JP2002151778A - Laser oscillator - Google Patents

Laser oscillator

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JP2002151778A
JP2002151778A JP2000341212A JP2000341212A JP2002151778A JP 2002151778 A JP2002151778 A JP 2002151778A JP 2000341212 A JP2000341212 A JP 2000341212A JP 2000341212 A JP2000341212 A JP 2000341212A JP 2002151778 A JP2002151778 A JP 2002151778A
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laser
mirror
output
total reflection
solid
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Kazuo Kato
一夫 加藤
Fumio Hatanaka
文男 畑中
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Keyence Corp
Original Assignee
Keyence Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify an optical system and facilitate adjustment operation by fixing the output mirror of a laser oscillator. SOLUTION: The laser oscillator comprises a solid laser medium, an excitation light source for exciting the solid laser medium, an output mirror that is located on the light axis of a laser beam being emitted from the solid laser medium and is provided opposite to one end face of the solid laser medium, and a total reflection mirror for composing the output mirror and the resonator while being provided opposite to the other end face. The laser oscillator fixes the output mirror and at the same time provides the total reflection mirror with an adjustment mechanism for finely adjusting the light axis of the laser beam output.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、メンテナンスを容
易にしたレーザー発振器に関する。
The present invention relates to a laser oscillator that facilitates maintenance.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザー発振器はレーザーマーキングや
トリミング、切断、溶接等の加工用途で利用されてい
る。
2. Description of the Related Art Laser oscillators are used for processing such as laser marking, trimming, cutting, and welding.

【0003】図1にレーザー発振器の概略図を示す。こ
の図に示すレーザー発振器は、固体レーザー媒質1と、
固体レーザー媒質1近傍に配設されてこれを励起するた
めの励起用光源2と、固体レーザー媒質1から出射され
るレーザーの光軸上に位置して一方に配設される全反射
ミラー4と、他方に配設される出力ミラー5を備えてい
る。全反射ミラー4と出力ミラー5は、この間で光を繰
り返し反射できるように固体レーザー媒質1を介して対
向するよう配設され、光を増幅する共振器を構成する。
出力ミラー5は増幅されたレーザー光を一部透過して出
力する。出力ミラー5のレーザ光出力側には、加工位置
を制御するためのスキャナ部を配設させることができる
(図示せず)。スキャナ部の内部には、出力ミラー5か
らのレーザ光を所定の方向に指向させるとともに、X−
Y方向に走査させるための2枚の可動ミラーが内蔵され
る(ここでは図示せず)。また、スキャナ部の出射部分
には、Fθレンズ6が取付けられており、このレンズの
焦点位置のワーク表面3には、対象物が配置される。
FIG. 1 is a schematic diagram of a laser oscillator. The laser oscillator shown in this figure includes a solid-state laser medium 1 and
An excitation light source 2 disposed near the solid-state laser medium 1 to excite the same; a total reflection mirror 4 disposed on one side of the optical axis of a laser emitted from the solid-state laser medium 1; And an output mirror 5 disposed on the other side. The total reflection mirror 4 and the output mirror 5 are disposed so as to face each other via the solid-state laser medium 1 so as to be able to repeatedly reflect light therebetween, and constitute a resonator for amplifying light.
The output mirror 5 partially transmits the amplified laser light and outputs it. On the laser beam output side of the output mirror 5, a scanner unit for controlling a processing position can be provided (not shown). Inside the scanner section, while directing the laser beam from the output mirror 5 in a predetermined direction,
Two movable mirrors for scanning in the Y direction are built in (not shown here). An Fθ lens 6 is attached to the emission portion of the scanner unit, and an object is placed on the work surface 3 at the focal position of this lens.

【0004】この図に示す出力ミラー5と全反射ミラー
4は、最も効率よくレーザが共振され、かつFθレンズ
6を介して加工精度のよいレーザを発振するように位置
決めされ、微調整されている。
The output mirror 5 and the total reflection mirror 4 shown in FIG. 1 are positioned and fine-tuned so that the laser is resonated most efficiently and a laser with high processing accuracy is oscillated via the Fθ lens 6. .

【0005】一般に、レーザーマーカー等に使用される
レーザー発振器のレーザ出力に要求される加工精度を向
上させるための要因として、ビームの品質とレーザー出
力のパワーが挙げられる。このうちレーザー出力パワー
は、励起光源のパワーをいかに効率よく固体レーザー媒
質1で変換できるかに依存する。
In general, factors that improve the processing accuracy required for the laser output of a laser oscillator used for a laser marker or the like include beam quality and laser output power. Among them, the laser output power depends on how efficiently the power of the excitation light source can be converted by the solid-state laser medium 1.

【0006】ビームの品質が良いとは、レーザービーム
の強度分布がガウス分布に近いことを意味する。一般に
レーザービームの品質は、すべての領域において一様で
はない。レーザービームの品質によって強度分布が異な
る様子を図2に示す。図2(a)に示すように品質の良
いレーザービームの強度分布はガウス分布型の波形とな
り、一方図2(b)に示す品質の悪いレーザービームの
強度分布は、複数のピークを持つ崩れて広がったような
分布となる。
[0006] The good beam quality means that the intensity distribution of the laser beam is close to a Gaussian distribution. Generally, the quality of the laser beam is not uniform in all areas. FIG. 2 shows how the intensity distribution varies depending on the quality of the laser beam. As shown in FIG. 2A, the intensity distribution of a high-quality laser beam has a Gaussian distribution type waveform, whereas the intensity distribution of a poor-quality laser beam shown in FIG. The distribution looks like a spread.

【0007】通常、共振器内部で出力ミラー5と全反射
ミラー4の間を往復し、固体レーザー媒質1を通過する
毎に増幅されて、固体レーザー媒質1から出力ミラー5
に向かう光の内の一部が図3に示すように出力ミラー5
を介してレーザービームとして出力されることになる。
このため、固体レーザー媒質の一方の端面から出力ミラ
ー5に向かって出射されるビームの品質が悪いと、外部
に出射されるレーザの品質性能が低下する。よって図4
に示すように、品質の良いビームのみが共振器内を往復
できるように、一般には固体レーザー媒質1を出力ミラ
ー5側に近づけて配置される。このように配置すれば品
質の良いビームが増幅されることになり、性能の高いレ
ーザが外部に出射される。
Normally, the laser beam reciprocates between the output mirror 5 and the total reflection mirror 4 inside the resonator, and is amplified each time it passes through the solid-state laser medium 1, and is amplified from the solid-state laser medium 1 to the output mirror 5
Some of the light traveling to the output mirror 5 as shown in FIG.
Is output as a laser beam.
For this reason, if the quality of the beam emitted from one end face of the solid-state laser medium toward the output mirror 5 is poor, the quality performance of the laser emitted to the outside deteriorates. Therefore, FIG.
As shown in (1), the solid-state laser medium 1 is generally arranged close to the output mirror 5 so that only high-quality beams can reciprocate in the resonator. With this arrangement, a high-quality beam is amplified, and a high-performance laser is emitted to the outside.

【0008】一方、ワーク表面の焦点位置でのスポット
径は、Fθレンズに入射されるビーム径とビーム品質に
依存する。Fθレンズに入射されるビーム径が大きいほ
ど、またビーム品質が良いほど、いいかえるとレーザー
ビームの強度分布がガウス分布に近いほど、焦点位置で
のスポット径が小さくなり、パワー密度が高くなる。
On the other hand, the spot diameter at the focus position on the work surface depends on the beam diameter and beam quality incident on the Fθ lens. The larger the diameter of the beam incident on the Fθ lens, the better the beam quality, in other words, the closer the intensity distribution of the laser beam is to the Gaussian distribution, the smaller the spot diameter at the focal position and the higher the power density.

【0009】レーザー発振器を例えばレーザー印字機と
して使用する場合を考えると、ワーク表面の焦点位置が
レーザー印字機の印字位置となるため、スポット径が小
さくなると、それだけ微細な印字が可能になる。逆に印
字位置でのスポット径が大きいとパワーが収束されない
ため、微細な印字ができなかったり、金属等の高パワー
密度の必要なワークに印字できないことがある。
When a laser oscillator is used, for example, as a laser printing machine, the focal position on the surface of the work is the printing position of the laser printing machine. Therefore, when the spot diameter is small, finer printing is possible. Conversely, if the spot diameter at the printing position is large, the power is not converged, so that fine printing cannot be performed or printing cannot be performed on a work requiring a high power density such as metal.

【0010】Fθレンズに入射されるビームのスポット
径を大きくするためには、ビームエキスパンダを用いて
所望のビーム径に広げることが行われる。
In order to increase the spot diameter of the beam incident on the Fθ lens, it is necessary to use a beam expander to increase the beam diameter to a desired one.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように効率よくレーザ発振させて品質の良いレーザー出
力を得るためには、出力ミラーおよび全反射ミラーが所
定の位置に正確に固定され、位置ずれや傾きがないこと
が条件となる。もしいずれかのミラーが僅かでも傾く
と、光軸がずれて出力が低下する。
However, in order to efficiently oscillate the laser and obtain a high-quality laser output as described above, the output mirror and the total reflection mirror are accurately fixed at predetermined positions, and the positional deviation is caused. And no inclination. If any of the mirrors is slightly tilted, the optical axis shifts and the output decreases.

【0012】このため、レーザを安定して効率よく外部
に出射させるために、出力ミラーおよび全反射ミラーの
両方について位置を調整することが重要となる。この調
整作業はレーザー発振器の組み立て時のみならず、装置
使用の過程においても経年による劣化や変形を避けるた
め、従来より定期的に行われてきた。しかしながら、両
方のミラーを調整することは極めて煩雑で困難な作業で
あった。両方のミラーで確実な調整をとることが難しい
だけでなく、調整工数が多くなり時間も手間もかかる。
また一度調整されたとしても調整箇所が多いために、そ
の調整が他の調整によって狂ってしまう可能性もある。
さらにまた、出力ミラーと全反射ミラーとでは、その機
能の相違から必要な調整度が異なっており、例えば動か
す量も互いに異なる。このため、より厳密な調整が必要
なミラーが変動するとレーザの出力と出射レーザー光の
光軸に大きな影響を与えることになり、装置全体の安定
性を欠くおそれが生じる。
For this reason, it is important to adjust the position of both the output mirror and the total reflection mirror in order to stably and efficiently emit the laser to the outside. This adjustment has been performed regularly not only at the time of assembling the laser oscillator but also in the process of using the device in order to avoid deterioration and deformation due to aging. However, adjusting both mirrors was a very complicated and difficult task. Not only is it difficult to make reliable adjustments with both mirrors, but also the adjustment man-hours increase, which takes time and effort.
Further, even if the adjustment is made once, there are many adjustment positions, and the adjustment may be confused by other adjustments.
Furthermore, the output mirror and the total reflection mirror require different degrees of adjustment due to the difference in their functions, and for example, the amount of movement is different from each other. For this reason, if the mirror requiring more strict adjustment fluctuates, the output of the laser and the optical axis of the emitted laser light will be greatly affected, and the stability of the entire apparatus may be lost.

