JPH1117252A - 半導体励起固体レーザ装置 - Google Patents
半導体励起固体レーザ装置Info
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- JPH1117252A JPH1117252A JP9170547A JP17054797A JPH1117252A JP H1117252 A JPH1117252 A JP H1117252A JP 9170547 A JP9170547 A JP 9170547A JP 17054797 A JP17054797 A JP 17054797A JP H1117252 A JPH1117252 A JP H1117252A
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
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- H01S3/094084—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light with pump light recycling, i.e. with reinjection of the unused pump light, e.g. by reflectors or circulators
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体レーザから出力される励起光を効率よ
くレーザ媒質に伝搬できる半導体励起固体レーザを提供
すること。 【解決手段】 半導体レーザ素子３から発せられる励起
光を固体レーザ媒質１に導く光学的ガイド板５の形状を
半導体レーザ素子３側の断面積を大きくし、固定レーザ
媒質１側の断面積を小さくする。
くレーザ媒質に伝搬できる半導体励起固体レーザを提供
すること。 【解決手段】 半導体レーザ素子３から発せられる励起
光を固体レーザ媒質１に導く光学的ガイド板５の形状を
半導体レーザ素子３側の断面積を大きくし、固定レーザ
媒質１側の断面積を小さくする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体励起固体
レーザ装置に関し、特に半導体励起固体レーザ装置にお
いて半導体レーザが出力する励起光を固体レーザ媒質に
伝搬（伝送）する光学系に関するものである。
レーザ装置に関し、特に半導体励起固体レーザ装置にお
いて半導体レーザが出力する励起光を固体レーザ媒質に
伝搬（伝送）する光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１５、図１６は、従来の半導体励起固
体レーザ装置（固体レーザ発振器）を示している。な
お、図１６は図１５に示した線ＸＶＩーＸＶＩによる断
面図である。半導体励起固体レーザ装置は、固体レーザ
媒質１０１と、レーザ励起源である半導体レーザ１０３
と、半導体レーザ１０３の励起光を固体レーザ媒質１０
１に伝播する直方体平板による光学的ガイド板１０５と
を有している。
体レーザ装置（固体レーザ発振器）を示している。な
お、図１６は図１５に示した線ＸＶＩーＸＶＩによる断
面図である。半導体励起固体レーザ装置は、固体レーザ
媒質１０１と、レーザ励起源である半導体レーザ１０３
と、半導体レーザ１０３の励起光を固体レーザ媒質１０
１に伝播する直方体平板による光学的ガイド板１０５と
を有している。
【０００３】半導体レーザ１０３から発せられた励起光
は、ある程度の発散角をもって光学的ガイド板１０５内
部に入射し、光学的ガイド板１０５の内側面を全反射し
ながら固体レーザ媒質１０１側に到達し、固体レーザ媒
質１０１に吸収される。
は、ある程度の発散角をもって光学的ガイド板１０５内
部に入射し、光学的ガイド板１０５の内側面を全反射し
ながら固体レーザ媒質１０１側に到達し、固体レーザ媒
質１０１に吸収される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】発散角の大きい半導体
レーザを用いた場合には、半導体レーザ１０３から発せ
られる励起光のすべてが光学的ガイド板１０５内部に入
射するよう、光学的ガイド板１０５の板厚（励起光入射
面の面積）を大きくする必要を生じるが、従来の半導体
励起固体レーザ装置における光学的ガイド板１０５は直
方体の平板形状をしているため、光学的ガイド板１０５
の励起光入射面の面積が大きくなることに応じて固定固
体レーザ媒質１０１側の光学的ガイド板１０５の出射面
の面積も大きくなり、励起光が固体レーザ媒質１０１に
吸収されず、光学的ガイド板１０５内を逆行して損失と
なる割合が大きくなる。
レーザを用いた場合には、半導体レーザ１０３から発せ
られる励起光のすべてが光学的ガイド板１０５内部に入
射するよう、光学的ガイド板１０５の板厚（励起光入射
面の面積）を大きくする必要を生じるが、従来の半導体
励起固体レーザ装置における光学的ガイド板１０５は直
方体の平板形状をしているため、光学的ガイド板１０５
の励起光入射面の面積が大きくなることに応じて固定固
体レーザ媒質１０１側の光学的ガイド板１０５の出射面
の面積も大きくなり、励起光が固体レーザ媒質１０１に
吸収されず、光学的ガイド板１０５内を逆行して損失と
なる割合が大きくなる。
【０００５】また、効率良く光伝送するためには、半導
体レーザ１０３に組み込まれている半導体レーザチップ
と光学的ガイド板１０５とを一定以上の精度で３次元的
に位置設定する必要がある。図１７は半導体レーザチッ
プと光学的ガイド板との間の上下誤差（光軸ずれ）が結
合損失に与える影響を示している。横軸は光学的ガイド
板の厚みに対する上下誤差の割合を示している。図１７
に示されている結合損失曲線は半導体レーザチップの出
力光の発散角および光学的ガイド板の材質によって異な
る。この例では、上下誤差が３０％を越えると、結合損
失が急に増えることを示している。
体レーザ１０３に組み込まれている半導体レーザチップ
と光学的ガイド板１０５とを一定以上の精度で３次元的
に位置設定する必要がある。図１７は半導体レーザチッ
プと光学的ガイド板との間の上下誤差（光軸ずれ）が結
合損失に与える影響を示している。横軸は光学的ガイド
板の厚みに対する上下誤差の割合を示している。図１７
に示されている結合損失曲線は半導体レーザチップの出
力光の発散角および光学的ガイド板の材質によって異な
る。この例では、上下誤差が３０％を越えると、結合損
失が急に増えることを示している。
【０００６】図１８は半導体レーザに組み込まれている
半導体レーザチップと光学的ガイド板との間の光軸方向
のギャップが結合損失に与える影響を示している。この
場合の結合損失曲線も半導体レーザチップの出力光の発
散角および光学的ガイド板２の材質によって異なる。こ
の例では、ギャップ誤差が２５％を越えると、結合損失
が徐々に増えることを示している。
半導体レーザチップと光学的ガイド板との間の光軸方向
のギャップが結合損失に与える影響を示している。この
場合の結合損失曲線も半導体レーザチップの出力光の発
散角および光学的ガイド板２の材質によって異なる。こ
の例では、ギャップ誤差が２５％を越えると、結合損失
が徐々に増えることを示している。
【０００７】この発明は、上述の如き問題点に着目して
なされたものであり、半導体レーザの励起光の逆行損
失、結合損失を少なくして半導体レーザから出力される
励起光を効率よく固体レーザ媒質に伝搬し、固体レーザ
媒質が励起光を効率よく吸収するよう改良された光学系
を有する半導体励起固体レーザ装置を得ることを目的と
している。
なされたものであり、半導体レーザの励起光の逆行損
失、結合損失を少なくして半導体レーザから出力される
励起光を効率よく固体レーザ媒質に伝搬し、固体レーザ
媒質が励起光を効率よく吸収するよう改良された光学系
を有する半導体励起固体レーザ装置を得ることを目的と
している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明による半導体励起固体レーザ装置は、固
体レーザ媒質と、レーザ励起源である半導体レーザと、
前記半導体レーザの励起光を前記固体レーザ媒質に伝播
させる光学的ガイド板とを有する半導体励起固体レーザ
装置において、前記光学的ガイド板は、励起光の伝搬主
光軸に直交する横断面積が前記半導体レーザ側で大き
く、これより前記固体レーザ媒質側へ向かうに従って小
さくなっているものである。
めに、この発明による半導体励起固体レーザ装置は、固
体レーザ媒質と、レーザ励起源である半導体レーザと、
前記半導体レーザの励起光を前記固体レーザ媒質に伝播
させる光学的ガイド板とを有する半導体励起固体レーザ
装置において、前記光学的ガイド板は、励起光の伝搬主
光軸に直交する横断面積が前記半導体レーザ側で大き
く、これより前記固体レーザ媒質側へ向かうに従って小
さくなっているものである。
【０００９】この発明による半導体励起固体レーザ装置
では、光学的ガイド板の横断面積が半導体レーザ側で大
きく、これより固体レーザ媒質側へ向かうに従って小さ
くなっているから、半導体レーザの励起光を大量に光学
的ガイド板に取り込み、固体レーザ媒質側から光学的ガ
イド板へ逆行する励起光の光量が低減する。
では、光学的ガイド板の横断面積が半導体レーザ側で大
きく、これより固体レーザ媒質側へ向かうに従って小さ
くなっているから、半導体レーザの励起光を大量に光学
的ガイド板に取り込み、固体レーザ媒質側から光学的ガ
イド板へ逆行する励起光の光量が低減する。
【００１０】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、光学的ガイド板は板厚の変化により、前記横断面
積が前記半導体レーザ側で大きく、これより前記固体レ
ーザ媒質側へ向かうに従って小さくなっているものであ
る。
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、光学的ガイド板は板厚の変化により、前記横断面
積が前記半導体レーザ側で大きく、これより前記固体レ
ーザ媒質側へ向かうに従って小さくなっているものであ
る。
【００１１】この発明による半導体励起固体レーザ装置
では、光学的ガイド板は板厚の変化により、光学的ガイ
ド板の横断面積が半導体レーザ側で大きく、これより固
体レーザ媒質側へ向かうに従って小さくなっており、半
導体レーザの励起光を大量に光学的ガイド板に取り込
み、固体レーザ媒質側から光学的ガイド板へ逆行する励
起光の光量が低減する。
では、光学的ガイド板は板厚の変化により、光学的ガイ
ド板の横断面積が半導体レーザ側で大きく、これより固
体レーザ媒質側へ向かうに従って小さくなっており、半
導体レーザの励起光を大量に光学的ガイド板に取り込
み、固体レーザ媒質側から光学的ガイド板へ逆行する励
起光の光量が低減する。
【００１２】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置は、固体レーザ媒質と、レーザ励起源である半導体レ
ーザと、前記半導体レーザの励起光を前記固体レーザ媒
質に伝播させる光学的ガイド板とを有する半導体励起固
体レーザ装置において、前記半導体レーザが出力する励
起光の伝搬主光軸方向に対して前記光学的ガイド板の側
面がなす傾斜角をβとしたとき、前記光学的ガイド板の
屈折率ｎg が式（１）を満たすときには、前記光学的ガ
イド板が前記半導体レーザと対向する端面が前記側面間
で凹面をなし、前記屈折率ｎg が式（２）を満たすとき
には、前記光学的ガイド板が前記半導体レーザと対向す
る端面が前記側面間で凸面をなしているものである。
置は、固体レーザ媒質と、レーザ励起源である半導体レ
ーザと、前記半導体レーザの励起光を前記固体レーザ媒
質に伝播させる光学的ガイド板とを有する半導体励起固
体レーザ装置において、前記半導体レーザが出力する励
起光の伝搬主光軸方向に対して前記光学的ガイド板の側
面がなす傾斜角をβとしたとき、前記光学的ガイド板の
屈折率ｎg が式（１）を満たすときには、前記光学的ガ
イド板が前記半導体レーザと対向する端面が前記側面間
で凹面をなし、前記屈折率ｎg が式（２）を満たすとき
には、前記光学的ガイド板が前記半導体レーザと対向す
る端面が前記側面間で凸面をなしているものである。
