固体レーザーモジュール
| 国内特許コード | P110004031 |
|---|---|
| 整理番号 | RX07P26 |
| 掲載日 | 2011年7月5日 |
| 出願番号 | 特願2007-220951 |
| 公開番号 | 特開2009-054838 |
| 登録番号 | 特許第4925059号 |
| 出願日 | 平成19年8月28日(2007.8.28) |
| 公開日 | 平成21年3月12日(2009.3.12) |
| 登録日 | 平成24年2月17日(2012.2.17) |
| 発明者 |
|
| 出願人 |
|
| 発明の名称 | 固体レーザーモジュール |
| 発明の概要 |
【課題】 長時間安定したレーザー出力を維持することができる固体レーザーモジュールを提供する。 【解決手段】 固体レーザー媒質を励起する半導体レーザー光源１と、この半導体レーザー光源１から照射された励起光９を整形し前記固体レーザー媒質に導くための励起光学系２と、少なくとも前記固体レーザー媒質と、この固体レーザー媒質から発せられるレーザー光を共振させる共振ミラーからなるレーザー共振器３を備えた固体レーザーモジュールにおいて、前記励起光学系２、前記レーザー共振器３が直線状に配置されて光軸７を形成しており、前記半導体レーザー光源１およびレーザー共振器３内で発生した熱がその周囲のモジュール保持部４内を前記光軸７に沿った方向に伝搬し、前記半導体レーザー光源１およびレーザー共振器３の周囲以外であり、かつ前記半導体レーザー光源１とレーザー共振器３の中間の領域に設けたモジュール支持部５を伝わってモジュール固定・冷却面６を介してモジュール外部へ排熱される。 【選択図】図１ |
| 従来技術、競合技術の概要 |
図１３から図１７に従来の固体レーザーモジュールの構成例を示し、併せてその課題を示す。 図１３は従来の固体レーザーモジュールの構成（その１）を示す図である。 図１３において、１０１は半導体レーザー光源、１０２は励起光学系、１０３はレーザー共振器である。１０４は各光学部品が固定され、支持されるモジュール支持部、１０５はモジュールを固定しかつ外から冷却されるモジュール固定・冷却面、１０６は励起光、１０７はレーザー共振器１０３の光軸、１０８はレーザー共振器１０３からの出力レーザー光、１０９は熱の流れを示している。ここで、レーザー共振器１０３は、両端に共振器ミラーを有し、その間には固体レーザー媒質と、レーザー発生の制御を行う光スイッチ素子、偏光制御素子、さらにレーザー光の波長を変換する非線形光学素子などが用途に応じて配置される。この固体レーザーモジュールの冷却構造としては、図１３の熱の流れ１０９に示すように、モジュールを構成する部品全体を固定、支持するモジュール支持部１０４を通して、モジュールの動作時に各部品より発生する熱、特に励起用の半導体レーザー光源１０１やレーザー共振器１０３内の固体レーザー媒質から発生する熱を光軸１０７に対して垂直方向に伝搬させ、モジュール固定・冷却面１０５から排熱する構成となっている。モジュール固定・冷却面１０５に伝搬した熱は、さらにそのモジュール固定・冷却面１０５に密着させたペルチェ素子あるいは水等の冷却媒質によりモジュール外部に完全に排熱される（下記特許文献１参照）。 また、励起用の半導体レーザー光源と励起光学系をモジュールの外部に設置し、レーザー共振器のみをモジュール支持部上に構成して排熱する例も示されている（下記特許文献２参照）。 図１４は従来の固体レーザーモジュールの構成（その２）を示す図である。 この図において、１１０はモジュール保持部、１１１は半導体レーザー光源、１１２は励起光学系、１１３はレーザー共振器、１１４はモジュール支持部、１１５はモジュール固定・冷却面、１１６は励起光、１１７は光軸、１１８は出力レーザー光、１１９は熱の流れを示している。 このように固体レーザーモジュールを構成する各素子の周囲を囲むように、素子の保持と放熱を兼ねたモジュール保持部１１０を有し、それらが同様に共通のモジュール支持部１１４上に配置されている例も示されている（下記特許文献３参照）。なお、図１４に示すような固体レーザーモジュールの構成例においては、素子から発生した熱は一時的に素子の周囲のモジュール保持部１１０を伝搬しても、最終的には光軸１１７に対して垂直方向である熱の流れ１１９の方向モジュール支持部１１４へと伝搬し、モジュール外へ排熱される（下記特許文献３参照）。 図１５は従来の固体レーザーモジュールの構成（その３）を示す図である。 この図において、２０１はレーザーダイオード、２０２は集光光学系、２０３は全反射ミラー、２０４は固体レーザー媒質、２０５は出力ミラー、２０６はモジュール保持部、２０７は放熱フィン、２０８は光軸、２０９は熱の流れを示している。 このような従来の固体レーザーモジュール構造においては、モジュールを構成する各素子は、周囲のモジュール保持部２０６で保持され、最も発熱の大きいレーザーダイオード２０１に密着して放熱フィン２０７が設けられている。 この構成においては、各素子から発生した熱は周囲のモジュール保持部２０６に伝わり、光軸２０８と平行な熱の流れ２０９の方向に伝搬し、放熱フィン２０７からモジュール外部へ排熱される（下記特許文献４参照）。 |
| 産業上の利用分野 |
本発明は、固体レーザーモジュールに関するものである。 |
| 特許請求の範囲 |
【請求項1】 固体レーザー媒質を励起する半導体レーザー光源と、該半導体レーザー光源から照射された励起光を整形し前記固体レーザー媒質に導くための励起光学系と、少なくとも前記固体レーザー媒質と該固体レーザー媒質から発せられるレーザー光を共振させる共振器ミラーからなるレーザー共振器を備えた固体レーザーモジュールにおいて、前記励起光学系、前記レーザー共振器が直線状に配置されて光軸を形成しており、前記半導体レーザー光源およびレーザー共振器内で発生した熱がその周囲のモジュール保持部内を前記光軸に沿った方向に伝搬し、前記半導体レーザー光源およびレーザー共振器の周囲以外であり、かつ前記半導体レーザー光源とレーザー共振器の中間の領域に設けたモジュール支持部を伝わってモジュール固定・冷却面を介してモジュール外部へ排熱されるようにしたことを特徴とする固体レーザーモジュール。 【請求項2】 請求項１記載の固体レーザーモジュールにおいて、前記モジュール保持部は、前記半導体レーザー光源、前記励起光学系、前記レーザー共振器及びその構成部品がそれぞれ独立した板状の保持ブロックに固定されてなり、光軸方向の少なくとも１本の棒状のガイドによって、それぞれの前記板状の保持ブロックが貫通され、所望の順序で重ねて前記モジュール支持部に固定されることを特徴とする固体レーザーモジュール。 【請求項3】 請求項１又は２記載の固体レーザーモジュールにおいて、前記モジュール支持部は、前記励起光学系が配置される下部に突出して配置されることを特徴とする固体レーザーモジュール。 【請求項4】 請求項１記載の固体レーザーモジュールにおいて、前記モジュールの固定・冷却面は前記モジュール支持部に連設され、さらに前記固定・冷却面にペルチェ素子が接続され、前記モジュール支持部の断面積が、前記ペルチェ素子の面積より小さいことを特徴とする固体レーザーモジュール。 |
| 国際特許分類(IPC) |
|
| Fターム |
|
|
画像
※ 画像をクリックすると拡大します。 |
|
| 出願権利状態 | 登録 |
英語項目の表示
| 発明の名称 | SOLID-STATE LASER MODULE |
|---|---|
| 発明の概要 |
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state laser module capable of maintaining stable laser output for a long period of time. SOLUTION: The solid-state laser module comprises: a semiconductor laser light source 1 exciting a solid-state laser medium; an excitation optical system 2 forming and guiding exciting light 9 emitted by the semiconductor laser light source 1 to solid-state laser medium; and a laser resonator 3 composed of a resonance mirror resonating at least the solid-state laser medium and the laser light emitted from the solid-state laser medium. In the laser module, the excitation optical system 2 and laser resonator 3 are linearly arranged to form an optical axis 7. Heat generated in the semiconductor laser light source 1 and laser resonator 3 is conducted in a module holding section 4 surrounding them along the optical axis 7, conducted through a module support section 5 provided in an area not surrounding the semiconductor laser light source 1 and laser resonator 3 and between the semiconductor laser light source and laser resonator 3, and discharged from the module through a module fixing-cooling surface 6. |
『 固体レーザーモジュール』に関するお問合せ
- 国立研究開発法人科学技術振興機構（ＪＳＴ） 知的財産マネジメント推進部
- URL: http://www.jst.go.jp/chizai/
-
E-mail:
- Address: 〒102-8666 東京都千代田区四番町5-3
- TEL: 03-5214-8486
- FAX: 03-5214-8417
※ 同じキーワードでJ-STORE内を検索することが出来ます。→ J-STORE内を検索
