JPH0779039A - 固体レーザ装置 - Google Patents
固体レーザ装置Info
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- JPH0779039A JPH0779039A JP24875293A JP24875293A JPH0779039A JP H0779039 A JPH0779039 A JP H0779039A JP 24875293 A JP24875293 A JP 24875293A JP 24875293 A JP24875293 A JP 24875293A JP H0779039 A JPH0779039 A JP H0779039A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 単一縦モード発振で高出力の固体レーザビー
ムを、高いビーム品質で得ることのできる半導体レーザ
励起の固体レーザ装置を提供する。 【構成】 ３０μｍ以上２００μｍ以下の厚さを有し、
かつ光励起によって所定波長のレーザ光を発生するレー
ザ結晶の一方の端面に上記所定波長のレーザ光を実質的
に反射する反射コーティングを施し、他方の端面に上記
所定波長のレーザ光を実質的に透過する無反射コーティ
ングを施し、レーザ結晶の反射コーティングされた面及
び該反射コーティングと別に設けたミラーとによって定
在波型共振器を構成し、該共振器の内側に無反射コーテ
ィング面を配置し、半導体レーザによってレーザ結晶を
光励起する固体レーザ装置に於て、レーザ結晶の熱を放
熱させるための放熱手段を備えるものとする。特にレー
ザ結晶を熱伝導性接着剤にてヒートシンクに固定すると
良い。
ムを、高いビーム品質で得ることのできる半導体レーザ
励起の固体レーザ装置を提供する。 【構成】 ３０μｍ以上２００μｍ以下の厚さを有し、
かつ光励起によって所定波長のレーザ光を発生するレー
ザ結晶の一方の端面に上記所定波長のレーザ光を実質的
に反射する反射コーティングを施し、他方の端面に上記
所定波長のレーザ光を実質的に透過する無反射コーティ
ングを施し、レーザ結晶の反射コーティングされた面及
び該反射コーティングと別に設けたミラーとによって定
在波型共振器を構成し、該共振器の内側に無反射コーテ
ィング面を配置し、半導体レーザによってレーザ結晶を
光励起する固体レーザ装置に於て、レーザ結晶の熱を放
熱させるための放熱手段を備えるものとする。特にレー
ザ結晶を熱伝導性接着剤にてヒートシンクに固定すると
良い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ励起固体
レーザ装置に関する。
レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一対のミラーで構成された共振器中にＮ
ｄ：ＹＡＧ等の固体レーザ媒質を配置し、半導体レーザ
素子で励起する固体レーザは、希ガスランプなどを励起
光源とする固体レーザよりも手軽でかつ安定なレーザ光
源として知られている。そして安定なレーザ光源は、ホ
ログラフィー、光パラメトリック発振器、光通信や光計
測などの分野に於ける利用価値が高い。これらの用途で
は、レーザ光源が安定な単一縦モード（単一周波数であ
ることと同義）であることが重要である。
ｄ：ＹＡＧ等の固体レーザ媒質を配置し、半導体レーザ
素子で励起する固体レーザは、希ガスランプなどを励起
光源とする固体レーザよりも手軽でかつ安定なレーザ光
源として知られている。そして安定なレーザ光源は、ホ
ログラフィー、光パラメトリック発振器、光通信や光計
測などの分野に於ける利用価値が高い。これらの用途で
は、レーザ光源が安定な単一縦モード（単一周波数であ
ることと同義）であることが重要である。
【０００３】結晶をレーザ媒質とする固体レーザは、理
論的な均一系に極めて近く、本来、発振は単一縦モード
となるものと考えられるが、実際は、特に通常の定在波
型共振器を持つ固体レーザでは、一般にマルチモード発
振が観測される。これは固体レーザ結晶内の利得が、最
初に発振するモードの定在波により空間変調を受けるた
めであるとされている。この現象は、空間ホールバーニ
ングと呼ばれている。
論的な均一系に極めて近く、本来、発振は単一縦モード
となるものと考えられるが、実際は、特に通常の定在波
型共振器を持つ固体レーザでは、一般にマルチモード発
振が観測される。これは固体レーザ結晶内の利得が、最
初に発振するモードの定在波により空間変調を受けるた
めであるとされている。この現象は、空間ホールバーニ
ングと呼ばれている。
【０００４】図４（ａ）〜（ｄ）は、Siegman 及び Kin
tz 等による第１の共振器モードによる利得の空間ホー
ルバーニングの説明図である（文献： A. E. Siegman,
Lasers. Mill Valley, CA : University Science Book
s, (1986) 、及び文献： G. J. Kintz and T. Baer,IEE