【0013】さらに、従来のレーザー発振器ではメンテ
ナンスの際の調整箇所が多く煩雑であると共に、作業現
場の埃やゴミがメンテナンス作業時に装置内部に付着し
て動作不良の原因となることがあった。レーザー発振器
の調整部分は、出力ミラー、全反射ミラー、共振器内部
にあるアパーチャーなど、発振器全体にわたる。このた
め、調整に際してはレーザー発振器の装置カバーを外し
て調整を行う必要があった。しかしながら、レーザー発
振器を使用する状況によっては、工場内の埃やゴミの多
い場所で設置されていることがあり、光学部材を汚損す
るような油分、埃等の多い環境でカバーを外すことは好
ましいことではない。光学経路に埃等が付着すると、効
率が著しく低下する。また、鉄粉や粉塵等が回路部品に
入り込んで動作不良の原因ともなる。
Further, in the conventional laser oscillator, the number of adjustment points at the time of maintenance is large and complicated, and dust and dirt at the work site may adhere to the inside of the apparatus at the time of maintenance work and cause malfunction. The tuning portion of the laser oscillator spans the entire oscillator, including the output mirror, total reflection mirror, and aperture inside the resonator. For this reason, when adjusting, it was necessary to remove the device cover of the laser oscillator and perform the adjustment. However, depending on the situation in which the laser oscillator is used, it may be installed in a dusty or dusty place in a factory, and it is preferable to remove the cover in an oily, dusty, etc. environment that stains the optical member. Not that. If dust or the like adheres to the optical path, the efficiency is significantly reduced. Further, iron powder, dust, and the like may enter circuit components and cause malfunction.

【0014】本発明はこのような弊害を防止するために
開発されたものである。本発明の重要な目的は、ミラー
の調整作業を簡単にできるようにしてメンテナンスを容
易にすると共に、調整作業時に埃等の悪影響を遮断して
安定なレーザー出力を得ることのできるレーザー発振器
を提供することにある。
The present invention has been developed to prevent such adverse effects. An important object of the present invention is to provide a laser oscillator capable of simplifying the adjustment work of a mirror and facilitating maintenance, and also capable of obtaining a stable laser output by blocking adverse effects such as dust during the adjustment work. Is to do.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
されるレーザー発振器は、固体レーザー媒質と、前記固
体レーザー媒質を励起するための励起用光源と、前記固
体レーザー媒質から出射されるレーザー光の光軸上に位
置する全反射ミラーと、前記固体レーザー媒質を介して
前記全反射ミラーと対向する出力ミラーと、前記固体レ
ーザー媒質と全反射ミラーと出力ミラーを収納する筐体
を備えている。さらにこのレーザー発振器は、少なくと
も前記出力ミラーを前記筐体内に設けられた基底台に固
定することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser oscillator, a solid-state laser medium, an excitation light source for exciting the solid-state laser medium, and light emitted from the solid-state laser medium. A total reflection mirror positioned on the optical axis of the laser light; an output mirror facing the total reflection mirror via the solid laser medium; and a housing for housing the solid laser medium, the total reflection mirror, and an output mirror. ing. Further, the laser oscillator is characterized in that at least the output mirror is fixed to a base provided in the housing.

【0016】また本発明の請求項2に記載されるレーザ
ー発振器は、レーザービーム出力の光軸を微調整できる
ように前記全反射ミラーの角度を調整可能な調整機構を
前記全反射ミラー側にのみ設けることを特徴とする。
In the laser oscillator according to a second aspect of the present invention, an adjustment mechanism capable of adjusting the angle of the total reflection mirror so that the optical axis of the laser beam output can be finely adjusted is provided only on the total reflection mirror side. It is characterized by being provided.

【0017】さらに本発明の請求項3に記載されるレー
ザー発振器は、前記調整機構が前記筐体内に収納されて
おり、前記調整機構を前記筐体の外部から操作できるよ
うに前記筐体に操作窓を設けることを特徴とする。
Further, in the laser oscillator described in claim 3 of the present invention, the adjusting mechanism is housed in the housing, and the adjusting mechanism is operated on the housing so that the adjusting mechanism can be operated from outside the housing. It is characterized by providing a window.

【0018】さらにまた本発明の請求項4に記載される
レーザー発振器は、前記操作窓と前記筐体内部の光学系
部材を配置した部分とを隔離して防塵性を持たせるため
に、前記操作窓から前記筐体内部の前記調整機構まで延
長された筒状ガイドを設けることを特徴とする。
Further, in the laser oscillator according to a fourth aspect of the present invention, the operation window is separated from the portion where the optical system member is disposed in the housing to have a dustproof property. A cylindrical guide extending from a window to the adjustment mechanism inside the housing is provided.

【0019】さらにまた本発明の請求項5に記載される
レーザー発振器は、前記出力ミラーを両面凹状レンズと
して、前記出力ミラーから出力されるレーザ出力光を任
意のビーム径に拡大するためのレーザービームエキスパ
ンダを構成することを特徴とする。
Further, in the laser oscillator according to the present invention, the output mirror is a double-sided concave lens, and the laser beam for expanding the laser output light output from the output mirror to an arbitrary beam diameter. It is characterized by constituting an expander.

【0020】さらにまた本発明の請求項6に記載される
レーザー発振器は、前記全反射ミラーの背面にレーザー
ポインタを備えることを特徴とする。
Further, a laser oscillator according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that a laser pointer is provided on a back surface of the total reflection mirror.

【0021】さらにまた本発明の請求項7に記載される
レーザー発振器は、前記基底台の近傍に冷却経路を配置
することを特徴とする。
Further, a laser oscillator according to a seventh aspect of the present invention is characterized in that a cooling path is arranged near the base.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するためのレーザー発振器を例示す
るものであって、本発明はレーザー発振器を以下のもの
に特定しない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiments described below exemplify a laser oscillator for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not limit the laser oscillator to the following.

【0023】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決す
るための手段の欄」に示される部材に付記している。た
だ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に
特定するものでは決してない。
Further, in this specification, in order to make it easy to understand the claims, the numbers corresponding to the members shown in the embodiments will be referred to as “claims” and “ In the column of “means”. However, the members described in the claims are not limited to the members of the embodiments.

【0024】以下、本発明で図示するレーザー発振器等
は、説明のため一部を誇張して表現したものであって、
実際の位置関係や距離、サイズ等を正確に表したものと
は必ずしも一致しない。
Hereinafter, the laser oscillator and the like shown in the present invention are partially exaggerated for explanation.
It does not always correspond to what accurately represents the actual positional relationship, distance, size, and the like.

【0025】図1に本発明の一実施例に係るレーザー発
振器の構成の概略を示す。この図では例としてレーザー
マーカを示している。図に示すレーザーマーカは、固体
レーザー媒質1と、これに光軸を一致させて一方の端面
に全反射ミラー4、他面にはレーザー出力の一部を取り
出すための出力ミラー5を設ける。このレーザーマーカ
は、励起用光源2により固体レーザー媒質1が励起さ
れ、レーザー光が出力される。出力されたレーザ光が出
力ミラー5と全反射ミラー4との間で反射されて共振器
内で増幅され、増幅されたレーザ光が出力ミラー5を通
過して外部に出力されている。
FIG. 1 schematically shows the configuration of a laser oscillator according to one embodiment of the present invention. In this figure, a laser marker is shown as an example. The laser marker shown in the figure is provided with a solid-state laser medium 1, a total reflection mirror 4 on one end face with its optical axis aligned with it, and an output mirror 5 on the other face for extracting a part of laser output. The laser marker excites the solid-state laser medium 1 by the excitation light source 2 and outputs laser light. The output laser light is reflected between the output mirror 5 and the total reflection mirror 4 and amplified in the resonator, and the amplified laser light passes through the output mirror 5 and is output to the outside.

【0026】励起用光源2としては、励起ランプや半導
体レーザ等が使用できる。また固体レーザー媒質1には
YAG結晶等が利用できる。図1の例では固体レーザー
媒質としてYAGロッドを使用した場合について説明し
ているが、本発明のレーザー発振器はYAGレーザに限
定しない。また励起用光源2も励起ランプや半導体レー
ザー等が利用できる。これらの励起用光源2は、使用す
る光源の種別に応じて励起ランプ電流、励起LD電流等
を加えて駆動するための駆動手段を備えている。
As the excitation light source 2, an excitation lamp, a semiconductor laser or the like can be used. For the solid laser medium 1, a YAG crystal or the like can be used. Although the example of FIG. 1 describes the case where a YAG rod is used as the solid-state laser medium, the laser oscillator of the present invention is not limited to a YAG laser. In addition, an excitation lamp, a semiconductor laser, or the like can be used as the excitation light source 2. These excitation light sources 2 are provided with driving means for driving by adding an excitation lamp current, an excitation LD current, and the like according to the type of light source used.

【0027】以下、ビーム品質、変換効率の観点から各
ミラーの形状を説明する。ガウス分布を有するレーザー
ビームの波面は、一番絞られた部分が平面になってお
り、そこを中心に必ず球面状に広がる性質を有する。こ
れはレーザー発振器でのレーザービームについても同様
である。その球面と同じ曲率の凹面ミラーを用いると、
安定的に効率よくレーザービームを共振器内部に閉じ込
めることが可能となる。
Hereinafter, the shape of each mirror will be described from the viewpoint of beam quality and conversion efficiency. The wavefront of a laser beam having a Gaussian distribution has a property that the most narrowed portion is a flat surface and the spherical surface is always spread around the flattened portion. The same applies to a laser beam from a laser oscillator. Using a concave mirror with the same curvature as the spherical surface,
It is possible to stably and efficiently confine the laser beam inside the resonator.

【0028】図3に、レーザービームが共振器から出力
ミラー5を介して出射される様子を示す。この図に示す
ように、凹面ミラーである出力ミラー5に入射される表
面上でビーム径は最大となっている。
FIG. 3 shows how the laser beam is emitted from the resonator via the output mirror 5. As shown in this figure, the beam diameter is maximum on the surface incident on the output mirror 5 which is a concave mirror.

