JPH07193302A - Solid-state laser oscillator - Google Patents

Solid-state laser oscillator

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JPH07193302A
JPH07193302A JP33263793A JP33263793A JPH07193302A JP H07193302 A JPH07193302 A JP H07193302A JP 33263793 A JP33263793 A JP 33263793A JP 33263793 A JP33263793 A JP 33263793A JP H07193302 A JPH07193302 A JP H07193302A
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light
laser
glass
excitation light
condenser
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Hidekazu Shigeyoshi
秀和 重吉
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Abstract

(57)【要約】 【構成】集光器2と、該集光器2に内設するレーザロッ
ド6及び励起光源7と、上記レーザロッド6の両側に配
置する一対の反射鏡8,9とで固定レーザ発振器1を構
成するとともに、前記集光器2を成す外装体3をセラミ
ックスで形成し、上記外装体3に穿設した内孔5の壁面
に、黄色系ガラスを焼き付けする。 【効果】レーザロッド6及び励起光源7の取り付け位置
が若干ずれたとしても、レーザ光の出力低下を生じるこ
とがなく、所定出力のレーザ光を出射できる。
(57) [Summary] [Construction] A condenser 2, a laser rod 6 and an excitation light source 7 provided inside the condenser 2, and a pair of reflecting mirrors 8 and 9 arranged on both sides of the laser rod 6. The stationary laser oscillator 1 is constructed, and the exterior body 3 forming the condenser 2 is formed of ceramics, and yellowish glass is baked on the wall surface of the inner hole 5 formed in the exterior body 3. [Effect] Even if the mounting positions of the laser rod 6 and the excitation light source 7 are slightly deviated, the output of the laser light does not decrease, and the laser light of a predetermined output can be emitted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、Nd−YAGレーザや
Nd−ガラスレーザなどの固体レーザ発振器に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state laser oscillator such as an Nd-YAG laser and an Nd-glass laser.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より用いられている固体レーザ発振
器の構造は、図5に示すように、集光器12を構成する
金属製の外装体13に、断面形状が楕円形状をした内孔
15が長手方向に穿設してあり、この内孔15の一方の
焦点軸上には固体レーザとしてYAG或いはガラスから
成る円柱状のレーザロッド6が、他方の焦点軸上にはク
リプトン・アークランプやタングステン・ハロゲンラン
プ、或いはキセノン・フラッシュランプなどの円柱状の
励起光源7がそれぞれ配置され、外装体13の内孔15
壁面には、励起光源7からの光をレーザロッド6に照射
するための集光反射面14が備えてあり、上記レーザロ
ッド6の両側には一対の反射鏡8,9を配置して構成し
たものであった。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 5, a structure of a solid-state laser oscillator conventionally used is such that a metal outer casing 13 constituting a condenser 12 has an inner hole 15 having an elliptical cross section. A cylindrical laser rod 6 made of YAG or glass as a solid-state laser on one focal axis of the inner hole 15 and a krypton arc lamp or the like on the other focal axis. A cylindrical excitation light source 7 such as a tungsten / halogen lamp or a xenon / flash lamp is arranged, and an inner hole 15 of the outer casing 13 is provided.
The wall surface is provided with a condensing reflecting surface 14 for irradiating the laser rod 6 with light from the excitation light source 7, and a pair of reflecting mirrors 8 and 9 is arranged on both sides of the laser rod 6. It was a thing.

【0003】このような固体レーザ発振器10は、励起
光源7にトリガー電圧を印加することで励起光源7を発
光させ、その光を直接的及び集光反射面14で反射させ
て間接的にレーザロッド6へ照射することにより、レー
ザロッド6を構成するYAGやガラス内に含有するNd
イオンを励起させ、このNdイオンが励起状態から安定
状態へ遷移する時に発せられる光をレーザ光として取り
出し、このレーザ光を出力反射鏡8と反射鏡9の間で往
復させたあと、所定出力のレーザ光を出力反射鏡8から
出射させるようになっていた。
In such a solid-state laser oscillator 10, the excitation light source 7 is caused to emit light by applying a trigger voltage to the excitation light source 7, and the light is reflected directly and by the converging / reflecting surface 14 and indirectly by the laser rod. By irradiating the laser rod 6 with YAG or Nd contained in the glass.
After the ions are excited and the light emitted when the Nd ions transit from the excited state to the stable state is extracted as laser light, and the laser light is reciprocated between the output reflecting mirror 8 and the reflecting mirror 9, The laser light was emitted from the output reflecting mirror 8.

