JPH06120606A - 固体レーザシステム - Google Patents
固体レーザシステムInfo
- Publication number
- JPH06120606A JPH06120606A JP3061131A JP6113191A JPH06120606A JP H06120606 A JPH06120606 A JP H06120606A JP 3061131 A JP3061131 A JP 3061131A JP 6113191 A JP6113191 A JP 6113191A JP H06120606 A JPH06120606 A JP H06120606A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- holmium
- pumping
- group
- level
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
- H01S3/09415—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/1688—Stoichiometric laser compounds, i.e. in which the active element forms one component of a stoichiometric formula rather than being merely a dopant
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S2302/00—Amplification / lasing wavelength
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S2303/00—Pumping wavelength
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/0602—Crystal lasers or glass lasers
- H01S3/0604—Crystal lasers or glass lasers in the form of a plate or disc
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/0627—Construction or shape of active medium the resonator being monolithic, e.g. microlaser
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094038—End pumping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
- H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
- H01S3/161—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth holmium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
- H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
- H01S3/1611—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth neodymium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/1691—Solid materials characterised by additives / sensitisers / promoters as further dopants
- H01S3/1698—Solid materials characterised by additives / sensitisers / promoters as further dopants rare earth
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】３ミクロン領域で稼動するホルミウムレーザ材
及びそのためのポンピングレーザを提供する。 【構成】ポンピングレーザ手段１２と、このポンピング
レーザ手段によりポンプされる、１５％を超える濃度の
ホルシウム及び少なくとも０．００５％のプラセオジミ
ウムを有するホルミウムレーザ材１０とからなる３ミク
ロン領域で稼動する固体レーザシステム。
及びそのためのポンピングレーザを提供する。 【構成】ポンピングレーザ手段１２と、このポンピング
レーザ手段によりポンプされる、１５％を超える濃度の
ホルシウム及び少なくとも０．００５％のプラセオジミ
ウムを有するホルミウムレーザ材１０とからなる３ミク
ロン領域で稼動する固体レーザシステム。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体ポンピングレーザに
関し、特に３価のホルミウム活性イオンを利用した固体
レーザに関する。
関し、特に３価のホルミウム活性イオンを利用した固体
レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、３ミクロン領域で稼動する固体レ
ーザに関心が集まっている。これは、水が２．９ミクロ
ン領域で強い吸収性を示すためであり、このために医学
分野への応用に有効であるからである。繰り返し数が数
百ヘルツであるミリジュールのエネルギー及びマイクロ
秒のパルス幅が典形的には望ましい。エルビウム又はホ
ルミウムなどの希土類をベースにしたレーザがこの波長
領域で稼動する。
ーザに関心が集まっている。これは、水が２．９ミクロ
ン領域で強い吸収性を示すためであり、このために医学
分野への応用に有効であるからである。繰り返し数が数
百ヘルツであるミリジュールのエネルギー及びマイクロ
秒のパルス幅が典形的には望ましい。エルビウム又はホ
ルミウムなどの希土類をベースにしたレーザがこの波長
領域で稼動する。
【０００３】エルビウムレーザはフラッシュランプ又は
様々な波長のレーザ源によりポンピングされる。これは
Ｇ．Ｊ．Ｋｉｎｔｚ、Ｒ．Ａｌｌｅｎ及びＬ．Ｅｓｔｅ
ｒｏｗｉｔｚ氏によるＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ．
５０，１５５３〜１５５６頁１９８７年及びＳ．Ａ．Ｐ
ｏｌｌａｃｋ、Ｄ．Ｂ．Ｃｈａｎｇ及びＮ．Ｌ．Ｍｏｉ
ｓｅ氏による“Ｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ−ｐｕｍｐｅ
ｄ ＩｎｆｒａｒｅｄＥｒｉｂｕｍ Ｌａｓｅｒ”，
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ ６０（１２）、４０７７〜４
０８６頁１９８６年に発表された。また、低レーザレベ
ルを直接ポンプする上記波長は、これらシステムの複雑
さを示している。さらに、反転分布は数多くの上準位及
び下準位への遷移過程によって生成されるため、これら
レーザは制御が困難である。有効なロング−パルス又は
持続波（ＣＷ）を稼動させることは可能であるが、Ｑス
イッチは役立ちにくい。高レーザレベルからの上準位へ
の遷移はしきい値近くで反転分布を締め、効果的なエネ
ルギー貯蔵を妨げる。これらのレーザは高しきい値、低
繰り返し数及び１以上の波長を放射する傾向があること
でも特徴づけられる。
様々な波長のレーザ源によりポンピングされる。これは
Ｇ．Ｊ．Ｋｉｎｔｚ、Ｒ．Ａｌｌｅｎ及びＬ．Ｅｓｔｅ
ｒｏｗｉｔｚ氏によるＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ．
５０，１５５３〜１５５６頁１９８７年及びＳ．Ａ．Ｐ
ｏｌｌａｃｋ、Ｄ．Ｂ．Ｃｈａｎｇ及びＮ．Ｌ．Ｍｏｉ
ｓｅ氏による“Ｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ−ｐｕｍｐｅ
ｄ ＩｎｆｒａｒｅｄＥｒｉｂｕｍ Ｌａｓｅｒ”，
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ ６０（１２）、４０７７〜４
０８６頁１９８６年に発表された。また、低レーザレベ
ルを直接ポンプする上記波長は、これらシステムの複雑
さを示している。さらに、反転分布は数多くの上準位及
び下準位への遷移過程によって生成されるため、これら
レーザは制御が困難である。有効なロング−パルス又は
持続波（ＣＷ）を稼動させることは可能であるが、Ｑス
イッチは役立ちにくい。高レーザレベルからの上準位へ
の遷移はしきい値近くで反転分布を締め、効果的なエネ
ルギー貯蔵を妨げる。これらのレーザは高しきい値、低
繰り返し数及び１以上の波長を放射する傾向があること
でも特徴づけられる。
【０００４】ホルミウムレーザはフラッシュランプポン
ピングをしないため、これらの特徴が少ない。Ｈｏ：Ｙ
ＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）及び
Ｅｒ：ＹＡＧのシステムは外面的には全く類似してい
る。例えば、これら２つのシステムでは高及び低レーザ
レベルの寿命がほとんど同じである。フラッシュランプ
でポンプしたときの２つのシステムの大きな違いは、各
物質について起こる相互緩和過程の違いに帰することが
できる。しかしながら、ホルミウムイオンは、上準位の
寿命が短く上方遷移過程が起こりにくいという性質があ
る。さらに、ホルミウムは、高レーザレベルが１．０６
ミクロン近くを吸収するという性質がある。
ピングをしないため、これらの特徴が少ない。Ｈｏ：Ｙ
ＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）及び
Ｅｒ：ＹＡＧのシステムは外面的には全く類似してい
る。例えば、これら２つのシステムでは高及び低レーザ
レベルの寿命がほとんど同じである。フラッシュランプ
でポンプしたときの２つのシステムの大きな違いは、各
物質について起こる相互緩和過程の違いに帰することが
できる。しかしながら、ホルミウムイオンは、上準位の
寿命が短く上方遷移過程が起こりにくいという性質があ
る。さらに、ホルミウムは、高レーザレベルが１．０６
ミクロン近くを吸収するという性質がある。
【０００５】ネオジムレーザでポンプされるレーザは、
特にレーザダイオードポンピングを考えたときに興味深
い。Ｎｄ：ＹＡＧのような特性のいい物質をダイオード
ポンプし、その結果としてのビームをポンピングに使用
することは比較的容易である。レーザダイオード光子は
約７０％の効率で１０６４nmの光子に変換される。現時
点において、大型のダイオードポンプレーザはかなり高
価であり、実用には適さない。今日、小型のフラッシュ
ランプポンプネオジムレーザが、レーザダイオードポン
プ素子が低価格となるまでのポンプ源として実用的に使
用されている。
特にレーザダイオードポンピングを考えたときに興味深
い。Ｎｄ：ＹＡＧのような特性のいい物質をダイオード
ポンプし、その結果としてのビームをポンピングに使用
することは比較的容易である。レーザダイオード光子は
約７０％の効率で１０６４nmの光子に変換される。現時
点において、大型のダイオードポンプレーザはかなり高
価であり、実用には適さない。今日、小型のフラッシュ
ランプポンプネオジムレーザが、レーザダイオードポン
プ素子が低価格となるまでのポンプ源として実用的に使
用されている。
【０００６】種々の希土類レーザがネオジムレーザによ
りポンプされる。イッテルビウム増感物質は１．０６ミ
クロンレーザによりポンプされる（Ｇａｌａｎｔ氏１９
７８年及びアンチペンコ氏（Antipenko）１９８４
年）。さらに、ホルミウムやエルビウムをこれらと共に
使用したものも近年現れた（ラビノビッチ氏（W.S.Rabi
novich）１９８９年及びＶ．Ｉ．Ｚｈｅｎｋｏｖ氏等に
