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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

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Publication number
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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JP
Japan
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face
state laser
solid
semiconductor laser
polygonal
Prior art date
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Granted
Application number
JP14404289A
Other languages
English (en)
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JP2558523B2 (ja
Inventor
Hideo Nagai
秀男 永井
Masahiro Kume
雅博 粂
Yuichi Shimizu
裕一 清水
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP14404289A priority Critical patent/JP2558523B2/ja
Publication of JPH0311681A publication Critical patent/JPH0311681A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2558523B2 publication Critical patent/JP2558523B2/ja
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
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    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
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    • H01S3/0606Crystal lasers or glass lasers with polygonal cross-section, e.g. slab, prism
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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。

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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
(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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
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。
(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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP14404289A 1989-06-08 1989-06-08 半導体レーザ励起固体レーザ装置 Expired - Lifetime JP2558523B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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