E J. Quantum Electron., 26, 1457 (1990)参照）。な
お、簡略化のため、固体レーザ媒質の一つの端面を共振
器ミラーとしている。図４（ａ）は、第１のモードの固
体レーザ媒質内での電界強度で、図４（ｂ）は、第１の
モードによって消費された反転分布の残りである。第１
のモードの電界強度が大きいところでは反転分布が消費
される（反転分布に穴が掘られたように見えるところか
ら「空間ホールバーニング」と呼ばれる）。
tz 等による第１の共振器モードによる利得の空間ホー
ルバーニングの説明図である（文献： A. E. Siegman,
Lasers. Mill Valley, CA : University Science Book
s, (1986) 、及び文献： G. J. Kintz and T. Baer,IEE
E J. Quantum Electron., 26, 1457 (1990)参照）。な
お、簡略化のため、固体レーザ媒質の一つの端面を共振
器ミラーとしている。図４（ａ）は、第１のモードの固
体レーザ媒質内での電界強度で、図４（ｂ）は、第１の
モードによって消費された反転分布の残りである。第１
のモードの電界強度が大きいところでは反転分布が消費
される（反転分布に穴が掘られたように見えるところか
ら「空間ホールバーニング」と呼ばれる）。
【０００５】このように空間ホールバーニングは、定在
波型共振器に於て、レーザ光の定在波が生じることに起
因するので、空間的に特定の場所、即ち、第１のモード
の定在波の腹の位置にしか生じない。従って、残った反
転分布が別のモードに対しても十分な利得を与えること
が有り得る。それは、第２のモードを発振させるのに必
要な利得が、残りの反転分布のうち、第２のモードがア
クセスできる反転分布の光軸方向での足し合わせによっ
て達成される場合である（図４（ｄ）参照）。
波型共振器に於て、レーザ光の定在波が生じることに起
因するので、空間的に特定の場所、即ち、第１のモード
の定在波の腹の位置にしか生じない。従って、残った反
転分布が別のモードに対しても十分な利得を与えること
が有り得る。それは、第２のモードを発振させるのに必
要な利得が、残りの反転分布のうち、第２のモードがア
クセスできる反転分布の光軸方向での足し合わせによっ
て達成される場合である（図４（ｄ）参照）。
【０００６】空間ホールバーニングを受けた利得をアク
セスして成長する第２のモードは、空間的位相が第１の
モードに対して十分ずれていなければならない。なぜな
らば、第１のモードと同じ所を通っていたのでは、全く
利得が得られないからである。もしも活性領域が十分に
短ければ、図４（ａ）及び図４（ｃ）の右端部分に示す
ような第１のモードの定在波に対し、位相がほぼ反転し
た第２の定在波が生じることが、媒質の持つ利得周波数
帯域内では有り得なくなるため、発振可能なモードは初
めの一つに制限される。このような状況は、１．固体レ
ーザ媒質が実際に十分薄いか、あるいは、２．活性領域
長が実効的に十分短い場合にのみ、実現できる。
セスして成長する第２のモードは、空間的位相が第１の
モードに対して十分ずれていなければならない。なぜな
らば、第１のモードと同じ所を通っていたのでは、全く
利得が得られないからである。もしも活性領域が十分に
短ければ、図４（ａ）及び図４（ｃ）の右端部分に示す
ような第１のモードの定在波に対し、位相がほぼ反転し
た第２の定在波が生じることが、媒質の持つ利得周波数
帯域内では有り得なくなるため、発振可能なモードは初
めの一つに制限される。このような状況は、１．固体レ
ーザ媒質が実際に十分薄いか、あるいは、２．活性領域
長が実効的に十分短い場合にのみ、実現できる。
【０００７】Siegman が著した当時は、固体レーザの励
起光源としての半導体レーザがまだ有効な手段となって
いなかったが、彼は、空間ホールバーニングによるマル
チモード発振を回避し、単一縦モード発振を得る方法と
して、固体レーザ結晶の薄片を共振器ミラーの近傍に配
置することを示唆した。これは上述の第一の方法であ
る。しかしながら、結晶の種類や望ましい厚みについて
は明らかにされていず、第一の方法はこれまで実施され
ていない。
起光源としての半導体レーザがまだ有効な手段となって
いなかったが、彼は、空間ホールバーニングによるマル
チモード発振を回避し、単一縦モード発振を得る方法と
して、固体レーザ結晶の薄片を共振器ミラーの近傍に配
置することを示唆した。これは上述の第一の方法であ
る。しかしながら、結晶の種類や望ましい厚みについて
は明らかにされていず、第一の方法はこれまで実施され
ていない。
【０００８】第二の方法として、吸収係数の大きいレー
ザ結晶（Ｎｄ：ＹＶＯ4）を半導体レーザ励起すること
が、Kintz 等によって試みられたが、単一縦モード動作
が保たれる上限は、第１のモードのしきい値の数倍のレ
ベルであり、実用的に必ずしも満足のいくパワーレベル
ではない（文献： G. J. Kintz and T. Baer, IEEE J.