よる“Ｌａｓｉｎｇ ｉｎＹ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｅｒ3+（λ
＝２．９４ミクロン）Ｃｒｙｓｔａｌｓ ａｓａ ｒｅ
ｓｕｌｔ ｏｆ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｅｘｃｉｔａｔ
ｉｏｎ ｏｆｔｈｅ Ｌｏｗｅｒ Ａｃｔｉｖｅ Ｌｅ
ｖｅｌ”Ｋｖａｎｔｏｖａｙａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．
（モスクワ）１６，１１３８−１１４０頁１９８９年６
月）。これらすべての場合において、吸収はかなり弱
い。これは、狭い吸収線及び輝線を一致させることが困
難であるからである。
りポンプされる。イッテルビウム増感物質は１．０６ミ
クロンレーザによりポンプされる（Ｇａｌａｎｔ氏１９
７８年及びアンチペンコ氏（Antipenko）１９８４
年）。さらに、ホルミウムやエルビウムをこれらと共に
使用したものも近年現れた（ラビノビッチ氏（W.S.Rabi
novich）１９８９年及びＶ．Ｉ．Ｚｈｅｎｋｏｖ氏等に
よる“Ｌａｓｉｎｇ ｉｎＹ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｅｒ3+（λ
＝２．９４ミクロン）Ｃｒｙｓｔａｌｓ ａｓａ ｒｅ
ｓｕｌｔ ｏｆ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｅｘｃｉｔａｔ
ｉｏｎ ｏｆｔｈｅ Ｌｏｗｅｒ Ａｃｔｉｖｅ Ｌｅ
ｖｅｌ”Ｋｖａｎｔｏｖａｙａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．
（モスクワ）１６，１１３８−１１４０頁１９８９年６
月）。これらすべての場合において、吸収はかなり弱
い。これは、狭い吸収線及び輝線を一致させることが困
難であるからである。
【０００７】以前は、内部空洞ポンピングによりネオジ
ムレーザでホルミウムをポンプしていたので、１．８ミ
クロン近傍の振動ホルミウム吸収がポンピングに用いら
れていた。これは、ラビノビッチ、Ｓ．Ｒ．Ｂｏｗｍａ
ｎ及びＢ．Ｊ．Ｆｅｌｄｍａｎにより“Ｌａｓｅｒ Ｐ
ｕｍｐｅｄ ３μ Ｈｏ：ＹＡＬＯ Ｌａｓｅｒ”，Ｏ
ｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ，１９８９ Ｔｅｃｈ
ｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ Ｓｅｒｉｅｓ，１８巻ワシ
ントンＤＣ，１９８９，ペーパＴＵＯ４に発表された。
ムレーザでホルミウムをポンプしていたので、１．８ミ
クロン近傍の振動ホルミウム吸収がポンピングに用いら
れていた。これは、ラビノビッチ、Ｓ．Ｒ．Ｂｏｗｍａ
ｎ及びＢ．Ｊ．Ｆｅｌｄｍａｎにより“Ｌａｓｅｒ Ｐ
ｕｍｐｅｄ ３μ Ｈｏ：ＹＡＬＯ Ｌａｓｅｒ”，Ｏ
ｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ，１９８９ Ｔｅｃｈ
ｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ Ｓｅｒｉｅｓ，１８巻ワシ
ントンＤＣ，１９８９，ペーパＴＵＯ４に発表された。
【０００８】従来、ホルミウムを高濃縮したＨｏ：ＹＡ
Ｇをフラッシュランプポンプすることは不可能であっ
た。ホルミウム濃度が約１０％を超えるとレーザ発振は
止まってしまう。これは、カミンスキ氏（A.A.Kaminski
i）によりＬａｓｅｒ Ｃｒｙｓｔａｌｓ，Ｓｐｒｉｎ
ｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，ベルリン，１９８１，７章に発
表された。特にホルミウムを高濃縮したＨｏ：ＹＡＧで
は、２．９４ミクロンのレーザは観測されていない。
Ｇをフラッシュランプポンプすることは不可能であっ
た。ホルミウム濃度が約１０％を超えるとレーザ発振は
止まってしまう。これは、カミンスキ氏（A.A.Kaminski
i）によりＬａｓｅｒ Ｃｒｙｓｔａｌｓ，Ｓｐｒｉｎ
ｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，ベルリン，１９８１，７章に発
表された。特にホルミウムを高濃縮したＨｏ：ＹＡＧで
は、２．９４ミクロンのレーザは観測されていない。
【０００９】共ドーピング実験は、ホルミウム濃度が１
５％以下に限定される。これは、アシュロフ（M.Kh.Ash
urov）氏、Ｙｕ．Ｋ．Ｖｏｒｏｎｋｏ，Ｅ．Ｖ．Ｚｈａ
ｒｉｋｏｖ，カミンスキ氏，Ｖ．Ｖ．Ｏｓｉｋｏ，Ａ．
Ａ．Ｓｏｂｏｌ，Ｍ．Ｉ．Ｔｉｍｏｓｈｅｃｈｋｉｎ，
Ｖ．Ａ．Ｆｅｄｏｒｏｖ及びＡ．Ａ．Ｓｈａｂａｌｔａ
ｉにより“Ｓｔｒｖｃｔｖｒａｌ，Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃ
ｏｐｙ ａｎｄ Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｒａｄｉａｔ
ｉｏｎ ｏｆ Ｙｔｔｒｉｕｍ−ｈｏｌｍｉｕｍ−ａｌ
ｕｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅｔ Ｃｒｙｓｔａｌｓ”，Ｉ
ｎｏｒｇ．Ｍａｔｅｒ．，（ＵＳＳＲ），１５，９７９
〜９８３頁１９７９年に発表された。Ｈｏ：ＢａＹ2 Ｆ
8 においては、２．９ミクロンのレーザはＨｏが１０％
では観察されない。これは、ジョンソン氏（L.F.Johnso
n）及びＨ．Ｊ．Ｇｕｇｇｅｎｈｅｉｍにより、“Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃ−ａｎｄ Ｐｈｏｎｏｎ−Ｔｅｒｍｉ
ｎａｔｅｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ Ｈｏ3+ｉｎ
ＢａＹ2 Ｆ8 ”，ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ．，ＱＥ１０（４），４４２−４４９，
１９７４に発表された。１５％のホルミウムを含むＢａ
Ｙｂ2 Ｆ8 のレーザ発振がＡｎｔｉｐｅｎｋｏにより観
測されたが、これはイッテルビウム増感物質から変換さ
れたものに依存している。これは、アンチペンコ氏によ
り“Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ Ｓｃｈｅｍｅｓ ｆ
ｏｒ Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｏｆＬａｓｅｒ Ｔｒａ
ｎｓｉｔｉｏｎｓ ｈａｖｉｎｇ ａ Ｈｉｇｈ Ｑｕ
ａｎｔｕｍ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｐ
ｕｍｐｉｎｇ Ｂａｎｄｓ”，Ｂｕｌｌ．Ａｃａｄ．Ｓ
ｃｉ．ＵＳＳＲ，Ｐｈｙｓ．Ｓｅｒ．４８，１２４−１
２９頁１９８４年に発表された。他の結晶からのレーザ
発振は低ホルミウム濃度で観測される。これは、カミン
スキ氏によりＬａｓｅｒ Ｃｒｙｓｔａｌｓ，Ｓｐｒｉ
ｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，ベルリン，１９８１年４章及
び７章に発表された。Ｈｏを１５％、Ｎｄ：ＹＡＧを１
％含んだシステムでは、 5Ｉ6 寿命は４０μ秒及び 5Ｉ
7 寿命は１７０μ秒であった。これは、Ｍ．Ｂａｓｓ氏
等により、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．“Ｓｉｍｕ
ｌｔａｎｅｏｕｓ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｗａｖｅｌｅｎ
ｇｔｈ Ｌａｓｉｎｇ ｏｆ （Ｈｏ，Ｎｄ）：Ｙ3 Ａ
ｌ5 Ｏ12”，５１（１７）２６、１９８７年１０月，１
３１３−１５頁に発表された。システム中のホルミウム
濃度をこれ以上増やすことは、ホルミウム寿命の大巾な
減少を招き、それはフラッシュランプでポンプと両立で
きない。
５％以下に限定される。これは、アシュロフ（M.Kh.Ash
urov）氏、Ｙｕ．Ｋ．Ｖｏｒｏｎｋｏ，Ｅ．Ｖ．Ｚｈａ
ｒｉｋｏｖ，カミンスキ氏，Ｖ．Ｖ．Ｏｓｉｋｏ，Ａ．
Ａ．Ｓｏｂｏｌ，Ｍ．Ｉ．Ｔｉｍｏｓｈｅｃｈｋｉｎ，
Ｖ．Ａ．Ｆｅｄｏｒｏｖ及びＡ．Ａ．Ｓｈａｂａｌｔａ
ｉにより“Ｓｔｒｖｃｔｖｒａｌ，Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃ
ｏｐｙ ａｎｄ Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｒａｄｉａｔ
ｉｏｎ ｏｆ Ｙｔｔｒｉｕｍ−ｈｏｌｍｉｕｍ−ａｌ
ｕｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅｔ Ｃｒｙｓｔａｌｓ”，Ｉ
ｎｏｒｇ．Ｍａｔｅｒ．，（ＵＳＳＲ），１５，９７９
〜９８３頁１９７９年に発表された。Ｈｏ：ＢａＹ2 Ｆ
8 においては、２．９ミクロンのレーザはＨｏが１０％
では観察されない。これは、ジョンソン氏（L.F.Johnso
n）及びＨ．Ｊ．Ｇｕｇｇｅｎｈｅｉｍにより、“Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃ−ａｎｄ Ｐｈｏｎｏｎ−Ｔｅｒｍｉ
ｎａｔｅｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ Ｈｏ3+ｉｎ
ＢａＹ2 Ｆ8 ”，ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ．，ＱＥ１０（４），４４２−４４９，
１９７４に発表された。１５％のホルミウムを含むＢａ
Ｙｂ2 Ｆ8 のレーザ発振がＡｎｔｉｐｅｎｋｏにより観
測されたが、これはイッテルビウム増感物質から変換さ
れたものに依存している。これは、アンチペンコ氏によ
り“Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ Ｓｃｈｅｍｅｓ ｆ
ｏｒ Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｏｆＬａｓｅｒ Ｔｒａ
ｎｓｉｔｉｏｎｓ ｈａｖｉｎｇ ａ Ｈｉｇｈ Ｑｕ
ａｎｔｕｍ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｐ
ｕｍｐｉｎｇ Ｂａｎｄｓ”，Ｂｕｌｌ．Ａｃａｄ．Ｓ
ｃｉ．ＵＳＳＲ，Ｐｈｙｓ．Ｓｅｒ．４８，１２４−１
２９頁１９８４年に発表された。他の結晶からのレーザ
発振は低ホルミウム濃度で観測される。これは、カミン
スキ氏によりＬａｓｅｒ Ｃｒｙｓｔａｌｓ，Ｓｐｒｉ
ｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，ベルリン，１９８１年４章及
び７章に発表された。Ｈｏを１５％、Ｎｄ：ＹＡＧを１
％含んだシステムでは、 5Ｉ6 寿命は４０μ秒及び 5Ｉ
7 寿命は１７０μ秒であった。これは、Ｍ．Ｂａｓｓ氏
等により、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．“Ｓｉｍｕ
ｌｔａｎｅｏｕｓ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｗａｖｅｌｅｎ
ｇｔｈ Ｌａｓｉｎｇ ｏｆ （Ｈｏ，Ｎｄ）：Ｙ3 Ａ
ｌ5 Ｏ12”，５１（１７）２６、１９８７年１０月，１
３１３−１５頁に発表された。システム中のホルミウム
濃度をこれ以上増やすことは、ホルミウム寿命の大巾な
減少を招き、それはフラッシュランプでポンプと両立で
きない。
【００１０】高濃縮されたホルミウムはエネルギーの変
換効率を高めるので、適当な工夫により高濃度結晶が実
現できると期待される。プラセオジミウム、ユーロピウ
ム又はネオジムを共ドーピングしたホルミウムが望まし
い効果を奏することがジョンソン氏等により示された。
これはホルミウムの 5Ｉ7 準位からの効果的な変換を許
す共振変換があるからであり、 5Ｉ6 を不活性化する共
振がないからではない。例えば、プラセオジミウムにお
