JPH03293787A - 固体レーザ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は固体レーザ装置に係り、さらに詳しくは、ス
ラブ型固体レーザの支持及び冷媒のシール構造に関する
ものである。

［従来の技術］ 第８図は例えば特開昭６２−７３６８５号公報に開示さ
れた従来の固体レーザ装置の縦断面図、第９図はその作
用説明図である。

第８図及び第９図において、（１）は断面がほぼ矩形状
のスラブ型固体レーザ媒質（以下スラブとという）であ
り、（１ａ）はその光学的平滑全反射面（以下反射面と
いう）　、（ｌｂ）はレーザビーム（２）の入射端面、
（ｌｃ）はレーザビーム（２）の出射端面、（３）はス
ラブ（１）の外周面に施された全反射コーティングであ
る。（４）は筐体（５）に保持されてスラブ（１）の支
持及び冷媒（６）のシールをする例えばＯリングのよう
なシール材である。

（１１）はレーザビーム（２）の第１回目全反射に対応
する反射面（１ａ）上の領域、（１１１）は同じく大気
（７）に対する全反射領域、（１１３）は同じく冷媒（
８）に対する全反射領域、（２１）　、　（２２）　、
　（２３）はそれぞれ異なる全反射条件に対するレーザ
ビームである。

上記のような構成の固体レーザ装置において、スラブ（
１）は励起ランプ（図示路）によって励起され、反転分
布を形成する。この反転分布のエネルギは外部の共振器
ミラー（図示路）によってスラブ（１）外へ直進するレ
ーザビームとして出力される。一方、スラブ（１）に入
力するレーザビーム（２）はスラブ（１）の厚み方向の
温度分布による光学歪を低減するため、反射面（１ａ）
間を全反射しながらジグザグに伝搬する。

励起エネルギの一部はスラブ（１）内で熱に変換するの
で、除熱のために反射面（ｌａ）に接して冷媒（８）が
満されており、シール材（４）はこの冷媒（６）の大気
（７）に対するシールと、スラブ（１）の支持をする。

また、シール材（４）とスラブ（１）との間は全反射条
件を満足させるために、全反射コーティング（３）が施
されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の固体レーザ装置では、反射面（１ａ
）は大気（７）、全反射コーティング（３）及び冷媒（
６）のように異なった物質と接するために、ビーム（２
）の全反射の際に同一ビーム内でも部分的な位相差が生
じる。また、シール位置におけるスラブ（１）に対する
局部的な応力集中による光学歪によって、レーザビーム
（２）に部分的な歪が生じる場合もある。

これらの同一ビーム断面内に生じる位相差及び光学歪は
、レーザビームの伝搬特性を劣化させ、ビーム品質が低
下して、レーザ出力が不安定になるという問題があった
。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、ビーム品質が高く、出力が安定した固体レーザ
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］ この発明に係る固体レーザ装置は、少なくともスラブの
入射端面に隣接する反射面上のビーム断面長の一方の面
に全反射コーティングを施し、この全反射コーティング
を施した範囲内にスラブの支持及び冷媒のシールを行う
支持手段を設けたものである。

また、少なくともスラブの入射端面に隣接する反射面上
のビーム断面長全面の外周部に、スラブの支持及び冷媒
のシールを行うシール材からなる支持手段を設けたもの
である。

［作　用］ この発明においては、少なくともスラブの入射端面に隣
接するビーム断面長の一方の面に全反射コーティングが
施されているので、スラブに入射するレーザビームは全
反射条件が均一となり、部分的な位相差のない全反射を
行いながら外部へ出射する。

また、スラブの支持及び冷媒のシールを全反射コーティ
ングの外周部あるいは反射面の外周部に面圧者するシー
ル材で行うことにより、スラブに対する局部的な応力集
中を抑止し、レーザビームの部分的な歪を防止する。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例の要部構成を示す断面図で
ある。なお、固体レーザをケースに収納して保持する全
体構成は、従来技術を示した第８図の構成と基本的に同
じである。

