JPS61212078A - スラブ形レ−ザ装置 - Google Patents

スラブ形レ−ザ装置

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JPS61212078A
JPS61212078A JP5244785A JP5244785A JPS61212078A JP S61212078 A JPS61212078 A JP S61212078A JP 5244785 A JP5244785 A JP 5244785A JP 5244785 A JP5244785 A JP 5244785A JP S61212078 A JPS61212078 A JP S61212078A
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JP
Japan
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laser medium
slab
pair
laser
type laser
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JP5244785A
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Inventor
Ken Ishikawa
憲 石川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS61212078A publication Critical patent/JPS61212078A/ja
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/092Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
    • H01S3/093Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp focusing or directing the excitation energy into the active medium
    • H01S3/0931Imaging pump cavity, e.g. elliptical
    • HELECTRICITY
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    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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    • H01S3/042Arrangements for thermal management for solid state lasers
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    • H01S3/06Construction or shape of active medium
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    • H01S3/0606Crystal lasers or glass lasers with polygonal cross-section, e.g. slab, prism
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  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、固体レーザ装置に係り、特にレーザ媒質の
横断面形状を長方形もしくは正方形にしたスラブ形レー
ザ装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点1 1個のレーザロッドと、このレーザロッドを励起する一
対の直管形励起ランプとを有する従来の固体レーザ装置
の一例を第5図に示す、このレーザ装置は、二重楕円筒
形集光鏡■の共有焦点■を通る軸上に、断面円形のレー
ザ媒質■が配置され、一対の励起ランプ(4a)、 (
4b)は、上記共有焦点■を通る各楕円の長軸■上に位
置する他の焦点(6a)。
(6b)を通る軸上に配置された構造になっている。
さらにNd:YAGレーザなどにおいては、励起中にお
けるレーザ媒質■の温度上昇をさけるために、そのまわ
りを冷却水■を流して冷却することがおこなわれている
6 しかし上記のようにレーザ媒質■をまゎりがら冷却しな
がら励起すると、レーザ媒質■は、中心部が周辺部より
高温になるラジアル方向の温度匂配を生じ、その熱歪の
ために生ずる複屈折性やレーザ媒質■自体の変形により
、レーザ発振出方を増大させると、発振モードが高次の
多重モードとなって指向性が低下する欠点がある。
このような断面円形のレーザ媒質■の欠点をなくすため
に、第6図に示すように、レーザ媒質の断面形状を長方
形または正方形にして、その一対の対向側面(9)を光
学的な平面に仕とげるとともに、他の一対の対向側面を
断熱するように構成したスラブ形レーザ媒質(10)を
用い、これをその光学的な平面側から励起して、第7図
(A)および(B)図に示すように、この光学的な平面
図を多数回反射を繰返してジグザクパス(11)をとり
ながら、レーザ媒質(10)の両端外方に配置された一
対の共振器ミラー(12a)、 (12b)間でレーザ
発振させることが研究されている。
しかしこのようなスラブ形レーザ媒質(10)を用いて
、従来の断面円形のレーザ媒質の欠点を解決するために
は、レーザ媒質(10)の冷却のほか、限定された方向
すなわち一対の光学的な平面側から均一に光を照射する
ようにしなければならない。
〔発明の目的〕
この発明は、スラブ形レーザ媒質を用いたレーザ装置に
おいて、均一な光励起を実現して指向性の高いレーザ出
力が得られるようにすることにある。
〔発明の概要〕
スラブ形レーザ媒質の相対向する光学的平面の外方にそ
れぞれ上記スラブ形レーザ媒質の長手方向に沿って一対
の直管形励起ランプが配置されるスラブ形レーザ装置に
おいて、上記レーザ媒質の相対向する光学的平面から入
射する照射光の強度分布の中心が上記レーザ媒質の長手
方向に沿って上記光学的平面を横切る中心線に対して互
に反対側に分布するように、上記レーザ媒質と上記一対
の励起ランプとを配置することにより、スラブ形レーザ
媒質の光励起を均一化するように構成した。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。
第1図にこの発明の一実施例であるスラブ形レーザ装置
の構成を示す、このレーザ装置は、二重楕円筒形集光鏡
■と、その共有焦点■を通る軸上に配置されたスラブ形
レーザ媒質(10)と、このレーザ媒質(10)を励起
する一対の直管形励起ランプ(4a)、 (sb)と、
上記レーザ媒質(10)の両端外方に配置された図示し
ない一対の共振器ミラーとから構成されている。
上記レーザ媒質(10)は、断面が長方形のロンドから
なり、その対向する一対の長側面(20a) 、 (2
0b)は、互に平行な光学的平面に仕上げられ、また他
の一対の短側面には、励起によって生ずるレーザ媒質(
10)の温度匂配を少くするように断熱部材(21)が
取り付けられている。このレーザ媒質(10)は、光学
的平面に仕上げられた一対の長側面(20a)(20b
)が二重楕円筒形集光鏡■を構成する二つの楕円の共通
の長軸■と直交するように共有焦点■を通る軸上に配置
され、そのまわりには、このレーザ媒質(10)を冷却
する冷却水を流すためのパイプ(22)が配設されてい
る。このレーザ媒質(10)に対して、一対の励起ラン
プ(4a)、 (4b)のうち一方のランプ(4a)は
、上記長軸■上に位置する一方の楕円の他の焦点(6a
)に接近してその側方に、また他方のランプ(4b)は
、同じく他方の楕円の他の焦点(6b)に接近して、上
記一方のランプ(6a)とけ反対側の側方に位置して、
それぞれレーザ媒質(10)と平行に配置されている。
上記のようにレーザ媒質(10)に対して励起ランプ(
4a)、 (4b)を配置すると、励起ランプを二重楕
円筒形集光鏡の長軸上に設ける場合にくらべて、レーザ
発振強度パターンがレーザ媒質(10)の断面全面にわ
たり均一になることが判明した。すなわち、従来のレー
ザ装置のように一対の励起ランプを二重楕円筒形集光鏡
の焦点上に配置すると、長軸が二重楕円筒形集光鏡の長
軸と共有焦点で直交するように配置されたスラブ形レー
ザ媒質に対して、このスラブ形レーザ媒質の長軸上にお
ける照射光の強度分布が共有焦点に集中し、長軸方向に
シャープな分布をもつようになる。しかし上記のように
一対の励起ランプ(4a) 、 (4b)を二重楕円筒
形集光鏡ωの焦点(6a)、 (6b)の近くでその長
軸■を境にして互に反対方向に配置すると、第2図に示
すように、照射光の強度分布(23a)、 (23b)
を共有焦点■を境にして、すなわち相対向する光学的平
面をレーザ媒質(10)の長手方向に沿って横切る中心
線を境にして互に反対方向にずらすことができ、全体と
して曲線(24)で示すようにレーザ媒質(10)の長
軸(25)方向の強度分布を均一化することができる。
しかしてこのような強度分布が得られると、レーザ媒質
(10)は、長軸(25)方向の励起むらが減少して、
長軸(25)方向に均一化された励起状態にすることが
できる。それにより、この長軸(25)方向の温度分布
が均一化されて、このレーザ媒質(10)を長軸(25
)方向にレーザ発振光路の複屈折性を生じないようにす
る。一方このレーザ媒質(10)の長軸(25)方向と
直交する短軸(26)方向の温度匂配は、レーザ発振光
路を一対の光学的平面間を多数回反射するジグザクパス
にすることにより補償されるので、一方の共振器ミラー
