JPH0645669A - End face excitation type solid laser - Google Patents

End face excitation type solid laser

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JPH0645669A
JPH0645669A JP4310591A JP4310591A JPH0645669A JP H0645669 A JPH0645669 A JP H0645669A JP 4310591 A JP4310591 A JP 4310591A JP 4310591 A JP4310591 A JP 4310591A JP H0645669 A JPH0645669 A JP H0645669A
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solid
state laser
crystal
laser
optical fiber
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JP4310591A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Sumiya
実 角谷
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

PURPOSE:To facilitate optical alignment by reducing the number of parts of an end face excitation type solid laser for miniaturization. CONSTITUTION:A laser resonator is constituted of the surface at the side of an optical fiber 1 of a solid laser crystal 2 and an output mirror 3. The end face of the optical fiber 3 is adhered to or brought closer to the solid laser crystal 2 so that the light axis of the laser resonator matches that of the optical fiber 1. An excitation light 4 is connected and waveguided from the end face at the opposite side of the optical fiber 3 to excite the solid laser 2 and to obtain an output.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ装置に関し、特
に半導体レーザを励起光源とする端面励起型固体レーザ
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser device, and more particularly, to an edge-pumped solid-state laser using a semiconductor laser as a pumping light source.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の端面励起型固体レーザでは、図6
に示すように、半導体レーザ10などの励起光源から放
射される励起光をレンズ9で集光し、固体レーザの固体
レーザ結晶2に照射する事によって励起していた。ある
いは、励起光源から放射されるレーザ光をレンズで光フ
ァイバに結合し光ファイバを導波させ、光ファイバ端面
から放射されるレーザ光を再びレンズで集光してから励
起に用いていた。半導体レーザ励起固体レーザに関して
は、「レーザ研究,Vol.17,No.10(198
9),pp.695−705」に詳しい記述がある。
2. Description of the Related Art A conventional edge-pumped solid-state laser is shown in FIG.
As shown in (3), the excitation light emitted from the excitation light source such as the semiconductor laser 10 is condensed by the lens 9 and irradiated on the solid-state laser crystal 2 of the solid-state laser to be excited. Alternatively, the laser light emitted from the excitation light source is coupled to the optical fiber by the lens to guide the optical fiber, and the laser light emitted from the end face of the optical fiber is focused again by the lens before being used for the excitation. Regarding the semiconductor laser pumped solid-state laser, "Laser Research, Vol. 17, No. 10 (198
9), pp. 695-705 ”.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この種の固体レーザの
励起光源としては、比較的小型で、光出力がかなり大き
い半導体レーザがよく利用される。半導体レーザから放
射されるレーザ光をレンズで集光して固体レーザの励起
に用いる場合、固体レーザの共振器と半導体レーザを一
体化しなければならない。一般に固体レーザを励起する
ための半導体レーザは出力が大きく、消費電力が多いた
めに、それに伴って生じる発熱を無視できない。したが
って冷却のために放熱板,空冷ファン,ペルエチェ素子
等の放熱手段を用いなければならず、固体レーザの発光
部の寸法が大きくなってしまう。また、この種のレーザ
を構成するためには少なくとも半導体レーザ,レンズ,
固体レーザ結晶,出力ミラーの4個の素子が必要で、そ
れらの光学的なアライメントに高度な技術と時間を要し
た。
As a pumping light source for this type of solid-state laser, a semiconductor laser which is relatively small and has a considerably large optical output is often used. When the laser light emitted from the semiconductor laser is condensed by a lens and used for exciting the solid-state laser, the resonator of the solid-state laser and the semiconductor laser must be integrated. In general, a semiconductor laser for exciting a solid-state laser has a large output and consumes a large amount of power, so that the heat generated by it cannot be ignored. Therefore, it is necessary to use a heat radiating means such as a heat radiating plate, an air cooling fan, and a Peltier element for cooling, and the size of the light emitting portion of the solid-state laser becomes large. In order to construct this type of laser, at least a semiconductor laser, a lens,
Four elements, a solid-state laser crystal and an output mirror, were required, and optical alignment of them required high technology and time.

