JPH0614565B2 - ガスレ−ザ装置 - Google Patents
ガスレ−ザ装置Info
- Publication number
- JPH0614565B2 JPH0614565B2 JP26453385A JP26453385A JPH0614565B2 JP H0614565 B2 JPH0614565 B2 JP H0614565B2 JP 26453385 A JP26453385 A JP 26453385A JP 26453385 A JP26453385 A JP 26453385A JP H0614565 B2 JPH0614565 B2 JP H0614565B2
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- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- total reflection
- reflection mirror
- laser
- laser beam
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/034—Optical devices within, or forming part of, the tube, e.g. windows, mirrors
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- Lasers (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は，ガスレーザ装置に関し，特にその共振器ミ
ラーの変形防止に関するものである。
ラーの変形防止に関するものである。
第４図は例えば特願昭49-77597号明細書に示された従来
のガスレーザ装置の一例として放電を用いたCO2レーザ
装置を示す断面側面図であり，(1)は部分反射ミラー，
(2)はミラーホリダー，(3)は光学基盤，(4)はインバー
棒，(5)はベローズ，(6)は筐体，(7)は対向する一対の
電極，(8)は電源，(9)は筐体(6)内部に発生したレーザ
光で，レーザビーム，(10)は外部に取出されたレーザ光
で，レーザビーム，(11)は全反射ミラー，(14)は弾性体
である。部分反射ミラー(1)と全反射ミラー(11)とで光
共振器を構成している。
のガスレーザ装置の一例として放電を用いたCO2レーザ
装置を示す断面側面図であり，(1)は部分反射ミラー，
(2)はミラーホリダー，(3)は光学基盤，(4)はインバー
棒，(5)はベローズ，(6)は筐体，(7)は対向する一対の
電極，(8)は電源，(9)は筐体(6)内部に発生したレーザ
光で，レーザビーム，(10)は外部に取出されたレーザ光
で，レーザビーム，(11)は全反射ミラー，(14)は弾性体
である。部分反射ミラー(1)と全反射ミラー(11)とで光
共振器を構成している。
次に動作について説明する。電極(7)の間には電源(8)に
より高電圧がかけられ，放電(77)が生じる。筐体(6)内
にはガス媒質が例えばCO2，N2，Heの混合上で外気の1/1
0程度の圧力で封入されており，放電(77)により励起さ
れレーザ媒質となる。光共振器を構成するミラー(1)，
(11)間を往復するレーザビーム(9)はこのレーザ媒質に
より増幅され，レーザビーム(10)として外部に取出され
る。ミラー(1)，(11)は筐体(6)とベローズ(5)により連
結された光学基盤(3)上に押しつけられて保持されてい
る。２つの光学基盤(3)はインバー棒(4)によりその間隔
を一定に保ち，レーザビーム(9)を安定にしている。
より高電圧がかけられ，放電(77)が生じる。筐体(6)内
にはガス媒質が例えばCO2，N2，Heの混合上で外気の1/1
0程度の圧力で封入されており，放電(77)により励起さ
れレーザ媒質となる。光共振器を構成するミラー(1)，
(11)間を往復するレーザビーム(9)はこのレーザ媒質に
より増幅され，レーザビーム(10)として外部に取出され
る。ミラー(1)，(11)は筐体(6)とベローズ(5)により連
結された光学基盤(3)上に押しつけられて保持されてい
る。２つの光学基盤(3)はインバー棒(4)によりその間隔
を一定に保ち，レーザビーム(9)を安定にしている。
従来のガスレーザ装置は以上のようにミラー(1)，(11)
を筐体(6)の外部から光学基盤(3)に押しつけているが，
筐体(6)内と外部とには圧力差があるため，ミラー(1)，
(11)の背面側と前面側との間に圧力差を生じミラー
(1)，(11)が変形してしまう。また，これを防ぐにはミ
ラー(1)，(11)の厚みを増大させることが必要であり，
ミラー(1)，(11)の重量化，高価格化を招くなどの問題
があった。
を筐体(6)の外部から光学基盤(3)に押しつけているが，
筐体(6)内と外部とには圧力差があるため，ミラー(1)，
(11)の背面側と前面側との間に圧力差を生じミラー
(1)，(11)が変形してしまう。また，これを防ぐにはミ
ラー(1)，(11)の厚みを増大させることが必要であり，
ミラー(1)，(11)の重量化，高価格化を招くなどの問題
があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので，光共振器を構成するミラーのうちの全反射ミ
ラーの前面側と背面側との間の圧力差を減少することに
より，この圧力差が主因として起きる全反射ミラーの変
形を防ぎ，安定にレーザビームを発生させることができ
るガスレーザ装置を得ることを目的とする。
たもので，光共振器を構成するミラーのうちの全反射ミ
ラーの前面側と背面側との間の圧力差を減少することに
より，この圧力差が主因として起きる全反射ミラーの変
形を防ぎ，安定にレーザビームを発生させることができ
るガスレーザ装置を得ることを目的とする。
この発明に係るガスレーザ装置は，ミラーの少なくとも
１つの全反射ミラーの前面部と背面部を連結する連絡
路、及び全反射ミラーの背面側に設けられ全反射ミラー
の背面側を大気から遮断するミラーホルダーを備えたも
のである。
１つの全反射ミラーの前面部と背面部を連結する連絡
路、及び全反射ミラーの背面側に設けられ全反射ミラー
の背面側を大気から遮断するミラーホルダーを備えたも
のである。
この発明における連結路はミラーの背面部と前面部との
圧力差を減少させ，ミラーの変形を低減する。
圧力差を減少させ，ミラーの変形を低減する。
以下，この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は，この発明の一実施例によるガスレーザ装置を示す
断面側面図であり，図において，(1)は部分反射ミラ
ー，(2)，(12)はミラーホルダー，(3)は光学基盤，(4)
はインバー棒，(5)はベローズ，(6)は筐体，(7)は電
極，(8)は電源，(9)は筐体(6)内部に発生したレーザ光
で，レーザビーム，(10)は外部に取出されたレーザ光
で，レーザビーム，(11)は全反射ミラー，(13)はミラー
(11)の背面部と前面部とを結ぶ連絡路，(14)は弾性体で
ある。
図は，この発明の一実施例によるガスレーザ装置を示す
断面側面図であり，図において，(1)は部分反射ミラ
ー，(2)，(12)はミラーホルダー，(3)は光学基盤，(4)
はインバー棒，(5)はベローズ，(6)は筐体，(7)は電
極，(8)は電源，(9)は筐体(6)内部に発生したレーザ光
で，レーザビーム，(10)は外部に取出されたレーザ光
で，レーザビーム，(11)は全反射ミラー，(13)はミラー
(11)の背面部と前面部とを結ぶ連絡路，(14)は弾性体で
ある。
部分反射ミラー(1)と全反射ミラー(11)とで光共振器を
構成している。
構成している。
レーザビームの発生については従来装置と全く同一であ
り，以下に連結路(13)の作用を述べる。この連結路(13)
によって全反射ミラー(11)の前面部と背面部の圧力は実
質的に等しくなる。第２図(a)はこの発明の一実施例に
係るガスレーザ装置の全反射ミラー(11)付近の現象を説
明するための説明図，第２図(b)は従来例に係るガスレ
ーザ装置の説明図である。この構成において，便宜上，
ミラー(11)は平面ミラーを用いている。この実施例で
は、ミラーホルダー(12)は側面部ミラーホルダー(12a)
と背面部ミラーホルダー(20)で構成され、背面部ミラー
ホルダー(20)はミラー(11)に比較して十分厚しガラスで
ある。このミラーホルダー(12)によって全反射ミラー(1
1)の背面部は大気から遮断されている。また、(30)，(3
2)はHe−Neレーザビームである入射光，(31)，(33)はそ
れぞれ入射光(30)，(32)がミラー(11)の背面で反射した
反射光である。まず始めにレーザビームを発生するため
に，それまで大気にさらされていた筐体(6)内を真空に
ひき，レーザガスを封入したところ，それ以前は同一の
大きさであつた従来例における反射光(33)と実施例にお
ける反射光(31)との間に差が生じ，実施例の反射光(31)
は入射光(30)と同一で不変であるが，従来例の反射光(3
3)は筐体(6)内が大気の時に比較して小さくなつた。こ
れは従来例では，ミラー(11)が背面と前面との圧力差に
より筐体(6)内に向けてへこんだためと考えられる。反
射光(33)の大きさの変化から，それまで平面ミラーであ
つたミラー(11)は曲率４８ｍのミラーに変形していると
計算された。
り，以下に連結路(13)の作用を述べる。この連結路(13)
によって全反射ミラー(11)の前面部と背面部の圧力は実
質的に等しくなる。第２図(a)はこの発明の一実施例に
係るガスレーザ装置の全反射ミラー(11)付近の現象を説
明するための説明図，第２図(b)は従来例に係るガスレ
ーザ装置の説明図である。この構成において，便宜上，
ミラー(11)は平面ミラーを用いている。この実施例で
は、ミラーホルダー(12)は側面部ミラーホルダー(12a)
と背面部ミラーホルダー(20)で構成され、背面部ミラー
ホルダー(20)はミラー(11)に比較して十分厚しガラスで
ある。このミラーホルダー(12)によって全反射ミラー(1
1)の背面部は大気から遮断されている。また、(30)，(3
2)はHe−Neレーザビームである入射光，(31)，(33)はそ
れぞれ入射光(30)，(32)がミラー(11)の背面で反射した
反射光である。まず始めにレーザビームを発生するため
に，それまで大気にさらされていた筐体(6)内を真空に
ひき，レーザガスを封入したところ，それ以前は同一の
大きさであつた従来例における反射光(33)と実施例にお
ける反射光(31)との間に差が生じ，実施例の反射光(31)
は入射光(30)と同一で不変であるが，従来例の反射光(3
3)は筐体(6)内が大気の時に比較して小さくなつた。こ
れは従来例では，ミラー(11)が背面と前面との圧力差に
より筐体(6)内に向けてへこんだためと考えられる。反
射光(33)の大きさの変化から，それまで平面ミラーであ
つたミラー(11)は曲率４８ｍのミラーに変形していると
計算された。
一方，材料力学からミラー(11)の圧力差によるたわみは
計算でき，ミラー(11)の中心のたわみωは で表される。ここでνはポアソン比，ａは光学基盤(3)
の穴半径，ｐはミラー(11)の背面と前面との単位断面積
当りの圧力差，Ｅはヤング率，ｈはミラー(11)の厚みで
ある。
計算でき，ミラー(11)の中心のたわみωは で表される。ここでνはポアソン比，ａは光学基盤(3)
の穴半径，ｐはミラー(11)の背面と前面との単位断面積
当りの圧力差，Ｅはヤング率，ｈはミラー(11)の厚みで
ある。
上記実験に用いたミラー(11)の材質はCu（ν＝0.343）
で，ａ＝３０mm，ｈ＝3.5mm，また内外圧差は９３KPaで
あるから， ω＝0.0092(mm) となり，これに相当する曲率：Ｒは Ｒ＝４９（ｍ） と見積られる。この値は上記で示したミラー(11)の背面
の反射光(33)の大きさの変化から計算した値とよく一致
するため，従来例で見られたミラー(11)の変形はミラー
(11)の前面と背面とに生じる圧力差によるものであるこ
とがわかる。
で，ａ＝３０mm，ｈ＝3.5mm，また内外圧差は９３KPaで
あるから， ω＝0.0092(mm) となり，これに相当する曲率：Ｒは Ｒ＝４９（ｍ） と見積られる。この値は上記で示したミラー(11)の背面
の反射光(33)の大きさの変化から計算した値とよく一致
するため，従来例で見られたミラー(11)の変形はミラー
(11)の前面と背面とに生じる圧力差によるものであるこ
とがわかる。
さらに実際にレーザを出力500Wで発振すると，第２図
(b)の従来例ではHe−Neレーザビームの反射光(33)は，
第２図(a)の実施例に比べて著しく収縮することが確か
められた。これらは，全反射ミラーは一般に反射率が９
９％程度であり，１％のレーザビームを吸収し，膨張す
るが，第２図(b)の従来例では，ミラー(11)の前面と背
面間にある圧力差のために，筐体(6)の内部へのみ膨張
したためと考えられる。
(b)の従来例ではHe−Neレーザビームの反射光(33)は，
第２図(a)の実施例に比べて著しく収縮することが確か
められた。これらは，全反射ミラーは一般に反射率が９
９％程度であり，１％のレーザビームを吸収し，膨張す
るが，第２図(b)の従来例では，ミラー(11)の前面と背
面間にある圧力差のために，筐体(6)の内部へのみ膨張
したためと考えられる。
一方，第２図(a)に示す実施例では，ミラー(11)の前後
に均一に膨張して，ミラー(11)の変形を従来例における
よりも小さくすることができる。
に均一に膨張して，ミラー(11)の変形を従来例における
よりも小さくすることができる。
光共振器を構成するミラーのうち，全反射ミラー(11)に
ついて上記に述べたが，部分反射ミラー(1)について
は，ミラー(1)の前面と背面間の圧力差を生じるのはや
むをえず，機械的変形に対しては，ミラー(1)の厚みを
厚くすることにより回避できる。また，温度膨張に関し
ては，例えばCO2レーザ用部分反射ミラーの吸収率は
０．２％であり，全反射ミラーのものに比較して小さい
ため問題とならない。
ついて上記に述べたが，部分反射ミラー(1)について
は，ミラー(1)の前面と背面間の圧力差を生じるのはや
むをえず，機械的変形に対しては，ミラー(1)の厚みを
厚くすることにより回避できる。また，温度膨張に関し
ては，例えばCO2レーザ用部分反射ミラーの吸収率は
０．２％であり，全反射ミラーのものに比較して小さい
ため問題とならない。
なお上記実施例では１つの全反射ミラーを用いて光共振
器を構成しているものについて述べたが，光共振器が折
返し部をもつ構成の場合にも第３図に示すように同様に
適用できる。
器を構成しているものについて述べたが，光共振器が折
返し部をもつ構成の場合にも第３図に示すように同様に
適用できる。
この実施例では，２つの全反射ミラー(11)を備えてお
り，両方の全反射ミラー(11)の前面部と背面部を連結す
る連結路(13)を構成し，両ミラー(11)の前面と背面の圧
力差を減少させている。また，構成上，少くとも１つの
全反射ミラー(11)の前面部と背面部とを連通すれば，従
来に比べて安定したレーザビームが得られる。
り，両方の全反射ミラー(11)の前面部と背面部を連結す
る連結路(13)を構成し，両ミラー(11)の前面と背面の圧
力差を減少させている。また，構成上，少くとも１つの
全反射ミラー(11)の前面部と背面部とを連通すれば，従
来に比べて安定したレーザビームが得られる。
また，筐体(6)内部が外部より圧力の低いものについて
述べたが，内部が外部より圧力の高いエキシマレーサ装
置等にも同様に適用できる。
述べたが，内部が外部より圧力の高いエキシマレーサ装
置等にも同様に適用できる。
またレーザ励起は放電を用いたものについてのみ述べた
が，ガス媒体を励起するものであれば，電子ビームやマ
イクロ波を用いたものでもよい。
が，ガス媒体を励起するものであれば，電子ビームやマ
イクロ波を用いたものでもよい。
さらに，ここでは安定型共振器について述べたが，不安
定型共振器を用いたものについても全く同様に適用でき
る。
定型共振器を用いたものについても全く同様に適用でき
る。
以上のように，この発明によれば，封入されたガス媒質
を励起してレーザ媒質を作り，そのレーザ媒質からミラ
ーにより構成される光共振器によりレーザ光を取出すガ
スレーザ装置において，ミラーのうち少なくとも１つの
全反射ミラーの前面部と背面部を連結する連結路、及び
全反射ミラーの背面側に設けられ全反射ミラーの背面側
を大気から遮断するミラーホルダーを備えることによ
り，全反射ミラーの前面と背面の圧力差を減少して，厚
みの薄い全反射ミラーを用いることができ，この結果装
置が安価にできると共に，全反射ミラーの変形が少な
く，安定なレーザビームが得られるガスレーザ装置を提
供できる効果がある。
を励起してレーザ媒質を作り，そのレーザ媒質からミラ
ーにより構成される光共振器によりレーザ光を取出すガ
スレーザ装置において，ミラーのうち少なくとも１つの
全反射ミラーの前面部と背面部を連結する連結路、及び
全反射ミラーの背面側に設けられ全反射ミラーの背面側
を大気から遮断するミラーホルダーを備えることによ
り，全反射ミラーの前面と背面の圧力差を減少して，厚
みの薄い全反射ミラーを用いることができ，この結果装
置が安価にできると共に，全反射ミラーの変形が少な
く，安定なレーザビームが得られるガスレーザ装置を提
供できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるガスレーザ装置を示
す断面側面図，第２図(a)はこの発明の一実施例に係る
全反射ミラー付近の現象を示す説明図，第２図(b)は第
２図(a)と比較して従来例について示す説明図，第３図
はこの発明の他の実施例を示す断面側面図，第４図は従
来のガスレーザ装置を示す断面側面図である。 図において(1)は部分反射ミラー，(9)，(10)はレーザ
光，(11)は全反射ミラー，(13)は連結路である。 なお，図中，同一符号は同一，又は相当部分を示す。
す断面側面図，第２図(a)はこの発明の一実施例に係る
全反射ミラー付近の現象を示す説明図，第２図(b)は第
２図(a)と比較して従来例について示す説明図，第３図
はこの発明の他の実施例を示す断面側面図，第４図は従
来のガスレーザ装置を示す断面側面図である。 図において(1)は部分反射ミラー，(9)，(10)はレーザ
光，(11)は全反射ミラー，(13)は連結路である。 なお，図中，同一符号は同一，又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】封入されたガス媒質を励起してレーザ媒質
を作り、そのレーザ媒質からミラーにより構成される光
共振器によりレーザ光を取出すガスレーザ装置におい
て、上記ミラーのうち少なくとも１つの全反射ミラーの
前面側と背面側を連結する連結路、及び上記全反射ミラ
ーの背面側に設けられ上記全反射ミラーの背面側を大気
から遮断するミラーホルダーを備えたことを特徴とする
ガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26453385A JPH0614565B2 (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | ガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26453385A JPH0614565B2 (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | ガスレ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62124789A JPS62124789A (ja) | 1987-06-06 |
| JPH0614565B2 true JPH0614565B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=17404581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26453385A Expired - Lifetime JPH0614565B2 (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | ガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614565B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3900467C2 (de) * | 1989-01-10 | 1995-09-07 | Trumpf Lasertechnik Gmbh | Vorrichtung mit einem Spiegelkopf |
-
1985
- 1985-11-25 JP JP26453385A patent/JPH0614565B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62124789A (ja) | 1987-06-06 |
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