JPS605578A - 出力結合鏡 - Google Patents
出力結合鏡Info
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- JPS605578A JPS605578A JP11004184A JP11004184A JPS605578A JP S605578 A JPS605578 A JP S605578A JP 11004184 A JP11004184 A JP 11004184A JP 11004184 A JP11004184 A JP 11004184A JP S605578 A JPS605578 A JP S605578A
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- coupling mirror
- output
- film
- mirror
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- H—ELECTRICITY
- 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
- H01S3/086—One or more reflectors having variable properties or positions for initial adjustment of the resonator
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
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。
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、レーザ発振器に用いる出力結合鏡に関するも
のである。
のである。
従来例の構成とその問題点
一般にレーザ発振器の共振器は対向する２枚の鏡と、当
該鏡開にレーザ媒体と励起手段（放電などによる）を有
している。２枚の鏡のうち１枚はレーザ光線をは’；１
００％反射する全反射鏡であり、もう１枚はその共振器
に最適な反射率（例えば５０％）を有し何割かの（例え
ば６０％の９出力を取り出すことができる出力結合鏡で
ある。
該鏡開にレーザ媒体と励起手段（放電などによる）を有
している。２枚の鏡のうち１枚はレーザ光線をは’；１
００％反射する全反射鏡であり、もう１枚はその共振器
に最適な反射率（例えば５０％）を有し何割かの（例え
ば６０％の９出力を取り出すことができる出力結合鏡で
ある。
従来出力結合鏡は当該レーザ光線に対して吸収率の少な
い物質例えばＺｎ５ｅやＧａＡｓなどを旬゛材とし、光
学共振器の内面に向う表面は例えばｐｂｓ 。
い物質例えばＺｎ５ｅやＧａＡｓなどを旬゛材とし、光
学共振器の内面に向う表面は例えばｐｂｓ 。
ＺｎＳなどの物質を交互に積層することにより必要々反
射率を有する反射膜を形成し、外面はＴｈＦ’ 。
射率を有する反射膜を形成し、外面はＴｈＦ’ 。
Ｚｎ５ｅ等の物質で反射防止膜を形成するものである。
この出力結合鏡は反射膜が一定の反射率で一様に全面に
形成されているので得られる出力ビームは光学共振器の
有効断面形状で規定された太きさの円形断面を有するも
のが一般的であった。レーザ光線を実用に供するために
は加ニジステムに合せたビーム外径寸法が得られなけれ
ばならない。
形成されているので得られる出力ビームは光学共振器の
有効断面形状で規定された太きさの円形断面を有するも
のが一般的であった。レーザ光線を実用に供するために
は加ニジステムに合せたビーム外径寸法が得られなけれ
ばならない。
たとえば発振器出口から発射される出力ビームの径が太
きすぎると加工機が有する外部光学系の光学部品やビー
ムカイトが大きくなる。
きすぎると加工機が有する外部光学系の光学部品やビー
ムカイトが大きくなる。
特に光学部品ははソ受光面積に比例して高価となるため
実用上火き々障害となる。又逆にビーム径が小さすぎる
と単位面積当りのエネルギー密度が高くなり同じく光学
部品が破壊し耐久性に問題が発生する。
実用上火き々障害となる。又逆にビーム径が小さすぎる
と単位面積当りのエネルギー密度が高くなり同じく光学
部品が破壊し耐久性に問題が発生する。
さらに実用上の課題としては、得られたレーザビームの
モードと断面形状である。ビームのモードは断面内での
エネルギー分布を決定するものであるが、これは本発明
には直接関係しないので省略する。ビームの断面形状に
