JPH0685357A - 固体レーザ発振器 - Google Patents
固体レーザ発振器Info
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- JPH0685357A JPH0685357A JP26285792A JP26285792A JPH0685357A JP H0685357 A JPH0685357 A JP H0685357A JP 26285792 A JP26285792 A JP 26285792A JP 26285792 A JP26285792 A JP 26285792A JP H0685357 A JPH0685357 A JP H0685357A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 放射光の光分布が異方性を有する励起光源を
用いた場合の、固体レーザ媒質の光軸に対して垂直な面
の異方的な温度上昇を低減し、固体レーザ媒質の異方性
を有する熱レンズ効果、熱収差効果、熱復屈折効果を低
減する。 【構成】 固体レーザ媒質に励起光により発生する異方
的な熱の分布を補償して等方的な熱の分布となるような
特性の放熱手段を設けることにより、固体レーザに於て
異方性を有する熱レンズ効果、熱収差効果及び熱複屈折
効果を低減することが可能となることから、レーザ光の
収差を低減でき、高品質の光ビームを得ることが期待で
きる。また第二高調波を利用する光源では、偏光面制御
が大きな励起光強度まで可能となるので、高出力かつ低
ノイズの緑色光源を提供することができる。
用いた場合の、固体レーザ媒質の光軸に対して垂直な面
の異方的な温度上昇を低減し、固体レーザ媒質の異方性
を有する熱レンズ効果、熱収差効果、熱復屈折効果を低
減する。 【構成】 固体レーザ媒質に励起光により発生する異方
的な熱の分布を補償して等方的な熱の分布となるような
特性の放熱手段を設けることにより、固体レーザに於て
異方性を有する熱レンズ効果、熱収差効果及び熱複屈折
効果を低減することが可能となることから、レーザ光の
収差を低減でき、高品質の光ビームを得ることが期待で
きる。また第二高調波を利用する光源では、偏光面制御
が大きな励起光強度まで可能となるので、高出力かつ低
ノイズの緑色光源を提供することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザや他の光
源からの光を直接あるいは光ファイバ等で導光し、これ
を励起光として固体レーザ媒質を端面励起させる固体レ
ーザ発振器に関するものである。
源からの光を直接あるいは光ファイバ等で導光し、これ
を励起光として固体レーザ媒質を端面励起させる固体レ
ーザ発振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、互いに対向する一対のミラー
間にＮｄ：ＹＡＧなどの固体レーザ媒質を設置してなる
共振器中に、その一方の端面から半導体レーザからの放
射光を励起光として入射して固体レーザ媒質を励起させ
る形式の固体レーザ発振器があり、これは電球やフラッ
シュランプ等を用いた形式の固体レーザ発振器よりも手
軽なレーザ光源と知られている。特にＮｄ：ＹＡＧレー
ザの第二高調波光は、高密度な光ディスク用や様々な計
測用の緑色光源としての利用価値が高いことも周知であ
る。
間にＮｄ：ＹＡＧなどの固体レーザ媒質を設置してなる
共振器中に、その一方の端面から半導体レーザからの放
射光を励起光として入射して固体レーザ媒質を励起させ
る形式の固体レーザ発振器があり、これは電球やフラッ
シュランプ等を用いた形式の固体レーザ発振器よりも手
軽なレーザ光源と知られている。特にＮｄ：ＹＡＧレー
ザの第二高調波光は、高密度な光ディスク用や様々な計
測用の緑色光源としての利用価値が高いことも周知であ
る。
【０００３】上記した端面励起型固体レーザ発振器の構
成の一例を図１０に示す。励起光源としての半導体レー
ザチップ１の出射光の光軸上に集光レンズ２と、共振器
としての１対の共振器ミラー３、４と、両ミラー３、４
間に設けられた円柱状のＮｄ：ＹＡＧレーザ媒質５とか
ら構成される。尚、図示されていないが、これら半導体
レーザチップ１、集光レンズ２、共振器ミラー３、４、
レーザ媒質５はその光学的位置を維持するべくホルダ等
により支持されていることは云うまでもない。
成の一例を図１０に示す。励起光源としての半導体レー
ザチップ１の出射光の光軸上に集光レンズ２と、共振器
としての１対の共振器ミラー３、４と、両ミラー３、４
間に設けられた円柱状のＮｄ：ＹＡＧレーザ媒質５とか
ら構成される。尚、図示されていないが、これら半導体
レーザチップ１、集光レンズ２、共振器ミラー３、４、
レーザ媒質５はその光学的位置を維持するべくホルダ等
により支持されていることは云うまでもない。
【０００４】このような端面励起型固体レーザ発振器に
於て、その固体レーザ媒質を励起する励起光の出力強度
を大きくする場合、その励起光によってレーザ媒質が局
部的に加熱されて温度上昇し、そのレーザ媒質への入熱
と熱伝導と放熱方法で決まる温度分布が発生する。この
局部熱による温度分布は光軸に対して平行な面と光軸に
対して垂直な面とに分けて考えられる。光軸に対して平
行な面の温度上昇を低減するための方法として、例えば
特開平４ー８２２８１号公報には、固体レーザ媒質の励
起光側の表面に熱伝導率の高い透明なヒートシンクを設
ける方法が開示されている。
於て、その固体レーザ媒質を励起する励起光の出力強度
を大きくする場合、その励起光によってレーザ媒質が局
部的に加熱されて温度上昇し、そのレーザ媒質への入熱
と熱伝導と放熱方法で決まる温度分布が発生する。この
局部熱による温度分布は光軸に対して平行な面と光軸に
対して垂直な面とに分けて考えられる。光軸に対して平
行な面の温度上昇を低減するための方法として、例えば
特開平４ー８２２８１号公報には、固体レーザ媒質の励
起光側の表面に熱伝導率の高い透明なヒートシンクを設
ける方法が開示されている。
【０００５】一方、後者の光軸に対して垂直な面の温度
分布は光の強度分布が異方性を有する励起光源を採用し
た場合に発生する。良く知られているように半導体レー
ザの放射光分布は半導体レーザの活性層に対して平行な
方向と垂直な方向とで異方性を有し、その形状は概ね楕
円形をなす。そして、この半導体レーザを励起光源とし
て使用する場合には上記光軸に対して垂直な面の温度分
布が異方性を有することとなる。これをレーザ媒質５の
端面を模式的に示す図１１をもって説明すると、半導体
レーザチップ１からの出射光で励起する励起光の分布状
態Ｌは楕円形をなす。また、固体レーザ媒質５の光軸に
対して垂直な面の温度分布はこの励起光を吸収すること
による発熱に基づくものであることから、上記励起光分
布を反映して励起光の分布状態Ｌと同じ形、即ち楕円形
のままレーザ媒質５の光軸に対して垂直な面内で広がる
こととなる。
分布は光の強度分布が異方性を有する励起光源を採用し
た場合に発生する。良く知られているように半導体レー
ザの放射光分布は半導体レーザの活性層に対して平行な
方向と垂直な方向とで異方性を有し、その形状は概ね楕
円形をなす。そして、この半導体レーザを励起光源とし
て使用する場合には上記光軸に対して垂直な面の温度分
布が異方性を有することとなる。これをレーザ媒質５の
端面を模式的に示す図１１をもって説明すると、半導体
レーザチップ１からの出射光で励起する励起光の分布状
態Ｌは楕円形をなす。また、固体レーザ媒質５の光軸に
対して垂直な面の温度分布はこの励起光を吸収すること
による発熱に基づくものであることから、上記励起光分
布を反映して励起光の分布状態Ｌと同じ形、即ち楕円形
のままレーザ媒質５の光軸に対して垂直な面内で広がる
こととなる。
【０００６】しかしながら、固体レーザ媒質５の端面５
ａは円形をなすことから、上記励起光分布を反映する異
方性の温度分布により、固体レーザ媒質５が異方性を有
する熱レンズ効果、熱収差効果と熱複屈折効果を発生
し、固体レーザ発振器としての出力限界を低下させ、固
体レーザ発振器を高出力化することができなかった。ま
た、出力可能範囲であっても、低出力発振器として使用
する場合には問題ないが、高出力発振器として使用する
場合に光出力ビームに収差が含まれることから、例えば
光ディスク装置の光源のように収差に厳しい要求がある
ものに用途には不向きであった。更に、この光ディスク
装置の緑色光源では、光ノイズを可及的に小さくするこ
とが望まれており、この実現のために、例えば特開平１
ー２２０８７９号公報にはレーザ共振内の基本波の偏光
面を制御する方法が開示されているが、レーザ出力を増
大させるために励起光を大きくすれば、上記したように
固体レーザ媒質の熱複屈折効果が大きくなるために偏光
面制御が困難になり、光源の光ノイズが小さくならない
という短所もあった。
ａは円形をなすことから、上記励起光分布を反映する異
方性の温度分布により、固体レーザ媒質５が異方性を有
する熱レンズ効果、熱収差効果と熱複屈折効果を発生
し、固体レーザ発振器としての出力限界を低下させ、固
体レーザ発振器を高出力化することができなかった。ま
た、出力可能範囲であっても、低出力発振器として使用
