JPH0473982A - 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〕 本発明は固体レーザ装置に係り、特に、励起ランプによ
りレーザロッドを励起する形式のレーザ装置に関する。

〔従来の技術〕

一般にＹＡＧレーザやガラスレーザ等の固体レーザ装置
１戴　キセノンランプ等のフラッシュランプを点灯させ
、その発光エネルギをＹＡＧロッドやガラスロッドに照
射してレーザ発振を起こすようにしている。

この種のレーザ装置において、簡易な方法で出力を上げ
るには２本の励起ランプを使用して励起エネルギを倍増
させる手法がある。また、さらに高出力を得るようにし
たものとしてＩＬＹＡＧロッドやガラスロッドとして長
いものを用いたり、発振部を複数段直列に重ねてカスケ
ード接続した構造体がある。

しかし　長いロッドを用いると熱レンズ効果によりビー
ムが広がる虞れがあり、一方、カスケード接続にした場
合には光軸調整が非常に困難になるという問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、第７図に示すよう１　反射筒１０内に短いレー
ザロッド１２と励起ランプ１３を並列的に内装し　前記
励起ランプ１３からの放出光を前記レーザロッドＩ２に
集光するようにした固体レーザ装置が従来考えられてい
る。

反射筒１０の内面は断面において２１請円に形成されて
おり、その内面には金属が蒸着されている。ここで、励
起ランプ１３を発光させると第７図に示すようへ　直接
光１３ａと反射光１３ｂがレーザロッド１２に到達する
。そして前記レーザロッド１２と励起ランプ１３は楕円
の焦点に位置させであるため反射光１３ｂはすべてレー
ザロッド１２の中心部分に集光することとなる。

しか獣　このような装置で：戴　レーザロッド１２の中
心部分は強く励起されるが外周部分には充分な励起が行
われず利得分布の不均一が生じる。

また、励起ランプ１３から出る光が第７図中のθに示す
角度よりも小さい場合であって、レーザロッド１２と反
対方向に放射された場合には光がレーザロッド１２に到
達することができず効率が低いという問題がある。

しかも、励起ランプ１３が１本の場合には単棺Ｒ２本の
場合には２重楕円というように励起ランプ１３の数が増
加するにしたがって反射筒１０の内面形状が複雑化し　
第８図に示すように４つの励起ランプ１３を内装する場
合にあっては６重楕円という複雑な形状となる。このよ
うな多重棺円は製造が困難であるばかりか、反射光の均
一性がさらに崩れて励起効率が悪化するという問題があ
る。

本発明は前記事項に鑑みてなされたもので、レーザロッ
ドを均一に励起することができて高い効率が得ら瓢　ま
た製造も容易な固体レーザ装置を提供することを技術的
課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記技術的課題を解決するため＆−以下のよう
な構成とした すなわち、反射筒内にレーザロッドと励起ランプを内装
し　前記励起ランプからの放出光を反射筒の内面で反射
して前記レーザロッドに照射する固体レーザ装置におい
て、 前記反射筒を、拡散反射体で構成するととも＆−この反
射筒内部の断面を２つの半円を直線で連結した形状とし
　反射筒内部に前記レーザロッド及び励起ランプを交互
に複数並列に内装して固体レーザ装置とした なお、前記反射筒憾　その内面に金または銀の内装なく
とも１つを蒸着すると拡散反射率を向上させることがで
きる。

また、前記反射筒は硫酸バリウムを例えば１０〜２０重
量％含有させたフッ素樹急　またはマイカセラミックス
から選ばれる材質で形成することができる。

前記マイカセラミックスとして快削性セラミックス（例
えく　三井鉱山株式会社製の商品名「マセライト」）を
使用することができ、この場合には製造加工が容易とな
る。

なお、拡散反射体は拡散反射率が実質的に９５％以上の
好ましくは１００％に近い材質のもので構成するのがよ
い。拡散反射率が実質的に９５％以上のということ代　
入射光に対して９５％以上反射するという意味ではなく
、励起ランプ４で発生した光が反射筒内で散乱を繰り返
すうちその被検出エネルギがレーザロッドに９５％以上
実質的に吸収されるという意味である。

また、本発明では赤外から近赤外領域にわたって実質的
に９５％以上の拡散反射率であること力＼レーザロッド
の励起効率を上げるという点で望まれる。

反射筒内に内装されるレーザロッドとして沫ＹＡＧロッ
ド、ガラスロッドなどを例示でき、励起ランプとしてく
　クリプトン敷　またはキセノン型を例示できる。

反射筒の内面とレーザロッドとの間のクリアランスは５
ミリメートルから１５ミリメートル程度が適獣　望まし
くは１０ミリメートル程度が好適である。

〔作用〕

反射筒を、拡散反射率が実質的に９５％以上の材質で構
成するととも＆−二の反射筒の内部断面を２つの半円を
直線で連結した形状とし　その内部に前記レーザロッド
及び励起ランプを内装したことにより、励起ランプから
発せられる光を拡散させることができる。

このように反射筒内面全体に亘り特定の部分に合焦する
ことなく光を拡散できるため、レーザロッドを均一に励
起することができて高い効率が得られる。

また、反射筒内部断面を単純な形状とすることができる
ため製造が容易であり、特＆ミ　快削性のマイカセラミ
ックスを用いれば形状の精密な機械加工を容易に行うこ
とができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明す
る。

反射筒１は三井鉱山株式会社製の商品名「マセライト」
により形成されている。

このマセライトは金属アルコキシドを出発原料とし　ゾ
ル・ゲル法によりフッ素金雲母結晶をガラス状のマトリ
ックス中に析出させたものである。

この反射筒１は板状ブロックｌａ、ｌｂを重ね合わせて
構成されており、内部断面力ｆ１　　半径１４ミリメー
トルの円を２分割し　これら半円の間を１２０ミリメー
トルの直線で連結した形状に形成されている。

この反射筒１内には４本の励起ランプ４と、これら励起
ランプ４の間に配置された３本のレーザロッド３とが内
装されている。これら励起ランプ４とレーザロッド３と
は夫々平行となるよう並列かつ交互に配置されている。

そして、第３図に示したよう番−３本のレーザロッド３
はそれぞれ管状支持体５で反射筒ｌの両端部に支持され
ている。そして、第３図の上から１番目のレーザロッド
３の一端に対向して全反射ミラー６が配置されている。

また、　１番目のレーザロッド３の他端側、２番目のレ
ーザロッド３の両端側、及び３番目のレーザロッド３の
一端偏にそれぞ札　光を９０度の角度で反射する連結ミ
ラー７が配置さ汰　各レーザロッド３が光学的に直列接
続されている。そして、３番目のレーザロッド３の他端
側に出力ミラー８が配置されている。

そして、各励起ランプ４が連続的あるいはパルス的に点
灯すると、ランプ４からの励起光が反射筒１の内面で拡
散反射し　レーザロッド３に照射さ瓢　これによりレー
ザロッド３がレーザ発振上それぞれの両端面よりレーザ
ビームが発生する。

レーザビームは全反射ミラー６、連結ミラー７、呂カミ
ラー８間を反射して３段増輻さ瓢　高出力となって出力
される。

以下、実験結果を説明する。実験は第６図に示したよう
＆ミ　拡散反射面２２を有する積分球２１に試料として
本発明の拡散反射体ｌを取り付け、光源からの光（Ｐ）
を試料に照射味　球体内で拡散反射された光を検知器２
３で計測し　拡散反射率を算出した　なお、２４は試料
から反射した光が直接検知＠２３に入射することを妨げ
るバッフル板である。

ここで、試料のかわりに参照用標準反射板を取り付けそ
の時の検知器の値を１００％とし　試料の拡散反射率を
算出する。

第１の実験例として、反射筒１内面に透明上薬を塗り、
計測したところ第４図に示す結果が得られた　この図か
ら赤外から近赤外領域に亘って最大９６％の反射効率が
得られることがわかる。

また、第２の実験例として、反射筒１の内面に金を蒸着
したものについて同様の実験をしたところ第５図に示す
結果が得られ九　即ち、拡散反射において金の反射特性
が反映されており、かつほぼ１００％に近い高反射率を
示している。

また、反射筒ｌの内面に銀を蒸着した場合にも、金を蒸
着した場合と同様の効果を期待できる。

このよう＆へ　拡散反射体の反射面に金または銀のべ　
少なくとも１つを蒸着することで、拡散反射率が向上す
る。そして、蒸着する金属の種類・により、その金属特
有の反射スペクトルが得られる。

例えｊｆ、　　金では５００ｎｍ、　　銀では３３０ｎ
ｍより短い励起に不必要でかつ発振効率を低下させる短
波長の光の反射を抑えることができる。従って、用途に
応じていずれの金属を蒸着するのかを選択する。

〔発明の効果〕

本発明によれｌｆ、　　反射筒を、拡散反射体で構成す
るとともに、この反射筒の内部断面を２つの半円を直線
で連結した形状とし　その内部に前記レーザロッド及び
励起ランプを内装したので、レーザロッドを均一に励起
することができて高い効率が得られる。

また反射筒内部断面を単純な形状とすることができるた
め製造も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施例を示し第１図はそ
の斜視臥　第２図はその横断面は　第３図はその縦断面
は　第４図はマイカセラミックスの実質的な反射特性を
示すグラフぼ　第５図はマイカセラミックスの内側に金
を蒸着した実施例における実質的な反射特性を示すグラ
フ１　第６図は実験装置の概略臥　第７図及び第８図は
従来の固体レーザ装置を示す断面図である。 １・・反射筒、 レーザロッド、 ４・・励起ランス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）反射筒内にレーザロッドと励起ランプを内装し、
   前記励起ランプからの放出光を反射筒の内面で反射して
   前記レーザロッドに照射する固体レーザ装置において、 前記反射筒を、拡散反射体で構成するとともにこの反射
   筒内部の断面を２つの半円を直線で連結した形状とし、
   反射筒内部に前記レーザロッド及び励起ランプを交互に
   複数並列に内装したことを特徴とする固体レーザ装置。
2. （２）前記反射筒は、その内面に金または銀の内少なく
   とも１つを蒸着してなることを特徴とする請求項１記載
   の固体レーザ装置。
3. （３）前記反射筒は硫酸バリウムを含有させたフッ素樹
   脂、またはマイカセラミックスで形成されていることを
   特徴とする請求項１記載の固体レーザ装置。