JPH1065237A

JPH1065237A - 固体レーザ装置

Info

Publication number: JPH1065237A
Application number: JP22256996A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Miyake; 和幸三宅; Koichi Taniguchi; 浩一谷口; Kazuyuki Tadatomo; 一行只友; Hiroyuki Shiraishi; 浩之白石
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1996-08-23
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】青色のレーザ光を高効率に出射でき、かつ、
光ピックアップ等の光源に適した小型の固体レーザ装置
を提供すること。【解決手段】下記、励起光源１とレーザ活性媒体２と
一対の共振器ミラー３ａ、３ｂとを有する固体レーザ装
置である。励起光源１は、８１０ｎｍ〜８５０ｎｍ、９
７０ｎｍ〜９９０ｎｍの中から選ばれる１種類以上の波
長を有する励起光を供する。レーザ活性媒体は、〔Ｔｍ
を含有する塩化物結晶〕２ａと、該塩化物結晶２ａを包
み込んで設けられ〔ＰｒとＹｂとを共に含有するフッ化
物ガラスまたは酸化物ガラス〕２ｂとからなる。一対の
共振器ミラー３ａ、３ｂは、前記ＰｒとＹｂとが励起光
を波長上方変換して発する第一の波長の光をこれらの間
に閉じ込めることができ、かつ、前記Ｔｍが第一の波長
の光を波長上方変換して放出する第二の波長の光をレー
ザ発振させレーザ光として出射し得るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、固体レーザ装置に
関し、特に光ピックアップなどの光源として利用され得
る小型の固体レーザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、小型で長寿命かつ信頼性の高い青
色光源の要求が高まっており、その一つとして励起光の
波長を波長上方変換するアップコンバージョン現象を利
用したレーザ素子が注目されている。図３は、従来のア
ップコンバージョン・レーザ装置の構成の一例を示す図
である。同図に示す装置の構成は、例えば、会議録 Com
pact Blue-Green Lasers Technical Digest 1993, Vol.
2, JWE1, pp110-112 : "Upconversion Fiber Lasers"
や、平成５年秋季応用物理学会 30a-D-6, p975 : "Ｔｍ
⁺³ :ＺＢＬＡＮファイバの青色室温発振" に開示されて
いる。

【０００３】図３のレーザ装置は、励起光源のＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザ装置６１と、該ＹＡＧレーザから出射された
光ビームを集光する集光光学系６２と、波長上方変換材
料のフッ化物であるＺＢＬＡＮ（ＺｒＦ₄−ＢａＦ−Ｌ
ａＦ₃−ＡｌＦ₃−ＮａＦ）ガラスファイバ６４と、光
共振器６３とを有している。ＺＢＬＡＮガラスファイバ
６４はレーザ活性媒体であり、１０００ｐｐｍ程度の希
土類元素のＴｍがドープされている。そのＴｍ³⁺イオン
の¹Ｇ₄準位から³Ｈ₆準位への遷移で波長４８０ｎｍ
のレーザ光を得ている。また、ＺＢＬＡＮガラスは、効
率を稼ぐため１ｍ程度の長さのファイバー状を呈してい
る。Ｎｄ：ＹＡＧレーザ装置６１は、Ｔｍ³⁺イオンの¹
Ｇ₄準位にポンピングするため、Ｔｍ³⁺イオンの吸収に
あわせて、１１１２ｎｍ、１１１６ｎｍ、１１２３ｎｍ
の三つの波長のレーザ光を励起光として同時に供給し得
るものである。

【０００４】図４は、従来のアップコンバージョン・レ
ーザ装置の他の構成例を示す図である。同図に示す装置
の構成は、例えば、文献 SPIE Vol. 1223 Solid State
Laser(1990) 54-63 : "Blue upconversion thrulium la
ser"に開示されている。

