JPS62234386A - 固体レ−ザ発振器 - Google Patents
固体レ−ザ発振器Info
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- JPS62234386A JPS62234386A JP61301922A JP30192286A JPS62234386A JP S62234386 A JPS62234386 A JP S62234386A JP 61301922 A JP61301922 A JP 61301922A JP 30192286 A JP30192286 A JP 30192286A JP S62234386 A JPS62234386 A JP S62234386A
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/102—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
-
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- H01S3/1026—Controlling the active medium by translation or rotation, e.g. to remove heat from that part of the active medium that is situated on the resonator axis
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は固体レーザ発振器あるいはレーザ増幅器に関す
る。
る。
背景技術
固体レーザ発振器及び増幅器（以後総称して固体レーザ
という）においては、活性物質はロッドあるいはスラブ
形状の水晶又はガラスから形成されている。蛍光性のイ
オンあるいは原子がこれらの物質中に含有されている。
という）においては、活性物質はロッドあるいはスラブ
形状の水晶又はガラスから形成されている。蛍光性のイ
オンあるいは原子がこれらの物質中に含有されている。
これらのイオンあるいは原子は２つのエネルギーレベル
の間に電子の反転分布を得るために刺激（ボンピングさ
れること）されなければならない。この反転分布がレー
ザの誘導放出に使用される。このボンピングは一般的に
ガス放電ランプ、フラッシュランプ、他のレーザあるい
は発光ダイオード等により達成される。ボンピング中に
、相追効果により活性固体レーナ物質が加熱される。レ
ーザロッドあるいはレーザスラブはその破壊を防止する
ために高いボンピング出力の場合には冷却されなければ
ならない。
の間に電子の反転分布を得るために刺激（ボンピングさ
れること）されなければならない。この反転分布がレー
ザの誘導放出に使用される。このボンピングは一般的に
ガス放電ランプ、フラッシュランプ、他のレーザあるい
は発光ダイオード等により達成される。ボンピング中に
、相追効果により活性固体レーナ物質が加熱される。レ
ーザロッドあるいはレーザスラブはその破壊を防止する
ために高いボンピング出力の場合には冷却されなければ
ならない。
よってこれらのレーザロッドあるいはスラブは流体クー
ラント中に置かれる。ボンピングパワーが大きいと、ロ
ッドあるいはスラブ中に非常に太きな温度勾配が起こり
、その結果破壊スレッシュホールド以下でもレーザビー
ムの品質が劣化する。
ラント中に置かれる。ボンピングパワーが大きいと、ロ
ッドあるいはスラブ中に非常に太きな温度勾配が起こり
、その結果破壊スレッシュホールド以下でもレーザビー
ムの品質が劣化する。
これらの熱応力のために固体レーザの最大達成平均出力
が予め定められることになり、使用可能性が限定される
。
が予め定められることになり、使用可能性が限定される
。
よって本発明の目的はこれらの限定を取除いた固体レー
ザ発振器を提供することである。
ザ発振器を提供することである。
ｆｌＹＯす」感
この目的は冷却効率が改善される活性レーＩＪ’物質の
特殊な形状及び配置により達成される。その結果活性物
質が破壊されることなく、あるいは他の公知の固体レー
ザに比較してレーザビームの品質が悪化することなく、
レーザ物質はより大きなパワーでボンピングされレーザ
システムの平均光学出力が顕著に増加される。逆にいえ
ば、現在使用されているボンピング出力では、ビームの
品質、特にその拡散性が改善される。活性媒体の大きな
容量を有すると同時にレーザパルスの大きな繰返し周波
数を有するか、あるいは水晶に比較して小さな熱伝導性
のために、より大きな連続出力を有するガラスは今まで
使用できなかったので、この改良は特にガラスレーザの
場合に有利である。
特殊な形状及び配置により達成される。その結果活性物
質が破壊されることなく、あるいは他の公知の固体レー
ザに比較してレーザビームの品質が悪化することなく、
レーザ物質はより大きなパワーでボンピングされレーザ
システムの平均光学出力が顕著に増加される。逆にいえ
ば、現在使用されているボンピング出力では、ビームの
品質、特にその拡散性が改善される。活性媒体の大きな
容量を有すると同時にレーザパルスの大きな繰返し周波
数を有するか、あるいは水晶に比較して小さな熱伝導性
のために、より大きな連続出力を有するガラスは今まで
使用できなかったので、この改良は特にガラスレーザの
場合に有利である。
活性媒体の形状及びデザインを以下のようにすることに
より熱応力を減少することができる。
より熱応力を減少することができる。
（イ）冷却のための表面積の拡大及び表面からレーザ物
質の内部領域までの距離の減少。
質の内部領域までの距離の減少。
（ロ）与えられた容量に対する熱応力作用期間の短縮化
及び各々の部分が順々にボンピングされる活性レーザ媒
体の部分による加熱及び冷却力のより大きな容品への分
散。
及び各々の部分が順々にボンピングされる活性レーザ媒
体の部分による加熱及び冷却力のより大きな容品への分
散。
（ハ）機械的に十分安定な活性物質の使用。
これの要求を満たすためには、今まで使用されてきた円
柱レーザロッドあるいはレーザスラブの形状は放棄され
なければならず、活性レーザ媒体の他の形状及び配置を
見出さなければならない。
柱レーザロッドあるいはレーザスラブの形状は放棄され
なければならず、活性レーザ媒体の他の形状及び配置を
見出さなければならない。
上述した要求事項を取入れた本発明のレーザ発振器を以
下に示す実施例に基づいて説明することにする。
下に示す実施例に基づいて説明することにする。
衷−」Ｌ−μ
以下本発明を図面を参照して詳細に説明することにする
。
。
第１図乃至第４図は、表面積の容積に対する比率が従来
の円柱状レーザロッドよりも大きい本発明に係るレーザ
ロッドの断面図を示している。例えば第１図において、
足型断面の内部半径がｒ＝２麿、歯の高さｈがｈ−３，
２ｍであるとすると、表面から対称軸までの最大距離は
２ＩＩｔｌＲとなる。同じ新面形状表面を有する円柱状
レーザロッドは、４ｒａｔａの半径を有している。よっ
て第１図に示す形状を有するレーザロッドの場合には、
従来の円柱状形状のレーザロッドに比較して、表面から
−・番離れているＬ１ツド内側領域の距離は２倍はど有
利となる。冷却も同様な倍率で改善される。ロッド断面
の寸法及び形状を変えることにより、ロッドの冷却効率
はより改善される。
の円柱状レーザロッドよりも大きい本発明に係るレーザ
ロッドの断面図を示している。例えば第１図において、
足型断面の内部半径がｒ＝２麿、歯の高さｈがｈ−３，
２ｍであるとすると、表面から対称軸までの最大距離は
２ＩＩｔｌＲとなる。同じ新面形状表面を有する円柱状
レーザロッドは、４ｒａｔａの半径を有している。よっ
て第１図に示す形状を有するレーザロッドの場合には、
従来の円柱状形状のレーザロッドに比較して、表面から
−・番離れているＬ１ツド内側領域の距離は２倍はど有
利となる。冷却も同様な倍率で改善される。ロッド断面
の寸法及び形状を変えることにより、ロッドの冷却効率
はより改善される。
第４図は内部にボアを有するロッドの断面形状を示して
いる。冷却媒体（クーラント）は第４図に示されていな
い端部表面を介しであるいは横方向のボアを介して第４
図に示すボア中に流入し及びボア中から流出することが
できる。第１図乃至第４図においては、電磁波は軸にほ
とんど平行に伝播づ°るので、ロッドの断面形状はロッ
ドの長さ方向全体に渡り変わらないかあるいは非常に僅
かばかりしか変化しないようになっている。しかしもし
、有限の焦点距離を有する共振ミラー等により電磁波断
面が変更されたならば、ロッド形状をそれに応じて変更
するのが望ましい。
いる。冷却媒体（クーラント）は第４図に示されていな
い端部表面を介しであるいは横方向のボアを介して第４
図に示すボア中に流入し及びボア中から流出することが
できる。第１図乃至第４図においては、電磁波は軸にほ
とんど平行に伝播づ°るので、ロッドの断面形状はロッ
ドの長さ方向全体に渡り変わらないかあるいは非常に僅
かばかりしか変化しないようになっている。しかしもし
、有限の焦点距離を有する共振ミラー等により電磁波断
面が変更されたならば、ロッド形状をそれに応じて変更
するのが望ましい。
第１図乃至第３図の実施例においては、冷却媒体はレー
ザロッドの周囲を流れ、第４図の実施例においてはレー
ザロッドに沿ってボア中にも流れることになる。第５図
はレーザロッドの縦断面及び横断面を示しでおり、冷却
媒体（クーラント）は、レーザロッドの縦軸に交差して
設けられた冷却スロット中を流れる。この冷却方法はそ
の積層された構造のために殊に有効である。第５図に示
されている積層構造は円形あるいは四角形断面形状に適
しているばかりでなく、どのような断面形状にも適して
おり、レーザビームが活性層に平行な媒質中をジグザグ
状に案内されるスラブレーザにも適している。
ザロッドの周囲を流れ、第４図の実施例においてはレー
ザロッドに沿ってボア中にも流れることになる。第５図
はレーザロッドの縦断面及び横断面を示しでおり、冷却
媒体（クーラント）は、レーザロッドの縦軸に交差して
設けられた冷却スロット中を流れる。この冷却方法はそ
の積層された構造のために殊に有効である。第５図に示
されている積層構造は円形あるいは四角形断面形状に適
しているばかりでなく、どのような断面形状にも適して
おり、レーザビームが活性層に平行な媒質中をジグザグ
状に案内されるスラブレーザにも適している。
ボンピング中の熱応力作用期間を短くすること及び加熱
及び冷却パワーの分散が第６図及び第７図に示されでい
る。繰返しパルスの周波数は、もし回転可能に配置され
た幾つかのレーザロッドが次々に光学レーザ共振器ある
いはレーザ増幅器中に回転してからボンピングされるこ
とにより、顕著に増加する。
及び冷却パワーの分散が第６図及び第７図に示されでい
る。繰返しパルスの周波数は、もし回転可能に配置され
た幾つかのレーザロッドが次々に光学レーザ共振器ある
いはレーザ増幅器中に回転してからボンピングされるこ
とにより、顕著に増加する。
第６図に示された実施例においては、４つのレーザロッ
ドが示されている。この場合には、冷却されたロッドが
各々のレーザパルスの後にあるいは所定数のレーザパル
スの後に共振器あるいは増幅器中に回転してからボンピ
ングされることにより、レーザシステムの平均ビーム出
力を４倍に増加することができる。第６図に示された実
施例においては、加熱されたレーザロッドは残りの３つ
のサイクルの間に冷却される。より大きな数のレーザロ
ッドを使用することも容易に可能であり、その結果従来
技術に比較して最大パルス周波数及び平均ビーム出力を
顕著に増加することができる。
ドが示されている。この場合には、冷却されたロッドが
各々のレーザパルスの後にあるいは所定数のレーザパル
スの後に共振器あるいは増幅器中に回転してからボンピ
ングされることにより、レーザシステムの平均ビーム出
力を４倍に増加することができる。第６図に示された実
施例においては、加熱されたレーザロッドは残りの３つ
のサイクルの間に冷却される。より大きな数のレーザロ
ッドを使用することも容易に可能であり、その結果従来
技術に比較して最大パルス周波数及び平均ビーム出力を
顕著に増加することができる。
繰返しパルス周波数及び平均ビーム出力はレーザロッド
の数に比例して増加する。経済的観点から見た場合これ
は不利益ではない。その理由は、たしかに幾つかのレー
ザロッドを必要とするが、ただ１つのフラッシュランプ
あるいはただ１つのボンピング源を用意すればよく、こ
のボンピング源により共振器あるいは増幅器中に回転さ
れたレーザロッドをボンピングすれば良いからである。
の数に比例して増加する。経済的観点から見た場合これ
は不利益ではない。その理由は、たしかに幾つかのレー
ザロッドを必要とするが、ただ１つのフラッシュランプ
あるいはただ１つのボンピング源を用意すればよく、こ
のボンピング源により共振器あるいは増幅器中に回転さ
れたレーザロッドをボンピングすれば良いからである。
第６図においてはただ１つのフラッシュランプが示され
ている。より有効なボンピングのためには幾つかのフラ
ッシュランプを使用することもできる。レーザロッドを
ボンピングするために、従来公知の技術により発光ダイ
オードあるいは半導体レーザあるいは他のレーザを挿入
することも可能である。配置されたレーザロッドの回転
はモータにより外部から行なうこともできるし、あるい
はクーラントの流入あるいは流出により駆動することも
できる。レーザロッドの交換及びボンピングは十分に同
期されなければならない。
ている。より有効なボンピングのためには幾つかのフラ
ッシュランプを使用することもできる。レーザロッドを
ボンピングするために、従来公知の技術により発光ダイ
オードあるいは半導体レーザあるいは他のレーザを挿入
することも可能である。配置されたレーザロッドの回転
はモータにより外部から行なうこともできるし、あるい
はクーラントの流入あるいは流出により駆動することも
できる。レーザロッドの交換及びボンピングは十分に同
期されなければならない。
もし第７図に示されるようなレーザロッドの回転配置か
ら得られるレーザデユープが使用されるような限定され
た場合には、このような同期を省略することも可能であ
る。各々の場合においてボンピング源は、レーザチュー
ブの一部分のみ、ずなわち２つの共振器ミラーの間ある
いは必要な場所においてはレーザ増幅器中の部分のみが
、ボンピング光により刺激されるように配置されなけれ
ばならない。
ら得られるレーザデユープが使用されるような限定され
た場合には、このような同期を省略することも可能であ
る。各々の場合においてボンピング源は、レーザチュー
ブの一部分のみ、ずなわち２つの共振器ミラーの間ある
いは必要な場所においてはレーザ増幅器中の部分のみが
、ボンピング光により刺激されるように配置されなけれ
ばならない。
第７図においては、斜線で示したパイプの部分のみが２
つのランプにより刺激される。もしレーザミラーがボン
ピング光に透明でありレーザビームを反射するようであ
れば、同軸刺激も可能である。もし多くの容積要素中に
おける対称軸周りを回転しているチューブが十分なパワ
ーでボンピングされたならば、従来までは不可能であっ
たような高出力を有する一時的な連続レーザビームが製
造可能である。これは冷却が効果的にチューブの全壁に
分散されており、ボンピング中にチューブの一部分のみ
が加熱されることにより可能である。
つのランプにより刺激される。もしレーザミラーがボン
ピング光に透明でありレーザビームを反射するようであ
れば、同軸刺激も可能である。もし多くの容積要素中に
おける対称軸周りを回転しているチューブが十分なパワ
ーでボンピングされたならば、従来までは不可能であっ
たような高出力を有する一時的な連続レーザビームが製
造可能である。これは冷却が効果的にチューブの全壁に
分散されており、ボンピング中にチューブの一部分のみ
が加熱されることにより可能である。
もしレーザロッドの直径を８ ｔｍ 、レーザチューブ
の外周が３２０ａｍでその壁厚が８履とすると、熱応力
を１桁以上減少することが可能である。これは回転チュ
ーブ形状活性媒体を有するレーザシステムは、同じ熱応
力を有する個々のレーザロッドよりち１桁以上高い平均
ビーム出力を達成できることを意味している。
の外周が３２０ａｍでその壁厚が８履とすると、熱応力
を１桁以上減少することが可能である。これは回転チュ
ーブ形状活性媒体を有するレーザシステムは、同じ熱応
力を有する個々のレーザロッドよりち１桁以上高い平均
ビーム出力を達成できることを意味している。
例えば第８図乃至第１０図に示すような形状によりチュ
ーブの表面積が増加されると、回転チューブの冷却効果
はさらに改善される。
ーブの表面積が増加されると、回転チューブの冷却効果
はさらに改善される。
またチューブ壁中に対称軸に平行なスロットが形成され
（レーザロッドについての第５図に類似した第１１図参
照）、これらのスロット中をクーラントが内側から外側
あるいはその逆に流れることにより、特に冷却効果につ
いて顕著な改善を達成することができる。上述した全て
の実施例において、クーラントは必ずしも液体である必
要はなく、ブロアによりレーザロッドに沿っであるいは
レーザロッド中を流れる清浄化された空気のようなガス
であっても良い。
（レーザロッドについての第５図に類似した第１１図参
照）、これらのスロット中をクーラントが内側から外側
あるいはその逆に流れることにより、特に冷却効果につ
いて顕著な改善を達成することができる。上述した全て
の実施例において、クーラントは必ずしも液体である必
要はなく、ブロアによりレーザロッドに沿っであるいは
レーザロッド中を流れる清浄化された空気のようなガス
であっても良い。
上述した全てのレーザロッド、スラブ及びチューブの外
径及び形状は、大きな形をした原料物質から知られた技
術（例えば穴開け、研削、超音波穴聞け、接着、ハンダ
付、あるいは融着）により製造することができる。ガラ
スの場合には、［１ツド及びチューブの外径形状は熱間
圧延及び引き扱きによっても形成することができる。第
５図に示された積層されたレーザロッド及びレーザスラ
ブの構造は、超音波穿孔により製造されるばかりでなく
、各々のレーザスラブの間に薄いウェッブを挟み込んで
薄いレーザスラブを接着、ハンダ付あるいは＠着により
積層して形成することもできる。
径及び形状は、大きな形をした原料物質から知られた技
術（例えば穴開け、研削、超音波穴聞け、接着、ハンダ
付、あるいは融着）により製造することができる。ガラ
スの場合には、［１ツド及びチューブの外径形状は熱間
圧延及び引き扱きによっても形成することができる。第
５図に示された積層されたレーザロッド及びレーザスラ
ブの構造は、超音波穿孔により製造されるばかりでなく
、各々のレーザスラブの間に薄いウェッブを挟み込んで
薄いレーザスラブを接着、ハンダ付あるいは＠着により
積層して形成することもできる。
第１図乃至第４図は本発明によるレーザロッドの実施例
断面図、 第５図は本発明によるレーザロッドの縦断面図及び横断
面図、 第６図は本発明によるレーザロッド配置の縦断面図及び
横断面図、 第７図はレーザチューブ配置図、 第８図〜第１０図警よそれぞれ異なるレーザチューブの
断面図、 第１１図は対称軸に平行なスロットを有するレーザチュ
ーブ断面図である。 出願人工カール・ツワイス・ステイフツング代理人：弁
理士 松 本 ｒδ 第９図 第１１図 手続字１１正書（方式） ％式％ １、事件の表示 特願昭６１−３０１９２２号 ２、発明の名称 固体レーザ発振器 ３、補正をする者 事件との関係 （特許出願人） 住所 ドイツ連邦共和国、ディー７９２０ハイデンハイ
ム、アン・デル・プレンツ（番地なし）名称 カール・
ツワイス・スティフツング代表者 ヴエルナー・ディ
ーケルマン代表者 オツトー・ラング ４、代理人 住所 東京都港区赤坂六丁目８番１号 ５、補正命令の日付 昭和６２年３月４日 （発送日昭和６２年３月３１日） ６、補正の対象 図 面 ７、補正の内容 図面の浄書（内容に変更なし）
断面図、 第５図は本発明によるレーザロッドの縦断面図及び横断
面図、 第６図は本発明によるレーザロッド配置の縦断面図及び
横断面図、 第７図はレーザチューブ配置図、 第８図〜第１０図警よそれぞれ異なるレーザチューブの
断面図、 第１１図は対称軸に平行なスロットを有するレーザチュ
ーブ断面図である。 出願人工カール・ツワイス・ステイフツング代理人：弁
理士 松 本 ｒδ 第９図 第１１図 手続字１１正書（方式） ％式％ １、事件の表示 特願昭６１−３０１９２２号 ２、発明の名称 固体レーザ発振器 ３、補正をする者 事件との関係 （特許出願人） 住所 ドイツ連邦共和国、ディー７９２０ハイデンハイ
ム、アン・デル・プレンツ（番地なし）名称 カール・
ツワイス・スティフツング代表者 ヴエルナー・ディ
ーケルマン代表者 オツトー・ラング ４、代理人 住所 東京都港区赤坂六丁目８番１号 ５、補正命令の日付 昭和６２年３月４日 （発送日昭和６２年３月３１日） ６、補正の対象 図 面 ７、補正の内容 図面の浄書（内容に変更なし）
Claims (6)
- （１）レーザ要素が水晶物質、セラミック、ガラスセラ
ミック、ガラスあるいはプラスチックからロッド又はス
ラブとして形成され、ロッド又はスラブ中にクーラント
が流れることのできる縦方向のボアあるいはスロットが
形成されるか、又は表面積が拡大され断面の内部領域と
表面との距離が減少されるような形状を有していること
を特徴とする固体レーザ発振器。 - （２）幾つかの固体レーザロッドが互いに平行に配置さ
れており、各々のレーザロッドは順々にレーザ発振器あ
るいはレーザ増幅器中に回転可能であることを特徴とす
る固体レーザ発振器。 - （３）各々のレーザロッドはクーラントが流れることの
できる長手方向のボアあるいはスロットを有しているか
、あるいは表面積が拡大され断面内部領域と表面との間
の距離が減少されているような外形を有していることを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の固体レーザ発振
器。 - （４）レーザ要素がチューブ状に形成され、レーザチュ
ーブの一部が対称軸周りの回転によりレーザ発振器ある
いはレーザ増幅器中に回転可能であることを特徴とする
固体レーザ発振器。 - （５）レーザ活性要素の容積との関係で表面積が拡大さ
れたような形状をしているか、又はクーラントが流れる
ことができるようなボアあるいはスロットを有している
レーザチューブであることを特徴とする特許請求の範囲
第４項記載の固体レーザ発振器。 - （６）各々のレーザ波長のために高反射層あるいは一部
反射層が活性要素の前面に設けられていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項から第５項記載の固体レーザ
発振器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853546280 DE3546280A1 (de) | 1985-12-28 | 1985-12-28 | Festkoerperlaserstaebe fuer hohe leistungen |
| DE3546280.9 | 1985-12-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62234386A true JPS62234386A (ja) | 1987-10-14 |
Family
ID=6289660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61301922A Pending JPS62234386A (ja) | 1985-12-28 | 1986-12-19 | 固体レ−ザ発振器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4845721A (ja) |
| JP (1) | JPS62234386A (ja) |
| DE (1) | DE3546280A1 (ja) |
| FR (1) | FR2592530B1 (ja) |
| GB (1) | GB2186421B (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007220717A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Ojima Shisaku Kenkyusho:Kk | 固体レーザロッドおよび大出力レーザ光発生方法ならびに大出力レーザ光発生装置 |
| WO2009128510A1 (ja) * | 2008-04-17 | 2009-10-22 | 株式会社エレクトラホールディングス | レーザー発振装置 |
| JP2016134528A (ja) * | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ媒質、レーザ媒質ユニット及びレーザ光増幅装置 |
| JP2018513555A (ja) * | 2015-03-23 | 2018-05-24 | アイピージー フォトニクス コーポレーション | 高パワー連続波中赤外レーザー |
| JP2019197909A (ja) * | 2019-07-12 | 2019-11-14 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ媒質、レーザ媒質ユニット及びレーザ光増幅装置 |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3726279A1 (de) * | 1987-08-07 | 1989-02-16 | Schott Glaswerke | Laser mit einem laseraktiven festkoerpermedium und mehreren pumpquellen |
| FR2641422B1 (fr) * | 1989-01-04 | 1994-09-30 | Comp Generale Electricite | Laser a barreau avec pompage optique par source a plage d'emission etroite |
| EP0414430A1 (en) * | 1989-08-22 | 1991-02-27 | Gec-Marconi Limited | Lasers |
| US5172388A (en) * | 1991-07-23 | 1992-12-15 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for an increased pulse repetition rate for a CW pumped laser |
| US5222073A (en) * | 1991-08-29 | 1993-06-22 | Battelle Memorial Institute | Rod lasers |
| USRE36664E (en) * | 1991-09-04 | 2000-04-18 | Texas Beef Group | Method and apparatus for automatically segmenting animal carcasses |
| US5334084A (en) * | 1991-09-04 | 1994-08-02 | Texas Beef Group | Method and apparatus for automatically trimming fatty tissue from animal carcasses |
| US5205779A (en) * | 1991-09-04 | 1993-04-27 | Texas Beef Group | Method and apparatus for automatically segmenting animal carcasses |
| US5210768A (en) * | 1992-02-21 | 1993-05-11 | Seguin Herb J J | Multi-slab solid state laser system |
| US5526372A (en) * | 1994-08-05 | 1996-06-11 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | High energy bursts from a solid state laser operated in the heat capacity limited regime |
| US5471491A (en) * | 1994-11-15 | 1995-11-28 | Hughes Aircraft Company | Method and structure for impingement cooling a laser rod |
| US5708675A (en) * | 1995-02-08 | 1998-01-13 | Litton Systems, Inc. | Laser apparatus |
| US5757839A (en) * | 1996-10-08 | 1998-05-26 | The Regents Of The University Of Michigan | Optical pumping method and apparatus |
| US6614584B1 (en) | 2000-02-25 | 2003-09-02 | Lambda Physik Ag | Laser frequency converter with automatic phase matching adjustment |
| US6608852B2 (en) | 2000-08-25 | 2003-08-19 | Lameda Physik Ag | Gain module for diode-pumped solid state laser and amplifier |
| US6738399B1 (en) | 2001-05-17 | 2004-05-18 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Microchannel cooled edge cladding to establish an adiabatic boundary condition in a slab laser |
| US6862308B2 (en) * | 2001-10-15 | 2005-03-01 | The Regents Of The University Of California | Hybrid heat capacity-moving slab solid-state laser |
| EP1974424B1 (en) | 2005-12-28 | 2013-02-20 | Israel Aerospace Industries Ltd. | Diode pumped cavity |
| KR102384228B1 (ko) * | 2015-09-30 | 2022-04-07 | 삼성전자주식회사 | 반도체 레이저 공진기 및 이를 포함하는 반도체 레이저 소자 |
| CN109149327A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-04 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种多光束合成转动激光器及激光设备 |
| CN110137788B (zh) * | 2019-05-30 | 2020-08-04 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种降低能量集中度缓解热效应的侧面泵浦激光头装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52156594A (en) * | 1976-06-21 | 1977-12-27 | Keller Rene | Laser |
| JPS5895883A (ja) * | 1981-11-02 | 1983-06-07 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | 多重ホスト平面ポンピング形レ−ザ |
| JPS6016482A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-28 | Hoya Corp | 高速繰り返しレ−ザ発振器 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1054792A (ja) * | 1962-07-06 | |||
| US3297957A (en) * | 1963-04-30 | 1967-01-10 | Walter A Merkl | Grooved active medium for laser |
| US3530397A (en) * | 1964-06-01 | 1970-09-22 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd | Laser element |
| US3467916A (en) * | 1965-04-23 | 1969-09-16 | Westinghouse Electric Corp | Slotted optical maser active element |
| DE1514349B1 (de) * | 1965-05-07 | 1970-04-23 | Ringsdorff Werke Gmbh | Optischer Sender oder Verstaerker |
| US3513402A (en) * | 1968-03-06 | 1970-05-19 | Trw Inc | High energy laser |
| US3631362A (en) * | 1968-08-27 | 1971-12-28 | Gen Electric | Face-pumped, face-cooled laser device |
| JPS4825280B1 (ja) * | 1970-06-25 | 1973-07-27 | ||
| US3684980A (en) * | 1970-10-13 | 1972-08-15 | Texas Instruments Inc | High effective absorption coefficient solid state laser rods |
| US3683296A (en) * | 1970-10-13 | 1972-08-08 | Texas Instruments Inc | High efficiency laser cavity |
| US3763442A (en) * | 1972-07-07 | 1973-10-02 | American Laser Corp | Ion laser plasma tube cooling device and method |
| US3794929A (en) * | 1972-10-13 | 1974-02-26 | Atomic Energy Commission | Compact laser amplifier system |
| US3891945A (en) * | 1973-09-20 | 1975-06-24 | Us Air Force | Configuration for efficient cooling and excitation of high average power solid state lasers |
| DE2542652C3 (de) * | 1975-09-24 | 1981-01-15 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Optischer Sender oder Verstärker (Laser) |
| US4150341A (en) * | 1976-12-28 | 1979-04-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | High input power laser device |
| US4528671A (en) * | 1981-11-02 | 1985-07-09 | General Electric Company | Multiple host face-pumped laser |
| US4567597A (en) * | 1982-10-15 | 1986-01-28 | Mandella Michael J | High power laser system |
| JPS60189277A (ja) * | 1984-03-09 | 1985-09-26 | Hoya Corp | エルビウムレーザの発振装置 |
-
1985
- 1985-12-28 DE DE19853546280 patent/DE3546280A1/de active Granted
-
1986
- 1986-12-19 JP JP61301922A patent/JPS62234386A/ja active Pending
- 1986-12-22 GB GB8630535A patent/GB2186421B/en not_active Expired
- 1986-12-23 FR FR868618022A patent/FR2592530B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-29 US US06/946,730 patent/US4845721A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52156594A (en) * | 1976-06-21 | 1977-12-27 | Keller Rene | Laser |
| JPS5895883A (ja) * | 1981-11-02 | 1983-06-07 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | 多重ホスト平面ポンピング形レ−ザ |
| JPS6016482A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-28 | Hoya Corp | 高速繰り返しレ−ザ発振器 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007220717A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Ojima Shisaku Kenkyusho:Kk | 固体レーザロッドおよび大出力レーザ光発生方法ならびに大出力レーザ光発生装置 |
| WO2009128510A1 (ja) * | 2008-04-17 | 2009-10-22 | 株式会社エレクトラホールディングス | レーザー発振装置 |
| JPWO2009128510A1 (ja) * | 2008-04-17 | 2011-08-04 | 株式会社エレクトラホールディングス | レーザー発振装置 |
| JP2016134528A (ja) * | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ媒質、レーザ媒質ユニット及びレーザ光増幅装置 |
| WO2016117426A1 (ja) * | 2015-01-20 | 2016-07-28 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ媒質、レーザ媒質ユニット及びレーザ光増幅装置 |
| GB2551654A (en) * | 2015-01-20 | 2017-12-27 | Hamamatsu Photonics Kk | Laser medium, laser medium unit, and laser beam amplification device |
| GB2551654B (en) * | 2015-01-20 | 2019-05-01 | Hamamatsu Photonics Kk | Laser medium, laser medium unit, and laser beam amplification device |
| US10374377B2 (en) | 2015-01-20 | 2019-08-06 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser medium, laser medium unit, and laser beam amplification device |
| JP2018513555A (ja) * | 2015-03-23 | 2018-05-24 | アイピージー フォトニクス コーポレーション | 高パワー連続波中赤外レーザー |
| JP2019197909A (ja) * | 2019-07-12 | 2019-11-14 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ媒質、レーザ媒質ユニット及びレーザ光増幅装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2186421B (en) | 1989-12-28 |
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| DE3546280C2 (ja) | 1991-04-18 |
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| FR2592530B1 (fr) | 1990-09-28 |
| DE3546280A1 (de) | 1987-07-30 |
| US4845721A (en) | 1989-07-04 |
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