JPS604282A - レ−ザ装置 - Google Patents

レ−ザ装置

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JPS604282A
JPS604282A JP11086183A JP11086183A JPS604282A JP S604282 A JPS604282 A JP S604282A JP 11086183 A JP11086183 A JP 11086183A JP 11086183 A JP11086183 A JP 11086183A JP S604282 A JPS604282 A JP S604282A
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JP
Japan
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mirror
resonator
optical axis
mounting part
mounting
Prior art date
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Pending
Application number
JP11086183A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoto Nishida
直人 西田
Katsuyuki Kakizaki
柿崎 克行
Tadashi Takahashi
忠 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP11086183A priority Critical patent/JPS604282A/ja
Publication of JPS604282A publication Critical patent/JPS604282A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/081Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、共振器を安置形又は不安定形のいずれか一方
に切替可能なレーザ族ゐ−にPAする。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近時、レーザ加工用の高出力レーザ装置の共振器として
、安定形と不安定形の2釉のものが用いられている。第
1図は安定形の共振器(1)を示すもので、この共振器
(1)は励起媒質(2)をはさみ、その一端部に凹面鏡
(3)が、他端部に部分透過出力鏡(4)が配設されて
いる。そして、発生したレーザ光は光軸(5)に沿って
往復しながらす74幅される。そして、一部のレーザ光
が部分透過出力鏡(4)を透過して矢印(6)方向に取
出される。このような安定形共振器による多重モードの
レーザ光は、大出力が得られ、かつ強度分布が均一であ
るので、焼入れ加工等に適するが、その反面、溶接、切
断には、あまシ適していない。一方、第2図は、不安定
形の共振器(7)を示すもので、この共4)1(器(刀
は励起媒質(8)をはさみ、その一端部に凹面鏡(9)
が、他端部に凸面鏡uO)が同一の光軸圓上に配設され
ているとともに、この光軸01)の凸面t!(10)側
に透孔(12)を有する円環状の結合鋭03)が設けら
れている。この結合鏡(13)は、ドーナツ状のレーザ
光を、光軸(11)に直交する光軸圓の方向に取出すだ
めのものである。そして、共振器(力の側壁の光軸U上
には出力透過窓(旧が設けられている。このような不安
定形共振器によるレーザ光は、集束性が良好であるので
、溶接、切断加工等には適しているが、その反面、強度
分布が不均一であるので、表面処理加工には不適である
このように、安定形及び不安定形の共振器には、それぞ
れ、表裏相反する長所・短所をもっているので、加工目
的に応じて、共振器を安定形又は不安定形かのいずれか
に切替る必要があった。しかるに、これら安定形及び不
安定形の共振器は、外部に発振されるレーザ光の光軸が
同一でないので、上記切替のだめの作業がいたずらに煩
雑化し、作業者の負担が大きくなっていた。
〔発明の目的〕
本発明は、上記事情を勘案してなされたもので、レーザ
光の光軸位置を変えることなく、共振器を安定形又は不
安定形のいずれか一方に迅速かつ容易に切替ることので
きるレーザ装置:′tを提イ↓1、することを目的とす
る。
〔発明の概要〕
不安定形共振器において結合鋭を保持する取(−1部に
て安定形共振器用の千面鋭も取付可能とするとともに、
この平面鏡により反射されたレーザ光の光路と上記結合
鏡により反射されたレーザ光の光路が一致するように設
定し、上記反射レーザ光の光路上に安定形共振器用の部
分造過緯又は不安定形共振器用の出力透過窓ケ交換自任
に支持する取付部を設けたものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を参照してtf述する。
第3図は、本実施例のレーザ装置の共振器部分を示して
いる。円筒状の本体叫の内側一端部には、11ル1の取
付板f17)が例えば、ばねなどの弾性体(1碍を介し
て取付けられている。そして、この第1の取付板(17
)の底部に突設された欠片(17a)・・・には、本体
α0に取付けられた複数のマイクロメータ・ヘッドα1
・・・の当接子(19a)・・・が当接していて、これ
らマイクロメータ拳ヘッド(19)・・・の回動によシ
第1の取付板(1,7)の角度なN+rA節できるよう
になっている。
この第1の取付板(171の弾性体(1段側とは反対側
には、凹面鏡(2Gが固設されている。さらに、第1の
取付板117)には冷却パイプ(2i1.(2aが内設
され、これら冷却パイプ(21+、(2I)を負流する
冷却水によシ凹面’W rJQlを間接的に冷却するよ
うになっている。かくて、上記第1の取付板ft7) 
、弾性体(E印、冷却パイプ(2υ、Qυ及びマイクロ
メータ・ヘッドf191・・・は、第1の取付部(2り
をなしている。一方、本体(16)の内側他端部には、
第2の数句板(23)が弾性体(24)を介して取付け
られている。そして、この第2の取付板c!東の底部に
突設された突片(23g)・・・には、本体(1eに取
付けられた複数のマイクロメータ・ヘッドc251・・
・の尚接子(25a)・・・が当接していて、これらマ
イクロメータヘッド(ハ)・・・の回動により第2の取
付板(至)の角度を調節できるようになっている。この
第2の取付板面の弾性体Hとは反対側には、凸面鏡(4
)が、凹面鏡(2υと対向して凹面鏡(2)と同一の光
軸(27)を壱するように固設されている。さらに、第
2の取付板e:3)には、冷却パイプ(2B)、(28
1が内設され、これら冷却パイプ(ハ)、 (28)を
頁流する冷却水によシ凸面鋺(澗を間接的に冷却するよ
うになっている。かくて、第2の取付板rl?i 、弾
性体(2+1.冷却バイブ(3PJ、(i81及びマイ
クロメータ・ヘッド(251・・・は、第2の取付部0
9)をなしている。さらに、凸面鏡(2(5に近接して
第3の取付板C31が、複数の弾性体C31)・・・を
介して第2の取付板117)が取付けられている本体(
16)の端部と同一の端部に取付けられている。この第
3の取付板C(titには透孔(12)が穿設され、こ
の透孔(32)を光軸(27)に沿ったレーザ光が通過
できるようになっている。そして、この第3の数句板(
30)の麿一部に突設された突片(30a)・・・には
、本体α0に増刊けられた複数のマイクロメータ・ヘッ
ドC33)・・・の当接子(33a)・・・が当接して
いて、これらマイクロメータ・ヘッドC331・・・の
回動により第3の取付板(3t))の角度を調節できる
ようになっている。この第3の取付板−の弾性体C31
)・・・とけ反対側には、鏡面(3勺が光軸(2′0に
対して45度傾斜している例えばtj司などの金属製の
平面鏡(,3ω(第4図参照)又はψ面(鏝が光軸(2
力に対して45度傾斜している中心に透孔を有する円筒
状の結合鈍Gカ(第5図参照)が着脱自在に増刊けられ
ている。
ここで、平面鏡0■と結合鏡(37)とは、これらによ
り反射されたレーザ光がいずれも光軸(至)(光軸(2
7)に直交する。)を通るように光軸(2ηと交差する
同一平面上に設定される。そして、第3の取付板(13
■には、冷却バイブ(391,Ctlが内設され、これ
ら冷却パイプ(31,Calを貫流する冷却水により平
面鏡(30又は結合鏡C37)を間接的に冷却するよう
になっている。
かくて、第3のJ+V付板C30) 、弾性体c31)
・・・、冷却バイブO!1.(至)及びマイクロメータ
・ヘッド(晒・・・け、第3の取付部(l+*をなして
いる。しかして、光軸(至)っまシ反射レーザ光の光路
が交差する本体(国部分には、レーザ光を外部に取出す
ための円孔(4υが穿設されている。そして、本体11
G)の外側には、第4の取付部(421が円孔(41)
と同軸に取付けられている。この第4の取付部(4りは
、円孔(41)とにぼ同径の中空部を有する円筒状の取
付体(4東と、本体UQとこの取付体03とを密封する
Oリング(441と、取付体(43中に内設され冷却水
が貫流する冷却パイプ(4!Jlとがらなっている。し
かして、取付体(43)の内部には、段差(43a)が
形成されている。そして、;P;3の取付部−に取付け
られたものが平面鏡(う9である場合は、例えばZn5
eなどからなる円板状の部分透過出力鏡(4ω(第4図
参照)が、結合鏡(3゛oである場合は、円板状の出力
透過窓(47) (第5図参照)が、取付体(43)に
嵌合されOリング(佃を介して圧着リング(49)にょ
シ段差(4′5に係止されている。さらに、本体(16
)内部の、第1の取付部(221と第3の取付部(41
との間には、励起媒質部(5Illlが充填されている
つぎに1本実施例のレーザ装置σの使い方について述べ
る。まず、たとえば表面焼入れなどの表面処理を行う場
合には、第3の取付部I11に平面鏡c3勺を取付ける
とともに、第4の取付部(44に部分透過出力鏡■を取
付は安定形の共振器に設定する。そして、マイクロメー
タ・ヘッド←0・・・、(ハ)・・・を操作することに
より、レーザ光が光軸(27) 、(至)を通るように
安定形共振器としてのアラインメントを行う。
かくて、この場合、励起部(!J(llにて発生したレ
ーザ光は、平q+鏡Oωによシ全反射を受けることにょ
シ、凹面鏡0(2)と部分透過出力鏡(’1lilとの
間を光軸(27)、01に沿って往存し、励起媒質部(
50)によシ増幅された強度分布が均一なレーザ光の一
部は、部分透過出力鏡(46)より外部にとり出され、
所定の表面処理加工に使用される。一方、たとえば溶接
又は切断加工を行う場合は、Δド面鏡(351を結合鏡
G7)と取替えるとともに、部分旋過出力i1 r、4
fi)を出力透過窓(47)と取替え、不安定形の共振
器に設定する。そして、マイクロメータ・ヘッドθ訃・
・、 (25)・・・、(3東・・・を操作して、レー
ザ光が光軸(27)、(18)を通るように不安定形共
振器としてのアラインメントを行う。かくて、この場合
、励起部41部50+にて発生したレーザ光は、結合鏡
G7)の中空部及び透孔(321を通過し、凹面鏡(2
o)と凸面鏡00との間を光軸07)に沿って往復し、
励起媒質部60)にニジ増幅きれたレーザ光の一部は、
鏡面06)にて全反射され、ドーナツ状のレーザ光とな
って出力透過窓(47)よυ外部に取り出され、所定の
溶接又は切断加工に使用される。
このように、本芙施例のレーザ装置は、光軸位置を変更
することなく、わずかな″F11X品交換だけで、安定
形共振器又は不安定形共」最器のいずれか一方に1加工
目的に応じて、迅速かつf7jm単に切替ることかでき
る。したがって、安定形及び不安定形のレーザ光の特長
を生かした各種レーザ加工を行うことができるとともに
、作朶者の9和、が大幅に軽減する。
なお、上記実施例においては、第4の取付部(4のは、
本体α0に固定されているが、8(36図に示すように
1角度調節自在な構造とすることにより、アライメント
をより1η1便かつ正確に行うことができる。すなわち
、数句体(431と透孔(51)を有する第4の数句板
(52)に固定し、この第4の取付板(52)を本体(
1G)にベローズ(53)を介して取着する。そして、
第4の取付板(52)に取付けられたマイクロメータ・
ヘッド(54)・・・の当接子(54a)・・・を本体
(161に突設された突片(55)に当1妾させ、これ
らマイクロメータ・ヘッド(54)・・・の回動によシ
第4の取付板(52)つまり第4の取付部(4望の角度
調整が可能となる。また、弾性体(+8)、(2(イ)
、 ell 、 (31)としてベローズを用いてもよ
い。てらに、上記実施例においては、部分透過出力鏡(
4G)又は出力透過窓(47)を保持する第4の取付部
(421は、本体(1(aの側壁に設けているが 94
’+ 7図に示すように、凹面鏡(氾が増刊けられてい
る第1の取付部(24と四−の端部に設けてもよい。こ
の場合、第3の取付部(4[1)け、平面鏡C(ω又は
結合鏡(3カにより反射されたレーザ光が光軸間を通っ
て上記一端部に設けられている第4の数句部(4随に入
光する位置に配設する。そして、凸面%% c21i)
が取付けられている第2の数句部(29)は、第3の取
付部(40)背後における光軸(27)上に配設し、不
安定形の共振器に設定した場合、ドーナツ状のレーザ光
が結合鏡C37)によυ光軸(2)を通って出力透過窓
<4’0に入力するようにする。この場合、勤起媒質部
(、iolを光軸(27)及び光軸1:2の両方ともが
通るように設けることにょシ、より強いレーザ光を得る
ことができる。
〔発明の効果〕
本発明のレーザ装置は、光軸位置を変更するとと々く、
わずかな部品交換だけで、安定形共振器又は不安定形共
振器のいずれか一力に、加工目的に応じて、迅速かつ1
ハj便に切’jY Aることかできるすぐれた互換性を
有している。したがって、安定形及び不安定形のレー′
ザ光の年1゛長を生かして溶接。
切断加工2表面処理等の各ガレーザ加工を能率的に行う
ことができる柔軟性及び汎用性に富むレーザ装置を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の安定形共振器の+1.一式図、か2図は
従来の不安定形共振器の模式図、第3図は本発明の一実
施例のレーザ装置の共4ノe器の構造断面図、第4図は
第3図の共振器を安定形に設定したときの模式図、第5
図は第3図の共振器を不安定形に設定したときの模式図
、第6図は犯3図の共振器の第4の取付部の変形例を示
す断面図、第7図は本発明の他の実施例のレーザ装置の
共振器の説明図である。 (2@:凹面鏡、 (221:第1の取付部、CG):
凸面鏡、 (2i’ll :第2の取付部、t34’r
、C3G) : fd 面、 c’+s :平面鏡、C
37) :結合鋭、 (41jl :第3の取付部、(
4り:第4の数句部、 (461:部分透過出力鏡、(471:出力透過窓。 代理人 弁理士 則 近 宸 佑 (ほか1名)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 凹IILI鏡が取付けられる第1の取付部と、上記凹面
    説に対向して凸面鏡が取付けられる第2の取付部と、上
    記第1の取付部と上記第2の取付部との間に設けられ上
    記凹面鏡と上記凸面鏡間でレーザ光を往復させる孔が穿
    設されるとともに平面鏡又は中心に透孔を有する結合鏡
    がそれらの鏡面を上記凹面鏡と上記凸面鏡との間を往復
    するレーザ光と交差するほぼ同一平面上に配置して着脱
    自在に取付けられる第3の取付部と、上記結合鏡又は上
    記平面鏡にて反射したレーザ光の光路に設けられ上記結
    合鏡にて反射したレーザ光を外部に出光する出力透過窓
    又は上記平角1鋭にて反射したレーザ光のうち一部を外
    部に出光するとともに残部を上記平面鏡を介して上記凹
    面鏡との間で往復させる部分透過鏡が着脱自在に取付け
    られる第4の取付部と、上記第1の取付部と上記第3の
    取付部との間に設けられレーザ光を増幅する励起媒質部
    とを具備することを特徴とするレーザ族&W、。
JP11086183A 1983-06-22 1983-06-22 レ−ザ装置 Pending JPS604282A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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