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JPH0728072B2 - Ｎｄ−ＹＡＧレ−ザ - Google Patents
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JPH0728072B2 - Ｎｄ−ＹＡＧレ−ザ - Google Patents

Ｎｄ−ＹＡＧレ−ザ

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JPH0728072B2
JPH0728072B2 JP61098411A JP9841186A JPH0728072B2 JP H0728072 B2 JPH0728072 B2 JP H0728072B2 JP 61098411 A JP61098411 A JP 61098411A JP 9841186 A JP9841186 A JP 9841186A JP H0728072 B2 JPH0728072 B2 JP H0728072B2
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    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
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    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
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    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はレーザに関し、特にNd:YAGレーザに関する。
従来技術 多くの種々の固体レーザが発見されており、それらは互
いにホスト物質（host msterial）、そのホスト物質を
ドープする活性イオン及び出力特性によって区別され
る。これらの主なルビー、Nd:YAG及びNdがドープされた
ガラスレーザ装置は産業及び実験室の現情において重要
である。それらは穿孔、溶接、切断及びスクライビング
（scribing）等の物質の加工の応用に特に有益である。
種々のNd:YOGレーザ及び産業用装置が広く作られてい
る。それらの有用性及び融通性は、一部にはそれらが多
くのモードで機能できるということにある。
しかし、Nd:YAGレーザは典型的にはアーク灯又は白熱灯
又は発光ダイオードであるポンプ源の制限のためにそれ
ほど効果的ではなく、比較的寿命も短いことが分ってき
た。
アーク灯又は白熱灯によるポンピングはそれらの制限さ
れた寿命のために好ましくない。それらの灯自身は200
〜300時間の寿命であり、定期的な交換を必要とする。
更に、それらは不必要で害を及ぼす紫外線放射を発生
し、その紫外線はYAG物質自身を劣化しがちである。
発光ダイオードによるポンピングは限定された出力と集
束性及び低い効率のために望ましくない。放射された光
の波長は非常に広範であり、また、Nd:YAG吸収線に適合
しない。更に、発光ダイオードはNd:YAGレーザのための
ポンプ源として使用されるとき固有の制限を与える広範
の発光スペクトルを有する。
これらのポンプ源によってポンピングされるNd:YAGレー
ザには例えば次のような開示されたものがある。F.W.Os
termayer,Jr.によるAppl.Phys.Lett.,Vol.18,No.3（197
1年）の93ページ,N.P.BarnesによるJ.Appl.Physics,Vo
l.44,No.1（1973年）の230ページ、R.B.CheslerとD.A.D
raegertによるAppl.Phys.Lett.,Vol.23,No.5（1973年）
の235ページ、R.B.AllenとS.J.ScaliseによるAppl.Phy
s.Lett.,Vol.14,No.6（1969年）の188ページ及びW.Culs
haw,J.Kannelsnd及びJ.E.PatersonによるJ.Quart.Elec
t.,Vol.QE−10,No.2（1974年）の253ページ。
しかし、低出力から高出力の応用に対する長寿命のNd:Y
AGレーザのより良い効率への要求がある。長寿命を有す
る周波数二倍Nd:YAGレーザは可視光域とその他の波長に
おける応用に対して効果的で適しているが、やはり要求
がある。
発明の概要 従って、本発明の目的は高効率と長寿命を有する空洞内
