JPS62234385A - 固体レ−ザ装置 - Google Patents
固体レ−ザ装置Info
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- JPS62234385A JPS62234385A JP7665986A JP7665986A JPS62234385A JP S62234385 A JPS62234385 A JP S62234385A JP 7665986 A JP7665986 A JP 7665986A JP 7665986 A JP7665986 A JP 7665986A JP S62234385 A JPS62234385 A JP S62234385A
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/042—Arrangements for thermal management for solid state lasers
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、レーザ媒質を周囲温度よりも高温状態にし
て運転する固体レーザ装置におけるレーザ媒質の加熱お
よび制御手段に関するものである。
て運転する固体レーザ装置におけるレーザ媒質の加熱お
よび制御手段に関するものである。
を従来の技術〕
一般に、固体レーザ装置においては効率よく反転分布を
生じさせるために、レーザ媒質の温度が上昇しないよう
に冷却水乞レーザ媒質の周囲に循環させながら冷却する
。しかし、振動励起準位χレーザ遷移の準位として使用
する固体レーザ装置の中には、レーザ媒質？高温にした
方が効率が高（なるものがある。
生じさせるために、レーザ媒質の温度が上昇しないよう
に冷却水乞レーザ媒質の周囲に循環させながら冷却する
。しかし、振動励起準位χレーザ遷移の準位として使用
する固体レーザ装置の中には、レーザ媒質？高温にした
方が効率が高（なるものがある。
第６図は例えばレーザ研究、第１３巻第７号３２頁に示
された固定レーザ装置の構成を示ｆ図であり、（１１＋
ｔレーザ媒質、（２）はレーザを光励起するための励起
ランプ、（３）はレーザ媒質（１）の軸上に設けられて
共振器を構成する一対のミラー、（４）は媒質（１）ｌ
加熱する流体の流路、（５）は励起ランプ（２）を冷却
する流体の流路、（６）はこの流路（５）の流体が循環
して冷却される冷却器、（７）は流路（４）の流体が循
環して加熱される加熱器である。
された固定レーザ装置の構成を示ｆ図であり、（１１＋
ｔレーザ媒質、（２）はレーザを光励起するための励起
ランプ、（３）はレーザ媒質（１）の軸上に設けられて
共振器を構成する一対のミラー、（４）は媒質（１）ｌ
加熱する流体の流路、（５）は励起ランプ（２）を冷却
する流体の流路、（６）はこの流路（５）の流体が循環
して冷却される冷却器、（７）は流路（４）の流体が循
環して加熱される加熱器である。
上記のような構成の固体レーザ装置において、レーザ媒
質（１）の温度を周囲温度より高く維持して発揚効率を
高めるπめに、加熱器（７）において加熱した流体Ｙ２
０°〜９０℃程度の温度にしてレーザ媒質（１）の周囲
の流路（４）に循環させている。一方、励起ランプ（２
）はレーザ媒質（ｌｌ’ｌ’元励起させる際の発熱のた
めに温度上昇するので、これｔ冷却させるために冷却器
（６）において冷却された流体を励起ランプ（２）の周
囲の流路（５）に循環させている。
質（１）の温度を周囲温度より高く維持して発揚効率を
高めるπめに、加熱器（７）において加熱した流体Ｙ２
０°〜９０℃程度の温度にしてレーザ媒質（１）の周囲
の流路（４）に循環させている。一方、励起ランプ（２
）はレーザ媒質（ｌｌ’ｌ’元励起させる際の発熱のた
めに温度上昇するので、これｔ冷却させるために冷却器
（６）において冷却された流体を励起ランプ（２）の周
囲の流路（５）に循環させている。
［発明が解決しようとする問題点］
上記のような従来の固体レーザ装置では、励起ランプケ
冷却させるための冷却器と、レーザ媒質乞加熱させるた
めの加熱器との両装置を設ける必要があり、このために
