(57)【要約】【解決課題】半導体レーザで励起する固体レーザ装置の複雑な振る舞いを考慮して、出力光の特性を予測することができるようにする。【解決手段】予測対象の注入電流及び所定のレーザ媒質の吸収係数に応じた半導体レーザのレーザ光の光強度を予測し、予測された半導体レーザのレーザ光の強度及び固体レーザのレーザ媒質の所定の吸収係数に応じた励起光の強度を予測する。そして、予測された励起光の強度に応じた半導体レーザ励起固体レーザ装置の出力光の強度を予測する。また、予測された励起光の強度に応じた励起するイオン密度を予測し、予測された励起するイオン密度に応じた吸収係数を予測する。予測される吸収係数が所定範囲に収束するまで、上記の予測を繰り返し、吸収係数が所定範囲に収束したときに予測された出力光の強度を、予測対象の注入電流に対する出力光の強度として、電流−出力光特性を予測する。【選択図】図３
2008211085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注入された注入電流によってレーザ光を発振する半導体レーザと、前記半導体レーザによって発振されたレーザ光をレーザ媒質によって吸収し、吸収した光である励起光を増幅する固体レーザとを含み、前記固体レーザから前記半導体レーザへの戻り光がある半導体レーザ励起の固体レーザ装置について、前記注入電流に対して前記固体レーザ装置から出力される出力光の特性を予測するレーザ特性予測装置であって、
前記注入電流、前記レーザ媒質の吸収係数、及び前記半導体レーザによって発振されるレーザ光の光強度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、予測対象の注入電流及び所定のレーザ媒質の吸収係数に応じた前記レーザ光の光強度を予測し、前記レーザ光の強度、前記吸収係数、及び前記励起光の強度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、前記予測されたレーザ光の強度及び前記所定のレーザ媒質の吸収係数に応じた前記励起光の強度を予測する励起光予測手段と、
前記励起光の強度及び前記固定レーザ装置の出力光の強度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、前記励起光予測手段によって予測された励起光の強度に応じた前記出力光の強度を予測する出力光予測手段と、
前記励起光の強度及び前記レーザ媒質において励起されるイオン密度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、前記励起光予測手段によって予測された励起光の強度に応じた前記イオン密度を予測し、前記イオン密度及び前記吸収係数を含むパラメータの関係式を用いて、前記予測された前記イオン密度に応じた前記吸収係数を予測する吸収係数予測手段と、
前記吸収係数予測手段によって予測される前記吸収係数が所定範囲に収束するまで、前記吸収係数予測手段によって前回予測された前記吸収係数に応じた前記励起光予測手段による予測、前記出力光予測手段による予測、及び前記吸収係数予測手段による予測を繰り返す反復手段と、
前記反復手段によって前記吸収係数が前記所定範囲に収束したときに前記出力光予測手段によって予測された出力光の強度を、前記予測対象の注入電流に対する出力光の強度として、前記注入電流に対する出力光の特性を予測する出力光特性予測手段と、
を含むレーザ特性予測装置。
【請求項２】
注入された注入電流によってレーザ光を発振する半導体レーザと、前記半導体レーザによって発振されたレーザ光をレーザ媒質によって吸収し、吸収した光である励起光を増幅する固体レーザとを含み、前記固体レーザから前記半導体レーザへの戻り光がある半導体レーザ励起の固体レーザ装置について、前記注入電流に対して前記固体レーザ装置から出力される出力光の特性を予測するコンピュータを、
前記注入電流、前記レーザ媒質の吸収係数、及び前記半導体レーザによって発振されるレーザ光の光強度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、予測対象の注入電流及び所定のレーザ媒質の吸収係数に応じた前記レーザ光の光強度を予測し、前記レーザ光の強度、前記吸収係数、及び前記励起光の強度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、前記予測されたレーザ光の強度及び前記所定のレーザ媒質の吸収係数に応じた前記励起光の強度を予測する励起光予測手段、
前記励起光の強度及び前記固定レーザ装置の出力光の強度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、前記励起光予測手段によって予測された励起光の強度に応じた前記出力光の強度を予測する出力光予測手段、
前記励起光の強度及び前記レーザ媒質において励起されるイオン密度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、前記励起光予測手段によって予測された励起光の強度に応じた前記イオン密度を予測し、前記イオン密度及び前記吸収係数を含むパラメータの関係式を用いて、前記予測された前記イオン密度に応じた前記吸収係数を予測する吸収係数予測手段、
前記吸収係数予測手段によって予測される前記吸収係数が所定範囲に収束するまで、前記吸収係数予測手段によって前回予測された前記吸収係数に応じた前記励起光予測手段による予測、前記出力光予測手段による予測、及び前記吸収係数予測手段による予測を繰り返す反復手段、及び
前記反復手段によって前記吸収係数が前記所定範囲に収束したときに前記出力光予測手段によって予測された出力光の強度を、前記予測対象の注入電流に対する出力光の強度として、前記注入電流に対する出力光の特性を予測する出力光特性予測手段
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ特性予測装置に係り、特に、注入電流が注入された半導体レーザからの励起光で励起される固体レーザ装置について、注入電流に対する固体レーザ装置の出力光の特性を予測するレーザ特性予測装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体レーザの動作について数値計算するアルゴリズムや、固体レーザの動作について数値計算するアルゴリズムが知られている。また、半導体レーザを直列に接続した構造である複合共振器の動作について数値計算する数値計算法が知られている（非特許文献１）。
【０００３】
また、半導体レーザで励起する固体レーザ装置が知られており、この固体レーザ装置では、固体レーザの存在があるため、半導体レーザは固体レーザからの戻り光の影響を受ける。また、半導体レーザの動作が変動すると、半導体レーザからの励起光が変化するため、固体レーザの動作が変動するという複雑な振る舞いをする。
【非特許文献１】Ｋ．Ｊ．Ｅｂｅｌｉｎｇ、Ｌ．Ａ．Ｃｏｌｄｒｅｎ、“Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｍｕｌｔｉｅｌｅｍｅｎｔ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｌａｓｅｒ”、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、ｐ．２９６２−２９６９、ＶＯＬ．５４、ＮＯ．６、１９８３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の非特許文献１に記載の技術では、半導体レーザで励起する固体レーザ装置の複雑な振る舞いを考慮した数値計算をすることができない、という問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、半導体レーザで励起する固体レーザ装置の複雑な振る舞いを考慮して、出力光の特性を予測することができるレーザ特性予測装置及びプログラム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】
【０００６】
上記の目的を達成するために本発明に係るレーザ特性予測装置は、注入された注入電流によってレーザ光を発振する半導体レーザと、前記半導体レーザによって発振されたレーザ光をレーザ媒質によって吸収し、吸収した光である励起光を増幅する固体レーザとを含み、前記固体レーザから前記半導体レーザへの戻り光がある半導体レーザ励起の固体レーザ装置について、前記注入電流に対して前記固体レーザ装置から出力される出力光の特性を予測するレーザ特性予測装置であって、前記注入電流、前記レーザ媒質の吸収係数、及び前記半導体レーザによって発振されるレーザ光の光強度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、予測対象の注入電流及び所定のレーザ媒質の吸収係数に応じた前記レーザ光の光強度を予測し、前記レーザ光の強度、前記吸収係数、及び前記励起光の強度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、前記予測されたレーザ光の強度及び前記所定のレーザ媒質の吸収係数に応じた前記励起光の強度を予測する励起光予測手段と、前記励起光の強度及び前記固体レーザ装置の出力光の強度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、前記励起光予測手段によって予測された励起光の強度に応じた前記出力光の強度を予測する出力光予測手段と、前記励起光の強度及び前記レーザ媒質において励起されるイオン密度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、前記励起光予測手段によって予測された励起光の強度に応じた前記イオン密度を予測し、前記イオン密度及び前記吸収係数を含むパラメータの関係式を用いて、前記予測された前記イオン密度に応じた前記吸収係数を予測する吸収係数予測手段と、前記吸収係数予測手段によって予測される前記吸収係数が所定範囲に収束するまで、前記吸収係数予測手段によって前回予測された前記吸収係数に応じた前記励起光予測手段による予測、前記出力光予測手段による予測、及び前記吸収係数予測手段による予測を繰り返す反復手段と、前記反復手段によって前記吸収係数が前記所定範囲に収束したときに前記出力光予測手段によって予測された出力光の強度を、前記予測対象の注入電流に対する出力光の強度として、前記注入電流に対する出力光の特性を予測する出力光特性予測手段とを含んで構成されている。
【０００７】
また、本発明に係るプログラムは、注入された注入電流によってレーザ光を発振する半導体レーザと、前記半導体レーザによって発振されたレーザ光をレーザ媒質によって吸収し、吸収した光である励起光を増幅する固体レーザとを含み、前記固体レーザから前記半導体レーザへの戻り光がある半導体レーザ励起の固体レーザ装置について、前記注入電流に対して前記固体レーザ装置から出力される出力光の特性を予測するコンピュータを、前記注入電流、前記レーザ媒質の吸収係数、及び前記半導体レーザによって発振されるレーザ光の光強度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、予測対象の注入電流及び所定のレーザ媒質の吸収係数に応じた前記レーザ光の光強度を予測し、前記レーザ光の強度、前記吸収係数、及び前記励起光の強度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、前記予測されたレーザ光の強度及び前記所定のレーザ媒質の吸収係数に応じた前記励起光の強度を予測する励起光予測手段、前記励起光の強度及び前記固体レーザ装置の出力光の強度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、前記励起光予測手段によって予測された励起光の強度に応じた前記出力光の強度を予測する出力光予測手段、前記励起光の強度及び前記レーザ媒質において励起されるイオン密度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、前記励起光予測手段によって予測された励起光の強度に応じた前記イオン密度を予測し、前記イオン密度及び前記吸収係数を含むパラメータの関係式を用いて、前記予測された前記イオン密度に応じた前記吸収係数を予測する吸収係数予測手段、前記吸収係数予測手段によって予測される前記吸収係数が所定範囲に収束するまで、前記吸収係数予測手段によって前回予測された前記吸収係数に応じた前記励起光予測手段による予測、前記出力光予測手段による予測、及び前記吸収係数予測手段による予測を繰り返す反復手段、及び前記反復手段によって前記吸収係数が前記所定範囲に収束したときに前記出力光予測手段によって予測された出力光の強度を、前記予測対象の注入電流に対する出力光の強度として、前記注入電流に対する出力光の特性を予測する出力光特性予測手段として機能させることを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、励起光予測手段によって、注入電流、レーザ媒質の吸収係数、及び半導体レーザによって発振されるレーザ光の光強度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、予測対象の注入電流及び所定のレーザ媒質の吸収係数に応じたレーザ光の光強度を予測し、レーザ光の強度、吸収係数、及び励起光の強度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、予測されたレーザ光の強度及び所定のレーザ媒質の吸収係数に応じた励起光の強度を予測する。
【０００９】
そして、出力光予測手段によって、励起光の強度及び固体レーザ装置の出力光の強度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、励起光予測手段によって予測された励起光の強度に応じた出力光の強度を予測する。
【００１０】
また、吸収係数予測手段によって、励起光の強度及びレーザ媒質において励起されるイオン密度を含むパラメータの関係を表す式を用いて、励起光予測手段によって予測された励起光の強度に応じたイオン密度を予測し、イオン密度及び吸収係数を含むパラメータの関係式を用いて、予測されたイオン密度に応じた吸収係数を予測する。
【００１１】
そして、反復手段によって、吸収係数予測手段によって予測される吸収係数が所定範囲に収束するまで、吸収係数予測手段によって前回予測された吸収係数に応じた励起光予測手段による予測、出力光予測手段による予測、及び吸収係数予測手段による予測を繰り返し、出力光特性予測手段によって、反復手段によって吸収係数が所定範囲に収束したときに出力光予測手段によって予測された出力光の強度を、予測対象の注入電流に対する出力光の強度として、注入電流に対する出力光の特性を予測する。
【００１２】
このように、吸収係数が所定範囲に収束するまで、半導体レーザで発振されるレーザ光、固体レーザにおける励起光、出力光、及び吸収係数を繰り返し予測し、吸収係数が収束したときに予測された出力光の強度を用いて、注入電流に対する出力光の特性を予測することにより、半導体レーザで励起する固体レーザ装置の複雑な振る舞いを考慮して、注入電流に対する出力光の特性を予測することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明のレーザ特性予測装置及びプログラムによれば、吸収係数が所定範囲に収束するまで、半導体レーザで発振されるレーザ光、固体レーザにおける励起光、出力光、及び吸収係数を繰り返し予測し、吸収係数が収束したときに予測された出力光の強度を用いて、注入電流に対する出力光の特性を予測することにより、半導体レーザで励起する固体レーザ装置の複雑な振る舞いを考慮して、注入電流に対する出力光の特性を予測することができる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置に関する電流−出力光特性の予測を実行するレーザ特性予測装置１０は、半導体レーザ励起固体レーザ装置に関する電流−出力光特性の予測を実行するための予測プログラムにより後述する処理を実行するコンピュータにより構成されている。レーザ特性予測装置１０は、ＣＰＵ１２、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１６、ハードデイスク１８、キーボード２０、マウス２２、ディスプレイ２４、及びこれらを相互に接続するためのバス２６を備えている。上記の予測プログラムは、予めハードデイスク１８に記憶されている。また、予測対象となる半導体レーザ励起固体レーザ装置の設計パラメータは、オペレータからキーボード２０やマウス２２を用いて予め入力され、ハードデイスク１８に記憶されている。
【００１６】
次に、予測対象となる半導体レーザ励起固体レーザ装置について説明する。図２に示すように、半導体レーザ励起固体レーザ装置５０は、半導体レーザ５２と固体レーザ５４とが直列に接続されて構成され、図２（Ａ）に示すように、固体レーザ５４から半導体レーザ５２への戻り光がある半導体レーザ励起の固定レーザ装置であって、半導体レーザ５２は、外部から注入される注入電流によってレーザ発振する活性層５６と、活性層５６を挟むように対向して設けられた反射膜５８、６０とを備えている。
【００１７】
また、固体レーザ５４は、吸収した励起光を増幅して発振させるレーザ媒質６２と、半導体レーザ５２とレーザ媒質６２を挟むように対向して設けられた反射膜６４とを備えている。また、図２（Ｂ）に示すように、固体レーザ５４は、レーザ媒質６２を挟むように対向して設けられ、かつ、固体レーザ５４内で発振させたレーザ光のみを反射する反射膜６６、６８を備えている。
【００１８】
ここで、固体レーザについて説明する。実用化されている固体レーザには３準位レーザと４準位レーザがある。３準位レーザとして代表的なレーザは、ルビーレーザであり、４準位レーザとして代表的なレーザは、ＮｄＹＡＧレーザである。また、４準位レーザの亜種である準４準位レーザがあり、例えばＹｂ：ＹＡＧレーザなどである。
【００１９】
３準位レーザ、４準位レーザ、及び準４準位レーザの特徴として、特に注目されるのはしきい値と原子量子効率である。原子量子効率はｈνＬ／ｈνｐで定義され、エネルギー変換効率の理論限界となる。
【００２０】
３準位レーザは、励起光を吸収するときの低準位とレーザ発振するときの低準位とが同じであるため、しきい値が高くなり不利であるが、吸収光とレーザ光の光子エネルギー差が少ないため理論的な原子量子効率は高くなり有利である。
【００２１】
一方で、４準位レーザは、吸収の低準位よりレーザ放射の低準位の方が高いため、しきい値が低いという点で有利であるが、吸収光とレーザ光のエネルギー差が大きいため、原子量子効率の観点からは、不利である。
【００２２】
３準位レーザ、４準位レーザに比べて、準４準位レーザはレーザ発振のしきい値を中程度にできることと、エネルギー変換効率の理論限界が通常の４準位レーザより高いことを特徴としている。このような理由から冷却を充分にできれば高効率な優れたレーザになる可能性を特っている。
【００２３】
実際は、３準位レーザでは、しきい値の高さによって原子量子効率のよさのメリットがつぶされてしまう可能性がある。また、準４準位レーザが有望とはいえ、半導体レーザと複合する場合には、発熱が避けられないため、温度特性のよい４準位レーザも有望となる。そこで、本実施の形態では、半導体レーザ励起固体レーザ装置５０の固体レーザ５４として、４準位レーザ又は準４準位レーザを用いた場合を例に説明する。
【００２４】
次に、半導体レーザ励起固体レーザ装置５０の動作について説明する。図３に示すように、半導体レーザ５２から見ると、固体レーザ５４は、半導体レーザ５４が入射したレーザ光を吸収する光吸収媒体であり、また、固体レーザ５４からの戻り光が存在する。また、固体レーザ５４のレーザ媒質６２の吸収係数は、固体レーザ５４の状態によって変化する。
【００２５】
そして、固体レーザ５４の状態が変化すると、戻り光が変化するため、半導体レーザ５２の動作に影響を及ぼすことになる。このように、半導体レーザ５２と固体レーザ５４とは相互作用を起こしている。
【００２６】
そこで、本実施の形態では、固体レーザ５４のレーザ媒質６２と複数の反射膜５８、６４とを、半導体レーザ５２の活性層５６から見た実効反射率という概念で捉え、固体レーザ５４のレーザ媒質６２の吸収係数の変化に伴い、実効反射率が変化するという計算モデルを用いて、半導体レーザ励起固体レーザ装置５０について、電流−出力光特性の予測を行う。
【００２７】
次に、レーザ特性予測装置１０で実行される予測処理ルーチンについて図４を用いて説明する。
【００２８】
まず、ステップ１００で、予測対象となる半導体レーザ励起固体レーザ装置５０の各種設計パラメータをハードデイスク１８から読み込み、ステップ１０２で、予測対象範囲の注入電流の最小値を初期値として予測対象の注入電流に設定し、半導体レーザ５２及び固体レーザ５４の温度に初期値として所定の環境温度を設定する。また、固体レーザ５４のレーザ媒質の吸収係数に、初期値として所定の値を設定する。
【００２９】
そして、ステップ１０４で、反射膜５８、６０、６４、６６、６８の各々の反射率及び透過率を以下のように計算する。なお、活性層５６と半導体レーザ５２外部の空気との間にＮ層の媒質があり、レーザ媒質６２と固体レーザ５４外部の空気との間にＮ層の媒質がある場合を考える。半導体多層膜ミラーや基板の光学損失を考慮に入れるために、層構造の媒質の屈折率をすべて複素数で考える。
【００３０】
活性層から見たｎ番目の層の屈折率をｎｒｉ、膜層をｄｉとおくと、ｉ番目の層の透過行列は以下の（１）式のように表される。
【００３１】
【数１】
2008211085.tif 000003
【００３２】
ただし、ｋｉは、ｉ番目の層の屈折率をｎｒｉとしたとき、光の波長λに対し、ｋｉ＝（２π／λ）・ｎｒｉとなる。
【００３３】
そして、上記（１）式の透過行列を用いて、反射率ｒと透過率Ｔは次の（２）式及び（３）式で表される。
【００３４】
【数２】
2008211085.tif 000004
【００３５】
ただし、ｍ１１〜ｍ２２は次の（４）式で求める。
【００３６】
【数３】
2008211085.tif 000005
【００３７】
従って、上記（２）式を用いて、反射膜５８、６０、６４、６６、６８の反射率ｒの各々を計算し、また、上記（３）式を用いて、反射膜５８、６０、６４、６６、６８の透過率Ｔの各々を計算する。なお、上記の反射率ｒ、透過率Ｔは、内側から見た場合と外側から見た場合との各々について計算する。
【００３８】
そして、ステップ１０６において、半導体レーザ５２の閉じ込め係数を計算する。半導体レーザ５２のウエハーの厚み方向をｚ軸とすると、閉じ込め係数Γは、以下の（５）式を用いて計算される。
【００３９】
【数４】
2008211085.tif 000006
【００４０】
ただし、ＬＬＤは半導体レーザ５２全体の厚み、Ｅ（ｚ）は位置ｚにおける光強度、ｄａは活性層５６の厚みである。
【００４１】
そして、ステップ１０８において、予測対象の注入電流を注入した場合における半導体レーザ５２のリーク電流を計算する。このリーク電流が、効率を低下せる原因のひとつとなっている。
【００４２】
一般的にホールの漏れより電子のほうが拡散しやすく、漏れが大きいため、電子の漏れのみ考慮すると十分であるといわれる。そこで、リーク電流ＪＬは次の（６）式〜（１１）式で表される。
【００４３】
【数５】
2008211085.tif 000007
【００４４】
ｑは素電荷、Ｎｃは有効状態密度、Ｄｎは電子の拡散定数、Ｌｎは電子の拡散長、Ｚは有効電界長、Ｅはクラッドの実効電界強度、ｗはクラッド厚み、μは移動度、Ｔは温度、ｋはボルツマン定数、τはキャリアライフタイム、σは導電率、ＪＴＯＴは総電流密度、Ｅｃはクラッドのコンダクションバンドオフセット、ｈはプランク定数、Ｆｎは電流注入時の活性層コンダクションバンドの擬フェルミ準位である。
【００４５】
従って、上記（６）式を用いて、予測対象の注入電流に応じた半導体レーザ５２のリーク電流を計算する。
【００４６】
そして、ステップ１１０において、半導体レーザ５２に関するしきい値（しきい利得、しきい電流密度、しきい電子密度）を、以下のように計算する。まず、取り出し側の反射膜５８の実効反射率ｒｅｆｆを計算する。反射膜５８と反射膜６４との間に、基板（図示省略）とレーザ媒質６２とが配置されているとすると、実効反射率ｒｅｆｆは、上記ステップ１０４で計算した反射率及び透過率に応じて、次の（１２）式で計算される。
【００４７】
【数６】
2008211085.tif 000008
【００４８】
ここで、活性層５６から見た反射膜５８の反射率をｒ１とし、活性層５６から見た反射膜５８の透過率をＴ１、半導体レーザ５２の外側から見た反射膜５８の反射率をｒ１’、半導体レーザ５２の外側から見た反射膜５８の透過率をＴ１’、半導体レーザ５２から見た外部鏡である反射膜６４の反射率をｒ２とする。また、α１を半導体レーザ５２の基板の吸収係数、Ｌ１を基板厚み、α２を固体レーザ５４のレーザ媒質６２の吸収係数、Ｌ２をレーザ媒質６２の厚みとする。なお、半導体レーザ５２の構造によっては、基板が複数あるため、この場合には、複数の基板の吸収係数及び厚みを考慮した式を用いればよい。
【００４９】
そして、上記ステップ１０４で計算した各反射率、上記ステップ１０６で計算した閉じ込め係数Γ、及び計算された実効反射率ｒｅｆｆに応じたしきい利得ｇｔｈを以下の（１３）式及び（１４）式で計算する。利得がこのしきい利得を超えたときにレーザ発振が始まる。
【００５０】
【数７】
2008211085.tif 000009
【００５１】
ただし、ａｉは内部ロス、ａｍはミラーロス、ｎは量子井戸数、ｌｑｗは量子井戸幅、ｒ０は取り出し側でない反射膜６０の反射率であり、一般にαｉ≒１０（ｃｍ−１）、αｍ≒１０００〜１５００（ｃｍ−１）程度なのでαｉは無視しても差し支えない。また、上記の（１３）式の第１項は、量子井戸数で決定される項で、第２項は、反射膜５８、６０の反射率で決定される項である。
【００５２】
そして、計算されたリーク電流及びしきい利得に応じたしきい電流密度Ｊｔｈを次の（１５）式で計算する。
【００５３】
【数８】
2008211085.tif 000010
【００５４】
ここで、ｑは素電荷、ｎは量子井戸数、ｌｑｗは量子井戸幅、Ｎｔｈはしきい電子密度、Ａは非発光再結合定数、Ｂは発光再結合定数、Ｃはオージェ再結合定数、ＪＬはリーク電流である。また、ある電子密度に対する利得は、活性層構造のバンド構造（Ｅ−ｋ分散）をＬｕｔｔｉｎｇｅｒ−ｋｏｒｎのハミルトニアンによって解き、フェルミの黄金律によって光学遷移確率を計算し、電子密度に対するフェルミ準位を光学遷移確率とかけ算し、波数ｋに対して積分することで求められる。
【００５５】
そして、ステップ１１２において、上記ステップ１１０で計算されたしきい電流密度Ｊｔｈ、予測対象の注入電流Ｉに応じて、反射膜５８を通過して固体レーザ５４に入射されるレーザ光の光強度Ｐ１を次の（１６）式で計算する。
【００５６】
【数９】
2008211085.tif 000011
【００５７】
ただし、ηｉは内部量子効率であり、ηｄは外部量子効率である。外部量子効率は後述する（４８）式で表されるものと同じであり、また、Ｉｔｈは、上記ステップ１１０で計算されたしきい電流密度Ｊｔｈに活性層５６の断面積を乗じた値である。なお、ｈν／ｑ・（Ｉ−Ｉｔｈ）は、半導体レーザ５２で発振されるレーザ光の強度を示している。
【００５８】
そして、ステップ１１４において、上記ステップ１１２で計算された光強度Ｐ１に応じて、固体レーザ５４のレーザ媒質６２に吸収される励起光の光強度を計算する。ここで、固体レーザ５４のレーザ媒質６２に吸収される励起光の計算モデルについて以下に説明する。
【００５９】
反射膜５８を通過して強度１の光線が入射されたとすると、固体レーザ５４の下から上へ１回通過する時（通過する方向については図２（Ａ）参照）に吸収される励起光、以下の（１７）式で表される。
【００６０】
【数１０】
2008211085.tif 000012
【００６１】
また、反射膜６４によって反射されて、固体レーザ５４の上から下へ１回通過するときに吸収される励起光は、以下の（１８）式で表される。
【００６２】
【数１１】
2008211085.tif 000013
【００６３】
同様に、２回目下から上へ通過する時、上から下へ通過する時の吸収量を記述すると次の（１９）式及び（２０）式で表される。
【００６４】
【数１２】
2008211085.tif 000014
【００６５】
以上を全て加算すると、レーザ媒質６２に吸収される励起光が計算できる。従って、最終的に、計算された光強度Ｐ１に応じたレーザ媒質６２に吸収される励起光の光強度は次の（２１）式で計算される。
【００６６】
【数１３】
2008211085.tif 000015
【００６７】
そして、ステップ１１６において、上記ステップ１１４で計算された励起光の光強度に応じた固体レーザ５４の挙動を予測する。
【００６８】
ここで、固体レーザ５４を４準位レーザとした場合の計算モデルについて説明する。４準位レーザのエネルギーダイアグラムは図５のようにモデル化される。これ以降では第０準位を基底準位とし、外部からの励起光の吸収は第０準位と第３準位の間で起こるとする。また、レーザ発振は第２準位から第１準位への遷移で起こるものとする。
【００６９】
準４準位レーザは第０準位と第１準位とのエネルギー差が小さいだけであり、この計算モデルは準４準位レーザにも適用できる。
【００７０】
準４準位レーザにも対応できるようにするため、熱励起の効果を考慮する。例えば、熱励起を考慮しない４準位レーザでは、第１準位と第３準位の励起イオン密度は０となる。しかし、図５に示すように、熱励起を考慮した４準位レーザでは、第３準位や第１準位に励起されたイオンが存在することになり、熱励起はしきい値の変動などを引き起こす。
【００７１】
次に、固体レーザ５４の利得と吸収とについて説明する。利得と吸収との基本式として、４準位レーザである固体レーザ５４がレーザ光を増幅するときのレーザ媒質６２の吸収係数α（ｃｍ−１）と光学利得γ（ｃｍ−１）とは次の（２２）式及び（２３）式で表される。
【００７２】
【数１４】
2008211085.tif 000016
【００７３】
ただし、σＡ（ｃｍ２）は吸収断面積、σＥ（ｃｍ２）は発光断面積である。Ｎ０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３はそれぞれ第０準位、第１準位、第２準位、第３準位のイオンの励起密度である。
【００７４】
ここで、熱平衡状態における吸収係数の計算方法について説明する。温度上昇による吸収係数と利得との変化の計算モデルは、非特許文献（Ｔａｋｕｎｏｒｉ  Ｔａｉｒａ、Ｗｉｌｌｉａｍ  Ｍ．Ｔｕｌｌｏｃｈ、ａｎｄ  Ｒｏｂｅｒｔ  Ｌ．Ｂｙｅｒ、“Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ｏｆ  ｑｕａｓｉ−ｔｈｒｅｅ−ｌｅｖｅｌ  ｌａｓｅｒｓ  ａｎｄ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｗ  Ｙｂ：ＹＡＧ  ｌａｓｅｒｓ”）や非特許文献（Ｗ．Ｐ．Ｒｉｓｋ、“Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ｏｆ  ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｌｙ  ｐｕｍｐｅｄ  ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ  ｌａｓｅｒｓ  ｅｘｈｉｂｉｔｉｎｇ  ｒｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｌｏｓｓｅｓ”、ｐｐ１４１２−１４２３、Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ｂ、ＶＯＬ．５、ＮＯ．７、１９８８）、非特許文献（Ｔｓｏ  Ｙｅｅ  Ｆａｎ、Ｒｏｂｅｒｔ  Ｌ．Ｂｙｅｒ、“Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ａｎｄ  ＣＷ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  Ｑｕａｓｅ−Ｔｈｅｒｒ−Ｌｅｖｅｌ  ９４６  ｎｍ  Ｎｄ：ＹＡＧ  Ｌａｓｅｒ”、ｐｐ６０５−６１２、ＩＥＥＥ  Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．、ＮＯ．５、１９８７）に記載された理論を参考にしている。
【００７５】
ここで、温度特性を考慮するため第ｎ準位Ｅｎに注目する。第ｎ準位の近傍で熱励起を起しうる準位ｍ個全てについて、近傍で最も低い準位を基底準位Ｅ０とし、希土類のドーピング密度をＮｄとする。熱励起はボルツマン分布でモデル化できるので、第ｎ準位Ｅｎの占有密度Ｎｎは次の（２４）式及び（２５）式で表される。
【００７６】
【数１５】
2008211085.tif 000017
【００７７】
ただし、ｄｉは縮退数、ΔＥｉは基底準位からｉ番目の準位までのエネルギー差である。
【００７８】
これらを考慮すると、熱平衡状態での第０準位から第３準位へ励起する場合の光の吸収係数αは、次の（２６）式で計算される。
【００７９】
【数１６】
2008211085.tif 000018
【００８０】
次に、励起光によって非熱平衡状態になった場合の利得係数と吸収係数との計算方法について説明する。上述した図５のような４準位レーザのエネルギーダイアグラムを考える。励起光によって第２準位以上に励起されたイオンの密度の総数をＮｕとおき、また、励起されていないイオンの総数をＮＬとおき、Ｎｄ（個／ｃｍ３）を発光原子のドーピング密度であるとすると、次の（２７）式の関係が成り立つ。
【００８１】
【数１７】
2008211085.tif 000019
【００８２】
また、第０準位から第３準位までの電子密度Ｎｉ（ｃｍ−３）は次の（２８）式〜（３１）式で表される。
【００８３】
【数１８】
2008211085.tif 000020
また、第２準位から第１準位に遷移する場合の光学利得γは次の（３２）式で計算される。
【００８４】
【数１９】
2008211085.tif 000021
【００８５】
また、第０準位から第３準位へ励起する場合の光の吸収係数αは次の（３３）式で計算される。
【００８６】
【数２０】
2008211085.tif 000022
【００８７】
ここで、図５に示すエネルギー状態のレーザ光についてレート方程式を記述すると、次の（３４）式で表される。
【００８８】
【数２１】
2008211085.tif 000023
【００８９】
ただし、Ｎｉ（ｃｍ−３）はイオンのｉ番目の準位の占有密度、τｓｐ（ｓｅｃ）は２番目の準位から１番目の準位への遷移の緩和時間、Ｓ（個／ｃｍ３）は光子密度、νＰ（Ｈｚ）は励起光の周波数、νＬ（Ｈｚ）はレーザ光の周波数、ｈはプランク定数、Ｎｄ（個／ｃｍ３）は発光原子のドーピング密度、νｇ（ｃｍ／ｓｅｃ）は光の群速度である。
【００９０】
ここで、励起光の光強度Ｐｐｕｍｐに対し、効率ηで吸収されるとすると、励起されるイオン密度Ｒは、次の（３５）式で表される。
【００９１】
【数２２】
2008211085.tif 000024
【００９２】
従って、上記（３５）式を用いて、上記ステップ１１４で計算された励起光の光強度に応じた励起されるイオン密度Ｒが計算される。
【００９３】
また、光子密度Ｓのレート方程式は次の（３６）式で表される。
【００９４】
【数２３】
2008211085.tif 000025
【００９５】
上記（３６）式において、第１項が固体レーザ５４の内部から失われる光子密度を表し、第２項は誘導放射により生成される光子密度を表し、第３項は自然放出光を表している。
【００９６】
ここで、τｐｈは光子寿命であり、次の（３７）式で表される。
【００９７】
【数２４】
2008211085.tif 000026
【００９８】
ただし、Ｌｍはミラーロス、Ｌｉは内部損失、Ｌｃは固体レーザ５４の反射膜６６、６８間の長さ、ｎは屈折率である。上記（３７）式において、第１項は、固体レーザ５４の反射膜６６、６８間を１往復するのにかかる時間を表し、第２項は、１往復で失われる光の割合を表している。今回の計算では、吸収係数をαｉとして、固体レーザ５４の内部の損失を次の（３８）式で表している。
【００９９】
【数２５】
2008211085.tif 000027
【０１００】
ここで、ｒｆは、レーザ媒質６２から見た反射膜６６の反射率、ｒｂは、レーザ媒質６２から見た反射膜６８の反射率である。
【０１０１】
また、定常状態でのレート方程式は、自然放出光を無視することで次の（３９）式で表される。
【０１０２】
【数２６】
2008211085.tif 000028
【０１０３】
上記の（３９）式について、Ｓ＝０でない解は次の（４０）式で表され、この（４０）式が発振条件となる。
【０１０４】
【数２７】
2008211085.tif 000029
【０１０５】
また、発振するのに必要な励起光の光強度の計算方法について説明する。しきい値では、誘導放射項が０であるため、上記の（３９）式に基づいて、励起されるイオン密度に関するレート方程式は、定常状態で次の（４１）式で表される。
【０１０６】
【数２８】
2008211085.tif 000030
【０１０７】
ここで、Ｒｔｈは、しきい値でのイオン密度であり、Ｎ２，ｔはしきい値での第２準位の励起されるイオン密度であり、上記の（４１）式に基づいて、しきい値での第２準位の励起されるイオン密度Ｎ２，ｔは次の（４２）式で表される。
【０１０８】
【数２９】
2008211085.tif 000031
【０１０９】
また、上記（４０）式に基づいて、しきい値での第１準位の電子密度をＮ１，ｔとすると、次の（４３）式が成り立つ。
【０１１０】
【数３０】
2008211085.tif 000032
【０１１１】
また、上記（３７）式、（４２）式、及び（４３）式に基づいて、しきい値で励起されるイオン密度Ｒｔｈは以下の（４４）式で表される。
【０１１２】
【数３１】
2008211085.tif 000033
【０１１３】
従って、上記（４４）式を用いて、しきい値で励起されるイオン密度Ｒが計算される。
【０１１４】
そして、しきい値で励起されるイオン密度Ｒｔｈを、固体レーザ５４の内部の体積で積分することで、しきい値における励起光の光強度Ｐｔｈが以下の（４５）式で計算される。
【０１１５】
【数３２】
2008211085.tif 000034
【０１１６】
また、しきい値以上での光出力は以下のように求められる。まず、発振している固体レーザ５４の内部での光強度の分布について説明する。理想的な固体レーザ５４が発振すると、利得はしきい利得のままで固定される。このため、出力取り出し側ではない反射膜６８で反射された光強度を１とすると、出力取り出し側となる反射膜６６を通り抜ける光の光強度ＩＦは以下の（４６）式で表される。
【０１１７】
【数３３】
2008211085.tif 000035
【０１１８】
ここで、γｔｈは、しきい利得である。なお、しきい利得は、後述する（５７）式によって計算される。
【０１１９】
また、出力取り出し側の反射膜６４で折り返された光が出力取り出し側でない反射膜６８を通り抜けるときの光強度ＩＢは、次の（４７）式で表される。
【０１２０】
【数３４】
2008211085.tif 000036
【０１２１】
また、反射膜６６、６８を通り抜ける光が、上記ＩＢ：ＩＦで比例配分されるとモデル化し、モデル化された各反射膜６６、６８を通り抜ける光強度の比を利用して、取り出し効率ηｄを以下の（４８）式で計算する。
【０１２２】
【数３５】
2008211085.tif 000037
【０１２３】
以上を考慮し、次の（４９）式、（５０）式を用いて、上記で計算されたしきい値での励起光の光強度Ｐｔｈ及び計算された取り出し効率ηｄに応じた出力光の光強度ＰＯＵＴを計算する。
【０１２４】
【数３６】
2008211085.tif 000038
【０１２５】
ηｉは内部量子効率であり、Ｐｅｆｆはレーザ媒質６２に実効的に吸収される励起光の光強度、ηｓｐａｃｅは空間に関する吸収効率、ηλは波長に関する吸収効率、ηｄは取り出し効率である。
【０１２６】
そして、次のステップ１１８では、上記ステップ１１４で計算された励起光の光強度に応じて、以下に説明するように、固体レーザ５４のレーザ媒質６２の吸収係数を計算する。なお、図６に示すように、固体レーザ５４が発振しない場合には、励起光の光強度が増加するにつれて、レーザ媒質６２の吸収係数が下がり続けるが、一方、固体レーザ５４が発振すると、レーザ媒質６２の吸収係数は変化しなくなる。
【０１２７】
まず、しきい値以下において、固体レーザ５４が発振しない場合の吸収係数の計算方法について説明する。
【０１２８】
しきい値以下では第２準位の占有密度Ｎ２は上記（３４）式について誘導放射がない定常状態であるとすると、励起されたイオン密度Ｒを用いて、次の（５１）式で表される。
【０１２９】
【数３７】
2008211085.tif 000039
【０１３０】
このとき、ＮＵとＮＬは次の（５２）式、（５３）式で表される。
【０１３１】
【数３８】
2008211085.tif 000040
【０１３２】
したがって、第２準位から第１準位に遷移する場合の光学利得γは次の（５４）式で表される。
【０１３３】
【数３９】
2008211085.tif 000041
【０１３４】
また、第０準位から第３準位へ励起する場合の励起光の吸収係数αは、励起されるイオン密度Ｒに応じて、次の（５５）式で計算される。
【０１３５】
【数４０】
2008211085.tif 000042
【０１３６】
従って、上記ステップ１１６で計算された励起されるイオン密度に応じた固体レーザ５４が発振しない場合の吸収係数が、上記（５５）式を用いて計算される。
【０１３７】
また、しきい値以上において、固体レーザ５４が発振した場合の吸収係数の計算方法について説明する。しきい値以上の定常状態では、励起されるイオン密度は、しきい値において励起されるイオン密度から変化しない。したがって、しきい値において励起されるイオン密度Ｒｔｈに応じて、吸収係数αは次の（５６）式で表される。
【０１３８】
【数４１】
2008211085.tif 000043
【０１３９】
従って、上記ステップ１１６で計算されたしきい値で励起されるイオン密度に応じて、固体レーザ５４が発振した場合の吸収係数が、上記（５６）式を用いて計算される。
【０１４０】
また、しきい利得γｔｈは次の（５７）式で表される。
【０１４１】
【数４２】
2008211085.tif 000044
【０１４２】
そして、ステップ１２０では、上記ステップ１１８で計算された吸収係数が所定範囲に収束しているか否かを判定し、計算された吸収係数と前回計算された吸収係数との差が所定範囲内となっていれば、固体レーザ５４が発振している状態であると判断し、ステップ１２２へ移行する。一方、計算された吸収係数と前回計算された吸収係数との差が所定範囲外であれば、固体レーザ５４が発振していない状態であると判断し、ステップ１０８へ戻り、再びステップ１０８〜１１８を実行して、前回と比べて変化した吸収係数に応じた半導体レーザ５２の挙動について計算する。
【０１４３】
ステップ１２２では、以下のように、損失計算及び発熱計算を行う。
【０１４４】
まず、半導体レーザ５２の損失Ｐｓと固体レーザ５４の損失Ｐｓとを計算する。
【０１４５】
損失Ｐｖ、Ｐｓは以下の（５８）式、（５９）式で計算される。
Ｐｖ＝Ｐａｂｓ−Ｐｏｕｔ    ・・・（５８）
Ｐｓ＝Ｐａｂｓ−Ｐｏｕｔ    ・・・（５９）
ここで、Ｐａｂｓは固体レーザ５４或いは半導体レーザ５２に吸収されたレーザ光或いは電力であり、Ｐｏｕｔは固定レーザ５４或いは半導体レーザ５２の光出力である。
【０１４６】
また、半導体レーザ５２の活性層５６の温度Ｔｖは、以下の（６０）式によって求められる。
Ｔｖ＝ＲｖＰｖ＋Ｔｃ  ・・・（６０）
【０１４７】
また、固定レーザ５４のレーザ媒質６２の温度Ｔｓは、以下の（６１）式によって求められる。
Ｔｓ＝ＲｓＰｓ＋Ｔｃ  ・・・（６１）
【０１４８】
ここで、Ｔｃはヒートシンク温度、Ｒｖは半導体レーザ５２の熱抵抗、Ｒｓは固体レーザ５４の熱抵抗である。
【０１４９】
なお、半導体レーザ５２と固体レーザ５４とを一体化した場合、それぞれの素子の発熱が他方の素子へと熱干渉を起す可能性があるため、この相互干渉を考慮して温度変化を次の（６２）式でモデル化してもよい。
【０１５０】
【数４３】
2008211085.tif 000045
【０１５１】
Ｔｖは半導体レーザ５２の活性層５６の温度、Ｔｓは固体レーザ５４のレーザ媒質６２の温度、Ｔｃはヒートシンク温度、Ｒｖは半導体レーザ５２の熱抵抗、Ｒｓは固体レーザ５４の熱抵抗、Ｒｖｓは固体レーザ５４の発熱が半導体レーザ５２の温度を変化させる熱干渉、Ｒｓｖは半導体レーザ５２の発熱が固体レーザ５４の温度を変化させる熱干渉である。
【０１５２】
上記（５９）式及び（６０）式又は（６１）式によって、計算された損失Ｐｖ、Ｐｓを用いて、半導体レーザ５２及び固体レーザ５４の発熱計算を行い、半導体レーザ５２の活性層温度と固体レーザ５４の活性層温度を計算する。
【０１５３】
そして、ステップ１２４において、上記ステップ１２２で計算された半導体レーザ５２の活性層５６の温度と固体レーザ５４のレーザ媒質６２の温度とが各々所定範囲に収束しているか否かを判定し、前回計算された各温度との差が各々所定範囲内であれば、ステップ１２６へ移行するが、前回計算された各温度との差が所定範囲外であれば、ステップ１０８へ戻り、半導体レーザ５２の活性層５６の温度と固体レーザ５４のレーザ媒質６２の温度を用いて、再び、半導体レーザ５２に関する動作について計算する。
【０１５４】
半導体レーザ５２の活性層５６の温度と固体レーザ５４のレーザ媒質６２の温度が収束すると、ステップ１２６で、直前に実行されたステップ１１６で計算された出力光の光強度Ｐｏｕｔを、予測対象の注入電流に対する光出力としてメモリに保存し、ステップ１２８において、予測対象範囲の注入電流全てについて予測したか否かを判定し、予測していない注入電流があれば、ステップ１３０において、予測対象の注入電流を所定電流だけ増加させて、ステップ１０８へ戻り、上記ステップ１０８〜１２６を繰り返す。一方、予測対象範囲の注入電流全てについて上記ステップ１０８〜１２６による予測を行うと、ステップ１３２へ進み、保存された予測対象の注入電流に対する出力光の光強度Ｐｏｕｔに基づいて、電流−出力光特性の予測結果データをディスプレイ２４に表示して出力し、予測処理ルーチンを終了する。
【０１５５】
上記のように計測処理ルーチンを実行することにより、吸収係数が収束するまで、半導体レーザ５２と固体レーザ５４との挙動に関する計算を交互に繰り返し、吸収係数が収束したときに計算された出力光の光強度を、予測対象の注入電流に対する出力光として、電流−出力光特性を予測するため、半導体レーザ５２と固体レーザ５４との相互作用を考慮して、電流−出力光特性を予測することができる。
【０１５６】
以上説明したように、本実施の形態に係るレーザ特性予測装置によれば、計算されるレーザ媒質の吸収係数が所定範囲に収束するまで、半導体レーザで発振されるレーザ光の光強度、固体レーザのレーザ媒質で吸収される励起光、半導体レーザ励起固体レーザ装置の出力光、及びレーザ媒質の吸収係数を繰り返し計算し、吸収係数が収束したときに計算された出力光の光強度を用いて、電流−出力光特性を予測することにより、半導体レーザで励起する固体レーザ装置の複雑な振る舞いを考慮して、電流−出力光特性を予測することができる。
【０１５７】
また、固体レーザと複数の反射膜とを、半導体レーザの活性層から見た実効的な反射率という概念で捉え、固体レーザの吸収係数の変化によって実効反射率が変化するという計算モデルで、電流−出力光特性を予測することにより、半導体レーザで励起する固体レーザ装置の複雑な振る舞いを考慮して、電流−出力光特性を予測することができる。
【０１５８】
また、半導体レーザの動作と固体レーザの動作とを交互に解くことで、半導体レーザで励起する固体レーザ装置の動作を数値計算するセルフコンシステントなアルゴリズムを提供することができる。
【０１５９】
また、半導体レーザの活性層温度と固体レーザのレーザ媒質温度とが各々所定範囲に収束するまで、半導体レーザで発振されるレーザ光の光強度、固体レーザのレーザ媒質で吸収される励起光、半導体レーザ励起固体レーザ装置の出力光、及びレーザ媒質の吸収係数を繰り返し計算し、吸収係数が収束したときに計算された出力光の光強度を用いて、電流−出力光特性を予測することにより、温度特性を考慮した半導体レーザ励起固体レーザ装置の出力光の特性を予測することができる
なお、上記の実施の形態では、半導体レーザの取り出し側の反射膜と固体レーザの取り出し側でない反射膜とが各々設けられている場合を例に説明したが、半導体レーザの取り出し側の反射膜と固体レーザの取り出し側でない反射膜とが共通の反射膜で構成されていてもよい。この場合には、各関係式を用いて計算する際に、半導体レーザの取り出し側の反射膜の反射率及び透過率と、固体レーザの取り出し側でない反射膜の反射率及び透過率として、共通の反射膜の反射率及び透過率を用いて計算すればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の実施の形態に係るレーザ特性予測装置の構成を示す概略図である。
【図２】（Ａ）予測対象となる半導体レーザ励起固体レーザ装置の構成を示す概略図、及び（Ｂ）固体レーザの構成を示す概略図である。
【図３】半導体レーザ励起固体レーザ装置の振る舞いをモデル化したイメージ図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るレーザ特性予測装置における予測処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図５】４準位レーザのエネルギーダイアグラムをモデル化したイメージ図である。
【図６】励起光の光強度の変化に対する吸収係数の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１６１】
１０   レーザ特性予測装置
１２  ＣＰＵ
１４  ＲＡＭ
１６  ＲＯＭ
１８   ハードデイスク
２４   ディスプレイ
５０   半導体レーザ励起固体レーザ装置
５２   半導体レーザ
５４   固体レーザ
５４   半導体レーザ
５６   活性層
５８   反射膜
６０、６４、６６、６８      反射膜
６２   レーザ媒質
【図１】
2008211085.tif 000046
【図２】
2008211085.tif 000047
【図３】
2008211085.tif 000048
【図４】
2008211085.tif 000049
【図５】
2008211085.tif 000050
【図６】
2008211085.tif 000051