JPH0466396B2 - - Google Patents
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- JPH0466396B2 JPH0466396B2 JP60212076A JP21207685A JPH0466396B2 JP H0466396 B2 JPH0466396 B2 JP H0466396B2 JP 60212076 A JP60212076 A JP 60212076A JP 21207685 A JP21207685 A JP 21207685A JP H0466396 B2 JPH0466396 B2 JP H0466396B2
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- Japan
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- laser medium
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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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/025—Constructional details of solid state lasers, e.g. housings or mountings
-
- 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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/042—Arrangements for thermal management for solid state lasers
-
- 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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/0407—Liquid cooling, e.g. by water
-
- 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
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/0602—Crystal lasers or glass lasers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光励起による固体レーザ装置に関
し、特にレーザ光を複数回反射させる互いに平行
な対向主表面を有する板状のレーザ媒体を用いた
表面励起・表面冷却形の固体レーザ装置に関す
る。 〔従来の技術〕 一般に、励起用光源に面するレーザ媒体の主表
面および対向する主表面間で反射を繰り返し、ジ
グザグの光路をとるようないわゆるスラブ形のレ
ーザ装置は、レーザ媒体中のストレスゲイン分
布、熱レンズ効果、複屈折がジグザグな光路をと
ることにより打ち消され、棒状（rod type）の
ものに比較して光路が乱されず、高出力化をはか
ることができる。しかし、出力効率が通常２％以
下と低いため、励起用光源からの入力エネルギー
のほとんどが熱に変換されてレーザ媒体の温度が
上昇し、主表面と中心との温度差が数百℃になる
と破壊することがある。これを防ぐためには、何
らかの冷却手段が必要である。 一般に冷却手段としては、純水等の液体または
窒素ガス等の気体を流通させる方法がとられる
が、実用上、絶縁性の高い純水の方が、気体に比
較してライニングコストおよび保守の点ではるか
に有利である。反面、漏洩のないよう厳重なシー
ルが必要となる。 第４図に、従来のこの種の固体レーザ装置の構
成例を示す。同図ａは断面図、同図ｂは側面図で
ある。図において、１はスラブ形レーザ媒体、２
は励起用ランプ、３はレーザ媒体１を収容するレ
ーザ媒体用ケース、４は励起用ランプ２を収容す
るランプ用ケース、５はレーザ媒体１をレーザ媒
体用ケース３に支持するとともにシールを行なう
Ｏリング、６は押え板、７は押えボルト、８は共
振器を構成する全反射ミラー、９は同じく半透過
ミラーであり、１０は発振レーザ光を示す。ケー
ス３，４内には冷却水が流される。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の水冷系のスラブ形固体装置は、上述した
ように構成されているため、次のような欠点を有
する。すなわち、レーザ媒体１内でジグザグの反
射光路をとる発振レーザ光１０は、レーザ媒体１
と外部媒質との屈折率の関係で全反射を繰り返す
ことによりジグザグの光路をとるのであるが、Ｏ
リング５の部分については問題がある。つまり、
一般にＯリング５の材質はゴムであるため、その
屈折率はレーザ媒体１の屈折率、例えばリン酸塩
系Nd：ガラスLHG5（HOYA製）の1.53（波長
1.054μｍの場合）に比較して高く、その当接部で
は入射したレーザ光１０の一部が全反射せずＯリ
ング５に吸収されてしまい、吸収された幅だけビ
ーム形状が小さくなつて出力パワーも落ちる。 〔問題点を解決するための手段〕 このような問題点の解決するために、本発明
は、レーザ媒体とシール部材との接触部のレーザ
媒体表面またはシール部材表面に、レーザ媒体と
比較して屈折率の低い誘電体薄膜を付着させたも
のである。 〔作用〕 レーザ媒体とシール部材との接触部に入射した
レーザ光は、この接触部に付着された誘電体薄膜
の屈折率がレーザ媒体より低いため、吸収されま
たは透過することなく全反射する。 〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例を示し、同図ａはレ
ーザ媒体部の一部断面正面図、同図ｂは一部断面
側面図、同図ｃは組立斜視図である。図において
第４図と同一符号は同一部分を示している。 第１図において、レーザ媒体１はリン酸塩系
Nd：ガラスLHG5からなり、これをＯリング５
で支持し、両側から押え板６および押えボルト７
でケース３に固定してレーザ媒体部を構成してい
る。図では省略したが、このレーザ媒体部は第４
図に示したと同様に励起用ランプとともに組立て
られ、冷却水が矢印で示したように流される。 レーザ媒体１は、６mm(H)×30mm(W)×146mm(L)の
平板状に加工し、両端の傾き角θを33°9′として
入射した光が対向する平行平面状の両主表面１
Ａ，１Ｂで10回の全反射を繰り返して出射するよ
うにしてある。光の入出射面１Ｃ，１Ｄおよびレ
ーザ光反斜面である上記両主表面１Ａ，１Ｂは光
学研摩が施してある。 Ｏリング５は、フツ素ゴムからなる内径22mmの
リングで、断面の直径は2.6mmである。第２図の
ように組立てられた状態でレーザ媒体１に密着
し、冷却水が漏れるのを防ぐ。 ここで、このＯリング５の当接部のレーザ媒体
１主表面に、真空蒸着法によりMgF2からなる膜
２０を付着させてある。厚さは１〜2μｍで幅は
Ｏリング５がレーザ媒体１に当接する部分よりも
やや広めに５mmとしてある。 前述したように、レーザ媒体１の屈折率は1.53
であるが、これに対し上記膜２０の屈折率は1.35
（波長1.054μｍの場合）と低い。このため、従来
Ｏリング５の当接部に入射して一部吸収されてい
た第２図中に斜線を付して示した光も、上記膜２
０の存在により全反射され、ビームパターンも６
mm(H)×30mm(W)の形状を保ち、出力パワーも２倍に
改善され、出力モードも良くなつた。 なお、膜２０はMgF2に限らない。また、レー
ザ媒体１も上述したようなリン酸塩系（フオスフ
エイト）のNb：ガラスに限定されるものではな
く、そのレーザ媒体１に対し屈折率が低く、適当
な付着力および耐水性が得られるという条件を満
たせば種々の材料が膜２０として用いられる。そ
の組合せ例を第１表に示す。
し、特にレーザ光を複数回反射させる互いに平行
な対向主表面を有する板状のレーザ媒体を用いた
表面励起・表面冷却形の固体レーザ装置に関す
る。 〔従来の技術〕 一般に、励起用光源に面するレーザ媒体の主表
面および対向する主表面間で反射を繰り返し、ジ
グザグの光路をとるようないわゆるスラブ形のレ
ーザ装置は、レーザ媒体中のストレスゲイン分
布、熱レンズ効果、複屈折がジグザグな光路をと
ることにより打ち消され、棒状（rod type）の
ものに比較して光路が乱されず、高出力化をはか
ることができる。しかし、出力効率が通常２％以
下と低いため、励起用光源からの入力エネルギー
のほとんどが熱に変換されてレーザ媒体の温度が
上昇し、主表面と中心との温度差が数百℃になる
と破壊することがある。これを防ぐためには、何
らかの冷却手段が必要である。 一般に冷却手段としては、純水等の液体または
窒素ガス等の気体を流通させる方法がとられる
が、実用上、絶縁性の高い純水の方が、気体に比
較してライニングコストおよび保守の点ではるか
に有利である。反面、漏洩のないよう厳重なシー
ルが必要となる。 第４図に、従来のこの種の固体レーザ装置の構
成例を示す。同図ａは断面図、同図ｂは側面図で
ある。図において、１はスラブ形レーザ媒体、２
は励起用ランプ、３はレーザ媒体１を収容するレ
ーザ媒体用ケース、４は励起用ランプ２を収容す
るランプ用ケース、５はレーザ媒体１をレーザ媒
体用ケース３に支持するとともにシールを行なう
Ｏリング、６は押え板、７は押えボルト、８は共
振器を構成する全反射ミラー、９は同じく半透過
ミラーであり、１０は発振レーザ光を示す。ケー
ス３，４内には冷却水が流される。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の水冷系のスラブ形固体装置は、上述した
ように構成されているため、次のような欠点を有
する。すなわち、レーザ媒体１内でジグザグの反
射光路をとる発振レーザ光１０は、レーザ媒体１
と外部媒質との屈折率の関係で全反射を繰り返す
ことによりジグザグの光路をとるのであるが、Ｏ
リング５の部分については問題がある。つまり、
一般にＯリング５の材質はゴムであるため、その
屈折率はレーザ媒体１の屈折率、例えばリン酸塩
系Nd：ガラスLHG5（HOYA製）の1.53（波長
1.054μｍの場合）に比較して高く、その当接部で
は入射したレーザ光１０の一部が全反射せずＯリ
ング５に吸収されてしまい、吸収された幅だけビ
ーム形状が小さくなつて出力パワーも落ちる。 〔問題点を解決するための手段〕 このような問題点の解決するために、本発明
は、レーザ媒体とシール部材との接触部のレーザ
媒体表面またはシール部材表面に、レーザ媒体と
比較して屈折率の低い誘電体薄膜を付着させたも
のである。 〔作用〕 レーザ媒体とシール部材との接触部に入射した
レーザ光は、この接触部に付着された誘電体薄膜
の屈折率がレーザ媒体より低いため、吸収されま
たは透過することなく全反射する。 〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例を示し、同図ａはレ
ーザ媒体部の一部断面正面図、同図ｂは一部断面
側面図、同図ｃは組立斜視図である。図において
第４図と同一符号は同一部分を示している。 第１図において、レーザ媒体１はリン酸塩系
Nd：ガラスLHG5からなり、これをＯリング５
で支持し、両側から押え板６および押えボルト７
でケース３に固定してレーザ媒体部を構成してい
る。図では省略したが、このレーザ媒体部は第４
図に示したと同様に励起用ランプとともに組立て
られ、冷却水が矢印で示したように流される。 レーザ媒体１は、６mm(H)×30mm(W)×146mm(L)の
平板状に加工し、両端の傾き角θを33°9′として
入射した光が対向する平行平面状の両主表面１
Ａ，１Ｂで10回の全反射を繰り返して出射するよ
うにしてある。光の入出射面１Ｃ，１Ｄおよびレ
ーザ光反斜面である上記両主表面１Ａ，１Ｂは光
学研摩が施してある。 Ｏリング５は、フツ素ゴムからなる内径22mmの
リングで、断面の直径は2.6mmである。第２図の
ように組立てられた状態でレーザ媒体１に密着
し、冷却水が漏れるのを防ぐ。 ここで、このＯリング５の当接部のレーザ媒体
１主表面に、真空蒸着法によりMgF2からなる膜
２０を付着させてある。厚さは１〜2μｍで幅は
Ｏリング５がレーザ媒体１に当接する部分よりも
やや広めに５mmとしてある。 前述したように、レーザ媒体１の屈折率は1.53
であるが、これに対し上記膜２０の屈折率は1.35
（波長1.054μｍの場合）と低い。このため、従来
Ｏリング５の当接部に入射して一部吸収されてい
た第２図中に斜線を付して示した光も、上記膜２
０の存在により全反射され、ビームパターンも６
mm(H)×30mm(W)の形状を保ち、出力パワーも２倍に
改善され、出力モードも良くなつた。 なお、膜２０はMgF2に限らない。また、レー
ザ媒体１も上述したようなリン酸塩系（フオスフ
エイト）のNb：ガラスに限定されるものではな
く、そのレーザ媒体１に対し屈折率が低く、適当
な付着力および耐水性が得られるという条件を満
たせば種々の材料が膜２０として用いられる。そ
の組合せ例を第１表に示す。
【表】
ここで、LHG8、LHG10およびLSG−91Hは
商品名（HOYA）である。また、屈折率はいず
れも波長1.054μｍの場合の値である。 また膜の付着力および耐レーザダメージ性を高
めるために、単層ではなく積層構造としてもよ
い。その例を第２表に示す。
商品名（HOYA）である。また、屈折率はいず
れも波長1.054μｍの場合の値である。 また膜の付着力および耐レーザダメージ性を高
めるために、単層ではなく積層構造としてもよ
い。その例を第２表に示す。
以上説明したように、本発明によれば、レーザ
媒体とシール部材との接触部のレーザ媒体表面ま
たはシール部材表面に、レーザ媒体と比較して屈
折率の低い誘電体薄膜を付着させ、その部分でも
発振レーザ光を全反射させるようにしたことによ
り、出射ビームパターンの形状が整い、良好なモ
ードの発振により高出力のエネルギーを得ること
ができる。
媒体とシール部材との接触部のレーザ媒体表面ま
たはシール部材表面に、レーザ媒体と比較して屈
折率の低い誘電体薄膜を付着させ、その部分でも
発振レーザ光を全反射させるようにしたことによ
り、出射ビームパターンの形状が整い、良好なモ
ードの発振により高出力のエネルギーを得ること
ができる。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示す
図で、第１図ａはレーザ媒体部の一部断面正面
図、同図ｂは一部断面側面図、同図ｃは組立斜視
図、第２図はその作用を説明するための断面図、
第３図は本発明の他の実施例を示す組立斜視図、
第４図ａは従来例を示す断面図、同図ｂはその側
面図である。 １……レーザ媒体、１Ａ，１Ｂ……対向主表
面、２……励起用ランプ、３，３１……レーザ媒
体用ケース、５，５１……Ｏリング（シール部
材）、２０，２１……膜。
図で、第１図ａはレーザ媒体部の一部断面正面
図、同図ｂは一部断面側面図、同図ｃは組立斜視
図、第２図はその作用を説明するための断面図、
第３図は本発明の他の実施例を示す組立斜視図、
第４図ａは従来例を示す断面図、同図ｂはその側
面図である。 １……レーザ媒体、１Ａ，１Ｂ……対向主表
面、２……励起用ランプ、３，３１……レーザ媒
体用ケース、５，５１……Ｏリング（シール部
材）、２０，２１……膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ レーザ光を複数回反射させる互いに平行な対
向主表面を有するレーザ媒体と、このレーザ媒体
を励起させる励起用光源と、前記レーザ媒体を収
納するケースと、前記レーザ媒体をケースに支持
するとともにケース内の冷却液の漏洩を防止する
Ｏリング、ガスケツト等のシール部材とを備えた
固体レーザ装置において、 前記レーザ媒体と前記シール部材との接触部の
レーザ媒体表面またはシール部材表面に、前記レ
ーザ媒体に比較して屈折率の低い誘電体薄膜を付
着させたことを特徴とする固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21207685A JPS6273685A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 固体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21207685A JPS6273685A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 固体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6273685A JPS6273685A (ja) | 1987-04-04 |
| JPH0466396B2 true JPH0466396B2 (ja) | 1992-10-23 |
Family
ID=16616463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21207685A Granted JPS6273685A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 固体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6273685A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0821736B2 (ja) * | 1986-03-19 | 1996-03-04 | 三菱電機株式会社 | 内部全反射型固体レ−ザ装置 |
| JP2692012B2 (ja) * | 1990-04-12 | 1997-12-17 | 三菱電機株式会社 | 固体レーザ装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6226058B2 (ja) * | 1982-10-30 | 1987-06-06 | Matsushita Electric Works Ltd |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6226058U (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-17 |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP21207685A patent/JPS6273685A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6226058B2 (ja) * | 1982-10-30 | 1987-06-06 | Matsushita Electric Works Ltd |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6273685A (ja) | 1987-04-04 |
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