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JPH02122581A - Laser oscillator - Google Patents

Laser oscillator

Info

Publication number
JPH02122581A
JPH02122581A JP27558688A JP27558688A JPH02122581A JP H02122581 A JPH02122581 A JP H02122581A JP 27558688 A JP27558688 A JP 27558688A JP 27558688 A JP27558688 A JP 27558688A JP H02122581 A JPH02122581 A JP H02122581A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
semiconductor laser
excitation
semiconductor
wavelength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27558688A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Yuasa
湯浅 広士
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP27558688A priority Critical patent/JPH02122581A/en
Publication of JPH02122581A publication Critical patent/JPH02122581A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01S3/094Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • H01S3/09415Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping
    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform efficient excitation and obtain a laser oscillator having a capacity of high output of power by causing a plurality of excitation light sources to emit a light having absorption peak wave lengths which differ in absorption spectra of laser media and combining excitation rays with different wave lengths which are emitted from the above light sources on the same optical axis by means of dichroic mirrors. CONSTITUTION:Laser beams oscillated by the first semiconductor device 19 penetrate efficiently through the first-third dichroic mirrors 15-17 one after another to come into a condensing optical system 7. The second-the fourth semiconductor laser devices 21, 23, and 25 face to reflecting surfaces of the first - the third dichroic mirrors 15-17 at each angle of almost 45 deg. through the second-the fourth collimating systems 20, 22, and 24. The dichroic mirrors 15-17 allow the semiconductor laser beams emitted by a plurality of semiconductor laser devices 19, 21, 23, and 25 to be combined on the same optical axis.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は例えばYAGレーザ媒質を半導体レーザにより
励起するレーザ発振装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a laser oscillation device that excites, for example, a YAG laser medium with a semiconductor laser.

(従来の技術) 一般的なYAGレーザ発振装置は第4図乃至第6図に示
されるものがある。第4図に示されるレーザ発振装置1
はYAGレーザ媒質によって形成された円柱状のレーザ
ロッド2と、このレーザロッド2を挟んで対峙する共振
器3とを有しており、この共振器3は上記レーザロッド
2の一端に対向される高反射ミラー4と、レーザロッド
2の他端に対向された出力ミラー5とから構成されてい
る。そして、上記出力ミラー5はレーザロッド2に対向
される反射面が、凹面に形成されて所定の光強度を越え
ると、レーザを矢印し方向に出力するように反射面に、
反射用のコーティングが施されている。また、上記高反
射ミラー4は出力ミラー5と同様に反射面が凹面に形成
されており、この反射面には後述する励起光を高効率で
透過し且つレーザロッド2の発光する光を高効率で反射
するようなコーティングが施されている。
(Prior Art) General YAG laser oscillation devices are shown in FIGS. 4 to 6. Laser oscillation device 1 shown in FIG.
has a cylindrical laser rod 2 formed of a YAG laser medium and a resonator 3 facing each other across the laser rod 2, and this resonator 3 is opposed to one end of the laser rod 2. It consists of a high reflection mirror 4 and an output mirror 5 facing the other end of the laser rod 2. The output mirror 5 has a concave reflective surface facing the laser rod 2, and has a concave surface that outputs the laser beam in the direction indicated by the arrow when the light intensity exceeds a predetermined level.
It has a reflective coating. In addition, the high reflection mirror 4 has a concave reflection surface similar to the output mirror 5, and this reflection surface is configured to transmit excitation light, which will be described later, with high efficiency and to highly efficiently transmit the light emitted from the laser rod 2. It has a reflective coating.

そして、上記レーザロッド2の軸心の延長上には励起光
源としての例えば半導体レーザ装置6が配置されており
、この半導体レーザ装置f6と高反射ミラー4との間に
は集光光学系7が配設されている。
For example, a semiconductor laser device 6 as an excitation light source is arranged on an extension of the axis of the laser rod 2, and a condensing optical system 7 is disposed between the semiconductor laser device f6 and the high reflection mirror 4. It is arranged.

このように形成されたレーザ発振装置1は上記半導体レ
ーザ装置6から発振された半導体レーザが上記集光光学
針7を通過することで集光されるとともに高反射ミラー
4を透過しレーザロッド2の端面から内部に照射される
。この半導体レーザの入射によりレーザロッド2が励起
されYAGレーザを発光する。このYAGレーザは共振
器3内で共振し、所定の出力に達することで出力ミラー
5から出力されるようになっている。
In the laser oscillation device 1 formed in this way, the semiconductor laser oscillated from the semiconductor laser device 6 passes through the focusing optical needle 7 and is focused, and also passes through the high reflection mirror 4 to form the laser rod 2. Irradiates inside from the end face. The laser rod 2 is excited by the incidence of this semiconductor laser and emits YAG laser light. This YAG laser resonates within the resonator 3 and is output from the output mirror 5 when it reaches a predetermined output.

ところが、上記レーザロッド2を励起する励起光源は一
つの半導体レーザ装置6のみなので、大出力を得る効果
的な励起ができなかった。
However, since the excitation light source for exciting the laser rod 2 is only one semiconductor laser device 6, effective excitation to obtain a large output cannot be achieved.

このため第5図に示されるようなレーザ発振装置8が考
えられている。これは、円柱状のレーザロッド2の両端
に反射面が凹面に形成された高反射ミラー9および出力
ミラー5が対向して配役されて共振器10が形成されて
いる。そして、上記レーザロッド2の軸方向に沿った側
面に対向して半導体レーザアレイ11が設けられている
For this reason, a laser oscillation device 8 as shown in FIG. 5 has been considered. A resonator 10 is formed by disposing a high reflection mirror 9 having a concave reflection surface and an output mirror 5 facing each other at both ends of a cylindrical laser rod 2. A semiconductor laser array 11 is provided facing the side surface of the laser rod 2 along the axial direction.

こうしたレーザ発振装置8は上記半導体レーザアレイ1
1からの半導体レーザがレーザロッド2の軸方向に沿う
側面に亘って照射され、これにより励起されたレーザロ
ッド2からYAGレーザが発光され共振器10間で発振
し出力ミラー5からYAGレーザLとして出力されるよ
うになっている。
Such a laser oscillation device 8 includes the semiconductor laser array 1
The semiconductor laser from 1 is irradiated across the side surface of the laser rod 2 along the axial direction, and the excited laser rod 2 emits YAG laser, which oscillates between the resonators 10 and from the output mirror 5 as a YAG laser L. It is now output.

しかし、このようにレーザロッド2の軸方向に沿って半
導体レーザアレイ11を設けても、共振器10によって
発振されるレーザのパターンPはレーザロッド2の体積
部分の全てを通過しないので、つまり図中斜線部Hを励
起しても出力光は発振されず出力を向上することができ
ないので、効率の高い励起ができないという欠点があっ
た。
However, even if the semiconductor laser array 11 is provided along the axial direction of the laser rod 2 in this way, the laser pattern P emitted by the resonator 10 does not pass through the entire volume of the laser rod 2. Even if the middle hatched area H is excited, the output light is not oscillated and the output cannot be improved, so there is a drawback that highly efficient pumping cannot be performed.

このため、第6図に示されるように、共振器3で共振さ
れるレーザパターンPに沿って励起レーザ光を照射しな
がら、より強い励起ができるレーザ発振装置12がある
。このレーザ発振装置12は、レーザロッド2の一端に
凹面に形成された高反射ミラー4が対向されており、こ
の高反射ミラー4は上記レーザロッド2から発光された
レーザの波長を反射し、かつ後述する励起光源の励起光
を透過するようなコーティングが施されている。
For this reason, as shown in FIG. 6, there is a laser oscillation device 12 that can perform stronger excitation while emitting excitation laser light along a laser pattern P that resonates in the resonator 3. In this laser oscillation device 12, a high reflection mirror 4 formed into a concave surface is opposed to one end of a laser rod 2, and this high reflection mirror 4 reflects the wavelength of the laser emitted from the laser rod 2, and A coating is applied to transmit excitation light from an excitation light source, which will be described later.

