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JP2005150365A - Green laser device - Google Patents

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Publication number
JP2005150365A
JP2005150365A JP2003385341A JP2003385341A JP2005150365A JP 2005150365 A JP2005150365 A JP 2005150365A JP 2003385341 A JP2003385341 A JP 2003385341A JP 2003385341 A JP2003385341 A JP 2003385341A JP 2005150365 A JP2005150365 A JP 2005150365A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wavelength
optical resonator
laser device
green laser
optical
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
JP2003385341A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaki Tsuchida
雅基 土田
Hideaki Okano
英明 岡野
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 JP2003385341A priority Critical patent/JP2005150365A/en
Publication of JP2005150365A publication Critical patent/JP2005150365A/en
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Abstract

【課題】 レーザ装置では所望の波長以外の発振により、所望の波長の発振効率が低下す
るため、本発明では光共振器のQ値を制御することにより、大出力の可視光レーザを効率
良く、低コストで得る緑色レーザ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明の緑色レーザ装置は、励起光源と、プラセオジウムイオン(Pr3+
)とイッテルビウムイオン(Yb3+)を共添加したレーザ媒質を内部に含み、前記励起光
源からの光が入射されることによって前記レーザ媒質が励起される光共振器とを備え、前
記光共振器は、波長520nm付近のQ値が高く、波長635nm付近のQ値が低くなるように、前
記光共振器のQ値を、前記光共振器の入射側及び出射側に配置した共振ミラーの波長透過
特性により制御したり、前記光共振器内に設けたフィルターにより制御する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently produce a high-power visible light laser by controlling the Q value of an optical resonator in the present invention, because the oscillation efficiency of a desired wavelength is lowered due to oscillation other than the desired wavelength in a laser device. An object is to provide a green laser device obtained at low cost.
A green laser device of the present invention includes an excitation light source, praseodymium ions (Pr 3+).
) And ytterbium ions (Yb 3+ ), and an optical resonator in which the laser medium is excited when light from the pumping light source is incident. Is the wavelength transmission of the resonant mirror in which the Q value of the optical resonator is arranged on the incident side and the output side of the optical resonator so that the Q value near the wavelength of 520 nm is high and the Q value near the wavelength of 635 nm is low. It is controlled by the characteristics or by a filter provided in the optical resonator.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、ディスプレイ装置や記録装置などの光源として利用可能な緑色レーザ装置に
関するものである。
The present invention relates to a green laser device that can be used as a light source for a display device or a recording device.

従来、光ファイバのコア部にプラセオジムイオン(Pr3+)とイッテルビウムイオン(
Yb3+)を添加し、波長780nm 〜 900nmの励起光でアップコンバージョン励起を行い、波
長490nm〜720nmまでのレーザ光を得る装置が提案されている。
Conventionally, praseodymium ions (Pr 3+ ) and ytterbium ions (
Yb 3+ ) is added, up-conversion excitation is performed with excitation light having a wavelength of 780 to 900 nm, and an apparatus for obtaining laser light with a wavelength of 490 to 720 nm has been proposed.

例えば特許文献1では、共振器ミラーの特性を制御したり、波長可変素子を共振器内部
に入れることにより、490nm付近(青色波長)、520nm付近(緑色波長)、605nm付近(オ
レンジ色波長)、635nm付近(赤色波長)、715nm付近(赤外波長)等を発振可能にした例
が記載されている。
For example, in Patent Document 1, by controlling the characteristics of a resonator mirror or by placing a wavelength variable element inside the resonator, the vicinity of 490 nm (blue wavelength), 520 nm (green wavelength), 605 nm (orange wavelength), An example in which oscillation at around 635 nm (red wavelength), around 715 nm (infrared wavelength), etc. is described.

これらの発光は全て励起順位30、あるいは30と熱的につながりのある励起順位31
から電子が脱励起する際に生じるものであり、所望の波長以外の波長が発振してしまうと
、所望の波長の発振効率が悪化してしまう。しかしながら、特許文献1のように所望の波
長は高反射、それ以外は低反射にするというのでは共振器の作製に負担がかかる。例えば
反射素子を誘電体ミラーで作製するとすれば、発振させたくない波長帯域が広いため、全
てを低反射とし、所望の波長のみ高反射にするとなると、誘電体膜の膜層も厚く複雑にな
るため、ミラー自体の損失も大きくなり、作製のコストも大きくなってしまう。
米国特許5805631号明細書
All of these emissions are excitation order 3 P 0 or excitation order 3 P 1 that is thermally connected to 3 P 0.
This occurs when electrons are deexcited from the light source, and if a wavelength other than the desired wavelength oscillates, the oscillation efficiency of the desired wavelength deteriorates. However, if the desired wavelength is made highly reflective and the others are made low reflective as in Patent Document 1, a burden is imposed on the fabrication of the resonator. For example, if the reflecting element is made of a dielectric mirror, the wavelength band that you do not want to oscillate is wide, so if you make all low reflection and make only the desired wavelength highly reflective, the film layer of the dielectric film will also be thick and complicated For this reason, the loss of the mirror itself increases, and the manufacturing cost also increases.
US Pat. No. 5,805,631

上記したように、従来のレーザ装置では所望の波長以外の発振を抑えるための共振器特
性がはっきりしないため、必要以上の特性を持った共振器特性となってしまい、所望の波
長の発振効率も充分でなく、また製造コストも大きくなってしまう問題があった。
As described above, since the resonator characteristics for suppressing oscillation other than the desired wavelength are not clear in the conventional laser device, the resonator characteristics have characteristics more than necessary, and the oscillation efficiency of the desired wavelength is also high. There is a problem that it is not sufficient and the manufacturing cost is increased.

そこで、本発明は光共振器のQ値の制御により、大出力可視光レーザを効率良く、かつ
低コストで得る緑色レーザ装置を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a green laser device that can obtain a high-power visible light laser efficiently and at low cost by controlling the Q value of the optical resonator.

請求項1記載の本発明の緑色レーザ装置は、励起光源と、プラセオジウムイオン(Pr
3+)とイッテルビウムイオン(Yb3+)を共添加したレーザ媒質を内部に含み、前記励起
光源からの光が入射されることによって前記レーザ媒質が励起される光共振器とを備え、
前記光共振器は、波長520nm付近のQ値が高く、波長635nm付近のQ値が低くなるようにし
たことを特徴とする。
The green laser device according to the first aspect of the present invention includes an excitation light source, praseodymium ions (Pr).
3+ ) and a ytterbium ion (Yb 3+ ) co-doped with a laser medium, and comprising an optical resonator that excites the laser medium when light from the excitation light source is incident thereon,
The optical resonator has a high Q value near a wavelength of 520 nm and a low Q value near a wavelength of 635 nm.

前記光共振器のQ値は、前記光共振器の入射側及び出射側に配置した共振ミラーの波長
透過特性により制御したり、前記光共振器内に設けたフィルターにより制御するものであ
る。
The Q value of the optical resonator is controlled by the wavelength transmission characteristics of the resonant mirrors arranged on the incident side and the outgoing side of the optical resonator, or by a filter provided in the optical resonator.

また、請求項9記載の本発明の緑色レーザ装置は、半導体レーザ光源と、コア部にプラ
セオジウムイオン(Pr3+)とイッテルビウムイオン(Yb3+)を共添加し、前記半導体
レーザ光源からの光が入射されることによって前記コア部が励起される光ファイバとこの
光ファイバの入射側及び出射側に配置した共振ミラーを含む光共振器とを備え、
前記光共振器は、波長520nm付近のQ値が高く、波長635nm付近のQ値が低くなるように
、前記入射側の共振ミラーは、520nm付近の波長の反射率を高くし、635nm付近の波長の反
射率を低くし、前記出射側の共振ミラーは、635nm付近の波長の反射率を低くし、520nm付
近の波長を部分反射する特性を有することを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a green laser device according to the present invention, wherein a semiconductor laser light source, and praseodymium ions (Pr 3+ ) and ytterbium ions (Yb 3+ ) are co-added to a core portion, An optical fiber including the resonance mirror disposed on the incident side and the emission side of the optical fiber, and the optical fiber in which the core portion is excited by being incident,
The incident-side resonant mirror increases the reflectance at a wavelength near 520 nm so that the optical resonator has a high Q value near a wavelength of 520 nm and a low Q value near a wavelength of 635 nm. The resonating mirror on the exit side has a characteristic of lowering the reflectance at a wavelength near 635 nm and partially reflecting the wavelength near 520 nm.

さらに、請求項10記載の本発明の緑色レーザ装置は、半導体レーザ光源と、コア部に
プラセオジウムイオン(Pr3+)とイッテルビウムイオン(Yb3+)を共添加し、前記半
導体レーザからの光が入射されることによって前記コア部が励起される光ファイバとこの
光ファイバの入射側及び出射側に配置した共振ミラーを含む光共振器とを備え、
前記光共振器は、波長520nm付近のQ値が高く、波長635nm付近のQ値が低くなるように
、前記光共振器内にフィルターを設け、このフィルターは、520nm付近および780〜900nm
の波長はほぼ透過し、635nmの波長に対しては高反射の特性を有し、光共振器内の光軸に
対して斜めに設置したことを特徴とする。
Furthermore, the green laser device of the present invention according to claim 10 is characterized in that a semiconductor laser light source, and praseodymium ions (Pr 3+ ) and ytterbium ions (Yb 3+ ) are co-added to the core portion, An optical fiber in which the core part is excited by being incident, and an optical resonator including a resonant mirror disposed on an incident side and an output side of the optical fiber,
The optical resonator is provided with a filter in the optical resonator so that the Q value near the wavelength of 520 nm is high and the Q value near the wavelength of 635 nm is low, and this filter is provided near 520 nm and 780 to 900 nm.
The wavelength is substantially transmitted, has a high reflection characteristic with respect to a wavelength of 635 nm, and is characterized by being installed obliquely with respect to the optical axis in the optical resonator.

本発明によれば、共振器のQ値を制御することにより、高効率な大出力緑色レーザを得
ることができるという利点がある。
According to the present invention, there is an advantage that a high-efficiency high-power green laser can be obtained by controlling the Q value of the resonator.

以下、図面を参照しながら本発明に係る緑色レーザ装置について詳細に説明する。   Hereinafter, a green laser device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の緑色レーザ装置の第1の実施例を示す構成図である。なお以下全ての
図面において、同一の構成要素は同一の符号を付す。図1において、11は光ファイバで
あり、コア部とその外側に配されたクラッドにて構成され、コア部にプラセオジウムイオ
ン(Pr3+)とイッテルビウムイオン(Yb3+)を共添加したものであり、例えばフォノ
ンエネルギーの小さなフッ化物ファイバからなる。またPr3+/Yb3+の添加濃度は3000
/20000ppm by w.t. である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the green laser device of the present invention. In the following drawings, the same components are denoted by the same reference numerals. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes an optical fiber, which is composed of a core portion and a clad disposed outside the core portion, and is composed of co-added praseodymium ions (Pr 3+ ) and ytterbium ions (Yb 3+ ). For example, it is made of a fluoride fiber having a small phonon energy. The concentration of Pr 3+ / Yb 3+ added is 3000
/ 20000ppm by wt.

12,13は光ファイバ11の入射側端面及び出射側端面に設置された反射素子(ミラ
ー)であり、例えば誘電体ミラーからなり、共振器ミラーを構成する。また、14は光フ
ァイバ11に添加されたPr3+/Yb3+を励起する励起光源であり、780nm付近〜900nm付
近の波長を発する半導体レーザからなる。また、15は励起光源14から出力される励起
光であり、16は励起光を光ファイバ11に入射するための光学系(レンズ)である。さ
らに、17は出力側反射素子13から出力されるレーザ光であり、波長は520nm付近(以
下では520nmと記す)である。
Reference numerals 12 and 13 denote reflection elements (mirrors) installed on the incident-side end face and the emission-side end face of the optical fiber 11, which are composed of, for example, dielectric mirrors and constitute resonator mirrors. Reference numeral 14 denotes an excitation light source that excites Pr 3+ / Yb 3+ added to the optical fiber 11, and includes a semiconductor laser that emits a wavelength in the vicinity of 780 nm to 900 nm. Reference numeral 15 denotes excitation light output from the excitation light source 14, and reference numeral 16 denotes an optical system (lens) for making the excitation light incident on the optical fiber 11. Reference numeral 17 denotes a laser beam output from the output-side reflecting element 13 and has a wavelength of around 520 nm (hereinafter referred to as 520 nm).

次に、共振器ミラー12,13の特性および上記緑色レーザ装置の動作を説明する。図
2はPr3+とYb3+のエネルギー準位図、図3、図4は共振器ミラー12,13の透過特
性の例であり、横軸を波長、縦軸を透過率としている。
Next, the characteristics of the resonator mirrors 12 and 13 and the operation of the green laser device will be described. FIG. 2 is an energy level diagram of Pr 3+ and Yb 3+ , and FIGS. 3 and 4 are examples of transmission characteristics of the resonator mirrors 12 and 13, where the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents transmittance.

まず半導体レーザ光源14から励起光が出射されるが、励起光15は光学系16にて光
ファイバ11に入射される。光ファイバ11に入射した励起光は、光ファイバ11に添加
されたYb3+により吸収され、その後、Pr3+にエネルギー伝達され励起されたPr3+
ら発生した波長520nmの光を共振器ミラー12,13でくり返し反射増幅することにより
緑色波長520nmのレーザ光17を得、共振器ミラー13から取り出すことができる。
First, pumping light is emitted from the semiconductor laser light source 14, and the pumping light 15 enters the optical fiber 11 through the optical system 16. Excitation light incident on the optical fiber 11 is absorbed by the Yb 3+ added to the optical fiber 11, then, the resonator mirror optical wavelength 520nm generated from Pr 3+ that is energy transfer excited to Pr 3+ The laser light 17 having a green wavelength of 520 nm can be obtained by repeating reflection amplification at 12 and 13 and extracted from the resonator mirror 13.

この励起の様子と520nm波長の発振の原理を図2のエネルギー準位図、図3、図4の共
振器ミラー12,13の透過特性を用いて詳しく説明する。
The state of excitation and the principle of oscillation at a wavelength of 520 nm will be described in detail with reference to the energy level diagram of FIG. 2 and the transmission characteristics of the resonator mirrors 12 and 13 of FIGS.

図2において、Yb3+の基底状態27/2にある電子は、例えば波長830nm付近の励起光
を吸収し、順位25/2へ励起される。この準位に励起された電子はPr3+の励起順位14
にエネルギー伝達される。さらに、14の電子は励起光830nm付近を再び吸収し、Pr3+
31の準位に励起される。ここから励起順位35へ遷移する際、520nmの緑色光が発生
する。
In FIG. 2, an electron in the ground state 2 F 7/2 of Yb 3+ absorbs, for example, excitation light in the vicinity of a wavelength of 830 nm and is excited to the rank 2 F 5/2 . The electrons excited to this level are the excitation order 1 G 4 of Pr 3+.
Energy transferred to. Furthermore, 1 G 4 electrons again absorb around the excitation light of 830 nm, and Pr 3+
Excited to the 3 P 1 level. When transitioning from here to excitation order 3 H 5 , green light of 520 nm is generated.

この520nm光をレーザ発振させるためには上位準位31と下位準位35との間で電子の
いわゆる反転分布状態を形成する必要がある。しかしながら、この準位間の反転分布より
も熱的につながりのある準位30と下位準位32の反転分布が起こりやすいため、520nm
ではなく、635nm付近(以下では635nmと記す)の赤色波長が先に発振してしまう。
In order to oscillate the 520 nm light, it is necessary to form a so-called inversion distribution state of electrons between the upper level 3 P 1 and the lower level 3 H 5 . However, since the inversion than the inversion distribution between levels of thermally connected with level 3 P 0 lower level 3 F 2 easily occurs, 520 nm
Instead, the red wavelength around 635 nm (hereinafter referred to as 635 nm) oscillates first.

そこで本発明では、緑色の安定したレーザ光を発振させるために、光共振器用ミラーで
の635nmの透過率をできるだけ低く、つまり反射率をできるだけ下げて、光共振器のQ値
を小さくすることにより、635nmの発振を阻害し、520nmの光を発振させるようにした点に
特徴がある。
Therefore, in the present invention, in order to oscillate a green stable laser beam, the transmittance of 635 nm in the optical resonator mirror is as low as possible, that is, the reflectance is lowered as much as possible to reduce the Q value of the optical resonator. , 635nm oscillation is inhibited and 520nm light is oscillated.

ここで、緑色波長520nmのQ値を高くし、赤色波長635nmのQ値を下げた特徴をもつ光共
振器ミラー特性の具体例を説明する。図3は入射側のミラー特性を示し、図4は出力側の
ミラー特性を示している。図3に示すように、入射側ミラー12は、励起光を100%に近
い透過率にし、520nmの波長は、100%に近い反射率にする。この時、635nmのQ値を下げ
るために、635nmの波長は出来るだけ低い反射率になるように作製するのが望ましい。
Here, a specific example of the optical resonator mirror characteristic having a feature that the Q value of the green wavelength 520 nm is increased and the Q value of the red wavelength 635 nm is lowered will be described. FIG. 3 shows mirror characteristics on the incident side, and FIG. 4 shows mirror characteristics on the output side. As shown in FIG. 3, the incident side mirror 12 makes the excitation light a transmittance close to 100%, and the wavelength of 520 nm has a reflectance close to 100%. At this time, in order to lower the Q value of 635 nm, it is desirable to make the wavelength of 635 nm so that the reflectance is as low as possible.

一方、図4に示すように出力側ミラー13も同様に、635nmのQ値を下げるために、635
nmの波長は出来るだけ低い反射率になるように作製する。また波長520nmの反射率は、高
出力を得るために部分反射にする。また、励起光の波長に関しては、高反射にする事で励
起光の利用効率を高める事が出来るように作製する。この際、両側から励起光を入射する
場合においては、100%に近い透過率にするのは明白である。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the output side mirror 13 is similarly configured to reduce the Q value at 635 nm.
The wavelength of nm is made so that the reflectance is as low as possible. The reflectance at a wavelength of 520 nm is partially reflected to obtain a high output. In addition, the wavelength of the excitation light is made so that the utilization efficiency of the excitation light can be increased by making it highly reflective. At this time, when excitation light is incident from both sides, it is clear that the transmittance is close to 100%.

このように波長635nmの透過率を高くすることで、共振器のQ値を低下させ、波長635nm
の発振を阻害し、これにより波長520nmのQ値を高くすることができる。すなわち本発明
のように波長635nmの発振を阻害し、520nmの波長のみ発振するような共振器ミラー特性と
することで、阻害要因となる波長の発振が抑えられるため、高効率で大出力の緑色レーザ
装置が可能となる。
In this way, by increasing the transmittance at a wavelength of 635 nm, the Q value of the resonator is lowered, and the wavelength of 635 nm is reduced.
Oscillation can be inhibited, and thereby the Q value at a wavelength of 520 nm can be increased. In other words, by using a resonator mirror characteristic that inhibits oscillation at a wavelength of 635 nm and oscillates only at a wavelength of 520 nm as in the present invention, it is possible to suppress oscillation at a wavelength that becomes an impediment, so that a high-efficiency, high-output green color is achieved. A laser device is possible.

尚、上記実施例において、Pr3+/Yb3+を光ファイバに添加したが、ファイバに限る
ことはなく、バルク状の結晶、ガラスでも良い。また、励起光源14も半導体レーザに限
定する必要はなく、他の種類の光源でも良い。
In the above embodiment, Pr 3+ / Yb 3+ is added to the optical fiber. However, the present invention is not limited to the fiber, and a bulk crystal or glass may be used. Further, the excitation light source 14 need not be limited to a semiconductor laser, and may be another type of light source.

図5は、この発明の第2の実施例について説明するための概略構成図である。図5にお
いて、18,19は光共振器を構成する反射素子(ミラー)である。また20は光共振器
内部に設置されたフィルターであり、例えば誘電体多層膜フィルターからなる。
FIG. 5 is a schematic block diagram for explaining a second embodiment of the present invention. In FIG. 5, reference numerals 18 and 19 denote reflection elements (mirrors) constituting an optical resonator. Reference numeral 20 denotes a filter installed inside the optical resonator, which is composed of, for example, a dielectric multilayer filter.

上記実施例1で述べた通り、波長520nm光をレーザ発振させるためには、上位準位31
と下位準位35との間で電子のいわゆる反転分布状態を形成する必要がある。しかしなが
ら、この準位間の反転分布よりも熱的につながりのある31の直ぐ下の準位30と下位準
32の反転分布が起こりやすいため、波長635nmの赤色が先に発振してしまう。そこで
、波長635nmのQ値を下げる必要がある。
As described in the first embodiment, in order to oscillate light having a wavelength of 520 nm, the upper level 3 P 1
It is necessary to form a so-called inversion distribution state of electrons between and the lower level 3 H 5 . However, inversion for population inversion level 3 P 0 and the lower level 3 F 2 just below 3 P 1 to thermally with ties prone than distribution, red wavelength 635nm comes first among the levels Will oscillate. Therefore, it is necessary to lower the Q value at a wavelength of 635 nm.

本発明の実施例2では発振させたくない波長635nmの共振器のQ値を下げるが、実施;例
2の形態においては、Q値を下げる手段としてこれら波長の損失を増やす手段を設けてい
る。
In the second embodiment of the present invention, the Q value of a resonator having a wavelength of 635 nm that is not desired to be oscillated is lowered. However, in the second embodiment, means for increasing the loss of these wavelengths is provided as means for lowering the Q value.

即ち、20は、Q値を低下させるためのフィルターであり、例えば波長520nm、780nm〜
900nmに対してはほぼ透過し、波長635nmに対しては高反射の特性を持ち、共振器内の光軸
に対して斜めに反射するように設置している。したがって、このフィルター20により発
振させたくない波長635nmの光は、共振器外に反射され損失が大きくなりQ値が低下する
ため発振することはない。この際、光共振器用のミラー18,19は波長635nmのQ値を上
げるように作製し、波長520nmを特に処置する必要は無いが、反射率を下げるようにして
も良い。
That is, 20 is a filter for reducing the Q value.
It is installed so as to be almost transparent for 900 nm and highly reflective for a wavelength of 635 nm and to be reflected obliquely with respect to the optical axis in the resonator. Accordingly, light having a wavelength of 635 nm that is not desired to be oscillated by the filter 20 is not oscillated because it is reflected outside the resonator and the loss increases and the Q value decreases. At this time, the mirrors 18 and 19 for the optical resonator are manufactured so as to increase the Q value of the wavelength of 635 nm, and it is not necessary to particularly treat the wavelength of 520 nm, but the reflectance may be decreased.

図6は、フィルター20の具体的な構造例を示すもので、光ファイバ11の一部を斜め
にカットし、カット面のいずれか一方に誘電体ミラー等からなるフィルター素子21を直
接蒸着して接合し、この誘電体ミラー21に波長520nm、780nm〜900nmに対してはほぼ透
過し、波長635nmに対しては高反射の特性を持たせるようにしたものである。これにより
、波長635nmの光は共振器外に反射されることになる。
FIG. 6 shows a specific example of the structure of the filter 20. A part of the optical fiber 11 is cut obliquely, and a filter element 21 made of a dielectric mirror or the like is directly deposited on one of the cut surfaces. The dielectric mirror 21 is substantially transmitted for wavelengths 520 nm and 780 nm to 900 nm, and has a high reflection characteristic for wavelength 635 nm. As a result, light having a wavelength of 635 nm is reflected outside the resonator.

また、図7は、フィルター20の別の具体構造例を示すもので、光ファイバ11の一部
をカットし、カット面の一方から出力した光をレンズ22でコリメート(平行化)し、フ
ィルター素子23を介してレンズ24に入力し、レンズ24で再び集光して光ファイバ1
1のカット面の他方に入力するようにしたものである。この例において、フィルター素子
23は誘電体ミラー等からなり、この誘電体ミラー23に波長520nm、780nm〜900nmに対
してはほぼ透過し、波長635nmに対しては高反射の特性を持たせるようにしたものである
。これにより、波長635nmの光は共振器外に反射されることになる。
FIG. 7 shows another example of the structure of the filter 20. A part of the optical fiber 11 is cut, and the light output from one of the cut surfaces is collimated (parallelized) by the lens 22. The optical fiber 1 is input to the lens 24 via 23 and condensed again by the lens 24.
This is input to the other one of the cut surfaces. In this example, the filter element 23 is composed of a dielectric mirror or the like, and the dielectric mirror 23 is substantially transmitted for wavelengths of 520 nm and 780 nm to 900 nm, and has a high reflection characteristic for the wavelength of 635 nm. It is a thing. As a result, light having a wavelength of 635 nm is reflected outside the resonator.

かくして、本発明のように波長520nmの発振に必要な励起順位3514間の発振のみ
が発振するようなQ値制御フィルターを共振器内に設置することで、高効率で大出力が可
能な緑色レーザ装置を得ることができる。その他の動作及び効果は前述したものと同じで
ある。
Thus, by installing in the resonator a Q-value control filter that only oscillates between the excitation orders 3 H 5 and 1 G 4 required for oscillation at a wavelength of 520 nm as in the present invention, it is highly efficient and large. A green laser device capable of output can be obtained. Other operations and effects are the same as those described above.

また、上記第1,第2の実施例において、光ファイバはマルチモードの光ファイバであ
っても良い。また、レーザ媒質を励起する励起光はマルチモードの半導体レーザであって
も良い。これらを併用することにより大出力の緑色レーザ光を取り出すことが可能となる
In the first and second embodiments, the optical fiber may be a multimode optical fiber. The excitation light for exciting the laser medium may be a multimode semiconductor laser. By using these together, it becomes possible to take out a high-power green laser beam.

この発明の一実施の形態について説明するための概略構成図。(実施例1)BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic block diagram for demonstrating one Embodiment of this invention. (Example 1) Pr3+/Yb3+のエネルギー遷移を説明するエネルギー準位図。The energy level diagram explaining the energy transition of Pr3 + / Yb3 + . この発明における入力側共振器ミラーの透過特性を示す特性図。The characteristic view which shows the transmission characteristic of the input side resonator mirror in this invention. この発明における出力側共振器ミラーの透過特性を示す特性図。The characteristic view which shows the transmission characteristic of the output side resonator mirror in this invention. この発明の他の実施例について説明するための概略構成図。(実施例2)The schematic block diagram for demonstrating the other Example of this invention. (Example 2) 図5のフィルター20の具体構造例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the example of a specific structure of the filter 20 of FIG. 図5のフィルター20の他の具体構造例を説明するための構成図。The block diagram for demonstrating the other specific structural example of the filter 20 of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11 光ファイバ
12 反射素子
13 反射素子
14 励起光源
15 励起光
16 光学系
17 レーザ光
18 反射素子
19 反射素子
20 フィルター

DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Optical fiber 12 Reflective element 13 Reflective element 14 Excitation light source 15 Excitation light 16 Optical system 17 Laser beam 18 Reflective element 19 Reflective element 20 Filter

Claims (10)

励起光源と、
プラセオジウムイオン(Pr3+)とイッテルビウムイオン(Yb3+)を共添加したレーザ
媒質を内部に含み、前記励起光源からの光が入射されることによって前記レーザ媒質が励
起される光共振器とを備え、
前記光共振器は、波長520nm付近のQ値が高く、波長635nm付近のQ値が低くなるようにし
たことを特徴とする緑色レーザ装置。
An excitation light source;
An optical resonator that includes a laser medium co-doped with praseodymium ions (Pr 3+ ) and ytterbium ions (Yb 3+ ), and is excited by the incidence of light from the excitation light source. Prepared,
A green laser device characterized in that the optical resonator has a high Q value near a wavelength of 520 nm and a low Q value near a wavelength of 635 nm.
前記光共振器のQ値は、前記光共振器の入射側及び出射側に配置した共振ミラーの波長透
過特性により制御することを特徴とする請求項1記載の緑色レーザ装置。
2. The green laser device according to claim 1, wherein the Q value of the optical resonator is controlled by wavelength transmission characteristics of a resonant mirror disposed on an incident side and an output side of the optical resonator.
前記光共振器の入射側の共振ミラーは、520nm付近の波長の反射率を高くし、635nm付近の
波長の反射率を低くし、前記出射側の共振ミラーは、635nm付近の波長の反射率を低くし
、520nm付近の波長を部分反射する特性を有することを特徴とする請求項2記載の緑色レ
ーザ装置。
The resonant mirror on the incident side of the optical resonator increases the reflectivity at a wavelength near 520 nm and decreases the reflectivity at a wavelength near 635 nm, and the resonant mirror on the output side increases the reflectivity at a wavelength near 635 nm. 3. The green laser device according to claim 2, wherein the green laser device has a characteristic of being lowered and partially reflecting a wavelength around 520 nm.
前記光共振器のQ値は、前記光共振器内に設けたフィルターにより制御することを特徴と
する請求項1記載の緑色レーザ装置。
2. The green laser device according to claim 1, wherein the Q value of the optical resonator is controlled by a filter provided in the optical resonator.
前記フィルターは、520nm付近および780〜900nmの波長はほぼ透過し、635nmの波長に対し
ては高反射の特性を有し、光共振器内の光軸に対して斜めに反射するように設置したこと
を特徴とする請求項4記載の緑色レーザ装置。
The filter was installed so that the wavelength near 520 nm and wavelengths of 780 to 900 nm were almost transmitted, had a high reflection characteristic with respect to the wavelength of 635 nm, and reflected obliquely with respect to the optical axis in the optical resonator. The green laser device according to claim 4.
前記レーザ媒質を励起する励起光源は、マルチモードの半導体レーザであることを特徴と
する請求項1記載の緑色レーザ装置。
2. The green laser device according to claim 1, wherein the excitation light source for exciting the laser medium is a multimode semiconductor laser.
前記レーザ媒質は、光ファイバの内部に設けられたコア部であることを特徴とする請求項
1記載の緑色レーザ装置。
2. The green laser device according to claim 1, wherein the laser medium is a core portion provided in an optical fiber.
前記光ファイバは、マルチモードの光ファイバであることを特徴とする請求項7記載のレ
ーザ装置。
The laser apparatus according to claim 7, wherein the optical fiber is a multimode optical fiber.
半導体レーザ光源と、
コア部にプラセオジウムイオン(Pr3+)とイッテルビウムイオン(Yb3+)を共添加し
、前記半導体レーザ光源からの光が入射されることによって前記コア部が励起される光フ
ァイバと、この光ファイバの入射側及び出射側に配置した共振ミラーを含む光共振器とを
備え、
前記光共振器は、波長520nm付近のQ値が高く、波長635nm付近のQ値が低くなるように
、前記入射側の共振ミラーは、520nm付近の波長の反射率を高くし、635nm付近の波長の反
射率を低くし、前記出射側の共振ミラーは、635nm付近の波長の反射率を低くし、520nm付
近の波長を部分反射する特性を有することを特徴とする緑色レーザ装置。
A semiconductor laser light source;
An optical fiber in which praseodymium ion (Pr 3+ ) and ytterbium ion (Yb 3+ ) are co-added to the core portion, and the core portion is excited by the incidence of light from the semiconductor laser light source, and the optical fiber An optical resonator including a resonant mirror disposed on the incident side and the outgoing side of
The incident-side resonant mirror increases the reflectance at a wavelength near 520 nm so that the optical resonator has a high Q value near a wavelength of 520 nm and a low Q value near a wavelength of 635 nm. The green laser device is characterized in that the reflectance mirror of the emission side is lowered, the reflectance of the wavelength near 635 nm is lowered, and the wavelength near 520 nm is partially reflected.
半導体レーザ光源と、
コア部にプラセオジウムイオン(Pr3+)とイッテルビウムイオン(Yb3+)を共添加し
、前記半導体レーザからの光が入射されることによって前記コア部が励起される光ファイ
バと、この光ファイバの入射側及び出射側に配置した共振ミラーを含む光共振器とを備え

前記光共振器は、波長520nm付近のQ値が高く、波長635nm付近のQ値が低くなるように
、前記光共振器内にフィルターを設け、このフィルターは、520nm付近および780〜900nm
の波長はほぼ透過し、635nmの波長に対しては高反射の特性を有し、光共振器内の光軸に
対して斜めに設置したことを特徴とする緑色レーザ装置。


A semiconductor laser light source;
An optical fiber in which praseodymium ions (Pr 3+ ) and ytterbium ions (Yb 3+ ) are co-added to the core portion, and the core portion is excited by the incidence of light from the semiconductor laser; An optical resonator including a resonance mirror disposed on the incident side and the emission side,
The optical resonator is provided with a filter in the optical resonator so that the Q value near the wavelength of 520 nm is high and the Q value near the wavelength of 635 nm is low, and this filter is provided near 520 nm and 780 to 900 nm.
The green laser device is characterized in that it is substantially transmitted, has a high reflection characteristic with respect to a wavelength of 635 nm, and is installed obliquely with respect to the optical axis in the optical resonator.


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