JPH0797668B2 - 固体レ−ザ−発振装置 - Google Patents

固体レ−ザ−発振装置

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JPH0797668B2
JPH0797668B2 JP62036729A JP3672987A JPH0797668B2 JP H0797668 B2 JPH0797668 B2 JP H0797668B2 JP 62036729 A JP62036729 A JP 62036729A JP 3672987 A JP3672987 A JP 3672987A JP H0797668 B2 JPH0797668 B2 JP H0797668B2
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    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明はレーザロッドが冷却水によって冷却される固
体レーザ発振装置に関する。
(従来の技術) 一般に、固体レーザ発振装置はたとえば楕円筒などの集
光反射鏡の内部にレーザロッドと励起ランプとを対向さ
せて収容するとともに、上記レーザロッドの端面に各々
共振器を形成する一対のミラーを平行に配置してなる。
そして、レーザロッドを励起ランプで光励起することに
より、上記共振器の出力側のミラーからレーザ光が出力
されるようになっている。また、レーザロッドは励起ラ
ンプから受ける熱で大きく歪んだり、早期に損傷するか
ら、上記レーザロッドを流水パイプに挿通し、この流水
パイプに冷却水を流すことによって水冷するようにして
いる。
ところで、従来冷却水は流水パイプ内をレーザロッドの
軸方向に沿って流されており、またレーザロッドは1本
あるいは2本の励起ランプにより周方向の1方向あるい
は180度ずれた2方向から光励起されていた。そのた
め、レーザロッドは励起ランプによって周方向が均一に
加熱されないばかりか、周方向の励起ランプによって励
起されて温度上昇した箇所を軸方向に沿って流れる冷却
水は他の箇所を流れる冷却水に比べて温度上昇が著しい
から、レーザロッドの周方向における温度差が一段と拡
大される。
このように、レーザロッドの周方向における温度に差が
生じると、レーザロッドが温度上昇することによって生
じる凸レンズ作用が不均一となる。すると、たとえばレ
ーザロッドの断面が円形であっても、出力されるレーザ
光のパターンが矩形状となってしまうから、このレーザ
光によって切断加工を行なう場合など走査方向によって
加工幅が異なり、精密な切断加工が行なえなくなるとい
う問題が生じる。また、レーザロッドの周方向における
凸レンズ作用が均一でないと、励起ランプへの入力を増
大させても、レーザ光の出力の飽和点が低下し、高出力
のレーザ光が得られないという問題もある。
このような問題点を解消するため本件出願人は特開昭60
−136385号公報に示す先行技術を提案した。この先行技
術は、レーザロッドの周方向における温度差をなくすた
め、上記レーザロッドの外周面に螺旋状のガイド体を設
ける。そして、冷却水を上記ガイド体に沿ってレーザロ
ッドの周方向に旋回させて流すことにより、レーザロッ
ドの周方向における温度差が生じずらいようにした。
このような先行技術によれば、確かにレーザロッドの周
方向の温度差を少なくすることができる。しかしなが
ら、ガイド体がレーザロッドの外周面に設けられている
ため、このガイド体が透明な材料で作られていても、こ
のガイド体によって励起ランプから励起光の一部が遮断
され、レーザロッドの励起効率が低下するということが
避けられないということがあった。
(発明が解決しようとする問題点) この発明は上記事情にもとずきなされたもので、その目
的とするところは、レーザロッドが周方向においてほぼ
均一な温度になるように冷却されるようにするととも
に、その際に励起ランプによるレーザロッドの励起効率
の低下を招くことがないようにした固体レーザ発振装置
を提供することにある。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段及び作用) 上記問題点を解決するためにこの発明は、集光反射鏡
と、両端部が支持パイプによって支持され上記集光反射
鏡の内部に設けられたレーザロッドと、上記集光反射鏡
の内部に上記レーザロッドに対向して設けられた励起ラ
ンプと、上記レーザロッドを内部に収容しこのレーザロ
ッドの外周に冷却水の流通路を区画形成した流水パイプ
と、上記流通路の上記レーザロッドの端部と対応する部
分に連通して設けられこの流通路に冷却水を導入する導
入部と、上記支持パイプの外周に設けられ上記導入部か
ら流通路に供給される冷却水をレーザロッドの周方向に
旋回させる旋回手段とを具備したことを特徴とする。そ
して、上記レーザロッドの外周面から離れた位置に設け
られた上記旋回手段によって励起ランプによるレーザロ
ッドの励起効率を低下させることなくその周方向を均一
に冷却できるようにした。
(実施例) 以下、この発明の一実施例を第1図と第2図を参照して
説明する。図中1は内周面が楕円状に形成された発振装
置の本体である。この本体1の軸方向両端開口は端板2
によって閉塞されている。また、本体1の内周面には軸
方向両端部を除く個所に本体1の内周面と同様な楕円筒
状でその内周面が鏡面加工された集光反射鏡3が設けら
れている。この集光反射鏡3の一方の焦点位置にはYAG
ロッドやその他のレーザロッドなどの断面円形のレーザ
ロッド4、他方の焦点位置には励起ランプ5がそれぞれ
軸線を本体1の軸線と平行にして設けられている。
上記レーザロッド4の両端には各々支持パイプ6の一端
が液密に嵌着されている。これら支持パイプ6の他端は
上記端板2に穿設された通孔7に液密に嵌挿されてい
る。各端板2から突出した支持パイプ6の他端開口には
共振器を形成する全反射ミラー8と出力ミラー9とがそ
れぞれ上記レーザロッド4の端面に対して平行に対向し
て配設されている。そして、レーザロッド4が励起ラン
プ5によって光励起されると、上記出力ミラー9からレ
ーザ光Lが出力されるようになっている。また、レーザ
ロッド4は光学的に透明な材料で作られた流水パイプ10
に挿通されている。この流水パイプ10はレーザロッド4
よりも大径で、この内周面とレーザロッド4の外周面と
の間に冷却水の流通路11を区画形成している。
上記流水パイプ10の両端は、上記本体1の軸方向両端部
に仕切壁13によって区画形成された断面円形状の第1の
流路14と第2の流路15にそれぞれ液密に接続されてい
る。したがって、本体1内は流水パイプ10と上記一対の
仕切壁13とによってレーザロッド4が収容された径方向
上側の上部室16と、励起ランプ5が収容された下側の下
部室17とに隔別されている。さらに、本体1には上記第
1の流路14に連通する供給管18および下部室17の上記第
1の流路14と対応する一端に連通する排出管19が接続さ
れている。上記第1の流路14と供給管18とで冷却水を上
部室16に導入する導入部を形成している。
上記第2の流路15を形成する仕切壁13には、この第2の
流路15と下部屋17とを連通する透孔20が穿設されてい
る。上記供給管18からは上記第1の流路14に冷却水が供
給される。
上記支持パイプ6の第1の流路14に突出した部分の外周
面には旋回手段としての螺旋状ガイド体21が設けられて
いる。このガイド体21は外径寸法が第1の流路14の内径
寸法とほぼ同径に形成されている。したがって、上記供
給管18から第1の流路14に流入した冷却水はガイド体21
によってこの螺旋方向に沿う回転が与えられて上部室16
から下部室17を通って流れ、排出管19から流出するよう
になっている。
このように構成されたレーザ発振装置において、レーザ
光Lを出力させる場合には、供給管18から冷却水を供給
するとともに、励起ランプ5に通電してレーザロッド4
を光励起すれば、共振器を形成する出力ミラー9からレ
ーザ光Lが出力される。
一方、供給管18から供給される冷却水が第1の流路14に
流入すると、冷却水は支持パイプ6の外周面に設けられ
たガイド体21によって旋回力が与えられる。そして、冷
却水がレーザロッド4の外周に流通路11を形成した流水
パイプ10に旋回しながら流入すると、レーザロッド4は
周方向が全周にわたって同じ温度の冷却水で冷却される
ことになるから、レーザロッド4が周方向の一方向から
だけ励起ランプ5で光励起されていても、このレーザロ
ッド4の周方向は同じ温度の冷却水によってほぼ均一な
温度に冷却される。したがって、レーザロッド4の凸レ
ンズ作用は、レーザロッド4の周方向全体にわたってほ
ぼ同一となるから、出力ミラー9から出力されるレーザ
光Lのパターン形状はレーザロッド4の端面形状に等し
い円形となる。そして、レーザロッド4の断面形状と同
じ円形のレーザ光Lが出力されると、このレーザ光Lに
よって切断加工を行うような場合、走査方向が異なって
も切断幅が一定となるから、切断加工を精密に行うこと
ができる。
また、レーザロッド4の凸レンズ作用が周方向において
均一化されると、励起ランプ5への入力に対してレーザ
光Lの出力がほぼ比例的に変化するから、レーザ光Lの
出力の飽和点が上昇する。つまり、高出力のレーザ光L
を得ることができる。
さらに、冷却水に旋回を与えるガイド体21を支持体6の
外周面に設けられているから、このガイド体21によって
励起ランプ5からの光が遮断されることがない。したが
って、レーザロッド4が上記励起ランプ5によって効率
よく光励起される。
なお、この発明は上記一実施例に限定されず、たとえ
ば、旋回手段としては第3図に示すように供給管18を第
1の流路14の径方向中心に対して偏心させて設けるよう
にしてもよい。このようにすれば、冷却水が第1の流路
14に流入することにより、この内周面に沿って流れて旋
回することになるから、上記一実施例のようにガイド体
21を設けずにすみ、構成が簡単となる。
[発明の効果] 以上述べたようにこの発明は、レーザロッドの両端部を
支持する支持パイプの外周に、集光反射鏡内部の流通路
に供給される冷却水を上記レーザロッドの周方向に旋回
させる旋回手段を設けるようにした。したがって、レー
ザロッドの周方向が励起ランプにより不均一に光励起さ
れても、レーザロッドの周方向に旋回する冷却水により
このレーザロッドの周方向における温度分布をほぼ均一
にできるから、レーザロッドの凸レンズ作用も周方向に
おいてほぼ均一となり、レーザロッドの断面形状と同じ
パターンのレーザ光を得ることができる。
また、冷却水をレーザロッドの外周面に旋回させる旋回
手段を上記レーザロッドの端部を支持する支持パイプの
外周に設けたから、レーザロッドの外周面にガイド体を
設けた従来のように励起ランプからの励起光の一部が上
記ガイド体によって遮断され、励起効率が低下するとい
うことをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の概略的構成を示す縦断面
図、第2図は第1図II−II線に沿う断面図、第3図はこ
の発明の他の実施例を示す導入部の断面図である。 3……集光反射鏡、4……レーザロッド、5……励起ラ
ンプ、10……流水パイプ、11……流通路、14……第1の
流路(導入部)、18……供給管(導入部)、21……ガイ
ド体。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】集光反射鏡と、両端部が支持パイプによっ
    て支持され上記集光反射鏡の内部に設けられたレーザロ
    ッドと、上記集光反射鏡の内部に上記レーザロッドに対
    向して設けられた励起ランプと、上記レーザロッドを内
    部に収容しこのレーザロッドの外周に冷却水の流通路を
    区画形成した流水パイプと、上記流通路の上記レーザロ
    ッドの端部と対応する部分に連通して設けられこの流通
    路に冷却水を導入する導入部と、上記支持パイプの外周
    に設けられ上記導入部から流通路に供給される冷却水を
    レーザロッドの周方向に旋回させる旋回手段とを具備し
    たことを特徴とする固体レーザ発振装置。
  2. 【請求項2】上記旋回手段は上記支持パイプの外周面に
    形成された螺旋状のガイド体からなることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の固体レーザ装置。
  3. 【請求項3】上記旋回手段は上記導入部を上記流通路の
    軸方向中心から偏心した位置に連通させてなることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の固体レーザ装置。
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JPS60136385A (ja) * 1983-12-26 1985-07-19 Toshiba Corp 固体レ−ザ発振装置

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