(57)【要約】  任意の低次モード（ＴＥＭ００或いはＴＥＭ０１モードなど）の高出力レーザを高効率に発生させることができ、複雑な励起用光学系を必要としないコンパクトな固体レーザ装置を提供すること。  共振器を形成する二つの反射要素１ａ、１ｂと、二つの反射要素１ａ、１ｂ間に配置され厚み方向に誘導放出光を増大させる平板状利得媒質２と、平板状利得媒質２の外周面に内周面が当接するように配置されたドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路３と、ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路３の外周面から平板状利得媒質２に励起光が伝播するようにドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路３の外周面に結合された５方向以上の複数の励起光源４ａと、を有することを特徴とする。
2013021585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振器を形成する二つの反射要素と、
前記二つの反射要素間に配置され厚み方向に誘導放出光を増大させる平板状利得媒質と、
前記平板状利得媒質の外周面に内周面が当接するように配置されたドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路と、
前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面から前記平板状利得媒質に励起光が伝播するように前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面に結合された５方向以上の複数の励起光源と、
を有することを特徴とする固体レーザ装置。
【請求項２】
前記５方向以上の複数の励起光源からの励起光は、前記励起光の前記平板状利得媒質による吸収強度の空間分布がＴＥＭ００モードに近いガウス分布状になるような角度で前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面に入射される請求項１に記載の固体レーザ装置。
【請求項３】
前記５方向以上の複数の励起光源からの励起光は、前記励起光の前記平板状利得媒質による吸収強度の空間分布がＴＥＭ０１モードに近いドーナツ分布状になるような角度で前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面に入射される請求項１に記載の固体レーザ装置。
【請求項４】
前記励起光源からの励起光の前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面への入射角度を変える変角手段を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体レーザ装置。
【請求項５】
前記平板状利得媒質は、円盤状母体材料の所定領域に活性イオンをドープしてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体レーザ装置。
【請求項６】
前記励起光源は、半導体チップレーザである請求項１〜５のいずれか１項に記載の固体レーザ装置。
【請求項７】
前記平板状固体利得媒質は、厚さが１０００μｍ未満であり、
前記二つの反射要素のうち全反射要素が前記平板状利得媒質の対向する平面の一方に形成され、
前記全反射要素の外面がヒートシンクに当接される請求項１〜６のいずれか１項に記載の固体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高出力レーザ光を高効率で発生することができる固体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｙｂ：ＹＡＧのような希土類イオン添加ＹＡＧ（Y3Al5O12）結晶が高出力レーザ、特に高出力短パルスレーザ媒質としてポピュラーになってきた。特に、Ｙｂ系レーザ媒質は量子欠陥が少なく（Ｙｂ：ＹＡＧの場合は８．７％）、発振のバンド幅が広いからである。これらの特性は、励起光源に高性能の半導体レーザを用いることを可能にする。【０００３】
一方、Ｙｂなどある種の希土類イオン添加レーザ媒質はエネルギー準位が準４準位構造であるので、発振させるためには、下位レーザ準位の再吸収と小さい誘導放出断面積に打ち勝つ必要がある。さらに、良好なレーザ効率を達成するためには、励起光分布と発振光分布の空間分布パターン（横モード）をマッチングさせることも重要である。なぜなら、レーザ共振器中のレーザ（利得）媒質において励起の弱い領域がレーザ光を強く吸収するからである。さらに、レーザ性能は結晶の温度に敏感である。【０００４】
効率が良く高出力のＹｂ：ＹＡＧなどのＹｂ系レーザのためには、薄いディスクやマイクロチップを含むアクティブミラーレーザ構造が適切なデザインの一つである。なぜなら、これらの構造は、熱レンズ効果を減少させるだけでなく利得媒質の温度上昇を抑えることができるからである。さらに、アクティブミラーレーザ構造の場合、利得媒質中のレーザビームの光路長が短いので、再吸収損失が最小化される。しかしながら、そのような薄い利得媒質では効率よい励起光吸収を達成することが難しいという問題がある。【０００５】
