JPH07202308A - 固体レーザーおよびその作製方法 - Google Patents
固体レーザーおよびその作製方法Info
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- JPH07202308A JPH07202308A JP5335471A JP33547193A JPH07202308A JP H07202308 A JPH07202308 A JP H07202308A JP 5335471 A JP5335471 A JP 5335471A JP 33547193 A JP33547193 A JP 33547193A JP H07202308 A JPH07202308 A JP H07202308A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 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、共振器と、この共振器内に配された発
振波長選択用のエタロンと、共振器内に配されて固体レ
ーザービームを波長変換する非線形光学結晶とを備えた
固体レーザーにおいて、波長変換波の出力を向上させ、
かつ長期信頼性を高める。 【構成】 固体レーザー結晶であるＮｄ：ＹＡＧ結晶13
と共振器ミラー14とによって構成された共振器内に、互
いに非平行の両端面17ａ、17ｂを光通過面としてくさび
状の光学部材17を配設し、この光学部材17を適切な位置
に固定することにより、共振器モードを、非線形光学結
晶（ＫＮ結晶）15の最大波長変換効率を得る温度近傍の
共振器温度に対して固体レーザービーム25の最大出力が
得られるようなモードに設定する。
ポンピング源と、共振器と、この共振器内に配された発
振波長選択用のエタロンと、共振器内に配されて固体レ
ーザービームを波長変換する非線形光学結晶とを備えた
固体レーザーにおいて、波長変換波の出力を向上させ、
かつ長期信頼性を高める。 【構成】 固体レーザー結晶であるＮｄ：ＹＡＧ結晶13
と共振器ミラー14とによって構成された共振器内に、互
いに非平行の両端面17ａ、17ｂを光通過面としてくさび
状の光学部材17を配設し、この光学部材17を適切な位置
に固定することにより、共振器モードを、非線形光学結
晶（ＫＮ結晶）15の最大波長変換効率を得る温度近傍の
共振器温度に対して固体レーザービーム25の最大出力が
得られるようなモードに設定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、共振器内にレーザービ
ームを波長変換する非線形光学結晶を備えた固体レーザ
ーに関するものであり、特に詳細には、共振器長を最適
に調整することにより、高出力の波長変換波が得られる
ようにした固体レーザーに関するものである。
ームを波長変換する非線形光学結晶を備えた固体レーザ
ーに関するものであり、特に詳細には、共振器長を最適
に調整することにより、高出力の波長変換波が得られる
ようにした固体レーザーに関するものである。
【０００２】また本発明は、上記のような固体レーザー
を作製するための方法に関するものである。
を作製するための方法に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】例えば特開昭62-189783 号公報に示され
るように、ネオジウムなどの希土類が添加された固体レ
ーザー結晶を半導体レーザー等によってポンピングする
固体レーザーが公知となっている。
るように、ネオジウムなどの希土類が添加された固体レ
ーザー結晶を半導体レーザー等によってポンピングする
固体レーザーが公知となっている。
【０００４】この種の固体レーザーにおいては、より短
波長のレーザービームを得るために、その共振器内に非
線形光学材料の結晶を配置して、固体レーザービームを
第２高調波等に波長変換することも広く行なわれてい
る。またこのような固体レーザーにおいては、共振器内
に発振波長を選択するエタロンを配設して、縦モードを
単一化する提案も種々なされている。
波長のレーザービームを得るために、その共振器内に非
線形光学材料の結晶を配置して、固体レーザービームを
第２高調波等に波長変換することも広く行なわれてい
る。またこのような固体レーザーにおいては、共振器内
に発振波長を選択するエタロンを配設して、縦モードを
単一化する提案も種々なされている。
【０００５】ところで、このような固体レーザーにおい
て共振器温度が変化すると、共振器の光学部材やそれら
を固定する銅ブロック等の機械部材が熱膨張するととも
に、上記光学部材の屈折率が変化して、共振器長が変化
することになる。共振器内に上記のエタロンが配されて
いる場合に、このように共振器温度が変化して共振器長
が変化すると、共振器長によって決まる共振器モードが
エタロンモードと一致したり、あるいは一致しなかった
りするために、固体レーザービームの出力が変化する。
て共振器温度が変化すると、共振器の光学部材やそれら
を固定する銅ブロック等の機械部材が熱膨張するととも
に、上記光学部材の屈折率が変化して、共振器長が変化
することになる。共振器内に上記のエタロンが配されて
いる場合に、このように共振器温度が変化して共振器長
が変化すると、共振器長によって決まる共振器モードが
エタロンモードと一致したり、あるいは一致しなかった
りするために、固体レーザービームの出力が変化する。
【０００６】図５中の曲線ａは、そのような場合の共振
器温度Ｔと固体レーザービーム出力Ｐωとの関係の大略
を示すものである。ここに示されるように固体レーザー
