专利名称：脉冲激光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种脉冲激光装置。
背景技术：
作为现有的脉冲激光光源，已知有例如日本特表平9-508755号公报、日本特开平 11-261136号公报以及日本特开2006-73962号公报所记载的光源。这些脉冲激光光源被构 成为在激光共振器的共振光路上具有，激光介质，其通过被供给激励光而产生发射光；以 及起到作为被动Q开关的作用的可饱和吸收体，其光吸收率由于光吸收的饱和而减小。在被如上所述构成的具有激光共振器的脉冲激光光源中，被输出的脉冲激光的脉 冲宽度一般为500ps 几ns。脉冲宽度由激光共振器的结构决定，共振器的长度为决定脉 冲宽度的一个重要参数。在希望缩短脉冲宽度的情况下，必须缩小共振器的长度。然而，缩短共振器的长度会牵涉到激光介质或者可饱和吸收体的长度的缩短，导 致其与激光振荡特性之间产生二律背反。总之，若缩短激光介质，则难以得到用于产生激光 振荡所必需的粒子数反转(population inversion)的充分的吸收(激励)，从而使输出的 脉冲光的能量降低。此外，若缩短可饱和吸收体，则Q开关的功能减弱，出现脉冲宽度变大、 输出脉冲能量降低之类的情况，从而无法得到希望的激光特性。
发明内容
本发明正是为了解决上述问题，其目的在于提供一种能够输出脉冲宽度小且高能 量的脉冲激光的脉冲激光装置。为了达到上述目的，本发明所涉及的脉冲激光装置的特征在于具有(1)放大介质 以及激光介质，其通过被供给激励光而产生发射光；(2)可饱和吸收体，其光吸收率由于光 吸收的饱和而减小；(3)第1反射部，使激励光透过，并使发射光的一部分透过而使其余部 分反射；⑷使发射光反射的第2反射部；(5)输出激励光的激励光源；以及(6)光学系统， 其使从激励光源输出的激励光向放大介质入射，并将从放大介质输出的发射光向与激励光 的光路不同的光路导光。再者，本发明所涉及的脉冲激光装置的特征在于，第1反射部以及 第2反射部构成激光共振器，在该激光共振器的共振光路上具有激光介质以及可饱和吸收 体，放大介质、第1反射部、激光介质、可饱和吸收体以及第2反射部被依次配置并一体化。在该脉冲激光装置中，从激励光源输出的激励光向放大介质入射，再进一步向激 光介质入射，从而使放大介质以及激光介质被激励。由被构成于第1反射部与第2反射部 之间的激光共振器的共振光路上的激光介质所产生的发射光可以到达可饱和吸收体。由激 光介质所产生的发射光的功率较小的情况下，可饱和吸收体的光吸收率较大，在激光共振 器中不产生激光振荡。而一旦由激光介质所产生的发射光的功率变大，当可饱和吸收体中 的光强度超过某一值时，可饱和吸收体的光吸收饱和，使得光吸收率急剧变小。可饱和吸收 体的光吸收率变小，则由激光介质所产生的发射光能够透过可饱和吸收体，在激光介质中 产生受激发射。由此，在激光共振器中产生激光振荡。
本发明所涉及的脉冲激光装置优选还具备第3反射部，其设置于激光介质与可饱 和吸收体之间，使激励光反射，并使发射光透过。在这种情况下，由于激励光被第3反射部 反射，因此抑制了激励光通过可饱和吸收体，从而抑制了可饱和吸收体的发热的问题。在本发明所涉及的脉冲激光装置中，优选第1反射部由电介质多层膜构成，且放 大介质与激光介质夹住第1反射部而被直接接合。在这种情况下，有利于放大介质与激光 介质被一体地接合。本发明所涉及的脉冲激光装置，优选还具备热扩散部，其使在放大介质或者激光 介质中由于光吸收而产生的热量扩散。在这种情况下，由于在放大介质或者激光介质中产 生的热量通过热扩散部而扩散，因此抑制了热透镜效应的产生，可以使得动作稳定。在本发明所涉及的脉冲激光装置中，优选放大介质具有依赖于激励光的偏振光方 向的激励光吸收特性，或者激光介质具有依赖于激励光的偏振光方向的激励光吸收特性。 再者，优选光学系统包含偏振光调整部，其调整从激励光源输出并向放大介质入射的激励 光的偏振光状态。在这种情况下，利用偏振光调整部调整激励光的偏振光状态，从而可以调 制激光振荡的脉冲周期以及脉冲激光的能量。
图1为第1实施方式所涉及的脉冲激光光源的结构的示意图。图2为第1实施方式所涉及的脉冲激光光源的放大介质与激光介质之间的直接接 合的第1方式的说明图。图3为第1实施方式所涉及的脉冲激光光源的放大介质与激光介质之间的直接接 合的第2方式的说明图。图4为第1实施方式所涉及的脉冲激光光源的放大介质与激光介质之间的直接接 合的第3方式的说明图。图5为第2实施方式所涉及的脉冲激光光源的结构的示意图。图6为第3实施方式所涉及的脉冲激光光源的结构的示意图。图7为第4实施方式所涉及的脉冲激光光源的结构的示意图。图8为第5实施方式所涉及的脉冲激光光源的结构的示意图。
具体实施例方式以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。其中，在附图的说明中，对相同的要 素赋予相同的符号，省略重复的说明。(第1实施方式)图1为第1实施方式所涉及的脉冲激光光源1的结构的示意图。该图所示的脉冲 激光光源1具备激励光源10、透镜11 13、分色镜(dichroic mirror) 14、放大介质21、第 1反射部22、激光介质23、第3反射部24、可饱和吸收体25以及第2反射部26。放大介质21以及激光介质23分别含有光活性物质，通过被供给从激励光源10输 出的激励光而使得光活性物质被激励，并由该光活性物质产生发射光。优选放大介质21以 及激光介质23分别为Nd:YAG或者Yb:YAG等的结晶。放大介质21的厚度例如为0. 2mm 1. 5mm。激光介质23的厚度例如为0. 01mm 1. 5mm。
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可饱和吸收体25的光吸收率由于光吸收的饱和而减小，在激光共振器中被用作 被动Q开关。即可饱和吸收体25，在光强度小时其光吸收率较大，如果光强度超过某一值， 则光吸收饱和，使得光吸收率急剧变小。优选可饱和吸收体25为Cr:YAG等的结晶。反射部22被设置于放大介质21与激光介质23之间。反射部22使激励光透过， 并使发射光的一部分透过而使其余部分反射。发射光波长中的反射部22的反射率为例如 90%左右。优选反射部22为电介质多层膜。反射部24被设置于激光介质23与可饱和吸收体25之间。反射部24使激励光反 射并使发射光透过。优选该反射部24也为电介质多层膜。
反射部26被设置于可饱和吸收体25中的与设置有反射部24的面相对的面上。反 射部26使发射光以高反射率反射。优选该反射部26也为电介质多层膜。反射部22以及反射部26构成激光共振器，在该激光共振器的共振光路上具有激 光介质23、反射部24以及可饱和吸收体25。此外，放大介质21、反射部22、激光介质23、反 射部24、可饱和吸收体25以及反射部26被依次配置并一体化。在进行该一体化时，优选通 过直接接合(表面活化接合技术)而使其接合。此外，优选在放大介质21的激励光入射侧的面上设置使激励光以及发射光以高 透过率透过的透过部。优选该透过部也为电介质多层膜。激励光源10输出用于使放大介质21以及激光介质23中分别含有的光活性物质 激励的激励光。优选激励光源10包含激光二极管。包含透镜11 13以及分色镜14的光学系统被设置于激励光源10与放大介质21 之间，使从激励光源10输出的激励光向放大介质21入射，并将从放大介质21输出的发射 光向与激励光的光路不同的光路导光。在使用激光二极管作为激励光源10的情况下，从该激光二极管输出的激励光具 有快轴以及慢轴，由于轴方向不同而使得扩散角不同。在此，2个透镜11、12输入从激光二 极管输出的激励光，并输出被准直的激励光。透镜13输入该被准直的激励光，使该激励光会聚并聚光于激光介质23。由此，在 激光介质23中激励光的能量密度变大，从而容易实现短脉冲化。分色镜14使从激励光源10输出并经由透镜11 13而到达的激励光透过并向放 大介质21入射。分色镜14使从放大介质21输出而到达的发射光反射并向与激励光的光 路不同的光路导光。第1实施方式所涉及的脉冲激光光源1以如下方式动作。从激励光源10输出的 激励光被2个透镜11、12准直，被透镜13会聚，透过分色镜14，向放大介质21入射。从分 色镜14向放大介质21入射的激励光依次通过放大介质21、反射部22以及激光介质23而 到达反射部24，被该反射部24反射。被反射部24反射的激励光依次通过激光介质23、反 射部22以及放大介质21。激励光通过时，光活性物质分别在放大介质21以及激光介质23 中被激励。在激光共振器中，由被激励光激励的激光介质23产生的发射光透过反射部24而 可以到达可饱和吸收体25。当由激光介质23产生的发射光的功率较小时，可饱和吸收体 25的光吸收率较大，在激光共振器中不产生激光振荡。而一旦由激光介质23所产生的发射 光的功率变大，可饱和吸收体25中的光强度超过某一值时，则可饱和吸收体25的光吸收饱和，使得光吸收率急剧变小。如果可饱和吸收体25的光吸收率变小，则由激光介质23所产 生的发射光能够透过可饱和吸收体25，通过往返于反射部22与反射部26之间，从而在激光 介质23中产生受激发射。由此，在激光共振器中产生激光振荡。
产生于该激光介质23的受激发射光中的透过反射部22的光(激光)在通过放大 介质21时，在被激励光激励的放大介质21中被光放大。然后，该被光放大了的激光从放大 介质21向外部射出，并被分色镜14反射。此外，产生这样的激光振荡之后，立即使由激光 介质23所产生的发射光的功率变小，可饱和吸收体25的光吸收率变大，从而在激光共振器 中结束激光振荡。通过反复进行上述的动作，脉冲激光光源1能够输出脉冲激光。此外，可以使用半导体或者结晶作为可饱和吸收体。然而，在使用半导体作为可饱 和吸收体的情况下，由于光吸收强且发热量大，因此在实用化方面存在问题。对此，在本实 施方式所涉及的脉冲激光光源1中，使用结晶作为可饱和吸收体。与半导体型的可饱和吸 收体相比，虽然结晶型的可饱和吸收体的吸收系数小，然而在发热方面的问题较少，有利于 实用化。然而，结晶型的可饱和吸收体为了弥补较小的吸收系数，需要增加吸收长度，从而 共振器的长度变大，因此，在短脉冲化方面存在极限。因此，对于使用结晶型的可饱和吸收 体的脉冲激光光源而言，输出的脉冲激光的脉冲宽度小于500ps并且实现了高输出的产品 是不存在的。在本实施方式中，为了实现小的脉冲宽度以及高输出，通过在确保可饱和吸收体 25的吸收长度的同时缩短激光介质23，从而限制共振器长度而实现短脉冲化，同时实现高 输出。此外，本实施方式所涉及的脉冲激光光源1也具有以下特征，即从激励光源10输 出的激光在通过放大介质21之后被提供给激光介质23。在这样的结构中，由于在到达激光 介质23之前激励光的一部分在放大介质21中被吸收，因此乍看也许会认为这不利于高输 出。然而，本实施方式所涉及的脉冲激光光源1具有基于与这种看法相反的构思的结构。即本实施方式所涉及的脉冲激光光源1被构成为，在共振器中配置用于短脉冲化 的乍看吸收长度不足的激光介质23，同时在激光介质23与可饱和吸收体25之间配置使激 励光反射并使发射光透过的反射部24，这样，通过使在1次通过中未被完全吸收的激励光 被反射部24反射、再次通过并激励激光介质23，从而产生高效的激光振荡，之后，使激光入 射于以对激光介质23而言看似妨碍激励的方式配置的放大介质21。为了使激励光与发射光之间的空间模式彼此很好地一致，优选激光介质23与放 大介质21被物理接合。此外，通过被一体地接合，还顺带具有抑制激光介质23的机械变形、 抑制热透镜效应的优点。在假设没有被一体地接合的情况下，在机械特性或者装配方面会 存在问题。如果机械地按压结晶，则在结晶内部产生应力，从而影响折射率的分布，这样，会 对激光振荡的稳定性以及振荡模式产生不利影响，定位本身也会变得复杂。在使其接近而 配置的情况下，需要对齐，且关系到上述的空间模式的不一致，使得放大效率显著降低。因 此，在本实施方式所涉及的脉冲激光光源1中，激光介质23与放大介质21被物理地一体接
I=I O作为玻璃或者结晶的直接接合技术，熟知的有例如扩散接合、光学接触。此外，也 可以使用粘结剂进行粘结，然而这在高输出激光的情况下会引起损伤，因而不宜采用。
扩散接合为热接合，通过施以高温而使物质之间相互扩散从而接合。但是，由于作 为反射部22使用的电介质多层膜耐热性差，因此在物理上不可能实现扩散接合。光学接触为通过 使平面度和表面粗糙度达到极限而产生分子间力的接合技术。因 此，若不是具有可以产生分子间力的程度的平面度以及表面粗糙度的物质，则不能接合，残 存有脱落的可能性。一般而言，虽然在限定的条件下具有实现电介质多层膜以及结晶的光 学接触、或者是电介质多层膜之间的光学接触的可能性，然而实现本身较为困难，且残存有 产生不利情况的危险。因此，在本实施方式所涉及的脉冲激光光源1中，通过使用近年来在MEMS(微机电 系统Micro Electro Mechanical Systems)领域取得进展的表面活化接合技术(直接接 合)，能够解决以上问题。所谓表面活化接合技术，是指为了使硅基板彼此接合而在MEMS领 域深入开发的技术。在结晶-电介质膜、电介质膜彼此之间均可进行直接接合。在本实施方式所涉及的脉冲激光光源1中，作为直接接合的条件，结晶或者电介 质多层膜的表面状态，平面度优选为λ以下(更优选为λ/10以下)，表面粗糙度Ra优选 为Inm以下(更优选为0. 5nm以下)。图2 图4为对本实施方式所涉及的脉冲激光光源1中的放大介质21与激光介 质23之间的直接接合的方式的说明图。在图2所示的直接接合的第1方式中，放大介质21的相互平行的2个主面中，在 一个主面上形成有透过部20，在另一个主面上形成有反射部22A。激光介质23的相互平行 的2个主面中，在一个主面上形成有反射部24，在另一个主面上形成有反射部22B。于是， 放大介质21与激光介质23夹住反射部22A以及反射部22B而被直接接合，该被直接接合 后的反射部22k以及反射部22B成为反射部22。在图3所示的直接接合的第2方式中，放大介质21的相互平行的2个主面中，在 一个主面上形成有透过部20。激光介质23的相互平行的2个主面中，在一个主面上形成有 反射部24，在另一主面上形成有反射部22。于是，放大介质21与激光介质23夹住反射部 22而被直接接合。在图4所示的直接接合的第3方式中，放大介质21的相互平行的2个主面中，在 一个主面上形成有透过部20，在另一个主面上形成有反射部22。激光介质23的相互平行 的2个主面中，在一个主面上形成有反射部24。于是，放大介质21与激光介质23夹住反射 部22而被直接接合。在这些情况中，均优选直接接合前的反射部22A、反射部22B或者反射部22的最表 面层为表面粗糙度Ra较小的SiO2层。(第2实施方式)图5为第2实施方式所涉及的脉冲激光光源2的结构的示意图。该图所示的脉冲 激光光源2具有激励光源10、透镜11 13、分色镜14、放大介质21、第1反射部22、激光介 质23、可饱和吸收体25以及第2反射部26。与图1所示的第1实施方式所涉及的脉冲激光光源1相比，该图5所示的第2实 施方式所涉及的脉冲激光光源2的不同之处在于不具有第3反射部24。即激光介质23与 可饱和吸收体25被直接接合。此外，在第2实施方式中，反射部26不仅以高反射率反射发 射光，也以高反射率反射激励光。
第2实施方式所涉及的脉冲激光光源2以如下方式动作。从激励光源10输出的 激励光被2个透镜11、12准直，被透镜13会聚，透过分色镜14，从而向放大介质21入射。 从分色镜14向放大介质21入射的激励光依次通过放大介质21、反射部22、激光介质23以 及可饱和吸收体25而到达反射部26，被该反射部26反射。被反射部26反射的激励光依次 通过可饱和吸收体25、激光介质23、反射部22以及放大介质21。在放大介质21以及激光 介质23的各自中，在激励光通过时光活性物质被激励。在激光共振器中，由被激励光激励的激光介质23所产生的发射光可以到达可饱 和吸收体25。当由激光介质23所产生的发射光的功率较小时，可饱和吸收体25的光吸收 率较大，在激光共振器中不发生激光振荡。而一旦由激光介质23所产生的发射光的功率变 大，当可饱和吸收体25中的光强度超过某一值时，可饱和吸收体25的光吸收饱和，光吸收 率急剧减小。如果可饱和吸收体25的光吸收率变小， 则由激光介质23所产生的发射光能 够透过可饱和吸收体25，通过往返于反射部22与反射部26之间从而在激光介质23中产生 受激发射。由此，在激光共振器中产生激光振荡。产生于该激光介质23中的受激发射光中的透过反射部22的光(激光)在通过放 大介质21时，在被激励光激励的放大介质21中被光放大。然后，该被光放大了的激光从放 大介质21向外部射出，并被分色镜14反射。此外，产生这样的激光振荡之后，立即使由激 光介质23所产生的发射光的功率变小，而可饱和吸收体25的光吸收率变大，从而在激光共 振器中结束激光振荡。通过反复进行上述的动作，脉冲激光光源2能够输出脉冲激光。该第2实施方式所涉及的脉冲激光光源2也与第1实施方式所涉及的脉冲激光光 源1同样地，能够输出脉冲宽度小且高能量的脉冲激光。(第3实施方式)图6为第3实施方式所涉及的脉冲激光光源3的结构的示意图。该图所示的脉冲 激光光源3具有激励光源10、透镜11 13、分色镜14、1/4波长板15、放大介质21、第1反 射部22、激光介质23、可饱和吸收体25、第2反射部26以及热扩散部27 29。与图5所示的第2实施方式所涉及的脉冲激光光源2的结构相比，该图6所示的 第3实施方式所涉及的脉冲激光光源3的不同之处在于还具备1/4波长板15以及热扩散 部27 29。热扩散部27 29使在激光介质21或者可饱和吸收体23中由于光吸收而产生的 热量扩散。热扩散部27 29为不含有光活性物质的结晶，优选为YAG。热扩散部27被接 合于激光介质21的一个主面上(激励光源10的一侧)。热扩散部28被设置于激光介质 21与反射部22之间。此外，热扩散部29与可饱和吸收体25夹着反射部26而被接合。热扩散部27、放大介质21、热扩散部28、第1反射部22、激光介质23、可饱和吸收 体25、第2反射部26以及热扩散部29被依次设置并一体化。在进行该一体化时，优选通过 直接接合(表面活性化接合技术)而被接合。1/4波长板15被设置于分色镜14与放大介质21之间。分色镜14使ρ偏振光的 激励光透过并使s偏振光的激励光反射。1/4波长板15输入从分色镜14到达的ρ偏振光 的激励光，并通过使该激励光2次通过，从而向分色镜14输出s偏振光的激励光。第3实施方式所涉及的脉冲激光光源3以如下方式动作。从激励光源10输出的 激励光被2个透镜11、12准直，ρ偏振光成分选择性地透过分色镜14，经由1/4波长板15以及透镜13，而向热扩散部27入射。从分色镜14向热扩散部27入射的激励光依次通过热扩散部27、放大介质21、热扩散部28、反射部22、激光介质23以及可饱和吸收体25而到达 反射部26，被该反射部26反射。被反射部26反射的激励光依次通过可饱和吸收体25、激 光介质23、反射部22、热扩散部28、放大介质21以及热扩散部27。在放大介质21以及激 光介质23的各自中，在激励光通过时光活性物质被激励。此外，被反射部26反射的激励光 中的经过了热扩散部27的激励光通过1/4波长板15从而成为s偏振光，并被分色镜14反 射。在激光共振器中，由被激励光激励的激光介质23所产生的发射光可以到达可饱 和吸收体25。当由激光介质23所产生的发射光的功率较小时，可饱和吸收体25的光吸收 率较大，在激光共振器中不发生激光振荡。而一旦由激光介质23所产生的发射光的功率变 大，当可饱和吸收体25中的光强度超过某一值时，可饱和吸收体25的光吸收饱和，光吸收 率急剧减小。如果可饱和吸收体25的光吸收率变小，则由激光介质23所产生的发射光能 够透过可饱和吸收体25，通过往返于反射部22与反射部26之间而在激光介质23中产生受 激发射。由此，在激光共振器中产生激光振荡。产生于该激光介质23中的受激发射光中的透过反射部22的光(激光)在通过放 大介质21时，在被激励光激励的放大介质21中被光放大。然后，该被光放大了的激光从放 大介质21经由热扩散部27而向外部射出，并被分色镜14反射。此外，产生这样的激光振 荡之后，立即使由激光介质23所产生的发射光的功率变小而可饱和吸收体25的光吸收率 变大，从而在激光共振器中结束激光振荡。通过反复进行上述的动作，脉冲激光光源3能够 输出脉冲激光。该第3实施方式所涉及的脉冲激光光源3也与第2实施方式所涉及的脉冲激光光 源2同样地，能够输出脉冲宽度小且高能量的脉冲激光。除此之外，在第3实施方式所涉及 的脉冲激光光源3中，由于限制了放大介质21或者激光介质23中未被用于激励的、残留的 激励光返回激励光源10，有利于保护激励光源10。此外，在第3实施方式所涉及的脉冲激 光光源3中，由于由放大介质21或者激光介质23所产生的热量通过热扩散部27 29扩 散，因此可以抑制热透镜效应的产生，并可以实现稳定的动作。(第4实施方式)图7为第4实施方式所涉及的脉冲激光光源4的结构的示意图。该图所示的脉冲 激光光源4具有激励光源10、透镜11 13、分色镜14、1/2波长板16、放大介质21A、第1 反射部22、激光介质23、可饱和吸收体25以及第2反射部26。与图5所示的第2实施方式所涉及的脉冲激光光源2的结构相比，该图7所示的 第4实施方式所涉及的脉冲激光光源4的不同之处在于还具备1/2波长板16、以及具备放 大介质2IA来替代放大介质21。放大介质21A含有光活性物质，通过被供给从激励光源10输出的激励光而使得光 活性物质被激励，由该光活性物质产生发射光。优选放大介质21A为Nd:YAG或者Yb:YAG 等的结晶。放大介质21A的厚度例如为0. 2mm 1. 5mm。特别是，该放大介质21A具有依赖 于激励光的偏振光方向的激励光吸收特性。1/2波长板16被设置于分色镜14与放大介质21A之间。1/2波长板16可以在光 轴的周围自由旋转，起到作为调整从激励光源10输出并向放大介质21A入射的激励光的偏振光状态的偏振光调整部的作用。即根据1/2波长板16的旋转方向不同，使得放大介质21A中的激励光的吸收不同，从而使得放大介质21A中的激光的光放大的增益不同，此外，使得激光振荡的脉冲周期 不同。例如，若放大介质21A中的激励光的吸收变大，则放大介质21A中的激光的光放大的 增益变大，此外，激光振荡的脉冲周期变长。该第4实施方式所涉及的脉冲激光光源4也与第2实施方式所涉及的脉冲激光光 源2同样地，能够输出脉冲宽度小且高能量的脉冲激光。除此之外，在第4实施方式所涉及 的脉冲激光光源4中，利用1/2波长板16的旋转方向，能够调制激光振荡的脉冲周期以及 脉冲激光的能量。(第5实施方式)图8为第5实施方式所涉及的脉冲激光光源5的结构的示意图。该图所示的脉冲 激光光源5具有激励光源10、透镜11 13、分色镜14、1/2波长板16、放大介质21、第1反 射部22、激光介质23A、可饱和吸收体25以及第2反射部26。与图5所示的第2实施方式所涉及的脉冲激光光源2的结构相比，该图8所示的 第5实施方式所涉及的脉冲激光光源5的不同之处在于还具备1/2波长板16、以及具备激 光介质23A来替代激光介质23。 激光介质23A含有光活性物质，通过被供给从激励光源10输出的激励光而使得光 活性物质被激励，由该光活性物质产生发射光。优选激光介质23A为Nd:YAG或者Yb:YAG 等的结晶。激光介质23A的厚度例如为0. Olmm 1. 5mm。特别是，该激光介质23A具有依 赖于激励光的偏振光方向的激励光吸收特性。1/2波长板16被设置于分色镜14与放大介质21之间。1/2波长板16可以在光 轴的周围自由旋转，起到作为调整从激励光源10输出并向激光介质23A入射的激励光的偏 振光状态的偏振光调整部的作用。即利用1/2波长板16的旋转方向，使得激光介质23A中的激励光的吸收不同，从 而使得激光振荡的脉冲周期不同。例如，若激光介质23A中的激励光的吸收变大，则激光振 荡的脉冲周期变短。于是，如果脉冲周期变短，则每一周期存储在放大介质21中的能量减 少，因此，放大介质21中的光放大的增益变小。该第5实施方式所涉及的脉冲激光光源5也与第2实施方式所涉及的脉冲激光光 源2同样地，能够输出脉冲宽度小且高能量的脉冲激光。除此之外，在第5实施方式所涉及 的脉冲激光光源5中，利用1/2波长板16的旋转方向，能够调制激光振荡的脉冲周期以及 脉冲激光的能量。本发明所涉及的脉冲激光装置能够输出脉冲宽度小且高能量的脉冲激光。
权利要求
一种脉冲激光装置，其特征在于，具有放大介质以及激光介质，其通过被供给激励光而产生发射光；可饱和吸收体，其光吸收率由于光吸收的饱和而减小；第1反射部，其使所述激励光透过，并使所述发射光的一部分透过而使其余部分反射；第2反射部，其使所述发射光反射；激励光源，其输出所述激励光；以及光学系统，其使从所述激励光源输出的激励光向所述放大介质入射，并将从所述放大介质输出的所述发射光向与所述激励光的光路不同的光路导光，所述第1反射部以及所述第2反射部构成激光共振器，在该激光共振器的共振光路上具有所述激光介质以及所述可饱和吸收体，所述放大介质、所述第1反射部、所述激光介质、所述可饱和吸收体以及所述第2反射部被依次配置并一体化。
2.如权利要求1所述的脉冲激光装置，其特征在于，还具备第3反射部，其被设置于所述激光介质与所述可饱和吸收体之间，使所述激励 光反射并使所述发射光透过。
3.如权利要求1所述的脉冲激光装置，其特征在于， 所述第1反射部由电介质多层膜构成，所述放大介质与所述激光介质夹住第1反射部而被直接接合。
4.如权利要求1所述的脉冲激光装置，其特征在于，还具有热扩散部，其使在所述放大介质或者所述激光介质中由于光吸收而产生的热量 扩散。
5.如权利要求1所述的脉冲激光装置，其特征在于，所述放大介质具有依赖于激励光的偏振光方向的激励光吸收特性， 所述光学系统包含偏振光调整部，其调整从所述激励光源输出并向所述放大介质入射 的激励光的偏振光状态。
6.如权利要求1所述的脉冲激光装置，其特征在于，所述激光介质具有依赖于激励光的偏振光方向的激励光吸收特性， 所述光学系统包含偏振光调整部，其调整从所述激励光源输出并向所述放大介质入射 的激励光的偏振光状态。
全文摘要
本发明涉及脉冲激光装置。脉冲激光光源(1)具备激励光源(10)、透镜(11～13)、分色镜(14)、放大介质(21)、第1反射部(22)、激光介质(23)、第3反射部(24)、可饱和吸收体(25)以及第2反射部(26)。反射部(22)以及反射部(26)构成激光共振器，在该激光共振器的共振光路上具有激光介质(23)、反射部(24)以及可饱和吸收体(25)。此外，放大介质(21)、反射部(22)、激光介质(23)、反射部(24)、可饱和吸收体(25)以及反射部(26)被依次配置并一体化。由此，脉冲激光光源(1)能够输出脉冲宽度小且高能量的脉冲激光。
文档编号H01S3/11GK101867146SQ20101012145
公开日2010年10月20日 申请日期2010年2月24日 优先权日2009年2月25日
发明者冈本博, 大桥弘之, 斋藤正之, 筱田和宪, 高新 申请人:浜松光子学株式会社