JPH11150316A - 固体レーザ発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 励起ランプの交換が容易にできる固体レーザ
発振器の提供。 【解決手段】 側面に開口部９を有する筐体７を設け、
該開口部に着脱可能に蓋部材１１を設け、該蓋部材で密
閉された筐体内に一対の反射鏡１９（ａ，ｂ）を合わせ
て集光反射鏡を形成し、該集光反射鏡内にレーザロッド
３と励起ランプ５とを配設してなる固体レーザ発振器１
において、前記蓋部材の内側に前記集光反射鏡の一方１
９ｂを設け、該一方の集光反射鏡の両端部に水平方向に
貫通する励起ランプ装着穴２６を備えた電極保持部材２
５を設け、該電極保持部材を貫通して前記励起ランプを
前記一方の集光反射鏡１９ｂ内に着脱可能に装着したこ
とを特徴とする固体レーザ発振器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は固体レーザ発振器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来の固体レーザ発振器のレー
ザ媒質を励起する部分の構造を示したものである。な
お、図４ではレーザ媒質の両端に配置して光共振器を構
成する反射鏡は図示省略してある。

【０００３】図４を参照するに、固体レーザ発振器１０
０ａのレーザ媒質励起部は、上部が開放した筐体１０１
の内部にロッド形の固体レーザ媒質１０３を水平に設
け、この固体レーザ媒質１０３を励起する管状の光源１
０５ａを近接した位置に平行に配置した構成となってい
る。

【０００４】前記固体レーザ媒質１０３の両端部は、筐
体１０１の側壁に支持された中空のロッドホルダ１０７
に支持してあり、このロッドホルダ１０７はフランジ１
０８を介して筐体１０１に水密に固定してある。

【０００５】前記固体レーザ媒質１０３の周囲には、固
体レーザ媒質１０３を冷却するためのロッド用ガラス管
１０９が同軸に配置してある。そして、ガラス管１０９
の内部には、ロッドの周囲を冷却するための冷却水が、
図示されない冷却水供給装置から給水されるようになっ
ている。

【０００６】前記管状の光源１０５ａの両端部の電極１
１１は、前記筐体１０１の内部に立設したランプ支持体
１１３の上端に設けた電極１１５に着脱可能に設けてあ
る。そして、この電極１１５に光源１０５ａを駆動する
電源１２１が接続してある。

【０００７】前記管状の光源１０５ａの周囲には、管状
の光源１０５ａを冷却するためのランプ用ガラス管１１
７が同軸に配置してあり、そして、ガラス管１１７の内
部には、管状の光源１０５ａの周囲を冷却するための冷
却水が、図示されない前記冷却水供給装置から給水され
るようになっている。

【０００８】前記固体レーザ媒質１０３と管状の光源１
０５ａの周囲には、管状の光源１０５ａからの光を反射
させると共に固体レーザ媒質１０３集光させるための上
下一対の集光器１１９（ａ，ｂ）が設けてある。

【０００９】前記筐体１０１には、レーザ媒質励起部へ
外部からの塵埃の侵入、あるいは、内部からの光の漏洩
を防ぐための蓋部材１２３が着脱可能に設けてある。

【００１０】なお、前記固体レーザ媒質１０３には、Ｎ
ｄ−ＹＡＧ（ネオジウムドープ・イットリウム・アルミ
ニウム・ガーネット）の結晶をロッド状にしたものなど
が用いられ、光源１０５ａには、フラッシュランプまた
はアークランプなどが用いられる。

【００１１】上記の如き従来の固体レーザ発振器１００
ａにおいて、固体レーザ媒質１０３を励起光源１０５ａ
によって励起することにより、レーザ発振が生じてレー
ザ光が出力されるようになっている。

【００１２】図５に示す固体レーザ発振器１００ｂは、
前記固体レーザ発振器１００ａにおける管状光源１０５
ａの筐体１０１への取付け方を若干変更した例である。

【００１３】なお、光源の筐体への取付け方を変更した
ほかは同様な構成であるので、同一部品には同一符号を
付して説明を省略する。

【００１４】固体レーザ発振器１００ｂにおいて、管状
の光源１０５ｂの両端部は、筐体１０１の側壁を貫通し
て外部まで延伸させてある。そして、管状の光源１０５
ｂはフランジ１１２により筐体１０１の側壁に着脱可能
に取付けてある。筐体外部に露出した管状の光源１０５
ｂの両端部の電極１１５には、光源１０５ｂを駆動する
電源１２１が接続してある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】前記固体レーザ発振器
１００ａにおいて、光源１０５ａを交換する場合には、
「（１）蓋部材１２３を開ける。（２）集光器１１９ａ
を外す。（３）光源１０５ａを電極１１５から取り外
す。（４）ガラス管１１７から光源１０５ａを引き抜
く。（５）新たな光源１０５ａをガラス管１１７に挿入
する。（６）光源１０５ａをガラス管１１７と共に電極
１１５に取付ける。（７）集光器１１９を装着する。
（８）蓋部材１２３を取付ける。」という８工程もの垂
直方向の複雑な動作が必要であるという問題がある。ま
た、交換作業のときに外した部品を載置しておくための
スペースも必要である。

【００１６】上述の光源１０５ａの交換は、集光器１１
９を完全に開放した状態で行うので、外部から塵埃が侵
入し集光器に付着する危険性が大きい。集光器の表面に
塵埃が付着すると、付着した汚れが強力な光源によって
焼き付き、集光器の反射能力が低下してレーザ出力低下
の原因ともなる。

【００１７】固体レーザ発振器は、レーザ光線が目に入
るのを避けるために、通常、目の高さより高い位置に設
置されるので、前述の交換作業は非常に困難な作業であ
ると言えるものなのである。

【００１８】前記固体レーザ発振器１００ｂにおける光
源の交換作業では、「（１）電極１１５を光源１０５ｂ
から外す。（２）フランジ１１２を筐体１０１から取り
外す。（３）筐体１０１から光源１０５ｂを引き抜く。
（４）新たな光源１０５ｂを筐体１０１に挿入する。
（５）フランジ１１２を筐体１０１に取付ける。（６）
光源１０５ｂを電極１１５に取付ける。」という６工程
もの動作が必要である。

【００１９】上述の交換作業時においては、筐体のどち
らかの側に管状の光源１０５ｂと同等の長さ以上の空間
が必要となる。

【００２０】また、固体レーザ発振器１００ｂの構成に
おいては、固体レーザ媒質１０３と管状の光源１０５ｂ
との間の軸間距離がロッドホルダ用のフランジ１０８と
光源１０５ｂ用のフランジ１１２とにより規制される一
定距離だけ離隔して配置しなければならないので、励起
効率が悪化してその分レーザ出力が低下するという問題
もある。

【００２１】さらに、固体レーザ発振器１００ｂの構成
においては、管状の光源１０５ｂにおいて、最も温度の
上昇するランプ電極１１１の部分が冷却水で冷却できな
いので、高電力仕様で使用した場合光源１０５ｂの寿命
が短くなるという問題もある。

【００２２】本発明は上述の如き問題を解決するために
成されたものであり、本発明の課題は、光源の励起ラン
プ交換が容易にできる固体レーザ発振器を提供すること
である。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として、請求項１に記載の固体レーザ発振器は、側面に
開口部を有する筐体を設け、該開口部に着脱可能に蓋部
材を設け、該蓋部材で密閉された筐体内に一対の反射鏡
を合わせて集光反射鏡を形成し、該一方の集光反射鏡内
にレーザロッドと励起ランプとを配設してなる固体レー
ザ発振器において、前記蓋部材の内側に前記集光反射鏡
の一方を設け、該一方の集光反射鏡の両端部に水平方向
に貫通する励起ランプ装着穴を備えた電極保持部材を設
け、該電極保持部材を貫通して前記励起ランプを前記一
方の集光反射鏡内に着脱可能に装着したことを要旨とす
るものである。

【００２４】請求項２に記載の固体レーザ発振器は、請
求項１に記載の固体レーザ発振器において、前記蓋部材
を筐体に対して水平方向に移動可能なスライドレールに
設けたことを要旨とするものである。

【００２５】したがって、請求項１、請求項２に記載の
固体レーザ発振器によれば、筐体から蓋部材を取外せ
ば、蓋部材の内側に設けた集光反射鏡内部から励起ラン
プを水平方向に引抜いて取出すことができる。

【００２６】請求項２に記載の固体レーザ発振器によれ
ば、蓋部材を筐体に対して水平方向にスライドして適宜
な位置に固定できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
によって説明する。図１〜図３は本発明に係わる固体レ
ーザ発振器１のレーザ媒質を励起する部分の構造を示し
たものでを示した図であり、図１は正面図、図２は左側
面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図で
ある。なお、図１〜図３において示した固体レーザ発振
器１において、レーザ媒質の両側の適宜な位置に配置し
て光共振器を構成する反射鏡は本発明の要部に関係しな
いので図示省略してある。

【００２８】固体レーザ発振器１は、レーザロッド３
と、このレーザロッド３を励起するための励起ランプ５
を有している。

【００２９】前記レーザロッド３には、例えば、Ｎｄ−
ＹＡＧ（ネオジウムドープ・イットリウム・アルミニウ
ム・ガーネット）などの固体のレーザ媒質などを用い、
励起ランプ５には、直管状のフラッシュランプまたはア
ークランプが使用される。

【００３０】前記固体レーザ発振器１は、レーザロッド
３と励起ランプ５とを内部に収容する長方形の筐体７を
備えている。この筐体７の正面側部（図２において右
側）には、開口部９が設けてあり、この開口部９に蓋部
材１１が着脱可能に設けてある。

【００３１】前記レーザロッド３の両端部には中空管状
のロッドホルダ１３がそれぞれ取付けてある。このレー
ザロッド３の両端のロッドホルダ１３を、筐体７の長手
方向の両側壁に設けたレーザロッド取付け穴を筐体７の
内側から外部に挿通し、ロッドホルダ１３の端部に嵌合
させたフランジ部材１５を介して筐体７に水密に装着し
てある。

【００３２】前記レーザロッド３の周囲にはレーザロッ
ドを冷却するためのガラス管１７が同軸に設けてある。
このガラス管１７の内部にはレーザロッドを周囲から冷
却する冷却水が冷却水供給装置（図示省略）から通水さ
れる様に設けてある。さらに、このガラス管１７の周囲
には、励起ランプ５からの光をレーザロッド３に導く集
光反射鏡１９ａが配設してある。この集光反射鏡１９ａ
は後述の集光反射鏡１９ｂと一対となって集光反射鏡を
形成するものである。

【００３３】なお、集光反射鏡１９（ａ，ｂ）の反射面
には金メッキを施した金属もしくはセラミックスなどを
用いるのが望ましい。

【００３４】前記蓋部材１１は、筐体７の左右に水平に
設けたスライドレール２１の端部に一体的に固定してあ
る。また、スライドレール２１は、筐体７に設けた一対
のスライドレール案内部材２３に、図示する移動方向３
９（図２の左右方向）に一定距離だけ引き出し自在に設
けてあり、蓋部材１１が筐体７から一定距離進出した励
起ランプ交換位置においてピン２４で固定することがで
きる。

【００３５】前記蓋部材１１の内側には、励起ランプ５
の光を前記レーザロッド３の方に反射する集光反射鏡１
９ｂが固定してある。また、この集光反射鏡１９ｂの長
手方向の両端部には電極保持部材２５が前記蓋部材１１
に固定してある。そして、この電極保持部材２５には、
励起ランプ５を水平方向に挿通自在な励起ランプ装着穴
２６が設けてある。

【００３６】前記電極保持部材２５には、励起ランプ５
のランプ電極２７に差込むソケット電極２９が着脱可能
に設けてある。そして、このソケット電極２９は蓋部材
１１に設けた端子３１に導線３２を介して接続してあ
り、この端子３１は励起ランプ駆動用の電源３３に導線
３４を介して接続してある。

【００３７】前記励起ランプ５の外周には励起ランプ５
を冷却するためのガラス管３５が同軸に設けてある。ま
た、ガラス管３５の内部には励起ランプを周囲から冷却
する冷却水が前記冷却水供給装置（図示省略）から通水
される様に設けてある。

【００３８】なお、前記集光反射鏡１９ａは右方に開い
た開口部３７ａを有し、集光反射鏡１９ｂには開口部３
７ａにぴったり一致する左方に開いた開口部３７ｂを設
けてある。

【００３９】また、前記ソケット電極２９の内部には、
マルチバンドと呼ばれるバネ材が挿入してあり、これを
介してランプ電極２７とソケット電極２９を電気的に接
触させ、かつ適宜な摩擦抵抗をもって固定してあるの
で、励起ランプ５を、あまり抵抗なく移動させることが
できる。これにより、熱膨張による励起ランプの破損を
回避できる様になっている。

【００４０】上記構成の固体レーザ発振器において、発
振器を作動させるには、励起ランプ５をソケット電極２
９に装着し、蓋部材１１を筐体７に当接するまで左方に
移動させ（図２または図３）て蓋部材１１を筐体７に固
定する。

【００４１】上記状態において、前記集光反射鏡１９ａ
の開口部３７ａと、集光反射鏡１９ｂの開口部３７ｂと
は密接して一体的な集光反射鏡が形成され、励起ランプ
５を点灯してレーザロッドを励起すれば光共振器（図示
省略）間においてレーザ発振が行われる。

【００４２】励起ランプを交換する場合は以下の手順で
実施する。

【００４３】（１）蓋部材１１を筐体７から水平方向に
引き出して交換位置においてピン２４で固定する。
（２）励起ランプ５をソケット電極２９と共に電極保持
部材２５から長手方向に引き抜く。（３）新しい励起ラ
ンプ５をソケット電極２９と共に電極保持部材２５に挿
入固定する。（４）蓋部材１１を筐体７に固定する。

【００４４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、筐体か
ら蓋部材を取外せば、蓋部材に設けた集光反射鏡を取外
すこと無く、集光反射鏡内部から励起ランプを水平方向
に引抜いて取出すことができるので、励起ランプの交換
を容易にかつ短時間で行うことができる。

【００４５】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明と同様な効果が得られる他に、固体レーザ発振器
が高所に設置された場合でも、蓋部材を筐体に対して水
平方向に移動固定できるので、励起ランプの交換を安全
に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる固体レーザ発振器の正面図。

【図２】図１の左側面図で蓋部材が開放された状態を示
す。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。

【図４】従来の固体レーザ発振器のレーザ媒質を励起す
る部分の構造図で、図４（ａ）は固体レーザ発振器１０
０ａの平面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は側面
図である。

【図５】図４の従来の固体レーザ発振器の変更例で、図
５（ａ）は固体レーザ発振器１００ｂの平面図、図５
（ｂ）は正面図、図５（ｃ）は側面図である。

【符号の説明】

１ 固体レーザ発振器 ３ レーザロッド ５ 励起ランプ ７ 筐体 ９ 開口部 １１ 蓋部材 １３ ロッドホルダ １５ フランジ部材 １７、３５ ガラス管 １９ａ、１９ｂ 集光反射鏡 ２１ スライドレール ２３ スライドレール案内部材 ２４ ピン ２５ 電極保持部材 ２６ 励起ランプ装着穴 ２７ ランプ電極 ２９ ソケット電極 ３１ 端子 ３２、３４ 導線 ３３ 電源 ３７ａ、３７ｂ 開口部 ３９ 移動方向

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側面に開口部を有する筐体を設け、該開
   口部に着脱可能に蓋部材を設け、該蓋部材で密閉された
   筐体内に一対の反射鏡を合わせて集光反射鏡を形成し、
   該集光反射鏡内にレーザロッドと励起ランプとを配設し
   てなる固体レーザ発振器において、前記蓋部材の内側に
   前記集光反射鏡の一方を設け、該一方の集光反射鏡の両
   端部に水平方向に貫通する励起ランプ装着穴を備えた電
   極保持部材を設け、該電極保持部材を貫通して前記励起
   ランプを前記一方の集光反射鏡内に着脱可能に装着した
   ことを特徴とする固体レーザ発振器。
2. 【請求項２】 前記蓋部材を筐体に対して水平方向に移
   動固定可能なスライドレールに設けたことを特徴とする
   請求項１に記載の固体レーザ発振器。