JPH11214786A - 半導体レーザー側面励起固体レーザー - Google Patents

半導体レーザー側面励起固体レーザー

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JPH11214786A
JPH11214786A JP2387898A JP2387898A JPH11214786A JP H11214786 A JPH11214786 A JP H11214786A JP 2387898 A JP2387898 A JP 2387898A JP 2387898 A JP2387898 A JP 2387898A JP H11214786 A JPH11214786 A JP H11214786A
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JP
Japan
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laser
semiconductor laser
flow tube
solid
crystal
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Application number
JP2387898A
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English (en)
Inventor
Mitsuyo Igarashi
光世 五十嵐
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PEACE ENGINEERING KK
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PEACE ENGINEERING KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】構成部品の点数を減少させて製造コストの低減
化を図るとともに、調整作業の簡便化を図り、さらには
装置全体の小型化を図るようにした半導体レーザー側面
励起固体レーザーを提供する。 【解決手段】半導体レーザーによりレーザー結晶の側面
励起を行う半導体レーザー側面励起固体レーザーにおい
て、レーザー結晶を被覆するようにして半導体レーザー
とレーザー結晶との間に配設され、レーザー結晶との間
に冷却水を流すことによりレーザー結晶を冷却するため
のフロー・チューブを有し、フロー・チューブのレーザ
ー結晶に対向する壁面を散乱面に形成するとともに、フ
ロー・チューブにおける半導体レーザーからの励起光の
導入部を励起光に対して透明に形成し、半導体レーザー
を導入部に近接して配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザー側
面励起固体レーザーに関し、さらに詳細には、マーキン
グ、カッティングあるいはトリミングなどのような、加
工、医療あるいは理科学研究などの多彩な分野に応用す
ることが可能な半導体レーザー側面励起固体レーザーに
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体レーザーによりレーザー結
晶の側面励起を行う半導体レーザー側面励起固体レーザ
ーにおいては、半導体レーザーの発散角が大きいので、
この発散角を押さえて半導体レーザーからのレーザー光
(励起光)をレーザー結晶に効率的に集光するために、
当該励起光をレーザー結晶に集光するコリメート・レン
ズを配置し、さらに、一度レーザー結晶に吸収されずに
透過した励起光、あるいは、直接レーザー結晶に吸収さ
れなかった励起光を再度効率的に集光するために、反射
鏡あるいは散乱板からなる集光器を設けていた。
【0003】さらに、こうした集光器の内部には、レー
ザー結晶を冷却するためのフロー・チューブから構成さ
れる冷却機構が内蔵されていた。
【0004】しかしながら、こうした従来の半導体レー
ザー側面励起固体レーザーにおいては、コリメート・レ
ンズとして高額な非球面レンズを用いる必要があるとと
もに、このコリメート・レンズを調整するための機械装
置が必要となるという問題点があり、さらには、当該機
械装置を用いて煩雑な調整作業を行わなければならない
という問題点があった。
【0005】また、従来の半導体レーザー側面励起固体
レーザーにおいては、上記したように集光器も必要とな
るため、装置全体が大型化するとともに複雑になるとい
う問題点もあった。
【0006】即ち、従来の半導体レーザー側面励起固体
レーザーは、構成部品の点数が多く、また、その調整作
業に手間がかかるため、製造コストの上昇を招来すると
ともに、実用性に劣るという問題点があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
の有する上記したような種々の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、構成部品の点数
を減少させて製造コストの低減化を図るとともに、調整
作業の簡便化を図り、さらには装置全体の小型化を図る
ようにした半導体レーザー側面励起固体レーザーを提供
しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、レーザー結晶を冷却するためのフロー・
チューブの壁面に、半導体レーザーからの励起光の導入
部を除いて散乱機能あるいは反射機能をもたせ、別途に
集光器を設ける必要性を排除して、構成部品の点数を減
少させるものである。
【0009】そして、集光器を排除することによって半
導体レーザーをフロー・チューブに近接して配置するこ
とが可能になり、半導体レーザーからの励起光を集光す
るコリメート・レンズも排除できることになる。
【0010】従って、本発明によれば、構成部品の点数
を減少させて製造コストの低減化を図ることができるよ
うになるとともに、調整作業の簡便化を図ることができ
るようになり、さらには装置全体の小型化を図ることが
できるようになる。
【0011】即ち、本発明のうち請求項1に記載の発明
は、半導体レーザーによりレーザー結晶の側面励起を行
う半導体レーザー側面励起固体レーザーにおいて、上記
