エンドポンプ

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エンドポンプ方式は、固体レーザーの励起方法として広く採用されている技術で、高品質なレーザービームを得られることから、精密加工・計測・医療機器などの分野で重要な役割を果たしています。レーザー媒質の軸方向から励起光を入力することで、光変換効率が高く、ビーム品質にも優れる点が特徴です。ここでは、エンドポンプの基本原理や特長、サイドポンプ方式との違いについて詳しく解説します。

エンドポンプの特徴

エンドポンプとは、レーザー結晶の「端面」からポンプ光（励起光）を照射する励起方式のことです。ポンプ光を発振光軸に沿って入射するため、レーザー光が通る領域（モードボリューム）とポンプ光が励起する領域が重なりやすく、エネルギーの無駄が少ないのが特徴です。

この方式では、結晶内部の励起分布が均一になりやすく、熱の発生領域も限られるため、レーザーの品質を大幅に向上させることができます。サイドポンプ方式（結晶側面から励起光を照射する方法）と比較すると、光変換効率が2〜3倍高いとされ、より少ない励起光で高出力が得られます。

エンドポンプ方式のメリット

高い光変換効率
モードボリュームの一致により励起エネルギーを無駄なく吸収。
優れたビーム品質（TEM00モードを得やすい）
基本モードでの発振が安定し、集光性に優れたビームを得られる。
熱レンズ効果が小さい
発熱領域が局所的で、熱ひずみによる光学歪みが起こりにくい。
小型・高効率化に適している
励起光源の配置がシンプルで、レーザー装置の小型化に貢献。

これらの理由から、エンドポンプ方式は精密用途のレーザー、医療用レーザー、計測用レーザーなどで広く採用されています。

ポンプ光強度による設定の違い

エンドポンプ方式では、ポンプ光の強度によって「集光径（スポットサイズ）」の設定が変わります。これは、ビーム品質の確保や熱ひずみの抑制を目的としています。

ポンプ光強度が小さい場合
ポンプ光の集光径はレーザー光よりわずかに小さめに設定します。これは、TEM00モード（ガウシアンビーム）を得るためです。基本モードの安定化により、ビーム品質・集光性が最大化されます。
ポンプ光強度が大きい場合（10W以上）
集光径はレーザー光と同程度、またはやや大きめに設定します。目的は、熱ひずみ（熱レンズ効果）を緩和することです。大きめの励起領域を設定することで熱が分散し、ビームの歪みを防ぎます。