第１図において、（１）　、　（ｌａ）　〜（ｌｅ）　
〜（７）及び（１１）、（１２）は従来例を示した第９
図の同一符号の部分と同一または相当部分であり、また
、この実施例以下の実施例についても同様である。ただ
し、全反射コーティング（３）は図のように、レーザビ
ーム（２）の第１回目全反射に対応する反射面（１ａ）
のビーム断面長（１１）及び第２口金反射に対応する反
射面（１ａ）のビーム断面長（１２）に施されている。

なお、スラブ（１）において斜線で示す部分（１０）は
レーザビーム（２）が存在しない領域のデッドスペース
である。

上記のような構成のこの発明による固体レーザ装置にお
いて、従来例と同様に、スラブ（１）は励起ランプ（図
示路）によって励起されて反転分布を形成し、この反転
分布のエネルギは外部の共振器ミラー（図示時）によっ
てスラブ（１）外へ直進するレーザビームとして出力さ
れる。また、スラブ（１）の入射端面（１ｂ）に入射す
るレーザビーム（２）は、スラブ（１）の厚み方向の温
度分布による光学歪を低減するために、反射面（１ａ）
間を内部全反射を行いながらジグザグに伝搬する。

シール材（４）の接触部を含む第１回目全反射に対応す
る反射面（１ａ）のビーム断面長（１１）、及び第２回
目全反射に対応する反射面（１ａ）のビーム断面長（１
２）は、その全面にわたって全反射コーティングが施さ
れているので、これらのビーム断面長（１１）、（１２
）の範囲では、外部媒質が大気（ア）、シール材あるい
は冷媒（６）であっても、全反射条件は全反射コーティ
ングク３）によって特定される。

従って、この外部媒質とは無関係に全反射条件が特定さ
れることにより、全反射に対するレーザビーム（２）の
位相ずれは均一になって、部分的位相差が生じなくなる
。このような優れた伝搬特性によって、ビーム品質が高
く出力が安定した固体レーザ装置が得られる。

なお、上記の全反射コーティング（３）の材質としては
、例えばスラブ（１）がＹＡＧ　（屈折率ｎ−１，８２
）の場合は、これにより低屈折率の誘電体、例えばＨｇ
Ｆ２　（屈折率ｎ　−１，８８）を波長程度の厚みに積
層すればよい。あるいは、誘電体の多層膜コーティング
や金属全反射を利用する金属膜コーティング、例えば金
蒸着膜等を使用してもよい。

第２図はこの発明の第２の実施例の要部構成を示す断面
図である。この実施例では全反射コーティング（３）を
スラブ（１）の下面の反射面（ｌａ）に接する側にのみ
施し、この全反射コーティング（３）に接する反射面（
ｌａ）が第１回目全反射に対応するように、図のように
入射端面（１ｂ）とシール材（４）、冷媒質（Ｂ）、大
気（７）、デッドスペース（１０）及びビーム断面長（
１１）とそれぞれの相対位置を定めているので、全反射
における位相ずれは同一ビーム断面内で均一となり、部
分的な位相差が生じない。

なお、この第２の実施例では、第１の実施例に比べてス
ラブ（１）の反射面（ｌａ）に接する全反射コーティン
グ（３）の面積が少なくなるので、励起領域が広くなる
長所がある。

第３図はこの発明の第３の実施例の要部構成を示す断面
図である。この実施例では第１及び第２の実施例と異な
り、スラブ（１）の支持及び冷媒（６）シールを行うシ
ール材（４）として、柔軟性を有する例えばミルポット
１８Ｂ（ダウユーニング社製）のようなポツティング材
を用いており、また、このシール材（４）の内側で反射
面（１ａ）に接して施された全反射コーティング（３）
は、第１の実施例と全く同様にレーザビーム（２）の第
１回目全反射に対応する反射面（１ａ）のビーム断面長
（１１）、及び第２口金反射に対応する反射面（１ａ）
のビーム断面長（１２）に施されている。

従って、シール材（４）によるスラブ（１）に対する応
力の局部的な集中がなくなり、スラブ（１）における光
学歪が大幅に低減することによって、層高品質のレーザ
ビームを出射する。

第４図はこの発明の第４の実施例の要部構成を示す断面
図である。この実施例では第１及び第３の実施例におけ
る全反射コーティング（３）を施した位置を、光学的に
透明でスラブ（１）より低屈折率の柔軟性を有するポツ
ティング材で形成したシール材（４）によってシール及
び媒質支持を行なうようにしたもので、全反射コーティ
ング処理を省いて原価低減が可能になるとともに、スラ
ブ（１）に対する局部的な応力が加わらない固体レーザ
装置が得られる。なお、これに用いるシール材としては
、スラブ（１）がＹＡＧ　（屈折率ｎ　−１，８２）の
場合はミルボッ）１８４（屈折率ｎ−１，４３）等が適
用できる。

第５図はこの発明の第５の実施例の要部構成を示す断面
図である。上記の第１〜第４の実施例ではスラブ（１）
を筐体（５）で直接支持する構成にしたが、この実施例
では筐体（５）に突設した保持ケース（１４）の中空部
にスラブ（１）を挿入し、筐体（５）の内周部と第１、
第３及び第５の実施例と同位置に施した全反射コーティ
ング（３）の外周部とを接着して固定し、シール材（４
）によって冷媒（６）と大気（７）とをシールしている
ので、上記の各実施例と同様に全反射に対するレーザビ
ーム（２）の部分的位相差が生じない高品質のレーザビ
ームを出力することができるとともに、スラブ（１）の
脱着が容易になる。

第６図はこの発明の第６の実施例の要部構成を示す断面
図で、この実施例ではスラブ（１）が直方体でその入射
端面（ｌｂ）に２種類のレーザビーム（２ａ）　、（２
ｂ）が入射する場合の構成を示す。

第７図はこの発明の第７の実施例の要部構成を示す断面
図で、この実施例ではスラブ（１）がベントルーフ型の
入射端面（ｌｂ）で、２種類のレーザビーム（２ａ）　
、　（２ｂ）が入射する場合の構成を示す。

この第６図、第７図の実施例においても、上記の各実施
例と同様に全反射に対するレーザビーム（２ａ）　、　
（２ｂ）の部分的位相差が生じない高品質のレーザビー
ムを出力することができる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、スラブの光学的平滑
面の少なくとも一方の面にビーム幅に相当する全反射領
域の全面に均一な全反射コーティングを施し、この全反
射コーティングの外周部にスラブの支持及び冷媒シール
部を設けて、全反射における部分的位相差の発生を抑止
するようにしたので、ビーム品質が高く、出力安定性の
優れた固体レーザ装置が得られる。

さらに、スラブに対して面圧者するようなスラブ支持部
及び冷媒シール部を設けることによって、スラブに対す
る局部的な応力集中を防止すると共に、冷媒をシールす
るようにしたことにより、−層高品質で出力安定性の優
れた固体レーザ装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図はそれぞれこの発明の実施例の要部を説
明するための断面図、第８図は従来の固体レーザ装置の
一例の縦断面図、第９図はその作用説明図である。 図において、（１）はスラブ（レーザ媒質）、（ｌａ）
は反射面（光学的平滑面）　、（ｌｂ）は入射角端面、
（２）はレーザビーム、（３）は全反射ニーティング、
（４）はシール材、（５）は筐体、（６）は冷媒、（１
４）は保持ケースである。 なお、 図中同一符号は同一、 又は相当部分を示 す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向する一対の光学的平滑面を有し、断面がほぼ
   矩形状のレーザ媒質内をレーザビームが上記光学的平滑
   面間で内部全反射を行いながら伝搬する固体レーザ装置
   において、 少なくとも上記レーザ媒質の入射端面に隣接する上記光
   学的平滑面上のビーム断面長の一方の面に全反射コーテ
   ィングを施し、この全反射コーティングを施した範囲内
   に上記レーザ媒質の支持及び冷媒のシールを行う支持手
   段を設けたことを特徴とする固体レーザ装置。
2. （２）対向する一対の光学的平滑面を有し、断面がほぼ
   矩形状のレーザ媒質内をレーザビームが上記光学的平滑
   面間で内部全反射を行いながら伝搬する固体レーザ装置
   において、 少なくとも上記レーザ媒質の入射端面に隣接する上記光
   学的平滑面上のビーム断面長全面の外周部に、上記レー
   ザ媒質の支持及び冷媒のシールを行うシール材からなる
   支持手段を設けたことを特徴とする固定レーザ装置。