【００１３】 ａｒｃｃｏｓ（１／ｎｇ）−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎｇ）−β＞０ …（１） ａｒｃｃｏｓ（１／ｎｇ）−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎｇ）−β＜０ …（２）
【００１４】この発明による半導体励起固体レーザ装置
では、光学的ガイド板の屈折率ｎgに応じて光学的ガイ
ド板の入射面形状が凹形状あるいは凸形状に決まる。
では、光学的ガイド板の屈折率ｎgに応じて光学的ガイ
ド板の入射面形状が凹形状あるいは凸形状に決まる。
【００１５】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置は、固体レーザ媒質と、レーザ励起源である半導体レ
ーザと、前記半導体レーザの励起光を前記固体レーザ媒
質に伝播させる光学的ガイド板とを有する半導体励起固
体レーザ装置において、内部に前記固体レーザ媒質を配
置され、前記光学的ガイド板より出射した励起光を前記
固体レーザ媒質へ反射させる筒状の集光器を有し、当該
集光器と前記光学的ガイド板とで前記固体レーザ媒質の
全周を隙間なく囲繞しているものである。
置は、固体レーザ媒質と、レーザ励起源である半導体レ
ーザと、前記半導体レーザの励起光を前記固体レーザ媒
質に伝播させる光学的ガイド板とを有する半導体励起固
体レーザ装置において、内部に前記固体レーザ媒質を配
置され、前記光学的ガイド板より出射した励起光を前記
固体レーザ媒質へ反射させる筒状の集光器を有し、当該
集光器と前記光学的ガイド板とで前記固体レーザ媒質の
全周を隙間なく囲繞しているものである。
【００１６】この発明による半導体励起固体レーザ装置
では、光学的ガイド板より出射した励起光が集光器内よ
り外部へ漏れることなく全て固体レーザ媒質に吸収され
る。
では、光学的ガイド板より出射した励起光が集光器内よ
り外部へ漏れることなく全て固体レーザ媒質に吸収され
る。
【００１７】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置は、固体レーザ媒質と、レーザ励起源である半導体レ
ーザと、前記半導体レーザの励起光を前記固体レーザ媒
質に伝播させる光学的ガイド板とを有する半導体励起固
体レーザ装置において、前記光学的ガイド板は、前記半
導体レーザ側の長さが励起光をスリット状に発光する前
記半導体レーザのスリット長さに概ね等しく、前記固体
レーザ媒質側の長さが固体レーザ媒質の長さに概ね等し
いものである。
置は、固体レーザ媒質と、レーザ励起源である半導体レ
ーザと、前記半導体レーザの励起光を前記固体レーザ媒
質に伝播させる光学的ガイド板とを有する半導体励起固
体レーザ装置において、前記光学的ガイド板は、前記半
導体レーザ側の長さが励起光をスリット状に発光する前
記半導体レーザのスリット長さに概ね等しく、前記固体
レーザ媒質側の長さが固体レーザ媒質の長さに概ね等し
いものである。
【００１８】この発明による半導体励起固体レーザ装置
では、半導体レーザの励起光の全てが光学的ガイド板に
直接入射され、光学的ガイド板より励起光が固体レーザ
媒質の長さの全域において吸収される。
では、半導体レーザの励起光の全てが光学的ガイド板に
直接入射され、光学的ガイド板より励起光が固体レーザ
媒質の長さの全域において吸収される。
【００１９】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、前記光学的ガイド板は半導体レーザ側と固体レー
ザ媒質側の端面を除く外面に半導体レーザの波長に対し
て全反射する全反射コーティングを施されているもので
ある。
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、前記光学的ガイド板は半導体レーザ側と固体レー
ザ媒質側の端面を除く外面に半導体レーザの波長に対し
て全反射する全反射コーティングを施されているもので
ある。
【００２０】この発明による半導体励起固体レーザ装置
では、光学的ガイド板内部に入射した励起光は、光学的
ガイド板内部で全反射し、側面等より外部へ漏洩するこ
とがない。
では、光学的ガイド板内部に入射した励起光は、光学的
ガイド板内部で全反射し、側面等より外部へ漏洩するこ
とがない。
【００２１】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、前記半導体レーザと前記光学的ガイド板との間に
光拡散板が配置されているものである。
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、前記半導体レーザと前記光学的ガイド板との間に
光拡散板が配置されているものである。
【００２２】この発明による半導体励起固体レーザ装置
では、光拡散板によって励起光の軸方向への均一性が向
上する。
では、光拡散板によって励起光の軸方向への均一性が向
上する。
【００２３】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置は、固体レーザ媒質と、レーザ励起源である半導体レ
ーザと、前記半導体レーザの励起光を前記固体レーザ媒
質に伝播させる光学的ガイド板とを有する半導体励起固
体レーザ装置において、前記半導体レーザと前記光学的
ガイド板の保持部材との間に光軸ずれ調整用の高さスペ
ーサが配置され、前記半導体レーザと前記光学的ガイド
板の保持部材との間に隙間調整用のギャップスペーサが
配置されているものである。
置は、固体レーザ媒質と、レーザ励起源である半導体レ
ーザと、前記半導体レーザの励起光を前記固体レーザ媒
質に伝播させる光学的ガイド板とを有する半導体励起固
体レーザ装置において、前記半導体レーザと前記光学的
ガイド板の保持部材との間に光軸ずれ調整用の高さスペ
ーサが配置され、前記半導体レーザと前記光学的ガイド
板の保持部材との間に隙間調整用のギャップスペーサが
配置されているものである。
【００２４】この発明による半導体レーザ励起固体レー
ザ装置では、半導体レーザが有している半導体レーザチ
ップと光学的ガイド板との光軸ずれ量が決められた誤差
範囲内に入るように光軸ずれ調整用の高さスペーサが選
定され、半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸
方向のギャップが決められた誤差範囲内に入るように隙
間調整用のギャップスペーサが選定されることにより、
半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸ずれ量
と、半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸方向
のギャップとが共に許容誤差範囲内に入るようになる。
ザ装置では、半導体レーザが有している半導体レーザチ
ップと光学的ガイド板との光軸ずれ量が決められた誤差
範囲内に入るように光軸ずれ調整用の高さスペーサが選
定され、半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸
方向のギャップが決められた誤差範囲内に入るように隙
間調整用のギャップスペーサが選定されることにより、
半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸ずれ量
と、半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸方向
のギャップとが共に許容誤差範囲内に入るようになる。
【００２５】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、前記半導体レーザが半導体レーザチップを搭載さ
れたパッケージ本体を有し、前記高さスペーサが前記パ
ッケージ本体の底部と前記光学的ガイド板の保持部材と
の間に配置され、前記ギャップスペーサが前記パッケー
ジ本体の前部と前記光学的ガイド板の保持部材との間に
配置されているものである。
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、前記半導体レーザが半導体レーザチップを搭載さ
れたパッケージ本体を有し、前記高さスペーサが前記パ
ッケージ本体の底部と前記光学的ガイド板の保持部材と
の間に配置され、前記ギャップスペーサが前記パッケー
ジ本体の前部と前記光学的ガイド板の保持部材との間に
配置されているものである。
【００２６】この発明による半導体レーザ励起固体レー
ザ装置では、パッケージ本体の底部と光学的ガイド板の
保持部材との間に高さスペーサが配置されることによ
り、半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸ずれ
量が許容誤差範囲内に入るようになり、パッケージ本体
の前部と光学的ガイド板の保持部材との間にギャップス
ペーサが配置されることにより、半導体レーザチップと
光学的ガイド板との光軸方向のギャップが許容誤差範囲
内に入るようになる。
ザ装置では、パッケージ本体の底部と光学的ガイド板の
保持部材との間に高さスペーサが配置されることによ
り、半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸ずれ
量が許容誤差範囲内に入るようになり、パッケージ本体
の前部と光学的ガイド板の保持部材との間にギャップス
ペーサが配置されることにより、半導体レーザチップと
光学的ガイド板との光軸方向のギャップが許容誤差範囲
内に入るようになる。
【００２７】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、前記ギャップスペーサに前記光学的ガイド板が固
定され、当該ギャップスペーサが半導体レーザのパッケ
ージ本体に突当てられることにより隙間調整が行われ、
前記ギャップスペーサと前記光学的ガイド板の保持部材
との間に前記高さスペーサが配置されているものであ
る。
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、前記ギャップスペーサに前記光学的ガイド板が固
定され、当該ギャップスペーサが半導体レーザのパッケ
ージ本体に突当てられることにより隙間調整が行われ、
前記ギャップスペーサと前記光学的ガイド板の保持部材
との間に前記高さスペーサが配置されているものであ
る。
【００２８】この発明による半導体レーザ励起固体レー
ザ装置では、光学的ガイド板がギャップスペーサより支
持され、このギャップスペーサが半導体レーザのパッケ
ージ本体に突当てられることにより、隙間調整が行われ
て半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸方向の
ギャップが許容誤差範囲内に入るようになり、このギャ
ップスペーサと光学的ガイド板の保持部材との間に高さ
スペーサが配置されることにより、半導体レーザチップ
と光学的ガイド板との光軸ずれ量が許容誤差範囲内に入
るようになる。
ザ装置では、光学的ガイド板がギャップスペーサより支
持され、このギャップスペーサが半導体レーザのパッケ
ージ本体に突当てられることにより、隙間調整が行われ
て半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸方向の
ギャップが許容誤差範囲内に入るようになり、このギャ
ップスペーサと光学的ガイド板の保持部材との間に高さ
スペーサが配置されることにより、半導体レーザチップ
と光学的ガイド板との光軸ずれ量が許容誤差範囲内に入
るようになる。
【００２９】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置は、固体レーザ媒質と、レーザ励起源である半導体レ
ーザと、前記半導体レーザの励起光を前記固体レーザ媒
質に伝播させる光学的ガイド板とを有する半導体励起固
体レーザ装置において、半導体レーザのパッケージ本体
に半導体レーザチップを担持したサブマウントの位置決
め配置部と前記光学的ガイド板の位置決め配置部とが形
成され、前記サブマウントの位置決め配置部にサブマウ
ントが位置決め配置され、前記光学的ガイド板の位置決
め配置部に前記光学的ガイド板が位置決め配置されてい
るものである。
置は、固体レーザ媒質と、レーザ励起源である半導体レ
