JPH07115234A - 高出力レーザー装置 - Google Patents
高出力レーザー装置Info
- Publication number
- JPH07115234A JPH07115234A JP26201593A JP26201593A JPH07115234A JP H07115234 A JPH07115234 A JP H07115234A JP 26201593 A JP26201593 A JP 26201593A JP 26201593 A JP26201593 A JP 26201593A JP H07115234 A JPH07115234 A JP H07115234A
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- JP
- Japan
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- optical fiber
- laser
- power laser
- reflection mirror
- focusing lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 固体レーザー媒質と、励起用ランプと、該固
体レーザー媒質の両端に置いた部分反射鏡７及び全反射
鏡４と、該部分反射鏡７と全反射鏡４との間に置いた絞
り装置８とからなる高出力レーザー発振器と、該高出力
レーザー発振器で発振したレーザー光１０を調整する集
光レンズ１１と、該集光レンズ１１で調整されたレーザ
ー光１０を被加工物１５へ導く光ファイバー１２とから
構成され、上記集光レンズ１１と上記光ファイバー１２
の入力端１３との間のレーザー光路を保護リング（１
８、２０）で密閉してある高出力レーザー。 【効果】 光ファイバーその他部品の損傷や発火の心配
なく、長時間効率よく高出力レーザーが発振できる。
体レーザー媒質の両端に置いた部分反射鏡７及び全反射
鏡４と、該部分反射鏡７と全反射鏡４との間に置いた絞
り装置８とからなる高出力レーザー発振器と、該高出力
レーザー発振器で発振したレーザー光１０を調整する集
光レンズ１１と、該集光レンズ１１で調整されたレーザ
ー光１０を被加工物１５へ導く光ファイバー１２とから
構成され、上記集光レンズ１１と上記光ファイバー１２
の入力端１３との間のレーザー光路を保護リング（１
８、２０）で密閉してある高出力レーザー。 【効果】 光ファイバーその他部品の損傷や発火の心配
なく、長時間効率よく高出力レーザーが発振できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高出力レーザー装置の
防塵構造に関する。
防塵構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】高出力レーザー装置は、ロッド状やスラ
ブ状の固体レーザー媒質（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｎ
ｄ：ＧＧＧ、Ｃｒ：ＹＧＧ等の単結晶や、Ｎｄ入りガラ
ス等）の両端に全反射鏡と部分反射鏡とを配置し、励起
用ランプの放電光によって上記固体レーザー媒質を励起
させ、励起光を反射鏡間で共振させて高出力レーザー光
を発振し、これを光ファイバーで導いて加工ノズルから
被加工物へ照射するもので、物質の切断、溶接、マーキ
ング等の材料加工に応用されている。
ブ状の固体レーザー媒質（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｎ
ｄ：ＧＧＧ、Ｃｒ：ＹＧＧ等の単結晶や、Ｎｄ入りガラ
ス等）の両端に全反射鏡と部分反射鏡とを配置し、励起
用ランプの放電光によって上記固体レーザー媒質を励起
させ、励起光を反射鏡間で共振させて高出力レーザー光
を発振し、これを光ファイバーで導いて加工ノズルから
被加工物へ照射するもので、物質の切断、溶接、マーキ
ング等の材料加工に応用されている。
【０００３】図２は高出力レーザー装置の構成を示す概
念図である。固体レーザー媒質と励起用ランプはキャビ
ティー１内に収納され、キャビティー１に導入される循
環水で冷却されるようになっている。キャビティー１の
一方の端面２側には全反射鏡４が、また他方の端面３に
は部分反射鏡７が配置され、キャビティー１と部分反射
鏡７との間、又はキャビティー１と全反射鏡４との間、
又はこれら両方の位置には絞り装置８が配置され、もっ
て共振系が構成される。
念図である。固体レーザー媒質と励起用ランプはキャビ
ティー１内に収納され、キャビティー１に導入される循
環水で冷却されるようになっている。キャビティー１の
一方の端面２側には全反射鏡４が、また他方の端面３に
は部分反射鏡７が配置され、キャビティー１と部分反射
鏡７との間、又はキャビティー１と全反射鏡４との間、
又はこれら両方の位置には絞り装置８が配置され、もっ
て共振系が構成される。
【０００４】キャビティー１内の励起用ランプを点灯し
て固体レーザー媒質に放電光を照射すると、固体レ−ザ
−媒質内の励起物質（例えば Nd3+イオン、 Cr3+イオン
等）が高いエネルギー準位に励起される。この高いエネ
ルギー準位から低いエネルギー準位に遷移する際に蛍光
が発せられ、この蛍光が更に刺激となって蛍光の誘導放
出を惹き起こす。上記共振系は全反射鏡４で反射された
光が端面２からキャビティー１内の固体レーザー媒質内
を通って端面３に到達し、この端面３から出て絞り装置
８を通って部分反射鏡７へ向かい、該部分反射鏡７から
反射した光が再び同一光路９を通るように調整してあ
り、従ってこの光路９上を光が往復する間に増幅され
て、部分反射鏡７より高出力レーザー光が得られる。
て固体レーザー媒質に放電光を照射すると、固体レ−ザ
−媒質内の励起物質（例えば Nd3+イオン、 Cr3+イオン
等）が高いエネルギー準位に励起される。この高いエネ
ルギー準位から低いエネルギー準位に遷移する際に蛍光
が発せられ、この蛍光が更に刺激となって蛍光の誘導放
出を惹き起こす。上記共振系は全反射鏡４で反射された
光が端面２からキャビティー１内の固体レーザー媒質内
を通って端面３に到達し、この端面３から出て絞り装置
８を通って部分反射鏡７へ向かい、該部分反射鏡７から
反射した光が再び同一光路９を通るように調整してあ
り、従ってこの光路９上を光が往復する間に増幅され
て、部分反射鏡７より高出力レーザー光が得られる。
【０００５】部分反射鏡７より出力された高出力レーザ
ー１０は、集光レンズ１１を通ってビーム径が絞られ、
光ファイバー１２の入力端１３に入力される。高出力レ
ーザー１０は光ファイバー１２内を進行し、光ファイバ
ー１２の終端に取り付けられた加工ノズル１４より被加
工物１５に照射され、被加工物１５が加工される。光フ
ァイバー１２はフレキシブルであるため、高出力レーザ
ー１０を遠方まで導いて、自由な位置、方向に照射でき
る。
ー１０は、集光レンズ１１を通ってビーム径が絞られ、
光ファイバー１２の入力端１３に入力される。高出力レ
ーザー１０は光ファイバー１２内を進行し、光ファイバ
ー１２の終端に取り付けられた加工ノズル１４より被加
工物１５に照射され、被加工物１５が加工される。光フ
ァイバー１２はフレキシブルであるため、高出力レーザ
ー１０を遠方まで導いて、自由な位置、方向に照射でき
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】高出力レーザーが集光
レンズ１１を通ってビーム径が絞られ、光ファイバー１
２の入力端１３に入力される部分では、塵や油がこの部
分に付着してレーザー光出力の効率が低下したり光ファ
イバー端面が破損したりする。これを防止するため通常
のレーザー装置では、この部分を紙やゴム製の保護カバ
ーで覆っている。
レンズ１１を通ってビーム径が絞られ、光ファイバー１
２の入力端１３に入力される部分では、塵や油がこの部
分に付着してレーザー光出力の効率が低下したり光ファ
イバー端面が破損したりする。これを防止するため通常
のレーザー装置では、この部分を紙やゴム製の保護カバ
ーで覆っている。
【０００７】しかし、出力５００Ｗを超える高出力レー
ザーにおいては、上記通常の方法では保護カバーが散乱
光や熱で破損したり発火したりする。そこで、本発明の
目的は、高出力レーザー光を光ファイバーへ入力する際
の防塵構造を改良し、光ファイバーへの入射を安全に
し、信頼性を高めた高出力レーザー装置を提供すること
にある。
ザーにおいては、上記通常の方法では保護カバーが散乱
光や熱で破損したり発火したりする。そこで、本発明の
目的は、高出力レーザー光を光ファイバーへ入力する際
の防塵構造を改良し、光ファイバーへの入射を安全に
し、信頼性を高めた高出力レーザー装置を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の高出力レーザー
は、固体レーザー媒質と、励起用ランプと、該固体レー
ザー媒質の両端に置いた部分反射鏡７及び全反射鏡４
と、該部分反射鏡７と全反射鏡４との間に置いた絞り装
置８とからなる高出力レーザー発振器と、該高出力レー
ザー発振器で発振したレーザー光１０を調整する集光レ
ンズ１１と、該集光レンズ１１で調整されたレーザー光
１０を被加工物１５へ導く光ファイバー１２とから構成
される高出力レーザー装置において、上記集光レンズ１
１と上記光ファイバー１２の入力端１３との間のレーザ
ー光路を保護リング１８、２０で密閉してある点に特徴
がある。
は、固体レーザー媒質と、励起用ランプと、該固体レー
ザー媒質の両端に置いた部分反射鏡７及び全反射鏡４
と、該部分反射鏡７と全反射鏡４との間に置いた絞り装
置８とからなる高出力レーザー発振器と、該高出力レー
ザー発振器で発振したレーザー光１０を調整する集光レ
ンズ１１と、該集光レンズ１１で調整されたレーザー光
１０を被加工物１５へ導く光ファイバー１２とから構成
される高出力レーザー装置において、上記集光レンズ１
１と上記光ファイバー１２の入力端１３との間のレーザ
ー光路を保護リング１８、２０で密閉してある点に特徴
がある。
【０００９】
【作用】本発明で使用する保護リングは、材質にアルミ
ニウム合金、真鍮、鉄鋼等、ある程度の耐熱性を有する
構造材を用いることで、破損、発火等のおそれはなくな
る。この保護リングの内壁は、光を吸収するための黒化
処理がなされていることが望ましい。この黒化処理に
は、黒アルマイト処理等公知の表面処理が用いられる。
ニウム合金、真鍮、鉄鋼等、ある程度の耐熱性を有する
構造材を用いることで、破損、発火等のおそれはなくな
る。この保護リングの内壁は、光を吸収するための黒化
処理がなされていることが望ましい。この黒化処理に
は、黒アルマイト処理等公知の表面処理が用いられる。
【００１０】レーザー装置の防塵構造は、例えば図１に
示すような構造とすればよく、集光レンズケース１７や
光ファイバー支持台１６のいずれかまたはそれぞれに、
図１のように保護リング（１８または２０）を設ければ
良い。図１中の調整用ネジ２１は集光レンズ１１の光軸
調整用のもので、１２０度の角度で３方向から集光レン
ズ１１を支持する。２つの保護リング（１８及び２０）
の接続部分にＯリング１９を挟めば光軸調整が容易とな
り、また、密閉性も良く、塵や油の侵入が防げる。
示すような構造とすればよく、集光レンズケース１７や
光ファイバー支持台１６のいずれかまたはそれぞれに、
図１のように保護リング（１８または２０）を設ければ
良い。図１中の調整用ネジ２１は集光レンズ１１の光軸
調整用のもので、１２０度の角度で３方向から集光レン
ズ１１を支持する。２つの保護リング（１８及び２０）
の接続部分にＯリング１９を挟めば光軸調整が容易とな
り、また、密閉性も良く、塵や油の侵入が防げる。
【００１１】なお、本発明に使用する高出力レーザー発
振器の固体レーザー媒質、励起用ランプ、反射鏡、集光
レンズには、公知のいかなるものも使用できる。
振器の固体レーザー媒質、励起用ランプ、反射鏡、集光
レンズには、公知のいかなるものも使用できる。
【００１２】
【実施例】本発明の一実施例を構成し、レーザー光を発
振させた。固体レーザー装置の構成は図２の通りであ
り、集光レンズ１１と光ファイバー入力端１３との間に
は、図１に示す防塵構造を構成した。固体レーザー媒質
には、半径５ｍｍ、長さ２００ｍｍ、Ｎｄを０．８原子
％添加したＹＡＧのロッド型結晶を用い、励起用ランプ
には、Ｋｒフラッシュランプを２本用いた。
振させた。固体レーザー装置の構成は図２の通りであ
り、集光レンズ１１と光ファイバー入力端１３との間に
は、図１に示す防塵構造を構成した。固体レーザー媒質
には、半径５ｍｍ、長さ２００ｍｍ、Ｎｄを０．８原子
％添加したＹＡＧのロッド型結晶を用い、励起用ランプ
には、Ｋｒフラッシュランプを２本用いた。
【００１３】全反射鏡４、部分反射鏡７ともにチタニア
（ＴｉＯ2）を溶融石英に真空蒸着した平面鏡を用い、
共振器長を９００ｍｍとして、固体レーザー媒質と励起
用ランプからなるキャビティ１を全反射鏡４と部分反射
鏡７との中心に配置した。集光レンズには、焦点距離３
００ｍｍの凸レンズと、焦点距離１５０ｍｍの凹レンズ
の、いずれも口径３０ｍｍの溶融石英レンズを用い、こ
れらをレンズホルダー２２によってそれぞれ支持し、レ
ンズホルダー２２は集光レンズケース１７に取付けた。
光ファイバー１２にはコア系６００μｍの石英製ステッ
プインデックス型を用いた。
（ＴｉＯ2）を溶融石英に真空蒸着した平面鏡を用い、
共振器長を９００ｍｍとして、固体レーザー媒質と励起
用ランプからなるキャビティ１を全反射鏡４と部分反射
鏡７との中心に配置した。集光レンズには、焦点距離３
００ｍｍの凸レンズと、焦点距離１５０ｍｍの凹レンズ
の、いずれも口径３０ｍｍの溶融石英レンズを用い、こ
れらをレンズホルダー２２によってそれぞれ支持し、レ
ンズホルダー２２は集光レンズケース１７に取付けた。
光ファイバー１２にはコア系６００μｍの石英製ステッ
プインデックス型を用いた。
【００１４】保護リングは集光レンズケース１７と光フ
ァイバー支持台１６とにそれぞれ口径の異なる円筒状の
ものを設け（光ファイバー側１８、集光レンズ側２
０）、それぞれの内壁には厚さ３０μｍの黒アルマイト
処理を施し、接続部分にはＯリング１９を挟んだ。
ァイバー支持台１６とにそれぞれ口径の異なる円筒状の
ものを設け（光ファイバー側１８、集光レンズ側２
０）、それぞれの内壁には厚さ３０μｍの黒アルマイト
処理を施し、接続部分にはＯリング１９を挟んだ。
【００１５】上記構成で、レーザー波長１．０６μｍ、
パルス幅２ｍｓｅｃ、パルス繰り返し数７０Ｈｚ、最大
出力６００Ｗ、広がり角２０ｍｒａｄのパルス状の高出
力レーザーを３００万ショット発振したが、光ファイバ
ー入力端１３や保護リングの損傷、発火等は全く起こら
なかった。
パルス幅２ｍｓｅｃ、パルス繰り返し数７０Ｈｚ、最大
出力６００Ｗ、広がり角２０ｍｒａｄのパルス状の高出
力レーザーを３００万ショット発振したが、光ファイバ
ー入力端１３や保護リングの損傷、発火等は全く起こら
なかった。
【００１６】
【発明の効果】本発明の高出力レーザー装置によれば、
光ファイバーその他部品の損傷や発火の心配なく、長時
間効率よく高出力レーザー光が発振できる。
光ファイバーその他部品の損傷や発火の心配なく、長時
間効率よく高出力レーザー光が発振できる。
【図１】本発明の高出力レーザー装置の、防塵構造を示
す図である。
す図である。
【図２】高出力レーザー装置の概念図である。
１ キャビティー ２ キャビティーの一方の端面 ３ キャビティーの他方の端面 ４ 全反射鏡 ７ 部分反射鏡 ８ 絞り装置 ９ 光路 １０ 高出力レーザー光 １１ 集光レンズ １２ 光ファイバー １３ 光ファイバー入力端 １４ 加工ノズル １５ 被加工物 １６ 光ファイバー支持台 １７ 集光レンズケース １８ 光ファイバー側保護リング １９ Ｏリング ２０ 集光レンズ側保護リング ２１ 調整用ネジ ２２ レンズホルダー
Claims (1)
- 【請求項１】 固体レーザー媒質と、励起用ランプと、
該固体レーザー媒質の両端に置いた部分反射鏡及び全反
射鏡と、該部分反射鏡と全反射鏡との間に置いた絞り装
置とからなる高出力レーザー発振器と、該高出力レーザ
ー発振器で発振したレーザー光を調整する集光レンズ
と、該集光レンズで調整されたレーザー光を被加工物へ
導く光ファイバーとから構成される高出力レーザー装置
において、上記集光レンズと上記光ファイバーの入力端
との間のレーザー光路を保護リングで密閉してあること
を特徴とする高出力レーザー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26201593A JPH07115234A (ja) | 1993-10-20 | 1993-10-20 | 高出力レーザー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26201593A JPH07115234A (ja) | 1993-10-20 | 1993-10-20 | 高出力レーザー装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07115234A true JPH07115234A (ja) | 1995-05-02 |
Family
ID=17369837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26201593A Pending JPH07115234A (ja) | 1993-10-20 | 1993-10-20 | 高出力レーザー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07115234A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2882618A1 (fr) * | 2005-02-28 | 2006-09-01 | Commissariat Energie Atomique | Enceinte a empoussierement controle et boite de transfert destinee a accoster cette enceinte |
| JP2007103562A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザ装置 |
-
1993
- 1993-10-20 JP JP26201593A patent/JPH07115234A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2882618A1 (fr) * | 2005-02-28 | 2006-09-01 | Commissariat Energie Atomique | Enceinte a empoussierement controle et boite de transfert destinee a accoster cette enceinte |
| JP2007103562A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザ装置 |
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