JPH06104516A - レーザ装置 - Google Patents
レーザ装置Info
- Publication number
- JPH06104516A JPH06104516A JP27819192A JP27819192A JPH06104516A JP H06104516 A JPH06104516 A JP H06104516A JP 27819192 A JP27819192 A JP 27819192A JP 27819192 A JP27819192 A JP 27819192A JP H06104516 A JPH06104516 A JP H06104516A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- semiconductor laser
- lens
- array
- solid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マルチストライプのアレイ半導体レーザから
出る発散角が大きい多数のビームを集光し、端面励起方
式により、効率よく固体レーザ基本波を発生可能なレー
ザ装置を提供することにある。 【構成】 アレイ半導体レーザの各ストライプからの光
を複数の分布屈折率レンズによりコリメートして、その
各平行光を固体レーザ素子に導くようにすることで、ア
レイ半導体レーザでは困難であった端面励起を可能に
し、効率が良くビーム品質の高い高出力の第２高調波を
発生することができる。
出る発散角が大きい多数のビームを集光し、端面励起方
式により、効率よく固体レーザ基本波を発生可能なレー
ザ装置を提供することにある。 【構成】 アレイ半導体レーザの各ストライプからの光
を複数の分布屈折率レンズによりコリメートして、その
各平行光を固体レーザ素子に導くようにすることで、ア
レイ半導体レーザでは困難であった端面励起を可能に
し、効率が良くビーム品質の高い高出力の第２高調波を
発生することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、励起光源としての半導
体レーザ出力を高効率で光結合し固体レーザ素子を端面
励起するレーザ装置に関するものである。
体レーザ出力を高効率で光結合し固体レーザ素子を端面
励起するレーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高効率、長寿命、小型化が図れることか
ら、半導体レーザを励起光源として用いた固体レーザが
注目を集めている。半導体レーザ励起固体レーザにおけ
る、固体レーザの光軸方向から光励起する端面励起方式
（例えば特開昭５８ー５２８８９号参照）では、固体レ
ーザの発振の空間モードに半導体レーザ出力光による励
起空間をうまくマッチングさせることにより、高効率で
単一基本横モード発振を実現できる。更に、ＫＤＰやＫ
ＴＰ等の非線形光学素子を固体レーザ素子の内部に用い
て主に近赤外光から第２高調波である可視光を得ること
が行われている。
ら、半導体レーザを励起光源として用いた固体レーザが
注目を集めている。半導体レーザ励起固体レーザにおけ
る、固体レーザの光軸方向から光励起する端面励起方式
（例えば特開昭５８ー５２８８９号参照）では、固体レ
ーザの発振の空間モードに半導体レーザ出力光による励
起空間をうまくマッチングさせることにより、高効率で
単一基本横モード発振を実現できる。更に、ＫＤＰやＫ
ＴＰ等の非線形光学素子を固体レーザ素子の内部に用い
て主に近赤外光から第２高調波である可視光を得ること
が行われている。
【０００３】一方、半導体レーザ励起固体レーザの横モ
ードの特性は、端面励起方式の場合、固体レーザ素子内
の光励起空間の形状で決まる。このため、単一基本横モ
ードを得るためには、絞った励起光の強度分布をなるべ
くガウス分布に近づけ、固体レーザ素子内に一定の大き
さのビームスポットを安定的に作ってやることが好まし
い。
ードの特性は、端面励起方式の場合、固体レーザ素子内
の光励起空間の形状で決まる。このため、単一基本横モ
ードを得るためには、絞った励起光の強度分布をなるべ
くガウス分布に近づけ、固体レーザ素子内に一定の大き
さのビームスポットを安定的に作ってやることが好まし
い。
【０００４】しかしながら、半導体レーザ励起固体レー
ザの高出力化のためには、励起用の半導体レーザを高出
力化する必要がある。半導体レーザはストライプ状の活
性層からレーザ光が出射するが、単一のストライプレー
ザでは出力に限界があり、高出力を得るには、複数のス
トライプを並べたアレイ状にしなければならない。
ザの高出力化のためには、励起用の半導体レーザを高出
力化する必要がある。半導体レーザはストライプ状の活
性層からレーザ光が出射するが、単一のストライプレー
ザでは出力に限界があり、高出力を得るには、複数のス
トライプを並べたアレイ状にしなければならない。
【０００５】ところが、このようなアレイ半導体レーザ
を励起光源として用いる場合、アレイの幅は長さ１ｃｍ
