JPH07263785A - Etalon, single longitudinal mode laser and manufacture of etalon - Google Patents

Etalon, single longitudinal mode laser and manufacture of etalon

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JPH07263785A
JPH07263785A JP24981594A JP24981594A JPH07263785A JP H07263785 A JPH07263785 A JP H07263785A JP 24981594 A JP24981594 A JP 24981594A JP 24981594 A JP24981594 A JP 24981594A JP H07263785 A JPH07263785 A JP H07263785A
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etalon
laser
longitudinal mode
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laser beam
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浩彰 日向
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洋二 岡崎
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千秋 後藤
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Abstract

PURPOSE:To acquire a single longitudinal mode laser which is free from problems such as rise of oscillation threshold value and output deterioration caused thereby and which does not cause strain of beam profile. CONSTITUTION:Etalon 15 whose longitudinal mode coincides with a gain peak wavelength of an Nd:YAG crystal 13 is inserted into a resonator constituted of an edge face 13a of the Nd:YAG crystal 13 which is a solid laser medium and a resonator mirror 14 making two mutually parallel light transmission edge faces 15a, 15b form a specified angle to a resonator axis.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はレーザー、特に詳細に
は、レーザー共振器内にエタロンを配して発振モードを
単一縦モード化するようにしたレーザーに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser, and more particularly to a laser in which an etalon is arranged in a laser resonator to make an oscillation mode a single longitudinal mode.

【0002】また本発明は上記のエタロン、およびその
作製方法に関するものである。
The present invention also relates to the above etalon and a method for producing the same.

【0003】[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、ネオジウム等の希土類がドーピングされた固
体レーザーロッドを半導体レーザー(レーザーダイオー
ド)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。
2. Description of the Related Art As disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-189783, there is known a solid-state laser in which a solid-state laser rod doped with a rare earth element such as neodymium is pumped by a semiconductor laser (laser diode) or the like. .

【0004】この種の固体レーザー等においては、例え
ばOptics Letters(オプティクス・レターズ)Vol.18
(1993) p.420 に記載されているように、モード競合ノ
イズの発生を抑えるために、その共振器内にエタロンを
配して波長選択し、発振モードを単一縦モード化するこ
とも行なわれている。
In this type of solid-state laser and the like, for example, Optics Letters Vol.
As described in (1993) p.420, in order to suppress the generation of mode-competitive noise, an etalon is placed in the resonator to select the wavelength and make the oscillation mode a single longitudinal mode. Has been.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようにエ
タロンを用いて単一縦モード化を図る従来のレーザーに
おいては、レーザーが発振するためのポンピングパワー
のしきい値が著しく上昇し、その結果、レーザーの出力
低下等の問題が生じることがある。このしきい値上昇
は、レーザー媒質の発振可能な波長幅内に複数のエタロ
ン縦モードが存在して、単一縦モード化が不可能になる
ことを避けるために、エタロン縦モード間隔を上記発振
可能な波長幅に対して十分大きく設定することに起因し
ている。
However, in the conventional laser for achieving the single longitudinal mode by using the etalon as described above, the threshold of pumping power for the laser to oscillate remarkably increases, and as a result, However, problems such as a decrease in laser output may occur. This threshold rise is because the etalon longitudinal mode interval is set to the above oscillation in order to avoid that multiple etalon longitudinal modes exist within the lasing wavelength range of the laser medium and it becomes impossible to make a single longitudinal mode. This is due to the setting being sufficiently large with respect to the possible wavelength width.

【0006】すなわち、そのような構成においては一般
に、エタロン厚さをサブミクロンのオーダーで制御しな
い限り、エタロン縦モードとレーザー媒質のゲインピー
ク波長とが一致することはなく、そのようになっている
とゲインが有効に使われないために、発振しきい値が上
昇してしまうのである。
That is, in such a structure, generally, unless the etalon thickness is controlled on the order of submicrons, the etalon longitudinal mode and the gain peak wavelength of the laser medium do not coincide with each other. And the gain is not used effectively, which raises the oscillation threshold.

【0007】エタロン厚さを研磨によりサブミクロンの
オーダーで制御するのは、極めて困難であり、例え可能
であっても莫大なコストを要するので、現実的ではな
い。そこで従来、共振器内に挿入するエタロンの共振器
軸に対する傾きを調整することにより、エタロンの光路
長を調整し、エタロン縦モードとレーザー媒質のゲイン
ピーク波長とを一致させる試みがなされてきた。
It is not practical to control the etalon thickness on the order of submicrons by polishing, because it is extremely difficult, and even if possible, it requires a huge cost. Therefore, conventionally, an attempt has been made to adjust the optical path length of the etalon by adjusting the inclination of the etalon inserted in the resonator with respect to the resonator axis so that the etalon longitudinal mode and the gain peak wavelength of the laser medium match.

【0008】しかしエタロンの傾きが大きくなり過ぎる
と、エタロン挿入ロスが増大して、やはり発振しきい値
の上昇と、それに伴う出力低下等の問題が生じる。それ
とは逆にエタロンの傾きが小さくなり過ぎると、出力は
出るものの、単一縦モード性が悪化する等の問題が生じ
る。また、特にレーザー装置を大量生産する場合には、
1台毎にエタロンの角度調整をする必要があるから、生
産性が低下するとともに、1台毎に発振しきい値や出力
等の仕様が異なってしまうという問題も生じる。さら
に、光路長調整のためにエタロンを大きく傾ける必要が
ある場合は、そのようにエタロンを傾けたことにより、
発振ビームのプロファイルが歪むという問題も生じる。
However, when the inclination of the etalon becomes too large, the insertion loss of the etalon increases, which again raises the oscillation threshold value and the accompanying problems such as output reduction. On the contrary, when the inclination of the etalon becomes too small, although the output is produced, there arises a problem that the single longitudinal mode property is deteriorated. Also, especially when mass-producing laser devices,
Since it is necessary to adjust the angle of the etalon for each unit, there is a problem that productivity is reduced and specifications such as an oscillation threshold and output are different for each unit. Furthermore, when it is necessary to tilt the etalon largely for adjusting the optical path length, by tilting the etalon in that way,
There is also a problem that the profile of the oscillation beam is distorted.

【0009】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、発振しきい値の上昇と、それに伴う出力低下等
の問題、およびビームプロファイルの歪みの問題、さら
には単一縦モード性の悪化の問題のない単一縦モードレ
ーザーを提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has problems such as an increase in the oscillation threshold value and a decrease in output accompanying it, a problem of beam profile distortion, and a single longitudinal mode property. It is intended to provide a single longitudinal mode laser without deterioration problem.

【0010】また本発明は、上述のような単一縦モード
レーザーを実現するためのエタロン、およびそれを比較
的簡単に、かつ低コストで作製できる方法を提供するこ
とを目的とするものである。
It is another object of the present invention to provide an etalon for realizing the above-described single longitudinal mode laser, and a method for manufacturing the etalon relatively easily and at low cost. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によるエタロン
は、請求項1に記載の通り、レーザー装置の共振器内に
配置されてレーザービームを単一縦モード化するエタロ
ンにおいて、互いに平行な2つの光通過端面にレーザー
ビームが所定の角度で入射する状態で、その縦モードが
レーザー媒質のゲインピーク波長と一致していることを
特徴とするものである。
An etalon according to the present invention comprises two parallel etalons arranged in a resonator of a laser device for converting a laser beam into a single longitudinal mode as described in claim 1. It is characterized in that the longitudinal mode thereof coincides with the gain peak wavelength of the laser medium when the laser beam is incident on the light passage end face at a predetermined angle.

【0012】一方、本発明による単一縦モードレーザー
は、上記構成のエタロンを用いるものであり、すなわち
請求項2に記載の通り、このエタロンが、互いに平行な
2つの光通過端面が共振器軸に対して所定の角度をなす
状態にして共振器内に配されていることを特徴とするも
のである。
On the other hand, the single longitudinal mode laser according to the present invention uses the etalon having the above-mentioned structure. That is, as described in claim 2, the etalon has two light passing end faces which are parallel to each other and which are the resonator axes. Is arranged in the resonator in a state of forming a predetermined angle with respect to.

【0013】なおこの本発明による単一縦モードレーザ
ーにおいて好ましくは、請求項3に記載の通り、エタロ
ンが、互いに平行な2つの光通過端面が共振器軸に対し
てほぼ垂直となる状態にして共振器内に配される。
In the single longitudinal mode laser according to the present invention, preferably, as described in claim 3, the etalon is arranged such that two light passing end faces parallel to each other are substantially perpendicular to the cavity axis. It is arranged in the resonator.

【0014】また、上記のようなエタロンを得るための
本発明による第1のエタロン作製方法は、請求項4に記
載の通り、所望のエタロンよりも大面積のエタロン基板
にその一表面側から、該エタロンが配されることになる
レーザー装置のレーザー媒質のゲインピーク波長と等し
い波長の単一縦モードレーザービームを照射し、その際
エタロン基板を通過した単一縦モードレーザービームが
形成する干渉縞を観察し、この干渉縞において所定の明
るさの部分を形成させた基板部分を細分してエタロンと
することを特徴とするものである。
The first etalon manufacturing method according to the present invention for obtaining the above etalon is, as described in claim 4, a etalon substrate having a larger area than the desired etalon, from one surface side thereof, Interference fringes formed by irradiating a single longitudinal mode laser beam having a wavelength equal to the gain peak wavelength of the laser medium of the laser device in which the etalon is arranged, and the single longitudinal mode laser beam passing through the etalon substrate at that time. Is observed, and the substrate portion on which a portion having a predetermined brightness is formed in this interference fringe is subdivided into etalons.

【0015】また、上記エタロンを得るための本発明に
よる第2のエタロン作製方法は、請求項5に記載の通
り、所望のエタロンよりも大面積のエタロン基板を、該
エタロンが配されることになるレーザー装置と同じレー
ザー媒質を備えた評価用レーザー装置の共振器内に挿入
し、この評価用レーザー装置から発せられる評価用レー
ザービームによって上記エタロン基板を2次元走査し、
その際エタロン基板を透過したレーザービームの発振波
長を測定し、該エタロン基板の各位置毎にこの発振波長
を示すマップを作成し、このマップが示す、上記発振波
長が上記レーザー媒質のゲインピーク波長と等しくなっ
ているエタロン基板の部分を細分してエタロンとするこ
とを特徴とするものである。
A second method for producing an etalon according to the present invention for obtaining the etalon is that an etalon substrate having a larger area than a desired etalon is arranged on the etalon, as described in claim 5. The laser device for evaluation having the same laser medium as that of the laser device for evaluation is inserted into the resonator, and the etalon substrate is two-dimensionally scanned by the laser beam for evaluation emitted from the laser device for evaluation.
At that time, the oscillation wavelength of the laser beam transmitted through the etalon substrate is measured, and a map showing the oscillation wavelength is created at each position of the etalon substrate. The map shows that the oscillation wavelength is the gain peak wavelength of the laser medium. It is characterized in that the etalon substrate portion which is equal to is divided into etalons.

【0016】また、上記エタロンを得るための本発明に
よる第3のエタロン作製方法は、請求項6に記載の通
り、所望のエタロンよりも大面積のエタロン基板を細分
して複数の細片を形成し、これらの細片を、エタロンが
配されることになるレーザー装置と同じレーザー媒質を
備えた評価用レーザー装置の共振器内に順次挿入して、
その場合のレーザービームの発振波長を各細片毎に測定
し、この発振波長が上記レーザー装置のレーザー媒質の
ゲインピーク波長と等しくなっている細片を選び出し
て、それをエタロンとすることを特徴とするものであ
る。
According to a third etalon manufacturing method of the present invention for obtaining the above etalon, as described in claim 6, an etalon substrate having a larger area than the desired etalon is subdivided to form a plurality of strips. Then, these strips are sequentially inserted into the resonator of the evaluation laser device equipped with the same laser medium as the laser device in which the etalon is arranged,
The lasing wavelength of the laser beam in that case is measured for each strip, and the strip whose oscillation wavelength is equal to the gain peak wavelength of the laser medium of the laser device is selected and used as the etalon. It is what

【0017】[0017]

【作用および発明の効果】上記第1、2および3のエタ
ロン作製方法において用いられる大面積のエタロン基板
は、2つの表面(エタロンとされた際に光通過端面とな
る面)が完全に平行となる状態に研磨することはほとん
ど不可能である。換言すれば、このエタロン基板は必ず
厚さの分布を有し、通常は、それを細分してエタロンと
した際にエタロン縦モードがレーザー媒質のゲインピー
ク波長と等しくなるような特定厚さの部分も含む。
The large-area etalon substrate used in the first, second, and third etalon manufacturing methods has two surfaces (surfaces that become light passage end surfaces when made into etalons) that are completely parallel to each other. It is almost impossible to polish it to the following condition. In other words, this etalon substrate always has a thickness distribution, and when it is subdivided into etalons, the etalon longitudinal mode usually has a specific thickness such that the etalon longitudinal mode is equal to the gain peak wavelength of the laser medium. Also includes.

【0018】そのような特定厚さとなっているエタロン
基板部分は、上記第1のエタロン作製方法において、干
渉縞が所定の明るさになっている部分(すなわち明部あ
るいは暗部)として特定できる。そこで、該第1の方法
において、干渉縞が所定の明るさになっている基板部分
を細分してエタロンとすれば、そのエタロンは、縦モー
ドがレーザー媒質のゲインピーク波長と一致するものと
なる。
The etalon substrate portion having such a specific thickness can be specified as a portion (that is, a bright portion or a dark portion) where the interference fringe has a predetermined brightness in the first etalon manufacturing method. Therefore, in the first method, if the substrate portion in which the interference fringes have a predetermined brightness is subdivided into an etalon, the etalon has a longitudinal mode that matches the gain peak wavelength of the laser medium. .

【0019】また、第2のエタロン作製方法において、
上述のような特定厚さとなっているエタロン基板部分を
評価用レーザービームが通過すると、その発振波長はレ
ーザー媒質のゲインピーク波長と等しくなる。そこで、
該第2の方法において、評価用レーザービームを透過さ
せたときその発振波長がレーザー媒質のゲインピーク波
長と等しくなるエタロン基板部分を細分してエタロンと
すれば、そのエタロンは、縦モードがレーザー媒質のゲ
インピーク波長と一致するものとなる。
In the second etalon manufacturing method,
When the evaluation laser beam passes through the etalon substrate portion having the above-described specific thickness, its oscillation wavelength becomes equal to the gain peak wavelength of the laser medium. Therefore,
In the second method, if the etalon substrate portion whose oscillation wavelength is equal to the gain peak wavelength of the laser medium when the evaluation laser beam is transmitted is subdivided into etalons, the etalon has a longitudinal mode of the laser medium. It becomes the same as the gain peak wavelength of.

【0020】また、エタロン基板が上述のような特定厚
さの部分を有していれば、上記第3のエタロン作製方法
において該基板から得た複数の細片には、この特定厚さ
となっているものも含まれることになる。そこでそれら
の複数の細片から、評価用レーザービームを透過させた
ときその発振波長がレーザー媒質のゲインピーク波長と
等しくなる細片を選び出してエタロンとすれば、そのエ
タロンは、縦モードがレーザー媒質のゲインピーク波長
と一致するものとなる。
Further, if the etalon substrate has a portion having a specific thickness as described above, the plurality of strips obtained from the substrate in the third etalon manufacturing method will have this specific thickness. Those that are included will be included. Therefore, if the etalon is selected from a plurality of strips that have an oscillation wavelength equal to the gain peak wavelength of the laser medium when the laser beam for evaluation is transmitted, the etalon has a longitudinal mode of the laser medium. It becomes the same as the gain peak wavelength of.