これまで、A. Giesen等は、端面励起に類似の共線的（コリニアー）な励起構成を用いて、レーザ結晶とレーザ結晶の前に固定された複数のミラー間で励起光を１６回繰り返し反射させることで、十分な励起光吸収を達成している（例えば、非特許文献１参照。）。【０００６】
しかし、A. Giesen等のレーザ装置は、構成が非常に複雑であるという問題を有していた。そこで、その問題を解決するために、Luis E. Zapata等は、厚さ１．３ｍｍの四角柱状クラッドに厚さ２００μｍのＹｂ３+：ＹＡＧを形成し、クラッドの長手方向からスタック型半導体レーザからの励起光を導波させる固体レーザ装置を開発した（例えば、非特許文献２参照。）。【０００７】
しかし、Luis E. Zapata等のレーザ装置では、半導体レーザからの励起光が主に厚いアンドープＹＡＧ板を伝播し、一部の励起光だけが薄いＹｂ：ＹＡＧ利得媒質で吸収される。そのため、利得媒質で半導体レーザからの強い励起光を効率よく吸収することができない。【０００８】
一方、側面励起のコアドープマイクロチップレーザはこれらの問題を解決する。マイクロチップの側面から導入された励起光は、全反射により損失無しに透明な平面導波路を伝播し、中央のＹｂ：ＹＡＧコア領域に集光される。コアの直径が数ｍｍであるので、コアを径方向に通過する励起エネルギーの大部分が単行励起でも有効に吸収される。また、励起構成が簡単で励起のための光学系をマイクロチップの前に挿入する必要がないので、レーザ共振器のデザインの自由度が高い。【０００９】
M. Tsunekane等は、側面励起のコアドープマイクロチップレーザ装置を開発した（例えば、非特許文献３参照。）。このレーザ装置は、矩形状平面導波路の中心部に装着された円盤状利得媒質をスタック型半導体レーザからの励起光で矩形状平面導波路の４つの側面から励起するものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】A. Giesen, et al.,“Scalable Concept for Diode-Pumped High-Power solid-State Lasers”, App. Phys. B, 58, pp365-372(1996)
【非特許文献２】Luis E. Zapata, et al., “High Average Power Yb:YAG Laser”Solid Stateand Diode Laser Technology Review-2001Conference, Air Force ResearchLaboratory, Albuquerque, New Mexico May 23, 2001
【非特許文献３】Masaki Tsunekane, et al., “High-Power Operation of DiodeEdge-Pumped, Glue-Bonded, Composite Yb:Y3Al5O12 Microchip Laser with Ceramic,Undoped YAG Pump Light-Guide”Japanese Journal Applied Physics, Vol.44,No.37,2005,ppL1164-L1167
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来の側面励起のコアドープマイクロチップレーザ装置では、矩形状平面導波路の４側面から励起光を導波させて中央のコアドープ利得媒質を励起するため、吸収された励起光強度の空間分布が図９Ａ、図９Ｂに示すようなトップハット型の一様励起となる。その結果、低次モード、特にシングルモード（ＴＥＭ００モード、レーザ光の空間分布が基本ガウス分布型）発振の場合、励起光が効率よくレーザ発振に変換されず、高輝度のレーザを効率よく発生させることができなかった。【００１２】
また、低次モードのうちＴＥＭ０１モードの組み合わせはドーナツ状の空間分布であるため、レーザピンセット（レーザで微小な対象を捕捉する）等に有用であるが、従来の側面励起のコアドープマイクロチップレーザ装置では、ＴＥＭ０１モードを効率よく発生させることができなかった。【００１３】
また、矩形状平面導波路の４側面から励起光を導波させるため、高出力化するにはスタック型半導体レーザからの励起光を直交する二つのシリンドリカルレンズで集光する必要があり、固体レーザ装置全体が大型化してしまう。【００１４】
本発明は、上記従来の固体レーザ装置の問題に鑑みてなされたものであり、低次モード（ＴＥＭ００或いはＴＥＭ０１モード）の高出力レーザを高効率に発生させることができ、複雑な励起用光学系を必要としないコンパクトな固体レーザ装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するためになされた本発明の固体レーザ装置は、共振器を形成する二つの反射要素と、前記二つの反射要素間に配置され厚み方向に誘導放出光を増大させる平板状利得媒質と、前記平板状利得媒質の外周面に内周面が当接するように配置されたドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路と、前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面から前記平板状利得媒質に励起光が伝播するように前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面に結合された５方向以上の複数の励起光源と、を有することを特徴とする。【００１６】
ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周には、励起光源を多数配置することができ、励起用の複雑な光学系を必要としないので、コンパクトな固体レーザ装置で高出力レーザを発生させることができる。【００１７】
上記の固体レーザ装置において、前記５方向以上の複数の励起光源からの励起光は、前記励起光の前記平板状利得媒質による吸収強度の空間分布がＴＥＭ００モードに近いガウス分布状になるような角度で前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面に入射されるとよい。【００１８】
利得媒質で吸収された励起光強度の空間分布がガウス分布状になるような角度で、励起光がドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面から入射されるので、ＴＥＭ００モード（高輝度）のレーザを効率よく発生させることができる。【００１９】
また、前記５方向以上の複数の励起光源からの励起光は、前記励起光の前記平板状利得媒質による吸収強度の空間分布がＴＥＭ０１モードに近いドーナツ分布状になるような角度で前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面に入射されるとよい。【００２０】
利得媒質で吸収された励起光強度の空間分布がドーナツ分布状になるような角度で励起光がドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面から入射されるので、ＴＥＭ０１モードのレーザを効率よく発生させることができる。【００２１】
また、前記励起光源からの励起光の前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面への入射角度を変える変角手段を有するとよい。【００２２】
ＴＥＭ００モードのレーザ発振とＴＥＭ０１モードのレーザ発振の切り替えが容易になる。【００２３】
また、前記平板状利得媒質は、円盤状母体材料の所定領域に活性イオンをドープしてなるとよい。【００２４】
円盤状母体材料のアンドープ領域が平面導波路となり、平面導波路と利得媒質との間の界面での反射損失がなくなり、高効率化することができる。【００２５】
また、前記励起光源は、半導体チップレーザであるとよい。【００２６】
半導体チップレーザはヒートシンクで直接冷却されるので、ヒートシンク上の半導体チップレーザのレーザ出射（活性領域）端面をドーナツ型平面導波路の外周面に直接結合させることができる。その結果、一層コンパクト化することができる。【００２７】
また、前記平板状固体利得媒質は、厚さが１０００μｍ未満であり、前記二つの反射要素のうち全反射要素が前記平板状利得媒質の対向する平面の一方に形成され、前記全反射要素の外面がヒートシンクに当接されるとよい。【００２８】
アクティブミラーレーザ構造となり、熱レンズ効果を減少させるだけでなく利得媒質の温度上昇を抑えることができる。その結果、より一層、高出力レーザを高効率に発生させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周には、励起光源を多数配置することができ、励起用の複雑な光学系を必要としないので、コンパクトな固体レーザ装置で高出力レーザを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態１に係る本発明の固体レーザ装置の上面視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２の励起光源部の詳細断面図である。
【図４】変形態様に係る励起光源部の断面図である。
【図５Ａ】図３の励起光源の斜視図である。
【図５Ｂ】図３の励起光源の端面視図である。
【図６Ａ】実施形態１の固体レーザ装置における平板状利得媒質で吸収された励起光強度分布の三次元表示である。
【図６Ｂ】実施形態１の固体レーザ装置における平板状利得媒質で吸収された励起光強度分布の二次元表示である。
【図７】実施形態２の固体レーザ装置の要部上面視図である。
【図８】実施形態２の固体レーザ装置における励起光強度分布である。
【図９Ａ】従来の固体レーザ装置における励起光強度分布の三次元表示である。
【図９Ｂ】従来の固体レーザ装置における励起光強度分布の二次元表示である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（実施形態１）
本実施形態の固体レーザ装置は、図１〜５に示すように、共振器を形成する二つの反射要素１ａ、１ｂと、二つの反射要素１ａ、１ｂ間に配置され厚み方向に誘導放出光を増大させる平板状利得媒質２と、平板状利得媒質２の外周面に内周面が当接するように配置された平面導波路３と、平面導波路３の外周面から平板状利得媒質２に励起光が伝播するように平面導波路３の外周面に結合された複数の励起光源４ａと、を備えている。
【００３２】
平板状利得媒質２としては、例えば、希土類イオンをドープした希土類バナデート、アパタイト、フッ化物による単結晶やセラミックス、その他の半導体を用いることができる。本実施形態では、希土類イオンをドープしたＹＡＧ（Y3Al5O12）を用いた。希土類イオンドープＹＡＧは、量子欠陥が少なく、発振のバンド幅が広いので高出力化が可能である。また、希土類イオンをドープした希土類バナデートもそうであるが、励起波長が近赤外域にあり、励起光源に小型で高出力の半導体レーザを使用することができる。
【００３３】
本実施形態では、平板状利得媒質２としてＹｂを１０ａｔ％ドープしたＹｂ：ＹＡＧを用いた。平板状利得媒質２は厚さが０．２ｍｍ、直径が３ｍｍの円盤（チップ）である。
【００３４】
平板状利得媒質２の対向する面の一方の面には高反射率（反射率；Ｒ＞９９．９％）の膜が形成されており、この膜が共振器を形成する反射要素１ａである。膜は、例えば、厚さがレーザ発振波長オーダの誘電体多層膜である。
【００３５】
出力取り出し用の反射要素１ｂは、石英ガラス板に形成された膜で、その膜は発振波長の光に対して８０％の反射率（透過率Ｔ＝２０％）を有している。この膜は、例えば、厚さがレーザ発振波長オーダの誘電体多層膜である。
【００３６】
本実施形態の平面導波路３は、図１に示すように外周円と内周円とが同心円であるドーナツ型平面導波路であるが、外周円及び或いは内周円は真円でなくともよく例えば楕円でもよい。すなわち、平面導波路３はドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路でもよい。
【００３７】
ドーナツ型平面導波路３は、励起光波長の光に透明な材料であればよく、例えば、石英ガラス板でもよい。好ましくは、平板状利得媒質と屈折率が同じ材料である。ドーナツ型平面導波路３が平板状利得媒質２と屈折率が同じ材料であると、界面での反射損失を抑えることができる。本実施形態では平板状利得媒質２がＹｂ：ＹＡＧであるので、ドーナツ型平面導波路３としてＹｂをドープしないＹＡＧを用いた。ドーナツ型平面導波路３の厚さは平板状利得媒質２と同じ０．２ｍｍであり、内径は平板状利得媒質２の直径と同じ３ｍｍ、外径は８．５２ｍｍである。
【００３８】
ドーナツ型平面導波路３の中心開口部に平板状固体利得媒質２を挿入して拡散接合してもよい。好ましくは、以下のようにして作製されるとよい。
【００３９】
まず、ハイブリッド複合レーザロッド（中心の直径３ｍｍの円柱コアが１０ａｔ％Ｙｂ：ＹＡＧ単結晶またはセラミックスで、そのコアが直径１０ｍｍのアンドープＹＡＧセラミッククラッドで囲まれたロッド）を作製する。次にそのハイブリッド複合レーザロッドから例えば直径８．５２ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの円盤を作製する。このようなハイブリッド複合レーザロッドとしては、例えば、神島化学(株)製のものが採用することができる。
【００４０】
ハイブリッド複合レーザロッドから作製された直径８．５２ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの円盤の場合、ドーナツ型平面導波路３と平板状利得媒質２の界面での反射損失がないので、高効率化することができる。
【００４１】
平板状利得媒質２とドーナツ型平面導波路３は、下面（反射要素１ａが形成された面）が水冷式銅ヒートシンク５の上に熱伝導性接着剤またはＡｕ／Ｓｎ合金を含む半田材料で接合されている。したがって、厚さ０．２ｍｍの平板状利得媒質２に発生した熱は、下面の反射要素１ａを介してヒートシンク５に流れるので、アクティブミラーレーザ構造となり、熱レンズ効果を減少させるだけでなく平板状利得媒質２の温度上昇を抑えることができる。その結果、高出力レーザを高効率に発生させることができる。
【００４２】
励起光源４ａとしては、Ｋｒアークランプ、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（半導体レーザ）等、いずれも用いることができる。励起光源４ａは、好ましくはＬＤである。ＬＤは、Ｋｒアークランプ、ＬＥＤに比べ、利得媒質２の吸収波長にマッチした波長のコヒーレントな光を出すことができる。励起光が利得媒質２の吸収波長にマッチすることで、レーザ発振効率（出力パワー／入力パワー）を高くすることができる。励起光がコヒーレントであると、簡単な光学系で効率よく励起光を利得媒質２に照射することができる。
【００４３】
特に、半導体チップレーザのようにベアチップタイプのＬＤの場合、レーザ出射端面を直接ドーナツ型平面導波路３の外周面に当接させればよいので（図１、２参照）、複雑な励起用光学系が不要であり、装置全体をコンパクト化することができる。本実施形態では、ベアチップタイプＬＤ４ａを２７個ドーナツ型平面導波路３の外周面に周方向に略等間隔に（約１３．３度離して）結合させた。
【００４４】
なお、励起光源４aの配置は、一つ一つが等間隔になるように結合させる以外に、不等間隔に配置してもよい。
【００４５】
ベアチップタイプＬＤ４ａのレーザ出射端面（厚さ０．１２５ｍｍ×幅０．５ｍｍ）がドーナツ型平面導波路３の外周面に１００μｍの間隔をあけて対向配置された。１００μｍのギャップは、レーザ出射端面がドーナツ型平面導波路３の外周面に当接して損傷することを防止するためである。１００μｍのギャップがあると、反射損失が増すので、それを抑制するためには、ギャップをマッチングオイル等で満たしたり、端面にＡＲコートを施せばよい。
【００４６】
本実施形態の励起光源部４は、図３に示すように、ベアチップタイプＬＤ４ａをＣｕ−Ｗ水冷ヒートシンク４ｂに接合したものである。４ｃは厚さ５μｍのＡｕ−Ｓｎ半田、４ｄは厚さ０．１μｍのＡｕ、４ｅは厚さ３μｍのＮｉである。４ｇは、厚さ８μｍのＡｕ層４ｈを介して４ｄに接合された絶縁プレート（厚さ１ｍｍのセラミックス板）である。絶縁プレート４ｇの上には厚さ８μｍのＡｕ膜４ｆが形成されており、Ａｕ膜４ｆとベアチップタイプＬＤ４ａのマイナス電極とがボンディングワイヤ４ｉで接続されている。
【００４７】
励起光源部４を図４に示す変形態様の励起光源部４Ａとするとよい。変形態様の励起光源部４Ａは、本実施形態の励起光源部４における４ｃと４ｄの間にＣｕ−Ｗサブマウント４ｊを介挿させた点が励起光源部４と大きく異なる。なお、４ｋはＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ半田である。
【００４８】
変形態様の励起光源部４Ａは、４ｃと４ｄの間にＣｕ−Ｗサブマウント４ｊを備えている。すなわち、変形態様の励起光源部４Ａでは、ベアチップタイプＬＤ４ａがボリュウムの小さなＣｕ−Ｗサブマウント４ｊにマウントされてからＣｕ−Ｗ水冷ヒートシンク４ｂに接合されるので、ベアチップタイプＬＤ４ａの歪が抑制される。
【００４９】
本実施形態で用いたベアチップタイプＬＤ４ａは、オプトエナジー社の型番９４００４１１２である。ベアチップタイプＬＤ４ａは、図５Ａ、図５Ｂに示すように厚さ０．１２５ｍｍ、幅０．５ｍｍ、長さ６ｍｍの直方体で、４ａ１は活性層、４ａ２はＡｕ層（電極）、４ａ３はＴｉ／Ｐｔ層である。オプトエナジー社の型番９４００４１１２は、波長９４０ｎｍ、１２Ｗのマルチモードレーザを出力する。
【００５０】
上記構成の本発明に係る実施形態１の固体レーザ装置からシングルモードで９８Ｗ（効率３０％）、マルチモードで１３０Ｗ（効率４０％）のＣＷレーザパワーが得られた。
【００５１】
図６Ａ、図６Ｂは、本実施形態の固体レーザ装置の利得媒質２で吸収された励起光強度の空間分布を示している。利得媒質２で吸収された励起光強度の空間分布を実測することは難しく、シミュレーション実験によって得られたものである。すなわち、図６Ａ、図６Ｂは２７方向からビームサイズ０．１×０．０１mｍ２、トータル３２４Ｗ（＝１２Ｗ×２７）の励起光が吸収係数０．６ｍｍ−１の利得媒質２の中心に向けて照射されたとして、シミュレーションにより求めたものである。
【００５２】
図６Ａ、図６Ｂから、吸収された励起光強度の空間分布がガウス型であることがわかる。したがって、励起光強度分布とシングルモード発振光強度分布の空間分布パターンのマッチングが良くなり、上記のように、シングルモードで９８Ｗのレーザパワーを変換効率０．３（＝９８Ｗ／３２４Ｗ）で発生させることができたものと解釈される。
【００５３】
シミュレーション実験は、３方向から３６Ｗの励起光が照射された場合と、９方向から１０８Ｗの励起光が照射された場合についても行われた。その結果、励起光の照射方向が増すにつれて、利得媒質２で吸収される励起光強度の空間分布がガウス型に近づくことがわかった。少なくとも１０方向以上から励起光を照射すると、一層ガウス型に近づくことがわかった。したがって、好ましくは５方向以上、より好ましくは１０方向以上の励起光源から励起光が照射されるとよい。
【００５４】
本実施形態の平板状利得媒質２は円盤であるが、矩形板でも八角形板でもよい。また、平板状利得媒質２がドーナツ型平面導波路３の中央に位置しなくてもよい。
【００５５】
（実施形態２）本実施形態の固体レーザ装置は、図７に示すように、励起光源４ａからの励起光のドーナツ型平面導波路３の外周面への入射角度を変える変角手段６を有している。
【００５６】
変角手段６は、例えばゴニオステージである。ゴニオステージ６で、励起光源４ａからの励起光の入射角が制御され、平板状利得媒質２の外径より小さな直径２ａの円に接するように照射される。すると、励起光（線）の包絡線が直径２ａの円周となり、利得媒質２で吸収された励起光強度の空間分布は図８に示すようなドーナツ型になる。したがって、本実施形態の固体レーザ装置は、ＴＥＭ０１モードのレーザを効率よく発生させることができる。
【００５７】
本実施形態の固体レーザ装置は、変角手段６を備えているので、励起光強度の空間分布を実施形態１のようなガウス型にすることも容易である。例えば、励起光源を不等間隔に配置した場合でもそれぞれの励起光源の入射角を適正に設定することで励起光強度の空間分布を適正に制御することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ａ、１ｂ・・・・・・・共振器を形成する二つの反射要素
２・・・・・・・・・・・円盤状固体利得媒質
３・・・・・・・・・・・ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路
４ａ・・・・・・・・・・励起光源
５・・・・・・・・・・・ヒートシンク
６・・・・・・・・・・・変角手段
【図１】
2013021585.tif 000003
【図２】
2013021585.tif 000004
【図３】
2013021585.tif 000005
【図４】
2013021585.tif 000006
【図５Ａ】
2013021585.tif 000007
【図５Ｂ】
2013021585.tif 000008
【図６Ａ】
2013021585.tif 000009
【図６Ｂ】
2013021585.tif 000010
【図７】
2013021585.tif 000011
【図８】
2013021585.tif 000012
【図９Ａ】
2013021585.tif 000013
【図９Ｂ】
2013021585.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月11日(2013.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振器を形成する二つの反射要素と、
前記二つの反射要素間に配置され厚み方向に誘導放出光を増大させる平板状利得媒質と、
前記平板状利得媒質の外周面に内周面が当接するように配置されたドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路と、
前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面から前記平板状利得媒質に励起光が伝播するように前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面に結合された５方向以上の複数の励起光源と、を有し、
前記５方向以上の複数の励起光源からの励起光は、前記励起光の前記平板状利得媒質による吸収強度の空間分布がＴＥＭ０１モードに近いドーナツ分布状になるような角度で前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面に入射されることを特徴とする固体レーザ装置。
【請求項２】
共振器を形成する二つの反射要素と、
前記二つの反射要素間に配置され厚み方向に誘導放出光を増大させる平板状利得媒質と、
前記平板状利得媒質の外周面に内周面が当接するように配置されたドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路と、
前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面から前記平板状利得媒質に励起光が伝播するように前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面に直接結合された２７方向の２７個の励起光源と、を有し、
前記２７方向の２７個の励起光源からの励起光は、前記励起光の前記平板状利得媒質による吸収強度の空間分布がＴＥＭ００モードに近いガウス分布状になるような角度で前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面に入射されることを特徴とする固体レーザ装置。
【請求項３】
前記励起光源は、ベアチップタイプ半導体レーザがボリュウムの小さなＣｕ−Ｗサブマウントにマウントされてから水冷ヒートシンクに接合されてなる請求項１又は２に記載の固体レーザ装置。
【請求項４】
前記励起光源からの励起光の前記ドーナツ又は変形ドーナツ型平面導波路の外周面への入射角度を変える変角手段を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体レーザ装置。
【請求項５】
前記平板状利得媒質は、円盤状母体材料の所定領域に活性イオンをドープしてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体レーザ装置。
【請求項６】
前記励起光源は、半導体チップレーザである請求項１〜５のいずれか１項に記載の固体レーザ装置。
【請求項７】
前記平板状固体利得媒質は、厚さが１０００μｍ未満であり、
前記二つの反射要素のうち全反射要素が前記平板状利得媒質の対向する平面の一方に形成され、
前記全反射要素の外面がヒートシンクに当接される請求項１〜６のいずれか１項に記載の固体レーザ装置。
【国際調査報告】
2013021585.tif 000015
2013021585.tif 000016