程に亘るので、通常のレンズ系を用いて複数のストライ
プ光を１つのスポットに絞り込むことは到底できなかっ
た。これは、半導体レーザのビーム発散角が大きいため
集光系を半導体レーザに接近して集光する必要があり、
発振光の集光は単一のストライプレーザにおいても容易
ではないことを理由とする。従って、従来は励起効率の
良い端面励起方式が採用できず、励起効率の悪い側面励
起方式にしか適用できないという問題があった（例えば
Ｒ．Ｂｕｒｎｈａｍ ａｎｄ Ａ．Ｄ．Ｈａｙｓ，Ｏ
ｐｔ．Ｌｅｔｔ．，１４，２７（１９８９）；Ｍ．Ｋ．
Ｒｅｅｄ，Ｗ．Ｊ．Ｋｏｚｌｏｖｓｋｙ，Ｒ．Ｌ．Ｂｙ
ｅｒ，Ｇ．Ｌ．Ｈａｒｎａｇｅｌ，ａｎｄ Ｐ．Ｓ．Ｃ
ｒｏｓｓ Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．，１３，２０４（１９８
８）．参照）。
を励起光源として用いる場合、アレイの幅は長さ１ｃｍ
程に亘るので、通常のレンズ系を用いて複数のストライ
プ光を１つのスポットに絞り込むことは到底できなかっ
た。これは、半導体レーザのビーム発散角が大きいため
集光系を半導体レーザに接近して集光する必要があり、
発振光の集光は単一のストライプレーザにおいても容易
ではないことを理由とする。従って、従来は励起効率の
良い端面励起方式が採用できず、励起効率の悪い側面励
起方式にしか適用できないという問題があった（例えば
Ｒ．Ｂｕｒｎｈａｍ ａｎｄ Ａ．Ｄ．Ｈａｙｓ，Ｏ
ｐｔ．Ｌｅｔｔ．，１４，２７（１９８９）；Ｍ．Ｋ．
Ｒｅｅｄ，Ｗ．Ｊ．Ｋｏｚｌｏｖｓｋｙ，Ｒ．Ｌ．Ｂｙ
ｅｒ，Ｇ．Ｌ．Ｈａｒｎａｇｅｌ，ａｎｄ Ｐ．Ｓ．Ｃ
ｒｏｓｓ Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．，１３，２０４（１９８
８）．参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、マルチストライプ
のアレイ半導体レーザから出る発散角が大きい多数のビ
ームを集光し、端面励起方式により、効率よく固体レー
ザ基本波を発生可能なレーザ装置を提供することにあ
る。
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、マルチストライプ
のアレイ半導体レーザから出る発散角が大きい多数のビ
ームを集光し、端面励起方式により、効率よく固体レー
ザ基本波を発生可能なレーザ装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した目的は本発明に
よれば、アレイ半導体レーザと、該アレイ半導体レーザ
の各ストライプからの光を各々コリメートするべく屈折
率が中心と外周とで互いに異なる複数の分布屈折率レン
ズから構成されるレンズアレイと、該レンズアレイから
出射する各平行光をレーザ共振器を構成する固体レーザ
素子の端面に一括して集光させる集光レンズを有するこ
とを特徴とするレーザ装置を提供することにより達成さ
れる。
よれば、アレイ半導体レーザと、該アレイ半導体レーザ
の各ストライプからの光を各々コリメートするべく屈折
率が中心と外周とで互いに異なる複数の分布屈折率レン
ズから構成されるレンズアレイと、該レンズアレイから
出射する各平行光をレーザ共振器を構成する固体レーザ
素子の端面に一括して集光させる集光レンズを有するこ
とを特徴とするレーザ装置を提供することにより達成さ
れる。
【０００８】
【作用】このようにすれば、アレイ半導体レーザの各々
のストライプからの出射光を、分布屈折率レンズアレイ
で集光し、集光レンズで全体光を一つのビームスポット
に絞り込むことができることから端面励起方式が採用で
き、高品質の横モードから成る固体レーザ基本波を効率
良く発生することができる。また基本波光を共振器の内
部に閉じ込め、非線形光学素子を共振器の内部に配置す
れば高効率で第２高調波を発生させることができる。
のストライプからの出射光を、分布屈折率レンズアレイ
で集光し、集光レンズで全体光を一つのビームスポット
に絞り込むことができることから端面励起方式が採用で
き、高品質の横モードから成る固体レーザ基本波を効率
良く発生することができる。また基本波光を共振器の内
部に閉じ込め、非線形光学素子を共振器の内部に配置す
れば高効率で第２高調波を発生させることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
いて詳しく説明する。
【００１０】図１は、本発明が適用されたレーザ装置の
一実施例である。このレーザ装置は、アレイ半導体レー
ザ１（波長８０８ｎｍ、出力５００Ｗ）と、分布屈折率
レンズアレイ２と、平凸レンズである集光レンズ３と、
Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（発振波長１０６４ｎｍ）からなる
固体レーザ素子４と、非線形光学素子５と、アウトプッ
トミラー６とで構成され、この順に光路上に配置されて
いる。ここで、アレイ半導体レーザ１は、幅１００μｍ
