由に配置するスペースを確保することが可能である。 In the case of using a plurality of excitation semiconductor laser device for a semiconductor laser can heat radiation method for each device structure requires no equipment simply a consideration, relatively freely arrange more exciting semiconductor laser device for it is possible to secure a space for. さらに、冷媒により励起用半導体レーザ装置とともに固体レーザ媒体も同時に冷却でき、固体レーザ媒体の温度を安定した温度に維持することができる。 Furthermore, the solid-state laser medium with the pumping semiconductor laser device by a refrigerant can also simultaneously cool the temperature of the solid-state laser medium can be maintained at a stable temperature. このため、発振するレーザ光の出力やビーム特性を安定して得ることが可能となる。 Therefore, it is possible to stably obtain the output and beam characteristics of the oscillation laser beam.

【0012】ここで、構成2のように、冷媒として熱容量の大きい冷却液を用いると、励起用半導体レーザ装置等の発熱量が大きい場合でもこれを強力に冷却することができ、構成3のように冷媒として冷却ガスを用いることにより、比較的簡易な冷却が可能となる。 [0012] Here, as in the configuration 2, the use of large coolant heat capacity as a refrigerant, this even if the heating value of such pumping semiconductor laser device is large can be strongly cooled, as in the structure 3 by using a cooling gas as a refrigerant to become possible relatively simple cooling.

【0013】また、構成4によれば、冷媒の温度を所定の温度にする温度制御装置を外部に設けることができるから、容器周辺の構成をより小型・コンパクトにすることができる。 Further, according to the arrangement 4, since the temperature control device for the temperature of the refrigerant to a predetermined temperature can be provided outside, it may be the configuration of the peripheral containers more compact and compact.

【0014】さらに、構成5によれば、側面励起方法をとることにより、多数の励起用半導体レーザ装置を配置し、これらを正確に所定の温度に維持することができるから、高出力のレーザ光の発振が可能となる。 Furthermore, according to the arrangement 5, by taking a side-pumped method to place a number of excitation semiconductor laser device for, because they can be accurately maintained at a predetermined temperature, high-power laser beam oscillation is possible.

【0015】また、構成6によれば、端面励起方法をとることにより、容器内に励起用半導体レーザ装置と固体レーザ装置とを収容し、これら双方を冷媒により冷却するという単純な構成にできるとともに、励起用半導体レーザ装置の温度を極めて正確に所定の温度に保持することができるから、端面励起の特徴を十分に生かしてビーム特性にすぐれたレーザ光を得ることができ、かつ、装置を極めて小型・コンパクトに形成できる端面励起の半導体レーザ励起固体レーザ装置を得ることができる。 Further, according to the arrangement 6, by taking the end pumping method, and houses the pumping semiconductor laser device and the solid-state laser device in the container, with both these can in a simple configuration of cooling by the coolant since it is possible to maintain the temperature of the pumping semiconductor laser device very accurately at a predetermined temperature, it is possible to obtain a laser beam having excellent beam characteristics sufficiently taking advantage of end pumping, and, quite the device it is possible to obtain a semiconductor laser pumped solid-state laser apparatus of the end pumping it can be formed into a small and compact.

【0016】 [0016]

【実施例】 第1実施例図1はこの発明の第1実施例にかかる半導体レーザ励起固体レーザ装置の縦断面図、図2はこの発明の第1実施例にかかる半導体レーザ励起固体レーザ装置の横断面図である。 EXAMPLES First Embodiment FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a semiconductor laser pumped solid-state laser apparatus according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a laser-diode pumped solid-state laser apparatus according to a first embodiment of the present invention it is a cross-sectional view. 以下、これらの図を参照にしながらこの発明の第1実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, while these figures reference for explaining a first embodiment of the present invention in detail. なお、この実施例は、冷却媒体として冷却液を用い、側面励起方法により、高出力のレーザ光を得る場合の例である。 In this embodiment, the coolant used as the cooling medium, the side-pumped method is an example of a case of obtaining a high-power laser beam.

【0017】図1及び図2において、符号1は容器、符号2はロッド状の固体レーザ媒体、符号3は励起用半導体レーザ装置、符号4は全反射ミラー、符号5は出力ミラー、符号6は循環式温度制御装置、符号7は容器1内に満たされた冷却液である。 [0017] In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 is the vessel, reference numeral 2 is a rod-shaped solid-state laser medium, reference numeral 3 denotes a semiconductor laser device for exciting, reference numeral 4 is a total reflection mirror, reference numeral 5 is an output mirror, reference numeral 6 circulating temperature controller, reference numeral 7 is a coolant filled in the container 1. なお、全反射ミラー4と出力ミラー5とでレーザ共振器を構成する。 Incidentally, constituting a laser resonator with a total reflection mirror 4 and the output mirror 5.

【0018】容器1は、アルミ、ステンレス等の材質で構成され、外形が角柱状をなすとともに、内部に角柱の軸に沿って固体レーザ媒体2の外形より大きい径の円柱形状の空洞が形成され、これが収納部1aとされているものである。 The container 1 is aluminum, are made of a material such as stainless steel, with outer forms a prismatic, hollow cylindrical shape of diameter greater than the outer shape of the solid-state laser medium 2 along the axis of the prism is formed inside This is what is accommodating portion 1a. また、角柱の軸と交わる両端面には固体レーザ媒体2の径と略等しい径の円形状の窓部1b及び1 Also, window portions 1b and 1 approximately equal diameter circular in the both end surfaces and the diameter of the solid-state laser medium 2 intersecting the prism axis
cが形成されている。 c are formed. そして、これら窓部1b及び1c And, these window portion 1b and 1c
に固体レーザ媒体2の両端部を嵌合し、Oリング1dを挾んでこれら窓部に形成されたねじ部に止めねじ1eを螺合することにより、固体レーザ媒体2の両端部を密封して固定するようになっている。 The fitted both ends of the solid-state laser medium 2, by screwing the screw 1e stopped threaded portion formed in these windows by sandwiching the O-ring 1d, to seal the opposite ends of the solid-state laser medium 2 It is adapted to be fixed. すなわち、固体レーザ媒体2は、収納部1aの中心軸に沿って配置され、かつ、その光軸と交わる両端面は外部に露出されるようになっている。 That is, the solid-state laser medium 2 is disposed along the central axis of the housing part 1a, and both end faces intersecting the optical axis thereof is adapted to be exposed to the outside.

【0019】また、収納部1aの内周面の一部はその長手方向の全長にわたって中心に向かって突出され、かつ、その突出部の表面の一部が中心に向かう平坦面に形成されており、これが台座部1fとされている。 Further, part of the inner peripheral surface of the housing part 1a is protruded toward the center over the entire length in the longitudinal direction, and are formed on the flat surface portion of the surface of the projecting portion toward the center , this is the base portion 1f. そして、この台座部1fには、5個の励起用半導体レーザ装置3が、それぞれの発光部が固体レーザ媒体2の方向に向くようにして互いに所定の間隔をおいて固定されるようになっている。 Then, the base portion 1f, five pumping semiconductor laser device 3, so that each of the light emitting portion is fixed at a predetermined distance from each other so as to face the direction of the solid-state laser medium 2 there.