ーザと、前記半導体レーザの励起光を前記固体レーザ媒
質に伝播させる光学的ガイド板とを有する半導体励起固
体レーザ装置において、半導体レーザのパッケージ本体
に半導体レーザチップを担持したサブマウントの位置決
め配置部と前記光学的ガイド板の位置決め配置部とが形
成され、前記サブマウントの位置決め配置部にサブマウ
ントが位置決め配置され、前記光学的ガイド板の位置決
め配置部に前記光学的ガイド板が位置決め配置されてい
るものである。
【００３０】この発明による半導体レーザ励起固体レー
ザ装置では、サブマウントの位置決め配置部にサブマウ
ントが位置決め配置され、光学的ガイド板の位置決め配
置部に光学的ガイド板が位置決め配置され、この双方の
位置決め配置により、半導体レーザチップと光学的ガイ
ド板との光軸ずれ量が許容誤差範囲内に入るようになる
と共に、半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸
方向のギャップが許容誤差範囲内に入るようになる。
ザ装置では、サブマウントの位置決め配置部にサブマウ
ントが位置決め配置され、光学的ガイド板の位置決め配
置部に光学的ガイド板が位置決め配置され、この双方の
位置決め配置により、半導体レーザチップと光学的ガイ
ド板との光軸ずれ量が許容誤差範囲内に入るようになる
と共に、半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸
方向のギャップが許容誤差範囲内に入るようになる。
【００３１】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、前記サブマウントの位置決め配置部と前記光学的
ガイド板の位置決め配置部とはそれぞれ前記パッケージ
本体に機械加工された段差部により与えられるものであ
る。
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、前記サブマウントの位置決め配置部と前記光学的
ガイド板の位置決め配置部とはそれぞれ前記パッケージ
本体に機械加工された段差部により与えられるものであ
る。
【００３２】この発明による半導体レーザ励起固体レー
ザ装置では、パッケージ本体に機械加工された段差部に
よるサブマウントの位置決め配置部にサブマウントが位
置決め配置され、またパッケージ本体に機械加工された
段差部による光学的ガイド板の位置決め配置部に光学的
ガイド板が位置決め配置され、この双方の位置決め配置
により、半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸
ずれ量が許容誤差範囲内に入るようになると共に、半導
体レーザチップと光学的ガイド板との光軸方向のギャッ
プが許容誤差範囲内に入るようになる。
ザ装置では、パッケージ本体に機械加工された段差部に
よるサブマウントの位置決め配置部にサブマウントが位
置決め配置され、またパッケージ本体に機械加工された
段差部による光学的ガイド板の位置決め配置部に光学的
ガイド板が位置決め配置され、この双方の位置決め配置
により、半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸
ずれ量が許容誤差範囲内に入るようになると共に、半導
体レーザチップと光学的ガイド板との光軸方向のギャッ
プが許容誤差範囲内に入るようになる。
【００３３】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、前記パッケージ本体に搭載されている半導体レー
ザチップを保護するパッケージカバーが設けられ、前記
パッケージカバーは前記位置決め配置部に配置された前
記光学的ガイド板を前記パッケージ本体とで挟み込み保
持する光学的ガイド板保持部を有しているものである。
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、前記パッケージ本体に搭載されている半導体レー
ザチップを保護するパッケージカバーが設けられ、前記
パッケージカバーは前記位置決め配置部に配置された前
記光学的ガイド板を前記パッケージ本体とで挟み込み保
持する光学的ガイド板保持部を有しているものである。
【００３４】この発明による半導体レーザ励起固体レー
ザ装置では、パッケージ本体とパッケージカバーとによ
って光学的ガイド板が挟み込み保持され、光学的ガイド
板の保持強度が向上する。
ザ装置では、パッケージ本体とパッケージカバーとによ
って光学的ガイド板が挟み込み保持され、光学的ガイド
板の保持強度が向上する。
【００３５】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、前記パッケージ本体と前記光学的ガイド板との間
と、前記パッケージカバーと前記光学的ガイド板との間
にそれぞれパッキング剤あるいは接着剤が介在している
ものである。
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、前記パッケージ本体と前記光学的ガイド板との間
と、前記パッケージカバーと前記光学的ガイド板との間
にそれぞれパッキング剤あるいは接着剤が介在している
ものである。
【００３６】この発明による半導体レーザ励起固体レー
ザ装置では、パッキング剤あるいは接着剤を挟んで光学
的ガイド板がパッケージ本体とパッケージカバーより挟
み込み保持され、パッキング剤、接着剤がクッション材
として作用し、挟み込み力による光学的ガイド板の破損
を防止する。
ザ装置では、パッキング剤あるいは接着剤を挟んで光学
的ガイド板がパッケージ本体とパッケージカバーより挟
み込み保持され、パッキング剤、接着剤がクッション材
として作用し、挟み込み力による光学的ガイド板の破損
を防止する。
【００３７】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、前記パッキング剤あるいは接着剤は前記光学的ガ
イド板より屈折率の小さい材料により構成されているも
のである。
置は、上述の発明による半導体励起固体レーザ装置にお
いて、前記パッキング剤あるいは接着剤は前記光学的ガ
イド板より屈折率の小さい材料により構成されているも
のである。
【００３８】この発明による半導体レーザ励起固体レー
ザ装置では、パッキング剤あるいは接着剤の屈折率が光
学的ガイド板の屈折率より小さく、この光学的特性によ
り光学的ガイド板の側面部よりの光の漏洩損失が抑制さ
れる。
ザ装置では、パッキング剤あるいは接着剤の屈折率が光
学的ガイド板の屈折率より小さく、この光学的特性によ
り光学的ガイド板の側面部よりの光の漏洩損失が抑制さ
れる。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明による半導体励起固体レーザ装置の実施の形態を詳細
に説明する。
明による半導体励起固体レーザ装置の実施の形態を詳細
に説明する。
【００４０】（実施の形態１）図１〜図４はこの発明に
よる半導体励起固体レーザ装置の実施の形態１を示して
いる。
よる半導体励起固体レーザ装置の実施の形態１を示して
いる。
【００４１】この半導体励起固体レーザ装置は、ＹＡＧ
ロッド等による円柱状の固体レーザ媒質１と、レーザ励
起源であるレーザダイオード等による板片状の半導体レ
ーザ（半導体レーザパッケージ）３と、半導体レーザ３
の励起光を固体レーザ媒質１に伝播する光学ガラス製の
光学的ガイド板（光伝送体）５と、光学的ガイド板５よ
り出射した励起光を固体レーザ媒質１へ反射させる円筒
状反射鏡による集光器７とを有している。
ロッド等による円柱状の固体レーザ媒質１と、レーザ励
起源であるレーザダイオード等による板片状の半導体レ
ーザ（半導体レーザパッケージ）３と、半導体レーザ３
の励起光を固体レーザ媒質１に伝播する光学ガラス製の
光学的ガイド板（光伝送体）５と、光学的ガイド板５よ
り出射した励起光を固体レーザ媒質１へ反射させる円筒
状反射鏡による集光器７とを有している。
【００４２】固体レーザ媒質１は集光器７内部の中心位
置に同心配置されている。この実施の形態では、半導体
レーザ３と、各半導体レーザ３毎の光学的ガイド板５は
４個あり、固体レーザ媒質１の中心軸線周りに９０度の
回転角をもって等間隔に放射線状に配置されている。
置に同心配置されている。この実施の形態では、半導体
レーザ３と、各半導体レーザ３毎の光学的ガイド板５は
４個あり、固体レーザ媒質１の中心軸線周りに９０度の
回転角をもって等間隔に放射線状に配置されている。
【００４３】光学的ガイド板５は、半導体レーザ３の側
の入射面５ａの板厚が最も大きく、これより固体レーザ
媒質１の側へ向かうに従って板厚が徐々に小さくなり、
出射面５ｂにて板厚が最小になっている。これにより、
半導体レーザ３が出力する励起光の伝搬主光軸Ａ（図
３、図４参照）に直交する横断面積が半導体レーザ３の
側で大きく、これより固体レーザ媒質１の側へ向かうに
従って徐々に小さくなる。
の入射面５ａの板厚が最も大きく、これより固体レーザ
媒質１の側へ向かうに従って板厚が徐々に小さくなり、
出射面５ｂにて板厚が最小になっている。これにより、
半導体レーザ３が出力する励起光の伝搬主光軸Ａ（図
３、図４参照）に直交する横断面積が半導体レーザ３の
側で大きく、これより固体レーザ媒質１の側へ向かうに
従って徐々に小さくなる。
【００４４】光学的ガイド板５は、図２（図２は図１に
示した線ＩＩ−ＩＩによる断面図である）に示されてい
るように、半導体レーザ１の側の長さが半導体レーザ３
のスリット状発光部３ａのスリット長さに概ね等しく、
固体レーザ媒質１の側の長さが固体レーザ媒質１の長さ
（軸長）に概ね等しく、平面形状が台形状をなしてい
る。
示した線ＩＩ−ＩＩによる断面図である）に示されてい
るように、半導体レーザ１の側の長さが半導体レーザ３
のスリット状発光部３ａのスリット長さに概ね等しく、
固体レーザ媒質１の側の長さが固体レーザ媒質１の長さ
（軸長）に概ね等しく、平面形状が台形状をなしてい
る。
【００４５】これにより、半導体レーザ３の励起光の全
てが光学的ガイド板５に直接入射され、光学的ガイド板
５より励起光が固体レーザ媒質１の長さの全域において
吸収される。
てが光学的ガイド板５に直接入射され、光学的ガイド板
５より励起光が固体レーザ媒質１の長さの全域において
吸収される。
【００４６】この場合でも、光学的ガイド板５の板厚の
調整により、半導体レーザ３の側の入射面５ａの面積を
最大に、出射面５ｂの面積を最小にすることができる。
調整により、半導体レーザ３の側の入射面５ａの面積を
最大に、出射面５ｂの面積を最小にすることができる。
【００４７】集光器７は光学的ガイド板５より出射した
励起光を固体レーザ媒質１へ反射させるものであり、こ
の集光器７と光学的ガイド板５とで固体レーザ媒質１の
全周を隙間なく囲繞している。
励起光を固体レーザ媒質１へ反射させるものであり、こ
の集光器７と光学的ガイド板５とで固体レーザ媒質１の
全周を隙間なく囲繞している。
【００４８】これにより、光学的ガイド板５より出射し
た励起光が集光器７内より外部へ漏れることなく全て固
体レーザ媒質１に吸収される。
た励起光が集光器７内より外部へ漏れることなく全て固
体レーザ媒質１に吸収される。
【００４９】半導体レーザ３のスリット状発光部３ａか
ら発せられた励起光は、ある広がり（発散角）をもって
光学的ガイド板５内部に、その入射面５ａより入射す
る。励起光が光学的ガイド板５の両側の側面５ｃで多重
反射を繰り返しながら伝搬することのできる最大広がり
角（以下、臨界角と云う）θは、光学的ガイド板５の屈
折率をｎg としたとき、式（３）で与えられる。
ら発せられた励起光は、ある広がり（発散角）をもって
光学的ガイド板５内部に、その入射面５ａより入射す
る。励起光が光学的ガイド板５の両側の側面５ｃで多重
反射を繰り返しながら伝搬することのできる最大広がり
角（以下、臨界角と云う）θは、光学的ガイド板５の屈
折率をｎg としたとき、式（３）で与えられる。
【００５０】 θ＝ａｒｃｓｉｎ［ｎg ・ｓｉｎ｛ａｒｃｃｏｓ・ （１／ｎg ）−α−β｝］＋α …（３）
【００５１】なお、αは励起光入射点における光学的ガ
イド板５の半導体レーザ３のスリット状発光部３ａと固
体レーザ媒質１の中心を結ぶ基準面に対して垂直な面か
らの傾斜角、βは励起光の伝搬主光軸方向に対して光学
的ガイド板５の側面５ｃがなす傾斜角である。
