JPH11284253A - Ld pumped solid laser oscillation device - Google Patents

Ld pumped solid laser oscillation device

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Publication number
JPH11284253A
JPH11284253A JP9996498A JP9996498A JPH11284253A JP H11284253 A JPH11284253 A JP H11284253A JP 9996498 A JP9996498 A JP 9996498A JP 9996498 A JP9996498 A JP 9996498A JP H11284253 A JPH11284253 A JP H11284253A
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JP
Japan
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solid
medium
state laser
cooling
laser medium
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9996498A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuaki Iehisa
信明 家久
Masao Sato
雅夫 佐藤
Hisatada Machida
久忠 町田
Masaya Naito
真哉 内藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Publication of JPH11284253A publication Critical patent/JPH11284253A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LD(laser diode) pumped solid laser oscillation device wherein, of simple configuration, usage efficiency of excitation light is high. SOLUTION: Pumping light 4 radiated from an LD3 is incident on a laser medium 1 of slab type through a window part 20a and a cooling medium 11, for use with laser excitation. The pumping light 4 transmitting the laser medium 1 reaches a reflection surface 21a of a reflection layer 21 through the cooling medium 11 and a transparent base material of a cooling pipe 20. The reflection layer 21 comprises a metal vapor-deposition layer, etc., with high reflectivity for the pumping light 4. The most part of the pumping light 4 is reflected on the reflection surface 21a, reversing the transparent base material of the cooling pipe 20, and made incident on a laser medium 2 again through the cooling medium 11. A part of it is absorbed in the laser medium 2 for effective use with laser pumping. The laser medium may be rod-shape. The reflection layer 21 may be set on an inner side surface 20b of the cooling pipe 20.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、励起源としてレー
ザダイオードを用いた固体レーザ発振装置(LD励起固
体レーザ発振装置)に関し、更に詳しく言えば、レーザ
媒体に励起光を効率的に供給するための反射手段に関連
して改良を加えたLD励起固体レーザ発振装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state laser oscillation device (LD-excited solid-state laser oscillation device) using a laser diode as an excitation source, and more specifically, to efficiently supply excitation light to a laser medium. The present invention relates to an LD-pumped solid-state laser oscillation device improved in relation to the reflection means.

【0002】[0002]

【従来の技術】YAG等の固体レーザ媒体を光共振器内
に配置し、これを励起源から供給される光エネルギでレ
ーザ励起するようにした固体レーザ発振装置は、高出力
で安定したレーザ発振が得られ易いことから、金属その
他の材料の切断、溶接などを行なうレーザ加工装置等に
広く使用されている。固体レーザ発振装置用の励起源と
して、従来はハロゲンランプ、キセノンランプなどのラ
ンプが多用されていたが、近年、LD(Laser Diode =
レーザダイオード。以下同じ。)が注目されている。L
Dを励起源に用いたレーザ発振装置は、一般に「LD励
起固体レーザ発振装置」と呼ばれている。
2. Description of the Related Art A solid-state laser oscillating device in which a solid-state laser medium such as YAG is disposed in an optical resonator and which is laser-excited by optical energy supplied from an excitation source is a high-power and stable laser oscillation. Is widely used in laser processing devices for cutting, welding, and the like of metals and other materials. Conventionally, lamps such as a halogen lamp and a xenon lamp have been widely used as an excitation source for a solid-state laser oscillation device, but recently, an LD (Laser Diode =
Laser diode. same as below. ) Is drawing attention. L
A laser oscillation device using D as an excitation source is generally called an “LD excitation solid-state laser oscillation device”.

【0003】図4は、従来より提案されている側面励起
方式のLD励起固体レーザ発振装置の例につき、断面図
で要部構造を表わしたものある。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an essential structure of an example of a conventionally proposed side-pumped LD-pumped solid-state laser oscillation apparatus.

【0004】同図において、符号2は例えばロッド形状
のYAGレーザ結晶からなるレーザ媒体で、透明な冷却
管40内を流通する純水等の冷却媒体11に取り囲まれ
た状態で、出力鏡とリア鏡(いずれも図示略)の間に配
置される。この冷却媒体11は、レーザの運転中に起る
昇温を抑制する。なお、ロッド形状のレーザ媒体2に代
えてスラブ状のレーザ媒体が使用されることも多い。
In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a laser medium made of, for example, a rod-shaped YAG laser crystal, which is surrounded by a cooling medium 11 such as pure water flowing through a transparent cooling pipe 40, and is provided with an output mirror and a rear mirror. It is arranged between mirrors (both not shown). The cooling medium 11 suppresses a temperature rise that occurs during operation of the laser. Note that a slab-shaped laser medium is often used instead of the rod-shaped laser medium 2.

【0005】励起源として使用されるLD3は、冷却管
40の外側に配置され、レーザ媒体2の側方から、必要
に応じて配置される集光性のレンズ12を通して励起光
4を供給する。
[0005] The LD 3 used as an excitation source is arranged outside the cooling pipe 40 and supplies the excitation light 4 from the side of the laser medium 2 through a converging lens 12 arranged as necessary.

【0006】冷却管40の周囲には、LD3による励起
光4の供給を妨げない態様で、反射体6が設けられる。
冷却管40に対向する反射体6の表面6aは、LDの発
光波長に関して高反射率を持つ面とされ、冷却管40の
外周面との間に空気層からなる空隙5を形成している。
符号6b〜6eは反射体6の内部の適所に設けられた冷
却媒体流路で、特に、高出力のレーザを構成する場合に
必要となる。
A reflector 6 is provided around the cooling pipe 40 so as not to hinder the supply of the excitation light 4 by the LD 3.
The surface 6a of the reflector 6 facing the cooling tube 40 is a surface having a high reflectance with respect to the emission wavelength of the LD, and forms a gap 5 formed of an air layer between the cooling tube 40 and the outer peripheral surface.
Reference numerals 6b to 6e denote cooling medium flow paths provided at appropriate locations inside the reflector 6, and are necessary particularly when a high-output laser is formed.

【0007】以上の構成において、LD3から放射され
た励起光4は、集光性のレンズ12、冷却管(官壁部
材)40、その内部を流れる冷却媒体11を経てレーザ
媒体2に入射する。レーザ媒体2に入射した励起光の相
当部分はレーザ媒体2に吸収されてレーザ媒体2のレー
ザ励起(光ポンピング)に使われるが、一部はレーザ媒
体2に吸収されずに背面側に透過し、冷却媒体11、冷
却管(官壁部材)40、空気層5を経て反射体6の内側
の反射面6aに入射する。
In the above configuration, the excitation light 4 radiated from the LD 3 is incident on the laser medium 2 through the condensing lens 12, the cooling tube (government wall member) 40, and the cooling medium 11 flowing inside the lens. A substantial part of the excitation light incident on the laser medium 2 is absorbed by the laser medium 2 and used for laser excitation (optical pumping) of the laser medium 2, but a part is transmitted to the back side without being absorbed by the laser medium 2. , The cooling medium 11, the cooling pipe (government wall member) 40, and the air layer 5, and enters the reflecting surface 6 a inside the reflecting body 6.

【0008】高反射率を持つ内表面6aに入射した光の
大部分は反射され、空気層5、冷却管(官壁部材)4
0、冷却媒体11を経てレーザ媒体2に再度向かい、そ
の一部がレーザ媒体2に吸収されてレーザ励起に使用さ
れる。このように、従来構成のLD励起固体レーザ発振
装置においては、レーザ媒体2を冷却する冷却媒体11
を流す冷却管40の外側に、冷却管40とは別体の反射
体6を配置して、励起光4の利用効率(全光量に対する
レーザ媒体2による吸収光量の割合)を高めるようにし
ている。
Most of the light incident on the inner surface 6a having a high reflectance is reflected, and the air layer 5, the cooling pipe (government wall member) 4
0, the laser medium 2 returns to the laser medium 2 via the cooling medium 11, and a part thereof is absorbed by the laser medium 2 and used for laser excitation. As described above, in the LD-pumped solid-state laser oscillation device having the conventional configuration, the cooling medium 11 for cooling the laser medium 2 is used.
A reflector 6 separate from the cooling tube 40 is disposed outside the cooling tube 40 through which the laser beam flows, so that the utilization efficiency of the excitation light 4 (the ratio of the amount of light absorbed by the laser medium 2 to the total amount of light) is increased. .

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記説明した
従来構成のLD励起固体レーザ発振装置には、次のよう
な問題点がある。 1.冷却管40の外側に冷却管40とは別体で反射体6
を配置するため、装置全体をコンパクトにする妨げにな
る。更に、反射体6にも相当の昇温が起るため、その放
熱を考慮した空間的余裕も必要になる。特に、高出力レ
ーザの場合には、冷却媒体流路6b〜6eなどが必要に
なる。このような冷却媒体流路6b〜6eは、反射体6
に腐食を生じさせる原因にもなり易い。
However, the above-described conventional LD-pumped solid-state laser oscillation device has the following problems. 1. The reflector 6 is provided outside the cooling pipe 40 separately from the cooling pipe 40.
This hinders downsizing of the entire device. Further, since the temperature of the reflector 6 also rises considerably, it is necessary to provide a room for heat radiation. In particular, in the case of a high-power laser, cooling medium channels 6b to 6e are required. Such cooling medium flow paths 6b to 6e are
It can easily cause corrosion.

【0010】2.冷却管40と反射体6は別体で配置さ
れるため、両者間には空気層からなる空隙5が介在す
る。そのため、反射体6の反射面6aで反射した励起光
4の一部は、空隙5内で多重反射を起し、光ロスの要因
となる。
[0010] 2. Since the cooling pipe 40 and the reflector 6 are arranged separately, a gap 5 composed of an air layer is interposed between the two. Therefore, a part of the excitation light 4 reflected on the reflection surface 6a of the reflector 6 causes multiple reflections in the gap 5 and causes light loss.

【0011】そこで本発明の目的は、上記従来技術の問
題点を解決し、簡素な構成で励起光を効率良くレーザ媒
体に吸収させることが出来るLD励起固体レーザ発振装
置を提供することにある。
It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide an LD-pumped solid-state laser oscillation device capable of efficiently absorbing pumping light into a laser medium with a simple configuration.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、光共振
器内に固体レーザ媒体を配置し、固体レーザ媒体を冷却
する冷却媒体を流通させる冷却管を設け、固体レーザ媒
体をレーザ励起するためにレーザダイオードから放射さ
れた励起光を側方から冷却管の窓部を通して固体レーザ
媒体に供給するようにした固体レーザ発振装置におい
て、冷却管の窓部を除いた周面領域の少なくとも一部
に、励起光を固体レーザ媒体に向けて反射する反射層が
一体的に設けられる。
According to the present invention, a solid-state laser medium is arranged in an optical resonator, a cooling pipe for flowing a cooling medium for cooling the solid-state laser medium is provided, and the solid-state laser medium is laser-excited. In a solid-state laser oscillation device in which the excitation light emitted from the laser diode is supplied to the solid-state laser medium from the side through the window of the cooling tube, at least a part of the peripheral surface area excluding the window of the cooling tube In addition, a reflection layer that reflects the excitation light toward the solid-state laser medium is integrally provided.

【0013】このように、レーザ媒体を冷却する冷却媒
体を流す冷却管自体に、励起光の利用効率を高めるため
の反射層を設けることにより、冷却管の外側に別体の反
射体6を配置する必要がなくなり、それに伴う上記諸問
題が解決される。
As described above, by providing the reflection layer for increasing the utilization efficiency of the excitation light in the cooling tube itself through which the cooling medium for cooling the laser medium flows, the separate reflector 6 is arranged outside the cooling tube. It is no longer necessary to solve the above problems.

【0014】固体レーザ媒体の形状は、スラブ形状、ロ
ッド形状いずれであっても良い。また、反射層は、窓部
を除いた周面領域の全部に設けられても、一部にのみ
(例えば半周分)設けられていても良い。更に、反射層
は冷却管の外周面上、内周面上のいずれに設けられても
良い。
The shape of the solid-state laser medium may be either a slab shape or a rod shape. In addition, the reflective layer may be provided on the entire peripheral surface area excluding the window portion, or may be provided only on a part (for example, for half a circumference). Further, the reflection layer may be provided on either the outer peripheral surface or the inner peripheral surface of the cooling pipe.

【0015】反射膜の材料は、励起光に対する高反射率
と化学的な安定性(耐腐食性)を考慮して選択されるこ
とが好ましい。好適な材料としては、金(Au)、銀
(Ag)、アルミニウム(Al)、高反射率を有する誘
電体などを主成分とするものがあり、その中でも金(A
u)を主成分とする膜が反射特性と耐腐食性ともに優れ
ている。これらの膜からなる層は、真空蒸着等、周知の
膜形成技術によって形成することが出来る。
The material of the reflection film is preferably selected in consideration of high reflectance to excitation light and chemical stability (corrosion resistance). Suitable materials include gold (Au), silver (Ag), aluminum (Al), and a dielectric material having a high reflectivity as a main component.
The film mainly composed of u) has excellent reflection characteristics and corrosion resistance. Layers composed of these films can be formed by a known film forming technique such as vacuum evaporation.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1及び図2は、本発明の1つの
実施形態に係るLD励起固体レーザ発振装置の要部構造
を説明する図で、図1には光共振器の長手方向軸に沿っ
た断面が示され、図2には同軸に垂直な面(X−X参
照)に沿った断面が示されている。両図において、符号
1は、出力鏡(部分反射鏡)7とリア鏡(全反射鏡)8
で構成される光共振器内に配置されたレーザ媒体を表わ
している。レーザ出力光9は、出力鏡(部分反射鏡)7
を通して外部に取り出される。
1 and 2 are views for explaining a main structure of an LD-pumped solid-state laser oscillation device according to one embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a longitudinal axis of an optical resonator. 2 is shown in FIG. 2, and a cross section along a plane perpendicular to the axis (see XX) is shown. In both figures, reference numeral 1 denotes an output mirror (partially reflecting mirror) 7 and a rear mirror (total reflecting mirror) 8
Represents a laser medium disposed in the optical resonator constituted by. The laser output light 9 is output from an output mirror (partial reflection mirror) 7.
Is taken out to the outside.

【0017】本実施形態で用いられているレーザ媒体1
は、スラブ形(偏平棒状)のNd;YAGレーザ結晶で
ある。レーザ媒体1の両端面は、光共振器の効率を高く
保つために、ブリュースタ条件を満たすような角度を以
て厚み方向に関して斜めにカットされている。周知のよ
うに、スラブ形レーザ媒体1の内部では、全反射を繰り
返すジグザグ光路が形成される。
The laser medium 1 used in the present embodiment
Is a slab-shaped (flat bar-shaped) Nd; YAG laser crystal. Both end faces of the laser medium 1 are cut obliquely in the thickness direction at an angle satisfying the Brewster condition in order to keep the efficiency of the optical resonator high. As is well known, a zigzag optical path that repeats total reflection is formed inside the slab type laser medium 1.

【0018】符号20はレーザ媒体1の昇温防止のため
に設けられる冷却管で、適所に流入口22及び流出口2
3を設けて純水等の冷却媒体11を流通させている。レ
ーザ媒体1は、従来と同様に、冷却媒体11に直接接触
するように配置されている。冷却管20は、側方に配置
されたLD3から放射される励起光4を取り入れるため
の窓部20aを有する一方、窓部20aを除く部分の外
周面はほぼその全部が反射層21で覆われている。な
お、反射層21で覆われる範囲は、LD3から励起光4
を取り入れるための窓部20aを除く部分の外周面の一
部(例えば、A−B−Cで示した半周)のみとしても良
い。
Reference numeral 20 denotes a cooling pipe provided to prevent the temperature of the laser medium 1 from rising.
3, a cooling medium 11 such as pure water is circulated. The laser medium 1 is arranged so as to be in direct contact with the cooling medium 11 as in the related art. The cooling pipe 20 has a window 20 a for taking in the excitation light 4 radiated from the LD 3 arranged on the side, while the outer peripheral surface of the part except the window 20 a is almost entirely covered with the reflective layer 21. ing. Note that the area covered by the reflection layer 21 is from the LD 3 to the excitation light 4.
May be only a part of the outer peripheral surface of the portion excluding the window portion 20a (for example, a half circumference indicated by ABC).

【0019】反射層21が内側(レーザ媒体1に向く
側)に提供する反射面21aは、従来のように外部の反
射体によって提供されるものではなく(図4参照)、透
明な材料からなる冷却管20の基材と一体的に設けら
れ、冷却管20自身に反射機能を持たせるためのもので
ある。その意味で、反射層21は、冷却管20の内側面
20b上に形成しても良い。反射層21を外周面上に設
けた領域と、内周面上に設けた領域が並存することも有
り得る。
The reflection surface 21a provided on the inner side (the side facing the laser medium 1) by the reflection layer 21 is not provided by an external reflector as in the prior art (see FIG. 4), but is made of a transparent material. The cooling pipe 20 is provided integrally with the base material of the cooling pipe 20 so that the cooling pipe 20 itself has a reflection function. In that sense, the reflective layer 21 may be formed on the inner surface 20b of the cooling pipe 20. A region where the reflective layer 21 is provided on the outer peripheral surface and a region where the reflective layer 21 is provided on the inner peripheral surface may coexist.

【0020】反射層21に望まれる特性は、励起光に対
する高反射率と化学的な安定性(耐腐食性)である。好
適な材料としては、金(Au)、銀(Ag)、アルミニ
ウム(Al)などを主成分とするものがあり、その中で
も金(Au)を主成分とする膜が反射特性と耐腐食性と
もに優れている。金を主成分とする膜は、真空蒸着等、
周知の膜形成技術によって冷却管20の透明基材(例え
ば、光学ガラス、耐熱性の透明プラスチック)上に所望
の厚さを持つように形成することが出来る。
The characteristics desired for the reflective layer 21 are high reflectance to excitation light and chemical stability (corrosion resistance). Suitable materials include those containing gold (Au), silver (Ag), aluminum (Al), or the like as a main component. Among them, a film containing gold (Au) as a main component has both reflection characteristics and corrosion resistance. Are better. Gold-based films can be used for vacuum deposition, etc.
The cooling tube 20 can be formed to have a desired thickness on a transparent substrate (for example, optical glass or heat-resistant transparent plastic) by a well-known film forming technique.

【0021】金以外の銀、アルミニウム等の材料を真空
蒸着等、周知の膜形成技術によって冷却管20の外面上
あるいは内面上に反射層21を形成しても良いことは言
うまでもない。金属以外でも、高反射率を有する誘電体
(例えば、MgF2 )を用いても良い。また、層形成の
ために真空蒸着以外の技術(例;メッキ、印刷、光学接
着材を用いた箔固着など)を用いても良い。
It goes without saying that the reflection layer 21 may be formed on the outer surface or the inner surface of the cooling tube 20 by a known film forming technique such as vacuum deposition of a material other than gold, such as silver or aluminum. A dielectric having a high reflectance (for example, MgF 2 ) may be used other than the metal. In addition, a technique other than vacuum deposition (eg, plating, printing, foil fixing using an optical adhesive, or the like) may be used for forming the layer.

【0022】本実施形態の構成において、LD3から放
射された励起光4は、窓部20a、冷却媒体11を経て
スラブ形のレーザ媒体1に入射する。レーザ媒体1に入
射した励起光の相当部分はレーザ媒体1に吸収されてレ
ーザ媒体1のレーザ励起(光ポンピング)に使われる
が、一部はレーザ媒体1に吸収されずに背面側に透過
し、冷却媒体11を経て冷却管(官壁部材)20に内側
から入射する。冷却管20の透明基材(例えば光学ガラ
ス)内に進入した励起光は、空気層(空隙)を経ずに、
反射層21の反射面21aに到達する。
In the configuration of the present embodiment, the excitation light 4 emitted from the LD 3 enters the slab-shaped laser medium 1 via the window 20a and the cooling medium 11. A substantial part of the excitation light incident on the laser medium 1 is absorbed by the laser medium 1 and used for laser excitation (optical pumping) of the laser medium 1, but a part of the excitation light is transmitted to the back side without being absorbed by the laser medium 1. Then, the light enters the cooling pipe (government wall member) 20 through the cooling medium 11 from inside. The excitation light that has entered the transparent base material (for example, optical glass) of the cooling pipe 20 does not pass through the air layer (gap),
The light reaches the reflection surface 21a of the reflection layer 21.

【0023】励起光4に対して高反射率を持つ光反射面
21aに入射した励起光4の大部分は反射され、冷却管
20の透明基材(例えば光学ガラス)内を逆進して、冷
却媒体11を経てレーザ媒体2に再度向かい、その一部
がレーザ媒体2に吸収されてレーザ励起に有効に使用さ
れる。
Most of the excitation light 4 incident on the light reflection surface 21a having a high reflectance with respect to the excitation light 4 is reflected and travels backward through the transparent base material (for example, optical glass) of the cooling pipe 20, The laser medium 2 returns to the laser medium 2 via the cooling medium 11, and a part thereof is absorbed by the laser medium 2 and is effectively used for laser excitation.

【0024】なお、反射層21を冷却管20の内面20
b上に設けた場合には、レーザ媒体1を透過した励起光
4は、冷却媒体11を経て直ちに反射層の内側反射面で
反射され、冷却媒体11を経てレーザ媒体2に再入射す
る。
The reflection layer 21 is provided on the inner surface 20 of the cooling pipe 20.
In the case where the excitation light 4 is provided on the laser medium 1, the excitation light 4 transmitted through the laser medium 1 is immediately reflected by the inner reflection surface of the reflection layer after passing through the cooling medium 11, and reenters the laser medium 2 through the cooling medium 11.

【0025】このように、本実施例のLD励起固体レー
ザ発振装置においては、レーザ媒体1を冷却する冷却媒
体11を流す冷却管20自体が、励起光4の利用効率を
高めるための反射層を備えている。従って、従来構造の
ように、冷却管40の外側に別体の反射体6を配置する
必要がなくなり、装置をコンパクトに構成することが出
来る。また、反射体6の冷却のための付加的な冷却媒体
流路(図4中、6b〜6e参照)も不要になる。冷却媒
体流路の付設に伴う反射体の腐食の問題も当然生じな
い。
As described above, in the LD-pumped solid-state laser oscillation device of the present embodiment, the cooling pipe 20 itself through which the cooling medium 11 for cooling the laser medium 1 forms a reflection layer for improving the utilization efficiency of the excitation light 4. Have. Therefore, there is no need to dispose a separate reflector 6 outside the cooling pipe 40 as in the conventional structure, and the apparatus can be made compact. Further, an additional cooling medium flow path for cooling the reflector 6 (see 6b to 6e in FIG. 4) is not required. Of course, the problem of corrosion of the reflector due to the provision of the cooling medium flow path does not occur.

【0026】従来の反射体に代えて設けられた反射層2
1にも、当然昇温現象が生じると考えられる。しかし、
冷却管20内を流れる冷却媒体11による冷却作用を冷
却管40の透明基材を介して、あるいは直接(冷却管2
0の内面20b上に反射層を設けた場合)受けることに
加え、反射層21の裏面側からの放熱を促進させるため
の空間を確保することも容易である。従って、高出力レ
ーザの場合であっても、反射層21の昇温防止のための
特別の構成も必要性が薄れる。
Reflective layer 2 provided in place of conventional reflector
It is considered that the temperature rising phenomenon naturally occurs in the case of No. 1. But,
The cooling action of the cooling medium 11 flowing through the cooling pipe 20 is performed via the transparent base material of the cooling pipe 40 or directly (by the cooling pipe 2).
(In the case where a reflective layer is provided on the inner surface 20b), it is easy to secure a space for promoting heat radiation from the back surface side of the reflective layer 21. Therefore, even in the case of a high-power laser, the need for a special configuration for preventing the temperature rise of the reflection layer 21 is reduced.

【0027】以上、スラブ形状のレーザ媒体1を用いた
実施形態について説明したが、ロッド形状のレーザ媒体
を用いたLD励起固体レーザ発振装置に本発明を適用す
ることももちろん可能である。図3は、その例を図2と
同様の形式で示した断面図である。
Although the embodiment using the slab-shaped laser medium 1 has been described above, the present invention can of course be applied to an LD-excited solid-state laser oscillation device using a rod-shaped laser medium. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the example in the same format as that of FIG.

【0028】図3において、レーザ媒体2としてロッド
形状のものを用い、集光性のレンズ12を介して励起光
供給を行なった点を除けば、図1、図2を参照して説明
した実施形態と特に異なる点はない。即ち、ロッド形状
のレーザ媒体2の昇温防止のための冷却媒体11を流通
させる冷却管30は、側方に配置されたLD3から放射
される励起光4をレンズ12を介して取り入れるための
窓部30aを有する一方、窓部30aを除く部分の外周
面はほぼその全部が反射層31で覆われている。なお、
反射層31で覆われる範囲は、LD3からレンズ12を
介して励起光4を取り入れるための窓部30aを除く部
分の外周面の一部(例えば、A−B−Cで示した半周)
のみとしても良い。
In FIG. 3, except that a rod-shaped laser medium 2 is used and excitation light is supplied through a converging lens 12, the embodiment described with reference to FIGS. There is no particular difference from the form. That is, the cooling pipe 30 through which the cooling medium 11 for preventing the temperature rise of the rod-shaped laser medium 2 flows is provided with a window for taking in the excitation light 4 radiated from the LD 3 arranged on the side through the lens 12. While having the portion 30a, the outer peripheral surface of the portion other than the window portion 30a is almost entirely covered with the reflective layer 31. In addition,
The area covered by the reflective layer 31 is a part of the outer peripheral surface of a portion excluding the window 30a for taking in the excitation light 4 from the LD 3 via the lens 12 (for example, a half circumference indicated by ABC).
It may be only.

【0029】反射層31の内側の反射面21aは、透明
な材料からなる冷却管30の基材と一体的に設けられ、
冷却管30自身に反射機能を持たせるためのものであ
る。反射層31は、冷却管30の内側面30b上に形成
しても良い。反射層31の材料並びに形成法について
は、前述した実施形態における反射層21と同様であ
る。
The reflection surface 21a inside the reflection layer 31 is provided integrally with the base material of the cooling pipe 30 made of a transparent material.
This is for providing the cooling function to the cooling pipe 30 itself. The reflection layer 31 may be formed on the inner side surface 30b of the cooling pipe 30. The material and forming method of the reflective layer 31 are the same as those of the reflective layer 21 in the above-described embodiment.

【0030】LD3から放射された励起光4は、レンズ
12、窓部30a、冷却媒体11を経てロッド形のレー
ザ媒体2に入射する。レーザ媒体2に入射した励起光の
相当部分はレーザ媒体2に吸収されてレーザ媒体2のレ
ーザ励起(光ポンピング)に使われるが、一部はレーザ
媒体2に吸収されずに背面側に透過し、冷却媒体11を
経て冷却管(官壁部材)30aに内側から入射する。
The excitation light 4 emitted from the LD 3 enters the rod-shaped laser medium 2 through the lens 12, the window 30a, and the cooling medium 11. A substantial part of the excitation light incident on the laser medium 2 is absorbed by the laser medium 2 and used for laser excitation (optical pumping) of the laser medium 2, but a part of the excitation light is transmitted to the back side without being absorbed by the laser medium 2. Then, the light enters the cooling pipe (government wall member) 30a through the cooling medium 11 from the inside.

【0031】冷却管30の透明基材(例えば光学ガラ
ス)内に進入した励起光は、反射層31の反射面31a
に到達する。励起光4に対して高反射率を持つ光反射面
31aに入射した励起光4の大部分は反射され、冷却管
30の透明基材(例えば光学ガラス)内を逆進して、冷
却媒体11を経てレーザ媒体2に再度向かい、その一部
がレーザ媒体2に吸収されてレーザ励起に有効に使用さ
れる。
The excitation light that has entered the transparent substrate (for example, optical glass) of the cooling pipe 30 is reflected by the reflection surface 31 a of the reflection layer 31.
To reach. Most of the excitation light 4 incident on the light reflecting surface 31a having a high reflectance with respect to the excitation light 4 is reflected and travels backward in the transparent base material (for example, optical glass) of the cooling pipe 30 to form the cooling medium 11. Through the laser medium 2 again, a part of which is absorbed by the laser medium 2 and is effectively used for laser excitation.

【0032】なお、反射層31を冷却管40aの内面2
0b上に設けた場合には、レーザ媒体2を透過した励起
光4は、冷却媒体11を経て直ちに反射層の内側反射面
で反射され、冷却媒体11を経てレーザ媒体2に再入射
する。
The reflection layer 31 is provided on the inner surface 2 of the cooling pipe 40a.
In a case where the excitation light 4 is provided on the laser medium 2, the excitation light 4 transmitted through the laser medium 2 is immediately reflected by the inner reflection surface of the reflection layer after passing through the cooling medium 11, and reenters the laser medium 2 through the cooling medium 11.

【0033】このように、本実施例のLD励起固体レー
ザ発振装置においても、レーザ媒体2を冷却する冷却媒
体11を流す冷却管30自体が、励起光4の利用効率を
高めるための反射層31を備えている。従って、従来構
造のように、冷却管の外側に別体の反射体を配置する必
要がなくなり、装置をコンパクトに構成することが出来
る。また、反射体の冷却のための付加的な冷却媒体流路
も不要になる。
As described above, also in the LD-pumped solid-state laser oscillation device of this embodiment, the cooling pipe 30 through which the cooling medium 11 for cooling the laser medium 2 flows is formed by the reflection layer 31 for improving the efficiency of using the pumping light 4. It has. Therefore, unlike the conventional structure, there is no need to arrange a separate reflector outside the cooling pipe, and the apparatus can be made compact. Also, an additional cooling medium flow path for cooling the reflector is not required.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明は、LD励起固体レーザ発振装置
のレーザ媒体を冷却する冷却媒体を通通させる冷却管
に、レーザ媒体透過光の再利用を図るための高い反射機
能を持たせたので、従来に比して、簡素な構成で励起光
を効率良くレーザ媒体に吸収させることが出来るLD励
起固体レーザ発振装置が実現される。
According to the present invention, the cooling pipe for passing the cooling medium for cooling the laser medium of the LD-excited solid-state laser oscillation device has a high reflection function for reusing the transmitted light of the laser medium. An LD-pumped solid-state laser oscillation device capable of efficiently absorbing pumping light into a laser medium with a simple configuration as compared with the related art is realized.

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

【図1】本発明の一つの実施形態に係るLD励起固体レ
ーザ発振装置の要部構造を光共振器の長手方向軸に沿っ
た断面図で表わしたものである。
FIG. 1 is a cross-sectional view taken along a longitudinal axis of an optical resonator showing a main structure of an LD-pumped solid-state laser oscillation device according to one embodiment of the present invention.

【図2】図1に示したLD励起固体レーザ発振装置につ
いて、要部構造を光共振器の長手方向軸に垂直な面(X
−X)に沿った断面図で表わしたものである。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a principal part of the LD-pumped solid-state laser oscillation device shown in FIG.
-X) in a cross-sectional view.

【図3】ロッド形状のレーザ媒体を用いた実施形態に係
るLD励起固体レーザ発振装置の要部構造を、図2と同
様の形式で描いた断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a main part structure of an LD-pumped solid-state laser oscillation device according to an embodiment using a rod-shaped laser medium in the same manner as in FIG.

【図4】スラブ形のレーザ媒体を用いた従来の側面励起
方式のLD励起固体レーザ発振装置の要部構造を、光共
振器の長手方向軸に垂直な断面図で示したものである。
FIG. 4 is a cross-sectional view perpendicular to a longitudinal axis of an optical resonator, showing a main structure of a conventional side-pumped LD-pumped solid-state laser oscillation device using a slab-shaped laser medium.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スラブ形レーザ媒体 2 ロッド形レーザ媒体 3 LD(レーザダイオード) 4 励起光(矢印群) 5 空気層(空隙) 6 反射体 6a 反射面 6b〜6e 冷却媒体流路 7 出力鏡 8 リア鏡 9 レーザ出力光 11 冷却媒体 12 レンズ 20、30、40 冷却管 20a、30a 窓部 20b、30b 冷却管の内側面 21、31 反射層 21a、31a、40a 反射面 Reference Signs List 1 slab type laser medium 2 rod type laser medium 3 LD (laser diode) 4 excitation light (arrow group) 5 air layer (gap) 6 reflector 6a reflection surface 6b-6e cooling medium flow path 7 output mirror 8 rear mirror 9 laser Output light 11 Cooling medium 12 Lens 20, 30, 40 Cooling tube 20a, 30a Window 20b, 30b Inner surface of cooling tube 21, 31 Reflective layer 21a, 31a, 40a Reflective surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 町田 久忠 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 内藤 真哉 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hisadachu Machida 3580 Kobaba, Oshino-mura, Oshino-mura, Minamitsuru-gun Yamanashi Prefecture Inside FANUC CORPORATION Inside FANUC CORPORATION

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光共振器内に固体レーザ媒体を配置し、
前記固体レーザ媒体を冷却する冷却媒体を流通させる冷
却管を設け、前記固体レーザ媒体をレーザ励起するため
にレーザダイオードから放射された励起光を側方から前
記冷却管の窓部を通して前記固体レーザ媒体に供給する
ようにした固体レーザ発振装置において、 前記冷却管の前記窓部を除いた周面領域の少なくとも一
部には、励起光を前記固体レーザ媒体に向けて反射する
反射層が一体的に設けられている、前記固体レーザ発振
装置。
1. A solid-state laser medium is disposed in an optical resonator,
A cooling pipe for flowing a cooling medium for cooling the solid-state laser medium is provided, and the excitation light emitted from a laser diode for laser-exciting the solid-state laser medium is passed through a window of the cooling pipe from a side of the solid-state laser medium. In the solid-state laser oscillation device, a reflection layer that reflects excitation light toward the solid-state laser medium is integrally formed on at least a part of the peripheral surface area excluding the window of the cooling pipe. The solid-state laser oscillation device provided.
【請求項2】 光共振器内にスラブ形状の固体レーザ媒
体を配置し、前記固体レーザ媒体を冷却する冷却媒体を
流通させる冷却管を設け、前記固体レーザ媒体をレーザ
励起するためにレーザダイオードから放射された励起光
を側方から前記冷却管の窓部を通して前記固体レーザ媒
体に供給するようにした固体レーザ発振装置において、 前記冷却管の前記窓部を除いた周面領域の少なくとも一
部には、励起光を前記固体レーザ媒体に向けて反射する
反射層が一体的に設けられている、前記固体レーザ発振
装置。
2. A slab-shaped solid laser medium is disposed in an optical resonator, a cooling pipe for flowing a cooling medium for cooling the solid laser medium is provided, and a laser diode is provided to excite the solid laser medium by laser. In the solid-state laser oscillation device configured to supply the emitted excitation light to the solid-state laser medium from the side through the window of the cooling pipe, at least a part of a peripheral surface area excluding the window of the cooling pipe. The solid-state laser oscillator according to claim 1, wherein a reflection layer that reflects the excitation light toward the solid-state laser medium is provided integrally.
【請求項3】 光共振器内にロッド形状の固体レーザ媒
体を配置し、前記固体レーザ媒体を冷却する冷却媒体を
流通させる冷却管を設け、前記固体レーザ媒体をレーザ
励起するためにレーザダイオードから放射された励起光
を側方から前記冷却管の窓部を通して前記固体レーザ媒
体に供給するようにした固体レーザ発振装置において、 前記冷却管の前記窓部を除いた周面領域の少なくとも一
部には、励起光を前記固体レーザ媒体に向けて反射する
反射層が一体的に設けられている、前記固体レーザ発振
装置。
3. A solid-state laser medium having a rod shape is disposed in an optical resonator, a cooling pipe is provided for flowing a cooling medium for cooling the solid-state laser medium, and a laser diode is provided to excite the solid-state laser medium with a laser. In the solid-state laser oscillation device configured to supply the emitted excitation light to the solid-state laser medium from the side through the window of the cooling pipe, at least a part of a peripheral surface area excluding the window of the cooling pipe. The solid-state laser oscillator according to claim 1, wherein a reflection layer that reflects the excitation light toward the solid-state laser medium is provided integrally.
【請求項4】 前記反射層は、前記冷却管の前記窓部を
除いた周面領域の全部に設けられている、請求項1〜請
求項3のいずれか1項に記載された前記固体レーザ発振
装置。
4. The solid-state laser according to claim 1, wherein the reflection layer is provided on an entire peripheral surface area of the cooling pipe excluding the window. Oscillator.
【請求項5】 前記反射層が、前記冷却管の外周面上に
設けられている、請求項1〜請求項4のいずれか1項に
記載された前記固体レーザ発振装置。
5. The solid-state laser oscillation device according to claim 1, wherein the reflection layer is provided on an outer peripheral surface of the cooling pipe.
【請求項6】 前記反射層が、前記冷却管の内周面上に
設けられている、請求項1〜請求項4のいずれか1項に
記載された前記固体レーザ発振装置。
6. The solid-state laser oscillation device according to claim 1, wherein the reflection layer is provided on an inner peripheral surface of the cooling pipe.
【請求項7】 前記反射層が、金を主成分とする反射膜
を含んでいる、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記
載された前記固体レーザ発振装置。
7. The solid-state laser oscillation device according to claim 1, wherein the reflection layer includes a reflection film containing gold as a main component.
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