JPH0428155B2 - - Google Patents

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JPH0428155B2
JPH0428155B2 JP24408783A JP24408783A JPH0428155B2 JP H0428155 B2 JPH0428155 B2 JP H0428155B2 JP 24408783 A JP24408783 A JP 24408783A JP 24408783 A JP24408783 A JP 24408783A JP H0428155 B2 JPH0428155 B2 JP H0428155B2
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JP
Japan
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laser rod
laser
flow path
circumferential direction
rod
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JP24408783A
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Ken Ishikawa
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/092Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
    • H01S3/093Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp focusing or directing the excitation energy into the active medium
    • H01S3/0931Imaging pump cavity, e.g. elliptical
    • HELECTRICITY
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はレーザロツドが冷却水によつて冷却
される固体レーザ発振装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に、固体レーザ発振装置はたとえば楕円筒
などの集光反射鏡の内部にレーザロツドと励起ラ
ンプとを対向させて収容するとともに、上記レー
ザロツドの端面に各々共振器を形成する一対のミ
ラーを平行に配置してなる。そして、レーザロツ
ドを励起ランプで光励起することにより、上記共
振器の出力側のミラーからレーザ光が出力される
ようになつている。また、レーザロツドは励起ラ
ンプから受ける熱で大きく歪んだり、早期に損傷
するから、上記レーザロツドを流水パイプに挿通
し、この流水パイプに冷却水を流がすことによつ
て水冷するようにしている。
ところで、従来冷却水は流水パイプ内をレーザ
ロツドの軸方向に沿つて流がされており、またレ
ーザロツドは1本あるいは2本の励起ランプによ
り周方向の1方向あるいは180度ずれた2方向か
ら光励起されていた。そのため、レーザロツドは
励起ランプによつて周方向が均一に加熱されない
ばかりか、周方向の励起ランプによつて励起され
て温度上昇した個所を軸方向に沿つて流れる冷却
水は他の個所を流れる冷却水に比べて温度上昇が
著しいから、レーザロツドと周方向における温度
差が一段と拡大される。
このように、レーザロツドの周方向における温
度に差が生じると、レーザロツドが温度上昇する
ことによつて生じる凸エンズ作用が不均一とな
る。つまり、レーザロツドの励起ランプを含む第
1の断面方向と、この第1の断面方向と直交する
方向の第2の断面方向とでは、第1の断面方向が
第2の断面方向よりも焦点距離が大きくなる。す
ると、たとえばレーザロツドの断面が円形であつ
ても、出力されるレーザ光のパターンが矩形状と
なつてしまうから、このレーザ光によつて切断加
工を行なう場合など走査方向によつて加工幅が異
なり、精密な切断加工が行なえなくなるという問
題が生じる。また、レーザロツドの周方向におけ
る凸レンズ作用が均一でないと、励起ランプへの
入力を増大させても、レーザ光の出力の飽和点が
低下し、高出力のレーザ光が得られないという問
題もある。
なお、冷却水に流れについては特開昭55−
74919号公報に開示された技術が知られている。
この技術は固体レーザではなく、ガスレーザに関
するもので、レーザ細管の周りに冷却液を流すた
めのウオーダジヤケツト内に螺旋状の整流板を設
け、この整流板によつて冷却液がレーザ細管に一
様に接触るようにしたものである。しかしなが
ら、固体レーザの場合はガスレーザにおけるレー
ザ細管とは異なり、冷却液が一様に接触するとい
うことの他に、励起作用に支障がないように考慮
する必要がある。
〔発明の目的〕
この発明はレーザロツドが周方向においてほぼ
均一な温度になるよう冷却されるようにして、出
力されるレーザ光のパターンが均一で、しかも励
起ランプへの入力に対してレーザ光の出力の飽和
点を十分高くすることができるようにした固体レ
ーザ発振装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
集光反射鏡の内部に励起ランプに対向して設け
られるレーザロツドを流水パイプに収容し、この
流水パイプによつてレーザロツドの外周に流通路
を区画形成し、この流通路に流通路を流れる例水
をレーザロツドの周方向に旋回させる螺旋状のガ
イド体を設けることにより、レーザロツドの周方
向全体が均一な温度の冷却水で冷却されるように
したものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図中1は内周面が楕円状に形成された発
振装置の本体である。この本体1の軸方向両端開
口は端板2によつて閉塞されている。また、本体
1の内周面には軸方向両端部を除く個所に本体1
の内周面と同様な楕円筒状でその内周面が鏡面加
工された集光反射鏡3が設けられている。この集
光反射鏡3の一方の焦点位置にはYAGロツドや
その他のレーザロツドなどの断面円形のレーザロ
ツド4、他方の焦点位置には励起ランプ5がそれ
ぞれ軸線を本体1の軸線と平行にして設けられて
いる。
上記レーザロツド4の両端には各々支持パイプ
6の一端が液密に嵌着されている。これら支持パ
イプ6の他端は上記端板2に穿設された通孔7に
液密に嵌挿されている。各端板2から突出した支
持パイプ6の他端開口には共振器を形成する全反
射ミラー8と出力ミラー9とがそれぞれ上記レー
ザロツド4の端面に対して平行に対向して配設さ
れている。そして、レーザロツド4が励起ランプ
5によつて光励起されると、上記出力ミラー9か
らレーザ光Lが出力されるようになつている。ま
た、レーザロツド4は光学的に透明な材料で作ら
れた流水パイプ10に挿通されている。この流水
パイプ10はレーザロツド4よりも大径で、この
内周面とレーザロツド4の外周面との間に冷却水
の流通路11を区画形成している。この流通路1
1つまりレーザロツド4の外周面には、光学的に
透明な材料によつて外径寸法が流水パイプ10の
内径寸法とほぼ同径に形成された螺旋状のガイド
体12が取着されている。
また、上記流水パイプ10の両端は、上記本体
1の軸方向両端部に仕切壁13によつて区画形成
された断面円形状の第1の流路14と第2の流路
15にそれぞれ液密に接続されている。したがつ
て、本体1内は流水パイプ10と上記一対の仕切
壁13とによつてレーザロツド4が収容された径
方向上側の上部室16と、励起ランプ5が収容さ
れた下側の下部室17そとに隔別されている。さ
らに、本体1には上記第1の流路14に連通する
供給管18および下部室17の上記第1の流路1
4と対応する一端に連通する排出管19が接続さ
れている。また、上記第2の流路15を形成する
仕切壁13には、この第2の流路15と下部室1
7とを連通する透孔20が穿設されている。上記
供給管18からは冷却水が供給される。したがつ
て、供給管18から第1の流路14に流入した冷
却水は、第1図に矢印で示すように流水パイプ1
0、第2の流路15、透孔20および下部室17
に通つて上記排出管19から流出するようになつ
ている。
このように構成されたレーザ発振装置におい
て、レーザ光Lを出力させる場合に、供給管18
から冷却水を供給するとともに、励起ランプ5に
通電してレーザロツド4を光励起すれば、共振器
を形成する出力ミラー9からレーザ光Lが出力さ
れる。一方供給管18から第1の流路14の供給
された冷却水がレーザロツド4の外周に流通路1
1を形成した流水パイプ10に流入すると、この
流通路11に設けられた螺旋状のガイド体12に
沿つてレーザロツド4の外周面を旋回しながら流
れる。そのため、レーザロツド4の周方向が全周
にわたつて同じ温度の冷却水で冷却されるから、
レーザロツド4が周方向の一方向からだけ励起ラ
ンプ5で光励起されていても、このレーザロツド
4の周方向は同じ温度の冷却水によつてほぼ均一
な温度に冷却される。したがつて、レーザロツド
4の凸レンズ作用は、励起ランプ5によつて光励
起される径方向と、この径方向と直交する方向に
おいてほぼ同一となうから、出力ミラー9から出
力されるレーザ光Lのパターン形状はレーザロツ
ド4の端面形状に等しい円形となる。そして、レ
ーザロツド4の断面形状と同じ円形のレーザ光L
が出力されると、このレーザ光Lによつて切断加
工を行なうような場合、走査方向が異なつても切
断幅が一定となるから、切断加工を精密に行なう
ことができる。また、レーザロツド4の凸レンズ
作用が周方向において均一化されると、励起ラン
プ5への入力に対してレーザ光Lの出力がほぼ比
例的に変化するから、レーザ光Lの出力の飽和点
が上昇する。つまり、高出力のレーザ光Lを得る
ことができる。
さらに、レーザロツド4を収容した流水パイプ
10と、レーザロツド4の外周面に設けられたガ
イド体12とは、ともに光学的に透明な材料で作
られているから、これらが励起ランプ5の光を遮
断し、レーザロツド4が効率よく光励起されなく
なるということがない。
なお、この発明は上記一実施例に限定されず、
たとえばレーザ発振装置としては、レーザロツド
の周方向180度ずれを位置に2本の励起ランプが
設けられたものであつてもよい。また、ガイド体
はレーザロツドの外周でなく、流水パイプの内周
または流水の上流部と下流部において仕切壁など
に取着してもよく、要は流水パイプによつて形成
された流通路に固定的に設けられていればよい。
〔発明の効果〕
以上述べたようにこの発明は、集光反射鏡の内
部に励起ランプと対向して設けられるレーザロツ
ドを流水パイプに収容し、この流水パイプによつ
てレーザロツドの外周に流通路を区画形成し、こ
の流通路に冷却水をレーザロツドの周方向に旋回
させて流がす螺旋状のガイド体を設けたから、レ
ーザロツドの周方向が励起ランプにより不均一に
光励起されても、レーザロツドの周方向に旋回す
る冷却水によりこのレーザロツドの周方向におけ
る温度分布はほぼ均一になる。したがつて、レー
ザロツドの凸レンズ作用は周方向においてほぼ均
一となるから、レーザロツドの断面形状と同じパ
ターンのレーザ光が得られ、たとえば切断加工な
どを走査方向によつて切断幅が変わるようなこと
なく高精度に行なえるばかりか、励起ランプへの
入力に比例して飽和点の高い高出力のレーザ光を
得ることができるなどの利点を有する。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示し、第1図は概
略的構成を示す縦断面図、第2図は第1図−
線に沿う断面図である。 3……集光反射鏡、4……レーザロツド、5…
…励起ランプ、10……流水パイプ、11……流
通路、12……ガイド体。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 集光反射鏡と、この集光反射鏡の内部に互い
    に対向して設けられたレーザロツドおよび励起ラ
    ンプと、上記レーザロツドを内部に収容しこのレ
    ーザロツドの外周に冷却水の流通路を区画形成し
    た流水パイプと、上記流通路に設けあらこの流通
    路を流れる冷却水をレーザロツドの周方向に旋回
    させる螺旋状で透光性を有するガイド体とを具備
    したことを特徴とする固体レーザ発振装置。
JP24408783A 1983-12-26 1983-12-26 固体レ−ザ発振装置 Granted JPS60136385A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24408783A JPS60136385A (ja) 1983-12-26 1983-12-26 固体レ−ザ発振装置

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JP24408783A JPS60136385A (ja) 1983-12-26 1983-12-26 固体レ−ザ発振装置

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JPS60136385A JPS60136385A (ja) 1985-07-19
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0797668B2 (ja) * 1987-02-19 1995-10-18 株式会社東芝 固体レ−ザ−発振装置
US5331652A (en) * 1993-03-22 1994-07-19 Alliedsignal Inc. Solid state laser having closed cycle gas cooled construction
US6813289B2 (en) * 2001-07-25 2004-11-02 Innotech, Usa, Inc. Portable laser device

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