JPH0311681A - 半導体レーザ励起固体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ励起固体レーザ装置Info
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- JPH0311681A JPH0311681A JP14404289A JP14404289A JPH0311681A JP H0311681 A JPH0311681 A JP H0311681A JP 14404289 A JP14404289 A JP 14404289A JP 14404289 A JP14404289 A JP 14404289A JP H0311681 A JPH0311681 A JP H0311681A
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
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- H01S3/0602—Crystal lasers or glass lasers
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Lasers (AREA)
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、金属、半導体、セラミックス等の加工あるい
はコアギユレータとして医療に用いる高出力の半導体レ
ーザ励起固体レーザ装置に関するものである。
はコアギユレータとして医療に用いる高出力の半導体レ
ーザ励起固体レーザ装置に関するものである。
(従来の技術)
従来、固体レーザ装置の励起には、アークランプやフラ
ッシュランプ等が用いられてきたが、励起効率が低いた
め、レーザ全体の効率は悪く、また、ランプや固体レー
ザ媒質の放熱のために装置は大形とならざるを得なかっ
た。近年、高出力の半導体レーザが開発されるに及び、
これを固体レーザの励起光源として用いるようになって
きた。
ッシュランプ等が用いられてきたが、励起効率が低いた
め、レーザ全体の効率は悪く、また、ランプや固体レー
ザ媒質の放熱のために装置は大形とならざるを得なかっ
た。近年、高出力の半導体レーザが開発されるに及び、
これを固体レーザの励起光源として用いるようになって
きた。
中でもNd:YAGレーザ媒質の軸端面を半導体レーザ
で軸励起する方法は、Wも効率よくしかも安定にT E
Mo、モードで発振する方法として注目されている。
で軸励起する方法は、Wも効率よくしかも安定にT E
Mo、モードで発振する方法として注目されている。
この種の従来の半導体レーザ励起固体レーザ装置につい
て、第4図により説明する。同図において、従来の半導
体レーザ励起固体レーザ装置は、ネオジム(Nd)を注
入したNd:YAGロッド1を挟んで、上記のNd:Y
AGロッド1の後端面に形成した平面状の内部反射鏡と
凹面状の外部反射鏡2で光共振器を形成したYAGレー
ザと、上記のNd:YAGロッド1を励起する半導体レ
ーザ3と、上記の半導体レーザ3の出射光を上記のNd
:YAGロット1の後端面に集光する集光レンズ4とか
ら構成される。
て、第4図により説明する。同図において、従来の半導
体レーザ励起固体レーザ装置は、ネオジム(Nd)を注
入したNd:YAGロッド1を挟んで、上記のNd:Y
AGロッド1の後端面に形成した平面状の内部反射鏡と
凹面状の外部反射鏡2で光共振器を形成したYAGレー
ザと、上記のNd:YAGロッド1を励起する半導体レ
ーザ3と、上記の半導体レーザ3の出射光を上記のNd
:YAGロット1の後端面に集光する集光レンズ4とか
ら構成される。
半導体レーザ3の出射光を集光レンズ4でNd:YAG
ロッド1の軸端面に集光して、YAGレーザを励起する
方法は、軸励起のため半導体レーザ光とYAGレーザ光
の結合効率がよいため、励起効率が高いばかりでなく、
TEMooモードで安定して作動するが、励起箇所が1
点で、しかも、半導体レーザ3の高出力化に限界がある
ため、YAGレーザの高出力化が難しいという問題があ
る。
ロッド1の軸端面に集光して、YAGレーザを励起する
方法は、軸励起のため半導体レーザ光とYAGレーザ光
の結合効率がよいため、励起効率が高いばかりでなく、
TEMooモードで安定して作動するが、励起箇所が1
点で、しかも、半導体レーザ3の高出力化に限界がある
ため、YAGレーザの高出力化が難しいという問題があ
る。
この問題の解決策として、本発明者は、第5図。
