JPH05226753A - 熱レンズ効果補正装置及び固体レーザ装置 - Google Patents
熱レンズ効果補正装置及び固体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH05226753A JPH05226753A JP6864391A JP6864391A JPH05226753A JP H05226753 A JPH05226753 A JP H05226753A JP 6864391 A JP6864391 A JP 6864391A JP 6864391 A JP6864391 A JP 6864391A JP H05226753 A JPH05226753 A JP H05226753A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- laser beam
- spread
- detector
- lens
- Prior art date
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- Pending
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- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ・ビームの平行性を大幅に改善でき
て、光ファイバへの入射が容易にできるようにする。 【構成】 熱レンズ効果によるレーザ・ビームの広がり
を補正する補正用レンズ４と、前記レーザ発振器３から
出力されるレーザビームの広がり状態を検出する検出部
５と、この検出部５からの信号を受けて、前記補正用レ
ンズ４をレーザビームの広がりが最小となる位置に移動
させるアクチュエータ６とを備えている熱レンズ効果補
正装置、及び、それを利用した固体レーザ装置。検出部
でレーザ・ビームの広がりを監視しながら、広がりが最
小となるよう補正用レンズを移動する。
て、光ファイバへの入射が容易にできるようにする。 【構成】 熱レンズ効果によるレーザ・ビームの広がり
を補正する補正用レンズ４と、前記レーザ発振器３から
出力されるレーザビームの広がり状態を検出する検出部
５と、この検出部５からの信号を受けて、前記補正用レ
ンズ４をレーザビームの広がりが最小となる位置に移動
させるアクチュエータ６とを備えている熱レンズ効果補
正装置、及び、それを利用した固体レーザ装置。検出部
でレーザ・ビームの広がりを監視しながら、広がりが最
小となるよう補正用レンズを移動する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱レンズ効果によってレ
ーザ・ビームが広がることを補正する補正装置と、その
補正装置を備えた固体レーザ装置に関する。
ーザ・ビームが広がることを補正する補正装置と、その
補正装置を備えた固体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、励起ランプでレーザ媒質を励起
してレーザ発振させる形式のレーザ発振器では、熱レン
ズ効果によってレーザ・ビームが広がる現象が起こるこ
とが知られている。この現象は励起ランプによる加熱及
び冷却水による冷却によって、レーザ媒質に径方向に温
度分布が発生し、これによりレーザ媒質の径方向に屈折
分布が生じることに起因する。これが熱レンズ効果の原
因である。
してレーザ発振させる形式のレーザ発振器では、熱レン
ズ効果によってレーザ・ビームが広がる現象が起こるこ
とが知られている。この現象は励起ランプによる加熱及
び冷却水による冷却によって、レーザ媒質に径方向に温
度分布が発生し、これによりレーザ媒質の径方向に屈折
分布が生じることに起因する。これが熱レンズ効果の原
因である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このため従来は、出力
を抑制したり、レーザ媒質の冷却装置を改善する等して
レーザ媒質の過熱を防止するようにしていたが、これら
の方法では必要な出力が得られなかったり、装置が大型
化する等の問題がある。
を抑制したり、レーザ媒質の冷却装置を改善する等して
レーザ媒質の過熱を防止するようにしていたが、これら
の方法では必要な出力が得られなかったり、装置が大型
化する等の問題がある。
【０００４】また、レーザ・ビームの平行性そのものを
制御するものではないため、ある程度の広がりがあり、
このため、光ファイバへ入射する際の効率が低下した
り、入射が困難になるという問題がある。
制御するものではないため、ある程度の広がりがあり、
このため、光ファイバへ入射する際の効率が低下した
り、入射が困難になるという問題がある。
【０００５】本発明は前記事項に鑑みてなされたもの
で、固体レーザ装置において、レーザ・ビームの平行性
を大幅に改善できて、光ファイバへの入射が容易にでき
るようにした熱レンズ効果補正装置を提供すること、及
び、それを備えた固体レーザ装置を提供することを技術
的課題とする。
で、固体レーザ装置において、レーザ・ビームの平行性
を大幅に改善できて、光ファイバへの入射が容易にでき
るようにした熱レンズ効果補正装置を提供すること、及
び、それを備えた固体レーザ装置を提供することを技術
的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記技術的課題
を解決するために、以下のような構成とした。
を解決するために、以下のような構成とした。
【０００７】すなわち、本発明の熱レンズ効果補正装置
は、熱レンズ効果によるレーザ・ビームの広がりを補正
する補正用レンズと、前記レーザ発振器から出力される
レーザ・ビームの広がりを検出する検出部と、この検出
部からの信号を受けて前記補正用レンズをレーザ・ビー
ムの広がりが最小となる位置に移動させるアクチュエー
タとを備えている。
は、熱レンズ効果によるレーザ・ビームの広がりを補正
する補正用レンズと、前記レーザ発振器から出力される
レーザ・ビームの広がりを検出する検出部と、この検出
部からの信号を受けて前記補正用レンズをレーザ・ビー
ムの広がりが最小となる位置に移動させるアクチュエー
タとを備えている。
【０００８】この装置を利用し、本発明の固体レーザ装
置は、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有するレーザ発振器を備えるとと
もに、このレーザ発振器内に配置されて熱レンズ効果に
よるレーザ・ビームの広がりを補正する補正用レンズ
と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ・ビームの
広がりを検出する検出部と、この検出部からの信号を受
けて前記補正用レンズをレーザ・ビームの広がりが最小
となる位置に移動させるアクチュエータとを備えた構成
である。
置は、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有するレーザ発振器を備えるとと
もに、このレーザ発振器内に配置されて熱レンズ効果に
よるレーザ・ビームの広がりを補正する補正用レンズ
と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ・ビームの
広がりを検出する検出部と、この検出部からの信号を受
けて前記補正用レンズをレーザ・ビームの広がりが最小
となる位置に移動させるアクチュエータとを備えた構成
である。
【０００９】
【作用】検出部によりレーザ・ビームの広がり状態を検
出し、そのデータに基づいてアクチュエータを作動させ
て補正用レンズの位置を制御するように構成したので、
レーザ・ビームの平行性を大幅に改善できる。このた
め、光ファイバへの入射が容易で効率的な結合が可能と
なる。
出し、そのデータに基づいてアクチュエータを作動させ
て補正用レンズの位置を制御するように構成したので、
レーザ・ビームの平行性を大幅に改善できる。このた
め、光ファイバへの入射が容易で効率的な結合が可能と
なる。
【００１０】また、レーザ出力を抑制したり、レーザ媒
質の冷却を強化するものではないため、小形で十分な出
力が得られる。
質の冷却を強化するものではないため、小形で十分な出
力が得られる。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例を図１に基づいて説明する。
【００１２】棒状に形成されたレーザ媒質１の近傍に励
起光を投入するための励起ランプ２が配置されており、
また、レーザ媒質１の両端側に全反射鏡７ａと半透過鏡
７ｂが配置されている。そして、励起ランプ２で励起さ
れたレーザ媒質１からレーザ光が発生し、全反射鏡７ａ
と半透過鏡７ｂとの間で反射が繰り返されることによっ
て発振が継続するレーザ発振器３が構成されている。
起光を投入するための励起ランプ２が配置されており、
また、レーザ媒質１の両端側に全反射鏡７ａと半透過鏡
７ｂが配置されている。そして、励起ランプ２で励起さ
れたレーザ媒質１からレーザ光が発生し、全反射鏡７ａ
と半透過鏡７ｂとの間で反射が繰り返されることによっ
て発振が継続するレーザ発振器３が構成されている。
【００１３】前記、レーザ媒質１と全反射鏡７ａとの
間、及びレーザ媒質１と半透過鏡７ｂとの間には夫々補
正用レンズ４、４が配置されている。この補正用レンズ
４、４は熱レンズ効果によるレーザ・ビームの広がりを
補正するためのもので、夫々２枚の平凸レンズ４ａの凸
面を向かい合わせることにより１組のレンズを構成して
いる。
間、及びレーザ媒質１と半透過鏡７ｂとの間には夫々補
正用レンズ４、４が配置されている。この補正用レンズ
４、４は熱レンズ効果によるレーザ・ビームの広がりを
補正するためのもので、夫々２枚の平凸レンズ４ａの凸
面を向かい合わせることにより１組のレンズを構成して
いる。
【００１４】前記補正用レンズ４、４は夫々レーザ媒質
１の軸方向にスライド自在に設けられた基台４ｂ上に固
定され、この基台４ｂはアクチュエータ６によって駆動
されるようになっている。
１の軸方向にスライド自在に設けられた基台４ｂ上に固
定され、この基台４ｂはアクチュエータ６によって駆動
されるようになっている。
【００１５】一方、前記半透過鏡７ｂのレーザ出力側に
は４５゜全反射ミラー８が設置され、これによってレー
ザ発振器３から出力されたレーザ光は直角に反射されて
光ファイバ９に入射する。前記４５゜全反射ミラー８の
背面には検出部５としてのリニアフォトディテクタアレ
イが配置されている。４５゜全反射ミラー８から漏れた
レーザ・ビームは前記検出部５に入射し、検出部５では
レーザ・ビームの広がり状態を検出できるようになって
いる。
は４５゜全反射ミラー８が設置され、これによってレー
ザ発振器３から出力されたレーザ光は直角に反射されて
光ファイバ９に入射する。前記４５゜全反射ミラー８の
背面には検出部５としてのリニアフォトディテクタアレ
イが配置されている。４５゜全反射ミラー８から漏れた
レーザ・ビームは前記検出部５に入射し、検出部５では
レーザ・ビームの広がり状態を検出できるようになって
いる。
【００１６】この検出部５の出力信号は演算部１０に入
力され、レーザ・ビームの広がり状態が数値化される。
そして前記補正用レンズ４をいずれの方向にどれだけ移
動させればレーザ・ビームの広がりが最小となるかを演
算して、前記アクチュエータ６と作動させるよう構成し
てある。
力され、レーザ・ビームの広がり状態が数値化される。
そして前記補正用レンズ４をいずれの方向にどれだけ移
動させればレーザ・ビームの広がりが最小となるかを演
算して、前記アクチュエータ６と作動させるよう構成し
てある。
【００１７】以下、動作例を説明する。レーザ発振器３
の動作中において、レーザ・ビームは検出部５を照射
し、検出部５でレーザ・ビームの強度分布が検出され
る。この強度分布はレーザ・レーザ・ビームの広がり状
態を示しており、この情報が演算部１０に入力される。
そして演算部１０で広がり状態が規定以内であるか否か
が判断され、規定以上である場合には、アクチュエータ
６を駆動する信号を送出して補正用レンズ４を移動させ
る。この場合、検出部５におけるレーザ・ビームの強度
分布をパターン認識し、補正用レンズ４をいずれの方向
に移動させると広がりが縮小するかをも同時に判断する
が、いずれとも判断できなかった場合には補正用レンズ
４をいずれかの方向に移動させる。
の動作中において、レーザ・ビームは検出部５を照射
し、検出部５でレーザ・ビームの強度分布が検出され
る。この強度分布はレーザ・レーザ・ビームの広がり状
態を示しており、この情報が演算部１０に入力される。
そして演算部１０で広がり状態が規定以内であるか否か
が判断され、規定以上である場合には、アクチュエータ
６を駆動する信号を送出して補正用レンズ４を移動させ
る。この場合、検出部５におけるレーザ・ビームの強度
分布をパターン認識し、補正用レンズ４をいずれの方向
に移動させると広がりが縮小するかをも同時に判断する
が、いずれとも判断できなかった場合には補正用レンズ
４をいずれかの方向に移動させる。
【００１８】補正用レンズ４が移動すると、レーザ・ビ
ームの屈折位置（焦点距離）が変化するため検出部５に
おけるレーザ・ビームの広がり状態が変化するが、この
変化方向を再度演算部１０で判断し、変化方向が広がり
縮小の方向であるか否かが判断される。変化方向が広が
り縮小の方向である場合には前記したループを反復する
ことによってレーザ・ビームの広がりが最小となる位置
までアクチュエータ６を制御する。
ームの屈折位置（焦点距離）が変化するため検出部５に
おけるレーザ・ビームの広がり状態が変化するが、この
変化方向を再度演算部１０で判断し、変化方向が広がり
縮小の方向であるか否かが判断される。変化方向が広が
り縮小の方向である場合には前記したループを反復する
ことによってレーザ・ビームの広がりが最小となる位置
までアクチュエータ６を制御する。
【００１９】一方、変化方向が広がる方向である場合に
はアクチュエータ６を逆方向に駆動した後、同様にして
レーザ・ビームの広がりが最小となる位置までアクチュ
エータ６を制御する。
はアクチュエータ６を逆方向に駆動した後、同様にして
レーザ・ビームの広がりが最小となる位置までアクチュ
エータ６を制御する。
【００２０】以上の動作によって広がりのない良質なレ
ーザ・ビームを得ることができ、エネルギーの集中化を
図ることができる。したがって、光ファイバ９への入射
が容易になるとともに、強力なレーザ・ビームを入射す
ることができる。
ーザ・ビームを得ることができ、エネルギーの集中化を
図ることができる。したがって、光ファイバ９への入射
が容易になるとともに、強力なレーザ・ビームを入射す
ることができる。
【００２１】しかも、レーザ媒質１の過度な冷却は不要
となるため効率が良く、また装置も小形化することがで
きた。
となるため効率が良く、また装置も小形化することがで
きた。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、検出部によりレーザ・
ビームの広がり状態を検出し、そのデータに基づいてア
クチュエータを作動させて補正用レンズの位置を制御す
るように構成したので、レーザ・ビームの平行性を大幅
に改善できる。このため、光ファイバへの入射が容易で
効率的な結合が可能となった。
ビームの広がり状態を検出し、そのデータに基づいてア
クチュエータを作動させて補正用レンズの位置を制御す
るように構成したので、レーザ・ビームの平行性を大幅
に改善できる。このため、光ファイバへの入射が容易で
効率的な結合が可能となった。
【００２３】また、レーザ出力を抑制したり、レーザ媒
質を冷却を強化するものではないため、小形で十分な出
力が得られる。
質を冷却を強化するものではないため、小形で十分な出
力が得られる。
【図１】本発明の一実施例を示す側面図である。
１・・レーザ媒質 ２・・励起ランプ ３・・レーザ発振器 ４・・補正用レンズ ５・・検出部 ６・・アクチュエータ
フロントページの続き (72)発明者 内田 ▲高▼弘 千葉県野田市二ッ塚95番地の３ミヤチテク ノス株式会社内 (72)発明者 数藤 和義 千葉県野田市二ッ塚95番地の３ミヤチテク ノス株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 熱レンズ効果によるレーザ・ビームの広
がりを補正する補正用レンズと、前記レーザ発振器から
出力されるレーザ・ビームの広がりを検出する検出部
と、この検出部からの信号を受けて前記補正用レンズを
レーザ・ビームの広がりが最小となる位置に移動させる
アクチュエータとを備えた熱レンズ効果補正装置。 - 【請求項２】 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有するレーザ発振器を備
えるとともに、このレーザ発振器内に配置されて熱レン
ズ効果によるレーザ・ビームの広がりを補正する補正用
レンズと、前記レーザ発振器から出力されるレーザ・ビ
ームの広がりを検出する検出部と、この検出部からの信
号を受けて前記補正用レンズをレーザ・ビームの広がり
が最小となる位置に移動させるアクチュエータとを備え
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 |
|---|---|---|---|
| JP6864391A JPH05226753A (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 熱レンズ効果補正装置及び固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6864391A JPH05226753A (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 熱レンズ効果補正装置及び固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05226753A true JPH05226753A (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=13379611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6864391A Pending JPH05226753A (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 熱レンズ効果補正装置及び固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05226753A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001320114A (ja) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Inst Of Physical & Chemical Res | レーザー共振器 |
| KR100656797B1 (ko) * | 2005-07-22 | 2006-12-13 | 광주과학기술원 | 레이저의 선폭 축소 장치 |
| JP2007214289A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザ装置 |
-
1991
- 1991-04-01 JP JP6864391A patent/JPH05226753A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001320114A (ja) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Inst Of Physical & Chemical Res | レーザー共振器 |
| JP4613272B2 (ja) * | 2000-05-10 | 2011-01-12 | 独立行政法人理化学研究所 | レーザー共振器およびその調整方法 |
| KR100656797B1 (ko) * | 2005-07-22 | 2006-12-13 | 광주과학기술원 | 레이저의 선폭 축소 장치 |
| JP2007214289A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザ装置 |
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