JP2651263B2 - レーザ発振装置 - Google Patents
レーザ発振装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属あるいは非金属の切断加工用に利用する
高出力レーザ発振装置に関し、特に円偏光出力ビームを
射出するレーザ発振装置に関する。
高出力レーザ発振装置に関し、特に円偏光出力ビームを
射出するレーザ発振装置に関する。
レーザ切断加工においては、円偏光ビームを利用する
ことが優位であることは良く知られている。このため円
偏光ビームを作る必要があるが、従来はレーザ共振器か
らの直接射出ビームは直線偏光であり、これを外部の光
学部品を使用して円偏光に変換していた。
ことが優位であることは良く知られている。このため円
偏光ビームを作る必要があるが、従来はレーザ共振器か
らの直接射出ビームは直線偏光であり、これを外部の光
学部品を使用して円偏光に変換していた。
第４図は従来の外部に光学部品を設けたレーザ発振装
置の構造を示す図である。円偏光ビームを作るのに従来
技術では第４図に示すように一度共振器内で直線偏光で
発振させ、これを外部光学系を用いて円偏光に変換して
いた。第４図では放電管などのレーザ励起用部品は周知
であるので省略してあり、光学系のみを示している。第
４図では、レーザ共振器はリア鏡１、折り返し鏡２、
３、及び出力結合鏡４から構成されている。
置の構造を示す図である。円偏光ビームを作るのに従来
技術では第４図に示すように一度共振器内で直線偏光で
発振させ、これを外部光学系を用いて円偏光に変換して
いた。第４図では放電管などのレーザ励起用部品は周知
であるので省略してあり、光学系のみを示している。第
４図では、レーザ共振器はリア鏡１、折り返し鏡２、
３、及び出力結合鏡４から構成されている。
これも周知の原理によって共振器内のレーザ光が電界
ベクトルが３本の光軸7a、7b、7cが決める平面に直交し
た直線偏光になっている。しかも、第４図ではこの平面
は直線7aの回りにπ/4だけ回転させてある。従って、共
振器よりの出射ビーム８は地表に対してπ/4だけ傾いた
直線偏光である。
ベクトルが３本の光軸7a、7b、7cが決める平面に直交し
た直線偏光になっている。しかも、第４図ではこの平面
は直線7aの回りにπ/4だけ回転させてある。従って、共
振器よりの出射ビーム８は地表に対してπ/4だけ傾いた
直線偏光である。
この出射ビームは２枚組のπ/2フェーズリターダ５及
び６に導かれる。周知の原理によって同リターダよりの
射出ビーム９は円偏光になっている。
び６に導かれる。周知の原理によって同リターダよりの
射出ビーム９は円偏光になっている。
しかし、第４図に示す従来の方式では以下のような問
題点が存在する。
題点が存在する。
第１は光学部品点数が多すぎて価格が高くなることで
ある。
ある。
第２は系が大型で複雑化することである。
第３は外部の光学系もレーザ共振器並みに精密構造に
しないとレーザビームのポインテングスタビリテーが不
足して切断特性が低下することである。
しないとレーザビームのポインテングスタビリテーが不
足して切断特性が低下することである。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
外部に光学部品を設けずに、直接円偏光ビームが出力さ
れるレーザ発振装置を提供することを目的とする。
外部に光学部品を設けずに、直接円偏光ビームが出力さ
れるレーザ発振装置を提供することを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、 出力結合鏡及びリア鏡の他に折り返し鏡を用いて光軸
を折り返した折り返し型レーザ共振器を備えたレーザ発
振装置において、稜線が、前記折り返された光軸の作る
平面とπ/4を成すルーフ型反射鏡から成る前記リア鏡
と、平行及び垂直偏光成分に対して、π/2の位相遅延を
行う前記折り返し鏡と、を有することを特徴とするレー
ザ発振装置が、提供される。
を折り返した折り返し型レーザ共振器を備えたレーザ発
振装置において、稜線が、前記折り返された光軸の作る
平面とπ/4を成すルーフ型反射鏡から成る前記リア鏡
と、平行及び垂直偏光成分に対して、π/2の位相遅延を
行う前記折り返し鏡と、を有することを特徴とするレー
ザ発振装置が、提供される。
リア鏡はルーフ型反射鏡から成り、その稜線が、折り
返された光軸の作る平面とπ/4を成す。リア鏡の反射率
は、電界ベクトルが稜線の方向に並行な直線偏光成分の
方が、これに直交する成分よりも高くなる。従って、共
振器内のレーザ光は、リア鏡とこのリア鏡に最も近い折
り返し鏡との間の光路において、稜線の方向に直線偏光
する。この直線偏光は折り返し鏡によって反射される。
一方、折り返し鏡は、平行及び垂直偏光成分に対して、
総合的にπ/2の位相遅延を行う。この場合よく知られた
光学の原理によって得られる射出ビームは円偏光ビーム
となる。
返された光軸の作る平面とπ/4を成す。リア鏡の反射率
は、電界ベクトルが稜線の方向に並行な直線偏光成分の
方が、これに直交する成分よりも高くなる。従って、共
振器内のレーザ光は、リア鏡とこのリア鏡に最も近い折
り返し鏡との間の光路において、稜線の方向に直線偏光
する。この直線偏光は折り返し鏡によって反射される。
一方、折り返し鏡は、平行及び垂直偏光成分に対して、
総合的にπ/2の位相遅延を行う。この場合よく知られた
光学の原理によって得られる射出ビームは円偏光ビーム
となる。
〔実施例〕 以下、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明の第１の実施例に係るレーザ発振装
置の共振器の構成図である。図において、共振器はリア
鏡10、折り返し鏡11、及び出力結合鏡４から構成されて
いる。ただし、放電管等のレーザ励起用部品は省略して
ある。
置の共振器の構成図である。図において、共振器はリア
鏡10、折り返し鏡11、及び出力結合鏡４から構成されて
いる。ただし、放電管等のレーザ励起用部品は省略して
ある。
リア鏡10は、直角ルーフ型反射鏡で、その稜線10a
が、図に示すように、２本の光軸7a、7bの作る平面に対
してπ/4傾いている。
が、図に示すように、２本の光軸7a、7bの作る平面に対
してπ/4傾いている。
折り返し鏡11は、平行及び垂直偏光成分に対してπ/2
の位相遅延を行うフェーズリターダで、屈折率の高い誘
電体膜と屈折率の低い誘電体膜とを交互に積層し多重干
渉によって反射光の位相を遅らせるようにした公知のも
のである。出力結合鏡４は反射率に方向性のない通常の
ものである。
の位相遅延を行うフェーズリターダで、屈折率の高い誘
電体膜と屈折率の低い誘電体膜とを交互に積層し多重干
渉によって反射光の位相を遅らせるようにした公知のも
のである。出力結合鏡４は反射率に方向性のない通常の
ものである。
上記構成の共振器において、共振器内のレーザ光は、
図に示すように光軸7a、7bが折り返し鏡11によって折り
曲げられている。この光軸7aの領域（リア鏡10と折り返
し鏡11との間の光路）では、レーザ光10bは、リア鏡10
の稜線10aの方向、即ち光軸7a及び7bが作る平面とπ/4
を成す方向に直線偏光している。これは、ルーフ型反射
鏡10では、よく知られた光学の原理によって、反射率
が、電界ベクトルが稜線10aの方向に平行な直線偏光成
分の方が、これに直交する成分よりも高くなるためであ
る。
図に示すように光軸7a、7bが折り返し鏡11によって折り
曲げられている。この光軸7aの領域（リア鏡10と折り返
し鏡11との間の光路）では、レーザ光10bは、リア鏡10
の稜線10aの方向、即ち光軸7a及び7bが作る平面とπ/4
を成す方向に直線偏光している。これは、ルーフ型反射
鏡10では、よく知られた光学の原理によって、反射率
が、電界ベクトルが稜線10aの方向に平行な直線偏光成
分の方が、これに直交する成分よりも高くなるためであ
る。
このレーザ光10bは、位相遅延π/2の折り返し鏡11に
よって反射されると、これもよく知られた光学法則によ
って、光軸7bの領域（折り返し鏡11と出力結合鏡４との
間の光路）では、円偏光となる。このとき出力結合鏡４
から出力されるレーザ光13も円偏光状態にある。
よって反射されると、これもよく知られた光学法則によ
って、光軸7bの領域（折り返し鏡11と出力結合鏡４との
間の光路）では、円偏光となる。このとき出力結合鏡４
から出力されるレーザ光13も円偏光状態にある。
このように、本実施例によると、外部に光学部品を設
けることなく、共振器から直接円偏光ビームが出力され
るので、光学部品点数を大幅に低減できる。このため、
共振器が簡単な構造となり、小型化することができる。
また、コストを低減することができる。更に、切断加工
時にレーザビームのポインテングスタビリテーが向上
し、切断特性が改善される。
けることなく、共振器から直接円偏光ビームが出力され
るので、光学部品点数を大幅に低減できる。このため、
共振器が簡単な構造となり、小型化することができる。
また、コストを低減することができる。更に、切断加工
時にレーザビームのポインテングスタビリテーが向上
し、切断特性が改善される。
次に、第２図に基づいて本発明の第２の実施例を説明
する。第１の実施例との相違点は、共振器がフェーズリ
ターダを兼ねる折り返し鏡11及び12によって２回折り返
されるように構成した点にある。フェーズリターダは２
枚で総合的にπ/2の位相遅延を行う。これには各フェー
ズリターダがπ/4づつ位相を遅延してもよいし、１枚の
みでπ/2だけ行い、他はゼロシフト鏡を用いてもよい。
いずれにしても、レーザ光は光軸7aの領域ではπ/4に傾
斜した直線偏光で、光軸7cの領域（折り返し鏡12と出力
結合鏡４との間の光路）では円偏光で発振し、円偏光状
態のレーザ光13が出力結合鏡４から出力される。
する。第１の実施例との相違点は、共振器がフェーズリ
ターダを兼ねる折り返し鏡11及び12によって２回折り返
されるように構成した点にある。フェーズリターダは２
枚で総合的にπ/2の位相遅延を行う。これには各フェー
ズリターダがπ/4づつ位相を遅延してもよいし、１枚の
みでπ/2だけ行い、他はゼロシフト鏡を用いてもよい。
いずれにしても、レーザ光は光軸7aの領域ではπ/4に傾
斜した直線偏光で、光軸7cの領域（折り返し鏡12と出力
結合鏡４との間の光路）では円偏光で発振し、円偏光状
態のレーザ光13が出力結合鏡４から出力される。
次に、第３図に基づいて本発明の第３の実施例を説明
する。この実施例では、共振器は、多数の折り返し鏡11
1、112、……、11N、121、122、……、12Nから構成され
た多重折り返し型のものであり、フェーズリターダを兼
ねる折り返し鏡全部が総合的にπ/2の位相遅延を行い、
第１及び第２の実施例と同様に、円偏光状態のレーザ光
13が出力結合鏡４から出力される。
する。この実施例では、共振器は、多数の折り返し鏡11
1、112、……、11N、121、122、……、12Nから構成され
た多重折り返し型のものであり、フェーズリターダを兼
ねる折り返し鏡全部が総合的にπ/2の位相遅延を行い、
第１及び第２の実施例と同様に、円偏光状態のレーザ光
13が出力結合鏡４から出力される。
以上説明したように本発明では、リア鏡にルーフ型反
射鏡を用い、共振器から直接円偏光ビームが出力される
ように構成したので、円偏光を得るための外部の光学部
品が不要となり、光学部品点数が大幅に低減される。こ
のため、構造が簡単になり、小型化することができる。
また、コストを低減することができる。更に、切断加工
時にレーザビームのポインテイングスタビリテーが向上
し、切断特性が改善される。
射鏡を用い、共振器から直接円偏光ビームが出力される
ように構成したので、円偏光を得るための外部の光学部
品が不要となり、光学部品点数が大幅に低減される。こ
のため、構造が簡単になり、小型化することができる。
また、コストを低減することができる。更に、切断加工
時にレーザビームのポインテイングスタビリテーが向上
し、切断特性が改善される。
第１図は本発明の第１の実施例のレーザ発振装置の構成
を示す図、 第２図は本発明の第２の実施例のレーザ発振装置の構成
を示す図、 第３図は本発明の第３の実施例のレーザ発振装置の構成
を示す図、 第４図は従来の円偏光を得るためのレーザ発振装置の構
成を示す図である。 ４……出力結合鏡 7a、7b、7c……共振器内の光軸 10……リア鏡（ルーフ型反射鏡） 11、111、112〜11N、12、121、122〜12N……折り返し鏡 13……共振器外レーザ光（円偏光ビーム）
を示す図、 第２図は本発明の第２の実施例のレーザ発振装置の構成
を示す図、 第３図は本発明の第３の実施例のレーザ発振装置の構成
を示す図、 第４図は従来の円偏光を得るためのレーザ発振装置の構
成を示す図である。 ４……出力結合鏡 7a、7b、7c……共振器内の光軸 10……リア鏡（ルーフ型反射鏡） 11、111、112〜11N、12、121、122〜12N……折り返し鏡 13……共振器外レーザ光（円偏光ビーム）
Claims (4)
- 【請求項１】出力結合鏡及びリア鏡の他に折り返し鏡を
用いて光軸を折り返した折り返し型レーザ共振器を備え
たレーザ発振装置において、 稜線が、前記折り返された光軸の作る平面とπ/4を成す
ルーフ型反射鏡から成る前記リア鏡と、 平行及び垂直偏光成分に対して、π/2の位相遅延を行う
前記折り返し鏡と、 を有することを特徴とするレーザ発振装置。 - 【請求項２】前記折り返し鏡は１枚から成り、１枚でπ
/2の位相遅延を行うことを特徴とする請求項１記載のレ
ーザ発振装置。 - 【請求項３】前記折り返し鏡は２枚から成り、２枚で総
合的にπ/2の位相遅延を行うことを特徴とする請求項１
記載のレーザ発振装置。 - 【請求項４】前記折り返し鏡は３枚以上から成り、３枚
以上全部で総合的にπ/2の位相遅延を行うことを特徴と
する請求項１記載のレーザ発振装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2152293A JP2651263B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | レーザ発振装置 |
| PCT/JP1991/000720 WO1991020114A1 (en) | 1990-06-11 | 1991-05-28 | Laser oscillating device |
| US07/834,524 US5307367A (en) | 1990-06-11 | 1991-05-28 | Laser oscillating apparatus |
| DE69127170T DE69127170T2 (de) | 1990-06-11 | 1991-05-28 | Oszillierende laservorrichtung |
| EP91909712A EP0485619B1 (en) | 1990-06-11 | 1991-05-28 | Laser oscillating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2152293A JP2651263B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | レーザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0444372A JPH0444372A (ja) | 1992-02-14 |
| JP2651263B2 true JP2651263B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=15537366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2152293A Expired - Fee Related JP2651263B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | レーザ発振装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5307367A (ja) |
