JPH04196374A - Resonator and pattern light generating device - Google Patents

Resonator and pattern light generating device

Info

Publication number
JPH04196374A
JPH04196374A JP32633190A JP32633190A JPH04196374A JP H04196374 A JPH04196374 A JP H04196374A JP 32633190 A JP32633190 A JP 32633190A JP 32633190 A JP32633190 A JP 32633190A JP H04196374 A JPH04196374 A JP H04196374A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polarizing element
laser
laser rod
resonator
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32633190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Yano
眞 矢野
Koji Kuwabara
桑原 皓二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP32633190A priority Critical patent/JPH04196374A/en
Publication of JPH04196374A publication Critical patent/JPH04196374A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To decrease the radiation energy density at the surface of a polarizing element and to enhance high power operation without deteriorating a resonator in service life by a method wherein a beam magnifier is provided to enlarges a beam which impinges on a polarizing element in diameter. CONSTITUTION:A polarizing plane rotational element 4 is provided between a laser rod and one of a pair of reflective mirrors 3A and 3B. A beam magnifier 5 is provided between the laser rod 2 and a polarizing element 6 so as to enable a laser beam emitted from the laser rod 2 to be enlarged in diameter and made to impinge on the polarizing element 6. At this point, as the beam magnifier 5 enables a laser beam emitted from the laser rod 2 to impinge on the polarizing element enlarging it in diameter, radiation energy density can be reduced to a loss threshold or below at the surface of the polarizing element 6, so that a polarizer can be prevented from deteriorating in service life even if the laser rays becomes high in intensity. By this setup, radiation energy can be lessened in density at the surface of a pattern forming means, and a laser can be enhanced in output power.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体レーザ共振器及びその共振器を用いたレ
ーザパターン光発生装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a solid-state laser resonator and a laser pattern light generation device using the resonator.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、固体レーザの共振器としては、レーザロッド直径
とほぼ等しい大きさのレーザ光を偏光素子より得られる
偏光結合型という方式のものが知られている。また、特
開昭64−11088号公報には、上記偏光結合型の共
振器内部に、パターン形成用の液晶素子を備えたものが
開示されている。
BACKGROUND ART Conventionally, as a resonator for a solid-state laser, a type called a polarization coupling type is known in which a laser beam having a size approximately equal to the diameter of a laser rod is obtained from a polarizing element. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11088/1988 discloses a device in which a liquid crystal element for pattern formation is provided inside the polarization coupling type resonator.

〔発明が解決しようとするw!題〕[Invention tries to solve the problem lol! Title]

上記従来技術のうち、偏光結合型については、理化学用
の低出力機を対象に開発されており、レーザ加工用の高
出力機とするには、次のような問題があった。
Among the above-mentioned conventional technologies, the polarization coupling type was developed for low-power machines for physical and chemical use, and had the following problems when used as a high-power machine for laser processing.

第1に、レーザ光を取り出す偏光素子のレーザ耐力が低
く、素子が損傷しやすい。第2に、高出力化に伴い、レ
ーザロッドに照射される励起エネルギが高まるため、ロ
ンド内温度分布が不均一になる。このロンド内温度分布
不均−により、ロット内屈折率分布が発生し、レーザ偏
光特性が乱され、出力されるレーザビームの強度がビー
ム断面内で不均一になってしまう。
First, the laser proof strength of the polarizing element for extracting laser light is low, and the element is easily damaged. Second, as the output increases, the excitation energy irradiated to the laser rod increases, resulting in uneven temperature distribution within the rond. This non-uniform temperature distribution within the rond generates a refractive index distribution within the lot, disturbs the laser polarization characteristics, and causes the intensity of the output laser beam to become non-uniform within the beam cross section.

さらに、偏光結合型の共振器内部に、パターン形成用の
液晶素子を備えたものでは、レーザロッドと対向してい
る位置に液晶素子が設けられているため透過二ネルギ密
度が高く、液晶素子の寿命が制限されてしまう。またパ
ターン形成領域の径がほぼレーザロッド径と等しくて小
さいため、パターン精細性が十分でなかった。
Furthermore, in a polarization-coupled resonator equipped with a liquid crystal element for pattern formation, the liquid crystal element is located at a position facing the laser rod, so the transmission binary energy density is high, and the liquid crystal element is Lifespan will be limited. Further, since the diameter of the pattern forming region was small and approximately equal to the laser rod diameter, the pattern definition was not sufficient.

