JPH0590666A - 固体レーザ装置 - Google Patents

固体レーザ装置

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JPH0590666A
JPH0590666A JP25090991A JP25090991A JPH0590666A JP H0590666 A JPH0590666 A JP H0590666A JP 25090991 A JP25090991 A JP 25090991A JP 25090991 A JP25090991 A JP 25090991A JP H0590666 A JPH0590666 A JP H0590666A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な加工行程により、コンパクトでかつ操
作が容易でしかも高効率の固体レーザ装置を提供するこ
とにある。 【構成】 光によって励起する固体レーザロット体13
と出力ミラー14等を有する固体レーザ装置において、
前記固体レーザロット体13は、光軸に対して垂直に配
置される2つの端面を備え、該端面の一方に透光性樹脂
からなるレンズ体15を備えるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザにより固
体レーザ媒質を励起し、レーザ発振させる固体レーザ装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の固体レーザ装置の一例が図7に示
される。図7において、従来の固体レーザ装置100
は、光軸上に配置された半導体レーザ116と、この半
導体レーザ116から射出された射出光120を集光す
るための集光レンズ152と、半導体レーザ116の出
射光120により励起される固体レーザロッド150
と、出力ミラー114とを有し構成されている。そし
て、前記固体レーザロッド150は、固体レーザ媒質1
10と、この媒質110の半導体レーザ116側端面に
設けられ、半導体レーザ116の出射光120を透過し
固体レーザの基本波118を高反射するコーティング層
111とを備えている。つまり、固体レーザロッド15
0と出力ミラー114とで光共振器を構成している。
【0003】このような従来の構成からなる固体レーザ
装置の動作を簡単に説明する。まず、半導体レーザ11
6の出射光120により固体レーザロッド150は励起
され、共振動作することにより、固体レーザの基本波1
18を発生する。発生した基本波118は、その一部が
出力ミラー114を通過し、外部に出力される。この従
来例において、例えば、固体レーザ媒質110にNd:
YAGを用いれば、波長1064nmのレーザ光が得ら
れる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
固体レーザ装置では、集光レンズ152を組み込むため
のスペースが必要となり、装置の小形化に不利である。
また、集光レンズ152の光軸合わせ及び焦点距離など
の位置合わせの調整が複雑であり、生産性が上がらない
原因の1つとなっていた。
【0005】本発明は、上述した問題点を解決するため
に創案されたものであり、その目的は、簡単な加工行程
により、コンパクトでかつ操作が容易でしかも高効率の
固体レーザ装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、光によって励起するレーザ媒質と、
このレーザ媒質を含む光共振器とを有する固体レーザ装
置において、前記レーザ媒質は、光軸に対して垂直に配
置される2つの端面を備え、該端面の少なくとも一方に
透光性樹脂からなる非平面構造部を備えるように構成し
た。
【0007】
【作用】上記の構成を有する本発明の固体レーザ装置
は、半導体レーザの出射光が、透光性樹脂により集光さ
れ、固体レーザロッドに効率よく吸収される。
【0008】
【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図1〜図
6を参照して説明する。図1には本発明の第一実施例と
しての固体レーザ装置が示される。図1において、本発
明の固体レーザ装置1は、光軸上に配置された半導体レ
ーザ16と、この半導体レーザ16から射出された射出
光20を集光し、かつ、この出射光20により励起され
る固体レーザロッド体13と、固体レーザロッド体13
からわずかに離れた光軸上に配置された出力ミラー14
とを有している。
【0009】前記固体レーザロッド体13は、略円筒状
形状のレーザ媒質としてのレーザロッド10と、このレ
ーザロッド10の片側端面(半導体レーザ16側)に形
成されたコーティング層11と、このコーティング層1
1の上に形成された非平面構造部としての湾曲面15a
を備えるレンズ体15とを備えている。