【０００５】図４のレーザ装置は、励起光源である二つ
の色素レーザ７１、７２と、二つのレーザ光を集光する
集光光学系７３と、波長上方変換材料のフッ化物である
ＹＬＦ結晶７５と、光共振器７４とを有している。レー
ザ活性媒体であるＹＬＦ結晶７５には、希土類元素のＴ
ｍがドープされている。そのＴｍ³⁺イオンの¹Ｄ₂準位
から³Ｆ₄準位への遷移で波長４５３ｎｍのレーザ光を
得ている。励起光源の色素レーザとして、波長の異なる
二つのレーザ光が同時に用いられているが、これもＴｍ
³⁺イオンの吸収にあわせ、効率を上げるためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】Ｔｍ³⁺イオンには、従
来実用化されている半導体レーザの光ビームの波長にあ
った吸収帯がなく、上記のように、異なった二つの波長
あるいは三つの波長のレーザ光を用意する必要がある。
そのため、装置全体を小型化することが困難であった。

【０００７】また、ドープする希土類元素のＴｍ濃度を
上げることによって、励起光に対する吸収あるいは青色
の発光強度を増加させ、効率を上げることで小型化を考
えることができる。しかし、図３の装置の構成では、Ｚ
ＢＬＡＮガラスを現状以上にＴｍ濃度を上げて製作する
ことは困難である。また、Ｔｍ濃度を上昇させても、濃
度消光という現象が起きるので、必ずしも効率が上がる
結果にはならない。励起効率を上げ、青色の十分な発光
強度を得るためには、図３の装置のように、ＺＢＬＡＮ
ガラスをある程度以上の長さのファイバ状とする必要が
ある。そのため装置全体を小型化することが困難であっ
た。

【０００８】同様に、図４の装置の構成でも、ＹＬＦ結
晶におけるＴｍ濃度の上昇によって濃度消光が起きるの
で、Ｔｍ濃度の上昇には上限がある。従って、青色レー
ザ光を取り出すためには、最小励起強度（しきい値強
度）を上昇させねばならないという欠点があった。

【０００９】以上のように従来の装置では、光ピックア
ップ等の光源に適した高効率な青色を提供する小型の固
体レーザ装置は得られなかった。

【００１０】本発明の課題は、青色のレーザ光を高効率
に出射でき、かつ、光ピックアップ等の光源に適した小
型の固体レーザ装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、希土類元
素であるＰｒが、現在実用化されている半導体レーザの
波長にちょうど合致する吸収帯を有するものであること
に着目し、これを利用して本発明を完成させた。本発明
の固体レーザ装置は、次の特徴を有するものである。

【００１２】（１）励起光源とレーザ活性媒体と一対の
共振器ミラーとを有する固体レーザ装置であって、励起
光源が、８１０ｎｍ〜８５０ｎｍ、９７０ｎｍ〜９９０
ｎｍの中から選ばれる１種類以上の波長を有する励起光
を供するものであり、レーザ活性媒体が、Ｔｍを含有す
る塩化物結晶と、該塩化物結晶を包み込んで設けられＰ
ｒとＹｂとを共に含有するフッ化物ガラスまたは酸化物
ガラスとからなるものであり、一対の共振器ミラーが、
前記ＰｒとＹｂとが励起光を波長上方変換して発する第
一の波長の光をこれらの間に閉じ込めることができ、か
つ、前記Ｔｍが第一の波長の光を波長上方変換して放出
する第二の波長の光をレーザ発振させレーザ光として出
射し得るものであることを特徴とする固体レーザ装置。

【００１３】（２）励起光源が、波長８１０ｎｍのレー
ザ光を励起光として出射する半導体レーザを複数有する
半導体レーザアレイであって、一対の共振器ミラーが対
向する方向に対して側面方向からレーザ活性媒体に励起
光を照射し得るよう配置されたものである上記（１）記
載の固体レーザ装置。

