JPS60136385A - 固体レ−ザ発振装置 - Google Patents
固体レ−ザ発振装置Info
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- JPS60136385A JPS60136385A JP24408783A JP24408783A JPS60136385A JP S60136385 A JPS60136385 A JP S60136385A JP 24408783 A JP24408783 A JP 24408783A JP 24408783 A JP24408783 A JP 24408783A JP S60136385 A JPS60136385 A JP S60136385A
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- Japan
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- laser rod
- laser
- rod
- cooling water
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- 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
- H01S3/0931—Imaging pump cavity, e.g. elliptical
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/042—Arrangements for thermal management for solid state lasers
-
- 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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/025—Constructional details of solid state lasers, e.g. housings or mountings
-
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- 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
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- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/0407—Liquid cooling, e.g. by water
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- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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ッドが冷却水によって冷却される固
体レーザ発振装置に関する。
体レーザ発振装置に関する。
一般に、固体レーザ発振装置σはたとえば噛円筒などの
集光反射鏡の内部にレーザロッドと励起ランプとを対向
させて収容するとともに、上記レーザロッドの端面に各
々共１辰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、レーザロッ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っている。また、レーザロッドは励
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、上記レーザロッドを流水パイプに挿通シ、この
流水パイプに冷却水ｋ ｉｔがすことによって水冷する
ようにしている。
集光反射鏡の内部にレーザロッドと励起ランプとを対向
させて収容するとともに、上記レーザロッドの端面に各
々共１辰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、レーザロッ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っている。また、レーザロッドは励
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、上記レーザロッドを流水パイプに挿通シ、この
流水パイプに冷却水ｋ ｉｔがすことによって水冷する
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ッドの
軸方向に沿って流がされており、またレーザロッドは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、レーザロッドは励起ランプによって周方向が均一
に加熱されないばかりか、周方向の励起ランプによって
励起されて温度上昇した個所を軸方向に沿って流れる冷
却水は他の個所を流れる冷却水に比べて温明上昇が著し
いから、レーザロッドの周方向における温度差が一段と
拡大される。
軸方向に沿って流がされており、またレーザロッドは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、レーザロッドは励起ランプによって周方向が均一
に加熱されないばかりか、周方向の励起ランプによって
励起されて温度上昇した個所を軸方向に沿って流れる冷
却水は他の個所を流れる冷却水に比べて温明上昇が著し
いから、レーザロッドの周方向における温度差が一段と
拡大される。
このように、レーザロッドの周方向における温度に差が
生じると、レーザロッドが温度上昇することによって生
じる凸レンズ作用が不均一となる。つまり、レーザロッ
ドの励起ラングを含む第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１０１方回が第２の断面方向よりも焦点距離が大き
くなる。すると、たとえばレーザロッドの断面が円形で
あっても、出力されるレーザ光のパターンが矩形状とな
ってしまうから、このレーザ光によって切断加工を行な
う場合など走査方向によって加工幅が異なり、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
ーザロッドの周方向における凸レンズ作用が均一でない
と、励起ランプへの人力を増大させても、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。
生じると、レーザロッドが温度上昇することによって生
じる凸レンズ作用が不均一となる。つまり、レーザロッ
ドの励起ラングを含む第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１０１方回が第２の断面方向よりも焦点距離が大き
くなる。すると、たとえばレーザロッドの断面が円形で
あっても、出力されるレーザ光のパターンが矩形状とな
ってしまうから、このレーザ光によって切断加工を行な
う場合など走査方向によって加工幅が異なり、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
ーザロッドの周方向における凸レンズ作用が均一でない
と、励起ランプへの人力を増大させても、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。
〔発明の目的〕
この’ｉｈ明はレーザロッ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、しかも励起ラングへの入力
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折供することに
ある。
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、しかも励起ラングへの入力
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折供することに
ある。
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
ーザロッドを流水ノくイブに収容し、この流水パイプに