いては、
換効率を高めるので、適当な工夫により高濃度結晶が実
現できると期待される。プラセオジミウム、ユーロピウ
ム又はネオジムを共ドーピングしたホルミウムが望まし
い効果を奏することがジョンソン氏等により示された。
これはホルミウムの 5Ｉ7 準位からの効果的な変換を許
す共振変換があるからであり、 5Ｉ6 を不活性化する共
振がないからではない。例えば、プラセオジミウムにお
いては、
【００１１】 Ｈｏ（ 5Ｉ7 ）＋Ｐｒ（ 3Ｈ4 ）→Ｈｏ（ 5Ｉ8 ）＋Ｐｒ（ 3Ｆ2 ）
【００１２】という過程は共振に近い。これは２つの高
断面積遷移を含むので、かなり効果的に起こる。
断面積遷移を含むので、かなり効果的に起こる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
技術においては、ホルミウムを低濃度で用い、その後プ
ラセオジミウムの濃度をクエンチングが起こるまで上げ
ていく。この技術には数々の問題がある。第一に、プラ
セオジミウムをレーザ結晶中に含有させることは一般的
に難しい。そのイオン半径はホルミウムあるいはイット
リウムの半径よりも大きく、分配係数は低くなる傾向に
ある。もし濃度を大きくすれば、そのために結晶の光学
的性質を劣化させていまうことになる。ＹＡＧにおいて
は、プラセオジミウムの濃度は１％の数分の１に制限さ
れる。同様のことはネオジムにもいえる。ヨーロピウム
の場合、３ミクロン近くにおいて吸収があるため、たと
え結晶を高濃度で成長させることができても、結果とし
て吸収がレーザの性質を劣化させる。
技術においては、ホルミウムを低濃度で用い、その後プ
ラセオジミウムの濃度をクエンチングが起こるまで上げ
ていく。この技術には数々の問題がある。第一に、プラ
セオジミウムをレーザ結晶中に含有させることは一般的
に難しい。そのイオン半径はホルミウムあるいはイット
リウムの半径よりも大きく、分配係数は低くなる傾向に
ある。もし濃度を大きくすれば、そのために結晶の光学
的性質を劣化させていまうことになる。ＹＡＧにおいて
は、プラセオジミウムの濃度は１％の数分の１に制限さ
れる。同様のことはネオジムにもいえる。ヨーロピウム
の場合、３ミクロン近くにおいて吸収があるため、たと
え結晶を高濃度で成長させることができても、結果とし
て吸収がレーザの性質を劣化させる。
【００１４】上述のように、高ホルミウム濃度の３ミク
ロン領域でのホルミウムレーザをフラッシュランプポン
プする試みは成功しなかった。さらに、希土類結晶のク
エンチング機構がよく理解されているにもかかわらず、
この理論を実際のレーザに適用することが困難であるこ
とが証明された。加うるに、３ミクロン領域でのホルミ
ウムレーザの持続波を発生させることは不可能であっ
た。
ロン領域でのホルミウムレーザをフラッシュランプポン
プする試みは成功しなかった。さらに、希土類結晶のク
エンチング機構がよく理解されているにもかかわらず、
この理論を実際のレーザに適用することが困難であるこ
とが証明された。加うるに、３ミクロン領域でのホルミ
ウムレーザの持続波を発生させることは不可能であっ
た。
【００１５】本発明の目的の一つは、１００％まで濃度
のＨｏ3+によりＨｏ：ＹＡＧ又はＨｏ：ＧＧＧレーザを
ポンプする手段を明らかにすることである。
のＨｏ3+によりＨｏ：ＹＡＧ又はＨｏ：ＧＧＧレーザを
ポンプする手段を明らかにすることである。
【００１６】本発明のもう一つの目的は、Ｎｄ：ＹＡＧ
又は同様なレーザの３ミクロンダウン変換器としてのＨ
ｏ：ＹＡＧレーザを示すことである。
又は同様なレーザの３ミクロンダウン変換器としてのＨ
ｏ：ＹＡＧレーザを示すことである。
【００１７】本発明のさらにもう一つの目的は、ホルミ
ウムの 5Ｉ6 → 5Ｉ7 遷移を利用した、レーザポンプさ
れた２．９７ミクロンレーザとして用いるのに好適なレ
ーザ物質を示すことである。
ウムの 5Ｉ6 → 5Ｉ7 遷移を利用した、レーザポンプさ
れた２．９７ミクロンレーザとして用いるのに好適なレ
ーザ物質を示すことである。
【００１８】本発明のさらにもう一つの目的は、通常は
ホルミウムの高濃度の結果である自己終結性を除去する
ために、プラセオジミウムドーピングが終結レンド寿命
を減少させる目的で使用される手段を開示することであ
る。
ホルミウムの高濃度の結果である自己終結性を除去する
ために、プラセオジミウムドーピングが終結レンド寿命
を減少させる目的で使用される手段を開示することであ
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の具体例として、
３ミクロン領域で稼動する固体レーザが示される。特
に、ポンピング波長により特徴づけられるネオジムレー
ザと、ポンピング波長において強吸収でネオジムレーザ
とポンピングにより結合されておりかつ１５％を超える
ホルミウム濃度を持ち、ホルミウムの 5Ｉ7 寿命が 5Ｉ
6 寿命よりも短い寿命となるようにプラセオジミウムが
ドープされたホルミウムレーザガーネットから成るホル
ミウムレーザ、とを備えたレーザシステムである。本発
明の１つの重要な結果は、高濃度のホルミウムが、少量
のプラセオジミウム（例えば、溶解中で０．１％、結晶
中で０．０１％）をドープすることで使用できる（例え
ば、ホルミウムガーネット）ことである。非ドープポル
シウムアルミニウムガーネット（Ｈｏ3 Ａｌ5 Ｏ12又は
ＨｏＡＧ）においては、 5Ｉ7 低状態が比較的長寿命で
ある（例えば、９ミリ秒）。プラセオジミウムをドープ
することで、 5Ｉ7 低状態の寿命は約１μ秒減少する
が、ＨｏＡＧの場合、 5Ｉ6 高状態の寿命は約３１μ秒
から約１８μ秒へと減少する。プラセオジミウムはレー
ザ遷移の自己終結性を消去し、高キロヘルツでの繰り返
し数と持続波（ＣＷ）レーザの可能性を広げる。以前に
は低準位が他のパルスによりポンピングされる前に破壊
されるまで、数ミリ秒が必要であった。持続波レーザは
不可能であった。
３ミクロン領域で稼動する固体レーザが示される。特
に、ポンピング波長により特徴づけられるネオジムレー
ザと、ポンピング波長において強吸収でネオジムレーザ
とポンピングにより結合されておりかつ１５％を超える
ホルミウム濃度を持ち、ホルミウムの 5Ｉ7 寿命が 5Ｉ
6 寿命よりも短い寿命となるようにプラセオジミウムが
ドープされたホルミウムレーザガーネットから成るホル
ミウムレーザ、とを備えたレーザシステムである。本発
明の１つの重要な結果は、高濃度のホルミウムが、少量
のプラセオジミウム（例えば、溶解中で０．１％、結晶
中で０．０１％）をドープすることで使用できる（例え
ば、ホルミウムガーネット）ことである。非ドープポル
シウムアルミニウムガーネット（Ｈｏ3 Ａｌ5 Ｏ12又は
ＨｏＡＧ）においては、 5Ｉ7 低状態が比較的長寿命で
ある（例えば、９ミリ秒）。プラセオジミウムをドープ
することで、 5Ｉ7 低状態の寿命は約１μ秒減少する
が、ＨｏＡＧの場合、 5Ｉ6 高状態の寿命は約３１μ秒
から約１８μ秒へと減少する。プラセオジミウムはレー
ザ遷移の自己終結性を消去し、高キロヘルツでの繰り返
し数と持続波（ＣＷ）レーザの可能性を広げる。以前に
は低準位が他のパルスによりポンピングされる前に破壊
されるまで、数ミリ秒が必要であった。持続波レーザは
不可能であった。
【００２０】ホルミウム濃度を上げ、かつ、クエンチン
グ材（ｑｕｅｎｃｈｅｒ）濃度を下げることで、プラセ
オジミウム混入についての問題はさけられる。さらに、
プラセオジミウムは比較的低いミクロン吸収を持つ。そ
れゆえ、プラセオジミウムが低濃度であれば、結晶レー
ザの性質には無視できるほどの効果しか及ぼさない。い
かなる場合でも、 5Ｉ6 レベルのクエンチング濃度は重
大ではなく、直接ポンピングによりすべてのホルミウム
濃度について２．９４ミクロンレーザを発振することが
期待される。１１２３nmパルスポンピングを用いた実験
により、ホルミウム濃度が１５％から１００％の間では
それと独立にレーザ発振が観測された。より高い濃度で
より高いポンプ吸収を行うので、実際には有効である。
グ材（ｑｕｅｎｃｈｅｒ）濃度を下げることで、プラセ
オジミウム混入についての問題はさけられる。さらに、
プラセオジミウムは比較的低いミクロン吸収を持つ。そ
れゆえ、プラセオジミウムが低濃度であれば、結晶レー
ザの性質には無視できるほどの効果しか及ぼさない。い
かなる場合でも、 5Ｉ6 レベルのクエンチング濃度は重
大ではなく、直接ポンピングによりすべてのホルミウム
濃度について２．９４ミクロンレーザを発振することが
期待される。１１２３nmパルスポンピングを用いた実験
により、ホルミウム濃度が１５％から１００％の間では
それと独立にレーザ発振が観測された。より高い濃度で
より高いポンプ吸収を行うので、実際には有効である。
【００２１】本発明による種々の特性が以下の実施例に
示される。
示される。
【００２２】
【実施例】本発明は様々な形態により実施可能であり、
それは図面及び種々の実施例に示される。しかしなが
ら、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではな
い。
それは図面及び種々の実施例に示される。しかしなが
ら、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではな
い。
【００２３】ポンプ波長において強吸収があれば、レー
ザポンピングが簡単になるということは公知の事実であ
る。一つの有効な希土類吸収バンドとして、ホルミウム
の 5Ｉ8 → 5Ｉ6 遷移がある。ネオジムレーザでホルミ
ウムポンピングをすることは、最長波長ネオジム 4Ｆ3/
2 → 4Ｉ11/2遷移と最短波長ホルミウム 5Ｉ8 → 5Ｉ6
吸収の重なりを利用したものである。
ザポンピングが簡単になるということは公知の事実であ
る。一つの有効な希土類吸収バンドとして、ホルミウム
の 5Ｉ8 → 5Ｉ6 遷移がある。ネオジムレーザでホルミ
ウムポンピングをすることは、最長波長ネオジム 4Ｆ3/
2 → 4Ｉ11/2遷移と最短波長ホルミウム 5Ｉ8 → 5Ｉ6
吸収の重なりを利用したものである。
【００２４】図２はネオジム遷移の波長領域における、
ＨｏＡＧ及びＨｏＧＧの吸収係数を示している。Ｎｄ：
ＹＡＧのレーザ遷移が図２の上部に示されている。Ｈ
ｏ：ＹＡＧの分光器による特性は、アシュロフ氏等によ
り幾分詳しくリポートされた。
ＨｏＡＧ及びＨｏＧＧの吸収係数を示している。Ｎｄ：
ＹＡＧのレーザ遷移が図２の上部に示されている。Ｈ
ｏ：ＹＡＧの分光器による特性は、アシュロフ氏等によ
り幾分詳しくリポートされた。
【００２５】ＨｏＡＧ及びＨｏＧＧのスペクトルは、７
ナノメートル（nm）程度波長がずれる点を除きかなり類
似している。このずれは、１１１７から１１２４nmへの
第１のピークのずれ及び１０８０nm付近の振動帯の特性
のずれから明らかである。ＨｏＡＧの１１０９nm及びＨ
ｏＧＧの１１１６nmに小さなピークがある。このピーク
の原因は明らかてはないが、ホルミウム濃度を１５％に
下げるとこのピークは観測されない。１１２２．５nmの
Ｎｄ：ＹＡＧラインにおいて、ＨｏＡＧ（１００％Ｈ
ｏ：ＹＡＧ）及びＨｏＧＧのホルミウム吸収はそれぞれ
１１cm-1，８cm-1である。
ナノメートル（nm）程度波長がずれる点を除きかなり類
似している。このずれは、１１１７から１１２４nmへの
第１のピークのずれ及び１０８０nm付近の振動帯の特性
のずれから明らかである。ＨｏＡＧの１１０９nm及びＨ
ｏＧＧの１１１６nmに小さなピークがある。このピーク
の原因は明らかてはないが、ホルミウム濃度を１５％に
下げるとこのピークは観測されない。１１２２．５nmの
Ｎｄ：ＹＡＧラインにおいて、ＨｏＡＧ（１００％Ｈ
ｏ：ＹＡＧ）及びＨｏＧＧのホルミウム吸収はそれぞれ
１１cm-1，８cm-1である。
【００２６】格子定数を調整するために結晶構造を変化
させることでこういったずれを改善すべきである。ガー
ネット（例えば、ＹＡＧ、ＧＧＧ等）のようなホスト結
晶を用いることで、２つの遷移の端を一致させることが
可能となる。
させることでこういったずれを改善すべきである。ガー
ネット（例えば、ＹＡＧ、ＧＧＧ等）のようなホスト結
