JPH06232491A

JPH06232491A - 緑色レーザー

Info

Publication number: JPH06232491A
Application number: JP3416693A
Authority: JP
Inventors: Aki Shikita; 亜樹敷田; Hisayoshi Toratani; 久良虎溪
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 1994-08-19

Abstract

(57)【要約】【目的】室温で発光効率が高く、緑色のレーザー発振
が可能であり、かつコンパクトで、市販の高出力半導体
レーザーを励起光源として用いることが可能なレーザー
素子の提供。【構成】陽イオンとしてＨｏイオン０．０１〜２モル
％、Ｙｂイオンを０．５〜２０モル％含有し、陰イオン
としてＦイオンを８０〜１００モル％、Ｃｌイオンを０
〜２０モル％含有するハロゲン化物ガラスからなる発光
媒体と共振器構造を有するレーザー素子。陽イオンとし
てＨｏイオン０．０１〜２モル％、Ｙｂイオンを０．５
〜２０モル％含有し、陰イオンとしてＦイオンを８０〜
１００モル％、Ｃｌイオンを０〜２０モル％含有するハ
ロゲン化物ガラスからなるコアと、コアより低屈折率の
クラッドからなる光ファイバーである発光媒体と共振器
構造を有するレーザー素子。これらのレーザー素子は、
９６０〜９８２ｎｍのレーザーを励起光源として５４０
〜５５０ｎｍのレーザー光を与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光ピーク波長が５４
０〜５５０ｎｍの緑色のＹｂにより増感されたＨｏハロ
ゲン化物ガラスを用いたレーザー素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】赤外光を励起光源として緑色領域の光を
発生させようという試みは、近年盛んに行われつつあ
る。第一は、Ｎｄ：ＹＡＧなどのレーザー結晶を赤外レ
ーザーで励起し出力レーザー光を高調波変換することに
より緑色レーザーを得ようとするものである。第二は、
赤外の半導体レーザーを直接波長変換することで緑色光
を得ようとするものである。これに対し、第三の方法と
してＥｒなどの希土類イオンを含む結晶又はガラスを赤
外光で励起したときに、多段階励起によって励起光より
も短い波長の光を発生させる、いわゆるアップコンバー
ジョン現象を用いて緑色レーザー光を発生させる方法が
ある。この方法は高調波変換を必要としない点で第一及
び、第二の方法に比べて特長がある。

【０００３】従来、アップコンバージョンにより実現し
ている緑色レーザーとして、結晶を用いたものではＥ
ｒ：ＹＬｉＦ₄結晶を７９１ｎｍのレーザー光で励起
し、６５Ｋで５５１ｎｍのレーザー発振を得たもの、Ｅ
ｒ：ＹＬｉＦ₄結晶を７９１ｎｍのレーザー光で励起
し、４０Ｋで５５１ｎｍのレーザー光を得たもの、Ｅ
ｒ：ＹＬｉＦ₄結晶を７９７ｎｍ又は９６９ｎｍのレー
ザー光で励起し、２５Ｋで５６０ｎｍのレーザー発振を
得たもの、Ｅｒ：ＹＬｉＦ₄結晶を１５００ｎｍのレー
ザー光で励起し、２５〜３５Ｋで５６０ｎｍ及び５５１
ｎｍのレーザー発振を得たものが報告されている。

【０００４】一方、ガラスを用いたものでは、Ｈｏ：フ
ッ化ジコルニウムガラスファイバーを６４７ｎｍの赤色
レーザー光で励起し、室温で５５０ｎｍ付近のレーザー
発振を得たもの、Ｐｒ：フッ化ジコルニウムガラスファ
イバーを８３５ｎｍと１０１０ｎｍの二つのレーザー光
で励起して、室温で５２０ｎｍのレーザー光を得たも
の、Ｅｒ：フッ化ジコルニウムガラスファイバーを８０
１ｎｍ又は９８０ｎｍのレーザー光で励起して、室温で
５４６ｎｍのレーザー発振を得たものが報告されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】アップコンバージョン
を用いた緑色レーザーは高調波変換を必要としない点で
優れている。しかし、結晶を発光媒体としたものはレー
ザー発振にかなりの低温を必要とすること、半導体レー
ザーを用いるのが難しい励起波長を必要とすること、結
晶自体が作成しにくく、かつ高価であることなどデバイ
スとしての実用化に問題がある。

