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レーザー素子 コモンズ

国内特許コード P110002957
整理番号 RJ004P46
掲載日 2011年6月9日
出願番号 特願2002-025040
公開番号 特開2003-229619
登録番号 特許第3585891号
出願日 平成14年2月1日(2002.2.1)
公開日 平成15年8月15日(2003.8.15)
登録日 平成16年8月13日(2004.8.13)
発明者
  • 平等 拓範
  • 庄司 一郎
出願人
  • 大学共同利用機関法人自然科学研究機構
発明の名称 レーザー素子 コモンズ
発明の概要 熱複屈折効果を大幅に低減させることができる光学素子を提供する。光学素子において、(110)カット結晶を用いることにより、熱誘起複屈折により生じるデポラリゼーションを、何ら補償を行うことなく、大幅に低減する。(111)カット結晶と比べて、デポラリゼーションを一桁以上も小さくすることができる。
従来技術、競合技術の概要
従来、本発明にかかる参考文献として以下に示すようなものがあった。
【0003】
〔1〕:W.Koechner,Solid-State Laser Engineering(Springer-Verlag,Berlin,1996),pp.393-412.
〔2〕:W.C.Scott and M.de Wit,“Birefringence compensation and TEM00 mode enhancement in a Nd:YAG laser,” Appl.Phys.Lett.18,3-4(1971).
〔3〕:K.Yasui,“Efficient and stable operation of a high-brightness cw 500-W Nd:YAG rod laser,” Appl.Opt.35,2566-2569(1996).
〔4〕:W.A.Clarkson,N.S.Felgate,and D.C.Hanna,“Simple method for reducing the depolarization loss resulting from thermally induced birefringence in solid-state lasers,”Opt.Lett.24,820-822(1999).
〔5〕:W.Koechner and D.K.Rice,“Effect of birefringence on the performance of linearly polarized YAG:Nd lasers,”IEEE J.Quantum Electron.QE-6,557-566(1970).
〔6〕:W.Koechner and D.K.Rice,“Birefringence of YAG:Nd laser rods as a function of growth direction,”J.Opt.Soc.Am.61,758-766(1971).
〔7〕:I.Shoji,Y.Sato,S.Kurimura,V.Lupei,T.Taira,A.Ikesue,and K.Yoshida,“Thermal birefringence in Nd:YAG ceramics,” Trends in Optics and Photonics Vol.50,Advanced Solid-State Lasers,C.Marshall,ed.(Optical Society of America,Washington,DC 2001),pp.273-278.
〔8〕:L.N.Soms,A.A.Tarasov,and V.V.Shashkin,“Problem of depolarization of linearly polarized light by a YAG:Nd3+ laser-active element under thermally induced birefringence conditions,”Sov.J.Quantum Electron.10,350-351(1980).
〔9〕:V.Parfenov,V.Shashkin,and E.Stepanov,“Numerical investigation of thermally induced birefringence in optical elements of solid-state lasers,”Appl.Opt.32,5243-5255(1993).
固体レーザーの高出力化、高品質化を図る際に、励起に伴って媒質内で生じる熱複屈折は大きな問題となる。熱複屈折によって生じるデポラリゼーション(もとの直線偏光に対して垂直方向に発生した偏光成分の割合;Dpol =P⊥/Pinitial )を補償して直線偏光を得るために、これまでレーザー媒質の配置や光学素子との組み合わせなどにさまざまな工夫がなされてきた。
【0004】
固体状態のレーザー材料において励起に伴い誘起される熱複屈折効果は、レーザーの高出力、高品質化を図る上で深刻な問題である。なぜならば、直線的に偏光したビームの2焦点化(bifocusing)やデポラリゼーションを引き起こすからである(参考文献〔1〕)。
【0005】
これらの現象はYAGなどの固体レーザーの高出力化の際に大きな障害となった。これまでは発生したデポラリゼーションを補償するために、90°回転子(rotator)や、4分の1波長板などを用いたいくつかの技術が提案された(参考文献〔2〕~〔4〕)。こうした補償は、(111)カットのYAG結晶のみに対して適用された。その理由は、(111)面の複屈折は円形に対称(circularly symmetrical)であることと、もう一つは、YAGロッドは通常(111)方向に沿って成長するために、(111)カットのロッドを用いることは都合が良いからである。
【0006】
このように、代表的なレーザー材料であるYAG結晶は、従来(111)方向に成長したロッドが用いられてきた。
産業上の利用分野
本発明は、レーザー素子に係り、特に、YAGレーザーに関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】光伝搬方向を等軸晶系に属するレーザー結晶の(111)軸方向以外に選び、中心対称的に誘起されるストレスによる光弾性効果に基づく複屈折効果を低減することを特徴とするレーザー素子。
【請求項2】請求項1記載のレーザー素子において、前記光伝搬方向を前記レーザー結晶の(100)方位に選ぶことを特徴とするレーザー素子。
【請求項3】請求項1記載のレーザー素子において、前記光伝搬方向を前記レーザー結晶の(110)方位に選ぶことを特徴とするレーザー素子。
産業区分
  • 固体素子
  • 光学装置
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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