JPH0437180A - レーザ発振装置 - Google Patents
レーザ発振装置Info
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- JPH0437180A JPH0437180A JP14349390A JP14349390A JPH0437180A JP H0437180 A JPH0437180 A JP H0437180A JP 14349390 A JP14349390 A JP 14349390A JP 14349390 A JP14349390 A JP 14349390A JP H0437180 A JPH0437180 A JP H0437180A
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- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
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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
- H01S3/08072—Thermal lensing or thermally induced birefringence; Compensation thereof
Landscapes
- 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
この発明は、スラプ形レーザ媒質の、光励起面でない側
面の対向方向に係る温度分布をできるだけ均一にして、
指向性の良好なレーザ光を発振するように改善したレー
ザ発振装置に関する。
面の対向方向に係る温度分布をできるだけ均一にして、
指向性の良好なレーザ光を発振するように改善したレー
ザ発振装置に関する。
従来例について以下に図面を参照しながら説明する。第
６図はＹＡＧのスラプ形レーザ媒質の斜視図である。同
図において、スラプ形レーザ媒質は帯板状をなし、その
帯板の幅方向にＸ軸、帯板の厚さ方向にＹ軸、長手方向
にＸ軸をそれぞれとる。Ｙ軸方向に対向する各面が励起
面で、図示してない光励起用ランプによって照射される
とともに、水で冷却される。励起面でない各側面は、熱
的に絶縁されて、その方向への熱の流出が防止される。 その結果、レーザ媒質での温度分布は、はぼ励起面の対
向方向への１次元的分布だけとなる。 さて、レーザ光は励起面の内面で全反射を繰り返しなが
らジグザグに進み、種々の温度領域を通過することによ
って、全体的にレーザ光の経歴が平均化される。言いか
えれば、Ｙ軸方向の温度分布の不均一さは、レーザ光の
ジグザグ進行の過程で相殺ないし軽減される。その結果
、ロッド形レーザ媒質で問題となった熱の効果、すなわ
ち熱レンズ効果や複屈折効果などが軽減され、安定した
レーザ発振が可能となる。さらに、構造的に熱負荷に強
いこともあって、スラプ形レーザ媒質は高出力に耐える
という特長を備えている。 ところで、レーザ媒質としてはＹＡＧＯ外に、ＧＧＧや
ガラスを用いる研究がおこなわれているが、ロンド形の
場合と同様にスラプ形の場合にも、主流はＹＡＧである
。 第７図は従来例の基本構成図である。同図において、１
はスラプ形レーザ媒質、６は光励起用ランプで、ここで
はＫｒフラッシュランプが用いられ、レーザ媒質１の各
励起面（第６図参照）に近接し平行に配置される。１３
は全反射ミラー、１４は出力ミラーで、両者によって共
振器を構成する。 なお、レーザ媒ｆ１の寸法は、長さが１５３．９ ｗ。 幅が１８．４膳、厚さが５．６ ｎｏ、また全反射ミラ
ー出力ミラーの間隔は４５０ ｎｍである。 第８図は従来例の要部の断面図である。同図において、
９は二重楕円構造の反射筒で、ランプ６によるレーザ媒
質１への照射を均一化、効率化する。なお、ランプ６は
矢印の冷却水の循環によって冷却される。１０はレーザ
媒１ｔ１の熱を除去するための冷却水用流路、１１は流
路１０の一部を形成するとともにＹＡＧに有害なＵＶ光
をカットするフィルタ、１２はレーザ媒質１の左右の各
側面に設けられて熱の流出を防止する熱絶縁物である。
６図はＹＡＧのスラプ形レーザ媒質の斜視図である。同
図において、スラプ形レーザ媒質は帯板状をなし、その
帯板の幅方向にＸ軸、帯板の厚さ方向にＹ軸、長手方向
にＸ軸をそれぞれとる。Ｙ軸方向に対向する各面が励起
面で、図示してない光励起用ランプによって照射される
とともに、水で冷却される。励起面でない各側面は、熱
的に絶縁されて、その方向への熱の流出が防止される。 その結果、レーザ媒質での温度分布は、はぼ励起面の対
向方向への１次元的分布だけとなる。 さて、レーザ光は励起面の内面で全反射を繰り返しなが
らジグザグに進み、種々の温度領域を通過することによ
って、全体的にレーザ光の経歴が平均化される。言いか
えれば、Ｙ軸方向の温度分布の不均一さは、レーザ光の
ジグザグ進行の過程で相殺ないし軽減される。その結果
、ロッド形レーザ媒質で問題となった熱の効果、すなわ
ち熱レンズ効果や複屈折効果などが軽減され、安定した
レーザ発振が可能となる。さらに、構造的に熱負荷に強
いこともあって、スラプ形レーザ媒質は高出力に耐える
という特長を備えている。 ところで、レーザ媒質としてはＹＡＧＯ外に、ＧＧＧや
ガラスを用いる研究がおこなわれているが、ロンド形の
場合と同様にスラプ形の場合にも、主流はＹＡＧである
。 第７図は従来例の基本構成図である。同図において、１
はスラプ形レーザ媒質、６は光励起用ランプで、ここで
はＫｒフラッシュランプが用いられ、レーザ媒質１の各
励起面（第６図参照）に近接し平行に配置される。１３
は全反射ミラー、１４は出力ミラーで、両者によって共
振器を構成する。 なお、レーザ媒ｆ１の寸法は、長さが１５３．９ ｗ。 幅が１８．４膳、厚さが５．６ ｎｏ、また全反射ミラ
ー出力ミラーの間隔は４５０ ｎｍである。 第８図は従来例の要部の断面図である。同図において、
９は二重楕円構造の反射筒で、ランプ６によるレーザ媒
質１への照射を均一化、効率化する。なお、ランプ６は
矢印の冷却水の循環によって冷却される。１０はレーザ
媒１ｔ１の熱を除去するための冷却水用流路、１１は流
路１０の一部を形成するとともにＹＡＧに有害なＵＶ光
をカットするフィルタ、１２はレーザ媒質１の左右の各
側面に設けられて熱の流出を防止する熱絶縁物である。
以上説明したように、従来の技術では、第６図における
Ｙ軸方向の温度分布の不均一さは、レーザ光のジグザグ
進行の過程で軽減ないし相殺される。しかし反面、Ｘ軸
方向の温度分布の不均一さは完全に除去することが困難
である。 すなわち、第８図に示したように、レーザ媒質１の上下
の各励起面に沿って冷却水を流して励起面に沿う方向（
第６図のＸ軸方向）に係る温度分布をできるだけ均一に
し、左右の各側面からの熱流出を熱絶縁物１２によって
防止するようにしている。しかし現実には、熱絶縁物１
２はある値の熱伝導率をもつから、若干の熱流出は避け
られない。 そのためレーザ媒質１の幅方向に係る温度分布は、中央
部を頂点する山形となり、完全に均一化させることがで
きない。その結果、レーザ媒質１には、部分的に膨脹、
屈折率の変化を生じ、いわゆる熱レンズ効果が残る。こ
の熱レンズ効果によって、レーザ光が拡がって指向性が
悪化する、発振出力が不安定になる、レンズによって集
光し難くなる等の問題、さらに熱応力に起因する複屈折
効果によるレーザ光の偏光特性劣化の問題を生じる。ま
た、幅方向に係るレーザ光の拡がりを抑えるために中心
部だけを使用することもあるが、この方法では出力が低
下することになる。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、スラプ形レーザ媒質の、光励起面でない側面の対
向方向に係る温度分布をできるだけ均一にして、指向性
の良好なレーザ光を発振するように改善したレーザ発振
装置を提供することにある。
Ｙ軸方向の温度分布の不均一さは、レーザ光のジグザグ
進行の過程で軽減ないし相殺される。しかし反面、Ｘ軸
方向の温度分布の不均一さは完全に除去することが困難
である。 すなわち、第８図に示したように、レーザ媒質１の上下
の各励起面に沿って冷却水を流して励起面に沿う方向（
第６図のＸ軸方向）に係る温度分布をできるだけ均一に
し、左右の各側面からの熱流出を熱絶縁物１２によって
防止するようにしている。しかし現実には、熱絶縁物１
２はある値の熱伝導率をもつから、若干の熱流出は避け
られない。 そのためレーザ媒質１の幅方向に係る温度分布は、中央
部を頂点する山形となり、完全に均一化させることがで
きない。その結果、レーザ媒質１には、部分的に膨脹、
屈折率の変化を生じ、いわゆる熱レンズ効果が残る。こ
の熱レンズ効果によって、レーザ光が拡がって指向性が
悪化する、発振出力が不安定になる、レンズによって集
光し難くなる等の問題、さらに熱応力に起因する複屈折
効果によるレーザ光の偏光特性劣化の問題を生じる。ま
た、幅方向に係るレーザ光の拡がりを抑えるために中心
部だけを使用することもあるが、この方法では出力が低
下することになる。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、スラプ形レーザ媒質の、光励起面でない側面の対
向方向に係る温度分布をできるだけ均一にして、指向性
の良好なレーザ光を発振するように改善したレーザ発振
装置を提供することにある。
二の課題を解決するために、第１の発明に係るレーザ発
振装置は、 スラプ形レーザ媒質の、光励起面でない各側面の近傍に
、ヒータが付設される。 第２の発明に係るレーザ発振装置は、 第１発明に係るレーザ発振装置において、ヒータへの供
給電力を、光励起用光源への供給電力に基づいて定める
制御部を備える。 第３の発明に係るレーザ発振装置は、 １１発明に係るレーザ発振装置番こおいて、スラプ形レ
ーザ媒質の、光励起面でない各側面に付設される温度セ
ンサと； ヒータへの供給電力を、光励起用光源への供給電力と、
温度センサの出力と、の内の少な（ともこの温度センサ
出力に基づいて定める制御部と；を備える。
振装置は、 スラプ形レーザ媒質の、光励起面でない各側面の近傍に
、ヒータが付設される。 第２の発明に係るレーザ発振装置は、 第１発明に係るレーザ発振装置において、ヒータへの供
給電力を、光励起用光源への供給電力に基づいて定める
制御部を備える。 第３の発明に係るレーザ発振装置は、 １１発明に係るレーザ発振装置番こおいて、スラプ形レ
ーザ媒質の、光励起面でない各側面に付設される温度セ
ンサと； ヒータへの供給電力を、光励起用光源への供給電力と、
温度センサの出力と、の内の少な（ともこの温度センサ
出力に基づいて定める制御部と；を備える。
【作用］
第１発明に係るレーザ発振装置においては、スラプ形レ
ーザ媒質の、光励起面でない各側面にヒータが付設され
るから、その加熱により各側面から熱が補給され、各側
面の対向方向に係る温度分布が均一化する。 第２発明に係るレーザ発振装置においては、制御部によ
って、光励起用光源への供給電力に基づいて、つまり光
源の照射によるレーザ媒質の温度に応じて、ヒータに電
力供給されるから、その加熱によって各側面の対向方向
に係る温度分布がより均一化する。 第３発明に係るレーザ発振装置においては、制御部によ
って、光源への供給電力と、各側面での検出温度との内
の検出温度に基づいて、または両方に基づいて、ヒータ
へ電力が供給されるから、各側面の対向方向に係る温度
分布がさらに均一化する。 【実施例】 本発明に係るレーザ発振装置の実施例について以下に図
面を参照しながら説明する。 第１図は第１．第２の各発明に係る実施例（以下、第１
実施例、第２実施例という）の要部の共通な部分平面図
、第２図は同じくその正面図である。第１図において、
レーザ媒質１の左右の各側面に近接してヒータ２が付設
され、これを保護してカバー３が設けられ、このカバー
３の内部には熱伝導性の良好な充填剤４が充填される。 なお、光励起用ランプ等については、第８図に示した従
来例におけるのと同じであるから、その図示は省略しで
ある。 第１実施例は、第１図、第２図に示すような構成をとる
が、第２実施例は、後述するように、ここには図示して
ない制御部を別に備える。 第１実施例においては、レーザ媒質１の、光励起面でな
い各側面の近傍にヒータ２が付設されるから、その加熱
により各側面の対向方向に係る温度分布がほぼ均一化す
る。 第２実施例は、第５図のヒータ制御に係る構成図におい
て、破線枠で囲んだサーミスタ５を除（部分が該当する
。第５図に示すように、第２実施例では、制御部７によ
って、光励起用ランプ６への供給電力に基づいて、つま
りランプ６の照射によるレーザ媒質の温度に応じ、ヒー
タ２に電力供給されるから、その加熱によってレーザ媒
質の各側面（第１図、第２図参照）の対向方向に係る温
度分布が第１実施例におけるより均一化する。 第３の発明に係る実施例（以下、第３実施例という）に
ついて、第３図〜第５図を参照しながら説明する。第３
図は第３実施例の要部の部分子□面図、第４図は同じく
その正面図、第５図は既に述べたヒータ制御に係る構成
図である。ただし、第３実施例では、第５図においてサ
ーミスタ５を含み、制御部８が対応する。 第３図、第４図において、第３実施例が第１第２の各実
施例と異なる点は、レーザ媒！■の左右の各側面に温度
センサとしてのサーミスタ５が付設されることである。 その外の第１．第２の各実施例におけるのと同じ部材に
は、同じ符号を付けである。 第３実施例では、第５図に示すように、制御部８によっ
て、ランプ６への供給電力と、レーザ媒質の各側面（第
３図、第４図参照）での、サーミスタ５による検出温度
とに基づいて、ヒータ２へ電力が供給されるから、各側
面の対向方向に係る温度分布が、第２実施例におけると
きよりさらに均一化する。なお、場合によっては、サー
ミスタ５の検出温度だけに基づいて、ヒータ２への電力
供給が決められてもよい。
ーザ媒質の、光励起面でない各側面にヒータが付設され
るから、その加熱により各側面から熱が補給され、各側
面の対向方向に係る温度分布が均一化する。 第２発明に係るレーザ発振装置においては、制御部によ
って、光励起用光源への供給電力に基づいて、つまり光
源の照射によるレーザ媒質の温度に応じて、ヒータに電
力供給されるから、その加熱によって各側面の対向方向
に係る温度分布がより均一化する。 第３発明に係るレーザ発振装置においては、制御部によ
って、光源への供給電力と、各側面での検出温度との内
の検出温度に基づいて、または両方に基づいて、ヒータ
へ電力が供給されるから、各側面の対向方向に係る温度
分布がさらに均一化する。 【実施例】 本発明に係るレーザ発振装置の実施例について以下に図
面を参照しながら説明する。 第１図は第１．第２の各発明に係る実施例（以下、第１
実施例、第２実施例という）の要部の共通な部分平面図
、第２図は同じくその正面図である。第１図において、
レーザ媒質１の左右の各側面に近接してヒータ２が付設
され、これを保護してカバー３が設けられ、このカバー
３の内部には熱伝導性の良好な充填剤４が充填される。 なお、光励起用ランプ等については、第８図に示した従
来例におけるのと同じであるから、その図示は省略しで
ある。 第１実施例は、第１図、第２図に示すような構成をとる
が、第２実施例は、後述するように、ここには図示して
ない制御部を別に備える。 第１実施例においては、レーザ媒質１の、光励起面でな
い各側面の近傍にヒータ２が付設されるから、その加熱
により各側面の対向方向に係る温度分布がほぼ均一化す
る。 第２実施例は、第５図のヒータ制御に係る構成図におい
て、破線枠で囲んだサーミスタ５を除（部分が該当する
。第５図に示すように、第２実施例では、制御部７によ
って、光励起用ランプ６への供給電力に基づいて、つま
りランプ６の照射によるレーザ媒質の温度に応じ、ヒー
タ２に電力供給されるから、その加熱によってレーザ媒
質の各側面（第１図、第２図参照）の対向方向に係る温
度分布が第１実施例におけるより均一化する。 第３の発明に係る実施例（以下、第３実施例という）に
ついて、第３図〜第５図を参照しながら説明する。第３
図は第３実施例の要部の部分子□面図、第４図は同じく
その正面図、第５図は既に述べたヒータ制御に係る構成
図である。ただし、第３実施例では、第５図においてサ
ーミスタ５を含み、制御部８が対応する。 第３図、第４図において、第３実施例が第１第２の各実
施例と異なる点は、レーザ媒！■の左右の各側面に温度
センサとしてのサーミスタ５が付設されることである。 その外の第１．第２の各実施例におけるのと同じ部材に
は、同じ符号を付けである。 第３実施例では、第５図に示すように、制御部８によっ
て、ランプ６への供給電力と、レーザ媒質の各側面（第
３図、第４図参照）での、サーミスタ５による検出温度
とに基づいて、ヒータ２へ電力が供給されるから、各側
面の対向方向に係る温度分布が、第２実施例におけると
きよりさらに均一化する。なお、場合によっては、サー
ミスタ５の検出温度だけに基づいて、ヒータ２への電力
供給が決められてもよい。
第１発明に係るレーザ発振装置では、スラプ形レーザ媒
質の、光励起面でない各側面にヒータが付設されるから
、その加熱によって各側面に熱が補給され、各側面の対
向方向に係る温度分布が均一化する。第２発明に係るレ
ーザ発振装置では、制御部によって、光励起用光源への
供給電力に基づき、つまり光源の照射によるレーザ媒質
の温度に応じて、ヒータに電力供給されるから、その加
熱によって各側面の対向方向に係る温度分布が、より均
一化する。第３発明に係るレーザ発振装置では、制御部
によって、光源への供給電力と、各側面での検出温度と
の内の検出温度、または両方に基づき、ヒータへ電力が
供給されるから、各側面の対向方向に係る温度分布が、
よりさらに均一化する。 したがって、第１．第２．第３の各発明によれば、共通
的にスラプ形レーザ媒質の、光励起面でない側面の対向
方向に係る温度分布が、第１．第２）第３の各発明の順
により高い程度で均一になり、指向性の良好なレーザ光
が発振するように改善され、レーザ加工に適用されたと
きには加工能力の向上が図れる。
質の、光励起面でない各側面にヒータが付設されるから
、その加熱によって各側面に熱が補給され、各側面の対
向方向に係る温度分布が均一化する。第２発明に係るレ
ーザ発振装置では、制御部によって、光励起用光源への
供給電力に基づき、つまり光源の照射によるレーザ媒質
の温度に応じて、ヒータに電力供給されるから、その加
熱によって各側面の対向方向に係る温度分布が、より均
一化する。第３発明に係るレーザ発振装置では、制御部
によって、光源への供給電力と、各側面での検出温度と
の内の検出温度、または両方に基づき、ヒータへ電力が
供給されるから、各側面の対向方向に係る温度分布が、
よりさらに均一化する。 したがって、第１．第２．第３の各発明によれば、共通
的にスラプ形レーザ媒質の、光励起面でない側面の対向
方向に係る温度分布が、第１．第２）第３の各発明の順
により高い程度で均一になり、指向性の良好なレーザ光
が発振するように改善され、レーザ加工に適用されたと
きには加工能力の向上が図れる。
第１図は本発明に係る第１．第２の各実施例の要部の共
通な部分平面図、 第２図は同じくその正面図、 第３図は本発明に係る第３実施例の要部の部分平面図、 第４図は同じくその正面図、 第５図は第２．第３の各実施例のヒータ制御に係る共通
な構成図、 第６図はスラプ形レーザ媒質の斜視図、第７図は従来例
の基本構成図、 第８図は従来例の要部の断面図である。 符号説明 １：レーザ媒質、２：ヒータ、３：カバー４：充填剤、
５：サーミスタ、６：ランプ、］ しイ研〜１ 尽力麦こ１０ ↓ し−ザ尤 ｂ ％６図
通な部分平面図、 第２図は同じくその正面図、 第３図は本発明に係る第３実施例の要部の部分平面図、 第４図は同じくその正面図、 第５図は第２．第３の各実施例のヒータ制御に係る共通
な構成図、 第６図はスラプ形レーザ媒質の斜視図、第７図は従来例
の基本構成図、 第８図は従来例の要部の断面図である。 符号説明 １：レーザ媒質、２：ヒータ、３：カバー４：充填剤、
５：サーミスタ、６：ランプ、］ しイ研〜１ 尽力麦こ１０ ↓ し−ザ尤 ｂ ％６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）スラプ形レーザ媒質の、光励起面でない各側面の近
傍に、ヒータが付設されることを特徴とするレーザ発振
装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、ヒータ
への供給電力を、光励起用光源への供給電力に基づいて
定める制御部を備えることを特徴とするレーザ発振装置
。 ３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、スラプ
形レーザ媒質の、光励起面でない各側面に付設される温
度センサと；ヒータへの供給電力を、光励起用光源への
供給電力と、温度センサの出力と、の内の少なくともこ
の温度センサ出力に基づいて定める制御部と；を備える
ことを特徴とするレーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14349390A JPH0437180A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | レーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14349390A JPH0437180A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | レーザ発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0437180A true JPH0437180A (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=15339995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14349390A Pending JPH0437180A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | レーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0437180A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11163452A (ja) * | 1997-11-27 | 1999-06-18 | Nec Corp | 固体レーザ装置 |
| WO1999033149A1 (en) * | 1997-12-19 | 1999-07-01 | Raytheon Company | Thermally improved slab laser pump cavity apparatus with integral concentrator |
| 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 |
| JP2006196882A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-07-27 | Hamamatsu Photonics Kk | 光増幅器、レーザ発振器およびｍｏｐａレーザ装置 |
| JP2008153462A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Hamamatsu Photonics Kk | 固体レーザ増幅器 |
-
1990
- 1990-06-01 JP JP14349390A patent/JPH0437180A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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