JPH02109382A - Laser apparatus - Google Patents

Laser apparatus

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JPH02109382A
JPH02109382A JP26227588A JP26227588A JPH02109382A JP H02109382 A JPH02109382 A JP H02109382A JP 26227588 A JP26227588 A JP 26227588A JP 26227588 A JP26227588 A JP 26227588A JP H02109382 A JPH02109382 A JP H02109382A
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JP
Japan
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laser
laser beam
mirror
optical resonator
laser medium
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Application number
JP26227588A
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Japanese (ja)
Inventor
Kimiharu Yasui
公治 安井
Masaaki Tanaka
正明 田中
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH02109382A publication Critical patent/JPH02109382A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/081Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
    • H01S3/0818Unstable resonators

Abstract

PURPOSE:To take out a high quality laser beam stably by using an unstable type optical resonator on a ring shaped light path as a specified output mirror. CONSTITUTION:A laser beam 18 is reflected from a second reflecting mirror 15 in an unstable type optical resonator 16 and amplified in a laser medium 1. Thus a laser beam 17 is obtained. The laser beam 17 is condensed and magnified with a first reflecting mirror 13. Most of the peripheral part of the beam is emitted to the outside as a laser beam 19 through a non-reflecting film 8 at the peripheral part of the inner surface of an output mirror 14. A part of the central part of the beam remains at the outside as a part of the laser beam 19 through a partial reflecting film 7 at the central part of the inner surface of the mirror 14. The remaining part of the beam is guided into the medium 1 again as the beam 18 and circulated in a ring pattern in the oscillator 16. Since the difference between losses of the lower-order mode and the higher-order mode having the aligned phase is large, the mode of the laser beam which is generated after the circulation is only the lowest-order mode. The beam is expanded at every circulation. Therefore, the high quality beam having the large cross sectional area can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、複数のミラーで構成した光共振器の光路」
―に配置されたレーザ媒質に励起光を照射してレーザビ
ームを発生するレーザ装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to an optical path of an optical resonator composed of a plurality of mirrors.
This invention relates to a laser device that generates a laser beam by irradiating excitation light onto a laser medium placed in -.

[従来の技術] 第6図は、例えばレーザハンドブック(オーム社、昭和
57年)に示された従来のレーザ装置の概略構成を示す
断面図であり、図において、(1,)は固体素子1例え
ばY、−ウNdxAQ、O□2よりなるロッド状の結晶
からなるレーザ媒質、(2)はアークランプ、(3)は
アークランプ(2)を点灯させるための電源、(4)は
集光反射ミラー、(5)は全反射ミラー、(6)は例え
ばガラスでできた出口ミラー2(7)は出口ミラー(6
)内面に設けられた例えばTiO2よりなる部分反射膜
、(8)は出口ミラー(6)外面およびレーザ媒質(1
)両側面にもうけられた例えばSLO□よりなる無反射
膜、(9)はミラー(5)及び(6)からなる光共振器
、 (10)は光共振器(9)内のレーザビーム、(1
1)は外部に取出されたレーザビーム、(1,2)は外
枠である。
[Prior Art] FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional laser device shown in, for example, the Laser Handbook (Ohmsha, 1982). In the figure, (1,) indicates the solid-state element 1. For example, a laser medium consisting of a rod-shaped crystal made of Y, -UNdxAQ, O Reflection mirror (5) is a total reflection mirror, (6) is an exit mirror made of glass, for example 2 (7) is an exit mirror (6)
) A partial reflection film made of, for example, TiO2 provided on the inner surface, (8) is the outer surface of the exit mirror (6) and the laser medium (1
) A non-reflective film made of, for example, SLO□ provided on both sides, (9) is an optical resonator consisting of mirrors (5) and (6), (10) is a laser beam in the optical resonator (9), ( 1
1) is a laser beam taken out to the outside, and (1, 2) is an outer frame.

次に動作について説明する。レーザ媒質(1)は電源(
3)により点灯されたアークランプ(2)からの直接光
および集光反射ミラー(4)よりの反射光により励起さ
れる。一方、内面に設けら九た部分反射膜(7)により
部分反射率をもった出口ミラー(6)と全反射ミラー(
5)とからなるいわゆる安定型光共振! (9)内に閉
じこめられたレーザビーム(10)は2両ミラー間を往
復するごとにこのレーザ媒質(1)により増幅され、あ
る−室以上の大きさになるとその一部が出口ミラー(6
)を通して外部にレーザビーム(11)として放出され
る。
Next, the operation will be explained. The laser medium (1) is powered by a power source (
3) is excited by the direct light from the arc lamp (2) turned on and the reflected light from the condensing and reflecting mirror (4). On the other hand, there is an exit mirror (6) which has a partial reflectance due to a partial reflection film (7) provided on the inner surface, and a total reflection mirror (
5) So-called stable optical resonance consisting of! The laser beam (10) confined in the chamber (9) is amplified by the laser medium (1) each time it goes back and forth between the two mirrors, and when the size of the chamber exceeds a certain level, a part of it is amplified by the exit mirror (6).
) is emitted to the outside as a laser beam (11).

第7図にその発振出力特性の一例を示す。二二でレーザ
媒質(1)はY2,4N d 、、&A Q 、 01
□よりなり、断面の直径8m、長さ150 ++v、出
[1ミラー(6)5全反射ミラー(5)の内面の曲率は
ともに0 、4 rn、両ミラー間の距離は0.45m
、出[コミラーの反射率は70%である。また投入電力
とはアークランプ(2)の点灯に消費された電力であり
、6kWの投入電力で約)00Wのレーザ出力が得られ
ている。
FIG. 7 shows an example of the oscillation output characteristics. In 22, the laser medium (1) is Y2,4N d , &A Q , 01
□, the diameter of the cross section is 8 m, the length is 150 ++v, the curvature of the inner surface of the mirror (6) and the total reflection mirror (5) are both 0 and 4 rn, and the distance between both mirrors is 0.45 m.
, the reflectance of the mirror is 70%. Further, the input power is the power consumed for lighting the arc lamp (2), and a laser output of approximately 00 W is obtained with input power of 6 kW.

[発明が解決しようとする課題] 従来のレーザ装置は、以」−のように安定型共振器をも
ちいているため1発生するレーザビーlいは発散角の大
きいいわゆる高次モー!−となる。この高次モードの度
合いの指標としては、共振器内に発生しうる位相のそろ
った最低次モードの断面直径とレーザ媒質の断面直径と
の比がある。この例では最低次モードは正規分布をもつ
、いわゆるガウスビームとなるためその強度が中心の1
/e2となる点で定義した断面直径φ。は両ミラー間の
距離り、レーザビームの波長λとして と計算される。一方、レーザ媒質の断面直径は8Hであ
るから両者の比は約15と大変大きく、この値から経験
的に100次以上の高次モードが発生していると予測さ
れる。高次モードの次数は実験的には発生されたレーザ
ビームの発散角を測定することによりおこなわれ1例え
ば第8図にその実測例を示す。この図から、発散角は1
0mrad程度と把握され、対応する高次モードの次数
として100次程度であると計算される。この発散角の
大小はレーザビームの集光性能そのものといえる。これ
は焦点孔El fの集光レンズによる集光スポット径φ
Sは概略的に発散角0に対して φ3−?f・0 で表わされ、したがって発散角の大小に比例して集光ス
ポット径の大小が決定されるためである。
[Problems to be Solved by the Invention] Conventional laser devices use a stable resonator as described below, so the laser beam generated is a so-called higher-order molar beam with a large divergence angle. − becomes. An index of the degree of this higher-order mode is the ratio of the cross-sectional diameter of the lowest-order mode with the same phase that can occur in the resonator to the cross-sectional diameter of the laser medium. In this example, the lowest-order mode has a normal distribution and is a so-called Gaussian beam, so its intensity is centered at 1
The cross-sectional diameter φ defined at the point where /e2. is calculated as the distance between both mirrors and the wavelength λ of the laser beam. On the other hand, since the cross-sectional diameter of the laser medium is 8H, the ratio between the two is very large, about 15, and from this value it is empirically predicted that higher-order modes of the 100th order or higher are generated. The order of the higher mode is determined experimentally by measuring the divergence angle of the generated laser beam. For example, an example of actual measurement is shown in FIG. From this figure, the divergence angle is 1
It is grasped to be about 0 mrad, and the order of the corresponding higher-order mode is calculated to be about 100th order. The size of this divergence angle can be said to be the focusing performance of the laser beam itself. This is the condensed spot diameter φ by the condensing lens of the focal hole El f.
S is approximately φ3−? for a divergence angle of 0? This is because the diameter of the focused spot is determined in proportion to the divergence angle.

ここでのlomradという値を市販のco2レーザと
比較すると約10倍であり、したがって従来のこのよう
な固体レーザ装置の集光特性はC02レーザ装置のl/
loであるといえる。また従来の構成では互いに進向方
向の異なる2つのレーザビームが同時にレーザ媒質を通
過するため、レーザビーム同志の干渉がおき、さらにこ
の干渉波によりレーザ媒質内の増幅率分布に乱れが生じ
、その結果発振スペクトルの幅が広がったり1時間的に
レーザ出力が不安定になることもあった。
If we compare the value of lomrad here to that of a commercially available CO2 laser, it is approximately 10 times larger, and therefore the condensing characteristics of such a conventional solid-state laser device are 1/1 of that of a CO2 laser device.
It can be said that lo. In addition, in the conventional configuration, two laser beams with different propagation directions pass through the laser medium at the same time, resulting in interference between the laser beams, and this interference wave also causes disturbances in the amplification factor distribution within the laser medium. As a result, the width of the oscillation spectrum widened and the laser output became unstable for an hour.

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので5大所面積で発散角が小さいレーザビームをレ
ーザ媒質内のビーム干渉により悪影響をおよぼされるこ
とのない安定なレーザ装置この発明に係るレーザ装置は
、光共振器として、レーザ媒質から、第1の反射ミラー
、出口ミラー及び第2の反射ミラーを経て上記レーザ媒
質に戻るリング状の光路をもつ不安定型光共振器を用い
るとともに、この光共振器からレーザビームの一部を取
り出す出口ミラーを、中央部が部分反射性をもちその周
囲部が無反射性をもつよう構成したものである。
This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and provides a stable laser device that uses a laser beam with a large area and a small divergence angle without being adversely affected by beam interference within the laser medium. The laser device according to the present invention includes, as an optical resonator, an unstable optical resonator having a ring-shaped optical path that returns from a laser medium to the laser medium via a first reflecting mirror, an exit mirror, and a second reflecting mirror. The exit mirror used to extract a portion of the laser beam from the optical resonator is constructed so that the central portion is partially reflective and the surrounding portion is non-reflective.

また、この発明の第2の発明に係るレーザ装置は、光共
振器として、レーザ媒質から、第1の反射ミラー、出口
ミラー、及び第2の反射ミラーを経て上記レーザ媒質に
戻るリング状の光路をもち。
Further, the laser device according to the second aspect of the present invention has a ring-shaped optical path that returns from the laser medium to the laser medium via a first reflection mirror, an exit mirror, and a second reflection mirror as an optical resonator. Have.

その光路中に集光点をもつネガティブブランチ型光共振
器を用いるとともに、その光路中に集光されたレーザビ
ームの外形を整える空間フィルターを設けたものである
This uses a negative branch optical resonator with a focal point in its optical path, and also provides a spatial filter in the optical path to adjust the outline of the focused laser beam.

[作 用] この発明におけるリング状に形成された不安定型光共振
器では、レーザ媒質内を一方向にのみ通過するレーザビ
ームの光路が形成され、さらに中央部が部分反射性をも
つ出口ミラーによりこの光路りから中づまり状のレーザ
ビームがとり出される。
[Function] In the ring-shaped unstable optical resonator according to the present invention, an optical path of the laser beam that passes through the laser medium in only one direction is formed, and the central part is formed by an exit mirror having a partially reflective property. A hollow laser beam is extracted from this optical path.

また、この発明の第2の発明におけるリング状に形成さ
れ光路中に集光点をもつネガティブブランチ型光共振器
と空間フィルターを組合わせ用いることにより、光共振
器内でのレーザビームの乱れが補正され高品質のレーザ
ビームが安定にとり出される。
Furthermore, by using a negative branch type optical resonator formed in a ring shape and having a focal point in the optical path in combination with a spatial filter in the second aspect of the present invention, disturbance of the laser beam within the optical resonator can be prevented. A corrected and high quality laser beam is stably extracted.

[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
図はこの発明の一実施例の概atli構成を示す断面図
、第2図はそれの出力特性を示す特性図である0図にお
いて、(1)はレーザ媒質、(2)はアークランプ、(
3)はアークランプ(2)点灯用電源。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. 1st
The figure is a cross-sectional view showing a schematic atli configuration of an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a characteristic diagram showing its output characteristics. In Figure 0, (1) is a laser medium, (2) is an arc lamp, (
3) is the power supply for lighting the arc lamp (2).

(7)は例えばTjO2よりなる部分反射+1L (8
)は例えばSin、よりなる無反射膜、(12)は外枠
、(+3)は第1の反射ミラーである凹面全反射ミラー
(14)は例えばガラスでできたコリメートミラーを構
成する出口ミラーで、それの内面中央に部分反射膜(7
)が、その部分反射膜(7)の外周上及び外面に無反射
IFJ(8)がそれぞれ設けられている。(15)は第
2の反射ミラーである全反射ミラー、 (1,6)は出
口ミラー(14)と第1、第2の反射ミラー(+3)。
(7) is, for example, partial reflection +1L (8
) is a non-reflection film made of, for example, Sin, (12) is an outer frame, and (+3) is a first reflection mirror.A concave total reflection mirror (14) is an exit mirror that constitutes a collimating mirror made of glass, for example. , a partially reflective film (7
), a non-reflective IFJ (8) is provided on the outer periphery and outer surface of the partially reflective film (7). (15) is a total reflection mirror which is a second reflection mirror, (1,6) is an exit mirror (14) and the first and second reflection mirrors (+3).

(]5)とからなる光共振器、(17)、(18)は光
共振器(16)内に発生したレーザビーム、(19)は
光共振器(16)外部にとり出されたレーザビームであ
る。
(17) and (18) are the laser beams generated within the optical resonator (16), and (19) is the laser beam taken out to the outside of the optical resonator (16). be.

次に動作について説明する。レーザ媒質(1)は電源(
3)により点灯されたアークランプ(2)により励起さ
れる。一方、光共振器(16)内に発生したレーザビー
ム(17) 、 (18)はこのレーザ媒質(1)によ
り増幅され、ある一定以上の大きさになると、その一部
がレーザビーム(19)として外部にとり出される。こ
の光共振器(16)の動作をさらに詳しく説明すれば、
第1の反射ミラー(13)、出口ミラー(14)及び第
2の反射ミラー(15)とで不安定型光共振器(工6)
を構成し、レーザビーム(18)は第2の反射ミラー(
15)により反射されレーザ媒質(1)に導かれ増幅さ
れたのちレーザビーム(17)として第1の反射ミラー
(13)により集光拡大されて、その周囲部は出口ミラ
ー(14)内面周囲部の無反射膜(8)の作用によりそ
のほとんどがレーザビーム(19)として外部に放出さ
れ、また中央部はその一部が出口ミラー(14)内面中
央部の部分反射II! (7)の作用により一部がレー
ザビーム(19)の一部として外部にとり出され、残り
の部分がレーザビーム(18)として反射して再びレー
ザ媒質(1)に導かれ光共振器(16)内をリング状に
循環する。したがって外部のレーザビーム(19)は中
づまり状となる。このような不安定型共振器では位相の
揃った最低次モードと高次モードとの損失の差が安定型
共ai器にくらべて非常に太きいため、数回循環後発生
するレーザビームは最低次モードのもののみとなり、毎
循環ごとに拡大されるため大断面積の高品質ビームが得
られる。また、出口ミラーの外面の曲率半径は内面の曲
率半径より小さくメニスカス状にし、出射ビームをほぼ
平行にしている。これらのことから結局5等位相の中づ
まり状大断面積の平行ビームという最も理想的なレーザ
ビームが得られる。なお1以上の構成において、レーザ
の発振初期には光共振器(16)内には上記の左に回る
レーザビームの外に右に回るレーザビームが存在する。
Next, the operation will be explained. The laser medium (1) is powered by a power source (
3) is excited by the arc lamp (2) turned on by the arc lamp (2). On the other hand, the laser beams (17) and (18) generated in the optical resonator (16) are amplified by this laser medium (1), and when they reach a certain size or more, a part of them becomes the laser beam (19). It is taken out to the outside as. To explain the operation of this optical resonator (16) in more detail,
An unstable optical resonator (technique 6) is formed by the first reflecting mirror (13), the exit mirror (14) and the second reflecting mirror (15).
, and the laser beam (18) passes through the second reflecting mirror (
15), is reflected by the laser medium (1) and amplified, and is then focused and expanded by the first reflecting mirror (13) as a laser beam (17), and its periphery is reflected by the inner surface of the exit mirror (14). Most of it is emitted to the outside as a laser beam (19) due to the action of the non-reflection film (8), and a part of it is partially reflected at the center of the inner surface of the exit mirror (14) II! Due to the action of (7), a part is extracted to the outside as part of the laser beam (19), and the remaining part is reflected as a laser beam (18) and guided to the laser medium (1) again into the optical resonator (16). ) circulates in a ring shape. Therefore, the external laser beam (19) becomes stuck. In such an unstable resonator, the difference in loss between the phase-aligned lowest-order mode and higher-order mode is much larger than that in a stable AI resonator, so the laser beam generated after circulating several times is the lowest-order mode. Since it is only a mode and is expanded with each circulation, a high-quality beam with a large cross-sectional area can be obtained. Further, the radius of curvature of the outer surface of the exit mirror is smaller than the radius of curvature of the inner surface, and is shaped like a meniscus, so that the output beams are made almost parallel. From these facts, the most ideal laser beam, which is a parallel beam with a large cross-sectional area in the form of a quintic phase, can be obtained. In one or more configurations, at the beginning of laser oscillation, a right-rotating laser beam exists in the optical resonator (16) in addition to the above-mentioned left-turning laser beam.

しかし、この右回りレーザビームは毎循環ごとにレーザ
ビームが縮小されてしまうためしだいに減衰し、結局左
回りのレーザビームのみとなる。したがってレーザ媒質
(1)を一方向にのみレーザビームが通過することにな
る。
However, this clockwise laser beam is gradually attenuated because it is reduced in size with each cycle, and eventually only a counterclockwise laser beam remains. Therefore, the laser beam passes through the laser medium (1) in only one direction.

以上の構成において、レーザ媒質(1)として。In the above configuration, as the laser medium (1).

Y2、Nd、、6AQ50□2よりなり断面の直径8m
Made of Y2, Nd, 6AQ50□2, cross-sectional diameter 8m
.

長さ150 ll1mのロット状の結晶を使用し、出口
ミラー(14)、第1の反射ミラー(13)の内面の曲
率をそれぞれ0.48m 、 0,8rn、両ミラー間
の距離を0.44m、出口ミラー(14)内面中央の部
分反射膜(7)の反射率を80%とした場合の発振出力
特性の一例を第2図に示す。ここで、投入ポカとはアー
クランプの点灯に消費された電力であり、8kwの投入
電力で約100 wのレーザ出力が得られている。
A lot-shaped crystal with a length of 150 ll1 m was used, the curvature of the inner surface of the exit mirror (14) and the first reflecting mirror (13) was 0.48 m and 0.8rn, respectively, and the distance between both mirrors was 0.44 m. FIG. 2 shows an example of the oscillation output characteristics when the reflectance of the partially reflective film (7) at the center of the inner surface of the exit mirror (14) is set to 80%. Here, the input power is the power consumed to turn on the arc lamp, and approximately 100 W of laser output is obtained with 8 kW of input power.

第3図(a)、(b)は、この実施例と従来のレーザ装
置における集光パターンを示す特性図で、レーザ出ノ月
00wのこの実施例のレーザ装置からのレーザビームを
レンズで集光したパターンを第3図(a)に、従来の固
体レーザ装置からのレーザビームの型光パターンを第3
図(b)に比較して示している0図より明らかなように
、この実施例のものは従来のものの約1740程度に幅
が縮小されているばかりでなく、中実軸上強度は1.0
00倍以」二となっている。また、そのビームパターン
も時間的にきオ)めで安定なものであったが、これはレ
ーザ媒質(1)内をレーザビームが一方向にのみ通過し
ているため、従来例でみられたレーザビームの二方向通
過による干渉の影響が除かれたためと思われる。
FIGS. 3(a) and 3(b) are characteristic diagrams showing the condensing patterns of this embodiment and the conventional laser device. The laser beam from the laser device of this embodiment with a laser emission month of 00 W is focused by a lens. The light pattern is shown in Figure 3(a), and the pattern of the laser beam from a conventional solid-state laser device is shown in Figure 3(a).
As is clear from Figure 0 shown in comparison with Figure (b), the width of this embodiment is not only reduced to about 1740 compared to the conventional one, but also the solid axial strength is 1. 0
00 times or more”2. In addition, the beam pattern was stable with respect to time, but this is because the laser beam passes through the laser medium (1) in only one direction. This is probably because the influence of interference caused by the beam passing in two directions has been removed.

また、上記実施例では出口ミラー内面の中央部と周囲部
とを通過するレーザビーム間の位相差は小さく問題とな
らなかったが、部分反射膜(7)の構成によってはこれ
が問題となることも考えられる。その場合は両レーザビ
ーム間の位相差を打消す手段を設ければよい。第4図は
この位相差打消し手段を設けた実施例の概略構成を示す
断面図で。
In addition, in the above embodiment, the phase difference between the laser beam passing through the central part and the peripheral part of the inner surface of the exit mirror was small and did not pose a problem, but this may become a problem depending on the configuration of the partially reflective film (7). Conceivable. In that case, a means for canceling the phase difference between both laser beams may be provided. FIG. 4 is a sectional view showing a schematic configuration of an embodiment provided with this phase difference canceling means.

図において、(20)は外面に段差(21)を設けた出
口ミラーで、この段差(21)により出口ミラー(20
)内面の中央部と周囲部とを通過するレーザビーム間の
位相差が打消される。
In the figure, (20) is an exit mirror with a step (21) provided on the outer surface, and this step (21) makes the exit mirror (20)
) The phase difference between the laser beams passing through the center and periphery of the inner surface is canceled out.

さらに、上記実施例では第1の反射ミラー(13)から
集光状のレーザビーム(17)が反射されてくる。
Further, in the above embodiment, a condensed laser beam (17) is reflected from the first reflecting mirror (13).

いわゆるネガティブブランチ型光共振器の例を示したが
、平行状のレーザビームが反射されるようにしてもよく
、要は不安定型光共振器(16)をリング状に構成すれ
ばよい。
Although an example of a so-called negative branch type optical resonator has been shown, a parallel laser beam may be reflected.In short, the unstable type optical resonator (16) may be configured in a ring shape.

第5図はこの発明の他の実施例の概略構成を示す断面図
で、この実施例ではネガティブブランチ型光共振器にお
いて、第1の反射ミラー(13)から反射されたレーザ
ビーム(17)の実光点(22)近傍に小径のアパーチ
ャを備えたいわゆる空間フィルター (23)を設けた
ものである。この空間フィルター(23)によりレーザ
ビーム(17)の外周に発生するノイズ成分が除去され
、外部に取り出されるレーザビーム(19)の品質がさ
らに向上し、レーザ媒質(1)の不安定さによるノイズ
成分もカットできるため、とり出されるレーザビーム(
17)の品質が安定化する。
FIG. 5 is a sectional view showing a schematic configuration of another embodiment of the present invention. In this embodiment, the laser beam (17) reflected from the first reflecting mirror (13) in a negative branch type optical resonator. A so-called spatial filter (23) with a small diameter aperture is provided near the actual light point (22). This spatial filter (23) removes noise components generated on the outer periphery of the laser beam (17), further improving the quality of the laser beam (19) taken out to the outside, and eliminating noise caused by instability of the laser medium (1). Since the component can also be cut, the extracted laser beam (
17) The quality is stabilized.

[発明の効果] 以」二のようにこの発明によれば、光共振器として、レ
ーザ媒質から、第1の反射ミラー、出口ミラー、及び第
2の反射ミラーを経て上記レーザ媒質に戻るリング状の
光路をもつ不安定型光共振器を用いるとともに、この光
共振器からレーザビームの一部を取り出す出口ミラーを
、中央部が部分反射性をもちその周囲部が無反射性をも
つよう構成したので、大断面積で高品質のレーザビーム
を安定に取出し得るレーザ装置が得られる効果がある。
[Effects of the Invention] As described in "2" below, according to the present invention, as an optical resonator, a ring-shaped optical resonator returns from the laser medium to the laser medium via the first reflecting mirror, the exit mirror, and the second reflecting mirror. In addition to using an unstable optical resonator with an optical path of This has the effect of providing a laser device that can stably extract a high-quality laser beam with a large cross-sectional area.

また、リング状の光路中に実光点をもつネガティブブラ
ンチ型光共振器を用いるとともに、その光路中に集光さ
れたレーザビームの外形を整える空間フィルターを設け
たので、さらに高品質で品質の安定したレーザビームを
取出し得るレーザ装置が得られる効果がある。
In addition, a negative branch optical resonator with a real light spot in the ring-shaped optical path is used, and a spatial filter is installed in the optical path to adjust the outer shape of the focused laser beam, resulting in even higher quality. This has the effect of providing a laser device that can extract a stable laser beam.

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

第1図はこの発明の一実施例の概略構成を示す断面図、
第2図はそれの出力特性を示す特性図、第3図(a) 
、 (b)は、この実施例と従来のレーザ装置における
集光パターンを示す特性図、第4図。 第5図は、それぞれこの発明の他の実施例の概略構成を
示す断面図、第6図は従来のレーザ装置の概略構成を示
す断面図、第7図及び第8図は各々従来の固体レーザ装
置におけるレーザ出力及び発散角を示す特性図である。 図において、(1)はレーザ媒質、(2)は光源(ア−
クランプ)、 (7)は部分反射膜、(8)は無反射膜
、(12)は外枠、(13)は第1の反射ミラー、 (
14)、(20)は出jコミラー、 (15)は第2の
反射ミラー、(16)は光共振器、 (17)、(L、
S)、(19)はレーザビーム、 (21)は段差、 
(22)は集光点、 (23)は空間フィルターである
。 図中同一符号は同一あるいは相当部分を示す。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a characteristic diagram showing its output characteristics, Figure 3 (a)
, (b) is a characteristic diagram showing condensing patterns in this embodiment and a conventional laser device, FIG. FIG. 5 is a sectional view showing a schematic configuration of another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a sectional view showing a schematic configuration of a conventional laser device, and FIGS. 7 and 8 are a sectional view of a conventional solid-state laser device. FIG. 3 is a characteristic diagram showing laser output and divergence angle in the device. In the figure, (1) is the laser medium, and (2) is the light source (arc).
Clamp), (7) is a partially reflective film, (8) is a non-reflective film, (12) is an outer frame, (13) is a first reflective mirror, (
14), (20) are output mirrors, (15) are second reflection mirrors, (16) are optical resonators, (17), (L,
S), (19) is a laser beam, (21) is a step,
(22) is a focal point, and (23) is a spatial filter. The same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 複数のミラーで構成した光共振器、この光共振
器の光路上に配置されたレーザ媒質、及びこのレーザ媒
質に励起光を照射する光源とを備えたレーザ装置におい
て、上記光共振器を、上記レーザ媒質から、第1の反射
ミラー、出口ミラー、及び第2の反射ミラーを経て上記
レーザ媒質に戻るリング状の光路をもつ不安定型光共振
器とするとともに、この光共振器からレーザビームの一
部を取り出す上記出口ミラーを、中央部が部分反射性を
もちその周囲部が無反射性をもつよう構成したことを特
徴とするレーザ装置。
(1) In a laser device comprising an optical resonator configured with a plurality of mirrors, a laser medium disposed on the optical path of the optical resonator, and a light source that irradiates the laser medium with excitation light, the optical resonator is an unstable optical resonator having a ring-shaped optical path returning from the laser medium to the laser medium via a first reflecting mirror, an exit mirror, and a second reflecting mirror, and from this optical resonator, a laser beam is emitted from the optical resonator. A laser device characterized in that the exit mirror for extracting a portion of the beam is configured such that a central portion thereof is partially reflective and a peripheral portion thereof is non-reflective.
(2) 複数のミラーで構成した光共振器、この光共振
器の光路上に配置されたレーザ媒質、及びこのレーザ媒
質に励起光を照射する光源とを備えたレーザ装置におい
て、上記光共振器を、上記レーザ媒質から、第1の反射
ミラー、出口ミラー、及び第2の反射ミラーを経て上記
レーザ媒質に戻るリング状の光路をもち、その光路中に
集光点をもつネガティブブランチ型光共振器とするとと
もに、その光路中に集光されたレーザビームの外形を整
える空間フィルターを設けたことを特徴とするレーザ装
置。
(2) In a laser device comprising an optical resonator configured with a plurality of mirrors, a laser medium disposed on the optical path of the optical resonator, and a light source that irradiates the laser medium with excitation light, the optical resonator is a negative branch type optical resonance having a ring-shaped optical path from the laser medium, returning to the laser medium via a first reflecting mirror, an exit mirror, and a second reflecting mirror, and having a focal point in the optical path. What is claimed is: 1. A laser device characterized in that a spatial filter is provided in the optical path of the laser beam to adjust the outer shape of the focused laser beam.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6144687A (en) * 1998-09-04 2000-11-07 Excitation Llc Laser

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