JP2001007431A - レーザ発振方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 合成用光学系や煩わしい光軸調整作業を必要
とすることなく、連続波レーザ光とパルスレーザ光とが
合成されたレーザ出力を容易に得られるようにする。 【解決手段】 レーザ共振部を成す第一のレーザ媒質４
とレーザ増幅部を成す第二のレーザ媒質５とを同一光軸
上に配置し、第一のレーザ媒質４の励起源６に対し連続
的電気入力を与えて連続波励起を行わしめ、これにより
第一のレーザ媒質４から出射した光を共振させて連続波
レーザ光として第二のレーザ媒質５に向け発振させると
共に、該第二のレーザ媒質５の励起源７に対し断続的電
気入力を与えてパルス変調励起を行わしめ、これにより
第一のレーザ媒質４から入射した連続波レーザ光をベー
スとしてパルスレーザ光を重畳した合成レーザ光を第二
のレーザ媒質５から出射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ発振方法及
び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、レーザ溶接を行う場合には、
一定出力の連続波レーザ光をベースとしてパルスレーザ
光を重畳した合成レーザ光が適しており、この種の合成
レーザ光を用いれば、割れなどの欠陥の少ない良好な溶
接を実現することができる。

【０００３】従来、前述した如き連続波レーザ光とパル
スレーザ光との合成レーザ光を得るに際しては、連続波
励起レーザ装置とパルス変調励起レーザ装置とを夫々並
列に二台用意し、両レーザ装置から個別に出力される連
続波レーザ光とパルスレーザ光とを透過ミラーや光ファ
イバ入射などの手段を用いて合成するようにしている。

【０００４】尚、このような二系統のレーザ光の合成に
関する具体的な手段としては、例えば特願平８−３０１
４９０号（特開平１０−１３７９６５号）などが既に提
案されて公知となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
従来手段においては、連続波レーザ光を発振するレーザ
発振装置と、パルスレーザ光を発振するレーザ発振装置
とが最低二台必要となり、連続波レーザ光とパルスレー
ザ光とを外部で合成させるための合成用光学系が必要と
なるという問題があり、特に光ファイバを用いた合成手
段によっては、二本のレーザ光を合成させるために複雑
な光軸調整作業が必要となるという問題があった。

【０００６】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、合成用光学系や煩わしい光軸調整作業を必要とする
ことなく、連続波レーザ光とパルスレーザ光とが合成さ
れたレーザ出力を容易に得られるようにすることを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ共振部
を成す第一のレーザ媒質とレーザ増幅部を成す第二のレ
ーザ媒質とを同一光軸上に配置し、第一のレーザ媒質の
励起源に対し連続的電気入力を与えて連続波励起を行わ
しめ、これにより第一のレーザ媒質から出射した光を共
振させて連続波レーザ光として第二のレーザ媒質に向け
発振させると共に、該第二のレーザ媒質の励起源に対し
断続的電気入力を与えてパルス変調励起を行わしめ、こ
れにより第一のレーザ媒質から入射した連続波レーザ光
をベースとしてパルスレーザ光を重畳した合成レーザ光
を第二のレーザ媒質から出射させることを特徴とするレ
ーザ発振方法、に係るものである。

【０００８】而して、第一のレーザ媒質から発振された
連続波レーザ光を第二のレーザ媒質に入射させると、該
第二のレーザ媒質は、その励起源に対する断続的電気入
力によりパルス変調励起の状態となっているので、第一
のレーザ媒質から入射した連続波レーザ光が断続的に増
幅される結果、連続波レーザ光をベースとしてパルスレ
ーザ光を重畳した合成レーザ光が第二のレーザ媒質から
出射されることになり、合成用光学系や煩わしい光軸調
整作業を必要とすることなく、連続波レーザ光とパルス
レーザ光とが合成されたレーザ出力を容易に得ることが
可能となる。

【０００９】また、本発明のレーザ発振方法を実施する
に際しては、例えば、相互に間隔を隔てて正対する透過
鏡及び反射鏡から成る光共振器と、該光共振器の透過鏡
及び反射鏡の相互間に配置されてレーザ共振部を成す第
一のレーザ媒質と、該第一のレーザ媒質に対し光共振器
の透過鏡を介し同一光軸上に配置されてレーザ増幅部を
成す第二のレーザ媒質と、第一のレーザ媒質に沿わせて
配置された第一の励起源と、第二のレーザ媒質に沿わせ
て配置された第二の励起源と、第一の励起源に対し連続
発振に適した連続的電気入力を与える連続波励起電源
と、第二の励起源に対しパルス発振に適した断続的電気
入力を与えるパルス変調励起電源と、連続波励起電源及
びパルス変調励起電源の出力を制御する制御装置とを備
えたことを特徴とするレーザ発振装置、を採用すること
が可能である。

【００１０】而して、制御装置により連続波励起電源及
びパルス変調励起電源の出力の制御を行い、連続波励起
電源から第一の励起源に対し連続的電気入力を与えると
共に、パルス変調励起電源からは第二の励起源に対し断
続的電気入力を与えると、連続的電気入力を与えられた
第一の励起源により第一のレーザ媒質が連続波励起の状
態となり、これにより第一のレーザ媒質の軸心方向端部
から出射した光が光共振器の透過鏡及び反射鏡の相互間
を往復して第一のレーザ媒質に対し入出射を繰り返すこ
とにより光共振が起こり、光のエネルギーが増幅されて
透過鏡を介し第二のレーザ媒質に向け連続波レーザ光が
発振され、更に、第一のレーザ媒質から発振された連続
波レーザ光が第二のレーザ媒質に入射されると、該第二
のレーザ媒質は、その励起源に対する断続的電気入力に
よりパルス変調励起の状態となっているので、第一のレ
ーザ媒質から入射した連続波レーザ光が断続的に増幅さ
れる結果、連続波レーザ光をベースとしてパルスレーザ
光を重畳した合成レーザ光が第二のレーザ媒質から出射
されることになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。

【００１２】図１〜図５は本発明を実施する形態の一例
を示すもので、図１中における１は相互に間隔を隔てて
正対する透過鏡２及び反射鏡３から成る光共振器を示
し、該光共振器１の透過鏡２及び反射鏡３の相互間に、
レーザ共振部を成す第一のレーザ媒質４を配置し、該第
一のレーザ媒質４に対し光共振器１の透過鏡２を介しレ
ーザ増幅部を成す第二のレーザ媒質５を同一光軸上に直
列に配置する。

【００１３】また、第一のレーザ媒質４の両側に沿わせ
て第一の励起源６を配置すると共に、第二のレーザ媒質
５の両側に沿わせて第二の励起源７を配置し、更には、
第一の励起源６に対し図２に示す如き連続発振に適した
連続的電気入力を与える連続波励起電源８と、第二の励
起源７に対し図３に示す如きパルス発振に適した断続的
電気入力を与えるパルス変調励起電源９と、これら連続
波励起電源８及びパルス変調励起電源９の出力を制御信
号１０ａにより制御する制御装置１０とを適宜な場所に
配設する。

【００１４】ここで、第一のレーザ媒質４及び第二のレ
ーザ媒質５には、気体、固体、液体、半導体の何れを採
用しても良いが、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザロッドなど
の固体レーザ媒質を採用した場合、その励起源６，７に
は、クリプトンアークランプなどの光を発する励起光源
が採用されることになる。

【００１５】而して、制御装置１０により連続波励起電
源８及びパルス変調励起電源９に制御信号１０ａを与え
て適宜に電気的な同調をとらせながら出力の制御を行
い、連続波励起電源８から第一の励起源６に対し連続的
電気入力を与えると共に、パルス変調励起電源９からは
第二の励起源７に対し断続的電気入力を与える。

【００１６】このようにすると、連続的電気入力を与え
られた第一の励起源６により第一のレーザ媒質４が連続
波励起の状態となり、これにより第一のレーザ媒質４の
軸心方向端部から出射した光が光共振器１の透過鏡２及
び反射鏡３の相互間を往復して第一のレーザ媒質４に対
し入出射を繰り返すことにより光共振が起こり、光のエ
ネルギーが増幅されて透過鏡２を介し第二のレーザ媒質
５に向け図４に示す如き連続波レーザ光がレーザ出力と
して発振される。

【００１７】そして、第一のレーザ媒質４から発振され
た連続波レーザ光が第二のレーザ媒質５に入射される
と、該第二のレーザ媒質５は、その励起源７に対する断
続的電気入力によりパルス変調励起の状態となっている
ので、第一のレーザ媒質４から入射した連続波レーザ光
が断続的に増幅される結果、図５に示す如き連続波レー
ザ光をベースとしてパルスレーザ光を重畳した合成レー
ザ光が第二のレーザ媒質５からレーザ出力として出射さ
れることになる。

【００１８】従って、上記形態例によれば、第一のレー
ザ媒質４から発振された連続波レーザ光を、第一のレー
ザ媒質４と同一光軸上に直列に配置した第二のレーザ媒
質５に入射して断続的に増幅することにより所望のレー
ザ出力を得るようにしているので、個別に発振されたレ
ーザ光の相互を合成するような手段をとらなくて済み、
合成用光学系や煩わしい光軸調整作業を必要とせずに連
続波レーザ光とパルスレーザ光とが合成されたレーザ出
力を容易に得ることができる。

【００１９】尚、本発明のレーザ発振方法及び装置は、
上述の形態例にのみ限定されるものではなく、図示では
第一及び第二のレーザ媒質を夫々単一で構成した場合を
例示しているが、第一及び第二のレーザ媒質の夫々を複
数のレーザ媒質で構成することも可能であること、ま
た、第一及び第二のレーザ媒質を並列に配置し、第一の
レーザ媒質から発振されたレーザ出力を反射ミラーなど
の光学系を介しコの字状に折り返して第二のレーザ媒質
に入射させるようにしても良いこと、その他、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得るこ
とは勿論である。

【００２０】

【発明の効果】上記した本発明のレーザ発振方法及び装
置によれば、合成用光学系や煩わしい光軸調整作業を必
要とすることなく、連続波レーザ光とパルスレーザ光と
が合成されたレーザ出力を容易に得ることができるとい
う優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図であ
る。

【図２】第一の励起源に与えられる連続的電気入力の一
例を示すグラフである。

【図３】第二の励起源に与えられる連続的電気入力の一
例を示すグラフである。

【図４】第一のレーザ媒質から発振されるレーザ出力の
一例を示すグラフである。

【図５】第二のレーザ媒質から発振されるレーザ出力の
一例を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 光共振器 ２ 透過鏡 ３ 反射鏡 ４ 第一のレーザ媒質 ５ 第二のレーザ媒質 ６ 第一の励起源 ７ 第二の励起源 ８ 連続波励起電源 ９ パルス変調励起電源 １０ 制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ共振部を成す第一のレーザ媒質と
   レーザ増幅部を成す第二のレーザ媒質とを同一光軸上に
   配置し、第一のレーザ媒質の励起源に対し連続的電気入
   力を与えて連続波励起を行わしめ、これにより第一のレ
   ーザ媒質から出射した光を共振させて連続波レーザ光と
   して第二のレーザ媒質に向け発振させると共に、該第二
   のレーザ媒質の励起源に対し断続的電気入力を与えてパ
   ルス変調励起を行わしめ、これにより第一のレーザ媒質
   から入射した連続波レーザ光をベースとしてパルスレー
   ザ光を重畳した合成レーザ光を第二のレーザ媒質から出
   射させることを特徴とするレーザ発振方法。
2. 【請求項２】 相互に間隔を隔てて正対する透過鏡及び
   反射鏡から成る光共振器と、該光共振器の透過鏡及び反
   射鏡の相互間に配置されてレーザ共振部を成す第一のレ
   ーザ媒質と、該第一のレーザ媒質に対し光共振器の透過
   鏡を介し同一光軸上に配置されてレーザ増幅部を成す第
   二のレーザ媒質と、第一のレーザ媒質に沿わせて配置さ
   れた第一の励起源と、第二のレーザ媒質に沿わせて配置
   された第二の励起源と、第一の励起源に対し連続発振に
   適した連続的電気入力を与える連続波励起電源と、第二
   の励起源に対しパルス発振に適した断続的電気入力を与
   えるパルス変調励起電源と、連続波励起電源及びパルス
   変調励起電源の出力を制御する制御装置とを備えたこと
   を特徴とするレーザ発振装置。