ビーム出力Ｐωは、共振器モードがエタロンモードと一
致するようになる共振器温度Ｔ＝Ｔ1 のとき最大値を取
り、そこから共振器温度Ｔが外れるのにつれて低下し、
共振器モードが切り替わる共振器温度Ｔ＝Ｔ2 のとき最
小値を取る。
器温度Ｔと固体レーザービーム出力Ｐωとの関係の大略
を示すものである。ここに示されるように固体レーザー
ビーム出力Ｐωは、共振器モードがエタロンモードと一
致するようになる共振器温度Ｔ＝Ｔ1 のとき最大値を取
り、そこから共振器温度Ｔが外れるのにつれて低下し、
共振器モードが切り替わる共振器温度Ｔ＝Ｔ2 のとき最
小値を取る。
【０００７】一方、共振器内に配した非線形光学結晶に
より固体レーザービームを波長変換する場合、波長変換
波（例えば第２高調波）の出力Ｐ 2ωは図５に曲線ｂで
示すように、結晶温度すなわち共振器温度Ｔに応じて変
化する。つまり波長変換効率は、共振器温度Ｔ＝Ｔ3 の
とき最大となる。しかしここで、上記の共振器モードが
切り替わる共振器温度Ｔ2 がこの温度Ｔ3 と一致あるい
は近接している場合は、共振器温度Ｔ＝Ｔ3 に設定して
高い波長変換効率を得ても、基本波である固体レーザー
ビームの出力が元々低いために、第２高調波の出力Ｐ
2ωがさほど高くならないという不具合が生じる。
より固体レーザービームを波長変換する場合、波長変換
波（例えば第２高調波）の出力Ｐ 2ωは図５に曲線ｂで
示すように、結晶温度すなわち共振器温度Ｔに応じて変
化する。つまり波長変換効率は、共振器温度Ｔ＝Ｔ3 の
とき最大となる。しかしここで、上記の共振器モードが
切り替わる共振器温度Ｔ2 がこの温度Ｔ3 と一致あるい
は近接している場合は、共振器温度Ｔ＝Ｔ3 に設定して
高い波長変換効率を得ても、基本波である固体レーザー
ビームの出力が元々低いために、第２高調波の出力Ｐ
2ωがさほど高くならないという不具合が生じる。
【０００８】またこの場合、共振器温度Ｔ＝Ｔ3 に設定
すると、低温共振器温度での縦モードと高温共振器温度
での縦モードとが同時に存在してモード競合を起こし、
そのために波長変換波にノイズが生じるという問題も認
められる。
すると、低温共振器温度での縦モードと高温共振器温度
での縦モードとが同時に存在してモード競合を起こし、
そのために波長変換波にノイズが生じるという問題も認
められる。
【０００９】そこで従来より、ピエゾ素子等により共振
器ミラーを光軸方向に動かして共振器モードを変化さ
せ、共振器温度Ｔと固体レーザービーム出力Ｐωとの関
係を、図５の曲線ｃのように変化させる提案がなされて
いる。すなわち、そのようにすれば、固体レーザービー
ムの出力Ｐωが最大になる共振器温度と、最大の波長変
換効率が得られる共振器温度とを一致あるいは近接させ
ることにより、第２高調波の出力Ｐ 2ωを十分に高める
ことができる。
器ミラーを光軸方向に動かして共振器モードを変化さ
せ、共振器温度Ｔと固体レーザービーム出力Ｐωとの関
係を、図５の曲線ｃのように変化させる提案がなされて
いる。すなわち、そのようにすれば、固体レーザービー
ムの出力Ｐωが最大になる共振器温度と、最大の波長変
換効率が得られる共振器温度とを一致あるいは近接させ
ることにより、第２高調波の出力Ｐ 2ωを十分に高める
ことができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に共振器ミラーをピエゾ素子で光軸方向に移動させる構
造は長期の信頼性が低く、それにより固体レーザーの長
期信頼性が損なわれていた。
に共振器ミラーをピエゾ素子で光軸方向に移動させる構
造は長期の信頼性が低く、それにより固体レーザーの長
期信頼性が損なわれていた。
【００１１】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、高出力の波長変換波を得ることができ、
そして長期信頼性も高い固体レーザーを提供することを
目的とするものである。
たものであり、高出力の波長変換波を得ることができ、
そして長期信頼性も高い固体レーザーを提供することを
目的とするものである。
【００１２】また本発明は、そのような固体レーザーを
作製する方法を提供することを目的とするものである。
作製する方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【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、共振器と、この共振器内
に配された発振波長選択用のエタロンと、上記共振器内
に配されて固体レーザービームを波長変換する非線形光
学結晶とを備えた固体レーザーにおいて、共振器内に、
互いに非平行の両端面を光通過面としてくさび状の光学
部材が配設され、この光学部材が、非線形光学結晶の最
大波長変換効率を得る温度近傍の共振器温度に対して固
体レーザービームの最大出力が得られる共振器モードを
設定する位置に固定されていることを特徴とするもので
ある。
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、共振器と、この共振器内
に配された発振波長選択用のエタロンと、上記共振器内
に配されて固体レーザービームを波長変換する非線形光
学結晶とを備えた固体レーザーにおいて、共振器内に、
互いに非平行の両端面を光通過面としてくさび状の光学
部材が配設され、この光学部材が、非線形光学結晶の最
大波長変換効率を得る温度近傍の共振器温度に対して固
体レーザービームの最大出力が得られる共振器モードを
設定する位置に固定されていることを特徴とするもので
ある。
【００１４】また本発明による固体レーザーの作製方法
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、共振器と、この共振器内に配された発振波長
選択用のエタロンと、上記共振器内に配されて固体レー
ザービームを波長変換する非線形光学結晶とを備えた固
体レーザーを作製する方法において、共振器内に、互い
に非平行の両端面を光通過面としてくさび状の光学部材
を配し、この光学部材を、そこにおける固体レーザービ
ームの光通過長が変化する向きに移動させて共振器モー
ドを変化させ、この共振器モードが、非線形光学結晶の
最大波長変換効率を得る温度近傍の共振器温度に対して
固体レーザービームの最大出力が得られるものとなる位
置で、上記光学部材を共振器内に固定することを特徴と
するものである。
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、共振器と、この共振器内に配された発振波長
選択用のエタロンと、上記共振器内に配されて固体レー
ザービームを波長変換する非線形光学結晶とを備えた固
体レーザーを作製する方法において、共振器内に、互い
に非平行の両端面を光通過面としてくさび状の光学部材
を配し、この光学部材を、そこにおける固体レーザービ
ームの光通過長が変化する向きに移動させて共振器モー
ドを変化させ、この共振器モードが、非線形光学結晶の
最大波長変換効率を得る温度近傍の共振器温度に対して
固体レーザービームの最大出力が得られるものとなる位
置で、上記光学部材を共振器内に固定することを特徴と
するものである。
【００１５】なお、上記のように共振器モードを変化さ
せるための光学部材としては、勿論それ専用のものを設
けてもよいし、あるいは、共振器内に配される非線形光
学結晶あるいはエタロンとしてくさび状のものを用い
て、それを兼用することもできる。さらに、共振器内に
固体レーザービームの偏光の向きを調整する偏光制御素
子が配設されるような場合は、この偏光制御素子をくさ
び状に形成して上記光学部材として兼用することも可能
である。
せるための光学部材としては、勿論それ専用のものを設
けてもよいし、あるいは、共振器内に配される非線形光
学結晶あるいはエタロンとしてくさび状のものを用い
て、それを兼用することもできる。さらに、共振器内に
固体レーザービームの偏光の向きを調整する偏光制御素
子が配設されるような場合は、この偏光制御素子をくさ
び状に形成して上記光学部材として兼用することも可能
である。
【００１６】
【作用および発明の効果】上述のようなくさび状の光学
部材を、そこにおける固体レーザービームの光通過長が
変化する向き（例えば２つの光通過面のいずれかとほぼ
平行な方向）に移動させると、機械的な共振器長は変化
しなくても、共振器における光学光路長が変化し、それ
により共振器モードが変化する。このようにすれば、前
述した従来技術において共振器ミラーの移動により共振
器モードを変化させる場合と同様に、非線形光学結晶の
最大波長変換効率を得る温度Ｔ3 近傍の共振器温度に対
して固体レーザービームの最大出力が得られるような共
振器モード（つまり図５中の曲線ｃで示すもの）を設定
することができる。
部材を、そこにおける固体レーザービームの光通過長が
変化する向き（例えば２つの光通過面のいずれかとほぼ
平行な方向）に移動させると、機械的な共振器長は変化
しなくても、共振器における光学光路長が変化し、それ
により共振器モードが変化する。このようにすれば、前
述した従来技術において共振器ミラーの移動により共振
器モードを変化させる場合と同様に、非線形光学結晶の
最大波長変換効率を得る温度Ｔ3 近傍の共振器温度に対
して固体レーザービームの最大出力が得られるような共
振器モード（つまり図５中の曲線ｃで示すもの）を設定
することができる。
【００１７】そこで、このように構成された本発明の固
体レーザーを、共振器温度がＴ3 近傍の値となるように
温度調節して使用すれば、基本波である固体レーザービ
ームの出力が高く、またそれとともに波長変換効率も高
いことから、極めて高出力の波長変換波が得られるよう
になる。
体レーザーを、共振器温度がＴ3 近傍の値となるように
温度調節して使用すれば、基本波である固体レーザービ
ームの出力が高く、またそれとともに波長変換効率も高
いことから、極めて高出力の波長変換波が得られるよう
になる。
【００１８】また、本発明の固体レーザーを上述のよう
に温度調節して使用すれば、共振器温度は共振器モード
が切り替わる温度（図５のＴ2 ’およびＴ2 ”）から外
れるので、モード競合による波長変換波のノイズ発生も
防止される。
に温度調節して使用すれば、共振器温度は共振器モード
が切り替わる温度（図５のＴ2 ’およびＴ2 ”）から外
れるので、モード競合による波長変換波のノイズ発生も
防止される。
【００１９】そして上記構成の本発明による固体レーザ
ーは、共振器モードを変化させる光学部材を最適位置に
固定したものであって、ピエゾ素子等による可動部分は
備えないものであるから、長期信頼性も高いものとな
る。
ーは、共振器モードを変化させる光学部材を最適位置に
固定したものであって、ピエゾ素子等による可動部分は
備えないものであるから、長期信頼性も高いものとな
る。
【００２０】
【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と図２はそれぞれ、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
ーの平面形状、側面形状を示すものである。
