JPS62124788A - レ−ザ装置 - Google Patents
レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS62124788A JPS62124788A JP60264531A JP26453185A JPS62124788A JP S62124788 A JPS62124788 A JP S62124788A JP 60264531 A JP60264531 A JP 60264531A JP 26453185 A JP26453185 A JP 26453185A JP S62124788 A JPS62124788 A JP S62124788A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- optical resonator
- laser beam
- laser beams
- film
- Prior art date
- 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.)
- Pending
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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
- H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
- H01S3/082—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors defining a plurality of resonators, e.g. for mode selection or suppression
-
- 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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/034—Optical devices within, or forming part of, the tube, e.g. windows, mirrors
-
- 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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
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、集光特性のよい高品質なレーザビームを発
生するレーザ装置に関するものである。
生するレーザ装置に関するものである。
〔従来の技術Ｊ
第５図は例えば特願昭６０−５２０７２号明細薔に示さ
れた従来のレーザ装置を示す断面構成図であり９図にお
いて（１）は部分反射ミラー、（２）は誘電体等を主成
分とする部分反射膜・（４）は全反射ミラー（５）はレ
ーザ媒質でＣ０２レーザなどのガスレーザを例にとれば
放電等にエリ励起されたガス。
れた従来のレーザ装置を示す断面構成図であり９図にお
いて（１）は部分反射ミラー、（２）は誘電体等を主成
分とする部分反射膜・（４）は全反射ミラー（５）はレ
ーザ媒質でＣ０２レーザなどのガスレーザを例にとれば
放電等にエリ励起されたガス。
ＹＡＧレーザなどのガラスレーザを例にとればフラッシ
ュランプ等により励起されたガラスである。
ュランプ等により励起されたガラスである。
（７１はミラー（１）、（４）で構成される光共振器内
に発生したレーザビーム、（６）はこのレーザビームの
外形を制限するアパーチャ、（８）は外部に取出された
レーザビームである。
に発生したレーザビーム、（６）はこのレーザビームの
外形を制限するアパーチャ、（８）は外部に取出された
レーザビームである。
次に動作について説明する。部分反射ミラーｌｆｔと全
反射ミラー（４１とは光共振器を構成している。
反射ミラー（４１とは光共振器を構成している。
光共振器内を往復するレーザビーム（７）はレーザ媒質
（５）により増幅され一定以上の大きさになるとその１
部が部分反射膜＋２１の作用により部分反射ミラー（１
）−ｉｉ透過してレーザビーム（８）として外部にとり
出される。
（５）により増幅され一定以上の大きさになるとその１
部が部分反射膜＋２１の作用により部分反射ミラー（１
）−ｉｉ透過してレーザビーム（８）として外部にとり
出される。
光共振器内にはアパーチャ（６）が挿入され、レーザビ
ームの外形の制限？おこなっている。この作用について
説明する。
ームの外形の制限？おこなっている。この作用について
説明する。
レーザビームの伝業方向と垂直方向の強度分布はレーザ
ビームの横モードといわれている。光共振器内には各種
の横モードが発生しつるが、その中で軸中心にパワーが
