JP2009059924A - Laser generating device and laser machining device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超短パルス発振可能なレーザ発生装置及びレーザ加工装置に関するものである。 The present invention relates to a laser generator capable of oscillating an ultrashort pulse and a laser processing apparatus.
レーザ発生装置において、種光源から出射された種光(実際に得たい波長のレーザ光)を誘導放出という現象を利用して増幅する光増幅器を備えたものがある。光増幅器は、発光元素をドープした結晶等よりなるレーザ媒体と、発光元素を励起可能な波長を有する励起光をレーザ媒体に照射する励起光源とからなる。このようなレーザ発生装置では、励起光をレーザ媒体に照射して発光元素をエネルギーが高い状態に励起し、そのレーザ媒体に種光を入射する。すると、レーザ媒体内の発光元素は、エネルギー、位相及び進行方向がそれぞれ種光と揃ったレーザ光を放出(誘導放出)し、これにより、種光はレーザ媒体内においてビーム径を拡大させながら増幅伝搬され出射される。 Some laser generators include an optical amplifier that amplifies seed light emitted from a seed light source (laser light having a wavelength that is actually desired) using a phenomenon called stimulated emission. The optical amplifier includes a laser medium made of a crystal doped with a light emitting element and an excitation light source that irradiates the laser medium with excitation light having a wavelength capable of exciting the light emitting element. In such a laser generator, a laser medium is irradiated with excitation light to excite a light emitting element in a high energy state, and seed light is incident on the laser medium. Then, the light emitting element in the laser medium emits laser light (stimulated emission) whose energy, phase, and traveling direction are aligned with the seed light, and the seed light is amplified while expanding the beam diameter in the laser medium. Propagated and emitted.
しかしながら、このようなレーザ発生装置では、レーザ媒体内における種光の増幅伝搬途中で、そのビームパワーがレーザ媒体損傷の限界値を越えてしまうとレーザ媒体が破損してしまう。そのため、ビームパワーが非常に短い時間幅に集中されて極めて強くなる超短パルス(例えばフェムト秒パルス)のレーザ光を増幅することは困難であった。 However, in such a laser generator, the laser medium is damaged if the beam power exceeds the limit value of damage to the laser medium during the amplification propagation of the seed light in the laser medium. For this reason, it has been difficult to amplify laser light of an ultrashort pulse (for example, femtosecond pulse) in which the beam power is concentrated in a very short time width and becomes extremely strong.
そこで、従来では、レーザ媒体の破損を抑制しつつ超短パルス光を増幅する方法として、所謂チャープパルス増幅法(CPA法)が用いられている(例えば特許文献1参照)。CPA法では、まず、種光としての超短パルス光のパルス幅をパルスストレッチャーにより引き延ばした後、そのレーザ光を発光元素が励起されたレーザ媒体によって増幅する。このとき、超短パルス光のパルス幅が引き延ばされているため、増幅されるレーザ光のビームパワーを抑えることができ、これによりレーザ媒体への負担が軽減される。その後、増幅されたレーザ光のパルス幅をパルスコンプレッサにより圧縮して元のパルス幅に戻す。すると、パルス幅が短くなった分、パルスの高さ(ビームパワー)が高くなり、結果としてレーザ媒体損傷の限界値よりも高い超高出力、超短パルスのレーザ光が得られる。CPA法では、このような過程を経て種光を増幅させることで、レーザ媒体の損傷を抑制しつつも超短パルス光の増幅が可能となっている。
しかしながら、上記のようなレーザ発生装置では、超短パルス光のパルス幅を伸縮するためのパルスストレッチャー及びパルスコンプレッサ等の装置を用いて複数の手順を踏んで光を増幅しているため構成が複雑となり、ひいてはレーザ発生装置の大型化、高コスト化に繋がる要因となっていた。 However, the laser generator as described above has a configuration because the light is amplified through a plurality of procedures using devices such as a pulse stretcher and a pulse compressor for expanding and contracting the pulse width of the ultrashort pulse light. As a result, it has become complicated, leading to an increase in the size and cost of the laser generator.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、レーザ発生装置及びレーザ加工装置において、簡単な構成で超短パルス光の増幅を可能にすることにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to enable amplification of ultrashort pulse light with a simple configuration in a laser generator and a laser processing apparatus.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、発光元素がドープされた固体よりなるレーザ媒体及び該レーザ媒体に励起光を照射して前記発光元素を励起させる励起光源からなり、励起された前記発光元素が励起状態から基の状態に戻る際に放出するレーザ光により増幅して該レーザ媒体の先端部から増幅されたレーザ光を出射する光増幅器を備えて構成され、前記レーザ媒体は、出射するレーザ光の光軸と直交する断面積が、その基端部から先端部にかけて大きくなるように形成され、前記励起光源は、前記レーザ媒体の基端部から先端部にかけて照射する前記励起光の光量が、前記レーザ媒体の断面積に対応して大きくなるように構成されたことをその要旨とする。