構造が複雑となり装置が高価になってしまうという問題
があった。
冷却させるための冷却器と、レーザ媒質乞加熱させるた
めの加熱器との両装置を設ける必要があり、このために
構造が複雑となり装置が高価になってしまうという問題
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
にもので、別個にレーザ媒質の加熱手段を設けなくても
レーザ媒質の加熱を行うことができる安価な固体レーザ
装置を得ることを目的とする。
にもので、別個にレーザ媒質の加熱手段を設けなくても
レーザ媒質の加熱を行うことができる安価な固体レーザ
装置を得ることを目的とする。
この発明に係る固体レーザ装置は、流体を冷却する冷却
器と、この冷却器内の流体を圧送するポンプと、このポ
ンプより圧送された流体が励起ランプ馨冷却後に、レー
ザ媒質の周囲の流路に通じる循環路とを設け、レーザ媒
質を加熱後の流体が上記冷却器へ流入するようにしたも
のである。
器と、この冷却器内の流体を圧送するポンプと、このポ
ンプより圧送された流体が励起ランプ馨冷却後に、レー
ザ媒質の周囲の流路に通じる循環路とを設け、レーザ媒
質を加熱後の流体が上記冷却器へ流入するようにしたも
のである。
また、別の発明に係る固体レーザ装置Ｉ＜１上記のこの
発明に係る手段に加えて、レーザ媒質あるいは励起ラン
プの周囲の流路における流体温度χ検出して、この温度
に基づいた制御装置の指令によって冷却器ン駆動させる
ようにしたものである。
発明に係る手段に加えて、レーザ媒質あるいは励起ラン
プの周囲の流路における流体温度χ検出して、この温度
に基づいた制御装置の指令によって冷却器ン駆動させる
ようにしたものである。
さらに、別の発明に係る固体レーザ装置は上記のこの発
明に係る手段に加えて、レーザ媒質あるいを工励起ラン
プの周囲の流路における流体温度ｙ検出して、この温度
に基づいた制御装置の指令によってポンプを駆動させる
ようにしたものである。
明に係る手段に加えて、レーザ媒質あるいを工励起ラン
プの周囲の流路における流体温度ｙ検出して、この温度
に基づいた制御装置の指令によってポンプを駆動させる
ようにしたものである。
この発明においては、冷却器よりポンプによって圧送さ
れた流体は励起ランプを冷却するとともに、この励起ラ
ンプの発熱工木ルギによって加熱される。この加熱され
た流体がレーザ媒質の周囲の流路に流入し、この流路に
おいてレーザ媒質の温度Ｚ高めた後に冷却器に流入して
冷却される。
れた流体は励起ランプを冷却するとともに、この励起ラ
ンプの発熱工木ルギによって加熱される。この加熱され
た流体がレーザ媒質の周囲の流路に流入し、この流路に
おいてレーザ媒質の温度Ｚ高めた後に冷却器に流入して
冷却される。
また、流体の特定位置における温度検出値に基づく制御
指令によって、上記冷却器あるいはボンプン駆動させ、
圧送する流体の温度あるいは流量を加減することにより
、上記励起ランプおよびし−ザ媒質の温度を制御する。
指令によって、上記冷却器あるいはボンプン駆動させ、
圧送する流体の温度あるいは流量を加減することにより
、上記励起ランプおよびし−ザ媒質の温度を制御する。
第１図はこの発明の一実施例による固体レーザ装置の横
取χ示″ｆ図であり、（１）〜（６）は従来例を示した
第６図における同符号と同一または相２当部分である。
取χ示″ｆ図であり、（１）〜（６）は従来例を示した
第６図における同符号と同一または相２当部分である。
α刀ハ励起ランプ（２１ｙ！−冷却する流路（５）とレ
ーザ媒質（１）を加熱する流路（４）とを接続する循環
路、（イ）は流路（４）の流体を冷却器（６）へ流入さ
せる帰還路、（至）を：冷却器（６）内寸冷却された流
体を流路（５）へ圧送するポンプである。
ーザ媒質（１）を加熱する流路（４）とを接続する循環
路、（イ）は流路（４）の流体を冷却器（６）へ流入さ
せる帰還路、（至）を：冷却器（６）内寸冷却された流
体を流路（５）へ圧送するポンプである。
上記のように構成されたこの発明による固体レーザ装置
において、冷却器（６）内よりの流体はポンプ四によっ
て励起ランプ（２）の周囲の流路（５）に圧送される。
において、冷却器（６）内よりの流体はポンプ四によっ
て励起ランプ（２）の周囲の流路（５）に圧送される。
この励起ランプ（２）として使用されるＸｅフラシュラ
ンプは発光効率が４０％程度であるので、入力エネルギ
の約６０％は熱エネルギに変換される。例えば、Ｘｅ
フラシュランプへの入力１３００５４ケ毎秒２０回の
割合でパルス発振させると、毎秒３６００Ｊのエネルギ
が熱になる。
ンプは発光効率が４０％程度であるので、入力エネルギ
の約６０％は熱エネルギに変換される。例えば、Ｘｅ
フラシュランプへの入力１３００５４ケ毎秒２０回の
割合でパルス発振させると、毎秒３６００Ｊのエネルギ
が熱になる。
ここで、流路（５）に流入する流体を水としてその温度
ン２０℃、流量を毎分２ｔとすると、励起ランプ（２）
の発熱によって上昇する流体の温度は約４５．７℃とな
り、この流体が循環路ｅｌｌ）’ａ’経て流量（４）に
流入してレーザ媒質（１）り加熱し、帰還路（２）を経
て冷水器（６）に流入して冷却されるという循環が行な
われる。
ン２０℃、流量を毎分２ｔとすると、励起ランプ（２）
の発熱によって上昇する流体の温度は約４５．７℃とな
り、この流体が循環路ｅｌｌ）’ａ’経て流量（４）に
流入してレーザ媒質（１）り加熱し、帰還路（２）を経
て冷水器（６）に流入して冷却されるという循環が行な
われる。
第２図および第６図は別の発明の実施例による固体レー
ザ装置の構成を示−ｒ図であり、（１）〜（６）。
ザ装置の構成を示−ｒ図であり、（１）〜（６）。
ＣＬり〜ａ３は上記この発明の一実施例χ示した第１図
における同符号と同一または相当部分であり、α４は温
度検出器、（ｔ５ ｔ’ｓ制御装置でその制御指令によ
って冷却器（６） Ｙ駆動する。
における同符号と同一または相当部分であり、α４は温
度検出器、（ｔ５ ｔ’ｓ制御装置でその制御指令によ
って冷却器（６） Ｙ駆動する。
上記第２図、第６図のような構成の固体レーザ装置にお
いて、例えばレーザ媒質（１）の周囲の流路（４）にお
ける流体温度が所望値より低いとき、丁なわちレーザ発
振の周期が長かったり、励起ランプ（２）の入力エネル
ギが小さいためにランプの発熱が少ないような場合、第
２図に示すように温度検出器０４による流路（４）の検
出値と制御装置αＯの設定値との晴差に応じて制御装置
（至）が動作し、その制御指令によって冷却器（６）の
冷却能力を低下させ、流路（５）に圧送する流体温度の
低下を少なくする。
いて、例えばレーザ媒質（１）の周囲の流路（４）にお
ける流体温度が所望値より低いとき、丁なわちレーザ発
振の周期が長かったり、励起ランプ（２）の入力エネル
ギが小さいためにランプの発熱が少ないような場合、第
２図に示すように温度検出器０４による流路（４）の検
出値と制御装置αＯの設定値との晴差に応じて制御装置
（至）が動作し、その制御指令によって冷却器（６）の
冷却能力を低下させ、流路（５）に圧送する流体温度の
低下を少なくする。
この結果、流路（５）より循環路α１Ｊｖ ｉ ｙ、＝
流路（４）における流体温度が設定値より高くなると、
再び制御装置（至）が動作して冷却器（６）の冷却能力
を上昇させるようにして、レーザ媒質（１）の温度を所
望値に制御する。
流路（４）における流体温度が設定値より高くなると、
再び制御装置（至）が動作して冷却器（６）の冷却能力
を上昇させるようにして、レーザ媒質（１）の温度を所
望値に制御する。
ｗＪ３図は励起ランプ（２）の周囲の流路（５）の出口
における流体温度を温度検出器α４によって検出する場
合であり、上記第２図の場合と全（同様の動作が行なわ
れる。
における流体温度を温度検出器α４によって検出する場
合であり、上記第２図の場合と全（同様の動作が行なわ
れる。
第４図、第５図はさらに別の発明の実施例による固体レ
ーザ装置の溝底ン示て図であり、制御装置ＣＩ５の制御
指令によってポンプ（Ｌ１’Ｙ駆動するように構成され
ており、他の構成は上記第２図、第３図の発明における
構成と同様である。
ーザ装置の溝底ン示て図であり、制御装置ＣＩ５の制御
指令によってポンプ（Ｌ１’Ｙ駆動するように構成され
ており、他の構成は上記第２図、第３図の発明における
構成と同様である。
第４ｒＡ、第５図のような構成の固体レーザ装置におい
ては、上記第２図、第３図の場合と同様に流路（４）に
おける流体温度が低い場合は、制御装置（至）が動作し
て、その制御指令によってポンプα３の吐出能カタ低下
させ、流路（５）に圧送する流体の流量を少なくし、ま
た、逆に流路（４）における流体温度が高過ぎると制御
装置αりによってポンプαＪの吐出能力を上昇させて、
流路（５）に圧送する流体の流量を多くして、レーザ媒
質（１）の温度ケ所望値に制御する。
ては、上記第２図、第３図の場合と同様に流路（４）に
おける流体温度が低い場合は、制御装置（至）が動作し
て、その制御指令によってポンプα３の吐出能カタ低下
させ、流路（５）に圧送する流体の流量を少なくし、ま
た、逆に流路（４）における流体温度が高過ぎると制御
装置αりによってポンプαＪの吐出能力を上昇させて、
流路（５）に圧送する流体の流量を多くして、レーザ媒
質（１）の温度ケ所望値に制御する。
なお、上記実施例では励起ランプ（２）が１個の場合ン
示して説明したが、この励起ランプ（２）は複数個であ
ってもよく、この場合は流路（５）の一部または全部を
直列に接続するか、あるいは全ての励起ランプ（２）を
流路（４）内に収容するようにしてもよい。
示して説明したが、この励起ランプ（２）は複数個であ
ってもよく、この場合は流路（５）の一部または全部を
直列に接続するか、あるいは全ての励起ランプ（２）を
流路（４）内に収容するようにしてもよい。
［発明の効果］
この発明は以上説明したように、冷却器よりポンプによ
って圧送された流体？励起ランプの周囲を経てレーザ媒
質の周囲へ流入させ、思上の流入過程において熱交換さ
れた流体ン冷却器に帰還させるとともに、この循環して
いる流体の特定位置における温度検出値に基づいた制御
指令によって上記の冷却器もしくはポンプχ駆動して、
レーザ媒質および励起ランプの温度を制御するように構
成したので、レーザ媒質？加熱するための加熱装ｆｔ’
ｆ設ける必要がなくなるため、簡単な構造で安価な固体
レーザ装ｅｔ得ることができる効果がある。
って圧送された流体？励起ランプの周囲を経てレーザ媒
質の周囲へ流入させ、思上の流入過程において熱交換さ
れた流体ン冷却器に帰還させるとともに、この循環して
いる流体の特定位置における温度検出値に基づいた制御
指令によって上記の冷却器もしくはポンプχ駆動して、
レーザ媒質および励起ランプの温度を制御するように構
成したので、レーザ媒質？加熱するための加熱装ｆｔ’
ｆ設ける必要がなくなるため、簡単な構造で安価な固体
レーザ装ｅｔ得ることができる効果がある。
＄１図はこの発明の一実施例による固体レーザ装置の構
成を示す図、第２図、第３図および第４の構成例を示−
ｆ図である。 図において、（１）はレーザ媒質、（２）は励起ランプ
、（４） 、 （５）は流路、（６）は冷却器、α１１
は循環路、υは帰還路、υはポンプ、α４は温度検出器
、ａ５は制御製蓋。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 二＆″）−云＆姓 ！ ゝ呂
成を示す図、第２図、第３図および第４の構成例を示−
ｆ図である。 図において、（１）はレーザ媒質、（２）は励起ランプ
、（４） 、 （５）は流路、（６）は冷却器、α１１
は循環路、υは帰還路、υはポンプ、α４は温度検出器
、ａ５は制御製蓋。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 二＆″）−云＆姓 ！ ゝ呂
Claims (3)
- （１）レーザ媒質と、このレーザ媒質を光励起する励起
ランプと、上記レーザ媒質の周囲に設けた第１の流路と
、上記励起ランプの周囲に設けた第２の流路と、これら
第１、第２の流路を接続する流路となる循環路と、上記
第１、第２の流路の流体を圧送するポンプと、上記第１
の流路よりの流体が帰還する冷却器とを備え、この冷却
器において冷却された流体を上記ポンプによって圧送し
て上記第２の流路に流入させ、この第２の流路において
加熱された流体が上記循環路を経て上記第１の流路に流
入し、この第１の流路において放熱した流体を上記冷却
器に流入させるようにしたことを特徴とする固体レーザ
