JP5135650B2 - Laser equipment - Google Patents

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JP5135650B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は反射型のアパーチャを有するレーザ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図2は従来の一般的なレーザ装置のレーザ発振器の要部説明図で、反射型のアパーチャを有するものである。
図において、11はレーザ共振器部であり、出射側共振器部11aと全反射側共振器部11bとからなる。12はレーザ共振器部11から取り出されるレーザ光(以下適宜、「外部光」と記す)、13は放電によってレーザ媒質が励起される励起領域、14はレーザ媒質が遷移の際に発する光子およびその方向、15は部分反射鏡、16は全反射鏡であり、部分反射鏡15と全反射鏡16とを励起領域13の両端部に配置することにより共振空間部を構成している。
また、17,18はレーザ光のモード次数を決定するアパーチャ、19はアパーチャ17の励起領域13側に配置したレーザ光エネルギの吸収体、同様に20はアパーチャ18の励起領域13側に配置したレーザ光エネルギの吸収体である。
比較的低出力のレーザ装置に関しては、アパーチャは、例えばアルミニウム合金にアルマイト(Al)をメッキするなどしてレーザ光を吸収する吸収型のアパーチャを使用することが可能であるが、このような吸収型アパーチャではその冷却方法等にもよるがレーザ光が高出力の場合にはアパーチャ自体が溶けてしまい、使用できない。従って、高出力のレーザ装置においては吸収型でなく、反射型のアパーチャを使用する必要がある。
【0003】
次に、図2に示した従来の反射型アパーチャを有するレーザ装置の動作原理を以下に示す。
レーザ発振器は、制御装置(図示せず)からの出力信号に基き、電源(図示せず)から放電電極(図示せず)へ高電圧が投入され、その放電によってレーザ媒質が励起される。レーザ媒質は遷移の際、あらゆる方向にその媒質に特定の波長を持った光子14を放つ。その光子14のうち、部分反射鏡15及び全反射鏡16の反射面に対して垂直に入射したものだけが反射,増幅を繰り返し、ある発振のしきい値を超えたとき、部分反射鏡15から外部光12として放出される。レーザ光の次数は、反射,増幅の過程においてビームがアパーチャ17,18の開口部によって切られることにより決定され、アパーチャ17,18それぞれの反射面17a,17b,18a,18bで反射した成分は、吸収体19または20に当たって吸収される。一方、レーザ発振器の内部から取り出された外部光12は、例えば加工機(図示せず)の光路の先端部にあるレンズで集光され、切断や溶接といった用途に使用される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレーザ装置は以上のような構成となっているが、ここで、従来のレーザ装置の課題について説明する。
図3は課題を説明するために図2を書き改めたものであり、図2と同一または相当部分は同一符号を付して詳細な説明は省略する。このような従来のレーザ装置では、メインビーム21が部分反射鏡15と全反射鏡16との間で光が反射,増幅されるのとは別に、ほぼ平行に対峙しているアパーチャ17,18のそれぞれの励起領域側平面部17fと18fとの間でも光が反射,増幅され、いわゆるサブビーム22が生じることとなる。これによって、レーザ媒質がメインビーム21の増幅以外にサブビーム22の増幅にも使用されるため、結果として、メインビーム21の出力が、本来得るべき値よりも低下してしまうという問題があった。
【0005】
また、製作,取り付けの精度上、アパーチャ17,18の励起領域側平面部17fと18fとが完全には平行とならないため、その僅かな角度ずれによってサブビーム22がメインビーム21と一緒に外部へ放出される恐れがあった。
ここで、外部光12の強度分布の例を図4及び図5に示す。メインビーム21のみが外部へ放出された場合の強度分布の例を図4に、メインビーム21とサブビーム22とが一緒に外部光12として外部へ放出された場合の強度分布の例を図5に示す。図4,図5から判るように、メインビーム21とサブビーム22とが合わさった外部光は強度分布が不規則になるうえ、メインビーム21とサブビーム22との進行方向が若干異なることからその不規則な強度分布がビームの伝搬距離によっても変化し、レーザ光の使用用途である切断に悪影響を与える、という問題があり、この不規則な強度分布を解消することが課題となっていた。
