JPH02166778A - ガスレーザの光共振器 - Google Patents
ガスレーザの光共振器Info
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- JPH02166778A JPH02166778A JP63320478A JP32047888A JPH02166778A JP H02166778 A JPH02166778 A JP H02166778A JP 63320478 A JP63320478 A JP 63320478A JP 32047888 A JP32047888 A JP 32047888A JP H02166778 A JPH02166778 A JP H02166778A
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- laser beam
- mirror
- laser
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明はガスレーザ発振器の光共振器に関する。
（従来の技術）
ガスレーザによって加工を行なう場合には、レーザ光の
モードは一般に低次モードが適している。そのため、第
４図のように、光共振器１のレーザ媒質３の両側に設け
た後部ミラー５及び出力ミラー７の間に、絞り（アパー
チャー）９を設置ノ、レーザ光の外径を制限し、高次モ
ードの発振を抑えたものが一般に使用されている。
モードは一般に低次モードが適している。そのため、第
４図のように、光共振器１のレーザ媒質３の両側に設け
た後部ミラー５及び出力ミラー７の間に、絞り（アパー
チャー）９を設置ノ、レーザ光の外径を制限し、高次モ
ードの発振を抑えたものが一般に使用されている。
（発明が解決しようとする課題）
前記のように、ミラー間に絞りを設けたものは、絞りが
高温になるため表面にセラミックを溶射し、また反射を
少くするためにカーボライジング等の処理をする必要が
あり、更に光の吸収による温度上昇を防ぐための冷却装
量を設ける必要があった。
高温になるため表面にセラミックを溶射し、また反射を
少くするためにカーボライジング等の処理をする必要が
あり、更に光の吸収による温度上昇を防ぐための冷却装
量を設ける必要があった。
この発明は、このような問題に着目して創案されたもの
で、絞りを使用しないで高次モードのレーザ光の発振を
抑え、低次モードのレーザ光を発振する光共振器を提供
することを目的とするものである。
で、絞りを使用しないで高次モードのレーザ光の発振を
抑え、低次モードのレーザ光を発振する光共振器を提供
することを目的とするものである。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
前記の目的を達成するために、この発明の光共振器は、
レーザ媒質を挾んで二枚のミラーを、その光軸を共通に
して向い合せ、ミラーの一方に、他の部と反射率の異な
る反射面を光軸と同心状に限定して設け、低次モードの
レーザ光を発振するようにしたものである。
レーザ媒質を挾んで二枚のミラーを、その光軸を共通に
して向い合せ、ミラーの一方に、他の部と反射率の異な
る反射面を光軸と同心状に限定して設け、低次モードの
レーザ光を発振するようにしたものである。
ここで、低次モードのレーザ光とは、ＴＥＭ。
Ｏ又はＴＥＭｏ ＋ ”モードのレーザ光を言う。また
、特許請求の範囲（２）、（３）で言うＴＥＭ００モー
ドのレーザ光の半径ωとは、ガウス分布をなすＴＥＭ０
０モードのレーザ光の強度が、その中心の強度の１／髪
２となる半径のことである。またａ。
、特許請求の範囲（２）、（３）で言うＴＥＭ００モー
ドのレーザ光の半径ωとは、ガウス分布をなすＴＥＭ０
０モードのレーザ光の強度が、その中心の強度の１／髪
２となる半径のことである。またａ。
ｂ、Ｃの数値は特に限定するものではないが、適正値は
それぞれ１．０．４，１．８である。
それぞれ１．０．４，１．８である。
（作用）
次に、この発明の作用について説明する。ＴＥＭ００及
びＴＥＭｏ＋６モードのレーザ光の強度■１及び工２は
、光軸中心からの距離ｒの関数として、それぞれ次のよ
うに表わされる。ここでＩｏはＴＥＭ００モードの中心
の強度で、ωは前記のようにＴＥＭ００モードのレーザ
光の半径である。
びＴＥＭｏ＋６モードのレーザ光の強度■１及び工２は
、光軸中心からの距離ｒの関数として、それぞれ次のよ
うに表わされる。ここでＩｏはＴＥＭ００モードの中心
の強度で、ωは前記のようにＴＥＭ００モードのレーザ
光の半径である。
Ｉ＋＝ＩｏｕＸＩ）（２ｒ２／ω２） ・（１）Ｉ２
＝Ｉｏ （２ｒ２／ω２） ｕＸＩ）（−２ｒ２／ω２） −（２）式（１）
及び（２）を図に示すと第３図（ａ）のようになる。
＝Ｉｏ （２ｒ２／ω２） ｕＸＩ）（−２ｒ２／ω２） −（２）式（１）
及び（２）を図に示すと第３図（ａ）のようになる。
ＴＥＭ００モードのレーザ光は、ガウス形分布をしてお
り、ＴＥＭｏ ＋ ”モードのレーザ光は、中心強度が
零で環状をしている。
り、ＴＥＭｏ ＋ ”モードのレーザ光は、中心強度が
零で環状をしている。
半径ｒの円内に含まれるパワーの全パワーに対する割合
（以下相対パワーという）を前記のＴＥＭ００及びＴＥ
Ｍｏ Ｉ”モードのレーザ光について、それぞれＰ＋
、Ｐ２とすれば、 Ｐ＋＝１ １Ｘｌ）（−２ｒ ２ ／ω２ ）
−（３）Ｐ２ ＝１− （１＋２ｒ ２ ／ω２
）Ｌｘｐ （−２ｒ ２／ω２ ）
・（４）になる。式（３）及び（４）を図に示すと第３
図（ｂ）のようになる。この図から明らかなように、相
対パワーはＴＥＭ００の方がＴＥＭｏ ＋”より中心に
集中していることが分る。
（以下相対パワーという）を前記のＴＥＭ００及びＴＥ
Ｍｏ Ｉ”モードのレーザ光について、それぞれＰ＋
、Ｐ２とすれば、 Ｐ＋＝１ １Ｘｌ）（−２ｒ ２ ／ω２ ）
−（３）Ｐ２ ＝１− （１＋２ｒ ２ ／ω２
）Ｌｘｐ （−２ｒ ２／ω２ ）
・（４）になる。式（３）及び（４）を図に示すと第３
図（ｂ）のようになる。この図から明らかなように、相
対パワーはＴＥＭ００の方がＴＥＭｏ ＋”より中心に
集中していることが分る。
後述の実施例（第１図）のように半径ωの所までは反射
させ、それ以上の所では透過させるミラーの場合には、
相対パワーは、ＴＥＭ００モードのレーザ光では８６％
であるが、ＴＥＭｏ ＋ ”モードのレーザ光では５８
％と低い。即ちこのようなミラーではＴＥＭ００モード
のレーザ光の発振は容易であるが、ＴＥＭｏ ＋ ”モ
ードのレーザ光の発振はむづかしいことになる。
させ、それ以上の所では透過させるミラーの場合には、
相対パワーは、ＴＥＭ００モードのレーザ光では８６％
であるが、ＴＥＭｏ ＋ ”モードのレーザ光では５８
％と低い。即ちこのようなミラーではＴＥＭ００モード
のレーザ光の発振は容易であるが、ＴＥＭｏ ＋ ”モ
ードのレーザ光の発振はむづかしいことになる。
また、後述の別の実施例（第２図）のように中心から半
径０．４ωの所までは透過させ、半径０゜４ωから１．
８ωまでの環状の部で反射させ、それ以上の所では透過
させるミラーの相対パワーはＴＥＭ００及びＴＥＭ０１
＊モードのレーザ光では、次のようになる。
径０．４ωの所までは透過させ、半径０゜４ωから１．
８ωまでの環状の部で反射させ、それ以上の所では透過
させるミラーの相対パワーはＴＥＭ００及びＴＥＭ０１
＊モードのレーザ光では、次のようになる。
光軸中心から０．４ωまでの透過部分での相対パワーの
減少は、図示のようにＴＥＭ００モードのレーザ光では
２７％、ＴＥＭｏ ＋ ”モードのレーザ光では４％に
なる。また、半径１．８ω以上の透過部分での相対パワ
ーの減少は、ＴＥＭｏ。
減少は、図示のようにＴＥＭ００モードのレーザ光では
２７％、ＴＥＭｏ ＋ ”モードのレーザ光では４％に
なる。また、半径１．８ω以上の透過部分での相対パワ
ーの減少は、ＴＥＭｏ。
モードのレーザ光では殆んど０．ＴＥＭｏ ＋″モード
レーザ光では１％である。したがって、ＴＥＭ００及び
丁ＥＭｏ ＋ ”モードのレーザ光の相対パワーは、そ
れぞれ７３％及び９５％になる。
レーザ光では１％である。したがって、ＴＥＭ００及び
丁ＥＭｏ ＋ ”モードのレーザ光の相対パワーは、そ
れぞれ７３％及び９５％になる。
即ち、このようなミラーではＴＥＭ００モードのレーザ
光の発振はむづかしく、ＴＥＭｏ ＋”モードのレーザ
光の発振は容易であることが分る。
光の発振はむづかしく、ＴＥＭｏ ＋”モードのレーザ
光の発振は容易であることが分る。
なお半径１，８ω以上の部はレーザ光が透過するので高
次モードの発振も抑えられる。
次モードの発振も抑えられる。
以上の説明から理解されるように、レーザ媒質を挾んで
二枚のミラーを光軸を共通にして向い合せ、ミラーの一
方に、他の部と反射率の異なる反射面を光軸と同心状に
適宜に限定して設ければ、ＴＥＭ００及びＴＥＭｏ ＋
”モードのような低次モードのレーザ光のみの発振を
行なうことができる。
二枚のミラーを光軸を共通にして向い合せ、ミラーの一
方に、他の部と反射率の異なる反射面を光軸と同心状に
適宜に限定して設ければ、ＴＥＭ００及びＴＥＭｏ ＋
”モードのような低次モードのレーザ光のみの発振を
行なうことができる。
（実施例）
次に、この発明の実施例について図面に基づいて説明す
る。第１図（ａ＞、（ｂ）は共にＴＥＭ００モードのレ
ーザ光を発振する二つの実施例である。
る。第１図（ａ＞、（ｂ）は共にＴＥＭ００モードのレ
ーザ光を発振する二つの実施例である。
光共振器１は、レーザ媒質３を共に光軸を合せた後部ミ
ラー５及び出力ミラー７で挾んだものである。
ラー５及び出力ミラー７で挾んだものである。
第１図（ａ）の後部ミラー５は、光軸の中心から半径ω
までの部分Ｍ１に全反射膜のコーテングをし、その周辺
部Ｍ２に無反射膜のコーテングをしてあり、出力ミラー
７は全面に半透過膜のコーテングをしである。したがっ
て、後部ミラー５ではＭ１部のみの反射になるので、Ｔ
ＥＭｏ ＋ ”モードのレーザ光の発振は抑えられ、Ｔ
ＥＭｏ ｏモードのレーザ光のみを発振する。
までの部分Ｍ１に全反射膜のコーテングをし、その周辺
部Ｍ２に無反射膜のコーテングをしてあり、出力ミラー
７は全面に半透過膜のコーテングをしである。したがっ
て、後部ミラー５ではＭ１部のみの反射になるので、Ｔ
ＥＭｏ ＋ ”モードのレーザ光の発振は抑えられ、Ｔ
ＥＭｏ ｏモードのレーザ光のみを発振する。
第１図（ｂ）の後部ミラー５は全面に反射膜のコーテン
グがしてあり、出力ミラー７は光軸中心から半径ωまで
の部分Ｍ３に、半透過膜のコーテングをし、その周辺部
Ｍ４には無反射膜のコーテングがしである。したがって
、出力ミラー７ではＭ３部のみの反射になるので前図と
同様にＴＥＭｏ。
グがしてあり、出力ミラー７は光軸中心から半径ωまで
の部分Ｍ３に、半透過膜のコーテングをし、その周辺部
Ｍ４には無反射膜のコーテングがしである。したがって
、出力ミラー７ではＭ３部のみの反射になるので前図と
同様にＴＥＭｏ。
のモードのレーザ光のみを発振する。
第２図（ａ）、（ｂ）は共にＴＥＭｏ ＋ ”モードの
レーザ光を発振する二つの実施例である。光共振器１は
、第１図（ａ）、（ｂ）と同様に、レーザ媒質３を光軸
を合せた後部ミラー５及び出力ミラー７で挾んだもので
ある。
レーザ光を発振する二つの実施例である。光共振器１は
、第１図（ａ）、（ｂ）と同様に、レーザ媒質３を光軸
を合せた後部ミラー５及び出力ミラー７で挾んだもので
ある。
第２図（ａ）の後部ミラー５は、光軸中心半径０゜４ω
から１．８ωの環状部Ｍ５に全反射膜をコーテングし、
他の部Ｍｅ 、Ｍｙには無反射膜をコーテングしてあり
、出力ミラー７は半透過膜をコーテングしである。した
がって後部ミラー５では環状部Ｍ５のみの反射になるの
で、ＴＥＭ００モードのレーザ光の発振は抑えられＴＥ
Ｍｏ ＋ ’モードのレーザ光のみを発振する。
から１．８ωの環状部Ｍ５に全反射膜をコーテングし、
他の部Ｍｅ 、Ｍｙには無反射膜をコーテングしてあり
、出力ミラー７は半透過膜をコーテングしである。した
がって後部ミラー５では環状部Ｍ５のみの反射になるの
で、ＴＥＭ００モードのレーザ光の発振は抑えられＴＥ
Ｍｏ ＋ ’モードのレーザ光のみを発振する。
第２図（ｂ）の後部ミラー５は、全反射膜がコーテング
してあり、出力ミラー７は光軸中心半径０゜４ωから１
．８ωの環状部Ｍ８に半透過膜がコーテングしてあり、
他の部Ｍｇ 、 Ｍ＋ｏは無反射膜をコーテングしであ
る。したがって、出力ミラー７では環状部Ｍ８のみの反
射になるので、前図と同様にＴＥＭｏ＋１モードのレー
ザ光のみを発振する。
してあり、出力ミラー７は光軸中心半径０゜４ωから１
．８ωの環状部Ｍ８に半透過膜がコーテングしてあり、
他の部Ｍｇ 、 Ｍ＋ｏは無反射膜をコーテングしであ
る。したがって、出力ミラー７では環状部Ｍ８のみの反
射になるので、前図と同様にＴＥＭｏ＋１モードのレー
ザ光のみを発振する。
［発明の効果］
以上の説明から理解されるように、この発明は特許請求
の範囲に記載の構成を備えているので、比較的簡単な構
成によって、低次モードのレーザ光を発振する光共振器
を提供することができる。
の範囲に記載の構成を備えているので、比較的簡単な構
成によって、低次モードのレーザ光を発振する光共振器
を提供することができる。
したがって、従来のような絞りを使用することに伴う前
述のような問題（耐光性材料の使用、冷却等）が−切解
消することにある。
述のような問題（耐光性材料の使用、冷却等）が−切解
消することにある。
第１図（ａ）、（ｂ）はＴＥＭ００モードのレーザ光を
発振する光共振器の二つの実施例である。第２図（ａ）
、（ｂ）はＴＥＭｏ＋°モードのレーザ光を発振する光
共振器の二つの実施例である。第３図（ａ）はＴＥＭ０
０及びＴＥＭｏ ＋ ”モードのレーザ光の強度の分布
図、第３図（ＤはＴＥＭ００及びＴＥＭ。 ６モードのレーザ光の相対パワーの分布図である。第４
図は従来の絞りを使用したレーザ光の光共振器である。 なお図面の同一符号は同−物又は相等物を表わす。 １・・・光共振器 ５・・・後部ミラー７・・・出力ミ
ラー 代理人 弁理士 三 好 保 男 １・・−光共振器 第３図（ａ） ＠４図
発振する光共振器の二つの実施例である。第２図（ａ）
、（ｂ）はＴＥＭｏ＋°モードのレーザ光を発振する光
共振器の二つの実施例である。第３図（ａ）はＴＥＭ０
０及びＴＥＭｏ ＋ ”モードのレーザ光の強度の分布
図、第３図（ＤはＴＥＭ００及びＴＥＭ。 ６モードのレーザ光の相対パワーの分布図である。第４
図は従来の絞りを使用したレーザ光の光共振器である。 なお図面の同一符号は同−物又は相等物を表わす。 １・・・光共振器 ５・・・後部ミラー７・・・出力ミ
ラー 代理人 弁理士 三 好 保 男 １・・−光共振器 第３図（ａ） ＠４図
Claims (3)
- （１）レーザ媒質を挾んで二枚のミラーを光軸を共通に
して向い合せ、ミラーの一方に、他の部と反射率の異な
る反射面を光軸と同心状に限定して設け、低次モードの
レーザ光を発振することを特徴とするガスレーザの光共
振器。 - （２）ミラーの一方に、光軸中心からＴＥＭ＿０＿０モ
ードのレーザ光の半径ωのａ倍の半径まで、他の部と反
射率の異なる反射面を設け、ＴＥＭ＿０＿０モードのレ
ーザ光のみを発振する第１項記載のガスレーザの光共振
器。 - （３）ミラーの一方に、光軸中心から内側半径及び外側
半径が、それぞれＴＥＭ＿０＿０モードのレーザ光の半
径ωのｂ倍及びｃ倍の環状で、他の部と反射率の異なる
反射面を設け、ＴＥＭ＿０＿１＾＊モードのレーザ光の
みを発振する第１項記載のガスレーザの光共振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63320478A JPH02166778A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | ガスレーザの光共振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63320478A JPH02166778A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | ガスレーザの光共振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02166778A true JPH02166778A (ja) | 1990-06-27 |
Family
ID=18121891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63320478A Pending JPH02166778A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | ガスレーザの光共振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02166778A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5506858A (en) * | 1992-10-21 | 1996-04-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser system with transverse mode selecting output coupler |
| DE102015116027A1 (de) | 2014-09-30 | 2016-03-31 | Fanuc Corporation | Laseroszillator zur Verbesserung der Strahlqualität |
| DE102015117513A1 (de) | 2014-10-22 | 2016-04-28 | Fanuc Corporation | Laseroszillator zur Verbesserung der Strahleigenschaften |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58168288A (ja) * | 1982-03-30 | 1983-10-04 | Toshiba Corp | 炭酸ガスレ−ザ装置 |
| JPS62189781A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-19 | Kokuritsu Kogai Kenkyusho | レ−ザ−共振器 |
-
1988
- 1988-12-21 JP JP63320478A patent/JPH02166778A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58168288A (ja) * | 1982-03-30 | 1983-10-04 | Toshiba Corp | 炭酸ガスレ−ザ装置 |
| JPS62189781A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-19 | Kokuritsu Kogai Kenkyusho | レ−ザ−共振器 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5506858A (en) * | 1992-10-21 | 1996-04-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser system with transverse mode selecting output coupler |
| DE102015116027A1 (de) | 2014-09-30 | 2016-03-31 | Fanuc Corporation | Laseroszillator zur Verbesserung der Strahlqualität |
| US10186831B2 (en) | 2014-09-30 | 2019-01-22 | Fanuc Corporation | Laser oscillator for improving beam quality |
| DE102015117513A1 (de) | 2014-10-22 | 2016-04-28 | Fanuc Corporation | Laseroszillator zur Verbesserung der Strahleigenschaften |
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