(57)【要約】【課題】集光器の構造が簡易であり、かつ半導体レーザから出射された励起光の吸収割合を減らすことなく、レーザロッド断面内の励起光吸収を十分に均一にすることができる固体レーザ装置を得る。【解決手段】レーザロッド２を励起するための励起光を出射する、レーザロッド２の光軸方向Ｘに一列に配置された第１から第４の半導体レーザ３ａ〜３ｄと、第１から第４の半導体レーザ３ａ〜３ｄから出射された励起光を内部に閉じ込め、レーザロッド２に吸収させる集光器４と、第１から第４の半導体レーザ３ａ〜３ｄから出射されたレーザ光を集光器４内部に導入するスラブ導波路５とを備える。スラブ導波路５は、レーザロッド２の光軸方向Ｘ及びスラブ導波路５の励起光伝搬方向Ｙの両方に平行な平板状形状をしており、その励起光出射側端面７は、傾斜方向の異なる第１の平面７ａと第２の平面７ｂとからなる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を吸収して励起し、レーザ光を放出するレーザロッドと、上記レーザロッドを励起するための励起光を出射する、上記レーザロッドの光軸方向に配置された複数の半導体レーザと、上記複数の半導体レーザから出射された励起光を内部に閉じ込め、上記レーザロッドに吸収させる集光器と、上記複数の半導体レーザから出射されたレーザ光を上記集光器内部に導入するスラブ導波路とを備えた固体レーザ装置において、
上記スラブ導波路は上記レーザロッドの光軸方向及び上記スラブ導波路の励起光伝搬方向の両方に平行な平板状形状をしており、その励起光出射側端面は傾斜方向の異なる複数の平面を有することを特徴とする固体レーザ装置。
【請求項２】
スラブ導波路がレーザロッドの周囲に複数設けられ、スラブ導波路毎に、上記レーザロッドの光軸方向に配置された複数の半導体レーザが設けられていることを特徴とする請求項１記載の固体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体レーザから出射された励起光をスラブ導波路によって集光器内部に導入し、レーザロッドを励起する固体レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体レーザから出射された励起光をスラブ導波路によって集光器内部に導入し、レーザロッドを励起する固体レーザ装置において、励起光の吸収がレーザロッドの中心に集中することを避けるために、スラブ導波路の励起光出射側端面をスラブ導波路の励起光伝搬方向に対して非垂直にし、スラブ導波路からの励起光の出射方向をスラブ導波路のレーザ光伝搬方向からずらすという手段（例えば、特許文献１参照。）や、レーザロッドの光軸方向に複数組のスラブ導波路及び半導体レーザを設け、スラブ導波路及び半導体レーザの組毎に、レーザロッドの光軸方向及びスラブ導波路の励起光伝搬方向の両方に垂直な方向（上下方向）に設置位置をずらすという手段（例えば、特許文献２参照。）が採られていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１６３４４６号公報（［００５２］〜［００５４］、図９）
【特許文献２】
特開平８−１８１３６８号公報（［００５７］〜［００６１］、図９）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示の技術の場合には、スラブ導波路の励起光出射側端面の傾斜方向が１方向であり、スラブ導波路からの励起光の出射方向が限られていたため、レーザロッド断面内の励起光吸収を十分に均一にすることができないという問題点があった。
また、特許文献２に開示の技術の場合には、集光器の構造が複雑で集光器の加工や組立が困難であるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、集光器の構造が簡易であり、かつ半導体レーザから出射された励起光の吸収割合を減らすことなく、レーザロッド断面内の励起光吸収を十分に均一にすることができる固体レーザ装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る固体レーザ装置は、レーザロッドの光軸方向に配置された複数の半導体レーザから出射されたレーザ光を集光器内部に導入するスラブ導波路が、レーザロッドの光軸方向及びスラブ導波路の励起光伝搬方向の両方に平行な平板状形状をしており、その励起光出射側端面が、傾斜方向の異なる複数の平面を有するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による固体レーザ装置の構成を示す断面図である。図１（Ａ）はレーザロッドの光軸に垂直な面で切って取った断面を示し、図１（Ｂ）はレーザロッドの光軸を含む面で切って取った断面を示す。図１では、断面を示すハッチングは一部省略している。図２は図１に示す固体レーザ装置に使用するスラブ導波路を拡大して示す斜視図である。
【０００８】
固体レーザ装置１は、励起光を吸収して励起し、レーザ光を放出するレーザロッド２と、レーザロッド２を励起するための励起光を出射する、レーザロッド２の光軸方向Ｘに一列に配置された第１から第４の半導体レーザ３ａ〜３ｄと、第１から第４の半導体レーザ３ａ〜３ｄから出射された励起光を内部に閉じ込め、レーザロッド２に吸収させる集光器４と、第１から第４の半導体レーザ３ａ〜３ｄから出射されたレーザ光を集光器４内部に導入するスラブ導波路５と、内側を流れる冷却液によりレーザロッド２内部で発生した熱を低減させるフローチューブ６とを備える。
【０００９】
集光器４は筒状であり、レーザロッド２の側面を取り囲む。フローチューブ６は筒状であり、レーザロッド２と集光器４との間に設けられている。
【００１０】
スラブ導波路５は、レーザロッド２の光軸方向Ｘ及びスラブ導波路５の励起光伝搬方向Ｙの両方に平行な平板状形状をしており、その励起光出射側端面７は、傾斜方向の異なる第１の平面７ａと第２の平面７ｂとからなる。スラブ導波路５は、スラブ導波路５の励起光伝搬方向Ｙに対して非垂直であり第１及び第２の半導体レーザ３ａ，３ｂから出射された励起光をスラブ導波路５の励起光伝搬方向Ｙに対して上向きに向ける傾斜方向を有する第１の平面７ａを持つ第１の部分５ａと、スラブ導波路５の励起光伝搬方向Ｙに対して非垂直であり第３及び第４の半導体レーザ３ｃ，３ｄから出射された励起光をスラブ導波路５の励起光伝搬方向Ｙに対して下向きに向ける傾斜方向を有する第２の平面７ｂを持つ第２の部分５ｂとから構成され、第１の平面７ａの傾斜方向と第２の平面７ｂの傾斜方向とが逆になっている。第１及び第２の平面７ａ，７ｂは、第１及び第２の平面７ａ，７ｂで反射してスラブ導波路５の励起光出射側端面７から出射する励起光が減少することがないように、その傾斜角度が設定されている。このようなスラブ導波路５は、１枚のスラブ板を加工して形成することもできるし、２枚のスラブ板を励起光出射側端面の傾斜方向が逆になるように組み合わせて形成することもできる。
【００１１】
次に動作について説明する。
レーザロッド２の光軸方向Ｘに一列に配置された第１から第４の半導体レーザ３ａ〜３ｄから出射された励起光は、スラブ導波路５によって集光器４内部に導入される。このとき、第１及び第２の半導体レーザ３ａ，３ｂから出射された励起光は、スラブ導波路５の第１の部分５ａの第１の平面７ａより、スラブ導波路５の励起光伝搬方向Ｙに対して下向きに出射し、第３及び第４の半導体レーザ３ｃ，３ｄから出射された励起光は、スラブ導波路５の第２の部分５ｂの第２の平面７ｂより、スラブ導波路５の励起光伝搬方向Ｙに対して上向きに出射する。スラブ導波路５の励起光出射側端面７より、励起光がスラブ導波路５の励起光伝搬方向Ｙに対して上向き及び下向きに出射する様子が図１（Ａ）に矢印で示されている。
【００１２】
集光器４内部に導入された励起光はレーザロッド２の側面からレーザロッド２に入射する。レーザロッド２に入射した励起光はレーザロッド２に吸収される。１回の通過でレーザロッド２に吸収されなかった励起光は、集光器４内面で拡散反射を繰り返し、レーザロッド２に吸収される。レーザロッド２は励起光を吸収して励起し、レーザ光を放出する。レーザロッド２内部で発生した熱は、フローチューブ６の内側を流れる冷却液により除去される。フローチューブ６の内側を冷却液が流れる様子が図１（Ｂ）に矢印で示されている。
