JPH06275891A - レーザ共鳴器と固体レーザ装置 - Google Patents
レーザ共鳴器と固体レーザ装置Info
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- JPH06275891A JPH06275891A JP6076193A JP6076193A JPH06275891A JP H06275891 A JPH06275891 A JP H06275891A JP 6076193 A JP6076193 A JP 6076193A JP 6076193 A JP6076193 A JP 6076193A JP H06275891 A JPH06275891 A JP H06275891A
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- laser
- solid
- resonator
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ共鳴器及び固体レーザ装置を、励起効
率を損なうことなく小型化する。 【構成】 Ｎｄ：ＹＡｌ3（ＢＯ3）4からなる固体レー
ザ媒質３の一端面に、基本波及び２次の高調波で高反射
となる入力側ミラー４を形成し、他端面に、基本波で高
反射となり２次の高調波で高透過となる出力側ミラー５
を形成する。これら入力側ミラー４と出力側ミラー５は
固体レーザ媒質３にＴｉＯ2及びＳｉＯ2を積層して形成
する。入力側ミラー４の表面に、ＴｉＯ2膜を凸球面に
加工してなるレンズ６を一体的に形成する。半導体レー
ザ１から出射された励起光はレンズ６により集光されて
固体レーザ媒質３に入射し、入力側ミラー４と出力側ミ
ラー５との間で共振して、２次の高調波が出力側ミラー
５から出射する。
率を損なうことなく小型化する。 【構成】 Ｎｄ：ＹＡｌ3（ＢＯ3）4からなる固体レー
ザ媒質３の一端面に、基本波及び２次の高調波で高反射
となる入力側ミラー４を形成し、他端面に、基本波で高
反射となり２次の高調波で高透過となる出力側ミラー５
を形成する。これら入力側ミラー４と出力側ミラー５は
固体レーザ媒質３にＴｉＯ2及びＳｉＯ2を積層して形成
する。入力側ミラー４の表面に、ＴｉＯ2膜を凸球面に
加工してなるレンズ６を一体的に形成する。半導体レー
ザ１から出射された励起光はレンズ６により集光されて
固体レーザ媒質３に入射し、入力側ミラー４と出力側ミ
ラー５との間で共振して、２次の高調波が出力側ミラー
５から出射する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体レーザ媒質を用い
たレーザ共鳴器と、このレーザ共鳴器を備えた固体レー
ザ装置に関するものである。
たレーザ共鳴器と、このレーザ共鳴器を備えた固体レー
ザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザを励起光源に使用しこれと
固体レーザ媒質とを組み合わせて固体レーザ装置を構成
すると、半導体レーザでは得られないブルー、グリーン
等の短波長が得られることは知られている。
固体レーザ媒質とを組み合わせて固体レーザ装置を構成
すると、半導体レーザでは得られないブルー、グリーン
等の短波長が得られることは知られている。
【０００３】この種の固体レーザ装置であって小型、高
効率な固体レーザ装置、特に、非線形光学効果を利用し
た高調波レーザ装置は高密度光ディスク用光源として有
望視されている。このような用途においては超小型化が
要求される。
効率な固体レーザ装置、特に、非線形光学効果を利用し
た高調波レーザ装置は高密度光ディスク用光源として有
望視されている。このような用途においては超小型化が
要求される。
【０００４】そのため、この種の固体レーザ装置に使用
するレーザ共鳴器には、ミラーと固レーザ媒質とを一体
化したものが用いられている。即ち、一般的なレーザ共
鳴器は、レーザ媒質を誘電体多層膜による高反射ミラー
２枚で挟んだ構造をしているが、前記固体レーザ装置の
レーザ共鳴器には、レーザ媒質の一端面に直接誘電体多
層膜を真空蒸着法によって形成して高反射ミラーとした
構造のものが多く用いられている。更に、本願出願人が
先に特許出願（平成４年９月７日出願の特願平４−１６