レーザー結晶を被覆するようにして上記半導体レーザー
と上記レーザー結晶との間に配設され、上記レーザー結
晶との間に冷却水を流すことにより上記レーザー結晶を
冷却するためのフロー・チューブを有し、上記フロー・
チューブの上記レーザー結晶に対向する壁面を散乱面に
形成するとともに、上記フロー・チューブにおける上記
半導体レーザーからの励起光の導入部を上記励起光に対
して透明に形成し、上記半導体レーザーを上記導入部に
近接して配置したものである。
【0012】また、本発明のうち請求項2に記載の発明
は、請求項1に記載の発明において、上記散乱面を、上
記フロー・チューブの壁面に酸化マグネシウムを添設し
て形成したものである。
【0013】また、本発明のうち請求項3に記載の発明
は、請求項1に記載の発明において、上記散乱面を、上
記フロー・チューブの壁面にアルミナを添設して形成し
たものである。
【0014】また、本発明のうち請求項4に記載の発明
は、請求項1に記載の発明において、上記散乱面を、上
記フロー・チューブの壁面にセラミックを添設して形成
したものである。
【0015】また、本発明のうち請求項5に記載の発明
は、請求項1に記載の発明において、上記散乱面を、上
記フロー・チューブの壁面を変形させて形成したもので
ある。
【0016】また、本発明のうち請求項6に記載の発明
は、半導体レーザーによりレーザー結晶の側面励起を行
う半導体レーザー側面励起固体レーザーにおいて、上記
レーザー結晶を被覆するようにして上記半導体レーザー
と上記レーザー結晶との間に配設され、上記レーザー結
晶との間に冷却水を流すことにより上記レーザー結晶を
冷却するためのフロー・チューブを有し、上記フロー・
チューブの上記レーザー結晶に対向する壁面を反射面に
形成するとともに、上記フロー・チューブにおける上記
半導体レーザーからの励起光の導入部を上記励起光に対
して透明に形成し、上記半導体レーザーを上記導入部に
近接して配置したものである。
【0017】また、本発明のうち請求項7に記載の発明
は、請求項6に記載の発明において、上記散乱面を、上
記フロー・チューブの壁面に誘電体多層膜を添設して形
成したものである。
【0018】また、本発明のうち請求項8に記載の発明
は、請求項6に記載の発明において、上記散乱面を、上
記フロー・チューブの壁面に金属膜を添設して形成した
ものである。
【0019】また、本発明のうち請求項9に記載の発明
は、請求項1、2、3、4、5、6、7または8のいず
れか1項に記載の発明において、上記フロー・チューブ
を、ガラスにより形成したものである。
【0020】また、本発明のうち請求項10に記載の発
明は、請求項1、2、3、4、5、6、7または8のい
ずれか1項に記載の発明において、上記フロー・チュー
ブを、上記導入部をガラスにより形成するとともに、上
記導入部を除く部位をセラミックにより形成したもので
ある。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面に基づいて、本
発明による半導体レーザー側面励起固体レーザーの実施
の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【0022】図1には、本発明による半導体レーザー側
面励起固体レーザーの実施の形態の一例を備えたレーザ
ー共振器の概略構成図が示されており、図2には、図1
における半導体レーザー側面励起固体レーザーの概略断
面構成図が示されている。
【0023】ここで、符号10は半導体レーザー側面励
起固体レーザーであり、符号12は全反射鏡であり、符
号14は出力鏡であり、符号16は偏光制御用偏光板で
あり、符号18はAO−Qスイッチである。
【0024】そして、半導体レーザー側面励起固体レー
ザー10は、例えばNd:YAGなどのレーザー結晶2
0と、レーザー結晶20の側面励起を行う励起光を生成
する半導体レーザー22と、レーザー結晶20を被覆す
るようにして半導体レーザー22とレーザー結晶20と
の間に配設されたフロー・チューブ24とを有してい
る。
【0025】そして、レーザー結晶20とフロー・チュ
ーブ24との間には、冷却水が流れている。
【0026】ここで、フロー・チューブ24は、例え
ば、石英ガラスにより形成されており、その壁面、少な
くともレーザー結晶20に対向する壁面たる壁面24a
には、アルミナの粉を焼き付けて付着して散乱面が形成
されている。
【0027】なお、フロー・チューブ24における半導
体レーザー22からの励起光の導入部24bにはアルミ
ナを付着させることなく、透明な状態となされている。
【0028】そして、半導体レーザー22は導入部24
bに近接して配置し、半導体レーザー22からの励起光
は導入部24bを通してレーザー結晶20に照射され
る。
【0029】このように、半導体レーザー22を導入部
24bに近接して配置するので、大きなビーム散乱角を
もつ半導体レーザー22の励起光を効率よくフロー・チ
ューブ24内に導入することができる。
【0030】そして、フロー・チューブ24内に導入さ
れた励起光は、レーザー結晶20に直接吸収される他
に、壁面24aに形成された散乱面により散乱されて再
びレーザー結晶20に入射され吸収される。
【0031】ここで、上記したレーザー共振器を用いた
出願人の実験によると、半導体レーザー22の40W出
力時に、出力鏡14からは4kHz、8Wの基本波出力
を得ることができた。このとき、励起光、出力光の光−
光変換出力は20%であった。
【0032】なお、上記した実施の形態においては、フ
ロー・チューブ24の壁面24aにアルミナを添設する
ことにより散乱面を形成したが、これに限られることな
しに、壁面24aに酸化マグネシウムを添設することに
より散乱面を形成してもよいし、また、壁面24aにセ
ラミックを添設することにより散乱面を形成してもよい
し、あるいは、壁面24aを変形させることにより散乱
面を形成してもよい。また、上記した実施の形態におい
ては、フロー・チューブ24の壁面24aに散乱面を形
成したが、これに限られることなしに、フロー・チュー
ブ24の壁面24aに散乱面に代えて反射面を形成して
もよい。そして、この反射面は、壁面24aに誘電体多
層膜や金属膜を添設することにより形成することができ
