JPH1065260A - Solid-state laser - Google Patents

Solid-state laser

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Publication number
JPH1065260A
JPH1065260A JP8222839A JP22283996A JPH1065260A JP H1065260 A JPH1065260 A JP H1065260A JP 8222839 A JP8222839 A JP 8222839A JP 22283996 A JP22283996 A JP 22283996A JP H1065260 A JPH1065260 A JP H1065260A
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JP
Japan
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filter
light
laser
solid
filters
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8222839A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Miyake
和幸 三宅
Kazuyuki Tadatomo
一行 只友
Koichi Taniguchi
浩一 谷口
Hiroyuki Shiraishi
浩之 白石
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.)
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Cable Industries Ltd, Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Publication of JPH1065260A publication Critical patent/JPH1065260A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multicolored solid-state laser, which switches easily to a plurality of kinds of wavelengths for laser beams and can output the laser beams, while the structure of the solid laser is compact and simple. SOLUTION: A rare earth-containing chloride, which makes a wavelength upward conversion light L1 from an excitation light source 1 and can emit the light L1 as a plurality of kinds of peak wavelengths of lights, is used as a laser active medium 2. A filter 4a, which transmits selectively the specified one peak wavelength of the light only from among the plurality of kinds of the peak wavelengths of these lights, is arranged on an optical path between the medium 2 and the optical oscillator mirror on one side of optical oscillator mirrors 3a and 3b, and the specified one peak wavelength of the light L2 is selected and a laser oscillation is made to take place for outputting. It is preferable to use a filter unit 6 of a structure, wherein filters are prepared by the number of lights of peak wavelengths to be selected and only one of the filters can be arranged in a freely exchangeable state on the optical path from among these filters.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、固体レーザ装置の
うち波長上方変換レーザ装置に関し、詳しくは一つの装
置で多色のレーザ光を切り換えて出力できる装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength-upconverting laser device among solid-state laser devices, and more particularly to a device capable of switching and outputting multicolor laser light with one device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報・表示などのディスプレイに
おける多色化の要求、あるいは光化学反応、医療などの
分野における要求によって、可視光領域での赤色や緑
色、さらには青色から紫外光と種々の短波長レーザが、
様々な目的のために強く求められている。
2. Description of the Related Art In recent years, in response to demands for multicolor display in information and display, or demands in fields such as photochemical reactions and medical treatment, various colors such as red and green in the visible light region, and further from blue to ultraviolet light. Short wavelength laser,
It is strongly sought for various purposes.

【0003】実際に、赤、緑、青色のレーザ光を発生す
るものには、各種固体レーザ(Nd:YAGなど)のS
HG光を利用したものや、He−Neレーザ、Arレー
ザなどのガスレーザがある。また、固体レーザ装置の一
形態であるアップコンバージョンレーザ(レーザ活性媒
体に含まれた希土類イオンの多段階励起によって、赤外
の励起光から可視のレーザ光を発生するもの)も、赤外
域のレーザ光を発する安価な半導体レーザなどで励起す
ることで、赤色から青色までの種々の可視レーザ光を発
振させることができる技術として注目されている。
[0003] Actually, those that generate red, green, and blue laser beams include various solid-state lasers (such as Nd: YAG).
There are lasers utilizing HG light, and gas lasers such as He-Ne laser and Ar laser. In addition, an up-conversion laser (which generates visible laser light from infrared excitation light by multi-step excitation of rare earth ions contained in a laser active medium), which is one form of a solid-state laser device, is also an infrared laser. Attention has been paid to a technique capable of oscillating various visible laser lights from red to blue by exciting with an inexpensive semiconductor laser that emits light.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のレーザ装置はいずれも単色であり、複数種の波長のレ
ーザ光が必要である場合には、これらのレーザ装置を必
要な波長の種類の数だけ別々に用意するか、または、O
POなどのように、複数種類の波長のレーザ光を一台で
出射し得る大型で高価な装置を用意せざるを得なかっ
た。
However, these laser devices are all monochromatic, and when laser beams of a plurality of wavelengths are required, these laser devices are replaced by the number of types of required wavelengths. Prepared separately or O
There has been no choice but to prepare a large and expensive device such as a PO that can emit laser beams of a plurality of wavelengths by one unit.

【0005】本発明の目的は、コンパクトで簡単な構造
でありながら、一台の装置で、複数種の波長のレーザ光
を容易に切り換えて出力することが可能な多色固体レー
ザ装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a multicolor solid-state laser device capable of easily switching and outputting a plurality of wavelengths of laser light with a single device while having a compact and simple structure. That is.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の固体レーザ装置
は、以下の特徴を有するものである。 (1)波長上方変換レーザ装置において、励起光源から
の光を波長上方変換し複数のピーク波長光として放出し
得る希土類含有塩化物がレーザ活性媒体として用いら
れ、前記複数のピーク波長光のうちから特定の一つのピ
ーク波長光だけを選択的に透過させるフィルターが設け
られ、この選択的に透過された特定の一つのピーク波長
光がレーザ発振され出力されるものであることを特徴と
する固体レーザ装置。
A solid-state laser device according to the present invention has the following features. (1) In a wavelength-upconverting laser device, a rare-earth-containing chloride capable of up-converting light from an excitation light source and emitting light of a plurality of peak wavelengths is used as a laser active medium. A solid-state laser characterized by being provided with a filter for selectively transmitting only one specific peak wavelength light, and for selectively transmitting the specific one peak wavelength light by laser oscillation and output; apparatus.

【0007】(2)当該固体レーザ装置が、上記励起光
源と、上記レーザ活性媒体と、該レーザ活性媒体を挟む
2つの光共振器ミラーと、フィルター装置とを有するも
のであり、フィルター装置は複数のフィルターを有し、
請求項1記載のフィルタはこの複数のフィルターから選
ばれた1つであって、フィルター装置は、選ばれた1つ
のフィルターをレーザ活性媒体と片方の光共振器ミラー
との間の光路上に配置し、他のフィルターをこの光路上
のフィルターと自在に交換して光路上に配置し得る構造
を有し、これら複数のフィルターの各々は、上記複数の
ピーク波長光の中から特定の一つのピーク波長光を選択
的に透過させるものであり、各々のフィルターの透過さ
せる特定のピーク波長光は、フィルターごとに互いに異
なるものであって、2つの光共振器ミラーは、前記複数
のフィルターで選択されるピーク波長光すべてに対して
それらをレーザ発振させ得るものである上記(1)記載
の固体レーザ装置。
(2) The solid-state laser device includes the excitation light source, the laser active medium, two optical resonator mirrors sandwiching the laser active medium, and a filter device. Has a filter of
The filter according to claim 1, wherein the filter is one selected from the plurality of filters, and the filter device arranges the selected one filter on an optical path between the laser active medium and one of the optical resonator mirrors. Then, it has a structure in which another filter can be freely replaced with a filter on the optical path and arranged on the optical path, and each of the plurality of filters has a specific peak among the plurality of peak wavelength lights. Wavelength light is selectively transmitted, the specific peak wavelength light transmitted by each filter is different from each other for each filter, and two optical resonator mirrors are selected by the plurality of filters. (1) The solid-state laser device according to the above (1), which can oscillate all the peak wavelength lights.

【0008】(3)上記フィルター装置における、光路
上のフィルターと他のフィルターとが自在に交換される
構造が、光路外に置かれた一つの回転軸を中心として複
数のフィルターが回転的に移動することによって、フィ
ルターが一つずつ光路上に移動して交換される構造であ
る上記(2)記載の固体レーザ装置。
(3) In the above-mentioned filter device, a structure in which a filter on the optical path and another filter are freely exchanged has a structure in which a plurality of filters are rotatably moved around one rotation axis placed outside the optical path. The solid-state laser device according to (2), wherein the filters are moved one by one on the optical path and exchanged.

【0009】(4)光路外に置かれた一つの回転軸を中
心として複数のフィルターが回転的に移動して交換され
る構造が、光路に平行な回転軸を中心として回転する回
転板と、該回転板上の同一円周上に配置された複数のフ
ィルターとを有する構造である上記(3)記載の固体レ
ーザ装置。
(4) A structure in which a plurality of filters are rotatably moved and exchanged about one rotation axis placed outside the optical path, the rotation plate being rotated about a rotation axis parallel to the optical path, The solid-state laser device according to the above (3), having a structure having a plurality of filters arranged on the same circumference on the rotating plate.

【0010】(5)上記フィルター装置における、光路
上のフィルターと他のフィルターとが自在に交換される
構造が、複数のフィルターが同一直線上に配置され、直
線的に移動することによって、フィルターが一つずつ光
路上に移動して交換される構造である上記(2)記載の
固体レーザ装置。
(5) In the above-mentioned filter device, a structure in which a filter on an optical path and another filter are freely exchanged is such that a plurality of filters are arranged on the same straight line and move linearly. The solid-state laser device according to the above (2), wherein the laser device is configured to be moved one by one on an optical path and exchanged.

【0011】(6)レーザ発振され出力される光が、赤
色、緑色、青色の領域の波長の光である上記(1)ない
し(5)いずれかに記載の固体レーザ装置。
(6) The solid-state laser device according to any one of the above (1) to (5), wherein the light emitted by laser oscillation is light having a wavelength in the red, green, and blue regions.

【0012】(7)レーザ活性媒体の希土類含有塩化物
が、Er含有塩化物結晶またはEr含有塩化物ガラスで
あって、励起光源からの光の波長が、790nm〜84
0nm、965nm〜985nm、または1500nm
〜1550nmの中から選ばれる1種類以上の波長であ
る上記(1)ないし(6)いずれかに記載の固体レーザ
装置。
(7) The rare earth-containing chloride of the laser active medium is Er-containing chloride crystal or Er-containing chloride glass, and the wavelength of light from the excitation light source is 790 nm to 84 nm.
0 nm, 965 nm-985 nm, or 1500 nm
The solid-state laser device according to any one of the above (1) to (6), which has one or more wavelengths selected from a range of from 1 to 1550 nm.

【0013】(8)Er含有塩化物結晶が、ErBa2
Cl7 結晶であって、励起光源からの光の波長が、96
5nm〜985nmである上記(7)記載の固体レーザ
装置。
(8) Er-containing chloride crystals are composed of ErBa 2
Cl 7 crystal, wherein the wavelength of light from the excitation light source is 96
The solid-state laser device according to the above (7), which has a thickness of 5 nm to 985 nm.

【0014】(9)各ピーク波長光におけるレーザ光の
出力強度を均一とし得るように、フィルターが透過率を
調整されたものであることを特徴とする上記(1)ない
し(8)いずれかに記載の固体レーザ装置。
(9) The filter according to any one of the above (1) to (8), wherein the transmittance of the filter is adjusted so as to make the output intensity of the laser beam at each peak wavelength light uniform. The solid-state laser device as described in the above.

【0015】[0015]

【作用】本発明の多色固体レーザ装置では、励起光源か
らの光を波長上方変換し、複数のピーク波長光として放
出し得る希土類含有塩化物をレーザ活性媒体として用い
ている。ピーク波長光は、特定の波長を中心とする狭い
波長域において光強度がピークを示す光であって、その
ピーク部分をさして1つと数える。上記、波長上方変換
されて放出された複数のピーク波長光のうちから、一つ
のピーク波長光だけを選択的に透過し得るフィルター
を、選択すべきピーク波長光の数だけ用意し、これらフ
ィルターのなかから一つだけを、残りのフィルターと交
換自在に光路上に移動させ得る構造のフィルター装置を
用いている。
In the multicolor solid-state laser device according to the present invention, a rare-earth-containing chloride capable of up-converting light from an excitation light source and emitting light having a plurality of peak wavelengths is used as a laser active medium. The peak wavelength light is light whose light intensity shows a peak in a narrow wavelength region around a specific wavelength, and the peak portion is counted as one. From among the plurality of peak wavelength lights emitted after the wavelength up-conversion, filters capable of selectively transmitting only one peak wavelength light are prepared by the number of peak wavelength lights to be selected. Among them, a filter device having a structure in which only one of them can be moved on the optical path so as to be exchangeable with the remaining filters is used.

【0016】上記構成とすることによって、励起された
レーザ活性媒体から発せられる複数のピーク波長光のう
ち、選択すべきピーク波長光のみを、フィルター装置を
用いて容易に選択でき、この光を光共振器ミラーでレー
ザ発振させて出力することができる。従って、共通の励
起光源、1つのレーザ活性媒体、1対の光共振器ミラー
を共有した小型で簡単な構成の一台の固体レーザ装置で
ありながら、複数の波長のレーザ光を容易に切り換えて
出力できる装置となる。
With the above configuration, only the peak wavelength light to be selected out of the plurality of peak wavelength lights emitted from the excited laser active medium can be easily selected by using the filter device. The laser can be oscillated by the resonator mirror and output. Therefore, the laser light of a plurality of wavelengths can be easily switched even though it is a single solid-state laser device having a small and simple configuration sharing a common excitation light source, one laser active medium, and a pair of optical resonator mirrors. It is a device that can output.

【0017】さらに、レーザ活性媒体から発せられる複
数のピーク波長光は、各波長ごとに光強度が相違するの
が通常であり、これによってレーザ出力も各波長ごとに
光強度が相違する。各波長の光を互いに同じ強度でレー
ザ出力したい場合は、フィルターの光透過率を各ピーク
波長光のレーザ活性媒体からの発光強度に応じて調整す
ればよい。即ち、光強度が強い波長に対してはその波長
のフィルターの光透過率を低くすることにより、各波長
において出力光強度が均一な多色レーザ装置が得られ
る。ただし、ここでいう均一は、実使用上での許容誤差
を有する略均一な状態を含む。
Further, the plurality of peak wavelength lights emitted from the laser active medium usually have different light intensities for each wavelength, whereby the laser output also has a different light intensity for each wavelength. When it is desired to output laser beams of the respective wavelengths with the same intensity, the light transmittance of the filter may be adjusted in accordance with the emission intensity of each peak wavelength light from the laser active medium. In other words, by lowering the light transmittance of a filter of a wavelength having a high light intensity, a multicolor laser device having a uniform output light intensity at each wavelength can be obtained. However, the uniformity here includes a substantially uniform state having an error in practical use.

【0018】また、レーザ活性媒体として、赤色、緑
色、青色の波長域のピーク波長光を発するものを用いれ
ば、フルカラーレーザ装置とすることが可能となる。こ
の場合、赤色、緑色、青色のピーク波長光の強度に応じ
てフィルターの透過率を調整すれば、各色の出力強度が
互いに略均一なフルカラーレーザ装置とできるのでより
好ましい。勿論、各色の出力強度の均一性が要求されな
い用途では、透過率が同様なフィルターを用いれば良
い。
If a laser emitting medium emitting peak wavelength light in the red, green, and blue wavelength ranges is used, a full-color laser device can be obtained. In this case, it is more preferable to adjust the transmittance of the filter in accordance with the intensities of the red, green, and blue peak wavelength lights because a full-color laser device in which the output intensities of the respective colors are substantially uniform to each other can be obtained. Of course, in applications where uniformity of the output intensity of each color is not required, a filter having a similar transmittance may be used.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様をより詳
細に説明する。図1は、本発明による多色固体レーザ装
置の一例を示す図である。同図において、1は励起光
源、2はレーザ活性媒体、3a、3bは光共振器ミラ
ー、6はフィルター装置である。レーザ活性媒体2は、
励起光源1からの光L1を波長上方変換し、複数のピー
ク波長光として放出し得る希土類含有塩化物である。光
共振器ミラー3a、3bは、後述のフィルター装置によ
って選択されるピーク波長光を、全てレーザ発振させ得
るものである。フィルター装置6は、複数枚のフィルタ
ーを備えている。図の例では簡単に説明するために2つ
のフィルター4a、4bからなる2者択一の構成が示さ
れ、選択された方のフィルター4aが、レーザ活性媒体
と一方の光共振器ミラーとの間の光路上に配置されてい
る。フィルター同士は互いに容易に交換自在である構造
となっている。また、1つのフィルターは、レーザ活性
媒体によって波長上方変換され放出された複数のピーク
波長光のうちから1つのピーク波長光だけを選択的に透
過させるものであって、フィルターごとに透過させる光
の波長は異なる。なお、他の付帯装置の図示は省略して
いる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail. FIG. 1 is a diagram showing an example of a multicolor solid-state laser device according to the present invention. In the figure, 1 is an excitation light source, 2 is a laser active medium, 3a and 3b are optical resonator mirrors, and 6 is a filter device. The laser active medium 2 is
This is a rare earth-containing chloride that can convert light L1 from the excitation light source 1 into a wavelength-upconverted light and emit it as light having a plurality of peak wavelengths. The optical resonator mirrors 3a and 3b can all oscillate the peak wavelength light selected by the filter device described later. The filter device 6 includes a plurality of filters. In the example of the figure, an alternative configuration including two filters 4a and 4b is shown for simplicity, and the selected filter 4a is provided between the laser active medium and one optical resonator mirror. Are arranged on the optical path. The filters are configured to be easily exchangeable with each other. In addition, one filter selectively transmits only one peak wavelength light from a plurality of peak wavelength lights emitted after being wavelength-upconverted and emitted by the laser active medium. The wavelengths are different. It should be noted that illustration of other auxiliary devices is omitted.

【0020】上記構成の多色固体レーザ装置において、
励起光源1から発せられた励起光L1がレーザ活性媒体
2に入射することによって、レーザ活性媒体2は励起さ
れて種々の波長の光を放出する。本発明では、その中で
も特に波長上方変換されたピーク波長光を対象とする。
波長上方変換されたピーク波長光のうち、フィルター装
置6が光路上に配置したフィルター4aによって選択的
に透過されたピーク波長光L2だけが、光共振器ミラー
3a、3bによってレーザ発振し、外部にレーザ光L3
として出力される。従って、フィルター装置6のフィル
ター4aと4bを交換するだけで、それらに対応するピ
ーク波長光が選択され、異なる波長のレーザ光の出力が
得られる。
In the multicolor solid-state laser device having the above structure,
When the excitation light L1 emitted from the excitation light source 1 enters the laser active medium 2, the laser active medium 2 is excited and emits light of various wavelengths. In the present invention, particularly, the peak wavelength light whose wavelength is up-converted is targeted.
Only the peak wavelength light L2 selectively transmitted by the filter 4a disposed on the optical path by the filter device 6 out of the wavelength-upconverted peak wavelength light is laser-oscillated by the optical resonator mirrors 3a and 3b, and externally emitted. Laser light L3
Is output as Therefore, only by exchanging the filters 4a and 4b of the filter device 6, the peak wavelength light corresponding to them is selected, and the output of the laser light of a different wavelength is obtained.

【0021】レーザ活性媒体に用いられる希土類含有塩
化物は、励起光を波長上方変換し、より短い波長の光を
複数種類、放出する物質を用いる。希土類含有塩化物の
なかでも特開平7−97572号公報に示されるよう
に、Er含有塩化物結晶は好ましく、特にErBa2
7 単結晶は、波長965nm〜985nmの励起光を
照射すると、波長上方変換によって、赤色、緑色、青色
の波長域におけるピーク波長光を放出し、前述のフルカ
ラーレーザ装置の構築には好適な物質である。
As the rare earth-containing chloride used in the laser active medium, a substance which converts the excitation light into wavelengths and emits a plurality of types of light having a shorter wavelength is used. Among the rare earth-containing chlorides, as disclosed in JP-A-7-97572, Er-containing chloride crystals are preferable, and in particular, ErBa 2 C
l 7 single crystals, when irradiated with excitation light having a wavelength 965Nm~985nm, by the wavelength up-conversion, emits red, green, the peak wavelength light in the blue wavelength range, suitable materials for the construction of the above full-color laser device It is.