を通って得られるレーザ出力は、ビームの広り角の小さ
い低次の発振モードとなり、指向性の高いレーザビーム
とすることができる。また上記のようにレーザ装置を構
成すると、比較的細い励起ランプ(4a)。
(4b)を用いて大きな光学的平面を有するスラブ形レ
ーザ媒質(10)を均一に励起することができるように
なり1品質のよいレーザビームを容易に発振させること
ができる。さらにまたこのレーザ装置は、二重楕円筒形
集光*a>の焦点(6a)、 (6b)に接近して励起
ランプ(4a) 、 (4b)を配置しているので、焦
点(6a)、 (6b)からはずれていても共有焦点■
上に位置するスラブ形レーザ媒質(10)に集中的に光
を照射することができ、照射光の損失を少くすることが
できる。
つぎに他の実施例について述べる。
上記実施例では、二重楕円筒形集光鏡を共有焦点を有す
るように構成して、他の焦点の近くに一対の励起ランプ
を配置したが、第3図に示すように、二重楕円筒形集光
鏡■を構成する一対の楕円の長軸(5a)、 (5b)
をずらして、上記共有焦点に対応する各楕円の一方の焦
点(2a)、 (2b)を楕円の短軸方向にずらすよう
に二重楕円筒形集光tttoJを構成し、上記一対の焦
点(2a)、 (zb)上にスラブ形レーザ媒質(lO
)を配置するとともに、他方の焦点(6a)、 (6b
)上またはその近くで互に楕円の短軸方向にずらして一
対の励起ランプ(4a)、 (4b)を配置するように
構成してもよい。
また第4図に示すように、前記実施例における二重楕円
筒形集光鏡の共有焦点に対向する各楕円の一方の焦点(
2a)、 (2b)が楕円の長軸■方向にずれるように
二重楕円筒形集光鏡■を構成して、上記焦点(2a)、
(2b)の中間にスラブ形レーザ媒質(10)を配置す
るとともに、他方の焦点(6a)、 (6b)上または
その近くで長軸■を境にして互に反対方向にずらして一
対の励起ランプ(4a)、 (4b)を配置するように
構成してもよい。
〔発明の効果〕
スラブ形レーザ媒質の一対の光学的平面から入射する照
射光の強度分布の中心が、レーザ媒質の長手方向に沿っ
て上記光学的平面を横切る中心線に対して互に反対側に
分布するようにレーザ媒質と一対の励起ランプとを配置
して、全体として照射光の強度分布が均一になるように
構成したので、均一な光励起が得られ、指向性の高いレ
ーザ出力が得られるようになった。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例であるスラブ形レーザ装置
の構成を示す正面図、第2図はこのスラブ形し−ザ装随
におけるスラブ形レーザ媒質に入射する照射光の強度分
布を示す図、第3図および第4図はそれぞれこの発明の
他の実施例を示す正面図、第5図はレーザ媒質の断面が
円形である従来のレーザ装置の構成を示す正面図、第6
図は従来のスラブ形レーザ装置の構成を示す正面図、第
7図(A)および(B)図はそれぞれスラブ形レーザ装
置におけるレーザ発振光路を示す側面図および正面図で
ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 スラブ形レーザ媒質の相対向する光学的反射平面の外方
    にそれぞれ上記スラブ形レーザ媒質の長手方向に沿って
    一対の直管形励起ランプが配置されるスラブ形レーザ装
    置において、 上記レーザ媒質の相対向する光学的反射平面から入射す
    る照射光の強度分布の中心が上記レーザ媒質の断面の長
    手方向に沿って上記光学的反射平面を横切る中心線に対
    して互に反体側に分布するように上記レーザ媒質と上記
    一対の励起ランプとを配置したことを特徴とするスラブ
    形レーザ装置。
JP5244785A 1985-03-18 1985-03-18 スラブ形レ−ザ装置 Pending JPS61212078A (ja)

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JP (1) JPS61212078A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63273374A (ja) * 1987-05-01 1988-11-10 Nec Corp 固体レ−ザ装置
JPH0372687A (ja) * 1988-06-22 1991-03-27 Fuji Electric Co Ltd 固体レーザ装置
CN103178435A (zh) * 2013-02-28 2013-06-26 湖北工业大学 一种高功率高重频脉冲激光器

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JPS63273374A (ja) * 1987-05-01 1988-11-10 Nec Corp 固体レ−ザ装置
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