JPH09275236A - レーザ装置およびレーザ応用装置 - Google Patents
レーザ装置およびレーザ応用装置Info
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- JPH09275236A JPH09275236A JP8082785A JP8278596A JPH09275236A JP H09275236 A JPH09275236 A JP H09275236A JP 8082785 A JP8082785 A JP 8082785A JP 8278596 A JP8278596 A JP 8278596A JP H09275236 A JPH09275236 A JP H09275236A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長可変レーザ結晶を用いたレーザ装置にお
いて、新たな損失を発生することなくレーザ出力を安定
化する手段を得ることを目的とする。 【解決手段】 フッ化物を含有する波長可変レーザ結晶
と前記レーザ結晶からの発光の波長を制御する光学部品
とを含む共振器構造と、前記レーザ結晶を励起するため
の手段と、前記光学部品からの反射光をサンプル光とし
て検出する手段と、前記サンプル光を基に前記共振器構
造からのレーザビームの出力を安定化する手段とからな
るレーザ装置とする。
いて、新たな損失を発生することなくレーザ出力を安定
化する手段を得ることを目的とする。 【解決手段】 フッ化物を含有する波長可変レーザ結晶
と前記レーザ結晶からの発光の波長を制御する光学部品
とを含む共振器構造と、前記レーザ結晶を励起するため
の手段と、前記光学部品からの反射光をサンプル光とし
て検出する手段と、前記サンプル光を基に前記共振器構
造からのレーザビームの出力を安定化する手段とからな
るレーザ装置とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光エレクトロニクス
分野、特にレーザプリンタ装置、光造形装置、光記録装
置及びパーティクルカウンター装置等に用いられるレー
ザ装置に関する。
分野、特にレーザプリンタ装置、光造形装置、光記録装
置及びパーティクルカウンター装置等に用いられるレー
ザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高度情報化時代の進展に伴い、光ディス
ク装置やレーザプリンタ装置などのコンピュータ周辺レ
ーザ応用装置において記録密度向上や高速印刷の要求を
満足するため、短波長化への要求が高まっている。しか
し製品化レベルで要求の高い青色領域を満足する光源と
してはＨｅ−Ｃｄ（ヘリウムーカドミウム）レーザ装置
やＡｒ（アルゴン）レーザ装置などのガスレーザ装置し
かなく、大型で消費電力が大きく、さらにプラズマチュ
ーブのガスが劣化することにより寿命が短いという問題
点があり、実用化は進んでいない。またレーザ装置が大
型であることで、レーザ装置を光源として内蔵するレー
ザ応用装置は少なくともレーザ装置以上の大きさを有す
る必要があり大型となり、デスクトップサイズが主流の
オフィス環境および住宅環境に適応できない問題があっ
た。さらにレーザ装置の投入電力からレーザ光への変換
効率が小さく、消費電力の多くは熱となり、そのため冷
却手段を必要とし、レーザ応用装置のサイズがさらに大
きくなる問題があった。またこの冷却手段の振動による
光学系のズレがレーザ応用装置の信頼性を劣化させる等
の問題もあった。
ク装置やレーザプリンタ装置などのコンピュータ周辺レ
ーザ応用装置において記録密度向上や高速印刷の要求を
満足するため、短波長化への要求が高まっている。しか
し製品化レベルで要求の高い青色領域を満足する光源と
してはＨｅ−Ｃｄ（ヘリウムーカドミウム）レーザ装置
やＡｒ（アルゴン）レーザ装置などのガスレーザ装置し
かなく、大型で消費電力が大きく、さらにプラズマチュ
ーブのガスが劣化することにより寿命が短いという問題
点があり、実用化は進んでいない。またレーザ装置が大
型であることで、レーザ装置を光源として内蔵するレー
ザ応用装置は少なくともレーザ装置以上の大きさを有す
る必要があり大型となり、デスクトップサイズが主流の
オフィス環境および住宅環境に適応できない問題があっ
た。さらにレーザ装置の投入電力からレーザ光への変換
効率が小さく、消費電力の多くは熱となり、そのため冷
却手段を必要とし、レーザ応用装置のサイズがさらに大
きくなる問題があった。またこの冷却手段の振動による
光学系のズレがレーザ応用装置の信頼性を劣化させる等
の問題もあった。
【０００３】これに対し８００〜９００ｎｍ帯の波長領
域で発振可能なレーザ結晶であるTi:Al2O3（チタン添加
のサファイア；Ｔｉ−Ｓａｐ．）結晶や、フッ化物を含
有するレーザ結晶であるCr:LiSrAlF6結晶（以下単に
「ＬｉＳＡＦ結晶」といい、ＬｉＳＡＦ結晶を用いたレ
ーザ装置を「ＬｉＳＡＦレーザ」という）により生じる
第１のレーザビームを用いた波長変換方式の一つである
内部共振器型ＳＨＧ(Second Harmonic Generation)方式
が提案された（前者；エル.エス.ウー、 エイチ. ルーサ゛ー、ヒ゜ー. ク゛ンタ
ー「KNbO3結晶を用いたTi:Al2O3レーザの高効率内部共振
器型周波数逓倍」応用物 理通信56巻22号2163頁(1990
年)、L.S. Wu, H. Looser,and P. Gunter,"High-effcie
ncy intracavity frequency doubuling of Ti:Al2O3las
ers withKNbO3 crystals",Appl.Phys.Lett.,Vol.56,No.
22,p.2163(1990)、および米国特許第5034949号、後者；
エフ. ハ゛レンホ゛ワ、 ヒ゜ー. シ゛ョルシ゛ュ、 エフ.エス. アラン,「Ｃｒ添加の
LiSrAlF6レーザの内部共振器型周波数逓倍による波長可
変青色光源」応用物理通信61巻20号2381頁(1992年)、F.
Balembois, P. Georges, F. Salin, G. Roger,and A.B
run,"Tunable blue lightsource by intracavity frequ
ency doublingof a Cr-dope LiSrAlF6 laser",Appl.Phy
s.Lett.,Vol.61,No.20,p2381(1992)）。しかし、両方式
の励起光源は、前者がＱスイッチＹＡＧのＳＨＧレーザ
（波長；５３２ｎｍ）、後者がＫｒレーザ（波長；６４
７、６７６ｎｍ）であり、サイズと消費電力が大きく短
寿命のため前述のガスレーザ装置を大きく改善するもの
ではなかった。また、両方式において出力はパルスであ
り、連続波でないため、実用上問題があった。
域で発振可能なレーザ結晶であるTi:Al2O3（チタン添加
のサファイア；Ｔｉ−Ｓａｐ．）結晶や、フッ化物を含
有するレーザ結晶であるCr:LiSrAlF6結晶（以下単に
「ＬｉＳＡＦ結晶」といい、ＬｉＳＡＦ結晶を用いたレ
ーザ装置を「ＬｉＳＡＦレーザ」という）により生じる
第１のレーザビームを用いた波長変換方式の一つである
内部共振器型ＳＨＧ(Second Harmonic Generation)方式
が提案された（前者；エル.エス.ウー、 エイチ. ルーサ゛ー、ヒ゜ー. ク゛ンタ
ー「KNbO3結晶を用いたTi:Al2O3レーザの高効率内部共振
器型周波数逓倍」応用物 理通信56巻22号2163頁(1990
年)、L.S. Wu, H. Looser,and P. Gunter,"High-effcie
ncy intracavity frequency doubuling of Ti:Al2O3las
ers withKNbO3 crystals",Appl.Phys.Lett.,Vol.56,No.
22,p.2163(1990)、および米国特許第5034949号、後者；
エフ. ハ゛レンホ゛ワ、 ヒ゜ー. シ゛ョルシ゛ュ、 エフ.エス. アラン,「Ｃｒ添加の
LiSrAlF6レーザの内部共振器型周波数逓倍による波長可
変青色光源」応用物理通信61巻20号2381頁(1992年)、F.
