JP3254960B2 - Laser oscillation device - Google Patents

Laser oscillation device

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隆之 山下
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はレーザ媒質を励起して光
増幅用ミラーで光増幅を行い、光増幅用ミラーの一枚を
部分透過ミラーとしてレーザビームを発するレーザ発振
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser oscillating device that excites a laser medium, amplifies light with an optical amplification mirror, and emits a laser beam using one of the optical amplification mirrors as a partially transmitting mirror.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のレーザ発振装置は図3(a)に示
すように、レーザ媒質1をレーザ媒質励起用電源2で励
起し、光増幅用ミラー3a、3bによってレーザ発振さ
せて、レーザビーム4を発生させていた。この二つの光
増幅用ミラー3a、3bはミラー保持体5によって光増
幅に必要な平行度を維持しており、光増幅用ミラー3a
を部分透過ミラーとすればレーザビーム4を光増幅用ミ
ラー3a、3b間の外部に取り出すことが可能となる。
光増幅用ミラー3a、3b間の外部へ発せられたレーザ
ビーム4はレーザビーム保護用の導入管6の内部を通過
した後、吸収体7によって受光される。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 3A, a conventional laser oscillation device excites a laser medium 1 with a power supply 2 for exciting a laser medium, and oscillates a laser beam with mirrors 3a and 3b for optical amplification. 4 had been generated. The two mirrors 3a and 3b for optical amplification maintain the parallelism required for optical amplification by the mirror holder 5, and the mirrors for optical amplification 3a
Is a partially transmitting mirror, the laser beam 4 can be extracted outside between the optical amplification mirrors 3a and 3b.
The laser beam 4 emitted to the outside between the light amplification mirrors 3a and 3b passes through the inside of the laser beam protection introduction tube 6, and is received by the absorber 7.

【0003】板金などの切断加工のためレーザ発振装置
からレーザビーム4を取り出す際には、吸収体7を移動
させることによりレーザビーム4を遮る物体が無くなる
のでレーザビーム4をレーザ発振装置外部へ取り出すこ
とが可能となる。レーザビーム4を外部へ取り出さない
場合には、吸収体7によってレーザビーム4を受光しレ
ーザビーム4が外部へ発せられないようになっている。
When the laser beam 4 is taken out from the laser oscillation device for cutting a sheet metal or the like, since the object that blocks the laser beam 4 is eliminated by moving the absorber 7, the laser beam 4 is taken out of the laser oscillation device. It becomes possible. When the laser beam 4 is not taken out, the absorber 7 receives the laser beam 4 so that the laser beam 4 is not emitted to the outside.

【0004】また、レーザ発振装置から取り出されたレ
ーザビーム4は、加工ヘッド部(図示せず)で集光レン
ズによって集光された後加工に使用されるが、集光レン
ズに汚れが付着することを防止してレンズを保護するた
め、集光レンズ付近に窒素などの気体を入れるといった
技術が存在した(特開昭61−286085号公報、特
開平3−60890号公報参照)。
The laser beam 4 taken out of the laser oscillation device is condensed by a condensing lens by a processing head (not shown), and is used for processing. However, dirt adheres to the condensing lens. In order to prevent this and protect the lens, there has been a technique of introducing a gas such as nitrogen into the vicinity of the condenser lens (see JP-A-61-286085 and JP-A-3-60890).

【0005】また、レーザミラーの鏡面の上部に、エア
ーガイドを設けて圧縮空気を圧送し、エアーガイドの内
壁に反射させて圧縮空気を鏡面に噴射し、これによって
鏡面のほこりを吹き払うものがあった(特開昭62−3
5590号公報参照)。
Further, an air guide is provided above the mirror surface of the laser mirror to supply compressed air under pressure, and the compressed air is reflected on the inner wall of the air guide to jet the compressed air to the mirror surface, thereby blowing off dust on the mirror surface. (Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 62-3)
No. 5590).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このような従来のレー
ザ発振装置では、図3(b)に示すようにレーザ発振装
置の周囲がオイルミストなどの不純物8を含んだ大気に
よって取りまかれている。このためレーザ発振装置のう
ち大気に触れる部分には不純物が付着するという現象が
発生していた。すなわち、部分透過ミラー3aのレーザ
ビーム出力側の表面はレーザビーム4を光増幅用ミラー
3a、3b間の外部へ出力するという機能上、密閉する
ことができず大気に触れざるを得ないため、部分透過ミ
ラー3aのレーザビーム出力面近傍に不純物8が接近、
付着していた。
In such a conventional laser oscillator, as shown in FIG. 3B, the periphery of the laser oscillator is surrounded by an atmosphere containing impurities 8 such as oil mist. . For this reason, the phenomenon that impurities adhere to a portion of the laser oscillation device that comes into contact with the air has occurred. That is, since the surface of the partially transmitting mirror 3a on the laser beam output side cannot output the laser beam 4 to the outside between the optical amplification mirrors 3a and 3b, it cannot be sealed and must be exposed to the atmosphere. The impurity 8 approaches the laser beam output surface of the partially transmitting mirror 3a,
Had adhered.

【0007】このように、不純物8が部分透過ミラー3
aのレーザビーム出力側の表面に付着することでミラー
の屈折率が変化する。ミラー3aの屈折率の変化はレー
ザビーム4の発散角に影響を与え、レーザビーム4の発
散角が不安定となって恒久的に安定したレーザビーム4
を得ることができなかった。
As described above, the impurity 8 is partially transmitted through the partial transmission mirror 3.
The refractive index of the mirror is changed by adhering to the surface a on the laser beam output side. The change in the refractive index of the mirror 3a affects the divergence angle of the laser beam 4, and the divergence angle of the laser beam 4 becomes unstable and the laser beam 4 becomes permanently stable.
Could not get.

【0008】レーザ加工においてはレーザビーム4が集
光レンズを通して集光される集光スポット径及びスポッ
ト径前後のビーム集光プロファイルが加工の優劣を決定
づける重要な要素である。このスポット径及びビーム集
光プロファイルは集光レンズに入射されるレーザビーム
4の発散角によって決まる直径に概ね依存しているた
め、従来の集光レンズ保護用の窒素導入技術では発散角
が不安定に変動した場合に発生する加工不良に対処でき
ないという欠点が存在した。
In laser processing, the diameter of a focused spot where the laser beam 4 is focused through a focusing lens and the beam focusing profile before and after the spot diameter are important factors that determine the quality of processing. Since the spot diameter and the beam focusing profile generally depend on the diameter determined by the divergence angle of the laser beam 4 incident on the focusing lens, the divergence angle is unstable with the conventional nitrogen introduction technology for protecting the focusing lens. There is a drawback that it is not possible to cope with processing defects that occur when the fluctuations occur.

【0009】また、上記従来例は、集光レンズに不純物
8が付着した際に、集光レンズの劣化が早まることか
ら、単に、集光レンズの劣化を防止しようとするものに
すぎず、ビーム集光プロファイルを意識してなされたも
のではなかった。
Further, in the above-mentioned conventional example, when the impurity 8 adheres to the condenser lens, the condenser lens is rapidly deteriorated. Therefore, the prior art is merely intended to prevent the condenser lens from being deteriorated. It was not done with a focus on the light collection profile.

【0010】また、圧縮空気にてほこりを吹き払うもの
は、あくまで風の流れによってほこりを吹き飛ばそうと
するものに過ぎず、必ずしも、出力面近傍を周囲の大気
圧より高圧に保つものではなかった。
[0010] Further, the apparatus that blows off dust with compressed air merely tries to blow off dust by the flow of wind, and does not always maintain the vicinity of the output surface at a pressure higher than the surrounding atmospheric pressure. .

【0011】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
のであり、安定したレーザビームを得ることのできるレ
ーザ発振装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a laser oscillation device capable of obtaining a stable laser beam.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のレーザ発振装置は、少なくとも一対のレー
ザ光増幅用ミラーを備え、このレーザ光増幅用ミラーの
内少なくともひとつを部分透過ミラーとするとともに、
前記部分透過ミラーとレーザビームを受光する吸収体と
の間にレーザ光の導入管を設け、この導入管内の圧力を
大気圧よりも高圧としたものである。
In order to achieve the above object, a laser oscillation device according to the present invention comprises at least one pair of mirrors for amplifying a laser beam, and at least one of the mirrors for amplifying a laser beam is partially mirrored. And
The partially transmitting mirror and an absorber for receiving a laser beam;
The inlet tube of the laser beam provided between the pressure of the inlet tube
The pressure was higher than the atmospheric pressure .

【0013】また、導入管と気体導入手段との間に気体
清浄用のフィルターを備え、このフィルターを透過させ
た気体を導入管内に導入したものである。
Further, a gas cleaning filter is provided between the introduction pipe and the gas introduction means, and the gas permeated through the filter is introduced into the introduction pipe.

【0014】[0014]

【作用】上記構成によって、部分透過ミラーの出力面付
近の大気中に存在する不純物は、部分透過ミラーの出力
面近傍が周囲の大気よりも高圧に保たれているために、
部分透過ミラーに接近することができず、部分透過ミラ
ーの出力面に付着することがない。
With the above arrangement, impurities existing in the atmosphere near the output surface of the partially transmitting mirror are kept at a higher pressure than the surrounding atmosphere because the vicinity of the output surface of the partially transmitting mirror is kept at a higher pressure.
It cannot approach the partially transmitting mirror and does not adhere to the output surface of the partially transmitting mirror.

【0015】また、供給される気体自体が清浄であるた
め、部分透過ミラーの出力面に不純物が付着することが
ない。
Further, since the supplied gas itself is clean, no impurities adhere to the output surface of the partially transmitting mirror.

【0016】このようにして、レーザ集光プロファイル
を安定させ、恒久的に安定したレーザビームを得ること
ができる。
In this way, the laser focusing profile can be stabilized and a permanently stable laser beam can be obtained.

【0017】[0017]

【実施例】【Example】

(実施例1)以下、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。図1は本発明の、光増幅用ミラー周
囲の圧力を周辺の大気圧よりも高圧にしたレーザ発振装
置である。なお、従来例と同じ構成要素には同一番号を
付与してあるので詳細な説明は省略する。
(Embodiment 1) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a laser oscillation device according to the present invention in which the pressure around the optical amplification mirror is higher than the surrounding atmospheric pressure. Note that the same components as those in the conventional example are assigned the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

【0018】エアー供給器13より導入管6にエアー9
を入れることにより部分透過ミラー3aのレーザビーム
出力面付近の圧力を周囲の大気よりも高圧としている。
部分透過ミラー3aのレーザビーム出力面付近の大気中
に存在するオイルミストなどの不純物8は、部分透過ミ
ラー3aのレーザビーム出力面付近の大気圧が周辺より
も高いので、ミラー近傍に接近することができずミラー
のレーザビーム出力側の表面に付着することがない。
The air 9 is supplied from the air supply unit 13 to the introduction pipe 6.
To make the pressure near the laser beam output surface of the partially transmitting mirror 3a higher than the surrounding atmosphere.
The impurity 8 such as oil mist existing in the air near the laser beam output surface of the partially transmitting mirror 3a approaches the mirror because the atmospheric pressure near the laser beam output surface of the partially transmitting mirror 3a is higher than the surroundings. And does not adhere to the surface of the mirror on the laser beam output side.

【0019】流体は圧力が高い場所から低い場所に向か
って流れるためレーザ発振装置を取りまく大気中に存在
している不純物8は部分透過ミラー3aのレーザビーム
出力面付近に接近することがなく、出力面に付着するこ
とができないので部分透過ミラー3aの屈折率、レーザ
ビーム4の発散角を初期状態のままに維持することが可
能となる。
Since the fluid flows from a place where the pressure is high to a place where the pressure is low, the impurities 8 existing in the atmosphere surrounding the laser oscillation device do not approach the vicinity of the laser beam output surface of the partially transmitting mirror 3a, and the output 8 Since it cannot adhere to the surface, the refractive index of the partial transmission mirror 3a and the divergence angle of the laser beam 4 can be maintained in the initial state.

【0020】また、本実施例においては、エアー9をレ
ーザビーム出力面付近に導入する前に、フィルター10
でろ過している。
Further, in this embodiment, before introducing the air 9 near the laser beam output surface, the filter 10 is used.
It is filtered.

【0021】エアー9に含まれている不純物8を除去す
ることで、部分透過ミラー3aの出力面の汚染防止効果
を高めることができる。
By removing the impurities 8 contained in the air 9, the effect of preventing the output surface of the partial transmission mirror 3a from being contaminated can be enhanced.

【0022】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
について説明する。
Embodiment 2 Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.

【0023】図2は本発明の第2の実施例の外観図であ
る。本実施例はエアー9の代わりとして、窒素11など
の不活性な気体を高純度に充填されているボンベ12か
らレーザビーム出力面付近に導入するようにしたもので
ある。このようにエアー9の代わりに窒素11などの不
活性な気体をミラー付近に充満させれば、化学変化によ
る部分透過ミラー3aの出力面の汚染に対しても防止効
果を高めることができる。
FIG. 2 is an external view of a second embodiment of the present invention. In this embodiment, instead of the air 9, an inert gas such as nitrogen 11 is introduced from a cylinder 12 filled with high purity into the vicinity of the laser beam output surface. By filling the vicinity of the mirror with an inert gas such as nitrogen 11 instead of the air 9 as described above, the effect of preventing contamination of the output surface of the partial transmission mirror 3a due to a chemical change can be enhanced.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、部分透過ミラーの出力面近傍が周囲の大気よ
りも高圧に保たれているために、部分透過ミラーの出力
面付近の大気中に存在する不純物は、部分透過ミラーに
接近することができず、部分透過ミラーの出力面に付着
することがない。
As is apparent from the above description, according to the present invention, since the vicinity of the output surface of the partial transmission mirror is maintained at a higher pressure than the surrounding atmosphere, the vicinity of the output surface of the partial transmission mirror is maintained. Impurities present in the atmosphere cannot approach the partially transmitting mirror and do not adhere to the output surface of the partially transmitting mirror.

【0025】また、供給される気体自体が清浄であるた
め、部分透過ミラーの出力面にほこり等が付着すること
がない。
Further, since the supplied gas itself is clean, dust and the like do not adhere to the output surface of the partially transmitting mirror.

【0026】このようにして、レーザ集光プロファイル
を安定させ、恒久的に安定したレーザビームを得ること
ができる。
In this way, the laser focusing profile can be stabilized and a permanently stable laser beam can be obtained.

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

【図1】本発明の第1の実施例のレーザ発振装置の外観
FIG. 1 is an external view of a laser oscillation device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例のレーザ発振装置の外観
FIG. 2 is an external view of a laser oscillation device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】従来のレーザ発振装置の外観図FIG. 3 is an external view of a conventional laser oscillation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ媒質 2 レーザ媒質励起用電源 3a 部分透過ミラー 3b 光増幅用ミラー 4 レーザビーム 5 ミラー保持体 6 導入管 7 吸収体 8 不純物 9 エアー 10 フィルター 11 窒素 12 ボンベ 13 エアー供給器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser medium 2 Laser medium excitation power supply 3a Partial transmission mirror 3b Optical amplification mirror 4 Laser beam 5 Mirror holder 6 Introductory tube 7 Absorber 8 Impurities 9 Air 10 Filter 11 Nitrogen 12 Bomb 13 Air supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−196494(JP,A) 特開 昭61−286085(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 3/00 - 3/30 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-196494 (JP, A) JP-A-61-286085 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 3/00-3/30

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも一対のレーザ光増幅用ミラーを
備え、このレーザ光増幅用ミラーの内少なくともひとつ
を部分透過ミラーとするとともに、前記部分透過ミラー
とレーザビームを受光する吸収体との間にレーザ光の導
入管を設け、この導入管内の圧力を大気圧よりも高圧と
するレーザ発振装置。
A mirror for amplifying the laser beam, wherein at least one of the mirrors for amplifying the laser beam is a partially transmissive mirror and
A laser light introduction pipe is provided between the laser beam and the absorber that receives the laser beam, and the pressure in the introduction pipe is set to a pressure higher than the atmospheric pressure.
Laser oscillation device that.
【請求項2】 部分透過ミラーの出力面近傍にレーザ光
の導入管を設け、この導入管内に周囲の大気圧よりも高
圧の気体を導入する気体導入手段を備えた請求項1記載
のレーザ発振装置。
2. The laser oscillation device according to claim 1, further comprising a laser light introducing pipe provided near the output surface of the partially transmitting mirror, and gas introducing means for introducing a gas having a pressure higher than the surrounding atmospheric pressure into the introducing pipe. apparatus.
【請求項3】 導入管と気体導入手段との間に気体清浄
用のフィルターを備え、このフィルターを透過させた気
体を導入管内に導入した請求項2記載のレーザ発振装
置。
3. The laser oscillation device according to claim 2, further comprising a filter for purifying gas between the introduction pipe and the gas introduction means, and introducing gas permeated through the filter into the introduction pipe.
【請求項4】 気体として不活性な気体を用いた請求項
1または2または3記載のレーザ発振装置。
4. The laser oscillation device according to claim 1, wherein an inert gas is used as the gas.
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