する場合には問題ないが、高出力発振器として使用する
場合に光出力ビームに収差が含まれることから、例えば
光ディスク装置の光源のように収差に厳しい要求がある
ものに用途には不向きであった。更に、この光ディスク
装置の緑色光源では、光ノイズを可及的に小さくするこ
とが望まれており、この実現のために、例えば特開平１
ー２２０８７９号公報にはレーザ共振内の基本波の偏光
面を制御する方法が開示されているが、レーザ出力を増
大させるために励起光を大きくすれば、上記したように
固体レーザ媒質の熱複屈折効果が大きくなるために偏光
面制御が困難になり、光源の光ノイズが小さくならない
という短所もあった。
【０００７】上記したような半導体レーザ放射光の光強
度分布の異方性を補正するために、シリンドリカルレン
ズやプリズムをもってビーム整形する方法が知られてい
るが、完全に補正することは困難であり、実際には補正
後も上記異方性が残ることとなる。また、云うまでもな
く特開平４ー８２２８１号公報に開示された方法では光
軸に対して垂直な面の異方的な温度分布は解決されな
い。
度分布の異方性を補正するために、シリンドリカルレン
ズやプリズムをもってビーム整形する方法が知られてい
るが、完全に補正することは困難であり、実際には補正
後も上記異方性が残ることとなる。また、云うまでもな
く特開平４ー８２２８１号公報に開示された方法では光
軸に対して垂直な面の異方的な温度分布は解決されな
い。
【０００８】他方、例えば光源からの光を複数の光ファ
イバをもって共振器に導く形式の固体レーザ発振器があ
るが、この場合も各光ファイバから出射された光を一点
に集光させて共振器への入射光の断面を円形とすること
は困難であり、光軸に対して垂直な面の温度分布が異方
性を有することとなる。
イバをもって共振器に導く形式の固体レーザ発振器があ
るが、この場合も各光ファイバから出射された光を一点
に集光させて共振器への入射光の断面を円形とすること
は困難であり、光軸に対して垂直な面の温度分布が異方
性を有することとなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その
主な目的は、放射光の光分布が異方性を有する励起光源
を用いた場合の、固体レーザ媒質の光軸に対して垂直な
面の異方的な温度上昇を低減し、固体レーザ媒質の異方
性を有する熱レンズ効果、熱収差効果、熱復屈折効果を
低減することにある。
うな従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その
主な目的は、放射光の光分布が異方性を有する励起光源
を用いた場合の、固体レーザ媒質の光軸に対して垂直な
面の異方的な温度上昇を低減し、固体レーザ媒質の異方
性を有する熱レンズ効果、熱収差効果、熱復屈折効果を
低減することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記した目的は本発明に
よれば、１対のミラーからなる共振器と、前記共振器中
に配置された固体レーザ媒質と、前記固体レーザ媒質を
端面励起するべく光軸に対して垂直な面について異方的
に励起光を発生する励起光源と、前記固体レーザ媒質に
発生した熱を放熱させる手段とを備える固体レーザ発振
器に於て、前記放熱手段が、前記固体レーザ媒質に入射
する励起光の光軸に対して垂直な面についての熱分布に
応じた放熱性を有する１つ若しくは２つ以上の部分を有
し、前記固体レーザ媒質の前記面について前記励起光の
光分布に応じて発生する異方的な熱分布を補償して等方
的な熱分布となるように放熱させることを特徴とする固
体レーザ発振器を提供することにより達成される。
よれば、１対のミラーからなる共振器と、前記共振器中
に配置された固体レーザ媒質と、前記固体レーザ媒質を
端面励起するべく光軸に対して垂直な面について異方的
に励起光を発生する励起光源と、前記固体レーザ媒質に
発生した熱を放熱させる手段とを備える固体レーザ発振
器に於て、前記放熱手段が、前記固体レーザ媒質に入射
する励起光の光軸に対して垂直な面についての熱分布に
応じた放熱性を有する１つ若しくは２つ以上の部分を有
し、前記固体レーザ媒質の前記面について前記励起光の
光分布に応じて発生する異方的な熱分布を補償して等方
的な熱分布となるように放熱させることを特徴とする固
体レーザ発振器を提供することにより達成される。
【００１１】
【作用】このように、固体レーザ媒質に励起光により発
生する異方的な熱の分布を補償して等方的な熱の分布と
なるような特性の放熱手段を設けることにより、励起光
源からの励起光により発生する熱が異方的に放熱され、
