JPH07288353A - 固体レーザの励起方法 - Google Patents
固体レーザの励起方法Info
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- JPH07288353A JPH07288353A JP7897094A JP7897094A JPH07288353A JP H07288353 A JPH07288353 A JP H07288353A JP 7897094 A JP7897094 A JP 7897094A JP 7897094 A JP7897094 A JP 7897094A JP H07288353 A JPH07288353 A JP H07288353A
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- pumping light
- fiber bundle
- optical fiber
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体レーザを空間的に分配された複数の励起
光源であるファイババンドルを用いて励起する場合に、
高次モードあるいは望ましくない共振器モードの発振を
抑制することができ、望ましいモードのみの発振を得
る。 【構成】 ファイババンドル２の中心に位置する光ファ
イバ１１に結合された励起光源の励起光強度をファイバ
バンドルの周囲に位置する光ファイバ１２に結合された
励起光源の励起光強度よりも高くする。
光源であるファイババンドルを用いて励起する場合に、
高次モードあるいは望ましくない共振器モードの発振を
抑制することができ、望ましいモードのみの発振を得
る。 【構成】 ファイババンドル２の中心に位置する光ファ
イバ１１に結合された励起光源の励起光強度をファイバ
バンドルの周囲に位置する光ファイバ１２に結合された
励起光源の励起光強度よりも高くする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体レーザの励起方法
に関するものであり、特にファイババンドルより励起光
を導入して固体レーザを励起する励起方法の改良に関す
る。
に関するものであり、特にファイババンドルより励起光
を導入して固体レーザを励起する励起方法の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ励起固体レーザを高出力化
しようとする際には、ファイババンドルを用いて励起強
度を増すという方法、すなわち小さな断面積を持つ光フ
ァイバを束ねることで光密度を損ねること無く光強度を
増すという方法が従来から知られている。
しようとする際には、ファイババンドルを用いて励起強
度を増すという方法、すなわち小さな断面積を持つ光フ
ァイバを束ねることで光密度を損ねること無く光強度を
増すという方法が従来から知られている。
【０００３】そして、このようなファイババンドルに
は、典型的にはステップインデックス型のマルチモード
ファイバが用いられ、その出力は、一般にトップハット
型と呼ばれる、円の外側でほぼゼロ、内側でほぼ一様、
というプロファイルを持っている。
は、典型的にはステップインデックス型のマルチモード
ファイバが用いられ、その出力は、一般にトップハット
型と呼ばれる、円の外側でほぼゼロ、内側でほぼ一様、
というプロファイルを持っている。
【０００４】しかしながら、この方法では、球面ミラー
で構成されるレーザ共振器の固有モードであるガウシア
ンプロファイルとは完全には一致せず、励起を並列化す
ることによって励起強度を増した場合、必然的に励起さ
れる領域も大きくなって様々な不都合が生ずる。
で構成されるレーザ共振器の固有モードであるガウシア
ンプロファイルとは完全には一致せず、励起を並列化す
ることによって励起強度を増した場合、必然的に励起さ
れる領域も大きくなって様々な不都合が生ずる。
【０００５】例えば、共振器モードの大きさを保ったま
ま励起領域を大きく広げていった場合、実効的に大きな
サイズを持ち、応用の面からは望ましくない高次横モー
ドと励起領域の重なりが大きくなり、高次モードが発振
し始めてしまう。この概念図を図６に示す。励起領域が
大きくなる場合に高次横モードが発振し始めてしまうこ
とがわかる。図６において、例えば±１の範囲を均一に
励起した場合、高次モードは特に周辺領域でゲイン（励
起領域との重なり）を持ち、発振を開始してしまう。
ま励起領域を大きく広げていった場合、実効的に大きな
サイズを持ち、応用の面からは望ましくない高次横モー