【０００６】一方、ガラスを発光媒体としたものは、材
料として作成が用意であること、ファイバー構造にする
ことにより励起密度を高めることができるため室温レー
ザー発振が可能になることなどの点で優れている。しか
しながら、これまでに報告されているレーザーガラスで
は、活性物質自体が励起光を吸収することから、レーザ
ー発振を有利にするために活性イオンを低濃度にし、か
つ励起光の吸収効率を上げるためには、１ｍから１０ｍ
のファイバー長が必要であり、デバイスとしてのコンパ
クト化は困難であった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、室温で発光効率
が高く、緑色のレーザー発振が可能であり、かつコンパ
クトで、市販の高出力半導体レーザーを励起光源として
用いることが可能なレーザー素子を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラスを構成
する陽イオンとしてＨｏイオンを０．０１〜２モル％及
びＹｂイオンを０．５〜２０モル％含有し、ガラスを構
成する陰イオンとしてＦイオンを８０〜１００モル％及
びＣｌイオンを０〜２０モル％含有するハロゲン化物ガ
ラスからなる発光媒体、及び該発光媒体の両端に共振器
構造を有するレーザー素子であって、ピーク波長が９６
０〜９８２ｍｎの範囲にあるレーザーを励起光源とした
ときに、ピーク波長が５４０〜５５０ｎｍの範囲にある
レーザー光を与えることを特徴とするレーザー素子に関
する。

【０００９】さらに本発明は、ガラスを構成する陽イオ
ンとしてＨｏイオンを０．０１〜２モル％及びＹｂイオ
ンを０．５〜２０モル％含有し、ガラスを構成する陰イ
オンとしてＦイオンを８０〜１００モル％及びＣｌイオ
ンを０〜２０モル％含有するハロゲン化物ガラスからな
るコアと、該ハロゲン化物ガラスより低い屈折率を有す
る材料からなるクラッドとを有する光ファイバー、及び
該光ファイバーの両端に共振器構造を有するレーザー素
子であって、ピーク波長が９６０〜９８２ｍｎの範囲に
あるレーザーを励起光源としたときに、ピーク波長が５
４０〜５５０ｎｍの範囲にあるレーザー光を与えること
を特徴とするレーザー素子に関する。

【００１０】また、本発明は、前記のレーザー素子に、
ピーク波長が９６０〜９８２ｍｎの範囲にあるレーザー
を励起光源として照射して、ピーク波長が５４０〜５５
０ｎｍの範囲にあるレーザー光を得ることを特徴とする
レーザーの発振方法に関する。

【００１１】本発明では、Ｈｏを活性物質、Ｙｂを付活
物質とすることによって、９６０ｎｍから９８２ｎｍの
レーザー光で励起したときに吸収効率が大きく、かつＹ
ｂからＨｏへの非共鳴的な励起エネルギーの移動によっ
てＨｏを有効に励起し、効率よく緑色光発生を可能にし
た。また、Ｈｏの濃度を低くすることによって、レーザ
ー発振のしきい値を下げる一方、Ｙｂの濃度を高くして
励起効率を高め、コンパクトな緑色レーザーを可能にし
た。さらに、ＹｂからＨｏへのエネルギー移動が効率よ
く生じるように、ガラスのフォノンエネルギーを最適化
した組成を用いた。さらに、このガラスをコアとする光
ファイバーを採用することによって、励起効率をさらに
高め、発光効率を高めた。また、さらには多段階励起過
程を検討することにより、緑色発光に最適な励起波長と
して、９６０ｎｍから９８２ｎｍの波長を特定した。

【００１２】本発明のレーザー素子に用いるハロゲン化
物ガラスは、ガラスを構成する陽イオンとしてＨｏイオ
ンを０．０１〜２モル％及びＹｂイオンを０．５〜２０
モル％含有する。Ｈｏイオンの含有量が０．０１モル％
未満では、十分な利得が得られない。一方、Ｈｏイオン
の含有量が２モル％を超えると、発振しきい値が高くな
り過ぎるためにレーザー発振しにくくなる。Ｙｂイオン
の含有量が０．５モル％未満ではＹｂからＨｏへのエネ
ルギー移動の効率が低く、２０モル％を超えるとＹｂ同
士のエネルギー移動による損失が大きくなり、Ｈｏへの
エネルギー移動効率が低下するためである。Ｈｏイオン
の含有量は、好ましくは０．１〜０．５モル％である。
また、Ｙｂイオンの含有量は、好ましくは１〜５モル％
である。