放熱効率が大きな方向と発熱が大きな方向とが一致し、
熱の蓄積の異方性が小さくなる。
生する異方的な熱の分布を補償して等方的な熱の分布と
なるような特性の放熱手段を設けることにより、励起光
源からの励起光により発生する熱が異方的に放熱され、
放熱効率が大きな方向と発熱が大きな方向とが一致し、
熱の蓄積の異方性が小さくなる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
いて詳しく説明する。
【００１３】図１は、本発明が適用された第１の実施例
に於ける固体レーザ発振器の構成を示す模式的斜視図で
ある。本実施例の固体レーザ発振器の基本構成は図１０
に示す従来の固体レーザ発振器と同様であり、同じ部分
には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。本
実施例では、固体レーザ媒質５の周面が、その軸線方向
に延在する互いに熱的に絶縁された放熱手段を構成する
４つの熱伝導器７〜１０と接触している。
に於ける固体レーザ発振器の構成を示す模式的斜視図で
ある。本実施例の固体レーザ発振器の基本構成は図１０
に示す従来の固体レーザ発振器と同様であり、同じ部分
には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。本
実施例では、固体レーザ媒質５の周面が、その軸線方向
に延在する互いに熱的に絶縁された放熱手段を構成する
４つの熱伝導器７〜１０と接触している。
【００１４】図２に併せて示すように、これら熱伝導器
７〜１０のうち熱伝導器７、８は、固体レーザ媒質５の
中心Ｏを通り、かつ半導体レーザチップ１からの半導体
レーザの活性層に対して垂直な方向に沿って対称に設け
られている。また、熱伝導器９、１０は、固体レーザ媒
質５の中心Ｏを通り、かつ半導体レーザの活性層に対し
て平行な方向に沿って対称に設けられていると共にその
遊端側に上記同様放熱手段を構成する放熱フィン部材１
１、１２が設けられている。この放熱フィン部材１１、
１２により熱伝導器７、８と熱伝導器９、１０との放熱
性が異なり、即ち半導体レーザの活性層に対して平行な
方向と垂直な方向との放熱性が異なるようになる。従っ
て、励起光により発生する異方的な熱の分布を補償して
固体レーザ媒質５に現れる畜熱の異方性が小さくなる。
７〜１０のうち熱伝導器７、８は、固体レーザ媒質５の
中心Ｏを通り、かつ半導体レーザチップ１からの半導体
レーザの活性層に対して垂直な方向に沿って対称に設け
られている。また、熱伝導器９、１０は、固体レーザ媒
質５の中心Ｏを通り、かつ半導体レーザの活性層に対し
て平行な方向に沿って対称に設けられていると共にその
遊端側に上記同様放熱手段を構成する放熱フィン部材１
１、１２が設けられている。この放熱フィン部材１１、
１２により熱伝導器７、８と熱伝導器９、１０との放熱
性が異なり、即ち半導体レーザの活性層に対して平行な
方向と垂直な方向との放熱性が異なるようになる。従っ
て、励起光により発生する異方的な熱の分布を補償して
固体レーザ媒質５に現れる畜熱の異方性が小さくなる。
【００１５】実際に、固体レーザ媒質５の端面５ａは励
起光源としての半導体レーザチップ１からの励起光の照
射を受けて、その励起光分布に応じた入熱分布となる。
この熱は熱伝導により、熱伝導器７〜１０を通して放熱
される。その際、放熱性が異方性を有することから入熱
の異方性を補償でき、畜熱の異方性が小さくなる。即
ち、発熱の大なる方向と放熱の大なる方向とを一致させ
ている。従って、本実施例では、従来と比較して固体レ
ーザ媒質５の励起光による温度上昇が等方的になり、半
導体レーザのように異方的な放射分布を持った励起光光
源を用いた固体レーザ発振器に於ても、固体レーザ媒質
の異方性を有する熱レンズ効果、熱収差効果及び熱複屈
折効果を低減できる。
起光源としての半導体レーザチップ１からの励起光の照
射を受けて、その励起光分布に応じた入熱分布となる。
この熱は熱伝導により、熱伝導器７〜１０を通して放熱
される。その際、放熱性が異方性を有することから入熱
の異方性を補償でき、畜熱の異方性が小さくなる。即
ち、発熱の大なる方向と放熱の大なる方向とを一致させ
ている。従って、本実施例では、従来と比較して固体レ
ーザ媒質５の励起光による温度上昇が等方的になり、半
導体レーザのように異方的な放射分布を持った励起光光
源を用いた固体レーザ発振器に於ても、固体レーザ媒質
の異方性を有する熱レンズ効果、熱収差効果及び熱複屈
折効果を低減できる。
【００１６】図３は本発明が適用された第２の実施例を
