JPH053355A - 固体レーザ媒質 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱的な歪みや熱レンズ効果を低減する。 【構成】 光励起によるレーザ発振器に用いられる固体
レーザ媒質１は円柱状に作製されている。この円柱表面
には、レーザ発振光軸２に平行な状態で多数の溝部３が
設けられている。これによって固体レーザ媒質１の表面
積が大きくなり、冷却効率を高めることができるので、
固体レーザ媒質１の内部の温度上昇を低減することが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固体レーザ発振器の固体
レーザ媒質に係わり、特に、Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＬ
Ｆ、Ｎｄ：ガラス等の固体レーザ媒質に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、固体レーザ媒質とは、レーザ媒
質に結晶ロッドを使用したもので、結晶ロッドとしては
Ｎｄ³⁺を含んだＹＡＧやガラス等の結晶が使用されてい
る。

【０００３】従来、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶等を用いた固体レ
ーザ発振器では、励起用光源として直線状のアークラン
プまたはフラッシュランプが使用されている。この励起
用光源を楕円筒の２つの焦点の一方に配置すると共に、
他の焦点上には、円柱状のＹＧＡレーザロッドを配置し
ており、励起用光源からの発光は、楕円筒内面の反射鏡
によりＹＡＧレーザロッドに集光されるようになってい
る。そして、このＹＡＧレーザロッドに集光された光
は、一部特定の波長が吸収され、レーザ発振に寄与する
が、他の波長は熱になり、ＹＡＧレーザロッドの温度を
上昇させる。このため、楕円筒内部、特に、レーザロッ
ド付近は、十分な冷却を行う必要があり、水により冷却
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
固体レーザ媒質にあっては、熱伝導率が小さいため、固
体レーザ媒質の内部と楕円筒表面付近で温度差が生じ、
これによって熱的な歪みが発生するという問題があっ
た。また、この温度差による屈折率の変化により、Ｎ
ｄ：ＹＡＧでは、熱レンズ効果が大きくなるという問題
もあった。

【０００５】本発明の目的は、上述した問題に鑑みなさ
れたもので、熱的な歪みや、熱レンズ効果を低減するこ
とのできる固体レーザ媒質を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために本発明は、光励起によるレーザ発振器に用いられ
る円柱状の固体レーザ媒質において、円柱表面に、レー
ザ発振光軸に平行な状態で多数の溝部を設けた構成とし
たものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、固体レーザ媒質の円柱表面に
多数の溝部を設けて表面積を大きくしたので、固体レー
ザ媒質の冷却面積を拡大することが可能となった。これ
によって、効率的に固体レーザ媒質の内部を冷却するこ
とができ、この内部の温度上昇を低減することができる
ので、固体レーザ媒質の内部と円柱表面間の温度差を低
減できる。したがって、温度差に起因する熱的な歪みや
熱レンズ効果を極力抑制することが可能となる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

【０００９】図１は本発明に係わる固体レーザ媒質の一
実施例を示す斜視図、図２は同固体レーザ媒質の横断面
図である。光励起によるレーザ発振器（図示せず）に用
いられる固体レーザ媒質１は円柱状に作製されていると
共に、この円柱表面には、レーザ発振光軸２に平行な状
態で多数の溝部３が円周方向に一定の間隔で設けられた
構成となっている。本実施例にあって、この溝部３は矩
形状の溝となっており、この溝部３の両端は、固体レー
ザ媒質１をシールするため固体レーザ媒質１の長手方向
の寸法より若干短めに形成されている。

【００１０】このような構造の固体レーザ媒質によれ
ば、多数の溝部３を設けることにより固体レーザ媒質１
の表面積を大きくすることが可能となった。したがっ
て、この固体レーザ媒質１の内部の温度上昇を効率よく
外部に放熱することができ、この固体レーザ媒質１の内
部の温度上昇を低減する事が可能となる。

【００１１】図３は本発明の固体レーザ媒質を用いた冷
却系の横断面図である。固体レーザ媒質１の外周部には
フローチューブ４が配置されていると共に、このフロー
チューブ４と楕円筒５の内壁面、固体レーザ媒質１と集
光器６との間にはそれぞれＯリング７が介装配置されて
おり、フローチューブ４と楕円筒５の内壁面との間およ
び固体レーザ媒質１と集光器６との間をシールした構造
となっている。なお、フローチューブ４は透明ガラス管
により作製されている。

【００１２】このような構成において、冷却水は冷却水
入口から矢印Ａで示す方向に流入し、固体レーザ媒質１
とフローチューブ４との間を所定の流速で通過した後、
矢印Ｂで示すようにして冷却水出口から吐き出されるよ
うになっている。すなわち、冷却水は冷却効率を上げる
ために、固体レーザ媒質１とフローチューブ４との間を
流れる流速を速め、冷却水入口から冷却水出口を流れる
間に固体レーザ媒質１を冷却し得るようになっている。
このとき、固体レーザ媒質１の円柱表面には多数の溝部
３（図３には図示しておらず）が設けられているので、
冷却水と直接接触する固体レーザ媒質１の表面積を大き
くすることができ、固体レーザ媒質１の内部の温度上昇
を効率よく低減することが可能となる。また、溝部３は
冷却水の流れと平行になっているため、この冷却水の入
口および出口付近で発生する、冷却水の乱流を防止する
ことが可能となり、これによってこの乱流による局所的
な温度不均一をも防止することができる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係わる固体
レーザ媒質によれば、円柱表面に多数の溝部を設けるこ
とにより固体レーザ媒質の冷却面積を拡げ、効率的にこ
の固体レーザ媒質の内部を冷却することが可能となっ
た。これによってこの固体レーザ媒質の内部の温度上昇
を抑制することができるので、固体レーザ媒質の内部と
円柱表面間の温度差を低減でき、これによってこの温度
差に起因する熱的な歪みや熱レンズ効果を極力防止する
ことができるという効果を奏する。また、前記した溝部
はレーザ発振光軸に平行な状態で設けられており、冷却
水の流れと平行になっているため、この冷却水の入口お
よび出口付近で発生する冷却水の乱流を防止することが
可能となる。これによって、この乱流による局所的な温
度不均一をも防止できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる固体レーザ媒質の一実施例を示
す斜視図である。

【図２】同固体レーザ媒質の横断面図である。

【図３】本発明の固体レーザ媒質を用いた冷却水の横断
面図である。

【符号の説明】

１ 固体レーザ媒質 ２ レーザ発振光軸 ３ 溝部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 光励起によるレーザ発振器に用いられる
   円柱状の固体レーザ媒質において、その円柱表面に、レ
   ーザ発振光軸に平行な状態で多数の溝部を設けたことを
   特徴とする固体レーザ媒質。