(57)【要約】【課題】  簡易な構成で固体レーザ媒質の温度分布を均一化することができる固体レーザ増幅器を提供すること。【解決手段】  本発明の固体レーザ増幅器１は、励起光が照射されることにより、入射面から入射する被増幅光を増幅させて出射面から出射する固体レーザ媒質３と、固体レーザ媒質３の入射面及び出射面以外の面に設けられる発熱体５と、を備え、発熱体５は、固体レーザ媒質３で発生する自然放出光を吸収することによって発熱することを特徴とする。【選択図】  図１
2008153462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光が照射されることにより、入射面から入射する被増幅光を増幅させて出射面から出射する固体レーザ媒質と、
前記固体レーザ媒質の前記入射面及び前記出射面以外の面に設けられる発熱体と、を備え、
前記発熱体は、前記固体レーザ媒質で発生する自然放出光を吸収することによって発熱することを特徴とする固体レーザ増幅器。
【請求項２】
前記固体レーザ媒質は、当該固体レーザ媒質内を前記被増幅光がジグザグ伝播するジグザクスラブ型固体レーザ媒質であって、
前記発熱体が設けられる面は、前記被増幅光がジグザグ伝播する伝播光路面に対して平行な互いに対向する２つの面に設けられることを特徴とする前記請求項１記載の固体レーザ増幅器。
【請求項３】
前記固体レーザ媒質を保持する保持部材をさらに備え、
前記発熱体は、接着性及び弾性を有し、前記固体レーザ媒質と前記保持部材との間に設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の固体レーザ増幅器。
【請求項４】
前記保持部材は、溝部を有し、前記発熱体が前記溝部内に設けられることを特徴とする請求項３記載の固体レーザ増幅器。
【請求項５】
前記保持部材は、断熱材料及び／又は伝導材料からなることを特徴とする請求項３又は４何れかに記載の固体レーザ増幅器。
【請求項６】
前記発熱体は、顔料を含み、当該顔料は、黒色顔料及び／又は白色顔料を含むことを特徴とする請求項１〜５何れかに記載の固体レーザ増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体レーザ媒質を備える固体レーザ増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体レーザ媒質を備える固体レーザ増幅器は、固体レーザ媒質に励起光を照射して、この固体レーザ媒質に含まれている活性元素を励起し、この固体レーザ媒質における誘導放出現象を利用して所定波長の光を光増幅する。
【０００３】
固体レーザ媒質を励起光により励起すると、固体レーザ媒質に吸収された励起光のうちレーザ光や自然放出光として放出されなかったエネルギーは固体レーザ媒質内で熱負荷となり、固体レーザ媒質に温度分布をもたらす。例えば、スラブ形状の固体レーザ媒質内において被増幅光をジグザグ伝播させて光増幅する固体レーザ増幅器の場合、被増幅光のジグザグ伝播光路面内、すなわち被増幅光がジグザクに伝播される伝播路を含む面内においては、熱的に平均化されるものの、スラブ形状固体レーザ媒質のジグザグ伝播光路面と直交する方向（固体レーザ媒質の上下方向）においては、中央部で高く両端部で低くなる不均一な温度分布となる。
【０００４】
この温度分布は、熱レンズ効果、熱複屈折効果およびビーム偏向などを発生させ、レーザ光のモードパターンの変化や出力低下の原因となる。したがって、固体レーザ媒質の温度分布を均一にするための様々な検討がなされている。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載の固体レーザ増幅器は、スラブ形状の固体レーザ媒質と、この固体レーザ媒質の上下面に接して設けられる光吸収体と、この光吸収体を加熱するための加熱用光源とを備えている。そして、加熱用光源から出力される加熱光により発熱体を発熱させ、温度が低下しやすい固体レーザ媒質の上下面を加熱することにより、スラブ形状の固体レーザ媒質の温度分布を均一化している。
【０００６】
