Å° Ë Ñ“ ˜ m ° n Þ À W ¥ Œ Ÿ «à à ÅM ; c" e λ/4-“ ˜ m; c 8 ý” X ¢ ° ‚ Ç ‘ ×ò i >± n Ç | ºV ê s õ m Í TEM 00 { ¢© Ž û s ÚI í Ä8 ý ] ‚ §V ê s

 

Å° Ë Ñ“ ˜ m ° n Þ À W ¥ Œ Ÿ «à à ÅM ; c" e λ/4-“ ˜ m; c 8 ý” X ¢ ° ‚ Ç ‘  ×ò i >± n Ç | ºV ê s õ m Í TEM 00 { ¢© Ž û s ÚI í Ä8 ý ] ‚ §V ê s

,

>

) ç \ 8 ; · † ç ¡4 w H- ! H ^∗

ô 

Ç" f@ /† < Ɠ § ( Ž É Ó' 6 £ x6   xÓ ü t o † < Æõ , " fí ß – 356-706 (2004¸   6 Z 4 30{ 9  ~ à Î6 £ §, 2004¸   7 Z 4 21{ 9  þ j7 á x à º& ñ ‘ : r ~ à Î6 £ §)

¼ #

F  gó ø Í \ O   H  s š ¸× ¼ * 3 i ç ¨ î ' Ÿ -¨ î ó ø Í “ ¦Ø  ¦§ 4  ƒ  5 Å qµ 1 ϔ   Nd : YAG Y Us $  / B N”  l \  λ/4-ó ø Í`  ¦ ¶ ú š { 9

 # Œ \ P 4 Ÿ ¤Ï ã J] X `  ¦ ˜ Ð © œ “ ¦ TEM

⁰⁰

é ß –{ 9 — ¸× ¼ µ 1 ϔ  Ø  ¦§ 4  x 9  c ”  | 9 `  ¦ † ¾ Ó © œr (   . é ß –{ 9  — ¸Ñ ý t – Ð ½ ¨$ í  ) a Á

º¼ # F  g / B N”  l   H 80 %_  ì ø Í Ö  ¦`  ¦ ”   Ø  ¦§ 4  â `  ¦ s 6   x % i `  ¦ M :  ×  æ — ¸× ¼\ " f þ j@ / Ø  ¦§ 4 s  130 W

%

i Ü ¼ 9, s M : F  g   ¨ 8 Š ´ òÖ  ¦“ É r 38.3 %, l Ö  ¦ l  ´ òÖ  ¦“ É r 58.2 %, c ” | 9  “    M

²

° ú כ“ É r 26.7 s % 3  . TEM

00

—

¸× ¼_  Ø  ¦§ 4 `  ¦ % 3 l  0 AK  f ”  â 1.2 mm_  > h½ ¨\  ¦ / B N”  l  ? /\  ¶ ú š{ 9  % i `  ¦ M : % 3 “ É r Ø  ¦§ 4 “ É r 23 W% i Ü ¼

, λ/4-ó ø Ís  f ”  â 1.5 mm_  > h½ ¨ü < † < Êa  / B N”  l  ? /\  ¶ ú š{ 9 ÷ &# Q % 3 “ É r Ø  ¦§ 4 “ É r 30.3 W – Ð TEM

⁰⁰

é ß –{ 9 

—

¸× ¼_  Ø  ¦§ 4 s  31.7 % † ¾ Ó © œ÷ &% 3  .

PACS numbers: 42

Keywords: TEM

00

, \ P 4 Ÿ ¤Ï ã J] X , λ/4-ó ø Í

I. " e  ] Ø

“

¦^ ‰ Y Us $ \ " f  s š ¸× ¼ * 3 i ç ~ ½ Ód ” “ É r ì ø ͕ ¸^ ‰ l Õ ü t _

 µ 1 ϲ ú ˜õ   8Ô  ¦ # Q / å L5 Å q >  µ 1 ϲ ú ˜ # Œ M ® o  .  s š ¸× ¼ Y U s

$   H 40 % s  © œ_  Z  }“ É r „  l - F  g   ¨ 8 Š ´ òÖ  ¦ õ  |   à º" î 1

p

x_   © œ& h `  ¦ t “ ¦ e ” # Q þ j  H ´ ú §“ É r 6 £ x6   xì  r  \ " f l ” > r _

 $ 3 F  g› ' a * 3 i ç ~ ½ Ód ”  “ ¦^ ‰ Y Us $ _  % i ½ + É`  ¦ @ /^ ‰ “ ¦ e ”  Ü

¼ 9, $ 3 F  g› ' a \  q K  B Ä º a % v“ É r ~ ½ ÓØ  ¦ Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ t “ ¦ e ”

Ü ¼Ù ¼– Ð Y Us $  s “ : r_  f  ¨ à ºü <   ½ + Ë´ òÖ  ¦ s  Z  }   * 3 i ç

´

òÖ  ¦ s  B Ä º Z  }  . Õ ª Q
  s š ¸× ¼ Y Us $  * 3 i ç õ  ° ú  s 

*

3 i ç F  g " é ¶_    © œõ  Y Us $  B | 9 _  f  ¨ à º  © œs  ¸ ú ˜ { 9 u 

 8 • ¸, Y Us $ _  Ø  ¦§ 4 `  ¦ 7 £ x r v l  0 AK " f  H “ ¦Ø  ¦

§ 4

 * 3 i ç `  ¦ # Œ    H X < s  כ “ É r € 9 ƒ  & h Ü ¼– Ð Y Us $  B 

| 9

 ? /_  \ P  µ 1 ÏÒ q t`  ¦ 7 £ x r v  9, s  Qô  Ç ™ è— ¸& h  \ P _  µ 1 Ï Ò q

t“ É r Y Us $  ´ òÖ  ¦ ÷  r  m   c ”  | 9 `  ¦ b  # Qä ¼o Ù ¼– Ð & ñ x 9 

/ B N x 9  8 £ ¤& ñ ì  r  \ " f_  Y Us $   6   x`  ¦ ] jô  Ç >   ) a  .

