JPH11103118A - 固体レーザーおよびその作製方法 - Google Patents
固体レーザーおよびその作製方法Info
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- JPH11103118A JPH11103118A JP9261957A JP26195797A JPH11103118A JP H11103118 A JPH11103118 A JP H11103118A JP 9261957 A JP9261957 A JP 9261957A JP 26195797 A JP26195797 A JP 26195797A JP H11103118 A JPH11103118 A JP H11103118A
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08018—Mode suppression
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-
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
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- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
- H01S3/09415—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 共振器内において２枚のλ／４波長板により
発振ビームをツイスト・モード化する固体レーザーにお
いて、共振器ロスを低く抑えて、高出力化を図る。 【解決手段】 共振器内に配置されて、固体レーザー発
振ビーム20をツイスト・モード化する２枚のλ／４波長
板15、16と、共振器内に配置されて固体レーザービーム
20の直線偏光方向を規定するブリュースター板等の偏光
制御素子17とを備えた固体レーザーにおいて、複屈折結
晶である固体レーザー結晶13の複屈折光軸（ｃ軸）を、
偏光制御素子17により規定される直線偏光方向と同じ向
きに合わせる。
発振ビームをツイスト・モード化する固体レーザーにお
いて、共振器ロスを低く抑えて、高出力化を図る。 【解決手段】 共振器内に配置されて、固体レーザー発
振ビーム20をツイスト・モード化する２枚のλ／４波長
板15、16と、共振器内に配置されて固体レーザービーム
20の直線偏光方向を規定するブリュースター板等の偏光
制御素子17とを備えた固体レーザーにおいて、複屈折結
晶である固体レーザー結晶13の複屈折光軸（ｃ軸）を、
偏光制御素子17により規定される直線偏光方向と同じ向
きに合わせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固体レーザーに関
し、特に詳細には、レーザー共振器内に２枚のλ／４波
長板を配して、発振ビームをツイスト・モード化するよ
うにした固体レーザーに関するものである。
し、特に詳細には、レーザー共振器内に２枚のλ／４波
長板を配して、発振ビームをツイスト・モード化するよ
うにした固体レーザーに関するものである。
【０００２】また本発明は、上述のようなツイスト・モ
ード化固体レーザーを作製する方法に関するものであ
る。
ード化固体レーザーを作製する方法に関するものであ
る。
【０００３】
【従来の技術】例えば特開昭６２−１８９７８３号に示
されるように、ネオジウム等の希土類がドーピングされ
た固体レーザーロッドを半導体レーザー（レーザーダイ
オード）等によってポンピングする固体レーザーが公知
となっている。
されるように、ネオジウム等の希土類がドーピングされ
た固体レーザーロッドを半導体レーザー（レーザーダイ
オード）等によってポンピングする固体レーザーが公知
となっている。
【０００４】この種の固体レーザーにおいては、発振モ
ードを単一縦モード化するために、例えば特開平７−３
０２９４６号に示されているように、固体レーザー共振
器内に２枚のλ／４板を配し、それらの間において発振
ビームをツイスト・モード（楕円偏光状態）化すること
も提案されている。
ードを単一縦モード化するために、例えば特開平７−３
０２９４６号に示されているように、固体レーザー共振
器内に２枚のλ／４板を配し、それらの間において発振
ビームをツイスト・モード（楕円偏光状態）化すること
も提案されている。
【０００５】また、この発振ビームをツイスト・モード
化する固体レーザーにおいては、同じく特開平７−３０
２９４６号に示されているように、共振器内にブリュー
スター板等の偏光制御素子を配置して、固体レーザービ
ームの直線偏光方向を所定の向きに規定することも広く
行なわれている。
化する固体レーザーにおいては、同じく特開平７−３０
２９４６号に示されているように、共振器内にブリュー
スター板等の偏光制御素子を配置して、固体レーザービ
ームの直線偏光方向を所定の向きに規定することも広く
行なわれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、発振ビーム
をツイスト・モード化する従来の固体レーザーにおいて
は、共振器ロスが大きくて、高出力を得ることが難しい
という問題が認められている。
をツイスト・モード化する従来の固体レーザーにおいて
は、共振器ロスが大きくて、高出力を得ることが難しい
という問題が認められている。
【０００７】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、発振ビームをツイスト・モード化する固体レー
ザーにおいて、共振器ロスを低く抑えて、高出力を得る
ことを目的とするものである。
であり、発振ビームをツイスト・モード化する固体レー
ザーにおいて、共振器ロスを低く抑えて、高出力を得る
ことを目的とするものである。
【０００８】また本発明は、そのような固体レーザーを
作製できる方法を提供することを目的とするものであ
る。
作製できる方法を提供することを目的とするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による１つの固体
レーザーは、共振器と、この共振器内に配置された固体
レーザー結晶と、この固体レーザー結晶を励起する励起
源と、固体レーザー結晶を挟むように共振器内に配置さ
れて、発振ビームをツイスト・モード化する２枚のλ／
４波長板と、共振器内に配置されて、固体レーザービー
ムの直線偏光方向を規定する偏光制御素子とを備えた固
体レーザーにおいて、固体レーザー結晶として複屈折結
晶が用いられ、この固体レーザー結晶の複屈折光軸が、
偏光制御素子により規定される直線偏光方向と同じ向き
に合わされていることを特徴とするものである。
レーザーは、共振器と、この共振器内に配置された固体
レーザー結晶と、この固体レーザー結晶を励起する励起
源と、固体レーザー結晶を挟むように共振器内に配置さ
れて、発振ビームをツイスト・モード化する２枚のλ／
４波長板と、共振器内に配置されて、固体レーザービー
ムの直線偏光方向を規定する偏光制御素子とを備えた固
体レーザーにおいて、固体レーザー結晶として複屈折結
晶が用いられ、この固体レーザー結晶の複屈折光軸が、
偏光制御素子により規定される直線偏光方向と同じ向き
に合わされていることを特徴とするものである。
【００１０】また本発明による別の固体レーザーは、上
記と同様の共振器と、固体レーザー結晶と、励起源と、
２枚のλ／４波長板と、偏光制御素子とを備えた固体レ
ーザーにおいて、固体レーザー結晶として、熱誘起複屈
折性を有する等方性結晶が用いられ、この固体レーザー
結晶の熱誘起複屈折光軸が、偏光制御素子により規定さ
れる直線偏光方向と同じ向きに合わされていることを特
徴とするものである。
記と同様の共振器と、固体レーザー結晶と、励起源と、
２枚のλ／４波長板と、偏光制御素子とを備えた固体レ
ーザーにおいて、固体レーザー結晶として、熱誘起複屈
折性を有する等方性結晶が用いられ、この固体レーザー
結晶の熱誘起複屈折光軸が、偏光制御素子により規定さ
れる直線偏光方向と同じ向きに合わされていることを特
徴とするものである。
【００１１】本発明によるさらに別の固体レーザーは、
上記と同様の共振器と、固体レーザー結晶と、励起源
と、２枚のλ／４波長板と、偏光制御素子とを備えた固
体レーザーにおいて、固体レーザー結晶として、熱誘起
複屈折性を有する等方性結晶が用いられ、この固体レー
ザー結晶に金属放熱ブロックが固定されていることを特
徴とするものである。
上記と同様の共振器と、固体レーザー結晶と、励起源
と、２枚のλ／４波長板と、偏光制御素子とを備えた固
体レーザーにおいて、固体レーザー結晶として、熱誘起
複屈折性を有する等方性結晶が用いられ、この固体レー
ザー結晶に金属放熱ブロックが固定されていることを特
徴とするものである。
【００１２】本発明によるさらに別の固体レーザーは、
上記と同様の共振器と、固体レーザー結晶と、励起源
と、２枚のλ／４波長板とを備えた固体レーザーにおい
て、２枚のλ／４波長板の位相量の相対差が３°以下、
さらに好ましくは１°以下とされていることを特徴とす
るものである。
上記と同様の共振器と、固体レーザー結晶と、励起源
と、２枚のλ／４波長板とを備えた固体レーザーにおい
て、２枚のλ／４波長板の位相量の相対差が３°以下、
さらに好ましくは１°以下とされていることを特徴とす
るものである。
【００１３】一方、本発明による固体レーザーの作製方
法は、２枚のλ／４波長板の位相量の相対差を上述のよ
うな値に設定可能にしたものである。具体的に、本発明
による１つの固体レーザーの作製方法は、２枚のλ／４
波長板の少なくとも一方をレーザー発振光軸に対して傾
けることにより、位相量の相対差を調整することを特徴
とするものである。
法は、２枚のλ／４波長板の位相量の相対差を上述のよ
うな値に設定可能にしたものである。具体的に、本発明
による１つの固体レーザーの作製方法は、２枚のλ／４
波長板の少なくとも一方をレーザー発振光軸に対して傾
けることにより、位相量の相対差を調整することを特徴
とするものである。
【００１４】また、本発明による別の固体レーザーの作
製方法は、２枚のλ／４波長板として、同一方位に切断
され、かつ互いに同じ条件で研磨されたものを用いるこ
とを特徴とするものである。
製方法は、２枚のλ／４波長板として、同一方位に切断
され、かつ互いに同じ条件で研磨されたものを用いるこ
とを特徴とするものである。
【００１５】なお、このように２枚のλ／４波長板とし
て、同一方位に切断され、かつ互いに同じ条件で研磨さ
れたものを用いるには、例えば１枚の波長板基板を研磨
した後にそれを分割して２枚のλ／４波長板としたり、
あるいは同一方位に切断された２枚の波長板基板を同時
研磨し、２枚のλ／４波長板の一方、他方をそれぞれ、
上記同時研磨された基板の一方、他方から切り出して作
製する方法を適用することができる。
て、同一方位に切断され、かつ互いに同じ条件で研磨さ
れたものを用いるには、例えば１枚の波長板基板を研磨
した後にそれを分割して２枚のλ／４波長板としたり、
あるいは同一方位に切断された２枚の波長板基板を同時
研磨し、２枚のλ／４波長板の一方、他方をそれぞれ、
上記同時研磨された基板の一方、他方から切り出して作
製する方法を適用することができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明者の研究によると、発振ビームを
ツイスト・モード化する従来の固体レーザーにおいて、
共振器ロスが生じやすかった原因は、一つは、固体レー
ザー結晶として複屈折結晶あるいは熱誘起複屈折性を有
する等方性結晶が用いられている場合は、共振器内を往
復する固体レーザービームが往路、復路で感じる結晶の
光路長が互いに異なっている点にある。つまり、そのよ
うになっていると、往路、復路を進行する固体レーザー
ビーム間に位相差が生じ、それにより共振器ロスが生じ
るのである。
ツイスト・モード化する従来の固体レーザーにおいて、
共振器ロスが生じやすかった原因は、一つは、固体レー
ザー結晶として複屈折結晶あるいは熱誘起複屈折性を有
する等方性結晶が用いられている場合は、共振器内を往
復する固体レーザービームが往路、復路で感じる結晶の
光路長が互いに異なっている点にある。つまり、そのよ
うになっていると、往路、復路を進行する固体レーザー
ビーム間に位相差が生じ、それにより共振器ロスが生じ
るのである。
【００１７】本発明による１つの固体レーザーにおいて
は、固体レーザー結晶の複屈折光軸が、偏光制御素子に
より規定される直線偏光方向と同じ向きに合わされてい
ることにより、レーザービームが共振器で反射する際に
その偏光方向が90°回転する。すると、固体レーザー結
晶の１つの光軸方向（レーザービームが屈折率ｎo を感
じる方向）の偏光成分と、別の光軸方向（レーザービー
ムが屈折率ｎe を感じる方向）の偏光成分とが感じる往
復の光路長Ｌopt は、共に等しい Ｌopt ＝ｎo ・ｔ＋ｎe ・ｔ＋α となり、複屈折の影響をキャンセルできることになる。
は、固体レーザー結晶の複屈折光軸が、偏光制御素子に
より規定される直線偏光方向と同じ向きに合わされてい
ることにより、レーザービームが共振器で反射する際に
その偏光方向が90°回転する。すると、固体レーザー結
晶の１つの光軸方向（レーザービームが屈折率ｎo を感
じる方向）の偏光成分と、別の光軸方向（レーザービー
ムが屈折率ｎe を感じる方向）の偏光成分とが感じる往
復の光路長Ｌopt は、共に等しい Ｌopt ＝ｎo ・ｔ＋ｎe ・ｔ＋α となり、複屈折の影響をキャンセルできることになる。
【００１８】また本発明者は、等方性結晶において熱的
に誘起される異方性が、特定の方向を向いた光軸を有す
ることを見出した。そしてこの等方性結晶の熱誘起複屈
折性の光軸を、偏光制御素子により規定される直線偏光
方向と同じ向きに合わせた本発明の固体レーザーにおい
ても、上述と同様のことが言えることを確認した。つま
りこの場合は、上記説明中の屈折率ｎo 、ｎe をそれぞ
れ熱誘起複屈折による各屈折率ｎo １、ｎo ２に置き換
えて考えれば、２つの光軸方向の各偏光成分が感じる往
復の光路長Ｌopt は、共に等しい Ｌopt ＝ｎo １・ｔ＋ｎo ２・ｔ＋α となり、複屈折の影響をキャンセルできることになる。
に誘起される異方性が、特定の方向を向いた光軸を有す
ることを見出した。そしてこの等方性結晶の熱誘起複屈
折性の光軸を、偏光制御素子により規定される直線偏光
方向と同じ向きに合わせた本発明の固体レーザーにおい
ても、上述と同様のことが言えることを確認した。つま
りこの場合は、上記説明中の屈折率ｎo 、ｎe をそれぞ
れ熱誘起複屈折による各屈折率ｎo １、ｎo ２に置き換
えて考えれば、２つの光軸方向の各偏光成分が感じる往
復の光路長Ｌopt は、共に等しい Ｌopt ＝ｎo １・ｔ＋ｎo ２・ｔ＋α となり、複屈折の影響をキャンセルできることになる。
【００１９】一方、熱誘起複屈折性を有する等方性結晶
である固体レーザー結晶に、金属放熱ブロックを固定し
てなる本発明の固体レーザーにおいては、固体レーザー
結晶からの放熱が良好になされるので、熱誘起による複
屈折性の発現を実質的に無くし、あるいは最小限にし
て、共振器ロスを低く抑えることができる。
である固体レーザー結晶に、金属放熱ブロックを固定し
てなる本発明の固体レーザーにおいては、固体レーザー
結晶からの放熱が良好になされるので、熱誘起による複
屈折性の発現を実質的に無くし、あるいは最小限にし
て、共振器ロスを低く抑えることができる。
【００２０】また本発明者の研究によると、発振ビーム
をツイスト・モード化する従来の固体レーザーにおい
て、共振器ロスが生じやすかった別の原因は、２枚のλ
／４波長板間に位相量の相対差が存在することにある。
すなわち、ツイスト・モードを実現する２枚のλ／４板
は、実際には作製誤差が存在するため、位相量が設計値
の９０°から±５°位ずれていることが多い。それによ
り、両λ／４波長板間に位相量相対差が生じるのであ
る。
をツイスト・モード化する従来の固体レーザーにおい
て、共振器ロスが生じやすかった別の原因は、２枚のλ
／４波長板間に位相量の相対差が存在することにある。
すなわち、ツイスト・モードを実現する２枚のλ／４板
は、実際には作製誤差が存在するため、位相量が設計値
の９０°から±５°位ずれていることが多い。それによ
り、両λ／４波長板間に位相量相対差が生じるのであ
る。
【００２１】本発明者は、このように２枚のλ／４板の
位相量がそれぞれ９０°からずれていても、両者の位相
量の相対差が３°以下（好ましくは１°以下）となって
いれば、共振器ロスを抑えて、高出力化できることを見
出した。
位相量がそれぞれ９０°からずれていても、両者の位相
量の相対差が３°以下（好ましくは１°以下）となって
いれば、共振器ロスを抑えて、高出力化できることを見
出した。
【００２２】２枚のλ／４波長板の少なくとも一方をレ
ーザー発振光軸に対して傾けることにより、位相量の相
対差を調整するようにした本発明の固体レーザーの作製
方法によれば、２枚のλ／４波長板の位相量の相対差を
上記のように３°以下、好ましくは１°以下に設定し
て、共振器ロスの低い固体レーザーを作製することがで
きる。
ーザー発振光軸に対して傾けることにより、位相量の相
対差を調整するようにした本発明の固体レーザーの作製
方法によれば、２枚のλ／４波長板の位相量の相対差を
上記のように３°以下、好ましくは１°以下に設定し
て、共振器ロスの低い固体レーザーを作製することがで
きる。
【００２３】また、２枚のλ／４波長板として、同一方
位に切断され、かつ互いに同じ条件で研磨されたものを
用いるようにした本発明の固体レーザーの作製方法によ
れば、２枚のλ／４波長板の厚みを精度良く一致させ
て、２枚のλ／４波長板の位相量の相対差を極く小さく
抑えることができる。
位に切断され、かつ互いに同じ条件で研磨されたものを
用いるようにした本発明の固体レーザーの作製方法によ
れば、２枚のλ／４波長板の厚みを精度良く一致させ
て、２枚のλ／４波長板の位相量の相対差を極く小さく
抑えることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施
形態によるレーザーダイオードポンピング固体レーザー
の全体構成を示すものである。
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施
形態によるレーザーダイオードポンピング固体レーザー
の全体構成を示すものである。
【００２５】このレーザーダイオードポンピング固体レ
ーザーは、ポンピング光としてのレーザービーム10を発
する半導体レーザー11と、発散光である上記のレーザー
ビーム10を集束させる集光レンズ12と、ネオジウム（Ｎ
ｄ）がドーピングされた固体レーザー結晶であるＹＬＦ
結晶（以下、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶と称する）13と、このＮ
ｄ：ＹＬＦ結晶13の前方側（図中右方側）に配された共
振器ミラー14と、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶13の前後に配された
２枚のλ／４波長板15、16と、λ／４波長板16と共振器
ミラー14との間に配されたブリュスター板17と、このブ
リュスター板17と共振器ミラー14との間に配されたエタ
ロン18とを有している。
ーザーは、ポンピング光としてのレーザービーム10を発
する半導体レーザー11と、発散光である上記のレーザー
ビーム10を集束させる集光レンズ12と、ネオジウム（Ｎ
ｄ）がドーピングされた固体レーザー結晶であるＹＬＦ
結晶（以下、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶と称する）13と、このＮ
ｄ：ＹＬＦ結晶13の前方側（図中右方側）に配された共
振器ミラー14と、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶13の前後に配された
２枚のλ／４波長板15、16と、λ／４波長板16と共振器
ミラー14との間に配されたブリュスター板17と、このブ
リュスター板17と共振器ミラー14との間に配されたエタ
ロン18とを有している。
【００２６】以上述べた各要素は、共通の筐体（図示せ
ず）にマウントされて一体化されている。また本例で
は、後述するように一方のλ／４波長板15と共振器ミラ
ー14とで固体レーザーの共振器が構成され、この共振器
の部分は、図示しないペルチェ素子と温調回路により、
所定温度に温調される。
ず）にマウントされて一体化されている。また本例で
は、後述するように一方のλ／４波長板15と共振器ミラ
ー14とで固体レーザーの共振器が構成され、この共振器
の部分は、図示しないペルチェ素子と温調回路により、
所定温度に温調される。
【００２７】なお図２には、共振器内の一部の光学部品
の配置状態を詳しく示してある。以下、この図２も参照
して説明する。
の配置状態を詳しく示してある。以下、この図２も参照
して説明する。
【００２８】半導体レーザー11としては、出力が２Ｗで
波長＝797 ｎｍのレーザービーム10を発するものが用い
られている。一方、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶13は、Ｎｄのドー
プ量が２at％で、ａ−カットされ、結晶長が３ｍｍのも
のである。このＮｄ：ＹＬＦ結晶13は、上記レーザービ
ーム10によってネオジウムイオンが励起されることによ
り、波長1325ｎｍの光を発する。
波長＝797 ｎｍのレーザービーム10を発するものが用い
られている。一方、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶13は、Ｎｄのドー
プ量が２at％で、ａ−カットされ、結晶長が３ｍｍのも
のである。このＮｄ：ＹＬＦ結晶13は、上記レーザービ
ーム10によってネオジウムイオンが励起されることによ
り、波長1325ｎｍの光を発する。
【００２９】λ／４波長板15の半導体レーザー11側の光
通過端面15ａには、波長1325ｎｍの光に対する高反射コ
ートが施されており、また共振器ミラー14のミラー面14
ａには、波長1325ｎｍの光を一部だけ透過させるコート
が施されている。したがって上記波長1325ｎｍの光はこ
れらの面15ａ、14ａの間で発振し、波長1325ｎｍの固体
レーザービーム20が発生する。このレーザービーム20は
共振器ミラー14から出射する。
通過端面15ａには、波長1325ｎｍの光に対する高反射コ
ートが施されており、また共振器ミラー14のミラー面14
ａには、波長1325ｎｍの光を一部だけ透過させるコート
が施されている。したがって上記波長1325ｎｍの光はこ
れらの面15ａ、14ａの間で発振し、波長1325ｎｍの固体
レーザービーム20が発生する。このレーザービーム20は
共振器ミラー14から出射する。
【００３０】２枚のλ／４波長板15、16は、互いに進相
軸が直交する向きに配されており、このようなλ／４波
長板15、16が設けられていることにより、レーザービー
ム20はそれら両者の間でツイスト・モード化する。その
ためレーザービーム20は、自ずとゲインピーク波長で発
振する。それだけでは、固体レーザーを高出力化したと
き、縦モードが数本〜数十本離れたところに別の共振器
モードが立ってしまうが、この場合は上記エタロン18が
設けられているために、この別の共振器モードが抑制さ
れる。
軸が直交する向きに配されており、このようなλ／４波
長板15、16が設けられていることにより、レーザービー
ム20はそれら両者の間でツイスト・モード化する。その
ためレーザービーム20は、自ずとゲインピーク波長で発
振する。それだけでは、固体レーザーを高出力化したと
き、縦モードが数本〜数十本離れたところに別の共振器
モードが立ってしまうが、この場合は上記エタロン18が
設けられているために、この別の共振器モードが抑制さ
れる。
【００３１】それとは逆に、エタロン18のみによって発
振波長を選択する場合も、固体レーザーを高出力化した
とき、隣接共振器モードが立ってしまうが、本例では上
記のツイスト・モードが形成されるために、この隣接共
振器モードが抑圧される。
振波長を選択する場合も、固体レーザーを高出力化した
とき、隣接共振器モードが立ってしまうが、本例では上
記のツイスト・モードが形成されるために、この隣接共
振器モードが抑圧される。
【００３２】以上の通り本装置においては、λ／４波長
板15、16によるツイスト・モード化と、エタロン18の波
長選択性とを利用して、発振モードが単一縦モード化さ
れる。
板15、16によるツイスト・モード化と、エタロン18の波
長選択性とを利用して、発振モードが単一縦モード化さ
れる。
【００３３】一方ブリュスター板17は、共振器光軸に対
してブリュスター角をなすように傾けて配置されてお
り、そこをレーザービーム20のｐ偏光成分のみが透過す
るので、該レーザービーム20の直線偏光方向が図１、２
中の上下方向に規定される。
してブリュスター角をなすように傾けて配置されてお
り、そこをレーザービーム20のｐ偏光成分のみが透過す
るので、該レーザービーム20の直線偏光方向が図１、２
中の上下方向に規定される。
【００３４】正の一軸結晶であるＮｄ：ＹＬＦ結晶13は
図２に詳しく示されている通り、ａ−カットされたもの
で、ａ軸とｃ軸とを含む面が共振器光軸に対して垂直と
なるように配設されている。このようにした場合レーザ
ービーム20は、ａ軸方向偏光成分は屈折率ｎo （常光線
に対する屈折率）を、ｃ軸方向偏光成分は屈折率ｎe
（異常光線に対する屈折率）をと、２つの屈折率つまり
複屈折を感じる。
図２に詳しく示されている通り、ａ−カットされたもの
で、ａ軸とｃ軸とを含む面が共振器光軸に対して垂直と
なるように配設されている。このようにした場合レーザ
ービーム20は、ａ軸方向偏光成分は屈折率ｎo （常光線
に対する屈折率）を、ｃ軸方向偏光成分は屈折率ｎe
（異常光線に対する屈折率）をと、２つの屈折率つまり
複屈折を感じる。
【００３５】ここでＮｄ：ＹＬＦ結晶13は、１つの複屈
折光軸つまりｃ軸の方向が、上記ブリュスター板17によ
り規定される直線偏光方向と同じ向きになるように配設
されている。このようにすることにより、複屈折の影響
がキャンセルされて共振器ロスが低く抑えられ、高出力
が得られるようになる。その詳しい理由は、先に述べた
通りである。
折光軸つまりｃ軸の方向が、上記ブリュスター板17によ
り規定される直線偏光方向と同じ向きになるように配設
されている。このようにすることにより、複屈折の影響
がキャンセルされて共振器ロスが低く抑えられ、高出力
が得られるようになる。その詳しい理由は、先に述べた
通りである。
【００３６】本実施形態において、レーザービーム20の
出力は600 ｍＷであった。ｃ軸あるいはａ軸の方向をブ
リュスター板17により規定される直線偏光方向と合わせ
ない以外は、図１の構成と同じとした従来の固体レーザ
ーにおいて、出力は一般に100 〜200 ｍＷ程度であるの
で、上記出力600 ｍＷの値は本発明の効果を裏付けてい
ると言える。
出力は600 ｍＷであった。ｃ軸あるいはａ軸の方向をブ
リュスター板17により規定される直線偏光方向と合わせ
ない以外は、図１の構成と同じとした従来の固体レーザ
ーにおいて、出力は一般に100 〜200 ｍＷ程度であるの
で、上記出力600 ｍＷの値は本発明の効果を裏付けてい
ると言える。
【００３７】なおこの実施形態では、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶
13のｃ軸の方向が、ブリュスター板17により規定される
直線偏光方向と同じ向きに揃えられているが、Ｎｄ：Ｙ
ＬＦ結晶13の別の複屈折光軸つまりａ軸の方向を上記直
線偏光方向と同じ向きに揃えても、同様の効果が得られ
る。
13のｃ軸の方向が、ブリュスター板17により規定される
直線偏光方向と同じ向きに揃えられているが、Ｎｄ：Ｙ
ＬＦ結晶13の別の複屈折光軸つまりａ軸の方向を上記直
線偏光方向と同じ向きに揃えても、同様の効果が得られ
る。
【００３８】また、一軸結晶である固体レーザー結晶と
して、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶13以外の例えばＮｄ：ＹＶ
Ｏ4、Ｎｄ：ＧｄＶＯ4、Ｙｂ：ＹＬＦ、Ｃｒ：ＬｉＳＡ
Ｆ、Ｃｒ：ＬｉＣＡＦ、ＬＮＡ（Ｌａ1-XＮｄX ＭｇＡ
11Ｏ19）等の結晶が用いられる場合においても本発明は
すべて適用可能であり、そして同様の効果を奏するもの
である。
して、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶13以外の例えばＮｄ：ＹＶ
Ｏ4、Ｎｄ：ＧｄＶＯ4、Ｙｂ：ＹＬＦ、Ｃｒ：ＬｉＳＡ
Ｆ、Ｃｒ：ＬｉＣＡＦ、ＬＮＡ（Ｌａ1-XＮｄX ＭｇＡ
11Ｏ19）等の結晶が用いられる場合においても本発明は
すべて適用可能であり、そして同様の効果を奏するもの
である。
【００３９】次に図３および４を参照して、本発明の第
２の実施形態を説明する。図３は、本発明の第２実施形
態によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーの
全体構成を示すものであり、また図４は、その共振器内
の光学部品の配置状態を詳しく示すものである。なおこ
の図３および４において、図１および２中の要素と同等
の要素には同番号を付してあり、特に説明のない限り、
それらの仕様は第１実施形態におけるのと同様である
（以下、同様）。
２の実施形態を説明する。図３は、本発明の第２実施形
態によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーの
全体構成を示すものであり、また図４は、その共振器内
の光学部品の配置状態を詳しく示すものである。なおこ
の図３および４において、図１および２中の要素と同等
の要素には同番号を付してあり、特に説明のない限り、
それらの仕様は第１実施形態におけるのと同様である
（以下、同様）。
【００４０】このレーザーダイオードポンピング固体レ
ーザーは、図１および２に示したものと比べると、ａ−
カットＮｄ：ＹＬＦ結晶13に代えて、ｃ−カットＮｄ：
ＹＬＦ結晶23が用いられた点が本質的に異なる。
ーザーは、図１および２に示したものと比べると、ａ−
カットＮｄ：ＹＬＦ結晶13に代えて、ｃ−カットＮｄ：
ＹＬＦ結晶23が用いられた点が本質的に異なる。
【００４１】半導体レーザー11としては、出力が２Ｗで
波長＝797 ｎｍのレーザービーム10を発するものが用い
られている。一方、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶23は、Ｎｄのドー
プ量が２at％で、結晶長が３ｍｍのものである。このＮ
ｄ：ＹＬＦ結晶23は、上記レーザービーム10によってネ
オジウムイオンが励起されることにより、波長1314ｎｍ
の光を発する。
波長＝797 ｎｍのレーザービーム10を発するものが用い
られている。一方、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶23は、Ｎｄのドー
プ量が２at％で、結晶長が３ｍｍのものである。このＮ
ｄ：ＹＬＦ結晶23は、上記レーザービーム10によってネ
オジウムイオンが励起されることにより、波長1314ｎｍ
の光を発する。
【００４２】λ／４波長板15の半導体レーザー11側の光
通過端面15ａには、波長1314ｎｍの光に対する高反射コ
ートが施されており、また共振器ミラー14のミラー面14
ａには、波長1314ｎｍの光を一部だけ透過させるコート
が施されている。したがって上記波長1314ｎｍの光はこ
れらの面15ａ、14ａ間で発振し、波長1314ｎｍの固体レ
ーザービーム20が発生する。このレーザービーム20は共
振器ミラー14から出射する。
通過端面15ａには、波長1314ｎｍの光に対する高反射コ
ートが施されており、また共振器ミラー14のミラー面14
ａには、波長1314ｎｍの光を一部だけ透過させるコート
が施されている。したがって上記波長1314ｎｍの光はこ
れらの面15ａ、14ａ間で発振し、波長1314ｎｍの固体レ
ーザービーム20が発生する。このレーザービーム20は共
振器ミラー14から出射する。
【００４３】この場合も、λ／４波長板15、16によるツ
イスト・モード化と、エタロン18の波長選択性とを利用
して、発振モードが単一縦モード化される。またブリュ
スター板17の作用により、レーザービーム20の直線偏光
方向が図３、４中の上下方向に規定される。
イスト・モード化と、エタロン18の波長選択性とを利用
して、発振モードが単一縦モード化される。またブリュ
スター板17の作用により、レーザービーム20の直線偏光
方向が図３、４中の上下方向に規定される。
【００４４】ｃ−カットされたＮｄ：ＹＬＦ結晶23は図
４に詳しく示されている通り、ｃ軸が共振器光軸に対し
て平行となるように配設されている。このようにした場
合、レーザービーム20は本来複屈折を感じない。つまり
Ｎｄ：ＹＬＦ結晶23は、等方性結晶として扱える。
４に詳しく示されている通り、ｃ軸が共振器光軸に対し
て平行となるように配設されている。このようにした場
合、レーザービーム20は本来複屈折を感じない。つまり
Ｎｄ：ＹＬＦ結晶23は、等方性結晶として扱える。
【００４５】しかし、このＮｄ：ＹＬＦ結晶23に励起光
としてのレーザービーム10が入射し続けると、熱的に誘
起される複屈折が生じ、本来等方性であったＮｄ：ＹＬ
Ｆ結晶23が異方性を有するようになる。この異方性は特
定の方向を向いた光軸を有し、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶23の場
合、その方向はほぼａ軸方向と一致する。
としてのレーザービーム10が入射し続けると、熱的に誘
起される複屈折が生じ、本来等方性であったＮｄ：ＹＬ
Ｆ結晶23が異方性を有するようになる。この異方性は特
定の方向を向いた光軸を有し、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶23の場
合、その方向はほぼａ軸方向と一致する。
【００４６】なお図１０には、このＮｄ：ＹＬＦ結晶23
における熱誘起複屈折発生の、レーザービーム入出力端
面内での分布を、屈折率楕円を用いて示してある。同図
において、それぞれの屈折率楕円の上下方向径が屈折率
ｎo １を示し、左右方向径が屈折率ｎo ２を示してい
る。
における熱誘起複屈折発生の、レーザービーム入出力端
面内での分布を、屈折率楕円を用いて示してある。同図
において、それぞれの屈折率楕円の上下方向径が屈折率
ｎo １を示し、左右方向径が屈折率ｎo ２を示してい
る。
【００４７】Ｎｄ：ＹＬＦ結晶23は、１つの熱誘起複屈
折光軸の方向（レーザービーム20が屈折率ｎo １を感じ
る方向）が、ブリュスター板17により規定される直線偏
光方向と同じ向きになるように配設されている。このよ
うにすることにより、熱誘起複屈折の影響がキャンセル
されて共振器ロスが低く抑えられ、高出力が得られるよ
うになる。その詳しい理由は、先に述べた通りである。
折光軸の方向（レーザービーム20が屈折率ｎo １を感じ
る方向）が、ブリュスター板17により規定される直線偏
光方向と同じ向きになるように配設されている。このよ
うにすることにより、熱誘起複屈折の影響がキャンセル
されて共振器ロスが低く抑えられ、高出力が得られるよ
うになる。その詳しい理由は、先に述べた通りである。
【００４８】本実施形態において、レーザービーム20の
出力は600 ｍＷであった。熱誘起複屈折光軸の方向を、
ブリュスター板17により規定される直線偏光方向と合わ
せない以外は、図３の構成と同じとした従来の固体レー
ザーにおいて、出力は一般に300 ｍＷ以下であるので、
上記出力600 ｍＷの値により本発明の効果が裏付けられ
ている。
出力は600 ｍＷであった。熱誘起複屈折光軸の方向を、
ブリュスター板17により規定される直線偏光方向と合わ
せない以外は、図３の構成と同じとした従来の固体レー
ザーにおいて、出力は一般に300 ｍＷ以下であるので、
上記出力600 ｍＷの値により本発明の効果が裏付けられ
ている。
【００４９】また、熱誘起複屈折性を有する固体レーザ
ー結晶として、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶23以外の例えばＮｄ：
ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＶＯ4、Ｎｄ：ＧｄＶＯ4、Ｙｂ：ＹＡ
Ｇ、Ｙｂ：ＹＬＦ、Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ、Ｃｒ：ＬｉＣＡ
Ｆ、ＬＮＡ（Ｌａ1-XＮｄXMgA11Ｏ19）等の結晶が用い
られる場合においても本発明はすべて適用可能であり、
そして同様の効果を奏するものである。
ー結晶として、Ｎｄ：ＹＬＦ結晶23以外の例えばＮｄ：
ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＶＯ4、Ｎｄ：ＧｄＶＯ4、Ｙｂ：ＹＡ
Ｇ、Ｙｂ：ＹＬＦ、Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ、Ｃｒ：ＬｉＣＡ
Ｆ、ＬＮＡ（Ｌａ1-XＮｄXMgA11Ｏ19）等の結晶が用い
られる場合においても本発明はすべて適用可能であり、
そして同様の効果を奏するものである。
【００５０】次に図５を参照して、本発明の第３の実施
形態を説明する。図５は、本発明の第３実施形態による
レーザーダイオードポンピング固体レーザーの、共振器
内の光学部品の配置状態を詳しく示すものである。この
図５のレーザーダイオードポンピング固体レーザーは、
図３および４に示したものと比べると、一方のλ／４波
長板16が進相軸周りの角度θ１および遅相軸周りの角度
θ２を調整自在に保持されている点のみが本質的に異な
るもので、全体的な構成は図３と同様である。
形態を説明する。図５は、本発明の第３実施形態による
レーザーダイオードポンピング固体レーザーの、共振器
内の光学部品の配置状態を詳しく示すものである。この
図５のレーザーダイオードポンピング固体レーザーは、
図３および４に示したものと比べると、一方のλ／４波
長板16が進相軸周りの角度θ１および遅相軸周りの角度
θ２を調整自在に保持されている点のみが本質的に異な
るもので、全体的な構成は図３と同様である。
【００５１】この場合も、λ／４波長板15、16によるツ
イスト・モード化と、エタロン18の波長選択性とを利用
して、発振モードが単一縦モード化される。またブリュ
スター板17の作用により、レーザービーム20の直線偏光
方向が図５の上下方向に規定される。
イスト・モード化と、エタロン18の波長選択性とを利用
して、発振モードが単一縦モード化される。またブリュ
スター板17の作用により、レーザービーム20の直線偏光
方向が図５の上下方向に規定される。
【００５２】以上のようにツイスト・モードを実現する
２枚のλ／４波長板15、16は、実際には作製誤差がある
ため、位相量は設計値の９０°から±５°位ずれている
ことが多い。そのような場合は、共振器ロスが増大し
て、発振パワーが低下する問題が生じる。本発明者は、
このように２枚のλ／４波長板15、16の位相量がそれぞ
れ９０°からずれていても、両者の位相量の相対差が３
°以下（好ましくは１°以下）となっていれば、共振器
ロスを抑えて、高出力化できることを見出した。
２枚のλ／４波長板15、16は、実際には作製誤差がある
ため、位相量は設計値の９０°から±５°位ずれている
ことが多い。そのような場合は、共振器ロスが増大し
て、発振パワーが低下する問題が生じる。本発明者は、
このように２枚のλ／４波長板15、16の位相量がそれぞ
れ９０°からずれていても、両者の位相量の相対差が３
°以下（好ましくは１°以下）となっていれば、共振器
ロスを抑えて、高出力化できることを見出した。
【００５３】本実施形態においては、上述の通り、λ／
４波長板16が進相軸周りの角度θ１および遅相軸周りの
角度θ２を調整自在に保持されているので、該λ／４波
長板16のレーザー発振光軸に対する傾きを調整すること
ができる。そのような傾き調整を行なうことにより、２
枚のλ／４波長板15、16の位相量の相対差を３°以下、
好ましくは１°以下に設定することができる。
４波長板16が進相軸周りの角度θ１および遅相軸周りの
角度θ２を調整自在に保持されているので、該λ／４波
長板16のレーザー発振光軸に対する傾きを調整すること
ができる。そのような傾き調整を行なうことにより、２
枚のλ／４波長板15、16の位相量の相対差を３°以下、
好ましくは１°以下に設定することができる。
【００５４】本例では、半導体レーザー11の出力が２Ｗ
のとき、レーザービーム20の出力は600 ｍＷであった。
２枚のλ／４波長板15、16の位相量の相対差が３°を超
えている以外は、図５の構成と同じとした固体レーザー
においては、出力は一般に100 〜300 ｍＷ程度であるの
で、上記出力600 ｍＷの値により本発明の効果が裏付け
られている。
のとき、レーザービーム20の出力は600 ｍＷであった。
２枚のλ／４波長板15、16の位相量の相対差が３°を超
えている以外は、図５の構成と同じとした固体レーザー
においては、出力は一般に100 〜300 ｍＷ程度であるの
で、上記出力600 ｍＷの値により本発明の効果が裏付け
られている。
【００５５】なおこの実施形態では、λ／４波長板16が
進相軸周りの角度θ１および遅相軸周りの角度θ２を調
整自在に保持されているが、角度θ１のみ、あるいは角
度θ２のみを調整して同様の効果を得ることもできる。
進相軸周りの角度θ１および遅相軸周りの角度θ２を調
整自在に保持されているが、角度θ１のみ、あるいは角
度θ２のみを調整して同様の効果を得ることもできる。
【００５６】また、λ／４波長板16のみに限らず、他方
のλ／４波長板15を同様に角度調整してもよい。ただし
その場合は、図１１に示す第７実施形態のレーザーダイ
オードポンピング固体レーザーのように、λ／４波長板
15は発振レーザービーム20に対してＡＲ（反射防止）コ
ートを施し、かつこのλ／４波長板15と集光レンズ12と
の間にリア共振器ミラー24を設置する構成とする。
のλ／４波長板15を同様に角度調整してもよい。ただし
その場合は、図１１に示す第７実施形態のレーザーダイ
オードポンピング固体レーザーのように、λ／４波長板
15は発振レーザービーム20に対してＡＲ（反射防止）コ
ートを施し、かつこのλ／４波長板15と集光レンズ12と
の間にリア共振器ミラー24を設置する構成とする。
【００５７】次に図６を参照して、本発明の第４の実施
形態を説明する。図６は、本発明の第４実施形態である
固体レーザーの作製方法、より詳細には、例えば図３お
よび４に示したレーザーダイオードポンピング固体レー
ザーに用いられる２枚のλ／４波長板15および16の作製
方法を説明するものである。
形態を説明する。図６は、本発明の第４実施形態である
固体レーザーの作製方法、より詳細には、例えば図３お
よび４に示したレーザーダイオードポンピング固体レー
ザーに用いられる２枚のλ／４波長板15および16の作製
方法を説明するものである。
【００５８】この方法においては、まず互いに同一方位
に切断された２枚の波長板基板15Ｓ、16Ｓが用意され、
それらが１台の研磨装置によって同時研磨される。この
研磨が終了した後、２枚の波長板基板15Ｓ、16Ｓにそれ
ぞれ所定のコートが施される。次いで基板15Ｓを所定サ
イズに切断してλ／４波長板15が作製され、また基板16
Ｓを所定サイズに切断してλ／４波長板16が作製され
る。
に切断された２枚の波長板基板15Ｓ、16Ｓが用意され、
それらが１台の研磨装置によって同時研磨される。この
研磨が終了した後、２枚の波長板基板15Ｓ、16Ｓにそれ
ぞれ所定のコートが施される。次いで基板15Ｓを所定サ
イズに切断してλ／４波長板15が作製され、また基板16
Ｓを所定サイズに切断してλ／４波長板16が作製され
る。
【００５９】以上説明のようにして２枚のλ／４波長板
15、16を作製すれば、それらは互いに同じ条件で研磨さ
れるので、互いの厚みが非常に精度良く一致して、両者
の位相量の相対差を３°以下、好ましくは１°以下に抑
えることが可能になる。
15、16を作製すれば、それらは互いに同じ条件で研磨さ
れるので、互いの厚みが非常に精度良く一致して、両者
の位相量の相対差を３°以下、好ましくは１°以下に抑
えることが可能になる。
【００６０】以上のようにして同時研磨する波長板基板
の枚数は２枚に限られるものではなく、３枚以上の何枚
を同時研磨しても構わない。また、このような複数枚基
板の同時研磨ではなく、１枚の波長板基板を研磨した
後、それを複数に切断して２枚のλ／４波長板15、16を
作製することもできる。その場合も、２枚のλ／４波長
板15、16は互いに同じ条件で研磨されるので、互いの厚
みが非常に精度良く一致するようになる。
の枚数は２枚に限られるものではなく、３枚以上の何枚
を同時研磨しても構わない。また、このような複数枚基
板の同時研磨ではなく、１枚の波長板基板を研磨した
後、それを複数に切断して２枚のλ／４波長板15、16を
作製することもできる。その場合も、２枚のλ／４波長
板15、16は互いに同じ条件で研磨されるので、互いの厚
みが非常に精度良く一致するようになる。
【００６１】またλ／４波長板15、16の材料としては、
水晶、サファィア、ＭｇＦ2 、ＴｅＯ2 、方解石、雲
母、ＹＶＯ4等、複屈折性を有する種々の材料が挙げら
れるが、本発明の方法はそのような材料のいずれを用い
る場合でも適用可能であり、そして同様の効果を奏する
ものである。
水晶、サファィア、ＭｇＦ2 、ＴｅＯ2 、方解石、雲
母、ＹＶＯ4等、複屈折性を有する種々の材料が挙げら
れるが、本発明の方法はそのような材料のいずれを用い
る場合でも適用可能であり、そして同様の効果を奏する
ものである。
【００６２】次に図７を参照して、本発明の第５の実施
形態を説明する。図７は、本発明の第５実施形態である
レーザーダイオードポンピング固体レーザーに用いられ
たＮｄ：ＹＬＦ結晶23の固定構造を、該結晶23の光通過
端面側から見た状態を示すものである。なおこのレーザ
ーダイオードポンピング固体レーザーの構成は、上記固
定構造以外は、図３および４に示したものと同じである
ので、その全体的な構成の図示は省略する。
形態を説明する。図７は、本発明の第５実施形態である
レーザーダイオードポンピング固体レーザーに用いられ
たＮｄ：ＹＬＦ結晶23の固定構造を、該結晶23の光通過
端面側から見た状態を示すものである。なおこのレーザ
ーダイオードポンピング固体レーザーの構成は、上記固
定構造以外は、図３および４に示したものと同じである
ので、その全体的な構成の図示は省略する。
【００６３】熱誘起複屈折性を有するＮｄ：ＹＬＦ結晶
23は直方体状に加工され、２つの光通過端面を除く４つ
の側面のうち３面が、接着剤43を用いて、それぞれ例え
ばＣｕＴｅ等の金属からなる３つの金属放熱ブロック4
0、41、42に接着、固定されている。また３つの金属放
熱ブロック40、41、42も、接着剤43によって互いに一体
化されている。
23は直方体状に加工され、２つの光通過端面を除く４つ
の側面のうち３面が、接着剤43を用いて、それぞれ例え
ばＣｕＴｅ等の金属からなる３つの金属放熱ブロック4
0、41、42に接着、固定されている。また３つの金属放
熱ブロック40、41、42も、接着剤43によって互いに一体
化されている。
【００６４】本実施形態では、図３および４に示した第
２実施形態と同様にＮｄ：ＹＬＦ結晶23は、その１つの
熱誘起複屈折光軸が、ブリュスター板17により規定され
る直線偏光方向と同じ向きになるように配設されてい
る。
２実施形態と同様にＮｄ：ＹＬＦ結晶23は、その１つの
熱誘起複屈折光軸が、ブリュスター板17により規定され
る直線偏光方向と同じ向きになるように配設されてい
る。
【００６５】本例では、半導体レーザー11の出力が２Ｗ
のとき、レーザービーム20の出力は700 ｍＷであった。
図３および４に示した第２実施形態は、Ｎｄ：ＹＬＦ結
晶23を金属放熱ブロック40、41、42に接着、固定する以
外は全てこの第５実施形態と同様であり、レーザービー
ム20の出力は600 ｍＷであった。ここから、Ｎｄ：ＹＬ
Ｆ結晶23を金属放熱ブロック40、41、42に接着、固定し
たことにより、高出力化が実現されていることが分か
る。
のとき、レーザービーム20の出力は700 ｍＷであった。
図３および４に示した第２実施形態は、Ｎｄ：ＹＬＦ結
晶23を金属放熱ブロック40、41、42に接着、固定する以
外は全てこの第５実施形態と同様であり、レーザービー
ム20の出力は600 ｍＷであった。ここから、Ｎｄ：ＹＬ
Ｆ結晶23を金属放熱ブロック40、41、42に接着、固定し
たことにより、高出力化が実現されていることが分か
る。
【００６６】次に図８および９を参照して、本発明の第
６の実施形態を説明する。図８は、本発明の第６実施形
態によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを
示すものであり、また図９は、その共振器内の光学部品
の配置状態を詳しく示すものである。このレーザーダイ
オードポンピング固体レーザーは、図３および４に示し
たものと比べると、共振器内においてλ／４波長板16と
ブリュースター板17との間に光波長変換素子50が配設さ
れている点が本質的に異なる。
６の実施形態を説明する。図８は、本発明の第６実施形
態によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを
示すものであり、また図９は、その共振器内の光学部品
の配置状態を詳しく示すものである。このレーザーダイ
オードポンピング固体レーザーは、図３および４に示し
たものと比べると、共振器内においてλ／４波長板16と
ブリュースター板17との間に光波長変換素子50が配設さ
れている点が本質的に異なる。
【００６７】上記光波長変換素子50は一例として、周期
ドメイン反転構造を有するＭｇＯ：ＬＮ（ＭｇＯがドー
プされたＬｉＮｂＯ3 ）結晶からなるものであり、そこ
に入射した波長1314ｎｍの固体レーザービーム20を、波
長が１／２すなわち657 ｎｍの第２高調波22に変換す
る。
ドメイン反転構造を有するＭｇＯ：ＬＮ（ＭｇＯがドー
プされたＬｉＮｂＯ3 ）結晶からなるものであり、そこ
に入射した波長1314ｎｍの固体レーザービーム20を、波
長が１／２すなわち657 ｎｍの第２高調波22に変換す
る。
【００６８】λ／４波長板15の半導体レーザー11側の光
通過端面15ａには、波長1314ｎｍおよび657 ｎｍの光に
対する高反射コートが施されており、また共振器ミラー
14のミラー面14ａには、波長657 ｎｍの光を一部だけ透
過させるコートが施されている。したがって共振器ミラ
ー14からは、ほぼ第２高調波22のみが出射する。
通過端面15ａには、波長1314ｎｍおよび657 ｎｍの光に
対する高反射コートが施されており、また共振器ミラー
14のミラー面14ａには、波長657 ｎｍの光を一部だけ透
過させるコートが施されている。したがって共振器ミラ
ー14からは、ほぼ第２高調波22のみが出射する。
【００６９】なお本例においては、２枚のλ／４波長板
15、16として、前記第４の実施形態のように同時研磨さ
れた２枚の波長板基板からそれぞれ作製されたものが用
いられている。
15、16として、前記第４の実施形態のように同時研磨さ
れた２枚の波長板基板からそれぞれ作製されたものが用
いられている。
【００７０】上記構成のレーザーダイオードポンピング
固体レーザーにおいて、半導体レーザー11の出力は２Ｗ
であり、このときの第２高調波22の出力は500 ｍＷと極
めて高いものであった。
固体レーザーにおいて、半導体レーザー11の出力は２Ｗ
であり、このときの第２高調波22の出力は500 ｍＷと極
めて高いものであった。
【図１】本発明の第１実施形態による固体レーザーを示
す概略側面図
す概略側面図
【図２】上記第１実施形態の固体レーザーの要部を示す
斜視図
斜視図
【図３】本発明の第２実施形態による固体レーザーを示
す概略側面図
す概略側面図
【図４】上記第２実施形態の固体レーザーの要部を示す
斜視図
斜視図
【図５】本発明の第３実施形態による固体レーザーの要
部を示す斜視図
部を示す斜視図
【図６】本発明の第４実施形態により２枚のλ／４波長
板を作製する様子を示す概略図
板を作製する様子を示す概略図
【図７】本発明の第５実施形態による固体レーザーの要
部を示す正面図
部を示す正面図
【図８】本発明の第６実施形態による固体レーザーを示
す概略側面図
す概略側面図
【図９】上記第６実施形態の固体レーザーの要部を示す
斜視図
斜視図
【図１０】Ｎｄ：ＹＬＦ結晶における熱誘起複屈折の発
生パターンを示す概略図
生パターンを示す概略図
【図１１】本発明の第７実施形態による固体レーザーを
示す概略側面図
示す概略側面図
10 レーザービーム（ポンピング光） 11 半導体レーザー 12 集光レンズ 13 ａ−カットＮｄ：ＹＬＦ結晶 14、24 共振器ミラー 15、16 λ／４波長板 15Ｓ、16Ｓ 波長板基板 17 ブリュースター板 18 エタロン 20 固体レーザービーム 22 第２高調波 23 ｃ−カットＮｄ：ＹＬＦ結晶 40、41、42 金属放熱ブロック 50 光波長変換素子
Claims (9)
- 【請求項１】 共振器と、 この共振器内に配置された固体レーザー結晶と、 この固体レーザー結晶を励起する励起源と、 前記固体レーザー結晶を挟むように前記共振器内に配置
されて、発振ビームをツイスト・モード化する２枚のλ
／４波長板と、 前記共振器内に配置されて、固体レーザービームの直線
偏光方向を規定する偏光制御素子とを備えた固体レーザ
ーにおいて、 前記固体レーザー結晶として複屈折結晶が用いられ、 この固体レーザー結晶の複屈折光軸が、前記偏光制御素
子により規定される直線偏光方向と同じ向きに合わされ
ていることを特徴とする固体レーザー。 - 【請求項２】 共振器と、 この共振器内に配置された固体レーザー結晶と、 この固体レーザー結晶を励起する励起源と、 前記固体レーザー結晶を挟むように前記共振器内に配置
されて、発振ビームをツイスト・モード化する２枚のλ
／４波長板と、 前記共振器内に配置されて、固体レーザービームの直線
偏光方向を規定する偏光制御素子とを備えた固体レーザ
ーにおいて、 前記固体レーザー結晶として、熱誘起複屈折性を有する
等方性結晶が用いられ、 この固体レーザー結晶の熱誘起複屈折光軸が、前記偏光
制御素子により規定される直線偏光方向と同じ向きに合
わされていることを特徴とする固体レーザー。 - 【請求項３】 共振器と、 この共振器内に配置された固体レーザー結晶と、 この固体レーザー結晶を励起する励起源と、 前記固体レーザー結晶を挟むように前記共振器内に配置
されて、発振ビームをツイスト・モード化する２枚のλ
／４波長板と、 前記共振器内に配置されて、固体レーザービームの直線
偏光方向を規定する偏光制御素子とを備えた固体レーザ
ーにおいて、 前記固体レーザー結晶として、熱誘起複屈折性を有する
等方性結晶が用いられ、 この固体レーザー結晶に、金属放熱ブロックが固定され
ていることを特徴とする固体レーザー。 - 【請求項４】 共振器と、 この共振器内に配置された固体レーザー結晶と、 この固体レーザー結晶を励起する励起源と、 前記固体レーザー結晶を挟むように前記共振器内に配置
されて、発振ビームをツイスト・モード化する２枚のλ
／４波長板とを備えた固体レーザーにおいて、 前記２枚のλ／４波長板の位相量の相対差が３°以下と
されていることを特徴とする固体レーザー。 - 【請求項５】 前記２枚のλ／４波長板の位相量の相対
差が１°以下とされていることを特徴とする請求項４記
載の固体レーザー。 - 【請求項６】 請求項４または５記載の固体レーザーを
作製する方法であって、 前記２枚のλ／４波長板の少なくとも一方をレーザー発
振光軸に対して傾けることにより、前記位相量の相対差
を調整することを特徴とする固体レーザーの作製方法。 - 【請求項７】 請求項４または５記載の固体レーザーを
作製する方法であって、 前記２枚のλ／４波長板として、同一方位に切断され、
かつ互いに同じ条件で研磨されたものを用いることを特
徴とする固体レーザーの作製方法。 - 【請求項８】 １枚の波長板基板を研磨した後に、該基
板を分割して２枚のλ／４波長板を作製することを特徴
とする請求項７記載の固体レーザーの作製方法。 - 【請求項９】 同一方位に切断された２枚の波長板基板
を同時研磨し、 前記２枚のλ／４波長板の一方を、前記同時研磨された
基板の一方から切り出して作製し、 前記２枚のλ／４波長板の他方を、前記同時研磨された
基板の他方から切り出して作製することを特徴とする請
求項７記載の固体レーザーの作製方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9261957A JPH11103118A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 固体レーザーおよびその作製方法 |
| US09/160,352 US6047014A (en) | 1997-09-26 | 1998-09-25 | Solid state laser and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9261957A JPH11103118A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 固体レーザーおよびその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11103118A true JPH11103118A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17369010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9261957A Withdrawn JPH11103118A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 固体レーザーおよびその作製方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6047014A (ja) |
| JP (1) | JPH11103118A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106159660A (zh) * | 2015-03-31 | 2016-11-23 | 戴少阳 | 一种用于锁模激光谐振腔的反馈式光纤偏振控制器 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4626117B2 (ja) * | 1999-07-05 | 2011-02-02 | 株式会社ニコン | 石英ガラス部材の製造方法 |
| DE10201383A1 (de) * | 2002-01-16 | 2003-07-31 | Lumera Laser Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur optischen Anregung von laseraktiven Kristallen mit polarisationsabhängiger Absorption |
| JP4242141B2 (ja) * | 2002-11-19 | 2009-03-18 | 株式会社トプコン | 固体レーザ装置 |
| DE60304564T3 (de) * | 2003-05-30 | 2011-05-05 | Lumera Laser Gmbh | Verbessertes optisches Pumpen von Materialien mit polarisationsabhängiger Absorption |
| EP1482608A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-01 | Lumera Laser GmbH | Enhanced optical pumping of materials exhibiting polarization-dependent absorption |
| GB2456053B (en) * | 2008-01-07 | 2012-09-26 | Laser Quantum Ltd | Optical apparatus and method |
| US7742509B2 (en) * | 2008-09-25 | 2010-06-22 | Photop Technologies | Single-longitudinal mode laser with orthogonal-polarization traveling-wave mode |
| CN107611760A (zh) * | 2017-10-09 | 2018-01-19 | 山东大学 | 一种新型扭摆腔单频脉冲激光器 |
| US20220320816A1 (en) * | 2021-03-23 | 2022-10-06 | Université De Moncton | Resonant cavity and a method of manufacturing the same |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5671240A (en) * | 1984-11-18 | 1997-09-23 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Solid state laser |
| US4935932A (en) * | 1988-08-15 | 1990-06-19 | Spectra-Physics, Inc. | Apparatus using induced birefringence to improve laser beam quality |
| JPH07117668B2 (ja) * | 1988-12-28 | 1995-12-18 | 富士写真フイルム株式会社 | 光増幅装置 |
| JP2893862B2 (ja) * | 1990-05-16 | 1999-05-24 | ソニー株式会社 | 固体レーザー発振器 |
| US5206867A (en) * | 1992-01-31 | 1993-04-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Suppression of relaxation oscillations in flashpumped, two-micron tunable solid state lasers |
| JPH05218556A (ja) * | 1992-02-04 | 1993-08-27 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体レーザー |
| US5555254A (en) * | 1993-11-05 | 1996-09-10 | Trw Inc. | High brightness solid-state laser with zig-zag amplifier |
-
1997
- 1997-09-26 JP JP9261957A patent/JPH11103118A/ja not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-09-25 US US09/160,352 patent/US6047014A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106159660A (zh) * | 2015-03-31 | 2016-11-23 | 戴少阳 | 一种用于锁模激光谐振腔的反馈式光纤偏振控制器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6047014A (en) | 2000-04-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041207 |