JPH06104513A - レーザー装置 - Google Patents
レーザー装置Info
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- JPH06104513A JPH06104513A JP25259792A JP25259792A JPH06104513A JP H06104513 A JPH06104513 A JP H06104513A JP 25259792 A JP25259792 A JP 25259792A JP 25259792 A JP25259792 A JP 25259792A JP H06104513 A JPH06104513 A JP H06104513A
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- Japan
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- resonator
- laser
- mirror
- semiconductor laser
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザー励起固体レーザーに於て、共
振器の調整機構を簡便に且つ高精度にし、安定な近赤外
光や可視光を得る。 【構成】 レーザー結晶Nd:YVO4１０４の片端面と出力
ミラー１０２からなる共振器において出力ミラーを上下
左右に移動できる出力ミラーホルダー１０１に固定する
ことで従来のφ、θ方向にミラーを移動させるよりも１
０倍程度高精度にミラーの調節を行うことができる。
振器の調整機構を簡便に且つ高精度にし、安定な近赤外
光や可視光を得る。 【構成】 レーザー結晶Nd:YVO4１０４の片端面と出力
ミラー１０２からなる共振器において出力ミラーを上下
左右に移動できる出力ミラーホルダー１０１に固定する
ことで従来のφ、θ方向にミラーを移動させるよりも１
０倍程度高精度にミラーの調節を行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光情報処理分野、ある
いは光応用計測制御分野に使用する固体レーザー装置に
関するものである。
いは光応用計測制御分野に使用する固体レーザー装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザーを固体レーザーの励起光
源として用い近赤外光を得たり、非線形結晶を用いた高
効率波長変換によりグリーン、ブルー光源を得ること
が、光情報処理分野や光応用計測制御分野等で要求され
ている。特に光ディスクの高密度記録や画像処理等には
短波長の光源が要求されている。ここで得られる出力光
は横モードがガウシアンで回折限界近くまで集光でき、
縦モードが単一であり、さらに出力が数ｍＷ程度で周波
数的にも時間的にも安定であることが必要である。
源として用い近赤外光を得たり、非線形結晶を用いた高
効率波長変換によりグリーン、ブルー光源を得ること
が、光情報処理分野や光応用計測制御分野等で要求され
ている。特に光ディスクの高密度記録や画像処理等には
短波長の光源が要求されている。ここで得られる出力光
は横モードがガウシアンで回折限界近くまで集光でき、
縦モードが単一であり、さらに出力が数ｍＷ程度で周波
数的にも時間的にも安定であることが必要である。
【０００３】半導体レーザーを励起光源として、安定な
近赤外光や短波長光源を得るには、半導体レーザー励起
固体レーザーや共振器内部に波長変換素子を挿入して高
調波を得る内部共振器型の固体レーザーが有力である。
近赤外光や短波長光源を得るには、半導体レーザー励起
固体レーザーや共振器内部に波長変換素子を挿入して高
調波を得る内部共振器型の固体レーザーが有力である。
【０００４】図５に、半導体レーザー励起固体レーザー
の内部共振器型短波長光源の概略構成図を示す。半導体
レーザー５０１から放射された光は、コリメートレンズ
５０２により平行ビームに変換され、フォーカシングレ
ンズ５０３によりレーザー材料（例えばNd:YVO4)５０４
に集光される。レーザー材料５０４の入射側端面５０５
には半導体レーザーの波長(809nm)に対し無反射(AR)コ
ート、発振波長(1.064μm)及び高調波の波長(532nm)に
対し高反射(HR)コートが施してある。端面５０６には1.
064μm及び532nmに対しＡＲコートが施してある。出力
ミラー５０７には波長1.064μmに対し反射率97%のコー
ティングが施してあり、出力ミラー５０７とレーザー材
料５０４の端面５０５で基本波1.064μmの共振器を構成
する。共振器長は５０ｍｍである。
の内部共振器型短波長光源の概略構成図を示す。半導体
レーザー５０１から放射された光は、コリメートレンズ
５０２により平行ビームに変換され、フォーカシングレ
ンズ５０３によりレーザー材料（例えばNd:YVO4)５０４
に集光される。レーザー材料５０４の入射側端面５０５
には半導体レーザーの波長(809nm)に対し無反射(AR)コ
ート、発振波長(1.064μm)及び高調波の波長(532nm)に
対し高反射(HR)コートが施してある。端面５０６には1.
