JPH1098228A - Shutter for laser device - Google Patents

Shutter for laser device

Info

Publication number
JPH1098228A
JPH1098228A JP27410796A JP27410796A JPH1098228A JP H1098228 A JPH1098228 A JP H1098228A JP 27410796 A JP27410796 A JP 27410796A JP 27410796 A JP27410796 A JP 27410796A JP H1098228 A JPH1098228 A JP H1098228A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
shutter
laser light
laser device
water
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
Application number
JP27410796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isao Yoshimura
功 吉村
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.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP27410796A priority Critical patent/JPH1098228A/en
Publication of JPH1098228A publication Critical patent/JPH1098228A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shutter of a laser device which can be used continuously without breakage of a constituent member, even if applied to a pulse laser device, etc., of peak output of about 10kW. SOLUTION: The shutter has a reflection plate 2 which is arranged to enable displacement outside a resonator in a laser 1, and reflects laser light output from a laser device in a shut-off position 2a and transmits it in an open position 2b, a water-cooled damper 4 which absorbs laser light, reflected from a reflection plate displaced to a shut-off position and a movement member 3 which displaces a reflection plate to a shut-off position or an open position. The reflecting plate 2 is constituted of a transparent substrate 21, wherein an incidence surface of laser light is projected or recessed and laser light is not absorbed, and a dielectric multilayer reflection film 22 is formed in a surface thereof. A water-cooled damper 4 is arranged at a position, wherein a beam diameter of laser light reflected from the reflection plate is larger than an original beam diameter of laser light output from the laser.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、パルスレーザ装置
等から出力されるレーザ光の通過、遮断を制御するため
のレーザ装置のシャッターに係り、特に、レーザ装置に
おける共振器の外側に配置されるシャッターの改良に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shutter of a laser device for controlling passage and cutoff of a laser beam output from a pulse laser device or the like, and more particularly, to a shutter disposed outside a resonator in the laser device. It relates to the improvement of the shutter.

【0002】[0002]

【従来の技術】パルスレーザ装置等においては、レーザ
装置から出力されるレーザ光の通過及び遮断を任意に制
御するため、装置の共振器内または/および共振器の外
側にシャッターが設けられている。
2. Description of the Related Art In a pulse laser device or the like, a shutter is provided inside or / and outside a resonator of the device in order to arbitrarily control the passage and cutoff of a laser beam output from the laser device. .

【0003】ところで、レーザ装置の共振器内に上記シ
ャッターが配置されている場合、シャッターが閉じられ
ている状態ではレーザ発振そのものが停止する。このた
め、シャッター閉止時のレーザ光により引起こされる発
熱対策を考慮する必要がないという利点を有するもの
の、シャッターを開けレーザ発振を開始させる際にレー
ザ光の強度が不安定になるという欠点を有していた。
By the way, when the above-mentioned shutter is arranged in the resonator of the laser device, the laser oscillation itself stops when the shutter is closed. This has the advantage that it is not necessary to take measures against heat generated by the laser beam when the shutter is closed, but has the disadvantage that the intensity of the laser beam becomes unstable when the shutter is opened and laser oscillation is started. Was.

【0004】他方、上記共振器の外側にシャッターが配
置されている場合には、シャッターが閉じられている状
態でもレーザ発振は停止しないため、シャッター開放直
後におけるレーザ光の強度安定性に優れている。このた
め、所望の強度のレーザ光が所望の時間、安定して得ら
れることが重要な加工用途に適用されるレーザ装置にお
いては、共振器の外側にシャッターを配置する構成が通
常採られている。
On the other hand, when a shutter is disposed outside the above-mentioned resonator, laser oscillation does not stop even when the shutter is closed, so that the laser light intensity stability immediately after opening the shutter is excellent. . For this reason, in a laser device applied to a processing application in which it is important to stably obtain a laser beam of a desired intensity for a desired time, a configuration in which a shutter is arranged outside a resonator is usually adopted. .

