JPS58196082A - レ−ザ発振装置 - Google Patents
レ−ザ発振装置Info
- Publication number
- JPS58196082A JPS58196082A JP7931982A JP7931982A JPS58196082A JP S58196082 A JPS58196082 A JP S58196082A JP 7931982 A JP7931982 A JP 7931982A JP 7931982 A JP7931982 A JP 7931982A JP S58196082 A JPS58196082 A JP S58196082A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- discharge
- holders
- gas
- laser beam
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/07—Construction or shape of active medium consisting of a plurality of parts, e.g. segments
- H01S3/073—Gas lasers comprising separate discharge sections in one cavity, e.g. hybrid lasers
- H01S3/076—Folded-path lasers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は同軸方式の多段折返し型のレーザ発振装置に関
するものである。
するものである。
一般にレーザ発振装置、たとえばＣＯ２ガスレーザ発振
装置においては、レーザ発振器の構造が、ＣＯ２ガス流
とレーザ光とが同じ方向に流れる同軸方式であれ、Ｃ０
２ガス流がレーザ光と垂直な方向に流れる直交流方式で
あれ、いずれの構造であってもグロー放電による電気エ
ネルギーをレーザ光の光エネルギーに変換して、単位体
積当りに光エネルギーを発生させる能力は限られており
通常その出力は約０．ｓＷ／７〜６Ｗ／Ｃｒ＆の程度で
ある。
装置においては、レーザ発振器の構造が、ＣＯ２ガス流
とレーザ光とが同じ方向に流れる同軸方式であれ、Ｃ０
２ガス流がレーザ光と垂直な方向に流れる直交流方式で
あれ、いずれの構造であってもグロー放電による電気エ
ネルギーをレーザ光の光エネルギーに変換して、単位体
積当りに光エネルギーを発生させる能力は限られており
通常その出力は約０．ｓＷ／７〜６Ｗ／Ｃｒ＆の程度で
ある。
レーザ光を用いて物質を加工する場合、被加工物の物質
材料や大きさによってレーザ出力が数百Ｗ以上必要にな
って来る。例えば炭素鋼では厚さ６ｍｔｏ以上のものを
レーザ光で切断しようとする場合にレーザ出力は２００
〜３００Ｗ以上の出力を要し、同軸方式のレーザ発振器
の段数は一段以上のものが必要となる。
材料や大きさによってレーザ出力が数百Ｗ以上必要にな
って来る。例えば炭素鋼では厚さ６ｍｔｏ以上のものを
レーザ光で切断しようとする場合にレーザ出力は２００
〜３００Ｗ以上の出力を要し、同軸方式のレーザ発振器
の段数は一段以上のものが必要となる。
第１図は従来用いられているパルス発振の可能な同軸方
式の多段折返し型のレーザ発振装置で、出力を高めるた
めに４段のレーザ発振管を用いてレーザ増幅を行なわせ
しめている例である。図中、レーザ光１は全反射鏡ホル
ダー２の中に設置された全反射鏡３と、部分出力鏡ホル
ダー４の中に設置された部分出力鏡６０間を共振し存が
ら発振増幅し一部の光６は部分出力鏡５を通過して外部
に取シ出しレーザ加工に用いられる。レーザ装置の全体
の長さを短縮するため折返し型レーザ装置の折返しミラ
ホルダー７．７’、７“ の中に設置された全反射鏡で
ある折返しミラー８，９．８’、９’。
式の多段折返し型のレーザ発振装置で、出力を高めるた
めに４段のレーザ発振管を用いてレーザ増幅を行なわせ
しめている例である。図中、レーザ光１は全反射鏡ホル
ダー２の中に設置された全反射鏡３と、部分出力鏡ホル
ダー４の中に設置された部分出力鏡６０間を共振し存が
ら発振増幅し一部の光６は部分出力鏡５を通過して外部
に取シ出しレーザ加工に用いられる。レーザ装置の全体
の長さを短縮するため折返し型レーザ装置の折返しミラ
ホルダー７．７’、７“ の中に設置された全反射鏡で
ある折返しミラー８，９．８’、９’。
ａ＃ 、 ｅ＃ を用いてレーザ光は共振する。放電
による電気的エネルギーを光エネルギーに変換する放電
管１２，１３．１２’、１３’、１２’、１３“、 １
２”。
による電気的エネルギーを光エネルギーに変換する放電
管１２，１３．１２’、１３’、１２’、１３“、 １
２”。
１３″は図中の斜線で示されており、例えば放電管ノホ
ルダー１０．１０’、１０″′、１０″′内に設けられ
た電極に高電圧を、また相対的に低電圧を全反射鏡ホル
ダー２１部分出力鏡ホルダー４、及びホルダー１１ 、
１１’、 １１’、 １１′、 １４ 、１４’内に設
けられた電極に印加することにより放電管１２．１３．
１２’、１３’、１２”、１３“ １２／＃。
ルダー１０．１０’、１０″′、１０″′内に設けられ
た電極に高電圧を、また相対的に低電圧を全反射鏡ホル
ダー２１部分出力鏡ホルダー４、及びホルダー１１ 、
１１’、 １１’、 １１′、 １４ 、１４’内に設
けられた電極に印加することにより放電管１２．１３．
１２’、１３’、１２”、１３“ １２／＃。
１３１中に満したＨｅ 、 Ｎ２ 、 ＣＯ２ガスか
ら成るＣＯ２レーザガスにグロー放電を発生させてレー
ザ作用を行わせしめる。レーザ光が折返す部分は例えば
放電管ホルダー１１ζ及び１１′とガス密閉用の絶縁管
１５，１６．折返しミラーホルダー７゜折返しミラー８
．９から成っている。通常折返しミラーホルダー７はア
ース電位Ｖｘに接続されてる時にはアース電位を、放電
中は中程度の電位ＶＭ を保持することによシレーザ放
電管１３を放電管特性のレーザ発振の最適動作点にもっ
ていく。
ら成るＣＯ２レーザガスにグロー放電を発生させてレー
ザ作用を行わせしめる。レーザ光が折返す部分は例えば
放電管ホルダー１１ζ及び１１′とガス密閉用の絶縁管
１５，１６．折返しミラーホルダー７゜折返しミラー８
．９から成っている。通常折返しミラーホルダー７はア
ース電位Ｖｘに接続されてる時にはアース電位を、放電
中は中程度の電位ＶＭ を保持することによシレーザ放
電管１３を放電管特性のレーザ発振の最適動作点にもっ
ていく。
第２図はレーザ放電管１３に印加される電圧の最適動作
点に移行する様子を示すものである。レーザ放電管１３
に放電開始電圧Ｖｓ以上の電圧Ｖｙ＋が印加されると放
電が起こり、放電管１３の負性抵抗のため放電管ホルダ
ー１１に発生する電圧が（ＶＨ−Ｖｏｐｔ ）になるよ
うに印加され、放電管１３にかかる電圧はレーザ発振の
出力が最大になる好ましい電圧Ｖｏｐ ｔになシ、放電
電流はＩｏｐｔに落着く。放電管１３にかかる電圧を、
ホルダー１１に印加する電圧ＶＭを調整することによシ
放電開始可能な電圧、放電開始不可能な電圧に変えるこ
とによりレーザ発振をパルス的に行っている。
点に移行する様子を示すものである。レーザ放電管１３
に放電開始電圧Ｖｓ以上の電圧Ｖｙ＋が印加されると放
電が起こり、放電管１３の負性抵抗のため放電管ホルダ
ー１１に発生する電圧が（ＶＨ−Ｖｏｐｔ ）になるよ
うに印加され、放電管１３にかかる電圧はレーザ発振の
出力が最大になる好ましい電圧Ｖｏｐ ｔになシ、放電
電流はＩｏｐｔに落着く。放電管１３にかかる電圧を、
ホルダー１１に印加する電圧ＶＭを調整することによシ
放電開始可能な電圧、放電開始不可能な電圧に変えるこ
とによりレーザ発振をパルス的に行っている。
第３図は第１図の折返し部を拡大したものであり図中の
番号は第１図の番号と同じ意味を持つ。先に述べたよう
にパルス的な発振をさせるためホルダ１１に印加する電
圧ＶＭをアース電圧ｖ１Ｌから（Ｖｇ −ｖｏｐｔ
）に変化させる時、もしＣＯ２レーザガスを密封してい
る絶縁管１５の長さが短かい場合には放電は時としてホ
ルダー１１と折返しミラーホルダー７の間で起こり、本
来レーザ増幅をさせる部分１３に放電が起こらなくなり
、レーザ出力が大巾に低下する。
番号は第１図の番号と同じ意味を持つ。先に述べたよう
にパルス的な発振をさせるためホルダ１１に印加する電
圧ＶＭをアース電圧ｖ１Ｌから（Ｖｇ −ｖｏｐｔ
）に変化させる時、もしＣＯ２レーザガスを密封してい
る絶縁管１５の長さが短かい場合には放電は時としてホ
ルダー１１と折返しミラーホルダー７の間で起こり、本
来レーザ増幅をさせる部分１３に放電が起こらなくなり
、レーザ出力が大巾に低下する。
この様な絶縁管１６の部分での放電が発生するのを防止
するため、通常は絶縁管１６の長さを６ｏｃｒＩＬ以上
取ってホルダー１１．折返しミラーホルダー７の間のイ
ンピーダンスを高くして、グロー放電は必ずグロー放電
管１３で起きる様に設計する。そのため折返し型の共振
器では大きさが絶縁管１６のため長くなる。共振器の長
さを短くするため絶縁管１５の部分をなくした折返し型
共振器の例として第４図の様な構造のものが考えられる
。ここに１はレーザ光、１０はホルダー、１２゜１３は
放電管で第１図のものと同じ意味を有するが、折返しミ
ラー１７ｇ１９は折返しミラーホルダー１８．２０に設
置されている。折返しミラーホルダー１８ 、２０は互
に絶縁されているのは、もし同電位になっていると放電
開始が放電管１３゜１３′のいずれか一方がわずかな時
間差で起った場合に放電の起った方の放電管のインピー
ダンスが小さくなって、他方の放電管に放電が起こらな
いため、放電管１３ 、１３’を別々に制御できるよう
にするためである。２１はレーザガスを密閉する絶縁管
であるが、第３図の説明で述べたように共振器を小さく
するために前記絶縁管２１を短くすると折返しミラーホ
ルダー１８．２０に印加する電圧Ｖｍ＋ 、 ＶＭ２の
電位差のために放電管１３より先に絶縁管２１の間に放
電が起こりレーザ出力が大巾に低下する。
するため、通常は絶縁管１６の長さを６ｏｃｒＩＬ以上
取ってホルダー１１．折返しミラーホルダー７の間のイ
ンピーダンスを高くして、グロー放電は必ずグロー放電
管１３で起きる様に設計する。そのため折返し型の共振
器では大きさが絶縁管１６のため長くなる。共振器の長
さを短くするため絶縁管１５の部分をなくした折返し型
共振器の例として第４図の様な構造のものが考えられる
。ここに１はレーザ光、１０はホルダー、１２゜１３は
放電管で第１図のものと同じ意味を有するが、折返しミ
ラー１７ｇ１９は折返しミラーホルダー１８．２０に設
置されている。折返しミラーホルダー１８ 、２０は互
に絶縁されているのは、もし同電位になっていると放電
開始が放電管１３゜１３′のいずれか一方がわずかな時
間差で起った場合に放電の起った方の放電管のインピー
ダンスが小さくなって、他方の放電管に放電が起こらな
いため、放電管１３ 、１３’を別々に制御できるよう
にするためである。２１はレーザガスを密閉する絶縁管
であるが、第３図の説明で述べたように共振器を小さく
するために前記絶縁管２１を短くすると折返しミラーホ
ルダー１８．２０に印加する電圧Ｖｍ＋ 、 ＶＭ２の
電位差のために放電管１３より先に絶縁管２１の間に放
電が起こりレーザ出力が大巾に低下する。
本発明は従来の上記欠点を解消し、小型で安定した発振
が可能なレーザ発振装置を提供することを目的とする。
が可能なレーザ発振装置を提供することを目的とする。
第６図は本発明の折返しミラーホルダーの間隔を狭くし
、かつ折返しミラーホルダー間ではグロー放電を起こさ
ないようにした、安定に発振をＯＮ・ＯＦＦできる本発
明の一実施例におけるレーザ発振装置の折返しミラー間
を接続する接続部の構造を示すものである。第４図の絶
縁管２１を本発明の接続部におきかえることにより所期
の目的が達成される。図中、２２．２２’はガスを密閉
するための絶縁管で、各々一端が折返しミラーホルダー
（図示せず）に接続される。２３はＧｅ 。
、かつ折返しミラーホルダー間ではグロー放電を起こさ
ないようにした、安定に発振をＯＮ・ＯＦＦできる本発
明の一実施例におけるレーザ発振装置の折返しミラー間
を接続する接続部の構造を示すものである。第４図の絶
縁管２１を本発明の接続部におきかえることにより所期
の目的が達成される。図中、２２．２２’はガスを密閉
するための絶縁管で、各々一端が折返しミラーホルダー
（図示せず）に接続される。２３はＧｅ 。
Ｚｎ５ｅ 、 ＧａＡｓ 、 ＫＣ／などで出来たレー
ザ光透過部品で、レーザ光は通過するが、ガスやイオン
は物理的に遮蔽するので、折返しミラーホルダー間では
放電が起こらない。２４．２５はレーザ光透過部品２３
を保持するための板で、０リング２６゜２７を用いてリ
ングナラ）２８．２９を用いて絶縁管２２．２２’に固
定されている。本実施例ではレーザ光透過部品２３は絶
縁管２２．２２’の丁度中央に設置した例で示したが、
ガスやイオンヲ遮蔽する働きを持たせたま＼いずれか一
方に寄せても良いのはもちろん可能である。
ザ光透過部品で、レーザ光は通過するが、ガスやイオン
は物理的に遮蔽するので、折返しミラーホルダー間では
放電が起こらない。２４．２５はレーザ光透過部品２３
を保持するための板で、０リング２６゜２７を用いてリ
ングナラ）２８．２９を用いて絶縁管２２．２２’に固
定されている。本実施例ではレーザ光透過部品２３は絶
縁管２２．２２’の丁度中央に設置した例で示したが、
ガスやイオンヲ遮蔽する働きを持たせたま＼いずれか一
方に寄せても良いのはもちろん可能である。
本実施例のような接続部を用いることにより、折返しミ
ラーホルダー間の間隔を狭くし小型化がはかれると共に
折返しミラーホルダー間での放電がなくなり安定した発
振が得られる。・多段折返しの場合このような接続部は
少なくとも１個所の折返しミラーホルダー間に設けられ
れば効果を有する。
ラーホルダー間の間隔を狭くし小型化がはかれると共に
折返しミラーホルダー間での放電がなくなり安定した発
振が得られる。・多段折返しの場合このような接続部は
少なくとも１個所の折返しミラーホルダー間に設けられ
れば効果を有する。
第６図は本発明を用いた多折返し型レーザ共振器の実施
例で、レーザビーム１の中心軸を通る平面で折返し部を
切断した断面図である。番号１〜２９は第６図まで述べ
て来た番号と同じ意味を有する。レーザ光透過部品、た
とえば、Ｚｎ５ｅ 。
例で、レーザビーム１の中心軸を通る平面で折返し部を
切断した断面図である。番号１〜２９は第６図まで述べ
て来た番号と同じ意味を有する。レーザ光透過部品、た
とえば、Ｚｎ５ｅ 。
ｃｅ 、 ＧａＡｓなどの窓２３を有する絶縁管２２′
。
。
２２を折返しミラーホルダー１８．２０の間にガスを密
閉するように０リング３１．かしめリング３２で固定す
ることにより、レーザビーム光１は折返しミラー１７．
１９によって共振器の中を共振する。一方グロー放電管
１３ 、１３’はＱ ＩＪソング３．３３’、かしめリ
ング３４．３４’で折返しミラーホルダー１８．２０に
固定してあり、グロー放電は陰極３５．３５’と陽極（
図示せず）との間で起こる。たとえミラーホルダー１８
．２０の間で電位差が生じて、ミラーホルダー１８．２
０内の金属露出部間で放電を起こそうとしてもガスに対
しては遮蔽作用をするレーザ光透過部品２３が存在する
ために両ミラーホルダー１８及び２０間ではイオンが流
れないので放電電流が流れなくなる。よって本発明の如
き構造の折返し部によってミラーホルダーに電位差が生
じても安定に各々の放電管に放電を起こすことが出来る
。なお第６図中３６．３６’は２つのミラーホルダー１
８及び２０を固定するための絶縁板であり、３７．３７
’はミラーを動かしてレーザ光を調整するためのミラー
移動手段である。
閉するように０リング３１．かしめリング３２で固定す
ることにより、レーザビーム光１は折返しミラー１７．
１９によって共振器の中を共振する。一方グロー放電管
１３ 、１３’はＱ ＩＪソング３．３３’、かしめリ
ング３４．３４’で折返しミラーホルダー１８．２０に
固定してあり、グロー放電は陰極３５．３５’と陽極（
図示せず）との間で起こる。たとえミラーホルダー１８
．２０の間で電位差が生じて、ミラーホルダー１８．２
０内の金属露出部間で放電を起こそうとしてもガスに対
しては遮蔽作用をするレーザ光透過部品２３が存在する
ために両ミラーホルダー１８及び２０間ではイオンが流
れないので放電電流が流れなくなる。よって本発明の如
き構造の折返し部によってミラーホルダーに電位差が生
じても安定に各々の放電管に放電を起こすことが出来る
。なお第６図中３６．３６’は２つのミラーホルダー１
８及び２０を固定するための絶縁板であり、３７．３７
’はミラーを動かしてレーザ光を調整するためのミラー
移動手段である。
以上のように本発明は複数個の折返し部を有する多段折
返し型のレーザ発振装置において、折返し部が少なくと
も２個の光学手段とその間を結合する結合通路とから構
成されておシ、前記複数個の折返し部の少なくとも１個
所において、２個の光学手段間を結合する結合通路に、
ガス媒体の通過を遮蔽しレーザ光を透過させる手段を設
けたもので、不放電領域が短かくなり小型で安定した発
振が得られる利点を有する。
返し型のレーザ発振装置において、折返し部が少なくと
も２個の光学手段とその間を結合する結合通路とから構
成されておシ、前記複数個の折返し部の少なくとも１個
所において、２個の光学手段間を結合する結合通路に、
ガス媒体の通過を遮蔽しレーザ光を透過させる手段を設
けたもので、不放電領域が短かくなり小型で安定した発
振が得られる利点を有する。
第１図は従来の同軸方式４段折返し型のＣ０２レーザ発
振装置の概略構成図、第２図は放電管の電圧−電流特性
を示す図、第３図は従来の同軸方式レーザ発振装置の折
返し部の拡大図、第４図は従来の同軸方式レーザ発振装
置の折返し部の他の例の拡大図、第６図は本発明の一実
施例におけるレーザ発振装置の折返しミラーホルダ一部
の拡大断面図、第６図は本発明のレーザ発振装置の部分
断面図である。 １３ 、１３’・・・・・・放電管、１８．２０・・・
・・・ミラーホルダー、１７．１９・・・・・・折返し
ミラー、２２゜２２′・・・・・・絶縁管、２３・・・
・・・透過部品。
振装置の概略構成図、第２図は放電管の電圧−電流特性
を示す図、第３図は従来の同軸方式レーザ発振装置の折
返し部の拡大図、第４図は従来の同軸方式レーザ発振装
置の折返し部の他の例の拡大図、第６図は本発明の一実
施例におけるレーザ発振装置の折返しミラーホルダ一部
の拡大断面図、第６図は本発明のレーザ発振装置の部分
断面図である。 １３ 、１３’・・・・・・放電管、１８．２０・・・
・・・ミラーホルダー、１７．１９・・・・・・折返し
ミラー、２２゜２２′・・・・・・絶縁管、２３・・・
・・・透過部品。
Claims (1)
- １個所以上の折返し部を介して複数個の放電管が直列に
結合されており、前記折返し部は少なくとも２個の光学
手段とその間を結合する結合通路とから構成されておシ
、前記折返し部の少なくとも１個所において、光学手段
間を結合する結合通路に、ガス媒体の通過を遮蔽しレー
ザビームを透過させる透過手段が設けられていることを
特徴とするレーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7931982A JPS58196082A (ja) | 1982-05-11 | 1982-05-11 | レ−ザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7931982A JPS58196082A (ja) | 1982-05-11 | 1982-05-11 | レ−ザ発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58196082A true JPS58196082A (ja) | 1983-11-15 |
Family
ID=13686546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7931982A Pending JPS58196082A (ja) | 1982-05-11 | 1982-05-11 | レ−ザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58196082A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4972428A (en) * | 1989-05-26 | 1990-11-20 | Carl-Zeiss-Stiftung | CO2 waveguide laser |
| CN104283091A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-01-14 | 杭州华镭激光设备有限公司 | 一种折叠式二氧化碳激光管的u形反射镜片连接器 |
-
1982
- 1982-05-11 JP JP7931982A patent/JPS58196082A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4972428A (en) * | 1989-05-26 | 1990-11-20 | Carl-Zeiss-Stiftung | CO2 waveguide laser |
| CN104283091A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-01-14 | 杭州华镭激光设备有限公司 | 一种折叠式二氧化碳激光管的u形反射镜片连接器 |
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