JPS6327080A - 固体レ−ザならびに同レ−ザを製作するための方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学的にポンピングされた固体レーザならびに
同固体レーザをつくジだす方法に関する。

殊に、本発明は取付具同志を接続すると構成品が光路に
沿って配列されるような構造をなす取付具を装備した構
成品により構成されたレーザに関する。

〔従来の技術及び解決すべき問題点〕

最初の作業レーザが１９６０年に実証されてからの期間
、レーザ開発作業は大きさ、パワー、出力周波数、活媒
質（レーザ材料）励起方法の点で広範な種類のレーザを
もたらしてきた。これらの装置は大部分精密計器として
分類でき熟練作業員によって手で作られるのが普通で返
る。かかる装置が共通に有する特徴は共振器と、ポンプ
源（レーザ材料をつくりだすか活性化するエネルギー源
）と、熱を除去するための手段を備えている点である５
力゛リウムひ素やガリウムアルミナひ素を、ｆ−スとし
たものの如き固体半導体レーザダイオードは別として、
今日利用されているレーザの大部分は気体放電技術にも
とづいておジ、太きくしかも非効率である。

かかる気体放電技術は二酸化炭素レーザのばあいのよう
に気体放電を直接用いるか、あるいはレーザ材料を励起
させるために使用されるフラッシュランプのばあいのよ
うに気体放電を間接的に使用するものを含んでいる。

レーザの光学的組成品が比較的遠くに隔たっているばあ
い（従来のレーザのばあい約１５〜８００ｃｍ）、角度
の不整合が小さなばあいでもレーザ出力に相当な損失を
生じさせる。従って、レーザ共振器はこれら光学的組成
品の安定的な配位を確実に維持するように設計される。

したがって設計上共振器の構造にアンバ、ガラス、花崗
岩、スチールや各種セラミクスの如き剛性の高い材料を
使用することが要求される。

レーザ操作の不都合な副産物としてつくりだされる熱も
レーザ共振器の設計に諸々の制約を課している。かかる
熱忙よってつくシだされる温度の変動は共振器が熱によ
って歪みを誘起しそれに関連して共振器内部の光学的部
品が不整合状態忙陥いることになる。従って従来のレー
ザの設計はアンバ、クラオーツや種々のセラミックの如
き熱膨張率の低い材料を使用すると共に外部冷却手段を
使用して共振器を熱的に安定化させることによってこの
間５題に取組んできた。

フラッシュランプ、発光ダイオード、レーザダイオード
やレーザダイオードアレーを使用して固体レーザ材料を
光学的にポンピングもしくは励起させる方法が良く知ら
れているうかかる固体レーザに一般的に使用されるレー
ザ材料は結晶性もしくはガラス状の上位材料でその内部
に三価ネオジミウムイオンの如き活性材料が組込まれた
ものを包含している。ネオジミウムイオン用の従来のホ
スト材料はガラスおよびユトリウムアルミナざくろ石（
以下ＹＡＧと称する）を包含する。例えば、ネオジミウ
ムをドープしたＹＡＧを光学的にポンピングされる固体
レーザにおけるレーザ材料として使用するばあいには、
それは約８　］　Ｏｎｍの波長を有する光を吸収するこ
とによりポンピングされ１．０６４　ｎｍの波長を有す
る光を発光するのが普通である。

１９７１年１１月３０日にロスに与えられた米国特許第
３．６２４，５４５号は少なくとも一個の半導体レーザ
ダイオードによりサイト９ポンピングしたＹＡＧロッド
から成る光学的ポンピングを施した固体レーザについて
述べる。同様にして、１９７３年８月１４日にチェスラ
ーに与えられた米国特許第３．７５３．１４５号は一つ
もしくはそれ以上の半導体発光ダイオードを使用してネ
オジミウムをドープしたＹＡＧロッビをエンドポンピン
グする方法について開示している。ノξルスレーザダイ
オードアレイを使用してネオジミウムをドープしたＹＡ
Ｇの如き固体レーザ材料をエンドポンピングする方法が
１９７６年９月２１日付でローゼンクランツ他に与えら
れた米国特許第３，９８２，２０１号に述べられている
。最後に、Ｄ、Ｌ　、サイプスは緊密に合焦した半導体
レーザダイオードアレーを使用してネオジミウムをドー
プしたＹＡＧを使用して二ンドポンピングをする方法に
よって波長８　］　Ｏｎｍのポンピング輻射を波長１．
０６４　ｎｍの出力輻射へ高い効率で変換することがで
きるということについて報告した。（応用物理学通信第
４７巻２号、１９８５年７４〜７５頁）非線形の光学的
性質を有する材料は良く知られていて調波発生器として
の（資）きを行う能力を備えている。例えば、１９７６
年４月６日付でビールレン他に付与された米国特許第３
，９４９，３２３号はＭＴｔＯ（ＸＯ４）の式を有する
材料を第２の調波発生器として使用する方法について開
示している。

（但し、Ｍはに、　　Ｒｂ、　Ｔ塁、　ＮＨ４のうちの
少なくとも一つで６５、ＸはＰもしくはＡｓの少なくと
も一つである。ただしＮＮ４が存在するばあいは別であ
る。そのばあいはＸはＰだけである。この−般式は特に
有用な非線形素材である燐駿チタニルカリウム、ＫＴｉ
ＯＰＯ４，を含むものである。その他の公知の非線形光
学材料はＫ）（２ＰＯ４，ＬｉＮｂＯ２゜ＫＮｂＯ３，
Ｌ１工０３．　Ｈ工０３．　ＫＢ５０８・４）（２Ｑお
よび尿素を含むがそれらに限定されない。ソビエト量子
エレクトロニクスジャーナル第７巻、第１号。

（１９７７年１月、１−１３頁には一連の異なる一軸結
晶の非線形光学特性の考察が発表されている。

非線形光学材料は固体レーザの出力輻射の周波数を２倍
にするために活用することができろ。例えば、燐酸チタ
ニルカリウムはネオジミウムをドープしたＹＡＧレーザ
の１．０６４　ｎｍ出力の周波数を２倍にして５３２　
ｎｍの波長を有する光を与えるために使用することがで
きることが報告されている。（Ｒ，Ｆ’、ベルト他、レ
ーザ焦点／電子光学、１９８５年１０月、１２０−１２
１頁）米国特許第４，５２６，４４４号（１９８５年７
月２日、ファントン外に附与）は殆んど専ら射出成形し
たプラスチックにより作られたファインダ組成体をその
対象としている。ファインダの種々の光学的部品はハウ
ジング内部に共にスナップ式にはまシ合うような構造を
している。

特に、ハウジングの双方とも補足的に形成されたスナッ
プ式のコネクタを備えていて、それらは互いに対してレ
ンズ部品をすばやく組立て自動的に位置決めすることを
可能にするようになっている。しかしながら、本特許に
述べられたファインダは光や熱を発生させない受動的な
光学系である。

使用して組立てることができるという点については本特
許には何らの教示も水製もない。

〔問題点の解決手段〕

本発明においては丈夫で、かつ軽量コンパクトな光学的
にポンピングされる固体レーザを補足的に形成された取
付具を有する部品によって構成している。ここでは「レ
ーザ部品」とは光学ポンプと出力カプラー及び任意の中
間の能動もしくは受動光学素子とこれら素子用の補助的
・ξツケージとを意味する。この場合、上記光学素子に
は、利得媒体と任意の合焦非線形光学素子とが含まれる
が光学ポンプに対する電源は除外される。いうまでもな
く、出力カプラーはレーザ共振器やキャビティの端部を
形成するミラーから成ることが理解できよう。

本発明の実施例の一つは固体部品から成る光学的にポン
ピングされるレーザで上記固体部品が補足的に形成され
た取付具を有し、上記取付具を接続したときに上記固体
部品が光路に沿って配置されるような構造をなしている
。

本発明のもう一つの実施例は光学的にポンピングされる
固体レーザを作る方法で以下のプロセスから成る方法で
ある。

即ち、ｔａ）　　組立てたときに上記レーザの部品が所
定の許容差の範囲内で光路に沿って互いに配置されるこ
とになるような構造をした取付具を上記部品に装着し、 （１））　　上記取付具を共に接続することによって部
品どうしを作業関係におき、 ［Ｃ）　　上記取付具どうしを互いに接着する。

本発明の目的は改良された光学的にポンピングされる固
体レーザを提供することである。

本発明のもう一つの目的は軽量な、光学的ポンピング固
体レーザな提供することである。

本発明のもう一つの目的は衝撃に対する感応性が相対的
に低い光学的ポンピングを施した固体レーザな提供する
ことである。

本発明のもう一つの目的は光学的にポンピングされる固
体レーザを容易に組立てることのできる方法を提供する
ことである。

本発明の目的は更に射出成形した取付具を装着した部品
から組立てることのできる光学的ポンピング固体レーザ
を提供することである。

本発明の目的は更にプラスチックの如き比較的高い熱膨
張率と比較的低い弾性率を有する材料により少なくとも
一部が構成された光学的ポンピング固体レーザな提供す
ることである。

本発明の目的は更に光学的にポンピングされる固体レー
ザを大量生産するための方法を提供することである。

本発明の目的は更に、光学的にポンピングされる固体レ
ーザを生産するに際して射出成形技術を使用する方法を
提供することである。

〔実施例〕

本発明は多くの形の実施例を考えることができるが、第
１図ないし第４図には２つの特殊例を示しである。本発
明は以下の実施例に限定されるものでない。

第２図に示したハウジングは別として図面中の第１図と
第２図は本発明の光学的にポンピングされるレーザでほ
ぼ円筒形をしたものの単一の実施例を示したものである
。第１図は本実施の分解断面図の斜視図であるが第２図
はその断面図である。

第１図と第２図について述べると、要素１，２から成る
光学的ポンピング手段からの光が、表面５上に適当な反
射コーチングが施され、上記ポンピング手段（１および
２）からの光によりてポンピングされるレーザ材料４上
にレンズ３により集光される。表面５に対する反射性コ
ーチングはポンピング手段（１および２）によってつく
シだされる光に対しては透過性が大きいが、レーザ材料
のレーザ光線の発生によってつくシだされる光に対して
は反射性が大きい。レーザ材料４のレーザ光発生によっ
て発せられる光は非線形光学素子を通り抜け、レーザ材
料により発せられる光に対しては高度に反射的であるが
非線形光学材料６によりつくりだされる周波数変調光に
対しては実質上透過的な表面８に対する適当な反射性コ
ーチングを有する出力カブラフに至る。出力カプラ７は
それを通過するレーザからの出力輻射を平行にする働き
を行うような形をしている。

レーザの各部品である光学的ポンピング手段（１および
２）、レンズ３．レーザ材料４．非線形光学材料６．お
よび出力カプラ７はそれぞれ取付具９，１０，１１，１
２．１３’ｇ装着している。これらの取付具は補完的な
形をしているため、−緒に取付けたばあいにレーザ構成
部品が光路に沿って互いに自動的に整合するようになる
。適当な光学的ポンピング手段は任意の補助的パッケー
ジもしくは構造と共にレーザダイオード、発光ダイオー
ド９およびレーザダイオードアレーから成るが、以上の
ものに限定されるわけではない。本文中では「光学的ポ
ンピング手段」という語は上記レーザダイオード、発光
ダイオードおよびレーザダイオードアレーと関連する任
意のヒートシンクもしくはノッケージを含むものである
が、それと関連する電源は除外するものとする。例えば
かかる素子は耐熱性で熱伝導性のヒートシンクに取付け
られ金属ハウジング内に実装されるのが一般的である。

適合性が大きな光学ポンピング源はガリウムアルミ砒素
レーザダイオード２で約８１０　ｎｍの波長を有しヒー
トシンク１に取付けられるものから成る。ヒートシンク
１の性格は受動的でありてよい。

しかしヒートシンク１はレーザダイオード２を一定の温
度に保ちレーザダイオード２の光学的動作を確保するこ
とを助けるために熱電冷却器を備えることもできる。い
うまでもなく、動作中に光学的ポンピング手段が適当な
電源に取り付けられることになる。電源に向かうレーザ
ダイオード２からの電気リードは第１図と第２図には示
されていない。

レンズ３はレーザダイオード２からの光をレーザ材料４
上に集光させろ働ｑｆ行う。この集光によりて高いポン
ピング強度と、それに関連してレーザ材料に高いフォト
ン間変換効率がもたらされることになる。集光のための
従来の光学的手段を単レンズ３０代わりに用いてもよい
。例えば勾酸割当しレンズ、ボールレンズ、非球面レン
ズあるいはそれらのレンズの組合せを使用することがで
きる。しかしながら、レンズ３は本発明のレーザにとり
て本質的なものではなくそのような集光手段を使用する
方が望ましいだけであることが理解されると思う。

選択された光学的ポンピング手段によって光学的にポン
ピングできる限り、如何なる従来のレーザ材料４を使用
してもよい。適当なレーザ材料は活性材料によりドープ
したガラス質と結晶質のホスト材料から成る群から選ん
だ材料を含むが、それらに限定されるものではない。適
性の大キな活性材料はクロミウム、チタニウムおよび希
士金属のイオンを含むが、それらに限定されるものでは
ない。特殊例としてネオジミウムをドープしたＹＡＧは
８１０　ｎｍの波長を有する元をつくりだす光学的ポン
ピング手段と組み合せて使用するうえですζぶる適当な
レーザ材料である。この波長の光によってポンピングさ
れるとネオジミウムをドープしたＹＡＧは１，０６４ｎ
ｍの波長を有する光を発することができる。

第１図と第２図にはロッドとしてレーザ材料４が示され
ている。しかしながら、本部品の正確な幾何学的材料は
広範囲に変化させることが可能であることが理解されよ
う。例えば、レーザ材料は望むならばレンズ形の表面を
備えろことや斜方面体晶形とすることができる。図面に
は示されていないが、本発明の実施例は光学的ポンピン
グ手段によジエンドポンピングされたレーザ材料のファ
イバの使用を伴う。この目的のためにすこぶる適当なフ
ァイバはネオシミニウムの如き希土金属のイオンにより
ドープしたガラス光ファイバを含むが、それに限定され
ろものではない。かかるファイバの長さは光ポンピング
手段からの元をほぼ全部吸収させるよう容易に調節する
ことができる。

非常に長いファイバが必要なばあいには、それを例えば
スプール上にコイル巻キにして本発明のレーザの全長を
最小にすることができる。

レーザ材料４は表面５上に反射性のコーチングを有する
。このコーチングの性格は従来のものでレーザダイオー
ド２から入射するポンピング輻射のできるだけ多くを透
過させつつ、レーザ材料４のレーザ光発生によりつくシ
だされた輻射に対して高度な反射性をもつように選択さ
れる。このコーチングはまたレーザ材料４のレーザ光発
光によジつくりだされた輻射の第２調波に対して高度な
反射性を有することになろうつこの第２調波の高　　　
　゛い反射属は周波数が２倍でない非線形光学材料６に
よりつくりだされる２倍の周波数の輻射が表面８上のコ
ーチングによって非線形光学材料６を通って逆反射して
生ずるポンプ側損失ン防ぐ働きを行う。

８　］　Ｏｎｍの波長を有する光によってポンピングさ
れたネオジミウムをドープし九ＹＡＧロンド４のばあい
、表面５に対するコーチングは上記８　］　Ｏｎｍの光
をほぼ透過させ１．０６４　ｎｍの波長を有する光に対
しては高い反射性を有する。

このコーチングはまた５　３２　ｎｍの波長を有する光
に対しては高い反射性？有し、第２の調波は上記１．０
６４　ｎｍの元に対して反射性を有していることが更に
望ましい。いうまでもなく、表面５のコーチングにより
つくりだされる波長選択ミラーは上記表面上に配置する
必要はない。必要ならば、このミラーな光ポンピング手
段とレーザ材料との間の任意の箇所に配置することがで
き、適当な基板上にデポジットさせたコーチングにより
構成することができる。更に、ミラーは適当な形状のも
のであればどんなものでもよい。レーザ材料４のレーザ
発光により発せられた光は非線形光学材料６を通過する
。非線形光学材料の結晶構造をレーザ材料４によりつく
りだされ入射光に対して適当に配位させることによって
、入射光の周波数を変更することができ、例えば非線形
光学材料６を通過することによって２倍もしくは３倍と
することができる。特殊な例としてネオジミウムをドー
プしたＹＡＧレーザ材料４から発せられる１、０６４ｎ
ｍの波長の光は非線形光学材料６を通過した直後に５３
２　ｎｍの波長の光に変換することができる。

第１図と第２図において非線形光学材料６はロヅドとし
て示されているが、この部品の幾何学的形状は広範囲に
変化させることができる。

例えば、非線形光学材料は必要に応じてレンズ形の表面
を備えたシ、斜方面体晶形とすることができる。また、
かかる非線形光学部品は加熱もしくは冷却手段により構
成し上記非線形光学材料の温度を制御して調波発生器と
してのその性能を最適にすることができる。

燐酸チタニルカリウムが非線形光学材料としてすこぶる
望ましい。しかしながら、多くの公知の非線形光学材料
の何れも本発明な実施するにさいして使用できる。かか
る公知の非線形光学材料はＫＨＰＯＬｉＮｂＯ２，ＫＮ
ｂＯ３，Ｌｉ工０３．　Ｈ工０３゜２　　４’ ＫＢ、０８・４Ｈ２０，尿素、および式ＭＴ１０（Ｘ０
４）の化合物（ただしＭはに、　Ｒｂ、　ＴＩから成る
群から選び、ＸはＰとＡ８から成る群から選ぶ）ン含む
がそれに限定されるものではない。非線形光学材料６は
本質的なレーザ部品ではなくその使用は単に本発明の一
実施例を表わすものにすぎない。

非線形光学材料６は第２調波発生器として１００チ効率
的ではないので、レーザ材料４からこの部品２通り抜け
る光は普通、２倍の周波数の光と非変調光とが混合され
たものになる。レーザ材料４としてネオジミウムをドー
プしたＹＡＧがら発せられた１、　０６４　ｎｉの波長
を有する元のばあい、非線形光学材料６を通り抜けた光
は１．０６４　ｎｍと５３２　ｎ１ｌＨの波長の混合体
となろう。この波長混合体は波長選択的な表面に反射性
コーチングを有する出力カプラ７方向に向かう。このコ
ーチングの性格は従来のものでそれが５３２　ｎｍの光
に対してはほぼ透過性を有するが１，０６４ｎｍの光に
対しては高度な反射性を有するように選択される。従っ
て５３２　ｎｍの波長を有する２倍の周波数光だけが出
力カプラを通って発せられることになる。

表面８のコーチングによりつくりだされる波長選択ミラ
ーは第１図と第２図に示したような正確な設計による必
要はな〈従来形のものでよい。例えば、波長選択ミラー
は非線形光学材料６の表面１４のコーチングによりつく
りだすことができる。

このばおいては、出力カプラ７はレーザからの出力輻射
χ平行もしくは修正することを唯一の目的とする光学的
手段により取除くか取替えることができよう。しかしな
がら、表面８のコーチングによりつくりだされたミラー
の凹形は周波数を２倍化されなかった反射光が非線形光
学材料６上に逆反射しレーザ材料４を通って表面５のコ
ーチング上に集光させろという利点を有する。上記の通
り表面５のこのコーチングはレーザ材料４のレーザ光発
生による周波数を２倍化された光と非変調光の双方に対
して高い反射性を備えていることが望ましい。従って、
表面８のコーチングにより反射された周波数非変調光は
非線形光学材料６を通り抜けることによって部分的に周
波数を２倍化され、その結果得られる波長の混合体は表
面５のコーチングから反射して非線形光学材料６を逆に
通り抜けそこか残りの周波数非変調光の幾らかが周波数
２倍化され、周波数を２倍化された光は出力カプラ７を
通って発光する。散乱や吸収の如きプロセスの結果とし
て生ずる損失を除いては、この一連の事象を更に反復す
ることによってレーザ材料４のレーザ発光によりつくり
だされた元の全てが周波数を２倍化され出力カプラ７を
通って発光する結果となる。

取付具９，１０，１１，１２．１３は共に組立てたとき
にレーザの各種部品が光路に沿って互いに対して自動的
に配置されるように構成される。取付具９．１１は取付
具１０内の補完的凹所内へはまりあうような形ンしてい
る。同様にして、取付具１１゜１３は取付具１２内の補
完的凹所内にはまりこむような形Ｚしている。取付具は
レーザ部品が上記取付具を接続したときに所定の許容差
の範囲内に互いに対して配置されるような形をしている
ことが望ましい。必要とあらば、これら許容差は部品が
互いに全体として正確な間隔をもりて配置されるように
比較的大きくすることによってレーザ性能の最適化が部
品間の最終的な間隔を経験的に調節することによって達
成できるようにすることができる。例えば、第２図には
共にきつくはまりあう取付具９，１０が示されている。

しかしながら、必要とあらば、取付具９，１０はこのし
まりばめによってダイオードレーザ２がレンズ３から全
体として正確な距離に位置決めされ、この距離が最適な
レーザ性能が達成されるまで取付具９，１０を互いに僅
かに動かすことによって経験的に最適化できるような形
をとることができる。

本発明の更に望ましい実施例のはあい上記取付具を接続
したときにレーザ部品が所定の許容差の範囲内で光路に
沿って互いに対して作業関係に配置されるような形をし
た取付具を使用する。

取付具９，１０，１１，１２．１３は必要とあらば従来
技術もしくはそれらの組合せｔ用いて一緒に接着させる
ことができる。例えば、取付具は一つもしくはそれ以上
の接着剤やボンドと共に溶接もしくは接着させることが
できる。その代わり、組立てた取付具と関係レーザ部品
を取付具を共に格納するハウジング内に包囲することも
できる。例えば、金属、プラスチックもしくはセラミッ
クハウジングを使用することができろ。事実、本発明の
高度に望ましい実施例は射出成形プラスチックハウジン
グを使用している。第２図には全体として管状のハウジ
ング１５が示されている。取付具９゜１０、］１．１２
．１３もまた取付具自体内もしくはその上部に組込まれ
たスナップ式接続手段もしくはその他の締付手段〉使用
することによって共に接着させることができる。−例と
して取付具はねじ山を備えることによって共にねじ込み
ねじ山によって共に保持されるようにすることができる
。

取付具９，１０，１１，１２．１３は共に嵌合して各種
レーザ部品のまわりに全体として管状の構造を形成する
。しかしながら、これは単に本発明の一実施例にすぎず
、本発明の取付具は便利なものであればどのような形状
のものでも差しつかえないということが理解されよう。

例えば、取付具は第１図と第２図に示したような第１図
と第２図に示す如く全ての側部でなく２つの側部上にレ
ーザ部品を包囲するだけでよい。必要とあらば取付具は
共に嵌合したときに実質上平坦なプラットホーム、トレ
ーもしくはドラフン形成するように設計することが可能
である。取付具の正確な形状は製作上の便宜と組立てた
レーザの使用目的を考慮することによって命ぜられるこ
とが多いということを理解されたい。

本発明の取付具は金属、セラミック、ガス、熱可塑性材
料および熱硬化性材料の如き任意の適当な剛性材料によ
り構成することができる。更に、取付具は任意の従来の
技術により製°作することができる。例えば、金属取付
具は切削やダイカストにより製作することができ、ダイ
カストアルミニウム取付具は特に満足のゆくものである
。本発明の更に望ましい実施例は一つもしくはそれ以上
の熱可塑性材料から成る取付具を使用するばあいである
。適当な熱可塑性材料はポリ塩化ビニル、ナイロン、フ
ルオロカーボン、線状ポリエチレン、ポリウレタンプレ
ポリマ、ポリスチレン、ポリプロピレン、およびセルロ
ースならびにアクリル樹脂！含むがそれに限定されない
。必要とあらば、かかる熱可塑性材料と各種ファイバそ
の他の強化剤との複合体も使用できる。熱可塑性とガラ
スの取付具は便宜上射出成形技術により製作することも
できる。例えば、取付具は取付具を部品のまわりに射出
成形するという簡単な方法によってレーザ部品に取付け
ることができる。事実、もし適当なガラスや熱可塑性材
料を選べば、成るレーザの受動的光学部品と関連取付具
ン単体として射出成形することができる。かかる受動光
学部品は任意のレンズを使用してよく、例えばレンズ３
とその取付具１０は同一のガラスもしくは熱可塑性材料
により単体として製作することができる。

必要とあらば、単一の取付具を関係レーザ部品のまわり
に組立てられる２つもしくはそれ以上のセグメンとに製
作することができる。例えば、取付具１０はダイカスト
アルミニウムもしくは射出成形した熱可塑性材料により
２つの半分体に製作することができる。これら２個の半
分体はそのときレンズ３のまわりに共に嵌合させ、任意
の適当な方法により互いに接着させそれに取付具１０を
取付けたレンズ３を与えることができる。

本発明の光学的にポンピングした固体レーザはほぼどん
な寸法のものであってもよいが非常に小さいことが望ま
しい。例えば、各種レーザ部品の組成取付具の全長は約
２０ｃｍより小さいことが望ましいが、約１０ｃｍより
小さいことがなお望ましく、約５ｃ１ｎより小さいこと
が更罠望ましい。かかる比較的小さい寸法の結果として
、プラスチックは取付具をレーザ部品用に構成する上で
使用するばあいの適合性が更に大きくなる。組立てた直
後、これらプラスチック取付具は各種レーザ部品を互い
に一定の関係をもって保持するプラスチック構造が得ら
れることになる。これらの相対的に小さな寸法のばあい
、プラスチックの相対的に不十分表剛性と熱膨張性はほ
ぼ無関係になる。

第１図と第２図はそれぞれ各レーザ部品１，２゜３、４
．６．７　　が別々の取付具９．ＩＯ，］１．１２．１
３に取付けられる本発明の実施例を示したものである。

しかしながら、一つの取付具はそれに１つ以上のレーザ
部品を取付けることができることを理解されたい。例え
ば、取付具１０．１１を組合せてレンズ３とレーザ材料
４を同じ取付具にと９つけることができる。所与の取付
具に取付けられるレーザ部品の数は製作上の便宜と経済
性奢考慮して決定されるのが普通であろう。

第３図と第４図とは本発明のもう一つの実施例を示した
もので、それも実質上円筒形の形状を有している。第３
図は本実施例の分解断面の斜視図であるが、第４図は断
面図である。

第３図と第４図について述べると、光学素子２０．２１
から成る光学的ポンピング手段からの光はレンズ２２に
より表面２４上に適当な反射コーチングを備え上記ポン
ピング手段（２ｏ、２１）からの元によりポンピングさ
れるレーザ材料２３上に集光される。表面２４の反射コ
ーチングはポンピング手段（２０，２１）からの光罠対
する透過性は大きいが、レーザ材料２３のレーザ発光に
よりつくりだされた光に対しての反射性は大きい。レー
ザ材料２３のレーザ発光により発せられた光は表面２６
上に適当な反射コーチング２有しそれを通り抜ける光ケ
平行にする形ンした出力カプラ２５に向かう。

表面２６の反射コーチングはそれがレーザ材料２３のレ
ーザ発光により発せられた光の全部ではなく幾分かケ透
過させるようなものを選ぶ。例えば、表面２６のコーチ
ングはレーザ材料２３により発せられた元に対して約９
５％の反射率を有することができる。表面２４．２６上
に使用するためにふされしい反射コーチングは従来技術
による。

光学的ポンピング手段（２０，２］）とレンズ２２は共
に一つの取付具２７に取付けられ、レーザ材料２３は取
付具２８に取付けられ、出力カプラ２５は取付具２９に
取付けられる。取付具２７゜２８．２９は共にはめあわ
せたときにレーザ部品どうしが光路に沿って自動的に配
列されるように補完的な形！している。取付具２８．２
９は共にきつくはめあわせたときに出力カプラ２５がレ
ーザ材料２３に対して実質上正確に位置決めされるよう
な形をしている。しかしながら、レーザ材料２３に対す
るレンズ２２の位置決めは取付具２７．２８を互いに対
して僅かに動かしギャップ３１，３２Ｙつくることによ
って経験的に最適化する。取付具は共に接続しおわった
ときに各種レーザ部品ケ互いに対して所定の許容差の範
囲内に配列することになるような構造をしていることが
望ましい。これらの許容差は十分に小さくてレーザ部品
が取付具を接続したときに作業関係に自動的に配列され
ろようになっていることが更に望ましい。

組立て終ると、所望の従来技術を使用して取付具２７，
２８．２９を共に接着することができる。例えば、第１
図と第２図に示した本発明の上記実施例の説明圧おいて
適当な方法を説明した通りである。

特殊例として、光学的ポンピング手段はヒートシンク２
０と、ガリウムアルミニウムひ素レーザダイオード２１
で波長８　］　Ｏｎｍの光を発するものから構成するこ
とができる。電源へ向かうレーザダイオード２１からの
電気リードは第３図と第４図には示されていない。レー
ザダイオード２１からの光はレンズ２２により波長１，
０６４ｎｍの光を発するネオジミウム７ドープしたＹＡ
Ｇロッド２３上へ集光され、本波長の光はレーザから出
力カプラ２５を通って平行ビームもしくは適当に離散す
るビーム形に放出される。

第１図と第２図の実施例と比較したばあい、第３図と第
４図の実施例は以下の点で異なっている。

すなわち、 （ａ）　　非線形光学材料（第１図と第２図の６）馨使
用していない。

０）第３図と第４図の光学的ポンピング手段（２０゜２
］）とレンズ２２とは一つの取付具２７に取付けられる
が、第１図と第２図の光学的ポンピング手段（１、２）
とレンズ３はそれぞれ別々の取付具９．１０に取付けら
れる。

（ｃ）　　第３図と第４図の取付具２７．２８とは共に
接続することによってレンズ２２とレーザ材料２３との
間の正確な距離ケ経験的に最適化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の分解断面の斜視図、第２図
は第１図に示した本発明の実施例でハウジング内に閉鎖
したものの断面図、 第３図は本発明の別の実施例の分解断面の斜視図、 第４図は第３図に示した本発明の実施例の断面図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに接続するための取付具を補足的に有する複数
   の固体部品より構成され、組み立てたときに各固体部品
   が光路に沿って配列される構造をなすことを特徴とする
   光学的にポンピングされるレーザ。 ２、組み立てたときに上記部品が所定の許容差の範囲内
   で配列されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の光学的にポンピングされるレーザ。 ３、組み立てたときに上記部品が作業関係に配列される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の光学的
   にポンピングされるレーザ。 ４、上記取付具の少なくとも一つが２つもしくはそれ以
   上の部品に取付けられることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項に記載の光学的にポンピングされるレーザ。 ５、上記取付具が金属、セラミック、ガラス、熱可塑性
   材料および熱硬化性材料から成る群から選ばれた少なく
   とも一つの材料から成ることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項に記載の光学的にポンピングされるレーザ。 ６、上記取付具が少なくとも一つの熱可塑性材料より構
   成されることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   の光学的にポンピングされるレーザ。 ７、上記部品の少なくとも一つがそのまわりに取付具を
   射出成形することによって対応する取付具に取付けられ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の光学
   的にポンピングされるレーザ。 ８、上記部品が（ａ）光学的ポンピング手段と、（ｂ）
   上記光学的ポンピング手段によりポンピングされるレー
   ザ材料と、から構成されることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項の光学的にポンピングされるレーザ。 ９、上記光学的ポンピング手段が少なくとも一個のレー
   ザダイオードより構成されることを特徴とする特許請求
   の範囲第８項に記載の光学的にポンピングされるレーザ
   。 １０、レーザ材料が希土類金属のイオンによりドープさ
   れた一本のガラス光ファイバにより構成されることを特
   徴とする特許請求の範囲第８項に記載の光学的にポンピ
   ングされるレーザ。 １１、追加的部品として光学的ポンピング手段からの光
   をレーザ材料上に集光させるための光学的手段を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の光学的
   にポンピングされるレーザ。 １２、追加的部品としてそれをレーザ材料からの出力輻
   射が通り抜ける非線形光学材料を備え、該非線形光学材
   料がレーザ材料からの出力輻射の周波数を変更させるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の光学的に
   ポンピングされるレーザ。 １３、（ａ）組み立てたときにレーザの固体部品が所定
   許容差の範囲内で光路に沿って配列されるような構造を
   なす取付具を該固体部品に対して取付け、 （ｂ）取付具同志を接続することによって上記固体部品
   を作業関係に置き、 （ｃ）取付具どうしを互いに接着する、 工程から成ることを特徴とする光学的にポンピングされ
   る固体レーザを製作するための方法。 １４、取付具の少なくとも一つがレーザの２つもしくは
   それ以上の部品に取付けられることを特徴とする特許請
   求の範囲第１３項に記載の方法。 １５、取付具同志が射出成形したプラスチックハウジン
   グにより接着されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １３項に記載の方法。 １６、取付具が少なくとも一つの熱可塑性材料により構
   成されることを特徴とする特許請求の範囲第１３項に記
   載の方法。 １７、固体部品の少なくとも一つがその周囲に取付具を
   射出成形することにより対応する取付具に取付けられる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１６項に記載の方法
   。 １８、固体部品が（ａ）光学的ポンピング手段と、（ｂ
   ）上記光学的ポンピング手段によりポンピングされるレ
   ーザ材料とから成ることを特徴とする特許請求の範囲第
   １３項に記載の方法。 １９、固体部品が更に光学的ポンピング手段からレーザ
   材料上へ光を集光させるための光学的手段を備えること
   を特徴とする特許請求の範囲第１８項に記載の方法。 ２０、固体部品が更にそれをレーザ材料からの出力輻射
   が通り抜ける非線形光学材料から成り、該非線形光学材
   料がレーザ材料からの出力輻射の周波数を変化させるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１８項に記載の方法。