| EP (1) | EP0485619B1 (ja) |
| JP (1) | JP2651263B2 (ja) |
| DE (1) | DE69127170T2 (ja) |
| WO (1) | WO1991020114A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06140697A (ja) * | 1992-10-26 | 1994-05-20 | Fanuc Ltd | レーザ発振装置 |
| JPH07211972A (ja) * | 1994-01-20 | 1995-08-11 | Fanuc Ltd | レーザ発振器 |
| US5878067A (en) * | 1994-08-10 | 1999-03-02 | Fanuc Ltd. | Laser oscillator |
| JPH0856028A (ja) * | 1994-08-10 | 1996-02-27 | Fanuc Ltd | レーザ発振器 |
| US5684812A (en) * | 1995-09-12 | 1997-11-04 | Trw Inc. | Laser mode control using external inverse cavity |
| US5764680A (en) * | 1996-08-13 | 1998-06-09 | Watson; Tom A. | Folded internal beam path for gas stable/unstable resonator laser |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2050683B (en) * | 1979-06-02 | 1983-09-14 | Ferranti Ltd | Lasers |
| JPS56138974A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Multistage folded laser resonator |
| DE8304141U1 (de) * | 1983-02-15 | 1983-07-07 | Rofin-Sinar Laser GmbH, 2000 Hamburg | Lasergeraet fuer materialbearbeitung |
| JPS6095985A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-29 | Nec Corp | 折返し形炭酸ガスレ−ザ装置 |
| JPS62169385A (ja) * | 1986-01-21 | 1987-07-25 | Toshiba Corp | 横流形ガスレ−ザ装置 |
| JPH0827435B2 (ja) * | 1986-10-03 | 1996-03-21 | 株式会社ダイヘン | 折返し形炭酸ガスレ−ザ装置 |
| JP2514680B2 (ja) * | 1988-01-08 | 1996-07-10 | ファナック株式会社 | レ―ザ発振装置 |
| DE3813572A1 (de) * | 1988-04-22 | 1989-11-02 | Fraunhofer Ges Forschung | Laser |
| US5023886A (en) * | 1988-12-01 | 1991-06-11 | Coherent, Inc. | High power laser with focusing mirror sets |
-
1990
- 1990-06-11 JP JP2152293A patent/JP2651263B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-05-28 US US07/834,524 patent/US5307367A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-28 WO PCT/JP1991/000720 patent/WO1991020114A1/ja active IP Right Grant
- 1991-05-28 EP EP91909712A patent/EP0485619B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-28 DE DE69127170T patent/DE69127170T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1991020114A1 (en) | 1991-12-26 |
| DE69127170T2 (de) | 1997-12-18 |
| EP0485619A4 (ja) | 1994-02-16 |
| DE69127170D1 (de) | 1997-09-11 |
| EP0485619A1 (en) | 1992-05-20 |
| EP0485619B1 (en) | 1997-08-06 |
| US5307367A (en) | 1994-04-26 |
| JPH0444372A (ja) | 1992-02-14 |
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