JPS6273685A - 固体レ−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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光励起による固体レーザ装置に関し、特にレ
ーザ光を複数回反射させる互いに平行な対向主表面を有
する板状のレーザ媒体を用いた表面励起・表面冷却形の
固体レーザ装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、励起用光源に面するレーザ媒体の主表面および
対向する主表面間で反射を繰り逸し、ジグザグの光路を
とるようないわゆるスラブ形のレーザ装置は、レーザ媒
体中のストレスゲイン分布。

熱レンズ効果、複屈折がジグザグな光路をとることによ
り打ち消され、棒状（ｒｏｄ　ｔｙｐｅ　）のものに比
較して光路が乱されず、高出力化をはかることができる
。しかし、出力効率が通常２％以下と低い念め、励起用
光源からの入力エネルギーのほとんどが熱に変換されて
レーザ媒体の温度が上昇し、主表面と中心との温度差が
数百℃になると破壊することがある。これを防ぐために
は、何らかの冷却手段が必要である。

一般に冷却手段としては、純水等の液体または窒素ガス
等の気体を流通させる方法がとられるが。

実用上、絶縁性の高い純水の方が、気体に比較してライ
ニングコストおよび保守の点ではるかに有利でおる。反
面、漏洩のないよう厳重なシールが必要となる。

第４図に、従来のこの種の固体レーザ装置の構成例を示
す。同図（ａ）は断面図、同図伽）は側面図である。図
において、１はスラブ形レーザ媒体、２は励起用ランプ
、３はレーザ媒体１を収容するレーザ媒体用ケース、４
は励起用ランプ２を収容するランプ用ケース、５はレー
ザ媒体１をレーザ媒体用ケース３に支持するとともにシ
ールを行なう０リング、６は押え板、Ｔは押えボルト、
８は共振器を構成する全反射ミラー、９は同じく半透過
ミラーであシ、１０は発振レーザ光を示す。ケース３．
４内には冷却水が流される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の水冷系のスラブ形固体装置は、上述したように構
成されているため、次のような欠点を有する。すなわち
、レーザ媒体１内でジグザグの反射光路をとる発振レー
ザ光１０は、レーザ媒体１と外部媒質との屈折率の関係
で全反射を繰り返すことによりジグザグの光路をとるの
であるが、Ｏリング５の部分については問題がある。つ
ま夛。

一般にＯリング５の材質はゴムでおるため、その屈折率
はレーザ媒体１の屈折率、例えばリン酸塩系Ｎｄニガラ
スＬｋｉＧ　５　（ＨＯＹＡ製〕の１．５３（波長１．
０５４μｍの場合）に比較して尚く、その当接部では入
射したレーザ光１０の一部が全反射せずＯリング５に吸
収されてしまい、吸収された幅だけビーム形状が小さく
なって出力パワーも落ちる。

〔問題点を解決するための手段〕

このような問題点を解決するために、本発明は、シール
部、すなわちシール材とレーザ媒体との接触部のレーザ
媒体表面またはシール材表面に、レーザ媒体と比較して
屈折率の低い膜を付着させたものである。

〔作用〕

シール部に入射したレーザ光は、シール部に付着された
膜の屈折率がレーザ媒体より低いため、収吸されまたは
透過することなく全反射する。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示し、同図（ａ）はレーザ
媒体部の一部断面正面図、ＩＩＪＪ図（ｂ）は一部所面
側面図、同図（ｅ）は組立斜視図である。図において第
４図と同一符号は同一部分を示している。

第１図において、レーザ媒体１はリン酸塩系Ｎｄニガラ
スＬＨＧ　５からなシ、これｔ−０リング５で支持し、
両側から押え板６および押えボルト７でケース３に固定
してレーザ媒体部を構成している。図では省略したが、
このレーザ媒体部は第４図に示したと同様に励起用ラン
プとともに組立てられ、冷却水が矢印で示したように流
される。

レーザ媒体１は、６１ｍ　（Ｈ）　Ｘ　３０　ｗ　（Ｗ
）　Ｘ　１４６ｍ　（Ｌ　）　　の平板状に加工し１両
端の傾き角θを３３’９’　として入射した光が対向す
る平行平面状の両生表面ｌＡ、ｌＢで１０回の全反射を
繰り返して出射するようにしである。光の人出射面ＩＣ
。

１Ｄおよびレーザ光反射面である上記両生表面１Ａ。

１Ｂは光学研摩が施しである。

０リング５は、フッ素ゴムからなる内径２２趨のリング
で、断面の直径は２．６鱈である。第２図のように組立
てられた状態でレーザ媒体１に密着し、冷却水が漏れる
のを防ぐ。

ここで、このＯリング５の当接部のレーザ媒体１主表面
に、真空蒸着法によシＭｇＦ　２からなる膜２０を付着
させである。厚さは１〜２μｍで幅はＯリング５がレー
ザ媒体１に当接する部分よりもやや広めに５回としであ
る。

前述し友ように、レーザ媒体１の屈折率は１．５３であ
るが、これに対し上記膜２０の屈折率は１．３５（波長
１．０５４μｍの場合）と低い。このため、従来０リン
グ５の当接部に入射して一部吸収されていた第２図中に
斜線を付して示した光も、上記膜２０の存在によシ全反
射され、ビームパターンも６ｇｏ＋（Ｈ）Ｘ３０隠（Ｗ
）の形状を保ち、出力パワーも２倍に改善され、出力モ
ードも良くなった。

なお、膜２０はＭｇＦｔに限らない。を九、レーザ媒体
１も上述したようなリン酸塩系（７オスフエイト）のＮ
ｄニガラスに限定されるものではなく、そのレーザ媒体
１に対し屈折率が低く、適当な付着力および耐水性が得
られるという条件を満たせば種々の材料が膜２０として
用いられる。その組合せ例をｉ１表に示す。

第１表 ここで、　ＬＩＩＧ８　、　ＬＨＧＩＯおよびＬＳＧ−
９１Ｈは商品名（ＨＯＹＡ）である。また、屈折率はい
ずれも波長１．０５４μｍの場合の伯である。

また膜の付着力および耐レーザダメージ性を高めるため
に、単層ではなく積層構造としてもよい。

その例を第２表に示す。

第２表 ここで、第１層は付着力が強いもの、第２ＮＩはレーザ
ダメージに対して強いものという観点から選択したもの
で、いずれも光透過性でおる。これに対して第３層は耐
水性の良好な全反射膜である。

第１．第２層を例えび５０００Ｘずつ順次付着させ。

第３層を１μｍの厚さに付着させる。

以上、０リング５とレーザ媒体１との接触部のレーザ媒
体１表面に膜２０を設ける場合についてのみ説明したが
　Ｑ　リング５の表面またはレーザ媒体１とＯリング５
の両者の表面に設けてもよい。

なお、少なくともレーザ媒体１の主表面と０リング５と
の接触部にあればよいのであり１例えばＯリング５の当
接部の全周、あるいは人出射面ＩＣ。

１Ｄを除くレーザ媒体１の全面等に設けてもよく。

その場合蒸着マスクの作成が容易である等の利点を有す
る。

なお、第３図に示すようにケース３１の構造を変え、０
リング５１によるシール部をレーザ媒体１の対向主表面
ＩＡ、１Ｂ側にのみ設けるようにすれば、レーザ媒体１
のたわみによる反射角度の変化を防止する効果がある。

この場合も、シール部にレーザ媒体１よ・ｐ低屈折率の
膜２１を例えば図示のように設けることによシ、その部
分においてもレーザ光を全反射させることができる。

また、シール材はＯリングに限定されるものではなく、
レーザ媒体より屈折率の高い他のガスケット等のシール
材金用いた場合にも本発明は同様に適用して同様の効果
を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように５本発明によれば、シール部にレー
ザ媒体より低屈折率のａｔ設け、その部分でも発振レー
ザ光を全反射させるようにしたことにより、出射ビーム
パターンの形状が整い、良好なモードの発振により高出
力のエネルギーを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の・−実施例會示す図で、
第１図［株］）はレーザ媒体部の一部断面正面図。 同図伽）は一部所面側面図、同図（ｅ）は組立斜視図。 第２図はその作用を説明するための断面図、第３図は本
発明の他の実施例を示す組立斜視図、第４図（ａ）は従
来例を示す断面図、同図（ｂ）はその側面図である。 １・・・・レーザ媒体、ＩＡ、ＩＢ・・・・対向主表面
、２・・・・励起用ランプ、３．３１・・・・レーザ媒
体用ケース、５．５１・・・・０リング（シール材）、
２０．２１・・・・膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ光を複数回反射させる互に平行な対向主表面を有
   するレーザ媒体と、このレーザ媒体を励起させる励起用
   光源と、レーザ媒体を収容するケースと、レーザ媒体を
   ケースに支持するとともにケース内の冷却液の漏洩を防
   止するシール材とを備えた固体レーザ装置において、前
   記シール材によるシール部に、レーザ媒体に比較して屈
   折率の低い膜を付着させたことを特徴とする固体レーザ
   装置。