装置。 - （２）レーザ媒質と、このレーザ媒質を励起する励起ラ
ンプと、上記レーザ媒質の周囲に設けた第１の流路と、
上記励起ランプの周囲に設けた第２の流路と、これら第
１、第２の流路を接続する流路となる循環路と、上記第
１、第２の流路の流体を圧送するポンプと、上記第１の
流路よりの流体が帰還する冷却器とを備え、この冷却器
において冷却された流体を上記ポンプによって圧送して
上記第２の流路に流入させ、この第２の流路において加
熱された流体が上記循環路を経て上記第１の流路に流入
し、この第１の流路において放熱した流体を上記冷却器
に流入させるとともに、上記第１、第２のいずれかの流
路における流体温度を検出し、この検出値に基づく制御
装置の指令によって冷却器を駆動させ、レーザ媒質およ
び励起ランプの温度を制御することを特徴とする固体レ
ーザ装置。 - （３）レーザ媒質と、このレーザ媒質を光励起する励起
ランプと、上記レーザ媒質の周囲に設けた第１の流路と
、上記励起ランプの周囲に設けた第２の流路と、これら
第１、第２の流路を接続する流路となる循環路と、上記
第１、第２の流路の流体を圧送するポンプと、上記第１
の流路よりの流体が帰還する冷却器とを備え、この冷却
器において冷却された流体を上記ポンプによって圧送し
て上記第２の流路に流入させ、この第２の流路において
加熱された流体が上記循環路を経て上記第１の流路に流
入し、この第１の流路において放熱した流体を上記冷却
器に流入させるとともに、上記第１、第２のいずれかの
流路における流体温度を検出し、この検出値に基づく制
御装置の指令によってポンプを駆動させ、レーザ媒質お
よび励起ランプの温度を制御することを特徴とする固体
レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7665986A JPS62234385A (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 固体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7665986A JPS62234385A (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 固体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62234385A true JPS62234385A (ja) | 1987-10-14 |
Family
ID=13611533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7665986A Pending JPS62234385A (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 固体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62234385A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01268080A (ja) * | 1988-04-20 | 1989-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | 固体レーザ装置 |
-
1986
- 1986-04-04 JP JP7665986A patent/JPS62234385A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01268080A (ja) * | 1988-04-20 | 1989-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | 固体レーザ装置 |
| JP2681278B2 (ja) * | 1988-04-20 | 1997-11-26 | 三菱電機株式会社 | 固体レーザ装置 |
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