【0005】この種のシャッターは、図4に示すように
レーザ装置aにおける共振器(図示せず)の外側に変位
可能に配置されレーザ装置aから出力されたレーザ光を
閉止位置において反射させかつ開放位置において通過さ
せる反射板bと、閉止位置に変位した反射板bから反射
されたレーザ光を吸収する水冷ダンパーcと、上記反射
板bを回転移動若しくは平行移動等により閉止位置若し
くは開放位置に変位させる移動手段dとでその主要部が
構成されている。そして、シャッターが開けられた状態
(つまり上記反射板bが開放位置に変位された状態)で
は、レーザ装置aから出力されたレーザ光は反射板bに
妨害されることなくシャッターを通過できる。しかし、
シャッターが閉じられた状態(つまり上記反射板bが閉
止位置に変位された状態)では、レーザ装置aから出力
されたレーザ光は図4に示すように反射板bにより光路
を90度曲げられ、水冷ダンパーcにより吸収されてし
まうためシャッターを通過することができない。すなわ
ち、この種のシャッターにおいては反射板bの上述した
作用によりレーザ装置から出力されるレーザ光の通過及
び遮断を制御している。
As shown in FIG. 4, this type of shutter is disposed so as to be displaceable outside a resonator (not shown) in a laser device a, and reflects a laser beam output from the laser device a at a closed position. A reflector b to be passed at the open position, a water-cooled damper c for absorbing the laser beam reflected from the reflector b displaced to the closed position, and the reflector b to the closed position or the open position by rotation or translation. The main part is constituted by the moving means d for displacement. Then, in a state where the shutter is opened (that is, a state where the reflection plate b is displaced to the open position), the laser light output from the laser device a can pass through the shutter without being obstructed by the reflection plate b. But,
In a state where the shutter is closed (that is, a state where the reflection plate b is displaced to the closed position), the laser beam output from the laser device a is bent by 90 degrees in the optical path by the reflection plate b as shown in FIG. Since it is absorbed by the water-cooled damper c, it cannot pass through the shutter. That is, in this type of shutter, the passage and cutoff of the laser light output from the laser device are controlled by the above-described operation of the reflection plate b.

【0006】尚、上記シャッターにおいて反射板bは、
図4に示すように鏡面研摩された金属基板b1と、この金
属基板b1のレーザ光入射面に蒸着された誘電体多層膜b2
とで構成されるものが従来利用されている。また、上記
金属基板としては、銅板あるいはアルミニウム板が一般
的であった。また、上記水冷ダンパーcには黒化処理さ
れたアルミニウムが用いられ、かつ、レーザ光照射面の
反対側を水冷する方式が採られている。
In the shutter, the reflecting plate b is
As shown in FIG. 4, a mirror-polished metal substrate b1 and a dielectric multilayer film b2 deposited on the laser beam incident surface of the metal substrate b1
Is conventionally used. Further, a copper plate or an aluminum plate was generally used as the metal substrate. Further, a blackened aluminum is used for the water-cooled damper c, and a method of water-cooling the opposite side of the laser beam irradiation surface is adopted.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図4に示さ
れた従来のシャッターを、例えば、ピーク出力10k
W、パルス幅2ms、パルス繰り返し40ppsの条件
で発振している平均出力が800WのNd添加YAG
(以下、単に「YAG」と略す)レーザ装置に適用した
場合、上記水冷ダンパーcに照射されるパルス数が10
4 カウント程度、つまり4分程度でダンパーが破損し、
シャッターとして使用不能となる問題点を有していた。
By the way, the conventional shutter shown in FIG.
Nd-doped YAG with an average output of 800 W oscillating under the conditions of W, pulse width of 2 ms, and pulse repetition of 40 pps
When applied to a laser device (hereinafter simply referred to as “YAG”), the number of pulses applied to the water-cooled damper c is 10
Damper breaks in about 4 counts, that is, about 4 minutes,
There was a problem that the shutter could not be used.

【0008】また、上記反射板bに照射されるパルス数
が106 カウント程度、つまり7時間程度で誘電体多層
膜b2に剥離が生じ、上記水冷ダンパーcと同様にシャッ
ターとして使用不能となる問題点を有していた。
Further, when the number of pulses applied to the reflector b is about 10 6 counts, that is, about 7 hours, the dielectric multilayer film b2 is peeled off, and cannot be used as a shutter like the water-cooled damper c. Had a point.

【0009】本発明はこの様な問題点に着目してなされ
たもので、その課題とするところは、ピーク出力が10
kW級あるいは平均出力が1kW級のパルスレーザ装置
等に適用されても破損することなく継続使用できるレー
ザ装置のシャッターを提供することにある。
The present invention has been made in view of such a problem, and the problem is that the peak output is 10%.
An object of the present invention is to provide a shutter of a laser device which can be continuously used without being damaged even when applied to a pulse laser device having a kW class or an average output of 1 kW class.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するため、本発明者は水冷ダンパーの破損原因と考えら
れるレーザピーク出力密度の高さについてまず検討を試
みた。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present inventor first examined the height of the laser peak output density which is considered to be the cause of breakage of the water-cooled damper.

【0011】ここで、レーザピーク出力密度は、 [レーザピーク出力密度]=[レーザ平均出力]/[パ
ルス繰返し数×パルス幅×レーザ光断面積] で表される。
Here, the laser peak output density is represented by [laser peak output density] = [laser average output] / [pulse repetition number × pulse width × laser beam cross-sectional area].

【0012】そして、YAGレーザ装置の上記条件によ
るレーザピーク出力密度は、上記関係式から約51kW
/cm2 となる。このことから、アルミニウム等の従来
の水冷ダンパー基板はレーザ光に対し高反射材であるに
も拘らず51kW/cm2 程度のレーザピーク出力密度
に対処できないことが判明した。この場合、水冷ダンパ
ーの破損は、ダンパー裏面からの水冷が間に合わないの
ではなく、ダンパーにおけるレーザ光照射表面のスパッ
タリングが原因であると思われる。そこで、水冷ダンパ
ーに照射されるレーザ光のレーザピーク出力密度が51
kW/cm2 より小さくなるような反射板構造を開発す
ることで水冷ダンパーの破損を防止できることが見出だ
された。
The laser peak output density of the YAG laser device under the above conditions is about 51 kW from the above relational expression.
/ Cm 2 . From this, it has been found that a conventional water-cooled damper substrate made of aluminum or the like cannot cope with a laser peak output density of about 51 kW / cm 2 irrespective of being a highly reflective material for laser light. In this case, it is considered that the water-cooled damper is damaged not by water cooling from the back surface of the damper but by sputtering on the laser beam irradiation surface of the damper. Therefore, the laser peak output density of the laser beam irradiated to the water-cooled damper is 51%.
It has been found that the development of a reflector structure smaller than kW / cm 2 can prevent breakage of the water-cooled damper.

【0013】次に、上記誘電体多層膜の剥離原因につい
て検討を試みたところ、反射板の一部を構成する金属基
板の発熱現象が誘電体多層膜の剥離に密接に関係してい
ることが判明した。すなわち、金属基板と誘電体多層膜
とで構成された従来における反射板の反射率は本発明者
の測定によると99%程度であり、照射されたレーザ光
の1%程度は上記金属基板に吸収されて熱に変換されて
いる。従って、この熱変換により金属基板の温度が上昇
し、金属基板と誘電体多層膜との熱膨張係数の違い起因
して誘電体多層膜に剥離が生じていたと推定される。そ
こで、上記反射板の基板として、例えば石英ガラス等レ
ーザ光を吸収しない材料を適用することで誘電体多層膜
の剥離問題が解決されることを見出だした。
Next, when the cause of the peeling of the dielectric multilayer film was examined, it was found that the heat generation phenomenon of the metal substrate constituting a part of the reflection plate was closely related to the peeling of the dielectric multilayer film. found. That is, the reflectance of a conventional reflector composed of a metal substrate and a dielectric multilayer film is about 99% according to the measurement by the present inventors, and about 1% of the irradiated laser beam is absorbed by the metal substrate. Has been converted to heat. Therefore, it is presumed that the temperature of the metal substrate rises due to this heat conversion, and the dielectric multilayer film has peeled off due to a difference in thermal expansion coefficient between the metal substrate and the dielectric multilayer film. Therefore, it has been found that the problem of peeling of the dielectric multilayer film can be solved by using a material that does not absorb laser light, such as quartz glass, as the substrate of the reflector.

【0014】本発明はこの様な技術的検討を経て完成す
るに至ったものである。
The present invention has been completed through such technical studies.

【0015】すなわち、請求項1に係る発明は、レーザ
装置における共振器の外側に変位可能に配置されレーザ
装置から出力されたレーザ光を閉止位置において反射さ
せかつ開放位置において通過させる反射板と、閉止位置
に変位した反射板から反射されたレーザ光を吸収する水
冷ダンパーと、上記反射板を閉止位置若しくは開放位置
に変位させる移動手段とを備えるレーザ装置のシャッタ
ーを前提とし、レーザ光の少なくとも入射面が凸若しく
は凹面形状でかつ上記レーザ光を吸収しない基板とこの
基板のレーザ光入射面に製膜された誘電体多層反射膜と
で上記反射板が構成されると共に、この反射板から反射
されるレーザ光のビーム径がレーザ装置から出力される
レーザ光の元のビーム径より大きくなる位置に上記水冷
ダンパーが配置されていることを特徴とし、また、請求
項2に係る発明は、請求項1記載の発明に係るレーザ装
置のシャッターを前提とし、上記基板のレーザ光入射面
とは反対側にこの基板から漏れるレーザ光を反射若しく
は吸収する遮光板が配置されていることを特徴とするも
のである。
That is, the invention according to claim 1 is a reflector plate that is displaceably disposed outside a resonator of a laser device, reflects a laser beam output from the laser device at a closed position and passes the laser beam at an open position, Assuming a shutter of a laser device including a water-cooled damper that absorbs a laser beam reflected from a reflecting plate displaced to a closed position and a moving unit that displaces the reflecting plate to a closed position or an open position, at least incidence of laser light The reflector is composed of a substrate having a convex or concave surface and not absorbing the laser light, and a dielectric multilayer reflective film formed on the laser light incident surface of the substrate, and is reflected from the reflector. The water-cooled damper is located at a position where the beam diameter of the laser beam is larger than the original beam diameter of the laser beam output from the laser device. The invention according to claim 2 is based on the premise that the shutter of the laser device according to the invention according to claim 1 is provided, and the laser leaks from the substrate on the side opposite to the laser light incidence surface of the substrate. A light-shielding plate for reflecting or absorbing light is provided.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0017】すなわち、本発明に係るレーザ装置のシャ
ッターは、図1(A)〜(B)に示すようにレーザ装置
1における共振器(図示せず)の外側に配置されレーザ
光の入射面側が凸若しくは凹面形状(図では凸面形状の
ものが例示されている)の石英ガラス等から成る透明基
板21と入射されたレーザ光を反射させるため上記透明
基板21の表面に製膜された誘電体多層反射膜22とで
構成された反射板2と、基端側にロータリーソレノイド
30が取付けられると共に先端側に上記反射板2が固定
されこの反射板2を図1(A)に示すように閉止位置2
aと開放位置2bに変位させる移動部材3と、上記閉止
位置2aに変位した反射板2から反射されたレーザ光を
吸収する水冷ダンパー4とを具備している。
That is, the shutter of the laser device according to the present invention is disposed outside the resonator (not shown) in the laser device 1 as shown in FIGS. A transparent substrate 21 made of quartz glass or the like having a convex or concave shape (a convex shape is illustrated in the figure) and a dielectric multilayer formed on the surface of the transparent substrate 21 to reflect an incident laser beam. A reflecting plate 2 composed of a reflecting film 22 and a rotary solenoid 30 attached to the base end and the above-mentioned reflecting plate 2 fixed to the distal end side, and the reflecting plate 2 is closed at a closed position as shown in FIG. 2
a, a movable member 3 for displacing to the open position 2b, and a water-cooling damper 4 for absorbing the laser light reflected from the reflector 2 displaced to the closed position 2a.

【0018】このシャッターにおいて上記反射板2が閉
止位置2aに変位された場合、図1(B)に示すように
レーザ光5はまず上記誘電体多層反射膜22に照射さ
れ、かつ、この誘電体多層反射膜22の作用により反射
されて光路が曲げられると共に上記水冷ダンパー4に照
射される。このとき、上記反射板2における透明基板2
1のレーザ光入射面は凸面形状になっているため、水冷
ダンパー4に照射されるレーザ光のビーム径(すなわち
断面積)は図1(B)に示されるように従来より著しく
拡大される。従って、上述した関係式からレーザピーク
出力密度の大幅な低減が図れ、これによりシャッターの
一部を構成する水冷ダンパー4の破損を防止できるた
め、ピーク出力10kW級あるいは平均出力1kW級の
パルスレーザ装置等に本発明に係るシャッターが適用さ
れても長期に亘り継続使用ができる利点を有している。
When the reflecting plate 2 is displaced to the closed position 2a in this shutter, the laser beam 5 is first applied to the dielectric multilayer reflecting film 22 as shown in FIG. The light is reflected by the action of the multilayer reflective film 22 to bend the optical path, and at the same time is irradiated to the water-cooled damper 4. At this time, the transparent substrate 2 in the reflection plate 2 is used.
Since the laser light incident surface of the first laser beam has a convex shape, the beam diameter (that is, the cross-sectional area) of the laser beam applied to the water-cooled damper 4 is significantly increased as shown in FIG. Therefore, the laser peak output density can be significantly reduced from the above-mentioned relational expression, and thereby the breakage of the water-cooled damper 4 constituting a part of the shutter can be prevented. For example, even if the shutter according to the present invention is applied, the shutter can be used continuously for a long time.

【0019】尚、本発明に係るレーザ装置のシャッター
において、上記水冷ダンパー4は、反射板2から反射さ
れるレーザ光のビーム径がレーザ装置1から出力される
レーザ光の元のビーム径より大きくなるような位置に配
置されることを要する。そして、上記透明基板21のレ
ーザ光入射面が凸面形状の場合、その焦点距離は負の値
を有するため、反射板2からの反射方向のどの位置に配
置してもそのビーム径は元のビーム径より大きくなる
(図2A参照)。他方、透明基板21のレーザ光入射面
が凹面形状の場合には、少なくとも焦点距離の2倍以上
(実際には反射板2に入射するレーザ光は平行光でなく
拡がり光であるため焦点距離の2倍より更に大きいこと
が必要となる)離れた位置に水冷ダンパー4を配置する
ことが要求される(図2B参照)。
In the shutter of the laser device according to the present invention, the water-cooled damper 4 has a beam diameter of the laser beam reflected from the reflection plate 2 larger than the original beam diameter of the laser beam output from the laser device 1. It needs to be arranged at such a position. When the laser light incident surface of the transparent substrate 21 has a convex shape, the focal length has a negative value. Larger than the diameter (see FIG. 2A). On the other hand, when the laser light incident surface of the transparent substrate 21 is concave, the focal length is at least twice as long as the focal length (in fact, the laser light incident on the reflector 2 is not parallel light but spread light, so It is required to arrange the water-cooling damper 4 at a remote position (which needs to be larger than twice) (see FIG. 2B).

【0020】また、このシャッターにおいては反射板2
に入射されたレーザ光の99%程度が上記誘電体多層反
射膜22により反射されて水冷ダンパー4に吸収され、
残り1%弱のレーザ光が透明基板21内に入射される。
但し、上記透明基板21はレーザ光を吸収しない材質で
あることから発熱しないため、透明基板21の熱変形が
起こり難いと共に透明基板21からの誘電体多層反射膜
22の剥離も生じ難い。従って、シャッターの主要部を
構成する反射板2の破損も防止できるため、より長期に
亘りシャッターの継続使用ができる利点を有している。
In this shutter, the reflection plate 2
About 99% of the laser light incident on the substrate is reflected by the dielectric multilayer reflective film 22 and absorbed by the water-cooled damper 4,
The remaining 1% of the laser light is incident on the transparent substrate 21.
However, since the transparent substrate 21 is made of a material that does not absorb laser light, it does not generate heat. Therefore, thermal deformation of the transparent substrate 21 hardly occurs, and peeling of the dielectric multilayer reflective film 22 from the transparent substrate 21 hardly occurs. Accordingly, since the reflection plate 2 constituting the main part of the shutter can be prevented from being damaged, there is an advantage that the shutter can be continuously used for a longer period.

【0021】ここで、上述したように反射板2に入射さ
れたレーザ光の略1%程度が透明基板21内に入射され
かつ漏れ光として透明基板21外に透過する。このた
め、漏れ光によるシャッター外壁等の部分発熱や装置取
扱者の身の安全を脅かす場合が起こり得る。しかし、こ
のレーザの透過光は透明基板21の凸若しくは凹面によ
り広い面積にわたり拡大放射され、これにより透過した
レーザ照射域の単位面積当たりのレーザ光強度が小さく
なるため、装置に支障を来すことがないと共に装置取扱
者の身の安全を脅かす危険性もほとんどない。
Here, as described above, about 1% of the laser light incident on the reflector 2 is incident on the transparent substrate 21 and is transmitted out of the transparent substrate 21 as leakage light. For this reason, there is a possibility that the leaked light may cause partial heat generation on the outer wall of the shutter or the like and threaten the safety of the person handling the apparatus. However, the transmitted light of this laser is expanded and radiated over a wide area by the convex or concave surface of the transparent substrate 21, thereby decreasing the intensity of laser light per unit area of the transmitted laser irradiation area, which may hinder the apparatus. And there is almost no danger of compromising the safety of the operator of the equipment.

【0022】尚、上記漏れ光を完全に遮断するために
は、図3に示すように上記透明基板21のレーザ光入射
面とは反対側にこの基板21から漏れるレーザ光を反射
若しくは吸収する遮光板60を設ければよい。この様な
遮光板を構成する材料としては、銅板のような金属板、
グラファイト、黒化処理されたアルミニウム板等が例示
される。
In order to completely block the leaked light, as shown in FIG. 3, a light shield for reflecting or absorbing the laser light leaking from the transparent substrate 21 is provided on the side opposite to the laser light incident surface of the transparent substrate 21. A plate 60 may be provided. As a material constituting such a light shielding plate, a metal plate such as a copper plate,
Examples thereof include graphite and a blackened aluminum plate.

【0023】また、YAGレーザ装置のようにレーザ光
の波長が1.06μmの赤外域にある場合、可視域(赤
外域)で発光するHe−Ne等目視可能なレーザ光をガ
イド光として用い、このガイド光でレーザ光の照射位置
を示すことにより装置使用者の安全を図っている。すな
わち、レーザ装置の使用者は、ガイド光の照射位置には
YAGレーザ光が照射されていると認識するため、不用
意に使用者がレーザ光に晒される恐れがない。そして、
透明基板のレーザ光入射面とは反対側に上記遮光板が配
置された場合、上記ガイド光もYAGレーザ光と同様に
透明基板21と誘電体多層反射膜22とで構成された上
記反射板2及び上記遮光板60にて反射されるため、従
来の反射板とその構造が相違する反射板を適用している
にも拘らず上記ガイド光としての機能を依然として維持
させることが可能となる。
When the wavelength of the laser beam is in the infrared region of 1.06 μm as in a YAG laser device, a visible laser beam such as He—Ne that emits light in the visible region (infrared region) is used as guide light. By indicating the irradiation position of the laser light with the guide light, safety of the user of the apparatus is achieved. That is, since the user of the laser device recognizes that the irradiation position of the guide light is irradiated with the YAG laser light, there is no possibility that the user is carelessly exposed to the laser light. And
When the light-shielding plate is arranged on the side of the transparent substrate opposite to the laser light incident surface, the guide light is also formed of the transparent plate 21 and the dielectric multilayer reflective film 22 similarly to the YAG laser light. In addition, since the light is reflected by the light-shielding plate 60, the function as the guide light can be still maintained despite the use of a reflector having a structure different from that of the conventional reflector.

【0024】次に、本発明において反射板を構成する上
記基板としては、このシャッターが組込まれるレーザ装
置におけるレーザ発振波長の種類によって適宜選定さ
れ、例えば上記レーザ装置がYAGレーザ装置の場合、
石英ガラスやBK7等の光学ガラスが適用される。これ
等の光学ガラスは、1.06μmの波長の光に対して吸
収を有さないため基板で発熱が生ずる恐れがない。この
ため、このシャッターを継続して使用しても凸若しくは
凹面形状を有する上記基板がレーザ光吸収に伴う熱変形
を引起こす恐れがない。
Next, the substrate constituting the reflection plate in the present invention is appropriately selected depending on the type of laser oscillation wavelength in the laser device incorporating the shutter. For example, when the laser device is a YAG laser device,
Optical glass such as quartz glass or BK7 is applied. Since these optical glasses do not absorb light having a wavelength of 1.06 μm, there is no possibility that heat is generated on the substrate. For this reason, even if the shutter is continuously used, there is no possibility that the substrate having a convex or concave shape causes thermal deformation accompanying laser beam absorption.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明の具体的実施例について詳細に
説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail.

【0026】このシャッターは、図1(A)〜(B)に
示すようにレーザ装置1における共振器(図示せず)の
外側に配置されレーザ光の入射面側が焦点距離30mm
の凸面形状をした透明基板(石英ガラス)21と入射さ
れたレーザ光を反射させるため上記透明基板21の表面
に製膜された誘電体多層反射膜22(但し、波長1.0
64μmの光が透明基板21の垂線に対し角度45度で
入射した際に反射するように設定されている)とで構成
された反射板2と、基端側にロータリーソレノイド30
が取付けられると共に先端側に上記反射板2が固定され
この反射板2を図1(A)に示すように閉止位置2aと
開放位置2bに変位させる移動部材3と、上記閉止位置
2aに変位した反射板2から反射されたレーザ光を吸収
する水冷ダンパー4とを具備している。
As shown in FIGS. 1A and 1B, this shutter is disposed outside a resonator (not shown) in the laser device 1 and has a focal length of 30 mm on the laser light incident surface side.
A transparent substrate (quartz glass) 21 having a convex surface and a dielectric multilayer reflective film 22 (having a wavelength of 1.0) formed on the surface of the transparent substrate 21 to reflect incident laser light.
64 .mu.m light is reflected at an angle of 45.degree. With respect to the perpendicular to the transparent substrate 21), and a rotary solenoid 30 is provided on the base end side.
Is mounted and the reflecting plate 2 is fixed to the distal end side. A moving member 3 for displacing the reflecting plate 2 to a closed position 2a and an open position 2b as shown in FIG. 1A, and displaced to the closed position 2a. And a water-cooling damper 4 for absorbing the laser beam reflected from the reflection plate 2.

【0027】そして、このシャッターにおいて上記反射
板2が閉止位置2aに変位された場合、図1(B)に示
すようにレーザ光5は反射板2の誘電体多層反射膜22
により99%以上反射されてその光路が曲げられると共
に、レーザ光のビーム径(断面積)を拡大しながら上記
水冷ダンパー4表面に入射されることになる。このとき
のダンパー4表面におけるレーザピーク出力密度が従来
の平面形状反射板を用いたときのレーザピーク出力密度
の16分の1となるように、このシャッターにおいては
上記反射板2から水冷ダンパー4までの距離が設定され
ている。
When the reflecting plate 2 is displaced to the closing position 2a in this shutter, the laser beam 5 is applied to the dielectric multilayer reflecting film 22 of the reflecting plate 2 as shown in FIG.
As a result, the laser beam is reflected by 99% or more, the optical path is bent, and the laser beam is incident on the surface of the water-cooled damper 4 while expanding the beam diameter (cross-sectional area) of the laser beam. In this shutter, from the reflector 2 to the water-cooled damper 4, the laser peak output density on the surface of the damper 4 at this time is 1/16 of the laser peak output density when a conventional planar reflector is used. Distance is set.

【0028】また、上記反射板2を閉止位置2aと開放
位置2bに変位させる駆動手段としては上述したように
ロータリーソレノイド30が適用されている。そして、
シャッタースイッチをON/OFFすることにより矩形
状の上記移動部材3はロータリーソレノイド30の取付
け部位を中心に回転し、移動部材3の先端側に固定され
た反射板2を閉止位置2aと開放位置2bに変位させ
る。また、上記水冷ダンパー4はレーザ光をよく吸収で
きるように表面が黒化処理されたアルミニウム板が用い
られており、かつ、吸収したレーザ光による発熱を裏面
側から水冷する構造になっている。
As a driving means for displacing the reflection plate 2 to the closed position 2a and the open position 2b, the rotary solenoid 30 is applied as described above. And
When the shutter switch is turned ON / OFF, the rectangular moving member 3 rotates around the mounting portion of the rotary solenoid 30 to move the reflecting plate 2 fixed to the distal end side of the moving member 3 to the closed position 2a and the open position 2b. To be displaced. The water-cooled damper 4 is made of an aluminum plate whose surface is blackened so as to be able to absorb laser light well, and has a structure in which heat generated by the absorbed laser light is water-cooled from the back side.

【0029】そして、このシャッターについて、ピーク
出力12.5kW、パルス幅2ms、パルス繰り返し4
0ppsの条件で発振している平均出力1000WのY
AGレーザ装置の共振器外に設置しその耐久試験を行っ
たところ、レーザ光照射10時間後においてもシャッタ
ーの構成部材である上記水冷ダンパー4や反射板2には
まったく損傷が生じなかった。
Then, for this shutter, a peak output of 12.5 kW, a pulse width of 2 ms, and a pulse repetition of 4
Y with an average output of 1000 W oscillating under the condition of 0 pps
When installed outside the resonator of the AG laser device and subjected to a durability test, no damage occurred to the water-cooled damper 4 and the reflection plate 2, which are the components of the shutter, even after 10 hours of laser light irradiation.

【0030】尚、この実施例においては、上記反射板2
を閉止位置2aと開放位置2bに変位させる駆動手段と
してロータリーソレノイドが適用されているが、このロ
ータリーソレノイドに変えて、上記反射板2を平行移動
により閉止位置2aと開放位置2bに変位させる駆動手
段を適用しても当然のことながらよい。
In this embodiment, the reflection plate 2 is used.
A rotary solenoid is applied as a driving means for displacing the reflecting plate 2 to the closed position 2a and the opening position 2b. Instead of this rotary solenoid, a driving means for displacing the reflecting plate 2 to the closing position 2a and the opening position 2b by parallel movement. It goes without saying that it is possible to apply.

【0031】[0031]

【発明の効果】請求項1載の発明に係るシャッターによ
れば、レーザ光の少なくとも入射面が凸若しくは凹面形
状でかつ上記レーザ光を吸収しない基板とこの基板のレ
ーザ光入射面に製膜された誘電体多層反射膜とで上記反
射板が構成されると共に、この反射板から反射されるレ
ーザ光のビーム径がレーザ装置から出力されるレーザ光
の元のビーム径より大きくなる位置に上記水冷ダンパー
が配置されているため、シャッター使用時における水冷
ダンパーの破損を防止でき、かつ、基板からの誘電体多
層反射膜の剥離も生じ難い。
According to the shutter according to the first aspect of the present invention, at least the laser light incident surface has a convex or concave shape and the substrate does not absorb the laser light, and the film is formed on the laser light incident surface of the substrate. The above-mentioned reflector is constituted by the dielectric multilayer reflective film, and the water-cooled portion is located at a position where the beam diameter of the laser beam reflected from the reflector is larger than the original beam diameter of the laser beam output from the laser device. Since the damper is provided, breakage of the water-cooled damper during use of the shutter can be prevented, and peeling of the dielectric multilayer reflective film from the substrate hardly occurs.

【0032】従って、ピーク出力が10kW級あるいは
平均出力が1kW級のパルスレーザ装置等に適用されて
も継続使用を可能にする効果を有している。
Accordingly, even when applied to a pulse laser device or the like having a peak output of a 10 kW class or an average output of a 1 kW class, it has an effect of enabling continuous use.

【0033】また、請求項2載の発明に係るシャッター
によれば、基板のレーザ光入射面とは反対側にこの基板
から漏れるレーザ光を反射若しくは吸収する遮光板が配
置されているため、漏れ光に起因したシャッター外壁等
の部分発熱や装置取扱者への危険性をより完全に防止で
きる効果を有する。
According to the shutter according to the second aspect of the present invention, since the light shielding plate for reflecting or absorbing the laser light leaking from the substrate is disposed on the side of the substrate opposite to the laser light incident surface, This has the effect of completely preventing the partial heat generation of the shutter outer wall and the like due to the light and the danger to the operator of the apparatus.

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

【図1】図1(A)は本発明に係るシャッターとこれが
組込まれたレーザ装置の概略正面図、図1(B)は上記
シャッターの反射板の作用を示す説明図。
FIG. 1A is a schematic front view of a shutter according to the present invention and a laser device incorporating the shutter, and FIG. 1B is an explanatory view showing the operation of a reflector of the shutter.

【図2】図2(A)は凸面形状の基板が適用された場合
の反射板と水冷ダンパーとの位置関係を示す説明図、図
2(B)は凹面形状の基板が適用された場合の反射板と
水冷ダンパーとの位置関係を示す説明図。
FIG. 2A is an explanatory view showing a positional relationship between a reflector and a water-cooled damper when a convex substrate is used, and FIG. 2B is a diagram when a concave substrate is used. Explanatory drawing which shows the positional relationship between a reflector and a water-cooled damper.

【図3】遮光板が配置された変形例に係るシャッターの
説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a shutter according to a modification in which a light shielding plate is arranged.

【図4】従来例に係るシャッターの主要部を構成する反
射板の構成並びに作用を示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory view showing a configuration and an operation of a reflector constituting a main part of a shutter according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ装置 2 反射板 3 移動部材 4 水冷ダンパー 21 透明基板 22 誘電体多層反射膜 30 ロータリーソレノイド 2a 閉止位置 2b 開放位置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser device 2 Reflector 3 Moving member 4 Water-cooled damper 21 Transparent substrate 22 Dielectric multilayer reflective film 30 Rotary solenoid 2a Closed position 2b Open position

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レーザ装置における共振器の外側に変位可
能に配置されレーザ装置から出力されたレーザ光を閉止
位置において反射させかつ開放位置において通過させる
反射板と、閉止位置に変位した反射板から反射されたレ
ーザ光を吸収する水冷ダンパーと、上記反射板を閉止位
置若しくは開放位置に変位させる移動手段とを備えるレ
ーザ装置のシャッターにおいて、 レーザ光の少なくとも入射面が凸若しくは凹面形状でか
つ上記レーザ光を吸収しない基板とこの基板のレーザ光
入射面に製膜された誘電体多層反射膜とで上記反射板が
構成されると共に、この反射板から反射されるレーザ光
のビーム径がレーザ装置から出力されるレーザ光の元の
ビーム径より大きくなる位置に上記水冷ダンパーが配置
されていることを特徴とするレーザ装置のシャッター。
1. A reflector that is displaceable outside a resonator of a laser device and reflects a laser beam output from the laser device at a closed position and passes at an open position, and a reflector that is displaced to a closed position. A shutter of a laser device comprising a water-cooled damper for absorbing reflected laser light and a moving means for displacing the reflection plate to a closed position or an open position, wherein at least a laser light incident surface has a convex or concave shape and the laser The reflector is composed of a substrate that does not absorb light and a dielectric multilayer reflective film formed on the laser light incident surface of the substrate, and the beam diameter of the laser light reflected from the reflector is controlled by the laser device. A laser device wherein the water-cooled damper is arranged at a position larger than the original beam diameter of the output laser beam. Shutter.
【請求項2】上記基板のレーザ光入射面とは反対側にこ
の基板から漏れるレーザ光を反射若しくは吸収する遮光
板が配置されていることを特徴とする請求項1記載のレ
ーザ装置のシャッター。
2. A shutter according to claim 1, wherein a light-shielding plate for reflecting or absorbing laser light leaking from the substrate is disposed on a side of the substrate opposite to the laser light incident surface.
JP27410796A 1996-09-24 1996-09-24 Shutter for laser device Pending JPH1098228A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27410796A JPH1098228A (en) 1996-09-24 1996-09-24 Shutter for laser device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27410796A JPH1098228A (en) 1996-09-24 1996-09-24 Shutter for laser device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1098228A true JPH1098228A (en) 1998-04-14

Family

ID=17537110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27410796A Pending JPH1098228A (en) 1996-09-24 1996-09-24 Shutter for laser device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1098228A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002054547A3 (en) * 2000-12-28 2003-02-13 Bosch Gmbh Robert Laser beam source

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002054547A3 (en) * 2000-12-28 2003-02-13 Bosch Gmbh Robert Laser beam source

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW411386B (en) Laser ablation method for making a light pattern generator on a transparent substrate
JP4275729B2 (en) Rapid heat treatment apparatus and method
US3281712A (en) Mode-selective q-switching laser structure
JPS6156634B2 (en)
JPH0659435A (en) Mask and manufacture thereof
TWI711889B (en) Plasma based light source having a target material coated on a cylindrically-symmetric element
JPH11271250A (en) Mirror damage detector for high output laser
JPH1098228A (en) Shutter for laser device
JP2007531918A (en) Aperture stop assembly for high power laser beams
JPH11119063A (en) Optical module
US6599585B2 (en) UV curing system for heat sensitive substances and process
JPS60247488A (en) Laser equipment
JPH1098227A (en) Shutter for laser device
US4682855A (en) Laser-light absorber and method for absorbing laser light
JPH08330658A (en) Shutter
US5291341A (en) Laser attenuation device with sacrificial mirror
JPH1058181A (en) Light shielding device for laser beam
GB1570305A (en) Q-switched laser
JPH08111551A (en) Aperture for laser and laser oscillator using it
EP4194937A1 (en) Optical element
JPH0724591A (en) Shutter for laser beam
JPH06307870A (en) Shutter device for corner cube reflector
JP4325036B2 (en) aperture
JPH0799002A (en) Light projector
JPH01500786A (en) Continuous wave frequency multiplication solid-state laser device with stable output