ドと励起領域の重なりが大きくなり、高次モードが発振
し始めてしまう。この概念図を図６に示す。励起領域が
大きくなる場合に高次横モードが発振し始めてしまうこ
とがわかる。図６において、例えば±１の範囲を均一に
励起した場合、高次モードは特に周辺領域でゲイン（励
起領域との重なり）を持ち、発振を開始してしまう。
【０００６】これを抑制するために、先ず、共振器モー
ドを大きくして、共振器モードに対する励起領域の大き
さを相対的に小さくすることは有効であるが、そのため
には共振器のミラーの曲率を大きくし、すなわち緩やか
な閉じ込めで共振器を構成する必要がある。しかし、緩
やかな閉じ込めは、ごく僅かの熱レンズ効果などでその
パラメータが影響され、共振器が不安定になりやすい。
ドを大きくして、共振器モードに対する励起領域の大き
さを相対的に小さくすることは有効であるが、そのため
には共振器のミラーの曲率を大きくし、すなわち緩やか
な閉じ込めで共振器を構成する必要がある。しかし、緩
やかな閉じ込めは、ごく僅かの熱レンズ効果などでその
パラメータが影響され、共振器が不安定になりやすい。
【０００７】そこで、熱レンズの影響を受け難いよう、
発生すると思われる熱レンズ効果よりも強い閉じ込めの
共振器とすることも考えられる。ところが、その場合、
光は共振器内で横方向（光軸と垂直方向）に強く閉じこ
められるので、共振器のモードは小さくなってしまい、
励起領域とのマッチングは悪くなってしまう。
発生すると思われる熱レンズ効果よりも強い閉じ込めの
共振器とすることも考えられる。ところが、その場合、
光は共振器内で横方向（光軸と垂直方向）に強く閉じこ
められるので、共振器のモードは小さくなってしまい、
励起領域とのマッチングは悪くなってしまう。
【０００８】現状では、ある程度の大きさ、しかし十分
ではない大きさの共振器モードとし、並列励起と共振器
内にアパーチャを用いることで高次モードの発振を妨
ぎ、回折限界（共振器の基本モードだけの、単一横モー
ド発振）を得ているのが実情であるが、こうしたシステ
ムは必ずしも安定ではなく、また、その調整（レーザミ
ラー、アパーチャ等のアライメント）は非常に困難であ
る。
ではない大きさの共振器モードとし、並列励起と共振器
内にアパーチャを用いることで高次モードの発振を妨
ぎ、回折限界（共振器の基本モードだけの、単一横モー
ド発振）を得ているのが実情であるが、こうしたシステ
ムは必ずしも安定ではなく、また、その調整（レーザミ
ラー、アパーチャ等のアライメント）は非常に困難であ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、ファイ
ババンドルを用いて半導体レーザ励起固体レーザを高出
力化する場合、横モードの制御が困難であるという問題
があり、その解決が実用化に際して大きな課題となって
いる。
ババンドルを用いて半導体レーザ励起固体レーザを高出
力化する場合、横モードの制御が困難であるという問題
があり、その解決が実用化に際して大きな課題となって
いる。
【００１０】そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであって、固体レーザを空間的に分配
された複数の励起光源であるファイババンドルを用いて
励起する場合に、高次モードあるいは望ましくない共振
器モードの発振を抑制することができ、望ましいモード
のみの発振を得ることが可能な固体レーザの励起方法を
提供することを目的とする。
て提案されたものであって、固体レーザを空間的に分配
された複数の励起光源であるファイババンドルを用いて
励起する場合に、高次モードあるいは望ましくない共振
器モードの発振を抑制することができ、望ましいモード
のみの発振を得ることが可能な固体レーザの励起方法を
提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の目
的を達成するために、種々の検討を重ねてきた。その結
果、ファイババンドル全体の励起光の強度プロファイル
を適正なものとすることで、望ましいモードのみの発振
を得ることができるとの結論を得るに至った。本発明
は、このような知見に基づいて完成されたものである。
的を達成するために、種々の検討を重ねてきた。その結
果、ファイババンドル全体の励起光の強度プロファイル
を適正なものとすることで、望ましいモードのみの発振
を得ることができるとの結論を得るに至った。本発明
は、このような知見に基づいて完成されたものである。
【００１２】すなわち、本発明においては、励起光源と
