JPH0895104A - レーザ共振装置 - Google Patents

レーザ共振装置

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JPH0895104A
JPH0895104A JP25628594A JP25628594A JPH0895104A JP H0895104 A JPH0895104 A JP H0895104A JP 25628594 A JP25628594 A JP 25628594A JP 25628594 A JP25628594 A JP 25628594A JP H0895104 A JPH0895104 A JP H0895104A
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JP
Japan
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crystal
laser resonator
ktp
substrate
mirror
Prior art date
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Pending
Application number
JP25628594A
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English (en)
Inventor
Noriyuki Honda
徳行 本多
Koichi Matsumoto
弘一 松本
Hiroyuki Morimoto
弘之 森本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Suzuki Motor Corp
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Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology, Suzuki Motor Corp filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
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Publication of JPH0895104A publication Critical patent/JPH0895104A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化を実現可能とする。 【構成】 レーザ共振装置20は、入力ミラー22及び
出力ミラー54が基体24上に対向して配設され、入力
ミラー22と出力ミラー54との間にNd:YVO4
晶58及びKTP結晶60が配設され、KTP結晶60
と基体24との熱交換によってKTP結晶60を所定の
温度に保つサーモモジュール62がKTP結晶60と基
体24とに挟持されて成るものである。基体24は、イ
ンバー合金から形成された四本のロッド24a,…と、
ロッド24a,…が貫通して固定された六枚の保持板2
6e,…とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ共振装置に関
し、詳しくは、レーザ光を非線形光学結晶によって高調
波に変換するためのレーザ共振装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来のこの種のレーザ共振装置
を示す構成図である。
【0003】従来のレーザ共振装置50は、入力ミラー
52及び出力ミラー54が基体56上に対向して配設さ
れ、入力ミラー52と出力ミラー54との間にNd:Y
VO4 結晶58及びKTP(KTiOPO4 )結晶60
が配設され、KTP結晶60と外気との熱交換によって
KTP結晶60を所定の温度に保つサーモモジュール6
2が設けられて成るものである。すなわち、基体56上
には断熱材63を介してKTP結晶60が固定され、K
TP結晶60の上部にはサーモモジュール62が取り付
けられ、サーモモジュール62には熱交換用のフィン6
4が取り付けられている。
【0004】また、基体56は入力ミラー52側に延設
されている。この延設された基体56上には、励起用の
レーザ光L1を発生するレーザダイオード66と、レー
ザ光L1を入力ミラー52に導入するレンズ68,70
が配設されている。さらに、レーザ媒質58とKTP結
晶60との間には基本波の偏光方向を規定するブリュー
スタ窓72が設けられている。レーザダイオード66か
ら発生するレーザ光L1の波長は、例えば808[nm] であ
る。
【0005】次に、レーザ共振装置50の動作を説明す
る。
【0006】レーザダイオード66から発生したレーザ
光L1は、レンズ68,70及び入力ミラー52を通過
して、Nd:YVO4 結晶58に照射される。これによ
り、Nd:YVO4 結晶58が励起され、入力ミラー5
2と出力ミラー54との間で基本波が発振する。この基
本波がKTP結晶60により第二高調波L2に変換さ
れ、第二高調波L2が出力ミラー54を通過してレーザ
共振装置50外へ発射される。
【0007】また、サーモモジュール62を用いてKT
P結晶60の温度を変えることにより、第二高調波L2
の周波数を400[GHz]の範囲で連続的に変えることができ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レーザ共振装置50では、KTP結晶60の温度を正確
に制御するために、サーモモジュール62にフィン64
を取り付けて熱交換量を増大させることが不可欠とな
る。フィン64は、表面積が大きいほど熱交換量が増大
するので、一定の大きさが必要である。そのため、レー
ザ共振装置50の小型化を図るに際して、フィン64の
存在が大きな障害となっていた。
【0009】フィン64を小さくしたまま熱交換量を増
大させる技術として、ファン又は循環冷却水による熱交
換が考えられる。しかし、これらの場合は、構成が複雑
となって、却って大型化を招くことになりかねない。そ
ればかりか、モータ,ポンプ,風,流水等の振動発生源
を付加することになるので、基本波及び第二高調波L2
の周波数が不安定となってしまう。
【0010】また、基体56は、ステンレス,アルミニ
ウム等から形成されている。KTP結晶60の熱が基体
56に伝わると、熱膨張により基体56が伸縮する。基
体56が伸縮するとレーザ共振装置50の長さが変化す
るため、発振周波数(基本波及び第二高調波L2)は変
動してしまう。これを避けるために、基体56とKTP
結晶60との間には断熱材63が必要となる。
【0011】このように、従来のレーザ共振装置50で
は、小型化を図ることは極めて困難な状況にあった。
【0012】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、小型化を実現
可能としたレーザ共振装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ共振
装置は、上記目的を達成するためになされたものであ
り、インバー合金によって形成された基体上に入力ミラ
ー及び出力ミラーが対向して配設され、前記入力ミラー
と前記出力ミラーとの間にレーザ媒質及び非線形光学結
晶が配設され、この非線形光学結晶と前記基体との熱交
換によって前記非線形光学結晶を所定の温度に保つ熱交
換器が前記非線形光学結晶と前記基体とに挟持されて成
るものである。
【0014】また、前記基体は、インバー合金から成る
四本のロッドで構成されているものとしてもよい。
【0015】
【作用】本発明に係るレーザ共振装置によれば、熱交換
器が非線形光学結晶から熱を奪いその熱を基体に伝え
る,又は熱交換器が基体から熱を奪いその熱を非線形光
学結晶に伝える。すなわち、基体がフィンとして作用す
る。したがって、フィンが不要となると共に、非線形光
学結晶と基体との間の断熱材も不要となる。
【0016】しかも、基体がインバー合金であるので、
基体の温度が熱交換器によって変化しても、基体はほと
んど伸縮しない。
【0017】
【実施例】図1は、本発明に係るレーザ共振装置の一実
施例を示す構成図である。以下、この図に基づき説明す
る。ただし、図5と同一部分は同一符号を付して説明を
省略する。
【0018】本実施例におけるレーザ共振装置20は、
入力ミラー22及び出力ミラー54が基体24上に対向
して配設され、入力ミラー22と出力ミラー54との間
にNd:YVO4 結晶58及びKTP結晶60が配設さ
れ、KTP結晶60と基体24との熱交換によってKT
P結晶60を所定の温度に保つサーモモジュール62が
KTP結晶60と基体24とに挟持されて成るものであ
る。入力ミラー22は、Nd:YVO4 結晶58の表面
に設けられた誘電多層膜である。
【0019】Nd:YVO4 結晶58はレーザ媒質であ
り、KTP結晶60は非線形光学結晶である。
【0020】基体24は、インバー合金から形成された
四本のロッド24a,24b,24c,24dと、ロッ
ド24a,24b,24c,24dが貫通して固定され
た六枚の保持板26e,26f,26g,26h,26
i,26jとから構成されている。保持板26e,…
は、熱伝導性に優れたアルミニウム等から形成されてい
る。保持板26eにはレンズ68、保持板26fにはレ
ンズ70、保持板26gにはNd:YVO4 結晶58、
保持板26hにはKTP結晶60及びサーモモジュール
62、保持板26iにはブリュースタ窓72、保持板2
6jには出力ミラー54が、それぞれ固設されている。
【0021】図2は、図1におけるサーモモジュール6
2の取り付け状態を示す分解斜視図である。図3は、図
1及び図2におけるサーモモジュール62を示す概略断
面図である。以下、図1乃至図3に基づき説明する。
【0022】KTP結晶60及びサーモモジュール62
は、取付板30及び保持部材32、34によって保持板
26hに取り付けられる。KTP結晶60及びゴム片3
6は、保持部材34の凹部34aに載置され、その上か
ら保持部材32で押さえられ、ねじ38a,38bによ
って保持部材34と保持部材32とに挟持される。一
方、サーモモジュール62は、取付板30の突出面30
aに載置され、その上から保持部材34で押さえられ、
ねじ40a,40bによって突出面30aと保持部材3
4とに挟持される。また、取付板30は、円板状を呈
し、中心には透孔30cが穿設され、外周には雄ねじ部
30bが形成されている。保持板26hにも取付板30
の雄ねじ部30bと螺合する雌ねじ部26haが形成さ
れている。したがって、KTP結晶60及びサーモモジ
ュール62を装着した取付板30は、雄ねじ部30bと
雌ねじ部26haとの螺合によって、保持板26hに固
定される。これにより、サーモモジュール62がKTP
結晶60と基体24とに挟持されることになる。
【0023】ゴム片36は、KTP結晶60の熱膨張に
よる伸縮を吸収するものである。ねじ40a,40b
は、断熱性に優れたプラスチック等から形成されたもの
であり、サーモモジュール62の絶縁板62d,62e
間(放熱面,冷却面間)の熱伝導を防いでいる。取付板
30及び保持部材32,34は、熱伝導性に優れたアル
ミニウム等から形成されている。
【0024】サーモモジュール62は、ペルチェ効果を
利用した熱電変換素子62aが多数並設された熱交換器
である。熱電変換素子62aは、ビスマス・テルル化物
から成るN型半導体62n及びP型半導体62pが導体
62b,62cによって接続されたものである。多数の
熱電変換素子62aは、電気的には直列に、熱的には並
列に接続されている。保持部材34側(KTP結晶60
側)の導体62bには絶縁板62d、突出面30a側
(基体24側)の導体62cには絶縁板62eがそれぞ
れ被着されている。絶縁板62d,62eは、電気絶縁
性に優れると共に熱伝導の良好な、例えばアルミナセラ
ミック等から形成されている。また、絶縁板62dの保
持部材34と接する面、及び絶縁板62eの突出面30
aと接する面には、熱伝導グリスが塗布されている。
【0025】図3において、サーモモジュール62を左
から右へ電流が流れたとすると、保持部材34(KTP
結晶60側)の熱が吸収され、その熱が突出面30a
(基体24側)へ放出される。電流の向きを逆にすれ
ば、熱伝導の向きも逆になる。
【0026】また、サーモモジュール62には、KTP
結晶60の温度を測定するための温度センサ62fと、
サーモモジュール62へ電力を供給する直流電源62g
と、温度センサ62fで測定されたKTP結晶60の温
度に基づき直流電源62gの出力を制御するコントロー
ラ62hとが付設されている。
【0027】次に、図1乃至図3に基づきレーザ共振装
置20の動作を説明する。
【0028】サーモモジュール62は、KTP結晶60
から熱を奪いその熱を基体24に伝える、又は基体24
から熱を奪いその熱をKTP結晶60に伝える。すなわ
ち、基体24がフィン64(図5)として作用する。し
たがって、フィン64が不要となると共に、KTP結晶
60と基体24との間に断熱材63(図5)が不要とな
る。また、基体24がインバー合金から成るので、基体
24の温度がサーモモジュール62の熱交換よって変化
しても、基体24はほとんど伸縮しない。
【0029】なお、ロッド24a,…は、四本に限定さ
れるものではなく、一本乃至三本又は五本以上としても
よい。
【0030】図4は、本発明に係るレーザ共振装置の他
の実施例を示す構成図である。以下、この図に基づき説
明する。ただし、図1乃至図3と同一部分は同一符号を
付して説明を省略する。
【0031】本発明に係るレーザ共振装置10は、入力
ミラー52及び出力ミラー54が基体12上に対向して
配設され、入力ミラー52と出力ミラー54との間にN
d:YVO4 結晶58及びKTP(KTiOPO4 )結
晶60が配設され、KTP結晶60と基体12との熱交
換によってKTP結晶60を所定の温度に保つサーモモ
ジュール62がKTP結晶60と基体12とに挟持され
て成るものである。基体12は、インバー合金から細長
板状に形成されたものである。インバー合金としては、
「スーパーインバー」を用いている。サーモモジュール
62は、図示しない保持具によってKTP結晶60と基
体12とに圧接されている。
【0032】なお、以上説明した二つの実施例では、レ
ーザ媒質としてNd:YVO4 結晶、非線形光学結晶と
してKTP結晶を用いている。しかし、本発明は、この
ようなものに限定されるものではなく、例えば、レーザ
媒質としてNd:Y3 Al512結晶等、非線形光学結
晶としてKDH(KH2 PO4 )結晶,BBO(β−B
aB2 4 )結晶等にも適用できる。
【0033】
【発明の効果】本発明に係るレーザ共振装置によれば、
基体上に入力ミラー,出力ミラー等を配設すると共に非
線形光学結晶と基体とで熱交換器を挟持する構成とした
ことにより、基体をフィンとして作用させることができ
る。その結果、フィンを不要にできると共に、非線形光
学結晶と基体との間の断熱材も不要にできる。したがっ
て、小型化、部品点数の削減、剛性の向上等を達成でき
る。
【0034】しかも、基体をインバー合金とすることに
より、基体の温度が熱交換器によって変化しても入力ミ
ラーと出力ミラーとの距離等には影響を及ぼさないの
で、出力されるレーザ光の周波数をより安定化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレーザ共振装置の一実施例を示す
構成図である。
【図2】図1におけるサーモモジュールの取り付け状態
を示す分解斜視図である。
【図3】図1におけるサーモモジュールを示す断面図で
ある。
【図4】本発明に係るレーザ共振装置の他の実施例を示
す構成図である。
【図5】従来のレーザ共振装置を示す構成図である。
【符号の説明】
10,20 レーザ共振装置 12,24 基体 22,52 入力ミラー 54 出力ミラー 58 Nd:YVO4 結晶(レーザ媒質) 60 KTP結晶(非線形光学結晶) 62 サーモモジュール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 弘一 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業技 術院 計量研究所内 (72)発明者 森本 弘之 神奈川県横浜市緑区桜並木2番1号 スズ キ株式会社技術研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インバー合金によりロッド状に形成され
    た基体上に入力ミラー及び出力ミラーが対向して配設さ
    れ、前記入力ミラーと前記出力ミラーとの間にレーザ媒
    質及び非線形光学結晶が配設され、この非線形光学結晶
    と前記基体との熱交換によって前記非線形光学結晶を所
    定の温度に保つ熱交換器が前記非線形光学結晶と前記基
    体とに挟持されて成ることを特徴とするレーザ共振装
    置。
  2. 【請求項2】 前記基体は、インバー合金から成る四本
    のロッドで構成されていることを特徴とする請求項1記
    載のレーザ共振装置。
JP25628594A 1994-09-26 1994-09-26 レーザ共振装置 Pending JPH0895104A (ja)

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JP25628594A JPH0895104A (ja) 1994-09-26 1994-09-26 レーザ共振装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001079929A1 (fr) * 2000-04-19 2001-10-25 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Convertisseur de longueur d'onde de laser
JP2003124553A (ja) * 2001-10-12 2003-04-25 Topcon Corp レーザ発振装置
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WO2022130146A1 (en) 2020-12-14 2022-06-23 Litilit, Uab Method and device for homogenizing the temperature of a laser base plate

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Effective date: 20031007