Balembois, P. Georges, F. Salin, G. Roger,and A.B
run,"Tunable blue lightsource by intracavity frequ
ency doublingof a Cr-dope LiSrAlF6 laser",Appl.Phy
s.Lett.,Vol.61,No.20,p2381(1992)）。しかし、両方式
の励起光源は、前者がＱスイッチＹＡＧのＳＨＧレーザ
（波長；５３２ｎｍ）、後者がＫｒレーザ（波長；６４
７、６７６ｎｍ）であり、サイズと消費電力が大きく短
寿命のため前述のガスレーザ装置を大きく改善するもの
ではなかった。また、両方式において出力はパルスであ
り、連続波でないため、実用上問題があった。
【０００４】これに対し、ＬｉＳＡＦ結晶については波
長６７０ｎｍの赤色半導体レーザによる励起が可能であ
ることが既に開示されている（アール. スケッフ゜ス、 シ゛ェイ.エフ.メ
イヤース゛、 エイチ.ヒ゛ー. セラース゛、 エイ. ローセ゛ンハ゛ーク゛、 アール.シー. モリ
ス、 エム. ロンク゛「半導体レーザ励起Cr:LiSrAlF6レーザ」光
学通信16巻11号820頁(1991年)、R. Scheps, J.F. Myer
s, H.B. Serreze, A. Rosenberg, R.C. Morris, and M.
Long,"Diode-pumped Cr:LiSrAlF6 laser",Opt.Lett.,V
ol.16,No.11,p820(1991)）。前述のＬｉＳＡＦレーザと
Ｔｉ−Ｓａｐ．レーザのうちフッ化物含有のレーザ結晶
であるＬｉＳＡＦ結晶を用いたレーザは半導体レーザ励
起が可能であり、従来のガスレーザのサイズ、消費電力
および寿命の問題を、半導体レーザ励起ＬｉＳＡＦレー
ザの波長変換方式の一つであるＳＨＧレーザで大きく改
善できる可能性があることが予想される。
長６７０ｎｍの赤色半導体レーザによる励起が可能であ
ることが既に開示されている（アール. スケッフ゜ス、 シ゛ェイ.エフ.メ
イヤース゛、 エイチ.ヒ゛ー. セラース゛、 エイ. ローセ゛ンハ゛ーク゛、 アール.シー. モリ
ス、 エム. ロンク゛「半導体レーザ励起Cr:LiSrAlF6レーザ」光
学通信16巻11号820頁(1991年)、R. Scheps, J.F. Myer
s, H.B. Serreze, A. Rosenberg, R.C. Morris, and M.
Long,"Diode-pumped Cr:LiSrAlF6 laser",Opt.Lett.,V
ol.16,No.11,p820(1991)）。前述のＬｉＳＡＦレーザと
Ｔｉ−Ｓａｐ．レーザのうちフッ化物含有のレーザ結晶
であるＬｉＳＡＦ結晶を用いたレーザは半導体レーザ励
起が可能であり、従来のガスレーザのサイズ、消費電力
および寿命の問題を、半導体レーザ励起ＬｉＳＡＦレー
ザの波長変換方式の一つであるＳＨＧレーザで大きく改
善できる可能性があることが予想される。
【０００５】本発明者らは、半導体励起波長可変固体レ
ーザ結晶としてＬｉＳＡＦ結晶を用い、ＬｉＳＡＦ結晶
から発生するレーザの波長を例えば複屈折結晶を波長制
御素子として用い制御することにより、ＳＨＧ変換効率
を向上させた第二高調波発生装置を開発している。
ーザ結晶としてＬｉＳＡＦ結晶を用い、ＬｉＳＡＦ結晶
から発生するレーザの波長を例えば複屈折結晶を波長制
御素子として用い制御することにより、ＳＨＧ変換効率
を向上させた第二高調波発生装置を開発している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
レーザ励起ＬｉＳＡＦレーザまたはＬｉＳＡＦ結晶を用
いたＳＨＧ等の波長変換レーザの出力が安定しないとい
う問題があった。一般に固体レーザ出力の変動要因とし
ては、短時間的にはレーザ共振器を構成する光学部品の
相対的振動、レーザ結晶内の温度分布の揺らぎ、励起光
つまり固体レーザ出力の変動、レーザ出力の縦モード間
の競合および緩和発振、温度変化に伴う光学部品の実効
光路長変動等があり、長時間的には、励起光源の劣下に
伴う励起光出力の低下、ミラーの劣下、光学部品の反射
防止膜の劣下などが考えられる。また、ＳＨＧ等の波長
変換レーザの場合はＳＨＧ結晶である非線形光学結晶の
温度変動に伴う位相整合波長の変動が考えられる。
レーザ励起ＬｉＳＡＦレーザまたはＬｉＳＡＦ結晶を用
いたＳＨＧ等の波長変換レーザの出力が安定しないとい
う問題があった。一般に固体レーザ出力の変動要因とし
ては、短時間的にはレーザ共振器を構成する光学部品の
相対的振動、レーザ結晶内の温度分布の揺らぎ、励起光
つまり固体レーザ出力の変動、レーザ出力の縦モード間
の競合および緩和発振、温度変化に伴う光学部品の実効
光路長変動等があり、長時間的には、励起光源の劣下に
伴う励起光出力の低下、ミラーの劣下、光学部品の反射
防止膜の劣下などが考えられる。また、ＳＨＧ等の波長
変換レーザの場合はＳＨＧ結晶である非線形光学結晶の
温度変動に伴う位相整合波長の変動が考えられる。
【０００７】これらの変動要因のうち、レーザ出力の縦
モード間の結合および緩和発振はＬｉＳＡＦレーザおよ
びＬｉＳＡＦレーザを用いたＳＨＧ等の波長変換レーザ
出力の主たる変動要因の一つとなる。すなわちＬｉＳＡ
Ｆレーザはゲインのバンド幅が７８０〜１０００ｎｍの
間つまり幅２２０ｎｍと非常に広いため、制御機構を有
さない場合は１０ｎｍ程度の広帯域の縦マルチモードで
発振する（青島紳一郎、伊藤晴康、大林寧、平野伊助
「Ｃｒ：ＬｉＳＡＦレーザ」、光・量子デバイス研究会
資料、OQD-92-13(1992)）。したがって各縦モード間で
モード競合が発生し、出力雑音を生じる。モード競合雑
音を低減する手段の一つとして、波長制御機能を有する
光学部品を用い縦モードをシングル化する手段がある。
モード間の結合および緩和発振はＬｉＳＡＦレーザおよ
びＬｉＳＡＦレーザを用いたＳＨＧ等の波長変換レーザ
出力の主たる変動要因の一つとなる。すなわちＬｉＳＡ
Ｆレーザはゲインのバンド幅が７８０〜１０００ｎｍの
間つまり幅２２０ｎｍと非常に広いため、制御機構を有
さない場合は１０ｎｍ程度の広帯域の縦マルチモードで
発振する（青島紳一郎、伊藤晴康、大林寧、平野伊助
「Ｃｒ：ＬｉＳＡＦレーザ」、光・量子デバイス研究会
資料、OQD-92-13(1992)）。したがって各縦モード間で
モード競合が発生し、出力雑音を生じる。モード競合雑
音を低減する手段の一つとして、波長制御機能を有する
光学部品を用い縦モードをシングル化する手段がある。
【０００８】図７はＬｉＳＡＦレーザにおける縦モード
のバンド幅とＬｉＳＡＦレーザの発振ビームのパワーの
関係を測定する手段を説明するための図である。波長制
御素子には水晶からなる複屈折フィルタ２３を用いた。
一般に複屈折フィルタ２３の透過率の波長依存性はフィ
ルタの厚さに依存して変化し、厚さが厚いほど透過率の
ピークは急峻となる。また、複数の複屈折フィルタ２３
を重ねた場合は透過率は各々の透過率の積となる。複屈
折フィルタの厚さは各々０．５，１．０，１．５ｍｍと
した。共振器２０はＬｉＳＡＦ結晶２１の端面の入射側
ミラー２４と凹面ミラーである出力ミラー２５との間に
形成し、励起用の半導体レーザ１１からの励起光は集光
光学系１２を通り、共振器２０と同一の光軸からＬｉＳ
ＡＦ結晶２１中に集光されている。凹面ミラーである出
力ミラー２５の曲率は１５ｃｍ、共振器長は曲率半径よ
り僅かに短くほぼ半球型の位置関係にある。半導体レー
ザ１１からの励起光により、ＬｉＳＡＦ結晶２１から発
光され、共振器２０で発振された第１のレーザビーム３
２はハーフミラー２６により分離され、出力と波長を同
時に測定する実験構成とした。測定は複屈折フィルタ２
３の組合せを変えて行った。表１は複屈折フィルタの組
合せを変えた場合のＬｉＳＡＦレーザにおける縦モード
のバンド幅と第１のレーザビームのパワーの関係を測定
結果を説明するための表である。
のバンド幅とＬｉＳＡＦレーザの発振ビームのパワーの
関係を測定する手段を説明するための図である。波長制
御素子には水晶からなる複屈折フィルタ２３を用いた。
一般に複屈折フィルタ２３の透過率の波長依存性はフィ
ルタの厚さに依存して変化し、厚さが厚いほど透過率の
ピークは急峻となる。また、複数の複屈折フィルタ２３
を重ねた場合は透過率は各々の透過率の積となる。複屈
折フィルタの厚さは各々０．５，１．０，１．５ｍｍと
した。共振器２０はＬｉＳＡＦ結晶２１の端面の入射側
ミラー２４と凹面ミラーである出力ミラー２５との間に
形成し、励起用の半導体レーザ１１からの励起光は集光
光学系１２を通り、共振器２０と同一の光軸からＬｉＳ
ＡＦ結晶２１中に集光されている。凹面ミラーである出
力ミラー２５の曲率は１５ｃｍ、共振器長は曲率半径よ
り僅かに短くほぼ半球型の位置関係にある。半導体レー
ザ１１からの励起光により、ＬｉＳＡＦ結晶２１から発
光され、共振器２０で発振された第１のレーザビーム３
２はハーフミラー２６により分離され、出力と波長を同
時に測定する実験構成とした。測定は複屈折フィルタ２
３の組合せを変えて行った。表１は複屈折フィルタの組
合せを変えた場合のＬｉＳＡＦレーザにおける縦モード
のバンド幅と第１のレーザビームのパワーの関係を測定
結果を説明するための表である。
【０００９】
【表１】
【００１０】表１より複屈折フィルタを用いない場合の
バンド幅が約４ｎｍに対し、複屈折フィルタを３枚組み
合わせることで０．２ｎｍまでの狭帯域化が実現でき
た。しかし第１のレーザビームのパワーは１／１０程度
まで低下した。前述の縦シングルモード化を実現するた
めにはさらに多くの波長制御素子を組み合わせる必要が
あり、第１のレーザビームのパワーの更なる低下が予想
される。すなわち出力に限界のある半導体レーザを用い
る場合、縦シングルモード化は実質的に困難であると考
えられる。また、ＬｉＳＡＦレーザのＳＨＧを含む波長
変換レーザでは、用いられる非線形光学結晶の変換効率
が波長依存性を有しているため第１のレーザビームのモ
ード競合雑音の影響はさらに拡大されることとなる。
バンド幅が約４ｎｍに対し、複屈折フィルタを３枚組み
合わせることで０．２ｎｍまでの狭帯域化が実現でき
た。しかし第１のレーザビームのパワーは１／１０程度
まで低下した。前述の縦シングルモード化を実現するた
めにはさらに多くの波長制御素子を組み合わせる必要が
あり、第１のレーザビームのパワーの更なる低下が予想
される。すなわち出力に限界のある半導体レーザを用い
る場合、縦シングルモード化は実質的に困難であると考
えられる。また、ＬｉＳＡＦレーザのＳＨＧを含む波長
変換レーザでは、用いられる非線形光学結晶の変換効率
が波長依存性を有しているため第１のレーザビームのモ
ード競合雑音の影響はさらに拡大されることとなる。
【００１１】前述の他の変動要因のうち積極的に制御可
能な要素として、励起光の入力、レーザ結晶の温度が挙
げられる。また、ＳＨＧ等の波長変換レーザの場合は非
線形光学結晶において位相整合波長が温度依存性を持つ
ため、非線形光学結晶の温度が制御可能な要素として追
加される。前記制御可能な要素に対し、従来例えば図７
に示すようなレーザ出力からハーフミラー等で分離され
たサンプル光を用いて出力変動を減衰する方向に前記し
た制御可能要素に働きかけるフィードバック制御機構が
考えられた。しかし、サンプル光の取り出しは第１のレ
ーザビームまたは第２のレーザビーム出力（以下ＳＨ出
力という）の損失となり、好ましい構成ではなかった。
能な要素として、励起光の入力、レーザ結晶の温度が挙
げられる。また、ＳＨＧ等の波長変換レーザの場合は非
線形光学結晶において位相整合波長が温度依存性を持つ
ため、非線形光学結晶の温度が制御可能な要素として追
加される。前記制御可能な要素に対し、従来例えば図７
に示すようなレーザ出力からハーフミラー等で分離され
たサンプル光を用いて出力変動を減衰する方向に前記し
た制御可能要素に働きかけるフィードバック制御機構が
考えられた。しかし、サンプル光の取り出しは第１のレ
ーザビームまたは第２のレーザビーム出力（以下ＳＨ出
力という）の損失となり、好ましい構成ではなかった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前述の問題点に関し、本
発明者らは鋭意検討を行った。ＬｉＳＡＦ結晶等の波長
可変レーザ結晶を用いる場合は、結晶からの発光を共振
器内部で波長制御する必要がある。波長制御とは、必要
とされる波長域の光は透過し、残りの波長域の光を反射
することにより、所望の波長域のみの光を得るものであ
る。本発明者らはこの波長制御素子の透過帯域以外のレ
ーザ光は反射光として損失となることに着目し、本発明
に想到した。すなわち、本発明はフッ化物を含有する波
長可変レーザ結晶と前記レーザ結晶からの発光の波長を
制御する光学部品を含む共振器構造と、前記レーザ結晶
を励起するための手段と、前記光学部品からの反射光を
サンプル光として検出する手段と、前記サンプル光を基
に前記共振器構造からのレーザビームの出力を安定化す
る手段とからなるレーザ装置である。
発明者らは鋭意検討を行った。ＬｉＳＡＦ結晶等の波長
可変レーザ結晶を用いる場合は、結晶からの発光を共振
器内部で波長制御する必要がある。波長制御とは、必要
とされる波長域の光は透過し、残りの波長域の光を反射
することにより、所望の波長域のみの光を得るものであ
る。本発明者らはこの波長制御素子の透過帯域以外のレ
ーザ光は反射光として損失となることに着目し、本発明
に想到した。すなわち、本発明はフッ化物を含有する波
長可変レーザ結晶と前記レーザ結晶からの発光の波長を
制御する光学部品を含む共振器構造と、前記レーザ結晶
を励起するための手段と、前記光学部品からの反射光を
サンプル光として検出する手段と、前記サンプル光を基
に前記共振器構造からのレーザビームの出力を安定化す
る手段とからなるレーザ装置である。
【００１３】図８、図９、図１０はフィードバック制御
に用いるサンプル光の取り出し方法を説明するための図
である。ＬｉＳＡＦレーザを波長制御する光学部品とし
て複屈折フィルタまたはプリズムなどを用いた。図８は
波長制御する光学部品に複屈折フィルタ２３を用いた場
合を示す。半導体レーザ１１により励起されたＬｉＳＡ
Ｆ結晶２１からの発光は共振器２０で増幅され第１のレ
ーザビーム３２を発生する。ＬｉＳＡＦ結晶２１はｃ軸
が紙面内に存在するように配置されており、偏波面は紙
面と同一面となる。ここで複屈折フィルタ２３は共振器
内部の損失を最小とするため、共振ビーム３２の光軸に
対し入射面および出射面がブリュースター角となるよう
に配置されている。ブリュースター角における入射光お
よび出射光の反射は著しく低減されるが、わずかに存在
する。ここで第１のレーザビーム３２の内部パワーは通
常数Ｗ以上となるため、複屈折フィルタ２３の入射面お
よび出射面において数μＷ〜ｍＷ以上の第１のレーザビ
ーム３２が反射され、サンプル光３４として取り出すこ
とができ、ディテクタ（図示せず）により検出された。
に用いるサンプル光の取り出し方法を説明するための図
である。ＬｉＳＡＦレーザを波長制御する光学部品とし
て複屈折フィルタまたはプリズムなどを用いた。図８は
波長制御する光学部品に複屈折フィルタ２３を用いた場
合を示す。半導体レーザ１１により励起されたＬｉＳＡ
Ｆ結晶２１からの発光は共振器２０で増幅され第１のレ
ーザビーム３２を発生する。ＬｉＳＡＦ結晶２１はｃ軸
が紙面内に存在するように配置されており、偏波面は紙
面と同一面となる。ここで複屈折フィルタ２３は共振器
内部の損失を最小とするため、共振ビーム３２の光軸に
対し入射面および出射面がブリュースター角となるよう
に配置されている。ブリュースター角における入射光お
よび出射光の反射は著しく低減されるが、わずかに存在
する。ここで第１のレーザビーム３２の内部パワーは通
常数Ｗ以上となるため、複屈折フィルタ２３の入射面お
よび出射面において数μＷ〜ｍＷ以上の第１のレーザビ
ーム３２が反射され、サンプル光３４として取り出すこ
とができ、ディテクタ（図示せず）により検出された。
【００１４】図９は非線形光学結晶を用いたＬｉＳＡＦ
レーザの波長変換レーザの場合を示す。第１のレーザビ
ームの偏波面は同様に紙面と同一面となる。ここで非線
形光学結晶２２により第１のレーザビームの一部が第２
のレーザビーム３３に変換される。第２のレーザビーム
３３は第１のレーザビームと直交する偏波面を有するた
め複屈折フィルタ２３により数〜数１０％以上反射さ
れ、図８の第１のレーザビームと同様に一部反射分離さ
れ、サンプル光３４として取り出すことができ、ディテ
クタ（図示せず）により検出される。
レーザの波長変換レーザの場合を示す。第１のレーザビ
ームの偏波面は同様に紙面と同一面となる。ここで非線
形光学結晶２２により第１のレーザビームの一部が第２
のレーザビーム３３に変換される。第２のレーザビーム
３３は第１のレーザビームと直交する偏波面を有するた
め複屈折フィルタ２３により数〜数１０％以上反射さ
れ、図８の第１のレーザビームと同様に一部反射分離さ
れ、サンプル光３４として取り出すことができ、ディテ
クタ（図示せず）により検出される。
【００１５】図１０は波長制御する光学部品にプリズム
２７を用いた場合を示す。偏波面は同様に紙面と同一面
となる。ここでプリズム２７は図９の複屈折フィルタ２
３と同様に共振ビームの光軸に対し入射面および出射面
がブリュースター角となるように配置されている。した
がってプリズム２７の入射面および出射面において第１
のレーザビーム３２が反射ブリュースター角となるとき
共振器内部に光軸に対してブリュースター角に配置され
たプリズム２７において共振ビーム３２が一部反射分離
され、サンプル光３４として取り出すことができ、ディ
テクタ（図示せず）により検出される。
２７を用いた場合を示す。偏波面は同様に紙面と同一面
となる。ここでプリズム２７は図９の複屈折フィルタ２
３と同様に共振ビームの光軸に対し入射面および出射面
がブリュースター角となるように配置されている。した
がってプリズム２７の入射面および出射面において第１
のレーザビーム３２が反射ブリュースター角となるとき
共振器内部に光軸に対してブリュースター角に配置され
たプリズム２７において共振ビーム３２が一部反射分離
され、サンプル光３４として取り出すことができ、ディ
テクタ（図示せず）により検出される。
【００１６】本発明において前述のように従来ＬｉＳＡ
ＦレーザまたはＬｉＳＡＦレーザを用いたＳＨＧを含む
波長変換レーザにおいて波長制御に伴う不可避の反射光
を積極的にフィードバック制御に用いることにより、新
たな損失をともなうことなく安定したレーザ出力を得る
ことが出来た。
ＦレーザまたはＬｉＳＡＦレーザを用いたＳＨＧを含む
波長変換レーザにおいて波長制御に伴う不可避の反射光
を積極的にフィードバック制御に用いることにより、新
たな損失をともなうことなく安定したレーザ出力を得る
ことが出来た。
【００１７】さらに本発明のレーザ出力安定化手段の一
つとして前述の制御可能な要因のうち、励起光のパワー
を制御する手段を提案するものである。すなわち励起光
となる半導体レーザにおいて、駆動電流を上昇すると半
導体レーザパワーが上昇し、これに伴い第１または第２
のレーザビームのパワーが上昇する現象を利用するもの
である。図８、図９、図１０に示したように波長制御手
段によって一部反射分離された第１または第２のレーザ
ビームはサンプル光としてディテクタに到達する。ある
サンプル光に対してのディテクタからの出力が基準電圧
として設定されており、ディテクタからの出力電圧がこ
の基準電圧に等しくなるように半導体レーザの駆動電流
が調整される構成とした。このような構成とすることに
より安定したレーザ出力を得ることができる。
つとして前述の制御可能な要因のうち、励起光のパワー
を制御する手段を提案するものである。すなわち励起光
となる半導体レーザにおいて、駆動電流を上昇すると半
導体レーザパワーが上昇し、これに伴い第１または第２
のレーザビームのパワーが上昇する現象を利用するもの
である。図８、図９、図１０に示したように波長制御手
段によって一部反射分離された第１または第２のレーザ
ビームはサンプル光としてディテクタに到達する。ある
サンプル光に対してのディテクタからの出力が基準電圧
として設定されており、ディテクタからの出力電圧がこ
の基準電圧に等しくなるように半導体レーザの駆動電流
が調整される構成とした。このような構成とすることに
より安定したレーザ出力を得ることができる。
【００１８】本発明のレーザ出力安定化手段の他の手段
は前述の制御可能な要因のうち、レーザ結晶の温度を制
御する手段を提案した。すなわちＬｉＳＡＦレーザにお
いて第１または第２のレーザビームのパワーはレーザ結
晶の温度に依存する性質を有することを利用するもので
ある。あるサンプル光強度に対しての基準電圧とディテ
クタからの出力電圧が等しくなるようにレーザ結晶２１
の温度が調整される構成とした。
は前述の制御可能な要因のうち、レーザ結晶の温度を制
御する手段を提案した。すなわちＬｉＳＡＦレーザにお
いて第１または第２のレーザビームのパワーはレーザ結
晶の温度に依存する性質を有することを利用するもので
ある。あるサンプル光強度に対しての基準電圧とディテ
クタからの出力電圧が等しくなるようにレーザ結晶２１
の温度が調整される構成とした。
【００１９】さらに本発明のレーザ出力安定化手段の他
の手段はＬｉＳＡＦレーザの波長変換レーザにおいて前
述の制御可能な要因のうち非線形光学結晶の温度を制御
することである。ＳＨＧ出力は非線形光学結晶の温度に
依存するという性質を利用して非線形光学結晶の温度を
制御することによりレーザ出力の安定化をはかるもので
ある。基準電圧とディテクタからの出力電圧が等しくな
るように非線形光学結晶の温度を調整する構成とした。
本発明により、ハーフミラー等を用い出力を一部取り出
すなどの新たな損失を発生させることなく安定なフィー
ドバック制御方式を実現した。
の手段はＬｉＳＡＦレーザの波長変換レーザにおいて前
述の制御可能な要因のうち非線形光学結晶の温度を制御
することである。ＳＨＧ出力は非線形光学結晶の温度に
依存するという性質を利用して非線形光学結晶の温度を
制御することによりレーザ出力の安定化をはかるもので
ある。基準電圧とディテクタからの出力電圧が等しくな
るように非線形光学結晶の温度を調整する構成とした。
本発明により、ハーフミラー等を用い出力を一部取り出
すなどの新たな損失を発生させることなく安定なフィー
ドバック制御方式を実現した。
【００２０】また、前記レーザ装置をレーザプリンタ装
置、光造形装置、光記録装置及びパーティクルカウンタ
ー装置等のレーザ応用装置に用いることにより安定した
レーザ出力を得ることが出来る。
置、光造形装置、光記録装置及びパーティクルカウンタ
ー装置等のレーザ応用装置に用いることにより安定した
レーザ出力を得ることが出来る。
【００２１】
（実施例１）図１は本発明の一実施例を説明するための
図である。半導体レーザ１１から出射された励起ビーム
３１は集光光学系１２により集光され、レーザ結晶２１
を励起する。半導体レーザ１１はＳＤＬ（Spectra Diod
e Lab.）社製AlGaInP系半導体レーザを用い、出力５０
０ｍＷ、発振波長６７０ｎｍである。また、集光光学系
１２は半導体レーザコリメータ（ｆ＝８ｍｍ）とアナモ
ルフィックプリズムペア(倍率；６倍)、および単レンズ
（ｆ＝３０ｍｍ）を用いた。なお前記集光光学系の焦点
距離等は効率が著しく低下しない範囲で任意である。ま
た、ビーム整形手段として、光ファイバまたはシリンド
リカルレンズ等を用いても良い。励起されたレーザ結晶
２１はレーザ結晶端面に形成された入射側ミラー２４と
出力ミラー２５からなる共振器２０で第１のレーザビー
ム３２を発振する。共振器２０中にはレーザ結晶２１と
波長制御素子である複屈折フィルタ２３が配置されてい
る。共振器中で発振する第１のレーザビーム３２の波長
は波長制御素子である複屈折フィルタ２３により制御さ
れる。このとき共振器構造２０は平凹式共振器であり、
出力ミラー２５の曲率半径は１５０ｍｍ、実効光路長は
曲率半径よりわずかに短くした。また、共振器構成２
０、曲率半径および実効光路長は効率が著しく低下しな
い範囲で任意である。
図である。半導体レーザ１１から出射された励起ビーム
３１は集光光学系１２により集光され、レーザ結晶２１
を励起する。半導体レーザ１１はＳＤＬ（Spectra Diod
e Lab.）社製AlGaInP系半導体レーザを用い、出力５０
０ｍＷ、発振波長６７０ｎｍである。また、集光光学系
１２は半導体レーザコリメータ（ｆ＝８ｍｍ）とアナモ
ルフィックプリズムペア(倍率；６倍)、および単レンズ
（ｆ＝３０ｍｍ）を用いた。なお前記集光光学系の焦点
距離等は効率が著しく低下しない範囲で任意である。ま
た、ビーム整形手段として、光ファイバまたはシリンド
リカルレンズ等を用いても良い。励起されたレーザ結晶
２１はレーザ結晶端面に形成された入射側ミラー２４と
出力ミラー２５からなる共振器２０で第１のレーザビー
ム３２を発振する。共振器２０中にはレーザ結晶２１と
波長制御素子である複屈折フィルタ２３が配置されてい
る。共振器中で発振する第１のレーザビーム３２の波長
は波長制御素子である複屈折フィルタ２３により制御さ
れる。このとき共振器構造２０は平凹式共振器であり、
出力ミラー２５の曲率半径は１５０ｍｍ、実効光路長は
曲率半径よりわずかに短くした。また、共振器構成２
０、曲率半径および実効光路長は効率が著しく低下しな
い範囲で任意である。
【００２２】レーザ結晶２１にはＣｒ添加量１．５ｍｏ
ｌ％のＬｉＳＡＦ結晶(φ３×５ｍｍ)を用いた。結晶の
前方端面には励起波長に対して反射率２％以下の無反射
（以下単にＡＲ；Anti-Reflection）コーティング、第
１のレーザビーム波長に対して反射率９９％以上の全反
射（以下単にＨＲ；High-Reflection）コーティングを
施し、入射側ミラー２４とした。ここでＨＲコーティン
グの反射率は９５％以上のものを用いればよく、特に９
９％以上とする必要はない。後方端面には第１のレーザ
ビーム波長に対して反射率２％以下のＡＲコーティング
を施した。出力ミラー２５には第１のレーザビームに対
し９９％以上のＨＲコーティングを施した。また、波長
制御素子には水晶板からなる複屈折フィルタ２３を用
い、第１のレーザビーム３２に対してブリュースター角
となるように配置した。第１のレーザビーム３２は複屈
折フィルタ２３を光軸の回りに回転することで波長制御
できる。波長制御範囲は約８６０±５０ｎｍ、波長選択
幅は約０．５ｎｍとした。ここで波長制御幅は厚さが整
数倍に異なる水晶板を重ね合わせることで変えることが
でき、第１のレーザビーム出力が著しく低下しない範囲
で任意である。波長制御素子２３の代わりにプリズムま
たはエタロン等を用いても良い。
ｌ％のＬｉＳＡＦ結晶(φ３×５ｍｍ)を用いた。結晶の
前方端面には励起波長に対して反射率２％以下の無反射
（以下単にＡＲ；Anti-Reflection）コーティング、第
１のレーザビーム波長に対して反射率９９％以上の全反
射（以下単にＨＲ；High-Reflection）コーティングを
施し、入射側ミラー２４とした。ここでＨＲコーティン
グの反射率は９５％以上のものを用いればよく、特に９
９％以上とする必要はない。後方端面には第１のレーザ
ビーム波長に対して反射率２％以下のＡＲコーティング
を施した。出力ミラー２５には第１のレーザビームに対
し９９％以上のＨＲコーティングを施した。また、波長
制御素子には水晶板からなる複屈折フィルタ２３を用
い、第１のレーザビーム３２に対してブリュースター角
となるように配置した。第１のレーザビーム３２は複屈
折フィルタ２３を光軸の回りに回転することで波長制御
できる。波長制御範囲は約８６０±５０ｎｍ、波長選択
幅は約０．５ｎｍとした。ここで波長制御幅は厚さが整
数倍に異なる水晶板を重ね合わせることで変えることが
でき、第１のレーザビーム出力が著しく低下しない範囲
で任意である。波長制御素子２３の代わりにプリズムま
たはエタロン等を用いても良い。
【００２３】波長制御素子である複屈折フィルタ２３に
よって一部反射分離された第１のレーザビームはサンプ
ル光３４としてディテクタ４１に到達する。あるサンプ
ル光強度に対しての基準値が基準電圧として設定されて
おり、ディテクタ４１の出力電圧がこの基準電圧に等し
くなるようにＬＤドライバにより半導体レーザ１１の駆
動電流が調整される構成とした。この様な構成とするこ
とにより、安定したレーザ出力を得ることが出来た。ま
た、ＬｉＳＡＦ結晶２１の吸収の波長許容幅は約１００
ｎｍと広く励起用半導体レーザを温度制御素子などを用
いて波長制御しなかったが、最大吸収波長に一致させる
ため、制御しても良い。
よって一部反射分離された第１のレーザビームはサンプ
ル光３４としてディテクタ４１に到達する。あるサンプ
ル光強度に対しての基準値が基準電圧として設定されて
おり、ディテクタ４１の出力電圧がこの基準電圧に等し
くなるようにＬＤドライバにより半導体レーザ１１の駆
動電流が調整される構成とした。この様な構成とするこ
とにより、安定したレーザ出力を得ることが出来た。ま
た、ＬｉＳＡＦ結晶２１の吸収の波長許容幅は約１００
ｎｍと広く励起用半導体レーザを温度制御素子などを用
いて波長制御しなかったが、最大吸収波長に一致させる
ため、制御しても良い。
【００２４】（実施例２）図２は本発明の他の実施例を
説明するための図である。半導体レーザ１１、集光光学
系１２、共振器構成および波長制御素子２３等は実施例
１と同様とした。実施例１と同様に波長制御素子である
複屈折フィルタ２３により共振器２０から分離される第
１のレーザビームをサンプル光３４として用いることで
フィ−ドバック制御が可能であることを示す。これに基
づき波長制御手段によって一部反射分離された第１のレ
ーザビームはサンプル光３４としてディテクタ４１に到
達する。あるサンプル光強度に対しての基準値が基準電
圧として設定されており、ディテクタ４１の出力電圧が
この基準電圧に等しくなるようにＬｉＳＡＦ結晶２１の
温度が調整される構成とした。この様な構成とすること
により、安定してレーザ出力を得ることが出来た。
説明するための図である。半導体レーザ１１、集光光学
系１２、共振器構成および波長制御素子２３等は実施例
１と同様とした。実施例１と同様に波長制御素子である
複屈折フィルタ２３により共振器２０から分離される第
１のレーザビームをサンプル光３４として用いることで
フィ−ドバック制御が可能であることを示す。これに基
づき波長制御手段によって一部反射分離された第１のレ
ーザビームはサンプル光３４としてディテクタ４１に到
達する。あるサンプル光強度に対しての基準値が基準電
圧として設定されており、ディテクタ４１の出力電圧が
この基準電圧に等しくなるようにＬｉＳＡＦ結晶２１の
温度が調整される構成とした。この様な構成とすること
により、安定してレーザ出力を得ることが出来た。
【００２５】（実施例３）図３は本発明の他の実施例を
説明するための図である。半導体レーザ１１を含む励起
光学系は実施例１と同様のものを用いた。励起されたレ
ーザ結晶２１はレーザ結晶端面に形成された入射側ミラ
ー２４と出力ミラー２５からなる共振器２０で固体レー
ザ発振波である第１のレーザビーム３２を発生する。共
振器２０中にはレーザ結晶２１と非線形光学結晶２２と
波長制御素子として複屈折フィルタ２３が配置されてい
る。非線形光学結晶２２にはLiB3O5結晶（ホウ酸リチウ
ム；以下ＬＢＯ結晶という）を用い、サイズは３×３×
５ｍｍで第１のレーザビームおよびＳＨ波波長に対し２
％以下のＡＲコーティングを施した。また非線形光学結
晶２２であるＬＢＯ結晶は２５±０．１℃に電子冷却素
子を用いて設定した。出力ミラー２５には第１のレーザ
ビームに対し９９％以上のＨＲコーティングを、ＳＨ波
３３に対してはＡＲコーティングを施し実施例１と同様
開口をφ１０ｍｍとした。その他の光学部品は実施例１
と同様のものを用いた。共振器２０中で発振する第１の
レーザビーム３２の波長は波長制御素子である複屈折フ
ィルタ２３により非線形光学結晶２２の波長変換効率が
最大となる波長に制御され、前記第１のレーザビーム３
２の一部は非線形光学結晶２２により第２高調波（ＳＨ
波）３３に波長変換され、約２０％のＳＨ波が波長制御
素子である複屈折フィルタ２３により光軸から分離され
た後、出力ミラー２５から出射される。ここで波長制御
素子である複屈折フィルタ２３により分離された約２０
％のＳＨ波をサンプル光３４として用い、フィ−ドバッ
ク制御を行った。あるサンプル光強度に対しての基準値
が基準電圧として設定されており、ディテクタ４１の出
力電圧がこの基準電圧に等しくなるように非線形光学結
晶２２の温度を調整する構成とした。なお、非線形光学
結晶２２の温度の代わりに前述の半導体レーザ１１の駆
動電流またはＬｉＳＡＦ結晶２１の温度を調整しても良
い。
説明するための図である。半導体レーザ１１を含む励起
光学系は実施例１と同様のものを用いた。励起されたレ
ーザ結晶２１はレーザ結晶端面に形成された入射側ミラ
ー２４と出力ミラー２５からなる共振器２０で固体レー
ザ発振波である第１のレーザビーム３２を発生する。共
振器２０中にはレーザ結晶２１と非線形光学結晶２２と
波長制御素子として複屈折フィルタ２３が配置されてい
る。非線形光学結晶２２にはLiB3O5結晶（ホウ酸リチウ
ム；以下ＬＢＯ結晶という）を用い、サイズは３×３×
５ｍｍで第１のレーザビームおよびＳＨ波波長に対し２
％以下のＡＲコーティングを施した。また非線形光学結
晶２２であるＬＢＯ結晶は２５±０．１℃に電子冷却素
子を用いて設定した。出力ミラー２５には第１のレーザ
ビームに対し９９％以上のＨＲコーティングを、ＳＨ波
３３に対してはＡＲコーティングを施し実施例１と同様
開口をφ１０ｍｍとした。その他の光学部品は実施例１
と同様のものを用いた。共振器２０中で発振する第１の
レーザビーム３２の波長は波長制御素子である複屈折フ
ィルタ２３により非線形光学結晶２２の波長変換効率が
最大となる波長に制御され、前記第１のレーザビーム３
２の一部は非線形光学結晶２２により第２高調波（ＳＨ
波）３３に波長変換され、約２０％のＳＨ波が波長制御
素子である複屈折フィルタ２３により光軸から分離され
た後、出力ミラー２５から出射される。ここで波長制御
素子である複屈折フィルタ２３により分離された約２０
％のＳＨ波をサンプル光３４として用い、フィ−ドバッ
ク制御を行った。あるサンプル光強度に対しての基準値
が基準電圧として設定されており、ディテクタ４１の出
力電圧がこの基準電圧に等しくなるように非線形光学結
晶２２の温度を調整する構成とした。なお、非線形光学
結晶２２の温度の代わりに前述の半導体レーザ１１の駆
動電流またはＬｉＳＡＦ結晶２１の温度を調整しても良
い。
【００２６】波長制御素子である複屈折フィルタ２３の
波長制御範囲は約８６０±７０ｎｍ、波長選択幅は０．
５ｎｍとした。ここで、波長制御範囲は非線形光学結晶
２２であるＬＢＯ結晶の変換効率が最大となる波長近傍
で調整可能であり、波長選択幅はＳＨ出力３３が著しく
低下しない範囲で任意である。この波長制御により、非
線形光学結晶２２であるＬＢＯ結晶から波長４３０ｎｍ
の青色のＳＨ波を安定して得ることが出来た。また、非
線形光学結晶２２であるＬＢＯ結晶の代わりにＫＮｂＯ
3（ニオブ酸カリウム）、Ｋ−Ｌ− Ｎ（ニオブ酸カリウ
ムリチウム）、β−ＢａＢ2Ｏ4（ホウ酸バリウム）、Ｌ
ｉＩＯ3（ヨウ酸リチウム）などを用いても良い。この
ときには用いる非線形光学結晶２２のＳＨＧ変換効率の
波長依存性に適した波長選択幅に波長を制御する必要が
ある。
波長制御範囲は約８６０±７０ｎｍ、波長選択幅は０．
５ｎｍとした。ここで、波長制御範囲は非線形光学結晶
２２であるＬＢＯ結晶の変換効率が最大となる波長近傍
で調整可能であり、波長選択幅はＳＨ出力３３が著しく
低下しない範囲で任意である。この波長制御により、非
線形光学結晶２２であるＬＢＯ結晶から波長４３０ｎｍ
の青色のＳＨ波を安定して得ることが出来た。また、非
線形光学結晶２２であるＬＢＯ結晶の代わりにＫＮｂＯ
3（ニオブ酸カリウム）、Ｋ−Ｌ− Ｎ（ニオブ酸カリウ
ムリチウム）、β−ＢａＢ2Ｏ4（ホウ酸バリウム）、Ｌ
ｉＩＯ3（ヨウ酸リチウム）などを用いても良い。この
ときには用いる非線形光学結晶２２のＳＨＧ変換効率の
波長依存性に適した波長選択幅に波長を制御する必要が
ある。
【００２７】（実施例４）図４は本発明の他の実施例の
レーザプリンタ装置を説明するための図である。図３で
説明した青色レーザ光源１００から出射された青色レー
ザ出力３３は、音響光学（以下単にＡＯ；Acousto-Opti
cal）変調器５１、ビームエキスパンダ５２、回転多面
鏡５３、ｆθレンズ５４を通過し、感光ドラム５５に集
光される。ＡＯ変調器５１は画像情報に応じてＳＦＧ出
力４３の変調を行い、回転多面鏡５３は水平（紙面内）
方向に走査する。この組合せで２次元情報は感光ドラム
５５に部分的な電位差として記録される。感光ドラム５
５は前記電位差に応じてトナーを付着して回転し、記録
用紙に情報を再生する。このとき感光ドラム５５に塗布
された感光体はセレン（Ｓｅ）であり、青色レーザ光源
１００の出力波長は感光体の感度の比較的高い４２０ｎ
ｍとし、出力１５ｍＷとした。
レーザプリンタ装置を説明するための図である。図３で
説明した青色レーザ光源１００から出射された青色レー
ザ出力３３は、音響光学（以下単にＡＯ；Acousto-Opti
cal）変調器５１、ビームエキスパンダ５２、回転多面
鏡５３、ｆθレンズ５４を通過し、感光ドラム５５に集
光される。ＡＯ変調器５１は画像情報に応じてＳＦＧ出
力４３の変調を行い、回転多面鏡５３は水平（紙面内）
方向に走査する。この組合せで２次元情報は感光ドラム
５５に部分的な電位差として記録される。感光ドラム５
５は前記電位差に応じてトナーを付着して回転し、記録
用紙に情報を再生する。このとき感光ドラム５５に塗布
された感光体はセレン（Ｓｅ）であり、青色レーザ光源
１００の出力波長は感光体の感度の比較的高い４２０ｎ
ｍとし、出力１５ｍＷとした。
【００２８】（実施例５）図５は本発明の他の実施例の
光造形装置を説明するための図である。光源には図３で
説明した青色レーザ光源１００を用いた。青色硬化樹脂
６１を容器に満たし、レーザ光３３を液面上に２次元走
査する。このとき青色硬化樹脂６１は光が吸収された液
面部６１−ａのみ硬化する。一断層の形成が終了すると
エレベータ６２は降下し、次の断層の造形を連続的に行
う。この作業により、所望の形状の立体モデル６３が作
成可能である。このとき青色レーザ光源は波長４３０ｎ
ｍ、出力３０ｍＷとした。
光造形装置を説明するための図である。光源には図３で
説明した青色レーザ光源１００を用いた。青色硬化樹脂
６１を容器に満たし、レーザ光３３を液面上に２次元走
査する。このとき青色硬化樹脂６１は光が吸収された液
面部６１−ａのみ硬化する。一断層の形成が終了すると
エレベータ６２は降下し、次の断層の造形を連続的に行
う。この作業により、所望の形状の立体モデル６３が作
成可能である。このとき青色レーザ光源は波長４３０ｎ
ｍ、出力３０ｍＷとした。
【００２９】（実施例６）図６は本発明の他の実施例を
説明するための図であり、光ディスク装置を示してい
る。光源には図３で説明した青色レーザ光源１００を用
いた。光ディスク装置は光磁気記録方式を採用した。青
色レーザ光源１００より出射された青色レーザ出力３３
はビームエキスパンダ５２で拡大された後平行光とな
る。ビームスプリッタ７２を通過したビームは集光光学
系７４で媒体７５に集光され、反射された光はビームス
プリッタ７２で一部反射された後２つのビームに分離さ
れ２つのディテクタ７６に各々取り込まれる。また、ビ
ームスプリッタ７２後の２つのディテクタ７６は各々オ
ートフォーカスと信号検出を行う。媒体７５には一定の
磁界が印加されており、青色レーザ出力により媒体７５
のキュリー温度まで焦点の温度を上げて磁化を反転する
ことにより記録を行った。出力ON時には媒体の磁界が反
転し、出力OFF時 には磁界反転が行われず信号記録が可
能となる。なお、記録周波数は１０ＭＨｚとした。また
信号再生時には記録時と同様の青色レーザ光源１００を
用い、良好な再生信号を得た。
説明するための図であり、光ディスク装置を示してい
る。光源には図３で説明した青色レーザ光源１００を用
いた。光ディスク装置は光磁気記録方式を採用した。青
色レーザ光源１００より出射された青色レーザ出力３３
はビームエキスパンダ５２で拡大された後平行光とな
る。ビームスプリッタ７２を通過したビームは集光光学
系７４で媒体７５に集光され、反射された光はビームス
プリッタ７２で一部反射された後２つのビームに分離さ
れ２つのディテクタ７６に各々取り込まれる。また、ビ
ームスプリッタ７２後の２つのディテクタ７６は各々オ
ートフォーカスと信号検出を行う。媒体７５には一定の
磁界が印加されており、青色レーザ出力により媒体７５
のキュリー温度まで焦点の温度を上げて磁化を反転する
ことにより記録を行った。出力ON時には媒体の磁界が反
転し、出力OFF時 には磁界反転が行われず信号記録が可
能となる。なお、記録周波数は１０ＭＨｚとした。また
信号再生時には記録時と同様の青色レーザ光源１００を
用い、良好な再生信号を得た。
【００３０】
【発明の効果】本発明においてＬｉＳＡＦレーザおよび
ＬｉＳＡＦレーザを用いたＳＨＧを含む波長変換レーザ
において、新たな損失を発生することなくレーザ出力の
安定化する手段を提案した。本発明により、安定したレ
ーザ出力を得ることが出来、レーザ装置の信頼性を向上
した。また、ビームを分離するための部品点数を削減す
ることができた。
ＬｉＳＡＦレーザを用いたＳＨＧを含む波長変換レーザ
において、新たな損失を発生することなくレーザ出力の
安定化する手段を提案した。本発明により、安定したレ
ーザ出力を得ることが出来、レーザ装置の信頼性を向上
した。また、ビームを分離するための部品点数を削減す
ることができた。
【図１】本発明の実施例を説明するための図である。
【図２】本発明の他の一実施例を説明するための図であ
る。
る。
【図３】本発明の他の実施例を説明するための図であ
る。
る。
【図４】本発明の他の実施例を説明するための図であ
る。
る。
【図５】本発明の一実施例を説明するための図である。
【図６】本発明の他の実施例を説明するための図であ
る。
る。
【図７】ＬｉＳＡＦレーザにおける縦モードのバンド幅
とＬｉＳＡＦレーザの発振ビームのパワーの関係を測定
する手段を説明するための図である。
とＬｉＳＡＦレーザの発振ビームのパワーの関係を測定
する手段を説明するための図である。
【図８】フィードバック制御に用いるサンプル光の取り
出し方法を説明するための図である。
出し方法を説明するための図である。
【図９】フィードバック制御に用いるサンプル光の取り
出し方法を説明するための図である。
出し方法を説明するための図である。
【図１０】フィードバック制御に用いるサンプル光の取
り出し方法を説明するための図である。
り出し方法を説明するための図である。
１１ 半導体レーザ、１２ 集光光学系 ２０ 共振
器、２１ ＬｉＳＡＦ結晶、２２ 非線形光学結晶、２
３ 複屈折フィルタ、２４ 入射側ミラー、２５ 出力
ミラー、２６ ハーフミラー、２７ プリズム、３１
励起ビーム、３２ 第１のレーザビーム、３３ 第２の
レーザビーム（青色レーザ 、ＳＨ波）、３４ サンプ
ル光、４１ ディテクタ、５１ ＡＯ変調器、５２ ビ
ームエキスパンダ、５３ 回転多面鏡、５４ ｆθレン
ズ、５５ 感光ドラム、６１ 青色硬化樹脂、６２ エ
レベータ、６３ 立体モデル、７２ ビームスプリッ
タ、 ７４ 集光光学系、７５ 媒体、７６ ディテク
タ、１００ ＳＨＧを含む波長変換光源。
器、２１ ＬｉＳＡＦ結晶、２２ 非線形光学結晶、２
３ 複屈折フィルタ、２４ 入射側ミラー、２５ 出力
ミラー、２６ ハーフミラー、２７ プリズム、３１
励起ビーム、３２ 第１のレーザビーム、３３ 第２の
レーザビーム（青色レーザ 、ＳＨ波）、３４ サンプ
ル光、４１ ディテクタ、５１ ＡＯ変調器、５２ ビ
ームエキスパンダ、５３ 回転多面鏡、５４ ｆθレン
ズ、５５ 感光ドラム、６１ 青色硬化樹脂、６２ エ
レベータ、６３ 立体モデル、７２ ビームスプリッ
タ、 ７４ 集光光学系、７５ 媒体、７６ ディテク
タ、１００ ＳＨＧを含む波長変換光源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１１Ｂ 11/10 ５５１ Ｈ０１Ｓ 3/00 Ｇ Ｈ０１Ｓ 3/00 3/131 3/042 3/16 3/08 Ｂ２９Ｃ 67/00 3/094 Ｂ４１Ｊ 29/12 Ａ 3/131 Ｈ０１Ｓ 3/04 Ｌ 3/16 3/08 Ｚ // Ｂ２９Ｃ 67/00 3/094 Ｓ (72)発明者 佐藤 正純 東京都千代田区丸の内二丁目１番２号日立 金属株式会社内
Claims (14)
- 【請求項１】 フッ化物を含有する波長可変レーザ結晶
と前記レーザ結晶からの発光の波長を制御する光学部品
とを含む共振器構造と、前記レーザ結晶を励起するため
の手段と、前記光学部品からの反射光をサンプル光とし
て検出する手段と、前記サンプル光を基に前記共振器構
造からのレーザビームの出力を安定化する手段とからな
るレーザ装置。 - 【請求項２】 レーザ結晶を励起するための手段と、フ
ッ化物を含有する波長可変レーザ結晶を含む共振器構造
と、前記レーザ結晶からの発光が前記レーザ共振器にお
いて発振してからなる第１のレーザビームを波長の異な
る第２のレーザビームに波長変換する前記共振器構造中
に挿入される非線形光学素子と、前記第２のレーザビー
ムの波長を制御するために前記共振器中に挿入される光
