JPH06338645A - 固体レーザー - Google Patents

固体レーザー

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JPH06338645A
JPH06338645A JP12673093A JP12673093A JPH06338645A JP H06338645 A JPH06338645 A JP H06338645A JP 12673093 A JP12673093 A JP 12673093A JP 12673093 A JP12673093 A JP 12673093A JP H06338645 A JPH06338645 A JP H06338645A
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JP
Japan
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solid
state laser
crystal
end faces
face
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12673093A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Hiuga
浩彰 日向
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体レーザー結晶の端面研磨加工が容易で、
低コストで形成される固体レーザーを得る。 【構成】 固体レーザー結晶であるNd:YAG結晶13
と屈折率分布型レンズ14とを密着一体化し、この一体化
された構造の両端面となるNd:YAG結晶13の端面13
a、および屈折率分布型レンズ14の端面14bを固体レー
ザーの共振器ミラー面とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固体レーザー結晶とそ
れをポンピングするポンピング源とからなる固体レーザ
ーに関し、特に詳細には、固体レーザー結晶あるいはそ
れと一体化された光学部品の端面によって共振器ミラー
を構成した固体レーザーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、固体レーザー結晶をポンピン
グ源から発せられた光によってポンピングする固体レー
ザーが種々提供されている。そしてこの種の固体レーザ
ーの1つとして、レーザーダイオードをポンピング源と
したものも知られている。上述のような固体レーザー、
特にレーザーダイオードポンピング固体レーザーにあっ
ては、固体レーザー結晶の他に別途共振器ミラーを設け
ることをせずに、この固体レーザー結晶の両端面を共振
器ミラー面としてモノリシック化を図り、部品点数を低
減する試みもなされている。Applied Physics Let
ters(アプライドフィジックス レターズ),vol.29,
No.11,p720 (1976)およびOptics Letters(オプテ
ィクス レターズ),vol.10,No.2,p62(1985)に
は、その種の固体レーザーの例が示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のようにして部品
点数の低減を図った固体レーザーにおいては、固体レー
ザービームを共振器内に閉じ込めるために固体レーザー
結晶の端面を凸面に研磨する必要があるが、そのような
研磨加工は同時に多数の固体レーザー結晶に施すことが
困難であるために、この種の固体レーザーはコストが高
くなりがちであった。
【0004】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、固体レーザー結晶の端面研磨加工が容易
で、よって低コストで形成され得る、構造の簡単な固体
レーザーを提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による固体レーザ
ーは、先に述べたように固体レーザー結晶と、それをポ
ンピングするポンピング源とからなる固体レーザーにお
いて、固体レーザー結晶が集光機能を有する屈折率分布
型レンズと直接的にまたは他の光学部品を介して密着一
体化され、この一体化された構造の両端面が固体レーザ
ーの共振器ミラー面とされたことを特徴とするものであ
る。
【0006】
【作用および発明の効果】上記の構成においては、屈折
率分布型レンズによって固体レーザービームを集光して
共振器内に閉じ込めることができるので、固体レーザー
結晶の端面を凸面に研磨する必要がなく、この端面は平
坦面に研磨すればよいことになる。したがって固体レー
ザー結晶の端面研磨加工は容易となり、その加工コスト
が低く抑えられて、この固体レーザーは低コストで形成
可能となる。
【0007】そして上記の屈折率分布型レンズは固体レ
ーザー結晶と一体化され、この一体化された構造の両端
面が共振器ミラー面とされているので、本発明による固
体レーザーは、固体レーザー結晶と共振器ミラーとをモ
ノリシック化した固体レーザーと基本的に部品点数が変
わらず、構造が簡単なものとなる。
【0008】また上記構成の本発明による固体レーザー
は、固体レーザー結晶に凸面を形成する必要がないの
で、この固体レーザー結晶の組み込みや保持の作業が容
易になり、この点からより一層のコストダウンが実現さ
れるものとなる。
【0009】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施例によるレ
ーザーダイオードポンピング固体レーザーを示すもので
ある。このレーザーダイオードポンピング固体レーザー
は、ポンピング光としてのレーザービーム10を発する半
導体レーザー11と、発散光である上記レーザービーム10
を集束させる集光レンズ12と、ネオジウム(Nd)がド
ーピングされた固体レーザー媒質であるYAG結晶(以
下、Nd:YAG結晶と称する)13と、このNd:YA
G結晶13の前方側(図中右方側)に一体的に密着固定さ
れた屈折率分布型レンズ14とからなる。以上述べた各要
素は共通の筐体(図示せず)にマウントされて一体化さ
れ、図示しない温調手段により所定温度に温調される。
【0010】半導体レーザー11としては、波長λ1 =80
9 nmのレーザービーム10を発するものが用いられてい
る。Nd:YAG結晶13は、上記のレーザービーム10に
よってネオジウム原子が励起されることにより、波長λ
2 =1064nmのレーザービーム15を発する。
【0011】ここで、Nd:YAG結晶13の後方端面13
aおよび前方端面13b、そして屈折率分布型レンズ14の
後方端面14aおよび前方端面14bはすべて平坦面に研磨
され、上記端面13bと14aとが例えばUVエポキシ樹脂
で接着されることにより、これらNd:YAG結晶13と
屈折率分布型レンズ14とが一体化されている。またこの
ようにして一体化された構造の両端面となるNd:YA
G結晶13の端面13aと屈折率分布型レンズ14の端面14b
には、波長λ1 =809 nm、およびλ2 =1064nmの光
に対して下記の反射率となるコーティングが施されてい
る。
【0012】 上記のようなコーティングが施されているために、レー
ザービーム15は端面13aと端面14bとの間で共振する。
また、このレーザービーム15は、屈折率分布型レンズ14
の集光作用により、共振器ミラー面となっている上記端
面13a、14b間に閉じ込められ、効率良くレーザー発振
が引き起こされる。また上述した通り、Nd:YAG結
晶13の端面13a、13bおよび屈折率分布型レンズ14の端
面14a、14bは単に平坦な面に研磨されればよいから、
端面14b等を凸面に研磨する場合に比べれば、端面研磨
加工は著しく容易で同時多数研磨も十分可能となり、よ
ってこの固体レーザーは比較的低コストで作成され得る
ものとなる。
【0013】そして、上記のように両端面が平坦なN
d:YAG結晶13および屈折率分布型レンズ14は、端面
が凸面形状とされたものに比べれば、保持および組込み
の作業も容易であり、したがって固体レーザーの組立作
業が容易となり、この点からもコスト低減の効果が得ら
れる。
【0014】次に、図2を参照して本発明の第2実施例
について説明する。なおこの図2において、図1中の要
素と同等の要素には同番号を付し、それらについての重
複した説明は省略する(以下、同様)。
【0015】この第2実施例においては、第1実施例に
おけるNd:YAG結晶13に代わる固体レーザー媒質と
して、ネオジウムがドーピングされたYVO4 結晶(N
d:YVO4 結晶)20が用いられている。そしてこのN
d:YVO4 結晶20と屈折率分布型レンズ14とは、間に
非線形光学材料であるKTP(KTiOPO4 )結晶21
を介して一体化されている。
【0016】半導体レーザー11としては、波長λ1 =80
9 nmのレーザービーム10を発するものが用いられてい
る。Nd:YVO4 結晶20は、上記のレーザービーム10
によってネオジウム原子が励起されることにより、波長
λ2 =1064nmのレーザービーム15を発する。このレー
ザービーム15はKTP結晶21に入射して、そこで波長λ
3 =λ2 /2 =532 nmの第2高調波22に波長変換され
る。
【0017】この場合もNd:YVO4 結晶20の後方端
面20aおよび前方端面20b、KTP結晶21の後方端面21
aおよび前方端面21b、屈折率分布型レンズ14の後方端
面14aおよび前方端面14bはすべて平坦面に研磨されて
いる。そして上記端面20bと21a、端面21bと14aとが
例えばUVエポキシ樹脂で接着されることにより、これ
らNd:YVO4 結晶20、KTP結晶21および屈折率分
布型レンズ14が一体化されている。また、このようにし
て一体化された構造の両端面となるNd:YVO4 結晶
20の端面20aと屈折率分布型レンズ14の端面14bには、
波長λ1 =809nm,波長λ2 =1064nmおよび波長λ
3 =532 nmの光に対して下記の反射率となるコーティ
ングが施されている。
【0018】 上記のようなコーティングが施されているため、レーザ
ービーム15は端面20aと端面14bとの間で共振する。こ
のようにレーザービーム15は共振している状態でKTP
結晶21に入射するので、効率良く第2高調波22が発生す
る。そして端面14bからは、ほぼこの第2高調波22のみ
が出射する。
【0019】この場合もレーザービーム15は、屈折率分
布型レンズ14の集光作用により、共振器ミラー面となっ
ている上記端面20a、14b間に閉じ込められ、効率良く
レーザー発振が引き起こされるようになる。また、N
d:YVO4 結晶20の端面20aと20b、KTP結晶21の
端面21aと21b、そして屈折率分布型レンズ14の端面14
aと14bは平坦面に研磨されればよいから、第1実施例
におけるのと同様に、それらの研磨作業の容易化、そし
て保持および組込み作業の容易化の点から、コスト低減
の効果が得られるものとなる。
【0020】次に、図3を参照して本発明の第3実施例
について説明する。この第3実施例装置は、第1実施例
装置に対して屈折率分布型レンズ14側に非線形光学材料
であるKN(KNbO3 )結晶30が付加された形のもの
である。このKN結晶30は、その平坦な後方端面30aが
屈折率分布型レンズ14の前方端面14bに接着されること
により、該屈折率分布型レンズ14と一体化されている。
【0021】本実施例装置においては、Nd:YAG結
晶13から発せられた波長λ2 =946nmの固体レーザー
ビーム15が上記KN結晶30に入射し、それにより該レー
ザービーム15が波長λ3 =λ2 /2=473 nmの第2高
調波31に波長変換される。この場合もNd:YAG結晶
13の端面13aおよび13b、屈折率分布型レンズ14の端面
14aおよび14b、KN結晶30の端面30aおよび30bはす
べて平坦面に研磨されている。また、一体化された構造
の両端面となるNd:YAG結晶13の端面13aとKN結
晶30の端面30bには、波長λ1 =809 nm、波長λ2
946 nm、波長λ3 =473 nm、並びに946 nm以外の
発振線である1064nmおよび1320nmの光に対して下記
の反射率となるコーティングが施されている。
【0022】 端 面13a 端 面30b 809nm 5%以下 − 946nm 99.9% 99.9% 473nm 90%以上 3%以下 1064nm 30%以下 30%以下 1320nm 50%以下 50%以下 上記のようなコーティングが施されているため、1064n
mおよび1320nmの発振線のゲインが抑えられ、波長94
6 nmのレーザービーム15が端面13aと端面30bとの間
で共振する。このようにレーザービーム15は共振してい
る状態でKN結晶30に入射するので、効率良く第2高調
波31が発生する。この場合も、第1実施例および第2実
施例におけるのと同様にして、屈折率分布型レンズ14の
作用によりレーザービーム15が共振器内に良好に閉じ込
められ、また研磨作業の容易化、そして保持および組込
み作業の容易化の点から、コスト低減の効果が得られる
ものとなる。
【0023】次に、図4を参照して本発明の第4実施例
について説明する。この第4実施例装置は、第3実施例
