JP2817696B2 - 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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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニアアレイ半導
体レーザまたは、２次元リニアアレイ半導体レーザを励
起光源として、固体レーザ媒質を励起する方式の固体レ
ーザ装置に関する。
体レーザまたは、２次元リニアアレイ半導体レーザを励
起光源として、固体レーザ媒質を励起する方式の固体レ
ーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年半導体レーザを励起光源とした固体
レーザが、高効率、高信頼、小型化などの点から注目を
集めている。この半導体レーザ励起固体レーザにおい
て、高出力なＴＥＭ00モード発振を得るためには、半導
体レーザ光を小さなスポットサイズに集光し、励起密度
を上げることが必要である。このことにより特に端面励
起では、固体レーザ媒質内での励起光と発振モードのマ
ッチングが良く、高効率で高出力のＴＥＭ00モード発振
を実現できる。また、半導体レーザ自身の高出力化も必
要であり、複数のストライプを長手方向にアレイ状に連
続させたリニアアレイ半導体レーザや、そのリニアアレ
イ半導体レーザが垂直方向にスタック状に重ねられた２
次元リニアアレイ半導体レーザが用いられている。
レーザが、高効率、高信頼、小型化などの点から注目を
集めている。この半導体レーザ励起固体レーザにおい
て、高出力なＴＥＭ00モード発振を得るためには、半導
体レーザ光を小さなスポットサイズに集光し、励起密度
を上げることが必要である。このことにより特に端面励
起では、固体レーザ媒質内での励起光と発振モードのマ
ッチングが良く、高効率で高出力のＴＥＭ00モード発振
を実現できる。また、半導体レーザ自身の高出力化も必
要であり、複数のストライプを長手方向にアレイ状に連
続させたリニアアレイ半導体レーザや、そのリニアアレ
イ半導体レーザが垂直方向にスタック状に重ねられた２
次元リニアアレイ半導体レーザが用いられている。
【０００３】この２次元リニアアレイ半導体レーザを励
起光源として固体レーザ媒質を端面励起する第１の従来
方法として、特開平０４−０１５９６９に記載されてい
るような球面レンズ、シリンドリカルレンズ、セルフォ
ックレンズなどの集光レンズを複数個組み合わせてレー
ザ媒質に集光し、端面励起させる方法がある。また第２
の従来方法として、特願平４−７８１８０に記載されて
いるような、２個のリニアアレイ半導体レーザの各スト
ライプに対応して分布屈折率レンズアレイを並べて集光
・コリメートし、偏光ビームスプリッタにおいて２個の
半導体レーザ光を重ね合わせ、非球面レンズ等の集光レ
ンズにて固体レーザ媒質に集光するリニアアレイ半導体
レーザ励起固体レーザ装置などがある。
起光源として固体レーザ媒質を端面励起する第１の従来
方法として、特開平０４−０１５９６９に記載されてい
るような球面レンズ、シリンドリカルレンズ、セルフォ
ックレンズなどの集光レンズを複数個組み合わせてレー
ザ媒質に集光し、端面励起させる方法がある。また第２
の従来方法として、特願平４−７８１８０に記載されて
いるような、２個のリニアアレイ半導体レーザの各スト
ライプに対応して分布屈折率レンズアレイを並べて集光
・コリメートし、偏光ビームスプリッタにおいて２個の
半導体レーザ光を重ね合わせ、非球面レンズ等の集光レ
ンズにて固体レーザ媒質に集光するリニアアレイ半導体
レーザ励起固体レーザ装置などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】第１の従来方法では、
ストライプに対して垂直な方向のレーザ光はアレイのス
トライプ厚みがほぼｌμｍしかないため、拡がり角が大
きいにも関わらず、集光光学系の縮小比が低くなるので
容易に集光し絞り込むことができる。これに対しストラ
イプに対して長手方向のレーザ光はアレイの長さが１０
ｍｍ前後と長いため、集光光学系の縮小比が大きくな
り、レンズの収差が大きく働き、小さく集光するのは難
しい。また、結果として集光されたスポットも、ストラ
イプに対して長手方向のスポット径が、ストライプに対
して垂直方向のスポット径の数倍以上大きい楕円になる
という問題点がある。
ストライプに対して垂直な方向のレーザ光はアレイのス
トライプ厚みがほぼｌμｍしかないため、拡がり角が大
きいにも関わらず、集光光学系の縮小比が低くなるので
容易に集光し絞り込むことができる。これに対しストラ
イプに対して長手方向のレーザ光はアレイの長さが１０
ｍｍ前後と長いため、集光光学系の縮小比が大きくな
り、レンズの収差が大きく働き、小さく集光するのは難
しい。また、結果として集光されたスポットも、ストラ
イプに対して長手方向のスポット径が、ストライプに対
して垂直方向のスポット径の数倍以上大きい楕円になる
という問題点がある。
【０００５】第２の従来方法は、半導体レーザを２個用
いて、これを偏光ビームスプリッタを用いて重畳させる
ことによって、目標のパワー密度を得る努力をしてい
る。しかしながらこの方法は、高コストとなることと、
各ストライプに対応して分布屈折率レンズアレイを並ベ
るために高精度な位置合わせが必要になるという問題点
がある。
いて、これを偏光ビームスプリッタを用いて重畳させる
ことによって、目標のパワー密度を得る努力をしてい
る。しかしながらこの方法は、高コストとなることと、
各ストライプに対応して分布屈折率レンズアレイを並ベ
るために高精度な位置合わせが必要になるという問題点
がある。
【０００６】本発明の目的は、リニアアレイまたはスタ
ック化された２次元リニアアレイ半導体レーザにより固
体レーザ媒質を端面励起する固体レーザ装置において、
前記半導体レーザ光をより小さなスポットサイズに集光
可能な結合光学系が搭載された半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置を実現させることである。
ック化された２次元リニアアレイ半導体レーザにより固
体レーザ媒質を端面励起する固体レーザ装置において、
前記半導体レーザ光をより小さなスポットサイズに集光
可能な結合光学系が搭載された半導体レーザ励起固体レ
ーザ装置を実現させることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ励
起固体レーザ装置は、長手方向に一列に連続して複数の
ストライプが配設されたリニアアレイ半導体レーザから
出射されたレーザ光を集光し、固体レーザ媒質を励起さ
せる結合光学系を有する半導体レーザ励起固体レーザ装
置において、リニアアレイ半導体レーザの長手方向に配
設された複数のストライプから出射されたレーザ光を平
行化させる光学的コリメート手段と、リニアアレイ半導
体レーザの片側の半数のストライプから出射されて平行
化された第１のレーザ光を９０°偏光回転させ、直角方
向に折り返させる偏光回転折り返し手段と、リニアアレ
イ半導体レーザの複数のストライプの残りの半数のスト
ライプから出射されて平行化された第２のレーザ光を通
過させ、該通過方向と直角方向から入射する折り返され
た第１のレーザ光を反射させ、第２のレーザ光に重ね合
わせる偏光ビームスリッタと、偏光ビームスリッタから
出射された結合レーザ光を、固体レーザ媒質の端面に集
光させる光学的集光手段とを備えている。
起固体レーザ装置は、長手方向に一列に連続して複数の
ストライプが配設されたリニアアレイ半導体レーザから
出射されたレーザ光を集光し、固体レーザ媒質を励起さ
せる結合光学系を有する半導体レーザ励起固体レーザ装
置において、リニアアレイ半導体レーザの長手方向に配
設された複数のストライプから出射されたレーザ光を平
