JPH0856027A - Optical resonator of laser equipment - Google Patents

Optical resonator of laser equipment

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Publication number
JPH0856027A
JPH0856027A JP18965094A JP18965094A JPH0856027A JP H0856027 A JPH0856027 A JP H0856027A JP 18965094 A JP18965094 A JP 18965094A JP 18965094 A JP18965094 A JP 18965094A JP H0856027 A JPH0856027 A JP H0856027A
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JP
Japan
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reflecting mirror
laser
feedback
laser light
mirror
Prior art date
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Pending
Application number
JP18965094A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroo Fujii
洋郎 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication of JPH0856027A publication Critical patent/JPH0856027A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable obtaining large output laser light of high quality by a method wherein a shield wall which shields laser light and absorbs or scatters it is arranged in the outer peripheral part of a feedback reflecting mirror, a main reflecting mirror is a total reflection mirror, and the feedback reflecting mirror is partly transmitting mirror. CONSTITUTION:In an unstable resonator 18 which is a chemical pumping oxygen iodine laser, a main reflecting mirror 20 and a feedback reflecting mirror 21 having a diameter smaller than the main reflecting mirror 20 are separately arranged along an optical axis 22 so as to interpose laser medium 19 between the mirrors. A tube-shaped shield wall 24 constituting a water-cooled jacket is arranged in the outer peripheral part of the feedback reflecting mirror 21. The shield wall 24 is constituted to absorb the diffracted light of laser light 26 or scatter it, by forming a black colored covering film on the surface 25 facing to a resonance cavity. The main reflecting mirror 20 totally reflects the laser light. The feedback reflecting mirror 21 partly transmits the laser light, and the laser light reflectivity of the feedback reflecting mirror is set to be 90-99%.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、不安定型共振器を備え
るレーザ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser device having an unstable resonator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来からの安定型共振器の代表例が、図
10に示されている。この安定型共振器1は、レーザ媒
質2を挟んで全反射鏡3と部分透過鏡4とが配置され、
レーザ光5は、反射鏡3,4内に閉込められ、そのレー
ザ光5の一部は、部分透過鏡4をとおして、参照符6で
示されるように取出される。
2. Description of the Related Art A typical example of a conventional stable resonator is shown in FIG. In this stable resonator 1, a total reflection mirror 3 and a partial transmission mirror 4 are arranged with a laser medium 2 in between.
The laser light 5 is confined within the reflectors 3, 4 and part of the laser light 5 is extracted through the partial transmission mirror 4 as indicated by reference numeral 6.

【0003】この安定型共振器1の外側で部分透過鏡4
の付近の近視野のレーザ光6の強度分布は図11(1)
に示されるようなたとえば基本ガウシアンビームとな
り、またレーザ光6による被加工材表面上の収束ビーム
形状は、図11(2)に示される遠視野像であって、同
様に基本ガウシアンビームである。
A partial transmission mirror 4 is provided outside the stable resonator 1.
The intensity distribution of the near-field laser light 6 in the vicinity of is shown in Fig. 11 (1).
11B, the converged beam shape of the laser beam 6 on the surface of the workpiece is the far-field image shown in FIG. 11B, which is also a basic Gaussian beam.

【0004】このような図10および図11に示される
安定型共振器1では、レーザ光6のビーム強度は、ガウ
シアン分布であって、近視野および遠視野とも同一形状
となり、エネルギ損失が少ないという点で優れている。
しかしながら、出力を大きくするために、レーザ媒質2
を大きくすると、高次のガウスモードが近視野で図11
(3)となり、また遠視野で同様に図11(4)とな
り、そうするとレーザ光6の集光性が悪く、スポット径
が大きくなってしまい、エネルギ密度が低下する。した
がってこの安定型共振器では、高次のモードを含まず、
基本ビームのみを含む高光質のビームは、低出力でしか
得られないという問題がある。
In the stable resonator 1 shown in FIGS. 10 and 11, the beam intensity of the laser beam 6 has a Gaussian distribution and has the same shape in both the near field and the far field, and the energy loss is small. Excellent in terms.
However, in order to increase the output, the laser medium 2
When is increased, the higher-order Gaussian mode is displayed in the near field.
(3), and similarly in the far field as shown in FIG. 11 (4), in which case the condensing property of the laser beam 6 is poor, the spot diameter becomes large, and the energy density decreases. Therefore, this stable resonator does not include higher-order modes,
A high-quality beam including only the fundamental beam has a problem that it can be obtained only at a low output.

【0005】他の先行技術は図12に示される不安定型
共振器8であって、レーザ媒質9を挟んで主反射鏡10
とフィードバック反射鏡11とが配置され、レーザ光1
2は、反射鏡10,11内には閉じ込められず、フィー
ドバック反射鏡11の外に外れたビーム光13が取出さ
れる。反射鏡10,11はたとえば共焦点14を有す
る。不安定型共振器の一例としては、たとえば特開昭6
1−234087がある。
Another prior art is an unstable resonator 8 shown in FIG. 12, which has a main reflection mirror 10 with a laser medium 9 interposed therebetween.
And the feedback mirror 11 are arranged, and the laser light 1
The beam 2 is not confined in the reflecting mirrors 10 and 11, and the beam light 13 that is outside the feedback reflecting mirror 11 is extracted. The reflecting mirrors 10 and 11 have a confocal point 14, for example. An example of an unstable resonator is, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
There is 1-234087.

【0006】このような不安定型共振器8からのレーザ
光13のビーム強度の近視野像は、図13(1)に示さ
れるとおりであり、その光軸に垂直な断面はドーナツ状
のビームとなっており、遠視野像は図13(2)に示さ
れるようにセンターローブ15の他に損失成分16を有
しており、ベッセルビームとなっている。
A near-field image of the beam intensity of the laser light 13 from the unstable resonator 8 is as shown in FIG. 13A, and the cross section perpendicular to the optical axis is a donut-shaped beam. As shown in FIG. 13B, the far-field pattern has a loss component 16 in addition to the center lobe 15 and is a Bessel beam.

【0007】このような図12および図13に示される
不安定型共振器では、上述のように近視野で図13
(1)に示されるドーナツ状のビームは、遠視野では図
13(2)に示されるベッセルビームとなり、被加工材
の加工のためにセンターローブ15だけしか使うことが
できず、したがって不安定型共振器では、エネルギ損失
が大きいという問題がある。しかしながらレーザ光のモ
ードは、共焦点14を通る光のみのシングルモードとな
り、質のよいビームが得られるという利点がある。しか
もレーザ媒質9を大きくすることによって出力を向上し
ても、取り出されるレーザ光の拡がり角を小さくでき
る。したがって高光質のシングルモードのレーザ光を大
出力で得ることができる。
In such an unstable resonator shown in FIGS. 12 and 13, as described above, FIG.
The donut-shaped beam shown in (1) becomes the Bessel beam shown in FIG. 13 (2) in the far field, and only the center lobe 15 can be used for processing the workpiece, and therefore the unstable resonance is generated. However, there is a problem that energy loss is large. However, the mode of the laser light is a single mode of only the light passing through the confocal point 14, and there is an advantage that a high quality beam can be obtained. Moreover, even if the output is improved by enlarging the laser medium 9, the divergence angle of the extracted laser light can be reduced. Therefore, high-quality single-mode laser light can be obtained with a large output.

【0008】この不安定型共振器において、レーザ媒質
9として、励起酸素によって化学反応励起されるよう素
を用いるとき、そのよう素のゲイン、すなわち小信号利
得係数は、3〜5%/M程度であって低く、そのため発
振を維持するためには、拡大率Mを小さくする必要があ
り、そうするとセンターローブ15に集中するエネルギ
が小さくなってしまうという重要な問題がある。拡大率
Mは、図12に示されるように、レーザ光13のドーナ
ツ状のビームにおける内径をD1とし、外径をD2とす
るとき、M=D2/D1で表される。
In this unstable resonator, when iodine that is chemically excited by excited oxygen is used as the laser medium 9, the gain of the iodine, that is, the small signal gain coefficient is about 3 to 5% / M. Since it is low, it is necessary to reduce the enlargement factor M in order to maintain the oscillation, which causes an important problem that the energy concentrated in the center lobe 15 is reduced. As shown in FIG. 12, when the inner diameter of the donut-shaped beam of the laser light 13 is D1 and the outer diameter is D2, the expansion ratio M is represented by M = D2 / D1.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、低ゲインのレーザ媒質を用いて、高光質のレーザ
光を大出力で得ることができる不安定型共振器を備える
レーザ装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, it is an object of the present invention to provide a laser device having an unstable resonator capable of obtaining a high-quality laser light with a large output by using a low gain laser medium. Is.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ媒質を
挟んで主反射鏡とその主反射鏡よりも小さいフィードバ
ック反射鏡とが配置されて不安定型共振器を構成するレ
ーザ装置において、フィードバック反射鏡の外周部に、
レーザ光を遮断して、吸収または散乱する遮断壁が配置
され、主反射鏡は、全反射し、フィードバック反射鏡
は、部分透過性であることを特徴とするレーザ装置の光
共振器である。また本発明は、フィードバック反射鏡
は、レーザ光の光軸から半径方向外方に遠去かるにつれ
て反射率が変化することを特徴とする。また本発明は、
レーザ媒質を挟んで主反射鏡とその主反射鏡よりも小さ
いフィードバック反射鏡とが配置されて不安定型共振器
を構成するレーザ装置において、フィードバック反射鏡
の外周部に、レーザ光を遮断して、吸収または散乱する
遮断壁が配置され、主反射鏡は、部分透過性であり、フ
ィードバック反射鏡は、全反射であることを特徴とする
レーザ装置の光共振器である。また本発明は、主反射鏡
は、レーザ光の光軸から半径方向外方に遠去かるにつれ
て反射率が変化することを特徴とする。また本発明は、
反射率は、90〜99%であることを特徴とする。また
本発明は、共振器内のレーザ光の光軸に垂直な断面積の
うち、遮断壁によって吸収または散乱される回折光の断
面積は、5%以下であることを特徴とする。なお、本不
安定型共振器は、正分岐、負分岐、いずれの配置も考え
られる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a laser device in which an unstable resonator is constructed by disposing a main reflecting mirror and a feedback reflecting mirror smaller than the main reflecting mirror with a laser medium interposed therebetween. On the outer circumference of the mirror,
An optical resonator of a laser device characterized in that a blocking wall for blocking and absorbing or scattering laser light is arranged, a main reflecting mirror totally reflects, and a feedback reflecting mirror is partially transmissive. Further, the present invention is characterized in that the feedback reflecting mirror changes its reflectance as it moves away from the optical axis of the laser light in the radial direction. The present invention also provides
In a laser device that forms an unstable resonator in which a main reflecting mirror and a feedback reflecting mirror smaller than the main reflecting mirror are arranged with a laser medium in between, a laser beam is blocked on the outer peripheral portion of the feedback reflecting mirror, An optical resonator of a laser device, characterized in that an absorbing or scattering blocking wall is arranged, the main reflecting mirror is partially transmissive and the feedback reflecting mirror is total internal reflection. Further, the present invention is characterized in that the reflectance of the main reflecting mirror changes as it moves away from the optical axis of the laser light in the radial direction. The present invention also provides
The reflectance is 90 to 99%. Further, the present invention is characterized in that the cross-sectional area of the diffracted light that is absorbed or scattered by the blocking wall is 5% or less of the cross-sectional area of the laser light in the resonator that is perpendicular to the optical axis. The unstable resonator may be arranged in either positive branch or negative branch.

【0011】[0011]

【作用】本発明に従えば、レーザ装置の不安定型共振器
におけるフィードバック反射鏡の外周部に遮断壁を設け
て、回折光をその遮断壁によって吸収または散乱の少な
くともいずれか一方を行って、その回折光が主反射鏡と
フィードバック反射鏡との間の共振キャビティ内に戻る
ことを防ぎ、こうして共振キャビティ内に、光軸に垂直
な平面波のみを発生させ、この平面波は、光軸に垂直な
平面内でレーザ光の位相が一致した波であり、こうして
整えられた平面波が部分透過性であるフィードバック反
射鏡または主反射鏡を経て取出され、中実のレーザビー
ムが得られる。これによって低ゲインのレーザ媒質、た
とえばよう素レーザなどにおいても、シングルモードで
ある集光性のよい高光質レーザ光を作ることができる。
またそのレーザ媒質を大きくして、大出力を取出すこと
が可能となる。
According to the present invention, a blocking wall is provided on the outer peripheral portion of the feedback reflecting mirror in the unstable resonator of the laser device, and at least one of diffracted light is absorbed or scattered by the blocking wall. It prevents the diffracted light from returning into the resonant cavity between the main reflector and the feedback mirror, thus generating only a plane wave perpendicular to the optical axis in the resonant cavity, which is a plane wave perpendicular to the optical axis. The phase-matched wave of the laser light in the inside is taken out through the feedback reflecting mirror or the main reflecting mirror which is partially transmissive, and a solid laser beam is obtained. As a result, even in a low gain laser medium, for example, an iodine laser, it is possible to produce a single-mode, high-quality laser beam having a good converging property.
Further, it is possible to enlarge the laser medium and obtain a large output.

【0012】さらに本発明に従えば、部分透過性である
フィードバック反射鏡または主反射鏡の反射率は、レー
ザ光の光軸から半径方向外方に遠去かるにつれて変化す
るように構成され、たとえば光軸を中心に反射率にスー
パーガウシアン分布をもたせることによって基本ガウシ
アンビームなどの希望する強度分布を有するレーザ光を
作ることが可能となる。レーザ光の軸直角断面は、円形
であってもよいけれども、その他の形状、たとえば正方
形などの矩形などであってもよい。
Further in accordance with the invention, the reflectivity of the partially transmissive feedback or main reflector is arranged to change as it moves away from the optical axis of the laser light radially outward, for example, It is possible to produce a laser beam having a desired intensity distribution such as a basic Gaussian beam by providing the reflectance with a super Gaussian distribution around the optical axis. The cross section perpendicular to the axis of the laser light may be circular, but may be other shapes, such as a rectangle such as a square.

【0013】本発明に従えば、部分透過性であるフィー
ドバック反射鏡または主反射鏡の反射率は、たとえば9
0〜99%に選び、このような比較的小さい反射率とす
ることによって、ゲインの低いレーザ媒質によるレーザ
発振の維持が可能となる。
In accordance with the invention, the reflectivity of the partially transmissive feedback or main reflector is, for example, 9
By selecting 0 to 99% and setting such a relatively low reflectance, it is possible to maintain the laser oscillation by the laser medium having a low gain.

【0014】さらに本発明に従えば、共振器内のレーザ
光の光軸に垂直な断面積のうち、遮断壁によって吸収ま
たは散乱される回折光の断面積は、5%以下とし、不安
定型共振器内の損失を極力低く抑えることができる。
Further, according to the present invention, the sectional area of the diffracted light absorbed or scattered by the blocking wall is 5% or less of the sectional area of the laser light in the resonator perpendicular to the optical axis, and the unstable resonance is achieved. It is possible to suppress the loss inside the vessel as low as possible.

【0015】[0015]

【実施例】図1は、本発明の一実施例のレーザ装置の不
安定型共振器18を示す断面図である。この不安定型共
振器18は、化学励起酸素よう素レーザ(ChemicalOxyg
en Iodine Laser)であって、レーザ媒質19を挟ん
で、主反射鏡20と、その主反射鏡20よりも小さい径
を有するフィードバック反射鏡21とが、光軸22に沿
って間隔をあけて配置される。レーザ媒質19は、励起
酸素によって化学反応励起されるよう素である。2つの
反射鏡20,21は共焦点23を有する。
1 is a sectional view showing an unstable resonator 18 of a laser device according to an embodiment of the present invention. This unstable resonator 18 is a chemically excited oxygen iodine laser (ChemicalOxyg).
en Iodine Laser), a main reflecting mirror 20 and a feedback reflecting mirror 21 having a diameter smaller than that of the main reflecting mirror 20 are arranged with an interval between them along the optical axis 22 with the laser medium 19 interposed therebetween. To be done. The laser medium 19 is iodine that is chemically excited by excited oxygen. The two reflectors 20, 21 have a confocal point 23.

【0016】フィードバック反射鏡21の外周部には、
水冷ジャケットを構成する管状の遮断壁24が設けら
れ、この遮断壁24によってフィードバック反射鏡21
が支持される。遮断壁24内には冷却水が供給される。
この遮断壁24は、たとえば鉄などの金属製であって、
共振キャビティに臨む表面25は、黒色の皮膜が形成さ
れてレーザ光26の回折光を吸収し、あるいはまたその
表面が微細な凹凸とされて回折光を散乱する構成となっ
ており、これによって共振キャビティ内への回折光の戻
りが防がれる。この遮断壁24の前記表面25は、黒色
の皮膜が形成されかつ微細な凹凸とされてレーザ光の回
折光の吸収および散乱を同時に行うように構成されてい
てもよい。遮断壁24は、共振キャビティから外方(図
1の右方)へのレーザ光を遮断する。
On the outer circumference of the feedback reflecting mirror 21,
A tubular blocking wall 24 forming a water cooling jacket is provided, and the feedback reflecting mirror 21 is provided by this blocking wall 24.
Is supported. Cooling water is supplied into the blocking wall 24.
The blocking wall 24 is made of metal such as iron,
The surface 25 facing the resonance cavity is formed with a black coating to absorb the diffracted light of the laser light 26, or has a structure in which the surface is made into fine irregularities to scatter the diffracted light. The return of diffracted light into the cavity is prevented. The surface 25 of the blocking wall 24 may be formed with a black film and formed into fine irregularities so as to simultaneously absorb and scatter the diffracted light of the laser light. The blocking wall 24 blocks the laser light from the resonance cavity to the outside (to the right in FIG. 1).

【0017】この実施例では、主反射鏡20はレーザ光
20を全反射する。フィードバック反射鏡21は、部分
透過性である。このフィードバック反射鏡21のレーザ
光の反射率は、たとえば約70〜99.9%であり、好
ましくは90〜99%であって低い値に選ばれ、これに
よって低ゲインのレーザ媒質であるよう素によるレーザ
発振の維持を可能としている。こうして参照符27で示
されるレーザ光が外部に取出されて被加工材の加工を行
うことができる。
In this embodiment, the main reflecting mirror 20 totally reflects the laser light 20. The feedback reflector 21 is partially transmissive. The reflectance of the laser beam of the feedback reflecting mirror 21 is, for example, about 70 to 99.9%, preferably 90 to 99%, which is selected to be a low value, whereby iodine as a low gain laser medium is selected. This makes it possible to maintain laser oscillation. In this way, the laser beam denoted by reference numeral 27 is extracted to the outside, and the work can be processed.

【0018】共振器内のレーザ光26の光軸22に垂直
な断面積S1のうち、遮断壁24によって吸収または散
乱される回折光の断面積S2は、極力低く、たとえば5
%以下、たとえば約1%に選び、これによって共振器の
内部損失を低減し、高効率の出力取出しを可能とする。
Of the sectional area S1 of the laser light 26 in the resonator perpendicular to the optical axis 22, the sectional area S2 of the diffracted light absorbed or scattered by the blocking wall 24 is as low as possible, for example, 5
% Or less, for example, about 1%, thereby reducing the internal loss of the resonator and enabling highly efficient output extraction.

【0019】フィードバック反射鏡21の反射率が均一
に構成され、これによって外部に取出されるレーザ光2
7の近視野像の強度分布が図2に示されるように直径D
11を有する軸直角断面において一定の値の強度分布と
なる。このレーザ光27の軸直角断面は、図3(1)に
示されるとおり円形である。
The reflectivity of the feedback reflecting mirror 21 is made uniform so that the laser beam 2 emitted to the outside can be obtained.
The intensity distribution of the near-field image of No. 7 has a diameter D as shown in FIG.
The intensity distribution has a constant value in the cross section perpendicular to the axis having 11. The cross section of the laser beam 27 perpendicular to the axis is circular as shown in FIG.

【0020】他の実施例として図3(2)に示される正
方形などの矩形の軸直角断面を有するレーザ光27を取
出すように、フィードバック反射鏡21および遮断壁2
4が構成されてもよい。
As another embodiment, the feedback mirror 21 and the blocking wall 2 are arranged so that the laser beam 27 having a rectangular cross section such as a square shown in FIG.
4 may be configured.

【0021】不安定型共振器18におけるレーザ光27
の遠視野像は、図4に示されるとおりであり、そのセン
ターローブ28に含まれるレーザパワーは、レーザ光2
7の全伝送パワーの約80%である。
Laser light 27 in the unstable resonator 18
The far-field pattern of the laser beam is as shown in FIG. 4, and the laser power included in the center lobe 28 is the laser beam 2
This is about 80% of the total transmission power of No. 7.

【0022】図5は、本発明の他の実施例のレーザ装置
の不安定型共振器18aを示す断面図である。この実施
例は前述の実施例に類似し、対応する部分には同一の参
照符を付す。注目すべきは、この実施例では、主反射鏡
20aは、レーザ光26の部分透過性であり、フィード
バック反射鏡21aは全反射するように構成される。主
反射鏡20aを経て共振キャビティの外方(図5の左
方)にレーザ光29が取出される。このレーザ光29の
軸直角断面は、図6(1)に示されるように円形であっ
てもよく、また図6(2)に示されるように正方形など
の矩形であってもよく、さらにその他の形状であっても
よい。その他の構成は、前述の実施例と同様である。
FIG. 5 is a sectional view showing an unstable resonator 18a of a laser device according to another embodiment of the present invention. This embodiment is similar to the previous embodiment, and corresponding parts bear the same reference numerals. Notably, in this embodiment, the main reflector 20a is partially transmissive of the laser light 26 and the feedback reflector 21a is configured to totally reflect. Laser light 29 is extracted to the outside of the resonance cavity (left side of FIG. 5) through the main reflecting mirror 20a. The cross section of the laser beam 29 perpendicular to the axis may be circular as shown in FIG. 6 (1), or may be rectangular such as square as shown in FIG. 6 (2). The shape may be. Other configurations are the same as those in the above-mentioned embodiment.

【0023】図7は、本発明のさらに他の実施例の断面
図である。この実施例もまた、前述の図1〜図4に示さ
れる実施例に類似するけれども、注目すべきはこの実施
例では、光透過性のフィードバック反射鏡21は、図8
に示されるように半径方向に反射率が異なる皮膜31が
共振キャビティ側の表面に被覆される。フィードバック
反射鏡21は、石英ガラスから成る。皮膜は、Geおよ
びSiO2 などの誘電体膜が多積層され、その反射率は
スーパーガウシアン分布し、光軸22から半径方向外方
(図8の上方および下方)に遠去かるにつれて反射率が
高くなり、光軸22付近で反射率が最も低い。
FIG. 7 is a sectional view of still another embodiment of the present invention. This embodiment is also similar to the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 above, but it should be noted that in this embodiment, the light transmissive feedback reflector 21 is shown in FIG.
As shown in, the surface of the resonance cavity side is coated with the film 31 having different reflectances in the radial direction. The feedback reflecting mirror 21 is made of quartz glass. The film has a multi-layered structure of dielectric films such as Ge and SiO 2 , and the reflectivity thereof has a super Gaussian distribution. It becomes higher and the reflectance is the lowest near the optical axis 22.

【0024】これによってフィードバック反射鏡21を
透過するビーム光27のビーム強度の近視野像は、図9
(1)に示されるとおりとなり、レーザ光27の強度分
布は基本ガウシアンビームとなる。またそのレーザ光2
7のビーム強度の遠視野像は図9(2)に示されるよう
に基本ガウシアンビームとなる。こうして前述の安定型
共振器と同様にガウシアンビームを得ることができ、し
かも本発明では不安定型共振器であることによってシン
グルビームとし、高光質とすることができる。そのため
ビーム光27の集束性を向上し、エネルギ密度が高いレ
ーザ光によって被加工材の加工などを行うことができ
る。
As a result, a near-field image of the beam intensity of the beam light 27 transmitted through the feedback reflecting mirror 21 is shown in FIG.
As shown in (1), the intensity distribution of the laser light 27 becomes a basic Gaussian beam. Also the laser light 2
A far-field image with a beam intensity of 7 becomes a basic Gaussian beam as shown in FIG. 9 (2). In this way, a Gaussian beam can be obtained similarly to the stable resonator described above, and in the present invention, since it is an unstable resonator, it can be made into a single beam with high light quality. Therefore, the converging property of the beam light 27 can be improved, and the work material can be processed by the laser light having a high energy density.

【0025】本発明のさらに他の実施例として、前述の
図5および図6における構成において、レーザ光の部分
透過性である主反射鏡20aの共振キャビティに臨む表
面に、図8と同様にしてガウス分布の反射率を有する皮
膜を形成してもよい。
As still another embodiment of the present invention, in the structure shown in FIGS. 5 and 6, the surface of the main reflecting mirror 20a, which is partially transmissive of laser light, facing the resonance cavity is formed in the same manner as in FIG. A coating having a Gaussian reflectance may be formed.

【0026】本発明の他の実施例として、レーザ光の反
射率がガウス分布以外の態様の分布となるように構成さ
れてもよい。
As another embodiment of the present invention, the reflectance of the laser light may have a distribution other than a Gaussian distribution.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、不安定型
共振器におけるフィードバック反射鏡の外周部に遮断壁
を設けて回折光を吸収または散乱し、フィードバック反
射鏡または主反射鏡のいずれか一方を部分透過性として
レーザ光を取出すように構成したので、本件不安定型共
振器によって整えられた平面波が、中実のビームとして
得られる。したがってよう素などのような低ゲインのレ
ーザ媒質を用いたときであっても、シングルモードであ
って集光性のよい高光質のレーザ光を得ることができ、
レーザ媒質を大きくして大出力を取出すことが可能とな
る。
As described above, according to the present invention, a blocking wall is provided at the outer peripheral portion of the feedback reflector in the unstable resonator to absorb or scatter the diffracted light, and either the feedback reflector or the main reflector is provided. Since one is partially transmissive and the laser light is extracted, the plane wave arranged by the unstable resonator of the present case can be obtained as a solid beam. Therefore, even when a low gain laser medium such as iodine is used, it is possible to obtain a high-quality laser beam having a single mode and good converging property.
It becomes possible to obtain a large output by enlarging the laser medium.

【0028】また本発明によれば、部分透過性であるフ
ィードバック反射鏡または主反射鏡のレーザ光の反射率
を、そのレーザ光の光軸から半径方向外方に遠去かるに
つれて高くなるようして、たとえばガウシアンビームな
どのレーザ光を得ることが容易に可能である。
Further, according to the present invention, the reflectance of the laser light of the feedback mirror or the main reflector which is partially transmissive is made to increase as it goes away from the optical axis of the laser light in the radial direction. Therefore, it is possible to easily obtain a laser beam such as a Gaussian beam.

【0029】さらに本発明によれば、その反射率を90
〜99%とし、低ゲインのレーザ媒質を用いたときにお
けるレーザ発振の維持を可能としている。
Further, according to the present invention, the reflectance is 90%.
˜99%, which makes it possible to maintain laser oscillation when a low gain laser medium is used.

【0030】また本発明によれば、遮断壁によって吸収
または散乱される回折光を5%以下として、本件不安定
型共振器の内部損失を小さい値とし、高出力の出力取出
しを可能とする。
Further, according to the present invention, the diffracted light absorbed or scattered by the blocking wall is set to 5% or less, the internal loss of the unstable resonator of the present invention is set to a small value, and high power output can be taken out.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のレーザ装置の不安定型共振
器18の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an unstable resonator 18 of a laser device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示される実施例のレーザ光27のビーム
強度の近視野像を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a near-field image of the beam intensity of a laser beam 27 of the embodiment shown in FIG.

【図3】不安定型共振器18から取出されるレーザ光2
7の軸直角断面図である。
FIG. 3 is a laser beam 2 extracted from an unstable resonator 18.
FIG.

【図4】図1〜図3に示される実施例におけるレーザ光
27のビーム強度の遠視野像を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a far-field image of the beam intensity of a laser beam 27 in the embodiment shown in FIGS.

【図5】本発明の他の実施例のレーザ装置の不安定型共
振器18aの断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of an unstable resonator 18a of a laser device according to another embodiment of the present invention.

【図6】図5に示される実施例の不安定型共振器18a
から取出されるレーザ光29の軸直角断面を示す断面図
である。
FIG. 6 is an unstable resonator 18a of the embodiment shown in FIG.
It is sectional drawing which shows the cross section orthogonal to the axis of the laser beam 29 taken out from.

【図7】本発明のさらに他の実施例のレーザ装置の不安
定型共振器18の断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of an unstable resonator 18 of a laser device according to still another embodiment of the present invention.

【図8】図7に示される実施例におけるフィードバック
反射鏡21の拡大断面図である。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the feedback reflecting mirror 21 in the embodiment shown in FIG.

【図9】図7および図8に示される実施例におけるレー
ザ光27のビーム強度の近視野像と遠視野像とをそれぞ
れ示す図である。
9 is a diagram showing a near-field image and a far-field image of the beam intensity of the laser beam 27 in the examples shown in FIGS. 7 and 8, respectively.

【図10】先行技術の安定型共振器1の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a prior art stable resonator 1.

【図11】図10に示される安定型共振器のビーム強度
の近視野像と遠視野像とを示す図である。
11 is a diagram showing a near-field image and a far-field image of the beam intensity of the stable resonator shown in FIG.

【図12】他の先行技術の不安定型共振器8の断面図で
ある。
FIG. 12 is a cross-sectional view of another prior art unstable resonator 8.

【図13】図12に示される不安定型共振器8のビーム
強度の近視野像と遠視野像とを示す図である。
13 is a diagram showing a near-field image and a far-field image of the beam intensity of the unstable resonator 8 shown in FIG.

【符号の説明】 18,18a 不安定型共振器 19 レーザ媒質 20,20a 主反射鏡 21,21a フィードバック反射鏡 22 光軸 23 共焦点 24 遮断壁 25 共振キャビティ側の表面 27,29 取出されたレーザ光 31 皮膜[Explanation of reference symbols] 18,18a Unstable resonator 19 Laser medium 20,20a Main reflecting mirror 21,21a Feedback reflecting mirror 22 Optical axis 23 Confocal 24 Blocking wall 25 Surface on resonance cavity side 27,29 Extracted laser light 31 film

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ媒質を挟んで主反射鏡とその主反
射鏡よりも小さいフィードバック反射鏡とが配置されて
不安定型共振器を構成するレーザ装置において、 フィードバック反射鏡の外周部に、レーザ光を遮断し
て、吸収または散乱する遮断壁が配置され、 主反射鏡は、全反射し、 フィードバック反射鏡は、部分透過性であることを特徴
とするレーザ装置の光共振器。
1. A laser device comprising an unstable resonator in which a main reflecting mirror and a feedback reflecting mirror smaller than the main reflecting mirror are arranged with a laser medium interposed therebetween, and a laser beam is provided on an outer peripheral portion of the feedback reflecting mirror. An optical resonator of a laser device, characterized in that a blocking wall for blocking and absorbing or disposing is arranged, a main reflecting mirror is totally reflecting, and a feedback reflecting mirror is partially transmissive.
【請求項2】 フィードバック反射鏡は、レーザ光の光
軸から半径方向外方に遠去かるにつれて反射率が変化す
ることを特徴とする請求項1記載のレーザ装置の光共振
器。
2. The optical resonator of a laser device according to claim 1, wherein the feedback reflecting mirror changes its reflectance as it goes away from the optical axis of the laser beam in the radial direction.
【請求項3】 レーザ媒質を挟んで主反射鏡とその主反
射鏡よりも小さいフィードバック反射鏡とが配置されて
不安定型共振器を構成するレーザ装置において、 フィードバック反射鏡の外周部に、レーザ光を遮断し
て、吸収または散乱する遮断壁が配置され、 主反射鏡は、部分透過性であり、 フィードバック反射鏡は、全反射であることを特徴とす
るレーザ装置の光共振器。
3. A laser device comprising a main reflection mirror and a feedback reflection mirror smaller than the main reflection mirror with a laser medium interposed therebetween to form an unstable resonator, wherein a laser beam is provided on an outer peripheral portion of the feedback reflection mirror. An optical resonator of a laser device, characterized in that a blocking wall for blocking or absorbing is arranged, a main reflecting mirror is partially transmissive, and a feedback reflecting mirror is total internal reflection.
【請求項4】 主反射鏡は、レーザ光の光軸から半径方
向外方に遠去かるにつれて反射率が変化することを特徴
とする請求項3記載のレーザ装置の光共振器。
4. The optical resonator of a laser device according to claim 3, wherein the reflectance of the main reflecting mirror changes as it moves away from the optical axis of the laser light in the radial direction.
【請求項5】 反射率は、90〜99%であることを特
徴とする請求項2または4記載のレーザ装置の光共振
器。
5. The optical resonator of a laser device according to claim 2, wherein the reflectance is 90 to 99%.
【請求項6】 共振器内のレーザ光の光軸に垂直な断面
積のうち、遮断壁によって吸収または散乱される回折光
の断面積は、5%以下であることを特徴とする請求項1
〜5のうちの1つのレーザ装置の光共振器。
6. The cross-sectional area of the diffracted light absorbed or scattered by the blocking wall is 5% or less of the cross-sectional area of the laser light in the resonator perpendicular to the optical axis.
An optical resonator of a laser device according to claim 1.
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WO2020054869A1 (en) * 2018-09-14 2020-03-19 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 Optical oscillator
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