集中しもつとも集光特性がよく高品質とされているもの
は、横モードが正規分布で示されるもので一般にはＴ
Ｅ Ｒ１）ｏＱモード又はガウスモードと呼ばれている
。第６図にこのガウスモードの動径方向に対する強度分
布を示す。
ビームの横モードといわれている。光共振器内には各種
の横モードが発生しつるが、その中で軸中心にパワーが
集中しもつとも集光特性がよく高品質とされているもの
は、横モードが正規分布で示されるもので一般にはＴ
Ｅ Ｒ１）ｏＱモード又はガウスモードと呼ばれている
。第６図にこのガウスモードの動径方向に対する強度分
布を示す。
このガウスモードは他のモードと比較すると、その外径
がもつとも小さいという特徴をもつ。したがってこのガ
ウスモードをもっレーザビームのみを得たい場合には、
ガウスモードをもつレーザビームがぎりぎり通るアパー
チャ＋６７ ？挿入すればガウスモード以外のモードを
もつレーザビームはアパーチャ＋６１により大きな損失
をうけ消滅し１結果ガウスモードをもつレーザビームの
みが選択される。
がもつとも小さいという特徴をもつ。したがってこのガ
ウスモードをもっレーザビームのみを得たい場合には、
ガウスモードをもつレーザビームがぎりぎり通るアパー
チャ＋６７ ？挿入すればガウスモード以外のモードを
もつレーザビームはアパーチャ＋６１により大きな損失
をうけ消滅し１結果ガウスモードをもつレーザビームの
みが選択される。
ｓｏｏｗクラスのＣＯ２レーザによる実験によれば、前
記ガウスモードｔ−４つレーザビームがぎりぎり通るア
パーチャ径φは、ガウスモードの強度が中央の１／ｅＫ
なる動径距離ωとφさ３．２〜３．４ωの関係をもつこ
とが確かめられている。
記ガウスモードｔ−４つレーザビームがぎりぎり通るア
パーチャ径φは、ガウスモードの強度が中央の１／ｅＫ
なる動径距離ωとφさ３．２〜３．４ωの関係をもつこ
とが確かめられている。
〔発明が解決しようとする問題点」
従来のレーザ装置は以上のように構成されているが、得
られる最高品質のレーザビームはガラシッフモードをも
つｔのに限られているという問題点があった。
られる最高品質のレーザビームはガラシッフモードをも
つｔのに限られているという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので−ガウシアンモードよりもさらに軸中心にパ
ワーの集中した高品質モードを発生することができるレ
ーザ装置を得ることを目的とする。
れたもので−ガウシアンモードよりもさらに軸中心にパ
ワーの集中した高品質モードを発生することができるレ
ーザ装置を得ることを目的とする。
Ｌ問題点を解決するための手段」
この発明に係るレーザｍｒｔは９部分反射ミラーの、全
反射ミラーに対向する面の中央部がレーザビームを全反
射し、上記中央部周辺部は上記レーザビームを部分反射
するように構成されたものでみる。
反射ミラーに対向する面の中央部がレーザビームを全反
射し、上記中央部周辺部は上記レーザビームを部分反射
するように構成されたものでみる。
〔作用Ｊ
この発明におけるレーザ装置は２部分反射ミラーの中央
部が高反射膜であるためｔ光共振器内には軸上に著しく
パワーの集中したモード’ｔ％つレーザビームが発生す
る。
部が高反射膜であるためｔ光共振器内には軸上に著しく
パワーの集中したモード’ｔ％つレーザビームが発生す
る。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例によるレーザ装置を示す断面構
成図であり９図において（１）は部分反射ミラー、（２
）は誘電体等を主成分とする部分反射膜、（３）は全反
射薄膜でこの例では金属の薄膜であり２部分反射ミラー
の中央部に形成されている。
図はこの発明の一実施例によるレーザ装置を示す断面構
成図であり９図において（１）は部分反射ミラー、（２
）は誘電体等を主成分とする部分反射膜、（３）は全反
射薄膜でこの例では金属の薄膜であり２部分反射ミラー
の中央部に形成されている。
（４）は全反射ミラーｔ（５）はレーザ媒質でＣＯ２レ
ーザなどのガスレーザを例にとれば放電等により励起さ
れたガス、ＹＡＧレーザなどのガラスレーザを例にとれ
ばフラッシュランプ等にエリ励起されたガラスである。
ーザなどのガスレーザを例にとれば放電等により励起さ
れたガス、ＹＡＧレーザなどのガラスレーザを例にとれ
ばフラッシュランプ等にエリ励起されたガラスである。
（７）はミラー（１）、（４）で構成される光共振器内
に発生したレーザビーム、（６）はこのレーザビームの
外形を制限するアパーチャ、（８）は外部に取出された
レーザビームである。
に発生したレーザビーム、（６）はこのレーザビームの
外形を制限するアパーチャ、（８）は外部に取出された
レーザビームである。
次に動作について説明する。
光共振器内を往復するレーザビーム（７）は、レーザ媒
質（５）にエリ増幅され、一定収上の大きさになるとそ
の一部がレーザビーム（８）として外部に取出される。
質（５）にエリ増幅され、一定収上の大きさになるとそ
の一部がレーザビーム（８）として外部に取出される。
光共振器内に発生するレーザビームの伝搬方向と垂直方
向の強度分布を考えると、光共振器中央近傍は全反射薄
膜（３）のためこの中心近傍のレーザビームはｔ全反射
薄膜（３）のまわりに回折として失われるのみで、した
がって損失が少ない。このことから中央近傍に著しく高
い強度分布をもつレーザビーム（７）が光共振器内に発
生することになる。
向の強度分布を考えると、光共振器中央近傍は全反射薄
膜（３）のためこの中心近傍のレーザビームはｔ全反射
薄膜（３）のまわりに回折として失われるのみで、した
がって損失が少ない。このことから中央近傍に著しく高
い強度分布をもつレーザビーム（７）が光共振器内に発
生することになる。
第２図（ａ）（ｂ）は各々この発明の一実施例によるレ
ーザ装置の光共振器内のレーザビームの強度分布及び外
部に取出されたレーザビームの強度分布を示す分布図で
ありツ横軸は各々動径方向距離である。
ーザ装置の光共振器内のレーザビームの強度分布及び外
部に取出されたレーザビームの強度分布を示す分布図で
ありツ横軸は各々動径方向距離である。
図中破線で示した曲線は全反射薄膜（３）がない場９に
発生するレーザビームの強度分布である。
発生するレーザビームの強度分布である。
第２図（ａ）エリを上述のように光共振器内には中央部
に高い強度ｔ−４つレーザビームが発生することがわか
る。
に高い強度ｔ−４つレーザビームが発生することがわか
る。
また２部分反射ミラー（１）の中央部は高反射薄膜であ
り、従ってレーザビームをほとんど透過させない。この
ことから、外に取出されるレーザビーム（８）は第２図
（ｂ）に示すように、その強度分布は中央部のないレー
ザビームとなる。
り、従ってレーザビームをほとんど透過させない。この
ことから、外に取出されるレーザビーム（８）は第２図
（ｂ）に示すように、その強度分布は中央部のないレー
ザビームとなる。
ところで、実際のレーザ装置の応用例を考えるとこの中
央部のないレーザビームはレンズ等を用いて集光するこ
とにエリ、集光点で第２図（ａｌの形状のレーザビーム
になる几め、従来のガウス形レーザビームよりも中央に
パワーの集中したモードをもつレーザビームをもちいて
加工等がおこなえる。
央部のないレーザビームはレンズ等を用いて集光するこ
とにエリ、集光点で第２図（ａｌの形状のレーザビーム
になる几め、従来のガウス形レーザビームよりも中央に
パワーの集中したモードをもつレーザビームをもちいて
加工等がおこなえる。
これは−レーザｉｆから発生したレーザビームのモード
の無限遠方での形状はψ光共振器内部に発生しているモ
ード形状であるという光学の原理にもとづく。
の無限遠方での形状はψ光共振器内部に発生しているモ
ード形状であるという光学の原理にもとづく。
レンズにエリ集光することは、光学的には無限遠方に伝
搬させることに等しいからｔ集光点近傍では無限遠方で
得られるはずのモードすなわち光共振器内に発生してい
るモードをもつレーザビームが得られる。
搬させることに等しいからｔ集光点近傍では無限遠方で
得られるはずのモードすなわち光共振器内に発生してい
るモードをもつレーザビームが得られる。
第３図はこの発明の一実施例によるレーザ装置を用いて
実際に加工を行う際の加工例を示す断面構成図でありｔ
発生したレーザビーム（８１は反射ミラー（９）にエリ
レンズ（１）に導ひかれ一集光されｔＣＯ２レーザを例
にとれば、鉄、Ａ１等の金属（Ｉυの切断９溶接加工を
おこなう。
実際に加工を行う際の加工例を示す断面構成図でありｔ
発生したレーザビーム（８１は反射ミラー（９）にエリ
レンズ（１）に導ひかれ一集光されｔＣＯ２レーザを例
にとれば、鉄、Ａ１等の金属（Ｉυの切断９溶接加工を
おこなう。
なおｔ上記実施例では金属の薄膜にエリ全反射膜ｙｉ＆
を形成した例を示したが−Ｚｎ５ｅ ｔ ＴｈＦ等より
なる誘電体多層膜により形成してもよいしＩ誘電体多層
膜上にさらに金属の薄膜を形成して全反射薄膜を構成し
てもよい。
を形成した例を示したが−Ｚｎ５ｅ ｔ ＴｈＦ等より
なる誘電体多層膜により形成してもよいしＩ誘電体多層
膜上にさらに金属の薄膜を形成して全反射薄膜を構成し
てもよい。
また、上記実施例では部分反射ミラーの中央部のみに全
反射膜を設は九が９第４図に示すようにアパーチャのか
わりに２部分反射膜の外周上に同じ全反射膜を設けても
工い口 〔発明の効果〕 以上のようにこの発明に工れ１−ｆ１部分反射ミラーは
り全反射ミラーに対向する面の中央部がレーザビームを
全反射し？上記中央部周辺部は上記レーザビームを部分
反射するように構成したので一レーザビームのパワーが
著しく中央部に集中したものが集光点付近で得られるた
め一エネルギー密度の高いレーザビームがエリ低いパワ
ーで得られｔ装置が安価にできる効果がある。また、従
来と同一のパワーでエリ高効率の加工ができるという効
果がある。
反射膜を設は九が９第４図に示すようにアパーチャのか
わりに２部分反射膜の外周上に同じ全反射膜を設けても
工い口 〔発明の効果〕 以上のようにこの発明に工れ１−ｆ１部分反射ミラーは
り全反射ミラーに対向する面の中央部がレーザビームを
全反射し？上記中央部周辺部は上記レーザビームを部分
反射するように構成したので一レーザビームのパワーが
著しく中央部に集中したものが集光点付近で得られるた
め一エネルギー密度の高いレーザビームがエリ低いパワ
ーで得られｔ装置が安価にできる効果がある。また、従
来と同一のパワーでエリ高効率の加工ができるという効
果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるレーザ装置上水す断
面構成図９第２図（ａｔ （ｂｌは第１図に示すレーザ
装置にエリ発生するレーザビームの強度分布を従来のも
のと比較して示す分布図１第３図はこの発明の一実施例
によるレーザ装置をもちいて加工を行う加工例を示す断
面構成図９第４図はこの発明の他の実施例によるレーザ
装置を示す断面構成図、第５図は従来のレーザ装置を示
す断面構成図、及び第６図は従来のレーザ装置により発
生するレーザビームの強度分布を示す分布図である。 （１）・・・部分反射ミラー （２）・・・部分反射膜
（３）・・・全反射薄膜 （４：・・・全反射ミラー
（５１・・・レーザ媒質（７）、（８）・・・レーザ
ビーム なお９図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
面構成図９第２図（ａｔ （ｂｌは第１図に示すレーザ
装置にエリ発生するレーザビームの強度分布を従来のも
のと比較して示す分布図１第３図はこの発明の一実施例
によるレーザ装置をもちいて加工を行う加工例を示す断
面構成図９第４図はこの発明の他の実施例によるレーザ
装置を示す断面構成図、第５図は従来のレーザ装置を示
す断面構成図、及び第６図は従来のレーザ装置により発
生するレーザビームの強度分布を示す分布図である。 （１）・・・部分反射ミラー （２）・・・部分反射膜
（３）・・・全反射薄膜 （４：・・・全反射ミラー
（５１・・・レーザ媒質（７）、（８）・・・レーザ
ビーム なお９図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (4)
- （１）レーザ媒質をはさんで対向して配置された全反射
ミラーと部分反射ミラーとで光共振器を構成し、この光
共振器内に発生したレーザビームを上記部分反射ミラー
を通して外部に取出すものにおいて、上記部分反射ミラ
ーは、上記全反射ミラーに対向する面の中央部が上記レ
ーザビームを全反射し、上記中央部周辺部は上記レーザ
ビームを部分反射するように構成されていることを特徴
とするレーザ装置。 - （２）部分反射ミラーはその中央部に全反射薄膜が形成
されている特許請求の範囲第１項記載のレーザ装置。 - （３）全反射薄膜は金属薄膜で形成されている特許請求
の範囲第２項記載のレーザ装置。 - （４）全反射薄膜は誘電体多層膜で形成されている特許
請求の範囲第２項又は第３項記載のレーザ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60264531A JPS62124788A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | レ−ザ装置 |
| DE19863639580 DE3639580A1 (de) | 1985-11-20 | 1986-11-20 | Laseranordnung |
| US07/377,774 US4942588A (en) | 1985-11-20 | 1989-07-10 | Laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60264531A JPS62124788A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62124788A true JPS62124788A (ja) | 1987-06-06 |
Family
ID=17404551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60264531A Pending JPS62124788A (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-25 | レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62124788A (ja) |
-
1985
- 1985-11-25 JP JP60264531A patent/JPS62124788A/ja active Pending
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