【0020】さらに、容器1の長手方向の両端部には、 Furthermore, the both ends in the longitudinal direction of the container 1,
冷却液流出孔1g及び冷却液流入孔1hがそれぞれ設けられており、冷却液流出孔1gには接合金具6aを介して冷却液流出パイプの一端が接続され、また、冷却液流入孔1hには接合金具6cを介して冷却液流入パイプ6 Coolant outlet hole 1g and the coolant inlet hole 1h are provided respectively, the coolant outlet hole 1g is connected to one end of the coolant flow pipe via the connecting bracket 6a, also the coolant inlet hole 1h is cooling via the connecting bracket 6c liquid inlet pipe 6
dの一端が接続されている。 d one end of is connected. そして、これら冷却液流出孔1g及び冷却液流入孔1hのそれぞれの他端は循環式温度制御装置6の冷却液導入口及び冷却液排出口に接続されている。 Then, the other ends of these coolant outlet hole 1g and the coolant inlet hole 1h is connected to the coolant inlet and coolant outlet of the circulation type temperature controller 6.

【0021】この循環式温度制御装置6は冷却液導入口から冷却液を導入し、冷却液排出孔から排出して冷却液7を循環させる循環ポンプと、導入した冷却液の温度を一定の温度にコントロールする温度コントローラを内蔵するものである。 [0021] The circulation type temperature controller 6 introduces a cooling fluid from the cooling fluid inlet, the cooling fluid and circulating pump for circulating the coolant 7 is discharged from the discharge holes, the temperature of the introduced cooling liquid a constant temperature in which a built-in temperature controller to control the.

【0022】さらに、容器1内で収納部1aを形成する内周面は鏡面に形成されており、反射面1iとされている。 Furthermore, the inner peripheral surface that forms an accommodating portion 1a in the container 1 is formed on the mirror surface, there is a reflecting surface 1i. この反射面1iは、容器1内で収納部1aを形成する内周面を鏡面研摩したものであるが、アルミ、銀もしくは金その他の反射膜を形成したものでもよい。 The reflecting surface 1i is an inner peripheral surface that forms an accommodating portion 1a in the container 1 but is obtained by mirror-polished, aluminum, it may be obtained by forming a silver or gold other reflective film.

【0023】固体レーザ媒体2は、波長1064nmのレーザ光を発振するNd:YAGレーザロッドであって、直径3mmφ、長さ30mmの寸法を有し、両端面は平面研摩され、発振レーザ光に対する反射防止膜が形成されている。 The solid-state laser medium 2 oscillates a laser beam having a wavelength of 1064 nm Nd: a YAG laser rod, having a size of diameter 3 mm.phi, length 30 mm, both end faces are flat polished, reflection against the oscillation laser beam preventing film is formed. この固体レーザ媒体2の光吸収ピーク波長は807nmである。 Light absorption peak wavelength of the solid-state laser medium 2 is 807 nm.

【0024】この固体レーザ媒体2の長手方向における両側であって、容器1の外側に位置する部位には、固体レーザ媒体2と光軸を共通にしてともに球曲面状の凹面を反射面とする全反射ミラー4と出力ミラー5とが配置されて、レーザ共振器を構成している。 [0024] A both sides in the longitudinal direction of the solid-state laser medium 2, the portion located outside of the container 1, a solid laser medium 2 and both spherical curved concave reflecting surface with a common optical axis a total reflection mirror 4 and the output mirror 5 is arranged to constitute a laser resonator.

【0025】ここで、全反射鏡4は、全反射面たる凹面の曲率半径を5mに設定したものである。 [0025] Here, the total reflection mirror 4, the radius of curvature of the concave surface serving total reflection surface is obtained by setting the 5 m. また、出力ミラー5は、凹面がレーザ媒体2側に向くように配置された凹レンズ状をなしたガラス体の凹面の表面に誘電体多層膜からなる反射膜を形成し、出力レーザ光L 1に対する透過率が3%になるようにしたもので、凹面の曲率半径を5mに設定することにより、全反射鏡4とで共振器長が100mmのレーザ共振器を構成している。 Also, the output mirror 5, the concave surface to form a reflective film made of a concave surface of the glass body without the placed concave shape to face the laser medium 2 side of a dielectric multilayer film, for the output laser beam L 1 in which transmittance was set to 3%, by setting the radius of curvature of the concave surface to 5 m, the cavity length constitutes a laser resonator 100mm at the total reflection mirror 4.

【0026】励起用半導体レーザ装置3は、発振波長が800〜820nmのGaAs系の半導体レーザ装置であり、出力が5Wである。 The pumping semiconductor laser device 3, the oscillation wavelength of the semiconductor laser device of the GaAs-based 800~820Nm, output is 5W. 5個の励起用半導体レーザ装置3は、各々の温度が皆等しいときに、各々のレーザ光の発振波長が一致するものを揃える必要がある。 Five pumping semiconductor laser device 3, when each of the temperature all equal, it is necessary to align those oscillation wavelength of each laser beam match. この実施例においては、5個の励起用半導体レーザ装置3が、 In this embodiment, five pumping semiconductor laser device 3,
ともその温度が25℃で発振波長が807nmになるものを使用する。 And also its temperature used which oscillation wavelength is 807nm at 25 ° C.. これは固体レーザ媒体2として吸収のピーク波長が807nmのNd:YAGを用いた場合であるが、吸収のピーク波長が795nmのNd:YLFを固体レーザ媒体として用いる場合には、それぞれの温度が同じときすべての発振波長が795nmになるように特性の揃った半導体レーザ装置を選ぶ。 This solid peak wavelength of the absorption as a laser medium 2 is 807 nm Nd: is a case of using the YAG, Nd peak wavelength of absorption 795 nm: when used as a solid-state laser medium is a YLF, each temperature are the same select all of the semiconductor laser device oscillation wavelength with uniform characteristics to be 795nm time. なお、この励起用半導体レーザ3は、駆動装置3aによって駆動されるようになっている。 Incidentally, the excitation semiconductor laser 3 is driven by the driving device 3a.

【0027】冷却液7は、透明で高い絶縁性を示す液体を用いる。 The coolant 7, using a liquid showing a transparent high insulation. この実施例では、フロロカーボン化合物の一種であり、半導体部品等の冷却液として使用されるフロリナート(米国スリーエム社の商品名)を用いた。 In this embodiment, a type of fluorocarbon compounds, with Fluorinert used as a coolant such as a semiconductor component (the brand name of 3M United States). このフロリナートは、励起用半導体レーザ装置3から射出される波長807nmの光に対して90%以上の高い透過率を有し、絶縁耐力が30KVと極めて高いとともに、 The Fluorinert has a high transmittance of 90% or more for light having a wavelength of 807nm emitted from the pumping semiconductor laser device 3, dielectric strength with very high and 30 KV,
熱的、化学的に安定であって、励起用レーザ装置3の動作を乱したり発光部を損なうようなことがない。 Thermal, a chemical stability, there is no such thing as compromising the light-emitting portion or disturb the operation of the excitation laser device 3. しかも、熱伝導率がシリコンオイルの2倍であるので、冷却液として最適である。 Moreover, since the thermal conductivity is twice the silicone oil, it is optimal as a coolant. なお、この冷却液7としては、シリコンオイルを用いてもよい。 As the coolant 7, it may be a silicon oil.

【0028】上述の構成において、循環式温度制御装置6によって冷却液7を25°Cに保持し、駆動装置3a [0028] In the above structure, the coolant 7 held in 25 ° C by circulating temperature controller 6, the drive device 3a
により、励起用半導体レーザ装置3を駆動して固体レーザ媒体2に励起用レーザ光L 0 (波長;807nm)を照射してレーザ発振を行うことにより、波長1064n The excitation laser beam L 0 (wavelength; 807 nm) to drive the pumping semiconductor laser device 3 in the solid-state laser medium 2 by performing laser oscillation by irradiating wavelength 1064n
mで、出力が3Wの極めて高い値を有し、ビーム特性のすぐれた出力レーザ光L 1を得ることができる。 In m, the output has a very high value of 3W, it is possible to obtain an output laser beam L 1 having excellent beam characteristics. ちなみに、従来の半導体レーザ励起の固体レーザ装置で同等の出力を得るためには、各々の励起用半導体レーザ装置の基底部に水冷用の配管を行なうなど装置全体が複雑な構造となり、かつ、大型なものとなっていた。 Incidentally, in order to obtain the same output with solid-state laser apparatus of the conventional semiconductor laser excitation, the entire device including performing piping for water cooling at the base of each of the pumping semiconductor laser device becomes complicated structure and large It had become a thing. これに対し、上述の実施例では、構造が極めて単純であり、したがって、装置を極めて小型コンパクトに構成することができる。 In contrast, in the above embodiment, the structure is extremely simple, therefore, the apparatus can be configured in a very compact size.

【0029】 第2実施例図3はこの発明の第2実施例にかかる半導体レーザ励起固体レーザ装置の横断面図である。 [0029] Second Embodiment FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor-laser-pumped solid-state laser apparatus according to a second embodiment of the present invention. 以下図3を参照にしながら第2実施例を詳述する。 Detailing the second embodiment with reference to FIG. 3 below. なお、この実施例も冷却媒体として冷却液を用い、側面励起方法によるものであり、上述の第1実施例と構成の多くが共通するので、共通する部分には同一の符号を付してその説明を省略し、 Even the cooling liquid used as a cooling medium this example, is due to side-pumped method, since many configurations the first embodiment described above are common, the same parts are denoted by the same reference numerals that explanation is omitted,
以下ではこの実施例に特有な点のみを説明する。 The following description only points unique to this embodiment.

【0030】この実施例は、上述の第1実施例における容器1の代わりに容器21を用い、この容器21に第1 [0030] This example of the container 21 used in place of the container 1 in the first embodiment described above, the first to the vessel 21
実施例の場合に比較してより多くの励起用半導体レーザ装置を取り付けられるようにして、より大きな出力のレーザ光を得るようにしたものである。 So as to be mounted more exciting semiconductor laser device for in comparison with the case of Example, in which to obtain more laser light of large output. すなわち、容器2 In other words, the container 2
1は、収納部21a内に上述の第1実施例における台座部1fに相当する台座部21fが、収納部1aの中心軸の周りに4つ設けられたものであり、これら各台座部2 1, the base portion 21f which corresponds to the base portion 1f of the first embodiment described above in the accommodating portion 21a, which is four provided around the central axis of the housing part 1a, respective pedestal 2
1fにそれぞれ5個の励起用半導体レーザ装置3が取り付けられ、合計20個の励起用半導体レーザ装置3により固体レーザ媒体2を励起するようにしたものである。 1f five pumping semiconductor laser device 3 respectively attached to, the total of 20 pumping semiconductor laser device 3 is obtained so as to excite the solid-state laser medium 2.
その外の構成は第1実施例と略同じである。 The outer structure is substantially the same as the first embodiment. これにより、出力9Wの極めて高い出力のレーザ光を極めて安定して得ることができる。 Thus, it is possible to a very high output laser beam output 9W may very stable.

【0031】 第3実施例図4はこの発明の第3実施例にかかる半導体レーザ励起固体レーザ装置の横断面図である。 [0031] Third Embodiment FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor-laser-pumped solid-state laser apparatus according to a third embodiment of the present invention. 以下図4を参照にしながら第3実施例を詳述する。 Detailing the third embodiment with reference to FIG. 4 below. なお、この実施例は、冷却媒体として冷却液を用いる点では上記第1及び第2実施例と同じであるが、励起方法として端面励起方法を採用することにより、極めて小型コンパクトな構成で、ビーム特性にすぐれたレーザ光を得た例である。 Incidentally, this embodiment is in that the use of the cooling liquid as the cooling medium is the same as the first and second embodiment, by adopting the end pumping method as the excitation method, an extremely small compact structure, beam it is an example to obtain a laser beam having excellent characteristics.

【0032】図4において、符号31は容器、符号32 [0032] In FIG. 4, reference numeral 31 is a container, reference numeral 32
はロッド状の固体レーザ媒体、符号33は励起用半導体レーザ装置、符号34は固体レーザ媒体32の一方の端面に形成された選択反射膜、符号35は出力ミラー、符号37は容器31内に満たされた冷却液、符号38a, Rod-shaped solid-state laser medium, reference numeral 33 is a semiconductor laser device for exciting, reference numeral 34 is one end surface to the formed selective reflective layer of the solid-state laser medium 32, numeral 35 is less than the output mirror, reference numeral 37 is a container 31 cooling liquid, reference numeral 38a,
38bは集光レンズである。 38b is a condenser lens. なお、選択反射膜34と出力ミラー5とでレーザ共振器を構成する。 Incidentally, constituting a laser resonator with a selective reflection film 34 and the output mirror 5.