そして、上記レーザロッド2の他端には凹面に形成され
た出力ミラー5が対向されており、所定出力以上のレー
ザを出力するようにコーティングが施されている。上述
の高反射ミラー4と出力ミラー5とにより上記共振器3
が構成されている。また、上記高反射ミラー4の外側に
は集光光学系7が配置されており、この集光光学系7に
は複数本の光ファイバー13・・・の一端が束状にまと
められて対向されている。これら光ファイバー13・・
・のそれぞれの端部には集光レンズ14・・・を挟んで
半導体レーザ装置6・・・が対向されている。
An output mirror 5 formed into a concave surface is opposed to the other end of the laser rod 2, and is coated with a coating so as to output a laser beam with a predetermined output or more. The above-mentioned resonator 3 is formed by the above-mentioned high reflection mirror 4 and output mirror 5.
is configured. Further, a condensing optical system 7 is arranged outside the high reflection mirror 4, and one end of a plurality of optical fibers 13 are bundled together and opposed to the condensing optical system 7. There is. These optical fibers 13...
Semiconductor laser devices 6 are opposed to the respective ends of the laser beams 6 with condenser lenses 14 interposed therebetween.

上述のように構成されたレーザ発振装置12は複数の半
導体レーザ装w16・・・が発振したレーザが集光レン
ズ14・・・を通過することで光ファイバー13・・・
に入射する。そして、光ファイバー13・・・の束状に
まとめられた端部から出射された半導体レーザは集光光
学系7を通過することにより集光され、高反射ミラー4
を透過してレーザロッド2を励起する。この励起により
レーザロッド2はYAGレーザを図中に示すパターン形
状Pで発振し所定出力を越えることで出力ミラー5から
出力するようになっている。
In the laser oscillation device 12 configured as described above, the lasers oscillated by the plurality of semiconductor laser devices w16... pass through the condenser lenses 14..., thereby forming the optical fibers 13...
incident on . The semiconductor laser emitted from the bundled ends of the optical fibers 13 is condensed by passing through the condensing optical system 7, and is condensed by the high reflection mirror 4.
The laser rod 2 is excited by transmitting the laser beam. Due to this excitation, the laser rod 2 oscillates the YAG laser in a pattern shape P shown in the figure, and when the output exceeds a predetermined output, the laser rod 2 outputs an output from the output mirror 5.

このようなレーザ発振装置12はレーザロッド2に対し
て複数の半導体レーザ装置6・・・からの励起光を光フ
ァイバー13・・・によって集中的に照射できるので、
上述の他の構造に比較してより強い励起ができるように
なっている。ところが、励起レーザの集光に使用される
光ファイバー13・・・は上記集光レンズ14・・・に
よって導光する際に約50%程度の光損失を生じてしま
うものであり、半導体レーザ装置6・・・のレーザが効
率よくレーザロッド2に照射されないという事情があっ
た。
Such a laser oscillation device 12 can intensively irradiate the laser rod 2 with excitation light from a plurality of semiconductor laser devices 6 through the optical fibers 13.
Compared to the other structures mentioned above, stronger excitation is possible. However, the optical fiber 13 . There was a situation in which the laser rod 2 was not efficiently irradiated with the laser.

(発明が解決しようとする課題) 一般的な固体レーザ発振装置には、共振器間で形成され
るレーザ発振のパターンに対応するレーザロッドの有効
な発振部分のみ励起することで効率良くレーザを発振す
る構造がある。ところが、このような構造はレーザロッ
ドの発振方向に沿って励起光を照射するものであり、ご
く限られた範囲内に励起光源を設ける必要があった。こ
のため光ファイバー等を利用して励起光を集光するもの
があるが、効率の高い励起ができるものではなかった。
(Problem to be solved by the invention) A general solid-state laser oscillation device efficiently oscillates a laser by exciting only the effective oscillation part of the laser rod that corresponds to the laser oscillation pattern formed between resonators. There is a structure to do this. However, such a structure irradiates excitation light along the oscillation direction of the laser rod, and it is necessary to provide an excitation light source within a very limited range. For this reason, there are methods that use optical fibers or the like to condense excitation light, but these have not been able to achieve highly efficient excitation.

本発明は上記事情に着目してなされたものであり、効率
の高い励起ができるとともに、高出力を得ることができ
るレーザ発振装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a laser oscillation device that can perform highly efficient excitation and obtain high output.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) レーザ媒質に共振手段を設け、このレーザ媒質の吸収ス
ペクトルの異なる吸収ピーク波長の光を発光する複数の
励起光源を設け、これら励起光源に対応して上記共振手
段の発振方向に沿って上記レーザ媒質に入射する光軸上
にダイクロイックミラーを配設し、ダイクロイックミラ
ーは・対応する励起光源の波長を上記レーザ媒質に入射
する光軸に沿って入射方向に反射し且つ外側に位置する
他の励起光源の波長を透過し上記光軸に沿う反射光と合
成するように構成したレーザ発振装置にある。
(Means for Solving the Problem) A resonant means is provided in a laser medium, a plurality of excitation light sources are provided that emit light having different absorption peak wavelengths in the absorption spectrum of the laser medium, and the resonant means is provided in correspondence with these excitation light sources. A dichroic mirror is disposed on the optical axis that enters the laser medium along the oscillation direction, and the dichroic mirror reflects the wavelength of the corresponding excitation light source in the direction of incidence along the optical axis that enters the laser medium. The laser oscillation device is configured to transmit the wavelength of another excitation light source located outside and combine it with the reflected light along the optical axis.

(作 用) レーザ媒質の吸収スペクトルの異なる吸収ピーク波長の
光を発光する複数の励起光源から、それぞれ発光される
波長の異なる励起光をダイクロイックミラーにより同一
光軸上に合成することができ、レーザ媒質の吸収スペク
トルの吸収ピーク波長の光を選択的に合成した励起光を
レーザ媒質の発振領域に照射することができる。
(Function) A dichroic mirror can combine excitation light with different wavelengths emitted from multiple excitation light sources that emit light with different absorption peak wavelengths in the absorption spectra of the laser medium onto the same optical axis. The oscillation region of the laser medium can be irradiated with excitation light that is selectively combined with light having the absorption peak wavelength of the absorption spectrum of the medium.

(実施例) 本発明における一実施例を図面を参照しながら説明する
。この実施例のレーザ発振装置は第1図に示されるよう
に構成されている。図中に示されるレーザ媒質としての
レーザロッド2は例えばNd:YAGの結晶を円柱状に
加工したものであり、このレーザロッド2の吸収スペク
トルは第2図に示されるようになっている。図中に示さ
れるグラフは縦軸に吸光度、横軸に波長が示されており
、特にλ1.λ2.λ3.λ4の4つの波長が吸光度の
ピークを示している。
(Example) An example of the present invention will be described with reference to the drawings. The laser oscillation device of this embodiment is constructed as shown in FIG. A laser rod 2 as a laser medium shown in the figure is, for example, a Nd:YAG crystal processed into a cylindrical shape, and the absorption spectrum of this laser rod 2 is as shown in FIG. The graph shown in the figure shows the absorbance on the vertical axis and the wavelength on the horizontal axis, and in particular, λ1. λ2. λ3. Four wavelengths of λ4 show absorbance peaks.

上記レーザロッド2には、このレーザロッド2を挟むよ
うに配置された共振器3が設けられている。この共振器
3は反射面が凹面に形成された高反射ミラー4と出力ミ
ラー5とから形成されており、上記高反射ミラー4の反
射面には後述する励起光の波長を高い効率で透過し、レ
ーザロッド2から発光されるYAGレーザを高い効率で
反射するようなコーティングが施されている。また、上
記出力ミラー5は、YAGレーザが所定の出力に達する
ようにその一部を反射するようなコーティングが施され
ている。このような構成により上記レーザロッド2で発
光されるYAGレーザは上記共振器3間で高い反射率で
反射および発振され、且つ所定出力を上記出力ミラー5
から矢印り方向に出力されるようになっている。
The laser rod 2 is provided with a resonator 3 arranged to sandwich the laser rod 2 therebetween. This resonator 3 is formed of a high reflection mirror 4 having a concave reflection surface and an output mirror 5. The reflection surface of the high reflection mirror 4 transmits the wavelength of excitation light, which will be described later, with high efficiency. A coating is applied to reflect the YAG laser emitted from the laser rod 2 with high efficiency. Further, the output mirror 5 is coated to reflect a portion of the YAG laser so that it reaches a predetermined output. With this configuration, the YAG laser emitted by the laser rod 2 is reflected and oscillated between the resonators 3 with a high reflectance, and a predetermined output is transmitted to the output mirror 5.
The data is output in the direction of the arrow.