064μm及び532nmに対しＡＲコートが施してある。出力
ミラー５０７には波長1.064μmに対し反射率97%のコー
ティングが施してあり、出力ミラー５０７とレーザー材
料５０４の端面５０５で基本波1.064μmの共振器を構成
する。共振器長は５０ｍｍである。
【０００５】従来の共振器構造では図５の出力ミラー５
０７は図６に示すように出力ミラーホルダー６０１に固
定されていて、ミラーホルダー６０１の後部にはマイク
ロメータ６０３が取り付けられていて、マイクロメータ
６０３を直線移動させることで出力ミラー６０２はθ、
φ方向に回転し、発振条件を満たすように共振器を調整
していた。
０７は図６に示すように出力ミラーホルダー６０１に固
定されていて、ミラーホルダー６０１の後部にはマイク
ロメータ６０３が取り付けられていて、マイクロメータ
６０３を直線移動させることで出力ミラー６０２はθ、
φ方向に回転し、発振条件を満たすように共振器を調整
していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】半導体レーザー励起固
体レーザーは、小型で且つ時間的にも周波数的にも安定
に高出力の近赤外光や可視光を得ることができる。しか
し、レーザー装置の組立に於て光軸の調節が面倒であ
り、特に発振器である共振器の調節が最も困難である。
ミラーホルダーの様なθ、φ方向の調節では小型化した
場合、調節の精度が粗くなってしまうので、さらに共振
器の調節が難しくなる。
体レーザーは、小型で且つ時間的にも周波数的にも安定
に高出力の近赤外光や可視光を得ることができる。しか
し、レーザー装置の組立に於て光軸の調節が面倒であ
り、特に発振器である共振器の調節が最も困難である。
ミラーホルダーの様なθ、φ方向の調節では小型化した
場合、調節の精度が粗くなってしまうので、さらに共振
器の調節が難しくなる。
【０００７】そこで本発明は、容易に且つ高精度で共振
器条件を満たすことが可能なレーザー装置を提供するこ
とを目的とする。
器条件を満たすことが可能なレーザー装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は （１）励起用半導体レーザーと、レーザー材料と出力ミ
ラーからなる共振器構造と、半導体レーザーから光をレ
ーザー材料の端面に導くための結合光学系とを備え、出
力ミラーが上下及び左右に直線運動する調節機構を有す
る共振器構造であるため、容易に且つ高精度で共振器の
発振条件を満たすことができるものである。
ラーからなる共振器構造と、半導体レーザーから光をレ
ーザー材料の端面に導くための結合光学系とを備え、出
力ミラーが上下及び左右に直線運動する調節機構を有す
る共振器構造であるため、容易に且つ高精度で共振器の
発振条件を満たすことができるものである。
【０００９】さらに本発明は （２）励起用半導体レーザーと、レーザー材料と出力ミ
ラーからなる共振器構造と、半導体レーザーから光をレ
ーザー材料の端面に導くための結合光学系とを備え、レ
ーザー材料と出力ミラーは同じ台の上に固定されてい
て、この固定台が上下及び左右に直線運動する調節機構
を有する共振器構造であるため、容易に且つ高精度で共
振器の発振条件を満たすことができるものである。
ラーからなる共振器構造と、半導体レーザーから光をレ
ーザー材料の端面に導くための結合光学系とを備え、レ
ーザー材料と出力ミラーは同じ台の上に固定されてい
て、この固定台が上下及び左右に直線運動する調節機構
を有する共振器構造であるため、容易に且つ高精度で共
振器の発振条件を満たすことができるものである。
【００１０】
【作用】本発明は、半導体レーザー励起固体レーザーに
おいて、共振器構造の出力ミラーに上下および左右に直
線運動する調整機構を設けることで、容易に且つ高精度
で共振器条件を満たすことが可能となった。
おいて、共振器構造の出力ミラーに上下および左右に直
線運動する調整機構を設けることで、容易に且つ高精度
で共振器条件を満たすことが可能となった。
【００１１】
【実施例】半導体レーザー励起固体レーザーは図５の概
略構成図に示すように、半導体レーザー５０１から放射
された光は、コリメートレンズ５０２により平行ビーム
に変換され、フォーカシングレンズ５０３によりレーザ
ー材料（例えばNd:YVO4)５０４に集光される。Nd:YVO4
５０４の端面５０５には半導体レーザーの波長(809nm)
に対し無反射(AR)コート、発振波長(1.064μm)及び高調
波の波長(532nm)に対し高反射(HR)コートが施してあ
る。端面５０６には1.064μm及び532nmに対しＡＲコー
トが施してある。出力ミラー５０７には波長1.064μmに
対し反射率97%のコーティングが施してあり、出力ミラ
ー５０７とNd:YVO4５０４の端面５０５で基本波1.064μ