の２０本の活性層ストライプ８が５００μｍ間隔で配列
されたアレイからなり、分布屈折率レンズアレイ２は、
幅５００μｍの２０個の分布屈折率レンズ１２（屈折率
が中心軸から外周面に向かって放射線状に分布して異な
っている円柱状の光学ガラス体）からなり、固体レーザ
４の入射側端面はダイクロイックコーティング（Ｎｄ：
ＹＡＧレーザ発振波長１０６４ｎｍで高反射（ＨＲ）、
アレイ半導体レーザ波長８０８ｎｍで高透過（ＡＲ））
されていて、アウトプットミラー６はＮｄ：ＹＡＧレー
ザ発振波長１０６４ｎｍで高反射、第２高調波光波長５
３２ｎｍで高透過するように、コーティングされてい
る。
一実施例である。このレーザ装置は、アレイ半導体レー
ザ１（波長８０８ｎｍ、出力５００Ｗ）と、分布屈折率
レンズアレイ２と、平凸レンズである集光レンズ３と、
Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（発振波長１０６４ｎｍ）からなる
固体レーザ素子４と、非線形光学素子５と、アウトプッ
トミラー６とで構成され、この順に光路上に配置されて
いる。ここで、アレイ半導体レーザ１は、幅１００μｍ
の２０本の活性層ストライプ８が５００μｍ間隔で配列
されたアレイからなり、分布屈折率レンズアレイ２は、
幅５００μｍの２０個の分布屈折率レンズ１２（屈折率
が中心軸から外周面に向かって放射線状に分布して異な
っている円柱状の光学ガラス体）からなり、固体レーザ
４の入射側端面はダイクロイックコーティング（Ｎｄ：
ＹＡＧレーザ発振波長１０６４ｎｍで高反射（ＨＲ）、
アレイ半導体レーザ波長８０８ｎｍで高透過（ＡＲ））
されていて、アウトプットミラー６はＮｄ：ＹＡＧレー
ザ発振波長１０６４ｎｍで高反射、第２高調波光波長５
３２ｎｍで高透過するように、コーティングされてい
る。
【００１１】ここで、アレイ半導体レーザ１から出射し
た各ストライプ光は、各分布屈折率レンズ１２によりコ
リメートされ、その各平行光は平凸レンズ３により一括
して集光されてＮｄ：ＹＡＧレーザ素子４の端面にスポ
ットとして出射され、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ素子４を端面
励起し、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ素子４とアウトプットミラ
ー６との間で共振する（つまりＮｄ：ＹＡＧレーザ素子
４とアウトプットミラー６とで共振器を構成する）。基
本波光（Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振波長１０６４ｎｍ）は
共振器内部に閉じ込められるが、非線形光学素子５によ
り第２高調波光波長５３２ｎｍを発生しアウトプットミ
ラー６より第２高調波出力光７を出射する。
た各ストライプ光は、各分布屈折率レンズ１２によりコ
リメートされ、その各平行光は平凸レンズ３により一括
して集光されてＮｄ：ＹＡＧレーザ素子４の端面にスポ
ットとして出射され、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ素子４を端面
励起し、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ素子４とアウトプットミラ
ー６との間で共振する（つまりＮｄ：ＹＡＧレーザ素子
４とアウトプットミラー６とで共振器を構成する）。基
本波光（Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振波長１０６４ｎｍ）は
共振器内部に閉じ込められるが、非線形光学素子５によ
り第２高調波光波長５３２ｎｍを発生しアウトプットミ
ラー６より第２高調波出力光７を出射する。
【００１２】このようにして端面励起した半導体レーザ
励起固体レーザ第２高調波発生装置に於て、Ｎｄ：ＹＡ
Ｇレーザ第２高調波（波長５３２ｎｍ）出力１００ｍＷ
の発生が得られている。ここで集光レンズ３として非球
面レンズを用いればよりタイトに集光することができ、
より効果的な励起が可能となり、更に効率の良い第２高
調波出力光７が得られる。
励起固体レーザ第２高調波発生装置に於て、Ｎｄ：ＹＡ
Ｇレーザ第２高調波（波長５３２ｎｍ）出力１００ｍＷ
の発生が得られている。ここで集光レンズ３として非球
面レンズを用いればよりタイトに集光することができ、
より効果的な励起が可能となり、更に効率の良い第２高
調波出力光７が得られる。
【００１３】また、図２は本発明の他の実施例で、集光
レンズ３で集光した半導体レーザ光を一旦光ファイバ９
に導光し、ファイバ出射光をレンズ系１０，１１で集光
してＮｄ：ＹＡＧロッド４を端面励起している。本実施
例では光ファイバ９を通過することにより励起光の形状
を整形するとともに、励起光源をＮｄ：ＹＡＧロッド４
から離すことができる。
レンズ３で集光した半導体レーザ光を一旦光ファイバ９
に導光し、ファイバ出射光をレンズ系１０，１１で集光