【0033】容器31は、アルミ、ステンレス等の材質で構成され、外形が角柱状をなすとともに、内部に角柱の軸に沿って固体レーザ媒体2の外形より大きい径の略円柱形状の空洞が形成され、これが収納部31aとされているものである。 The container 31 is aluminum, is made of a material such as stainless steel, with outer forms prismatic, the cavity of the substantially cylindrical shape of diameter greater than the outer shape of the solid-state laser medium 2 along the prism axis therein formed is, this is what is accommodating portion 31a. また、角柱の軸と交わる一方の端部、すなわち図中右端部は肉厚に形成され、この右端部には角柱の中心軸方向に沿って固体レーザ媒体32の径と略等しい径の円形状の貫通孔31bが形成されている。 Further, one end intersecting the prismatic axis, i.e. the right end in the figure is formed in a thick, circular diameter substantially equal to the diameter of the solid-state laser medium 32 along the center axis of the prism to the right end portion through holes 31b are formed of. そして、この貫通孔31bに固体レーザ媒体32が挿入され、固体レーザ媒体32の一部(全長の略1/3 Then, the through hole 31b solid-state laser medium 32 is inserted into a portion of the solid-state laser medium 32 (substantially the full length 1/3
程度)が収納部31a内に突出するようにして配置され、この突出された側と反対側がOリング31dを挾んで貫通孔31dに形成されたねじ部に止めねじ31eを螺合することにより、固体レーザ媒体2の右端部を密封して固定するようになっている。 The degree) are arranged so as to protrude into the storage portion 31a, by the opposite side the protruded side is screwed a screw 31e stopped threaded portion formed in the through hole 31d by sandwiching the O-ring 31d, to seal the right end portion of the solid-state laser medium 2 is adapted to secure. すなわち、固体レーザ媒体2は、収納部1aの中心軸に沿って配置され、かつ、その光軸と交わる両端面のうち、左端面は収納部3 That is, the solid-state laser medium 2 is disposed along the central axis of the housing part 1a, and, among the both end surfaces intersecting the optical axis, the left end face compartment 3
1aに露出され、右端面は外部に露出されるようになっている。 Exposed to 1a, the right end surface is adapted to be exposed to the outside.

【0034】また、収納部31a内には、固体レーザ媒体32と光軸を共通にして、左方側から励起用半導体レーザ装置33及び集光レンズ38a,38bが順次配置されている。 Further, in the housing portion 31a, and a common solid-state laser medium 32 and the optical axis, the pumping semiconductor laser device 33 and the condenser lens 38a, 38b are sequentially arranged from the left side. この場合、励起用半導体レーザ装置33 In this case, the pumping semiconductor laser device 33
は、収納部31aの左端面に固定され、また、集光レンズ38a,38bは、収納部31aの内周面の一部を中心に向けてリング状に突出させて形成した2つのレンズ保持枠31jに保持されるようになっている。 Is fixed to the left end surface of the housing portion 31a, also, the condenser lens 38a, 38b is, two lens holding frame part of the inner peripheral surface is formed to protrude in a ring shape toward the center of the housing portion 31a It is adapted to be held in 31j. なお、レンズ保持枠31jには、冷却液流通孔31kが形成され、冷却液7が収納部31a内を自由に流通できるようになっている。 The lens holding frame 31j, the cooling fluid circulating holes 31k are formed, the coolant 7 is enabled to flow freely through the housing portion 31a.

【0035】さらに、容器31の長手方向の両端部には、冷却液流出孔31g及び冷却液流入孔31hがそれぞれ設けられており、図示しない循環式温度制御装置に接続されて、第1実施例と同様に、冷却液7を循環して所定の温度(25°C)に保持できるようになっている。 Furthermore, the longitudinal ends of the container 31, the coolant outlet hole 31g and the coolant inflow hole 31h is provided respectively, are connected to an unillustrated circulating temperature controller, a first embodiment and likewise, it circulates coolant 7 can be held at a predetermined temperature (25 ° C) and.

【0036】固体レーザ媒体32は、波長1064nm The solid-state laser medium 32, the wavelength 1064nm
のレーザ光を発振するNd:YAGレーザロッドであって、直径3mmφ、長さ5mmの寸法を有し、波長80 Nd oscillates the laser beam: a YAG laser rod, having a size of diameter 3 mm.phi, length 5 mm, wavelength 80
7nmの光に吸収ピークを有する。 It has an absorption peak at 7nm light.

【0037】この固体レーザ媒体32の光軸と交わる一方の端面、すなわち、図中左端面には誘電体多層膜からなる選択反射膜34が形成されている。 [0037] The one end face of which intersects the optical axis of the solid-state laser medium 32, i.e., the left end surface in FIG selective reflection film 34 made of a dielectric multilayer film is formed. この選択反射膜34は、出力ミラー35とでレーザ共振器を構成するものであり、出力レーザ光(L 1 =1064nm)に対しては99.9%以上の高い反射率をもち、一方、励起用レーザ光(L 0 =807nm)を85%以上透過する性質を有する。 The selective reflective layer 34, constitutes a laser resonator with an output mirror 35 has a high reflectance of 99.9% for the output laser beam (L 1 = 1064nm), whereas, excitation use laser light (L 0 = 807nm) having a property of transmitting 85% or more. なお、固体レーザ媒体32の他方の端面、 Incidentally, the other end surface of the solid-state laser medium 32,
すなわち、図中右端面には図示しないが、無反射コートが施されており、この端面での出力レーザ光L 1に対する反射率が0.5%以下になるようになっている。 That is, although not shown in the right end surface in the figure is non-reflective coating is applied, the reflectance with respect to the output laser beam L 1 on this end face is adapted to be 0.5% or less.

【0038】出力ミラー35は、凹面がレーザ媒体32 The output mirror 35 is a concave laser medium 32
側に向くように配置された凹レンズ状をなしたガラス体の凹面の表面に誘電体多層膜からなる反射膜を形成し、 Forming a reflection film on the concave surface of the glass body without the disposed so as to face the side concave lens made of a dielectric multilayer film,
出力レーザ光L 1に対する透過率が3%になるようにしたもので、凹面の曲率半径を30mmに設定することにより、上述の選択反射膜34とで共振器長が25mmのレーザ共振器を構成している。 Those transmittance to output laser light L 1 was set to 3%, by setting the radius of curvature of the concave surface to 30 mm, constituting a laser resonator cavity length 25mm in the selective reflection film 34 of the above doing.

【0039】励起用半導体レーザ装置33は、発振波長が800〜820nmのGaAs系の半導体レーザ装置であり、出力が500mWである。 The pumping semiconductor laser device 33, the oscillation wavelength of GaAs-based semiconductor laser device of the 800~820Nm, the output is 500 mW. この励起用半導体レーザ装置33は、その温度を25°Cに保持したとき、 The pumping semiconductor laser device 33, when kept at that temperature to 25 ° C,
発振波長が固体レーザ媒体32の吸収ピークに一致する807nmになる。 It becomes 807nm the oscillation wavelength matches the absorption peak of the solid-state laser medium 32. なお、この励起用半導体レーザ33 It should be noted that the pumping semiconductor laser 33
は、図示しない駆動装置によって駆動されるようになっている。 It is adapted to be driven by an unillustrated driving device.

【0040】集光レンズ38a,38bは、励起用半導体レーザ装置33から射出された励起用レーザ光L 0を集光して固体レーザ媒体32の選択反射膜34が形成された端面から該固体レーザ媒体32内に入射させて励起するものである。 The condenser lens 38a, 38b is solid laser from the end face of the selective reflection film 34 is formed of a solid-state laser medium 32 collects the excitation laser beam L 0 emitted from the pumping semiconductor laser device 33 it is intended to excite made incident on the medium 32. なお、その集光度合いは、励起用レーザ光L 0のモード体積と出力レーザ光L 1のモード体積との良い一致が得られるように設定される。 Incidentally, the light converging degree, good agreement with the mode volume of the pumping laser beam L mode volume and output laser beam L 1 of 0 is set so as to obtain. なお、冷却液7は上述の第1及び第2実施例で用いた冷却液7と同じものである。 The cooling liquid 7 is the same as the coolant 7 used in the first and second embodiments described above.

【0041】この実施例によれば、冷却液7によって、 [0041] According to this embodiment, the coolant 7,
励起用半導体レーザ装置33を正確に一定の温度(25 Exactly constant temperature the pumping semiconductor laser device 33 (25
°C)に維持でき、励起用レーザ光L 0の波長を常に正確に所定の波長(807nm)に維持できるとともに、 ° C) to be maintained, it is possible to maintain always exactly predetermined wavelength a wavelength of the excitation laser light L 0 (807 nm),
固体レーザ媒体32も一定の温度に維持できる。 Solid-state laser medium 32 can be maintained at a constant temperature. しかも、装置を極めて小型コンパクトに形成できる。 Moreover, it is possible to form the device in a very compact size. したがって、端面励起の特徴を十分に生かしたビーム特性にすぐれたレーザ光を得ることができ、かつ、装置を極めて小型・コンパクトに形成できる端面励起の半導体レーザ励起固体レーザ装置を得ることができる。 Therefore, it is possible to obtain a laser beam having excellent fully utilizing beam characteristics features of end pumping, and it is possible to obtain very a laser-diode pumped solid-state laser apparatus of the end pumping it can be formed into a small and compact device. この実施例の装置を用い、冷却液7を25°Cに保持して発振させると、波長1064nmで、出力が150mWを有し、縦・横モードとも極めてすぐれた出力レーザ光L 1を得ることができる。 Using the apparatus of this embodiment, when the oscillating the coolant 7 held in the 25 ° C, at a wavelength of 1064 nm, the output has a 150 mW, to obtain an output laser light L 1 that both vertical and horizontal modes very good can.

【0042】 第4実施例図5はこの発明の第4実施例にかかる半導体レーザ励起固体レーザー装置の縦断面図、図6は図5のVIーVI The longitudinal sectional view of a semiconductor-laser-pumped solid-state laser apparatus according to the fourth embodiment Figure 5 a fourth embodiment of the present invention, VI chromatography VI in FIG. 6 5
線断面図である。 It is a line cross-sectional view. 以下、図5及び図6を参照にしながら第4実施例を説明する。 Hereinafter, a description will be given of a fourth embodiment with reference to FIGS. なお、この実施例は、冷却媒体として冷却ガスたる高圧乾燥ガスを用い、励起方法として側面励起方法を採用するとともに、励起用半導体レーザ装置や固体レーザ媒体のほかに全反射ミラー及び出力ミラーをも冷却用の容器内に収納するようにした例である。 Incidentally, this embodiment uses a cooling gas serving high-pressure dry gas as a cooling medium, while adopting a side-pumped method as the excitation method, even if the total reflection mirror and an output mirror in addition to the pumping semiconductor laser device or a solid-state laser medium it is an example of such housed in a container for cooling.

【0043】図5において、符号41は容器、符号42 [0043] In FIG. 5, reference numeral 41 is a container, reference numeral 42
はロッド状の固体レーザ媒体、符号43は励起用半導体レーザ装置、符号44は全反射ミラー、符号45は出力ミラー、符号46は温度制御装置、符号46aは熱電素子、符号47は容器41内に封入された高圧乾燥ガス(冷却媒体)である。 Rod-shaped solid-state laser medium, reference numeral 43 is a semiconductor laser device for exciting, reference numeral 44 is a total reflection mirror, reference numeral 45 is an output mirror, reference numeral 46 is a temperature controller, reference numeral 46a is a thermoelectric device, reference numeral 47 in the container 41 it is enclosed high pressure dry gas (cooling medium).

【0044】容器41は、アルミ、ステンレス等の材質で構成され、中空の箱形になっている。 The container 41 is aluminum, is made of a material such as stainless steel, it has a hollow box shape. すなわち、容器41の内部には、中空部41aが形成され、この中空部41a内には、固体レーザ媒体42を収納固定する突条収納部41mと、5個の励起用の半導体レーザ装置43 That is, the interior of the container 41, the hollow portion 41a is formed on the hollow portion 41a, and a protrusion receiving portion 41m for accommodating fixing the solid-state laser medium 42, a semiconductor laser device for five excitation 43
を固定する台座部41f及び全反射ミラー44を固定するミラー台座部41pとが設けられている。 A mirror base unit 41p for fixing is provided a pedestal portion 41f and total reflection mirror 44 for fixing the. また、容器41の図中右端部には中空部41aと外部とを貫通した孔部であって出力レーザ光の取り出し窓を兼ねた出力ミラーの固定孔41bが形成されている。 Further, the right end in the drawing of the vessel 41 fixing hole 41b of the output mirror which also serves as a take-out window of the output laser beam a hole passing through the hollow portion 41a and the outside is formed. さらに、中空部41aの内周面全体には、表面積を増やすためにひだ状に加工された熱交換部41nが形成されている。 Furthermore, the entire inner peripheral surface of the hollow portion 41a is pleated in processed heat exchanging portion 41n is formed to increase the surface area. そして、容器41の外面部、すなわち、図中底面部には、ペルチェ素子等の熱電素子46aの一方の面が密着固定され、この熱電素子46aの他方の面には放熱フィン46 The outer surface of the container 41, i.e., the bottom portion in the figure, one surface of the thermoelectric device 46a such as a Peltier element is tightly fixed, this on the other surface of the thermoelectric device 46a is radiating fin 46
cを備えた放熱器46bが取り付けられて放熱が行われるようになっている。 Radiator 46b is attached radiator having a c is to be carried out. ここで、熱電素子46aは温度制御装置46によって制御駆動されるようになっており、 Here, the thermoelectric elements 46a is adapted to be driven and controlled by the temperature control device 46,
熱電素子46aによって容器41全体を冷却することにより、容器41内部の固体レーザ媒体42や半導体レーザ装置43等を冷却するようにしている。 By cooling the entire container 41 by the thermoelectric elements 46a, so that to cool the container 41 inside of the solid-state laser medium 42 and the semiconductor laser device 43 and the like.