１４０７号）したもので、レーザ媒質或いは非線形光学
結晶の少なくとも一端面を凸面状に加工し、両端面に誘
電体多層膜からなる高反射ミラーを形成した構造のレー
ザ共鳴器もある。
するレーザ共鳴器には、ミラーと固レーザ媒質とを一体
化したものが用いられている。即ち、一般的なレーザ共
鳴器は、レーザ媒質を誘電体多層膜による高反射ミラー
２枚で挟んだ構造をしているが、前記固体レーザ装置の
レーザ共鳴器には、レーザ媒質の一端面に直接誘電体多
層膜を真空蒸着法によって形成して高反射ミラーとした
構造のものが多く用いられている。更に、本願出願人が
先に特許出願（平成４年９月７日出願の特願平４−１６
１４０７号）したもので、レーザ媒質或いは非線形光学
結晶の少なくとも一端面を凸面状に加工し、両端面に誘
電体多層膜からなる高反射ミラーを形成した構造のレー
ザ共鳴器もある。
【０００５】一方、前記レーザ装置に使用される半導体
レーザは、チップからの出射面が狭く、多くの場合出射
面の縦横比が異なるため、半導体レーザから得られる励
起光は発散角が大きくしかも楕円形の空間モードをして
いる。即ち、半導体レーザの出射角度は半値全幅で２０
から３０度と広いものが一般的で、レーザ媒質の必要な
部分を効率的に励起できないという問題がある。
レーザは、チップからの出射面が狭く、多くの場合出射
面の縦横比が異なるため、半導体レーザから得られる励
起光は発散角が大きくしかも楕円形の空間モードをして
いる。即ち、半導体レーザの出射角度は半値全幅で２０
から３０度と広いものが一般的で、レーザ媒質の必要な
部分を効率的に励起できないという問題がある。
【０００６】レーザ媒質を効率よく励起するためには、
励起光の空間モードと発振するレーザの空間モードをレ
ーザ媒質内で一致させる必要がある。これには、半導体
レーザからの励起光を開口の大きなレンズでコリメート
し、再度レンズを用いてレーザ媒質に集光する方法が一
般的であった。しかしながら、このような構成からなる
光学系は、超小型化を要求される前記レーザ装置には適
当でなかった。
励起光の空間モードと発振するレーザの空間モードをレ
ーザ媒質内で一致させる必要がある。これには、半導体
レーザからの励起光を開口の大きなレンズでコリメート
し、再度レンズを用いてレーザ媒質に集光する方法が一
般的であった。しかしながら、このような構成からなる
光学系は、超小型化を要求される前記レーザ装置には適
当でなかった。
【０００７】この光学系を小型で簡便にする試みとし
て、１つのレンズで励起光をレーザ媒質に集光する方法
や、屈折率分布型ロッドレンズを使用する方法や、集光
光学系を使わずに、レーザ媒質を半導体レーザの直近に
配置するいわゆるバットカップリング法等がある。この
うち、バットカップリング法は、最も小型で簡便な方法
である。
て、１つのレンズで励起光をレーザ媒質に集光する方法
や、屈折率分布型ロッドレンズを使用する方法や、集光
光学系を使わずに、レーザ媒質を半導体レーザの直近に
配置するいわゆるバットカップリング法等がある。この
うち、バットカップリング法は、最も小型で簡便な方法
である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】バットカップリング法
としては、励起光の吸収係数が大きいＮｄ：ＹＶＯ4等
をレーザ媒質に用い、半導体レーザ光が広がる以前にレ
ーザ媒質に吸収させる方法、或いは、レーザ媒質を薄い
板状に加工し、研磨して励起光をレーザ媒質中で繰り返
し全反射させ励起効率を上げる方法が提案されている。
としては、励起光の吸収係数が大きいＮｄ：ＹＶＯ4等
をレーザ媒質に用い、半導体レーザ光が広がる以前にレ
ーザ媒質に吸収させる方法、或いは、レーザ媒質を薄い
板状に加工し、研磨して励起光をレーザ媒質中で繰り返
し全反射させ励起効率を上げる方法が提案されている。
【０００９】しかしながら、前者の場合には、レーザ媒
質によって最大のＮｄドープ量即ち、最大の吸収係数は
制限されるため他の材料では効果的な方法とは言えな
い。又、後者の場合には、レーザ媒質中のレーザモード
径と同程度の数１０μｍまでレーザ媒質を薄くすること
は現実的に加工が困難であり、加えて、固体レーザ媒質
内のレーザモードの光学的な損失を招かずに励起光をレ
ーザモードと同程度に閉じこめることは不可能であっ