mの共振器を構成する。
略構成図に示すように、半導体レーザー５０１から放射
された光は、コリメートレンズ５０２により平行ビーム
に変換され、フォーカシングレンズ５０３によりレーザ
ー材料（例えばNd:YVO4)５０４に集光される。Nd:YVO4
５０４の端面５０５には半導体レーザーの波長(809nm)
に対し無反射(AR)コート、発振波長(1.064μm)及び高調
波の波長(532nm)に対し高反射(HR)コートが施してあ
る。端面５０６には1.064μm及び532nmに対しＡＲコー
トが施してある。出力ミラー５０７には波長1.064μmに
対し反射率97%のコーティングが施してあり、出力ミラ
ー５０７とNd:YVO4５０４の端面５０５で基本波1.064μ
mの共振器を構成する。
【００１２】一般に出力ミラー５０７は平面ミラーか球
面ミラーが用いられるが、高効率発振を目的とする場合
には球面ミラーが利用される。例えば極率５０ｍｍの球
面ミラーの形状は、半径５０ｍｍの球の一部分であるた
め球面ミラーのどの部分を用いても同じ状態の発振が得
られる。
面ミラーが用いられるが、高効率発振を目的とする場合
には球面ミラーが利用される。例えば極率５０ｍｍの球
面ミラーの形状は、半径５０ｍｍの球の一部分であるた
め球面ミラーのどの部分を用いても同じ状態の発振が得
られる。
【００１３】図１に本発明の共振器構造の調整機構の概
略構成図を示す。共振器はNd:YVO4１０４の入射側端面
と出力ミラー１０２により構成されていて、共振器長は
５０ｍｍである。Nd:YVO4１０４と出力ミラー１０２は
図５の概略構成図と同じコ−ティングが施してある。図
１の出力ミラーホルダー１０１は、図６に示す出力ミラ
ーホルダー６０１と異なり、出力ミラー１０２が上下左
右に直線運動するように、例えばネジやマイクロメータ
ー１０３が出力ミラーホルダーの上部または下部と側面
に取り付けられている。出力ミラー１０２は接着剤やね
じでホルダーに固定されている。出力ミラー１０２は極
率が５０ｍｍの球面ミラーであり、出力ミラー１０２を
上下左右に移動させることにより、球面の一部分で共振
器の発振条件を満たすことができる。
略構成図を示す。共振器はNd:YVO4１０４の入射側端面
と出力ミラー１０２により構成されていて、共振器長は
５０ｍｍである。Nd:YVO4１０４と出力ミラー１０２は
図５の概略構成図と同じコ−ティングが施してある。図
１の出力ミラーホルダー１０１は、図６に示す出力ミラ
ーホルダー６０１と異なり、出力ミラー１０２が上下左
右に直線運動するように、例えばネジやマイクロメータ
ー１０３が出力ミラーホルダーの上部または下部と側面
に取り付けられている。出力ミラー１０２は接着剤やね
じでホルダーに固定されている。出力ミラー１０２は極
率が５０ｍｍの球面ミラーであり、出力ミラー１０２を
上下左右に移動させることにより、球面の一部分で共振
器の発振条件を満たすことができる。
【００１４】図２及び図３を用いて、従来の出力ミラー
ホルダーと本発明のミラーホルダーの精度について説明
する。いま小型のモジュールを仮定し、図１及び図６に
おいて出力ミラーホルダー１０１および６０１の大きさ
は１０ｍｍ角程度、共振器長は５０ｍｍ、出力ミラーの
極率は５０ｍｍとする。ここでマイクロメーター１０３
及び６０３を１０μm移動させた時、出力ミラーの光軸
が共振条件からどの程度ずれるかを図２及び図３を用い
て解析する。
ホルダーと本発明のミラーホルダーの精度について説明
する。いま小型のモジュールを仮定し、図１及び図６に
おいて出力ミラーホルダー１０１および６０１の大きさ
は１０ｍｍ角程度、共振器長は５０ｍｍ、出力ミラーの
極率は５０ｍｍとする。ここでマイクロメーター１０３
及び６０３を１０μm移動させた時、出力ミラーの光軸
が共振条件からどの程度ずれるかを図２及び図３を用い
て解析する。
【００１５】図２の従来の出力ミラーにおいて出力ミラ
ーの中心から５ｍｍ離れた点にマイクロメーターが取り
付けられている。このマイクロメーターは出力ミラー60
2をθ、φ方向に移動させるためのものである。このマ
イクロメーターを１０μm移動させると出力ミラーはＡ
からＢへ移動する。この移動に伴う出力ミラーの傾き角
θ1は、 θ1＝１０μm／５ｍｍ＝２（ｍｒａｄ） である。
ーの中心から５ｍｍ離れた点にマイクロメーターが取り
付けられている。このマイクロメーターは出力ミラー60
2をθ、φ方向に移動させるためのものである。このマ
イクロメーターを１０μm移動させると出力ミラーはＡ
からＢへ移動する。この移動に伴う出力ミラーの傾き角
θ1は、 θ1＝１０μm／５ｍｍ＝２（ｍｒａｄ） である。
【００１６】一方、図３の本発明の出力ミラーにおい
て、出力ミラー１０２をＣからＤへ垂直方向に１０μm
移動させた時、この移動に伴う出力ミラー１０２の傾き
角θ2は θ2＝１０μm／５０ｍｍ＝０．２（ｍｒａｄ） である。
て、出力ミラー１０２をＣからＤへ垂直方向に１０μm
移動させた時、この移動に伴う出力ミラー１０２の傾き
角θ2は θ2＝１０μm／５０ｍｍ＝０．２（ｍｒａｄ） である。
【００１７】以上から同じマイクロメーターの移動量に
対し、本発明のミラーホルダーの出力ミラーの傾き角が
従来のミラーホルダーに比べ１０分の１であり、より高
精度に出力ミラーの調節が行えることが分かる。
対し、本発明のミラーホルダーの出力ミラーの傾き角が
従来のミラーホルダーに比べ１０分の１であり、より高
精度に出力ミラーの調節が行えることが分かる。
【００１８】また、図４に本発明の共振器構造の調節機
構の概略構成図を示す。図４は図１と異なり出力ミラー
だけを移動させて共振器を調節を行うのではなく、レー
ザー材料と出力ミラーからなる共振器全体を移動するこ
とで共振器の調節を行うものである。
構の概略構成図を示す。図４は図１と異なり出力ミラー
だけを移動させて共振器を調節を行うのではなく、レー
ザー材料と出力ミラーからなる共振器全体を移動するこ
とで共振器の調節を行うものである。
【００１９】Nd:YVO4４０１と出力ミラー４０２は、真
鋳またはインバーまたはステンレスからなるＹＺ方向に
移動できるＹＺ固定台４０３に取り付けられている。N
d:YVO 4４０１と出力ミラー４０２には図５と同じコーテ
ィングが施してあり、端面４０４と出力ミラー４０２の
間で共振器を成している。Nd:YVO4４０１は半導体レー
ザーにより励起され１００℃以上に温度上昇するので熱
伝導性のよい接着剤で固定されている。Nd:YVO4４０１
は５ｍｍ角の大きさで厚みが０．５ｍｍである。励起用
半導体レーザーは、Nd:YVO4４０１の端面４０４上で約
１０μm径に集光されている。Nd:YVO4４０１の端面４０
４には全面に波長１．０６４μmに対して高反射率コー
ティングが施して有るため、端面４０４のどの部分でも
共振器として用いても発振可能である。このことから、
半導体レーザーの光軸からＹＺ固定台４０３を上下左右
に移動させた場合、図３と同じ原理で出力ミラーの調節
が高精度に行える。図４の概略構成図のように、レーザ
ー材料と出力ミラーを同じ固定台に設置した場合、振動
に対して同調するためより安定な共振器を得ることがで
きる。
鋳またはインバーまたはステンレスからなるＹＺ方向に
移動できるＹＺ固定台４０３に取り付けられている。N
d:YVO 4４０１と出力ミラー４０２には図５と同じコーテ
ィングが施してあり、端面４０４と出力ミラー４０２の
間で共振器を成している。Nd:YVO4４０１は半導体レー
ザーにより励起され１００℃以上に温度上昇するので熱
伝導性のよい接着剤で固定されている。Nd:YVO4４０１
は５ｍｍ角の大きさで厚みが０．５ｍｍである。励起用
半導体レーザーは、Nd:YVO4４０１の端面４０４上で約
１０μm径に集光されている。Nd:YVO4４０１の端面４０
４には全面に波長１．０６４μmに対して高反射率コー
ティングが施して有るため、端面４０４のどの部分でも
共振器として用いても発振可能である。このことから、
半導体レーザーの光軸からＹＺ固定台４０３を上下左右
に移動させた場合、図３と同じ原理で出力ミラーの調節
が高精度に行える。図４の概略構成図のように、レーザ
ー材料と出力ミラーを同じ固定台に設置した場合、振動
に対して同調するためより安定な共振器を得ることがで
きる。
【００２０】本実施例では、レーザー結晶にＮｄドープ
のYVO4を用いたが、固体レーザー材料に希土類をドープ
したYAG,LiSrF,LiCaF,YLF,NAB,KNP,LNP,NYAB,NPP,GGGの
ような材料を用いることで他の波長の近赤外光を得るこ
ともできる。
のYVO4を用いたが、固体レーザー材料に希土類をドープ
したYAG,LiSrF,LiCaF,YLF,NAB,KNP,LNP,NYAB,NPP,GGGの
ような材料を用いることで他の波長の近赤外光を得るこ
ともできる。
【００２１】また本発明では近赤外光を共振させ得た
が、出力ミラーの反射率を１００％にしてその共振器内
部に有機非線形光学材料や他の無機非線形光学材料、例
えばKTP(KTiOPO4),KN(KNbO3),KAP(KAsOPO4),BBO,LBO
や、バルク型の分極反転素子(LiNbO3,LiTaO3等)を挿入
することで、波長変換により可視光（赤色や緑色や青色
etc.）を得ることもできる。
が、出力ミラーの反射率を１００％にしてその共振器内
部に有機非線形光学材料や他の無機非線形光学材料、例
えばKTP(KTiOPO4),KN(KNbO3),KAP(KAsOPO4),BBO,LBO
や、バルク型の分極反転素子(LiNbO3,LiTaO3等)を挿入
することで、波長変換により可視光（赤色や緑色や青色
etc.）を得ることもできる。
【００２２】
【発明の効果】半導体レーザー励起固体レーザーにおい
て、共振器構造の出力ミラーに上下および左右に直線運
動する調整機構を設けることで、高精度な共振器の調節
を実現する。
て、共振器構造の出力ミラーに上下および左右に直線運
動する調整機構を設けることで、高精度な共振器の調節
を実現する。
【図１】本発明の共振器構造の調整機構の概略構成図
【図２】本発明の共振器構造の調整機構の説明図
【図３】従来の共振器構造の調節機構の説明図
【図４】本発明の共振器構造の調整機構の概略構成図
【図５】半導体レーザー励起固体レーザーの概略構成図
【図６】従来の共振器構造の調節機構の概略構成図
１０１ 出力ミラーホルダー １０２ 出力ミラー １０３ マイクロメータ １０４ Nd:YVO4 ４０１ Nd:YVO4 ４０２ 出力ミラー ４０３ ＹＺ固定台 ５０１ 半導体レーザー ５０２ コリメートレンズ ５０３ フォーカシングレンズ ５０４ Nd:YVO4 ５０５ 端面 ５０６ 端面 ５０７ 出力ミラー ６０１ 出力ミラーホルダー ６０２ 出力ミラー ６０３ マイクロメータ
Claims (2)
- 【請求項１】励起用半導体レーザーと、レーザー材料と
出力ミラーからなる共振器構造と、前記半導体レーザー
から光を前記レーザー材料の端面に導くための結合光学
系とを備え、共振器の発振条件を満たすように前記出力
ミラーが上下及び左右に直線運動する調節機構を有する
ことを特徴とするレーザー装置。 - 【請求項２】励起用半導体レーザーと、レーザー材料と
出力ミラーからなる共振器構造と、前記半導体レーザー
から光を前記レーザー材料の端面に導くための結合光学
系とを備え、前記レーザー材料と前記出力ミラーは同じ
台の上に固定されていて、共振器の発振条件を満たすよ
うに前記固定台が上下及び左右に直線運動する調節機構
を有することを特徴とするレーザー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25259792A JP3163779B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | レーザー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25259792A JP3163779B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | レーザー装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104513A true JPH06104513A (ja) | 1994-04-15 |
| JP3163779B2 JP3163779B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=17239589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25259792A Expired - Fee Related JP3163779B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | レーザー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3163779B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021523562A (ja) * | 2018-05-03 | 2021-09-02 | クアンタム−エスアイ インコーポレイテッドＱｕａｎｔｕｍ−Ｓｉ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 光学素子の特徴付け |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP25259792A patent/JP3163779B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021523562A (ja) * | 2018-05-03 | 2021-09-02 | クアンタム−エスアイ インコーポレイテッドＱｕａｎｔｕｍ−Ｓｉ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 光学素子の特徴付け |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3163779B2 (ja) | 2001-05-08 |
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