JPH03203386A - コンポジット・スラブ型レーザ媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、寄生発振を抑えて発振効率または増幅効率を
高めることを可能にしたコンポジットスラブ型レーザ媒
体に関する。

［従来の技術］ 従来から、固体レーザ媒体の１つとして、相対向する平
行な２つの面を反射面とし、これら反射面で交互に反射
を繰り返し、内部でジグザグ状の光路を形成して進行す
るレーザ光を外部に取り出すことにより、レーザ発振ま
たは光増幅作用を行うようにしたスラブ型レーザ媒体が
知られている（例えば、特公昭４Ｂ−１５５９９号公報
参照）。

このスラブ型レーザ媒体は、レーザ光が対向する反射面
間で交互に反射を繰り返し、該レーザ媒体内をジグザグ
状に進行するようにしている。したがって、前記対向反
射面間の距離を短くしても、光路長を長くとることがで
きる。すなわち、レーザ媒体の厚さを薄くしても所望の
光路長が得られる。レーザ媒体を薄く形成すれば、該レ
ーザ媒体を効率よく冷却できるから大きな励起エネルギ
ーを加えることができ、大出力のレーザ発振を可能とす
る。

また、一般に、レーザ媒体内に温度勾配があると、熱歪
・熱応力に起因する熱レンズ効果・熱複屈折効果等が生
じ、その結果、レーザ媒体内を進行するレーザ光に位相
差等ができ、得られるレーザ光のビームクォリティが低
下する。しかし、このスラブ型レーザ媒体では、レーザ
光が前記反射面間をジグザグ状に進行し、温度勾配のあ
る厚さ方向を交互にほぼ均等に通過することになるから
、これら熱レンズ効果・熱複屈折効果等による位相差を
相殺する作用が得られ、比較的ビームクォリティのよい
レーザ光が得られる。

ところで、このようなスラブ型レーザ媒体では、厚さを
できるだけ薄くすることが、より大きな出力の良質なレ
ーザ光を得るために有利である。しかしながら、このス
ラブ型レーザ媒体では、少なくとも所定の機械的強度を
維持し、対向して平行に形成される反射面の面精度を確
保するために最少限の厚さは必要とされる。このため、
通常の方法では厚さを薄くすることには限界があった。

この限界を越え、スラブ型レーザ媒体の特徴をより生か
してさらにビームクォリティのよいレーザ光が得られる
ようにしたものとして、ジェイ・エル・エメット等によ
って提案されたいわゆるコンポジットタイプのスラブ型
レーザ媒体（以下、コンポジット・スラブ型レーザ媒体
という）・が知られている（米国　ローレンス・リバモ
ア国立研究所「レーザ・プログラム・アニュアル・レポ
ートＪ　ｐｐ１５〜２０１９８４年刊、参照）。このコ
ンポジット・スラブ型レーザ媒体は対向反射面間におけ
る特定の領域のみにレーザ活性物質を含有させ、レーザ
活性物質を含む層を極めて薄くすることにより温度勾配
を著しく小さくできるようにしたものである。すなわち
、−ｍに、スラブ型レーザ媒体では、厚さ方向く対向す
る２つの反射面間）における中央部の温度が高く、両端
部（２つの反射面がある部位〉にいくにしたがって温度
が低い。

そこで、この温度の高い中央部からレーザ活性物質を実
質的に取り去ることにより、この部分で励起による発熱
が行われないようにするとともに、前記両端部のレーザ
励起領域の厚さを極めて薄く形成して、厚さ方向におけ
る温度分布を著しく小さくできるようにしたものである
。レーザ媒体内の温度分布が小さいと、熱歪・熱応力に
起因する熱レンズ効果・熱複屈折効果を小さく抑えるこ
とができ、位相差の少ないビームクォリティのよいレー
ザ光を得ることができる。加えて、熱応力が小さいから
、大きな励起エネルギーを連続して加えても物理破壊を
起こすこともない。したがって、連続して大きな出力の
レーザ光を得ることが可能となる。

第２図は、従来のコンポジット・スラブ型レーザ媒体の
構成を示す斜視図である。図において、符号１００がコ
ンポジット・スラブ型レーザ媒体、符号１００ａ、１０
０ｂが入・出射面、符号１００ｃ、１００ｄが対向して
平行に形成された反射面、符号１０１がレーザ非活性層
を構成する基板部、符号１０２，１０３がレーザ活性層
を構成するレーザガラス板部である。前記入・出射面１
００ａ、１００ｂは、これら人・出射面１００ａ、１０
０ｂに前記反射面１００ｃ。

１００ｄに対して平行な方向からレーザ光が入射したと
き、ブリュースター角を満足するようにこれら反射面１
００ｃ、１００ｄと所定の角度をなすように形成されて
いる。また、前記レーザガラス板部１０２．ｌ○３には
レーザ活性物質が含まれ、一方、前記基板部１０１には
レーザ活性物質が含まれていない。このレーザ媒体１０
０の長手方向における両側部に周知の図示しない共振用
のミラーを配置し、該レーザ媒体１００を図示しない外
部励起光源によって励起すると、前記反射面１００ｃ、
１００ｄによって交互に全反射されて、レーザ媒体１０
０内をジグザグ状に進行するレーザ共振光が発生し、レ
ーザ発振が行われる。この場合、レーザ励起作用は前記
レーザガラス板部１０２、ｉ０３のみで行なわれ、前記
基板部１０１では行われない。したがって、前記基板部
１０１の温度上昇が抑えられ、前記レーザ媒体１００の
厚さ方向の温度分布が均一となる。

本発明者等が、このコンポジット・スラブ型レーザ媒体
を試作してレーザ性能を調べた結果、加える励起エネル
ギーが所定値以下の場合には、前記活性層を構成するレ
ーザガラス板部１０２゜１０３の厚さをできるだけ薄く
してこれらにレーザ活性物質をできるだけ多く含ませた
ほうが有利であることが判明した。ところが、励起エネ
ルギーを高めていき、ある値以上になった場合には利得
が飽和することがわかった。この原因を究明した結果、
レーザ媒体内部における寄生発振によるものであること
が解明された。この寄生発振は、レーザ媒体内で生じた
自然放出光が正規のレーザ共振光路とは別個の光路を進
行して増幅され、該レーザ媒体内部で閉じられた共振光
路を形成して発振する現象である。レーザ発振の場合に
は、この寄生発振があると、蓄えられたエネルギーが寄
生発振に費やされるため、正規の共振光路を進行するレ
ーザ光のエネルギーが下がり、有効なレーザ光（外部に
取り出すレーザ光〉の発振効率が落ち、結局、より大き
な出力のレーザ光を得ることができなくなる。

この寄生発振の現象は、従来の一般のディスク型レーザ
媒体や上述の一般のスラブ型レーザ媒体においては、従
来から知られており、一般のスラブ型レーザ媒体では、
寄生発振を抑える方法も提案されている。

すなわち、一般のスラブ型レーザ媒体において、前記寄
生発振を抑える方法の１つとして、いわゆるセフメンテ
イドスペーサ法がある（ＳＰＩＥ。

ＶＯＬ、７３６　ｐ、３８１９８７　　”ＮｅＷ　５ｔ
ａｂ　ａｎｄ　５ｏｌｉｄ−８ｔａｔｅ　　Ｌａ５ｅｒ
　　Ｔｅｃｈｎｏｇｙ　　ａｎｄ　　Ａｐｐｌｉｃａｔ
ｉｏｎ　　”　　参照）　。

第３図はこのセフメンテイドスペーサ法を通常のスラブ
型レーザ媒体１１０に適用した例を示す断面図である。

図に示されるように、この方法は、対向する反射面１１
０ｃ、１１０ｄにおいて、レーザ共振光が反射されない
部分の外面にゴム等からなるガスケット部材１１６．・
・・、１１６を接触させ、この部分において全反射条件
が成立しないようにしたものである。すなわち、スラブ
型レーザ媒体においては、外部に取り出されるレーザ共
振光は、対向する反射面間を交互に反射してジグザグ状
に進行する。このため、前記各反射面１１０ｃ、１１０
ｄには、前記スラブ型レーザ媒体内における前記ジグザ
グ状のレーザ光路を形成しつつ進行して外部に取り出さ
れるレーザ光１１が通過しない非光路領域１１５に含ま
れる部分が点在することになる。したがって、この部分
の外部に取り出すレーザ光１１に対する全反射条件を崩
しても発振効率を低下させることはない。のみならず、
この部分の全反射条件を崩すことにより、この部分に進
行してきた寄生発振光２２の反射を防止することができ
、寄生発振を抑えることができる。