第6図および第7図に示すような多角柱状Nd:YAG
ロッド1の各多角柱構成面で、YAGレーザ光をスパイ
ラル状に反射させ、各構成面の反射点(・印)を複数の
半導体レーザで励起する側面励起方式を提案した。
ロッド1の各多角柱構成面で、YAGレーザ光をスパイ
ラル状に反射させ、各構成面の反射点(・印)を複数の
半導体レーザで励起する側面励起方式を提案した。
発明者の提案した側面励起方式の半導体レーザ励起固体
レーザ装置について、説明する。第5図は本発明者によ
る半導体レーザ励起固体レーザ装置の構成を示す斜視図
、第6図はその固体レーザ部を示す斜視図、第7図はそ
の固体レーザ媒質の展開図、第8図はその出力特性図で
ある。
レーザ装置について、説明する。第5図は本発明者によ
る半導体レーザ励起固体レーザ装置の構成を示す斜視図
、第6図はその固体レーザ部を示す斜視図、第7図はそ
の固体レーザ媒質の展開図、第8図はその出力特性図で
ある。
第5図において、本発明による半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置は、−辺の幅が5m、長さが32mの六角柱状
で、両端面中央に中心軸に対して角度Oを11°にした
、内部反射鏡となる反射面5aおよび出射面5bを形成
したNd:YA、Gロッド5と、第6図に破線で示すよ
うに、上記の反射面5aから出射面5bに内部反射を繰
り返しながら進むYAGレーザ光の各反射点5Cに合わ
せて、六角柱の各構成面5dに対向するように配置した
それぞれ複数個のレンズ一体形半導体レーザ6と、上記
の出射面5bに相対向するように凹面側を配置した曲率
半径1mの外部反射鏡7とから構成されている。さらに
、これらの構成部品の反射率および透過率を、Nd:Y
AGロッド5の反射面5aが波長1.06戸mに対して
99%以上の反射率、その出射面5bが同じ波長1.0
6戸に対して99%の透過率、その六角柱構成面5dが
波長]、 、 067mに対しては99%以」二の反射
率と波長0.809μmに対して90%以」二の透過率
をそれぞれ有するように、また、外部反射鏡7の凹面鏡
面が、波長1.06戸に対して80%の反射率を有する
ようにコーティングを施した。
ーザ装置は、−辺の幅が5m、長さが32mの六角柱状
で、両端面中央に中心軸に対して角度Oを11°にした
、内部反射鏡となる反射面5aおよび出射面5bを形成
したNd:YA、Gロッド5と、第6図に破線で示すよ
うに、上記の反射面5aから出射面5bに内部反射を繰
り返しながら進むYAGレーザ光の各反射点5Cに合わ
せて、六角柱の各構成面5dに対向するように配置した
それぞれ複数個のレンズ一体形半導体レーザ6と、上記
の出射面5bに相対向するように凹面側を配置した曲率
半径1mの外部反射鏡7とから構成されている。さらに
、これらの構成部品の反射率および透過率を、Nd:Y
AGロッド5の反射面5aが波長1.06戸mに対して
99%以上の反射率、その出射面5bが同じ波長1.0
6戸に対して99%の透過率、その六角柱構成面5dが
波長]、 、 067mに対しては99%以」二の反射
率と波長0.809μmに対して90%以」二の透過率
をそれぞれ有するように、また、外部反射鏡7の凹面鏡
面が、波長1.06戸に対して80%の反射率を有する
ようにコーティングを施した。
その結果、第8図の出力特性図に示すように、発明者の
提案した半導体レーザ励起固体レーザ装置が発振するた
めの、レンズ一体形半導体レーザ6の発振しきい入力値
は0.9W、最大出力は入力値がIOWのとき3.2W
であった。なお、このときのレンズ一体形半導体レーザ
6の一個当りの出力は、0.28Wである。
提案した半導体レーザ励起固体レーザ装置が発振するた
めの、レンズ一体形半導体レーザ6の発振しきい入力値
は0.9W、最大出力は入力値がIOWのとき3.2W
であった。なお、このときのレンズ一体形半導体レーザ
6の一個当りの出力は、0.28Wである。
(発明が解決しようとする課題)
発明者の提案した上述の側面励起方式の半導体レーザ励
起固体レーザ装置は、第4図に示した従来の軸励起方式
と同様に、半導体レーザ光とYAGレーザ光の結合効率
がよいため、励起効率が高いばかりでなく、T E M
、、モードで安定に作動し、しかも多数のレンズ一体形
半導体レーザ6で励起するので高出力の半導体レーザ励
起固体レーザ装置が得られる。しかしながら、六角柱状
Nd:YAGロッド5の端面を加工して、それぞれ両端
面から突起する反射面5aおよび出射面5bを加工する
ため、平面に加工することは容易であるが、球面に加工
することは難しいという問題があった。
起固体レーザ装置は、第4図に示した従来の軸励起方式
と同様に、半導体レーザ光とYAGレーザ光の結合効率
がよいため、励起効率が高いばかりでなく、T E M
、、モードで安定に作動し、しかも多数のレンズ一体形
半導体レーザ6で励起するので高出力の半導体レーザ励
起固体レーザ装置が得られる。しかしながら、六角柱状
Nd:YAGロッド5の端面を加工して、それぞれ両端
面から突起する反射面5aおよび出射面5bを加工する
ため、平面に加工することは容易であるが、球面に加工
することは難しいという問題があった。
そのため、出射面5bを平面とし、外部反射鏡7を設け
る必要があり、さらに小形化を進めることが難しいとい
う問題があった。
る必要があり、さらに小形化を進めることが難しいとい
う問題があった。
本発明は上記の問題を解決するもので、外部反射鏡のな
い超小形で高出力の半導体レーザ励起固体レーザ装置を
提供するものである。
い超小形で高出力の半導体レーザ励起固体レーザ装置を
提供するものである。
(課題を解決するための手段)
上記の課題を解決するため、本発明は、六角柱状Nd:
YAGロッドの六角柱構成面の端部に設けた突起部に反
射面および出射面を形成するものである。
YAGロッドの六角柱構成面の端部に設けた突起部に反
射面および出射面を形成するものである。
(作 用)
上記の構成により、反射面および出射面の加工は端面に
妨げられないので、容易になる。従って、出射面に容易
に球面加工を施すことができるため、外部反射鏡を省く
ことができ、さらに小形化を進めることが可能となる。
妨げられないので、容易になる。従って、出射面に容易
に球面加工を施すことができるため、外部反射鏡を省く
ことができ、さらに小形化を進めることが可能となる。
(実施例)
本発明の一実施例について、第1図ないし第3図により
説明する。
説明する。
第1図、第2図および第3図は、それぞれ本発明による
半導体レーザ励起固体レーザ装置の構成を示す斜視図、
その固体レーザ部の斜視図および固体レーザ媒質の展開
図である。
半導体レーザ励起固体レーザ装置の構成を示す斜視図、
その固体レーザ部の斜視図および固体レーザ媒質の展開
図である。
これらの図に示す実施例が、第5図ないし第8図に示し
た発明者の提案例と異なる点は、六角柱状Nd:YAG
ロッド5の両端面近傍に、断面三角形の突起5eおよび
5fを形成し、これに軸中心線と11°の傾斜角Oをな
す反射面5aおよび出射面5bを設けた点と、外部反射
鏡7の代りに、上記の出射面5bを曲率半径1mの凸面
に加工し、波長1.067mに対し80%の反射率を持
つようにコーティングを施した点である。その他は変わ
らないので、同じ構成部品には同一符号を付してその説
明を省略する。
た発明者の提案例と異なる点は、六角柱状Nd:YAG
ロッド5の両端面近傍に、断面三角形の突起5eおよび
5fを形成し、これに軸中心線と11°の傾斜角Oをな
す反射面5aおよび出射面5bを設けた点と、外部反射
鏡7の代りに、上記の出射面5bを曲率半径1mの凸面
に加工し、波長1.067mに対し80%の反射率を持
つようにコーティングを施した点である。その他は変わ
らないので、同じ構成部品には同一符号を付してその説
明を省略する。
また、その動作および出力特性も、発明者の提案と変わ
らないので、その説明も省略する。
らないので、その説明も省略する。
なお、本発明では、六角柱状Nd:YAGロッド5を用
いたが、角数を増加し、各構成面に対向して設置するレ
ンズ一体形半導体レーザの数を増やしてもよい。また、
集光レンズを一体に組み込んだが、光ファイバを利用し
て、反射点5Cを励起してもよい。
いたが、角数を増加し、各構成面に対向して設置するレ
ンズ一体形半導体レーザの数を増やしてもよい。また、
集光レンズを一体に組み込んだが、光ファイバを利用し
て、反射点5Cを励起してもよい。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明によれば、多角柱状固体レ
ーザ媒質に形成した反射面および出射面の加工が、極め
て容易となるため、出射面の凸球面加工が可能となり、
外部反射鏡のない、超小形で高出力、且つ安価な半導体
レーザ励起固体レーザ装置が得られる。従って、高出力
を要する加工用および医療用に大きく貢献する。
ーザ媒質に形成した反射面および出射面の加工が、極め
て容易となるため、出射面の凸球面加工が可能となり、
外部反射鏡のない、超小形で高出力、且つ安価な半導体
レーザ励起固体レーザ装置が得られる。従って、高出力
を要する加工用および医療用に大きく貢献する。
第1図、第2図および第3図は本発明による側面励起方
式の半導体レーザ励起固体レーザ装置の構成を示す斜視
図、その六角柱状Nd:YAGロッドの斜視図およびそ
の展開図、第4図は従来の軸励起方式の半導体レーザ励
起固体レーザ装置の7 斜視図、第5図、第6図、第7図および第8図は発明者
が提案した側面励起方式の半導体レーザ励起固体レーザ
装置の構成を示す斜視図、その固体レーザ部の斜視図、
その固体レーザ媒質の展開図および出力特性図である。 1 ・Nd:YAGロッド、 2,7 ・・・外部反射
鏡、 3 ・・・半導体レーザ、 4・・・集光レンズ
、 5・・・六角柱状Nd:YAGロッド、 5a・・
・反射面、 5b・・・出射面、 5c・・・反射点、
5d・・・六角柱構成面、 5e、5f・・・突起、
6 ・・・レンズ一体形半導体レーザ。
式の半導体レーザ励起固体レーザ装置の構成を示す斜視
図、その六角柱状Nd:YAGロッドの斜視図およびそ
の展開図、第4図は従来の軸励起方式の半導体レーザ励
起固体レーザ装置の7 斜視図、第5図、第6図、第7図および第8図は発明者
が提案した側面励起方式の半導体レーザ励起固体レーザ
装置の構成を示す斜視図、その固体レーザ部の斜視図、
その固体レーザ媒質の展開図および出力特性図である。 1 ・Nd:YAGロッド、 2,7 ・・・外部反射
鏡、 3 ・・・半導体レーザ、 4・・・集光レンズ
、 5・・・六角柱状Nd:YAGロッド、 5a・・
・反射面、 5b・・・出射面、 5c・・・反射点、
5d・・・六角柱構成面、 5e、5f・・・突起、
6 ・・・レンズ一体形半導体レーザ。
Claims (1)
- 多角柱状で、その両端近傍の多角柱構成面に設けた突起
に、上記の多角柱構成面と傾斜角を有する反射面および
出射面を形成し、且つ上記の反射面は平面に、出射面は
凸球面として光共振器を構成した固体レーザ媒質と、上
記の多角柱構成面のスパイラル状の反射点に集光するよ
うに配置した複数個の半導体レーザとから構成された半
導体レーザ励起固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14404289A JP2558523B2 (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14404289A JP2558523B2 (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0311681A true JPH0311681A (ja) | 1991-01-18 |
JP2558523B2 JP2558523B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=15352969
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14404289A Expired - Lifetime JP2558523B2 (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2558523B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003535480A (ja) * | 2000-05-30 | 2003-11-25 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 光学的にポンピングされる表面放出半導体レーザ装置 |
-
1989
- 1989-06-08 JP JP14404289A patent/JP2558523B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003535480A (ja) * | 2000-05-30 | 2003-11-25 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 光学的にポンピングされる表面放出半導体レーザ装置 |
JP4819290B2 (ja) * | 2000-05-30 | 2011-11-24 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | レーザ装置および製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2558523B2 (ja) | 1996-11-27 |
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