JPH0766476A - ガスレーザ発振器 - Google Patents

ガスレーザ発振器

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JPH0766476A
JPH0766476A JP21124293A JP21124293A JPH0766476A JP H0766476 A JPH0766476 A JP H0766476A JP 21124293 A JP21124293 A JP 21124293A JP 21124293 A JP21124293 A JP 21124293A JP H0766476 A JPH0766476 A JP H0766476A
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JP
Japan
Prior art keywords
mirror
laser
gas
discharge tube
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP21124293A
Other languages
English (en)
Inventor
Doukei Chiyou
同慶 張
Shigeki Yamane
茂樹 山根
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH0766476A publication Critical patent/JPH0766476A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスレーザ発振器においてアパーチャを用い
ることなく低次モードのレーザビームを安定して得るこ
とを目的とする。 【構成】 両端がミラーにより構成される放電管7内に
レーザガス21及びエネルギーを供給しレーザガスを励
起してレーザビームを発生させ、出力を取り出すガスレ
ーザ発振器において、終端ミラー部4として両凹面レン
ズ2と凸面鏡3を一体として設け、前記終端ミラー部4
の両凹面レンズ2の出力鏡1側面上の中心点を中心にし
て前記終端ミラー部の光軸に対する傾きを調整可能とし
たレーザ発振器。この構成によれば励起区域内で光軸に
平行なビームプロファイルが得られアパーチャを用いる
ことなく低次モードのレーザビームが安定して得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガスレーザ発振器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、金属、非金属の切断や溶接等の分
野においてレーザ加工機が用いられ、高生産性に大きく
貢献している。又、生産現場の無人化の要望は今後とも
増加すると予想され、レーザ加工機はその要望を実現す
るのに最適であると考えられており、そのため、レーザ
加工機の需要は増加すると予測される。レーザ加工機、
とりわけCO2レーザ加工機は安価に高出力レーザビー
ムが得られるので、今後ともレーザ加工機需要の中心で
あると考えられている。高生産性を達成するレーザ加工
機に求められる性能に安価、高出力と共に発散角の小さ
い、低次モード出力ビームが挙げられる。
【0003】ガスレーザ発振器において、発散角の小さ
い低次モード出力ビームを安定して得る手段としてはア
パーチャ挿入が一般的であり、終端側にレンズを挿入し
光軸に平行なビームプロファイルを形成した例はない。
以下、図5を参照しながら従来のガスレーザ発振器を説
明する。図5は従来のガスレーザ発振器の構成概略図で
ある。図5において、1は出力を取り出す出力鏡、5は
光共振器、6はレーザビーム増幅帰還に用いられる終段
鏡、7はレーザガス流を制限する放電管、8は共振器内
のビームプロファイル、9はビームプロファイルを制限
するアパーチャ、18はアパーチャを挿入しない場合
の、発散角の大きい高次モードビームプロファイル、2
2はレーザガスを励起するエネルギーを供給するエネル
ギー供給装置である。
【0004】次に、従来のガスレーザ発振器の動作につ
いて説明する。エネルギー供給装置22より供給される
エネルギーにより放電管7内において、図示略の送風機
により供給されるレーザガスが励起され、レーザビーム
を発生する。レーザビームは出力鏡1と終段鏡6の間で
増幅帰還され、出力鏡1より取り出される。取り出され
るレーザビームを安定して得るために、少なくとも一方
が有限の曲率を持つ出力鏡1及び終段鏡6を用いて光共
振器を構成する。そのため、出力鏡1と終段鏡6の各々
の曲率と出力鏡1と終段鏡6の間の距離により定まり、
光共振器内に必ずビームウエストを持つ、光共振器内の
発散角の大きい高次モード出力ビームを発生させるビー
ムプロファイル18が得られる。このビームプロファイ
ルは高次モードを発生させるので、低次モードを得るた
めにはアパーチャ9を低次モードを発生させるビームプ
ロファイルに合わせて光共振器5内に挿入し、高次ビー
ムプロファイルを制限しなければならない。このアパー
チャ9により制限されて、低次モードを発生させるビー
ムプロファイル8が生じ、低次モードの出力ビームが得
られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のガスレーザ発振器において発散角の小さい低次
モードの出力ビームを得ようとしてアパーチャを設ける
と、アパーチャによる回折光が発生し、雑光として低次
モードを乱すという問題があった。一方、アパーチャを
設けずに低次モードの出力ビームを得るためには上述の
出力鏡及び終段鏡の2枚のミラーの曲率を大きくして、
共振器内のビームプロファイルを光軸に平行にして出力
ビームの発散角を小さくしなければならないが、その場
合出力が不安定になるという問題があった。
【0006】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
であり、アパーチャを用いることなく安定した低次モー
ドの出力ビームを得ることのできるガスレーザ発振器を
提供することを第1の目的とする。
【0007】一方、従来のガスレーザ発振器構成におい
ても、最大出力ビームを得るために上述の出力鏡及び終
段鏡を正対させるように出力鏡及び終段鏡の傾きを調整
しなければならないが、本発明の構成では出力鏡、凸面
鏡、凹面レンズの各々を正対させなければならない。本
発明では光軸ズレ防止と最大出力ビームを得るためのミ
ラーの傾き調整を容易にしたガスレーザ発振器を提供す
ることを第2の目的とする。
【0008】また、上述したミラーの傾き調整におい
て、最大出力ビームを得るための調整をさらに容易にし
たガスレーザ発振器を提供することを第3の目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために本発明の第1のガスレーザ発振器は、放電管
と、励起媒質であるレーザガスと、前記放電管内にエネ
ルギーを供給して前記レーザガスを励起させるエネルギ
ー供給装置と、両端に出力鏡と終端ミラー部とを備え励
起された前記レーザガスより生じるレーザビームをこの
間において帰還増幅させる光共振器とを備え、前記終端
ミラー部は凹面レンズの背部に凸面鏡とを配置して構成
している。
【0010】第2の目的を達成するために本発明の第2
のガスレーザ発振器は、上記第1のガスレーザ発振器の
構成をとるとともに、凹面レンズと凸面鏡とが一体とし
て構成されている。
【0011】第3の目的を達成するために本発明の第3
のガスレーザ発振器は、上記第2のガスレーザ発振器の
構成をとるとともに、凹面レンズの出力鏡側の面上中心
点を中心として終端ミラー部の光軸に対する傾きを調整
可能としている。
【0012】
【作用】上記第1のガスレーザ発振器を採用すれば、出
力鏡と凹面レンズ間の励起区域で励起発振されたレーザ
ビームのビームプロファイルを凹面レンズと出力鏡間の
励起区域内で光軸にほぼ平行にでき、前記レーザビーム
は前記出力鏡と前記凸面鏡間で帰還増幅されることとな
り、アパーチャを用いる必要がないためアパーチャに起
因する回折光の発生を防ぐことが可能となる。一方、凸
面鏡の曲率及び凹面レンズとの距離を適宜に選択するこ
とにより出力鏡及び凹面レンズの曲率を増加させること
なく、即ち前記曲率増加による出力ビームの不安定性を
招くことなく、安定した出力ビームが得られる。従っ
て、上記第1のガスレーザ発振器を採用すれば、低次モ
ードのレーザビームを安定して取り出すことができる。
【0013】次に、上記第2のガスレーザ発振器構成を
採用すれば、凸面鏡及び凹面レンズの傾きを各々調整す
ることなく、又、凸面鏡と凹面レンズの距離の調整をす
ることなく終端ミラー部の傾きを調整することで最大出
力ビームが得られ、傾き調整が容易になり、凸面鏡と凹
面レンズを各々調整した場合に生じる各々の光軸ズレが
防止できる。
【0014】又、上記第3のガスレーザ発振器を採用す
れば、終端ミラー部の傾き調整感度が鈍くなり傾き調整
が容易になる。
【0015】
【実施例】(実施例1)以下に本発明の一実施例を図面
を参照しながら説明する。図1は本発明の第1の実施例
におけるガスレーザ発振器の構成概略図である。図1に
おいて、1は出力を取り出す出力鏡、2は励起区域内ビ
ームプロファイルを光軸に対してほぼ平行にする両凹面
レンズ、3はレーザビームを帰還させる凸面鏡、4は両
凹面レンズ2及び凸面鏡3により構成され、一体として
傾き調整が可能で、その傾き調整中心は両凹面レンズ2
の出力鏡1側面上中心点と一致させた終端ミラー部、5
は光共振器、7はレーザガスを制限する放電管である。
【0016】以上のように構成されたガスレーザ発振器
について図1を参照しながら動作を説明する。放電管7
内に図示略の送風機により励起媒質であるレーザガスを
供給し、前記放電管7内にエネルギー供給装置22(例
えば直流電源)によりエネルギーを供給してレーザガス
を励起することによりレーザビームを発生させる。発生
したレーザビームは終端ミラー部4に入射し両凹面レン
ズ2を透過し凸面鏡3により帰還され再び両凹面レンズ
2を透過し終端ミラー部4より出射され励起区域に入射
し励起区域に於いて誘導放出により増幅される。終端ミ
ラー部4により、励起区域に入射するレーザビームのな
すビームプロファイル8は光軸に対して平行となる。一
部の増幅されたレーザビームは出力鏡1により反射さ
れ、励起区域に再入射し再増幅帰還され、一部の増幅さ
れたレーザビームは出力ビームとして出力鏡1より取り
出される。
【0017】本実施例のようなガスレーザ発振器を採用
すれば、アパーチャを用いないのでアパーチャによる回
折光が発生せず、励起区域内のビームプロファイルを光
軸に対して平行とすることにより発散角の小さい低次モ
ードの出力ビームが得られ、凸面鏡3を従来の終段鏡の
部分に用いることで出力安定性も得られる。
【0018】次に、図2は本発明の第1の実施例におけ
る終端ミラー部4の断面図である。11は放電管7及び
終端ミラー部4を保持するフランジ、12は終端ミラー
部の光軸に対する傾きを調整する際の支点となる支点ボ
ルト、13は終端ミラー部の光軸に対する傾きを調整す
る傾き調整ボルト、14は放電管7に供給されるレーザ
ガスの漏れを防止する連結管で、15は放電管7に供給
されるレーザガスの漏れを防止するOリングである。
【0019】以下、図2について、その動作を説明す
る。最大出力ビームを得るためには図示略の出力鏡1、
両凹面レンズ2、凸面鏡3が正対するように傾きを調整
しなければならない。両凹面レンズ2と凸面鏡3を一体
化し終端ミラー部4として構成し、終端ミラー部は図示
略のボルト及び図示略のコイルバネを用いてフランジ1
1に固定されている。終端ミラー部4に固定された調整
ボルト13を回転することにより終端ミラー部4に固定
された支点ボルト12を支点として終端ミラー部4の光
軸に対する傾きが調整できる。
【0020】本発明の構成によれば、凸面鏡3及び両凹
面レンズ2を各々調整した場合に生じる光軸ズレの可能
性がなく、又、各々を調整するよりも容易に傾きを調整
できる。
【0021】(実施例2)以下本発明の第2の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。なお、終端ミラー
部4以外の部分については実施例1と同じであるため説
明を省略する。図3は本発明の第2の実施例における終
端ミラー部4の断面図、図4は同終端ミラー部4の傾き
調整手段を示す図である。なお、図3、図4は図2の終
端ミラー部と基本的に同一であるので、同一構成部分に
は同一番号を用い詳細な説明は省略する。10は傾き調
整時の回転中心、16は光軸に関して互いに対称な位置
にあり、各々が傾き調整ボルトに連結され、互いに逆方
向に回転して傾き調整ボルトを回転させるピニオン、1
7はピニオン16を回転させるラックである。
【0022】以下、動作について説明すると、ラック1
7を移動させることにより傾き調整ボルト13に固定さ
せたピニオン16が回転し、傾き調整ボルト13が回転
する。ピニオン16の回転方向、即ち傾き調整ボルトの
回転方向は、光軸を挟んで逆回転となるようにしてい
る。したがって、最初に一度傾き調整時の回転中心10
と両凹面レンズの出力鏡1側面上中心点とを一致させて
おけば、以後、それらを一致させたままの状態で終端ミ
ラー部の傾き調整をすることが可能となる。
【0023】凸面鏡3上でのレーザビームは両凹面レン
ズ2上でのレーザビームに比較して小さいため、両凹面
レンズ2の変位は傾き調整に大きな影響を及ぼす。本発
明の構成を採用することにより、両凹面レンズ2の変位
量は最小となり、傾き調整の感度が鈍くなり傾き調整が
容易になる。
【0024】なお、固体レーザ発振器、例えばYAGレ
ーザ発振器では複数枚の凸レンズを固体ロッドと終段鏡
の間に挿入してテレスコープを形成し、固体ロッドの温
度分布を均一化し出力の不安定化と熱レンズ効果を防止
する方法が公知であるが、本実施例のようにガスレーザ
発振器において、アパーチャを用いずに発散角の小さい
低次モードを安定して得る手段であることを示唆するも
のではない。
【0025】上記の如く本実施例によれば終端部に両凹
面レンズと凸面鏡を一体とし終端ミラー部として設ける
ことにより、低次モードのレーザビームを安定して得る
ことができる。
【0026】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明は
終端ミラー部として凹面レンズと凸面鏡を設けることに
より、励起区域内に光軸に平行なビームプロファイルを
生み出すことができ、その結果、ガスレーザ発振器にお
いてアパーチャを用いることなく発散角の小さな低次モ
ードのレーザビームを安定して得ることができる。
【0027】また、前記凹面レンズと前記凸面鏡とを一
体化して終端ミラー部として設けることにより、光軸ズ
レが発生せず、傾き調整が容易になる。
【0028】さらにまた、前記出力鏡と対面する前記凹
面レンズ面上中心点を中心にして前記終端ミラー部の光
軸に対する傾きを調整可能としたことで、傾き調整の感
度が鈍くなり、容易に傾き調整ができる。
【0029】なお、本発明の付随効果として共振器内ビ
ームウエスト径増大による出力増大とそれに伴う効率の
向上、が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるガスレーザ発振
器の構成概略図
【図2】同実施例における終端ミラー部の断面図
【図3】本発明の第2の実施例における終端ミラー部の
断面図
【図4】同実施例における終端ミラー部の傾き調整手段
を示す図
【図5】従来のガスレーザ発振器の構成概略図
【符号の説明】
1 出力鏡 2 両凹面レンズ 3 凸面鏡 4 終端ミラー部 5 光共振器 7 放電管 8 ビームプロファイル 10 終端ミラー部光軸調整時回転中心 11 フランジ 12 支点ボルト 13 傾き調整ボルト 14 連結管 15 Oレンズ 16 ピニオン 17 ラック 21 レーザガス 22 エネルギー供給装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放電管と、励起媒質であるレーザガス
    と、前記放電管内にエネルギーを供給して前記レーザガ
    スを励起させるエネルギー供給装置と、両端に出力鏡と
    終端ミラー部とを備え励起された前記レーザガスより生
    じるレーザビームをこの間において帰還増幅させる光共
    振器とを備え、前記終端ミラー部は凹面レンズの背部に
    凸面鏡を配置して構成したガスレーザ発振器。
  2. 【請求項2】 放電管と、励起媒質であるレーザガス
    と、前記放電管内にエネルギーを供給して前記レーザガ
    スを励起させるエネルギー供給装置と、両端に出力鏡と
    終端ミラー部とを備え励起された前記レーザガスより生
    じるレーザビームをこの間において帰還増幅させる光共
    振器とを備え、前記終端ミラー部は凹面レンズの背部に
    凸面鏡を配置して構成するとともに、前記凹面レンズと
    凸面鏡とが一体として構成されたガスレーザ発振器。
  3. 【請求項3】 放電管と、励起媒質であるレーザガス
    と、前記放電管内にエネルギーを供給して前記レーザガ
    スを励起させるエネルギー供給装置と、両端に出力鏡と
    終端ミラー部とを備え励起された前記レーザガスより生
    じるレーザビームをこの間において帰還増幅させる光共
    振器とを備え、前記終端ミラー部は凹面レンズの背部に
    凸面鏡を配置して構成するとともに、前記凹面レンズと
    凸面鏡とが一体として構成され、さらに、前記凹面レン
    ズの前記出力鏡側の面上中心点を中心として前記終端ミ
    ラー部の光軸に対する傾きを調整可能としたガスレーザ
    発振器。
JP21124293A 1993-08-26 1993-08-26 ガスレーザ発振器 Pending JPH0766476A (ja)

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JP21124293A JPH0766476A (ja) 1993-08-26 1993-08-26 ガスレーザ発振器

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JP21124293A JPH0766476A (ja) 1993-08-26 1993-08-26 ガスレーザ発振器

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JP (1) JPH0766476A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1299407C (zh) * 2004-10-22 2007-02-07 清华大学 猫眼腔氦氖激光器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1299407C (zh) * 2004-10-22 2007-02-07 清华大学 猫眼腔氦氖激光器

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