JPH029184A - アレキサンドーライトレーザ発振装置の励起方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はアレキサンドライトレーザ発振装置の励起方法
に関する。

（従来の技術） 固体レーザ発振装置にはＹＡＧレーザやアレキサンドラ
イトレーザがあるが、このような装置でレーザ光を連続
発振させる場合、その励起用ランプはＹＡＧレーザに対
してＫｒアークランプやタングステンハロゲンランプが
使用され、又アレキサンドライトレーザに対してＸｅア
ークランプや水銀ランプが使用されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、アレキサンドライトレーザに使用されるＸｅ
アークランプは電光変換の効率が悪く、所定のレーザ出
力を得るにはＸｅアークランプに対して大入力が必要と
なる。このため、Ｘｅアークランプへの耐入力電力が決
まっているので、大出力のレーザ光を得ることが困難と
なっている。

一方、水銀ランプは直流電流の供給により連続発光して
アレキサンドライトレーザ媒質を連続励起するが、この
ように直流電流の供給による発光では発光効率が本来の
値によりも低下してしまう。

従って、Ｘｅアークランプと同様に大出力のレーザ。光
を得ることが困難であった。

そこで本発明は、励起用のランプの発光効率を高＜シて
大出力のレーザ光を得ることができるアレキサンドライ
トレーザ発振装置の励起方法を提供することを目的とす
る。

［発明の構成］ （課題を解決するだめの手段と作用） 本発明は、アレキサンドライトレーザ媒質の周囲に交流
電流の供給により高い発光効率となる励起用交流ランプ
を複数配置し、これら励起用交流ランプの少なくとも二
以上に対してそれぞれ位相の異なる交流電流を供給して
アレキサンドライトレーザ媒質に連続して励起光を照射
するアレキサンドライトレーザ発振装置の励起方法であ
る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明方法を適用したアレキサンドライトレー
ザ発振装置の構成図である。同図においてｌはレーザヘ
ッドであって、このレーザヘッド１の内部には室２が形
成されている。そして、この室２内にはアレキサンドラ
イトレーザ媒質（以下、レーザロッドと指称する）３が
設けられるとともにこのレーザロッド３を介して対向す
る位置でかつレーザロッド３の軸方向に対して平行にそ
れぞれ水銀ランプ４．５が配置されている。なお、室２
の内壁には励起光集光ｍ６が設けられている。

又、レーザロッド３の軸方向の両端側にはそれぞれ光共
振器を構成する高反射ミラー７、出力ミラー８が配置さ
れている。なお、このレーザヘッド１には冷却用純水循
環装置９が設けられている。

一方、交流電源１０には直流変換平滑回路１１が接続さ
れ、さらにこの直流変換平滑回路１１の出力端にインバ
ータ１２及び１３が並列接続されている。これらインバ
ータ１２及び１３はそれぞれインバータスイッチ１４に
より出力電流の位相が制御されるもので、例えばインバ
ータ１２の出力電流の位相を基準とした場合、インバー
タ１３の出力電流の位相をインバータ１２の出力電流の
位相よりも周期Ｔ／４だけ遅らせるものとなっている。

そして、インバータ１２の出力端にはり一ケージトラン
ス１５を介して水銀ランプ５が接続され、又インバータ
１３にはり一ケージトランス１６を介して水銀ランプ４
が接続されている。

次に上記の如く構成された装置での励起作用について説
明する。

直流変換平滑回路１１は交流電源１０からの交流を直流
に変換して各インバータ１２．１３に供給する。この状
態にインバータ１３はインバータスイッチ１４により出
力電流の位相がインバータ１２の出力電流の位相よりも
周期Ｔ／４だけ遅延制御される。これにより、インバー
タ１２からはリーケージトランス１５を介して水銀ラン
プ５に第３図に示すような交流電流ｉａが供給されると
ともにインバータ１３からはリーケージトランス１６を
介して水銀ランプ４に交流電流Ｉｂが供給される。しか
る（こ、水銀ランプ５は交流電流１ａにより発光し、水
銀ランプ４は交流電流１ｂにより発光する。

ここで、各水銀ランプ４，５の発光を説明するにあたっ
て１本の水銀ランプの発光について第２図を参照して説
明する。そこで、１本の水銀ランプに最大電流値■■９
周期Ｔ１周波数ｆの交流電流ｉつまり １−１ｍ５ｉｎ２πｆｔ −Ｉｍ　ｓｉｎ　　（２πｔ　／Ｔ） を供給すると、水銀ランプの発光強度は交流電流ｉの瞬
時値に応じて変化する。つまり、水銀ランプの発光強度
ｙは ｙ−ｙｏ　　１ｓｌｎ　　（２πｔ／Ｔ）となる。ここ
で、Ｙｏは最大発光強度である。

しかるに、各水銀ランプ５．４に対して互いにＪ、１期
Ｔ／４だけ異なる各交流電流１ａ、　ｉｂを供給すると
、このときレーザロッド３に照射される発光強度ｙａは
これら交流電流１ａ、　ｉｂの合成電流に対応し、その
瞬時値は Ｙａ　−Ｙｏ　　（ｌｓｉｎ　２πｔ／ＴＩ＋　Ｉ　Ｓ
１口　（２π　ｔ／Ｔ＋Ｔ／４）　　１１−Ｊ′Ｔｙａ
　ｓｉｎ　　ｔ２πｆ　＋　（Ｔ／８）　１で表わされ
る。しかるに、レーザロッド３へ゛照射される励起光の
発光強度は第３図に示すように周期Ｔ／４のリップルを
持つものとなる。

従って、例えば水銀ランプ５が発光すると、この発光の
残光がある間に他方の水銀ランプ４が発光し、さらにこ
の水銀ランプ５の残光がある間に再び水銀ランプ５が発
光する。よって、レーザロッド３は上記発光強度ｙａの
光で励起され、この結果、周期Ｔ／４でピークが現れる
連続のアレキサンドライトレーザ光が出力される。

このように上記一実施例においては、レーザロッド３の
周囲に水銀ランプ４，５を配置し、これら水銀ランプ４
．５にそれぞれ周期Ｔ／４だけずれた各交流電流１ｂ、
　Ｉａを供給してレーザロッド３を励起するようにした
ので、各水銀ランプ４，５を高い効率で発光させて大出
力でかつ連続のアレキサンドライトレーザ光を得ること
ができる。特にこのアレキサンドライトレーザ光は連続
発振のうえに周期Ｔ／４毎にピークが現れるので、レー
ザ加工に適用すればその加工能力を向上させることがで
きる。又、上記の如く連続出力のレーザ光を得ているの
で、連続出力のアレキサンドライトレーザ発振装置に対
して超音波Ｑスイッチ等でし一ザ出力に変調をかけた場
合にジャイアントパルスレーザが得られてアレ午すンド
ライトレーザ発＆装置の応用分野を広げることができる
。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、２
本の水銀ランプ４，５に限らず複数本の水銀ランプを配
置し、少なくとも二以上の水銀ランプに対してそれぞれ
位相の異なる交流電流を供給するようにしてもよい。な
お、この場合、各水銀ランプに供給する各交流電流の位
相差は小さくなる。又、アレキサンドライトレーザ媒質
の吸収スペクトルと一致する波長の光を発光する励起用
交流ランプであれば水銀ランプに限ることはない。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、励起用のランプの
発光効率を高くして大出力のレーザ光を得ることができ
るアレキサンドライトレーザ発振装置の励起方法を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明のアレキサンドライトレーザ
発振装置の励起方法を説明するための図であって、第１
図は本発明方法を適用したアレキサンドライトレーザ発
振装置の構成図、第２図は１本の水銀ランプでの発光強
度を示す図、第３図は第１図に示す装置の発光強度を示
す図である。 １・・・レーザヘッド、２・・・室、３・・・レーザロ
ッド、４．５・・・水銀ランプ、６・・・励起光集光鏡
、７・・・高反射ミラー　８・・・出力ミラー　９・・
・冷却用純水循環装置、１０・・・交流電源、１１・・
・直流変換平滑回路、１２．１３−・・インバータ、１
４・・・インバータスイッチ、１５．１６・・・リーケ
ージトランス。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 纂１　ズ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アレキサンドライトレーザ媒質の周囲に交流電流の供給
   により高い発光効率となる励起用交流ランプを複数配置
   し、これら励起用交流ランプの少なくとも二以上に対し
   てそれぞれ位相の異なる交流電流を供給して前記アレキ
   サンドライトレーザ媒質に連続して励起光を照射するこ
   とを特徴とするアレキサンドライトレーザ発振装置の励
   起方法。