そして、上記高反射ミラー4の裏面側に対向される位置
には集光光学系7が配設されており、この集光光学系7
は上記共振器3によって発振されるYAGレーザの光軸
の延長線上に位置されている。さらに、上記集光光学系
7の外側には上記YAGレーザの光軸に沿って第1乃至
第3のダイクロイックミラー15.16.17が配設さ
れている。そして、最も共振器3から離れた位置にある
第1のダイクロイックミラー15は上記YAGレーザの
光軸に対して略45@の角度で傾けられ反射面を上記共
振器3側に向けて設けられている。
A condensing optical system 7 is disposed at a position facing the back side of the high reflection mirror 4, and this condensing optical system 7
is located on an extension of the optical axis of the YAG laser oscillated by the resonator 3. Furthermore, first to third dichroic mirrors 15, 16, and 17 are arranged outside the converging optical system 7 along the optical axis of the YAG laser. The first dichroic mirror 15 located farthest from the resonator 3 is tilted at an angle of approximately 45@ with respect to the optical axis of the YAG laser, and is provided with its reflecting surface facing the resonator 3 side. There is.

そして、この反射面にはλ2の波長の光を高い効率で反
射し、λ1の波長の光を高い効率で透過するような性質
を有する膜がコーティングされている。
This reflective surface is coated with a film that has the property of highly efficiently reflecting light with a wavelength of λ2 and transmitting light with a wavelength of λ1 with high efficiency.

また、上記第1のダイクロイックミラー15と集光光学
系7との間に位置される第2のダイクロイックミラー1
6は、反射面が上記YAGレーザの光軸に対して略45
″の角度で傾けられ上記共振器3側に向けられており、
この反射面には、λ3の波長の光を高い効率で反射し、
λ1およびλ2の波長の光を高い効率で透過するような
膜がコーティングされている。
Further, a second dichroic mirror 1 is located between the first dichroic mirror 15 and the condensing optical system 7.
6, the reflective surface is approximately 45 degrees with respect to the optical axis of the YAG laser.
It is tilted at an angle of `` and is directed toward the resonator 3 side,
This reflective surface reflects light with a wavelength of λ3 with high efficiency,
It is coated with a film that transmits light at wavelengths λ1 and λ2 with high efficiency.

さらに、この第2のダイクロイックミラー16と上記集
光光学系7との間にはYAGレーザの光軸に略45°の
角度で傾けられ反射面を上記共振器3側に向けられた第
3のダイクロイックミラー17が配設されている。この
第3のダイクロイックミラー17はその反射面にλ4の
波長の光を高い効率で反射し、λ1.λ2.λ3の波長
の光を高い効率で透過する膜がコーティングされている
Furthermore, between this second dichroic mirror 16 and the above-mentioned condensing optical system 7, there is provided a third mirror which is inclined at an angle of approximately 45° to the optical axis of the YAG laser and has a reflecting surface facing the above-mentioned resonator 3 side. A dichroic mirror 17 is provided. This third dichroic mirror 17 reflects light with a wavelength of λ4 on its reflecting surface with high efficiency, and reflects light with a wavelength of λ1. λ2. It is coated with a film that transmits light with a wavelength of λ3 with high efficiency.

上述のように設けられた第1のダイクロイックミラーの
裏面には第1のコリメート光学系18を介して第1の半
導体レーザ装置19が対向されている。この第1の半導
体レーザ装置19は上記共振器3で発振されるYAGレ
ーザの光軸の延長上に位置され、この光軸と同心状に半
導体レーザを発振するようになっている。また第1の半
導体レーザ装置19はλ1の波長のレーザ光を発振する
ように設定されている。つまり、この第1の半導体レー
ザ装置19から発振されたレーザ光は第1乃至第3のダ
イクロイックミラー15.16゜17を順次高い効率で
透過して上記集光光学系7に入射するようになっている
A first semiconductor laser device 19 is opposed to the back surface of the first dichroic mirror provided as described above via a first collimating optical system 18. This first semiconductor laser device 19 is located on an extension of the optical axis of the YAG laser oscillated by the resonator 3, and is configured to oscillate the semiconductor laser concentrically with this optical axis. Further, the first semiconductor laser device 19 is set to oscillate a laser beam having a wavelength of λ1. In other words, the laser beam oscillated from the first semiconductor laser device 19 passes through the first to third dichroic mirrors 15.16° 17 in sequence with high efficiency and enters the condensing optical system 7. ing.

また、上記第1のダイクロイックミラー15の反射面に
は、略45″の角度をもって第2のコリメート光学系2
0を介して第2の半導体レーザ装置21が対向されてい
る。この第2の半導体レーザ装置21はλ2の波長のレ
ーザ光を発振するように設定されており、この第2の半
導体レーザ装置21から発振されたレーザ光は上記第1
のダイクロイックミラー15の反射面で高い効率で反射
され、上記λlの光と合成されて第2および第3のダイ
クロイックミラー16.17を順次透過し集光光学系7
に入射するようになっている。
Further, the reflective surface of the first dichroic mirror 15 is provided with a second collimating optical system 2 at an angle of approximately 45''.
A second semiconductor laser device 21 is opposed to the semiconductor laser device 21 via the laser beam. This second semiconductor laser device 21 is set to oscillate a laser beam with a wavelength of λ2, and the laser beam oscillated from this second semiconductor laser device 21 is
The light is reflected with high efficiency by the reflecting surface of the dichroic mirror 15, is combined with the light of λl, and is sequentially transmitted through the second and third dichroic mirrors 16 and 17, and is sent to the condensing optical system 7.
It is designed to be incident on .

また、上記第2のダイクロイックミラー16の反射面に
は略45°の角度をもって第3のコリメート光学系22
を介して第3の半導体レーザ装置23が対向されている
。この第3の半導体レーザ装置23はλ3の波長のレー
ザ光を発振するように設定されており、この半導体レー
ザ装置23から発振されたレーザ光は上記第2のダイク
ロイックミラー16に反射され、このダイクロイックミ
ラー16を透過してきた他の2つの波長λ1゜λ2と合
成されて上記第3のダイクロイックミラー17を透過し
て集光光学系7に入射されるようになっている。
Further, a third collimating optical system 22 is provided on the reflecting surface of the second dichroic mirror 16 at an angle of approximately 45°.
A third semiconductor laser device 23 is opposed to the third semiconductor laser device 23 via. This third semiconductor laser device 23 is set to oscillate a laser beam with a wavelength of λ3, and the laser beam oscillated from this semiconductor laser device 23 is reflected by the second dichroic mirror 16. The light is combined with the other two wavelengths λ1 and λ2 that have passed through the mirror 16, and is then transmitted through the third dichroic mirror 17 and enters the condensing optical system 7.

また、上g己第3のダイクロイックミラー17の反射面
には略45″の角度をもって第4のコリメート光学系2
4を介して第4の半導体レーザ装置25が対向されてい
る。この第3の半導体レーザ装置25はλ4の波長のレ
ーザ光を発振するように設定されており、上記第3のダ
イクロイックミラー17で高い効率で反射され、この第
3のダイクロイックミラー17を透過してきた他の波長
λ1.λ2.λ3と合成されて上記集光光学系7に入射
するようになっている。
Further, the reflective surface of the third dichroic mirror 17 has a fourth collimating optical system 2 at an angle of approximately 45''.
A fourth semiconductor laser device 25 is opposed to the fourth semiconductor laser device 25 via 4. This third semiconductor laser device 25 is set to oscillate a laser beam with a wavelength of λ4, which is reflected with high efficiency by the third dichroic mirror 17 and transmitted through the third dichroic mirror 17. Other wavelength λ1. λ2. The light is combined with λ3 and enters the condensing optical system 7.

そして、それぞれの波長が合成された半導体レーザ光は
集光光学系7で集光され、上記レーザロッド2に照射さ
れる。この際、励起光としての半導体レーザは共振器3
間で発振されるレーザ光のパターンP内に照射されるよ
うになっており、レーザロッド2の必要部分にのみ励起
レーザを照射できるようになっている。また、ダイクロ
イックミラーによる光損失は通常、悪くとも20〜30
%程度なので光ファイバー等を使用した構造に比較して
効率を高めることができる。
The semiconductor laser beams having their respective wavelengths combined are collected by a focusing optical system 7 and irradiated onto the laser rod 2. At this time, the semiconductor laser as excitation light is transmitted to the resonator 3.
The excitation laser beam is irradiated within a pattern P of the laser beam oscillated between the laser rods 2 and 2, so that only the necessary portions of the laser rod 2 can be irradiated with the excitation laser beam. In addition, the optical loss due to dichroic mirrors is usually at least 20 to 30
%, the efficiency can be increased compared to structures using optical fibers or the like.

上述のようにダイクロイックミラー15.16゜17を
設けることにより、複数の半導体レーザ装置19.21
.23.25からの半導体レーザ光を同一光軸上に合成
することができる。また、上記複数の半導体レーザ装置
19,21,23゜25はそれぞれがレーザロッド2の
吸収ピーク波長であるλ1.λ2.λ3.λ4の光をそ
れぞれ発光しているので、より効率の高い励起を行なう
ことができる。なお、半導体レーザ装置の数は2つ以上
であれば良く、上記した4つに限定されない。
By providing the dichroic mirrors 15.16°17 as described above, a plurality of semiconductor laser devices 19.21
.. Semiconductor laser beams from 23.25 can be combined on the same optical axis. Further, each of the plurality of semiconductor laser devices 19, 21, 23° 25 has an absorption peak wavelength of λ1. λ2. λ3. Since they each emit light of λ4, more efficient excitation can be performed. Note that the number of semiconductor laser devices may be two or more, and is not limited to the four mentioned above.

ここで、上記第1乃至第4の半導体レーザ装置19.2
1,23.25のそれぞれは半導体装置成を調整するこ
とで発光波長を選択するものである。しかし、近似した
波長の光を発振する半導体レーザ装置を温度制御するこ
とにより波長制御するものでもよい。
Here, the first to fourth semiconductor laser devices 19.2
1, 23, and 25, the emission wavelength is selected by adjusting the semiconductor device configuration. However, the wavelength may be controlled by controlling the temperature of semiconductor laser devices that emit light of similar wavelengths.

なお、さらに強い励起光を得るための本考案の応用例の
1つとして、ダイクロイックミラー15゜16.17に
入射する前の部分を第3図に示されるような偏光ビーム
スプリッタ26を有するレーザ装置27におきかえるこ
とも考えられる。
In addition, as one application example of the present invention to obtain even stronger excitation light, a laser device having a polarizing beam splitter 26 as shown in FIG. It is also possible to change it to 27.

このレーザ装置27は同一の波長例えばλ1のレーザを
発振する2つの半導体レーザ装置19゜19を設け、こ
のうちの一方の半導体レーザ装置19は矢印A方向に偏
光するレーザ光を発し、他方の半導体レーザ装置19は
矢印B方向(A方向と直交する方向)に偏光するレーザ
光を発し、それぞれコリメート光学系29を設け、さら
に、上記2つの半導体レーザ装置19.19からのレー
ザを合成する偏光ビームスプリッタ26を設けることで
構成されている。
This laser device 27 is provided with two semiconductor laser devices 19.19 that emit laser beams of the same wavelength, for example, λ1.One of the semiconductor laser devices 19 emits a laser beam polarized in the direction of arrow A, and the other semiconductor The laser device 19 emits a laser beam polarized in the direction of arrow B (direction perpendicular to the direction A), each of which is provided with a collimating optical system 29, and is further provided with a polarized beam that combines the laser beams from the two semiconductor laser devices 19 and 19. It is configured by providing a splitter 26.

つまり偏光ビームスプリッタ26を設けることにより、
偏光方向の異なる同一波長の二つの光を合成することが
できる。そして、このように形成されたレーザ装置27
を第1図中に示されるそれぞれの半導体レーザ装置19
,21,23.25およびコリメート光学系18.20
,22.24゜に換えることにより、励起エネルギをさ
らに倍にすることができる。
In other words, by providing the polarizing beam splitter 26,
It is possible to combine two lights of the same wavelength with different polarization directions. And the laser device 27 formed in this way
Each semiconductor laser device 19 shown in FIG.
, 21, 23.25 and collimating optics 18.20
, 22.24°, the excitation energy can be further doubled.

また、上記レーザロッド2はYAGレーザ媒質であるが
これに限定されず、YLF (YL i F4 )やN
d”GGG (G d3 G a5 CH2)等や、色
素レーザ媒質等でもよい。また、励起光源は半導体レー
ザ装置に限定されず例えば波長可変色素レーザやアレキ
サンドライトレーザ等でもよい。
Further, the laser rod 2 is a YAG laser medium, but is not limited to this, and may be YLF (YL i F4) or N
d"GGG (G d3 Ga5 CH2) or the like, a dye laser medium, etc. may be used. Furthermore, the excitation light source is not limited to a semiconductor laser device, and may be, for example, a wavelength tunable dye laser, an alexandrite laser, or the like.