詳細に説明する。図１と図２はそれぞれ、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
ーの平面形状、側面形状を示すものである。
【００２１】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（フェーズドアレイレーザー）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：ＹＡ
Ｇ結晶と称する）13と、このＮｄ：ＹＡＧ結晶13の前方
側（図中右方側）に配された共振器ミラー14と、この共
振器ミラー14とＮｄ：ＹＡＧ結晶13との間に配されたＫ
ＮｂＯ3 結晶（以下、ＫＮ結晶と称する）15と、このＫ
Ｎ結晶15と共振器ミラー14との間に配されたエタロン16
と、このエタロン16と共振器ミラー14との間に配された
くさび形光学部材17とからなる。
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（フェーズドアレイレーザー）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：ＹＡ
Ｇ結晶と称する）13と、このＮｄ：ＹＡＧ結晶13の前方
側（図中右方側）に配された共振器ミラー14と、この共
振器ミラー14とＮｄ：ＹＡＧ結晶13との間に配されたＫ
ＮｂＯ3 結晶（以下、ＫＮ結晶と称する）15と、このＫ
Ｎ結晶15と共振器ミラー14との間に配されたエタロン16
と、このエタロン16と共振器ミラー14との間に配された
くさび形光学部材17とからなる。
【００２２】以上の要素のうち、半導体レーザー11およ
び集光レンズ12を除いた要素13〜17は、共通の銅ブロッ
ク20上にマウントされ、ペルチェ素子21と温調回路22と
によって所定温度に保たれる。なおこの温度調節は、銅
ブロック20に取り付けられたサーミスタ23が出力する温
度検出信号Ｓが温調回路22に入力され、温調回路22がこ
の温度検出信号Ｓに基づいてペルチェ素子21の駆動を制
御することによりなされる。
び集光レンズ12を除いた要素13〜17は、共通の銅ブロッ
ク20上にマウントされ、ペルチェ素子21と温調回路22と
によって所定温度に保たれる。なおこの温度調節は、銅
ブロック20に取り付けられたサーミスタ23が出力する温
度検出信号Ｓが温調回路22に入力され、温調回路22がこ
の温度検出信号Ｓに基づいてペルチェ素子21の駆動を制
御することによりなされる。
【００２３】半導体レーザー11としては、波長809 ｎｍ
のレーザービーム10を発するものが用いられている。Ｎ
ｄ：ＹＡＧ結晶13は入射したレーザービーム10によって
ネオジウム原子が励起されることにより、波長が946.2
ｎｍの固体レーザービーム25を発する。このレーザービ
ーム25はＫＮ結晶15に入射し、非線形光学材料であるこ
のＫＮ結晶15により、波長が１／２すなわち473.1 ｎｍ
の第２高調波26に変換される。
のレーザービーム10を発するものが用いられている。Ｎ
ｄ：ＹＡＧ結晶13は入射したレーザービーム10によって
ネオジウム原子が励起されることにより、波長が946.2
ｎｍの固体レーザービーム25を発する。このレーザービ
ーム25はＫＮ結晶15に入射し、非線形光学材料であるこ
のＫＮ結晶15により、波長が１／２すなわち473.1 ｎｍ
の第２高調波26に変換される。
【００２４】ここで、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶13の両端面13ａ
および13ｂと、共振器ミラー14のミラー面14ａおよび光
出射端面14ｂの、以上挙げた波長に対する反射率あるい
は透過率は、適宜のコーティングを施すことにより下表
の通りに調整されている。なおこの表中、Ｒは反射率
を、Ｔは透過率を示しており、それらの数値の単位は％
である。
および13ｂと、共振器ミラー14のミラー面14ａおよび光
出射端面14ｂの、以上挙げた波長に対する反射率あるい
は透過率は、適宜のコーティングを施すことにより下表
の通りに調整されている。なおこの表中、Ｒは反射率
を、Ｔは透過率を示しており、それらの数値の単位は％
である。
【００２５】 13ａ 13ｂ 14ａ 14ｂ 809ｎｍ Ｔ≧85 Ｒ≦２ − − 946.2ｎｍ Ｒ≧99.9 Ｒ≦0.1 Ｒ≧99.9 Ｒ≦0.2 473.1ｎｍ Ｒ≧99.5 Ｒ≦0.2 Ｔ≧93 Ｒ≦0.3 上述の通りのコーティングが施されていることにより、
波長946.2 ｎｍのレーザービーム25はＮｄ：ＹＡＧ結晶
13の端面13ａと共振器ミラー14のミラー面14ａとの間で
共振し、第２高調波26は共振器ミラー14から前方に出射
する。つまり本実施例においては、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶13
と共振器ミラー14とにより固体レーザーの共振器が構成
されている。なおレーザービーム25の縦モードはエタロ
ン16によって選択され、単一縦モード化が実現されてい
る。
波長946.2 ｎｍのレーザービーム25はＮｄ：ＹＡＧ結晶
13の端面13ａと共振器ミラー14のミラー面14ａとの間で
共振し、第２高調波26は共振器ミラー14から前方に出射
する。つまり本実施例においては、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶13
と共振器ミラー14とにより固体レーザーの共振器が構成
されている。なおレーザービーム25の縦モードはエタロ
ン16によって選択され、単一縦モード化が実現されてい
る。
【００２６】次に、共振器内に配されているくさび形光