る。
【0033】また、上記した実施の形態においては、フ
ロー・チューブ24をガラスにより形成したが、これに
限られることなしに、フロー・チューブ24の導入部2
4bをガラスにより形成するとともに、導入部24bを
除く部位をセラミックにより形成するようにしてもよ
い。
【0034】なお、上記した実施の形態においては、2
台の半導体レーザー22を用いたが、半導体レーザー2
2の数は2台に限られるものではないことは勿論であ
り、1台でもよいし、あるいは、3台以上でもよい。
【0035】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、構成部品の点数を減少させて製造コストの
低減化を図ることができるとともに、調整作業の簡便化
を図ることができ、さらには装置全体の小型化を図るこ
とができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体レーザー側面励起固体レー
ザーの実施の形態の一例を備えたレーザー共振器の概略
構成図である。
【図2】図1における半導体レーザー側面励起固体レー
ザーの概略断面構成図である。
【符号の説明】
10 半導体レーザー側面励起固体レーザー 12 全反射鏡 14 出力鏡 16 偏光制御用偏光板 18 AO−Qスイッチ 20 レーザー結晶 22 半導体レーザー 24 フロー・チューブ 24a 壁面 24b 導入部

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体レーザーによりレーザー結晶の側
    面励起を行う半導体レーザー側面励起固体レーザーにお
    いて、 前記レーザー結晶を被覆するようにして前記半導体レー
    ザーと前記レーザー結晶との間に配設され、前記レーザ
    ー結晶との間に冷却水を流すことにより前記レーザー結
    晶を冷却するためのフロー・チューブを有し、 前記フロー・チューブの前記レーザー結晶に対向する壁
    面を散乱面に形成するとともに、前記フロー・チューブ
    における前記半導体レーザーからの励起光の導入部を前
    記励起光に対して透明に形成し、 前記半導体レーザーを前記導入部に近接して配置したこ
    とを特徴とする半導体レーザー側面励起固体レーザー。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体レーザー側面励起
    固体レーザーにおいて、 前記散乱面は、前記フロー・チューブの壁面に酸化マグ
    ネシウムを添設して形成されたことを特徴とする半導体
    レーザー側面励起固体レーザー。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体レーザー側面励起
    固体レーザーにおいて、 前記散乱面は、前記フロー・チューブの壁面にアルミナ
    を添設して形成されたことを特徴とする半導体レーザー
    側面励起固体レーザー。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の半導体レーザー側面励起
    固体レーザーにおいて、 前記散乱面は、前記フロー・チューブの壁面にセラミッ
    クを添設して形成されたことを特徴とする半導体レーザ
    ー側面励起固体レーザー。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の半導体レーザー側面励起
    固体レーザーにおいて、 前記散乱面は、前記フロー・チューブの壁面を変形させ
    て形成されたことを特徴とする半導体レーザー側面励起
    固体レーザー。
  6. 【請求項6】 半導体レーザーによりレーザー結晶の側
    面励起を行う半導体レーザー側面励起固体レーザーにお
    いて、 前記レーザー結晶を被覆するようにして前記半導体レー
    ザーと前記レーザー結晶との間に配設され、前記レーザ
    ー結晶との間に冷却水を流すことにより前記レーザー結
    晶を冷却するためのフロー・チューブを有し、 前記フロー・チューブの前記レーザー結晶に対向する壁
    面を反射面に形成するとともに、前記フロー・チューブ
    における前記半導体レーザーからの励起光の導入部を前
    記励起光に対して透明に形成し、 前記半導体レーザーを前記導入部に近接して配置したこ
    とを特徴とする半導体レーザー側面励起固体レーザー。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の半導体レーザー側面励起
    固体レーザーにおいて、 前記反射面は、前記フロー・チューブの壁面に誘電体多
    層膜を添設して形成されたことを特徴とする半導体レー
    ザー側面励起固体レーザー。
  8. 【請求項8】 請求項6記載の半導体レーザー側面励起
    固体レーザーにおいて、 前記反射面は、前記フロー・チューブの壁面に金属膜を
    添設して形成されたことを特徴とする半導体レーザー側
    面励起固体レーザー。
  9. 【請求項9】 請求項1、2、3、4、5、6、7また
    は8のいずれか1項に記載の半導体レーザー側面励起固
    体レーザーにおいて、 前記フロー・チューブは、ガラスにより形成したことを
    特徴とする半導体レーザー側面励起固体レーザー。
  10. 【請求項10】 請求項1、2、3、4、5、6、7ま
    たは8のいずれか1項に記載の半導体レーザー側面励起
    固体レーザーにおいて、 前記フロー・チューブは、前記導入部をガラスにより形
    成するとともに、前記導入部を除く部位をセラミックに
    より形成したことを特徴とする半導体レーザー側面励起
    固体レーザー。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004084364A1 (ja) * 2003-03-17 2004-09-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha レーザ発振器
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