JPH0794818A - 固体レーザー - Google Patents
固体レーザーInfo
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- JPH0794818A JPH0794818A JP23803493A JP23803493A JPH0794818A JP H0794818 A JPH0794818 A JP H0794818A JP 23803493 A JP23803493 A JP 23803493A JP 23803493 A JP23803493 A JP 23803493A JP H0794818 A JPH0794818 A JP H0794818A
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- solid
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 調整、組立てが容易で比較的安価に形成可能
で、共振器挿入ロスも低い単一縦モードの固体レーザー
を得る。 【構成】 固体レーザー媒質であるNd:YAG結晶13
の端面13aと共振器ミラー14とで構成される共振器内
に、複屈折性を有し固体レーザービーム17を波長変換す
る非線形光学結晶(KN結晶)15と、所望のレーザー発
振波長に対する全位相遅延量がnπ(nは整数)となる
λ/2板16とを配設し、これらの非線形光学結晶15およ
びλ/2板16とにより複屈折フィルターを構成する。
で、共振器挿入ロスも低い単一縦モードの固体レーザー
を得る。 【構成】 固体レーザー媒質であるNd:YAG結晶13
の端面13aと共振器ミラー14とで構成される共振器内
に、複屈折性を有し固体レーザービーム17を波長変換す
る非線形光学結晶(KN結晶)15と、所望のレーザー発
振波長に対する全位相遅延量がnπ(nは整数)となる
λ/2板16とを配設し、これらの非線形光学結晶15およ
びλ/2板16とにより複屈折フィルターを構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は固体レーザーに関し、特
に詳細には、複屈折フィルターにより縦モードを単一化
する機能を備えた固体レーザーに関するものである。
に詳細には、複屈折フィルターにより縦モードを単一化
する機能を備えた固体レーザーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、レーザーダイオードポンピン
グ固体レーザー等種々の固体レーザーが提供されている
が、そのような固体レーザーを利用するに当たっては、
所望の縦モードのみを発振させたいことが多い。
グ固体レーザー等種々の固体レーザーが提供されている
が、そのような固体レーザーを利用するに当たっては、
所望の縦モードのみを発振させたいことが多い。
【0003】このように縦モードを選択して単一化する
固体レーザーとして、従来より、例えば特開平5-75196
号公報に示されるように、共振器内に固体レーザービー
ムを1つの特定方向に直線偏光させる偏光制御素子と波
長板とを配設して、それらにより、特定波長に対する透
過率が高い複屈折フィルターを構成するものが知られて
いる。なお、より具体的に、上記偏光制御素子としては
ブリュスター板あるいは偏光反射器が用いられていた。
固体レーザーとして、従来より、例えば特開平5-75196
号公報に示されるように、共振器内に固体レーザービー
ムを1つの特定方向に直線偏光させる偏光制御素子と波
長板とを配設して、それらにより、特定波長に対する透
過率が高い複屈折フィルターを構成するものが知られて
いる。なお、より具体的に、上記偏光制御素子としては
ブリュスター板あるいは偏光反射器が用いられていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の偏光制
御素子としてブリュスター板を用いる場合は、それを光
ビーム入射方向に対してブリュスター角に傾けて固定す
る必要があるので、固体レーザーの構成が複雑化し、調
整、組立てが困難になってコスト高を招くという問題が
認められている。また偏光反射器も、光ビームを折り曲
げる状態で使用するので、上記と同様に調整、組立てが
困難になって固体レーザーのコスト高を招くものとな
る。
御素子としてブリュスター板を用いる場合は、それを光
ビーム入射方向に対してブリュスター角に傾けて固定す
る必要があるので、固体レーザーの構成が複雑化し、調
整、組立てが困難になってコスト高を招くという問題が
認められている。また偏光反射器も、光ビームを折り曲
げる状態で使用するので、上記と同様に調整、組立てが
困難になって固体レーザーのコスト高を招くものとな
る。
【0005】また特にブリュスター板を用いる場合は、
その光学研磨面の面精度の不完全性、ブリュスター角か
らの僅かなずれ、ブリュスター板表面および内部での散
乱のために、共振器挿入ロスが大きくなって、固体レー
ザーの効率が低下するという問題も生じる。
その光学研磨面の面精度の不完全性、ブリュスター角か
らの僅かなずれ、ブリュスター板表面および内部での散
乱のために、共振器挿入ロスが大きくなって、固体レー
ザーの効率が低下するという問題も生じる。
【0006】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、調整、組立てが容易で比較的安価に形成可能
で、共振器挿入ロスも低い単一縦モードの固体レーザー
を提供することを目的とするものである。
であり、調整、組立てが容易で比較的安価に形成可能
で、共振器挿入ロスも低い単一縦モードの固体レーザー
を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による第1の固体
レーザーは、非線形光学結晶を偏光制御素子として利用
するものであり、請求項1に記載の通り、共振器内に、
複屈折性を有し固体レーザービームを波長変換する非線
形光学結晶と、所望のレーザー発振波長に対する全位相
遅延量がnπ(nは整数)となる1つ以上の波長板とが
配設され、これらの非線形光学結晶および波長板により
複屈折フィルターが構成されていることを特徴とするも
のである。
レーザーは、非線形光学結晶を偏光制御素子として利用
するものであり、請求項1に記載の通り、共振器内に、
複屈折性を有し固体レーザービームを波長変換する非線
形光学結晶と、所望のレーザー発振波長に対する全位相
遅延量がnπ(nは整数)となる1つ以上の波長板とが
配設され、これらの非線形光学結晶および波長板により
複屈折フィルターが構成されていることを特徴とするも
のである。
【0008】一方本発明による第2の固体レーザーは、
固体レーザー結晶を偏光制御素子として利用するもので
あり、請求項2に記載の通り、共振器内に、複屈折性を
有する固体レーザー結晶と、所望のレーザー発振波長に
対する全位相遅延量がnπ(nは整数)となる1つ以上
の波長板とが配設され、これらの固体レーザー結晶およ
び波長板により複屈折フィルターが構成されていること
を特徴とするものである。
固体レーザー結晶を偏光制御素子として利用するもので
あり、請求項2に記載の通り、共振器内に、複屈折性を
有する固体レーザー結晶と、所望のレーザー発振波長に
対する全位相遅延量がnπ(nは整数)となる1つ以上
の波長板とが配設され、これらの固体レーザー結晶およ
び波長板により複屈折フィルターが構成されていること
を特徴とするものである。
【0009】また本発明による第3の固体レーザーは、
請求項3に記載の通り、第2の固体レーザーにおいて、
固体レーザービームを波長変換する非線形光学結晶を上
記の波長板として構成したことを特徴とするものであ
る。
請求項3に記載の通り、第2の固体レーザーにおいて、
固体レーザービームを波長変換する非線形光学結晶を上
記の波長板として構成したことを特徴とするものであ
る。
【0010】
【作用および発明の効果】上に述べた偏光制御素子(固
体レーザー結晶あるいは非線形光学結晶)と波長板とに
より複屈折フィルターが構成される点について説明す
る。図4に示すように、1対の共振器ミラー1、2から
