JPS62243382A - レ−ザ発振器 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はレーザ出力に応じて冷却能力を可変させるレー
ザ発振器に関するものである。

（従来の技術） 従来のレーザ発振器としては例えば第３図に示すような
ものがある。このレーザ発振器では部分反射鏡１と企及
ｌ）Ｊ鏡３とが対向して配置されている。部分反射鏡１
および全反射鏡３はミラーホルダ５．７により支持され
ている。この部分反射ｌ１１、企及１）Ｊ鏡孕空間およ
び一対の電極９ａ。

９ｂで囲まれた空間の中にレーザ媒質が充填されている
。この電極９ａ、９ｂには欣電用電＋１１１１が接続さ
れている。部分反射鏡１の周囲には冷却管１３が配置さ
れ又全反射鏡３の背面にも冷却管１５が配置されこの冷
却管１３．１５は冷却機１７に接続され、管内部を冷却
用媒質が流れる。

部分反射鏡１および全反射＠３を冷却した冷却用媒質は
冷却管１９を通り冷却ｌｌ１１７に帰還される。

次にこのレーザ発振器の動作を説明する。放電用電源１
１から所定の電圧を加えると電極９ａ。

９ｂ間に放電２０が生じレーザ媒質が励起されてレーザ
出力２１が得られる。部分反射鏡１および全反射ｆｔ１
３はレーザ光の吸収により熱が発生するので冷却１１７
により冷却される。なお、部分反射鏡１は、その材ＩＪ
Ｉ　（ＺｎＳｅ、ＧａＡｓ、　Ｇｅなどの半導体）の吸
収計数が温度により急激に大きくなる性質をもっている
ので、低温に保たれる必要がある。一般に大出力レーザ
用の部分反射鏡１と全反射ｉ１３に要求されることは大
出力レーザ光照射に対して破壊されないことであり、次
にレーザ光を吸収することによって生ずる熱ひずみをで
きるだけ少なくすることである。鏡の表面層の温度１讐
が臨Ｗ温度に達したときに破壊が生ずる。

また、熱ひずみの場合弾性体の温度上昇による局所ひず
みをα・Δ■（α−，ｍ＊慝計数、ΔＴ：温度上袢）と
簡単に近似し、表面膜のひずみは膜厚が薄いので無視覆
るとしても、そこで発生した熱が基板に伝わり基板がひ
ずむことが考えられる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで従来のレーザ発振器においては冷却１１１１７
の冷却能力が一定であるのでレーザ出力が高くなると部
分反射鏡１および全反射ｖＬ３の表面温度がレーザ出力
にほぼ比例して上昇し、このため熱ひずみが大きくなり
、更には破壊を招くことがある。また、大出力時の鏡温
度をｗｊｌＪ？）温度以下に保つように、冷却能力を増
大させると、小出力時あるいは、出力０の状態で過冷却
状態となり結露を生じることになる。

以上のような相廃する条件の為、結露を生じない程度の
冷却能力におさえ、熱ひずみが過大にならない、あるい
は熱破壊に到らない出力値に制限せざるを得なかった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものでありその目
的とするところは大出力を得ることができ小出力時にも
安定した出力の得られるレーザ発振器を掟供することに
ある。

（問題点を解決するための手段） 前記問題を解決するために本発明は前記全反射鏡と部分
反＠鏡の少なくとも一方を冷却する冷却手段と、レーザ
出力を検出する検出手段と、検出されたレーザ出力に応
じて前記冷却手段の冷却能力を制御する冷却制御手段と
を具備することを特徴とする。

（作用） 検出手段によって検出されたレーザ出力が大きいときに
は冷却制御手段は冷却能力を大として検出されたレーザ
出力が小さいときには冷却制御手段は冷却能力を小とす
るので企及ＩＮ鏡および部分反射鏡はレーザ出力に応じ
た能力で冷却が行われる。このため大出力時においては
高い冷却能力で冷却されるので全反射鏡又は部分反射鏡
の表面温度の上昇が避けられ、また小出力時に過冷却状
態となることもない。

（実施例） 以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るレーザ発振器の構成ブ
ロック図であり第３図に示す要素と同一の要素にはそれ
と同一の番号を付して説明を省略する。

部分反射鏡１を介して発せられるレーザ出力２１はレー
ザ出力を検出する検出手段としての受光部２３で受光さ
れる。受光部２３で検出されたレーザ出力は冷却制御手
段２５に送られる。冷却制御手段２５はレーザ出力が大
きいときには冷却機１７の冷却能力（例えば冷却媒体の
温度、流量）を高めるように制御しレーザ出力が小さい
ときには冷却１１１１７の冷却能力を小さくするように
冷却１１１７を制御する。

しかして冷却１１１７はレーザ出力が大きいときには高
い冷却能力で部分反射鏡１および全反射鏡３を冷却する
ので部分反射鏡１および全反射鏡３に大きな熱ひずみが
生じることもなく、また破壊されることもない。

又、レーザ出力が小さいときには冷却機１の冷却能力が
小さく制御されるので経済的な運転を行なうことができ
る。

また本実施例ではレーザ発振停止ト時に過度の冷却に起
因する部分反射鏡１および全反射鏡３の表面の結露を防
止するために、自動的に短時間で冷却媒質の温度を室温
または室温より数反高い状態になるように構成されてい
る。

第２図は本発明の第２の実施例に係るレーザ発振器の構
成ブロック図である。本実施例では前述した第１の実施
例の構成に加えて部分反射１１にＭ２Ｏを設けるととも
に部分反射鏡１の前面に乾燥気体を吹きつけるガス噴出
装置３１を設けて構成される。同図に示されるように部
分反射鏡１の前面にはモータ２７により開閉可能な！２
９が設けられさらにガス噴出装置３１が設けられる。モ
ータ２７およびガス噴出装Ｗ１３１は制御装置３３によ
り制御される。制御装置１３３は放電用電源１１の出力
電圧を検知し、モータ゛２７およびガス噴出装Ｍ３１を
制御Ｉする。符号３５はガス噴出装置３１用のガスボン
ベである。

次に本実施例の動作について説明する。制御装置３３は
放電用電源１１の電圧を検出しており放電が終了したと
ぎにはガス噴出装置３１を駆動させて部分反射！Ｉ！１
の前面のほこりを除去するとともにモータ２７を駆動し
て部分反射１１１の前面にＭ２Ｏを移動させる。

このような状態で保管されたレーザ発振器を再び使用す
るときには制御装置３３が放電用電源１１の電圧を検知
しモータ２７を駆動して蓋２９を部分反射！Ｉ１１の前
面から移動させる。

従って本実施例では部分反射鏡１の表面のほこりが除去
されているのでレーザ発振開始時に部分反射鏡１の前面
でほこりが燃えることはなくなり熱的衝撃による部分反
射ｌｌ１１の破壊を防ぐことができる。またはこりによ
る部分反射ｔＩ１１の表面上のキズの発生を防ぐことが
できる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によればレーザ出力に対応し
て冷却手段の冷却能力が制御されるので大出力を得るこ
とができるとともに小出力時にも安定した出力を得るこ
とができかつ構成部品の耐久性の高いレーザ発振器を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は夫々本発明の第一実施例
、第二実施例および従来例に係るレーザ発振器の構成ブ
ロック図である。 １・・・部分反射鏡、３・・・全反射鏡、９ａ、９ｂ・
・・電極、１７・・・冷却機、２３・・・受光部、２５
・・・冷却制御手段。 −〇　−

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）全反射鏡と部分反射鏡と電極とで囲まれた空間に
   レーザ媒質を充填し、前記電極間に所定の電圧をかけて
   レーザ媒質を励起させてレーザ出力を得るレーザ発振器
   において、 前記全反射鏡と部分反射鏡の少なくとも一方を冷却する
   冷却手段と、 レーザ出力を検出する検出手段と、 検出されたレーザ出力に応じて前記冷却手段の冷却能力
   を制御する冷却制御手段と、 を具備することを特徴とするレーザ発振器。
2. （２）冷却制御手段は、冷却手段の冷却媒質の温度を制
   御する特許請求の範囲第（１）項記載のレーザ発振器。
3. （３）冷却制御手段は、冷却手段の冷却媒質の流量を制
   御する特許請求の範囲第（１）項記載のレーザ発振器。
4. （４）冷却制御手段は冷却手段の冷却媒質の温度および
   流量を制御する特許請求の範囲第（１）項記載のレーザ
   発振器。
5. （５）冷却制御手段はレーザ発振停止後冷却手段の冷却
   媒質の温度を室温近傍の温度に制御する特許請求の範囲
   第（１）項記載のレーザ発振器。