JPH09270553A - Laser device - Google Patents

Laser device

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JPH09270553A
JPH09270553A JP10383796A JP10383796A JPH09270553A JP H09270553 A JPH09270553 A JP H09270553A JP 10383796 A JP10383796 A JP 10383796A JP 10383796 A JP10383796 A JP 10383796A JP H09270553 A JPH09270553 A JP H09270553A
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JP
Japan
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laser
light
opening
excitation light
semiconductor
Prior art date
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Pending
Application number
JP10383796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazumi Ouchi
和美 大内
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Nidek Co Ltd
Original Assignee
Nidek Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the most of an exciting light from a semiconductor laser element enough to provide a laser oscillation at a high exciting efficiency by forming a reflective film on the outer side face of a solid-state laser medium, except a slit-like opening for incidence of the exciting light converged by a cylinder condenser to this opening. SOLUTION: Along the axial length of a solid-state laser medium 1 semiconductor lasers 5 are arranged to irradiate exciting lights on the side face of the medium 1 for a laser oscillation. Such laser device has a slit-like reflective film 11 covering the outside face of the medium 1, except a slit-like opening 11a extending in the axial direction to make incidence of the excited lights from the laser 5 and a cylinder lens 6 for converging the lights from the lasers 5 on its focus, thereby incidence into the laser medium 1 e.g. a Nd:YAG rod for oscillating a light at a fundamental wavelength of 1064nm.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【0001】[0001]

【0002】[0002]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザから
の励起光を固体レーザ媒質に照射してレーザ発振を行う
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 which irradiates a solid laser medium with excitation light from a semiconductor laser to perform laser oscillation.

【0003】[0003]

【0002】[0002]

【0004】[0004]

【従来の技術】従来よりNd:YAG等に代表される固
体レーザ媒質に励起光源からの励起光を照射してレーザ
光を発振させ、発振したレーザ光を加工や治療に利用す
るレーザ装置が知られている。この種のレーザ装置にお
ける励起光源としては、クリプトンやキセノン等のフラ
ッシュランプや、半導体レーザが用いられている。とく
に、半導体レーザ励起はランプ励起と比較して、長寿命
で励起効率が高く、良好な品質のビ−ムが得られ、ま
た、装置の小型化が可能である等の利点があることか
ら、近年では多くの半導体レーザ励起型の装置が提案さ
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a laser device which irradiates a solid-state laser medium represented by Nd: YAG or the like with excitation light from an excitation light source to oscillate the laser light and use the oscillated laser light for processing or treatment. Has been. As an excitation light source in this type of laser device, a flash lamp such as krypton or xenon, or a semiconductor laser is used. In particular, semiconductor laser pumping has advantages such as long life, high pumping efficiency, good beam quality, and device miniaturization, as compared with lamp pumping. In recent years, many semiconductor laser excitation type devices have been proposed.

【0005】半導体レ−ザによる励起方式には、固体レ
ーザ媒質の軸方向に沿って複数個の半導体レ−ザ素子を
並べ、固体レーザ媒質の側面から励起光を照射する側面
励起方式のものが知られている。この側面励起方式の例
としては、特開平1−205484号公報に記載された
ものがある。この装置では、固体レーザ媒質の光軸に沿
う外周を反射面で囲み、その一部に設けた開孔部から半
導体レ−ザの励起光を固体レーザ媒質内に入射させる。
入射した励起光は反射面で多重反射される。これにりエ
ネルギ効率の良い励起が行える。
The pumping method using a semiconductor laser is a side pumping method in which a plurality of semiconductor laser elements are arranged along the axial direction of the solid-state laser medium, and pumping light is emitted from the side surface of the solid-state laser medium. Are known. An example of this side surface excitation method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-205484. In this device, the outer periphery of the solid laser medium along the optical axis is surrounded by a reflecting surface, and the excitation light of the semiconductor laser is made incident into the solid laser medium through an opening provided in a part thereof.
The incident excitation light is multiply reflected by the reflecting surface. As a result, energy efficient excitation can be performed.

【0006】[0006]

【0003】[0003]

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
半導体レ−ザ素子の出射面はある程度の面積を持ち、ま
たレーザビームは発散して出射するので、特開平1−2
05484号公報のように出射した励起光を直接開孔部
を通して固体レーザ媒質内に入射させるためには、ある
程度の大きさの開孔が必要になる。開孔部が大きいと、
その分だけ反射面で反射した励起光が外部に逃げやすく
なり、反射による励起効率が低下する。
However, in general, the emitting surface of the semiconductor laser element has a certain area and the laser beam is emitted divergently.
In order to allow the emitted pumping light to directly enter the solid-state laser medium through the aperture as in Japanese Patent No. 05484, an aperture of a certain size is required. If the opening is large,
To that extent, the excitation light reflected by the reflecting surface is more likely to escape to the outside, and the excitation efficiency due to reflection is reduced.

【0008】開孔部を小さく抑えるためには、半導体レ
−ザ素子を固体レーザ媒質にできるだけ近接して配置す
れば良いが、こうすると固体レーザ媒質の軸方向では最
初の直接励起光で照射できない部分ができ、反射による
光励起によってその部分を照射したとしても放射強度は
弱くなっており、軸方向での均一な光励起を行うことが
できなくなる。
The semiconductor laser device may be arranged as close as possible to the solid-state laser medium in order to reduce the size of the aperture. However, in this case, the first direct excitation light cannot be irradiated in the axial direction of the solid-state laser medium. A part is formed, and even if the part is irradiated by photoexcitation by reflection, the radiant intensity is weak, and uniform photoexcitation in the axial direction cannot be performed.

【0009】本発明は上記従来技術の問題点を鑑み、半
導体レ−ザ素子からの励起光を十分に活用し、励起効率
の高いレーザ装置を提供することを技術課題とする。
In view of the above problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide a laser device having a high pumping efficiency by fully utilizing the pumping light from the semiconductor laser element.

【0010】[0010]

【0004】[0004]

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、以下のような構成を備えることを特徴とす
る。 (1) 固体レーザ媒質の軸方向に沿って複数個の半導
体レーザを配置し、該半導体レーザからの励起光を前記
固体レーザ媒質の側面に照射してレーザ発振を行うレー
ザ装置において、前記半導体レーザからの励起光を入射
させるための軸方向に沿ったスリット状の開口部を除き
前記固体レーザ媒質の外周側面を囲むように設けられた
反射手段と、前記半導体レーザからの励起光を前記開口
部で焦点を結ぶように集光させて前記レーザ媒質内に入
射させるシリンダレンズと、を備えることを特徴とす
る。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following arrangement. (1) A laser device in which a plurality of semiconductor lasers are arranged along an axial direction of a solid-state laser medium, and a side surface of the solid-state laser medium is irradiated with excitation light from the semiconductor lasers for laser oscillation. Reflection means provided so as to surround the outer peripheral side surface of the solid-state laser medium except for the slit-shaped opening along the axial direction for allowing the excitation light from the semiconductor laser, and the excitation light from the semiconductor laser to be provided in the opening. And a cylinder lens which condenses the light so as to focus the light and makes it enter the laser medium.

【0012】[0012]

【0005】(2) (1)のシリンダレンズは、前記
半導体レーザから発散出射される励起光をその発散角度
より大きい角度で前記開口部に集光させる位置に配置さ
れていることを特徴とする。
(2) The cylinder lens of (1) is arranged at a position where the excitation light divergently emitted from the semiconductor laser is condensed at the opening at an angle larger than its divergence angle. .

【0013】[0013]

【0006】(3) (1)のレーザ装置において、前
記半導体レーザは放射光の強度分布に基づき隣接する各
半導体レーザからの励起光の重ね合わせにより前記開口
部上での光強度が略均一になるように配置したことを特
徴とする。
(3) In the laser device of (1), the semiconductor lasers have a substantially uniform light intensity on the opening due to superposition of excitation lights from adjacent semiconductor lasers based on the intensity distribution of the emitted light. It is characterized in that it is arranged so that.

【0014】[0014]

【0007】(4) (2)または(3)のレーザ装置
における半導体レーザは、放射強度分布がガウシアン分
布となる方向を前記固体レーザ媒質の軸と平行になるよ
うに配置したことを特徴とする。
(4) The semiconductor laser in the laser device according to (2) or (3) is characterized in that it is arranged such that the direction in which the radiation intensity distribution becomes a Gaussian distribution is parallel to the axis of the solid-state laser medium. .

【0015】[0015]

【0008】(5) (1)のレーザ装置において、前
記開口部には前記半導体レーザの励起光に対する反射防
止膜を施したことを特徴とする。
(5) In the laser device of (1), the opening is provided with an antireflection film for the excitation light of the semiconductor laser.

【0016】[0016]

【0009】(6) (1)のレーザ装置において、前
記固体レーザ媒質の両端面には前記半導体レーザの励起
光を反射するとともに誘導放出される光を透過する特性
を持つコーティングを施したことを特徴とする。
(6) In the laser device of (1), a coating having a property of reflecting the excitation light of the semiconductor laser and transmitting the stimulated emission light is applied to both end faces of the solid-state laser medium. Characterize.

【0017】[0017]

【0010】[0010]

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1(a)は実施例であるレーザ装置の構成を
示す図であり、(a)はその要部側面断面図を示し、
(b)は(a)のA−A断面の拡大図を示す。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a diagram showing a configuration of a laser device according to an embodiment, and FIG. 1A is a side sectional view of a main part thereof,
(B) is an enlarged view of the AA section of (a).

【0019】1は固体レーザロッドであり、実施例では
基本波長1064nmの光を発振するNd:YAGロッ
ドを使用している。レーザロッド1の外周側面には、軸
方向に沿ったスリット状の開口部11a(実施例では、
2カ所に形成している)を除き、後述する半導体レーザ
光源5からの励起光(波長807nm付近)をロッド内
に内面反射させるミラーコーティング11が施されてい
る(図2参照)。開口部11aは、半導体レーザ光源5
からの励起光をロッド内に入射させるように、半導体レ
ーザ光源5とロッドの中心軸Lを結ぶ線上に位置させて
いる。さらに、開口部11aのその開口部分には励起光
に対する反射防止膜が施されており、レーザロッド1に
入射させる励起光の損失を抑えるようにしている。ま
た、レーザロッド1の両端面には半導体レーザによる励
起光を反射し、誘導放出される波長1064nmの光を
透過する特性を持つコーティングが施されている。
Reference numeral 1 denotes a solid-state laser rod, and in the embodiment, an Nd: YAG rod that oscillates light having a fundamental wavelength of 1064 nm is used. On the outer peripheral side surface of the laser rod 1, a slit-shaped opening 11a (in the embodiment, in the axial direction) is formed.
A mirror coating 11 that internally reflects the excitation light (wavelength near 807 nm) from a semiconductor laser light source 5 described later is formed except for the two portions (see FIG. 2). The opening 11a is provided with the semiconductor laser light source 5
It is positioned on a line connecting the semiconductor laser light source 5 and the central axis L of the rod so that the excitation light from the laser beam enters the rod. Further, an antireflection film for the excitation light is applied to the opening of the opening 11a so as to suppress the loss of the excitation light incident on the laser rod 1. Further, both ends of the laser rod 1 are provided with coatings that reflect excitation light generated by the semiconductor laser and transmit stimulated emission light having a wavelength of 1064 nm.

【0020】[0020]

【0011】3は後述する半導体レーザ光源5やシリン
ダ集光レンズ6、共振光学系等が取り付けられるハウジ
ング部であり、4は多数の放熱用フィン4aを持つ放熱
ハウジング部である。放熱ハウジング部4にはレーザロ
ッド1の側面の一部を当接させる部分円筒状の溝4bが
形成されている(図2参照)。レーザロッド1はハウジ
ング部3と放熱ハウジング部4との取付け固定により保
持される。レーザロッド1で発生した熱は、当接する溝
4bから放熱用フィン4aに伝達されて放熱され、これ
によりレーザロッド1が冷却される。
Reference numeral 3 denotes a housing portion to which a semiconductor laser light source 5, a cylinder condenser lens 6, a resonant optical system, etc., which will be described later, are attached, and 4 denotes a heat radiation housing portion having a large number of heat radiation fins 4a. The heat dissipation housing part 4 is formed with a partially cylindrical groove 4b that abuts a part of the side surface of the laser rod 1 (see FIG. 2). The laser rod 1 is held by mounting and fixing the housing part 3 and the heat radiation housing part 4. The heat generated in the laser rod 1 is transferred from the abutting groove 4b to the heat radiating fins 4a to be radiated, whereby the laser rod 1 is cooled.

【0021】5は励起用の半導体レーザ光源(以下、L
Dという)であり、Nd:YAGの光吸収スペクトルに
合うように、例えば波長807nm付近の光を出射する
ものを使用する。また、実施例のLD5は、ペルチェ素
子、温度センサ等を持ち、光放射に伴う温度の上昇を検
出して冷却を行う自己冷却型のものを使用している。L
D5はレーザロッド1と離隔し、レーザロッド1の軸L
に平行な軸線上に複数個配置されている(この配置の詳
細については後述する)。さらに、実施例では軸Lに対
して90度の2方向配列として、多方向から励起光を照
射するようにしている。このように配列を複数にするこ
とにより、ロッド長に対してLD5の数を増やすことが
できるので、全体の励起光量を上げることができる。
Reference numeral 5 denotes a semiconductor laser light source for excitation (hereinafter, L
It is referred to as “D”, and one that emits light with a wavelength near 807 nm is used so as to match the light absorption spectrum of Nd: YAG. The LD 5 of the embodiment has a Peltier element, a temperature sensor, and the like, and uses a self-cooling type that performs cooling by detecting a rise in temperature due to light emission. L
D5 is separated from the laser rod 1 and the axis L of the laser rod 1
Are arranged on an axis parallel to (the details of this arrangement will be described later). Furthermore, in the embodiment, the excitation light is irradiated from multiple directions by forming a two-direction array of 90 degrees with respect to the axis L. By thus providing a plurality of arrays, the number of LDs 5 can be increased with respect to the rod length, so that the total amount of excitation light can be increased.

【0022】[0022]

【0012】6はレーザロッド1とLD5との間に配置
されたシリンダ集光レンズである。シリンダ集光レンズ
6は、レーザロッド1と平行な母船軸を持ち、各LD5
から出射された励起光を開口部11a付近で焦点を結ぶ
ように集光させてレーザロッド1内に入射させる。さら
に、シリンダ集光レンズ6は、図3に示すように、LD
5から発散角度ψ1 で出射された励起光をその角度ψ1
よりも大きい角度ψ2で開口部11aに集光させるよう
に配置されている。これにより、LDからの励起光を直
接開口部を通してレーザロッド内に入射させる場合と比
べて開口部11aを細く取ることができ、レーザロッド
1に入射した後にミラーコーティング11で反射するた
励起光を外部に逃げにくくすることができる。また、発
散角度ψ1 に対して集光角度ψ2 を大きくしたことによ
り、励起光はレーザロッド1内で大きく広がって照射さ
れるので、直接照射の励起領域を増すことができるとと
もに、ミラーコーティング11での反射により開口部1
1aから外部に逃げる励起光を減少できる。
Reference numeral 6 denotes a cylinder condenser lens arranged between the laser rod 1 and the LD 5. The cylinder condensing lens 6 has a mother ship axis parallel to the laser rod 1, and each LD 5
The excitation light emitted from is focused so as to be focused near the opening 11 a and is made incident on the laser rod 1. Further, as shown in FIG. 3, the cylinder condenser lens 6 is an LD.
The excitation light emitted by the divergence angle [psi 1 to 5 the angle [psi 1
It is arranged so that the light is condensed at the opening 11a at an angle ψ 2 larger than that. As a result, the opening 11a can be made thinner than in the case where the excitation light from the LD is directly incident on the inside of the laser rod through the opening, and the excitation light reflected by the mirror coating 11 after entering the laser rod 1 can be emitted. It can be difficult to escape to the outside. Further, by increasing the converging angle ψ 2 with respect to the divergence angle ψ 1 , the excitation light is widely spread and irradiated in the laser rod 1, so that the excitation region of direct irradiation can be increased and the mirror coating can be performed. Opening 1 by reflection at 11
Excitation light that escapes from 1a to the outside can be reduced.

【0023】[0023]

【0013】7はレ−ザ出射と対向する側に配置された
共振用の全反射ミラーであり、レーザロッド1から放出
される基本波長1064nmの光を全反射する。8はレ
ーザロッド1の出射側に配置された出力ミラーである。
出力ミラー8は波長1064nmの光の一部を透過し、
大部分の光を反射する特性を持つ。
Reference numeral 7 is a total reflection mirror for resonance arranged on the side facing the laser emission, and totally reflects the light having a fundamental wavelength of 1064 nm emitted from the laser rod 1. Reference numeral 8 denotes an output mirror arranged on the emission side of the laser rod 1.
The output mirror 8 transmits a part of light having a wavelength of 1064 nm,
It has the property of reflecting most of the light.

【0024】ロッドハウジング3の出射側にはレーザ光
を被照射物に導くための導光光学系等が配置されるが、
導光光学系はレーザ光の利用目的により種々のものが使
用でき、本発明とは関係が薄いので、その説明は省略す
る。
On the emission side of the rod housing 3, a light guide optical system for guiding laser light to an object to be irradiated is arranged.
Various light guide optical systems can be used depending on the purpose of use of the laser light, and since the relationship with the present invention is weak, a description thereof will be omitted.

【0025】[0025]

【0014】次に、LD5のレーザロッド1の軸Lに平
行な軸線上での配置について説明する。まず、半導体レ
ーザからの放射される光強度の特性について説明する。
半導体レーザからの放射強度分布は、一般に、放射光の
軸方向によって異なる。図4(a)に示すように、半導
体レーザの水平方向(半導体レーザを構成するクラッド
層に対して水平な方向)では、放射光の大部分は発散角
約±10°の範囲内にあり、放射強度は±5°付近で最
も強く、中央部分で最大値と比較して弱い。また、図4
(b)に示すように、垂直方向(半導体レーザを構成す
るクラッド層に対して垂直な方向)では、放射光の大部
分は発散角約±30°の範囲内にあり、放射強度分布は
中央部分が最大値となるガウシアン分布である。
Next, the arrangement of the LD 5 on the axis parallel to the axis L of the laser rod 1 will be described. First, characteristics of the light intensity emitted from the semiconductor laser will be described.
The distribution of radiation intensity from a semiconductor laser generally differs depending on the axial direction of radiation light. As shown in FIG. 4A, in the horizontal direction of the semiconductor laser (the direction horizontal to the cladding layer forming the semiconductor laser), most of the emitted light is within the range of divergence angle ± 10 °, The radiant intensity is strongest in the vicinity of ± 5 °, and weaker in the central part than the maximum value. FIG.
As shown in (b), in the vertical direction (the direction perpendicular to the cladding layer constituting the semiconductor laser), most of the radiated light is within a range of a divergence angle of about ± 30 °, and the radiant intensity distribution is in the center. The portion is a Gaussian distribution with the maximum value.

【0026】[0026]

【0015】この放射強度分布の特性に基づき、レーザ
ロッド1に対する各LD4の配置は次のようにする。
Based on the characteristics of this radiation intensity distribution, the arrangement of each LD 4 with respect to the laser rod 1 is as follows.

【0027】各LD5のレーザロッド1に対する向き
は、放射強度分布がガウシアン分布となるLD5の垂直
方向(クラッド層に対して垂直な方向)がレーザロッド
1の軸Lと平行になるようにする。したがって、各LD
5から放射された中央部分の強度分布が弱い水平方向
(クラッド層に対して水平な方向)の光は、シリンダ集
光レンズ6によりミラーコーティング11の開口部11
a付近に集光されるようになる。
The orientation of each LD 5 with respect to the laser rod 1 is such that the vertical direction (direction perpendicular to the cladding layer) of the LD 5 in which the radiation intensity distribution is a Gaussian distribution is parallel to the axis L of the laser rod 1. Therefore, each LD
The light in the horizontal direction (the direction horizontal to the cladding layer), which has a weak intensity distribution in the central portion, is emitted from the cylindrical condenser lens 6 to the opening 11 of the mirror coating 11.
The light is focused near a.

【0028】[0028]

【0016】一方、強度分布がガウシアン分布となるL
D5の垂直方向(LDクラッド層に対して垂直な方向)
の光は、シリンダ集光レンズ6を通過した後も発散しな
がらレーザロッド1に向かう。レーザロッド1上では隣
接する各LD5からの放射光が重ね合わせられる。この
とき、スリット状の開口部11aでの光照射強度がほぼ
均一になるように隣接する各LDの間隔をとる。すなわ
ち、各LDからの垂直方向(LDクラッド層に対して垂
直な方向)の放射光強度はガウシアン分布をしているの
で、図5に示すように、隣接するLDから出射する光の
放射強度が最高強度の約50%となる位置CPで、励起
光同士を重なるようにする。この重ね合わせにより、放
射強度の弱い部分が互いに強め合うこととなり、開口部
11aでの光照射強度分布は点線TIで示すように放射
強度の最大値とほぼ同じ値まで強くなる。均一化された
励起光を開口部11aを通してレーザロッド1に照射す
ることによって、レーザロッド1の軸方向での光励起を
均一に行うことができ、高い励起効率が得られるように
なる。
On the other hand, the intensity distribution L becomes a Gaussian distribution.
Vertical direction of D5 (perpendicular to LD cladding layer)
The light goes to the laser rod 1 while diverging even after passing through the cylinder condenser lens 6. On the laser rod 1, the radiated lights from the adjacent LDs 5 are superimposed. At this time, the intervals between the adjacent LDs are set such that the light irradiation intensity at the slit-shaped opening 11a is substantially uniform. That is, since the emitted light intensity in the vertical direction (direction perpendicular to the LD cladding layer) from each LD has a Gaussian distribution, the emitted light intensity of the light emitted from the adjacent LDs is as shown in FIG. The excitation lights are made to overlap each other at the position CP where the maximum intensity is about 50%. By this superposition, the portions having low radiation intensity reinforce each other, and the light irradiation intensity distribution in the opening 11a is strengthened to almost the same value as the maximum value of the radiation intensity as shown by the dotted line TI. By irradiating the laser rod 1 with the uniformed excitation light through the opening 11a, it is possible to uniformly perform optical excitation in the axial direction of the laser rod 1 and obtain high excitation efficiency.

【0029】また、このようなLD5の配置により、レ
ーザロッド1の軸Lに対して垂直な方向での励起光の放
射強度分布は中央部が弱いため、開口部11aの対向す
るミラーコーティング面での反射によって開口部11a
から漏れる励起光は比較的放射強度の弱いものとなる。
Further, with such arrangement of the LD 5, the radiation intensity distribution of the excitation light in the direction perpendicular to the axis L of the laser rod 1 is weak in the central portion, so that the mirror coating surfaces of the openings 11a facing each other are opposed to each other. By the reflection of the opening 11a
Excitation light leaking from the device has a relatively low emission intensity.

【0030】[0030]

【0017】以上のような構成を持つレーザ装置につい
て、以下にその動作を説明する。
The operation of the laser device having the above structure will be described below.

【0031】図示なき電源部によりLD5へ電源を供給
する。LD5からは励起光となるレーザ光が発散出射さ
れ、シリンダ集光レンズ6を介してレーザロッド1に向
かう。レーザロッド1の軸に平行な方向の励起光は、そ
のまま発散しながら開口部11aでの光照射強度がほぼ
均一になってレーザロッド1に照射される。レーザロッ
ド1の軸Lに対して垂直な方向の励起光は、シリンダ集
光レンズ6により開口部11a付近に一旦集光されて
後、再び広がってレーザロッド1に照射される。このよ
うにレーザロッド1は、まずLD5からの直接励起光に
より励起される。レーザロッド1に吸収されずに通過し
た励起光は、さらにロッド側面に施されたミラーコーテ
ィング11で反射されレーザロッド1を再び光励起す
る。このとき開口部11aからは一部の反射励起光が漏
れるが、その量は少ないのでほとんどの励起光はレーザ
ロッド1に完全に吸収されるまで何度も反射され、レー
ザロッド1の光励起を効率良く行う。さらに、レーザロ
ッド1の両端面には励起光を反射して、誘導放出される
波長1064nmの光を透過する特性を持つコーティン
グが施してあるため、両端面から励起光が逃げることな
く、励起光は有効に活用される。
Power is supplied to the LD 5 by a power supply unit (not shown). Laser light as excitation light is divergently emitted from the LD 5 and travels toward the laser rod 1 through the cylinder condenser lens 6. Excitation light in a direction parallel to the axis of the laser rod 1 irradiates the laser rod 1 while diverging as it is, so that the light irradiation intensity at the opening 11a becomes substantially uniform. Excitation light in a direction perpendicular to the axis L of the laser rod 1 is once condensed by the cylinder condenser lens 6 in the vicinity of the opening 11a, and then spread again to irradiate the laser rod 1. Thus, the laser rod 1 is first excited by the direct excitation light from the LD 5. Excitation light that has passed without being absorbed by the laser rod 1 is further reflected by a mirror coating 11 applied to the side surface of the rod and optically excites the laser rod 1 again. At this time, a part of the reflected excitation light leaks from the opening 11a, but since the amount thereof is small, most of the excitation light is reflected many times until it is completely absorbed by the laser rod 1, and the optical excitation of the laser rod 1 is efficiently performed. Do well Further, the laser rod 1 is coated on both end faces with a property of reflecting excitation light and transmitting stimulated emission light having a wavelength of 1064 nm, so that the excitation light does not escape from both end faces. Is used effectively.

【0032】[0032]

【0018】励起光の照射により励起されたレーザロッ
ド1からは光が誘導放出される。その光のうち1064
nmの波長の光が、さらに反射ミラー7と出力ミラー8
によって共振増幅され、出力ミラー8からレーザ出射さ
れる。レーザロッド1は高効率の励起が行われるので、
大出力のレーザを得ることができる。出射されたレーザ
光は、図示なき導光光学系を介して被照射物に照射さ
れ、加工や医療等の各種の目的に対して使用される。例
えば、眼科医療では、スリットランプに導光光学系を設
け、患者眼眼底にレ−ザ光を照射して光凝固を行うこと
ができる。
Light is stimulated and emitted from the laser rod 1 excited by the irradiation of the excitation light. 1064 out of that light
The light having the wavelength of nm is further reflected by the reflection mirror 7 and the output mirror 8.
And the laser is emitted from the output mirror 8. Since the laser rod 1 is excited with high efficiency,
A high-power laser can be obtained. The emitted laser light is applied to an object to be irradiated through a light guiding optical system (not shown) and used for various purposes such as processing and medical treatment. For example, in ophthalmology, a slit lamp may be provided with a light guide optical system, and the fundus of a patient may be irradiated with laser light to perform photocoagulation.

【0033】なお、共振光学系内にKTP等の非線形結
晶を配置すると、波長1064nmの第2高調波である
波長532nmのレ−ザ光が得られるので、これを凝固
に使用することができる。あるいは共振器内にQスイッ
チを設けて、さらに高出力のジャイアントパルスレ−ザ
を得ることもできる。
When a nonlinear crystal such as KTP is arranged in the resonant optical system, laser light of wavelength 532 nm, which is the second harmonic of wavelength 1064 nm, can be obtained and can be used for solidification. Alternatively, a Q switch may be provided in the resonator to obtain a higher output giant pulse laser.

【0034】以上の実施例では、レーザロッドに対する
LD4の配列は90度の2方向配列としているが、さら
に配列の増やして多方向から励起光を照射するようにし
ても良い。
In the above embodiment, the LDs 4 are arrayed with respect to the laser rods in a two-way array of 90 degrees, but the array may be further increased to irradiate the excitation light from multiple directions.

【0035】[0035]

【0019】[0019]

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体レ−ザ素子から放射されるレ−ザ光を固体レーザ
媒質の励起光として有効に活用できるので、励起効率の
高いレーザ装置を得ることができる。
As described above, according to the present invention,
Since the laser light emitted from the semiconductor laser element can be effectively used as the excitation light for the solid-state laser medium, a laser device with high excitation efficiency can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例であるレーザ装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser device according to an embodiment.

【図2】レーザロッド1の外周側面に施されるミラーコ
ーティングと開口部、及び放熱ハウジング部を説明する
図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a mirror coating, an opening, and a heat dissipation housing portion provided on the outer peripheral surface of the laser rod 1.

【図3】シリンダ集光レンズの配置を説明する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating an arrangement of cylinder condenser lenses.

【図4】半導体レーザ光源より出射される放射強度分布
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a radiation intensity distribution emitted from a semiconductor laser light source.

【図5】励起光の重ね合わせの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of superposition of excitation lights.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 固体レーザロッド 5 半導体レーザ 6 シリンダ集光レンズ 11 ミラーコーティング 11a 開口部 1 Solid-state laser rod 5 Semiconductor laser 6 Cylinder focusing lens 11 Mirror coating 11a Opening

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体レーザ媒質の軸方向に沿って複数個
の半導体レーザを配置し、該半導体レーザからの励起光
を前記固体レーザ媒質の側面に照射してレーザ発振を行
うレーザ装置において、前記半導体レーザからの励起光
を入射させるための軸方向に沿ったスリット状の開口部
を除き前記固体レーザ媒質の外周側面を囲むように設け
られた反射手段と、前記半導体レーザからの励起光を前
記開口部で焦点を結ぶように集光させて前記レーザ媒質
内に入射させるシリンダレンズと、を備えることを特徴
とするレーザ装置。
1. A laser device in which a plurality of semiconductor lasers are arranged along an axial direction of a solid-state laser medium, and a side surface of the solid-state laser medium is irradiated with excitation light from the semiconductor lasers to perform laser oscillation. Reflecting means provided so as to surround the outer peripheral side surface of the solid-state laser medium except for a slit-shaped opening along the axial direction for allowing excitation light from the semiconductor laser to enter, and excitation light from the semiconductor laser A laser device, comprising: a cylinder lens that collects light so as to form a focus at an opening and makes it enter the laser medium.
【請求項2】 請求項1のシリンダレンズは、前記半導
体レーザから発散出射される励起光をその発散角度より
大きい角度で前記開口部に集光させる位置に配置されて
いることを特徴とするレーザ装置。
2. The laser according to claim 1, wherein the cylinder lens is arranged at a position where the excitation light divergently emitted from the semiconductor laser is condensed at the opening at an angle larger than its divergence angle. apparatus.
【請求項3】 請求項1のレーザ装置において、前記半
導体レーザは放射光の強度分布に基づき隣接する各半導
体レーザからの励起光の重ね合わせにより前記開口部上
での光強度が略均一になるように配置したことを特徴と
するレーザ装置。
3. The laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser has a substantially uniform light intensity on the opening due to superposition of excitation lights from adjacent semiconductor lasers based on an intensity distribution of emitted light. A laser device characterized by being arranged in such a manner.
【請求項4】 請求項2または3のレーザ装置における
半導体レーザは、放射強度分布がガウシアン分布となる
方向を前記固体レーザ媒質の軸と平行になるように配置
したことを特徴とするレーザ装置。
4. The laser device according to claim 2 or 3, wherein the semiconductor laser is arranged such that a direction in which a radiation intensity distribution becomes a Gaussian distribution is parallel to an axis of the solid-state laser medium.
【請求項5】 請求項1のレーザ装置において、前記開
口部には前記半導体レーザの励起光に対する反射防止膜
を施したことを特徴とするレーザ装置。
5. The laser device according to claim 1, wherein an antireflection film for the excitation light of the semiconductor laser is applied to the opening.
【請求項6】 請求項1のレーザ装置において、前記固
体レーザ媒質の両端面には前記半導体レーザの励起光を
反射するとともに誘導放出される光を透過する特性を持
つコーティングを施したことを特徴とするレーザ装置。
6. The laser device according to claim 1, wherein both end faces of the solid-state laser medium are provided with a coating having a property of reflecting excitation light of the semiconductor laser and transmitting stimulated emission light. And laser equipment.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004356421A (en) * 2003-05-29 2004-12-16 Fujikura Ltd Optical fiber laser

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