た。即ち、従来のバットカッパリング法では励起効率を
上げることができないという問題があった。
質によって最大のＮｄドープ量即ち、最大の吸収係数は
制限されるため他の材料では効果的な方法とは言えな
い。又、後者の場合には、レーザ媒質中のレーザモード
径と同程度の数１０μｍまでレーザ媒質を薄くすること
は現実的に加工が困難であり、加えて、固体レーザ媒質
内のレーザモードの光学的な損失を招かずに励起光をレ
ーザモードと同程度に閉じこめることは不可能であっ
た。即ち、従来のバットカッパリング法では励起効率を
上げることができないという問題があった。
【００１０】このように、半導体レーザを励起光源に用
いた超小型固体レーザ装置を作る場合、半導体レーザの
集光光学系を省略する方法は小型化には有効な方法であ
るが、励起効率を犠牲にせざるを得ないという問題があ
った。
いた超小型固体レーザ装置を作る場合、半導体レーザの
集光光学系を省略する方法は小型化には有効な方法であ
るが、励起効率を犠牲にせざるを得ないという問題があ
った。
【００１１】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、励起効率を損なうことなく
小型化を達成できるレーザ共鳴器と、これを具備した固
体レーザ装置を提供するものである。
鑑みてなされたものであり、励起効率を損なうことなく
小型化を達成できるレーザ共鳴器と、これを具備した固
体レーザ装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の構成を採用した。レーザ共鳴器を構
成する入力側ミラーに、励起光を集光させる手段を一体
的に設ける。更にこの入力側ミラーに、レーザ共鳴器の
構成要素である固体レーザ媒質を一体的に設けることも
可能である。
するために、以下の構成を採用した。レーザ共鳴器を構
成する入力側ミラーに、励起光を集光させる手段を一体
的に設ける。更にこの入力側ミラーに、レーザ共鳴器の
構成要素である固体レーザ媒質を一体的に設けることも
可能である。
【００１３】入力側ミラーは、例えば、イオンアシスト
法や真空蒸着法等により、ＴｉＯ2とＳｉＯ2等の誘電体
膜からなる高反射膜で形成する。励起光を集光させる手
段は、誘電体膜を凸曲面に加工してなるレンズとするこ
とができる。このレンズの加工方法としては、本出願人
が先に特許出願（平成４年９月７日出願の特願平４−１
６１４０７号）した曲面加工方法を採用することができ
る。
法や真空蒸着法等により、ＴｉＯ2とＳｉＯ2等の誘電体
膜からなる高反射膜で形成する。励起光を集光させる手
段は、誘電体膜を凸曲面に加工してなるレンズとするこ
とができる。このレンズの加工方法としては、本出願人
が先に特許出願（平成４年９月７日出願の特願平４−１
６１４０７号）した曲面加工方法を採用することができ
る。
【００１４】具体的には、例えば、入射側ミラーの表面
に真空蒸着法等によりＴｉＯ2等からなる誘電体膜を形
成し、次にこの誘電体膜の上にフォトレジスト膜を形成
し、更にこのフォトレジスト膜面にリソグラフィ法によ
って凸曲面を形成し、次にこの凸曲面及び前記フォトレ
ジスト膜を連続的にまたは段階的にエッチングして、前
記凸曲面に類似した凸曲面を入力側ミラーの上に形成
し、これをレンズとする。
に真空蒸着法等によりＴｉＯ2等からなる誘電体膜を形
成し、次にこの誘電体膜の上にフォトレジスト膜を形成
し、更にこのフォトレジスト膜面にリソグラフィ法によ
って凸曲面を形成し、次にこの凸曲面及び前記フォトレ
ジスト膜を連続的にまたは段階的にエッチングして、前
記凸曲面に類似した凸曲面を入力側ミラーの上に形成
し、これをレンズとする。
【００１５】あるいは、入力側ミラーの上に誘電体膜を
形成しないで、曲面のエッチング加工時のマスクとして
用いたフォトレジストの凸曲面をそのままレンズとする
ことも可能である。
形成しないで、曲面のエッチング加工時のマスクとして
用いたフォトレジストの凸曲面をそのままレンズとする
ことも可能である。
【００１６】尚、固体レーザ媒質としては特に制限はな
いが、光励起が可能な固体レーザ媒質として、以下に掲
げるものを例示できる。 Ｍ：Ｙ3Ａｌ5Ｏ12（ＹＡＧ）、Ｍ：ＹＡｌＯ3（ＹＡＰ
またはＹＡＬＯ）、Ｍ：Ｇｄ3Ｓｃ2Ｇａ3Ｏ12（ＧＳＧ
