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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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 |