JPH0797673B2

JPH0797673B2 - レーザ発振装置

Info

Publication number: JPH0797673B2
Application number: JP2272216A
Authority: JP
Inventors: 邦忠田中
Original assignee: 邦忠田中
Priority date: 1990-10-12
Filing date: 1990-10-12
Publication date: 1995-10-18
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPH04148577A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は個体レーザ装置にかかわり、特にレーザ発振器
組立構造の改良を図ったレーザ発振装置に関する。

（従来の技術）レーザ装置はレーザ加工等の工業応用や、レーザメス，
あざ治療用の医用応用など様々な目的で広く利用されて
いる。レーザにはガスレーザや個体レーザ等があるが、
個体レーザとしてはルビーレーザやYAGレーザが知られ
ている。

そして、このような個体レーザは、第４図に示すよう
に、ルビーやYAGを棒状にしたレーザロッド５を、楕円
形の反射鏡６の中心に配し、反射鏡６の焦点位置にはそ
れぞれキセノンランプ等のフラッシュランプ４を励起ラ
ンプとして配設した構成としてあり、フラッシュランプ
４を点灯して閃光を発生させ、この閃光を楕円反射鏡で
集光してレーザロッド５を励起してレーザ光を発振させ
る。

電源部１では１〜3kVの直流高電圧を発生させ、これを
大容量・高耐圧のコンデンサ２に充電させ、このエネル
ギをチョークコイル３を通してフラッシュランプ４に供
給する。このときコンデンサ２とチョークコイル３の値
で、放電パルス時間が決まる。フラッシュランプ４はル
ビーロッド５とともに楕円形筒状の反射鏡６で構成され
る共振空洞（共振器）内に収められており、楕円形筒状
の共振空洞はその筒状部の両端部に、すなわち、ルビー
ロッド５の両端側に位置させて反射鏡7a,7bを配置して
あるので、フラッシュランプ４からの閃光は反射鏡６で
ルビーロッド５に集光され、反射鏡7a,7bで光共振させ
て増幅された後、外部に放出される。反射鏡7a,7bのう
ちの一方はハーフミラーとなっており、光共振された光
はこのハーフミラーを通って外部にレーザ光として放出
される。

このようにして、フラッシュランプを発光させると、こ
の光がルビーロッドと反射鏡により共振されて、レーザ
光が発生する。

このような構造の個体レーザ装置において、フラッシュ
ランプ入力の約１％がレーザ出力となり、残りは熱にな
る。すなわち、10ジュールのレーザ光を出すためには、
約1000ジュールのエネルギをフラッシュランプに与えな
ければならない。そのため、フラッシュランプは非常に
高温になるので、冷却には大きな注意が払われている。
多くの場合は、この冷却は水冷方式を利用しており、こ
の方式では共振空胴内に冷却水を通すことにより、冷却
するようにしている。

その一方で、フラッシュランプには1000〜2000アンペア
もの大電流が流れるので、フラッシュランプに対する給
電路の接続は確実に行い、接触抵抗を十分に小さくする
必要があり、そのために、フラッシュランプの保持には
工夫が必要である。つまり、フラッシュランプは楕円鏡
内に取り付けたＬ形の一対の金属板からなる端子により
保持され、給電される構造としてある。このＬ形の一対
の金属板からなる端子はＬ形の一対の金属板を背中合わ
せにして逆Ｔの字状に取り付けてあり、自由端側は凹部
状に形成されていて、この凹部状部分に棒状のフラッシ
ュランプの端部を挾持させ、保持させる。この挾持が不
確実であると、フラッシュランプと端子との間に、接触
抵抗による熱が発生し、この熱により酸化などが生じて
これに起因する損傷が生じる。

そして、ひとたび損傷が生じると、この損傷部分はその
後、冷却水により腐食が進行し、やがて接触不良等を招
く。

ここで従来より使用されている共振器部分の概略的な構
成を第３図に示しておく。図において、21は箱型の共振
器本体であり、22aは下部楕円反射鏡であって、共振器
本体21に嵌め込まれるように取り付けられている。22b
は上部楕円反射鏡であり、下部楕円反射鏡22aと組み合
わせることにより、楕円筒状の反射鏡が完成する。この
上部楕円反射鏡22bは共振器本体21の下部楕円反射鏡22a
位置に内面を対向させるようにして嵌め込むことで装着
される。

23はレーザロッド、24はこのレーザロッド23を保持する
ために共振器本体21内に設けたレーザロッド保持具、25
はレーザ光放出窓、26はフラッシュランプ、27はフラッ
シュランプ保持金具、28は発振器本体上蓋である。レー
ザロッド23とフラッシュランプ26は共振器本体21内に固
定される。そして、フラッシュランプ26は通電を行う関
係上、その保持具は電源との接続端子を兼ねる必要があ
り、従って、フラッシュランプ26を固定するフラッシュ
ランプ保持金具27は電源との接続端子としても使用され
る。

フラッシュランプ保持金具27は下部楕円反射鏡22aが取
り付けられた後に共振器本体21の下部楕円反射鏡22aと
の隙間部分に取り付けられるＬ形の一対の金属板からな
る端子であり、このＬ形の一対の金属板からなる端子は
第６図に示すように、Ｌ形の一対の金属板による接触片
31a,31bを背中合わせにして逆Ｔの字状に取り付けてあ
り、自由端側は凹部状に形成されていて、この凹部状部
分に棒状のフラッシュランプ26の端部（端子部）を挾持
させ、保持させる。

上述したように下部楕円反射鏡22a、上部楕円反射鏡22b
の二つを組み合わせることにより、一つの楕円反射鏡を
形成する。レーザロッド23とフラッシュランプ26は、こ
の楕円反射鏡の二つの焦点位置に配置され、フラッシュ
ランプ26より発振された光が効率良くレーザロッド23に
入るようになっている。この楕円反射鏡の内側には冷却
水が流され、フラッシュランプ26およびレーザロッド23
を冷却するようになっている。

フラッシュランプ26には1000〜2000アンペアもの大電流
が流れるので、フラッシュランプ26は強固に保持・接続
される必要がある。そこで、フラッシュランプ取付部構
造は第６図に示すように、２つの接触片31a,31bをねじ3
2aで共振器本体21内に固定し、さらに接触片31a,31bに
フラッシュランプ26の端子33を挾持させた上で、これら
接触片31a,31bをねじ32bで締め付けることにより、フラ
ッシュランプ26の端子33を固定し、その保持と電気的接
続を行っている。

この場合、２つの接触片31a,31bは共振器本体21内に、
下部楕円反射鏡22aとの隙間部分を利用して取り付ける
ために、組立作業は狭い筐体内での作業となり、従っ
て、作業性が悪く、ネジを強固に締め付けるのが難し
い。

（発明が解決しようとする課題）上述したように、固体レーザ装置においては、フラッシ
ュランプ入力の約１％がレーザ出力となり、残りは熱に
なる。すなわち、10ジュールのレーザ光を出すために
は、約1000ジュールのエネルギをフラッシュランプに与
えなければならない。そのため、フラッシュランプは非
常に高温になるので、冷却には大きな注意が払われてい
る。通常、この冷却には水冷方式を利用しており、共振
空胴内に冷却水を通すことにより、直接、フラッシュラ
ンプを冷却するようにしている。

一方、フラッシュランプには1000〜2000アンペアもの大
電流が流れるので、フラッシュランプに対する給電路の
接続は確実に行い、接触抵抗を十分に小さくする必要が
あり、そのために、フラッシュランプは共振器を構成す
る楕円鏡内に取り付けたＬ形の一対の金属板からなるフ
ラッシュランプ保持金具により保持される構造としてあ
る。このフラッシュランプ保持金具はＬ形の一対の金属
板を背中合わせにして逆Ｔの字状に取り付けてあり、自
由端側は凹部状に形成されていて、この凹部状部分に棒
状のフラッシュランプの端部を挾持させ、保持させる。

しかし、フラッシュランプ保持金具は箱型の共振器本体
内に嵌め込まれた下部楕円反射鏡22a位置に取付けるた
め、空間が狭く、しかも、ねじ止めして取付けるため、
フラッシュランプをフラッシュランプ保持金具にねじ止
めして固定する作業が極めてしずらい。従って、確実な
固定作業（ねじ止め作業）が難しくなるが、この固定作
業が不確実であると、フラッシュランプと端子との間
に、接触抵抗による熱が発生し、この熱により酸化など
が生じてこれに起因する損傷が生じる。

そして、ひとたび損傷が生じると、この損傷部分はその
後、冷却水により腐食が進行し、やがて接触不良等を招
き、寿命を短くする。フラッシュランプは消耗品である
から、たびたび交換する必要があり、上述のようにラン
プ交換の作業性が悪いと、メンテナンス作業が必要以上
に煩わしいものとなる他、固定作業が不確実で寿命が短
くなると、頻繁にメンテナンス作業を行わねばならない
と云う悪循環に陥る。

そこで、この発明の目的とするところは、フラッシュラ
ンプの保持を強固にすることができるとともに、フラッ
シュランプの交換を行い易くしたレーザ発振装置を提供
することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明は次のように構成す
る。すなわち、筐体内に収納した楕円筒状反射鏡内に、
レーザ発振媒体およびこのレーザ発振媒体を励起する励
起光を発生する発光源をそれぞれ楕円筒状反射鏡の焦点
位置に位置させて設けたレーザ発振装置において、前記
楕円筒状反射鏡は筒の軸線方向に２分割し、この２分割
された楕円筒状反射鏡の一方は前記筐体内に取り付ける
と共に、前記レーザ発振媒体はこの筐体内に保持させ、
また、前記２分割された楕円筒状反射鏡の他方は前記筐
体の着脱自在の蓋部に取り付けると共に、この蓋部には
前記発光源を保持するための電源供給用端子兼用の保持
金具を、楕円筒状反射鏡取り付け面側に固定かつ露出し
て取り付け、前記発光源はこの蓋部に取り付けた電源供
給用端子兼用の保持金具にて保持させる構成とし、前記
蓋部を前記筐体に被せることで楕円筒状反射鏡を形成さ
せ、且つ、この楕円筒状反射鏡内にレーザ発振媒体およ
び発光源を配設する構造とする。

（作用）このような構成の本装置は、筐体内に収納した楕円筒状
反射鏡内に、レーザ発振媒体およびこのレーザ発振媒体
を励起する励起光を発生する発光源をそれぞれ楕円筒状
反射鏡の焦点位置に位置させて設けたレーザ発振装置に
おいて、前記楕円筒状反射鏡は筒の軸線方向に２分割す
ると共に、この２分割された楕円筒状反射鏡の一方は前
記筐体内に取り付け、また、前記レーザ発振媒体はこの
筐体内に保持させ、前記２分割された楕円筒状反射鏡の
他方は前記筐体の着脱自在の蓋部に取り付けると共に、
前記発光源はこの蓋部に取り付けた保持金具にて保持さ
せる構成としており、前記蓋部を前記筐体に被せること
で楕円筒状反射鏡を形成させ、且つ、この楕円筒状反射
鏡内にレーザ発振媒体および発光源を配設する構造とし
てあるが、このような構造を採用したことにより、前記
蓋部を前記筐体から取り外すと、発光源の保持金具（フ
ラッシュランプ保持金具）は、前記蓋部に露呈し、作業
者はまわりに障害物のない状態で該保持金具を間近に見
ることができ、触れることができる。従って、外部より
いじり易い状態になるので、発光源（フラッシュラン
プ）を取り外したり、固定したりする作業も確実に行
え、従って、堅固に固定する作業が容易に実施可能にな
る。発光源の保持金具は電源供給用の端子でもあるの
で、これにより、発光源（フラッシュランプ）と端子間
の接触不良、その他の不具合が解消される。

（実施例）以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図であり、21は箱
型の共振器本体、22aは筒状楕円反射鏡をその軸線に沿
う平面で半分に割った形状の下部楕円反射鏡であって、
共振器本体21に嵌め込まれるように取り付けられてい
る。22bは筒状楕円反射鏡をその軸線に沿う平面で半分
に割った形状の上部楕円反射鏡であり、下部楕円反射鏡
22aと組み合わせることにより、楕円筒状の反射鏡が完
成する。28はほぼ平板状の発振器本体上蓋であり、この
発振器本体上蓋28に前記上部楕円反射鏡22bが取り付け
られる。

この発振器本体上蓋28に取り付けられた上部楕円反射鏡
22bは、共振器本体21の下部楕円反射鏡22a位置にその内
面を対向させるようにして嵌め込むことで装着される。
23はレーザロッド、24はこのレーザロッド23を保持する
ために共振器本体21内に設けたレーザロッド保持具、25
はレーザ光放出窓、26はフラッシュランプ、27はフラッ
シュランプ保持金具である。

レーザロッド23は共振器本体21内に固定される。その位
置は上部および下部楕円反射鏡を組み合わせて筒状楕円
反射鏡とした場合の一方の焦点位置軸線上である。フラ
ッシュランプ26は通電を行う関係上、その保持には電源
との接続端子を兼ねる必要があり、従って、フラッシュ
ランプ26を固定するフラッシュランプ保持金具27は電源
との接続端子としても使用される。

フラッシュランプ保持金具27は上部楕円反射鏡22bが取
り付けられている発振器本体上蓋28にねじ止めして固定
される。すなわち、上部楕円反射鏡22bが取り付けられ
た発振器本体上蓋28には、上部楕円反射鏡22bの両端部
近傍位置（下部楕円反射鏡と組み合わせて筒状楕円反射
鏡とした場合の両開口部近傍位置）に位置させると共
に、筒状楕円反射鏡の他方の焦点位置に沿う軸線近傍に
位置させてそれぞれねじ32aによりねじ止めして固定さ
れる。フラッシュランプ保持金具27は従来と同様、Ｌ形
の一対の金属板からなる端子であり、このＬ形の一対の
金属板からなる端子は第６図に示したものと同様に、Ｌ
形の一対の金属板による接触片31a,31bを背中合わせに
して逆Ｔの字状に取り付けてあり、自由端側は凹部状に
形成されていて、この凹部状部分に棒状のフラッシュラ
ンプ26の端部（端子部）を挾持させ、ねじ32bにより接
触片31a,31bを締め付けて保持させる。

このように、発振器本体上蓋28に上部楕円反射鏡22bを
取り付け、さらに二つのフラッシュランプ保持金具27に
より、フラッシュランプ26を筒状楕円反射鏡の他方の焦
点位置に位置させて保持させる。

このようにして、上部楕円反射鏡22bとフラッシュラン
プ26を取り付けた発振器本体上蓋28を、上部楕円反射鏡
22bと下部楕円反射鏡22aの凹面が対向するようにして発
振器本体21に覆せて、所定の位置にて固定すればフラッ
シュランプ26は楕円反射鏡の所定の焦点位置に配置で
き、レーザ共振器が形成できる。

このような構成の本装置は、発振器本体21から発振器本
体上蓋28を取り外すと、この取り外した発振器本体上蓋
28に上部楕円反射鏡22bとフラッシュランプ26部分が剥
き出し状態で露呈する。特にフラッシュランプ26を保持
しているフラッシュランプ保持金具27は発振器本体上蓋
28の端に直接露出しており、従って、フラッシュランプ
保持金具27はねじを締めるにもその周辺は解放されてい
るので、手近かなところから、自由に作業できる。その
ため、作業はし易く、且つ、確実な作業が行えるので、
フラッシュランプ26をフラッシュランプ保持金具27で強
固に取り付けることができる。

このように本発明は、筐体内に収納した楕円筒状反射鏡
内に、レーザ発振媒体およびこのレーザ発振媒体を励起
する励起光を発生する発光源をそれぞれ楕円筒状反射鏡
の焦点位置に位置させて設けたレーザ発振装置におい
て、前記楕円筒状反射鏡は筒の軸線方向に２分割し、こ
の２分割された楕円筒状反射鏡の一方は前記筐体内に取
り付けると共に、前記レーザ発振媒体はその筐体内に保
持させ、また、前記２分割された楕円筒状反射鏡の他方
は前記筐体の着脱自在の蓋部に取り付けると共に、この
蓋部には前記発光源を保持するための電源供給用端子兼
用の保持金具を、楕円筒状反射鏡取り付け面側に固定か
つ露出して取り付け、前記発光源はこの蓋部に取り付け
た電源供給用端子兼用の保持金具にて保持させる構成と
し、前記蓋部を前記筐体に被せることで楕円筒状反射鏡
を形成させ、且つ、この楕円筒状反射鏡内にレーザ発振
媒体および発光源を配設する構造を採用したことによ
り、前記蓋部を前記筐体から取り外すと、発光源の保持
金具（フラッシュランプ保持金具）は、前記蓋部に露呈
し、作業者はまわりに障害物のない状態で該保持金具を
間近に見ることができ、触れることができる。

従って、外部よりいじり易い状態になるので、発光源
（フラッシュランプ）を取り外したり、固定したりする
作業も確実に行え、従って、堅固に固定する作業が容易
に実施可能になる。発光源の保持金具は電源供給用の端
子でもあるので、これにより、発光源（フラッシュラン
プ）と端子間の接触不良、その他の不具合が解消され
る。

以上説明した第１図の構成は、第２図に示すように、楕
円反射鏡をその楕円の長径に沿って二つに切った形とな
っているが、変形例として第３図に示すように、楕円の
短径に沿って、楕円を２つに切った形としても良い。

なお、本発明は上記し、且つ、図面に示す実施例に限定
すること無くその要旨を変更しない範囲内で適宜、変形
して実施し得る。例えば、フラッシュランプ保持金具は
上記実施例のような構造に限定されるものではなく、フ
ラッシュランプの保持の効果が得られる構造であれば良
い。

［発明の効果］以上、詳述したように本発明によれば、発光源に対する
電源供給用の端子でもある発光源の保持金具を作業のし
易い状態でいじることができるので、発光源を保持金具
で強固に保持させるべく取り付ける作業を極めて容易に
行うことができるようになり、これにより、発光源（フ
ラッシュランプ）と端子間の接触不良、その他の不具合
が解消されるなど、保守管理作業を行い易くしたレーザ
発振装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図および
第３図は本発明装置における楕円筒状反射鏡の分割例を
示す図、第４図はレーザ発振装置の回路構成を説明する
ための図、第５図および第６図は従来装置の構成を示す
斜視図である。 21……共振器本体、22a……下部楕円反射鏡、 22b……上部楕円反射鏡、28……発振器本体上蓋、 23……レーザロッド、24……レーザロッド保持具、 25……レーザ光放出窓、26……フラッシュランプ、 27……フラッシュランプ保持金具、 31a,31b……接触片、32a,32b……ねじ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体内に収納した楕円筒状反射鏡内に、レ
ーザ発振媒体およびこのレーザ発振媒体を励起する励起
光を発生する発光源をそれぞれ楕円筒状反射鏡の焦点位
置に位置させて設けたレーザ発振装置において、前記楕円筒状反射鏡は筒の軸線方向に２分割し、この２
分割された楕円筒状反射鏡の一方は前記筐体内に取り付
けると共に、前記レーザ発振媒体はこの筐体内に保持さ
せ、また、前記２分割された楕円筒状反射鏡の他方は前
記筐体の着脱自在の蓋部に取り付けると共に、この蓋部
には前記発光源を保持するための電源供給用端子兼用の
保持金具を、楕円筒状反射鏡取り付け面側に固定かつ露
出して取り付け、前記発光源はこの蓋部に取り付けた電
源供給用端子兼用の保持金具にて保持させる構成とし、
前記蓋部を前記筐体に被せることで楕円筒状反射鏡を形
成させ、且つ、この楕円筒状反射鏡内にレーザ発振媒体
および発光源を配設する構造とすることを特徴とするレ
ーザ発振装置。