【００１４】（３）一対の共振器ミラーのうち、一方の
共振器ミラーは、少なくとも波長４５０±１０ｎｍの光
を全反射するものであり、他方の共振器ミラーは、レー
ザ光を出射する側であって、波長４５０±１０ｎｍの光
を９０％〜９９．５％反射するものである上記（１）記
載の固体レーザ装置。

【００１５】（４）一対の共振器ミラーのうち、一方の
共振器ミラーは、少なくとも波長４８０±１０ｎｍの光
を全反射するものであり、他方の共振器ミラーは、レー
ザ光を出射する側であって、波長４８０±１０ｎｍの光
を９０％〜９９．５％反射するものである上記（１）記
載の固体レーザ装置。

【００１６】（５）Ｔｍを含有する塩化物結晶がＴｍＢ
ａ₂Ｃｌ₇結晶であり、ＰｒとＹｂとを共に含有するフ
ッ化物ガラスがＰｒとＹｂとをドープしたＺＢＬＡＮ
（ＺｒＦ ₄−ＢａＦ₂−ＬａＦ₃−ＡｌＦ₃−ＮａＦ）
ガラスである上記（１）記載の固体レーザ装置。

【００１７】（６）Ｔｍを含有する塩化物結晶がＴｍＢ
ａ₂Ｃｌ₇結晶であり、ＰｒとＹｂとを共に含有する酸
化物ガラスがＰｒとＹｂとをドープしたテルライト（Ｔ
ｅＯ₂−ＷＯ₃−Ｌｉ₂Ｏ）ガラスである上記（１）記
載の固体レーザ装置。

【００１８】

【発明の実施の形態】Ｐｒを含有する、酸化物、フッ化
物あるいは塩化物等のアップコンバージョン材料は、波
長８００ｎｍ帯、９８０ｎｍ帯あるいは１５００ｎｍ帯
の半導体レーザを用いて励起することができ、青色、青
緑色、赤色及び赤外線等の領域に蛍光を発するものであ
ることが知られている。とりわけ、Ｐｒと同時にＹｂを
含有する材料は、８００ｎｍ帯の半導体レーザで励起す
ると、その波長のレーザ光を波長上方変換し６３５ｎｍ
付近の赤色領域に強い蛍光を発することがわかった。

【００１９】しかし前記励起光によるこの波長域の蛍光
は、Ｐｒだけを含有しＹｂを同時に含まない材料では非
常に弱いピークしか現れない。これは、Ｙｂイオンが８
００ｎｍ帯のレーザ光に対して幅広い吸収帯をもってお
り効率よく吸収できること、また、Ｙｂイオンの²Ｆ
_5/2準位とＰｒイオンの¹Ｇ₄準位がほぼ同じくらいの
エネルギーレベルにあり、¹Ｇ₄準位の方が²Ｆ_5/2準
位に比べて若干低いレベルであることから、Ｙｂイオン
において²Ｆ_5/2準位に励起された電子のエネルギーが
Ｐｒイオンの¹Ｇ₄準位へ効率よく伝達されるためであ
る。

【００２０】また、Ｔｍイオン化準位では、基底準位の
³Ｈ₆から³Ｆ₂への遷移、³Ｈ₆から³Ｆ₃への遷
移、³Ｈ₄から¹Ｄ₂への遷移、³Ｆ₄から¹Ｇ₄への
遷移が、赤色波長域の光の吸収に対応する。この吸収さ
れた赤色波長域の光は、波長上方変換されて、青色光と
して放出される。

【００２１】そこで、本発明の固体レーザ装置では、レ
ーザ活性媒体として、図１（ｂ）にその断面を示すよう
に、内部の物質２ａと、その内部の物質２ａの表面全体
を覆う表層の物質２ｂとからなる２層の構造のものを用
いる。その内部の物質２ａは、Ｔｍを含有する塩化物結
晶であり、これを包み込んで設けられる表層の物質２ｂ
は、ＰｒとＹｂとを共に含有するフッ化物ガラスまたは
酸化物ガラスである。

【００２２】先ず、従来の一般的な半導体レーザから供
される例えば８１０ｎｍ帯の励起光を、表層の物質にお
けるＰｒイオンとＹｂイオンとによって波長上方変換
し、第一の波長の光として６３５ｎｍ付近の赤色領域の
蛍光をＰｒイオンから放出させ、次に、この６３５ｎｍ
付近の赤色領域の蛍光を、Ｔｍイオンにおいてさらに波
長上方変換し、第二の波長の光として青色光を放出させ
る。即ち、８１０ｎｍ帯レーザ光を励起光として、これ
をレーザ活性媒体における表層の物質と内部の物質にお
いて波長上方変換を２段階行い青色レーザ光として出射
するのである。

【００２３】また、近年開発が進んでいる０．６７μｍ
帯の赤色半導体レーザを励起光源として用いた場合、Ｔ
ｍイオンの最適吸収波長よりも若干長波長であり、かつ
単色性が高いことから、励起効率が悪く、Ｔｍから放出
される青色の蛍光は弱いものとなる。また、希土類含有
塩化物材料は、特開平７−９７５７２号に開示されてい
るように蛍光強度は、酸化物やフッ化物に比較して１０
倍以上強く濃度消光も観察されていないので、レーザ媒
体としては有効な材料である。

【００２４】そこで、本発明では、光共振器ミラーを、
青色レーザ発振が可能なように、４５０ｎｍ付近（特に
４５０ｎｍ±１０ｎｍ）、または４８０ｎｍ付近（特に
４８０ｎｍ±１０ｎｍ）でＱが高くなるように形成する
ものである。更に、望ましくは表層のＰｒとＹｂとによ
って波長上方変換され放出される６３５ｎｍ付近（特に
６３５ｎｍ±１０ｎｍ）でもＱが高くなるように形成
し、光共振器内に赤色領域の光を閉じ込めるものとす
る。このような構成とすることによって、ＰｒとＹｂが
波長上方変換して放出する６３５ｎｍ付近を中心とする
光は、十分な強度をもって内部の物質中のＴｍに照射さ
れる。

【００２５】また、Ｔｍを含有する材料としては、希土
類元素を含有するための母材となる物質として、特開平
７−９７５７２号に開示されているようなＲ１_xＲ２
_(1-x)Ｂａ₂Ｃｌ₇（ただし、Ｒ１、Ｒ２は各々１以上
の希土類元素を示す。）で表される希土類含有塩化物結
晶を用いれば、従来まで用いられていた酸化物材料やフ
ッ化物材料に比較して格段に蛍光強度が強く、レーザ光
を効率良く得ることができる。また、ＰｒとＹｂを含有
する材料としては、希土類元素イオン間のエネルギー伝
達が大きい、フッ化物ガラスまたは酸化物ガラスが好ま
しいものとして用いられる。

【００２６】また、前記のような塩化物材料は、潮解性
を有するものであり、湿気に弱いという問題があるが、
その表面全体を湿気に強いフッ化物材料あるいは酸化物
材料で包み込むことによって遮水され、安定したレーザ
活性媒体が得られる。

【００２７】レーザ活性媒体の形状としては、特に限定
されないが、製造が容易である点からは円柱状が好まし
い。また、励起光を受ける面を平面としてもよい。

【００２８】励起光源としては、８１０ｎｍ〜８５０ｎ
ｍ、９７０ｎｍ〜９９０ｎｍから選ばれる１種類以上の
波長を有する励起光を供するものであればどのようなも
のでもよいが、半導体レーザを用いることを可能とした
ことが本発明の重要な特徴の一つであるから、半導体レ
ーザを用いて、全体をコンパクト化することが好ましい
態様である。特に、波長８１０ｎｍのレーザ光を出射す
る半導体レーザは、表層のＰｒ・Ｙｂと、内部のＴｍと
による２段階の波長上方変換の最初の光源として好まし
い。