本発明の課題は、高出力で均一直線偏光のレーザ光を得
るにある。本発明の他の課題は、共振器から直接、大口
径のパターン光を安定に出力するにある。
An object of the present invention is to obtain a high-output, uniformly linearly polarized laser beam. Another object of the present invention is to stably output large-diameter pattern light directly from the resonator.

〔課題1解決するための手段〕 上記の課題は、レーザロッドと、該レーザロッドを挟ん
で配置された一対の反射鏡と、前記レーザロッドと前記
一対の反射鏡のうちの一方との間に配置された偏光素子
とを備えてなり、該偏光素子からレーザビーム出力を得
る共振器において、レーザロッドと前記一対の反射鏡の
うちの他方との間に配置された偏光面回転素子と、前記
レーザロッドと前記偏光素子との間に配置されて前記レ
ーザロッドからのビームのビーム径を拡大して前記偏光
素子に入射させるビーム拡大器とを備えることによって
達成される。
[Means for Solving Problem 1] The above problem is solved by a laser rod, a pair of reflecting mirrors disposed with the laser rod in between, and a gap between the laser rod and one of the pair of reflecting mirrors. a polarization plane rotating element disposed between the laser rod and the other of the pair of reflecting mirrors; This is achieved by including a beam expander disposed between the laser rod and the polarizing element to expand the beam diameter of the beam from the laser rod and making it incident on the polarizing element.

上記の課題はまた、少なくとも光軸上に、第1の反射鏡
、偏光面回転素子、レーザロッド、ビーム拡大器、偏光
素子、第2の反射鏡をこの順に配置してなり、前記ビー
ム拡大器は前記レーザロッド直径よりも大きいビーム径
のレーザ光を前記偏光素子に入射するものである共振器
によっても達成される。
The above problem is also solved by arranging a first reflecting mirror, a polarization plane rotating element, a laser rod, a beam expander, a polarizing element, and a second reflecting mirror in this order at least on the optical axis, and the beam expander This can also be achieved by using a resonator that allows laser light with a beam diameter larger than the diameter of the laser rod to enter the polarizing element.

上記の他の課題は、請求項1または2に記載の共振器の
ビーム拡大器で拡大されたビームの光路上にパターン形
成手段を配置して構成されたパターン発生装置によって
達成される。
The other object described above is achieved by a pattern generating device configured by arranging a pattern forming means on the optical path of the beam expanded by the beam expander of the resonator according to claim 1 or 2.

上記の他の課題はまた、パターン形成手段が液晶からな
るものである請求項3に記載のパターン発生装置によっ
ても達成される。
The other object described above is also achieved by the pattern generating device according to claim 3, wherein the pattern forming means is made of liquid crystal.

上記の他の課題はまた、パターン形成手段が共振器内に
配置されている請求項3または4に記載のパターン発生
装置によっても達成される。
The other object described above is also achieved by the pattern generating device according to claim 3 or 4, wherein the pattern forming means is arranged within the resonator.

上記の他の課題はさらに、レーザロッドとビーム拡大器
の間の光路の一部を光ファイバとし、パターン形成手段
とビーム拡大器の間の光路上に配置された第2の偏光素
子と、該第2の偏光素子で反射されたビームを該第2の
偏光素子に再び入射させる第3の反射鏡とを備えた請求
項5に記載のパターン発生装置によっても達成される。
Another problem described above is that a part of the optical path between the laser rod and the beam expander is an optical fiber, and a second polarizing element is arranged on the optical path between the pattern forming means and the beam expander. This can also be achieved by the pattern generator according to claim 5, further comprising a third reflecting mirror that causes the beam reflected by the second polarizing element to enter the second polarizing element again.

〔作用〕[Effect]

レーザロッドと偏光素子の間に配置されるビーム拡大器
は、レーザロッドから出て来るビームのビーム径を拡大
して偏光素子に入射する。ビーム径が拡大されるため、
偏光素子表面での照射エネルギ密度を損傷閾値以下に低
減することが可能となり、レーザ光の出力が高くなって
も、偏光素子の寿命が短くなることが防止される。レー
ザロッドと反射鏡の間に配置された偏光面回転素子は、
レーザロッドを通過することで発生する偏光面のずれを
、偏光面回転素子を二度通過することで逆位相化し、再
度レーザロッドへ向かわせることにより補正する。この
補正により、出力される直線偏光ビームのビーム断面で
の照射エネルギ密度が均一化される。
A beam expander disposed between the laser rod and the polarizing element expands the beam diameter of the beam coming out of the laser rod, and the beam is incident on the polarizing element. Since the beam diameter is expanded,
It becomes possible to reduce the irradiation energy density on the surface of the polarizing element to below the damage threshold, and even if the output of the laser beam becomes high, the life of the polarizing element is prevented from becoming short. The polarization plane rotation element placed between the laser rod and the reflector is
The shift in the polarization plane caused by passing through the laser rod is corrected by passing through the polarization plane rotating element twice to reverse the phase and directing it toward the laser rod again. By this correction, the irradiation energy density in the beam cross section of the output linearly polarized beam is made uniform.

また、パターン形成手段が、ビーム拡大器で拡大された
ビームの光路上に配置されるので、照射エネルギ密度が
低い状態でパターン光が形成され、該パターン光が再度
レーザロッドを通過して光増幅される。このため、パタ
ーン形成手段表面における照射エネルギ密度が低減され
、パターン形成手段が照射されるレーザ光によって損傷
されるのを防止可能となるとともに、大口径かつ必要な
出力のレーザ光を安定して得ることができる。
In addition, since the pattern forming means is placed on the optical path of the beam expanded by the beam expander, pattern light is formed with low irradiation energy density, and the pattern light passes through the laser rod again to be optically amplified. be done. Therefore, the irradiation energy density on the surface of the pattern forming means is reduced, making it possible to prevent the pattern forming means from being damaged by the irradiated laser beam, and to stably obtain a laser beam with a large diameter and the necessary output. be able to.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第1
−図に示す共振器1は、直径10+nのレーザロッド2
と、該レーザロッド2の後方(最終的なレーザ射出方向
を前方とする)光軸上に、レーザロッド2との間に偏光
面回転素子4を挾んで配置された反射93Aと、前記レ
ーザロッド2の前方光軸上に配置されビーム径D2を4
0mに拡大するビーム拡大器5と、該ビーム拡大器5の
前方光軸上に配置された偏光素子6と、該偏光素子6で
反射される光の光軸(反射光軸)上に配置された反射!
3Bとを含んで構成され、前記偏光素子6より出力光軸
方向にレーザ出カフが得られる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
- The resonator 1 shown in the figure has a laser rod 2 with a diameter of 10+n.
, a reflector 93A disposed on the optical axis at the rear of the laser rod 2 (with the final laser emission direction being the front) with the polarization plane rotation element 4 sandwiched between the laser rod 2 and the laser rod 2; 2, and the beam diameter D2 is 4.
A beam expander 5 that expands to 0 m, a polarizing element 6 placed on the front optical axis of the beam expander 5, and a polarizing element 6 placed on the optical axis (reflected optical axis) of the light reflected by the polarizing element 6. A reflex!
3B, and a laser output cuff is obtained from the polarizing element 6 in the output optical axis direction.

上記構成の共振器1は次のように動作する。レーザロッ
ド2よりビーム拡大器5を経て偏光素子6へ向かうレー
ザ光8のうち、P偏光9は偏光素子6を通過して出力光
軸方向に出力され、S偏光10は偏光素子6で前記出力
光軸と垂直方向(反射光軸方向)に反射され、反射鏡3
Bで反射光軸に沿って偏光素子6に向かって反射される
。反射13Bで反射されて偏光素子6にに入射したS偏
光は、再び偏光素子6で前記出力光軸と平行方向に反射
され、ビーム拡大器5を経てレーザロッド2へ戻る。レ
ーザロッド2へ戻った光はレーザロッド2を通過し偏光
面回転素子4を通ったあと、反射鏡3Aを折り返してP
偏光9となり、偏光素子6を通過して共振器1からのレ
ーザ出カフとなる。
The resonator 1 having the above configuration operates as follows. Among the laser beams 8 that go from the laser rod 2 through the beam expander 5 to the polarizing element 6, the P-polarized light 9 passes through the polarizing element 6 and is output in the direction of the output optical axis, and the S-polarized light 10 is outputted by the polarizing element 6. It is reflected in the direction perpendicular to the optical axis (direction of the reflected optical axis) and is reflected by the reflecting mirror 3.
At B, the light is reflected toward the polarizing element 6 along the reflected optical axis. The S-polarized light reflected by the reflection 13B and incident on the polarizing element 6 is again reflected by the polarizing element 6 in a direction parallel to the output optical axis, and returns to the laser rod 2 via the beam expander 5. The light returning to the laser rod 2 passes through the laser rod 2, passes through the polarization plane rotation element 4, and then turns around the reflecting mirror 3A and returns to P.
The light becomes polarized light 9, passes through the polarizing element 6, and becomes a laser output cuff from the resonator 1.

レーザロッド2の直径をDl、ビーム拡大器5通通抜の
ビーム直径をD2とすると、レーザロッド2の直径は最
大でも10mm程度、レーザマーカ等のレーザ加工に必
要なエネルギはIOJ程度であるから、ビーム拡大器を
使用しないならば偏光素子表面での照射エネルギ密度は
9J/cdL二も達する。この値は、偏光素子の標準的
なレーザ耐力といわれる2〜5J/dを超え、偏光素子
6は損傷してしまう。このため、このような偏光結合型
の高出力機は実現できなかった。本実施例においては、
ビーム拡大器5によりビーム径D2が40■に拡大され
、偏光素子表面での照射エネルギ密度が約0.6J/c
xjに低減される。また、本実施例では、ビーム断面形
状を円形のまま拡大しているが、レーザ出力の利用方法
によっては、ビーム断面形状を矩形に整形拡大してもよ
い。
If the diameter of the laser rod 2 is Dl, and the beam diameter when passing through five beam expanders is D2, the diameter of the laser rod 2 is about 10 mm at most, and the energy required for laser processing of laser markers, etc. is about IOJ, so the beam If no magnifying device is used, the irradiation energy density on the surface of the polarizing element reaches 9 J/cdL2. This value exceeds 2 to 5 J/d, which is said to be the standard laser proof strength of a polarizing element, and the polarizing element 6 is damaged. For this reason, such a polarization-coupled high-output device could not be realized. In this example,
The beam diameter D2 is expanded to 40 cm by the beam expander 5, and the irradiation energy density on the polarizing element surface is approximately 0.6 J/c.
xj. Further, in this embodiment, the beam cross-sectional shape is enlarged while remaining circular, but depending on the method of utilizing the laser output, the beam cross-sectional shape may be shaped and enlarged to a rectangular shape.

本実施例によれば、偏光結合型共振器の偏光素子の寿命
を制限することなく、高出力大口径の直線偏光レーザを
得ることができた。
According to this example, a high-output, large-diameter linearly polarized laser could be obtained without limiting the life of the polarizing element of the polarization-coupled resonator.

次に、本発明の第2の実施例であるパターン光発生装置
17を第2図を参照して説明する。本実施例と前記第1
の実施例との相違は、本実施例においては、前記第1の
実施例の偏光素子6と反射1(3Bの間にパターン形成
手段としての液晶素子11が配置された点と、偏光素子
6を挟んで反射鏡3Bと対向する位置に吸収板14が配
置された点にある。吸収板14は、共振器1の外部に配
置されている。
Next, a patterned light generating device 17, which is a second embodiment of the present invention, will be explained with reference to FIG. This example and the first
This embodiment differs from the first embodiment in that a liquid crystal element 11 as a pattern forming means is disposed between the polarizing element 6 and the reflection 1 (3B) of the first embodiment, and the polarizing element 6 An absorbing plate 14 is disposed at a position opposite to the reflecting mirror 3B with the absorbing plate 14 interposed therebetween.The absorbing plate 14 is disposed outside the resonator 1.

前記大の実施例の場合と同様、レーザロッド2よりビー
ム拡大器5を経て偏光素子6へ向かうレーザ光8のうち
、P偏光9は偏光素子6を通過して出力光軸方向に出力
され、S偏光10は偏光素子6で前記出力光軸と垂直方
向(反射光軸方向)に反射される。本実施例では、偏光
素子6で反射されたS偏光10は、液晶素子11を通過
して反射鏡3Bにより反射され、再度液晶素子11を通
過する間に、液晶素子11に設定された加工用のパター
ン情報を反映したS偏光12と、不用となるP偏光13
とに変換される。不用となるP偏光13は偏光素子6を
直進して通過し、共振器1外の吸収板]4に吸収される
As in the case of the large embodiment, among the laser beams 8 which go from the laser rod 2 through the beam expander 5 to the polarizing element 6, the P-polarized light 9 passes through the polarizing element 6 and is output in the direction of the output optical axis. The S-polarized light 10 is reflected by the polarizing element 6 in a direction perpendicular to the output optical axis (reflected optical axis direction). In this embodiment, the S-polarized light 10 reflected by the polarizing element 6 passes through the liquid crystal element 11, is reflected by the reflecting mirror 3B, and while passing through the liquid crystal element 11 again, the processing S polarized light 12 that reflects the pattern information of and P polarized light 13 that is unnecessary.
is converted into The unnecessary P-polarized light 13 passes straight through the polarizing element 6 and is absorbed by the absorption plate 4 outside the resonator 1.

パターン情報を反映したS偏光12は、偏光素子6でビ
ーム拡大器5の方向に反射され、ビーム拡大器5.レー
ザロッド2.偏光面回転素子4を経て反射鏡3Aに入射
する。反射1ft3Aに入射した光は再びレーザロッド
2の方向に反射され、偏光面回転素子4.レーザロッド
2.ビーム拡大器5を経て偏光素子6に入射するが、レ
ーザロッド2を往復する間に光増幅されるとともに、偏
光面回転素子4を往復することで偏光面が90度回転し
、パターン情報を反映したP偏光となるので、偏光素子
6を直進して通過し、パターン情報を反映したレーザ出
力15として取り出される。
The S-polarized light 12 reflecting the pattern information is reflected by the polarizing element 6 in the direction of the beam expander 5 . Laser rod 2. The light passes through the polarization plane rotation element 4 and enters the reflecting mirror 3A. The light incident on the reflection 1ft3A is reflected again in the direction of the laser rod 2 and passes through the polarization plane rotation element 4. Laser rod 2. The light enters the polarizing element 6 through the beam expander 5, but is amplified while traveling back and forth through the laser rod 2, and the polarization plane is rotated 90 degrees by traveling back and forth through the polarization plane rotation element 4, reflecting pattern information. Since it becomes P-polarized light, it passes straight through the polarizing element 6 and is extracted as a laser output 15 reflecting the pattern information.

本実施例によれば、エネルギ密度の低い個所でパターン
情報を反映したパターン光としたのち、該パターン光を
増幅するので、液晶素子照射エネルギが低減され、液晶
素子の寿命が延長されるとともに、大口径のパターン光
が得られる。
According to this embodiment, the patterned light reflecting the pattern information is generated at a location with low energy density, and then the patterned light is amplified, so that the energy for irradiating the liquid crystal element is reduced, and the life of the liquid crystal element is extended. Large-diameter pattern light can be obtained.

本発明の第3の実施例であるパターン光発生袋【17を
第3図を参照して説明する。本実施例と前記第1の実施
例との相違は、本実施例においては、レーザロッド2と
ビーム拡大器5の間が光ファイバ16で接続されている
点と、ビーム拡大器5と偏光素子6の間にパターン形成
手段としてパターン情報が設定された液晶素子11が配
置されている点と、該液晶素子11とビーム拡大器5の
間に第2の偏光素子19が、該第2の偏光素子ユ9の反
射光軸上に反射鏡3Cが、それぞれ配置されている点に
ある。
A patterned light generating bag [17] which is a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference between this embodiment and the first embodiment is that in this embodiment, the laser rod 2 and the beam expander 5 are connected by an optical fiber 16, and the beam expander 5 and the polarizing element are connected. A liquid crystal element 11 on which pattern information is set as a pattern forming means is arranged between 6 and 6, and a second polarizing element 19 is arranged between the liquid crystal element 11 and the beam expander 5, The reflecting mirrors 3C are arranged on the reflection optical axis of the element unit 9, respectively.

光ファイバ16に入射するビーム20は、光ファイバの
偏光解消特性により無偏光化され、ビーム21としてビ
ーム拡大器5を経て偏光素子19に入射する。偏光素子
19に入射したビーム21は、P偏光22とS偏光23
に分離され、S偏光23は反射されて反射鏡3Cに入射
する。S偏光23は、反射鏡3Cで再び反射されて偏光
素子19に入射し、ビーム拡大器5を経て再度光ファイ
バ16に入射する。光ファイバ16に入射したS偏光2
3は、光ファイバ16で無偏光化され、レーザロッド2
を往復して増幅される。増幅されたビームは、ビーム2
1として前記の動作を繰り返す。
The beam 20 entering the optical fiber 16 is depolarized due to the depolarization property of the optical fiber, and enters the polarizing element 19 as a beam 21 via the beam expander 5 . The beam 21 incident on the polarizing element 19 is divided into P polarized light 22 and S polarized light 23.
The S-polarized light 23 is reflected and enters the reflecting mirror 3C. The S-polarized light 23 is reflected again by the reflecting mirror 3C, enters the polarizing element 19, passes through the beam expander 5, and enters the optical fiber 16 again. S-polarized light 2 incident on the optical fiber 16
3 is made non-polarized by the optical fiber 16, and the laser rod 2
is amplified by going back and forth. The amplified beam is beam 2
1 and repeat the above operation.

一方、偏光素子19で分離された前記P偏光22は、液
晶素子11を通過してパターン情報を反映したパターン
光となって偏光素子6に入射する。
On the other hand, the P-polarized light 22 separated by the polarizing element 19 passes through the liquid crystal element 11 and enters the polarizing element 6 as pattern light reflecting pattern information.

ついで偏光素子6でパターン情報を反映したP偏光25
とパターン情報を反映していないS偏光24とに分離さ
れ、P偏光25はレーザ出力15として取り出される。
Next, the P polarized light 25 reflecting the pattern information with the polarizing element 6
and S-polarized light 24 that does not reflect pattern information, and P-polarized light 25 is extracted as laser output 15.

S偏光24は反射鏡3Bで反射されて、偏光素子6.液
晶素子11.偏光素子19、ビーム拡大器5を経て光フ
ァイバ16に入射し、前記S偏光23と同様、光ファイ
バ16で無偏光化され、レーザロッド2を往復して増幅
される。増幅されたビームは、ビーム21として前記の
動作を繰り返す。
The S-polarized light 24 is reflected by the reflecting mirror 3B and passes through the polarizing element 6. Liquid crystal element 11. The light enters the optical fiber 16 through the polarizing element 19 and the beam expander 5, is made non-polarized by the optical fiber 16, similar to the S-polarized light 23, and is amplified by traveling back and forth through the laser rod 2. The amplified beam repeats the above operation as beam 21.

本実施例によれば、レーザロッド内をビームが伝播する
過程で偏光面の均一性がくずれてしまうようなレーザロ
ッドであっても、ビームが光ファイバ16を通過すると
きに無偏光化された上で偏光素子]9に入射されるので
、安定した出力の直線偏光を液晶素子11に照射するこ
とができ、得られるパターン光のビーム断面における出
力レベルが均一化される。また、レーザロッド2と偏光
素子の間が光ファイバ16で結合されているので、レー
ザ出力部である偏光素子の位置選定の自由度が大きい。
According to this embodiment, even in a laser rod in which the uniformity of the polarization plane is lost during the beam propagation process within the laser rod, the beam is made non-polarized when it passes through the optical fiber 16. Since the linearly polarized light is incident on the polarizing element] 9, the liquid crystal element 11 can be irradiated with linearly polarized light with a stable output, and the output level in the beam cross section of the resulting patterned light is made uniform. Furthermore, since the laser rod 2 and the polarizing element are coupled through the optical fiber 16, there is a large degree of freedom in selecting the position of the polarizing element, which is the laser output section.

また、パターン形成用の液晶素子を共振器内部に設け、
得られるパターン光を増幅して出力するので、液晶素子
に照射されるビームの照射エネルギ密度を低下させるこ
とができ、該液晶素子の寿命を延長させる効果がある。
In addition, a liquid crystal element for pattern formation is provided inside the resonator,
Since the resulting patterned light is amplified and output, the irradiation energy density of the beam irradiated onto the liquid crystal element can be reduced, which has the effect of extending the life of the liquid crystal element.

さらに、共振器から直接レーサパターン光を安定に出力
できるので、装置小型化、レーザ光利用率向上の効果が
ある。また、大口径パターン光を得られるので、縮小結
像させることにより、精細度の高いパターンを描くこと
ができる。
Furthermore, since the laser pattern light can be stably output directly from the resonator, it is possible to miniaturize the device and improve the efficiency of laser light utilization. In addition, since a large-diameter pattern light can be obtained, a high-definition pattern can be drawn by forming a reduced image.

なお、上記第2、第3の実施例においては、パターン形
成手段として液晶素子が用いられた例を説明したが、必
ずしも液晶でなくともよい。例えば、第4A図に示すよ
うに、ガラス板41の表面に、必要なパターンの反射用
コーティング42を施したものでもよいし、第4B図に
示すように、ガラス板43に必要なパターンの凹凸を設
け、その凹部もしくは凸部に反射用のコーティング44
を施したものとしてもよい。また、反射用のコーティン
グ44の代わりに、ガラス板43の表面に細かな凹凸を
設けてもよい。
In addition, in the second and third embodiments described above, an example was explained in which a liquid crystal element was used as the pattern forming means, but the pattern forming means does not necessarily have to be a liquid crystal. For example, as shown in FIG. 4A, the surface of a glass plate 41 may be coated with a reflective coating 42 in a necessary pattern, or as shown in FIG. 4B, a glass plate 43 may have a necessary pattern of unevenness. , and a reflective coating 44 is provided on the concave or convex portions.
It may also be applied. Further, instead of the reflective coating 44, fine irregularities may be provided on the surface of the glass plate 43.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、偏光結合型共振
器の偏光素子に入射されるビーム径を拡大するビーム拡
大器を設けたので、偏光素子表面での照射エネルギ密度
を低減することができ、共振器の寿命を短くすることな
く、出力を高める効果がある。
As explained above, according to the present invention, since a beam expander is provided to expand the diameter of the beam incident on the polarizing element of the polarization-coupled resonator, it is possible to reduce the irradiation energy density on the surface of the polarizing element. This has the effect of increasing the output without shortening the life of the resonator.

また、パターン形成用の液晶素子を共振器内部に設けた
ので、共振器より直接レーザパターン光を出力すること
が可能となり、装置を小型化する効果がある。
Furthermore, since the liquid crystal element for pattern formation is provided inside the resonator, it becomes possible to output laser pattern light directly from the resonator, which has the effect of downsizing the device.

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

第1図は本発明の第1の実施例の要部構成を示すブロッ
ク図、第2図は本発明の第2の実施例の要部構成を示す
ブロック図、第3図は本発明の第3の実施例の要部構成
を示すブロック図で、第4A図、第4B図はパターン形
成手段の例を示す断面図である。 1・・・共振器、2・・レーザロッド、3A、3B。 3C・・・反射鏡、4・・偏光面回転素子、5・・ビー
ム拡大器、6,19・・・偏光素子、7,15・ レー
ぜ出力、11・・・パターン形成手段(液晶素子)、1
6・・・光ファイバ、17・・・パターン光発生装置。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of main parts of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the structure of main parts of a second embodiment of the invention, and FIG. FIG. 4A and FIG. 4B are sectional views showing examples of pattern forming means. 1...Resonator, 2...Laser rod, 3A, 3B. 3C... Reflector, 4... Polarization plane rotation element, 5... Beam expander, 6, 19... Polarizing element, 7, 15. Laser output, 11... Pattern forming means (liquid crystal element) ,1
6... Optical fiber, 17... Pattern light generator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、レーザロッドと、該レーザロッドを挟んで配置され
た一対の反射鏡と、前記レーザロッドと前記一対の反射
鏡のうちの一方との間に配置された偏光素子とを備えて
なり、該偏光素子からレーザビーム出力を得る共振器に
おいて、レーザロッドと前記一対の反射鏡のうちの他方
との間に配置された偏光面回転素子と、前記レーザロッ
ドと前記偏光素子との間に配置されて前記レーザロッド
からのビームのビーム径を拡大して前記偏光素子に入射
させるビーム拡大器とを有することを特徴とする共振器 2、少なくとも光軸上に、第1の反射鏡、偏光面回転素
子、レーザロッド、ビーム拡大器、偏光素子、第2の反
射鏡をこの順に配置してなり、前記ビーム拡大器は前記
レーザロッド直径よりも大きいビーム径のレーザ光を前
記偏光素子に入射するものである共振器 3、請求項1または2に記載の共振器と、該共振器のビ
ーム拡大器で拡大されたビームの光路上に配置されたパ
ターン形成手段とを含んでなるパターン発生装置 4、パターン形成手段が液晶からなるものであることを
特徴とする請求項3に記載のパターン発生装置 5、パターン形成手段が共振器内に配置されていること
を特徴とする請求項3または4に記載のパターン発生装
置 6、レーザロッドとビーム拡大器の間の光路の一部を光
ファイバとし、パターン形成手段とビーム拡大器の間の
光路上に配置された第2の偏光素子と、該第2の偏光素
子で反射されたビームを該第2の偏光素子に再び入射さ
せる第3の反射鏡とを備えたことを特徴とする請求項5
に記載のパターン発生装置
[Claims] 1. A laser rod, a pair of reflecting mirrors disposed with the laser rod in between, and a polarizing element disposed between the laser rod and one of the pair of reflecting mirrors. a resonator which obtains a laser beam output from the polarizing element, a polarization plane rotating element disposed between the laser rod and the other of the pair of reflecting mirrors, and the laser rod and the polarizing element. and a beam expander disposed between the laser rod and the beam expander to expand the beam diameter of the beam from the laser rod and make the beam incident on the polarizing element. A reflecting mirror, a polarization plane rotation element, a laser rod, a beam expander, a polarizing element, and a second reflecting mirror are arranged in this order, and the beam expander directs the laser beam with a beam diameter larger than the diameter of the laser rod. A resonator 3 that is incident on a polarizing element, comprising the resonator according to claim 1 or 2, and pattern forming means disposed on the optical path of the beam expanded by a beam expander of the resonator. 4. A pattern generating device 5 according to claim 3, wherein the pattern generating device 4 is made of liquid crystal, and the pattern forming device is disposed within a resonator. In the pattern generator 6 according to item 3 or 4, a part of the optical path between the laser rod and the beam expander is an optical fiber, and the second polarized light is arranged on the optical path between the pattern forming means and the beam expander. Claim 5, further comprising a third reflecting mirror that makes the beam reflected by the second polarizing element enter the second polarizing element again.
The pattern generator described in
JP32633190A 1990-11-28 1990-11-28 Resonator and pattern light generating device Pending JPH04196374A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32633190A JPH04196374A (en) 1990-11-28 1990-11-28 Resonator and pattern light generating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32633190A JPH04196374A (en) 1990-11-28 1990-11-28 Resonator and pattern light generating device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04196374A true JPH04196374A (en) 1992-07-16

Family

ID=18186584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32633190A Pending JPH04196374A (en) 1990-11-28 1990-11-28 Resonator and pattern light generating device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04196374A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6178035B1 (en) Optical device and method of manufacturing the same
JP3514073B2 (en) Ultraviolet laser device and semiconductor exposure device
JPH06181153A (en) Optical drawing apparatus
JPH04311076A (en) Laser beam generating device
US6873633B2 (en) Solid-state laser
US6625194B1 (en) Laser beam generation apparatus
JPH07297111A (en) Illuminator for exposure
JPH04196374A (en) Resonator and pattern light generating device
JPH09246648A (en) Laser beam source and illuminating optical device
CN113904208A (en) High-purity Laguerre Gaussian beam generation system and generation method thereof
JP2849032B2 (en) Laser device
JPH01214079A (en) Laser light source
US3366892A (en) Solid state laser mode selection means
JP3003172B2 (en) Solid state laser oscillator
JP2550693B2 (en) Solid-state laser device
JP2688991B2 (en) Narrow-band oscillation excimer laser
JPH05297253A (en) Coupled lens device
JP3726250B2 (en) Parametric fluorescence pair generator
JPH0394989A (en) Optical processing device
JP3383217B2 (en) Solid state laser device
JPS61117552A (en) Exposing device
JPH0282673A (en) Solid-state laser device
JPH02150084A (en) Laser device
JPH0521869A (en) Solid laser oscillator
JPH0384976A (en) Excimer laser device