【0006】
また、実開昭63−110060号や特開平6−152017号等には、反射面がアパーチャの外周縁部まで達した、励起領域側平面部が存在しないアパーチャが示されている。これらのアパーチャ107,207をそれぞれ図6及び図7に示す。図6,図7に示した反射面107a,107b,207aは、いずれもメインビーム21の光軸方向とは垂直ではない角度の面となっている。
しかし、これら図6及び図7に示した、本来の反射面以外の励起領域側平面部が存在しない構造のものでは、1つのアパーチャのブロックに設ける開口部が一つの場合は良いが、複数の開口部を設ける場合、問題が生じる。
【0007】
1つのアパーチャのブロックに複数の開口部を設ける場合、必然的にいずれかの開口部が偏心することになる。アパーチャの開口部の軸が、通常外周形状が円であるアパーチャのブロックの中心に対して偏心している場合、励起領域側平面部が存在しない構造にしようとすると、例えば図8に示すように、アパーチャ27の光軸方向の厚みが、図8において寸法b<寸法aと示されるように不均一となり、吸収体もそれに応じた複雑な形状の吸収体29のようなものが必要となる。また、図8において網掛け部分25で示すように、必要以上に吸収体29側すなわち励起領域側に伸びているため、アパーチャ27のブロックの材料コストが増すうえ、励起領域も減少してしまう。少しでも高出力を得るために励起領域はできる限り広く取りたいわけであるからこのような構造は好ましくない。
図9に、偏心した開口部を2つ有する構造のアパーチャ27のブロックの例を示す。図9においても図8と同様に、網掛け部分25が、先にも述べた、必要以上に励起領域側に伸びている部分に相当する。2つの開口部,すなわち2つの擂り鉢状の反射面を設けるといった条件において、励起領域側平面部が存在しない構造にしようとすると、アパーチャ27のブロックの外周縁部の一部が、図9(b)に点Pで示される箇所のように、擂り鉢状反射面の延長部としてかなり大きな寸法で伸びる箇所が必然的に生じることとなる。仮に図9(b)に網掛け部分25で示される部分を単純に一点鎖線の面で切り取ってしまうと、図9(a)に網掛け部分25で示した部分はレーザ光の発振光軸と垂直な励起領域側平面部となってしまう。
一方、偏心した開口部を有する構造であっても、図10に示したアパーチャ37のような構造では、光軸方向の厚みが均一であり、且つその厚みを極力小さくできるため吸収体19の構造も単純で作りやすいもので済み、アパーチャのブロックの材料費も抑えられ、励起領域も広く取ることができる。ただし、この場合は、励起領域側平面部37fが存在するので、サブビームの発生を確実に回避することが出来ない。
【0008】
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので、簡単な構成により、アパーチャによるサブビームの発生を抑えることができるレーザ装置を得るものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るレーザ装置は、一対の反射鏡が対向する空間部で形成される共振空間内でレーザ光を反射,増幅させる共振器部と、前記共振空間内に配置され、前記一対の共振器部の間を往復するレーザ光を所定の開口部を通すことにより前記共振器部から外部へ出射させるレーザ光のビームモードを決定する反射型アパーチャとを備えたものであり、前記反射型アパーチャの励起領域側平面部に前記開口部を通過すべきレーザ光の発振光軸と垂直な面の方向とは異なる特定の傾斜角を持たせたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
この発明の第一の実施の形態によるレーザ装置の形態を、図1を用いて説明する。図1は従来例を示す図3に対応するものであり、図3と同一または相当部分は同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図において、dはアパーチャの外径、Lはアパーチャ57と58との間の距離、θは部分反射鏡15と全反射鏡16との曲率中心を結んだレーザ光の発振光軸23に垂直な面24に対するアパーチャの励起領域側平面部57f,58fの傾斜角であり、傾斜角θは、tanθ=d/L
で決定されるとし、傾斜の方向はアパーチャ57,58で一致させる。すなわち、側面から見れば図1のように傾斜面57f,58fがハの字状となる。実際、サブビーム22の発生を抑えるという観点から見れば傾斜角θの範囲は
tan-1(d/L)≦θ<π/2
と書くこともできる。しかしながら、θを大きくすることは結局のところ図において寸法aに対して寸法bを増大させることであり、吸収体構造の複雑化,励起領域の減少,アパーチャ57,58のブロックの材料コスト増大等の問題点につながる。従ってθはなるべく小さく、且つ励起領域側平面部同士で共振が起こらない角度として、tanθ=d/Lを定めた。共振が起こる前の光子単体ではそのエネルギは非常に微小なものであるから、傾斜させた励起領域側平面部57f,58fに当たって反射した光子14を受け止める吸収体等は特に必要ない。
【0011】
一例として試作機では、L=1600mm,d=100mmであるため,上式を用いてθ=3.5(degree)となっている。3.5という小さな傾斜角であるため、b=a+6.5mmという小さな差になり、アパーチャ57,58のブロックの励起領域側への寸法の延長も極めて少なくて済み、上述した問題点が発生することなくサブビームのみを効果的に抑えることができる。実際、試作機では、サブビーム発生を抑えたことによる、パワーアップ,ビームモード及びレーザ加工の品質向上が確認できた。図11に、従来のものとこの実施の形態のものとの出力の違いを示す。図11において、横軸は投入電力,縦軸は得られたパワーを示す。aで示した線がこの実施の形態のもの、bで示した線が従来のものである。この実施の形態のものによってサブビームが抑制されたことによりパワーアップが図れたことがわかる。
また、傾斜させるのはアパーチャ57,58の励起領域側平面部57f,58fのみとし、アパーチャ57,58の反射面57a,57b,58a,58bは光軸に対し、従来と同様の反射角を持った面とする。これは、特開平1−253977号で示された形態と異なる構造上のポイントである。特開平1−253977号のようにアパーチャ自体が回転可能な構成の場合、回転角度によってはアパーチャ開口部がレーザの光軸に対し斜めに配置されることになり、それによってビームの光軸方向から見たアパーチャ開口部の投影形状は丸ではなく楕円となる。従って外部へ放出されるビームもその形状が楕円となり、レーザによる加工に悪影響を与える。また、このとき、アパーチャの反射面が角度を変えてしまうと、それに対応すべき吸収体の形状,配置も複雑なものとなってしまう。
【0012】
また、アパーチャ57,58の励起領域側平面部57f,58fは、サンドブラスト処理等によって、炭酸ガスレーザが十分散乱する程度、具体的には表面粒子径がレーザ波長と同程度以上に粗らしてもよく、それによって励起領域側平面部に当たったレーザ光は散乱するため、励起領域側平面部同士での共振が起こらなくなり、さらに効果的にサブビームを抑えることができる。この発明は従来例で示した図2のレーザ装置に限らず、反射型アパーチャを有する全てのレーザ装置に適用できる。
【0013】
【発明の効果】
この発明によれば、アパーチャの励起領域側平面部同士によるサブビームの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態によるレーザ装置のレーザ発振器の要部説明図。
【図2】 従来のレーザ装置のレーザ発振器部分を示す構成図。
【図3】 従来のレーザ装置のレーザ発振器部分を示す構成図。
【図4】 メインビームのみが外部へ放出された場合の外部光の強度分布図。
【図5】 メインビームとサブビームとが外部へ放出された場合の外部光の強度分布図。
【図6】 従来の、励起領域側平面部が存在しないアパーチャの構造を示す図。
【図7】 従来の、励起領域側平面部が存在しない別のアパーチャの構造を示す図。
【図8】 従来の、励起領域側平面部が存在しない開口部が偏心しているアパーチャの構造を示す図。
【図9】 従来の、励起領域側平面部が存在しない偏心している開口部が複数存在するアパーチャの構造を示す図。
【図10】 従来の、励起領域側平面部が存在し偏心している開口部を有するアパーチャの構造を示す図。
【図11】 レーザ出力の違いを示す図。
【符号の説明】
11 レーザ共振器部
12 外部光
13 励起領域
14 光子
15 部分反射鏡
16 全反射鏡
19,20 吸収体
21 メインビーム
22 サブビーム
23 発振光軸
24 発振光軸に対する垂直な面
57,58 反射型アパーチャ
57f,58f 励起領域側平面部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser device having a reflective aperture.
[0002]
[Prior art]
FIG. 2 is an explanatory view of a main part of a laser oscillator of a conventional general laser apparatus, which has a reflection type aperture.
In the figure, reference numeral 11 denotes a laser resonator unit, which comprises an emission side resonator unit 11a and a total reflection side resonator unit 11b. 12 is a laser beam extracted from the laser resonator unit 11 (hereinafter referred to as “external light” as appropriate), 13 is an excitation region where the laser medium is excited by discharge, 14 is a photon emitted when the laser medium transitions, and its photons The direction, 15 is a partial reflection mirror, and 16 is a total reflection mirror. The partial reflection mirror 15 and the total reflection mirror 16 are arranged at both ends of the excitation region 13 to constitute a resonance space portion.
Reference numerals 17 and 18 denote apertures for determining the mode order of the laser beam, 19 denotes a laser light energy absorber disposed on the excitation region 13 side of the aperture 17, and 20 denotes a laser disposed on the excitation region 13 side of the aperture 18. It is an absorber of light energy.
For a relatively low-power laser device, the aperture can be an absorptive aperture that absorbs laser light, for example, by plating alumite (Al 2 O 3 ) on an aluminum alloy. Depending on the cooling method and the like, such an absorption type aperture cannot be used when the laser beam has a high output because the aperture itself melts. Therefore, it is necessary to use a reflection type aperture instead of an absorption type in a high-power laser device.
[0003]
Next, the operation principle of the laser apparatus having the conventional reflective aperture shown in FIG. 2 will be described below.
In the laser oscillator, a high voltage is applied from a power source (not shown) to a discharge electrode (not shown) based on an output signal from a control device (not shown), and the laser medium is excited by the discharge. During the transition, the laser medium emits photons 14 having a specific wavelength in the medium in all directions. Of the photons 14, only those incident perpendicularly to the reflecting surfaces of the partial reflection mirror 15 and the total reflection mirror 16 are repeatedly reflected and amplified, and when the oscillation threshold exceeds a certain oscillation threshold, It is emitted as external light 12. The order of the laser beam is determined by the beam being cut by the openings of the apertures 17 and 18 in the process of reflection and amplification, and the components reflected by the reflecting surfaces 17a, 17b, 18a and 18b of the apertures 17 and 18 are as follows. The absorbent 19 or 20 is absorbed. On the other hand, the external light 12 taken out from the inside of the laser oscillator is collected by, for example, a lens at the tip of the optical path of a processing machine (not shown) and used for applications such as cutting and welding.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional laser apparatus has the above-described configuration. Here, problems of the conventional laser apparatus will be described.
FIG. 3 is a rewritten version of FIG. 2 for explaining the problem, and the same or corresponding parts as in FIG. In such a conventional laser device, apart from the light reflected and amplified between the partial reflection mirror 15 and the total reflection mirror 16, the main beam 21 has the apertures 17 and 18 facing each other in parallel. Light is reflected and amplified also between the respective excitation region side plane portions 17f and 18f, and so-called sub-beams 22 are generated. As a result, the laser medium is used not only for the amplification of the main beam 21 but also for the amplification of the sub beam 22, and as a result, there is a problem that the output of the main beam 21 falls below the value that should originally be obtained.
[0005]
In addition, because of the precision of manufacturing and mounting, the excitation region side plane portions 17f and 18f of the apertures 17 and 18 are not completely parallel, so that the sub beam 22 is emitted to the outside together with the main beam 21 by a slight angular deviation. There was a fear.
Here, examples of the intensity distribution of the external light 12 are shown in FIGS. An example of the intensity distribution when only the main beam 21 is emitted to the outside is shown in FIG. 4, and an example of the intensity distribution when the main beam 21 and the sub beam 22 are emitted together as the external light 12 is shown in FIG. Show. As can be seen from FIGS. 4 and 5, the intensity distribution of the external light in which the main beam 21 and the sub beam 22 are combined is irregular, and the traveling directions of the main beam 21 and the sub beam 22 are slightly different. There is a problem that the intensity distribution varies depending on the propagation distance of the beam and adversely affects cutting, which is a use application of laser light, and there has been a problem of eliminating this irregular intensity distribution.
[0006]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-11060, Japanese Patent Laid-Open No. 6-152017, and the like show apertures in which the reflecting surface reaches the outer peripheral edge of the aperture and there is no excitation region side plane portion. These apertures 107 and 207 are shown in FIGS. 6 and 7, respectively. The reflecting surfaces 107a, 107b, and 207a shown in FIGS. 6 and 7 are surfaces having angles that are not perpendicular to the optical axis direction of the main beam 21.
However, in the structure shown in FIGS. 6 and 7 in which there is no excitation region side plane portion other than the original reflecting surface, a single aperture block may be provided in one aperture block. Problems arise when providing openings.
[0007]
When a plurality of openings are provided in one aperture block, one of the openings is inevitably eccentric. When the axis of the opening of the aperture is decentered with respect to the center of the block of the aperture whose outer peripheral shape is usually a circle, when trying to make the structure without the excitation region side plane, for example, as shown in FIG. The thickness of the aperture 27 in the optical axis direction becomes non-uniform as indicated by dimension b <dimension a in FIG. 8, and an absorber such as the absorber 29 having a complicated shape corresponding to the thickness is required. In addition, as shown by the shaded portion 25 in FIG. 8, since it extends to the absorber 29 side, that is, the excitation region side more than necessary, the material cost of the block of the aperture 27 increases and the excitation region also decreases. Such a structure is not preferable because it is desired to make the excitation region as wide as possible in order to obtain a high output as much as possible.
FIG. 9 shows an example of a block of the aperture 27 having a structure having two eccentric openings. In FIG. 9, as in FIG. 8, the shaded portion 25 corresponds to the portion extending to the excitation region side more than necessary as described above. If a structure in which the excitation region side plane portion does not exist under the condition that two openings, that is, two bowl-shaped reflecting surfaces are provided, a part of the outer peripheral edge of the block of the aperture 27 is shown in FIG. As shown by a point P in b), a part extending with a considerably large size inevitably occurs as an extension of the bowl-shaped reflecting surface. If the portion indicated by the shaded portion 25 in FIG. 9B is simply cut out along the dot-and-dash line, the portion indicated by the shaded portion 25 in FIG. 9A corresponds to the oscillation optical axis of the laser beam. It becomes a vertical excitation area side plane part.
