JPH11103119A - 固体レーザー - Google Patents
固体レーザーInfo
- Publication number
- JPH11103119A JPH11103119A JP9262066A JP26206697A JPH11103119A JP H11103119 A JPH11103119 A JP H11103119A JP 9262066 A JP9262066 A JP 9262066A JP 26206697 A JP26206697 A JP 26206697A JP H11103119 A JPH11103119 A JP H11103119A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid
- state laser
- resonator
- temperature
- crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 64
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 49
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 48
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 56
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 31
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 8
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 neodymium ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 2
- 229910017709 Ni Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003267 Ni-Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003262 Ni‐Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/042—Arrangements for thermal management for solid state lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/025—Constructional details of solid state lasers, e.g. housings or mountings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/0401—Arrangements for thermal management of optical elements being part of laser resonator, e.g. windows, mirrors, lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/0405—Conductive cooling, e.g. by heat sinks or thermo-electric elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- 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
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/0619—Coatings, e.g. AR, HR, passivation layer
- H01S3/0621—Coatings on the end-faces, e.g. input/output surfaces of the laser light
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- 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
- H01S3/08022—Longitudinal modes
- H01S3/08031—Single-mode emission
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
- H01S3/109—Frequency multiplication, e.g. harmonic generation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 固体レーザーにおいて、安価な構成により、
共振器長の変化による発振波長の変動を防止する。 【解決手段】 固体レーザー結晶13と、この固体レーザ
ー結晶13を励起する励起光を発するレーザーダイオード
11と、共振器（例えば固体レーザー結晶13および共振器
ミラー14から構成される）と、共振器を収納した密閉容
器32とを備えてなる固体レーザーにおいて、共振器内に
おける気体層の光学長の、固体レーザー発振波長に対す
る比を１３６００以下とする。
共振器長の変化による発振波長の変動を防止する。 【解決手段】 固体レーザー結晶13と、この固体レーザ
ー結晶13を励起する励起光を発するレーザーダイオード
11と、共振器（例えば固体レーザー結晶13および共振器
ミラー14から構成される）と、共振器を収納した密閉容
器32とを備えてなる固体レーザーにおいて、共振器内に
おける気体層の光学長の、固体レーザー発振波長に対す
る比を１３６００以下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザーダイオード
励起固体レーザー等の固体レーザーに関し、特に詳細に
は、共振器長の変化による発振波長や出力の変動を防止
するようにした固体レーザーに関するものである。
励起固体レーザー等の固体レーザーに関し、特に詳細に
は、共振器長の変化による発振波長や出力の変動を防止
するようにした固体レーザーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば特開昭６２−１８９７８３号公報
に示されるように、ネオジウム等の希土類が添加された
固体レーザー結晶を、レーザーダイオードから発せられ
た光によって励起するレーザーダイオード励起固体レー
ザーが公知となっている。
に示されるように、ネオジウム等の希土類が添加された
固体レーザー結晶を、レーザーダイオードから発せられ
た光によって励起するレーザーダイオード励起固体レー
ザーが公知となっている。
【０００３】上記レーザーダイオード励起固体レーザー
等の固体レーザーにおいては、環境温度が高くなると発
振波長が長波長側に、反対に環境温度が低くなると発振
波長が短波長側に変化し、その結果最適な駆動条件（温
調温度など）が変化するため、出力変動が起きるという
問題が認められる。
等の固体レーザーにおいては、環境温度が高くなると発
振波長が長波長側に、反対に環境温度が低くなると発振
波長が短波長側に変化し、その結果最適な駆動条件（温
調温度など）が変化するため、出力変動が起きるという
問題が認められる。
【０００４】そこで本出願人は先に、固体レーザー結晶
や共振器などを密閉容器内に収納し、この容器内に屈折
率が空気と比べてより１に近い気体を充填する構成や、
該容器内を１気圧未満に減圧する構成を提案した（特願
平８−７４７９８号）。
や共振器などを密閉容器内に収納し、この容器内に屈折
率が空気と比べてより１に近い気体を充填する構成や、
該容器内を１気圧未満に減圧する構成を提案した（特願
平８−７４７９８号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の各構成は、所期