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 comprises a laser medium made of a solid doped with a light emitting element and an excitation light source that excites the light emitting element by irradiating the laser medium with excitation light, An optical amplifier for amplifying the laser light emitted when the excited light emitting element returns from the excited state to the base state and emitting the amplified laser light from the tip of the laser medium; The medium is formed such that a cross-sectional area perpendicular to the optical axis of the emitted laser light increases from the base end portion to the tip end portion, and the excitation light source irradiates from the base end portion to the tip end portion of the laser medium. The gist of the invention is that the amount of the excitation light is configured to increase in accordance with the cross-sectional area of the laser medium.
この発明では、レーザ媒体は出射するレーザ光の光軸と直交する断面積が、励起光によって励起されたレーザ媒体中を進むほど徐々に大きくなっていくレーザ光のビームパワーに対応して、基端部から先端部にかけて大きくなるように形成される。このため、レーザ媒体は光軸方向全体に亘って増幅されるレーザ光のビームパワーに耐えうる形状をなし、その結果、増幅されたレーザ光によりレーザ媒体が破損されるのを抑制することができる。また、レーザ媒体は、高い耐久性が必要のない基端部の断面積が小さく形成されているため、レーザ媒体を効率的に小型にすることができ、その結果、レーザ発生装置の大型化を抑制できる。さらに、励起光源は、レーザ媒体の基端部から先端部にかけて照射する前記励起光の光量が、レーザ媒体の断面積に対応して大きくなるように構成されるため、レーザ媒体を効率的に励起させることができる。従って、レーザ光のパルス幅を伸縮するためのパルスストレッチャー及びパルスコンプレッサ等の装置を用いなくてもよいため、簡単な構成で超短パルス光の増幅が可能となる。 In the present invention, the laser medium has a cross-sectional area perpendicular to the optical axis of the emitted laser light, corresponding to the beam power of the laser light that gradually increases as it travels through the laser medium excited by the excitation light. It is formed so as to increase from the end to the tip. For this reason, the laser medium has a shape that can withstand the beam power of the laser light amplified over the entire optical axis direction, and as a result, the laser medium can be prevented from being damaged by the amplified laser light. . Further, since the laser medium is formed with a small cross-sectional area at the base end portion that does not require high durability, the laser medium can be efficiently reduced in size, thereby increasing the size of the laser generator. Can be suppressed. Furthermore, since the excitation light source is configured so that the amount of the excitation light irradiated from the base end portion to the tip end portion of the laser medium increases corresponding to the cross-sectional area of the laser medium, the laser medium is efficiently excited. Can be made. Accordingly, it is not necessary to use a device such as a pulse stretcher and a pulse compressor for expanding and contracting the pulse width of the laser light, and thus it is possible to amplify ultrashort pulse light with a simple configuration.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のレーザ発生装置において、前記励起光源は、前記レーザ媒体の先端側から基端側に向けて前記励起光を照射させて、前記レーザ媒体の基端部から先端部にかけて照射する前記励起光の光量が、前記レーザ媒体の断面積に対応して大きくなるように設けられたことをその要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the laser generator according to the first aspect, the excitation light source irradiates the excitation light from the distal end side to the proximal end side of the laser medium, and The gist thereof is that the amount of the excitation light irradiated from the base end portion to the tip end portion is provided so as to increase corresponding to the cross-sectional area of the laser medium.