また、寄生発振を抑える他の方法として、特開昭６３−
２１１７７９号公報に開示された方法がある。この方法
は、前記セメメンテイドスペーサ法における反射面１ｉ
ｆｅ、１１０ｄのガスケット部材を接触させる部位に相
当する部分にラッピング加工を施し、乱反射面にしたも
のである。これにより、ガスゲット部材等を用いること
なく、この部分に内部から進行してくる寄生発振光の反
射を抑えて寄生発振を効果的に抑えるようにしたもので
ある。

さらに、他の方法として、特開昭８１−２８７２８７号
公報に開示された方法がある。この方法は、前記セメメ
ンテイドスペーサ法における反射面１１０ｃ、１１０ｄ
のガスゲット部材を接触させる部位に相当する部分を砂
ズリ状面にし、あるいは、エツチング処理によって拡散
面とし、もしくは、前記非光路領域１１５にＶ字状の溝
を形成するようにしたものである。これにより、この部
分に内部から進行してくる寄生発振光の反射を抑えて寄
生発振を効果的に抑えるようにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、本発明者等が上述のセメメンテイドスペーサ
法をコンポジット・スラブ型レーザ媒体に適用したとこ
ろ、期待した効果か得られないことがわかった。その原
因を究明した結果、はぼ、以下の理由によるものである
との結論が得られた。

すなわち、上述のセフメンテイドスペーサ法は、前記反
射面の非光路領域の部分の全反射条件を崩すことにより
、この部分での反射を抑えるという考え方に基づくもの
である。それゆえ、前記ガスケット部材１１６は、この
全反射条件を崩すための部材として用いられている。換
言すると、前記反射面に対しである角度を、なして進行
してきた寄生発振光に対してはこれを有効に消滅させる
ことが可能である。しかし、前記反射面に平行な方向に
進行する寄生発振光に対しては効果がない。−般のスラ
ブ型レーザ媒体では、前記反射面に対しである角度をな
して進行する寄生発振光が比較的多いので上述のセフメ
ンテイドスペーサ法によって一定の効果が得られる。

しかしながら、上述のコンポジット・スラブ型レーザ媒
体では、寄生発振光の多くは、前記レーザガラス板部１
０２，１０３内を前記反射面１００ｃ、１００ｄに平行
に進行する。それゆえ、前記セフメンテイドスペーサ法
をそのまま適用しても所期の効果を得ることができない
。

さらに、本発明者等の実験によれば、上述のガスケット
部材１１６は、繰り返し発振に対して著しく劣化しやす
いということが判明した。この原因を究明したところ、
このガスケット部材１１６が、前記レーザ媒体からの熱
伝導によって加熱される外に、励起光や寄生発振光を吸
収して自ら発熱し、耐熱温度以上になりやすいというこ
とがわかった。特に、この現象は、レーザ媒体としてリ
ン酸塩系レーザガラスのような耐水性に乏しい材料を用
い、冷却方法として冷却効率の低い空冷法を採用した場
合には顕著となる。

また、上述の特開昭６３−２１１７７９号公報に開示さ
れた方法は、前記セフメンテイドスペーサ法と異なり、
熱に弱いガスケット部材を用いる必要がないから、ガス
ケット部材が劣化するようなことはない。しかしながら
、寄生発振を抑える作用は前記セフメンテイドスペーサ
法と同じである。したがって、この方法を前記コンポジ
ット・スラブ型レーザ媒体にそのまま適用しても、所期
の寄生発振防止効果を得ることができない点は、前記セ
フメンテイドスペーサ法と同じである。加えて、この方
法では、レーザガラス板部の表面にラッピング加工を施
すものである。ラッピング加工は、表面に一種の傷を付
けることに等しい。ガラス表面に傷があると、その強度
を著しく低下させ、また、励起光吸収による熱破壊の原
因である最大応力はレーザ媒体の表面に発生することは
よく知られている事実である。このため、この方法は、
レーザガラス板部が熱破壊を起こしやすく、結局、印加
可能な励起光の平均入力が制限されるという欠点がある
。

さらに、特開昭６１−２８７２８７号公報に開示された
方法も、結局、上述の特開昭６３−２１１７７９号公報
に開示された方法と同様にガラス表面あるいはその近傍
に傷を付ける点では同じであるから、同様の欠点がある
。

本発明は、上述の解明事実に基づいてなされたものであ
り、寄生発振を効果的に抑えることができるとともに、
長期間に渡って安定したレーザ発振や光増幅を行うこと
ができるコンポジット・スラブ型レーザ媒体を提供する
ことを目的としたものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、以下の各構成とすることにより上述の課題を
解決している。

第１の層を挾んでレーザ活性物質を含む第２の層を形成
し、前記第１の層は、前記第２の層に含まれるレーザ活
性物質の量より少ない量のレーザ活性物質を含むかまた
はレーザ活性物質を実質的に含まない部材で構成し、前
記第２の層の前記第１の層との境界面と反対側に形成さ
れる外部との境界面を相対向する平行な面に形成し、こ
れら２つの面を反射面としてこれら反射面で交互に反射
を繰り返し、内部でジグザグ状の光路を形成して進行す
るレーザ光を外部に取り出すことにより、レーザ発振ま
たは光増幅作用を行うようにしたコンポジット・スラブ
型レーザ媒体において、前記第２の層における前記ジグ
ザグ状のレーザ光路を形成しつつ進行して外部に取り出
されるレーザ光が通過しない非光路領域の少なくとも一
部を除去することによって、前記第２の層をその長手方
向において分断したことを特徴とする構成。

［作用］ 上述の構成において、前記レーザ活性物質を含む第２の
層における前記ジグザグ状のレーザ光路を形成しつつ進
行して外部に取り出されるレーザ光が通過しない非光路
領域の少なくとも一部を除去することによって、前記レ
ーザ活性層たる第２の層をその長手方向において分断し
たことにより、正規のレーザ共振光路を分断することな
く、主として前記反射面に平行に進行してくる寄生発振
光の光路を分断することができる。これにより、この部
分に進行してきた多くの寄生発振光を外部に放出して寄
生発振を消滅させ、あるいは、著しく減衰させ、寄生発
振を効果的に抑えることができる。しかも、前記レーザ
活性層たる第２の層はその長平方向において分断されて
いるものであり、その表面もしくは表面近傍に傷等を付
ける必要がないから、熱破壊に対して著しく強いものと
することが可能である。

［実施例］ 東上叉施舅 第１図は本発明の第１実施例にががるコンポジット・ス
ラブ型レーザ媒体の断面図、第４図は第１図におけるＡ
部拡大図、第５図は第１実施例の斜視図である。以下こ
れらの図面を参照しながら第１実施例を詳述する。

これらの図において、符号１０はレーザ媒体、符号１１
はレーザ非活性層を構成する基板部、符号１２１，１２
２，１２３および１３１，１３２゜１３３はレーザ活性
層を構成するレーザガラス板部、符号１４は非光路領域
である。

前記レーザ媒体１０は、厚さ約８ｒｏｍ、幅約２５ｍｍ
、長さ約８５ｍｍの板状体である。このレーザ媒体１０
の厚さ方向における表裏の面は平行に形成されており、
反射面１０ｃ及び１０ｄを構成する。また、該レーザ媒
体１ｏの長さ方向において対向する２つの入・出射端面
１０ａおよび１０ｂは、長さ方向に対して所定の角度α
をなすように形成されて鏡面研摩が施されている。なお
、この角度は、通常長さ方向から入・出射するレーザ光
１１がブリヱースターの条件を満足する角度（本実施例
ではα＝　３３．１°）に設定される。これにより、偏
光光のみを前記反射面１０ｃ、１０ｄで交互に全反射さ
せて進行させるようにしている。

このレーザ媒体１０は、本発明における第１の層を構成
する基板部１１の表裏の面１１ａ及び１１ｂに、本発明
における第２の層を構成するレーザガラス板部１２１〜
１２３と、レーザガラス板部１３１〜１３３とをそれぞ
れ熱融着したものである。

前記基板部１１は、レーザ活性物質を実質的に含まない
リン酸塩系透明ガラスで構成されており、厚さ約６ｍｍ
、巾約２５ｍｍ、長さ約８０ｍｍの板状体である。この
基板部１１は、実質的にレーザ増幅等を行わないレーザ
非活性層である。また、この基板部１１を構成するガラ
スの屈折率ｎ６は１．５５、熱膨張係数αは９８Ｘ　１
０　’／’Ｃである。

なお、基板部１１としては、レーザ活性物質を多少含む
ものとしてもよい。その場合、そのレーザ活性物質の量
は前記レーザガラス板部１２１〜Ｌ２３及び１３１〜１
３３に含まれる量より少ないことが必要である。すなわ
ち、これらレーザガラス板部よりもレーザ励起による発
熱が少ないことが必要である。

この基板部１１の厚さ方向において対向する２つの面１
１ａおよびｌｌｂには、前記レーザガラス板部１２１〜
１２３および１３１〜１３３が、互いにその長手方向に
おいて所定の距離くこの実施例では、１．３５ｍｍ＞だ
け離間してそれぞれ熱融着されている。すなわち、レー
ザ活性物質を含んでおり、レーザ活性層たる第２の層の
一部が除去されてその長手方向において分断されたかた
ちになっている。この場合、これらレーザガラス板部１
２１〜１２３および１３１〜１３３が離間している離間
部１５の位置が、レーザ発振または光増幅の際にこのレ
ーザ媒体１０中をジグザグ状に進行するレーザ光１１が
通過しない非光路領域１４内に位置するようになってい
る。そして、第４図に示されるように、前記レーザガラ
ス板部１３１の左端面の上端と前記レーザガラス板部１
３２の右端面の上端が、それぞれ前記レーザ光１１と前
記非光路領域１４との境界線と前記基板部１１の面１１
ｂとの交点に位置するようになっている。

前記レーザガラス板部１２１〜１２３および１３１〜１
３３は、リン酸塩系ガラスに、レーザ３＋ 活性物質たるＮｄ　　イオンを１×１０２１７ｃｃ含有
させたもので、厚さ約１ｍｍ、幅約２５ｍ　ｍの板状体
である。なお、これらレーザガラス板部の長さ及びその
配置関係は、前記ジグザグ状の光路の位置関係から幾何
学的に求められる。すなわち、上述のように、前記離間
部１５が前記非光路領域１４内に位置するようにするこ
とで必然的に決まる。この実施例は、前記入・出射端面
１０ａに前記反射面１０ｃ及び１０ｄに平行な方向から
ブリュースター角を満足して入射したレーザ共振光ある
いは被増幅光（このとき、入射したレーザ光の前記反射
面１０ｄに対してなす角度ｉは１＝２３．８°である〉
が前記反射面１０ｃ及び１０ｄによってそれぞれ２回ず
つ計４回反射して外部に取り出されるようにした例であ
る。このため、非光路領域１４の前記レーザ媒体ｌＯの
長手方向における中心位置は、該レーザ媒体ｌＯの長手
方向において、第１図中左端部から１５．２１　ｍｍ　
（反射面１０ｃ側）　、３３．３５　ｍｍ　（反射面１
０ｄ側）、５１．４９　ｍｍ　（反射面１０ｃ側）及び
６９．６３ｍｍ（反射面１０ｄ側）離れた位置にそれぞ
れあることになる。したがって、前記レーザガラス板部
１２１〜１２３および１３１〜１３３の長さは、以下の
通りである。

レーザガラス板部１２１及び１３１：約３５ｍｍレーザ
ガラス板部１２２及び１３２：約３３ｍ　ｍレーザガラ
ス板部１２２及び１３２：約−ｍｍまた、これらレーザ
ガラス板部１２１〜１２３および１３１〜１３３を構成
するガラスの屈折率ｎｄは１．５４９　、熱膨張係数α
は１００　Ｘ　１０−７／℃である。

これらレーザガラス板部１２１〜１２３および１３１〜
１３３は、所定の励起光りを照射すると、波長１．０６
μｍの光を誘導放出するもので、所定のレーザ共振光路
中に配置すると、波長１．０６μｍのレーザ発振を行う
とともに、レーザ光を通過させると、光増幅作用を行う
ものである。

これらレーザガラス板部１２１〜１２３および１３１〜
１３３は、それぞれ表面に鏡面研摩（平面度：λ（６３
２ｎｍ）　）施され、それぞれの一方の表面を前記基板
部１１の面１１ａおよびｌｌｂに突き合わせて交互に配
置し、熱融着（熱融着温度：４５０〜５５０℃〉された
ものである。また、これらレーザガラス板部１２１〜１
２３および１３１〜１３３の他方の面は、外部との境界
面であり、本発明における対向する反射面を構成するも
のである。なお、これらレーザガラス板部１２１〜１２
３および１３１−１３３と前記基板部１１との屈折率差
が０．０３以下、熱膨張計数差が±５×１０−７／’Ｃ
以内となっており、これらの熱融着面でのフレネル反射
および熱歪みの発生を極力抑えることができるようにな
っている。また、レーザガラス板部１２１〜１２３及び
１３１〜１３３の光軸方向の端面（例えば、１３１ａ、
１３２ａ等）は未研摩状態、すなわち、１０μ程度の面
皮となっている。

上述の構成において、いま、前記レーザ媒体１０の長さ
方向における両側に図示しないレーザ共振用のミラーを
配置し、該レーザ媒体１０に、図示しない励起光源を通
じて励起光りを照射すると、これらミラーと前記レーザ
媒体との間でレーザ共振光、ｌ！１が生ずる。このレー
ザ共振光１１は、前記レーザ媒体１０内では、該レーザ
媒体１０の厚さ方向において対向する反射面１０ｃおよ
び１０ｄで交互に全反射されてジグザグ状の光路を形成
する。この場合、前記レーザ媒体１０内には、このジグ
ザグ状の光路からはずれる領域、すなわち、非光路領域
１４が形成される。つまり、この非光路領域１４は、レ
ーザ共振光Ｄ、が通過しない領域である。上述のように
、従来のコンポジット・スラブ型レーザ媒体であれば、
レーザ活性層中においてこの非光路領域１４に含まれる
ことになる部分が、本実施例では、除去されたようなか
たちとなって離間部１５が形成されている。したがって
、例えば、第４図に示されるように、前記レーザガラス
板部１３１中で発生し、図中左方に進行する増幅された
自然放出光（ＡＳＥ　：　Ａｍｐｌｉｆｌｅｄ　５ｐｏ
ｎｔａｎｅｏｕｓ　ＥｌｌｊｊｌＯｎ）　、１！　２の
大部分は、左端面１３１ａから前記離間部１５に放出さ
れる。

その際、前記左端面１３１ａを通過するときに、フレン
ネル損失を受けて減衰する。このフレネル損失は、仮に
、レーザガラス板部１３３で生じて、離間部１５、レー
ザガラス板部１３１及び離間部１５をそれぞれ通過して
レーザガラス板部１２２に至るまでの間に、各部材の界
面でのフレネル反射（約４％〉による損失等によって、
トータルで約１７．５％の損失となる。また、前記端面
１３１ａが未研摩であることから、この面での散乱も生
じて減衰する。さらに、前記離間部１５に放出された光
は、この部分で励起されることはないから、この部分で
も減衰される。これにより、前記各レーザガラス板部の
長手方向に進行するＡＳＥが効果的に減衰され、寄生発
振が抑えられる。

勿論、ＡＳＥは上述の左右方向く長手方向）のみでなく
、厚さ方向にも生ずる。しかし、厚さ方向の増幅の対象
となる光路長は著しく短いから、ＡＳＥが寄生発振にま
で成長する確率は極めて小さい。それ故、寄生発振が起
る可能性の高いのは光路長の長い左右方向である。した
がって、この左右方向の寄生発振を抑えれば大部分の寄
生発振をおさえることができる。したがって、本実施例
のレーザ媒体では、寄生発振を抑えて効率のよい発振が
可能となる。

また、この実施例では、ゴム等からなるガスゲット部材
を用いる必要はなく、また、レーザガラス板部１２１〜
１２３及び１３１〜１３３に傷等を付ける必要もないか
ら、長期にわたって大出力の繰り返し発振にも十分耐え
ることができる。

なお、このレーザ媒体１０を光増幅器として用いた場合
も寄生発振を抑えて効率のよい光増幅を行うことができ
る・。

第６図は、この実施例のレーザ媒体１０のシングルパス
ゲイン（＝光路長×利得係数）と、離間部１５を設けな
いほかはこの実施例と同一の構成を有する従来のコンポ
ジットタイプのレーザ媒体（比較例〉のシングルパスゲ
インとを測定した結果を示すレーザ特性図である。なお
、第６図において、縦軸がシングルパスタイン（相対値
）、横軸が励起入力（ＫＪ）である。

族２叉施舅 第７図は本発明の第２実施例にかかるコンポジット・ス
ラブ型レーザ媒体の断面図、第８図は第７図のＢ部拡大
図である。

この実施例のレーザ媒体２０は、前記第１実施例におけ
るレーザガラス板部１２１〜１２３及び１３１〜１３３
に相当するレーザガラス板部２２１〜２２３及び２３１
〜２３３の長さ方向における所定の端面を傾斜させたほ
かは、前記第１実施例と同一の構成を有する。したがっ
て、同一の部分に同一の符号を付してその説明を省略し
、以下では主として第１実施例と異なる点を説明する。

さて、この実施例では、前記第１実施例における離間部
１５．・・・、１５に相当する離間部２５゜・・・、２
５に接するレーザガラス板部２２１〜２２３及び２３１
〜２３３の長さ方向におけるそれぞれの端面２２１ａ、
２２１ｂ、２２２ａ。

２２３ａ、２３１ａ、２３１ｂ、２３２ａを傾斜面こし
たものである。すなわち、第８図に示されるように、レ
ーザガラス板部２３１の左端面２３１ａを例にとると、
該左端面２３１ａが、前記基板部１１とレーザガラス板
部２３１との境界面１１ａに対してなす角度βをβ＝　
２３．　＆°になるように形成したものである。このよ
うに傾斜角を２３．８°に選定することにより、前記左
端面２３１ａは、第４図に示した光路領域と非光路領域
との境界面に沿って形成される。なお、この左端面２３
１ａの傾斜は、この実施例のように光路領域と非光路領
域との境界面に沿って必ずしも形成する必要はなく、要
は、非光路領域を縮小することなくＡＳＥを媒体から遠
ざかる方向に光路変更し得るものであればよい。

また、前記各端面２２１ｂ、２２２ａ、２２３ａ。

２３１ａ、２３１ｂ。

２３２ａも前記端面２３１ａと同様に形成したものであ
る。なお、図において、符号２０ａおよび２０ｂは入・
出射端面、符号２０ｃおよび２０ｄは反射面である。な
お、これら各面及び前記レーザガラス板部２２１〜２２
３及び２３１〜２３３の寸法、組成等は前記第１実施例
の対応する各面及びレーザガラス板部１２１〜１２３及
び１３１〜１３３と同じである。

この実施例によれば、第８図に示されるように、前記レ
ーザガラス板部２３１中左右方向に進行して、前記端面
２３１ａから放出されたＡＳＥたる１２の多くは、外方
に向かって進行し、レーザガラス板部２３２に再度入射
することはない。これにより、前記第１実施例に比較し
て寄生発振をより有効に抑えることができる。また、こ
の実施例は前記第１実施例が有する他の利点をも兼ね備
えている。

基１叉施舅 第９図は本発明の第３実施例にかかるコンポジット・ス
ラブ型レーザ媒体の断面図、第１０図は第９図のＣ部拡
大図である。

この実施例は、前記第２実施例における離間部２５、・
・・、２５に、透明ガラスからなる高屈折率部材３５を
嵌め込んで、周囲のガラス部材に熱融着により一帯的に
固着されている点を除くほかは、前記第２実施例と同一
の構成を有する。したがって、同一の部分に同一の符号
を付してその説明を省略し、以下では主として前記高屈
折率部材３５についてのみ説明する。

前記高屈折率部材３５としては、前記レーザガラス２２
１〜２２３及び２３１〜２３３の屈折率よりも大きな屈
折率を有する透明ガラス部材であればよい。このような
透明ガラス部材としては、例えば、Ｐ２Ｏ５，に２０．
ＰｂＯ，Ｎｂ２Ｏ５゜Ｔａ２０５を主成分とした透明ガ
ラスがある。なお、ここで、Ｐ　ｂ　Ｏ＋　Ｎ　ｂ　２
０５　＋　Ｔ　ａ　２０　ｓは全体の組成の約４５１１
ｔ％である。

この高屈折率部材３５の屈折率ｎｄ＝１．６３、熱膨張
率α＝１０４　Ｘ　１０’／’Ｃである。

この実施例によれば、第１Ｏ図に示されるように、前記
レーザガラス板部２３１中を左右方向に進行して該レー
ザガラス板部２３１から高屈折率部材３５に入射したＡ
ＳＥたる、ｌ１２は実線で示される方向に進む。すなわ
ち、高屈折率部材３５がない場合には図の点線で示され
る方向に進行するが、この実施例では高屈折率部材３５
によって大きく外方に曲げられる。これにより、−度レ
ーザガラス板部２３１から放出されたＡＳＥたる１２が
再度レーザガラス板部２３２に入射するおそれをより完
全に防止することができる。したがって、この実施例に
よれば、前記第２実施例に比較してさらに寄生発振を有
効に抑えることができる。

また、この実施例二よれば、前記レーザ媒体３０の厚さ
方向における外部との界面が一様な平面となるから、こ
の界面に接して流通される冷媒の流れが一様となり、冷
却効率を向上させることができる。

なお、この実施例も前記第２実施例が有する他の利点を
も兼ね備えていることは勿論である。

また、上述の各実施例では、波長１．０６μｍのレーザ
光の発＠または増幅を行う場合の例を掲げたが、これは
、他の波長のレーザ光の発振または増幅を行う場合にも
適用できることは勿論である。

さらに、上述の各実施例においては、レーザ媒体を構成
する各部材をガラス部材で構成する例を掲げたが、これ
は、例えばＹＡＧ等の周知の結晶部材であってもよい。

［発明の効果］ 以上、詳述したように、本発明は、要するに、コンポジ
ット・スラブ型レーザ媒体において、レーザ活性層たる
第２の層におけるジグザグ状のレーザ光路を形成しつつ
進行して外部に収り出されるレーザ光が通過しない非光
路領域の少なくとも一部を除去することによって、前記
レーザ活性層をその長平方向において分断したものであ
り、これにより、寄生発振を効果的に抑えることができ
るとともに、長期間に渡って安定したレーザ発振や光増
幅を行うことができるスラブ型レーザ媒体を得ているも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例にかかるコンポジット・ス
ラブ型レーザ媒体の断面図、第２図は従来のコンポジッ
ト・スラブ型レーザ媒体の斜視図、第３図はセグメンテ
ィドスベーサ法の説明図、第４図は第１図におけるＡ部
拡大図、第５図は第１実施例の斜視図、第６図は第１実
施例のレーザ特性図、第７図は第２実施例の断面図、第
８図は第７図のＢ図拡大図、第９図は第３実施例の断面
図、第１０図は第９図のＣ部拡大図である。 １３３．２２１，２２２，２２３，２３１゜２３２．２
３３・・・レーザガラス板部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の層を挾んでレーザ活性物質を含む第２の層を形成
   し、前記第１の層は、前記第２の層に含まれるレーザ活
   性物質の量より少ない量のレーザ活性物質を含むかまた
   はレーザ活性物質を実質的に含まない部材で構成し、前
   記第２の層の前記第１の層との境界面と反対側に形成さ
   れる外部との境界面を相対向する平行な面に形成し、こ
   れら２つの面を反射面としてこれら反射面で交互に反射
   を繰り返し、内部でジグザグ状の光路を形成して進行す
   るレーザ光を外部に取り出すことにより、レーザ発振ま
   たは光増幅作用を行うようにしたコンポジット・スラブ
   型レーザ媒体において、前記第２の層における前記ジグ
   ザグ状のレーザ光路を形成しつつ進行して外部に取り出
   されるレーザ光が通過しない非光路領域の少なくとも一
   部を除去することによって、前記第２の層をその長手方
   向において分断したことを特徴とするコンポジット・ス
   ラブ型レーザ媒体。