JPS5855666Y2 - レ−ザ発振器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はレーザロッドに対する励起構造を改良したレ
ーザ発振器に関する。

従来の固体レーザ装置において励起ランプ用放電灯を使
用し、レーザロッドと並設しこれらを円筒形集光鏡によ
り包囲することにより放電灯の発光を効率的にレーザ物
質に集光照射することが行なわれている。

この場合において、レーザ物質を均一に励起するにはレ
ーザロッドの周囲にヘリカル形の励起ランプを設け、レ
ーザロッドの側方から全面にわたり均一に光を照射する
方法が広く用いられている。

また一方、直管形の放電灯をレーザロッドと平行して多
数のレーザロッドを包囲するように設けることによりレ
ーザロッド全体を均一に側方から励起する方法も行なわ
れている。

前者はヘリカル形の励起ランプがレーザロッドを包囲す
るごとく設置されるので励起ランプが消耗した際に交換
するのが容易でない。

また、後者は直管形の励起ランプの使用数を増加するこ
とにより照射の均一性は増大するが励起率の低下および
保守費用の増大という不利益がある。

したがって、１本ないし２本の励起ランプで励起すれば
集光鏡によりランプ発光をレーザロッドに対して高効率
で集光できるが、レーザロッドの励起光の分布は不均一
性を増しレーザ発振に際して安定した大出力を得ること
が困難である。

また、励起ランプの励起入力電力を増大して行くと第４
図における曲線Ａのように入力電力Ｐ１とレーザ発振出
力Ｐ。

の関係のように、ある入力レベルＰｉ１においてレーザ
出力Ｐ。

１が極大値をとり、それ以上の入力電力を入れても出力
は低下し、飽和特性を示す。

この原因はレーザロッドが励起光電力によって励起ラン
プのある方向からより強く非対称照射され軸非対称熱歪
みを生じ入力電力を増加するにつれて発振条件から外れ
るためである。

このため、レーザ励起ランプの電力容量に余裕か゛あっ
てもレーザ出力を向上することかで゛きない。

また、第２図に示すように高反射ミラー９と出力ミラー
１０との間に開口１１ ａを有する開口板１１を設けて
、レーザ発振モードを制御し、横モードを低次の発振モ
ードで大出力を得ようとする場合でもレーザロッド６が
軸対称に均一に励起されないために発振出力効率が低下
する。

このように集光効率を向上させることを重視するとレー
ザロッドの光学的均一性が悪化する傾向にあり、レーザ
ビームを集光して加工するレーザ加工装置に利用する場
合には十分なビーム集光パワー密度が得られないなどの
欠点か゛ある。

この考案は上記の事情を考慮してなされたもので、その
目的とするところは、レーザロッドを均一に励起するこ
とにより、高い出力領域まで得られるように改良したレ
ーザ発振器を提供しようとするものである。

以下、この考案の一実施例を添付図面を参照して説明す
る。

第１図および第２図中１は楕円筒状の集光鏡筒で内面に
鏡面２が形成されている。

この集光鏡筒の第１の焦点３には直管形の励起ランプ４
が配置され、第２の焦点５にはレーザロッド６が配置さ
れている。

このレーザロッド６の周囲には冷却水の流れを規制する
ための透明パイプたとえば流水がガラスパイプ７が配置
されている。

しかして、この流水がガラスパイプ７の表面には上記励
起ランプ４とレーザロッド６との間に、第３図に示すよ
うに表面が光散乱を生ずるように梨地処理を施した光散
乱表面８が形成されている。

また、レーザロッド６の軸上に高反射ミラー９と出力ミ
ラー１０とが設けられ、発振光路に直交し開口１１ ａ
を有する開口板１１ ａが設けられている。

そして、出力ミラー１０を透過したレーザ発振出力１２
の出力を測定するための出力計１３が設けられている。

つぎに、上記のように構成されたこの考案の作用につい
て説明する。

励起ランプ４が点灯すると励起ランプ４の右半部からの
光は矢印ａ、ａのように集光鏡筒１の鏡面２に向って直
進したのち矢印す、ｂのように反射されたのち、集光鏡
筒１の第２の焦点に向って直進し、この第２の焦点に並
設されたレーザロード６に照射される。

そして、上記ａ、ａよりも内側に向う光は鏡面２におい
て反射され上記反射光す、ｂよりも内側に向って直進す
るが梨地処理された光散乱表面８において散乱されて減
衰したのちレーザロッド６を照射する。

したがって、流水ガラスパイプ７の表面に励起ランプ４
とレーザロッド６との間に光散乱表面８が形成されてい
ない場合にはレーザロッド６の断面において励起ランプ
４側からレーザロッド６に入射する励起光は他の方向よ
りも強く入射するためし−ザロツドの励起光によって生
ずる熱歪作用がレーザロッドの軸に対して非対称となる
が、光散乱表面を励起ランプ４とレーザロッド６との間
に設けることにより、励起入力電力Ｐ１がより大きな条
件で発振を開始する。

そして、入力を増加させると、第４図に示すように８曲
線が示すように発振出力の最大値まで増大し、Ｐｏ２〉
Ｐｏ１となる。

このように入力の低い条件においては発振効率が低いが
入力が大きい領域においては飽和点が高くなり大出力が
得られる。

上記、実施例においてはレーザロッド６を包囲する流水
ガラスパイプ７の円周方向の一部分に長手方向に沿って
梨地処理を施して光散乱表面８を形威したが流水ガラス
パイプ７の上部に形威し励起ランプ４から直接レーザロ
ッド６に向って放射される光成分を減衰するようにして
もよい。

また、上記梨地処理の代わりに流水ガラスパイプ７の一
部分に吸収体または反射体などを設け、レーザロッド６
の光励起の均一化を行なってもよい また、集光鏡筒１には一重楕円筒を用いたが二重楕円筒
を用い励起ランプ４とレーザロッド６との間に励起光減
衰部分を設けてもよい。

以上説明したように集光鏡筒内部に収容された励起ラン
プとレーザロッドのいずれがをパイプで包囲し、このパ
イプの円周上の一部分に上記励起ランプとレーザロッド
との間に長手方向に沿ってレーザロッド照射光の減衰部
を設けることによりレーザロッドを均一に励起し大出力
のレーザビームを集光することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の構成を示す縦断正面図、
第２図は同じくこの縦断側面図、第３図は同じくこの流
氷ガラスパイプの斜視図、第４図はこの考案と従来例と
のレーザ出力特性を比較して示すグラフである。 １・・・・・・集合鏡筒、４・・・・・・励起ランプ、
６・・・・・・レーザロッド、７・・・・・・透明パイ
プ、８・・・・・・光散乱表面（減衰部）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 筒形の集光鏡内に並設されたレーザロッドとこのレーザ
   ロッドを光励起する直管形の励起ランプとからなるレー
   ザ発振器において、レーザロッドまたは励起ランプのい
   ずれかを包囲する透明パイプを設け、このパイプの上記
   レーザロッドと励起ランプとの間に位置する部分に長さ
   方向にわたってレーザロッド照射光の減衰部を設けたこ
   とを特徴とするレーザ発振器。