JPH0451495Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、スラブ形固体レーザ媒体を用いた固
体レーザ装置に関し、その中でも特に、冷却装置
を組込んだ固体レーザ装置に関する。

（考案の概要） 本考案は、スラブ形固体レーザ媒体を用い、か
つ冷却装置を組込んだ固体レーザ装置において、
スラブ形固体レーザ媒体と当該レーザ媒体を保持
する保持ケースとを接着剤によつて固着すること
により、当該レーザ媒体に加わる外力を除去して
発振効率の高いレーザ光出力が得られるようにし
たものである。

（従来の技術） 固体レーザ装置において、レーザ媒体としてス
ラブ形固体レーザ媒体がよく用いられることは、
例えば、特公昭48−15599号公報に示されるよう
に広く知られている。これは、レーザ光がレーザ
媒体中を、その対向する２面（主表面）間をジク
ザクに全反射しながら進行するため、温度の比較
的高い中心部と、温度の比較的低い周辺部とを交
互に通過することになつて、熱レンズ効果の影響
を小さくすることができたり、レーザ媒体の破壊
限界を高くすることができる等、種々の利点があ
るからである。

このような固体レーザ装置では、レーザ光の発
振効率（励起光源に投入されるエネルギに対する
レーザ光の出力エネルギの比）が通常２％以下と
低いため、入力エネルギの殆どの部分が熱にな
る。そのためレーザ媒体は加熱され、破壊するこ
とがあるため、通常冷却装置が必要となる。この
冷却装置としては、液冷式のものが多く使用され
るが、液体が外部へ漏れないように厳重なシール
が必要である。シール部材としては、ゴム等の弾
性体から成るＯリングが用いられ、Ｏリングをス
ラブ形固体レーザ媒体の周囲に当接させる構造が
多くとられる。

しかし、レーザ媒体がＯリングによつて強く圧
接されるため、当該主表面の平坦度が劣化し、こ
れにより全反射のための入射角が変化して全反射
されるべきレーザ光がレーザ媒体の主表面を透過
したり、反射光の方向が変化し、ひいてはレーザ
光の発振効率が低下するという問題がある、特
に、スラブ形固体レーザ媒体においては、レーザ
光が主表面で最も強く励起されることから、当該
主表面の平坦度の劣化は大きな問題となる。

以下に、従来の固体レーザ装置を第５図および
第６図を用いて説明する。第５図ａは従来の固体
レーザ装置の縦断面図であり、第５図ｂは、Ｘ−
Ｘ方向の矢視図である。第６図は、スラブ形固体
レーザ媒体が保持ケースに収容される状態を示し
た斜視図である。

第５図および第６図において、１はスラブ形固
体レーザ媒体、２は励起光源としてのランプ、３
はレーザ媒体を収容する保持ケース、３ａは冷却
液を出入させるためにケース３に形成した開口、
４はランプ２を収容し、内面に反射鏡１１を形成
した光源ケース、５はレーザ媒体１を保持ケース
３に支持するとともに冷却液１５が外部へ漏れな
いようシールするためのＯリング、６はＯリング
を押さえるための押え板、７は押え板６を保持ケ
ース３に固定するためのネジ、８は光共振器を構
成する全反射ミラー、９は同じく光共振器を構成
する半透過ミラー、１０は発振されたレーザ光で
ある。冷却液１５としては、純水およびエチレン
グリコールが用いられ、この冷却液１５によつ
て、レーザ媒体１およびランプ２が冷却される。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案の目的は従来のスラブ形固体レーザ媒体
を用いた固体レーザ装置における上記難点を除去
することにある。すなわち、本考案は、冷却装置
を組込むのに適したスラブ形固体レーザ媒体を用
いた固体レーザ装置であつて、当該スラブ形固体
レーザ媒体に加わる外力を除去して発振効率の高
いレーザ光出力を有する固体レーザ装置を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本願考案に係る固体レーザ装置は、スラブ形固
体レーザ媒体と、該スラブ形固体レーザ媒体を保
持する保持ケースと、該スラブ形固体レーザ媒体
を冷却する冷却媒体とを有し、前記スラブ形固体
レーザ媒体の主表面のうち、このスラブ形固体レ
ーザ媒体の中を伝播するレーザ光の光路に関与し
ない部分と、前記スラブ形固体レーザ媒体の側面
のうち、前記部分を結ぶ部分とを含んで形成され
る部分に、接着剤を付して、前記スラブ形固体レ
ーザ媒体を保持ケースに固着させたことを特徴と
する。

（作用） スラブ形固体レーザ媒体の表面を保持ケースに
接着剤によつて固着させるので、当該レーザ媒体
には外力が加わらず、当該レーザ媒体の主表面の
平坦度は保持される。また、当該主表面のうち、
スラブ形固体レーザ媒体の中を伝播するレーザ光
の光路に関与しない部分が保持ケースに接着剤に
よつて固着されるので、レーザ媒体の主表面間で
行なわれるレーザ光の全反射による進行を妨げる
ことが防止される。

スラブ形固体レーザ媒体の全周に亙つて適当な
幅のシール部を形成することができ、比較的少量
の接着剤により冷却媒体は完全にシールすること
ができる。

（実施例） 以下、本考案に係る固体レーザ装置を図面を用
いて説明する。

第１図ａは、本考案に係る固体レーザ装置の縦
断面図であり、第１図ｂは、Ｙ−Ｙ方向の矢視図
である。第２図ａは、スラブ形固体レーザ媒体１
が保持ケースを構成する保持部材１２および連結
棒１３によつて保持される状態を示した斜視図で
あり、第２図ｂは、その一部を切除した平面図で
ある。

これらの図において、第５図および第６図と同
一部材には同一の参照符号が用いられている。第
５図および第６図と異なるところは、本願考案に
おいては、保持ケース３の代わりに、保持ケース
１２，１３が用いられ、レーザ媒体１を保持して
いる。当該保持ケース１２，１３と光源ケース４
との境界部から冷却液１５が漏洩しないようにＯ
リング５Ａがシール部材として用いられ、押え板
６ＡはＯリング５Ａを押圧するように光源ケース
４にネジ７によつて固着される（第１図ａでは図
示せず）。また従来技術におけるＯリング５の代
わりに、本願考案においては、接着剤１４が用い
られ第２図に示すようにレーザ媒体１を保持部材
１２に固着している。なお、本実施例においては
冷却媒体として液体を用いているが、気体を用い
ることもできる。

レーザ媒体１としては、例えば、リン酸塩系、
Nd：ガラスLHG8（HOYA株式会社商品名、屈
折率1.52）が用いられる。この他に、Nd：
YAG、Nd：GGG、YLF等他の固体レーザ媒体
も用いられる。レーザ媒体１の形状は第３図に示
されるように、スラブ形（板状）である。すなわ
ち、レーザ媒体１の寸法は、５mm（Ｈ）×60mm
（Ｗ）×185.8mm（Ｌ）であり、主表面１ａ，１ｂ
とレーザ光の入出射が行なわれる照射面１ｆ，１
ｅとのなす角θは33.34°である。そして平行に対
向した励起面となる主表面１ａ，１ｂの平坦度は
λ／４（λ：レーザ光の波長）程度である。なおλ は633nmである。側面１ｃ，１ｄは主表面１ａ，
１ｂに直交している。

第４図ａに示すように、レーザ媒体１に入射し
たレーザ光Ａは対向する主表面１ａ，１ｂ間を全
反射によつてジグザグに進行する。このとき、主
表面１ａ，１ｂの中にはレーザ光Ａの光路の形成
に関与しない部分Ｂ，Ｃが生じる。第４図ｂは、
レーザ媒体１の主表面１ａ，１ｂ上に生ずる上記
部分Ｂ，Ｃと、側面１ｃ，１ｄ上において当該
Ｂ，Ｃを結ぶ部分Ｄ，Ｅとが帯状に形成される状
態を示したものである。したがつて、レーザ媒体
１を保持ケース１２，１３に接着剤１４を用いて
保持する場合、前記Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを接着部とす
れば、レーザ媒体１と接着剤１４との屈折率差に
起因するレーザ光Ａのレーザ媒体中の全反射によ
る進行が妨げられることを防止することができ
る。

第２図に示すように、保持ケースは一対の保持
部材１２，１２と、連結棒１３，１３とにより構
成される。保持部材１２は、レーザ媒体１の長手
方向の両端部を収容する空隙１２ａを内部に形成
し、保持部材１２，１２の内側端面は、前記接着
部Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに対応するように、第２図のご
とく斜面に加工されている。当該一対の保持部材
１２，１２は一対の連結棒１３，１３により連結
され、レーザ媒体１が保持ケース１２，１３の中
に収容されるようになる。保持部材１２，１２は
アルミ材からなり、その表面は黒色アルマイト処
理されている。また空隙１２ａは、レーザ媒体１
より少し大きな寸法であれば足りる。連結棒１
３，１３は、ステンレス鋼からなつているが、レ
ーザ媒体１と連結棒１３はランプ２からの光によ
つてともに加熱されるので、熱膨張率がレーザ媒
体１に近い素材を用いることが望ましい。保持ケ
ースを一対の保持部材１２，１２と連結棒１３，
１３とに分割して構成することにより、レーザ媒
体１の長手方向の寸法誤差を補正することができ
る。

レーザ媒体１と保持部材１２とを固着している
接着剤１４は、エンビ系接着剤やエポキシ系接着
剤でもよいが、硬化したときの体積変化の最も小
さいシリコーン系の接着剤が望ましい。本実施例
においては、シリコーン系の接着剤としてボンド
MOS 10（コニシ株式会社商品名）を使用してい
る。第４図ｂにおいて、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅで示され
る部分に形成された接着層の厚さは２mm、幅は３
mmである。

以上の実施例において、発振されるレーザ光の
ビーム形状は５mm（Ｈ）×60mm（Ｗ）となり、そ
の発振効率は従来のものに比べて約２倍となつ
た。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、スラブ
形固体レーザ媒体と保持ケースとを接着剤によつ
て固着するので、当該レーザ媒体に加わる外力が
除去され、発振効率の高いレーザ光出力が得られ
る。また、接着剤によつてレーザ光の光路が影響
を受けないのでレーザ光出力の低下を防止するこ
とができるという効果が得られる。

さらに、Ｏリング等の部品を組み立ててシール
部を構成するものと比較して、部品点数が少な
く、製造工程が簡単になり、また材料費が節減で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、本考案に係る固体レーザ装置の縦
断面図、第１図ｂは、そのＹ−Ｙ方向の矢視図、
第２図ａは、スラブ形固体レーザ媒体が保持ケー
スによつて保持される状態を示した斜視図、第２
図ｂは、第２図ａにおける一部を切除した平面
図、第３図ａはスラブ形固体レーザ媒体の斜視
図、第３図ｂは、スラブ形固体レーザ媒体の平面
図、第４図ａは、レーザ光がスラブ形固体レーザ
媒体中を進行する状態を示した図、第４図ｂは、
スラブ形固体レーザ媒体に接着剤を塗布する接着
部を示した斜視図、第５図ａは、従来の固体レー
ザ装置の縦断面図、第５図ｂは、そのＸ−Ｘ方向
の矢視図、および第６図は、第５図におけるレー
ザ媒体が保持ケースに収容される状態を示した斜
視図である。 参照符号の説明、１……スラブ形固体レーザ媒
体、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ……ス
ラブ形固体レーザ媒体の表面、１２，１３……保
持ケース、１４……接着剤、１５……冷却液、Ａ
……レーザ光、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ……接着部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スラブ形固体レーザ媒体１と、該スラブ形固体
   レーザ媒体を保持する保持ケース１２，１３と、
   該スラブ形固体レーザ媒体を冷却する冷却媒体１
   ５とを有する固体レーザ装置であつて、前記スラ
   ブ形固体レーザ媒体の主表面１ａ，１ｂのうち、
   該スラブ形固体レーザ媒体の中を伝播するレーザ
   光Ａの光路に関与しない部分Ｂ，Ｃと、前記スラ
   ブ形固体レーザ媒体の側面１ｃ，１ｄのうち、前
   記部分Ｂ，Ｃを結ぶ部分Ｄ，Ｅとを含んで形成さ
   れる部分Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに、接着剤１４を付し
   て、前記スラブ形固体レーザ媒体を前記保持ケー
   スに固着させたことを特徴とする固体レーザ装
   置。