【0022】励起光源としては、励起光として必要な所
定の波長の光を、レーザ発振に必要なパワーでレーザ活
性媒体に入射させることが可能なものであればよい。具
体的には、近赤外の半導体レーザまたはそれらによって
励起されたNd:YAGレーザなどが例示されるが、こ
れらのなかでもコンパクト化のためには半導体レーザが
最も好ましい。また、励起光源は連続発振でもパルス発
振でもよい。
The excitation light source may be any light source capable of causing light of a predetermined wavelength required as excitation light to be incident on the laser active medium with power required for laser oscillation. Specific examples include a near-infrared semiconductor laser and an Nd: YAG laser excited by the semiconductor laser. Among these, a semiconductor laser is most preferable for downsizing. Further, the excitation light source may be a continuous oscillation or a pulse oscillation.

【0023】フィルター装置が有する個々のフィルター
は、レーザ活性媒体から発せられた複数のピーク波長光
のうちから1つだけを選択的に透過し得るものであれば
よい。このようなフィルターを必要な波長の数だけ用意
し、光路上に交換自在に配置し得る構造とする。そのよ
うなフィルター装置の構造としては、手動・自動など、
特に限定されないが、次の構造が好ましいものとして挙
げられる。 (a)交換されるべき複数のフィルターが、光路外に置
かれた1つの回転軸を中心として回転的に移動すること
によって、1つずつ光路上に移動し交換される構造。 (b)交換されるべき複数のフィルターが同一直線上に
配置され、これらが直線的に移動することによって、1
つずつ光路上に移動し交換される構造。
The individual filters of the filter device need only be capable of selectively transmitting only one of a plurality of peak wavelength lights emitted from the laser active medium. Such filters are prepared by the required number of wavelengths, and have such a structure that they can be interchangeably arranged on the optical path. The structure of such a filter device includes manual and automatic
Although not particularly limited, the following structures are preferred. (A) A structure in which a plurality of filters to be exchanged move on an optical path one by one by being rotationally moved around one rotation axis placed outside the optical path and exchanged. (B) a plurality of filters to be replaced are arranged on the same straight line,
A structure that is moved on the optical path one by one and exchanged.

【0024】上記(a)の構造の具体例としては、図1
に示すような、光路外にあって該光路に平行な回転軸Y
を中心として回転する回転板によるフィルターの交換が
挙げられる。回転板5の所定の円周上、即ち、レーザ発
振の光路と交差する円周上にフィルター4a、4bが配
置され、回転板5が回転軸Yを中心として回転すること
によってこれらフィルターが1つずつ光路上に移動し交
換される。フィルターを通過する光が回転板によって遮
られることのないよう、フィルターが回転板を貫通して
設けられる構造、回転板がレーザ活性媒体から発せられ
る光に対して透明である構造などが挙げられる。回転板
の材料としては限定されないが、不透明な材料としてア
ルミニウムなど、透明な材料として合成石英などが挙げ
られる。
FIG. 1 shows a specific example of the structure (a).
And a rotation axis Y outside the optical path and parallel to the optical path.
Replacement of the filter by a rotating plate that rotates around the center. The filters 4a and 4b are arranged on a predetermined circumference of the rotating plate 5, that is, on a circumference intersecting the optical path of the laser oscillation, and one of these filters is formed by rotating the rotating plate 5 around the rotation axis Y. Each is moved on the optical path and exchanged. In order to prevent light passing through the filter from being blocked by the rotating plate, a structure in which the filter is provided through the rotating plate, a structure in which the rotating plate is transparent to light emitted from the laser active medium, and the like can be given. The material of the rotating plate is not limited, but opaque materials include aluminum, and transparent materials include synthetic quartz.

【0025】上記(b)の構造の具体例としては、所定
の長さの板に、交換されるべきフィルターが直線的に配
置され、この板が、映写機の光軸に対するフィルムの動
作のように、レーザ発振の光軸に対して垂直方向に、直
線的に移動することによってフィルターが交換される構
造が挙げられる。フィルターを通過する光が板によって
遮られないための構造は、上記回転板の場合と同様であ
る。
As a specific example of the above structure (b), a filter to be exchanged is linearly arranged on a plate of a predetermined length, and this plate is used as in the operation of a film with respect to the optical axis of a projector. And a structure in which a filter is replaced by linearly moving in a direction perpendicular to the optical axis of laser oscillation. The structure for preventing light passing through the filter from being blocked by the plate is the same as that of the rotating plate.

【0026】一つのピーク波長光だけを透過させ得るフ
ィルターとしては、バンドパスフィルター、ファブリペ
ローエタロン、複屈折フィルターなどが例示される。既
述の通り、各ピーク波長光ごとの出力強度の均一化を図
りたい場合は、フィルターの光透過率をレーザ活性媒体
のピーク波長光の強度に応じて調整する。即ち、光強度
が強いピーク波長光に対しては、その波長を選択するフ
ィルターの透過率を下げて、光強度が弱い他のピーク波
長光と略同一の光強度となるようにし、各色におけるレ
ーザ光出力の均一化を図る。
Examples of filters capable of transmitting only one peak wavelength light include a band-pass filter, a Fabry-Perot etalon, and a birefringent filter. As described above, when it is desired to equalize the output intensity for each peak wavelength light, the light transmittance of the filter is adjusted according to the intensity of the peak wavelength light of the laser active medium. That is, for a peak wavelength light having a high light intensity, the transmittance of a filter for selecting the wavelength is lowered so that the light intensity becomes substantially the same as that of the other peak wavelength lights having a low light intensity. Light output is made uniform.

【0027】フィルターは、レーザ活性媒体と光共振器
ミラーとの間に介在すればよく、レーザ活性媒体に対し
て励起光入射側、レーザー光出射側のいずれの側に設け
てもよい。例えば、図1の例において、フィルターをレ
ーザ活性媒体2と、励起光入射側の光共振器ミラー3a
との間に設ける態様としてもよい。
The filter may be provided between the laser active medium and the optical resonator mirror, and may be provided on either the excitation light incident side or the laser light emission side with respect to the laser active medium. For example, in the example of FIG. 1, the filter is a laser active medium 2 and an optical resonator mirror 3a on the excitation light incident side.
May be provided between them.

【0028】一対の光共振器ミラーは、少なくとも上記
フィルターによって選択されたピーク波長光をレーザ発
振させ得るものとする。このような光共振器ミラーの構
造としては、励起光のみを透過させるバンドパスフィル
ターを用いた構造が挙げられる。また、光共振器ミラー
の態様は、次のものが例示される。 .図1に例示するように、2つの光共振器ミラー3
a、3bを共に、レーザ活性媒体に対して間隔をおいて
設ける態様。 .図3に例示するように、2つの光共振器ミラー3
a、3bのうち、フィルター4が介在しない側の光共振
器ミラー(図3(a)では3a、図3(b)では3b)
を、コーティングなどによってレーザ活性媒体端面に直
接形成したミラーとする態様。
It is assumed that the pair of optical resonator mirrors can oscillate at least the peak wavelength light selected by the filter. As a structure of such an optical resonator mirror, a structure using a band-pass filter that allows only excitation light to pass therethrough can be cited. The following are examples of the mode of the optical resonator mirror. . As illustrated in FIG. 1, two optical resonator mirrors 3
a and 3b are provided at an interval with respect to the laser active medium. . As illustrated in FIG. 3, two optical resonator mirrors 3
a, 3b, the optical resonator mirror on the side where the filter 4 is not interposed (3a in FIG. 3 (a), 3b in FIG. 3 (b))
Is a mirror formed directly on the end face of the laser active medium by coating or the like.

【0029】[0029]

【実施例】上記説明および図1で示したような多色固体
レーザ装置の構成を用いて、実際にレーザ発振波長の選
択が可能かどうかを確認する実験を行った。ただし、本
実施例では、選択すべきピーク波長光の波長は3種類と
した。これに伴い、フィルター装置の回転板上のフィル
ターの数も3とし、回転板面の同一円周上に120°間
隔で3か所配置した。レーザ活性媒体としてErBa2
Cl7 単結晶を用い、これに対して中心波長982n
m、最大出力1WのCW半導体レーザを励起光として照
射したところ、レーザ活性媒体から発せられた光は、図
2に示すような、赤色、緑色、青色の波長域にピークを
有するスペクトルを有するものであった。これらの多数
のピークの中から波長上方変換によって放出された46
0nm、550nm、640nmの3種類の波長を選択
し、それぞれの波長のみを透過させるようなバンドパス
フィルターを3種類用意した。また、光共振器ミラーと
しては400〜700nmの範囲で高反射コーティング
が施されているものを用意し、いずれの波長でもレーザ
発振が可能な構造とした。
EXAMPLE An experiment was conducted to confirm whether or not the laser oscillation wavelength can be actually selected, using the above-described configuration and the configuration of the multicolor solid-state laser device shown in FIG. However, in the present embodiment, there are three types of peak wavelength light to be selected. Accordingly, the number of filters on the rotary plate of the filter device was also set to 3, and three filters were arranged at 120 ° intervals on the same circumference of the rotary plate surface. ErBa 2 as laser active medium
Cl 7 single crystal is used, and a center wavelength of 982 n
m, a CW semiconductor laser having a maximum output of 1 W is irradiated as excitation light, and light emitted from the laser active medium has a spectrum having peaks in red, green, and blue wavelength ranges as shown in FIG. Met. Among these many peaks, 46 emitted by wavelength up-conversion
Three types of wavelengths of 0 nm, 550 nm, and 640 nm were selected, and three types of band-pass filters that transmit only each wavelength were prepared. Further, as the optical resonator mirror, a mirror having a high reflection coating in the range of 400 to 700 nm was prepared, and the structure was such that laser oscillation could be performed at any wavelength.

【0030】励起光源である上記半導体レーザから、2
つの光共振器ミラーのうちの一方を透過させて、レーザ
活性媒体に励起光を照射したところ、460nmのみを
透過させるフィルターを光路上に配置した場合は波長4
60nmのレーザ光が発振し、同様に、550nmのフ
ィルターでは550nmのレーザ光が、640nmのフ
ィルターでは640nmのレーザ光が発振し、フィルタ
ー装置を作動させてこれら3つのフィルターを交換する
だけで、上記3種類のレーザ光が得られることが確認で
きた。また、図2のグラフからも明らかなように、レー
ザ活性媒体によって波長上方変換され放出されたピーク
波長光の中でも、460nmのピーク波長光が他の波長
のピーク波長光に比べて光強度が弱い。本実施例では、
550nm、640nmのピーク波長光を透過させるフ
ィルターの透過率を低く調整した。これによって、励起
光の強さを各ピーク波長光毎に変えることなく、出射さ
れるレーザ光の出力を460nmのレーザ光と同等に揃
えることが可能であることが確認できた。
From the semiconductor laser as the excitation light source, 2
When one of the two optical resonator mirrors is transmitted and the laser active medium is irradiated with the excitation light, a wavelength of 4 if a filter that transmits only 460 nm is arranged on the optical path.
A 60 nm laser beam oscillates. Similarly, a 550 nm laser beam oscillates a 550 nm laser beam, and a 640 nm filter oscillates a 640 nm laser beam. It was confirmed that three types of laser beams were obtained. Further, as is clear from the graph of FIG. 2, among the peak wavelength lights emitted by the laser up-converted by the laser active medium, the peak wavelength light of 460 nm has lower light intensity than the peak wavelength light of other wavelengths. . In this embodiment,
The transmittance of a filter that transmits light having a peak wavelength of 550 nm and 640 nm was adjusted to be low. Thus, it was confirmed that the output of the emitted laser light could be made equal to that of the 460 nm laser light without changing the intensity of the excitation light for each peak wavelength light.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多色固体
レーザ装置は、波長上方変換によって1つのレーザ活性
媒体から発せられる複数のピーク波長光を、フィルター
装置を用いたフィルターの簡単な交換によって選択する
ことにより、複数種類の波長のレーザ光が得られるの
で、各波長のレーザ光を放出するレーザ装置を個別に用
意する必要がない。また、同じ励起光源、1つのレーザ
活性媒体、1対の光共振器ミラーを共有するものである
ため、装置が大がかりなものにはならない。従って、多
色のレーザ光を使い分ける必要があるときのシステムの
構成が容易になる。また、レーザ活性媒体から発せられ
るピーク波長光に光強度のばらつきがあっても、フィル
ターの透過率を各々最適化することによって、一定の励
起光で、どの波長も均等な強さのレーザ光を出力させる
ことが可能となる。
As described above, the multicolor solid-state laser device of the present invention converts a plurality of peak wavelength lights emitted from one laser active medium by wavelength up-conversion into a simple filter exchange using a filter device. As a result, laser beams of a plurality of wavelengths can be obtained, so that it is not necessary to separately prepare laser devices that emit laser beams of each wavelength. In addition, since the same excitation light source, one laser active medium, and a pair of optical resonator mirrors are shared, the apparatus does not become large. Therefore, the configuration of the system when it is necessary to properly use the multicolor laser beams is facilitated. Even if the peak wavelength light emitted from the laser active medium has a variation in light intensity, by optimizing the transmittance of the filter, laser light having a constant excitation light and uniform intensity at any wavelength can be obtained. It is possible to output.

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

【図1】本発明による多色固体レーザ装置の一例を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a multicolor solid-state laser device according to the present invention.

【図2】ErBa2 Cl7 単結晶に対して中心波長98
2nmのCW半導体レーザ光を励起光として照射し、発
せられた蛍光のスペクトルを示すグラフ図である。
FIG. 2 shows a center wavelength of 98 with respect to ErBa 2 Cl 7 single crystal.
FIG. 4 is a graph showing a spectrum of emitted fluorescence when CW semiconductor laser light of 2 nm is irradiated as excitation light.

【図3】本発明における光共振器ミラーの態様を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of an optical resonator mirror according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 励起光源 2 レーザ活性媒体 3a、3b 光共振器ミラー 4a、4b フィルター 5 回転板 6 フィルター装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excitation light source 2 Laser active medium 3a, 3b Optical resonator mirror 4a, 4b Filter 5 Rotating plate 6 Filter device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 浩一 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Koichi Taniguchi 4-3 Ikejiri, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Cable Industry Co., Ltd. Itami Works (72) Inventor Hiroyuki Shiraishi 1-297, Kitabukurocho, Omiya-shi, Saitama Mitsubishi Materials Inside Research Institute Co., Ltd.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 波長上方変換レーザ装置において、励起
光源からの光を波長上方変換し複数のピーク波長光とし
て放出し得る希土類含有塩化物がレーザ活性媒体として
用いられ、前記複数のピーク波長光のうちから特定の一
つのピーク波長光だけを選択的に透過させるフィルター
が設けられ、この選択的に透過された特定の一つのピー
ク波長光がレーザ発振され出力されるものであることを
特徴とする固体レーザ装置。
1. A wavelength-upconverting laser device, wherein a rare-earth-containing chloride capable of up-converting light from an excitation light source and emitting as a plurality of peak wavelength lights is used as a laser active medium, and the plurality of peak wavelength light A filter for selectively transmitting only one specific peak wavelength light is provided, and the selectively transmitted specific one peak wavelength light is laser-oscillated and output. Solid state laser device.
【請求項2】 当該固体レーザ装置が、上記励起光源
と、上記レーザ活性媒体と、該レーザ活性媒体を挟む2
つの光共振器ミラーと、フィルター装置とを有するもの
であり、フィルター装置は複数のフィルターを有し、請
求項1記載のフィルターはこの複数のフィルターから選
ばれた1つであって、フィルター装置は、選ばれた1つ
のフィルターをレーザ活性媒体と片方の光共振器ミラー
との間の光路上に配置し、他のフィルターをこの光路上
のフィルターと自在に交換して光路上に配置し得る構造
を有し、これら複数のフィルターの各々は、上記複数の
ピーク波長光の中から特定の一つのピーク波長光を選択
的に透過させるものであり、各々のフィルターの透過さ
せる特定のピーク波長光は、フィルターごとに互いに異
なるものであって、2つの光共振器ミラーは、前記複数
のフィルターで選択されるピーク波長光すべてに対して
それらをレーザ発振させ得るものである請求項1記載の
固体レーザ装置。
2. The solid-state laser device, comprising: the excitation light source; the laser active medium;
One optical resonator mirror and a filter device, wherein the filter device has a plurality of filters, the filter according to claim 1 is one selected from the plurality of filters, and the filter device is A structure in which one selected filter is arranged on the optical path between the laser active medium and one of the optical resonator mirrors, and the other filter is freely exchangeable for the filter on this optical path and arranged on the optical path. Each of the plurality of filters is to selectively transmit a specific one peak wavelength light from the plurality of peak wavelength lights, and the specific peak wavelength light transmitted by each filter is , Each of the filters being different from one another, the two optical resonator mirrors emitting laser light for all of the peak wavelength light selected by the plurality of filters. Solid-state laser apparatus according to claim 1, wherein it is capable to.
【請求項3】 上記フィルター装置における、光路上の
フィルターと他のフィルターとが自在に交換される構造
が、光路外に置かれた一つの回転軸を中心として複数の
フィルターが回転的に移動することによって、フィルタ
ーが一つずつ光路上に移動して交換される構造である請
求項2記載の固体レーザ装置。
3. A structure in which a filter on the optical path and another filter in the filter device are freely exchanged, wherein a plurality of filters are rotatably moved around one rotation axis placed outside the optical path. 3. The solid-state laser device according to claim 2, wherein the filters are moved one by one on the optical path and exchanged.
【請求項4】 光路外に置かれた一つの回転軸を中心と
して複数のフィルターが回転的に移動して交換される構
造が、光路に平行な回転軸を中心として回転する回転板
と、該回転板上の同一円周上に配置された複数のフィル
ターとを有する構造である請求項3記載の固体レーザ装
置。
4. A structure in which a plurality of filters are rotatably moved and exchanged about one rotation axis placed outside the optical path, the rotation plate rotating about a rotation axis parallel to the optical path, and 4. The solid-state laser device according to claim 3, wherein the solid-state laser device has a structure having a plurality of filters arranged on the same circumference on a rotating plate.
【請求項5】 上記フィルター装置における、光路上の
フィルターと他のフィルターとが自在に交換される構造
が、複数のフィルターが同一直線上に配置され、直線的
に移動することによって、フィルターが一つずつ光路上
に移動して交換される構造である請求項2記載の固体レ
ーザ装置。
5. A structure in which a filter on an optical path and another filter are freely exchanged in the filter device, wherein a plurality of filters are arranged on the same straight line and move linearly so that the filter is one. 3. The solid-state laser device according to claim 2, wherein the solid-state laser device has a structure in which the laser beam is moved one by one on an optical path and exchanged.
【請求項6】 レーザ発振され出力される光が、赤色、
緑色、青色の領域の波長の光である請求項1ないし5い
ずれかに記載の固体レーザ装置。
6. The laser oscillation and output light is red,
The solid-state laser device according to any one of claims 1 to 5, wherein the light has a wavelength in a green or blue region.
【請求項7】 レーザ活性媒体の希土類含有塩化物が、
Er含有塩化物結晶またはEr含有塩化物ガラスであっ
て、励起光源からの光の波長が、790nm〜840n
m、965nm〜985nm、または1500nm〜1
550nmの中から選ばれる1種類以上の波長である請
求項1ないし6いずれかに記載の固体レーザ装置。
7. The rare earth-containing chloride of the laser active medium,
Er-containing chloride crystal or Er-containing chloride glass, wherein the wavelength of light from the excitation light source is 790 nm to 840 nm.
m, 965 nm to 985 nm, or 1500 nm to 1
7. The solid-state laser device according to claim 1, wherein the wavelength is one or more wavelengths selected from 550 nm.
【請求項8】 Er含有塩化物結晶が、ErBa2 Cl
7 結晶であって、励起光源からの光の波長が、965n
m〜985nmである請求項7記載の固体レーザ装置。
8. An Er-containing chloride crystal comprising ErBa 2 Cl
7 crystals, and the wavelength of light from the excitation light source is 965n
The solid-state laser device according to claim 7, wherein m is from 985 nm.
【請求項9】 各ピーク波長光におけるレーザ光の出力
強度を均一とし得るように、フィルターが透過率を調整
されたものであることを特徴とする請求項1ないし8い
ずれかに記載の固体レーザ装置。
9. The solid-state laser according to claim 1, wherein the filter has a transmittance adjusted so as to make the output intensity of the laser light at each peak wavelength light uniform. apparatus.
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