【0029】次に、図4〜図5に基づいてレーザー出力
の効率を考えた最適な固体レーザー媒質の配置を検討す
る。図4は固体レーザー媒質1を出力ミラー5に近づけ
て配置した例、図5は遠ざけて配置した例を示してい
る。
Next, the optimum arrangement of the solid-state laser medium in consideration of the efficiency of the laser output will be examined with reference to FIGS. FIG. 4 shows an example in which the solid-state laser medium 1 is arranged closer to the output mirror 5, and FIG. 5 shows an example in which the solid-state laser medium 1 is arranged farther away.

【0030】固体レーザー媒質1と共振器内を往復する
レーザービームを効率よく増幅させるためには、固体レ
ーザー媒質1にできるだけ広い範囲でレーザービームが
照射することが望ましい。したがってレーザービームが
固体レーザー媒質1と一致する部分が多いほど、レーザ
ー出力の効率は良くなる。このため、固体レーザー媒質
1をレーザービームの広がりが大きくなる位置に配置す
れば、それだけ効率が改善されることになる。したがっ
て、図4に示すように固体レーザー媒質1は出力ミラー
5側に近づけて配置し、レーザービームの広がりが大き
い位置で固体レーザー媒質1との重なりが大きくなるよ
うにする。この配置は、図5のように固体レーザー媒質
1を出力ミラー5から離してレーザービームの照射体積
が少なくなる配置よりも励起効率が良く、また上述のよ
うに品質の良いビームを増幅することができる。
In order to efficiently amplify the laser beam reciprocating between the solid-state laser medium 1 and the resonator, it is desirable that the solid-state laser medium 1 be irradiated with the laser beam over as wide a range as possible. Therefore, the more the laser beam coincides with the solid-state laser medium 1, the better the efficiency of laser output. For this reason, if the solid-state laser medium 1 is arranged at a position where the spread of the laser beam becomes large, the efficiency will be improved accordingly. Therefore, as shown in FIG. 4, the solid-state laser medium 1 is arranged close to the output mirror 5 so that the overlap with the solid-state laser medium 1 is increased at a position where the spread of the laser beam is large. This arrangement has higher excitation efficiency than the arrangement in which the solid-state laser medium 1 is separated from the output mirror 5 to reduce the irradiation volume of the laser beam as shown in FIG. 5, and can amplify a high-quality beam as described above. it can.

【0031】なお、固体レーザー媒質とレーザービーム
との重なりを大きくするためには、固体レーザー媒質の
位置を変える方法以外に、固体レーザー媒質の太さを変
える方法もある。具体的には、固体レーザー媒質の断面
積を小さくすることにより、レーザービームが固体レー
ザー媒質と重なる割合を大きくできる。しかしながら、
固体レーザー媒質を細長くするほど、共振器内のレーザ
ービームの光軸と固体レーザー媒質の中心軸がわずかに
ずれた場合でも励起効率が著しく低下するという問題が
ある。このように、固体レーザー媒質の太さを変える方
法では角度や位置決めの厳密さが要求され、僅かな狂い
によってレーザーの変換効率が悪化するという弊害があ
る。したがって本実施例では、固体レーザー媒質の太さ
を変えるよりも位置を変える方法を採用した。
In order to increase the overlap between the solid-state laser medium and the laser beam, there is a method of changing the thickness of the solid-state laser medium in addition to the method of changing the position of the solid-state laser medium. Specifically, by reducing the cross-sectional area of the solid-state laser medium, the ratio of the laser beam overlapping the solid-state laser medium can be increased. However,
As the solid-state laser medium is elongated, there is a problem that the excitation efficiency is significantly reduced even when the optical axis of the laser beam in the resonator and the central axis of the solid-state laser medium are slightly shifted. As described above, in the method of changing the thickness of the solid-state laser medium, strictness of the angle and positioning is required, and there is a problem that a slight deviation deteriorates the laser conversion efficiency. Therefore, in this embodiment, a method of changing the position rather than changing the thickness of the solid-state laser medium is employed.

【0032】次に、レーザービームの強度分布について
図6に基づき説明する。品質の良いビーム、すなわち強
度分布がガウス分布に近いビームは、波面が同じ曲率の
場合、品質の悪いビームより広がり方が小さく、ビーム
径も小さくなる。したがって、品質の良いレーザービー
ムの分布は図6(a)のように収束する形となり、品質
の悪いビームの分布は図6(b)のように広がる形とな
る。
Next, the intensity distribution of the laser beam will be described with reference to FIG. A beam of good quality, that is, a beam whose intensity distribution is close to a Gaussian distribution, has a smaller spread and a smaller beam diameter than a beam of poor quality when the wavefront has the same curvature. Therefore, the distribution of the high-quality laser beam is converged as shown in FIG. 6A, and the distribution of the poor-quality beam is expanded as shown in FIG. 6B.

【0033】上記それぞれに固体レーザー媒質1を配置
する様子を図7に示す。固体レーザー媒質1はこの実施
例では円柱状のロッドを使用しているため、品質の悪い
ビームの分布が固体レーザー媒質1の断面の直径よりも
大きい場合、品質の悪いビームは固体レーザー媒質1に
照射される部分が減る。よって図7に示すように、固体
レーザー媒質1を出力ミラー5に近い位置に配置する
と、品質の悪いビームと固体レーザー媒質1の重なり部
分が減って品質の悪いビームの増幅が弱くなり、逆に品
質の良いビームの増幅が支配的になる。
FIG. 7 shows the arrangement of the solid-state laser medium 1 in each of the above. Since the solid-state laser medium 1 uses a cylindrical rod in this embodiment, if the distribution of the poor-quality beam is larger than the cross-sectional diameter of the solid-state laser medium 1, the poor-quality beam is applied to the solid-state laser medium 1. The irradiated part is reduced. Therefore, as shown in FIG. 7, when the solid-state laser medium 1 is arranged at a position close to the output mirror 5, the overlap between the low-quality beam and the solid-state laser medium 1 is reduced, and the amplification of the low-quality beam is weakened. Amplification of a good beam becomes dominant.

【0034】さらに図8に示すように全反射ミラー4を
凸面ミラーにすることにより、共振器内部でのビーム径
を大きくすることができる。ビーム径が大きくなること
により、品質の悪いビームはさらに弱くなり、逆に品質
の良いビームがさらに支配的になって、レーザービーム
の品質が改善される。
Further, by making the total reflection mirror 4 a convex mirror as shown in FIG. 8, the beam diameter inside the resonator can be increased. As the beam diameter increases, the poor quality beam becomes weaker, while the good quality beam becomes more dominant, and the quality of the laser beam is improved.

【0035】以上のように、全反射ミラー4を凸面ミラ
ーとし、出力ミラー5を凹面ミラーとする構成によっ
て、コンパクトに品質の良いレーザービーム出力を得る
ことができる。ただ、この構成のように全反射ミラーを
凸面とすると、ミラーの位置ずれによる出力変動が大き
くなる。
As described above, with the configuration in which the total reflection mirror 4 is a convex mirror and the output mirror 5 is a concave mirror, a high quality laser beam output can be obtained compactly. However, when the total reflection mirror has a convex surface as in this configuration, output fluctuation due to the displacement of the mirror increases.

【0036】図9に、凹面ミラーの出力ミラー5と凸面
ミラーの全反射ミラー4が配置される位置関係の概略図
を示す。図において固体レーザー媒質等の部材は図示し
ていない。各ミラーの曲率中心を同一図中に示す。出力
ミラー5、全反射ミラー4ともに傾きにずれのない理想
的な場合、共振器内での共振ビームの光軸と各ミラーの
曲率中心は同一線上に位置する。図において理想状態の
共振ビームの光軸方向を一点鎖線で示している。また出
力ミラー5上の共振光軸位置をA、全反射ミラー4上で
の共振光軸位置をBとし、また出力ミラー5の曲率中心
をO、全反射ミラー4の曲率中心をOとする。上述
のように凸レンズの曲率は凹レンズの曲率よりも小さ
く、また出力ミラー5の曲率は共振器の長さ(出力ミラ
ー5から全反射ミラー4までの距離)よりも長い曲率を
有する。このため、出力ミラー5の曲率中心Oは線分
A−B上でなく、図においてBよりも右側に位置してい
る。
FIG. 9 is a schematic view showing the positional relationship between the output of the concave mirror 5 and the total reflection mirror 4 of the convex mirror. In the figure, members such as a solid laser medium are not shown. The center of curvature of each mirror is shown in the same figure. In an ideal case where the output mirror 5 and the total reflection mirror 4 do not have any deviation in inclination, the optical axis of the resonance beam in the resonator and the center of curvature of each mirror are located on the same line. In the figure, the direction of the optical axis of the resonance beam in the ideal state is indicated by a chain line. The resonance optical axis position on the output mirror 5 A, a resonance optical axis position on the total reflection mirror 4 is B, also the center of curvature of the output mirror 5 O A, the center of curvature of the total reflection mirror 4 and O B I do. As described above, the curvature of the convex lens is smaller than the curvature of the concave lens, and the curvature of the output mirror 5 is longer than the length of the resonator (the distance from the output mirror 5 to the total reflection mirror 4). Therefore, the center of curvature O A of the output mirror 5 is not on the line A-B, is located on the right side of the B in FIG.

【0037】図10に出力ミラー5がθ傾いた状態を示
す。この場合、出力ミラー5の曲率中心は図のようにO
’にずれる。レーザービームの共振は、各ミラーの曲
率中心同士を繋いだ線上で共振するため、共振の光軸は
A’−B’にずれる。仮に全反射ミラー4の曲率が小さ
くなると、全反射ミラー4の曲率中心Oが図において
左側にシフトする、いいかえると出力ミラー5の曲率中
心OにOが近づくので、出力ミラー5の傾きによる
ずれθが同じであっても共振光軸のずれは大きくなる。
FIG. 10 shows a state in which the output mirror 5 is inclined by θ. In this case, the center of curvature of the output mirror 5 is O
Shift to A '. Since the resonance of the laser beam resonates on a line connecting the centers of curvature of the mirrors, the optical axis of the resonance shifts to A′-B ′. If the curvature of the total reflection mirror 4 is reduced, the center of curvature O B of the total reflection mirror 4 is shifted to the left in the figure, since the O B approaches the center of curvature O A of the words and the output mirror 5, the slope of the output mirror 5 , The deviation of the resonance optical axis becomes large.

