JPH0710014B2 - 固体レ−ザ発振装置 - Google Patents
固体レ−ザ発振装置Info
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- JPH0710014B2 JPH0710014B2 JP60125077A JP12507785A JPH0710014B2 JP H0710014 B2 JPH0710014 B2 JP H0710014B2 JP 60125077 A JP60125077 A JP 60125077A JP 12507785 A JP12507785 A JP 12507785A JP H0710014 B2 JPH0710014 B2 JP H0710014B2
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- Japan
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- laser
- active medium
- solid
- state laser
- laser active
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/0602—Crystal lasers or glass lasers
- H01S3/0606—Crystal lasers or glass lasers with polygonal cross-section, e.g. slab, prism
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
- H01S3/092—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
- H01S3/093—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp focusing or directing the excitation energy into the active medium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
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- H01S3/17—Solid materials amorphous, e.g. glass
- H01S3/175—Solid materials amorphous, e.g. glass phosphate glass
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光励起による固体レーザ発振装置、特にレーザ
光を複数回反射させる互いに平行な対向主面を有する板
状レーザ活性媒体を用いた大出力固体レーザ発振装置に
関する。
光を複数回反射させる互いに平行な対向主面を有する板
状レーザ活性媒体を用いた大出力固体レーザ発振装置に
関する。
従来代表的な固体レーザ発振装置としては、楕円体形状
のリフレクタの各焦点に、それぞれ円柱状のレーザ活性
媒体と励起用ランプとを配置したものが知られている
が、この構造では、レーザ光出力が大きくなると、レー
ザ活性媒体の中心と表面での温度差が原因で、出力が不
安定になつたり、レーザ活性媒体が破壊したりする問題
があつた。
のリフレクタの各焦点に、それぞれ円柱状のレーザ活性
媒体と励起用ランプとを配置したものが知られている
が、この構造では、レーザ光出力が大きくなると、レー
ザ活性媒体の中心と表面での温度差が原因で、出力が不
安定になつたり、レーザ活性媒体が破壊したりする問題
があつた。
このため、近年、スラブ（Slab）形といわれる表面冷却
・表面励起形の固体レーザ装置が開発され使用されてい
る。
・表面励起形の固体レーザ装置が開発され使用されてい
る。
これは、板状のレーザ活性媒体を挾んで励起用ランプを
配置し、その間に冷却媒体を流したもので、レーザ光
は、レーザ活性媒体の励起用ランプに面する対向表面間
で反射をくり返すことによりジグザグの光路を通り、そ
の際、冷却された表面の低温部分と中心の高温部分とを
交互にくり返して進行するところから、平均化された温
度分布状態の媒体中を伝搬することになつて高出力化が
はがれる。
配置し、その間に冷却媒体を流したもので、レーザ光
は、レーザ活性媒体の励起用ランプに面する対向表面間
で反射をくり返すことによりジグザグの光路を通り、そ
の際、冷却された表面の低温部分と中心の高温部分とを
交互にくり返して進行するところから、平均化された温
度分布状態の媒体中を伝搬することになつて高出力化が
はがれる。
しかしながら、いずれにしても固体レーザ装置は一般に
その効率、つまり電気入力エネルギーに対するレーザ光
出力エネルギーの比は数パーセントで甚だ低く、レーザ
光応用分野の拡大の中で高出力化の要求に応えるために
はますます大きい電気入力エネルギーを投入しなければ
ならず、それによつてレーザ活性媒体に生ずる熱歪が再
び問題となつてきた。
その効率、つまり電気入力エネルギーに対するレーザ光
出力エネルギーの比は数パーセントで甚だ低く、レーザ
光応用分野の拡大の中で高出力化の要求に応えるために
はますます大きい電気入力エネルギーを投入しなければ
ならず、それによつてレーザ活性媒体に生ずる熱歪が再
び問題となつてきた。
このような問題点を解決するために、本発明は、レーザ
活性媒体（14）を、３モル％以上のNd2O3を含むガラス
を使用し、厚さｔと幅ｗとの比t/wが5/100以下の薄板状
に形成したものである。
活性媒体（14）を、３モル％以上のNd2O3を含むガラス
を使用し、厚さｔと幅ｗとの比t/wが5/100以下の薄板状