Quantum Electron., 26, 1457 (1990)参照）。
ザ結晶（Ｎｄ：ＹＶＯ4）を半導体レーザ励起すること
が、Kintz 等によって試みられたが、単一縦モード動作
が保たれる上限は、第１のモードのしきい値の数倍のレ
ベルであり、実用的に必ずしも満足のいくパワーレベル
ではない（文献： G. J. Kintz and T. Baer, IEEE J.
Quantum Electron., 26, 1457 (1990)参照）。
【０００９】また、固体レーザ本来の発振波長である赤
外光から可視光に波長変換を行う方法のうち、固体レー
ザ共振器内に波長変換素子を挿入する方法は効率の良い
方法として知られているが、波長変換された光出力の変
動（ノイズ）が問題となっている。これは固体レーザ発
振がマルチモードであることに起因しており、ノイズの
解決のため固体レーザ発振を単一縦モード化する有力な
手段が求められている。
外光から可視光に波長変換を行う方法のうち、固体レー
ザ共振器内に波長変換素子を挿入する方法は効率の良い
方法として知られているが、波長変換された光出力の変
動（ノイズ）が問題となっている。これは固体レーザ発
振がマルチモードであることに起因しており、ノイズの
解決のため固体レーザ発振を単一縦モード化する有力な
手段が求められている。
【００１０】発明者等は、これらの課題を解決し、単一
縦モード発振を高い出力レベルで実現すると共に、安定
な波長変換レーザ光を発生する方法を見出すため、レー
ザ結晶厚を極めて薄くした場合のレーザ結晶厚と単一縦
モード動作の上限との関係を解析し、３０μｍ以上２０
０μｍ以下の厚さのレーザ結晶を用いることが有効であ
ることを明らかにし、実験により実証した（ 文献： H.
Imai and M.Daimon :CLEO Technical Digest 11 CWJ27
(1993)参照）。
縦モード発振を高い出力レベルで実現すると共に、安定
な波長変換レーザ光を発生する方法を見出すため、レー
ザ結晶厚を極めて薄くした場合のレーザ結晶厚と単一縦
モード動作の上限との関係を解析し、３０μｍ以上２０
０μｍ以下の厚さのレーザ結晶を用いることが有効であ
ることを明らかにし、実験により実証した（ 文献： H.
Imai and M.Daimon :CLEO Technical Digest 11 CWJ27
(1993)参照）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は、上記のように極めて厚さの薄いレーザ結晶を用いる
場合、半導体レーザからの励起光の吸収によってレーザ
結晶が熱歪みを起こし、出力レーザビーム発散角の増
大、レーザ出力の低下、レーザ発振の停止、或いは結晶
上のコーティングの破壊等を引き起こすことが観測され
た。これに対応するために機械的強度を高めるためにレ
ーザ結晶の厚みを増すことは、単一縦モード動作の上限
を下げることになるのでできない。
は、上記のように極めて厚さの薄いレーザ結晶を用いる
場合、半導体レーザからの励起光の吸収によってレーザ
結晶が熱歪みを起こし、出力レーザビーム発散角の増
大、レーザ出力の低下、レーザ発振の停止、或いは結晶
上のコーティングの破壊等を引き起こすことが観測され
た。これに対応するために機械的強度を高めるためにレ
ーザ結晶の厚みを増すことは、単一縦モード動作の上限
を下げることになるのでできない。
【００１２】そこで、アルミニウム合金などの熱伝導性
に優れた金属にて放熱面積を大きくとるように加工され
たヒートシンクを用いてレーザ結晶の熱を放熱すること
が考えられる。しかしながら、レーザ結晶もヒートシン
クも共に固体であり、しかも互いに異種の固体であるた
め、互いの表面上の微小な凹凸によって両者が完全に接
触することはない。従って、ヒートシンクの熱抵抗など
の物性値から、機械的接触では期待されるほどの効果を
得ることは困難である。また、接触を良くするために両
者に圧力を加えることは、かえって表面の突起による局
所的な歪みを生じるために逆効果である。
に優れた金属にて放熱面積を大きくとるように加工され
たヒートシンクを用いてレーザ結晶の熱を放熱すること
が考えられる。しかしながら、レーザ結晶もヒートシン
クも共に固体であり、しかも互いに異種の固体であるた
め、互いの表面上の微小な凹凸によって両者が完全に接
触することはない。従って、ヒートシンクの熱抵抗など
の物性値から、機械的接触では期待されるほどの効果を
得ることは困難である。また、接触を良くするために両
者に圧力を加えることは、かえって表面の突起による局
所的な歪みを生じるために逆効果である。
【００１３】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
単一縦モード発振で高出力の固体レーザビームを、高い
ビーム品質で得ることのできる半導体レーザ励起の固体
レーザ装置を提供することにある。
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
単一縦モード発振で高出力の固体レーザビームを、高い
ビーム品質で得ることのできる半導体レーザ励起の固体
レーザ装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、３０μｍ以上２００μｍ以下の厚さを有
し、かつ光励起によって所定波長のレーザ光を発生する
レーザ結晶の一方の端面に上記所定波長のレーザ光を実
質的に反射する反射コーティングを施し、他方の端面に
上記所定波長のレーザ光を実質的に透過する無反射コー
ティングを施し、レーザ結晶の反射コーティングされた
面及び該反射コーティングと別に設けたミラーとによっ
て定在波型共振器を構成し、該共振器の内側に無反射コ
ーティング面を配置し、半導体レーザによってレーザ結
晶を光励起する固体レーザ装置に於て、レーザ結晶の熱
を放熱させるための放熱手段を備えるものとすることに
よって達成される。特にレーザ結晶を熱伝導性接着剤に
てヒートシンクに固定すると良い。
明によれば、３０μｍ以上２００μｍ以下の厚さを有
し、かつ光励起によって所定波長のレーザ光を発生する
レーザ結晶の一方の端面に上記所定波長のレーザ光を実
質的に反射する反射コーティングを施し、他方の端面に
上記所定波長のレーザ光を実質的に透過する無反射コー
ティングを施し、レーザ結晶の反射コーティングされた
面及び該反射コーティングと別に設けたミラーとによっ
て定在波型共振器を構成し、該共振器の内側に無反射コ
ーティング面を配置し、半導体レーザによってレーザ結
晶を光励起する固体レーザ装置に於て、レーザ結晶の熱
を放熱させるための放熱手段を備えるものとすることに
よって達成される。特にレーザ結晶を熱伝導性接着剤に
てヒートシンクに固定すると良い。
【００１５】
【作用】ここで、本発明の基本概念を説明する。発明者
等が念頭においたのは、レーザ結晶に外部応力を加える
ことなくレーザ結晶を保持し、かつレーザ結晶から効果
的に放熱させるということである。このためには、先ず
レーザ結晶よりも膨張率が大きく、しかも軟らかい部材
でレーザ結晶をヒートシンクに固定する必要がある。さ
らにレーザ結晶からの放熱を促進するためには、固定す
るための部材は熱伝導性に優れるものでなければならな
い。これらの条件を満たすものとして、物性的に最も望
ましいものは、液体状の金属と考えられるが、これは地
球上では水銀のみである。しかるに水銀は、液体である
が故にその保持が困難であるうえ、環境汚染の危険もあ
るので現実的とは言い難い。
等が念頭においたのは、レーザ結晶に外部応力を加える
ことなくレーザ結晶を保持し、かつレーザ結晶から効果
的に放熱させるということである。このためには、先ず
レーザ結晶よりも膨張率が大きく、しかも軟らかい部材
でレーザ結晶をヒートシンクに固定する必要がある。さ
らにレーザ結晶からの放熱を促進するためには、固定す
るための部材は熱伝導性に優れるものでなければならな
い。これらの条件を満たすものとして、物性的に最も望
ましいものは、液体状の金属と考えられるが、これは地
球上では水銀のみである。しかるに水銀は、液体である
が故にその保持が困難であるうえ、環境汚染の危険もあ
るので現実的とは言い難い。
【００１６】そこで本発明に於ては、熱伝導率の高いア
ルミナの粉末などを含んだ柔軟な樹脂系の接着剤を用
い、薄い異方性レーザ結晶をヒートシンクに固定するも
のとした。これにより、レーザ結晶に外部応力を加える
ことなくレーザ結晶を保持し、かつレーザ結晶から効果
的に放熱させることが可能になる。その結果、レーザ結
晶の熱歪みによる出力レーザビーム発散角の増大、レー
