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JPH05102567A - Solid-state laser oscillation system - Google Patents

Solid-state laser oscillation system

Info

Publication number
JPH05102567A
JPH05102567A JP26224991A JP26224991A JPH05102567A JP H05102567 A JPH05102567 A JP H05102567A JP 26224991 A JP26224991 A JP 26224991A JP 26224991 A JP26224991 A JP 26224991A JP H05102567 A JPH05102567 A JP H05102567A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
solid
state laser
medium
resonator
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
JP26224991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sadao Nakai
貞雄 中井
Masahiro Nakatsuka
正大 中塚
Masanori Yamanaka
正宣 山中
Kenta Naito
健太 内藤
Masahito Omi
雅人 近江
Chiyoe Yamanaka
千代衛 山中
Hajime Onoda
元 小野田
Hiroshi Nakazato
宏 中里
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.)
Kimmon Electric Co Ltd
Nissin Electric Co Ltd
Institute for Laser Technology
Original Assignee
Kimmon Electric Co Ltd
Nissin Electric Co Ltd
Institute for Laser Technology
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 Kimmon Electric Co Ltd, Nissin Electric Co Ltd, Institute for Laser Technology filed Critical Kimmon Electric Co Ltd
Priority to JP26224991A priority Critical patent/JPH05102567A/en
Publication of JPH05102567A publication Critical patent/JPH05102567A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a long lifetime solid-state laser oscillation system capable of oscillating a laser beam which is high in oscillation efficiency and excellent in the quality of output beam. CONSTITUTION:The medium of a solid-state laser medium rod 10 is resonated and oscillated by the laser light from a semiconductor laser 8. The oscillation laser light is resonated and amplified in a resonator while its wavelength is selected by an etalon 12 in the resonator. The laser light is harmonized in an acousto-optical OMEGA switch 13 and synchronized to an outside signal by an acousto-optic synchronizing switch 14 so that it may be output as a single mode laser from an output plane mirror.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、固体レーザー発振シ
ステムに係り、特に、半導体レーザーで固体レーザー媒
質が励起されてレーザービームが発生されるカイゼンガ
ー(Kuizenga)型の固体レーザー発振システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state laser oscillation system, and more particularly to a solid laser oscillation system of the Kaizenga type in which a semiconductor laser excites a solid-state laser medium to generate a laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、固体レーザー発振システムとして
カイゼンガー(Kuizenga)型の強制モード同期発振器が米
国学会誌 IEEE OF QUANTUM ELECTRONICS, VOL. QE-17,
P.1694(1981) に知られている。このカイゼンガー型の
強制モード同期発振器では、励起光源としてフラッシュ
ランプが用いられ、このフラッシュランプからの励起光
によって固体レーザー媒質が励起されてレーザービーム
が発生される。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a solid-state laser oscillation system, a Kaizenga type forced mode-locked oscillator has been used in IEEE OF QUANTUM ELECTRONICS, VOL. QE-17,
It is known from P.1694 (1981). In this Kaizenger type forced mode-locked oscillator, a flash lamp is used as an excitation light source, and the excitation light from this flash lamp excites the solid-state laser medium to generate a laser beam.

【0003】図2には、この強制モード同期発振器が示
されている。図2において、2は、固体レーザー媒質、
例えば、YAGロッドを示し、この固体レーザー媒質2
は、この周りに配置された励起光源としてのフラッシュ
ランプからの励起光によって励起され、レーザー光が多
モード発振される。このレーザー光は、共振器を構成す
る共振器ミラー6及びレーザービームが取り出されるミ
ラー7間で発振され、この発振されたレーザー光がこの
共振器の光路中に配置された音響光学的Qスイッチ3、
エタロン板4、及び音響光学的強制モード同期素子5を
伝播することによって共振器内でモード同期され、単一
モードの特定波長パルスレーザービームとしてミラー7
から取り出される。即ち、固体レーザー媒質2からの多
モード連続発振レーザー光は、エタロン板4において波
長選択されて特定波長のレーザ光が同調され、音響光学
的Qスイッチ3にそのモードが同期され、しかも、音響
光学的強制モード同期素子5よって外部からの同期信号
に同期される。従って、図2に示す強制モード同期発振
器からは、鋭いピークレベルを有するレーザービームが
発生される。
FIG. 2 shows this forced mode locked oscillator. In FIG. 2, 2 is a solid laser medium,
For example, a YAG rod is shown, and this solid-state laser medium 2
Is excited by excitation light from a flash lamp as an excitation light source arranged around this, and laser light is multimode-oscillated. This laser light is oscillated between a resonator mirror 6 that constitutes a resonator and a mirror 7 through which a laser beam is extracted, and the oscillated laser light is placed in the optical path of this resonator. ,
The light is mode-locked in the resonator by propagating through the etalon plate 4 and the acousto-optical forced mode-locking element 5, and the mirror 7 is formed as a single-mode pulse laser beam having a specific wavelength.
Taken from. That is, the multimode continuous wave laser light from the solid-state laser medium 2 is wavelength-selected by the etalon plate 4, the laser light of a specific wavelength is tuned, the mode is synchronized with the acousto-optic Q switch 3, and the acousto-optic laser is used. The statically forced mode synchronization element 5 synchronizes with a synchronization signal from the outside. Therefore, a laser beam having a sharp peak level is generated from the forced mode-locked oscillator shown in FIG.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図2に示すような発振
器においては、励起光源としてフラッシュランプが用い
られていることから、次のような問題がある。即ち、フ
ラッシュランプは、発光スペクトルが広い励起光を発生
することから、レーザー発振器としての励起効率が悪
く、高熱を発生することから固体レーザー媒質、即ち、
YAGロッド内の屈折率が変化されて発振不安定となる
問題がある。また、このような熱的な対策の為に固体レ
ーザー媒質を冷却する冷却装置を設けることが必要とさ
れ、発振器自体が大型化する問題もある。更に、冷却装
置を設けたとしても出力レーザービームとして質の悪い
レーザービームが発振されてしまう問題がある。更にま
た、励起光源としてフラッシュランプを用いるレーザー
発振器は、その寿命が400時間程と短い問題もある。
In the oscillator as shown in FIG. 2, since the flash lamp is used as the excitation light source, there are the following problems. That is, since a flash lamp generates excitation light having a wide emission spectrum, the excitation efficiency as a laser oscillator is poor, and high heat is generated.
There is a problem that the refractive index in the YAG rod is changed and the oscillation becomes unstable. Further, it is necessary to provide a cooling device for cooling the solid-state laser medium for such a thermal countermeasure, and there is a problem that the oscillator itself becomes large. Further, even if a cooling device is provided, there is a problem that a poor quality laser beam is oscillated as an output laser beam. Furthermore, a laser oscillator using a flash lamp as an excitation light source has a problem that its life is short, about 400 hours.

【0005】この発明の目的は、上述した事情に鑑みな
されたものであって、高い発振効率で出力レーザービー
ムの質が良好なレーザービームを発振することができる
長寿命の固体レーザー発振システムを提供するにある。
The object of the present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a long-lived solid-state laser oscillation system capable of oscillating a laser beam with high oscillation efficiency and good output laser beam quality. There is

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明によれば、固体
レーザー媒質と、固体レーザー媒質に励起用レーザー光
を連続して供給する半導体レーザーと、固体レーザー媒
質から発生されたレーザー光を共振増幅する光学的共振
器と、共振器内に配置され、特定波長を選択する波長選
択素子と、共振器内に配置され、発振されるレーザー光
を同調同期させる同調同期光学手段とから構成されるこ
とを特徴とする固体レーザー発振システムが提供され
る。
According to the present invention, a solid-state laser medium, a semiconductor laser for continuously supplying a pumping laser beam to the solid-state laser medium, and a laser beam generated from the solid-state laser medium are resonantly amplified. An optical resonator, a wavelength selection element arranged in the resonator for selecting a specific wavelength, and a tuning synchronization optical means arranged in the resonator for tuning and synchronizing the oscillated laser light. A solid-state laser oscillation system is provided.

【0007】[0007]

【作用】この発明の固体レーザー発振システムにおいて
は、半導体レーザーが固体レーザー媒質を共鳴励起する
に最適な波長を有する励起用レーザービームを連続的に
固体レーザー媒質に供給していることから、固体レーザ
ー媒質を高効率で励起することができ、また、固体レー
ザー媒質が不必要に加熱されることがないことから、こ
れから発生されるレーザービームの品質を高めることが
できる。しかも、励起用光源として半導体レーザーを採
用していることから、固体レーザー発振システムの長寿
命化を達成することができる。
In the solid-state laser oscillation system of the present invention, since the semiconductor laser continuously supplies the excitation laser beam having the optimum wavelength for resonantly exciting the solid-state laser medium to the solid-state laser medium, The medium can be excited with high efficiency, and since the solid-state laser medium is not unnecessarily heated, the quality of the laser beam generated from this can be improved. Moreover, since the semiconductor laser is used as the excitation light source, the life of the solid-state laser oscillation system can be extended.

【0008】[0008]

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例に係
る固体レーザー発振システムについて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A solid-state laser oscillation system according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】図1は、カイゼンガー(Kuizenga)型の固体
レーザー発振システムを示している。図1において10
は、固体レーザー媒質、例えば、YAG,YLF,YV
O4 ,或は、ガラスのロッドを示し、この固体レーザ媒
質のロッドの一方の面10Aは、集光レンズ系9を介し
て半導体レーザー8、即ち、レーザーダイオードに向け
られている。ロッドの一方の面10Aには、半導体レー
ザー8から発生される励起用レーザー光の透過を許し、
発振されたレーザー光を選択的に反射する反射膜がコー
トされている。また、ロッドの他方の面10Bは、発振
されたレーザー光を効果的にロッド10の一方の面10
Aの反射膜に導くために光軸に対してブルースター角に
カットされている。
FIG. 1 shows a solid-state laser oscillation system of the Kaizenga type. 1 in FIG.
Is a solid-state laser medium such as YAG, YLF, YV
O4 or a glass rod is shown, and one surface 10A of the rod of the solid laser medium is directed to the semiconductor laser 8, that is, the laser diode through the condenser lens system 9. The one surface 10A of the rod allows the laser light for excitation generated from the semiconductor laser 8 to pass therethrough,
A reflective film that selectively reflects the oscillated laser light is coated. In addition, the other surface 10B of the rod 10 effectively causes the oscillated laser light to travel to one surface 10B of the rod 10.
It is cut at Brewster's angle with respect to the optical axis in order to lead to the reflection film of A.

【0010】半導体レーザー8、集光光学系9及びレー
ザー媒質ロッド10の光軸上には、ブルースター面とし
てのロッド10の他方の面10Bで発振レーザー光に与
えられる非点収差を補正する為に凹面鏡11が配置され
ている。この凹面鏡11は、非点収差を補正する為にブ
ルースターカット面10Bで規制されるP波及び凹面鏡
11で反射される反射波の光軸18、19が成す角θが
適切に定められ、しかも、そのP波の偏波面及び反射波
の偏波面が同一面と成るように形成されている。この凹
面鏡11に対向するようにその光軸19上には、発振さ
れたレーザービームが出力される平面鏡15が配置され
ている。この平面鏡15とロッド10の一方の面10A
の反射膜によってレーザー共振器が構成される。凹面鏡
11と平面鏡15間には、発振波長を選択する為のエタ
ロン板12、多モードでレーザー媒質ロッド10から連
続発振されたレーザー光を同調させる音響光学的Qスイ
ッチ13、及び発振レーザー光を外部からの同期信号S
0 に強制的に同期させる音響光学的強制モード同期素子
14が配置されている。
On the optical axes of the semiconductor laser 8, the focusing optical system 9 and the laser medium rod 10, the astigmatism given to the oscillated laser beam on the other surface 10B of the rod 10 as a Brewster surface is corrected. A concave mirror 11 is arranged in the. In this concave mirror 11, the angle θ formed by the optical axes 18 and 19 of the P wave regulated by the Brewster cut surface 10B and the reflected wave reflected by the concave mirror 11 is appropriately determined in order to correct astigmatism. The plane of polarization of the P wave and the plane of polarization of the reflected wave are formed on the same plane. A plane mirror 15 for outputting an oscillated laser beam is arranged on the optical axis 19 so as to face the concave mirror 11. One surface 10A of the plane mirror 15 and the rod 10
A laser resonator is constituted by the reflective film of. Between the concave mirror 11 and the plane mirror 15, an etalon plate 12 for selecting an oscillation wavelength, an acousto-optical Q switch 13 for tuning the laser light continuously oscillated from the laser medium rod 10 in multiple modes, and an oscillating laser light are externally provided. Sync signal S from
An acousto-optical forced mode-locking element 14 for forcibly synchronizing with 0 is arranged.

【0011】図1に示される固体レーザー発振システム
においては、半導体レーザー8からは、固体レーザー媒
質ロッド10の媒質を共鳴励起するに最適な波長を有す
るレーザー光が発生され、この励起用レーザー光は、集
光レンズ系9によって固体レーザー媒質ロッド10内に
その反射面としての面10Aを介して集光される。これ
により、ロッド10内の媒質は、励起用レーザービーム
によって共鳴励起されて連続して多モードレーザー光が
このロッド10から発生される。この発生されたレーザ
光は、ロッド10内にその反射面としての面10A及び
平面鏡15間を伝播され、この間で共振増幅される。共
振増幅されるレーザー光は、エタロン12にその波長が
制限され、音響光学的Qスイッチ13によって同調さ
れ、また、音響光学的強制モード同期スイッチ14によ
って外部からその同期スイッチ14に与えらる同期信号
S0 に同期される。従って、平面鏡15からは、外部か
ら同期スイッチ14に与えられる同期信号に同期して大
きなピークパワーを有する単一モードパルスレーザービ
ームが出力される。
In the solid-state laser oscillation system shown in FIG. 1, the semiconductor laser 8 generates a laser beam having a wavelength optimum for resonantly exciting the medium of the solid-state laser medium rod 10, and this exciting laser beam is used. The light is condensed by the condenser lens system 9 into the solid-state laser medium rod 10 through the surface 10A as its reflection surface. As a result, the medium in the rod 10 is resonantly excited by the laser beam for excitation, and multimode laser light is continuously generated from the rod 10. The generated laser light propagates in the rod 10 between the surface 10A as a reflection surface thereof and the plane mirror 15, and is resonantly amplified during this period. The wavelength of the resonance-amplified laser light is limited to the etalon 12, is tuned by the acousto-optic Q-switch 13, and is externally given to the sync-switch 14 by the acousto-optic forced mode-locking switch 14. Synchronized to S0. Therefore, the plane mirror 15 outputs a single-mode pulse laser beam having a large peak power in synchronization with the synchronization signal externally applied to the synchronization switch 14.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上のようにこの発明の固体レーザー発
振システムにおいては、励起用レーザーが固体レーザー
媒質を共鳴励起するに最適な波長を有することから、固
体レーザー媒質を高効率で励起することができ、固体レ
ーザー媒質を不必要に加熱することがないことから、こ
れから発生されるレーザービームの品質を高めることが
できる。しかも、励起用光源として半導体レーザーを採
用していることから、固体レーザー発振システムの長寿
命化を達成することができる。具体的には、半導体レー
ザーを採用した固体レーザー発振システムは、1000
0時間の動作可能と推定される。
As described above, in the solid-state laser oscillation system of the present invention, since the excitation laser has the optimum wavelength for resonantly exciting the solid-state laser medium, the solid-state laser medium can be excited with high efficiency. Since the solid laser medium is not heated unnecessarily, the quality of the laser beam generated from the solid laser medium can be improved. Moreover, since the semiconductor laser is used as the excitation light source, the life of the solid-state laser oscillation system can be extended. Specifically, the solid-state laser oscillation system that employs a semiconductor laser is 1000
It is estimated to be operational for 0 hours.

【0013】尚、この発明の固体レーザー発振システム
は、大きなピークパワーを有し、品質の良好なレーザー
ビームが発振可能なことから、核融合用レーザー発振器
等に最適とされる。
The solid-state laser oscillating system of the present invention has a large peak power and is capable of oscillating a laser beam of good quality, and is therefore most suitable for a laser oscillator for nuclear fusion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明のカイゼンガー型固体レーザー発振シ
ステムの光学系を示す概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical system of a Kaizenger type solid-state laser oscillation system of the present invention.

【図2】従来のカイゼンガー型固体レーザー発振システ
ムの光学系を示す概略図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an optical system of a conventional Kaizenger type solid-state laser oscillation system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8・・・半導体レーザー 9・・・集光レンズ系 10・・・固体レーザ媒質ロッド 11・・・非点収差補正用凹面反射鏡 13・・・音響光学的Qスイッチ 14・・・音響光学的強制モード同期素子 15・・・レーザー出力用平面鏡 8 ... Semiconductor laser 9 ... Condensing lens system 10 ... Solid laser medium rod 11 ... Concave reflecting mirror for astigmatism correction 13 ... Acousto-optical Q switch 14 ... Acousto-optical Forced mode-locking device 15: Laser output plane mirror

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591114803 財団法人レーザー技術総合研究所 大阪府大阪市西区靱本町1丁目8番4号 大阪科学技術センタービル内 (72)発明者 中井 貞雄 大阪府茨木市北春日丘3丁目6番45号 (72)発明者 中塚 正大 奈良県生駒市緑ケ丘1425番地の78 (72)発明者 山中 正宣 大阪府箕面市石丸3丁目25番E−205号 (72)発明者 内藤 健太 奈良県生駒市有里町29番地の15 (72)発明者 近江 雅人 大阪府豊中市上野東1丁目6番5号 (72)発明者 山中 千代衛 大阪府大阪市西区靭本町1丁目8番4号財 団法人レーザー技術総合研究所内 (72)発明者 小野田 元 東京都豊島区南池袋1丁目20番1号 金門 電気株式会社内 (72)発明者 中里 宏 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地日新 電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (71) Applicant 591114803 Laser Technology Research Institute Foundation 1-8-4 Tsutohoncho, Nishi-ku, Osaka City Osaka Prefecture Science and Technology Center Building (72) Inventor Sadao Nakai Kita, Ibaraki City, Osaka Prefecture Kasugaoka 3-chome 6-45 (72) Inventor Masahiro Nakatsuka 78, 1425 Midorigaoka, Ikoma-shi, Nara 78 (72) Inventor Masanori Yamanaka 3-chome, Ishimaru 3-chome, Minoh City, Osaka Prefecture E-205 (72) Inventor Kenta Naito 15 29 29, Ari-cho, Ikoma-shi, Nara (72) Inventor Masato Omi 1-6-5 Uenohigashi, Toyonaka-shi, Osaka (72) Chiyoe Yamanaka 1-8-4, Tsubomimoto-cho, Nishi-ku, Osaka Laser Technology Research Institute (72) Inventor Gen Onoda 1-20-1 Minamiikebukuro, Toshima-ku, Tokyo Kinmon Electric Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Nakazato Nissin Electric Co., Ltd. 47 Umezu Takaunecho-cho, Ukyo-ku, Kyoto Prefecture

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】固体レーザー媒質と、 固体レーザー媒質に励起用レーザー光を連続して供給す
る半導体レーザーと、 固体レーザー媒質から発生されたレーザー光を共振増幅
する光学的共振器と、 共振器内に配置され、特定波長を選択する波長選択素子
と、 共振器内に配置され、発振されるレーザー光を同調同期
させる同調同期光学手段と、 から構成されることを特徴とする固体レーザー発振シス
テム。
1. A solid-state laser medium, a semiconductor laser for continuously supplying a pumping laser beam to the solid-state laser medium, an optical resonator for resonantly amplifying the laser beam generated from the solid-state laser medium, and an internal resonator. 2. A solid-state laser oscillation system comprising: a wavelength selection element for selecting a specific wavelength and a tuning synchronization optical means disposed in a resonator for tuning and synchronizing the oscillated laser light.
JP26224991A 1991-10-09 1991-10-09 Solid-state laser oscillation system Pending JPH05102567A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26224991A JPH05102567A (en) 1991-10-09 1991-10-09 Solid-state laser oscillation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26224991A JPH05102567A (en) 1991-10-09 1991-10-09 Solid-state laser oscillation system

Publications (1)

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JPH05102567A true JPH05102567A (en) 1993-04-23

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ID=17373154

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JP26224991A Pending JPH05102567A (en) 1991-10-09 1991-10-09 Solid-state laser oscillation system

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JP (1) JPH05102567A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6879605B2 (en) 2000-07-24 2005-04-12 Laserfront Technologies, Inc. Method and apparatus for performing pattern defect repair using Q-switched mode-locked pulse laser

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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