JPH06104508A - 固体レーザ発振器 - Google Patents
固体レーザ発振器Info
- Publication number
- JPH06104508A JPH06104508A JP24948392A JP24948392A JPH06104508A JP H06104508 A JPH06104508 A JP H06104508A JP 24948392 A JP24948392 A JP 24948392A JP 24948392 A JP24948392 A JP 24948392A JP H06104508 A JPH06104508 A JP H06104508A
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- JP
- Japan
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- rod
- rods
- state laser
- quartz
- face
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【構成】固体レーザ発振器１０の固体レーザ媒質である
ＹＡＧ結晶からなるロッド１ａと１ｂとが水晶旋光子２
を挾んだ状態で一体化される。水晶旋光子２はロッド１
ａ及びロッド１ｂとほぼ同じ直径のロッド状になってい
る。ロッド１ｃは、ロッド１ａの右端面と水晶旋光子２
の左面、及びロッド１ｂの左端面と水晶旋光子２の右面
とを、光学接着剤で接合する。 【効果】微調整機構をランプハウスに設ける必要がなく
なり、高出力動作させて、熱レンズ効果が増加しても、
２本のロッドにおけるレーザ光の中心軸からの距離の差
が小さいままであるため、直線偏光の乱れを常にキャン
セルでき、偏光度はほとんど低下しない。
ＹＡＧ結晶からなるロッド１ａと１ｂとが水晶旋光子２
を挾んだ状態で一体化される。水晶旋光子２はロッド１
ａ及びロッド１ｂとほぼ同じ直径のロッド状になってい
る。ロッド１ｃは、ロッド１ａの右端面と水晶旋光子２
の左面、及びロッド１ｂの左端面と水晶旋光子２の右面
とを、光学接着剤で接合する。 【効果】微調整機構をランプハウスに設ける必要がなく
なり、高出力動作させて、熱レンズ効果が増加しても、
２本のロッドにおけるレーザ光の中心軸からの距離の差
が小さいままであるため、直線偏光の乱れを常にキャン
セルでき、偏光度はほとんど低下しない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】一般に、ＹＡＧレーザなどの固体
レーザでは、レーザ出力を増やすためにフラッシュラン
プなどによる励起光を増加させると、固体レーザ媒質の
温度が上昇する。通常固体レーザ媒質はロッド状をして
おり、その周囲から水冷するため、ロッド内部の温度
は、ロッドの中心軸上が最も高く、周囲に近づくにつれ
て低くなる様な不均一な分布になる。それにより、ロッ
ド内部の屈折率も同様に不均一になるため、複屈折効果
が生じて、ロッドを通過するレーザ光の偏光方向が乱れ
る。したがって、直線偏光のレーザ光を取り出すため
に、共振器中にブリュースタ板を挿入しても、取り出さ
れるレーザ光は完全な直線偏光にはならずに、偏光度が
５０〜６０％程度まで低下することがある。
レーザでは、レーザ出力を増やすためにフラッシュラン
プなどによる励起光を増加させると、固体レーザ媒質の
温度が上昇する。通常固体レーザ媒質はロッド状をして
おり、その周囲から水冷するため、ロッド内部の温度
は、ロッドの中心軸上が最も高く、周囲に近づくにつれ
て低くなる様な不均一な分布になる。それにより、ロッ
ド内部の屈折率も同様に不均一になるため、複屈折効果
が生じて、ロッドを通過するレーザ光の偏光方向が乱れ
る。したがって、直線偏光のレーザ光を取り出すため
に、共振器中にブリュースタ板を挿入しても、取り出さ
れるレーザ光は完全な直線偏光にはならずに、偏光度が
５０〜６０％程度まで低下することがある。
【０００２】
【従来の技術】従来、この現象を抑制する方法は、例え
ば、図２に示した固体レーザ発振器２０の様に、２本の
ロッド２１ａ，２１ｂを用いて、それらの間に偏光方向
を９０度回転させる旋光子２２を挿入する方法が用いら
れることがあった。これによると、ロッドに複屈折効果
が生じる場合、ブリュースタ板２６で損失を受けない直
線偏光のレーザ光２９ａは、ロッド２１ａ中で、偏光方