行化させる光学的コリメート手段と、リニアアレイ半導
体レーザの片側の半数のストライプから出射されて平行
化された第１のレーザ光を９０°偏光回転させ、直角方
向に折り返させる偏光回転折り返し手段と、リニアアレ
イ半導体レーザの複数のストライプの残りの半数のスト
ライプから出射されて平行化された第２のレーザ光を通
過させ、該通過方向と直角方向から入射する折り返され
た第１のレーザ光を反射させ、第２のレーザ光に重ね合
わせる偏光ビームスリッタと、偏光ビームスリッタから
出射された結合レーザ光を、固体レーザ媒質の端面に集
光させる光学的集光手段とを備えている。
【０００８】また、長手方向に一列に連続して複数のス
トライプが配設されたリニアアレイ半導体レーザが複数
積み重ねられた２次元リニアアレイ半導体レーザから出
射されたレーザ光を集光し、固体レーザ媒質を励起させ
る結合光学系を有する半導体レーザ励起固体レーザ装置
において、２次元リニアアレイ半導体レーザの長手方向
と積み重ね方向に配設された複数のストライプから出射
されたレーザ光を平行化させる光学的コリメート手段
と、２次元リニアアレイ半導体レーザの長手方向片側の
半数のストライプから出射されて平行化された第１のレ
ーザ光を９０°偏光回転させ、直角に折り返させる偏光
回転折り返し手段と、２次元リニアアレイ半導体レーザ
の複数のストライプの残りの半数のストライプから出射
されて平行化された第２のレーザ光を通過させ、該通過
方向と直角方向から入射する折り返された第１のレーザ
光を反射させ、第２のレーザ光に重ね合わせる偏光ビー
ムスリッタと、偏光ビームスリッタから出射された結合
レーザ光を、固体レーザ媒質の端面に集光させる光学的
集光手段とを備えていてもよい。
トライプが配設されたリニアアレイ半導体レーザが複数
積み重ねられた２次元リニアアレイ半導体レーザから出
射されたレーザ光を集光し、固体レーザ媒質を励起させ
る結合光学系を有する半導体レーザ励起固体レーザ装置
において、２次元リニアアレイ半導体レーザの長手方向
と積み重ね方向に配設された複数のストライプから出射
されたレーザ光を平行化させる光学的コリメート手段
と、２次元リニアアレイ半導体レーザの長手方向片側の
半数のストライプから出射されて平行化された第１のレ
ーザ光を９０°偏光回転させ、直角に折り返させる偏光
回転折り返し手段と、２次元リニアアレイ半導体レーザ
の複数のストライプの残りの半数のストライプから出射
されて平行化された第２のレーザ光を通過させ、該通過
方向と直角方向から入射する折り返された第１のレーザ
光を反射させ、第２のレーザ光に重ね合わせる偏光ビー
ムスリッタと、偏光ビームスリッタから出射された結合
レーザ光を、固体レーザ媒質の端面に集光させる光学的
集光手段とを備えていてもよい。
【０００９】偏光回転折り返し手段は、第１のレーザ光
を９０°偏光回転させるλ／２波長板と、その偏光され
た第１のレーザ光を折り返す４５°入射全反射鏡とから
構成されていてもよく、互いに直交する２枚のλ／４波
長板と、２枚のλ／４波長板の中間に配置された４５°
入射全反射鏡とから構成されていてもよく、第１のレー
ザ光を９０°偏光回転させて折り返させるλ／２リタデ
ーションミラーで構成されていてもよく、あるいは第１
のレーザ光を９０°偏光回転させて反射させるλ／２リ
タデーション膜を被膜したプリズム反射鏡で構成されて
いてもよい。
を９０°偏光回転させるλ／２波長板と、その偏光され
た第１のレーザ光を折り返す４５°入射全反射鏡とから
構成されていてもよく、互いに直交する２枚のλ／４波
長板と、２枚のλ／４波長板の中間に配置された４５°
入射全反射鏡とから構成されていてもよく、第１のレー
ザ光を９０°偏光回転させて折り返させるλ／２リタデ
ーションミラーで構成されていてもよく、あるいは第１
のレーザ光を９０°偏光回転させて反射させるλ／２リ
タデーション膜を被膜したプリズム反射鏡で構成されて
いてもよい。
【００１０】リニアアレイ半導体レーザから出射された
レーザ光は、ストライプに対して長手方向に偏光してい
るので、片側の半分の平行化されたレーザ光を９０°偏
光を回転させ、直角に折り返して、残りの半分のレーザ
光が通過する偏光ビームスプリッタの通過光と垂直方向
から入射させると、偏光ビームスプリッタ内部で直角方
向に反射し、通過光と重ね合わさって、偏光ビームスプ
リッタからリニアアレイ半導体レーザからの出射長さの
半分で出射され、集光されたレーザ光は楕円形から円形
に近付く。
レーザ光は、ストライプに対して長手方向に偏光してい
るので、片側の半分の平行化されたレーザ光を９０°偏
光を回転させ、直角に折り返して、残りの半分のレーザ
光が通過する偏光ビームスプリッタの通過光と垂直方向
から入射させると、偏光ビームスプリッタ内部で直角方
向に反射し、通過光と重ね合わさって、偏光ビームスプ
リッタからリニアアレイ半導体レーザからの出射長さの
半分で出射され、集光されたレーザ光は楕円形から円形
に近付く。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して詳細を説明する。図１は本発明の第１の実施
の形態の半導体レーザ励起固体レーザ装置の結合光学系
構成図である。１１は高出力２次元リニアアレイ半導体
レーザ、１２ａ，１２ｂはシリンドリカルレンズ、１３
はλ／２波長板、１６は４５゜入射全反射鏡、１７は偏
光ビームスプリッタ、１８ａ，１８ｂは球面レンズ、１
９は固体レーザ媒質である。
を参照して詳細を説明する。図１は本発明の第１の実施
の形態の半導体レーザ励起固体レーザ装置の結合光学系
構成図である。１１は高出力２次元リニアアレイ半導体
レーザ、１２ａ，１２ｂはシリンドリカルレンズ、１３
はλ／２波長板、１６は４５゜入射全反射鏡、１７は偏
光ビームスプリッタ、１８ａ，１８ｂは球面レンズ、１
９は固体レーザ媒質である。
【００１２】まず、高出力２次元リニアアレイ半導体レ
ーザ１１から出射されたレーザ光を２枚のシリンドリカ
ルレンズ１２ａ，１２ｂにより、ストライプに対して垂
直方向に拡がる光をコリメートする。レーザ光は２次元
リニアアレイ半導体レーザ１１のストライプに対して長
手方向に偏光している。ストライプに対して長手方向の
アレイ幅（本実施の形態では１０ｍｍとする）の上半分
の５ｍｍの部分から出射するレーザ光は、λ／２波長板
１３により偏光方向を９０°回転され、４５°入射全反
射鏡１６により光軸が直角方向に折り返され、次に入射
した偏光ビームスプリッタ１７で反射され、２次元リニ
アアレイ半導体レーザ１１の残り５ｍｍの部分から出射
され、直接偏光ビームスプリッタ１７に入射して通過す
るレーザ光と重ね合わされる。重なった結合レーザ光を
２枚の球面レンズ１８ａ，１８ｂにより、ストライプに
対して長手方向・垂直方向ともに同じ縮小比で絞り、固
体レーザ媒質１９の端面に集光する。
ーザ１１から出射されたレーザ光を２枚のシリンドリカ
ルレンズ１２ａ，１２ｂにより、ストライプに対して垂
直方向に拡がる光をコリメートする。レーザ光は２次元
リニアアレイ半導体レーザ１１のストライプに対して長
手方向に偏光している。ストライプに対して長手方向の
アレイ幅（本実施の形態では１０ｍｍとする）の上半分
の５ｍｍの部分から出射するレーザ光は、λ／２波長板
１３により偏光方向を９０°回転され、４５°入射全反
射鏡１６により光軸が直角方向に折り返され、次に入射
した偏光ビームスプリッタ１７で反射され、２次元リニ
アアレイ半導体レーザ１１の残り５ｍｍの部分から出射
され、直接偏光ビームスプリッタ１７に入射して通過す
るレーザ光と重ね合わされる。重なった結合レーザ光を
２枚の球面レンズ１８ａ，１８ｂにより、ストライプに
対して長手方向・垂直方向ともに同じ縮小比で絞り、固
体レーザ媒質１９の端面に集光する。
【００１３】固体レーザから高出力なＴＥＭ00モード発
振を得るためには、前述したように端面励起の方が効率
が良い。又、端面励起方式の半導体レーザ励起固体レー
ザにおいては、高出力の２次元リニアアレイ半導体レー
ザ光を小さなスポットサイズに集光し、励起密度を上げ
て固体レーザ媒質端面に励起することが望ましい。
振を得るためには、前述したように端面励起の方が効率
が良い。又、端面励起方式の半導体レーザ励起固体レー
ザにおいては、高出力の２次元リニアアレイ半導体レー
ザ光を小さなスポットサイズに集光し、励起密度を上げ
て固体レーザ媒質端面に励起することが望ましい。
【００１４】偏光ビームスプリッタ１７の出口の結合レ
ーザ光は、全幅５ｍｍの２次元リニアアレイ半導体レー
ザから出射したレーザ光とほぼ同等の幅にできる。この
結果、固定レーザ媒質１９の端面への集光度を同じとす
ると縮小光学系の縮小率が従来の１／２倍になるため、
従来の光学系で集光された楕円スポットの短径と略同じ
径を有する円に近いスポットサイズにまで集光すること
ができる。アレイスタックとして２〜５段のものを用い
れば、ほぼスポットの縦横比を等しくすることができ、
固体レーザ媒質端面における励起密度を効率よく高める
ことができ、高効率に高出力ＴＥＭ00モード発振を得る
ことができる。
ーザ光は、全幅５ｍｍの２次元リニアアレイ半導体レー
ザから出射したレーザ光とほぼ同等の幅にできる。この
結果、固定レーザ媒質１９の端面への集光度を同じとす
ると縮小光学系の縮小率が従来の１／２倍になるため、
従来の光学系で集光された楕円スポットの短径と略同じ
径を有する円に近いスポットサイズにまで集光すること
ができる。アレイスタックとして２〜５段のものを用い
れば、ほぼスポットの縦横比を等しくすることができ、
固体レーザ媒質端面における励起密度を効率よく高める
ことができ、高効率に高出力ＴＥＭ00モード発振を得る
ことができる。
【００１５】本実施の形態では、２次元リニアアレイ半
導体レーザを用いて説明したが、１段のリニアアレイ半
導体レーザでも同様な作用と効果が得られる。
導体レーザを用いて説明したが、１段のリニアアレイ半
導体レーザでも同様な作用と効果が得られる。
【００１６】図２は本発明の第２の実施の形態の半導体
レーザ励起固体レーザ装置の結合光学系構成図である。
２１は高出力２次元リニアアレイ半導体レーザ、２２
ａ，２２ｂはシリンドリカルレンズ、２３ａ、２３ｂは
λ／４波長板、２６は４５゜入射全反射鏡、２７は偏光
ビームスプリッタ、２８ａ，２８ｂは球面レンズ、２９
は固体レーザ媒質である。
レーザ励起固体レーザ装置の結合光学系構成図である。
２１は高出力２次元リニアアレイ半導体レーザ、２２
ａ，２２ｂはシリンドリカルレンズ、２３ａ、２３ｂは
λ／４波長板、２６は４５゜入射全反射鏡、２７は偏光
ビームスプリッタ、２８ａ，２８ｂは球面レンズ、２９
は固体レーザ媒質である。
【００１７】第１の実施の形態の、１枚のλ／２波長板
１３を４５°入射全反射鏡２６を挟んだ２枚のλ／４波
長板２３ａ，２３ｂに置き換えて同じ効果を持たせた例
である。λ／４波長板２３ｂから出射されるレーザ光は
第１の実施の形態と同様９０°偏光回転されている。
１３を４５°入射全反射鏡２６を挟んだ２枚のλ／４波
長板２３ａ，２３ｂに置き換えて同じ効果を持たせた例
である。λ／４波長板２３ｂから出射されるレーザ光は
第１の実施の形態と同様９０°偏光回転されている。
【００１８】図３は本発明の第３の実施の形態の半導体
レーザ励起固体レーザ装置の結合光学系構成図である。
３１は高出力２次元リニアアレイ半導体レーザ、３２
ａ，３２ｂはシリンドリカルレンズ、３３は４５゜入射
リターディションミラー、３７は偏光ビームスプリッ
タ、３８ａ，３８ｂは球面レンズ、３９は固体レーザ媒
質である。
レーザ励起固体レーザ装置の結合光学系構成図である。
３１は高出力２次元リニアアレイ半導体レーザ、３２
ａ，３２ｂはシリンドリカルレンズ、３３は４５゜入射
リターディションミラー、３７は偏光ビームスプリッ
タ、３８ａ，３８ｂは球面レンズ、３９は固体レーザ媒
質である。
【００１９】第１の実施の形態の、１枚のλ／２波長板
１３と４５゜入射全反射鏡とを、４５゜入射のλ／２リ
ターディションミラー３３に置き換えて同じ効果を持た
せた例である。λ／２リターディションミラー３３から
出射されるレーザ光は第１の実施の形態と同様９０°偏
光回転されている。
１３と４５゜入射全反射鏡とを、４５゜入射のλ／２リ
ターディションミラー３３に置き換えて同じ効果を持た
せた例である。λ／２リターディションミラー３３から
出射されるレーザ光は第１の実施の形態と同様９０°偏
光回転されている。
【００２０】図４は本発明の第４実施の形態の半導体レ
ーザ励起固体レーザ装置の結合光学系構成図である。４
１は高出力２次元リニアアレイ半導体レーザ、４２ａ，
４２ｂはシリンドリカルレンズ、４３はλ／２リターデ
ィション膜、４４はプリズム反射鏡、４７は偏光ビーム
スプリッタ、４８ａ，４８ｂは球面レンズ、４９は固体
レーザ媒質である。
ーザ励起固体レーザ装置の結合光学系構成図である。４
１は高出力２次元リニアアレイ半導体レーザ、４２ａ，
４２ｂはシリンドリカルレンズ、４３はλ／２リターデ
ィション膜、４４はプリズム反射鏡、４７は偏光ビーム
スプリッタ、４８ａ，４８ｂは球面レンズ、４９は固体
レーザ媒質である。
【００２１】第３の実施の形態の、４５゜入射のλ／２
リタデーションミラー３３をλ／２リタデーション膜４
３が成膜されたプリズム反射鏡４４に置き換えて同じ効
果を持たせた例である。プリズム反射鏡４４から出射さ
れるレーザ光は第１の実施の形態と同様９０°偏光回転
されている。
リタデーションミラー３３をλ／２リタデーション膜４
３が成膜されたプリズム反射鏡４４に置き換えて同じ効
果を持たせた例である。プリズム反射鏡４４から出射さ
れるレーザ光は第１の実施の形態と同様９０°偏光回転
されている。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により２次
元リニアアレイ半導体レーザ光を従来の半分以下の小さ
なスポットサイズに集光することが可能となり、かつ、
従来困難であった集光スポットの縦横比がほぼ等しいビ
ーム形状に集光することができる。これにより固体レー
ザ媒質端面における励起密度を高めることができ、レー
ザの発振効率が上がるだけでなく、Ｑスイッチ発振にお
いては、Ｑスイッチパルスの取り出し効率が上がると同
時に、パルス幅の短縮化も図れる。また、励起光スポッ
ト形状と共振器のモード重なりが向上し、ＴＥＭ00モー
ド発振効率が上がる。構成的にも簡単で、装置全体を小
型化できるという効果がある。
元リニアアレイ半導体レーザ光を従来の半分以下の小さ
なスポットサイズに集光することが可能となり、かつ、
従来困難であった集光スポットの縦横比がほぼ等しいビ
ーム形状に集光することができる。これにより固体レー
ザ媒質端面における励起密度を高めることができ、レー
ザの発振効率が上がるだけでなく、Ｑスイッチ発振にお
いては、Ｑスイッチパルスの取り出し効率が上がると同
時に、パルス幅の短縮化も図れる。また、励起光スポッ
ト形状と共振器のモード重なりが向上し、ＴＥＭ00モー
ド発振効率が上がる。構成的にも簡単で、装置全体を小
型化できるという効果がある。
【００２３】また、第３、第４の実施の形態に示した構
成においては、第１の実施の形態で用いたλ／２波長板
の厚さだけ光路差を小さくできる。それにより偏光ビー
ムスプリッタ後でのレーザ光重なりが向上し、集光スポ
ットでのずれも少なくなり、最終的なスポット径もより
小さくすることができる。
成においては、第１の実施の形態で用いたλ／２波長板
の厚さだけ光路差を小さくできる。それにより偏光ビー
ムスプリッタ後でのレーザ光重なりが向上し、集光スポ
ットでのずれも少なくなり、最終的なスポット径もより
小さくすることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の半導体レーザ励起
固体レーザ装置の結合光学系構成図である。
固体レーザ装置の結合光学系構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の半導体レーザ励起
固体レーザ装置の結合光学系構成図である。
固体レーザ装置の結合光学系構成図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の半導体レーザ励起
固体レーザ装置の結合光学系構成図である。
固体レーザ装置の結合光学系構成図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態の半導体レーザ励起
固体レーザ装置の結合光学系構成図である。
固体レーザ装置の結合光学系構成図である。
１１、２１、３１、４１ 高出力２次元リニアアレイ
半導体レーザ １２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ、３２ａ、３２ｂ、４
２ａ、４２ｂ シリンドリカルレンズ １３ λ／２波長板 １６、２６ ４５゜入射全反射鏡 １７、２７、３７、４７ 偏光ビームスプリッタ １８ａ，１８ｂ、２８ａ、２８ｂ、３８ａ、３８ｂ、４
８ａ、４８ｂ 球面レンズ １９、２９、３９、４９ 固体レーザ媒質 ２３ａ、２３ｂ λ／４波長板 ３３ λ／２リタデーションミラー ４３ λ／２リタデーション膜 ４４ プリズム反射
半導体レーザ １２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ、３２ａ、３２ｂ、４
２ａ、４２ｂ シリンドリカルレンズ １３ λ／２波長板 １６、２６ ４５゜入射全反射鏡 １７、２７、３７、４７ 偏光ビームスプリッタ １８ａ，１８ｂ、２８ａ、２８ｂ、３８ａ、３８ｂ、４
８ａ、４８ｂ 球面レンズ １９、２９、３９、４９ 固体レーザ媒質 ２３ａ、２３ｂ λ／４波長板 ３３ λ／２リタデーションミラー ４３ λ／２リタデーション膜 ４４ プリズム反射
Claims (6)
- 【請求項１】 長手方向に一列に連続して複数のストラ
イプが配設されたリニアアレイ半導体レーザから出射さ
れたレーザ光を集光し、固体レーザ媒質を励起させる結
合光学系を有する半導体レーザ励起固体レーザ装置にお
いて、 前記リニアアレイ半導体レーザの長手方向に配設された
複数の前記ストライプから出射されたレーザ光を平行化
させる光学的コリメート手段と、 前記リニアアレイ半導体レーザの片側の半数のストライ
プから出射されて平行化された第１のレーザ光を９０°
偏光回転させ、直角方向に折り返させる偏光回転折り返
し手段と、 前記リニアアレイ半導体レーザの複数のストライプの残
りの半数のストライプから出射されて平行化された第２
のレーザ光を通過させ、該通過方向と直角方向から入射
する折り返された前記第１のレーザ光を反射させ、前記
第２のレーザ光に重ね合わせる偏光ビームスリッタと、 前記偏光ビームスリッタから出射された結合レーザ光
を、前記固体レーザ媒質の端面に集光させる光学的集光
手段と、を備えたことを特徴とする半導体レーザ励起固
体レーザ装置。 - 【請求項２】 長手方向に一列に連続して複数のストラ
イプが配設されたリニアアレイ半導体レーザが複数積み
重ねられた２次元リニアアレイ半導体レーザから出射さ
れたレーザ光を集光し、固体レーザ媒質を励起させる結
合光学系を有する半導体レーザ励起固体レーザ装置にお
いて、 前記２次元リニアアレイ半導体レーザの長手方向と積み
重ね方向に配設された複数の前記ストライプから出射さ
れたレーザ光を平行化させる光学的コリメート手段と、 前記２次元リニアアレイ半導体レーザの長手方向片側の
半数のストライプから出射されて平行化された第１のレ
ーザ光を９０°偏光回転させ、直角に折り返させる偏光
回転折り返し手段と、 前記２次元リニアアレイ半導体レーザの複数のストライ
プの残りの半数のストライプから出射されて平行化され
た第２のレーザ光を通過させ、該通過方向と直角方向か
ら入射する折り返された前記第１のレーザ光を反射さ
せ、前記第２のレーザ光に重ね合わせる偏光ビームスリ
ッタと、 前記偏光ビームスリッタから出射された結合レーザ光
を、前記固体レーザ媒質の端面に集光させる光学的集光
手段と、を備えたことを特徴とする半導体レーザ励起固
体レーザ装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の半導体
レーザ励起固体レーザ装置において、 前記偏光回転折り返し手段が、前記第１のレーザ光を９
０°偏光回転させるλ／２波長板と、その偏光された前
記第１のレーザ光を折り返す４５°入射全反射鏡とから
構成されていることを特徴とする半導体レーザ励起固体
レーザ装置。 - 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の半導体
レーザ励起固体レーザ装置において、 前記偏光回転折り返し手段が、互いに直交する２枚のλ
／４波長板と、前記２枚のλ／４波長板の中間に配置さ
れた４５°入射全反射鏡とから構成されていることを特
徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装置。 - 【請求項５】 請求項１または請求項２に記載の半導体
レーザ励起固体レーザ装置において、 前記偏光回転折り返し手段が、前記第１のレーザ光を９
０°偏光回転させて折り返させるλ／２リタデーション
ミラーで構成されていることを特徴とする半導体レーザ
励起固体レーザ装置。 - 【請求項６】 請求項１または請求項２に記載の半導体
レーザ励起固体レーザ装置において、 前記偏光回転折り返し手段が、前記第１のレーザ光を９
０°偏光回転させて反射させるλ／２リタデーション膜
を被膜したプリズム反射鏡で構成されていることを特徴
とする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 |
|---|---|---|---|
| JP3610296A JP2817696B2 (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP3610296A JP2817696B2 (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09232657A JPH09232657A (ja) | 1997-09-05 |
| JP2817696B2 true JP2817696B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=12460413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3610296A Expired - Fee Related JP2817696B2 (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2817696B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4604408B2 (ja) * | 2001-07-06 | 2011-01-05 | パナソニック株式会社 | Ｌｄ励起レーザ装置 |
| JP2003103389A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-08 | Toyoda Mach Works Ltd | 半導体レーザ集光装置 |
-
1996
- 1996-02-23 JP JP3610296A patent/JP2817696B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09232657A (ja) | 1997-09-05 |
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