の目的を達成できるものではあるが、その半面、前者に
あっては装置が高価になる、後者にあっては、容器封止
時に共振器周りの状態が組立調整時とは変わることから
特性が変化してしまう、といった不具合も認められる。
の目的を達成できるものではあるが、その半面、前者に
あっては装置が高価になる、後者にあっては、容器封止
時に共振器周りの状態が組立調整時とは変わることから
特性が変化してしまう、といった不具合も認められる。
【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、環境温度変化に対する発振波長や出力の変動を
確実に防止でき、そして安価に形成することができる固
体レーザーを提供することを目的とする。
であり、環境温度変化に対する発振波長や出力の変動を
確実に防止でき、そして安価に形成することができる固
体レーザーを提供することを目的とする。
【０００７】
【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、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、共振器と、気体が封入された内
部に前記共振器を収納した密閉容器と、前記共振器の部
分を所定温度に保つ温度調節手段とを備えてなる固体レ
ーザーにおいて、前記共振器内の気体層の光学長の、固
体レーザー発振波長に対する比が１３６００以下とされ
ていることを特徴とするものである。
レーザーは、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、共振器と、気体が封入された内
部に前記共振器を収納した密閉容器と、前記共振器の部
分を所定温度に保つ温度調節手段とを備えてなる固体レ
ーザーにおいて、前記共振器内の気体層の光学長の、固
体レーザー発振波長に対する比が１３６００以下とされ
ていることを特徴とするものである。
【０００８】なお上記光学長の固体レーザー発振波長に
対する比は、好ましくは６８００以下、さらに好ましく
は３４００以下とされるのが望ましい。
対する比は、好ましくは６８００以下、さらに好ましく
は３４００以下とされるのが望ましい。
【０００９】また本発明による別の固体レーザーは、上
記と同様の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、共振器と、密閉容器と、温度調節
手段とを備えてなる固体レーザーにおいて、上記密閉容
器内に、少なくとも共振器を内部に納め、封入された気
体の８０％以上を包み込むカバーが設けられたことを特
徴とするものである。
記と同様の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、共振器と、密閉容器と、温度調節
手段とを備えてなる固体レーザーにおいて、上記密閉容
器内に、少なくとも共振器を内部に納め、封入された気
体の８０％以上を包み込むカバーが設けられたことを特
徴とするものである。
【００１０】また本発明によるさらに別の固体レーザー
は、上記と同様の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、共振器と、密閉容器と、温
度調節手段とを備えてなる固体レーザーにおいて、上記
密閉容器内において、少なくとも共振器を構成する光学
部品が、アルミニウムあるいはその合金からなる固定部
材に固定されていることを特徴とするものである。
は、上記と同様の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、共振器と、密閉容器と、温
度調節手段とを備えてなる固体レーザーにおいて、上記
密閉容器内において、少なくとも共振器を構成する光学
部品が、アルミニウムあるいはその合金からなる固定部
材に固定されていることを特徴とするものである。
【００１１】また本発明によるさらに別の固体レーザー
は、上記と同様の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、共振器と、密閉容器と、温
度調節手段とを備えてなる固体レーザーにおいて、温度
調節手段が、上記密閉容器の底板上に固定されたペルチ
ェ素子を含むものであり、上記底板のペルチェ素子を固
定する部分の厚みが３ｍｍ以下とされていることを特徴
とするものである。
は、上記と同様の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、共振器と、密閉容器と、温
度調節手段とを備えてなる固体レーザーにおいて、温度
調節手段が、上記密閉容器の底板上に固定されたペルチ
ェ素子を含むものであり、上記底板のペルチェ素子を固
定する部分の厚みが３ｍｍ以下とされていることを特徴
とするものである。
【００１２】
【発明の効果】まず、環境温度Ｔｅに応じて固体レーザ
ーの発振波長が変化する理由を詳しく説明する。そのた
めに、図７に示すようなモデルを考える。図中の１は内
部を外部に対して気密状態に保つ密閉容器、２は温調
（温度調節）された光学部品周囲の気体である。なお、
温調部近傍の封入気体の体積、粒子数をそれぞれＶ１、
Ｎ１とし、それ以外の容器壁面近傍部分の気体の体積、
粒子数をそれぞれＶ２、Ｎ２とし、気体圧力をＰ、気体
定数をＲとする。
ーの発振波長が変化する理由を詳しく説明する。そのた
めに、図７に示すようなモデルを考える。図中の１は内
部を外部に対して気密状態に保つ密閉容器、２は温調
（温度調節）された光学部品周囲の気体である。なお、
温調部近傍の封入気体の体積、粒子数をそれぞれＶ１、
Ｎ１とし、それ以外の容器壁面近傍部分の気体の体積、
粒子数をそれぞれＶ２、Ｎ２とし、気体圧力をＰ、気体
定数をＲとする。
【００１３】この密閉容器１の壁面の温度はほぼ環境温
度Ｔｅなので、この壁面近傍の封入気体は環境温度Ｔｅ
に近い温度Ｔ２になる。一方、温調された部品近傍の封
入気体は、温調温度Ｔｃに近い温度Ｔ１になる。例えば
環境温度Ｔｅが温調温度Ｔｃよりも高いとすると、Ｔｅ
≒Ｔ２＞Ｔ１≒Ｔｃである。
度Ｔｅなので、この壁面近傍の封入気体は環境温度Ｔｅ
に近い温度Ｔ２になる。一方、温調された部品近傍の封
入気体は、温調温度Ｔｃに近い温度Ｔ１になる。例えば
環境温度Ｔｅが温調温度Ｔｃよりも高いとすると、Ｔｅ
≒Ｔ２＞Ｔ１≒Ｔｃである。
【００１４】Ｔｅ＝Ｔｃで温度分布のないときは、封入
気体は均一に存在するので、容器内の粒子密度は一定の
Ｎ０／Ｖ０（総粒子数／容器の容積）である。Ｔｅ≠Ｔ
ｃのとき、説明の簡単化のためにＶ２＝Ｖ１とすると、
温調部近傍の封入気体の粒子密度はＮ１／Ｖ１＝Ｐ／Ｒ
／Ｔ１、容器壁面近傍部分の封入気体の粒子密度はＮ２
／Ｖ２＝Ｐ／Ｒ／Ｔ２であり、温度が低い部分の方が粒
子数が多く、粒子密度が大となる。
気体は均一に存在するので、容器内の粒子密度は一定の
Ｎ０／Ｖ０（総粒子数／容器の容積）である。Ｔｅ≠Ｔ
ｃのとき、説明の簡単化のためにＶ２＝Ｖ１とすると、
温調部近傍の封入気体の粒子密度はＮ１／Ｖ１＝Ｐ／Ｒ
／Ｔ１、容器壁面近傍部分の封入気体の粒子密度はＮ２
／Ｖ２＝Ｐ／Ｒ／Ｔ２であり、温度が低い部分の方が粒
子数が多く、粒子密度が大となる。
【００１５】したがって、環境温度Ｔｅの方が温調温度
Ｔｃよりも高い場合には、共振器部の封入気体の粒子密
度が大きくなり、そのために共振器部の気体の屈折率が
高くなって、発振波長は長波長化する。
Ｔｃよりも高い場合には、共振器部の封入気体の粒子密
度が大きくなり、そのために共振器部の気体の屈折率が
高くなって、発振波長は長波長化する。
【００１６】次に、共振器内の気体層の光学長ｌgas と
発振波長との関係について説明する。ここで、共振器部
分の気体の屈折率をｎgas として共振器の光学長Ｌを Ｌ＝Σ（ｎi・ｌi）＝ｎgas ・ｌgas ＋Ｌ0 で表す。発振波長λは λ＝２Ｌ／ｍ0 （ｍ0 は縦モードの次数） となる。気体層の屈折率変化による発振波長変化は、
発振波長との関係について説明する。ここで、共振器部