よってレーザロッ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冷却水をレーザロッドの周方向
に旋回させる螺旋状のガイド体を設けることにより、レ
ーザロッ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。
ーザロッドを流水ノくイブに収容し、この流水パイプに
よってレーザロッ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冷却水をレーザロッドの周方向
に旋回させる螺旋状のガイド体を設けることにより、レ
ーザロッ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。
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によって閉
塞されている。また、本体Ｉ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ｉ前日筒状でその
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
。この東光反射境３の一方の焦点位置にはＹＡ４０ツド
やその他のレーザロッドなどの断面円形のレーザロッド
４、能力の焦点位置には励起ランプ５がそれぞれ軸線を
本体ｌの軸線と平行にして設けられている。
ある。この本体１の軸方向両端開口は端板２によって閉
塞されている。また、本体Ｉ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ｉ前日筒状でその
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
。この東光反射境３の一方の焦点位置にはＹＡ４０ツド
やその他のレーザロッドなどの断面円形のレーザロッド
４、能力の焦点位置には励起ランプ５がそれぞれ軸線を
本体ｌの軸線と平行にして設けられている。
上記レーザロッド４０両端には各々支持ノ（イブ６の一
端が液密に嵌着されている。これら支持バイブロの他端
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から突出した支持バイブロの他端開口には
共振器を形成する全反射ミラー８と出力ミラ−９とがそ
れぞれ上記レーザロッド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、レーザロッド４が励起ラン
プ５によって光励起されると、上記出力ミラ−９からレ
ーザ光りが出力されるようになっている。また、レーザ
ロッド４は光学的に透明な材料で作られた流水パイプ１
０に」申１１Ｍされている。この流水パイプＩＯはレー
ザロッド４よりも大径で、この内周面とレーザロッド４
の外周面との間に冷却水の流通路Ｚ１を区画形成してい
る。この流通路１１つまりレーザロッド４の外周面には
、光学的に透明な材料によって外径寸法が流水パイプＩ
Ｏの内径寸法とほぼ同径に形成された螺旋状のカイト体
Ｉ２が取着されている。
端が液密に嵌着されている。これら支持バイブロの他端
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から突出した支持バイブロの他端開口には
共振器を形成する全反射ミラー８と出力ミラ−９とがそ
れぞれ上記レーザロッド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、レーザロッド４が励起ラン
プ５によって光励起されると、上記出力ミラ−９からレ
ーザ光りが出力されるようになっている。また、レーザ
ロッド４は光学的に透明な材料で作られた流水パイプ１
０に」申１１Ｍされている。この流水パイプＩＯはレー
ザロッド４よりも大径で、この内周面とレーザロッド４
の外周面との間に冷却水の流通路Ｚ１を区画形成してい
る。この流通路１１つまりレーザロッド４の外周面には
、光学的に透明な材料によって外径寸法が流水パイプＩ
Ｏの内径寸法とほぼ同径に形成された螺旋状のカイト体
Ｉ２が取着されている。
また、上記流水パイプ１００両端は、上記本体１の軸方
向両端部に仕切壁Ｉ３によって区画形成された断面円形
状の第１の流路１４と第２０流路１５にそれぞれ液密に
接続されている。
向両端部に仕切壁Ｉ３によって区画形成された断面円形
状の第１の流路１４と第２０流路１５にそれぞれ液密に
接続されている。
したがって、本体Ｉ内は流水パイプＩＯと上記一対の仕
切壁１３とによってレーザロッド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とに隔別されている。さらに、本体１には上
記第１の流路Ｉ４に連通ずる供給管１８および下部室１
７の上記第１の流路１４と対応する一端に連通ずる排出
管１９が接続されている。まだ、上記第２０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
１７とを連通ずる透孔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。したがって、供給管
１８から第１の流路１４に流人した冷却水は、第１図に
矢印で示すように流水パイプ１０、第２の流路１５、透
孔２０お１−び下部室１７を通って上記排出管１９から
流出するようになっている。
切壁１３とによってレーザロッド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とに隔別されている。さらに、本体１には上
記第１の流路Ｉ４に連通ずる供給管１８および下部室１
７の上記第１の流路１４と対応する一端に連通ずる排出
管１９が接続されている。まだ、上記第２０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
１７とを連通ずる透孔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。したがって、供給管
１８から第１の流路１４に流人した冷却水は、第１図に
矢印で示すように流水パイプ１０、第２の流路１５、透
孔２０お１−び下部室１７を通って上記排出管１９から
流出するようになっている。
このように構成されだレーザ発振装置において、レーザ
光りを出力させる場合には、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′ルしてレーザロッ
ド４を光励起すれば、共振器を形成する出力ミラ−９か
らレーザ光りが出力される。一方、供給管１８から第１
の流路１４に供給された冷却水がレーザロッド４の外周
に流通路１１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
ってレーザロッド４の外周面を旋回しながら流れる。そ
のため、レーザロッド４の周方向が全周にわたって同じ
温度の冷却水で冷却されるから、レーザロッド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
、このレーザロッド４の周方向は同じ温度の冷却水によ
ってほぼ均一な温度に冷却される。したがって、レーザ
ロッド４の凸レンズ作用は、励起ランプ５によって光励
起される径方向と、この径方向と直交する方向において
ほぼ同一となるから、出力ミラ−９から出力されるレー
ザ光りのパターン形状はレーザロッド４の端面形状に等
しい円形となる。そして、レーザロッド４の断面形状と
同じ円形のレーザ光りが出力されると、このレーザ光り
によって切断加工を行なうような場合、走査方向が異な
っ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、レーザロッド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りの出力がほぼ比例的に変化するか
ら、レーザ光りの出力の飽和点が上昇する。つまり、高
出力のレーザ光りを得ることができる。
光りを出力させる場合には、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′ルしてレーザロッ
ド４を光励起すれば、共振器を形成する出力ミラ−９か
らレーザ光りが出力される。一方、供給管１８から第１
の流路１４に供給された冷却水がレーザロッド４の外周
に流通路１１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
ってレーザロッド４の外周面を旋回しながら流れる。そ
のため、レーザロッド４の周方向が全周にわたって同じ
温度の冷却水で冷却されるから、レーザロッド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
、このレーザロッド４の周方向は同じ温度の冷却水によ
ってほぼ均一な温度に冷却される。したがって、レーザ
ロッド４の凸レンズ作用は、励起ランプ５によって光励
起される径方向と、この径方向と直交する方向において
ほぼ同一となるから、出力ミラ−９から出力されるレー
ザ光りのパターン形状はレーザロッド４の端面形状に等
しい円形となる。そして、レーザロッド４の断面形状と
同じ円形のレーザ光りが出力されると、このレーザ光り
によって切断加工を行なうような場合、走査方向が異な
っ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、レーザロッド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りの出力がほぼ比例的に変化するか
ら、レーザ光りの出力の飽和点が上昇する。つまり、高
出力のレーザ光りを得ることができる。
さらに、レーザロッド４を収容した流水パイプ１Ｏと、
レーザロッド４の外周面に設けられたガイド体Ｉ２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、レーザロッド４が効率
よく光励起されなくなるということがない〇 なお、この発明シ裏上記−実施１＋１１に限定されず、
たとえばレーザ発振装置１５４としては、レーザロッド
の同方向１８０度ずれを位置に２本の１励起ランプが設
けられたものであってもよい。まだ、ガイド体はレーザ
ロッドの外周でなく、流水パイプの内周まだシ１仁水の
上流部と下流部において仕切啼などに取着してもよく、
要は流水パイプによって形成された流通路に［一定的に
設けられていればよい。
レーザロッド４の外周面に設けられたガイド体Ｉ２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、レーザロッド４が効率
よく光励起されなくなるということがない〇 なお、この発明シ裏上記−実施１＋１１に限定されず、
たとえばレーザ発振装置１５４としては、レーザロッド
の同方向１８０度ずれを位置に２本の１励起ランプが設
けられたものであってもよい。まだ、ガイド体はレーザ
ロッドの外周でなく、流水パイプの内周まだシ１仁水の
上流部と下流部において仕切啼などに取着してもよく、
要は流水パイプによって形成された流通路に［一定的に
設けられていればよい。
以上述べたようにこの発明は、集光反射鏡の内部に励起
ラングと対向して設けられるレーザロッドを流水パイプ
に収容し、この流水パイプによってレーザロッドの外周
に流通路を区画形成し、この流通路に冷却水をレーザロ
ッドの周方向に旋回させて流がす螺旋状のガイド体を設
けだから、レーザロッ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、レーザロッドの周方向に旋回す
る冷却水によりこのレーザロッドの周方向における温度
分布はほぼ均一になる。したがって、レーザロッドの凸
レンズ作用は周方向においてほぼ均一となるから、レー
ザロッ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って切断幅が変
わるようなことなく高精度に行なえるばかりか、励起ラ
ンプへの人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。
ラングと対向して設けられるレーザロッドを流水パイプ
に収容し、この流水パイプによってレーザロッドの外周
に流通路を区画形成し、この流通路に冷却水をレーザロ
ッドの周方向に旋回させて流がす螺旋状のガイド体を設
けだから、レーザロッ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、レーザロッドの周方向に旋回す
る冷却水によりこのレーザロッドの周方向における温度
分布はほぼ均一になる。したがって、レーザロッドの凸
レンズ作用は周方向においてほぼ均一となるから、レー
ザロッ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って切断幅が変
わるようなことなく高精度に行なえるばかりか、励起ラ
ンプへの人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。
図面はこの発明の一実施例を示し、第１図は概略的構成
をろくす縦断面図、第２図は第１図Ｂ−ｎ線に沿う断面
図である。 ３・・・集光反射鏡、４・・・レーザロッド、５・・・
励起ランプ、１０・・・流水パイプ、１１・・・流通路
、１２・・・ガイド体。
をろくす縦断面図、第２図は第１図Ｂ−ｎ線に沿う断面
図である。 ３・・・集光反射鏡、４・・・レーザロッド、５・・・
励起ランプ、１０・・・流水パイプ、１１・・・流通路
、１２・・・ガイド体。
Claims (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ッドおよび励起ランプと、上記レー
ザロッドを内部に収容しこのレーザロッドの外周に冷却
水の流通路を区画形成した流水パイプと、上記流通路に
設けられこの流通路を流れる冷却水をレーザロッドの周
方向に旋回させる螺旋状のガイド体とを具備したことを
特徴とする固体レーザ発掘装置。
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 |
Applications Claiming Priority (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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60136385A true JPS60136385A (ja) | 1985-07-19 |
| JPH0428155B2 JPH0428155B2 (ja) | 1992-05-13 |
Family
ID=17113538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24408783A Granted JPS60136385A (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 固体レ−ザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60136385A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63204679A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-24 | Toshiba Corp | 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 |
| US7548568B2 (en) * | 2001-07-25 | 2009-06-16 | Innotech Usa Inc. | Portable laser device |
-
1983
- 1983-12-26 JP JP24408783A patent/JPS60136385A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63204679A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-24 | Toshiba Corp | 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 |
| US7548568B2 (en) * | 2001-07-25 | 2009-06-16 | Innotech Usa Inc. | Portable laser device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0428155B2 (ja) | 1992-05-13 |
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