【0010】前記レーザロッド10は、例えばNd:Y
AG結晶体であり、図示のごとく光軸に対して垂直に配
置される2つの端面10a,10bを備えており、コー
ティング層11としては、波長1064nmの光に対し
ては高反射し、一方、波長808nmの光に対しては高
透過となる材料、例えば屈折率2.35、膜厚86mm
のZnSと屈折率1.38、膜厚146mmのMgF2
により構成される多層膜等が用いられる。レンズ体15
は、透光性樹脂、特に紫外線硬化樹脂を紫外線照射させ
て硬化させることによって形成され、その形状は図示の
ごとくいわゆる平凸レンズ形状に形成される。
【0011】出力ミラー14は、通常、いわゆる平凹レ
ンズ形状をなし、このものは、1064nmの光の一部
を透過させ、その他の波長の光は反射させるようになっ
ている。この出力ミラー14と前記コーティング11と
で光共振器を形成する。
【0012】次に、このような構成からなるレーザ装置
1の動作を説明する。まず、半導体レーザ16から出射
した波長808nmの励起光20は、レンズ形状をした
レンズ体15により集光され、Nd:YAGのレーザロ
ッド10に吸収される。ここで、Nd:YAGのレーザ
ロッド10は励起光20を吸収し、誘導放出と共振動作
により、波長1064nmの基本波18を発生する。発
生した基本波18は、その一部が出力ミラー14を透過
して外部に出力される。
【0013】次に、図6を参照しながら、前記固体レー
ザロッド体13の作製法について説明する。まず、紫外
線を透過する材料、例えばSiO2 で、所望のレンズ形
状の型40を作製する。コーティング層11を施したN
d:YAGのレーザロッド10を、作製した型40の中
にはめ込む。型40にレンズ体15の材料である紫外線
硬化樹脂を流し込んだ後、紫外線を照射して樹脂を硬化
させる。しかる後、型40を外して、レンズ形状を備え
た固体レーザロッド体13が完成する。
【0014】図2には、本発明の固体レーザ装置の第二
の実施例が示される。この第二の実施例は、前記第一の
実施例と比べて出力ミラーが省略され、この出力ミラー
に相当する物が固体レーザロッド体24に組み込まれて
いる点のみが異なる。すなわち、レーザロッド10の他
方端(半導体レーザ16と反対側)には、非平面構造部
としての湾曲面17aを備えるレンズ体17が形成さ
れ、このレンズ体17の湾曲面上にはコーティング層2
2が形成される。レンズ体17は、図示のごとく平凸レ
ンズ形状をなし、上記レンズ体15と同様に紫外線硬化
樹脂を紫外線照射させて硬化させることによって形成さ
れる。コーティング層22は、1064nmの波長の一
部のみを透過させ、その他の波長の光は反射させ、前記
出力ミラー14と同様の機能を持つようなコーティング
材料が施されている。具体的には屈折率2.35のZn
Sと屈折率1.38のMgF2 で所望の条件を満たすよ
うに構成される多層膜等が挙げられる。
【0015】このような構成で、Nd:YAGレーザ基
本波を発生する過程は、前記第一実施例の場合と同様で
ある。次に、上記固体レーザ装置を第2高調波発生に応
用した例を、第三実施例として図3を参照しながら説明
する。図3に示される固体レーザ装置3は、第2高調波
発生用の非線形光学素子26として、例えばKTiOP
4 (以下、KTPと略す。)が光共振器内に設置され
る。すなわち、図示のごとく固体レーザロッド体13と
出力ミラー27との間には非線形光学素子26が介在さ
れる。この場合、出力ミラー27は、波長1064nm
の光に対して高反射、波長532nmの光に対して高透
過に設定されている。このような固体レーザ装置では、
光共振器内で共振動作した基本波18の一部が、非線形
光学素子26のKTP内で第2高調波28に変換され
る。第2高調波28の波長は532nmであるから、出
力ミラー27を透過して外部に出力される。
【0016】また、第2高調波発生用の固体レーザ装置
は、図4に示されるように、非線形光学素子26のKT
P端面に紫外線硬化樹脂のレンズ体17を形成し、上記
出力ミラー27と同等の機能をもたせ、光共振器を形成
することも可能である(第四実施例)。この際、紫外線
硬化樹脂で非線形光学素子26のKTPの端面にレンズ
体17を形成した後、このレンズ体17の上にコーティ
ング層22を施す。コーティング層22は、上記出力ミ
ラー27と同様に、波長1064nmの光に対して高反
射、波長532nmの光に対して高透過に設定されてい
る。
【0017】次に、この固体レーザ装置を和周波発生に
応用した例を、第五実施例として図5に示す。この図に
おいて、固体レーザ装置5は、光軸上に配置された半導
体レーザ16と、和周波発生用非線形光学結晶30とし
ての例えばKTPと、固体レーザロッド体32から構成
されている。和周波用非線形光学結晶30は、その片側
端面(半導体レーザ16側)に、波長1064nmの光
に対しては高反射、波長808nmの光に対しては高透
過となるコーティング層11が施してある。さらに、こ
のコーティング層11の上には紫外線硬化樹脂により湾
曲面を有するレンズ体15が形成されている。また、固
体レーザロッド体32の出力側端面には、紫外線硬化樹
脂により湾曲面を有するレンズ体17が形成されてお
り、さらにこのレンズ体17の上には、コーティン層3
4が形成され、光共振器を構成している。和周波発生用
の非線形光学結晶30としてのKTPは、図3および図
4に示される第2高調発生用の非線形素子26としての
KTPとは光軸に対する結晶軸の方向が違い、従って、
位相整合が成立する波長が異なっている。ここで用いた
和周波発生用非線形光学結晶30としてのKTPは、半
導体レーザの出射光の波長808nmと、Nd:YAG
レーザ基本波の波長1064nmで位相整合条件が成立
ち、波長459nmの青色のレーザ光を発生する。な
お、コーティング層11は波長808nmの光に対して
高透過、波長1064nmの光に対して高反射を示す材
料が用いられ、一方、コーティング層34は波長106
4nmの光りに対して高反射、波長459nmの光に対
して高透過の材料が用いられる。従って、非線形光学結
晶30としてのKTPで発生した波長459nmのレー
ザ光は、コーティング層34を透過して、外部に出力さ
れる。
【0018】なお、本実施例において固体レーザ媒質に
Nd:YAGを使用したが、Nd:YVO4 など、他の
固体レーザ媒質でも構わない。また、非線形光学素子に
KTPを使用したが、有機非線形光学素子など他の非線
形光学材料でも構わない。その他、本発明の主旨を逸脱
しない範囲において、種々の変更を加えることができ
る。例えば、本実施例においては、固体レーザロッドや
非線形光学素子に、紫外線硬化樹脂を用いて、非平面構
造を作製したが、可視光による硬化樹脂など他の透光性
樹脂を用いても作製できる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の固体レーザ装置は、励起光用の集光レンズが不
要であるため小型化が可能となり、集光レンズの光軸合
わせ及び位置合わせ等の調整が簡略化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一実施例としての固体レーザ装置の構成図で
ある。
【図2】第二実施例としての固体レーザ装置の構成図で
ある。
【図3】第三実施例としての第2高調波発生用固体レー
ザ装置の構成図である。
【図4】第四実施例としての第2高調波発生用固体レー
ザ装置の構成図である。
【図5】第五実施例としての和周波発生用固体レーザ装
置の構成図である。
【図6】紫外線硬化樹脂によるレンズ形状作製の説明図
である。
【図7】従来の固体レーザ装置の構成図である。
【符号の説明】
10…レーザ媒質としてのレーザロッド 16…半導体レーザ 26…第2高調波発生用KTP 30…和周波発生用KTP

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光によって励起するレーザ媒質と、この
    レーザ媒質を含む光共振器とを有する固体レーザ装置に
    おいて、 前記レーザ媒質は、光軸に対して垂直に配置される2つ
    の端面を備え、該端面の少なくとも一方に透光性樹脂か
    らなる非平面構造部を備えることを特徴とする固体レー
    ザ装置。
  2. 【請求項2】 前記非平面構造部は、レンズとしての湾
    曲面であることを特徴とする請求項1記載の固体レーザ
    装置。
  3. 【請求項3】 前記光共振器内には、非線形光学素子が
    組み込まれていることを特徴とする請求項1または請求
    項2記載の固体レーザ装置。
  4. 【請求項4】 前記非線形光学素子の端面は、透光性樹
    脂からなる非平面構造部を備えることを特徴とする請求
    項3記載の固体レーザ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000101169A (ja) * 1998-09-25 2000-04-07 Japan Atom Energy Res Inst 固体レーザーの半導体レーザー(ld)励起法
JP2013143473A (ja) * 2012-01-11 2013-07-22 Panasonic Corp 光学部品、それを用いたレーザ光源装置、画像表示装置及びそれらの製造方法
JP2020508562A (ja) * 2017-01-25 2020-03-19 ローレンス リバモア ナショナル セキュリティー, エルエルシー 非平面薄型ディスク利得媒体を有するレーザシステムのためのシステムおよび方法

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