に形成したものである。
このように、レーザ活性媒体の厚さと幅の比が5/100以
下ときわめて薄いため、レーザ活性媒体の一部に生じた
熱は速やかに媒体全体に伝わり、また冷却効果も高く、
熱歪の原因となる部分的な温度差は生じない。
下ときわめて薄いため、レーザ活性媒体の一部に生じた
熱は速やかに媒体全体に伝わり、また冷却効果も高く、
熱歪の原因となる部分的な温度差は生じない。
また、レーザ活性媒体中のレーザ発振イオンの濃度を高
めて３モル％以上のNd2O3を含むようにしたことによ
り、活性媒体を薄くしても全体として発振に寄与する発
振イオンの総数自体は低下させないようにすることがで
きる。
めて３モル％以上のNd2O3を含むようにしたことによ
り、活性媒体を薄くしても全体として発振に寄与する発
振イオンの総数自体は低下させないようにすることがで
きる。
第１図は、本発明の一実施例を示す構成図である。同図
において、内面が金メツキを施されて光反射面を構成す
るリフレクタ11の内部に、支持具12,13を介して３個の
レーザガラス14（141〜143）が相互に平行となるように
固定され、さらに各レーザ活性媒体14を挾むように２個
ずつ８個の励起用ランプ15（151〜158）が配置されてい
る。
において、内面が金メツキを施されて光反射面を構成す
るリフレクタ11の内部に、支持具12,13を介して３個の
レーザガラス14（141〜143）が相互に平行となるように
固定され、さらに各レーザ活性媒体14を挾むように２個
ずつ８個の励起用ランプ15（151〜158）が配置されてい
る。
各レーザガラス14は、Nd2O3を４モル％含んだリン酸塩
系レーザガラスLHG-8（HOYA製）を第２図（ａ），
（ｂ）に示すように幅Ｗ＝200mm、長さＬ＝240mm、厚さ
ｔ＝8mmの薄板状に加工したもので、θ＝45゜に加工し
た端面から入射した光が互いに平行な対向主面14A,14B
で交互に８回全反射を繰返すようにしてある。
系レーザガラスLHG-8（HOYA製）を第２図（ａ），
（ｂ）に示すように幅Ｗ＝200mm、長さＬ＝240mm、厚さ
ｔ＝8mmの薄板状に加工したもので、θ＝45゜に加工し
た端面から入射した光が互いに平行な対向主面14A,14B
で交互に８回全反射を繰返すようにしてある。
一方、励起用ランプ15は円径15mm、肉厚1mmの真空容器
を用いた円柱状のXeランプで、長さは260mmである。各
レーザガラス14は、その対向主面が相互に平行になるよ
うに層状に配置し、各励起用ランプ15は、上記各主面か
ら一定距離離間して、当該主面にほ平行に配置してあ
る。また、各レーザ活性媒体14の端面に対応して、各部
に１対の反射鏡16,17を配置してある。なお、図中省略
したが、レーザガラス14および励起用ランプ15の表面に
は冷却水を流してその温度上昇を抑える。
を用いた円柱状のXeランプで、長さは260mmである。各
レーザガラス14は、その対向主面が相互に平行になるよ
うに層状に配置し、各励起用ランプ15は、上記各主面か
ら一定距離離間して、当該主面にほ平行に配置してあ
る。また、各レーザ活性媒体14の端面に対応して、各部
に１対の反射鏡16,17を配置してある。なお、図中省略
したが、レーザガラス14および励起用ランプ15の表面に
は冷却水を流してその温度上昇を抑える。
ここで、従来この種のレーザガラスの厚さｔと幅ｗとの
比t/wが1/10程度であるのに対し、上記レーザガラス14
は、この比が4/100と、きわめて薄く構成してある。こ
の結果、本実施例のレーザガラス14は、厚さを20mmと
し、Nd2O3の含有率を２モル以下とした従来のレーザガ
ラスが、1000Jの電気入力エネルギーで破壊されたのに
対し、5000Jでも破壊されなかつた。
比t/wが1/10程度であるのに対し、上記レーザガラス14
は、この比が4/100と、きわめて薄く構成してある。こ
の結果、本実施例のレーザガラス14は、厚さを20mmと
し、Nd2O3の含有率を２モル以下とした従来のレーザガ
ラスが、1000Jの電気入力エネルギーで破壊されたのに
対し、5000Jでも破壊されなかつた。
なお、従来Nd2O3の濃度は３モル％以上になると濃度消
光が生ずるために効率が下がると信じられていたが、厚
さがきわめて小さい場合には、Nd2O3の含有量が３モル
％以下、好ましくは上記実施例のように４モル％以上に
おいて効率が高くなることが見出された。したがつてこ
のようにNd2O3の含有率を著しく高めることにより、レ
ーザガラス14が薄くなつたことによるレーザ発振イオン
の総数の低下を回避することができる。
光が生ずるために効率が下がると信じられていたが、厚
さがきわめて小さい場合には、Nd2O3の含有量が３モル
％以下、好ましくは上記実施例のように４モル％以上に
おいて効率が高くなることが見出された。したがつてこ
のようにNd2O3の含有率を著しく高めることにより、レ
ーザガラス14が薄くなつたことによるレーザ発振イオン
の総数の低下を回避することができる。
また、熱歪を十分に小さくするためには、レーザガラス
14の厚さｔと幅ｗとの比t/wの値は5/100以下であること
が必要である。
14の厚さｔと幅ｗとの比t/wの値は5/100以下であること
が必要である。
以上、３個のレーザガラスと４対の励起用ランプとを交
互に配置した場合を例に説明したが、レーザ活性媒体は
１または２以上の任意の数でよく、励起用ランプはそれ
より多い数であれば、上述したと同様の効果が得られ
る。
互に配置した場合を例に説明したが、レーザ活性媒体は
１または２以上の任意の数でよく、励起用ランプはそれ
より多い数であれば、上述したと同様の効果が得られ
る。
また、上述した実施例ではレーザ活性媒体としてレーザ
ガラスを用いたが、例えばNd:YAG,Nd:GGG、YLF等、他の
レーザ活性媒体を用いてもよい。
ガラスを用いたが、例えばNd:YAG,Nd:GGG、YLF等、他の
レーザ活性媒体を用いてもよい。
さらに、リフレクタ11は、方形断面構造のものを用いた
が、円や楕円形状の断面構造としてもよい。特に、内面
を励起用ランプを焦点に配置した放物曲面状に形成する
ことにより、円柱状の励起用ランプからの光を平面状の
レーザア活性媒体主面に有効に集光させることができ
る。また、内面の光反射性を向上させるために金メツキ
を施したが、銀メツキに酸化防止膜を施したものやBaSO
4などを用いてもよい。
が、円や楕円形状の断面構造としてもよい。特に、内面
を励起用ランプを焦点に配置した放物曲面状に形成する
ことにより、円柱状の励起用ランプからの光を平面状の
レーザア活性媒体主面に有効に集光させることができ
る。また、内面の光反射性を向上させるために金メツキ
を施したが、銀メツキに酸化防止膜を施したものやBaSO
4などを用いてもよい。
また、上述した実施例では励起用ランプはレーザ光の進
路に平行に配置したが、ランプの数が増大した場合には
進路に垂直に配置することも可能である。
路に平行に配置したが、ランプの数が増大した場合には
進路に垂直に配置することも可能である。
以上説明したように、本発明によれば、スラブ形のレー
ザ活性媒体を、３モル％以上のNd2O3を含むガラスを使
用し、厚さｔと幅ｗとの比t/wが5/100以下の薄板状に形
成したことにより、発振イオンの総数を低下することな
く活性媒体を薄くでき、熱が速やかに伝わり冷却効果も
著しく高まるため、レーザ活性媒体の熱歪によるう破壊
を有効に防止し、大出力のレーザ発振装置を実現するこ
とができる。
ザ活性媒体を、３モル％以上のNd2O3を含むガラスを使
用し、厚さｔと幅ｗとの比t/wが5/100以下の薄板状に形
成したことにより、発振イオンの総数を低下することな
く活性媒体を薄くでき、熱が速やかに伝わり冷却効果も
著しく高まるため、レーザ活性媒体の熱歪によるう破壊
を有効に防止し、大出力のレーザ発振装置を実現するこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図（ａ）
および（ｂ）はレーザ活性媒体を示す側面図および正面
図である。 14（141〜148）……レーザガラス（活性媒体）、14A,14
B……対向主面、15（151〜158）……励起用ランプ。
および（ｂ）はレーザ活性媒体を示す側面図および正面
図である。 14（141〜148）……レーザガラス（活性媒体）、14A,14
B……対向主面、15（151〜158）……励起用ランプ。
Claims (1)
- 【請求項１】平行な対向主面間でレーザ光を複数回反射
させる板状のレーザ活性媒体と、このレーザ活性媒体を
光励起する励起用ランプとを隣接して配置した固体レー
ザ発振装置において、 レーザ活性媒体は、３モル％以上のNd2O3を含むガラス
からなり、厚さｔと幅ｗとの比t/wが5/100以下の薄板状
に形成されていることを特徴とする固体レーザ発振装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125077A JPH0710014B2 (ja) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | 固体レ−ザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125077A JPH0710014B2 (ja) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | 固体レ−ザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS621289A JPS621289A (ja) | 1987-01-07 |
| JPH0710014B2 true JPH0710014B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=14901256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60125077A Expired - Lifetime JPH0710014B2 (ja) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | 固体レ−ザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0710014B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4937591A (ja) * | 1972-08-07 | 1974-04-08 | ||
| JPS57126188A (en) * | 1981-01-27 | 1982-08-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Laser device |
| EP0078654B1 (en) * | 1981-11-02 | 1986-01-29 | General Electric Company | Multiple host face-pumped laser |
-
1985
- 1985-06-11 JP JP60125077A patent/JPH0710014B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS621289A (ja) | 1987-01-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |