JPH02161786A - Semiconductor laser excitation solid laser device - Google Patents
Semiconductor laser excitation solid laser deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
この発明は半導体レーザ励起固体レーザ装置に関する。
［従来の技術１
固体レーザの励起光源として、半導体レーザを用いる半
導体レーザ励起固体レーザ装置は、固体レーザ媒質の最
大吸収波長の半導体レーザ光を集光して、固体レーザ媒
質に注入し、固体レーザ光を発振させるものである。
この半導体レーザ励起固体レーザ装置は、励起光源とし
てフラッシュランプを使うフラッシュランプ励起固体レ
ーザ装置と比較して、小型、高効率、長寿命、直接変調
が可能等の利点があり、又、半導体レーザ光を直接使用
する場合と比較して、半導体レーザ励起固体レーザは、
温度による発振波長の変動がなく、拡がり角度も小さい
という利点がある。
（発明が解決しようとする課題］
しかしながら、半導体レーザは、温度変動に応じてその
波長が約０．３ｎｍ／”Ｃで変化するので、発振波長を
固体レーザ媒質の最大吸収波長に同調させるためには、
半導体レーザ自体を温度制御して、波長制御しなければ
ならない。
このため、従来は、半導体を電子冷却素子で温度制御し
つつ、レーザ光を発振させるようにしたものがある。
しかしながら、半導体は外気温の影響を受は易く、外気
温の変化により半導体レーザの波長が不安定になって、
得られる固体レーザ光の出力が不安定になったり、場合
によっては発振が停止したりするという問題点がある。
又、電子冷却素子で半導体レーザを露点以下に冷却する
と、該半導体レーザのレーザ出射窓に水滴が付着して、
水滴のレンズ効果による光軸の変動が生じ、取り出せる
半導体レーザ光出力が低下するという問題点がある。
半導体レーザは、固体レーザ媒質の吸収波長とほぼ同一
な発振波長を持つものが選ばれなければならないので、
製造過程における半導体レーザの良品率が低下し、結果
としてレーザ装置のコストを増大させてしまうという問
題点がある。
更に又、固体レーザ媒質の端面や、共振器鏡の表面に埃
が付着して、得られる固体レーザ光出力が低下するとい
う問題点もある。
又、共成器内で４諒する埃等がレーザ光を散乱して、出
力光強度の不安定要素となるという問題点があった。
この発明は上記従来の問題点にシみて成されたものであ
って、半導体レーザの温度を一定に維持することができ
るとともに、取り出すことができる半導体レーザ光出力
の低下がなく、更に、固体レーザ媒質の端面や共振器鏡
に表面に埃が付着したり、共振器内で埃が浮遊したりす
ることがないようにした半導体レーザ励起固体レーザ装
置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段Ｊ
この発明は、励起光源としての半導体レーザを、固体レ
ーザ媒質の吸収波長で発振するように電子冷却素子で温
度制御しつつ、発振したレーザ光を前記固体レーザ媒質
に注入し、共振器により共振させることにより該固体レ
ーザ媒質から固体レーザ光を発振させる半導体レーザ励
起固体レーザ装置において、前記半導体レーザ、固体［
ノーザ媒質及び共振器を、水蒸気を除去した雰囲気を保
持する気密容器内に配置し、該気密容器の光透過部から
固体レーザ光を取り出すようにして上記目的を達成する
ものである。
又、前記気密容器内に乾燥気体を封入することにより上
記目的を達成するものである。
又、前記気Δ容器内を略頁空に維持することにより上記
目的を達成するものである。
更に又、前記冷却素子に接続される放熱板を一定温度に
冷却するための冷却装置の熱交換部を、前記気密容器と
一体的に設けることにより上記目的を達成するものであ
る。
又、前記気密容器を、一端が開口された有底筒状とし・
、前記光透過部を該気密容器の底部に形成し、前記開口
を、前記熱交換部により閉塞して上記目的を達成するも
のである。
又、前記光透過部は出力鏡を兼ねることによって上記目
的を達成するものである。
更に又、前記共振器を構成する出力鏡と前記固体レーザ
媒質との間に、非線形光学素子を高調波発生の位相整合
条件となるように配置して上記目的を達成するものであ
る。
［作用］
この発明においては、半導体レーザ、固体レーザ媒質及
び共振器が水蒸気を除去した雰囲気を保持する気密容器
内に配置されているので、半導体レーザが外気温の影響
を受けにくく、発振波長が安定して、得られる固体レー
ザ光の出力が安定する。
又、半導体レーザが露点以下に冷却されても、気密容器
内には水蒸気が存在しないので半導体レーザに結露が生
じない。このため、半導体レーザの発振波長は厳密に固
体レーザ媒質の吸収波長と一致させなくてもよいので、
製造工程における半導体レーザの良品率が向上して、レ
ーザ装置のコストを低減させることができる。
更に又、固体レーザ媒質、共振器が、密閉容器内に配置
されているので、固体レーザ媒質の端部や共振器鏡の表
面に埃が付いたり、共振器内で埃が浮遊してレーザ光を
散乱し出力光強度を不安定とさせるという問題点が解消
される。
又、共振器内に非線形光学素子を配置して固定レーザ光
の高調波を発生させる場合、潮解性のある非線形光学素
子を用いても、長期に亘って安定な動作を得ることがで
きる。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
この実施例は、励起光源としての半導体レーザ１０を、
固体レーザロッド（固体レーザ媒質）１２の吸収波長で
発振するように電子冷却素子１４で温度制御しつつ、発
振したレーザー光を前記固体レーザロッド１２に注入し
、共振器１６により共娠させることにより該固体レーザ
ロッド１２から固体レーザ光を発振させる半導体レーザ
励起固体レーザ装置１８において、前記半導体レーザ１
０、固体レーザロッド１２及び共振器１６を、水蒸気を
除去した雰囲気を保持する気密容器２０内に配置し、該
気密容器２０の光透過部２２から固体レーザ光を取出す
ようにしたものである。
前記気密容器２０は、一端が開口した有底円筒状のガラ
ス筒２ＯＡと、このガラス筒２ＯＡの開口を密封するよ
うにしてこれと一体的に取付けられた熱交換部２４とか
ら構成されている。
前記光透過部２２は、ガラス筒２ＯＡの底部であり、固
体レーザ光を透過させる無反射コーティングが施されて
いる。
又、前記熱交換部２４は、冷却装置２６の一部であり、
一定温度の冷却液を熱交換部２４に流通させることによ
って、この熱交換部２４に密着された、電子冷却素子１
４の放熱面１４Ａを一定温度に冷却するものである。即
ち、熱交換部２４は電子冷却素子１４の放熱板を兼ねて
いる。
前記固体レーザロッド１２は、例えばネオジュームをレ
ーザ媒質としてイツトリウム、アルミニウム、ガーネッ
トの結晶を母体結晶としたＮｄ ：ＹＡＧからなり、そ
の光軸に直交する長手方向両端面は、相互に平行になる
ように光学研摩されている。
又、励起光が入射する端面１２ＡにはＮｄ：ＹＡＧレー
ザの発振波長である１１０６４ｎ光を全反射し、励起光
である８ ０８ ｎｍ光を透過する光学薄膜がコーティ
ングされている。
又、反対側の端面１２Ｂには１１０６４ｎ光を透過する
無反射コーティングが施されている。
前記固体レーザロッド１２は、円筒形の支持具２８の中
心部に、その中心光軸を、前記ガラス筒２ＯＡの中心軸
と合致するように配置されている。
支持具２８はガラス筒２ＯＡの内周に挿入嵌合されてい
る。
ここで、固体レーザロッド１２はその端面１２Ａが前記
半導体レーザ１０側に向けて、又、端面１２Ｂが光透過
部２２側に向けてそれぞれ配置されている。
前記支持具２８の、光透過部２２側の端部には、前記端
面１２Ａを全反射鏡とした場合、これと共振器１６を構
成する出力鏡３０が固体レーザロッド１２と同軸的に配
置されている。
前記出力鏡３０の前記固体レーザロッド１２の端面１２
Ｂに対向する端部３０Ａは凹面とされると共に、１０６
４ｎＩＩｌ光を全反射し、１１０６４ｎ光の第２高調波
である５３２ｒ＋ｍ光を一部透過する光学ＩＩがコーテ
ィングされている。
この出力１３０と前記固体レーザロッド１２の端面１２
Ｂとの間には、例えばＫＴＰ結晶からなる非線形光学素
子３２が配置されている。
この非線形光学素子３２の、光軸に直交した端面３２Ａ
には、１０６４ｎｉ光及び５３２ｎｍ光の無反射コーテ
ィングが施されている。
前記支持具２８における、半導体レーザ１０側の端部に
は、該半導体レーザ１０の出力光を固体レーザロッド１
２に集中させるためのレンズ３４が、固体レーザロッド
１２の光軸と同軸的に配置されている。
前記半導体レーザ１０はＮｄ ：ＹＡＧ固体レーザロッ
ド１２の吸収波長のピーク値である８０８ｎｌｎ又はこ
れに近い波長で発振するＧａＡｆｆｌＡＳを材料とする
ものである。
第１図の符号３６は前記半導体レーザ１０に電流を導入
するための端子、３８は気密容器２０内の空気等を排気
するための排気口をそれぞれ示す。
次に、上記実施例装置の作用を説明する。
まず、端子３６から電力を供給して半導体レーザ１０か
ら８０８ ｎｍの励起光をレンズ３４を通して固体レー
ザロッド１２の端面１２Ａ側から入射する。
固体レーザロッド１２では、この励起光を吸収して、Ｎ
ｄ：ＹＡＧ固体レーザ媒質の発光が得られ、全反射鏡で
ある端部１２Ａと出力鏡３０との間で反射を繰返し、１
１０６４ｎ光のレーザ発振が得られる。
固体レーザロッド１２からの１０６４ ｎ＋＋＋の固体
レーザ光は、共振器１６内に配置された非線形光学素子
３２に入射し、これが、該非線形光学素子３２において
、１１０６４ｎ光の２倍高調波である５３２ｎｍのレー
ザ光が発成され、光透過部２２を介して外部に取出され
ることになる。
ここで、半導体レーザ１０は、最適な発振波長を維持す
るように電子冷却素子１４により温度制御される。
この電子冷却素子１４の放熱面１４Ａは、熱交換部２４
に接触していて、熱交換部２４には水温が安定化された
冷却水が循環されるので、放熱面１４Ａの放熱効果が一
定に維持される。
従って、半導体レーザ１０の、電子冷却素子１４による
冷」が一定に維持されることになる。
−万、半導体レーザ１０は気密容器２０内に配置されて
いるので、該半導体レーザ１０近傍の空気の流動、外気
温の変化等による温度変化の影響を受けることが少ない
。
従って、半導体レーザ１０の温度変動が少ないために、
その発成波長が安定する。
更に又、半導体レーザ１０Ｇ、ｔＩｉｔ！窒素等の乾燥
気体を封入するか、あるいは真空引きによって略真空状
態とされた気密容器２０内にあるために、外気の露点以
下の温度に冷がされてもこの半導体レーザ１０は結露し
ない。
従つＣ１安定した出力を得ることができる。
更に、この実施例では、半導体レーザ１０．固体レーザ
ロッド１２、電子冷却素子１４、共振器１６、非線形光
学素子３２のいずれもが、ガラス筒２ＯＡ及び熱交換部
２４からなる気密容器２０内に配置されているので、こ
れらの各要素間に埃が浮遊してレーザ光を散乱させたり
することがないと共に、埃が各要素表面に付着してレー
ザ光出力を低下することも防止される。
なお、上記実施例は、一端が開口した有底円筒状のガラ
ス筒２ＯＡとこの開口を閉じるようにして接合された熱
交換部２４から気密容器２０が構成されているが、この
気密容器２０は実施例の構成に限定されない。
従って、気密容器全体をガラス筒で構成してもよく、又
、光透過部２２部分のみをガラスで、他の部分は金属等
の材料で構成するようにしてもよい。
又、前記実施例における光透過部２２はガラス筒２ＯＡ
の底部であり、固体レーザ光を透過させる無反射コーテ
ィングが施されているとしたが、固体レーザ光の光軸と
ブリュースター角を持った窓として、特定の偏光成分の
レーザ光のみを透過させるとしてもよく、又光透過窓と
出力鏡を兼ねる構造としてもよい。
又、前記実施例は、固体レーザロッド１２の半導体レー
ザ１０側の端面１２Ａを全反！）１鏡とし、これとは別
個に設けられた出力１３０とにより、共振器１６を構成
したものであるが、本発明は、この共振器の構成に限定
されるものでなく、要すれば、固体レーザ媒質と共振器
及び半導体レーザ１０が気密容器内に配置されるものに
一般的に適用されるものである。
従って、共振器を、固体レーザロッド１２と別体に設け
るもの、あるいは出力鏡を固体レーザロッド１２の端面
１２Ｂに設けたもの等であってもよい。
【発明の効果１
本発明は、上記のように構成したので、半導体レーザの
温度制御を高蹟度で行うことができ、半導体レーザ光の
波長を精密に制御して、固体レーザの出力を安定させる
ことができ、又、半導体レーザの結露を防止し、その出
力を安定させると共に、水滴のレンズ効果による光軸の
変動を解消して、固体レーザ出力安定度を向上させ、且
つ、半導体レーザの冷却温度範囲を拡大させることによ
って、半導体レーザの波長選択条件を容易として、固体
レーザ装置のコストを低減させ、又、半導体レーザ、固
体レーザ媒質及び共振器の各要素の間に浮遊する埃の除
去、埃等が各要素に付着することの防止をすることがで
きるので、長期に亘って固体レーザ装置を安定させるこ
とができるという優れた効果を有する。
又、潮解性のある非線形光学素子を用いても、これが密
封容器内にあるので、長期に亘って安定な動作を得るこ
とができるという効果もある。
又、半導体レーザを真空中で動作させると、熱による半
導体レーザ端面の酸化が防げるので、半導体レーザが長
寿命になり、その結果長期に亘って安定に固定レーザ装
置を動作させることができる。それに加えて半導体レー
ザを真空中で動作させると、半導体レーザの高速動作が
可能になるので、直接変調による固体レーザ光の高速パ
ルス動作が可能になるという効果も有している。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor laser pumped solid-state laser device. [Prior art 1] A semiconductor laser-pumped solid-state laser device that uses a semiconductor laser as a solid-state laser excitation light source focuses semiconductor laser light at the maximum absorption wavelength of the solid-state laser medium and injects it into the solid-state laser medium. It oscillates light. This semiconductor laser-pumped solid-state laser device has the advantages of being compact, high efficiency, long life, and capable of direct modulation compared to a flash-lamp-pumped solid-state laser device that uses a flash lamp as an excitation light source. Compared to the direct use of diode-pumped solid-state lasers,
It has the advantage that the oscillation wavelength does not change due to temperature and the spread angle is small. (Problem to be Solved by the Invention) However, since the wavelength of a semiconductor laser changes at approximately 0.3 nm/''C depending on temperature fluctuation, it is necessary to tune the oscillation wavelength to the maximum absorption wavelength of the solid-state laser medium. teeth,
The temperature of the semiconductor laser itself must be controlled to control the wavelength. For this reason, conventional devices have been designed to oscillate laser light while controlling the temperature of the semiconductor using an electronic cooling element. However, semiconductors are easily affected by the outside temperature, and changes in the outside temperature can cause the wavelength of the semiconductor laser to become unstable.
There is a problem that the output of the obtained solid-state laser light becomes unstable, and in some cases, oscillation may stop. Furthermore, when a semiconductor laser is cooled to a temperature below the dew point using a thermoelectric cooling element, water droplets adhere to the laser emission window of the semiconductor laser.
There is a problem in that the optical axis fluctuates due to the lens effect of the water droplets, and the output of the semiconductor laser light that can be extracted decreases. The semiconductor laser must be selected to have an oscillation wavelength that is almost the same as the absorption wavelength of the solid-state laser medium.
There is a problem in that the yield rate of semiconductor lasers during the manufacturing process decreases, resulting in an increase in the cost of the laser device. Furthermore, there is another problem in that dust adheres to the end face of the solid-state laser medium and the surface of the resonator mirror, resulting in a decrease in the obtained solid-state laser light output. Further, there is a problem in that dust and the like inside the co-former scatters the laser light and becomes an unstable factor in the output light intensity. This invention was made in view of the above-mentioned conventional problems, and it is possible to maintain a constant temperature of a semiconductor laser, there is no decrease in the output of the semiconductor laser that can be extracted, and furthermore, it is possible to It is an object of the present invention to provide a semiconductor laser-excited solid-state laser device that prevents dust from adhering to the end face of a medium or a resonator mirror, or from floating inside the resonator. [Means for Solving the Problems J] In this invention, the temperature of a semiconductor laser as an excitation light source is controlled by an electronic cooling element so that it oscillates at an absorption wavelength of the solid-state laser medium, and the oscillated laser light is transferred to the solid-state laser medium. In a semiconductor laser-excited solid-state laser device that oscillates solid-state laser light from the solid-state laser medium by injecting the solid-state laser into a solid-state laser medium and causing resonance by a resonator, the semiconductor laser is
The above object is achieved by arranging the noser medium and the resonator in an airtight container that maintains an atmosphere from which water vapor has been removed, and extracting the solid-state laser light from the light transmitting portion of the airtight container. Further, the above object is achieved by sealing dry gas in the airtight container. Further, the above object is achieved by keeping the inside of the air Δ container substantially empty. Furthermore, the above object is achieved by integrally providing a heat exchange section of a cooling device for cooling a heat sink connected to the cooling element to a constant temperature with the airtight container. Further, the airtight container may have a bottomed cylindrical shape with one end open.
The above object is achieved by forming the light transmitting part at the bottom of the airtight container and closing the opening with the heat exchange part. Further, the above object is achieved by the light transmitting portion also serving as an output mirror. Furthermore, the above object is achieved by disposing a nonlinear optical element between the output mirror constituting the resonator and the solid-state laser medium so as to provide phase matching conditions for harmonic generation. [Function] In this invention, the semiconductor laser, the solid-state laser medium, and the resonator are placed in an airtight container that maintains an atmosphere from which water vapor is removed, so the semiconductor laser is less affected by the outside temperature and the oscillation wavelength is The output of the solid-state laser light obtained is stable. Further, even if the semiconductor laser is cooled to below its dew point, no water vapor is present in the airtight container, so no dew condensation occurs on the semiconductor laser. For this reason, the oscillation wavelength of the semiconductor laser does not have to strictly match the absorption wavelength of the solid-state laser medium.
The yield rate of semiconductor lasers in the manufacturing process is improved, and the cost of the laser device can be reduced. Furthermore, since the solid-state laser medium and the resonator are placed in a sealed container, dust may accumulate on the edges of the solid-state laser medium or the surface of the resonator mirror, or dust may float inside the resonator and interfere with the laser beam. This solves the problem of scattering and making the output light intensity unstable. Further, when a nonlinear optical element is disposed within a resonator to generate harmonics of a fixed laser beam, stable operation can be obtained over a long period of time even if a deliquescent nonlinear optical element is used. (Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a semiconductor laser 10 as an excitation light source is
By injecting the oscillated laser beam into the solid-state laser rod 12 while controlling the temperature with the electronic cooling element 14 so that it oscillates at the absorption wavelength of the solid-state laser rod (solid-state laser medium) 12, and co-concentrating it with the resonator 16. In a semiconductor laser excitation solid-state laser device 18 that oscillates a solid-state laser beam from the solid-state laser rod 12, the semiconductor laser 1
0, the solid-state laser rod 12 and the resonator 16 are arranged in an airtight container 20 that maintains an atmosphere from which water vapor is removed, and the solid-state laser beam is extracted from the light transmission section 22 of the airtight container 20. The airtight container 20 is composed of a bottomed cylindrical glass tube 2OA with an open end, and a heat exchange section 24 integrally attached to the glass tube 2OA so as to seal the opening of the glass tube 2OA. . The light transmitting section 22 is the bottom of the glass tube 2OA, and is coated with a non-reflective coating that allows solid laser light to pass therethrough. Further, the heat exchange section 24 is a part of the cooling device 26,
The electronic cooling element 1 is brought into close contact with the heat exchange section 24 by circulating a coolant at a constant temperature through the heat exchange section 24.
This is to cool the heat radiation surface 14A of No. 4 to a constant temperature. That is, the heat exchange section 24 also serves as a heat sink for the electronic cooling element 14. The solid-state laser rod 12 is made of, for example, Nd:YAG with neodymium as a laser medium and yttrium, aluminum, and garnet crystals as host crystals, and both end faces in the longitudinal direction perpendicular to the optical axis are parallel to each other. Optically polished. Further, the end face 12A on which the excitation light is incident is coated with an optical thin film that totally reflects the 11064 nm light, which is the oscillation wavelength of the Nd:YAG laser, and transmits the 8 08 nm light, which is the excitation light. Further, the opposite end surface 12B is coated with a non-reflective coating that transmits 11064n light. The solid-state laser rod 12 is arranged at the center of the cylindrical support 28 so that its central optical axis coincides with the central axis of the glass tube 2OA. The support 28 is inserted into the inner periphery of the glass tube 2OA. Here, the solid-state laser rod 12 is arranged so that its end face 12A faces the semiconductor laser 10 side, and its end face 12B faces the light transmitting portion 22 side. When the end face 12A is a total reflection mirror, an output mirror 30 constituting the resonator 16 is arranged coaxially with the solid-state laser rod 12 at the end of the support 28 on the light transmitting part 22 side. ing. End surface 12 of the solid-state laser rod 12 of the output mirror 30
The end 30A facing B has a concave surface and has a diameter of 106
It is coated with an optical II that totally reflects the 4nIIl light and partially transmits the 532r+m light, which is the second harmonic of the 11064n light. This output 130 and the end face 12 of the solid-state laser rod 12
A nonlinear optical element 32 made of, for example, a KTP crystal is arranged between the optical axis and the optical axis B. End surface 32A of this nonlinear optical element 32 perpendicular to the optical axis
It has anti-reflection coating for 1064ni light and 532nm light. At the end of the support 28 on the side of the semiconductor laser 10, the output light of the semiconductor laser 10 is connected to the solid-state laser rod 1.
A lens 34 for concentrating the solid-state laser rod 12 is arranged coaxially with the optical axis of the solid-state laser rod 12. The semiconductor laser 10 is made of GaAfflAS that oscillates at 808nln, which is the peak absorption wavelength of the Nd:YAG solid-state laser rod 12, or a wavelength close to this. Reference numeral 36 in FIG. 1 indicates a terminal for introducing current into the semiconductor laser 10, and 38 indicates an exhaust port for discharging air, etc. from the airtight container 20. Next, the operation of the apparatus of the above embodiment will be explained. First, power is supplied from the terminal 36, and excitation light of 808 nm from the semiconductor laser 10 is incident on the end surface 12A side of the solid-state laser rod 12 through the lens 34. The solid-state laser rod 12 absorbs this excitation light and generates N
d: Light emission from the YAG solid-state laser medium is obtained, and is repeatedly reflected between the end portion 12A, which is a total reflection mirror, and the output mirror 30, and 1
Laser oscillation of 1064n light can be obtained. The 1064n+++ solid-state laser beam from the solid-state laser rod 12 enters the nonlinear optical element 32 disposed within the resonator 16, and the 532nm solid-state laser beam, which is the second harmonic of the 11064n beam, enters the nonlinear optical element 32 disposed within the resonator 16. Laser light is generated and extracted to the outside via the light transmitting section 22. Here, the temperature of the semiconductor laser 10 is controlled by the electronic cooling element 14 so as to maintain the optimum oscillation wavelength. The heat radiation surface 14A of this electronic cooling element 14 is connected to the heat exchange section 24.
Since cooling water whose temperature has been stabilized is circulated through the heat exchange section 24, the heat radiation effect of the heat radiation surface 14A is maintained constant. Therefore, the cooling of the semiconductor laser 10 by the electronic cooling element 14 is maintained constant. - Since the semiconductor laser 10 is placed in the airtight container 20, it is less affected by temperature changes due to air flow in the vicinity of the semiconductor laser 10, changes in outside temperature, etc. Therefore, since the temperature fluctuation of the semiconductor laser 10 is small,
Its emission wavelength becomes stable. Furthermore, the semiconductor laser 10G, tIit! Since the semiconductor laser 10 is placed in an airtight container 20 that is filled with a dry gas such as nitrogen or brought into a substantially vacuum state by evacuation, no dew condensation occurs in the semiconductor laser 10 even if the semiconductor laser 10 is cooled to a temperature below the dew point of the outside air. Therefore, a stable output of C1 can be obtained. Furthermore, in this embodiment, a semiconductor laser 10. Since the solid-state laser rod 12, the electronic cooling element 14, the resonator 16, and the nonlinear optical element 32 are all arranged in the airtight container 20 consisting of the glass tube 2OA and the heat exchange section 24, there is no space between these elements. This prevents dust from floating and scattering the laser light, and also prevents dust from adhering to the surfaces of each element and reducing the laser light output. In the above embodiment, the airtight container 20 is constituted by the bottomed cylindrical glass tube 2OA with an open end and the heat exchange part 24 joined to close this opening. It is not limited to the configuration of the embodiment. Therefore, the entire airtight container may be made of a glass tube, or only the light transmitting portion 22 may be made of glass, and the other portions may be made of a material such as metal. Moreover, the light transmitting part 22 in the above embodiment is a glass tube 2OA.
The bottom of the window is coated with an anti-reflection coating that allows solid-state laser light to pass through, but the window has a Brewster angle with the optical axis of the solid-state laser light, allowing only laser light with a specific polarization component to pass through. Alternatively, it may have a structure that serves both as a light transmission window and an output mirror. Furthermore, in the above embodiment, the end face 12A of the solid-state laser rod 12 on the semiconductor laser 10 side is completely reversed! ) 1 mirror and an output 130 provided separately from the resonator 16, but the present invention is not limited to this resonator configuration, and if necessary, This is generally applied to a device in which a solid-state laser medium, a resonator, and a semiconductor laser 10 are placed in an airtight container. Therefore, the resonator may be provided separately from the solid-state laser rod 12, or the output mirror may be provided on the end surface 12B of the solid-state laser rod 12. Effects of the Invention 1 Since the present invention is configured as described above, the temperature of the semiconductor laser can be controlled at a high temperature, the wavelength of the semiconductor laser light can be precisely controlled, and the output of the solid-state laser can be stabilized. It also prevents dew condensation on the semiconductor laser, stabilizes its output, eliminates fluctuations in the optical axis due to the lens effect of water droplets, improves the output stability of the solid-state laser, and improves the output stability of the semiconductor laser. By expanding the cooling temperature range, wavelength selection conditions for the semiconductor laser can be made easier, reducing the cost of solid-state laser devices, and removing dust floating between each element of the semiconductor laser, solid-state laser medium, and resonator. Since it is possible to prevent dust and the like from adhering to each element, it has the excellent effect of stabilizing the solid-state laser device over a long period of time. Further, even if a deliquescent nonlinear optical element is used, since it is in a sealed container, stable operation can be obtained over a long period of time. Furthermore, when a semiconductor laser is operated in a vacuum, oxidation of the semiconductor laser end face due to heat is prevented, so the semiconductor laser has a long life, and as a result, a fixed laser device can be stably operated for a long period of time. In addition, operating a semiconductor laser in a vacuum enables high-speed operation of the semiconductor laser, which also has the effect of enabling high-speed pulse operation of solid-state laser light by direct modulation.
