JPH10303491A - Ld-excited wavelength converting solid laser device - Google Patents
Ld-excited wavelength converting solid laser deviceInfo
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- JPH10303491A JPH10303491A JP10716997A JP10716997A JPH10303491A JP H10303491 A JPH10303491 A JP H10303491A JP 10716997 A JP10716997 A JP 10716997A JP 10716997 A JP10716997 A JP 10716997A JP H10303491 A JPH10303491 A JP H10303491A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光共振器内にエタ
ロンを挿入した低ノイズ型のLD励起波長変換固体レー
ザ装置に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a low-noise LD-pumped wavelength conversion solid-state laser device in which an etalon is inserted in an optical resonator.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体レーザからの出力光(以下、LD
光と称する)を集光して固体レーザ媒質に照射し、この
固体レーザ媒質から誘導放出される基本波を、光共振器
内に収容した非線形光学結晶に照射することにより第2
高調波を生成し、その第2高調波(以下、SH波と称す
る)を光共振器内で発振させ出力ミラーを介して外部に
出力するようにした波長変換固体レーザ装置が知られて
いる。2. Description of the Related Art Output light from a semiconductor laser (hereinafter referred to as LD)
The solid-state laser medium is condensed and irradiated to a solid-state laser medium, and a fundamental wave stimulated and emitted from the solid-state laser medium is irradiated to a nonlinear optical crystal housed in an optical resonator to produce a second light.
2. Description of the Related Art There is known a wavelength conversion solid-state laser device that generates a harmonic, oscillates a second harmonic (hereinafter, referred to as an SH wave) in an optical resonator, and outputs the same to an outside through an output mirror.
【0003】この種のLD励起波長変換固体レーザ装置
においては、縦モードの本数を減らし、縦モードの競合
によるノイズを除去する作用をもつエタロンを固体レー
ザ媒質と非線形光学素子との間に挿入した低ノイズ型の
レーザ装置がある。In this type of LD-pumped wavelength-converting solid-state laser device, an etalon having the function of reducing the number of longitudinal modes and removing noise due to longitudinal mode competition is inserted between the solid-state laser medium and the nonlinear optical element. There is a low-noise laser device.
【0004】ところで、LD励起波長変換固体レーザ装
置に用いられるKNbO3 等の非線形光学素子は、温度
によって位相整合条件が変化するので、常に安定した出
力を得るには、非線形光学素子の温度を一定にコントロ
ールする必要がある。Incidentally, in a nonlinear optical element such as KNbO 3 used in an LD-pumped wavelength conversion solid-state laser device, the phase matching condition changes depending on the temperature. Therefore, in order to always obtain a stable output, the temperature of the nonlinear optical element must be kept constant. Need to be controlled.
【0005】その非線形光学素子の温度調節としては、
従来、図3に示すように、固体レーザ媒質23、エタロ
ン24、非線形光学素子25、出力ミラー26等を載置
したベース板30に温度計31を埋め込んで、その温度
検出値Kに基づいて、半導体レーザ21の駆動電流(L
D電流)及び温調用ペルチェ素子(図示せず)の駆動電
流を制御する方法が採られている。[0005] The temperature control of the nonlinear optical element includes:
Conventionally, as shown in FIG. 3, a thermometer 31 is embedded in a base plate 30 on which a solid-state laser medium 23, an etalon 24, a nonlinear optical element 25, an output mirror 26 and the like are mounted, and based on a temperature detection value K thereof, The driving current (L
D current) and a drive current of a Peltier element for temperature control (not shown).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、図3に示し
た温度調節系では、温度計31が非線形光学素子25に
直接取り付けられていないので、Kの値が一定にコント
ロールされていても、LD光の照射により非線形光学素
子25の温度が変化してしまい、温度計31による温度
検出値との間に温度差が生じていた。また、温度計31
を非線形光学素子25に直接取り付けてもLD光が少し
でも変化すると、その影響をまともに受けてしまい、温
度をコントロールすることが不可能であった。By the way, in the temperature control system shown in FIG. 3, since the thermometer 31 is not directly attached to the nonlinear optical element 25, even if the value of K is controlled to be constant, the LD is controlled. The temperature of the nonlinear optical element 25 changes due to light irradiation, and a temperature difference occurs between the temperature and the temperature detected by the thermometer 31. In addition, thermometer 31
Even if the laser light is directly attached to the nonlinear optical element 25, if the LD light changes even slightly, the influence of the change is directly received, and it is impossible to control the temperature.
【0007】以上のことから、従来では、LD光の非線
形光学素子への照射により、非線形光学素子の温度が変
化し、位相整合条件が悪化するため、出力が不安定にな
るという問題があった。From the above, conventionally, there has been a problem that the output of the nonlinear optical element becomes unstable because the temperature of the nonlinear optical element changes due to the irradiation of the LD light to the nonlinear optical element and the phase matching condition is deteriorated. .
【0008】本発明はそのような実情に鑑みてなされた
もので、LD光に関係なく非線形光学素子の温度を設定
でき、もって常に安定した出力を得ることのできるLD
励起波長変換固体レーザ装置の提供を目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and is capable of setting the temperature of a nonlinear optical element irrespective of the LD light, thereby always obtaining a stable output.
An object of the present invention is to provide an excitation wavelength conversion solid-state laser device.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施の形態を表す図1を参照しつつ説明す
ると、本発明のLD励起波長変換固体レーザ装置は、半
導体レーザ1からのLD光により固体レーザ媒質3を励
起するとともに、その固体レーザ媒質3を含む光共振器
内に非線形光学素子5を収容して、固体レーザ媒質3か
ら誘導放出される基本波のSH波を光共振器内で発振さ
せ出力ミラー6を介して外部に出力するように構成さ
れ、かつ、固体レーザ媒質3と非線形光学素子5との間
にエタロン4が挿入されてなるレーザ装置において、エ
タロン4の端面には、固体レーザ媒質3からの基本波を
高透過し、半導体レーザ1からのLD光に対しては高い
反射率を示すコーティングが施されていることによって
特徴づけられる。The structure for achieving the above object will be described with reference to FIG. 1 showing an embodiment. Excites the solid-state laser medium 3 with the LD light, accommodates the nonlinear optical element 5 in the optical resonator including the solid-state laser medium 3, and converts the SH wave of the fundamental wave induced and emitted from the solid-state laser medium 3 into light. In a laser device configured to oscillate in a resonator and output to the outside via an output mirror 6, and in which an etalon 4 is inserted between the solid-state laser medium 3 and the nonlinear optical element 5, The end face is characterized by being provided with a coating that highly transmits the fundamental wave from the solid-state laser medium 3 and has a high reflectance with respect to the LD light from the semiconductor laser 1.
【0010】以上の構成の本発明のLD励起波長変換固
体レーザ装置によれば、半導体レーザ1からのLD光は
エタロン4によって反射され、非線形光学素子5には照
射されなくなるので、非線形光学素子5の実際の温度
と、温度計による温度検出値との間に差がなくなる。According to the LD-pumped wavelength-converting solid-state laser device of the present invention having the above-described structure, the LD light from the semiconductor laser 1 is reflected by the etalon 4 and is not irradiated on the nonlinear optical element 5. , And the temperature detected by the thermometer is not different.
【0011】従って、図1,図2に示すような温度調節
系のみで、非線形光学素子5の温度が決定されるように
なり、位相整合条件が悪化することがなくなる結果、常
に安定したSH波出力を得ることができる。Therefore, the temperature of the nonlinear optical element 5 is determined only by the temperature control system as shown in FIGS. 1 and 2, and the phase matching condition is not deteriorated. You can get the output.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態の構成
図、図2は図1のA矢視図である。半導体レーザ1から
の出力光は、コリメータレンズ2a及びフォーカスレン
ズ2bを介して固体レーザ媒質(Nd:YAG)3に照
射される。固体レーザ媒質3の片面には、半導体レーザ
1からのLD光を透過させ、固体レーザ媒質3から誘導
放出される基本波及びそのSH波を高反射率のもとに反
射させる高反射コーティング膜3aが形成されており、
この高反射コーティング膜3aと出力ミラー6との間で
光共振器が構成されている。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. Output light from the semiconductor laser 1 is applied to a solid-state laser medium (Nd: YAG) 3 via a collimator lens 2a and a focus lens 2b. On one surface of the solid-state laser medium 3, a high-reflection coating film 3a that transmits the LD light from the semiconductor laser 1 and reflects the fundamental wave and the SH wave stimulatedly emitted from the solid-state laser medium 3 with high reflectance. Is formed,
An optical resonator is formed between the high reflection coating film 3a and the output mirror 6.