Ｇ）、Ｍ：ＬｉＹＦ4（ＹＬＦ）、Ｍ：ＹＶＯ4 、Ｍ：
ＳｒＧｄＧａ3Ｏ7（ＳＧＧＭ）、Ｍ：Ｌａ2Ｂｅ2Ｏ
5（Ｂｅｌ）、Ｍ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ 3 、Ｍ：ＬｉＮ
ｄＰ4Ｏ12 、Ｍ：ガラス 、ここで、上記ＭはＮｄ 、Ｅ
ｒ 、Ｈｏ 、Ｔｍ 、Ｙｂ等の希土類元素あるいは、そ
れら元素の２つ以上の混合物である。
いが、光励起が可能な固体レーザ媒質として、以下に掲
げるものを例示できる。 Ｍ：Ｙ3Ａｌ5Ｏ12（ＹＡＧ）、Ｍ：ＹＡｌＯ3（ＹＡＰ
またはＹＡＬＯ）、Ｍ：Ｇｄ3Ｓｃ2Ｇａ3Ｏ12（ＧＳＧ
Ｇ）、Ｍ：ＬｉＹＦ4（ＹＬＦ）、Ｍ：ＹＶＯ4 、Ｍ：
ＳｒＧｄＧａ3Ｏ7（ＳＧＧＭ）、Ｍ：Ｌａ2Ｂｅ2Ｏ
5（Ｂｅｌ）、Ｍ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ 3 、Ｍ：ＬｉＮ
ｄＰ4Ｏ12 、Ｍ：ガラス 、ここで、上記ＭはＮｄ 、Ｅ
ｒ 、Ｈｏ 、Ｔｍ 、Ｙｂ等の希土類元素あるいは、そ
れら元素の２つ以上の混合物である。
【００１７】ほかに、希土類ではなく、Ｃｒ等を含むレ
ーザ材料としては、以下のようなものも例示できる。 Ｂｅ（Ａｌ1-XＣｒX）2Ｏ4（Ａｌｅｘａｎｄｒｉｔ
ｅ）、Ｔｉ：Ａｌ2Ｏ3 。又、Ｎｄ：ＹＡｌ3（ＢＯ3）4
のようなセルフダブリング結晶、ＧａＡｓ等の半導体
も例示できる。
ーザ材料としては、以下のようなものも例示できる。 Ｂｅ（Ａｌ1-XＣｒX）2Ｏ4（Ａｌｅｘａｎｄｒｉｔ
ｅ）、Ｔｉ：Ａｌ2Ｏ3 。又、Ｎｄ：ＹＡｌ3（ＢＯ3）4
のようなセルフダブリング結晶、ＧａＡｓ等の半導体
も例示できる。
【００１８】入力側ミラーを構成するコーティング材料
は、前記ＴｉＯ2とＳｉＯ2に限るものではなく、以下に
列記するものが採用可能である。ＣａＦ2 、ＮａＦ 、
Ｎａ3ＡｌＦ6 、ＬｉＦ 、ＭｇＦ2 、ＳｉＯ2 、ＬａＦ
3、ＮｄＦ3 、Ａｌ2Ｏ3 、ＣｅＦ3 、ＰｂＦ2 、ＭｇＯ
、ＳｎＯ2 、ＳｉＯ 、Ｉｎ2Ｏ3 、Ｎｄ2Ｏ3 、Ｓｂ2
Ｏ3 、ＺｒＯ2 、ＣｅＯ2 、ＴｉＯ2 、ＺｎＳ、Ｂｉ2
Ｏ3 、Ｓｉ 、Ｇｅ 、及びこれらの混合物。
は、前記ＴｉＯ2とＳｉＯ2に限るものではなく、以下に
列記するものが採用可能である。ＣａＦ2 、ＮａＦ 、
Ｎａ3ＡｌＦ6 、ＬｉＦ 、ＭｇＦ2 、ＳｉＯ2 、ＬａＦ
3、ＮｄＦ3 、Ａｌ2Ｏ3 、ＣｅＦ3 、ＰｂＦ2 、ＭｇＯ
、ＳｎＯ2 、ＳｉＯ 、Ｉｎ2Ｏ3 、Ｎｄ2Ｏ3 、Ｓｂ2
Ｏ3 、ＺｒＯ2 、ＣｅＯ2 、ＴｉＯ2 、ＺｎＳ、Ｂｉ2
Ｏ3 、Ｓｉ 、Ｇｅ 、及びこれらの混合物。
【００１９】又、集光手段を構成する誘電体膜を上記入
力側ミラーのコーティング材料で構成することも可能で
ある。又、このレーザ共鳴器と励起光源とによってレー
ザ装置を構成することができる。励起光源としては、半
導体レーザや発光ダイオード等を採用することが可能で
ある。
力側ミラーのコーティング材料で構成することも可能で
ある。又、このレーザ共鳴器と励起光源とによってレー
ザ装置を構成することができる。励起光源としては、半
導体レーザや発光ダイオード等を採用することが可能で
ある。
【００２０】
【作用】レーザ共鳴器が励起光を集光する集光手段を有
しているので、固体レーザ媒質が効率よく励起され、レ
ーザ共鳴器の励起効率が向上する。
しているので、固体レーザ媒質が効率よく励起され、レ
ーザ共鳴器の励起効率が向上する。
【００２１】しかも、レーザ共鳴器を構成する入力側ミ
ラーと前記集光手段とを一体化したことによって、ある
いは、これに加えてレーザ媒質をも一体化したことによ
って、レーザ共鳴器を小型化することができる。
ラーと前記集光手段とを一体化したことによって、ある
いは、これに加えてレーザ媒質をも一体化したことによ
って、レーザ共鳴器を小型化することができる。
【００２２】このレーザ共鳴器を用いれば、小型で高効
率な固体レーザ装置を得ることができる。
率な固体レーザ装置を得ることができる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図３の図面
に基いて説明する。図１は本発明による固体レーザ装置
の構成図である。この固体レーザ装置は、励起光源とし
ての半導体レーザ１と、ほぼセミ−コンフォーカル配置
