JP2526946B2 - レ―ザ装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は，レーザ装置、とくにそのレーザビームの
高品質化に関するものである。
高品質化に関するものである。
［従来の技術］ 第６図は例えば特開昭62-124788号公報に記載の従来
のレーザ装置を示す断面構成図である。図において
（１）は部分反射鏡、（２）は誘電体等を主成分とする
部分反射膜である。（30）は全反射鏡であり、この場合
は金属の薄膜で、部分反射鏡の中央部に形成されてい
る。（４）は全反射鏡、（５）はレーザ媒質であり、CO
2レーザ等のガスレーザを例にとれば、放電等により励
起されたガス、YAGレーザ等のガラスレーザを例にとれ
ば、フラッシュランプ等により励起されたガラスであ
る。（７）は反射鏡（以下ミラーと記す）（１）、
（４）で構成される安定型共振器内に発生したレーザビ
ーム、（６）はこのレーザビームの外形を制限するアパ
ーチャ、（８）は外部に取り出されたレーザビーム、
（９）は無反射膜である。
のレーザ装置を示す断面構成図である。図において
（１）は部分反射鏡、（２）は誘電体等を主成分とする
部分反射膜である。（30）は全反射鏡であり、この場合
は金属の薄膜で、部分反射鏡の中央部に形成されてい
る。（４）は全反射鏡、（５）はレーザ媒質であり、CO
2レーザ等のガスレーザを例にとれば、放電等により励
起されたガス、YAGレーザ等のガラスレーザを例にとれ
ば、フラッシュランプ等により励起されたガラスであ
る。（７）は反射鏡（以下ミラーと記す）（１）、
（４）で構成される安定型共振器内に発生したレーザビ
ーム、（６）はこのレーザビームの外形を制限するアパ
ーチャ、（８）は外部に取り出されたレーザビーム、
（９）は無反射膜である。
次に動作について説明する。
光共振器内を往復するレーザビーム（７）は、レーザ媒
質（５）により増幅され、一定以上の大きさになるとそ
の一部がレーザビーム（８）として外部に取り出され
る。
質（５）により増幅され、一定以上の大きさになるとそ
の一部がレーザビーム（８）として外部に取り出され
る。
光共振器内に発生するレーザビームの伝幡方向と垂直方
向の強度分布を考えると、光共振器中央近傍は全反射膜
（30）のためこの中心近傍のレーザビームは、全反射膜
（30）の回りに回折として失われるのみで、損失が少な
い。このことから中央近傍に著しく高い強度分布を持つ
レーザビーム（７）が光共振器内に発生することにな
る。
向の強度分布を考えると、光共振器中央近傍は全反射膜
（30）のためこの中心近傍のレーザビームは、全反射膜
（30）の回りに回折として失われるのみで、損失が少な
い。このことから中央近傍に著しく高い強度分布を持つ
レーザビーム（７）が光共振器内に発生することにな
る。
第７図（ａ）（ｂ）（ｃ）は各々従来のレーザ装置にお
けるレーザビームの強度分布を示す分布図であり、横軸
は動径方向距離である。第７図（ａ）に示すように光共
振器内には中央部に高い強度をもつレーザビームが発生
する。一方、部分反射ミラー（１）の中央部は全反射膜
であり、従ってレーザビームをほとんど透過させない。
このことから、外に取り出されるレーザビーム（８）は
第７図（ｂ）に示すように、その強度分布は中央部のな
いレーザビームとなる。しかしながら、このレーザビー
ムはレンズ等で集光すると再び第７図（ｃ）に示すよう
に中高となり、このレーザビームを用いて効率のよいレ
ーザ加工を行なうことができる。
けるレーザビームの強度分布を示す分布図であり、横軸
は動径方向距離である。第７図（ａ）に示すように光共
振器内には中央部に高い強度をもつレーザビームが発生
する。一方、部分反射ミラー（１）の中央部は全反射膜
であり、従ってレーザビームをほとんど透過させない。
このことから、外に取り出されるレーザビーム（８）は
第７図（ｂ）に示すように、その強度分布は中央部のな
いレーザビームとなる。しかしながら、このレーザビー
ムはレンズ等で集光すると再び第７図（ｃ）に示すよう
に中高となり、このレーザビームを用いて効率のよいレ
ーザ加工を行なうことができる。
［発明が解決しようとする問題点］ 従来のレーザ装置は以上のように構成されていたので
大出力レーザビームを取り出そうとすると共振器中央部
で著しく高いビーム強度となり、中央部の全反射膜を破
損したり、またレーザビーム（８）は部分反射ミラーに
よりドーナツ状に出射するため、部分反射ミラー内部に
不均一な温度分布、従って不均一な応力分布を発生さ
せ、ビーム品質が著しく悪化するなどの問題点があっ
た。
大出力レーザビームを取り出そうとすると共振器中央部
で著しく高いビーム強度となり、中央部の全反射膜を破
損したり、またレーザビーム（８）は部分反射ミラーに
よりドーナツ状に出射するため、部分反射ミラー内部に
不均一な温度分布、従って不均一な応力分布を発生さ
せ、ビーム品質が著しく悪化するなどの問題点があっ
た。
この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたものであり、大出力レーザビームを高品質で取り出
すことのできるレーザ装置を得ることを目的とする。
れたものであり、大出力レーザビームを高品質で取り出
すことのできるレーザ装置を得ることを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ この発明に係わるレーザ装置は、中央部に一定の部分
反射率を持ち、その周囲部に上記中央部の反射率より低
い部分反射率を持つ部分反射鏡を備えた安定型共振器を
もちいて、レーザ媒質よりレーザビームを取り出すよう
に構成したものである。
反射率を持ち、その周囲部に上記中央部の反射率より低
い部分反射率を持つ部分反射鏡を備えた安定型共振器を
もちいて、レーザ媒質よりレーザビームを取り出すよう
に構成したものである。
［作用］ この発明における部分反射ミラーは共振器内部に中高
のレーザビームを発生させるとともに、中央部のレーザ
ビームを一部透過することにより、中央部の強度分布を
下げ、同時に外部に中高のレーザビームを出力する。
のレーザビームを発生させるとともに、中央部のレーザ
ビームを一部透過することにより、中央部の強度分布を
下げ、同時に外部に中高のレーザビームを出力する。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図において、（１）は部分反射ミラー、（２）は誘
電体等を主成分とする低反射部分反射膜であり、例えば
ThF4、ZnSe二層よりなり、一定の部分反射率を有する。
（３）は高反射部分反射膜であり、ミラー（１）の中央
部に設けられ、その周囲部には上記部分反射膜（２）が
設けられている。また、この部分反射膜（３）は例えば
ThF4、ZnSe四層よりなる多層膜で、部分反射膜（２）よ
り高い一定の部分反射率を有する。（４）は全反射ミラ
ー、（５）はレーザ媒質であり、CO2レーザ等のガスレ
ーザを例にとれば、放電等により励起されたガス、YAG
レーザ等のガラスレーザを例にとれば、フラッシュラン
プ等により励起されたガラスである。（６）はレーザビ
ームの外形を制限するアパーチャ、（７）はミラー
（１）、（４）で構成される安定型共振器内に発生した
レーザビーム、（８）は外部に取り出されたレーザビー
ム、（９）は無反射膜である。
電体等を主成分とする低反射部分反射膜であり、例えば
ThF4、ZnSe二層よりなり、一定の部分反射率を有する。
（３）は高反射部分反射膜であり、ミラー（１）の中央
部に設けられ、その周囲部には上記部分反射膜（２）が
設けられている。また、この部分反射膜（３）は例えば
ThF4、ZnSe四層よりなる多層膜で、部分反射膜（２）よ
り高い一定の部分反射率を有する。（４）は全反射ミラ
ー、（５）はレーザ媒質であり、CO2レーザ等のガスレ
ーザを例にとれば、放電等により励起されたガス、YAG
レーザ等のガラスレーザを例にとれば、フラッシュラン
プ等により励起されたガラスである。（６）はレーザビ
ームの外形を制限するアパーチャ、（７）はミラー
（１）、（４）で構成される安定型共振器内に発生した
レーザビーム、（８）は外部に取り出されたレーザビー
ム、（９）は無反射膜である。
次に動作について説明する。
光共振器内を往復するレーザビーム（７）は、レーザ媒
質（５）により増幅され、一定以上の大きさになるとそ
の一部がレーザビーム（８）として外部に取り出され
る。
質（５）により増幅され、一定以上の大きさになるとそ
の一部がレーザビーム（８）として外部に取り出され
る。
光共振器内に発生するレーザビームの伝幡方向と垂直方
向の強度分布を考えると、光共振器中央近傍は高反射部
分反射膜（３）のためこの中心近傍のレーザビームは、
損失が少ない。このことから中央近傍に高い強度分布を
持つレーザビーム（７）が光共振器内に発生することに
なる。
向の強度分布を考えると、光共振器中央近傍は高反射部
分反射膜（３）のためこの中心近傍のレーザビームは、
損失が少ない。このことから中央近傍に高い強度分布を
持つレーザビーム（７）が光共振器内に発生することに
なる。
第２図（ａ）（ｂ）は各々この発明の一実施例によるCO
2レーザ装置におけるレーザビームの強度分布を示す分
布図であり、横軸は動径方向距離である。
2レーザ装置におけるレーザビームの強度分布を示す分
布図であり、横軸は動径方向距離である。
第２図（ａ）は共振器内部にレーザビームを、第２図
（ｂ）は共振器外部のレーザビームの強度を示す。ここ
でミラー（１）、（４）の曲率は20m、20m、共振器長は
2.5m、アパーチャ（６）の内径は20mm、反射膜（３）の
外径は12mm、反射膜（２）、（３）の反射率はそれぞれ
17％、50％である。第２図から共振器内外に中づまり状
のレーザビームが得られていることがわかる。なお、第
２図（ａ）の点線は同一レーザ出力での従来例によるも
のだが、比較するとこの発明のものでは中央部のビーム
強度が著しく小さくなっていることがわかる。また、第
３図はさらにこのレーザビームをレンズで集光したパタ
ーンを示すが、中高によく集光されているのがわかる。
（ｂ）は共振器外部のレーザビームの強度を示す。ここ
でミラー（１）、（４）の曲率は20m、20m、共振器長は
2.5m、アパーチャ（６）の内径は20mm、反射膜（３）の
外径は12mm、反射膜（２）、（３）の反射率はそれぞれ
17％、50％である。第２図から共振器内外に中づまり状
のレーザビームが得られていることがわかる。なお、第
２図（ａ）の点線は同一レーザ出力での従来例によるも
のだが、比較するとこの発明のものでは中央部のビーム
強度が著しく小さくなっていることがわかる。また、第
３図はさらにこのレーザビームをレンズで集光したパタ
ーンを示すが、中高によく集光されているのがわかる。
なお上記実施例では部分反射膜（２）により部分反射率
を得る構成を示したが、第４図に示すように反射膜を施
さない無コートとすることにより部分反射率を得てもよ
い。
を得る構成を示したが、第４図に示すように反射膜を施
さない無コートとすることにより部分反射率を得てもよ
い。
また、この実施例では部分反射膜（２）、（３）を通過
するレーザビーム間の位相差が小さく、問題にならなっ
かったが、これが大きくなるとレーザビームの集光性が
悪化する。この場合には、第５図に示すように、例えば
部分反射ミラーの外側に段差（100）をもうけて、部分
反射膜（２）、（３）を通過するレーザビームにそれぞ
れ異なる光路長を与え、この位相差を打ち消すようにす
れば良い。
するレーザビーム間の位相差が小さく、問題にならなっ
かったが、これが大きくなるとレーザビームの集光性が
悪化する。この場合には、第５図に示すように、例えば
部分反射ミラーの外側に段差（100）をもうけて、部分
反射膜（２）、（３）を通過するレーザビームにそれぞ
れ異なる光路長を与え、この位相差を打ち消すようにす
れば良い。
［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば中央部に一定の部分反
射率を持ち、その周囲部に上記中央部の反射率より低い
部分反射率を持つ部分反射鏡を備えた安定型共振器をも
ちいて、レーザ媒質よりレーザビームを取り出すうよう
にしたので、共振器内部には中央部があまり高くない中
高のビームを、外部には中づまりの強度分布のビームが
得られ、部分反射鏡の変形を招くことなく大出力まで安
定して高品質のレーザビームを取り出すことができる効
果がある。
射率を持ち、その周囲部に上記中央部の反射率より低い
部分反射率を持つ部分反射鏡を備えた安定型共振器をも
ちいて、レーザ媒質よりレーザビームを取り出すうよう
にしたので、共振器内部には中央部があまり高くない中
高のビームを、外部には中づまりの強度分布のビームが
得られ、部分反射鏡の変形を招くことなく大出力まで安
定して高品質のレーザビームを取り出すことができる効
果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるレーザ装置を示す断
面構成図、第２図（ａ）（ｂ）、および第３図は各々こ
の発明の一実施例によるCO2レーザ装置におけるレーザ
ビームの強度分布を示す分布図、第４図、および第５図
は各々この発明の他の実施例によるレーザ装置を示す断
面構成図、第６図は従来のレーザ装置を示す断面構成
図、並びに第７図（ａ）（ｂ）（ｃ）は各々従来のレー
ザ装置におけるレーザビームの強度分布を示す分布図で
ある。 図において、（１）は部分反射鏡、（２）、（３）は部
分反射膜、（４）は全反射鏡、（５）はレーザ媒質、
（７）、（８）はレーザビーム、（100）は段差であ
る。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
面構成図、第２図（ａ）（ｂ）、および第３図は各々こ
の発明の一実施例によるCO2レーザ装置におけるレーザ
ビームの強度分布を示す分布図、第４図、および第５図
は各々この発明の他の実施例によるレーザ装置を示す断
面構成図、第６図は従来のレーザ装置を示す断面構成
図、並びに第７図（ａ）（ｂ）（ｃ）は各々従来のレー
ザ装置におけるレーザビームの強度分布を示す分布図で
ある。 図において、（１）は部分反射鏡、（２）、（３）は部
分反射膜、（４）は全反射鏡、（５）はレーザ媒質、
（７）、（８）はレーザビーム、（100）は段差であ
る。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】中央部に一定の部分反射率を持ち、その周
囲部に上記中央部の反射率より低い一定の部分反射率を
持つ部分反射鏡を備えた安定型共振器をもちいて、レー
ザ媒質よりレーザビームを取り出すように構成したレー
ザ装置。 - 【請求項２】中央部と周囲部とを通過するレーザビーム
間の位相差を調整する手段をもうけた特許請求の範囲第
１項記載のレーザ装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62312523A JP2526946B2 (ja) | 1987-12-10 | 1987-12-10 | レ―ザ装置 |
| KR1019880006600A KR910008990B1 (ko) | 1987-06-03 | 1988-06-02 | 레이저장치 |
| US07/201,999 US4903271A (en) | 1987-06-03 | 1988-06-03 | Laser apparatus |
| DE8888108902T DE3879547T2 (de) | 1987-06-03 | 1988-06-03 | Laser-apparat. |
| EP88108902A EP0293907B1 (en) | 1987-06-03 | 1988-06-03 | Laser apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62312523A JP2526946B2 (ja) | 1987-12-10 | 1987-12-10 | レ―ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01152777A JPH01152777A (ja) | 1989-06-15 |
| JP2526946B2 true JP2526946B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=18030251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62312523A Expired - Lifetime JP2526946B2 (ja) | 1987-06-03 | 1987-12-10 | レ―ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2526946B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2980788B2 (ja) * | 1992-10-21 | 1999-11-22 | 三菱電機株式会社 | レーザ装置 |
| JP5919191B2 (ja) * | 2009-08-20 | 2016-05-18 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 角度選択的なフィードバックを有する縦キャビティ面発光レーザー装置 |
| JP2016082208A (ja) * | 2014-10-22 | 2016-05-16 | ファナック株式会社 | ビーム品質を向上させるレーザ発振器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5713149B2 (ja) * | 1973-08-10 | 1982-03-15 | ||
| JPS61199686A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-04 | Mitsubishi Electric Corp | 不安定型レ−ザ共振器 |
-
1987
- 1987-12-10 JP JP62312523A patent/JP2526946B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01152777A (ja) | 1989-06-15 |
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