この発明では、励起光源はレーザ媒体の先端側から基端側に向けて励起光を照射するように設けられるため、レーザ媒体が受ける励起光の光量は励起光源から離れた基端部ほど少なくなる。従って、例えば1つの励起光源のみを用いても、レーザ媒体の基端部から先端部にかけて照射する励起光の光量を、レーザ媒体の断面積に対応して大きくすることができるため、レーザ発生装置の部品点数を抑えることができる。 In the present invention, since the excitation light source is provided so as to irradiate the excitation light from the distal end side to the proximal end side of the laser medium, the light quantity of the excitation light received by the laser medium decreases as the proximal end portion away from the excitation light source. . Therefore, for example, even when only one excitation light source is used, the amount of excitation light irradiated from the base end portion to the tip end portion of the laser medium can be increased corresponding to the cross-sectional area of the laser medium. The number of parts can be reduced.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のレーザ発生装置において、前記励起光源は複数設けられ、それら複数の励起光源は、前記レーザ媒体が出射するレーザ光の光軸と直交する方向から前記レーザ媒体の断面積に応じた光量の励起光をそれぞれ照射することをその要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the laser generator according to the first aspect, a plurality of the excitation light sources are provided, and the plurality of excitation light sources are in a direction orthogonal to an optical axis of laser light emitted from the laser medium. The gist of the present invention is to irradiate the excitation light with a light amount corresponding to the cross-sectional area of the laser medium.
この発明では、複数設けられた励起光源は、レーザ媒体が出射するレーザ光の光軸と直交する方向から断面積に応じた光量の励起光をそれぞれ照射するように設けられる。これにより、レーザ媒体の基端部から先端部にかけて照射する前記励起光の光量を、レーザ媒体の断面積に対応して大きくすることができる。 In the present invention, the plurality of excitation light sources are provided so as to irradiate each amount of excitation light according to the cross-sectional area from a direction orthogonal to the optical axis of the laser light emitted from the laser medium. Thereby, the light quantity of the said excitation light irradiated from the base end part of a laser medium to a front-end | tip part can be enlarged corresponding to the cross-sectional area of a laser medium.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載のレーザ発生装置において、前記レーザ媒体は、出射するレーザ光の光軸方向に複数並設されたレーザ媒体片からなり、それら複数のレーザ媒体片は、後段に配置された前記レーザ媒体片の入射面の面積が、前段に配置された前記レーザ媒体片の出射面の面積以上にそれぞれ形成されたことをその要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the laser generator according to any one of the first to fourth aspects, the laser medium includes a plurality of laser medium pieces arranged in parallel in the optical axis direction of the emitted laser light. The plurality of laser medium pieces are respectively formed such that the area of the incident surface of the laser medium piece arranged in the subsequent stage is larger than the area of the emission surface of the laser medium piece arranged in the previous stage. And
この発明では、複数のレーザ媒体片は、後段に配置されたレーザ媒体片の入射面の面積が、前段に配置されたレーザ媒体片の出射面の面積以上にそれぞれ形成されるため、複数のレーザ媒体片を用いたレーザ光の増幅が可能となる。そして、例えばレーザ媒体に結晶を用いる場合、形成できる結晶の大きさには限りがあり増幅できるビームパワーにも限界があるが、複数のレーザ媒体片を用いることで、レーザ光をより高いビームパワーまで増幅させることができる。 In the present invention, the plurality of laser medium pieces are formed so that the area of the incident surface of the laser medium piece arranged in the subsequent stage is larger than the area of the emission surface of the laser medium piece arranged in the preceding stage. Laser light amplification using a medium piece can be performed. For example, when a crystal is used for the laser medium, the size of the crystal that can be formed is limited and the beam power that can be amplified is limited. Can be amplified.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載のレーザ発生装置において、前記レーザ媒体は、出射するレーザ光の光軸と直交する断面積が円形状をなし、前記励起光源は、該光軸の周方向において等間隔に複数設けられたことをその要旨とする。 The invention according to claim 5 is the laser generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the laser medium has a circular cross-sectional area perpendicular to the optical axis of the emitted laser light, The gist thereof is that a plurality of the excitation light sources are provided at equal intervals in the circumferential direction of the optical axis.