晶を用いることで、２つの遷移の端を一致させることが
可能となる。
【００２７】例えばガーネット結晶の形状には、スカン
ジウムが有効である。例えばネオジムホストをＹＡＧか
らＹＳＡＧに変えると、１１２２．５nmのピークは１１
１８nmにシフトする。同様のスペクトルのシフトがＧＳ
ＡＧ又はＧＳＧＧ中のホルミウムに望まれる。ＬｉＹＯ
2 のような物質もネオジム線をより長い波長にシフト
し、それによりホルミウムを含んだ結晶を多数ポンプす
ることが可能となる。
ジウムが有効である。例えばネオジムホストをＹＡＧか
らＹＳＡＧに変えると、１１２２．５nmのピークは１１
１８nmにシフトする。同様のスペクトルのシフトがＧＳ
ＡＧ又はＧＳＧＧ中のホルミウムに望まれる。ＬｉＹＯ
2 のような物質もネオジム線をより長い波長にシフト
し、それによりホルミウムを含んだ結晶を多数ポンプす
ることが可能となる。
【００２８】一般的には、本発明によるガーネット結晶
は以下のように分類される、
は以下のように分類される、
【００２９】 （ＨｏｘＡｙＢ1-x-y ）3 （Ｃ）2 （Ｄ）3 Ｏ12
【００３０】ここで、
【００３１】Ａは（Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ）の群から選ば
れ、Ｂは（Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ）の群から選ばれ、Ｃは（Ｓ
ｃ、Ａｌ、Ｇａ）の群から選ばれ、Ｄは（Ａｌ、Ｇａ）
の群から選ばれ、Ｘは１５％より大きく、好ましくは２
０％より大きく、ｙは典型的には０．０１又は１％より
小さい。また、他の成分（例えば、Ｂ＝Ｌａ、Ｃ＝Ｌ
ｕ、Ｄ＝Ｇａ）であってもよい。ガーネットシステムに
おける結晶化学は、Ｓ．Ｇｅｌｌｅｒによる“Ｃｒｙｓ
ｔａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｇａｒｎ
ｅｔｓ”Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ ｆｕｒ Ｋｒｉｓｔ
ａｌｏｇｒａｐｈｉｅ．Ｂｄ．１２５ Ｓ．１−４７
（１９６７）に述べられている。パーセント濃度はｘ及
びｙの値を反映している（例えば、１０％Ｈｏ：ＹＡＧ
はｘ＝０．１、ｙ＝０、Ｂ＝Ｙ、そしてＣ＝Ｄ＝Ａｌの
場合である）。
れ、Ｂは（Ｙ、Ｇｄ、Ｌｕ）の群から選ばれ、Ｃは（Ｓ
ｃ、Ａｌ、Ｇａ）の群から選ばれ、Ｄは（Ａｌ、Ｇａ）
の群から選ばれ、Ｘは１５％より大きく、好ましくは２
０％より大きく、ｙは典型的には０．０１又は１％より
小さい。また、他の成分（例えば、Ｂ＝Ｌａ、Ｃ＝Ｌ
ｕ、Ｄ＝Ｇａ）であってもよい。ガーネットシステムに
おける結晶化学は、Ｓ．Ｇｅｌｌｅｒによる“Ｃｒｙｓ
ｔａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｇａｒｎ
ｅｔｓ”Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ ｆｕｒ Ｋｒｉｓｔ
ａｌｏｇｒａｐｈｉｅ．Ｂｄ．１２５ Ｓ．１−４７
（１９６７）に述べられている。パーセント濃度はｘ及
びｙの値を反映している（例えば、１０％Ｈｏ：ＹＡＧ
はｘ＝０．１、ｙ＝０、Ｂ＝Ｙ、そしてＣ＝Ｄ＝Ａｌの
場合である）。
【００３２】Ｎｄ：ＹＡＧは１０６４nmで稼動させられ
たときに効果的である。１０６４nm領域での振動遷移
は、ＨｏＡＧ中に約０．２５ｃｍ-1の吸収を与える。こ
の吸収は一般的に使用されるイッテルビウム含有材の吸
収よりも大きい。この波長においてホルミウム（例え
ば、Ｈｏ：ＹＡＧ又はＨｏ：ＧＧＧ）をポンピングする
ことは、イッテルビウムをポンピングすることよりも効
果的である。
たときに効果的である。１０６４nm領域での振動遷移
は、ＨｏＡＧ中に約０．２５ｃｍ-1の吸収を与える。こ
の吸収は一般的に使用されるイッテルビウム含有材の吸
収よりも大きい。この波長においてホルミウム（例え
ば、Ｈｏ：ＹＡＧ又はＨｏ：ＧＧＧ）をポンピングする
ことは、イッテルビウムをポンピングすることよりも効
果的である。
【００３３】5Ｉ6 及び 5Ｉ7 準位での寿命は、ＹＡＧ
及びＧＧＧの両方について濃度の関係として測定され
た。この結果が表１に示される。
及びＧＧＧの両方について濃度の関係として測定され
た。この結果が表１に示される。
【００３４】
【表１】 成分 寿命（μ秒） 下方遷移 5Ｉ6 5Ｉ7 5Ｉ5 5Ｓ2 ────────────────────────── １６％Ｈｏ：ＹＡＧ ４７ ５１６０ ．２５ ０．９ ３０％Ｈｏ：ＹＡＧ ４６ ３４００ ．５０ １．０ ５１％Ｈｏ：ＹＡＧ ４３ １９００ ．７５ １．０ １００％Ｈｏ：ＹＡＧ ２９ ９４０ ．９０ １．０ ──────────────────────────────────── １９％Ｈｏ：ＧＧＧ ３９０ ６５００ ．４０ １．０ ３２％Ｈｏ：ＧＧＧ ３６１ ５１６０ ．６０ １．０ ６０％Ｈｏ：ＧＧＧ ２１６ ２４８０ ．９５ １．０ １００％Ｈｏ：ＧＧＧ ５６ ６８０ １．０ １．０
【００３５】両材質の結晶は従来のツォクラルスキー法
により、ホルミウム濃度を１５％から１００％まで変化
させて成長させられる。螢光寿命及び下方遷移分岐率
は、ラマンシフト色素レーザ又は１１２３nm Ｎｄ：Ｙ
ＡＧレーザにより種々のホルミウム準位を選択励起させ
ること、及び 5Ｉ6 から 5Ｉ7 準位への２ミクロン放射
の時間分解能により測定される。その放射はフィルタさ
れたゲルマニウム又はインジウムの砒化物フォトダイオ
ードにより検出される。同じ 5Ｉ6 の寿命は、１．２又
は３ミクロン放射の下降時間、あるいは２ミクロン放射
の上昇時間として観測される。 5Ｉ7 の寿命は２ミクロ
ン放射の下降時間から決定される。すべての崩壊は、少
なくとも２つの寿命を指数部に持った１つの指数関数で
表される。
により、ホルミウム濃度を１５％から１００％まで変化
させて成長させられる。螢光寿命及び下方遷移分岐率
は、ラマンシフト色素レーザ又は１１２３nm Ｎｄ：Ｙ
ＡＧレーザにより種々のホルミウム準位を選択励起させ
ること、及び 5Ｉ6 から 5Ｉ7 準位への２ミクロン放射
の時間分解能により測定される。その放射はフィルタさ
れたゲルマニウム又はインジウムの砒化物フォトダイオ
ードにより検出される。同じ 5Ｉ6 の寿命は、１．２又
は３ミクロン放射の下降時間、あるいは２ミクロン放射
の上昇時間として観測される。 5Ｉ7 の寿命は２ミクロ
ン放射の下降時間から決定される。すべての崩壊は、少
なくとも２つの寿命を指数部に持った１つの指数関数で
表される。
【００３６】Ｈｏ：ＹＡＧでの寿命は、ＨｏＡＧの 5Ｉ
7 準位の寿命が、１００％Ｈｏでの３００マイクロ秒よ
りも長く９４０マイクロ秒であることを除き、アシュロ
フ氏等によって報告されたものと同じである。この差は
結晶の含水率の違いによる。ＨｏＡＧ寿命は、ＴｂやＤ
ｙのような希土類の存在に敏感であるべきであって、寿
命の差は結晶中の不純物の差を反映している。
7 準位の寿命が、１００％Ｈｏでの３００マイクロ秒よ
りも長く９４０マイクロ秒であることを除き、アシュロ
フ氏等によって報告されたものと同じである。この差は
結晶の含水率の違いによる。ＨｏＡＧ寿命は、ＴｂやＤ
ｙのような希土類の存在に敏感であるべきであって、寿
命の差は結晶中の不純物の差を反映している。
【００３７】いかなる場合にも、 5Ｉ6 準位をクエンチ
ングする濃度はそれほど重大ではなく、直接ポンピング
により、どのようなホルミウム濃度でも２．９４ミクロ
ンレーザが発振される。このレーザ発振は、ホルミウム
濃度が１５％から１００％であれば、その濃度によらな
い。しかし、より高い濃度はより高いポンプ吸収をする
ため効果的である。
ングする濃度はそれほど重大ではなく、直接ポンピング
により、どのようなホルミウム濃度でも２．９４ミクロ
ンレーザが発振される。このレーザ発振は、ホルミウム
濃度が１５％から１００％であれば、その濃度によらな
い。しかし、より高い濃度はより高いポンプ吸収をする
ため効果的である。
【００３８】表１より、高いホルミウム濃度において
２．９ミクロンホルミウムレーザをフラッシュランプポ
ンプすることが、所望の 5Ｉ6 上位レーザ準位をバイパ
スさせかつ直接的に低 5Ｉ7 レーザ準位に分布させるフ
ラッシュランプエネルギーを発生する 5Ｓ2 及び 5Ｉ5
準位からの２つの下方遷移過程により困難であることが
明らかである。これら両過程は共に低レーザ準位が高量
子効率によって分布させられることを許し、励起の大部
分は上位レーザ準位へバイパスされる、下方遷移が最小
となる低濃度を除き、この型のシステムの反転分布を形
成することは難しい。
２．９ミクロンホルミウムレーザをフラッシュランプポ
ンプすることが、所望の 5Ｉ6 上位レーザ準位をバイパ
スさせかつ直接的に低 5Ｉ7 レーザ準位に分布させるフ
ラッシュランプエネルギーを発生する 5Ｓ2 及び 5Ｉ5
準位からの２つの下方遷移過程により困難であることが
明らかである。これら両過程は共に低レーザ準位が高量
子効率によって分布させられることを許し、励起の大部
分は上位レーザ準位へバイパスされる、下方遷移が最小
となる低濃度を除き、この型のシステムの反転分布を形
成することは難しい。
【００３９】種々の下方遷移の効率は、パルス励起後の
２ミクロン 5Ｉ7 → 5Ｉ8 放射の上昇時間から決定され
る。 5Ｉ6 よりもエネルギーの高い状態での寿命はわず
か数ミリ秒であるので、すべての相互緩和は、励起の数
ミリ秒内に起こる。 5Ｉ6 準位を経ての崩壊はこの寿命
分だけ遅れる。このように、即発放射は相互緩和によ
り、遅延放射は 5Ｉ6 準位を経ての多重フォノン崩壊に
よる。
２ミクロン 5Ｉ7 → 5Ｉ8 放射の上昇時間から決定され
る。 5Ｉ6 よりもエネルギーの高い状態での寿命はわず
か数ミリ秒であるので、すべての相互緩和は、励起の数
ミリ秒内に起こる。 5Ｉ6 準位を経ての崩壊はこの寿命
分だけ遅れる。このように、即発放射は相互緩和によ
り、遅延放射は 5Ｉ6 準位を経ての多重フォノン崩壊に
よる。
【００４０】図３は、１５％Ｈｏ：ＧＧＧのときいくつ
かの励起波長において観測された２ミクロン上昇時間を
示す。２ミクロン放射は、２mmのゲルマニウムと４mmの
ＳｃｈｏｔｔＢＧ−４０ガラスをフィルタとして使用し
て、７７°Ｋにおいてインジウム砒化物フォトダイオー
ドにより検出される。励起パルス（１０ナノ秒以下）
は、水素中でラマンシフトしたＮｄ：ＹＡＧポンプ色素
レーザから発振される。直接的に 5Ｉ6 準位へ励起する
ことは即発放射を起こさない。この状態は多重フォノン
過程により完全に崩壊するように思われる。 5Ｉ5 ´、
5Ｉ4 ｀ 5Ｉ3 ｀又は 5Ｆ5 準位への励起は大即発成分
により本質的に同一の崩壊を生成する。このとは２つの
高エネルギー準位は 5Ｉ5 準位へと早く緩和することを
示す（この準位の原子の約４０％が相互緩和を経て崩壊
する）。ついには、 5Ｓ5 ＋ 5Ｆ4準位への励起は大即
発成分を生成する。このことは、この状態はほとんど全
て相互緩和により崩壊することを示す。さらに、相互緩
和過程は、この状態への直接励起と関連した相互緩和過
程を経ることのできる 5Ｉ5 準位への励起を生成する。
図４は、ＹＡＧ及びＧＧＧにおける両緩和過程の確率を
ホルミウム濃度の関数として示したものである。
かの励起波長において観測された２ミクロン上昇時間を
示す。２ミクロン放射は、２mmのゲルマニウムと４mmの
ＳｃｈｏｔｔＢＧ−４０ガラスをフィルタとして使用し
て、７７°Ｋにおいてインジウム砒化物フォトダイオー
ドにより検出される。励起パルス（１０ナノ秒以下）
は、水素中でラマンシフトしたＮｄ：ＹＡＧポンプ色素
レーザから発振される。直接的に 5Ｉ6 準位へ励起する
ことは即発放射を起こさない。この状態は多重フォノン
過程により完全に崩壊するように思われる。 5Ｉ5 ´、
5Ｉ4 ｀ 5Ｉ3 ｀又は 5Ｆ5 準位への励起は大即発成分
により本質的に同一の崩壊を生成する。このとは２つの
高エネルギー準位は 5Ｉ5 準位へと早く緩和することを
示す（この準位の原子の約４０％が相互緩和を経て崩壊