ザ出力の低下、レーザ発振の停止、或いは結晶上のコー
ティングの破壊等の発生が抑制される。
ルミナの粉末などを含んだ柔軟な樹脂系の接着剤を用
い、薄い異方性レーザ結晶をヒートシンクに固定するも
のとした。これにより、レーザ結晶に外部応力を加える
ことなくレーザ結晶を保持し、かつレーザ結晶から効果
的に放熱させることが可能になる。その結果、レーザ結
晶の熱歪みによる出力レーザビーム発散角の増大、レー
ザ出力の低下、レーザ発振の停止、或いは結晶上のコー
ティングの破壊等の発生が抑制される。
【００１７】
【実施例】本発明の特徴並びに利点をより一層明らかに
するため、以下に添付の図面を参照しながら本発明の実
施例について詳細に説明する。
するため、以下に添付の図面を参照しながら本発明の実
施例について詳細に説明する。
【００１８】図１に本発明が適用された第１の実施例を
示す。本実施例に於ては、異方性レーザ結晶３として、
レーザ遷移を起こす活性原子Ｎｄを２％含むＹＶＯ4結
晶（Ｎｄ：ＹＶＯ4）を、厚さ１００μｍ、面精度λ／
１０、平行度１秒に研磨したものを用いている。このＮ
ｄ：ＹＶＯ4は、一軸性の結晶である。異方性レーザ結
晶３の大きさは、２×２×０. １mmであり、ａ−ｃ面で
カットしてある。本実施例では、アルミナ粉末を含む熱
伝導性接着剤を用い、アルミ製ヒートシンク６に異方性
レーザ結晶３を固定した。ヒートシンク６には、光を通
すための円筒形の穴が開けられている。そして異方性レ
ーザ結晶３の一方のａ軸をレーザ発振の光軸とし、もう
一方のａ軸とｃ軸とで張る面が発振光軸と垂直となるよ
うにしている。
示す。本実施例に於ては、異方性レーザ結晶３として、
レーザ遷移を起こす活性原子Ｎｄを２％含むＹＶＯ4結
晶（Ｎｄ：ＹＶＯ4）を、厚さ１００μｍ、面精度λ／
１０、平行度１秒に研磨したものを用いている。このＮ
ｄ：ＹＶＯ4は、一軸性の結晶である。異方性レーザ結
晶３の大きさは、２×２×０. １mmであり、ａ−ｃ面で
カットしてある。本実施例では、アルミナ粉末を含む熱
伝導性接着剤を用い、アルミ製ヒートシンク６に異方性
レーザ結晶３を固定した。ヒートシンク６には、光を通
すための円筒形の穴が開けられている。そして異方性レ
ーザ結晶３の一方のａ軸をレーザ発振の光軸とし、もう
一方のａ軸とｃ軸とで張る面が発振光軸と垂直となるよ
うにしている。
【００１９】異方性レーザ結晶３の半導体レーザ素子１
との対向面（図１上で手前側の面）には、発振波長（１
０６４ｎｍ）での高反射膜かつ励起光源である半導体レ
ーザ波長（８０９ｎｍ）での無反射膜（ＨＲ１０６４ｎ
ｍ／ＡＲ８０９ｎｍ）コーティングが施されており、そ
の反対側の面には、発振波長での無反射膜（ＡＲ１０６
４ｎｍ）コーティングが施されている。これにより、異
方性レーザ結晶３は、レーザ媒質であると同時に、共振
器ミラーの役割も果たすこととなる。そして異方性レー
ザ結晶３のミラー面と、これと別に設けた共振器ミラー
４とにより、定在波型レーザ共振器が構成されている。
なお、共振器の光学的長さは１５mmとした。
との対向面（図１上で手前側の面）には、発振波長（１
０６４ｎｍ）での高反射膜かつ励起光源である半導体レ
ーザ波長（８０９ｎｍ）での無反射膜（ＨＲ１０６４ｎ
ｍ／ＡＲ８０９ｎｍ）コーティングが施されており、そ
の反対側の面には、発振波長での無反射膜（ＡＲ１０６
４ｎｍ）コーティングが施されている。これにより、異
方性レーザ結晶３は、レーザ媒質であると同時に、共振
器ミラーの役割も果たすこととなる。そして異方性レー
ザ結晶３のミラー面と、これと別に設けた共振器ミラー
４とにより、定在波型レーザ共振器が構成されている。
なお、共振器の光学的長さは１５mmとした。
【００２０】共振器ミラー４は、固体レーザ波長（１０
６４ｎｍ）で９７．５％の反射率を有するものを用い
た。そして半導体レーザ素子１の偏光が異方性レーザ結
晶３のｃ軸と一致するようにした。なお、共振器ミラー
４の反射率は９７．５％に限るものではない。
６４ｎｍ）で９７．５％の反射率を有するものを用い
た。そして半導体レーザ素子１の偏光が異方性レーザ結
晶３のｃ軸と一致するようにした。なお、共振器ミラー
４の反射率は９７．５％に限るものではない。
【００２１】半導体レーザ素子１から放射されたレーザ