ついては例えば切断加工の場合と焼入れの場合とでは必
要な断面形状が全く異なる。切断の場合は被加工物面上
で微少円形断面が適当であるが、焼入れの場合は被加工
物面上で矩形断面で、且つある程度の大きさを有してい
る方が焼入れ効果の均一化と加工時間の短縮につながり
効果的である。
モードと断面形状である。ビームのモードは断面内での
エネルギー分布を決定するものであるが、これは本発明
には直接関係しないので省略する。ビームの断面形状に
ついては例えば切断加工の場合と焼入れの場合とでは必
要な断面形状が全く異なる。切断の場合は被加工物面上
で微少円形断面が適当であるが、焼入れの場合は被加工
物面上で矩形断面で、且つある程度の大きさを有してい
る方が焼入れ効果の均一化と加工時間の短縮につながり
効果的である。
このように、構成される加ニジステムと加工目的によっ
て必要なビーム径寸法や、ビームの断面形状が異なるが
、従来の構成ではレーザ発振器から発射されるビーム径
や断面形状（円形）が決まっているため加工機内の外部
光学系によりビーム径を変化させたり、ビームの断面形
状を変化させていた。変形の手段としては凹凸鏡やレン
ズの組合せ、あるいは円筒形鏡やレンズ等特殊な形状の
光学部品の採用あるいはその組合せが発明され実用化さ
れている。
て必要なビーム径寸法や、ビームの断面形状が異なるが
、従来の構成ではレーザ発振器から発射されるビーム径
や断面形状（円形）が決まっているため加工機内の外部
光学系によりビーム径を変化させたり、ビームの断面形
状を変化させていた。変形の手段としては凹凸鏡やレン
ズの組合せ、あるいは円筒形鏡やレンズ等特殊な形状の
光学部品の採用あるいはその組合せが発明され実用化さ
れている。
第１図はレーザ発振器の光学共振器の一般的構成例を示
すものであるｏｌはレーザ管で、その両端に全反射鏡部
２と出力結合鏡部３とがあるがその一方あるいは両方に
光軸調整機構４を有し光軸調整ができる様に構成されて
いる。図では出力結合鏡部３にのみ光軸調整機構４を設
けた例を示している。５は出力ビームを示す。
すものであるｏｌはレーザ管で、その両端に全反射鏡部
２と出力結合鏡部３とがあるがその一方あるいは両方に
光軸調整機構４を有し光軸調整ができる様に構成されて
いる。図では出力結合鏡部３にのみ光軸調整機構４を設
けた例を示している。５は出力ビームを示す。
第２図は第１図に示した従来の出力結合鏡部の拡大詳細
図である。出力結合鏡３１は同ホルダ３２で支持され、
中央部穴より出力ビーム５が発射される。３３．３４は
気密保持用Ｏリングでナツト３５により押しつけられる
。ｄｌは共振器内のビーム径でこのビームの何パーセン
トかが円形断面の出力ビーム５として得られるが、この
出力ビーム径ｄ２もはソｄ１に等しく構成されている。
図である。出力結合鏡３１は同ホルダ３２で支持され、
中央部穴より出力ビーム５が発射される。３３．３４は
気密保持用Ｏリングでナツト３５により押しつけられる
。ｄｌは共振器内のビーム径でこのビームの何パーセン
トかが円形断面の出力ビーム５として得られるが、この
出力ビーム径ｄ２もはソｄ１に等しく構成されている。
第３図は従来の出力結合鏡３１の拡大図である。
図において、３１０は母材、３１１は８畳な反射率を有
する反射膜（以下パーセント反射膜と記す）、３１２は
反射防止膜である。この図から明らか外様に従来の出力
結合鏡の両面の膜は全面一様に形成されていた。
する反射膜（以下パーセント反射膜と記す）、３１２は
反射防止膜である。この図から明らか外様に従来の出力
結合鏡の両面の膜は全面一様に形成されていた。
この様に従来においてはレーザビームの断面形状が一定
であるため、加ニジステム、加工目的に応じてビーム径
寸法やビーム断面形状を変化させる場合、その寸法形状
に合せた特別な光学共振器を設計すればよいが、形状に
よっては設計が困難であったり、出力が極端に低下する
ことが予想される。また何よりも汎用性のないことが最
大の欠点であった。
であるため、加ニジステム、加工目的に応じてビーム径
寸法やビーム断面形状を変化させる場合、その寸法形状
に合せた特別な光学共振器を設計すればよいが、形状に
よっては設計が困難であったり、出力が極端に低下する
ことが予想される。また何よりも汎用性のないことが最
大の欠点であった。
発明の目的
本発明は、上記欠点に鑑み、外部光学系にががるビーム
処理の負担を軽減させんとするもので、レーザ発振器か
ら出るビーム自体の寸法や断面形状を出力結合鏡のみで
変える手段を提供するものである。
処理の負担を軽減させんとするもので、レーザ発振器か
ら出るビーム自体の寸法や断面形状を出力結合鏡のみで
変える手段を提供するものである。
発明の構成
上記目的を達成するため本発明の出力結合鏡は、母材の
一表面に設けられた反射防止膜と、匂材の地表面に設け
られた必要な反射率を有する反射膜と全反射膜とからな
り、前記必要な反射率を有する反射膜と全反射膜とを所
望のビーム寸法形状得るごとく組合わせたものより構成
されるこの構成により、汎用性のある一般のレーザ発振
器で、出力結合鏡を交換するだけで必要な寸法、断面形
状で高い出力のビームを容易に得ることができる。
一表面に設けられた反射防止膜と、匂材の地表面に設け
られた必要な反射率を有する反射膜と全反射膜とからな
り、前記必要な反射率を有する反射膜と全反射膜とを所
望のビーム寸法形状得るごとく組合わせたものより構成
されるこの構成により、汎用性のある一般のレーザ発振
器で、出力結合鏡を交換するだけで必要な寸法、断面形
状で高い出力のビームを容易に得ることができる。
実施例の説明
第４図は本発明の一実施例における出力結合鏡を示し、
所定の反射率を有するパーセント反射膜３１１０表面に
はＲ１００裂の反射率を有する全反射膜３１３を形成し
出力ビームは全反射膜３１３の無い中央部からのみ発射
される。共振器側の内面に形成された外周の全反射膜３
１３は共振器内ビームを反射させ増巾に寄与するので従
来の発振器より高い出力が得られる。（この外周の全反
射膜３１３の設けられている部分は従来の発振器では出
力結合鏡ホルダ３により単に出力結合鏡受部として使用
されており発振増巾には無関係の面であった。） 第５図は本発明の出力結合鏡を共振器に取付けだ状態を
示す図である。第１図と同箇所には同一番号を付して説
明を省略する。
所定の反射率を有するパーセント反射膜３１１０表面に
はＲ１００裂の反射率を有する全反射膜３１３を形成し
出力ビームは全反射膜３１３の無い中央部からのみ発射
される。共振器側の内面に形成された外周の全反射膜３
１３は共振器内ビームを反射させ増巾に寄与するので従
来の発振器より高い出力が得られる。（この外周の全反
射膜３１３の設けられている部分は従来の発振器では出
力結合鏡ホルダ３により単に出力結合鏡受部として使用
されており発振増巾には無関係の面であった。） 第５図は本発明の出力結合鏡を共振器に取付けだ状態を
示す図である。第１図と同箇所には同一番号を付して説
明を省略する。
本構成においては出力結合鏡３１のレーザ管側表面の外
周部に全反射膜３１３を設け、この部分もレーザ発振に
害鳥するごとくしたものであり、所望の寸法形状のビー
ムが得られる他に、内径ｄ３を従来の内径ｄ１より大き
くすることができ、反射面の有効利用がはかれる特徴が
ある。また従来と同一寸法ｄ２の出力ビーム５を取出す
場合、高出力を発生させることができる。さらにこの様
な構成にすることにより、余裕のある共振器の設計がで
きる利点を有する。
周部に全反射膜３１３を設け、この部分もレーザ発振に
害鳥するごとくしたものであり、所望の寸法形状のビー
ムが得られる他に、内径ｄ３を従来の内径ｄ１より大き
くすることができ、反射面の有効利用がはかれる特徴が
ある。また従来と同一寸法ｄ２の出力ビーム５を取出す
場合、高出力を発生させることができる。さらにこの様
な構成にすることにより、余裕のある共振器の設計がで
きる利点を有する。
第６図は本発明の他の実施例を示し焼入れに都合の良い
矩形断面のビーム３１４を得るために好適な実施例であ
る。中央の矩形部を除いて全反射膜３１３が設けられた
以外は前実施例と同じである。このビーム３１４の長辺
の長さをｌとすると長辺と直角方向Ｘに被加工物又はビ
ーム３１４を走査させることにより一回の走査で巾βの
焼入れを実行できるので加工時間か短縮され、ビームが
分散するので均一な焼入れが可能となる。
矩形断面のビーム３１４を得るために好適な実施例であ
る。中央の矩形部を除いて全反射膜３１３が設けられた
以外は前実施例と同じである。このビーム３１４の長辺
の長さをｌとすると長辺と直角方向Ｘに被加工物又はビ
ーム３１４を走査させることにより一回の走査で巾βの
焼入れを実行できるので加工時間か短縮され、ビームが
分散するので均一な焼入れが可能となる。
第７図は全反射膜３１１下のパーセント反射膜３１１を
除去しパーセント反射膜３１１を出力ビームが通る部分
にだけ形成した例であり、製造コストを下げ、全反射膜
３１３の付着強度と冷却効率を高めることに役立つ。
除去しパーセント反射膜３１１を出力ビームが通る部分