【0004】半導体レーザから放射されるレーザ光をレ
ンズで光ファイバに結合し光ファイバを導波させ、光フ
ァイバ端面から放射されるレーザ光を再びレンズで集光
してから励起に用いる方法により、前者の問題は解決で
きる。しかし、後者の問題は依然として残る。
By a method of coupling laser light emitted from a semiconductor laser to an optical fiber with a lens to guide the optical fiber, and collecting laser light emitted from an end face of the optical fiber with a lens and then using it for excitation, The former problem can be solved. However, the latter problem still remains.

【0005】本発明の目的は、光学的アライメントが従
来に比べ容易になり、発光部もより小型になる、端面励
起型固体レーザを提供することにある。
It is an object of the present invention to provide an edge-pumped solid-state laser in which optical alignment is easier and a light emitting portion is smaller than in the prior art.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の端面励起型固体
レーザは、レーザ共振器に固体レーザ結晶を含み、前記
固体レーザ結晶の少なくとも1面によって前記レーザ共
振器のミラーを構成し、レーザ共振器の光軸にそって前
記レーザ共振器の前記固体レーザ側の外部から励起光を
照射し固体レーザを励起する端面励起型固体レーザにお
いて、励起光を導波させる光ファイバを設け、前記光フ
ァイバの出力側の端面を固体レーザ結晶に密着させるか
少なくとも近接させ、前記端面より放射させる励起光に
より固体レーザを励起することを特徴とする。
An edge-pumped solid-state laser according to the present invention includes a solid-state laser crystal in a laser resonator, wherein at least one surface of the solid-state laser crystal constitutes a mirror of the laser resonator, and a laser resonance In the end-pumped solid-state laser that pumps the solid-state laser by irradiating the solid-state laser from the outside of the laser resonator along the optical axis of the resonator, an optical fiber for guiding the pump light is provided, and the optical fiber The end face on the output side of (1) is brought into close contact with or at least close to the solid-state laser crystal, and the solid-state laser is excited by the excitation light emitted from the end face.

【0007】また、前記端面励起固体レーザにおいて、
その共振器内に高周波発生のための2次の非線形光学結
晶を設けることを特徴とする。
In the edge pumped solid-state laser,
It is characterized in that a secondary nonlinear optical crystal for generating a high frequency is provided in the resonator.

【0008】また、前記レーザ共振器の構成から決定さ
れる前記固体レーザ結晶の位置におけるビームスポット
半径をW0 、前記固体レーザ結晶の屈折率をn1 、励起
光の波長における吸収係数をα、前記光ファイバのコア
径が2rC 、開口数がNAであり、前記固体レーザ結晶
と前記光ファイバの間の距離をd0 とするとき、 rC +d0 (NA)/{1−(NA)2 1/2 <W0 かつ rC +d0 (NA)/{1−(NA)2 1/2 +(2/α)×(NA)/{n1 2 −(NA)2 1/2 >W0 を満たすことを特徴とする。
Further, the beam spot radius at the position of the solid-state laser crystal determined from the structure of the laser resonator is W 0 , the refractive index of the solid-state laser crystal is n 1 , the absorption coefficient at the wavelength of the pumping light is α, When the core diameter of the optical fiber is 2r C , the numerical aperture is NA, and the distance between the solid-state laser crystal and the optical fiber is d 0 , r C + d 0 (NA) / {1- (NA) 2 } 1/2 <W 0 and r C + d 0 (NA) / {1- (NA) 2 } 1/2 + (2 / α) × (NA) / {n 1 2 − (NA) 2 } 1 It is characterized by satisfying / 2 > W 0 .

【0009】さらに、前記端面励起固体レーザにおい
て、前記固体レーザ結晶としてa軸カットのNd:YV
4 を用い、前記レーザ共振器の構成から決定される前
記Nd:YVO4 結晶の位置におけるビームスポット半
径をW0 、前記Nd:YVO4結晶の屈折率をn1 、前
記光ファイバのコア径が2rC 、開口数がNAであり、
前記Nd:YVO4 結晶と前記光ファイバの間の距離を
0 とするとき、 rC +d0 (NA)/{1−(NA)2 1/2 <W0 かつ rC +d0 (NA)/{1−(NA)2 1/2 +1(mm)×(NA)/{n1 2 −(NA)2 1/2 >W0 を満たすことを特徴とする。
Further, in the edge-pumped solid-state laser, an a-axis cut Nd: YV is used as the solid-state laser crystal.
Using O 4 , the beam spot radius at the position of the Nd: YVO 4 crystal determined from the configuration of the laser resonator is W 0 , the refractive index of the Nd: YVO 4 crystal is n 1 , and the core diameter of the optical fiber is Is 2r C , the numerical aperture is NA,
When the distance between the Nd: YVO 4 crystal and the optical fiber is d 0 , r C + d 0 (NA) / {1- (NA) 2 } 1/2 <W 0 and r C + d 0 (NA ) / {1- (NA) 2 } 1/2 +1 (mm) × (NA) / {n 1 2- (NA) 2 } 1/2 > W 0 .

【0010】[0010]

【作用】端面励起型の固体レーザを励起する場合、固体
レーザ結晶中の発振領域内で励起光を吸収させると発振
効率がよくなる。この固体レーザ結晶中でのビーム半径
は、出力ミラーの曲率半径や、共振器長によって変化す
る。図4に、一方のミラーを平面とし、もう一方のミラ
ーが曲率を持っている光共振器における、共振器長と平
面ミラーの位置でのビームスポット半径の関係を示す。
光の波長は1064nmとした。曲率半径rをパラメー
タとし、rの値を10mmから1000mmまで変えて
ある。端面励起型の固体レーザでは共振器長は10mm
〜100mm程度となり、この範囲で平面ミラーの位置
におけるビームスポット半径はおおよそ50〜300μ
mとなる。従来は、半導体レーザからの光を、直接、あ
るいは一度、光ファイバを導波してから、いずれも光を
レンズで集光し、固体レーザを励起していた。
When the end face excitation type solid state laser is excited, the absorption efficiency is improved by absorbing the excitation light in the oscillation region in the solid state laser crystal. The beam radius in this solid-state laser crystal changes depending on the radius of curvature of the output mirror and the cavity length. FIG. 4 shows the relationship between the resonator length and the beam spot radius at the position of the plane mirror in an optical resonator in which one mirror is a plane and the other mirror has a curvature.
The wavelength of light was 1064 nm. The radius of curvature r is used as a parameter, and the value of r is changed from 10 mm to 1000 mm. The edge-pumped solid-state laser has a cavity length of 10 mm.
The beam spot radius at the position of the plane mirror is approximately 50 to 300 μ in this range.
m. Conventionally, light from a semiconductor laser is guided directly or once through an optical fiber, and then light is condensed by a lens to excite a solid-state laser.

【0011】光ファイバを用いた場合、その端面を固体
レーザ結晶に近接させるだけで励起することが可能であ
る。図3に光ファイバを固体レーザ結晶2に近接させた
ときの様子を示す。光ファイバ1のコア半径がrC 、開
口数がNAであるとする。固体レーザ結晶の屈折率をn
1 とする。また、光ファイバ1の端面と固体レーザ結晶
の間の距離をd0 、結晶端面における励起光のビームス
ポット半径をW1 とする。固体レーザの発振の固体レー
ザ結晶内でのビームスポット半径がW0 であるとし、固
体レーザの発振領域を破線で示した。この発振領域にお
いて、励起光の大部分が吸収されると、励起効率がよく
なる。光ファイバを導波した励起光は一般に10°以上
の放射角をもって端面から放射される。よって光ファイ
バを固体レーザ結晶に密着あるいは近接させて励起する
場合、励起光が広がってしまう前の固体レーザ結晶の端
面に近い短い領域で励起光を吸収する必要がある。吸収
率の低い固体レーザ結晶を用いると、発振領域で充分に
吸収されず、発振に寄与しない部分で吸収されてしま
う。しかし、吸収率の高い固体レーザ結晶を用いると、
発振領域内で大部分のエネルギーを吸収させることが可
能である。
When an optical fiber is used, it can be excited simply by bringing its end face close to the solid-state laser crystal. FIG. 3 shows a state in which the optical fiber is brought close to the solid-state laser crystal 2. It is assumed that the core radius of the optical fiber 1 is r C and the numerical aperture is NA. The refractive index of the solid-state laser crystal is n
Set to 1 . Further, the distance between the end face of the optical fiber 1 and the solid-state laser crystal is d 0 , and the beam spot radius of the excitation light on the crystal end face is W 1 . The beam spot radius in the solid-state laser crystal for oscillation of the solid-state laser is W 0 , and the oscillation region of the solid-state laser is shown by a broken line. When most of the excitation light is absorbed in this oscillation region, the excitation efficiency improves. The excitation light guided through the optical fiber is generally emitted from the end face with an emission angle of 10 ° or more. Therefore, when the optical fiber is closely contacted with or close to the solid-state laser crystal for excitation, it is necessary to absorb the excitation light in a short region near the end face of the solid-state laser crystal before the excitation light spreads. If a solid-state laser crystal having a low absorptance is used, it will not be sufficiently absorbed in the oscillation region and will be absorbed in a portion that does not contribute to oscillation. However, when using a solid-state laser crystal with high absorption,
It is possible to absorb most of the energy within the oscillation region.

【0012】図5に結晶長と吸収率の関係を吸収係数α
をパラメータとして示した。固体レーザ結晶として従来
からよく用いられてきたNd:YAGは、通常用いられ
ているNd濃度が1atom.%程度の場合に、810
nm近傍での吸収係数がおよそ0.4mm-1であり、励
起光を80%以上吸収するためには結晶長が4mm以上
必要となるために、本発明のレーザに用いるのには適し
ていない。Nd:YVO4 の810nm近傍での吸収係
数は、通常用いられているNd濃度が1atom.%程
度の場合に、励起光の電界とNd:YVO4 のc軸が平
行であるときおよそ3mm-1で、約0.5mmの結晶長
で励起光の80%程度を吸収することが可能である。し
たがって、コア径や開口数NAの適当な光ファイバや、
曲率半径の適当な出力ミラーを使用するか、共振器長を
調整することによって、発振領域に有効に光を吸収させ
ることが可能である。
FIG. 5 shows the relationship between the crystal length and the absorption rate by the absorption coefficient α.
Is shown as a parameter. Nd: YAG, which has been often used as a solid-state laser crystal, has an Nd concentration of 1 atom. % Of about 810
Since the absorption coefficient in the vicinity of nm is about 0.4 mm −1 and the crystal length is required to be 4 mm or more to absorb the excitation light by 80% or more, it is not suitable for use in the laser of the present invention. . Regarding the absorption coefficient of Nd: YVO 4 in the vicinity of 810 nm, the normally used Nd concentration is 1 atom. %, When the electric field of the excitation light is parallel to the c-axis of Nd: YVO 4 , the crystal length is about 3 mm −1 , and it is possible to absorb about 80% of the excitation light with a crystal length of about 0.5 mm. is there. Therefore, an appropriate optical fiber with a core diameter or numerical aperture NA,
It is possible to effectively absorb light in the oscillation region by using an output mirror having an appropriate radius of curvature or adjusting the cavity length.

【0013】励起効率を上げるためには、結晶端面にお
ける励起光のビームスポット半径W1 が固体レーザ発振
のビームスポット半径W0 より小さい必要がある。これ
を式で表わすと rC +d0 tanθ0 <W0 (1) となる。励起光の吸収が固体レーザの発振領域に比べて
中央に集中し過ぎると、固体レーザの横モードに影響を
与えるばかりではなく、出力そのものの低下を引き起こ
す。そのために、励起光の吸収が{1−exp(−
2)}×100%(約86%)となるための結晶長をd
1 とし、その位置における励起光のビームスポットをW
2 としたときに、少なくともW2 がW0 より大きくなる
必要がある。それを式で表わすと rC + d0 tanθ0 +d1 tanθ1 ≦W0 (2) となる。d1 とαの間には
In order to improve the pumping efficiency, the beam spot radius W 1 of the pumping light at the crystal end face must be smaller than the beam spot radius W 0 of the solid-state laser oscillation. When this is expressed by an equation, r C + d 0 tan θ 0 <W 0 (1). If the absorption of the pumping light is too concentrated in the center of the oscillation region of the solid-state laser, not only the transverse mode of the solid-state laser is affected but also the output itself is reduced. Therefore, the absorption of the excitation light is {1-exp (-
2)} × 100% (about 86%), so that the crystal length is d
1 and the beam spot of the excitation light at that position is W
When it is set to 2 , at least W 2 needs to be larger than W 0 . When expressed by an equation, r C + d 0 tan θ 0 + d 1 tan θ 1 ≦ W 0 (2) between d 1 and α

【0014】exp(−αd1 )=exp(−2) の関係を成り立たせる必要があり、また、 NA=sinθ0 sinθ0 =n1 sinθ1 の関係があるので、式(1)及び式(2)は次の様に表
現できる。
Since it is necessary to establish the relationship of exp (-αd 1 ) = exp (-2), and the relationship of NA = sin θ 0 sin θ 0 = n 1 sin θ 1 is satisfied, the formula (1) and the formula ( 2) can be expressed as follows.

【0015】 rC +d0 (NA)/{1−(NA)2 1/2 <W0 (3) rC +d0 (NA)/{1−(NA)2 1/2 +(2/α)×(NA)/{n1 2 −(NA)2 1/2
>W0 (4) 式(3),式(4)を満たすこ
とによってより高い発振効率を得ることが可能となる。
R C + d 0 (NA) / {1- (NA) 2 } 1/2 <W 0 (3) r C + d 0 (NA) / {1- (NA) 2 } 1/2 + (2 / Α) × (NA) / {n 1 2 − (NA) 2 } 1/2
> W 0 (4) It is possible to obtain higher oscillation efficiency by satisfying the expressions (3) and (4).

【0016】固体レーザ結晶としてa軸カットのNd:
YVO4 を用いた場合を考える。光ファイバは一般に偏
波を保存せず、光ファイバを導波したレーザ光は無偏光
となる。c軸と平行な電界をもつ励起光に対しては吸収
係数が約3mm-1で、c軸と垂直な電界をもつ励起光に
対しては吸収係数が約1.5mm-1である。よって励起
光を約83%吸収するための結晶長d1 は約1mmとな
る。よって、式(4)の条件は次のように表現できる。
As a solid-state laser crystal, a-axis cut Nd:
Consider the case of using YVO 4 . The optical fiber generally does not preserve the polarization, and the laser light guided through the optical fiber is unpolarized. The absorption coefficient is about 3 mm −1 for excitation light having an electric field parallel to the c-axis, and about 1.5 mm −1 for excitation light having an electric field perpendicular to the c-axis. Therefore, the crystal length d 1 for absorbing about 83% of the excitation light is about 1 mm. Therefore, the condition of Expression (4) can be expressed as follows.

【0017】 rC +d0 (NA)/{1−(NA)2 1/2 +1(mm)×(NA)/{n1 2 −(NA)2 1/2 >W0 (5) よって、本発明においてa軸カットのNd:YVO4
用いた場合、式(3)及び式(5)の条件を満たすこと
によって、発振効率が高くなる。
R C + d 0 (NA) / {1- (NA) 2 } 1/2 +1 (mm) × (NA) / {n 1 2 − (NA) 2 } 1/2 > W 0 (5) Therefore, when the a-axis cut Nd: YVO 4 is used in the present invention, the oscillation efficiency is increased by satisfying the conditions of the expressions (3) and (5).

【0018】また、本発明によれば、従来固体レーザ結
晶の前で集光のために用いていたレンズ等の結合光学系
が不要となり、部品点数が減るので、光学的アライメン
トが従来に比べ容易になる。
Further, according to the present invention, a coupling optical system such as a lens, which is conventionally used for focusing light in front of a solid-state laser crystal, is not required, and the number of parts is reduced. Therefore, optical alignment is easier than before. become.

【0019】[0019]

【実施例】以下図面を参照しながら本発明の実施例を説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1に本発明の第1の実施例を示す。出力
ミラー3には、固体レーザの発振波長に対して80%〜
98%程度の高反射率になるようにコーティングを施し
てある。固体レーザ結晶2は向かい合う2面を平行に研
磨し、固体レーザの発振波長に対し、出力ミラー3の側
が低反射率に、反対側が100%に近い反射率になるよ
うにコーティングを施してある。固体レーザ結晶2の高
反射面と出力ミラー3によりレーザ共振器を構成してい
る。このレーザ共振器の光軸と光ファイバ1の光軸が一
致するように、光ファイバ1の片側端面を固体レーザ結
晶2に密着させてある。光ファイバ1の反対側の端面か
ら半導体レーザなどの励起光源からの光4を結合し導波
させ、固体レーザを励起している。固体レーザ結晶には
Nd:YVO4 やLNP(LiNd(PO3 4 )など
の吸収率の高い結晶を用いている。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The output mirror 3 has 80% to the oscillation wavelength of the solid-state laser.
The coating is applied so as to have a high reflectance of about 98%. The two faces of the solid-state laser crystal 2 are polished in parallel, and a coating is applied so that the output mirror 3 has a low reflectance and the opposite side has a reflectance close to 100% with respect to the oscillation wavelength of the solid-state laser. The highly reflective surface of the solid-state laser crystal 2 and the output mirror 3 constitute a laser resonator. One end face of the optical fiber 1 is brought into close contact with the solid-state laser crystal 2 so that the optical axis of the laser resonator and the optical axis of the optical fiber 1 coincide with each other. Light 4 from an excitation light source such as a semiconductor laser is coupled and guided from the end face on the opposite side of the optical fiber 1 to excite the solid-state laser. As the solid-state laser crystal, a crystal having a high absorptivity such as Nd: YVO 4 or LNP (LiNd (PO 3 ) 4 ) is used.