なる共振器内に複屈折性を有する結晶3(第1の固体レ
ーザーにおいては非線形光学結晶であり、第2あるいは
第3の固体レーザーにおいては固体レーザー結晶であ
る)が配設されている場合について考える。
体レーザー結晶あるいは非線形光学結晶)と波長板とに
より複屈折フィルターが構成される点について説明す
る。図4に示すように、1対の共振器ミラー1、2から
なる共振器内に複屈折性を有する結晶3(第1の固体レ
ーザーにおいては非線形光学結晶であり、第2あるいは
第3の固体レーザーにおいては固体レーザー結晶であ
る)が配設されている場合について考える。
【0011】一般的に、複屈折性を有する結晶3の光学
軸と入射光のなす角度をθ、常光線5Aと異常光線5B
とのなす角度(複屈折角)をρ、結晶3の常光線5A、
異常光線5Bに対する屈折率をそれぞれno 、ne とす
ると、
軸と入射光のなす角度をθ、常光線5Aと異常光線5B
とのなす角度(複屈折角)をρ、結晶3の常光線5A、
異常光線5Bに対する屈折率をそれぞれno 、ne とす
ると、
【0012】
【数1】
【0013】であり、したがって結晶3の厚さがtのと
きの常光線5Aと異常光線5Bの分離幅dは、
きの常光線5Aと異常光線5Bの分離幅dは、
【0014】
【数2】
【0015】となる。
【0016】以上のようにして常光線5Aと異常光線5
Bとが分離されるから、例えば共振器ミラー2の位置を
この分離の方向に動かす等により、それぞれが直線偏光
であるこれら常光線5Aと異常光線5Bの一方のみを選
択的に発振させることができる。
Bとが分離されるから、例えば共振器ミラー2の位置を
この分離の方向に動かす等により、それぞれが直線偏光
であるこれら常光線5Aと異常光線5Bの一方のみを選
択的に発振させることができる。
【0017】なお上記の分離幅dは大きい方が好まし
く、tan θ=ne /no のときに最大値を取り、その値
は
く、tan θ=ne /no のときに最大値を取り、その値
は
【0018】
【数3】
【0019】である。そこで、θ=tan -1(ne /
no )とすれば最も好ましいが、これに限定されるもの
ではない。また、固体レーザー発振ビームの半径(1/
e2 )をwとすると、d≧0.5 wであるときに良好な偏
光制御作用が得られる。
no )とすれば最も好ましいが、これに限定されるもの
ではない。また、固体レーザー発振ビームの半径(1/
e2 )をwとすると、d≧0.5 wであるときに良好な偏
光制御作用が得られる。
【0020】そして図5に示すように、厚さbの一軸結
晶を、偏光制御素子によって規定される偏光方向に対し
て方位角45°に配してなる波長板4が共振器内に挿入さ
れている場合を考える。この場合、固体レーザービーム
5はミラー2で反射して波長板4を1往復通過するか
ら、その波長板4における透過光量Iは、
晶を、偏光制御素子によって規定される偏光方向に対し
て方位角45°に配してなる波長板4が共振器内に挿入さ
れている場合を考える。この場合、固体レーザービーム
5はミラー2で反射して波長板4を1往復通過するか
ら、その波長板4における透過光量Iは、
【0021】
【数4】
【0022】となり、その周期的変化の様子は図6のよ
うなものとなる。そこで、γo =nπ(nは整数)とな
る波長λのレーザービーム5の透過率が最大(つまり共
振器ロスが最小)となる。したがって、この波長板4を
配設しておけば、所望の波長λのレーザービーム5のみ
を選択的に発振させて単一縦モード化でき、出力が安定
した低ノイズの固体レーザーが得られるものとなる。な
お、以上は波長板4を方位角45°に配した場合について
説明したが、この方位角は45°以外に設定されてもよ
く、その場合も透過光量Iは周期的に変化するものであ
る。
うなものとなる。そこで、γo =nπ(nは整数)とな
る波長λのレーザービーム5の透過率が最大(つまり共
振器ロスが最小)となる。したがって、この波長板4を
配設しておけば、所望の波長λのレーザービーム5のみ
を選択的に発振させて単一縦モード化でき、出力が安定
した低ノイズの固体レーザーが得られるものとなる。な
お、以上は波長板4を方位角45°に配した場合について
説明したが、この方位角は45°以外に設定されてもよ
く、その場合も透過光量Iは周期的に変化するものであ
る。
【0023】そして、以上のように偏光制御素子として
作用する固体レーザー結晶あるいは非線形光学結晶と波
長板は、前述のブリュスター板や偏光反射器と異なり、
共振器内で光ビーム入射方向に対して傾けたり、あるい
は光ビームを折り曲げる状態で使用する必要がなく、そ
れぞれ光入出射面が光軸に対して垂直となる状態で使用
できるものであるから、本発明の固体レーザーは従来装
置に比べて調整、組立てが容易化されて、低コスト化も
実現される。
作用する固体レーザー結晶あるいは非線形光学結晶と波
長板は、前述のブリュスター板や偏光反射器と異なり、
共振器内で光ビーム入射方向に対して傾けたり、あるい
は光ビームを折り曲げる状態で使用する必要がなく、そ
れぞれ光入出射面が光軸に対して垂直となる状態で使用
できるものであるから、本発明の固体レーザーは従来装
置に比べて調整、組立てが容易化されて、低コスト化も
実現される。
【0024】また、本発明の固体レーザーにおいては、
偏光制御素子としてブリュスター板を用いる場合の問題
は勿論生じないから、共振器挿入ロスが低く抑えられ
て、高効率化も実現される。
偏光制御素子としてブリュスター板を用いる場合の問題
は勿論生じないから、共振器挿入ロスが低く抑えられ
て、高効率化も実現される。
【0025】
【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の側面形状を
示すものであり、また図2はその要部を示すものであ
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1
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KNbO
3 結晶(以下、KN結晶と称する)15と、このKN結晶
15とNd:YAG結晶13との間に配されたλ/2板16と
からなる。
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の側面形状を
示すものであり、また図2はその要部を示すものであ
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1
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KNbO
3 結晶(以下、KN結晶と称する)15と、このKN結晶
15とNd:YAG結晶13との間に配されたλ/2板16と
からなる。
【0026】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。
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。
【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。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(この波長については後に詳述する)の
レーザービーム17を発する。このレーザービーム17はK
N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18に変換される。
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。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(この波長については後に詳述する)の
レーザービーム17を発する。このレーザービーム17はK
N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18に変換される。
【0028】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と、KN結晶15の両端面15a、15b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と、KN結晶15の両端面15a、15b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。
【0029】 13a 13b 14a 14b 15a 15b 809nm T≧85 R≦2 − − − − 946.2nm R≧99.9 R≦0.1 R≧99.9 R≦0.2 R≦0.2 R≦0.2 473.1nm R≧99.5 R≦0.2 T≧93 R≦0.3 R≦0.2 R≦0.2 上記の構成において、光学的に等方なNd:YAG結晶
13から出射した波長 946.2nmのレーザービーム17は、
図1に示すように、複屈折性を有するKN結晶15におい
て常光線17Aと異常光線17Bとに分離される。そこで共
振器ミラー14を、これら常光線17Aと異常光線17Bの分
離方向に適当に位置調整する等により、この共振器ミラ
ー14のミラー面14aとNd:YAG結晶13の端面13aと
の間で異常光線17Bのみを発振させることができる。
13から出射した波長 946.2nmのレーザービーム17は、
図1に示すように、複屈折性を有するKN結晶15におい
て常光線17Aと異常光線17Bとに分離される。そこで共
振器ミラー14を、これら常光線17Aと異常光線17Bの分
離方向に適当に位置調整する等により、この共振器ミラ
ー14のミラー面14aとNd:YAG結晶13の端面13aと
の間で異常光線17Bのみを発振させることができる。
【0030】一方、λ/2板16は一軸結晶であるMg
O:LiNbO3 結晶を厚さ5mmにカットしてなるマ
ルチプル・オーダーのものであり、上記ミラー面14aと
Nd:YAG結晶端面13aとで構成される共振器内にお
いて、KN結晶15によって規定される偏光方向に対して
方位角45°にして挿入されている。
O:LiNbO3 結晶を厚さ5mmにカットしてなるマ
ルチプル・オーダーのものであり、上記ミラー面14aと
Nd:YAG結晶端面13aとで構成される共振器内にお
いて、KN結晶15によって規定される偏光方向に対して
方位角45°にして挿入されている。
【0031】ここで、上記KN結晶15およびλ/2板16
から構成された複屈折フィルターの特性について説明す
る。
から構成された複屈折フィルターの特性について説明す
る。
【0032】(1) MgO:LiNbO3 のλ=946.2 n
mに対する屈折率 no =2.24 ne =2.16 (2) λ=946.2 nm付近の分散
mに対する屈折率 no =2.24 ne =2.16 (2) λ=946.2 nm付近の分散
【0033】
【数5】
【0034】(3) 位相差の波長依存性
【0035】
【数6】
【0036】(4) λ/2板16の厚さb=5mm 以上の各条件から、前記数1式に基づいてλ/2板16に
おける透過光量Iの特性を求めると、図3に示すような
ものとなる。つまり946 nm近辺においては、波長λ=
946.2 nmに対する透過光量Iが最大となり、この946.
2 nmがNd:YAG結晶13のゲイン・ピーク(ゲイン
半値全幅は0.8 nm)となり、固体レーザーの縦モード
がこの値で単一化される。この場合、λ/2板16による
レーザービーム17の全位相遅延量はnπ(n=845 )と
なっている。なお、先に説明した通り、このλ/2板16
は、45°以外の方位角で配設されても構わない。
おける透過光量Iの特性を求めると、図3に示すような
ものとなる。つまり946 nm近辺においては、波長λ=
946.2 nmに対する透過光量Iが最大となり、この946.
2 nmがNd:YAG結晶13のゲイン・ピーク(ゲイン
半値全幅は0.8 nm)となり、固体レーザーの縦モード
がこの値で単一化される。この場合、λ/2板16による
レーザービーム17の全位相遅延量はnπ(n=845 )と
なっている。なお、先に説明した通り、このλ/2板16
は、45°以外の方位角で配設されても構わない。
【0037】この単一縦モード化された波長λ=946.2
nmの異常光線17Bが上述のようにKN結晶15に入射
し、そこで波長473.1 nmの第2高調波18に変換され
る。そして共振器ミラー14の光出射端面14bからは、ほ
ぼこの第2高調波18のみが出射する。
nmの異常光線17Bが上述のようにKN結晶15に入射
し、そこで波長473.1 nmの第2高調波18に変換され
る。そして共振器ミラー14の光出射端面14bからは、ほ
ぼこの第2高調波18のみが出射する。
【0038】上記のKN結晶15およびλ/2板16は、そ
れぞれ光入出射端面を光軸と垂直にして用いればよいか
ら、このレーザーダイオードポンピング固体レーザーは
調整、組立てが容易化されて、低コスト化も実現され
る。またこのレーザーダイオードポンピング固体レーザ
ーにおいては、従来装置のように偏光制御素子としてブ
リュスター板を用いる場合の問題は生じないから、共振
器挿入ロスが低く抑えられて、高効率化も実現される。
れぞれ光入出射端面を光軸と垂直にして用いればよいか
ら、このレーザーダイオードポンピング固体レーザーは
調整、組立てが容易化されて、低コスト化も実現され
る。またこのレーザーダイオードポンピング固体レーザ
ーにおいては、従来装置のように偏光制御素子としてブ
リュスター板を用いる場合の問題は生じないから、共振
器挿入ロスが低く抑えられて、高効率化も実現される。
【0039】またKN結晶15は、非線形光学定数d32を
利用したタイプIの位相整合が取れるように、その両端
面15a、15bに対して垂直な線とb軸とが30.4°の角度
をなすようにアングル・カットされている。このように
カットされたKN結晶15に異常光線17Bを入射させれ
ば、最も高い波長変換効率が得られるようになる。
利用したタイプIの位相整合が取れるように、その両端
面15a、15bに対して垂直な線とb軸とが30.4°の角度
をなすようにアングル・カットされている。このように
カットされたKN結晶15に異常光線17Bを入射させれ
ば、最も高い波長変換効率が得られるようになる。
【0040】そして、KN結晶15の複屈折角ρ=15mra
d であり、またその厚さは2mmである。そこでこの場
合、常光線17Aと異常光線17Bとの分離幅d=2mm×
15mrad =30μmとなる。そして本実施例においてレー
ザービーム17のビーム半径w=30μmであるので、先に
述べたd≧0.5 wの関係が満足されている。
d であり、またその厚さは2mmである。そこでこの場
合、常光線17Aと異常光線17Bとの分離幅d=2mm×
15mrad =30μmとなる。そして本実施例においてレー
ザービーム17のビーム半径w=30μmであるので、先に
述べたd≧0.5 wの関係が満足されている。
【0041】次に図7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7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)。
について説明する。なおこの図7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)。
【0042】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においては、第1実施例と同様のN
d:YAG結晶13、KN結晶15およびλ/2板16が全
て、UVエポキシ樹脂等からなる接着剤によって一体化
されている。また、KN結晶15の外側の端面には、屈折
率分布型レンズ20が固定されている。そして、Nd:Y
AG結晶13の端面13aと、KN結晶15の両端面15aと、
屈折率分布型レンズ20の端面20bにはそれぞれ、波長 8
09nm、 946.2nm、 473.1nmに対して下記の特性と
なるコーティングが施されている。なおこの表中、HR
は高反射率を、ARは低反射率を示している。
ピング固体レーザーにおいては、第1実施例と同様のN
d:YAG結晶13、KN結晶15およびλ/2板16が全
て、UVエポキシ樹脂等からなる接着剤によって一体化
されている。また、KN結晶15の外側の端面には、屈折
率分布型レンズ20が固定されている。そして、Nd:Y
AG結晶13の端面13aと、KN結晶15の両端面15aと、
屈折率分布型レンズ20の端面20bにはそれぞれ、波長 8
09nm、 946.2nm、 473.1nmに対して下記の特性と
なるコーティングが施されている。なおこの表中、HR
は高反射率を、ARは低反射率を示している。
【0043】 つまりこの実施例においては、Nd:YAG結晶13の端
面13aと、屈折率分布型レンズ20の端面20bとによって
固体レーザーの共振器が構成されている。またレーザー
ビーム17は、屈折率分布型レンズ20の集光作用により、
上記端面13aと端面20bとの間に閉じ込められ、効率良
くレーザー発振が引き起こされる。そして、λ/2板16
とKN結晶15の光学軸の関係は第1実施例と同様であ
り、それにより第1実施例と同様の作用、効果が得られ
る。
面13aと、屈折率分布型レンズ20の端面20bとによって
固体レーザーの共振器が構成されている。またレーザー
ビーム17は、屈折率分布型レンズ20の集光作用により、
上記端面13aと端面20bとの間に閉じ込められ、効率良
くレーザー発振が引き起こされる。そして、λ/2板16
とKN結晶15の光学軸の関係は第1実施例と同様であ
り、それにより第1実施例と同様の作用、効果が得られ
る。
【0044】それに加えて本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、KN結晶15およびλ/2
板16の各光入出射端面が光軸と垂直に形成される点を活
用して、全ての光学部品を一体化しているので、光学部
品相互間の位置調整機構が不要で、モジュール構成が簡
単なためにさらに低コスト化が達成され、また作動も安
定化する。
ドポンピング固体レーザーは、KN結晶15およびλ/2
板16の各光入出射端面が光軸と垂直に形成される点を活
用して、全ての光学部品を一体化しているので、光学部
品相互間の位置調整機構が不要で、モジュール構成が簡
単なためにさらに低コスト化が達成され、また作動も安
定化する。
【0045】次に図8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実施例のレーザーダイオー
ドポンピング固体レーザーは、上述した第2実施例装置
を改良したものであり、λ/2板16とKN結晶15との間
にさらにダイクロイックミラー21が固定されている。そ
して、Nd:YAG結晶13の端面13aと、ダイクロイッ
クミラー21のミラー面21aと、屈折率分布型レンズ20の
端面20bにはそれぞれ、波長 809nm、 946.2nm、 4
73.1nmに対して下記の特性となるコーティングが施さ
れている。なおこの表中でも、HRは高反射率を、AR
は低反射率を示している。
について説明する。この第3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、上述した第2実施例装置
を改良したものであり、λ/2板16とKN結晶15との間
にさらにダイクロイックミラー21が固定されている。そ
して、Nd:YAG結晶13の端面13aと、ダイクロイッ
クミラー21のミラー面21aと、屈折率分布型レンズ20の
端面20bにはそれぞれ、波長 809nm、 946.2nm、 4
73.1nmに対して下記の特性となるコーティングが施さ
れている。なおこの表中でも、HRは高反射率を、AR
は低反射率を示している。
【0046】 つまりこの実施例においても、Nd:YAG結晶13の端
面13aと、屈折率分布型レンズ20の端面20bとによって
固体レーザーの共振器が構成されている。そしてKN結
晶15において第2高調波18は、前方(図中右方)および
後方(図中左方)に向けて発生するが、前方に向けて発
生した第2高調波18は屈折率分布型レンズ20の端面20b
で折り返され、後方に向けて発生した第2高調波18とと
もに重ね合わせてダイクロイックミラー面21aで反射さ
せ、上方に取り出されるようになっている。
面13aと、屈折率分布型レンズ20の端面20bとによって
固体レーザーの共振器が構成されている。そしてKN結
晶15において第2高調波18は、前方(図中右方)および
後方(図中左方)に向けて発生するが、前方に向けて発
生した第2高調波18は屈折率分布型レンズ20の端面20b
で折り返され、後方に向けて発生した第2高調波18とと
もに重ね合わせてダイクロイックミラー面21aで反射さ
せ、上方に取り出されるようになっている。
【0047】この構成においては、後方に向けて発生し
た第2高調波18と、前方に向けて発生した第2高調波18
の位相を一致させれば、第2実施例装置と比べて4倍の
第2高調波出力が得られる。このように各第2高調波18
の位相を一致させるためには、例えば、屈折率分布型レ
ンズ20の端面20bに施すコーティングを位相保存コーテ
ィングとすればよい。
た第2高調波18と、前方に向けて発生した第2高調波18
の位相を一致させれば、第2実施例装置と比べて4倍の
第2高調波出力が得られる。このように各第2高調波18
の位相を一致させるためには、例えば、屈折率分布型レ
ンズ20の端面20bに施すコーティングを位相保存コーテ
ィングとすればよい。
【0048】次に図9および図10を参照して、本発明の
第4実施例について説明する。この第4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、図1に示した
第1実施例装置と比べると、基本的に、λ/2板16の代
りに2枚のλ/4板25、26が用いられている点が異なる
ものである。そして、Nd:YAG結晶13の外側に配さ
れた方のλ/4板25の端面25aには、第1実施例装置の
Nd:YAG結晶端面13aに施されたものと同等のコー
ティングが施され、このλ/4板端面25aと共振器ミラ
ー14とで固体レーザーの共振器が構成されている。な
お、共振器ミラー14のミラー面14aおよび光出射端面14
bと、KN結晶15の両端面15a、15bには第1実施例と
同様のコーティングを施せばよい。
第4実施例について説明する。この第4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、図1に示した
第1実施例装置と比べると、基本的に、λ/2板16の代
りに2枚のλ/4板25、26が用いられている点が異なる
ものである。そして、Nd:YAG結晶13の外側に配さ
れた方のλ/4板25の端面25aには、第1実施例装置の
Nd:YAG結晶端面13aに施されたものと同等のコー
ティングが施され、このλ/4板端面25aと共振器ミラ
ー14とで固体レーザーの共振器が構成されている。な
お、共振器ミラー14のミラー面14aおよび光出射端面14
bと、KN結晶15の両端面15a、15bには第1実施例と
同様のコーティングを施せばよい。
【0049】上記λ/4板25、26は一軸結晶であるMg
O:LiNbO3 結晶を所定厚さにカットしてなるもの
である。これらのλ/4板25、26は、図10に示す通り、
KN結晶15によって規定される偏光方向に対する方位角
を互いに等しい45°にして配設されており、双方組み合
わされた状態で、波長 946.2nmに対して第1実施例の
λ/2板16と同等の作用を果たす。そこでこの場合も、
これらλ/4板25、26とKN結晶15とにより複屈折フィ
ルターが構成され、第1実施例と同様の作用、効果が得
られるようになる。
O:LiNbO3 結晶を所定厚さにカットしてなるもの
である。これらのλ/4板25、26は、図10に示す通り、
KN結晶15によって規定される偏光方向に対する方位角
を互いに等しい45°にして配設されており、双方組み合
わされた状態で、波長 946.2nmに対して第1実施例の
λ/2板16と同等の作用を果たす。そこでこの場合も、
これらλ/4板25、26とKN結晶15とにより複屈折フィ
ルターが構成され、第1実施例と同様の作用、効果が得
られるようになる。
【0050】またこの第4実施例においては、Nd:Y
AG結晶13を2枚のλ/4板25、26の間に配置している
ので、基本波モードがツイスト・モードとなり、そのた
め、Nd:YAG結晶13内の空間的ホール・バーニング
を除去することができ、より安定した単一縦モード発振
を実現できる。このようにしてレーザー結晶内の空間的
ホール・バーニングを除去する点に関しては、IEEE
J.Quantum Electron,vol.QE−8,p.235(19
72) に詳しい説明がなされている。
AG結晶13を2枚のλ/4板25、26の間に配置している
ので、基本波モードがツイスト・モードとなり、そのた
め、Nd:YAG結晶13内の空間的ホール・バーニング
を除去することができ、より安定した単一縦モード発振
を実現できる。このようにしてレーザー結晶内の空間的
ホール・バーニングを除去する点に関しては、IEEE
J.Quantum Electron,vol.QE−8,p.235(19
72) に詳しい説明がなされている。
【0051】なおこの場合も、KN結晶15によって規定
される偏光方向に対する2枚のλ/4板25、26の方位角
は45°に限られるものではなく、また、それらの方位角
が互いに異なる角度に設定されても構わない。
される偏光方向に対する2枚のλ/4板25、26の方位角
は45°に限られるものではなく、また、それらの方位角
が互いに異なる角度に設定されても構わない。
【0052】次に図11を参照して、本発明の第5実施例
について説明する。この第5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、図9に示した第4実施例
装置におけるNd:YAG結晶13、2枚のλ/4板25と
26、およびKN結晶15を接着して一体化したものであ
る。またKN結晶15の外側の端面には、図7に示した第
2実施例装置のものと同様の屈折率分布型レンズ20が接
着固定されている。そしてλ/4板25の端面25a、KN
結晶15の端面15aおよび屈折率分布型レンズ20の端面20
bにはそれぞれ、波長 809nm、 946.2nm、 473.1n
mに対して下記の特性となるコーティングが施されてい
る。なおこの表中でも、HRは高反射率を、ARは低反
射率を示している。
について説明する。この第5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、図9に示した第4実施例
装置におけるNd:YAG結晶13、2枚のλ/4板25と
26、およびKN結晶15を接着して一体化したものであ
る。またKN結晶15の外側の端面には、図7に示した第
2実施例装置のものと同様の屈折率分布型レンズ20が接
着固定されている。そしてλ/4板25の端面25a、KN
結晶15の端面15aおよび屈折率分布型レンズ20の端面20
bにはそれぞれ、波長 809nm、 946.2nm、 473.1n
mに対して下記の特性となるコーティングが施されてい
る。なおこの表中でも、HRは高反射率を、ARは低反
射率を示している。
【0053】 つまりこの実施例においては、λ/4板25の端面25a
と、屈折率分布型レンズ20の端面20bとによって固体レ
ーザーの共振器が構成されている。
と、屈折率分布型レンズ20の端面20bとによって固体レ
ーザーの共振器が構成されている。
【0054】以上の構成においても、基本的に第4実施
例装置と同様の作用、効果が得られ、その上、全ての光
学部品を一体化しているので、光学部品相互間の位置調
整機構が不要で、モジュール構成が簡単なためにさらに
低コスト化が達成され、また作動も安定化する、という
効果が得られる。
例装置と同様の作用、効果が得られ、その上、全ての光
学部品を一体化しているので、光学部品相互間の位置調
整機構が不要で、モジュール構成が簡単なためにさらに
低コスト化が達成され、また作動も安定化する、という
効果が得られる。
【0055】次に図12を参照して、本発明の第6実施例
について説明する。この第6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、図1に示した第1実施例
装置と比べると、基本的に、λ/2板16の代りに2枚の
λ/2板30、31が用いられている点が異なり、さらに共
振器ミラー14と対をなす別の共振器ミラー32が付加され
たものである。そして共振器ミラー32の光入射端面32a
およびミラー面32bと、Nd:YAG結晶13の両端面13
a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にはそれぞれ、波長 809nm、 946.2n
m、 473.1nmに対して下記の特性となるコーティング
が施されている。なおこの表中でも、HRは高反射率
を、ARは低反射率を示している。
について説明する。この第6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、図1に示した第1実施例
装置と比べると、基本的に、λ/2板16の代りに2枚の
λ/2板30、31が用いられている点が異なり、さらに共
振器ミラー14と対をなす別の共振器ミラー32が付加され
たものである。そして共振器ミラー32の光入射端面32a
およびミラー面32bと、Nd:YAG結晶13の両端面13
a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にはそれぞれ、波長 809nm、 946.2n
m、 473.1nmに対して下記の特性となるコーティング
が施されている。なおこの表中でも、HRは高反射率
を、ARは低反射率を示している。
【0056】 32a 32b 13a 13b 14a 14b 809nm AR AR AR − − − 946.2nm − HR AR AR HR − 473.1nm − − HR AR AR AR KN結晶15の前後に配された2枚のλ/2板30、31は、
厚さあるいは材質が互いに異なるものであり、そのよう
なλ/2板30、31とKN結晶15とにより、2組の複屈折
フィルターが構成される。このように、共振器内に2組
の複屈折フィルターを配置した固体レーザーは、1組の
複屈折フィルターを用いるものと比べて、より安定に単
一縦モード発振するようになる。
厚さあるいは材質が互いに異なるものであり、そのよう
なλ/2板30、31とKN結晶15とにより、2組の複屈折
フィルターが構成される。このように、共振器内に2組
の複屈折フィルターを配置した固体レーザーは、1組の
複屈折フィルターを用いるものと比べて、より安定に単
一縦モード発振するようになる。
【0057】次に図13を参照して、本発明の第7実施例
について説明する。この第7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、図12に示した第6実施例
装置におけるNd:YAG結晶13、2枚のλ/2板30と
31、およびKN結晶15を接着して一体化したものであ
る。また一方のλ/2板31の外側の端面と、Nd:YA
G結晶13の外側の端面にはそれぞれ、屈折率分布型レン
ズ20、33が接着固定されている。そして屈折率分布型レ
ンズ33の端面33a、KN結晶15の端面15aおよび屈折率
分布型レンズ20の端面20bにはそれぞれ、波長 809n
m、 946.2nm、 473.1nmに対して下記の特性となる
コーティングが施されている。なおこの表中でも、HR
は高反射率を、ARは低反射率を示している。
について説明する。この第7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、図12に示した第6実施例
装置におけるNd:YAG結晶13、2枚のλ/2板30と
31、およびKN結晶15を接着して一体化したものであ
る。また一方のλ/2板31の外側の端面と、Nd:YA
G結晶13の外側の端面にはそれぞれ、屈折率分布型レン
ズ20、33が接着固定されている。そして屈折率分布型レ
ンズ33の端面33a、KN結晶15の端面15aおよび屈折率
分布型レンズ20の端面20bにはそれぞれ、波長 809n
m、 946.2nm、 473.1nmに対して下記の特性となる
コーティングが施されている。なおこの表中でも、HR
は高反射率を、ARは低反射率を示している。
【0058】 つまりこの実施例においては、屈折率分布型レンズ33の
端面33aと、屈折率分布型レンズ20の端面20bとによっ
て固体レーザーの共振器が構成されている。
端面33aと、屈折率分布型レンズ20の端面20bとによっ
て固体レーザーの共振器が構成されている。
【0059】以上の構成においても、基本的に第6実施
例装置と同様の作用、効果が得られ、その上、全ての光
学部品を一体化しているので、光学部品相互間の位置調
整機構が不要で、モジュール構成が簡単なためにさらに
低コスト化が達成され、また作動も安定化する、という
効果が得られる。
例装置と同様の作用、効果が得られ、その上、全ての光
学部品を一体化しているので、光学部品相互間の位置調
整機構が不要で、モジュール構成が簡単なためにさらに
低コスト化が達成され、また作動も安定化する、という
効果が得られる。
【0060】以上説明した第1〜7実施例装置は、固体
レーザービームを波長変換する非線形光学結晶が偏光制
御素子とされたものであるが、次に、固体レーザー結晶
が偏光制御素子とされた第8実施例および第9実施例に
ついて説明する。
レーザービームを波長変換する非線形光学結晶が偏光制
御素子とされたものであるが、次に、固体レーザー結晶
が偏光制御素子とされた第8実施例および第9実施例に
ついて説明する。
【0061】図14は、本発明の第8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側面形状を示す
ものであり、また図15はその要部を示すものである。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、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YLiF4 の結晶(以下、Nd:YLF結晶と称
する)43と、このNd:YLF結晶43の前方側(図14中
右方側)に配された共振器ミラー44と、この共振器ミラ
ー44とNd:YLF結晶43との間に配されたλ/2板45
と、集光レンズ42とNd:YLF結晶43との間に配され
た共振器ミラー48とからなる。
ーダイオードポンピング固体レーザーの側面形状を示す
ものであり、また図15はその要部を示すものである。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、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YLiF4 の結晶(以下、Nd:YLF結晶と称
する)43と、このNd:YLF結晶43の前方側(図14中
右方側)に配された共振器ミラー44と、この共振器ミラ
ー44とNd:YLF結晶43との間に配されたλ/2板45
と、集光レンズ42とNd:YLF結晶43との間に配され
た共振器ミラー48とからなる。
【0062】フェーズドアレイレーザー41としては、波
長795 nmのレーザービーム40を発するものが用いられ
ている。Nd:YLF結晶43は入射したレーザービーム
40によってネオジウム原子が励起されることにより、レ
ーザービームを発する。複屈折性を有するNd:YLF
結晶43は、2つのa軸が光軸に対してそれぞれ90°、45
°の角度をなすようにアングル・カットされており、そ
のため上記レーザービームは常光線47Aと異常光線47B
とに分離される。
長795 nmのレーザービーム40を発するものが用いられ
ている。Nd:YLF結晶43は入射したレーザービーム
40によってネオジウム原子が励起されることにより、レ
ーザービームを発する。複屈折性を有するNd:YLF
結晶43は、2つのa軸が光軸に対してそれぞれ90°、45
°の角度をなすようにアングル・カットされており、そ
のため上記レーザービームは常光線47Aと異常光線47B
とに分離される。
【0063】そこで共振器ミラー44を、これら常光線47
Aと異常光線47Bの分離方向に適当に位置調整すること
により、この共振器ミラー44のミラー面44aとNd:Y
LF結晶43の端面43aとの間で常光線47Aのみを発振さ
せることができる。なおこの場合、常光線47Aの波長は
1053nm、異常光線47Bの波長は1047nmであり、共振
器ミラー48の光入射端面48aおよびミラー面48bと、N
d:YLF結晶43の端面43aおよび43bと、共振器ミラ
ー44のミラー面44aおよび光出射端面44bにはそれぞ
れ、波長795 nmおよび1053nmに対して下記の特性と
なるコーティングが施されている。なおこの表中でも、
HRは高反射率を、ARは低反射率を、Tは透過率を示
している。
Aと異常光線47Bの分離方向に適当に位置調整すること
により、この共振器ミラー44のミラー面44aとNd:Y
LF結晶43の端面43aとの間で常光線47Aのみを発振さ
せることができる。なおこの場合、常光線47Aの波長は
1053nm、異常光線47Bの波長は1047nmであり、共振
器ミラー48の光入射端面48aおよびミラー面48bと、N
d:YLF結晶43の端面43aおよび43bと、共振器ミラ
ー44のミラー面44aおよび光出射端面44bにはそれぞ
れ、波長795 nmおよび1053nmに対して下記の特性と
なるコーティングが施されている。なおこの表中でも、
HRは高反射率を、ARは低反射率を、Tは透過率を示
している。
【0064】 48a 48b 43a 43b 44a 44b 795nm AR AR AR − − − 1053nm − HR AR AR T=5% AR λ/2板45は、Nd:YLF結晶43により規定される偏
光方向に対して方位角45°の状態で共振器内に配置さ
れ、波長1053nmに対する全位相遅延量がnπ(nは整
数)となる厚さに形成されている。そこでこのλ/2板
45とNd:YLF結晶43とにより先に説明した通りの複
屈折フィルターが構成され、その作用で、共振器ミラー
44から出射するレーザービーム(常光線)47Aが単一縦
モード化される。
光方向に対して方位角45°の状態で共振器内に配置さ
れ、波長1053nmに対する全位相遅延量がnπ(nは整
数)となる厚さに形成されている。そこでこのλ/2板
45とNd:YLF結晶43とにより先に説明した通りの複
屈折フィルターが構成され、その作用で、共振器ミラー
44から出射するレーザービーム(常光線)47Aが単一縦
モード化される。
【0065】なお共振器ミラー44を位置調整することに
より、波長が1047nmの異常光線47Bのみを発振させる
ことも可能である。またこの場合も、先に述べた第2実
施例のように、Nd:YLF結晶43とλ/2板45とを接
着して一体化することができる。さらにNd:YLF結
晶43のカット・アングルは、上記以外の角度とされても
よい。
より、波長が1047nmの異常光線47Bのみを発振させる
ことも可能である。またこの場合も、先に述べた第2実
施例のように、Nd:YLF結晶43とλ/2板45とを接
着して一体化することができる。さらにNd:YLF結
晶43のカット・アングルは、上記以外の角度とされても
よい。
【0066】次に図16を参照して本発明の第9実施例に
ついて説明する。この第9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、ポンピング光としてのレー
ザービーム50を発する半導体レーザー(フェーズドアレ
イレーザー)51と、発散光である上記レーザービーム50
を集束させる集光レンズ52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YVO4 結晶
(以下、Nd:YVO4結晶と称する)53と、このN
d:YVO4 結晶53の前方側(図中右方側)に配された
共振器ミラー54と、この共振器ミラー54とNd:YVO
4 結晶53との間に配されたKTiOPO4 結晶(以下、
KTP結晶と称する)55と、集光レンズ52とNd:YV
O4 結晶53との間に配された共振器ミラー59とからな
る。
ついて説明する。この第9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、ポンピング光としてのレー
ザービーム50を発する半導体レーザー(フェーズドアレ
イレーザー)51と、発散光である上記レーザービーム50
を集束させる集光レンズ52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YVO4 結晶
(以下、Nd:YVO4結晶と称する)53と、このN
d:YVO4 結晶53の前方側(図中右方側)に配された
共振器ミラー54と、この共振器ミラー54とNd:YVO
4 結晶53との間に配されたKTiOPO4 結晶(以下、
KTP結晶と称する)55と、集光レンズ52とNd:YV
O4 結晶53との間に配された共振器ミラー59とからな
る。
【0067】フェーズドアレイレーザー51としては、波
長809 nmのレーザービーム50を発するものが用いられ
ている。Nd:YVO4 結晶53は入射したレーザービー
ム50によってネオジウム原子が励起されることによ
り、波長1064nmのレーザービームを発する。複屈
折性を有するNd:YVO4 結晶53は、2つのa軸が光
軸に対して各々90°、45°の角度をなすようにアングル
・カットされており、そのため上記レーザービームは常
光線57Aと異常光線57Bとに分離される。
長809 nmのレーザービーム50を発するものが用いられ
ている。Nd:YVO4 結晶53は入射したレーザービー
ム50によってネオジウム原子が励起されることによ
り、波長1064nmのレーザービームを発する。複屈
折性を有するNd:YVO4 結晶53は、2つのa軸が光
軸に対して各々90°、45°の角度をなすようにアングル
・カットされており、そのため上記レーザービームは常
光線57Aと異常光線57Bとに分離される。
【0068】そこで共振器ミラー54を、これら常光線57
Aと異常光線57Bの分離方向に位置調整することによ
り、この共振器ミラー54のミラー面54aとNd:YVO
4 結晶53の端面53aとの間で異常光線57Bのみを発振さ
せることができる。この異常光線57BはKTP結晶55に
入射し、非線形光学材料であるこのKTP結晶55によ
り、波長が1/2すなわち532 nmの第2高調波58に変
換される。共振器ミラー59の光入射端面59aおよびミラ
ー面59bと、Nd:YVO4 結晶53の端面53aおよび53
bと、KTP結晶55の端面55aおよび55bと、共振器ミ
ラー54のミラー面54aおよび光出射端面54bにはそれぞ
れ、波長809 nm、1064nm、および532 nmに対して
下記の特性となるコーティングが施されている。
Aと異常光線57Bの分離方向に位置調整することによ
り、この共振器ミラー54のミラー面54aとNd:YVO
4 結晶53の端面53aとの間で異常光線57Bのみを発振さ
せることができる。この異常光線57BはKTP結晶55に
入射し、非線形光学材料であるこのKTP結晶55によ
り、波長が1/2すなわち532 nmの第2高調波58に変
換される。共振器ミラー59の光入射端面59aおよびミラ
ー面59bと、Nd:YVO4 結晶53の端面53aおよび53
bと、KTP結晶55の端面55aおよび55bと、共振器ミ
ラー54のミラー面54aおよび光出射端面54bにはそれぞ
れ、波長809 nm、1064nm、および532 nmに対して
下記の特性となるコーティングが施されている。
【0069】 59a 59b 53a 53b 55a 55b 54a 54b 809nm AR AR AR − − − − − 1064nm − HR AR AR AR AR HR − 532nm − − − HR AR AR AR AR KTP結晶55は、波長1064nmの異常光線57Bに対して
タイプIIの位相整合が取られるようにカットされてい
る。またこのKTP結晶55は、波長1064nmに対する全
位相遅延量がnπ(nは整数)となる厚さに形成されて
いる。そこでこのKTP結晶55がλ/2板として作用
し、それとNd:YVO4 結晶53とにより先に説明した
通りの複屈折フィルターが構成され、その作用で異常光
線57Bが単一縦モード化され、共振器ミラー54から出射
する第2高調波58も単一縦モード化される。
タイプIIの位相整合が取られるようにカットされてい
る。またこのKTP結晶55は、波長1064nmに対する全
位相遅延量がnπ(nは整数)となる厚さに形成されて
いる。そこでこのKTP結晶55がλ/2板として作用
し、それとNd:YVO4 結晶53とにより先に説明した
通りの複屈折フィルターが構成され、その作用で異常光
線57Bが単一縦モード化され、共振器ミラー54から出射
する第2高調波58も単一縦モード化される。
【0070】なお共振器ミラー54を位置調整することに
より、常光線57Aのみを発振させることも可能である。
またこの場合も、先に述べた第2実施例のように、N
d:YVO4 結晶53とKTP結晶55とを接着して一体化
可能である。さらにNd:YVO4 結晶53のカット・ア
ングルは、上記以外の角度(20〜70°程度)とされても
よい。また固体レーザー結晶も、Nd:YVO4 結晶53
以外のNd:YLF結晶等が適宜選択使用可能である。
より、常光線57Aのみを発振させることも可能である。
またこの場合も、先に述べた第2実施例のように、N
d:YVO4 結晶53とKTP結晶55とを接着して一体化
可能である。さらにNd:YVO4 結晶53のカット・ア
ングルは、上記以外の角度(20〜70°程度)とされても
よい。また固体レーザー結晶も、Nd:YVO4 結晶53
以外のNd:YLF結晶等が適宜選択使用可能である。
【0071】以上、本発明の好ましい実施例について説
明したが、本発明において適用される非線形光学結晶お
よび固体レーザー結晶は、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、本発明において適用される非線形光学結晶お
よび固体レーザー結晶は、上に挙げたものに限られない
ことは勿論である。
【0072】偏光制御素子としても機能させる非線形光
学結晶としては、タイプIの位相整合を果たすものを用
いるのが望ましく、そのような結晶としては前述のKN
結晶の他、K3 Li2-X Nb5+X O15(KLN)、Ba
2 NaNbO15、LiIO3(LIO)、β−BaB2
O4 (BBO)、LiB3 O5 (LBO)の結晶等が挙
げられる。また、特に波長板としても機能させる非線形
光学結晶としては、タイプIIの位相整合をするものを用
いるのがより望ましく、そのような結晶としては前述の
KTP結晶の他、LiB3 O5 (LBO)、α−HIO
3 、NH4 H2PO4 (ADP)、NH4 H2 AsO4
(ADA)、KH2 PO4 (KDP)、RbH2 PO4
(RDP)、KH2 AsO4 (KDA)、RbH2 As
O4 (RDA)、CsH2 AsO4 (CDA)の結晶等
が挙げられる。
学結晶としては、タイプIの位相整合を果たすものを用
いるのが望ましく、そのような結晶としては前述のKN
結晶の他、K3 Li2-X Nb5+X O15(KLN)、Ba
2 NaNbO15、LiIO3(LIO)、β−BaB2
O4 (BBO)、LiB3 O5 (LBO)の結晶等が挙
げられる。また、特に波長板としても機能させる非線形
光学結晶としては、タイプIIの位相整合をするものを用
いるのがより望ましく、そのような結晶としては前述の
KTP結晶の他、LiB3 O5 (LBO)、α−HIO
3 、NH4 H2PO4 (ADP)、NH4 H2 AsO4
(ADA)、KH2 PO4 (KDP)、RbH2 PO4
(RDP)、KH2 AsO4 (KDA)、RbH2 As
O4 (RDA)、CsH2 AsO4 (CDA)の結晶等
が挙げられる。
【0073】一方固体レーザー結晶としては、既に挙げ
たものの他、Nd:GdLiF4 、Nd:YALO
3 (Nd:YAP)、Nd:GdVO4 、LNP、NP