“

¦^ ‰ Y Us $ \ " f \ P  µ 1 ÏÒ q t\  _ ô  Ç Å Òכ ¹ô  Ç % ò † ¾ ӓ É r \ P  œ í

&

h õ  \ P 4 Ÿ ¤Ï ã J] X  ‰ & ³ © œÜ ¼– Ð
 è ß – . \ P  œ í& h ‰ & ³ © œ“ É r Y Us 

$

 B | 9 _  ? / Òü < ü @Â Ò “ : r • ¸ \  _ K  Y Us $  B | 9 _  1 l x

 â

(radial) ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð_  Ï ã J] X Ò  ¦    o\  _ ô  Ç  כ Ü ¼– Ð Y Us 

$

 B | 9  ? /_  1 l x â ~ ½ ӆ ¾ Ó “ : r • ¸    o ^  ¦2 Ÿ ¤ E $ ™Ý ¼_  % i ½ + É`  ¦

# Œ Y Us $  Ø  ¦§ 4  î ß –& ñ $ í õ  / B N”  l  ? / Ò_  — ¸× ¼ ß ¼l _ 

 

 o\  % ò † ¾ Ó`  ¦ Å Ò# Q Ø  ¦§ 4 _  µ 1 Ïí ß –y Œ •õ  œ í& h  ß ¼l \  ¦    o

∗

E-mail: [email protected]

r

†   . \ P  4 Ÿ ¤Ï ã J] X “ É r Y Us $  B | 9 _  F  gò ø Í$ í ´ òõ \  _ ô  Ç

 כ

Ü ¼– РŠҖ Ð 1 l x â ~ ½ ӆ ¾ Óõ  ] X ‚  (tangential) ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð_  Ï ã J ] X

Ò  ¦ s \  _ K  Y Us $  c ” _   €  `  ¦  =/ B G r v “ ¦ c ”  | 9 

`

 ¦ $  r †   . Õ ª QÙ ¼– Ð “ ¦Ø  ¦§ 4  “ ¦¾ ¡ §| 9  Y Us $  c ” `  ¦ % 3  l

 0 AK " f  H ™ è— ¸& h  \ P  µ 1 ÏÒ q t`  ¦ ×  ¦ s   H  כ ü @\  Y Us $  B

| 9  ? / \ P  µ 1 ÏÒ q t_  Ô  ¦ç  H{ 9 $ í `  ¦ K ™ è   H  כ s  € 9 כ ¹   [1–4].

1999¸   Clackson 1 p x“ É r \ P 4 Ÿ ¤Ï ã J] X \  _ ô  Ç Y Us $  c ” _ 



=/ B G ‰ & ³ © œ`  ¦ ] j  l  0 AK  / B N”  l  ? /\  ¼ # F  gó ø Í`  ¦ ¶ ú š{ 9 

  H ƒ  ½ ¨\  ¦ % i   H X < [5] é ß –{ 9  — ¸Ñ ý t / B N”  l _   â Ä º λ/4- ó

ø Í`  ¦  6   x # Œ \ P  ˜ Ð © œ´ òõ \  ¦ % 3 % 3 Ü ¼ 9, ¿ º > h_  — ¸Ñ ý t – Ð s

À Ò# Q”   / B N”  l  ½ ¨› ¸\ " f  H Y Us $  c ” _  ¼ # F  g`  ¦ 90

^◦

 r

„ 

½ + É Ã º e ”   H 90

^◦

 r„   \  ¦ ¿ º > h_  — ¸Ñ ý t  s \  ¶ ú š{ 9  

#

Œ  © œ{ © œÂ Òì  r K    % i   [6]. s  Qô  Ç ~ ½ ÓZ O “ É r   É r ~ ½ ÓZ O \  _ K  q “ §& h  ç ß –é ß – €  " f• ¸ c ”  | 9 s  Ä ºÃ ºô  Ç Y Us $  Ø  ¦§ 4 

`

 ¦ % 3 `  ¦ à º e ”    H  © œ& h s  e ”  . 7 £ ¤, 1 l x â ~ ½ ӆ ¾ Óõ  ] X ‚  ~ ½ Ó

†

¾ ÓÜ ¼– Ð ¼ # F  g ) a c ” \  @ /K  Y Us $  4 Ÿ x_  é ß –€  _  # QÖ ¼ t & h 

\

" fŽ  H 1 l x{ 9 ô  Ç 0 A © œt ƒ  `  ¦  â + « > >  † < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ \ P  4 Ÿ ¤Ï ã J] X 

`

 ¦ ˜ Ð © œ   H  כ “  X <, 
_  — ¸Ñ ý t`  ¦  6   x½ + É  â Ä º  H — ¸Ž  H

¼ #

F  g‚  s  45

^◦

 r„   \  ¦ : Ÿ x õ ½ + É M :   Á º› ¸|  45

^◦

m ”   r

„ 

r v Ž  H ,  m €   ¼ # F  gó ø Í`  ¦ ¶ ú š{ 9  # Œ ¼ # F  g$ í ì  r`  ¦ ½ ¨ ì

 rô  Ç Ê ê λ/4-ó ø Í`  ¦ † < Êa  ¶ ú š{ 9  # Œ ° ú  “ É r ´ òõ \  ¦ ¾ ºo • ¸2 Ÿ ¤

  H ~ ½ ÓZ O s  . ¿ º > h_  — ¸Ñ ý t`  ¦  6   x½ + É  â Ä º  H 90

^◦

 r„  



\  ¦ ¿ º > h_  Y Us $  — ¸Ñ ý t  s \  ¶ ú š{ 9    H ~ ½ Ód ” Ü ¼– Ð \ P  4

Ÿ

¤Ï ã J] X `  ¦ ˜ Ð © œ½ + É Ã º e ”  .

-253-

Fig. 1. The cross sectional view of laser module in trans- verse diode-pumping structure.

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H ¼ # F  gó ø Í`  ¦ ¶ ú š{ 9  t  · ú §“ É r  © œI \ " f λ/4- ó

ø Íë ß –`  ¦ ¶ ú š{ 9  % i `  ¦ M : \ P  4 Ÿ ¤Ï ã J] X s  ˜ Ð © œ÷ &# Q TEM

⁰⁰

— ¸

×

¼ µ 1 ϔ  r  c ”  | 9 `  ¦ S \ ‰ l & h Ü ¼– Ð † ¾ Ó © œr v   H  כ `  ¦ S X ‰ “   

#

Œ ˜ Г ¦ô  Ç . : Ÿ x © œ ¼ # F  gó ø Í_  • ¸¹ ¡ § \ O s  λ/4-ó ø Íë ß –`  ¦ ¶ ú š{ 9 

% i `  ¦ M : / B N”  l  ? /_  — ¸Ž  H ¼ # F  g‚  `  ¦ & ñ S X ‰ >  90

^◦

m ” 



r„   # Œ 1 l x{ 9 ô  Ç 0 A © œt ƒ  Ü ¼– Ð ˜ Ð © œs  s À Ò# Qt >    H

 כ

s  Ô  ¦ 0 p x t ë ß – TEM

₀₀

— ¸× ¼ µ 1 ϔ  r  λ/4-ó ø Íë ß –Ü ¼– Е ¸ TEM

00

— ¸× ¼ c ”  | 9 “ É r Ó ü t : r Ø  ¦§ 4 • ¸ ß ¼>  † ¾ Ó © œ÷ &% 3  . z  ´+ « >

“ É

r 8 £ ¤€   [ j ~ ½ ӆ ¾ Ó_   s š ¸× ¼ # QY Us – РÒ'  * 3 i ç F  g s  { 9 



   H ½ ¨› ¸_  Y Us $  — ¸Ñ ý t`  ¦ [ O >  ] j Œ • # Œ  ×  æ — ¸× ¼

\

" f 130 W_  Z  }“ É r Ø  ¦§ 4 õ  58.2 %_  Z  }“ É r l Ö  ¦ l  ´ òÖ  ¦

`

 ¦ ”    s š ¸× ¼ * 3 i ç ƒ  5 Å qµ 1 ϔ   Nd : YAGY Us $ \ " f λ/4-ó ø Í`  ¦ / B N”  l  ? /\  > h½ ¨(aperture)ü < † < Êa  ¶ ú š{ 9  # Œ TEM

₀₀

— ¸× ¼ Ø  ¦§ 4 õ  c ”  | 9 s  † ¾ Ó © œ÷ &  H  כ `  ¦ S X ‰ “   % i  .

II. 7 _T $ [  Œ º õ m Í   ú n Þ{ ¢© Ž û s ÚI í Ä — ¤V R Ë

‘

: r z  ´+ « >\ " f  6   xô  Ç Y Us $  — ¸Ñ ý t_  ½ ¨› ¸  H Fig. 1 õ 

°

ú   . ×  æd ” \  Z  ~“   Nd : YAG 4 Ÿ x`  ¦ Ñ ü t  Q “ ¦ Í ‰ ty Œ •Ã º : Ÿ x

–

Ð(flow tube) e ” Ü ¼ 9, Í ‰ ty Œ •Ã º : Ÿ x – Ð Å Ò0 A  H * 3 i ç F  g_  

 © œ“   808 nm\ " f_  ³ ð€   ì ø Í Ö  ¦ s  95.7 %“   è ß – ì ø Í 

^

‰ e ” # Q * 3 i ç F  g s  “ ¦À Ò Nd : YAG 4 Ÿ x \  { 9   • ¸2 Ÿ ¤ 

%

i  . þ j@ /Ø  ¦§ 4 s  20 W“    s š ¸× ¼ Y Us $  6> h f ” ‚   + þ

AÜ ¼– Ð › ¸w n  ) a  s š ¸× ¼ # QY Us   H 120 W_  þ j@ / Ø  ¦§ 4 

`

 ¦ t >  ÷ & 9, 120

^◦

ç ß –  Ü ¼– Ð Nd : YAG 4 Ÿ x`  ¦ Ñ ü t  Qø ß – 3 > h_   s š ¸× ¼ # QY Us – РÒ' _  * 3 i ç F  g“ É r è ß – ì ø Í ^ ‰\  e ”

  H U  ´s  70 mm, ; Ÿ ¤ 1.2 mm“   3> h_  _ þ ta Å @`  ¦ y Œ •y Œ • : Ÿ x K  Nd : YAG Y Us $  4 Ÿ x \  { 9   • ¸2 Ÿ ¤ % i  . Nd : YAG 4

Ÿ

x“ É r 0.7 at.% • ¸i ç  ) a  כ Ü ¼– Ð U  ´s  90 mm, f ”  â s  3 mm s  9, F K5 Å q _ þ t o Ú Ô\  z  ´o – B H ] X ‚ à Ì] j– Ð “ ¦& ñ r &  Í ‰ t y

Œ •Ã º D ht  · ú §• ¸2 Ÿ ¤ % i  . Nd : YAG 4 Ÿ x`  ¦ “ ¦& ñ r v  l

 0 AK  F K5 Å q _ þ t o Ú Ô– Ð “ ¦& ñ r v   H  Òì  r M :ë  H \   s š ¸

×

¼ Y Us $ \  _ K  z  ´] j– Ð * 3 i ç ÷ &  H Nd : YAG 4 Ÿ x_  U  ´s 



 H 67 mm s % i “ ¦, Y Us $  — ¸Ñ ý t_  z  ´] jU  ´s   H 146 mm s 

% 3  .

*

3 i ç F  g Ü ¼– Ð  6   x ) a 3 > h_   s š ¸× ¼ # QY Us \  “  ÷ &



 H „  l \  -t  845 W,  s š ¸× ¼ Y Us $ _  „  l - F  g   

¨ 8

Š ´ òÖ  ¦ s  40 %e ” `  ¦ “ ¦ 9 €  , þ j@ / * 3 i ç Ø  ¦§ 4 “ É r 338 W

% i  .

/

B N”  l  ½ ¨$ í \   6   x ) a „  ì ø Í  ⠓ É r Y Us $  µ 1 ϔ     © œ

“

  1064 nm\ " f 99.5 %_  ì ø Í Ö  ¦`  ¦ ”    כ `  ¦  6   x % i  Ü

¼ 9, Ø  ¦§ 4  â õ  „  ì ø Í  â _  0 Au   H — ¸Ñ ý t – РÒ'  y Œ •y Œ • 300 mm b  # Q”   / B M \  0 Au  # Œ @ /g A+ þ AÜ ¼– Ð ½ ¨$ í % i  .

Ø

 ¦§ 4  ⠓ É r 80 %_  ì ø Í Ö  ¦`  ¦ ”    כ `  ¦  6   x % i `  ¦ M : Ø

 ¦§ 4 `  ¦ 8 £ ¤& ñ ô  Ç   õ  ë  H t ~ ½ Ó \  -t   H 110 W, l Ö  ¦ l  ´ ò Ö

 ¦“ É r 58.2 %% i  . 8 £ ¤& ñ  ) a þ j@ / Y Us $  Ø  ¦§ 4 “ É r / B N”   — ¸× ¼

\

 ¦ ] jô  Ç t  · ú §“ É r  ×  æ — ¸× ¼\ " f 130 W– Ð F  g  ¨ 8 Š ´ òÖ  ¦ s  38.5 % s % 3 Ü ¼ 9, * 3 i ç F  g_  Ø  ¦§ 4 s  338 W_  # 3 0 A\ " f  H

\ P

 E $ ™Ý ¼ ´ òõ  1 p x \  _ ô  Ç Y Us $  Ø  ¦§ 4 _  Ÿ í o ‰ & ³ © œs  µ 1 Ï

|

÷ &t  · ú §€ Œ ¤ . þ j  H ˜ Г ¦÷ &  H “ ¦Ø  ¦§ 4  Nd : YAG Y Us 

$

_  l Ö  ¦ l  ´ òÖ  ¦ s  €  • 50 % & ñ • ¸e ” `  ¦ “ ¦ 9 €   80 %_  ì

ø Í Ö  ¦`  ¦ ”   Ø  ¦§ 4  â `  ¦ s 6   x % i `  ¦ M : % 3 “ É r 58.2 %_  l

Ö  ¦ l  ´ òÖ  ¦ \  @ /ô  Ç z  ´+ « >  õ   H @ /g A / B N”  l  þ j& h  µ 1 Ï

”

  › ¸| \    H] X † < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ”  .

¢

¸ô  Ç, s  M : Nd : YAG Y Us $  Ø  ¦§ 4 _  c ”  | 9  “    M

²

° ú כ

`

 ¦ · ú ˜ ˜ Ðl  0 AK  CCD B j \  ¦ s 6   x # Œ Y Us $  » ¡ ¤ ~ ½ Ó

†

¾ Ó  o \    É r Y Us $  Ø  ¦§ 4  c ”  ì  r Ÿ í\  ¦ 8 £ ¤& ñ % i  . Y U s

$  c ” _  c ”  | 9 “ É r c ”  | 9  “   “   M

²

\  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ ó ø Íé ß – 

>

 ÷ &  H X < Y Us $  » ¡ ¤ ~ ½ ӆ ¾ Ó  o  z\    É r Y Us $  c ” _  ì ø Í

 â

ω(z)`  ¦ 8 £ ¤& ñ “ ¦ Õ ª ° ú כ`  ¦  A _  ”  ' Ÿ ~ ½ Ó& ñ d ” \  @ /{ 9 

# Œ ½ ¨½ + É Ã º e ”  .

ω(z)

²

= ω

²₀



1 + z

²

(λM

²

)

²

(πω

²₀

)

²



#

Œl \ " f, ω

⁰

  H Ø  ¦§ 4  â (<  ʓ É r œ í& h )\ " f_  Y Us $  c ” _  ì

ø Í â s “ ¦, z  H Ø  ¦§ 4  â Ü ¼– РÒ' _   o s  9, λ  H Y Us $  Ø

 ¦§ 4    © œs  . Fig. 2  H ì ø Í Ö  ¦ s  80 %“   Ø  ¦§ 4  â `  ¦   6

 

x % i `  ¦ M : * 3 i ç Ø  ¦§ 4 \  @ /ô  Ç Nd : YAG Y Us $ _   

×

 æ — ¸× ¼ Ø  ¦§ 4 `  ¦ 8 £ ¤& ñ ô  Ç   õ ü < * 3 i ç Ø  ¦§ 4 _     o\  @ /ô  Ç c ”

 | 9  “    M

²

_     o\  ¦
  · p  כ s  . * 3 i ç F  g_  þ j@ / Ø

 ¦§ 4  338 W_  # 3 0 A\ " f * 3 i ç F  g_  Ø  ¦§ 4 s  7 £ x † < Ê\     M

²

° ú כ• ¸  _  ‚  + þ AÜ ¼– Ð 7 £ x  “ ¦ e ” 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”   H X <, s

 כ “ É r * 3 i ç F  g_  Ø  ¦§ 4 s  7 £ x † < Ê\     Y Us $  4 Ÿ x \   K

t   H \ P  Â Ò  7 £ x  l  M :ë  H Ü ¼– Ð * 3 i ç F  g_  Ø  ¦§ 4 s  338 W{ 9  M : 8 £ ¤& ñ  ) a M

²

  H 26.7 s % 3 “ ¦, ω

0

  H 0.430 mm s 

%

3  .

Fig. 2. Laser output and M

²

with pumping power.

III. Nd : YAG ‘  Þ8 ý ° ‚ Ç  Ö כ Ž „ ÇÊ Ý

\ P

E $ ™Ý ¼ ´ òõ   H Y Us $  B | 9 _  ×  æd ”  Òü < ³ ð€  _  “ : r • ¸

\  _ K  Y Us $  B | 9 s   © œ_  E $ ™Ý ¼ % i ½ + É`  ¦   H  כ Ü ¼

–

Ð Y Us $ _  Ø  ¦§ 4 s  Z  }  | 9 à º2 Ÿ ¤ \ P  E $ ™Ý ¼ ´ òõ \  _ ô  Ç Y U s

$  ´ òÖ  ¦_     o 7 £ x  Ù ¼– Ð / B N”  l _  î ß –& ñ $ í `  ¦ Ä » t

 l  0 AK " f \ P  E $ ™Ý ¼´ òõ \  ¦ 8 £ ¤& ñ   H  כ “ É r ×  æ כ ¹  .

\ P

 E $ ™Ý ¼ œ í& h   o \  ¦ 8 £ ¤& ñ l  0 AK  He-Ne Y Us $  æ ¼

%

i   H X <, Y Us $  4 Ÿ x_  ×  æd ” `  ¦ : Ÿ x õ ô  Ç He-Ne Y Us $  c ” s 



s š ¸× ¼ Y Us $ – Ð Nd : YAG 4 Ÿ x`  ¦ * 3 i ç ½ + É M : à º§ 4    H 0 Au \  ¦ 8 £ ¤& ñ   H  כ s  . He-Ne Y Us $  c ” “ É r * 3 i ç `  ¦  t

 · ú §`  ¦ M : c ”  ß ¼l _     o \ O s   _  Õ ª@ /– Ð ”  ' Ÿ  t  ë

ß – * 3 i ç F  g_  Ø  ¦§ 4 `  ¦ Z  }{ 9 à º2 Ÿ ¤ à º§ 4    H 0 Au  Y Us $ 

—

¸Ñ ý t õ   0 >”   .

Fig. 3“ É r Y Us $  — ¸Ñ ý t – РÒ'   Ö  ¦_  0 Au  300 mm“  

@

/g A/ B N”  l \ " f Y Us $  µ 1 ϔ   “ ¦ e ” `  ¦ M :ü < Y Us $ 



Ö  ¦`  ¦ \ O E “ ¦ 8 £ ¤& ñ % i `  ¦ M :_    õ \  ¦
  · p  כ s  .



s š ¸× ¼ Y Us $ _  * 3 i ç Ø  ¦§ 4 s  þ j@ /“   t & h \ " f Y Us 

$

 µ 1 ϔ   t  · ú §`  ¦ M : \ P  œ í& h  o   H Y Us $  — ¸Ñ ý t – ÐÂ Ò '

 111 mms % 3 “ ¦, Y Us $  µ 1 ϔ   “ ¦ e ” `  ¦ M :_  œ í& h 

Fig. 3. Thermal focal length with pumping power.



o   H 166 mm s % 3  . Y Us $  µ 1 ϔ   “ ¦ e ” `  ¦ M :_  œ í

&

h  o  / B N”  l  ½ ¨$ í ÷ &t  · ú §€ Œ ¤`  ¦ M :_  œ í& h  o ˜ Ð



 |    כ “ É r * 3 i ç F  g_  Ø  ¦§ 4 \   © œ› ' a\ O s  { 9 › ' a ÷ &% 3   H X < s 

 כ

“ É r Y Us $  s 1 p q B | 9 \ " f Y Us $  Ø  ¦§ 4 Ü ¼– Ð * 3 i ç \  - t

 Ä »Ø  ¦ ÷ &l  M :ë  H s  . œ í& h  o _  % i à º– Ð ³ ð‰ & ³÷ &  H D(diopter)\  ¦ * 3 i ç Ø  ¦§ 4 \  @ /K  ‚  + þ A ´ ú » ¡ § # Œ l Ö  ¦ l \  ¦

›

¸ ô  Ç   õ , Y Us $  µ 1 ϔ  s  ÷ &“ ¦ e ” `  ¦ M :  H 23.1 D/kW, µ

1 ϔ  s  ÷ &t  · ú §€ Œ ¤`  ¦ M :  H 35.6 D/kW – Ð  H s \  ¦ ˜ Ð% i 



. ‘ : r z  ´+ « >\ " f  6   xô  Ç Nd : YAG Y Us $  4 Ÿ x“ É r f ”  â s  3 mm – Ð é ß –€  & h s  & h Ü ¼Ù ¼– Ð * 3 i ç F  g s  Y Us $  4 Ÿ x \  Ø  æì  r

>  { 9   # Œ s p  \ P \  _ ô  Ç Ô  ¦ç  H{ 9 ô  Ç f  ¨ à º ì  r Ÿ í µ 1 Ï Ò q

t “ ¦ e ” 6 £ §`  ¦ \ V © œ½ + É Ã º e ” Ü ¼ 9, Y Us $  µ 1 ϔ  r \   H s 



Qô  Ç * 3 i ç F  g \  -t \  ¦ Y Us $  Ø  ¦§ 4 Ü ¼– Ð Ä »Ø  ¦ # Œ Õ ª ° ú כ s

 ß ¼>  ± ú  t   H  כ Ü ¼– Ð ˜ Г   .

IV. λ/4-“ ˜ m ù p § T  “ Ó Þ” X ¢ ‰ ˜ mø m Ç{ ¢© Ž û s ÚI í Ä õ m Í Ä

k È ù m Ç 4  Ò Å

TEM

₀₀

— ¸× ¼_  ‚  × þ ˜“ É r : Ÿ x © œ / B N”  l  ? / Ò\  > h½ ¨\  ¦ ¶ ú š { 9

 # Œ  ×  æ — ¸× ¼– Ð M  g4 Ÿ ¤   H c ” `  ¦ / B Nç ß –& h Ü ¼– Ð ] jô  dž < Ê Ü

¼– Ð 0 p xô  ÇX <, / B N”  l  ? / Ò\  ¶ ú š{ 9 ÷ &  H > h½ ¨_  ß ¼l \  ¦ Kogelik õ  Li_  d ” \  _ K  Å Ò# Qt   H ß ¼l – Ð ×  ¦ # Œ TEM

00

—

¸× ¼– Ð µ 1 ϔ  r ~  ´  â Ä º Y Us $  / B N”  l – РÒ'  % 3 `  ¦ à º e ” 



 H Ø  ¦§ 4 “ É r ´ ú §s  y Œ ™™ è t ë ß –, é ß –0 A€  & h { © œ Ø  ¦§ 4 s  7 £ x  

“

¦ µ 1 Ïí ß – y Œ •“ É r ×  ¦ # Q[ þ t >  ÷ &# Q  r] X ô  Ç>  c ” `  ¦ % 3 `  ¦ à º e ” 



.

Õ

ª Q
 Y Us $  4 Ÿ x \  µ 1 ÏÒ q t   H \ P “ É r Ï ã J] X Ò  ¦_  “ : r • ¸ _ 

”

> r$ í \  _ ô  Ç \ P E $ ™Ý ¼ ´ òõ ü < F  gò ø Í$ í ´ òõ \  _ ô  Ç Ï ã J] X Ò  ¦ _

 6 £ x§ 4  _ ” > r$ í Ü ¼– Ð “  K  \ P  4 Ÿ ¤Ï ã J] X s  µ 1 ÏÒ q t # Œ Ø  ¦§ 4  c ”  _

 / B Nç ß – ì  r Ÿ í  =/ B G ) a  . : Ÿ x © œ s  Qô  Ç c ” _   =/ B G`  ¦ ˜ Ð © œ

l  0 AK  45

^◦

 r„   \  ¦ / B N”  l  ? /\  ¶ ú š{ 9   
 λ/4-ó ø Í

`

 ¦ ¼ # F  gó ø Íõ  † < Êa  ¶ ú š{ 9    H ~ ½ ÓZ O `  ¦  6   x   H X <, s  כ “ É r Fig. 4 \ 
  · p  ü < ° ú  s  * 3 i ç r  \ P  4 Ÿ ¤Ï ã J] X \  _ K  y Œ • y

Œ •  Ø Ô> 
 
  H 1 l x â ~ ½ ӆ ¾ Óõ  ] X ‚   ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð_  Ï ã J] X  Ò

 ¦ n

r

, n

φ

 / B N”  l  ? /\ " f 7 £ x; Ÿ ¤| ¨ c  â Ä º c ” _   =/ B G s   8

¹

¡

¤ & t l  M :ë  H \  s \  ¦ ˜ Ð © œ l  0 AK " fs  . 7 £ ¤, / B N”   l

\  ¦ M  g4 Ÿ ¤   H Y Us $  c ” s  Y Us $  4 Ÿ x`  ¦ : Ÿ x õ ½ + É M :   90

^◦

m ”  ¼ # F  g~ ½ ӆ ¾ Ó`  ¦  r„  r & ŠҀ   # Q‹ "  : £ ¤& ñ ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð_ 

¼ #

F  g$ í ì  r s   =/ B G ÷ &>  7 £ x; Ÿ ¤ ÷ &  H  כ `  ¦ ~ ½ Ót ½ + É Ã º e ” l  M : ë

 H“  X <, 45

^◦

 r„   \  ¦ Y Us $  4 Ÿ x õ  „  ì ø Í  â  s \  ¶ ú š { 9

½ + É  â Ä º  Ö  ¦ \  ì ø Í ÷ &# Q Y Us $  4 Ÿ x \  { 9     H c ” “ É r Á

º› ¸|  0 A © œs  90

^◦

 r„  ÷ &# Qe ” >   ) a  . ¢ ¸   É r ~ ½ ÓZ O “ É r /

B N”  l  ? /\  ¼ # F  gó ø Í`  ¦ ¶ ú š{ 9  # Œ “ ¦_ – Ð / B N”  l \  ¦ M  g4 Ÿ ¤

  H c ” \  : £ ¤& ñ ¼ # F  g $ í ì  r`  ¦  Ò# Œ “ ¦, Æ Ò– Ð ¶ ú š{ 9  ) a

Fig. 4. Cross section of Nd : YAG laser rod

λ/4-ó ø Í`  ¦ : Ÿ x õ ½ + É M :   45

^◦

m ”  ¼ # F  g ~ ½ ӆ ¾ Ós   r„   • ¸2 Ÿ ¤

# Œ Y Us $  4 Ÿ x Ü ¼– Ð [  t  `  ¦ M :  H & ñ S X ‰ >  90

^◦

 r„  ô  Ç



© œI \  ¦ t • ¸2 Ÿ ¤   H ~ ½ Ód ” s  .

‘

: r z  ´+ « >\ " f  H \ P  4 Ÿ ¤Ï ã J] X \  _ ô  Ç c ” _   =/ B G`  ¦ ˜ Ð © œ 

“

¦, / B N”  l  — ¸× ¼\  ¦ S X ‰ © œ l  0 A # Œ > h½ ¨ 0 Au ô  Ç — ¸Ñ ý t _

 ì ø Í@ /¼ # \  λ/4-ó ø Í`  ¦ ¶ ú š{ 9  % i   H X <, 45

^◦

 r„   \  ¦  6   x

½ +

É  â Ä º Æ Ò– Ð ¼ # F  gó ø Í`  ¦ ¶ ú š{ 9  t  · ú § • ¸ — ¸Ž  H ¼ # F  g‚   s

 / B N”  l \  ¦ M  g4 Ÿ ¤½ + É M :   90

^◦

_  0 A © œt ƒ  `  ¦  â + « >  ’ x t

ë ß – λ/4-ó ø Í`  ¦ ¼ # F  gó ø Ís  \ O   H / B N”  l \  ¶ ú š{ 9 ½ + É  â Ä º s 



Qô  Ç ´ òõ   H „  ) €
 
t  · ú §`  ¦ à º e ”  .  =
 €   ¼ #  F 

g ) a c ” \  @ /K  & ñ K ”   ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð_  { 9   c ” \  @ /K " fë ß – λ/4ë ß –
p u_  0 A © œt ƒ  `  ¦ • ¸2 Ÿ ¤ ÷ &# Qe ” # Q { 9  y Œ •s  & h ] X 

t  · ú §`  ¦  â Ä º & h ] X ô  Ç 0 A © œt ƒ  `  ¦  â + « >½ + É Ã º \ O l  M :ë  H s

 . Õ ª Q
 ƒ  5 Å qµ 1 ϔ  Ü ¼– Ð  s š ¸× ¼ * 3 i ç `  ¦ ½ + É  â Ä º q 

“

§& h  î ß –& ñ & h “   * 3 i ç › ¸| `  ¦ t >  ÷ & 9 : £ ¤& ñ ô  Ç * 3 i ç › ¸

|

\  • ¸² ú ˜ % i `  ¦  â Ä º_  ¼ # F  g › ¸| “ É r F ‰ & ³$ í • ¸ 8 A# Q
  [4, 7, 8]. 7 £ ¤, : £ ¤& ñ * 3 i ç › ¸| s  ÷ &€   { 9 & ñ ô  Ç ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð_  Ä

º[ jô  Ç ¼ # F  g$ í ì  r \  _ K   =/ B G ) a c ”  : £ ¤$ í s  ì ø Í4 Ÿ ¤ ÷ &“ ¦ s 



Qô  Ç › ¸| \ " f λ/4-ó ø Í_  ¶ ú š{ 9 “ É r  u  ¼ # F  gó ø Ís  ¶ ú š{ 9 ÷ &

#

Q e ” `  ¦ M :ü < q 5 p wô  Ç ´ òõ \  ¦ ˜ Ðs  9, s  Qô  Ç ‰ & ³ © œ“ É r “ ¦

 — ¸× ¼_  µ 1 ϔ  s  ] jô  ǝ ) a  © œI \ " f TEM

⁰⁰

— ¸× ¼ µ 1 ϔ  r  Õ

ª : £ ¤$ í s  ¿ º× ¼ Qt > 
 è ß – .

‘

: r z  ´+ « >\ " f  H / B N”  l  ? /_  “ ¦  — ¸× ¼ ] j# Q÷ &  H & ñ

•

¸\  ¦ › ¸  l  0 AK  f ”  â s  1.2 mm, 1.5 mm, 1.8 mm“  

>

h½ ¨\  ¦ / B N”  l  ? /\  Y V– Ð ¶ ú š{ 9  # Œ > h½ ¨ë ß –`  ¦  6   x½ + É M

:ü < λ/4-ó ø Íõ  † < Êa   6   x½ + É M :_  S — ¸× ¼ : £ ¤$ í `  ¦ › ¸  

% i  .

€ 

$  1.2 mm_  > h½ ¨ë ß –`  ¦ ¶ ú š{ 9  % i `  ¦  â Ä º Ø  ¦§ 4  c ” _  /

B

Nç ß –ì  r Ÿ í  H TEM

00

— ¸× ¼\   î  r : £ ¤$ í `  ¦ ˜ Ð# Œ Õ ª s  © œ _  “ ¦  S  — ¸× ¼ — ¸¿ º ] j ÷ &% 3 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3 Ü ¼ 9, 1.8 mm_  > h½ ¨\  ¦  6   x % i `  ¦  â Ä º TEM

01

— ¸× ¼ : £ ¤$ í s 

Ì

º§  % i “ ¦ λ/4-ó ø Í`  ¦ † < Êa  ¶ ú š{ 9  # Œ• ¸ — ¸× ¼_     o \ O 

%

3  . Õ ª Q
 1.5 mm_  > h½ ¨\  ¦ ¶ ú š{ 9  % i `  ¦ M :  H › ¸F K  

 É

r   õ \  ¦ ˜ Ð# ŒÅ Ò% 3   H X < Fig. 5  H 1.5 mm_  > h½ ¨ë ß –`  ¦ ¶ ú š { 9

 # Œ Y Us $  c ” `  ¦ ] jô  Ç % i `  ¦ M :ü < λ/4-ó ø Í`  ¦ † < Êa  ¶ ú š { 9

 % i `  ¦ M : Ø  ¦§ 4  c ”  ì  r Ÿ í\  ¦
  · p  כ s  . 1.5 mm_ 

>

h½ ¨ë ß –`  ¦ ¶ ú š{ 9  % i `  ¦ M : Y Us $  Ø  ¦§ 4  c ” “ É r TEM

01

— ¸× ¼ ì

 r Ÿ í : £ ¤$ í `  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ” Ü ¼ 9, λ/4-ó ø Í`  ¦ Æ Ò– Ð ¶ ú š{ 9  % i 

`

 ¦ M : S — ¸× ¼ : £ ¤$ í “ É r TEM

00

— ¸× ¼\   î  r ì  r Ÿ í\  ¦ ˜ Ðs 



 H  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ”   H X <, s  כ “ É r λ/4-ó ø Í`  ¦ > h½ ¨ü < † < Êa    6

 

x½ + É  â Ä º Y Us $  c ” s  / B N”  l \  ¦ M  g4 Ÿ ¤ €  " f : Ÿ x õ  > 

÷

&  H λ/4-ó ø Ís  Y Us $  B | 9  ? /_  \ P  4 Ÿ ¤Ï ã J] X \  _ ô  Ç Ô  ¦ç  H { 9

$ í `  ¦ K ™ è # Œ, Y Us $  c ” _  S ~ ½ ӆ ¾ Ó ç  H{ 9 $ í `  ¦ 7 £ x r  v

l  M :ë  H s  . Y Us $  Ø  ¦§ 4 “ É r 1.2 mm_  > h½ ¨\  ¦ ¶ ú š{ 9  

%

i `  ¦ M : 24 Ws % 3 Ü ¼
 1.5 mm_  > h½ ¨\  ¦ ¶ ú š{ 9  % i `  ¦ M : 42 W – Ð ß ¼>  7 £ x  % i  . Õ ª Q
 s  כ “ É r TEM

00

— ¸× ¼\ 

"

f TEM

01

— ¸× ¼– Ð_     o\  l “  ô  Ç  כ Ü ¼– Ð — ¸× ¼  Òx  7 £ x

\  q K  Ø  ¦§ 4  7 £ x  ß ¼> 
 z Œ ¤ .

s

  \   H þ j@ / Ø  ¦§ 4  & h & ñ › ¸| `  ¦ ½ ¨ l  0 AK  „  ì ø Í 

 â

õ  Ø  ¦§ 4  â _  0 Au \  ¦    or &   9 Ø  ¦§ 4 `  ¦ 8 £ ¤& ñ ô  Ç    õ , — ¸Ñ ý t – РÒ' _   o  Ø  ¦§ 4  â _   â Ä º  H 300 mm, „   ì

ø Í  ⠓ É r 185 mm{ 9  M : þ j@ / Ø  ¦§ 4 `  ¦ ˜ Ð% i  . þ j@ / * 3 i ç Ø

 ¦§ 4 “   338 W_  › ¸| \ " f f ”  â 1.5 mm_  > h½ ¨ë ß –`  ¦ ¶ ú š { 9

 # Œ “ ¦  S — ¸× ¼\  ¦ ] jô  ǽ + É  â Ä º M

²

  H 1.80 – Ð TEM

⁰¹

—

¸× ¼ ì  r Ÿ í\  ¦ ˜ Ð% i Ü ¼
 λ/4-ó ø Í`  ¦ Æ Ò– Ð ¶ ú š{ 9  % i `  ¦ M :



 H M

²

° ú כs  1.15– Ð ± ú  t  9 TEM

00

— ¸× ¼ ì  r Ÿ í\  ¦ ˜ Ð# Œ 56.5 %
 † ¾ Ó © œH † d`  ¦ ˜ Ð% i  . Y Us $  Ø  ¦§ 4 “ É r > h½ ¨ë ß –`  ¦ ¶ ú š { 9

 % i `  ¦ M : 32.2 W% i Ü ¼ 9, > h½ ¨ü < λ/4-ó ø Í`  ¦ 1 l x r \  ¶ ú š { 9

 % i `  ¦ M : 30.3 Ws % 3  . 7 £ ¤, 1.5 mm_  > h½ ¨ü < † < Êa  λ/4-ó ø Í`  ¦ ¶ ú š{ 9  % i `  ¦ M : Y Us $  Ø  ¦§ 4 “ É r 1.9 W & ñ • ¸ y Œ ™

™

è % i t ë ß – TEM

₀₀

é ß –{ 9  S — ¸× ¼\  ¦ % 3 `  ¦ à º e ” % 3  . q  2

Ÿ ¤ 1.5 mm_  > h½ ¨ë ß –\  ¦  6   x % i `  ¦ M :ü < q “ § # Œ Y Us 

$

 Ø  ¦§ 4 “ É r  ™ è y Œ ™™ è % i t ë ß –, é ß –{ 9 — ¸× ¼ Ø  ¦§ 4 \ " f q “ §

€   > h½ ¨ü < λ/4-ó ø Í`  ¦ 1 l x r \   6   x % i `  ¦ M :  H > h½ ¨_  f ”

 â `  ¦ 1.2 mm \ " f 1.5 mm– Ð Z þ tw n = à º e ” # Q — ¸× ¼  Òx 

\

 ¦ 7 £ x r (   . 1.5 mm_  > h½ ¨\  ¦  6   x % i `  ¦ M : λ/4-ó ø Í

Fig. 5. Transverse beam profiles of laser output at the

maximum output condition (a) without λ/4-plate, (b)

with λ/4-plate.

`

 ¦ Æ Ò– Ð ¶ ú š{ 9  # Œ % 3 “ É r 30.3 W_  TEM

₀₀

é ß –{ 9  — ¸× ¼Ø  ¦

§

4 “ É r f ”  â 1.2 mm_  > h½ ¨ë ß –`  ¦  6   x # Œ TEM

⁰⁰

— ¸× ¼\  ¦

% 3

% 3 `  ¦ M :_  Y Us $  Ø  ¦§ 4  24 Wü < q “ § # Œ 31.7 %
 7 £ x

ô  Ç  כ s  .

V. + s Ç Â ] Ø

/

B N”  l  ? /_  Y Us $  c ” \  @ /ô  Ç ¼ # F  g$ í `  ¦  Ò# Œ½ + É ¼ # F  g ó

ø Ís  \ O   H / B N”  l \  λ/4-ó ø Íë ß –`  ¦ ¶ ú š{ 9  # Œ TEM

⁰⁰

— ¸× ¼ µ

1 ϔ  r  Y Us $  Ø  ¦§ 4 _  7 £ x @ / x 9  c ”  | 9 s  † ¾ Ó © œ÷ &  H  כ `  ¦ z  ´ +

«

>& h Ü ¼– Ð S X ‰ “   % i  .

@

/g A& h  ½ ¨› ¸\  ¦ ”   / B N”  l  ? / Ò\  1.2 mm_  > h½ ¨\  ¦

¶

ú š{ 9  % i `  ¦ M :, c ” _  / B Nç ß –& h  ì  r Ÿ í  H Ä ºr î ß – ì  r Ÿ í\    H



 # ΠTEM

⁰⁰

— ¸× ¼\   î  r c ”  : £ ¤$ í `  ¦ ˜ Ð% i Ü ¼ 9,  s 

š

¸× ¼ Y Us $ _  * 3 i ç Ø  ¦§ 4 s  338 W{ 9  M : 24 W_  Ø  ¦§ 4 

`

 ¦ % 3 % 3  . ° ú  “ É r › ¸| \ " f > h½ ¨_  ß ¼l \  ¦ 1.5 mm – Ð 7 £ x

 % i `  ¦ M : Ø  ¦§ 4 “ É r 42 W – Ð 1.2 mm_  > h½ ¨\  ¦  6   x % i 

`

 ¦ M :ü < q “ § # Œ 18 W 7 £ x  % i Ü ¼ 9 TEM

01

— ¸× ¼– Ð µ

1 ϔ   % i Ü ¼
, λ/4-ó ø Í`  ¦ Æ Ò– Ð / B N”  l  ? / Ò\  ¶ ú š{ 9  # Œ TEM

₀₀

— ¸× ¼ µ 1 ϔ  `  ¦ z  ´‰ & ³ % i  . q @ /g A+ þ A / B N”  l  ½ ¨› ¸

\

" f þ j@ / Ø  ¦§ 4 & h & ñ › ¸| { 9  M :, 1.5 mm_  > h½ ¨ü < λ/4-ó ø Í

`

 ¦ / B N”  l  ? / Ò\  1 l x r \  ¶ ú š{ 9  % i `  ¦ M : TEM

⁰⁰

— ¸× ¼– Ð µ

1 ϔ   “ ¦ e ”   H Nd : YAG Y Us $ _  Ø  ¦§ 4 “ É r 30.3 W% i “ ¦, M

²

“ É r 1.15% i  . 1 l x{ 9  › ¸| \ " f λ/4-ó ø Í`  ¦ ] j  % i `  ¦ M : M

²

“ É r 1.80 s  9 Y Us $  Ø  ¦§ 4 “ É r 32.2 W% i Ü ¼
 TEM

01

— ¸

×

¼ + þ AI % i  .

7

£ ¤, Y Us $  — ¸Ñ ý t s  
“   ƒ  5 Å qµ 1 ϔ   “ ¦Ø  ¦§ 4  Nd : YAG Y

Us $ \ " f λ/4-ó ø Í_   6   x“ É r > h½ ¨ë ß –`  ¦  6   x # Œ TEM

⁰⁰

—

¸× ¼ µ 1 ϔ  `  ¦ ½ + É M :˜ Ð  TEM

⁰⁰

— ¸× ¼ µ 1 ϔ   Ø  ¦§ 4 s  31.7 % 7

£

x  % i “ ¦, c ”  | 9  “    M

²

_  ° ú כ“ É r 56.5 %
 7 £ x    H

 

õ \  ¦ % 3 # Q \ P  4 Ÿ ¤Ï ã J] X \  _ ô  Ç c ” _   =/ B G ‰ & ³ © œs  B Ä º

´

òõ & h Ü ¼– Ð ˜ Ð © œ÷ &# Q, λ/4-ó ø Í`  ¦ s 6   xô  Ç é ß –{ 9  S — ¸× ¼ µ 1 Ï

”

  ~ ½ ÓZ O s  130 W/ å L_  é ß –{ 9  — ¸Ñ ý t`  ¦ s 6   xô  Ç “ ¦Ø  ¦§ 4  ƒ  5 Å q µ

1 ϔ   Nd : YAG Y Us $  r Û ¼% 7 ›\ " f B Ä º ´ òÖ  ¦& h e ” `  ¦ · ú ˜ Ã

º e ” % 3  .

\ P

 4 Ÿ ¤Ï ã J] X `  ¦ ˜ Ð © œ   H : Ÿ x © œ& h “   ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð é ß –{ 9  — ¸Ñ ý t /

B N”  l _   â Ä º 45

^◦

 r„   \  ¦  6   x  
 ¼ # F  gó ø Í`  ¦ λ/4- ó

ø Íõ  † < Êa   6   x   H X < s  Qô  Ç ~ ½ ÓZ O \  q K  é ß –í  H >  λ/4-ó ø Íë ß –`  ¦  6   x   H  כ “ É r B Ä º é ß –í  H €  " f / B N”  l  ? / Â

Ò\  ¶ ú š{ 9 ÷ &  H F  g† < ƙ è \  ¦ ×  ¦ s “ ¦ / B Nç ß –`  ¦ & h >  t  

>

 # Œ Y Us $  ´ òÖ  ¦_  † ¾ Ó © œ\  Ä »o   9, F  g† < Æ & ñ § > =• ¸ à º

 Z

4 >  ô  Ç . s  Qô  Ç ´ òõ   H TEM

00

— ¸× ¼ µ 1 ϔ  \ " f ´ òõ 

 ¿ º× ¼ Q& ’ Ü ¼ 9, l ‘ : r — ¸× ¼_  Ø  ¦§ 4 `  ¦ S \ ‰ l & h Ü ¼– Ð 7 £ x  r

(   .

:

Ÿ

x © œ TEM

₀₀

— ¸× ¼ Ø  ¦§ 4 `  ¦  6   x   H ì  r  \ " f• ¸ Y Us 

$

 Ø  ¦§ 4 “ É r * 3 i ç F  g " é ¶ “    s š ¸× ¼ Y Us $ _  „  À Ó\  ¦ † ¾ Ó © œ r

v   H ~ ½ ÓZ O `  ¦  6   x   H X <, \ P  µ 1 ÏÒ q t\  _ ô  Ç 4 Ÿ ¤¸ ú šô  Ç / B N”   l

 î ß –& ñ › ¸| _     o\  @ /6 £ x l  # Q 9Ä ºÙ ¼– Ð { 9 & ñ ô  Ç * 3 i ç

›

¸| \ " f “ ¦& ñ  ) a Ø  ¦§ 4 `  ¦ Z > • ¸_  y Œ ™ Wl (attenuator)\  ¦



6   x # Œ › ¸] X    H ~ ½ Ód ” `  ¦ × þ ˜   H  כ s  Ä »o   . Õ ª



QÙ ¼– Ð ‘ : r ƒ  ½ ¨   õ   H z  ´] j– Ð 1 l x{ 9 ô  Ç / B N”  l – РÒ'  TEM

₀₀

— ¸× ¼ Ø  ¦§ 4 `  ¦ 7 £ x r v “ ¦ c ”  | 9 `  ¦ † ¾ Ó © œr v   H X <

B

Ä º ´ òõ & h s  .

Y c

p w Š à U Ø ”  ô

[1] D. Golla, M. Bode, S. Knoke, W. Schone and A. Tun- nermann, Opt. Lett. 21, 210 (1996).

[2] Y. Hirano, Y. Koyata, S. Yamamoto, K. Kasahara and T. Tajime, Opt. Lett. 24, 679 (1999).

[3] T. Y. Fan, IEEE J. Quant. Electron. QE-29, 1457 (1993).

[4] R. Fluck, M. R. Hermann and L. A. Hackel, Appl.

Phy. B 70, 491 (2000).

[5] W. A. Clarkson, N. S. Felgate and D. C. Hanna, Opt.

Lett. 24, 820 (1999).

[6] R. Hua, S. Wada and H. Tashiro, Opt. Commun. 175, 189 (2000).

[7] J. D. Forster and L. M. Osterink, J. Appl. Phys. 41, 3656 (1970).

[8] H. J. Eichler, A. Haase, R. Menzel and A. Siemoneit,

J. Phys. D : Appl. Phys. 26, 1884 (1993).

Compensation of Thermal Refringence and Improvement of TEM ₀₀ Mode Generation by Using λ/4 - Plate

in a Resonator without Polarizer

Won Kweon Jang

^∗

and Seong Sook Shin

Department of Computer and Applied Physics, Hanseo University, Seosan 356-706 (Received 30 June 2004, in final form 21 July 2004)

Thermally induced birefringence was successfully compensated and the beam quality of the TEM

00

mode was improved by placing a λ/4 plate into a plan - parallel continuous - wave high - power Nd : YAG laser resonator not containing a polarizer. From the non-polarized single - mod- ule resonator, a maximum multi-mode output power of 130 W could be obtained with an output coupler of 80 % reflectance.

As optical conversion efficiency, a slope efficiency, and the beam-quality factor the M

²

value were 38.3 %, 58.2 % and 26.7 %, respectively. The TEM

00

mode oscillation obtained with a 1.2 mm - diameter aperture showed an output of 23 W, but inserting a λ/4 plate with a 1.5 mm aperture improved the output to 30.3 W. Inserting a λ/4 plate into a resonator without polarizer improves TEM

00

mode generation by 31.7 % in the output power.

PACS numbers: 42

Keywords: TEM

00

, Thermal birefringence, Quarter-Wave plate

∗

E-mail: [email protected]