【００２９】励起光をレーザ活性媒体に照射するために
は、励起光が一対の共振器ミラーのいずれか一方を通過
しレーザ活性媒体に到達する態様であってもよいが、本
実施例のように、励起光が、一対の共振器ミラーの対向
する方向に対して側面方向からレーザ活性媒体に励起光
を照射する態様が好ましく、特に、共振器ミラーの対向
する方向に対して垂直な方向から、外側の物質に対し
て、共振器ミラーの対向する方向全長にわたって照射す
る態様が好ましい。

【００３０】また、側面方向からレーザ活性媒体に励起
光を照射する態様の場合、外側の物質から内側の物質へ
とアップコンバージョン現象をより効率よく連鎖的に発
生させるため、図１（ａ）に示すように、励起光源から
レーザ活性媒体に励起光を照射したとき、励起光源から
見た該レーザ活性媒体の背後を中心とする周囲に、励起
光および第一番目の波長の光をレーザ活性媒体に向けて
反射させて戻すミラー６を設け、これらの光の後逸や外
部への拡散を抑制してもよい。ミラーは平面やレーザ活
性媒体に沿った曲面が挙げられる。

【００３１】光共振器ミラーの反射の構造は限定されな
いが、反射面にコーティングを施してなる誘電体多層膜
の態様が好ましい。誘電体多層膜としては、ＴｉＯ₂、
ＨｆＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、
Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＦ₂、ＴｈＦ₄、ＮａＦから選ばれる
２種類以上の材料を積層したものが挙げられる。

【００３２】上記希土類含有塩化物結晶をレーザ活性媒
体として用いるに際しては、表層に互いに平行な２面を
設け、この２面がレーザ共振器ミラーとして機能するよ
うに、所定の加工を施すことが好ましい態様である。こ
れによって、共振器ミラーを別途設ける必要がなくな
る。

【００３３】

【実施例】

実施例１以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。図
１は、本発明による固体レーザ装置の一実施例の構成を
示す図である。同図に示すように、本実施例の固体レー
ザ装置は、励起光源１と、レーザ活性媒体２と、一対の
光共振器ミラーとを有する。励起光源１はハイパワーの
半導体レーザアレイからなる。レーザ活性媒体２は、Ｔ
ｍを含有する塩化物結晶２ａと、この塩化物結晶２ａを
包み込んで設けられＰｒとＹｂとを共に含有するフッ化
物ガラス２ｂとからなる。また、本実施例では、励起光
源１から見たレーザ活性媒体の背後にミラー６を設け、
レーザ活性媒体が後逸した励起光および第一の波長の光
をレーザ活性媒体に向けて反射させて戻す態様とした。

【００３４】励起光に用いる半導体レーザの発振波長と
しては、８１０ｎｍから８５０ｎｍの波長域のものが特
に有効である。本実施例では、ハイパワーの半導体レー
ザアレイとして、最大出力６０Ｗ、発振波長８１０ｎｍ
のＱＣＷレーザを用いた。励起光源は、一対の共振器ミ
ラーが対向する方向に対して側面方向からレーザ活性媒
体に励起光を直接照射し得るよう配置されている。

【００３５】レーザ活性媒体２は、内部の物質であるＴ
ｍ含有塩化物材料２ａとして、直径２ｍｍ、長さ４ｍｍ
の円柱状のＴｍＢａ₂Ｃｌ₇単結晶を用いた。また、そ
の表面を包み込んで設けられるＰｒ・Ｙｂ含有材料２ｂ
としてＺＢＬＡＮガラスを用いた。ＴｍＢａ₂Ｃｌ₇単
結晶の外側表面全体は、ＺＢＬＡＮガラスによって、厚
さ１ｍｍとなるよう均一にコートされている。

【００３６】一対の共振器ミラー３ａ、３ｂのうち一方
のミラー３ａには、６３５ｎｍ付近及び４５０ｎｍ付近
の波長の光を１００％近く反射する特性のコーティング
膜４が施されている。他方のミラー３ｂは出力側であっ
て、波長６３５ｎｍ付近をピークとする光を１００％近
く反射し、波長４５０ｎｍ付近をピークとする光を９８
％反射する特性を持ったコーティング膜５が施されてい
る。光共振器全体としては、４５０ｎｍ付近及び６３５
ｎｍ付近の両方の波長に対しＱが高く、効率良く発振さ
せるようになっており、特に６３５ｎｍ付近の波長の光
を該光共振器内に閉じ込めるようになっている。

【００３７】図１に例示する固体レーザ装置において、
ハイパワーの半導体レーザアレイ１を駆動し、光ビーム
をレーザ活性媒体２に入射させる。半導体レーザアレイ
からの光ビームが、ＰｒおよびＹｂを含有するＺＢＬＡ
Ｎガラス２ｂに入射すると、入射した光ビームは該ＺＢ
ＬＡＮガラス２ｂ内部で吸収されてポンピングに利用さ
れる。

【００３８】ＺＢＬＡＮガラス２ｂ内では、入射した光
ビームが主にＹｂイオンに吸収される。これらＹｂイオ
ン内では、電子が²Ｆ_7/2準位から²Ｆ_5/2準位へポン
ピングされる。これらの電子のエネルギーが、Ｙｂイオ
ンの²Ｆ_5/2準位より若干低いＰｒイオンの¹Ｇ₄準位
へ伝達され、さらに³Ｐ₀準位へポンピングされる。こ
れらの準位から基底準位へ緩和する際に、青色から赤外
線の領域に蛍光を発する。とりわけ、³Ｐ₀準位から³
Ｆ₂準位へ遷移の赤色の蛍光が強く観察される。本実施
例でも、Ｐｒイオンから同様な蛍光を発し、光共振器３
によってこれらの蛍光のうち６３５ｎｍ付近の波長の光
が閉じ込められる。

【００３９】一方、Ｔｍイオンは、８１０ｎｍ付近の波
長の吸収はなく半導体レーザの光ビームは吸収しない
が、表層から発せられる６３５ｎｍ付近の波長の光を吸
収して、Ｐｒイオンと同様にアップコンバージョン現象
によって紫外線から青色の領域に蛍光を発する。これら
の蛍光のうち４５０ｎｍ付近の波長の光だけが、上記光
共振器ミラーによって、レーザ光として取り出される。
以上の励起（吸収）、発光過程を図２に示す。

【００４０】もちろん、同図には示していない励起、発
光過程もあるが、ここでは本発明に係る主たる過程につ
いてのみ示してある。

【００４１】実施例２本実施例では、上記実施例１で用いた４５０ｎｍ付近の
波長にＱの高い光共振器３の代わりに、４８０ｎｍ付近
の波長にＱの高い光共振器を用いる態様を示す。ただ
し、６３５ｎｍ付近の波長の光を光共振器内に閉じ込め
る特性は、上記実施例１と同様である。上記実施例１で
は、Ｔｍイオンの¹Ｄ₂準位から³Ｆ₄準位への遷移に
よる４５０ｎｍ付近の波長の蛍光を利用するものであっ
たが、Ｔｍイオンからは¹Ｇ₄準位から³Ｈ₆準位への
遷移による４８０ｎｍ付近の波長の蛍光も発せられる。
従って、４８０ｎｍ付近の波長にＱの高い光共振器を用
いることによって、４８０ｎｍの青色レーザ光を取り出
すことができた。

【００４２】また、図１のように、６３５ｎｍ付近及び
８１０ｎｍ〜８５０ｎｍ付近の波長の光を高反射するコ
ーティング膜を施したミラー６を、励起光源１から見た
レーザ活性媒体の背後に配置することにより、さらに励
起効率を上げることができた。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体レー
ザ装置には、励起光源として従来の半導体レーザを用い
ることができる。その励起光に対して一つのレーザ活性
媒体内において二段階の波長上方変換が行われ、青色レ
ーザ光が得られる。従って、従来の青色レーザ光を出射
し得る固体レーザ装置と比較して、より小型で効率のよ
い固体レーザ装置を提供できる。

【００４４】また、レーザ活性媒体の端面に対し、該端
面がレーザ共振用ミラーとして機能するように所定の加
工を施せば、固体レーザ装置をさらに小型軽量化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る固体レーザ装置の一実施例の構成
を示す図である。

【図２】本発明に係る励起および発光過程を示す図であ
る。

【図３】青色レーザ光を出射し得る固体レーザ装置の従
来例を示す図である。

【図４】青色レーザ光を出射し得る固体レーザ装置の他
の従来例を示す図である。

【符号の説明】

１励起光源（半導体レーザ）２レーザ活性媒体２ａＴｍを含有する塩化物結晶２ｂＰｒ及びＹｂを共に含有する、フッ化物ガラスあるいは酸化物ガラス３ａ、３ｂ一対の共振器ミラー４、５コーティング膜６ミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者只友一行兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者白石浩之埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地三菱マテリアル株式会社総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】励起光源とレーザ活性媒体と一対の共振
器ミラーとを有する固体レーザ装置であって、励起光源
が、８１０ｎｍ〜８５０ｎｍ、９７０ｎｍ〜９９０ｎｍ
の中から選ばれる１種類以上の波長を有する励起光を供
するものであり、レーザ活性媒体が、Ｔｍを含有する塩
化物結晶と、該塩化物結晶を包み込んで設けられＰｒと
Ｙｂとを共に含有するフッ化物ガラスまたは酸化物ガラ
スとからなるものであり、一対の共振器ミラーが、前記
ＰｒとＹｂとが励起光を波長上方変換して発する第一の
波長の光をこれらの間に閉じ込めることができ、かつ、
前記Ｔｍが第一の波長の光を波長上方変換して放出する
第二の波長の光をレーザ発振させレーザ光として出射し
得るものであることを特徴とする固体レーザ装置。
【請求項２】励起光源が、波長８１０ｎｍのレーザ光
を励起光として出射する半導体レーザを複数有する半導
体レーザアレイであって、一対の共振器ミラーが対向す
る方向に対して側面方向からレーザ活性媒体に励起光を
照射し得るよう配置されたものである請求項１記載の固
体レーザ装置。
【請求項３】一対の共振器ミラーのうち、一方の共振
器ミラーは、少なくとも波長４５０±１０ｎｍの光を全
反射するものであり、他方の共振器ミラーは、レーザ光
を出射する側であって、波長４５０±１０ｎｍの光を９
０％〜９９．５％反射するものである請求項１記載の固
体レーザ装置。
【請求項４】一対の共振器ミラーのうち、一方の共振
器ミラーは、少なくとも波長４８０±１０ｎｍの光を全
反射するものであり、他方の共振器ミラーは、レーザ光
を出射する側であって、波長４８０±１０ｎｍの光を９
０％〜９９．５％反射するものである請求項１記載の固
体レーザ装置。
【請求項５】Ｔｍを含有する塩化物結晶がＴｍＢａ₂
Ｃｌ₇結晶であり、ＰｒとＹｂとを共に含有するフッ化
物ガラスがＰｒとＹｂとをドープしたＺＢＬＡＮ（Ｚｒ
Ｆ₄−ＢａＦ₂−ＬａＦ₃−ＡｌＦ₃−ＮａＦ）ガラス
である請求項１記載の固体レーザ装置。
【請求項６】Ｔｍを含有する塩化物結晶がＴｍＢａ₂
Ｃｌ₇結晶であり、ＰｒとＹｂとを共に含有する酸化物
ガラスがＰｒとＹｂとをドープしたテルライト（ＴｅＯ
₂−ＷＯ₃−Ｌｉ₂Ｏ）ガラスである請求項１記載の固
体レーザ装置。