【００１３】本発明のレーザー素子に用いるハロゲン化
物ガラスは、ガラスを構成する陰イオンとしてＦイオン
を８０〜１００モル％及びＣｌイオンを０〜２０モル％
含有する。Ｆイオンはガラス形成の基本成分であり、８
０〜１００モル％がガラスの安定化に必要である。但
し、Ｆイオンの２０モル％までは安定性を損なうことな
くＣｌイオンで置換できる。Ｃｌイオンでの置換は、結
晶場の非対称性の増加により発光効率を増加させると共
に、屈折率を増加させるので、光ファイバーの作成にお
いてコアとクラッドとの屈折率差を与えるのに有効であ
る。

【００１４】本発明に用いることができるハロゲン化物
ガラスの例としては、Ｈｏイオン及びＹｂイオン以外に
ガラスを構成する陽イオンとして、Ｚｒイオン、Ｈｆイ
オン、Ａｌイオン、Ｍｇイオン、Ｃａイオン、Ｓｒイオ
ン、Ｂａイオンを含み、前記陽イオン中の各イオンの割
合が、ＺｒイオンとＨｆイオンとの合量が３〜２０モル
％、Ａｌイオンが２０〜３５モル％、ＭｇイオンとＣａ
イオンとＳｒイオンとＢａイオンとの合量が３５〜５５
モル％、かつガラスを構成する陰イオンとしてＦイオ
ン、又はＦイオン及びＣｌイオンを含み、陰イオン中の
Ｆイオンの割合が８０〜１００モル％であり、Ｃｌイオ
ンの割合が０〜２０％であるガラスを挙げることができ
る。

【００１５】本発明に用いることができるハロゲン化物
ガラスの例としては、Ｈｏイオン及びＹｂイオン以外に
ガラスを構成する陽イオンとして、Ｚｒイオン、Ｈｆイ
オン、Ｌａイオン、Ｂａイオンを含み、前記陽イオン中
の各イオンの割合が、ＺｒイオンとＨｆイオンとの合量
が４３〜６０モル％、Ｌａイオンが１〜６モル％、Ｂａ
イオンが２０〜３５モル％、さらに必要によりＡｌイオ
ンを０〜９モル％含有し、かつガラスを構成する陰イオ
ンがＦイオン、又はＦイオン及びＣｌイオンを含み、陰
イオン中のＦイオンの割合が８０〜１００モル％であ
り、Ｃｌイオンの割合が０〜２０％であるガラスを挙げ
ることができる。

【００１６】さらに、本発明に用いることができるハロ
ゲン化物ガラスの例としては、Ｈｏイオン及びＹｂイオ
ン以外にガラスを構成する陽イオンとして、Ａｌイオ
ン、Ｙイオン、Ｍｇイオン、Ｃａイオン、Ｓｒイオン、
Ｂａイオン、Ｈｏイオン及びＹｂイオンを含み、前記陽
イオン中の各イオンの割合が、Ａｌイオンが３５〜３７
モル％、Ｙイオンが１０〜１３モル％、Ｍｇイオンが７
〜９モル％、Ｃａイオンが２４〜２６モル％、Ｓｒイオ
ンが７〜９モル％、Ｂａイオンが７〜９モル％、Ｍｇイ
オンとＣａイオンとＳｒイオンとＢａイオンとの合量が
４８〜５３モル％であり、さらに必要によりＬａイオン
を０〜３モル％、Ｇｄイオンを０〜４モル％含有し、か
つガラスを構成する陰イオンがＦイオンであるガラスを
挙げることができる。

【００１７】本発明においては、ハロゲン化物ガラスと
して、最大フォノンエネルギーが４００ｃｍ^-1から７０
０ｃｍ^-1の間にあるガラスを用いることが好ましい。こ
の点からは、この範囲の最大フォノンエネルギーを持つ
ガラスであれば、その組成が特に限定される理由はな
い。上記範囲の最大フォノンエネルギーは、ＹｂからＨ
ｏへの有効なエネルギー移動が生じるのには充分な大き
さであると同時に、緑色発光に伴う非輻射的なエネルギ
ー緩和を抑えるのには充分小さいという相反する条件を
満足するためである。さらに、ハロゲン化物ガラスの組
成は、結晶化に対して安定なものを選ぶことが好まし
い。尚、Ａｌ、Ｚｒ及びＨｆはガラス骨格を形成する成
分であるとともに、フォノンエネルギーを決定する成分
である。そのため、前記の組成を有する例示したハロゲ
ン化物ガラスは、いずれもガラスの結晶化に対して安定
であると同時に、好ましい最大フォノンエネルギーを有
することから好ましい。また、Ａｌ、Ｚｒ及びＨｆ以外
のイオンは各々の限定範囲内でガラスの安定化及び化学
的耐久性の向上に有効である。

【００１８】本発明のハロゲン化物ガラスは９６０〜９
８２ｍｎの範囲にあるレーザーを励起光源としたときに
ピーク波長が５４０〜５５０ｎｍの範囲にある発光を与
える。本発明のハロゲン化物ガラスの発光機構について
図１のエネルギー準位図に基づいて説明する。Ｙｂ
³⁺は、波長が９７４ｎｍの光により準位０から準位１に
励起され、準位１の励起エネルギーはエネルギー移動
（図中ではＥＴと表示する）によりＨｏ³⁺を励起する。
Ｙｂからのエネルギー移動（ＥＴ）によりＨｏ³⁺は、第
一段励起（準位０から準位２）及び第二段励起（準位２
から準位６）を起こす。第二段励起の結果、準位６から
の基底遷移によりピーク波長が５４０〜５５０ｎｍの範
囲の緑色発光を生ずる。この緑色発光はＹｂの吸収が最
も大きい９７４ｎｍ付近の励起で最大になり、励起光源
としては９６０〜９８２ｎｍの範囲のレーザーを用いる
ことが適当である。

【００１９】本発明のレーザー素子は、板状、ロッド
状、ティスク状、光学繊維状等の任意の形状とすること
ができる。但し、励起密度を高められるという観点から
は、本発明のレーザー素子の発光媒体は、上記ハロゲン
化物ガラスからなるコアと、その周囲に設けられたクラ
ッドからなる光ファイバーであることが好ましい。

【００２０】上記光ファイバーのコアは、ガラスを構成
する陽イオンとしてＨｏイオンを０．０１〜１モル％及
びＹｂイオンを１〜２０モル％含有し、ガラスを構成す
る陰イオンとしてＦイオンを８０〜１００モル％及びＣ
ｌイオンを０〜２０モル％含有するハロゲン化物ガラス
からなる。このハロゲン化物ガラスは、前記のハロゲン
化物ガラスである。一方、クラッドは、このハロゲン化
物ガラスより低い屈折率を有する材料からなる。クラッ
ドを構成する材料としてはガラスを挙げることができ
る。さらにクラッドは、コアの熱膨張率と近似するとい
う観点から、Ｈｏイオン及びＹｂイオンを含有せず、か
つコアを構成するハロゲン化物ガラスと同一又は類似の
組成を有するハロゲン化物ガラスであることが好まし
い。

【００２１】尚、クラッドがガラスからなる光ファイバ
ーは、例えば特開平３−１７４３３９号に記載の押し出
し法により作成することができる。即ち、コア用の円盤
状ハロゲン化物ガラス及びクラッド用の円盤状ハロゲン
化物ガラスを調製する。次にコア用の円盤状ハロゲン化
物ガラスとクラッド用の円盤状ハロゲン化物ガラスとの
接触面を研磨し、オプティカルコンタクトさせた後、加
熱しながら成形穴から２層構造のロッド状ガラスを押し
出して、プリフォームを得る。このプリフォームを必要
により樹脂被覆した後、線引きして光ファイバーを得
る。この光ファイバーは、さらに適宜切断し、切断物の
両面は研磨して本発明のレーザー素子の発光媒体となる
光ファイバーを得ることができる。

【００２２】上記光ファイバーは、ピーク波長が９６０
〜９８２ｍｎの範囲にあるレーザーを励起光源としたと
きに、ピーク波長が５４０〜５５０ｎｍの範囲にある発
光を与える。光ファイバーとすることにより、励起密度
を高め、その結果レーザー発振のしきい値を下げること
が可能である。

