JPH08307017A - Laser device - Google Patents
Laser deviceInfo
- Publication number
- JPH08307017A JPH08307017A JP11291095A JP11291095A JPH08307017A JP H08307017 A JPH08307017 A JP H08307017A JP 11291095 A JP11291095 A JP 11291095A JP 11291095 A JP11291095 A JP 11291095A JP H08307017 A JPH08307017 A JP H08307017A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- array
- laser
- micro
- semiconductor laser
- collimator lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ装置に関し、特
に半導体レーザ励起型のレーザ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser device, and more particularly to a semiconductor laser excitation type laser device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、レーザ装置は、切断、溶接、穴開
け等の加工分野や、外科出術等の医療分野で利用されて
きている。2. Description of the Related Art In recent years, laser devices have been used in processing fields such as cutting, welding and drilling, and medical fields such as surgical operations.
【０００３】加工分野のレーザ装置は、最近、ＹＡＧレ
ーザの比率が高まっており、高出力、高輝度化の要求に
伴い、ランプ励起から半導体レーザ励起へ、あるいは側
面励起から端面励起へと移行してきている。In the laser field in the processing field, the ratio of YAG laser has been increasing recently, and with the demand for high output and high brightness, lamp pump has been switched to semiconductor laser pump or side pump to end face pump. ing.
【０００４】また、医療分野のレーザ装置は、病巣の除
去、痣の治療のほか、眼科手術にも利用されているが、
対象部位に応じて適切な波長を選択する必要があるた
め、例えば網膜凝固では、アルゴンレーザ、クリプトン
レーザ等の可視光レーザを利用するガスレーザ装置が使
用されている。Laser devices in the medical field are used not only for removing lesions, treating bruise, but also for ophthalmic surgery.
Since it is necessary to select an appropriate wavelength according to the target site, for example, in retinal coagulation, a gas laser device using a visible light laser such as an argon laser or a krypton laser is used.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
な加工用ＹＡＧレーザは、多モード発振しているため、
たとえ理想的なレンズ系を用いても微小スポットに集光
することが困難で、パワー密度を上げることが困難であ
る。However, since a general YAG laser for processing oscillates in multiple modes,
Even if an ideal lens system is used, it is difficult to focus on a minute spot and it is difficult to increase the power density.
【０００６】また、ガスレーザ装置は一般に大きくなる
ため、小型化には不適当である。本発明は、このような
事情に鑑みてなされたもので、小型でありながら、単位
面積当たりの出力、即ち輝度が高いレーザ装置を提供す
ることを課題とする。Further, since the gas laser device is generally large, it is not suitable for miniaturization. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a laser device that is small in size but has high output per unit area, that is, high brightness.
【０００７】[0007]
＜本発明の第１のレーザ装置＞本発明の第１のレーザ装
置は、前記課題を解決するため、半導体レーザアレイ、
レーザ共鳴器アレイ、マイクロコリメートレンズアレイ
及び集光レンズを備えて構成されている（請求項１に対
応）。<First Laser Device of the Present Invention> A first laser device of the present invention is a semiconductor laser array for solving the above problems.
The laser resonator array, the micro-collimator lens array and the condenser lens are provided (corresponding to claim 1).
【０００８】以下、各構成要素を説明する。 （半導体レーザアレイ）半導体レーザアレイには、周期
構造をなすアレイ状に配列された半導体レーザが設けら
れている。Each component will be described below. (Semiconductor Laser Array) The semiconductor laser array is provided with semiconductor lasers arranged in an array having a periodic structure.
【０００９】半導体レーザアレイは、１次元、２次元の
いずれでも良く、１次元の端面発光型の半導体レーザア
レイバーやこれを積層させたもの、あるいは予め２次元
に配列させた面発光型半導体レーザアレイ等を例示でき
る。The semiconductor laser array may be one-dimensional or two-dimensional and may be a one-dimensional edge-emitting type semiconductor laser array bar, a stack of these, or a surface-emitting type semiconductor laser arrayed in two dimensions in advance. An array etc. can be illustrated.
【００１０】（レーザ共鳴器アレイ）レーザ共鳴器アレ
イは、前記半導体レーザアレイに対向する位置に設けら
れるとともに、球面状または光学的な収差を補正可能な
非球面状の凸部が少なくとも一方の端面に周期構造をな
すように形成され、前記半導体レーザアレイにより並列
に端面励起される。(Laser Resonator Array) The laser resonator array is provided at a position facing the semiconductor laser array, and has at least one end surface having a spherical or aspherical convex portion capable of correcting optical aberration. Are formed so as to have a periodic structure, and end face excitation is performed in parallel by the semiconductor laser array.
【００１１】レーザ共鳴器アレイは、例えば、Ｎｄ、Ｔ
ｍ、Ｈｏ、Ｅｒ等をドープしたレーザ媒質からなる結
晶、ガラス等を固体レーザ媒体の基板として、表面に微
小球面アレイを形成したものを例示できる。The laser resonator array is, for example, Nd, T
As a substrate of the solid-state laser medium, for example, a crystal of a laser medium doped with m, Ho, Er or the like, glass, or the like, one having a micro spherical array formed on the surface can be exemplified.
【００１２】（マイクロコリメートレンズアレイ）マイ
クロコリメートレンズアレイは、前記レーザ共鳴器アレ
イに対向する位置に設けられるとともに、前記レーザ共
鳴器アレイで発振されたレーザ光を平行光に変換する複
数の光学要素が周期構造をなすように形成されている。(Micro-collimator lens array) The micro-collimator lens array is provided at a position facing the laser resonator array, and a plurality of optical elements for converting laser light oscillated by the laser resonator array into parallel light. Are formed so as to form a periodic structure.
【００１３】マイクロコリメートレンズアレイは、例え
ば球面レンズ・非球面レンズ、分布屈折型平板レンズ、
フレネルレンズ等をアレイ状に配置したものを例示でき
る。 （集光レンズ）集光レンズは、前記マイクロコリメート
レンズアレイに対向する位置に設けられるとともに、前
記マイクロコリメートレンズアレイから出射された平行
光群を微小点に集光する。The micro collimator lens array is, for example, a spherical lens / aspherical lens, a distributed refraction type flat plate lens,
An example is one in which Fresnel lenses and the like are arranged in an array. (Condensing Lens) The condensing lens is provided at a position facing the micro-collimator lens array and focuses the parallel light group emitted from the micro-collimator lens array to a minute point.
【００１４】＜本発明の第２のレーザ装置＞本発明の第
２のレーザ装置は、前記課題を解決するため、前記レー
ザ共鳴器アレイは、前記半導体レーザアレイに対向する
固体レーザ媒体と、前記マイクロコリメートレンズアレ
イに対向する光学部材とを備え、前記光学部材は、前記
固体レーザ媒体から発振されるレーザ光に対する非線形
光学素子であるように構成されている（請求項２に対
応）。<Second Laser Device of the Present Invention> In order to solve the above-mentioned problems, the second laser device of the present invention includes: the laser resonator array, a solid-state laser medium facing the semiconductor laser array, and An optical member facing the micro-collimator lens array is provided, and the optical member is configured to be a non-linear optical element for the laser light emitted from the solid-state laser medium (corresponding to claim 2).
【００１５】ここで固体レーザ媒体としては、例えば、
Ｎｄ：ＹＡＧ結晶やＮｄ：ＹＶＯ4結晶等を例示でき
る。また光学部材としては、ＫＴＰやＫＮ等を例示でき
る。Here, as the solid-state laser medium, for example,
Examples thereof include Nd: YAG crystal and Nd: YVO 4 crystal. Examples of the optical member include KTP and KN.
【００１６】＜本発明の第３のレーザ装置＞本発明の第
３のレーザ装置は、前記課題を解決するため、半導体レ
ーザアレイ、レーザ共鳴器アレイ、マイクロコリメート
レンズアレイ、集光レンズ及び光学部材を備えて構成さ
れている（請求項３に対応）。<Third Laser Device of the Present Invention> In order to solve the above problems, a third laser device of the present invention is a semiconductor laser array, a laser resonator array, a microcollimator lens array, a condenser lens and an optical member. Is provided (corresponding to claim 3).
【００１７】以下、各構成要素を説明する。 （半導体レーザアレイ）半導体レーザアレイには、周期
構造をなすアレイ状に配列された半導体レーザが設けら
れている。Each component will be described below. (Semiconductor Laser Array) The semiconductor laser array is provided with semiconductor lasers arranged in an array having a periodic structure.
【００１８】半導体レーザアレイは、１次元、２次元の
いずれでも良く、１次元の端面発光型の半導体レーザア
レイバーやこれを積層させたもの、あるいは予め２次元
に配列させた面発光型半導体レーザアレイ等を例示でき
る。The semiconductor laser array may be one-dimensional or two-dimensional and may be a one-dimensional edge-emitting semiconductor laser array bar, a stack of these, or a surface-emitting semiconductor laser arrayed in two dimensions beforehand. An array etc. can be illustrated.
【００１９】（レーザ共鳴器アレイ）レーザ共鳴器アレ
イは、前記半導体レーザアレイに対向する位置に設けら
れるとともに、球面状または光学的な収差を補正可能な
非球面状の凸部が少なくとも一方の端面に周期構造をな
すように形成され、前記半導体レーザアレイにより並列
に端面励起される。(Laser Resonator Array) The laser resonator array is provided at a position facing the semiconductor laser array and has a spherical or aspherical convex portion capable of correcting optical aberrations in at least one end surface. Are formed so as to have a periodic structure, and end face excitation is performed in parallel by the semiconductor laser array.
【００２０】レーザ共鳴器アレイは、例えば、Ｎｄ、Ｔ
ｍ、Ｈｏ、Ｅｒ等をドープしたレーザ媒質からなる結
晶、ガラス等を固体レーザ媒体の基板として、表面に微
小球面アレイを形成したものを例示できる。なお、固体
レーザ媒体としては、例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ4結晶 やＮ
ｄ：ＹＡＧ結晶等を例示できる。The laser resonator array is composed of, for example, Nd, T
As a substrate of the solid-state laser medium, for example, a crystal of a laser medium doped with m, Ho, Er or the like, glass, or the like, one having a micro spherical array formed on the surface can be exemplified. As the solid-state laser medium, for example, Nd: YVO 4 crystal or N
A d: YAG crystal etc. can be illustrated.
【００２１】（マイクロコリメートレンズアレイ）マイ
クロコリメートレンズアレイは、前記レーザ共鳴器アレ
イに対向する位置に設けられるとともに、前記レーザ共
鳴器アレイで発振されたレーザ光を平行光に変換する複
数の光学要素が周期構造をなすように形成されている。(Micro Collimator Lens Array) The micro collimator lens array is provided at a position facing the laser resonator array and converts a plurality of laser light oscillated by the laser resonator array into parallel light. Are formed so as to form a periodic structure.
【００２２】マイクロコリメートレンズアレイは、例え
ば球面レンズ・非球面レンズ、分布屈折型平板レンズ、
フレネルレンズ等をアレイ状に配置したものを例示でき
る。 （集光レンズ）集光レンズは、前記マイクロコリメート
レンズアレイに対向する位置に設けられるとともに、前
記マイクロコリメートレンズアレイから出射された平行
光群を微小点に集光する。The micro collimator lens array is, for example, a spherical lens / aspherical lens, a distributed refraction type flat plate lens,
An example is one in which Fresnel lenses and the like are arranged in an array. (Condensing Lens) The condensing lens is provided at a position facing the micro-collimator lens array and focuses the parallel light group emitted from the micro-collimator lens array to a minute point.
【００２３】（光学部材）光学部材は、前記レーザ共鳴
器アレイの前記マイクロコリメートレンズアレイに対向
する面に密着し、前記レーザ共鳴器アレイから発振され
るレーザ波長に対し光学的に透明でかつ高熱伝導性を有
する。(Optical Member) The optical member is in close contact with the surface of the laser resonator array facing the micro-collimator lens array, is optically transparent to the laser wavelength oscillated from the laser resonator array, and has high heat. Has conductivity.
【００２４】光学部材としては、サファイアガラス等を
例示できる。Examples of the optical member include sapphire glass.
【００２５】[0025]
【作用】本発明の第１のレーザ装置によれば、半導体レ
ーザアレイにより、固体レーザ共鳴器アレイが並列に端
面励起されて、単一モード発振するレーザ光群が得られ
る。このレーザ光群は、マイクロコリメートレンズアレ
イを通過することで平行光群となる。そして、この平行
光群は、集光レンズを通過することで微小点（スポッ
ト）に集光される。According to the first laser device of the present invention, the solid-state laser resonator array is end-pumped in parallel by the semiconductor laser array to obtain a laser light group that oscillates in a single mode. This laser light group becomes a parallel light group by passing through the micro collimator lens array. Then, this parallel light group is focused on a minute point (spot) by passing through a condenser lens.
【００２６】本発明の第２のレーザ装置によれば、光学
部材が非線形光学素子であることにより高調波変換作用
が行われ、可視光レーザや短波長レーザ等に対して、第
２高調波が発振されるようになる。例えば、固体レーザ
媒体としてＮｄ：ＹＡＧ結晶を使用するとともに、光学
部材としてＫＮを使用する場合には、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶
からの発振波長１０６４ｎｍ、９４６ｎｍに対し、それ
ぞれ５３２ｎｍ、４７３ｎｍの第２高調波が発振される
ようになる。According to the second laser device of the present invention, since the optical member is a non-linear optical element, the harmonic conversion action is performed, and the second harmonic wave is emitted to the visible light laser and the short wavelength laser. It will be oscillated. For example, when Nd: YAG crystal is used as the solid-state laser medium and KN is used as the optical member, the second harmonics of 532 nm and 473 nm are generated for the oscillation wavelengths of 1064 nm and 946 nm from the Nd: YAG crystal, respectively. It will be oscillated.
【００２７】本発明の第３のレーザ装置によれば、固体
レーザ媒体で蓄熱された熱が光学部材から放熱されるよ
うになる。例えば、固体レーザ媒体としてＮｄ：ＹＶＯ
4 結晶を使用するとともに、光学部材としてサファイア
ガラスを使用する場合には、サファイアガラスの熱伝導
率がＮｄ：ＹＶＯ4 結晶の熱伝導率よりも高いため、Ｎ
ｄ：ＹＶＯ4 結晶の蓄熱が緩和され、レーザ共鳴器アレ
イの放熱効果が高められる。According to the third laser device of the present invention, the heat accumulated in the solid laser medium is released from the optical member. For example, as a solid-state laser medium, Nd: YVO
When 4 crystals are used and sapphire glass is used as the optical member, the thermal conductivity of the sapphire glass is higher than that of the Nd: YVO 4 crystal.
The heat storage of the d: YVO 4 crystal is relaxed, and the heat dissipation effect of the laser resonator array is enhanced.
【００２８】[0028]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 《第１実施例の構成》図１は、第１実施例のレーザー装
置の構成図である。同図に示すように、第１実施例のレ
ーザ装置は、半導体レーザアレイ１０、固体レーザ共鳴
器アレイ２０、マイクロコリメートレンズアレイ３０及
び集光レンズ４０から構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. << Configuration of First Embodiment >> FIG. 1 is a configuration diagram of a laser device according to a first embodiment. As shown in the figure, the laser device of the first embodiment comprises a semiconductor laser array 10, a solid-state laser resonator array 20, a microcollimator lens array 30, and a condenser lens 40.
【００２９】以下、各構成要素を説明する。 （１）半導体レーザアレイ１０ 前記半導体レーザアレイ１０には、全長１ｃｍの半導体
レーザアレイバー上に５００μｍ間隔で配列された１８
個の半導体レーザ１１が並設されている。Each component will be described below. (1) Semiconductor Laser Array 10 In the semiconductor laser array 10, 18 are arranged at intervals of 500 μm on a semiconductor laser array bar having a total length of 1 cm.
The individual semiconductor lasers 11 are arranged in parallel.
【００３０】（２）固体レーザ共鳴器アレイ２０ 図２は、固体レーザ共鳴器アレイ２０の詳細構成図であ
る。同図に示すように、 前記固体レーザ共鳴器アレイ
２０は、前記半導体レーザアレイ１０に対向する位置に
設けられる固体レーザ媒体としてのＮｄ：ＹＶＯ4 結晶
２１、及び、前記マイクロコリメートレンズアレイ３０
に対向する位置に設けられる光学部材２３を有してい
る。(2) Solid-state Laser Resonator Array 20 FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the solid-state laser resonator array 20. As shown in the figure, the solid-state laser resonator array 20 includes an Nd: YVO 4 crystal 21 as a solid-state laser medium provided at a position facing the semiconductor laser array 10, and the micro-collimator lens array 30.
The optical member 23 is provided at a position facing the.
【００３１】前記Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶２１は、厚さが１
ｍｍであり、前記半導体レーザアレイ１０に対向する端
面に、共鳴器を構成する微小球面２２が５００μｍ間隔
で１８個配列されている。なお、この微小球面２２は、
直径１５０μｍ、曲率半径１ｍｍで形成されている。The Nd: YVO 4 crystal 21 has a thickness of 1
In the end surface facing the semiconductor laser array 10, 18 microspheres 22 forming a resonator are arranged at intervals of 500 μm. In addition, this minute spherical surface 22 is
It is formed with a diameter of 150 μm and a radius of curvature of 1 mm.
【００３２】そして、この微小球面２２にはコーティン
グ２４が施されているが、このコーティング２４は、前
記半導体レーザ１１からの出射波長８０９ｎｍに対する
反射防止コーティング（以下、ＡＲコート）と、前記Ｎ
ｄ：ＹＶＯ4 結晶２１自体からの発振波長１０６４ｎｍ
に対する高反射コーティング（以下、ＨＲコート）との
二つのコーティングで構成されている。A coating 24 is applied to the minute spherical surface 22, and the coating 24 is an antireflection coating (hereinafter, AR coating) for the emission wavelength 809 nm from the semiconductor laser 11 and the N coating.
d: oscillation wavelength 1064 nm from the YVO 4 crystal 21 itself
It is composed of two coatings, a high-reflection coating (hereinafter, referred to as HR coat).
【００３３】また、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶２１は、前記マ
イクロコリメートレンズアレイ３０に対向する端面に、
波長８０９ｎｍ及び波長１０６４ｎｍに対するＨＲコー
ティング２６が施されている。ただし、このＨＲコート
２６は、発振レーザの出力ミラーを兼ねているため、波
長１０６４ｎｍに対する反射率は９６％に調節されてい
る。The Nd: YVO 4 crystal 21 is formed on the end face facing the microcollimator lens array 30,
The HR coating 26 for wavelength 809 nm and wavelength 1064 nm is applied. However, since the HR coat 26 also serves as the output mirror of the oscillation laser, the reflectance for the wavelength of 1064 nm is adjusted to 96%.
【００３４】一方、前記光学部材２３は、厚さ３.０ ｍ
ｍのサファイアガラスでできており、前記半導体レーザ
アレイ１０に対向する端面及び前記マイクロコリメート
レンズアレイ３０に対向する端面を有しており、これら
の端面は、半導体レーザアレイ１０から出射された光軸
に対して垂直となるように設けられている。更に、それ
らの端面には、それぞれ、波長１０６４ｎｍに対するＡ
Ｒコート２７と２８が施されている。On the other hand, the optical member 23 has a thickness of 3.0 m.
m of sapphire glass, and has an end face facing the semiconductor laser array 10 and an end face facing the microcollimator lens array 30, and these end faces are the optical axes emitted from the semiconductor laser array 10. It is provided so as to be perpendicular to. Further, the end faces thereof have A for wavelength 1064 nm, respectively.
R coats 27 and 28 are applied.
【００３５】そして、前記Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶２１と前
記光学部材２３とは、ＨＲコート２６及びＡＲコート２
７との間に設けられた接着剤２５で密着固定されて一体
化している。そして、その密着固定は、前記半導体レー
ザアレイ１１と光軸調整するように行われている。The Nd: YVO 4 crystal 21 and the optical member 23 are composed of the HR coat 26 and the AR coat 2
It is tightly fixed and integrated with an adhesive 25 provided between it and the unit 7. Then, the tight fixing is performed so as to adjust the optical axis with the semiconductor laser array 11.
【００３６】（３）マイクロコリメートレンズアレイ３
０ 前記マイクロコリメートレンズアレイ３０は、厚さ０．
５ｍｍの石英ガラス基板であり、前記固体レーザ共鳴器
アレイ２０に対向する位置に設けられている。そして、
前記石英ガラス基板上には、口径４００μｍ、焦点距離
８５０μｍの非球面レンズが、フォトリソグラィとドラ
イエッチングを用いて周期５００μｍで１８個形成され
ている。(3) Micro-collimator lens array 3
The micro collimator lens array 30 has a thickness of 0.
It is a 5 mm quartz glass substrate and is provided at a position facing the solid-state laser resonator array 20. And
Eighteen aspherical lenses having a diameter of 400 μm and a focal length of 850 μm are formed on the quartz glass substrate at a cycle of 500 μm by photolithography and dry etching.
【００３７】前記非球面レンズは、前記固体レーザ共鳴
器アレイ２０で発振されたレーザ光を平行光に変換す
る。 （４）集光レンズ４０ 前記集光レンズ４０は、ＮＡが０.３ で、焦点距離が１
６ｍｍのレンズであり、前記マイクロコリメートレンズ
アレイ３０に対向する位置に設けられるとともに、前記
マイクロコリメートレンズアレイ３０から出射された平
行光群をスポット径９０μｍに集光する。The aspherical lens converts the laser light oscillated by the solid-state laser resonator array 20 into parallel light. (4) Condenser lens 40 The condenser lens 40 has an NA of 0.3 and a focal length of 1
A 6 mm lens is provided at a position facing the microcollimator lens array 30, and collects the parallel light group emitted from the microcollimator lens array 30 to a spot diameter of 90 μm.
【００３８】《第１実施例の変形》第１実施例におい
て、前記固体レーザ共鳴器アレイ２０の前記固体レーザ
媒体２１として、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶の代わりにＮｄ：
ＹＡＧ結晶を使用してもよい。<< Modification of First Embodiment >> In the first embodiment, as the solid-state laser medium 21 of the solid-state laser resonator array 20, instead of Nd: YVO 4 crystal, Nd:
YAG crystals may be used.
【００３９】《第１実施例の作用・効果》第１実施例に
よれば、半導体レーザアレイ１０が単一モードで発振す
るようにしたことと、半導体レーザアレイ１０、固体レ
ーザ共鳴器アレイ２０、マイクロコリメートレンズアレ
イ３０及び集光レンズ４０により集光光学系を構成した
ことにより、スポットサイズが微小になり、単位面積当
たりの出力が高められる。具体的には、固体レーザ共鳴
器アレイ２０の総出力が２５Ｗの時、１０６４ｎｍのレ
ーザ出力として１０Ｗが得られた。<< Operations and Effects of First Embodiment >> According to the first embodiment, the semiconductor laser array 10 is made to oscillate in a single mode, the semiconductor laser array 10, the solid-state laser resonator array 20, Since the condensing optical system is configured by the micro-collimator lens array 30 and the condensing lens 40, the spot size becomes small and the output per unit area is increased. Specifically, when the total output of the solid-state laser resonator array 20 was 25 W, 10 W was obtained as the laser output of 1064 nm.
【００４０】また、前記固体レーザ共鳴器アレイ２０で
は、前記Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶２１よりも光学部材２３の
方が熱伝導率が高いため、前記Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶２１
の放熱性が高められ、温度上昇が抑えられる。Further, in the solid-state laser resonator array 20, the Nd: for YVO 4 towards the optical member 23 than the crystals 21 has a higher thermal conductivity, the Nd: YVO 4 crystal 21
The heat dissipation of is improved and the temperature rise is suppressed.
【００４１】そして、前記固体レーザ媒体２１としてＮ
ｄ：ＹＶＯ4 結晶を使用した場合には、スポットサイズ
が１００μｍ以下となった。さらに、集光レンズ４０の
集束点に光ファイバーの入射端面を設ければ、固体レー
ザ共鳴器アレイ２０から発生した全てのレーザ光を１本
のファイバーで導くことが可能となり、対象とする物質
に大出力ビームを照射することが可能となる。Then, as the solid-state laser medium 21, N
When the d: YVO 4 crystal was used, the spot size was 100 μm or less. Further, if the incident end face of the optical fiber is provided at the converging point of the condenser lens 40, it becomes possible to guide all the laser light generated from the solid-state laser resonator array 20 by one fiber, which is large for the target substance. It becomes possible to irradiate the output beam.
【００４２】《第２実施例》第２実施例は、固体レーザ
共鳴器アレイの他は、第１の実施例と同様に構成され
る。そこで、第１実施例と同一態様の部分には、同一番
号を付して説明を省略する。<Second Embodiment> The second embodiment has the same structure as the first embodiment except for the solid-state laser resonator array. Therefore, the same numbers are given to the parts having the same modes as those of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
【００４３】図３は、第２実施例の固体レーザ共鳴器ア
レイ２００の詳細構成図である。同図に示すように、固
体レーザ共鳴器アレイ２００は、厚さ０.５ ｍｍのＮ
ｄ：ＹＡＧ結晶２０１と、光学部材として第２高調波変
換作用を有する厚さ３.０ ｍｍのＫＮｂＯ3 結晶２０２
とを備えて構成されている。そして、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶
２０１とＫＮｂＯ3 結晶２０２とは、紫外線硬化型接着
剤２０３で接着されている。FIG. 3 is a detailed block diagram of the solid-state laser resonator array 200 of the second embodiment. As shown in the figure, the solid-state laser resonator array 200 has an N-thickness of 0.5 mm.
d: YAG crystal 201 and KNbO 3 crystal 202 having a thickness of 3.0 mm and having a second harmonic conversion function as an optical member.
It is comprised including. Then, the Nd: YAG crystal 201 and the KNbO 3 crystal 202 are adhered by an ultraviolet curable adhesive 203.
【００４４】Ｎｄ：ＹＡＧ結晶２０１は、前記半導体レ
ーザ１１に対向する位置に設けられるが、その対向する
面には、光学コーティング２１１が施されている。この
光学コーティング２１１は、前記半導体レーザ１１から
の出射波長８０９ｎｍに対する反射防止コーティング
と、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶２０１自体からの発振波長９４６
ｎｍに対する高反射コーティングとを同時に満足してい
る。The Nd: YAG crystal 201 is provided at a position facing the semiconductor laser 11, and the facing surface is provided with an optical coating 211. The optical coating 211 is an antireflection coating for the emission wavelength 809 nm from the semiconductor laser 11, and the oscillation wavelength 946 from the Nd: YAG crystal 201 itself.
At the same time, it is satisfied with a highly reflective coating for nm.
【００４５】一方、ＫＮｂＯ3 結晶２０２は、前記マイ
クロコリメートレンズアレイ３０に対向する位置に設け
られるが、その対向する面には、共鳴器を構成する微小
球面２０４がアレイ状に形成されている。また、その対
向する面には、波長９４６ｎｍに対する高反射コーティ
ングと、波長４７３ｎｍに反射防止コーティングとが施
されている。On the other hand, the KNbO 3 crystal 202 is provided at a position facing the micro-collimator lens array 30, and on its facing surface, minute spherical surfaces 204 forming a resonator are formed in an array. Further, a high reflection coating for a wavelength of 946 nm and an antireflection coating for a wavelength of 473 nm are applied to the opposing surfaces.
【００４６】即ち、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶２０１で光学コー
ティング２１１が施された端面とＫＮｂＯ3 結晶２０２
の微小球面２０４とで共鳴器が構成されている。また、
Ｎｄ：ＹＡＧ結晶２０１と紫外線硬化型接着剤２０３と
の間には、波長９４６ｎｍに対する反射防止コーティン
グ２１３が施されている。That is, the end face of the Nd: YAG crystal 201 coated with the optical coating 211 and the KNbO 3 crystal 202 are used.
A resonator is constituted by the microspheres 204 and. Also,
An antireflection coating 213 for a wavelength of 946 nm is provided between the Nd: YAG crystal 201 and the ultraviolet curable adhesive 203.
【００４７】そして、ＫＮｂＯ3 結晶２０２と紫外線硬
化型接着剤２０３との間には、波長９４６ｎｍに対する
反射防止コーティング２１４が施されている。 《第２実施例の作用・効果》第２実施例によれば、第１
実施例と同様に単位面積当たりの出力が高められ、具体
的には、固体レーザ共鳴器アレイ２０の総出力が２５Ｗ
の時、短波長である４７３ｎｍのレーザ出力として２５
０ｍＷが得られた。An antireflection coating 214 for a wavelength of 946 nm is provided between the KNbO 3 crystal 202 and the ultraviolet curable adhesive 203. << Operation and Effect of Second Embodiment >> According to the second embodiment, the first
The output per unit area is increased similarly to the embodiment, and specifically, the total output of the solid-state laser resonator array 20 is 25 W.
At that time, the laser output of 473 nm, which is a short wavelength, is 25
0 mW was obtained.
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１から
第３のレーザ装置によれば、半導体レーザアレイが単一
モードで発振するようにしたことと、半導体レーザアレ
イ、レーザ共鳴器アレイ、マイクロコリメートレンズア
レイ及び集光レンズにより集光光学系を構成したことに
より、スポットサイズが微小になり、単位面積当たりの
出力が高められる。As described above, according to the first to third laser devices of the present invention, the semiconductor laser array oscillates in a single mode, and the semiconductor laser array and the laser resonator array. Since the condensing optical system is configured by the micro-collimator lens array and the condensing lens, the spot size becomes small and the output per unit area is increased.
【００４９】特に、第３のレーザ装置によれば、固体レ
ーザ媒体よりも熱伝導率の高い材料で光学部材が形成さ
れているため、固体レーザ媒体の放熱性が高められ、温
度上昇が抑えられる。In particular, according to the third laser device, since the optical member is made of a material having a higher thermal conductivity than the solid laser medium, the heat dissipation of the solid laser medium is enhanced and the temperature rise is suppressed. .
【図１】 第１実施例のレーザ装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a laser device according to a first embodiment.
【図２】 第１実施例の固体レーザ共鳴器アレイの詳細
構成図である。FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a solid-state laser resonator array according to the first embodiment.
【図３】 第２実施例の固体レーザ共鳴器アレイの詳細
構成図である。FIG. 3 is a detailed configuration diagram of a solid-state laser resonator array according to a second embodiment.
１０・・・半導体レーザアレイ ２０・・・レーザ共鳴器アレイ（固体レーザ共鳴器アレ
イ） ２１・・・固体レーザ媒体 ２２・・・凸部（微小球面） ２５・・・光学部材 ３０・・・マイクロコリメートレンズアレイ ４０・・・集光レンズDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Semiconductor laser array 20 ... Laser resonator array (solid-state laser resonator array) 21 ... Solid-state laser medium 22 ... Convex part (micro spherical surface) 25 ... Optical member 30 ... Micro Collimating lens array 40 ... Condensing lens
Claims (3)
体レーザが設けられた半導体レーザアレイと、 前記半導体レーザアレイに対向する位置に設けられると
ともに、球面状または光学的な収差を補正可能な非球面
状の凸部が少なくとも一方の端面に周期構造をなすよう
に形成され、前記半導体レーザにより並列に端面励起さ
れるレーザ共鳴器アレイと、 前記レーザ共鳴器アレイに対向する位置に設けられると
ともに、前記レーザ共鳴器アレイで発振されたレーザ光
を平行光に変換する複数の光学要素が周期構造をなすよ
うに形成されたマイクロコリメートレンズアレイと、 前記マイクロコリメートレンズアレイに対向する位置に
設けられるとともに、前記マイクロコリメートレンズア
レイから出射された平行光群を微小点に集光する集光レ
ンズとを備えたことを特徴とするレーザ装置。1. A semiconductor laser array having semiconductor lasers arranged in an array having a periodic structure, and a semiconductor laser array provided at a position facing the semiconductor laser array and capable of correcting spherical aberration or optical aberration. An aspherical convex portion is formed on at least one of the end faces so as to form a periodic structure, and a laser resonator array is end-pumped in parallel by the semiconductor laser, and is provided at a position facing the laser resonator array. A micro-collimator lens array in which a plurality of optical elements that convert the laser light oscillated by the laser resonator array into parallel light are formed in a periodic structure; and a micro-collimator lens array provided at a position facing the micro-collimator lens array. At the same time, the parallel light group emitted from the micro collimator lens array is condensed to a minute point. Laser device is characterized in that a lens.
ーザアレイに対向する固体レーザ媒体と、前記マイクロ
コリメートレンズアレイに対向する光学部材とを備え、 前記光学部材は、前記固体レーザ媒体から発振されるレ
ーザ光に対する非線形光学素子であることを特徴とする
請求項１に記載のレーザ装置。2. The laser resonator array comprises a solid-state laser medium facing the semiconductor laser array, and an optical member facing the micro-collimator lens array, wherein the optical member is oscillated from the solid-state laser medium. The laser device according to claim 1, wherein the laser device is a nonlinear optical element for laser light.
体レーザが設けられた半導体レーザアレイと、 前記半導体レーザアレイに対向する位置に設けられると
ともに、球面状または光学的な収差を補正可能な非球面
状の凸部が少なくとも一方の端面に周期構造をなすよう
に形成され、前記半導体レーザにより並列に端面励起さ
れるレーザ共鳴器アレイと、 前記レーザ共鳴器アレイに対向する位置に設けられると
ともに、前記レーザ共鳴器アレイで発振されたレーザ光
を平行光に変換する複数の光学要素が周期構造をなすよ
うに形成されたマイクロコリメートレンズアレイと、 前記マイクロコリメートレンズアレイに対向する位置に
設けられるとともに、前記マイクロコリメートレンズア
レイから出射された平行光群を微小点に集光する集光レ
ンズと、 前記レーザ共鳴器アレイの前記マイクロコリメートレン
ズアレイに対向する面に密着する光学部材とを備え、 前記光学部材は、前記レーザ共鳴器アレイから発振され
るレーザ波長に対し光学的に透明でかつ高熱伝導性を有
することを特徴とするレーザ装置。3. A semiconductor laser array provided with semiconductor lasers arranged in an array having a periodic structure, and a semiconductor laser array provided at a position facing the semiconductor laser array and capable of correcting spherical aberration or optical aberration. An aspherical convex portion is formed on at least one of the end faces so as to form a periodic structure, and a laser resonator array is end-pumped in parallel by the semiconductor laser, and is provided at a position facing the laser resonator array. A micro-collimator lens array in which a plurality of optical elements that convert the laser light oscillated by the laser resonator array into parallel light are formed in a periodic structure, and the micro-collimator lens array is provided at a position facing the micro-collimator lens array. At the same time, the parallel light group emitted from the micro collimator lens array is condensed to a minute point. And an optical member that is in close contact with the surface of the laser resonator array that faces the micro-collimator lens array, the optical member being optically transparent to the laser wavelength oscillated from the laser resonator array. A laser device having high thermal conductivity.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11291095A JPH08307017A (en) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | Laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11291095A JPH08307017A (en) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | Laser device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08307017A true JPH08307017A (en) | 1996-11-22 |
Family
ID=14598558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11291095A Pending JPH08307017A (en) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | Laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08307017A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0867991A1 (en) * | 1997-03-27 | 1998-09-30 | Mitsui Chemicals, Inc. | Semiconductor laser light source and solid-state laser apparatus |
| US6754246B2 (en) | 2001-05-07 | 2004-06-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Laser light source apparatus |
| KR100852503B1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-08-18 | 삼성전기주식회사 | Line beam generator and displaying device |
-
1995
- 1995-05-11 JP JP11291095A patent/JPH08307017A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0867991A1 (en) * | 1997-03-27 | 1998-09-30 | Mitsui Chemicals, Inc. | Semiconductor laser light source and solid-state laser apparatus |
| US6104741A (en) * | 1997-03-27 | 2000-08-15 | Mitsui Chemicals Inc. | Semiconductor laser light source and solid-state laser apparatus |
| US6754246B2 (en) | 2001-05-07 | 2004-06-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Laser light source apparatus |
| KR100852503B1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-08-18 | 삼성전기주식회사 | Line beam generator and displaying device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO1993022810A1 (en) | High-power, compact, diode-pumped, tunable laser | |
| JP2006179932A (en) | Laser amplifier with multiple laser-active media and laser resonator | |
| US6873633B2 (en) | Solid-state laser | |
| JP2004111542A (en) | Semiconductor laser device | |
| JP2629621B2 (en) | UV laser equipment | |
| US6628692B2 (en) | Solid-state laser device and solid-state laser amplifier provided therewith | |
| JP2003510821A (en) | Diode-pumped laser with frequency doubling means inside | |
| JPH08307017A (en) | Laser device | |
| JPH07112084B2 (en) | Array semiconductor laser pumped solid-state laser device | |
| RU2304332C2 (en) | Micro-laser | |
| JP2725648B2 (en) | Solid-state laser excitation method and solid-state laser device | |
| JPH10325941A (en) | Semiconductor laser beam source and solid-state laser device | |
| JP3060986B2 (en) | Semiconductor laser beam shaping optical system and semiconductor laser pumped solid-state laser device | |
| JP3197820B2 (en) | Solid-state laser device | |
| JP3060493B2 (en) | Solid state laser oscillator | |
| JPH1117268A (en) | Semiconductor laser array device | |
| KR100418885B1 (en) | Micro chip Laser | |
| JPH04158588A (en) | Semiconductor laser exciting solid laser device | |
| JPH06104516A (en) | Laser | |
| JP2673303B2 (en) | Negative branch unstable laser cavity | |
| KR100366699B1 (en) | Apparatus for generating second harmonic having internal resonance type | |
| JP2671316B2 (en) | Harmonic generation solid state laser device | |
| JPH0637368A (en) | Laser and beam expander | |
| JP3241707B2 (en) | Laser processing equipment | |
| JPH04198907A (en) | Optical fiber coupler and solid-state laser device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040427 |