【0038】上記と逆に全反射ミラー4がθ傾いた状態
を図11に示す。この場合は、全反射ミラー4の曲率中
心は図のようにO’にずれる。全反射ミラー4の曲率
が出力ミラー5の曲率より小さいので、図10の出力ミ
ラー5がθ傾いた場合に比べて、同じ傾きでも曲率中心
のずれ量は小さい。このため、ずれた共振の光軸A’’
−B’’のずれ量はA’−B’より少ないことが判る。
FIG. 11 shows a state in which the total reflection mirror 4 is tilted by θ, contrary to the above. In this case, the center of curvature of the total reflection mirror 4 is shifted to O B 'as shown in FIG. Since the curvature of the total reflection mirror 4 is smaller than the curvature of the output mirror 5, the deviation amount of the center of curvature is smaller even with the same inclination as compared with the case where the output mirror 5 in FIG. For this reason, the shifted optical axis A ″
It can be seen that the shift amount of −B ″ is smaller than A′−B ′.

【0039】ビームの品質を良くするためにビーム径を
より大きく広げようとすると、全反射ミラー4の凸面の
曲率を小さくすることになる。この結果、出力ミラー5
の傾きにより共振光軸のずれる量が大きくなる。このた
め、出力ミラー5の方位調整を正確にすることは、全反
射ミラー4のそれよりも重要といえる。
If the beam diameter is increased to improve the beam quality, the curvature of the convex surface of the total reflection mirror 4 is reduced. As a result, the output mirror 5
, The amount of shift of the resonance optical axis increases. For this reason, it can be said that making the azimuth adjustment of the output mirror 5 accurate is more important than that of the total reflection mirror 4.

【0040】以上のように、各ミラーの傾きによるレー
ザービーム出力への影響が大きいため、レーザー発振器
を使用する際にはミラーの角度すなわち傾き調整が必要
となる。図12および図13に、従来のレーザー発振器
における各ミラー4、5の調整機構を示す。これらの図
においては上述の通り、各ミラー間の距離やサイズは説
明のため誇張しており、実際の大きさを示すものでな
い。これらの図に示す各々のミラーは、傾きの調整機構
として調整ネジ7、8を備えている。
As described above, since the inclination of each mirror greatly affects the output of the laser beam, it is necessary to adjust the angle, that is, the inclination of the mirror when using a laser oscillator. FIGS. 12 and 13 show a mechanism for adjusting the mirrors 4 and 5 in the conventional laser oscillator. In these figures, as described above, the distance and the size between the mirrors are exaggerated for explanation, and do not show the actual size. Each mirror shown in these figures is provided with adjusting screws 7 and 8 as an inclination adjusting mechanism.

【0041】調整ネジ7、8はミラーの背面部分で偏心
する位置に1カ所もしくは2カ所以上設けられる。調整
ネジ7、8に対して反対側、ミラーの中心に対して調整
ネジ7、8とほぼ対向する位置にジョイント部30、3
1が設けられる。ジョイント部30、31は、ここを支
点としてミラーが自由に偏向できるよう連結される。ジ
ョイント部30、31はミラーの背面1カ所に設けられ
るが、使用する状況によってはミラーの対角線方向に2
カ所に設ける構成も採用できる。
The adjusting screws 7 and 8 are provided at one position or two or more positions at eccentric positions on the rear surface of the mirror. The joints 30, 3 are located on the opposite sides of the adjusting screws 7, 8 and substantially opposite to the adjusting screws 7, 8 with respect to the center of the mirror.
1 is provided. The joints 30 and 31 are connected so that the mirror can be freely deflected about this point. The joints 30 and 31 are provided at one place on the back of the mirror.
It is also possible to adopt a configuration provided at three places.

【0042】調整ネジ7、8とジョイント部30、31
よりなるミラー傾き調整機構は、調整ネジ7、8の進行
によりミラーの背面が押し出されて傾きが調整できるよ
う構成されている。また調整ネジ7、8を退行させても
ミラーの背面が調整ネジ7、8の先端に接触したまま追
行しミラーの傾きを変更できるように、例えばミラーを
弾性的に調整ネジ7、8に押圧する弾性機構や調整ネジ
の先端とミラーの背面を接続する機構などが採用され
る。これらの機構は既知の機構が適宜利用できるため、
図示していない。
The adjusting screws 7 and 8 and the joints 30 and 31
The mirror tilt adjusting mechanism is configured so that the rear surface of the mirror is pushed out by the advancement of the adjusting screws 7 and 8 so that the tilt can be adjusted. Also, even if the adjusting screws 7 and 8 are retracted, the mirror can be elastically changed to the adjusting screws 7 and 8 so that the rear surface of the mirror can follow the adjusting screws 7 and 8 while contacting the tip thereof to change the tilt of the mirror. An elastic mechanism for pressing, a mechanism for connecting the tip of the adjusting screw to the back of the mirror, or the like is employed. As these mechanisms can use known mechanisms as appropriate,
Not shown.

【0043】この構成のレーザー発振器では出力ミラー
5の傾きによる影響が特に大きいため、使用現場におい
て厳密な傾き調整作業が必要となる。また調整箇所は出
力ミラー5に限られず、全反射ミラー4についても同様
に位置決め作業が必要であり、その他調整すべき部分は
装置全体にわたっている。このため、出力ミラー5を最
適に調整したとしても、他の部分を調整していくうちに
出力ミラー5の最適位置が変動することが起こり、再調
整が必要になってさらに手間がかかる。
In the laser oscillator having such a configuration, the influence of the inclination of the output mirror 5 is particularly large, so that a strict inclination adjustment operation is required at the site of use. In addition, the adjustment position is not limited to the output mirror 5, and the positioning operation is similarly required for the total reflection mirror 4, and other portions to be adjusted cover the entire apparatus. For this reason, even if the output mirror 5 is adjusted optimally, the optimal position of the output mirror 5 may fluctuate while adjusting other parts, and readjustment is required, which requires more time and effort.

【0044】このような複雑な調整作業を簡素化するた
めには、調整すべき箇所を絞ってやる必要がある。具体
的には、ミラーの一方を固定すると共に、他方のみを調
節して微調整が可能な構成とする。
In order to simplify such a complicated adjustment operation, it is necessary to narrow down a portion to be adjusted. Specifically, one of the mirrors is fixed, and only the other is adjusted so that fine adjustment is possible.

【0045】出力ミラーの中心軸と固体レーザー媒質の
位置関係によって、レーザー出力の光軸が決定される。
このためレーザー出力光の光軸方向を決定する基準とな
る出力ミラーを固定する。本発明の第1実施例では、固
体レーザー媒質1に近い位置にあり、向きや角度の変動
に敏感な出力ミラー5側を固定した。図14および図1
5に、本発明の第1実施例に係るレーザー発振器の構成
を示す。この図に示すように、出力ミラー5は傾き調整
機構をなくして基底台9上に完全に固定されており、全
反射ミラー4は調整ネジ7により角度を調整可能となっ
ている。出力ミラー5は正確に位置、方向や傾きの調整
を行った上で、基底台9上に固定する。基底台9は、発
振器ベース12上に固定される。この構成により、傾き
が生じ得るのは一方の全反射ミラー4のみとできるの
で、この部分のみを調整して光軸の微調整を行える。
The optical axis of the laser output is determined by the positional relationship between the center axis of the output mirror and the solid-state laser medium.
For this reason, an output mirror serving as a reference for determining the optical axis direction of the laser output light is fixed. In the first embodiment of the present invention, the output mirror 5 side, which is located near the solid-state laser medium 1 and is sensitive to changes in direction and angle, is fixed. FIG. 14 and FIG.
FIG. 5 shows the configuration of the laser oscillator according to the first embodiment of the present invention. As shown in this figure, the output mirror 5 is completely fixed on the base 9 without the tilt adjusting mechanism, and the angle of the total reflection mirror 4 can be adjusted by the adjusting screw 7. The output mirror 5 is fixed on the base 9 after the position, direction and inclination of the output mirror 5 are adjusted accurately. The base 9 is fixed on the oscillator base 12. With this configuration, only one of the total reflection mirrors 4 can be tilted, so that only this portion can be adjusted to finely adjust the optical axis.

【0046】一般にレーザー出力光の光軸と固体レーザ
ー媒質1の中心軸が一致しているとき、効率が高くな
る。レーザー出力光の光軸は、固体レーザー媒質1の中
心軸に対する出力ミラー5の中心軸の位置関係と傾きに
よって決まる。固体レーザー媒質1と出力ミラー5の位
置と傾きが安定していると、出力が安定する。
In general, when the optical axis of the laser output light coincides with the central axis of the solid-state laser medium 1, the efficiency increases. The optical axis of the laser output light is determined by the positional relationship and the inclination of the central axis of the output mirror 5 with respect to the central axis of the solid-state laser medium 1. If the positions and inclinations of the solid-state laser medium 1 and the output mirror 5 are stable, the output will be stable.

【0047】さらにこの実施例では、出力ミラー5を温
度的に安定な場所に配置している。すなわち、出力ミラ
ー5を固定する基底台9は、冷却媒体の循環経路10に
接近して設けられている。固定する部分の温度が一定に
保たれておれば、出力安定性がより高くなる。このた
め、環境温度の変化やレーザー発振器の使用によって装
置が高温となり、金属が変形してミラーの角度がずれる
事態を回避できる。冷却機構は、固体レーザー媒質1等
の冷却用の設備が併用できる。図中において、矢印は冷
却媒体の流れる方向を示している。冷却媒体としては冷
却水や冷却ガスが利用できる。さらに、固体レーザー媒
質1や励起用光源2用とは別個の冷却機構を設けても良
い。
Further, in this embodiment, the output mirror 5 is arranged at a place where the temperature is stable. That is, the base 9 for fixing the output mirror 5 is provided close to the circulation path 10 of the cooling medium. If the temperature of the fixed portion is kept constant, the output stability will be higher. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the temperature of the apparatus becomes high due to a change in environmental temperature or the use of a laser oscillator, and the metal is deformed and the angle of the mirror is shifted. As the cooling mechanism, equipment for cooling the solid-state laser medium 1 or the like can be used together. In the figure, arrows indicate the direction in which the cooling medium flows. As a cooling medium, cooling water or cooling gas can be used. Further, a cooling mechanism different from that for the solid-state laser medium 1 and the excitation light source 2 may be provided.