P、Nd:Sr5 (VO4 )3 F(Nd:S−VA
P)、Nd:MgO:LiNbO3 等の公知のものを適
宜選択使用することができる。
たものの他、Nd:GdLiF4 、Nd:YALO
3 (Nd:YAP)、Nd:GdVO4 、LNP、NP
P、Nd:Sr5 (VO4 )3 F(Nd:S−VA
P)、Nd:MgO:LiNbO3 等の公知のものを適
宜選択使用することができる。
【0074】また本発明に用いられる波長板は、前述の
MgO:LiNbO3 結晶の他、上に記した非線形光学
結晶あるいは固体レーザー結晶、さらには水晶、方解石
(カルサイト、CaCO3 )、LiNbO3 、LiTa
O3 、TiO2 (ルチル)、MgF2 、TeO2 等、複
屈折性を有する全ての結晶を用いて形成することができ
る。また、本来複屈折性を備えない等方性結晶でも、応
力を印加する等により複屈折性を付与できる結晶なら
ば、同様に利用可能である。さらに、複屈折性を備えて
いる結晶に応力を印加する、電場をかけて電気光学効果
を利用する等の手法を用いて、複屈折および位相差を調
整することができる。
MgO:LiNbO3 結晶の他、上に記した非線形光学
結晶あるいは固体レーザー結晶、さらには水晶、方解石
(カルサイト、CaCO3 )、LiNbO3 、LiTa
O3 、TiO2 (ルチル)、MgF2 、TeO2 等、複
屈折性を有する全ての結晶を用いて形成することができ
る。また、本来複屈折性を備えない等方性結晶でも、応
力を印加する等により複屈折性を付与できる結晶なら
ば、同様に利用可能である。さらに、複屈折性を備えて
いる結晶に応力を印加する、電場をかけて電気光学効果
を利用する等の手法を用いて、複屈折および位相差を調
整することができる。
【図1】本発明の第1実施例による固体レーザーを示す
側面図
側面図
【図2】図1の固体レーザーの要部を示す斜視図
【図3】図1の固体レーザーの発振波長を説明する説明
図
図
【図4】本発明における偏光制御素子の作用を説明する
説明図
説明図
【図5】本発明における複屈折フィルターの構成を示す
概略図
概略図
【図6】本発明における複屈折フィルターの作用を説明
する説明図
する説明図
【図7】本発明の第2実施例による固体レーザーを示す
側面図
側面図
【図8】本発明の第3実施例による固体レーザーを示す
側面図
側面図
【図9】本発明の第4実施例による固体レーザーを示す
側面図
側面図
【図10】図9の固体レーザーの要部を示す斜視図
【図11】本発明の第5実施例による固体レーザーを示
す側面図
す側面図
【図12】本発明の第6実施例による固体レーザーを示
す側面図
す側面図
【図13】本発明の第7実施例による固体レーザーを示
す側面図
す側面図
【図14】本発明の第8実施例による固体レーザーを示
す側面図
す側面図
【図15】図14の固体レーザーの要部を示す斜視図
【図16】本発明の第9実施例による固体レーザーを示
す側面図
す側面図
10、40、50 レーザービーム(ポンピング光) 11、41、51 半導体レーザー 12、42、52 集光レンズ 13 Nd:YAG結晶 14、32、44、48、54、59 共振器ミラー 15 KN結晶 16、30、31、45 λ/2板 17 固体レーザービーム 17A、47A、57A 常光線 17B、47B、57B 異常光線 18、58 第2高調波 20、33 屈折率分布型レンズ 21 ダイクロイックミラー 25、26 λ/4板 43 Nd:YLF結晶 53 Nd:YVO4 結晶 55 KTP結晶
Claims (3)
- 【請求項1】 共振器内に、複屈折性を有し固体レーザ
ービームを波長変換する非線形光学結晶と、所望のレー
ザー発振波長に対する全位相遅延量がnπ(nは整数)
となる1つ以上の波長板とが配設され、これらの非線形
光学結晶および波長板により複屈折フィルターが構成さ
れていることを特徴とする固体レーザー。 - 【請求項2】 共振器内に、複屈折性を有する固体レー
ザー結晶と、所望のレーザー発振波長に対する全位相遅
延量がnπ(nは整数)となる1つ以上の波長板とが配
設され、これらの固体レーザー結晶および波長板により
複屈折フィルターが構成されていることを特徴とする固
体レーザー。 - 【請求項3】 前記波長板が、固体レーザービームを波
長変換する非線形光学結晶からなることを特徴とする請
求項2記載の固体レーザー装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23803493A JPH0794818A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 固体レーザー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23803493A JPH0794818A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 固体レーザー |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0794818A true JPH0794818A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=17024193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23803493A Withdrawn JPH0794818A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 固体レーザー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0794818A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006093627A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | National Institutes Of Natural Sciences | レーザ装置 |
JP2008536322A (ja) * | 2005-04-15 | 2008-09-04 | オキシウス ソシエテ・アノニム | 単周波数モノリシック線形レーザ・デバイス、および該デバイスを備えた装置 |
JP2009531846A (ja) * | 2006-03-31 | 2009-09-03 | オッキウス | 二つのフィルターを含むダイオード励起連続レーザー装置 |
WO2014097370A1 (ja) * | 2012-12-17 | 2014-06-26 | 三菱電機株式会社 | 導波路型レーザ装置 |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP23803493A patent/JPH0794818A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006093627A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | National Institutes Of Natural Sciences | レーザ装置 |
JP2008536322A (ja) * | 2005-04-15 | 2008-09-04 | オキシウス ソシエテ・アノニム | 単周波数モノリシック線形レーザ・デバイス、および該デバイスを備えた装置 |
JP2009531846A (ja) * | 2006-03-31 | 2009-09-03 | オッキウス | 二つのフィルターを含むダイオード励起連続レーザー装置 |
WO2014097370A1 (ja) * | 2012-12-17 | 2014-06-26 | 三菱電機株式会社 | 導波路型レーザ装置 |
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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 |