【００２３】本発明のレーザー素子は、上記光ファイバ
ー等の発光媒体の両端に共振器構造を有するレーザー素
子である。共振器構造は、上記両面を研磨した光ファイ
バー等の発光媒体の両面に反射層（コーティング）を設
けることにより構成することができる。反射層の反射波
長及び反射率は、適宜選ぶことができる。また、反射層
の代わりにミラーを両面を研磨した発光媒体の両面に設
けることにより、共振器構造を付与することもできる。
本発明のレーザー素子は、ピーク波長が９６０〜９８２
ｍｎの範囲にあるレーザーを励起光源としたときに、ピ
ーク波長が５４０〜５５０ｎｍの範囲にあるレーザー光
を与える。本発明のレーザー素子において発光媒体とし
て光ファイバーを用いる場合、光ファイバーの長さは、
励起光の吸収等を考慮して適宜調整でき、通常１．５〜
５ｍｍである。このため、本発明のレーザー素子は非常
にコンパクトなレーザー素子である。

【００２４】さらに本発明は、上記レーザー素子に、ピ
ーク波長が９６０〜９８２ｍｎの範囲にあるレーザーを
励起光源として照射して、ピーク波長が５５０〜５６０
ｎｍの範囲にあるレーザー光を得るレーザーの発振方法
も包含する。尚、レーザーを励起光源は、レーザー発振
のしきい値以上の入力パワーとすることによりレーザー
の発振が得られる。しきい値は、発振媒体その組成や形
状、発光媒体が光ファイバーの場合には光ファイバーを
構成するコアの組成や光ファイバーの構造等により変化
するので、レーザー素子の種類により適宜決定される。

【００２５】光源としては、本発明のレーザー素子が励
起されるピーク波長が９６０〜９８２ｍｎの範囲にある
レーザーを用いる。好ましくは、Ｙｂの吸収が最大とな
る９７４ｎｍの光源を用いる。光源レーザーとしては、
例えば、半導体レーザー、Ｔｉ：サファイアレーザー等
が挙げられる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。実施例１出発原料としてＺｒＦ₄、ＡｌＦ₃、ＭｇＦ₂、ＣａＦ
₂、ＳｒＦ₂、ＢａＦ₂、ＹＦ₃、ＮａＦ、ＮａＣｌ、
ＨｏＦ₃、ＹｂＦ₃を用い、最終的に得られるガラスを
構成する陽イオン成分がモル％表示で、Ｚｒが１２．８
％，Ａｌが２５．１％，Ｍｇが３．７％，Ｃａが１５．
４％，Ｓｒが１３．６％，Ｂａが１２．６％，Ｙが５．
１５％，Ｎａが５．５％，Ｈｏが０．１％，Ｙｂが３．
０％、かつ陰イオン成分がモル表示でＦが９７．０％，
Ｃｌが３．０％となるように秤量混合した。得られたバ
ッチ４０ｇをカーボン製のルツボに入れて、高周波加熱
炉内にアルゴンガスを毎分２リッター、塩素ガスを毎分
１５０ミリリッターの割合で流しながら、９５０℃で１
時間溶融し、その後３９０℃まで急冷後、徐冷して直径
３０ｍｍ×厚さ１０ｍｍの円板状ガラスを得た。得られ
たガラスの最大フォノンエネルギーは、ＫＢｒ法を用い
たＦＴＩＲにより求め、６２５ｃｍ^-1であった。

【００２７】上記円板状ガラスから長さ２ｍｍ、直径３
ｍｍのガラスロッドを作成し、これを発光媒体として用
いた。このガラスロッドの励起光が入射する面に９５０
〜１０００ｎｍの光を９９％以上透過し、かつ４８０〜
５７０ｎｍの光をほぼ１００％反射する多層膜からなる
コーティングを設け、反対側のレーザー光が出力する面
に４８０〜５７０ｎｍの光をほぼ９９％反射する多層膜
からなるコーティングを設けて本発明のレーザー素子を
得た。このレーザー素子を図２に示す装置で励起してレ
ーザーを観測した。即ち、Ｔｉ：サファイアレーザー２
１を励起光源として波長９７４ｎｍのレーザー光を、励
起光用反射防止コート２３を施した焦点距離２００ｍｍ
の集光レンズ２２を用いてガラス中での最小ビーム径が
少なくとも１０ミクロン以下になるように集光して、コ
ーティング２４及び２６を施したレーザー素子２５を励
起して発振したレーザーを励起光除去用フィルター２７
を介して光スペクトラムアナライザー２８で分析した。
その結果、図３に示すようなレーザー発振特性が室温で
得られた。発振しきい値は３８０ｍＷであり、スロープ
効率は２％であった。

【００２８】実施例２実施例１のガラスをコアとし、Ｚｒが１３％、Ａｌが２
５％、Ｍｇが４％、Ｃａが１５％、Ｓｒが１３％、Ｂａ
が１３％、Ｎａが６％、Ｆが１００％のガラスをクラッ
ドとして、コア径１０ミクロン、クラッド径５００ミク
ロン、コアの屈折率（ｎ_D）が１．４５８２、クラッド
の屈折率（ｎ_D）が１．４４７９（屈折率差（△ｎ_D）
が０．０１０３）、開口数０．１７３、損失４ｄＢ／ｍ
の光ファイバーを作成した。

【００２９】この光ファイバーを長さ１．６ｍｍに切断
したものを発光媒体とし、さらに共振器構造を付加して
図４に示す構成でレーザー発振実験を行った。即ち、Ｔ
ｉ：サファイアレーザー４１を励起光源として波長９７
４ｎｍのレーザー光を、２０×の対物レンズ４２を用い
て、両端に反射ミラーコーティング４３及び４５を有す
る試料ファイバー４４のコアに集光して励起し、励起光
の透過を０．０１％以下にする励起光除去用干渉フィル
ター４６を介して光スペクトロアナライザー４７で分析
した。ファイバー４４の励起光の入射面側の反射ミラー
コーティング４３は、９５０〜１０００ｎｍの光を９９
％以上透過し、かつ４８０〜５７０ｎｍの光をほぼ１０
０％反射する多層膜からなるコーティングであり、反対
側のレーザー光が出力する面の反射ミラーコーティング
４５は４８０〜５７０ｎｍの光を９９％反射する多層膜
からなるコーティングである。レーザー光の出力側には
光スペクラムアナライザー８７の代わりにパワーメータ
ーを用いてもよく、励起光除去用フィルター８６の後方
に配置されている。レーザー発振の入出力特性は図５に
示すようになり、室温でしきい値２２５ｍＷ、スロープ
効率４％が得られた。

【００３０】この結果から、発光媒体を光ファイバーと
することにより、励起光の閉じ込めが有効に起こってい
ることが分かる。また、励起波長を９０６ｎｍまたは９
９０ｎｍとした場合、発振しきい値は３２０ｍＷでスロ
ープ効率は２％に低下し、、励起光源として波長９７４
ｎｍ付近のレーザー光が適当であること分かる。

【００３１】実施例３最終的に得られるガラスを構成する陽イオン成分及び陰
イオン成分がモル％表示で、表１〜表２に示す割合にな
るように秤量混合したバッチを用いて、実施例１と同様
にしてガラスロッドを得た。このガラスロッドを発光媒
体としたレーザー素子について実施例１と同様にしてレ
ーザー発振実験を行った。各レーザー素子についての発
振しきい値を求め、表１〜表２に示す。表１〜表２に示
すように、最大フォノンエネルギーが４００〜７００ｃ
ｍ^-1のガラスについては、発振しきい値が３５０〜７７
０ｍＷの励起で発振が確認された。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、室温で発光効率が高
く、緑色のレーザー発振が可能であり、かつコンパクト
で、市販の高出力半導体レーザーを励起光源として用い
ることが可能なレーザー素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｈｏ²⁺とＹｂ³⁺のエネルギー準位図である。

