JPH09312430A - Zig-zag slab solid-state laser and amplifier - Google Patents

Zig-zag slab solid-state laser and amplifier

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JPH09312430A
JPH09312430A JP12691596A JP12691596A JPH09312430A JP H09312430 A JPH09312430 A JP H09312430A JP 12691596 A JP12691596 A JP 12691596A JP 12691596 A JP12691596 A JP 12691596A JP H09312430 A JPH09312430 A JP H09312430A
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JP
Japan
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laser
solid
base material
laser light
state laser
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Pending
Application number
JP12691596A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sadao Nakai
貞雄 中井
Yasukazu Izawa
靖和 井澤
Masahiro Nakatsuka
正大 中塚
Masanori Yamanaka
正宣 山中
Chiyoe Yamanaka
千代衛 山中
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.)
Institute for Laser Technology
Original Assignee
Institute for Laser Technology
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Publication date
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Publication of JPH09312430A publication Critical patent/JPH09312430A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state laser which can generate a strong laser beam by removing the restriction on cooling means about its mounting direction in a prior art zig-zag optical-path solid-state laser to increase the absorption efficiency of its stimulating laser beam. SOLUTION: A laser medium part provided by melting thin solid-state laser media 1 on both parallel planar sides of a solid-state laser base material 9 is disposed between reflecting mirrors 3 and 4, so that an exciting laser beam 5 is externally introduced through a beam splitter 11, advanced in a zig-zag manner, and then absorbed into the laser media 1 for photo excitation. At this time, heat generated in the laser media 1 is efficiently removed by a cooling means 8 provided contacted with the media 1 to avoid generation of thermal lens effect and thermal birefringence effect.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザを
用いて励起され所定波長のレーザ光を発生させるジグザ
グスラブ固体レーザに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a zigzag slab solid state laser which is excited by a semiconductor laser to generate laser light of a predetermined wavelength.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体レーザ(以下LDと略記)励起ジ
グザグ光路固体レーザの一例として、例えば学術誌「A
pplied Physics B誌」の58巻、19
94年、365−372頁(ドイツ)に記載されたもの
が公知である。この従来例を図2に示す。図において、
Yb活性イオンを約20at%ドープした準3準位のY
b:YAGレーザ媒質1を直径7mm、厚さ0.35m
mの薄い円盤状の平行平板として加工し、この円盤状の
レーザ媒質1の複数枚を冷却板2上に図示の如く互いに
少しずつ位置をずらして上、下に2枚、3枚と合計5枚
が平行に対向配置されている。
2. Description of the Related Art As an example of a semiconductor laser (hereinafter abbreviated as LD) pumped zigzag optical path solid-state laser, for example, an academic journal "A.
"Physics Physics B", Volume 58, 19
Those described in 1994, pp. 365-372 (Germany) are known. This conventional example is shown in FIG. In the figure,
Quasi-three-level Y doped with Yb active ion of about 20 at%
b: YAG laser medium 1 having a diameter of 7 mm and a thickness of 0.35 m
m is processed as a thin disk-shaped parallel flat plate, and a plurality of the disk-shaped laser mediums 1 are slightly displaced from each other on the cooling plate 2 as shown in the drawing, and the upper and lower parts are 2, 3 and 5 in total. Sheets are arranged parallel to each other.

【0003】上記レーザ媒質1のそれぞれは、入射面に
波長940nmの励起用レーザ光とこれにより励起され
て生じる波長1030nmのYb:YAGレーザ光に対
して反射防止(AR)コートが施され、反射面には波長
940nmと1030nmで高反射率(HR)のコート
が施されている。そして、それぞれのレーザ媒質1を図
2に示す5と6の方向より励起用レーザ光により5〜1
0kw/cm2 の強度で強光励起し、励起された波長1
030nmのレーザ光が各レーザ媒質間をジグザグ方向
に反射されて進行し、光路端に設けたそれぞれ凹面鏡と
部分透過平面鏡とを用いた反射ミラー3、4により構成
した光共振器内で増幅された後cw450w程度のレー
ザ出力光7として一方の反射ミラー4から取り出すこと
ができる。
Each of the laser mediums 1 is provided with an antireflection (AR) coating on the incident surface for the pumping laser light having a wavelength of 940 nm and the Yb: YAG laser light having a wavelength of 1030 nm generated by the excitation, and is reflected. The surface is coated with a high reflectance (HR) at wavelengths of 940 nm and 1030 nm. Then, each laser medium 1 is irradiated with laser light for excitation in the directions 5 and 6 shown in FIG.
Excited light with intensity of 0 kw / cm 2 and excited wavelength 1
A laser beam of 030 nm is reflected between the laser mediums in the zigzag direction and travels, and is amplified in an optical resonator formed by reflecting mirrors 3 and 4 using a concave mirror and a partially transmissive plane mirror provided at the optical path end. The laser output light 7 of about cw450w can be taken out from the one reflection mirror 4.

【0004】なお、一般に5は図2の紙面の表より裏の
方向へ、6は逆に紙面裏より表へ向いて励起される。8
は銅製の冷却板2の裏面から水wで冷却する冷却手段で
あり対向配置された冷却板2の裏側に接して設けられて
いる。従って、励起用レーザ光によりレーザ媒質1内で
レーザ光が励起される際に発生した熱は、レーザ媒質1
の反射面が密着されている冷却板2を介して冷却水wに
より効率良く取り除かれる。
Generally, 5 is excited in the direction from the front side to the back side of the paper of FIG. 2, and 6 is excited in the reverse direction from the back side of the paper to the front side. 8
Is a cooling means for cooling with water w from the back surface of the cooling plate 2 made of copper, and is provided in contact with the back side of the cooling plate 2 which is arranged oppositely. Therefore, the heat generated when the laser light is excited in the laser medium 1 by the excitation laser light is
Is efficiently removed by the cooling water w through the cooling plate 2 having the reflective surface thereof closely attached.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方式の固体レーザ装置の構成のままでは、固体
レーザ媒質内でレーザ光が励起される際に発生する熱は
銅製冷却板の一方向しか取り除けず、直接固体レーザ媒
質を水冷しようとすると冷却部の構成が複雑になるとい
う問題があった。
However, with the configuration of the above-mentioned conventional solid-state laser device, the heat generated when the laser beam is excited in the solid-state laser medium is only in one direction of the copper cooling plate. There is a problem in that the structure of the cooling unit becomes complicated if the solid laser medium is directly water-cooled without being removed.

【0006】さらに、固体レーザ媒質を上下2つの方向
より励起用レーザ光で励起して発生したレーザ光が反射
ミラーで再び折り返して進行する際にそれぞれの薄いレ
ーザ媒質での水冷却による熱吸収効率を増すためには、
励起用レーザ光に対する反射ミラーの配置が極めて困難
となる。
Further, when the solid-state laser medium is excited by the exciting laser beams from the upper and lower two directions and the generated laser beam is reflected by the reflection mirror and travels again, the heat absorption efficiency by water cooling in each thin laser medium. To increase
It becomes extremely difficult to arrange the reflection mirror for the excitation laser light.

【0007】この発明は、かかる従来のジグザグ光路固
体レーザにおける問題点に留意し、レーザ光による励起
を容易にかつ高効率化すると共に、励起用レーザ光で励
起された固体レーザ媒質から高効率に熱除去をすること
のできるジグザグスラブ固体レーザを提供することを課
題とする。
The present invention takes note of the problems in such a conventional zigzag optical path solid-state laser, makes it easy and highly efficient to excite with a laser beam, and makes it possible to obtain high efficiency from a solid-state laser medium excited with a laser beam for excitation. An object of the present invention is to provide a zigzag slab solid-state laser capable of removing heat.

【0008】又、第2の発明は第1の発明により得られ
る固体レーザと同様に高効率にLD励起して得られる装
置をレーザ増幅器としても利用し得る固体レーザ増幅器
を提供することを第2の課題とする。
A second aspect of the present invention is to provide a solid-state laser amplifier capable of utilizing as a laser amplifier the device obtained by highly efficiently LD-pumping similarly to the solid-state laser obtained by the first aspect. And the subject.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記第1の
課題を解決する手段として、活性イオンがドープされた
固体レーザ媒質をスラブ固体レーザ母材の平行面の両側
に融着させレーザ媒質の融着面と反対面を反射面となし
たレーザ媒質部を、このレーザ媒質部で発生するレーザ
光を増幅する一対の反射ミラーから成る光共振器内に配
置し、かつ上記レーザ媒質部のレーザ母材と反対面に冷
却手段を接して設け、上記レーザ母材が有する入出力端
面から励起用レーザ光をレーザ母材内に導入して上記レ
ーザ媒質で励起されたレーザ光と励起用レーザ光を上記
レーザ媒質の反射面で反射しジグザグ進行させて励起・
増幅されたレーザ光を光共振器内でさらに増幅しその、
出力ミラーから出力するように構成して成るジグザグス
ラブ固体レーザとしたのである。
According to the present invention, as means for solving the above-mentioned first problem, a solid-state laser medium doped with active ions is fused on both sides of a parallel surface of a slab solid-state laser base material. A laser medium portion having a reflection surface opposite to the fusion surface of the laser medium portion is disposed in an optical resonator composed of a pair of reflection mirrors for amplifying laser light generated in the laser medium portion, and The cooling means is provided in contact with the surface opposite to the laser base material, and the laser light for excitation is introduced into the laser base material from the input / output end surface of the laser base material and the laser light excited by the laser medium and the excitation laser. The light is reflected by the reflecting surface of the laser medium and is zigzag-traveled to be excited /
The amplified laser light is further amplified in the optical resonator,
The zigzag slab solid state laser is configured to output from the output mirror.

【0010】又、第2の発明は、上記第2の課題を解決
する手段として、活性イオンがドープされた固体レーザ
媒質をスラブ固定レーザ母材の平行平面の両側に融着さ
せレーザ媒質の融着面と反対面を反射面となしたレーザ
媒質部に、上記レーザ母材と反対面に冷却手段を接して
設け、レーザ母材が有する入出力端面からレーザ励起光
をレーザ母材内に導入して上記レーザ媒質で励起された
レーザ光と励起光を上記レーザ媒質の反射面で反射しジ
グザグ進行させて励起・増幅させるように構成して成る
ジグザグスラブ固体レーザ増幅器としたのである。
In a second aspect of the present invention, as means for solving the above second problem, a solid laser medium doped with active ions is fused on both sides of a parallel plane of a slab-fixed laser base material to melt the laser medium. A cooling medium is provided in contact with the surface of the laser medium opposite to the surface of the laser that is the reflection surface of the surface opposite to the attachment surface, and laser excitation light is introduced into the laser material from the input / output end faces of the laser material. Then, a zigzag slab solid-state laser amplifier is configured so that the laser light pumped by the laser medium and the pumping light are reflected by the reflection surface of the laser medium and are zigzag-traveled to be pumped / amplified.

【0011】上記第1の発明の固体レーザは、光共振器
の反射ミラーとレーザ媒質部との間から励起用レーザ光
がレーザ母材の入出力端を介して内部に導入され、この
励起用レーザ光がジグザグ進行して固体レーザ媒質に吸
収されると自然放出によりレーザ光が立上る。このレー
ザ光は励起用レーザ光と波長が異なり、かつ固体レーザ
媒質の材料によって決まる所定波長のレーザ光として得
られる。
In the solid-state laser according to the first aspect of the invention, pumping laser light is introduced into the inside through the input / output end of the laser base material from between the reflection mirror of the optical resonator and the laser medium portion, and the pumping laser light is introduced. When the laser light travels in a zigzag manner and is absorbed by the solid-state laser medium, the laser light rises due to spontaneous emission. This laser light has a different wavelength from the excitation laser light and is obtained as a laser light having a predetermined wavelength determined by the material of the solid-state laser medium.

【0012】レーザ媒質部で発生したレーザ光は、固体
レーザ母材内を励起用レーザ光と同一方向にジグザグに
反射しながら進行し、励起用レーザ光で次々と励起され
た領域でレーザ光が重畳されることによりレーザ媒質内
で増幅される。増幅されたレーザ光は、固体レーザ母材
から出射され、上記励起用レーザ光の入射側と反対側の
境界面で反射又は反射ミラーで反射されて再び固体レー
ザ母材内に入りジグザグ進行して励起用レーザ光の入射
側と同じ側の境界面又は反射ミラーへ達し、そこでさら
に反射され以後同じ作用を繰り返す。
The laser light generated in the laser medium portion travels in the solid laser base material while being reflected in zigzag in the same direction as the excitation laser light, and the laser light is generated in the regions sequentially excited by the excitation laser light. It is amplified in the laser medium by being superposed. The amplified laser light is emitted from the solid-state laser base material, is reflected by the boundary surface on the opposite side to the incident side of the excitation laser light or is reflected by a reflection mirror, and enters the solid-state laser base material again in a zigzag manner. The light reaches the boundary surface or the reflection mirror on the same side as the incident side of the excitation laser light, and is reflected there, and the same operation is repeated thereafter.

【0013】上記のようにして発生したレーザ光が光共
振器内を往復して次第に増幅され光強度が定常状態に達
すると、一方の反射ミラーからレーザ光出力として取り
出される。このようにしてレーザ光を取り出す際に、こ
の発明の固体レーザでは固体レーザ媒質に直接接し又は
接合して冷却手段が設けられているから固体レーザ媒質
内で生じる熱を高効率に除去できる。
When the laser light generated as described above reciprocates in the optical resonator and is gradually amplified and the light intensity reaches a steady state, it is taken out from one of the reflecting mirrors as a laser light output. In this way, when the laser light is extracted, the solid-state laser of the present invention is provided with the cooling means in direct contact with or in contact with the solid-state laser medium, so that heat generated in the solid-state laser medium can be removed with high efficiency.

【0014】励起用レーザ光が固体レーザ媒質に吸収さ
れてレーザ光を発生する際に生じる熱は、固体レーザ媒
質に接する固体レーザ母材内部と冷却手段の両方向へ移
動する。従って、冷却手段が接する側では直接的に、又
母材内へ移動した熱は反対側の固体レーザ媒質に接する
冷却手段により間接的に除去される。このため、熱複屈
折効果及び熱レンズ効果が殆んど生じないのである。
The heat generated when the laser light for excitation is absorbed by the solid-state laser medium to generate the laser light moves both inside the solid-state laser base material which is in contact with the solid-state laser medium and in the cooling means. Accordingly, the heat that has moved into the base material is removed directly on the side in contact with the cooling means, and indirectly by the cooling means in contact with the solid-state laser medium on the opposite side. Therefore, the thermal birefringence effect and the thermal lens effect hardly occur.

【0015】[0015]

【実施の形態】以下、この発明の実施の形態について図
面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は実施形態のジグザグスラブ固体レー
ザの主要断面図を示す。この実施形態の固体レーザは、
半導体レーザ(LD)のレーザ光で励起され高cw(連
続)出力で高品質ビームのレーザ光を得るのに適してい
る。
FIG. 1 is a main sectional view of a zigzag slab solid state laser according to the embodiment. The solid-state laser of this embodiment is
It is suitable for obtaining a high-quality beam of laser light with a high cw (continuous) output that is excited by the laser light of a semiconductor laser (LD).

【0017】図において、1は固体レーザ媒質、9はス
ラブ固体レーザ母材、3、4は光共振器を構成する反射
ミラー、5は外部から導入される励起用レーザ光、8は
冷却手段、10は固体レーザ母材の入出力面、11はビ
ームスプリッタである。
In the figure, 1 is a solid-state laser medium, 9 is a slab solid-state laser base material, 3 and 4 are reflection mirrors constituting an optical resonator, 5 is pumping laser light introduced from the outside, and 8 is cooling means. Reference numeral 10 is an input / output surface of the solid-state laser base material, and 11 is a beam splitter.

【0018】固体レーザ媒質1は、固体レーザ母材9と
同一の光透過性の材料に高濃度の活性イオンがドープさ
れたものであり、この実施形態ではYAG(イットリウ
ムアルミニウム ガーネット)結晶を母材としこれにY
b(イッテルビウム)を例えば20at%添加したもの
が用いられている。添加する活性イオンとしてはこの外
に、Er、Ho、Tm等準3準位レーザ用希土類元素の
いずれとしてもよいし、又母材に他の適宜材料を用いて
もよい。なお、固体レーザ母材9には活性イオンはドー
プされていない。
The solid-state laser medium 1 is the same light-transmissive material as the solid-state laser base material 9 doped with a high concentration of active ions. In this embodiment, a YAG (yttrium aluminum garnet) crystal is used as a base material. To this and Y
For example, b (ytterbium) added with 20 at% is used. In addition to the above, the active ions to be added may be any of rare earth elements for quasi-three level laser such as Er, Ho and Tm, and other appropriate materials may be used as the base material. The solid laser base material 9 is not doped with active ions.

【0019】上記固体レーザ母材9は光透過性の幅の狭
い平行平板として形成して平行平板スラブと成し、その
平行な両面に薄い(例えば0.35mm)固体レーザ媒
質1が融着されている。又、固体レーザ媒質1の外側面
にはレーザ光に対する高反射(HR)コートが施されて
おり、又は境界面での全反射現象を利用し、この反射面
でレーザ光を全反射させる。
The solid-state laser base material 9 is formed as a parallel plate having a narrow light-transmissive width to form a parallel-plate slab, and thin (for example, 0.35 mm) solid-state laser medium 1 is fused on both parallel surfaces. ing. Further, the outer surface of the solid-state laser medium 1 is coated with a high reflection (HR) for the laser light, or the total reflection phenomenon at the boundary surface is used to totally reflect the laser light at this reflection surface.

【0020】上記固体レーザ母材9と薄い固体レーザ媒
質1から成るレーザ媒質部の外側にはその両面の全面に
亘って冷却手段8が直接接合され又は接している。冷却
手段8は、直接水又は例えば銅製の2枚の冷却板の間に
冷却水wを流通できるように形成されている。
On the outside of the laser medium portion composed of the solid laser base material 9 and the thin solid laser medium 1, cooling means 8 is directly joined or in contact with the entire surface of both sides thereof. The cooling means 8 is formed so that the cooling water w can flow directly between water or two cooling plates made of copper, for example.

【0021】又、上記レーザ媒質部は光共振器の反射ミ
ラー3、4間に配置されている。反射ミラー3は、凹面
鏡、反射ミラー4は部分透過平面鏡から成る。そして、
上記レーザ媒質で励起されたレーザ光が一方の反射ミラ
ー3で反射され、出力ミラーである反射ミラー4から出
力されるそれぞれの光路の途中にビームスプリッタ11
が設けられており、外部で発生したレーザ光を励起用レ
ーザ光5として左右のビームスプリッタ11から導入
し、固体レーザ母材9の入出力面10から内部へ導入す
るように構成している。
The laser medium portion is arranged between the reflection mirrors 3 and 4 of the optical resonator. The reflection mirror 3 is a concave mirror, and the reflection mirror 4 is a partially transmissive plane mirror. And
The laser beam excited by the laser medium is reflected by one of the reflection mirrors 3, and is output from the reflection mirror 4 which is an output mirror, in the middle of each optical path.
Is provided, and the laser light generated outside is introduced as the excitation laser light 5 from the left and right beam splitters 11 and is introduced inside from the input / output surface 10 of the solid-state laser base material 9.

【0022】上記入出力面10は入射光に対してブルー
スタ角又は直角に近い角度に形成され、入出力面自体は
平面とされている。入出力面10が垂直又は斜め入射形
状の場合は、励起用レーザ光5及びレーザ光7に対して
反射防止(AR)コートが施されている。又、ビームス
プリッタ11はその内面側に励起用レーザ光5に対して
はARコート、レーザ光7に対しては高反射(HR)コ
ートが施されている。
The input / output surface 10 is formed at an angle close to a Brewster's angle or a right angle with respect to the incident light, and the input / output surface itself is a flat surface. When the input / output surface 10 has a vertical or oblique incidence shape, an antireflection (AR) coating is applied to the excitation laser light 5 and the laser light 7. Further, the beam splitter 11 is provided on its inner surface side with an AR coating for the excitation laser light 5 and a high reflection (HR) coating for the laser light 7.

【0023】上記の構成とした実施形態のジグザグスラ
ブ固体レーザは次のように作用して高品質のレーザ光が
得られる。
The zigzag slab solid-state laser of the embodiment configured as described above operates as follows to obtain high-quality laser light.

【0024】外部からの励起用レーザ光5が左右のビー
ムスプリッタ11を介して光共振器内の光路に導入され
ると、この励起用レーザ光は固体レーザ母材9の入出力
面10から内部へ入り、母材9内を進んで固体レーザ媒
質1に吸収され、そこでレーザ光が発生する。
When the pumping laser light 5 from the outside is introduced into the optical path in the optical resonator via the left and right beam splitters 11, the pumping laser light is internally fed from the input / output surface 10 of the solid laser base material 9. The solid laser medium 1 is absorbed by the solid laser medium 1 as it enters the base material 9 and laser light is generated there.

【0025】上記励起用レーザ光は一部が固体レーザ媒
質1の反射面1aで全反射され、母材9内を通り反対側
の固体レーザ媒質1に至り、そこで再び固体レーザ媒質
1に吸収されてレーザ光を発生すると共にその励起用レ
ーザ光の一部が固体レーザ媒質1の反射面1aで反射さ
れ、これを繰り返して励起用レーザ光は固体レーザ媒質
部内をジグザグに進行する。
A part of the pumping laser light is totally reflected by the reflecting surface 1a of the solid-state laser medium 1, passes through the base material 9 and reaches the solid-state laser medium 1 on the opposite side, where it is again absorbed by the solid-state laser medium 1. Laser light is generated as a result, a part of the laser light for excitation is reflected by the reflection surface 1a of the solid-state laser medium 1, and the laser light for excitation advances zigzag in the solid-state laser medium portion by repeating this.

【0026】又、上記励起用レーザ光で励起されたレー
ザ光も励起用レーザ光と同じ方向にジグザグに進行し全
反射を繰り返しながら増幅され、さらに固体レーザ母材
9を出てビームスプリッタ11で反射され(図1の右側
のビームスプリッタ11から入射された励起用レーザ光
で励起されたレーザ光の場合は)、反射ミラー3で(左
側からの場合は反射ミラー4で)反射されて往路と同じ
経路を戻り全反射を繰り返して反対側の反射ミラー4へ
進み、そこで反射されて再び同じ経路をジグザグ進行
し、正のフィードバックが行なわれる。
The laser light pumped by the pumping laser light also travels in a zigzag direction in the same direction as the pumping laser light and is amplified while repeating total reflection, and then exits the solid-state laser base material 9 and is beam splitter 11. It is reflected (in the case of the laser light excited by the excitation laser light incident from the beam splitter 11 on the right side in FIG. 1), reflected by the reflection mirror 3 (in the case of the left side is reflected by the reflection mirror 4), and the forward path is obtained. After returning to the same path and repeating total reflection, the light travels to the reflection mirror 4 on the opposite side, where it is reflected and travels in the same path again in a zigzag manner, and positive feedback is performed.

【0027】上記励起用レーザ光によるレーザ媒質の励
起は左右両方向より行なわれ、固体レーザ媒質1を長さ
方向に沿って均一に励起する。このように、同一光路を
往復してレーザ光は次第に増幅され、レーザ光強度は定
常状態に達し部分透過平面鏡である反射ミラー4よりレ
ーザ光7として取り出される。このレーザ光7に対して
は、固体レーザ媒質1が薄いために理想的なスラブ固体
レーザとして作用する。なお、上記片方からの励起用レ
ーザ光5は固体レーザ母材9内をジグザグ進行して反対
側の反射ミラーで元の方向に戻し固体レーザ媒質1での
励起用レーザ光5の吸収率を高めることもできる。
The excitation of the laser medium by the above-mentioned laser light for excitation is performed from both left and right directions, and the solid-state laser medium 1 is uniformly excited along the length direction. In this way, the laser light is gradually amplified by going back and forth along the same optical path, the laser light intensity reaches a steady state, and is taken out as the laser light 7 from the reflecting mirror 4 which is a partially transmissive plane mirror. The laser light 7 acts as an ideal slab solid-state laser because the solid-state laser medium 1 is thin. The pumping laser light 5 from one side travels in the solid-state laser base material 9 in a zigzag manner and is returned to the original direction by the reflecting mirror on the opposite side to increase the absorption rate of the pumping laser light 5 in the solid-state laser medium 1. You can also

【0028】以上のようにして励起用レーザ光により固
体レーザ媒質1内でレーザ光が発生する際に、上記実施
形態のスラブ固体レーザ内に生じる熱は効率よく除去さ
れる。上述したように、固体レーザ媒質1内で発生する
熱は、固体レーザ媒質1から外側と内側の固体レーザ母
材9へと移動するから、外側に直接接合されている冷却
手段8内の水により直接的に除去される。
As described above, when laser light is generated in the solid-state laser medium 1 by the excitation laser light, the heat generated in the slab solid-state laser of the above embodiment is efficiently removed. As described above, the heat generated in the solid-state laser medium 1 moves from the solid-state laser medium 1 to the outer and inner solid-state laser base materials 9, so that water in the cooling means 8 directly joined to the outer side Be removed directly.

【0029】又、固体レーザ母材9の内側へ流入した熱
は反対側の固体レーザ媒質1の外側の冷却手段8により
間接的に除去される。従って、薄い固体レーザ媒質1に
おいて発生した熱は図1の上下方向に流れ、熱複屈折効
果の発生を防ぎ、又ジグザグ全反射によって熱レンズ効
果が補償される。
The heat flowing into the solid-state laser base material 9 is indirectly removed by the cooling means 8 outside the solid-state laser medium 1 on the opposite side. Therefore, the heat generated in the thin solid-state laser medium 1 flows in the vertical direction of FIG. 1 to prevent the generation of the thermal birefringence effect, and the thermal lens effect is compensated by the zigzag total reflection.

【0030】なお、上記実施形態は、ジグザグスラブ固
体レーザの場合について説明したが、反射ミラー3、4
を取り除き、発生するレーザ光と同一波長の弱い入射レ
ーザ光をジグザグ通過させて光励起されているレーザ媒
質で増幅するようにすれば、これをジグザグスラブ固体
レーザ増幅器として用いることもできることは詳細に説
明するまでもなく明らかであろう。
In the above embodiment, the case of the zigzag slab solid state laser has been described, but the reflection mirrors 3 and 4 are also described.
By removing the weak incident laser light of the same wavelength as the generated laser light is zigzag and amplified by the laser medium that is optically pumped, it can also be used as a zigzag slab solid state laser amplifier. Needless to say it will be obvious.

【0031】[0031]

【効果】以上詳細に説明したように、第1の発明のジグ
ザグスラブ固体レーザは、励起用レーザ光を固体レーザ
母材内部から送って固体レーザ媒質に吸収され光励起さ
せる際に生じる熱を平行平面で接する冷却手段で直接的
かつ間接的に除去できるようにしたから、発生する熱を
高効率に除去でき、高出力で高品質のレーザ光を達成で
きるという効果が得られる。又、励起用レーザ光と発生
するレーザ光とを同一方向に伝搬するようにしているた
め構成が簡単になるという効果もある。
As described in detail above, in the zigzag slab solid state laser of the first invention, the heat generated when the pumping laser light is sent from the inside of the solid state laser base material and absorbed in the solid state laser medium to be optically excited is parallel plane. Since the cooling means in contact with each other can directly and indirectly remove the heat, the generated heat can be removed with high efficiency, and high-output and high-quality laser light can be achieved. Further, since the pumping laser light and the generated laser light are propagated in the same direction, there is an effect that the structure is simplified.

【0032】さらに、第2の発明のように第1の発明の
光共振器を設けない構成のものをレーザ増幅器として用
いれば、強力なレーザ増幅効果が得られる。
Furthermore, if a laser amplifier of the first invention having no optical resonator is used as the second invention, a strong laser amplification effect can be obtained.

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

【図1】実施形態のジグザグスラブ固体レーザの主要縦
断面図
FIG. 1 is a main longitudinal sectional view of a zigzag slab solid-state laser according to an embodiment.

