JP2524199Y2 - マルチロッドレーザー発振装置 - Google Patents
マルチロッドレーザー発振装置Info
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- JP2524199Y2 JP2524199Y2 JP7048191U JP7048191U JP2524199Y2 JP 2524199 Y2 JP2524199 Y2 JP 2524199Y2 JP 7048191 U JP7048191 U JP 7048191U JP 7048191 U JP7048191 U JP 7048191U JP 2524199 Y2 JP2524199 Y2 JP 2524199Y2
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- Japan
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- laser light
- rod
- laser
- light generating
- facing
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、マルチロッドレーザー
発振装置に関するものである。
発振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｎｄ・ＹＡＧ等のロッドタイプの固体レ
ーザーにおいては、大出力化を図るために、レーザー光
発生用ロッドをカスケードに配列することが行なわれ
る。
ーザーにおいては、大出力化を図るために、レーザー光
発生用ロッドをカスケードに配列することが行なわれ
る。
【０００３】図４は、マルチロッドレーザー発振装置の
従来例を示すもので、同一光軸線Ｂ上に、離間した位置
で対向するリヤミラー１及び出力ミラー２と、両ミラー
１，２の間に介在状態の複数のレーザー光発生用ロッド
３とが配置されている。そして、複数のレーザー光発生
用ロッド３に、それぞれアークランプ等の励起光を当て
ることによって、レーザー光を発生させるとともに、両
ミラー１，２の間で往復させ、発振状態とするものであ
る。
従来例を示すもので、同一光軸線Ｂ上に、離間した位置
で対向するリヤミラー１及び出力ミラー２と、両ミラー
１，２の間に介在状態の複数のレーザー光発生用ロッド
３とが配置されている。そして、複数のレーザー光発生
用ロッド３に、それぞれアークランプ等の励起光を当て
ることによって、レーザー光を発生させるとともに、両
ミラー１，２の間で往復させ、発振状態とするものであ
る。
【０００４】一方、レーザー発振装置では、励起エネル
ギーによって、レーザー光発生用ロッド３が加熱されて
その温度が高くなるために、熱膨張差の発生や内部応力
による屈折率の変化等に基づいて、光学的に凸レンズの
性質を持つ熱レンズ効果と呼ばれる現象が起こり易い。
このため、図５に示すように、レーザー光発生用ロッド
３の間のレーザー光のパスＰが、光軸線Ｂに対して屈折
角θを持つようになる。この場合において、レーザー発
生用ロッド３の内部の発振に寄与する体積、即ち図５に
破線で示す範囲のレーザー体積Ｖは、屈折角θが大きく
なると減少する傾向を示す。
ギーによって、レーザー光発生用ロッド３が加熱されて
その温度が高くなるために、熱膨張差の発生や内部応力
による屈折率の変化等に基づいて、光学的に凸レンズの
性質を持つ熱レンズ効果と呼ばれる現象が起こり易い。
このため、図５に示すように、レーザー光発生用ロッド
３の間のレーザー光のパスＰが、光軸線Ｂに対して屈折
角θを持つようになる。この場合において、レーザー発
生用ロッド３の内部の発振に寄与する体積、即ち図５に
破線で示す範囲のレーザー体積Ｖは、屈折角θが大きく
なると減少する傾向を示す。
【０００５】したがって、図５に示すように、レーザー
光発生用ロッド３の両端面３ａ，３ｂにあっては、熱レ
ンズ効果を見越して、例えば長さが１５２ｍｍ、直径が
８ｍｍ程度のレーザー光発生用ロッド３の場合で、曲率
半径が−２ｍとなる等の凹面加工を予め施しておいて、
発振効率を高めるようにしている。さらに、レーザー光
発生用ロッド３において、ロッド間の端面３ａと、両ミ
ラー１，２と対向する端面３ｂとの曲率半径が同程度で
ある場合には、ロッド−ミラー間距離Ｌ1 ，Ｌ2 よりも