のレーザ共鳴器（以下、単に共鳴器という）２とから構
成されている。
に基いて説明する。図１は本発明による固体レーザ装置
の構成図である。この固体レーザ装置は、励起光源とし
ての半導体レーザ１と、ほぼセミ−コンフォーカル配置
のレーザ共鳴器（以下、単に共鳴器という）２とから構
成されている。
【００２４】共鳴器２は、固体レーザ媒質（以下、単に
レーザ媒質という）３と、このレーザ媒質３の両面に設
けられた入力側ミラー４及び出力側ミラー５と、入力側
ミラー４の表面に設けられたレンズ６とから構成されて
いる。
レーザ媒質という）３と、このレーザ媒質３の両面に設
けられた入力側ミラー４及び出力側ミラー５と、入力側
ミラー４の表面に設けられたレンズ６とから構成されて
いる。
【００２５】レーザ媒質３は、それ自身レーザ媒質であ
りながら非線形光学効果を持つＮｄ：ＹＡｌ3（ＢＯ3）
4結晶で形成されており、この結晶を、波長１．０６μ
ｍでレーザ発振をし、その２次の高調波５３２ｎｍで位
相整合が取れる角度に切り出し、両面を平坦面に光学研
磨し、更にその一方の面に、本願出願人が先に特許出願
（平成４年９月７日出願の特願平４−１６１４０７号）
した曲面加工方法によって凸球面３ａを形成することに
より得られたものである。
りながら非線形光学効果を持つＮｄ：ＹＡｌ3（ＢＯ3）
4結晶で形成されており、この結晶を、波長１．０６μ
ｍでレーザ発振をし、その２次の高調波５３２ｎｍで位
相整合が取れる角度に切り出し、両面を平坦面に光学研
磨し、更にその一方の面に、本願出願人が先に特許出願
（平成４年９月７日出願の特願平４−１６１４０７号）
した曲面加工方法によって凸球面３ａを形成することに
より得られたものである。
【００２６】この曲面加工法とは、例えば、レーザ媒質
３の平坦面にフォトレジスト膜を略均一厚さに形成し、
次にこの膜面にリソグラフィ法によって凸球面を形成
し、更にこの凸球面及び前記フォトレジスト膜を連続的
にまたは段階的にエッチングして、前記凸球面に類似し
た凸球面をレーザ媒質３の平坦面上に形成する、という
方法である。
３の平坦面にフォトレジスト膜を略均一厚さに形成し、
次にこの膜面にリソグラフィ法によって凸球面を形成
し、更にこの凸球面及び前記フォトレジスト膜を連続的
にまたは段階的にエッチングして、前記凸球面に類似し
た凸球面をレーザ媒質３の平坦面上に形成する、という
方法である。
【００２７】前記入力側ミラー４はこのレーザ媒質３の
平坦面側に形成されている。入力側ミラー４は、イオン
アシスト法により、ＴｉＯ2とＳｉＯ2からなる高反射膜
を基本波波長１．０６μｍと２次の高調波５３２ｎｍで
高反射となるように、レーザ媒質３に順次積層して形成
したものである。
平坦面側に形成されている。入力側ミラー４は、イオン
アシスト法により、ＴｉＯ2とＳｉＯ2からなる高反射膜
を基本波波長１．０６μｍと２次の高調波５３２ｎｍで
高反射となるように、レーザ媒質３に順次積層して形成
したものである。
【００２８】この入力側ミラー４の表面に設けたレンズ
６はＴｉＯ2で形成されており、直径５０μｍ、曲率半
径約０．１ｍｍの球面に形成されている。レンズ６は本
願出願人が先に特許出願（平成４年９月７日出願の特願
平４−１６１４０７号）した曲面加工方法によって形成
したものである。例えば、イオンアシスト法によって前
記入力側ミラー４の上に更に誘電体膜としてＴｉＯ2を
３μｍ厚に製膜し、次にこの誘電体膜の上にフォトレジ
スト膜を形成し、更にこのフォトレジスト膜面にフォト
レジスト法によって凸球面を形成し、次にこの凸球面及
び前記フォトレジスト膜を連続的にまたは段階的にエッ
チングして、前記凸球面に類似した凸球面を入力側ミラ
ー４の上に形成する。
６はＴｉＯ2で形成されており、直径５０μｍ、曲率半
径約０．１ｍｍの球面に形成されている。レンズ６は本
願出願人が先に特許出願（平成４年９月７日出願の特願
平４−１６１４０７号）した曲面加工方法によって形成
したものである。例えば、イオンアシスト法によって前
記入力側ミラー４の上に更に誘電体膜としてＴｉＯ2を
３μｍ厚に製膜し、次にこの誘電体膜の上にフォトレジ
スト膜を形成し、更にこのフォトレジスト膜面にフォト
レジスト法によって凸球面を形成し、次にこの凸球面及
び前記フォトレジスト膜を連続的にまたは段階的にエッ
チングして、前記凸球面に類似した凸球面を入力側ミラ
ー４の上に形成する。
【００２９】出力側ミラー５は、レーザ媒質３において
凸球面３ａを施した面に形成されている。出力側ミラー
５は、イオンアシスト法により、ＴｉＯ2とＳｉＯ2から
なるコーティングを、基本波波長１．０６μｍで高反
射、高調波５３２ｎｍで高透過となるように、レーザ媒
質３に順次積層して形成したものである。
凸球面３ａを施した面に形成されている。出力側ミラー
５は、イオンアシスト法により、ＴｉＯ2とＳｉＯ2から
なるコーティングを、基本波波長１．０６μｍで高反
射、高調波５３２ｎｍで高透過となるように、レーザ媒
質３に順次積層して形成したものである。
【００３０】本出願人は、図２に示す実験装置及び共鳴
器１０を用いて、本発明の効果を確認した。共鳴器１０
について説明すると、共鳴器１０のうち光軸をＡとする
部分（図２において共鳴器１０の上半分）は本発明の共
鳴器２と同一構成からなる部分であり、光軸をＢとする
部分（図２において共鳴器１０の下半分）は集光レンズ
を省略した従来のバットカップリングに相当する部分で
ある。尚、図２において本発明の共鳴器２に対応する部
分には同一符号を付した。
器１０を用いて、本発明の効果を確認した。共鳴器１０
について説明すると、共鳴器１０のうち光軸をＡとする
部分（図２において共鳴器１０の上半分）は本発明の共
鳴器２と同一構成からなる部分であり、光軸をＢとする
部分（図２において共鳴器１０の下半分）は集光レンズ
を省略した従来のバットカップリングに相当する部分で
ある。尚、図２において本発明の共鳴器２に対応する部
分には同一符号を付した。
【００３１】実験装置について説明すると、符号１１は
レーザ装置のステムであり、このステム１１の先部に半
導体レーザ１が取り付けられている。半導体レーザ１は
鳥取三洋電機株式会社製のＳＬＤ７０３１−１０１のキ
ャップを外し、半導体レーザチップをむき出しとして用
いた。符号１２は前記共鳴器１０を保持するホルダであ
り、符号１３は温調用ペルチェ素子であり、符号１４は
１００μｍ厚のカプトンフィルムである。カプトンフィ
ルム１４は、半導体レーザ１と共鳴器１０との間隔を一
定に保つために、ステム１１の先端に貼り付けた。
レーザ装置のステムであり、このステム１１の先部に半
導体レーザ１が取り付けられている。半導体レーザ１は
鳥取三洋電機株式会社製のＳＬＤ７０３１−１０１のキ
ャップを外し、半導体レーザチップをむき出しとして用
いた。符号１２は前記共鳴器１０を保持するホルダであ
り、符号１３は温調用ペルチェ素子であり、符号１４は
１００μｍ厚のカプトンフィルムである。カプトンフィ
ルム１４は、半導体レーザ１と共鳴器１０との間隔を一
定に保つために、ステム１１の先端に貼り付けた。
【００３２】この実験装置において半導体レーザ１を取
り付けた側は移動不能とし、共鳴器１０を取り付けた側
は移動ステージに取り付け、移動可能とした。実験は移
動ステージを動かすことにより、共鳴器１０がカプトン
フィルム１４に触れるまで両者を近づけ、光軸Ａを半導
体レーザ１の出射軸に合わせた場合と、光軸Ｂを半導体
レーザ１の出射軸に合わせた場合で、第２高調波出力を
比較した。図３はその実験結果であり、図中Ｉは半導体
レーザの出射軸を光軸Ａに合わせた場合の第２高調波出
力であり、IIは光軸Ｂに合わせた場合の第２高調波出力
である。この図から明らかなように、本発明によるレン
ズ一体型のレーザ共鳴器は集光レンズを省略したバット
カップリング型の共鳴器と比較し、数倍の高出力が得ら
れた。
り付けた側は移動不能とし、共鳴器１０を取り付けた側
は移動ステージに取り付け、移動可能とした。実験は移
動ステージを動かすことにより、共鳴器１０がカプトン
フィルム１４に触れるまで両者を近づけ、光軸Ａを半導
体レーザ１の出射軸に合わせた場合と、光軸Ｂを半導体
レーザ１の出射軸に合わせた場合で、第２高調波出力を
比較した。図３はその実験結果であり、図中Ｉは半導体
レーザの出射軸を光軸Ａに合わせた場合の第２高調波出
力であり、IIは光軸Ｂに合わせた場合の第２高調波出力
である。この図から明らかなように、本発明によるレン
ズ一体型のレーザ共鳴器は集光レンズを省略したバット
カップリング型の共鳴器と比較し、数倍の高出力が得ら
れた。