さらに共振手段は共振器3であるが、例えばレーザロッ
ド2の端面を仕上げコーティングを施すことにより形成
してもよい。
Furthermore, although the resonator 3 is the resonator, it may be formed by, for example, applying a finishing coating to the end face of the laser rod 2.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

レーザ媒質の吸収スペクトルの異なる吸収ピーク波長の
光を発光する複数の励起光源を設け、これらの励起光源
からのそれぞれ波長の異なる励起光をダイクロイックミ
ラーにより合成することで、レーザ媒質の発振領域に強
い励起光を集中できるので励起効率を高めることができ
、大出力のレーザ発振装置を提供できる。
By providing multiple excitation light sources that emit light with different absorption peak wavelengths in the absorption spectra of the laser medium, and combining the excitation light with different wavelengths from these excitation light sources using a dichroic mirror, it is possible to create a laser beam that is strong in the oscillation region of the laser medium. Since excitation light can be concentrated, excitation efficiency can be increased, and a high-output laser oscillation device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明における一実施例であり、第1図はレー
ザ発振装置の平面図、第2図はレーザ媒質を励起する励
起光の波長と吸光度との関係を示す吸収スペクトル図、
第3図は同一の波長を偏光ビームスプリッタを用いて合
成するレーザ装置を示す平面図、第4図乃至第6図は従
来例であり、第4図は励起光源を1つの半導体レーザ装
置で構成したレーザ発振装置の平面図、第5図は半導体
レーザアレイを使用したサイドポンプ式のレーザ発振装
置を示す平面図、第6図は光ファイバーを用いて複数の
半導体レーザ装置からのレーザ光を集光して励起光源と
したレーザ発振装置の平面図である。 2・・・レーザロッド(レーザ媒質) 3・・・共振器
(共振手段) 15・・・第1のダイクロイックミラー
 16・・・第2のダイクロイックミラー17・・・第
3のダイクロイックミラー 19・・・第1の半導体レ
ーザ装置(励起光i!1X)、21・・・第2の半導体
レーザ装置(励起光源) 23・・・第3の半導体レー
ザ装置(励起光1g、)25・・・第4の半導体レーザ
装置(励起光源)。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a plan view of a laser oscillation device, and FIG. 2 is an absorption spectrum diagram showing the relationship between the wavelength and absorbance of excitation light that excites a laser medium.
Figure 3 is a plan view showing a laser device that combines the same wavelength using a polarizing beam splitter, Figures 4 to 6 are conventional examples, and Figure 4 shows an excitation light source composed of one semiconductor laser device. Figure 5 is a plan view of a side-pump type laser oscillation device using a semiconductor laser array, and Figure 6 is a plan view showing a side-pump type laser oscillation device using a semiconductor laser array. FIG. 2 is a plan view of a laser oscillation device that uses the pump as an excitation light source. 2... Laser rod (laser medium) 3... Resonator (resonant means) 15... First dichroic mirror 16... Second dichroic mirror 17... Third dichroic mirror 19...・First semiconductor laser device (pumping light i!1X), 21... Second semiconductor laser device (pumping light source) 23... Third semiconductor laser device (pumping light 1g,) 25... th No. 4 semiconductor laser device (excitation light source).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 固体レーザ媒質と、この固体レーザ媒質の両端側に設け
られた共振器ミラーと、この共振器ミラー間にあるレー
ザ発振部外に設けられ上記固体レーザ媒質の吸収スペク
トルの互いに異なる吸収ピーク波長の励起レーザ光を出
力する複数の半導体レーザ発振器と、上記共振器ミラー
の共振軸上で上記各励起レーザ光にそれぞれ対応して配
設され上記各レーザ光を上記固体レーザ媒質への入射光
軸に反射させ且つ反射した励起レーザ光以外の他の波長
の励起レーザ光を透過させる複数のダイクロイックミラ
ーとを備えたことを特徴とするレーザ発振装置。
A solid-state laser medium, a resonator mirror provided at both ends of the solid-state laser medium, and a resonator mirror provided outside the laser oscillation section between the resonator mirrors to excite different absorption peak wavelengths of the absorption spectra of the solid-state laser medium. A plurality of semiconductor laser oscillators that output laser beams, and a plurality of semiconductor laser oscillators arranged on the resonant axis of the resonator mirror to correspond to each of the excitation laser beams, respectively, reflect each of the laser beams to the optical axis of incidence on the solid-state laser medium. A laser oscillation device comprising: a plurality of dichroic mirrors that transmit excitation laser light of a wavelength other than the reflected excitation laser light.
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