する）。ついには、 5Ｓ5 ＋ 5Ｆ4準位への励起は大即
発成分を生成する。このことは、この状態はほとんど全
て相互緩和により崩壊することを示す。さらに、相互緩
和過程は、この状態への直接励起と関連した相互緩和過
程を経ることのできる 5Ｉ5 準位への励起を生成する。
図４は、ＹＡＧ及びＧＧＧにおける両緩和過程の確率を
ホルミウム濃度の関数として示したものである。
【００４１】これらの下方遷移測定から、３ミクロン放
射での最も効果的な反転分布を形成する方法は、より高
い準位に分布させることなく、直接に 5Ｉ6 準位に分布
させることであることがわかる。８９０nmダイオードレ
ーザを用いて直接 5Ｉ5 準位をポンプするように、他の
ポンピング法によって下方遷移を実現できる。
射での最も効果的な反転分布を形成する方法は、より高
い準位に分布させることなく、直接に 5Ｉ6 準位に分布
させることであることがわかる。８９０nmダイオードレ
ーザを用いて直接 5Ｉ5 準位をポンプするように、他の
ポンピング法によって下方遷移を実現できる。
【００４２】選択性を実現する最も簡単な方法のひとつ
は、ポンプとしてＮｄ：ＹＡＧレーザを用いることであ
る。 5Ｉ6 寿命よりも短いポンプパルスを用いることに
よって、レーザを効率的にスイッチすることができる。
は、ポンプとしてＮｄ：ＹＡＧレーザを用いることであ
る。 5Ｉ6 寿命よりも短いポンプパルスを用いることに
よって、レーザを効率的にスイッチすることができる。
【００４３】具体例１
【００４４】図１を参照すると、レーザ実験は、端部ポ
ンピングされる４mm長のモノリス的Ｈｏ：ＹＡＧ平凸レ
ーザロッド１０により実施された。半径１０mm又は３０
０mmが共振器を形成するために用いられる。このロッド
１０の平端面は、２．９４ミクロンの波長の光が高反射
し、１１２３nmの波長の光が透過するように被覆され
た。ロッド１０の曲端面は２．９４ミクロンにおいて９
９．５％反射する。モノリス的レーザ空所は空気中の水
を吸収することを妨げる。ポンピングレーザ１２は、Ｅ
−Ｏ Ｑスイッチを備えたプリズムにより１０Ｈｚに同
調されたフラッシュランプポンプＮｄ：ＹＡＧレーザか
らなる。もちろん、レーザダイオードはＮｄ：ＹＡＧレ
ーザを稼動させるためにポンプすることに使われる。
ンピングされる４mm長のモノリス的Ｈｏ：ＹＡＧ平凸レ
ーザロッド１０により実施された。半径１０mm又は３０
０mmが共振器を形成するために用いられる。このロッド
１０の平端面は、２．９４ミクロンの波長の光が高反射
し、１１２３nmの波長の光が透過するように被覆され
た。ロッド１０の曲端面は２．９４ミクロンにおいて９
９．５％反射する。モノリス的レーザ空所は空気中の水
を吸収することを妨げる。ポンピングレーザ１２は、Ｅ
−Ｏ Ｑスイッチを備えたプリズムにより１０Ｈｚに同
調されたフラッシュランプポンプＮｄ：ＹＡＧレーザか
らなる。もちろん、レーザダイオードはＮｄ：ＹＡＧレ
ーザを稼動させるためにポンプすることに使われる。
【００４５】パルス幅は、出力が１１２３nmにおいて
０．５から２ミリジュールに増加するにつれて１７０か
ら９０ナノ秒へと変化する。ポンプビームは、レーザロ
ッド１０の平らな端面において半径１００ミクロンに焦
点を合わせられる。レーザ出力は、ゲルマニウムフィル
タされたインジウム砒化物フォトダイオード１４により
７７°Ｋにおいて検出、すなわち焦電検出される。２．
９４ミクロンレーザ発振のしきい値は２０ミリジュール
／平方cm以下であることがわかった。これは、被覆材の
破壊スレショルドより少ない強さの２次より以上であっ
た。斜面効率はかなり小さい（１％以下）ので、出力結
合は不十分となる。出力は、検出器が制限された期間、
数ミリ秒の一つのパルスとして出される。レーザ発振は
２．９４ミクロンでのみ観測される。同様の低しきい値
が、１５％から１００％のホルミウム濃度において達成
される。
０．５から２ミリジュールに増加するにつれて１７０か
ら９０ナノ秒へと変化する。ポンプビームは、レーザロ
ッド１０の平らな端面において半径１００ミクロンに焦
点を合わせられる。レーザ出力は、ゲルマニウムフィル
タされたインジウム砒化物フォトダイオード１４により
７７°Ｋにおいて検出、すなわち焦電検出される。２．
９４ミクロンレーザ発振のしきい値は２０ミリジュール
／平方cm以下であることがわかった。これは、被覆材の
破壊スレショルドより少ない強さの２次より以上であっ
た。斜面効率はかなり小さい（１％以下）ので、出力結
合は不十分となる。出力は、検出器が制限された期間、
数ミリ秒の一つのパルスとして出される。レーザ発振は
２．９４ミクロンでのみ観測される。同様の低しきい値
が、１５％から１００％のホルミウム濃度において達成
される。
【００４６】具体例２
【００４７】出力反射を９８％まで減少させることによ
り、出力を増加させることができる。ポンプスポット半
径は、２５０ミクロンであるが、４mm長、１０mm半径の
レーザロッドにおける計算モード寸法は５０ミクロンで
ある。これは最適な焦点合わせではないが、他の濃度の
ものよりましである。斜面効率はホルミウム濃度と共に
明らかに増加する。これは、より希薄したサンプル中で
の低吸収に部分的に寄与し、１５％サンプルはポンプ光
の半分しか吸収しない。
り、出力を増加させることができる。ポンプスポット半
径は、２５０ミクロンであるが、４mm長、１０mm半径の
レーザロッドにおける計算モード寸法は５０ミクロンで
ある。これは最適な焦点合わせではないが、他の濃度の
ものよりましである。斜面効率はホルミウム濃度と共に
明らかに増加する。これは、より希薄したサンプル中で
の低吸収に部分的に寄与し、１５％サンプルはポンプ光
の半分しか吸収しない。
【００４８】しきい値の振舞いはより独特であり、もし
吸収が唯一の効果であれば、しきい値は吸収の増加につ
れて減少すべきである。しかしながら、１５％サンプル
は、最低傾斜と同様に、最低のしきい値をもつ。これ
は、ホルミウム濃度と関連し、より高濃度サンプルでは
しきい値を上げる付加的受動損失が存在することを示唆
する。これは、Ｆ中心構造により、あるいは、八角体ア
ルミニウムサイトに置換される非化学量論的ホルミウム
イオンに関連する。アシュロフ氏等の報告によると、こ
のような置換は２０％を超えるホルミウム濃度で発生
し、数％の酸化スカンジウムをその溶解物に追加するこ
とによって除去できる。スカンジウムを置換したホルミ
ウム・アルミニウム・ガーネットのレーザ性能は具体例
７において試される。
吸収が唯一の効果であれば、しきい値は吸収の増加につ
れて減少すべきである。しかしながら、１５％サンプル
は、最低傾斜と同様に、最低のしきい値をもつ。これ
は、ホルミウム濃度と関連し、より高濃度サンプルでは
しきい値を上げる付加的受動損失が存在することを示唆
する。これは、Ｆ中心構造により、あるいは、八角体ア
ルミニウムサイトに置換される非化学量論的ホルミウム
イオンに関連する。アシュロフ氏等の報告によると、こ
のような置換は２０％を超えるホルミウム濃度で発生
し、数％の酸化スカンジウムをその溶解物に追加するこ
とによって除去できる。スカンジウムを置換したホルミ
ウム・アルミニウム・ガーネットのレーザ性能は具体例
７において試される。
【００４９】具体例３
【００５０】ＨｏＡＧにおいて、８９％Ｒで、１００μ
Ｊのしきい値と６％の傾斜係数とを持つ２．９４ミクロ
ンのパルス放射が、１５０ナノ秒パルス毎に観測され
た。これらの条件下では、全Ｈｏ濃度で同様の傾斜効率
（slope efficiency）を示すが、しきい値は、ホルミウ
ムが１５％から１００まで変化する２つの因子により増
加する。被覆損失は入力エネルギーを、典型的な上記レ
ーザ発振のしきい値である数ジュール／平方cmに制限す
る。この６％の傾斜効率はこのシステムにより期待され
る値から遠いものではない。このシステム（１．１２／
２．９４）でのストークス効率は３８％である。遷移は
自己結合であるので、効率は２つのレーザ準位の分岐と
ボルツマン因子に依る。アシュロフ氏のエネルギー準位
を用いると、ポンプ光子の６６％だけが２．９４ミクロ
ンにおいて抽出される。これにより全体での最大効率と
して２５％の値を得ることができる。観測された効率は
理論的最大値からの４つの因子のみであって、システム
をより活用することも可能である。
Ｊのしきい値と６％の傾斜係数とを持つ２．９４ミクロ
ンのパルス放射が、１５０ナノ秒パルス毎に観測され
た。これらの条件下では、全Ｈｏ濃度で同様の傾斜効率
（slope efficiency）を示すが、しきい値は、ホルミウ
ムが１５％から１００まで変化する２つの因子により増
加する。被覆損失は入力エネルギーを、典型的な上記レ
ーザ発振のしきい値である数ジュール／平方cmに制限す
る。この６％の傾斜効率はこのシステムにより期待され
る値から遠いものではない。このシステム（１．１２／
２．９４）でのストークス効率は３８％である。遷移は
自己結合であるので、効率は２つのレーザ準位の分岐と
ボルツマン因子に依る。アシュロフ氏のエネルギー準位
を用いると、ポンプ光子の６６％だけが２．９４ミクロ
ンにおいて抽出される。これにより全体での最大効率と
して２５％の値を得ることができる。観測された効率は
理論的最大値からの４つの因子のみであって、システム
をより活用することも可能である。
【００５１】表１は、 5Ｉ6 準位の直接ポンピングが増
感剤の有効な使用により増大せられることを示してい
る。しかしながら、増感剤の使用は明白な事ではない。
例えば、イッテルビウム増感剤は、上方遷移の問題を導
入するために発表された。表１によると、 5Ｉ7 の寿命
は短い方が望ましく、プラセオジミウム共ドーピングは
寿命を減少させる手段として試された。その結果は下記
の表２に示されている。
感剤の有効な使用により増大せられることを示してい
る。しかしながら、増感剤の使用は明白な事ではない。
例えば、イッテルビウム増感剤は、上方遷移の問題を導
入するために発表された。表１によると、 5Ｉ7 の寿命
は短い方が望ましく、プラセオジミウム共ドーピングは
寿命を減少させる手段として試された。その結果は下記
の表２に示されている。
【００５２】
【表２】 成分 寿命（μ秒） 下方遷移 5Ｉ6 5Ｉ7 5Ｉ5 5Ｓ2 ────────────────────── ０．０１％ Ｐｒ：ＨｏＡＧ １８ ＜５ −− −− １％ Ｐｒ、２５％Ｈｏ：ＧＧＧ ２４０ ４５ −− −−
【００５３】具体例４
【００５４】プラセオジミウムをドープされた２つのサ
ンプルを得る。第１のサンプルは０．０１％Ｐｒ：Ｈｏ
ＡＧであり、それは上位状態の寿命を犠牲にしてポンプ
吸収を最大にするように選ばれている。これは、上位状
態が比較的短寿命であることを黙許すれば、パルスポン
ピングが可能である。第２のサンプルは１％Ｐｒ、２５
％Ｈｏ：ＧＧＧであり、それは 5Ｉ6 寿命をできるだけ
長くし、かつ、持続波（ＣＷ）レーザ発振を可能にす
る。表２は、どちらのサンプルにおいても、 5Ｉ7 寿命
は 5Ｉ6 寿命よりも短くかつ遷移はもはや自己結合では
ないことを示している。
ンプルを得る。第１のサンプルは０．０１％Ｐｒ：Ｈｏ
ＡＧであり、それは上位状態の寿命を犠牲にしてポンプ
吸収を最大にするように選ばれている。これは、上位状
態が比較的短寿命であることを黙許すれば、パルスポン
ピングが可能である。第２のサンプルは１％Ｐｒ、２５
％Ｈｏ：ＧＧＧであり、それは 5Ｉ6 寿命をできるだけ
長くし、かつ、持続波（ＣＷ）レーザ発振を可能にす
る。表２は、どちらのサンプルにおいても、 5Ｉ7 寿命
は 5Ｉ6 寿命よりも短くかつ遷移はもはや自己結合では
ないことを示している。
【００５５】２５％Ｈｏ、１％Ｐｒ：ＧＧＧ結晶では、
5Ｉ6 寿命は３６５から２３０マイクロ秒へ減少し、か
つ、 5Ｉ7 下降時間は６２００から３７０マイクロ秒へ
変化した。これはＣＷレーザ発振をさせるために十分短
いものである。しかしながら、 5Ｉ7 崩壊は一つの指数
関数で表すことができず、４５マイクロ秒上昇時間及び
３５０マイクロ秒下降時間により表されている。これ
は、本サンプルにおいては、 5Ｉ7 崩壊は真の１指数関