示す図１と同様の図である。
示す図１と同様の図である。
【００１７】本実施例では第１の実施例と同様な放熱手
段としての熱伝導器１７〜２０及び放熱フィン部材２
１、２２が固体レーザ媒質５の端面５ａ近傍にのみ設け
られている。これは、上記固体レーザ媒質の異方性を有
する温度分布が発生するのは、励起光を吸収する端面５
ａ近傍のみであり、この端面５ａからある深さ以上にな
ると、励起光は殆ど吸収され、存在しないことを理由と
する。即ち、通常の固体レーザ媒質５用ホルダ２３に於
ける端面５ａの近傍に上記放熱手段を設けることで第１
の実施例と同様な効果を得ることができ、材料コストの
高騰化及び構造の複雑化などを防止することができる。
段としての熱伝導器１７〜２０及び放熱フィン部材２
１、２２が固体レーザ媒質５の端面５ａ近傍にのみ設け
られている。これは、上記固体レーザ媒質の異方性を有
する温度分布が発生するのは、励起光を吸収する端面５
ａ近傍のみであり、この端面５ａからある深さ以上にな
ると、励起光は殆ど吸収され、存在しないことを理由と
する。即ち、通常の固体レーザ媒質５用ホルダ２３に於
ける端面５ａの近傍に上記放熱手段を設けることで第１
の実施例と同様な効果を得ることができ、材料コストの
高騰化及び構造の複雑化などを防止することができる。
【００１８】尚、第二高調波発生（ＳＨＧ）を目的とし
た固体レーザ発振器に於ても、図１の共振器中にＳＨＧ
素子と複屈折物質とを挿入するだけであることから上記
放熱機構を設けることで同様な効果を得ることができ
る。
た固体レーザ発振器に於ても、図１の共振器中にＳＨＧ
素子と複屈折物質とを挿入するだけであることから上記
放熱機構を設けることで同様な効果を得ることができ
る。
【００１９】図４は本発明が適用された第３の実施例を
示す図２と同様な図である。本実施例では、放熱手段と
しての放熱部材２５の中央に固体レーザ媒質５を挿入す
る孔２６が穿設され、この孔２６の円周に沿って互いに
熱伝導率、即ち放熱性の異なる４種の物質を互いに点対
称に配置して部分２５ａ〜２５ｈを構成している。本実
施例では別途放熱フィンなどを設けるのではなく、互い
に熱伝導率の異なる数種の物質を組み合わせて、異方的
な放熱を行っている。
示す図２と同様な図である。本実施例では、放熱手段と
しての放熱部材２５の中央に固体レーザ媒質５を挿入す
る孔２６が穿設され、この孔２６の円周に沿って互いに
熱伝導率、即ち放熱性の異なる４種の物質を互いに点対
称に配置して部分２５ａ〜２５ｈを構成している。本実
施例では別途放熱フィンなどを設けるのではなく、互い
に熱伝導率の異なる数種の物質を組み合わせて、異方的
な放熱を行っている。
【００２０】図５は本発明が適用された第４の実施例に
於ける固体レーザ発振器の構成を示す模式的斜視図であ
る。本実施例では、固体レーザ媒質５を支持するための
ホルダ３３が放熱手段をなしている。図６に示すよう
に、このホルダ３３は、固体レーザ媒質５の中心Ｏを挟
み、かつ半導体レーザの活性層に対してな平行な方向に
沿って対称に設けられた互いに離間する１対の部分３３
ａ、３３ｂから構成されている。また、これら部分３３
ａ、３３ｂが互いに離間していることから固体レーザ媒
質５の中心Ｏを挟み、かつ半導体レーザの活性層に対し
て垂直な方向に沿って対称に１対の溝３４ａ、３４ｂが
形成されている。従って、固体レーザ媒質５の放熱が異
方的になり、励起光源からの励起光の照射される部分の
熱が異方的に放熱される。即ちホルダ３３と固体レーザ
媒質５とが接触している部分が、接触していない部分よ
りも放熱する。そして、放熱性の高い方向と発熱量が大
きな方向とを一致させていることにより熱の蓄積の異方
性が小さくなり、即ち温度分布が等方的になる。
於ける固体レーザ発振器の構成を示す模式的斜視図であ
る。本実施例では、固体レーザ媒質５を支持するための
ホルダ３３が放熱手段をなしている。図６に示すよう
に、このホルダ３３は、固体レーザ媒質５の中心Ｏを挟
み、かつ半導体レーザの活性層に対してな平行な方向に
沿って対称に設けられた互いに離間する１対の部分３３
ａ、３３ｂから構成されている。また、これら部分３３
ａ、３３ｂが互いに離間していることから固体レーザ媒
質５の中心Ｏを挟み、かつ半導体レーザの活性層に対し
て垂直な方向に沿って対称に１対の溝３４ａ、３４ｂが
形成されている。従って、固体レーザ媒質５の放熱が異
方的になり、励起光源からの励起光の照射される部分の
熱が異方的に放熱される。即ちホルダ３３と固体レーザ
媒質５とが接触している部分が、接触していない部分よ
りも放熱する。そして、放熱性の高い方向と発熱量が大
きな方向とを一致させていることにより熱の蓄積の異方
性が小さくなり、即ち温度分布が等方的になる。
【００２１】本実施例によれば、ホルダと溝との簡単な
組み合わせにより放熱手段を構成することにより、比較
的小さな固体レーザ媒質に対して容易に本発明を適用で
きると共に放熱手段の構造が上記各実施例に比較して単
純化され、製造コストが低減している。
組み合わせにより放熱手段を構成することにより、比較
的小さな固体レーザ媒質に対して容易に本発明を適用で
きると共に放熱手段の構造が上記各実施例に比較して単
純化され、製造コストが低減している。
【００２２】図７は本発明が適用された第５の実施例に
於ける固体レーザ発振器の構成を示す模式的斜視図であ
る。本実施例では、固体レーザ媒質５を支持するための
ホルダ３６が放熱手段をなしている点は第４の実施例と
同様である。このホルダ３６は一体ものであり、かつ端
面５ａ近傍に、半導体レーザの活性層に対して垂直な方
向に沿って対称に１対の切り欠き３７ａ、３７ｂが設け
られている。これは、上記固体レーザ媒質の異方性を有
する温度分布が発生するのは、励起光を吸収する端面５
ａ近傍のみであり、この端面５ａからある深さ以上にな
ると、励起光は殆ど吸収され、存在しないことを理由と
する。即ち、通常の固体レーザ媒質５用ホルダに於ける
端面５ａの近傍に上記切り欠きを設けることで第４の実
施例と同様な効果を得ることができ、材料コストの高騰
化及び構造の複雑化などを防止することができる。
於ける固体レーザ発振器の構成を示す模式的斜視図であ
る。本実施例では、固体レーザ媒質５を支持するための
ホルダ３６が放熱手段をなしている点は第４の実施例と
同様である。このホルダ３６は一体ものであり、かつ端
面５ａ近傍に、半導体レーザの活性層に対して垂直な方
向に沿って対称に１対の切り欠き３７ａ、３７ｂが設け
られている。これは、上記固体レーザ媒質の異方性を有
する温度分布が発生するのは、励起光を吸収する端面５
ａ近傍のみであり、この端面５ａからある深さ以上にな
ると、励起光は殆ど吸収され、存在しないことを理由と
する。即ち、通常の固体レーザ媒質５用ホルダに於ける
端面５ａの近傍に上記切り欠きを設けることで第４の実
施例と同様な効果を得ることができ、材料コストの高騰
化及び構造の複雑化などを防止することができる。
【００２３】図８は本発明が適用された第６の実施例に
於ける固体レーザ発振器の構成を示す模式的側面図であ
る。本実施例では、励起光源４１が、複数の半導体レー
ザチップ４２と、各半導体レーザチップ４２毎に設けら
れた集光レンズ４３及び光ファイバ４４とから構成され
ている。そして、この各光ファイバ４４により導かれた
光を励起光として図９（ａ）に示すようなパターンの励
起光分布で固体レーザ媒質５の端面５ａに照射するよう
になっている。従って、本発明に基づく放熱手段を設け
なければ、励起光分布に応じた図９（ｂ）に示すような
パターンの温度分布となる。
於ける固体レーザ発振器の構成を示す模式的側面図であ
る。本実施例では、励起光源４１が、複数の半導体レー
ザチップ４２と、各半導体レーザチップ４２毎に設けら
れた集光レンズ４３及び光ファイバ４４とから構成され
ている。そして、この各光ファイバ４４により導かれた
光を励起光として図９（ａ）に示すようなパターンの励
起光分布で固体レーザ媒質５の端面５ａに照射するよう
になっている。従って、本発明に基づく放熱手段を設け
なければ、励起光分布に応じた図９（ｂ）に示すような
パターンの温度分布となる。
【００２４】ここで、本実施例でも上記第４及び第５の
実施例と同様に固体レーザ媒質５を支持するためのホル
ダ４６が放熱手段をなしている。このホルダ４６は一体
ものであり、また、図９（ｃ）に併せて示すように、端
面５ａ近傍に励起光分布、即ち発熱パターンに応じた複
数の切り欠き４６ａ〜４６ｆが設けられている。従っ
て、固体レーザ媒質５の放熱が異方的になり、励起光源
からの励起光の照射される部分の熱が異方的に放熱され
る。即ちホルダ４６と固体レーザ媒質５とが接触してい
る部分が、接触していない部分よりも放熱する。そし
て、放熱性の高い方向と発熱量が大きな方向とを一致さ
せていることにより熱の蓄積の異方性が小さくなり、即
ち温度分布が等方的になる。
実施例と同様に固体レーザ媒質５を支持するためのホル
ダ４６が放熱手段をなしている。このホルダ４６は一体
ものであり、また、図９（ｃ）に併せて示すように、端
面５ａ近傍に励起光分布、即ち発熱パターンに応じた複
数の切り欠き４６ａ〜４６ｆが設けられている。従っ
て、固体レーザ媒質５の放熱が異方的になり、励起光源
からの励起光の照射される部分の熱が異方的に放熱され
る。即ちホルダ４６と固体レーザ媒質５とが接触してい
る部分が、接触していない部分よりも放熱する。そし
て、放熱性の高い方向と発熱量が大きな方向とを一致さ
せていることにより熱の蓄積の異方性が小さくなり、即
ち温度分布が等方的になる。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による固体レーザ発振器によれば、固体レーザ媒質に
励起光により発生する異方的な熱の分布を補償して等方
的な熱の分布となるような特性の放熱手段を設けること
により、固体レーザに於て異方性を有する熱レンズ効
果、熱収差効果及び熱複屈折効果を低減することが可能
となることから、レーザ光の収差を低減でき、高品質の
光ビームを得ることが期待できる。また第二高調波を利
用する光源では、偏光面制御が大きな励起光強度まで可
能となるので、高出力かつ低ノイズの緑色光源を提供す
ることができる。
明による固体レーザ発振器によれば、固体レーザ媒質に
励起光により発生する異方的な熱の分布を補償して等方
的な熱の分布となるような特性の放熱手段を設けること
により、固体レーザに於て異方性を有する熱レンズ効
果、熱収差効果及び熱複屈折効果を低減することが可能
となることから、レーザ光の収差を低減でき、高品質の
光ビームを得ることが期待できる。また第二高調波を利
用する光源では、偏光面制御が大きな励起光強度まで可
能となるので、高出力かつ低ノイズの緑色光源を提供す
ることができる。
【図１】本発明が適用された第１の実施例に於ける固体
レーザ発振器の構成を示す模式的斜視図である。
レーザ発振器の構成を示す模式的斜視図である。
【図２】励起光の強度分布と固体レーザ媒質の温度分布
とを併せて示す図１の要部拡大正面図である。
とを併せて示す図１の要部拡大正面図である。
【図３】本発明が適用された第２の実施例に於ける固体
レーザ発振器の構成を示す模式的斜視図である。
レーザ発振器の構成を示す模式的斜視図である。
【図４】本発明が適用された第３の実施例を示す図２と
同様な図である。
同様な図である。
【図５】本発明が適用された第４の実施例に於ける固体
レーザ発振器の構成を示す模式的斜視図である。
レーザ発振器の構成を示す模式的斜視図である。
【図６】励起光の強度分布と固体レーザ媒質の温度分布
とを併せて示す図５の要部拡大正面図である。
とを併せて示す図５の要部拡大正面図である。
【図７】本発明が適用された第５の実施例に於ける固体
レーザ発振器の構成を示す模式的斜視図である。
レーザ発振器の構成を示す模式的斜視図である。
【図８】本発明が適用された第６の実施例に於ける固体
レーザ発振器の構成を示す模式的側面図である。
レーザ発振器の構成を示す模式的側面図である。
【図９】（ａ）部は、固体レーザ発振器の端面に於ける
励起光の強度分布を示す正面図であり、（ｂ）部は、本
発明に基づく放熱手段を設けていない場合の励起光の強
度分布と固体レーザ媒質の温度分布とを併せて示す図で
あり、（ｃ）部は励起光の強度分布と固体レーザ媒質の
温度分布とを併せて示す図８の要部拡大正面図である。
励起光の強度分布を示す正面図であり、（ｂ）部は、本
発明に基づく放熱手段を設けていない場合の励起光の強
度分布と固体レーザ媒質の温度分布とを併せて示す図で
あり、（ｃ）部は励起光の強度分布と固体レーザ媒質の
温度分布とを併せて示す図８の要部拡大正面図である。
【図１０】従来の固体レーザ発振器の構成を示す模式的
斜視図である。
斜視図である。
【図１１】励起光の強度分布と固体レーザ媒質の温度分
布とを併せて示す図１０の要部拡大正面図である。
布とを併せて示す図１０の要部拡大正面図である。
１ 半導体レーザチップ ２ 集光レンズ ３、４ 共振器ミラー ５ レーザ媒質 ５ａ 端面 ７〜１０熱伝導器 １１、１２ 放熱フィン部材 １７〜２０ 熱伝導器 ２１、２２ 放熱フィン部材 ２３ ホルダ ２５ 放熱部材 ２５ａ〜２５ｈ 部分 ２６ 孔 ３３ ホルダ ３３ａ、３３ｂ 部分 ３４ａ、３４ｂ 溝 ３６ ホルダ ３７ａ、３７ｂ 切り欠き ４１ 励起光源 ４２ 半導体レーザチップ ４３ 集光レンズ ４４ 光ファイバ ４６ ホルダ ４６ａ〜４６ｆ 切り欠き
Claims (2)
- 【請求項１】 １対のミラーからなる共振器と、前記
共振器中に配置された固体レーザ媒質と、前記固体レー
ザ媒質を端面励起するべく光軸に対して垂直な面につい
て異方的に励起光を発生する励起光源と、前記固体レー
ザ媒質に発生した熱を放熱させる手段とを備える固体レ
ーザ発振器に於て、 前記放熱手段が、前記固体レーザ媒質に入射する励起光
