JPS62232985A - Ｃｒをド−プした硼酸スカンジウムレ−ザ− - Google Patents
Ｃｒをド−プした硼酸スカンジウムレ−ザ−Info
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- JPS62232985A JPS62232985A JP62073932A JP7393287A JPS62232985A JP S62232985 A JPS62232985 A JP S62232985A JP 62073932 A JP62073932 A JP 62073932A JP 7393287 A JP7393287 A JP 7393287A JP S62232985 A JPS62232985 A JP S62232985A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
-
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-
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- H01S3/1623—Solid materials characterised by an active (lasing) ion transition metal chromium, e.g. Alexandrite
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はレーザー、さらに詳しくは、レーザー材料（ｍ
ｅｄｉｕｍ）がＳ ｃ Ｂ ０３ ： Ｃｒ または
その異種同形体の単結晶である固体状態のレーザーに関
する。
ｅｄｉｕｍ）がＳ ｃ Ｂ ０３ ： Ｃｒ または
その異種同形体の単結晶である固体状態のレーザーに関
する。
最初の（固体状態）レーザーが１９６０年にぬｉｉｍａ
ｎ Ｋよって示さ几て以来、いくつかの固体（結晶およ
びガラスの両者）がレーザー作用に適していることが見
出された。一般にル−ザー活性材料は結晶質またはガラ
ス質ホスト中に、希土類、アクチニドま７’２＋は避移
金属ドーパンＨ１−含有する。当時仰られた固体状態レ
ーザーの広範囲な取扱いは、Ｓｏｌ ｉｄ −５ｔａｔ
ｅ Ｌａ５ｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 。
ｎ Ｋよって示さ几て以来、いくつかの固体（結晶およ
びガラスの両者）がレーザー作用に適していることが見
出された。一般にル−ザー活性材料は結晶質またはガラ
ス質ホスト中に、希土類、アクチニドま７’２＋は避移
金属ドーパンＨ１−含有する。当時仰られた固体状態レ
ーザーの広範囲な取扱いは、Ｓｏｌ ｉｄ −５ｔａｔ
ｅ Ｌａ５ｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 。
Ｗ、 Ｋｏｅｃｈｎｅｒ、 ニューヨーク州スプリン
ガーーヴエルラーグ、１９７６年に発表された。さらに
最近では、レーザー結晶のまとめがＬａ５ｅｒＣｒｙｓ
ｔａｌｓ 、 Ａ、 Ａ、 Ｋａｍｉｎｓｋｉｉ、 二
ｚ −Ｅ−り州スブリンガー・ヴエルラーグ（１９８１
）で紹介された。
ガーーヴエルラーグ、１９７６年に発表された。さらに
最近では、レーザー結晶のまとめがＬａ５ｅｒＣｒｙｓ
ｔａｌｓ 、 Ａ、 Ａ、 Ｋａｍｉｎｓｋｉｉ、 二
ｚ −Ｅ−り州スブリンガー・ヴエルラーグ（１９８１
）で紹介された。
レーザーとして使える材料の中で、いくらかのクロムを
ドープした材料にはたとえば次のものがあるニガーネッ
トＧｄ、５ｃ２Ｇａ、０１．：Ｃｒ”（ＧＳＧＧ ：
Ｃｒ ） （Ａ、 Ｂｅｉｍｏｗｓｋｉ池、第■回、
被子電子学会、ミュンヘン、１９８２年６月）；アレキ
サンドライトＣＢｅＡ＆ （入：Ｃｒ ）、クリンペ
リル構造を有する天然の鉱物（米国特許Ｒｅ３１．０５
７ および第４，２７２，７３６号）：エメラルドＢ
ｅ５Ａｌｔ （５ｉＯａ） ： Ｃｒ （Ｍ、Ｌ、
５ｈａｎｄおよびＪ、 Ｃ，Ｗａｌｌｉｎｇ、 Ｉ
Ｅ Ｅ Ｅ Ｊ、 ＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎ
、 Ｑ′Ｅ−１８，１８２９，１９８２年１）月） ；
ＫＺｎＦ、 ： Ｃｒ （Ｕ、 Ｂｒａｎｃｈおよび
Ｕ、 Ｄｕｖｖ。
ドープした材料にはたとえば次のものがあるニガーネッ
トＧｄ、５ｃ２Ｇａ、０１．：Ｃｒ”（ＧＳＧＧ ：
Ｃｒ ） （Ａ、 Ｂｅｉｍｏｗｓｋｉ池、第■回、
被子電子学会、ミュンヘン、１９８２年６月）；アレキ
サンドライトＣＢｅＡ＆ （入：Ｃｒ ）、クリンペ
リル構造を有する天然の鉱物（米国特許Ｒｅ３１．０５
７ および第４，２７２，７３６号）：エメラルドＢ
ｅ５Ａｌｔ （５ｉＯａ） ： Ｃｒ （Ｍ、Ｌ、
５ｈａｎｄおよびＪ、 Ｃ，Ｗａｌｌｉｎｇ、 Ｉ
Ｅ Ｅ Ｅ Ｊ、 ＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎ
、 Ｑ′Ｅ−１８，１８２９，１９８２年１）月） ；
ＫＺｎＦ、 ： Ｃｒ （Ｕ、 Ｂｒａｎｃｈおよび
Ｕ、 Ｄｕｖｖ。
Ｏｐｔ、 Ｃｏｍ 、 ４９．６１．１９８４年２月）
；オニびＺｎ ＷＯ４： Ｃｒ （Ｗ、 Ｋｏｌｂｅ
、 Ｋ、 Ｐｅｔｅｒｍａｎｎお工びＧ、 Ｈｕｂｅｒ
、 ＩＥＥＥ Ｊ、 Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎ。
；オニびＺｎ ＷＯ４： Ｃｒ （Ｗ、 Ｋｏｌｂｅ
、 Ｋ、 Ｐｅｔｅｒｍａｎｎお工びＧ、 Ｈｕｂｅｒ
、 ＩＥＥＥ Ｊ、 Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎ。
ＱＥ−２１，１５９６，１９８５年１０月）。
アレキサンドライト、エメラルド、ＧＳＧＧ：３＋
Ｃｒ およびＫＺ ｎ Ｆ３ ： Ｃｒ レーザー
の特殊な特徴の中に整調性がある。
の特殊な特徴の中に整調性がある。
本発明では、レーザーは、５ｃＢ０３：Ｃｒ および
５ｃＢＯ８の異種同形体たとえばＩｎＢＯａおよびＬｕ
ＢＯ３の単結晶よりなるレーザー材料、およびレーザー
材料を励起して干渉性の輻射線を放射させる手段からな
るものである。一般にル−ザーは、ミラー間のレーザー
発振の維持に適した光共振器を形成するミラーを含んで
いる。レーザーの出力は広範囲に整調可能である；従っ
て、出力は電磁スペクトルの深赤から”近赤外までのノ
くノド上のどの波長でも選択することができる。
５ｃＢＯ８の異種同形体たとえばＩｎＢＯａおよびＬｕ
ＢＯ３の単結晶よりなるレーザー材料、およびレーザー
材料を励起して干渉性の輻射線を放射させる手段からな
るものである。一般にル−ザーは、ミラー間のレーザー
発振の維持に適した光共振器を形成するミラーを含んで
いる。レーザーの出力は広範囲に整調可能である；従っ
て、出力は電磁スペクトルの深赤から”近赤外までのノ
くノド上のどの波長でも選択することができる。
調整が可自巨であるということの池の、Ｓ ｃ Ｂ Ｏ
３：Ｃｒ３＋レーザー材料およびその異種同形体によっ
て持たらされる別の利点は、四レベル操作である。
３：Ｃｒ３＋レーザー材料およびその異種同形体によっ
て持たらされる別の利点は、四レベル操作である。
フォー−レベｋ （ｆｏｕｒ −１ｅｖｅｌ ）レーザ
ーは、レーザーｙ’Ｉｎ−６の末端レベルがイオンの基
底状態ではないということ七特徴とする種類のレーザー
である。これらのレーザーでは、レーザーホスト円の非
励起基底状態イオンによるレーザー放射の再吸収はたと
えあるとしてもわずかである。この友め、限界値が低く
、効率が高いレーザーの操作が可能となる。ｂ ｃ Ｂ
０３ ： Ｃｒ では、池の重子末端（ｐｈｏｎｏ
ｎ −ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ ）レーザーにおけるよう
に、レーザー遷移には光子と重子の同時放出かあり、従
って、この放出の舛吸収には両者の重子の１町時吸収が
必要でるる。この再吸収の確率は明らかに低く、従って
、５ｃＢＯ３： Ｃｒ フォー−レベルレーザー作
用の限界値は低い。
ーは、レーザーｙ’Ｉｎ−６の末端レベルがイオンの基
底状態ではないということ七特徴とする種類のレーザー
である。これらのレーザーでは、レーザーホスト円の非
励起基底状態イオンによるレーザー放射の再吸収はたと
えあるとしてもわずかである。この友め、限界値が低く
、効率が高いレーザーの操作が可能となる。ｂ ｃ Ｂ
０３ ： Ｃｒ では、池の重子末端（ｐｈｏｎｏ
ｎ −ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ ）レーザーにおけるよう
に、レーザー遷移には光子と重子の同時放出かあり、従
って、この放出の舛吸収には両者の重子の１町時吸収が
必要でるる。この再吸収の確率は明らかに低く、従って
、５ｃＢＯ３： Ｃｒ フォー−レベルレーザー作
用の限界値は低い。
このレーザー材料の非常に重要な利点は、５ｃＢＯ３結
晶構造におけるＣｒ４Ｔ 寿命が長いことである。
晶構造におけるＣｒ４Ｔ 寿命が長いことである。
エメラルドおよびアレキサンドライトおよびＺｎＷＯ，
の場合、４Ｔ２埒命はわずか式ミクロ秒でるる。このよ
うに短い寿命ではフラッシュランプ−ポンプレーザーｆ
ｌａｓｈ ｌａｍｐ−ｐｕｍｐｅｄ １ａｓｅｒ操作は
きわめて難しい。本発明の材料では、４Ｔ２寿命は１）
０ミクロ秒程度であシ、これによって材料はフラッシュ
ランプボンピングしやスくする。
の場合、４Ｔ２埒命はわずか式ミクロ秒でるる。このよ
うに短い寿命ではフラッシュランプ−ポンプレーザーｆ
ｌａｓｈ ｌａｍｐ−ｐｕｍｐｅｄ １ａｓｅｒ操作は
きわめて難しい。本発明の材料では、４Ｔ２寿命は１）
０ミクロ秒程度であシ、これによって材料はフラッシュ
ランプボンピングしやスくする。
本発明のレーザーは、従来公知の整調可能なレーザーに
まさるいくつかの他の利点を有する。吸収スペクトルは
、ダイオードボンピングとなるように赤にシフトさせる
。このレーザーは、染料を循環させるポンプを必要とす
る、つまシ化学的に不安定なそして毒性、腐食性ｌたは
両方の傾向のある、染料レーザーよりも単純である。こ
のレーザーは近ＩＲスペクトルの不可視部分で王として
放射し、室温で作用する。染料レーザーと鮫べて、この
レーザーは補助装置をあまシ必要とせずに高出力作用を
持たらし、Ｑ−スイッチ操・作も可能である。
まさるいくつかの他の利点を有する。吸収スペクトルは
、ダイオードボンピングとなるように赤にシフトさせる
。このレーザーは、染料を循環させるポンプを必要とす
る、つまシ化学的に不安定なそして毒性、腐食性ｌたは
両方の傾向のある、染料レーザーよりも単純である。こ
のレーザーは近ＩＲスペクトルの不可視部分で王として
放射し、室温で作用する。染料レーザーと鮫べて、この
レーザーは補助装置をあまシ必要とせずに高出力作用を
持たらし、Ｑ−スイッチ操・作も可能である。
第１図は、５ｃＢＯ３：Ｃｒ の吸収スペクトルであ
る。
る。
第２図は、５ｃＢＯ，：Ｃｒ の螢光スペクトルであ
る。
る。
第６図は任意の整調器を有するレーザー装置の略図であ
る。
る。
第４図は発振器−増幅器レーザーシステムの部分横断面
図である。
図である。
本発明で用いるレーザー材料は、Ｃｒ でドープした
ＭＢＯ，の単結晶（ＭＢＯ３：Ｃｒ ） よシなシ
、Ｍはスカンジウム、インジウムおよびルテチウムの群
よシ選択したものである。材料は非干渉性または干渉性
輻射線のポンプ源によって励起され、′電磁スペクトル
の深赤ないし近赤外範囲の波長で干渉性輻射線を放出す
る。レーザーは波長整調でさ、出力波長の選択が可能で
ある。
ＭＢＯ，の単結晶（ＭＢＯ３：Ｃｒ ） よシなシ
、Ｍはスカンジウム、インジウムおよびルテチウムの群
よシ選択したものである。材料は非干渉性または干渉性
輻射線のポンプ源によって励起され、′電磁スペクトル
の深赤ないし近赤外範囲の波長で干渉性輻射線を放出す
る。レーザーは波長整調でさ、出力波長の選択が可能で
ある。
クロムをドープした硼酸スカンジウムおよびこれの異種
同形体（ＩｎＢＯ，およびＬｕＢＯ，）は、三方晶系の
構造（空間群Ｒ６ｃ）を有し、Ｋｒｙｏｐｏｕｌｏｓま
たはＣｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ生長のいずれかによって合
成することができる。レーザー材料として使用するため
には、結晶はロッドの形またはスラブの形のものが好ま
しい。スラブはその長手に対して垂直な面で実質的に長
方形の斬面を石しているのが好ましい。
同形体（ＩｎＢＯ，およびＬｕＢＯ，）は、三方晶系の
構造（空間群Ｒ６ｃ）を有し、Ｋｒｙｏｐｏｕｌｏｓま
たはＣｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ生長のいずれかによって合
成することができる。レーザー材料として使用するため
には、結晶はロッドの形またはスラブの形のものが好ま
しい。スラブはその長手に対して垂直な面で実質的に長
方形の斬面を石しているのが好ましい。
ＭＢＯ３： Ｃｒ レーザー材料は光学的にポンプ
させる。一般に、レーザー材料合本にわたって均一に吸
収されるポンプ輻射線を有するのが好ｆしい。吸収はク
ロム纜度によるので、ロッドの直径またはスラブの厚み
と最適なドーバン）ｉ１度との間に逆の関係がある。一
般的な直径および厚みにおいては、クロムドーパント濃
度は、スカンジウム八面体部位に対して、好ましくは約
０．００５〜約２０原子係、よシ好ましくは約０．１〜
約５原子幅でるる。
させる。一般に、レーザー材料合本にわたって均一に吸
収されるポンプ輻射線を有するのが好ｆしい。吸収はク
ロム纜度によるので、ロッドの直径またはスラブの厚み
と最適なドーバン）ｉ１度との間に逆の関係がある。一
般的な直径および厚みにおいては、クロムドーパント濃
度は、スカンジウム八面体部位に対して、好ましくは約
０．００５〜約２０原子係、よシ好ましくは約０．１〜
約５原子幅でるる。
適したポンプランプは、ＭＢＯｓ：Ｃｒ が吸収する
波長域で強く放射するものである。第１図は、約４００
ｎｍおよび約８００ ｎｍの間の波長域におけるＳ
ｃ Ｂ ０３ ： Ｃｒ の吸収係数を図で示すもの
である。Ｓ ｃ Ｂ Ｏ３： Ｃｒ に対しては、約
７３０ｎｍよシ短い波長で強力な非干渉性の光を放射す
るパルスまたは連続ランプのいずれかが適している。当
業界でよく知られたこのようなランプには、たとえばキ
セノンおよび／またはクリプトンを満たしたそして連続
波（ｃｗ） またはパルス波のいずれかを生じるよう
にした気体放電ランプ、および水銀、ナトリウム、セシ
ウム、ルビジウムおよび／またはカリウムのような金属
蒸気源がある。
波長域で強く放射するものである。第１図は、約４００
ｎｍおよび約８００ ｎｍの間の波長域におけるＳ
ｃ Ｂ ０３ ： Ｃｒ の吸収係数を図で示すもの
である。Ｓ ｃ Ｂ Ｏ３： Ｃｒ に対しては、約
７３０ｎｍよシ短い波長で強力な非干渉性の光を放射す
るパルスまたは連続ランプのいずれかが適している。当
業界でよく知られたこのようなランプには、たとえばキ
セノンおよび／またはクリプトンを満たしたそして連続
波（ｃｗ） またはパルス波のいずれかを生じるよう
にした気体放電ランプ、および水銀、ナトリウム、セシ
ウム、ルビジウムおよび／またはカリウムのような金属
蒸気源がある。
ＣＷ水銀ランプはＣＷレーザー操作のポンプ源として、
そしてパルスキセノンアークランプはパルスレーザ−操
作のポンプ源として特に適していることがわかった。ダ
イオードポンピング（ＭＧａ Ａ ｓダイオードのよう
な）も適用できる。
そしてパルスキセノンアークランプはパルスレーザ−操
作のポンプ源として特に適していることがわかった。ダ
イオードポンピング（ＭＧａ Ａ ｓダイオードのよう
な）も適用できる。
これとは別に、ＭＢＯｓ：Ｃｒ レーザー材料を、
吸収波長駿で放射するパルスまたはｃｗの干渉性光源で
ポンプさせてもよい。ｃｗ励起の場合、クリプトンイオ
ンおよびアルゴンイオンレーザ−が代表的である。パル
スレーザ−励起の場合、十分な出力および７５０ ｎｍ
より下の放射波長を有するほとんどの干渉性源が、５ｃ
ＢＯ３：Ｃｒ レーザーに効果的なポンプである。適し
た光源の例はダ７”／１ｚＮｄ ： ＹＡＧ、エキシマ
レーザ−おｊ びｌＸ レーザーである。
吸収波長駿で放射するパルスまたはｃｗの干渉性光源で
ポンプさせてもよい。ｃｗ励起の場合、クリプトンイオ
ンおよびアルゴンイオンレーザ−が代表的である。パル
スレーザ−励起の場合、十分な出力および７５０ ｎｍ
より下の放射波長を有するほとんどの干渉性源が、５ｃ
ＢＯ３：Ｃｒ レーザーに効果的なポンプである。適し
た光源の例はダ７”／１ｚＮｄ ： ＹＡＧ、エキシマ
レーザ−おｊ びｌＸ レーザーである。
レーザーの基本的部材、すなわちレーザー材料および光
学ポンプ、の他に、本発明のレーザーは任意にＱ−スイ
ッチングのだめの手段を含んでいてもよい。Ｑ−スイッ
チはポンプエネルギーが貯えられている間、キャピテイ
のＱを″奪う（ｓｐｏｉｌ）”。
学ポンプ、の他に、本発明のレーザーは任意にＱ−スイ
ッチングのだめの手段を含んでいてもよい。Ｑ−スイッ
チはポンプエネルギーが貯えられている間、キャピテイ
のＱを″奪う（ｓｐｏｉｌ）”。
ある瞬間で、Ｑ−スイッチは高い増加状態になシ、材料
中の貯蔵エネルギーは非盾に短期間の”巨大パルス”の
状態で突然放たれる。Ｑ−スイッチ手段は飽和可能な染
料吸収剤、音響−光学的Ｑ−スイッチまたは偏光子およ
びビーム路に置いたポケットセルよりなる。レーザーは
また、バンドの幅と逆の関係にあるパルス幅を得るため
に、モードロックしてもよい。
中の貯蔵エネルギーは非盾に短期間の”巨大パルス”の
状態で突然放たれる。Ｑ−スイッチ手段は飽和可能な染
料吸収剤、音響−光学的Ｑ−スイッチまたは偏光子およ
びビーム路に置いたポケットセルよりなる。レーザーは
また、バンドの幅と逆の関係にあるパルス幅を得るため
に、モードロックしてもよい。
Ｓ ｃ Ｂ ０３ ： Ｃｒ レーザーは、２Ｗｃｗ
入力でポンプして、７７８〜８９２ ｎｍにおいて整調
しうる。フリーな操作条件下でのレーザー波長は、多く
の従来公知のＣｒをドープした固体状態レーザーが放射
する波長よシも有意に長い約８４２ ｎｍである。
入力でポンプして、７７８〜８９２ ｎｍにおいて整調
しうる。フリーな操作条件下でのレーザー波長は、多く
の従来公知のＣｒをドープした固体状態レーザーが放射
する波長よシも有意に長い約８４２ ｎｍである。
第２図に示すように、螢光バンドの幅（７３０〜１０１
０００ｎはＧＳＧＧ：Ｃｒ のＩｌｌ！（７１５〜
８１５ｎｍ） に較べて有意に赤にシフトしている。
０００ｎはＧＳＧＧ：Ｃｒ のＩｌｌ！（７１５〜
８１５ｎｍ） に較べて有意に赤にシフトしている。
Ｓ ｃ Ｂ Ｏ，の寿命は１）５μｓである。１）５μ
Ｂの寿命はフラッシュランプボンピングまたはロング−
パルスレーザ−ボンピングに最適である。放Ｇ Ｓ Ｇ
Ｇ ： Ｃｒまたはアレキサンドライトのそれ整調を
行なうために、どのような従来の手段も使用しうる。適
した手段の例としては、プリズム、光学格子、複屈折フ
ィルター、多層誘電被覆（ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｄｉ
ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏａｔｅｄ）フィルターまたは縦
の色収差を有するレンズがある。特に適しているのは、
” Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎ
ｔＦｉｌｔｅｒ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ−Ｐｏｗｅｒ Ｄ７
ｅ Ｌａ５ｅｒｓ”、Ｉ ＥＥＥ Ｊ、 Ｑｕａｎｔ
ｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、 ＱＥ −１０（１９７４）
でＧ、Ｉ（ｏｌｔｏｍおよびＯ，Ｔｅ５ｃｈｋｅが
記している一般的な種類の複屈折フィルターである。こ
の種類のフィルターは”ライオツドフィルター”（Ｂ、
Ｌｙｏｔ 、 Ｃｏｍｐｔ、 Ｒｅｎｄ、 １ヱ１．
１５９３（１９３３））と呼ばれることがある。
Ｂの寿命はフラッシュランプボンピングまたはロング−
パルスレーザ−ボンピングに最適である。放Ｇ Ｓ Ｇ
Ｇ ： Ｃｒまたはアレキサンドライトのそれ整調を
行なうために、どのような従来の手段も使用しうる。適
した手段の例としては、プリズム、光学格子、複屈折フ
ィルター、多層誘電被覆（ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｄｉ
ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏａｔｅｄ）フィルターまたは縦
の色収差を有するレンズがある。特に適しているのは、
” Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎ
ｔＦｉｌｔｅｒ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ−Ｐｏｗｅｒ Ｄ７
ｅ Ｌａ５ｅｒｓ”、Ｉ ＥＥＥ Ｊ、 Ｑｕａｎｔ
ｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、 ＱＥ −１０（１９７４）
でＧ、Ｉ（ｏｌｔｏｍおよびＯ，Ｔｅ５ｃｈｋｅが
記している一般的な種類の複屈折フィルターである。こ
の種類のフィルターは”ライオツドフィルター”（Ｂ、
Ｌｙｏｔ 、 Ｃｏｍｐｔ、 Ｒｅｎｄ、 １ヱ１．
１５９３（１９３３））と呼ばれることがある。
高出力のＭＢＯａ ： Ｃｒ レーザーは１発振器ス
テージ”としての上記のような基本的レーザーおよびレ
ーザー増幅器よシなる。発振器ステージは一つ以上の“
増幅器ステージ”のための入力幅射線を持たらし、一般
的には、光学キャピテイ内に取付けたＭ Ｂ Ｏ３：
Ｃｒ 結晶およびフラッシュランプ、または他のポン
プ源を含んでいる。
テージ”としての上記のような基本的レーザーおよびレ
ーザー増幅器よシなる。発振器ステージは一つ以上の“
増幅器ステージ”のための入力幅射線を持たらし、一般
的には、光学キャピテイ内に取付けたＭ Ｂ Ｏ３：
Ｃｒ 結晶およびフラッシュランプ、または他のポン
プ源を含んでいる。
いくつかの他の整調可能な固体状態レーザー材料と比較
したＭ Ｂ ０３ ＊ Ｃｒ の利点は、低皿に加え
て、室温およびこれ以上の温度で操作できることである
。
したＭ Ｂ ０３ ＊ Ｃｒ の利点は、低皿に加え
て、室温およびこれ以上の温度で操作できることである
。
出力レベルによって５レ一ザーロッド温度をコントロー
ルする手段を含めるのが好ましい。温度コントロール手
段は当業界でよく知られたどのようなものでもよい；た
とえば、レーザー材料から熱を吸収するのにあるいはレ
ーザー材料へ熱を伝えるのに適した循環流体。循環流体
は空気、水、極低己液体等である。ヒーターは必要なと
き液体は度をコントロールするのに更用する。
ルする手段を含めるのが好ましい。温度コントロール手
段は当業界でよく知られたどのようなものでもよい；た
とえば、レーザー材料から熱を吸収するのにあるいはレ
ーザー材料へ熱を伝えるのに適した循環流体。循環流体
は空気、水、極低己液体等である。ヒーターは必要なと
き液体は度をコントロールするのに更用する。
第６図は、本発明の範囲内のレーザーポンプレーザー装
置の例を示すものである。レーザー材料１）Ｈ３ｃＢＯ
，：Ｃｒ 結晶よりなシ、ボンピング源１２はレーザ
ーである。ポンプビームは光学部材１３． 光チヨツパ
−１４、ニュートラルフィルター１５および焦点レンズ
を通過する。レーザーキャビティはミラー１６および１
７によって定められる。入力ミラー１６はポンプ波長に
て良好な透過率を有するが、出力ミラー１７はそれを必
要としない。波長の整調は整調部材１８で行なう。
置の例を示すものである。レーザー材料１）Ｈ３ｃＢＯ
，：Ｃｒ 結晶よりなシ、ボンピング源１２はレーザ
ーである。ポンプビームは光学部材１３． 光チヨツパ
−１４、ニュートラルフィルター１５および焦点レンズ
を通過する。レーザーキャビティはミラー１６および１
７によって定められる。入力ミラー１６はポンプ波長に
て良好な透過率を有するが、出力ミラー１７はそれを必
要としない。波長の整調は整調部材１８で行なう。
これは複屈折整調器である。任意のフィルター１９はポ
ンプビームを吸収するが、レーザー出力ビームを通す。
ンプビームを吸収するが、レーザー出力ビームを通す。
第４図は、フラッシュランプ−ポンプ増幅器ステージを
含む本発明のフラッシュランブーポンプレーザーの例を
示すものである。発振器ステージは、高度に反射性の内
面２３が楕円形のキャピテイを定めているハウジング２
０内のレーザー材料２１およびフラッシュランプ２２よ
シなる。面２３での反射は拡散反射または正反射である
。レーザー材料２１およびボンピング源２２の軸は容器
２０によって形成される楕円形のフォーカルラインにそ
って各々配置する。レーザー材料２１は通常、従来の誘
電性非反射被覆を有する被覆端２４および２５を備えて
いる。くぼんだ球状の端は高ポンプ速度でのサーマルレ
ンズ効果を補うために用いうる。完全反射ミラー２７、
任意の整調部材２６および部分反射ミラー２８はレーザ
ー材料２１の円筒軸２９にそって容器２０の外に置く。
含む本発明のフラッシュランブーポンプレーザーの例を
示すものである。発振器ステージは、高度に反射性の内
面２３が楕円形のキャピテイを定めているハウジング２
０内のレーザー材料２１およびフラッシュランプ２２よ
シなる。面２３での反射は拡散反射または正反射である
。レーザー材料２１およびボンピング源２２の軸は容器
２０によって形成される楕円形のフォーカルラインにそ
って各々配置する。レーザー材料２１は通常、従来の誘
電性非反射被覆を有する被覆端２４および２５を備えて
いる。くぼんだ球状の端は高ポンプ速度でのサーマルレ
ンズ効果を補うために用いうる。完全反射ミラー２７、
任意の整調部材２６および部分反射ミラー２８はレーザ
ー材料２１の円筒軸２９にそって容器２０の外に置く。
ミラー２７および２８は共に部分反射するものである。
所望の操作温度を維持する必要があるのならば、レーザ
ー材料２１およびポンピング源２２を、容器２０の中を
循環する流体によって冷却する。レーザー作用は、波長
が整調部材２６の配向によって決められる、高度に平行
になった干渉性輻射線が放出されることで証明される。
ー材料２１およびポンピング源２２を、容器２０の中を
循環する流体によって冷却する。レーザー作用は、波長
が整調部材２６の配向によって決められる、高度に平行
になった干渉性輻射線が放出されることで証明される。
輻射線は部分反射ミラー２８から放出される。
増幅器ステージは発振器ステージの出力ビーム内にある
。これは本質的には容器６０よシなり、その高度に反射
性の内面６３は楕円形容器を定めている。フラッシュラ
ンプ３２によって励起された増幅器ロッド６１は通常、
従来の誘電性非反射被覆を有する被覆端３４および６５
を持っている。
。これは本質的には容器６０よシなり、その高度に反射
性の内面６３は楕円形容器を定めている。フラッシュラ
ンプ３２によって励起された増幅器ロッド６１は通常、
従来の誘電性非反射被覆を有する被覆端３４および６５
を持っている。
増幅器ロッドは発振器ロッド２１よりも直径が大きく、
この場合、ビームの大きさをロッドの大きさに釣合わせ
るために、ビームを広げるテレスコープ６６をステージ
の間に置く。発振器ステージと違って、増幅器ステージ
は通常、その端にキャピテイを形成するミラーを持たず
、発振器出力の増幅は、レーザービームの増幅器ロッド
へのただ一度の通過の間に行なわれる。しかしながら、
ある用途に対しては、増幅器に部分反射ミラーを取付け
て、増幅器出力の一部を増幅手段へフィードバックしう
る。この再生式発振器の出力のスペクトルおよび一時的
特性は、最初の発振器からの適合した信号を、増幅器へ
のただ一度の通過に用いたのと同様の方法で作用させる
ことによって決めることができる。一つ以上の増幅器ス
テージを使用しうる。矢印３７で示す増幅出力は増幅器
ロッド３１から出る。
この場合、ビームの大きさをロッドの大きさに釣合わせ
るために、ビームを広げるテレスコープ６６をステージ
の間に置く。発振器ステージと違って、増幅器ステージ
は通常、その端にキャピテイを形成するミラーを持たず
、発振器出力の増幅は、レーザービームの増幅器ロッド
へのただ一度の通過の間に行なわれる。しかしながら、
ある用途に対しては、増幅器に部分反射ミラーを取付け
て、増幅器出力の一部を増幅手段へフィードバックしう
る。この再生式発振器の出力のスペクトルおよび一時的
特性は、最初の発振器からの適合した信号を、増幅器へ
のただ一度の通過に用いたのと同様の方法で作用させる
ことによって決めることができる。一つ以上の増幅器ス
テージを使用しうる。矢印３７で示す増幅出力は増幅器
ロッド３１から出る。
以下の実施例は、本発明をさらに十分に理解するために
示すものである。本発明の原理および実施の説明のため
に示した特定の方法、条件、材料およびデータは好まし
い例であシ、本発明の範囲を限定するものとして解釈す
べきではない。
示すものである。本発明の原理および実施の説明のため
に示した特定の方法、条件、材料およびデータは好まし
い例であシ、本発明の範囲を限定するものとして解釈す
べきではない。
実施例
ＳｃをＣｒ で０．４原子パーセント置換した、１、
２０ ｃＩｒｔ Ｘ ０．５ ｃｍ Ｘ ０．６ ｃｍ
のＳ ｃ Ｂ Ｏｓ ： Ｃｒ”平行六面体試料を、第
３図に示すタイプのｃｗレーザー−ポンプレーザーキャ
ビティ内で使用する。
２０ ｃＩｒｔ Ｘ ０．５ ｃｍ Ｘ ０．６ ｃｍ
のＳ ｃ Ｂ Ｏｓ ： Ｃｒ”平行六面体試料を、第
３図に示すタイプのｃｗレーザー−ポンプレーザーキャ
ビティ内で使用する。
３Ｗクリブトンレーザービームヲ光チヨツパーおよびニ
ュートラルフィルターに通し、そしてレンズで焦点を合
わせる。レーザーキャビティはミラーで定められている
。入力ミラーはレーザー波長においてすぐれたレフレク
タ−であｐ（８４２ｎｍで９９９壬の反射率）ポンプ波
長（６４７，１ｎｍ）においてすぐれた透過率を有する
。出力ミラーもまだすぐれたレフレクタ−である（ ８
４２ ｎｍで９８、！１Ｍの反射率）。入力および出力
ミラーは半径が各々１０ｃｍの凹面である。ミラーは〜
１９ｃｍ離して置き、試料の中心はミラーの（大木の）
共通焦点付近に置く。特に、ポンプビームは５ｃＢＯ，
：Ｃｒ３＋試料の中心で約６０ミクロメーターのビーム
のくびれの状態で焦点に合わせる。単一部材複屈折フィ
ルターは波長の整調のためにキャピテイニ含める。ポン
プビームはＲＧ−９コーニングフーイルターで止める。
ュートラルフィルターに通し、そしてレンズで焦点を合
わせる。レーザーキャビティはミラーで定められている
。入力ミラーはレーザー波長においてすぐれたレフレク
タ−であｐ（８４２ｎｍで９９９壬の反射率）ポンプ波
長（６４７，１ｎｍ）においてすぐれた透過率を有する
。出力ミラーもまだすぐれたレフレクタ−である（ ８
４２ ｎｍで９８、！１Ｍの反射率）。入力および出力
ミラーは半径が各々１０ｃｍの凹面である。ミラーは〜
１９ｃｍ離して置き、試料の中心はミラーの（大木の）
共通焦点付近に置く。特に、ポンプビームは５ｃＢＯ，
：Ｃｒ３＋試料の中心で約６０ミクロメーターのビーム
のくびれの状態で焦点に合わせる。単一部材複屈折フィ
ルターは波長の整調のためにキャピテイニ含める。ポン
プビームはＲＧ−９コーニングフーイルターで止める。
ポンプビームは３係の使用（ａｕｔｙ） サイクルで
チョップして熱作用を減じた（ ｃｗ水ポンプ比較して
〕。１．２０ｃｍの長さの試料にそった２ｗの吸収工率
では、整調可能なレーザー出力は７７８ ｎｍから８９
２ ｎｍまで測定された。フリーな操作条件では（複屈
折部材なしで）、５ｃＢＯ，： Ｏｒ は８４１ ｎ
ｍでレーザー発振する。
チョップして熱作用を減じた（ ｃｗ水ポンプ比較して
〕。１．２０ｃｍの長さの試料にそった２ｗの吸収工率
では、整調可能なレーザー出力は７７８ ｎｍから８９
２ ｎｍまで測定された。フリーな操作条件では（複屈
折部材なしで）、５ｃＢＯ，： Ｏｒ は８４１ ｎ
ｍでレーザー発振する。
第１図は５ｃＢＯ３：Ｃｒ の吸収スペクトルであ
り、第２図はＳ ｃ Ｂ Ｏ３： Ｃｒ の螢光スペ
クトルであり、第６図は任意の整調器を有するレーザー
装置の略図であシ、第４図は発振器−増幅器レーザーシ
ステムの部分横断面図である。 １）・・・レーザー材料、１６．１７・・・ミラー、１
８・・・整調部材、 １２．２２・・・ボンピング源
、２１・・・発振器ロッド、 ６１・・・増幅器ロ
ッド、６２・・・フラッシュランプ。 （外５名） キ１凹 ５ｃ８０３：Ｃｒ”ｔｒ＋４光ＪＩＩＩＸ’Ｓ ７ ）
ＩＬ／渠考 （１０００ｃｍ−１３
り、第２図はＳ ｃ Ｂ Ｏ３： Ｃｒ の螢光スペ
クトルであり、第６図は任意の整調器を有するレーザー
装置の略図であシ、第４図は発振器−増幅器レーザーシ
ステムの部分横断面図である。 １）・・・レーザー材料、１６．１７・・・ミラー、１
８・・・整調部材、 １２．２２・・・ボンピング源
、２１・・・発振器ロッド、 ６１・・・増幅器ロ
ッド、６２・・・フラッシュランプ。 （外５名） キ１凹 ５ｃ８０３：Ｃｒ”ｔｒ＋４光ＪＩＩＩＸ’Ｓ ７ ）
ＩＬ／渠考 （１０００ｃｍ−１３
Claims (10)
- （１）ＭＢＯ＿３＿＋（式中、Ｍはスカンジウム、イン
ジウムおよびルテチウムよりなる群から選択したもので
ある）の単結晶よりなるレーザー材料；および レーザー材料を励起して干渉性の輻射線を放射させる手
段 よりなるレーザー。 - （２）レーザー材料がＳｃＳＯ＿３＿＋である、特許請
求の範囲第（１）項記載のレーザー。 - （３）レーザー材料が実質的に、長手が円筒軸にそって
いる円筒形ロッドの形をしている、特許請求の範囲第（
１）項記載のレーザー。 - （４）レーザー材料が実質的に、その長手に垂直な面が
実質的に長方形の断面であるスラブの形をしている、特
許請求の範囲第（１）項記載のレーザー。 - （５）Ｃｒ＿３＿＋濃度がスカンジウム八面体部位に対
して約０．００５〜約２０原子％の範囲である、特許請
求の範囲第（１）項記載のレーザー。 - （６）レーザー材料を励起する手段が、約７３０ｎｍよ
り短い波長で放射するパルス非干渉光源よりなる、特許
請求の範囲第（１）項記載のレーザー。 - （７）レーザー材料を励起する手段が、約７３０ｎｍよ
り短い波長で放射する連続非干渉光源よりなる、特許請
求の範囲第（１）項記載のレーザー。 - （８）さらに、レーザーをＱ−スイッチングする手段よ
りなる、特許請求の範囲第（１）項記載のレーザー。 - （９）さらに、干渉性輻射線を約７７８ｎｍ〜約８９２
ｎｍの範囲で整調する手段よりなる、特許請求の範囲第
（１）項記載のレーザー。 - （１０）干渉性輻射線の第一ビームを放射する特許請求
の範囲第（１）項記載のレーザー； 特許請求の範囲第（１）項のレーザーによって放射され
た波長でレーザー発振しうる第二レーザー材料； 干渉性輻射線の第二ビームを放射する第二レーザー材料
を励起する手段 よりなるレーザー増幅器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/845,215 US4841530A (en) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | Cr-doped scandium borate laser |
| US845215 | 1986-03-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62232985A true JPS62232985A (ja) | 1987-10-13 |
Family
ID=25294669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62073932A Pending JPS62232985A (ja) | 1986-03-27 | 1987-03-27 | Ｃｒをド−プした硼酸スカンジウムレ−ザ− |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4841530A (ja) |
| EP (1) | EP0238904B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62232985A (ja) |
| AU (1) | AU583981B2 (ja) |
| CA (1) | CA1280198C (ja) |