【0048】一例として図14および15では、固体レ
ーザー媒質1冷却用の冷却水によって基底台9が一定温
度に保たれている。この上に出力ミラー5を固定するこ
とにより、環境温度の変動に対して出力ミラー固定部の
温度変動を少なくすることができるので、傾き変動を抑
えて出力を安定化できる。冷却水の流路は、出力ミラー
固定部分の直下もしくは近傍を通すことで、より均熱化
される。冷却水路が出力ミラー固定部分の近傍に位置し
ていなくても、基底台9もしくはこれに接触する部材に
配置されると、基底台9全体の温度は冷却水温に強く依
存するため同様の効果が期待できる。例えば特に図示し
ないが、発振器ベースやレーザーマーカーベースに冷却
水を通し、そこに出力ミラーを固定しても同様の効果が
得られる。
As an example, in FIGS. 14 and 15, the base 9 is maintained at a constant temperature by cooling water for cooling the solid-state laser medium 1. By fixing the output mirror 5 thereon, the temperature fluctuation of the output mirror fixing portion can be reduced with respect to the fluctuation of the environmental temperature, so that the tilt fluctuation can be suppressed and the output can be stabilized. The flow path of the cooling water is made even more uniform by passing immediately below or near the fixed portion of the output mirror. Even if the cooling water channel is not located near the fixed portion of the output mirror, if the cooling water channel is disposed on the base 9 or a member in contact with the base, the same effect is obtained because the temperature of the entire base 9 strongly depends on the cooling water temperature. Can be expected. For example, although not particularly shown, the same effect can be obtained by passing cooling water through an oscillator base or a laser marker base and fixing an output mirror therethrough.

【0049】この構成では、出力ミラー5は環境温度の
影響を受け難く安定している。よって変動が生じるのは
一方の全反射ミラー4のみとなり、調整ネジ7により簡
単に微調整して、容易に保守が行え安定して使用でき
る。
In this configuration, the output mirror 5 is stable and hardly affected by the environmental temperature. Therefore, only one of the total reflection mirrors 4 fluctuates, and fine adjustment can be easily performed by the adjusting screw 7, maintenance can be easily performed, and the mirror can be used stably.

【0050】さらに本発明の第2実施例では、図16お
よび図17に示すように、レーザの共振器を構成する部
材を筐体11に密閉している。図16は筐体11の側面
図を、図17はその断面図を示している。レーザー発振
器の使用される状況は様々で、例えば工場のラインで使
用される状況においては埃や油などの多い環境となる。
このような条件下では、メンテナンス作業の際にゴミが
油が装置内部に侵入するおそれがあり、ミラーに付着し
て光学系を汚すことがあった。そこで本実施例では、こ
のような弊害を防止するためにレーザー発振器の本体を
筐体11に収納して外部から完全に密閉して、装置を油
蒸気や水分から保護するようにしている。
Further, in the second embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 16 and 17, members constituting a laser resonator are sealed in a housing 11. FIG. 16 is a side view of the housing 11, and FIG. 17 is a cross-sectional view thereof. There are various situations where a laser oscillator is used. For example, in a situation where a laser oscillator is used in a factory line, the environment becomes a lot of dust and oil.
Under such conditions, oil may enter the interior of the apparatus during maintenance work, and may adhere to the mirror and contaminate the optical system. Therefore, in this embodiment, in order to prevent such an adverse effect, the main body of the laser oscillator is housed in the housing 11 and completely sealed from the outside to protect the apparatus from oil vapor and moisture.

【0051】図17は、全反射ミラー4と、図示しない
が固体レーザー媒質、出力ミラー等の部材を内蔵する筐
体11の内部を示す。このレーザー発振器は、上述のよ
うに出力ミラー5側が固定されているので、必要な調整
箇所は全反射ミラー4の調整のみとなる。発振器ベース
12は、固定部29でもってレーザーマーカーベース1
3と固定されている。固定部29は発振器ベース12お
よびレーザーマーカーベース13の延長方向のほぼ中央
部分でネジなどにより固定されている。
FIG. 17 shows the interior of a housing 11 which contains members such as a total reflection mirror 4 and a solid-state laser medium and an output mirror (not shown). Since the output mirror 5 side of this laser oscillator is fixed as described above, the only necessary adjustment is adjustment of the total reflection mirror 4. The oscillator base 12 is fixed to the laser marker base 1 by the fixing portion 29.
3 is fixed. The fixing portion 29 is fixed with a screw or the like at a substantially central portion in the extending direction of the oscillator base 12 and the laser marker base 13.

【0052】さらに発振器ベース12は、一以上の安定
化機構25を介してレーザーマーカーベース13と連結
されている。図17に示す実施例では、発振器ベース1
2の中央付近を固定部29でレーザーマーカーベース1
3と固定し、左右両側に安定化機構25を設けて連結し
ている。安定化機構25は3つ以上設けることもでき、
あるいは発振器ベース12を3等分する位置にそれぞれ
固定部29と安定化機構25を設ける構成としてもよ
い。
Further, the oscillator base 12 is connected to the laser marker base 13 via one or more stabilizing mechanisms 25. In the embodiment shown in FIG.
2 near the center of the laser marker base 1 with the fixing part 29
3 and are connected by providing stabilizing mechanisms 25 on both left and right sides. Three or more stabilizing mechanisms 25 can be provided,
Alternatively, a configuration may be adopted in which the fixing portion 29 and the stabilizing mechanism 25 are provided at positions where the oscillator base 12 is divided into three equal parts.

【0053】図17に示す安定化機構25は、バネ26
とネジ27、セパレータ14により構成されている。ネ
ジ27は一端に鍔部27aを設ける。ネジ27はバネ2
6を挿通し、さらに発振器ベース12に設けられた挿通
孔12aを通して先端をレーザーマーカーベース13に
固定している。バネ27はスプリング状で、直径はネジ
27を通すことができ、かつ鍔部27aや挿通孔12a
よりも大きい。また挿通孔12aの大きさは、ネジ27
を発振器ベース12に対して垂直方向に通すことがで
き、さらにネジ27が発振器ベース12に対して垂直方
向から若干傾ける程度の大きさとする。
The stabilizing mechanism 25 shown in FIG.
, Screws 27 and separator 14. The screw 27 has a flange 27a at one end. Screw 27 is spring 2
6, and the tip is fixed to the laser marker base 13 through an insertion hole 12a provided in the oscillator base 12. The spring 27 has a spring-like shape, and can pass the screw 27 in diameter, and has a flange 27a and an insertion hole 12a.
Greater than. The size of the insertion hole 12a is
Can be passed in the vertical direction with respect to the oscillator base 12, and the screw 27 can be slightly inclined from the vertical direction with respect to the oscillator base 12.

【0054】発振器ベース12とレーザーマーカーベー
ス13とは、セパレータ14によって分離されており、
バネ26で押圧されて安定している。鍔部27aと発振
器ベース12とでバネ26を挟みこむ構成により、バネ
26による弾性力で発振器ベース12はレーザーマーカ
ーベース13に向かって押圧される。いいかえると、発
振器ベース12とレーザーマーカーベース13とは一カ
所の固定部29で固定されているが安定化機構25では
固定されておらず、バネ26によりレーザーマーカーベ
ース13の傾きを吸収して共振器ベース12を安定させ
ている。この構成により、例えばレーザーマーカーベー
ス13のプレート取付用のネジの締め付けによってプレ
ートに歪みが生じたとしても、バネ26によって歪みが
吸収されるので発振器ベース12に歪みが伝搬されるこ
となく安定する。
The oscillator base 12 and the laser marker base 13 are separated by a separator 14.
It is pressed by the spring 26 and is stable. Due to the configuration in which the spring 26 is sandwiched between the flange 27 a and the oscillator base 12, the oscillator base 12 is pressed toward the laser marker base 13 by the elastic force of the spring 26. In other words, the oscillator base 12 and the laser marker base 13 are fixed by one fixing part 29 but are not fixed by the stabilizing mechanism 25, and the spring 26 absorbs the inclination of the laser marker base 13 to resonate. The container base 12 is stabilized. With this configuration, even if the plate is distorted due to, for example, tightening of the plate mounting screw of the laser marker base 13, the distortion is absorbed by the spring 26, so that the distortion is not propagated to the oscillator base 12 and stabilized.

【0055】さらに、共振器ベース12とレーザーマー
カーベース13とが直接接触していないため、熱伝導を
抑える効果もあり、熱による金属の歪みも抑制すること
ができる。このように、発振器ベース12はレーザーマ
ーカーベース13と熱的にも応力的にも絶縁されてい
る。ただし本発明は、安定化機構の構成を図17に示す
構成に限定しない。例えば板バネを使う安定化機構や一
直線上でなく三角形状に安定化機構を配置する構成とし
てもよい。
Further, since the resonator base 12 and the laser marker base 13 are not in direct contact with each other, there is also an effect of suppressing heat conduction, and it is possible to suppress metal distortion due to heat. Thus, the oscillator base 12 is thermally and stress-insulated from the laser marker base 13. However, the present invention does not limit the configuration of the stabilizing mechanism to the configuration shown in FIG. For example, a stabilizing mechanism using a leaf spring or a configuration in which the stabilizing mechanism is arranged not in a straight line but in a triangular shape may be adopted.

【0056】この図に示す全反射ミラー4は、調整ネジ
7により角度が調整される。全反射ミラー4の調整ネジ
7は、筐体11背面に設けた操作窓15から、調整用ド
ライバ16や六角レンチなどを挿入して調整することが
でき、密閉状態を保持したまま調整が可能である。また
この調整用ドライバを挿入する操作窓15は、非使用時
はネジなどで閉塞されており、内部は完全に密閉されて
いる。調整用ドライバ操作窓15から調整ネジ7までの
経路は、筒状ガイド28を設けて防塵処理し、外部の埃
等がレーザー発振器内部に侵入することを阻止できる。
The angle of the total reflection mirror 4 shown in FIG. The adjustment screw 7 of the total reflection mirror 4 can be adjusted by inserting an adjustment driver 16 or a hexagon wrench from an operation window 15 provided on the rear surface of the housing 11, and can be adjusted while maintaining a sealed state. is there. When not used, the operation window 15 into which the adjustment driver is inserted is closed with a screw or the like, and the inside is completely sealed. A path from the adjustment driver operation window 15 to the adjustment screw 7 is provided with a cylindrical guide 28 to perform dustproof processing, thereby preventing external dust and the like from entering the inside of the laser oscillator.

【0057】この構成のレーザー発振器は、全反射ミラ
ー4調整のために装置をオープンにして内部を晒す必要
がない。筐体11を密閉したままで、全反射ミラー4の
背面から調整用ドライバ16を挿入して角度を調整でき
るため、メンテナンス作業の際に埃やゴミの侵入を防ぐ
ことができ、装置内の光学系を汚すことなく調整できる
というメリットを有する。
In the laser oscillator having this configuration, it is not necessary to open the apparatus to expose the inside for adjusting the total reflection mirror 4. Since the angle can be adjusted by inserting the adjustment driver 16 from the back of the total reflection mirror 4 with the casing 11 sealed, dust and dirt can be prevented from entering during maintenance work, and the optical It has the advantage that it can be adjusted without polluting the system.

【0058】次に、本発明の第3実施例に係るレーザー
発振器について説明する。この例では、レーザー出力と
して任意のビーム径の平行レーザ光を得る光学系を使用
する。
Next, a laser oscillator according to a third embodiment of the present invention will be described. In this example, an optical system that obtains parallel laser light having an arbitrary beam diameter as a laser output is used.

【0059】従来、出力ミラー5から出力されるレーザ
出力光を一旦平行光として、さらに任意のビーム径に拡
大するために、図18に示すような平凸レンズ19と平
凹レンズ18からなるビームエキスパンダ17を用いて
いた。図18において、出力ミラー5であるメニスカス
レンズ5Aと全反射ミラー4である平凹レンズ4Aで構
成される共振器から得られたレーザー出力を出力ミラー
5から出力ミラー19に向けて出射する。出力ミラー5
であるメニスカスレンズ5Aから出力されるレーザー光
は平行光である。この平行光を、凹レンズ18の焦点距
離と出力ミラー19の焦点距離によって決まる倍率の平
行光とする。
Conventionally, a beam expander including a plano-convex lens 19 and a plano-concave lens 18 as shown in FIG. 17 was used. In FIG. 18, a laser output obtained from a resonator constituted by a meniscus lens 5A as an output mirror 5 and a plano-concave lens 4A as a total reflection mirror 4 is emitted from an output mirror 5 to an output mirror 19. Output mirror 5
The laser light output from the meniscus lens 5A is a parallel light. This parallel light is a parallel light having a magnification determined by the focal length of the concave lens 18 and the focal length of the output mirror 19.

【0060】この構成では、ビームエキスパンダ17を
構成するために2枚以上のミラーを必要とする。このた
め、レーザ発振器とビームエキスパンダ17で構成され
る光学系の全長が長くなり装置が大型化する上、複数の
ミラーを使用するためコストが高くなる欠点があった。
また、ビームエキスパンダ17が2枚のミラーにより構
成されているため、広げられたレーザ光に所望の出力を
得るためには2枚のミラーを光軸に対してずれなく調整
する必要がある。このためレーザの光軸と方向を調整す
るための調整箇所が多くなり、複雑で手間がかかるとい
う問題もあった。
In this configuration, two or more mirrors are required to configure the beam expander 17. For this reason, the total length of the optical system constituted by the laser oscillator and the beam expander 17 becomes longer, the device becomes larger, and the use of a plurality of mirrors increases the cost.
Further, since the beam expander 17 is constituted by two mirrors, it is necessary to adjust the two mirrors without deviation from the optical axis in order to obtain a desired output for the expanded laser light. For this reason, the number of adjustment points for adjusting the optical axis and the direction of the laser increases, and there is a problem that it is complicated and time-consuming.

【0061】この問題を解決するために、本発明の第3
実施例に係るレーザー発振器は図19に示すように、両
面凹レンズ5Bを出力ミラー5として使用している。こ
の構成により、ビームエキスパンダ17のミラーを1枚
とすることで価格を抑えると共に、光軸の調整作業を簡
素化できる。さらに光学系の全長を短くしてレーザ発振
器をコンパクトにできる特長も実現される。
To solve this problem, the third embodiment of the present invention
The laser oscillator according to the embodiment uses a double-sided concave lens 5B as the output mirror 5, as shown in FIG. With this configuration, the cost can be suppressed by using one mirror of the beam expander 17, and the operation of adjusting the optical axis can be simplified. Furthermore, the feature that the laser oscillator can be made compact by shortening the total length of the optical system is also realized.

【0062】図18に、凹面ミラー共振器による従来の
レーザ発振器の概念図を示す。固体レーザー媒質1を挟
んで対向する1対のレーザ共振器ミラーは、この例にお
いて凹面である。出力ミラー5の出射側、図においてメ
ニスカスレンズ5A左側の曲率は、出射されるレーザ光
が平行光となるように、共振器を構成する内面(図にお
いてメニスカスレンズ5A右側)の凹面の曲率よりも曲
率の小さい凸面となっている。この構成のレーザ発振器
から出射されるレーザ光は、共振器を構成するミラーの
形状や固体レーザー媒質の形状により決定される所定の
ビーム径となる。
FIG. 18 shows a conceptual diagram of a conventional laser oscillator using a concave mirror resonator. The pair of laser resonator mirrors facing each other with the solid-state laser medium 1 interposed therebetween is concave in this example. The curvature of the exit side of the output mirror 5, that is, the left side of the meniscus lens 5A in the figure is smaller than the curvature of the concave surface of the inner surface (the right side of the meniscus lens 5A in the figure) constituting the resonator so that the emitted laser light becomes parallel light. The convex surface has a small curvature. The laser beam emitted from the laser oscillator having this configuration has a predetermined beam diameter determined by the shape of the mirror constituting the resonator and the shape of the solid-state laser medium.

【0063】これを所望のビーム径に変換するため、図
18の従来例ではビームエキスパンダ17を用いてい
る。この例に示したビームエキスパンダ17は、平凹レ
ンズ18と平凸レンズ19からなる倍率が一定である。
ここで倍率は、平凹レンズ18の焦点距離と平凸レンズ
19の焦点距離により決定される。ビームの広がり角度
の微調整は、両ミラー間の距離を微調整することで行わ
れる。
In order to convert this into a desired beam diameter, the conventional example of FIG. 18 uses a beam expander 17. The beam expander 17 shown in this example has a constant magnification composed of a plano-concave lens 18 and a plano-convex lens 19.
Here, the magnification is determined by the focal length of the plano-concave lens 18 and the focal length of the plano-convex lens 19. Fine adjustment of the beam divergence angle is performed by finely adjusting the distance between the two mirrors.

【0064】これに対し、図19に示す本発明の第3実
施例に係るレーザー発振器では、出力ミラー5の出射側
の面を凹面にすることにより、レーザ発振器からの出射
光を凹面の曲率で決定される広がり角の発散光とし、こ
れを平凸レンズ19によって平行光にする構成により、
平行レーザ光を得る。すなわち、共振器からの出力光を
一旦平行光とする工程を省略している。
On the other hand, in the laser oscillator according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 19, the output side of the output mirror 5 has a concave surface, so that the light emitted from the laser oscillator has a concave curvature. With a configuration in which divergent light having a determined divergence angle is converted into parallel light by the plano-convex lens 19,
Obtain parallel laser light. That is, the step of temporarily converting the output light from the resonator into parallel light is omitted.

【0065】ビーム径は、出力ミラー5の出射側の凹面
(図において両面凹レンズ5Bの左側)の曲率により決
定される広がり角と、平凸レンズ19の焦点距離により
決定される。また広がり角の微調整は、平凸レンズ19
と出力ミラー5の距離によって調整する。
The beam diameter is determined by the divergence angle determined by the curvature of the concave surface on the output side of the output mirror 5 (the left side of the double-sided concave lens 5 B in the figure) and the focal length of the plano-convex lens 19. Fine adjustment of the spread angle is performed by the plano-convex lens 19.
And the output mirror 5.

【0066】なおこの実施例では、ビームエキスパンダ
17を構成する出力ミラー5の出射側(両面凹レンズ5
B左側)を凹面として例示した。ただし、凹面に限られ
ず、必要とするビーム径、ビームエキスパンダ17の全
長、ビームエキスパンダ17を構成する凸レンズの焦点
距離等に応じて、平面、凸面等になることもありうる。
また一方、全反射ミラー4の形状についても、例示した
凹面以外に平面、凸面等も実現できる。
In this embodiment, the output side (the double-sided concave lens 5) of the output mirror 5 constituting the beam expander 17 is used.
B left side) is illustrated as a concave surface. However, the shape is not limited to a concave surface, and may be a flat surface, a convex surface, or the like according to a required beam diameter, the total length of the beam expander 17, the focal length of a convex lens included in the beam expander 17, and the like.
On the other hand, as for the shape of the total reflection mirror 4, a flat surface, a convex surface, or the like can be realized in addition to the concave surface illustrated.

【0067】このようにして、図19に示す第3実施例
のレーザー発振器は、共振器からの出力光を一枚のミラ
ーで直接所望のレーザービーム径を得る構成とし、2枚
以上で構成されていたビームエキスパンダ17のミラー
を1枚に減らすことで価格を抑えると共に、1枚のミラ
ーの調整のみで光軸調整ができるためメンテナンス作業
を簡単にできる。さらにレーザ発振器とビームエキスパ
ンダで構成される光学系の全長を短くできるので、装置
を小型化することが可能となる。このように装置のメン
テナンスを容易にするだけでなく、低価格化、コンパク
ト化も実現できるメリットを有する。
As described above, the laser oscillator according to the third embodiment shown in FIG. 19 has a configuration in which the output light from the resonator is directly provided with a desired laser beam diameter by one mirror, and is composed of two or more lasers. The cost is reduced by reducing the number of mirrors of the beam expander 17 to one, and the optical axis can be adjusted only by adjusting one mirror, so that the maintenance work can be simplified. Further, since the total length of the optical system including the laser oscillator and the beam expander can be shortened, the apparatus can be downsized. As described above, there is an advantage that not only the maintenance of the device is facilitated, but also the price and the size can be reduced.

【0068】さらにまた、本発明の第4実施例に係るレ
ーザー発振器について図20および図21に基づき説明
する。これらの図に示すレーザー発振器は、印字、加工
等の作業位置を示すためのレーザーポインタを備えてい
る。
Further, a laser oscillator according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The laser oscillator shown in these figures is provided with a laser pointer for indicating a work position such as printing and processing.

【0069】レーザーポインタは、レーザーダイオード
(LD)等を利用して、レーザマーカなどのレーザ加工
装置で作業前の確認用に用いられているものである。Y
AGレーザ等の不可視光レーザを使用するレーザマーカ
では、マーキング作業を行う前に、可視光であるLDレ
ーザー光を用いたレーザポインタを実際のワーク対象物
に照射する。レーザーポインタのLDレーザー光が、実
際の印字パターン等に沿って高速で移動すると、その光
の軌跡が残像を残すので印字予定位置がポイントされ、
目視できるようになる。この軌跡パターンを元にして、
実際の印字位置を調整したり、確認したりすることがで
きる。
The laser pointer uses a laser diode (LD) or the like and is used by a laser processing device such as a laser marker for checking before work. Y
In the case of a laser marker using an invisible light laser such as an AG laser, a laser pointer using an LD laser beam, which is visible light, is irradiated on an actual work target before performing a marking operation. When the LD laser light of the laser pointer moves at high speed along the actual printing pattern, etc., the trajectory of the light leaves an afterimage, so the printing position is pointed,
You will be able to see it. Based on this trajectory pattern,
The actual print position can be adjusted or confirmed.

【0070】図20は、レーザーポインタを備える従来
のレーザー発振器を示す。この図に示すレーザーポイン
タは、ポインタ用LD20と、LDコリメートレンズ2
1と、可視光反射−赤外光透過ミラー22を備える。ポ
インタ用LD20から出射されるLDレーザ光は、コリ
メートレンズ21によりコリメート、すなわち平行にさ
れて、可視光反射−赤外光透過ミラー22により反射さ
れる。可視光反射−赤外光透過ミラー22は、レーザー
ビーム光を通過するがLDレーザ光を反射するハーフミ
ラーであり、マーキング用レーザと光軸を一致させて配
置している。
FIG. 20 shows a conventional laser oscillator having a laser pointer. The laser pointer shown in this figure includes a pointer LD 20 and an LD collimating lens 2.
1 and a visible light reflection-infrared light transmission mirror 22. The LD laser light emitted from the pointer LD 20 is collimated by the collimator lens 21, that is, collimated, and reflected by the visible light reflection-infrared light transmission mirror 22. The visible light reflection-infrared light transmission mirror 22 is a half mirror that passes the laser beam light but reflects the LD laser light, and is arranged with the marking laser and the optical axis aligned.

【0071】このレーザポインタは、ビームエキスパン
ダ17の前段で図20に実線で示す位置からLDレーザ
光を入力する。入力されたLD光は、ビームエキスパン
ダ17を構成する平凹レンズ18、出力ミラー19を通
過して、X方向偏向ミラー、Y方向偏向ミラーにより偏
向され、マーキング用レーザと同じ経路をたどってFθ
レンズ6より出射される。図20のレーザー発振器は、
レーザーを偏向するX方向偏向ミラー、Y方向偏向ミラ
ーをそれぞれ駆動するためのX方向偏向ミラー用ガルバ
ノモータ23と、Y方向偏向ミラー用ガルバノモータ2
4を図示している。
This laser pointer inputs the LD laser light from the position shown by the solid line in FIG. 20 before the beam expander 17. The input LD light passes through a plano-concave lens 18 and an output mirror 19 constituting a beam expander 17, is deflected by an X-direction deflecting mirror and a Y-direction deflecting mirror, and follows the same path as the marking laser to obtain Fθ.
The light is emitted from the lens 6. The laser oscillator of FIG.
A galvano motor 23 for the X-direction deflecting mirror for driving the X-direction deflecting mirror and the Y-direction deflecting mirror for deflecting the laser, respectively;
4 is illustrated.

【0072】もしくは、レーザーポインタを図20にお
いて波線で示す位置に配置して、ビームエキスパンダの
後段からLDレーザ光が入力されることもある。
Alternatively, the laser pointer may be arranged at the position shown by the broken line in FIG. 20, and the LD laser light may be input from the subsequent stage of the beam expander.

【0073】図20の方法では、LDレーザ光の光軸を
マーキング用レーザの光軸に正確に一致させて、かつ焦
点位置を合わせるために、可視光反射−赤外透過ミラー
22、LDコリメートレンズ21、ポインタ用LD20
のすべてを高精度に調整しなければならない。さらに可
視光反射−赤外透過ミラー22やLDコリメートレンズ
21等の光学系部材を用いるために、コスト高となる問
題もあった。
In the method shown in FIG. 20, the visible light reflection-infrared transmission mirror 22 and the LD collimating lens are used to accurately match the optical axis of the LD laser light with the optical axis of the marking laser and adjust the focal position. 21, LD20 for pointer
Must be adjusted with high precision. Further, since optical members such as the visible light reflection-infrared transmission mirror 22 and the LD collimator lens 21 are used, there is a problem that the cost is increased.

【0074】本発明の第4実施例に係るレーザー発振器
は、図21に示すように、ポインタ用LD20をレーザ
発振器の全反射ミラー4の背面に配置している。全反射
ミラー4の背面はレーザ発振に関与しないため、特に制
限がなく任意の形状にすることができる。本実施例はこ
の特性を利用することで、ハーフミラー等の光学系を省
略している。
In the laser oscillator according to the fourth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 21, a pointer LD 20 is arranged on the back of the total reflection mirror 4 of the laser oscillator. Since the back surface of the total reflection mirror 4 does not participate in laser oscillation, it can be formed in any shape without any particular limitation. In the present embodiment, an optical system such as a half mirror is omitted by utilizing this characteristic.

【0075】図21に示す全反射ミラー4はその背面、
図において右側の形状を、LD光をコリメートし印字面
に集光できるミラーの役目を果たすような形状とする。
全反射ミラー4のミラー面である左側は、レーザ発振波
長でほぼ100%の反射率になるような誘電体多層膜で
構成されている。例えばレーザー出力光の波長である1
064nmの光のみを反射し、それ以外を透過する性質
を有する全反射ミラーは、発振波長から波長のずれた可
視光ではほぼ100%の光を透過する。この構成によれ
ば、ポインタ用LD20をコリメートするための専用の
ミラーや、光軸を一致させるためのハーフミラーが不要
になる。このように、本実施例では光学系に必須の全反
射ミラーで使用されていない背面を利用することで、光
学系を簡素化できる。なお、図示しないが上述した第3
実施例のようにビームエキスパンダを一枚のミラーで構
成してもよい。
The total reflection mirror 4 shown in FIG.
In the figure, the shape on the right side is a shape that functions as a mirror that can collimate the LD light and condense it on the printing surface.
The left side, which is the mirror surface of the total reflection mirror 4, is formed of a dielectric multilayer film having a reflectance of almost 100% at the laser oscillation wavelength. For example, 1 which is the wavelength of the laser output light
A total reflection mirror having a property of reflecting only the light of 064 nm and transmitting the other light transmits almost 100% of visible light whose wavelength is shifted from the oscillation wavelength. According to this configuration, a special mirror for collimating the pointer LD 20 and a half mirror for matching the optical axes are not required. As described above, in the present embodiment, the optical system can be simplified by using the back surface which is not used in the total reflection mirror which is essential for the optical system. Although not shown, the third
The beam expander may be constituted by one mirror as in the embodiment.

【0076】以上のように本発明の第4実施例に係るレ
ーザー発振器は、レーザーポインタのための光学系を簡
略化することで、調整作業を簡単にして、なおかつ装置
のコストダウン化を図るようにした。ポインタ用LD2
0の位置を調整するのみでレーザーポインタ光は調整可
能であり、また光学部材の点数を減らした分調整個所が
少なくなるため、長期的な安定性も向上する。
As described above, the laser oscillator according to the fourth embodiment of the present invention simplifies the adjustment work by simplifying the optical system for the laser pointer, and reduces the cost of the apparatus. I made it. LD2 for pointer
The laser pointer light can be adjusted only by adjusting the position of 0, and the number of adjustment points is reduced by reducing the number of optical members, thereby improving long-term stability.

【0077】[0077]

【発明の効果】本発明のレーザー発振器は、面倒な調整
作業を簡素化してメンテナンスの容易な安定したレーザ
ー発振器とできる。それは本発明の第1実施例のレーザ
ー発振器が一方のミラーを固定して、他方のミラーのみ
で傾き補正など光軸の調整ができるからである。共振器
を構成する出力ミラーと全反射ミラーは、傾きに対する
出力への影響が異なる。そこで本発明は、傾きに対する
影響が敏感な方のミラーを固定することで、調整箇所を
減らすと共に他方のミラーの調整との整合を取る必要を
減じて、傾き調整作業を簡素化することを実現した。こ
れにより、組み立て作業が簡素化されて作業が迅速にで
きるのみならず、従来複雑であったメンテナンス作業も
大幅に短縮される。このことは、製造および保守点検の
工程およびコストの削減にも繋がる。
According to the laser oscillator of the present invention, a troublesome adjustment operation is simplified, and a stable laser oscillator which is easy to maintain can be obtained. This is because the laser oscillator according to the first embodiment of the present invention can fix one mirror and adjust the optical axis such as tilt correction using only the other mirror. The output mirror and the total reflection mirror that constitute the resonator have different effects on the output with respect to the tilt. Therefore, the present invention realizes simplification of the tilt adjustment work by fixing the mirror whose sensitivity to the tilt is more sensitive, thereby reducing the number of adjustment points and reducing the necessity of matching with the adjustment of the other mirror. did. As a result, not only the assembling work can be simplified and the work can be performed quickly, but also the maintenance work which has conventionally been complicated can be greatly reduced. This also leads to a reduction in manufacturing and maintenance steps and costs.

【0078】さらに本発明の第2実施例に係るレーザー
発振器は、出力ミラーを温度的に安定した冷却経路近傍
に配置したため、上記のメリットに加えて温度変化によ
る金属の変形による狂いの発生を防止することができ
る。このため組立、調整作業に要する工数を削減でき
て、さらに環境温度に依存しないレーザー出力の長期的
な安定化も実現できる。
Further, in the laser oscillator according to the second embodiment of the present invention, since the output mirror is arranged near the cooling path which is stable in temperature, in addition to the above-mentioned advantages, the occurrence of disorder due to metal deformation due to temperature change is prevented. can do. For this reason, the man-hours required for the assembly and adjustment work can be reduced, and the long-term stabilization of the laser output independent of the environmental temperature can be realized.

【0079】さらにまた、本発明の第3実施例に係るレ
ーザー発振器は、レーザービームエキスパンダで共振器
の出力を一旦平行光にしてから所望のビーム径に拡大す
るのでなく、平行光にする工程を省略して直接所望のレ
ーザービーム径を得る構成としている。これにより2枚
以上で構成されるビームエキスパンダのミラーを1枚に
減らして、光軸調整作業を簡素化している。さらに、ミ
ラーを減らすことで低価格化にも貢献でき、さらにまた
レーザ発振器とビームエキスパンダで構成される光学系
の全長が短くなるので、装置をコンパクトにできる。
Furthermore, in the laser oscillator according to the third embodiment of the present invention, the output of the resonator is made parallel by the laser beam expander and is not made into a desired beam diameter, but is made into parallel light. Is omitted to directly obtain a desired laser beam diameter. This reduces the number of mirrors of the beam expander composed of two or more to one, simplifying the optical axis adjustment work. Furthermore, reducing the number of mirrors can contribute to cost reduction, and the overall length of the optical system including the laser oscillator and the beam expander is shortened, so that the apparatus can be made compact.

【0080】さらにまた、本発明の第4実施例に係るレ
ーザー発振器は、レーザーポインタを全反射ミラーの背
面に配置することで、LD光をコリメートするための専
用のミラーや光軸を一致させるためのハーフミラーを省
いている。このため、光学系部材の点数を減らした分だ
け調整作業は簡単になり、長期的な安定性も向上する。
さらに部品点数削減による製造工程カット、部品コスト
削減によるコストダウン化のメリットも享受できる。
Further, in the laser oscillator according to the fourth embodiment of the present invention, the laser pointer is arranged on the back of the total reflection mirror, so that the mirror dedicated to collimate the LD light and the optical axis are matched. The half mirror is omitted. Therefore, the adjustment work is simplified by the reduced number of the optical system members, and the long-term stability is improved.
In addition, the advantages of cutting the manufacturing process by reducing the number of parts and reducing costs by reducing the cost of parts can be enjoyed.

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

【図1】レーザー発振器の一般的な構成を示す概略図FIG. 1 is a schematic diagram showing a general configuration of a laser oscillator.

【図2】レーザービームの品質に応じた強度分布を示す
概略図
FIG. 2 is a schematic diagram showing an intensity distribution according to the quality of a laser beam.

【図3】レーザービームが出力ミラーを介して出射され
る様子を示す概略図
FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which a laser beam is emitted through an output mirror.

【図4】出力ミラーに固体レーザー媒質を近付けて配置
する状態を示す概略図
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which a solid-state laser medium is arranged close to an output mirror;

【図5】出力ミラーから固体レーザー媒質を遠ざけて配
置する状態を示す概略図
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which a solid-state laser medium is placed away from an output mirror;

【図6】レーザービームの品質と分布の関係を示す概略
FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between laser beam quality and distribution.

【図7】固体レーザー媒質を共振器内に配置する様子を
示す概略図
FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which a solid-state laser medium is arranged in a resonator.

【図8】全反射ミラーを凸面ミラーとしたレーザー発振
器の構成を示す概略図
FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of a laser oscillator using a total reflection mirror as a convex mirror;

【図9】各ミラーにずれがない理想的な共振器の共振光
軸を示す概略図
FIG. 9 is a schematic diagram showing a resonance optical axis of an ideal resonator in which each mirror has no shift;

【図10】図9の共振器において出力ミラーがθ傾いた
場合の共振光軸を示す概略図
FIG. 10 is a schematic diagram showing a resonance optical axis when the output mirror is inclined by θ in the resonator of FIG. 9;

【図11】図9の共振器において全反射ミラーがθ傾い
た場合の共振光軸を示す概略図
FIG. 11 is a schematic diagram showing a resonance optical axis when the total reflection mirror is inclined by θ in the resonator of FIG. 9;

【図12】従来のレーザー発振器における各ミラーの調
整機構を示す水平断面図
FIG. 12 is a horizontal sectional view showing an adjusting mechanism of each mirror in a conventional laser oscillator.

【図13】図12に示すレーザー発振器の垂直断面図13 is a vertical sectional view of the laser oscillator shown in FIG.

【図14】本発明の第1実施例に係るレーザー発振器に
おける各ミラーの調整機構を示す水平断面図
FIG. 14 is a horizontal sectional view showing an adjusting mechanism of each mirror in the laser oscillator according to the first embodiment of the present invention.

【図15】図14に示すレーザー発振器の垂直断面図FIG. 15 is a vertical sectional view of the laser oscillator shown in FIG. 14;

【図16】本発明の第2実施例に係るレーザー発振器の
筐体を示す側面図
FIG. 16 is a side view showing a housing of a laser oscillator according to a second embodiment of the present invention.

【図17】図16に示す筐体の内部を示す要部拡大断面
17 is an enlarged sectional view of a main part showing the inside of the housing shown in FIG. 16;

【図18】従来のレーザー発振器におけるビームエキス
パンダの構成を示す概略図
FIG. 18 is a schematic diagram showing a configuration of a beam expander in a conventional laser oscillator.

【図19】本発明の第3実施例に係るレーザー発振器に
おける光学系の構成を示す概略図
FIG. 19 is a schematic diagram showing a configuration of an optical system in a laser oscillator according to a third embodiment of the present invention.

【図20】従来のレーザー発振器におけるレーザーポイ
ンタを含む光学系の構成を示す概略図
FIG. 20 is a schematic diagram showing a configuration of an optical system including a laser pointer in a conventional laser oscillator.

【図21】本発明の第4実施例に係るレーザー発振器に
おけるレーザーポインタを含む光学系の構成を示す概略
FIG. 21 is a schematic diagram showing a configuration of an optical system including a laser pointer in a laser oscillator according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…固体レーザー媒質 2…励起用光源 3…ワーク表面 4…全反射ミラー 4A…平凹レンズ 5…出力ミラー 5A…メニスカスレンズ 5B…両面凹レンズ 6…Fθレンズ 7、8…調整ネジ 9…基底台 10…循環経路 11…筐体 12…発振器ベース 12a…挿通孔 13…レーザーマーカーベース 14…セパレータ 15…操作窓 16…調整用ドライバ 17…ビームエキスパンダ 18…平凹レンズ 19…平凸レンズ 20…ポインタ用LD 21…LDコリメートレンズ 22…可視光反射−赤外透過ミラー 23…X方向偏向ミラー用ガルバノモータ 24…Y方向偏向ミラー用ガルバノモータ 25…安定化機構 26…バネ 27…ネジ 27a…鍔部 28…筒状ガイド 29…固定部 30、31…ジョイント部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solid laser medium 2 ... Excitation light source 3 ... Work surface 4 ... Total reflection mirror 4A ... Plano-concave lens 5 ... Output mirror 5A ... Meniscus lens 5B ... Double-sided concave lens 6 ... Ftheta lens 7, 8 ... Adjustment screw 9 ... Base stand 10 ... circulation path 11 ... casing 12 ... oscillator base 12a ... insertion hole 13 ... laser marker base 14 ... separator 15 ... operation window 16 ... adjustment driver 17 ... beam expander 18 ... plano-concave lens 19 ... plano-convex lens 20 ... pointer LD DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... LD collimating lens 22 ... Visible light reflection-infrared transmission mirror 23 ... Galvano motor for X direction deflection mirror 24 ... Galvano motor for Y direction deflection mirror 25 ... Stabilizing mechanism 26 ... Spring 27 ... Screw 27a ... Flange 28 ... Cylindrical guide 29: fixed part 30, 31, joint part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F072 AB01 AK01 JJ01 JJ05 JJ08 KK06 MM08 PP01 PP07 TT01 TT22 YY07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F072 AB01 AK01 JJ01 JJ05 JJ08 KK06 MM08 PP01 PP07 TT01 TT22 YY07

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体レーザー媒質と、前記固体レーザー
媒質を励起するための励起用光源と、前記固体レーザー
媒質から出射されるレーザー光の光軸上に位置する全反
射ミラーと、前記固体レーザー媒質を介して前記全反射
ミラーと対向する出力ミラーと、前記固体レーザー媒質
と前記全反射ミラーと前記出力ミラーを収納する筐体を
備えるレーザー発振器において、 少なくとも前記出力ミラーを前記筐体内に設けられる基
底台に固定することを特徴とするレーザー発振器。
A solid-state laser medium; an excitation light source for exciting the solid-state laser medium; a total reflection mirror positioned on an optical axis of laser light emitted from the solid-state laser medium; A laser mirror including an output mirror facing the total reflection mirror via a solid-state laser medium, the total reflection mirror, and the output mirror, wherein at least the output mirror is provided in the housing. A laser oscillator characterized by being fixed to a table.
【請求項2】 レーザービーム出力の光軸を微調整でき
るように前記全反射ミラーの角度を調整可能な調整機構
を前記全反射ミラー側にのみ設けることを特徴とする請
求項1記載のレーザー発振器。
2. The laser oscillator according to claim 1, wherein an adjustment mechanism capable of adjusting the angle of the total reflection mirror is provided only on the total reflection mirror side so that the optical axis of the laser beam output can be finely adjusted. .
【請求項3】 前記調整機構が前記筐体内に収納されて
おり、前記調整機構を前記筐体の外部から操作できるよ
うに前記筐体に操作窓を設けることを特徴とする請求項
2記載のレーザー発振器。
3. The apparatus according to claim 2, wherein the adjustment mechanism is housed in the housing, and an operation window is provided in the housing so that the adjustment mechanism can be operated from outside the housing. Laser oscillator.
【請求項4】 前記筐体内に、前記操作窓から前記調整
機構まで延長された筒状ガイドを設けることを特徴とす
る請求項3記載のレーザー発振器。
4. The laser oscillator according to claim 3, wherein a cylindrical guide extending from the operation window to the adjustment mechanism is provided in the housing.
【請求項5】 前記出力ミラーを両面凹状レンズとし
て、前記出力ミラーから出力されるレーザ出力光を任意
のビーム径に拡大するためのレーザービームエキスパン
ダを構成することを特徴とする請求項1乃至4記載のレ
ーザー発振器。
5. A laser beam expander for expanding a laser output light output from the output mirror to an arbitrary beam diameter by using the output mirror as a double-sided concave lens. 4. The laser oscillator according to 4.
【請求項6】 前記全反射ミラーの背面にレーザーポイ
ンタを備えることを特徴とする請求項1乃至5記載のレ
ーザー発振器。
6. The laser oscillator according to claim 1, further comprising a laser pointer on a back surface of said total reflection mirror.
【請求項7】 前記基底台の近傍に冷却経路を配置する
ことを特徴とする請求項1乃至6記載のレーザー発振
器。
7. The laser oscillator according to claim 1, wherein a cooling path is arranged near the base.
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