JPH11330603A - 固体レーザ装置及びそれを備えた固体レーザ増幅器 - Google Patents
固体レーザ装置及びそれを備えた固体レーザ増幅器Info
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- JPH11330603A JPH11330603A JP10127976A JP12797698A JPH11330603A JP H11330603 A JPH11330603 A JP H11330603A JP 10127976 A JP10127976 A JP 10127976A JP 12797698 A JP12797698 A JP 12797698A JP H11330603 A JPH11330603 A JP H11330603A
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- H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
- H01S3/2308—Amplifier arrangements, e.g. MOPA
- H01S3/2325—Multi-pass amplifiers, e.g. regenerative amplifiers
- H01S3/2333—Double-pass amplifiers
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で安定性が高く高出力の固体レーザ装置
及びそれを備えた固体レーザ増幅器を提供する。 【解決手段】 基板２上にれ第１の端面１ａに励起光が
照射されると第２の端面１ｂからレーザ光を発振するレ
ーザ結晶１が形成されている。また、前記励起光を発光
する励起光発光手段５が設けられており、励起光発光手
段５により発光された励起光６が入射する第１の端部を
有する導波路３が基板２上に形成されている。前記第１
の端部に入射した励起光６は導波路３を伝播し、第１の
端面１ａに対向する第２の端部から出射される。
及びそれを備えた固体レーザ増幅器を提供する。 【解決手段】 基板２上にれ第１の端面１ａに励起光が
照射されると第２の端面１ｂからレーザ光を発振するレ
ーザ結晶１が形成されている。また、前記励起光を発光
する励起光発光手段５が設けられており、励起光発光手
段５により発光された励起光６が入射する第１の端部を
有する導波路３が基板２上に形成されている。前記第１
の端部に入射した励起光６は導波路３を伝播し、第１の
端面１ａに対向する第２の端部から出射される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発光素子等として使
用される固体レーザ装置及びそれを備えた固体レーザ増
幅器に関し、特に、小型化を図った固体レーザ装置及び
それを備えた固体レーザ増幅器に関する。
用される固体レーザ装置及びそれを備えた固体レーザ増
幅器に関し、特に、小型化を図った固体レーザ装置及び
それを備えた固体レーザ増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ（ＬＤ）を励起光源とした
所謂半導体レーザ励起固体レーザ装置（ＬＤ励起固体レ
ーザ装置）は長寿命、高効率かつ高輝度という産業現場
で使用されるに望ましい特性を有するため、近時、活発
に研究開発されている。特に、ＬＤ励起Ｎｄ：ＹＡＧレ
ーザの出力は、市販品では１０Ｗクラス、研究段階では
ｋＷクラスまで開発が進められている。
所謂半導体レーザ励起固体レーザ装置（ＬＤ励起固体レ
ーザ装置）は長寿命、高効率かつ高輝度という産業現場
で使用されるに望ましい特性を有するため、近時、活発
に研究開発されている。特に、ＬＤ励起Ｎｄ：ＹＡＧレ
ーザの出力は、市販品では１０Ｗクラス、研究段階では
ｋＷクラスまで開発が進められている。
【０００３】励起波長帯域に強い吸収ピークを有するレ
ーザ結晶を使うことにより、固体レーザ装置の出力を極
めて小さい体積内に具備させることが可能であり、レー
ザヘッドサイズの小型化の研究が注目されている。この
ような固体レーザ装置として、例えば、マイクロチップ
型固体レーザ装置と呼ばれているものがある。図８は従
来のマイクロチップ型固体レーザ装置を示す模式図であ
る。従来のマイクロチップ型固体レーザ装置において
は、厚さが数１００μｍ程度、一般的には、その吸収係
数の逆数である吸収長の１乃至２倍程度のレーザ結晶１
０１の一方の端面１０２に全反射コーティングが施さ
れ、他方の端面１０３に部分反射コーティングが施され
ている。なお、全反射コーティングが施された端面１０
２にレーザ結晶１０１の内側から入射したレーザ光は全
反射されるが、レーザ結晶１０１の外側から入射した励
起光は反射されずに透過する。また、部分反射コーティ
ングが施された端面１０３にレーザ結晶１０１の内側か
ら入射した光については、その一部は反射され、他の一
部は反射されずに透過する。更に、レーザ結晶１０１の
端面１０２側には、集光レンズ１０４及びコリメートレ
ンズ１０５が端面１０２と平行に配置されている。ま
た、集光レンズ１０４とコリメートレンズ１０５を挟む
位置に半導体レーザ１０６が配設されており、半導体レ
ーザ１０６の発光部１０６ａから励起レーザ光１０７が
コリメートレンズ１０５に発光される。
ーザ結晶を使うことにより、固体レーザ装置の出力を極
めて小さい体積内に具備させることが可能であり、レー
ザヘッドサイズの小型化の研究が注目されている。この
ような固体レーザ装置として、例えば、マイクロチップ
型固体レーザ装置と呼ばれているものがある。図８は従
来のマイクロチップ型固体レーザ装置を示す模式図であ
る。従来のマイクロチップ型固体レーザ装置において
は、厚さが数１００μｍ程度、一般的には、その吸収係
数の逆数である吸収長の１乃至２倍程度のレーザ結晶１
０１の一方の端面１０２に全反射コーティングが施さ
れ、他方の端面１０３に部分反射コーティングが施され
ている。なお、全反射コーティングが施された端面１０
２にレーザ結晶１０１の内側から入射したレーザ光は全
反射されるが、レーザ結晶１０１の外側から入射した励
起光は反射されずに透過する。また、部分反射コーティ
ングが施された端面１０３にレーザ結晶１０１の内側か
ら入射した光については、その一部は反射され、他の一
部は反射されずに透過する。更に、レーザ結晶１０１の
端面１０２側には、集光レンズ１０４及びコリメートレ
ンズ１０５が端面１０２と平行に配置されている。ま
た、集光レンズ１０４とコリメートレンズ１０５を挟む
位置に半導体レーザ１０６が配設されており、半導体レ
ーザ１０６の発光部１０６ａから励起レーザ光１０７が
コリメートレンズ１０５に発光される。
【０００４】このように構成されたマイクロチップ型固
体レーザ装置においては、半導体レーザ１０６の発光部
１０６ａから発光され発散角を有する励起レーザ光１０
７がコリメートレンズ１０５で平行光線とされる。次い
で、平行光線とされた励起レーザ光１０７が集光レンズ
１０４により屈折されて端面１０２上にその焦点が形成
される。そして、端面１０２に入射された光によりレー
ザ結晶１０１が励起され端面１０２と端面１０３との間
で光が反射されながら共振器内循環光１０７ａを形成し
レーザ発振光１０９が端面１０３から出射される。
体レーザ装置においては、半導体レーザ１０６の発光部
１０６ａから発光され発散角を有する励起レーザ光１０
７がコリメートレンズ１０５で平行光線とされる。次い
で、平行光線とされた励起レーザ光１０７が集光レンズ
１０４により屈折されて端面１０２上にその焦点が形成
される。そして、端面１０２に入射された光によりレー
ザ結晶１０１が励起され端面１０２と端面１０３との間
で光が反射されながら共振器内循環光１０７ａを形成し
レーザ発振光１０９が端面１０３から出射される。
【０００５】代表的な１μｍ帯固体レーザ結晶（Ｎｄ：
ＹＶＯ4結晶、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶及びＹｂ：ＹＡＧ結
晶）の吸収係数及び吸収長を下記表１に示す。
ＹＶＯ4結晶、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶及びＹｂ：ＹＡＧ結
晶）の吸収係数及び吸収長を下記表１に示す。
【０００６】
【表１】
【０００７】そして、マイクロチップ型固体レーザ装置
用のレーザ結晶としてよく使用されているものは、Ｎｄ
系では格段に大きな吸収係数を有するＮｄ：ＹＶＯ4で
ある。また、準３準位エネルギー構造を有するＹｂ：Ｙ
ＡＧも、マイクロチップ化することは可能である。マイ
クロチップ型構造とすることにより、固体レーザ結晶及
びそれを挟む反射鏡から構成されるレーザ共振器と固体
レーザ結晶とを一体化できるため、小型で機械振動及び
熱変動に高い耐性を有する固体レーザ装置を実現するこ
とが可能である。例えば、図８に示す構造を有しレーザ
結晶１０１にＮｄ：ＹＶＯ4結晶が使用された固体レー
ザ装置が「１９９１年 オプティクス・レターズ 第２
４巻、１９５５ページ（Optics Letters, vol.24, p.19
55, 1991）」に記載されている。この文献に記載された
固体レーザ装置のレーザ結晶として使用されたＮｄ：Ｙ
ＶＯ4結晶の厚さは５００μｍであり、５００ｍＷ出力
の半導体レーザ（波長８０９ｎｍ）により励起されて、
１６０ｍＷのレーザ出力（波長１０６４ｎｍ）が得られ
ている。なお、このとき励起光学系には、コリメートレ
ンズと集光レンズとを兼用する１枚の焦点距離４．５ｍ
ｍのレンズが使用されている。また、部分反射鏡の反射
率はレーザ発振波長に対し９９％である。
用のレーザ結晶としてよく使用されているものは、Ｎｄ
系では格段に大きな吸収係数を有するＮｄ：ＹＶＯ4で
ある。また、準３準位エネルギー構造を有するＹｂ：Ｙ
ＡＧも、マイクロチップ化することは可能である。マイ
クロチップ型構造とすることにより、固体レーザ結晶及
びそれを挟む反射鏡から構成されるレーザ共振器と固体
レーザ結晶とを一体化できるため、小型で機械振動及び
熱変動に高い耐性を有する固体レーザ装置を実現するこ
とが可能である。例えば、図８に示す構造を有しレーザ
結晶１０１にＮｄ：ＹＶＯ4結晶が使用された固体レー
ザ装置が「１９９１年 オプティクス・レターズ 第２
４巻、１９５５ページ（Optics Letters, vol.24, p.19
55, 1991）」に記載されている。この文献に記載された
固体レーザ装置のレーザ結晶として使用されたＮｄ：Ｙ
ＶＯ4結晶の厚さは５００μｍであり、５００ｍＷ出力
の半導体レーザ（波長８０９ｎｍ）により励起されて、
１６０ｍＷのレーザ出力（波長１０６４ｎｍ）が得られ
ている。なお、このとき励起光学系には、コリメートレ
ンズと集光レンズとを兼用する１枚の焦点距離４．５ｍ
ｍのレンズが使用されている。また、部分反射鏡の反射
率はレーザ発振波長に対し９９％である。
【０００８】しかし、前述のような従来のＬＤ励起固体
レーザ装置では、図８に示すように励起レーザ光１０７
をレーザ結晶１０１に導入する励起光学系に微小化に限
度がある光学素子（レンズ、ミラー及びプリズム等）を
使用する例が多い。このため、従来、マイクロチップ型
固体レーザ装置においても、レーザ結晶を薄型化できて
も、励起光学系及びＬＤを含むレーザヘッド全体に関し
ては、必ずしも小型とはいえない。このような、マクロ
光学素子を具備する励起光学系では、各々の光学素子を
光軸上の精確な位置に調整したのちに堅固に保持する必
要がある。また、励起光の伝播距離が大きいことと、一
体型ではないためレーザ結晶と空間的に分離しているこ
との２点から、温度変化による筐体の熱膨張及び機械的
振動等の影響により、半導体レーザの集光位置変動ひい
てはレーザ出力の変動を来すという問題点がある。
レーザ装置では、図８に示すように励起レーザ光１０７
をレーザ結晶１０１に導入する励起光学系に微小化に限
度がある光学素子（レンズ、ミラー及びプリズム等）を
使用する例が多い。このため、従来、マイクロチップ型
固体レーザ装置においても、レーザ結晶を薄型化できて
も、励起光学系及びＬＤを含むレーザヘッド全体に関し
ては、必ずしも小型とはいえない。このような、マクロ
光学素子を具備する励起光学系では、各々の光学素子を
光軸上の精確な位置に調整したのちに堅固に保持する必
要がある。また、励起光の伝播距離が大きいことと、一
体型ではないためレーザ結晶と空間的に分離しているこ
との２点から、温度変化による筐体の熱膨張及び機械的
振動等の影響により、半導体レーザの集光位置変動ひい
てはレーザ出力の変動を来すという問題点がある。
【０００９】そこで、レンズ等を備えた励起光学系を有
しない固体レーザ装置が「１９９２年 オプティクス・
レターズ 第１７巻、１２０１ページ（Optics Letter
s, vol.17, p.1201, 1992）」に提案されている。図９
は「１９９２年 オプティクス・レターズ 第１７巻、
１２０１ページ」に記載された従来の固体レーザ装置を
示す模式図である。この従来の固体レーザ装置において
は、レーザ結晶１１１の一方の端面に部分透過鏡１１２
ａが配設され、他方の端面に全反射鏡１１３が配設され
ている。更に、部分反射鏡１１２ａには、Ｑスイッチ素
子１２０が連結されており、Ｑスイッチ素子１２０の他
方の端面には部分透過鏡１１２ｂが配設されている。ま
た、Ｑスイッチ素子１２０には、電源電圧が印加される
電極１２０ａ及び接地される電極が設けられている。そ
して、レーザ結晶１１１の全反射鏡１１３が配設された
端面側に半導体レーザ１１６が配設されている。
しない固体レーザ装置が「１９９２年 オプティクス・
レターズ 第１７巻、１２０１ページ（Optics Letter
s, vol.17, p.1201, 1992）」に提案されている。図９
は「１９９２年 オプティクス・レターズ 第１７巻、
１２０１ページ」に記載された従来の固体レーザ装置を
示す模式図である。この従来の固体レーザ装置において
は、レーザ結晶１１１の一方の端面に部分透過鏡１１２
ａが配設され、他方の端面に全反射鏡１１３が配設され
ている。更に、部分反射鏡１１２ａには、Ｑスイッチ素
子１２０が連結されており、Ｑスイッチ素子１２０の他
方の端面には部分透過鏡１１２ｂが配設されている。ま
た、Ｑスイッチ素子１２０には、電源電圧が印加される
電極１２０ａ及び接地される電極が設けられている。そ
して、レーザ結晶１１１の全反射鏡１１３が配設された
端面側に半導体レーザ１１６が配設されている。
【００１０】この固体レーザ装置によれば、コリメート
レンズ等の励起光学系が設けられていないので、前述の
従来の固体レーザ装置より微小化は可能であるが、励起
レーザ光１１７の発散角が大きいため、半導体レーザ１
１６とレーザ結晶１１１とを近接して配置する必要があ
る。従って、複数の励起用の半導体レーザを結合するの
ことは困難で高出力化が阻害される。
レンズ等の励起光学系が設けられていないので、前述の
従来の固体レーザ装置より微小化は可能であるが、励起
レーザ光１１７の発散角が大きいため、半導体レーザ１
１６とレーザ結晶１１１とを近接して配置する必要があ
る。従って、複数の励起用の半導体レーザを結合するの
ことは困難で高出力化が阻害される。
【００１１】また、「１９９５年 コンファレンス・オ
ン・レーザーズ・アンド・エレクトロオプティクス、１
７６ページ（CLEO, p.176, paper CWC6,1995）」にマル
チモードファイバにより励起レーザ光が伝播される固体
レーザ装置が記載されている。図１０は「１９９５年
コンファレンス・オン・レーザーズ・アンド・エレクト
ロオプティクス、１７６ページ（CLEO, p.176, paper C
WC6,1995）」に記載された従来の固体レーザ装置を示す
模式図である。この従来の固体レーザ装置には、上述の
半導体レーザ１１６の替わりにマルチモードの光ファイ
バ１１６ａが配設されている。更に、図示されていない
が光ファイバ１１６ａの他端には半導体レーザから励起
レーザ光が入射される。
ン・レーザーズ・アンド・エレクトロオプティクス、１
７６ページ（CLEO, p.176, paper CWC6,1995）」にマル
チモードファイバにより励起レーザ光が伝播される固体
レーザ装置が記載されている。図１０は「１９９５年
コンファレンス・オン・レーザーズ・アンド・エレクト
ロオプティクス、１７６ページ（CLEO, p.176, paper C
WC6,1995）」に記載された従来の固体レーザ装置を示す
模式図である。この従来の固体レーザ装置には、上述の
半導体レーザ１１６の替わりにマルチモードの光ファイ
バ１１６ａが配設されている。更に、図示されていない
が光ファイバ１１６ａの他端には半導体レーザから励起
レーザ光が入射される。
【００１２】この場合にも、Ｑスイッチ素子１２０が実
装され、パルス動作マイクロチップレーザが実現されて
いるが、半導体レーザを含むレーザ・ヘッドは必ずしも
小型でない。
装され、パルス動作マイクロチップレーザが実現されて
いるが、半導体レーザを含むレーザ・ヘッドは必ずしも
小型でない。
【００１３】更に、第４高調波を発生する固体レーザ装
置が「１９９６年 コンファレンス・オン・レーザーズ
・アンド・エレクトロオプティクス、２３６ページ（CL
EO,p.236, paper CWA6,1996）」に記載されている。図
１１は「１９９６年 コンファレンス・オン・レーザー
ズ・アンド・エレクトロオプティクス、２３６ページ
（CLEO, p.236, paper CWA6,1996）」に記載された従来
の固体レーザ装置を示す模式図である。この従来の固体
レーザ装置においては、光ファイバ１３５にＮｄ：ＹＡ
Ｇ結晶からなるレーザ結晶１３１が連結され、レーザ結
晶１３１にはＫＴＰ結晶１３２がＱスイッチ素子である
Ｃｒ：ＹＡＧ結晶１３３を介して連結されている。更
に、ＫＴＰ結晶１３２に第４高調波発生素子１３４が連
結されており、第４高調波素子１３４と所定の間隔をあ
けて窓１３６が設けられている。
置が「１９９６年 コンファレンス・オン・レーザーズ
・アンド・エレクトロオプティクス、２３６ページ（CL
EO,p.236, paper CWA6,1996）」に記載されている。図
１１は「１９９６年 コンファレンス・オン・レーザー
ズ・アンド・エレクトロオプティクス、２３６ページ
（CLEO, p.236, paper CWA6,1996）」に記載された従来
の固体レーザ装置を示す模式図である。この従来の固体
レーザ装置においては、光ファイバ１３５にＮｄ：ＹＡ
Ｇ結晶からなるレーザ結晶１３１が連結され、レーザ結
晶１３１にはＫＴＰ結晶１３２がＱスイッチ素子である
Ｃｒ：ＹＡＧ結晶１３３を介して連結されている。更
に、ＫＴＰ結晶１３２に第４高調波発生素子１３４が連
結されており、第４高調波素子１３４と所定の間隔をあ
けて窓１３６が設けられている。
【００１４】更に、微小光学素子（マイクロオプティク
ス）の開発の進展と共に、励起光学系にレンズアレイ又
はプリズムアレイを使用した例もある（「１９９６年
アプライド・オプティクス 第３５巻 １４３０ページ
（Applied Optics vol.35, p.1430, 1996）」）。図１
２は「１９９６年 アプライド・オプティクス 第３５
巻 １４３０ページ（Applied Optics vol.35, p.1430,
1996）」に記載された従来の固体レーザ装置を示す模
式図である。この従来の固体レーザ装置においては、両
端面に反射鏡が配設されたロッド型のレーザ結晶１４１
の一方の端面側に集光レンズ１４４、シリンドリカルレ
ンズ１４５、回転プリズムアレイ１４８、シリンドリカ
ルレンズアレイ１４７及び複数個の素子からなる半導体
レーザ・バー１４６がレーザ結晶１４１側から順に並設
されている。更に、レーザ結晶１４１の他方の端面側に
は、Ｑスイッチ１４９及び出力鏡１５０が集光レンズ１
４４等と同一直線上に順に配設されている。
ス）の開発の進展と共に、励起光学系にレンズアレイ又
はプリズムアレイを使用した例もある（「１９９６年
アプライド・オプティクス 第３５巻 １４３０ページ
（Applied Optics vol.35, p.1430, 1996）」）。図１
２は「１９９６年 アプライド・オプティクス 第３５
巻 １４３０ページ（Applied Optics vol.35, p.1430,
1996）」に記載された従来の固体レーザ装置を示す模
式図である。この従来の固体レーザ装置においては、両
端面に反射鏡が配設されたロッド型のレーザ結晶１４１
の一方の端面側に集光レンズ１４４、シリンドリカルレ
ンズ１４５、回転プリズムアレイ１４８、シリンドリカ
ルレンズアレイ１４７及び複数個の素子からなる半導体
レーザ・バー１４６がレーザ結晶１４１側から順に並設
されている。更に、レーザ結晶１４１の他方の端面側に
は、Ｑスイッチ１４９及び出力鏡１５０が集光レンズ１
４４等と同一直線上に順に配設されている。
【００１５】この従来の固体レーザ装置においては、半
導体レーザ・バー１４６の素子毎に回転プリズムアレイ
１４８の回転プリズムが回転し、集光レンズ１４４によ
り励起レーザ光の焦点がＮｄ：ＹＡＧ結晶からなるレー
ザ結晶１４１の端面に合わせられる。そして、レーザ結
晶１４１が励起される。
導体レーザ・バー１４６の素子毎に回転プリズムアレイ
１４８の回転プリズムが回転し、集光レンズ１４４によ
り励起レーザ光の焦点がＮｄ：ＹＡＧ結晶からなるレー
ザ結晶１４１の端面に合わせられる。そして、レーザ結
晶１４１が励起される。
【００１６】また、「１９９７年オー・エス・エー・ト
ップス アドバンスト・ソリッド・ステート・レーザー
ズ 第１０巻３９０頁（OSA TOPS vol.10 Advanced Sol
id-State Lasers,1997,p.390）」には、マイクロステッ
プミラーを使用した励起光学系の例が掲載されている。
図１３は「１９９７年オー・エス・エー・トップスアド
バンスト・ソリッド・ステート・レーザーズ 第１０巻
３９０頁（OSA TOPSvol.10 Advanced Solid-State Lase
rs,1997,p.390）」に記載された固体レーザ装置を示す
模式図である。この従来の固体レーザ装置には、レーザ
の進行方向に対して傾斜する鏡面を有する一対の鏡から
なるマイクロステップミラー１５１が設けられている。
このマイクロステップミラー１５１に照射された半導体
レーザバー・ビーム１５２は一方の鏡で反射されて他方
の鏡に照射される。更に、他方の鏡に照射された光はこ
の鏡により反射される。この結果、半導体レーザバー・
ビーム１５２から９０度回転した励起光群１５３がマイ
クロステップミラー１５１から出射される。
ップス アドバンスト・ソリッド・ステート・レーザー
ズ 第１０巻３９０頁（OSA TOPS vol.10 Advanced Sol
id-State Lasers,1997,p.390）」には、マイクロステッ
プミラーを使用した励起光学系の例が掲載されている。
図１３は「１９９７年オー・エス・エー・トップスアド
バンスト・ソリッド・ステート・レーザーズ 第１０巻
３９０頁（OSA TOPSvol.10 Advanced Solid-State Lase
rs,1997,p.390）」に記載された固体レーザ装置を示す
模式図である。この従来の固体レーザ装置には、レーザ
の進行方向に対して傾斜する鏡面を有する一対の鏡から
なるマイクロステップミラー１５１が設けられている。
このマイクロステップミラー１５１に照射された半導体
レーザバー・ビーム１５２は一方の鏡で反射されて他方
の鏡に照射される。更に、他方の鏡に照射された光はこ
の鏡により反射される。この結果、半導体レーザバー・
ビーム１５２から９０度回転した励起光群１５３がマイ
クロステップミラー１５１から出射される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来の固体レーザ装置によれば、レンズ等の光学素子
は不要となるが、損失が大きく動作の安定性は十分では
ないという問題点がある。
の従来の固体レーザ装置によれば、レンズ等の光学素子
は不要となるが、損失が大きく動作の安定性は十分では
ないという問題点がある。
【００１８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、小型で安定性が高く高出力の固体レーザ装
置及びそれを備えた固体レーザ増幅器を提供することを
目的とする。
のであって、小型で安定性が高く高出力の固体レーザ装
置及びそれを備えた固体レーザ増幅器を提供することを
目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る固体レーザ
装置は、基板と、この基板上に形成され第１の端面に励
起光が照射されると第２の端面からレーザ光を発振する
レーザ結晶と、前記励起光を発光する励起光発光手段
と、前記励起光発光手段により発光された励起光が入射
する第１の端部及び前記第１の端面に対向し前記励起光
が出射される第２の端部を有し前記第１の端部に入射し
た励起光が伝播し前記基板上に形成された導波路とを有
することを特徴とする。
装置は、基板と、この基板上に形成され第１の端面に励
起光が照射されると第２の端面からレーザ光を発振する
レーザ結晶と、前記励起光を発光する励起光発光手段
と、前記励起光発光手段により発光された励起光が入射
する第１の端部及び前記第１の端面に対向し前記励起光
が出射される第２の端部を有し前記第１の端部に入射し
た励起光が伝播し前記基板上に形成された導波路とを有
することを特徴とする。
【００２０】本発明に係る他の固体レーザ装置は、基板
と、この基板上に形成され第１の端面に励起光が照射さ
れると第２の端面からレーザ光を発振するレーザ結晶
と、前記励起光を発光する励起光発光手段と、一方の端
部に前記励起光発光手段により発光された励起光が入射
しこの励起光が伝播する複数個の導波路と、複数個の前
記導波路の他方の各端部を結合し前記第１の端面に対向
し前記励起光が出射される端部を有する合成器とを有す
ることを特徴とする。
と、この基板上に形成され第１の端面に励起光が照射さ
れると第２の端面からレーザ光を発振するレーザ結晶
と、前記励起光を発光する励起光発光手段と、一方の端
部に前記励起光発光手段により発光された励起光が入射
しこの励起光が伝播する複数個の導波路と、複数個の前
記導波路の他方の各端部を結合し前記第１の端面に対向
し前記励起光が出射される端部を有する合成器とを有す
ることを特徴とする。
【００２１】本発明においては、励起光発光手段により
発光された励起光が導波路を伝播して第１の端面に出射
される。そして、レーザ結晶により第２の端面からレー
ザ光が発振される。従って、伝播中の損失が少なく、ま
た、レンズ又はプリズム等の光学素子が不要であるの
で、小型化が容易である。
発光された励起光が導波路を伝播して第１の端面に出射
される。そして、レーザ結晶により第２の端面からレー
ザ光が発振される。従って、伝播中の損失が少なく、ま
た、レンズ又はプリズム等の光学素子が不要であるの
で、小型化が容易である。
【００２２】前記第１の端面が前記励起光を反射せず前
記励起光に励起されたレーザ発振光を全反射する膜によ
り被覆され、前記第２の端面が前記レーザ発振光の一部
を反射する膜により被覆されていてもよい。
記励起光に励起されたレーザ発振光を全反射する膜によ
り被覆され、前記第２の端面が前記レーザ発振光の一部
を反射する膜により被覆されていてもよい。
【００２３】また、前記第２の端面から発振されたレー
ザ光の波長を変換する光学結晶又は疑似位相整合素子を
有し、前記第１の端面は、前記励起光を反射せず前記励
起光に励起されたレーザ発振光を全反射する膜により被
覆されており、前記第２の端面は、前記レーザ発振光の
一部を反射する膜又は前記レーザ発振光を反射しない膜
により被覆されていてもよい。疑似位相整合素子を使用
することにより、より高出力を得ることができる。
ザ光の波長を変換する光学結晶又は疑似位相整合素子を
有し、前記第１の端面は、前記励起光を反射せず前記励
起光に励起されたレーザ発振光を全反射する膜により被
覆されており、前記第２の端面は、前記レーザ発振光の
一部を反射する膜又は前記レーザ発振光を反射しない膜
により被覆されていてもよい。疑似位相整合素子を使用
することにより、より高出力を得ることができる。
【００２４】更に、前記レーザ結晶の厚さは、前記励起
光の吸収係数の逆数の１乃至２倍であることが望まし
い。
光の吸収係数の逆数の１乃至２倍であることが望まし
い。
【００２５】更にまた、前記レーザ光を集光する集光レ
ンズと、この集光レンズにより集光されたレーザ光が伝
播するシングルモードファイバ又はシングルモード石英
導波路とを有することができる。
ンズと、この集光レンズにより集光されたレーザ光が伝
播するシングルモードファイバ又はシングルモード石英
導波路とを有することができる。
【００２６】本発明に係る固体レーザ増幅器は、基板
と、この基板上に形成され第１の端面に励起光が照射さ
れると第２の端面からレーザ光を発振するレーザ結晶
と、前記励起光を発光する励起光発光手段と、前記励起
光発光手段により発光された励起光が入射する第１の端
部及び前記第１の端面に対向し前記励起光が出射される
第２の端部を有し前記第１の端部に入射した励起光が伝
播し前記基板上に形成された励起光導波路と、前記レー
ザ結晶の利得域内の信号光が伝播しこの信号光が前記第
１の端面に向けて出射される端部を有し前記基板上に形
成された信号光入射導波路と、前記第２の端面から出射
されたレーザ光が入射される端部を有し前記レーザ光が
伝播し前記基板上に形成された信号光出射導波路とを有
し、前記第１の端面及び前記第２の端面は、前記レーザ
利得帯域に対して反射しない膜により被覆されているこ
とを特徴とする。
と、この基板上に形成され第１の端面に励起光が照射さ
れると第２の端面からレーザ光を発振するレーザ結晶
と、前記励起光を発光する励起光発光手段と、前記励起
光発光手段により発光された励起光が入射する第１の端
部及び前記第１の端面に対向し前記励起光が出射される
第２の端部を有し前記第１の端部に入射した励起光が伝
播し前記基板上に形成された励起光導波路と、前記レー
ザ結晶の利得域内の信号光が伝播しこの信号光が前記第
１の端面に向けて出射される端部を有し前記基板上に形
成された信号光入射導波路と、前記第２の端面から出射
されたレーザ光が入射される端部を有し前記レーザ光が
