JPH07105545B2 - レーザ装置 - Google Patents
レーザ装置Info
- Publication number
- JPH07105545B2 JPH07105545B2 JP4228931A JP22893192A JPH07105545B2 JP H07105545 B2 JPH07105545 B2 JP H07105545B2 JP 4228931 A JP4228931 A JP 4228931A JP 22893192 A JP22893192 A JP 22893192A JP H07105545 B2 JPH07105545 B2 JP H07105545B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- laser
- exit
- laser beam
- exit mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はレーザ装置、特にその
共振器に関するものである。
共振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は例えばレーザハンドブック（Ｌａ
ｓｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ １９７９． Ｎｏｒｔｈ−
Ｈｏｌｌａｎｄ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎ
ｙ）に記載された従来の不安定型共振器を有するレーザ
装置の模式図である。図において、１は凹面鏡よりなる
コリメートミラー、２はこのコリメートミラー１に対向
配設された凸面鏡よりなる拡大ミラーであり、両ミラー
１，２は全反射ミラーによって構成されている。３はレ
ーザ媒質でＣＯ2 レーザ等のガスレーザを例にとれば放
電などにより励起されたガス媒質、ＹＡＧレーザなどの
固定レーザを例にとればフラッシュランプ等により励起
されたガラス媒質である。４はウインドミラー、５はウ
インドミラー４の面上に施された無反射コーティング
膜、６は周囲を覆う箱体、７はコリメートミラー１と拡
大ミラー２とにより構成された共振器内に発生するレー
ザビーム、８は拡大ミラー２の周辺部より外部に取出さ
れたレーザビームである。
ｓｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ １９７９． Ｎｏｒｔｈ−
Ｈｏｌｌａｎｄ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎ
ｙ）に記載された従来の不安定型共振器を有するレーザ
装置の模式図である。図において、１は凹面鏡よりなる
コリメートミラー、２はこのコリメートミラー１に対向
配設された凸面鏡よりなる拡大ミラーであり、両ミラー
１，２は全反射ミラーによって構成されている。３はレ
ーザ媒質でＣＯ2 レーザ等のガスレーザを例にとれば放
電などにより励起されたガス媒質、ＹＡＧレーザなどの
固定レーザを例にとればフラッシュランプ等により励起
されたガラス媒質である。４はウインドミラー、５はウ
インドミラー４の面上に施された無反射コーティング
膜、６は周囲を覆う箱体、７はコリメートミラー１と拡
大ミラー２とにより構成された共振器内に発生するレー
ザビーム、８は拡大ミラー２の周辺部より外部に取出さ
れたレーザビームである。
【０００３】上記のレーザ装置において、コリメートミ
ラー１と拡大ミラー２はいわゆる不安定型共振器を構成
しており、拡大ミラー２により反射拡大されたレーザビ
ーム７はレーザ媒質３により増幅されると共に、コリメ
ートミラー１により平行ビーム７ａにコリメートされ
て、拡大ミラー２及び拡大ミラー２の周辺部上に反射
し、リング状のビームとしてウインドミラー４より外部
にとり出される。取出されたリング状のレーザビーム８
はほとんど等位相で得られるため、レンズ等によって集
光することにより中高のレーザビーム８となり、鉄板な
どの切断、溶接等を効率よく行なうことができる。
ラー１と拡大ミラー２はいわゆる不安定型共振器を構成
しており、拡大ミラー２により反射拡大されたレーザビ
ーム７はレーザ媒質３により増幅されると共に、コリメ
ートミラー１により平行ビーム７ａにコリメートされ
て、拡大ミラー２及び拡大ミラー２の周辺部上に反射
し、リング状のビームとしてウインドミラー４より外部
にとり出される。取出されたリング状のレーザビーム８
はほとんど等位相で得られるため、レンズ等によって集
光することにより中高のレーザビーム８となり、鉄板な
どの切断、溶接等を効率よく行なうことができる。
【０００４】また、その集光の度合いは、取出されるリ
ング状のレーザビーム８の内径と外形との比（Ｍ値（Ｍ
ａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆａｃｔｅｒ））できま
り、Ｍ値が大きいほど、すなわち、より中づまりで取出
されたビームほどよく集光される。しかしＭ値を大きく
すると発振効率が著しく悪化するため、工業的に現実に
もちいられるＭ値の上限は２程度である。
ング状のレーザビーム８の内径と外形との比（Ｍ値（Ｍ
ａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆａｃｔｅｒ））できま
り、Ｍ値が大きいほど、すなわち、より中づまりで取出
されたビームほどよく集光される。しかしＭ値を大きく
すると発振効率が著しく悪化するため、工業的に現実に
もちいられるＭ値の上限は２程度である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ装置は以
上のように構成されているので、集光特性を向上させる
ためにＭ値を大きくすると発振効率が悪化するため、実
用的にはＭ値を最高集光性能の得られる無限大近くまで
あげられないという問題があった。また、ウインドミラ
ー４がリング状のレーザビーム８により不均一に過熱さ
れるため、不均一な内部応力が発生して通過するレーザ
ビーム８の位相分布をくずし、集光性能を悪化させる等
の問題があった。この発明は上記のような問題を解消す
るためになされたもので、より安価な構成で高品質のレ
ーザビームを取出すことができるレーザ装置を得ること
を目的とする。
上のように構成されているので、集光特性を向上させる
ためにＭ値を大きくすると発振効率が悪化するため、実
用的にはＭ値を最高集光性能の得られる無限大近くまで
あげられないという問題があった。また、ウインドミラ
ー４がリング状のレーザビーム８により不均一に過熱さ
れるため、不均一な内部応力が発生して通過するレーザ
ビーム８の位相分布をくずし、集光性能を悪化させる等
の問題があった。この発明は上記のような問題を解消す
るためになされたもので、より安価な構成で高品質のレ
ーザビームを取出すことができるレーザ装置を得ること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係るレーザ装
置は、中央に部分透過部をまた周辺部に無反射部を有
し、かつ外面の曲率半径が内面の曲率半径より小さい出
口ミラーと、この出口ミラーと対向配置され出口ミラー
の部分透過部で反射されたレーザビームを拡大して上記
出口ミラーの部分透過部及びその周辺部に反射する拡大
ミラーとを備えた共振器を具備するものである。
置は、中央に部分透過部をまた周辺部に無反射部を有
し、かつ外面の曲率半径が内面の曲率半径より小さい出
口ミラーと、この出口ミラーと対向配置され出口ミラー
の部分透過部で反射されたレーザビームを拡大して上記
出口ミラーの部分透過部及びその周辺部に反射する拡大
ミラーとを備えた共振器を具備するものである。
【０００７】
【作用】この発明のレーザ装置では、出口ミラーでレー
ザビームの一部を透過させることにより、そのビーム形
状が従来のリング状から中づまり状のレーザビームとし
て取出される。また、出口ミラーを、その外面の曲率半
径が内面の曲率半径より小さいミラーとすることによ
り、共振器内部で発散状のレーザビームが出口ミラーの
外面での屈折作用により平行状態に変換されて外部に取
出される。
ザビームの一部を透過させることにより、そのビーム形
状が従来のリング状から中づまり状のレーザビームとし
て取出される。また、出口ミラーを、その外面の曲率半
径が内面の曲率半径より小さいミラーとすることによ
り、共振器内部で発散状のレーザビームが出口ミラーの
外面での屈折作用により平行状態に変換されて外部に取
出される。
【０００８】
【実施例】図１はこの発明の一実施例の断面図である。
図において、１ａは凸面鏡からなる拡大全反射ミラー、
３はレーザ媒質、４ａは凹面鏡からなる出口ミラー、５
は出口ミラー４ａの内面の周囲及び外面に設けた無反射
コーティング膜、２０は出口ミラー４ａの内面の中央部
に設けた部分反射膜である。６は箱体、７，７ａ，８は
レーザビームである。
図において、１ａは凸面鏡からなる拡大全反射ミラー、
３はレーザ媒質、４ａは凹面鏡からなる出口ミラー、５
は出口ミラー４ａの内面の周囲及び外面に設けた無反射
コーティング膜、２０は出口ミラー４ａの内面の中央部
に設けた部分反射膜である。６は箱体、７，７ａ，８は
レーザビームである。
【０００９】次に動作について説明する。拡大全反射ミ
ラー１ａにより拡大されたレーザビーム７ａはレーザ媒
質３により増幅され、その中央部の一部が出口ミラー４
ａの部分反射膜２０を通して、またその周囲部の全部が
出口ミラー４ａの無反射コーティング膜５を通して外部
に取出され、両者は合成されて中づまりの高品質レーザ
ビーム８となる。一方、部分反射膜２０により部分反射
されたレーザビーム７は再びレーザ媒質３により増幅さ
れ、さらに拡大全反射ミラー１ａにより反射拡大され
る。
ラー１ａにより拡大されたレーザビーム７ａはレーザ媒
質３により増幅され、その中央部の一部が出口ミラー４
ａの部分反射膜２０を通して、またその周囲部の全部が
出口ミラー４ａの無反射コーティング膜５を通して外部
に取出され、両者は合成されて中づまりの高品質レーザ
ビーム８となる。一方、部分反射膜２０により部分反射
されたレーザビーム７は再びレーザ媒質３により増幅さ
れ、さらに拡大全反射ミラー１ａにより反射拡大され
る。
【００１０】このようにしてレーザビーム７は拡大全反
射ミラー１ａ、出口ミラー４ａよりなるレーザ共振器間
を往復するごとに中づまりの高品質レーザビーム８とな
って外部に出射される。また、この実施例では出口ミラ
ー４ａの外面の曲率半径を内面の曲率半径より小さくし
ているから、出口ミラー４ａを通過したレーザビーム８
は、出口ミラー４ａの外面での屈折作用により一般に使
用しやすい平行光となる。なお、出口ミラー４ａの内面
とは、図１からわかるように共振器内部側の面をいう。
また、外面とは共振器外部側の面をいう。
射ミラー１ａ、出口ミラー４ａよりなるレーザ共振器間
を往復するごとに中づまりの高品質レーザビーム８とな
って外部に出射される。また、この実施例では出口ミラ
ー４ａの外面の曲率半径を内面の曲率半径より小さくし
ているから、出口ミラー４ａを通過したレーザビーム８
は、出口ミラー４ａの外面での屈折作用により一般に使
用しやすい平行光となる。なお、出口ミラー４ａの内面
とは、図１からわかるように共振器内部側の面をいう。
また、外面とは共振器外部側の面をいう。
【００１１】また、出口ミラー４ａに部分反射膜２０を
施して部分反射性をもたせる以外に、図２に示すように
無コート部分２１を設けて部分反射性を実現してもよ
い。また、上記実施例では出口ミラー４ａの内面の部分
反射膜２０を通過するレーザビーム７と、無反射コーテ
ィング膜５を通過するレーザビーム７ａ間の位相差は一
般に小さいので特に問題にしなかったが、これを打消す
手段をもうければさらに効果を高めることができる。
施して部分反射性をもたせる以外に、図２に示すように
無コート部分２１を設けて部分反射性を実現してもよ
い。また、上記実施例では出口ミラー４ａの内面の部分
反射膜２０を通過するレーザビーム７と、無反射コーテ
ィング膜５を通過するレーザビーム７ａ間の位相差は一
般に小さいので特に問題にしなかったが、これを打消す
手段をもうければさらに効果を高めることができる。
【００１２】この手段としては図１のように、部分反射
膜２０に厚みをもたせて、無反射コーティング膜５と部
分反射膜２０を通過するレーザビーム７ａ，７の位相差
を打消し、レーザビーム８が等位相となるようにする
か、あるいは図３に示すように出口ミラー４ａの外面に
段差２２を設け、２つのレーザビーム７，７ａに対する
出口ミラー４ａ内の光路差に差をもたせて位相差を打消
してもよい。さらに図４に示すように出口ミラー４ａの
外面と同様の作用をもつ段差２２を備えた位相補償ミラ
ー９を別に配置してもよい。また拡大全反射ミラーにつ
いても凸状のもののみ示したが、図５に示すように凹状
のミラー１ｂを用いてもよい。
膜２０に厚みをもたせて、無反射コーティング膜５と部
分反射膜２０を通過するレーザビーム７ａ，７の位相差
を打消し、レーザビーム８が等位相となるようにする
か、あるいは図３に示すように出口ミラー４ａの外面に
段差２２を設け、２つのレーザビーム７，７ａに対する
出口ミラー４ａ内の光路差に差をもたせて位相差を打消
してもよい。さらに図４に示すように出口ミラー４ａの
外面と同様の作用をもつ段差２２を備えた位相補償ミラ
ー９を別に配置してもよい。また拡大全反射ミラーにつ
いても凸状のもののみ示したが、図５に示すように凹状
のミラー１ｂを用いてもよい。
【００１３】上記の実施例では、いずれも出口ミラーと
ウインドミラーとが一体となったものを示したが、従来
と同様、ウインドミラー面上に部分透過率を有する凹ま
たは凸面鏡よりなる出口ミラーを設けてもよい。
ウインドミラーとが一体となったものを示したが、従来
と同様、ウインドミラー面上に部分透過率を有する凹ま
たは凸面鏡よりなる出口ミラーを設けてもよい。
【００１４】
【発明の効果】この発明によれば、中央に部分透過部を
また周辺部に無反射部を有し、かつ外面の曲率半径が内
面の曲率半径より小さい出口ミラーを有するから、出口
ミラーでレーザビームの一部を透過させると共に共振器
内部で発散状のレーザビームを出口ミラーの外面での屈
折作用により平行状態に変換して外部に取出すことがで
きる。従って、出口ミラーとともに共振器を構成してい
る拡大ミラーの大きさを小さくできるので、レーザ装置
全体としての低コスト化に寄与しながら、出口ミラーか
らは中づまりのレーザビームを取り出すことができる。
また周辺部に無反射部を有し、かつ外面の曲率半径が内
面の曲率半径より小さい出口ミラーを有するから、出口
ミラーでレーザビームの一部を透過させると共に共振器
内部で発散状のレーザビームを出口ミラーの外面での屈
折作用により平行状態に変換して外部に取出すことがで
きる。従って、出口ミラーとともに共振器を構成してい
る拡大ミラーの大きさを小さくできるので、レーザ装置
全体としての低コスト化に寄与しながら、出口ミラーか
らは中づまりのレーザビームを取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の模式図である。
【図２】この発明の実施例の模式図である。
【図３】この発明の実施例の模式図である。
【図４】この発明の実施例の模式図である。
【図５】この発明の実施例の模式図である。
【図６】従来のレーザ装置の一例を示す模式図である。
１ａ，１ｂ 拡大全反射ミラー ３ レーザ媒質 ４ａ 出口ミラー ５ 無反射コーティング膜 ７，７ａ，８ レーザビーム ９ 位相補償ミラー ２０ 部分反射膜
Claims (2)
- 【請求項１】 中央に部分透過部をまた周辺部に無反射
部を有し、かつ外面の曲率半径が内面の曲率半径より小
さい出口ミラーと、この出口ミラーと対向配置され出口
ミラーの部分透過部で反射されたレーザビームを拡大し
て上記出口ミラーの部分透過部及びその周辺部に反射す
る拡大ミラーとを備えた共振器を具備してなるレーザ装
置。 - 【請求項２】 上記拡大ミラーが凹又は凸面鏡である請
求項１記載のレーザ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61-291786 | 1986-12-08 | ||
| JP29178686 | 1986-12-08 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62183678A Division JPS63265479A (ja) | 1986-12-08 | 1987-07-24 | レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05235443A JPH05235443A (ja) | 1993-09-10 |
| JPH07105545B2 true JPH07105545B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=17773407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4228931A Expired - Lifetime JPH07105545B2 (ja) | 1986-12-08 | 1992-08-27 | レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105545B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61199686A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-04 | Mitsubishi Electric Corp | 不安定型レ−ザ共振器 |
-
1992
- 1992-08-27 JP JP4228931A patent/JPH07105545B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05235443A (ja) | 1993-09-10 |
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