【００３３】図４は共鳴器２の他の実施例を示すもので
ある。この共鳴器２においては、レーザ媒質３の入力側
端面に凸曲面３ａが形成されており、出力側端面は平坦
面になっている。そして、レーザ媒質３の凸曲面３ａ側
に入力側ミラー４が設けられ、更にその表面にレンズ６
が設けられており、レーザ媒質３の出力側端面に出力側
ミラー５が設けられている。共鳴器２をこのように構成
した場合にも、前述第１実施例の場合と同様の作用、効
果を得ることができる。
ある。この共鳴器２においては、レーザ媒質３の入力側
端面に凸曲面３ａが形成されており、出力側端面は平坦
面になっている。そして、レーザ媒質３の凸曲面３ａ側
に入力側ミラー４が設けられ、更にその表面にレンズ６
が設けられており、レーザ媒質３の出力側端面に出力側
ミラー５が設けられている。共鳴器２をこのように構成
した場合にも、前述第１実施例の場合と同様の作用、効
果を得ることができる。
【００３４】尚、前述したようにミラー４の上に更にＴ
ｉＯ2膜を形成しないで、曲面のエッジング加工時のマ
スクとして用いたフォトレジストの凸曲面をそのままレ
ンズ６として使用することも可能である。このようにす
ると、レンズの製造コストを更に低減することができ
る。尚、この凸曲面加工方法も、本願出願人が先にした
特許出願（平成４年９月７日出願の特願平４−１６１４
０７号）に開示されている。
ｉＯ2膜を形成しないで、曲面のエッジング加工時のマ
スクとして用いたフォトレジストの凸曲面をそのままレ
ンズ６として使用することも可能である。このようにす
ると、レンズの製造コストを更に低減することができ
る。尚、この凸曲面加工方法も、本願出願人が先にした
特許出願（平成４年９月７日出願の特願平４−１６１４
０７号）に開示されている。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、レーザ共鳴器に集光手
段が備えられているので、レーザ媒質を効率よく励起で
きるだけでなく、入力側ミラーと集光手段とが一体化さ
れ、あるいはこれに加えて固体レーザ媒質とが一体化さ
れているので、集光手段付きレーザ共鳴器を小型にでき
るという優れた効果が奏される。又、このレーザ共鳴器
を備えたレーザ装置、特に、励起光源として半導体レー
ザを用いたレーザ装置を超小型にすることができる。
段が備えられているので、レーザ媒質を効率よく励起で
きるだけでなく、入力側ミラーと集光手段とが一体化さ
れ、あるいはこれに加えて固体レーザ媒質とが一体化さ
れているので、集光手段付きレーザ共鳴器を小型にでき
るという優れた効果が奏される。又、このレーザ共鳴器
を備えたレーザ装置、特に、励起光源として半導体レー
ザを用いたレーザ装置を超小型にすることができる。
【００３６】又、集光手段として誘電体膜を凸曲面に加
工してなるレンズを用いれば、レンズとなる誘電体膜を
高反射コーティングに続けて製膜でき、フォトリソグラ
フィにより複数のレンズを一括して作製後分割して使用
できるため、非常に安価に作製できる効果がある。
工してなるレンズを用いれば、レンズとなる誘電体膜を
高反射コーティングに続けて製膜でき、フォトリソグラ
フィにより複数のレンズを一括して作製後分割して使用
できるため、非常に安価に作製できる効果がある。
【図１】本発明に係るレーザ共鳴器と固体レーザ装置の
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明の効果を実証するために使用した実験装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図３】本発明に係るレーザ共鳴器及び固体レーザ装置
と従来のものとを比較実験した結果を示す出力特性図で
ある。
と従来のものとを比較実験した結果を示す出力特性図で
ある。
【図４】本発明に係るレーザ共鳴器の他の実施例を示す
構成図である。
構成図である。
１ 半導体レーザ ２ レーザ共鳴器 ３ レーザ媒質 ４ ミラー ５ ミラー ６ レンズ（集光手段）
Claims (5)
- 【請求項１】 固体レーザ媒質と、この固体レーザ媒質
の両側に配置された入力側ミラー及び出力側ミラーとを
有し、入力側ミラーから励起光を入射して共振させ出力
側ミラーから出射するレーザ共鳴器において、前記入力
側ミラーに、励起光を集光する手段が一体的に設けられ