この発明では、レーザ媒体は、出射するレーザ光の光軸と直交する断面積が円形状をなすため、レーザ媒体から出射されるレーザ光のビームスポットを円形にすることができる。また、励起光源は、レーザ媒体から出射されるレーザ光の光軸の周方向において等間隔に複数設けられるため、レーザ光をバランス良く増幅させることができる。 In the present invention, since the laser medium has a circular cross-sectional area perpendicular to the optical axis of the emitted laser light, the beam spot of the laser light emitted from the laser medium can be made circular. In addition, since a plurality of excitation light sources are provided at equal intervals in the circumferential direction of the optical axis of the laser light emitted from the laser medium, the laser light can be amplified in a balanced manner.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載のレーザ発生装置において、前記発光元素にレーザ光を放出させるための種光を前記レーザ媒体に入射する種光源を備えたことをその要旨とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the laser generator according to any one of the first to fifth aspects, the seed light source for causing the light emitting element to emit seed light into the laser medium is used. The gist is prepared.
この発明では、種光源から出射される種光によりレーザ媒体からレーザ光を出射させることができる。
請求項7に記載の発明は、レーザ加工装置において、請求項1〜6に記載のレーザ発生装置から出射されたレーザ光を用いて加工対象物に加工を行うことをその要旨とする。
In the present invention, the laser beam can be emitted from the laser medium by the seed light emitted from the seed light source.
The gist of the invention described in claim 7 is that, in the laser processing apparatus, processing is performed on the object to be processed using the laser light emitted from the laser generator according to claims 1 to 6.
この発明では、レーザ発生装置を簡単な構成な超短パルス光の増幅が可能とすることができ、ひいては、レーザ加工装置の簡素化に貢献することができる。 In the present invention, it is possible to amplify ultrashort pulse light with a simple configuration in the laser generator, and thus contribute to simplification of the laser processing apparatus.
従って、上記記載の発明によれば、レーザ発生装置及びレーザ加工装置において、簡単な構成で超短パルス光の増幅を可能にすることができる。 Therefore, according to the above-described invention, it is possible to amplify ultrashort pulse light with a simple configuration in the laser generator and the laser processing apparatus.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に概略構成を示す本実施形態のレーザ加工装置10は、制御部11の制御に基づいて、搬送されるワーク(加工対象物)Wの表面に文字・記号・図形等をマーキング加工するものである。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
A
レーザ加工装置10のレーザ発生装置12は、種光として超短パルスのレーザ光を発振可能な種光源21と、その種光源21から出射された種光を誘導放出により増幅する光増幅器22とから構成されている。尚、種光源21は制御部11によりその発振が制御されている。