また、特許文献２に記載の固体レーザ増幅器は、スラブ形状の固体レーザ媒質内での熱負荷を低減するために固体レーザ媒質を冷却する手段を備えている。さらに、固体レーザ媒質の長手方向の端部を接着剤によりシーリングして、冷媒を固体レーザ媒質の長手方向から漏れるのを防止し、確実に固体レーザ媒質を冷却している。また、接着剤には白色、透明色、淡色のものを使用し、固体レーザ媒質からの自然放出光の吸収による発熱を抑え、固体レーザ媒質の熱変形やレーザビームのプロファイル悪化等を抑えている。
【特許文献１】特開２００６−１９６８８２号公報
【特許文献２】特開２００３−２３４５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の固体レーザ増幅器は、固体レーザ媒質の温度分布を均一化することができるものの、固体レーザ媒質の上下面に設けられる光吸収体を発熱させるための加熱用光源を配置する必要があり、装置が複雑化する。また、上記特許文献２に記載の固体レーザ増幅器は、一般的な固体レーザ媒質の両側面を冷却する手段のシーリングに関する改良であり、上述したような、ジグザグ伝播光路面と直交する方向における温度分布までは改善することはできない。
【０００８】
そこで本発明では、簡易な構成で固体レーザ媒質の温度分布を均一化することができる固体レーザ増幅器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】
【０００９】
本発明の固体レーザ増幅器は、励起光が照射されることにより、入射面から入射する被増幅光を増幅させて出射面から出射する固体レーザ媒質と、固体レーザ媒質の入射面及び出射面以外の面に設けられる発熱体と、を備え、発熱体は、固体レーザ媒質で発生する自然放出光を吸収することによって発熱することを特徴とする。
【００１０】
この固体レーザ増幅器によれば、固体レーザ媒質の入射面及び出射面以外の面に、固体レーザ媒質から発生する自然放出光を吸収し発熱する発熱体を備えている。そのため、固体レーザ媒質の温度が低下しやすい部分を簡易な構成で加熱することができる。したがって、固体レーザ媒質の温度分布を均一化することができる。
【００１１】
また、固体レーザ媒質は、当該固体レーザ媒質内を被増幅光がジグザグ伝播するジグザクスラブ型固体レーザ媒質であって、発熱体が設けられる面は、被増幅光がジグザグ伝播する伝播光路面に対して平行な互いに対向する２つの面に設けられることが好ましい。これにより、温度が低下しやすいジグザグスラブ型固体レーザ媒質の伝播光路面に対して直交する方向（上下方向）の両端部付近を簡易な構成で加熱することができる。したがって、ジグザグスラブ型固体レーザ媒質の上下方向における温度分布を均一化することができる。
【００１２】
また、本発明の固体レーザ増幅器は、固体レーザ媒質を保持する保持部材をさらに備え、発熱体は、接着性及び弾性を有し、固体レーザ媒質と保持部材との間に設けられることが好ましい。これにより、発熱体が接着性を有しているので、固体レーザ媒質を筐体に確実に固定することができる。また、発熱体が弾性を有しているので、固体レーザ媒質の熱膨張を吸収し、固体レーザ媒質の熱破壊等を効果的に抑制することができる。
【００１３】
また、保持部材は、溝部を有し、発熱体が溝部内に設けられることが好ましい。これにより、均一な厚さの発熱体を形成することができるので、自然放出光の吸収率を発熱体の面方向において均一にすることができる。また、溝部の深さを調整することにより発熱体の厚さを調整することができるので、自然放出光の吸収率を任意に調整することができる。したがって、固体レーザ媒質の温度分布をより均一化することができる。
【００１４】
また、保持部材は、断熱材料及び／又は伝導材料からなることを特徴とする。断熱材料を用いると、その部分では、発熱体から発生する熱を効率的に固体レーザ媒質へ伝えることができる。また、導電材料を用いると、その部分では、発熱体から発生する余分な熱を外部に排熱して、固体レーザ媒質へ伝わる熱量を容易に調整することができる。このため、保持部材の材料を適宜選択することにより、固体レーザ媒質の加熱温度を調整することができるので、固体レーザ媒質の温度分布をより均一化することができる。
【００１５】
また、発熱体は、顔料を含み、当該顔料は、黒色顔料及び／又は白色顔料を含むことが好ましい。これにより、これら顔料の添加量を適宜調整することで、自然放出光の吸収率を容易に調整することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡易な構成で固体レーザ媒質の温度分布を均一化することができる固体レーザ増幅器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の知見は、例示のみのために示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。引き続いて、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１８】
図１及び図２に示されるように、本実施形態に係る固体レーザ増幅器１は、筐体２の内部に収納された固体レーザ媒質３に励起光を照射してレーザ光を出力する固体レーザ増幅器であって、この固体レーザ媒質３の温度分布を均一化させるための構造を有している。
【００１９】
図１に示されるように、スラブ形状の固体レーザ媒質３は、入射した被増幅光Ｌ１（レーザ光）を増幅する。具体的には、その長手方向（図中ｚ方向）の一端面３ａから入射した被増幅光Ｌ１は、両側面３ｃ，３ｄ（図中ｙ−ｚ面）で全反射を繰り返しジグザク伝播することにより増幅され、長手方向の他端面３ｂから出射される。ここで、固体レーザ媒質３は、例えば、リン酸塩系のレーザ用ガラスを母材として、ネオジウム（Ｎｄ）をレーザ活性種としてドープしたものを用いることができる。また、この他にも例えば、母材としては、シリカ系のレーザ用ガラス、又はＹＡＧ、ＹＬＦ、ＹＶＯ４、Ｓ−ＦＡＰ、サファイア、アレキサンドライト、フォルステライト、ガーネット等の結晶材料を用いることができる。また、レーザ活性種としては、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｔｍ等の希土類元素、又はＣｒ、Ｔｉ等の遷移元素を用いることができる。
【００２０】
固体レーザ媒質３は、固体レーザ媒質３の上下面３ｅ，３ｆ（被増幅光がジグザグ伝播する伝播光路面Ｓに平行な面、図中ｘ−ｚ面）側に配置された保持部材４により保持される。この保持部材４は、例えば、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂などの断熱性材料や銅、ステンレススチールなどの伝導性材料を用いることができる。
【００２１】
また、固体レーザ媒質３と保持部材４との間には、接着性の発熱体５が設けられ、固体レーザ媒質３は、発熱体５を介して保持部材４で保持されている。発熱体５は、励起光Ｌ２により励起された固体レーザ媒質３で発生する自然放出光（例えば、蛍光）を吸収することによって発熱する。そして、この熱により温度が低下しやすい固体レーザ媒質３の上下面３ｅ，３ｆを加熱し、固体レーザ媒質３の上下方向（図中ｙ方向）における温度分布を均一化することができる。発熱体５は、固体レーザ媒質３の上下面３ｅ，３ｆで、固体レーザ媒質５の長手方向において連続的（例えば、上下面３ｅ，３ｆの全面）に設けられることが好ましい。これにより、固体レーザ媒質３の長手方向における温度分布をも均一化することができる。
【００２２】
発熱体５は、接着性樹脂と顔料とを含む。接着性樹脂は、主として保持部材４により固体レーザ媒質３を確実に保持するために用いられ、例えば、シリコーン系、変成シリコーン系、エポキシ系、ポリイソブチレン系の接着性樹脂を用いることができる。ここで、これらの接着性樹脂は、白色又は透明色であり自然放出光を透過するため発熱しないか、発熱してもごくわずかである。したがって、顔料は、自然放出光を吸収できる色に接着性樹脂を着色するために添加される。顔料は、目的の色に着色できれば特に限定されないが、安定性、耐久性を考慮すると黒色、白色等の無機顔料を使用することが好ましい。黒色顔料としてはカーボンブラック、白色顔料としては亜鉛華、鉛白などを用いることができる。これら顔料は、例えば、黒色顔料や白色顔料の添加量を調整することにより自然放出光の吸収率を調整することができる。
【００２３】
図２に示されるように、固体レーザ媒質３は、保持部材４を介して筐体２内部に固定される。また、筐体２の両側面には、固体レーザ媒質３の両側面３ｃ，３ｄに対応する位置に略矩形状の開口部２ａが設けられ、この開口部２ａを覆うようにシールドガラス７（例えば、合成石英など）が水密用シール材等により固定されている。固体レーザ媒質３とシールドガラス７との間には空間が形成され、この空間が冷却媒体（例えば、水）Ｗの流路となり、固体レーザ媒質３の両側面３ｃ，３ｄを冷却することができる。
【００２４】
さらに、各シールドガラス７の外側であって、固体レーザ媒質３の両側面３ｃ，３ｄに対応する位置に励起ＬＤモジュール６が配置される。各励起ＬＤモジュール６から発生する励起光は、シールドガラス７を透過し、固体レーザ媒質３の両側面３ｃ，３ｄに照射されて、固体レーザ媒質３が励起される。なお、シールドガラス７には、被増幅光をジグザク伝播させるために、励起光の波長（例えば、中心波長８０３ｎｍ）に応じた無反射コーティングが施されている（例えば、波長８００〜８０６ｎｍ、入射確度θ＝０〜３３°、反射率Ｒ＝０．２〜０．３％）。
【００２５】
また、励起ＬＤモジュール６は、上述したように固体レーザ媒質３の両側面３ｃ，３ｄから励起光を照射する側面励起方式に限られず、被増幅光が入射又は出射される両端面から励起光を照射する端面励起方式を採用することもできる。図３は、端面励起方式の構成を示す図である。図３に示されるように、端面励起方式の固体レーザ増幅器は、励起ＬＤモジュール６が、固体レーザ媒質３の両端面３ａ，３ｂ側に配置される。このような構成では、固体レーザ媒質３内での被増幅光Ｌ１と励起光Ｌ２との光路が略同一方向となるので、高い励起効率が実現される。また、固体レーザ媒質３内での発振領域と励起領域とが容易に一致することにより、高いモードマッチング効率が得られる。
【００２６】
本実施形態に係る固体レーザ増幅器１によれば、固体レーザ媒質３の入射面３ａ及び出射面３ｂ以外の面に、固体レーザ媒質３から発生する自然放出光を吸収し発熱する設けられる発熱体５を備えている。そのため、固体レーザ媒質３の温度が低下しやすい部分を簡易な構成で加熱することができる。したがって、固体レーザ媒質３の温度分布を均一化することができる。
【００２７】
また、本実施形態に係る固体レーザ増幅器１によれば、スラブ形状の固体レーザ媒質３の当該固体レーザ媒質３内で被増幅光がジグザグ伝播する伝播光路面Ｓに対して平行な互いに対向する上下面３ｅ，３ｆに、固体レーザ媒質３で発生する自然放出光を吸収することによって発熱する顔料を含む発熱体５が設けられている。図２に示されるように、固体レーザ媒質３の両側面３ｃ，３ｄは、冷却媒体により冷却されて上下方向に排熱されている。そのため、固体レーザ媒質３の中央部分に比べて上下端部で温度が低下しやすい。しかしながら、本実施形態に係る固体レーザ増幅器１は、上述のとおり固体レーザ媒質３の温度が低下しやすい上下面３ｅ，３ｆ付近を発熱体５により加熱することができる。したがって、図４に示されるように、本実施形態に係る固体レーザ増幅器（同図（ａ））は、発熱体を設けない従来の固体レーザ増幅器（同図（ｂ））に比べて被増幅光のジグザク伝播光路面に直交する方向（図中ｙ方向）における固体レーザ媒質３の温度分布を均一化することができる。
【００２８】
また、本実施形態に係る固体レーザ増幅器１は、固体レーザ媒質３を保持する保持部材４をさらに備え、発熱体５は、接着性及び弾性を有し、固体レーザ媒質３と保持部材４との間に設けられている。これにより、発熱体５が接着性を有しているので、固体レーザ媒質３を筐体２に確実に固定することができる。また、発熱体５が弾性を有しているので、固体レーザ媒質３の熱膨張を吸収し、固体レーザ媒質３の熱破壊等を効果的に抑制することができる。
【００２９】
次に、他の実施形態に係る固体レーザ増幅器について説明する。
【００３０】
図５〜図１０に示されるように、本発明に係る固体レーザ増幅器は、上述した固体レーザ媒質３の上下面３ｅ，３ｆから発熱体５を介して、保持部材４で保持する保持構造を有するもの以外に、他の保持構造を採用することができる。何れの場合においても、固体レーザ媒質３の被増幅光のジグザク伝播光路面Ｓに直交する方向おける温度分布を均一にすることができる。
【００３１】
図５に示されるように、他の実施形態に係る固体レーザ増幅器１Ａは、保持部材４には、固体レーザ媒質３との接触面（上下面３ｅ，３ｆ）側に、例えば１００μｍ〜２００μｍ程度の長手方向に延びる溝部４ａが形成されている。そして、この溝部４ａ内に発熱体５が形成され、固体レーザ媒質３は、その幅方向における中央部では発熱体５を介して、その両側では直接的に保持部材４で保持されている。溝部４ａ内に発熱体５を充填することにより、溝部４ａの深さｔ１に応じた均一な厚さの発熱体５を形成することができる。この結果、発熱体５の面方向で均一な自然放出光の吸収率を得ることができる。また、この溝部４ａの深さを調整することにより発熱体５の厚さを調整することができるので、自然放出光の吸収率を任意に調整することができる。したがって、固体レーザ媒質３の温度分布をより均一化することができる。
【００３２】
このような、溝部４ａが形成された保持部材４を使用した保持構造は、以下の手順により製造することができる。図６に示されるように、まず、所定の深さの溝部４ａを有する保持部材４を準備し、その溝部４ａに予め顔料が添加されたシリコーン系接着剤５を塗布する（図６（ａ））。次に、保持部材４の幅よりも長いスキージ８等を使用して、保持部材４の長手方向にスライドさせる（図６（ｂ））。これにより、保持部材４の溝部４ａ内に均一の厚さの発熱体５が形成される（図６（ｃ））。そして、この保持部材４を固体レーザ媒質３の上下面に接着することにより保持構造が完成する。
【００３３】
また、図７（ａ）に示されるように、他の実施形態に係る固体レーザ増幅器１Ｂは、固体レーザ媒質３の両側面３ｃ，３ｄに発熱体５が形成される。そして、固体レーザ増幅器１Ｂは、固体レーザ媒質３が発熱体５を介して、固体レーザ媒質３の両側面３ｃ，３ｄ側から保持部材４で保持される保持構造を有する。この場合は、図３に示されるように、励起光を固体レーザ媒質３の両端面３ａ，３ｂ側から照射する端面励起方式が採用される。
【００３４】
また、図７（ｂ）に示されるように、他の実施形態に係る固体レーザ増幅器１Ｃは、固体レーザ媒質３の両側面３ｃ，３ｄ及び上下面３ｅ，３ｆを覆うように発熱体５が形成される。そして、固体レーザ増幅器１Ｂは、固体レーザ媒質３が発熱体５を介して、固体レーザ媒質３の両側面３ｃ，３ｄ及び上下面３ｅ，３ｆの四方から取り囲むように保持部材４で保持される保持構造を有する。この場合は、図３に示されるように、励起光を固体レーザ媒質３の両端面３ａ，３ｂ側から照射する端面励起方式が採用される。このような構成により、固体レーザ媒質３をより確実に保持することができる。
【００３５】
また、図８（ａ）に示されるように、他の実施形態に係る固体レーザ増幅器１Ｄは、固体レーザ媒質３の上下面３ｅ，３ｆに発熱体５が形成される。また、固体レーザ媒質３を保持する保持部材４は、固体レーザ媒質３の幅ｗ１と略同一幅の長手方向に延びた溝部４ｂが形成される。そして、固体レーザ増幅器１Ｄは、固体レーザ媒質３が発熱体５を介して、固体レーザ媒質３の上下面３ｅ，３ｆ側から保持部材４で保持される保持構造を有する。このような構成により、保持部材４の溝部４ｂに固体レーザ媒質３の上下端部が嵌合されるので、固体レーザ媒質３をより確実に保持することができる。
【００３６】
また、図８（ｂ）に示されるように、他の実施形態に係る固体レーザ増幅器１Ｅは、固体レーザ媒質３の両側面３ｃ，３ｄに発熱体５が形成される。また、固体レーザ媒質３を保持する保持部材４は、固体レーザ媒質３の高さｈ１と略同一幅の長手方向に延びた溝部４ｃが形成される。そして、固体レーザ増幅器１Ｅは、固体レーザ媒質３が発熱体５を介して、固体レーザ媒質３の両側面３ｃ，３ｄ側から保持部材４で保持される保持構造を有する。この保持部材４の溝部４ｃに固体レーザ媒質３の両側端部が嵌合されるので、固体レーザ媒質３をより確実に保持することができる。
【００３７】
また、図９（ａ）に示されるように、他の実施形態に係る固体レーザ増幅器１Ｆは、固体レーザ媒質３の両側面３ｃ，３ｄ及び上下面３ｅ，３ｆを覆うように発熱体５が形成される。そして、固体レーザ増幅器１Ｆは、４つの断面Ｌ字状の保持部材４を用いて、固体レーザ媒質３が発熱体５を介して固体レーザ媒質３の両側面３ｃ，３ｄと上下面３ｅ，３ｆとで形成する４つの角部側から保持される保持構造を有する。
【００３８】
また、保持部材の一部を異なる材質、例えば、断熱材料と伝導材料とにより構成しても良い。例えば、図９（ｂ）に示されるように、他の実施形態に係る固体レーザ増幅器１Ｇは、固体レーザ媒質３の上下面３ｅ，３ｆに発熱体５が形成される。また、固体レーザ媒質３を保持する保持部材４は、固体レーザ媒質３の幅ｗ２と略同一の幅の長手方向に延びた溝部４ｄが形成される。そして、固体レーザ増幅器１Ｇは、固体レーザ媒質３が発熱体５を介して、固体レーザ媒質３の上下面３ｅ，３ｆ側から保持部材４で保持される保持構造を有する。さらに、この保持部材４は、固体レーザ媒質３の幅ｗ２方向における中央部分に伝導材料４ｅを用い、他の部分に断熱材料４ｆが用いられている。このように特に温度が上がりやすい中央部分に放熱性の高い伝導材料４ｅを用いることにより、温度分布の調整を容易にすることができる。
【００３９】
また、発熱体が形成された固体レーザ媒質の面とは異なる面から保持部材で保持しても良い。例えば、図１０（ａ）に示されるように、他の実施形態に係る固体レーザ増幅器１Ｈは、固体レーザ媒質３の両側面３ｃ，３ｄに発熱体５が形成され、固体レーザ媒質３がその上下面３ｅ，３ｆ側から保持部材４で保持される保持構造を有する。また、図１０（ｂ）に示されるように、他の実施形態に係る固体レーザ増幅器１Ｉは、固体レーザ媒質３の上下面３ｅ，３ｆに発熱体５が形成され、固体レーザ媒質３その両側面３ｃ，３ｄ側から保持部材４で保持される保持構造を有する。
【００４０】
以上のように、固体レーザ媒質に発熱体が形成される位置、保持部材の材質とその配置などを適宜選択することにより、固体レーザ媒質の温度分布を容易に均一に保つことができる。また、保持部材の形状を適宜選択することにより固体レーザ媒質をより確実に保持することができる。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４２】
（実施例）
実施例として、図１及び図２に示されるような構成の固体レーザ増幅器を準備した。すなわち、スラブ形状の固体レーザ媒質（Ｎｄ：Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｇｌａｓｓ、長さ３３ｃｍ、幅１ｃｍ、高さ２ｃｍ）３の上下面３ｅ，３ｆ全面にわたって発熱体５を設けて、この発熱体５を介して保持部材４により筐体に固体した。また、発熱体５としては、顔料を添加して自然放出光の吸収度を調整したシリコーン樹脂を用いた。
【００４３】
（比較例）
比較例として、発熱体に顔料を添加していないシリコーン樹脂を用いた以外は、実施例と同様としたものを準備した。
【００４４】
（測定及び測定結果）
固体レーザ媒質の温度分布を測定するために、波面測定器により、所定の励起ＬＤ出力によりＬＤ励起状態になった実施例及び比較例に係る固体レーザ増幅器の透過光の位相分布を測定した。図１１に測定結果を示す。なお、測定時の励起ＬＤ出力は９８ｋＷとした。また、図１２に実施例及び比較例それぞれの励起ＬＤ出力に対する位相差（ＰＶ値：Ｐｅａｋ  と  Ｖａｌｌｙ）の変化を示す。
【００４５】
図１１に示されるように、実施例、比較例共に、固体レーザ媒質の幅方向（図中ｘ方向）の位相分布、すなわち温度分布は均一である。これは、被増幅光がシグザク伝播したことにより、位相分布が補償されたことを示す。一方、固体レーザ媒質の上下方向（図中ｙ方向）の位相分布では、実施例と比較例とは、異なった位相分布を示す。
【００４６】
