JPH10326927A - レーザダイオード励起固体レーザ装置 - Google Patents
レーザダイオード励起固体レーザ装置Info
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- JPH10326927A JPH10326927A JP20007197A JP20007197A JPH10326927A JP H10326927 A JPH10326927 A JP H10326927A JP 20007197 A JP20007197 A JP 20007197A JP 20007197 A JP20007197 A JP 20007197A JP H10326927 A JPH10326927 A JP H10326927A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、固体レーザ媒質の中心部の励起密度
を高めて効率良く高品質なレーザ光を出力する。 【解決手段】固体レーザ媒質としてのＮｄ：ＹＡＧロッ
ド１０に各ＬＤ１１−１〜１１−５からのＬＤ光を照射
することによりＮｄ：ＹＡＧロッド１０を励起してレー
ザ光を出力する場合、ＬＤ光の波長とＮｄ：ＹＡＧロッ
ド１０中のＮｄの濃度とをそれぞれ所定の値に選択し、
Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部の励起密度を高める。
を高めて効率良く高品質なレーザ光を出力する。 【解決手段】固体レーザ媒質としてのＮｄ：ＹＡＧロッ
ド１０に各ＬＤ１１−１〜１１−５からのＬＤ光を照射
することによりＮｄ：ＹＡＧロッド１０を励起してレー
ザ光を出力する場合、ＬＤ光の波長とＮｄ：ＹＡＧロッ
ド１０中のＮｄの濃度とをそれぞれ所定の値に選択し、
Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部の励起密度を高める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＹＡＧロッド等の
固体レーザ媒質にレーザダイオード（以下、ＬＤと称す
る）から出力される光（以下、ＬＤ光と称する）を照射
することにより励起してレーザ光を出力するレーザ発振
器又はレーザ励起増幅器などのレーザダイオード励起固
体レーザ装置に関する。
固体レーザ媒質にレーザダイオード（以下、ＬＤと称す
る）から出力される光（以下、ＬＤ光と称する）を照射
することにより励起してレーザ光を出力するレーザ発振
器又はレーザ励起増幅器などのレーザダイオード励起固
体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１７はレーザ発振器を構成するＬＤ励
起固体レーザ装置の構成図である。固体レーザ媒質とし
てＮｄ：ＹＡＧロッド１が用いられ、このＮｄ：ＹＡＧ
ロッド１の周囲には、例えば４つのＬＤ２−１〜２−４
（なお、ＬＤ２−４はＹＡＧロッド１の影で見えない）
が等間隔で配置され、側面励起するものとなっている。
起固体レーザ装置の構成図である。固体レーザ媒質とし
てＮｄ：ＹＡＧロッド１が用いられ、このＮｄ：ＹＡＧ
ロッド１の周囲には、例えば４つのＬＤ２−１〜２−４
（なお、ＬＤ２−４はＹＡＧロッド１の影で見えない）
が等間隔で配置され、側面励起するものとなっている。
【０００３】又、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１の光軸方向に
は、高反射ミラー３、出力ミラー４が配置されている。
このような構成であれば、各ＬＤ２−１〜２−４からそ
れぞれ出力された各ＬＤ光は、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１に
照射される。これらＬＤ光の照射によりＮｄ：ＹＡＧロ
ッド１は励起され、このＮｄ：ＹＡＧロッド１の励起に
よる誘導光により高反射ミラー３と出力ミラー４との間
で光の共振が発生し、出力ミラー４からレーザ光が出力
される。
は、高反射ミラー３、出力ミラー４が配置されている。
このような構成であれば、各ＬＤ２−１〜２−４からそ
れぞれ出力された各ＬＤ光は、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１に
照射される。これらＬＤ光の照射によりＮｄ：ＹＡＧロ
ッド１は励起され、このＮｄ：ＹＡＧロッド１の励起に
よる誘導光により高反射ミラー３と出力ミラー４との間
で光の共振が発生し、出力ミラー４からレーザ光が出力
される。
【０００４】このようなＬＤ励起固体レーザ装置では、
各ＬＤ２−１〜２−４として、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１中
のＮｄの最も良く吸収する波長である８０８ｎｍの光を
発するものが用いられている。
各ＬＤ２−１〜２−４として、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１中
のＮｄの最も良く吸収する波長である８０８ｎｍの光を
発するものが用いられている。
【０００５】ところが、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１を側面励
起するレーザ装置では、波長８０８ｎｍのＬＤ光を用い
た場合、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１中のＮｄ濃度が高い
（１．０％atm 以上）と、ＬＤ光がＮｄ：ＹＡＧロッド
１の外周部で多く吸収されてしまい、中心部まで透過す
るＬＤ光が少なくなる。
起するレーザ装置では、波長８０８ｎｍのＬＤ光を用い
た場合、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１中のＮｄ濃度が高い
（１．０％atm 以上）と、ＬＤ光がＮｄ：ＹＡＧロッド
１の外周部で多く吸収されてしまい、中心部まで透過す
るＬＤ光が少なくなる。
【０００６】このため、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１の中心部
すなわち前記レーザ光の出力方向に垂直な断面の中心部
の励起強度が低く、効率良く高品質なレーザ光を得るこ
とが困難である。
すなわち前記レーザ光の出力方向に垂直な断面の中心部
の励起強度が低く、効率良く高品質なレーザ光を得るこ
とが困難である。
【０００７】一方、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１の外周には、
図１８に示すようにフローチューブ５が配置され、この
フローチューブ５とＮｄ：ＹＡＧロッド１との間に冷却
媒体として冷却水６が循環している。
図１８に示すようにフローチューブ５が配置され、この
フローチューブ５とＮｄ：ＹＡＧロッド１との間に冷却
媒体として冷却水６が循環している。
【０００８】ところが、冷却水６の屈折率は、フローチ
ューブ５の屈折率よりも小さいために、各ＬＤ光は、図
１９に示すようにフローチューブ５と冷却水６との境界
で広がってしまい、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１の中心部では
広がり角の大きなものとなってしまう。
ューブ５の屈折率よりも小さいために、各ＬＤ光は、図
１９に示すようにフローチューブ５と冷却水６との境界
で広がってしまい、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１の中心部では
広がり角の大きなものとなってしまう。
【０００９】このため、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１の中心部
にＬＤ光が集まらず、上記の場合と同様にＮｄ：ＹＡＧ
ロッド１の励起強度が低く、効率良く高品質なレーザ光
を得ることが困難である。
にＬＤ光が集まらず、上記の場合と同様にＮｄ：ＹＡＧ
ロッド１の励起強度が低く、効率良く高品質なレーザ光
を得ることが困難である。
【００１０】このような事から各ＬＤ光をＮｄ：ＹＡＧ
ロッド１の中心部に集光するために、図２０に示すよう
に各ＬＤ２−１〜２−４の光軸上に各レンズ７−１〜７
−４を配置することが行われているが、これでは各レン
ズ７−１〜７−４によりＬＤ光に損失が生じてしまう。
ロッド１の中心部に集光するために、図２０に示すよう
に各ＬＤ２−１〜２−４の光軸上に各レンズ７−１〜７
−４を配置することが行われているが、これでは各レン
ズ７−１〜７−４によりＬＤ光に損失が生じてしまう。
【００１１】さらに言うならば、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１
のＮｄ濃度、ＬＤ光の波長及びＬＤ２−１〜２−４から
Ｎｄ：ＹＡＧロッド１までの距離が決まると、Ｎｄ：Ｙ
ＡＧロッド１内部の励起強度分布は決まってしまい、こ
の励起強度分布を変えることはできない。
のＮｄ濃度、ＬＤ光の波長及びＬＤ２−１〜２−４から
Ｎｄ：ＹＡＧロッド１までの距離が決まると、Ｎｄ：Ｙ
ＡＧロッド１内部の励起強度分布は決まってしまい、こ
の励起強度分布を変えることはできない。
【００１２】このため、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１の中心部
の励起強度が低い場合でも、その励起強度分布を変える
ことはできず、さらに例えばレーザ発振器から出力され
たレーザ光をレーザ励起増幅器で増幅する場合、レーザ
光の強度分布とレーザ励起増幅器に用いられるＮｄ：Ｙ
ＡＧロッド１内の励起強度分布とが一致せず、効率よく
レーザ光を増幅することができない。
の励起強度が低い場合でも、その励起強度分布を変える
ことはできず、さらに例えばレーザ発振器から出力され
たレーザ光をレーザ励起増幅器で増幅する場合、レーザ
光の強度分布とレーザ励起増幅器に用いられるＮｄ：Ｙ
ＡＧロッド１内の励起強度分布とが一致せず、効率よく
レーザ光を増幅することができない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】以上のようにＮｄ：Ｙ
ＡＧロッド１中のＮｄ濃度が高いと、ＬＤ光がＮｄ：Ｙ
ＡＧロッド１の外周部で多く吸収されてしまい、Ｎｄ：
ＹＡＧロッド１の中心部の励起強度が低く、効率良く高
品質なレーザ光を得ることが困難である。
ＡＧロッド１中のＮｄ濃度が高いと、ＬＤ光がＮｄ：Ｙ
ＡＧロッド１の外周部で多く吸収されてしまい、Ｎｄ：
ＹＡＧロッド１の中心部の励起強度が低く、効率良く高
品質なレーザ光を得ることが困難である。
【００１４】又、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１の冷却媒体とし
て冷却水６を循環させると、各ＬＤ光の広がり角が大き
くなり、上記同様にＮｄ：ＹＡＧロッド１の励起強度が
低く、効率良く高品質なレーザ光を得ることが困難とな
る。
て冷却水６を循環させると、各ＬＤ光の広がり角が大き
くなり、上記同様にＮｄ：ＹＡＧロッド１の励起強度が
低く、効率良く高品質なレーザ光を得ることが困難とな
る。
【００１５】そこで本発明は、固体レーザ媒質の中心部
の励起密度を高めて効率良く高品質なレーザ光を出力で
