JP2000236126A - Ｙａｇレーザ発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ媒質の熱レンズ効果の小さいＹＡＧレ
ーザ発振器の提供。 【解決手段】 レーザロッド５と励起光源７を集光反射
鏡内部３に備えたＹＡＧレーザ発振器において、前記レ
ーザロッドと励起光源とを透明な冷却水管路１１に同軸
に挿通して設けると共に、該冷却水管路を流通する冷却
水９中に０．１μｍ〜１０μｍの大きさの紫外線を吸収
する粒子１３を前記冷却水１リットル当たり１０ｇ〜１
００ｇを混入分散させたことを特徴とするＹＡＧレーザ
発振器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＹＡＧレーザ発振器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＹＡＧレーザ発振器の励起方法には、図
５に示す如き楕円筒形の集光反射鏡１０１の二つの焦点
位置にレーザ媒質（ＹＡＧ）のロッド（以後レーザロッ
ドと略称）１０３と、励起光源としての直管形のＸｅフ
ラッシュランプ１０５とを配置したものが広く使用され
ている。Ｘｅフラッシュランプ１０５からの光は楕円筒
形の集光反射鏡１０１で反射されてレーザロッド１０３
に吸収される。

【０００３】上述のレーザロッド１０３は、５００〜
１，０００ｎｍの波長の光をよく吸収して励起準位に励
起される。ところで、前述のＸｅフラッシュランプ１０
５の光のスペクトルは図４のグラフに示す様に２００〜
１０００ｎｍの波長からなっている。

【０００４】一方、前記レーザロッド１０３は５００〜
１，０００ｎｍの波長の光を吸収して励起されるが、紫
外線領域（２００〜５００ｎｍ）の吸収特性も持ってい
るので、励起エネルギーが大きくなると、レーザロッド
１０３が発熱して熱レンズ効果を生じ、発振出力の低下
や出力ビームの品質の低下が生じるという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の如き問
題を解決するために成されたものであり、本発明の課題
は、レーザ媒質（ＹＡＧ）の熱レンズ効果の小さいＹＡ
Ｇレーザ発振器を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として請求項１に記載のＹＡＧレーザ発振器は、レーザ
ロッドと励起光源を集光反射鏡内部に備えたＹＡＧレー
ザ発振器において、前記レーザロッドと励起光源とを透
明な冷却水管路に同軸に挿通して設けると共に、該冷却
水管路を流通する冷却水中に０．１μｍ〜１０μｍの大
きさの紫外線を吸収する粒子を前記冷却水１リットル当
たり１０ｇ〜１００ｇを混入分散させたことを要旨とす
るものである。

【０００７】請求項２に記載のＹＡＧレーザ発振器は、
請求項１に記載の発明において前記紫外線を吸収する粒
子がアルミナ粒子であることを要旨とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。

【０００９】図１は本発明に係わるＹＡＧレーザ発振器
の励起部の説明図であり、図２はレーザ媒質（ＹＡＧ）
部の拡大図である。

【００１０】図１に示す如く、ＹＡＧレーザ発振器の励
起部１は、楕円筒形の集光反射鏡３を備え、この集光反
射鏡３の二つの焦点位置の一方（ａ）に（図では左方の
焦点）、レーザ媒質（ＹＡＧ）のロッド５（以後レーザ
ロッド５と略称）を紙面に直交する方向に延伸させて設
け、他方の焦点位置（ｂ）に（図では右方の焦点）直管
形のＸｅフラッシュランプからなる励起光源７を前記レ
ーザロッド５と平行に設けてある。

【００１１】なお、上述の集光反射鏡３の反射面は、紫
外線を含む強い励起光に対して、変質したり反射率が低
下したりしない様に、通常は金メッキまたは金蒸着して
使うことが多い。なおまた、集光反射鏡３も紙面に直交
する方向に延伸させて設けてある。

【００１２】前記、レーザロッド５と励起光源７の周囲
には、冷却水９が流通する透明な材質（例えば、ガラ
ス、アクリルなど）からなる冷却水管路１１（ａ，ｂ）
が同軸に設けてある。なお、この冷却水管路１１（ａ，
ｂ）へは、図示省略の公知の冷却水循環給送ポンプから
冷却水が供給される様になっている。

【００１３】前記冷却水９には、冷却水１リットル当た
り１０ｇ〜１００ｇのアルミナ粒子１３を混入分散させ
てある。アルミナは図３に示す如く、５００〜１０００
ｎｍの波長領域で反射率が大きく、５００ｎｍ以下の紫
外線領域で反射率が小さい（すなわち、紫外線吸収率が
大きい）という特性を有しており、冷却水９に混入した
アルミナ粒子１３の大きさは０．１μｍ〜１０μｍのも
のである。

【００１４】上記構成において、レーザロッド５を励起
する励起光源７を点灯した時、励起光源７から放射され
る光の中で波長が５００ｎｍ以下の紫外線領域のもの
は、例えば図１、図２に示す光路Ｌ１を通り、集光反射
鏡３で反射されて最終的にはアルミナ粒子１３に至り吸
収される。また、波長が５００〜１０００ｎｍのもの
は、例えば図１、図２に示す光路Ｌ２を通りアルミナ粒
子１３に到達する。

【００１５】アルミナ粒子１３に到達した光は、アルミ
ナ粒子１３で反射されて、さらに集光反射鏡３により反
射され、最終的にはレーザロッド５に到達する。

【００１６】上述の光路は一例であってこれ以外の光路
は無数に存在する。また、励起光源７から直接レーザロ
ッド５またはアルミナ粒子１３に到達する光路も無数に
ある。

【００１７】上述の説明から理解される様に、波長が５
００ｎｍ以下の紫外線領域の光のほとんどはアルミナ粒
子１３に吸収されることになる。

【００１８】すなわち、レーザロッド５の励起に寄与し
ない紫外線がアルミナ粒子１３に吸収され、その熱エネ
ルギーは冷却水と共に循環するアルミナ粒子１３によっ
て発振器外へ排出されることになる。

【００１９】したがって、レーザロッドの熱レンズ効果
の発生を減少させることができる。その結果、発振出力
の低下や出力ビームの品質の低下を防止することができ
る。また、アルミナ粒子は電気絶縁体であるので、冷却
水の電気絶縁性を低下させる恐れがない。

【００２０】なお、上述の冷却水には電気絶縁性の大き
い純水を用いるのが望ましい。また、アルミナ粒子は、
研磨作用の少ない１０μｍ以下の大きさものを用いるの
が望ましい。また、アルミナ粒子と同様な特性を有する
粒子を混入分散させても実施例と同様な効果が期待でき
る。

【００２１】

【発明の効果】請求項１または請求項２の発明によれ
ば、レーザロッドの励起に寄与しない励起光中の紫外線
領域の光のほとんどは冷却水中のアルミナ粒子に吸収さ
れて、レーザロッドまで到達しないのでレーザロッドの
熱レンズ効果の発生が減少する。

【００２２】その結果、発振出力の低下や出力ビームの
品質の低下を防止することができる。また、アルミナ粒
子は電気絶縁体であるので、冷却水の電気絶縁性を低下
させる恐れがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるＹＡＧレーザ発振器の励起部の
説明図。

【図２】図１のレーザ媒質（ＹＡＧ）部の拡大説明図。

【図３】本発明に係わるＹＡＧレーザ発振器の冷却水に
混入するアルミナの波長に対する反射率の変化を示した
グラフ。

【図４】本発明に係わるＹＡＧレーザ発振器の励起光源
（Ｘｅフラッシュランプ）のスペクトル分布を示したグ
ラフ。

【図５】従来のＹＡＧレーザ発振器の励起方法を説明す
る図。

【符号の説明】

１ 励起部 ３ 集光反射鏡 ５ レーザロッド ７ 励起光源 ９ 冷却水 １１（ａ，ｂ） 冷却水管路 １３ アルミナ粒子 Ｌ１、Ｌ２ 光路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザロッドと励起光源を集光反射鏡内
   部に備えたＹＡＧレーザ発振器において、前記レーザロ
   ッドと励起光源とを透明な冷却水管路に同軸に挿通して
   設けると共に、該冷却水管路を流通する冷却水中に０．
   １μｍ〜１０μｍの大きさの紫外線を吸収する粒子を前
   記冷却水１リットル当たり１０ｇ〜１００ｇを混入分散
   させたことを特徴とするＹＡＧレーザ発振器。
2. 【請求項２】 前記紫外線を吸収する粒子がアルミナ粒
   子であることを特徴とする請求項１に記載のＹＡＧレー
   ザ発振器。