ロッド−ロッド間距離ＬR が小さくなるように設定し
て、光学的結合損失を小さくするようにしている。
光発生用ロッド３の両端面３ａ，３ｂにあっては、熱レ
ンズ効果を見越して、例えば長さが１５２ｍｍ、直径が
８ｍｍ程度のレーザー光発生用ロッド３の場合で、曲率
半径が−２ｍとなる等の凹面加工を予め施しておいて、
発振効率を高めるようにしている。さらに、レーザー光
発生用ロッド３において、ロッド間の端面３ａと、両ミ
ラー１，２と対向する端面３ｂとの曲率半径が同程度で
ある場合には、ロッド−ミラー間距離Ｌ1 ，Ｌ2 よりも
ロッド−ロッド間距離ＬR が小さくなるように設定し
て、光学的結合損失を小さくするようにしている。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】しかし、図４に示した
従来例のマルチロッドレーザー発振装置であると、その
起動初期には、レーザー光発生用ロッド３の温度が熱レ
ンズ効果が生じる温度まで高くなっていないため、レー
ザー光発生用ロッド３における端面の凹レンズ効果が機
能して、発生したレーザー光が外部に分散して損失とな
り易く、発振状態に至るまでに大きな励起エネルギーを
必要としてそのしきい値が高くなり、起動性が損われる
原因となる。
従来例のマルチロッドレーザー発振装置であると、その
起動初期には、レーザー光発生用ロッド３の温度が熱レ
ンズ効果が生じる温度まで高くなっていないため、レー
ザー光発生用ロッド３における端面の凹レンズ効果が機
能して、発生したレーザー光が外部に分散して損失とな
り易く、発振状態に至るまでに大きな励起エネルギーを
必要としてそのしきい値が高くなり、起動性が損われる
原因となる。
【０００７】本考案は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、起動性を高めるとともに、全体の発振効率低下
を防止すること等を目的としている。
もので、起動性を高めるとともに、全体の発振効率低下
を防止すること等を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決する手
段として、二つの手段を提案している。第１の手段は、
同一光軸線上に、離間した位置で対向するリヤミラー及
び出力ミラーと、両ミラーの間に介在状態の複数のレー
ザー光発生用ロッドとをカスケード配列状態に配置して
なるマルチロッドレーザー発振装置であって、レーザー
光発生用ロッド相互の対向端面の凹状曲率半径が、両ミ
ラーと対向するレーザー光発生用ロッドの端面の凹状曲
率半径よりも大きく形成される構成を採用している。第
２の手段は、同一光軸線上に、離間した位置で対向する
リヤミラー及び出力ミラーと、両ミラーの間に介在状態
の複数のレーザー光発生用ロッドとをカスケード配列状
態に配置してなるマルチロッドレーザー発振装置であっ
て、レーザー光発生用ロッド相互の対向端面が平面状に
形成され、両ミラーと対向するレーザー光発生用ロッド
の端面が凹面状に形成される構成を採用している。
段として、二つの手段を提案している。第１の手段は、
同一光軸線上に、離間した位置で対向するリヤミラー及
び出力ミラーと、両ミラーの間に介在状態の複数のレー
ザー光発生用ロッドとをカスケード配列状態に配置して
なるマルチロッドレーザー発振装置であって、レーザー
光発生用ロッド相互の対向端面の凹状曲率半径が、両ミ
ラーと対向するレーザー光発生用ロッドの端面の凹状曲
率半径よりも大きく形成される構成を採用している。第
２の手段は、同一光軸線上に、離間した位置で対向する
リヤミラー及び出力ミラーと、両ミラーの間に介在状態
の複数のレーザー光発生用ロッドとをカスケード配列状
態に配置してなるマルチロッドレーザー発振装置であっ
て、レーザー光発生用ロッド相互の対向端面が平面状に
形成され、両ミラーと対向するレーザー光発生用ロッド
の端面が凹面状に形成される構成を採用している。
【０００９】
【作用】第１の手段及び第２の手段にあっては、レーザ
ー発振装置の起動時のように、レーザー光発生用ロッド
が高温状態となるまでの間は、ロッド相互の対向面が曲
率半径の大きなものあるいは平面状とされているため
に、レーザー光のパスが光軸線に対してほぼ平行とな
り、レーザー体積が大きく設定されて速やかに発振状態
に導かれ、起動性が向上する。また、レーザー光発生用
ロッドの温度が上昇した場合には、両ミラーとの対向端
面が凹面状に設定されていることによって、パスを平行
に戻すことが行なわれ、かつ、ロッド間の距離を小さく
設定しておくことによって、レーザー光の分散現象を抑
制する。
ー発振装置の起動時のように、レーザー光発生用ロッド
が高温状態となるまでの間は、ロッド相互の対向面が曲
率半径の大きなものあるいは平面状とされているため
に、レーザー光のパスが光軸線に対してほぼ平行とな
り、レーザー体積が大きく設定されて速やかに発振状態
に導かれ、起動性が向上する。また、レーザー光発生用
ロッドの温度が上昇した場合には、両ミラーとの対向端
面が凹面状に設定されていることによって、パスを平行
に戻すことが行なわれ、かつ、ロッド間の距離を小さく
設定しておくことによって、レーザー光の分散現象を抑
制する。
【００１０】
【実施例】以下、本考案に係るマルチロッドレーザー発
振装置の実施例について、図１ないし図３を参照して説
明する。図１ないし図３の実施例にあっても、同一の光
軸線Ｂの上に、離間した位置で対向するリヤミラー１及
び出力ミラー２と、両ミラー１，２の間に介在状態の複
数のレーザー光発生用ロッド３とをカスケード配列状態
に配置して、マルチロッドレーザー発振装置を構成する
ようにしているが、複数のレーザー光発生用ロッド３の
端面３ａ，３ｂの形状が、後述するように位置によって
相違するものとなっている。
振装置の実施例について、図１ないし図３を参照して説
明する。図１ないし図３の実施例にあっても、同一の光
軸線Ｂの上に、離間した位置で対向するリヤミラー１及
び出力ミラー２と、両ミラー１，２の間に介在状態の複
数のレーザー光発生用ロッド３とをカスケード配列状態
に配置して、マルチロッドレーザー発振装置を構成する
ようにしているが、複数のレーザー光発生用ロッド３の
端面３ａ，３ｂの形状が、後述するように位置によって
相違するものとなっている。
【００１１】図１に示す第１の実施例にあっては、３本
のレーザー光発生用ロッド３をリヤミラー１及び出力ミ
ラー２の間に、間隔を空けて直列状態に配しているが、
各レーザー光発生用ロッド３におけるロッド間の端面３
ａにあっては、平面状または凹面状で、その曲率半径
が、例えば長さが１５２ｍｍ、直径が８ｍｍ程度のレー
ザー光発生用ロッド３の場合で、曲率半径が−２ｍない
し無限大（平面）となるように設定される。
のレーザー光発生用ロッド３をリヤミラー１及び出力ミ
ラー２の間に、間隔を空けて直列状態に配しているが、
各レーザー光発生用ロッド３におけるロッド間の端面３
ａにあっては、平面状または凹面状で、その曲率半径
が、例えば長さが１５２ｍｍ、直径が８ｍｍ程度のレー
ザー光発生用ロッド３の場合で、曲率半径が−２ｍない
し無限大（平面）となるように設定される。
【００１２】そして、両ミラー１，２と対向する端面３
ｂにあっては、ロッド間の端面３ａよりも、曲率半径の
小さな凹面形状として、例えば−１ｍとなるように設定
される。
ｂにあっては、ロッド間の端面３ａよりも、曲率半径の
小さな凹面形状として、例えば−１ｍとなるように設定
される。
【００１３】また、レーザー光発生用ロッド３にあって
は、図２に示すように、そのロッドホルダー１１の部分
が短く形成されており、レーザー光発生用ロッド３を直
列配置する場合に、ロッド間距離Ｌs が、図４の場合の
ロッド間距離ＬR よりも小さくなるように設定される。
は、図２に示すように、そのロッドホルダー１１の部分
が短く形成されており、レーザー光発生用ロッド３を直
列配置する場合に、ロッド間距離Ｌs が、図４の場合の
ロッド間距離ＬR よりも小さくなるように設定される。
【００１４】一方、図３に示す第２の実施例にあって
は、２本のレーザー光発生用ロッド３をリヤミラー１及
び出力ミラー２の間に、間隔を空けて直列状態に配した
ものとしているが、端面３ａ，３ｂ、ロッド間距離Ｌs
等については、図１例に準じたものとしている。
は、２本のレーザー光発生用ロッド３をリヤミラー１及
び出力ミラー２の間に、間隔を空けて直列状態に配した
ものとしているが、端面３ａ，３ｂ、ロッド間距離Ｌs
等については、図１例に準じたものとしている。
【００１５】なお、図２において、符号１２はレーザー
光発生用ロッド３の側部に適宜数配される励起ランプ、
１３は励起ランプ１２の回りを囲んで反射光をレーザー
光発生用ロッド３に集中させて励起させる反射筒、１４
は励起ランプ１２を貫通させた状態で支持するエンドプ
レートである。
光発生用ロッド３の側部に適宜数配される励起ランプ、
１３は励起ランプ１２の回りを囲んで反射光をレーザー
光発生用ロッド３に集中させて励起させる反射筒、１４
は励起ランプ１２を貫通させた状態で支持するエンドプ
レートである。
【００１６】このような構造であると、レーザー発振装
置の起動時等において、レーザー光発生用ロッド３が高
温状態となるまでの間、言い換えると温度が低い間は、
ロッド間の端面３ａが曲率半径の大きなものあるいは平
面状とされているために、発生したレーザー光のパスＰ
が光軸線Ｂに対してほぼ平行となる。したがって、レー
ザー体積Ｖが大きく設定されて、速やかに発振状態まで
導かれ、起動性が向上するものとなる。
置の起動時等において、レーザー光発生用ロッド３が高
温状態となるまでの間、言い換えると温度が低い間は、
ロッド間の端面３ａが曲率半径の大きなものあるいは平
面状とされているために、発生したレーザー光のパスＰ
が光軸線Ｂに対してほぼ平行となる。したがって、レー
ザー体積Ｖが大きく設定されて、速やかに発振状態まで
導かれ、起動性が向上するものとなる。
【００１７】また、レーザー光発生用ロッド３の温度が
上昇すると、熱レンズ効果が生じて、光軸線Ｂとレーザ
ー光のパスＰとの間における屈折角θが大きくなる傾向
が生じるが、ロッド間距離Ｌs が小さく設定されている
とともに、両ミラー１，２と対向する端面３ｂが凹面状
に形成されていることによって、パスＰを光軸線Ｂに沿
った平行状態に戻す作用が生じて、レーザー光の分散現
象を抑制し全体の発振効率低下を防ぐことができる。
上昇すると、熱レンズ効果が生じて、光軸線Ｂとレーザ
ー光のパスＰとの間における屈折角θが大きくなる傾向
が生じるが、ロッド間距離Ｌs が小さく設定されている
とともに、両ミラー１，２と対向する端面３ｂが凹面状
に形成されていることによって、パスＰを光軸線Ｂに沿
った平行状態に戻す作用が生じて、レーザー光の分散現
象を抑制し全体の発振効率低下を防ぐことができる。
【００１８】＜他の実施態様＞ 本考案にあっては、実施例に代えて次の技術を採用する
ことができる。 （１）レーザー光発生用ロッド３のカスケード配列本数
を複数の任意数とすること。 （２）レーザー光発生用ロッド３を励起するための励起
ランプ１２の数及び配置を任意に設定すること。 （３）ロッド間距離Ｌs を小さくするための任意手段を
講じること。
ことができる。 （１）レーザー光発生用ロッド３のカスケード配列本数
を複数の任意数とすること。 （２）レーザー光発生用ロッド３を励起するための励起
ランプ１２の数及び配置を任意に設定すること。 （３）ロッド間距離Ｌs を小さくするための任意手段を
講じること。
【００１９】
【考案の効果】以上説明したように、本考案に係るマル
チロッドレーザー発振装置によれば、レーザー光発生用
ロッド相互の対向端面の凹状曲率半径が、両ミラーと対
向するレーザー光発生用ロッドの端面の凹状曲率半径よ
りも大きく形成される構成を採用し、あるいは、その場
合にあって、レーザー光発生用ロッド相互の対向端面が
平面状に形成される構成を採用しているから、以下の優
れた効果が得られる。 （１） 熱レンズ効果が生じるまでの比較的温度の低い
状態では、レーザー光のパスが光軸線に対してほぼ平行
となり、レーザー体積が大きく設定されて速やかに発振
状態に導かれ、起動性を向上させることができる。 （２） ロッド相互間の対向端面の凹状曲率半径が大き
くあるいは平面とされることによって、レーザー体積の
減少を抑制し、発振効率の向上が図れるとともに、励起
エネルギー量に対するレーザー出力量の対応性や直線性
を改良することができる。
チロッドレーザー発振装置によれば、レーザー光発生用
ロッド相互の対向端面の凹状曲率半径が、両ミラーと対
向するレーザー光発生用ロッドの端面の凹状曲率半径よ
りも大きく形成される構成を採用し、あるいは、その場
合にあって、レーザー光発生用ロッド相互の対向端面が
平面状に形成される構成を採用しているから、以下の優
れた効果が得られる。 （１） 熱レンズ効果が生じるまでの比較的温度の低い
状態では、レーザー光のパスが光軸線に対してほぼ平行
となり、レーザー体積が大きく設定されて速やかに発振
状態に導かれ、起動性を向上させることができる。 （２） ロッド相互間の対向端面の凹状曲率半径が大き
くあるいは平面とされることによって、レーザー体積の
減少を抑制し、発振効率の向上が図れるとともに、励起
エネルギー量に対するレーザー出力量の対応性や直線性
を改良することができる。
【図１】本考案に係るマルチロッドレーザー発振装置の
第１の実施例を示す正面図である。
第１の実施例を示す正面図である。
【図２】図１におけるマルチロッドレーザー発振装置の
要部を示す正断面図である。
要部を示す正断面図である。
【図３】本考案に係るマルチロッドレーザー発振装置の
第３の実施例を示す正面図である。
第３の実施例を示す正面図である。
【図４】マルチロッドレーザー発振装置の従来構造例を
示す正面図である。
示す正面図である。
【図５】熱レンズ効果を説明するモデル図である。
１ リヤミラー ２ 出力ミラー ３ レーザー光発生用ロッド ３ａ 端面 ３ｂ 端面 １１ ロッドホルダー １２ 励起ランプ １３ 反射筒 １４ エンドプレート Ｐ パス Ｂ 光軸線
Claims (2)
- 【請求項１】 同一光軸線上に、離間した位置で対向す
るリヤミラー及び出力ミラーと、両ミラーの間に介在状
態の複数のレーザー光発生用ロッドとをカスケード配列
状態に配置してなるマルチロッドレーザー発振装置であ
って、レーザー光発生用ロッド相互の対向端面の凹状曲
率半径が、両ミラーと対向するレーザー光発生用ロッド
の端面の凹状曲率半径よりも大きく形成されることを特
徴とするマルチロッドレーザー発振装置。 - 【請求項２】 同一光軸線上に、離間した位置で対向す
るリヤミラー及び出力ミラーと、両ミラーの間に介在状
態の複数のレーザー光発生用ロッドとをカスケード配列
状態に配置してなるマルチロッドレーザー発振装置であ
って、レーザー光発生用ロッド相互の対向端面が平面状
に形成され、両ミラーと対向するレーザー光発生用ロッ
ドの端面が凹面状に形成されることを特徴とするマルチ
ロッドレーザー発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7048191U JP2524199Y2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | マルチロッドレーザー発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7048191U JP2524199Y2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | マルチロッドレーザー発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0541167U JPH0541167U (ja) | 1993-06-01 |
| JP2524199Y2 true JP2524199Y2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=13432760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7048191U Expired - Lifetime JP2524199Y2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | マルチロッドレーザー発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2524199Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6245629B2 (ja) * | 2013-03-26 | 2017-12-13 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 半導体レーザー励起固体レーザー装置を利用する車載式点火装置 |
-
1991
- 1991-09-03 JP JP7048191U patent/JP2524199Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0541167U (ja) | 1993-06-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960917 |