学部材17について詳しく説明する。このくさび形光学部
材17は、一例として屈折率ｎ＝1.45の石英ガラスからな
り、図１に示すように光通過面となる両端面17ａ、17ｂ
が非平行に形成されたものである。そしてその最も薄い
部分の厚さｔ＝0.5 ｍｍ、両端面17ａ、17ｂのなす角度
θ＝２´であり、このくさび形光学部材17は一方の端面
17ａが共振器軸と垂直になる向きに配設されている。
学部材17について詳しく説明する。このくさび形光学部
材17は、一例として屈折率ｎ＝1.45の石英ガラスからな
り、図１に示すように光通過面となる両端面17ａ、17ｂ
が非平行に形成されたものである。そしてその最も薄い
部分の厚さｔ＝0.5 ｍｍ、両端面17ａ、17ｂのなす角度
θ＝２´であり、このくさび形光学部材17は一方の端面
17ａが共振器軸と垂直になる向きに配設されている。
【００２７】上記形状のくさび形光学部材17を端面17ａ
と平行な方向（図１の矢印Ａ方向）に移動させると、そ
こにおけるレーザービーム25の光通過長は、光学部材移
動量200 μｍに対して0.1 μｍの割合で変化する。この
ようにして、くさび形光学部材17におけるレーザービー
ム25の光通過長を変化させれば、共振器の光学光路長が
変化し、共振器モードが変化する。したがって、この共
振器モードとエタロンモードとの関係によって定まる、
共振器温度Ｔと固体レーザービーム出力Ｐωとの関係
を、くさび形光学部材17の移動によってに変えることが
できる。
と平行な方向（図１の矢印Ａ方向）に移動させると、そ
こにおけるレーザービーム25の光通過長は、光学部材移
動量200 μｍに対して0.1 μｍの割合で変化する。この
ようにして、くさび形光学部材17におけるレーザービー
ム25の光通過長を変化させれば、共振器の光学光路長が
変化し、共振器モードが変化する。したがって、この共
振器モードとエタロンモードとの関係によって定まる、
共振器温度Ｔと固体レーザービーム出力Ｐωとの関係
を、くさび形光学部材17の移動によってに変えることが
できる。
【００２８】一方、前述した通り第２高調波26の出力Ｐ
2ωは、図３に曲線ｂで示すように結晶温度すなわち共
振器温度Ｔに応じて変化し、Ｔ＝Ｔ3 のとき最大とな
る。そこでこのレーザーダイオードポンピング固体レー
ザーの組立てに際して、くさび形光学部材17を上記の方
向に適宜移動させ、共振器温度Ｔ＝Ｔ3 のときに固体レ
ーザービーム25の出力Ｐωが最大となるように、つまり
共振器温度Ｔと固体レーザービーム出力Ｐωとの関係が
図３の曲線ｃとなるように共振器モードを変化させる。
そしてそのようになったところで、くさび形光学部材17
を接着等により銅ブロック20に固定する。
2ωは、図３に曲線ｂで示すように結晶温度すなわち共
振器温度Ｔに応じて変化し、Ｔ＝Ｔ3 のとき最大とな
る。そこでこのレーザーダイオードポンピング固体レー
ザーの組立てに際して、くさび形光学部材17を上記の方
向に適宜移動させ、共振器温度Ｔ＝Ｔ3 のときに固体レ
ーザービーム25の出力Ｐωが最大となるように、つまり
共振器温度Ｔと固体レーザービーム出力Ｐωとの関係が
図３の曲線ｃとなるように共振器モードを変化させる。
そしてそのようになったところで、くさび形光学部材17
を接着等により銅ブロック20に固定する。
【００２９】このようにして作製されたレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザーを、共振器温度がＴ3 近傍
の値となるように温度調節して使用すれば、基本波であ
る固体レーザービーム25の出力が高く、またそれととも
に波長変換効率も高いことから、極めて高出力の第２高
調波26が得られるようになる。本実施例では、半導体レ
ーザー11の出力が300 ｍＷのとき、出力４ｍＷの第２高
調波26が得られる。
ードポンピング固体レーザーを、共振器温度がＴ3 近傍
の値となるように温度調節して使用すれば、基本波であ
る固体レーザービーム25の出力が高く、またそれととも
に波長変換効率も高いことから、極めて高出力の第２高
調波26が得られるようになる。本実施例では、半導体レ
ーザー11の出力が300 ｍＷのとき、出力４ｍＷの第２高
調波26が得られる。
【００３０】また、このレーザーダイオードポンピング
固体レーザーを上述のように温度調節して使用すれば、
共振器温度は共振器モードが切り替わる温度（図３のＴ
2 ’およびＴ2 ”）から外れるので、モード競合により
第２高調波26にノイズが発生することも防止される。な
お本実施例では、Ｔ3 ＝25℃、Ｔ2 ’＝23℃、Ｔ2 ”＝
27℃である。
固体レーザーを上述のように温度調節して使用すれば、
共振器温度は共振器モードが切り替わる温度（図３のＴ
2 ’およびＴ2 ”）から外れるので、モード競合により
第２高調波26にノイズが発生することも防止される。な
お本実施例では、Ｔ3 ＝25℃、Ｔ2 ’＝23℃、Ｔ2 ”＝
27℃である。
【００３１】それに対して、共振器温度Ｔと固体レーザ
ービーム出力Ｐωとの関係が図４の曲線ａとなるように
共振器モードを設定した比較例においては、半導体レー
ザー11の出力が300 ｍＷのとき、第２高調波26の出力は
１ｍＷにとどまり、またモード競合によるノイズ発生も
認められた。
ービーム出力Ｐωとの関係が図４の曲線ａとなるように
共振器モードを設定した比較例においては、半導体レー
ザー11の出力が300 ｍＷのとき、第２高調波26の出力は
１ｍＷにとどまり、またモード競合によるノイズ発生も
認められた。
【００３２】なお、共振器温度Ｔと固体レーザービーム