装置に対してNd:YAG結晶13側に波長選択素子とな
る石英板40が付加された形のものである。この石英板40
は平行平板状に形成され、その平坦な前方端面40bがN
d:YAG結晶13の後方端面13aに接着されることによ
り、このNd:YAG結晶13と一体化されている。
【0024】また上記石英板40の端面40bには、946 n
m近辺の波長の光を吸収する吸収薄膜41がコーティング
されている。この吸収薄膜41は例えば厚さ10nmのNi
−Cr薄膜であり、それと上記石英板40とにより、固体
レーザーの発振モードを単一縦モード化する波長選択素
子が構成されている。すなわちこの構成においては、94
6 nm近辺にいくつかの縦モードが発生し得るが、それ
らの縦モードのうち、共振器内に生じる定在波の節がち
ょうど上記吸収薄膜41の部分に位置する縦モードのみが
発振し、その他の縦モードは上記吸収薄膜41に吸収され
て発振が抑制される。
【0025】そしてKN結晶30の端面30bには、第3実
施例装置におけるのと同様のコーティングが施され、一
方石英板40の前方端面40aには、第3実施例装置のN
d:YAG結晶13の端面13aに施されたものと同様のコ
ーティングが施されている。この場合も、第1〜3実施
例におけるのと同様にして、屈折率分布型レンズ14の作
用によりレーザービーム15が共振器内に良好に閉じ込め
られ、また研磨作業の容易化、そして保持および組込み
作業の容易化の点から、コスト低減の効果が得られるも
のとなる。
【0026】なお上述したような波長選択素子は、第1
実施例装置のように特に光波長変換素子が設けられない
構成において設けられてもよく、その場合も同様の作用
を果たすものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例装置の側面図
【図2】本発明の第2実施例装置の側面図
【図3】本発明の第3実施例装置の側面図
【図4】本発明の第4実施例装置の側面図
【符号の説明】
10 レーザービーム(ポンピング光) 11 半導体レーザー 12 集光レンズ 13 Nd:YAG結晶 13a、13b Nd:YAG結晶の端面 14 屈折率分布型レンズ 14a、14b 屈折率分布型レンズの端面 15 固体レーザービーム 20 Nd:YVO4 結晶 20a、20b Nd:YVO4 結晶の端面 21 KTP結晶 22、31 第2高調波 30 KN結晶 30a、30b KN結晶の端面 40 石英板 40a、40b 石英板の端面 41 吸収薄膜

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体レーザー結晶と、それをポンピング
    するポンピング源とからなる固体レーザーにおいて、 前記固体レーザー結晶が集光機能を有する屈折率分布型
    レンズと直接的にまたは他の光学部品を介して密着一体
    化され、 この一体化された構造の両端面が固体レーザーの共振器
    ミラー面とされたことを特徴とする固体レーザー。
  2. 【請求項2】 前記一体化された構造が、前記固体レー
    ザー結晶および前記屈折率分布型レンズの2つの光学部
    品からなることを特徴とする請求項1記載の固体レーザ
    ー。
  3. 【請求項3】 前記一体化された構造が、前記固体レー
    ザー結晶、前記屈折率分布型レンズおよび、固体レーザ
    ービームを波長変換する光波長変換素子の3つの光学部
    品からなることを特徴とする請求項1記載の固体レーザ
    ー。
  4. 【請求項4】 前記一体化された構造が、前記固体レー
    ザー結晶、前記屈折率分布型レンズおよび、固体レーザ
    ーの発振波長を単一化する波長選択素子の3つの光学部
    品からなることを特徴とする請求項1記載の固体レーザ
    ー。
  5. 【請求項5】 前記一体化された構造が、前記固体レー
    ザー結晶、前記屈折率分布型レンズ、固体レーザービー
    ムを波長変換する光波長変換素子および、固体レーザー
    の発振モードを単一縦モード化する波長選択素子の4つ
    の光学部品からなることを特徴とする固体レーザー。
JP12673093A 1993-05-28 1993-05-28 固体レーザー Withdrawn JPH06338645A (ja)

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