向における半径方向成分と円周方向成分とで位相速度が
異なるため、位相差が生じて直線偏光が崩れる。レーザ
光２９ｂは、旋光子２２を通ると、その偏光方向は９０
度回転するため、レーザ光２９ｃでは、半径方向成分の
位相と円周方向成分の位相とが反転する。それにより、
ロッド２１ｂ中で、それぞれの成分の位相速度が異なっ
ても、位相差が減少する様に進むため、レーザ光２９ｄ
では、それぞれの成分の位相差がなくなり、直線偏光に
なる。また、レーザ光２９ｄは全反射鏡２５で反射して
再びロッド２１ｂ，旋光子２２，ロッド２１ａを通過す
ると、基のレーザ光29ａの偏光方向と等しくなり、ブリ
ュースタ板２６で損失を受けない。つまり、この偏光方
向のレーザ光が、共振器間を往復して、強められる。そ
れにより、出力鏡２４から共振器外部に取り出されるレ
ーザ光は直線偏光になると考えられる。
ば、図２に示した固体レーザ発振器２０の様に、２本の
ロッド２１ａ，２１ｂを用いて、それらの間に偏光方向
を９０度回転させる旋光子２２を挿入する方法が用いら
れることがあった。これによると、ロッドに複屈折効果
が生じる場合、ブリュースタ板２６で損失を受けない直
線偏光のレーザ光２９ａは、ロッド２１ａ中で、偏光方
向における半径方向成分と円周方向成分とで位相速度が
異なるため、位相差が生じて直線偏光が崩れる。レーザ
光２９ｂは、旋光子２２を通ると、その偏光方向は９０
度回転するため、レーザ光２９ｃでは、半径方向成分の
位相と円周方向成分の位相とが反転する。それにより、
ロッド２１ｂ中で、それぞれの成分の位相速度が異なっ
ても、位相差が減少する様に進むため、レーザ光２９ｄ
では、それぞれの成分の位相差がなくなり、直線偏光に
なる。また、レーザ光２９ｄは全反射鏡２５で反射して
再びロッド２１ｂ，旋光子２２，ロッド２１ａを通過す
ると、基のレーザ光29ａの偏光方向と等しくなり、ブリ
ュースタ板２６で損失を受けない。つまり、この偏光方
向のレーザ光が、共振器間を往復して、強められる。そ
れにより、出力鏡２４から共振器外部に取り出されるレ
ーザ光は直線偏光になると考えられる。
【０００３】この様に、従来の方法では、旋光子をロッ
ド間に置くことで、一方のロッド中で直線偏光が乱され
る様に作用しても、もう一方のロッド中では直線偏光に
戻る様に作用するため、直線偏光の乱れをキャンセルす
ると考えられる。
ド間に置くことで、一方のロッド中で直線偏光が乱され
る様に作用しても、もう一方のロッド中では直線偏光に
戻る様に作用するため、直線偏光の乱れをキャンセルす
ると考えられる。
【０００４】尚、この方法としては、例えば、アプライ
ド・フィジックス・レターズ・ボリューム１８，ナンバ
ー１（Applied Physics Letters，Vol.１８，Number
１，１９７１，ｐｐ．３〜４）において説明されてい
る。
ド・フィジックス・レターズ・ボリューム１８，ナンバ
ー１（Applied Physics Letters，Vol.１８，Number
１，１９７１，ｐｐ．３〜４）において説明されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法では、
直線偏光の乱れを起因する二つの成分の位相速度の差
は、レーザ光のロッドへの入射位置における中心軸から
の距離である半径ｒと、円周方向の角度に依存するた
め、直線偏光の乱れをキャンセルさせるには、２本のロ
ッドを０.２〜３mm 以内の精度で同軸上に並べる必要が
ある。
直線偏光の乱れを起因する二つの成分の位相速度の差
は、レーザ光のロッドへの入射位置における中心軸から
の距離である半径ｒと、円周方向の角度に依存するた
め、直線偏光の乱れをキャンセルさせるには、２本のロ
ッドを０.２〜３mm 以内の精度で同軸上に並べる必要が
ある。
【０００６】ところが、この程度の精度で位置を調整す
るには、ロッドとフラッシュランプとを含んだランプハ
ウス全体を微調整できる機構が必要であり、しかも同軸
上に並べられたことを定量的に確認する簡単な方法が無
いため、微調整が困難であった。
るには、ロッドとフラッシュランプとを含んだランプハ
ウス全体を微調整できる機構が必要であり、しかも同軸
上に並べられたことを定量的に確認する簡単な方法が無
いため、微調整が困難であった。
【０００７】さらにまた、２本のロッドが約０.１mm 以
内のずれで同軸上に並べられた場合でも、励起光を一層
強くすると、直線偏光の乱れが完全にキャンセルされず