【0021】図2に本発明の第2の実施例を示す。第1
の実施例と大きな違いはレーザ共振器内に波長変換用の
2次の非線形光学結晶6を設けていることである。非線
形光学結晶6は、KTP(KTiOPO4 )、BBO
(β−BaB2 4 )、KNbO3 など、固体レーザの
発振光を基本波として第2高調波発生など、波長変換の
ための位相整合が可能なものであればよい。第1の実施
例とのもう1つの違いは、出力ミラー3の反射率を、発
振波長に対して100%に近くし、その第2高調波に対
して低反射率となるようにしていることである。こうす
ることによって、波長変換における基本波となる、固体
レーザの発振光をレーザ共振器内に閉じこめて、レーザ
共振器内部におけるパワー密度を増加させ、波長変換効
率を高めている。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. First
The major difference from the above embodiment is that a secondary nonlinear optical crystal 6 for wavelength conversion is provided in the laser resonator. The nonlinear optical crystal 6 is made of KTP (KTiOPO 4 ), BBO
Any material such as (β-BaB 2 O 4 ), KNbO 3 or the like that can perform phase matching for wavelength conversion, such as second harmonic generation using the oscillation light of the solid-state laser as a fundamental wave, may be used. Another difference from the first embodiment is that the reflectance of the output mirror 3 is close to 100% with respect to the oscillation wavelength and is low with respect to its second harmonic. Is. By doing so, the oscillation light of the solid-state laser, which becomes the fundamental wave in wavelength conversion, is confined in the laser resonator, the power density inside the laser resonator is increased, and the wavelength conversion efficiency is improved.

【0022】本実施例では、レーザ共振器を構成するミ
ラーの内、一方を固体レーザ結晶の片側の端面をコーテ
ィングによって形成し、出力ミラーは独立に設けている
が、第1の実施例において固体レーザ結晶の両端面によ
ってコーティングして共振器を構成したり、第2の実施
例において固体レーザ結晶の一方の端面と非線形光学結
晶の一方の端面にコーティングすることによって共振器
を構成することも可能であることは言うまでもない。
In the present embodiment, one of the mirrors constituting the laser resonator is formed by coating one end face of the solid-state laser crystal, and the output mirror is independently provided. It is also possible to coat the both end faces of the laser crystal to form the resonator, or to form the resonator by coating one end face of the solid-state laser crystal and one end face of the nonlinear optical crystal in the second embodiment. Needless to say.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
光学的アライメントが従来に比べ容易になり、発光部が
より小型になる端面励起型固体レーザの提供することが
できる。また、使用するレンズの数を削減できるのでコ
ストダウンにもなり産業上、非常に有効である。
As described in detail above, according to the present invention,
It is possible to provide an edge-pumped solid-state laser in which optical alignment is easier than in the past and the light emitting portion is smaller. In addition, the number of lenses used can be reduced, which leads to cost reduction and is very effective in industry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を説明するための斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view for explaining an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を説明するための斜視図
である。
FIG. 2 is a perspective view for explaining a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の作用を説明するための光ファイバを固
体レーザ結晶に近接させ励起しているところを示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the present invention in which an optical fiber is brought close to a solid-state laser crystal and excited.

【図4】平面鏡及び凹面鏡からなる光共振器の共振器長
とビーム半径の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a cavity length and a beam radius of an optical resonator including a plane mirror and a concave mirror.

【図5】結晶長と吸収率の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between crystal length and absorptance.

【図6】従来の端面励起型固体レーザの例を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a conventional edge-pumped solid-state laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ファイバ 2 固体レーザ結晶 3 出力ミラー 4 励起光 6 非線形光学結晶 9 レンズ 10 半導体レーザ 1 optical fiber 2 solid-state laser crystal 3 output mirror 4 pumping light 6 nonlinear optical crystal 9 lens 10 semiconductor laser

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ共振器内に固体レーザ結晶を含
み、前記固体レーザ結晶の少なくとも1面によって前記
レーザ共振器のミラーを構成し、レーザ共振器の光軸に
そって前記レーザ共振器の前記固体レーザ側の外部から
励起光を照射し固体レーザを励起する端面励起型固体レ
ーザにおいて、 励起光を導波させる光ファイバを設け、前記光ファイバ
の出力側の端面を固体レーザ結晶に密着させるか少なく
とも近接させ、前記端面より放射される励起光により固
体レーザを励起することを特徴とする端面励起型固体レ
ーザ。
1. A laser resonator includes a solid-state laser crystal, at least one surface of the solid-state laser crystal constitutes a mirror of the laser resonator, and the laser resonator includes the mirror along the optical axis of the laser resonator. In an end-pumped type solid-state laser that pumps a solid-state laser by irradiating pumping light from the outside on the solid-state laser side, an optical fiber for guiding the pumping light is provided, and the end face on the output side of the optical fiber is closely attached to the solid-state laser crystal. An edge-pumped solid-state laser, characterized in that a solid-state laser is excited by excitation light emitted from the end face at least in close proximity.
【請求項2】 請求項1記載の端面励起型固体レーザに
おいて、前記レーザ共振器の構成から決定される前記固
体レーザ結晶の位置におけるビームスポット半径を
0 、前記固体レーザ結晶の屈折率をn1 、励起光の波
長における吸収係数をα、前記光ファイバのコア径が2
C 、開口数がNAであり、前記固体レーザ結晶と前記
光ファイバの間の距離をd0 とするとき、 rC +d0 (NA)/{1−(NA)2 1/2 <W0 かつ rC +d0 (NA)/{1−(NA)2 1/2 +(2/α)×(NA)/{n1 2 −(NA)2 1/2 >W0 を満たすことを特徴とする端面励起型固体レーザ。
2. The edge-pumped solid-state laser according to claim 1, wherein the beam spot radius at the position of the solid-state laser crystal determined from the configuration of the laser resonator is W 0 , and the refractive index of the solid-state laser crystal is n. 1 , the absorption coefficient at the wavelength of the pumping light is α, and the core diameter of the optical fiber is 2
r C , the numerical aperture is NA, and the distance between the solid-state laser crystal and the optical fiber is d 0 , r C + d 0 (NA) / {1- (NA) 2 } 1/2 <W 0 and r C + d 0 (NA) / {1- (NA) 2 } 1/2 + (2 / α) × (NA) / {n 1 2 − (NA) 2 } 1/2 > W 0 Edge-pumped solid-state laser.
【請求項3】 請求項1及び請求項2記載の端面励起型
固体レーザにおいて、前記固体レーザ結晶としてa軸カ
ットのNd:YVO4 を用い、前記レーザ共振器の構成
から決定される前記Nd:YVO4 結晶の位置における
ビームスポット半径をW0 、前記Nd:YVO4 結晶の
屈折率をn1 、前記光ファイバのコア径が2rC 、開口
数がNAであり、前記Nd:YVO4 結晶と前記光ファ
イバの間の距離をd0 とするとき、 rC +d0 (NA)/{1−(NA)2 1/2 <W0 かつ rC +d0 (NA)/{1−(NA)2 1/2 +1(mm)×(NA)/{n1 2 −(NA)2 1/2 >W0 を満たすことを特徴とする端面励起型固体レーザ。
3. The edge-pumped solid-state laser according to claim 1, wherein a-axis cut Nd: YVO 4 is used as the solid-state laser crystal, and the Nd: determined from the configuration of the laser resonator. The beam spot radius at the position of the YVO 4 crystal is W 0 , the refractive index of the Nd: YVO 4 crystal is n 1 , the core diameter of the optical fiber is 2r C , the numerical aperture is NA, and the Nd: YVO 4 crystal is When the distance between the optical fibers is d 0 , r C + d 0 (NA) / {1- (NA) 2 } 1/2 <W 0 and r C + d 0 (NA) / {1- (NA ) 2 } 1/2 +1 (mm) x (NA) / {n 1 2- (NA) 2 } 1/2 > W 0 is satisfied.
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