JPH03204984A - 固体レーザ装置 - Google Patents
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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】
［産業上の利用分野コ
この発明は、断面が矩形状のスラブ形のレーザ媒質を有
する固体レーザ装置、とくに上記レーザ媒質の熱レンズ
化を低減するものに関するものである。
する固体レーザ装置、とくに上記レーザ媒質の熱レンズ
化を低減するものに関するものである。
［従来の技術］
第１１図は例えば雑誌（Ｌａ５ｅｒ Ｆｏｃｕｓ／ Ｅ
−ＯＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、 ＳＥＰＴＥＭＢＥＲ，１
９８３Ｐ、１０６） に開示された従来のスラブ形固
体レーザ装置の構成を示す断面構成図である。
−ＯＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、 ＳＥＰＴＥＭＢＥＲ，１
９８３Ｐ、１０６） に開示された従来のスラブ形固
体レーザ装置の構成を示す断面構成図である。
図において、（１）はレーザ媒質、（ｌａ）はレーザ媒
質（１）の光学的平滑面、（１ｂ）はレーザ媒質（１）
の非平滑側面であり、上記光学的平滑面（１ａ）と交叉
し、光軸方向に沿った側面である。（２）はこれらの非
平滑面（１ｂ）のそれぞれに接着して設けた断熱材、（
５）はレーザ媒質（１）を冷却する冷却剤（４）の流路
、（６）は冷却剤（４）の循環方向、（７）は励起ラン
プ、（８）は一対の反射鏡、（７１）は励起光である。
質（１）の光学的平滑面、（１ｂ）はレーザ媒質（１）
の非平滑側面であり、上記光学的平滑面（１ａ）と交叉
し、光軸方向に沿った側面である。（２）はこれらの非
平滑面（１ｂ）のそれぞれに接着して設けた断熱材、（
５）はレーザ媒質（１）を冷却する冷却剤（４）の流路
、（６）は冷却剤（４）の循環方向、（７）は励起ラン
プ、（８）は一対の反射鏡、（７１）は励起光である。
次に、第１１図を参照して動作を説明する。
第１１図において、励起ランプ（７）より発光した励起
光は反射鏡（８）で反射し、レーザ媒質（１）に吸収さ
れて、そのエネルギーの一部は図に示さない１対の共振
器ミラーにより、レーザビームとして、媒質外に取り出
される。このレーザ発振時にレーザ媒質（１）に吸収さ
れた励起光によるエネルギ中、レーザ発振に寄与しない
分は熱エネルギに変換されてレーザ媒質（１）内で発熱
するので、この熱を流路（５）に循環する冷却剤（４）
によって冷却し、所定の温度に保持する。
光は反射鏡（８）で反射し、レーザ媒質（１）に吸収さ
れて、そのエネルギーの一部は図に示さない１対の共振
器ミラーにより、レーザビームとして、媒質外に取り出
される。このレーザ発振時にレーザ媒質（１）に吸収さ
れた励起光によるエネルギ中、レーザ発振に寄与しない
分は熱エネルギに変換されてレーザ媒質（１）内で発熱
するので、この熱を流路（５）に循環する冷却剤（４）
によって冷却し、所定の温度に保持する。
第１２図は、上記レーザ媒質（１）における発熱、冷却
作用によって生じる熱流の様子、温度分布及び熱レンズ
分布を対比して示している８図において、（１１）は熱
流、Ｔｏは水温、ｆは焦点距離を示している。
作用によって生じる熱流の様子、温度分布及び熱レンズ
分布を対比して示している８図において、（１１）は熱
流、Ｔｏは水温、ｆは焦点距離を示している。
レーザ媒質（１）に於ける発熱が均一であれば、非平滑
側面（１ｂ）を断熱し、光学的平滑面（１ａ）を冷却す
ることで、幅方向（＾）の温度分布はほぼ均一になり、
熱レンズも発生しない。
側面（１ｂ）を断熱し、光学的平滑面（１ａ）を冷却す
ることで、幅方向（＾）の温度分布はほぼ均一になり、
熱レンズも発生しない。
しかし、実際には、種々の原因により温度分布に不均一
性が生じる場合がしばしばある。たとえばレーザ媒質（
１）が励起光により均一に照射されていても、断熱材（
２）をレーザ媒質（１）に接着している接着層（３）で
強い発熱が生じることがある。
性が生じる場合がしばしばある。たとえばレーザ媒質（
１）が励起光により均一に照射されていても、断熱材（
２）をレーザ媒質（１）に接着している接着層（３）で
強い発熱が生じることがある。
レーザ媒質面（１ｂ）は断熱材（２）によって断熱され
ており、従ってこの発熱の除熱は、第１２図の矢印り１
１）で示すように、レーザ媒質側で行なわれ、第１２図
の曲線Ｂに示すように、レーザ媒質（１）の幅方向（＾
）に温度分布を発生し、これに起因して、第１２図の曲
線Ｃに示すような熱レンズ化が生じるに の現象は、レーザ媒質（１）として、断面が７ｘｘＸ３
５ｉＭ漏のＧＧＧ結晶（熱伝導率、 Ｋ ＝ ０．０９
Ｗ／ｃｚｄｅｇ） を用い、断熱材（２） として、
アクリル（熱伝導率： Ｋ ＝ ０．００２１Ｗ ／
ｃｚｄｅｇ ） を用い、接着材として透明シリコン
系接着剤のシルボット１８６（熱伝導率： Ｋ ＝ ０
．００１５Ｗ ／ ｃｘｄｅｇ ） を用い、接着層
の厚み５０〜１００μｌ程度とした場合に、実際に観測
された。熱レンズは電気入力９ＫＮで焦点距離が−２〜
−１０ｉ＋であった。
ており、従ってこの発熱の除熱は、第１２図の矢印り１
１）で示すように、レーザ媒質側で行なわれ、第１２図
の曲線Ｂに示すように、レーザ媒質（１）の幅方向（＾
）に温度分布を発生し、これに起因して、第１２図の曲
線Ｃに示すような熱レンズ化が生じるに の現象は、レーザ媒質（１）として、断面が７ｘｘＸ３
５ｉＭ漏のＧＧＧ結晶（熱伝導率、 Ｋ ＝ ０．０９
Ｗ／ｃｚｄｅｇ） を用い、断熱材（２） として、
アクリル（熱伝導率： Ｋ ＝ ０．００２１Ｗ ／
ｃｚｄｅｇ ） を用い、接着材として透明シリコン
系接着剤のシルボット１８６（熱伝導率： Ｋ ＝ ０
．００１５Ｗ ／ ｃｘｄｅｇ ） を用い、接着層
の厚み５０〜１００μｌ程度とした場合に、実際に観測
された。熱レンズは電気入力９ＫＮで焦点距離が−２〜
−１０ｉ＋であった。
また、励起による発熱及び冷却が均一であっても、断熱
を完全に行うことは不可能で、断熱材（２）が非常に高
温になるならば、かなりの熱量が断熱材（２）からレー
ザ媒質（１）へ流入し、レーザ媒質（１）の幅方向（＾
）に温度分布を形成する。
を完全に行うことは不可能で、断熱材（２）が非常に高
温になるならば、かなりの熱量が断熱材（２）からレー
ザ媒質（１）へ流入し、レーザ媒質（１）の幅方向（＾
）に温度分布を形成する。
実際、断熱材（２）はランプ（））からの励起光（７１
）を吸収し、第１３図の曲線Ｂに示すように非常に高温
になり、側面（１ｂ）が接着した部材（２）が断熱材で
あるにもかかわらず、第１３図の矢印（９）に示すよう
に、かなりの熱量がレーザ媒質（１）へ流入し、レーザ
媒質（１）の幅方向（＾）には第１３図曲線Ｂに示すよ
うな温度分布が形成され、これに起因して第１３図の曲
線Ｃに示すような熱レンズ化が生ずる。
）を吸収し、第１３図の曲線Ｂに示すように非常に高温
になり、側面（１ｂ）が接着した部材（２）が断熱材で
あるにもかかわらず、第１３図の矢印（９）に示すよう
に、かなりの熱量がレーザ媒質（１）へ流入し、レーザ
媒質（１）の幅方向（＾）には第１３図曲線Ｂに示すよ
うな温度分布が形成され、これに起因して第１３図の曲
線Ｃに示すような熱レンズ化が生ずる。
［発明が解決しようとする課題］
一−７匍巾ＩＪ−１、ａＪｆ壮響ν↓ １１１μハトら
に構成されているので、スラブ型レーザ媒質（１）の幅
方向に温度分布が出し、これに起因して熱レンズ化が生
じる。この熱レンズ化は、発振ビームパターンの歪や発
振効率の低下を招くという問題点があった。
に構成されているので、スラブ型レーザ媒質（１）の幅
方向に温度分布が出し、これに起因して熱レンズ化が生
じる。この熱レンズ化は、発振ビームパターンの歪や発
振効率の低下を招くという問題点があった。
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、発振ビームパターンの歪を防ぎ、発振効率
の低下しない、ビーム品質の高い固体レーザ装置を得る
ことを目的とする。
れたもので、発振ビームパターンの歪を防ぎ、発振効率
の低下しない、ビーム品質の高い固体レーザ装置を得る
ことを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明に係る第１の発明の固体レーザ装置は、レーザ
媒質の側面に熱伝導体を密着して設けるとともに、レー
ザ媒質及びこの熱伝導体を冷却する冷却手段を設けたも
のであり、上記熱伝導体は熱伝導率が密着面での発熱を
除去し、かつ、側面からの除熱が光学的平滑面からの除
熱に比べて小さくなるような値のものである。
媒質の側面に熱伝導体を密着して設けるとともに、レー
ザ媒質及びこの熱伝導体を冷却する冷却手段を設けたも
のであり、上記熱伝導体は熱伝導率が密着面での発熱を
除去し、かつ、側面からの除熱が光学的平滑面からの除
熱に比べて小さくなるような値のものである。
また、上記冷却手段に、熱伝導体の冷却能力を制御する
手段を設けるようにしてもよい。
手段を設けるようにしてもよい。
また、第２の発明の固体レーザ装置は、レーザ媒質の非
平滑側面に、密着もしくは接着された断熱材に励起光が
照射吸収されるのを防止する防止手段を設けたものであ
る。
平滑側面に、密着もしくは接着された断熱材に励起光が
照射吸収されるのを防止する防止手段を設けたものであ
る。
［作 用］
この発明の第１の発明における熱伝導体は、レーザ媒質
側面近傍での発熱を除熱し、レーザ媒質の幅方向の温度
分布を低減し、熱レンズ化を防ぐ。
側面近傍での発熱を除熱し、レーザ媒質の幅方向の温度
分布を低減し、熱レンズ化を防ぐ。
そして、更に熱伝導体の冷却能力制御手段は、熱伝導体
の冷却能力を制御し、レーザ媒質側面からの除熱を最適
に制御する。
の冷却能力を制御し、レーザ媒質側面からの除熱を最適
に制御する。
この発明の第２の発明におけるレーザ媒質側面の断熱材
への励起光照射防止手段は、上記断熱材の励起光吸収及
びこれに伴う、発熱、高温化を防ぎ、レーザ媒質の幅方
向に生じる温度分布を低減し、熱レンズ化を防ぐ。
への励起光照射防止手段は、上記断熱材の励起光吸収及
びこれに伴う、発熱、高温化を防ぎ、レーザ媒質の幅方
向に生じる温度分布を低減し、熱レンズ化を防ぐ。
［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図及び第２図は各々この発明の第１の発明の一実施
例による固体レーザ装置を示す横断面構成図及び一部縦
断面を示す平面構成図である。
例による固体レーザ装置を示す横断面構成図及び一部縦
断面を示す平面構成図である。
図において、（１）は断面が矩形のレーザ媒質、（１ａ
）はその光学的平滑面であり、（１ｂ）はその非平滑側
面である。（３２）はこの非平滑側面（１ｂ）に装着さ
れた、熱伝導体であり、（３）はその接着層である。（
４）は、レーザ媒質（１）をその表面（光学的平滑面）
（ｌａ）より冷却する冷媒であり、熱伝導体（２）
も冷却する。（５）は冷媒（４）の流路、（７）はレー
ザ媒質（１）の励起ランプ、（８）はその反射鏡である
。（９）、（１０）は１対の共振器鏡であり、（１２）
はレーザビームである。
）はその光学的平滑面であり、（１ｂ）はその非平滑側
面である。（３２）はこの非平滑側面（１ｂ）に装着さ
れた、熱伝導体であり、（３）はその接着層である。（
４）は、レーザ媒質（１）をその表面（光学的平滑面）
（ｌａ）より冷却する冷媒であり、熱伝導体（２）
も冷却する。（５）は冷媒（４）の流路、（７）はレー
ザ媒質（１）の励起ランプ、（８）はその反射鏡である
。（９）、（１０）は１対の共振器鏡であり、（１２）
はレーザビームである。
以下、図を参照して、この発明の実施例に於ける動作を
説明する。第１図、第２図に於て、励起ランプ（７）よ
り発光した励起光は反射鏡（８）で反射し、レーザ媒質
（１）に吸収されて、そのエネルギーの一部は１対の共
振器ミラー（９）（１０）によりレーザピームク１２）
として媒質外に取り出される。
説明する。第１図、第２図に於て、励起ランプ（７）よ
り発光した励起光は反射鏡（８）で反射し、レーザ媒質
（１）に吸収されて、そのエネルギーの一部は１対の共
振器ミラー（９）（１０）によりレーザピームク１２）
として媒質外に取り出される。
このレーザ発振時にレーザ媒質（１）に吸収された励起
光によるエネルギ中、レーザ発振に寄与しない分は熱エ
ネルギに変換されて、レーザ媒質（１）内で発熱するの
で、この熱を流路（５）に循環する冷媒（４）によって
冷却する。
光によるエネルギ中、レーザ発振に寄与しない分は熱エ
ネルギに変換されて、レーザ媒質（１）内で発熱するの
で、この熱を流路（５）に循環する冷媒（４）によって
冷却する。
この発明では、この温度分布に基づく熱レンズ化を低減
するために、レーザ媒質側面に熱伝導体（３２）を接着
するものである。
するために、レーザ媒質側面に熱伝導体（３２）を接着
するものである。
第３図に上記実施例に於ける熱流の様子、温度分布、及
び熱レンズ分布をレーザ媒質周辺部に対比して示す。
び熱レンズ分布をレーザ媒質周辺部に対比して示す。
この発明では第３図に示すように、接着層での発熱を熱
伝導体（３２）で除熱し、最終的に、レーザ媒質（１）
の冷媒（４）へ、熱を流出させる。
伝導体（３２）で除熱し、最終的に、レーザ媒質（１）
の冷媒（４）へ、熱を流出させる。
熱伝導体（３２）として、レーザ媒質（１）の熱伝導率
に対し、所定の熱伝導率を持つ材料を用いると、第３図
に示すように、レーザ媒質の側面近傍を除くほとんどの
領域で、熱流（１１）は、レーザ媒質（１）の厚み方向
（Ｄ）のみに生じ、従って、温度分布も第３図曲線Ｂに
示すように、レーザ媒質の幅方向（＾）はぼ全域に渡っ
て均一となり、熱レンズ化も、第３図曲線に示すように
、低減されるとともに、分布も少なくなる。
に対し、所定の熱伝導率を持つ材料を用いると、第３図
に示すように、レーザ媒質の側面近傍を除くほとんどの
領域で、熱流（１１）は、レーザ媒質（１）の厚み方向
（Ｄ）のみに生じ、従って、温度分布も第３図曲線Ｂに
示すように、レーザ媒質の幅方向（＾）はぼ全域に渡っ
て均一となり、熱レンズ化も、第３図曲線に示すように
、低減されるとともに、分布も少なくなる。
尚、熱伝導体（３２）の熱伝導率がレーザ媒質（１）の
熱伝導率に比べ極端に大きい場合や、レーザ媒質の側面
（１ｂ）が冷！Ｘ （４）で直冷されている場合には、
第４図に示すように、レーザ媒質の側面付近におけるレ
ーザ媒質内での発熱が、レーザ媒質側面を介して除熱さ
れ、第４図曲線Ｂに示すように、レーザ媒質側面（１ｂ
）付近で低温であるような温度分布を生じ、これに起因
して、レーザ媒質（１）は、第４図曲線Ｃに示すような
凸レンズ分布を示す。
熱伝導率に比べ極端に大きい場合や、レーザ媒質の側面
（１ｂ）が冷！Ｘ （４）で直冷されている場合には、
第４図に示すように、レーザ媒質の側面付近におけるレ
ーザ媒質内での発熱が、レーザ媒質側面を介して除熱さ
れ、第４図曲線Ｂに示すように、レーザ媒質側面（１ｂ
）付近で低温であるような温度分布を生じ、これに起因
して、レーザ媒質（１）は、第４図曲線Ｃに示すような
凸レンズ分布を示す。
我々の実験では、レーザ媒質（１）として、断面が７１
友Ｘ３５ＮＮのＧＧＧ結晶（熱伝導率：に＝０．０９Ｗ
／ｃｉｄｅｒ）を用い、熱伝導材（３２）として、アル
ミニウム（熱伝導率： Ｋ ＝ ２．４ Ｗ／ ｃｘｄ
ｅｇ）を用い、接着材としてシルボット１８６（熱伝導
率： Ｋ −０，００１５Ｗ ／ ｃｙｔｄｅｇ ）
を用い、接着層の厚みを、５０〜１００１１ｆ程度と
した場合、第３図に示すようなレーザ媒質（１）の幅方
向（＾）３０ｍｍに渡ってほぼ均一な温度分布を得、熱
レンズ化も大きく低減、均一化され、焦点距離は＋３０
ｗ以上であった。尚、この時電気入力レベルをＣ〜１２
ＫＷと変化させたが、熱レンズ分布に大きな変化はなく
、この発明によってレーザ媒質即ちスラブの幅方向（＾
）の熱レンズ化が大幅に低減されることがわかった。
友Ｘ３５ＮＮのＧＧＧ結晶（熱伝導率：に＝０．０９Ｗ
／ｃｉｄｅｒ）を用い、熱伝導材（３２）として、アル
ミニウム（熱伝導率： Ｋ ＝ ２．４ Ｗ／ ｃｘｄ
ｅｇ）を用い、接着材としてシルボット１８６（熱伝導
率： Ｋ −０，００１５Ｗ ／ ｃｙｔｄｅｇ ）
を用い、接着層の厚みを、５０〜１００１１ｆ程度と
した場合、第３図に示すようなレーザ媒質（１）の幅方
向（＾）３０ｍｍに渡ってほぼ均一な温度分布を得、熱
レンズ化も大きく低減、均一化され、焦点距離は＋３０
ｗ以上であった。尚、この時電気入力レベルをＣ〜１２
ＫＷと変化させたが、熱レンズ分布に大きな変化はなく
、この発明によってレーザ媒質即ちスラブの幅方向（＾
）の熱レンズ化が大幅に低減されることがわかった。
なお、上記実施例では熱伝導体（３２）によって、接着
剤（３）より除熱した熱を最終的に、レーザ媒質（１）
の冷媒（４）へ流出させ、冷却していたが、第５図に示
すように、熱伝導体（３２）内に流Ｈ（２１）を設け、
この流路（２１）に冷媒（２２）を流し、別途冷却する
ことも可能である。そして、更に第６図に示す様に、流
路（２１）内の冷媒（２２）の温度及び流速を、温度制
御器（２３）及び流速制御器（２４）で制御し、熱伝導
体（３２）の冷却能力を制御し、レーザ媒質側面（１ｂ
）からの除熱量を、レーザ媒質（１）の種類や、励起状
態に応じて制御し、より広い範囲のレーザ動作条件に於
いて、レーザ媒質幅方向の熱レンズ化を低減することが
可能である。
剤（３）より除熱した熱を最終的に、レーザ媒質（１）
の冷媒（４）へ流出させ、冷却していたが、第５図に示
すように、熱伝導体（３２）内に流Ｈ（２１）を設け、
この流路（２１）に冷媒（２２）を流し、別途冷却する
ことも可能である。そして、更に第６図に示す様に、流
路（２１）内の冷媒（２２）の温度及び流速を、温度制
御器（２３）及び流速制御器（２４）で制御し、熱伝導
体（３２）の冷却能力を制御し、レーザ媒質側面（１ｂ
）からの除熱量を、レーザ媒質（１）の種類や、励起状
態に応じて制御し、より広い範囲のレーザ動作条件に於
いて、レーザ媒質幅方向の熱レンズ化を低減することが
可能である。
第７図及び第８図は各々この発明の第２の発明の一実施
例による固体レーザ装置を示す横断面構成図及び一部縦
断面を示す平面構成図である。
例による固体レーザ装置を示す横断面構成図及び一部縦
断面を示す平面構成図である。
図において、（３１）は断熱材＜２）に施された、励起
光（７１）に対する全反射コーテイング膜である。
光（７１）に対する全反射コーテイング膜である。
次に動作を説明する。第７図、第８図において、励起ラ
ンプ（７）より発光した励起光（７１）は反射鏡（８）
で集光されレーザ媒質（１）に吸収されて、そのエネル
ギーの一部は一対の共振器ミラー（１０）（１１）によ
りレーザビーム（１２）として媒質外に取り出される。
ンプ（７）より発光した励起光（７１）は反射鏡（８）
で集光されレーザ媒質（１）に吸収されて、そのエネル
ギーの一部は一対の共振器ミラー（１０）（１１）によ
りレーザビーム（１２）として媒質外に取り出される。
このレーザ発振時にレーザ媒質（１）に吸収された励起
光（７１）によるエネルギー中、レーザ発振に寄与しな
い分は熱エネルギーに変換されてレーザ媒質（１）内で
発熱するので、この熱を流路（５）に循環する冷媒（４
）によって冷却する。
光（７１）によるエネルギー中、レーザ発振に寄与しな
い分は熱エネルギーに変換されてレーザ媒質（１）内で
発熱するので、この熱を流路（５）に循環する冷媒（４
）によって冷却する。
この発明では断熱材（２）の発熱に起因するレーザ媒質
（１）の温度分布及びこれに伴う熱レンズ化を防ぐため
に、レーザ媒質側面の断熱材（２）に、励起光照射吸収
防止のための全反射コーテイング膜を施すものである。
（１）の温度分布及びこれに伴う熱レンズ化を防ぐため
に、レーザ媒質側面の断熱材（２）に、励起光照射吸収
防止のための全反射コーテイング膜を施すものである。
第７図に示すように、ランプ（７）からの励起光（７１
）は直接・間接的に断熱材（２）へ至るが、断熱材（２
）の全面には、例えばアルミ蒸着による全反射コーテイ
ング膜（３１）が施されており、波長が３００〜９００
ｉ＋ｚの励起光（７１）は、その殆どが反射されるので
、発熱高温化が生じない、したがって断熱材（２）は比
較的低温になり、レーザ媒質（１）とのわずかな温度差
では、熱の流入出はほとんどなく、レーザ媒質（１）の
熱流は、第９図矢印（９）に示すようにほぼ全域にわた
って媒質表面（１ａ）に垂直かつ均一に発生し、温度分
布も、第９図曲線Ｂに示すようにレーザ媒質（１）の幅
方向（＾）のほぼ全領域にわたって均一になる。したが
って、第９図曲線Ｃに示すように、レーザ媒質（１）の
幅方向（＾）のほぼ全領域で、熱レンズ化は発生せず、
レーザビームパターンの歪、発振効率の低下を大幅に改
善できる。
）は直接・間接的に断熱材（２）へ至るが、断熱材（２
）の全面には、例えばアルミ蒸着による全反射コーテイ
ング膜（３１）が施されており、波長が３００〜９００
ｉ＋ｚの励起光（７１）は、その殆どが反射されるので
、発熱高温化が生じない、したがって断熱材（２）は比
較的低温になり、レーザ媒質（１）とのわずかな温度差
では、熱の流入出はほとんどなく、レーザ媒質（１）の
熱流は、第９図矢印（９）に示すようにほぼ全域にわた
って媒質表面（１ａ）に垂直かつ均一に発生し、温度分
布も、第９図曲線Ｂに示すようにレーザ媒質（１）の幅
方向（＾）のほぼ全領域にわたって均一になる。したが
って、第９図曲線Ｃに示すように、レーザ媒質（１）の
幅方向（＾）のほぼ全領域で、熱レンズ化は発生せず、
レーザビームパターンの歪、発振効率の低下を大幅に改
善できる。
なお、断熱材（２）の全反射コーテイング膜（３１）と
して、上述したアルミ蒸着の化アルミメツキ、銀蒸着、
銀メツキ、及びこれらに酸化防止処理を施しをものが、
短波長側３００ｍｍ程度まで高い反射率を示し有効であ
る。また、励起ランプ（７）として、アークランプを用
いる場合、そのスペクトル成分の殆どが５００ｎｘ以上
であるので金蒸着層、金メツキ、及びこれらの酸化防止
処理膜コートも、全反射コートとして有効である。
して、上述したアルミ蒸着の化アルミメツキ、銀蒸着、
銀メツキ、及びこれらに酸化防止処理を施しをものが、
短波長側３００ｍｍ程度まで高い反射率を示し有効であ
る。また、励起ランプ（７）として、アークランプを用
いる場合、そのスペクトル成分の殆どが５００ｎｘ以上
であるので金蒸着層、金メツキ、及びこれらの酸化防止
処理膜コートも、全反射コートとして有効である。
なお、レーザ媒質側面（１ｂ）を反射光路に持つ寄生発
振を防止する意味から、断熱材（２）のレーザ媒質側面
（１ｂ）を散乱面とし、この上に全反射コートを施し、
散乱し反射面とすることも考えられる。
振を防止する意味から、断熱材（２）のレーザ媒質側面
（１ｂ）を散乱面とし、この上に全反射コートを施し、
散乱し反射面とすることも考えられる。
また、上記実施例では、断熱材（２）への励起光照射防
止手段として、断熱材（２）に励起光の全反射コーテイ
ング膜（３１）を施していたが、第１０図に示すように
、レーザ媒質側面（１ｂ）に直接励起光（７１）を全反
射する全反射コーティング（３１ａ）を施すとともに、
断熱材（２）の上下面にじ青光板（３１ｂ）を設けるこ
とで、上記実施例と同様の効果を得ることができる。
止手段として、断熱材（２）に励起光の全反射コーテイ
ング膜（３１）を施していたが、第１０図に示すように
、レーザ媒質側面（１ｂ）に直接励起光（７１）を全反
射する全反射コーティング（３１ａ）を施すとともに、
断熱材（２）の上下面にじ青光板（３１ｂ）を設けるこ
とで、上記実施例と同様の効果を得ることができる。
［発明の効果］
以上のように、この発明の第１の発明の固体レーザ装置
によれば、レーザ媒質の側面に熱伝導体を密着して設け
るとともに、レーザ媒質及びこの熱伝導体を冷却する冷
却手段を設け、さらに、上記熱伝導体は熱伝導率が、密
着面での発熱を除去し、かつ、側面からの除熱が光学的
平滑面からの除熱に比べて小さくなるようなものとした
ので、発振ビームパターンの歪が少なく、発振効率の低
下しない、ビーム品質の高い固体レーザ装置を得られる
効果がある。さらに、熱伝導体の冷却能力を制御する手
段を設けたので様々なレーザ媒質材料及び励起状態に応
じて、レーザ媒質側面を冷却し、レーザ媒質の幅方向の
熱レンズ化を低減し、発振効率及びビーム品質の高い固
体レーザ装置が得られる効果がある。
によれば、レーザ媒質の側面に熱伝導体を密着して設け
るとともに、レーザ媒質及びこの熱伝導体を冷却する冷
却手段を設け、さらに、上記熱伝導体は熱伝導率が、密
着面での発熱を除去し、かつ、側面からの除熱が光学的
平滑面からの除熱に比べて小さくなるようなものとした
ので、発振ビームパターンの歪が少なく、発振効率の低
下しない、ビーム品質の高い固体レーザ装置を得られる
効果がある。さらに、熱伝導体の冷却能力を制御する手
段を設けたので様々なレーザ媒質材料及び励起状態に応
じて、レーザ媒質側面を冷却し、レーザ媒質の幅方向の
熱レンズ化を低減し、発振効率及びビーム品質の高い固
体レーザ装置が得られる効果がある。
また、第２の発明の固体レーザ装置によれば、レーザ媒
質の側面に密着もしくは接着された断熱材への励起光の
照射吸収を防止する防止手段を設け、断熱材での励起光
吸収・発熱・高温化を防止し、レーザ媒質の幅方向の温
度分布及びこれに伴う熱レンズ化を防止したので、発振
ビームパターンの歪が無く、発振効率の低下しない、ビ
ーム品質の高い固体レーザ装置が得られる効果がある。
質の側面に密着もしくは接着された断熱材への励起光の
照射吸収を防止する防止手段を設け、断熱材での励起光
吸収・発熱・高温化を防止し、レーザ媒質の幅方向の温
度分布及びこれに伴う熱レンズ化を防止したので、発振
ビームパターンの歪が無く、発振効率の低下しない、ビ
ーム品質の高い固体レーザ装置が得られる効果がある。
第１図及び第２図は各々この発明の第１の発明の一実施
例による固体レーザ装ｙを示す横断面構成図及び一部縦
断面を示す平面構成図、第３図及び第４図は各々この発
明の一実施例に係るレーザ媒質の熱レンズ化を説明する
説明図、第５図及び第６図は各々この発明の他の実施例
による固体レーザ装置を示す横断面構成図及び一部縦断
面を示す平面構成図、第７図及び第８区は各々第２の発
明の一実施例による固体レーザ装置を示す横断面構成図
及び一部縦断面を示す平面構成図、第９図は第２の発明
の一実施例に係るレーザ媒質の熱レンズ化を説明する説
明図、第１０図は第２の発明の他の実施例による固体レ
ーザ装置を示す横断面構成図、第１１図は従来の固体レ
ーザ装置を示す断面精成図、第１２図は従来のレーザ媒
質の熱レンズ化を説明する説明図、第１３図は従来の固
体レーザ装置の他の例におけるレーザ媒質の熱レンズ化
を説明する説明図である。 （１）・・・レーザ媒質、（１ａ）・・・光学的平滑面
、（１ｂ）・・・側面、（２）・・・断熱材、（４）（
２２）・・・冷媒、（５）（２１）・・・流路、（７）
・・・励起ランプ、（１２）・・・レーザビーム、（２
３）・・・温度制御器、（２４）・・・流速制御器、（
３１）、（３１ａ）・・・全反射コーテイング膜、（３
１ｂ）・・・遮光板、（３２）・・・熱伝導体、（７１
）・・・励起光。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第 １ 図
例による固体レーザ装ｙを示す横断面構成図及び一部縦
断面を示す平面構成図、第３図及び第４図は各々この発
明の一実施例に係るレーザ媒質の熱レンズ化を説明する
説明図、第５図及び第６図は各々この発明の他の実施例
による固体レーザ装置を示す横断面構成図及び一部縦断
面を示す平面構成図、第７図及び第８区は各々第２の発
明の一実施例による固体レーザ装置を示す横断面構成図
及び一部縦断面を示す平面構成図、第９図は第２の発明
の一実施例に係るレーザ媒質の熱レンズ化を説明する説
明図、第１０図は第２の発明の他の実施例による固体レ
ーザ装置を示す横断面構成図、第１１図は従来の固体レ
ーザ装置を示す断面精成図、第１２図は従来のレーザ媒
質の熱レンズ化を説明する説明図、第１３図は従来の固
体レーザ装置の他の例におけるレーザ媒質の熱レンズ化
を説明する説明図である。 （１）・・・レーザ媒質、（１ａ）・・・光学的平滑面
、（１ｂ）・・・側面、（２）・・・断熱材、（４）（
２２）・・・冷媒、（５）（２１）・・・流路、（７）
・・・励起ランプ、（１２）・・・レーザビーム、（２
３）・・・温度制御器、（２４）・・・流速制御器、（
３１）、（３１ａ）・・・全反射コーテイング膜、（３
１ｂ）・・・遮光板、（３２）・・・熱伝導体、（７１
）・・・励起光。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第 １ 図
Claims (3)
- （１）対峙する一対の光学的平滑面を有し、断面が矩形
状のレーザ媒質を励起して、レーザ光を出力する固体レ
ーザ装置において、上記光学的平滑面と交叉し、光軸方
向に沿った、上記レーザ媒質の側面のそれぞれに密着し
て設けられ、密着面での発熱を除去し、かつ上記側面か
らの除熱が上記光学的平滑面からの除熱に比べて小さく
なる熱伝導率を有する熱伝導体、並びにこの熱伝導体及
び上記レーザ媒質を冷却する冷却手段を備えた固体レー
ザ装置。 - （２）冷却手段は、熱伝導体の冷却能力を制御する手段
を有する請求項１記載の固体レーザ装置。 - （３）対峙する一対の光学的平滑面を有し、断面が矩形
状のレーザ媒質を励起して、レーザ光を出力する固体レ
ーザ装置において、上記光学的平滑面と交叉し、光軸方
向に沿った、上記レーザ媒質の側面のそれぞれに密着し
て設けられた断熱材への励起光の照射・吸収を防止する
防止手段を設けたことを特徴とする固体レーザ装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26559689 | 1989-10-12 | ||
| JP1-265596 | 1989-10-12 | ||
| JP1-276408 | 1989-10-24 | ||
| JP27640889 | 1989-10-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03204984A true JPH03204984A (ja) | 1991-09-06 |
| JP2763187B2 JP2763187B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=26547061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2215749A Expired - Fee Related JP2763187B2 (ja) | 1989-10-12 | 1990-08-17 | 固体レーザ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2763187B2 (ja) |
| DE (1) | DE4032488C2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5557628A (en) * | 1993-09-24 | 1996-09-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Solid state laser apparatus and laser machining apparatus |
| JPH11289123A (ja) * | 1998-02-17 | 1999-10-19 | Trw Inc | 固体相レ―ザ中の誘導放出媒質の熱光学的経路の差を最小にする方法及びその装置 |
| US5982792A (en) * | 1997-04-21 | 1999-11-09 | Nec Corporation | Solid-state laser device |
| JP2012134497A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-12 | Thales | レーザービームを放射するための軸方向冷却を伴う反横断レーザー発振装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10243323B4 (de) * | 2002-09-18 | 2005-11-10 | Arccure Technologies Gmbh | Optisch gepumpter Festkörperlaser |
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| JPS62252981A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-04 | Hoya Corp | 固体レ−ザ装置 |
| JPS63162224A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-05 | Dainippon Printing Co Ltd | 透過型スクリ−ン用レンズ板の製造方法 |
| JPH02159779A (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-19 | General Electric Co <Ge> | 固体レーザの歪みを減少する方法とレーザ装置 |
| JPH02246388A (ja) * | 1989-02-09 | 1990-10-02 | Asulab Sa | 光ポンプレーザー |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4272588A (en) * | 1979-08-23 | 1981-06-09 | Westinghouse Electric Corp. | Oxide protected mirror |
| DE3522443A1 (de) * | 1985-06-22 | 1987-01-02 | Jochen Dipl Phys Eicher | Festkoerperlaser oder festkoerperlaserverstaerker mit einem slab als aktives medium |
-
1990
- 1990-08-17 JP JP2215749A patent/JP2763187B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-12 DE DE19904032488 patent/DE4032488C2/de not_active Expired - Fee Related
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| JPH11289123A (ja) * | 1998-02-17 | 1999-10-19 | Trw Inc | 固体相レ―ザ中の誘導放出媒質の熱光学的経路の差を最小にする方法及びその装置 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4032488C2 (de) | 2001-06-13 |
| JP2763187B2 (ja) | 1998-06-11 |
| DE4032488A1 (de) | 1991-04-25 |
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