結合された複数本の光ファイバを集束してファイババン
ドルを構成し、このファイババンドルからの励起光を固
体レーザ媒質に導入して固体レーザを励起する。このと
き、各光ファイバに結合された励起光源の励起光強度を
制御することによりファイババンドル全体の励起光強度
分布を制御する。
結合された複数本の光ファイバを集束してファイババン
ドルを構成し、このファイババンドルからの励起光を固
体レーザ媒質に導入して固体レーザを励起する。このと
き、各光ファイバに結合された励起光源の励起光強度を
制御することによりファイババンドル全体の励起光強度
分布を制御する。
【００１３】例えば、ファイババンドルの中心に位置す
る光ファイバに結合された励起光源の励起光強度を、フ
ァイババンドルの周囲に位置する光ファイバに結合され
た励起光源の励起光強度よりも高くする。
る光ファイバに結合された励起光源の励起光強度を、フ
ァイババンドルの周囲に位置する光ファイバに結合され
た励起光源の励起光強度よりも高くする。
【００１４】具体的には、ファイババンドルの周囲に位
置する光ファイバに結合された励起光源の励起光強度
が、ファイババンドルの中心に位置する光ファイバに結
合された励起光源の励起光強度の７０％以下になるよう
に設定することが好ましい。
置する光ファイバに結合された励起光源の励起光強度
が、ファイババンドルの中心に位置する光ファイバに結
合された励起光源の励起光強度の７０％以下になるよう
に設定することが好ましい。
【００１５】前記励起光強度が７０％を越えると、横モ
ードの制御が不十分なものとなって、単一横モード発振
を実現することは難しい。
ードの制御が不十分なものとなって、単一横モード発振
を実現することは難しい。
【００１６】
【作用】固体レーザを空間的に分配された複数の励起光
源であるファイババンドルを用いて励起する場合に、各
光ファイバに結合された励起光源の励起光強度を制御す
ることによりファイババンドル全体の励起光強度分布を
制御し、レーザ共振器の基本モードとの重なりを大き
く、且つ高次モードとの重なりを少なくすることで、高
次モード、あるいは望ましくない共振器モードの発振が
抑制される。
源であるファイババンドルを用いて励起する場合に、各
光ファイバに結合された励起光源の励起光強度を制御す
ることによりファイババンドル全体の励起光強度分布を
制御し、レーザ共振器の基本モードとの重なりを大き
く、且つ高次モードとの重なりを少なくすることで、高
次モード、あるいは望ましくない共振器モードの発振が
抑制される。
【００１７】例えば、ファイババンドルの中心に位置す
る光ファイバに結合された励起光源の励起光強度を、フ
ァイババンドルの周囲に位置する光ファイバに結合され
た励起光源の励起光強度よりも高くすれば、中心付近で
の強度が低くなっていく高次横モードと中心部に近いほ
ど強度の高い励起領域の重なりは小さくなり、高次横モ
ードの発振が抑制される。
る光ファイバに結合された励起光源の励起光強度を、フ
ァイババンドルの周囲に位置する光ファイバに結合され
た励起光源の励起光強度よりも高くすれば、中心付近で
の強度が低くなっていく高次横モードと中心部に近いほ
ど強度の高い励起領域の重なりは小さくなり、高次横モ
ードの発振が抑制される。
【００１８】
【実施例】以下、本発明に係る固体レーザの励起方法
を、Ｎｄ：ＹＡＧ半導体レーザに適用した具体的な実施
例について説明する。
を、Ｎｄ：ＹＡＧ半導体レーザに適用した具体的な実施
例について説明する。
【００１９】本実施例に使用する半導体レーザ装置は、
図１に示すように、７つのレーザダイオードにより構成
されてなる励起光源であるレーザダイオード部１と、こ
のレーザダイオード部１の各レーザダイオードと接続さ
れている光ファイバが１本の光ファイバに束ねられてな
るファイババンドル２と、このファイババンドル２から
照射されたレーザ光を集約する対物レンズ３と、高反射
率を有する凹形状の球面ミラー４と、励起される固体レ
ーザ媒質であるＮｄ：ＹＡＧの半導体レーザ結晶５と、
レーザ光が通過するための所要径の開口孔を有する開口
板６と、平板状のレーザ光結合部７とから構成されてい
る。ここで、上記半導体レーザ結晶５が配置される領域
である球面ミラー４、開口板６、及びレーザ光結合部７
で構成される領域が光学系とされている。
図１に示すように、７つのレーザダイオードにより構成
されてなる励起光源であるレーザダイオード部１と、こ
のレーザダイオード部１の各レーザダイオードと接続さ
れている光ファイバが１本の光ファイバに束ねられてな
るファイババンドル２と、このファイババンドル２から
照射されたレーザ光を集約する対物レンズ３と、高反射
率を有する凹形状の球面ミラー４と、励起される固体レ
ーザ媒質であるＮｄ：ＹＡＧの半導体レーザ結晶５と、
レーザ光が通過するための所要径の開口孔を有する開口
板６と、平板状のレーザ光結合部７とから構成されてい
る。ここで、上記半導体レーザ結晶５が配置される領域
である球面ミラー４、開口板６、及びレーザ光結合部７
で構成される領域が光学系とされている。
【００２０】このファイババンドル２の出力は、その近
視野が半導体レーザ結晶５内の励起領域に現われるよう
に結合される。（これは典型的には上記光学系を用いて
上記光ファイバの端面を半導体レーザ結晶５内に結像さ
せることによって達成されるが、上記光学系を介さずに
半導体レーザ結晶５をファイババンドル２の直近に配置
することによっても達成可能である。）ここに結合され
た励起光の強度分布は各々の光ファイバの像の中は通常
のトップハット、そして各々の強度の比は各々の光ファ
イバに結合された励起光の強度の比となる。すなわち、
おのおのの光ファイバに結合する励起光強度を変えるこ
とで、量子化されたかたちで励起強度のプロファイルを
制御することが可能である。
視野が半導体レーザ結晶５内の励起領域に現われるよう
に結合される。（これは典型的には上記光学系を用いて
上記光ファイバの端面を半導体レーザ結晶５内に結像さ
せることによって達成されるが、上記光学系を介さずに
半導体レーザ結晶５をファイババンドル２の直近に配置
することによっても達成可能である。）ここに結合され
た励起光の強度分布は各々の光ファイバの像の中は通常
のトップハット、そして各々の強度の比は各々の光ファ
イバに結合された励起光の強度の比となる。すなわち、
おのおのの光ファイバに結合する励起光強度を変えるこ
とで、量子化されたかたちで励起強度のプロファイルを
制御することが可能である。
【００２１】ここで、図２に示すように、各光ファイバ
の端面が半径の異なる同心円上に並べてバンドルしてフ
ァイババンドル２が形成されているものの場合、各々の
光ファイバは中心からの距離で複数のグループに分ける
ことが出来る。７本がバンドルされたものの場合では中
心の一つと周囲の６本の２グループ、また本例では示し
ていないが、１９本のバンドルの場合ではさらにその外
側の１２本が加わり３グループとなる。
の端面が半径の異なる同心円上に並べてバンドルしてフ
ァイババンドル２が形成されているものの場合、各々の
光ファイバは中心からの距離で複数のグループに分ける
ことが出来る。７本がバンドルされたものの場合では中
心の一つと周囲の６本の２グループ、また本例では示し
ていないが、１９本のバンドルの場合ではさらにその外
側の１２本が加わり３グループとなる。
【００２２】これらのグループ毎に異なる強度の励起光
を結合すれば、近似的に軸対照的な励起強度分布が作り
出せる。実際に基本モードを選択的に発振させる場合に
は中心から順に高い励起強度を与える。
を結合すれば、近似的に軸対照的な励起強度分布が作り
出せる。実際に基本モードを選択的に発振させる場合に
は中心から順に高い励起強度を与える。
【００２３】すなわち、上記図２において、ファイババ
ンドル２の破線Ａ−Ａ’で示す位置に該当する各光ファ
イバの励起強度分布は、図３に示すように、破線Ａ−
Ａ’上の３本の光ファイバの励起光強度が同一のときは
通常のトップハットとなる。それに対して、ファイババ
ンドル２の中心に位置する光ファイバ１１に結合された
励起光源の励起光強度をファイババンドルの周囲に位置
する光ファイバ１２に結合された励起光源の励起光強度
よりも高くする、つまり、破線Ａ−Ａ’上の中心に位置
する光ファイバ１１の励起光強度をその両端の２本の光
ファイバ１２（すなわち、中心に位置する光ファイバ１
１の周囲に位置する光ファイバ１２）の励起光強度より
高くしたときの励起強度分布を図４に示す。このよう
に、近似的に軸対照的な励起強度分布が作り出され、中
心付近での強度が低くなってゆく高次横モードと中心部
に近いほど強度の高い励起領域の重なりは小さくなり、
高次横モードの発振は抑制される。
ンドル２の破線Ａ−Ａ’で示す位置に該当する各光ファ
イバの励起強度分布は、図３に示すように、破線Ａ−
Ａ’上の３本の光ファイバの励起光強度が同一のときは
通常のトップハットとなる。それに対して、ファイババ
ンドル２の中心に位置する光ファイバ１１に結合された
励起光源の励起光強度をファイババンドルの周囲に位置
する光ファイバ１２に結合された励起光源の励起光強度
よりも高くする、つまり、破線Ａ−Ａ’上の中心に位置
する光ファイバ１１の励起光強度をその両端の２本の光
ファイバ１２（すなわち、中心に位置する光ファイバ１
１の周囲に位置する光ファイバ１２）の励起光強度より
高くしたときの励起強度分布を図４に示す。このよう
に、近似的に軸対照的な励起強度分布が作り出され、中
心付近での強度が低くなってゆく高次横モードと中心部
に近いほど強度の高い励起領域の重なりは小さくなり、
高次横モードの発振は抑制される。
【００２４】ここで、中心に位置する光ファイバ１１に
対する周囲に位置する光ファイバ１２の励起光強度の割
合を変化させた際のファイババンドル２の出力強度を図
５に示す。この特性図に示すように、周囲に位置する６
本の光ファイバ１２の励起光強度を増大させるにつれて
ファイババンドル２の出力強度もそれに比例して増大す
ることが分かる。なおここで、ファイババンドル２の出
力強度が線形から多少のずれがあるのは、周囲に位置す
る光ファイバ１２の励起光強度を低下させたときに半導
体レーザ光の波長に若干シフトが生じるためである。
対する周囲に位置する光ファイバ１２の励起光強度の割
合を変化させた際のファイババンドル２の出力強度を図
５に示す。この特性図に示すように、周囲に位置する６
本の光ファイバ１２の励起光強度を増大させるにつれて
ファイババンドル２の出力強度もそれに比例して増大す
ることが分かる。なおここで、ファイババンドル２の出
力強度が線形から多少のずれがあるのは、周囲に位置す
る光ファイバ１２の励起光強度を低下させたときに半導
体レーザ光の波長に若干シフトが生じるためである。
【００２５】鋭意検討の結果、高次横モードの制御を十
分なものとするために、ファイババンドル２の周囲に位
置する光ファイバ１２に結合された励起光源、即ち上記
レーザダイオードの励起光強度が、ファイババンドルの
中心に位置する光ファイバに結合されたレーザダイオー
ドの励起光強度の７０％以下になるように設定すること
が好ましいことが分かった。
分なものとするために、ファイババンドル２の周囲に位
置する光ファイバ１２に結合された励起光源、即ち上記
レーザダイオードの励起光強度が、ファイババンドルの
中心に位置する光ファイバに結合されたレーザダイオー
ドの励起光強度の７０％以下になるように設定すること
が好ましいことが分かった。
【００２６】ここで、同一のファイババンドル２を、上
述の２通りの方法で励起した実験について説明する。始
めに、直径４００ミクロンのファイバに７本のファイバ
バンドル２の出力を結合し、その出射パターンを一つ
の、均一なトップハットにしてからレーザ媒質に結合
し、レーザを発振させた。具体的には約１０Ｗクラスの
出力をＮｄ：ＹＡＧ半導体レーザ結晶５に入射させ、発
振線の一つである波長９４６ｎｍの出力光を得たが、出
力は横マルチモードのままであり、共振器長を変化さ
せ、固有モードの大きさを少々変えようとしても回折限
界の発振は得られなかった。
述の２通りの方法で励起した実験について説明する。始
めに、直径４００ミクロンのファイバに７本のファイバ
バンドル２の出力を結合し、その出射パターンを一つ
の、均一なトップハットにしてからレーザ媒質に結合
し、レーザを発振させた。具体的には約１０Ｗクラスの
出力をＮｄ：ＹＡＧ半導体レーザ結晶５に入射させ、発
振線の一つである波長９４６ｎｍの出力光を得たが、出
力は横マルチモードのままであり、共振器長を変化さ
せ、固有モードの大きさを少々変えようとしても回折限
界の発振は得られなかった。
【００２７】これに対して、ファイババンドル２の出射
端（光ファイバ７本の全体ではほぼ直径４００ミクロン
の円形をなす）をＮｄ：ＹＡＧ半導体レーザ結晶５に結
像させ、中心の１本だけ２．４Ｗ、残りの６本は１．２
Ｗ程度を結合し、合計約１０Ｗ程度で励起した際には、
共振器長を適当にとって適切な共振器モードサイズとす
ることで基本的に回折限界の出力光が得られた。ここ
で、共振器アパーチャなどの他の横モード制御手段は用
いていない。
端（光ファイバ７本の全体ではほぼ直径４００ミクロン
の円形をなす）をＮｄ：ＹＡＧ半導体レーザ結晶５に結
像させ、中心の１本だけ２．４Ｗ、残りの６本は１．２
Ｗ程度を結合し、合計約１０Ｗ程度で励起した際には、
共振器長を適当にとって適切な共振器モードサイズとす
ることで基本的に回折限界の出力光が得られた。ここ
で、共振器アパーチャなどの他の横モード制御手段は用
いていない。
【００２８】なお、本発明はこの実施例のみに限定され
るものではなく、例えば、１０６４ｎｍあるいは１３１
９ｎｍといった異なった波長で発振するＮｄ：ＹＡＧ半
導体レーザ結晶５や、他種のレーザ媒質、例えばＣｒ：
ＬｉＳＡＦ，Ｃｒ：ＬｉＣＡＦ，Ｎｄ：ＹＶＯ4 ，Ｎ
ｄ：Ｓ−ＦＡＰ，Ｎｄ：Ｓ−ＶＡＰ，Ｙｂ：ＹＡＧ，Ｙ
ｂ：ＦＡＰ，Ｙｂ：ＶＡＰ等にも応用可能 である。ま
た、レーザ媒質に複数のゲイン媒質を内蔵し、２ヵ所以
上で励起する等の変形例も考えられる。
るものではなく、例えば、１０６４ｎｍあるいは１３１
９ｎｍといった異なった波長で発振するＮｄ：ＹＡＧ半
導体レーザ結晶５や、他種のレーザ媒質、例えばＣｒ：
ＬｉＳＡＦ，Ｃｒ：ＬｉＣＡＦ，Ｎｄ：ＹＶＯ4 ，Ｎ
ｄ：Ｓ−ＦＡＰ，Ｎｄ：Ｓ−ＶＡＰ，Ｙｂ：ＹＡＧ，Ｙ
ｂ：ＦＡＰ，Ｙｂ：ＶＡＰ等にも応用可能 である。ま
た、レーザ媒質に複数のゲイン媒質を内蔵し、２ヵ所以
上で励起する等の変形例も考えられる。
【００２９】上記実施例によれば、高次横モードに対す
る利得は小さくなり、高次横モードの発振しきい値は高
くなり、従来よりも高い励起強度まで回折限界の出力を
保って出力強度を上げることが出来る。また、従来と同
じ程度の励起強度では共振器内のアパーチャなど、ほか
の横モード制御機能が不要になり、部品点数の削減に役
立つ。実験においては、トップハット型に励起されたレ
ーザでは横モードの制御は不可能であったことに対し
て、分散励起を用いた例では、共振器内アパーチャなど
の追加手段を用いること無く回折限界の出力が得られて
いる。
る利得は小さくなり、高次横モードの発振しきい値は高
くなり、従来よりも高い励起強度まで回折限界の出力を
保って出力強度を上げることが出来る。また、従来と同
じ程度の励起強度では共振器内のアパーチャなど、ほか
の横モード制御機能が不要になり、部品点数の削減に役
立つ。実験においては、トップハット型に励起されたレ
ーザでは横モードの制御は不可能であったことに対し
て、分散励起を用いた例では、共振器内アパーチャなど
の追加手段を用いること無く回折限界の出力が得られて
いる。
【００３０】
【発明の効果】本発明に係る固体レーザの励起方法によ
れば、励起光源と結合された複数本の光ファイバを集束
してファイババンドルを構成し、このファイババンドル
からの励起光を固体レーザ媒質に導入して固体レーザを
励起するに際し、各光ファイバに結合された励起光源の
励起光強度を制御することによりファイババンドル全体
の励起光強度分布を制御するので、固体レーザを空間的
に分配された複数の励起光源であるファイババンドルを
用いて励起する場合に、高次モードあるいは望ましくな
い共振器モードの発振を抑制することができ、望ましい
モードのみの発振を得ることが可能となる。
れば、励起光源と結合された複数本の光ファイバを集束
してファイババンドルを構成し、このファイババンドル
からの励起光を固体レーザ媒質に導入して固体レーザを
励起するに際し、各光ファイバに結合された励起光源の
励起光強度を制御することによりファイババンドル全体
の励起光強度分布を制御するので、固体レーザを空間的
に分配された複数の励起光源であるファイババンドルを
用いて励起する場合に、高次モードあるいは望ましくな
い共振器モードの発振を抑制することができ、望ましい
モードのみの発振を得ることが可能となる。
【００３１】このとき、ファイババンドルの中心に位置
する光ファイバに結合された励起光源の励起光強度を、
ファイババンドルの周囲に位置する光ファイバに結合さ
れた励起光源の励起光強度よりも高くするので、固体レ
ーザを空間的に分配された複数の励起光源であるファイ
ババンドルを用いて励起する場合に、高次モードあるい
は望ましくない共振器モードの発振を抑制することがで
き、望ましいモードのみの発振を得ることが可能とな
る。
する光ファイバに結合された励起光源の励起光強度を、
ファイババンドルの周囲に位置する光ファイバに結合さ
れた励起光源の励起光強度よりも高くするので、固体レ
ーザを空間的に分配された複数の励起光源であるファイ
ババンドルを用いて励起する場合に、高次モードあるい
は望ましくない共振器モードの発振を抑制することがで
き、望ましいモードのみの発振を得ることが可能とな
る。
【図１】本実施例に使用する半導体レーザ装置を示す模
式図である。
式図である。
【図２】ファイババンドルを拡大して模式的に示す断面
図である。
図である。
【図３】ファイババンドルの図２中破線Ａ−Ａ’に位置
に該当する各光ファイバの励起光強度が均一の場合のこ
れら光ファイバの励起強度分布を示す特性図である。
に該当する各光ファイバの励起光強度が均一の場合のこ
れら光ファイバの励起強度分布を示す特性図である。
【図４】ファイババンドルの図２中破線Ａ−Ａ’に位置
に該当する各光ファイバの励起光強度について、周囲の
光ファイバと比して中央の光ファイバの方が高い場合の
これら光ファイバの励起強度分布を示す特性図である。
に該当する各光ファイバの励起光強度について、周囲の
光ファイバと比して中央の光ファイバの方が高い場合の
これら光ファイバの励起強度分布を示す特性図である。
【図５】中心に位置する光ファイバに対する周囲に位置
する光ファイバの励起光強度の割合を変化させた際のフ
ァイババンドルの出力強度を示す特性図である。
する光ファイバの励起光強度の割合を変化させた際のフ
ァイババンドルの出力強度を示す特性図である。
【図６】励起領域が大きくなる場合に高次横モードが発
振し始める様子を示す特性図である。
振し始める様子を示す特性図である。
１ レーザダイオード部 ２ ファイババンドル ３ 対物レンズ ４ 球面ミラー ５ 半導体レーザ結晶 ６ 開口板 ７ レーザ光結合部
Claims (3)
- 【請求項１】 励起光源と結合された複数本の光ファイ
バを集束してファイババンドルを構成し、このファイバ
バンドルからの励起光を固体レーザ媒質に導入して固体
レーザを励起するに際し、 各光ファイバに結合された励起光源の励起光強度を制御
することによりファイババンドル全体の励起光強度分布
を制御することを特徴とする固体レーザの励起方法。 - 【請求項２】 ファイババンドルの中心に位置する光フ
ァイバに結合された励起光源の励起光強度をファイババ
ンドルの周囲に位置する光ファイバに結合された励起光
源の励起光強度よりも高くすることを特徴とする請求項
１記載の固体レーザの励起方法。 - 【請求項３】 ファイババンドルの周囲に位置する光フ
ァイバに結合された励起光源の励起光強度がファイババ
ンドルの中心に位置する光ファイバに結合された励起光
源の励起光強度の７０％以下であることを特徴とする請
求項２記載の固体レーザの励起方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7897094A JPH07288353A (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 固体レーザの励起方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7897094A JPH07288353A (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 固体レーザの励起方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07288353A true JPH07288353A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=13676765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7897094A Withdrawn JPH07288353A (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 固体レーザの励起方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07288353A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003518440A (ja) * | 1999-12-28 | 2003-06-10 | ジーエスアイ ルモニクス インコーポレイテッド | 標的材を処理するエネルギー効率に優れたレーザーベースの方法およびシステム |
-
1994
- 1994-04-18 JP JP7897094A patent/JPH07288353A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003518440A (ja) * | 1999-12-28 | 2003-06-10 | ジーエスアイ ルモニクス インコーポレイテッド | 標的材を処理するエネルギー効率に優れたレーザーベースの方法およびシステム |
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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: 20010703 |