周波数二倍Nd:YAGレーザを提供することである。
本発明のもう１つの目的は比較的コンパクトな空洞内周
波数二倍Nd:YAGレーザを提供することである。
更に本発明の目的はダイオードでポンプされる空洞内周
波数二倍Nd:YAGレーザであって、高効率、長寿命がかつ
比較的コンパクトなものを提供することである。
更に本発明の目的は高効率、長寿命、比較的コンパクト
であり、周波数二倍化されないダイオードでポンプされ
るNd:YAGレーザを提供することである。
更に本発明の目的は高出力レーザダイオードアレー（la
ser diode arrsy）による効果的なポンピングを可能に
し、YAGの可視への効果的空洞内周波数二倍化を提供す
るNd:YAGレーザのための空洞デザインを提供することで
ある。
更に本発明の目的は、効果的な空洞内周波数二倍化を可
能にするためにNd:YAGレーザの偏光を制御するための手
段を提供することである。
更に本発明の目的はNd:YAGレーザに使用されるレーザダ
イオードポンプ源の周波数を制御する手段を提供するこ
とである。
更に別の目的はレーザダイオードアレーによってポンプ
されたNd:YAGロッドを用いて、可視スペクトル及び近赤
外線領域の双方でNd:YAGレーザビームを作り出すための
効果的方法を提供することである。
本発明の以上のその他の目的は以下の構成から成る高効
率でダイオードポンプされたコンパクトなNd:YAGレーザ
を提供することによって達成される。その構成は、前端
部と後端部を有するNd:YAGロッド、ハウジングであって
固定された位置でNd:YAGロッドをその先端前方部で保持
するための手段と、Nd:YAGロッドをポンプするためのレ
ーザダイオードで、そのロッドをポンプするためにその
ロッドに十分合う出力周波数を有し、ロッドと並んで後
ろでハウジングに固定されたレーザダイオードとを備え
るハウジング、出力カップラ手段であって、レーザ空洞
の前端のための反射表面とレーザ空洞の後端のための後
部ミラー手段を空洞内に置かれたNd:YAGロッドと共に有
する出力カップラ手段、レーザ空洞内にあってレーザロ
ッドの出力ビームを受けて、そのビームの波長を二等分
しその周波数を二倍にするように配置された周波数二倍
器から成り、効果的に周波数二倍化を促進するために偏
光レーザビームのためのレーザ空洞内に偏光手段が備え
られている構成である。
好適実施例には高効率でコンバクトな構造、例えばレー
ザポンピングにおける良好な効率、ビームの周波数二倍
化及び偏光に対する本発明のダイオードアレーポンプN
d:YAG装置の特徴が備わっている。
本発明は高出力レーザダイオードアレーによる効果的ポ
ンピングを可能にする空洞内周波数二倍Nd:YAGレーザを
提供する。本発明はレーザダイオードアレーの集束像に
適合するレーザ量の拡大をも提供する。空洞内のくびれ
は効果的な周波数二倍化を提供することが開示されてい
る。
ダイオードアレーは出力ビームの集束可能性が制限され
るという事実にもかかわらず、多量の出力を提供する。
マルチストリップアレー（multisprip arrys）は、例え
ば各々が楕円形のビームを有する連続した10のエミッタ
を有するので、放射ビームの編集は極めて多くの空間構
造を有する短形の幾何学的ビームとなる。都合の良いこ
とに、本発明はこの不都合をレーザダイオードアレーの
集束像に適合するようにレーザ量を拡大する機能を有す
るように作られた空洞で、それによってそれらのレーザ
ダイオードアレーの劣った集束特性にもかかわらず、そ
れらの高出力効率を利用できる空洞を提供することによ
って克服している。
本発明は更にいくつかの応用において周波数二倍するこ
となく低出力から高出力の有効な近赤外線レーザビーム
を生じることに有利である。
本発明による方法では、Nd:YAGレーザロッドは近赤外線
領域の出力を出すためにレーザダイオードによってポン
プされ、またそれは、可視ビームを作り出すために空洞
内周波数二倍することで二倍にされてもよい。そのビー
ムの偏光は周波数二倍するときの効率のために空洞内で
行われる。
本発明の更に多くの目的が、以下の記載、特許請求の範
囲によって明らかになり、また添付した図面に示されて
いる。図面は本発明の好適実施例とその原理を示し、そ
れらの原理を応用することにおいて現在最良と考えられ
るものを示している。
本発明及び添付した特許請求の範囲から離れることな
く、当業者は必要に従って本発明の原理又は同様の原理
を実施することで本発明の他の多くの実施が可能であ
り、また、構造的変更も可能である。
好適実施例 図面において、第１図は、ネオジム−YAGレーザ組立体1
0の長手方向の断面図である。レーザ10の主要構成要素
はネオジム−YAGレーザロッド11と前記組立体の後部に
あるレーザダイオード12である。組立体はレーザダイオ
ードビームがレーザロッド11への途中で通過するレンズ
13及び14と、レーザロッドの出力側にある周波数二倍器
16（点線で示す）と、組立体の前端部にある出力カップ
ラ17（ミラーの前表面を有する）と、組立体後部のヒー
トシンク18と、前記ダイオード12とヒートシンク18との
間にあるペルチェクーラ19と、ハウジング21とを有す
る。ハウジング21は前記全ての動作構成要素が取り付け
られている前方及び後方ハウジング要素22及び23とから
構成されてもよい。更に温度制御器24と電源26が組立体
に備わっている。
電源26はダイオード12に電力を供給し、その結果、ダイ
オードはレーザダイオードビーム27を放射し、いくらか
の余分な熱を発生させる。その余分な熱はペルチェクー
ラ19及びヒートシンク18によって除去される。温度制御
器24はダイオードの温度を調節し、Nd:YAGレーザロッド
11のポンピングのための正確な波長に温度によってダイ
オードを同調させるためのペルチェクーラ19に接続され
ることが示されている。レーザダイオード12は、ガリウ
ム・アルミニウム・ヒ素（GaAlAs）レーザダイオードア
レー（例えばアメリカ合衆国カリフォルニア州サノゼ、
ノース・ファースト・ストリート3333のSpectra Diode
Labsで製造されるモデルNo.2410）でもよく、それはNd:
YAGロッドの励起のための適切な波長に近く作られてい
るが、ダイオードの出力ビーム27の正確な『チューニン
グ』のために温度調節が必要とされる。１つの好適実施
例においては、レーザダイオード12はNd:YAGロッド11の
ポンピングに適した波長である実質的に0.808ミクロン
の波長のビームを放射する。このようなレーザダイオー
ドの効率は約20％である。
図面では多少略示されているように、ダイオード12はダ
イオードクランプ28によてハウジング内に保持されても
よい。
固定されたレンズマウント31はハウジングの一部（前方
ハウジング要素22の後端部フランジ32でもよい）に固定
され、レンズ13がその中で固定された位置に保持され
る。固定レンズ13はコリメーティングレンズとして働
き、レーザダイオードアレー12からの発散ビーム27を実
質的に平行ビームに変換する。
平行にされたレーザダイオードビーム27aは次にレンズ1
4を通る。そのレンズはビームをNd:YAGクリスタル11の
後端部に集束するための集束レンズである。図示されて
いるように集束レンズ14は調節可能であり、図示された
貫通孔内で回転可能な調節可能レンズスプール33に取り
付けられ、レンズ14の位置を前後に調節する。開口34は
好適には前方ハウジング要素22内に設けられるが、それ
は調節可能レンズスプール33に近づいてレンズスプール
内の一連の穴36を介してスプールを回転するためであ
る。
集束した集束レーザダイオードビーム27bはNd:YAGレー
ザロッド11の中に入り、該ロッド中のネオジム原子を励
起させて近赤外線領域のレーザビームを発生させる。
Nd:YAGレーザロッドのためのレーザ空洞は、出力カップ
ラ17であって半反射表面となっているものと、Nd:YAGロ
ッド11の後部のどこかに対置された後部ミラーとの間に
形成される。本発明の１つの実施例においては、レーザ
ロッド11自身の後部表面39が1.06ミクロンの波長のもの
に対して高い反射をするようにコートされ、レーザ空洞
の後部ミラーとして機能する。これもまた第４図におい
てNd:YAGロッド11の拡大図で示されている。この記載及
び添付した特許請求の範囲の中で使用される『反射』と
いう語は、半反射を含むものである。
Nd:YAGレーザロッド11の前方は空洞内周波数二倍器16で
あって、必要ということではないが、組立体10の内部に
あるのが好ましい。Nd:YAGレーザロッド11から出るレー
ザビーム41は周波数二倍器16を通過し、そこでビームの
波長は二等分され、周波数が二倍になる。好適には周波
数二倍器16は、この目的に対して、理想に近い周波数二
倍要素であるKTP、LiNbO3及びLiIO3を含むものから選ば
れたクリスタルである。KTPクリスタルは適切で好適な
周波数二倍器であり、本発明に関する波長においては有
効な周波数二倍化要素である。KTPクリスタル周波数二
倍器の出力は1.06ミクロンの波長のレーザビーム出力で
ほぼ二次級数的に増し、それゆえ、この周波数二倍器を
使用する装置の効率は低い出力でよりも高出力でのほう