伝播し前記基板上に形成された信号光出射導波路とを有
し、前記第１の端面及び前記第２の端面は、前記レーザ
利得帯域に対して反射しない膜により被覆されているこ
とを特徴とする。
【００２７】本発明に係る他の固体レーザ増幅器は、基
板と、この基板上に形成され第１の端面に励起光が照射
されると第２の端面からレーザ光を発振するレーザ結晶
と、前記励起光を発光する励起光発光手段と、前記励起
光発光手段により発光された励起光が入射する第１の端
部及び前記第１の端面に対向し前記励起光が出射される
第２の端部を有し前記第１の端部に入射した励起光が伝
播し前記基板上に形成された励起光導波路と、前記レー
ザ結晶の利得域内の信号光が伝播しこの信号光が前記第
２の端面に向けて出射される端部を有し前記基板上に形
成された信号光入射導波路と、前記第２の端面から出射
されたレーザ光が入射される端部を有し前記レーザ光が
伝播し前記基板上に形成された信号光出射導波路とを有
し、前記第１の端面は、前記励起光を反射せず前記レー
ザ利得帯域に対して全反射する膜により被覆されてお
り、前記第２の端面は、前記レーザ利得帯域に対して反
射しない膜により被覆されていることを特徴とする。
板と、この基板上に形成され第１の端面に励起光が照射
されると第２の端面からレーザ光を発振するレーザ結晶
と、前記励起光を発光する励起光発光手段と、前記励起
光発光手段により発光された励起光が入射する第１の端
部及び前記第１の端面に対向し前記励起光が出射される
第２の端部を有し前記第１の端部に入射した励起光が伝
播し前記基板上に形成された励起光導波路と、前記レー
ザ結晶の利得域内の信号光が伝播しこの信号光が前記第
２の端面に向けて出射される端部を有し前記基板上に形
成された信号光入射導波路と、前記第２の端面から出射
されたレーザ光が入射される端部を有し前記レーザ光が
伝播し前記基板上に形成された信号光出射導波路とを有
し、前記第１の端面は、前記励起光を反射せず前記レー
ザ利得帯域に対して全反射する膜により被覆されてお
り、前記第２の端面は、前記レーザ利得帯域に対して反
射しない膜により被覆されていることを特徴とする。
【００２８】本発明においては、信号光入射導波路を伝
播しレーザ結晶の端面に出射された信号光がレーザ結晶
内で増幅され信号光出射導波路に出射される。この場合
にも、損失を少なくすると共に、レンズ等を使用する必
要がないため小型化が容易である。
播しレーザ結晶の端面に出射された信号光がレーザ結晶
内で増幅され信号光出射導波路に出射される。この場合
にも、損失を少なくすると共に、レンズ等を使用する必
要がないため小型化が容易である。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る固体
レーザ装置について、添付の図面を参照して具体的に説
明する。図１は本発明の第１の実施例に係る固体レーザ
装置を示す図であって、（ａ）は上方から見た模式図、
（ｂ）は側方から見た模式図である。本発明の第１の実
施例においては、基板２上に厚さが数１００μｍ程度の
Ｎｄ：ＹＶＯ4結晶からなるレーザ結晶１が配置されて
いる。基板２は、例えば、シリコン又は石英製である。
なお、基板２の材料は、光通信において励起波長及びレ
ーザ発振波長に対し低損失の導波路を形成することがで
きれば如何なるものでも構わない。そして、レーザ結晶
１の一方の端面１ａは全反射多層膜（図示せず）により
被覆されている。ここで、全反射多層膜は、レーザ結晶
１を励起するために外部から照射される励起光は透過し
この励起光に励起されたレーザ光は全反射される多層膜
である。また、レーザ結晶１の他方の端面１ｂは部分反
射多層膜（図示せず）により被覆されている。ここで、
部分反射多層膜は、励起光に励起されたレーザ光は部分
反射される多層膜である。そして、レーザ結晶１、全反
射多層膜及び部分反射多層膜によりレーザの発振が行わ
れる。つまり、所謂マイクロチップ型固体レーザが構成
されている。
レーザ装置について、添付の図面を参照して具体的に説
明する。図１は本発明の第１の実施例に係る固体レーザ
装置を示す図であって、（ａ）は上方から見た模式図、
（ｂ）は側方から見た模式図である。本発明の第１の実
施例においては、基板２上に厚さが数１００μｍ程度の
Ｎｄ：ＹＶＯ4結晶からなるレーザ結晶１が配置されて
いる。基板２は、例えば、シリコン又は石英製である。
なお、基板２の材料は、光通信において励起波長及びレ
ーザ発振波長に対し低損失の導波路を形成することがで
きれば如何なるものでも構わない。そして、レーザ結晶
１の一方の端面１ａは全反射多層膜（図示せず）により
被覆されている。ここで、全反射多層膜は、レーザ結晶
１を励起するために外部から照射される励起光は透過し
この励起光に励起されたレーザ光は全反射される多層膜
である。また、レーザ結晶１の他方の端面１ｂは部分反
射多層膜（図示せず）により被覆されている。ここで、
部分反射多層膜は、励起光に励起されたレーザ光は部分
反射される多層膜である。そして、レーザ結晶１、全反
射多層膜及び部分反射多層膜によりレーザの発振が行わ
れる。つまり、所謂マイクロチップ型固体レーザが構成
されている。
【００３０】また、基板２上には、端面１ａに直交し端
面１ａを被覆する全反射多層膜に出射口が近接するマル
チモード導波路３が形成されている。マルチモード導波
路３の幅は、例えば、４００乃至１０００μｍであり、
厚さは５乃至１０μｍ程度である。なお、マルチモード
導波路３の幅は、後述の半導体レーザの発光エリア幅に
より調節されるものである。このマルチモード導波路３
は、例えば、イオン交換、熱拡散又はスパッタリング等
の通常の導波路形成方法により形成される。基板２が石
英製であり、マルチモード導波路３が石英導波路である
場合、屈折率ｎが１．４６、比屈折率差Δが０．３５％
であるので、導波路の入射側の開口数（ＮＡ）は、ＮＡ
＝ｎ×（２×Δ）0.5より０．１２であり、受光許容角
は１４度である。
面１ａを被覆する全反射多層膜に出射口が近接するマル
チモード導波路３が形成されている。マルチモード導波
路３の幅は、例えば、４００乃至１０００μｍであり、
厚さは５乃至１０μｍ程度である。なお、マルチモード
導波路３の幅は、後述の半導体レーザの発光エリア幅に
より調節されるものである。このマルチモード導波路３
は、例えば、イオン交換、熱拡散又はスパッタリング等
の通常の導波路形成方法により形成される。基板２が石
英製であり、マルチモード導波路３が石英導波路である
場合、屈折率ｎが１．４６、比屈折率差Δが０．３５％
であるので、導波路の入射側の開口数（ＮＡ）は、ＮＡ
＝ｎ×（２×Δ）0.5より０．１２であり、受光許容角
は１４度である。
【００３１】更に、基板２上には、マルチモード導波路
３に軸方向が延びる方向が直交するシリンドリカルレン
ズ４がマルチモード導波路３の入射口から１．７９５ｍ
ｍの間隔をあけて配置されている。シリンドリカルレン
ズ４は、例えば、焦点距離が０．５ｍｍ、直径が０．７
３ｍｍの分布屈折率レンズである。なお、非球面レンズ
を、シリンドリカルレンズとして使用することも可能で
ある。
３に軸方向が延びる方向が直交するシリンドリカルレン
ズ４がマルチモード導波路３の入射口から１．７９５ｍ
ｍの間隔をあけて配置されている。シリンドリカルレン
ズ４は、例えば、焦点距離が０．５ｍｍ、直径が０．７
３ｍｍの分布屈折率レンズである。なお、非球面レンズ
を、シリンドリカルレンズとして使用することも可能で
ある。
【００３２】更に、ブロードエリア型半導体レーザ５が
励起光源として基板２の側方にシリンドリカルレンズ４
から０．２８５ｍｍの間隔をあけて配置されている。な
お、半導体レーザ５の発光部５ａはマルチモード導波路
３が延びる方向と同一直線上にある。これにより、半導
体レーザ５とシリンドリカルレンズ４の主点との間の距
離は０．６５ｍｍとなり、半導体レーザ５とマルチモー
ド導波路３との間の距離は２．８１ｍｍとなる。半導体
レーザ５の出力は４Ｗ、一方向の発光エリア幅は５００
μｍ、この方向の発散角は１０度、その方向に直交する
方向の発光エリア幅は１μｍ、この方向の発散角は４０
度である。
励起光源として基板２の側方にシリンドリカルレンズ４
から０．２８５ｍｍの間隔をあけて配置されている。な
お、半導体レーザ５の発光部５ａはマルチモード導波路
３が延びる方向と同一直線上にある。これにより、半導
体レーザ５とシリンドリカルレンズ４の主点との間の距
離は０．６５ｍｍとなり、半導体レーザ５とマルチモー
ド導波路３との間の距離は２．８１ｍｍとなる。半導体
レーザ５の出力は４Ｗ、一方向の発光エリア幅は５００
μｍ、この方向の発散角は１０度、その方向に直交する
方向の発光エリア幅は１μｍ、この方向の発散角は４０
度である。
【００３３】ここで、半導体レーザ５の発散角の小さい
方（発光エリア幅５００μｍ）をスロー軸、大きい方
（発光エリア幅１μｍ）をファースト軸という。本実施
例に使用される４Ｗ出力の半導体レーザ５の場合、スロ
ー軸のレーザ光発散角は約１０度であるため、入射角度
から見れば導波させることができる。一方、ファースト
軸方向の発散角は４０度であるが、シリンドリカルレン
ズ４が半導体レーザ５と導波路３との間に配置されてい
るので、ビーム発散角が抑制され高効率に導波可能であ
る。つまり、レーザ光が倍率３．３倍程度に拡大され、
発散角が１／３．３倍に縮小されて許容角内の約１２度
となってマルチモード導波路３に入射される。このと
き、半導体レーザ５とマルチモード導波路３との間の距
離は２．８１ｍｍであるので、スロー軸は発光エリア幅
から４００μｍ程拡がっているが、マルチモード導波路
３の幅を発光エリア幅と拡がり分との和から９００μｍ
とすることにより、許容角を満たしながら高効率に導波
可能である。
方（発光エリア幅５００μｍ）をスロー軸、大きい方
（発光エリア幅１μｍ）をファースト軸という。本実施
例に使用される４Ｗ出力の半導体レーザ５の場合、スロ
ー軸のレーザ光発散角は約１０度であるため、入射角度
から見れば導波させることができる。一方、ファースト
軸方向の発散角は４０度であるが、シリンドリカルレン
ズ４が半導体レーザ５と導波路３との間に配置されてい
るので、ビーム発散角が抑制され高効率に導波可能であ
る。つまり、レーザ光が倍率３．３倍程度に拡大され、
発散角が１／３．３倍に縮小されて許容角内の約１２度
となってマルチモード導波路３に入射される。このと
き、半導体レーザ５とマルチモード導波路３との間の距
離は２．８１ｍｍであるので、スロー軸は発光エリア幅
から４００μｍ程拡がっているが、マルチモード導波路
３の幅を発光エリア幅と拡がり分との和から９００μｍ
とすることにより、許容角を満たしながら高効率に導波
可能である。
【００３４】このように構成された第１の実施例の固体
レーザ装置においては、半導体レーザ５の発光部５ａか
ら発光された励起レーザ光６がシリンドリカルレンズ４
に入射される。そして、シリンドリカルレンズ４により
励起レーザ光６のファースト軸方向の発散角が、上述の
ように、約１２度とされてマルチモード導波路３の入射
口に照射される。次いで、励起レーザ光６はマルチモー
ド導波路３を伝播した後、導波路３の開口数ＮＡで決ま
る発散角（１４度）で出射口から出射されて自由空間を
伝播し、出射口に近接しているレーザ結晶１の端面１ａ
を被覆する全反射多層膜に照射される。
レーザ装置においては、半導体レーザ５の発光部５ａか
ら発光された励起レーザ光６がシリンドリカルレンズ４
に入射される。そして、シリンドリカルレンズ４により
励起レーザ光６のファースト軸方向の発散角が、上述の
ように、約１２度とされてマルチモード導波路３の入射
口に照射される。次いで、励起レーザ光６はマルチモー
ド導波路３を伝播した後、導波路３の開口数ＮＡで決ま
る発散角（１４度）で出射口から出射されて自由空間を
伝播し、出射口に近接しているレーザ結晶１の端面１ａ
を被覆する全反射多層膜に照射される。
【００３５】このとき、レーザ結晶１の厚さが、例え
ば、４００μｍである場合、伝播中の拡がりは４００×
２×ｔａｎ（１４／２）°＝１００μｍ程度に抑えられ
る。励起レーザ光６のπ偏光成分、σ偏光成分はシング
ルパスで夫々９８％、６３％吸収される。従って、レー
ザ結晶１の厚さ方向に、長軸の長さが１０００μｍ（励
起光導波路幅＋１００μｍ）、短軸の長さが１１０μｍ
（励起光導波路厚み＋１００μｍ）程度の楕円形又は同
程度の大きさの長方形の励起領域（レーザ利得領域）７
が形成される。そして、励起されたレーザ光は端面１ａ
と端面１ｂとの間で発振されながら端面１ｂからレーザ
発振光８として出射される。このとき、励起密度は３．
６ｋＷ／ｃｍ2に達し、４準位Ｎｄ：ＹＶＯ4で十分な高
効率動作が実現される。
ば、４００μｍである場合、伝播中の拡がりは４００×
２×ｔａｎ（１４／２）°＝１００μｍ程度に抑えられ
る。励起レーザ光６のπ偏光成分、σ偏光成分はシング
ルパスで夫々９８％、６３％吸収される。従って、レー
ザ結晶１の厚さ方向に、長軸の長さが１０００μｍ（励
起光導波路幅＋１００μｍ）、短軸の長さが１１０μｍ
（励起光導波路厚み＋１００μｍ）程度の楕円形又は同
程度の大きさの長方形の励起領域（レーザ利得領域）７
が形成される。そして、励起されたレーザ光は端面１ａ
と端面１ｂとの間で発振されながら端面１ｂからレーザ
発振光８として出射される。このとき、励起密度は３．
６ｋＷ／ｃｍ2に達し、４準位Ｎｄ：ＹＶＯ4で十分な高
効率動作が実現される。
【００３６】なお、励起直径又は結晶端面の曲率を適当
に設定することにより、レーザ発振光の最低次横モード
発振も可能である。厚さ４００μｍのＮｄ：ＹＶＯ4マ
イクロチップ型固体レーザにおいて、出力鏡反射率を９
０％とすることにより、励起出力を４Ｗとしたとき、レ
ーザ発振光の出力として１．２Ｗ（波長１０６４ｎｍ）
が得られた。このため、高い励起密度が得られ、３０％
の光効率が実現された。
に設定することにより、レーザ発振光の最低次横モード
発振も可能である。厚さ４００μｍのＮｄ：ＹＶＯ4マ
イクロチップ型固体レーザにおいて、出力鏡反射率を９
０％とすることにより、励起出力を４Ｗとしたとき、レ
ーザ発振光の出力として１．２Ｗ（波長１０６４ｎｍ）
が得られた。このため、高い励起密度が得られ、３０％
の光効率が実現された。
【００３７】また、本実施例においては、レーザ結晶１
としてＮｄ：ＹＶＯ4が使用されたが、本発明はこれに
限定されるものではない。Ｙｂ：ＹＡＧ、Ｙｂ：ＬｕＡ
Ｇ等のＹｂ3+を活性イオンとする準３準位レーザ媒質及
びＮｄ：ＹＡＧ、Ｔｍ：ＹＶＯ4等を使用することも可
能である。更に、これら以外であっても高い吸収係数を
有し、吸収長（吸収係数の逆数）が１ｍｍ程度以下にな
るものであれば、レーザ結晶の厚みを数１００μｍ程度
にまで薄型化できるため、使用可能である。
としてＮｄ：ＹＶＯ4が使用されたが、本発明はこれに
限定されるものではない。Ｙｂ：ＹＡＧ、Ｙｂ：ＬｕＡ
Ｇ等のＹｂ3+を活性イオンとする準３準位レーザ媒質及
びＮｄ：ＹＡＧ、Ｔｍ：ＹＶＯ4等を使用することも可
能である。更に、これら以外であっても高い吸収係数を
有し、吸収長（吸収係数の逆数）が１ｍｍ程度以下にな
るものであれば、レーザ結晶の厚みを数１００μｍ程度
にまで薄型化できるため、使用可能である。
【００３８】更にまた、励起光源は半導体レーザに限定
されるものではなく、チタンサファイア・レーザ等の他
のレーザであってもよい。アレイ型半導体レーザ・バー
（出力：２０Ｗ、発光エリア幅：１ｃｍ×１μｍ、スト
ライプ幅：５０乃至２００μｍ、ストライプ数：２５乃
至５０）を使用してもよい。
されるものではなく、チタンサファイア・レーザ等の他
のレーザであってもよい。アレイ型半導体レーザ・バー
（出力：２０Ｗ、発光エリア幅：１ｃｍ×１μｍ、スト
ライプ幅：５０乃至２００μｍ、ストライプ数：２５乃
至５０）を使用してもよい。
【００３９】更に、レーザ結晶１のレーザ出射側にレー
ザ発振光が伝播するシングルモード光ファイバ（ＳＭ
Ｆ）及び端面１ｂからレーザ発振光をその光ファイバへ
結合させるレンズを配設することも可能である。図２は
本発明の第１の実施例に光ファイバ及び光ファイバ用レ
ンズが組込まれた例を示す模式図である。なお、図２に
示す固体レーザ装置において、図１に示す固体レーザ装
置と同一要素には同一符号を付してその詳細な説明は省
略する。基板２上には、更に、レーザ結晶１の端面１ｂ
を被覆する部分反射多層膜に近接する集光レンズ９が配
置されている。集光レンズ９には、例えば、分布屈折率
型レンズ（所謂ＧＲＩＮレンズ）又は非球面レンズ等が
使用される。更に、集光レンズ９をレーザ結晶１と挟む
ように配置されたフェレール１０ａが一端に設けられた
シングルモード光ファイバ１０が配設されている。な
お、シングルモード光ファイバ１０の他端にフェレール
１０ｂが設けられている。
ザ発振光が伝播するシングルモード光ファイバ（ＳＭ
Ｆ）及び端面１ｂからレーザ発振光をその光ファイバへ
結合させるレンズを配設することも可能である。図２は
本発明の第１の実施例に光ファイバ及び光ファイバ用レ
ンズが組込まれた例を示す模式図である。なお、図２に
示す固体レーザ装置において、図１に示す固体レーザ装
置と同一要素には同一符号を付してその詳細な説明は省
略する。基板２上には、更に、レーザ結晶１の端面１ｂ
を被覆する部分反射多層膜に近接する集光レンズ９が配
置されている。集光レンズ９には、例えば、分布屈折率
型レンズ（所謂ＧＲＩＮレンズ）又は非球面レンズ等が
使用される。更に、集光レンズ９をレーザ結晶１と挟む
ように配置されたフェレール１０ａが一端に設けられた
シングルモード光ファイバ１０が配設されている。な
お、シングルモード光ファイバ１０の他端にフェレール
１０ｂが設けられている。
【００４０】このように構成された固体レーザ装置にお
いては、端面１ｂから発光されたレーザ発振光が集光レ
ンズ９により集光されてフェレール１０ａに照射され
る。そして、フェレール１０ａに照射されたレーザ発振
光はシングルモード光ファイバ１０中を伝播する。そし
て、フェレール１０ｂからレーザ発振光８ａが発光され
る。
いては、端面１ｂから発光されたレーザ発振光が集光レ
ンズ９により集光されてフェレール１０ａに照射され
る。そして、フェレール１０ａに照射されたレーザ発振
光はシングルモード光ファイバ１０中を伝播する。そし
て、フェレール１０ｂからレーザ発振光８ａが発光され
る。
【００４１】なお、シングルモード光ファイバ１０の替
わりに、シングルモード石英導波路を配置してもよい。
シングルモード石英導波路を配置した場合、更に付加的
な光制御素子を集積することができる。例えば、音響光
学効果又は電気光学効果を有する光変調導波路等を集積
することにより、単なる連続発振固体レーザ装置ではな
く、振幅又は周波数の変調を付加することが可能な高機
能な固体レーザ装置を実現可能である。
わりに、シングルモード石英導波路を配置してもよい。
シングルモード石英導波路を配置した場合、更に付加的
な光制御素子を集積することができる。例えば、音響光
学効果又は電気光学効果を有する光変調導波路等を集積
することにより、単なる連続発振固体レーザ装置ではな
く、振幅又は周波数の変調を付加することが可能な高機
能な固体レーザ装置を実現可能である。
【００４２】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。本実施例においては、複数個の半導体レーザが配
設されており、それに伴って半導体レーザと同数に分岐
した導波路が基板上に形成されている。図３は本発明の
第２の実施例に係る固体レーザ装置を示す模式図であ
る。なお、図３に示す第２の実施例において、図２に示
す第１の実施例と同一要素には同一符号を付してその詳
細な説明は省略する。本実施例においては、複数個の半
導体レーザ５が励起光源として基板２の側方に配置され
ている。また、レーザ結晶１の端面１ａに近接してマル
チモード合成器２１が形成されており、マルチモード合
成器２１から半導体レーザ５と同数の導波路３ａが分岐
している。そして、導波路３ａの他端はシリンドリカル
レンズ４を挟んで１個の半導体レーザ５の発光部５ａと
対向している。
する。本実施例においては、複数個の半導体レーザが配
設されており、それに伴って半導体レーザと同数に分岐
した導波路が基板上に形成されている。図３は本発明の
第２の実施例に係る固体レーザ装置を示す模式図であ
る。なお、図３に示す第２の実施例において、図２に示
す第１の実施例と同一要素には同一符号を付してその詳
細な説明は省略する。本実施例においては、複数個の半
導体レーザ５が励起光源として基板２の側方に配置され
ている。また、レーザ結晶１の端面１ａに近接してマル
チモード合成器２１が形成されており、マルチモード合
成器２１から半導体レーザ５と同数の導波路３ａが分岐
している。そして、導波路３ａの他端はシリンドリカル
レンズ４を挟んで１個の半導体レーザ５の発光部５ａと
対向している。
【００４３】このように構成された第２の実施例の固体
レーザ装置においては、各半導体レーザ５から発光され
た励起レーザ光６が各導波路３ａを伝播した後、マルチ
モード合成器２１により合成される。そして、合成され
た励起レーザ光が、第１の実施例と同様にしてレーザ結
晶１に照射される。そして、第１の実施例と同様にして
レーザ発振光８ｂが発光される。
レーザ装置においては、各半導体レーザ５から発光され
た励起レーザ光６が各導波路３ａを伝播した後、マルチ
モード合成器２１により合成される。そして、合成され
た励起レーザ光が、第１の実施例と同様にしてレーザ結
晶１に照射される。そして、第１の実施例と同様にして
レーザ発振光８ｂが発光される。
【００４４】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。本実施例においては、バルク結晶からなる非線形
光学素子がレーザ結晶の発光端面側に配置されている。
図４は本発明の第３の実施例に係る固体レーザ装置を示
す模式図である。
する。本実施例においては、バルク結晶からなる非線形
光学素子がレーザ結晶の発光端面側に配置されている。
図４は本発明の第３の実施例に係る固体レーザ装置を示
す模式図である。
【００４５】本実施例においては、基板３２上に厚さが
数１００μｍ程度のＮｄ：ＹＶＯ4結晶からなるレーザ
結晶３１が配置されている。そして、レーザ結晶３１の
一方の端面３１ａは全反射多層膜（図示せず）により被
覆されている。また、バルク結晶からなる非線形光学素
子３１ｂがレーザ結晶３１の他方の端面に張り合わされ
るか、又は近接して基板３２上に配置されている。非線
形光学素子３１ｂには、レーザ結晶３１内で励起された
レーザ光をその第２高調波に変換するＳＨＧ（Second-h
armonics generation）素子又は光パラメトリック効果
を発現しシグナル光及びアイドラー光を発生させるＯＰ
Ｏ（Optical parametric oscillator）素子等が使用さ
れる。その材料としては、例えば、高い非線形定数を有
するＢａＢ2Ｏ4（ホウ酸バリウム）及びＬｉＢ3Ｏ5（３
ホウ酸リチウム）等が挙げられる。そして、レーザ結晶
３１の端面３１ａと非線形光学素子３１ｂの出射側端面
から共振器が構成される。このようにして、所謂マイク
ロチップ型固体レーザが構成されている。
数１００μｍ程度のＮｄ：ＹＶＯ4結晶からなるレーザ
結晶３１が配置されている。そして、レーザ結晶３１の
一方の端面３１ａは全反射多層膜（図示せず）により被
覆されている。また、バルク結晶からなる非線形光学素
子３１ｂがレーザ結晶３１の他方の端面に張り合わされ
るか、又は近接して基板３２上に配置されている。非線
形光学素子３１ｂには、レーザ結晶３１内で励起された
レーザ光をその第２高調波に変換するＳＨＧ（Second-h
armonics generation）素子又は光パラメトリック効果
を発現しシグナル光及びアイドラー光を発生させるＯＰ
Ｏ（Optical parametric oscillator）素子等が使用さ
れる。その材料としては、例えば、高い非線形定数を有
するＢａＢ2Ｏ4（ホウ酸バリウム）及びＬｉＢ3Ｏ5（３
ホウ酸リチウム）等が挙げられる。そして、レーザ結晶
３１の端面３１ａと非線形光学素子３１ｂの出射側端面
から共振器が構成される。このようにして、所謂マイク
ロチップ型固体レーザが構成されている。
【００４６】また、基板３２上には、端面３１ａを被覆
する全反射多層膜に近接するマルチモード合成器３３ａ
が形成されており、そこから２つに分岐したマルチモー
ド導波路３３が形成されている。
する全反射多層膜に近接するマルチモード合成器３３ａ
が形成されており、そこから２つに分岐したマルチモー
ド導波路３３が形成されている。
【００４７】更に、基板３２上には、マルチモード導波
路３３の端部に軸方向が延びる方向が直交するシリンド
リカルレンズ３４がマルチモード導波路３３の入射口か
ら所定の間隔をあけて配置されている。
路３３の端部に軸方向が延びる方向が直交するシリンド
リカルレンズ３４がマルチモード導波路３３の入射口か
ら所定の間隔をあけて配置されている。
【００４８】そして、２個の半導体レーザ３５が励起光
源として基板３２の側方にシリンドリカルレンズ３４か
ら所定の間隔をあけて配置されている。なお、半導体レ
ーザ３５の発光部３５ａはシリンドリカルレンズ３４を
介してマルチモード導波路３３の各入射口と対向してい
る。
源として基板３２の側方にシリンドリカルレンズ３４か
ら所定の間隔をあけて配置されている。なお、半導体レ
ーザ３５の発光部３５ａはシリンドリカルレンズ３４を
介してマルチモード導波路３３の各入射口と対向してい
る。
【００４９】基板３２上に、更に、非線形光学素子３１
ｂに近接する集光レンズ３９が配置されている。また、
集光レンズ３９をレーザ結晶３１と挟むように配置され
たフェレール４０ａが一端に設けられたシングルモード
光ファイバ４０が配設されている。なお、シングルモー
ド光ファイバ４０の他端にフェレール４０ｂが設けられ
ている。そして、フェレール４０ｂからレーザ発振光３
８が発振される。
ｂに近接する集光レンズ３９が配置されている。また、
集光レンズ３９をレーザ結晶３１と挟むように配置され
たフェレール４０ａが一端に設けられたシングルモード
光ファイバ４０が配設されている。なお、シングルモー
ド光ファイバ４０の他端にフェレール４０ｂが設けられ
ている。そして、フェレール４０ｂからレーザ発振光３
８が発振される。
【００５０】このように構成された第３の実施例の固体
レーザ装置においては、発振波長が変換可能となる。ま
た、内部共振器型波長変換が連続発振動作において採用
され高効率動作が実現される。
レーザ装置においては、発振波長が変換可能となる。ま
た、内部共振器型波長変換が連続発振動作において採用
され高効率動作が実現される。
【００５１】上述のＮｄ：ＹＶＯ4結晶からなるレーザ
結晶３１に３ｍｍ長程度のＢａＢ2Ｏ 4結晶を近接配置
し、第２高調波を発生させた場合、グリーン出力（波長
５３２ｎｍ）として励起パワー４Ｗにおいて６００ｍＷ
を安定に得ることができた。
結晶３１に３ｍｍ長程度のＢａＢ2Ｏ 4結晶を近接配置
し、第２高調波を発生させた場合、グリーン出力（波長
５３２ｎｍ）として励起パワー４Ｗにおいて６００ｍＷ
を安定に得ることができた。
【００５２】なお、非線形光学素子としては、通常のバ
ルク結晶だけではなく、周期的分極反転構造を有する疑
似位相整合型デバイスも使用可能である。図５は非線形
素子として疑似位相整合型デバイスが使用された本発明
の第４の実施例に係る固体レーザ装置を示す模式図であ
る。なお、図５に示す第４の実施例において、図４に示
す第４の実施例と同一要素には同一符号を付してその詳
細な説明は省略する。本実施例においては、非線形素子
として疑似位相整合型デバイス３１ｃがレーザ結晶３１
の出射側端面に張り合わされるか、又は近接して基板３
２上に配置されている。疑似位相整合型デバイス３１ｃ
には、例えば、所謂周期的分極反転ＬｉＮｂＯ3等が使
用される。そして、フェレール４０ｂからレーザ発振光
３８ａが発振される。
ルク結晶だけではなく、周期的分極反転構造を有する疑
似位相整合型デバイスも使用可能である。図５は非線形
素子として疑似位相整合型デバイスが使用された本発明
の第４の実施例に係る固体レーザ装置を示す模式図であ
る。なお、図５に示す第４の実施例において、図４に示
す第４の実施例と同一要素には同一符号を付してその詳
細な説明は省略する。本実施例においては、非線形素子
として疑似位相整合型デバイス３１ｃがレーザ結晶３１
の出射側端面に張り合わされるか、又は近接して基板３
２上に配置されている。疑似位相整合型デバイス３１ｃ
には、例えば、所謂周期的分極反転ＬｉＮｂＯ3等が使
用される。そして、フェレール４０ｂからレーザ発振光
３８ａが発振される。
【００５３】この場合にも、前述のように、発振波長が
変換可能となると共に、内部共振器型波長変換が連続発
振動作において採用され高効率動作が実現される。
変換可能となると共に、内部共振器型波長変換が連続発
振動作において採用され高効率動作が実現される。
【００５４】次に、前述のような固体レーザ装置を備え
本発明の実施例に係る光励起型の固体レーザ増幅器につ
いて説明する。第５の実施例に係る固体レーザ増幅器に
おいては、マルチモード合成器とレーザ結晶との間に導
波路が設けられており、通常の光ファイバーアンプ等と
同様に、この導波路に増幅される信号光が伝播する信号
光入射用導波路が連結されている。図６は本発明の第５
の実施例に係る固体レーザ増幅器を示す模式図である。
なお、図６に示す第５の実施例において、図５に示す第
４の実施例と同一要素には、同一符号を付してその詳細
な説明は省略する。
本発明の実施例に係る光励起型の固体レーザ増幅器につ
いて説明する。第５の実施例に係る固体レーザ増幅器に
おいては、マルチモード合成器とレーザ結晶との間に導
波路が設けられており、通常の光ファイバーアンプ等と
同様に、この導波路に増幅される信号光が伝播する信号
光入射用導波路が連結されている。図６は本発明の第５
の実施例に係る固体レーザ増幅器を示す模式図である。
なお、図６に示す第５の実施例において、図５に示す第
４の実施例と同一要素には、同一符号を付してその詳細
な説明は省略する。
【００５５】本実施例においては、レーザ結晶４１とし
て、例えば、Ｅｒ：ガラスが使用される。また、非線形
素子は配設されておらず、レーザ結晶４１の両端面４１
ａ及び４１ｂは無反射膜により被覆されている。ここ
で、無反射膜は励起波長及び信号光の双方に対して無反
射な膜である。そして、一方の端部がマルチモード導波
路３３の出射口に連結され他方の端部がレーザ結晶４１
に近接する導波路４３ｂに波長多重カプラにより連結さ
れた信号光入射用導波路４３ａが基板４２上に形成され
ている。また、端面４１ｂを被覆する無反射膜に入射口
が近接し端面４１ｂに直交する信号出射用導波路４３ｃ
が基板４２上でレーザ発振光をうまく取り込める位置に
形成されている。なお、ホスト（図示せず）としてはガ
ラス媒質（シリカ系、リン系）以外にＹＡＧ等のガーネ
ット系材料が使用可能である。
て、例えば、Ｅｒ：ガラスが使用される。また、非線形
素子は配設されておらず、レーザ結晶４１の両端面４１
ａ及び４１ｂは無反射膜により被覆されている。ここ
で、無反射膜は励起波長及び信号光の双方に対して無反
射な膜である。そして、一方の端部がマルチモード導波
路３３の出射口に連結され他方の端部がレーザ結晶４１
に近接する導波路４３ｂに波長多重カプラにより連結さ
れた信号光入射用導波路４３ａが基板４２上に形成され
ている。また、端面４１ｂを被覆する無反射膜に入射口
が近接し端面４１ｂに直交する信号出射用導波路４３ｃ
が基板４２上でレーザ発振光をうまく取り込める位置に
形成されている。なお、ホスト（図示せず）としてはガ
ラス媒質（シリカ系、リン系）以外にＹＡＧ等のガーネ
ット系材料が使用可能である。
【００５６】このように構成された本実施例の固体レー
ザ増幅器においては、信号光入射用導波路４３ａを伝播
してレーザ結晶４１に入射するレーザ結晶４１の利得域
内の信号光４６ａはレーザ結晶４１内で増幅される。そ
して、増幅された信号光４６ｂが信号光出射用導波路４
３ｃを伝播して出射される。これにより、光通信用の波
長１．５５μｍ帯の光増幅が可能となる。
ザ増幅器においては、信号光入射用導波路４３ａを伝播
してレーザ結晶４１に入射するレーザ結晶４１の利得域
内の信号光４６ａはレーザ結晶４１内で増幅される。そ
して、増幅された信号光４６ｂが信号光出射用導波路４
３ｃを伝播して出射される。これにより、光通信用の波
長１．５５μｍ帯の光増幅が可能となる。
【００５７】また、励起光を出射する半導体レーザ３５
としては、９８０ｎｍ帯又は１．４８μｍ帯の半導体レ
ーザ等も使用可能である。また、この材料にＹｂ3+を添
加することにより、励起波長域を０．９乃至１．１μｍ
にわたって広くし、高出力の所謂マルチモード型固体半
導体レーザを励起光源とすることも可能である。
としては、９８０ｎｍ帯又は１．４８μｍ帯の半導体レ
ーザ等も使用可能である。また、この材料にＹｂ3+を添
加することにより、励起波長域を０．９乃至１．１μｍ
にわたって広くし、高出力の所謂マルチモード型固体半
導体レーザを励起光源とすることも可能である。
【００５８】なお、信号光入射用導波路はレーザ結晶４
１に直接接続されていてもよい。
１に直接接続されていてもよい。
【００５９】次に、本発明の第６の実施例に係る固体レ
ーザ増幅器について説明する。本実施例においては、増
幅される信号光がレーザ結晶の出射側端面に入射され
る。図７は本発明の第６の実施例に係る固体レーザ増幅
器を示す模式図である。なお、図７に示す第６の実施例
において、図６に示す第５の実施例と同一要素には同一
符号を付してその詳細な説明は省略する。レーザ結晶５
１の励起光が入射される側の端面５１ａは、励起波長に
対して無反射、信号光波長に対して全反射の膜により被
覆されており、信号光が出射される側の端面５１ｂは夫
々波長に対して無反射の膜により被覆されている。ま
た、信号光入射用導波路５３ｂがレーザ結晶５１に対し
て信号光出射用導波路５３ｃと同じ側の基板４２上に形
成されている。
ーザ増幅器について説明する。本実施例においては、増
幅される信号光がレーザ結晶の出射側端面に入射され
る。図７は本発明の第６の実施例に係る固体レーザ増幅
器を示す模式図である。なお、図７に示す第６の実施例
において、図６に示す第５の実施例と同一要素には同一
符号を付してその詳細な説明は省略する。レーザ結晶５
１の励起光が入射される側の端面５１ａは、励起波長に
対して無反射、信号光波長に対して全反射の膜により被
覆されており、信号光が出射される側の端面５１ｂは夫
々波長に対して無反射の膜により被覆されている。ま
た、信号光入射用導波路５３ｂがレーザ結晶５１に対し
て信号光出射用導波路５３ｃと同じ側の基板４２上に形
成されている。
【００６０】このように構成された本実施例の固体レー
ザ増幅器においては、励起レーザ光を出射する半導体レ
ーザにより形成された高利得部にレーザ結晶５１の利得
域内の入射信号光５６ａが２度通過して出射信号光５６
ｂが出射されるので、高い実効利得が得られる。
ザ増幅器においては、励起レーザ光を出射する半導体レ
ーザにより形成された高利得部にレーザ結晶５１の利得
域内の入射信号光５６ａが２度通過して出射信号光５６
ｂが出射されるので、高い実効利得が得られる。
【００６１】なお、この固体レーザ増幅器においても、
信号光に波長フィルタリング又はスイッチング処理を施
すような機能を有する導波路素子を集積することは可能
である。
信号光に波長フィルタリング又はスイッチング処理を施
すような機能を有する導波路素子を集積することは可能
である。
【００６２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る固体
レーザ装置よれば、励起光学系サイズを大幅に縮小する
ことが可能で、固体レーザ装置のレーザヘッドのサイズ
を小型化することができる。また、励起光学系とレーザ
結晶を同一基板上に集積して配置できるため、温度変
化、機械振動に対して出力変動の少ない信頼性の高い固
体レーザ光源を提供することができる。
レーザ装置よれば、励起光学系サイズを大幅に縮小する
ことが可能で、固体レーザ装置のレーザヘッドのサイズ
を小型化することができる。また、励起光学系とレーザ
結晶を同一基板上に集積して配置できるため、温度変
化、機械振動に対して出力変動の少ない信頼性の高い固
体レーザ光源を提供することができる。
【００６３】更に、導波路に各種の光制御機能（光変
調、波長フィルタ、光スイッチ等）を持たせることが可
能であるため、高機能光素子を集積化することにより、
より小型で高機能なレーザ光源を得ることができる。
調、波長フィルタ、光スイッチ等）を持たせることが可
能であるため、高機能光素子を集積化することにより、
より小型で高機能なレーザ光源を得ることができる。
【００６４】また、本発明に係る固体レーザ増幅器によ
れば、増幅作用を有するアクティブ素子と光制御機能を
有するパッシブ素子とを同一基板上に作製できるため、
光通信用及び光情報処理等の応用において、小型で高機
能なレーザ増幅器を提供することができる。そして、半
導体産業での一括製膜プロセス技術及び光産業における
セルフアライン技術を本発明の固体レーザ装置作製に適
用することも可能で、コストを低減することができる。
れば、増幅作用を有するアクティブ素子と光制御機能を
有するパッシブ素子とを同一基板上に作製できるため、
光通信用及び光情報処理等の応用において、小型で高機
能なレーザ増幅器を提供することができる。そして、半
導体産業での一括製膜プロセス技術及び光産業における
セルフアライン技術を本発明の固体レーザ装置作製に適
用することも可能で、コストを低減することができる。
【図１】本発明の第１の実施例に係る固体レーザ装置を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施例に光ファイバ及び光ファ
イバ用レンズが組込まれた例を示す模式図である。
イバ用レンズが組込まれた例を示す模式図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る固体レーザ装置を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図４】本発明の第３の実施例に係る固体レーザ装置を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図５】非線形素子として疑似位相整合型デバイスが使
用された本発明の第４の実施例に係る固体レーザ装置を
示す模式図である。
用された本発明の第４の実施例に係る固体レーザ装置を
示す模式図である。
【図６】本発明の第５の実施例に係る固体レーザ増幅器
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図７】本発明の第６の実施例に係る固体レーザ増幅器
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図８】従来のマイクロチップ型固体レーザ装置を示す
模式図である。
模式図である。
【図９】「１９９２年 オプティクス・レターズ 第１
７巻、１２０１ページ」に記載された従来の固体レーザ
装置を示す模式図である。
７巻、１２０１ページ」に記載された従来の固体レーザ
装置を示す模式図である。
【図１０】「１９９５年 コンファレンス・オン・レー
ザーズ・アンド・エレクトロオプティクス、１７６ペー
ジ（CLEO, p.176, paper CWC6,1995）」に記載された従
来の固体レーザ装置を示す模式図である。
ザーズ・アンド・エレクトロオプティクス、１７６ペー
ジ（CLEO, p.176, paper CWC6,1995）」に記載された従
来の固体レーザ装置を示す模式図である。
【図１１】「１９９６年 コンファレンス・オン・レー
ザーズ・アンド・エレクトロオプティクス、２３６ペー
ジ（CLEO, p.236, paper CWA6,1996）」に記載された従
来の固体レーザ装置を示す模式図である。
ザーズ・アンド・エレクトロオプティクス、２３６ペー
ジ（CLEO, p.236, paper CWA6,1996）」に記載された従
来の固体レーザ装置を示す模式図である。
【図１２】「１９９６年 アプライド・オプティクス
第３５巻 １４３０ページ（Applied Optics vol.35,
p.1430, 1996）」に記載された従来の固体レーザ装置を
示す模式図である。
第３５巻 １４３０ページ（Applied Optics vol.35,
p.1430, 1996）」に記載された従来の固体レーザ装置を
示す模式図である。
【図１３】「１９９７年オー・エス・エー・トップス
アドバンスト・ソリッド・ステート・レーザーズ 第１
０巻３９０頁（OSA TOPS vol.10 Advanced Solid-State
Lasers,1997,p.390）」に記載された固体レーザ装置を
示す模式図である。
アドバンスト・ソリッド・ステート・レーザーズ 第１
０巻３９０頁（OSA TOPS vol.10 Advanced Solid-State
Lasers,1997,p.390）」に記載された固体レーザ装置を
示す模式図である。
１、３１、４１、５１；レーザ結晶 １ａ、１ｂ、３１ａ、４１ａ、４１ｂ、５１ａ、５１
ｂ；端面 ２、３２、４２；基板 ３、３３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、５３ｂ、５３ｃ；
導波路 ４、３４；シリンドリカルレンズ ５、３５；半導体レーザ ５ａ、３５ａ；発光部 ６；励起光 ７；励起領域 ８、８ａ、８ｂ、３８、３８ａ；レーザ発振光 ９、３９；集光レンズ １０、４０；シングルモード光ファイバ １０ａ、１０ｂ、４０ａ、４０ｂ；フェルール ２１、３３ａ；マルチモード合成器 ３１ｂ；非線形光学素子 ３１ｃ；疑似位相整合デバイス ４６ａ、４６ｂ；信号光
ｂ；端面 ２、３２、４２；基板 ３、３３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、５３ｂ、５３ｃ；
導波路 ４、３４；シリンドリカルレンズ ５、３５；半導体レーザ ５ａ、３５ａ；発光部 ６；励起光 ７；励起領域 ８、８ａ、８ｂ、３８、３８ａ；レーザ発振光 ９、３９；集光レンズ １０、４０；シングルモード光ファイバ １０ａ、１０ｂ、４０ａ、４０ｂ；フェルール ２１、３３ａ；マルチモード合成器 ３１ｂ；非線形光学素子 ３１ｃ；疑似位相整合デバイス ４６ａ、４６ｂ；信号光
Claims (8)
- 【請求項１】 基板と、この基板上に形成され第１の端
面に励起光が照射されると第２の端面からレーザ光を発
振するレーザ結晶と、前記励起光を発光する励起光発光
手段と、前記励起光発光手段により発光された励起光が
入射する第１の端部及び前記第１の端面に対向し前記励
起光が出射される第２の端部を有し前記第１の端部に入
射した励起光が伝播し前記基板上に形成された導波路と
を有することを特徴とする固体レーザ装置。 - 【請求項２】 基板と、この基板上に形成され第１の端
面に励起光が照射されると第２の端面からレーザ光を発
振するレーザ結晶と、前記励起光を発光する励起光発光
手段と、一方の端部に前記励起光発光手段により発光さ
れた励起光が入射しこの励起光が伝播する複数個の導波
路と、複数個の前記導波路の他方の各端部を結合し前記
第１の端面に対向し前記励起光が出射される端部を有す
る合成器とを有することを特徴とする固体レーザ装置。 - 【請求項３】 前記第１の端面は、前記励起光を反射せ
ず前記励起光に励起されたレーザ発振光を全反射する膜
により被覆されており、前記第２の端面は、前記レーザ
発振光の一部を反射する膜により被覆されていることを
特徴とする請求項１又は２に記載の固体レーザ装置。 - 【請求項４】 前記第２の端面から発振されたレーザ光
の波長を変換する光学結晶又は疑似位相整合素子を有
し、前記第１の端面は、前記励起光を反射せず前記励起
光に励起されたレーザ発振光を全反射する膜により被覆
されており、前記第２の端面は、前記レーザ発振光の一
部を反射する膜又は前記レーザ発振光を反射しない膜に
より被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の
固体レーザ装置。 - 【請求項５】 前記レーザ結晶の厚さは、前記励起光の
吸収係数の逆数の１乃至２倍であることを特徴とする請
求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体レーザ装置。 - 【請求項６】 前記レーザ光を集光する集光レンズと、
この集光レンズにより集光されたレーザ光が伝播するシ
ングルモードファイバ又はシングルモード石英導波路と
を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１
項に記載の固体レーザ装置。 - 【請求項７】 基板と、この基板上に形成され第１の端
面に励起光が照射されると第２の端面からレーザ光を発
振するレーザ結晶と、前記励起光を発光する励起光発光
手段と、前記励起光発光手段により発光された励起光が
入射する第１の端部及び前記第１の端面に対向し前記励
起光が出射される第２の端部を有し前記第１の端部に入
射した励起光が伝播し前記基板上に形成された励起光導
波路と、前記レーザ結晶の利得域内の信号光が伝播しこ
の信号光が前記第１の端面に向けて出射される端部を有
し前記基板上に形成された信号光入射導波路と、前記第
２の端面から出射されたレーザ光が入射される端部を有
し前記レーザ光が伝播し前記基板上に形成された信号光
出射導波路とを有し、前記第１の端面及び前記第２の端
面は、前記レーザ利得帯域に対して反射しない膜により
被覆されていることを特徴とする固体レーザ増幅器。 - 【請求項８】 基板と、この基板上に形成され第１の端
面に励起光が照射されると第２の端面からレーザ光を発
振するレーザ結晶と、前記励起光を発光する励起光発光
手段と、前記励起光発光手段により発光された励起光が
入射する第１の端部及び前記第１の端面に対向し前記励
起光が出射される第２の端部を有し前記第１の端部に入
射した励起光が伝播し前記基板上に形成された励起光導
波路と、前記レーザ結晶の利得域内の信号光が伝播しこ
の信号光が前記第２の端面に向けて出射される端部を有
し前記基板上に形成された信号光入射導波路と、前記第
２の端面から出射されたレーザ光が入射される端部を有
し前記レーザ光が伝播し前記基板上に形成された信号光
出射導波路とを有し、前記第１の端面は、前記励起光を
反射せず前記レーザ利得帯域に対して全反射する膜によ
り被覆されており、前記第２の端面は、前記レーザ利得
帯域に対して反射しない膜により被覆されていることを
特徴とする固体レーザ増幅器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12797698A JP3211770B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 固体レーザ装置及びそれを備えた固体レーザ増幅器 |
| US09/302,411 US6628692B2 (en) | 1998-05-11 | 1999-04-30 | Solid-state laser device and solid-state laser amplifier provided therewith |
| EP99109180A EP0957546A3 (en) | 1998-05-11 | 1999-05-10 | solid-state laser device and solid-state laser amplifier provided therewith |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12797698A JP3211770B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 固体レーザ装置及びそれを備えた固体レーザ増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11330603A true JPH11330603A (ja) | 1999-11-30 |
| JP3211770B2 JP3211770B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=14973362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12797698A Expired - Fee Related JP3211770B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | 固体レーザ装置及びそれを備えた固体レーザ増幅器 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6628692B2 (ja) |
| EP (1) | EP0957546A3 (ja) |
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| US9583912B2 (en) * | 2015-05-20 | 2017-02-28 | Hc Photonics Corp. | Compact optical and laser systems and ultrafast laser utilizing the same |
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1998
- 1998-05-11 JP JP12797698A patent/JP3211770B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-04-30 US US09/302,411 patent/US6628692B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-05-10 EP EP99109180A patent/EP0957546A3/en not_active Withdrawn
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| US6628692B2 (en) | 2003-09-30 |
| EP0957546A3 (en) | 2001-04-04 |
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