出力Ｐωとの関係を図４の曲線ａから図３の曲線ｃのよ
うに変えるためには、例えばくさび形光学部材17を前述
の方向に0.5 ｍｍ（＝500 μｍ）移動させればよく、こ
のとき共振器の光学光路長は、1.45×0.1 ×（500 ／20
0 ）＝0.36μｍ変化する。
出力Ｐωとの関係を図４の曲線ａから図３の曲線ｃのよ
うに変えるためには、例えばくさび形光学部材17を前述
の方向に0.5 ｍｍ（＝500 μｍ）移動させればよく、こ
のとき共振器の光学光路長は、1.45×0.1 ×（500 ／20
0 ）＝0.36μｍ変化する。
【００３３】以上説明した第１実施例においては、共振
器モードを変化させるためにそれ専用のくさび形光学部
材17を設けているが、その他の目的で共振器内に配設さ
れる光学部材をくさび状に形成して、それを共振器モー
ドを変化させるために兼用することもできる。以下、そ
のように構成された本発明の別の実施例について、図６
〜８を参照して説明する。なおこれらの図６〜８におい
て、図１および図２中の要素と同等のものには同番号を
付してあり、それらについての重複した説明は省略す
る。
器モードを変化させるためにそれ専用のくさび形光学部
材17を設けているが、その他の目的で共振器内に配設さ
れる光学部材をくさび状に形成して、それを共振器モー
ドを変化させるために兼用することもできる。以下、そ
のように構成された本発明の別の実施例について、図６
〜８を参照して説明する。なおこれらの図６〜８におい
て、図１および図２中の要素と同等のものには同番号を
付してあり、それらについての重複した説明は省略す
る。
【００３４】図６に示された第２実施例においては、共
振器内に配された波長変換用のＫＮ結晶15が、光通過面
となる両端面15ａ、15ｂが非平行のくさび状に形成され
ている。そこで、このＫＮ結晶15を例えば矢印Ａ方向に
移動させ、最適位置で固定することにより、第１実施例
と同様の効果が得られる。
振器内に配された波長変換用のＫＮ結晶15が、光通過面
となる両端面15ａ、15ｂが非平行のくさび状に形成され
ている。そこで、このＫＮ結晶15を例えば矢印Ａ方向に
移動させ、最適位置で固定することにより、第１実施例
と同様の効果が得られる。
【００３５】一方図７に示された第３実施例において
は、共振器内に配された縦モード選択用のエタロン16
が、光通過面となる両端面16ａ、16ｂが非平行のくさび
状に形成されている。そこで、このエタロン16を例えば
矢印Ａ方向に移動させ、最適位置で固定することによ
り、第１実施例と同様の効果が得られる。
は、共振器内に配された縦モード選択用のエタロン16
が、光通過面となる両端面16ａ、16ｂが非平行のくさび
状に形成されている。そこで、このエタロン16を例えば
矢印Ａ方向に移動させ、最適位置で固定することによ
り、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００３６】また図８に示された第４実施例において
は、共振器内に固体レーザービーム25の直線偏光の向き
を調整する複屈折偏光制御素子30が配設されている。こ
の複屈折偏光制御素子30は、光通過面となる両端面30
ａ、30ｂが非平行のくさび状に形成されている。そこ
で、この偏光制御素子30を例えば矢印Ａ方向に移動さ
せ、最適位置で固定することにより、第１実施例と同様
の効果が得られる。
は、共振器内に固体レーザービーム25の直線偏光の向き
を調整する複屈折偏光制御素子30が配設されている。こ
の複屈折偏光制御素子30は、光通過面となる両端面30
ａ、30ｂが非平行のくさび状に形成されている。そこ
で、この偏光制御素子30を例えば矢印Ａ方向に移動さ
せ、最適位置で固定することにより、第１実施例と同様
の効果が得られる。
【００３７】以上、本発明の好ましい実施例について説
明したが、非線形光学結晶および固体レーザー結晶、さ
らにくさび状光学部材の材料は、上に挙げたものに限ら
れないことは勿論である。
明したが、非線形光学結晶および固体レーザー結晶、さ
らにくさび状光学部材の材料は、上に挙げたものに限ら
れないことは勿論である。
【００３８】また本発明は、レーザーダイオードポンピ
ング固体レーザー以外の固体レーザーに対しても同様に
適用可能であり、その場合も上述と同様の効果を奏する
ものである。
ング固体レーザー以外の固体レーザーに対しても同様に
適用可能であり、その場合も上述と同様の効果を奏する
ものである。
【図１】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平面図
ポンピング固体レーザーを示す平面図
【図２】上記第１実施例のレーザーダイオードポンピン
グ固体レーザーの側面図
グ固体レーザーの側面図
【図３】上記第１実施例の固体レーザーにおける共振器
温度と、固体レーザービーム出力および第２高調波出力
との概略関係を示すグラフ
温度と、固体レーザービーム出力および第２高調波出力
との概略関係を示すグラフ
【図４】本発明に対する比較例としての固体レーザーに
おける共振器温度と、固体レーザービーム出力および第
２高調波出力との概略関係を示すグラフ
おける共振器温度と、固体レーザービーム出力および第
２高調波出力との概略関係を示すグラフ
【図５】従来の固体レーザーにおける共振器温度と、固
体レーザービーム出力および第２高調波出力との概略関
係を示すグラフ
体レーザービーム出力および第２高調波出力との概略関
係を示すグラフ
【図６】本発明の第２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平面図
ポンピング固体レーザーを示す平面図
【図７】本発明の第３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平面図
ポンピング固体レーザーを示す平面図
【図８】本発明の第４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平面図
ポンピング固体レーザーを示す平面図
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 14 共振器ミラー 15 ＫＮ結晶 15ａ、15ｂ ＫＮ結晶の端面 16 エタロン 16ａ、16ｂ エタロンの端面 17 くさび形光学部材 17ａ、17ｂ くさび形光学部材の端面 18 第２高調波 20 銅ブロック 21 ペルチェ素子 22 温調回路 23 サーミスタ 25 固体レーザービーム 26 第２高調波 30 複屈折偏光制御素子 30ａ、30ｂ 複屈折偏光制御素子の端面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/094
Claims (4)
- 【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、共振器と、この共振器内に配され
た発振波長選択用のエタロンと、前記共振器内に配され
て固体レーザービームを波長変換する非線形光学結晶と
を備えた固体レーザーにおいて、 前記共振器内に、互いに非平行の両端面を光通過面とし
てくさび状の光学部材が配設され、 この光学部材が、非線形光学結晶の最大波長変換効率を
得る温度近傍の共振器温度に対して固体レーザービーム
の最大出力が得られる共振器モードを設定する位置に固
定されていることを特徴とする固体レーザー。 - 【請求項２】 前記非線形光学結晶あるいはエタロンと
してくさび状のものが用いられ、この非線形光学結晶あ
るいはエタロンが前記光学部材として兼用されているこ
とを特徴とする請求項１記載の固体レーザー。 - 【請求項３】 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、共振器と、この共振器内に配され
た発振波長選択用のエタロンと、前記共振器内に配され
て固体レーザービームを波長変換する非線形光学結晶と
を備えた固体レーザーを作製する方法において、 前記共振器内に、互いに非平行の両端面を光通過面とし
てくさび状の光学部材を配し、 この光学部材を、そこにおける前記固体レーザービーム
の光通過長が変化する向きに移動させて共振器モードを
変化させ、 この共振器モードが、非線形光学結晶の最大波長変換効
率を得る温度近傍の共振器温度に対して固体レーザービ
ームの最大出力が得られるものとなる位置で、前記光学
部材を共振器内に固定することを特徴とする固体レーザ
ーの作製方法。 - 【請求項４】 前記非線形光学結晶あるいはエタロンと
してくさび状のものを用い、この非線形光学結晶あるい
はエタロンを前記光学部材として兼用することを特徴と
する請求項３記載の固体レーザーの作製方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335471A JPH07202308A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 固体レーザーおよびその作製方法 |
| US08/365,363 US5497387A (en) | 1993-12-28 | 1994-12-28 | Solid-state laser using wedge-shaped optical member, and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335471A JPH07202308A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 固体レーザーおよびその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07202308A true JPH07202308A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18288937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5335471A Withdrawn JPH07202308A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 固体レーザーおよびその作製方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5497387A (ja) |
| JP (1) | JPH07202308A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997035370A1 (fr) * | 1996-03-18 | 1997-09-25 | Kabushiki Kaisha Topcon | Laser et procede de commande du laser |
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|---|---|---|---|---|
| JP3265173B2 (ja) * | 1995-01-10 | 2002-03-11 | 三菱電機株式会社 | 固体レーザ装置 |
| US5623510A (en) * | 1995-05-08 | 1997-04-22 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Tunable, diode side-pumped Er: YAG laser |
| US5905748A (en) * | 1997-05-27 | 1999-05-18 | Uniphase Corporation | Single mode laser and method suitable for use in frequency multiplied |
| US6130902A (en) * | 1998-05-26 | 2000-10-10 | Shimoji; Yutaka | Solid state laser chip |
| JP2000261089A (ja) * | 1999-03-09 | 2000-09-22 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザー |
| WO2002021646A1 (en) * | 2000-09-05 | 2002-03-14 | Lumenis Inc. | Frequency doubled nd: yag laser with yellow light output |
| CA2428989A1 (en) | 2000-11-22 | 2002-05-30 | Visx Incorporated | Temperature actuated positioning device for non-linear optical elements |
| JP2003101130A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発光モジュール |
| CN110262091B (zh) * | 2019-05-20 | 2020-08-04 | 山西大学 | 激光束横向倾角位移电光调制器及倾角位移产生测量装置 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4181899A (en) * | 1977-12-05 | 1980-01-01 | General Electric Company | High power optical second harmonic generation in non-linear crystals |
| US4809291A (en) * | 1984-11-26 | 1989-02-28 | Board Of Trustees, Of Leland Stanford Jr U. | Diode pumped laser and doubling to obtain blue light |
| DE3826716A1 (de) * | 1987-10-30 | 1990-02-08 | Max Planck Gesellschaft | Modengekoppelter laser |
| JP2614753B2 (ja) * | 1988-09-13 | 1997-05-28 | 富士写真フイルム株式会社 | レーザーダイオードポンピング固体レーザー |
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| JP2628774B2 (ja) * | 1990-04-20 | 1997-07-09 | 株式会社日立製作所 | 光アイソレータ内蔵形半導体レーザモジュール |
| JPH04171778A (ja) * | 1990-11-05 | 1992-06-18 | Hoya Corp | 固体レーザ装置 |
| US5263038A (en) * | 1991-02-28 | 1993-11-16 | Amoco Corporation | Frequency filtered solid-state laser |
| US5315433A (en) * | 1991-02-28 | 1994-05-24 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical wavelength converting apparatus |
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| JPH06102545A (ja) * | 1992-09-04 | 1994-04-15 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 波長変換装置 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5335471A patent/JPH07202308A/ja not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-12-28 US US08/365,363 patent/US5497387A/en not_active Expired - Lifetime
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| CN1105408C (zh) * | 1996-03-18 | 2003-04-09 | 株式会社拓普康 | 激光装置及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5497387A (en) | 1996-03-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |