図面 (/)

技術 改善されたポンプ光の吸収を備えたダイオードでポンピングされた固体−状態のレーザー

出願人 コーニンクレッカフィリップスエヌヴェ
発明者 ヴァイヒマン,ウルリッヒマッケンス,ウヴェ
出願日 2010年5月21日 (9年2ヶ月経過) 出願番号 2012-512496
公開日 2012年11月12日 (6年8ヶ月経過) 公開番号 2012-528480
状態 拒絶査定
技術分野 レーザ(2)
主要キーワード カップリング光 レーザーキャビティー レーザープロジェクター 出力カップラー YLF結晶 ポンプレーザー ポンプレーザーダイオード ビデオ投
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年11月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題・解決手段

ダイオードポンピングされた固体状態レーザーについて、異方性結晶におけるポンプ光の吸収を改善するための措置は、提案されたものである。提案された措置は、吸収線からのポンプダイオード離調をすることによるのみならずダイオードの電流及びダイオードの温度によるポンプ光の吸収の依存性を低減する。これらの措置は、結晶を通じて二回ポンプ放射を送ること、リターダーの最適な吸収及び使用を呈示するものではないところの配向にレーザーの結晶の置くことを含む。

概要

背景

発明の背景
多数の固体−状態のレーザーは、希土類イオンにおける4f−4f−遷移に対応するところの狭いものの放出−線において実現されたものである。これらのシステムの最も多いものは、同様に希土類イオンにおける4f−4f−遷移に対応するところの狭いものの及び弱いものの吸収バンドによってまた特徴付けられたものである。これらの材料の効率的なダイオード−でポンピングするものであることは、適切に選択されたポンプダイオード並びにダイオードの温度の良好なチューニング及び安定化によって成し遂げられたものであることができるところの、イオンの吸収の線に対するポンプダイオードの放出の波長の良好な調和によって達成されたものである。

ダイオードでポンピングされた固体−状態のレーザー(DPSSL)は、現今では、大部分において、赤外の波長で放出すると共に、例.医療の用途又は材料を加工するものである用途に使用されたものであるところのNd:YAG又はNd:YVO4−レーザーである。これらの用途は、低いものから中部のサイズにされた体積のレーザーの源を要求すると共にかなりの高いものの値段のレベル許容する。これらのレーザーの手動のものから半−自動化された生産は、従って、かなりの共通なものである。これは、しかしながら、レーザープロジェクター未来の世代のようなもののそのようなものの用途について要求されたもののようなものとしての大量生産について不適切なものに上述されたレーザーをする。

これは、可視の波長の範囲において放出するところの、最近に開発された青色のダイオードでポンピングされた固体−状態のレーザー(bDPSSL)が、投射の用途における光の源のようなものとして使用されたものであることができたものであるとすれば、変化するかもしれない。

典型的なbDPSSLは、これの後においてレーザーの媒体のようなものとしてPr:YLF、又はPr:LiLuF4のようなものとして称された、LiYF4:Prに基礎が置かれたものである。これらの結晶は、異方性の結晶の構造、狭いものの吸収の線、及び少数のcm−1のオーダーにおける吸収の係数によって特徴付けられたものである。

結晶の異方性の構造に帰すべきもののおかげで、レーザーの偏光に対して平行なc−軸との結晶の配向の良好な整列は、最良ポンプ光の吸収について要求されたものである。ポンプダイオードの放出の波長は、+/−1nmの波長の範囲内に届くために選択されたものである必要がある。現行では、ポンプダイオードは、440nm及び455nmの間における放出の波長と共に申し出られたものである。

典型的なbDPSSLのセットアップにおいて使用された結晶は、それに応じて長さにおいて少数のmmから約1cmまでのみである。より短いものの結晶は、これが、一般にレーザーのモードとのポンプビームのモードのマッチングを容易にするので、好ましいものであると思われる。モードのマッチングは、ポンプパワーにおける増加が、それぞれ、ビーム品質又はM2−因子の悪化と一緒に進むので。高いもののパワーのポンプダイオードについてより多い複雑にされたものになる。

概要

ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーについて、異方性の結晶におけるポンプ光の吸収を改善するための措置は、提案されたものである。提案された措置は、吸収線からのポンプダイオードの離調をすることによるのみならずダイオードの電流及びダイオードの温度によるポンプ光の吸収の依存性を低減する。これらの措置は、結晶を通じて二回ポンプ放射を送ること、リターダーの最適な吸収及び使用を呈示するものではないところの配向にレーザーの結晶の置くことを含む。

目的

発明の目的及び概要



従って、光学的な整列におけるより大きいものの公差を許容するところのダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

ダイオードポンピングされた固体状態レーザーデバイスであって、−ポンプレーザーダイオード(3)、及び−レーザー結晶(11)、−上記のレーザーの結晶(11)が上記のポンプレーザーダイオードから放出されたレーザーの光の波長とは異なるものの波長におけるレーザーの光を放出するところの固体状態のレーザー(7)の最も少ないときで一部分を形成するものであること、及び、−上記の固体状態のレーザーが上記のポンプレーザーダイオードによってポンピングされたものであること、それにおいて、−上記のポンプレーザーダイオードは、上記のレーザーの結晶(11)へと縦の方向においてそれのポンプレーザーの光(31)を注入するために配置されたものであると共に、上記のダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス(1)が後に続くものである手段:−逆戻りに上記のレーザーの結晶を通じて縦に透過させられた上記のポンプレーザーの光のフラクション反射させるところの出力カップラー(14)、−前記固体状態のレーザーの縦の方向に対して横に第一の方向及び上記の第一の方向に対して鉛直に第二の方向に沿って偏光させられたポンプ光のための二つの異なるものの吸収係数を有するものである異方性の結晶、それにおいて上記の異方性のレーザーの結晶及び上記のポンプレーザーダイオードは、上記のポンプレーザーの光の偏光が上記の第一の及び上記の第二の歩行の両方に沿った構成成分を有するところのそのように、相互に配向させられたものであると共に、−リターダー、上記のリターダーが直線形に偏光させられた光から楕円形に又は円形に偏光させられた光へと上記のポンプ光を転換するものであることの最も少ないときで一つのものを具備するものであることを具備するものである、ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス。

請求項2

請求項1に請求されたようなダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイスにおいて、それにおいて、上記の固体状態のレーザーは、上記の出力カップラー(14)の反対の末端で上記の固体状態のレーザーのレーザーキャビティー終端をなすものである波長の選択性ミラーを具備すると共に、それにおいて、上記のポンプレーザーダイオード(3)の上記の光は、上記の波長の選択性のミラーを通じて上記の固体状態のレーザーデバイス(7)へと注入されたものであると共に、上記の波長の選択性のミラーが上記のポンプレーザーの光(31)について透過性の及び上記の固体状態のレーザー(7)の上記のレーザーの光について反射性のものである、ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス。

請求項3

請求項1に請求されたようなダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイスにおいて、それにおいて、上記のレーザーの結晶(11)は、上記のレーザーの結晶(11)へと初期に注入された前記ポンプレーザーの放射(31)の最も少ないときで5パーセントのフラクションを透過させると共に、最も少ないときで5パーセントの上記のフラクションが上記の出力カップラー(14)によって逆戻りに最も少ないときで部分的に反射させられたものである、ポンピングされた固体状態のレーザーデバイス。

請求項4

請求項1に請求されたようなダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイスにおいて、それにおいて、上記のポンプレーザーダイオード(3)は、青色のものを放出するものであるレーザーダイオードである、ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス。

請求項5

先行するものである請求項に請求されたようなダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイスにおいて、それにおいて、上記のポンプレーザーダイオード(3)は、435ナノメートルから455ナノメートルまでの範囲内の波長を放出する、ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス。

請求項6

請求項1に請求されたようなダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイスにおいて、それにおいて、上記のレーザーの結晶(11)は、Pr:YLF結晶である、ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス。

請求項7

請求項1に請求されたようなダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイスにおいて、それにおいて、上記のレーザーの結晶(11)は、Pr:LiLuF4、Pr:LiGdF4、Pr:BaY2F8、又はPr:KYF4の結晶である、ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス。

請求項8

請求項1に請求されたようなダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイスにおいて、それにおいて、上記の出力カップラー(14)は、上記の固体状態のレーザー(7)の前記レーザーの光について半透明のもの、しかし上記のポンプレーザーの光(31)について高度に反射性のもの、であるところの波長の選択性のミラーを具備する、ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス。

請求項9

請求項1に請求されたようなダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイスにおいて、それにおいて、上記のポンプレーザーの光(31)の偏光の上記の第一の方向は、上記の結晶が、上記のポンプレーザーの光(31)についてそれの最大の吸収係数を有するところの偏光の方向である、ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス。

請求項10

請求項1に請求されたようなダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイスにおいて、それにおいて、上記のレーザーの結晶(11)は、上記の固体状態のレーザー(7)の上記の縦の方向に対して横に配向させられたc−軸を有すると共に、それにおいて、上記のレーザーの結晶(11)は、前記ポンプレーザーの光(31)の偏光の平面及び上記のレーザーの結晶(11)の上記のc−軸がある角度を含むところのそのように、前記ポンプレーザーダイオード(3)に対する点で配向させられたものである、ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス。

請求項11

先行するものである請求項に請求されたようなダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイスにおいて、それにおいて、上記の角度は、30°及び60°の間におけるもの、好ましくは35°及び55°の間におけるもの、である、ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス。

請求項12

請求項1に請求されたようなダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイスにおいて、それにおいて、上記のリターダーは、上記の固体状態のレーザー(7)の前記キャビティー(71)内に又は前記レーザーキャビティー(71)の光の入場の側の前方に配置されたものであると共に、そこでは前記ポンプレーザーの光(31)は、注入されたものである、ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス。

請求項13

請求項1に請求されたようなダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイスにおいて、それにおいて、上記のリターダーは、四分の一波長板(16)である、ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス。

請求項14

請求項1に請求されたようなダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイスにおいて、それにおいて、上記のリターダーの光学的な軸及び前記ポンプレーザーの光(31)の偏光の平面は、35及び55°の間のものの角度を含む、ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス。

請求項15

最も少ないときで一つの請求項1に請求されたようなダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス(1)を具備するものである、レーザーイメージ又はビデオ投デバイス

技術分野

0001

発明の分野
発明は、一般には、固体状態レーザーの分野、及び、より多い具体的には、ダイオードポンピングされた固体状態のレーザーに、関する。

背景技術

0002

発明の背景
多数の固体−状態のレーザーは、希土類イオンにおける4f−4f−遷移に対応するところの狭いものの放出−線において実現されたものである。これらのシステムの最も多いものは、同様に希土類イオンにおける4f−4f−遷移に対応するところの狭いものの及び弱いものの吸収バンドによってまた特徴付けられたものである。これらの材料の効率的なダイオード−でポンピングするものであることは、適切に選択されたポンプダイオード並びにダイオードの温度の良好なチューニング及び安定化によって成し遂げられたものであることができるところの、イオンの吸収の線に対するポンプダイオードの放出の波長の良好な調和によって達成されたものである。

0003

ダイオードでポンピングされた固体−状態のレーザー(DPSSL)は、現今では、大部分において、赤外の波長で放出すると共に、例.医療の用途又は材料を加工するものである用途に使用されたものであるところのNd:YAG又はNd:YVO4−レーザーである。これらの用途は、低いものから中部のサイズにされた体積のレーザーの源を要求すると共にかなりの高いものの値段のレベル許容する。これらのレーザーの手動のものから半−自動化された生産は、従って、かなりの共通なものである。これは、しかしながら、レーザープロジェクター未来の世代のようなもののそのようなものの用途について要求されたもののようなものとしての大量生産について不適切なものに上述されたレーザーをする。

0004

これは、可視の波長の範囲において放出するところの、最近に開発された青色のダイオードでポンピングされた固体−状態のレーザー(bDPSSL)が、投射の用途における光の源のようなものとして使用されたものであることができたものであるとすれば、変化するかもしれない。

0005

典型的なbDPSSLは、これの後においてレーザーの媒体のようなものとしてPr:YLF、又はPr:LiLuF4のようなものとして称された、LiYF4:Prに基礎が置かれたものである。これらの結晶は、異方性の結晶の構造、狭いものの吸収の線、及び少数のcm−1のオーダーにおける吸収の係数によって特徴付けられたものである。

0006

結晶の異方性の構造に帰すべきもののおかげで、レーザーの偏光に対して平行なc−軸との結晶の配向の良好な整列は、最良ポンプ光の吸収について要求されたものである。ポンプダイオードの放出の波長は、+/−1nmの波長の範囲内に届くために選択されたものである必要がある。現行では、ポンプダイオードは、440nm及び455nmの間における放出の波長と共に申し出られたものである。

0007

典型的なbDPSSLのセットアップにおいて使用された結晶は、それに応じて長さにおいて少数のmmから約1cmまでのみである。より短いものの結晶は、これが、一般にレーザーのモードとのポンプビームのモードのマッチングを容易にするので、好ましいものであると思われる。モードのマッチングは、ポンプパワーにおける増加が、それぞれ、ビーム品質又はM2−因子の悪化と一緒に進むので。高いもののパワーのポンプダイオードについてより多い複雑にされたものになる。

0008

発明の目的及び概要

発明が解決しようとする課題

0009

従って、光学的な整列におけるより大きいものの公差を許容するところのダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーを提供することは、それは発明の目的である。

課題を解決するための手段

0010

これの発明において、吸収の線からのポンプダイオードの離調するものであることにおけるのみならずダイオードの電流、ダイオードの温度によるポンプ光の吸収の依存性を低減するところの、異方性の結晶におけるポンプ光の吸収を改善するための措置は、提案されたものである。

0011

これらの措置は、結晶を通じて二回ポンプ放射を送るものであること、より長いものの結晶の使用、最適な吸収を呈示するものではないところの配向にレーザーの結晶の置くこと、及び、レーザーキャビティーの内側における四分の一波長板のようなもののそのような(また波長板と称された)リターダーの使用を含む。

0012

これらの措置の各々は、特定のものにおいてこれらの措置のいくつかのもの又は全てのものの組み合わせは、ダイオードでポンピングされた固体−状態のレーザーのセットアップにおける公差を増加させる、及び、従って、特に大量生産における、生産のコストを低減する、ことになる。

0013

それに応じて、
ポンプレーザーダイオード、及び
−レーザーの結晶、
具備するものである、ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイスは、提供されたものであるが、
− それにおいて、レーザーの結晶が、ポンプレーザーダイオードから放出されたレーザーの光の波長とは異なるものの波長でレーザーの光を放出するところの固体状態のレーザーの最も少ないときで一部分を形成するものであると共に、それにおいて、
− 固体状態のレーザーは、ポンプレーザーダイオードによって光学的にポンピングされたものである。ポンプレーザーダイオードは、レーザーの結晶への縦の方向においてそれのポンプレーザーの光を注入するために配置されたものである。

0014

ダイオードでポンピングされた固体状態レーザーデバイスは、さらに、後に続くものである手段:
− 逆戻りを上記のレーザーの結晶を通じて縦に透過させられたに上記のポンプレーザーの光のフラクション反射させるところの出力カップラー
− 固体状態のレーザーの縦の方向に対して横に第一の方向及び上記の第一の方向に対して鉛直に第二の方向に沿って偏光させられたポンプ光について二つの異なるものの吸収の係数を有するものである異方性のレーザーの結晶、それにおいて上記の異方性のレーザーの結晶及び上記のポンプレーザーダイオードは、上記のポンプレーザーの光の偏光が、上記の第一の及び上記の第二の方向に沿ったものの両方の構成成分を有するそのようにところの、相互に配向させられたものであること、
− それぞれ、直線形に偏光させられた光から、楕円形に、又は、理想的には円形に、偏光させられた光へとポンプ光を転換するところの、リターダー又は波長板、の最も少ないときで一つのものを具備する。

0015

適切に、リターダーは、固体状態のレーザーのキャビティー内に又はレーザーキャビティーの光の入場の側の前方に配置されたものであるが、そこではポンプ光は、注入されたものである。

0016

適切な出力カップラーの手段によるキャビティーへと逆戻りのポンプ光の反射は、ポンプ光の吸収を増加させる。さらには、吸収されたポンプ光の強度の分布は、均質化されたものである。吸収は、増加させられたものであるもののような際に、より短いもののレーザーの結晶は、使用されたものであることがあるが、それによって好都合にモードのマッチングを容易にするものである。好ましくは、結晶の長さは、結晶へと初期に注入されたポンプレーザーの放射の、最も少ないときで5パーセント、好ましくは最も少ないときで10パーセント、特定して好適なものの最も少ないときで20パーセント、のフラクションが、結晶を通じて透過させられたものであると共に出力カップラーによって逆戻りに最も少ないときで部分的に反射させられたものであるそのようにところの、選ばれたものである。

0017

固体状態のレーザーの縦の方向は、固体状態のレーザービームが放出されたものであるところのものに沿った方向のようなものとして定義されたものであると共に、従って固体状態のレーザーの光学的な軸と一致する。

0018

発明は、好ましくは、bDPSSLへ適用されたものである。それに応じて、これの事例において、ポンプレーザーダイオードは、青色のものを放出するものであるレーザーダイオードである。発明は、bDPSSLのゆるめられた生産の公差を許容するが、それによって、発明のbDPSSLが、ビデオプロジェクターのもののようなそのような消費者生産物における光の源のようなものとして使用されたものであることができるそのようにところの、生産のコストを低減するものである。

0019

適切に、435から455ナノメートルまでの範囲内の波長で放出するものであるポンプレーザーダイオードは、用いられたものであることがある。

0020

固体状態のレーザーのキャビティーへの縦の方向におけるポンプ光を注入するために、固体状態のレーザーは、好ましくは、出力カップラーの反対の末端においてそれのレーザーキャビティーの終端をなすものである波長の選択性ミラーを具備する。波長の選択性のミラーは、ポンプレーザーの光について透過性のもの及び固体状態のレーザーのレーザーの光について反射性のものである。

0021

類似して、出力カップラーを通じて透過させられたポンプレーザーの光を回避するために、レーザーの結晶の出力の側における波長の選択性のミラーを用いることは、それはさらに好都合なものであるが、それによって波長の選択性のミラーは、ポンプレーザーの光について高度に反射性の、しかし、固体状態のレーザーのレーザーの光について最も少ないときで部分的に透過性の、ものである。特定のものにおいて、出力カップラーそれ自体は、固体状態のレーザーデバイスのレーザーの光について半−透明なもの、しかしポンプレーザーの光について高度に反射性のもの、であるところの波長の選択性のミラーのようなものとして設計されたものであることがある。例のためには、固体状態のレーザーの光についての透過は、1%から20%までの範囲内にあるものであることがあると共に、ポンプレーザーの光についての透過は、0.5%と比べてより少ないものであることがある。

0022

さらに、レーザーの結晶についての好適にされた材料は、Pr:YLF、Pr:LiLuF4、Pr:LiGdF4、Pr:BaY2F8、及びPr:KYF4である。これらの結晶は、異方性のものであると共に、緑色の波長の範囲を含むものであるある多様性の異なるものの色でレーザーの光を放出することが可能なものであると共にこのようにカラーレーザープロジェクターの一つの又はより多い色の構成成分を提供するために非常に適切なものである。

0023

通常では、偏光の第一の方向に対して平行な偏光の平面の配向を選ぶことは、それは好適にされたものであるが、そこではレーザーの結晶は、ポンプレーザーの光についてそれの最大の吸収を有する。しかしながら、発明の実施形態に従ったもので、システムは、ポンプレーザーの偏光が、最大の吸収の方向に沿って配向させられたものではないものであるが、しかし、より低いものの吸収を有するものである第二の方向に沿った構成成分を有するようなものの際に、最大の転換の効率を備えた配向からの調整の外にあるものである。にもかかわらず、これの措置は、より下により多い詳細において解明されたものであるようなもののように、固体状態のレーザーの強度を安定化させるために非常に好都合なもの、証明されてきたものである。特定のものにおいて、レーザーのc−軸は、固体状態のレーザーの縦の方向に対して横に配向させられたものであることがあるが、それにおいてレーザーの結晶は、ポンプレーザーの光の偏光の平面及び上記の結晶のc−軸がある角度を含むそのようにところの、ポンプレーザーダイオードの点で配向させられたものである。例のために、Pr:YLF−結晶における最大の吸収は、c−軸に対して平行なものである偏光の平面と共に起こる。好適にされた角度は、30°及び60°の間にある、特定して好ましくは35°及び55°の間にある、ものである。異なるものの吸収の係数を含むものである光学的な異方性に帰すべきもののおかげで、結晶を通じて透過させられた及びポンプレーザーダイオードへ逆戻りに反射させられたポンプの光は、これの光が、最も少ないときでダイオードから放出された光に対して垂直なものに偏光させられた構成成分を有するそのようにところの、それの偏光の状態を変化させる。このように、レーザーダイオードにおける自己で−混合するものであることの効果は、垂直に偏光させられたビームが、各々の他のものと干渉するものではないので、低減されたものである。

0024

追加的な要素の手段によって光の偏光状態を変えることは、それはまた可能性のあるものである。これの点において、より上に述べられたようなもののように、リターダー又は波長板を使用することは、それは提案されたものである。好ましくは、四分の一波長板は、円形に偏光させられた光を生じさせるために用いられたものである。さらに、高いものの程度の円形の偏光を得るために、リターダーの光学的な軸及びポンプレーザーの光の偏光の平面は、好ましくは、35及び55°の間におけるものの角度を含む。

図面の簡単な説明

0025

図1は、発明に従ったものの固体状態のレーザーデバイスの実施形態を示す。
図2は、Pr:YLFの結晶のc−軸の点で偏光の平面の二つの配向についての波長の関数のようなものとしてPr:YLFの吸収の係数の線図を示す。
図3は、異なるもののレーザーダイオードの電流についてのレーザーの結晶を通じた経路の長さ並びに偏光ベクトル及びレーザーの結晶のc−軸の間における0°及び45°の角度の関数のようなものとして透過のグラフを示す。
図4は、ポンプレーザーダイオードの異なるものの温度についてのレーザーの結晶を通じた経路の長さ並びに偏光ベクトル及びレーザーの結晶のc−軸の間における0°及び45°の角度の関数のようなものとして透過のグラフを示す。
図5は、固体状態のレーザーのキャビティーに配置された四本の一波長板を備えた発明に従ったものの固体状態のレーザーデバイスのさらなる実施形態を示す。
図6は、ポンプレーザーダイオード及び固体状態のレーザーキャビティーの間に置かれた四分の一波長板を備えた図5の別形を示す。

実施例

0026

図面の手短な記述
図1は、発明に従ったものの固体状態のレーザーデバイスの実施形態を示す。

0027

図2は、Pr:YLFの結晶のc−軸の点で偏光の平面の二つの配向についての波長の関数のようなものとしてPr:YLFの吸収の係数の線図を示す。

0028

図3は、異なるもののレーザーダイオードの電流についてのレーザーの結晶を通じた経路の長さ並びに偏光ベクトル及びレーザーの結晶のc−軸の間における0°及び45°の角度の関数のようなものとして透過のグラフを示す。

0029

図4は、ポンプレーザーダイオードの異なるものの温度についてのレーザーの結晶を通じた経路の長さ並びに偏光ベクトル及びレーザーの結晶のc−軸の間における0°及び45°の角度の関数のようなものとして透過のグラフを示す。

0030

図5は、固体状態のレーザーのキャビティーに配置された四本の一波長板を備えた発明に従ったものの固体状態のレーザーデバイスのさらなる実施形態を示す。

0031

図6は、ポンプレーザーダイオード及び固体状態のレーザーキャビティーの間に置かれた四分の一波長板を備えた図5の別形を示す。

0032

実施形態の詳述された記述
図1は、ダイオードdでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス1の第一の実施形態を示す。ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーデバイス1は、ポンプレーザーダイオード3及びレーザーの結晶11を備えた固体状態のレーザー7を具備する。発明の好適にされた実施形態に従ったもので、青色のレーザーダイオードは、ポンプ光の源のようなものとして用いられたものである。固体状態のレーザー7は、ポンプレーザーダイオード3から放出されたレーザーの光の波長とは異なるものの波長でレーザーの光を放出するために設計されたものである。例のためには、Pr:YLFの結晶が、使用されたものであるとすれば、固体状態のレーザーは、緑色の波長の範囲において又は赤色の波長の範囲において放出するために設計されたものであることができる。

0033

固体状態のレーザー7のキャビティー71は、波長の選択性のミラー9、例.誘電体のミラー、及び出力カップラー14によって終端をなされたものである。出力カップラー14は、固体状態のレーザー7によって発生させられたレーザーの光71について半−透明なものである。例のためには、出力カップラーは、レーザーの放射のいくつかのパーセントのフラクションを透過させるために及び残留するものである放射を反射させるために設計されたものであることができる。

0034

図1において示されたようなもののように、固体状態のレーザー7は、ポンプレーザーダイオード3によって、レーザーの結晶11へと縦の方向においてカップリング光部品又はレンズ6を通じてポンプレーザー光31を注入することによって、ポンピングされたものである。これの目的のために、レーザーの光は、波長の選択性のミラー9を通じてカップリングされたものである。それに応じて、ミラー9は、ポンプレーザーの光31について透過性のもの、しかし、固体状態のレーザー7のレーザーの光73について高度に反射性のもの、である。

0035

より短いもののレーザーの結晶を許容するための措置のようなものとして、出力カップラー14は、逆戻りに、レーザーの結晶を通じて縦に透過させられたものであるところのポンプレーザーの光31のフラクションを反射させるものであることができる。このように、ポンプレーザーの光31は、二回、レーザーの結晶11を通じて透過させられたものである。好ましくは、ポンプレーザーの光のそれの吸収の点でのレーザーの結晶11の長さは、初期に結晶11を入るところのポンプレーザーの放射の、最も少ないときで5パーセント、好ましくは最も少ないときで20パーセント、のフラクションが、結晶を通じて透過させられたものであるそのようにところの、選ばれたものである。