第１図は本発明に係る半導体レーザ装置の実施例を示す
断面図である。
１０・・・半導体、
１２・・・固体レーザロッド〈固体レーザ媒質）、１２
Ａ、１２Ｂ、３０Ａ・・・端面、
１４・・・電子冷却素子、
１４Ａ・・・放熱面、
１６・・・共振器、
１８・・・半導体レーザ励起固体レーザ装置、２０・・
・気密容器、
２ＯＡ・・・ガラス筒、
２２・・・光透過部、 ２４・・・熱交換部、２
６ ・−・冷却！ｉ１！、 ３０ ・・・出力鏡
、３２・・・非線形光学素子。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a semiconductor laser device according to the present invention. 10...Semiconductor, 12...Solid laser rod (solid laser medium), 12
A, 12B, 30A... end face, 14... electronic cooling element, 14A... heat dissipation surface, 16... resonator, 18... semiconductor laser pumped solid-state laser device, 20...
・Airtight container, 2OA...Glass tube, 22...Light transmission part, 24...Heat exchange part, 2
6.--Cooling! i1! , 30... Output mirror, 32... Nonlinear optical element.
Claims (7)
質の吸収波長で発振するように電子冷却素子で温度制御
しつつ、発振したレーザ光を前記固体レーザ媒質に注入
し、共振器により共振させることにより該固体レーザ媒
質から固体レーザ光を発振させる半導体レーザ励起固体
レーザ装置において、前記半導体レーザ、固体レーザ媒
質及び共振器を、水蒸気を除去した雰囲気を保持する気
密容器内に配置し、該気密容器の光透過部から固体レー
ザ光を取り出すようにした半導体レーザ励起固体レーザ
装置。(1) While controlling the temperature of a semiconductor laser as an excitation light source using an electronic cooling element so that it oscillates at the absorption wavelength of the solid-state laser medium, the oscillated laser light is injected into the solid-state laser medium and caused to resonate by a resonator. In the semiconductor laser-excited solid-state laser device for oscillating solid-state laser light from the solid-state laser medium, the semiconductor laser, the solid-state laser medium, and the resonator are arranged in an airtight container that maintains an atmosphere from which water vapor is removed, and the airtight container A semiconductor laser-excited solid-state laser device that extracts solid-state laser light from a light-transmitting part.
１の半導体レーザ励起固体レーザ装置。(2) The semiconductor laser-excited solid-state laser device according to claim 1, wherein a dry gas is sealed in the airtight container.
求項１の半導体レーザ励起固体レーザ装置。(3) The semiconductor laser-excited solid-state laser device according to claim 1, wherein the inside of the airtight container is maintained at a substantially vacuum state.
却するための冷却装置の熱交換部を、前記気密容器と一
体的に設けてなる請求項１、２又は３の半導体レーザ励
起固体レーザ装置。(4) The semiconductor laser excited solid state according to claim 1, 2 or 3, wherein a heat exchange section of a cooling device for cooling a heat sink connected to the cooling element to a constant temperature is provided integrally with the airtight container. laser equipment.
、前記光透過部は該気密容器の底部に形成され、前記開
口は、前記熱交換部により閉塞された請求項４の半導体
レーザ励起固体レーザ装置。(5) The semiconductor device according to claim 4, wherein the airtight container has a bottomed cylindrical shape with one end open, the light transmitting section is formed at the bottom of the airtight container, and the opening is closed by the heat exchange section. Laser-pumped solid-state laser device.
請求項４又は５の半導体レーザ励起固定レーザ装置。(6) The semiconductor laser excitation fixed laser device according to claim 4 or 5, wherein the light transmission section also serves as an output mirror.
媒質の間に、非線形光学素子を高調波発生の位相整合条
件となるように配置してなる請求項１乃至６のうちいず
れかの半導体レーザ励起固体レーザ装置。(7) A nonlinear optical element is arranged between an output mirror constituting the resonator and the solid-state laser medium so as to provide a phase matching condition for harmonic generation. Semiconductor laser pumped solid-state laser device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31675088A JPH02161786A (en) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | Semiconductor laser excitation solid laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31675088A JPH02161786A (en) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | Semiconductor laser excitation solid laser device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02161786A true JPH02161786A (en) | 1990-06-21 |
Family
ID=18080498
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|---|---|---|---|
| JP31675088A Pending JPH02161786A (en) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | Semiconductor laser excitation solid laser device |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02161786A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1988
- 1988-12-15 JP JP31675088A patent/JPH02161786A/en active Pending
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