JPH0525261Y2 - - Google Patents
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- JPH0525261Y2 JPH0525261Y2 JP4729986U JP4729986U JPH0525261Y2 JP H0525261 Y2 JPH0525261 Y2 JP H0525261Y2 JP 4729986 U JP4729986 U JP 4729986U JP 4729986 U JP4729986 U JP 4729986U JP H0525261 Y2 JPH0525261 Y2 JP H0525261Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、レーザ光を平行に対向する主表面間
でジグザグ状に複数回反射させて励起するレーザ
媒体を用いた表面励起、表面冷却形の固体レーザ
装置に関するものである。
でジグザグ状に複数回反射させて励起するレーザ
媒体を用いた表面励起、表面冷却形の固体レーザ
装置に関するものである。
いわゆるスラブ形のレーザ装置は、板状のレー
ザ媒体において、少なくともその一方が光源に面
する主表面間でジグザグ形の光路が形成され、主
表面でレーザ光が励起されるようになつている。
この装置では、レーザ媒体中の熱ストレス、ゲイ
ン分布、熱レンズ効果熱複屈折が打消され、さら
にレーザ出力強度分布が均一になり、ロッド形の
ものに比して光路が乱れず、高出力が得られる。
しかし、このような固体レーザでは、光源に供給
する電気エネルギに対するレーザ出力光の変換効
率が通常２％以下と低いため、入力エネルギの殆
どが熱になりレーザ媒体が加熱される。レーザ媒
体の主表面と中心との温度差が数百度になると破
壊が生じるため、通常は冷却装置が必要となる。
この冷却装置としては、液冷式のものが多く使用
されるが、液体が漏れないように厳重なシールが
必要である。第７図は従来の固体レーザ装置を示
すもので、(a)は断面平面図、(b)は側面図である。
なお、第８図はレーザ媒体およびそのケースの分
解斜視図である。図において、１はスラブ形のレ
ーザ媒体、２は励起用のランプ、３はレーザ媒体
を収容するケース、３ａは冷却液を出入させるた
めにケース３に形成した口、４はランプ２を収容
し、内面に反射鏡１１を形成した光源ケース、５
はレーザ媒体１をケース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は押え板
６をケース３に固定するためのボルト、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、１０は発振レーザ光である。ケース３と光
源ケース４内には純水およびエチレングリコール
が口３ａから出入りして流れるようになつてい
る。
ザ媒体において、少なくともその一方が光源に面
する主表面間でジグザグ形の光路が形成され、主
表面でレーザ光が励起されるようになつている。
この装置では、レーザ媒体中の熱ストレス、ゲイ
ン分布、熱レンズ効果熱複屈折が打消され、さら
にレーザ出力強度分布が均一になり、ロッド形の
ものに比して光路が乱れず、高出力が得られる。
しかし、このような固体レーザでは、光源に供給
する電気エネルギに対するレーザ出力光の変換効
率が通常２％以下と低いため、入力エネルギの殆
どが熱になりレーザ媒体が加熱される。レーザ媒
体の主表面と中心との温度差が数百度になると破
壊が生じるため、通常は冷却装置が必要となる。
この冷却装置としては、液冷式のものが多く使用
されるが、液体が漏れないように厳重なシールが
必要である。第７図は従来の固体レーザ装置を示
すもので、(a)は断面平面図、(b)は側面図である。
なお、第８図はレーザ媒体およびそのケースの分
解斜視図である。図において、１はスラブ形のレ
ーザ媒体、２は励起用のランプ、３はレーザ媒体
を収容するケース、３ａは冷却液を出入させるた
めにケース３に形成した口、４はランプ２を収容
し、内面に反射鏡１１を形成した光源ケース、５
はレーザ媒体１をケース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は押え板
６をケース３に固定するためのボルト、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、１０は発振レーザ光である。ケース３と光
源ケース４内には純水およびエチレングリコール
が口３ａから出入りして流れるようになつてい
る。
しかしながら、従来の固体レーザ装置では、レ
ーザ媒体に入射されたレーザ光は、レーザ媒体と
冷却液の外部媒体との屈折率の関係で、主表面間
で全反射を繰返えしてジグザグの光路をとるわけ
であるが、Ｏリングの部分で問題が生ずる。すな
わち、Ｏリングはゴムからなるため一般にレーザ
媒体に比して屈折率が高く、Ｏリングが当接して
いる主表面の部分では入射したレーザ光は全反射
されず一部がＯリングに吸収されてしまう。この
ため、レーザ媒体に当接しているＯリングの幅の
分だけ吸収され、レーザ光のビーム形状が小さく
なり出力パワーが低下する。
ーザ媒体に入射されたレーザ光は、レーザ媒体と
冷却液の外部媒体との屈折率の関係で、主表面間
で全反射を繰返えしてジグザグの光路をとるわけ
であるが、Ｏリングの部分で問題が生ずる。すな
わち、Ｏリングはゴムからなるため一般にレーザ
媒体に比して屈折率が高く、Ｏリングが当接して
いる主表面の部分では入射したレーザ光は全反射
されず一部がＯリングに吸収されてしまう。この
ため、レーザ媒体に当接しているＯリングの幅の
分だけ吸収され、レーザ光のビーム形状が小さく
なり出力パワーが低下する。
また、シールのためにＯリングをレーザ媒体の
Ｏリング当接面全周に強く圧接するため、励起面
である主表面の平坦度が劣化し、これにより全反
射のための入射角が他の部分と異なり、そのため
に光が全反謝されずにレーザ媒体の外部に透過し
てしまい、その分だけ出力パワーが低下するとい
う問題があつた。
Ｏリング当接面全周に強く圧接するため、励起面
である主表面の平坦度が劣化し、これにより全反
射のための入射角が他の部分と異なり、そのため
に光が全反謝されずにレーザ媒体の外部に透過し
てしまい、その分だけ出力パワーが低下するとい
う問題があつた。
このような問題を解決するために本考案は、レ
ーザ光を複数回反射させる互いに平行な対向主表
面とこの主表面の側方で互いに対向する側面とを
有するレーザ媒体とと、レーザ媒体を収納すると
ともに、レーザ媒体をその側面のみで弾性材から
なる支持体を介して保持するケースと、ケース内
に充満されレーザ媒体の表面に接触してこれを冷
やす冷却液とから構成したものである。
ーザ光を複数回反射させる互いに平行な対向主表
面とこの主表面の側方で互いに対向する側面とを
有するレーザ媒体とと、レーザ媒体を収納すると
ともに、レーザ媒体をその側面のみで弾性材から
なる支持体を介して保持するケースと、ケース内
に充満されレーザ媒体の表面に接触してこれを冷
やす冷却液とから構成したものである。
レーザ媒体の非励起面である側面のみを支持体
で支持しているため、励起面である主表面の平坦
度は十分に保持され、レーザ出力には影響を与え
ない。
で支持しているため、励起面である主表面の平坦
度は十分に保持され、レーザ出力には影響を与え
ない。
以下、本考案を図面に示した実施例を用いて詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図ないし第６図は本考案に係る固体レーザ
装置の一実施例を示すものであり、第１図のａは
レーザ媒体とケースの一部断面平面図、ｂは一部
断面正面図、ｃはレーザ媒体の斜視図、ｄはレー
ザ媒体の平面図、第２図はレーザ媒体とケースの
分解斜視図、第３図のａはケースの部分拡大側面
図、ｂはそのＢ−Ｂ断面図、第４図のａは副ケー
スの内側面図、ｂはそのＢ−Ｂ断面図、ｃは外側
面図、第５図は支持部分の拡大断面図、第６図の
ａは固体レーザ装置の断面平面図、ｂは側面図で
ある。
装置の一実施例を示すものであり、第１図のａは
レーザ媒体とケースの一部断面平面図、ｂは一部
断面正面図、ｃはレーザ媒体の斜視図、ｄはレー
ザ媒体の平面図、第２図はレーザ媒体とケースの
分解斜視図、第３図のａはケースの部分拡大側面
図、ｂはそのＢ−Ｂ断面図、第４図のａは副ケー
スの内側面図、ｂはそのＢ−Ｂ断面図、ｃは外側
面図、第５図は支持部分の拡大断面図、第６図の
ａは固体レーザ装置の断面平面図、ｂは側面図で
ある。
これらの図において、第７図と同一部分には同
符号を用いている。例えば、リン酸塩系Nd：ガ
ラスLHG8（HOYA株式会社商品名、屈折率1.52）
からなるレーザ媒体１は第１図ｃ及びｄに示すよ
うに平板状に形成されている。すなわち、レーザ
媒体１は、６mm（Ｈ）×30mm（Ｗ）×130.6mm（Ｌ）
であり、主表面１ａ，１ｂと入・出射面１ｆ，１
ｅとのなす角θは42°12′である。そして、平行に
対向し、一方において１回全反射し、もう一方で
１回全反射する励起面となる主表面１ａ，１ｂ
（平坦度はλ／２以上である。なお、λは633nm
である。）と、この主表面の側方（図では上下）
に対向する側面１ｃ，１ｄと側面に直角で主表面
に傾斜して形成される入・出射面１ｅ，１ｆとを
有する。第２図に示すように、１３は枠形に形成
されたケースで、側部１３ａはレーザ媒体１が挿
入できるように開口が形成され、上部と下部には
純水とエチレングリコールからなる冷却液（屈折
率1.38）を供給、排出するための穴１３ｂ，１３
ｃ、が形成されている。２３はケース１３の側部
１３ａの外側に取付けられる副ケースで、この間
にはケース１３の側面に開口を囲むように形成さ
れた溝１３ｄ内にシール用のＯリング２０が設け
られている。レーザ媒体１は、ケース１３の側部
１３ａの開口内で上下からフツ素ゴムからなる円
柱形（直径2.6mm、長さ６mm）の弾性材からなる
支持体１５ａ，１５ｂによつてその側面１ｃ，１
ｄで支持されている。レーザ媒体１の主表面１
ａ，１ｂは何とも接触していない。
符号を用いている。例えば、リン酸塩系Nd：ガ
ラスLHG8（HOYA株式会社商品名、屈折率1.52）
からなるレーザ媒体１は第１図ｃ及びｄに示すよ
うに平板状に形成されている。すなわち、レーザ
媒体１は、６mm（Ｈ）×30mm（Ｗ）×130.6mm（Ｌ）
であり、主表面１ａ，１ｂと入・出射面１ｆ，１
ｅとのなす角θは42°12′である。そして、平行に
対向し、一方において１回全反射し、もう一方で
１回全反射する励起面となる主表面１ａ，１ｂ
（平坦度はλ／２以上である。なお、λは633nm
である。）と、この主表面の側方（図では上下）
に対向する側面１ｃ，１ｄと側面に直角で主表面
に傾斜して形成される入・出射面１ｅ，１ｆとを
有する。第２図に示すように、１３は枠形に形成
されたケースで、側部１３ａはレーザ媒体１が挿
入できるように開口が形成され、上部と下部には
純水とエチレングリコールからなる冷却液（屈折
率1.38）を供給、排出するための穴１３ｂ，１３
ｃ、が形成されている。２３はケース１３の側部
１３ａの外側に取付けられる副ケースで、この間
にはケース１３の側面に開口を囲むように形成さ
れた溝１３ｄ内にシール用のＯリング２０が設け
られている。レーザ媒体１は、ケース１３の側部
１３ａの開口内で上下からフツ素ゴムからなる円
柱形（直径2.6mm、長さ６mm）の弾性材からなる
支持体１５ａ，１５ｂによつてその側面１ｃ，１
ｄで支持されている。レーザ媒体１の主表面１
ａ，１ｂは何とも接触していない。
副ケース２３には外面から径が大小の長穴２３
ａ，２３ｂ（第４図参照）が６個形成され、この
長穴２３ａ，２３ｂにボルト２１が挿入され、こ
のボルト２１をケース１３の側面に形成されたね
じ穴１３ｅにねじ込むことにより副ケース２３は
ケース１３に密着して取付られる。副ケース２３
の外面の開口の周辺はやや凹んで段になつてお
り、その段の周囲には溝２３ｃが形成されてい
る。段には保護ガラス２２が嵌込まれ、この間に
は溝２３ｃ内にシール用のＯリング２４が設けら
れている。そして、押え板１６をボルト１７をね
じ穴２３ｄにねじ込むことにより副ケース２３に
取付けて、保護ガラス２２を副ケース２３に密着
させる。
ａ，２３ｂ（第４図参照）が６個形成され、この
長穴２３ａ，２３ｂにボルト２１が挿入され、こ
のボルト２１をケース１３の側面に形成されたね
じ穴１３ｅにねじ込むことにより副ケース２３は
ケース１３に密着して取付られる。副ケース２３
の外面の開口の周辺はやや凹んで段になつてお
り、その段の周囲には溝２３ｃが形成されてい
る。段には保護ガラス２２が嵌込まれ、この間に
は溝２３ｃ内にシール用のＯリング２４が設けら
れている。そして、押え板１６をボルト１７をね
じ穴２３ｄにねじ込むことにより副ケース２３に
取付けて、保護ガラス２２を副ケース２３に密着
させる。
第３図〜第５図にて支持体１５ａ，１５ｂの支
持構造についてさらに詳細に説明する。１３ｆは
支持体１５ａを保持するためにケース１３に形成
された保持部、１３ｇはレーザ媒体１の側面部を
位置決めする突起部である。また、２３ｅは副ケ
ース２３の内面の開口の上、下部に内方に突出し
て形成された突起部である。第５図に示すよう
に、ケース１３に副ケース２３を取付けたとき、
保持部１３ｆに設けられた支持体１５ａは突起部
２３ｅに押されて内側にはみ出し、レーザ媒体１
を側面で強く支持する。支持体１５ｂも全く同じ
である。レーザ媒体１は突起部１３ｇで位置決め
されるので、主表面はケース１３に接触すること
はない。
持構造についてさらに詳細に説明する。１３ｆは
支持体１５ａを保持するためにケース１３に形成
された保持部、１３ｇはレーザ媒体１の側面部を
位置決めする突起部である。また、２３ｅは副ケ
ース２３の内面の開口の上、下部に内方に突出し
て形成された突起部である。第５図に示すよう
に、ケース１３に副ケース２３を取付けたとき、
保持部１３ｆに設けられた支持体１５ａは突起部
２３ｅに押されて内側にはみ出し、レーザ媒体１
を側面で強く支持する。支持体１５ｂも全く同じ
である。レーザ媒体１は突起部１３ｇで位置決め
されるので、主表面はケース１３に接触すること
はない。
ケース１３の穴１３ｂ，１３ｃから冷却液が注
入され、このケース１３内が充満された状態にな
るので、ケース１３と副ケース２３と保護ガラス
２２とにより気密の空間が形成され、この空間内
にレーザ媒体１が収容されることになる。なお、
保護ガラス２２には、その両面に反射防止膜が形
成され、この保護ガラス２２を通るレーザ光を反
射率0.1％以下の押えるようにしている。
入され、このケース１３内が充満された状態にな
るので、ケース１３と副ケース２３と保護ガラス
２２とにより気密の空間が形成され、この空間内
にレーザ媒体１が収容されることになる。なお、
保護ガラス２２には、その両面に反射防止膜が形
成され、この保護ガラス２２を通るレーザ光を反
射率0.1％以下の押えるようにしている。
以上の実施例により、従来のものと異なつて側
面のみ支持していることから、ビーム形状もレー
ザ媒体の形状、すなわち６mm（Ｈ）×30mm（Ｗ）
となり、従来のものに比して約２倍のパワー特性
が得られた。なお、この実施例の構造に限定され
ず、各部の形状、構造等を、適宜変形、変更する
ことは自由である。レーザ媒体も実施例のほか
に、Nd：YAG，Nd：GGGまたはYLF等の他の
固体レーザ媒体を使うこともできる。第６図は以
上に説明したケースおよびレーザ媒体を用いた固
体レーザ装置を示すものである。
面のみ支持していることから、ビーム形状もレー
ザ媒体の形状、すなわち６mm（Ｈ）×30mm（Ｗ）
となり、従来のものに比して約２倍のパワー特性
が得られた。なお、この実施例の構造に限定され
ず、各部の形状、構造等を、適宜変形、変更する
ことは自由である。レーザ媒体も実施例のほか
に、Nd：YAG，Nd：GGGまたはYLF等の他の
固体レーザ媒体を使うこともできる。第６図は以
上に説明したケースおよびレーザ媒体を用いた固
体レーザ装置を示すものである。
以上説明したように、本考案に係る固体レーザ
装置によれば、レーザ媒体はその側面のみでケー
スに支持され、励起を生じる主表面にはシール材
の接触および加圧が全くないので、ジグザグ光路
をとるレーザ光の全反射が円滑になされ、良好な
モード発振により大きなレーザ出力が得られる。
装置によれば、レーザ媒体はその側面のみでケー
スに支持され、励起を生じる主表面にはシール材
の接触および加圧が全くないので、ジグザグ光路
をとるレーザ光の全反射が円滑になされ、良好な
モード発振により大きなレーザ出力が得られる。
第１図は本考案に係る固体レーザ装置の一実施
例の要部を示し、ａはレーザ媒体とケースの一部
断面平面図、ｂは一部断面正面図、ｃはレーザ媒
体の斜視図、ｄはレーザ媒体の平面図、第２図は
レーザ媒体とケースの分解斜視図、第３図のａは
ケースの部分拡大側面図、ｂはそのＢ−Ｂ断面
図、第４図のａは副ケースの内側面図、ｂはその
Ｂ−Ｂ断面図、ｃは外側面図、第５図は支持部分
の拡大断面図、第６図のａはこれらを用いた固体
レーザ装置の断面平面図、ｂは側面図、第７図の
ａは従来の固体レーザ装置の断面平面図、ｂは側
面図、第８図はそのレーザ媒体およびそのケース
の分解斜視図である。 １……レーザ媒体、１３……ケース、１５ａ，
１５ｂ……支持体、１６……押え板、１７，２１
……ボルト、２０，２４……Ｏリング、２２……
保護ガラス、２３……副ケース。
例の要部を示し、ａはレーザ媒体とケースの一部
断面平面図、ｂは一部断面正面図、ｃはレーザ媒
体の斜視図、ｄはレーザ媒体の平面図、第２図は
レーザ媒体とケースの分解斜視図、第３図のａは
ケースの部分拡大側面図、ｂはそのＢ−Ｂ断面
図、第４図のａは副ケースの内側面図、ｂはその
Ｂ−Ｂ断面図、ｃは外側面図、第５図は支持部分
の拡大断面図、第６図のａはこれらを用いた固体
レーザ装置の断面平面図、ｂは側面図、第７図の
ａは従来の固体レーザ装置の断面平面図、ｂは側
面図、第８図はそのレーザ媒体およびそのケース
の分解斜視図である。 １……レーザ媒体、１３……ケース、１５ａ，
１５ｂ……支持体、１６……押え板、１７，２１
……ボルト、２０，２４……Ｏリング、２２……
保護ガラス、２３……副ケース。
Claims (1)
- レーザ光を複数回反射させる互いに平行な対向
主表面とこの主表面の側方で互いに対向する側面
とを有するレーザ媒体と、このレーザ媒体を収納
するとともに、レーザ媒体をその側面のみで弾性
材からなる支持体を介して保持するケースと、こ
のケース内に充満されレーザ媒体の表面に接触し
てこれを冷やす冷却液とを備えた固体レーザ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4729986U JPH0525261Y2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4729986U JPH0525261Y2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62158851U JPS62158851U (ja) | 1987-10-08 |
| JPH0525261Y2 true JPH0525261Y2 (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=30867774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4729986U Expired - Lifetime JPH0525261Y2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0525261Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180291489A1 (en) | 2017-04-11 | 2018-10-11 | The Boeing Company | Aluminum alloy with additions of copper, lithium and at least one alkali or rare earth metal, and method of manufacturing the same |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP4729986U patent/JPH0525261Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62158851U (ja) | 1987-10-08 |
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