0036

レーザーの結晶11を通じて透過させられてきたものであるところのポンプレーザーの光31が、固体状態のレーザーの外にカップリングされたレーザーの光と混合するところのものを回避するために、出力カップラーは、好ましくは、固体状態のレーザーの光73について部分的に透過性の又は半−透明のものであるが、しかし、ポンプレーザーの光31について高いものの反射率を有するところの誘電体の波長の選択性のミラーのようなもののように、設計されたものである。さらなる可能性は、ポンプレーザーの光31を反射させるが、しかし、固体状態のレーザーの光71について高いものの透過を有するところのさらなる誘電体のミラーを挿入することであると思われる。

0037

発明に従ったもので提案された第二の措置は、ポンプダイオードにおける逆戻りに−反射させられたレーザーの放射と関連させられた問題を打ち消す:これの目的のために、レーザーの結晶11の縦の方向に対して横に第一の方向及びこれの第一の方向に対して鉛直に第二の方向に沿って偏光させられたポンプ光について二つの異なるものの吸収の係数を有するものである異方性のレーザー結晶を使用することは、それは提案されたものである。これは、例のためには、Pr:YLF及びPr:LiLuF4の結晶の両方を保持する。

0038

異方性のレーザーの結晶及びポンプレーザーダイオードは、ポンプレーザーの光の偏光が、第一の及び第二の方向の両方に沿った構成成分を有するそのようにところの、相互に配向させられたものである。

0039

特定のものにおいて、これらの結晶は、固体状態のレーザーの縦の方向に対して横にあるものであるそれらのa及びc−軸と共に配向させられたものである。これの事例において、レーザーの結晶11は、ポンプレーザーの光の偏光の平面及び結晶のc−軸がある角度を含むそのようにところの、ポンプレーザーダイオードの点で配向させられたものである。ポンプレーザーの偏光に対して平行なc−軸を備えたものではない、しかし、好ましくは35°及び55°の間における(例.45°における)、角度で、レーザーの結晶を配向させることによって、最大の吸収の配向の点でのミスアライメントは、導入されたものである。

0040

Pr:YLFのc−軸に対して平行な及び直交の偏光についての吸収の係数の差異は、図2から見てとられたものであることができる。図2は、c−軸(あやめ引きにされた線)に平行な及びc−軸に対して垂直な(連続の線)ポンプレーザーの光31の偏光についての波長の関数のようなものとしてPr:YLFの吸収の係数を示す。これの結晶におけるドーピングのレベルは、cPr=0.2%であった。グラフから見てとられたものであることができるようなもののように、狭いものの吸収の線の強度は、c−軸に沿ってポンプレーザーの光31の偏光についてかなりより高いものである。440nm及び450nmの間における吸収の線は、光学的なポンピングについて特定して適切なものである。

0041

しかしながら、吸収の係数が、c−軸に対して平行な及び直交の偏光について異なるもののものであるので、これの措置は、ポンプ光の偏光の状態を変化させると共に、ポンプ光の顕著な部分は、レーザーの結晶を通過するものである後に、元来のポンプ光の偏光に対して直交の偏光させられたものである。しかしながら、元来のポンプ光の偏光に対して直交の偏光させられた光は、ポンプレーザーダイオード3のキャビティーにおいて光と干渉するものではないと共に、従ってポンプレーザーダイオードの性能に影響を及ぼすものではない。

0042

驚くべきことに、ポンプ光を逆戻りに反射させるものであることとの及び/又はより長いものの結晶との組み合わせにおいて、これの措置は、また、ダイオードの電流又はダイオードの温度の変動での吸収の変化を低減することを助ける。これの事実は、さらに、図3及び4のグラフによって図解されたものである。

0043

図3は、レーザーの結晶を通じて経路の長さの関数のようなものとしてのポンプレーザーの光の透過のグラフを示す。凡例に指し示されたようなもののように、グラフは、ポンプレーザーの光31の偏光の平面の間における0°及び45°の角度について並びに500、250、及び120mAの異なるもののレーザーダイオードの電流ILDについて配向させられたものであることを有する。透過の値は、0.5%のPr−濃度を備えたPr:YLFの結晶を参照する。

0044

吸収が、45°−配向についてより低いものである(透過はより高いものである)ことさえあるのだけれども、ダイオードの電流での変動は、劇的に低減されたものである。ポンプ光の透過が、結晶の最適な配向についてILD=500mAについての28%からILD=120mAについての66%まで変化する一方で、これの効果は、45°−配向について45%から60%までの範囲まで低減されたものである。

0045

120mA及び500mAの間における駆動するものである電流についての透過における差異が、偏光の平面及びc−軸の従来の平行な配向についてΔT=0.38までである一方で、これの差異は、発明に従ったものの45°−構成について0.13のみにまで低減する。45°−配向についてのより高いものの透過は、より長いものの結晶によって又は結晶を二重に−通過することによって打ち消されたものであることができる。

0046

図4は、0°及び45°の角度についての透過並びにポンプレーザーダイオード3のキャビティーの異なるものの温度TLDを示す。駆動するものである電流は、各々のグラフについて500mAで一定なものに保持されたものであった。図4から見てとられたものであることができるようなもののように、ポンプ光の透過又は吸収による異なるもののダイオードの温度の効果は、45°まで結晶を回転させるものであることによって、ΔT=0.05からΔT=0.01まで下に、即ち、5の因子だけ、低減されたものであることができる。ダイオードの電流及びダイオードの温度の両方は、主として、レーザーダイオードの放出の波長に影響を及ぼす。そのところの意味において、発明に従ったもので提案されたもののようなもののような結晶を回転させるものであることの措置は、また、ダイオードでポンピングされた固体状態のレーザーについて有用なポンプの波長の範囲を増加させる。

0047

ポンプダイオードのレーザー3の駆動するものである電流又はキャビティーの温度によるゆるめられた依存性についての理由は、図2スペクトルにおいて可視の吸収の線の波長のシフトであることのようにみえる。ポンプレーザーの光31の偏光の平面が、回転するとすれば、ポンプレーザーの光は、そこにあるものが、c−軸に沿った偏光について結晶の吸収の波長及びポンプレーザーの光31の現実の波長におけるわずかなミスマッチであるものでさえもあるとすれば有効な吸収が起こるそのようにところの、ひいては吸収の波長を調和させることになる。

0048

具体的な実施形態への制限及び使用された異方性のレーザーの結晶のタイプ無しに、従って、第一の及び第二の方向に沿った(例.c−軸に沿った及びそれに対して横に)偏光についての吸収の波長の間における波長で放出するところのポンプレーザーダイオード3を提供することは、それは好都合なものであることがある。

0049

特に結晶11へとポンプ光を逆戻りの−反射させるものであることの事例においてポンプ光の吸収を改善するための第三の措置は、固体状態のレーザー7のキャビティー71における四分の一波長板16の使用である。ポンプレーザーダイオード3の偏光の平面の配向に対する、35及び55°の間における角度の下で、特定のものにおいて45°の角度で、四分の一波長板16の光学的な軸と共に位置決めされたもので、これは、ポンプレーザーダイオード3における逆戻りに−反射させられた光の影響を抑制する。これの事例において、ポンプレーザーの光31の偏光の平面及びレーザーの結晶11のc−軸は、また平行なものであることがある。セットアップは、図5スケッチされたものである。レーザーの結晶11が、レーザーの偏光に対して平行なものに配向させられたものではないものであるところの状況について、四分の一波長板の数個の配向は、レーザーダイオードにおいて逆戻りに−反射させられた光の量を低減するために及び同じ時間にポンプ光の吸収を改善するために可能性のあるものである。

0050

四分の一波長板16は、レーザーの共振器の前方において、即ち、レーザーのキャビティー71の光の入場の側の前方において、また置かれたものであることができるが、そこではポンプレーザーの光31は、図6に示されたようなもののように、カップリングの光学部品及び波長の選択性のミラー9の間に注入されたものである。35及び55°の間の角度に、特定のものにおいてポンプ光の偏光の点で45°の角度で、置かれたもので、四分の一波長板16は、楕円形に又は円形に偏光させられた光へと直線形に偏光させられたポンプレーザーの光31を転換する。これのセットアップでは、レーザーの結晶11の配向は、もはやポンプレーザーの光31の吸収に影響を及ぼすものではない。このように、精密なアライメントは、要求されたものであるものではない。逆戻りに反射させられたポンプ光は、そのとき、直線形に偏光させられた、しかし元来のポンプ光の偏光に対して直交の、光へ転換されたものである。

0051

ここにおけるより前に記載された例示的な実施形態が、レーザーの媒体のようなものとしてPr:YLFを備えたbDPSSLを参照させられたものであることを有することさえもあるとはいえ、発明は、これの事例に限定されたものであるのではないものであるべきである。本当に、提案された措置は、良好にそのようなものとして有用な及び赤外のレーザーに、例のためにはダイオードでポンピングされたNd:YVO4、Nd:GdVO4、又はTm/Ho:YLFのレーザーに、適用可能なものである。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

該当するデータがありません

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

該当するデータがありません

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