The
光増幅器22において種光源21の後段に設けられたレーザ媒体23は、発光元素としてのイッテリビウム(Yb)がドープされたYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)結晶からなるとともに、その内部に種光が入射されるように設置されている。図1において、レーザ媒体23の側方視の形状を図示している。レーザ媒体23は、側方視及び平面視において、レーザ光を出射する先端側にかけて拡がる台形状をなすとともに、種光が入射される入射側端面及び出射側端面がそれぞれ種光の光軸Lと直交するように設けられている。即ち、レーザ媒体23は、種光の光軸Lと直交する断面が矩形をなすとともに、その断面積が種光を入射する入射側端部(基端部)から出射側端部(先端部)にかけて大きくなるように形成されている。また、レーザ媒体23は光軸Lに対して対称形状をなしている。尚、レーザ媒体23は、例えば紙面直交方向長さが、入射側端面では100μm以下に形成され、出射側端面はその入射側端面長さの50倍以上の長さに形成されている。
The
レーザ媒体23の出射側の斜め上方及び斜め下方にはそれぞれ、レーザ媒体23とともに光増幅器22を構成する励起光源24が設けられている。図1では紙面直交方向に重なっているが、同方向に所定間隔をあけてそれぞれ一対の励起光源24が配設され、光増幅器22には励起光源24が、例えばレーザ媒体23の出射側端部の各角部に対応させて、全部で4つ設けられている。
An
各励起光源24は、発光元素としてのイッテリビウムを励起可能な波長を有する励起光Eを、レーザ媒体23の出射側から入射側に向けて斜めに入射させ、その励起光Eはレーザ媒体23の出射側端面及び側面全体に亘って照射される。尚、各励起光源24は制御部11によりその発振が制御されている。各励起光源24から出射された励起光Eはレーザ媒体23内を進むにつれて光量が減少するため、レーザ媒体23が受ける励起光Eの光量は励起光源24から離れた箇所ほど少ない。即ち、レーザ媒体23が受ける励起光Eの光量は、入射側端部が最も少なく出射側端部にかけて徐々に多くなっている。励起光Eの照射によりレーザ媒体23中の発光元素はエネルギーの高い状態に励起される。レーザ媒体23が励起光Eから吸収するエネルギーは、その入射側端部から出射側端部にかけて大きくなっている。また、励起光源24は、レーザ媒体23において断面積が小さいために吸収率が高い先端側ほど照射される光量が少なくなるように励起光Eを照射するため、レーザ媒体23に対して無駄なく効率的に励起光Eを照射することができる。
Each
このように励起されたレーザ媒体23に種光源21から出射された種光が入射すると、その種光は励起光源24からの励起光Eが照射されたレーザ媒体23内で増幅伝搬され、レーザ媒体23中を進むほどそのビームパワーが増していく。レーザ媒体23は、種光の光軸Lと直交する断面積が入射側端部から出射側端部にかけて大きくなるように形成されているため、光軸L方向全体に亘って増幅される種光のビームパワーに耐えうる形状をなし、その結果、増幅された種光により破損されないようになっている。尚、このとき、レーザ媒体23中を増幅伝搬する種光はそのビーム径を拡大させながら進む。このように増幅された種光はレーザ媒体23の端面から出射される。
When the seed light emitted from the
このような光増幅器22では、レーザ媒体23は、高い耐久性が必要のない入射側の断面積が小さく形成されているため、レーザ媒体23を効率的に小型にすることができる。また、励起光源24は、レーザ媒体23の入射側端部から出射側端部にかけて照射する励起光Eの光量が、レーザ媒体23の断面積に対応して大きくなるように設けられているため、レーザ媒体23を効率的に励起させることができる。このようなレーザ発生装置12では、種光のパルス幅を伸縮するためのパルスストレッチャー及びパルスコンプレッサ等の装置を用いなくてもよいため、簡単な構成で超短パルス光の増幅が可能となる。
In such an
レーザ媒体23にて増幅され出射されたレーザ光は、レーザ媒体23の後段に配置されたコリメータレンズ25によって平行光にされ、そのレーザ光がレーザ発生装置12から出射される。
The laser light amplified and emitted by the
レーザ発生装置12の後段に配置されたガルバノミラー31は、該レーザ発生装置12から出射されるレーザ光を反射してその照射方向を変更するものであり、例えば対をなすX軸ミラーとY軸ミラーとで構成されている。ガルバノミラー31は、制御部11の制御に基づく駆動装置32の駆動により角度制御され、マーキングする文字や記号、図形等に基づいて2次元でレーザ光を走査する。
The
ガルバノミラー31の後段に配置された収束レンズ(fθレンズ)33は、レーザ発生装置12から出射されるレーザ光をワークWの表面において所定のスポット径となるまで収束させ、これによりレーザ光がマーキング加工に適したエネルギー密度まで高められる。そして、このようにしてワークW表面にマーキング加工が施されるようになっている。