してＮｄ：ＹＡＧロッド４を端面励起している。本実施
例では光ファイバ９を通過することにより励起光の形状
を整形するとともに、励起光源をＮｄ：ＹＡＧロッド４
から離すことができる。
【００１４】
【発明の効果】上記した説明により明かなように、本発
明に基づくレーザ装置によれば、アレイ半導体レーザの
各ストライプからの光を複数の分布屈折率レンズにより
コリメートして、その各平行光を固体レーザ素子に導く
ようにすることで、アレイ半導体レーザでは困難であっ
た端面励起を可能にし、効率が良くビーム品質の高い高
出力の第２高調波を発生することができる。
明に基づくレーザ装置によれば、アレイ半導体レーザの
各ストライプからの光を複数の分布屈折率レンズにより
コリメートして、その各平行光を固体レーザ素子に導く
ようにすることで、アレイ半導体レーザでは困難であっ
た端面励起を可能にし、効率が良くビーム品質の高い高
出力の第２高調波を発生することができる。
【図１】本発明の一実施例をしめすレーザ装置の模式的
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明の他の実施例をしめすレーザ装置の模式
的構成図である。
的構成図である。
１ アレイ半導体レーザ ２ 分布屈折率レンズアレイ ３ 集光レンズ ４ 固体レーザ素子 ５ 非線形光学素子 ６ アウトプットミラー ７ 第２高調波出力光 ８ 活性層ストライプ ９ 光ファイバ １０、１１ レンズ系 １２ 分布屈折率レンズ
Claims (4)
- 【請求項１】 アレイ半導体レーザと、該アレイ半導体
レーザの各ストライプからの光を各々コリメートするべ
く屈折率が中心と外周とで互いに異なる複数の分布屈折
率レンズから構成されるレンズアレイと、該レンズアレ
イから出射する各平行光をレーザ共振器を構成する固体
レーザ素子の端面に一括して集光させる集光レンズを有
することを特徴とするレーザ装置。 - 【請求項２】 前記共振器内に第２高調波を発生するた
めの非線形光学素子を更に有することを特徴とする請求
項１に記載のレーザ装置。 - 【請求項３】 前記集光レンズが非球面レンズからなる
ことを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のレ
ーザ装置。 - 【請求項４】 前記集光レンズと前記固体レーザ素子と
の間に光ファイバを介在させたことを特徴とする請求項
１乃至請求項３のいずれかに記載のレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27819192A JPH06104516A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27819192A JPH06104516A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104516A true JPH06104516A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17593865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27819192A Withdrawn JPH06104516A (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06104516A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0983048A (ja) * | 1995-09-14 | 1997-03-28 | Nec Corp | 固体レーザ装置 |
| WO2007007766A1 (ja) * | 2005-07-13 | 2007-01-18 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | 光照射装置および溶着方法 |
| CN107123924A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-09-01 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 多光束输出的激光器 |
| CN109946678A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-06-28 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 激光雷达发射系统和方法 |
-
1992
- 1992-09-21 JP JP27819192A patent/JPH06104516A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0983048A (ja) * | 1995-09-14 | 1997-03-28 | Nec Corp | 固体レーザ装置 |