| DE (1) | DE3779158D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05102564A (ja) * | 1991-04-04 | 1993-04-23 | Electrox Inc | 高出力ＮｄＹＡＧレーザ |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4987575A (en) * | 1987-12-04 | 1991-01-22 | Alfano Robert R | Tetravalent chromium (Cr4+) as a laser-active ion for tunabale solid-state lasers |
| US4969154A (en) * | 1989-12-22 | 1990-11-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Room-temperature, flashpumped, 2 micron solid state laser with high slope efficiency |
| US5003547A (en) * | 1989-12-29 | 1991-03-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Room-temperature, flashpumped, 1.96 micron solid state laser |
| JP2723646B2 (ja) * | 1990-03-27 | 1998-03-09 | キヤノン株式会社 | 光学的情報処理装置 |
| US5488626A (en) * | 1991-01-14 | 1996-01-30 | Light Age, Inc. | Method of and apparatus for pumping of transition metal ion containing solid state lasers using diode laser sources |
| US5343327A (en) * | 1993-11-05 | 1994-08-30 | University Of Central Florida | RbNbB2 O6 crystal and its nonlinear optical devices |
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| AU2003303849A1 (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-17 | Oleg Victorovich Kuzmin | Laser material |
| JP2005298678A (ja) * | 2004-04-12 | 2005-10-27 | Fuji Photo Film Co Ltd | セリウム付活ホウ酸ルテチウム系輝尽性蛍光体、放射線像変換パネルおよび放射線画像記録再生方法 |
| CN107573937A (zh) * | 2017-08-01 | 2018-01-12 | 东南大学 | 一种用于近红外led的荧光粉材料及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4272733A (en) * | 1978-10-20 | 1981-06-09 | Allied Chemical Corporation | Broadly tunable chromium-doped beryllium aluminate lasers and operation thereof |
| US4490822A (en) * | 1982-06-17 | 1984-12-25 | Allied Corporation | Cr-Doped yttrium gallium garnet laser |
-
1986
- 1986-03-27 US US06/845,215 patent/US4841530A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-03-04 EP EP87103067A patent/EP0238904B1/en not_active Expired
- 1987-03-04 DE DE8787103067T patent/DE3779158D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-03-19 AU AU70178/87A patent/AU583981B2/en not_active Ceased
- 1987-03-23 CA CA000532711A patent/CA1280198C/en not_active Expired - Lifetime
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05102564A (ja) * | 1991-04-04 | 1993-04-23 | Electrox Inc | 高出力ＮｄＹＡＧレーザ |
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