にだけ形成した例であり、製造コストを下げ、全反射膜
３１３の付着強度と冷却効率を高めることに役立つ。
発明の効果
以上のように本発明はレーザ発振器の光学共振器に使用
する出力結合鏡において、必要な反射率を有する反射膜
を所望の寸法形状とし、他を全反射膜で覆うごとく構成
したもので以下のような利点が得られる。
する出力結合鏡において、必要な反射率を有する反射膜
を所望の寸法形状とし、他を全反射膜で覆うごとく構成
したもので以下のような利点が得られる。
■ 出力結合鏡の交換のみで加ニジステムや加工目的に
合せてレーザ発振器からの出力ビームの寸法や断面形状
が自由に変えられる。
合せてレーザ発振器からの出力ビームの寸法や断面形状
が自由に変えられる。
■ 高出力が得られる。
■ レーザ発振器外の外部光学系を簡素化できるので装
置の価格を下げることができる。
置の価格を下げることができる。
■ レーザ発振器の汎用性が高まり用途が拡大できる。
■ 内面には全反射膜があるので初心者でも内外面を間
違えることが少ない。
違えることが少ない。
第１図は光学共振器の一般例を示す側面図、第２図はそ
の出力結合鏡部の拡大断面図、第３図は従来の出力結合
鏡を示し、ａは正面図、ｂは断面図、Ｃは背面図である
。第４図は本発明の一実施例における出力結合鏡を示し
、ａは正面図、ｂは砦面図である。第６図は本発明の出
力結合鏡をホルダーに取付けた状態を示す断面図、第６
図は本発明の他の実施例の出力結合鏡を示し、ａは正面
図、ｂは断面図、Ｃは出力ビームを示す図である。 第７図は本発明の出力結合鏡の他の実施例を示す断面図
である。 １・・・・・・レーザ管、２・・・・・全反射鏡部、３
・・・・・・出力結合鏡部、４・・・・・・光軸調整機
構、５・・・・・・出力ビーム、３１・・・・・出力結
合鏡、３２・・・・・・出力結合鏡ホルダ、３３．３４
・・・・・・気密保持用Ｏリング、３１０・−・母材、
３１１・・・・・パーセント反射膜、３１２・・・・・
・反射防止膜、３１３・・・・・全反射膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第３図 ３１ ／＆ Ｊ （１＞ ） βｌ （ｃ） （α２浸／３ （ｂ＋ 第５図 第６図 ２〕 第７図 ５七ノρ５ 王 （Ｃ） ７／？
の出力結合鏡部の拡大断面図、第３図は従来の出力結合
鏡を示し、ａは正面図、ｂは断面図、Ｃは背面図である
。第４図は本発明の一実施例における出力結合鏡を示し
、ａは正面図、ｂは砦面図である。第６図は本発明の出
力結合鏡をホルダーに取付けた状態を示す断面図、第６
図は本発明の他の実施例の出力結合鏡を示し、ａは正面
図、ｂは断面図、Ｃは出力ビームを示す図である。 第７図は本発明の出力結合鏡の他の実施例を示す断面図
である。 １・・・・・・レーザ管、２・・・・・全反射鏡部、３
・・・・・・出力結合鏡部、４・・・・・・光軸調整機
構、５・・・・・・出力ビーム、３１・・・・・出力結
合鏡、３２・・・・・・出力結合鏡ホルダ、３３．３４
・・・・・・気密保持用Ｏリング、３１０・−・母材、
３１１・・・・・パーセント反射膜、３１２・・・・・
・反射防止膜、３１３・・・・・全反射膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第３図 ３１ ／＆ Ｊ （１＞ ） βｌ （ｃ） （α２浸／３ （ｂ＋ 第５図 第６図 ２〕 第７図 ５七ノρ５ 王 （Ｃ） ７／？
Claims (3)
- （１）母材と、母材の一表面に設けられた反射防止膜と
、旬月の地表面に設けられた必要な反射率を有する反射
膜と全反射膜とからなり、前記必要な反射率を有する反
射膜と全反射膜とを所望のビーム寸法形状を得るごとく
組合わせたことを特徴とする出力結合鏡。 - （２）母材の地表面の全面に形成された必要な反射率を
有する反射膜上に、所望のビーム寸法形状をのこし、全
反射鏡を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の出力結合鏡。 - （３）母材の地表面に所望のビーム寸法形状の必要な反
射率を有する反射膜を形成し、他の母材表面を全反射鏡
で覆ったことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
出力結合鏡０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11004184A JPS605578A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 出力結合鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11004184A JPS605578A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 出力結合鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS605578A true JPS605578A (ja) | 1985-01-12 |
Family
ID=14525609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11004184A Pending JPS605578A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 出力結合鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS605578A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6276582A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-08 | Hitachi Koki Co Ltd | レ−ザ発振器の光軸調整装置及び調整方法 |
| US4942588A (en) * | 1985-11-20 | 1990-07-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser device |
| EP1724048A3 (en) * | 1999-05-24 | 2006-11-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus having a cylindrical lens group with external masked lenses |
| CN100461556C (zh) * | 2005-10-20 | 2009-02-11 | 清华大学 | 单点输出多点端面抽运的双镜非平面环行激光器 |
| WO2014141511A1 (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 印刷装置及びその配置位置調整方法 |
-
1984
- 1984-05-30 JP JP11004184A patent/JPS605578A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6276582A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-08 | Hitachi Koki Co Ltd | レ−ザ発振器の光軸調整装置及び調整方法 |
| US4942588A (en) * | 1985-11-20 | 1990-07-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser device |
| EP1724048A3 (en) * | 1999-05-24 | 2006-11-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus having a cylindrical lens group with external masked lenses |
| US7294589B2 (en) | 1999-05-24 | 2007-11-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus |
| CN100461556C (zh) * | 2005-10-20 | 2009-02-11 | 清华大学 | 单点输出多点端面抽运的双镜非平面环行激光器 |
| WO2014141511A1 (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 印刷装置及びその配置位置調整方法 |
| JP2014172350A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 印刷装置及びその配置位置調整方法 |
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