【0004】ところで、上記レーザロッド6に照射され
る光は殆どが集光反射面14で反射したものであり、し
かもレーザロッド6には550nm未満の波長光を照射
させずにそれ以上の波長である550nm〜900nm
の波長光(以下、励起光という)を照射しなければなら
ないため、集光反射面14の構成材として金或いは銀が
用いられていた(実開昭62−186450号公報、実
開平2−84354号公報参照)。
By the way, most of the light radiated to the laser rod 6 is reflected by the converging / reflecting surface 14, and the laser rod 6 is not irradiated with light having a wavelength of less than 550 nm, and has a wavelength longer than that. 550 nm to 900 nm
Since it is necessary to irradiate the light of the wavelength (hereinafter referred to as excitation light), gold or silver has been used as a constituent material of the condensing reflection surface 14 (Japanese Utility Model Publication No. 62-186450, Japanese Utility Model Publication No. 2-84354). (See the official gazette).

【0005】なお、固体レーザ発振器には、他に集光器
の内孔断面形状がメガネ形状をしたものもあり、この固
体レーザ発振器は、内孔断面の略円形状部の焦点軸上に
励起光源をそれぞれ配置し、この2つの励起光源を結ぶ
中心にレーザロッドを配置したものであり、集光反射面
の構成材としてやはり金或いは銀が用いられていた。
There are other solid-state laser oscillators in which the cross-sectional shape of the inner hole of the condenser is spectacles, and this solid-state laser oscillator is excited on the focal axis of the substantially circular portion of the cross-section of the inner hole. Light sources are respectively arranged, and a laser rod is arranged at the center connecting these two excitation light sources, and gold or silver was also used as a constituent material of the condensing reflection surface.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な固体レーザ発振器10において、レーザロッド6及び
励起光源7を焦点軸上へ高精度に配置することは非常に
難しく、特に、レーザロッド6の取り付け位置が焦点軸
より少しでもずれてしまうと、レーザロッド6に照射さ
れる励起光の光量が減少するためにレーザ光の出力が低
下し、場合によっては、YAGやガラス内に含有するN
dイオンを励起させることができず、レーザ光を出射す
ることができないといった問題があった。
However, in the solid-state laser oscillator 10 as described above, it is very difficult to dispose the laser rod 6 and the pumping light source 7 on the focal axis with high accuracy. If the mounting position deviates from the focal axis even a little, the amount of excitation light with which the laser rod 6 is irradiated decreases, and the output of the laser light decreases. In some cases, the NAG contained in YAG or glass is reduced.
There is a problem that d ions cannot be excited and laser light cannot be emitted.

【0007】即ち、集光反射面14を構成する金或いは
銀は、550nm未満の波長光を吸収し、且つ励起光を
高効率で反射するという特性を有しており、集光反射面
14の構成材として優れているものの、入射光を一方向
へのみしか反射させることができないために集光反射面
14で反射した励起光は全て焦点軸上へ照射され、焦点
軸上から若干ずれて取り付けられたレーザロッド6には
励起光を殆ど照射することができなかった。
That is, the gold or silver constituting the condensing reflecting surface 14 has the characteristics of absorbing light having a wavelength of less than 550 nm and reflecting the exciting light with high efficiency. Although excellent as a constituent material, since the incident light can be reflected only in one direction, all the excitation light reflected by the condensing reflection surface 14 is irradiated onto the focal axis, and is attached with a slight deviation from the focal axis. The obtained laser rod 6 could hardly be irradiated with excitation light.

【0008】又、上記固体レーザ発振器10には、レー
ザロッド6の発熱を抑えるために、集光器12の内孔1
5を冷却水で満たすようになっているものがあるが、集
光反射面14をなす金或いは銀の表面に、水あかやゴミ
等の付着による曇りが発生し、本来の輝きが得られなく
なるという問題があった。その為、集光反射面14での
光の反射効率が低下し、レーザ光の出力が低下するとい
った問題もあった。
Further, in the solid-state laser oscillator 10, in order to suppress heat generation of the laser rod 6, the inner hole 1 of the condenser 12 is provided.
5 is filled with cooling water, but the surface of gold or silver that forms the light collecting and reflecting surface 14 is fogged by water stains or dust, and the original brightness cannot be obtained. There was a problem. Therefore, there is also a problem that the efficiency of light reflection on the light collecting and reflecting surface 14 is reduced and the output of laser light is reduced.