イド板５の半導体レーザ３のスリット状発光部３ａと固
体レーザ媒質１の中心を結ぶ基準面に対して垂直な面か
らの傾斜角、βは励起光の伝搬主光軸方向に対して光学
的ガイド板５の側面５ｃがなす傾斜角である。
【００５２】傾斜角βが正の値である領域では、光学的
ガイド板５の固体レーザ媒質１側の断面積より半導体レ
ーザ３側の断面積が大きくなり、直方体平板形状の光学
ガイド板が使用される場合に比べて集光器７側から逆行
する励起光の光量を低減できる。
ガイド板５の固体レーザ媒質１側の断面積より半導体レ
ーザ３側の断面積が大きくなり、直方体平板形状の光学
ガイド板が使用される場合に比べて集光器７側から逆行
する励起光の光量を低減できる。
【００５３】臨界角θは、入射面５ａのなす傾斜角αと
側面５ｃのなす傾斜角βが次式（４）を満たすとき最大
値π/ ２＋αとなる。
側面５ｃのなす傾斜角βが次式（４）を満たすとき最大
値π/ ２＋αとなる。
【００５４】 α＋β＝ａｒｃｃｏｓ（１／ｎg ）−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎg ） …（４）
【００５５】最大臨界角を与える光学的ガイド板５の入
射面形状は、傾斜角αが正の値であれば、図３に示され
ているように、凹形状であり、傾斜角αが負の値であれ
ば、図４に示されているように、凸形状である。従っ
て、式（５）の値の符号によって入射面形状が決まる。
射面形状は、傾斜角αが正の値であれば、図３に示され
ているように、凹形状であり、傾斜角αが負の値であれ
ば、図４に示されているように、凸形状である。従っ
て、式（５）の値の符号によって入射面形状が決まる。
【００５６】 ａｒｃｃｏｓ（１／ｎg ）−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎg ）−β …（５）
【００５７】最大臨界角を与える光学的ガイド板５の入
射面形状は、側面５ｃのなす傾斜角βが０のとき、光学
的ガイド板５の屈折率ｎg が√２以下であれば、傾斜角
αは負であり、入射面形状は、図４に示されているよう
に、凸形状になる。これに対し、光学的ガイド板５の屈
折率ｎg が√２以上であれば、傾斜角αは正であり、入
射面形状は、図３に示されているように、凹形状にな
る。
射面形状は、側面５ｃのなす傾斜角βが０のとき、光学
的ガイド板５の屈折率ｎg が√２以下であれば、傾斜角
αは負であり、入射面形状は、図４に示されているよう
に、凸形状になる。これに対し、光学的ガイド板５の屈
折率ｎg が√２以上であれば、傾斜角αは正であり、入
射面形状は、図３に示されているように、凹形状にな
る。
【００５８】光学的ガイド板５において、半導体レーザ
３が出力する励起光の入射面積を大きくとり、集光器７
の反射光が光学的ガイド板５に逆入射する光量を少なく
するために、光学的ガイド板５の固体レーザ媒質１側の
断面積より半導体レーザ３側の断面積を大きくとると、
傾斜角βは正の値になる。
３が出力する励起光の入射面積を大きくとり、集光器７
の反射光が光学的ガイド板５に逆入射する光量を少なく
するために、光学的ガイド板５の固体レーザ媒質１側の
断面積より半導体レーザ３側の断面積を大きくとると、
傾斜角βは正の値になる。
【００５９】この場合には、光学的ガイド板５の入射面
形状が凹形状と凸形状とに分かれる屈折率ｎg は√２よ
り大きくなる。このことは、屈折率ｎg が大きい光学的
ガイド板５を使用することによって最大臨界角π／２＋
αを大きくでき、しかも、半導体レーザ３側の断面積と
固体レーザ媒質１側の断面積との比を大きくできること
を示している。
形状が凹形状と凸形状とに分かれる屈折率ｎg は√２よ
り大きくなる。このことは、屈折率ｎg が大きい光学的
ガイド板５を使用することによって最大臨界角π／２＋
αを大きくでき、しかも、半導体レーザ３側の断面積と
固体レーザ媒質１側の断面積との比を大きくできること
を示している。
【００６０】光学的ガイド板５に対して、式（４）を満
たす傾斜角αとβの組み合わせを選択することにより、
光学的ガイド板５に取り込んで固体レーザ媒質１側に伝
搬できる半導体レーザ３からの励起光の発散角は最大値
π／２＋αとなる。すなわち、半導体レーザ３の発散角
がθであれば、式（４）より、次式（６）を満たす範囲
で、光学的ガイド板５の側面５ｃの傾斜角βを与えるこ
とができる。
たす傾斜角αとβの組み合わせを選択することにより、
光学的ガイド板５に取り込んで固体レーザ媒質１側に伝
搬できる半導体レーザ３からの励起光の発散角は最大値
π／２＋αとなる。すなわち、半導体レーザ３の発散角
がθであれば、式（４）より、次式（６）を満たす範囲
で、光学的ガイド板５の側面５ｃの傾斜角βを与えるこ
とができる。
【００６１】 β≦θ−（π／２）｛ａｒｃｃｏｓ（１／ｎg ） −ａｒｃｓｉｎ（１／ｎg ）］ …（６）
【００６２】光学的ガイド板５の側面の物質が、空気で
なく、屈折率ｎa をもつ物質である場合には、式（４）
と式（６）が満たす条件は、次式（７）、（８）に修正
される。
なく、屈折率ｎa をもつ物質である場合には、式（４）
と式（６）が満たす条件は、次式（７）、（８）に修正
される。
【００６３】 α＋β＝ａｒｃｃｏｓ（ｎa ／ｎg ）−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎg ） …（７）
【００６４】 β≦θー［（π／２）｛ａｒｃｃｏｓ（ｎa ／ｎg ） −ａｒｃｓｉｎ（１／ｎg ）］ …（８）
【００６５】上述のような構成により、半導体レーザ３
の励起光を大量に光学的ガイド板５に取り込み、これを
固体レーザ媒質１に伝搬でき、さらに集光器７から逆行
する光量を低減でき、半導体レーザ出力を効率よく固体
レーザ媒質に伝搬できる半導体励起固体レーザ装置が実
現される。
の励起光を大量に光学的ガイド板５に取り込み、これを
固体レーザ媒質１に伝搬でき、さらに集光器７から逆行
する光量を低減でき、半導体レーザ出力を効率よく固体
レーザ媒質に伝搬できる半導体励起固体レーザ装置が実
現される。
【００６６】（実施の形態２）図５はこの発明による半
導体励起固体レーザ装置の実施の形態２を示している。
なお、図５に於いて、図１に対応する部分は図１に付し
た符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
導体励起固体レーザ装置の実施の形態２を示している。
なお、図５に於いて、図１に対応する部分は図１に付し
た符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００６７】この実施の形態では、光学的ガイド板５の
半導体レーザ３側と固体レーザ媒質１側の端面（入射面
５ａ、出射面５ｂ）を除く外面に半導体レーザの波長に
対して全反射する全反射コーティング層９がコーティン
グされている。
半導体レーザ３側と固体レーザ媒質１側の端面（入射面
５ａ、出射面５ｂ）を除く外面に半導体レーザの波長に
対して全反射する全反射コーティング層９がコーティン
グされている。
【００６８】これにより、光学的ガイド板５内部に入射
した励起光が側面５ｃ等より外部へ漏洩することがな
く、半導体レーザ３の励起光を固体レーザ媒質１に低損
失で伝搬でき、半導体レーザ出力を効率よく固体レーザ
媒質に伝搬できる半導体励起固体レーザ装置が実現され
る。
した励起光が側面５ｃ等より外部へ漏洩することがな
く、半導体レーザ３の励起光を固体レーザ媒質１に低損
失で伝搬でき、半導体レーザ出力を効率よく固体レーザ
媒質に伝搬できる半導体励起固体レーザ装置が実現され
る。
【００６９】また、半導体レーザ３と光学的ガイド板５
との間に励起光の軸方向への均一化を図るために、光拡
散板１１が配置されている。
との間に励起光の軸方向への均一化を図るために、光拡
散板１１が配置されている。
【００７０】このことによっても、半導体レーザ３の励
起光を大量に光学的ガイド板５に取り込み、これを固体
レーザ媒質１に伝搬でき、さらに集光器７から逆行する
光量を低減でき、半導体レーザ出力を効率よく固体レー
ザ媒質に伝搬できる半導体励起固体レーザ装置が実現さ
れる。
起光を大量に光学的ガイド板５に取り込み、これを固体
レーザ媒質１に伝搬でき、さらに集光器７から逆行する
光量を低減でき、半導体レーザ出力を効率よく固体レー
ザ媒質に伝搬できる半導体励起固体レーザ装置が実現さ
れる。
【００７１】（実施の形態３）図６、図７はこの発明に
よる半導体励起固体レーザ装置の実施の形態３を示して
いる。
よる半導体励起固体レーザ装置の実施の形態３を示して
いる。
【００７２】この半導体励起固体レーザ装置は、ＹＡＧ
ロッド等による円柱状の固体レーザ媒質２１と、レーザ
励起源であるレーザダイオード等による板片状の半導体
レーザ（半導体レーザパッケージ）２３と、半導体レー
ザ２３の励起光を固体レーザ媒質２１に伝播する光学ガ
ラス製の光学的ガイド板（光伝送体）２５と、固体レー
ザ媒質２１を冷却するために固体レーザ媒質２１と同心
に配置された透明ガラス製のフローチューブ２７と、光
学的ガイド板２５より出射した励起光を固体レーザ媒質
２１へ反射させる円筒状反射鏡による集光器２９とを有
している。
ロッド等による円柱状の固体レーザ媒質２１と、レーザ
励起源であるレーザダイオード等による板片状の半導体
レーザ（半導体レーザパッケージ）２３と、半導体レー
ザ２３の励起光を固体レーザ媒質２１に伝播する光学ガ
ラス製の光学的ガイド板（光伝送体）２５と、固体レー
ザ媒質２１を冷却するために固体レーザ媒質２１と同心
に配置された透明ガラス製のフローチューブ２７と、光
学的ガイド板２５より出射した励起光を固体レーザ媒質
２１へ反射させる円筒状反射鏡による集光器２９とを有
している。
【００７３】固体レーザ媒質２１は集光器２９内部の中
心位置に同心配置されており、この実施の形態でも、半
導体レーザ２３と、各半導体レーザ２３毎の光学的ガイ
ド板２５は４個あり、これらは固体レーザ媒質２１の中
心軸線周りに９０度の回転角をもって等間隔に放射線状
に配置されている。なお、図６では、半導体レーザ２３
は１箇所の光学的ガイド板２５に対応するものしか図示
されていないが、当然、他の３箇所の光学的ガイド板２
５にも半導体レーザが同様に取り付けられている。また
レーザ出力を増大するには、一つの固体レーザ媒質２１
に対し長手方向（ロッド状の固体レーザ媒質２１の軸線
方向）に複数個の半導体レーザを並べることで対応でき
る。
心位置に同心配置されており、この実施の形態でも、半
導体レーザ２３と、各半導体レーザ２３毎の光学的ガイ
ド板２５は４個あり、これらは固体レーザ媒質２１の中
心軸線周りに９０度の回転角をもって等間隔に放射線状
に配置されている。なお、図６では、半導体レーザ２３
は１箇所の光学的ガイド板２５に対応するものしか図示
されていないが、当然、他の３箇所の光学的ガイド板２
５にも半導体レーザが同様に取り付けられている。また
レーザ出力を増大するには、一つの固体レーザ媒質２１
に対し長手方向（ロッド状の固体レーザ媒質２１の軸線
方向）に複数個の半導体レーザを並べることで対応でき
る。
【００７４】半導体レーザ２３は、レーザ光を発光する
半導体レーザチップ３１と、上面に半導体レーザチップ
３１を搭載され、半導体レーザチップ３１からの作動熱
の除去（ヒートシンク）および半導体レーザチップ３１
と後述するパッケージ本体３５との線膨張係数の差を吸
収するためのサブマウント３３と、上面にサブマウント
３３を搭載され、サブマウント３３からの熱を外部へ排
出するために内部に冷却水通路（図示省略）を有するウ
ォータジャケット構造のパッケージ本体３５と、半導体
レーザチップ３１を保護すべくパッケージ本体３５に取
り付けられたパッケージカバー３７との組立体によるパ
ッケージ構造をなしている。なお、パッケージ本体３５
の背面部には冷却水入口管３９と冷却水出口管４１とが
取り付けられている。
半導体レーザチップ３１と、上面に半導体レーザチップ
３１を搭載され、半導体レーザチップ３１からの作動熱
の除去（ヒートシンク）および半導体レーザチップ３１
と後述するパッケージ本体３５との線膨張係数の差を吸
収するためのサブマウント３３と、上面にサブマウント
３３を搭載され、サブマウント３３からの熱を外部へ排
出するために内部に冷却水通路（図示省略）を有するウ
