JP2738053B2 - 固体レーザ装置 - Google Patents
固体レーザ装置Info
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- JP2738053B2 JP2738053B2 JP1240949A JP24094989A JP2738053B2 JP 2738053 B2 JP2738053 B2 JP 2738053B2 JP 1240949 A JP1240949 A JP 1240949A JP 24094989 A JP24094989 A JP 24094989A JP 2738053 B2 JP2738053 B2 JP 2738053B2
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- laser beam
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- 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
- H01S3/083—Ring lasers
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- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、レーザ装置から発生するレーザビームの
高品質化、高出力化に関するものである。
高品質化、高出力化に関するものである。
［従来の技術］ 第９図は、たとえばレーザハンドブック（オーム社、
昭和57年）に示された従来のレーザ装置の一例である固
体レーザ装置を示す断面構成図である。図において、
（１）は固体素子で、たとえばYAGレーザを例に取れ
ば、Y3-XNdXAl5O12よりなるロッド状の結晶、（３）は
フラッシュランプ、（４）はフラッシュランプ（３）を
点灯するための電源、（５）は集光反射ミラー、（６）
はたとえばガラスでできた出口ミラー、（７）は出口ミ
ラー（６）の内面にもうけられた、たとえばTiO2よりな
る部分反射膜、（８）は出口ミラーの外面および固体素
子（１）の両側面に設けられた、たとえばSiO2よりなる
無反射膜、（９）はレーザ共振器内のレーザビーム、
（10）は外部に取り出されたレーザビーム、（12）は外
ワク、（20）は、例えばガラスに全反射薄膜を施して形
成した全反射ミラーである。
昭和57年）に示された従来のレーザ装置の一例である固
体レーザ装置を示す断面構成図である。図において、
（１）は固体素子で、たとえばYAGレーザを例に取れ
ば、Y3-XNdXAl5O12よりなるロッド状の結晶、（３）は
フラッシュランプ、（４）はフラッシュランプ（３）を
点灯するための電源、（５）は集光反射ミラー、（６）
はたとえばガラスでできた出口ミラー、（７）は出口ミ
ラー（６）の内面にもうけられた、たとえばTiO2よりな
る部分反射膜、（８）は出口ミラーの外面および固体素
子（１）の両側面に設けられた、たとえばSiO2よりなる
無反射膜、（９）はレーザ共振器内のレーザビーム、
（10）は外部に取り出されたレーザビーム、（12）は外
ワク、（20）は、例えばガラスに全反射薄膜を施して形
成した全反射ミラーである。
次に動作について説明する。
固体素子（１）は電源（４）により点灯されたフラッ
シュランプ（３）からの直接光および集光反射ミラー
（５）よりの反射光により励起され、レーザ媒質をな
す。一方、内面に設けられた部分反射膜（７）により部
分反射率を持った出口ミラー（６）と全反射ミラー（2
0）とからなる、いわゆる安定型共振器内に閉じこめら
れたレーザビーム（９）は、両ミラー間を往復するごと
に、このレーザ媒質により増幅され、ある一定以上の大
きさになると、その一部が出口ミラー（６）を通して外
部に、レーザビーム（10）として放出される。
シュランプ（３）からの直接光および集光反射ミラー
（５）よりの反射光により励起され、レーザ媒質をな
す。一方、内面に設けられた部分反射膜（７）により部
分反射率を持った出口ミラー（６）と全反射ミラー（2
0）とからなる、いわゆる安定型共振器内に閉じこめら
れたレーザビーム（９）は、両ミラー間を往復するごと
に、このレーザ媒質により増幅され、ある一定以上の大
きさになると、その一部が出口ミラー（６）を通して外
部に、レーザビーム（10）として放出される。
第10図にその発振出力特性の一例を示す。ここで、固
体素子（１）はＹ2.4Nd0.6Al5O12よりなるロッド状の結
晶であり、その断面の直径は8mm、長さは150mmである。
また、出口ミラー（６）、及び全反射ミラー（20）の内
面の曲率はともに、0.4m、両ミラー間の距離は0.45m、
出口ミラーの反射率は70％である。また、投入電力とは
フラッシュランプの点灯に消費された電力であり、6kW
の投入電力で約100Wのレーザ出力が得られている。
体素子（１）はＹ2.4Nd0.6Al5O12よりなるロッド状の結
晶であり、その断面の直径は8mm、長さは150mmである。
また、出口ミラー（６）、及び全反射ミラー（20）の内
面の曲率はともに、0.4m、両ミラー間の距離は0.45m、
出口ミラーの反射率は70％である。また、投入電力とは
フラッシュランプの点灯に消費された電力であり、6kW
の投入電力で約100Wのレーザ出力が得られている。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の固体レーザ装置は以上のように安定型共振器を
用いているため、発生するレーザビームは発散角の大き
い、いわゆる高次モードである。この高次モードの度合
の指標としては、共振器内に発生しうる位相の揃った最
低次モードの断面直径とレーザ媒質の断面直径との比が
ある。この例では最低次モードは正規分布を持つ、いわ
ゆるガウスビームとなるため、その強度が中心の1/e2と
なる点で定義した断面直径φ０は両ミラー間の距離Ｌ、
レーザビームの波長λとして φ０＝２（λL/2π）0.5＝0.55mm と計算される。
用いているため、発生するレーザビームは発散角の大き
い、いわゆる高次モードである。この高次モードの度合
の指標としては、共振器内に発生しうる位相の揃った最
低次モードの断面直径とレーザ媒質の断面直径との比が
ある。この例では最低次モードは正規分布を持つ、いわ
ゆるガウスビームとなるため、その強度が中心の1/e2と
なる点で定義した断面直径φ０は両ミラー間の距離Ｌ、
レーザビームの波長λとして φ０＝２（λL/2π）0.5＝0.55mm と計算される。
一方、レーザ媒質の断面直径は8mmであるから、両者
の比は約15とたいへん大きく、この値から経験的に100
次以上の高次モードが発生していると予測される。高次
モードの次数は、実験的には発生されたレーザビームの
発散角を測定することにより行なわれ、この例では、発
散角は約10mradと把握され、対応する高次モードの次数
として100次程度であると計算された。この発散角の大
小はレーザビームの集光性能そのものといえる。
の比は約15とたいへん大きく、この値から経験的に100
次以上の高次モードが発生していると予測される。高次
モードの次数は、実験的には発生されたレーザビームの
発散角を測定することにより行なわれ、この例では、発
散角は約10mradと把握され、対応する高次モードの次数
として100次程度であると計算された。この発散角の大
小はレーザビームの集光性能そのものといえる。
これは、焦点距離ｆの集光レンズによる集光スポット
径φＳが、概略的に発散角θに対して φＳ＝ｆ・θ で表され、したがって発散角の大小に比例して、集光ス
ポット径の大小が決定されるためである。ここでの10mr
adという値を市販のCO2レーザと比較すると約10倍であ
り、したがって従来の固体レーザ装置の集光性能は、CO
2レーザ装置の1/10であると言える。
径φＳが、概略的に発散角θに対して φＳ＝ｆ・θ で表され、したがって発散角の大小に比例して、集光ス
ポット径の大小が決定されるためである。ここでの10mr
adという値を市販のCO2レーザと比較すると約10倍であ
り、したがって従来の固体レーザ装置の集光性能は、CO
2レーザ装置の1/10であると言える。
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、発散角の小さいレーザビームを高出力で発
生させることのできる固体レーザ装置を得ることを目的
とする。
れたもので、発散角の小さいレーザビームを高出力で発
生させることのできる固体レーザ装置を得ることを目的
とする。
［課題を解決するための手段］ この発明に係わる固体レーザ装置は、複数の平面反射
鏡と中央部が周囲部に比較して高い反射率を有する平面
部分反射鏡によりリング状の光路を構成し、上記光路上
に集光光学素子からなりレーザビーム径を拡大するコリ
メータ装置を配置して不安定型共振器を構成し、さらに
共振器内の光路上に、レーザビームが複数回通過する固
体素子、もしくは複数個の固体素子からなるレーザ媒質
を備えたものである。
鏡と中央部が周囲部に比較して高い反射率を有する平面
部分反射鏡によりリング状の光路を構成し、上記光路上
に集光光学素子からなりレーザビーム径を拡大するコリ
メータ装置を配置して不安定型共振器を構成し、さらに
共振器内の光路上に、レーザビームが複数回通過する固
体素子、もしくは複数個の固体素子からなるレーザ媒質
を備えたものである。
また、上記構成において、光路内を伝搬するビームの
径を拡大し、かつ平行ビームとする、２つの集光素子よ
りなるコリメータ装置を光路内に配置し、さらにコリメ
ーター装置内の集光点近傍に開口を有する空間フィルタ
ーを設けるようにしてもよい。
径を拡大し、かつ平行ビームとする、２つの集光素子よ
りなるコリメータ装置を光路内に配置し、さらにコリメ
ーター装置内の集光点近傍に開口を有する空間フィルタ
ーを設けるようにしてもよい。
［作用］ この発明におけるレーザ装置は、複数の固体素子、あ
るいはレーザビームが複数回通過する固体素子により、
レーザビームを効率よく励起し、高出力のレーザビーム
を発生させる。さらに、リング状の不安定型共振器は、
最低次で、かつ共振器内に一方向成分のみのレーザビー
ムを発生させ、高品質のレーザビームが得られる。
るいはレーザビームが複数回通過する固体素子により、
レーザビームを効率よく励起し、高出力のレーザビーム
を発生させる。さらに、リング状の不安定型共振器は、
最低次で、かつ共振器内に一方向成分のみのレーザビー
ムを発生させ、高品質のレーザビームが得られる。
また、コリメータ装置により共振器の構成をネガティ
ブブランチとし、コリメーター装置内の集光点に空間フ
ィルターを配置することにより、光路内の光学素子の変
形によりもたれされるビームの高次成分を除去し、より
一層、ビームの高品質化をはかることができる。
ブブランチとし、コリメーター装置内の集光点に空間フ
ィルターを配置することにより、光路内の光学素子の変
形によりもたれされるビームの高次成分を除去し、より
一層、ビームの高品質化をはかることができる。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図について説明す
る。第１図において、（１）は固体素子であり、例えば
YAGレーザを例に取れば、Y3-XNdXAl5O12よりなるロッド
状の結晶、（２）は全反射ミラー、（３）は励起光源で
あり、例えばアークランプ、フラッシュランプ、（４）
は励起光源（３）を点灯するための電源、（５）は集光
反射ミラー、（６）は例えばガラスでできた出口ミラ
ー、（７）は出口ミラー（６）の内面中央部に設けられ
た、例えばTiO2よりなる部分反射膜、（８）は出口ミラ
ー内面の部分反射膜（７）の周囲部、出口ミラー（６）
の外面、さらに固体素子（１）の側面に各々設けられ
た、例えばSiO2よりなる無反射膜、（９）、（10）は出
口ミラー（６）と全反射ミラー（２）によりリング状に
構成されたレーザ共振器内に発生したレーザビーム、
（11）はレーザ共振器外部に取り出されたレーザビー
ム、（12）は外ワク、（100）、（101）は集光レンズよ
りなる集光素子、（102）は開口を有する空間フィルタ
ーである。
る。第１図において、（１）は固体素子であり、例えば
YAGレーザを例に取れば、Y3-XNdXAl5O12よりなるロッド
状の結晶、（２）は全反射ミラー、（３）は励起光源で
あり、例えばアークランプ、フラッシュランプ、（４）
は励起光源（３）を点灯するための電源、（５）は集光
反射ミラー、（６）は例えばガラスでできた出口ミラ
ー、（７）は出口ミラー（６）の内面中央部に設けられ
た、例えばTiO2よりなる部分反射膜、（８）は出口ミラ
ー内面の部分反射膜（７）の周囲部、出口ミラー（６）
の外面、さらに固体素子（１）の側面に各々設けられ
た、例えばSiO2よりなる無反射膜、（９）、（10）は出
口ミラー（６）と全反射ミラー（２）によりリング状に
構成されたレーザ共振器内に発生したレーザビーム、
（11）はレーザ共振器外部に取り出されたレーザビー
ム、（12）は外ワク、（100）、（101）は集光レンズよ
りなる集光素子、（102）は開口を有する空間フィルタ
ーである。
次に動作について説明する。
３つの固体素子（１）はそれぞれ、電源（４）により
点灯された励起光源（３）からの直接光および集光反射
ミラー（５）よりの反射光により励起され、レーザ媒質
をなす。一方、出口ミラー（６）、集光レンズ（10
0）、（101）と全反射ミラー（２）とからリング状に構
成されたレーザ共振器内に発生したレーザビーム
（９）、（10）は、共振器内を周回するごとに、このレ
ーザ媒質により増幅され、ある一定以上の大きさになる
と、その一部が外部にレーザビーム（11）として放出さ
れる。
点灯された励起光源（３）からの直接光および集光反射
ミラー（５）よりの反射光により励起され、レーザ媒質
をなす。一方、出口ミラー（６）、集光レンズ（10
0）、（101）と全反射ミラー（２）とからリング状に構
成されたレーザ共振器内に発生したレーザビーム
（９）、（10）は、共振器内を周回するごとに、このレ
ーザ媒質により増幅され、ある一定以上の大きさになる
と、その一部が外部にレーザビーム（11）として放出さ
れる。
出口ミラー（６）、集光レンズ（100）、（101）と全
反射ミラー（２）とは、いわゆるネガティブブランチの
リング状不安定型共振器を構成している。レーザビーム
は発振の初期においては、図中、右周りに発生するレー
ザビームと左周りに発生するレーザビームよりなるが、
左周りのレーザビームは、共振器内を一周するごとに集
光素子（100）、（101）よりなるコリメーター装置によ
りビーム外径を縮小され、数回の往復後にはレーザ発振
が停止する。一方、右周りのレーザビームは、共振器内
を一周するごとに集光素子（100）、（101）よりなるコ
リメーター装置によりビーム外径を拡大されると同時に
レーザ媒質により増幅され、レーザ発振にいたり、その
レーザビームの周囲部は出口ミラー（６）の内面周囲部
の無反射膜の作用により、そのほとんどが外部に放出さ
れ、また中央部はその一部が出口ミラー（６）の部分反
射膜（７）の作用により外部に取り出され、残りの部分
はレーザビーム（11）として再びレーザ共振器内を周回
する。このような不安定型共振器では位相の揃った最低
次モードと高次モードとの損失の差が安定型共振器にく
らべて大きいため、数回往復後発生するレーザビームは
最低次モード、すなわち等位相のもののみとなり、結
果、中詰まりの等位相ビームという、高集光ビームが外
部に出射されることになる。さらに、直線状の共振器に
おいては定在波によって空間的ホールバーニングが生じ
るが、上記構成の不安定型共振器はリング状の構成をし
ているため、上述したように右周りの一方向成分のみの
レーザビームとなり、上記現象は起こらず、ビーム品質
が向上する。
反射ミラー（２）とは、いわゆるネガティブブランチの
リング状不安定型共振器を構成している。レーザビーム
は発振の初期においては、図中、右周りに発生するレー
ザビームと左周りに発生するレーザビームよりなるが、
左周りのレーザビームは、共振器内を一周するごとに集
光素子（100）、（101）よりなるコリメーター装置によ
りビーム外径を縮小され、数回の往復後にはレーザ発振
が停止する。一方、右周りのレーザビームは、共振器内
を一周するごとに集光素子（100）、（101）よりなるコ
リメーター装置によりビーム外径を拡大されると同時に
レーザ媒質により増幅され、レーザ発振にいたり、その
レーザビームの周囲部は出口ミラー（６）の内面周囲部
の無反射膜の作用により、そのほとんどが外部に放出さ
れ、また中央部はその一部が出口ミラー（６）の部分反
射膜（７）の作用により外部に取り出され、残りの部分
はレーザビーム（11）として再びレーザ共振器内を周回
する。このような不安定型共振器では位相の揃った最低
次モードと高次モードとの損失の差が安定型共振器にく
らべて大きいため、数回往復後発生するレーザビームは
最低次モード、すなわち等位相のもののみとなり、結
果、中詰まりの等位相ビームという、高集光ビームが外
部に出射されることになる。さらに、直線状の共振器に
おいては定在波によって空間的ホールバーニングが生じ
るが、上記構成の不安定型共振器はリング状の構成をし
ているため、上述したように右周りの一方向成分のみの
レーザビームとなり、上記現象は起こらず、ビーム品質
が向上する。
この発明のリング状共振器の特徴についてさらに詳し
く説明を加える。レーザビームは、集光素子（100）に
より集光されたのち、集光素子（100）とは焦点距離の
異なる集光素子（101）によりビーム径を拡大されて平
行光にコリメートされる。ここで、２つの集光素子内の
集光点近傍には開口が挿入されている。レーザ媒質の不
均一性、共振器を構成するミラーの不具合等により発生
したビームの乱れ成分は、集光点近傍で第２図に示すよ
うに主ビームの周囲状に分布するため、主ビームの径と
ほぼ等しい開口により周囲部をカットすれば、品質のよ
いビームのみが共振器内の周回するようにできる。な
お、第２図において、Ａは主ビーム径、Ｂは乱れ成分、
Ｃは開口径である。
く説明を加える。レーザビームは、集光素子（100）に
より集光されたのち、集光素子（100）とは焦点距離の
異なる集光素子（101）によりビーム径を拡大されて平
行光にコリメートされる。ここで、２つの集光素子内の
集光点近傍には開口が挿入されている。レーザ媒質の不
均一性、共振器を構成するミラーの不具合等により発生
したビームの乱れ成分は、集光点近傍で第２図に示すよ
うに主ビームの周囲状に分布するため、主ビームの径と
ほぼ等しい開口により周囲部をカットすれば、品質のよ
いビームのみが共振器内の周回するようにできる。な
お、第２図において、Ａは主ビーム径、Ｂは乱れ成分、
Ｃは開口径である。
さらに、このネガティブブランチのリング構成におい
ては、ビームが平行光である部分を任意に長くすること
ができ、この部分に複数の固体素子を配置してレーザ出
力を容易に増大させることができる。
ては、ビームが平行光である部分を任意に長くすること
ができ、この部分に複数の固体素子を配置してレーザ出
力を容易に増大させることができる。
第３図はその発振出力特性の一例を示すものである。
ここで、各固体素子（１）はランプにより励起されたＹ
2.4Nd0.6Al5O12であり、その断面の直径は、12mm、長さ
は150mm、集光素子（100）、（101）の焦点距離はそれ
ぞれ0.20m、0.25m、両素子間の距離は0.45m、出口ミラ
ーの内面中央部の部分反射膜（７）の反射率は90％であ
る。また投入電力とはそれぞれのランプの点灯に消費さ
れた電力の総和であり、総合で7kW×３＝21kWの投入電
力で、約475Wのレーザ出力が得られている。
ここで、各固体素子（１）はランプにより励起されたＹ
2.4Nd0.6Al5O12であり、その断面の直径は、12mm、長さ
は150mm、集光素子（100）、（101）の焦点距離はそれ
ぞれ0.20m、0.25m、両素子間の距離は0.45m、出口ミラ
ーの内面中央部の部分反射膜（７）の反射率は90％であ
る。また投入電力とはそれぞれのランプの点灯に消費さ
れた電力の総和であり、総合で7kW×３＝21kWの投入電
力で、約475Wのレーザ出力が得られている。
第４図にレンズでレーザビームを集光したパターン
を、レーザ出力100Wにおいて、この発明の一実施例の固
体レーザ装置によるもの（第４図（ａ））と従来の固体
レーザ装置によるもの（第４図（ｂ））とを比較して示
す。この発明によるものでは従来の約1/50程度にパター
ンの幅が縮小されているばかりでなく、中央軸上強度は
1500倍以上になっていることがわかる。また、集光パタ
ーンはレーザ出力にほとんどよらなかった。
を、レーザ出力100Wにおいて、この発明の一実施例の固
体レーザ装置によるもの（第４図（ａ））と従来の固体
レーザ装置によるもの（第４図（ｂ））とを比較して示
す。この発明によるものでは従来の約1/50程度にパター
ンの幅が縮小されているばかりでなく、中央軸上強度は
1500倍以上になっていることがわかる。また、集光パタ
ーンはレーザ出力にほとんどよらなかった。
さらに、このリング構成においてはビームが平行光で
ある部分を任意に長くすることができ、例えば第５図に
示すように、より多くの固体素子を配置して、いくらで
もレーザ出力を増大させることができる。
ある部分を任意に長くすることができ、例えば第５図に
示すように、より多くの固体素子を配置して、いくらで
もレーザ出力を増大させることができる。
なお、上記実施例では複数の固体素子を並べる構成を
示したが、第６図に示すように、折返しミラー（200）
を用いる等して、一つの固体素子（１）内を複数回往復
するようにしてもよい。
示したが、第６図に示すように、折返しミラー（200）
を用いる等して、一つの固体素子（１）内を複数回往復
するようにしてもよい。
また、固体素子、コリメータ素子、出口ミラーの周上
の配置は、第１図に示すものに限るものではなく、例え
ば第７図に一例を示すように、各素子の周上の配置の順
番は任意でもよい。
の配置は、第１図に示すものに限るものではなく、例え
ば第７図に一例を示すように、各素子の周上の配置の順
番は任意でもよい。
なお、上記実施例では出口ミラー内面中央部が部分反
射膜で、周囲部が無反射膜よりなるものを示したが、出
口ミラーは中央部より周囲部にいくにつれて徐々に反射
率が低くなるようなものでもよい。
射膜で、周囲部が無反射膜よりなるものを示したが、出
口ミラーは中央部より周囲部にいくにつれて徐々に反射
率が低くなるようなものでもよい。
また、出口ミラーは中央部が全反射性を持つものでも
良く、この場合にはリング状のレーザビームが発生さ
れ、そのリング状に起因する回折光により、集光性能は
悪化するが、従来例にくらべれば十分に高品質なレーザ
ビームを発生させることができる。
良く、この場合にはリング状のレーザビームが発生さ
れ、そのリング状に起因する回折光により、集光性能は
悪化するが、従来例にくらべれば十分に高品質なレーザ
ビームを発生させることができる。
また、上記実施例では出口ミラー内面の中央部と周囲
部とを通過するレーザビーム間の位相差は小さく、問題
とならなかったが、部分反射膜（７）の構成によっては
これが問題となることも考えられ、その場合には両レー
ザビーム間の位相差を打ち消す手段をもうけてもよく、
例えば第８図に示すように、出口ミラー外面に段差（7
0）をもうけて実現できる。
部とを通過するレーザビーム間の位相差は小さく、問題
とならなかったが、部分反射膜（７）の構成によっては
これが問題となることも考えられ、その場合には両レー
ザビーム間の位相差を打ち消す手段をもうけてもよく、
例えば第８図に示すように、出口ミラー外面に段差（7
0）をもうけて実現できる。
さらに、上記実施例では光路内に２つの集光素子より
なるコリメータ装置を配置してネガティブブランチとな
るように構成し、さらに上記２つの集光素子内に発生し
た集光点近傍に開口を有する空間フィルターを設けた
が、上記空間フィルターがなくても、ビーム品質は落ち
るが、従来よりは効果はある。
なるコリメータ装置を配置してネガティブブランチとな
るように構成し、さらに上記２つの集光素子内に発生し
た集光点近傍に開口を有する空間フィルターを設けた
が、上記空間フィルターがなくても、ビーム品質は落ち
るが、従来よりは効果はある。
また、必ずしもネガティブブランチにする必要はな
い。
い。
［発明の効果］ 以上のようにこの本発明によれば、複数の平面反射鏡
と中央部が周囲部に比較して高い反射率を有する平面部
分反射鏡によりリング状の光路を構成し、集光光学素子
からなりレーザビーム径を拡大するコリメータ装置を上
記光路上に配置した不安定型共振器を備え、さらに共振
器内の光路上に、レーザビームが複数回通過する固体素
子もしくは複数個の固体素子からなるレーザ媒質を配置
したので、高出力、高品質のレーザビームを得ることが
できる効果がある。
と中央部が周囲部に比較して高い反射率を有する平面部
分反射鏡によりリング状の光路を構成し、集光光学素子
からなりレーザビーム径を拡大するコリメータ装置を上
記光路上に配置した不安定型共振器を備え、さらに共振
器内の光路上に、レーザビームが複数回通過する固体素
子もしくは複数個の固体素子からなるレーザ媒質を配置
したので、高出力、高品質のレーザビームを得ることが
できる効果がある。
また、２つの集光素子よりなるコリメータ装置を配置
してネガティブブランチとなるように構成し、さらに上
記２つの集光素子内に発生した集光点近傍に開口を有す
る空間フィルターを設ければ、さらに、品質の良いレー
ザビームを高出力で発生させことができる。
してネガティブブランチとなるように構成し、さらに上
記２つの集光素子内に発生した集光点近傍に開口を有す
る空間フィルターを設ければ、さらに、品質の良いレー
ザビームを高出力で発生させことができる。
第１図はこの発明の一実施例による固体レーザ装置を示
す断面構成図、第２図はその動作を示す説明図、第３図
はその出力特性を示す特性図、第４図（ａ）、（ｂ）は
各々この発明の一実施例、及び従来の固体レーザ装置に
おける集光パターンを示す特性図、第５図ないし第８図
は各々この発明の他の実施例による固体レーザ装置を示
す断面構成図、第９図は従来の固体レーザ装置を示す断
面構成図、並びに第10図は従来の固体レーザ装置におけ
るレーザ出力を示す特性図である。 （１）……固体素子、（２）、（20）……全反射ミラ
ー、（３）……光源、（６）……出口ミラー、（７）…
…部分反射膜、（８）……無反射膜、（９）、（10）、
（11）……レーザビーム、（100）、（101）……集光レ
ンズ、（102）……空間フィルター、（200）……折返し
ミラー なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
す断面構成図、第２図はその動作を示す説明図、第３図
はその出力特性を示す特性図、第４図（ａ）、（ｂ）は
各々この発明の一実施例、及び従来の固体レーザ装置に
おける集光パターンを示す特性図、第５図ないし第８図
は各々この発明の他の実施例による固体レーザ装置を示
す断面構成図、第９図は従来の固体レーザ装置を示す断
面構成図、並びに第10図は従来の固体レーザ装置におけ
るレーザ出力を示す特性図である。 （１）……固体素子、（２）、（20）……全反射ミラ
ー、（３）……光源、（６）……出口ミラー、（７）…
…部分反射膜、（８）……無反射膜、（９）、（10）、
（11）……レーザビーム、（100）、（101）……集光レ
ンズ、（102）……空間フィルター、（200）……折返し
ミラー なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】複数の平面反射鏡と中央部が周囲部に比較
して高い反射率を有する平面部分反射鏡により構成さ
れ、集光光学素子からなりレーザビーム径を拡大するコ
リメータ装置を光路上に配置して、不安定型共振器をな
すリング状の光路、この光路上に配置され、レーザビー
ムが複数回通過する固体素子または複数個の固体素子よ
りなるレーザ媒質、及びこのレーザ媒質を励起する光源
を備えた固体レーザ装置。 - 【請求項２】上記コリメータ装置は、光路内を伝搬する
レーザビームを集光するとともに拡大し、さらに平行ビ
ームとする、２つの集光素子よりなり、上記コリメータ
装置内に発生した集光点近傍に開口を有する空間フィル
ターを配置した請求項１記載の固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1240949A JP2738053B2 (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1240949A JP2738053B2 (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 固体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03102887A JPH03102887A (ja) | 1991-04-30 |
| JP2738053B2 true JP2738053B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=17067052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1240949A Expired - Fee Related JP2738053B2 (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2738053B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007059471A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Hamamatsu Photonics Kk | 光増幅器およびｍｏｐａレーザ装置 |
| CN104242045B (zh) * | 2014-09-30 | 2018-04-03 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种环形光斑薄片放大器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4962094A (ja) * | 1972-05-08 | 1974-06-15 | ||
| JPS6381304A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-12 | Hitachi Ltd | 回折格子露光装置 |
| JPH01154578A (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ出力ミラー |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0189884U (ja) * | 1987-12-03 | 1989-06-13 |
-
1989
- 1989-09-18 JP JP1240949A patent/JP2738053B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4962094A (ja) * | 1972-05-08 | 1974-06-15 | ||
| JPS6381304A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-12 | Hitachi Ltd | 回折格子露光装置 |
| JPH01154578A (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ出力ミラー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03102887A (ja) | 1991-04-30 |
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Legal Events
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