JP2021108357A - レーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】均質なＬＤ励起光を提供する【解決手段】複数のＬＤバーとコリメートレンズがスタック状に１列に配列されたＬＤモジュールと、ＬＤモジュールからの複数のＬＤ光に対し、各ＬＤ光のｆａｓｔ方向ビーム幅の間隔にて、１列並んで傾いて反射する複数の反射ミラーの反射角度調整により、均質なＬＤ励起光を得る手段を設けている。

Description

本発明はＹＡＧ等のパルスレーザに関する。特にサブナノ秒から数ナノ秒にて、数ｍＪ〜数１００ｍＪ（数１００ＭＷ）級のジャイアントパルスレーザー装置に関する。

端面励起方式のＬＤ励起レーザは、励起光のビーム品質の影響を大きく受ける。
よって、均質なビーム品質のレーザ発振をさせるには、例えば図９（ａ）〜（ｄ）に示す特許文献１の様に、図９（ｂ）に示す従来例のカライド光学系５と呼ばれる透明直方体からなる導光部材を通過させることにより、直方体の多重反射を繰り返すことで、図９（ｃ）に示す縞状の大きなムラを有するＬＤ励起光を図９（ｄ）に示す様に均質にして励起することで、均質なビーム品質を得ることができる。

特開２０１８−３０８６号公報

しかしながら、カライド光学系５を透過させると、損失も大変大きく、出口の拡がり角が大きくなる為、効率の良い端面励起に不可欠な平行励起光を得るのが困難であった。

また、均質なビーム品質を得ることを犠牲にして、図９（ｂ）なるムラを有するＬＤ励起光を、μＣＨＩＰレーザ１０と呼ばれる、両端平行研磨された過飽和吸収体と励起媒体のコンポジィット構成により、励起光を照射するだけでパルス発振可能なμＣＨＩＰレーザ１０を端面励起するために、カライド光学系５を介してビームを均質化する方法が考えられる。

しかし、μＣＨＩＰレーザ１０の特性として、ムラの大きな励起光では、ムラの強い輝度の部分から、励起体積全体で十分励起エネルギーを蓄積する前にバラバラで低エネルギーなるパルス発振をフライング的にして励起エネルギーが抜けてしまうので、大きなパルスエネルギーを得ることができない問題もあった。

本発明はこれらの課題を全て解決すべく、均質な平行励起光を効率良く得て、均質なビーム強度を有するレーザ発振光を得ることを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明であるレーザ装置は、複数のＬＤバーとコリメートレンズがスタック状に１列に配列したＬＤモジュールと、ＬＤモジュールからの複数の平行ＬＤ光に対し、各ＬＤ光のｆａｓｔ方向ビーム幅の間隔にて、１列並んで傾いて反射する複数の反射ミラーを設けている。

そして複数の反射ミラーの反射角度調整により、均質なＬＤ励起光を得る手段を設けている。

また、オシレーターとして、μＣＨＩＰレーザに対し、１列並んで傾いて反射する複数の反射ミラーから構成される積層反射ミラーにより、ｆａｓｔ方向のライン状ＬＤ光束間の隙間を減らし均質性と光密度を増加させた積層励起光を照射する手段を設けている。

また、第２の発明であるレーザ装置は、μＣＨＩＰレーザから発振したレーザ光を、内部で多重反射させる多面反射レーザ媒体も同様な積層励起光で励起して増幅している。

または、前記多面反射レーザ媒体からの出射レーザ光に対し、垂直反射する部分反射鏡を配置して外部共振させる手段を設けている。

また、第３の発明であるレーザ装置は、線状レーザ光の発光体に対し、方形光ファイバーを１列に整列して線状レーザ光を入光する手段を設け、方形光ファイバーからの出射口は、方形光ファイバーを左右上下対称に整列して出射後、レーザ発振媒体に照射してレーザ発振させる手段を設けている。

または、方形光ファイバー出口を球面研磨して、レーザ発振媒体との結合効率を増加させる手段を設けている。

以上のように、本発明のレーザ装置によれば、積層反射ミラーにより、ｆａｓｔ方向のライン状ＬＤ光束間の隙間を減らせるのでより均質な励起が可能となり、トップハットに近い良好かで高エネルギレーザパルスを得ることができる。

更に、μＣＨＩＰレーザから発振したレーザ光を、内部で多重反射させることにより励起数を増やしてエネルギーを更に増加させたり、反射鏡を配置して外部共振させることでパルス幅を任意に拡大することも可能となる。

また、第２の発明であるレーザ装置によれば、複数の方形光ファイバーをライン状から左右上下対称に整列して出射してμＣＨＩＰに照射することで均質なトップハット状の出射レーザ光を得ることができる。

更に、励起強度にムラが小さいと、互いに干渉して同時に誘導放出する特性も有するので、１パルスだけで空中でのブレークダウンを起こすほどのＭＷ級を超えるピークを有する非常に大きなピークエネルギーを得ることも可能となる。

は本発明の実施の形態１に係るレーザ装置の構成図である。（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。

は実施の形態２に係るレーザ装置の側面図である。

（ａ）は増幅用レーザ媒体に対し、２つの励起光束（ｂ）は３つの励起光束、（ｃ）は計５つの励起光束により増幅された光束である。

（ａ）は実施の形態３にかかるレーザ装置の上面図（ｂ）は側面図である。

（ａ）はＬＤバーからの線状光束を入光する為に、４本の方形ファイバーを１列に並べた図、（ｂ）は方形バンドルファイバーの出口を方形に並べた図である。

本発明の実施の形態１〜３に係るレーザ媒体に於ける、ライン状の均質励起例である。（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。

本発明の実施の形態１〜３に係るレーザ媒体に於ける、長方形状の均質励起例である。（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。（ｃ）は側面図に於いて、中央部ＬＤ光束の励起光路、（ｄ）は下側ＬＤ光束の励起光路である。

本発明の実施の形態１〜３に係るレーザ媒体に於ける、ライン状の均質励起例である。（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。

（ａ）は従来のレーザ装置の励起光発生装置 （ｂ）はカライド光学系 （ｃ）はＬＤスタックから得られる複数のコリメート光の強度分布 （ｄ）は均質化された励起用レーザ光の強度分布である。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

実施の形態１

図１は本発明の実施の形態１に係るレーザ装置の全体構成図である。

列に配列されたＬＤバー１の発光部２からのＬＤレーザ光３は、コリメートレンズ４にてコリメート後に、３つの反射ミラー２５からなる積層反射ミラー２３にて、反射した光束が互いに積層する位置関係に反射して、３層光束６を得ている。

３層光束６は、過飽和吸収体であるＣｒ：ＹＡＧ７と端面が発振波長にて反射し励起波長を透過する膜８（以後ＨＲＡＲ膜と略す）を有するレーザ励起媒体であるＮｄ：ＹＡＧ９とのコンポジットからなるμＣＨＩＰレーザ１０に入射されている。

増幅用のスラブ状Ｎｄ：ＹＡＧ１２は両面が反射防止膜コート（以下ＡＲと略す）されていて、Ｃｒ：ＹＡＧ７の端面１１とは、オプチカルコンタクトによりほぼ透過損失無く結合されている。

よって、μＣＨＩＰレーザ１０にて発振した１０６４ｎｍのパルスレーザ光１３は、このオプチカルコンタクトされたＣｒ：ＹＡＧの端面１１を介して、スラブ状Ｎｄ：ＹＡＧ１２に入射される。

μＣＨＩＰレーザ１０の反対側のスラブ状Ｎｄ：ＹＡＧ１２の端面２２は、発振波長に対し全反射（以下ＨＲと略す）するＨＲミラー１５が透明接着剤で部分的に接合されていて、μＣＨＩＰレーザ１０から入射したパルスレーザ光１３が反射して、レーザ光１４になる。

μＣＨＩＰレーザ１０と接合している面１６に於いて、μＣＨＩＰレーザ１０と接合していない部分１７には、ＨＲＡＲミラー１８が透明接着剤にて接着されていて、レーザ光１４はＨＲＡＲミラー１８で再度反射され、レーザ光１９となる。

このＨＲＡＲミラー１８には、１列に配列されたＬＤバー１の発光部２からのＬＤレーザ光３は、コリメートレンズ４にてコリメート後に、もう一つの３つ反射ミラー２０からなる積層反射ミラー２３にて、反射した光束が互いに積層する位置関係にて約４５度反射して、同じく３層光束２４を得ている。３層光束２４は、レーザ光１４とレーザ光１９を同時に励起（所謂ダブルパス励起）するので、レーザエネルギーが効率良く増加する。

この増幅されたレーザ光１９は、スラブ型Ｎｄ：ＹＡＧ１２のＡＲ面２６から抜け出し、レーザ光２７となる。レーザ光２７は更に外部部分反射ミラー２８（以後ＰＲミラーと略す）にて一部が正反射して、元の光路を戻り、μＣＨＩＰ１０のＨＲＡＲ膜８まで戻り再度反射して、スラブ型Ｎｄ：ＹＡＧ１２内をジグザグに２度反射し、ＰＲミラー２８を部分透過した出力レーザ光３０となる。

なお、励起光は均質なビーム強度なる方形なので、出力されたレーザ光３０も均質なビーム強度を有する方形となる。

外部にＰＲ出力ミラー２８を配置することで、コンパクトで有りながら、ジグザグに反射することで共振器長を長くできるので、例えば５０ｍｍ長程度のスラブＮｄ：ＹＡＧでは１０〜２０ｎｓの長いパルス幅を得ることができる。

図２は実施の形態２に係るレーザ装置の側面図である。

図１との第１の相違点は、励起光５０が、８つになり更に８つの励起光５０の内、積層した５つの積層励起光５１と３つの積層励起光５２に分かれ、５つの反射ミラー５３と３つの反射ミラー５４にて、隙間５５を補間する位置に、励起光５１，５２を配置して、インターレース増幅して均質なＴＯＰハット状レーザ出力光５６を得ている点である。

第２の相違点は内部を４回反射して増幅用励起を２回している点である。なお、図２ではＰＲミラー２８を省略しているが、図１と同様に正反射する位置にＰＲ２８ミラーを配置しても良いのは自明である。

但し、ＰＲミラー２８が無い状態において、μＣＨＩＰ１０のＣｒ：ＹＡＧ端面２１に５０〜３０％透過する部分反射コートすることで、μＣＨＩＰ１０の発振パルス幅を大きく変化させることなく増幅することができる。

例えば、５００ｐｓでμＣＨＩＰレーザを発振させると、スラブ型Ｎｄ：ＹＡＧからなる増幅用レーザ媒体５７を透過後は４００〜６００ｐｓになることが実験的に確認されている。

図３（ｃ）は図３（ａ）に示す２つの励起光束５８と図３（ｂ）に示す３つの励起光束５９が加算された計５つの励起光束５６を示す。

この励起光束は均質な強度分布であるため、増幅用レーザ媒体５７を均質に励起し、均質な強度分布を有するレーザ出力光５６を得ることができる。

実施の形態２

図４（ａ）は実施の形態２に係るレーザ装置の上面図、（ｂ）は側面図である。

また、図５（ａ）はＬＤバー１００からの線状光束を入光する為に、４本の方形ファイバーを１列に並べた図、（ｂ）は方形バンドルファイバーの出口を方形に並べた図である。

１列に配列されたＬＤバー１００の発光部１０１からはコリメートされたＬＤレーザ光１０２が出射されている。

コリメートされたＬＤレーザ光１０２は２つのシリンドリカルレンズ１０３、１０４にて各々ＳＬＯＷ方向にライン状に集光され、１列に並んだ方形ファイバー１０５、１０６に入射されている。

図５（ａ）に示す様に１例に並んだバンドルファイバー１０７は図５（ｂ）に示す様に方形に並び替えられた後、バンドルファイバー出口１０８、１０９の端面を球面加工された方形状バンドルファイバー１１０、１１１からコリメートされ出射された方形励起光１１２によりμＣＨＩＰレーザ１０を端面励起し、一方、もう一つの方形励起光１１３によりスラブＹＡＧからなる増幅用のスラブ状Ｎｄ：ＹＡＧ１２を励起して増幅している。

ジグザグ状の増幅動作は実施の形態１と同じなので省略する。

なお、方形バンドルファイバー１１０、１１１はＬＤバー１００から集光したが、ファイバー出力型のＬＤで励起しても良いし、ファイバー端面１１４を球面研磨せずに、凸レンズを介して励起しても良いのは自明である。

また、上記に於いて、増幅用の励起媒体としては、両端ＡＲコートされた直方体スラブ型のＹＡＧで説明したが、ＹＡＧロッドでも良く、また、ジグザグ状に反射させるためにＨＲミラー貼り付けたが、ＨＲミラーを貼り付ける代わりに、ＨＲコートしても良いのは自明である。

また、μＣＨＩＰレーザ１０と増幅用のスラブ状Ｎｄ：ＹＡＧ１２との接合面は、オプチカルコンタクトとしたが、対向する両面にＡＲコートしていれば、レーザ光が透過するので敢えて接合しなくても良いのは自明である。

更にまた、対向する両面を敢えてＡＲコートせず、ＵＶ接着剤で接合しても、界面反射を小さくできるので透過損失を小さくした接合としても良い。

また、μＣＨＩＰレーザを平行コリメート光で端面励起させるために、ファイバー端面１１４を球面研磨したが、ファイバー端面１１４を球面研磨せずに、コリメートレンズを介して、μＣＨＩＰレーザ１０をコリメート励起しても良いのは自明である。

実施の形態３

図６（ａ）は実施の形態３に係るレーザ装置の上面図、（ｂ）は側面図である。

１列に配列されたＬＤバー１の発光部２からのＬＤレーザ光３は、コリメートレンズ４にてコリメート光束２００にされた後に、３つの反射ミラー２５により、反射したＬＤ光束２０１が、レーザ発振または、レーザ増幅を行うレーザ媒体２０２の内部にて集光された励起領域２０３にてビームウエストを形成している。

しかしながら、レーザ発振またはレーザ増幅させるには、１００Ｗ／ｍｍ^２もの高輝度な励起が必要であり、ライン状の発振をさせるのは難しかったが、３つの反射ミラー２５の角度調整により、励起領域にて３つの光束を多重加算することで発振に必要な輝度を得ることができる。

また、ＬＤ光束２０１のＳＬＯＷ軸方向に曲面を有する凸面シリンドリカルレンズ２０４を挿入することで、更に励起密度を上げられるので、発振効率を大きくすることもできる。

次にＬＤ励起動作について説明する。

ＬＤ光束２０１と直交する方向に平行研磨されたＮｄ：ＹＡＧ等のスラブ状またはロッド状のレーザ媒体２０２を配置し、ＬＤ光束の入射側２０６に１０６４ｎｍ全反射＋８０８ｎｍ透過コートを施しておく。

出射側２０７には、１０６４ｎｍの反射率を３０〜９０％の部分反射コートにすると容易にレーザ発振を起こし、平行ライン状発振レーザ光２０８を容易に得ることができる。

または、レーザ媒体の出射側２０７に、１０６４ｎｍの全透過コートにすると、出射側２０７から入射して来た１０６４ｎｍのレーザ光を増幅して、出射側２０７に増幅された平行ライン状発振レーザ光２０８を容易に得ることができる。

しかしながら、３つ以上のコリメート光２０５が互いに平行になる様に調整するにはミクロン精度の光軸調整が必要であり、極めて難しいといった問題があった。

本発明では、３つのコリメート光２００の角度がばらついていても、３つの反射ミラー２５の相対角α１、α２を精密に調整することが容易にできるので、精度良くライン状に励起光を集光させることができる。

なお、説明簡素化の為、コリメート光束２００は３本で説明したが、３本以上でも同様に調整できるのは自明である。、また、コリメート光束２００がコリメートされておらず、集光または、拡大していても、２つ以上の反射ミラー２５の傾き調整により容易に重畳できるのは自明である。

実施の形態４

図７（ａ）は実施の形態４にかかるレーザ装置の上面図、（ｂ）は側面図である。

１列に配列されたＬＤバー１の発光部２からのＬＤレーザ光３は、コリメートレンズ４にてコリメート光束２００にされた後に、３つの反射ミラー２５により、反射したＬＤ光束２０１のｆａｓｔ軸方向に対し、凹の曲率を有する凹面シリンドリカルレンズ２０９が設置されている。凹面シリンドリカルレンズ２０９により拡大された励起レーザ光束２１０は、レーザ発振またはレーザ増幅を行うレーザ媒体２０２の内部にて、平行ないし拡大する台形状直方体なる励起領域２１１を形成している。

この励起領域２１１により、実施の形態３同様に、直方体状の発振レーザ光２１２または、増幅されたレーザ光２１３を容易に得ることができる。

図７（ｃ）は同側面図おいて、ＬＤバー１の中央部のＬＤバー２１４から得られたコリメート光束２１５のみ抽出して、その光路説明をした図である。凹面シリンドリカルレンズ２０９により、拡大されるレーザ光２１６は、励起光軸２１７と同じ光軸上を拡大しながら進行し、レーザ発振またはレーザ増幅を行うレーザ媒体２０２の内部にて、平行ないし拡大する台形状直方体なる励起領域２１１を形成している。ここで拡大されるレーザ光２１６は、レーザ媒体２０２に入射されると、大気とレーザ媒体２０２との屈折率差により、拡大角α３が小さくなり、平行に近い拡大角α４になる。ＬＤ励起効率は平行光束の場合が、損失が最も低くなるので、高効率な発振または増幅ができる。

図７（ｄ）は同側面図おいて、ＬＤバー１の最後方にあるＬＤバー２１８から得られたコリメート光束２１９のみ抽出して、その光路説明をした図である。凹面シリンドリカルレンズ２０９により、拡大されるレーザ光２２０は、励起光軸２１７に対し、ある角度α５を有して進行し、レーザ発振またはレーザ増幅を行うレーザ媒体２０２の内部にて、拡大する非対称台形状直方体なる励起領域２２１を形成している。

ここで拡大されるレーザ光２２０は、図７（ｃ）と同様に、レーザ媒体２０２に入射されると、大気とレーザ媒体２０２との屈折率差により、拡大角α５が小さくなり、平行に近い拡大角α６になるので高効率な発振または増幅ができる。

この様に増幅媒体にも均質で平行に近い励起光で端面励起することにより、均質なビーム状態で増幅できるばかりでなく、ダブルパス効果により大きな増幅率を有するレーザ装置を提供することができる。

しかしながら、コリメートレンズ４によりコリメートされるとしたが、コリメート光束２００を正確なコリメート光に調整するのは、ミクロン精度の焦点位置調整が必要必為、極めて難しいといった問題点があった。

よって、コリメート光束２００は、実際にはコリメート光ではなく、集光光束または拡散光束となっている場合が多い。特に集光ビームになっている場合は、輝度ばらつき差が大きくなるので縞状の励起となり、均質励起ができない問題点があった。

本発明では、コリメート光束２００が実際には集光光束になっていても、凹面シリンドリカルレンズ２０９の曲率または位置を調整することで所定の拡大量を規定でき、更に３つ以上の反射したＬＤ光束２０１の光軸を３つ以上の反射鏡２５の相対角度α１、α２を調整することにより、同じ励起位置２２２に重畳調整することができる。

よって、凹面シリンドリカルレンズ２０９により拡大された励起レーザ光束２１０は、レーザ媒体２０２に対し高輝度かつ均質な励起を作用するので、高輝度で均質なレーザ発振、またはレーザ増幅を行うことができる。

実施の形態５

図８（ａ）は実施の形態５に係るレーザ装置の上面図、（ｂ）は側面図である。

図７にて得られた励起レーザ光束２１０は、ＳＬＯＷ方向に凸の曲率を有する凸面シリンドリカルレンズ２３０により集光され、レーザ媒体２０２内にて正方形断面を有する励起領域２３１を形成する様に、凸面シリンドリカルレンズ２３０の曲率と配置位置が調整されている。

この正方形断面を有する励起領域２１１により、ＳＬＯＷ方向幅ｄ１とｆａｓｔ方向幅ｄ２が同じである均質な輝度を有するレーザ発振光またはレーザ増幅光が得られている。

なお、ｄ１＝ｄ２となるように、凸面シリンドリカルレンズ２３０の曲率と配置位置が調整するのはなく、ｆａｓｔ方向に凹面の曲率を有する凹面シリンドリカルレンズ２０９の曲率を更に大きくしてｆａｓｔ方向に大きく拡大し後、球面平凸レンズで集光してｄ１＝ｄ２としても良い。

また、上記反射ミラー２５は３枚で説明したが、３枚でなくても良い。

更に、均質ビームをＬＤ励起に使用していた例であるが、均質ビームは均質加工や均質熱源や均質光源として活用できるのは自明である。

なお、μＣＨＩＰレーザ１０の出力面であるＣｒ：ＹＡＧ端面２１は、通常波長１０６４ｎｍに対し３０〜８０％反射率を有する部分反射コートされているが、１０６４ｎｍの部分反射コートに加え、８００〜９９０ｎｍ励起光の波長を全反射する特性を有するダイクロイックコートを設ける。

このことにより、励起光を反射させ、Ｎｄ：ＹＡＧ等のレーザ媒体部を再励起してダブルパス励起し、励起効率を向上させても良い。

１・・・ＬＤバー、２・・・発光部、３・・・ＬＤレーザ光、
４・・・コリメートレンズ、５・・・カライド光学系、
６・・・３層光束、７・・・Ｃｒ：ＹＡＧ（過飽和吸収体）、
８・・・ＨＲＡＲ膜、９・・・Ｎｄ：ＹＡＧ、１０・・・μＣＨＩＰレーザ、
１１・・・Ｃｒ：ＹＡＧの端面、１２・・・増幅用のスラブ状Ｎｄ：ＹＡＧ、
１３・・・パルスレーザ光、１４・・・レーザ光、１５・・・ＨＲミラー、
１６・・・μＣＨＩＰレーザと接合している面、
１７・・・μＣＨＩＰレーザと接合していない部分、
１８・・・ＨＲＡＲミラー、１９・・・レーザ光、
２０・・・３つの反射ミラー、２１・・・μＣＨＩＰのＣｒ：ＹＡＧ端面
２２・・・μＣＨＩＰレーザの反対側のスラブ状Ｎｄ：ＹＡＧの端面
２３・・・積層反射ミラー、２４・・・３層光束、２５・・・３つの反射ミラー、
２６・・・スラブ型Ｎｄ：ＹＡＧのＡＲ面、２７・・・レーザ光
２８・・・外部部分反射ミラー（ＰＲミラー）
３０・・・出力レーザ光、 ５０・・・８の励起光、
５１・・・５つの積層励起光 、５２・・・３つの積層励起光
５３・・・５つの反射ミラー 、５４・・・３つの反射ミラー、５５・・・隙間
５６・・・均質なＴＯＰハット状レーザ出力光、５７・・・増幅用レーザ媒体、
５８・・・２つの励起光束、５９・・・３つの励起光束、
１００・・・ＬＤバー、１０１・・・発光部、
１０２・・・コリメートされたＬＤレーザ光、
１０３、１０４・・・シリンドリカルレンズ
１０５、１０６・・・１列に並んだ方形ファイバー
１０７・・・１例に並んだバンドルファイバー、
１０８、１０９・・・バンドルファイバー出口、
１１０、１１１・・・方形状バンドルファイバー、１１２・・・方形励起光、
１１３・・・もう一つの方形励起光、１１４・・・ファイバー端面、
２００・・・コリメート光束、２０１・・・ＬＤ光束、
２０２・・・レーザ媒体、２０３・・・励起領域、
２０４・・・凸面シリンドリカルレンズ、２０５・・・コリメート光、
２０６・・・ＬＤ光束の入射側、２０７・・・出射側、
２０８・・・平行ライン状発振レーザ光、
２０９・・・凹面シリンドリカルレンズ、２１０・・・励起レーザ光束、
２１１・・・励起領域、
２１２・・・直方体状の発振レーザ光、２１３・・・増幅されたレーザ光、
２１４・・・ＬＤバー１の中央部のＬＤバー、２１５・・・コリメート光束、
２１６・・・拡大されるレーザ光、２１７・・・励起光軸、
２１８・・・ＬＤバー１の最後方にあるＬＤバー、２１９・・・コリメート光束、
２２０・・・拡大されるレーザ光、
２２１・・・励起領域、２２２・・・励起位置、
２３０・・・凸面シリンドリカルレンズ、
２３１・・・正方形断面を有する励起領域、

Claims (10)

1. 複数のＬＤバーのｆａｓｔ軸方向に１列に配列されたＬＤバーとコリメートレンズからなるＬＤモジュールから出射された複数の平行コリメートＬＤ光に対し、複数の反射手段と設ける。前記複数の反射手段により反射した複数のコリメートＬＤ光が、相互に平行に隙間無く積層し、積層コリメートＬＤ光が得られるように、前記複数のコリメートＬＤ光反射位置と角度調整する。得られた前記積層コリメートＬＤ光にて、レーザ発振媒体を端面励起したことを特徴とするレーザ装置。
2. 前記レーザ発振媒体から発振したレーザ光を増幅用レーザ媒体に入射させ、前記増幅用レーザ媒体の内部で多重反射させる。前記増幅用レーザ媒体に対しても、前記と積層コリメートＬＤ光を、前記多重反射する反射端面に照射して増幅することを特徴とした請求項１記載のレーザ装置。
3. 前記増幅用レーザ媒体内で多重反射する内部反射端面位置に於いて、２回目の内部反射位置にて照射励起する前記複数のコリメートＬＤ光の隙間に対し、４回目の内部反射位置にて前記の隙間を補間する位置に別の複数のコリメートＬＤ光を照射励起して２段増幅することを特徴とした請求項１記載のレーザ装置。
4. 前記増幅用レーザ媒体から出射されるレーザ光に対し、垂直反射する部分反射鏡を配置して外部共振させることを特徴とした請求項１〜３記載のレーザ装置。
5. 複数のＬＤバーのｆａｓｔ軸方向に１列に配列されたＬＤバーとコリメートレンズからなるＬＤモジュールから出射された複数の平行コリメートＬＤ光の各々に対し、複数の方形光ファイバーを１列に直線状に整列して入光する手段と、前記１列に整列した方形光ファイバーからの出射口は、前記方形光ファイバーの各々を左右上下対称になるように再整列して出射させる。前記再整列された方形光ファイバーからの出射光にて、レーザ発振媒体を端面励起したことを特徴とするレーザ装置。
6. 前記複数の方形光ファイバー出口の各々を球面研磨して、各出射光をコリメートしてバンドルファイバー化し、前記レーザ発振媒体へ照射して、励起効率良くレーザ発振させることを特徴とした請求項５記載のレーザ装置。
7. 複数のＬＤバーのｆａｓｔ軸方向に１列に配列されたＬＤバーとコリメートレンズからなるＬＤモジュールと、前記ＬＤモジュールのコリメートレンズから出射された複数のＬＤ光に対し、前記ｆａｓｔ軸方向に１列に配列された複数の反射手段と、前記複数の反射手段により反射した複数のＬＤ光がレーザ媒体の内部にて重畳するように、前記複数の反射手段における反射角度調整手段を備えた特徴としたレーザ装置。
8. 前記複数の反射手段により反射した複数のＬＤ光がｆａｓｔ軸方向に拡大する手段と、前記拡大手段により拡大された複数のレーザ光束が、レーザ媒体の内部にて重畳する様に、前記複数の反射手段の角度調整手段と、前記拡大手段の拡大率調整手段からなることを特徴とした請求項７記載のレーザ装置。
9. 前記複数の反射手段により反射した複数のＬＤ光がＳＬＯＷ方向に縮小する手段と、前記縮小手段により、レーザ媒体内にて重畳されて、正方形断面を有する励起領域を形成する様に、前記縮小手段の縮小率調整手段からなることを特徴とした請求項７、８記載のレーザ装置。
10. 請求項７，８，９にて得られた前記レーザ媒体内部にて重畳されるＬＤ励起光を適用したことを特徴とした請求項１〜４記載のレーザ装置。
    【産業上の利用可能性】
    以上説明したように、本発明の請求項１〜請求項１０に記載された発明は、皮膚への熱影響を小さくするために必要な短パルス・高エネルギーが必要とされるシミ取りや痣取りといった医療・美容用途のみならず、自然界の全ての固体を加工できる程の強烈なＭＷ〜ＧＷ級ピークパワーが得られるため、産業用の難加工や、強力なブレークダウン光源として点火、計測等にもまた、長距離レーザ空間情報伝送や遠距離照明等にも幅広く利用することができる。

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