ォータジャケット構造のパッケージ本体３５と、半導体
レーザチップ３１を保護すべくパッケージ本体３５に取
り付けられたパッケージカバー３７との組立体によるパ
ッケージ構造をなしている。なお、パッケージ本体３５
の背面部には冷却水入口管３９と冷却水出口管４１とが
取り付けられている。
【００７５】半導体レーザチップ３１とサブマウント３
３とは金属はんだにより良熱伝導・導電接続されてお
り、サブマウント３３は金属はんだによって導電性材料
によるパッケージ本体３５に良熱伝導・導電接続され、
パッケージ本体３５が陽極電極を兼ねている。
３とは金属はんだにより良熱伝導・導電接続されてお
り、サブマウント３３は金属はんだによって導電性材料
によるパッケージ本体３５に良熱伝導・導電接続され、
パッケージ本体３５が陽極電極を兼ねている。
【００７６】パッケージ本体３５の上面には電気絶縁板
４３を介して電極部材４５が設けられている。電極部材
４５は多数本の細い金ワイヤ４７によって半導体レーザ
チップ３１と導電接続され、電極部材４５が導電性材料
によるパッケージカバー３７と面接触していることによ
り、パッケージカバー３７は陰極電極を兼ねている。
４３を介して電極部材４５が設けられている。電極部材
４５は多数本の細い金ワイヤ４７によって半導体レーザ
チップ３１と導電接続され、電極部材４５が導電性材料
によるパッケージカバー３７と面接触していることによ
り、パッケージカバー３７は陰極電極を兼ねている。
【００７７】上述のような電極構造では、パッケージ本
体３５とパッケージカバー３７との間に電位が印加され
ることによって半導体レーザチップ３１の右端面より励
起用レーザ光が発振される。
体３５とパッケージカバー３７との間に電位が印加され
ることによって半導体レーザチップ３１の右端面より励
起用レーザ光が発振される。
【００７８】光学的ガイド板２５は横転Ｌ形のガイド板
保持部材４９の前部起立部４９ａの上面に固定されてい
る。ガイド板保持部材４９とパッケージ本体３５とパッ
ケージカバー３７とは、これらを貫通する締結ボルト５
０と締結ボルト５０にねじ止めされたナット５２により
強固に固定連結されている。
保持部材４９の前部起立部４９ａの上面に固定されてい
る。ガイド板保持部材４９とパッケージ本体３５とパッ
ケージカバー３７とは、これらを貫通する締結ボルト５
０と締結ボルト５０にねじ止めされたナット５２により
強固に固定連結されている。
【００７９】半導体レーザチップ３１から発振されたレ
ーザ光は非常に薄くできた光損失の少ない光学的ガイド
板２５へ導入する。なお、光学的ガイド板２５の励起レ
ーザ光に対する入出力端面は光ファイバーに比べれば相
当面積が大きいので、これら端面に無反射コーテイング
処理を行うことが可能で、両端面での光損失を１％以下
に抑えることができる。
ーザ光は非常に薄くできた光損失の少ない光学的ガイド
板２５へ導入する。なお、光学的ガイド板２５の励起レ
ーザ光に対する入出力端面は光ファイバーに比べれば相
当面積が大きいので、これら端面に無反射コーテイング
処理を行うことが可能で、両端面での光損失を１％以下
に抑えることができる。
【００８０】ここで、半導体レーザチップ３１と光学的
ガイド板２５との光学的結合において、半導体レーザチ
ップ３１より光学的ガイド板２５へ効率よく光伝送する
ためには、前述したように、半導体レーザチップ３１と
光学的ガイド板２５とを所定値以上の精度で３次元的に
相対的に位置設定する必要がある。
ガイド板２５との光学的結合において、半導体レーザチ
ップ３１より光学的ガイド板２５へ効率よく光伝送する
ためには、前述したように、半導体レーザチップ３１と
光学的ガイド板２５とを所定値以上の精度で３次元的に
相対的に位置設定する必要がある。
【００８１】上述のような組立構成では、半導体レーザ
チップ３１と光学的ガイド板２５との相対的位置設定
は、ガイド板保持部材４９とパッケージ本体３５との相
対位置により決まる。
チップ３１と光学的ガイド板２５との相対的位置設定
は、ガイド板保持部材４９とパッケージ本体３５との相
対位置により決まる。
【００８２】パッケージ本体３５とガイド板保持部材４
９との間には、Ｌ形ギャップスペーサ５１と、平板状の
高さスペーサ５３とが設けられている。これらスペーサ
５１、５３は前述の締結ボルト５０とナット５２により
パッケージカバー３７、ガイパッケージ本体３５、ガイ
ド板保持部材４９と共に共締めされている。
９との間には、Ｌ形ギャップスペーサ５１と、平板状の
高さスペーサ５３とが設けられている。これらスペーサ
５１、５３は前述の締結ボルト５０とナット５２により
パッケージカバー３７、ガイパッケージ本体３５、ガイ
ド板保持部材４９と共に共締めされている。
【００８３】Ｌ形ギャップスペーサ５１は、パッケージ
本体３５の前部とガイド板保持部材４９の前部起立部４
９ａとの間に挟まれる隙間調整部５１ａを有し、隙間調
整部５１ａの厚さ寸法によって半導体レーザチップ３１
と光学的ガイド板２５との光軸方向の隙間が設定され
る。
本体３５の前部とガイド板保持部材４９の前部起立部４
９ａとの間に挟まれる隙間調整部５１ａを有し、隙間調
整部５１ａの厚さ寸法によって半導体レーザチップ３１
と光学的ガイド板２５との光軸方向の隙間が設定され
る。
【００８４】Ｌ形ギャップスペーサ５１の水平部５１ｂ
と高さスペーサ５３とは重なり合ってパッケージ本体３
５の底部とガイド板保持部材４９の水平部４９ｂとの間
に挟まれ、Ｌ形ギャップスペーサ５１の水平部５１ｂと
高さスペーサ５３の合計の厚さ寸法によって半導体レー
ザチップ３１と光学的ガイド板２５との相対的な上下位
置が決まり、光軸ずれ調整が行われる。
と高さスペーサ５３とは重なり合ってパッケージ本体３
５の底部とガイド板保持部材４９の水平部４９ｂとの間
に挟まれ、Ｌ形ギャップスペーサ５１の水平部５１ｂと
高さスペーサ５３の合計の厚さ寸法によって半導体レー
ザチップ３１と光学的ガイド板２５との相対的な上下位
置が決まり、光軸ずれ調整が行われる。
【００８５】これにより、半導体レーザチップ３１と光
学的ガイド板２５との光軸ずれ量が決められた誤差範囲
内に入るように高さスペーサ５３（およびＬ形ギャップ
スペーサ５１の水平部５１ｂを選定し、また半導体レー
ザ３１と光学的ガイド板２５との光軸方向のギャップが
決められた誤差範囲内に入るようにＬ形ギャップスペー
サ５１を選定することで、半導体レーザチップ３１と光
学的ガイド板２５との光軸ずれ量と、半導体レーザチッ
プ３１と光学的ガイド板２５との光軸方向のギャップと
が共に許容誤差範囲内に入るようになる。
学的ガイド板２５との光軸ずれ量が決められた誤差範囲
内に入るように高さスペーサ５３（およびＬ形ギャップ
スペーサ５１の水平部５１ｂを選定し、また半導体レー
ザ３１と光学的ガイド板２５との光軸方向のギャップが
決められた誤差範囲内に入るようにＬ形ギャップスペー
サ５１を選定することで、半導体レーザチップ３１と光
学的ガイド板２５との光軸ずれ量と、半導体レーザチッ
プ３１と光学的ガイド板２５との光軸方向のギャップと
が共に許容誤差範囲内に入るようになる。
【００８６】これにより、光軸ずれ誤差およびギャップ
誤差による結合損失が少ない値に抑えられ、半導体レー
ザチップ３１より光学的ガイド板２５への光伝送が効率
よく行われるようになり、半導体レーザ出力を効率よく
固体レーザ媒質に伝搬できる。
誤差による結合損失が少ない値に抑えられ、半導体レー
ザチップ３１より光学的ガイド板２５への光伝送が効率
よく行われるようになり、半導体レーザ出力を効率よく
固体レーザ媒質に伝搬できる。
【００８７】（実施の形態４）図８はこの発明による半
導体励起固体レーザ装置の実施の形態４を示している。
なお、図８において、図６に対応する部分は図６に付し
た符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
導体励起固体レーザ装置の実施の形態４を示している。
なお、図８において、図６に対応する部分は図６に付し
た符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００８８】この実施の形態では、ギャップスペーサ５
５上に光学的ガイド板２５が固定されており、ギャップ
スペーサ５５がパッケージ本体３５の前面に突当てられ
ることにより、ギャップスペーサ５５によって半導体レ
ーザチップ３１と光学的ガイド板２５との光軸方向の隙
間が設定されている。
５上に光学的ガイド板２５が固定されており、ギャップ
スペーサ５５がパッケージ本体３５の前面に突当てられ
ることにより、ギャップスペーサ５５によって半導体レ
ーザチップ３１と光学的ガイド板２５との光軸方向の隙
間が設定されている。
【００８９】ギャップスペーサ５５とガイド板保持部材
４９の前部起立部４９ａに形成されたスペーサ載置段差
部４９ｃとの間に高さスペーサ５７が配置されている。
これによりギャップスペーサ５５と高さスペーサ５７の
合計の厚さ寸法によって半導体レーザチップ３１と光学
的ガイド板２５との相対的な上下位置が決まり、光軸ず
れ調整が行われる。
４９の前部起立部４９ａに形成されたスペーサ載置段差
部４９ｃとの間に高さスペーサ５７が配置されている。
これによりギャップスペーサ５５と高さスペーサ５７の
合計の厚さ寸法によって半導体レーザチップ３１と光学
的ガイド板２５との相対的な上下位置が決まり、光軸ず
れ調整が行われる。
【００９０】この実施の形態においては、ギャップスペ
ーサ５５がパッケージ本体３５と接する面を基準として
所定のギャップを設けて結合できるように専用治具にて
光学的ガイド板２５を接合し、この後に上下調整用の高
さスペーサ５７を選定することにより、半導体レーザチ
ップ３１と光学的ガイド板２５との光軸ずれ量と、半導
体レーザチップ３１と光学的ガイド板２５との光軸方向
のギャップとが共に許容誤差範囲内に入るようになる。
ーサ５５がパッケージ本体３５と接する面を基準として
所定のギャップを設けて結合できるように専用治具にて
光学的ガイド板２５を接合し、この後に上下調整用の高
さスペーサ５７を選定することにより、半導体レーザチ
ップ３１と光学的ガイド板２５との光軸ずれ量と、半導
体レーザチップ３１と光学的ガイド板２５との光軸方向
のギャップとが共に許容誤差範囲内に入るようになる。
【００９１】これにより、光軸ずれ誤差およびギャップ
誤差による結合損失が少ない値に抑えられ、半導体レー
ザチップ３１より光学的ガイド板２５への光伝送が効率
よく行われるようになり、半導体レーザ出力を効率よく
固体レーザ媒質に伝搬できる。
誤差による結合損失が少ない値に抑えられ、半導体レー
ザチップ３１より光学的ガイド板２５への光伝送が効率
よく行われるようになり、半導体レーザ出力を効率よく
固体レーザ媒質に伝搬できる。
【００９２】（実施の形態５）図９、図１０はこの発明
による半導体励起固体レーザ装置の実施の形態５を示し
ている。なお、図９、図１０において、図６に対応する
部分は図６に付した符号と同一の符号を付けて、その説
明を省略する。
による半導体励起固体レーザ装置の実施の形態５を示し
ている。なお、図９、図１０において、図６に対応する
部分は図６に付した符号と同一の符号を付けて、その説
明を省略する。
【００９３】この実施の形態では、パッケージ本体３５
上に、半導体レーザチップ３１を取付けられたサブマウ
ント３３と光学的ガイド板２５とが光軸方向に直線的に
配列されている。
上に、半導体レーザチップ３１を取付けられたサブマウ
ント３３と光学的ガイド板２５とが光軸方向に直線的に
配列されている。
【００９４】パッケージ本体３５には、サブマウント３
３の位置決め配置部として第一の段差部３５ａが、また
光学的ガイド板２５の位置決め配置部として第二の段差
部３５ｂがそれぞれ機械加工されている。
３の位置決め配置部として第一の段差部３５ａが、また
光学的ガイド板２５の位置決め配置部として第二の段差
部３５ｂがそれぞれ機械加工されている。
【００９５】第一の段差部３５ａと第二の段差部３５ｂ
とは、半導体レーザチップ３１の励起用レーザ光が光学
的ガイド板２５の中心を通り、しかも半導体レーザチッ
プ３１と光学的ガイド板２５との光軸方向のギャップが
所定の範囲内に入るように高精度に機械加工されてい
る。
とは、半導体レーザチップ３１の励起用レーザ光が光学
的ガイド板２５の中心を通り、しかも半導体レーザチッ
プ３１と光学的ガイド板２５との光軸方向のギャップが
所定の範囲内に入るように高精度に機械加工されてい
る。
【００９６】これにより、第一の段差部３５ａにサブマ
ウントが段差面を基準にして突当て状態で数ミクロン厚
のはんだ接合され、第二の段差部３５ｂに光学的ガイド
板２５が突当て状態で接着されることにより、半導体レ
ーザチップ３１と光学的ガイド板２５との光軸ずれ量が
許容誤差範囲内に入るようになると共に、半導体レーザ
チップ３１と光学的ガイド板２５との光軸方向のギャッ
プが許容誤差範囲内に入るようになる。
ウントが段差面を基準にして突当て状態で数ミクロン厚
のはんだ接合され、第二の段差部３５ｂに光学的ガイド
板２５が突当て状態で接着されることにより、半導体レ
ーザチップ３１と光学的ガイド板２５との光軸ずれ量が
許容誤差範囲内に入るようになると共に、半導体レーザ
チップ３１と光学的ガイド板２５との光軸方向のギャッ
プが許容誤差範囲内に入るようになる。
【００９７】これにより、光軸ずれ誤差およびギャップ
誤差による結合損失が少ない値に抑えられ、半導体レー
ザチップ３１より光学的ガイド板２５への光伝送が効率
よく行われるようになり、半導体レーザ出力を効率よく
固体レーザ媒質に伝搬できる。
誤差による結合損失が少ない値に抑えられ、半導体レー
ザチップ３１より光学的ガイド板２５への光伝送が効率
よく行われるようになり、半導体レーザ出力を効率よく
固体レーザ媒質に伝搬できる。
【００９８】（実施の形態６）図１１、図１２はこの発
明による半導体励起固体レーザ装置の実施の形態６を示
している。なお、図１１、図１２において、図９、図１
０に対応する部分は図９、図１０に付した符号と同一の
符号を付けて、その説明を省略する。
明による半導体励起固体レーザ装置の実施の形態６を示
している。なお、図１１、図１２において、図９、図１
０に対応する部分は図９、図１０に付した符号と同一の
符号を付けて、その説明を省略する。
【００９９】この実施の形態は、実施の形態５の変形例
であり、パッケージカバー３７の先端部に光学的ガイド
板保持部３７ａが設けられている。光学的ガイド板保持
部３７ａは、第二の段差部３５ｂの上方に位置し、第二
の段差部３５ｂに配置された光学的ガイド板２５をパッ
ケージ本体３５とで挟み込み保持するようになってい
る。
であり、パッケージカバー３７の先端部に光学的ガイド
板保持部３７ａが設けられている。光学的ガイド板保持
部３７ａは、第二の段差部３５ｂの上方に位置し、第二
の段差部３５ｂに配置された光学的ガイド板２５をパッ
ケージ本体３５とで挟み込み保持するようになってい
る。
【０１００】この実施の形態では、パッケージ本体３５
とパッケージカバー３７とによって光学的ガイド板２５
が挟み込み保持され、光学的ガイド板２５の保持強度が
向上する。これにより装置の組み立てが容易になり、組
立時間を短縮することができるようになる。
とパッケージカバー３７とによって光学的ガイド板２５
が挟み込み保持され、光学的ガイド板２５の保持強度が
向上する。これにより装置の組み立てが容易になり、組
立時間を短縮することができるようになる。
【０１０１】（実施の形態７）図１３、図１４はこの発
明による半導体励起固体レーザ装置の実施の形態７を示
している。なお、図１３、図１４において、図１１、図
１２に対応する部分は図１１、図１２に付した符号と同
一の符号を付けて、その説明を省略する。
明による半導体励起固体レーザ装置の実施の形態７を示
している。なお、図１３、図１４において、図１１、図
１２に対応する部分は図１１、図１２に付した符号と同
一の符号を付けて、その説明を省略する。
【０１０２】この実施の形態は、実施の形態６の変形例
であり、パッケージ本体３５の第二の段差部３５ｂと光
学的ガイド板２５との間と、パッケージカバー３７の光
学的ガイド板保持部３７ａと光学的ガイド板２５との間
にそれぞれパッキング剤あるいは接着剤が介在してお
り、これらによりクッション層５９が設けられている。
クッション層５９を構成するパッキング剤あるいは接着
剤は、シリコン系樹脂等、光学的ガイド板２５より屈折
率の小さい材料により構成されている。
であり、パッケージ本体３５の第二の段差部３５ｂと光
学的ガイド板２５との間と、パッケージカバー３７の光
学的ガイド板保持部３７ａと光学的ガイド板２５との間
にそれぞれパッキング剤あるいは接着剤が介在してお
り、これらによりクッション層５９が設けられている。
クッション層５９を構成するパッキング剤あるいは接着
剤は、シリコン系樹脂等、光学的ガイド板２５より屈折
率の小さい材料により構成されている。
【０１０３】この実施の形態では、クッション層５９を
なすパッキング剤、接着剤がクッション材として作用
し、挟み込み力によって光学的ガイド板２５が破損する
ことを防止する。
なすパッキング剤、接着剤がクッション材として作用
し、挟み込み力によって光学的ガイド板２５が破損する
ことを防止する。
【０１０４】また、クッション層５９をなすパッキング
剤あるいは接着剤の屈折率が光学的ガイド板の屈折率よ
り小さく、この光学的特性により光学的ガイド板２５の
側面部よりの光の漏洩損失が抑制され、光伝送効率の低
下が抑えられる。
剤あるいは接着剤の屈折率が光学的ガイド板の屈折率よ
り小さく、この光学的特性により光学的ガイド板２５の
側面部よりの光の漏洩損失が抑制され、光伝送効率の低
下が抑えられる。
【０１０５】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明による半導体励起固体レーザ装置によれば、光学的ガ
イド板の横断面積が半導体レーザ側で大きく、これより
固体レーザ媒質側へ向かうに従って小さくなっているか
ら、半導体レーザの励起光を大量に光学的ガイド板に取
り込み、固体レーザ媒質側から光学的ガイド板へ逆行す
る励起光の光量が低減し、半導体レーザ出力を効率よく
固体レーザ媒質に伝搬できる。
明による半導体励起固体レーザ装置によれば、光学的ガ
イド板の横断面積が半導体レーザ側で大きく、これより
固体レーザ媒質側へ向かうに従って小さくなっているか
ら、半導体レーザの励起光を大量に光学的ガイド板に取
り込み、固体レーザ媒質側から光学的ガイド板へ逆行す
る励起光の光量が低減し、半導体レーザ出力を効率よく
固体レーザ媒質に伝搬できる。
【０１０６】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置によれば、光学的ガイド板は板厚の変化により、光学
的ガイド板の横断面積が半導体レーザ側で大きく、これ
より固体レーザ媒質側へ向かうに従って小さくなってお
り、半導体レーザの励起光を大量に光学的ガイド板に取
り込み、固体レーザ媒質側から光学的ガイド板へ逆行す
る励起光の光量が低減し、半導体レーザ出力を効率よく
固体レーザ媒質に伝搬できる。
置によれば、光学的ガイド板は板厚の変化により、光学
的ガイド板の横断面積が半導体レーザ側で大きく、これ
より固体レーザ媒質側へ向かうに従って小さくなってお
り、半導体レーザの励起光を大量に光学的ガイド板に取
り込み、固体レーザ媒質側から光学的ガイド板へ逆行す
る励起光の光量が低減し、半導体レーザ出力を効率よく
固体レーザ媒質に伝搬できる。
【０１０７】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置によれば、光学的ガイド板の屈折率に応じて光学的ガ
イド板の入射面形状を凹形状あるいは凸形状にすること
により、半導体レーザの励起光を大量に光学的ガイド板
に取り込み、固体レーザ媒質側から光学的ガイド板へ逆
行する励起光の光量が低減し、半導体レーザ出力を効率
よく固体レーザ媒質に伝搬できる。
置によれば、光学的ガイド板の屈折率に応じて光学的ガ
イド板の入射面形状を凹形状あるいは凸形状にすること
により、半導体レーザの励起光を大量に光学的ガイド板
に取り込み、固体レーザ媒質側から光学的ガイド板へ逆
行する励起光の光量が低減し、半導体レーザ出力を効率
よく固体レーザ媒質に伝搬できる。
【０１０８】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置によれば、光学的ガイド板より出射した励起光が集光
器内より外部へ漏れることなく全て固体レーザ媒質に吸
収され、半導体レーザ出力を効率よく固体レーザ媒質に
伝搬できる。
置によれば、光学的ガイド板より出射した励起光が集光
器内より外部へ漏れることなく全て固体レーザ媒質に吸
収され、半導体レーザ出力を効率よく固体レーザ媒質に
伝搬できる。
【０１０９】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置によれば、半導体レーザの励起光の全てが光学的ガイ
ド板に直接入射され、光学的ガイド板より励起光が固体
レーザ媒質の長さの全域において吸収され、半導体レー
ザ出力を効率よく固体レーザ媒質に伝搬できる。
置によれば、半導体レーザの励起光の全てが光学的ガイ
ド板に直接入射され、光学的ガイド板より励起光が固体
レーザ媒質の長さの全域において吸収され、半導体レー
ザ出力を効率よく固体レーザ媒質に伝搬できる。
【０１１０】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置によれば、光学的ガイド板内部に入射した励起光は、
光学的ガイド板内部で全反射し、側面等より外部へ漏洩
することがなく、半導体レーザ出力を効率よく固体レー
ザ媒質に伝搬できる。
置によれば、光学的ガイド板内部に入射した励起光は、
光学的ガイド板内部で全反射し、側面等より外部へ漏洩
することがなく、半導体レーザ出力を効率よく固体レー
ザ媒質に伝搬できる。
【０１１１】つぎの発明による半導体励起固体レーザ装
置によれば、光拡散板によって励起光の軸方向への均一
性が向上し、半導体レーザ出力を効率よく固体レーザ媒
質に伝搬できる。
置によれば、光拡散板によって励起光の軸方向への均一
性が向上し、半導体レーザ出力を効率よく固体レーザ媒
質に伝搬できる。
【０１１２】つぎの発明による半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置によれば、半導体レーザが有している半導体レ
ーザチップと光学的ガイド板との光軸ずれ量が決められ
た誤差範囲内に入るように光軸ずれ調整用の高さスペー
サが選定され、半導体レーザチップと光学的ガイド板と
の光軸方向のギャップが決められた誤差範囲内に入るよ
うに隙間調整用のギャップスペーサが選定されることに
より、半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸ず
れ量と、半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸
方向のギャップとが共に許容誤差範囲内に入るようにな
り、光軸ずれ誤差およびギャップ誤差による結合損失が
少ない値に抑えられ、半導体レーザチップより光学的ガ
イド板への光伝送が効率よく行われるようになり、半導
体レーザ出力を効率よく固体レーザ媒質に伝搬できる。
ーザ装置によれば、半導体レーザが有している半導体レ
ーザチップと光学的ガイド板との光軸ずれ量が決められ
た誤差範囲内に入るように光軸ずれ調整用の高さスペー
サが選定され、半導体レーザチップと光学的ガイド板と
の光軸方向のギャップが決められた誤差範囲内に入るよ
うに隙間調整用のギャップスペーサが選定されることに
より、半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸ず
れ量と、半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸
方向のギャップとが共に許容誤差範囲内に入るようにな
り、光軸ずれ誤差およびギャップ誤差による結合損失が
少ない値に抑えられ、半導体レーザチップより光学的ガ
イド板への光伝送が効率よく行われるようになり、半導
体レーザ出力を効率よく固体レーザ媒質に伝搬できる。
【０１１３】つぎの発明による半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置によれば、パッケージ本体の底部と光学的ガイ
ド板との間に高さスペーサが配置されることにより、半
導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸ずれ量が許
容誤差範囲内に入るようになり、パッケージ本体の前部
と光学的ガイド板の保持部材との間にギャップスペーサ
が配置されることにより、半導体レーザチップと光学的
ガイド板との光軸方向のギャップが許容誤差範囲内に入
るようになり、光軸ずれ誤差およびギャップ誤差による
結合損失が少ない値に抑えられ、半導体レーザチップよ
り光学的ガイド板への光伝送が効率よく行われるように
なり、半導体レーザ出力を効率よく固体レーザ媒質に伝
搬できる。
ーザ装置によれば、パッケージ本体の底部と光学的ガイ
ド板との間に高さスペーサが配置されることにより、半
導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸ずれ量が許
容誤差範囲内に入るようになり、パッケージ本体の前部
と光学的ガイド板の保持部材との間にギャップスペーサ
が配置されることにより、半導体レーザチップと光学的
ガイド板との光軸方向のギャップが許容誤差範囲内に入
るようになり、光軸ずれ誤差およびギャップ誤差による
結合損失が少ない値に抑えられ、半導体レーザチップよ
り光学的ガイド板への光伝送が効率よく行われるように
なり、半導体レーザ出力を効率よく固体レーザ媒質に伝
搬できる。
【０１１４】つぎの発明による半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置によれば、光学的ガイド板がギャップスペーサ
より支持され、このギャップスペーサが半導体レーザの
パッケージ本体に突当てられることにより、隙間調整が
行われて半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸
方向のギャップが許容誤差範囲内に入るようになり、こ
のギャップスペーサと光学的ガイド板の保持部材との間
に高さスペーサが配置されることにより、半導体レーザ
チップと光学的ガイド板との光軸ずれ量が許容誤差範囲
内に入るようになり、光軸ずれ誤差およびギャップ誤差
による結合損失が少ない値に抑えられ、半導体レーザチ
ップより光学的ガイド板への光伝送が効率よく行われる
ようになり、半導体レーザ出力を効率よく固体レーザ媒
質に伝搬できる。
ーザ装置によれば、光学的ガイド板がギャップスペーサ
より支持され、このギャップスペーサが半導体レーザの
パッケージ本体に突当てられることにより、隙間調整が
行われて半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸
方向のギャップが許容誤差範囲内に入るようになり、こ
のギャップスペーサと光学的ガイド板の保持部材との間
に高さスペーサが配置されることにより、半導体レーザ
チップと光学的ガイド板との光軸ずれ量が許容誤差範囲
内に入るようになり、光軸ずれ誤差およびギャップ誤差
による結合損失が少ない値に抑えられ、半導体レーザチ
ップより光学的ガイド板への光伝送が効率よく行われる
ようになり、半導体レーザ出力を効率よく固体レーザ媒
質に伝搬できる。
【０１１５】つぎの発明による半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置によれば、サブマウントの位置決め配置部にサ
ブマウントが位置決め配置され、光学的ガイド板の位置
決め配置部に光学的ガイド板が位置決め配置され、この
双方の位置決め配置により、半導体レーザチップと光学
的ガイド板との光軸ずれ量が許容誤差範囲内に入るよう
になると共に、半導体レーザチップと光学的ガイド板と
の光軸方向のギャップが許容誤差範囲内に入るようにな
り、光軸ずれ誤差およびギャップ誤差による結合損失が
少ない値に抑えられ、半導体レーザチップより光学的ガ
イド板への光伝送が効率よく行われるようになり、半導
体レーザ出力を効率よく固体レーザ媒質に伝搬できる。
ーザ装置によれば、サブマウントの位置決め配置部にサ
ブマウントが位置決め配置され、光学的ガイド板の位置
決め配置部に光学的ガイド板が位置決め配置され、この
双方の位置決め配置により、半導体レーザチップと光学
的ガイド板との光軸ずれ量が許容誤差範囲内に入るよう
になると共に、半導体レーザチップと光学的ガイド板と
の光軸方向のギャップが許容誤差範囲内に入るようにな
り、光軸ずれ誤差およびギャップ誤差による結合損失が
少ない値に抑えられ、半導体レーザチップより光学的ガ
イド板への光伝送が効率よく行われるようになり、半導
体レーザ出力を効率よく固体レーザ媒質に伝搬できる。
【０１１６】つぎの発明による半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置によれば、パッケージ本体に機械加工された段
差部によるサブマウントの位置決め配置部にサブマウン
トが位置決め配置され、またパッケージ本体に機械加工
された段差部による光学的ガイド板の位置決め配置部に
光学的ガイド板が位置決め配置され、この双方の位置決
め配置により、半導体レーザチップと光学的ガイド板と
の光軸ずれ量が許容誤差範囲内に入るようになると共
に、半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸方向
のギャップが許容誤差範囲内に入るようになり、光軸ず
れ誤差およびギャップ誤差による結合損失が少ない値に
抑えられ、半導体レーザチップより光学的ガイド板への
光伝送が効率よく行われるようになり、半導体レーザ出
力を効率よく固体レーザ媒質に伝搬できる。
ーザ装置によれば、パッケージ本体に機械加工された段
差部によるサブマウントの位置決め配置部にサブマウン
トが位置決め配置され、またパッケージ本体に機械加工
された段差部による光学的ガイド板の位置決め配置部に
光学的ガイド板が位置決め配置され、この双方の位置決
め配置により、半導体レーザチップと光学的ガイド板と
の光軸ずれ量が許容誤差範囲内に入るようになると共
に、半導体レーザチップと光学的ガイド板との光軸方向
のギャップが許容誤差範囲内に入るようになり、光軸ず
れ誤差およびギャップ誤差による結合損失が少ない値に
抑えられ、半導体レーザチップより光学的ガイド板への
光伝送が効率よく行われるようになり、半導体レーザ出
力を効率よく固体レーザ媒質に伝搬できる。
【０１１７】つぎの発明による半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置によれば、パッケージ本体とパッケージカバー
とによって光学的ガイド板が挟み込み保持され、光学的
ガイド板の保持強度が向上し、併せて装置の組み立てが
容易になり、組立時間を短縮することができる。
ーザ装置によれば、パッケージ本体とパッケージカバー
とによって光学的ガイド板が挟み込み保持され、光学的
ガイド板の保持強度が向上し、併せて装置の組み立てが
容易になり、組立時間を短縮することができる。
【０１１８】つぎの発明による半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置によれば、パッキング剤あるいは接着剤を挟ん
で光学的ガイド板がパッケージ本体とパッケージカバー
より挟み込み保持され、パッキング剤、接着剤がクッシ
ョン材として作用し、挟み込み力によって光学的ガイド
板が破損することが防止される。これにより、装置の組
み立てが容易になり、組立時間を短縮することができ
る。
ーザ装置によれば、パッキング剤あるいは接着剤を挟ん
で光学的ガイド板がパッケージ本体とパッケージカバー
より挟み込み保持され、パッキング剤、接着剤がクッシ
ョン材として作用し、挟み込み力によって光学的ガイド
板が破損することが防止される。これにより、装置の組
み立てが容易になり、組立時間を短縮することができ
る。
【０１１９】つぎの発明による半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置によれば、パッキング剤あるいは接着剤の屈折
率が光学的ガイド板の屈折率の小さく、この光学的特性
により光学的ガイド板の側面部よりの光の漏洩損失が抑
制され、光伝送効率の低下が抑えられる。
ーザ装置によれば、パッキング剤あるいは接着剤の屈折
率が光学的ガイド板の屈折率の小さく、この光学的特性
により光学的ガイド板の側面部よりの光の漏洩損失が抑
制され、光伝送効率の低下が抑えられる。
【図１】 この発明による半導体励起固体レーザ装置の
実施の形態１を示す正面図である。
実施の形態１を示す正面図である。
【図２】 図１に示した線ＩＩ−ＩＩによる断面図であ
る。
る。
【図３】 この発明による半導体励起固体レーザ装置の
実施の形態１を、入射面形状が凹形状である場合を示す
正面図である。
実施の形態１を、入射面形状が凹形状である場合を示す
正面図である。
【図４】 この発明による半導体励起固体レーザ装置の
実施の形態１を、入射面形状が凸形状である場合を示す
正面図である。
実施の形態１を、入射面形状が凸形状である場合を示す
正面図である。
【図５】 この発明による半導体励起固体レーザ装置の
実施の形態２を示す正面図である。
実施の形態２を示す正面図である。
【図６】 この発明による半導体励起固体レーザ装置の
実施の形態３を示す正面図である。
実施の形態３を示す正面図である。
【図７】 この発明による半導体励起固体レーザ装置の
実施の形態３を示す平面図である。
実施の形態３を示す平面図である。
【図８】 この発明による半導体励起固体レーザ装置の
実施の形態４を示す正面図である。
実施の形態４を示す正面図である。
【図９】 この発明による半導体励起固体レーザ装置の
実施の形態５を示す正面図である。
実施の形態５を示す正面図である。
【図１０】 図９に示したＡ部分の拡大図である。
【図１１】 この発明による半導体励起固体レーザ装置
の実施の形態６を示す正面図である。
の実施の形態６を示す正面図である。
【図１２】 図１１に示したＡ部分の拡大図である。
【図１３】 この発明による半導体励起固体レーザ装置
の実施の形態７を示す正面図である。
の実施の形態７を示す正面図である。
【図１４】 図１３に示したＡ部分の拡大図である。
【図１５】 従来における半導体励起固体レーザ装置を
示す正面図である。
示す正面図である。
【図１６】 図１５に示した線ＸＶＩ−ＸＶＩによる断
面図である。
面図である。
【図１７】 上下誤差による結合損失特性を示すグラフ
である。
である。
【図１８】 ギャップ誤差による結合損失特性を示すグ
ラフである。
ラフである。
１ 固体レーザ媒質，３ 半導体レーザ，５ 光学的ガ
イド板，７ 集光器，９ 全反射コーティング層，１１
光拡散板，２１ 固体レーザ媒質，２３ 半導体レー
ザ，２５ 光学的ガイド板，２７ フローチューブ，２
９ 集光器，３１ 半導体レーザチップ，３３ サブマ
ウント，３５ パッケージ本体，３５ａ第一の段差部，
３５ｂ 第二の段差部，３７ パッケージカバー，３７
ａ 光学的ガイド板保持部，４９ ガイド板保持部材
５１ Ｌ形ギャップスペーサ，５３ 高さスペーサ，５
５ ギャップスペーサ，５７ 高さスペーサ，５９ ク
ッション層。
イド板，７ 集光器，９ 全反射コーティング層，１１
光拡散板，２１ 固体レーザ媒質，２３ 半導体レー
ザ，２５ 光学的ガイド板，２７ フローチューブ，２
９ 集光器，３１ 半導体レーザチップ，３３ サブマ
ウント，３５ パッケージ本体，３５ａ第一の段差部，
３５ｂ 第二の段差部，３７ パッケージカバー，３７
ａ 光学的ガイド板保持部，４９ ガイド板保持部材
５１ Ｌ形ギャップスペーサ，５３ 高さスペーサ，５
５ ギャップスペーサ，５７ 高さスペーサ，５９ ク
ッション層。
Claims (15)
- 【請求項１】 固体レーザ媒質と、レーザ励起源である
半導体レーザと、前記半導体レーザの励起光を前記固体
レーザ媒質に伝播させる光学的ガイド板とを有する半導
体励起固体レーザ装置において、 前記光学的ガイド板は、励起光の伝搬主光軸に直交する
横断面積が前記半導体レーザ側で大きく、これより前記
固体レーザ媒質側へ向かうに従って小さくなっているこ
とを特徴とする半導体励起固体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記光学的ガイド板は板厚の変化によ
り、前記横断面積が前記半導体レーザ側で大きく、これ
より前記固体レーザ媒質側へ向かうに従って小さくなっ
ていることを特徴とする請求項１に記載の半導体励起固
体レーザ装置。 - 【請求項３】 固体レーザ媒質と、レーザ励起源である
半導体レーザと、前記半導体レーザの励起光を前記固体
レーザ媒質に伝播させる光学的ガイド板とを有する半導
体励起固体レーザ装置において、 前記半導体レーザが出力する励起光の伝搬主光軸方向に
対して前記光学的ガイド板の側面がなす傾斜角をβとし
たとき、前記光学的ガイド板の屈折率ｎg が式（１）を
満たすときには、前記光学的ガイド板が前記半導体レー
ザと対向する端面が前記側面間で凹面をなし、前記屈折
率ｎg が式（２）を満たすときには、前記光学的ガイド
板が前記半導体レーザと対向する端面が前記側面間で凸
面をなしていることを特徴とする半導体励起固体レーザ
装置。 ａｒｃｃｏｓ（１／ｎg ）−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎg ）−β＞０ …（１） ａｒｃｃｏｓ（１／ｎg ）−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎg ）−β＜０ …（２） - 【請求項４】 固体レーザ媒質と、レーザ励起源である
半導体レーザと、前記半導体レーザの励起光を前記固体
レーザ媒質に伝播させる光学的ガイド板とを有する半導
体励起固体レーザ装置において、 内部に前記固体レーザ媒質を配置され、前記光学的ガイ
ド板より出射した励起光を前記固体レーザ媒質へ反射さ
せる筒状の集光器を有し、当該集光器と前記光学的ガイ
ド板とで前記固体レーザ媒質の全周を隙間なく囲繞して
いることを特徴とする半導体励起固体レーザ装置。 - 【請求項５】 固体レーザ媒質と、レーザ励起源である
半導体レーザと、前記半導体レーザの励起光を前記固体
レーザ媒質に伝播させる光学的ガイド板とを有する半導
体励起固体レーザ装置において、 前記光学的ガイド板は、前記半導体レーザ側の長さが励
起光をスリット状に発光する前記半導体レーザのスリッ
ト長さに概ね等しく、前記固体レーザ媒質側の長さが固
体レーザ媒質の長さに概ね等しいことを特徴とする半導
体励起固体レーザ装置。 - 【請求項６】 前記光学的ガイド板は半導体レーザ側と
固体レーザ媒質側の端面を除く外面に半導体レーザの波
長に対して全反射する全反射コーティングを施されてい
ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載
の半導体励起固体レーザ装置。 - 【請求項７】 前記半導体レーザと前記光学的ガイド板
との間に光拡散板が配置されていることを特徴とする請
求項１〜６のいずれか一つに記載の半導体励起固体レー
ザ装置。 - 【請求項８】 固体レーザ媒質と、レーザ励起源である
半導体レーザと、前記半導体レーザの励起光を前記固体
レーザ媒質に伝播させる光学的ガイド板とを有する半導
体励起固体レーザ装置において、 前記半導体レーザと前記光学的ガイド板の保持部材との
間に光軸ずれ調整用の高さスペーサが配置され、前記半
導体レーザと前記光学的ガイド板の保持部材との間に隙
間調整用のギャップスペーサが配置されていることを特
徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装置。 - 【請求項９】 前記半導体レーザは半導体レーザチップ
を搭載されたパッケージ本体を有し、前記高さスペーサ
が前記パッケージ本体の底部と前記光学的ガイド板の保
持部材との間に配置され、前記ギャップスペーサが前記
パッケージ本体の前部と前記光学的ガイド板の保持部材
との間に配置されていることを特徴とする請求項８に記
載の半導体レーザ励起固体レーザ装置。 - 【請求項１０】 前記ギャップスペーサに前記光学的ガ
イド板が固定され、当該ギャップスペーサが半導体レー
ザのパッケージ本体に突当てられることにより隙間調整
が行われ、前記ギャップスペーサと前記光学的ガイド板
の保持部材との間に前記高さスペーサが配置されている
ことを特徴とする請求項８に記載の半導体レーザ励起固
体レーザ装置。 - 【請求項１１】 固体レーザ媒質と、レーザ励起源であ
る半導体レーザと、前記半導体レーザの励起光を前記固
体レーザ媒質に伝播させる光学的ガイド板とを有する半
導体励起固体レーザ装置において、 半導体レーザのパッケージ本体に半導体レーザチップを
担持したサブマウントの位置決め配置部と前記光学的ガ
イド板の位置決め配置部とが形成され、前記サブマウン
トの位置決め配置部にサブマウントが位置決め配置さ
れ、前記光学的ガイド板の位置決め配置部に前記光学的
ガイド板が位置決め配置されていることを特徴とする半
導体レーザ励起固体レーザ装置。 - 【請求項１２】 前記サブマウントの位置決め配置部と
前記光学的ガイド板の位置決め配置部とはそれぞれ前記
パッケージ本体に機械加工された段差部により与えられ
ることを特徴とする請求項１１に記載の半導体レーザ励
起固体レーザ装置。 - 【請求項１３】 前記パッケージ本体に搭載されている
半導体レーザチップを保護するパッケージカバーが設け
られ、前記パッケージカバーは前記位置決め配置部に配
置された前記光学的ガイド板を前記パッケージ本体とで
挟み込み保持する光学的ガイド板保持部を有しているこ
とを特徴とする請求項１１または１２に記載の半導体レ
ーザ励起固体レーザ装置。 - 【請求項１４】 前記パッケージ本体と前記光学的ガイ
ド板との間と、前記パッケージカバーと前記光学的ガイ
ド板との間にそれぞれパッキング剤あるいは接着剤が介
在していることを特徴とする請求項１３に記載の半導体
レーザ励起固体レーザ装置。 - 【請求項１５】 前記パッキング剤あるいは接着剤は前
記光学的ガイド板より屈折率の小さい材料により構成さ
れていることを特徴とする請求項１４に記載の半導体レ
ーザ励起固体レーザ装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9170547A JPH1117252A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 半導体励起固体レーザ装置 |
| CA002228244A CA2228244C (en) | 1997-06-26 | 1998-01-29 | Semiconductor excitation solid-state laser apparatus |
| US09/016,282 US6038244A (en) | 1997-06-26 | 1998-01-30 | Semiconductor excitation solid-state laser apparatus |
| FR9801059A FR2765411B1 (fr) | 1997-06-26 | 1998-01-30 | Dispositif laser solide a excitation par semi-conducteurs |
| DE1998103728 DE19803728B4 (de) | 1997-06-26 | 1998-01-30 | Halbleiteranregungs-Festkörperlaservorrichtung |
| TW087101167A TW462138B (en) | 1997-06-26 | 1998-02-02 | Semiconductor excitation solid-state laser apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9170547A JPH1117252A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 半導体励起固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1117252A true JPH1117252A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15906912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9170547A Pending JPH1117252A (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 半導体励起固体レーザ装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6038244A (ja) |
| JP (1) | JPH1117252A (ja) |
| CA (1) | CA2228244C (ja) |
| FR (1) | FR2765411B1 (ja) |
| TW (1) | TW462138B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6532248B2 (en) | 2000-02-28 | 2003-03-11 | Nec Corporation | Diode-laser side-pumped solid-state laser device |
| KR100502737B1 (ko) * | 2002-07-30 | 2005-07-25 | 주식회사 솔고 바이오메디칼 | 고체 레이저 펌핑장치 |
| JP2006024773A (ja) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Ricoh Co Ltd | 固体レーザー励起用光学部品及び固体レーザー装置 |
Families Citing this family (10)
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|---|---|---|---|---|
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| US6450407B1 (en) | 1998-04-17 | 2002-09-17 | Viztec, Inc. | Chip card rebate system |
| JPH11312832A (ja) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザ励起固体レーザ |
| US6385227B1 (en) * | 1999-01-12 | 2002-05-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state laser apparatus and laser process apparatus |
| US6665328B1 (en) * | 1999-01-19 | 2003-12-16 | Spectra Physics, Inc. | Diode-pumped laser with funnel-coupled pump source |
| US6246711B1 (en) * | 1999-03-25 | 2001-06-12 | Raytheon Company | Integrating diode pump cavity for an Er, Yb:glass laser |
| JP2001298231A (ja) * | 2000-04-18 | 2001-10-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体レーザ装置 |
| JP2006516810A (ja) * | 2003-01-24 | 2006-07-06 | トルンプフ インコーポレイテッド | サイドポンプファイバレーザ |
| US20050083986A1 (en) * | 2003-10-17 | 2005-04-21 | Eastman Kodak Company | Light-emitting diode pumped laser and method of excitation |
| CN104078828B (zh) * | 2014-06-13 | 2017-11-28 | 北京空间机电研究所 | 基于分立圆对称分布ld阵列的泵浦光高均匀度实现方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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