がずっと大きい。
レーザビームは周波数二倍化の効率を最大にするため
に、レーザ空洞内で変更されるべきである。これは様々
な異った方法でも達成され得る。
本発明による１つの好適な方法は単にNd:YAGロッド11に
横方向ストレスを与えることであり、それはストレスの
軸線方向に沿うビーム偏光を引き起こす効果を有する。
本発明によると、レーザロッド11の横方向のストレスは
図示されているようにハウジング構成要素22内に貫通す
る簡単な止めネジ又はストレスネジ42によってなされて
もよい。レーザロッドにかかる横方向ストレスは実質的
に一定であることが重要なので、止めねじ42を有す組立
体に強い圧縮バネを加えてもよく、例えば止めネジとレ
ーザロッド11との間のベレビルワッシャ（Bellevillewa
sher）である。これは第１図には示されていないが、止
めネジ42によって接触されたベレビルワッシャ43の略示
が第2A図にあり、ベレビルワッシャ43の力がスペーサ部
材44によってNd−YAGロッド11の側部に加えられている
のが示されている。
第2A,2B及び2C図は略示的にレーザダイオード及びNd:YA
Gレーザ組立体の主要構成要素示し、レーザビーム41の
偏光を行わせるための３つの異なる装置を示している。
上記のように第2A図において、Nd:YAGロッド自身の横方
向にストレスを与えるものが示されている。第2B図は別
の方法を示しており、周波数二倍器16と前端部反射表面
17との間に４分の１波長板46が用いられている。第2C図
はブリュスター板47の使用、すなわちブリュスター角に
向けられた１片のガラスの使用が示されている。レーザ
空洞内で偏光の制御をすることが重要である。
本発明の別の重要な特徴はレーザ空洞内でのビーム整形
に関する。第１図及び第2A乃至2C図に示すように、出力
カップラの半反射表面17は好適には凹面である。また、
これらの図及び第４図にはNd:YAGレーザロッド11の前端
表面48が凸面でよいことが示されている。Nd:YAGロッド
の前端の曲率は約半径15ミルの球面曲率でよく、実際は
放射が集束するレンズをレーザ空洞内に置く。空洞内で
のビームの整形において、このレンズと協力するのは出
力カップラミラー17である。
第３図のグラフはレーザ空洞内のレーザビーム41の輪郭
を示す。それはビームのくびれ50、すなわち、２つの反
射面間のレーザ空洞内で共振するレーザビームの細い部
分を形成するビームの整形を図示する。第３図の表示で
は、後方反射表面はNd:YAGレーザロッドの平坦後部面39
として仮定されている。
レーザロッド前部のレンズ面48の曲率半径の変更は、ビ
ームのくびれ50の大きさに影響することが分った。より
小さい曲率半径は周波数二倍処置を増す、より小さなく
りびれを作り出す。本発明によると、ビームのくびれ50
をレーザロッドの前端48の半径の許容範囲を含む他のデ
ザインに関し実行可能な最小直径に減じること及び、ビ
ームのくびれの所にKTP周波数二倍クリスタルを置くこ
とはレーザの効率のために有効であることが分った。表
示した実施例の実行可能な最小のくびれの直径は約40ミ
クロンである。
本発明によるビーム整形の別の面は、YAGクリスタルを
励起するレーザダイオードビームの大きさに対するYAG
ロッド内の共振ビームのビーム量の適合に関する。凹面
の出力カップラミラー17とロッド反射の後部39をもつYA
Gロッドの前部のレンズ形端部48との組合わせは、第３
図のグラフ上の位置51での、すなわちYAGロッド内のビ
ームの大きさを適切な量に調節することが可能である。
レーザダイオードからYAGクリスタル中に集束されたビ
ームは、ロッド中でのネオジム原子の効率のよい励起の
ために、レーザロッド内のビーム51と重ならなければな
らない。ポンピング量は概してレージング量（Iasing v
olume）と同じでなければならない。もし、YAGクリスタ
ル内のレーザビーム量が極めて少ないと、レーザダイオ
ードビームからのポンプ量はレーザビーム量とあまり適
合せず、レーザ効率の低下という結果になる。
レーザロッド上のレンズ形端部48、出力カップラミラー
17とその曲率半径、レンズ48から後ろへ後部空洞ミラー
39（好適にはYAGロッドの平坦後端部）までの距離であ
って好適には約５ミルメートル及び実行可能な最小の大
きさのビームのくびれ50のKTP二倍クリスタルの配置と
の組合わせは、高効率の周波数二倍化されたレーザ出力
となる。出力カップラでの凹面ミラー17の曲率半径は、
本発明の１つの実施例において好適には約37ミリメート