きるレーザダイオード励起固体レーザ装置を提供するこ
とを目的とする。
の励起密度を高めて効率良く高品質なレーザ光を出力で
きるレーザダイオード励起固体レーザ装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１によれば、固体
レーザ媒質にレーザダイオードからの励起光を照射する
ことにより固体レーザ媒質を励起してレーザ光を出力す
るレーザダイオード励起固体レーザ装置において、励起
光の波長中心と固体レーザ媒質の母材に含まれるドープ
材料の濃度とをそれぞれ所定の値に選択し、固体レーザ
媒質のレーザ光の出力方向に垂直な断面の中心部の励起
密度を高めるレーザダイオード励起固体レーザ装置であ
る。
レーザ媒質にレーザダイオードからの励起光を照射する
ことにより固体レーザ媒質を励起してレーザ光を出力す
るレーザダイオード励起固体レーザ装置において、励起
光の波長中心と固体レーザ媒質の母材に含まれるドープ
材料の濃度とをそれぞれ所定の値に選択し、固体レーザ
媒質のレーザ光の出力方向に垂直な断面の中心部の励起
密度を高めるレーザダイオード励起固体レーザ装置であ
る。
【００１７】請求項２によれば、固体レーザ媒質の周囲
にこの固体レーザ媒質に励起光を照射するレーザダイオ
ードを配置し、かつ固体レーザ媒質の外周にこの固体レ
ーザ媒質を冷却する冷却媒体を流すための冷却用チュー
ブを形成したレーザダイオード励起固体レーザ装置にお
いて、冷却媒体は、冷却用チューブの屈折率以上で、か
つ固体レーザ媒質の屈折率以下の屈折率を有するレーザ
ダイオード励起固体レーザ装置である。
にこの固体レーザ媒質に励起光を照射するレーザダイオ
ードを配置し、かつ固体レーザ媒質の外周にこの固体レ
ーザ媒質を冷却する冷却媒体を流すための冷却用チュー
ブを形成したレーザダイオード励起固体レーザ装置にお
いて、冷却媒体は、冷却用チューブの屈折率以上で、か
つ固体レーザ媒質の屈折率以下の屈折率を有するレーザ
ダイオード励起固体レーザ装置である。
【００１８】請求項３によれば、固体レーザ媒質の周囲
にこの固体レーザ媒質に励起光を照射するレーザダイオ
ードを配置し、かつ固体レーザ媒質の外周にこの固体レ
ーザ媒質を冷却する冷却媒体を流すための冷却用チュー
ブを形成したレーザダイオード励起固体レーザ装置にお
いて、励起光の波長中心と固体レーザ媒質の母材に含ま
れるドープ材料の濃度とをそれぞれ所定の値に選択し、
かつ冷却媒体を冷却用チューブの屈折率以上で固体レー
ザ媒質の屈折率以下の屈折率を有するものとするレーザ
ダイオード励起固体レーザ装置である。
にこの固体レーザ媒質に励起光を照射するレーザダイオ
ードを配置し、かつ固体レーザ媒質の外周にこの固体レ
ーザ媒質を冷却する冷却媒体を流すための冷却用チュー
ブを形成したレーザダイオード励起固体レーザ装置にお
いて、励起光の波長中心と固体レーザ媒質の母材に含ま
れるドープ材料の濃度とをそれぞれ所定の値に選択し、
かつ冷却媒体を冷却用チューブの屈折率以上で固体レー
ザ媒質の屈折率以下の屈折率を有するものとするレーザ
ダイオード励起固体レーザ装置である。
【００１９】請求項４によれば、請求項１又は３記載の
レーザダイオード励起固体レーザ装置において、励起光
に対して固体レーザ媒質の中心部の励起密度が最も高く
なる吸収係数となる励起光の中心波長と固体レーザ媒質
の母材に含まれるドープ材料の濃度とをそれぞれ所定の
値に選択した。
レーザダイオード励起固体レーザ装置において、励起光
に対して固体レーザ媒質の中心部の励起密度が最も高く
なる吸収係数となる励起光の中心波長と固体レーザ媒質
の母材に含まれるドープ材料の濃度とをそれぞれ所定の
値に選択した。
【００２０】請求項５によれば、請求項２又は３記載の
レーザダイオード励起固体レーザ装置において、冷却媒
体は、α−ブロモナフタレンである。請求項６によれ
ば、請求項２又は３記載のレーザダイオード励起固体レ
ーザ装置において、冷却媒体は、ジヨードメタンであ
る。
レーザダイオード励起固体レーザ装置において、冷却媒
体は、α−ブロモナフタレンである。請求項６によれ
ば、請求項２又は３記載のレーザダイオード励起固体レ
ーザ装置において、冷却媒体は、ジヨードメタンであ
る。
【００２１】請求項７によれば、請求項２又は３記載の
レーザダイオード励起固体レーザ装置において、冷却媒
体は、α−ブロモナフタレン又はジヨードメタンを希釈
して冷却用チューブの屈折率以上かつ固体レーザ媒質の
屈折率以下の屈折率を有する液体とする。
レーザダイオード励起固体レーザ装置において、冷却媒
体は、α−ブロモナフタレン又はジヨードメタンを希釈
して冷却用チューブの屈折率以上かつ固体レーザ媒質の
屈折率以下の屈折率を有する液体とする。
【００２２】請求項８によれば、固体レーザ媒質にレー
ザダイオードからの励起光を照射することにより固体レ
ーザ媒質を励起してレーザ光を出力するレーザダイオー
ド励起固体レーザ装置において、レーザダイオードと固
体レーザ媒質との距離を可変する距離可変機構を備えた
レーザダイオード励起固体レーザ装置である。
ザダイオードからの励起光を照射することにより固体レ
ーザ媒質を励起してレーザ光を出力するレーザダイオー
ド励起固体レーザ装置において、レーザダイオードと固
体レーザ媒質との距離を可変する距離可変機構を備えた
レーザダイオード励起固体レーザ装置である。
【００２３】請求項９によれば、請求項８記載のレーザ
ダイオード励起固体レーザ装置において、固体レーザ媒
質に励起光を照射したときの固体レーザ媒質内部の励起
強度分布を撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮
像された固体レーザ媒質内部の励起強度分布をモニタリ
ングするモニタ手段と、を付加した。
ダイオード励起固体レーザ装置において、固体レーザ媒
質に励起光を照射したときの固体レーザ媒質内部の励起
強度分布を撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮
像された固体レーザ媒質内部の励起強度分布をモニタリ
ングするモニタ手段と、を付加した。
【００２４】
(1) 以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参
照して説明する。図１はＬＤ励起固体レーザ装置の外観
構成図である。固体レーザ媒質としてＮｄ：ＹＡＧロッ
ド１０が用いられ、このＮｄ：ＹＡＧロッド１０の周囲
には、例えば５つのＬＤ１１−１〜１１−５（なお、図
１においてＬＤ１１−４はＹＡＧロッド１０の影で見え
ない）が等間隔で配置され、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０を
各ＬＤ１１−１〜１１−５から出力される各ＬＤ光によ
り側面励起するものとなっている。
照して説明する。図１はＬＤ励起固体レーザ装置の外観
構成図である。固体レーザ媒質としてＮｄ：ＹＡＧロッ
ド１０が用いられ、このＮｄ：ＹＡＧロッド１０の周囲
には、例えば５つのＬＤ１１−１〜１１−５（なお、図
１においてＬＤ１１−４はＹＡＧロッド１０の影で見え
ない）が等間隔で配置され、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０を
各ＬＤ１１−１〜１１−５から出力される各ＬＤ光によ
り側面励起するものとなっている。
【００２５】このＮｄ：ＹＡＧロッド１０の光軸方向に
は、高反射ミラー１２、出力ミラー１３が配置されてい
る。又、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の外周には、フローチ
ューブ１４が配置され、このフローチューブ１４とＮ
ｄ：ＹＡＧロッド１０との間に冷却媒体として例えば冷
却水６が循環している。
は、高反射ミラー１２、出力ミラー１３が配置されてい
る。又、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の外周には、フローチ
ューブ１４が配置され、このフローチューブ１４とＮ
ｄ：ＹＡＧロッド１０との間に冷却媒体として例えば冷
却水６が循環している。
【００２６】レーザヘッド部を断面方向から見て具体的
に説明すると、図２に示すように各ＬＤ１１−１〜１１
−５に対向するフローチューブ１４の外周面には、それ
ぞれ各反射膜１５−１〜１５−５がコーディングされて
いる。
に説明すると、図２に示すように各ＬＤ１１−１〜１１
−５に対向するフローチューブ１４の外周面には、それ
ぞれ各反射膜１５−１〜１５−５がコーディングされて
いる。
【００２７】これら反射膜１５−１〜１５−５は、それ
ぞれ対向位置の各ＬＤ１１−１〜１１−５から出力さ
れ、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０、フローチューブ１４及び
冷却水６を透過してきた各ＬＤ光を同一光路に反射する
ものである。
ぞれ対向位置の各ＬＤ１１−１〜１１−５から出力さ
れ、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０、フローチューブ１４及び
冷却水６を透過してきた各ＬＤ光を同一光路に反射する
ものである。
【００２８】このようなＬＤ励起固体レーザ装置では、
ＬＤ光の中心波長とＮｄ：ＹＡＧロッド１０の母材に含
まれるドープ材料の濃度、すなわちＮｄの濃度とをそれ
ぞれ所定の値に選択し、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の中心
部すなわちＮｄ：ＹＡＧロッド１０のレーザ光の出力方
向に垂直な断面の中心部の励起密度を高めることが行わ
れている。
ＬＤ光の中心波長とＮｄ：ＹＡＧロッド１０の母材に含
まれるドープ材料の濃度、すなわちＮｄの濃度とをそれ
ぞれ所定の値に選択し、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の中心
部すなわちＮｄ：ＹＡＧロッド１０のレーザ光の出力方
向に垂直な断面の中心部の励起密度を高めることが行わ
れている。
【００２９】すなわち、ＬＤ光に対してＮｄ：ＹＡＧロ
ッド１０の中心部の励起密度が最も高くなる吸収係数α
となるＬＤ光の中心波長とＮｄ：ＹＡＧロッド１０のＮ
ｄの濃度とをそれぞれ所定の値に選択している。
ッド１０の中心部の励起密度が最も高くなる吸収係数α
となるＬＤ光の中心波長とＮｄ：ＹＡＧロッド１０のＮ
ｄの濃度とをそれぞれ所定の値に選択している。
【００３０】ここで、励起光であるＬＤ光の中心波長と
Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０中のＮｄ濃度によりＬＤ光のＮ
ｄ：ＹＡＧロッド１０に対する吸収係数αが決まる。図
３は直径３ｍｍのＮｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部（例
えば１ｍｍ×１ｍｍの範囲）における吸収係数αと励起
強度との関係を示す。
Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０中のＮｄ濃度によりＬＤ光のＮ
ｄ：ＹＡＧロッド１０に対する吸収係数αが決まる。図
３は直径３ｍｍのＮｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部（例
えば１ｍｍ×１ｍｍの範囲）における吸収係数αと励起
強度との関係を示す。
【００３１】この場合、吸収係数αが０．５（／ｍｍ）
のとき最もＮｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部の励起強度
が高くなることが分かる。従って、吸収係数α（＝０．
５（／ｍｍ））となるようにＬＤ光の中心波長とＮｄ濃
度が選択されるもので、例えば、ＬＤ光の中心波長が８
０４±０．２５ｎｍ、８０９．５±０．２５ｎｍ又は８
１２．５±０．５ｎｍに選択され、かつＮｄ：ＹＡＧロ
ッド１０中のＮｄ濃度が０．８±０．０５％atm に選択
される。
のとき最もＮｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部の励起強度
が高くなることが分かる。従って、吸収係数α（＝０．
５（／ｍｍ））となるようにＬＤ光の中心波長とＮｄ濃
度が選択されるもので、例えば、ＬＤ光の中心波長が８
０４±０．２５ｎｍ、８０９．５±０．２５ｎｍ又は８
１２．５±０．５ｎｍに選択され、かつＮｄ：ＹＡＧロ
ッド１０中のＮｄ濃度が０．８±０．０５％atm に選択
される。
【００３２】このようなＬＤ励起固体レーザ装置の構成
であれば、各ＬＤ１１−１〜１１−４からそれぞれ出力
された各ＬＤ光は、フローチューブ１４及び冷却水６を
透過してＮｄ：ＹＡＧロッド１０に照射される。そし
て、各ＬＤ光は、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０を透過してそ
れぞれ反射膜１５〜１−１５〜５に到達して反射し、再
びＮｄ：ＹＡＧロッド１０を透過する。
であれば、各ＬＤ１１−１〜１１−４からそれぞれ出力
された各ＬＤ光は、フローチューブ１４及び冷却水６を
透過してＮｄ：ＹＡＧロッド１０に照射される。そし
て、各ＬＤ光は、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０を透過してそ
れぞれ反射膜１５〜１−１５〜５に到達して反射し、再
びＮｄ：ＹＡＧロッド１０を透過する。
【００３３】ここで、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０は、ＬＤ
光に対してその中心部の励起密度が最も高くなる吸収係
数αとなるＬＤ光の中心波長とＮｄの濃度とを選択して
いるので、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の外周部でのＬＤ光
の吸収は抑えられ、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部を
透過するＬＤ光量が多くなって上記の如くＮｄ：ＹＡＧ
ロッド１０の中心部の励起密度が高くなる。
光に対してその中心部の励起密度が最も高くなる吸収係
数αとなるＬＤ光の中心波長とＮｄの濃度とを選択して
いるので、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の外周部でのＬＤ光
の吸収は抑えられ、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部を
透過するＬＤ光量が多くなって上記の如くＮｄ：ＹＡＧ
ロッド１０の中心部の励起密度が高くなる。
【００３４】図４はＮｄ：ＹＡＧロッド１０の断面方向
に対する励起強度を示す図であり、Ｎｄ：ＹＡＧロッド
１０の中心部の励起密度が高くなっている。このように
各ＬＤ光の照射によりＮｄ：ＹＡＧロッド１０が励起さ
れると、このＮｄ：ＹＡＧロッド１０の励起による誘導
光により高反射ミラー１２と出力ミラー１３との間で光
の共振が発生し、出力ミラー１３からレーザ光が出力さ
れる。
に対する励起強度を示す図であり、Ｎｄ：ＹＡＧロッド
１０の中心部の励起密度が高くなっている。このように
各ＬＤ光の照射によりＮｄ：ＹＡＧロッド１０が励起さ
れると、このＮｄ：ＹＡＧロッド１０の励起による誘導
光により高反射ミラー１２と出力ミラー１３との間で光
の共振が発生し、出力ミラー１３からレーザ光が出力さ
れる。
【００３５】次に、他の例として直径４ｍｍのＮｄ：Ｙ
ＡＧロッド１０を用いた場合について説明する。図５は
直径４ｍｍのＮｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部（例えば
２ｍｍ×２ｍｍの範囲）における吸収係数αと励起強度
との関係を示す。
ＡＧロッド１０を用いた場合について説明する。図５は
直径４ｍｍのＮｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部（例えば
２ｍｍ×２ｍｍの範囲）における吸収係数αと励起強度
との関係を示す。
【００３６】この場合、吸収係数αが０．４（／ｍｍ）
のとき最もＮｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部の励起強度
が高くなることが分かる。従って、吸収係数α（＝０．
４（／ｍｍ））となるようにＬＤ光の中心波長とＮｄ濃
度が選択されるもので、例えば、ＬＤ光の中心波長が８
０５±０．２５ｎｍ、８０７．５±０．５ｎｍ又は８０
９±０．２５ｎｍに選択され、かつＮｄ：ＹＡＧロッド
１０中のＮｄ濃度が０．６±０．０５％atm に選択され
る。
のとき最もＮｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部の励起強度
が高くなることが分かる。従って、吸収係数α（＝０．
４（／ｍｍ））となるようにＬＤ光の中心波長とＮｄ濃
度が選択されるもので、例えば、ＬＤ光の中心波長が８
０５±０．２５ｎｍ、８０７．５±０．５ｎｍ又は８０
９±０．２５ｎｍに選択され、かつＮｄ：ＹＡＧロッド
１０中のＮｄ濃度が０．６±０．０５％atm に選択され
る。
【００３７】このようなＬＤ励起固体レーザ装置の構成
であれば、上記同様に、各ＬＤ１１−１〜１１−４から
それぞれ出力された各ＬＤ光は、フローチューブ１４及
び冷却水６を透過してＮｄ：ＹＡＧロッド１０に照射さ
れる。そして、各ＬＤ光は、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０を
透過してそれぞれ反射膜１５〜１−１５〜５に到達して
反射し、再びＮｄ：ＹＡＧロッド１０を透過する。
であれば、上記同様に、各ＬＤ１１−１〜１１−４から
それぞれ出力された各ＬＤ光は、フローチューブ１４及
び冷却水６を透過してＮｄ：ＹＡＧロッド１０に照射さ
れる。そして、各ＬＤ光は、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０を
透過してそれぞれ反射膜１５〜１−１５〜５に到達して
反射し、再びＮｄ：ＹＡＧロッド１０を透過する。
【００３８】そして、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の外周部
でのＬＤ光の吸収は抑えられ、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０
の中心部を透過するＬＤ光量が多くなって、上記同様に
Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部の励起密度が高くな
る。
でのＬＤ光の吸収は抑えられ、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０
の中心部を透過するＬＤ光量が多くなって、上記同様に
Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部の励起密度が高くな
る。
【００３９】図６はＮｄ：ＹＡＧロッド１０の断面方向
に対する励起強度を示す図であり、Ｎｄ：ＹＡＧロッド
１０の中心部の励起密度が高くなっている。このように
各ＬＤ光の照射によりＮｄ：ＹＡＧロッド１０が励起さ
れると、このＮｄ：ＹＡＧロッド１０の励起による誘導
光により高反射ミラー１２と出力ミラー１３との間で光
の共振が発生し、出力ミラー１３からレーザ光が出力さ
れる。
に対する励起強度を示す図であり、Ｎｄ：ＹＡＧロッド
１０の中心部の励起密度が高くなっている。このように
各ＬＤ光の照射によりＮｄ：ＹＡＧロッド１０が励起さ
れると、このＮｄ：ＹＡＧロッド１０の励起による誘導
光により高反射ミラー１２と出力ミラー１３との間で光
の共振が発生し、出力ミラー１３からレーザ光が出力さ
れる。
【００４０】このように上記第１の実施の形態において
は、ＬＤ光の中心波長とＮｄ：ＹＡＧロッド１０中のＮ
ｄ濃度とをそれぞれ所定の値に選択するので、Ｎｄ：Ｙ
ＡＧロッド１０の外周部でのＬＤ光の吸収は抑えられ、
Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部を透過するＬＤ光量が
多くなってＮｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部、すなわち
Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０のレーザ光の出力方向に垂直な
断面の中心部の励起密度を高くできる。これにより、効
率良く高品質なレーザ光を得ることができる。
は、ＬＤ光の中心波長とＮｄ：ＹＡＧロッド１０中のＮ
ｄ濃度とをそれぞれ所定の値に選択するので、Ｎｄ：Ｙ
ＡＧロッド１０の外周部でのＬＤ光の吸収は抑えられ、
Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部を透過するＬＤ光量が
多くなってＮｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部、すなわち
Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０のレーザ光の出力方向に垂直な
断面の中心部の励起密度を高くできる。これにより、効
率良く高品質なレーザ光を得ることができる。
【００４１】なお、上記第１の実施の形態は、５つのＬ
Ｄ１１−１〜１１−５に限らず、任意の複数個のＬＤを
用いるようにしてもよく、又反射膜１５−１〜１５−５
をコーティングしたフローチューブ１４の代わりに別途
反射ミラーを配置する構成にしてもよい。 (2) 次に本発明の第２の実施の形態について図面を参照
して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付
してその詳しい説明は省略する。
Ｄ１１−１〜１１−５に限らず、任意の複数個のＬＤを
用いるようにしてもよく、又反射膜１５−１〜１５−５
をコーティングしたフローチューブ１４の代わりに別途
反射ミラーを配置する構成にしてもよい。 (2) 次に本発明の第２の実施の形態について図面を参照
して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付
してその詳しい説明は省略する。
【００４２】図７はＬＤ励起固体レーザ装置の構成図で
ある。フローチューブ１４とＮｄ：ＹＡＧロッド１０と
の間には、冷却媒体２０が循環している。
ある。フローチューブ１４とＮｄ：ＹＡＧロッド１０と
の間には、冷却媒体２０が循環している。
【００４３】この冷却媒体２０は、その屈折率ｎc がフ
ローチューブ１４の屈折率ｎf 以上で、かつＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド１０の屈折率ｎr 以下を有している。すなわち ｎf ≦ｎc ≦ｎr …(1) の関係を有している。
ローチューブ１４の屈折率ｎf 以上で、かつＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド１０の屈折率ｎr 以下を有している。すなわち ｎf ≦ｎc ≦ｎr …(1) の関係を有している。
【００４４】具体的には、フローチューブ１４に石英を
用いたものであればその屈折率ｎfは約１．５であり、
Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の屈折率ｎr は約１．８２であ
ることから、冷却媒体２０の屈折率ｎc は、１．５〜
１．８の範囲内を有するものとなっている。
用いたものであればその屈折率ｎfは約１．５であり、
Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の屈折率ｎr は約１．８２であ
ることから、冷却媒体２０の屈折率ｎc は、１．５〜
１．８の範囲内を有するものとなっている。
【００４５】この冷却媒体２０としては、例えばα−ブ
ロモナフタレンの液体が用いられ、その屈折率ｎc は、
約１．７を有している。このようなＬＤ励起固体レーザ
装置の構成であれば、各ＬＤ１１−１〜１１−４からそ
れぞれ出力された各ＬＤ光は、フローチューブ１４及び
冷却媒体２０を透過してＮｄ：ＹＡＧロッド１０に照射
される。そして、各ＬＤ光は、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０
を透過してそれぞれ反射膜１５〜１−１５〜５に到達し
て反射し、再びＮｄ：ＹＡＧロッド１０を透過する。
ロモナフタレンの液体が用いられ、その屈折率ｎc は、
約１．７を有している。このようなＬＤ励起固体レーザ
装置の構成であれば、各ＬＤ１１−１〜１１−４からそ
れぞれ出力された各ＬＤ光は、フローチューブ１４及び
冷却媒体２０を透過してＮｄ：ＹＡＧロッド１０に照射
される。そして、各ＬＤ光は、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０
を透過してそれぞれ反射膜１５〜１−１５〜５に到達し
て反射し、再びＮｄ：ＹＡＧロッド１０を透過する。
【００４６】図８は各ＬＤ１１−１〜１１−４から出力
された各ＬＤ光の軌跡を示しており、上記式(1) の各屈
折率ｎf 、ｎc 、ｎr の関係から、各ＬＤ光がＮｄ：Ｙ
ＡＧロッド１０の中心部に集光されるのが分かる。
された各ＬＤ光の軌跡を示しており、上記式(1) の各屈
折率ｎf 、ｎc 、ｎr の関係から、各ＬＤ光がＮｄ：Ｙ
ＡＧロッド１０の中心部に集光されるのが分かる。
【００４７】ここで、各ＬＤ１１−１〜１１−４から出
力された各ＬＤ光の広がり角を例えば３５°、Ｎｄ：Ｙ
ＡＧロッド１０のロッド径を４ｍｍ、フローチューブ１
４の内径を７ｍｍ、その外径を９ｍｍ、Ｎｄ：ＹＡＧロ
ッド１０におけるＬＤ光の吸収係数を０．５／ｃｍとし
たときのＮｄ：ＹＡＧロッド１０におけるＬＤ光の吸収
による励起強度分布は、図９に示す通りＮｄ：ＹＡＧロ
ッド１０の中心部で高くなることが分かる。
力された各ＬＤ光の広がり角を例えば３５°、Ｎｄ：Ｙ
ＡＧロッド１０のロッド径を４ｍｍ、フローチューブ１
４の内径を７ｍｍ、その外径を９ｍｍ、Ｎｄ：ＹＡＧロ
ッド１０におけるＬＤ光の吸収係数を０．５／ｃｍとし
たときのＮｄ：ＹＡＧロッド１０におけるＬＤ光の吸収
による励起強度分布は、図９に示す通りＮｄ：ＹＡＧロ
ッド１０の中心部で高くなることが分かる。
【００４８】比較の為、同条件で、冷却媒体として良く
使用される水（屈折率＝１．３）を用いた場合の励起強
度分布を図１０に示す。明らかに、α−ブロモナフタレ
ンを冷却媒体２０として用いた場合の方がＮｄ：ＹＡＧ
ロッド１０の中心部の励起強度が高いことが分かる。
使用される水（屈折率＝１．３）を用いた場合の励起強
度分布を図１０に示す。明らかに、α−ブロモナフタレ
ンを冷却媒体２０として用いた場合の方がＮｄ：ＹＡＧ
ロッド１０の中心部の励起強度が高いことが分かる。
【００４９】このように各ＬＤ光の照射によりＮｄ：Ｙ
ＡＧロッド１０が励起されると、このＮｄ：ＹＡＧロッ
ド１０の励起による誘導光により高反射ミラー１２と出
力ミラー１３との間で光の共振が発生し、出力ミラー１
３からレーザ光が出力される。
ＡＧロッド１０が励起されると、このＮｄ：ＹＡＧロッ
ド１０の励起による誘導光により高反射ミラー１２と出
力ミラー１３との間で光の共振が発生し、出力ミラー１
３からレーザ光が出力される。
【００５０】このように上記第２の実施の形態において
は、冷却媒体２０としてその屈折率ｎc がフローチュー
ブ１４の屈折率ｎf 以上で、かつＮｄ：ＹＡＧロッド１
０の屈折率ｎr 以下の流体、例えばα−ブロモナフタレ
ンを循環させるようにしたので、各ＬＤ光をＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド１０の中心部に集光することができ、そして、
Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０におけるＬＤ光の吸収による励
起強度分布を中心部で高くすることができる。これによ
り、効率良く高品質なレーザ光を得ることができる。
は、冷却媒体２０としてその屈折率ｎc がフローチュー
ブ１４の屈折率ｎf 以上で、かつＮｄ：ＹＡＧロッド１
０の屈折率ｎr 以下の流体、例えばα−ブロモナフタレ
ンを循環させるようにしたので、各ＬＤ光をＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド１０の中心部に集光することができ、そして、
Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０におけるＬＤ光の吸収による励
起強度分布を中心部で高くすることができる。これによ
り、効率良く高品質なレーザ光を得ることができる。
【００５１】又、各ＬＤ光をＮｄ：ＹＡＧロッド１０の
中心部に集光するのに別途レンズを用いないので、装置
全体を簡素化でき、小形化を図れる。さらに、上記第１
の実施の形態と同様に、ＬＤ光の中心波長とＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド１０中のＮｄ濃度とをそれぞれ所定の値に選択
するので、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の外周部でのＬＤ光
の吸収は抑えられ、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部を
透過するＬＤ光量が多くなってＮｄ：ＹＡＧロッド１０
の中心部の励起密度を高くでき、効率良く高品質なレー
ザ光を得ることができる。
中心部に集光するのに別途レンズを用いないので、装置
全体を簡素化でき、小形化を図れる。さらに、上記第１
の実施の形態と同様に、ＬＤ光の中心波長とＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド１０中のＮｄ濃度とをそれぞれ所定の値に選択
するので、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の外周部でのＬＤ光
の吸収は抑えられ、Ｎｄ：ＹＡＧロッド１０の中心部を
透過するＬＤ光量が多くなってＮｄ：ＹＡＧロッド１０
の中心部の励起密度を高くでき、効率良く高品質なレー
ザ光を得ることができる。
【００５２】なお、上記第２の実施の形態において冷却
媒体は、α−ブロモナフタレンに限らず、上記式(1) の
各屈折率の関係が成り立つ流体であればよく、例えばジ
ヨードメタンを用いてもよい。
媒体は、α−ブロモナフタレンに限らず、上記式(1) の
各屈折率の関係が成り立つ流体であればよく、例えばジ
ヨードメタンを用いてもよい。
【００５３】又、この冷却媒体２０としては、α−ブロ
モナフタレン又はジヨードメタンを希釈してフローチュ
ーブ１４の屈折率ｎf 以上かつＮｄ：ＹＡＧロッド１０
の屈折率ｎr 以下の屈折率ｎc を有する液体であっても
よい。 (3) 次に本発明の第３の実施の形態について図面を参照
して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付
してその詳しい説明は省略する。
モナフタレン又はジヨードメタンを希釈してフローチュ
ーブ１４の屈折率ｎf 以上かつＮｄ：ＹＡＧロッド１０
の屈折率ｎr 以下の屈折率ｎc を有する液体であっても
よい。 (3) 次に本発明の第３の実施の形態について図面を参照
して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付
してその詳しい説明は省略する。
【００５４】図１１はレーザ発振器としてのＬＤ励起固
体レーザ装置の構成図である。Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０
は、レーザ媒質にＮｄを例えば濃度１．１％の割合でド
ープしたものである。
体レーザ装置の構成図である。Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０
は、レーザ媒質にＮｄを例えば濃度１．１％の割合でド
ープしたものである。
【００５５】このＮｄ：ＹＡＧロッド３０の外周には、
図１２のＡ−Ａ´断面図に示すようにフローチューブ３
１が配置され、このフローチューブ３１とＮｄ：ＹＡＧ
ロッド３０との間に冷却媒体として例えば冷却水が循環
している。
図１２のＡ−Ａ´断面図に示すようにフローチューブ３
１が配置され、このフローチューブ３１とＮｄ：ＹＡＧ
ロッド３０との間に冷却媒体として例えば冷却水が循環
している。
【００５６】又、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０の周囲には、
図１２に示すように例えば５つのＬＤ３２−１〜３２−
５が等間隔で配置され、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０を各Ｌ
Ｄ３２−１〜３２−５から出力される各ＬＤ光によりＮ
ｄ：ＹＡＧロッド３０を側面励起するものとなってい
る。
図１２に示すように例えば５つのＬＤ３２−１〜３２−
５が等間隔で配置され、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０を各Ｌ
Ｄ３２−１〜３２−５から出力される各ＬＤ光によりＮ
ｄ：ＹＡＧロッド３０を側面励起するものとなってい
る。
【００５７】なお、これらＬＤ３２−１〜３２−５に対
向するフローチューブ３１の外周面には、上記図２に示
す構成と同様に、それぞれ各反射膜がコーティングされ
ている。
向するフローチューブ３１の外周面には、上記図２に示
す構成と同様に、それぞれ各反射膜がコーティングされ
ている。
【００５８】これらＬＤ３２−１〜３２−５は、それぞ
れ各ヒートシンク３３−１〜３３−５に取り付けられて
いる。ＬＤ温度制御用冷却系コントローラ３４は、各ヒ
ートシンク３３−１〜３３−５に流れるＬＤ用冷却水の
流量や温度を調節し、各ＬＤ３２−１〜３２−５の温度
を制御する機能を有している。
れ各ヒートシンク３３−１〜３３−５に取り付けられて
いる。ＬＤ温度制御用冷却系コントローラ３４は、各ヒ
ートシンク３３−１〜３３−５に流れるＬＤ用冷却水の
流量や温度を調節し、各ＬＤ３２−１〜３２−５の温度
を制御する機能を有している。
【００５９】一方、各ＬＤ３２−１〜３２−５及び各ヒ
ートシンク３３−１〜３３−５とは、それぞれ距離可変
機構３５に取り付けられている。この距離可変機構３５
は、各ＬＤ３２−１〜３２−５及び各ヒートシンク３３
−１〜３３−５をそれぞれ一体的に移動させ、各ＬＤ３
２−１〜３２−５とＮｄ：ＹＡＧロッド３０との距離を
可変する機能を有している。
ートシンク３３−１〜３３−５とは、それぞれ距離可変
機構３５に取り付けられている。この距離可変機構３５
は、各ＬＤ３２−１〜３２−５及び各ヒートシンク３３
−１〜３３−５をそれぞれ一体的に移動させ、各ＬＤ３
２−１〜３２−５とＮｄ：ＹＡＧロッド３０との距離を
可変する機能を有している。
【００６０】すなわち、距離可変機構３５は、各ＬＤ３
２−１〜３２−５及び各ヒートシンク３３−１〜３３−
５をそれぞれ図１２に示すようにＮｄ：ＹＡＧロッド３
０の半径方向（矢印イ方向）に同期又は個別に移動さ
せ、各ＬＤ３２−１〜３２−５とＮｄ：ＹＡＧロッド３
０との距離を可変する機能を有している。
２−１〜３２−５及び各ヒートシンク３３−１〜３３−
５をそれぞれ図１２に示すようにＮｄ：ＹＡＧロッド３
０の半径方向（矢印イ方向）に同期又は個別に移動さ
せ、各ＬＤ３２−１〜３２−５とＮｄ：ＹＡＧロッド３
０との距離を可変する機能を有している。
【００６１】Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０の光軸方向には、
レーザ共振器を形成する高反射ミラー３６と出力ミラー
３７とが配置されている。このレーザ共振器内の光軸上
におけるＮｄ：ＹＡＧロッド３０と出力ミラー３７との
間には、ＣＣＤカメラ３８が出入り機構３９の駆動によ
って挿入、挿脱が自在に設けられている。
レーザ共振器を形成する高反射ミラー３６と出力ミラー
３７とが配置されている。このレーザ共振器内の光軸上
におけるＮｄ：ＹＡＧロッド３０と出力ミラー３７との
間には、ＣＣＤカメラ３８が出入り機構３９の駆動によ
って挿入、挿脱が自在に設けられている。
【００６２】このＣＣＤカメラ３８は、レーザ共振器内
の光軸上に配置されることによりＮｄ：ＹＡＧロッド３
０にＬＤ光を照射したときのＮｄ：ＹＡＧロッド３０内
部の励起強度分布を撮像してその画像信号をモニタ用信
号処理装置４０に送出する機能を有している。なお、こ
のような励起強度分布は、光学像として現れるものであ
るから、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０からの出射光を受光し
て直接に撮像が可能である。
の光軸上に配置されることによりＮｄ：ＹＡＧロッド３
０にＬＤ光を照射したときのＮｄ：ＹＡＧロッド３０内
部の励起強度分布を撮像してその画像信号をモニタ用信
号処理装置４０に送出する機能を有している。なお、こ
のような励起強度分布は、光学像として現れるものであ
るから、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０からの出射光を受光し
て直接に撮像が可能である。
【００６３】このモニタ用信号処理装置４０は、ＣＣＤ
カメラ３８から出力された画像信号を入力し、この画像
信号を画像処理してＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起
強度分布をモニタ画面上に映し出す機能を有している。
カメラ３８から出力された画像信号を入力し、この画像
信号を画像処理してＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起
強度分布をモニタ画面上に映し出す機能を有している。
【００６４】又、レーザ共振器内の光軸上におけるＮ
ｄ：ＹＡＧロッド３０と高反射ミラー３６との間には、
暗色のシャッタ４１がシャッタ駆動機構４２の駆動によ
って挿入、挿脱が自在に設けられている。この場合、シ
ャッタ駆動機構４２は、出入り機構３９からのＣＣＤカ
メラ３８の挿入又は挿脱の信号を受け、このＣＣＤカメ
ラ３８の挿入又は挿脱に同期してシャッタ４１を挿入、
挿脱する機能を有している。
ｄ：ＹＡＧロッド３０と高反射ミラー３６との間には、
暗色のシャッタ４１がシャッタ駆動機構４２の駆動によ
って挿入、挿脱が自在に設けられている。この場合、シ
ャッタ駆動機構４２は、出入り機構３９からのＣＣＤカ
メラ３８の挿入又は挿脱の信号を受け、このＣＣＤカメ
ラ３８の挿入又は挿脱に同期してシャッタ４１を挿入、
挿脱する機能を有している。
【００６５】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。例えば、レーザ光を発振する前に、出入
り機構３９の駆動によりＣＣＤカメラ３８をレーザ共振
器内の光軸上に配置し、各ＬＤ３２−１〜３２−５から
各ＬＤ光を出力し、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０を励起す
る。
いて説明する。例えば、レーザ光を発振する前に、出入
り機構３９の駆動によりＣＣＤカメラ３８をレーザ共振
器内の光軸上に配置し、各ＬＤ３２−１〜３２−５から
各ＬＤ光を出力し、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０を励起す
る。
【００６６】このとき、シャッタ駆動機構４２は、出入
り機構３９からのＣＣＤカメラ３８の挿入信号を受け、
このＣＣＤカメラ３８の挿入に同期してシャッタ４１を
レーザ共振器内の光軸上に挿入する。これにより、Ｎ
ｄ：ＹＡＧロッド３０が励起されても、レーザ共振器内
での損失が大きくなり、レーザ光Ｑが発振することはな
い。
り機構３９からのＣＣＤカメラ３８の挿入信号を受け、
このＣＣＤカメラ３８の挿入に同期してシャッタ４１を
レーザ共振器内の光軸上に挿入する。これにより、Ｎ
ｄ：ＹＡＧロッド３０が励起されても、レーザ共振器内
での損失が大きくなり、レーザ光Ｑが発振することはな
い。
【００６７】このようにＮｄ：ＹＡＧロッド３０がＬＤ
光を受けて励起されたとき、ＣＣＤカメラ３８は、Ｎ
ｄ：ＹＡＧロッド３０から出射されたレーザ光を受光し
てＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布を撮像し
てその画像信号をモニタ用信号処理装置４０に送出す
る。
光を受けて励起されたとき、ＣＣＤカメラ３８は、Ｎ
ｄ：ＹＡＧロッド３０から出射されたレーザ光を受光し
てＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布を撮像し
てその画像信号をモニタ用信号処理装置４０に送出す
る。
【００６８】このモニタ用信号処理装置４０は、ＣＣＤ
カメラ３８から出力された画像信号を入力して画像処理
し、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布をモニ
タ画面上に映し出す。
カメラ３８から出力された画像信号を入力して画像処理
し、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布をモニ
タ画面上に映し出す。
【００６９】従って、モニタ画面上に映し出されたＮ
ｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布を観察するこ
とにより、距離可変機構３５を駆動し、各ＬＤ３２−１
〜３２−５及び各ヒートシンク３３−１〜３３−５をそ
れぞれ矢印イ方向に同期して移動させ、各ＬＤ３２−１
〜３２−５とＮｄ：ＹＡＧロッド３０との距離を可変す
る。
ｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布を観察するこ
とにより、距離可変機構３５を駆動し、各ＬＤ３２−１
〜３２−５及び各ヒートシンク３３−１〜３３−５をそ
れぞれ矢印イ方向に同期して移動させ、各ＬＤ３２−１
〜３２−５とＮｄ：ＹＡＧロッド３０との距離を可変す
る。
【００７０】このように各ＬＤ３２−１〜３２−５とＮ
ｄ：ＹＡＧロッド３０との距離を可変することにより、
Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布は変化す
る。例えば、図１３に示すように各ＬＤ３２−１〜３２
−５とＮｄ：ＹＡＧロッド３０との距離を短くするに従
ってＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布は、中
心での強度の高いガウシアン分布に近付いていく。
ｄ：ＹＡＧロッド３０との距離を可変することにより、
Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布は変化す
る。例えば、図１３に示すように各ＬＤ３２−１〜３２
−５とＮｄ：ＹＡＧロッド３０との距離を短くするに従
ってＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布は、中
心での強度の高いガウシアン分布に近付いていく。
【００７１】このように各ＬＤ３２−１〜３２−５とＮ
ｄ：ＹＡＧロッド３０との距離を変化させてＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド３０内部の励起強度分布を制御し、図１４に示
すようにＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布の
１／ｅ2 径がＮｄ：ＹＡＧロッド３０におけるレーザ光
Ｑのスポット径（１／ｅ2 ）になるように調整する。
ｄ：ＹＡＧロッド３０との距離を変化させてＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド３０内部の励起強度分布を制御し、図１４に示
すようにＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布の
１／ｅ2 径がＮｄ：ＹＡＧロッド３０におけるレーザ光
Ｑのスポット径（１／ｅ2 ）になるように調整する。
【００７２】これと共に、ＬＤ温度制御用冷却系コント
ローラ３４によって各ヒートシンク３３−１〜３３−５
に流れるＬＤ用冷却水の流量や温度を調節し、各ＬＤ３
２−１〜３２−５の温度を制御し、Ｎｄ：ＹＡＧロッド
３０内部の励起強度分布の１／ｅ2 径がＮｄ：ＹＡＧロ
ッド３０におけるレーザ光Ｑのスポット径（１／ｅ2）
になるように調整してもよい。
ローラ３４によって各ヒートシンク３３−１〜３３−５
に流れるＬＤ用冷却水の流量や温度を調節し、各ＬＤ３
２−１〜３２−５の温度を制御し、Ｎｄ：ＹＡＧロッド
３０内部の励起強度分布の１／ｅ2 径がＮｄ：ＹＡＧロ
ッド３０におけるレーザ光Ｑのスポット径（１／ｅ2）
になるように調整してもよい。
【００７３】すなわち、各ＬＤ３２−１〜３２−５の温
度を変化させることにより、これらＬＤ３２−１〜３２
−５の発振波長は０．３ｎｍ／℃変化するので、これら
ＬＤ３２−１〜３２−５の温度が例えば２０℃変化する
と、これらＬＤ３２−１〜３２−５の発振波長は６ｎｍ
変化する。
度を変化させることにより、これらＬＤ３２−１〜３２
−５の発振波長は０．３ｎｍ／℃変化するので、これら
ＬＤ３２−１〜３２−５の温度が例えば２０℃変化する
と、これらＬＤ３２−１〜３２−５の発振波長は６ｎｍ
変化する。
【００７４】これにより、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０にお
けるＬＤ光の吸収係数が変化し、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３
０内部の励起強度分布が変化するので、Ｎｄ：ＹＡＧロ
ッド３０内部の励起強度分布の１／ｅ2 径をＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド３０におけるレーザ光Ｑのスポット径（１／ｅ
2 ）になるように調整できる。
けるＬＤ光の吸収係数が変化し、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３
０内部の励起強度分布が変化するので、Ｎｄ：ＹＡＧロ
ッド３０内部の励起強度分布の１／ｅ2 径をＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド３０におけるレーザ光Ｑのスポット径（１／ｅ
2 ）になるように調整できる。
【００７５】このようにＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の
励起強度分布が制御された後、レーザ光Ｑの発振時に
は、ＣＣＤカメラ３８は出入り機構３９の駆動によりレ
ーザ共振器内の光軸上から挿脱され、これと共にシャッ
タ４１もシャッタ駆動機構４２の駆動によりレーザ共振
器内の光軸上から挿脱される。
励起強度分布が制御された後、レーザ光Ｑの発振時に
は、ＣＣＤカメラ３８は出入り機構３９の駆動によりレ
ーザ共振器内の光軸上から挿脱され、これと共にシャッ
タ４１もシャッタ駆動機構４２の駆動によりレーザ共振
器内の光軸上から挿脱される。
【００７６】このように上記第３の実施の形態において
は、ＬＤ３２−１〜３２−５とＮｄ：ＹＡＧロッド３０
との距離を可変する距離可変機構３５を備えたので、Ｎ
ｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布を変化でき、
例えば中心での強度の高いガウシアン分布に近付けるこ
とができ、かつＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度
分布の１／ｅ2 径をＮｄ：ＹＡＧロッド３０におけるレ
ーザ光Ｑのスポット径（１／ｅ2 ）になるように調整で
きる。
は、ＬＤ３２−１〜３２−５とＮｄ：ＹＡＧロッド３０
との距離を可変する距離可変機構３５を備えたので、Ｎ
ｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布を変化でき、
例えば中心での強度の高いガウシアン分布に近付けるこ
とができ、かつＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度
分布の１／ｅ2 径をＮｄ：ＹＡＧロッド３０におけるレ
ーザ光Ｑのスポット径（１／ｅ2 ）になるように調整で
きる。
【００７７】又、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強
度分布をＣＣＤカメラ３８で撮像してモニタ用信号処理
装置４０のモニタ画面で観察できるので、このモニタ画
面を見ながらＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分
布を中心強度の高いガウシアン分布に近付けることがで
き、かつＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布の
１／ｅ2 径をＮｄ：ＹＡＧロッド３０におけるレーザ光
Ｑのスポット径（１／ｅ2 ）になるように調整できる。
度分布をＣＣＤカメラ３８で撮像してモニタ用信号処理
装置４０のモニタ画面で観察できるので、このモニタ画
面を見ながらＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分
布を中心強度の高いガウシアン分布に近付けることがで
き、かつＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布の
１／ｅ2 径をＮｄ：ＹＡＧロッド３０におけるレーザ光
Ｑのスポット径（１／ｅ2 ）になるように調整できる。
【００７８】なお、このＬＤ励起固体レーザ装置は、レ
ーザ共振器内にＱスイッチ等の光学部品を配置して高繰
り返しのレーザ発振器の構成にしても適用できる。 (4) 次に本発明の第４の実施の形態について図面を参照
して説明する。なお、図１１と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。
ーザ共振器内にＱスイッチ等の光学部品を配置して高繰
り返しのレーザ発振器の構成にしても適用できる。 (4) 次に本発明の第４の実施の形態について図面を参照
して説明する。なお、図１１と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。
【００７９】図１５は多段のＬＤ励起固体レーザ装置の
構成図であり、レーザ発振器５０とレーザ励起増幅器６
０とを備えている。このうちレーザ発振器５０は、上記
第３の実施の形態で説明したＬＤ励起固体レーザ装置と
同一構成である。なお、ＬＤ温度制御用冷却系コントロ
ーラ３４、距離可変機構３５、出入り機構３９及びシャ
ッタ駆動機構２４などは省略してある。
構成図であり、レーザ発振器５０とレーザ励起増幅器６
０とを備えている。このうちレーザ発振器５０は、上記
第３の実施の形態で説明したＬＤ励起固体レーザ装置と
同一構成である。なお、ＬＤ温度制御用冷却系コントロ
ーラ３４、距離可変機構３５、出入り機構３９及びシャ
ッタ駆動機構２４などは省略してある。
【００８０】一方、レーザ励起増幅器６０は、レーザ発
振器５０から出力されるレーザ光Ｑの光軸上に配置さ
れ、このレーザ光Ｑを増幅出力する機能を有している。
Ｎｄ：ＹＡＧロッド６１は、レーザ媒質にＮｄを例えば
濃度１．１％の割合でドープしたものであり、このＮ
ｄ：ＹＡＧロッド６１の外周には、レーザ発振器５０側
のＮｄ：ＹＡＧロッド３０と同様にフローチューブが配
置され、このフローチューブとＮｄ：ＹＡＧロッド６１
との間に冷却水が循環している。
振器５０から出力されるレーザ光Ｑの光軸上に配置さ
れ、このレーザ光Ｑを増幅出力する機能を有している。
Ｎｄ：ＹＡＧロッド６１は、レーザ媒質にＮｄを例えば
濃度１．１％の割合でドープしたものであり、このＮ
ｄ：ＹＡＧロッド６１の外周には、レーザ発振器５０側
のＮｄ：ＹＡＧロッド３０と同様にフローチューブが配
置され、このフローチューブとＮｄ：ＹＡＧロッド６１
との間に冷却水が循環している。
【００８１】又、Ｎｄ：ＹＡＧロッド６１の周囲には、
例えば５つのＬＤ６２−１〜３２−５（なお、ＬＤ６２
−２〜３２−５は図示の関係上省略）が等間隔で配置さ
れ、Ｎｄ：ＹＡＧロッド６１を各ＬＤ６２−１〜６２−
５から出力される各ＬＤ光によりＮｄ：ＹＡＧロッド６
１を側面励起するものとなっている。
例えば５つのＬＤ６２−１〜３２−５（なお、ＬＤ６２
−２〜３２−５は図示の関係上省略）が等間隔で配置さ
れ、Ｎｄ：ＹＡＧロッド６１を各ＬＤ６２−１〜６２−
５から出力される各ＬＤ光によりＮｄ：ＹＡＧロッド６
１を側面励起するものとなっている。
【００８２】なお、これらＬＤ６２−１〜６２−５に対
向するフローチューブの外周面には、上記図２に示す構
成と同様に、それぞれ各反射膜がコーティングされてい
る。これらＬＤ６２−１〜３６−５は、それぞれ各ヒー
トシンク６３−１〜６３−５（なお、ヒートシンク６３
−４、６３−５は図示の関係上省略）に取り付けられて
いる。
向するフローチューブの外周面には、上記図２に示す構
成と同様に、それぞれ各反射膜がコーティングされてい
る。これらＬＤ６２−１〜３６−５は、それぞれ各ヒー
トシンク６３−１〜６３−５（なお、ヒートシンク６３
−４、６３−５は図示の関係上省略）に取り付けられて
いる。
【００８３】ＬＤ温度制御用冷却系コントローラ６４
は、各ヒートシンク６３−１〜６３−５に流れるＬＤ用
冷却水の流量や温度を調節し、各ＬＤ６２−１〜６２−
５の温度を制御する機能を有している。
は、各ヒートシンク６３−１〜６３−５に流れるＬＤ用
冷却水の流量や温度を調節し、各ＬＤ６２−１〜６２−
５の温度を制御する機能を有している。
【００８４】一方、各ＬＤ６２−１〜６２−５及び各ヒ
ートシンク６３−１〜６３−５は、それぞれ距離可変機
構６５に取り付けられている。この距離可変機構６５
は、各ＬＤ６２−１〜６２−５及び各ヒートシンク６３
−１〜６３−５をそれぞれ一体的に移動させ、各ＬＤ６
２−１〜６２−５とＮｄ：ＹＡＧロッド６１との距離を
可変する機能を有している。
ートシンク６３−１〜６３−５は、それぞれ距離可変機
構６５に取り付けられている。この距離可変機構６５
は、各ＬＤ６２−１〜６２−５及び各ヒートシンク６３
−１〜６３−５をそれぞれ一体的に移動させ、各ＬＤ６
２−１〜６２−５とＮｄ：ＹＡＧロッド６１との距離を
可変する機能を有している。
【００８５】Ｎｄ：ＹＡＧロッド６１からの、増幅され
たレーザ光Ｑ´の出力側には、ＣＣＤカメラ６６が出入
り機構６７の駆動によって挿入、挿脱が自在に設けられ
ている。
たレーザ光Ｑ´の出力側には、ＣＣＤカメラ６６が出入
り機構６７の駆動によって挿入、挿脱が自在に設けられ
ている。
【００８６】このＣＣＤカメラ６６は、レーザ共振器内
の光軸上に配置されることにより、Ｎｄ：ＹＡＧロッド
６１にＬＤ光を照射したときのＮｄ：ＹＡＧロッド６１
内部の励起強度分布をレーザ励起増幅器６０から出射し
たレーザ光を受光することで撮像してその画像信号をモ
ニタ用信号処理装置６８に送出する機能を有している。
の光軸上に配置されることにより、Ｎｄ：ＹＡＧロッド
６１にＬＤ光を照射したときのＮｄ：ＹＡＧロッド６１
内部の励起強度分布をレーザ励起増幅器６０から出射し
たレーザ光を受光することで撮像してその画像信号をモ
ニタ用信号処理装置６８に送出する機能を有している。
【００８７】このモニタ用信号処理装置６８は、ＣＣＤ
カメラ６６から出力された画像信号を入力し、この画像
信号を画像処理してＮｄ：ＹＡＧロッド６１内部の励起
強度分布をモニタ画面上に映し出す機能を有している。
カメラ６６から出力された画像信号を入力し、この画像
信号を画像処理してＮｄ：ＹＡＧロッド６１内部の励起
強度分布をモニタ画面上に映し出す機能を有している。
【００８８】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。レーザ発振器５０側では、例えば上記同
様に、距離可変機構３５を駆動して各ＬＤ３２−１〜３
２−５とＮｄ：ＹＡＧロッド３０との距離を変化してＮ
ｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布を制御すると
ともに、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布の
１／ｅ2 径がＮｄ：ＹＡＧロッド３０におけるスポット
径（１／ｅ2 ）になるように調整し、ガウシアン分布を
有するレーザ光Ｑを出力する。
いて説明する。レーザ発振器５０側では、例えば上記同
様に、距離可変機構３５を駆動して各ＬＤ３２−１〜３
２−５とＮｄ：ＹＡＧロッド３０との距離を変化してＮ
ｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布を制御すると
ともに、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起強度分布の
１／ｅ2 径がＮｄ：ＹＡＧロッド３０におけるスポット
径（１／ｅ2 ）になるように調整し、ガウシアン分布を
有するレーザ光Ｑを出力する。
【００８９】一方、レーザ励起増幅器６０側において
も、レーザ光を発振する前に、出入り機構６７の駆動に
よりＣＣＤカメラ６６をレーザ共振器内の光軸上に配置
し、各ＬＤ６２−１〜６２−５から各ＬＤ光を出力する
ことで、Ｎｄ：ＹＡＧロッド６１を励起する。
も、レーザ光を発振する前に、出入り機構６７の駆動に
よりＣＣＤカメラ６６をレーザ共振器内の光軸上に配置
し、各ＬＤ６２−１〜６２−５から各ＬＤ光を出力する
ことで、Ｎｄ：ＹＡＧロッド６１を励起する。
【００９０】このとき、レーザ発振器５０からはレーザ
光Ｑが出力されていないので、レーザ励起増幅器６０
は、レーザ光Ｑを増幅して出力することはない。このよ
うにＮｄ：ＹＡＧロッド６１がＬＤ光を受けて励起され
たとき、ＣＣＤカメラ６６は、レーザ発振器５０から出
射したレーザ光を受光することで、Ｎｄ：ＹＡＧロッド
６１内部の励起強度分布を撮像してその画像信号をモニ
タ用信号処理装置６８に送出する。
光Ｑが出力されていないので、レーザ励起増幅器６０
は、レーザ光Ｑを増幅して出力することはない。このよ
うにＮｄ：ＹＡＧロッド６１がＬＤ光を受けて励起され
たとき、ＣＣＤカメラ６６は、レーザ発振器５０から出
射したレーザ光を受光することで、Ｎｄ：ＹＡＧロッド
６１内部の励起強度分布を撮像してその画像信号をモニ
タ用信号処理装置６８に送出する。
【００９１】このモニタ用信号処理装置６８は、ＣＣＤ
カメラ６６から出力された画像信号を入力して画像処理
し、Ｎｄ：ＹＡＧロッド６１内部の励起強度分布をモニ
タ画面上に映し出す。
カメラ６６から出力された画像信号を入力して画像処理
し、Ｎｄ：ＹＡＧロッド６１内部の励起強度分布をモニ
タ画面上に映し出す。
【００９２】従って、モニタ画面上に映し出されたＮ
ｄ：ＹＡＧロッド６１内部の励起強度分布を観察するこ
とにより、距離可変機構６５を駆動し、各ＬＤ６２−１
〜６２−５及び各ヒートシンク６３−１〜６３−５をそ
れぞれ移動させ、各ＬＤ６２−１〜６２−５とＮｄ：Ｙ
ＡＧロッド６１との距離を可変する。
ｄ：ＹＡＧロッド６１内部の励起強度分布を観察するこ
とにより、距離可変機構６５を駆動し、各ＬＤ６２−１
〜６２−５及び各ヒートシンク６３−１〜６３−５をそ
れぞれ移動させ、各ＬＤ６２−１〜６２−５とＮｄ：Ｙ
ＡＧロッド６１との距離を可変する。
【００９３】このように各ＬＤ６２−１〜６２−５とＮ
ｄ：ＹＡＧロッド６１との距離を可変することにより、
Ｎｄ：ＹＡＧロッド６１内部の励起強度分布は変化す
る。例えば、これらＬＤ６２−１〜６２−５とＮｄ：Ｙ
ＡＧロッド６１との距離を変化させてＮｄ：ＹＡＧロッ
ド６１内部の励起強度分布を制御し、上記図１４に示す
と同様に、Ｎｄ：ＹＡＧロッド６１内部の励起強度分布
の１／ｅ2 径がＮｄ：ＹＡＧロッド６１におけるレーザ
光Ｑのスポット径（１／ｅ2 ）になるように調整する。
ｄ：ＹＡＧロッド６１との距離を可変することにより、
Ｎｄ：ＹＡＧロッド６１内部の励起強度分布は変化す
る。例えば、これらＬＤ６２−１〜６２−５とＮｄ：Ｙ
ＡＧロッド６１との距離を変化させてＮｄ：ＹＡＧロッ
ド６１内部の励起強度分布を制御し、上記図１４に示す
と同様に、Ｎｄ：ＹＡＧロッド６１内部の励起強度分布
の１／ｅ2 径がＮｄ：ＹＡＧロッド６１におけるレーザ
光Ｑのスポット径（１／ｅ2 ）になるように調整する。
【００９４】この後、レーザ発振器５０からレーザ光Ｑ
を出力し、かつ各ＬＤ６２−１〜６２−５からの各ＬＤ
光をＮｄ：ＹＡＧロッド６１に照射して励起すると、レ
ーザ発振器５０側のＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起
強度分布とレーザ励起増幅器６０側のＮｄ：ＹＡＧロッ
ド６１内部の励起強度分布とが一致するので、レーザ励
起増幅器６０は、レーザ光Ｑを効率よく増幅して、増幅
されたレーザ光Ｑ´を得ることができる。
を出力し、かつ各ＬＤ６２−１〜６２−５からの各ＬＤ
光をＮｄ：ＹＡＧロッド６１に照射して励起すると、レ
ーザ発振器５０側のＮｄ：ＹＡＧロッド３０内部の励起
強度分布とレーザ励起増幅器６０側のＮｄ：ＹＡＧロッ
ド６１内部の励起強度分布とが一致するので、レーザ励
起増幅器６０は、レーザ光Ｑを効率よく増幅して、増幅
されたレーザ光Ｑ´を得ることができる。
【００９５】又、レーザ励起増幅器６０は、Ｎｄ：ＹＡ
Ｇロッド６１内部の励起強度分布の１／ｅ2 径をレーザ
光Ｑのスポット径（１／ｅ2 ）になるように調整してい
るが、これに限らずレーザ発振器５０からのレーザ光の
強度分布に応じてＮｄ：ＹＡＧロッド６１内部の励起強
度分布を制御できる。
Ｇロッド６１内部の励起強度分布の１／ｅ2 径をレーザ
光Ｑのスポット径（１／ｅ2 ）になるように調整してい
るが、これに限らずレーザ発振器５０からのレーザ光の
強度分布に応じてＮｄ：ＹＡＧロッド６１内部の励起強
度分布を制御できる。
【００９６】そして、レーザ発振器５０又は距離可変機
構３５の付いていない別のレーザ発振器から出力された
レーザ光をレーザ励起増幅器６０で増幅する場合には、
以下のようになる。つまり、これらレーザ発振器からの
レーザ光の強度分布が例えば図１６に示すように２つの
強度のピークを有していれば、レーザ励起増幅器６０側
では、ＣＣＤカメラ６６によりＮｄ：ＹＡＧロッド６１
内部の励起強度分布を撮像し、その画像をモニタ用信号
処理装置６８のモニタ画面上に映し出す。
構３５の付いていない別のレーザ発振器から出力された
レーザ光をレーザ励起増幅器６０で増幅する場合には、
以下のようになる。つまり、これらレーザ発振器からの
レーザ光の強度分布が例えば図１６に示すように２つの
強度のピークを有していれば、レーザ励起増幅器６０側
では、ＣＣＤカメラ６６によりＮｄ：ＹＡＧロッド６１
内部の励起強度分布を撮像し、その画像をモニタ用信号
処理装置６８のモニタ画面上に映し出す。
【００９７】そして、モニタ画面上に映し出されたＮ
ｄ：ＹＡＧロッド６１内部の励起強度分布を観察するこ
とにより、距離可変機構６５を駆動し、各ＬＤ６２−１
〜６２−５及び各ヒートシンク６３−１〜６３−５をそ
れぞれ個別に移動させ、各ＬＤ６２−１〜６２−５とＮ
ｄ：ＹＡＧロッド６１との各距離を可変し、Ｎｄ：ＹＡ
Ｇロッド６１内部の励起強度分布が図１６に示すように
２つの強度のピークを有する励起強度分布に一致するよ
うに制御する。
ｄ：ＹＡＧロッド６１内部の励起強度分布を観察するこ
とにより、距離可変機構６５を駆動し、各ＬＤ６２−１
〜６２−５及び各ヒートシンク６３−１〜６３−５をそ
れぞれ個別に移動させ、各ＬＤ６２−１〜６２−５とＮ
ｄ：ＹＡＧロッド６１との各距離を可変し、Ｎｄ：ＹＡ
Ｇロッド６１内部の励起強度分布が図１６に示すように
２つの強度のピークを有する励起強度分布に一致するよ
うに制御する。
【００９８】この後、レーザ発振器５０又は距離可変機
構３５の付いていない別のレーザ発振器からレーザ光Ｑ
を出力し、かつ各ＬＤ６２−１〜６２−５からの各ＬＤ
光をＮｄ：ＹＡＧロッド６１に照射して励起すると、レ
ーザ発振器５０からのレーザ光の２つの強度のピークを
有する強度分布とレーザ励起増幅器６０側のＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド６１内部の２つの強度のピークを有する励起強
度分布とが一致するので、レーザ励起増幅器６０は、レ
ーザ光Ｑを効率よく増幅して、増幅されたレーザ光Ｑ´
を得る。
構３５の付いていない別のレーザ発振器からレーザ光Ｑ
を出力し、かつ各ＬＤ６２−１〜６２−５からの各ＬＤ
光をＮｄ：ＹＡＧロッド６１に照射して励起すると、レ
ーザ発振器５０からのレーザ光の２つの強度のピークを
有する強度分布とレーザ励起増幅器６０側のＮｄ：ＹＡ
Ｇロッド６１内部の２つの強度のピークを有する励起強
度分布とが一致するので、レーザ励起増幅器６０は、レ
ーザ光Ｑを効率よく増幅して、増幅されたレーザ光Ｑ´
を得る。
【００９９】このように上記第４の実施の形態によれ
ば、レーザ励起増幅器６０側のＮｄ：ＹＡＧロッド６１
内部の励起強度分布を、各ＬＤ６２−１〜６２−５に対
して距離可変機構６５を用いて、レーザ発振器５０から
のレーザ光の強度分布に一致させることができ、レーザ
励起増幅器６０によりレーザ光Ｑを効率よく増幅して、
増幅されたレーザ光Ｑ´を得ることができる。
ば、レーザ励起増幅器６０側のＮｄ：ＹＡＧロッド６１
内部の励起強度分布を、各ＬＤ６２−１〜６２−５に対
して距離可変機構６５を用いて、レーザ発振器５０から
のレーザ光の強度分布に一致させることができ、レーザ
励起増幅器６０によりレーザ光Ｑを効率よく増幅して、
増幅されたレーザ光Ｑ´を得ることができる。
【０１００】なお、上記第３及び第４の実施の形態で
は、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０、６１に適用した場合につ
いて説明したが、これに限らず他の固体レーザ媒質にも
適用できる。
は、Ｎｄ：ＹＡＧロッド３０、６１に適用した場合につ
いて説明したが、これに限らず他の固体レーザ媒質にも
適用できる。
【０１０１】
【発明の効果】以上詳記したように本発明の請求項１〜
９によれば、固体レーザ媒質の中心部の励起密度を高め
て効率良く高品質なレーザ光を出力できるレーザダイオ
ード励起固体レーザ装置を提供できる。
９によれば、固体レーザ媒質の中心部の励起密度を高め
て効率良く高品質なレーザ光を出力できるレーザダイオ
ード励起固体レーザ装置を提供できる。
【０１０２】又、本発明の請求項１、３、４によれば、
励起光の中心波長と固体レーザ媒質の母材に含まれるド
ープ材料の濃度とを選択することにより、固体レーザ媒
質の中心部の励起密度を高めることができるレーザダイ
オード励起固体レーザ装置を提供できる。
励起光の中心波長と固体レーザ媒質の母材に含まれるド
ープ材料の濃度とを選択することにより、固体レーザ媒
質の中心部の励起密度を高めることができるレーザダイ
オード励起固体レーザ装置を提供できる。
【０１０３】又、本発明の請求項２、５〜７によれば、
冷却媒体としてフローチューブの屈折率以上で固体レー
ザ媒質の屈折率以下の屈折率を有するものを用いること
により、励起光を固体レーザ媒質の中心部に集光して固
体レーザ媒質の中心部の励起密度を高めることができる
レーザダイオード励起固体レーザ装置を提供できる。
冷却媒体としてフローチューブの屈折率以上で固体レー
ザ媒質の屈折率以下の屈折率を有するものを用いること
により、励起光を固体レーザ媒質の中心部に集光して固
体レーザ媒質の中心部の励起密度を高めることができる
レーザダイオード励起固体レーザ装置を提供できる。
【０１０４】又、本発明の請求項８、９によれば、固体
レーザ媒質内部の励起強度分布を変化させて所望の励起
強度分布に制御できるレーザダイオード励起固体レーザ
装置を提供できる。
レーザ媒質内部の励起強度分布を変化させて所望の励起
強度分布に制御できるレーザダイオード励起固体レーザ
装置を提供できる。
【図１】本発明に係わるＬＤ励起固体レーザ装置の第１
の実施の形態を示す外観構成図。
の実施の形態を示す外観構成図。
【図２】同装置のレーザヘッド部を断面方向から構成
図。
図。
【図３】直径３ｍｍのＮｄ：ＹＡＧロッドの中心部にお
ける吸収係数と励起強度との関係を示す図。
ける吸収係数と励起強度との関係を示す図。
【図４】直径３ｍｍのＮｄ：ＹＡＧロッドの断面方向に
対する励起強度を示す図。
対する励起強度を示す図。
【図５】直径４ｍｍのＮｄ：ＹＡＧロッドの中心部にお
ける吸収係数と励起強度との関係を示す図。
ける吸収係数と励起強度との関係を示す図。
【図６】直径４ｍｍのＮｄ：ＹＡＧロッドの断面方向に
対する励起強度を示す図。
対する励起強度を示す図。
【図７】本発明に係わるＬＤ励起固体レーザ装置の第２
の実施の形態を示す構成図。
の実施の形態を示す構成図。
【図８】Ｎｄ：ＹＡＧロッドを透過するＬＤ光の軌跡を
示す図。
示す図。
【図９】Ｎｄ：ＹＡＧロッドにおけるＬＤ光の吸収によ
る励起強度分布を示す図。
る励起強度分布を示す図。
【図１０】冷却媒体として水を用いたときの励起強度分
布を示す図。
布を示す図。
【図１１】本発明に係わるＬＤ励起固体レーザ装置の第
３の実施の形態を示す構成図。
３の実施の形態を示す構成図。
【図１２】ヒートシンクとＮｄ：ＹＡＧロッドとの距離
の可変作用を示す図。
の可変作用を示す図。
【図１３】ＬＤとＮｄ：ＹＡＧロッドとの距離を短くし
たときのＮｄ：ＹＡＧロッド内部の励起強度分布を示す
図。
たときのＮｄ：ＹＡＧロッド内部の励起強度分布を示す
図。
【図１４】Ｎｄ：ＹＡＧロッド内部の励起強度分布の１
／ｅ2 径を示す図。
／ｅ2 径を示す図。
【図１５】本発明に係わるＬＤ励起固体レーザ装置の第
４の実施の形態を示す構成図。
４の実施の形態を示す構成図。
【図１６】同装置の適用する２つの強度ピークを有する
励起強度分布を示す図。
励起強度分布を示す図。
【図１７】従来のＬＤ励起固体レーザ装置の構成図。
【図１８】同装置における冷却媒体を循環させるフロー
チューブの外観図。
チューブの外観図。
【図１９】Ｎｄ：ＹＡＧロッドを透過するＬＤ光の軌跡
を示す図。
を示す図。
【図２０】ＬＤ光をＮｄ：ＹＡＧロッドの中心部に集光
するためにレンズを配置した図。
するためにレンズを配置した図。
１０…Ｎｄ：ＹＡＧロッド、 １１−１〜１１−４…ＬＤ、 １２…高反射ミラー、 １３…出力ミラー、 １４…フローチューブ、 １５−１〜１５−５…反射膜、 ２０…冷却媒体（α−ブロモナフタレン）、 ３０，６１…Ｎｄ：ＹＡＧロッド、 ３２−１〜３２−５，６２−１〜６２−５…ＬＤ、 ３４，６４…ＬＤ温度制御用冷却系コントローラ、 ３５，６５…距離可変機構、 ３６…高反射ミラー、 ３７…出力ミラー、 ３８，６６…ＣＣＤカメラ、 ３９，６７…出入り機構、 ４０，６８…モニタ用信号処理装置、 ４１…シャッタ、 ４２…シャッタ駆動機構。
Claims (9)
- 【請求項１】 固体レーザ媒質にレーザダイオードから
の励起光を照射することにより前記固体レーザ媒質を励
起してレーザ光を出力するレーザダイオード励起固体レ
ーザ装置において、 前記励起光の中心波長と前記固体レーザ媒質の母材に含
まれるドープ材料の濃度とをそれぞれ所定の値に選択
し、前記固体レーザ媒質の前記レーザ光の出力方向に垂
直な断面の中心部の励起密度を高めることを特徴とする
レーザダイオード励起固体レーザ装置。 - 【請求項２】 固体レーザ媒質の周囲にこの固体レーザ
媒質に励起光を照射するレーザダイオードを配置し、か
つ前記固体レーザ媒質の外周にこの固体レーザ媒質を冷
却する冷却媒体を流すための冷却用チューブを形成した
レーザダイオード励起固体レーザ装置において、 前記冷却媒体は、前記冷却用チューブの屈折率以上で、
かつ前記固体レーザ媒質の屈折率以下の屈折率を有する
ことを特徴とするレーザダイオード励起固体レーザ装
置。 - 【請求項３】 固体レーザ媒質の周囲にこの固体レーザ
媒質に励起光を照射するレーザダイオードを配置し、か
つ前記固体レーザ媒質の外周にこの固体レーザ媒質を冷
却する冷却媒体を流すための冷却用チューブを形成した
レーザダイオード励起固体レーザ装置において、 前記励起光の中心波長と前記固体レーザ媒質の母材に含
まれるドープ材料の濃度とをそれぞれ所定の値に選択
し、かつ前記冷却媒体を前記冷却用チューブの屈折率以
上で前記固体レーザ媒質の屈折率以下の屈折率を有する
ものとする、ことを特徴とするレーザダイオード励起固
体レーザ装置。 - 【請求項４】 前記励起光に対して前記固体レーザ媒質
の中心部の励起密度が最も高くなる吸収係数となる前記
励起光の波長中心と前記固体レーザ媒質の母材に含まれ
るドープ材料の濃度とをそれぞれ所定の値に選択したこ
とを特徴とする請求項１又は３記載のレーザダイオード
励起固体レーザ装置。 - 【請求項５】 前記冷却媒体は、α−ブロモナフタレン
であることを特徴とする請求項２又は３記載のレーザダ
イオード励起固体レーザ装置。 - 【請求項６】 前記冷却媒体は、ジヨードメタンである
ことを特徴とする請求項２又は３記載のレーザダイオー
ド励起固体レーザ装置。 - 【請求項７】 前記冷却媒体は、α−ブロモナフタレン
又はジヨードメタンを希釈して前記冷却用チューブの屈
折率以上かつ前記固体レーザ媒質の屈折率以下の屈折率
を有する液体とすることを特徴とする請求項２又は３記
載のレーザダイオード励起固体レーザ装置。 - 【請求項８】 固体レーザ媒質にレーザダイオードから
の励起光を照射することにより前記固体レーザ媒質を励
起してレーザ光を出力するレーザダイオード励起固体レ
ーザ装置において、 前記レーザダイオードと前記固体レーザ媒質との距離を
可変する距離可変機構を備えたことを特徴とするレーザ
ダイオード励起固体レーザ装置。 - 【請求項９】 前記固体レーザ媒質に前記励起光を照射
したときの前記固体レーザ媒質内部の励起強度分布を撮
像する撮像手段と、 この撮像手段により撮像された前記固体レーザ媒質内部
の励起強度分布をモニタリングするモニタ手段と、を付
加したことを特徴とする請求項８記載のレーザダイオー
ド励起固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20007197A JPH10326927A (ja) | 1997-03-26 | 1997-07-25 | レーザダイオード励起固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7343197 | 1997-03-26 | ||
| JP9-73431 | 1997-03-26 | ||
| JP20007197A JPH10326927A (ja) | 1997-03-26 | 1997-07-25 | レーザダイオード励起固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10326927A true JPH10326927A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=26414569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20007197A Pending JPH10326927A (ja) | 1997-03-26 | 1997-07-25 | レーザダイオード励起固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10326927A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1128505A2 (en) * | 2000-02-28 | 2001-08-29 | Nec Corporation | Diode-laser side-pumped solid-state laser device |
| JP2005285807A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
| KR100685868B1 (ko) * | 2000-07-11 | 2007-02-23 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 레이저 장치 |
| JP2014038938A (ja) * | 2012-08-16 | 2014-02-27 | Ricoh Co Ltd | レーザ装置、光走査装置及び表示装置 |
-
1997
- 1997-07-25 JP JP20007197A patent/JPH10326927A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1128505A2 (en) * | 2000-02-28 | 2001-08-29 | Nec Corporation | Diode-laser side-pumped solid-state laser device |
| US6532248B2 (en) | 2000-02-28 | 2003-03-11 | Nec Corporation | Diode-laser side-pumped solid-state laser device |
| EP1128505A3 (en) * | 2000-02-28 | 2004-06-16 | Nec Corporation | Diode-laser side-pumped solid-state laser device |
| KR100685868B1 (ko) * | 2000-07-11 | 2007-02-23 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 레이저 장치 |
| JP2005285807A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
| JP2014038938A (ja) * | 2012-08-16 | 2014-02-27 | Ricoh Co Ltd | レーザ装置、光走査装置及び表示装置 |
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