JPH0671113B2 - 固体レ−ザ装置 - Google Patents

固体レ−ザ装置

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JPH0671113B2
JPH0671113B2 JP62163162A JP16316287A JPH0671113B2 JP H0671113 B2 JPH0671113 B2 JP H0671113B2 JP 62163162 A JP62163162 A JP 62163162A JP 16316287 A JP16316287 A JP 16316287A JP H0671113 B2 JPH0671113 B2 JP H0671113B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は固体レーザ装置に関し、特に熱伝導率の低いガ
ラス又はアレキサンドライト等の結晶をレーザ媒体とし
て用いたスラブ型固体レーザ装置に関する。
［従来の技術］ スラブ型固体レーザ装置は、従来、レーザ発振を行う固
体レーザ媒体と、レーザ発振を生じさせるため固体レー
ザ媒体を励起するフラツシユランプやアークランプ又は
発光ダイオードやレーザダイオード等の固体発光素子の
光源と、共振器を成すミラーとから構成される。その中
でも特にパルス発振形式の固体レーザ装置では、光源を
点灯することによって固体レーザ媒体を励起し、所定時
間後光源を消灯させて励起による温度上昇を緩和する時
間を設けるようにしており、光源を繰返して点灯・消灯
させるようにしていた。特に、このような固体レーザ装
置において、レーザ媒体として熱伝導率の低いガラス等
を用いるものでは、レーザ媒体に生じる熱歪みや熱膨張
の程度を所定以下に抑えるため温度上昇を緩和する消灯
時間を大きくとる必要があり、このためレーザ媒体の発
振動作の繰返し周波数を高くすることが困難であつた。
上記装置に対し、第14図に示されるスラブ型固体レーザ
装置の構成は米国スタンフオード大学のバイヤ等によつ
て提案されたもので（“40−W Average Power,30−Hz M
oving−Slab Nd:glass Laser"Optical Letters,vol.11
（10）.pp.617〜619）、レーザ媒体の発振動作の繰返し
周波数を高くすることができる。この固体レーザ装置
は、一定間隔をあけて平行に配設された冷却作用を有す
る２枚の金属板120,120と、これらの金属板120,120の間
で121の方向で往復移動するレーザ媒体122と、金属板12
0,120の外側の中央位置にて平行に配設された一対の励
起ランプ123,123とこれらの外側を覆うリフレクタ124,1
24とから構成されている。なお、図中レーザ媒体122を
往復移動させる装置と励起ランプ123,123を点灯させる
装置は省略されている。この固体レーザ装置によれば、
レーザ媒体122における励起ランプ123,123によつてレー
ザ発振を生じる励起領域122aが、レーザ媒体122の移動
に伴つてレーザ媒体上推移していくので、レーザ媒体12
2を適切な速度で移動させれば、レーザ媒体上の全体的
な温度上昇を抑えることができる。
［発明が解決しようとする問題点］ 前記従来の一般的スラブ型固体レーザ装置であつてレー
ザ媒体の熱伝導率の低いものでは、レーザ媒体の全体で
レーザ発振を行わせる場合に、レーザ媒体の熱伝導率の
低いことに起因して生じる蓄積熱のためレーザ媒体の変
形や耐熱衝撃性の限界が生じ、これによつてレーザ媒体
の発振動作の繰返し周波数を高くすることができなかつ
た。また、レーザ媒体に蓄積される熱を放散するため一
般にレーザ媒体における対向する主表面の間の厚みが主
表面の幅に比較して短くなつており、このためレーザビ
ームはその断面が細長いものになる。従つて、出射後の
レーザビームの光学的取扱いが困難となり、このレーザ
ビームを取扱う光学装置が大型化し且つ高価になるとい
う問題点を有していた。
また、バイヤ等によつて提案されたスラブ型固体レーザ
装置は、レーザ媒体122を移動させることによつて熱の
問題を解決することができる。しかし、機械的に構成さ
れた可動部を有することによる作動信頼性の低下の問題
点や使用する励起ランプの平均出力によつてレーザ装置
の平均出力が制限されるという問題点があつた。更に、
レーザ媒体122中にて励起領域が移つていく結果温度の
高い部分と低い部分が形成されることによつて熱傾斜が
生じ、この熱傾斜によつてレーザビームの偏りが生じ、
レーザ光のビームクオリテイを低下させるという問題点
を有している。
本発明の目的は、レーザ媒体において比較的高い繰返し
周波数で発振動作を繰返すことによりレーザ光の平均出
力を高めると共に、レーザビームの断面がレーザ媒体を
複数の励起領域に分割することによつて縮小され、レー
ザビームの取扱いが容易であり、光学路に用いられる光
学部品に小型のものを使用する固体レーザ装置を提供す
ることにある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る固体レーザ装置は、 対向する平行な主表面の間でレーザ光を複数回反射させ
る板状のレーザ媒体と、 このレーザ媒体の少なくとも一方の前記主表面に隣接し
且つレーザ媒体の中を通過するレーザ光の進行方向に平
行にｎ列（ｎは２以上の自然数）状態で配設された励起
光源と、 前記レーザ媒体の入出射面の外側に配置された反射鏡と
一部透過鏡から成る共振器と、 前記ｎ列に配設された励起光源に対応する前記レーザ媒
体のｎ個の励起領域から出射される各レーザ光を同一光
路に送出する光学的手段を含む光学装置と、 前記レーザ媒体の入出射面に実質的に対向してレーザ媒
体から出射されるレーザ光の光路を形成する光学的手段
の位置を検出する検出装置と、 前記レーザ媒体の入出射面に前記共振器を介して実質的
に対向する光学的手段と同期をとり、この光学的手段と
対応するレーザー媒体の励起領域に隣接する励起光源を
点灯させる制御手段とから構成される。
［作用］ 本発明による固体レーザ装置では、励起光源を複数設
け、これらの励起領域のいずれかを、レーザ光を共通光
路へ送る光学的手段と同期をとつて所定の順序で点灯動
作させ、これによつてレーザ媒体における発振動作を実
質的に励起領域ごとに分割して周期的に行わせる。
［実施例］ 以下に、本発明の実施例を添付図面に従つて詳述する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す構成図、第２図は
第１図中のＡ−Ａ′線断面図、第３図は検出光の光路を
示す光路図、第４図は回転反射鏡塔の平面図、第５図は
回転反射鏡塔の正面図、第６図は制御装置から励起ラン
プ駆動装置に送る点灯信号のタイムチヤートである。
第１図ないし第５図において、１はレーザガラスである
LHG−５（HOYA（株）の商品名）を長さ410mm、幅120m
m、厚さ6mmに加工し、更にレーザ光が入出射する入出射
面をほぼ33゜の傾斜面に形成したレーザ媒体である。レ
ーザ媒体１の両主表面の外側に主表面に平行に配設され
た2a1,2a2,2b1,2b2,2c1,2c2,2d1,2d2は、それぞれ内径
が10mm、アーク長が340mm、肉厚が2mmの形状を有し、そ
の内部に、例えばXeガスを封入する真空容器を具備した
励起ランプである。３は、その断面形状がほぼコの字形
状であつて前記励起ランプの光軸方向にほぼ前記励起ラ
ンプのアーク長とほぼ同じ長さを有するリフレクタ3a,3
b,3c,3dを連結して構成されるリフレクタブロツクであ
る。各リフレクタにおけるレーザ媒体１に対して開口す
る開口部の幅は25mmに成形される。４もリフレクタブロ
ツク３と同様にリフレクタ4a,4b,4c,4dを連結して構成
されるリフレクタブロツクである。
上記のレーザ媒体１と励起ランプ及びリフレクタは次の
ように配置されている。
レーザ媒体１に対して対称になるように、レーザ媒体１
の光軸（レーザ光の進行方向を表わす軸の意味）の方向
と平行に延在する一対の励起ランプ2a1と2a2、2b1と2
b2、2c1と2c2、2d1と2d2を、それぞれレーザ媒体１の対
向する主表面1e,1fに隣接して平行に配置し、更に主表
面1eに対向する励起ランプ2a1,2b1,2c1,2d1の間隔、及
び主表面1fに対向する励起ランプ2a2,2b2,2c2,2d2の間
隔を等間隔にする。そして励起ランプ2a1,2b1,2c1,2d1
をそれぞれリフレクタ3a,3b,3c,3dの内部に収納するよ
うにリフレクタブロック３が配置される。同様に励起ラ
ンプ2a2,2b2,2c2,2d2もそれぞれリフレクタ4a,4b,4c,4d
の内部に収納するようにリフレクタブロック４が配置さ
れる。また、前記一対の励起ランプ2a1と2a2、2b1と2
b2、2c1と2c2、2d1と2d2は、それぞれ一対の励起ランプ
を独立して点灯することができる励起ランプ駆動装置15
に接続されている。
前述のように構成することにより、レーザ媒体１の励起
領域は４つの励起領域1a,1b,1c,1dに分割される。励起
領域1aは励起ランプ2a1と2a2の励起によつてレーザ発振
を行う領域であり、励起領域1bは励起ランプ2b1と2b2の
励起によつてレーザ発振を行う領域であり、励起領域1c
は励起ランプ2c1と2c2の励起によつてレーザ発振を行う
領域であり、励起領域1dは励起ランプ2d1と2d2の励起に
よつてレーザ発振を行う領域である。本実施例ではそれ
ぞれのリフレクタの開口部の幅がほぼ25mmになつている
ので、それぞれの励起領域1a,1b,1c,1dの入出射面から
出射するレーザ光のビーム断面形状は25mm×6mmのもの
が出射されることになる。レーザ媒体１の両側の入出射
面の外側には、共振器を構成する反射鏡５と、一部透過
鏡６とが配置されている。反射鏡５の主表面には、レー
ザ光をほぼ100％反射し、かつ後述す検出光出射装置12
から出射された検出光をほぼ100％透過する誘電体層膜
が成膜されている。また、一部透過鏡６の主表面には、
レーザ光をほぼ70％反射し、反射鏡５と同様に検出光を
ほぼ100％透過する誘電体層膜が成膜されている。
10はレーザ媒体１のそれぞれの励起領域1a,1b,1c,1dか
ら励起されたレーザ光が異なつた光路をたどるため、そ
れらのレーザ光を途中で同一の光路に送出するととも
に、後述する検出光出射装置12から出射された検出光を
検出器13に送出する光学装置である処の回転反射鏡塔で
ある。回転反射鏡塔10は、異なつた光路で送出されたレ
ーザ光を同一光路上に送出する光学的手段としての反射
鏡8a,8b,8c,8dを所定の位置に配設した支持部材７と、
支持部材７の回転軸7eを回転させる回転駆動装置９とか
ら構成されている。支持部材７は角柱形状からなり、側
面7aには、側面7aがレーザ媒体１の入出射面に対向した
時に、レーザ媒体１の励起領域1aに対応する位置に反射
鏡8aを配設している。従つて励起領域1aから一部透過鏡
６を介して出射されたレーザ光は、入射角45゜で入射し
て反射鏡8aの主表面で反射角45゜反射して、後述する固
定反射鏡11に送出される。同様に側面7bには、励起領域
1bに対応した位置に反射鏡8bが、側面7cには、励起領域
1cに対応した位置に反射鏡8cが、側面7dには、励起領域
1dに対応した位置に反射鏡1dが、それぞれ配設されてい
る。そしてそれぞれの反射鏡8a,8b,8c,8dで反射された
レーザ光は同一の光路をたどり後述する固定反射鏡11に
送出される。
11は、前述の回転反射鏡塔10に配設されたそれぞれの反
射鏡8a,8b,8c,8dが、支持部材７が回転することによ
り、レーザ媒体１の入出射面に対し入出射面から出射さ
れたレーザ光の進行方向と反射鏡8a,8b,8c,8dの主表面
が45゜の入射角で交差するように対向した時に、その主
表面が反射鏡8a,8b,8c,8dの主表面に平行に対向するよ
うに配設されている固定反射鏡である。そしてその主表
面には、レーザ光をほぼ100％反射し、かつ検出光出射
装置12から出射された検出光をほぼ100％透過するよう
な誘電体層膜が成膜されている。
12は、回転反射鏡塔10に配設された反射鏡8a,8b,8c,8d
のいずれの反射鏡が、レーザ媒体１の入出射面に対向し
て光路を形成しているかを検出するための検出光を出射
する検出光出射装置である。この検出光出射装置12は、
LED,LD,He−Neレーザ等が使用され、また第３図に示す
ように、検出光の光路が固定反射鏡11に入射するレーザ
光と同一光路になるように固定反射鏡11に対向する位置
に配設されている。
13は前記検出光出射装置12から出射された検出光を受光
素子13a,13b,13c,13dで受光し、その受光した光を電気
信号に変換する光電検出器である。これらの検出光出射
装置12と光電検出器13とから検出装置が構成される。
14は前記光電検出器13から送られる電気信号を受信し
て、第６図に示すように一定時間T1の点灯を行わせるた
めの点灯信号Ta,Tb,Tc,Tdを励起ランプ駆動装置15に送
る制御装置である。
前記構成を有する固体レーザ装置における励起ランプの
制御とそれにともなつて励起されたレーザ光の発振につ
いて説明する。
検出光出射装置12から出射して、固定反射鏡11を透過し
た検出光Ｌ′１を、回転駆動装置９によつてＸ方向に回
転している支持部材７に配設した反射鏡8aがさえぎり始
めると、検出光Ｌ′１が反射鏡8aの主表面で反射されて
その一部分が一部透過反射鏡６、レーザ媒体１の励起領
域1a、反射鏡５をそれぞれ透過して光電検出器13の受光
素子13aに入射する。そして更に支持部材７が回転し
て、反射鏡8aの主表面がほぼレーザ媒体１の入出射面に
対して正面を向けレーザ光の進行方向と45゜の角度で対
向する位置にくると、主表面で反射した検出光のほぼ全
光量が受光素子13aに入射する。更に支持部材７が回転
することにより受光素子13aに入射する検出光の光量は
次第に減衰するようになる。このように受光素子13aに
入射する検出光の光量は、レーザ媒体１の光軸に反射鏡
８の主表面が垂直になつた時に最大になり、その位置か
ら支持部材７の回転軸を中心に離れるにつれ光量は減少
する。光電検出器13は受光素子13aで受光した光を電気
信号に変換して制御装置14に送り、その制御装置14から
励起ランプ駆動装置15に、受光素子13aで受光した検出
光の光量が最大になつた時、又はその少し前で励起ラン
プ2a1と2a2が点灯するように、第５図に示すような点灯
信号Taを立ち上げて送り、励起ランプ2a1と2a2を点灯さ
せる。
励起ランプ2a1と2a2が点灯することにより、レーザ媒体
１の励起領域1aが励起されて、共振器を構成する反射鏡
５と一部透過鏡６とによつてゲインが閾値以上になると
一部透過鏡６からレーザ光L1が出射する。そのレーザ光
L1は回転反射鏡塔10の反射鏡8aに反射して、固定反射鏡
11に送出される。更にその反射光L2は固定反射鏡11で反
射して、レーザ媒体１の光軸に平行になるようなレーザ
光L3として送出される。
そして回転反射鏡塔10の支持部材７が更に回転して受光
素子13aに入射する検出光の光量が所定値より減衰する
と、制御装置14から励起ランプ駆動装置15に送られてい
た点灯信号Taが立ち下がり、励起ランプ2a1,2a2が消灯
する。そして励起領域1aのレーザ発振が停止する。
次に回転反射鏡塔10の支持部材７が回転して反射鏡8bが
レーザ媒体１の励起領域1bと対向する位置にくると、前
述の反射鏡8aと同様に検出光出射装置12から出射した検
出光が反射鏡8bの主表面で反射されて、一部透過鏡６、
レーザ媒体１の励起領域1b、反射鏡５をそれぞれ通過し
て検出器13の受光素子13bに入射する。そしてその光信
号が電気信号に変換されて制御装置14に送られて、次に
制御装置14から励起ランプ駆動装置15に励起ランプ2b1,
2b2を点灯させる信号Tbが送られて、励起ランプ2b1,2b2
が点灯して、レーザ媒体１の励起領域1bからレーザ光が
出射する。このレーザ光は、一部透過鏡６、反射鏡8a、
固定反射鏡11を介して送出される。反射鏡8bがレーザ媒
体１の励起領域1bと対向する位置より離れると検出器13
で受光する光量が減衰して、制御装置14から励起ランプ
駆動装置15に送られていた点灯信号Tbが立ち下がり、励
起ランプ2b1,2b2が消灯する。これにより励起領域1bの
レーザ発振が停止する。
同様に反射鏡8cがレーザ媒体１の励起領域1cに対向した
時に、点灯信号Tcが制御装置14から励起ランプ駆動装置
15に送られているパルス幅T1の間、励起領域1cからレー
ザ光が出射し、反射鏡8dがレーザ媒体１の励起領域1dに
対向した時に、点灯信号Tdが制御装置14から励起ランプ
駆動装置に送られているパルス幅T1の間励起領域1dから
レーザ光が出射する。本実施例では制御装置14から励起
ランプ駆動装置15への点灯信号Ta,Tb,Tc,Tdはそれぞれ4
Hzで送られている。
このようにレーザ発振させることによつて、それぞれの
励起領域1a,1b,1c,1dを励起ランプで照射する頻度が、
レーザ媒体１の主表面の全領域を同時に照射した場合に
較べて４分の１になる。従つて励起光によるレーザ媒体
の温度上昇を抑えることができるので、発振動作の回数
を高周波数になるようにしてレーザ発振させることが可
能になる。
なお、本実施例では励起ランプの対の数を４個にした
が、これに限定されるものではなく、励起ランプ対の数
を増減することによつて所望の繰返し動作回数でレーザ
発振させることができる。その時には支持部材７の形状
にほぼ円柱状に近いものを使用し、その外周面を励起ラ
ンプの対の数で分割し所定の位置に、一対の励起ランプ
の対の数と同じ数の反射鏡をそれぞれ配設することによ
り本実施例と同じ効果を得ることができる。また上記棒
状の励起ランプ以外の例えば点状の励起光源を用いると
きには、各励起ランプに対応するように列状に励起光源
を配設する必要がある。
また本実施例では、点灯した励起ランプの隣りに位置す
る励起ランプが次に点灯するように励起ランプを制御し
たが、一定の時間内に全ての励起ランプが点灯する回数
が同じであれば、他の順序で点灯してもよい。特にレー
ザ発振を行つた励起領域に隣接しない他の励起領域を発
振させるような順序で励起ランプの点灯を制御すれば、
各励起領域で温度の低減を充分に図ることができ、且つ
温度傾斜を生じる重複部分が生じないので望ましい。こ
の場合には順序に対応させて前記反射鏡8a〜8dの取付け
位置が変更されることになる。
また本実施例では、レーザ媒体の対向する主表面の両側
に複数対の励起ランプを配置したが、レーザ媒体の厚さ
方向全域にわたつて励起することができる光エネルギを
出力する励起ランプであれば必ずしもレーザ媒体の対向
する主表面の両側に励起ランプを配置する必要はなく、
一方の主表面側のみに配置してもよい。
更に、異なつた光路でレーザ媒体から出射されるレーザ
光を同一光路上に送出する反射鏡8a,8b,8c,8d及び固定
反射鏡11の主表面を反射光が平行光になるように平面に
形成したが、所定の曲率の凹面あるいは凸面に形成する
ことでレーザ光を集光あるいは拡散することもできる。
第７図ないし第９図に基づき本発明の第２の実施例を説
明する。第７図は第２実施例の構成図、第８図は当該第
２実施例における反射鏡装置の平面図、第９図は反射鏡
装置の側面図を示している。第２の実施例を示す図面中
において前記第１実施例の構成要素と同一物には同一の
符号を付している。この第２実施例では、第１実施例で
示した回転反射鏡塔10の代わりに反射鏡装置110を用い
ており、この点のみが相違し、その他の構成及び作用に
ついては前記第１実施例による装置と同じである。従つ
て同一の構成及び作用に関する説明は省略する。また第
８図及び第９図において、回転駆動装置等の前記実施例
と同一の構成要素の図示は省略されている。
反射鏡装置110は、基部に回転駆動装置９を有し、この
回転駆動装置９上には当該装置によつて回転せしめられ
る支持柱17を備える。そして、支持柱17上には、レーザ
媒体１の各励起領域1a〜1dの入出射面のそれぞれに対応
する４枚の反射鏡18a,18b,18c,18dが保持部材19を介し
て固設されている。反射鏡18a〜18dは、例えば円形状で
平板状に形成されており、第９図に示すように反射鏡18
a〜18dの反射面を含む平面が支持柱17の軸線に直角にな
るように支持柱17に保持部材19で固設され、更に支持柱
17の上方から見て反射鏡18a,18b,18c,18dの順序で反時
計方向に90゜ずつ位置をずらせて、且つ支持柱17の軸方
向に上方から等間隔にて位置をずらせて固設されてい
る。そして、このような構成に形成された反射鏡装置11
0は、レーザ媒体１の光軸に沿つた位置にて、第８図に
示す如く上方から見て支持柱17の軸線がレーザ媒体１の
光軸に平行になるように、且つ第９図に示す如く各反射
鏡18a〜18dの反射面を含む各平面がレーザ媒体１の光軸
（入出射面から射出されたレーザ光の進行方向を向く軸
の意味）に対して45゜の角度で交差するように、配設さ
れる。なお、この45゜の角度は各レーザ光を固定反射装
置11へ向けるためのものであり、装置11との位置関係で
任意に定められる。
上記の如き反射鏡装置110を備える固体レーザ装置で
は、反射鏡装置110の回転駆動装置９が回転動作する
と、支持柱17が時計方向Ｘに回転する結果、この支持柱
17と一体となつて回転する反射鏡18a,18b,18c,18dがこ
の順序で順次にそれぞれレーザ媒体１における対応する
励起領域1a,1b,1c,1dの各光軸上に周期的に位置するこ
とになる。そうすると、前記実施例の場合と同様に、検
出光出射装置12からの検出光の作用によつて、レーザ媒
体１の光軸上に位置する反射鏡に対応する励起ランプ対
が一定時間点灯しレーザ発振を生ぜしめ、対応する励起
領域から出射されるレーザ光を光軸上に位置する反射鏡
及び固定反射鏡11で取出すことができる。従つて、前記
実施例の場合と同様に、レーザ媒体１の光軸上に位置に
ある反射鏡に対応させてレーザ媒体１の各励起領域を周
期的に発振動作させるため各励起領域の温度上昇を抑え
ることができ、レーザ媒体１全体の温度上昇を抑制して
高い繰返し周波数の発振動作でレーザ発振を行うことが
できる。更に、反射鏡装置110の各反射鏡18a〜18dの反
射面が各々同一平面内にて支持柱回りに回転するので、
各励起領域から出射されたレーザ光は対応する反射鏡の
反射面がその光軸上に存在する限り反射可能面積に比例
して常に固定反射鏡11の方へ送給され、出力光のビーム
方向に変化が生じないので、その結果各励起領域からの
レーザ光を安定して出力側に取出すことができ、更に前
記実施例の場合よりも更に高い平均出力を取出すことが
できる。
第10図及び第11図は別の構成の反射鏡装置を備えた第３
実施例を示し、第10図は正面図、第11図は側面図であ
る。第10図及び第11図中回転駆動装置９は省略されてい
る。この反射鏡装置111は回転自在な支持軸20を中心軸
として同軸的に３枚の反射鏡板21,22,23を配置し、各反
射鏡板21,22,23を支持軸20に固設している。各反射鏡板
21〜23は支持軸20に直交するように固設され、且つ第11
図に示すように各励起領域の光軸に対して例えば45゜傾
斜するように入出射面に対向させて配置される。この実
施例の場合には、説明を簡単とするため、レーザ媒体に
おける励起領域は３箇所に分割されているものとし、こ
れらの励起領域の入出射面のそれぞれに対応させて反射
鏡板を３枚用意し且つ各反射鏡板の径を異ならせて形成
している。各反射鏡板21,22,23を正面から見ると、第10
図に示すように、各反射鏡板のそれぞれには位置を互い
にずらせて120゜ずつ扇形の反射面21a,22a,23aが設けら
れ、その他の部分には角度がほぼ240゜の扇形の開口部2
1b,22b,23bが形成されている。このような形態であるた
め、反射鏡板21,22,23を同軸状に且つ常にレーザ媒体の
光軸上に位置するように配置してもいずれかの反射鏡板
によつてレーザ光を安定して高い平均出力で出力側に取
出すことができる。また反射鏡装置の配設スペースを少
なくすることができるという利点を有している。
第12図及び第13図は更なる別の構成の反射鏡装置を備え
た第４実施例を示し、第12図は正面図、第13図は側面図
である。第12図及び第13図中回転駆動装置は省略されて
いる。この実施例による反射鏡装置112では、同径の反
射鏡板31,32,33を３枚用意し、それぞれ別々の回転軸3
4,35,36に取付ける。この反射鏡板31,32,33は、その各
中心部がレーザ媒体の光軸上に位置し、且つ第13図に示
すように当該光軸に対して例えば45゜傾斜するように入
出射面に対向させて配置される。そして第12図に示すよ
うに、各反射鏡板31,32,33のそれぞれには互いに位置を
ずらせて120゜ずつ扇形の反射面31a,32a,33aが形成さ
れ、その他の部分には角度がほぼ240゜の扇形の開口部3
1b,32b,33bが形成されている。このような形態であるた
め、反射鏡板31,32,33をレーザ媒体の光軸上に位置する
ように配置しても、いずれかの反射鏡板によつて対応す
る励起領域の入出射面から出射されたレーザ光を安定し
て且つ高い平均出力で出力側に取出すことができる。
また、前記実施例では、レーザ媒体の各励起領域の入出
射面から出射されたレーザ光を同一光路に方向転換する
反射鏡を前記の如く回転反射鏡塔や各種反射鏡装置によ
つて実現したが、回転させる必要は必ずしもなく、例え
ば各励起領域の入出射面に対応して配置した反射鏡のそ
れぞれを横方向に往復動させることにより各励起領域の
光軸上に同期をとつて自自在に出現させる構成、或いは
レーザ媒体の入出射面に沿つて上下方向に直線運動する
１個の反射鏡を設け各励起ランプの点灯動作と同期をと
つて移動させる構成によつても実現することができる。
なお、前述の実施例では、各励起ランプの点灯時間T1は
反射鏡回転動作に基づき決められたが、上記構成の場合
には制御装置によつて任意に定めることもできる。ま
た、各励起ランプの点灯時間を異ならせるように制御す
ることも可能である。
［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、１つの
レーザ媒体にて発振を行う励起領域を複数に分け別々に
周期的にレーザ発振を行わせるようにしたため、レーザ
媒体において周期的に行われる発振動作の繰返し発振周
波数を高くしレーザ光の平均出力を高めることができ、
また複数の励起領域を得るべく１つのレーザ媒体を実質
的に分割したため、出力されるレーザビームの断面は小
さいものとなり、この結果レーザビームの取扱いが容易
となり、光学路に使用される光学部品を簡単な構成の小
型のものを使用できるという効果がある。また、複数本
の励起ランプを用いることができ、レーザ出力の条件が
励起ランプの入力エネルギによつて制限されることがな
くなるという効果も有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る固体レーザ装置の第１実施例を示
す構成図、 第２図は第１図中においてレーザ媒体付近の構成を示す
Ａ−Ａ′線断面図、 第３図は検出光の光路を示す側面図、 第４図は回転反射鏡塔の平面図、 第５図は回転反射鏡塔の正面図、 第６図は各励起ランプに送られる点灯信号のタイムチヤ
ート、 第７図は本発明に係る固体レーザ装置の第２実施例を示
す構成図、 第８図は反射鏡装置の平面図、 第９図は反射鏡装置の側面図、 第10図は第３実施例における反射鏡装置の正面図、 第11図は第３実施例における反射鏡装置の側面図、 第12図は第４実施例における反射鏡装置の正面図、 第13図は第４実施例における反射鏡装置の側面図、 第14図は従来の固体レーザ装置の構成図である。 ［符号の説明］ １……レーザ媒体 1a,1b,1c,1d……励起領域 2a1,2b1,2c1,2d1……励起ランプ 2a2,2b2,2c2,2d2……励起ランプ 3,4……リフレクタ ５……反射鏡 ６……一部透過鏡 ７……支持部材 8a,8b,8c,8d……反射鏡 ９……回転駆動装置 10……回転反射鏡塔 11……固定反射鏡 12……検出光出射装置 13……光電検出器 14……制御装置 15……励起ランプ駆動装置 17……支持柱 18a,18b,18c,18d……反射鏡 21,22,23,31,32,33……反射鏡板 110,111,112……反射鏡装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】対向する平行な主表面の間でレーザ光を複
    数回反射させる板状のレーザ媒体と、 このレーザ媒体の少なくとも一方の前記主表面に隣接し
    且つレーザ媒体の中を通過するレーザ光の進行方向に平
    行にｎ列（ｎは２以上の自然数）状態で配設された励起
    光源と、 前記レーザ媒体の入出射面の外側に配置された反射鏡及
    び一部透過鏡から成る共振器と、 前記ｎ列に配設された励起光源に対応する前記レーザ媒
    体のｎ個の励起領域から出射される各レーザ光を同一光
    路に送出する光学的手段を含む光学装置と、 前記レーザ媒体の一方の入出射面に前記反射鏡を介して
    対向し、レーザ媒体から出射されるレーザ光の光路を形
    成する光学的手段の位置を検出する検出装置と、 前記レーザ媒体の他方の入出射面に前記一部透過鏡を介
    して対向する前記光学的手段と同期をとり、この光学的
    手段に対応する前記励起領域の前記励起光源を点灯させ
    る制御手段とから成ることを特徴とする固体レーザ装
    置。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記光学
    装置は、柱状の支持部材と、この支持部材の側面に前記
    ｎ個の励起領域の入出射面のそれぞれに対応するよう配
    置されたｎ個の前記光学的手段と、これらの光学的手段
    のそれぞれが対応する励起領域の入出射面に順次対向す
    るように前記支持部材を回転させる駆動装置とから成る
    ことを特徴とする固体レーザ装置。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、前記光学
    装置は、支持柱と、この支持柱に固設されたｎ個の前記
    光学的手段であってそれらの反射面が前記ｎ個の励起領
    域の入出射面のそれぞれに対応し且つこの入出射面に対
    して一定角度の同一平面内で移動するように配置された
    ｎ個の前記光学的手段と、これらの光学手段のそれぞれ
    が対応する前記励起領域の入出射面に順次対向するよう
    前記支持柱を回転させる駆動装置とから成ることを特徴
    とする固体レーザ装置。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項において、前記光学
    装置は、前記レーザ媒体の入出射面に対向して配置され
    た１個の前記光学的手段と、この光学的手段を前記入出
    射面に沿って直線的に移動させる駆動装置とから成るこ
    とを特徴とする固体レーザ装置。
  5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項ないし第４項のいず
    れかにおいて、前記ｎ個の励起領域を励起する際レーザ
    発振を行った励起領域に隣接しない他の励起領域を順次
    に励起するよう前記光学的手段の位置を定めたことを特
    徴とする固体レーザ装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210076960A (ko) * 2018-10-14 2021-06-24 루메니스 리미티드 레이저 장치 및 그 작동 방법

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5081637A (en) * 1989-11-28 1992-01-14 Massachusetts Institute Of Technology Multiple-laser pump optical system
US5185758A (en) * 1989-11-28 1993-02-09 Massachusetts Institute Of Technology Multiple-laser pump optical system
JPH0435187U (ja) * 1990-07-18 1992-03-24
DE69132049T3 (de) * 1990-08-01 2004-09-02 Diomed Ltd. Hochleistungs-lichtquelle
JPH0485479U (ja) * 1990-11-30 1992-07-24
FR2671237B1 (fr) * 1990-12-28 1995-03-31 Thomson Csf Laser solide de grande energie.
US5090019A (en) * 1991-01-10 1992-02-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Laser diode-pumped tunable solid state laser
US5119394A (en) * 1991-02-13 1992-06-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Technique for longitudinal optical pumping of a laser
FR2677185B1 (fr) * 1991-05-30 1993-09-24 Electricite De France Emetteur laser notamment pour la generation d'ondes ultrasonores et son application a un dispositif de controle non destructif sans contact.
JPH0645711A (ja) * 1992-01-14 1994-02-18 Boreal Laser Inc スラブレーザのアレイ
US5313479A (en) * 1992-07-29 1994-05-17 Texas Instruments Incorporated Speckle-free display system using coherent light
US5233624A (en) * 1992-09-30 1993-08-03 International Business Machines Corporation Method and apparatus for an increased output for a pumped laser using a moving aperture
US5375132A (en) * 1993-05-05 1994-12-20 Coherent, Inc. Solid state laser with interleaved output
US5648980A (en) * 1993-12-14 1997-07-15 Seguin; Herb Joseph John Excitation system for multi-channel lasers
JPH0832155A (ja) * 1993-12-14 1996-02-02 Herb Joseph John Seguin 複数個チャンネル レーザーの励起装置
US5867519A (en) * 1996-08-07 1999-02-02 Lumonics Inc. Multiple element, folded beam laser
US5867518A (en) * 1996-08-07 1999-02-02 Lumonics Inc. Multiple element laser pumping chamber
US6868237B2 (en) 1998-04-24 2005-03-15 Lightpointe Communications, Inc. Terrestrial optical communication network of integrated fiber and free-space links which requires no electro-optical conversion between links
US6239888B1 (en) 1998-04-24 2001-05-29 Lightpointe Communications, Inc. Terrestrial optical communication network of integrated fiber and free-space links which requires no electro-optical conversion between links
US20020171896A1 (en) * 2001-05-21 2002-11-21 Lightpointe Communications, Inc. Free-space optical communication system employing wavelength conversion
US20030090765A1 (en) * 2001-11-09 2003-05-15 Neff Brian W. Free-space optical communication system
US7106973B2 (en) * 2002-08-13 2006-09-12 Lightpointe Communications, Inc. Apparatus and method for use in free-space optical communication comprising optically aligned components integrated on circuit boards
US20040120717A1 (en) * 2002-12-18 2004-06-24 Lightpointe Communications, Inc. Extended source free-space optical communication system
EP1643603A1 (de) * 2004-09-29 2006-04-05 Wavelight Laser Technologie AG Lasersystem mit Festkörperlaserköpfen

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3310753A (en) * 1963-02-07 1967-03-21 Martin Marietta Corp Sequentially firing array of laser units
US3311844A (en) * 1963-05-31 1967-03-28 United Aircraft Corp High repetition rate laser system
US3541468A (en) * 1966-01-03 1970-11-17 Martin Marietta Corp Pulsed laser array
US3621456A (en) * 1969-03-24 1971-11-16 Young Charles G Disc laser system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210076960A (ko) * 2018-10-14 2021-06-24 루메니스 리미티드 레이저 장치 및 그 작동 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPS647677A (en) 1989-01-11
US4922502A (en) 1990-05-01

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