JPH1187807A - ガスレーザ発振器 - Google Patents
ガスレーザ発振器Info
- Publication number
- JPH1187807A JPH1187807A JP24000297A JP24000297A JPH1187807A JP H1187807 A JPH1187807 A JP H1187807A JP 24000297 A JP24000297 A JP 24000297A JP 24000297 A JP24000297 A JP 24000297A JP H1187807 A JPH1187807 A JP H1187807A
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- Japan
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- mirrors
- mirror
- output
- laser
- laser oscillator
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 寄生発振を抑制したコンパクトなレーザ発振
器の提供。 【解決手段】 出力ミラー４とリアミラー５の間に複数
の折返しミラーを設けて光共振器を構成した直交型ガス
レーザ発振器において、前記複数の折返しミラー６の少
なくとも一部に凸面鏡を用いたことを特徴とするガスレ
ーザ発振器。
器の提供。 【解決手段】 出力ミラー４とリアミラー５の間に複数
の折返しミラーを設けて光共振器を構成した直交型ガス
レーザ発振器において、前記複数の折返しミラー６の少
なくとも一部に凸面鏡を用いたことを特徴とするガスレ
ーザ発振器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスレーザ発振器に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスレーザ発振器は、レーザ媒質ガス
（例えば、炭酸ガス、ヘリウムガス、窒素ガスなどから
なる混合ガス）を充填した低圧容器と、レーザ媒質ガス
を挟んで設けたリアミラーと出力ミラーとの間にレーザ
ビームを往復させてレーザ発振させる光共振器と、レー
ザ媒質ガスを低圧容器に供給するレーザ媒質ガス供給手
段と、レーザ媒質ガスを排気するレーザ媒質ガス排気手
段と、レーザ媒質ガスにエネルギーを供給するレーザ媒
質ガス励起手段（例えば放電装置）と、レーザ媒質ガス
を循環させるレーザ媒質ガス循環装置と、励起されて高
温になったレーザ媒質ガスを冷却する冷却手段などから
構成されている。
（例えば、炭酸ガス、ヘリウムガス、窒素ガスなどから
なる混合ガス）を充填した低圧容器と、レーザ媒質ガス
を挟んで設けたリアミラーと出力ミラーとの間にレーザ
ビームを往復させてレーザ発振させる光共振器と、レー
ザ媒質ガスを低圧容器に供給するレーザ媒質ガス供給手
段と、レーザ媒質ガスを排気するレーザ媒質ガス排気手
段と、レーザ媒質ガスにエネルギーを供給するレーザ媒
質ガス励起手段（例えば放電装置）と、レーザ媒質ガス
を循環させるレーザ媒質ガス循環装置と、励起されて高
温になったレーザ媒質ガスを冷却する冷却手段などから
構成されている。
【０００３】前述の如きレーザ発振器において、レーザ
媒質ガスの流通方向とレーザビームの光軸方向が直交し
ているタイプは直交型レーザ発振器と呼ばれている。図
２に示す如く直交型レーザ発振器３０では、共振器を構
成するレーザビーム３１を取り出す出力ミラー３２と出
力ミラー３２に対向するリアミラー３３の他にレーザビ
ーム３１を折返す２枚の高反射率を有する平面鏡からな
る折返しミラー３４ａ、３４ｂを配置することによっ
て、レーザ媒質ガス中を通過するレーザビームの領域
（体積）を増加させ、励起したレーザ媒質ガスを有効利
用して出力効率を上げることができる。
媒質ガスの流通方向とレーザビームの光軸方向が直交し
ているタイプは直交型レーザ発振器と呼ばれている。図
２に示す如く直交型レーザ発振器３０では、共振器を構
成するレーザビーム３１を取り出す出力ミラー３２と出
力ミラー３２に対向するリアミラー３３の他にレーザビ
ーム３１を折返す２枚の高反射率を有する平面鏡からな
る折返しミラー３４ａ、３４ｂを配置することによっ
て、レーザ媒質ガス中を通過するレーザビームの領域
（体積）を増加させ、励起したレーザ媒質ガスを有効利
用して出力効率を上げることができる。
【０００４】前記レーザ発振器３０には、発振するレー
ザビームのビーム径を制限するためのアパーチャー３５
がリアミラー３３の前に設けてある。これとは別にアパ
ーチャー３５の穴径より大きい穴径を有するマスク３６
が折返しミラー３４ａ、３４ｂの前にそれぞれ設けてあ
る。
ザビームのビーム径を制限するためのアパーチャー３５
がリアミラー３３の前に設けてある。これとは別にアパ
ーチャー３５の穴径より大きい穴径を有するマスク３６
が折返しミラー３４ａ、３４ｂの前にそれぞれ設けてあ
る。
【０００５】図３によく表わされている様に、従来の直
交型レーザ発振器では、高反射率を有する平面鏡からな
る折返しミラー３４ａ、３４ｂを互いに対向する位置に
平行に配置しているため、意図したレーザビーム光路以
外に折返しミラー３４ａ、３４ｂ間での発振限界ゲイン
（発振しきい値）が低下して、レーザ発振が生じる領域
ができて寄生発振３７が発生する。
交型レーザ発振器では、高反射率を有する平面鏡からな
る折返しミラー３４ａ、３４ｂを互いに対向する位置に
平行に配置しているため、意図したレーザビーム光路以
外に折返しミラー３４ａ、３４ｂ間での発振限界ゲイン
（発振しきい値）が低下して、レーザ発振が生じる領域
ができて寄生発振３７が発生する。
【０００６】上述の寄生発振３７が発生すると、本来の
発振領域以外においても励起エネルギーが消費されるの
で、レーザ発振器の効率が低下することになる。そのた
め、従来のレーザ発振器では、レーザビームの径に対し
て、レーザビームの折返しパスの間隔を広げて、折返し
ミラーの対向する部分を減らしたり、折返しミラーに対
して、必要最小限の反射面以外を覆い隠すマスクをかけ
るなどの対策を行っている。
発振領域以外においても励起エネルギーが消費されるの
で、レーザ発振器の効率が低下することになる。そのた
め、従来のレーザ発振器では、レーザビームの径に対し
て、レーザビームの折返しパスの間隔を広げて、折返し
ミラーの対向する部分を減らしたり、折返しミラーに対
して、必要最小限の反射面以外を覆い隠すマスクをかけ
るなどの対策を行っている。
【０００７】しかし、レーザビームの折返しパスの間隔
を広げると、パスの隙間を通過する無駄な励起媒質が増
えて効率が低下することになる。また、マスクを用いた
場合はマスク部がレーザビームに近いため、マスク部の
冷却手段が（例えば冷却水路）が必要となり構造が複雑
になったり、マスクがレーザビームに干渉して、出力ビ
ームのエネルギー密度分布が欠けたりするという問題が
ある。
を広げると、パスの隙間を通過する無駄な励起媒質が増
えて効率が低下することになる。また、マスクを用いた
場合はマスク部がレーザビームに近いため、マスク部の
冷却手段が（例えば冷却水路）が必要となり構造が複雑
になったり、マスクがレーザビームに干渉して、出力ビ
ームのエネルギー密度分布が欠けたりするという問題が
ある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の如き問
題に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、出力
ビームのエネルギー密度分布に欠けのない寄生発振を抑
制したコンパクトでシンプルな構造のレーザ発振器を提
供することである。
題に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、出力
ビームのエネルギー密度分布に欠けのない寄生発振を抑
制したコンパクトでシンプルな構造のレーザ発振器を提
供することである。
【０００９】
【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に記載のガスレーザ発振器は、出力ミ
ラーとリアミラーの間に複数の折返しミラーを設けて光
共振器を構成した直交型ガスレーザ発振器において、前
記複数の折返しミラーの少なくとも一部に凸面鏡を用い
たことを要旨とするものである。
として、請求項１に記載のガスレーザ発振器は、出力ミ
ラーとリアミラーの間に複数の折返しミラーを設けて光
共振器を構成した直交型ガスレーザ発振器において、前
記複数の折返しミラーの少なくとも一部に凸面鏡を用い
たことを要旨とするものである。
【００１０】したがって、対向する折返しミラーは凸面
鏡と凸面鏡、または、凸面鏡と平面鏡の組合わせとな
り、折返しミラー間のレーザービームは急速に折返しミ
ラーの外へ発散していくため、レーザ発振を維持するた
めの限界ゲイン（しきい値）が大きくなり折返しミラー
間の寄生発振の発生を抑制することができる。
鏡と凸面鏡、または、凸面鏡と平面鏡の組合わせとな
り、折返しミラー間のレーザービームは急速に折返しミ
ラーの外へ発散していくため、レーザ発振を維持するた
めの限界ゲイン（しきい値）が大きくなり折返しミラー
間の寄生発振の発生を抑制することができる。
【００１１】
【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は本発明に係わる直交型の炭酸
ガスレーザ発振器を示したものである。なお、本発明の
要旨に関係のない光共振器以外の放電装置その他の機構
には公知の装置が使用可能であり図示省略してある。
によって説明する。図１は本発明に係わる直交型の炭酸
ガスレーザ発振器を示したものである。なお、本発明の
要旨に関係のない光共振器以外の放電装置その他の機構
には公知の装置が使用可能であり図示省略してある。
【００１２】図１に示す如く、炭酸ガスレーザ発振器１
の光共振器２は、レーザ発振器内のレーザビーム３の光
路を、レーザ光出力を取り出す出力ミラー４と、リアミ
ラー５との間を折り返しミラー６ａ、６ｂを介して往復
するように構成してある。すなわちＺ形に光路を設けた
謂ゆる３パスの光共振器２に構成してある。
の光共振器２は、レーザ発振器内のレーザビーム３の光
路を、レーザ光出力を取り出す出力ミラー４と、リアミ
ラー５との間を折り返しミラー６ａ、６ｂを介して往復
するように構成してある。すなわちＺ形に光路を設けた
謂ゆる３パスの光共振器２に構成してある。
【００１３】前記折り返しミラー６ａ、６ｂには凸面鏡
を、出力ミラー４とリアミラー５には凹面鏡を使用す
る。なお、発振するレーザビーム３のビーム径を制限す
るためのアパーチャー７がリアミラー４の前に設けてあ
る。なお、レーザ媒質ガスは紙面に平行に、かつ、レー
ザビーム３の出力光路にほぼ垂直に流れる様に設けてあ
る。
を、出力ミラー４とリアミラー５には凹面鏡を使用す
る。なお、発振するレーザビーム３のビーム径を制限す
るためのアパーチャー７がリアミラー４の前に設けてあ
る。なお、レーザ媒質ガスは紙面に平行に、かつ、レー
ザビーム３の出力光路にほぼ垂直に流れる様に設けてあ
る。
【００１４】上記構成において、凹面鏡からなる前記出
力ミラー４とリアミラー５の曲率は、凸面鏡からなる折
り返しミラー６ａ、６ｂの曲率を考慮して安定共振器を
構成する様に決定すれば、出力ミラー４とリアミラー５
間のレーザ発振を維持するための限界ゲイン（しきい
値）は十分低くすることが可能であり、折り返しミラー
６ａ、６ｂ間のレーザビームは急速に折返しミラーの外
へ発散していくため、発振の限界ゲイン（しきい値）は
十分に高くなり、折り返しミラー６ａ、６ｂ間の寄生発
振が抑制され、出力ミラーとリアミラー間のレーザビー
ムだけを効率よく発振させることができる。
力ミラー４とリアミラー５の曲率は、凸面鏡からなる折
り返しミラー６ａ、６ｂの曲率を考慮して安定共振器を
構成する様に決定すれば、出力ミラー４とリアミラー５
間のレーザ発振を維持するための限界ゲイン（しきい
値）は十分低くすることが可能であり、折り返しミラー
６ａ、６ｂ間のレーザビームは急速に折返しミラーの外
へ発散していくため、発振の限界ゲイン（しきい値）は
十分に高くなり、折り返しミラー６ａ、６ｂ間の寄生発
振が抑制され、出力ミラーとリアミラー間のレーザビー
ムだけを効率よく発振させることができる。
【００１５】なお、前記折り返しミラーのいずれか一方
を平面鏡としても同様な作用効果を得ることができる。
折り返しミラーを多数使用する場合においても一部に凸
面鏡を使用することで同様な作用効果を得ることができ
る。また、折り返しミラーに加え、出力ミラーとリアミ
ラーのいずれか一方を平面鏡にしても構わない。
を平面鏡としても同様な作用効果を得ることができる。
折り返しミラーを多数使用する場合においても一部に凸
面鏡を使用することで同様な作用効果を得ることができ
る。また、折り返しミラーに加え、出力ミラーとリアミ
ラーのいずれか一方を平面鏡にしても構わない。
【００１６】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、冷却手
段の必要なマスクを省略できるので、光共振器の構成を
単純化することができる。また、隣接するミラーの間隔
を小さくとれるのでレーザ発振器をコンパクトにするこ
とができ、無駄な空間を通過するレーザ媒質ガスが減少
するので、効率の良い寄生発振を抑制したレーザ発振器
を提供することができる。
段の必要なマスクを省略できるので、光共振器の構成を
単純化することができる。また、隣接するミラーの間隔
を小さくとれるのでレーザ発振器をコンパクトにするこ
とができ、無駄な空間を通過するレーザ媒質ガスが減少
するので、効率の良い寄生発振を抑制したレーザ発振器
を提供することができる。
【図１】本発明に係わる直交型の炭酸ガスレーザ発振
器。
器。
【図２】従来の直交型の炭酸ガスレーザ発振器。
【図３】従来の炭酸ガスレーザ発振器に生ずる寄生発振
の説明図。
の説明図。
１ 炭酸ガスレーザ発振器 ２ 光共振器 ３ レーザビーム ４ 出力ミラー ５ リアミラー ６ａ、６ｂ 折り返しミラー
Claims (1)
- 【請求項１】 出力ミラーとリアミラーの間に複数の折
返しミラーを設けて光共振器を構成した直交型ガスレー
ザ発振器において、前記複数の折返しミラーの少なくと
も一部に凸面鏡を用いたことを特徴とするガスレーザ発
振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24000297A JPH1187807A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | ガスレーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24000297A JPH1187807A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | ガスレーザ発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1187807A true JPH1187807A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17053011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24000297A Pending JPH1187807A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | ガスレーザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1187807A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014045889A1 (ja) * | 2012-09-18 | 2014-03-27 | ギガフォトン株式会社 | スラブ型増幅器、それを含むレーザ装置および極短紫外光生成装置 |
| WO2017006418A1 (ja) * | 2015-07-06 | 2017-01-12 | ギガフォトン株式会社 | 増幅器、及びレーザシステム |
| JPWO2018092813A1 (ja) * | 2016-11-16 | 2019-10-17 | 国立大学法人電気通信大学 | レーザ共振器、及びレーザ共振器の設計方法 |
-
1997
- 1997-09-04 JP JP24000297A patent/JPH1187807A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014045889A1 (ja) * | 2012-09-18 | 2014-03-27 | ギガフォトン株式会社 | スラブ型増幅器、それを含むレーザ装置および極短紫外光生成装置 |
| JPWO2014045889A1 (ja) * | 2012-09-18 | 2016-08-18 | ギガフォトン株式会社 | スラブ型増幅器、それを含むレーザ装置および極短紫外光生成装置 |
| US9680277B2 (en) | 2012-09-18 | 2017-06-13 | Gigaphoton Inc. | Slab amplifier, and laser apparatus and extreme ultraviolet light generation apparatus including slab amplifier |
| WO2017006418A1 (ja) * | 2015-07-06 | 2017-01-12 | ギガフォトン株式会社 | 増幅器、及びレーザシステム |
| US20180109065A1 (en) * | 2015-07-06 | 2018-04-19 | Gigaphoton Inc. | Amplifier and laser system |
| JPWO2017006418A1 (ja) * | 2015-07-06 | 2018-04-26 | ギガフォトン株式会社 | 増幅器、及びレーザシステム |
| JPWO2018092813A1 (ja) * | 2016-11-16 | 2019-10-17 | 国立大学法人電気通信大学 | レーザ共振器、及びレーザ共振器の設計方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040830 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060626 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060718 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061121 |