数ではないからで、０．９５ｅｘｐ（−ｔ／４５）＋
０．０５ｅｘｐ（−ｔ／３５０）という形で 5Ｉ7 崩壊
が表されれば観測された崩壊は説明される。このこと
は、約５％のＨｏイオンがＰｒイオンが存在しないかの
ように崩壊する孤立サイトであることを示す。
5Ｉ6 寿命は３６５から２３０マイクロ秒へ減少し、か
つ、 5Ｉ7 下降時間は６２００から３７０マイクロ秒へ
変化した。これはＣＷレーザ発振をさせるために十分短
いものである。しかしながら、 5Ｉ7 崩壊は一つの指数
関数で表すことができず、４５マイクロ秒上昇時間及び
３５０マイクロ秒下降時間により表されている。これ
は、本サンプルにおいては、 5Ｉ7 崩壊は真の１指数関
数ではないからで、０．９５ｅｘｐ（−ｔ／４５）＋
０．０５ｅｘｐ（−ｔ／３５０）という形で 5Ｉ7 崩壊
が表されれば観測された崩壊は説明される。このこと
は、約５％のＨｏイオンがＰｒイオンが存在しないかの
ように崩壊する孤立サイトであることを示す。
【００５６】断面積測定はＪｕｄｄ−Ｏｆｅｌｔ計算に
基づいてなされてはいないが、得られる断面積は、２ミ
クロンホルミウム遷移、すなわち数平方ピコメートルの
断面積と同等であると期待される。ホルミウム及びエル
ビウムでのミクロン放射の寿命及び断面積は、ほとんど
同じである。よって、これら２つのレーザの性質は同等
である。
基づいてなされてはいないが、得られる断面積は、２ミ
クロンホルミウム遷移、すなわち数平方ピコメートルの
断面積と同等であると期待される。ホルミウム及びエル
ビウムでのミクロン放射の寿命及び断面積は、ほとんど
同じである。よって、これら２つのレーザの性質は同等
である。
【００５７】さらに、プラセオジミウムをドープしたサ
ンプルをポンプするためのエタロン同調、ＣＷポンプ、
ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザを用いて測定が行われ
た。数ｋＨｚで数ミリジュールのパルスがポンプレーザ
により得られる。多重横モードパルスはその期間が１か
ら３μ秒に変化する。レーザ操作は、１１１６nm及び１
１２３nm遷移と一致した大気中の水の吸光のために湿度
に敏感である。１１１６nm又は１１２３nmでの２９Ｗま
でのＣＷ出力が得られた。
ンプルをポンプするためのエタロン同調、ＣＷポンプ、
ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザを用いて測定が行われ
た。数ｋＨｚで数ミリジュールのパルスがポンプレーザ
により得られる。多重横モードパルスはその期間が１か
ら３μ秒に変化する。レーザ操作は、１１１６nm及び１
１２３nm遷移と一致した大気中の水の吸光のために湿度
に敏感である。１１１６nm又は１１２３nmでの２９Ｗま
でのＣＷ出力が得られた。
【００５８】具体例６
【００５９】上述したものと同様に９８％Ｒで被覆され
た２mm厚の両平面レーザロッドは、両物質のために使わ
れる。このロッド長は、１％Ｐｒ、２５％Ｈｏ：ＧＧＧ
の効果的吸収には短かすぎ、ポンプの３０％が吸収され
る。ＣＷ端部ポンプ０．０１％Ｐｒ：ＨｏＡＧのレーザ
発振は、数ワットのはっきりしないしきい値と時々の不
規則なスパイクからなる出力とを有する２．８５及び
２．９４ミクロンの２つの波長として観測される。ＣＷ
ポンプＧＧＧは、たとえかなりの量のスパイクがあった
としても真のＣＷレーザを発振する。
た２mm厚の両平面レーザロッドは、両物質のために使わ
れる。このロッド長は、１％Ｐｒ、２５％Ｈｏ：ＧＧＧ
の効果的吸収には短かすぎ、ポンプの３０％が吸収され
る。ＣＷ端部ポンプ０．０１％Ｐｒ：ＨｏＡＧのレーザ
発振は、数ワットのはっきりしないしきい値と時々の不
規則なスパイクからなる出力とを有する２．８５及び
２．９４ミクロンの２つの波長として観測される。ＣＷ
ポンプＧＧＧは、たとえかなりの量のスパイクがあった
としても真のＣＷレーザを発振する。
【００６０】ポンプビームの振幅は安定していないの
で、このようなスパイクは予期していなかった。ＣＷポ
ンピングにおいては、０．８Ｗ吸収のしきい値が、２．
７Ｗに現れる２．８９ミクロンの第２の線を有する２．
８５ミクロンレーザ発振に観測される。吸収力を基にし
た傾斜効率は９％である。２．５ｋＨｚでのパルスポン
ピングでは、７０μＪのしきい値と１０％を超える傾斜
効率とが、２．８５及び２．８９ミクロンでのレーザ発
振と共にＧＧＧに観測される。その出力は、１〜３μ秒
ポンプパルスの間に起こる１〜１０緩和スパイクからな
る。同じ条件で、ＨｏＡＧは１４０μＪのしきい値及び
４％の傾斜効率を有する。これはＧＧＧがＨｏＡＧより
も効率がよいことを示す。しかしながら、両平面空洞中
の熱効果による平均パワー依存が十分に特徴付けられて
いないため誤解を招くが、両物質での効率の増加が可能
となる。
で、このようなスパイクは予期していなかった。ＣＷポ
ンピングにおいては、０．８Ｗ吸収のしきい値が、２．
７Ｗに現れる２．８９ミクロンの第２の線を有する２．
８５ミクロンレーザ発振に観測される。吸収力を基にし
た傾斜効率は９％である。２．５ｋＨｚでのパルスポン
ピングでは、７０μＪのしきい値と１０％を超える傾斜
効率とが、２．８５及び２．８９ミクロンでのレーザ発
振と共にＧＧＧに観測される。その出力は、１〜３μ秒
ポンプパルスの間に起こる１〜１０緩和スパイクからな
る。同じ条件で、ＨｏＡＧは１４０μＪのしきい値及び
４％の傾斜効率を有する。これはＧＧＧがＨｏＡＧより
も効率がよいことを示す。しかしながら、両平面空洞中
の熱効果による平均パワー依存が十分に特徴付けられて
いないため誤解を招くが、両物質での効率の増加が可能
となる。
【００６１】具体例７
【００６２】（Ｈｏ0.999 Ｐｒ0.001 ）3 （Ａｌ0.98Ｓ
ｃ0.02）5 Ｏ12の成分を溶融した結晶が試験された。カ
ミンスキ氏によると、スカンジウムの付加は、八角体ア
ルミニウムサイトで過剰ホルミウム原子を除去する役割
を果たすとしている。それはクエンチングに多大の効果
を持つと予期できなかった。
ｃ0.02）5 Ｏ12の成分を溶融した結晶が試験された。カ
ミンスキ氏によると、スカンジウムの付加は、八角体ア
ルミニウムサイトで過剰ホルミウム原子を除去する役割
を果たすとしている。それはクエンチングに多大の効果
を持つと予期できなかった。
【００６３】ＰｒＳｃ：ＨｏＡＧのボウル状物１０は、
ＱスイッチされるＮｄ：ＹＡＧレーザ１２からの１１２
３nmで２００ナノ秒パルスで励起され、１．２、２及び
３ミクロンの放射が観測された。１．２ミクロン放射
は、シリコンウェハ及びラッテン８７−Ａフィルタによ
って濾過されたゲルマニウムフォトダイオード１４によ
り測定された。検出器の時間分解能は約１マイクロ秒で
あった。２及び３ミクロン放射は、７７°Ｋにおいてゲ
ルマニウム窓あきＩｎＡｓフォトダイオードにより検出
された。約７マイクロ秒の時間分解能が達成された。追
加のフィルタを用いない場合、両波長の放射が検出さ
れ、２ミクロン放射は、６mmのＢＧ−４０グラスの付加
により分離できた。
ＱスイッチされるＮｄ：ＹＡＧレーザ１２からの１１２
３nmで２００ナノ秒パルスで励起され、１．２、２及び
３ミクロンの放射が観測された。１．２ミクロン放射
は、シリコンウェハ及びラッテン８７−Ａフィルタによ
って濾過されたゲルマニウムフォトダイオード１４によ
り測定された。検出器の時間分解能は約１マイクロ秒で
あった。２及び３ミクロン放射は、７７°Ｋにおいてゲ
ルマニウム窓あきＩｎＡｓフォトダイオードにより検出
された。約７マイクロ秒の時間分解能が達成された。追
加のフィルタを用いない場合、両波長の放射が検出さ
れ、２ミクロン放射は、６mmのＢＧ−４０グラスの付加
により分離できた。
【００６４】具体例８
【００６５】１５％Ｈｏ：ＹＡＧ、ＨｏＡＧ及びＰｒＳ
ｃ：ＨｏＡＧ毎に１．２ミクロン崩壊が観測された。１
／ｅとなる寿命はそれぞれ４６、３１及び１８マイクロ
秒であった。ＨｏＡＧ及びＰｒＳｃ：ＨｏＡＧからの放
射も観測された。３ミクロン放射は、１．２ミクロンで
のデータと一致して、２つの結晶間では変化がないよう
であった。一方、２ミクロンでのデータは、プラセオジ
ミウムがＰｒＳｃ：ＨｏＡＧ中の 5Ｉ7 準位にクエンチ
ングされたことを示した。放射曲線は３ミクロン崩壊と
同じ形となり、かつ、弱い強度であった。これは、０．
５及び５マイクロ秒の間での 5Ｉ7 寿命と一致する。こ
のように、プラセオジミウムは 5Ｉ7 寿命を３ケタ減少
させると同時に、 5Ｉ6 寿命を４０％だけ減少させる。
ｃ：ＨｏＡＧ毎に１．２ミクロン崩壊が観測された。１
／ｅとなる寿命はそれぞれ４６、３１及び１８マイクロ
秒であった。ＨｏＡＧ及びＰｒＳｃ：ＨｏＡＧからの放
射も観測された。３ミクロン放射は、１．２ミクロンで
のデータと一致して、２つの結晶間では変化がないよう
であった。一方、２ミクロンでのデータは、プラセオジ
ミウムがＰｒＳｃ：ＨｏＡＧ中の 5Ｉ7 準位にクエンチ
ングされたことを示した。放射曲線は３ミクロン崩壊と
同じ形となり、かつ、弱い強度であった。これは、０．
５及び５マイクロ秒の間での 5Ｉ7 寿命と一致する。こ
のように、プラセオジミウムは 5Ｉ7 寿命を３ケタ減少
させると同時に、 5Ｉ6 寿命を４０％だけ減少させる。
【００６６】上述の具体例に基づき、数々の応用が可能
である。加うるに、上記の事項は実証だけであって当業
者に本発明の内容を教えることである。形、大きさ、部
分配列、同様の部材などで様々な応用が上述の具体例に
適用できる。
である。加うるに、上記の事項は実証だけであって当業
者に本発明の内容を教えることである。形、大きさ、部
分配列、同様の部材などで様々な応用が上述の具体例に
適用できる。
【００６７】例えば、具体例８の新しい結晶の分光学的
特性は繰り返しパルスポンピングにとって理想的である
が、プラセオジミウムをさらに加えることは冒険的なこ
とであろう。現状では、 5Ｉ7 寿命の４０％低下は、も
し 5Ｉ6 寿命を１００ナノ秒以下に減少できれば、（す
なわち、ポンプパルス長以下に減少できれば）、受け入
れられるものであろう。これはより効果的な利得スイッ
チングが得られ、それゆえ冒険的となる。一方、すでに
達成された 5Ｉ7 寿命を特別短くすることは、ＣＷ発振
が実行できることを示す。しかしこの場合、たとえ 5Ｉ
7 寿命を多少増加させようとも、 5Ｉ6 寿命を増加させ
ることが実質上好ましい。これは、０．９９９９９純度
の出発材からなる（Ｈｏ0.999 Ｐｒ0.001 ）3 Ｇａ5 Ｏ
12という構成成分の溶融結晶成長が、 5Ｉ6 寿命はプラ
セオジミウムが存在しないとき７０μ秒もしくはそれ以
上であるので好適である。
特性は繰り返しパルスポンピングにとって理想的である
が、プラセオジミウムをさらに加えることは冒険的なこ
とであろう。現状では、 5Ｉ7 寿命の４０％低下は、も
し 5Ｉ6 寿命を１００ナノ秒以下に減少できれば、（す
なわち、ポンプパルス長以下に減少できれば）、受け入
れられるものであろう。これはより効果的な利得スイッ
チングが得られ、それゆえ冒険的となる。一方、すでに
達成された 5Ｉ7 寿命を特別短くすることは、ＣＷ発振
が実行できることを示す。しかしこの場合、たとえ 5Ｉ
7 寿命を多少増加させようとも、 5Ｉ6 寿命を増加させ
ることが実質上好ましい。これは、０．９９９９９純度
の出発材からなる（Ｈｏ0.999 Ｐｒ0.001 ）3 Ｇａ5 Ｏ
12という構成成分の溶融結晶成長が、 5Ｉ6 寿命はプラ
セオジミウムが存在しないとき７０μ秒もしくはそれ以
上であるので好適である。
【００６８】このように、特許請求の範囲の精神に基づ
いて数々の変更がなされる。
いて数々の変更がなされる。
【００６９】
【発明の効果】本発明により、３ミクロン領域で稼動す
るホルミウムレーザ材及びそのためのポンピングレーザ
が提供されたため、医学分野への応用が期待される。
るホルミウムレーザ材及びそのためのポンピングレーザ
が提供されたため、医学分野への応用が期待される。
【図１】本発明によるレーザシステムのブロック図であ
る。
る。
【図２】5Ｉ8 から 5Ｉ6 へのホルミウム遷移における
波長領域でのＨｏＡＧ及びＨｏＧＧの吸収スペクトルを
示すグラフである。
波長領域でのＨｏＡＧ及びＨｏＧＧの吸収スペクトルを
示すグラフである。
【図３】１５％Ｈｏ：ＧＧＧにおける５Ｉ７放射のグラ
フである。
フである。
【図４】ホルミウム濃度の関数としての相互緩和（cros
s relaxation）確率のグラフである。
s relaxation）確率のグラフである。
１０ ロッド １２ ポンピングレーザ １４ インジウム砒化物フォトダイオード
Claims (40)
- 【請求項１】ａ）約１．１ミクロンのポンピング波長に
より特徴づけられるポンピングレーザ手段と、 ｂ）前記ポンピング波長において強吸収で前記ポンピン
グレーザ手段とポンプ結合し、かつ、１５％を超えるホ
ルミウム濃度を有するホルミウムレーザ材からなるホル
ミウムレーザ手段とを、 備えた３ミクロン領域で稼動する固体レーザシステム。 - 【請求項２】前記レーザ材が、ホルミウムの 5Ｉ7 準位
をクエンチングするためにドープされている請求項１記
載のシステム。 - 【請求項３】前記ポンピングレーザ手段が、約１．１２
ミクロンのポンピング波長を生成するネオジム基結晶を
備えた請求項１記載のシステム。 - 【請求項４】前記レーザ材が、希土類アルミニウム、ガ
リウム及びスカンジウムガーネットからなる群から選ば
れる請求項１記載のシステム。 - 【請求項５】前記レーザ材のホルミウム濃度が２０から
１００％の範囲である請求項１記載のシステム。 - 【請求項６】前記レーザ材は、ホルミウムの 5Ｉ7 寿命
が 5Ｉ6 寿命よりも短くなるように共ドープされている
請求項１記載のシステム。 - 【請求項７】前記ポンピングレーザ手段が、約１．１５
ミクロンをポンプする少なくとも１つのレーザダイオー
ドを備えた請求項１記載のシステム。 - 【請求項８】前記レーザ材が約０．０１％Ｐｒ：ＨｏＡ
Ｇの結晶を備えた請求項７記載のシステム。 - 【請求項９】前記レーザ材が約１％Ｐｒ、２５％Ｈｏ：
ＧＧＧを備えた請求項７記載のシステム。 - 【請求項１０】前記ホルミウムレーザ手段が、前記ポン
ピングレーザ手段によりポンプされるパルスである請求
項１記載のシステム。 - 【請求項１１】前記ネオジムレーザ手段が、１１２３nm
波長のパルスを放射し、かつ、５００μ秒以下の幅を持
ったパルスである前記ホルミウムレーザ手段により端部
ポンプされるランプによりポンプされＱスイッチを備え
たＮｄ：ＹＡＧレーザを備えた請求項１０記載のシステ
ム。 - 【請求項１２】前記ホルミウムレーザ材が、約２．９４
ミクロンを高反射しかつ約１１２３nmを高透過するよう
に被覆された平坦部、及び約２．９４ミクロンを９５％
以上（９５％は含まない）反射するように被覆された前
記平坦部と反対側の部分を備えたＨｏ：ＹＡＧ結晶を備
えた請求項１１記載のシステム。 - 【請求項１３】前記ポンピングレーザ手段が、ホルミウ
ムの 5Ｉ6 寿命よりも短い寿命のポンピングパルスを放
射する請求項１０記載のシステム。 - 【請求項１４】前記ポンピングレーザ手段が、前記ホル
ミウムレーザ手段の 5Ｉ6 準位を実質的に直接ポンピン
グする手段を含む請求項１記載のシステム。 - 【請求項１５】前記ホルミウムレーザ材が、ネオジム、
ヨーロピウム及びプラセオジミウムからなる群から選ば
れた希土類を、前記ポンピングレーザ手段によりＣＷポ
ンピングが可能となる量だけ共ドープされた請求項１記
載のシステム。 - 【請求項１６】前記ホルミウムレーザ材が、ホルミウム
をドープされ、かつ、ＹＡＧ、ＧＧＧ、ＹＳＡＧ、ＧＳ
ＡＧ及びＧＳＧＧよりなる群から選ばれたガーネットで
ある請求項１５記載のシステム。 - 【請求項１７】ホルミウム濃度が１５％を超え、かつ、
約１．１２ミクロンの波長とホルミウムの 5Ｉ6 寿命よ
りも短かい幅とを有する少なくとも１つの光パルスによ
ってポンプされるように適合されたレーザ基を備えたレ
ーザ。 - 【請求項１８】前記レーザ基がガーネット結晶である請
求項１７記載のレーザ。 - 【請求項１９】前記ホルミウムレーザが、ｘ＋ｙ＜１か
つａ＋ｂ＜１（ただし、ａ、ｂ、ｘ及びｙは原子の重量
比を表す）の条件を満たし、（ＨｏｘＰｒｙ）3 （Ａｌ
ａＳｃｂ）5 Ｏ12という成分を有する溶融結晶を備えた
請求項１７記載のレーザ。 - 【請求項２０】前記ホルミウムレーザが、ネオジム基を
有するレーザよりポンプされる請求項１７記載のレー
ザ。 - 【請求項２１】前記ネオジム基がＮｄ：ＹＡＧからな
り、かつ、前記ホルミウムレーザが約１１２３nmの複数
のパルスによりポンプされる請求項２０記載のレーザ。 - 【請求項２２】前記レーザ基がレーザダイオードにより
ポンプされる請求項１７記載のレーザ。 - 【請求項２３】前記パルスが３００ナノ秒より小さい幅
のパルスである請求項１７記載のレーザ。 - 【請求項２４】前記ポンピングパルスのパルス幅が、前
記ホルミウムレーザをスイッチするために十分短かい請
求項１７記載のレーザ。 - 【請求項２５】前記ホルミウム基が、ヨーロピウム、ネ
オジム及びプラセオジミウムからなる群から選ばれた希
土類により共ドープされている請求項１７記載のレー
ザ。 - 【請求項２６】ネオジムレーザ手段が、約３ミクロンで
適度に高エネルギーの出力パルスを生成するホルミウム
レーザをポンプするために用いられ、 ホルミウム基が１５％を超えるホルミウム濃度と少なく
とも０．０１％のプラセオジミウム濃度とを有するレー
ザシステム。 - 【請求項２７】前記ネオジムレーザ手段が、約１．１１
ミクロンのポンピング波長を有するネオジムレーザがあ
る請求項２６記載のシステム。 - 【請求項２８】ａ）ポンピング波長により特徴づけられ
るポンピングレーザ手段、 ｂ）前記ポンピング波長において強吸収で前記ポンピン
グレーザ手段と接合し、かつ、１５％を超えるホルミウ
ム濃度を有するホルミウムレーザ材を備えたホルミウム
レーザ手段及び、 ｃ）前記ポンピングレーザ手段及び前記ホルミウムレー
ザ手段の内の少なくとも１つによってホルミウムの 5Ｉ
7 準位分布数を減少させる分布制御手段、 を備えた３ミクロン領域で稼動する固体レーザシステ
ム。 - 【請求項２９】ａ）ポンピング波長により特徴づけられ
るポンピングレーザ手段、 ｂ）前記ポンピング波長において強吸収で前記ポンピン
グレーザ手段と接合し、かつ、１５％を超えるホルミウ
ム濃度を有するホルミウムレーザ材を備えたホルミウム
レーザ手段及び、 ｃ）前記ポンピングレーザ手段及び前記ホルミウムレー
ザ手段の内の少なくとも１つによってホルミウムの 5Ｉ
6 準位をバイパスし直接 5Ｉ7 準位へ分布させる効果を
有する下方遷移過程を避けることでホルミウムの 5Ｉ7
準位分布数を減少させる分布制御手段、 を備えた３ミクロン領域で稼動する固体レーザシステ
ム。 - 【請求項３０】ａ）ポンピング波長により特徴づけられ
るポンピングレーザ手段、 ｂ）前記ポンピング波長において強吸収で前記ポンピン
グレーザ手段と接合し、かつ、１５％を超えるホルミウ
ム濃度を有するホルミウムレーザ材を備えたホルミウム
レーザ手段及び、 ｃ）前記ホルミウムレーザ手段によってホルミウムの 5
Ｉ7 準位分布数を減少させ、かつ、Ｅｕ、Ｎｄ及びＰｒ
からなる群から選ばれた希土類を、ホルミウムの 5Ｉ7
準位の寿命を短かくする効果を有する最低量である０．
００５％よりも多く共ドープされた材を備えた分布制御
手段、 を備えた３ミクロン領域で稼動する固体レーザシステ
ム。 - 【請求項３１】ａ）ポンピング波長により特徴づけられ
るポンピングレーザ手段、 ｂ）前記ポンピング波長において強吸収で前記ポンピン
グレーザ手段と接合し、かつ、１５％を超えるホルミウ
ム濃度を有するホルミウムレーザ材を備えたホルミウム
レーザ手段及び、 ｃ）前記ホルミウムレーザ手段によってホルミウムの 5
Ｉ7 準位分布数を減少させ、かつ、ホルミウムの 5Ｉ6
準位の寿命よりも一般的に短い長さの１つあるいは複数
のパルスを用いることにより、 5Ｉ6 準位を実質的に直
接ポンピングする手段を備えた分布制御手段、 を備えた３ミクロン領域で稼動する固体レーザシステ
ム。 - 【請求項３２】前記パルスが、ホルミウムの 5Ｉ7 準位
の寿命よりも一般的には長い間繰り返される請求項３１
記載のシステム。 - 【請求項３３】実質的に 5Ｉ6 準位へ直接ポンプされ、
かつ、ホルミウム濃度が、２０％を超えるホルミウム基
を有するホルミウムレーザを備えた３ミクロン領域で出
力をするレーザ。 - 【請求項３４】前記ホルミウム基が、ヨーロピウム、ネ
オジム及びプラセオジミウムからなる群から選ばれた希
土類で共ドープされる請求項３３記載のレーザ。 - 【請求項３５】前記ホルミウム基が、ホルミウムの 5Ｉ
7 準位をクエンチングできる量で、かつ、 5Ｉ7 準位の
寿命が 5Ｉ6 準位の寿命よりも短かくなる量だけドープ
されている請求項３３記載のレーザ。 - 【請求項３６】ホルミウム及びエルビウムからなる群か
ら選ばれた希土類を、この希土類が１５％以上の濃度と
なるようにドープされ、かつ、Ｐｒ、Ｅｕ及びＮｄから
なる群から選ばれた希土類を少なくとも０．００５％の
濃度で共ドープされたガーネットを備えた３ミクロン領
域の出力を生成するレーザ材。 - 【請求項３７】前記ガーネットが、ＹＡＧ、ＧＧＧ、Ａ
Ｇ、ＧＧ、ＹＳＡＧ、ＧＳＡＧ及びＧＳＧＧからなる群
から選ばれる請求項３６記載のレーザ材。 - 【請求項３８】前記ガーネットが、ＭをＰｒ、Ｅｕ及び
Ｎｄからなる群から選ばれた希土類であり、かつ、ｘは
１５％以上（１５％は含まない）、ｙは少なくとも０．
００５％及びｚは５％より小さいとして、（ＨｏｘＭ
ｙ）3 （Ａｌ1-Z Ｓｃｚ）Ｏ12という成分を有する溶融
結晶を備えた請求項３６記載のレーザ材。 - 【請求項３９】前記ガーネットが、ＭをＰｒ、Ｅｕ及び
Ｎｄからなる群から選ばれた希土類であり、かつ、ｘは
１５％以上（１５％は含まない）かつｙは少なくとも
０．００５％として、（ＨｏｘＭｙ）3 Ｇａ5 Ｏ12とい
う成分を有する溶融結晶から形成される請求項３６記載
のレーザ材。 - 【請求項４０】Ｍ＝Ｐｒ、ｘ＝９９．９９、ｙ＝０．０
１及びｚ＝０．０２である請求項３８記載のレーザ材。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/487,537 US5070507A (en) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | Three micron laser |
| US487,537 | 1990-03-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06120606A true JPH06120606A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=23936138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3061131A Pending JPH06120606A (ja) | 1990-03-02 | 1991-03-02 | 固体レーザシステム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5070507A (ja) |
| EP (1) | EP0444949A3 (ja) |
| JP (1) | JPH06120606A (ja) |
| CA (1) | CA2037016A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104064956A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-24 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 基于掺钬激光晶体的1.2μm波段的近红外固体激光器 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5295146A (en) * | 1992-04-10 | 1994-03-15 | Polaroid Corporation | Solid state gain mediums for optically pumped monolithic laser |
| US5251225A (en) * | 1992-05-08 | 1993-10-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Quantum-well diode laser |
| US5289482A (en) * | 1992-12-30 | 1994-02-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Intracavity-pumped 2.1 μm Ho3+ :YAG laser |
| US5418182A (en) * | 1993-03-26 | 1995-05-23 | Honeywell Inc. | Method of fabricating diode lasers using ion beam deposition |
| DE19709861C2 (de) * | 1997-03-11 | 1999-04-01 | Vitcon Projektconsult Gmbh | Einrichtung zur Ablation von Material mit Hilfe von Laserstrahlung |
| DE19910174A1 (de) * | 1999-03-01 | 2000-09-07 | Aesculap Meditec Gmbh | Infrarot-Laseranordnung, insbesondere für medizinische Anwendungen |
| US6269108B1 (en) | 1999-05-26 | 2001-07-31 | University Of Central Florida | Multi-wavelengths infrared laser |
| US6816532B2 (en) * | 2001-05-15 | 2004-11-09 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Laser-diode-excited laser apparatus, fiber laser apparatus, and fiber laser amplifier in which laser medium doped with one of ho3+, sm3+, eu3+, dy3+, er3+, and tb3+is excited with gan-based compound laser diode |
| US6512630B1 (en) * | 2001-07-13 | 2003-01-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Miniature laser/amplifier system |
| US8817830B2 (en) | 2002-09-19 | 2014-08-26 | The Uab Research Foundation | Saturable absorbers for Q-switching of middle infrared laser cavaties |
| JP2006282447A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 透光性材料およびその製造方法 |
| WO2006109730A1 (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | レーザ光源及び光学装置 |
| US20070237365A1 (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-11 | Monro Donald M | Biometric identification |
| US20080161674A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-03 | Donald Martin Monro | Active in vivo spectroscopy |
| ES2871148T3 (es) | 2010-02-24 | 2021-10-28 | Univ Macquarie | Sistemas y procedimientos de láser raman de diamante de infrarrojo de medio a lejano |
| CN115261986A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-11-01 | 同济大学 | 一种钬镨共掺氧化钪中红外波段激光晶体及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE756142A (fr) * | 1969-09-22 | 1971-02-15 | Westinghouse Electric Corp | Nouveaux lasers |
| US3786365A (en) * | 1972-04-26 | 1974-01-15 | Hughes Aircraft Co | Laser materials from calcium fluoride - rare earth fluoride expanded lattice structures |
| US4701928A (en) * | 1985-10-02 | 1987-10-20 | Board Of Trustees, Leland J. Stanford University | Diode laser pumped co-doped laser |
-
1990
- 1990-03-02 US US07/487,537 patent/US5070507A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-02-25 CA CA002037016A patent/CA2037016A1/en not_active Abandoned
- 1991-03-01 EP EP19910301709 patent/EP0444949A3/en not_active Withdrawn
- 1991-03-02 JP JP3061131A patent/JPH06120606A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104064956A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-24 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 基于掺钬激光晶体的1.2μm波段的近红外固体激光器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0444949A3 (en) | 1992-08-12 |
| EP0444949A2 (en) | 1991-09-04 |
| CA2037016A1 (en) | 1991-09-03 |
| US5070507A (en) | 1991-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6567431B2 (en) | Multi-wavelengths infrared laser | |
| US5315608A (en) | Holmium-doped solid state optically pumped laser | |
| Stange et al. | Continuous wave 1.6 μm laser action in Er doped garnets at room temperature⋆ | |
| Brede et al. | Green up‐conversion laser emission in Er‐doped crystals at room temperature | |
| US4965803A (en) | Room-temperature, laser diode-pumped, q-switched, 2 micron, thulium-doped, solid state laser | |
| US5182759A (en) | Apparatus and method for pumping of a weakly absorbing lasant material | |
| US4227159A (en) | Common-resonator pre-locked laser | |
| JPH06120606A (ja) | 固体レーザシステム | |
| US20010010697A1 (en) | Yb-doped:YCOB laser | |
| EP0567553A4 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR PUMPING SEMICONDUCTOR LASERS CONTAINING TRANSITION METAL IONS USING DIODE LASER SOURCES. | |
| Brede et al. | Room‐temperature green laser emission of Er: LiYF4 | |
| Funk et al. | Glass-fiber lasers in the ultraviolet and visible | |
| Philipps et al. | Diode-pumped erbium-ytterbium-glass laser passively Q-switched with a PbS semiconductor quantum-dot doped glass | |
| US5022040A (en) | Upconversion pumped lasers | |
| EP1618634B1 (en) | Eye-safe solid-state laser system | |
| US7352790B2 (en) | Method and apparatus for producing an eye-safe laser | |
| US4167712A (en) | Praseodymium blue-green laser system | |
| US5742632A (en) | Ho:LuLF and Ho:Tm:LuLF laser materials | |
| US4995046A (en) | Room temperature 1.5 μm band quasi-three-level laser | |
| US4347485A (en) | Excimer-pumped blue-green laser | |
| US4490822A (en) | Cr-Doped yttrium gallium garnet laser | |
| RU2746445C2 (ru) | Усилитель высокой мощности на кристалле, легированном редкоземельными элементами, основанный на схеме закачки со сверхнизким квантовым дефектом, использующей одномодовые или низкомодовые волоконные лазеры | |
| Spariosu et al. | Intracavity 1.549-/spl mu/m pumped 1.634-/spl mu/m Er: YAG lasers at 300 K | |
| US5287378A (en) | Holmium quasi-two level laser | |
| US5388112A (en) | Diode-pumped, continuously tunable, 2.3 micron CW laser |