JPH11119272A - レーザシステム - Google Patents
レーザシステムInfo
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- JPH11119272A JPH11119272A JP9299607A JP29960797A JPH11119272A JP H11119272 A JPH11119272 A JP H11119272A JP 9299607 A JP9299607 A JP 9299607A JP 29960797 A JP29960797 A JP 29960797A JP H11119272 A JPH11119272 A JP H11119272A
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- Japan
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- nonlinear optical
- optical crystal
- laser
- crystal
- environment
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3501—Constructional details or arrangements of non-linear optical devices, e.g. shape of non-linear crystals
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3501—Constructional details or arrangements of non-linear optical devices, e.g. shape of non-linear crystals
- G02F1/3505—Coatings; Housings; Supports
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- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】光損傷閾値の高さや変換効率の大きさ等から有
効な非線形光学結晶を、実用可能として組込んだレーザ
システムを提供する。併せてこのレーザシステムを搭載
されするレーザ加工機を提供する。 【構成】固体パルスレーザ、第一の非線形光学結晶、及
び第二の非線形光学結晶を具備し、第一の非線形光学結
晶及び第二の非線形光学結晶を収容して所定の環境に保
持する保持箱が設けられている。 【効果】非線形光学結晶は適正な環境に保持され、レー
ザ光は効率よく且つ安定して高調波光に変換される。
効な非線形光学結晶を、実用可能として組込んだレーザ
システムを提供する。併せてこのレーザシステムを搭載
されするレーザ加工機を提供する。 【構成】固体パルスレーザ、第一の非線形光学結晶、及
び第二の非線形光学結晶を具備し、第一の非線形光学結
晶及び第二の非線形光学結晶を収容して所定の環境に保
持する保持箱が設けられている。 【効果】非線形光学結晶は適正な環境に保持され、レー
ザ光は効率よく且つ安定して高調波光に変換される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザシステムに関し、
なかでもレーザ光が非線形光学結晶により高調波光に変
換されるレーザシステムに関するものである。
なかでもレーザ光が非線形光学結晶により高調波光に変
換されるレーザシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、二種類以上の互いに異なる材質の
層が重畳して形成する積層材を加工するレーザ加工機が
実用されている。そしてこの種のレーザ加工機に搭載さ
れるレーザシステムから射出する加工に利用される光
は、レーザから放射される放射光が変換された高調波光
であり、波長が３５５ｎｍ、或いは又はその近傍のもの
であつた。他方近年積層材のレーザ加工作業では、穴あ
けの場合の径や深さの精度の向上や、作業速度の増進等
が要求されている。このような要求に対し、レーザパル
スの周波数、スポット径、パルス幅、出力等の改善で対
応してきている。そして又このような要求に応ずるため
には波長の短縮が不可欠となっている。
層が重畳して形成する積層材を加工するレーザ加工機が
実用されている。そしてこの種のレーザ加工機に搭載さ
れるレーザシステムから射出する加工に利用される光
は、レーザから放射される放射光が変換された高調波光
であり、波長が３５５ｎｍ、或いは又はその近傍のもの
であつた。他方近年積層材のレーザ加工作業では、穴あ
けの場合の径や深さの精度の向上や、作業速度の増進等
が要求されている。このような要求に対し、レーザパル
スの周波数、スポット径、パルス幅、出力等の改善で対
応してきている。そして又このような要求に応ずるため
には波長の短縮が不可欠となっている。
【０００３】ＵＳＰ５５９３６０６公報には図４に示す
ようなレーザ加工機が記載されている。レーザシステム
１はレーザロッド２、第１の非線形光学結晶３及び第２
の非線形光学結晶４を具備し、レーザロッド２から放射
される放射光は第１の非線形光学結晶３及び第２の非線
形光学結晶４により変換され、変換された高調波光は、
エクスパンダ５により径が拡大され、複数の反射鏡（不
図示）により偏向し、合焦レンズ６により被加工物７上
に合焦して、被加工物７を加工する。レーザロッド２は
Ｎｄ：ＹＡＧが、又第１の非線形光学結晶３及び第２の
非線形光学結晶４は共にＢＢＯ（バリウム・ボーレー
ト）が適当であるとされ、この場合レーザロッド２から
放射される放射光の波長、及びレーザシステム１から射
出する高調波光の波長はそれぞれ１０６４ｎｍ、及び２
６６ｎｍである。
ようなレーザ加工機が記載されている。レーザシステム
１はレーザロッド２、第１の非線形光学結晶３及び第２
の非線形光学結晶４を具備し、レーザロッド２から放射
される放射光は第１の非線形光学結晶３及び第２の非線
形光学結晶４により変換され、変換された高調波光は、
エクスパンダ５により径が拡大され、複数の反射鏡（不
図示）により偏向し、合焦レンズ６により被加工物７上
に合焦して、被加工物７を加工する。レーザロッド２は
Ｎｄ：ＹＡＧが、又第１の非線形光学結晶３及び第２の
非線形光学結晶４は共にＢＢＯ（バリウム・ボーレー
ト）が適当であるとされ、この場合レーザロッド２から
放射される放射光の波長、及びレーザシステム１から射
出する高調波光の波長はそれぞれ１０６４ｎｍ、及び２
６６ｎｍである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＵＳＰ５５９３６０６
公報に記載されたレーザシステムは第１の非線形光学結
晶及び第２の非線形光学結晶は共にＢＢＯ（バリウム・
ボーレート）が適当であるとされている。しかしなが
ら、ＢＢＯ（バリウム・ボーレート）は非線形光学結晶
として長期間使用すると性能の劣化が激しく、寿命が長
くない。従って実用に供するには必ずしも充分でないと
いう問題があった。
公報に記載されたレーザシステムは第１の非線形光学結
晶及び第２の非線形光学結晶は共にＢＢＯ（バリウム・
ボーレート）が適当であるとされている。しかしなが
ら、ＢＢＯ（バリウム・ボーレート）は非線形光学結晶
として長期間使用すると性能の劣化が激しく、寿命が長
くない。従って実用に供するには必ずしも充分でないと
いう問題があった。
【０００５】他方、非線形光学結晶として寿命の長い結
晶が探索されているが、光損傷閾値の高さや変換効率の
大きさが充分であっても、耐環境劣化性等が実用に供す
るには不充分であるという問題があった。
晶が探索されているが、光損傷閾値の高さや変換効率の
大きさが充分であっても、耐環境劣化性等が実用に供す
るには不充分であるという問題があった。
【０００６】本発明は上記の課題に鑑み、レーザから放
射される放射光を波長の短かい高調波光に変換するのに
光損傷閾値の高さや変換効率の大きさ等から有効な非線
形光学結晶を、実用可能として組込んだレーザシステム
を提供することを目的とする。併せてこのレーザシステ
ムを搭載されするレーザ加工機を提供することを目的と
する。
射される放射光を波長の短かい高調波光に変換するのに
光損傷閾値の高さや変換効率の大きさ等から有効な非線
形光学結晶を、実用可能として組込んだレーザシステム
を提供することを目的とする。併せてこのレーザシステ
ムを搭載されするレーザ加工機を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、固体パルスレ
ーザ、第一の非線形光学結晶、及び第二の非線形光学結
晶を具備し、前記固体パルスレーザから放射される放射
光を前記第一の非線形光学結晶により第二次高調波光に
変換し、及び前記第二次高調波光を前記第二の非線形光
学結晶により第四次高調波光に変換するレーザシステム
において、前記第一の非線形光学結晶及び前記第二の非
線形光学結晶を収容して所定の環境に保持する保持箱が
設けられたことを特徴とするレーザシステムを構成し
た。
ーザ、第一の非線形光学結晶、及び第二の非線形光学結
晶を具備し、前記固体パルスレーザから放射される放射
光を前記第一の非線形光学結晶により第二次高調波光に
変換し、及び前記第二次高調波光を前記第二の非線形光
学結晶により第四次高調波光に変換するレーザシステム
において、前記第一の非線形光学結晶及び前記第二の非
線形光学結晶を収容して所定の環境に保持する保持箱が
設けられたことを特徴とするレーザシステムを構成し
た。
【０００８】更に、固体パルスレーザ、第一の非線形光
学結晶、及び第二の非線形光学結晶を具備し、前記固体
パルスレーザから放射される放射光を前記第一の非線形
光学結晶により第二次高調波光に変換し、及び前記第二
次高調波光を前記第二の非線形光学結晶により第四次高
調波光に変換するレーザシステムにおいて、前記第一の
非線形光学結晶を収容して第一の環境に保持する第一の
保持箱と、前記第二の非線形光学結晶を収容して第二の
環境に保持する第二の保持箱とが設けられ、前記第一の
環境と前記第二の環境とが互いにほぼ同一であることを
特徴とするレーザシステムを望ましいものとして構成し
た。
学結晶、及び第二の非線形光学結晶を具備し、前記固体
パルスレーザから放射される放射光を前記第一の非線形
光学結晶により第二次高調波光に変換し、及び前記第二
次高調波光を前記第二の非線形光学結晶により第四次高
調波光に変換するレーザシステムにおいて、前記第一の
非線形光学結晶を収容して第一の環境に保持する第一の
保持箱と、前記第二の非線形光学結晶を収容して第二の
環境に保持する第二の保持箱とが設けられ、前記第一の
環境と前記第二の環境とが互いにほぼ同一であることを
特徴とするレーザシステムを望ましいものとして構成し
た。
【０００９】更に、前記第二の非線形光学結晶がＣＬＢ
Ｏであることを特徴とする請求項１又は２に記載のレー
ザシステムを望ましいものとして構成した。
Ｏであることを特徴とする請求項１又は２に記載のレー
ザシステムを望ましいものとして構成した。
【００１０】前記第一の非線形光学結晶及び前記第二の
非線形光学結晶が共にＣＬＢＯであることを特徴とする
請求項１又は２に記載のレーザシステムを望ましいもの
として構成した。
非線形光学結晶が共にＣＬＢＯであることを特徴とする
請求項１又は２に記載のレーザシステムを望ましいもの
として構成した。
【００１１】前記所定の環境は、温度が１２０°Ｃ乃至
１８０°Ｃであることを特徴とする請求項１に記載のレ
ーザシステムを望ましいものとして構成した。
１８０°Ｃであることを特徴とする請求項１に記載のレ
ーザシステムを望ましいものとして構成した。
【００１２】前記第一の環境及び前記第二の環境は、温
度がそれぞれ１２０°Ｃ乃至１８０°Ｃであることを特
徴とする請求項２に記載のレーザシステムを望ましいも
のとして構成した。
度がそれぞれ１２０°Ｃ乃至１８０°Ｃであることを特
徴とする請求項２に記載のレーザシステムを望ましいも
のとして構成した。
【００１３】二種類以上の互いに異なる材質の層が重畳
して形成する積層材を加工するレーザ加工機において、
請求項１、２、３、４、５又は６に記載のレーザシステ
ムを搭載することを特徴とするレーザ加工機を望ましい
ものとして構成した。
して形成する積層材を加工するレーザ加工機において、
請求項１、２、３、４、５又は６に記載のレーザシステ
ムを搭載することを特徴とするレーザ加工機を望ましい
ものとして構成した。
【００１４】
【作用】請求項１に記載の発明では、第一の非線形光学
結晶及び第二の非線形光学結晶は保持箱に収容され所定
の環境に保持され、請求項２に記載の発明では、第一の
非線形光学結晶及び第二の非線形光学結晶はそれぞれ第
一の保持箱及び第二の保持箱に収容され所定の環境に保
持される。望ましい各保持箱の環境としての温度は１５
０±２０°Ｃである。
結晶及び第二の非線形光学結晶は保持箱に収容され所定
の環境に保持され、請求項２に記載の発明では、第一の
非線形光学結晶及び第二の非線形光学結晶はそれぞれ第
一の保持箱及び第二の保持箱に収容され所定の環境に保
持される。望ましい各保持箱の環境としての温度は１５
０±２０°Ｃである。
【００１５】
【実施例】本発明の一実施例に係るレーザ加工機を図１
〜図２により説明する。図１はレーザ加工機の全体図、
図２はレーザシステムの断面図である。レーザシステム
１１は光軸１２上に順次配置されているレーザ発振器１
３、第１の非線形光学結晶１４及び第２の非線形光学結
晶１５から構成されている。レーザ発振器１３にはＮ
ｄ：ＹＶＯ4 が使用され、波長１０６４ｎｍのレーザ光
が放射される。第１の非線形光学結晶１３はＬＢＯ（リ
チウム・ボーレート）、及び第２の非線形光学結晶１４
はＣＬＢＯ（セシウム・リチウム・ボーレート）であ
る。光軸１２上には高調波光の径を拡大するエクスパン
ダ５、偏角用の反射鏡（不図示）及び合焦レンズ６が配
置され、高調波光は被加工物７上に合焦する。
〜図２により説明する。図１はレーザ加工機の全体図、
図２はレーザシステムの断面図である。レーザシステム
１１は光軸１２上に順次配置されているレーザ発振器１
３、第１の非線形光学結晶１４及び第２の非線形光学結
晶１５から構成されている。レーザ発振器１３にはＮ
ｄ：ＹＶＯ4 が使用され、波長１０６４ｎｍのレーザ光
が放射される。第１の非線形光学結晶１３はＬＢＯ（リ
チウム・ボーレート）、及び第２の非線形光学結晶１４
はＣＬＢＯ（セシウム・リチウム・ボーレート）であ
る。光軸１２上には高調波光の径を拡大するエクスパン
ダ５、偏角用の反射鏡（不図示）及び合焦レンズ６が配
置され、高調波光は被加工物７上に合焦する。
【００１６】保持箱１６は耐熱性材料で形成され、ほぼ
直方体の形状をなしている。光軸１２方向の両面には光
路を閉じないように透過窓１７、１８が形成され、透過
窓１７、１８にはシリカガラス板１９、２０が嵌設され
ている。透過窓１７、１８を避ける位置にレーザ光の入
射側から順次２対の支持台２１、２２が設けられ、一の
１対の支持台２１の間に第１の非線形光学結晶１４、及
び他の１対の支持台２２の間に第２の非線形光学結晶１
５がそれぞれ支持されている。又透過窓１７、１８及び
支持台２１、２２を避ける位置に換気孔２３が設けら
れ、管２４を介して環境制御手段２５に通じている。環
境制御手段２５は雰囲気と温度を制御し、制御された雰
囲気で保持箱１６を換気し、保持箱１６の外周側に設置
されている電熱器２６を制御する。
直方体の形状をなしている。光軸１２方向の両面には光
路を閉じないように透過窓１７、１８が形成され、透過
窓１７、１８にはシリカガラス板１９、２０が嵌設され
ている。透過窓１７、１８を避ける位置にレーザ光の入
射側から順次２対の支持台２１、２２が設けられ、一の
１対の支持台２１の間に第１の非線形光学結晶１４、及
び他の１対の支持台２２の間に第２の非線形光学結晶１
５がそれぞれ支持されている。又透過窓１７、１８及び
支持台２１、２２を避ける位置に換気孔２３が設けら
れ、管２４を介して環境制御手段２５に通じている。環
境制御手段２５は雰囲気と温度を制御し、制御された雰
囲気で保持箱１６を換気し、保持箱１６の外周側に設置
されている電熱器２６を制御する。
【００１７】保持箱１６の内部は環境制御手段２５によ
り乾燥アルゴンガスで換気されて乾燥状態に維持され、
温度は１５０°Ｃに保持されている。この環境は第１の
非線形光学結晶１３を正常に且つ長期間作動させるため
に適当な雰囲気と温度である。即ち本実施例で二次高調
波変換（ＳＨＧ）で波長１０６４ｎｍのレーザ光を波長
５３２ｎｍの光に変換するとき使用する第１の非線形光
学結晶１３はＬＢＯ（リチウム・ボーレート）である。
この結晶はフェーズマッチングのために温度制御が必要
であり、その適正な制御温度は１５０°Ｃである。
り乾燥アルゴンガスで換気されて乾燥状態に維持され、
温度は１５０°Ｃに保持されている。この環境は第１の
非線形光学結晶１３を正常に且つ長期間作動させるため
に適当な雰囲気と温度である。即ち本実施例で二次高調
波変換（ＳＨＧ）で波長１０６４ｎｍのレーザ光を波長
５３２ｎｍの光に変換するとき使用する第１の非線形光
学結晶１３はＬＢＯ（リチウム・ボーレート）である。
この結晶はフェーズマッチングのために温度制御が必要
であり、その適正な制御温度は１５０°Ｃである。
【００１８】又四次高調波変換（ＦＨＧ）で波長５３２
ｎｍのレーザ光を波長２６６ｎｍの光に変換するとき使
用する第２の非線形光学結晶１４はＣＬＢＯ（セシウム
・リチウム・ボーレート）である。この結晶は角度制御
が必要であるがフェーズマッチングのために温度制御は
必要ではない。しかし結晶の性能を正常に維持しながら
使用するためには温度制御が必要であり、乾燥アルゴン
ガス中で１５０°Ｃ付近の温度に保持するのが適当であ
る。
ｎｍのレーザ光を波長２６６ｎｍの光に変換するとき使
用する第２の非線形光学結晶１４はＣＬＢＯ（セシウム
・リチウム・ボーレート）である。この結晶は角度制御
が必要であるがフェーズマッチングのために温度制御は
必要ではない。しかし結晶の性能を正常に維持しながら
使用するためには温度制御が必要であり、乾燥アルゴン
ガス中で１５０°Ｃ付近の温度に保持するのが適当であ
る。
【００１９】ここで、ＣＬＢＯ（セシウム・リチウム・
ボーレート）の変質について、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ｏｆ ＣｓＬｉＢ6 Ｏ10 Ｃｒｙｓｔａｌ ｆｏｒ
ＵＶＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ（Ｐｒｏｃ．ｏｆ Ｉｎｔｅ
ｒｎ．Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎ Ｌａｓｅｒ ａｎｄ
Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍａｔｅｒｉａ
ｌｓ，１９９７）の記載により説明する。上記論文に
は、「ＣＬＢＯには吸湿性があり且つ屈折率変化があ
る。湿度４５％以上であると急速に水和物が生成する。
この水和物は１３０°Ｃ以上に保持することにより消滅
する。又レーザが照射される時、屈折率変化は乾燥雰囲
気中でも室温から約１２０°Ｃの間では進行する。しか
し１３０°Ｃ以上では屈折率変化は進行しない。」と記
載されている。乾燥雰囲気は通例に従い、乾燥窒素又は
乾燥アルゴンガスから選択する。又温度はＣＬＢＯが変
質しないためには最低１２０°Ｃ以上でなくてはなら
ず、好ましくは１５０°Ｃ付近が望ましく、１８０°Ｃ
を越える温度はＣＬＢＯ（セシウム・リチウム・ボーレ
ート）の変質を防ぐためには過大である。
ボーレート）の変質について、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ｏｆ ＣｓＬｉＢ6 Ｏ10 Ｃｒｙｓｔａｌ ｆｏｒ
ＵＶＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ（Ｐｒｏｃ．ｏｆ Ｉｎｔｅ
ｒｎ．Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎ Ｌａｓｅｒ ａｎｄ
Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍａｔｅｒｉａ
ｌｓ，１９９７）の記載により説明する。上記論文に
は、「ＣＬＢＯには吸湿性があり且つ屈折率変化があ
る。湿度４５％以上であると急速に水和物が生成する。
この水和物は１３０°Ｃ以上に保持することにより消滅
する。又レーザが照射される時、屈折率変化は乾燥雰囲
気中でも室温から約１２０°Ｃの間では進行する。しか
し１３０°Ｃ以上では屈折率変化は進行しない。」と記
載されている。乾燥雰囲気は通例に従い、乾燥窒素又は
乾燥アルゴンガスから選択する。又温度はＣＬＢＯが変
質しないためには最低１２０°Ｃ以上でなくてはなら
ず、好ましくは１５０°Ｃ付近が望ましく、１８０°Ｃ
を越える温度はＣＬＢＯ（セシウム・リチウム・ボーレ
ート）の変質を防ぐためには過大である。
【００２０】次に光の進行について説明する。レーザ発
振器１３から放射されたレーザ光Ｌ１は保持箱１６に形
成された透過窓１７に嵌設されたシリカガラス板１９を
透過して第１の非線形光学結晶１４に入射し波長変換さ
れる。レーザ光Ｌ１の波長と高調波光Ｌ２の波長の関係
は式（１）に従う。即ち一般に、波長λ１のレーザ光と
波長λ２のレーザ光が非線形結晶に入射し、非線形結晶
が波長変換して、波長λ３の光を得るときのλ１、λ２
及びλ３の関係は一般に式（１）で与えられる。 １／λ１＋１／λ２＝１／λ３ （１） レーザ発振器１３はＮｄ：ＹＶＯ4 からなり、放射され
たレーザ光Ｌ１の波長は１０６４ｎｍであるから、λ１
＝λ２＝１０６４（ｎｍ）を代入するとλ３＝５３２
（ｎｍ）が得られる。即ち、第１の非線形光学結晶１４
から射出する高調波光Ｌ２の波長は５３２ｎｍである。
振器１３から放射されたレーザ光Ｌ１は保持箱１６に形
成された透過窓１７に嵌設されたシリカガラス板１９を
透過して第１の非線形光学結晶１４に入射し波長変換さ
れる。レーザ光Ｌ１の波長と高調波光Ｌ２の波長の関係
は式（１）に従う。即ち一般に、波長λ１のレーザ光と
波長λ２のレーザ光が非線形結晶に入射し、非線形結晶
が波長変換して、波長λ３の光を得るときのλ１、λ２
及びλ３の関係は一般に式（１）で与えられる。 １／λ１＋１／λ２＝１／λ３ （１） レーザ発振器１３はＮｄ：ＹＶＯ4 からなり、放射され
たレーザ光Ｌ１の波長は１０６４ｎｍであるから、λ１
＝λ２＝１０６４（ｎｍ）を代入するとλ３＝５３２
（ｎｍ）が得られる。即ち、第１の非線形光学結晶１４
から射出する高調波光Ｌ２の波長は５３２ｎｍである。
【００２１】次いで高調波光Ｌ２は第２の非線形光学結
晶１５に入射する。前述と同様にして第２の非線形光学
結晶１５により波長変換された高調波光Ｌ３の波長は２
６６ｎｍである。高調波光Ｌ３は第２の非線形光学結晶
１５から射出し、透過窓１８に嵌設されたシリカガラス
板２０を透過して保持箱１６から射出する。波長変換さ
れず残存するレーザ光Ｌ１及び高調波光Ｌ２は、図示さ
れていない波長分離ミラーにより分離され、高調波光Ｌ
３のみがエキスパンダ５に入射する。エキスパンダ５に
より径が拡大した高調波光Ｌ３は反射鏡（不図示）によ
り偏角し、合焦レンズ６により被加工物７上に合焦し加
工する。
晶１５に入射する。前述と同様にして第２の非線形光学
結晶１５により波長変換された高調波光Ｌ３の波長は２
６６ｎｍである。高調波光Ｌ３は第２の非線形光学結晶
１５から射出し、透過窓１８に嵌設されたシリカガラス
板２０を透過して保持箱１６から射出する。波長変換さ
れず残存するレーザ光Ｌ１及び高調波光Ｌ２は、図示さ
れていない波長分離ミラーにより分離され、高調波光Ｌ
３のみがエキスパンダ５に入射する。エキスパンダ５に
より径が拡大した高調波光Ｌ３は反射鏡（不図示）によ
り偏角し、合焦レンズ６により被加工物７上に合焦し加
工する。
【００２２】次に第２の実施例に係るレーザ加工機のレ
ーザシステムを図３により説明する。図３はレーザシス
テムの断面図である。又前述した一実施例と同一又は類
似の点の説明は省略する。レーザシステム３１は光軸３
２上に順次配置されているレーザ発振器３３、第１の非
線形光学結晶３４及び第２の非線形光学結晶３５から構
成されている。レレーザ発振器３３にはＮｄ：ＹＶＯ4
が使用され、波長１０６４ｎｍのレーザ光が放射され
る。第１の非線形光学結晶３４はＬＢＯ（リチウム・ボ
ーレート）、及び第２の非線形光学結晶３５はＣＬＢＯ
（セシウム・リチウム・ボーレート）である。
ーザシステムを図３により説明する。図３はレーザシス
テムの断面図である。又前述した一実施例と同一又は類
似の点の説明は省略する。レーザシステム３１は光軸３
２上に順次配置されているレーザ発振器３３、第１の非
線形光学結晶３４及び第２の非線形光学結晶３５から構
成されている。レレーザ発振器３３にはＮｄ：ＹＶＯ4
が使用され、波長１０６４ｎｍのレーザ光が放射され
る。第１の非線形光学結晶３４はＬＢＯ（リチウム・ボ
ーレート）、及び第２の非線形光学結晶３５はＣＬＢＯ
（セシウム・リチウム・ボーレート）である。
【００２３】第１の保持箱３６は耐熱性材料で形成さ
れ、ほぼ直方体の形状をなしている。光軸３２方向の両
面には光路を閉じないように透過窓３７、３８が形成さ
れ、透過窓３７、３８にはシリカガラス板３９、４０が
嵌設されている。透過窓３７、３８を避ける位置に１対
の支持台４１が設けられ、この１対の支持台４１の間に
第１の非線形光学結晶３４が支持されている。又透過窓
３７、３８及び支持台４１を避ける位置に換気孔４３が
設けられ、管４４を介して環境制御手段４５に通じてい
る。環境制御手段４５は雰囲気と温度を制御し、制御さ
れた雰囲気で保持箱３６を換気する。本実施例では環境
制御手段４５は１５０°Ｃの乾燥窒素で保持箱３６を換
気する。この環境はＬＢＯ（リチウム・ボーレート）を
正常に且つ長期間作動させるために適当な雰囲気と温度
である。
れ、ほぼ直方体の形状をなしている。光軸３２方向の両
面には光路を閉じないように透過窓３７、３８が形成さ
れ、透過窓３７、３８にはシリカガラス板３９、４０が
嵌設されている。透過窓３７、３８を避ける位置に１対
の支持台４１が設けられ、この１対の支持台４１の間に
第１の非線形光学結晶３４が支持されている。又透過窓
３７、３８及び支持台４１を避ける位置に換気孔４３が
設けられ、管４４を介して環境制御手段４５に通じてい
る。環境制御手段４５は雰囲気と温度を制御し、制御さ
れた雰囲気で保持箱３６を換気する。本実施例では環境
制御手段４５は１５０°Ｃの乾燥窒素で保持箱３６を換
気する。この環境はＬＢＯ（リチウム・ボーレート）を
正常に且つ長期間作動させるために適当な雰囲気と温度
である。
【００２４】第２の保持箱５６は耐熱性材料で形成さ
れ、ほぼ直方体の形状をなしている。光軸３２方向の両
面には光路を閉じないように透過窓５７、５８が形成さ
れ、透過窓５７、５８にはシリカガラス板５９、６０が
嵌設されている。透過窓５７、５８を避ける位置に１対
の支持台６１が設けられ、１対の支持台６１の間に第２
の非線形光学結晶３５が支持されている。又透過窓５
７、５８及び支持台６１を避ける位置に換気孔６３が設
けられ、管６４を介して環境制御手段６５に通じてい
る。環境制御手段６５は雰囲気と温度を制御し、制御さ
れた雰囲気で保持箱５６を換気する。本実施例では環境
制御手段６５は１４０°Ｃの乾燥アルゴンガスで保持箱
３６を換気する。この環境はＣＬＢＯ（セシウム・リチ
ウム・ボーレート）を正常に且つ長期間作動させるため
に適当な雰囲気と温度である。
れ、ほぼ直方体の形状をなしている。光軸３２方向の両
面には光路を閉じないように透過窓５７、５８が形成さ
れ、透過窓５７、５８にはシリカガラス板５９、６０が
嵌設されている。透過窓５７、５８を避ける位置に１対
の支持台６１が設けられ、１対の支持台６１の間に第２
の非線形光学結晶３５が支持されている。又透過窓５
７、５８及び支持台６１を避ける位置に換気孔６３が設
けられ、管６４を介して環境制御手段６５に通じてい
る。環境制御手段６５は雰囲気と温度を制御し、制御さ
れた雰囲気で保持箱５６を換気する。本実施例では環境
制御手段６５は１４０°Ｃの乾燥アルゴンガスで保持箱
３６を換気する。この環境はＣＬＢＯ（セシウム・リチ
ウム・ボーレート）を正常に且つ長期間作動させるため
に適当な雰囲気と温度である。
【００２５】次に光の進行について説明する。レーザ発
振器１３から放射された波長１０６４ｎｍのレーザ光Ｌ
１は第１の保持箱３６に形成された透過窓３７に嵌設さ
れたシリカガラス板３９を透過して第１の非線形光学結
晶３４に入射し波長５３２ｎｍの高調波光Ｌ２に変換さ
れる。次いで高調波光Ｌ２は透過窓３８に嵌設されたシ
リカガラス板４０を透過し第１の保持箱３６から射出さ
れる。第１の保持箱３６は温度１５０°Ｃの乾燥窒素で
換気されており、第１の非線形光学結晶３４はフェーズ
マッチングのために温度制御が行われると共に、劣化す
ることなく長期間にわたって正常に作動し、レーザ光Ｌ
１は効率よく且つ安定して高調波光Ｌ２に変換される。
振器１３から放射された波長１０６４ｎｍのレーザ光Ｌ
１は第１の保持箱３６に形成された透過窓３７に嵌設さ
れたシリカガラス板３９を透過して第１の非線形光学結
晶３４に入射し波長５３２ｎｍの高調波光Ｌ２に変換さ
れる。次いで高調波光Ｌ２は透過窓３８に嵌設されたシ
リカガラス板４０を透過し第１の保持箱３６から射出さ
れる。第１の保持箱３６は温度１５０°Ｃの乾燥窒素で
換気されており、第１の非線形光学結晶３４はフェーズ
マッチングのために温度制御が行われると共に、劣化す
ることなく長期間にわたって正常に作動し、レーザ光Ｌ
１は効率よく且つ安定して高調波光Ｌ２に変換される。
【００２６】次に高調波光Ｌ２は第２の保持箱５６に形
成された透過窓５７に嵌設されたシリカガラス板５９を
透過して第２の非線形光学結晶３５に入射し波長２６６
ｎｍの高調波光Ｌ３に変換される。次いで高調波光Ｌ３
は透過窓５８に嵌設されたシリカガラス板６０を透過し
第２の保持箱５６から射出される。第２の保持箱５６は
温度１４０°Ｃの乾燥窒素で換気されており、長時間使
用しても、第２の非線形光学結晶３４は変質防止の温度
制御が行われ、劣化することなく長期間にわたって正常
に作動し、高調波光Ｌ２は効率よく且つ安定して高調波
光Ｌ３に変換される。
成された透過窓５７に嵌設されたシリカガラス板５９を
透過して第２の非線形光学結晶３５に入射し波長２６６
ｎｍの高調波光Ｌ３に変換される。次いで高調波光Ｌ３
は透過窓５８に嵌設されたシリカガラス板６０を透過し
第２の保持箱５６から射出される。第２の保持箱５６は
温度１４０°Ｃの乾燥窒素で換気されており、長時間使
用しても、第２の非線形光学結晶３４は変質防止の温度
制御が行われ、劣化することなく長期間にわたって正常
に作動し、高調波光Ｌ２は効率よく且つ安定して高調波
光Ｌ３に変換される。
【００２７】次に第３の実施例に係るレーザ加工機のレ
ーザシステムを説明する。なお前述した両実施例と同一
又は類似の点の説明は省略する。第３の実施例の構成は
第２の実施例の構成と類似しており、第１の非線形光学
結晶及び第２の非線形光学結晶が共にＣＬＢＯ（セシウ
ム・リチウム・ボーレート）である点においてのみ異な
っている。第１の非線形光学結晶を保持する第１の保持
箱の環境及び第２の非線形光学結晶を保持する第２の保
持箱の環境は、ＣＬＢＯ（セシウム・リチウム・ボーレ
ート）を正常に且つ長期間作動させるために適当な雰囲
気と温度である、温度１４０°Ｃの乾燥アルゴンガスに
保持されている。
ーザシステムを説明する。なお前述した両実施例と同一
又は類似の点の説明は省略する。第３の実施例の構成は
第２の実施例の構成と類似しており、第１の非線形光学
結晶及び第２の非線形光学結晶が共にＣＬＢＯ（セシウ
ム・リチウム・ボーレート）である点においてのみ異な
っている。第１の非線形光学結晶を保持する第１の保持
箱の環境及び第２の非線形光学結晶を保持する第２の保
持箱の環境は、ＣＬＢＯ（セシウム・リチウム・ボーレ
ート）を正常に且つ長期間作動させるために適当な雰囲
気と温度である、温度１４０°Ｃの乾燥アルゴンガスに
保持されている。
【００２８】両実施例において、保持箱は短波長の光線
の透過可能な窓が設けられていることが必須の条件であ
るが、形状、材質等は他の公知のものが使用可能である
ことはいうまでもない。又、保持箱の内部の環境を保持
するためには、公知の雰囲気制御又は温度制御の手段を
使用することができるのはいうまでもない。
の透過可能な窓が設けられていることが必須の条件であ
るが、形状、材質等は他の公知のものが使用可能である
ことはいうまでもない。又、保持箱の内部の環境を保持
するためには、公知の雰囲気制御又は温度制御の手段を
使用することができるのはいうまでもない。
【００２９】
【発明の効果】本発明により、レーザから放射されるレ
ーザ光を波長の短かい高調波光に変換するのに光損傷閾
値の高さ、変換効率の大きさ等から有効な非線形光学結
晶が、環境が制御された保持箱に収容されているから、
非線形光学結晶には環境による劣化がない。したがって
レーザ光は効率よく且つ安定して高調波光に変換され、
長期間にわたって正常に作動するレーザシステムが提供
される。併せてこのレーザシステムを搭載するレーザ加
工機は長期間にわたって正常に作動可能である。
ーザ光を波長の短かい高調波光に変換するのに光損傷閾
値の高さ、変換効率の大きさ等から有効な非線形光学結
晶が、環境が制御された保持箱に収容されているから、
非線形光学結晶には環境による劣化がない。したがって
レーザ光は効率よく且つ安定して高調波光に変換され、
長期間にわたって正常に作動するレーザシステムが提供
される。併せてこのレーザシステムを搭載するレーザ加
工機は長期間にわたって正常に作動可能である。
【図１】本発明の一実施例に係るレーザ加工機の概念図
である。
である。
【図２】本発明の一実施例に係るレーザシステムの断面
図である。
図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係るレーザシステムの
断面図である。
断面図である。
【図４】従来のレーザ加工機の概念図である。
１、１１、３１・・・レーザシステム、２・・・レーザ
ロッド、３、１４、３４・・・第１の非線形光学結晶、
４、１５、３５・・・第２の非線形光学結晶、１３、３
３・・・レーザ発振器、１６・・・保持箱、２５、４
５、６５・・・環境制御手段、２６・・・電熱器、３６
・・・第１の保持箱、５６・・・第２の保持箱、
ロッド、３、１４、３４・・・第１の非線形光学結晶、
４、１５、３５・・・第２の非線形光学結晶、１３、３
３・・・レーザ発振器、１６・・・保持箱、２５、４
５、６５・・・環境制御手段、２６・・・電熱器、３６
・・・第１の保持箱、５６・・・第２の保持箱、
Claims (7)
- 【請求項１】固体パルスレーザ、第一の非線形光学結
晶、及び第二の非線形光学結晶を具備し、前記固体パル
スレーザから放射される放射光を前記第一の非線形光学
結晶により第二次高調波光に変換し、及び前記第二次高
調波光を前記第二の非線形光学結晶により第四次高調波
光に変換するレーザシステムにおいて、 前記第一の非線形光学結晶及び前記第二の非線形光学結
晶を収容して所定の環境に保持する保持箱が設けられた
ことを特徴とするレーザシステム。 - 【請求項２】固体パルスレーザ、第一の非線形光学結
晶、及び第二の非線形光学結晶を具備し、前記固体パル
スレーザから放射される放射光を前記第一の非線形光学
結晶により第二次高調波光に変換し、及び前記第二次高
調波光を前記第二の非線形光学結晶により第四次高調波
光に変換するレーザシステムにおいて、 前記第一の非線形光学結晶を収容して第一の環境に保持
する第一の保持箱と、前記第二の非線形光学結晶を収容
して第二の環境に保持する第二の保持箱とが設けられ、
前記第一の環境と前記第二の環境とが互いにほぼ同一で
あることを特徴とするレーザシステム。 - 【請求項３】前記第二の非線形光学結晶がＣＬＢＯであ
ることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザシス
テム。 - 【請求項４】前記第一の非線形光学結晶及び前記第二の
非線形光学結晶が共にＣＬＢＯであることを特徴とする
請求項１又は２に記載のレーザシステム。 - 【請求項５】前記所定の環境は、温度が１２０°Ｃ乃至
１８０°Ｃであることを特徴とする請求項１に記載のレ
ーザシステム。 - 【請求項６】前記第一の環境及び前記第二の環境は、温
度がそれぞれ１２０°Ｃ乃至１８０°Ｃであることを特
徴とする請求項２に記載のレーザシステム。 - 【請求項７】二種類以上の互いに異なる材質の層が重畳
して形成する積層材を加工するレーザ加工機において、 請求項１、２、３、４、５又は６に記載のレーザシステ
ムを搭載することを特徴とするレーザ加工機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9299607A JPH11119272A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | レーザシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9299607A JPH11119272A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | レーザシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11119272A true JPH11119272A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17874831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9299607A Pending JPH11119272A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | レーザシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11119272A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001079929A1 (fr) * | 2000-04-19 | 2001-10-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Convertisseur de longueur d'onde de laser |
| WO2002048787A1 (fr) * | 2000-12-14 | 2002-06-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Procede et appareil de transformation de longueur d'onde, et dispositif laser et dispositif d'usinage laser a longueur d'onde transformee |
| WO2002048786A1 (fr) * | 2000-12-14 | 2002-06-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Procede de conversion de longueur d'onde, dispositif de conversion de longueur d'onde et machine a faisceau laser |
| CN1332262C (zh) * | 2003-05-26 | 2007-08-15 | 三菱电机株式会社 | 波长转换方法、波长转换激光器以及激光束机械加工设备 |
-
1997
- 1997-10-17 JP JP9299607A patent/JPH11119272A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001079929A1 (fr) * | 2000-04-19 | 2001-10-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Convertisseur de longueur d'onde de laser |
| US6744547B2 (en) | 2000-04-19 | 2004-06-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Laser wavelength converter |
| WO2002048787A1 (fr) * | 2000-12-14 | 2002-06-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Procede et appareil de transformation de longueur d'onde, et dispositif laser et dispositif d'usinage laser a longueur d'onde transformee |
| WO2002048786A1 (fr) * | 2000-12-14 | 2002-06-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Procede de conversion de longueur d'onde, dispositif de conversion de longueur d'onde et machine a faisceau laser |
| US7142354B2 (en) | 2000-12-14 | 2006-11-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Wavelength conversion method, wavelength conversion device, and laser beam machine |
| DE10195608B4 (de) * | 2000-12-14 | 2008-08-07 | Mitsubishi Denki K.K. | Wellenlängenumwandlungsverfahren, Wellenlängenumwandlungsvorrichtung und Laser-Bearbeitungsvorrichtung |
| CN1332262C (zh) * | 2003-05-26 | 2007-08-15 | 三菱电机株式会社 | 波长转换方法、波长转换激光器以及激光束机械加工设备 |
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