On the other hand, even with a structure having an eccentric opening, the structure like the aperture 37 shown in FIG. 10 has a uniform thickness in the optical axis direction and can reduce the thickness as much as possible. However, the material cost of the aperture block can be reduced and the excitation area can be widened. However, in this case, since the excitation region side plane portion 37f exists, the generation of the sub beam cannot be avoided reliably.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a laser apparatus capable of suppressing the generation of sub-beams due to an aperture with a simple configuration.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The laser device according to the present invention includes a resonator unit that reflects and amplifies laser light in a resonance space formed by a space portion where a pair of reflecting mirrors face each other, and the pair of resonators disposed in the resonance space. A reflection type aperture for determining a beam mode of the laser beam to be emitted to the outside from the resonator unit by passing a laser beam reciprocating between the units through a predetermined opening, and the reflection type aperture of the reflection type aperture The excitation region side plane is provided with a specific inclination angle different from the direction of the plane perpendicular to the oscillation optical axis of the laser beam that should pass through the opening.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
The form of the laser apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 corresponds to FIG. 3 showing a conventional example, and the same or corresponding parts as in FIG.
In the figure, d is the outer diameter of the aperture, L is the distance between the apertures 57 and 58, θ is perpendicular to the oscillation optical axis 23 of the laser beam connecting the centers of curvature of the partial reflection mirror 15 and the total reflection mirror 16. It is an inclination angle of the excitation region side plane portions 57f and 58f of the aperture with respect to the surface 24, and the inclination angle θ is tan θ = d / L.
And the direction of the inclination is matched with the apertures 57 and 58. That is, when viewed from the side, the inclined surfaces 57f and 58f are shaped like a letter C as shown in FIG. Actually, from the viewpoint of suppressing the generation of the sub beam 22, the range of the inclination angle θ is tan −1 (d / L) ≦ θ <π / 2.
Can also be written. However, increasing θ in the end means that the dimension b is increased with respect to the dimension a in the figure, and the structure of the absorber is complicated, the excitation region is decreased, the material cost of the blocks of the apertures 57 and 58 is increased, etc. Leads to problems. Therefore, θ is as small as possible, and tan θ = d / L is determined as an angle at which resonance does not occur between the excitation region side plane portions. Since the energy of a single photon before resonance occurs is very small, an absorber or the like for receiving the photon 14 reflected by the inclined excitation region side plane portions 57f and 58f is not particularly required.
[0011]
As an example, in the prototype, since L = 1600 mm and d = 100 mm, θ = 3.5 (degree) using the above equation. Since the tilt angle is as small as 3.5, the difference is as small as b = a + 6.5 mm, and the extension of the dimensions of the blocks of the apertures 57 and 58 to the excitation region side is very small, and the above-described problems occur. Therefore, only the sub beam can be effectively suppressed. In fact, in the prototype, it was confirmed that the power-up, beam mode and laser processing quality were improved by suppressing the sub-beam generation. FIG. 11 shows the difference in output between the conventional one and this embodiment. In FIG. 11, the horizontal axis represents input power, and the vertical axis represents the obtained power. The line indicated by a is that of this embodiment, and the line indicated by b is conventional. It can be seen that the power can be increased by suppressing the sub-beams according to this embodiment.
Further, only the excitation area side plane portions 57f and 58f of the apertures 57 and 58 are inclined, and the reflection surfaces 57a, 57b, 58a and 58b of the apertures 57 and 58 have the same reflection angle with respect to the optical axis. It will be the surface. This is a structural point different from that shown in Japanese Patent Laid-Open No. 1-253977. In the case of a configuration in which the aperture itself can be rotated as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-253977, the aperture opening is disposed obliquely with respect to the optical axis of the laser depending on the rotation angle, and thereby, from the optical axis direction of the beam. The projected shape of the aperture opening seen is not a circle but an ellipse. Therefore, the beam emitted to the outside also has an elliptical shape, which adversely affects the processing by the laser. At this time, if the angle of the reflection surface of the aperture changes, the shape and arrangement of the absorber to be corresponding to the angle will be complicated.
[0012]
Further, the excitation region side plane portions 57f and 58f of the apertures 57 and 58 may be roughened to a degree that the carbon dioxide laser is sufficiently scattered, specifically, the surface particle diameter is equal to or greater than the laser wavelength by sandblasting or the like. As a result, the laser light hitting the excitation region side plane portion is scattered, so that resonance between the excitation region side plane portions does not occur, and sub-beams can be suppressed more effectively. The present invention is not limited to the laser device of FIG. 2 shown in the conventional example, but can be applied to all laser devices having a reflective aperture.
[0013]
【Effect of the invention】
According to the present invention, it is possible to suppress generation of sub-beams between the excitation region side plane portions of the aperture.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a main part of a laser oscillator of a laser device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a laser oscillator part of a conventional laser device.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a laser oscillator portion of a conventional laser device.
FIG. 4 is an intensity distribution diagram of external light when only the main beam is emitted to the outside.
FIG. 5 is an intensity distribution diagram of external light when a main beam and a sub beam are emitted to the outside.
FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional aperture structure in which an excitation region side plane portion does not exist.
FIG. 7 is a diagram showing a structure of another aperture that does not have a conventional excitation region side plane portion;
FIG. 8 is a diagram showing a conventional aperture structure in which an opening having no excitation region side plane portion is eccentric.
FIG. 9 is a diagram showing a conventional aperture structure in which a plurality of eccentric openings having no excitation region side plane portion are present.
FIG. 10 is a view showing a structure of a conventional aperture having an opening portion in which an excitation region side plane portion exists and is eccentric.
FIG. 11 is a diagram showing a difference in laser output.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Laser resonator part 12 External light 13 Excitation area | region 14 Photon 15 Partial reflection mirror 16 Total reflection mirror 19, 20 Absorber 21 Main beam 22 Sub beam 23 Oscillation optical axis 24 Surface 57, 58 perpendicular | vertical to an oscillation optical axis Reflection type aperture 57f 58f Excitation region side plane

Claims (1)

部分反射鏡と全反射鏡が対向する空間部で形成される共振空間内で、レーザ光を反射し増幅させる共振器部と、
前記共振空間内の前記部分反射鏡と全反射鏡の間に配置され、前記部分反射鏡と全反射鏡の間を往復するレーザ光を通過させレーザ光のビームモードを決定する所定の開口部を有した一対の反射型アパーチャとを備えた切断や溶接に用いられるレーザ装置において、
前記一対の反射型アパーチャの前記開口部の形状を円とし前記開口部周辺のレーザ光反射面を擂り鉢状反射面とするとともに、前記開口部をこの開口部を通過すべきレーザ光の発振光軸に対し傾けることなく、前記一対の反射型アパーチャの対向する励起領域側平面部をハの字状となるように、前記開口部を通過すべきレーザ光の発振光軸と垂直な面に対する前記各励起領域側平面部の傾斜角θを設定するとともに、前記傾斜角θは以下の範囲内にあることを特徴とするレーザ装置。
tan−1(d/L)≦θ<π/2
(dは前記一対の反射型アパーチャの外径であり、Lは前記一対の反射型アパーチャ間の距離である。)
A resonator unit configured to reflect and amplify laser light in a resonance space formed by a space portion where the partial reflection mirror and the total reflection mirror face each other;
A predetermined opening that is disposed between the partial reflection mirror and the total reflection mirror in the resonance space and that passes a laser beam reciprocating between the partial reflection mirror and the total reflection mirror and determines a beam mode of the laser beam. In a laser device used for cutting and welding provided with a pair of reflective apertures having,
The shape of the openings of the pair of reflective apertures is a circle, the laser light reflecting surface around the openings is a bowl-shaped reflecting surface, and the oscillation light of the laser light that should pass through the openings Without inclining with respect to the axis, the plane with respect to the plane perpendicular to the oscillation optical axis of the laser light that should pass through the opening is formed so that the opposing excitation region side planes of the pair of reflective apertures have a C shape. A laser apparatus characterized in that an inclination angle θ of each excitation region side plane portion is set and the inclination angle θ is in the following range.
tan −1 (d / L) ≦ θ <π / 2
(D is the outer diameter of the pair of reflective apertures, and L is the distance between the pair of reflective apertures.)
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