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レーザー装置 新技術説明会 実績あり

国内特許コード P110003177
整理番号 RJ006P56
掲載日 2011年6月17日
出願番号 特願2003-154092
公開番号 特開2004-356479
登録番号 特許第4265287号
出願日 平成15年5月30日(2003.5.30)
公開日 平成16年12月16日(2004.12.16)
登録日 平成21年2月27日(2009.2.27)
発明者
  • 平等 拓範
  • トライアン ダスカル
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
  • 大学共同利用機関法人自然科学研究機構
発明の名称 レーザー装置 新技術説明会 実績あり
発明の概要 【課題】熱抵抗の低いコンタクトが安定にでき、信頼性の高い放熱を行うことができるレーザー装置を提供する。
【解決手段】利得媒質11は薄く研磨し、その片面に励起波長とレーザー発振波長に対し無反射(AR)のARコーティング層12を施し、もう片面には両波長に対し高反射(HR)のHRコーティング層13を施し、これを放熱のために、Cu製のヒートシンク17にマウントする。その際、誘電体多層膜のHRコーティング層13と金属層15,16,19間に保護層としてサファイア(Al)などの熱伝導率の高い酸化膜14を形成する。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


レーザー装置のうち、固体レーザー装置、特に、半導体レーザー励起固体レーザーは、それまでのランプ励起固体レーザーと比較すると、効率が高く、小型化、及び放熱(排熱)問題が大きく緩和された。しかしながら、更なる高性能化を図るためには局所的に発生する放熱問題を解決する必要がある。



図10は従来のレーザー装置の放熱部の断面図である。



ここでは、利得媒質1にYb:YAG結晶を用いた装置について説明する。



利得媒質(Yb:YAG結晶)101は、厚み200μm程度まで薄く研磨し、その片面に励起波長とレーザー発振波長に対し無反射(AR)のARコーティング層102を施し、もう一方の片面には、両波長に対し高反射(HR)のHRコーティング層103を施し、これを放熱のためにCu製のヒートシンク104にマウントする。その際、誘電体多層膜のHRコーティング層103面とヒートシンク104との密着を良くするためインジウム(In)層105を挟み込みに用いている。



【非特許文献1】
STEWEN et al.,A 1-kW CW Thin Disc Laser,IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS,Vol.6,No.4,July/August 2000

産業上の利用分野


本発明は、レーザー装置に係り、さらに詳しくは、固体レーザー装置、半導体レーザー励起固体レーザー装置の放熱装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
誘導放出を促すための光共振器と、該光共振器内に誘導放出のための利得媒質を配置し、該利得媒質を励起する光源を具備するレーザー装置において、
前記利得媒質の上側面に励起波長とレーザー発振波長に対し無反射のコーティング層と、前記利得媒質の下側面に励起波長とレーザー発振波長に対し高反射のレーザー共振器を構成する誘電体多層膜コーティング層と、該誘電体多層膜コーティング層の下側面ヒートシンクとの間介在するInを除く複数の金属層とを備え、前記誘電体多層膜コーティング層と前記Inを除く複数の金属層間にサファイア(Al2 3 )を具備することを特徴とするレーザー装置。

【請求項2】
請求項1記載のレーザー装置において、前記Inを除く複数の金属層としてCr、Ni、Auの組み合わせ、またはTi、Pt、Auの組み合わせ、またはCr、Pt、Auの組み合わせを用い、AuとSn、AuとGeまたはAuとSiを合金化させることにより前記ヒートシンク側に融着させたことを特徴とするレーザー装置。

【請求項3】
請求項1記載のレーザー装置において、前記Inを除く複数の金属層としてCr、Ni、Auの組み合わせ、またはTi、Pt、Auの組み合わせ、またはCr、Pt、Auの組み合わせを用い、AlとSiとを合金化させることにより前記ヒートシンク側に融着させたことを特徴とするレーザー装置。

【請求項4】
請求項2又は3記載のレーザー装置において、前記ヒートシンクと前記Inを除く複数の金属層の間にカーボン系の複合材料層を配置したことを特徴とするレーザー装置。

【請求項5】
請求項4記載のレーザー装置において、前記カーボン系の複合材料層がダイヤモンド層であることを特徴とするレーザー装置。

【請求項6】
請求項1記載のレーザー装置において、前記利得媒質は、発光中心として用いる添加希土類イオンをYbやNdさらにはEr,Tm,Ho,Ce等の希土類とし、母材として用いる結晶をYAG,YSGG,YSAG,GSGG,GGGなどのガーネット系、YVO4 ,GdVO4 などのバナデート系、KYW,KGWなどのタングステート系、YLFなどのリチウムフロライド系、及び硝子系、またはこれらを組み合わせた系とすることを特徴とするレーザー装置。

【請求項7】
請求項1記載のレーザー装置において、前記利得媒質は、光励起によるGaAs,GaAsP,GaP,GaN,InGaN,AlGaNなどの半導体材料であることを特徴とするレーザー装置。

【請求項8】
請求項1記載のレーザー装置において、前記ヒートシンクとして、CuまたはCuW,CuMoなどのCu系の金属材料、またはSiCなどのカーボン系材料を用いることを特徴とするレーザー装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2003154092thum.jpg
出願権利状態 登録
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