JPS59150488A - 固体レ−ザ発振装置 - Google Patents
固体レ−ザ発振装置Info
- Publication number
- JPS59150488A JPS59150488A JP2213883A JP2213883A JPS59150488A JP S59150488 A JPS59150488 A JP S59150488A JP 2213883 A JP2213883 A JP 2213883A JP 2213883 A JP2213883 A JP 2213883A JP S59150488 A JPS59150488 A JP S59150488A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser rod
- laser
- solid
- excitation
- state laser
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- 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.)
- Granted
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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
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
- H01S3/092—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
- H01S3/093—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp focusing or directing the excitation energy into the active medium
- H01S3/0931—Imaging pump cavity, e.g. elliptical
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は固体レーザ装置の改良に関する。
固体レーザ装置ではレーザロッドは冷却水などで冷却さ
れながら光励起されているが、光励起が定常状態のとき
、レーザロッドの中心部は冷却されている外周部に比べ
て高温になり、レーザロッドがレンズ作用を生ずる。し
かしこのレンズ作用がレーザロッド軸に対して軸対称で
ない現象がしばしば起る。この原因はレーザロッドが周
囲から一様な光励起を受けだ条件で使用されないととや
、レーザロッド自体の不均一性などによって引起こされ
るものである。上記の点を第１図にて説明すると、楕円
反射＠（１）内に励起ランプ（２）とともに収納されて
いるレーザロッド（３）の軸方向をＺ軸にとると、Ｘと
ｙの方向でレーザロッド（３）の作用は異なる。すなわ
ち、縦軸に後方焦点距離、横軸に励起入力（ｐ＋ ）を
とった第２図に示すように、上記Ｘ方向およびＸ方向で
は励起入力（ｐｌ）の増大とともに短くなるｆＸ、ｆｙ
の収束作用をもち、軸対称な光学特性を示さない。軸対
称とならないために、集光加工した場合、偏よった集光
スポットのため走査方向により加工特性が変化してし捷
う不都合を生じる。集光スポットを均一な軸対称とする
ためには、複数の励起ランプを１つのレーザロッドの周
囲に等配に設置して周囲から均一な強さで光励起すると
か、レーザロッドをヘリカル状の励起ランプに挿入して
光励起する技術があるが、両省とも発振効率が低く、ま
た、励起ランプの交換が容易でガく実用上の支障と力っ
ていた。また、レーザロッドと励起ランプとを１対１で
配置する構成では励起ランプに対峙しているレーザロッ
ドの面が他よυ茜温となり、レーザロッドが物理的に曲
がり光学的光路も必然的に曲がる。このため励起強度が
変わるたび毎にレーザ共振器ミラーの光軸を合わせ直す
必要がある。
れながら光励起されているが、光励起が定常状態のとき
、レーザロッドの中心部は冷却されている外周部に比べ
て高温になり、レーザロッドがレンズ作用を生ずる。し
かしこのレンズ作用がレーザロッド軸に対して軸対称で
ない現象がしばしば起る。この原因はレーザロッドが周
囲から一様な光励起を受けだ条件で使用されないととや
、レーザロッド自体の不均一性などによって引起こされ
るものである。上記の点を第１図にて説明すると、楕円
反射＠（１）内に励起ランプ（２）とともに収納されて
いるレーザロッド（３）の軸方向をＺ軸にとると、Ｘと
ｙの方向でレーザロッド（３）の作用は異なる。すなわ
ち、縦軸に後方焦点距離、横軸に励起入力（ｐ＋ ）を
とった第２図に示すように、上記Ｘ方向およびＸ方向で
は励起入力（ｐｌ）の増大とともに短くなるｆＸ、ｆｙ
の収束作用をもち、軸対称な光学特性を示さない。軸対
称とならないために、集光加工した場合、偏よった集光
スポットのため走査方向により加工特性が変化してし捷
う不都合を生じる。集光スポットを均一な軸対称とする
ためには、複数の励起ランプを１つのレーザロッドの周
囲に等配に設置して周囲から均一な強さで光励起すると
か、レーザロッドをヘリカル状の励起ランプに挿入して
光励起する技術があるが、両省とも発振効率が低く、ま
た、励起ランプの交換が容易でガく実用上の支障と力っ
ていた。また、レーザロッドと励起ランプとを１対１で
配置する構成では励起ランプに対峙しているレーザロッ
ドの面が他よυ茜温となり、レーザロッドが物理的に曲
がり光学的光路も必然的に曲がる。このため励起強度が
変わるたび毎にレーザ共振器ミラーの光軸を合わせ直す
必要がある。
本発明はレーザロッドが１／ンズ作用を生じにくくし、
出力されるレーザ光の非対称特性を改善した安定なレー
ザ装置を提供することを目的きする。
出力されるレーザ光の非対称特性を改善した安定なレー
ザ装置を提供することを目的きする。
レーザロッドの励起ランプに対面する側の反対側の面を
粗面にして放熱作用を促がすようにし、レーザロッドの
外周部における温度差を僅少にしレーザロッドの曲がり
を防止するようにしたものテする。さらにはレーザロッ
ドの表面における光励起光の光散乱能を異ならせロッド
内部の発熱をロッド軸に対して対称化、均一化をれｌか
るものである。
粗面にして放熱作用を促がすようにし、レーザロッドの
外周部における温度差を僅少にしレーザロッドの曲がり
を防止するようにしたものテする。さらにはレーザロッ
ドの表面における光励起光の光散乱能を異ならせロッド
内部の発熱をロッド軸に対して対称化、均一化をれｌか
るものである。
本発明を実施例を示す図面に基すいて説明する。
第３図は本発明の第１の実施例である片（１１１ｉ励起
による固体レーザ発振装置の例を示す。す々わち、分割
体からなシ内面が高反射面に形Ｊ戊された楕円反射鏡（
１１には励起ランプ０υおよびレーザロッド（１２＋が
楕円反射鏡（１）の焦点と同軸となって平行に設けられ
ている。レーザロッドａ穆の励起ランフ創υに対面する
側、すなわち、レーザロッド（１２＋の横断面の中心を
０＋と励起２ンプ０υの横断面の中心を０２とを結ぶ方
向をｘ、Ｘ方向に直交する方向をＹとすると、−ｘ側を
平滑面（１３１のままとし、反対側の＋Ｘ側をＱ、１ｍ
ｍ程度の粗面（１滲に形成する。上記の構成により、励
起ランプ住υからの励起光が最も強く当る面は平滑面Ｉ
のために励起光は内部に向けて直進的に進行し、反対側
の粗面α（部分で散乱し、この部分の近傍での熱がたま
り、温度上昇をたすける。このため励起ランプ０１１よ
りはなれた部分と近くで強く励起される部分の温度分布
が均衡し、熱分布の不均衡による従来のレーザロッドの
曲げ現象は解消される。
による固体レーザ発振装置の例を示す。す々わち、分割
体からなシ内面が高反射面に形Ｊ戊された楕円反射鏡（
１１には励起ランプ０υおよびレーザロッド（１２＋が
楕円反射鏡（１）の焦点と同軸となって平行に設けられ
ている。レーザロッドａ穆の励起ランフ創υに対面する
側、すなわち、レーザロッド（１２＋の横断面の中心を
０＋と励起２ンプ０υの横断面の中心を０２とを結ぶ方
向をｘ、Ｘ方向に直交する方向をＹとすると、−ｘ側を
平滑面（１３１のままとし、反対側の＋Ｘ側をＱ、１ｍ
ｍ程度の粗面（１滲に形成する。上記の構成により、励
起ランプ住υからの励起光が最も強く当る面は平滑面Ｉ
のために励起光は内部に向けて直進的に進行し、反対側
の粗面α（部分で散乱し、この部分の近傍での熱がたま
り、温度上昇をたすける。このため励起ランプ０１１よ
りはなれた部分と近くで強く励起される部分の温度分布
が均衡し、熱分布の不均衡による従来のレーザロッドの
曲げ現象は解消される。
第４図は本発明の第２の実施例で、（１つは二Ａ（楕円
反射鏡で、この反射鏡の共有焦点上にレーザロッドａｅ
が設けられ、２個の励起ランプＱｌ）、Ｑυで励起され
る構成になっている。この実施例ではレーザロッドＵθ
の励起ランプＱｌ）、（１１）にそれぞれ向いている面
の一部が平滑面Ｑ８１になっている。またＸ方向の面は
より粗い粗面（２）に仕上げられている。
反射鏡で、この反射鏡の共有焦点上にレーザロッドａｅ
が設けられ、２個の励起ランプＱｌ）、Ｑυで励起され
る構成になっている。この実施例ではレーザロッドＵθ
の励起ランプＱｌ）、（１１）にそれぞれ向いている面
の一部が平滑面Ｑ８１になっている。またＸ方向の面は
より粗い粗面（２）に仕上げられている。
上記第２の実施例においても第１の実施例と同様に粗面
０Ｌｔｌｌの部分が他の面よシ温度上昇作用が大きいた
め、励起ランプ０υの光の到達距離が長くても結果的に
励起光が強く当る平滑面０３◇の温度上昇と同程度にな
り、温度分布が均衡する。
０Ｌｔｌｌの部分が他の面よシ温度上昇作用が大きいた
め、励起ランプ０υの光の到達距離が長くても結果的に
励起光が強く当る平滑面０３◇の温度上昇と同程度にな
り、温度分布が均衡する。
なお、粗面形成の代シに、レーザロッドの光励起には効
果的々スペクトル成分は透過し、その他の波長は吸収す
るよう表蒸着膜を形成してもよい。
果的々スペクトル成分は透過し、その他の波長は吸収す
るよう表蒸着膜を形成してもよい。
また、その他、熱伝導率がレーザロッドより小さいガラ
ス質のものをレーザロッド表面にコーティングして励起
光を透過させるようにしてもよい。
ス質のものをレーザロッド表面にコーティングして励起
光を透過させるようにしてもよい。
ところで、粗面形成等による表面近傍の発熱部分を励起
ランプに遠ざけずに、例えは上記第２の実施例において
、Ｘ方向に粗面がくるようにしてｆｘとｆＹの差を強調
するようにしてもよい。この場合、長円形のスポットが
得られるので、長円方向にレーザ光を走査して溶接する
加工に鏑する。
ランプに遠ざけずに、例えは上記第２の実施例において
、Ｘ方向に粗面がくるようにしてｆｘとｆＹの差を強調
するようにしてもよい。この場合、長円形のスポットが
得られるので、長円方向にレーザ光を走査して溶接する
加工に鏑する。
励起強度の弱い条件から高い条件までレーザロッドの熱
作用にもとすく光学的均一性が改善され、高出力におい
ても円形断面の発振パターンが得られるようになった。
作用にもとすく光学的均一性が改善され、高出力におい
ても円形断面の発振パターンが得られるようになった。
また、軸対称性の悪いレーザロッドの場合にはその欠点
を改善するために積稜的に該当部分に面仕上げの差異を
もった部分を形成し、光学的な不均一性を補償してやる
こともできる。さらに、粗面等による熱放散部の位置を
変えて加工に適する発振パターンを得ることもできる。
を改善するために積稜的に該当部分に面仕上げの差異を
もった部分を形成し、光学的な不均一性を補償してやる
こともできる。さらに、粗面等による熱放散部の位置を
変えて加工に適する発振パターンを得ることもできる。
第１図は従来例を示す横断面図、第２図は従来例におけ
る方向別の入力パワーと焦点距離との関係を示す図、第
３図は本発明の第１の実施例を示す横断面図、第４図は
本発明の第２の実施例を示す横断面図である。 （１）・・・楕円反射鏡、 （Ｉｆ）・・・励起
ランプ、Ｑ２）、 （１６）・・・レーザロッド、
（ｌ滲、 （１８１・・・相 面。
る方向別の入力パワーと焦点距離との関係を示す図、第
３図は本発明の第１の実施例を示す横断面図、第４図は
本発明の第２の実施例を示す横断面図である。 （１）・・・楕円反射鏡、 （Ｉｆ）・・・励起
ランプ、Ｑ２）、 （１６）・・・レーザロッド、
（ｌ滲、 （１８１・・・相 面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１’）楕円反射鏡内に励起ランプとこの励起ランプで
励起されるレーザロッドとを設けてなるレーザヘッド部
を有する固体レーザ発振装置において、上記レーザロッ
ドはその外周面の一部に他面より粗面になる温度上昇制
御部分を設けることを特徴とする固体レーザ発振装置。 （２）温度上昇制御部分は長さ方向に沿って形成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体
レーザ全損装置。 （３）温度上昇制御用部分は励起ランプに非対向してい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項罷載の固体レ
ーザ発振装置。 （４）温度上昇制御部分はレーザロッドの軸方向に（５
）温度上昇制御部分はレーザロッドの物質以外の光励起
光の透過材で形成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の固体レーザ発振装置。 （６）温度上昇制御部分はロッドの不均一性を光励起中
に補償する方向に設餉゛シたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のＩＮ体ｔ・−ザ発据装ｆＢｌｉ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2213883A JPS6037632B2 (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | 固体レ−ザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2213883A JPS6037632B2 (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | 固体レ−ザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59150488A true JPS59150488A (ja) | 1984-08-28 |
| JPS6037632B2 JPS6037632B2 (ja) | 1985-08-27 |
Family
ID=12074520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2213883A Expired JPS6037632B2 (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | 固体レ−ザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037632B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02130882A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-18 | Hitachi Ltd | 固体レーザ装置 |
| EP0938009A1 (de) * | 1998-02-20 | 1999-08-25 | Carl Zeiss | Optische Anordnung und Projektionsbelichtungsanlage der Mikrolithographie mit passiver thermischer Kompensation |
| US7274430B2 (en) | 1998-02-20 | 2007-09-25 | Carl Zeiss Smt Ag | Optical arrangement and projection exposure system for microlithography with passive thermal compensation |
-
1983
- 1983-02-15 JP JP2213883A patent/JPS6037632B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02130882A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-18 | Hitachi Ltd | 固体レーザ装置 |
| EP0938009A1 (de) * | 1998-02-20 | 1999-08-25 | Carl Zeiss | Optische Anordnung und Projektionsbelichtungsanlage der Mikrolithographie mit passiver thermischer Kompensation |
| US7274430B2 (en) | 1998-02-20 | 2007-09-25 | Carl Zeiss Smt Ag | Optical arrangement and projection exposure system for microlithography with passive thermal compensation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6037632B2 (ja) | 1985-08-27 |
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