ていることを特徴とするレーザ共鳴器。 - 【請求項２】 固体レーザ媒質と、この固体レーザ媒質
の両側に配置された入力側ミラー及び出力側ミラーとを
有し、入力側ミラーから励起光を入射して共振させ出力
側ミラーから出射するレーザ共鳴器において、前記入力
側ミラーに、前記固体レーザ媒質と、励起光を集光する
手段とが一体的に設けられていることを特徴とするレー
ザ共鳴器。 - 【請求項３】 前記固体レーザ媒質が非線形光学素子で
あることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ
共鳴器。 - 【請求項４】 前記励起光を集光する手段が、誘電体膜
を凸曲面に加工してなるレンズであることを特徴とする
請求項１から３のいずれかに記載のレーザ共鳴器。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載のレー
ザ共鳴器と、励起光源としての半導体レーザ、とを具備
することを特徴とする固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6076193A JPH06275891A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | レーザ共鳴器と固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6076193A JPH06275891A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | レーザ共鳴器と固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275891A true JPH06275891A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13151588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6076193A Pending JPH06275891A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | レーザ共鳴器と固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06275891A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004296706A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Sony Corp | 光共振器及びレーザ発振器 |
| JP2011176315A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Lpkf Laser & Electronics Ag | レーザ装置 |
| CN103840360A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-06-04 | 四川大学 | 薄透镜激光器 |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP6076193A patent/JPH06275891A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004296706A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Sony Corp | 光共振器及びレーザ発振器 |
| JP2011176315A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Lpkf Laser & Electronics Ag | レーザ装置 |
| CN103840360A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-06-04 | 四川大学 | 薄透镜激光器 |
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