JPS62214682A

JPS62214682A - 固体レ−ザ−装置

Info

Publication number: JPS62214682A
Application number: JP2706087A
Authority: JP
Inventors: ヒンリッヒ・マルティネン; サムエル・ジモンソン; ペーター・ビルト
Original assignee: Rofin Sinar Laser GmbH
Current assignee: Rofin Sinar Laser GmbH
Priority date: 1986-03-13
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1987-09-21
Also published as: DE8606977U1; EP0236670A1

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】（産業上の利用分野）本発明はレーザー素子及びレーザー媒質に対する励起光
源を有する固体レーザー装置、特に励起光源にガスを充
填するとともに放射線透過性壁及び上記ガスの占有空間
の外側に電極を装着して該ガス内で高周波放電を励起す
る密閉容器を形成した、固体レーザー装置に関する。

（従来技術）放電ランプからの光によって固体レーザー素子を励起ま
たはボンピングすることは知られている。

しかしながら、連続波モードまたはパルスモードのいず
れかで動作する公知の放電ランプには種々の欠点があっ
た。一方、電極消耗のため寿命が制限されていた。電極
領域には、浸透性を呈することになる、問題の多い金属
−ガラス結合部がある。

放電ランプに適当なガスを添加することにより、該放電
ランプの発光スペクトルを当該固体レーザーのボンピン
グスペクトルに適合させようとする場合、さもなければ
電極が侵されかつ非アグレッシブガスを添加する場合よ
りも更に急速に消耗又は破壊が行われるため、添加には
非アグレッシブガスに限定される。

これらの欠点は高周波放電を用いれば存在しなくなる。

この場合、不活性光透過材料から成る壁を有する密閉容
器にガスが封入されるとともに各電極か該密閉容器の外
側に装着され、ガスに高周波数エネルギーを静電結合さ
せることにより該ガス内で放電が生起させられる。この
ような高周波放電は、発射光線が従来の放電ランプにお
いて高電流で擾乱を惹起する短波長に遷移させられるこ
とがないという長所を有する。この種の装置は低電流で
動作し、閉制御回路であってもより迅速な制御を行うこ
とができる。また、高周波放電によると、例えば前述の
線スペクトルのみならず、連続的な抑制又は減速スペク
トル成分が得られる。

さらにガスが不活性壁によって完全に包囲されているの
で、該ガスにアグレッシブ材料を添加して当該固体レー
ザーのボンピングスペクトルに発光スペクトルを適合さ
せることができる。

（解決しようとする課題およびその解決手段）本発明は
高周波放電の長所を有効に利用した上記型式の固体レー
ザー装置を提供することを目的とする。

本発明に係る上記問題点の解決手段は、励起光源容器が
レーザー素子を包囲するように措成したものである。

本発明によれば、適宜に電極を配置して当該レーザーを
包含する容器内においてら高周波放電を得られるととも
にそれにより固体レーザーを効果的に励起することがで
きる。容器がレーザー素子を包含しているのでレーザー
素子にあらゆる角度励起光源容器が完全にレーザー素子
を包囲しておれば、当該共振器反射体の設置位置は別と
して、当該レーザー素子に非常に大量かつ効果的にボン
ピング光を透過させろことが出来ろとともにレーザー光
の放出及び当該共振器反射体の調整を妨害することもな
い。

励起光源容器の外面に各電極を設置するようにすれば、
光は該容器からレーザー素子内にさえぎられることもな
くかつ各電極が光路を邪魔することなく通過する。しか
しながら各電極は実際上金属特有の導電性であるけれど
もボンピング光に対し透過性であるので、これに限定さ
れることなく、容器内部、例えば容器とレーザー素子間
に各電極を設けるようにしてもよい。

各電極が容器に直接固着させるとともに該容器に対向す
る面に鏡面被覆された場合、非常に効果的な高周波放電
が行なわれる一方、直接内部を通過しない高周波放電の
光、すなわち外方に放射さ光はまたレーザー素子で反射
される。

高周波放電において多量の熱量を放出させることができ
る。そのような熱はまたレーザー素子からも放出される
。核熱を排出するためにレーザー素子と容器内壁間に冷
却媒体空間を設けると好都合である。この冷却媒体は特
に液体とされるが、該冷却媒体はボンピング波長に対し
透過性のものとされる。励起光源容器の壁と同様、該冷
却液は小さい誘電正接値を有するものとしなければなら
ない。

更に十分に冷却するために、励起光源容器は冷却媒体を
充填した容器内に配置して外側から高周波放電の冷却を
行うようにすると好都である。また、冷却媒体はレーザ
ー素子と容器間にも充填され、該冷却媒体は適当なポン
プによって循環系に維持される。

レーザー素子が円筒形である場合、励起光源容器は中空
シリンダーとすると好都合である。他方、レーザー素子
か板状（全反射するレーザー素子）である場合、励起光
源容器は方形状とし、当該レーザー素子の形状にできる
限り近似させて適合させろと好都合である。

励起光源容器が熱交換器と接続されている場合、励起光
源用ガスの冷却を付加的に行うことができる。この場合
、レーザー素子のすぐ隣に圧縮した構造とされるので更
に良好に熱伝導させることができる。

励起光源容器は導管を介して熱交換器と接続するように
すると特殊なポンプを設置出来るので有利である。

゛いづれの場合にも励起光源ガスの品質が時間とともに
劣化するのを避けることができない。これは、特に分離
冷却回路を用いる場合には必然的である。このような問
題は例えば励起光源ガス用の冷却回路にポンプを適用す
る場合に生じる。

したがって、励起光源容器、導管または熱交換器はガス
交換器と接続して設けるようにすると有利である。特に
ガス閉回路とする場合、通常古いガスの排出量を少量と
しかつ新しいガスの添加奄を適当なものにすれば、励起
光源におけるガスは比較的長時間にわたり所要特性を保
持することが出来る。

（実施例）以下に本発明を１実施例を示す添付図面とともに説明す
る。

第１図において、固体レーザー素子、例えばルビーから
成る円筒形レーザー素子ｌが２つの同心状壁２及び３か
ら形成される容器に封入される。

該容器は対向両端部が壁によって閉鎖されている。

各電極４は外壁３の外面部に装着されるとともに図示し
ない導管を介して図示しない高周波源と接続している。

当該機器本体の全体が壁５を有する円筒形容器内に配置
される。

壁２及び３間の容器内にガス６が存在し、該ガス６内で
高周波放電が発生させられろ。レーザー素子ｌと容器の
内壁２間に冷却液７が存在し、同じ冷却液７が容器の外
壁３と外容器の外壁５間にも存在する。外方に向けて放
射された高周波光を有効に内方に向けさせろために当該
容器に対向する側面部８に各電極４が鏡面被覆される。

電極の数及び配置は変更可能であると理解しなければな
らない。同様にレーザー素子、励起光源容器及び外容器
の形状も変更可能である。レーザー素子がブロック状で
ある場合、壁２及び３ならびに外容器の壁５はほぼ対称
方形状とされる。

第２図に示された装置において、共振器反射体９は外冷
却容器５の外側に設置される。勿論、これらの共振器反
射体９を外冷却容器５内に設置してレーザー素子ｌの全
体を外冷却容器５によって包囲するようにしてもよい。

壁２．３及び１９によって包囲された励起光源容器は上
方部で導管１０及びポンプ１Ｎを介して冷却コイル１２
と接続される。該冷却コイル１２は熱交換器１３内に設
置され、該熱交換器１３内に冷却媒体が矢印１４及び１
５の方向に流通するようにしてガスを冷却する。該ガス
は導管１６を介して再び壁２．３及び１９から成る容器
内に戻される。このようにして、励起光源ガスを更に外
部から冷却することが可能である。勿論、第２図におけ
る導管ＩＯ及び１６の配置は概略的に図示したものに過
ぎないと理解しなければならない。

励起光源容器の流水洗浄を達成するために冷却回路の入
口及び出口は一般にできる限り互いに離間させられる。

さらに、導管ＩＯ及び１６は小さい入口及び出口を有し
、該入口及び出口を通って新鮮なガスが矢印１７の方向
に再充填されるとともに消耗ガスが矢印１８の方向に排
出される。このようにして容器の壁２．３及び１９並び
に熱交換回路における励起光源ガスの品質が劣化した場
合、必要に応じ又は連続的に小ガス流によって部分的に
新鮮なガスと取り替えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の円筒形レーザー素子を有するレーザー
装置の横断面図であり、第２図は本発明のレーザー装置の他の実施例の縦断面図
である。ｌ・・・レーザー素子、２．３及び１９・・・容器の壁、４・・・電極、５・・
・外容器又はその壁、６・・・ガス、７・・・冷却媒体
、９・・・共振器反射体、１０及び１６・・・導管、１
１・・・ポンプ、１２・・・冷却コイル、１３・・・熱
交換器、矢印１４及び１５・・・冷却媒体の流通方向、
矢印１７及び１８・・・ガスの充填・排出方向特許出願
人　ロフィン−シナール・レーザー・ゲゼルシャフト・
ミツト・ベシュレンクテル・ハフラング

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザー素子及びレーザー媒質に対する励起光源
を有し、該励起光源にガスを充填するとともに放射線透
過性壁及びガスの占有空間の外側に電極を装着して該ガ
ス内で高周波放電を励起する密閉容器を形成した固体レ
ーザー装置において、上記励起光源容器が上記レーザー
素子を包囲することを特徴とする固体レーザー装置。
（２）励起光源容器がレーザー素子を完全に包囲すると
ともに該容器から離間して共振器反射体が配置される特
許請求の範囲第１項に記載の固体レーザー装置。
（３）各電極が励起光源容器の外面部に装着された特許
請求の範囲第１項又は第２項記に載の固体レーザー装置
。
（４）各電極が励起光源容器に直接固定されかつ該励起
光源容器と対向する側面部に鏡面被覆される特許請求の
範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の固体レーザー装
置。
（５）レーザー素子と励起光源容器の内壁間に冷却媒体
用空間を設けた特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれ
かに記載の固体レーザー装置。
（６）励起光源容器が冷却媒体を充填した外容器内に設
置された特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記
載の固体レーザー装置。
（７）励起光源容器が中空シリンダーである特許請求の
範囲第１項〜第６項のいずれかに記載の固体レーザー装
置。
（８）励起光源容器が方形状である特許請求の範囲第１
項〜第６項のいずれかに記載の固体レーザー装置。
（９）励起光源容器が熱交換器と接続される特許請求の
範囲第１項〜第８項のいずれかに記載の固体レーザー装
置。
（１０）励起光源容器が導管を介して熱交換器と接続さ
れる特許請求の範囲第９項に記載の固体レーザー装置。
（１１）励起光源容器が導管及びポンプを介して熱交換
器と接続される特許請求の範囲第９項に記載の固体レー
ザー装置。
（１２）励起光源容器、導管又は熱交換器が励起光源用
ガスの交換部に設置される特許請求の範囲第１項〜第１
１項のいずれかに記載の固体レーザー装置。