に、取り出されるレーザ光の偏光度が６０％程度まで低
下することがあった。
内のずれで同軸上に並べられた場合でも、励起光を一層
強くすると、直線偏光の乱れが完全にキャンセルされず
に、取り出されるレーザ光の偏光度が６０％程度まで低
下することがあった。
【０００８】本発明の目的は、固体レーザ発振器のラン
プハウスに微調整機構を設けずに、しかも、高出力動作
させても、取り出されるレーザ光の偏光度が低下しない
様にすることにある。
プハウスに微調整機構を設けずに、しかも、高出力動作
させても、取り出されるレーザ光の偏光度が低下しない
様にすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、偏光方向を約９０度回転させる旋光子の両側にロッ
ド状の固体レーザ媒質を接合させたものである。
め、偏光方向を約９０度回転させる旋光子の両側にロッ
ド状の固体レーザ媒質を接合させたものである。
【００１０】
【作用】偏光方向を約９０度回転させる旋光子の両側に
ロッド状の固体レーザ媒質を接合させて一体化したロッ
ドを一つのランプハウスに挿入して用いることで、上記
微調整をする必要が無くなった。
ロッド状の固体レーザ媒質を接合させて一体化したロッ
ドを一つのランプハウスに挿入して用いることで、上記
微調整をする必要が無くなった。
【００１１】また、従来の方法では、励起光を強めると
偏光度が低下することの原因は、以下で説明することが
考えられる。これを図３を用いて説明する。
偏光度が低下することの原因は、以下で説明することが
考えられる。これを図３を用いて説明する。
【００１２】高出力動作させるために、励起光を一層強
めると、ロッドに生じる熱レンズ効果が大きくなる。そ
れにより、図３に示された様に、片方のロッド３１ａの
中心からｒ離れた位置に中心軸３０と平行に入射するレ
ーザ光３９ａは、ロッド31ａ中で屈折するため、ロッド
３１ａを出射するレーザ光３９ｂは、ロッドの中心軸３
０と平行でなくなる。それによってロッド３１ｂに入射
する位置は中心からｒ′の距離になり、ｒより数百ミク
ロン以上異なることがある。その結果、ロッド３１ａを
通過したレーザ光３９ｂの偏光方向における半径方向成
分と円周方向成分とにおける位相速度との差と、ロッド
３１ｂに入射するレーザ光３９ｂに対する同様な位相速
度の差とが異なってしまうため、直線偏光の乱れをキャ
ンセルできなくなると考えられる。
めると、ロッドに生じる熱レンズ効果が大きくなる。そ
れにより、図３に示された様に、片方のロッド３１ａの
中心からｒ離れた位置に中心軸３０と平行に入射するレ
ーザ光３９ａは、ロッド31ａ中で屈折するため、ロッド
３１ａを出射するレーザ光３９ｂは、ロッドの中心軸３
０と平行でなくなる。それによってロッド３１ｂに入射
する位置は中心からｒ′の距離になり、ｒより数百ミク
ロン以上異なることがある。その結果、ロッド３１ａを
通過したレーザ光３９ｂの偏光方向における半径方向成
分と円周方向成分とにおける位相速度との差と、ロッド
３１ｂに入射するレーザ光３９ｂに対する同様な位相速
度の差とが異なってしまうため、直線偏光の乱れをキャ
ンセルできなくなると考えられる。
【００１３】そこで、一体化したロッドを一つのランプ
ハウスに挿入して用いれば、２本のロッド間を旋光子の
厚み程度まで短くでき、ｒとｒ′との差を従来より１桁
程度小さい数十ミクロン程度にできる。それによって、
直線偏光の乱れをほぼキャンセルできる。
ハウスに挿入して用いれば、２本のロッド間を旋光子の
厚み程度まで短くでき、ｒとｒ′との差を従来より１桁
程度小さい数十ミクロン程度にできる。それによって、
直線偏光の乱れをほぼキャンセルできる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
【００１５】図１は、本発明の一実施例を示す説明図で
ある。
ある。
【００１６】固体レーザ発振器１０は全反射鏡５と出力
鏡４で共振器が組まれており、共振器中にはランプハウ
ス８とブリュースタ板６が挿入されている。ランプハウ
ス８中には励起用のフラッシュランプ３ａ，３ｂとが挿
入されている。また、固体レーザ媒質であるＹＡＧ結晶
からなるロッド１ａと１ｂとが水晶旋光子２を挾んだ状
態で一体化されている。この水晶旋光子２はロッド１ａ
及びロッド１ｂとほぼ同じ直径のロッド状になってい
る。この一体化されたロッド１ｃは、ロッド１ａの右端
面と水晶旋光子２の左面、及びロッド１ｂの左端面と水
晶旋光子２の右面とを、光学接着剤で接合したものから
なる。尚、この光学接着剤の屈折率は、ロッドの屈折率
と水晶旋光子の屈折率との間であるため、これら接合面
を通過するレーザ光に対する反射損失は１％未満と小さ
くなっている。
鏡４で共振器が組まれており、共振器中にはランプハウ
ス８とブリュースタ板６が挿入されている。ランプハウ
ス８中には励起用のフラッシュランプ３ａ，３ｂとが挿
入されている。また、固体レーザ媒質であるＹＡＧ結晶
からなるロッド１ａと１ｂとが水晶旋光子２を挾んだ状
態で一体化されている。この水晶旋光子２はロッド１ａ
及びロッド１ｂとほぼ同じ直径のロッド状になってい
る。この一体化されたロッド１ｃは、ロッド１ａの右端
面と水晶旋光子２の左面、及びロッド１ｂの左端面と水
晶旋光子２の右面とを、光学接着剤で接合したものから
なる。尚、この光学接着剤の屈折率は、ロッドの屈折率
と水晶旋光子の屈折率との間であるため、これら接合面
を通過するレーザ光に対する反射損失は１％未満と小さ
くなっている。
【００１７】以上の様に、一体化されたロッド１ｃを用
いることで、図２に示された従来の様に、２本のロッド
を同軸上に位置合わせをするためのランプハウス２８ａ
と２８ｂとを微調整する機構が必要なく、ランプハウス
８に微調整機構を設けずに済む様になった。
いることで、図２に示された従来の様に、２本のロッド
を同軸上に位置合わせをするためのランプハウス２８ａ
と２８ｂとを微調整する機構が必要なく、ランプハウス
８に微調整機構を設けずに済む様になった。
【００１８】水晶旋光子２では、ＹＡＧレーザの発振波
長１.０６ ミクロンのレーザ光の偏光方向を９０度回転
させるために、厚みはおよそ１.４cm である。それによ
り、従来よりもロッド間隔をおよそ１桁も小さくできる
様になった。その結果、励起光を一層強めると、ロッド
に対する熱レンズ効果が増大するが、２本のロッドを通
過するレーザ光の中心軸からの距離ｒとｒ′の差は１桁
程度小さいおよそ数十ミクロン以内のままである。その
結果、直線偏光の乱れをキャンセルする作用はほぼ変わ
らないことから、取り出されるレーザ光９の偏光度はほ
とんど低下せず、ほぼ９０％以上を保つことができる。
長１.０６ ミクロンのレーザ光の偏光方向を９０度回転
させるために、厚みはおよそ１.４cm である。それによ
り、従来よりもロッド間隔をおよそ１桁も小さくできる
様になった。その結果、励起光を一層強めると、ロッド
に対する熱レンズ効果が増大するが、２本のロッドを通
過するレーザ光の中心軸からの距離ｒとｒ′の差は１桁
程度小さいおよそ数十ミクロン以内のままである。その
結果、直線偏光の乱れをキャンセルする作用はほぼ変わ
らないことから、取り出されるレーザ光９の偏光度はほ
とんど低下せず、ほぼ９０％以上を保つことができる。
【００１９】また、一体化したロッド１ｃは、その周囲
全体が水冷されるため、水晶旋光子２も冷却される様に
なった。これに関して、従来、図２に示された様に、旋
光子２２に対しても水冷するには、これだけを独立に水
冷する構造にしなければならず、装置全体が複雑になっ
てしまった。
全体が水冷されるため、水晶旋光子２も冷却される様に
なった。これに関して、従来、図２に示された様に、旋
光子２２に対しても水冷するには、これだけを独立に水
冷する構造にしなければならず、装置全体が複雑になっ
てしまった。
【００２０】
【発明の効果】本発明はロッドと旋光子が一体化されて
いるため、２本のロッドを同軸上に位置合わせをするた
めの微調整機構をランプハウスに設ける必要がなくなっ
た。
いるため、２本のロッドを同軸上に位置合わせをするた
めの微調整機構をランプハウスに設ける必要がなくなっ
た。
【００２１】また、高出力動作させるために励起光を一
層強めても、取り出されるレーザ光の偏光度はほとんど
低下せず、ほぼ９０％以上を保つことができる。
層強めても、取り出されるレーザ光の偏光度はほとんど
低下せず、ほぼ９０％以上を保つことができる。
【図１】本発明の固体レーザ発振器の説明図。
【図２】従来の固体レーザ発振器の説明図。
【図３】従来方法の説明図。
１ａ，１ｂ…ロッド、２…水晶旋光子、３ａ，３ｂ…フ
ラッシュランプ、４…出力鏡、５…全反射鏡、６…ブリ
ュースタ板、８…ランプハウス、９…レーザ光、１０…
固体レーザ発振器。
ラッシュランプ、４…出力鏡、５…全反射鏡、６…ブリ
ュースタ板、８…ランプハウス、９…レーザ光、１０…
固体レーザ発振器。
Claims (1)
- 【請求項１】偏光方向を約９０度回転させる旋光子の両
側にロッド状の固体レーザ媒質を接合させたことを特徴
とする固体レーザ発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24948392A JPH06104508A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 固体レーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24948392A JPH06104508A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 固体レーザ発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104508A true JPH06104508A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17193644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24948392A Pending JPH06104508A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 固体レーザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06104508A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10200184A (ja) * | 1997-01-14 | 1998-07-31 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体レーザ装置 |
| JPH10284775A (ja) * | 1997-04-09 | 1998-10-23 | Toshiba Corp | 固体レーザ装置 |
| WO2003001634A1 (fr) * | 2001-06-21 | 2003-01-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Module d'excitation, oscillateur laser, et amplificateur laser |
| US6693922B1 (en) * | 2000-01-13 | 2004-02-17 | Raytheon Company | Reeder rod |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP24948392A patent/JPH06104508A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10200184A (ja) * | 1997-01-14 | 1998-07-31 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体レーザ装置 |
| JPH10284775A (ja) * | 1997-04-09 | 1998-10-23 | Toshiba Corp | 固体レーザ装置 |
| US6693922B1 (en) * | 2000-01-13 | 2004-02-17 | Raytheon Company | Reeder rod |
| WO2003001634A1 (fr) * | 2001-06-21 | 2003-01-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Module d'excitation, oscillateur laser, et amplificateur laser |
| US7042919B2 (en) | 2001-06-21 | 2006-05-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Excitation module, laser oscillator, and laser amplifier |
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