JPH1152259A - Laser beam absorption structure and attenuator using the same - Google Patents

Laser beam absorption structure and attenuator using the same

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JPH1152259A
JPH1152259A JP9210561A JP21056197A JPH1152259A JP H1152259 A JPH1152259 A JP H1152259A JP 9210561 A JP9210561 A JP 9210561A JP 21056197 A JP21056197 A JP 21056197A JP H1152259 A JPH1152259 A JP H1152259A
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JP
Japan
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carbon
light
laser beam
light absorber
laser light
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Application number
JP9210561A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Yamakawa
考一 山川
Michihiro Odaka
通宏 小高
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SHIN SEIKI KK
Original Assignee
SHIN SEIKI KK
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avert the trouble which occurs when a light absorber consisting of a carbon based material is directly irradiated with a high-energy laser beam, more specifically, the splashing of the carbon based material on the surface of the light absorber and the function hindrance of the light absorption effect and contamination of a peripheral atmosphere occurring therewith. SOLUTION: This laser beam absorption structure has the carbon based light absorber 1 which comprise the carbon based material and has the surface state for obtaining a laser beam absorption function and a translucent buffer member (fused quartz glass plate material) 2 which is disposed on the front surface side of this carbon based light absorber 1 and has a laser beam transmission characteristic and a laser beam impact buffer characteristic. The structure has also a translucent coating member (SiC) which coats the front surface side of the carbon based light absorber, has at least the laser beam transmission characteristic and executes the action to prevent the splashing of the carbon based material in place of the translucent buffer member 2. In addition, the laser beam absorption structure is applied to an attenuator.

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、レーザ光吸収構造及び
これを用いたアッテネータに係り、詳しくは、炭素系材
料でなる光吸収体に直接的にレーザ光が照射される場合
に生じる弊害を回避するための技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser light absorbing structure and an attenuator using the same, and more particularly, to a problem that occurs when a light absorber made of a carbon-based material is directly irradiated with laser light. Regarding techniques to avoid.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、レーザ光を使用して光学実験等
を行うに際しては、光学素子等を用いてレーザ光に対し
適切な特性変換を付与する時に、その光学素子等により
反射されるなどして本来の目的を逸脱した方向に照射さ
れる不要な光が生成される場合がある。この不要な光
は、他の光学素子等に入射したり或いは周辺環境に悪影
響を与えるなどして好適な光学実験作業等を阻害する要
因となる。
2. Description of the Related Art Generally, when an optical experiment or the like is performed using a laser beam, the laser beam is reflected by the optical device when an appropriate characteristic conversion is given to the laser beam using the optical device or the like. In some cases, unnecessary light that is emitted in a direction deviating from the original purpose may be generated. The unnecessary light is incident on other optical elements or the like, or adversely affects the surrounding environment, and is a factor that hinders a suitable optical experiment operation or the like.

【0003】このような事態に対処するために、この種
の光学系には、上記不要な光の通過経路途中に、レーザ
光吸収特性を備えた光吸収体が配備されるのが通例であ
る。この光吸収体の具体例としては、炭素系の固化物な
いし焼結体の表面部を、レーザ光吸収機能を得るための
所定の状態に成形したものが存在する。そして、この種
の固化物の表面部で上記不要な光が吸収されることによ
り、当該光の進行がその位置で阻止され、他の光学素子
や周辺環境等に対する悪影響が回避される。
In order to cope with such a situation, a light absorber having a laser light absorption characteristic is generally provided in the optical system of this type in the middle of the unnecessary light passage. . As a specific example of the light absorber, there is a carbon-based solidified or sintered body in which a surface portion is formed into a predetermined state for obtaining a laser light absorbing function. The unnecessary light is absorbed by the surface of the solidified material of this kind, so that the light is prevented from traveling at that position, and adverse effects on other optical elements and the surrounding environment are avoided.

【0004】一方、光学実験等を行う際には、光源から
照射されたレーザ光を、その光路の途中において受光側
の要求特性に変換する必要性が生じる場合がある。この
ような光特性変換手段の一例として、光強度を減衰させ
る目的をもって光路の途中にアッテネータを配設するこ
とがある。そして、この光強度減衰用のアッテネータ
は、大別すると、その減衰量が一定値に維持される固定
型のものと、減衰量を変化させることが可能な可変型の
ものとに区分される。
On the other hand, when conducting an optical experiment or the like, it may be necessary to convert a laser beam emitted from a light source into required characteristics on the light receiving side in the middle of the optical path. As an example of such light characteristic conversion means, there is a case where an attenuator is provided in the optical path for the purpose of attenuating light intensity. The attenuators for attenuating light intensity are roughly classified into a fixed type in which the attenuation is maintained at a constant value and a variable type in which the attenuation can be changed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年におい
ては、その使用目的の変遷や要求水準の変遷に伴って、
レーザ光の高エネルギー化が推進されているのが実情で
ある。この場合において、上記例示した炭素系材料でな
る光吸収体は、比較的低エネルギーのレーザ光に対して
はその効果を発揮し得ることが期待できるが、高エネル
ギーのレーザ光に対しては、その光吸収機能が阻害され
るという問題を有している。
By the way, in recent years, with the transition of the purpose of use and the transition of the required level,
The fact is that higher energy of laser light is being promoted. In this case, the light absorber made of the carbon-based material exemplified above can be expected to exhibit its effect with respect to a relatively low-energy laser beam, but with respect to a high-energy laser beam, There is a problem that the light absorption function is hindered.

【0006】この問題について詳述すると、高エネルギ
ーのレーザ光が上記炭素系材料でなる光吸収体の表面に
照射された場合には、そのレーザ光の衝撃波成分が大き
いため或いはレーザ光照射に伴う温度上昇を原因とする
熱応力が大きいために、光吸収体の表面の炭素系粒子が
吹き飛んで飛散するという事態を招く。そして、これに
起因して、周辺雰囲気が汚染されるばかりでなく、その
表面部分が浸食された状態になるため、炭素系光吸収体
の表面状態が、当初の光吸収機能を確保し得る状態から
不測の状態に変形してしまうことになり、その本来の機
能を発揮できなくなる。この結果、炭素系光吸収体の耐
久性が問題になるばかりでなく、当該光吸収体に対して
照射された光は、その表面で乱反射するなどして良好な
光学実験作業等を阻害する要因となる。
The problem will be described in detail. When high-energy laser light is irradiated on the surface of the light absorber made of the carbon-based material, the shock wave component of the laser light is large or the laser light is irradiated. Since the thermal stress caused by the temperature rise is large, the carbon-based particles on the surface of the light absorber are blown off and scattered. This causes not only the surrounding atmosphere to be contaminated, but also the surface portion to be eroded, so that the surface condition of the carbon-based light absorber can secure the original light absorption function. From an unexpected state, and the original function cannot be exhibited. As a result, not only does the durability of the carbon-based light absorber become a problem, but the light radiated to the light absorber is irregularly reflected on its surface, and is a factor that hinders good optical experiment work and the like. Becomes

【0007】また、このような問題は、上記例示した固
定型及び可動型のいずれのアッテネータについても、高
エネルギーのレーザ光が使用される場合には、その光減
衰作用を行う光学素子の周辺において顕著に生じる問題
である。
Further, such a problem is caused in both the fixed type and the movable type attenuators exemplified above, when high-energy laser light is used, in the vicinity of the optical element which performs the light attenuating action. This is a prominent problem.

【0008】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、炭素系材料でなる光吸収体に直接的に高エネル
ギーレーザ光が照射される場合に生じる弊害、具体的に
は光吸収体の表面の炭素系材料の飛散及びこれに起因す
る光吸収作用の機能阻害や周辺雰囲気の汚染を回避する
ことを技術的課題とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has an adverse effect when a light absorber made of a carbon-based material is directly irradiated with a high-energy laser beam. It is an object of the present invention to avoid the scattering of the carbon-based material on the surface of the surface and the resulting impairment of the function of absorbing light and the contamination of the surrounding atmosphere.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ光吸
収構造及びこれを用いたアッテネータは、上記技術的課
題を達成するため、以下に示すように構成したことを特
徴とする。
Means for Solving the Problems A laser light absorbing structure and an attenuator using the same according to the present invention have the following features in order to achieve the above technical object.

【0010】即ち、請求項1に記載したレーザ光吸収構
造に係る発明は、炭素系材料で構成されてレーザ光吸収
機能を得るための表面状態を有する炭素系光吸収体と、
該炭素系光吸収体の表面側に配設されて少なくともレー
ザ光透過特性並びにレーザ光衝撃緩和特性を有する透光
緩衝部材とを具備したものである。
In other words, the invention according to the first aspect of the present invention relates to a carbon-based light absorber composed of a carbon-based material and having a surface state for obtaining a laser-beam absorbing function.
A light transmitting buffer member having at least laser light transmission characteristics and laser light shock mitigation characteristics disposed on the surface side of the carbon-based light absorber.

【0011】また、請求項2に記載したレーザ光吸収構
造に係る発明は、上記透光緩衝部材が、溶融石英ガラス
板材で構成されるものである。
In the invention according to a second aspect of the present invention, the light transmitting buffer member is made of a fused silica glass plate.

【0012】一方、請求項3に記載したレーザ光吸収構
造に係る発明は、炭素系材料で構成されてレーザ光吸収
機能を得るための表面状態を有する炭素系光吸収体と、
該炭素系光吸収体の表面側に被覆されて少なくともレー
ザ光透過特性を有し且つ炭素系材料飛散防止作用を行う
透光被覆部材とを具備したものである。
[0013] On the other hand, the invention according to claim 3 relates to a carbon-based light absorber composed of a carbon-based material and having a surface state for obtaining a laser light absorbing function.
A light-transmitting coating member that is coated on the surface side of the carbon-based light absorber and has at least a laser light transmission property and performs a carbon-based material scattering prevention action.

【0013】また、請求項4に記載したレーザ光吸収構
造に係る発明は、上記透光被覆部材が、SiCで構成さ
れ且つ炭素系光吸収体の表面に密着してコーティングさ
れたものである。
Further, in the invention according to a fourth aspect of the present invention, the light-transmitting coating member is made of SiC and is coated on the surface of the carbon-based light absorber in close contact.

【0014】更に、請求項5に記載したレーザ光吸収構
造に係る発明は、上記炭素系光吸収体の表面部の断面形
状が、頂角が所定角度の三角形を連続状に並設してなる
波形を呈しているものである。
Further, in the invention according to the fifth aspect of the present invention, the cross-sectional shape of the surface portion of the carbon-based light absorber is such that triangles having a predetermined vertical angle are continuously arranged in a row. It has a waveform.

【0015】加えて、請求項6に記載したアッテネータ
に係る発明は、上記請求項1、2、3、4または5に記
載のレーザ光吸収構造を、その吸収機能を要する箇所に
配備したものである。
In addition, the invention according to a sixth aspect of the invention provides the attenuator in which the laser light absorbing structure according to the first, second, third, fourth or fifth aspect is disposed at a place where the absorption function is required. is there.

【0016】[0016]

【発明の作用及び効果】上記請求項1に記載した発明に
よると、炭素系光吸収体の表面を指向して照射された高
エネルギーのレーザ光は、当該炭素系光吸収体の表面側
に配設されている透光緩衝部材に到達する。この場合に
おいて、上記透光緩衝部材はレーザ光透過特性を有して
いるため、レーザ光はこの透光緩衝部材を透過して炭素
系光吸収体の表面に至る。尚、レーザ光が透光緩衝部材
を透過する際には、反射光が発生しないように或いはそ
の反射光が可及的低減されるように、レーザ光の透光緩
衝部材に対する入射角は90°もしくは略90°になる
ように設定しておくことが好ましい。加えて、上記透光
緩衝部材はレーザ光衝撃緩和特性を有しているため、大
きな衝撃波成分を有する高エネルギーのレーザ光は、当
該透光緩衝部材を透過することによりその衝撃波成分を
低減されされた後、上記炭素系光吸収体の表面に至る。
According to the first aspect of the present invention, the high-energy laser light irradiated to the surface of the carbon-based light absorber is directed to the surface of the carbon-based light absorber. The light reaches the light transmitting buffer member provided. In this case, since the light transmitting buffer member has a laser light transmitting characteristic, the laser light passes through the light transmitting buffer member and reaches the surface of the carbon-based light absorber. When the laser light passes through the light transmitting buffer member, the incident angle of the laser light to the light transmitting buffer member is 90 ° so that reflected light is not generated or the reflected light is reduced as much as possible. Alternatively, it is preferable to set the angle to approximately 90 °. In addition, since the light transmitting buffer member has laser light shock mitigation characteristics, high energy laser light having a large shock wave component is reduced in its shock wave component by transmitting through the light transmitting buffer member. After that, it reaches the surface of the carbon-based light absorber.

【0017】この場合において、上記炭素系光吸収体の
表面はレーザ光吸収機能を得るための状態に成形されて
いるため、その表面に至ったレーザ光は、当該吸収機能
に起因して炭素系光吸収体によって適切に吸収される。
そして、このレーザ光は上記の如く衝撃波成分が低減さ
れているので、炭素系光吸収体の表面部分から炭素系粒
子を吹き飛ばして飛散させることはなく、従って当該表
面部分が浸食されるという事態も生じ得ない。このた
め、炭素系光吸収体の表面状態は、当初のレーザ光吸収
機能を得るための状態を維持できることになり、その本
来の機能を持続して発揮することが可能になる。この結
果、炭素系光吸収体に対して照射されたレーザ光がその
表面で乱反射するなどして良好な光学実験作業等が阻害
されるという不具合が回避されることになる。
In this case, since the surface of the carbon-based light absorber is formed in a state for obtaining a laser light absorbing function, the laser light reaching the surface absorbs the carbon-based light absorber due to the absorption function. Appropriately absorbed by the light absorber.
Since the laser light has a reduced shock wave component as described above, the carbon-based particles do not blow off from the surface portion of the carbon-based light absorber and are not scattered, so that the surface portion may be eroded. Cannot occur. For this reason, the surface state of the carbon-based light absorber can maintain the state for obtaining the initial laser light absorption function, and the original function can be continuously exhibited. As a result, it is possible to avoid such a problem that a laser beam applied to the carbon-based light absorber is irregularly reflected on the surface of the carbon-based light absorber, thereby hindering a favorable optical experiment operation.

【0018】尚、請求項2に記載した発明によると、上
述の透光緩衝部材として溶融石英ガラス板材を用いてお
り、この溶融石英ガラス板材は、レーザ光透過特性並び
にレーザ光衝撃緩和特性の両特性を兼ね備えている。従
って、この溶融石英ガラス板材を使用すれば、上記請求
項1に記載した発明の場合と同様の作用効果が得られ
る。また、この溶融石英ガラス板材は、優れた耐熱性を
も有しているので、レーザ光照射に伴って温度上昇が生
じても損傷ないし破損等の不具合を招くおそれはない。
この場合、上記溶融石英ガラス材料と同等の作用効果を
得ることが可能な材料としては、サファイヤガラスやダ
イヤモンド等が挙げられる。
According to a second aspect of the present invention, a fused quartz glass plate is used as the light transmitting buffer member, and the fused quartz glass plate has both laser light transmission characteristics and laser light shock mitigation characteristics. It has characteristics. Therefore, if this fused quartz glass plate is used, the same operation and effect as the case of the invention described in claim 1 can be obtained. Further, since the fused quartz glass plate material also has excellent heat resistance, even if the temperature rises due to the irradiation of the laser beam, there is no possibility of causing trouble such as damage or breakage.
In this case, sapphire glass, diamond, or the like can be used as a material capable of obtaining the same operation and effect as the above fused silica glass material.

【0019】一方、請求項3に記載した発明によると、
炭素系光吸収体の表面を指向して照射された高エネルギ
ーのレーザ光は、透光被覆部材を透過して炭素系光吸収
体の表面に至るが、この透光被覆部材は適切なレーザ光
透過特性を有していることから、当該透過特性に関して
は上記請求項1に記載した発明についての記述内容と同
様のことが言える。
On the other hand, according to the invention described in claim 3,
The high-energy laser light directed toward the surface of the carbon-based light absorber passes through the light-transmitting covering member and reaches the surface of the carbon-based light absorbing member. Because of the transmission characteristics, the same transmission characteristics can be said to be the same as those described in the first aspect of the present invention.

【0020】加えて、上記透光被覆部材は、炭素系光吸
収体の表面側を被覆しており且つ炭素系材料飛散防止作
用を行うものであるため、炭素系光吸収体の表面に高エ
ネルギーのレーザ光が到達することにより炭素系光吸収
体の表面部分に大きな熱応力が発生しても、炭素系光吸
収体の表面部分は透光被覆部材により強固に覆われるこ
とにより表面固化された状態にある。従って、その表面
部分から炭素系粒子が吹き飛んで飛散することはなく、
当該表面部分が浸食されるという事態も生じ得ないた
め、炭素系光吸収体の表面状態は、当初のレーザ光吸収
機能を得るための状態を維持できることになり、適切な
光学実験作業等を行うに際しての弊害が除去されること
になる。
In addition, since the light-transmitting coating member covers the surface side of the carbon-based light absorber and performs an action of preventing scattering of the carbon-based material, the surface of the carbon-based light absorber has high energy. Even if a large thermal stress occurs on the surface of the carbon-based light absorber due to the arrival of the laser light, the surface of the carbon-based light absorber is solidified by being firmly covered by the light-transmitting coating member. In state. Therefore, the carbon particles do not blow off and scatter from the surface,
Since the surface portion cannot be eroded, the surface state of the carbon-based light absorber can maintain the state for obtaining the initial laser light absorption function, and perform appropriate optical experiment work and the like. The adverse effects at the time are eliminated.

【0021】尚、請求項4に記載した発明によると、上
述の透光被覆部材として、SiCで構成され且つ炭素系
光吸収体の表面にコーティングされたものを用いてお
り、このものは、レーザ光透過特性を有しているのみな
らず、強度及び耐熱性に優れており而も炭素系光吸収体
の表面に密着しているため、炭素系材料の飛散防止作用
を好適に行うことが可能である。従って、このSiCに
よるコーティング手段を使用すれば、炭素系粒子飛散防
止に関して上記請求項3に記載した発明の場合と同様の
作用効果が得られる。
According to the fourth aspect of the present invention, as the light-transmitting covering member, a member made of SiC and coated on the surface of a carbon-based light absorber is used. In addition to having light transmission characteristics, it has excellent strength and heat resistance, and is also in close contact with the surface of the carbon-based light absorber, so that it is possible to suitably prevent the scattering of carbon-based materials. It is. Therefore, by using this SiC coating means, the same effect as in the case of the invention described in claim 3 can be obtained with respect to the prevention of carbon-based particle scattering.

【0022】以上のように、上記請求項1及び2に記載
した発明は、炭素系光吸収体の表面部分が高エネルギー
レーザ光の衝撃波成分により浸食されるという事態に対
処するものであるのに対して、上記請求項3及び4に記
載した発明は、炭素系光吸収体の表面部分が高エネルギ
ーレーザ光の照射に伴う熱応力の増大により浸食される
という事態に対処するものである。このように、2種類
の対処策が存在するのは、レーザ光の特性の差異に応じ
て炭素系光吸収体の浸食原因が異なることによるもので
ある。
As described above, the first and second aspects of the present invention address the situation where the surface portion of the carbon-based light absorber is eroded by the shock wave component of the high energy laser light. On the other hand, the inventions described in the third and fourth aspects deal with a situation in which the surface portion of the carbon-based light absorber is eroded due to an increase in thermal stress accompanying irradiation of the high-energy laser light. As described above, the two types of countermeasures exist because the cause of erosion of the carbon-based light absorber differs depending on the difference in the characteristics of the laser beam.

【0023】一方、請求項5に記載した発明は、炭素系
光吸収体の表面部の断面形状を、頂角が所定角度(例え
ば90°以下の角度)の三角形を連続状に並設してなる
波形とすることにより、この炭素系光吸収体の表面部に
対して直角もしくは略直角に入射したレーザ光は、隣接
する上記三角形の対向斜面で反射を複数回にわたって交
互に繰り返すことになる。この場合、幾何学的理由から
その反射光は、上記対向斜面間の谷底に向かって進行し
ていくことになり、例えば上記頂角が30°の場合には
反射が3回行われるまでの間は、反射光がその表面部か
ら入射方向と反対側に向かって出射するという事態は生
じない。従って、炭素系光吸収体の表面部に入射したレ
ーザ光は、その複数回(上記例の場合には3回)の反射
が行われる間に好適に吸収される。
On the other hand, according to the invention described in claim 5, the cross-sectional shape of the surface portion of the carbon-based light absorber is such that triangles whose apex angle is a predetermined angle (for example, an angle of 90 ° or less) are continuously arranged in a row. With such a waveform, the laser beam incident at right angles or substantially at right angles to the surface portion of the carbon-based light absorber is alternately and repeatedly reflected a plurality of times on the opposing inclined surface of the above-mentioned triangle. In this case, the reflected light travels toward the bottom of the valley between the opposed slopes for geometric reasons. For example, when the apex angle is 30 °, the reflected light travels until reflection is performed three times. Does not cause a situation in which reflected light is emitted from the surface toward the side opposite to the incident direction. Therefore, the laser light incident on the surface portion of the carbon-based light absorber is suitably absorbed while being reflected a plurality of times (three times in the above example).

【0024】更に、請求項6に記載した発明は、上述の
請求項1乃至5の発明に係るレーザ光吸収構造を、光強
度減衰作用を行うアッテネータに適用したものであり、
上記レーザ光吸収構造は、アッテネータにおけるその吸
収機能を要する箇所に配備される。具体的には、アッテ
ネータの中の光強度減衰作用を行う光学素子にレーザ光
が照射された際にその光学素子によって反射された不要
なレーザ光を受光し得る箇所に配備されるのである。従
って、この場合には、アッテネータについて、上記と同
様の作用効果が得られる。尚、この場合のアッテネータ
としては、固定型及び可動型のいずれの形式のものであ
っても、上記のレーザ光吸収構造を適用することが可能
である。
Further, the invention described in claim 6 is the one in which the laser light absorbing structure according to any one of claims 1 to 5 is applied to an attenuator that performs a light intensity attenuation function.
The laser light absorbing structure is provided at a portion of the attenuator that requires its absorption function. Specifically, when an optical element in the attenuator, which performs an optical intensity attenuating action, is irradiated with laser light, the optical element is disposed at a position where unnecessary laser light reflected by the optical element can be received. Therefore, in this case, the same operation and effect as described above can be obtained for the attenuator. In this case, the laser light absorbing structure described above can be applied to both a fixed type and a movable type as the attenuator.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明に係るレーザ光吸収構造及びこ
れを用いたアッテネータの実施例を図面に基づいて説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a laser beam absorbing structure according to the present invention and an attenuator using the same will be described below with reference to the drawings.

【0026】図1は、本発明の第1実施例に係るレーザ
光吸収構造を示す一部破断斜視図である。同図に示すよ
うに、このレーザ光吸収構造は、炭素系材料で構成され
た炭素系光吸収体1と、この炭素系光吸収体1の表面側
に配設された透光緩衝部材2と、上記両者を挟持して固
定状態に保持する折曲挟持板3とを備える。この場合、
上記炭素系光吸収体1の最表面と透光緩衝部材2の裏面
との間には、所定の隙間を介在させておくことが好まし
い。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a laser light absorbing structure according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the laser light absorbing structure includes a carbon-based light absorber 1 made of a carbon-based material, and a light-transmitting buffer member 2 disposed on the surface side of the carbon-based light absorber 1. And a bent holding plate 3 for holding the above both in a fixed state. in this case,
It is preferable to provide a predetermined gap between the outermost surface of the carbon-based light absorber 1 and the back surface of the light transmitting buffer member 2.

【0027】上記炭素系光吸収体1は、炭素や炭素繊維
でなる固化物ないし焼結体、或いは炭素系複合材料でな
るC/Cコンポジット(東洋炭素株式会社製)などで構
成されている。この炭素系光吸収体1の表面部の断面形
状は、頂角が所定角度の三角形を連続状に並設してなる
波形を呈するものである。この場合、図2に示すよう
に、例えば上記の頂角Aを30°とすれば、その表面に
対して直角もしくは略直角に入射したレーザ光Xは、隣
接する三角形の対向斜面1a、1aにおいて交互に繰り
返して反射する。そして、このレーザ光Xは、3回の反
射を繰り返すまでの間は入射方向と反対方向(a方向)
に逆戻りすることはなく、隣接する三角形の谷底に向か
って進行する。その結果、このレーザ光Xは、上記3回
の反射が行われる間に極度な光吸収作用を受け、炭素系
光吸収体1の表面部にレーザ光が1回だけ当射される場
合と比較して、より優れた作用をもってレーザ光Xが確
実に吸収される。
The carbon-based light absorber 1 is made of a solid or sintered body made of carbon or carbon fiber, or a C / C composite (made by Toyo Carbon Co., Ltd.) made of a carbon-based composite material. The cross-sectional shape of the surface portion of the carbon-based light absorber 1 exhibits a waveform in which triangles having a vertical angle of a predetermined angle are continuously arranged in a row. In this case, as shown in FIG. 2, if the apex angle A is, for example, 30 °, the laser beam X incident on the surface at a right angle or substantially at a right angle will be reflected on the opposing inclined surfaces 1a, 1a of the adjacent triangle. It is reflected alternately and repeatedly. The laser beam X is in a direction opposite to the incident direction (a direction) until the reflection is repeated three times.
Without going back to the bottom of the triangle. As a result, the laser beam X is subjected to an extreme light absorbing effect during the above-mentioned three reflections, and is compared with a case where the laser beam is irradiated only once on the surface of the carbon-based light absorber 1. As a result, the laser beam X is reliably absorbed with a better action.

【0028】尚、上記三角形の頂角Aについては30°
である必要性はなく、例えば上記頂角Aを20°とした
場合にはa方向に逆戻りすることなく反射を繰り返す回
数は4回になり、要するに隣接する三角形の対向斜面1
a、1aにおいてレーザ光Xが上記a方向に逆戻りする
ことなく2回以上にわたって反射を繰り返すような角度
でありさえすればよい。加えて、炭素系光吸収体1の表
面部を上記のように三角形の波形としなくても、例えば
ツヤのない平面状であっても或いは僅かな凹凸を形成す
るのみであっても、レーザ光のエネルギーの高さレベル
によっては、充分なレーザ光吸収機能を所有させること
が可能である。
The apex angle A of the triangle is 30 °.
For example, when the apex angle A is set to 20 °, the number of times of repetition of reflection without returning to the direction a is four, that is, the opposing slope 1 of the adjacent triangle.
It suffices that the angle is such that the laser beam X repeats the reflection two or more times without returning to the a direction in the directions a and 1a. In addition, even if the surface portion of the carbon-based light absorber 1 does not have a triangular waveform as described above, for example, it may have a flat shape without luster, or may have only a slight unevenness, Depending on the energy level of the laser beam, it is possible to have a sufficient laser light absorbing function.

【0029】一方、上記透光緩衝部材2は、溶融石英ガ
ラス板材で構成されている。そして、この溶融石英ガラ
ス板材2は、レーザ光透過特性及びレーザ光衝撃緩和特
性を有していることに加えて、耐熱性にも優れている。
従って、炭素系光吸収体1の表面側に向かって照射され
た高エネルギーを有するレーザ光は、先ず溶融石英ガラ
ス板材2を透過することによりその衝撃波成分が低減さ
れた後、上記炭素系光吸収体1の表面部に入射する。そ
して、上記の如く炭素系光吸収体1の表面部はレーザ光
吸収機能を得るための形状に成形されているため、その
表面部に入射したレーザ光は、当該吸収機能に起因して
上記炭素系光吸収体1の内方に確実に吸収されることに
加えて、このレーザ光は上記の如く衝撃波成分が低減さ
れているので、レーザ光の大きな衝撃力が炭素系光吸収
体1の表面部から炭素系粒子を吹き飛ばして飛散させる
ことはなく、従って当該表面部分が浸食されるという事
態も生じ得ない。
On the other hand, the light transmitting buffer member 2 is made of a fused silica glass plate. The fused quartz glass plate 2 has excellent heat resistance in addition to having laser light transmission properties and laser light shock mitigation properties.
Therefore, the laser beam having high energy applied toward the surface side of the carbon-based light absorber 1 first transmits through the fused silica glass plate material 2 to reduce its shock wave component, and then absorbs the carbon-based light. It is incident on the surface of the body 1. Since the surface of the carbon-based light absorber 1 is formed into a shape for obtaining a laser light absorbing function as described above, laser light incident on the surface of the carbon-based light absorber 1 In addition to being reliably absorbed inside the system-based light absorber 1, the laser beam has a reduced shock wave component as described above, so that a large impact force of the laser light is applied to the surface of the carbon-based light absorber 1. The carbon-based particles are not blown off from the part and are not scattered, and therefore, a situation in which the surface portion is eroded cannot occur.

【0030】このため、炭素系光吸収体の表面形状は、
当初のレーザ光吸収機能を得るための形状を維持できる
ことになり、その本来の機能を持続して発揮することが
可能になる。この結果、炭素系光吸収体の耐久性が向上
すると共に、当該光吸収体に対して照射されたレーザ光
がその表面で乱反射するなどして良好な光学実験作業等
が阻害されるという不具合が回避されることになる。
Thus, the surface shape of the carbon-based light absorber is
The original shape for obtaining the laser light absorbing function can be maintained, and the original function can be continuously exhibited. As a result, the durability of the carbon-based light absorber is improved, and the laser light applied to the light absorber is irregularly reflected on the surface of the light absorber. Will be avoided.

【0031】尚、上記溶融石英ガラス板材2は、優れた
耐熱性をも有しているので、レーザ光照射に伴って温度
上昇が生じても損傷ないし破損等の不具合を招くおそれ
はない。この場合、上記溶融石英ガラス材料と同等の作
用効果を得ることが可能な材料としては、サファイヤガ
ラスやダイヤモンド等がある。但し、コスト面を勘案す
れば、溶融石英ガラス材料が有利である。
Since the fused quartz glass plate 2 also has excellent heat resistance, even if the temperature rises due to the irradiation of the laser beam, there is no danger of causing damage or breakage. In this case, sapphire glass, diamond, and the like can be used as materials capable of obtaining the same operational effects as the above fused silica glass material. However, in view of cost, a fused silica glass material is advantageous.

【0032】図3は、本発明の第2実施例に係るレーザ
光吸収構造を示す拡大縦断正面図である。同図に示すよ
うに、このレーザ光吸収構造は、上記第1実施例の場合
と同様の構成を有する炭素系光吸収体10と、この表面
側に被覆された透光被覆部材20とを備える。そして、
この場合には、上述の透光緩衝部材(溶融石英ガラス板
材)を、その表面側に配設する必要はない。
FIG. 3 is an enlarged vertical sectional front view showing a laser light absorbing structure according to a second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the laser light absorbing structure includes a carbon-based light absorber 10 having the same configuration as that of the first embodiment, and a light-transmitting covering member 20 coated on the surface side. . And
In this case, it is not necessary to dispose the above-mentioned light transmitting buffer member (fused quartz glass plate material) on the surface side.

【0033】上記透光被覆部材20は、SiCで構成さ
れており且つ高密着性をもって上記炭素系光吸収体10
の表面部にコーティングされている。このSiCでなる
透光被覆部材20は、レーザ光透過特性を有していると
共に、炭素系光吸収体10の炭素系粒子飛散防止作用を
行うものである。更に、炭素系粒子飛散防止作用を行う
ための特性として、このSiCでなる透光被覆部材20
は、高強度及び高耐熱性を有しており、これにより炭素
系光吸収体10は、独立して膨出できないように透光被
覆部材20によって強固にその表面を固められた状態に
ある。
The light-transmitting coating member 20 is made of SiC and has high adhesion with the carbon-based light absorber 10.
The surface is coated. The translucent coating member 20 made of SiC has a laser light transmission characteristic and also has a function of preventing the carbon-based light absorber 10 from scattering carbon-based particles. Further, as a characteristic for performing a carbon-based particle scattering prevention action, the light-transmitting coating member 20 made of SiC is used.
Has high strength and high heat resistance, so that the surface of the carbon-based light absorber 10 is firmly solidified by the light-transmitting covering member 20 so as not to swell independently.

【0034】従って、高エネルギーのレーザ光が、上記
SiCでなる透光被覆部材20を介して炭素系光吸収体
10の表面に到達することにより炭素系光吸収体10の
表面部分に大きな熱応力が発生しても、炭素系光吸収体
10の表面部分は透光被覆部材20により強固に覆われ
た状態にあるため、その表面部分から炭素系粒子が吹き
飛んで飛散することはなく、当該表面部分が浸食される
という事態は生じ得ない。このため、炭素系光吸収体1
0の表面状態は、当初のレーザ光吸収機能を得るための
状態を維持できることになり、適切な光学実験作業等を
行う上での弊害が除去されることになる。尚、上記透光
被覆部材20としては、SiCが使用されているが、強
度や耐久性がこれと同等もしくは若干劣る他の材料を使
用することも可能である。
Accordingly, the high-energy laser light reaches the surface of the carbon-based light absorber 10 via the light-transmitting coating member 20 made of SiC, and causes a large thermal stress on the surface of the carbon-based light absorber 10. Occurs, the surface portion of the carbon-based light absorber 10 is firmly covered with the light-transmitting covering member 20, so that the carbon-based particles do not blow off and scatter from the surface portion. It is not possible for parts to erode. Therefore, the carbon-based light absorber 1
The surface state of 0 can maintain the initial state for obtaining the laser light absorbing function, and the harmful effects in performing an appropriate optical experiment work or the like are eliminated. Although the translucent covering member 20 is made of SiC, it is also possible to use another material whose strength and durability are equivalent or slightly inferior thereto.

【0035】図4は、上記第1実施例に係るレーザ光吸
収構造を、光強度減衰作用を行う可動型のアッテネータ
に適用した状態を示す概略平面図である。同図に示すよ
うに、このアッテネータ50は、2枚の平行配置した光
学素子を1組として、2組の光学素子群51、51、5
2、52から構成されている。この2組の光学素子群
は、実線で示す状態と鎖線で示す状態との角度範囲にお
いて相互に逆方向に回転動する構成とされており、その
回転角度の差異に応じて光強度の減衰率が変化するもの
である。尚、この実施例では、上記光学素子51、5
1、52、52は、溶融石英ガラス板で構成されてい
る。そして、2組の光学素子群を透過して直線状に進行
するレーザ光Yは、例えばサンプルに照射されるなどし
て各種計測に使用される有用な光となるが、その一方に
おいて、上記光学素子群で反射されるレーザ光Xは、作
業者に向かって照射されたり或いは上記各種計測を邪魔
したりする不要な光となる。
FIG. 4 is a schematic plan view showing a state in which the laser light absorbing structure according to the first embodiment is applied to a movable attenuator which performs light intensity attenuating action. As shown in the drawing, the attenuator 50 includes two optical element groups 51, 51, 5
2, 52. The two optical element groups are configured to rotate in mutually opposite directions in the angular range between the state shown by the solid line and the state shown by the chain line, and the attenuation rate of the light intensity is changed according to the difference between the rotation angles. Changes. In this embodiment, the optical elements 51, 5
Reference numerals 1, 52, and 52 are made of a fused silica glass plate. The laser beam Y that passes through the two optical element groups and travels in a straight line becomes useful light used for various measurements by irradiating the sample, for example. The laser light X reflected by the element group is unnecessary light that is irradiated toward the worker or hinders the various measurements.

【0036】そこで、このアッテネータ50には、上記
不要な光を吸収するためのレーザ光吸収構造が、必要箇
所にそれぞれ取り付けられている。具体的には、1組の
光学素子として計4個のレーザ光吸収構造1、2、3を
配置し、これらを取付フレーム53に固定してユニット
化したものを、ケーシング54に着脱可能に取り付ける
ようにした構成である。この場合、不要な反射レーザ光
Xは、各レーザ光吸収構造1、2、3の表面に対して略
直角に入射されるように配慮がなされているが、上記光
学素子の可動範囲の全ての箇所において不要反射レーザ
光Xを各レーザ光吸収構造の表面に正確性をもって直角
に入射させるには、光学素子の回転に連動して各レーザ
光吸収構造も回転するように構成することなどが考えら
れる。
Therefore, the attenuator 50 is provided with a laser light absorbing structure for absorbing the unnecessary light at each required position. Specifically, a total of four laser light absorbing structures 1, 2, and 3 are arranged as one set of optical elements, and these are fixed to a mounting frame 53 to form a unit, which is detachably attached to a casing. The configuration is as described above. In this case, care is taken so that the unnecessary reflected laser light X is incident on the surfaces of the laser light absorbing structures 1, 2, and 3 at substantially right angles. In order to make the unnecessary reflected laser beam X incident on the surface of each laser light absorbing structure at a right angle with accuracy at a location, it is conceivable to configure each laser light absorbing structure to rotate in conjunction with the rotation of the optical element. Can be

【0037】尚 図4においては、上記第1実施例に係
るレーザ光吸収構造をアッテネータに適用した状態を示
したが、これに代えて、上記第2実施例に係るレーザ光
吸収構造を同様にしてアッテネータに適用することも当
然に事ながら可能である。
FIG. 4 shows a state in which the laser light absorbing structure according to the first embodiment is applied to an attenuator, but the laser light absorbing structure according to the second embodiment is replaced with the same structure. Naturally, it is also possible to apply to the attenuator.

【0038】また、図4においては、レーザ光吸収構造
を可動型のアッテネータに適用した状態を示したが、こ
れ以外に、固定型のアッテネータについても適用可能で
あることは言うまでもない。
FIG. 4 shows a state in which the laser light absorbing structure is applied to a movable type attenuator. However, it goes without saying that the present invention is also applicable to a fixed type attenuator.

【0039】更に、上記実施例は、レーザ光吸収構造を
アッテネータに適用したものを例示したが、これに代え
て、上記レーザ光吸収構造を分光器等の他の光学装置に
適用することも可能である。
Further, in the above embodiment, the laser light absorbing structure is applied to an attenuator. However, the laser light absorbing structure may be applied to another optical device such as a spectroscope instead. It is.

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

【図1】本発明に係るレーザ光吸収構造の第1実施例を
示す概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a first embodiment of a laser light absorbing structure according to the present invention.

【図2】本発明に係るレーザ光吸収構造の第1実施例を
示す要部拡大縦断正面図である。
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional front view of a main part showing a first embodiment of the laser light absorbing structure according to the present invention.

【図3】本発明に係るレーザ光吸収構造の第2実施例を
示す要部拡大縦断正面図である。
FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional front view of a main part showing a second embodiment of the laser light absorbing structure according to the present invention.

【図4】本発明に係るレーザ光吸収構造の第1実施例
を、アッテネータに使用した状態を示す概略平面図であ
る。
FIG. 4 is a schematic plan view showing a state in which the first embodiment of the laser light absorbing structure according to the present invention is used for an attenuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 炭素系光吸収体 2 透光緩衝部材(溶融石英ガラス板材) 10 炭素系光吸収体 20 透光被覆部材(SiC) 50 アッテネータ REFERENCE SIGNS LIST 1 carbon-based light absorber 2 translucent buffer member (fused quartz glass plate material) 10 carbon-based light absorber 20 translucent covering member (SiC) 50 attenuator

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭素系材料で構成されてレーザ光吸収機
能を得るための表面状態を有する炭素系光吸収体と、該
炭素系光吸収体の表面側に配設されて少なくともレーザ
光透過特性並びにレーザ光衝撃緩和特性を有する透光緩
衝部材とを具備したことを特徴とするレーザ光吸収構
造。
1. A carbon-based light absorber composed of a carbon-based material and having a surface state for obtaining a laser light absorption function, and provided at least on a surface side of the carbon-based light absorber to transmit at least laser light. And a light transmissive buffer member having laser light shock mitigation characteristics.
【請求項2】 透光緩衝部材は、溶融石英ガラス板材で
あることを特徴とする請求項1に記載のレーザ光吸収構
造。
2. The laser light absorbing structure according to claim 1, wherein the light transmitting buffer member is a fused silica glass plate.
【請求項3】 炭素系材料で構成されてレーザ光吸収機
能を得るための表面状態を有する炭素系光吸収体と、該
炭素系光吸収体の表面側に被覆されて少なくともレーザ
光透過特性を有し且つ炭素系材料飛散防止作用を行う透
光被覆部材とを具備したことを特徴とするレーザ光吸収
構造。
3. A carbon-based light absorber composed of a carbon-based material and having a surface state for obtaining a laser light-absorbing function, and coated on the surface side of the carbon-based light absorber to have at least laser light transmission characteristics. And a light-transmissive coating member having a carbon-based material scattering prevention function.
【請求項4】 透光被覆部材は、SiCで構成され且つ
炭素系光吸収体の表面に密着してコーティングされたも
のであることを特徴とする請求項3に記載のレーザ光吸
収構造。
4. The laser beam absorbing structure according to claim 3, wherein the translucent covering member is made of SiC and is coated in close contact with the surface of the carbon-based light absorber.
【請求項5】 炭素系光吸収体の表面部の断面形状は、
頂角が所定角度の三角形を連続状に並設してなる波形を
呈していることを特徴とする請求項1または3に記載の
レーザ光吸収構造。
5. A sectional shape of a surface portion of the carbon-based light absorber is as follows:
4. The laser beam absorbing structure according to claim 1, wherein the laser beam absorbing structure has a waveform in which triangles having a vertical angle of a predetermined angle are arranged in a continuous manner.
【請求項6】 請求項1、2、3、4または5に記載の
レーザ光吸収構造を、その吸収機能を要する箇所に配備
したことを特徴とするアッテネータ。
6. An attenuator characterized in that the laser light absorbing structure according to claim 1, 2, 3, 4, or 5 is provided at a place where the absorbing function is required.
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