A converging lens (fθ lens) 33 disposed at the subsequent stage of the
次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
(1)レーザ媒体23は種光の光軸Lと直交する断面積が、励起光Eによって励起されたレーザ媒体23中を進むほど徐々に大きくなっていく種光のビームパワーに対応して、入射側端部(基端部)から出射側端部(先端部)にかけて大きくなるように形成される。このため、レーザ媒体23は光軸L方向全体に亘って増幅される種光のビームパワーに耐えうる形状をなし、その結果、増幅された種光によりレーザ媒体23が破損されるのを抑制することができる。また、レーザ媒体23は、高い耐久性が必要のない入射側の断面積が小さく形成されているため、レーザ媒体23を効率的に小型にすることができ、その結果、レーザ発生装置12の大型化を抑制できる。従って、種光のパルス幅を伸縮するためのパルスストレッチャー及びパルスコンプレッサ等の装置を用いなくてもよいため、簡単な構成で超短パルス光の増幅が可能となる。
Next, characteristic effects of the present embodiment will be described.
(1) The
(2)励起光源24は、レーザ媒体23の入射側端部から出射側端部にかけて照射する前記励起光Eの光量が、レーザ媒体23の断面積に対応して大きくなるように構成されるため、レーザ媒体23を効率的に励起させることができる。
(2) The
(3)レーザ媒体23の出射側から入射側に向けて励起光Eを照射するように設けられるため、レーザ媒体23が受ける励起光Eの光量は励起光源24から離れた入射側端部ほど少なくなる。従って、励起光源の設置数を少なくしても、レーザ媒体23の入射側端部から出射側端部にかけて照射する励起光Eの光量を、レーザ媒体23の断面積に対応して大きくすることができるため、レーザ発生装置12の部品点数を抑えることができる。
(3) Since the excitation light E is radiated from the emission side to the incidence side of the
(4)レーザ媒体23は1つのみ設けられるため、レーザ発生装置12をより簡単に構成できる。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
(4) Since only one
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
・上記実施形態では、励起光源24はレーザ媒体23の出射側から入射側に向けて斜めに励起光Eを照射するように設けられた。しかし、これ以外に例えば、図2に示すように、複数の励起光源40をレーザ媒体23の側方に設け、種光の光軸Lと直交する方向からレーザ媒体23の断面積に応じた光量の励起光をそれぞれ照射するように構成してもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、励起光源24はレーザ媒体23の出射側端部の各角部に対応させて設けられたが、これ以外に例えば、光軸L方向から見てレーザ媒体23の上下左右に配置してもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、励起光源24はレーザ媒体23より出射側において光軸L周方向に4つ設けられたが、これに限定されるものではなく、1〜3つ、又は5つ以上設けてもよい。
In the above embodiment, four
・上記実施形態では、励起光源24は、レーザ媒体23の入射側端部から出射側端部にかけて照射する励起光Eの光量が、レーザ媒体23の断面積に対応して大きくなるように設けられたが、これ以外に例えば、入射側端部から出射側端部にかけて均一な光量を照射してもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態のレーザ媒体23を、図3に示すような種光の光軸L方向に複数(図3においては3つ)並設されたレーザ媒体片50a,50b,50cにて構成してもよい。レーザ媒体片50a〜50cはそれぞれ密着して設けられている。また、最も種光源21側に配置されたレーザ媒体片50aの出射面の面積と、その後段のレーザ媒体片50bの入射面の面積とは略等しく形成されるとともに、レーザ媒体片50bの出射面の面積とその後段のレーザ媒体片50cの入射面の面積も略等しく形成されている。このような構成によれば、レーザ媒体を全体として大きく形成することができ、種光をより高いビームパワーまで増幅させることができる。また、図4に示すように、複数のレーザ媒体片60a,60b,60cをそれぞれ光軸L方向に離間させて設けてもよい。また、最も種光源21側に配置されたレーザ媒体片60aの出射面の面積よりも、その後段のレーザ媒体片50bの入射面の面積の方が大きく形成されるとともに、レーザ媒体片50bの出射面の面積よりもその後段のレーザ媒体片50cの入射面の面積の方が大きく形成されている。また、レーザ媒体片60a〜60cのそれぞれに対し、上記実施形態と同様な構成の励起光源61が設けられている。このような構成としても、上記したような図3に示す構成と同様の作用効果が得られる。尚、図3及び図4に示す構成において、レーザ媒体片を2つ、又は4つ以上で構成してもよい。
The
・上記実施形態では、レーザ媒体23としてイッテリビウムがドープされたYAG結晶を用いたが、特にこれに限定されるものではなく、例えばチタン(Ti)がドープされたサファイヤ結晶を用いてもよく、また、他の物質から構成されたものを用いてもよい。
In the above embodiment, the YAG crystal doped with ytterbium is used as the
・上記実施形態では、レーザ媒体23は光軸Lと直交する断面が矩形に形成されたが、これに限定されず、例えば断面円形でもよい。この構成によれば、レーザ媒体23から出射されるレーザ光のビームスポットを円形にすることができる。また、この構成において、励起光源24を光軸Lの周方向において等間隔に複数設けた場合、レーザ光をバランス良く増幅させることができる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、種光を出射する種光源21を備え、レーザ媒体23に種光を入射することで発光元素がレーザ光を放出(誘導放出)するようになっているが、種光源21を設けない構成として、種光の替わりに励起された発光元素の自然放出によりレーザ光を得るようにしてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、マーキング加工を行うレーザ加工装置を例にとって説明したが、これ以外に例えば、ワークに対して切断加工や溶接加工等を行うものにも同様に用いてもよい。 In the above-described embodiment, the laser processing apparatus that performs the marking process has been described as an example. However, for example, the laser processing apparatus may be used in the same manner for a workpiece that performs cutting or welding on the workpiece.
E…励起光、L…種光の光軸、W…加工対象物としてのワーク、10…レーザ加工装置、12…レーザ発生装置、21…種光源、22…光増幅器、23…レーザ媒体、24,40,61…励起光源、50a〜50c,60a〜60c…レーザ媒体片。
E ... excitation light, L ... optical axis of seed light, W ... work as
Claims (7)
前記レーザ媒体は、出射するレーザ光の光軸と直交する断面積が、その基端部から先端部にかけて大きくなるように形成され、
前記励起光源は、前記レーザ媒体の基端部から先端部にかけて照射する前記励起光の光量が、前記レーザ媒体の断面積に対応して大きくなるように構成されたことを特徴とするレーザ発生装置。 A laser medium made of a solid doped with a light emitting element and an excitation light source that excites the light emitting element by irradiating the laser medium with excitation light, and when the excited light emitting element returns from an excited state to a base state An optical amplifier that is amplified by the emitted laser light and emits the amplified laser light from the tip of the laser medium is configured,
The laser medium is formed so that a cross-sectional area perpendicular to the optical axis of the emitted laser light increases from the base end to the tip.
The excitation light source is configured so that the amount of the excitation light irradiated from the proximal end portion to the distal end portion of the laser medium is increased corresponding to a cross-sectional area of the laser medium. .
前記励起光源は、前記レーザ媒体の先端側から基端側に向けて前記励起光を照射させて、前記レーザ媒体の基端部から先端部にかけて照射する前記励起光の光量が、前記レーザ媒体の断面積に対応して大きくなるように設けられたことを特徴とするレーザ発生装置。 The laser generator according to claim 1, wherein
The excitation light source irradiates the excitation light from the distal end side to the proximal end side of the laser medium, and the amount of the excitation light irradiated from the proximal end portion to the distal end portion of the laser medium is A laser generator characterized by being provided so as to increase in size corresponding to a cross-sectional area.
前記励起光源は複数設けられ、
それら複数の励起光源は、前記レーザ媒体が出射するレーザ光の光軸と直交する方向から前記レーザ媒体の断面積に応じた光量の励起光をそれぞれ照射することを特徴とするレーザ発生装置。 The laser generator according to claim 1, wherein
A plurality of the excitation light sources are provided,
The plurality of excitation light sources respectively irradiate with excitation light having a light amount corresponding to a cross-sectional area of the laser medium from a direction orthogonal to an optical axis of laser light emitted from the laser medium.
前記レーザ媒体は、出射するレーザ光の光軸方向に複数並設されたレーザ媒体片からなり、それら複数のレーザ媒体片は、後段に配置された前記レーザ媒体片の入射面の面積が、前段に配置された前記レーザ媒体片の出射面の面積以上にそれぞれ形成されたことを特徴とするレーザ発生装置。 In the laser generator of any one of Claims 1-3,
The laser medium is composed of a plurality of laser medium pieces arranged in parallel in the optical axis direction of the emitted laser light, and the plurality of laser medium pieces has an area of an incident surface of the laser medium piece arranged in the subsequent stage, The laser generator is formed so as to be larger than the area of the emission surface of the laser medium piece arranged on the substrate.
前記レーザ媒体は、出射するレーザ光の光軸と直交する断面積が円形状をなし、
前記励起光源は、該光軸の周方向において等間隔に複数設けられたことを特徴とするレーザ発生装置。 In the laser generator of any one of Claims 1-4,
The laser medium has a circular cross-sectional area perpendicular to the optical axis of the emitted laser light,
2. A laser generator according to claim 1, wherein a plurality of the excitation light sources are provided at equal intervals in the circumferential direction of the optical axis.
前記発光元素にレーザ光を放出させるための種光を前記レーザ媒体に入射する種光源を備えたことを特徴とするレーザ発生装置。 In the laser generator of any one of Claims 1-5,
A laser generator, comprising: a seed light source for causing the light emitting element to emit seed light into the laser medium.
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
WO1991007690A1 (en) * | 1989-11-20 | 1991-05-30 | Fujitsu Limited | Optical amplifier |
JPH0567845A (en) * | 1991-03-15 | 1993-03-19 | Tokyo Inst Of Technol | Optical amplifier |
JP2001267664A (en) * | 2000-02-14 | 2001-09-28 | Lucent Technol Inc | Device including waveguide structure |
JP2002270928A (en) * | 2001-03-08 | 2002-09-20 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | Method for optical excitation, optical amplifier, fiber laser, and optical fiber |
JP2003338646A (en) * | 2002-03-13 | 2003-11-28 | Nikon Corp | Optical amplifier and its manufacturing method, light source equipment using optical amplifier, light medical treatment apparatus using light source equipment, and projection aligner using light source equipment |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991007690A1 (en) * | 1989-11-20 | 1991-05-30 | Fujitsu Limited | Optical amplifier |
JPH0567845A (en) * | 1991-03-15 | 1993-03-19 | Tokyo Inst Of Technol | Optical amplifier |
JP2001267664A (en) * | 2000-02-14 | 2001-09-28 | Lucent Technol Inc | Device including waveguide structure |
JP2002270928A (en) * | 2001-03-08 | 2002-09-20 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | Method for optical excitation, optical amplifier, fiber laser, and optical fiber |
JP2003338646A (en) * | 2002-03-13 | 2003-11-28 | Nikon Corp | Optical amplifier and its manufacturing method, light source equipment using optical amplifier, light medical treatment apparatus using light source equipment, and projection aligner using light source equipment |
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