の光軸に対して垂直な面についての熱分布に応じた放熱
性を有する１つ若しくは２つ以上の部分を有し、前記固
体レーザ媒質の前記面について前記励起光の光分布に応
じて発生する異方的な熱分布を補償して等方的な熱分布
となるように放熱させることを特徴とする固体レーザ発
振器。 - 【請求項２】 前記放熱手段が、上記固体レーザ媒質
を支持するホルダからなり、 前記ホルダが、前記固体レーザ媒質に於ける前記励起光
の入射側端面の近傍部分にて該固体レーザ媒質と接触す
る部分と接触しない部分とを有することにより、前記固
体レーザ媒質の各部分に前記熱分布に応じて放熱させる
ことを特徴とする請求項１に記載の固体レーザ発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26285792A JPH0685357A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 固体レーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26285792A JPH0685357A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 固体レーザ発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0685357A true JPH0685357A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=17381599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26285792A Withdrawn JPH0685357A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 固体レーザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685357A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010219319A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Shimadzu Corp | 小型レーザ用光学素子 |
| JP2011176257A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | 平面導波路型レーザ装置 |
| JP2012028710A (ja) * | 2010-07-28 | 2012-02-09 | Shimadzu Corp | 光モジュールおよび固体レーザ装置 |
| WO2012086009A1 (ja) * | 2010-12-21 | 2012-06-28 | 三菱電機株式会社 | モード制御導波路型レーザ装置 |
-
1992
- 1992-09-04 JP JP26285792A patent/JPH0685357A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010219319A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Shimadzu Corp | 小型レーザ用光学素子 |
| JP2011176257A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | 平面導波路型レーザ装置 |
| JP2012028710A (ja) * | 2010-07-28 | 2012-02-09 | Shimadzu Corp | 光モジュールおよび固体レーザ装置 |
| WO2012086009A1 (ja) * | 2010-12-21 | 2012-06-28 | 三菱電機株式会社 | モード制御導波路型レーザ装置 |
| CN103098318A (zh) * | 2010-12-21 | 2013-05-08 | 三菱电机株式会社 | 模式控制波导型激光装置 |
| US9197029B2 (en) | 2010-12-21 | 2015-11-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Mode control waveguide-type laser device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |