JPH098384A - 固体レーザ装置ならびにレーザ光伝送方法 - Google Patents
固体レーザ装置ならびにレーザ光伝送方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ロッド状あるいはスラブ状レーザ媒体の高精度
な研磨を必要としない固体レーザ装置の構成ならびに光
ファイバのレーザ光入射端面の高精度研磨を必要としな
いレーザ光伝送方法を提供する。 【構成】ロッド型固体レーザ装置では、ロッド状レーザ
媒体全体を、屈折率が媒体とほぼ等しい透明流体中に浸
漬させ、スラブ型ではスラブ状レーザ媒体６全体を、屈
折率が媒体とほぼ等しい透明流体１５中に浸漬させると
ともに、浸漬した媒体６を、ランプ光の被照射面６ｂと
面方向が平行な、かつ前記流体１５中を通って媒体６に
入射した光１を全反射可能な屈折率をもつ２枚の透明板
７で挟む構成とする。光ファイバによるレーザ光の伝送
は、ファイバ端面をコア部とほぼ等しい屈折率を持つ透
明流体に接触させ、レーザ光を該透明流体を通して入射
させて行う。
な研磨を必要としない固体レーザ装置の構成ならびに光
ファイバのレーザ光入射端面の高精度研磨を必要としな
いレーザ光伝送方法を提供する。 【構成】ロッド型固体レーザ装置では、ロッド状レーザ
媒体全体を、屈折率が媒体とほぼ等しい透明流体中に浸
漬させ、スラブ型ではスラブ状レーザ媒体６全体を、屈
折率が媒体とほぼ等しい透明流体１５中に浸漬させると
ともに、浸漬した媒体６を、ランプ光の被照射面６ｂと
面方向が平行な、かつ前記流体１５中を通って媒体６に
入射した光１を全反射可能な屈折率をもつ２枚の透明板
７で挟む構成とする。光ファイバによるレーザ光の伝送
は、ファイバ端面をコア部とほぼ等しい屈折率を持つ透
明流体に接触させ、レーザ光を該透明流体を通して入射
させて行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ロッド状にあるいは
スラブ状の固体レーザ媒体をレーザ発振に用いるロッド
型あるいはスラブ型固体レーザ装置の各構成と、レーザ
光を光ファイバを光路として伝送する際の伝送方法とに
関する。
スラブ状の固体レーザ媒体をレーザ発振に用いるロッド
型あるいはスラブ型固体レーザ装置の各構成と、レーザ
光を光ファイバを光路として伝送する際の伝送方法とに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のロッド型固体レーザ装置を、図４
を用いて説明する。ロッド状レーザ媒体２をその側方に
配置した励起用ランプ３によって励起することによって
レーザ光１が生ずる。本図では最低限の部品のみを示
し、ランプ３を包囲して内側を冷却流体が通るランプ冷
却用のフローチューブ等を省略してあるが、全体が冷却
流体を循環させて冷却されるように容器１０に内蔵され
ている。このとき、全長が容器１０内に収納されている
直管状ランプ３の放電長からの光でロッド状レーザ媒体
２を全長にわたり有効に励起することができるよう、ラ
ンプ３よりも短いロッド状レーザ媒体２が使われる。こ
のため、図４に簡略化して示したような特殊なロッド保
持具４を用いる。これにより大気中からロッド状レーザ
媒体２へレーザ光１が直接入射できる。このとき、ロッ
ド端面２ａはレーザ光１が入出射するとき、レーザ光の
波面を乱さないように面精度λ／１０（λはレーザ光の
波長）で光学研磨されている。この光学研磨はロッド状
レーザ媒体２のコスト高につながる。また、複雑なロッ
ド保持具を用いて容器１０壁面から入り込んでいること
から保守性の問題が残る。
を用いて説明する。ロッド状レーザ媒体２をその側方に
配置した励起用ランプ３によって励起することによって
レーザ光１が生ずる。本図では最低限の部品のみを示
し、ランプ３を包囲して内側を冷却流体が通るランプ冷
却用のフローチューブ等を省略してあるが、全体が冷却
流体を循環させて冷却されるように容器１０に内蔵され
ている。このとき、全長が容器１０内に収納されている
直管状ランプ３の放電長からの光でロッド状レーザ媒体
２を全長にわたり有効に励起することができるよう、ラ
ンプ３よりも短いロッド状レーザ媒体２が使われる。こ
のため、図４に簡略化して示したような特殊なロッド保
持具４を用いる。これにより大気中からロッド状レーザ
媒体２へレーザ光１が直接入射できる。このとき、ロッ
ド端面２ａはレーザ光１が入出射するとき、レーザ光の
波面を乱さないように面精度λ／１０（λはレーザ光の
波長）で光学研磨されている。この光学研磨はロッド状
レーザ媒体２のコスト高につながる。また、複雑なロッ
ド保持具を用いて容器１０壁面から入り込んでいること
から保守性の問題が残る。
【０００３】次にスラブ型固体レーザ装置を図５を用い
て説明する。主たる名称は図４と同じであるが、ランプ
３からの励起光はフィルタ１７とスラブ励起面６ｂとを
介してスラブ状レーザ媒体６を照射する。そして、図５
に示したように、レーザ光１はスラブ励起面６ｂの内面
をジグザグに全反射を繰り返しながら、スラブ状レーザ
媒体６内を伝播する。レーザ光がレーザ媒体内の高温部
と低温部とを交互に通過するために、ロッド型固体レー
ザに比較して、レーザ媒体から射出されたレーザ光の集
束性に対する熱的な影響を軽減できるため、高出力のレ
ーザ光が得られる特長をもっている。この場合にも、レ
ーザ光１が入出射するスラブ端面６ａは、レーザ光１の
波面を乱さないように、λ／１０の面精度の十分な光学
研磨が要求される。さらに、スラブ励起面６ｂは大きな
結晶の場合には、およそ２５×２００ｍｍに達するが、
スラブ端面６ａとほぼ同程度の面精度が要求されるため
に、研磨面積の大きさから時間がかかるばかりでなく、
困難さのためにコスト高を招いている。通常のスラブ状
レーザ媒体６の断面形状が矩形であるために、スラブ状
レーザ媒体６の冷却流体をシールするのも困難な問題で
ある。
て説明する。主たる名称は図４と同じであるが、ランプ
３からの励起光はフィルタ１７とスラブ励起面６ｂとを
介してスラブ状レーザ媒体６を照射する。そして、図５
に示したように、レーザ光１はスラブ励起面６ｂの内面
をジグザグに全反射を繰り返しながら、スラブ状レーザ
媒体６内を伝播する。レーザ光がレーザ媒体内の高温部
と低温部とを交互に通過するために、ロッド型固体レー
ザに比較して、レーザ媒体から射出されたレーザ光の集
束性に対する熱的な影響を軽減できるため、高出力のレ
ーザ光が得られる特長をもっている。この場合にも、レ
ーザ光１が入出射するスラブ端面６ａは、レーザ光１の
波面を乱さないように、λ／１０の面精度の十分な光学
研磨が要求される。さらに、スラブ励起面６ｂは大きな
結晶の場合には、およそ２５×２００ｍｍに達するが、
スラブ端面６ａとほぼ同程度の面精度が要求されるため
に、研磨面積の大きさから時間がかかるばかりでなく、
困難さのためにコスト高を招いている。通常のスラブ状
レーザ媒体６の断面形状が矩形であるために、スラブ状
レーザ媒体６の冷却流体をシールするのも困難な問題で
ある。
【０００４】また、一般に、固体レーザ光は光ファイバ
を光路としてファイバ伝送ができるので、フレキシブル
な応用へ展開をするためには、ファイバへの入射は必須
といえる。レーザ光を集光レンズで集光し、図６のよう
にファイバ１２へ導く。レーザ光束のうち、最外レーザ
光線１１の集光角はファイバのＮＡ（レーザ光の高効率
伝送のためにファイバごとに与えられる対ファイバ中心
軸入射角の許容限（ラジアン表示値））で規制される。
また、レーザ光の集光径はコア部１３の直径より小さく
制御されなければならない。クラッド部１４はコア部１
３よりもわずかに屈折率を小さくしてあるために、コア
部１３へ入射したレーザ光はコア部１３とクラッド部１
４との境界面で全反射を繰り返しながら、ファイバ１２
中を伝播する。レーザの応用において、ますます高出力
化が要求されているのが現状である。殊に、ピークパワ
ーの高い応用に適用する場合には、レーザ耐力の高いＳ
Ｉ（ステップインデックス）タイプのファイバ（コア部
とクラッド部の屈折率が階段状に異なるもの）が使われ
るものの、高ピークパワーのレーザ光を集光した場合
に、時としてファイバ端面１３ａの損傷を引き起こす。
ファイバの損傷はファイバ１２内部よりも、ファイバ端
面１３ａで発生することが多い。このため、できるだけ
ファイバ端面１３ａの面精度を上げ、損傷閾値（損傷を
生じさせはじめるレーザ光パワー）を高くしなければな
らないが、細く、かつ長尺のファイバ端面を研磨するの
は容易ではない。
を光路としてファイバ伝送ができるので、フレキシブル
な応用へ展開をするためには、ファイバへの入射は必須
といえる。レーザ光を集光レンズで集光し、図６のよう
にファイバ１２へ導く。レーザ光束のうち、最外レーザ
光線１１の集光角はファイバのＮＡ（レーザ光の高効率
伝送のためにファイバごとに与えられる対ファイバ中心
軸入射角の許容限（ラジアン表示値））で規制される。
また、レーザ光の集光径はコア部１３の直径より小さく
制御されなければならない。クラッド部１４はコア部１
３よりもわずかに屈折率を小さくしてあるために、コア
部１３へ入射したレーザ光はコア部１３とクラッド部１
４との境界面で全反射を繰り返しながら、ファイバ１２
中を伝播する。レーザの応用において、ますます高出力
化が要求されているのが現状である。殊に、ピークパワ
ーの高い応用に適用する場合には、レーザ耐力の高いＳ
Ｉ（ステップインデックス）タイプのファイバ（コア部
とクラッド部の屈折率が階段状に異なるもの）が使われ
るものの、高ピークパワーのレーザ光を集光した場合
に、時としてファイバ端面１３ａの損傷を引き起こす。
ファイバの損傷はファイバ１２内部よりも、ファイバ端
面１３ａで発生することが多い。このため、できるだけ
ファイバ端面１３ａの面精度を上げ、損傷閾値（損傷を
生じさせはじめるレーザ光パワー）を高くしなければな
らないが、細く、かつ長尺のファイバ端面を研磨するの
は容易ではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】通常の光学素子の場合
には、コストの中でも研磨代の占める割合は多いといわ
れており、殊にスラブ状レーザ媒体の場合には、単結晶
の引上げ工程を含んだ全コストのほぼ半分を研磨代が占
めている。本発明は、ロッド状あるいはスラブ状レーザ
媒体の高精度な研磨を必要としない固体レーザ装置の構
成ならびに光ファイバのレーザ光入射端面の高精度な研
磨を必要としないレーザ光伝送方法を提供することを目
的とする。
には、コストの中でも研磨代の占める割合は多いといわ
れており、殊にスラブ状レーザ媒体の場合には、単結晶
の引上げ工程を含んだ全コストのほぼ半分を研磨代が占
めている。本発明は、ロッド状あるいはスラブ状レーザ
媒体の高精度な研磨を必要としない固体レーザ装置の構
成ならびに光ファイバのレーザ光入射端面の高精度な研
磨を必要としないレーザ光伝送方法を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、ロッド型固体レーザ装置では、
請求項１に記載のごとく，装置を、レーザ媒体に対して
その屈折率の差が±０．２以内の屈折率を有する透明な
流体中にレーザ媒体全体を浸漬させたものとし、スラブ
型固体レーザ装置では、請求項２に記載のごとく、装置
を、レーザ媒体に対してその屈折率の差が±０．２以内
の屈折率を有する透明な流体中にレーザ媒体全体を浸漬
させるとともに、該浸漬されたレーザ媒体が、ランプ光
の被照射面と面方向が平行な、かつ前記流体中を通って
該レーザ媒体に入射したレーザ光を全反射可能な屈折率
をもつ２枚の板状透明体により挟まれている装置とす
る。
に、本発明においては、ロッド型固体レーザ装置では、
請求項１に記載のごとく，装置を、レーザ媒体に対して
その屈折率の差が±０．２以内の屈折率を有する透明な
流体中にレーザ媒体全体を浸漬させたものとし、スラブ
型固体レーザ装置では、請求項２に記載のごとく、装置
を、レーザ媒体に対してその屈折率の差が±０．２以内
の屈折率を有する透明な流体中にレーザ媒体全体を浸漬
させるとともに、該浸漬されたレーザ媒体が、ランプ光
の被照射面と面方向が平行な、かつ前記流体中を通って
該レーザ媒体に入射したレーザ光を全反射可能な屈折率
をもつ２枚の板状透明体により挟まれている装置とす
る。
【０００７】また、レーザ光を集光レンズにより集光
し、光ファイバに適合したスポットサイズと集光角とに
して光ファイバに入射させ、光ファイバを光路としてレ
ーザ光を伝送するレーザ光伝送方法を、請求項３に記載
のごとく、光ファイバ入射端を光ファイバのコア部に対
してその屈折率の差が±０．２以内の屈折率をもつ透明
な流体に接触させ、レーザ光を該透明流体中を通って光
ファイバ入射させる方法とする。
し、光ファイバに適合したスポットサイズと集光角とに
して光ファイバに入射させ、光ファイバを光路としてレ
ーザ光を伝送するレーザ光伝送方法を、請求項３に記載
のごとく、光ファイバ入射端を光ファイバのコア部に対
してその屈折率の差が±０．２以内の屈折率をもつ透明
な流体に接触させ、レーザ光を該透明流体中を通って光
ファイバ入射させる方法とする。
【０００８】
【作用】ロッド型固体レーザ装置では、ロッド状のレー
ザ媒体全体を、レーザ媒体に対してその屈折率の差が
０．２以内の屈折率をもつ透明な流体中に浸漬させるこ
とにより、レーザ光が出入りするレーザ媒体端面の研磨
精度が該端面でのレーザ光のパワー損失に与える影響を
なくし、実施例の項で説明するように、損失を実質的に
零とすることができる。また、固体レーザ装置容器内で
のレーザ媒体の保持精度が緩和されるため、媒体保持具
を単純化することが可能になる。
ザ媒体全体を、レーザ媒体に対してその屈折率の差が
０．２以内の屈折率をもつ透明な流体中に浸漬させるこ
とにより、レーザ光が出入りするレーザ媒体端面の研磨
精度が該端面でのレーザ光のパワー損失に与える影響を
なくし、実施例の項で説明するように、損失を実質的に
零とすることができる。また、固体レーザ装置容器内で
のレーザ媒体の保持精度が緩和されるため、媒体保持具
を単純化することが可能になる。
【０００９】スラブ型固体レーザ装置では、レーザ媒体
に対してその屈折率の差が０．２以内の屈折率を有する
透明な流体中にレーザ媒体全体を浸漬させるとともに、
該浸漬されたレーザ媒体が、ランプ光の被照射面と面方
向が平行な、かつ前記流体中を通って該レーザ媒体に入
射したレーザ光を全反射可能な屈折率をもつ２枚の板状
透明体により挟まれている装置構成とすることにより、
レーザ光が出入りするレーザ媒体端面でのパワー損失の
みならず、ランプ光の照射を受ける励起面でのパワー損
失も実質的零となり、高精度の光学研磨を行わない安価
なスラブ結晶を用いることができる。また、レーザ媒体
を挟む２枚の透明板は、レーザ媒体のようにレーザ発振
の必要がなく、材質の選択幅が広いので、研磨精度の付
与が容易な材質を選んで反射損失を低減させることがで
きる。さらに、レーザ光が出入りする媒体の端面はブル
ースター角に傾斜した斜端面でなく、傾斜角が限定され
ない斜端面あるいは垂直端面とすることができ、レーザ
媒体の形状を単純化して媒体のコストを下げることがで
きる。
に対してその屈折率の差が０．２以内の屈折率を有する
透明な流体中にレーザ媒体全体を浸漬させるとともに、
該浸漬されたレーザ媒体が、ランプ光の被照射面と面方
向が平行な、かつ前記流体中を通って該レーザ媒体に入
射したレーザ光を全反射可能な屈折率をもつ２枚の板状
透明体により挟まれている装置構成とすることにより、
レーザ光が出入りするレーザ媒体端面でのパワー損失の
みならず、ランプ光の照射を受ける励起面でのパワー損
失も実質的零となり、高精度の光学研磨を行わない安価
なスラブ結晶を用いることができる。また、レーザ媒体
を挟む２枚の透明板は、レーザ媒体のようにレーザ発振
の必要がなく、材質の選択幅が広いので、研磨精度の付
与が容易な材質を選んで反射損失を低減させることがで
きる。さらに、レーザ光が出入りする媒体の端面はブル
ースター角に傾斜した斜端面でなく、傾斜角が限定され
ない斜端面あるいは垂直端面とすることができ、レーザ
媒体の形状を単純化して媒体のコストを下げることがで
きる。
【００１０】また、光ファイバを光路としてレーザ光を
伝送する際、ファイバのレーザ光入射端をファイバコア
ーに対してその屈折率の差が±０．２以内の屈折率をも
つ透明な流体に接触させ、レーザ光をこの流体中を通し
てファイバに入射させるようにすると、ファイバ端面の
研磨精度に関係なく、端面でのパワー損失は実質零とな
り、端面を損傷から守ることができる。また、端面の高
精度な光学研磨の必要がなくなり、この分ファイバコス
トが低減する。
伝送する際、ファイバのレーザ光入射端をファイバコア
ーに対してその屈折率の差が±０．２以内の屈折率をも
つ透明な流体に接触させ、レーザ光をこの流体中を通し
てファイバに入射させるようにすると、ファイバ端面の
研磨精度に関係なく、端面でのパワー損失は実質零とな
り、端面を損傷から守ることができる。また、端面の高
精度な光学研磨の必要がなくなり、この分ファイバコス
トが低減する。
【００１１】
【実施例】図１にロッド型固体レーザ装置に関する本発
明の一実施例を示す。図中の符号は、図４と同一の部材
では図４と同一としている。容器１０内を励起光および
レーザ光に対して透明な流体１５を循環させることによ
り、ロッド状のレーザ媒体２およびランプ３を冷却す
る。図４の場合と同様、フローチューブ等は図示を省略
してある。透明流体１５はロッド状のレーザ媒体２と同
一の屈折率を有し、かつ光学的に透明なものを用いてい
る。これにより、屈折率の異なる境界面がなくなり、ロ
ッド端面２ａは研磨精度あるいは研磨の有無に関係な
く、レーザ光を波面を乱さないで透過させることができ
る。容器１０には窓５を設置し、レーザ光を大気中へ取
り出す。この窓材にもレーザ媒体，透明流体と同じ屈折
率のものを使用することにより、窓５と透明流体１５と
の境界面においてパワー損失が発生しない。窓５の大気
側にレーザ光用の無反射コーティングを施すことによ
り、この系でのフレネル反射損失を無視することができ
る。また、ロッド状レーザ媒体２の保持も、位置決めだ
けをすればよく、単純な治具で済む。例えば、ロッド状
レーザ媒体２として、屈折率１．４５（常光線の場合）
のＮｄ：ＹＬＦを用いる場合には、透明流体として屈折
率１．４６の四塩化炭素を用いることができる。厳密に
は，屈折率の差が０．０１存在するが、この境界面での
