JPH04119683A

JPH04119683A - レーザ増幅システム

Info

Publication number: JPH04119683A
Application number: JP23892390A
Authority: JP
Inventors: Nobutada Aoki; 延忠青木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-09-11
Filing date: 1990-09-11
Publication date: 1992-04-21
Anticipated expiration: 2015-07-17
Also published as: JP3065643B2

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は発振用レーザ装置と増幅用レーザ装置とを連設
して構成されたレーザ増幅システムに係り、特に発振増
幅されたレーザ光の損失割合を低減し、発振効率を高め
ることができ、また運転時の操作性および安全性の向上
を図ったレーザ増幅システムに関する。

（従来の技術）発振用レーザ装置と複数の増幅用レーザ装置とを軸方向
に連設して構成され、増幅したレーザ光を得るためのレ
ーザ増幅システムは、エネルギ開発分野、レーザ加工分
野、レーザによる半導体製造分野など広い技術分野にお
いて普及している。

近年では、レーザ光によるウラン燃料の濃縮工程におけ
る銅蒸気レーザ増幅システムの実用化も進められている
。

ウラン燃料の濃縮工程等に使用される従来のレーザ増幅
システムは、例えば第４図に示すように、レーザ光発振
用レーザ装置１と、このレーザ光発振用レーザ装置１に
光軸か一致するように配設された２基のレーザ光増幅用
レーザ装置２ａ、２ｂとで構成される。

個々のレーザ装置１．２ａ、２ｂは、第５図に示すよう
に、架台３上に取り付けられたレーザ発振管４および回
路系５と、上記レーザ発振管４および回路系５を囲む保
護カバー６と、架台３内部に装備された駆動用電源７お
よびレーザ媒体供給排気装置８とから成る。

また第４図に示すように隣接する各レーザ装置１．２ａ
、２ｂの段間には、光軸を調整するための一対の反射ミ
ラー９が配設される。この反射ミラー９は第６図に示す
ように光路内において回動自在に構成されており、回動
角度を変えることにより、入射した光１　と反射したレ
ーザ光１□との光軸位置を調整できるように構成されて
いる。

ざらにレーザ光発振用レーザ装置１の両端部には、レー
ザ共振器ミラー９が配設される。

発振用レーザ装置１の駆動用電源７がＯＮになるとレー
ザ媒体供給排気装置８からレーザ発振管４内にレーサ媒
体が供給され、誘導放出によって特定波長の光が生成さ
れ増幅される。増幅された光は、さらにレーザ装置１の
両端に配置されたレーザ共振器ミラー９，９を往復反射
を繰り返すことにより増幅され、レーザ光（基準ビーム
）１０として発振する。発振したレーザ光１０は反射ミ
ラー９によって光軸位置を調整された後に増幅用レーザ
装置２ａ、２ｂに、順次入射し、ここでさらに増幅され
、最終的に増幅用レーザ装置２ｂから増幅レーザ光（増
幅ビーム）１１として出力される。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら従来のレーザ増幅システムにおいては、隣
接するレーザ装置の各段間におけるレーザ光の光軸位置
を調整するための反射ミラーを装備しているため、レー
ザ光の損失が大きくなる欠点があった。すなわち反射ミ
ラー表面で受光されたレーザビーム全体のうち、数％が
乱反射および吸収によって失われるため、特に多段に増
幅され、ビーム強度が大きくなったレーザ光が出力され
る後段側の増幅用レーザ装置の出力側においては、上記
の損失量も大きくなる。この損失量の増大は、必然的に
システム効率の低下を招くとともに反射ミラーの損傷を
起こす原因となり、増幅段数が制限されるため高出力の
レーザ光が得にくくなる問題点がある。

一方、連設したレーザ装置の各光軸位置を調整するには
、全てのレーザ装置を起動せしめ高強度のビームが発振
された状態で行なわなければならない。そのため運転員
が高強度のビームをハンドリングする際の安全性を確保
するために光路に配設された反射ミラーを遠隔操作でき
るように複雑なハンドリング機構を装備する必要があり
、システムの製造原価が増大化する欠点があった。

さらに連設した各レーザ装置の構成機器は全て一体的に
架台等に固着された状態で配設される構造であるため、
レーザ装置の一部に故障が生じた場合においても、レー
ザ装置を設置した現場で修理を行なう必要があり、さら
に、修理を行なう間は全システムの運転を完全に休止す
る必要があり、システムの運転効率が低下し易い問題点
があった。

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
あり、反射ミラー等の光学系によるレーザ光の損失を解
消し、高いシステム効率を達成でき、操作性および安全
性を大幅に高めたレーザ増幅システムを提供することを
目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明は、レーザ光発振用レ
ーザ装置と複数のレーザ光増幅用レーザ装置とを光軸に
沿って架台上に連設したレーザ増幅システムにおいて、
上記各レーザ装置は、レーザ発振管と回路系などの付属
機器とをパッケージ内に一体的に収容したユニットとし
て構成し、上記ユニットを架台上に着脱自在に配置する
一方、各ユニットの水平方向位置および高さ方向位置を
調整する位置調整機構を各ユニットに設けたことを特徴
とする。

またレーザ光発振用レーザ装置は、光軸位置調整時に使
用する小出力レーザ光を発振する光軸調整用レーザ装置
を備えて構成するとよい。

（作用）上記構成に係るレーザ増幅システムによれば、各レーザ
装置はレーザ発振管および付属機器をパッケージ内に一
体的に収容したユニットとして構成され、架台上に着脱
自在に配置される構造を有するため、機器等が故障した
場合は、その機器等を内蔵したユニットを架台から取り
外し、予備のユニットに迅速に交換することが可能であ
る。したがってシステムの運転停止時間も短かく、シス
テムの運転管理が極めて容易になる。

また各ユニットの水平方向位置および高さ方向位置を調
整する位置調整機構を設けているため、各ユニット内の
レーザ発振管の光軸位置を、従来の反射ミラーを使用す
ることなく調整することが可能になる。そのため反射ミ
ラーにおけるレーザ光の乱反射や吸収による損失がな（
、レーザ光の発振効率を大幅に向上させることができる
。

さらに小出力レーザ光を発振する光軸調整用レーザ装置
を設けることにより、本運転に入る前に予め小出力のレ
ーザ光で各レーザ装置の光軸を調整することができる。

すなわち従来のような本運転で使用する強度が大きなレ
ーザ光を）１ンドリングすることがないため、システム
の操作性および安全性を大幅に向上させることが可能に
なり、さらに複雑な防護設備が不要となり、システムの
全体構成を大幅に簡素化することができる。

（実施例）次に本発明の一実施例について添付図面を参照して説明
する。第１図は本発明に係るレーザ増幅システムの一実
施例を示す側断面図であり、第２図は各レーザ装置の構
成を示す側面図である。

なお第４図および第５図に示す従来例と同一の構成要素
については同一符号を付して、重複した説明は省略する
。

すなわち本実施例に係るレーザ増幅システムは、レーザ
光発振用レーザ装置１と２基のレーザ光増幅用レーザ装
置２ａ、２ｂとを光軸に沿って架台３上に連設したレー
ザ増幅システムにおいて、上記各レーザ装置１，２ａ、
２ｂは、レーザ発振管４と回路系５などの付属機器とを
パッケージ１２内に一体的に収容したユニット１３ａ、
１３ｂ。

１３ｃとして構成し、上記ユニッｈ１３ａ、１３ｂ、１
３ｃを架台３上に着脱自在に配置する一方、各ユニット
１３ａ、１３ｂ、１３ｃの水平方向位置および高さ方向
位置を調整する位置調整機構１４を各ユニット１３ａ、
１３ｂ、１３ｃに設けて構成される。

各レーザ装置１．２ａ、２ｂは、例えば第２図に示すよ
うに、レーザ発振管４および回路系５などの付属品を、
保護カバーを兼ねるパッケージ１２内に一体的に収容し
たユニット１３ａ、１３ｂ。

１３ｃを架台３上に支持して構成される。各ユニット１
３ａ、１３ｂ、１３ｃは、架台３上に着脱自在に配置さ
れ、架台３と各ユニット１３ａ、１３ｂ、１３ｃとの間
には、ユニット位置を調整する位置調整機構１４が２台
ずつ配設される。また架台３内の下部には、駆動用電源
７およびレーザ媒体供給排気装置８が配設される。

位置調整機構１４は、例えば第３図に示すように、基台
１５上に昇降自在に配設された昇降板１６と、この昇降
板１６に形成した溝１７に嵌合し、光軸１８に対して直
角な水平方向に移動自在に配設された水平板１９とから
構成される。そして水平板１９上に載置したユニット１
３ａ、１３ｂ。

１３ｃの水平方向位置および高さ方向位置は、それぞれ
水平板１９の移動量および昇降板１６の昇降量によって
調整され、任意の位置に固定できるように構成されてい
る。

また第１図に示すように、レーザ光発振用レーザ装置１
の両端には、それぞれレーザ共振器ミラー９が配置され
る一方、左端の光軸上には、光軸位置調整時に使用する
小出力レーザ光２０を発振する光軸調整用レーザ装置２
１が予備的に配設される。光軸調整用レーザ装置２１と
しては、例えばＨｅ−Ｎｅレーザ装置のような比較的に
小出力のレーザ光を発振する小型のレーザ装置が採用さ
れる。

本実施例に係るレーザ増幅システムを運転する場合には
、まず光軸調整用レーザ装置２１を駆動して小出力レー
ザ光２０を発振せしめ、この小出力レーザ光２０が各ユ
ニット１３ａ、１３ｂ、１３ｃ内のレーザ発振管４内の
内部構造物と干渉してビーム損失を生じないように光軸
位置の調整を行なう。この光軸調整は、各ユニット１３
ａ、１３ｂ、１３ｃの下部に設けた位置調整機構１４を
操作して行なう。すなわち第３図に示す位置調整機構１
４の水平板１９を移動させることにより水平方向の光軸
位置を調整する一方、昇降板１６を昇降させることによ
り高さ方向の光軸位置を調整する。

そして光軸調整が完了した後に、各レーザ装置１．２ａ
、２ｂを起動し、所定の高強度のレーザ光１０．１１を
発振せしめる。運転途中における光軸の微調整も上記位
置調整機構１４によって随時行なう。そしてシステムを
構成する機器が故障した場合には、その機器を含むユニ
ット１３　ａ。

１３ｂ、１３ｃを架台３から取り外し、予備のユニット
を架台に装着する。

このように本実施例に係るレーザ増幅システムによれば
、各レーザ装置１．２ａ、２ｂはレーザ発振管４および
付属機器をパッケージ１２内に一体的に収容したユニッ
ト１３ａ、１３ｂ、１３ｃとして構成され、架台３上に
着脱自在に配置される構造を有するため、機器等が故障
した場合は、その機器等を内蔵したユニット１３ａ、１
３ｂ。

１３ｃを架台３から取り外し、予め準備した予備のユニ
ットに迅速に交換することが可能である。

したがってシステムの運転停止時間も短かく、システム
の運転管理が極めて容易になる。

また各ユニット１３　ａ、　　１３　ｂ、　　１３　ｃ
の水平方向位置および高さ方向位置を調整する位置調整
機構１４を設けているため、各ユニット１３ａ。

１３ｂ、１３Ｃ内のレーザ発振管４の光軸位置を、従来
の反射ミラー９（第４図）を使用することなく調整する
ことが可能になる。そのため反射ミラーにおけるレーザ
光の乱反射や吸収による損失がなく、レーザ光の発振効
率を大幅に向上させることができる。

さらに小出力レーザ光２０を発振する光軸調整用レーザ
装置２１を設けることにより、本運転に入る前に予め小
出力のレーザ光２０で各レーザ装置１３ａ、１３ｂ、１
３ｃの光軸を調整することができる。すなわち従来のよ
うな本運転で使用する強度が大きなレーザ光１０．１１
をハンドリングすることがないため、システムの操作性
および安全性を大幅に向上させることが可能になり、さ
らに複雑な防護設備が不要となり、システムの全体構成
を大幅に簡素化することができる。

〔発明の効果〕

以上説明の通り本発明に係るレーザ増幅システムによれ
ば、各レーザ装置はレーザ発振管および付属機器をパッ
ケージ内に一体的に収容したユニットとして構成され、
架台上に着脱自在に配置される構造を有するため、機器
等が故障した場合は、その機器等を内蔵したユニットを
架台から取り外し、予備のユニットに迅速に交換するこ
とが可能である。したがってシステムの運転停止時間も
短かく、システムの運転管理が極めて容易になる。

また各ユニットの水平方向位置および高さ方向位置を調
整する位置調整機構を設けているため、各ユニット内の
レーザ発振管の光軸位置を、従来の反射ミラーを使用す
ることなく調整することが可能になる。そのため反射ミ
ラーにおけるレーザ光の乱反射や吸収による損失がなく
、レーザ光の発振効率を大幅に向上させることができる
。

すなわち従来のような本運転で使用する強度が大きなレ
ーザ光をハンドリングすることがないため、システムの
操作性および安全性を大幅に向上させることが可能にな
り、さらに複雑な防護設備が不要となり、システムの全
体構成を大幅に簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレーザ増幅システムの−実施例を
示す側断面図、第２図は第１図に示すシステムを構成す
るレーザ装置の構成例を示す側面図、第３図は位置調整
機構の構成例を示す斜視図、第４図は従来のレーザ増幅
システムの構成例を示す側断面図、第５図は従来のレー
ザ増幅システムを構成するレーザ装置の構成例を示す側
面図、第６図は従来のレーザ増幅システムに使用されて
いる光軸調整用の反射ミラーを示す側面図である。１・・・レーザ光発振用レーザ装置、２ａ、２ｂ・・・
レーザ光増幅用レーザ装置、３・・・架台、４・・・し
〜ザ発振管、５・・・回路系、６・・・保護カバー、７
・・・駆動用電源、８・・・レーザ媒体供給排気装置、
９・・・レーザ共振器ミラー、１０・・・レーザ光（基
準ビーム）、１１・・・増幅レーザ光（増幅ビーム、）
、１２・・・パッケージ、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ・・
・ユニット、１４・・・位置調整機構、１５・・・基台
、１６・・・昇降板、１７・・・溝、１８・・・光軸、
１９・・・水平板、２０・・・小出力レーザ光、２１・
・・光軸調整用レーザ装置。第３ｉｎ

Claims

【特許請求の範囲】１、レーザ光発振用レーザ装置と複数のレーザ光増幅用
レーザ装置とを光軸に沿って架台上に連設したレーザ増
幅システムにおいて、上記各レーザ装置は、レーザ発振
管と回路系などの付属機器とをパッケージ内に一体的に
収容したユニットとして構成し、上記ユニットを架台上
に着脱自在に配置する一方、各ユニットの水平方向位置
および高さ方向位置を調整する位置調整機構を各ユニッ
トに設けたことを特徴とするレーザ増幅システム。２、レーザ光発振用レーザ装置は、光軸位置調整時に使
用する小出力レーザ光を発振する光軸調整用レーザ装置
を備える請求項１記載のレーザ増幅システム。