実施例は、上下方向における位相分布はほぼ均一であり、温度分布が均一であることを示している。これは、固体レーザ媒質からの自然放出光を吸収した発熱体の発熱により、固体レーザ媒質の上下端面が加熱され、上下方向の光路差が減少して位相分布が緩和されたと考えられる。
【００４７】
一方、比較例は、中央から上下方向に離れるにしたがい位相差が大きくなり、温度が低くなっている。固体レーザ媒質であるＮｄ：Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  ｇｌａｓｓの光路長に対する温度係数は、ｄｓ／ｄｔ＝＋５．７×１０−６Ｋ−１であるので、温度が低い部分は実質的に光路長が短くなることになる。したがって、固体レーザ媒質の上下端面付近を通過してきた被増幅光の位相は、中央部の位相に比べて進み位相差が大きくなる。その結果、被増幅光の上下部分は凸レンズを通過したのと同じように、被増幅光が収束してしまい、場合によってはエネルギー密度の増加により光学部品等の損傷を引き起こす可能性がある。
【００４８】
また、励起ＬＤ出力が９８ｋＷのときのＰＶ値は、実施例が０．８５λであったのに対し、比較例が３．５λ（λは被増幅光の波長である１．０５３μｍ）であった。
【００４９】
また、図１２に示されるように、実施例は、励起ＬＤ出力を高くしてもＰＶ値は０．８５λ程度の増大に留まっている。一方で、比較例は、励起ＬＤ出力を高くするにしたがいＰＶ値も大きくなり、励起ＬＤ出力が９８Ｗの時点では非励起状態（励起ＬＤ出力が０Ｗ）に比べて３．２λ増大している。
【００５０】
以上のように、所定の位置に自然放出光を吸収することによって発熱する発熱体を設けた本発明に係る固体レーザ増幅器の効果が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施形態に係る固体レーザ増幅器の要部を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る固体レーザ増幅器の構成を示す断面図である。
【図３】他の実施形態に係る端面励起方式の固体レーザ増幅器の要部を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は、本実施形態に係る固体レーザ増幅器の固体レーザ媒質の温度分布を示す図であり、（ｂ）は、従来の固体レーザ増幅器の固体レーザ媒質の温度分布を示す図である。
【図５】他の実施形態に係る固体レーザ増幅器の要部を示す断面図である。
【図６】図５に示す他の実施形態に係る固体レーザ増幅器の製造方法を説明する図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、他の実施形態に係る個体レーザ増幅器の要部を示す断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、他の実施形態に係る個体レーザ増幅器の要部を示す断面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、他の実施形態に係る個体レーザ増幅器の要部を示す断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、他の実施形態に係る個体レーザ増幅器の要部を示す断面図である。
【図１１】（ａ）は、実施例に係るレーザ増幅器の透過光の位相分布を示し、（ｂ）は、比較例に係るレーザ増幅器の透過光の位相分布を示す図である。
【図１２】実施例及び比較例に係る固体レーザ増幅器の位相差を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ…固体レーザ増幅器、２…筐体、３…固体レーザ媒質、４…保持部材、５…発熱体、６…励起ＬＤモジュール、７…シールドガラス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008153462.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１１】
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