フレネル反射損失は千分の１％であり、無視できる大き
さである。なお、上記の四塩化炭素に他の類似で低屈折
率の液体を混合することにより、屈折率をＮｄ：ＹＬＦ
と同じにすることができる。四塩化炭素と同様の屈折率
を有する液体として例えばジメチルシロキサン等の使用
も可能である。レーザ媒体と透明流体との屈折率の差を
±０．２以内、即ちＮｄ：ＹＬＦの場合、透明流体の屈
折率が１．２５〜１．６５であれば、反射ロスを１％以
下に抑えることができる。ちなみに、上記ロッドが大気
と接していて、コーティングが施されていない場合のフ
レネル損失は約４％に達する。
明の一実施例を示す。図中の符号は、図４と同一の部材
では図４と同一としている。容器１０内を励起光および
レーザ光に対して透明な流体１５を循環させることによ
り、ロッド状のレーザ媒体２およびランプ３を冷却す
る。図４の場合と同様、フローチューブ等は図示を省略
してある。透明流体１５はロッド状のレーザ媒体２と同
一の屈折率を有し、かつ光学的に透明なものを用いてい
る。これにより、屈折率の異なる境界面がなくなり、ロ
ッド端面２ａは研磨精度あるいは研磨の有無に関係な
く、レーザ光を波面を乱さないで透過させることができ
る。容器１０には窓５を設置し、レーザ光を大気中へ取
り出す。この窓材にもレーザ媒体，透明流体と同じ屈折
率のものを使用することにより、窓５と透明流体１５と
の境界面においてパワー損失が発生しない。窓５の大気
側にレーザ光用の無反射コーティングを施すことによ
り、この系でのフレネル反射損失を無視することができ
る。また、ロッド状レーザ媒体２の保持も、位置決めだ
けをすればよく、単純な治具で済む。例えば、ロッド状
レーザ媒体２として、屈折率１．４５（常光線の場合）
のＮｄ：ＹＬＦを用いる場合には、透明流体として屈折
率１．４６の四塩化炭素を用いることができる。厳密に
は，屈折率の差が０．０１存在するが、この境界面での
フレネル反射損失は千分の１％であり、無視できる大き
さである。なお、上記の四塩化炭素に他の類似で低屈折
率の液体を混合することにより、屈折率をＮｄ：ＹＬＦ
と同じにすることができる。四塩化炭素と同様の屈折率
を有する液体として例えばジメチルシロキサン等の使用
も可能である。レーザ媒体と透明流体との屈折率の差を
±０．２以内、即ちＮｄ：ＹＬＦの場合、透明流体の屈
折率が１．２５〜１．６５であれば、反射ロスを１％以
下に抑えることができる。ちなみに、上記ロッドが大気
と接していて、コーティングが施されていない場合のフ
レネル損失は約４％に達する。
【００１２】図２にスラブ型固体レーザ装置に関する本
発明の一実施例を示す。図１のロッド型と同様の考え方
により、図２のように側面が矩形の単純な形状をしたス
ラブを使用することができ、かつレーザ光が出入りする
スラブ端面６ａおよびランプ光が照射されるスラブ励起
面６ｂの研磨が必要ではなくなる。このとき、窓５を含
めて従来のスラブ状構成となっている。全反射させるた
めに、スラブ状レーザ媒体６のスラブ励起面６ｂの両外
側に隣接して置かれた透明体７の屈折率は透明流体１５
の屈折率よりも小さい値のものを使用する必要がある。
これにより透明体７のスラブ側で全反射を繰り返しなが
ら、レーザ光１は伝播する。透明体としては、例えば、
屈折率１．４３のＣａＦ2 や低屈折率のガラスを用い
る。
発明の一実施例を示す。図１のロッド型と同様の考え方
により、図２のように側面が矩形の単純な形状をしたス
ラブを使用することができ、かつレーザ光が出入りする
スラブ端面６ａおよびランプ光が照射されるスラブ励起
面６ｂの研磨が必要ではなくなる。このとき、窓５を含
めて従来のスラブ状構成となっている。全反射させるた
めに、スラブ状レーザ媒体６のスラブ励起面６ｂの両外
側に隣接して置かれた透明体７の屈折率は透明流体１５
の屈折率よりも小さい値のものを使用する必要がある。
これにより透明体７のスラブ側で全反射を繰り返しなが
ら、レーザ光１は伝播する。透明体としては、例えば、
屈折率１．４３のＣａＦ2 や低屈折率のガラスを用い
る。
【００１３】図３は本発明によるレーザ光伝送方法を実
現するためのファイバ入射部構造の一実施例を示す断面
図（半分）である。ファイバ入射部に設置された容器１
６の内部にファイバ１２のコア部１３の屈折率と同一の
透明流体１５を封入した例である。この構造により、フ
ァイバ端面１３ａを研磨しないでも、ファイバ端面１３
ａでの損傷、あるいはフレネル損失を無視できるように
なる。透明流体１５と窓５との境界は、レーザ耐力の高
いＳＩ型ファイバを考えるとき、窓５として耐熱性の高
い石英を用いることにより、上記と同様に損失を無く
し、ファイバ端面を損傷から防護できる。従来法に比較
し、屈折率の異なる境界面は窓５の大気との接触面へと
移動するが、図のようにファイバ１２のコア部１３の直
径の約８倍の箇所に窓５の大気側との境界面を設置すれ
ば、レーザのパワー密度をコア部１３の１／１０に低下
させることができる。当然、ファイバ端面１３ａからさ
らに遠く窓５を設置すれば、レーザのパワー密度をさら
に低下させることができる。これにより、さらに高パワ
ーのレーザ光をファイバ端面１３ａの損傷を生じること
なくファイバ１２に投入することが可能になる。さら
に、窓５の大気面に無反射コーティングを施せば損失を
抑えて、ファイバ１２への入射が可能となる。仮に、透
明流体１５がわずかでもレーザ光を吸収することによ
り、発熱する場合には、透明流体１５を循環させること
になるが、循環により透明流体１５の温度が上がらない
ため、上記の効果は変わらない。
現するためのファイバ入射部構造の一実施例を示す断面
図（半分）である。ファイバ入射部に設置された容器１
６の内部にファイバ１２のコア部１３の屈折率と同一の
透明流体１５を封入した例である。この構造により、フ
ァイバ端面１３ａを研磨しないでも、ファイバ端面１３
ａでの損傷、あるいはフレネル損失を無視できるように
なる。透明流体１５と窓５との境界は、レーザ耐力の高
いＳＩ型ファイバを考えるとき、窓５として耐熱性の高
い石英を用いることにより、上記と同様に損失を無く
し、ファイバ端面を損傷から防護できる。従来法に比較
し、屈折率の異なる境界面は窓５の大気との接触面へと
移動するが、図のようにファイバ１２のコア部１３の直
径の約８倍の箇所に窓５の大気側との境界面を設置すれ
ば、レーザのパワー密度をコア部１３の１／１０に低下
させることができる。当然、ファイバ端面１３ａからさ
らに遠く窓５を設置すれば、レーザのパワー密度をさら
に低下させることができる。これにより、さらに高パワ
ーのレーザ光をファイバ端面１３ａの損傷を生じること
なくファイバ１２に投入することが可能になる。さら
に、窓５の大気面に無反射コーティングを施せば損失を
抑えて、ファイバ１２への入射が可能となる。仮に、透
明流体１５がわずかでもレーザ光を吸収することによ
り、発熱する場合には、透明流体１５を循環させること
になるが、循環により透明流体１５の温度が上がらない
ため、上記の効果は変わらない。
【００１４】上記の実施例では、レーザ媒体にＮｄ：Ｙ
ＬＦ、レーザ光の光路となる光ファイバにＳＩタイプの
もの、透明流体に四塩化炭素あるいはジメチルシロキサ
ン、レーザ光全反射用透明体にＣａＦ2 を例示したが、
これら部材の材質、構造あるいは部材の組合わせ方は他
にもあり、いずれにも本発明の適用が可能である。
ＬＦ、レーザ光の光路となる光ファイバにＳＩタイプの
もの、透明流体に四塩化炭素あるいはジメチルシロキサ
ン、レーザ光全反射用透明体にＣａＦ2 を例示したが、
これら部材の材質、構造あるいは部材の組合わせ方は他
にもあり、いずれにも本発明の適用が可能である。
【００１５】
【発明の効果】本発明においては、固体レーザ装置なら
びにレーザ光伝送方法を以上の構成ならびに方法による
ものとしたので、以下に記載する効果が得られる。請求
項１記載の構成では、ロッド状レーザ媒体全体を、媒体
に対してその屈折率の差が±０．２以内の屈折率をもつ
透明流体中に浸漬させたので、レーザ光が出入りする媒
体端面の研磨精度に関係なく端面でのレーザパワーの損
失が実質零（多くとも１％以下）となり、端面の損傷を
防止することができるため、研磨精度の低い安価なレー
ザ媒体を使用して固体レーザ装置を構成することが可能
になった。
びにレーザ光伝送方法を以上の構成ならびに方法による
ものとしたので、以下に記載する効果が得られる。請求
項１記載の構成では、ロッド状レーザ媒体全体を、媒体
に対してその屈折率の差が±０．２以内の屈折率をもつ
透明流体中に浸漬させたので、レーザ光が出入りする媒
体端面の研磨精度に関係なく端面でのレーザパワーの損
失が実質零（多くとも１％以下）となり、端面の損傷を
防止することができるため、研磨精度の低い安価なレー
ザ媒体を使用して固体レーザ装置を構成することが可能
になった。
【００１６】請求項２記載の構成では、スラブ状レーザ
媒体全体を、媒体に対してその屈折率の差が±０．２以
内の屈折率をもつ透明流体中に浸漬させるとともに、レ
ーザ媒体を、そのランプ光被照射面と面方向が平行な、
かつ前記透明流体中を通ってレーザ媒体に入射した光を
全反射可能な屈折率をもつ２枚の板状透明体で挟むよう
にしたので、レーザ媒体の研磨精度に関係なく、レーザ
光が出入りするレーザ媒体端面およびランプ光被照射面
でのレーザパワーの損失が実質零（多くとも１％以下）
となり、研磨精度の低い安価なレーザ媒体を用いて固体
レーザ装置を構成することが可能となった。また、レー
ザ媒体端面の傾斜角は任意に選定できるので、形状の単
純な媒体を使用することができ、固体レーザ装置をさら
に安価に構成することができる。
媒体全体を、媒体に対してその屈折率の差が±０．２以
内の屈折率をもつ透明流体中に浸漬させるとともに、レ
ーザ媒体を、そのランプ光被照射面と面方向が平行な、
かつ前記透明流体中を通ってレーザ媒体に入射した光を
全反射可能な屈折率をもつ２枚の板状透明体で挟むよう
にしたので、レーザ媒体の研磨精度に関係なく、レーザ
光が出入りするレーザ媒体端面およびランプ光被照射面
でのレーザパワーの損失が実質零（多くとも１％以下）
となり、研磨精度の低い安価なレーザ媒体を用いて固体
レーザ装置を構成することが可能となった。また、レー
ザ媒体端面の傾斜角は任意に選定できるので、形状の単
純な媒体を使用することができ、固体レーザ装置をさら
に安価に構成することができる。
【００１７】請求項３記載のレーザ光伝送方法では、光
ファイバの端面を、コア部に対してその屈折率の差が±
０．２以内の屈折率をもつ透明流体に接触させ、この透
明流体を通ってレーザ光をファイバに入射する伝送方法
としたので、ファイバ端面でのレーザパワーの損失が端
面の研磨精度に関係なく実質零（多くとも１％以下）と
なり、端面の損傷を避けることができるため、研磨精度
の低い安価な光ファイバを用いてレーザ光を効率よく伝
送することが可能になった。
ファイバの端面を、コア部に対してその屈折率の差が±
０．２以内の屈折率をもつ透明流体に接触させ、この透
明流体を通ってレーザ光をファイバに入射する伝送方法
としたので、ファイバ端面でのレーザパワーの損失が端
面の研磨精度に関係なく実質零（多くとも１％以下）と
なり、端面の損傷を避けることができるため、研磨精度
の低い安価な光ファイバを用いてレーザ光を効率よく伝
送することが可能になった。
【図１】本発明によるロッド型固体レーザ装置構成の一
実施例を示す構成原理図
実施例を示す構成原理図
【図２】本発明によるスラブ型固体レーザ装置構成の一
実施例を示す構成原理図
実施例を示す構成原理図
【図３】本発明によるレーザ光伝送方法を実現させるた
めの光ファイバ入射部構造の一実施例を示す要部断面図
めの光ファイバ入射部構造の一実施例を示す要部断面図
【図４】従来のロッド型固体レーザ装置構成の一例を示
す構成原理図
す構成原理図
【図５】従来のスラブ型固体レーザ装置構成の一例を示
す構成原理図
す構成原理図
【図６】従来のレーザ光伝送方法を示す説明図
１ レーザ光 ２ ロッド状レーザ媒体 ２ａ ロッド端面 ３ ランプ ４ ロッド保持具 ６ スラブ状レーザ媒体 ６ａ スラブ端面 ６ｂ 励起面（ランプ光被照射面） ７ 透明体 １２ 光ファイバ １３ コア部 １３ａ ファイバ端面 １４ クラッド部 １５ 透明流体
Claims (3)
- 【請求項１】ロッド状に形成されたレーザ媒体がランプ
光の照射により励起されてレーザ発振するロッド型固体
レーザ装置において、レーザ媒体に対してその屈折率の
差が±０．２以内の屈折率を有する透明な流体中にレー
ザ媒体全体を浸漬させたことを特徴とする固体レーザ装
置。 - 【請求項２】スラブ状に形成されたレーザ媒体がランプ
光の照射により励起されてレーザ発振するスラブ型固体
レーザ装置において、レーザ媒体に対してその屈折率の
差が±０．２以内の屈折率を有する透明な流体中にレー
ザ媒体全体を浸漬させるとともに、該浸漬されたレーザ
媒体が、ランプ光の被照射面と面方向が平行な、かつ前
記流体中を通って該レーザ媒体に入射したレーザ光を全
反射可能な屈折率をもつ２枚の板状透明体により挟まれ
ていることを特徴とする固体レーザ装置。 - 【請求項３】レーザ光を集光レンズにより集光し、光フ
ァイバに適合したスポットサイズと集光角とにして光フ
ァイバに入射させ、光ファイバを光路としてレーザ光を
伝送するレーザ光伝送方法において、光ファイバ入射端
を光ファイバのコア部に対してその屈折率の差が±０．
２以内の屈折率をもつ透明な流体に接触させ、レーザ光
を該透明流体中を通って光ファイバに入射させることを
特徴とするレーザ光伝送方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15290495A JPH098384A (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 固体レーザ装置ならびにレーザ光伝送方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15290495A JPH098384A (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 固体レーザ装置ならびにレーザ光伝送方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH098384A true JPH098384A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15550682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15290495A Pending JPH098384A (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 固体レーザ装置ならびにレーザ光伝送方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH098384A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4751266A (en) * | 1984-08-10 | 1988-06-14 | Hoechst Aktiengesellschaft | Polyvinylbutyral of reduced tackiness and improved tensile strength |
| US4970253A (en) * | 1984-08-10 | 1990-11-13 | Hoechst Aktiengesellschaft | Thermoplastic plasticized polyvinylbutyral molding composition |
| EP0897206A1 (en) * | 1997-01-30 | 1999-02-17 | Fanuc Ltd. | Laser oscillator |
| JP2006502870A (ja) * | 2002-10-17 | 2006-01-26 | ツェー ウント イー フェイン ゲーエムベーハー | 電動工具 |
| CN103928826A (zh) * | 2014-04-04 | 2014-07-16 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种高效冷却的大面泵浦板条激光模块 |
-
1995
- 1995-06-20 JP JP15290495A patent/JPH098384A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4751266A (en) * | 1984-08-10 | 1988-06-14 | Hoechst Aktiengesellschaft | Polyvinylbutyral of reduced tackiness and improved tensile strength |
| US4970253A (en) * | 1984-08-10 | 1990-11-13 | Hoechst Aktiengesellschaft | Thermoplastic plasticized polyvinylbutyral molding composition |
| EP0897206A1 (en) * | 1997-01-30 | 1999-02-17 | Fanuc Ltd. | Laser oscillator |
| EP0897206A4 (en) * | 1997-01-30 | 2000-10-04 | Fanuc Ltd | LASEROSCILLATOR |
| JP2006502870A (ja) * | 2002-10-17 | 2006-01-26 | ツェー ウント イー フェイン ゲーエムベーハー | 電動工具 |
| JP4658608B2 (ja) * | 2002-10-17 | 2011-03-23 | ツェー ウント イー フェイン ゲーエムベーハー | 電動工具 |
| CN103928826A (zh) * | 2014-04-04 | 2014-07-16 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种高效冷却的大面泵浦板条激光模块 |
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