JPS6189686A - 面ポンプレ−ザ装置 - Google Patents

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】 ｒ５し明の技術分野］ この介１（１コは、１ノーザ装置に関し、特に粘性レー
　　′ザホス１〜がスラブ形状をしだ面ボンゾレーナ装
置：こ　閏　リ　ペ）　。

Ｆ発明の技（・ト１的背ざ１及びその問題点］従来のロ
ワｌ一式レ装ザ装置においでは、ボンピンクに（１′う
活１（［レーリ゛「１ツドの加熱から牛す゛る光ｑ′歪
みが高い平均パワーレベルでのレーリ゛操作を厳しく制
限するしのとして知られている。

そこで、円筒状のロッド形状に代えてスラブ形状の活性
レーザ部月４−使用すると、このような部材の平均、パ
ワー限ｐ３．　／ｙ増ジｉす能竹がある。更に、ビーム
の発散又は勿；競に顕著な影ママを与えることなく広範
囲に〔し）　（ｉｔ均パワーを変える能力はスラブレー
ザの固有の特徴である。

ところで産業上の応用のためのレー（ｆ源の使用に対す
る近年の関心は、高い平均パワーで、しかもロボット操
作のアームの端部にｂ使用でさる稈小さい小型レーザ装
置の開発にある。更に、産業上使用されるレーリー）４
置には最小限１ｑの保守、例えば劣化したノラッシュラ
ンプの交換ｔ、：け”Ｃ”　＞Ａませられることが要ホ
される。

ざらに現在で（ユ、各フラッシコランプによるボンピン
グ照！４４には１ｑ（１・夏があるのＣ゛、ｌ；４い平
均バＣノーのためのレー七アホストにおい−（高いポビ
ーｌレーション反転を達成３ｊるｌこめに、”ｓ　ｌｌ
’Ｊ以１−のマルチプルフラッシュランプボンピングを
用いることが必要とされる。

ところが現イＪ、Ｊ：でのところ、小型化を保ちつつ強
いフラッジＬランプボンピングを与えるスラブレーザ装
置であって、フラッジ１ランプをポンピングハウジング
内へ挿入し、またボンヒングハウジングから取り外りこ
とを容易にしたｂのは知られでいない。

そのため、より高い平均パワーをイ】覆るが、しかしそ
れにも拘わらず小型と保守の容易さか保持される面ポン
プスラブレ−１１が求められていた。

し発明の目的１ この発明の目的は、より高い平均ｌ曾ノーを生ずるよう
にレーザホスト材料のより大きなポンピング照射を可能
とする面ポンプレーザ装置の提供にあるわ この発明の別の目的は、レーＩＪ’装置の全体的な大き
ざ４ｆれ（？増大さぜることなく、より高い平均パワー
を生＜ｒることのできる面ポンプｌノーゾ装置を提供す
ることである。

この発明の更に別の目的はレーザホス１〜スラブ内にジ
クザクの光学路を有するスラブレーザにとつて微妙な調
整をす５：求される光学的整列を乱すことなく、劣化さ
ねにフラッジ１ランプを容易に取替えることができる面
ボンブレー１Ｆ装置を提供することである。

［発明の概要１ この発明の面ポンプレーザ装置は、スラブレーザホスト
のポンピング用にフラッシュランプモチニールを備えて
いる１、そして、このモジ」−ルでは、その内面がフラ
ッシュランプのポンピング照射に対して反射率の高いハ
ウシング内にフラッシュランプが収納される構成となっ
ている。またこのフラッジ１ランプモジユールのハウジ
ングは特別の場合、異なるバ１ノー値に対する必要を満
たすよう多様なボンピングバワーレヘルを与えるため１
個、２個、３個又はそれ以上の個数のノフッシユランプ
用のスペースを右するものとする。。

フラッシュランプし一ジュールの出カポ−１〜はプリズ
ムで封止され、このプリズムは、レーザスラブの面に平
行な対向面上に略々均一に照射するようフラッシュラン
プによるポンピング照射を屈折さぼるように配置されく
いる。そして（二のプリズムの光学的および物理的特徴
によって、プリズム而に入用Ｊ゛るポンピング照射のす
べては屈折され、対向面」−１゛仝反射し、ポンピング
照射の電束密度を増し、同局に出力ボート領域上にＪ：
り均一な照明がでさ−るようにづる。

レーザホストスラブはスラブ保持モジュールに埋設され
ている。このスラブ保持モジノールは、レーザ”スラブ
に対しフラッシュランプからのポンピング照１．）１を
与えるためレーザスラブの面側に２つのフラッシュラン
プモジ、エールのためのスペースを４１しＣいる。そし
て、このフラッシュランプ七ジニＬ−ルがレーザホスト
スジｊの原ｆを準安定状１ぷに１１ノ起し、ボビ：Ｌレ
ーション反転を生成さぜろのである。またこのレーザス
ジブ保持七ジ１−ルは、この内部に発生した熱を除去す
るため、フラッシュランプ面並びにレーザスラブの光学
的に平ｉ１な而を２．；ｒ％　Ｌ７Ｊつで冷却材流体を
通すための手段も備えている。

Ｅ発明の天胞例Ｊ 以下、この発明の一実施例を図に基づいて詳細する。第
１図乃￥第８図に示１１実施例においＣ１矩形断面をし
た均質活性レーザ媒体としてのレー［Ｊ″スラブ１１、
例えばネオディミウムをドープしたイッテリウム・アル
ミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）又はガドリニウム・カ
リウム・ガーネット（Ｇ　Ｇ　Ｇ　）をＤ　イｎ　ＦＪ
る素材で成る。第１図及び第２図に示Ｊように、このシ
ー１ｒスラ７１１の各長手方向の両端部は平坦な平行端
面２２ａ、２２　ｂ−Ｃ”あり、スラブ１１の長手方向
軸３１に関してブルースタ角の１ｍ　ｒ−’ｌを与えら
れている。このようにして、レーザスラブ１１内に４人
される：１じレントなビームの６光はブルースタ角曳に
しｉこ：試：而で屈折され、面１９ａ、１９ｂにより内
部全反射を受けるようにイτっているう レーザスラブ１１の両側に（ま、このシー１フ’ス“ノ
ブ１１を照射するための不活性ガスフラッシュランプ１
５が大型の側壁１９ａ、１９ｂに対面υるように配置さ
れ（いる。そしＣ１，このフラッシュランプ１５の周り
には表面の良く磨かれた金属、、す、３反１４４　＄を
持′）ようにわし覆されたニル電体等の及６’１１４＼
１６をｎＲｌプることにより、スラブ１１に入るフラッ
シュランプ１５からの光の強さをｊＭ　７１ようにしで
ある。また、フラッシュランプ１５に対してプリズム１
３が用いられている。このプリズム１３を用いる第１の
理由は、その底面２１ａによつＣ７’−Ｌアルノラッシ
ュランブ±ジ］−ルを囲繞すること（ｔＳ＞る。そして
第２の理由は（の光学的お、Ｌ、び物ｊり１的１イ１質
によりプリズム１３の斜面２１ｂに大割するボンピング
照射光のほとんど全てを屈折さけ、また／リズム１３の
底面２１ａＪ：で部分的に反射させることにより、レー
ザスラブ１１に対してより均・−な照射を行なうこと（
・ある。

プリズム１３の■６角θの最小値ば底面２１ａをｊｊ４
切−）Ｃ流れる冷）ＪＪ祠流体ａ５よびプリズム１３の
忘＋４のｆｉｔ折率に依存１ｊる。頂角θの最小１直は
下記ノ）、ｉ’ｉ　；＋ｔら定められる。

０　＞　（π−ａｒｃ　ｓｉｎ　　（ｎ　−／ｎ　）　
）ここＣＪ、１１はプリズム１３を構成する媒体の屈ｌ
ｉＦ　率（゛ｃＩ／ンリ、ＩＩ−はチｉｙンネル１７ａ
、１７ｂを横切って流れるＦ＠　７ＪＪ　４Δの屈折腐
である。

前記スラブ１１の小さい側の而２０．’１．２０ｂは熱
的に絶縁される一ｈ１側檗１９ａ、１９ｂを介してスラ
ブ１１内に発生されｌこ過ψ１１熱を除去づるために適
宜液体にはカス等の冷ム０祠流体が強６１す的にチ１１
ンネル１７ａ、１７１Ｊに通される。

尚、フラッジ−Ｌノン／１５の電極端は、３９電対２３
により適宜のパルス性の高電圧直流源に接続するように
な一部ている。

第３図乃至第５図に示ｔ　にうｔこ、上記フラッシュラ
ンプ１５．屈折プリズム１３　Ｊ３よひ反射体１６は、
アルミニウｌ＼叉はステンレス鋼から成るハウジング２
４内に収納され、デュアルフラッジ１ランプモジユール
合一構成Ｊ　６、．７リズム１３の底面２１ａの縁部は
、ハウジング２４の１ル１０２４ｂに対して水密的に月
じられている。冷ｋ］４４流体はフラッシュランプハウ
リング２４の後り面２４ａ上の（図示しない）管構造を
介しＣフラッシュランプハウジング２４内に入る。フラ
ッシュランプハウジング２４に入る冷ＪＪＪ材流体はブ
ヤンネル１８１こ１台つ’Ｃ’ｔ％’ｂれ、フラッシュ
ランプ１５により発生され、・二熱を除去する。フラッ
ジ」ランプハウジング２　（＋に入る冷却材流体の一部
は、第６図乃芋第、８図に示り穴２７ａ、２７ｂ／＝・
通ってレーザスラグ保１．１モジ１−ル２６内にフラッ
シュランプハウシング２４の穴２５ａ、２．５ｂを通っ
て迂回する。　第６図乃〒第８図に、１５いて、シー１
フスラブ１１１よ、レー（１°スラブ保持モジユール２
６内に取り付けられる。スラブ保持スジｌ−ル２６の両
側のｆｉｎＬｉ３２；ｉ　、　３２ｂは、第３図乃至第
５図で説１月しＩこフラッシュランプモジュールにより
！ｊえられるボンピング照射のための通路である。

フラッジ−１ンンブハウジング２４内の°へ２５ａ。

２５ｂに連結される穴２７ａ、２７ｂは、スラブ表１＋
ｉｌ　１９ａ　、　１９ｂとのめ接接触によりレーザス
ラブｊ１内に発生される熱を除去する冷却材流体の入１
」ど出ＩＩ　（″ある。ス［ｊツｌ”２８ａ　、２８ｂ
どは冷１Ｊ］祠流（本が流体の均一なり１れを与えるた
の通路′ｃ（わるっ スジ／１１の非反０４側曲２０ａ、２０１＋は、＋：’
：：＋い耐熱性の材料２９ａ　、２９１．（例えば、シ
リニ１ンゴム）を縁部２０ａ、２０ｂに取り（＝Ｉする
ことにより熱的に絶縁８れる。

スラブ１１の両１１川のスロット３０は、レー）Ｆスワ
ブ１１を光学的にボンピングηるためのフラッシュラン
プモジｌ−ルを取り付けるためのスペースであり、フラ
ッシュランプ１５）、艮剣体１６及びプリズム１３を収
容したフラッジ」ランプハウジング２４を取り（・Ｉ　
Ｇ）ることにより面ボンノ°レーザ装置が完成される。

第９図はフラッジｌＬランプモジ１−ルの他の実施例を
示して４３す、−個のフラッジ」ランプ１５を反射体１
６と共に透明側板１２により囲繞し、フラッシュランプ
６ジユールを構成しＣいる。この実施例にあっ（０、フ
ラッシュランプ１５と反射体１６との間の空間に形成さ
れたヂャンネル１８を通つ（冷〕４目Ａ流体が流れるよ
うにイｃ・ン（い’＋”　１１又、側板１２に′）いて
は、その而と而との間の硝ｆ材料のＦ光バイノＪ効宋の
ため、剥板１２を透過した後のボンピング照射光はスラ
ブ１１に対するより均一な照射となる。

第１０　ｌ須はトリプルフラッジコランブーＥシー１−
ルを用いた実施例であつ（、タブプリズム１４の、使用
を特徴としてる。このタブプリズム１４は、Ｌ−配力１
実施１シ）のブリズ１１１３と同様に、フラッシュラン
／１５を囲繞し、まノ〔レーリ゛スラブ］１の１１ｉｉ
１而’ｉ９ａ、１９ｂに対するより均一な照射を′ｔじ
さぜる１父（丁１４・なり。

［発明の効宋； このｊｌ二明１よ、レーＪスラゾに対しノラツシ１ラン
プモジ］１−ルを用いてボンピング照射をなすようにし
たので、フラッシュランプの交換＋ｔ、ｌ、にはノラッ
シＪランーノ゛モジコールを取り外して、その交換作業
を行ムうことかでき、保守が容易である利ｉ；ａかある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のフラッシュランプハウシ
ングを取り外した状態の斜視図、第２図しよ同上の側面
図、第３図は同上実施例のハウジンクを取すイ・ｊけた
状態での断面図、第４図は回、Ｆ実施例の斜視図、第５
図１１Ｌ同上実施例の一部破１’：’ｉ　ｊ−’１祝図
、第６図は同」実施例（−用いるスラブ保持上ジュール
の側面図、ｉ′＋７図はｌｌｌ１士スラゾｆ５：　＋−
′ＩＬジュールの斜視図、第３３図は第７図にＪ：＞ｆ
）るｖｊｌ−〜・Ｔ線…ｉ面図、第９図は曲の実施例の
側面図、第１０図はざらに伯の実施例の側面図て゛ある
。 １１・・・シー１ｆスラ７　　１２・・・透明側板１３
・・・プリズム　　　　　１４・・・ダブプリズム１５
・・・フラッシュランプ　１６・・・反用体１７ａ　、
　１７ｂ　、　　１Ｂ−・・チャンネル１９ａ　、１９
ｂ　、２０ａ　、２０ｂ　・・・側面２１ａ・・・側面
　　　　　　２１ｂ・・・斜面２２ａ、２２ｂ・・・端
面　　２３・・・導電体２４・・・フラッシュランプハ
ウシング２４ａ・・・後ノミ面　　　　　２４１■・・
・間口部２５ａ、２５ｂ・・・穴 ２６・・・スラブ保持・しジュール ２７ａ、２７ｂ・・・・・・穴 ２８ａ　、２８ｂ−スＩＪツｔ− ２９ａ、２９ｂ・・・耐熱材料 ３０・・・ス１−１ツー−３１・・・５手り自軸第２区
　　　　　　　　　　　処ｄ凶 第４− 第５図 第６図 ９ａ 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フラッシュランプによるポンピング照射の均一な照明と
   高い電束密度を生ずるように屈折プリズムが設けられた
   反射体ハウジング内にフラッシュランプを有するフラッ
   シュランプモジュールと、このフラッシュランプによっ
   て発生された熱を除去するための冷却材流体の水密室及
   び通路を形成する手段とを備えて成る面ポンプレーザ装
   置。