【図2】従来例のジグザグ光路固体レーザの主要断面図FIG. 2 is a main sectional view of a conventional zigzag optical path solid-state laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 固体レーザ媒質 1a 反射面 3、4 反射ミラー 5 励起用レーザ光 7 レーザ光 8 冷却手段 9 固体レーザ母材 10 入出力面 11 ビームスプリッタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid-state laser medium 1a Reflection surface 3 and 4 Reflection mirror 5 Laser light for excitation 7 Laser light 8 Cooling means 9 Solid-state laser base material 10 Input-output surface 11 Beam splitter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中塚 正大 吹田市山田丘2番6号 大阪大学レーザー 核融合研究センター内 (72)発明者 山中 正宣 吹田市山田丘2番6号 大阪大学レーザー 核融合研究センター内 (72)発明者 山中 千代衛 大阪市西区靭本町1丁目8番4号 財団法 人レーザー技術総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masahiro Nakatsuka 2-6 Yamadaoka, Suita City, Laser Fusion Research Center, Osaka University (72) Masanobu Yamanaka 2-6 Yamadaoka, Suita City Laser Fusion, Osaka University Inside the Research Center (72) Inventor Chiyoe Yamanaka 1-8-4 Tsubuhoncho, Nishi-ku, Osaka City

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活性イオンがドープされた固体レーザ媒
質をスラブ固体レーザ母材の平行面の両側に融着させレ
ーザ媒質の融着面と反対面を反射面となしたレーザ媒質
部を、このレーザ媒質部で発生するレーザ光を増幅する
一対の反射ミラーから成る光共振器内に配置し、かつ上
記レーザ媒質部のレーザ母材と反対面に冷却手段を接し
て設け、上記レーザ母材が有する入出力端面から励起用
レーザ光をレーザ母材内に導入して上記レーザ媒質で励
起されたレーザ光と励起用レーザ光を上記レーザ媒質の
反射面で反射しジグザグ進行させて励起・増幅されたレ
ーザ光を光共振器内でさらに増幅しその、出力ミラーか
ら出力するように構成して成るジグザグスラブ固体レー
ザ。
1. A laser medium portion in which a solid-state laser medium doped with active ions is fused on both sides of a parallel surface of a slab solid-state laser base material and a surface opposite to the fused surface of the laser medium serves as a reflecting surface. The laser medium is arranged in an optical resonator composed of a pair of reflection mirrors for amplifying the laser light generated in the laser medium portion, and a cooling means is provided on the surface of the laser medium portion opposite to the laser base material. The pumping laser light is introduced into the laser base material from the input / output end face, and the laser light pumped by the laser medium and the pumping laser light are reflected by the reflecting surface of the laser medium and are zigzag-traveled to be pumped / amplified. A zigzag slab solid-state laser configured to further amplify the laser light in an optical resonator and output the amplified laser light from an output mirror.
【請求項2】 活性イオンがドープされた固体レーザ媒
質をスラブ固定レーザ母材の平行平面の両側に融着させ
レーザ媒質の融着面と反対面を反射面となしたレーザ媒
質部に、上記レーザ母材と反対面に冷却手段を接して設
け、レーザ母材が有する入出力端面からレーザ励起光を
レーザ母材内に導入して上記レーザ媒質で励起されたレ
ーザ光と励起光を上記レーザ媒質の反射面で反射しジグ
ザグ進行させて励起・増幅させるように構成して成るジ
グザグスラブ固体レーザ増幅器。
2. A solid-state laser medium doped with active ions is fusion-bonded to both sides of a parallel plane of a slab-fixed laser base material, and a laser medium portion having a surface opposite to the fusion-bonding surface of the laser medium as a reflection surface is provided on the laser medium portion. The cooling means is provided in contact with the surface opposite to the laser base material, laser excitation light is introduced into the laser base material from the input / output end surface of the laser base material, and the laser light and the excitation light excited by the laser medium are supplied to the laser. A zigzag slab solid-state laser amplifier configured so as to be reflected by a reflecting surface of a medium, to be zigzag-progressed, and to be pumped / amplified.
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