JPH01154578A - レーザ出力ミラー - Google Patents
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- JPH01154578A JPH01154578A JP62313314A JP31331487A JPH01154578A JP H01154578 A JPH01154578 A JP H01154578A JP 62313314 A JP62313314 A JP 62313314A JP 31331487 A JP31331487 A JP 31331487A JP H01154578 A JPH01154578 A JP H01154578A
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は高品質なレーザビームを一発生するレーザ共
振器に用いるレーザ出力ミラーに間するものである。
振器に用いるレーザ出力ミラーに間するものである。
［従来の技術］
第８図は例えば浜崎著「実用し−ザ加工」 （昭６１年
度 チック出版）に記載された従来のレーザ出力ミラー
を用いたレーザ装置を示す断面構成図である。図におい
て、（１）は凸状レーザ出力ミラー母材であり、内面に
は中央部に全反射コーティング膜（４０）が、その周囲
部に無反射コーティング膜（２）が施され、外面には無
反射コーティング膜（２）が施されている。（６）は凹
状のコリメートミラー、（７）はレーザ媒質であり、Ｃ
Ｏ２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、固体レーザを例にとれば、フラッシュ
ランプ等（こより励起された固体である。（８）、（９
）は両ミラーで構成される不安定型共振器内に発生され
たレーザビーム、（１０）は外部に取り出されたレーザ
ビームである。
度 チック出版）に記載された従来のレーザ出力ミラー
を用いたレーザ装置を示す断面構成図である。図におい
て、（１）は凸状レーザ出力ミラー母材であり、内面に
は中央部に全反射コーティング膜（４０）が、その周囲
部に無反射コーティング膜（２）が施され、外面には無
反射コーティング膜（２）が施されている。（６）は凹
状のコリメートミラー、（７）はレーザ媒質であり、Ｃ
Ｏ２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、固体レーザを例にとれば、フラッシュ
ランプ等（こより励起された固体である。（８）、（９
）は両ミラーで構成される不安定型共振器内に発生され
たレーザビーム、（１０）は外部に取り出されたレーザ
ビームである。
次に動作について説明する。
凸状レーザ出力ミラーとコリメートミラー（６）とはい
わゆる不安定型共振器を構成している。レーザ出力ミラ
ー内面の全反射コーティング膜（４０）により全反射拡
大されたレーザビーム（８）はコリメートミラー（６）
によって平行レーザビーム（９）に変換される間にレー
ザ媒質（７）によって増幅され、その周囲部が全反射コ
ーティング膜（４０）の回りからリング状レーザビーム
（１０）として外部に出力され、中央部は再び共振器内
を往復させられる。
わゆる不安定型共振器を構成している。レーザ出力ミラ
ー内面の全反射コーティング膜（４０）により全反射拡
大されたレーザビーム（８）はコリメートミラー（６）
によって平行レーザビーム（９）に変換される間にレー
ザ媒質（７）によって増幅され、その周囲部が全反射コ
ーティング膜（４０）の回りからリング状レーザビーム
（１０）として外部に出力され、中央部は再び共振器内
を往復させられる。
［発明が解決しようとする問題点］
従来のレーザ出力ミラーを用いたレーザ装置は以上のよ
うに構成されていたのでレーザビームは外部にリング状
に取り出される。このリング状のレーザビームをレーザ
加工に用いるためにレンズで集光しようとしても、リン
グ状であることからくる回折効果によりよく紋ることが
できず、例えば第９図（ａ）には取り出されたレーザビ
ームの強度分布の断面形状、第９図（ｂ）にはそのレー
ザビームをレンズ等により集光した場合のレーザビーム
の強度分布の断面形状の一例を示すが、第９図（１））
に示すようにサイドビークをともなって集光されている
ことがわかる。またこのサイドビークの大きさはレーザ
出力ミラー内面の全反射コーティング膜（４０）の外径
を小さくして、外部により中ずまりのレーザビームを取
り出すことにより実現できるが、この場合には共振器を
１回往復するごとに多くの部分が外部に出力されること
になり、従って共振器の結合率が低下し、発振効率が感
化するという問題もあった。
うに構成されていたのでレーザビームは外部にリング状
に取り出される。このリング状のレーザビームをレーザ
加工に用いるためにレンズで集光しようとしても、リン
グ状であることからくる回折効果によりよく紋ることが
できず、例えば第９図（ａ）には取り出されたレーザビ
ームの強度分布の断面形状、第９図（ｂ）にはそのレー
ザビームをレンズ等により集光した場合のレーザビーム
の強度分布の断面形状の一例を示すが、第９図（１））
に示すようにサイドビークをともなって集光されている
ことがわかる。またこのサイドビークの大きさはレーザ
出力ミラー内面の全反射コーティング膜（４０）の外径
を小さくして、外部により中ずまりのレーザビームを取
り出すことにより実現できるが、この場合には共振器を
１回往復するごとに多くの部分が外部に出力されること
になり、従って共振器の結合率が低下し、発振効率が感
化するという問題もあった。
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、発振効率の低下を招くことなく中づまり
状のかつ位相のそろったレーザビームを得ることのでき
るレーザ共振器に用いるレーザ出力ミラーを得ることを
目的とする。
たものであり、発振効率の低下を招くことなく中づまり
状のかつ位相のそろったレーザビームを得ることのでき
るレーザ共振器に用いるレーザ出力ミラーを得ることを
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出力ミラーは、中央部に施され
るコーティング膜を部分反射コーティング膜とし、上記
中央部とその周囲部とを通過する二つのレーザビーム間
の位相調整を、ミラーの一面もしくは他面のコーティン
グ膜と上記ミラーの母材との間に、上記母材と同じ屈折
率を持つ薄膜を形成して行なうようにしたものである。
るコーティング膜を部分反射コーティング膜とし、上記
中央部とその周囲部とを通過する二つのレーザビーム間
の位相調整を、ミラーの一面もしくは他面のコーティン
グ膜と上記ミラーの母材との間に、上記母材と同じ屈折
率を持つ薄膜を形成して行なうようにしたものである。
［作用コ
この発明におけるレーザ出力ミラーは、レーザビームの
一部を透過させることにより、そのビーム形状を従来の
リング状から中づまり状のレーザビームとして取り出す
。ざらにミラーの母材とその表面に施されたコーティン
グ膜との間に形成された薄膜は外部に取り出されるレー
ザビームの位相を調整して、そのレーザビームがよく集
光されるようにする。
一部を透過させることにより、そのビーム形状を従来の
リング状から中づまり状のレーザビームとして取り出す
。ざらにミラーの母材とその表面に施されたコーティン
グ膜との間に形成された薄膜は外部に取り出されるレー
ザビームの位相を調整して、そのレーザビームがよく集
光されるようにする。
［実施例］
以下、この発明の一実施例によるレーザ出力ミラーを図
について説明する。
について説明する。
第１図はこの発明の一実施例によるレーザ出力ミラーを
示す断面図、第２図はそのレーザ出力ミラーを実際のレ
ーザ装置に用いた例を示す断面構成図である。図におい
て、（１）は例えば、Ｚｎ５ｅの凸状レーザ出力ミラー
母材であり、その内面周囲部及び外面には、例えばＰｂ
Ｆ２−Ｎによる無反射コーティング膜（２）（３）が施
され、その内面中央部には、例えばＺ ｎ Ｓｅ、
Ｔ ｈ Ｆ ａの多層膜による部分反射コーティング膜
（４）が施されている。（５）はコーティング膜（３）
（４）と母材（１）との間に形成された母材と同一の屈
折率を持つ例えばＺｎ５ｅの薄膜、（６）は凹状のコリ
メートミラー、（７）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は、放電等により励起され
たガス、固体レーザを例にとれは、フラッシュランプ等
により励起された固体である。
示す断面図、第２図はそのレーザ出力ミラーを実際のレ
ーザ装置に用いた例を示す断面構成図である。図におい
て、（１）は例えば、Ｚｎ５ｅの凸状レーザ出力ミラー
母材であり、その内面周囲部及び外面には、例えばＰｂ
Ｆ２−Ｎによる無反射コーティング膜（２）（３）が施
され、その内面中央部には、例えばＺ ｎ Ｓｅ、
Ｔ ｈ Ｆ ａの多層膜による部分反射コーティング膜
（４）が施されている。（５）はコーティング膜（３）
（４）と母材（１）との間に形成された母材と同一の屈
折率を持つ例えばＺｎ５ｅの薄膜、（６）は凹状のコリ
メートミラー、（７）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は、放電等により励起され
たガス、固体レーザを例にとれは、フラッシュランプ等
により励起された固体である。
（８）、（９）は両ミラーで構成される不安定型共振器
内に発生されたレーザビーム１、（１０）は外部に取り
出されたレーザビーム、（１００）は外ワクである。
内に発生されたレーザビーム１、（１０）は外部に取り
出されたレーザビーム、（１００）は外ワクである。
次に動作について説明する。
凸状レーザ出力ミラーとコリメートミラー（６）とはい
わゆる不安定型共振器を構成している。レーザ出力ミラ
ー内面の部分反射コーティング膜（４）により部分反射
拡大されたレーザビーム（８）はコリメートミラー（６
）によって平行レーザビーム（９）に変換されろ間にレ
ーザ媒質（７）によって増幅され、その中心部は部分反
射コーティング膜（４）を通して、周囲部は無反射コー
ティング膜（３）を通して出力され、両者は合成されて
レーザビーム（１０）となる。この出力されたレーザビ
ーム（１０）は中づまりであるため、従来のリング状の
レーザビームよりよく集光されることはいうまでもない
が、さらによく集光されるにはその断面内で位相がよく
揃っている必要がある。不安定型共振器内に発生するレ
ーザビーム（９）の位相はよく揃っていることが知られ
ているために、外部に出力されるレーザビームの位相が
揃うには、コーティング膜（３）（４）を通過するレー
ザビーム間に位相差が生じないようにすればよい。しか
しながらコーティング膜（４）は部分反射コーティング
膜、コーティング膜（３）は無反射コーティング膜とい
うように反射率が異なり、膜の構成が異なるため、それ
ぞれのコーティング膜を通過するビーム間に位相差が生
じることはしばしばある。この発明ではそれぞれのコー
ティング膜を通過することによる位相差をコーティング
膜と母材との間に、母材と同一の屈折率を持９、厚みが
分布を持つ薄膜（５）を形成して実現している。例えば
部分反射コーティング膜（４）を通過するレーザビーム
の位相が無反射コーティング膜（３）を通過するレーザ
ビームの位相に比べてδ進んでいるとすれば、波長λと
して ｄ＝λ・δ／３６０ たけコーティング膜（３）の下の薄膜（５）の厚みをコ
ーティング膜（４）の下のものに比べて厚くすることに
より実現できる。
わゆる不安定型共振器を構成している。レーザ出力ミラ
ー内面の部分反射コーティング膜（４）により部分反射
拡大されたレーザビーム（８）はコリメートミラー（６
）によって平行レーザビーム（９）に変換されろ間にレ
ーザ媒質（７）によって増幅され、その中心部は部分反
射コーティング膜（４）を通して、周囲部は無反射コー
ティング膜（３）を通して出力され、両者は合成されて
レーザビーム（１０）となる。この出力されたレーザビ
ーム（１０）は中づまりであるため、従来のリング状の
レーザビームよりよく集光されることはいうまでもない
が、さらによく集光されるにはその断面内で位相がよく
揃っている必要がある。不安定型共振器内に発生するレ
ーザビーム（９）の位相はよく揃っていることが知られ
ているために、外部に出力されるレーザビームの位相が
揃うには、コーティング膜（３）（４）を通過するレー
ザビーム間に位相差が生じないようにすればよい。しか
しながらコーティング膜（４）は部分反射コーティング
膜、コーティング膜（３）は無反射コーティング膜とい
うように反射率が異なり、膜の構成が異なるため、それ
ぞれのコーティング膜を通過するビーム間に位相差が生
じることはしばしばある。この発明ではそれぞれのコー
ティング膜を通過することによる位相差をコーティング
膜と母材との間に、母材と同一の屈折率を持９、厚みが
分布を持つ薄膜（５）を形成して実現している。例えば
部分反射コーティング膜（４）を通過するレーザビーム
の位相が無反射コーティング膜（３）を通過するレーザ
ビームの位相に比べてδ進んでいるとすれば、波長λと
して ｄ＝λ・δ／３６０ たけコーティング膜（３）の下の薄膜（５）の厚みをコ
ーティング膜（４）の下のものに比べて厚くすることに
より実現できる。
第３図（ａ）にはこのようにして位相が良く揃って出力
されたレーザビームをＣＯ２レーザ装置において得た例
を、第３図（ｂ）にはその集光ビームパターンの例を模
式的に示した。この発明によればサイドピークをほとん
どともなわずきわめて良好に集光されていることがわか
る。
されたレーザビームをＣＯ２レーザ装置において得た例
を、第３図（ｂ）にはその集光ビームパターンの例を模
式的に示した。この発明によればサイドピークをほとん
どともなわずきわめて良好に集光されていることがわか
る。
なお、上記実施例では内面のコーティング膜と母材との
間に位相調整用の薄膜を挿入する構成を示したが第４図
に示すように外面のコーティング膜と母材との間に挿入
しても良い。
間に位相調整用の薄膜を挿入する構成を示したが第４図
に示すように外面のコーティング膜と母材との間に挿入
しても良い。
また、上記実施例では内面のコーティング膜と母材との
間全面に薄膜（５）を挿入したが、第５図、第６図に示
すように中央部もしくは周囲部のみに挿入して位相調整
してもよい。
間全面に薄膜（５）を挿入したが、第５図、第６図に示
すように中央部もしくは周囲部のみに挿入して位相調整
してもよい。
また、位相の調整は第３図（１））に示すようにサイド
ピークをもたずに集光されることを目的としてされ、共
振器構成によちては完全に位相を揃えるよりも周囲部の
位相を若干進めるもしくは遅らせることにより高集光ビ
ームが獲られることもある。
ピークをもたずに集光されることを目的としてされ、共
振器構成によちては完全に位相を揃えるよりも周囲部の
位相を若干進めるもしくは遅らせることにより高集光ビ
ームが獲られることもある。
さらにこの発明例では不安定型共振器への応用例のみを
示したが、第７図に示すように凹状ミラーのレーザ出力
ミラー（１１）により安定型共振器に用いても良い。こ
の場合コーティング膜（３）として部分反射コーティン
グ膜（４）に比べて反射率の低いものを用いることによ
り中高のガウスモードが効率よく発生させれる。
示したが、第７図に示すように凹状ミラーのレーザ出力
ミラー（１１）により安定型共振器に用いても良い。こ
の場合コーティング膜（３）として部分反射コーティン
グ膜（４）に比べて反射率の低いものを用いることによ
り中高のガウスモードが効率よく発生させれる。
［発明の効果］
以上のように、この発明によれはレーザ出力ミラーの中
央部に施されるコーティング膜を部分反射コーティング
膜とし、上記中央部とその周囲部とを通過する二つのレ
ーザビーム間の位相調整を、ミラーの一面もしくは他面
のコーティング膜と上記ミラーの母材との間に、上記母
材と同じ屈折率を持つ薄膜を形成して行なうようにした
ので、ミラー上に形成される反射コーティング膜は通常
のミラーと同じ構成ででき、工業的に容易に、従って安
価に位相調整したレーザ出力ミラーが得られる効果があ
る。また母材に段差をつけて位相調整する場合よりも量
産に向くという効果もある。
央部に施されるコーティング膜を部分反射コーティング
膜とし、上記中央部とその周囲部とを通過する二つのレ
ーザビーム間の位相調整を、ミラーの一面もしくは他面
のコーティング膜と上記ミラーの母材との間に、上記母
材と同じ屈折率を持つ薄膜を形成して行なうようにした
ので、ミラー上に形成される反射コーティング膜は通常
のミラーと同じ構成ででき、工業的に容易に、従って安
価に位相調整したレーザ出力ミラーが得られる効果があ
る。また母材に段差をつけて位相調整する場合よりも量
産に向くという効果もある。
第１図はこの発明の一実施例によるレーザ出力ミラーを
示す断面図、第２図はこの発明の一実施例に係わるレー
ザ装置を示す断面構成図、第３図（ａ）（ｂ）は各々こ
の発明の一実施例に係わるレーザ装置におけるレーザビ
ームの特性を示す特性図、第４図、第５図、及び第６図
は各々この発明の他の実施例によるレーザ出力ミラーを
示す断面図、第７図はこの発明の他の実施例に係わるレ
ーザ装置を示す断面構成図、第８図は従来のレーザ出力
ミラーを用いたレーザ装置を示す断面構成図、並びに第
９図（ａ）（ｂ）は各々従来のレーザ装置におけるレー
ザビームの特性を示す特性図である。 図において、（１）はレーザ出力ミラー母材、（２）（
３）は無反射コーティング膜、（４）は部分反射コーテ
ィング膜、（５）は薄膜、（１１）はレーザ出力ミラー
である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
示す断面図、第２図はこの発明の一実施例に係わるレー
ザ装置を示す断面構成図、第３図（ａ）（ｂ）は各々こ
の発明の一実施例に係わるレーザ装置におけるレーザビ
ームの特性を示す特性図、第４図、第５図、及び第６図
は各々この発明の他の実施例によるレーザ出力ミラーを
示す断面図、第７図はこの発明の他の実施例に係わるレ
ーザ装置を示す断面構成図、第８図は従来のレーザ出力
ミラーを用いたレーザ装置を示す断面構成図、並びに第
９図（ａ）（ｂ）は各々従来のレーザ装置におけるレー
ザビームの特性を示す特性図である。 図において、（１）はレーザ出力ミラー母材、（２）（
３）は無反射コーティング膜、（４）は部分反射コーテ
ィング膜、（５）は薄膜、（１１）はレーザ出力ミラー
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 (3)
- （１） 中央部と周囲部とで反射率の異なるコーティン
グ膜を一面に、他面には無反射コーティング膜を施した
ミラーにおいて、上記中央部に施されるコーティング膜
は部分反射コーティング膜であり、上記中央部と上記周
囲部とを通過する二つのレーザビーム間の位相調整を、
上記一面もしくは他面のコーティング膜と上記ミラーの
母材との間に、上記母材と同じ屈折率を持つ薄膜を形成
して行なうようにしたことを特徴とするレーザ出力ミラ
ー。 - （２） 位相調整は、二つのレーザビーム間の位相差が
なくなるようにする特許請求の範囲第１項記載のレーザ
出力ミラー。 - （３） 薄膜材料は母材と同一である特許請求の範囲第
１項または第２項記載のレーザ出力ミラー。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31331487A JPH0666489B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | レーザ出力ミラー |
| KR1019880006600A KR910008990B1 (ko) | 1987-06-03 | 1988-06-02 | 레이저장치 |
| EP88108902A EP0293907B1 (en) | 1987-06-03 | 1988-06-03 | Laser apparatus |
| DE8888108902T DE3879547T2 (de) | 1987-06-03 | 1988-06-03 | Laser-apparat. |
| US07/201,999 US4903271A (en) | 1987-06-03 | 1988-06-03 | Laser apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31331487A JPH0666489B2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | レーザ出力ミラー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01154578A true JPH01154578A (ja) | 1989-06-16 |
| JPH0666489B2 JPH0666489B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=18039734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31331487A Expired - Fee Related JPH0666489B2 (ja) | 1987-06-03 | 1987-12-11 | レーザ出力ミラー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666489B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03102887A (ja) * | 1989-09-18 | 1991-04-30 | Mitsubishi Electric Corp | 固体レーザ装置 |
-
1987
- 1987-12-11 JP JP31331487A patent/JPH0666489B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03102887A (ja) * | 1989-09-18 | 1991-04-30 | Mitsubishi Electric Corp | 固体レーザ装置 |
| JP2738053B2 (ja) * | 1989-09-18 | 1998-04-08 | 三菱電機株式会社 | 固体レーザ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0666489B2 (ja) | 1994-08-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |