JPH0513841A - 固体レーザ装置 - Google Patents
固体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH0513841A JPH0513841A JP16068591A JP16068591A JPH0513841A JP H0513841 A JPH0513841 A JP H0513841A JP 16068591 A JP16068591 A JP 16068591A JP 16068591 A JP16068591 A JP 16068591A JP H0513841 A JPH0513841 A JP H0513841A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- laser medium
- quartz glass
- light
- cooling pipe
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ媒質に生じる熱レンズ効果を減少させ
る。 【構成】 レーザ媒質を収容する透明な第１冷却管と、
励起ランプを収容する透明な第２冷却管とを備えた固体
レーザ装置において、前記第１冷却管と第２冷却管を、
３２０ｎｍ以下の波長の光を透過させないセリウムドー
プ石英ガラス製とした。
る。 【構成】 レーザ媒質を収容する透明な第１冷却管と、
励起ランプを収容する透明な第２冷却管とを備えた固体
レーザ装置において、前記第１冷却管と第２冷却管を、
３２０ｎｍ以下の波長の光を透過させないセリウムドー
プ石英ガラス製とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ媒質及び励起ラ
ンプの冷却用冷却管を備えた固体レーザ装置に関する。
ンプの冷却用冷却管を備えた固体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、レーザ媒質とこれに励起光を投
入するための励起ランプを備えた固体レーザ装置におい
ては、前記レーザ媒質を透明な第１冷却管に収容し、前
記励起ランプを透明な第２冷却管に収容して、冷却ポン
プにより前記各冷却管内に冷却水を送り、励起による蓄
熱を防止している。
入するための励起ランプを備えた固体レーザ装置におい
ては、前記レーザ媒質を透明な第１冷却管に収容し、前
記励起ランプを透明な第２冷却管に収容して、冷却ポン
プにより前記各冷却管内に冷却水を送り、励起による蓄
熱を防止している。
【０００３】レーザ媒質が加熱されると、熱レンズ効果
によりビームが広がり、レーザ出力も低下する。さらに
加熱されるとロッドを破損するおそれがある。ここで、
図７に示したのは厚さ１ｍｍの冷却管用材の光透過率で
あり、Ａは合成石英ガラス、Ｂは天然石英ガラス、Ｃは
チタニウムドープ天然石英ガラス、Ｄはセリウムドープ
天然石英ガラス、Ｅはパイレックスガラス、Ｆはノネッ
クスガラスの透過率を示している。これらは、波長約２
００ｎｍ〜３５００ｎｍの光を透過することが可能であ
り、冷却管として励起光の妨げになることを防止し、か
つこの冷却管内に冷却水を送水し、レーザ媒質及び励起
ランプへの熱的影響を防止している。
によりビームが広がり、レーザ出力も低下する。さらに
加熱されるとロッドを破損するおそれがある。ここで、
図７に示したのは厚さ１ｍｍの冷却管用材の光透過率で
あり、Ａは合成石英ガラス、Ｂは天然石英ガラス、Ｃは
チタニウムドープ天然石英ガラス、Ｄはセリウムドープ
天然石英ガラス、Ｅはパイレックスガラス、Ｆはノネッ
クスガラスの透過率を示している。これらは、波長約２
００ｎｍ〜３５００ｎｍの光を透過することが可能であ
り、冷却管として励起光の妨げになることを防止し、か
つこの冷却管内に冷却水を送水し、レーザ媒質及び励起
ランプへの熱的影響を防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、冷却水でレー
ザ媒質等を冷却しても、レーザ媒質への熱的影響を完全
になくすことは困難である。すなわち、前記の冷却管用
材の場合、レーザ媒質の吸収率が低い波長の光をも透過
させてしまう。例えば、波長が約１００ｎｍ〜３００ｎ
ｍの紫外光は、図７より、Ａの合成石英ガラス、Ｂの天
然石英ガラス、Ｃのチタニウムドープ天然石英ガラス、
Ｄのセリウムドープ天然石英ガラスの場合は冷却管内へ
透過されてしまう。この紫外光はレーザ媒質に吸収され
ずに熱エネルギーとなり、蓄積すると熱レンズ効果をも
たらす。
ザ媒質等を冷却しても、レーザ媒質への熱的影響を完全
になくすことは困難である。すなわち、前記の冷却管用
材の場合、レーザ媒質の吸収率が低い波長の光をも透過
させてしまう。例えば、波長が約１００ｎｍ〜３００ｎ
ｍの紫外光は、図７より、Ａの合成石英ガラス、Ｂの天
然石英ガラス、Ｃのチタニウムドープ天然石英ガラス、
Ｄのセリウムドープ天然石英ガラスの場合は冷却管内へ
透過されてしまう。この紫外光はレーザ媒質に吸収され
ずに熱エネルギーとなり、蓄積すると熱レンズ効果をも
たらす。
【０００５】図６における線分（Ｔ）は、冷却管用材と
して天然石英ガラスを使用した場合のレーザ光の発振出
力と光の広がり角との関係を示したグラフである。この
グラフによれば、図中の発振出力が約５００Ｗの点Ｘに
おいて、熱レンズ効果により広がり角が急に拡大してい
る。これによって、励起ランプの投入電力を増加した場
合においても発振出力が低下するという問題が生じる。
して天然石英ガラスを使用した場合のレーザ光の発振出
力と光の広がり角との関係を示したグラフである。この
グラフによれば、図中の発振出力が約５００Ｗの点Ｘに
おいて、熱レンズ効果により広がり角が急に拡大してい
る。これによって、励起ランプの投入電力を増加した場
合においても発振出力が低下するという問題が生じる。
【０００６】本発明は、前記課題に鑑みてなされたもの
で、光励起に不必要な光のレーザ媒質への照射を少なく
し、レーザ媒質への熱的影響を抑え、よって熱レンズ効
果を減少させ、安定したレーザ発振を行える固体レーザ
装置を提供することを技術的課題とする。
で、光励起に不必要な光のレーザ媒質への照射を少なく
し、レーザ媒質への熱的影響を抑え、よって熱レンズ効
果を減少させ、安定したレーザ発振を行える固体レーザ
装置を提供することを技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、前
記課題を解決するため以下のようにした。本発明は、レ
ーザ媒質とこのレーザ媒質に励起光を投入するための励
起ランプを備えるとともに、レーザ媒質を収容する透明
な第１冷却管と、励起ランプを収容する透明な第２冷却
管とを備え、前記冷却管内に冷却水を送水するようう構
成した固体レーザ装置において、前記第１冷却管と第２
冷却管を、３２０ｎｍ以下の波長の光を透過させないセ
リウムドープ石英ガラス製とした。
記課題を解決するため以下のようにした。本発明は、レ
ーザ媒質とこのレーザ媒質に励起光を投入するための励
起ランプを備えるとともに、レーザ媒質を収容する透明
な第１冷却管と、励起ランプを収容する透明な第２冷却
管とを備え、前記冷却管内に冷却水を送水するようう構
成した固体レーザ装置において、前記第１冷却管と第２
冷却管を、３２０ｎｍ以下の波長の光を透過させないセ
リウムドープ石英ガラス製とした。
【０００８】
【作用】前記セリウムドープ石英ガラスを冷却管用材と
して使用することにより、励起ランプからレーザ媒質へ
の光の照射を行う場合に、３２０ｎｍ以下の波長の光が
遮断され、レーザ媒質への熱的影響を抑えられる。
して使用することにより、励起ランプからレーザ媒質へ
の光の照射を行う場合に、３２０ｎｍ以下の波長の光が
遮断され、レーザ媒質への熱的影響を抑えられる。
【０００９】このため、励起ランプへの投入電力を上昇
させた場合に、レーザ発振出力の低下を抑えることがで
きる。
させた場合に、レーザ発振出力の低下を抑えることがで
きる。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を図に基づいて説明する。図
１は、本発明の一実施例であり、３２０ｎｍ以下の波長
の光を透過させないセリウムドープ石英ガラス製の第１
冷却管１と第２冷却管２とを用いている。
１は、本発明の一実施例であり、３２０ｎｍ以下の波長
の光を透過させないセリウムドープ石英ガラス製の第１
冷却管１と第２冷却管２とを用いている。
【００１１】そして、第１冷却管１にはレーザ媒質とし
てＮｄ：ＹＡＧ（ネオジウムを添加したイットリウム、
アルミニウムガーネット）レーザロッド３を、第２冷却
管２には励起ランプとして１０ミリ口径１９０ミリアー
ク長さのフラッシュランプ４を各々収容し、これを冷却
ポンプ６から連通パイプ５を経て送水される冷却水によ
って冷却するように構成されている。
てＮｄ：ＹＡＧ（ネオジウムを添加したイットリウム、
アルミニウムガーネット）レーザロッド３を、第２冷却
管２には励起ランプとして１０ミリ口径１９０ミリアー
ク長さのフラッシュランプ４を各々収容し、これを冷却
ポンプ６から連通パイプ５を経て送水される冷却水によ
って冷却するように構成されている。
【００１２】ここで、Ｎｄ：ＹＡＧの吸収スペクトルを
図２に示し、フラッシュランプ４の発振スペクトルを図
３に示した。図４に示したのは、本発明のセリウムドー
プ石英ガラスの光の波長による透過率を示すグラフであ
る。図４によれば本発明に係るセリウムドープ石英ガラ
スは、図７のＤで示した従来のセリウムドープ天然石英
ガラスと異なり、３２０ｎｍ以下の波長の光を透過させ
ない。そして、図２、３から明かなように、Ｎｄ：ＹＡ
Ｇレーザロッド３にとって発振に不必要な波長の光がロ
ッド３に投入されない。
図２に示し、フラッシュランプ４の発振スペクトルを図
３に示した。図４に示したのは、本発明のセリウムドー
プ石英ガラスの光の波長による透過率を示すグラフであ
る。図４によれば本発明に係るセリウムドープ石英ガラ
スは、図７のＤで示した従来のセリウムドープ天然石英
ガラスと異なり、３２０ｎｍ以下の波長の光を透過させ
ない。そして、図２、３から明かなように、Ｎｄ：ＹＡ
Ｇレーザロッド３にとって発振に不必要な波長の光がロ
ッド３に投入されない。
【００１３】本発明で用いるこのセリウムドープ石英ガ
ラスとしては、例えばセリウムドープ量が０．１８５ｗ
ｔ％のセリウムドープ石英ガラスが使用される。すなわ
ち、紫外光の波長は約１ｎｍ〜４００ｎｍであるから、
フラッシュランプ４から発する波長約３２０ｎｍ以下の
紫外光は遮断される。このため、レーザ媒質へ投入され
る紫外線の多くが遮断され、レーザ媒質における熱エネ
ルギーの発生を抑え、熱レンズ効果の発生を防止し、光
の広がり角の拡大、発振出力の低下を抑えることができ
る。
ラスとしては、例えばセリウムドープ量が０．１８５ｗ
ｔ％のセリウムドープ石英ガラスが使用される。すなわ
ち、紫外光の波長は約１ｎｍ〜４００ｎｍであるから、
フラッシュランプ４から発する波長約３２０ｎｍ以下の
紫外光は遮断される。このため、レーザ媒質へ投入され
る紫外線の多くが遮断され、レーザ媒質における熱エネ
ルギーの発生を抑え、熱レンズ効果の発生を防止し、光
の広がり角の拡大、発振出力の低下を抑えることができ
る。
【００１４】また、図５に示したのは、異なる種類の冷
却管を使用し、励起ランプへの印加電圧とレーザ光の発
振出力との関係を表したものである。これにより、本発
明の冷却管Ｓと従来の冷却管Ｔとの場合では、冷却管Ｔ
の場合は点Ｙ、Ｚにおいて発振出力が低下しているのに
対し、冷却管Ｓの場合は励起ランプの電圧を上昇させて
も発振出力の低下が殆ど見られなかった。
却管を使用し、励起ランプへの印加電圧とレーザ光の発
振出力との関係を表したものである。これにより、本発
明の冷却管Ｓと従来の冷却管Ｔとの場合では、冷却管Ｔ
の場合は点Ｙ、Ｚにおいて発振出力が低下しているのに
対し、冷却管Ｓの場合は励起ランプの電圧を上昇させて
も発振出力の低下が殆ど見られなかった。
【００１５】図６に示したのは、発振出力とレーザ光の
広がり角の関係を表したもので、Ｓは本実施例の冷却
管、Ｔは従来の冷却管の場合であり、発振出力が上昇し
たときＳの場合はＴに比べて広がり角の拡大が少なくな
っている。
広がり角の関係を表したもので、Ｓは本実施例の冷却
管、Ｔは従来の冷却管の場合であり、発振出力が上昇し
たときＳの場合はＴに比べて広がり角の拡大が少なくな
っている。
【００１６】よって、本実施例においては、励起ランプ
４から第１冷却管１内への紫外光の照射を抑え、レーザ
媒質における熱エネルギー発生を防止できる。ゆえに、
レーザ光の広がり角の拡大化、発振出力の低下を抑える
ことができる。
４から第１冷却管１内への紫外光の照射を抑え、レーザ
媒質における熱エネルギー発生を防止できる。ゆえに、
レーザ光の広がり角の拡大化、発振出力の低下を抑える
ことができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明では、３２０ｎｍ以下の波長の光
を透過させないセリウムドープ石英ガラス製で冷却管を
構成したので、励起ランプからレーザ媒質への紫外光の
照射を抑え、レーザ媒質における熱エネルギー発生を防
止できる。ゆえに、レーザ光の広がり角の拡大化、発振
出力の低下を抑えることができる。
を透過させないセリウムドープ石英ガラス製で冷却管を
構成したので、励起ランプからレーザ媒質への紫外光の
照射を抑え、レーザ媒質における熱エネルギー発生を防
止できる。ゆえに、レーザ光の広がり角の拡大化、発振
出力の低下を抑えることができる。
【００１８】以上のことから、レーザ媒質への励起効率
が向上し、安定したレーザ発振が行える。
が向上し、安定したレーザ発振が行える。
【図１】本発明の一実施例
【図２】ＹＡＧの吸収スペクトル
【図３】クリプトンフラッシュランプのスペクトル分布
【図４】本発明に係るセリウムドープ石英ガラス光透過
率
率
【図５】ランプの違いによる本発明の冷却管と従来の冷
却管の発振出力
却管の発振出力
【図６】発振出力と熱レンズ効果による光の広がり角と
の関係を示した図
の関係を示した図
【図７】従来の冷却管用材の光透過率
１・・第１冷却管 ２・・第２冷却管 ３・・Ｎｄ：ＹＡＧレーザロッド ４・・励起ランプ（クリプトンフラッシュランプ） ５・・連通パイプ ６・・冷却ポンプ Ａ・・合成石英ガラス Ｂ・・天然石英ガラス Ｃ・・チタニウムドープ天然石英ガラス Ｄ・・従来のセリウムドープ天然石英ガラス Ｅ・・パイレックスガラス Ｆ・・ノネックスガラス Ｓ・・本発明の冷却管用材 Ｔ・・従来の冷却管用材（石英ガラス）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 数藤 和義 千葉県野田市二ツ塚95番地の３ミヤチテク ノス株式会社内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 レーザ媒質とこのレーザ媒質に励起光を
投入するための励起ランプを備えるとともに、レーザ媒
質を収容する透明な第１冷却管と、励起ランプを収容す
る透明な第２冷却管とを備え、前記冷却管内に冷却水を
送水するようう構成した固体レーザ装置において、 前記第１冷却管と第２冷却管を、３２０ｎｍ以下の波長
の光を透過させないセリウムドープ石英ガラス製とした
ことを特徴とする固体レーザ装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16068591A JPH0513841A (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 固体レーザ装置 |
| US07/975,947 US5331653A (en) | 1991-07-01 | 1992-07-01 | Solid-state laser device |
| EP19920913546 EP0546194A4 (en) | 1991-07-01 | 1992-07-01 | Solid laser |
| CA002090557A CA2090557A1 (en) | 1991-07-01 | 1992-07-01 | Solid-state laser device |
| PCT/JP1992/000828 WO1993001636A1 (fr) | 1991-07-01 | 1992-07-01 | Laser a solides |
| KR1019930700533A KR930701844A (ko) | 1991-07-01 | 1992-07-01 | 고체 레이저장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16068591A JPH0513841A (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513841A true JPH0513841A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=15720255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16068591A Pending JPH0513841A (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0513841A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5464462A (en) * | 1992-09-15 | 1995-11-07 | Patent-Treuhand-Gesellschaft Fur Elektrische Gluhlampen Mbh | Method of making a quartz glass tube having a reduced ultraviolet radiation transmissivity |
-
1991
- 1991-07-01 JP JP16068591A patent/JPH0513841A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5464462A (en) * | 1992-09-15 | 1995-11-07 | Patent-Treuhand-Gesellschaft Fur Elektrische Gluhlampen Mbh | Method of making a quartz glass tube having a reduced ultraviolet radiation transmissivity |
| US5572091A (en) * | 1992-09-15 | 1996-11-05 | Patent-Treuhand-Gesellschaft f ur elektrische Gl uhlampen mbH | Quartz glass with reduced ultraviolet radiation transmissivity, and electrical discharge lamp using such glass |
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