【0009】一方、集光器12を構成する外装体13
は、銅合金等の金属で形成されているために、励起光源
7に印加するトリガー電圧がリークし易く、このリーク
が発生すると励起光源7が発光しなくなるといった問題
もあった。
On the other hand, the exterior body 13 constituting the condenser 12
However, since it is formed of a metal such as a copper alloy, the trigger voltage applied to the excitation light source 7 is likely to leak, and when this leakage occurs, the excitation light source 7 does not emit light.

【0010】本発明の目的は、レーザロッド及び励起光
源の取り付け位置が若干ずれたとしても、所定の出力が
得られ、且つ安定したレーザ光の出射が長期間にわたり
可能な固体レーザ発振器を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a solid-state laser oscillator capable of obtaining a predetermined output and stably emitting laser light for a long period of time even if the mounting positions of a laser rod and an excitation light source are slightly deviated. Especially.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では上記
問題に鑑み、固体レーザ発振器の集光器を構成する外装
体を、緻密で、且つ絶縁性を有するセラミックスで形成
するとともに、外装体の内孔壁面に備える集光反射面を
黄色系ガラスで形成したものである。
In view of the above problems, therefore, in the present invention, the exterior body that constitutes the condenser of the solid-state laser oscillator is formed of dense and insulating ceramics, and the exterior body of the exterior body is formed. The light collecting and reflecting surface provided on the wall surface of the inner hole is formed of yellowish glass.

【0012】[0012]

【作用】本発明によれば、集光反射面の構成材として黄
色系ガラスを用いているため、550nm未満の波長光
を選択的に吸収し、且つ励起光を高効率で反射する金と
ほぼ同等の反射特性が得られる。しかも、黄色系ガラス
は入射光を表面で拡散反射させることができ、又、ガラ
ス表面に曇りを生じることもない。
According to the present invention, since yellowish glass is used as the constituent material of the light collecting and reflecting surface, it is almost the same as gold which selectively absorbs light having a wavelength of less than 550 nm and reflects excitation light with high efficiency. Equivalent reflection characteristics can be obtained. Moreover, the yellowish glass can diffuse and reflect incident light on the surface, and does not cause clouding on the glass surface.

【0013】又、本発明によれば、集光器の外装体を緻
密で、且つ絶縁性を有するセラミックスで形成してある
ため、トリガー電圧をリークさせることがなく、又、冷
却水が漏れるといったこともない。しかも、黄色系ガラ
スを焼き付けにより貼設することができる。
Further, according to the present invention, since the exterior body of the condenser is made of dense and insulating ceramics, the trigger voltage is not leaked and the cooling water is leaked. Nothing. Moreover, the yellowish glass can be attached by baking.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明実施例を説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【0015】図1は本発明に係る固体レーザ発振器1の
一部を破断した斜視図である。なお、従来例と同一部分
については同一符号で示す。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a solid-state laser oscillator 1 according to the present invention. The same parts as those in the conventional example are designated by the same reference numerals.

【0016】図1に示すように、集光器2を構成する外
装体3に、断面形状が楕円形状をした内孔5が長手方向
に穿設してあり、この楕円形状をした内孔5の一方の焦
点軸上にはYAG或いはガラスから成る円柱状のレーザ
ロッド6を、他方の焦点軸上にはクリプトン・アークラ
ンプやタングステン・ハロゲンランプ、或いはキセノン
・フラッシュランプなどの円柱状の励起光源7をそれぞ
れ配置し、集光器2の内孔5の壁面には、励起光源7か
らの光をレーザロッド6に照射するための集光反射面4
を設けてあり、上記レーザロッド6の両側には一対の反
射鏡8,9を配置して構成してある。
As shown in FIG. 1, an outer body 3 which constitutes the condenser 2 is provided with an inner hole 5 having an elliptical cross section in the longitudinal direction. The inner hole 5 having the elliptical shape is formed. A cylindrical laser rod 6 made of YAG or glass is provided on one focal axis, and a cylindrical excitation light source such as a krypton arc lamp, a tungsten halogen lamp, or a xenon flash lamp is provided on the other focal axis. 7 are arranged respectively, and the condenser reflection surface 4 for irradiating the laser rod 6 with the light from the excitation light source 7 is provided on the wall surface of the inner hole 5 of the condenser 2.
And a pair of reflecting mirrors 8 and 9 are arranged on both sides of the laser rod 6.

【0017】今、励起光源7にトリガー電圧を印加して
励起光源7を発光させると、一部の光はレーザロッド6
に直接照射され、他の光は集光反射面4で反射させて励
起光(550nm〜900nm)のみをレーザロッド6
に照射することができるため、レーザロッド6を構成す
るYAGやガラス内に含まれるNdイオンを励起させて
レーザ光を出力反射鏡8に出射し、このレーザ光を出力
反射鏡8と反射鏡9の間で往復させることで、所定出力
のレーザ光を出力反射鏡8から出射するようになってい
る。
Now, when a trigger voltage is applied to the excitation light source 7 to cause the excitation light source 7 to emit light, a part of the light is emitted from the laser rod 6.
And the other light is reflected by the condensing reflection surface 4, and only the excitation light (550 nm to 900 nm) is emitted to the laser rod 6.
Therefore, the laser light is emitted to the output reflecting mirror 8 by exciting Nd ions contained in the YAG and the glass forming the laser rod 6 and emitting the laser light to the output reflecting mirror 8 and the reflecting mirror 9. The laser beam having a predetermined output is emitted from the output reflecting mirror 8 by reciprocating between them.

【0018】ところで、上記集光器2の集光反射面4
は、550nm〜900nmの波長光(励起光)を高効
率で反射し、且つ550nm未満の波長光を吸収するこ
とができる材質でなければならないことから、これらの
特性を満足する材質について種々実験を繰り返した結
果、黄色系ガラスが最適であることを見出したのであ
る。
By the way, the condenser reflection surface 4 of the condenser 2 is described.
Must be a material capable of highly efficiently reflecting light having a wavelength of 550 nm to 900 nm (excitation light) and absorbing light having a wavelength of less than 550 nm. Therefore, various experiments have been conducted on materials satisfying these characteristics. As a result of repetition, they found that yellowish glass was the most suitable.

【0019】即ち、黄色系ガラスは、レーザロッド6を
破損する恐れのある550nm未満の波長光を吸収し、
且つレーザロッド6内のNdイオンを励起させるために
重要な550nm〜900nmの波長光(励起光)を高
効率で反射させることができる。しかも、入射した光は
拡散反射させることができるため、レーザロッド6及び
励起光源7の取り付け位置が焦点軸上から若干ずれたと
しても、レーザロッド6に励起光を照射することができ
る。
That is, the yellowish glass absorbs light having a wavelength of less than 550 nm which may damage the laser rod 6,
Moreover, it is possible to highly efficiently reflect the wavelength light (excitation light) of 550 nm to 900 nm that is important for exciting the Nd ions in the laser rod 6. Moreover, since the incident light can be diffused and reflected, the laser rod 6 can be irradiated with the excitation light even if the mounting positions of the laser rod 6 and the excitation light source 7 are slightly displaced from the focal axis.

【0020】又、黄色系ガラスは、水あか等の付着が少
ないために曇りを生じ難く、本来の色を損なうことがな
い。その為、常に高い反射効率が得られる。
Further, since the yellowish glass has less adhesion of water stains and the like, it is less likely to cause clouding and does not impair the original color. Therefore, a high reflection efficiency is always obtained.

【0021】そこで、上記集光反射面4として用いる黄
色系ガラスは、ほう珪酸ガラスなどのガラス材に、カド
ニウムイエロ、アンチモンイエロ、チタンイエロ、クロ
ムイエロ、バナジウムイエロ、或いは黄色酸化鉄などの
着色顔料を、ガラス及び着色顔料の合計のうち2〜3%
の割合で添加したものを用いる。
Therefore, the yellow glass used as the condensing and reflecting surface 4 is a glass material such as borosilicate glass and a coloring pigment such as cadmium yellow, antimony yellow, titanium yellow, chrome yellow, vanadium yellow, or yellow iron oxide. , 2-3% of the total of glass and color pigments
The one added in the ratio of is used.

【0022】着色顔料を上記範囲で添加するのは、含有
量が2%未満であると、ガラスが半透明状になってしま
うために下地の色が現れ、励起光以外の波長光も反射し
てしまうからで、逆に含有量が3%より多いと、所望の
色とは異なった色がでてしまうために、励起光を高効率
で反射させることができず、しかも550nm未満の波
長光も反射してしまう恐れがあるからでる。
When the content of the coloring pigment is less than 2%, the glass becomes semi-transparent, the underlying color appears, and light of wavelengths other than the excitation light is also reflected. On the contrary, if the content is more than 3%, a color different from the desired color will be generated, so that the excitation light cannot be reflected with high efficiency, and the wavelength light of less than 550 nm This is because there is a risk that it will also be reflected.

【0023】又、上記集光反射面4を形成する黄色系ガ
ラスの表面は、反射効率を高めるため、中心線平均粗さ
(Ra)で0.1〜3.0μmの範囲とすることが重要
である。これは、中心線平均粗さ(Ra)で0.1μm
より小さくすることは、加工上困難であるためで、逆に
中心線平均粗さ(Ra)で3.0μmより大きいと、ガ
ラス表面での光の吸収が多く、励起光の一部も吸収され
てしまう恐れがあるたである。
In order to improve the reflection efficiency, it is important that the surface of the yellowish glass forming the light collecting and reflecting surface 4 has a center line average roughness (Ra) in the range of 0.1 to 3.0 μm. Is. This is a center line average roughness (Ra) of 0.1 μm.
If the center line average roughness (Ra) is larger than 3.0 μm, the glass surface absorbs a large amount of light and a part of the excitation light is also absorbed. There is a risk that

【0024】さらに、黄色系ガラスの厚み幅hは5〜3
0μmの範囲とし、好ましくは7〜15μmの範囲とす
る。これは、厚み幅hが5μmより小さいと、薄すぎる
ために製作が困難であるばかりか、下地をなす外装体1
3の色がガラス表面に現れ、本来の色である黄色が損な
われてしまうからである。なお、逆に、厚み幅hを大き
くしすぎると無駄が多くなり過ぎるため、厚み幅hは3
0μm以下の範囲で設けてあればよい。
Further, the thickness width h of the yellowish glass is 5 to 3
The range is 0 μm, preferably 7 to 15 μm. This is because if the thickness width h is less than 5 μm, it is too thin and difficult to manufacture, and also the outer casing 1 that forms the base.
This is because the color of 3 appears on the glass surface and the original color, yellow, is lost. On the contrary, if the thickness width h is made too large, the amount of waste becomes too large.
It may be provided in the range of 0 μm or less.

【0025】一方、集光器2を構成する外装体3は、黄
色系ガラスとの密着性及び絶縁性が要求されることか
ら、セラミックスにより形成する。
On the other hand, the exterior body 3 which constitutes the condenser 2 is formed of ceramics because it is required to have adhesiveness and insulation with respect to yellowish glass.

【0026】セラミックスとしては、アルミナ、ジルコ
ニア、或いは窒化珪素などを使用することができるが、
これらのセラミックスに限定するものではなく、少なく
とも絶縁性を有し、且つ吸水率が0%であるセラミック
スにより形成してあればよい。
As the ceramics, alumina, zirconia, silicon nitride, etc. can be used.
The ceramics are not limited to these ceramics, and may be made of at least insulating ceramics having a water absorption rate of 0%.

【0027】このように、外装体3を緻密質で絶縁性を
有するセラミックスで形成することで、励起光源7に印
加するトリガー電圧をリークさせることがなく、又、内
孔5内に満たされた冷却水の漏れを生じることもない。
As described above, by forming the outer package 3 from the dense and insulating ceramics, the trigger voltage applied to the excitation light source 7 is not leaked and the inner hole 5 is filled. There is no leakage of cooling water.

【0028】さらに、セラミックスは1000℃以上の
高温で焼成するため、集光反射面4を成す黄色系ガラス
を焼き付けすることができ、特に外装体3がアルミナな
ど焼結助剤としてSiO2 を含むセラミックスで形成し
たものにあっては、黄色系ガラスとの結合が強まり強固
に固着することができる。しかも、セラミックスの熱膨
張係数は、3〜10×10-6/℃とガラスの熱膨張係数
(α=5×10-6/℃程度)と近似させることができる
ため、焼き付けされたガラス表面に歪みを生じることが
ない。
Further, since the ceramics are fired at a high temperature of 1000 ° C. or higher, the yellowish glass forming the light converging / reflecting surface 4 can be baked, and particularly the exterior body 3 contains SiO 2 as a sintering aid such as alumina. In the case of ceramics, the bond with the yellowish glass is strengthened and can be firmly fixed. Moreover, the coefficient of thermal expansion of ceramics can be approximated to 3 to 10 × 10 −6 / ° C., which is similar to the coefficient of thermal expansion of glass (α = 5 × 10 −6 / ° C.). There is no distortion.

【0029】次に、一例として外装体3がアルミナから
成る集光器2の製造方法について説明する。
Next, as an example, a method of manufacturing the condenser 2 in which the exterior body 3 is made of alumina will be described.

【0030】まず、集光器2を成す外装体3を製作する
ため、アルミナ原料に、焼結助剤及び有機バインダを所
定量添加して粉砕したあと、スプレードライヤにより造
粒体を作製する。得られた造粒体はラバープレス、アイ
ソスタティックプレスなど公知の成形方法により円柱体
に成形し、切削加工を施すことで、半円状の溝を長手方
向に刻設した300×150×30mm程度の直方体を
形成する。しかる後、焼成温度1350℃〜1700℃
程度の温度で焼成すれば外装体3の半分が得られる。次
に、上記直方体の溝表面をバフ研摩したあと、2〜3%
の割合で着色顔料を含有したガラスシートを上記溝表面
に転写し、800℃〜1150℃程度の温度に加熱する
ことでガラスの焼き付けを行う。
First, in order to manufacture the exterior body 3 which constitutes the condenser 2, a predetermined amount of a sintering aid and an organic binder are added to alumina raw material and pulverized, and then a granulated body is produced by a spray dryer. The obtained granules are molded into a cylindrical body by a known molding method such as a rubber press or an isostatic press, and a cutting process is performed to form a semicircular groove in the longitudinal direction of about 300 × 150 × 30 mm. Form a rectangular parallelepiped. After that, firing temperature 1350 ° C to 1700 ° C
Half of the outer package 3 is obtained by firing at a temperature of about this value. Next, after buffing the groove surface of the rectangular parallelepiped, 2-3%
The glass sheet containing the color pigment in the ratio of is transferred to the groove surface and heated to a temperature of about 800 ° C. to 1150 ° C. to bake the glass.

【0031】このようにして得られた直方体を2つ用意
し、互いの溝を対向させて重ねることで集光器2を製作
することができる。
The concentrator 2 can be manufactured by preparing two rectangular parallelepipeds thus obtained and stacking them so that their grooves face each other.

【0032】なお、本発明実施例では、外装体3がアル
ミナから成る集光器2についてのみ示したが、外装体3
が他のセラミックスから成る集光器2の場合には、一般
的に知られた製造方法によりセラミック製の外装体3を
製作したあと、上述に示すような方法によりガラスを焼
き付けすることで製作することができる。
In the embodiment of the present invention, only the condenser 2 in which the outer package 3 is made of alumina is shown.
When the condenser 2 is made of other ceramics, it is manufactured by manufacturing the ceramic exterior body 3 by a generally known manufacturing method and then baking the glass by the method as described above. be able to.

【0033】実験例 次に、集光器2の集光反射面4を成す本願発明の黄色系
ガラスと、比較例として金を用い、白色光を照射した時
の各波長の反射率について実験を行った。なお、本願発
明の黄色系ガラスは、ホウ珪酸ガラスに3%のアンチモ
ンイエロを添加したものである。
Experimental Example Next, an experiment was conducted on the reflectance of each wavelength when white light was radiated, using the yellowish glass of the present invention forming the condensing reflecting surface 4 of the condenser 2 and gold as a comparative example. went. The yellow glass of the present invention is borosilicate glass to which 3% of antimony yellow is added.

【0034】この実験の測定には自記分光光度計(日立
製作所製330型)を使用し、標準試料として酸化アル
ミニウムを用いて、この標準試料の反射率を100%と
したときの相対反射率を測定したものであり、入射角度
0°及び5°についてそれぞれ測定を行った。
A self-recording spectrophotometer (Model 330 manufactured by Hitachi, Ltd.) was used for measurement in this experiment, and aluminum oxide was used as a standard sample, and the relative reflectance when the reflectance of this standard sample was set to 100%. The measurement was performed, and the measurement was performed at incident angles of 0 ° and 5 °, respectively.

【0035】なお、上記自記分光光度計とは、図2に示
すような積分球と言われる球状体の側部に検出部を備
え、底部に試料となる集光反射面4を配置したものであ
り、上方から集光反射面4に白色光を照射した時に、集
光反射面4で反射した光が積分球内で検出部に集光さ
れ、それぞれの波長光の光量について検出するようにな
っており、白色光の入射角度5°については試料を下方
に5°傾けることで、入射角度5°としている。
The self-recording spectrophotometer is one in which a detecting portion is provided on the side of a spherical body called an integrating sphere as shown in FIG. 2 and a light collecting and reflecting surface 4 serving as a sample is arranged on the bottom. Yes, when white light is irradiated onto the condensing reflecting surface 4 from above, the light reflected by the condensing reflecting surface 4 is condensed on the detecting portion in the integrating sphere, and the light amount of each wavelength light is detected. Therefore, for the incident angle of 5 ° of white light, the incident angle is 5 ° by inclining the sample downward by 5 °.

【0036】それぞれの結果は表1及び本発明の黄色系
ガラスについては図3に、比較例である金については図
4にそれぞれ示す。
The results are shown in Table 1 and FIG. 3 for the yellowish glass of the present invention, and FIG. 4 for gold as a comparative example.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】表1及び図3,4より判るように、まず、
本発明の黄色系ガラスは比較例である金とほぼ同等の反
射特性を示しており、共に550nm未満の波長光を吸
収し、550nm〜900nmの波長光(励起光)につ
いては90%以上の反射率が得られている。
As can be seen from Table 1 and FIGS.
The yellow glass of the present invention exhibits almost the same reflection characteristics as gold as a comparative example, both of which absorb light having a wavelength of less than 550 nm and reflect 90% or more of light having a wavelength of 550 nm to 900 nm (excitation light). The rate has been obtained.

【0039】この結果より、本発明の黄色系ガラスを集
光反射面4として使用しても所定出力のレーザ光を出射
できることが判る。
From these results, it can be seen that even if the yellow glass of the present invention is used as the condensing / reflecting surface 4, a laser beam of a predetermined output can be emitted.

【0040】なお、本願発明の黄色系ガラスにおいて、
入射角度5°の時に反射率が低下しているのは、試料で
ある黄色系ガラスを水平方向に対して5°傾けて実験を
行っているため、黄色系ガラスで拡散反射した反射光の
一部しか積分球で検出できなかったためと考えられる。
In the yellowish glass of the present invention,
The reflectance decreases when the incident angle is 5 °, because the experiment is performed by tilting the sample yellow glass at 5 ° with respect to the horizontal direction. It is considered that this is because only the part could be detected by the integrating sphere.

【0041】次に、入射角度0°でのそれぞれの反射率
を見ると、比較例である金はどの波長光も殆ど反射して
いないことが判る。この理由として金は金原子が均一に
配列された単体であるため、入射光はある一定方向へ殆
ど全て反射されるためと考えられる。その為、入射角度
0°で入射した光は垂直に反射され、金表面で反射した
光が積分球に照射されなかったためと考えられる。
Next, looking at the respective reflectances at an incident angle of 0 °, it can be seen that gold as a comparative example hardly reflects light of any wavelength. It is considered that the reason for this is that gold is a simple substance in which gold atoms are uniformly arranged, so that almost all incident light is reflected in a certain direction. Therefore, it is considered that the light incident at the incident angle of 0 ° was reflected vertically and the light reflected on the gold surface was not applied to the integrating sphere.

【0042】従って、金を集光反射面4として使用した
固体レーザ発振器1は、レーザロッド6や励起光源7を
高精度に内孔5の焦点軸上へ配置しなければならないこ
とが判る。
Therefore, it is understood that in the solid-state laser oscillator 1 using gold as the condensing / reflecting surface 4, the laser rod 6 and the excitation light source 7 must be arranged on the focal axis of the inner hole 5 with high accuracy.

【0043】これに対し、本発明の黄色系ガラスは、入
射角度0°で550nm未満の波長光を吸収し、550
〜900nmの波長光(励起光)を90%以上反射率し
ていることが判る。
On the other hand, the yellowish glass of the present invention absorbs light having a wavelength of less than 550 nm at an incident angle of 0 ° and is 550
It can be seen that light having a wavelength of 900 nm (excitation light) has a reflectance of 90% or more.

【0044】このように、本発明の黄色系ガラスが入射
角度0°でも550〜900nmの波長光(励起光)を
90%以上反射率しているのは、入射した白色光を拡散
反射しているためと考えられる。その為、本発明の黄色
系ガラスを集光反射面4として使用すれば、レーザロッ
ド6や励起光源7の配置に若干のずれがあったとしても
所定出力のレーザ光を出射できる固定レーザ発振器1を
提供することができる。
As described above, the yellow glass of the present invention has a reflectance of 90% or more of the wavelength light (excitation light) of 550 to 900 nm even when the incident angle is 0 °, because the incident white light is diffusely reflected. This is probably because Therefore, if the yellowish glass of the present invention is used as the condensing reflecting surface 4, the fixed laser oscillator 1 can emit a laser beam of a predetermined output even if the laser rod 6 and the excitation light source 7 are slightly displaced. Can be provided.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上のように本発明は、Nd−YAGレ
ーザ或いはNd−ガラスレーザ等の固体レーザ発振器に
おいて、外装体を緻密で絶縁性を有するセラミックスで
形成するとともに、該外装体の内孔の壁面に、550n
m未満の波長光を吸収し、且つ550nm〜900nm
の波長光を拡散反射する黄色系ガラスを集光反射面とし
て備えて集光器を構成してあることから、内孔に内設す
るレーザロッド及び励起光源の取り付け位置に若干のず
れがあったとしてもレーザ光の出力低下を生じることが
殆どなく、又、集光反射面に曇りを生じることもないた
め、所定出力のレーザ光を出射させることができる。
As described above, according to the present invention, in a solid-state laser oscillator such as an Nd-YAG laser or an Nd-glass laser, the exterior body is made of dense and insulating ceramics, and the inner hole of the exterior body is formed. 550n on the wall
Absorbs light of wavelength less than m and 550 nm to 900 nm
Since the light concentrator is configured with a yellow-colored glass that diffuses and reflects the wavelength light of as a condensing reflection surface, there was a slight deviation in the mounting position of the laser rod and the excitation light source installed in the inner hole. In this case, the output of the laser light is hardly reduced, and the condensing / reflecting surface is not fogged, so that the laser light having a predetermined output can be emitted.

【0046】しかも、トリガー電圧をリークさせること
もないため、長期にわたり安定したレーザ光の出射が可
能である。
Moreover, since the trigger voltage is not leaked, it is possible to stably emit laser light for a long period of time.

【0047】さらに、本発明の固体レーザ発振器では、
レーザロッドや励起光源の高い取り付け精度を必要とし
ないため、製造が簡単で歩留りを大幅に向上させること
もできる。
Furthermore, in the solid-state laser oscillator of the present invention,
Since the laser rod and the excitation light source do not require high mounting accuracy, the manufacturing is simple and the yield can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る固体レーザ発振器の一部を破断し
た斜視図である。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a solid-state laser oscillator according to the present invention.

【図2】自記分光光度計を示した簡略図である。FIG. 2 is a simplified diagram showing a self-recording spectrophotometer.

【図3】本発明の黄色系ガラスに入射角度0°及び5°
で白色光を照射したときの各波長の反射率を示すグラフ
である。
FIG. 3 shows incident angles of 0 ° and 5 ° on the yellowish glass of the present invention.
3 is a graph showing the reflectance of each wavelength when white light is emitted in FIG.

【図4】従来の金に入射角度0°及び5°で白色光を照
射したときの各波長の反射率を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing reflectance at each wavelength when white light is irradiated on conventional gold at incident angles of 0 ° and 5 °.

【図5】従来の固体レーザ発振器の一部を破断した斜視
図である。
FIG. 5 is a partially cutaway perspective view of a conventional solid-state laser oscillator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 :固体レーザ発振器 2 :集光器 3 :外装体 4 :集光反射面 5 :内孔 6 :レーザロッド 7 :励起光源 8 :出力反射鏡 9 :反射鏡 1: Solid-state laser oscillator 2: Condenser 3: Outer package 4: Condensing reflection surface 5: Inner hole 6: Laser rod 7: Excitation light source 8: Output reflecting mirror 9: Reflecting mirror

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】外装体の内孔壁面に集光反射面を備えた集
光器と、上記外装体の内孔に内設する励起光源及びレー
ザロッドと、該レーザロッドの両側に配置した一対の反
射鏡とから成る固体レーザ発振器において、上記集光器
を構成する外装体をセラミックスで形成するとともに、
集光反射面を黄色系ガラスで形成したことを特徴とする
固体レーザ発振器。
1. A condenser having a light collecting / reflecting surface on a wall surface of an inner hole of an outer package, an excitation light source and a laser rod provided in the inner hole of the outer package, and a pair arranged on both sides of the laser rod. In the solid-state laser oscillator consisting of the reflecting mirror and the outer body forming the above-mentioned concentrator is made of ceramics,
A solid-state laser oscillator having a light collecting and reflecting surface made of yellowish glass.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08250789A (en) * 1995-03-10 1996-09-27 Nec Corp Light condenser for solid laser oscillator
CN113161862A (en) * 2021-04-23 2021-07-23 浙江法拉第激光科技有限公司 Optical resonant cavity based on integrating sphere and implementation method thereof

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