光は、集光レンズ２で集められ、異方性レーザ結晶３に
照射される。これにより、単一縦モードのＮｄ：ＹＶＯ
4レーザ発振が起きる。発振した単一縦モードのＮｄ：
ＹＶＯ4レーザ光（１０６４ｎｍ：赤外光）は、共振器
ミラー４によって共振器外に取り出される。
光は、集光レンズ２で集められ、異方性レーザ結晶３に
照射される。これにより、単一縦モードのＮｄ：ＹＶＯ
4レーザ発振が起きる。発振した単一縦モードのＮｄ：
ＹＶＯ4レーザ光（１０６４ｎｍ：赤外光）は、共振器
ミラー４によって共振器外に取り出される。
【００２２】本実施例に於ては、ヒートシンク６に異方
性レーザ結晶３を熱伝導性接着剤Ｇを用いて固定するも
のとしている。これにより、異方性レーザ結晶３の温度
上昇や外部応力が低減され、単一縦モード発振で高いビ
ーム品質の固体レーザビームが得られた。
性レーザ結晶３を熱伝導性接着剤Ｇを用いて固定するも
のとしている。これにより、異方性レーザ結晶３の温度
上昇や外部応力が低減され、単一縦モード発振で高いビ
ーム品質の固体レーザビームが得られた。
【００２３】熱伝導性接着剤Ｇに替えて，銀ペーストを
用いることができる。この銀ペーストは、最も熱伝導性
の高い金属である銀の粉末を有機溶媒に溶かしたもので
あり、乾燥すると伝導体となる。銀ペーストの接着効果
自体は弱く、本来接着剤として用いられるものではない
が、本発明が対象とするレーザ結晶は、従来のものに比
較して極めて薄く、その結果極めて軽いので、銀ペース
トの接着力でも十分な効果が得られる。銀ペーストを用
いれば、異方性レーザ結晶３からの放熱を改善し、より
良好なビーム品質の固体レーザビームを得ることができ
る。
用いることができる。この銀ペーストは、最も熱伝導性
の高い金属である銀の粉末を有機溶媒に溶かしたもので
あり、乾燥すると伝導体となる。銀ペーストの接着効果
自体は弱く、本来接着剤として用いられるものではない
が、本発明が対象とするレーザ結晶は、従来のものに比
較して極めて薄く、その結果極めて軽いので、銀ペース
トの接着力でも十分な効果が得られる。銀ペーストを用
いれば、異方性レーザ結晶３からの放熱を改善し、より
良好なビーム品質の固体レーザビームを得ることができ
る。
【００２４】図２に本発明が適用された第２の実施例を
示す。本実施例に於ては、アルミ製ヒートシンク６に銀
製粘土Ｐを用いて異方性レーザ結晶３を固定した。銀製
粘土は、銀粉末をバインダと水とで混練したものであ
り、粘性があるために自由な形状に盛り合せることが可
能であり、上記銀ペーストに比較してレーザ結晶３の固
定が容易である。より具体的には、銀ペーストよりは熱
伝導率が劣るものの、より強固な接着力が得られる。
示す。本実施例に於ては、アルミ製ヒートシンク６に銀
製粘土Ｐを用いて異方性レーザ結晶３を固定した。銀製
粘土は、銀粉末をバインダと水とで混練したものであ
り、粘性があるために自由な形状に盛り合せることが可
能であり、上記銀ペーストに比較してレーザ結晶３の固
定が容易である。より具体的には、銀ペーストよりは熱
伝導率が劣るものの、より強固な接着力が得られる。
【００２５】本実施例は、また共振器内第２高調波発生
を目的としたものであり、共振器内に波長変換素子（Ｋ
ＴｉＯＰＯ4）５を配置している。共振器ミラー４のコ
ーティングとしては、発振波長（１０６４ｎｍ）での高
反射膜かつ第２高調波波長（５３２ｎｍ）での無反射膜
（ＨＲ１０６４ｎｍ／ＡＲ５３２ｎｍ）コーティングを
施してある。また波長変換素子５の両端面には、発振波
長および第２高調波波長での無反射コーティングが施さ
れている。
を目的としたものであり、共振器内に波長変換素子（Ｋ
ＴｉＯＰＯ4）５を配置している。共振器ミラー４のコ
ーティングとしては、発振波長（１０６４ｎｍ）での高
反射膜かつ第２高調波波長（５３２ｎｍ）での無反射膜
（ＨＲ１０６４ｎｍ／ＡＲ５３２ｎｍ）コーティングを
施してある。また波長変換素子５の両端面には、発振波
長および第２高調波波長での無反射コーティングが施さ
れている。
【００２６】発振した単一縦モードのＮｄ：ＹＶＯ4レ
ーザ光（１０６４ｎｍ：赤外光）は、波長変換素子５に
よって第２高調波（５３２ｎｍ：緑色光）に変換され、
共振器内に配置されたダイクロイックミラー（ＡＲ１０
６４ｎｍ／ＨＲ５３２ｎｍ）によって緑色光が共振器外
に取り出される。本実施例によれば、基本発振光である
赤外光が単一縦モードであることにより、波長変換に伴
う第２高調波光（緑色光）の出力変動の問題は解消され
ている。
ーザ光（１０６４ｎｍ：赤外光）は、波長変換素子５に
よって第２高調波（５３２ｎｍ：緑色光）に変換され、
共振器内に配置されたダイクロイックミラー（ＡＲ１０
６４ｎｍ／ＨＲ５３２ｎｍ）によって緑色光が共振器外
に取り出される。本実施例によれば、基本発振光である
赤外光が単一縦モードであることにより、波長変換に伴
う第２高調波光（緑色光）の出力変動の問題は解消され
ている。
【００２７】図３に本発明が適用された第３の実施例を
示す。本実施例に於ては、上記第２の実施例と同様に、
アルミ製ヒートシンク６に銀製粘土Ｐを用いて異方性レ
ーザ結晶３を固定した。また異方性レーザ結晶３と波長
変換素子５とは、オプティカルコンタクトにより密着さ
せた。これにより、異方性レーザ結晶３の発熱は、波長
変換素子５を介しても放熱される。
示す。本実施例に於ては、上記第２の実施例と同様に、
アルミ製ヒートシンク６に銀製粘土Ｐを用いて異方性レ
ーザ結晶３を固定した。また異方性レーザ結晶３と波長
変換素子５とは、オプティカルコンタクトにより密着さ
せた。これにより、異方性レーザ結晶３の発熱は、波長
変換素子５を介しても放熱される。
【００２８】本実施例に於ては、波長変換素子５の外側
端面には、発振波長（１０６４ｎｍ）での高反射膜かつ
第２高調波波長（５３２ｎｍ）での無反射膜（ＨＲ１０
６４ｎｍ／ＡＲ５３２ｎｍ／ＡＲ８０９ｎｍ）コーティ
ングを施し、内側端面には、発振波長および第２高調波
波長での無反射膜（ＡＲ１０６４ｎｍ／ＡＲ５３２ｎｍ
／ＨＲ８０９ｎｍ）コーティングを施すことにより、波
長変換素子５に共振器ミラーの役割も兼ねさせるものと
した。本実施例は、小型化を意図したものである。
端面には、発振波長（１０６４ｎｍ）での高反射膜かつ
第２高調波波長（５３２ｎｍ）での無反射膜（ＨＲ１０
６４ｎｍ／ＡＲ５３２ｎｍ／ＡＲ８０９ｎｍ）コーティ
ングを施し、内側端面には、発振波長および第２高調波
波長での無反射膜（ＡＲ１０６４ｎｍ／ＡＲ５３２ｎｍ
／ＨＲ８０９ｎｍ）コーティングを施すことにより、波
長変換素子５に共振器ミラーの役割も兼ねさせるものと
した。本実施例は、小型化を意図したものである。
【００２９】発振した単一縦モードのＮｄ：ＹＶＯ4レ
ーザ光（１０６４ｎｍ：赤外光）は、波長変換素子５に
よって第２高調波（５３２ｎｍ：緑色光）に変換され、
レーザ結晶３の外側端面に施されたミラーコーティング
から緑色光が共振器外に取り出される。本実施例によれ
ば、上記第２の実施例に比較して共振器構造が単純化、
かつ小型化できるので、製造コストを低減できる。
ーザ光（１０６４ｎｍ：赤外光）は、波長変換素子５に
よって第２高調波（５３２ｎｍ：緑色光）に変換され、
レーザ結晶３の外側端面に施されたミラーコーティング
から緑色光が共振器外に取り出される。本実施例によれ
ば、上記第２の実施例に比較して共振器構造が単純化、
かつ小型化できるので、製造コストを低減できる。
【００３０】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による固体レーザ装置によれば、半導体レーザ励起固
体レーザにおいて、単一縦モード発振で高出力の固体レ
ーザビームを高いビーム品質で得ることができる。
明による固体レーザ装置によれば、半導体レーザ励起固
体レーザにおいて、単一縦モード発振で高出力の固体レ
ーザビームを高いビーム品質で得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す模式的な構成図。
【図２】本発明の第２の実施例を示す模式的な構成図。
【図３】本発明の第３の実施例を示す模式的な構成図。
【図４】空間ホールバーニングによるマルチモード発振
の説明図。
の説明図。
【符号の説明】 １ 半導体レーザ素子 ２ 集光レンズ ３ 異方性レーザ結晶 ４ 共振器ミラー ５ 波長変換素子 ６ ヒートシンク
Claims (6)
- 【請求項１】 ３０μｍ以上２００μｍ以下の厚さを有
し、かつ光励起によって所定波長のレーザ光を発生する
レーザ結晶の一方の端面に上記所定波長のレーザ光を実
質的に反射する反射コーティングを施し、他方の端面に
上記所定波長のレーザ光を実質的に透過する無反射コー
ティングを施し、前記レーザ結晶の前記反射コーティン
グされた面及び該反射コーティングと別に設けたミラー
とによって定在波型共振器を構成し、該共振器の内側に
前記無反射コーティング面を配置し、半導体レーザによ
って前記レーザ結晶を光励起する固体レーザ装置に於
て、 前記レーザ結晶の熱を放熱させるための放熱手段を備え
ることを特徴とする固体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記放熱手段が、熱伝導性接着剤とヒー
トシンクとからなることを特徴とする請求項１に記載の
固体レーザ装置。 - 【請求項３】 前記熱伝導性接着剤が、銀ペーストであ
ることを特徴とする請求項２に記載の固体レーザ装置。 - 【請求項４】 前記熱伝導性接着剤が、金属粘土である
ことを特徴とする請求項２に記載の固体レーザ装置。 - 【請求項５】 前記共振器内に波長変換素子を備えるこ
とを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の固体
レーザ装置。 - 【請求項６】 前記波長変換素子の前記レーザ結晶と反
対側の端面に、前記所定波長のレーザ光を実質的に反射
し、前記波長変換素子によって変換された前記所定波長
の逓倍波光を実質的に透過するコーティング面を備える
ことを特徴とする請求項５に記載の固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24875293A JPH0779039A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24875293A JPH0779039A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0779039A true JPH0779039A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=17182851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24875293A Withdrawn JPH0779039A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0779039A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10154007A1 (de) * | 2001-10-26 | 2003-05-15 | Jenoptik Laser Optik Sys Gmbh | Anordnung zum Pumpen eines anisotropen Laserkristalls |
-
1993
- 1993-09-08 JP JP24875293A patent/JPH0779039A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10154007A1 (de) * | 2001-10-26 | 2003-05-15 | Jenoptik Laser Optik Sys Gmbh | Anordnung zum Pumpen eines anisotropen Laserkristalls |
| US6973108B2 (en) | 2001-10-26 | 2005-12-06 | Jenoptik Laser, Optik, Systeme Gmbh | Arrangement for pumping an anisotropic laser crystal |
| DE10154007B4 (de) * | 2001-10-26 | 2006-06-14 | Jenoptik Laser, Optik, Systeme Gmbh | Anordnung zum Pumpen eines anisotropen Laserkristalls |
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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: 20001128 |