【0021】以上説明の通り本発明による第1〜3のエ
タロン作製方法は、エタロンを所定厚さとなるように厳
密に研磨して仕上げるものではなく、大きく形成された
エタロン基板には厚さの分布が生じる点に着目し、その
ような基板の中の特定厚さの部分を利用して所望のエタ
ロンを得るものであるから、これらの各方法によれば、
縦モードがレーザー媒質のゲインピーク波長と等しくな
るエタロンを比較的簡単に、そして低コストで作製可能
となる。
As described above, the first to third etalon manufacturing methods according to the present invention do not strictly polish an etalon to a predetermined thickness and finish the etalon. In order to obtain a desired etalon by utilizing a portion of such a substrate having a specific thickness, the following is taken into consideration according to each of these methods.
An etalon whose longitudinal mode is equal to the gain peak wavelength of the laser medium can be manufactured relatively easily and at low cost.

【0022】一方、前記の構成を有する本発明の単一縦
モードレーザーは、エタロン縦モードとレーザー媒質の
ゲインピーク波長とが一致しているため、ゲインを有効
に利用でき、したがって発振しきい値が低く、発振しき
い値上昇に伴う出力低下等の問題を防止可能となる。
On the other hand, in the single longitudinal mode laser of the present invention having the above structure, since the etalon longitudinal mode and the gain peak wavelength of the laser medium coincide with each other, the gain can be effectively utilized and therefore the oscillation threshold value Is low, and it is possible to prevent a problem such as a decrease in output due to an increase in oscillation threshold.

【0023】さらにこの本発明による単一縦モードレー
ザーは、光路長調整のためにエタロンの傾きを調整する
必要がないものであるから、エタロン挿入ロスを低く抑
えて高効率化が実現でき、また、発振ビームのプロファ
イルが歪むという問題も防止でき、その上単一縦モード
性も良好なものとなる。さらに、光路長調整のためにエ
タロンを調整する手段が不要になって、コスト低減の効
果も得られる。
Further, since the single longitudinal mode laser according to the present invention does not need to adjust the inclination of the etalon for adjusting the optical path length, the insertion loss of the etalon can be suppressed to be low and high efficiency can be realized. The problem that the profile of the oscillation beam is distorted can be prevented, and the single longitudinal mode property is also improved. Further, the means for adjusting the etalon for adjusting the optical path length is not required, and the effect of cost reduction can be obtained.

【0024】なお本発明による単一縦モードレーザーに
おいては、エタロンが、互いに平行な2つの光通過端面
が共振器軸に対して所定の角度をなす状態にして配され
るものであるが、この角度としては例えば90°±30′程
度が適当である。
In the single longitudinal mode laser according to the present invention, the etalon is arranged such that the two light passing end faces parallel to each other form a predetermined angle with respect to the cavity axis. A suitable angle is, for example, about 90 ° ± 30 '.

【0025】本発明による第1〜3のエタロン作製方法
は、そのように所定角度傾けて配置されるエタロンを作
製する場合に適用可能である。すなわち、第1のエタロ
ン作製方法においては、エタロン基板に単一縦モードレ
ーザービームを照射する際に、エタロン基板をレーザー
ビームの入射方向に対して上記所定角度だけ傾けておけ
ばよい。また第2のエタロン作製方法においては、エタ
ロン基板を評価用レーザー装置の共振器軸に対して上記
所定角度だけ傾けておけばよい。さらに第3のエタロン
作製方法においては、エタロン基板の細片を評価用レー
ザー装置の共振器軸に対して上記所定角度だけ傾けてお
けばよい。
The first to third etalon manufacturing methods according to the present invention can be applied to the case of manufacturing an etalon arranged so as to be inclined by a predetermined angle. That is, in the first etalon manufacturing method, when the etalon substrate is irradiated with the single longitudinal mode laser beam, the etalon substrate may be tilted by the predetermined angle with respect to the incident direction of the laser beam. In the second etalon manufacturing method, the etalon substrate may be tilted by the predetermined angle with respect to the resonator axis of the evaluation laser device. Further, in the third etalon manufacturing method, the strip of the etalon substrate may be tilted by the predetermined angle with respect to the resonator axis of the evaluation laser device.

【0026】[0026]

【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(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:YAG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との間に配されたエタロン15
とからなる。以上の各要素は、図示しない共通の筐体に
マウントされて一体化されている。またフェーズドアレ
イレーザー11は、図示しないペルチェ素子と温調回路と
により所定温度に保たれる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows a laser diode pumped solid state laser according to a first embodiment of the present invention. This laser diode pumped solid-state laser is a semiconductor laser (phased array laser) 11 that emits a laser beam 10 as pumping light, and a condenser lens that focuses the laser beam 10 that is divergent light.
12, YAG crystal (hereinafter referred to as Nd: YAG crystal) 13 which is a solid-state laser medium doped with neodymium (Nd) 13, and is arranged in front of the Nd: YAG crystal 13 (right side in the figure). Resonator resonator 14 and an etalon 15 disposed between the resonator mirror 14 and the Nd: YAG crystal 13.
Consists of. The above elements are mounted and integrated in a common casing (not shown). Further, the phased array laser 11 is kept at a predetermined temperature by a Peltier element and a temperature control circuit (not shown).

【0027】フェーズドアレイレーザー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。またNd:YAG結晶13はNd濃度が1atm %
で、厚さが1mmのものである。このNd: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のレーザー
ビーム16を発する。
As the phased array laser 11, a laser emitting a laser beam 10 having a wavelength of 809 nm is used. The Nd: YAG crystal 13 has an Nd concentration of 1 atm%.
The thickness is 1 mm. This Nd: YAG crystal
When the neodymium atom is excited by the incident laser beam 10, the laser beam 13 emits a laser beam 16 having a wavelength of 946.2 nm.

【0028】ここでNd:YAG結晶13の両端面13aお
よび13bと、エタロン15の光通過端面15aおよび15b
と、共振器ミラー14のミラー面14aおよび光出射端面14
bの、以上挙げた波長、並びにNd:YAG結晶13の別
の発振線1064nm、1300nm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。
Here, both end faces 13a and 13b of the Nd: YAG crystal 13 and the light passing end faces 15a and 15b of the etalon 15 are used.
And the mirror surface 14a of the resonator mirror 14 and the light emitting end surface 14
The wavelengths of b mentioned above and the reflectance or transmittance of the Nd: YAG crystal 13 with respect to the other oscillation lines 1064 nm and 1300 nm are adjusted as shown in the table below by applying an appropriate coating. In this table, R is the reflectance and T is
Indicates the transmittance, and the unit of these numerical values is%.

【0029】 13a 13b 15a 15b 14a 14b 809 nm T≧85 R≦2 − − − − 946.2nm R≧99.9 R≦0.1 R=15 R=15 R≧98 R≦0.2 1064 nm T≧30 R≦10 − − T≧30 R≦10 1300 nm T≧70 R≦25 − − T≧70 R≦25 上記の構成においては、エタロン15の両端面15a、15b
間に波長946.2 nmの定在波が生じ、この波長946.2 n
mのレーザービーム16のみがNd:YAG結晶端面13a
とミラー面14aとの間で強く共振し、その一部が共振器
ミラー14の光出射端面14bから出射する。このレーザー
ビーム16は、単一縦モードで発振していることが確認さ
れた。
13a 13b 15a 15b 14a 14b 809 nm T ≧ 85 R ≦ 2 − − − − 946.2 nm R ≧ 99.9 R ≦ 0.1 R = 15 R = 15 R ≧ 98 R ≦ 0.2 1064 nm T ≧ 30 R ≦ 10 − −T ≧ 30 R ≦ 10 1300 nm T ≧ 70 R ≦ 25 − − T ≧ 70 R ≦ 25 In the above configuration, both end surfaces 15a and 15b of the etalon 15 are arranged.
A standing wave with a wavelength of 946.2 nm is generated between
m laser beam 16 is the only Nd: YAG crystal end face 13a.
Strongly resonates between the mirror surface 14a and the mirror surface 14a, and a part thereof is emitted from the light emitting end surface 14b of the resonator mirror 14. It was confirmed that this laser beam 16 oscillated in a single longitudinal mode.

【0030】なおエタロン15は両端面15a、15bが互い
に平行な平行平板であり、Nd:YAG結晶端面13aと
ミラー面14aとで構成される共振器の軸に対して、両端
面15a、15bの法線が30′の角度をなす状態に配置され
ている。
The etalon 15 is a parallel plate whose both end surfaces 15a and 15b are parallel to each other, and has both end surfaces 15a and 15b with respect to the axis of the resonator constituted by the Nd: YAG crystal end surface 13a and the mirror surface 14a. The normals are arranged at an angle of 30 '.

【0031】ここで本装置においては、図2に示す通
り、レーザー媒質であるNd:YAG結晶13のゲインピ
ーク波長は946.2 nmであり、またこの946 nm帯のゲ
イン半値全幅Wは0.8 nmである。一方エタロン15のF
SR(Free Spectral Range :縦モード間隔)は上記N
d:YAG結晶13のゲイン半値全幅Wと一致させて0.8
nmとされ、それとともに、その1つのエタロン縦モー
ドがNd:YAG結晶13のゲインピーク波長と一致させ
て946.2 nmとされている。
In this device, as shown in FIG. 2, the gain peak wavelength of the Nd: YAG crystal 13 which is the laser medium is 946.2 nm, and the full width at half maximum W of the 946 nm band is 0.8 nm. . On the other hand, F of Etalon 15
SR (Free Spectral Range) is N above
d: 0.8 to match full width at half maximum W of YAG crystal 13
nm, and one of the etalon longitudinal modes coincides with the gain peak wavelength of the Nd: YAG crystal 13 and is set to 946.2 nm.

【0032】本装置においては、このようにエタロン縦
モードとNd:YAG結晶13のゲインピーク波長とが一
致しているため、ゲインを有効に利用でき、したがって
発振しきい値が低く、発振しきい値上昇に伴う出力低下
等の問題を防止可能で、さらに単一縦モード性も良好と
なる。また本装置は、光路長調整のためにエタロン15の
傾斜角を調整する手段も不要であるから、比較的低コス
トで作製可能となる。
In this device, since the etalon longitudinal mode and the gain peak wavelength of the Nd: YAG crystal 13 match each other in this way, the gain can be effectively used, and therefore the oscillation threshold value is low and the oscillation threshold value is low. It is possible to prevent problems such as output reduction due to value increase, and also to improve single longitudinal mode property. Further, since this device does not require a means for adjusting the inclination angle of the etalon 15 for adjusting the optical path length, it can be manufactured at a relatively low cost.

【0033】なお、エタロン15のFSRをNd:YAG
結晶13のゲイン半値全幅Wと一致させることは必ずしも
必要ではないが、エタロン15の第2縦モード(隣接モー
ド)で発振することをより確実に防止するためには、そ
のFSRをNd:YAG結晶13のゲイン半値全幅W以上
に設定するのが好ましい。
The FSR of the etalon 15 is changed to Nd: YAG.
It is not always necessary to match the full width at half maximum W of the crystal 13, but in order to prevent the oscillation of the etalon 15 in the second longitudinal mode (adjacent mode) more reliably, the FSR of the crystal is Nd: YAG crystal. It is preferable to set the gain full width at half maximum W of 13 or more.

【0034】次に図3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3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)。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, elements that are the same as the elements in FIG. 1 are given the same numbers, and duplicated description thereof is omitted (the same applies below).

【0035】この第2実施例のレーザーダイオードポン
ピング固体レーザーは第1実施例の装置と比べると、共
振器内に光波長変換素子20が配置されている点が基本的
に異なる。この光波長変換素子20は一例として、周期ド
メイン反転構造を有するMgOドープLiNbO3 のバ
ルク結晶からなるものである。この構成においてもエタ
ロン15の作用により、波長946.2 nmの単一縦モードの
レーザービーム16が得られる。そしてこのレーザービー
ム16は光波長変換素子20により、波長が1/2すなわち
473.1 nmの青色の第2高調波21に変換される。
The laser diode pumped solid-state laser of the second embodiment is basically different from the device of the first embodiment in that an optical wavelength conversion element 20 is arranged in the resonator. The light wavelength conversion element 20 is, for example, made of a bulk crystal of MgO-doped LiNbO 3 having a periodic domain inversion structure. Even in this configuration, the action of the etalon 15 makes it possible to obtain a single longitudinal mode laser beam 16 having a wavelength of 946.2 nm. The laser beam 16 has a wavelength of 1/2, that is,
Converted to 473.1 nm blue second harmonic 21.

【0036】ここでNd:YAG結晶13の両端面13aお
よび13bと、エタロン15の両端面15aおよび15bと、共
振器ミラー14のミラー面14aおよび光出射端面14bの、
各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。
なおこの表中でも、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。
Here, both end surfaces 13a and 13b of the Nd: YAG crystal 13, both end surfaces 15a and 15b of the etalon 15, the mirror surface 14a of the resonator mirror 14 and the light emitting end surface 14b,
The reflectance or transmittance for each wavelength is adjusted as shown in the table below by applying an appropriate coating.
In this table, R indicates reflectance and T indicates transmittance, and the unit of these numerical values is%.

【0037】 13a 13b 15a 15b 14a 14b 809 nm T≧85 R≦2 − − − − 946.2nm R≧99.9 R≦0.1 R=15 R=15 R≧99.9 R≦0.2 1064 nm T≧30 R≦10 − − T≧30 R≦10 1300 nm T≧70 R≦25 − − T≧70 R≦25 473.1nm R≧98 R≦10 R≦1 R≦1 T≧93 R≦0.3 また、光波長変換素子20の両端面20a、20bの反射率
は、以下の通りである。 上記の構成において、波長946.2 nmのレーザービーム
16は共振器ミラー14のミラー面14aをほとんど透過せ
ず、その一方波長473.1 nmの第2高調波21の一部がこ
のミラー面14aを透過して、光出射端面14bから出射す
る。この第2高調波21も単一縦モードであることが確認
された。
13a 13b 15a 15b 14a 14b 809 nm T ≧ 85 R ≦ 2 − − − − 946.2 nm R ≧ 99.9 R ≦ 0.1 R = 15 R = 15 R ≧ 99.9 R ≦ 0.2 1064 nm T ≧ 30 R ≦ 10 − − T ≧ 30 R ≦ 10 1300 nm T ≧ 70 R ≦ 25 − − T ≧ 70 R ≦ 25 473.1 nm R ≧ 98 R ≦ 10 R ≦ 1 R ≦ 1 T ≧ 93 R ≦ 0.3 Further, the optical wavelength conversion element 20 The reflectances of both end faces 20a, 20b of the are as follows. Laser beam with a wavelength of 946.2 nm in the above configuration
Reference numeral 16 hardly transmits the mirror surface 14a of the resonator mirror 14, while part of the second harmonic wave 21 having a wavelength of 473.1 nm passes through the mirror surface 14a and is emitted from the light emitting end surface 14b. It was confirmed that this second harmonic 21 is also a single longitudinal mode.

【0038】この第2実施例装置においても、エタロン
15の縦モードとNd:YAG結晶13のゲインピーク波長
とが一致しているため、先に説明した第1実施例装置に
おけるのと同様の効果が得られる。
Also in the second embodiment, the etalon is used.
Since the longitudinal mode of 15 and the gain peak wavelength of the Nd: YAG crystal 13 coincide with each other, the same effect as in the first embodiment device described above can be obtained.

【0039】次に図10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実施例によるレーザーダイ
オードポンピング固体レーザーは第2実施例の装置と比
べると、光波長変換素子20とエタロン15の配置の順序が
入れ替わっている点だけが異なり、それ以外の構成は第
2実施例の装置と基本的に同様である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The laser diode pumped solid-state laser according to the third embodiment is different from the device according to the second embodiment only in that the arrangement order of the optical wavelength conversion element 20 and the etalon 15 is changed, and the other configurations are the same as those of the second embodiment. It is basically similar to the apparatus of the embodiment.

【0040】この構成においてもエタロン15の作用によ
り、波長946.2 nmの単一縦モードのレーザービーム16
が得られる。そしてこのレーザービーム16は光波長変換
素子20により、波長が1/2すなわち473.1 nmの青色
の第2高調波21に変換される。この第2高調波21も単一
縦モードであることが確認された。
Even in this configuration, the action of the etalon 15 causes the laser beam 16 of a single longitudinal mode with a wavelength of 946.2 nm to be emitted.
Is obtained. Then, the laser beam 16 is converted into a blue second harmonic wave 21 having a wavelength of 1/2, that is, 473.1 nm by the light wavelength conversion element 20. It was confirmed that this second harmonic 21 is also a single longitudinal mode.

【0041】また本実施例においては、第2実施例の装
置と比べると、レーザービーム16のビーム径がより小さ
い位置に光波長変換素子20が配置されているため、波長
変換効率が一層高まり、より高い第2高調波出力が得ら
れるようになる。
Further, in this embodiment, as compared with the device of the second embodiment, since the optical wavelength conversion element 20 is arranged at a position where the beam diameter of the laser beam 16 is smaller, the wavelength conversion efficiency is further enhanced, A higher second harmonic output can be obtained.

【0042】次に、上述のようにNd:YAG結晶13の
ゲインピーク波長と縦モードが一致したエタロン15を作
製する方法について説明する。図4は、本発明の第1の
エタロン作製方法を適用してエタロン15を作製する装置
の一例を示すものである。この装置においては、図1お
よび図3のレーザーダイオードポンピング固体レーザー
と同様にNd:YAG結晶をレーザー媒質とする固体レ
ーザー30から単一縦モードのレーザービーム31が発せら
れ、このレーザービーム31はビームエキスパンダ32に通
される。このビームエキスパンダ32によりビーム径が拡
大されたレーザービーム31は、ビームスプリッタ33を透
過して、エタロン基板5に照射される。
Next, a method for producing the etalon 15 in which the gain peak wavelength of the Nd: YAG crystal 13 and the longitudinal mode match as described above will be described. FIG. 4 shows an example of an apparatus for producing the etalon 15 by applying the first etalon producing method of the present invention. In this device, a laser beam 31 of a single longitudinal mode is emitted from a solid-state laser 30 having a laser medium of Nd: YAG crystal as in the laser diode-pumped solid-state laser of FIGS. 1 and 3, and this laser beam 31 is a beam. Threaded through expander 32. The laser beam 31 whose beam diameter has been expanded by the beam expander 32 passes through the beam splitter 33 and is applied to the etalon substrate 5.

【0043】このエタロン基板5は、一例として屈折率
が1.45のフューズドシリカからなり、厚さが約0.38mm
で、一辺が50mmの正方形に形成されたものである。こ
のエタロン基板5の面積は、例えば3mm四方の正方形
とされるエタロン15と比較すれば、十分に大きいもので
ある。
As an example, the etalon substrate 5 is made of fused silica having a refractive index of 1.45 and has a thickness of about 0.38 mm.
In this case, it is formed in a square with one side of 50 mm. The area of the etalon substrate 5 is sufficiently large as compared with the etalon 15 which is, for example, a 3 mm square.

【0044】またこのエタロン基板5の両表面5a、5
b(エタロン15の光通過端面15a、15bとなる表面)に
は、後にそれが切断されてエタロン15とされた際に適度
なFinesse (縦モード選択性の強さ)を有するように、
所定のコーティングが予め施されている。このコーティ
ングは、例えば図1のレーザー装置に適用するエタロン
15を作製する場合ならば、前述のように 946.2nmの光
に対して反射率R=15%となるものである。
Further, both surfaces 5a, 5 of the etalon substrate 5 are
b (the surface which becomes the light passing end faces 15a and 15b of the etalon 15) has a proper Finesse (strength of longitudinal mode selectivity) when it is later cut into the etalon 15.
A predetermined coating is applied in advance. This coating is for example an etalon applied to the laser device of FIG.
When 15 is manufactured, the reflectance R is 15% for the light of 946.2 nm as described above.

【0045】このエタロン基板5に、その一表面5a側
から照射されたレーザービーム31の一部はこの表面5a
で反射し、残余は該基板5を透過後に表面5bで反射す
る。このように反射したレーザービーム31はビームスプ
リッタ33で反射し、集光レンズ34により収束せしめられ
る。この収束位置にはCCD撮像素子等からなる2次元
光検出器35が配設されており、レーザービーム31の結像
状態がこの2次元光検出器35によって撮影される。この
撮影された像は、例えばCRT表示装置等の表示手段36
において拡大再生される。
A part of the laser beam 31 applied to the etalon substrate 5 from the one surface 5a side is part of the surface 5a.
After being transmitted through the substrate 5, the rest is reflected on the surface 5b. The laser beam 31 thus reflected is reflected by the beam splitter 33 and is converged by the condenser lens 34. A two-dimensional photodetector 35 composed of a CCD image pickup device or the like is arranged at this convergence position, and the image formation state of the laser beam 31 is photographed by the two-dimensional photodetector 35. This photographed image is displayed on the display means 36 such as a CRT display device.
It is enlarged and reproduced in.

【0046】エタロン基板5は平行平板となるように研
磨されたものであるが、両表面5a、5bを完全に平行
に研磨することは、一般に不可能である。つまりこのエ
タロン基板5は、必ず厚さの分布を有するものとなる。
そのため、上記のエタロン基板表面5aで反射したレー
ザービーム31と、表面5bで反射したレーザービーム31
との干渉により、例えば図5に示すような干渉縞が生じ
る。表示手段36において拡大再生される像は、この干渉
縞を示すものとなる。
Although the etalon substrate 5 is polished to be a parallel plate, it is generally impossible to polish both surfaces 5a and 5b in parallel. That is, the etalon substrate 5 always has a thickness distribution.
Therefore, the laser beam 31 reflected by the surface 5a of the etalon substrate and the laser beam 31 reflected by the surface 5b are
The interference fringes cause interference fringes as shown in FIG. 5, for example. The image enlarged and reproduced on the display means 36 shows this interference fringe.

【0047】本例においては反射型の干渉計が構成され
ているので、細分してエタロン15とした際にエタロン縦
モードがNd:YAG結晶13のゲインピーク波長946.2
nmと等しくなるような厚さとなっているエタロン基板
5の部分は、上記干渉縞の暗部に対応する部分である。
そこで、この干渉縞の暗部に対応する基板部分を細分し
てエタロン15とし、それを図1、図3あるいは図10のレ
ーザー装置において共振器軸に対して両端面15a、15b
が垂直となる向きに配置すれば、そのエタロン15は、縦
モードがNd:YAG結晶13のゲインピーク波長と一致
するものとなる。
In this example, since the reflection type interferometer is constructed, when the etalon 15 is subdivided into the etalon 15, the etalon longitudinal mode has the gain peak wavelength 946.2 of the Nd: YAG crystal 13.
A portion of the etalon substrate 5 having a thickness equal to nm is a portion corresponding to the dark portion of the interference fringe.
Therefore, the substrate portion corresponding to the dark portion of the interference fringe is subdivided into an etalon 15, which is used as both ends 15a and 15b with respect to the resonator axis in the laser device of FIG. 1, FIG. 3 or FIG.
If the etalon 15 is arranged in a vertical direction, the longitudinal mode of the etalon 15 will match the gain peak wavelength of the Nd: YAG crystal 13.

【0048】それに対して、透過型の干渉計を利用する
場合は、干渉縞の明部に対応する基板部分を細分してエ
タロン15とすれば、そのエタロン15は、縦モードがN
d:YAG結晶13のゲインピーク波長と一致するものと
なる。
On the other hand, when a transmission type interferometer is used, if the substrate portion corresponding to the bright part of the interference fringes is subdivided into etalons 15, the etalon 15 has a longitudinal mode of N.
It is the same as the gain peak wavelength of the d: YAG crystal 13.

【0049】本方法によれば、エタロン基板5が前述の
通り50mm四方の正方形で、エタロン15を3mm四方の
正方形に切断する場合で、縦モードがNd:YAG結晶
13のゲインピーク波長と一致するエタロン15を一度に10
0 枚以上作製することができる。
According to this method, when the etalon substrate 5 is a 50 mm square and the etalon 15 is cut into a 3 mm square as described above, the longitudinal mode is Nd: YAG crystal.
10 etalons 15 at a time that match the gain peak wavelength of 13
It is possible to manufacture 0 or more sheets.

【0050】なお、予めエタロン基板5をどのように切
断するか定めておき、その切断線(図5中、1点鎖線で
表示)を表示手段36においてスーパーインポーズ等の手
法により干渉像と重ね合わせて表示すれば、例えば右か
ら何列目の上から何番目の切断片は干渉縞の暗部にある
からエタロン15として利用できる、ということが一目瞭
然となり、エタロン作製作業の能率が向上する。
It should be noted that how to cut the etalon substrate 5 is determined in advance, and the cutting line (indicated by a one-dot chain line in FIG. 5) is superimposed on the interference image on the display means 36 by a method such as superimposing. If they are also displayed together, it becomes clear that, for example, the number of columns from the right and the number of cut pieces from the top can be used as the etalon 15 because they are in the dark part of the interference fringes, and the efficiency of the etalon production work is improved.

【0051】次に、Nd:YAG結晶13のゲインピーク
波長と縦モードが一致したエタロン15を作製する別の方
法について説明する。図6は、本発明の第2のエタロン
作製方法を適用してエタロン15を作製する装置の一例を
示すものである。この装置においては、ポンピング光と
してのレーザービーム40を発する半導体レーザー(フェ
ーズドアレイレーザー)41と、発散光である上記レーザ
ービーム40を集束させる集光レンズ42と、Nd:YAG
結晶43と、共振器ミラー44とからなる評価用レーザー装
置が用いられる。
Next, another method for producing the etalon 15 in which the gain peak wavelength of the Nd: YAG crystal 13 and the longitudinal mode match will be described. FIG. 6 shows an example of an apparatus for producing the etalon 15 by applying the second etalon producing method of the present invention. In this apparatus, a semiconductor laser (phased array laser) 41 that emits a laser beam 40 as pumping light, a condenser lens 42 that focuses the laser beam 40 that is divergent light, and Nd: YAG
An evaluation laser device including a crystal 43 and a resonator mirror 44 is used.

【0052】上記Nd:YAG結晶43は、図1、図3お
よび図10のレーザー装置を構成するNd:YAG結晶13
と同様にゲインピーク波長が946.2 nmのものである。
またこの評価用レーザー装置の共振器はNd:YAG結
晶43と共振器ミラー44とによって構成されるが、その中
には、前述したものと同様のエタロン基板5が配され
る。
The Nd: YAG crystal 43 is the Nd: YAG crystal 13 that constitutes the laser device shown in FIGS. 1, 3 and 10.
Similarly, the gain peak wavelength is 946.2 nm.
The resonator of this evaluation laser device is composed of the Nd: YAG crystal 43 and the resonator mirror 44, and the etalon substrate 5 similar to the one described above is arranged therein.

【0053】エタロン基板5はこの評価用レーザー装置
においてエタロンとして作用し、それによりレーザービ
ーム45が単一縦モード化される。このレーザービーム45
は集光レンズ46によって集光されて光ファイバー47内に
入射し、そこを伝搬して光スペクトラムアナライザー48
に導かれる。光スペクトラムアナライザー48はレーザー
ビーム45の発振波長を測定し、その測定結果を示す信号
S1をコンピューター49に入力する。
The etalon substrate 5 acts as an etalon in this evaluation laser device, whereby the laser beam 45 is made into a single longitudinal mode. This laser beam 45
Is condensed by the condenser lens 46, enters the inside of the optical fiber 47, propagates there, and is transmitted to the optical spectrum analyzer 48.
Be led to. The optical spectrum analyzer 48 measures the oscillation wavelength of the laser beam 45 and inputs the signal S1 indicating the measurement result to the computer 49.

【0054】このコンピューター49は、エタロン基板5
を保持している2次元移動ステージ50に駆動制御信号S
2を入力する。2次元移動ステージ50はこの駆動制御信
号S2に基づいて駆動し、エタロン基板5をレーザービ
ーム45に対して2次元的に、つまり図中の上下方向およ
び紙面に垂直な方向に相対移動させる。それによりエタ
ロン基板5は、レーザービーム45によって2次元走査さ
れる。
This computer 49 has an etalon substrate 5
Drive control signal S to the two-dimensional movement stage 50 holding
Enter 2. The two-dimensional moving stage 50 is driven based on this drive control signal S2, and moves the etalon substrate 5 two-dimensionally with respect to the laser beam 45, that is, in the vertical direction in the figure and the direction perpendicular to the paper surface. Thereby, the etalon substrate 5 is two-dimensionally scanned by the laser beam 45.

【0055】先に述べた通りエタロン基板5は厚さの分
布を有するので、レーザービーム45のエタロン基板5上
の走査位置に応じてその発振波長が変化する。コンピュ
ーター49は2次元移動ステージ50からその移動位置(す
なわちレーザービーム45のエタロン基板5上の走査位
置)を示す信号S3を受け、そのとき入力される上記信
号S1と該信号S3とを対応させて、エタロン基板5上
の各位置毎にレーザービーム45の発振波長を示すマップ
を作成する。
Since the etalon substrate 5 has a thickness distribution as described above, its oscillation wavelength changes depending on the scanning position of the laser beam 45 on the etalon substrate 5. The computer 49 receives the signal S3 indicating the movement position (that is, the scanning position of the laser beam 45 on the etalon substrate 5) from the two-dimensional movement stage 50, and associates the signal S1 and the signal S3 input at that time with each other. , A map showing the oscillation wavelength of the laser beam 45 is created for each position on the etalon substrate 5.

【0056】このマップは、例えば図7に示すようなも
のとなり、例えばCRT表示装置等の表示手段51におい
て表示される。そこでこの表示されたマップを見れば、
エタロン基板5のどの部分を切断してエタロン15とすれ
ば、そのエタロン縦モードがNd:YAG結晶13のゲイ
ンピーク波長と一致するかを知ることができる。例えば
図7のような場合は、Nd:YAG結晶13のゲインピー
ク波長946.2 nmに対してエタロン縦モードの誤差を±
0.2 nm許容するならば、エタロン基板5の図中斜線を
付した部分を切断してエタロン15とすればよい。このよ
うにして得られたエタロン15も、そのエタロン縦モード
がNd:YAG結晶13のゲインピーク波長と一致する。
This map is, for example, as shown in FIG. 7, and is displayed on the display means 51 such as a CRT display device. So if you look at this displayed map,
It is possible to know which part of the etalon substrate 5 is cut to form the etalon 15, and the longitudinal mode of the etalon coincides with the gain peak wavelength of the Nd: YAG crystal 13. For example, in the case of FIG. 7, the error of the etalon longitudinal mode is ±± with respect to the gain peak wavelength 946.2 nm of the Nd: YAG crystal 13.
If 0.2 nm is allowed, the etalon 15 may be obtained by cutting the shaded portion of the etalon substrate 5. The etalon 15 thus obtained also has an etalon longitudinal mode that matches the gain peak wavelength of the Nd: YAG crystal 13.

【0057】本方法によれば、エタロン基板5が前述の
通り50mm四方の正方形で、エタロン15を3mm四方の
正方形に切断する場合で、縦モードがNd:YAG結晶
13のゲインピーク波長と一致する(誤差±0.2 nm以
内)エタロン15を一度に100 枚以上作製することができ
る。
According to this method, when the etalon substrate 5 is a 50 mm square and the etalon 15 is cut into a 3 mm square as described above, the longitudinal mode is Nd: YAG crystal.
It is possible to fabricate more than 100 etalons 15 that match the gain peak wavelength of 13 (within an error of ± 0.2 nm) at one time.

【0058】なおこの方法においても、予めエタロン基
板5をどのように切断するか定めておき、その切断線
(図5中、1点鎖線で表示したもの)を表示手段51にお
いてマップと重ね合わせて表示すれば、例えば右から何
列目の上から何番目の切断片はエタロン15として利用で
きる、ということが一目瞭然となり、エタロン作製作業
の能率が向上する。
Also in this method, how to cut the etalon substrate 5 is determined in advance, and the cutting line (shown by the one-dot chain line in FIG. 5) is superimposed on the map on the display means 51. From the table, it becomes clear that, for example, the cut piece from the top of the right column and the cut piece from the top can be used as the etalon 15, and the efficiency of the etalon production work is improved.

【0059】次に、Nd:YAG結晶13のゲインピーク
波長と縦モードが一致したエタロン15を作製するさらに
別の方法について説明する。図8は、本発明の第3のエ
タロン作製方法を適用してエタロン15を作製する装置の
一例を示すものである。この装置は、先に図6に示した
装置と比べると基本的に、エタロン基板5に代えて複数
の基板細片5Pを保持した治具60が配される点、および
2次元移動ステージ50の代りに1次元移動ステージ61が
用いられている点が異なるものである。
Next, another method for producing the etalon 15 in which the gain peak wavelength of the Nd: YAG crystal 13 and the longitudinal mode match will be described. FIG. 8 shows an example of an apparatus for producing the etalon 15 by applying the third etalon producing method of the present invention. This device is basically different from the device shown in FIG. 6 above in that a jig 60 holding a plurality of substrate strips 5P is arranged in place of the etalon substrate 5, and that the two-dimensional moving stage 50 has The difference is that a one-dimensional moving stage 61 is used instead.

【0060】なお上記基板細片5Pは、前述したような
比較的大面積のエタロン基板5をエタロンサイズに切断
してなるものであり、それらは図9の正面図にも示す通
り、治具60に1列に並べて保持される。そして治具60
は、保持している基板細片5Pの両表面に固体レーザー
ビーム(評価用レーザービーム)45が入射する向きにし
て、1次元移動ステージ61に保持されている。
The substrate strip 5P is obtained by cutting the etalon substrate 5 having a relatively large area as described above into an etalon size. As shown in the front view of FIG. Are held side by side in one row. And jig 60
Are held by the one-dimensional moving stage 61 in a direction in which the solid-state laser beam (laser beam for evaluation) 45 is incident on both surfaces of the held substrate strip 5P.

【0061】基板細片5Pはこの評価用レーザー装置に
おいてエタロンとして作用し、それによりレーザービー
ム45が単一縦モード化される。このレーザービーム45の
発振波長は、図6の装置におけるのと同様にして光スペ
クトラムアナライザー48によって測定される。そして光
スペクトラムアナライザー48が出力する上記発振波長を
示す信号S1が、コンピューター49に入力される。1次
元移動ステージ61はコンピューター49が出力する駆動制
御信号S2に基づいて駆動し、治具60を図中の上下方向
に、基板細片5Pの取付けピッチと同じピッチで間欠移
動させる。
The substrate strip 5P acts as an etalon in this evaluation laser device, whereby the laser beam 45 is made into a single longitudinal mode. The oscillation wavelength of the laser beam 45 is measured by the optical spectrum analyzer 48 in the same manner as in the device of FIG. Then, the signal S1 output from the optical spectrum analyzer 48 and indicating the oscillation wavelength is input to the computer 49. The one-dimensional moving stage 61 is driven based on the drive control signal S2 output from the computer 49 to intermittently move the jig 60 in the vertical direction in the drawing at the same pitch as the mounting pitch of the board strips 5P.

【0062】このように治具60が移動することにより、
そこに取り付けられている複数の基板細片5Pが、順次
共振器内でレーザービーム45の照射を受ける位置に配さ
れる。先に述べた通りエタロン基板5は厚さの分布を有
するので、それが切断されてなる複数の基板細片5P
は、必ずしも同じ厚さにはなっていない。そこで、共振
器内に配された基板細片5Pの厚さに応じて、レーザー
ビーム45の発振波長が変化することになる。
By moving the jig 60 in this way,
The plurality of substrate strips 5P attached thereto are sequentially arranged in the resonator at positions where they are irradiated with the laser beam 45. Since the etalon substrate 5 has a thickness distribution as described above, a plurality of substrate strips 5P formed by cutting the etalon substrate 5 are formed.
Are not necessarily the same thickness. Therefore, the oscillation wavelength of the laser beam 45 changes according to the thickness of the substrate strip 5P arranged in the resonator.

【0063】コンピューター49は、1次元移動ステージ
61を1ピッチ移動させる毎に、つまり各基板細片5Pが
レーザービーム45の照射を受ける位置に配される毎に、
そのとき入力される信号S1が示すレーザービーム45の
発振波長がNd:YAG結晶13のゲインピーク波長946.
2 nmと、例えば許容誤差±0.2 nmで一致するか否か
を判定する。この判定結果は、表示手段51においてリス
トにして表示される。このリストは例えば、「No.1=O
K No.2=OK No.3=NG ………」等のよう
に、各基板細片5Pの共振器内に配される順番と対応付
けて記載される。この順番は、治具60における基板細片
5Pの並び順と対応するから、図9に示すように治具60
に表示しておくことができる。
The computer 49 is a one-dimensional moving stage
Every time 61 is moved by one pitch, that is, each substrate strip 5P is arranged at the position where the laser beam 45 is irradiated,
The oscillation wavelength of the laser beam 45 indicated by the signal S1 input at that time is the gain peak wavelength of the Nd: YAG crystal 13 946.
It is determined whether or not they match with 2 nm with a tolerance of ± 0.2 nm, for example. The determination result is displayed as a list on the display means 51. This list is, for example, "No. 1 = O
K No. 2 = OK No. 3 = NG ... ...... ”and the like, and are described in association with the order of arrangement in the resonator of each substrate strip 5P. Since this order corresponds to the order of arranging the board strips 5P in the jig 60, as shown in FIG.
Can be displayed at.

【0064】そこで、上記リストでOKとされた番号の
基板細片5Pを選び出してそれをエタロン15とし、それ
を図1、図3あるいは図10のレーザー装置において使用
すれば、そのエタロン縦モードがNd:YAG結晶13の
ゲインピーク波長と、誤差±0.2 nm以内で一致するよ
うになる。
Therefore, if the substrate strip 5P with the number OK in the above list is selected and used as the etalon 15 and is used in the laser device of FIG. 1, FIG. 3 or FIG. The gain peak wavelength of the Nd: YAG crystal 13 is matched within an error of ± 0.2 nm.

【0065】本方法によれば、エタロン基板5が前述の
通り50mm四方の正方形で、エタロン15を3mm四方の
正方形に形成する場合で、縦モードがNd:YAG結晶
13のゲインピーク波長と一致する(誤差±0.2 nm以
内)エタロン15を歩留まり約50%で作製することも可能
である。
According to this method, when the etalon substrate 5 is a 50 mm square and the etalon 15 is a 3 mm square as described above, the longitudinal mode is Nd: YAG crystal.
It is also possible to fabricate an etalon 15 having a gain peak wavelength of 13 (within an error of ± 0.2 nm) with a yield of about 50%.

【0066】なお、上述のように駆動源を備えた1次元
移動ステージ61とコンピューター49とを使用せずに、マ
ニュアル操作により各基板細片5Pをレーザービーム45
の照射を受ける位置に順次配し、その都度光スペクトラ
ムアナライザー48が表示するレーザービーム45の発振波
長を読み取って、各基板細片5Pをエタロン15として使
用できるか否か判定するようにしても構わない。
It should be noted that, without using the one-dimensional movement stage 61 equipped with the drive source and the computer 49 as described above, each substrate strip 5P is laser beam 45 by manual operation.
May be sequentially arranged at a position where it is irradiated, and the oscillation wavelength of the laser beam 45 displayed by the optical spectrum analyzer 48 may be read each time to determine whether each substrate strip 5P can be used as the etalon 15. Absent.

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

【図1】本発明の第1実施例による固体レーザー装置を
示す側面図
FIG. 1 is a side view showing a solid-state laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置におけるレーザー媒質のゲインとエ
タロン縦モードとの関係を示すグラフ
2 is a graph showing the relationship between the gain of the laser medium and the etalon longitudinal mode in the device of FIG.

【図3】本発明の第2実施例による固体レーザー装置を
示す側面図
FIG. 3 is a side view showing a solid-state laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1のエタロン作製方法を実施する装
置の一例を示す側面図
FIG. 4 is a side view showing an example of an apparatus for carrying out the first etalon manufacturing method of the present invention.

【図5】図4の装置において生じる干渉縞とエタロン基
板との位置関係を示す概略図
5 is a schematic diagram showing the positional relationship between interference fringes and the etalon substrate that occur in the apparatus of FIG.

【図6】本発明の第2のエタロン作製方法を実施する装
置の一例を示す側面図
FIG. 6 is a side view showing an example of an apparatus for carrying out the second etalon manufacturing method of the present invention.

【図7】図6の装置における評価用レーザービームの発
振波長とエタロン基板との位置関係を示すマップの概略
7 is a schematic diagram of a map showing the positional relationship between the oscillation wavelength of the evaluation laser beam and the etalon substrate in the apparatus of FIG.

【図8】本発明の第3のエタロン作製方法を実施する装
置の一例を示す側面図
FIG. 8 is a side view showing an example of an apparatus for carrying out a third etalon manufacturing method of the present invention.

【図9】図8の装置の一部を拡大して示す正面図9 is an enlarged front view of a part of the apparatus shown in FIG.

【図10】本発明の第3実施例による固体レーザー装置
を示す側面図
FIG. 10 is a side view showing a solid-state laser device according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 エタロン基板 5P エタロン基板細片 10 レーザービーム(ポンピング光) 11、41 半導体レーザー 12、34、42、46 集光レンズ 13、43 Nd:YAG結晶 14、44 共振器ミラー 15 エタロン 15a、15b エタロンの光通過端面 16 固体レーザービーム 20 光波長変換素子 21 第2高調波 30 固体レーザー 31 単一縦モードレーザービーム 32 ビームエキスパンダ 33 ビームスプリッタ 35 2次元光検出器 36、51 表示手段 45 評価用レーザービーム 47 光ファイバー 48 光スペクトラムアナライザー 49 コンピューター 50 2次元移動ステージ 60 治具 61 1次元移動ステージ 5 Etalon substrate 5P Etalon substrate strip 10 Laser beam (pumping light) 11,41 Semiconductor laser 12,34,42,46 Condensing lens 13,43 Nd: YAG crystal 14,44 Resonator mirror 15 Etalon 15a, 15b Light passing end face 16 Solid-state laser beam 20 Optical wavelength conversion element 21 Second harmonic wave 30 Solid-state laser 31 Single longitudinal mode laser beam 32 Beam expander 33 Beam splitter 35 Two-dimensional photodetector 36, 51 Display means 45 Evaluation laser beam 47 Optical fiber 48 Optical spectrum analyzer 49 Computer 50 Two-dimensional movement stage 60 Jig 61 One-dimensional movement stage

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザー装置の共振器内に配置されてレ
ーザービームを単一縦モード化するエタロンにおいて、
互いに平行な2つの光通過端面にレーザービームが所定
の角度で入射する状態で、その縦モードがレーザー媒質
のゲインピーク波長と一致していることを特徴とするエ
タロン。
1. An etalon arranged in a resonator of a laser device for converting a laser beam into a single longitudinal mode,
An etalon characterized in that the longitudinal mode thereof coincides with the gain peak wavelength of the laser medium in a state where the laser beam is incident on two light passing end faces which are parallel to each other at a predetermined angle.
【請求項2】 互いに平行な2つの光通過端面が共振器
軸に対して所定の角度をなす状態にして、レーザー媒質
のゲインピーク波長と縦モードが一致したエタロンが共
振器内に配されていることを特徴とする単一縦モードレ
ーザー。
2. An etalon having a gain peak wavelength of a laser medium and a longitudinal mode matched with each other is arranged in a resonator such that two parallel light passing end faces form a predetermined angle with respect to the resonator axis. A single longitudinal mode laser characterized in that
【請求項3】 上記所定の角度がほぼ90°であることを
特徴とする請求項2記載の単一縦モードレーザー。
3. The single longitudinal mode laser according to claim 2, wherein the predetermined angle is approximately 90 °.
【請求項4】 レーザー装置の共振器内に配置されてレ
ーザービームを単一縦モード化するエタロンを作製する
方法であって、 所望のエタロンよりも大面積のエタロン基板にその一表
面側から、前記レーザー装置のレーザー媒質のゲインピ
ーク波長と等しい波長の単一縦モードレーザービームを
照射し、 その際エタロン基板を通過した単一縦モードレーザービ
ームが形成する干渉縞を観察し、 この干渉縞において所定の明るさの部分を形成させた基
板部分を細分してエタロンとすることを特徴とするエタ
ロン作製方法。
4. A method for producing an etalon arranged in a resonator of a laser device for converting a laser beam into a single longitudinal mode, wherein an etalon substrate having a larger area than a desired etalon is provided from one surface side thereof. Irradiation with a single longitudinal mode laser beam having a wavelength equal to the gain peak wavelength of the laser medium of the laser device, at that time, the interference fringes formed by the single longitudinal mode laser beam passing through the etalon substrate are observed. An etalon manufacturing method, characterized in that a substrate portion on which a portion having a predetermined brightness is formed is subdivided into etalons.
【請求項5】 レーザー装置の共振器内に配置されてレ
ーザービームを単一縦モード化するエタロンを作製する
方法であって、 所望のエタロンよりも大面積のエタロン基板を、前記レ
ーザー装置と同じレーザー媒質を備えた評価用レーザー
装置の共振器内に挿入し、 この評価用レーザー装置から発せられる評価用レーザー
ビームによって前記エタロン基板を2次元走査し、 その際エタロン基板を透過したレーザービームの発振波
長を測定し、 該エタロン基板の各位置毎にこの発振波長を示すマップ
を作成し、 このマップが示す、前記発振波長が前記レーザー媒質の
ゲインピーク波長と等しくなっているエタロン基板の部
分を細分してエタロンとすることを特徴とするエタロン
作製方法。
5. A method for producing an etalon arranged in a resonator of a laser device for converting a laser beam into a single longitudinal mode, wherein an etalon substrate having a larger area than a desired etalon is the same as the laser device. The etalon substrate is two-dimensionally scanned by the laser beam for evaluation, which is inserted into the resonator of the laser device for evaluation provided with the laser medium, and the oscillation of the laser beam transmitted through the etalon substrate at that time. The wavelength is measured, and a map showing the oscillation wavelength is created for each position of the etalon substrate. The map shows the portion of the etalon substrate where the oscillation wavelength is equal to the gain peak wavelength of the laser medium. A method for producing an etalon, which comprises producing an etalon.
【請求項6】 レーザー装置の共振器内に配置されてレ
ーザービームを単一縦モード化するエタロンを作製する
方法であって、 所望のエタロンよりも大面積のエタロン基板を細分して
複数の細片を形成し、 これらの細片を、前記レーザー装置と同じレーザー媒質
を備えた評価用レーザー装置の共振器内に順次挿入し
て、その場合のレーザービームの発振波長を各細片毎に
測定し、 この発振波長が前記レーザー装置のレーザー媒質のゲイ
ンピーク波長と等しくなっている細片を選び出して、そ
れをエタロンとすることを特徴とするエタロン作製方
法。
6. A method for producing an etalon arranged in a resonator of a laser device for converting a laser beam into a single longitudinal mode, the etalon substrate having a larger area than a desired etalon is subdivided into a plurality of fine etalon substrates. Pieces are formed, and these strips are sequentially inserted into the resonator of the evaluation laser device equipped with the same laser medium as the laser device, and the oscillation wavelength of the laser beam in that case is measured for each strip. Then, a etalon manufacturing method is characterized in that a strip having an oscillation wavelength equal to a gain peak wavelength of a laser medium of the laser device is selected and used as an etalon.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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