学部品と、前記光学部品からの反射光をサンプル光とし
て検出する手段と、前記サンプル光を基に前記第２のレ
ーザビームの出力を安定化する手段とからなるレーザ装
置。 - 【請求項３】 前記レーザ結晶がCr:LiSrAlF6（クロム
添加のフッ化リチウムストロンチウムアルミニウム）で
あることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレ
ーザ装置。 - 【請求項４】 前記光学部品が複屈折効果を有すること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
レーザ装置。 - 【請求項５】 前記レーザ結晶を励起するための手段が
半導体レーザであることを特徴とする請求項１乃至請求
項４のいずれかに記載のレーザ装置。 - 【請求項６】 前記レーザビーム出力又は第２のレーザ
ビーム出力を安定化する手段がサンプル光の出力の変動
に応じて前記レーザ結晶への励起入力を変化させる手段
であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれ
かに記載のレーザ装置。 - 【請求項７】 前記レーザビーム出力又は第２のレーザ
ビーム出力を安定化する手段がサンプル光の出力の変動
に応じて前記レーザ結晶又は前記非線形光学結晶の温度
を変化させる手段であることを特徴とする請求項１乃至
請求項６のいずれかに記載のレーザ装置。 - 【請求項８】 前記波長制御素子により前記レーザビー
ム又は前記第２のレーザビームの発振波長幅Δλ1を
０．０１ｎｍ≦Δλ1≦１ｎｍに制御することを特徴と
する請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のレーザ装
置。 - 【請求項９】 レーザ結晶を励起するための半導体レー
ザと、Cr:LiSrAlF6からなるレーザ結晶を含む共振器構
造と、前記レーザ結晶からの発光が前記レーザ共振器構
造において発振してからなる波長λ1が７８０ｎｍ≦λ1
≦１０００ｎｍの第１のレーザビームを波長λ2が３９
０ｎｍ≦λ2≦５００ｎｍの第２のレーザビームに波長
変換する前記共振器構造中に挿入される非線形光学素子
と、前記第２のレーザビームの波長を制御する前記共振
器中に挿入される複屈折フィルタと、前記複屈折フィル
タからの反射光をサンプル光として検出する手段と、前
記サンプル光の出力の変動に応じて励起入力を変化させ
ることにより前記第２のレーザビームの出力を安定化す
る手段とからなることを特徴とする請求項２乃至請求項
８のいずれかに記載のレーザ装置。 - 【請求項１０】 請求項１乃至請求項９のいずれかに記
載のレーザ装置を用いることを特徴とするレーザ応用装
置。 - 【請求項１１】 前記レーザ応用装置がレーザプリンタ
装置であることを特徴とする請求項１０に記載のレーザ
応用装置。 - 【請求項１２】 前記レーザ応用装置が光造形装置であ
ることを特徴とする請求項１０に記載のレーザ応用装
置。 - 【請求項１３】 前記レーザ応用装置が光記録装置であ
ることを特徴とする請求項１０に記載のレーザ応用装
置。 - 【請求項１４】 前記レーザ応用装置がパーティクルカ
ウンター装置であることを特徴とする請求項１０に記載
のレーザ応用装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8082785A JPH09275236A (ja) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | レーザ装置およびレーザ応用装置 |
| US08/656,875 US5825793A (en) | 1995-06-05 | 1996-05-30 | Laser and laser applied units |
| EP96304113A EP0748008B1 (en) | 1995-06-05 | 1996-06-05 | Laser and applications |
| DE69614766T DE69614766T2 (de) | 1995-06-05 | 1996-06-05 | Laser und Verwendungen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8082785A JPH09275236A (ja) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | レーザ装置およびレーザ応用装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09275236A true JPH09275236A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=13784079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8082785A Pending JPH09275236A (ja) | 1995-06-05 | 1996-04-04 | レーザ装置およびレーザ応用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09275236A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114374137A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-19 | 武汉安扬激光技术股份有限公司 | 一种光纤紫外飞秒激光器 |
| JP7066073B1 (ja) * | 2021-06-30 | 2022-05-12 | 三菱電機株式会社 | レーザ装置およびレーザ加工装置 |
-
1996
- 1996-04-04 JP JP8082785A patent/JPH09275236A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7066073B1 (ja) * | 2021-06-30 | 2022-05-12 | 三菱電機株式会社 | レーザ装置およびレーザ加工装置 |
| WO2023276064A1 (ja) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | 三菱電機株式会社 | レーザ装置およびレーザ加工装置 |
| CN116194239A (zh) * | 2021-06-30 | 2023-05-30 | 三菱电机株式会社 | 激光装置及激光加工装置 |
| CN116194239B (zh) * | 2021-06-30 | 2023-10-03 | 三菱电机株式会社 | 激光装置及激光加工装置 |
| US11958128B2 (en) | 2021-06-30 | 2024-04-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Laser apparatus and laser machining apparatus |
| CN114374137A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-19 | 武汉安扬激光技术股份有限公司 | 一种光纤紫外飞秒激光器 |
| CN114374137B (zh) * | 2021-12-29 | 2024-03-26 | 武汉安扬激光技术股份有限公司 | 一种光纤紫外飞秒激光器 |
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