【0045】突条収納部41mは、中空部41aの内部側面部を中心部に向かって突条に突出させ、その内部に、固体レーザ媒体42を収納する円柱状の空洞部である固体レーザ媒体収納部41iを形成し、この固体レーザ媒体収納部41iの長手方向に沿ってその一部、すなわち、図中下部に長尺の開口部を形成し、励起用レーザ光を導入する励起レーザ光入射窓41qを設けたものである。 The protruding housing portion 41m is protruded to the ridge toward the center of the inner side portion of the hollow portion 41a, therein, the solid-state laser medium is a cylindrical cavity for housing the solid state laser medium 42 the housing portion 41i is formed, the solid-state laser medium storing portion 41i part along the longitudinal direction, i.e., to form an opening that is elongated in the lower part in the figure, the excitation laser light entrance for introducing the excitation laser light it is provided with a window 41q. この固体レーザ媒体収納部41iには、ロッド状の固体レーザ媒体42が収納され、該固体レーザ媒体4 The solid-state laser medium accommodating unit 41i, the solid-state laser medium 42 rod-like, is contained solid laser medium 4
2の両端部に装着されたOリング等によって該固体レーザ媒体収納部41i内に保持・固定されるようになっている。 It is adapted to be held and fixed to the solid laser medium accommodating portion 41i by two end portions O-ring is attached to the like. なお、この固体レーザ媒体収納部41iの内面は、鏡面又はアルミ、銀もしくは金その他の反射膜が被着された反射面となっており、また、この固体レーザ媒体収納部41iの内周面と固体レーザ媒体42の外周面とは接触に近い程近接するようになっており、これらの間でできるだけ効率のよい熱交換が行えるようになっている。 Incidentally, the inner surface of the solid laser medium accommodating unit 41i is specular or aluminum, silver or gold other reflecting film has a deposition has been reflecting surface, also the inner peripheral surface of the solid laser medium storing portion 41i the outer peripheral surface of the solid-state laser medium 42 is adapted to close the closer to the contact, so that can be performed as far as possible efficient heat exchange between them.

【0046】また、固体レーザ媒体収納部41iの励起レーザ光入射窓41qに対向する部位には該レーザ光入射窓41qの長手方向に沿って順次等間隔をもって5個の半導体レーザ装置43が配置される。 [0046] In addition, five of the semiconductor laser device 43 sequentially at equal intervals along the longitudinal direction of the laser beam entrance window 41q is disposed in the portion facing the excitation laser light entrance window 41q of the solid-state laser medium accommodating unit 41i that. これら半導体レーザ装置43は、突条収納部41mの図中下部に該突条収納部41mと同様の突条部である台座部41fに固定されるようになっている。 The semiconductor laser device 43 is adapted to be secured to the base portion 41f is the same protrusions and projecting strip housing portion 41m at the bottom in the figure of the projection accommodating portion 41m.

【0047】また、ミラー台座部41pに固定された全反射ミラー44、固体レーザ媒体42及び出力ミラーの固定孔41bに固定された出力ミラー45はともに光軸が共通になるように配置され、全反射ミラー44と出力ミラー45とでレーザ共振器を構成するようになっている。 Further, the total reflection mirror 44 is fixed to the mirror base unit 41p, the solid-state laser medium 42 and the output fixing holes 41b output mirror 45 fixed to the mirror is disposed together so that the optical axis is in common, all so as to constitute a laser resonator with a reflection mirror 44 and output mirror 45. なお、出力ミラー45は、出力ミラーの固定孔41 The output mirror 45, the output mirror fixing hole 41
bに形成されたねじ部に止めねじ41eを螺合して該止めねじ41eと該出力ミラーの固定孔41bとの間に介在されたOリング41dを押圧することにより該出力ミラー固定孔41bに固定保持されているとともに、これにより同時に中空部41aと外部との気密が保持されるようになっている。 Stopped screw portion formed in b screwed screws 41e to the output mirror fixing hole 41b by pressing the intervening been O-ring 41d between the fixing holes 41b of 該止 internal thread 41e and the output mirror together it is fixed and held, thereby airtightness between the hollow portion 41a and the outside at the same time is adapted to be held.

【0048】固体レーザ媒体42は、波長1064nm The solid-state laser medium 42, the wavelength 1064nm
のレーザ光を発生するNd:YAGレーザロッドであって、直径3mmφ、長さ30mmの寸法を有し、両端面は平面研磨され、発振レーザ光に対する反射防止膜が形成されている。 Nd generates a laser beam of: a YAG laser rod, having a size of diameter 3 mm.phi, length 30 mm, both end faces are flat polished, antireflection film is formed with respect to the oscillation laser beam. この固体レーザ媒体42の光吸収ピーク波長は807nmである。 Light absorption peak wavelength of the solid laser medium 42 is 807 nm.

【0049】励起用半導体レーザ装置43は、所定の温度のときの発振波長が固体レーザ媒体42の吸収波長のピークの807nmに一致するもので、固体レーザ媒体42を側面から励起するものである。 The pumping semiconductor laser device 43, in which the oscillation wavelength when the predetermined temperature is equal to 807nm of peak absorption wavelength of the solid-state laser medium 42, is intended to excite the solid-state laser medium 42 from the side. なお、半導体レーザ装置43は図示されていない電源により駆動され、1 The semiconductor laser device 43 is driven by a power source not shown, 1
個あたりの出力が5Wで、5個で合計25Wの出力を有する。 Output per individual is at 5W, with a total output of 25W at five.

【0050】全反射ミラー44は、曲率半径が5mで、 The total reflection mirror 44 has a radius of curvature at 5m,
固体レーザ媒体42の発振波長の光を全反射する凹面ミラーである。 The light of the oscillation wavelength of the solid-state laser medium 42 is a concave mirror for totally reflecting. なお、図示しないがミラー台座部41pには、全反射ミラー44の角度を変化させる調整機構が設けられており、反射角度を調整できるようになっている。 Note that although not illustrated mirror pedestal 41p, adjustment mechanism for changing the angle of the total reflection mirror 44 is provided and to be able to adjust the reflection angle.

【0051】出力ミラー45は、曲率半径が5mで、固体レーザ媒体42の発振波長の光を95%反射する凹面ミラーである。 The output mirror 45 is a radius of curvature 5 m, the light of the oscillation wavelength of the solid-state laser medium 42 is a concave mirror which reflects 95%.

【0052】容器41の内部には冷媒たる3気圧程度の高圧乾燥ガス47が封入されている。 [0052] Inside the container 41 a high-pressure dry gas 47 of about 3 atm serving refrigerant is sealed. この高圧乾燥ガス47は半導体レーザ装置43や固体レーザ媒体42の発生した熱を吸収し、熱交換部41nを通じて容器41との間で自然対流による熱交換を行なう。 The high-pressure dry gas 47 absorbs heat generated by the semiconductor laser device 43 and the solid-state laser medium 42, performs heat exchange by natural convection between the container 41 through the heat exchanger 41n. こうして容器4 In this way the container 4
1に吸収された熱は熱電素子46aに強制的に吸収され、放熱器46bによって外部に放熱される。 Thermal absorption 1 is forcibly absorbed into the thermoelectric elements 46a, it is radiated to the outside by the radiator 46b. 高圧乾燥ガス47としては、ヘリウムやネオン等の分子量が小さく不活性な気体を用いる。 The high-pressure dry gas 47, the molecular weight of such helium or neon used small inert gas. 分子量の小さな気体は熱を吸収して運動しやすく、熱を伝える性質に優れている。 Small gas molecular weight is easy to exercise absorbs heat, has excellent property of conducting heat. 例えば、ヘリウムの熱伝導率は0.14W・m -1・k -1であり、窒素に比べて約6倍の熱伝導率を有する。 For example, the thermal conductivity of the helium is 0.14W · m -1 · k -1, has about six times the thermal conductivity than nitrogen. 半導体レーザー装置は特に湿気に弱いため、冷媒たる気体は出来るだけ水分を含まないようにする必要があり、相対湿度を20%程度に抑えることが望ましい。 Sensitive to particular moisture semiconductor laser device, the refrigerant serving gas must not contain moisture as possible, it is desirable to keep the relative humidity about 20%. なお、高圧乾燥ガス47は、図示しないガスの取り込み口より容器4 Incidentally, the high-pressure dry gas 47, the container 4 from the inlet (not shown) gas
1の内部に封入される。 It is enclosed inside the 1. また、本実施例では冷媒たる高圧乾燥ガスを容器41の内部に封入する方法を示したが、他の実施例のように冷媒を循環させて外部冷却器で温度調整をしてもよい。 Further, although this embodiment shows a method of encapsulating a refrigerant serving high-pressure dry gas into the interior of the container 41, by circulating refrigerant in external cooler may be a temperature adjustment as in other embodiments. さらに、この実施例では気体を封入した例を掲げたが、液体を封入してもよいことは勿論である。 Furthermore, although listed examples encapsulating gas in this embodiment, it is obvious that the liquid may be sealed.

【0053】上述の構成において、固体レーザ媒体42 [0053] In this aspect, the solid-state laser medium 42
と半導体レーザ装置43は、容器41を冷却することにより間接的に冷却されるが、容器41の内部には乾燥高圧ガス47が封入されているため、該高圧乾燥ガス47 The semiconductor laser device 43 and is indirectly cooled by cooling the container 41, since the interior of the container 41 is dry high pressure gas 47 is sealed, the high pressure dry gas 47
の分子が固体レーザ媒体42と半導体レーザ装置43とが発生する熱を吸収して容器41の内面にひだ状に突起した熱交換部41nに熱を伝導するため、固体レーザ媒体42と半導体レーザ装置43とが効率よく冷却される。 Molecules for conducting heat to the solid-state laser medium 42 and the semiconductor laser device 43 and the heat exchange section 41n that projections pleated on the inner surface of the vessel 41 to absorb the heat generated, the solid-state laser medium 42 and the semiconductor laser device 43 and can be efficiently cooled. また、固体レーザ媒体42と突条収納部41mとの間の熱抵抗を下げることもできる。 It is also possible to reduce the thermal resistance between the solid-state laser medium 42 and the ridge accommodating portion 41m.

【0054】この実施例の利点は以下の通りである。 [0054] The advantage of this embodiment is as follows.

【0055】冷媒の吸収による光損失が少なく効率が高い。 [0055] is high less efficient light loss due to absorption of the refrigerant.

【0056】レーザー共振器を構成するミラーも固体レーザー媒体や半導体レーザー装置と同一の容器内部に納めることができる。 [0056] Also mirrors constituting a laser resonator can be installed inside of the same container and solid-state laser medium and a semiconductor laser device.

【0057】冷媒ガスを封入する場合では外部冷却器や配管などが不要なため取り扱いも容易である。 [0057] it is easy to handle because an external cooler and piping is not required in the case of sealed refrigerant gas.

【0058】価格も気体の方が安価である。 [0058] price it is cheaper gas.

【0059】気体は液体に比べて熱伝導率が低いため、半導体レーザー装置の個数が少ない比較的低い出力のレーザー装置の場合に有効である。 [0059] the gas has a low thermal conductivity compared to liquid is effective in the case of a laser device number is small relatively low output of the semiconductor laser device.

【0060】なお、上述の実施例では、固体レーザ媒体としてNd:YAGロッドを用いた例を掲げたが、この固体レーザ媒体としては、Nd:YLF、Nd:gla [0060] In the above embodiment, Nd as the solid laser medium: is listed an example using YAG rod, as the solid-state laser medium, Nd: YLF, Nd: gla
ss、Er:YAG、Er:YLF、Er:glass ss, Er: YAG, Er: YLF, Er: glass
等を用いてもよいし、その種類も、ロッド以外に、例えば、スラブや多面体形状のものであってもよい。 It may be used such as, the type also, in addition to the rod, for example, may be of a slab or polyhedral shape. その場合には、各レーザ媒体に応じてレーザ共振器等の条件を選定すべきは勿論である。 In that case, as a matter of course should be selected conditions, such as a laser resonator in accordance with each laser medium.

【0061】また、励起用半導体レーザ装置も、固体レーザ媒体の励起波長に応じて、例えば、InGaP、A [0061] Also, the excitation semiconductor laser device for, in response to the excitation wavelength of the solid laser medium, for example, InGaP, A
lGaAs、GaAsP等を用いてもよい。 lGaAs, may be used GaAsP and the like.

【0062】 [0062]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明にかかる半導体レーザ励起固体レーザ装置は、励起用半導体レーザ装置及び固体レーザ媒体を容器内に収容し、該容器内に絶縁性の透明液体もしくは不活性ガスからなる冷媒を入れて、該冷媒が前記励起用半導体レーザ装置及び固体レーザ媒体の少なくとも一部に接触し、前記励起用半導体レーザ装置の発振波長が前記固体レーザ媒体の吸収波長になる温度に冷却することを特徴とする。 As described in detail above, the semiconductor-laser-pumped solid-state laser apparatus according to the present invention, a semiconductor laser device and a solid-state laser medium for excitation accommodated in the container, a transparent liquid or insulating the said vessel put refrigerant consisting of inert gas, the refrigerant is in contact with at least a portion of the pumping semiconductor laser device and a solid-state laser medium, the oscillation wavelength of the excitation semiconductor laser device is the absorption wavelength of the solid laser medium wherein the cooling temperature. これにより、 As a result,
容器内部に収納した励起用半導体レーザ装置及び固体レーザ媒体を液体または気体の冷媒で直接冷却することができるため、半導体レーザ装置の発光部の温度制御も精度良く行なうことができ、半導体レーザ装置及び固体レーザ媒体を比較的自由に配置することが可能となる。 For the pumping semiconductor laser device and a solid-state laser medium housed in the inner container can be cooled directly by the refrigerant liquid or gas, it can be the temperature control of the light emission portion of the semiconductor laser device accurately, a semiconductor laser device and it is possible to relatively freely arrange the solid-state laser medium. また、多数の励起用半導体レーザ装置を用いることができるため、より高出力のレーザ装置が得られる。 Moreover, since it is possible to use a large number of excitation semiconductor laser device for a higher output laser device is obtained. また、固体レーザ媒体の温度も下げられるため、ビーム品質がよく安定なレーザ光が得られる。 Further, since the temperature of the solid-state laser medium is also lowered, the beam quality is good stable laser light can be obtained.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】この発明の第1実施例にかかる半導体レーザ励起固体レーザ装置の縦断面図である。 1 is a longitudinal sectional view of a semiconductor laser pumped solid-state laser apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第1実施例にかかる半導体レーザ励起固体レーザ装置の横断面図である。 2 is a cross-sectional view of a semiconductor-laser-pumped solid-state laser apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第2実施例にかかる半導体レーザ励起固体レーザ装置の横断面図である。 3 is a cross-sectional view of a semiconductor-laser-pumped solid-state laser apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第3実施例にかかる半導体レーザ励起固体レーザ装置の縦断面図である。 4 is a longitudinal sectional view of a semiconductor laser pumped solid-state laser apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図5】この発明の第4実施例にかかる半導体レーザ励起固体レーザ装置の縦断面図である。 5 is a longitudinal sectional view of a semiconductor-laser-pumped solid-state laser apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】図5のVIーVI線断面図である。 6 is a VI over VI line sectional view of FIG.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1,21,31,41…容器、2,32,42…固体レーザ媒体、3,33,43…励起用半導体レーザ装置、 1,21,31,41 ... container, 2,32,42 ... solid-state laser medium, a semiconductor laser device for 3,33,43 ... excitation,
4,44…全反射ミラー、5,35,45…出力ミラー、6…循環式温度制御装置、7…冷却液、34…選択反射膜、38a,38b…集光レンズ、47…高圧乾燥気体、46…温度制御装置。 4, 44 ... total reflecting mirror, 5,35,45 ... output mirror, 6 ... circulating temperature controller, 7 ... coolant, 34 ... selective reflective layer, 38a, 38b ... condenser lens, 47 ... high-pressure dry gas, 46 ... temperature control device.

Claims (6)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 励起用半導体レーザ装置から射出された励起用のレーザ光を、レーザ共振器内に配置された固体レーザ媒体に照射し、該固体レーザ媒体を励起して出力レーザ光を得るようにした半導体レーザ励起固体レーザ装置において、 前記励起用半導体レーザ装置及び固体レーザ媒体を容器内に収容し、該容器内に絶縁性を有しかつ透明な冷媒を入れて該冷媒が前記励起用半導体レーザ装置及び固体レーザ媒体の少なくとも一部に接触するようにするとともに、前記冷媒の温度を、前記励起用半導体レーザ装置の発振波長が前記固体レーザ媒体の吸収波長に一致するように励起用半導体レーザ装置の温度を維持する温度制御装置を設けたことを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装置。 The method according to claim 1 laser beam for excitation emitted from the pumping semiconductor laser device is irradiated to the solid-state laser medium disposed in the laser resonator, so as to obtain an output laser beam by exciting a solid laser medium in the semiconductor laser pumped solid-state laser apparatus, the excitation semiconductor laser device and a solid-state laser medium contained in the container, said container to have an insulating property and the refrigerant semiconductor for the excitation putting transparent refrigerant while in contact with at least a portion of the laser device and the solid-state laser medium, the temperature of the refrigerant, pumping semiconductor laser such that the oscillation wavelength coincides with the absorption wavelength of the solid laser medium of the pumping semiconductor laser device the semiconductor laser excitation solid-state laser apparatus is characterized by providing a temperature control device for maintaining the temperature of the device.
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の半導体レーザ励起固体レーザ装置において、 前記冷媒が冷却液であることを特徴とした半導体レーザ励起固体レーザ装置。 The semiconductor-laser-pumped solid-state laser apparatus according to claim 1, the laser-diode pumped solid-state laser apparatus, wherein the refrigerant is a cooling fluid.
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の半導体レーザ励起固体レーザ装置において、 前記冷媒が冷却ガスであることを特徴とした半導体レーザ励起固体レーザ装置。 The semiconductor-laser-pumped solid-state laser apparatus according to claim 1, further comprising: a semiconductor laser excitation solid-state laser apparatus, wherein the refrigerant is a cooling gas.
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の半導体レーザ励起固体レーザ装置において、 前記温度制御装置は、前記冷媒の一部を前記容器から取り出して導入し、その温度を目的の温度にした後、前記容器に戻すようにした循環式温度制御装置であることを特徴とした半導体レーザ励起固体レーザ装置。 The semiconductor-laser-pumped solid-state laser apparatus according to claim 4] claim 1, wherein the temperature control device, a portion of the refrigerant is introduced is removed from the vessel, after its temperature to the temperature of interest, the the semiconductor-laser-pumped solid-state laser apparatus characterized by a circulation type temperature controller was returned to the vessel.
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の半導体レーザ励起固体レーザ装置において、 前記励起用半導体レーザ装置から射出された励起用のレーザ光を、前記固体レーザ媒体の側面から該固体レーザ媒体に照射するようにしたことを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装置。 5. The semiconductor-laser-pumped solid-state laser apparatus according to any one of claims 1 to 4, the laser light for excitation emitted from the excitation semiconductor laser device, the solid from the side of the solid-state laser medium the semiconductor laser excitation solid-state laser apparatus is characterized in that so as to irradiate the laser medium.
  6. 【請求項6】 請求項1ないし4のいずれかに記載の半導体レーザ励起固体レーザ装置において、 前記励起用半導体レーザ装置から射出された励起用のレーザ光を、前記固体レーザ媒体の共振レーザ光の入・出射面たる端面から該固体レーザ媒体に照射するようにしたことを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装置。 6. A semiconductor laser excitation solid-state laser apparatus according to any one of claims 1 to 4, the laser light for excitation emitted from the excitation semiconductor laser device, the resonant laser light of the solid state laser medium the semiconductor-laser-pumped solid-state laser device, characterized in that the incident and emitting surface serving as end surface was set to be irradiated to the solid laser medium.
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