JPH06175093A - 音響光学ｑスイッチ - Google Patents
音響光学ｑスイッチInfo
- Publication number
- JPH06175093A JPH06175093A JP32320392A JP32320392A JPH06175093A JP H06175093 A JPH06175093 A JP H06175093A JP 32320392 A JP32320392 A JP 32320392A JP 32320392 A JP32320392 A JP 32320392A JP H06175093 A JPH06175093 A JP H06175093A
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- JP
- Japan
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- acousto
- optic
- switch
- copper foil
- flat plate
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- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電振動子が破壊されにくく、かつ、銅箔ま
たは銅板の位置のずれを防止することができる音響光学
Ｑスイッチを提供する。また、音響光学素子の熱を効率
よく放出することができ、かつ、ガスが発生しない音響
光学Ｑスイッチを提供する。 【構成】 音響光学素子４の電極７に銅箔８を接触して
配置し、この銅箔８の一面にガラス平板９を接触し配置
し、かつ、このガラス平板９を押圧手段１０により前記
銅箔８方向へ押圧してなる。
たは銅板の位置のずれを防止することができる音響光学
Ｑスイッチを提供する。また、音響光学素子の熱を効率
よく放出することができ、かつ、ガスが発生しない音響
光学Ｑスイッチを提供する。 【構成】 音響光学素子４の電極７に銅箔８を接触して
配置し、この銅箔８の一面にガラス平板９を接触し配置
し、かつ、このガラス平板９を押圧手段１０により前記
銅箔８方向へ押圧してなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レ−ザ加工機などに用
いられる音響光学Ｑスイッチに関する。
いられる音響光学Ｑスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年のレ−ザ加工機の発展に伴い固体レ
−ザにＹＡＧレ−ザを用いた加工機の実用化が急ピッチ
に進められている。レ−ザ加工機は、一般に固体レ−ザ
とＱスイッチから構成される。Ｑスイッチにより光共振
器のＱを低下させておき発振が起こらない状態でレ−ザ
媒体を励起して反転分布をつくると、レ−ザ媒体には通
常の発振の時に比べて非常に大きなエネルギ−が蓄えら
れる。この状態でＱスイッチによって瞬間的にＱを高く
し、パルス幅の短いジャイアントパルスを発生させる。
即ち、Ｑスイッチには高速スイッチングが望まれ、今日
では音響光学効果を利用した高速スイッチングに優れた
Ｑスイッチが実用化されている。
−ザにＹＡＧレ−ザを用いた加工機の実用化が急ピッチ
に進められている。レ−ザ加工機は、一般に固体レ−ザ
とＱスイッチから構成される。Ｑスイッチにより光共振
器のＱを低下させておき発振が起こらない状態でレ−ザ
媒体を励起して反転分布をつくると、レ−ザ媒体には通
常の発振の時に比べて非常に大きなエネルギ−が蓄えら
れる。この状態でＱスイッチによって瞬間的にＱを高く
し、パルス幅の短いジャイアントパルスを発生させる。
即ち、Ｑスイッチには高速スイッチングが望まれ、今日
では音響光学効果を利用した高速スイッチングに優れた
Ｑスイッチが実用化されている。
【０００３】音響光学効果を利用したＱスイッチの原理
は次のようなものである。音響光学Ｑスイッチは、音響
光学素子とその共振回路とから構成され、音響光学素子
に超音波を伝播させておくと、この音響光学素子に入射
するレ−ザ光の１次回折光は光共振器の外に飛び出して
しまい大きな損失となるため発振が抑えられる。そこ
で、レ−ザ媒体が十分にエネルギ−を蓄えた時に超音波
を止めればパルス幅の短いジャイアントパルスが起こ
る。
は次のようなものである。音響光学Ｑスイッチは、音響
光学素子とその共振回路とから構成され、音響光学素子
に超音波を伝播させておくと、この音響光学素子に入射
するレ−ザ光の１次回折光は光共振器の外に飛び出して
しまい大きな損失となるため発振が抑えられる。そこ
で、レ−ザ媒体が十分にエネルギ−を蓄えた時に超音波
を止めればパルス幅の短いジャイアントパルスが起こ
る。
【０００４】Ｑスイッチに用いられる音響光学媒体とし
ては、一般に光学的均一性が高く吸収損失の少ない溶融
石英が用いられ、この音響光学媒体に超音波を与える圧
電振動子には品質の安定しているＬｉＮｂＯ3 を用いる
ものが主流となっている。
ては、一般に光学的均一性が高く吸収損失の少ない溶融
石英が用いられ、この音響光学媒体に超音波を与える圧
電振動子には品質の安定しているＬｉＮｂＯ3 を用いる
ものが主流となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の音響光学Ｑスイ
ッチにおいては、溶融石英と圧電振動子とが、金属接着
により接合されいる。即ち、圧電振動子の上に真空蒸着
法等により電極を設置し、その電極の上に銅箔または銅
板を接触させる構造となっている。圧電振動子を形成す
るＬｉＮｂＯ3 は品質が安定しているが熱および衝撃に
弱いから、銅箔または銅板をバネを用いて点接触により
固定すると熱および振動により破壊が生じてしまう。そ
のため、従来の音響光学Ｑスイッチにおいては、電極の
接続に平板状のテフロン板を使用していたが、テフロン
板が熱により変形しやすいから、圧電振動子が破壊され
やすく、かつ、銅箔または銅板の位置がずれやすいとい
う問題がある。
ッチにおいては、溶融石英と圧電振動子とが、金属接着
により接合されいる。即ち、圧電振動子の上に真空蒸着
法等により電極を設置し、その電極の上に銅箔または銅
板を接触させる構造となっている。圧電振動子を形成す
るＬｉＮｂＯ3 は品質が安定しているが熱および衝撃に
弱いから、銅箔または銅板をバネを用いて点接触により
固定すると熱および振動により破壊が生じてしまう。そ
のため、従来の音響光学Ｑスイッチにおいては、電極の
接続に平板状のテフロン板を使用していたが、テフロン
板が熱により変形しやすいから、圧電振動子が破壊され
やすく、かつ、銅箔または銅板の位置がずれやすいとい
う問題がある。
【０００６】また、音響光学Ｑスイッチには、偏向効率
が高いことが要求される。このため、高い超音波入力を
投入しなければならないが、投入電力の増大にともなっ
て音響光学素子の発熱が大きくなるので、音響光学素子
に冷却用管を接触させこの冷却用管に冷水を流すことに
より音響光学素子を冷却している。しかし、音響光学素
子と冷却用マウントをシリコンゴムにより固定している
から、音響光学素子の放熱が不十分となるので、シリコ
ンゴムが高温となってガスが発生するとともにシリコン
ゴムが溶融して音響光学素子に焼き付いて音響光学素子
の特性が劣化するという問題がある。
が高いことが要求される。このため、高い超音波入力を
投入しなければならないが、投入電力の増大にともなっ
て音響光学素子の発熱が大きくなるので、音響光学素子
に冷却用管を接触させこの冷却用管に冷水を流すことに
より音響光学素子を冷却している。しかし、音響光学素
子と冷却用マウントをシリコンゴムにより固定している
から、音響光学素子の放熱が不十分となるので、シリコ
ンゴムが高温となってガスが発生するとともにシリコン
ゴムが溶融して音響光学素子に焼き付いて音響光学素子
の特性が劣化するという問題がある。
【０００７】本発明の第１の課題は、圧電振動子が破壊
されにくく、かつ、銅箔または銅板の位置のずれを防止
することができる音響光学Ｑスイッチを提供することに
ある。
されにくく、かつ、銅箔または銅板の位置のずれを防止
することができる音響光学Ｑスイッチを提供することに
ある。
【０００８】本発明の第２の課題は、音響光学素子の熱
を効率よく放出することができ、かつ、ガスが発生しな
い音響光学Ｑスイッチを提供することにある。
を効率よく放出することができ、かつ、ガスが発生しな
い音響光学Ｑスイッチを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、音響光
学素子およびこの共振回路を金属ケ−スに固定してなる
音響光学Ｑスイッチにおいて、前記音響光学素子の電極
に銅箔を接触して配置し、この銅箔の一面にガラス平板
を接触し配置し、かつ、このガラス平板を押圧手段によ
り前記銅箔方向へ押圧してなることを特徴とする音響光
学Ｑスイッチが得られる。
学素子およびこの共振回路を金属ケ−スに固定してなる
音響光学Ｑスイッチにおいて、前記音響光学素子の電極
に銅箔を接触して配置し、この銅箔の一面にガラス平板
を接触し配置し、かつ、このガラス平板を押圧手段によ
り前記銅箔方向へ押圧してなることを特徴とする音響光
学Ｑスイッチが得られる。
【００１０】また、本発明によれば、音響光学素子およ
びこの共振回路を金属ケ−スに固定してなる音響光学Ｑ
スイッチにおいて、前記音響光学素子の電極に銅箔を接
触して配置し、この銅箔の一面に窒化アルミニウム平板
を接触し配置し、かつ、この窒化アルミニウム平板を押
圧手段により前記銅箔方向へ押圧してなることを特徴と
する音響光学Ｑスイッチが得られる。
びこの共振回路を金属ケ−スに固定してなる音響光学Ｑ
スイッチにおいて、前記音響光学素子の電極に銅箔を接
触して配置し、この銅箔の一面に窒化アルミニウム平板
を接触し配置し、かつ、この窒化アルミニウム平板を押
圧手段により前記銅箔方向へ押圧してなることを特徴と
する音響光学Ｑスイッチが得られる。
【００１１】また、本発明によれば、音響光学素子とこ
の共振回路と前記音響光学素子を冷却するための冷却用
管を金属ケ−スに固定してなる音響光学Ｑスイッチにお
いて、前記音響光学素子と冷却用管とをインジウム膜に
より接着することを特徴とする音響光学Ｑスイッチが得
られる。
の共振回路と前記音響光学素子を冷却するための冷却用
管を金属ケ−スに固定してなる音響光学Ｑスイッチにお
いて、前記音響光学素子と冷却用管とをインジウム膜に
より接着することを特徴とする音響光学Ｑスイッチが得
られる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基いて詳細に
説明する。
説明する。
【００１３】図１は本発明の第１の実施例を示す断面図
である。金属ケ−ス１には、光入射口２および光出射口
３が対向して形成されている。金属ケ−ス１の内部中央
部には、石英からなる音響光学素子４が配置されてい
る。この音響光学素子４は、その一端部が金属ケ−ス１
の壁面に固定されている。前記音響光学素子４の他の端
面には、ＬｉＮｂＯ3 からなる２つの圧電振動子５がス
ズなどの金属膜６により接合されている。これらの圧電
振動子５の一面には、それぞれ真空蒸着法により電極７
が形成されている。
である。金属ケ−ス１には、光入射口２および光出射口
３が対向して形成されている。金属ケ−ス１の内部中央
部には、石英からなる音響光学素子４が配置されてい
る。この音響光学素子４は、その一端部が金属ケ−ス１
の壁面に固定されている。前記音響光学素子４の他の端
面には、ＬｉＮｂＯ3 からなる２つの圧電振動子５がス
ズなどの金属膜６により接合されている。これらの圧電
振動子５の一面には、それぞれ真空蒸着法により電極７
が形成されている。
【００１４】これらの電極７には、それぞれ銅箔８が接
触して配置されている。これらの銅箔８の一面には、ガ
ラス平板９が接触して配置されている。このガラス平板
９は、押圧手段１０により銅箔８の方向へ押圧されてい
る。ガラス平板９は、押圧手段１０の押圧力により銅箔
８を電極７へ接触させている。前記押圧手段１０は、前
記金属ケ−ス１に下部が固定されるとともに上部にネジ
孔が形成された２つの支持片１０ａと、これらの支持片
１０ａのネジ孔に螺合され先端部が前記ガラス平板９に
圧接しているネジ１０ｂとからなる。前記銅箔８には、
高周波電源１１が接続されている。なお、前記ガラス平
板９の代わりに、窒化アルミニウム平板を用いても良
い。
触して配置されている。これらの銅箔８の一面には、ガ
ラス平板９が接触して配置されている。このガラス平板
９は、押圧手段１０により銅箔８の方向へ押圧されてい
る。ガラス平板９は、押圧手段１０の押圧力により銅箔
８を電極７へ接触させている。前記押圧手段１０は、前
記金属ケ−ス１に下部が固定されるとともに上部にネジ
孔が形成された２つの支持片１０ａと、これらの支持片
１０ａのネジ孔に螺合され先端部が前記ガラス平板９に
圧接しているネジ１０ｂとからなる。前記銅箔８には、
高周波電源１１が接続されている。なお、前記ガラス平
板９の代わりに、窒化アルミニウム平板を用いても良
い。
【００１５】図２は本発明の第２の実施例を示す断面図
である。第２の実施例において、第１の実施例と同一の
構成要素は同一の符号が付けられている。図２に示すよ
うに、電極７には、共振回路１２が接続されている。こ
の共振回路１２には、ＢＮＣコネクタ１３が接続されて
いる。前記金属ケ−ス１の内部には、前記音響光学素子
４の前記光入射口２および光出射口３と対向する部分を
除いた面に接触するように冷却用管１４が配置されてい
る。この冷却用管１４と音響光学素子４とは、インジウ
ム膜１５により接着されている。詳細には、前記冷却用
管１４と音響光学素子４の面にそれぞれに蒸着法、スパ
ッタ法またはイオンプレティング法により１〜５μｍの
厚さのインジウム膜を形成した後に両者をほぼ１０kg／
ｃｍ2 の圧力で圧着することにより両者が接着される。
前記冷却用管１４には、冷水供給装置（図示せず）によ
り冷水が流される。この冷水に音響光学素子４から放出
される熱が伝えられて音響光学素子４が冷却される。
である。第２の実施例において、第１の実施例と同一の
構成要素は同一の符号が付けられている。図２に示すよ
うに、電極７には、共振回路１２が接続されている。こ
の共振回路１２には、ＢＮＣコネクタ１３が接続されて
いる。前記金属ケ−ス１の内部には、前記音響光学素子
４の前記光入射口２および光出射口３と対向する部分を
除いた面に接触するように冷却用管１４が配置されてい
る。この冷却用管１４と音響光学素子４とは、インジウ
ム膜１５により接着されている。詳細には、前記冷却用
管１４と音響光学素子４の面にそれぞれに蒸着法、スパ
ッタ法またはイオンプレティング法により１〜５μｍの
厚さのインジウム膜を形成した後に両者をほぼ１０kg／
ｃｍ2 の圧力で圧着することにより両者が接着される。
前記冷却用管１４には、冷水供給装置（図示せず）によ
り冷水が流される。この冷水に音響光学素子４から放出
される熱が伝えられて音響光学素子４が冷却される。
【００１６】本発明の第１および第２の実施例における
音響光学Ｑスイッチおよび従来の音響光学Ｑスイッチを
用いて次のような実験をした。
音響光学Ｑスイッチおよび従来の音響光学Ｑスイッチを
用いて次のような実験をした。
【００１７】（実験１）図３に示すように、光源１６か
らの光を受けるように本発明の第１の実施例における音
響光学Ｑスイッチ１７を配置し、この音響光学Ｑスイッ
チ１７に高周波電源１１により高周波（４０ＭＨｚ）を
入力（８０Ｗ）し、音響光学Ｑスイッチ１７からの１次
回折光をフォトダイオ−ド１８で受けてオシロスコ−プ
１９で計測する実験を５００時間（通電時間）継続して
偏向効率を求めたところ図４の直線Ａで示す結果が得ら
れた。第１の実施例において、前記ガラス平板９の代わ
りに、窒化アルミニウム平板を用いた場合にも同様の結
果が得られた。
らの光を受けるように本発明の第１の実施例における音
響光学Ｑスイッチ１７を配置し、この音響光学Ｑスイッ
チ１７に高周波電源１１により高周波（４０ＭＨｚ）を
入力（８０Ｗ）し、音響光学Ｑスイッチ１７からの１次
回折光をフォトダイオ−ド１８で受けてオシロスコ−プ
１９で計測する実験を５００時間（通電時間）継続して
偏向効率を求めたところ図４の直線Ａで示す結果が得ら
れた。第１の実施例において、前記ガラス平板９の代わ
りに、窒化アルミニウム平板を用いた場合にも同様の結
果が得られた。
【００１８】（実験２）第１の実施例における前記ガラ
ス平板９の代わりにテフロン板を用いて銅箔と電極とを
接触させる従来の音響光学Ｑスイッチを用いて実験１と
同様の実験をしたところ、図５の折線Ｂで示すような結
果が得られた。
ス平板９の代わりにテフロン板を用いて銅箔と電極とを
接触させる従来の音響光学Ｑスイッチを用いて実験１と
同様の実験をしたところ、図５の折線Ｂで示すような結
果が得られた。
【００１９】（実験３）第２の実施例における音響光学
Ｑスイッチを用いて実験１と同様の実験をしたところほ
ぼ図４の直線Ａで示す結果が得られた。
Ｑスイッチを用いて実験１と同様の実験をしたところほ
ぼ図４の直線Ａで示す結果が得られた。
【００２０】（実験４）第２の実施例の音響光学Ｑスイ
ッチにおけるインジウム膜１５の代わりにシリコンゴム
膜を用いる従来の音響光学Ｑスイッチを用いて実験１と
同様の実験をしたところほぼ図６の曲線Ｃで示す結果が
得られた。
ッチにおけるインジウム膜１５の代わりにシリコンゴム
膜を用いる従来の音響光学Ｑスイッチを用いて実験１と
同様の実験をしたところほぼ図６の曲線Ｃで示す結果が
得られた。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、圧電振動子が破壊され
にくく、かつ、銅箔または銅板の位置のずれを防止する
ことができる音響光学Ｑスイッチを得ることができる。
にくく、かつ、銅箔または銅板の位置のずれを防止する
ことができる音響光学Ｑスイッチを得ることができる。
【００２２】また、本発明によれば、音響光学素子の熱
を効率よく放出することができ、かつ、ガスが発生しな
い音響光学Ｑスイッチを得ることができる。
を効率よく放出することができ、かつ、ガスが発生しな
い音響光学Ｑスイッチを得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明および従来の音響光学Ｑスイッチの特性
を確認するための装置を示すブロックズ図である。
を確認するための装置を示すブロックズ図である。
【図４】本発明の音響光学Ｑスイッチの特性を示す図で
ある。
ある。
【図５】従来の音響光学Ｑスイッチの一例の特性を示す
図である。
図である。
【図６】従来の音響光学Ｑスイッチの他の例の特性を示
す図である。
す図である。
１ 金属ケ−ス ４ 音響光学素子 ５ 圧電振動子 ６ 金属膜 ７ 電極 ８ 銅箔 ９ ガラス平板 １０ 押圧手段 １４ 冷水用管 １５ インジウム膜
Claims (3)
- 【請求項１】 音響光学素子およびこの共振回路を金属
ケ−スに固定してなる音響光学Ｑスイッチにおいて、前
記音響光学素子の電極に銅箔を接触して配置し、この銅
箔の一面にガラス平板を接触し配置し、かつ、このガラ
ス平板を押圧手段により前記銅箔方向へ押圧してなるこ
とを特徴とする音響光学Ｑスイッチ。 - 【請求項２】 音響光学素子およびこの共振回路を金属
ケ−スに固定してなる音響光学Ｑスイッチにおいて、前
記音響光学素子の電極に銅箔を接触して配置し、この銅
箔の一面に窒化アルミニウム平板を接触し配置し、か
つ、この窒化アルミニウム平板を押圧手段により前記銅
箔方向へ押圧してなることを特徴とする音響光学Ｑスイ
ッチ。 - 【請求項３】 音響光学素子とこの共振回路と前記音響
光学素子を冷却するための冷却用管を金属ケ−スに固定
してなる音響光学Ｑスイッチにおいて、前記音響光学素
子と冷却用管とをインジウム膜により接着することを特
徴とする音響光学Ｑスイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32320392A JPH06175093A (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 音響光学ｑスイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32320392A JPH06175093A (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 音響光学ｑスイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06175093A true JPH06175093A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=18152196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32320392A Withdrawn JPH06175093A (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 音響光学ｑスイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06175093A (ja) |
-
1992
- 1992-12-02 JP JP32320392A patent/JPH06175093A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000307 |