ルである。この凹面ミラーとKTPクリスタル前端部との
間の距離は約31ミリメートルである。約５ミリメートル
の長さのKTPクリスタルが用いられてもよい。KTPクリス
タルの後部から後ろのYAGロッドのレンズ形前端部まで
は約22ミリメータでよい。上記のように、YAGロッド自
体は曲率半径が15ミリメートルのレンズ形前端部48を有
する約５ミルメートルのものでよい。
図示され、また、以上に記載したミラー配置は好適であ
るが、変更できることが理解されよう。例えば、レーザ
空洞の後部ミラー表面はNd:YAGレーザロッドの後部面39
の後ろのどこかに配置されたミラーを有してもよい。
本発明のレーザダイオードアレーポンプNd:YAGレーザ組
立体に関して、可視の低出力レーザビーム出力について
約0.5％乃至1.0％の効率が達成できることが分った。例
えば、約１ワットの電力をレーザダイオードに供給する
と、そのダイオードは約20％の効率を有するが、レーザ
ダイオード出力ビームは約200ミルワットの出力にな
る。概してこれらのポンプレベルでは、1.06ミクロンの
出力はダイオードレーザ出力のおよそ30％であり、それ
故、1.06ミクロンの出力ビームは約60ミルワットの出力
をもつ。このようにして、1.06ミクロンの出力に対して
およそ５％の効率が達成される。有効な周波数二倍化の
ために出力カップラは1.0ミクロンの波長に対しては高
反射率を有し、0.532ミクロンの波長のものに対しては
高透過率を有するようにコートされている。200ミルワ
ットのポンプレベルでは、空洞内1.06ミクロン強度はお
よそ10ワットである。この出力レベルでは、KTPの二倍
化効率は0.532ミクロンでおよそ10ミリワットの出力を
与えるのに十分である。
実質的に、より高い出力、例えばレーザダイオードへの
10ワットの入力では、２ワット出力ダイオードビームが
YAGロッドを励起して約600ミリワットのレーザビームを
放射する。この高出力では周波数二倍クリスタルはより
効率がよく、約100ミリワットの可視範囲の出力が達成
可能である。このようにして、中出力の可視レーザにお
ける１％の効率が達成される。
高出力のアウトプットでは、本発明のNd:YAGレーザは更
に相当効率が良い。例えば、もしレーザダイオードに40
ワットが入力されると約2.4ワットのレーザビームが周
波数二倍され、この出力でKTP周波数二倍器は1.06ミク
ロンの出力光の100パーセント近くを可視のものに変換
する。このようにして、可視領域の２ワット以上の出力
ビームが５％から６％の効率で達成される。
本発明の装置は近赤外領域のレーザを発生させるにも有
効である。本発明のこの形式においては、周波数二倍器
16（第１図の点線で示す）は除かれる。このように装置
の効率はレーザダイオードのおよそ20％の効率とNd:YAG
レーザロット自身のおよそ30％の効率とによってのみ制
限され、出力レベルにかかわらず全体の効率はほぼ６％
である。
このような赤外線レーザの一形態において、Nd:YAGレー
ザロッドの両端部はレーザ空洞の２つのミラーを形成し
てもよい。すなわち各端部は半反射し、ロッド自身の中
に空洞を形成する。出力カップラは必要とされないの
で、それによって極めて効率が良い近赤外レーザであっ
て、第１図に示した装置よりもずっとコンパクトなもの
となる。
以上に記載し、図示した本発明の好適実施例は、可能な
変更態様であって限定することを意図するものではな
い。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に従ったレーザダイオードポンプ形Nd:Y
AGレーザ組立体の部分縦断面図であり、ハウジング、冷
却装置及びその他の関連構成要素を有するものである。 第2A、2B及び2C図は、長手方向の略示断面図で、レーザ
ビームを偏光するための異なる手段を用いた装置を示
す。 第３図はレーザ空洞内のレーザビーム形状のグラフ図で
あり、Nd:YAGロッドと組立体の前端部の出力カップラと
の間に形成されたビームのくびれを有している。 第４図はレーザ装置のNd:YAGロッドの拡大断面図で、ロ
ッドの特別な表面を示す。 主要符号の説明 10……ネオジム−YAGレーザ組立体 11……ネオジム−YAGレーザロッド 12……レーザダイオード 16……周波数二倍器 17……出力カップラ 18……ヒートシンク 19……ペルチェクーラ 21……ハウジング 27……レーザダイオードビーム 42……止めネジ 43……ベレビルワッシャ 44……スペーサワッシャ 41……レーザビーム

Claims (44)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】高効率でダイオードポンプするコンパクト
    なネオジム−YAGレーザであって、 ａ） 前端部と後端部を有するネオジム−YAGレーザロ
    ッド、 ｂ） ハウジング内の前端部前方の固定した位置にネオ
    ジム−YAGロッドを保持する手段を有するハウジング、 ｃ） Nd:YAGロッドをポンプするためのレーザダイオー
    ドで、ロッドをポンプするために実質的にロッドに適合
    する出力周波数を有し、ハウジング内でロッドの後ろで
    ロッド心合わせされて固定されているレーザダイオー
    ド、 ｄ） レーザ空洞の前端部を形成する反射面を有する出
    力カップラー、 ｅ） Nd:YAGロッドを内部に有するレーザ空洞の後端部
    を形成する後方ミラー手段、 ｆ） レーザ空洞内の周波数二倍器であって、レーザロ
    ッドの出力ビームを受け、その波長を二等分し、周波数
    を二倍するために配置された周波数二倍器、 ｇ） レーザビームを偏光し、効率的な周波数二倍化を
    するための、レーザ内にある偏光手段とから成る装置。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載された装置で
    あって、 レーザダイオードがGaAlAsダイオードから成るところの
    装置。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項に記載された装置で
    あって、 レーザダイオードが実質的に0.808ミクロンの波長の出
    力ビームを有するところの装置。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲第３項に記載された装置で
    あって、 前記レーザロッドが近赤外領域にある実質的に1.06ミク
    ロンの出力レーザビームを発生させ、前記周波数二倍器
    によって前記ビームを実質的に0.532ミクロンの可視領
    域の波長に等分するところの装置。
  5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項に記載された装置で
    あって、 前記周波数二倍器がKTPクリスタルから成るところの装
    置。
  6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項に記載された装置で
    あって、 前記後部ミラー手段が形成される、前記Nd:YAGロッドの
    後端部で反射がなされ、そのためロッド後部と前記出力
    カップラ手段との間にレーザ空洞が作られるところの装
    置。
  7. 【請求項７】特許請求の範囲第６項に記載された装置で
    あって、 更に、レーザビームに整形し、ロッドの前でビームのく
    びれを形成するためのビーム整形手段を有するところの
    装置。
  8. 【請求項８】特許請求の範囲第７項に記載された装置で
    あって、 前記周波数二倍器が実質的に前記ビームのくびれの所に
    配置されているところの装置。
  9. 【請求項９】特許請求の範囲第７項に記載された装置で
    あって、 ビーム整形手段がビームの集束効果を有する凸に形成さ
    れたレーザロッドの前端面を有するところの装置。
  10. 【請求項１０】特許請求の範囲第８項に記載された装置
    であって、 ビーム整形手段が更に、出力カップラの前記反射面が凹
    面でレーザ空洞の内側に向けられて成るところの装置。
  11. 【請求項１１】特許請求の範囲第１項に記載された装置
    であって、 偏光手段がレーザロッドに横方向の圧縮ストレスを提供
    するためにハウジングに付けられたストレス手段から成
    るところの装置。
  12. 【請求項１２】特許請求の範囲第11項に記載された装置
    であって、 前記ストレス手段が、ロッドに圧縮力を与えるようにハ
    ウジングに固着され、ロッドの半径方向に向けられた圧
    縮スプリングから成るところの手段。
  13. 【請求項１３】特許請求の範囲第１項に記載された装置
    であって、 レーザダイオードが約10ワットの入力と約２ワットの出
    力を有するところの装置。
  14. 【請求項１４】特許請求の範囲第１項に記載された装置
    であって、 レーザダイオードが約１ワットの入力と約200ミリワッ
    トの出力を有するところの装置。
  15. 【請求項１５】特許請求の範囲第１項に記載された装置
    であって、 更に、ダイオードを所望の温度に維持し、ダイオードが
    Nd:YAGレーザロッドに適合するのを補助するためのダイ
    オード冷却手段を有するところの装置。
  16. 【請求項１６】特許請求の範囲第１項に記載された装置
    であって、 少なくとも約20％の効率のダイオードに約40ワットの入
    力をしたとき、レーザの全体の効率が約５％から６％で
    あるところの装置。
  17. 【請求項１７】特許請求の範囲第１項に記載された装置
    であって、 ダイオードへの約10ワットの入力とNd:YAGロッドへの約
    ２ワットの入力で、レーザの全体の効率が約１％である
    ところの装置。
  18. 【請求項１８】特許請求の範囲第１項に記載された装置
    であって、 更に、ビームを整形し、ロッドの前にビームのくびれを
    形成するためにレーザ空洞に付けられたビーム整形手段
    を有し、周波数二倍器が実質的にビームのくびれの所に
    配置されているところの装置。
  19. 【請求項１９】特許請求の範囲第18項に記載された装置
    であって、 ビーム整形手段が、ビームの集束効果を有する凸に形成
    されたレーザロッドの前端面と出力カップラ手段の凹の
    反射面から成り、前記前端面と前記凹の反射面の半径及
    びそれらの間の間隔が、ロッド内のビームのレーザ量が
    レーザダイオードビームのポンピング量によりよく適合
    し、また、最小の大きさのビームのくびれが形成される
    ものであるところの装置。
  20. 【請求項２０】特許請求の範囲第18項に記載された装置
    であって、 ビーム整形手段が、ビームの集束効果を有する凸に形成
    されたレーザロッドの前端面を有するところの装置。
  21. 【請求項２１】特許請求の範囲第20項に記載された装置
    であって、 ロッドの凸の前端表面が約10から15mmの曲率半径を有
    し、ビームのくびれの直径が約40ミクロンであるところ
    の装置。
  22. 【請求項２２】特許請求の範囲第21項に記載された装置
    であって、 ビーム整形手段が、出力カップラ手段の前記反射ミラー
    において凹面をも有するところの装置。
  23. 【請求項２３】高効率を有するネオジム−YAGダイオー
    ドポンプレーザであって、 ａ） ハウジング、 ｂ） ハウジング内に固着されたレーザダイオードであ
    り、少なくとも約20％の効率を有して、約0.8ミクロン
    の波長の出力ビームを有し、該ダイオードを冷却するた
    めの冷却手段を備えるレーザダイオード、 ｃ） レーザダイオードの前にあり、ハウジング内でダ
    イオードのビームの光路内に維持されたNd:YAGのレーザ
    ロッドで、ダイオードがレーザロッドをポンプするダイ
    オードの出力に十分に適合するレーザロッド、 ｄ） レーザロッドを内包するレーザ空洞を形成する前
    部及び後部ミラー手段、 とから成る装置。
  24. 【請求項２４】特許請求の範囲第23項に記載された装置
    であって、 更に、レーザ空洞内でレーザロッドの前にあり、それに
    よってレーザビームを可視光域にする周波数二倍器とレ
    ーザ空洞内にある偏光手段を有するところの装置。
  25. 【請求項２５】特許請求の範囲第24項に記載された装置
    であって、 更にレーザロッド内のビームの量をレーザダイオードか
    らのポンピングビームの量に一致させるための及び効率
    的なポンピングのための並びにビームの整形及びレーザ
    ロッドの前にビームのくびれを形成するための、実質的
    にくびれ部分に周波数二倍器を有する、ビーム整形手段
    を含む装置。
  26. 【請求項２６】特許請求の範囲第24項に記載された装置
    であって、 偏光手段が、レーザロッドに実質的に一定の横方向の圧
    縮ストレスを与えるためにハウジングに付けられたスト
    レス手段から成るところの装置。
  27. 【請求項２７】特許請求の範囲第24項に記載された装置
    であって、 周波数二倍器がKTPクリスタルから成るところの装置。
  28. 【請求項２８】特許請求の範囲第23項に記載された装置
    であって、 ミラー手段がレーザロッドの半反射前端面及び後端面か
    ら成るところの装置。
  29. 【請求項２９】特許請求の範囲第23項に記載された装置
    であって、 ミラー手段がレーザロッドの半反射後端表面とレーザ空
    洞の前端部として半反射面を有する出力カップラとから
    成り、可視光域のレーザビームを発生させるためにレー
    ザ空洞内の周波数二倍器とレーザ空洞内のビーム偏光器
    を有するところの装置。
  30. 【請求項３０】高効率で可視光スペクトルのレーザビー
    ムを作る方法であって、 ａ） ネオジム−YAGレーザロッドを有するレーザ空洞
    を形成する工程と、 ｂ） 近赤外線出力ビームを生成するべく、ロッドをポ
    ンプするためにロッドと十分に一致する出力周波数を有
    するレーザダイオードでレーザロッドをポンプする工
    程、 ｃ） 空洞中の周波数二倍器を使用して、近赤外線出力
    ビームの周波数を二倍化する工程、 ｄ） 周波数二倍化の効率を促進するためにレーザ空洞
    内でレーザビームを偏光する工程、 とから成る方法。
  31. 【請求項３１】特許請求の範囲第30項に記載された方法
    であって、 レーザダイオードがGaAlAsダイオードであるところの方
    法。
  32. 【請求項３２】特許請求の範囲第31項に記載された方法
    であって、 レーザダイオードが実質的に0.808ミクロンを波長の出
    力ビームを有するものであるところの方法。
  33. 【請求項３３】特許請求の範囲第32項に記載された方法
    であって、 レーザロッドが、近赤外線領域の実質的に1.06ミクロン
    の波長の出力レーザビームで、周波数二倍器によって実
    質的に可視光域の0.532ミクロンの波長に等分される出
    力レーザビームを作り出すレーザロッドであるところの
    方法。
  34. 【請求項３４】特許請求の範囲第30項に記載された方法
    であって、 周波数二倍器がKTPクリスタルからなるものであるとこ
    ろの方法。
  35. 【請求項３５】特許請求の範囲第30項に記載された方法
    であって、 更に、レーザロッドの前にビームのくびれを形成するた
    めにレーザビームを整形する工程を有する方法。
  36. 【請求項３６】特許請求の範囲第35項に記載された方法
    であって、 周波数二倍器が実質的にビームのくびれの所に配置され
    ているところの方法。
  37. 【請求項３７】特許請求の範囲第35項に記載された方法
    であって、 レーザビームの整形工程が、ビームの集束効果を有する
    レーザロッドの凸に形成された前端部表面を提供する工
    程を有するところの方法。
  38. 【請求項３８】特許請求の範囲第37項に記載された方法
    であって、 ビーム整形工程が更に、レーザ空洞の内側に向けられた
    レーザ空洞の前端部に凹の反射面を提供する工程を有す
    るところの方法。
  39. 【請求項３９】特許請求の範囲第30項に記載された方法
    であって、 偏光が、レーザロッドに横方向の圧縮ストレスを提供す
    ることで達成されるところの方法。
  40. 【請求項４０】特許請求の範囲第39項に記載された方法
    であって、 横方向の圧縮ストレスが、ロッドに圧縮力を与えるよう
    にハウジング内に固着され、ロッドの半径方向に向けら
    れた圧縮スプリングによって与えられるところの方法。
  41. 【請求項４１】特許請求の範囲第30項に記載された方法
    であって、 レーザダイオードが約10ワットの入力と約２ワットの出
    力を有するものであるところの方法。
  42. 【請求項４２】特許請求の範囲第30項に記載された方法
    であって、 Nd:YAGレーザロッドとの適合を補助するため、ダイオー
    ドを所望の温度に維持する工程をさらに含むところの方
    法。
  43. 【請求項４３】特許請求の範囲第30項に記載された方法
    であって、 ビームの集束効果を有する凸に形成されたレーザロッド
    の前端面と空洞の前部の凹の反射面であり、前記前端面
    と前記凹の反射面の半径及びそれらの間の間隔が、ロッ
    ド内のビームのレーザ量がレーザダイオードビームのポ
    ンピング量によりよく適合し、また、最小の大きさのビ
    ームのくびれが形成されるものを提供することによっ
    て、空洞内でビームを整形する工程を有するところの方
    法。
  44. 【請求項４４】特許請求の範囲第43項に記載された方法
    であって、 周波数二倍化クリスタルがビームのくびれた所に配置さ
    れているところの方法。
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