| WO2007007766A1 (ja) * | 2005-07-13 | 2007-01-18 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | 光照射装置および溶着方法 |
| JPWO2007007766A1 (ja) * | 2005-07-13 | 2009-01-29 | 古河電気工業株式会社 | 光照射装置および溶着方法 |
| CN107123924A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-09-01 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 多光束输出的激光器 |
| CN107123924B (zh) * | 2017-06-02 | 2019-04-19 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 多光束输出的激光器 |
| CN109946678A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-06-28 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 激光雷达发射系统和方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4785459A (en) | High efficiency mode matched solid state laser with transverse pumping | |
| JPH04255280A (ja) | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 | |
| US5271031A (en) | High efficiency mode-matched solid-state laser with transverse pumping and cascaded amplifier stages | |
| JP3098200B2 (ja) | レーザビームの補正方法及び装置 | |
| US4908832A (en) | High efficiency mode-matched solid-state laser with transverse pumping | |
| US4837771A (en) | High-efficiency mode-matched solid-state laser with transverse pumping and cascaded amplifier stages | |
| JPH07507901A (ja) | ハイパワー小型のダイオードポンプ型チューナブルレーザ | |
| US6914928B2 (en) | Diode array end pumped slab laser | |
| US6625194B1 (en) | Laser beam generation apparatus | |
| US6628692B2 (en) | Solid-state laser device and solid-state laser amplifier provided therewith | |
| JPH07112084B2 (ja) | アレイ半導体レーザ励起固体レーザ装置 | |
| JPH06104516A (ja) | レーザ装置 | |
| JP2007300015A (ja) | 光学装置 | |
| JP2725648B2 (ja) | 固体レーザ励起方法及び固体レーザ装置 | |
| JPH07112083B2 (ja) | アレイ半導体レーザ端面励起固体レーザ | |
| JP3060986B2 (ja) | 半導体レーザ光整形光学系及び半導体レーザ励起固体レーザ装置 | |
| JPH02122581A (ja) | レーザ発振装置 | |
| JPH04198907A (ja) | 光ファイバ結合器および固体レーザ装置 | |
| JPH11177164A (ja) | レーザー装置 | |
| JPH11220194A (ja) | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 | |
| JPH0478180A (ja) | アレイ半導体レーザ励起固体レーザ装置 | |
| JPH057035A (ja) | レーザ光発生装置 | |
| JPH1117255A (ja) | 半導体レーザ励起固体レーザ装置および該装置を用いた紫外レーザ装置 | |
| JPH04236473A (ja) | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 | |
| JPH10178223A (ja) | 固体レーザ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |