JPH056356B2 - - Google Patents
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- JPH056356B2 JPH056356B2 JP58081965A JP8196583A JPH056356B2 JP H056356 B2 JPH056356 B2 JP H056356B2 JP 58081965 A JP58081965 A JP 58081965A JP 8196583 A JP8196583 A JP 8196583A JP H056356 B2 JPH056356 B2 JP H056356B2
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- Japan
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- laser rod
- laser
- rod
- excitation
- optical means
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
- H01S3/092—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
- H01S3/093—Processes 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/0602—Crystal lasers or glass lasers
- H01S3/061—Crystal lasers or glass lasers with elliptical or circular cross-section and elongated shape, e.g. rod
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/0602—Crystal lasers or glass lasers
- H01S3/0615—Shape of end-face
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- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
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を励起ランプで光励起
してレーザ光を発振させる固体レーザ装置に関す
る。
してレーザ光を発振させる固体レーザ装置に関す
る。
一般に上記固体レーザ装置は、平行に離間対向
した一対の共振器ミラー間にレーザロツドを配置
するとともに、このレーザロツドの径方向側方に
励起ランプを平行に配置してなる。そして、上記
励起ランプによりレーザロツドを光励起してその
端面からレーザ光を出力させるようになつてい
る。
した一対の共振器ミラー間にレーザロツドを配置
するとともに、このレーザロツドの径方向側方に
励起ランプを平行に配置してなる。そして、上記
励起ランプによりレーザロツドを光励起してその
端面からレーザ光を出力させるようになつてい
る。
ところで、このような固体レーザ装置による
と、発振されたレーザ光をレンズで集束してたと
えば切断加工に用いると、その走査方向、つまり
Ｘ方向とこれに直交するＹ方向とでは切断幅が異
なるという現象が生じる。
と、発振されたレーザ光をレンズで集束してたと
えば切断加工に用いると、その走査方向、つまり
Ｘ方向とこれに直交するＹ方向とでは切断幅が異
なるという現象が生じる。
このような現象が生じる原因として発明者は以
下に述べる結論を得た。つまり、レーザロツドは
その径方向側方から励起ランプによつて光励起さ
れると、レーザロードの断面内における温度分布
が軸線に対して対称とならない。しかも、レーザ
ロツドは常時水冷されているから、その温度分布
の不均一が継続されることになる。このような状
態にあるレーザロツドの熱歪み効果によるレンズ
作用を測定したところ、レーザロツドを励起ラン
プで光励起する方向Ｘと、この方向Ｘと直交しか
つレーザロツドの軸線とも直交する方向Ｙとでの
レーザ光の集束度合に差が生じることが確認され
た。つまり、第１図に示すようにＸ方向の焦点距
離がＹ方向の焦点距離よりも大きくなり、しかも
これらの焦点距離の差は励起ランプに印加する電
圧を大きくすればする程拡大する。したがつて、
このようなＸ方向とＹ方向との集束度合の差によ
り、レーザ光のパターン形状がレーザロツドの軸
線に対して対称な形状とならなくなる。そのた
め、このレーザ光をレンズで集束して走査させる
と、その走査方向によつて切断幅が異なるという
現象が生じる。
下に述べる結論を得た。つまり、レーザロツドは
その径方向側方から励起ランプによつて光励起さ
れると、レーザロードの断面内における温度分布
が軸線に対して対称とならない。しかも、レーザ
ロツドは常時水冷されているから、その温度分布
の不均一が継続されることになる。このような状
態にあるレーザロツドの熱歪み効果によるレンズ
作用を測定したところ、レーザロツドを励起ラン
プで光励起する方向Ｘと、この方向Ｘと直交しか
つレーザロツドの軸線とも直交する方向Ｙとでの
レーザ光の集束度合に差が生じることが確認され
た。つまり、第１図に示すようにＸ方向の焦点距
離がＹ方向の焦点距離よりも大きくなり、しかも
これらの焦点距離の差は励起ランプに印加する電
圧を大きくすればする程拡大する。したがつて、
このようなＸ方向とＹ方向との集束度合の差によ
り、レーザ光のパターン形状がレーザロツドの軸
線に対して対称な形状とならなくなる。そのた
め、このレーザ光をレンズで集束して走査させる
と、その走査方向によつて切断幅が異なるという
現象が生じる。
このような問題を解決する手段としてレーザ装
置から出力されるレーザ光の一部だけを通過させ
る小孔が穿設された制限板を設け、そのレーザ光
のパターン形状を軸対称にすることが考えられる
が、このような手段によると、発振されるレーザ
光の全てを有効に利用することができないから、
効率低下を招くという不都合が生じる。
置から出力されるレーザ光の一部だけを通過させ
る小孔が穿設された制限板を設け、そのレーザ光
のパターン形状を軸対称にすることが考えられる
が、このような手段によると、発振されるレーザ
光の全てを有効に利用することができないから、
効率低下を招くという不都合が生じる。
この発明はレーザロツドの熱歪み効果によるレ
ンズ作用の不均一を修正して、軸対称なパターン
形状のレーザ光を得ることができるようにした固
体レーザ装置を提供することにある。
ンズ作用の不均一を修正して、軸対称なパターン
形状のレーザ光を得ることができるようにした固
体レーザ装置を提供することにある。
レーザロツドと、このレーザロツドの軸線に対
して平行に配置され上記レーザロツドをその径方
向から光励起する励起ランプと、上記レーザロツ
ドの両端面にそれぞれ対向した配置された一対の
共振器ミラーと、上記レーザロツドの端面もしく
はこの端面に対向する部位に設けられ上記レーザ
ロツドが光励起される励起方向に沿つてその励起
による熱歪みで生じる集束度合の変化を補正する
よう湾曲し上記励起方向と交差する方向において
湾曲していないシリンドリカル状の曲面に形成さ
れた光学手段とを具備したことを特徴とする。
して平行に配置され上記レーザロツドをその径方
向から光励起する励起ランプと、上記レーザロツ
ドの両端面にそれぞれ対向した配置された一対の
共振器ミラーと、上記レーザロツドの端面もしく
はこの端面に対向する部位に設けられ上記レーザ
ロツドが光励起される励起方向に沿つてその励起
による熱歪みで生じる集束度合の変化を補正する
よう湾曲し上記励起方向と交差する方向において
湾曲していないシリンドリカル状の曲面に形成さ
れた光学手段とを具備したことを特徴とする。
以下、この発明の第１の実施例を第２図乃至第
５図を参照して説明する。第２図に示す固体レー
ザ装置は本体１を備えている。この本体１は２つ
のブロツク３を接合固定してなり、その接合部分
には断面が楕円形の収容部４が形成されている。
この収容部４の内周面には集光反射面５が形成さ
れている。また、収容部４内にはその一方の焦点
位置に断面円形のレーザロツド６、他方の焦点位
置に内部両端に電極７ａを有する励起ランプ７が
上記収容部４の軸線方向に沿つて互いに平行に配
置されている。これらレーザロツド６と励起ラン
プ７との両端部は、それぞれ筒状のホルダ８の一
端部にＯリング９を介して液密に嵌合保持されて
いる。上記各ホルダ８の他端部は上記本体１の軸
方向両端部分に穿設された取付孔１０に液密に嵌
合されている。
５図を参照して説明する。第２図に示す固体レー
ザ装置は本体１を備えている。この本体１は２つ
のブロツク３を接合固定してなり、その接合部分
には断面が楕円形の収容部４が形成されている。
この収容部４の内周面には集光反射面５が形成さ
れている。また、収容部４内にはその一方の焦点
位置に断面円形のレーザロツド６、他方の焦点位
置に内部両端に電極７ａを有する励起ランプ７が
上記収容部４の軸線方向に沿つて互いに平行に配
置されている。これらレーザロツド６と励起ラン
プ７との両端部は、それぞれ筒状のホルダ８の一
端部にＯリング９を介して液密に嵌合保持されて
いる。上記各ホルダ８の他端部は上記本体１の軸
方向両端部分に穿設された取付孔１０に液密に嵌
合されている。
上記レーザロツド６の軸方向両端面は、このレ
ーザロツド６が励起ランプ７によつて光励起され
る方向を第３図に示すようにＸ方向とすると、こ
のＸ方向に沿つて湾曲した光学手段としての凸面
１１に形成されている。すなわち、この凸面１１
は上記Ｘ方向に沿つてだけ湾曲し、このＸ方向と
直交しかつレーザロツド６の軸線と直交するＹ方
向に対しては湾曲していない形状、つまりＹ方向
に沿う軸をもつ形状となつている。このレーザロ
ツド６の両端凸面１１と対向する位置には一対の
共振器ミラー１２が互いに平行に配置されてい
る。一方の共振器ミラー１２は他方の共振器ミラ
ー１２に比べて反射率が低く形成されている。し
たがつて、レーザロツド６が励起ランプ７によつ
て光励起されると、レーザ光Ｌは一対の共振器ミ
ラー１２間で増幅されて反射率の低い共振器ミラ
ー１２側から出力される。
ーザロツド６が励起ランプ７によつて光励起され
る方向を第３図に示すようにＸ方向とすると、こ
のＸ方向に沿つて湾曲した光学手段としての凸面
１１に形成されている。すなわち、この凸面１１
は上記Ｘ方向に沿つてだけ湾曲し、このＸ方向と
直交しかつレーザロツド６の軸線と直交するＹ方
向に対しては湾曲していない形状、つまりＹ方向
に沿う軸をもつ形状となつている。このレーザロ
ツド６の両端凸面１１と対向する位置には一対の
共振器ミラー１２が互いに平行に配置されてい
る。一方の共振器ミラー１２は他方の共振器ミラ
ー１２に比べて反射率が低く形成されている。し
たがつて、レーザロツド６が励起ランプ７によつ
て光励起されると、レーザ光Ｌは一対の共振器ミ
ラー１２間で増幅されて反射率の低い共振器ミラ
ー１２側から出力される。
また、上記本体１には収容部４に連通する供給
管１３と排出管１４が接続されている。上記供給
管１３は図示しない冷却水の供給源に連通してい
る。したがつて、冷却水が上記供給管１３から収
容部４に供給されて排出管１４から排出されるこ
とにより、レーザロツド６と励起ランプ７とが冷
却される。また、収容部４にはレーザロツド６と
励起ランプ７との間に光学的に透明な材料で作ら
れた仕切板１５が設けられ、この仕切板１５によ
つて収容部４内における冷却水の流れ方向を第２
図に矢印で示すように規制している。
管１３と排出管１４が接続されている。上記供給
管１３は図示しない冷却水の供給源に連通してい
る。したがつて、冷却水が上記供給管１３から収
容部４に供給されて排出管１４から排出されるこ
とにより、レーザロツド６と励起ランプ７とが冷
却される。また、収容部４にはレーザロツド６と
励起ランプ７との間に光学的に透明な材料で作ら
れた仕切板１５が設けられ、この仕切板１５によ
つて収容部４内における冷却水の流れ方向を第２
図に矢印で示すように規制している。
このような構成の固体レーザ装置において、レ
ーザロツド６がその径方向側方のＸ方向から励起
ランプ７によつて光励起されると、このレーザロ
ツド６の熱歪み効果によるレンズ作用が上記Ｘ方
向と、このＸ方向およびレーザロツド６の軸線に
直交するＹ方向とで異なる。つまり、レーザロツ
ド６がＸ方向からだけ加熱されるため、上述のご
とくＸ方向の焦点距離がＹ方向の焦点距離よりも
大きくなろうとする。しかしながら、レーザロツ
ド６の端面は、Ｘ方向に沿つて湾曲した凸面１１
に形成されているから、レーザロツド６の端面か
ら出力されるレーザ光Ｌは上記凸面１１によつて
Ｘ方向の焦点距離が短かく修正される。したがつ
て、記凸面１１の曲率の設定状態により、上記Ｘ
方向とＹ方向との焦点距離をほぼ等しくできるか
ら、反射率の低い一方の共振器ミラー１２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６の軸線に対して対称な形状、すなわち円形と
なる。そのため、このレーザ光Ｌを図示せぬレン
ズで集束して被加工物の切断加工を行なうような
場合、レーザ光Ｌの走査方向が異なつても一定の
切断幅で切断することができる。
ーザロツド６がその径方向側方のＸ方向から励起
ランプ７によつて光励起されると、このレーザロ
ツド６の熱歪み効果によるレンズ作用が上記Ｘ方
向と、このＸ方向およびレーザロツド６の軸線に
直交するＹ方向とで異なる。つまり、レーザロツ
ド６がＸ方向からだけ加熱されるため、上述のご
とくＸ方向の焦点距離がＹ方向の焦点距離よりも
大きくなろうとする。しかしながら、レーザロツ
ド６の端面は、Ｘ方向に沿つて湾曲した凸面１１
に形成されているから、レーザロツド６の端面か
ら出力されるレーザ光Ｌは上記凸面１１によつて
Ｘ方向の焦点距離が短かく修正される。したがつ
て、記凸面１１の曲率の設定状態により、上記Ｘ
方向とＹ方向との焦点距離をほぼ等しくできるか
ら、反射率の低い一方の共振器ミラー１２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６の軸線に対して対称な形状、すなわち円形と
なる。そのため、このレーザ光Ｌを図示せぬレン
ズで集束して被加工物の切断加工を行なうような
場合、レーザ光Ｌの走査方向が異なつても一定の
切断幅で切断することができる。
第６図と第７図はこの発明の第２の実施例を示
す。この実施例はレーザ光Ｌのパターン形状を修
正する光学手段として一対の共振器ミラー１２の
レーザロツド６の端面と対向する面を凹面２０に
形成した。この凹面２０はレーザロツド６が励起
ランプ７によつて光励起されるＸ方向だけが湾曲
し、このＸ方向と直交するＹ方向は湾曲していな
い。このような構成によれば、上記凹面２０のレ
ンズ作用によつてレーザ光Ｌのパターン形状を修
正することができる。
す。この実施例はレーザ光Ｌのパターン形状を修
正する光学手段として一対の共振器ミラー１２の
レーザロツド６の端面と対向する面を凹面２０に
形成した。この凹面２０はレーザロツド６が励起
ランプ７によつて光励起されるＸ方向だけが湾曲
し、このＸ方向と直交するＹ方向は湾曲していな
い。このような構成によれば、上記凹面２０のレ
ンズ作用によつてレーザ光Ｌのパターン形状を修
正することができる。
第８図と第９図はこの発明の第３の実施例を示
す。この実施例は光学手段としてレーザロツド６
の一方の端面と、この端面に対向した共振器ミラ
ー１２との間にレンズ２５を設けた。このレンズ
２５は、レーザロツド６が光励起されるＸ方向だ
けが湾曲し、このＸ方向と直交するＹ方向は湾曲
されていない。したがつて、このような構成にお
いても、上記レンズ２５の集束作用によつてレー
ザ光Ｌのパターン形状を修正することができる。
す。この実施例は光学手段としてレーザロツド６
の一方の端面と、この端面に対向した共振器ミラ
ー１２との間にレンズ２５を設けた。このレンズ
２５は、レーザロツド６が光励起されるＸ方向だ
けが湾曲し、このＸ方向と直交するＹ方向は湾曲
されていない。したがつて、このような構成にお
いても、上記レンズ２５の集束作用によつてレー
ザ光Ｌのパターン形状を修正することができる。
以上述べたようにこの発明は、レーザロツドの
端面もしくはこの端面に対向する部分に、上記レ
ーザロツドが励起ランプによつて光励起される励
起方向に沿つてその励起による熱歪みで生じる集
束度合の変化を補正するよう湾曲し上記励起方向
と交差する方向において湾曲していないシリンド
リカル状の曲面に形成された光学手段を設けた。
したがつて、レーザロツドが光励起されて熱歪み
効果によるレンズ作用が生じても、上記光学手段
によつてレーザ光のパターン形状をレーザロツド
の軸線に対称な形状に維持できる。そのため、上
記レーザ光によりたとえば切断加工などを行なう
場合、レーザ光の走査方向によつて切断幅が異な
ることがない。
端面もしくはこの端面に対向する部分に、上記レ
ーザロツドが励起ランプによつて光励起される励
起方向に沿つてその励起による熱歪みで生じる集
束度合の変化を補正するよう湾曲し上記励起方向
と交差する方向において湾曲していないシリンド
リカル状の曲面に形成された光学手段を設けた。
したがつて、レーザロツドが光励起されて熱歪み
効果によるレンズ作用が生じても、上記光学手段
によつてレーザ光のパターン形状をレーザロツド
の軸線に対称な形状に維持できる。そのため、上
記レーザ光によりたとえば切断加工などを行なう
場合、レーザ光の走査方向によつて切断幅が異な
ることがない。
第１図はレーザロツドの熱歪み効果によつて生
じるレーザ光の焦点距離と励起ランプに印加する
電力との関係図、第２図はこの発明の第１の実施
例を示す全体の断面図、第３図は同じく第２図
−線に沿う断面図、第４図は同じく第２図−
線に沿う方向から見たレーザロツドの平面図、
第５図は同じく第４図−線に沿う方向から見
たレーザロツドの側面図、第６図はこの発明の第
２の実施例を示すレーザロツドと共振器ミラーと
の配置関係の平面図、第７図は同じく第６図−
線に沿う方向から見た側面図、第８図はこの発
明の第３の実施例を示すレーザロツドと共振器ミ
ラーとの配置関係の平面図、第９図は同じく第８
図−線に沿う側面図である。 ６……レーザロツド、７……励起ランプ、１１
……凸面（光学手段）、１２……共振器ミラー、
２０……凹面（光学手段）、２５……レンズ（光
学手段）。
じるレーザ光の焦点距離と励起ランプに印加する
電力との関係図、第２図はこの発明の第１の実施
例を示す全体の断面図、第３図は同じく第２図
−線に沿う断面図、第４図は同じく第２図−
線に沿う方向から見たレーザロツドの平面図、
第５図は同じく第４図−線に沿う方向から見
たレーザロツドの側面図、第６図はこの発明の第
２の実施例を示すレーザロツドと共振器ミラーと
の配置関係の平面図、第７図は同じく第６図−
線に沿う方向から見た側面図、第８図はこの発
明の第３の実施例を示すレーザロツドと共振器ミ
ラーとの配置関係の平面図、第９図は同じく第８
図−線に沿う側面図である。 ６……レーザロツド、７……励起ランプ、１１
……凸面（光学手段）、１２……共振器ミラー、
２０……凹面（光学手段）、２５……レンズ（光
学手段）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ レーザロツドと、このレーザロツドの軸線に
対して平行に配置され上記レーザロツドをその径
方向から光励起する励起ランプと、上記レーザロ
ツドの両端面にそれぞれ対向して配置された一対
の共振器ミラーと、上記レーザロツドの端面もし
くはこの端面に対向する部位に設けられ上記レー
ザロツドが光励起される励起方向に沿つてその励
起による熱歪みで生じる集束度合の変化を補正す
るよう湾曲し上記励起方向と交差する方向におい
て湾曲していないシリンドリカル状の曲面に形成
された光学手段とを具備したことを特徴とする固
体レーザ装置。 ２ 上記光学手段の曲面はレーザロツドの端面に
形成されていることを特徴とする固体レーザ装
置。 ３ 上記光学手段の曲面は上記共振器ミラーに形
成されていることを特徴とする固体レーザ装置。 ４ 上記光学手段の曲面は上記共振器ミラーと上
記レーザロツドの端面との間に設けられたレンズ
に形成されていることを特徴とする固体レーザ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8196583A JPS59207677A (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | 固体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8196583A JPS59207677A (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | 固体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59207677A JPS59207677A (ja) | 1984-11-24 |
| JPH056356B2 true JPH056356B2 (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=13761212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8196583A Granted JPS59207677A (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | 固体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59207677A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4715040A (en) * | 1985-04-11 | 1987-12-22 | Amada Engineering & Service Co., Inc. | Laser system |
| JP4613272B2 (ja) * | 2000-05-10 | 2011-01-12 | 独立行政法人理化学研究所 | レーザー共振器およびその調整方法 |
| KR101324265B1 (ko) * | 2004-02-23 | 2013-11-01 | 파워레이즈 포토닉스 리미티드 | 레이저 장치 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4511941Y1 (ja) * | 1965-06-15 | 1970-05-27 | ||
| JPS472155U (ja) * | 1971-01-25 | 1972-08-24 | ||
| JPS5580383A (en) * | 1978-12-13 | 1980-06-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Solid laser device |
| JPS6037630B2 (ja) * | 1980-12-26 | 1985-08-27 | 松下電器産業株式会社 | 導波形炭酸ガスレ−ザ発振器 |
-
1983
- 1983-05-11 JP JP8196583A patent/JPS59207677A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59207677A (ja) | 1984-11-24 |
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