JPH02170585A - レーザ発振器 - Google Patents

レーザ発振器

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JPH02170585A
JPH02170585A JP63325262A JP32526288A JPH02170585A JP H02170585 A JPH02170585 A JP H02170585A JP 63325262 A JP63325262 A JP 63325262A JP 32526288 A JP32526288 A JP 32526288A JP H02170585 A JPH02170585 A JP H02170585A
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laser
mode aperture
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Takuya Sawai
卓哉 澤井
Kiyoshi Sato
清 佐藤
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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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〕 この発明は、レーザ発黴器に係り、特にレーザ発振器か
ら出力されるレーザ光のビームモードの制御に関するも
のである。
〔従来の技術〕
第8図は従来のレーザ発振器の構成を示す平面図である
。図において、(1)は真空容器を構成するレーザ発振
器の筐体で、A、Bはそれぞれ筐体(1)の前部及び後
部である。また、(2) 、 (3)はレーザ発振器内
に設けられ念上部電極及び下部電甑である。
(4) ? (5)は筐体(1)の後部Bに設けられた
全反射鏡及び内部折返し用反射鏡でめり、(6) ? 
(7)は筐体(1)の後部Bの全反射鏡(4)及び内部
折返し用度射鏡(5)に対向して前部Aに設けられ念内
部折返し用反射鏡及び部分反射鏡である。なお、αGは
これらのi!(4)+(5) ? (6) 、 (7)
Kよジ共振されたレーザビームである。
(8)は全反射鏡(4)と内部折返し用反射m (5)
の前面に一体となって取付けられた後部アパーチャで、
レーザビームαQの通過路に合わせて穴部(8a)、(
8b)が設けられており、この穴部(8a)、(8b)
の穴径は必要とするモード次数に合わせて決定される。
(9a)は筐体(1)の前部A側に設けられ、レーザビ
−ムモードを選択する回転方式のビームモード切換装置
、(9)はビームモード切換装置(9a)、内部折返し
用反射鏡(6)及び部分反射鏡(7)の筐体である。
また、矢印((イ)は、共振され九レーザビームQ(J
が部分反射鏡(7)から外部に射出される方向を示して
いる。α1)は下部電極(3)側に設けられた細流送風
機である。
なお、レーザ発振器のビームモードを切換える理由は、
レーザ発振器のビームモード次数を変えられるようにす
れば、1台のレーザ発振器でワークの切断、焼入れ、溶
接等が可能となり多目的に使用できるからである。
次に、アパーチャの径が大きくなるとレーザ発振器の発
振効率が大となり、逆に径が小さくなると発振効率が小
となる性質かめることを考慮しつつ、ビームモードの切
換えについて説明する。第4図は第3図に示し九筒体(
9)を拡大し友断面図でめり、ビームモード切換装置の
一例を示している。
図において、翰は筐体(9)内の内部折返し用反射鏡(
6)2部分反射鏡(7)の前部に水平に設けられた回転
方式のセレクトシャフトで、Q])ハセレクトシャフト
翰の中央部に設けられ、セレクトシャフト(イ)の回転
とともに回転するアパーチャである。(22a)。
(22b)はアパーチャg!ηに設けられ、レーザビ−
ムαQが通過する光軸方向に平行な第1の左穴部、第1
の右穴部〔本例ではダブルモードのレーザビームを選択
〕で、左穴部(22a)の穴径が右穴部(22b)の穴
径よりも大きくなるように形成されている。
(28a) 、C28b) fl左穴部(22L) 、
右穴部(22b) (!:U交するように設けられた第
2の左穴部、第2の右穴部〔本例ではシングルモードの
レーザビームを選択〕で、それぞれが対応する左穴部(
22a) 、右穴部(22b)よりも小てい穴径となっ
ている。(ハ)はセレクトシャフト(1)の右端部に設
けられ、セレクトシャフト翰を90度回転させる外部レ
バーである。(25a)、(25b)はセレクトシャフ
ト(1)を筐体(9)の両側で支持する軸受箱、(26
a)、(26b)は軸受箱(25a) 、(25b)の
両外側に設けられた軸受外箱である。(27&)、(2
7b) i軸受外箱(26a)、(26b)に設けられ
、アパーチャ(ハ)を冷却する冷却装置で、冷却水は伸
)方向から入りセレクトシャフト(1)内を通ってアパ
ーチャ(2)を冷却し、(ハ)方向から排出される。
(28a) + (28b) it セV り) !’
 ヤyト(ホ)と軸受箱(26aX(25b)の間に設
けられたベアリングである。
なお、第8図に示す筐体(1)の後部B〔全反射鏡(4
)側〕に設けられた後部アパーチャ(8)の穴部(8a
)。
(8b)の穴径は、第4図に示したビームモード切換N
!t(9a)のアパーチャ(ロ)の穴部のうち穴径の大
f5イ方C!4図では第1の左穴部(22&) )の径
、すなわちビームモード人数の大きい方の径に合わせて
いる。
上記のように構成したビームモード切換機構の作用を説
明すれば欠の通りである。1部を極(2)及び下部電極
(3)間で励起されたレーザビーム四畦、全反射鏡(4
)、内部折返し用反射M!+6) 、 (5)、部分反
射鏡(7)間で共振される。このと@Vレーザビーム1
1は、後部アパーチャ(8)に設けられた各々の穴部(
8a)、(8b)の穴径及びビームモード切換装置(9
a)で切り換えられた前部アパーチャQυの穴径により
モード(入船を制限葛れる、即ち、この共振きれたレー
ザビームαQは、後部アパーチャ(8)の穴部(8a)
、(8b) 、アパーチャ(財)の第1の左穴部(22
a)、第1の右穴部(22b)を通過し、ここでマルチ
モードのビームモードが選択され、レーザビームαQの
一部は部分反射鏡(7)を通って(イ)方向に射出され
る。
次にシングルモードのビームモードを選択したい場合は
、まずレーザビームαQの発生を停止′5ぜ、次に第5
図〔第4図のC−C断面図〕に示す外部レバー(財)を
矢印に)方向に90度回転させ、(24a)の位置に停
止させる。この回転にともなって第1の左穴部(22a
) (第1 (D右六i (22b) :) 及ヒ第2
の左穴部(23a) (第2の右穴部(28b) )も
に)方向に90度回転し、第2の左穴部(2a&) (
第2の右穴部(28b) )がレーザビームαqの光軸
上に停止する。この状態で再度上部電極(2)及び下部
電極(3)間のレーザ媒質を励起してレーザビームを発
生させると、レーザビームは先の場合と同様に全反射鏡
(4)、内部折返し用反射鏡(6) 、 (5)、部分
反射鏡(7)間で共振され、第5図に示す矢印(イ)方
向に進行する。
このとき第2の左穴部(2B&) (第2の右穴部(2
8b))の穴径によりレーザビームα0のビームモード
がシングルビームに限定され、その後矢印(イ)方向に
射出される。
ここで、各反射鏡(4) 、 (7)間におけるシング
ルモードのビーム発振について男6図で説明する。図に
おいて、翰はアパーチャ(財)の穴部(28a) 、(
28b)の径によって定まるシングルモードのビーム外
径り、シングルモードのビーム外径s四より拡散した光
となって、励起空間(至)で光の強度I (W/d)が
で示すようになる。
グルモードの場合に比べて少ない。
なお、第7図はシングルモードおよびマルチモードでの
光軸に垂直な断面におけるレーザ光の強度分布状態を示
す図である。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のV−ザ発撮器は以上のように構成されて−チャ(
財)が全て受けるため、大きな熱的負荷が発生すること
になる。この結果、アパーチャElがシングルモードと
マルチモードのビームモード切換機構を備えていても、
冥質的には相方を有効に利用することができないという
問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、シングルモード時のアパーチャの熱的負荷を
軽減するとともに、シングルモードおよびマルチモード
のいづれにも使用可能なレーザ発振器を得ることを目的
とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に保るレーザ発振器は、光軸上に固定、光 して設けられたマルチモードアパーチャとt−地軸とに
挿脱自在に設けられ九シングルモードアパーチャとを備
えて成り、シングルモードのレーザビーム発振時は、マ
ルチモードアパーチャとシングルモードアパーチャを併
用し、マルチモードのレーザビーム発振時は、シングル
モードアパーチャを光軸とから離脱するように構成した
ものである。
〔作 用〕
この発明においては、マルチモードアパーチャとシング
ルモードアパーチャの併用時、シングルモードアパーチ
ャによりビームモードがシングルモードに制限され、マ
ルチモードアパーチャによりノングルモードアパーチャ
への入射ビームのパワーが減少される。また、シング)
Vモードアバーナヤの離脱時、マルチモードアパーチャ
によりビームモードがマルチモードに制限される。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はレーザ発振器の構成図でるり、図において、a2は
レーザ発振器筐体(1)の前部A側内部に設けられたマ
ルチモードアバ−チャ、(12a) +(12b)はマ
ルチモードアパーチャ(2)に設けられたレーザビーム
00通過用の穴部、Q3はビームモード切換装置の筐体
(9)内に設けられたシングルモードアパーチャ、(1
8&)、(1Bk’) try y ンf ivモモ−
F7 /<−チャ(至)に設けられたレーザビーム00
通過用の穴部である。
上記マルチモードアバーチ−?(2)は光軸上に固定し
て設けられ、シングルモードアパーチャa3は光軸上に
挿入離脱自在に設けられている。また、マsyfモー 
)’7/<−f+02Jノ穴m (12a)e(12b
) 14、シングルモードアパーチャ(至)の穴部(1
8a) + (18b)よりも大きく形成されており、
ビームモードに何ら影響を与えない構成となっている。
なお、上記構成以外は、従来のレーザ発振器と同一であ
るので説明を省略する。
次に、ビームモードの切換機構の動作について説明する
。1ず、シングルモードのビームモードを選択する場合
は、シングルモードアパーチャ(至)を光軸上に挿入固
定する。この状態で上部[極(2)および下部[1M(
3)間のレーザ媒質を励起してレーザビームを発生させ
ると、レーザビームαQは従来と同様に全反射鏡(4)
、内部折返し用反射*(a) 、 (5)、部分反射鏡
(7)間で共振され、第1図に示す矢印(イ)方向に進
行する。このとき、シングルモードアパーチャ(2)の
穴部(18a)、(18b)の穴径によって、レーザビ
ームαQのビームモードがンングyビームに讐で、シン
グルアパーチャ(至)K熱的負荷が発生することになっ
て使用上好ましくない。そこでこの発明では、予め光軸
上に固定されたマルチモードアパーチャ(2)で、ビー
ムがシングルモードに限定される前にモード次数を減少
させてシングμモードアパーチャO,lK入射嘔ぜるよ
うにしたものである。即ち、第2図から明らかなように
、シングルモードアパーチャ(至)の直前にマルチモー
ドアバ−(12a) 、(12b)の穴径とシングルモ
ードアパーチャ(至)の穴部(1B”)、(18b)の
穴径の差の分のみ(図中の黒塗部)が、シングルモード
アパーチャ(至)に入射することになるため、それによ
る熱的負荷は非常に少なくなるのである。
次に1マルチモードのビームモードを選択する場合は、
レーザビームQOの発生を停止させた後、シングルモー
ドアパーチャ(2)を光軸上から外す。
セして、この状態から再びレーザ発振すると、レーザビ
ーム(10は、マルチモードアパーチャ(2)の穴部(
12,iL)、(12b) O穴径および後部アパーチ
ャ(8)の穴部(8a)、(8b)の穴径によりモード
次数が制限される。即ち、この共振されたレーザビーム
αOは、後部アパーチャ(8)の穴部(8a)l(8b
) eマルチモードアパーチャ@の穴部(12a)、(
12b) を通過し、ここでマルチモードのビームモー
ドが選択され、レーザビーム四の一部は部分反射鏡(7
)から矢印(イ)方向に射出式れるのでるる。
ところで、上記の説明では折返し型レーザの場合につい
て示したがこの発明は特に折返しレーザ発振器に限られ
るものではなく、また、折返し数に限定されることもな
い。
なお、上記大施例では、モードはシングルモードとマル
チモードの切換について示したが、低次と高次のマルチ
モードの切換についても同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以とのようにこの発明によれば、マルチモードのビーム
モードを制限するアパーチャを光軸J=に固定して投げ
るとともに、シングルモードのビームモードを制限する
アパーチャを光軸上に挿脱自在に設け、シングルモード
のレーザビーム発振時に、マルチモードアパーチャとシ
ングルモードアパーチャを併用するように構成したので
、シングルモードアパーチャの熱的負荷が大幅に低減で
き、シングルモードアパーチャの長寿命化が図れる。
また、マルチモードのレーザビーム発振時には、シング
ルモードアパーチャを光軸上から離脱することにより、
マルチモードレーザ発振器に容易に転用することができ
るという効果かめる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるレーザ発振器の構成
図、第2図はこの発明におけるシングルモードのビーム
発振説明図、第3図は従来のレーザ発振器の構成図、第
4図は従来のレーザ発振器のモード切換機構を示す断面
図、第5図は第4図のC−C断面図、第6図は従来のレ
ーザ発振器におけるシングルモードのビーム発振説明図
、第7図は各モードにおけるレーザ光の強度分布の状態
を示す図である。 図において、(4)は全反射鏡、(7)は部分反射鏡、
GOはレーザビーム、(2)はマルチモードアパーチャ
、03はシングルモードアパーチャである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 対向配置された全反射鏡および部分反射鏡と、上記各反
    射鏡間の部分反射鏡側の光軸上に固定して設けられ、ビ
    ームモードをマルチモードに制限するマルチモードアパ
    ーチャと、このマルチモードアパーチャと上記部分反射
    鏡間の光軸上に挿脱自在に設けられ、ビームモードをシ
    ングルモードに制限するシングルモードアパーチャとを
    備えて成り、シングルモードのレーザビーム発振時は、
    上記マルチモードアパーチャとシングルモードアパーチ
    ャとを併用するとともに、マルチモードのレーザビーム
    発振時は、上記シングルモードアパーチャを光軸上から
    離脱することを特徴とするレーザ発振器。
JP63325262A 1988-12-23 1988-12-23 レーザ発振器 Expired - Lifetime JPH0682877B2 (ja)

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JP63325262A JPH0682877B2 (ja) 1988-12-23 1988-12-23 レーザ発振器

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JPH0682877B2 JPH0682877B2 (ja) 1994-10-19

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2666939A1 (fr) * 1990-09-19 1992-03-20 Hitachi Ltd Oscillateur laser et dispositif pour fabriquer un semiconducteur, utilisant ledit oscillateur.
JP2004130793A (ja) * 2002-09-30 2004-04-30 Eos Gmbh Electro Optical Systems 三次元オブジェクトを一層毎に製造する装置及びその方法
KR100800709B1 (ko) * 2005-10-10 2008-02-01 삼성전자주식회사 영상 스캔 장치
EP1767777A3 (de) * 2005-09-22 2008-05-21 GE Jenbacher GmbH & Co OHG Verbrennungsmotor mit einer Laserlichterzeugungsvorrichtung
JP2009094161A (ja) * 2007-10-04 2009-04-30 Fanuc Ltd アパーチャを備えたレーザ発振器
EP2387117A2 (en) 2010-05-11 2011-11-16 Fujifilm Corporation Solid-state laser device

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JP2009094161A (ja) * 2007-10-04 2009-04-30 Fanuc Ltd アパーチャを備えたレーザ発振器
EP2387117A2 (en) 2010-05-11 2011-11-16 Fujifilm Corporation Solid-state laser device

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