JPH02202077A

JPH02202077A - 固体レーザ発振器及びそのロッドの温度分布均一化方法

Info

Publication number: JPH02202077A
Application number: JP2280189A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kuroda; 黒田　芳明
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1990-08-10

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、レーザロッドの温度分布を均一化することに
より、ビームモードを改良せしめ、しいてはレーザビー
ムの加工暗度を向上せしめる固体レーザ発振器及びその
ロッドの温度分布均一化方法に関する。

［従来の技術］従来、固体レーザ発振器においては１例えば第４図に示
すような構成で励起するのが一般的である。同図におい
て、冷却水Ｗは、ガラスパイプ２とレーザロッド１との
間に流れることにより、レーザロッドｌの過熱によるレ
ーザ口・１ドｌの破壊防止と、レーザロッド１の温度−
走化によるレーザ出力の安定化とを図っている。しかし
ながら。

かかる構成では、レーザロッドｌ内の励起分布（即ち、
温度分布）は、励起ランプ３１１１１では高く。

逆に励起ランプ３の反対側では低くなるため、レーザ出
力は、第５図に示すように９片側では高く、反対側では
低いという状態に至っている。このことはレーザ加工時
、加工異方性が生ずるとか。

レーザのビーム径を絞ることができないとかの原因とな
り、はなはだ不都合である。そこで、かかる不都合を解
決するため、従来１例えば、実開昭５８−１９３６５３
号（第６図参照）に図示されているように、レーザロッ
ドｌの長平方向（図示前奏方向）に光吸収防止材（又は
冷却作用防止材）５を設け１強制的にレーザロッドの温
度分布を変えることにより、ビームモードを改良せしめ
る構成のものがある。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記従来の改良構成にあっては、光吸収
防止材（又は冷却作用防止材）５をレーザロッド１に貼
り付けた構成であるため、レーザロッド１における励起
光の吸収面積が減少し、レーザの発振効率が著しく低下
するという問題がある。

本発明は、上記従来の間趙点に鑑みなされた６のであっ
て、その目的とするところは、レーザ発振効率を低下せ
しめるこ、ヒなく、ビームモードの不均一性を改良せし
める固体レーザ発振器及びそのロッドの温度分布均一化
方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用］上記目的を解決
するため１本発明の固体レーザ発振器は、レーザロッド
とガラスパイプとの間に池の装置を設けることなく、冷
却媒体自体に着目して構成した。即ち、ロッド状の発振
媒質を使用する固体レーザ発！！器において、前記ロッ
ドの励起ランプ測の冷却効率を高める手段と、前記ロッ
ドの励起ランプの反対側の冷却効率を低める手段とを備
え、前記ロッドの温度分布を略均一化する構成とした。

更に、かかる構成のように９両側の冷却効率を変更せし
める手段の他９片側のみの冷却効率を変更せしめる手段
だけの構成とした。つまり、ロッドの励起ランプ側の冷
却効率を高める手段だけを備えた構成でもよく、又はロ
ッドの励起ランプの反対側の冷却効率を低める手段だけ
を備えた構成でもよい。次に、上記各々の構成において
、ロッドの温度分布の均一化方法として好適であるもの
に、冷却媒体の流量又は流速を変化せしめる方法があり
、これらによりロッドの温度分布を略均一化することが
できる。かかる構成であれば、冷却媒体自体を利用して
、レーザロッドの励起ランプの側と、励起ランプの反対
側とで冷却差を発生せしめるため１両側の温度を均一化
することが可能となる。

［Ｘ施例］第１実施例を第１図乃至第３図で説明する。第１図及び
第２図において、４は楕円集光器、３は励起ランプ、１
はレーザロッド、２はガラスパイプを示す。詳しくは、
レーザロッドｌはホルダ８により両端を支持されると共
に、同じく両端においてリンダ６を介して前記ガラスパ
イプ２を保持している。前記りング６の内９図示左側の
リング６は中心に冷却水Ｗの流入口を備え、また図示右
側のりンダ６は中心に冷却水Ｗの流出口を備えている。

そして、これらリング６は励起ランプ３１１１１に寄せ
て（つまり、偏心せしめて）設置されており（以下、こ
のリング６を偏心リングとする）。

このため、レーザロッド１に対し、励起ランプ３側の流
入出口の開口面積は、励起ランプ３の反対側の流入出口
の開口面積よりも広い構成となっている。かかる構成に
より、励起ランプ３側の流量は反対側の流量よりも多く
なり、冷却効果を高めることが可能となる。これを更に
具体的な実験値で述べれば、レーザロッド（Ｎｄ、Ｃｒ
　；ＧＳＧＧ直径６直径６畏１ｋＷ（１ｍｓ，１０ｐｐｓ，Ｘｅフラッシュランプ）
、レーザ出力４６Ｗ（平均）において、偏心リングが励
起ランプ側へ３ｍｍ，　また９反対側・＼１ｍｍ偏心せ
しめた。この結果，レーザ出力におけるビームモードは
，第３図に示す通り，いわゆる固体レーザ発振器では得
難いガウシアン状のビームモードを得ることができた。

これを、？３！：来の偏心リングのない構成によるビー
ムモードを示す第５図と比較すれば，ビームモードが大
幅に改良されたことが分かる。尚，かかる実施例におい
て，偏心リングは手段を示し，これにより流量の変化が
もたらされている。換言すれば．流量の変化をもたらす
ために偏心リングなる手段で構成したものである。１足
って９図示しないが．他の実施例として，偏心リングで
なくとも通常の板に，異なる数の流入出口を複数個設け
る構成とか若しくは口径の異なる流入出口を設ける構成
とか，偏心リングや板を全く設けることなくガラスパイ
プ自体を励起ランプ側に寄せる構成又はこれらの組み合
わせ構成等により９反対側の冷却水流通断面積を狭くシ
．流量を少なくしても同一の効果を得ることができる。

更に，流速については．流入圧力に差をもたせる等して
，同様の効果を得ることができる。

［発明の効果］以上説明したように１本発明の固体レーザ発振器及びそ
のロッドの温度分布均一化方法によれば、従来技術のよ
うに，レーザロッドとガラスパイプとの間に他の装置を
設けることなく．冷却媒質自体を利用して，レーザ発振
効率を低下せしめることなくビームモードの不均一性を
改良することができる。かかる結果１本発明の固体レー
ザ発振器及びロッドの温度分布均一化方法を利用した固
体レーザ発振器を用いれば，レーザ加工の精度を大幅に
向上せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の断面図，第２図はその上視図第３図は
そのビームモード図，第４図は従来の固体レーザ発振器
の断面図，第５図はそのビームモード図，第６図は従来
の改良型の固体レーザ発振器の断面図である。・レーザロッド・ガラスパイプ・励起ランプ・楕円集光器・偏心リング８・・ホルダ・シール・冷却水

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ロッド状の発振媒質を使用する固体レーザ発振器
において、前記ロッドの励起ランプ側の冷却効率を高め
る手段と、前記ロッドの励起ランプの反対側の冷却効率
を低める手段とを備え、前記ロッドの温度分布を略均一
化したことを特徴とする固体レーザ発振器。
（２）ロッド状の発振媒質を使用する固体レーザ発振器
において、前記ロッドの励起ランプ側の冷却効率を高め
る手段を備え、前記ロッドの温度分布を略均一化した構
成を特徴とする固体レーザ発振器。
（３）ロッド状の発振媒質を使用する固体レーザ発振器
において、前記ロッドの励起ランプの反対側の冷却効率
を低める手段を備え、前記ロッドの温度分布を略均一化
した構成を特徴とする固体レーザ発振器。
（４）請求項１記載の固体レーザ発振器において、冷却
媒体の流量を、ロッドの励起ランプ側にあっては多くし
、他方、ロッドの励起ランプの反対側にあっては少なく
し、ロッドの温度分布を略均一化したことを特徴とする
ロッドの温度分布均一化方法。
（５）請求項２記載の固体レーザ発振器において、冷却
媒体の流量を、ロッドの励起ランプ側にあっては多くし
、ロッドの温度分布を略均一化したことを特徴とするロ
ッドの温度分布均一化方法。
（６）請求項３記載の固体レーザ発振器において、冷却
媒体の流量を、ロッドの励起ランプの反対側にあっては
少なくし、ロッドの温度分布を略均一化したことを特徴
とするロッドの温度分布均一化方法。
（７）冷却媒体の流量が流速である請求項４、請求項５
又は請求項６記載のロッドの温度分布均一化方法。