【図２】実施例１で用いたレーザー発振装置の模式図を
示す。

【図３】実施例１で得たレーザー発振の入出力特性を示
す。

【図４】実施例２で用いたレーザー発振装置の模式図を
示す。

【図５】実施例２で得たレーザー発振の入出力特性を示
す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラスを構成する陽イオンとしてＨｏイ
オンを０．０１〜２モル％及びＹｂイオンを０．５〜２
０モル％含有し、ガラスを構成する陰イオンとしてＦイ
オンを８０〜１００モル％及びＣｌイオンを０〜２０モ
ル％含有するハロゲン化物ガラスからなる発光媒体、及
び該発光媒体の両端に共振器構造を有するレーザー素子
であって、ピーク波長が９６０〜９８２ｍｎの範囲にあ
るレーザーを励起光源としたときに、ピーク波長が５４
０〜５５０ｎｍの範囲にあるレーザー光を与えることを
特徴とするレーザー素子。
【請求項２】ガラスを構成する陽イオンとしてＨｏイ
オンを０．０１〜２モル％及びＹｂイオンを０．５〜２
０モル％含有し、ガラスを構成する陰イオンとしてＦイ
オンを８０〜１００モル％及びＣｌイオンを０〜２０モ
ル％含有するハロゲン化物ガラスからなるコアと、該ハ
ロゲン化物ガラスより低い屈折率を有する材料からなる
クラッドとを有する光ファイバー、及び該光ファイバー
の両端に共振器構造を有するレーザー素子であって、ピ
ーク波長が９６０〜９８２ｍｎの範囲にあるレーザーを
励起光源としたときに、ピーク波長が５４０〜５５０ｎ
ｍの範囲にあるレーザー光を与えることを特徴とするレ
ーザー素子。
【請求項３】ハロゲン化物ガラスが、ガラスを構成す
る陽イオンとして、Ｚｒイオン、Ｈｆイオン、Ａｌイオ
ン、Ｍｇイオン、Ｃａイオン、Ｓｒイオン、Ｂａイオ
ン、Ｈｏイオン及びＹｂイオンを含み、前記陽イオン中
の各イオンの割合が、ＺｒイオンとＨｆイオンとの合量
が３〜２０モル％、Ａｌイオンが２０〜３５モル％、Ｍ
ｇイオンとＣａイオンとＳｒイオンとＢａイオンとの合
量が３５〜５５モル％、Ｈｏイオンが０．０１〜２モル
％、Ｙｂイオンが０．５〜２０モル％であり、かつガラ
スを構成する陰イオンとしてＦイオン、又はＦイオン及
びＣｌイオンを含み、陰イオン中のＦイオンの割合が８
０〜１００モル％であり、Ｃｌイオンの割合が０〜２０
％である請求項１又は２記載のレーザー素子。
【請求項４】ハロゲン化物ガラスが、ガラスを構成す
る陽イオンとして、Ｚｒイオン、Ｈｆイオン、Ｌａイオ
ン、Ｂａイオン、Ｈｏイオン及びＹｂイオンを含み、前
記陽イオン中の各イオンの割合が、ＺｒイオンとＨｆイ
オンとの合量が４３〜６０モル％、Ｌａイオンが１〜６
モル％、Ｂａイオンが２０〜３５モル％、Ｈｏイオンが
０．０１〜２モル％、Ｙｂイオンが０．５〜２０モル％
であり、さらに必要によりＡｌイオンを０〜９モル％含
有し、かつガラスを構成する陰イオンがＦイオン、又は
Ｆイオン及びＣｌイオンを含み、陰イオン中のＦイオン
の割合が８０〜１００モル％であり、Ｃｌイオンの割合
が０〜２０％である請求項１又は２記載のレーザー素
子。
【請求項５】ハロゲン化物ガラスが、ガラスを構成す
る陽イオンとして、Ａｌイオン、Ｙイオン、Ｍｇイオ
ン、Ｃａイオン、Ｓｒイオン、Ｂａイオン、Ｈｏイオン
及びＹｂイオンを含み、前記陽イオン中の各イオンの割
合が、Ａｌイオンが３５〜３７モル％、Ｙイオンが１０
〜１３モル％、Ｍｇイオンが７〜９モル％、Ｃａイオン
が２４〜２６モル％、Ｓｒイオンが７〜９モル％、Ｂａ
イオンが７〜９モル％、ＭｇイオンとＣａイオンとＳｒ
イオンとＢａイオンとの合量が４８〜５３モル％、Ｈｏ
イオンが０．０１〜２モル％、Ｙｂイオンが０．５〜２
０モル％であり、さらに必要によりＬａイオンを０〜３
モル％、Ｇｄイオンを０〜４モル％含有し、かつガラス
を構成する陰イオンがＦイオンである請求項１又は２記
載のレーザー素子。
【請求項６】請求項１〜５いずれか１項に記載のレー
ザー素子に、ピーク波長が９６０〜９８２ｍｎの範囲に
あるレーザーを励起光源として照射して、ピーク波長が
５４０〜５５０ｎｍの範囲にあるレーザー光を得ること
を特徴とするレーザーの発振方法。