【００１３】
以上のように、この実施の形態１によれば、スラブ導波路５の励起光出射側端面７が傾斜方向の異なる２つの平面からなり、スラブ導波路５の励起光出射側端面７の傾斜方向が２方向であるように構成した。このため、スラブ導波路５からの励起光の出射方向が２方向となる。従って、スラブ導波路の励起光出射側端面の傾斜方向が１方向であり、スラブ導波路からの励起光の出射方向が限られている従来の場合と比較して、レーザロッド２における励起光の吸収割合を減らすことなく、レーザロッド２断面内の励起光吸収をより均一にすることができる。
【００１４】
また、この実施の形態１によれば、スラブ導波路５がレーザロッド２の光軸方向Ｘ及びスラブ導波路５の励起光伝搬方向Ｙの両方に平行な平板状形状をしている。このため、集光器４のスラブ導波路設置位置が単一の面からなる。従って、スラブ導波路及び半導体レーザの組毎にレーザロッドの光軸方向及びスラブ導波路の励起光伝搬方向の両方に垂直な方向（上下方向）に設置位置をずらす従来の場合と比較して、集光器４の構造を簡単にすることができる。
【００１５】
なお、上述した実施の形態では、スラブ導波路の励起光出射側端面の傾斜方向が２方向である場合について説明したが、そのような場合に限らない。スラブ導波路の励起光出射側端面の傾斜方向が多くなるほど、レーザロッド断面内の励起光吸収がより均一になる。固体レーザ装置の使用状況に合わせて、スラブ導波路の励起光出射側端面の傾斜方向数を決めればよい。
また、上述した実施の形態では、半導体レーザの設置個数が４個である場合について説明したが、そのような場合に限らない。
【００１６】
また、上述した実施の形態では、レーザロッドの周囲にスラブ導波路を１個設け、そのスラブ導波路に対して、複数の半導体レーザを設ける場合について説明したが、そのような場合に限らない。図３はこの発明の実施の形態１による固体レーザ装置の変形例の構成を示す断面図である。図３はレーザロッドの光軸に垂直な面で切って取った断面を示す。例えば、図３に示すように、レーザロッドの周囲にスラブ導波路５を４個設け、スラブ導波路５毎に、複数の半導体レーザを設ける場合（図３には、スラブ導波路５毎に、１個の半導体レーザ３しか示されていないが、紙面奥側にも半導体レーザが設けられている。）、レーザロッド２断面内の励起光吸収はより均一になる。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、レーザロッドの光軸方向に配置された複数の半導体レーザから出射されたレーザ光を集光器内部に導入するスラブ導波路が、レーザロッドの光軸方向及びスラブ導波路の励起光伝搬方向の両方に平行な平板状形状をしており、その励起光出射側端面が、傾斜方向の異なる複数の平面を有するものであるように固体レーザ装置を構成した。このため、スラブ導波路からの励起光の出射方向が複数方向となり、レーザロッドにおける励起光の吸収割合を減らすことなく、レーザロッド断面内の励起光吸収をより均一にすることができる。また、集光器のスラブ導波路設置位置が単一の面からなり、集光器の構造を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による固体レーザ装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す固体レーザ装置に使用するスラブ導波路を拡大して示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１による固体レーザ装置の変形例の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１  固体レーザ装置、２  レーザロッド、３  半導体レーザ、３ａ〜３ｄ  第１から第４の半導体レーザ、４  集光器、５  スラブ導波路、５ａ，５ｂ  第１及び第２の部分、６  フローチューブ、７  励起光出射側端面、７ａ，７ｂ  第１及び第２の平面。
【図１】
2004342695.tif 000003
【図２】
2004342695.tif 000004
【図３】
2004342695.tif 000005