【0013】光共振器の内部には、縦モードの競合によ
るノイズを除去する作用をもつエタロン4及びSH波発
生用の非線形光学素子(KNbO3 )5が挿入されてお
り、半導体レーザ1からの出力光で固体レーザ媒質4を
励起することによって誘導放出された基本波が、非線形
光学素子5に照射されることにより第2高調波が生成さ
れる。出力ミラー6はSH波を主として透過させ、従っ
てこの出力ミラー6を介してSH波が光共振器外に出力
される。An etalon 4 and a nonlinear optical element (KNbO 3 ) 5 for generating an SH wave are inserted into the optical resonator to remove noise due to longitudinal mode competition. The fundamental wave stimulated and emitted by exciting the solid-state laser medium 4 with the output light is applied to the nonlinear optical element 5 to generate a second harmonic. The output mirror 6 mainly transmits the SH wave, and the SH wave is output to the outside of the optical resonator via the output mirror 6.
【0014】この光共振器外に出力されたSH波は、出
力ミラー6に近接配置されたビームスプリッタ7によっ
て、実際の出力光とモニタ光に分離され、モニタ光が光
検出器8に導かれてその強度が検出される。この検出結
果は、LD・温調器ドライバ9にフィードバックされ、
SH波出力を一定保持するようにLD電流が制御され
る。The SH wave output to the outside of the optical resonator is separated into actual output light and monitor light by a beam splitter 7 disposed close to an output mirror 6, and the monitor light is guided to a photodetector 8. The intensity is detected. This detection result is fed back to the LD / temperature controller driver 9,
The LD current is controlled so as to keep the SH wave output constant.
【0015】以上の構成のうち、フォーカスレンズ2
b、固体レーザ媒質3、エタロン4、非線形光学素子
5、出力ミラー6及びビームスプリッタ7は共通のベー
ス板10上に固着されている。このベース板10には、
エタロン4の真下となる位置に温度計11が埋め込まれ
ており、またベース板10の下面側には、放熱板13が
熱的に連結された温調用のペルチェ素子12が配置され
ている。In the above configuration, the focus lens 2
b, the solid-state laser medium 3, the etalon 4, the nonlinear optical element 5, the output mirror 6, and the beam splitter 7 are fixed on a common base plate 10. This base plate 10 includes
A thermometer 11 is embedded at a position directly below the etalon 4, and a Peltier element 12 for temperature control, to which a heat radiating plate 13 is thermally connected, is arranged on a lower surface side of the base plate 10.
【0016】温度計11の温度検出値KはLD・温調器
ドライバ9にフィードバックされ、ベース板10の温度
つまり非線形光学素子5の温度を一定保持するように、
ペルチェ素子12の駆動電流が制御される。The temperature detection value K of the thermometer 11 is fed back to the LD / temperature controller driver 9 so that the temperature of the base plate 10, that is, the temperature of the nonlinear optical element 5 is kept constant.
The drive current of the Peltier device 12 is controlled.
【0017】そして、この実施の形態においては、半導
体レーザ1の出力波長を809nmとし、固体レーザ媒
質3にNd:YAGを用いてレーザ基本波を946n
m、そのSH波(非線形光学素子:KNbO3 )を47
3nmとしており、このような仕様のLD励起波長変換
固体レーザ装置に用いるエタロン4を以下の構造とした
ところに特徴がある。In this embodiment, the output wavelength of the semiconductor laser 1 is 809 nm, and the solid-state laser medium 3 is Nd: YAG and the laser fundamental wave is 946 nm.
m, the SH wave (nonlinear optical element: KNbO 3 ) of 47
The etalon 4 used in the LD-excitation wavelength conversion solid-state laser device having such a specification has the following structure.
【0018】すなわち、この実施の形態では、エタロン
4の厚みを0.3mmとして、その両端面の反射率が、
基本波:波長946nmに対して10%で、半導体レー
ザ1からのLD光:波長809nmに対しては90%以
上となるようにコーティングを施している。That is, in this embodiment, the thickness of the etalon 4 is set to 0.3 mm, and the reflectance at both end surfaces is
The coating is applied so that the fundamental wave is 10% at a wavelength of 946 nm and the LD light from the semiconductor laser 1 is at least 90% at a wavelength of 809 nm.
【0019】このようなコーティングを施すと、本来の
エタロン効果を失うことなく、半導体レーザ1からのL
D光を高反射することができる。これにより、LD光に
よる影響が非線形光学素子5に及ばなくなり、非線形光
学素子5の実際の温度と、温度計11による検出値Kと
の間に差がなくなる。By applying such a coating, the laser beam from the semiconductor laser 1 can be emitted without losing the original etalon effect.
D light can be highly reflected. As a result, the influence of the LD light does not reach the nonlinear optical element 5, and the difference between the actual temperature of the nonlinear optical element 5 and the value K detected by the thermometer 11 disappears.
【0020】従って、非線形光学素子5の温度は、LD
光に関係なく、図1,図2に示す温度調節系(温度計1
1,ペルチェ素子12及び温調器ドライバ9)のみで決
定されるようになり、非線形光学素子5の位相整合条件
が悪化することがなくなる。その結果、常に安定したS
H波出力を得ることができる。Therefore, the temperature of the nonlinear optical element 5 is set to
Regardless of light, the temperature control system shown in FIGS.
1, the Peltier element 12 and the temperature controller driver 9) alone, and the phase matching condition of the nonlinear optical element 5 does not deteriorate. As a result, always stable S
H wave output can be obtained.
【0021】また、LD光に関係なく、非線形光学素子
の温度が決定可能になると、SH波の安定化が期待でき
ることに加えてSH波の増大も期待できる。その具体的
な例を以下に述べる。If the temperature of the nonlinear optical element can be determined irrespective of the LD light, the SH wave can be expected to increase in addition to the stabilization of the SH wave. A specific example will be described below.
【0022】まず、従来の方法において、図3に示すよ
うに、SH波をビームスプリッタ27で分離しモニタ光
を光検出器28で検出し、その出力をLD・温調器ドラ
イバ29にフィードバックさせ、LD電流(LDの出力
パワー)をコントロールする(以下、APC(Automatic
Power Control) 機能と称する)場合、当然ながらLD
電流と、SH波の出力は比例関係にならなければならな
いので、非線形光学素子25の温度つまりベース板30
に挿入した温度計31で検出される温度Kは、LD電流
を最大としたときに設定しておく必要がある。First, in the conventional method, as shown in FIG. 3, an SH wave is separated by a beam splitter 27, monitor light is detected by a photodetector 28, and its output is fed back to an LD / temperature controller driver 29. , LD current (LD output power) (hereinafter APC (Automatic
Power Control) function), of course, LD
Since the current and the output of the SH wave must be in a proportional relationship, the temperature of the nonlinear optical element 25, that is, the base plate 30
Is required to be set when the LD current is maximized.
【0023】例えば、最大電流を1.4A(アンペ
ア)、APC機能実行時の電流を1.2A付近として、 LD電流;1.4Aのとき→SH波出力は、Kが37.
0℃で最大となる LD電流;1.2Aのとき→SH波出力は、Kが38.
0℃で最大となる の場合で考える。(ただし、電流が大のとき、従来の方
法では、非線形光学素子が温められKの設定温度を下げ
る必要がある。)Kの温度を38.0℃に設定してAP
C機能を働かせたとき、通常の環境では1.2Aの電流
が投入されているが、環境の変化で出力が低下傾向にな
ったとすると、電流を増加することになる。ここで電流
を増加した瞬間は出力が復帰するが、非線形光学素子の
温度上昇により、出力が再び低下すると、さらに電流を
増加する、といった状況となり、このようなサイクルが
続くと電流が1.4Aの最大値まで到達してしまい、出
力が低下したままの状態になってしまう。また、電流の
増減の周期と非線形光学素子の温度の変化の周期が一致
し、その位相が半周期分ずれた状態になると、出力は発
振してしまう恐れがある。For example, assuming that the maximum current is 1.4 A (ampere) and the current at the time of executing the APC function is about 1.2 A, when LD current is 1.4 A → SH wave output is K = 37.
LD current that reaches a maximum at 0 ° C .;
Consider the case where the maximum occurs at 0 ° C. (However, when the current is large, in the conventional method, the nonlinear optical element needs to be heated and the set temperature of K needs to be lowered.) The temperature of K is set to 38.0 ° C. and the AP is set.
When the C function is activated, a current of 1.2 A is supplied in a normal environment. However, if the output tends to decrease due to a change in the environment, the current increases. Here, the output is restored at the moment when the current is increased, but when the output is decreased again due to the temperature rise of the nonlinear optical element, the current further increases. , And the output remains reduced. Further, if the cycle of the increase and decrease of the current coincides with the cycle of the change of the temperature of the nonlinear optical element, and the phase is shifted by a half cycle, the output may oscillate.
【0024】従って、Kの設定温度は1.2A投入のと
きにおいても、37.0℃とする必要があり、出力は最
適な場合より低下することになる。これに対し、本発明
のように、LDの光(LDの電流)に関係なく、非線形
光学素子の温度が設定可能となると、常に、最適な温度
に設定可能となり、APC機能実行時で同じ電流値にお
いても、より大きな出力が得られることになる。Therefore, the set temperature of K needs to be 37.0 ° C. even when 1.2 A is supplied, and the output is lower than the optimum case. On the other hand, when the temperature of the nonlinear optical element can be set irrespective of the light of the LD (the current of the LD) as in the present invention, the temperature can always be set to the optimum temperature, and the same current can be set when the APC function is executed. As for the value, a larger output can be obtained.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のLD励起
波長変換固体レーザ装置によれば、固体レーザ媒質と非
線形光学素子との間に挿入するエタロンの端面に、固体
レーザ媒質からの基本波を高透過し、半導体レーザから
のLD光に対しては高い反射率を示すコーティングを施
しているので、LD光が非線形光学素子に照射されなく
なり、LD光に関係なく非線形光学素子の温度を決定す
ることができる。その結果、常に安定したSH波出力を
得ることができる。As described above, according to the LD pumping wavelength conversion solid-state laser device of the present invention, the fundamental wave from the solid-state laser medium is applied to the end face of the etalon inserted between the solid-state laser medium and the nonlinear optical element. Is applied, and a coating showing high reflectivity for LD light from the semiconductor laser is applied, so that the LD light is not irradiated to the nonlinear optical element, and the temperature of the nonlinear optical element is determined regardless of the LD light. can do. As a result, a stable SH wave output can always be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の実施の形態の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.
【図2】図1のA矢視図FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. 1;
【図3】従来のLD励起波長変換固体レーザ装置の例を
示す構成図FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of a conventional LD-pumped wavelength conversion solid-state laser device.
1 半導体レーザ 2a コリメータレンズ 2b フォーカスレンズ 3 固体レーザ媒質 3a 高反射コーティング膜 4 エタロン 5 非線形光学素子 6 出力ミラー 7 ビームスプリッタ 8 光検出器 9 LD・温調器ドライバ 10 ベース板 11 温度計 12 ペルチェ素子 13 放熱板 Reference Signs List 1 semiconductor laser 2a collimator lens 2b focus lens 3 solid-state laser medium 3a high reflection coating film 4 etalon 5 nonlinear optical element 6 output mirror 7 beam splitter 8 photodetector 9 LD / temperature controller driver 10 base plate 11 thermometer 12 Peltier element 13 Heat sink
Claims (1)
ーザ媒質を励起するとともに、その固体レーザ媒質を含
む光共振器内に非線形光学素子を収容して、上記固体レ
ーザ媒質から誘導放出される基本波の第2高調波を光共
振器内で発振させ出力ミラーを介して外部に出力するよ
うに構成され、かつ、上記固体レーザ媒質と非線形光学
素子との間にエタロンが挿入されてなるレーザ装置にお
いて、上記エタロンの端面には、固体レーザ媒質からの
基本波を高透過し、半導体レーザからの光に対しては高
い反射率を示すコーティングが施されていることを特徴
とするLD励起波長変換固体レーザ装置。1. A solid-state laser medium is excited by output light from a semiconductor laser, and a nonlinear optical element is accommodated in an optical resonator including the solid-state laser medium, and a fundamental wave stimulatedly emitted from the solid-state laser medium is provided. A laser device configured to oscillate the second harmonic in the optical resonator and output it to the outside via an output mirror, and wherein an etalon is inserted between the solid-state laser medium and the nonlinear optical element. The end face of the etalon is coated with a coating that transmits a fundamental wave from a solid-state laser medium at a high level and has a high reflectivity to light from a semiconductor laser. Laser device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10716997A JPH10303491A (en) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | Ld-excited wavelength converting solid laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10716997A JPH10303491A (en) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | Ld-excited wavelength converting solid laser device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10303491A true JPH10303491A (en) | 1998-11-13 |
Family
ID=14452242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10716997A Withdrawn JPH10303491A (en) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | Ld-excited wavelength converting solid laser device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10303491A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100487307B1 (en) * | 2002-05-08 | 2005-05-03 | 엘지전자 주식회사 | Laser |
JP2006319080A (en) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Shimadzu Corp | Solid state laser and method for measuring proper temperature |
JP2010263247A (en) * | 2010-08-18 | 2010-11-18 | Shimadzu Corp | Solid-state laser device |
-
1997
- 1997-04-24 JP JP10716997A patent/JPH10303491A/en not_active Withdrawn
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040401 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20051026 |