分の気体の屈折率をｎgas として共振器の光学長Ｌを Ｌ＝Σ（ｎi・ｌi）＝ｎgas ・ｌgas ＋Ｌ0 で表す。発振波長λは λ＝２Ｌ／ｍ0 （ｍ0 は縦モードの次数） となる。気体層の屈折率変化による発振波長変化は、
【００１７】
【数１】
【００１８】であり、その縦モード間隔：ΔλＬＭ＝λ
2／（２Ｌ）に対する割合は ２ｌgas ／λ となり、気体層の光学長ｌgas に比例する。
2／（２Ｌ）に対する割合は ２ｌgas ／λ となり、気体層の光学長ｌgas に比例する。
【００１９】次に、共振器を固定している部分の温度分
布による共振器長の変化について、図８を参照して説明
する。この図８の（１）において、３は共振器部分、４
はこの共振器部分を温調する例えばペルチェ素子であ
る。
布による共振器長の変化について、図８を参照して説明
する。この図８の（１）において、３は共振器部分、４
はこの共振器部分を温調する例えばペルチェ素子であ
る。
【００２０】一般に、共振器部分３を固定しているペル
チェ素子４の上端部４ａは温調温度Ｔｃに維持され、そ
れに対してペルチェ素子４の下端部４ｂは環境温度Ｔｅ
となっている。ここで例えばＴｅ＞Ｔｃであると、極端
に示せば同図（２）のようにペルチェ素子４の上端部４
ａが縮み、下端部４ｂが伸びるような変形が起きる。こ
のような変形が起きると共振器長が短くなって発振波長
は短波長化し、反対にＴｅ＜Ｔｃであれば共振器長は長
くなって発振波長は長短波長化する。この変形による波
長変化は、前述の封入気体によるものと反対なので、変
形量を制御することで波長変化を小さくすることができ
る。
チェ素子４の上端部４ａは温調温度Ｔｃに維持され、そ
れに対してペルチェ素子４の下端部４ｂは環境温度Ｔｅ
となっている。ここで例えばＴｅ＞Ｔｃであると、極端
に示せば同図（２）のようにペルチェ素子４の上端部４
ａが縮み、下端部４ｂが伸びるような変形が起きる。こ
のような変形が起きると共振器長が短くなって発振波長
は短波長化し、反対にＴｅ＜Ｔｃであれば共振器長は長
くなって発振波長は長短波長化する。この変形による波
長変化は、前述の封入気体によるものと反対なので、変
形量を制御することで波長変化を小さくすることができ
る。
【００２１】次に、共振器長変化の発振波長への影響に
ついて説明する。ここでは一例として、エタロンによっ
て発振モードが単一縦モード化される場合について説明
する。図９の（１）は、エタロンの透過率曲線を示すも
のである。縦モード間隔は前述した通り、λを概略の発
振波長としてΔλＬＭ＝λ2／（２Ｌ）であり、そして
同図中にＡで示すエタロンの透過率のピーク波長に近い
縦モードが選択的に発振する。
ついて説明する。ここでは一例として、エタロンによっ
て発振モードが単一縦モード化される場合について説明
する。図９の（１）は、エタロンの透過率曲線を示すも
のである。縦モード間隔は前述した通り、λを概略の発
振波長としてΔλＬＭ＝λ2／（２Ｌ）であり、そして
同図中にＡで示すエタロンの透過率のピーク波長に近い
縦モードが選択的に発振する。
【００２２】気体層の屈折率が大きくなったり、あるい
はペルチェ素子の変形等によって共振器長が長くなる
と、同図（２）に示すように各縦モードの波長も大きく
なる。その結果、エタロンの透過率のピーク波長に最も
近くなった縦モード、つまり同図中のＢで示す縦モード
に発振が移るようになる。そこで、初期状態において波
長が最適波長であったとしても、縦モード間隔の５０％
以上の発振波長変化を引き起こす共振器長変化がある
と、発振波長のホップが起きることとなる。
はペルチェ素子の変形等によって共振器長が長くなる
と、同図（２）に示すように各縦モードの波長も大きく
なる。その結果、エタロンの透過率のピーク波長に最も
近くなった縦モード、つまり同図中のＢで示す縦モード
に発振が移るようになる。そこで、初期状態において波
長が最適波長であったとしても、縦モード間隔の５０％
以上の発振波長変化を引き起こす共振器長変化がある
と、発振波長のホップが起きることとなる。
【００２３】以上、説明を簡単にするために、エタロン
によって発振モードが単一縦モード化される場合につい
て説明したが、その他の複屈折結晶や偏光を利用したモ
ード制御方法でも、またレーザー結晶のゲイン幅と吸収
厚みとを利用したモード制御方法でも、共振器のロスや
ゲインの波長依存性を上記エタロンの透過率曲線と置き
換えれば、同様のことが言える。マルチモード発振の場
合も、より複雑にはなるものの、縦モード間隔の５０％
以上の発振波長変化を引き起こす共振器長変化は許され
ないという点では同様である。
によって発振モードが単一縦モード化される場合につい
て説明したが、その他の複屈折結晶や偏光を利用したモ
ード制御方法でも、またレーザー結晶のゲイン幅と吸収
厚みとを利用したモード制御方法でも、共振器のロスや
ゲインの波長依存性を上記エタロンの透過率曲線と置き
換えれば、同様のことが言える。マルチモード発振の場
合も、より複雑にはなるものの、縦モード間隔の５０％
以上の発振波長変化を引き起こす共振器長変化は許され
ないという点では同様である。
【００２４】以上の点から、環境温度変化による発振波
長変化を縦モード間隔の±５０％以下に抑えることが最
低限必要であるが、元々の設定駆動条件が２つの縦モー
ドの中央になっているとは限らないので、本発明におい
ては余裕をみて、発振波長変化を縦モード間隔の±２５
％以下に抑えることを目標としている。環境温度範囲と
しては、大まかに言って、室内使用時で４０℃ｐｐ、室
外使用時で８０℃ｐｐの２通りが想定される。
長変化を縦モード間隔の±５０％以下に抑えることが最
低限必要であるが、元々の設定駆動条件が２つの縦モー
ドの中央になっているとは限らないので、本発明におい
ては余裕をみて、発振波長変化を縦モード間隔の±２５
％以下に抑えることを目標としている。環境温度範囲と
しては、大まかに言って、室内使用時で４０℃ｐｐ、室
外使用時で８０℃ｐｐの２通りが想定される。
【００２５】さらに、光学部品の緩み等の共振器の径年
変化まで考慮し、径年変化と環境温度変化それぞれに
１：１でマージンを振り分けると、発振波長変化を縦モ
ード間隔の±１２．５％以下まで抑えるのが望ましい。
変化まで考慮し、径年変化と環境温度変化それぞれに
１：１でマージンを振り分けると、発振波長変化を縦モ
ード間隔の±１２．５％以下まで抑えるのが望ましい。
【００２６】本発明の１つの固体レーザーにおいては、
共振器内における気体層の光学長の、固体レーザー発振
波長に対する比を１３６００以下としたことにより、４
０℃ｐｐの環境温度変化による発振波長変化を縦モード
間隔の±２５％以下に抑えることができる。
共振器内における気体層の光学長の、固体レーザー発振
波長に対する比を１３６００以下としたことにより、４
０℃ｐｐの環境温度変化による発振波長変化を縦モード
間隔の±２５％以下に抑えることができる。
【００２７】前述した通り、環境温度変化による発振波
長変化は共振器内における気体層の光学長に比例するか
ら、上記比を６８００以下とすれば発振波長変化を縦モ
ード間隔の±１２．５％以下、３４００以下とすれば発
振波長変化をさらにその半分まで抑えることができる。
長変化は共振器内における気体層の光学長に比例するか
ら、上記比を６８００以下とすれば発振波長変化を縦モ
ード間隔の±１２．５％以下、３４００以下とすれば発
振波長変化をさらにその半分まで抑えることができる。
【００２８】上述のように共振器内における気体層の光
学長を設定することは、容器内に特殊な気体を充填する
場合のように特別のコストを要するものではないから、
上記構成の本発明の固体レーザーは比較的安価に形成で
きるものとなる。
学長を設定することは、容器内に特殊な気体を充填する
場合のように特別のコストを要するものではないから、
上記構成の本発明の固体レーザーは比較的安価に形成で
きるものとなる。
【００２９】また、本発明の別の固体レーザーにおいて
は、密閉容器内に、少なくとも共振器を内部に納め、封
入された気体の８０％以上を包み込むカバーを設けたこ
とにより、カバー内側の封入気体の温度が均熱効果で温
調温度に近付く。そこで、密閉容器内で環境温度によっ
て温度変化する封入気体の比率が低下し、それにより、
発振波長の変化を小さく抑えることができる。
は、密閉容器内に、少なくとも共振器を内部に納め、封
入された気体の８０％以上を包み込むカバーを設けたこ
とにより、カバー内側の封入気体の温度が均熱効果で温
調温度に近付く。そこで、密閉容器内で環境温度によっ
て温度変化する封入気体の比率が低下し、それにより、
発振波長の変化を小さく抑えることができる。
【００３０】また、本発明のさらに異なる固体レーザー
においては、共振器を構成する光学部品を、アルミニウ
ムあるいはその合金からなる固定部材に固定したことに
より、環境温度変化による該固定部材の撓みが、従来の
銅からなる固定部材を用いる場合と比べてより大きくな
る。そこで、この固定部材の撓みに起因する発振波長の
変化により、封入気体に起因する発振波長変化を打ち消
して、結果的に環境温度変化による発振波長変化を小さ
く抑えることができる。
においては、共振器を構成する光学部品を、アルミニウ
ムあるいはその合金からなる固定部材に固定したことに
より、環境温度変化による該固定部材の撓みが、従来の
銅からなる固定部材を用いる場合と比べてより大きくな
る。そこで、この固定部材の撓みに起因する発振波長の
変化により、封入気体に起因する発振波長変化を打ち消
して、結果的に環境温度変化による発振波長変化を小さ
く抑えることができる。
【００３１】また、本発明のさらに異なる固体レーザー
においては、密閉容器底板のペルチェ素子を固定する部
分の厚みを３ｍｍ以下としたことにより、この部分の厚
みが通常５ｍｍ以上である従来装置と比べると、環境温
度変化によるこの部分の撓みがより大きくなる。そこ
で、この固定部分の撓みに起因する発振波長の変化によ
り、封入気体に起因する発振波長変化を打ち消して、結
果的に環境温度変化による発振波長変化を小さく抑える
ことができる。
においては、密閉容器底板のペルチェ素子を固定する部
分の厚みを３ｍｍ以下としたことにより、この部分の厚
みが通常５ｍｍ以上である従来装置と比べると、環境温
度変化によるこの部分の撓みがより大きくなる。そこ
で、この固定部分の撓みに起因する発振波長の変化によ
り、封入気体に起因する発振波長変化を打ち消して、結
果的に環境温度変化による発振波長変化を小さく抑える
ことができる。
【００３２】本発明による各固体レーザーにおいては、
それぞれ以上のようにして発振波長変化を抑制できるか
ら、この発振波長変化による出力変動も確実に防止する
ことができる。
それぞれ以上のようにして発振波長変化を抑制できるか
ら、この発振波長変化による出力変動も確実に防止する
ことができる。
【００３３】
【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１つの実
施形態であるレーザーダイオード励起固体レーザーの側
面形状を示すものである。
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の１つの実
施形態であるレーザーダイオード励起固体レーザーの側
面形状を示すものである。
【００３４】このレーザーダイオードポンピング固体レ
ーザーは、励起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、発散光であるレーザービーム10を集
光する集光レンズ12と、ネオジウム（Ｎｄ）がドープさ
れた固体レーザー媒質であるＹＡＧ結晶（Ｎｄ：ＹＡＧ
結晶）13と、このＮｄ：ＹＡＧ結晶13の前方側（半導体
レーザー11と反対側）に配された共振器ミラー14とを有
している。
ーザーは、励起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、発散光であるレーザービーム10を集
光する集光レンズ12と、ネオジウム（Ｎｄ）がドープさ
れた固体レーザー媒質であるＹＡＧ結晶（Ｎｄ：ＹＡＧ
結晶）13と、このＮｄ：ＹＡＧ結晶13の前方側（半導体
レーザー11と反対側）に配された共振器ミラー14とを有
している。
【００３５】またＮｄ：ＹＡＧ結晶13と共振器ミラー14
との間には、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶13側から順に、ブリュー
スタ板17、周期ドメイン反転構造が形成された非線形光
学材料であるＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 （ＭｇＯがドープさ
れたＬｉＮｂＯ3 ）結晶15、エタロン16が配設されてい
る。
との間には、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶13側から順に、ブリュー
スタ板17、周期ドメイン反転構造が形成された非線形光
学材料であるＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 （ＭｇＯがドープさ
れたＬｉＮｂＯ3 ）結晶15、エタロン16が配設されてい
る。
【００３６】Ｎｄ：ＹＡＧ結晶13、ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ
3 結晶15、エタロン16、ブリュースタ板17および共振器
ミラー14は、銅製のブロック21に接着固定され、板状の
ベースプレート30およびペルチェ素子31を介して密閉容
器32の底板（パッケージベース）32ａ上に固定されてい
る。なお、上記ブロック21に固定された光学部品からな
る部分を、以下、共振器部と称する。
3 結晶15、エタロン16、ブリュースタ板17および共振器
ミラー14は、銅製のブロック21に接着固定され、板状の
ベースプレート30およびペルチェ素子31を介して密閉容
器32の底板（パッケージベース）32ａ上に固定されてい
る。なお、上記ブロック21に固定された光学部品からな
る部分を、以下、共振器部と称する。
【００３７】半導体レーザー11は活性層幅が約50μｍの
ブロードエリアレーザーで、中心波長809 ｎｍのレーザ
ービーム10を発するものが用いられている。集光レンズ
12は、レーザービーム10をＮｄ：ＹＡＧ結晶13の内部に
おいて収束させる。
ブロードエリアレーザーで、中心波長809 ｎｍのレーザ
ービーム10を発するものが用いられている。集光レンズ
12は、レーザービーム10をＮｄ：ＹＡＧ結晶13の内部に
おいて収束させる。
【００３８】Ｎｄ：ＹＡＧ結晶13は、入射したレーザー
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1064ｎｍの光を発する。Ｎｄ：ＹＡＧ結晶13
の入射端面13ａには、波長1064ｎｍの光は良好に反射さ
せ（反射率99.9％以上）、波長809 ｎｍの励起用レーザ
ービーム10は良好に透過させる（透過率93％以上）コー
ティングが施されている。
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1064ｎｍの光を発する。Ｎｄ：ＹＡＧ結晶13
の入射端面13ａには、波長1064ｎｍの光は良好に反射さ
せ（反射率99.9％以上）、波長809 ｎｍの励起用レーザ
ービーム10は良好に透過させる（透過率93％以上）コー
ティングが施されている。
【００３９】一方共振器ミラー14のミラー面14ａには、
波長1064ｎｍの光は良好に反射させ（反射率99.9％以
上）、下記の波長532 ｎｍの光は透過させる（透過率90
％以上）コーティングが施されている。
波長1064ｎｍの光は良好に反射させ（反射率99.9％以
上）、下記の波長532 ｎｍの光は透過させる（透過率90
％以上）コーティングが施されている。
【００４０】したがって、上記波長1064ｎｍの光はそれ
に対する高反射面となっているＮｄ：ＹＡＧ結晶端面13
ａとミラー面14ａとの間に閉じ込められてレーザー発振
を引き起こし、波長1064ｎｍのレーザービーム18が発生
する。このレーザービーム18はＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 結
晶15により、波長が１／２すなわち532 ｎｍの第２高調
波19に変換され、共振器ミラー14からは主にこの第２高
調波19が出射する。
に対する高反射面となっているＮｄ：ＹＡＧ結晶端面13
ａとミラー面14ａとの間に閉じ込められてレーザー発振
を引き起こし、波長1064ｎｍのレーザービーム18が発生
する。このレーザービーム18はＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 結
晶15により、波長が１／２すなわち532 ｎｍの第２高調
波19に変換され、共振器ミラー14からは主にこの第２高
調波19が出射する。
【００４１】なお本例において、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶13の
厚み は１ｍｍである。またＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 結晶1
5の長さは２ｍｍ、凹面鏡である共振器ミラー14の曲率
半径は100ｍｍ、共振器を構成するＮｄ：ＹＡＧ結晶端
面13ａとミラー面14ａとの間の距離は約11ｍｍである。
厚み は１ｍｍである。またＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 結晶1
5の長さは２ｍｍ、凹面鏡である共振器ミラー14の曲率
半径は100ｍｍ、共振器を構成するＮｄ：ＹＡＧ結晶端
面13ａとミラー面14ａとの間の距離は約11ｍｍである。
【００４２】またエタロン16は厚み 0.3 ｍｍの合成石
英板からなり、レーザー発振の光軸に対して0.3〜１°
の適当な角度に傾けて配置されている。このエタロン16
は、レーザービーム18を単一縦モード化する。ブリュー
スタ板17は、光軸に対してブリュースタ角に傾けた厚み
0.38ｍｍの合成石英板からなり、レーザービーム18の
偏光方向を規定する偏光制御素子として作用する。
英板からなり、レーザー発振の光軸に対して0.3〜１°
の適当な角度に傾けて配置されている。このエタロン16
は、レーザービーム18を単一縦モード化する。ブリュー
スタ板17は、光軸に対してブリュースタ角に傾けた厚み
0.38ｍｍの合成石英板からなり、レーザービーム18の
偏光方向を規定する偏光制御素子として作用する。
【００４３】なお、共振器部に取り付けられたサーミス
タ33により共振器内の温度が検出され、温度制御回路
（図示せず）によりこの検出温度が所定の温度となるよ
うにペルチェ素子31の電流が調節されて、共振器内の温
度が所定温度に維持される。
タ33により共振器内の温度が検出され、温度制御回路
（図示せず）によりこの検出温度が所定の温度となるよ
うにペルチェ素子31の電流が調節されて、共振器内の温
度が所定温度に維持される。
【００４４】また、密閉容器32の材料としてはコバール
（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）が用いられ、そのパッケージ
ベース32ａの厚みは６ｍｍとされている。なお、このパ
ッケージベース32ａおよび容器側板32ｂの部分はパッケ
ージケースとして一体的に形成されており、そこへの部
品の取付けおよび電気配線が終わると、該パッケージケ
ース上にキャップ34が被着され、乾燥窒素中でシーム溶
接がなされて密閉容器32が完成する。
（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）が用いられ、そのパッケージ
ベース32ａの厚みは６ｍｍとされている。なお、このパ
ッケージベース32ａおよび容器側板32ｂの部分はパッケ
ージケースとして一体的に形成されており、そこへの部
品の取付けおよび電気配線が終わると、該パッケージケ
ース上にキャップ34が被着され、乾燥窒素中でシーム溶
接がなされて密閉容器32が完成する。
【００４５】上記の基本構成を有するレーザーダイオー
ド励起固体レーザーに対して、以下の各実験を行なっ
て、発振波長の変化を調べた。
ド励起固体レーザーに対して、以下の各実験を行なっ
て、発振波長の変化を調べた。
【００４６】〔第１の実験〕ここでは、共振器を構成す
る高反射面間の距離が異なるものを複数用意して、それ
ぞれの環境温度変化（４０℃ｐｐ）に対する発振波長変
化を測定、比較した。共振器内の気体層の光学長を横軸
に、環境温度変化による発振波長変化の縦モード間隔に
対する割合（以下、これを波長変化率という）を縦軸に
取ったグラフを図２に示す。
る高反射面間の距離が異なるものを複数用意して、それ
ぞれの環境温度変化（４０℃ｐｐ）に対する発振波長変
化を測定、比較した。共振器内の気体層の光学長を横軸
に、環境温度変化による発振波長変化の縦モード間隔に
対する割合（以下、これを波長変化率という）を縦軸に
取ったグラフを図２に示す。
【００４７】この図２に示されるように、波長変化率は
本質的に気体層の光学長に比例し、気体層の光学長が
６．８ｍｍのとき±１２．５％であり、外挿すると気体
層の光学長１３．６ｍｍで±２５％となる。この気体層
の光学長１３．６ｍｍの固体レーザー発振波長１０６４
ｎｍに対する比は約１３６００であり、この比をそれ以
下にすれば、４０℃ｐｐの環境温度変化に対して、発振
波長変化を縦モード間隔の±２５％以下に抑えることが
できる。
本質的に気体層の光学長に比例し、気体層の光学長が
６．８ｍｍのとき±１２．５％であり、外挿すると気体
層の光学長１３．６ｍｍで±２５％となる。この気体層
の光学長１３．６ｍｍの固体レーザー発振波長１０６４
ｎｍに対する比は約１３６００であり、この比をそれ以
下にすれば、４０℃ｐｐの環境温度変化に対して、発振
波長変化を縦モード間隔の±２５％以下に抑えることが
できる。
【００４８】発振波長変化の縦モード間隔に対する割合
を±２５％以下に抑えることができる。
を±２５％以下に抑えることができる。
【００４９】環境温度が上記の倍の８０℃ｐｐ変化する
場合、波長変化率は、気体層の光学長６．８ｍｍで±２
５％、気体層の光学長３．４ｍｍで±１２．５％とな
る。
場合、波長変化率は、気体層の光学長６．８ｍｍで±２
５％、気体層の光学長３．４ｍｍで±１２．５％とな
る。
【００５０】この実験において固体レーザー発振波長は
１０６４ｎｍであるので、その他の発振波長λでの気体
層の光学長（λ）は、発振波長１０６４ｎｍのときの気
体層の光学長をＬ（λ）として、 気体層の光学長（λ）＝Ｌ（λ）×（λ／１０６４） で換算することができる。以下、同様である。
１０６４ｎｍであるので、その他の発振波長λでの気体
層の光学長（λ）は、発振波長１０６４ｎｍのときの気
体層の光学長をＬ（λ）として、 気体層の光学長（λ）＝Ｌ（λ）×（λ／１０６４） で換算することができる。以下、同様である。
【００５１】〔第２の実験〕図１に示した基本構成のレ
ーザーダイオード励起固体レーザーに対して、密閉容器
32内の封入気体（窒素）の８０％以上を包み込むカバー
を取り付けた。その場合と、カバー無しの場合それぞれ
で、環境温度を４０℃ｐｐ変化させたときの気体層の光
学長と波長変化率との関係を調べた。その結果を図３に
示す。
ーザーダイオード励起固体レーザーに対して、密閉容器
32内の封入気体（窒素）の８０％以上を包み込むカバー
を取り付けた。その場合と、カバー無しの場合それぞれ
で、環境温度を４０℃ｐｐ変化させたときの気体層の光
学長と波長変化率との関係を調べた。その結果を図３に
示す。
【００５２】上記カバーを取り付けた場合は、カバー内
側の封入気体の温度が均熱効果で温調温度に近付くた
め、密閉容器32内で環境温度によって温度変化する封入
気体の比率が低下する。それにより、図３に示されてい
る通り、発振波長の変化をカバー無しの場合の約５０％
に低減することができる。
側の封入気体の温度が均熱効果で温調温度に近付くた
め、密閉容器32内で環境温度によって温度変化する封入
気体の比率が低下する。それにより、図３に示されてい
る通り、発振波長の変化をカバー無しの場合の約５０％
に低減することができる。
【００５３】〔第３の実験〕図１に示した基本構成のレ
ーザーダイオード励起固体レーザーにおいて、パッケー
ジベース32ａの厚みｔを６ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍとした
ものを作成し、それぞれに対して環境温度を４０℃ｐｐ
変化させたときの気体層の光学長と波長変化率との関係
を調べた。その結果を図４に示す。
ーザーダイオード励起固体レーザーにおいて、パッケー
ジベース32ａの厚みｔを６ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍとした
ものを作成し、それぞれに対して環境温度を４０℃ｐｐ
変化させたときの気体層の光学長と波長変化率との関係
を調べた。その結果を図４に示す。
【００５４】この図４に示される通り、パッケージベー
ス厚ｔを６ｍｍとした場合と比べて、３ｍｍとしたとき
の波長変化率は約５５％、２ｍｍとしたときの波長変化
率は約４０％まで低減する。
ス厚ｔを６ｍｍとした場合と比べて、３ｍｍとしたとき
の波長変化率は約５５％、２ｍｍとしたときの波長変化
率は約４０％まで低減する。
【００５５】〔第４の実験〕図１に示した基本構成のレ
ーザーダイオード励起固体レーザーにおいて、共振器部
品を固定するブロック21およびその他の機械部品を、銅
製のものからアルミニウム製のものに置き換えて、環境
温度を４０℃ｐｐ変化させたときの気体層の光学長と波
長変化率との関係を調べた。その結果を図５に示す。
ーザーダイオード励起固体レーザーにおいて、共振器部
品を固定するブロック21およびその他の機械部品を、銅
製のものからアルミニウム製のものに置き換えて、環境
温度を４０℃ｐｐ変化させたときの気体層の光学長と波
長変化率との関係を調べた。その結果を図５に示す。
【００５６】この図５と図４とを比較して分かる通り、
パッケージベース厚ｔが６ｍｍの場合は、固定部品材料
を銅からアルミニウムに代えた効果は低い。しかし、パ
ッケージベース厚ｔが３ｍｍの場合は、固定部品材料が
銅であるときと比べて波長変化率は約２／３に、パッケ
ージベース厚ｔが２ｍｍの場合は約１／３にまで低減す
る。
パッケージベース厚ｔが６ｍｍの場合は、固定部品材料
を銅からアルミニウムに代えた効果は低い。しかし、パ
ッケージベース厚ｔが３ｍｍの場合は、固定部品材料が
銅であるときと比べて波長変化率は約２／３に、パッケ
ージベース厚ｔが２ｍｍの場合は約１／３にまで低減す
る。
【００５７】次に図６を参照して、本発明の別の実施形
態によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーに
ついて説明する。なおこの図６において、図１中の要素
と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明
は特に必要のない限り省略する。
態によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーに
ついて説明する。なおこの図６において、図１中の要素
と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明
は特に必要のない限り省略する。
【００５８】この構成においてＮｄ：ＹＡＧ結晶13は、
入射した中心波長809 ｎｍのレーザービーム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946 ｎ
ｍの光を発する。Ｎｄ：ＹＡＧ結晶13の入射端面13ａに
は、波長946 ｎｍの光は良好に反射させ（反射率99.9％
以上）、波長809 ｎｍの励起用レーザービーム10は良好
に透過させる（透過率93％以上）コーティングが施され
ている。
入射した中心波長809 ｎｍのレーザービーム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946 ｎ
ｍの光を発する。Ｎｄ：ＹＡＧ結晶13の入射端面13ａに
は、波長946 ｎｍの光は良好に反射させ（反射率99.9％
以上）、波長809 ｎｍの励起用レーザービーム10は良好
に透過させる（透過率93％以上）コーティングが施され
ている。
【００５９】一方共振器ミラー14のミラー面14ａには、
波長946 ｎｍの光は良好に反射させ（反射率99.9％以
上）、下記の波長473 ｎｍの光は透過させる（透過率90
％以上）コーティングが施されている。
波長946 ｎｍの光は良好に反射させ（反射率99.9％以
上）、下記の波長473 ｎｍの光は透過させる（透過率90
％以上）コーティングが施されている。
【００６０】したがって、上記波長946 ｎｍの光はそれ
に対する高反射面となっているＮｄ：ＹＡＧ結晶端面13
ａとミラー面14ａとの間に閉じ込められてレーザー発振
を引き起こし、波長946 ｎｍのレーザービーム18が発生
する。このレーザービーム18はＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 結
晶15により、波長が１／２すなわち473 ｎｍの第２高調
波19に変換され、共振器ミラー14からは主にこの第２高
調波19が出射する。
に対する高反射面となっているＮｄ：ＹＡＧ結晶端面13
ａとミラー面14ａとの間に閉じ込められてレーザー発振
を引き起こし、波長946 ｎｍのレーザービーム18が発生
する。このレーザービーム18はＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 結
晶15により、波長が１／２すなわち473 ｎｍの第２高調
波19に変換され、共振器ミラー14からは主にこの第２高
調波19が出射する。
【００６１】以上のようにして共振器部から出射した第
２高調波19は、ＡＰＣ部に入射する。ＡＰＣ部は、レー
ザービーム10および18を吸収するフィルター41と、第２
高調波19の一部を紙面に直角な方向に反射させる部分反
射ミラー（図示せず）と、反射した第２高調波19の光量
を測定するフォトダイオード42とを有し、それらは１つ
のホルダー40に固定されている。
２高調波19は、ＡＰＣ部に入射する。ＡＰＣ部は、レー
ザービーム10および18を吸収するフィルター41と、第２
高調波19の一部を紙面に直角な方向に反射させる部分反
射ミラー（図示せず）と、反射した第２高調波19の光量
を測定するフォトダイオード42とを有し、それらは１つ
のホルダー40に固定されている。
【００６２】上記ＡＰＣ部を透過した第２高調波19は、
アパーチャ45を通過した後、密閉容器32の窓46から出射
する。
アパーチャ45を通過した後、密閉容器32の窓46から出射
する。
【００６３】本例において、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶13の厚み
は１ｍｍである。またＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 結晶15の長
さは２ｍｍ、凹面鏡である共振器ミラー14の曲率半径は
20ｍｍ、共振器を構成するＮｄ：ＹＡＧ結晶端面13ａと
ミラー面14ａとの間の距離は約９ｍｍである。
は１ｍｍである。またＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 結晶15の長
さは２ｍｍ、凹面鏡である共振器ミラー14の曲率半径は
20ｍｍ、共振器を構成するＮｄ：ＹＡＧ結晶端面13ａと
ミラー面14ａとの間の距離は約９ｍｍである。
【００６４】上記の共振器実距離のうち気体層の光学長
は5.4ｍｍであり、光学長（〔気体部分を含む共振器構
成部材の厚み×屈折率〕の総和）は12.8ｍｍ、縦モード
間隔は0.035ｎｍである。この場合、固体レーザー発振
波長は946 ｎｍであるから、共振器内気体層の光学長
の、固体レーザー発振波長に対する比は約５７００で、
１３６００以下となっている。
は5.4ｍｍであり、光学長（〔気体部分を含む共振器構
成部材の厚み×屈折率〕の総和）は12.8ｍｍ、縦モード
間隔は0.035ｎｍである。この場合、固体レーザー発振
波長は946 ｎｍであるから、共振器内気体層の光学長
の、固体レーザー発振波長に対する比は約５７００で、
１３６００以下となっている。
【００６５】共振器内気体層の光学長を小さくするに
は、共振器内の光学部品どうしを直接接着する等の手法
も考えられるが、本例のように発振光軸に対して傾けて
使用するブリュースタ板、エタロン等の光学部品がある
と、その手法は適用困難である。そこで本例では、共振
器内気体層の光学長を小さくするために、１つの機械部
品つまりブロック21に全ての光学部品を取り付けてい
る。
は、共振器内の光学部品どうしを直接接着する等の手法
も考えられるが、本例のように発振光軸に対して傾けて
使用するブリュースタ板、エタロン等の光学部品がある
と、その手法は適用困難である。そこで本例では、共振
器内気体層の光学長を小さくするために、１つの機械部
品つまりブロック21に全ての光学部品を取り付けてい
る。
【図１】本発明の一実施形態による波長変換レーザーを
示す概略側面図
示す概略側面図
【図２】共振器内の気体層の光学長と、環境温度変化に
よる発振波長変化の縦モード間隔に対する割合との関係
を示すグラフ
よる発振波長変化の縦モード間隔に対する割合との関係
を示すグラフ
【図３】共振器内の気体層の光学長と、環境温度変化に
よる発振波長変化の縦モード間隔に対する割合との関係
を、密閉容器内のカバーの有無毎に示すグラフ
よる発振波長変化の縦モード間隔に対する割合との関係
を、密閉容器内のカバーの有無毎に示すグラフ
【図４】共振器内の気体層の光学長と、環境温度変化に
よる発振波長変化の縦モード間隔に対する割合との関係
を、密閉容器底板の厚み毎に示すグラフ
よる発振波長変化の縦モード間隔に対する割合との関係
を、密閉容器底板の厚み毎に示すグラフ
【図５】共振器内の気体層の光学長と、環境温度変化に
よる発振波長変化の縦モード間隔に対する割合との関係
を、密閉容器底板の厚みと、共振器の光学部品固定部材
の材料との組み合わせ毎に示すグラフ
よる発振波長変化の縦モード間隔に対する割合との関係
を、密閉容器底板の厚みと、共振器の光学部品固定部材
の材料との組み合わせ毎に示すグラフ
【図６】本発明の別の実施形態による波長変換レーザー
を示す概略側面図
を示す概略側面図
【図７】密閉容器内の気体状態モデルを示す概略図
【図８】共振器固定部分の温度分布による共振器長の変
化を説明する概略図
化を説明する概略図
【図９】共振器長変化の発振波長への影響を説明する概
略図
略図
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 Ｎｄ：ＹＡＧ結晶 14 共振器ミラー 15 ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 結晶 16 エタロン 17 ブリュースタ板 18 固体レーザービーム（基本波） 19 第２高調波 21 ブロック 30 ベースプレート 31 ペルチェ素子 33 サーミスタ 40 ホルダー 41 フィルター 42 フォトダイオード
Claims (7)
- 【請求項１】 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、共振器と、気体が封入された
内部に前記共振器を収納した密閉容器と、前記共振器の
部分を所定温度に保つ温度調節手段とを備えてなる固体
レーザーにおいて、 前記共振器内における気体層の光学長の、固体レーザー
発振波長に対する比が１３６００以下であることを特徴
とする固体レーザー。 - 【請求項２】 前記光学長の、固体レーザー発振波長に
対する比が６８００以下であることを特徴とする請求項
１記載の固体レーザー。 - 【請求項３】 前記光学長の、固体レーザー発振波長に
対する比が３４００以下であることを特徴とする請求項
２記載の固体レーザー。 - 【請求項４】 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、共振器と、気体が封入された
内部に前記共振器を収納した密閉容器と、前記共振器の
部分を所定温度に保つ温度調節手段とを備えてなる固体
レーザーにおいて、 前記密閉容器内に、少なくとも前記共振器を内部に納
め、封入された前記気体の８０％以上を包み込むカバー
が設けられたことを特徴とする固体レーザー。 - 【請求項５】 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、共振器と、気体が封入された
内部に前記共振器を収納した密閉容器と、前記共振器の
部分を所定温度に保つ温度調節手段とを備えてなる固体
レーザーにおいて、 前記密閉容器内において、少なくとも前記共振器を構成
する光学部品が、アルミニウムあるいはその合金からな
る固定部材に固定されていることを特徴とする固体レー
ザー。 - 【請求項６】 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、共振器と、気体が封入された
内部に前記共振器を収納した密閉容器と、前記共振器の
部分を所定温度に保つ温度調節手段とを備えてなる固体
レーザーにおいて、 前記温度調節手段が、前記密閉容器の底板上に固定され
たペルチェ素子を含むものであり、 前記底板のペルチェ素子を固定する部分の厚みが３ｍｍ
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７】前記共振器内に、固体レーザー光を波長変
換する非線形光学結晶が配設されていることを特徴とす
る請求項１から６いずれか１項記載の固体レーザー。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26206697A JP3966958B2 (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 固体レーザー |
| US09/160,347 US6289029B1 (en) | 1997-09-26 | 1998-09-25 | Solid state laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26206697A JP3966958B2 (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 固体レーザー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11103119A true JPH11103119A (ja) | 1999-04-13 |
| JP3966958B2 JP3966958B2 (ja) | 2007-08-29 |
Family
ID=17370563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26206697A Expired - Fee Related JP3966958B2 (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 固体レーザー |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6289029B1 (ja) |
| JP (1) | JP3966958B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020105509A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | 日本電信電話株式会社 | 波長変換装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000269573A (ja) * | 1999-03-16 | 2000-09-29 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体レーザー |
| US7120178B2 (en) * | 2002-06-15 | 2006-10-10 | Intel Corporation | Chip carrier apparatus and method |
| DE102006000205B4 (de) * | 2005-04-28 | 2012-11-08 | Denso Corporation | Laser-Maschinenzündvorrichtung |
| JP5781188B1 (ja) * | 2014-03-26 | 2015-09-16 | 株式会社フジクラ | 導光装置、製造方法、及び、ｌｄモジュール |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4656635A (en) | 1985-05-01 | 1987-04-07 | Spectra-Physics, Inc. | Laser diode pumped solid state laser |
| JP3614474B2 (ja) * | 1994-10-14 | 2005-01-26 | 富士写真フイルム株式会社 | 波長変換レーザー |
| KR100363237B1 (ko) * | 1995-05-09 | 2003-02-05 | 삼성전자 주식회사 | 제2고조파 발생 방법 및 장치 |
| JPH09266337A (ja) | 1996-03-28 | 1997-10-07 | Fuji Photo Film Co Ltd | レーザーダイオード励起固体レーザー |
-
1997
- 1997-09-26 JP JP26206697A patent/JP3966958B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-09-25 US US09/160,347 patent/US6289029B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020105509A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | 日本電信電話株式会社 | 波長変換装置 |
| JP2020086031A (ja) * | 2018-11-20 | 2020-06-04 | 日本電信電話株式会社 | 波長変換装置 |
| US11971644B2 (en) | 2018-11-20 | 2024-04-30 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Wavelength conversion device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3966958B2 (ja) | 2007-08-29 |
| US6289029B1 (en) | 2001-09-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5267252A (en) | Solid-state laser device comprising a temperature-controlled thermal conductive support | |
| US5218610A (en) | Tunable solid state laser | |
| US5187714A (en) | Laser-diode-pumped solid-state laser | |
| US6026101A (en) | Solid-state laser apparatus | |
| US4048515A (en) | Broadband laser with intracavity crystal for generating second harmonic radiation | |
| US5657341A (en) | Single longitudinal mode laser | |
| JP3966958B2 (ja) | 固体レーザー | |
| JP3683360B2 (ja) | 偏光制御素子および固体レーザー | |
| JP3398967B2 (ja) | レーザ光発生装置 | |
| JPH104233A (ja) | 波長変換レーザー | |
| JP3415407B2 (ja) | 波長変換レーザー | |
| JP2000315833A (ja) | 単一縦モード固体レーザー | |
| JP2000208849A (ja) | 半導体レ―ザ励起固体レ―ザ装置 | |
| US5418808A (en) | Solid state laser | |
| JPH04318988A (ja) | レーザーダイオードポンピング固体レーザー | |
| JP2754101B2 (ja) | レーザーダイオードポンピング固体レーザー | |
| JPH07131101A (ja) | レーザ光発生装置 | |
| JPH09266337A (ja) | レーザーダイオード励起固体レーザー | |
| JPH1093166A (ja) | 半導体レーザー励起固体レーザー | |
| JPH1098222A (ja) | 波長変換固体レーザー | |
| JPH04157778A (ja) | レーザーダイオードポンピング固体レーザー | |
| JP2663197B2 (ja) | レーザーダイオードポンピング固体レーザー | |
| JPH09266338A (ja) | レーザーダイオード励起固体レーザー | |
| JP2000347235A (ja) | 固体レーザ装置 | |
| JPH11330601A (ja) | 光強度変調レーザー装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040511 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040511 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060725 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060925 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061128 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061219 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070219 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20070410 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070529 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070530 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100608 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110608 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110608 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120608 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120608 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130608 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |