JPS61199686A - 不安定型レ−ザ共振器 - Google Patents
不安定型レ−ザ共振器Info
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- JPS61199686A JPS61199686A JP4144185A JP4144185A JPS61199686A JP S61199686 A JPS61199686 A JP S61199686A JP 4144185 A JP4144185 A JP 4144185A JP 4144185 A JP4144185 A JP 4144185A JP S61199686 A JPS61199686 A JP S61199686A
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- resonator
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- 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
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08081—Unstable resonators
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、レーザ発振器に用いて、拡がυ角の小さい
高品質のレーザビームを、レーザ媒質から高い効率で取
り出す不安定型レーザ共振器に関するものである・ 〔従来の技術〕 従来この種の共振器として第８図に示すものがあった。
高品質のレーザビームを、レーザ媒質から高い効率で取
り出す不安定型レーザ共振器に関するものである・ 〔従来の技術〕 従来この種の共振器として第８図に示すものがあった。
図において、１ｌｌＩｆｉレーザ媒質、（！ｌはこのレ
ーザ媒質＋１１ ’ｉはさむように配設された凹面の全
反射ミラー、（３Ｉはこの凹面の全反射ミラー（２）と
対向し、且つ上記レーザ媒質＋１１ ｉはさむように配
設されたレーザビーム取シ出し側の共振器ミラー、（８
ａ ）ｉｊ発振波長に対して透明部材からなるミラー基
板、 （３））はミラー基板（３ａ）上でレーザ媒質
＋１１に面した中央部に例えばコーティングされたＬ／
−テピーム（４）の全反射部、（３Ｃ）ＴＩｉこの全反
射部（３ｂ）の同辺部とミラー基板（８ａ）上でレーザ
媒質１１１０反対側に例えばコーティングされたレーザ
ビーム＋４１のほぼ無反射部、（４）はレーザビーム（
４ａ）ｄ全反射部（８ｂ）から反射された全反射ビーム
、（４１））ｆｌ全反射ミ、ｒ −１２）によシ反射さ
れた全反射ミラービーム、（４ａ）ｒｉレーザ出力であ
る。
ーザ媒質＋１１ ’ｉはさむように配設された凹面の全
反射ミラー、（３Ｉはこの凹面の全反射ミラー（２）と
対向し、且つ上記レーザ媒質＋１１ ｉはさむように配
設されたレーザビーム取シ出し側の共振器ミラー、（８
ａ ）ｉｊ発振波長に対して透明部材からなるミラー基
板、 （３））はミラー基板（３ａ）上でレーザ媒質
＋１１に面した中央部に例えばコーティングされたＬ／
−テピーム（４）の全反射部、（３Ｃ）ＴＩｉこの全反
射部（３ｂ）の同辺部とミラー基板（８ａ）上でレーザ
媒質１１１０反対側に例えばコーティングされたレーザ
ビーム＋４１のほぼ無反射部、（４）はレーザビーム（
４ａ）ｄ全反射部（８ｂ）から反射された全反射ビーム
、（４１））ｆｌ全反射ミ、ｒ −１２）によシ反射さ
れた全反射ミラービーム、（４ａ）ｒｉレーザ出力であ
る。
次に動作につめて説明する。凸面の全反射部（８ｂ）力
ら反射された全反射部ビーム（４ａ）は幾何光学的に拡
がシながら全反射ミラー（２）に入射する〇レーザビー
ム（４）ハレーザ媒質ｉｌｌ中金伝搬しながら増幅され
る。共焦点型の不安定型レーザ共振器では、凹面の全反
射ミラー１２）から反射された全反射ミラービーム（４
ｂ）＃：ｔレーザ媒質＋ｔ＋ ｃｐを増幅されながら平
行に進行し、レーザビーム取り出し剣の共振器ミラー（
３１に入射する。全反射部（８ｂ）に入射した全反射ミ
ラービーム（４ｂ）は再び反射されてレーザ媒質１１１
中を進行する。はぼ無反射部Ｃ３Ｑ）ＶＣ入射した全反
射ミラービーム（４ｂ）のみがレーザ出力（４Ｃ）とし
て取り出される。この収り出されたレーザ出力（４ｃ）
は中心部が空いたリングのビームである。このリング状
ビームの形状は不安定型レーザ共振器の幾何学的％に依
存する。ビーム形状と幾何学的拡大率Ｍとの関係灯、幾
何学的拡大率Ｍ−ビーム外径÷ビーム内径で表わされる
。ただし、幾何学拡大率Ｍは共振器ミラーの曲率半径・
共振器長などのパラメータによって決定される。レーザ
出力ｃ＋１の拡がシ角を小さくする（ビーム集光特性、
伝搬特性をよくする）ためには、幾何学的拡大率Ｍを大
きく（例えば４以上）にする必要がある。 ″レーザ
の入出力特性は不安定型レーザ共振器の幾何学的結合率
δに依存する。ただし、従来の不安定型レーザ共振器の
幾何学的結合率ｊはい値はｌ！ｎ（１−Ｊ）＋ＶＣ比例
する・幾何学的拡大率Ｍが大きくなると、レーザビーム
取り出し剣の共賑器ミラー（３１から全反射ミーｙ−＋
２＋へ進行する全反射部ビーム（４ａ）のモード体積が
小さくなり、第４図に示されるように放電入力に対する
レーザ出力の勾配が低下する。例えば幾何学的拡大率Ｍ
−４のとき、幾何学的結合率δ−ｏ、ｏ４．Ｉ！ｎ（１
−δ）＋−１，４１である。
ら反射された全反射部ビーム（４ａ）は幾何光学的に拡
がシながら全反射ミラー（２）に入射する〇レーザビー
ム（４）ハレーザ媒質ｉｌｌ中金伝搬しながら増幅され
る。共焦点型の不安定型レーザ共振器では、凹面の全反
射ミラー１２）から反射された全反射ミラービーム（４
ｂ）＃：ｔレーザ媒質＋ｔ＋ ｃｐを増幅されながら平
行に進行し、レーザビーム取り出し剣の共振器ミラー（
３１に入射する。全反射部（８ｂ）に入射した全反射ミ
ラービーム（４ｂ）は再び反射されてレーザ媒質１１１
中を進行する。はぼ無反射部Ｃ３Ｑ）ＶＣ入射した全反
射ミラービーム（４ｂ）のみがレーザ出力（４Ｃ）とし
て取り出される。この収り出されたレーザ出力（４ｃ）
は中心部が空いたリングのビームである。このリング状
ビームの形状は不安定型レーザ共振器の幾何学的％に依
存する。ビーム形状と幾何学的拡大率Ｍとの関係灯、幾
何学的拡大率Ｍ−ビーム外径÷ビーム内径で表わされる
。ただし、幾何学拡大率Ｍは共振器ミラーの曲率半径・
共振器長などのパラメータによって決定される。レーザ
出力ｃ＋１の拡がシ角を小さくする（ビーム集光特性、
伝搬特性をよくする）ためには、幾何学的拡大率Ｍを大
きく（例えば４以上）にする必要がある。 ″レーザ
の入出力特性は不安定型レーザ共振器の幾何学的結合率
δに依存する。ただし、従来の不安定型レーザ共振器の
幾何学的結合率ｊはい値はｌ！ｎ（１−Ｊ）＋ＶＣ比例
する・幾何学的拡大率Ｍが大きくなると、レーザビーム
取り出し剣の共賑器ミラー（３１から全反射ミーｙ−＋
２＋へ進行する全反射部ビーム（４ａ）のモード体積が
小さくなり、第４図に示されるように放電入力に対する
レーザ出力の勾配が低下する。例えば幾何学的拡大率Ｍ
−４のとき、幾何学的結合率δ−ｏ、ｏ４．Ｉ！ｎ（１
−δ）＋−１，４１である。
従来の不安定型レーザ共振器は以上のように構成されて
いるので、レーザ出力（４ｃ）ノ品質に高める（拡がシ
角を小さくする）ために幾何学的拡大率Ｍを大きくする
と発振効率（レーザ出力／放電人カンが低下するという
欠点があった。
いるので、レーザ出力（４ｃ）ノ品質に高める（拡がシ
角を小さくする）ために幾何学的拡大率Ｍを大きくする
と発振効率（レーザ出力／放電人カンが低下するという
欠点があった。
この発明は上記従来の欠点に鑞み、拡がυ角の小さい円
板状の匂品質なレーザビーム１％ｉい発振効率で収り出
すことができるようにすることを目的とする。
板状の匂品質なレーザビーム１％ｉい発振効率で収り出
すことができるようにすることを目的とする。
この発明に係る不安定型レーザ発振器は、レーザ媒質と
、とのレーザ媒質に面した部分反射部とほぼ無反射の無
反射部とを何するレーザビーム取り出し側の共振器ミラ
ーと、上記レーザ媒質を挾んで上記レーザビーム取り出
し側の共振器ミラーと対向して配設された全反射ミラー
とを備えたものである。
、とのレーザ媒質に面した部分反射部とほぼ無反射の無
反射部とを何するレーザビーム取り出し側の共振器ミラ
ーと、上記レーザ媒質を挾んで上記レーザビーム取り出
し側の共振器ミラーと対向して配設された全反射ミラー
とを備えたものである。
この発明におけるレーザビーム取り出し側の共振器ミラ
ーのレーザ媒質に圓した部分が部分反射部であり、従っ
て拡がシ角の小さい円板状の高品質なレーザビームが高
い発振効率で収シ出される。
ーのレーザ媒質に圓した部分が部分反射部であり、従っ
て拡がシ角の小さい円板状の高品質なレーザビームが高
い発振効率で収シ出される。
第１図はこの発明の一実施例である。Ｉｌｌ ｆ２）−
＋３１（３ａ）（Ｉｃ）（４）（４ｂ＋（Ｉｃ）ｒｉ上
記従来の不安定型レーザ共振器と同−又は同等のもので
あるので説明は省略する。（３ｄ）はミラー基板（８ａ
）のレーザ媒質（１）に而した中央表面Ｋ例えばコーテ
ィングされた部分反射部であり、（４ａ社部分反射ビー
ムである。
＋３１（３ａ）（Ｉｃ）（４）（４ｂ＋（Ｉｃ）ｒｉ上
記従来の不安定型レーザ共振器と同−又は同等のもので
あるので説明は省略する。（３ｄ）はミラー基板（８ａ
）のレーザ媒質（１）に而した中央表面Ｋ例えばコーテ
ィングされた部分反射部であり、（４ａ社部分反射ビー
ムである。
上記のように構成された不安定梨レーザ共振器の部分反
射部ｆａｃｔ）の面積は大きく幾何学的拡大率Ｍは小さ
いので、部分反射部（３ｄ）から反射された部分反射ビ
ーム（４ａ）の幾何光学的な拡がり角は小さいために、
不安定型レーザ共振器のモード体積は大きい。故にレー
ザ媒質＋ｉ＋中のレーザビーム（４）の光増幅量は大き
くなり、放電入力に対するレーザ出力の勾配は高くなる
。（第４図参照）０全反射ミラー（２）から反射された
平行な全反射ミラービーム（４１））ｒｊ、光増幅され
ながらレーザビーム取り出し側の共振器ミラー（３）に
入射する・第２図に示すようにこの全反射ミラービーム
（４ｂ）である入射ビームの強度分布は中心部分の強度
が高く、同辺部の強度は低い。
射部ｆａｃｔ）の面積は大きく幾何学的拡大率Ｍは小さ
いので、部分反射部（３ｄ）から反射された部分反射ビ
ーム（４ａ）の幾何光学的な拡がり角は小さいために、
不安定型レーザ共振器のモード体積は大きい。故にレー
ザ媒質＋ｉ＋中のレーザビーム（４）の光増幅量は大き
くなり、放電入力に対するレーザ出力の勾配は高くなる
。（第４図参照）０全反射ミラー（２）から反射された
平行な全反射ミラービーム（４１））ｒｊ、光増幅され
ながらレーザビーム取り出し側の共振器ミラー（３）に
入射する・第２図に示すようにこの全反射ミラービーム
（４ｂ）である入射ビームの強度分布は中心部分の強度
が高く、同辺部の強度は低い。
ｌｈは無反射部（８ｃ）に入射したビームは全部レーザ
出力（４Ｃ）として収り出される。部分反射部（３ｄ）
に入射したビームの一品（透過率に比例したレーザビー
ム）もレーザ出力（４ｃ）として収り出される。第２図
に示すように不安定型レーザ共振器によって収り出され
たレーザビームの強度分布は、はぼ無反射ｇ （３ａ）
と部分反射部（８ｄ）との境界で少し強度の差が生じる
が、強度がほぼ一様な円板状ビームである。このレーザ
出力（４Ｑ）ｔｒｉ円板状である（中空でない）ので、
拡がシ角が極めて小さい高品質なレーザ出力（４ｃ）で
ある◎このビームは、従来の不安定型レーザ共振器にお
いて幾何学的拡大率Ｍが無限大のビームに相当する。
出力（４Ｃ）として収り出される。部分反射部（３ｄ）
に入射したビームの一品（透過率に比例したレーザビー
ム）もレーザ出力（４ｃ）として収り出される。第２図
に示すように不安定型レーザ共振器によって収り出され
たレーザビームの強度分布は、はぼ無反射ｇ （３ａ）
と部分反射部（８ｄ）との境界で少し強度の差が生じる
が、強度がほぼ一様な円板状ビームである。このレーザ
出力（４Ｑ）ｔｒｉ円板状である（中空でない）ので、
拡がシ角が極めて小さい高品質なレーザ出力（４ｃ）で
ある◎このビームは、従来の不安定型レーザ共振器にお
いて幾何学的拡大率Ｍが無限大のビームに相当する。
この不安定型レーザ共振器の幾何学的結合率δはδ−（
１−／Ｍ２） ＋ Ｔ／Ｍ２で表わされる。イＲＬ。
１−／Ｍ２） ＋ Ｔ／Ｍ２で表わされる。イＲＬ。
Ｔは部分反射部（８ｄ）の透過率である。例えば、幾何
学的拡大率Ｍ−１．１．透過率Ｔ −０，Ｊｌのとき結
合率δｔ−ｊ Ｏ，４ｇとなり、放電入力の発振しきい
値″ラメピー／ｎ（１−δ）−％は０．２７になる。
学的拡大率Ｍ−１．１．透過率Ｔ −０，Ｊｌのとき結
合率δｔ−ｊ Ｏ，４ｇとなり、放電入力の発振しきい
値″ラメピー／ｎ（１−δ）−％は０．２７になる。
前記の従来の不安定レーザ共振器に２いて、幾何学的拡
大率Ｍが４のとき、ｌ！ｎ（１−Ｊ）−”、 ｆｄ １
．４１ ゛であった。故にこの不安定型レーザ共振
器では放電入力の発振しきい値を１９％に抑え、且つ放
電入力に対するレーザ出力の勾配が高くなるので、発振
効率が高くなり、高出力ビームが得られる。
大率Ｍが４のとき、ｌ！ｎ（１−Ｊ）−”、 ｆｄ １
．４１ ゛であった。故にこの不安定型レーザ共振
器では放電入力の発振しきい値を１９％に抑え、且つ放
電入力に対するレーザ出力の勾配が高くなるので、発振
効率が高くなり、高出力ビームが得られる。
なお、上記実施例でシラミラー基板（３ａ）の周辺部に
ほぼ無反射部（３ｃ）’ｉ設けたものｔ示したがミラー
基板（８ａ）の反射率が小さいときは、ミラー基板（３
ａ）自体かはぼ無反射部に相当するので周辺部にほぼ無
反射部ｔＦ＆ける必要はない。
ほぼ無反射部（３ｃ）’ｉ設けたものｔ示したがミラー
基板（８ａ）の反射率が小さいときは、ミラー基板（３
ａ）自体かはぼ無反射部に相当するので周辺部にほぼ無
反射部ｔＦ＆ける必要はない。
以上のようにこの発明によルば、共振器の幾何学的拡大
率を小さくシ、レーザビーム取り出し側の共振器ミラー
のレーザ媒質に面した部分に部分反射部を配設したので
、拡がシ角の小さい高品質なし°−デピームを高い効率
で収り出すことができる効果がある。
率を小さくシ、レーザビーム取り出し側の共振器ミラー
のレーザ媒質に面した部分に部分反射部を配設したので
、拡がシ角の小さい高品質なし°−デピームを高い効率
で収り出すことができる効果がある。
第１図はこの発明の−Ｘ施例を示す不安定梨レーザ発振
器の断面図、第２図はビーム収り出し側の共振器ミラー
におけるビーム出力の強度分布を示す図、第８図は従来
の不安足型レーザ共振器を示す断面図、第４図ｒｉ幾何
学的拡大率Ｍｉパラメータにしたレーザ出力と放電入力
との関係を示す図である。 図においてＩｌｌはレーザ媒質、ｆ２）ｒｉ全反射ミラ
ー、１３１ ｒｉレーザビーム収り出し側の共振器ミラ
ー、（３ｃ′）ｒｉ無反射部、（３ｄ）は部分反射部で
ある。 なお、各図中同一符号に同一または相当部分を示す。
器の断面図、第２図はビーム収り出し側の共振器ミラー
におけるビーム出力の強度分布を示す図、第８図は従来
の不安足型レーザ共振器を示す断面図、第４図ｒｉ幾何
学的拡大率Ｍｉパラメータにしたレーザ出力と放電入力
との関係を示す図である。 図においてＩｌｌはレーザ媒質、ｆ２）ｒｉ全反射ミラ
ー、１３１ ｒｉレーザビーム収り出し側の共振器ミラ
ー、（３ｃ′）ｒｉ無反射部、（３ｄ）は部分反射部で
ある。 なお、各図中同一符号に同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）レーザ媒質、このレーザ媒質に面した部分反射部
とほぼ無反射部とを有するレーザビーム取り出し側の共
振器ミラー、および上記レーザ媒質をはさんで上記レー
ザビーム取り出し側の共振器ミラーと対向して配設され
た全反射ミラーを備えた不安定型レーザ共振器。 - （２）部分反射部が、レーザビーム取り出し側の共振器
ミラーのレーザビーム媒質側の中央部表面に設けられて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の不安
定型レーザ共振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4144185A JPS61199686A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 不安定型レ−ザ共振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4144185A JPS61199686A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 不安定型レ−ザ共振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61199686A true JPS61199686A (ja) | 1986-09-04 |
| JPH0334239B2 JPH0334239B2 (ja) | 1991-05-21 |
Family
ID=12608456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4144185A Granted JPS61199686A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 不安定型レ−ザ共振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61199686A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63105368U (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-08 | ||
| JPS63265477A (ja) * | 1987-04-23 | 1988-11-01 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ装置 |
| JPS63265479A (ja) * | 1986-12-08 | 1988-11-01 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ装置 |
| JPS6423586A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | Laser machining apparatus |
| JPH01152777A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-15 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ装置 |
| JPH01270370A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | ネガテイブブランチ不安定型レーザ共振器 |
| JPH01270367A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ装置 |
| JPH01270369A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ装置 |
| JPH01270375A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | 固体レーザ装置 |
| JPH05235443A (ja) * | 1986-12-08 | 1993-09-10 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59145585A (ja) * | 1983-02-08 | 1984-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザ発振器 |
-
1985
- 1985-03-01 JP JP4144185A patent/JPS61199686A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59145585A (ja) * | 1983-02-08 | 1984-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザ発振器 |
Cited By (13)
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| JPH0511671B2 (ja) * | 1986-12-08 | 1993-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | |
| JPS63265479A (ja) * | 1986-12-08 | 1988-11-01 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ装置 |
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| JPS6423586A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | Laser machining apparatus |
| JPH01152777A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-15 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ装置 |
| JPH01270367A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ装置 |
| JPH01270369A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ装置 |
| JPH01270375A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | 固体レーザ装置 |
| JPH01270370A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | ネガテイブブランチ不安定型レーザ共振器 |
| JP2663497B2 (ja) * | 1988-04-22 | 1997-10-15 | 三菱電機株式会社 | レーザ装置 |
| JP2673303B2 (ja) * | 1988-04-22 | 1997-11-05 | 三菱電機株式会社 | ネガテイブブランチ不安定型レーザ共振器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0334239B2 (ja) | 1991-05-21 |
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