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JPH07105545B2 - Laser equipment - Google Patents
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JPH07105545B2 - Laser equipment - Google Patents

Laser equipment

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Publication number
JPH07105545B2
JPH07105545B2 JP4228931A JP22893192A JPH07105545B2 JP H07105545 B2 JPH07105545 B2 JP H07105545B2 JP 4228931 A JP4228931 A JP 4228931A JP 22893192 A JP22893192 A JP 22893192A JP H07105545 B2 JPH07105545 B2 JP H07105545B2
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JP
Japan
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mirror
laser
exit
laser beam
exit mirror
Prior art date
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JP4228931A
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JPH05235443A (en
Inventor
公治 安井
正明 田中
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はレーザ装置、特にその
共振器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser device, and more particularly to a resonator thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は例えばレーザハンドブック(La
ser Handbook 1979. North−
Holland Publishing Compan
y)に記載された従来の不安定型共振器を有するレーザ
装置の模式図である。図において、1は凹面鏡よりなる
コリメートミラー、2はこのコリメートミラー1に対向
配設された凸面鏡よりなる拡大ミラーであり、両ミラー
1,2は全反射ミラーによって構成されている。3はレ
ーザ媒質でCO2 レーザ等のガスレーザを例にとれば放
電などにより励起されたガス媒質、YAGレーザなどの
固定レーザを例にとればフラッシュランプ等により励起
されたガラス媒質である。4はウインドミラー、5はウ
インドミラー4の面上に施された無反射コーティング
膜、6は周囲を覆う箱体、7はコリメートミラー1と拡
大ミラー2とにより構成された共振器内に発生するレー
ザビーム、8は拡大ミラー2の周辺部より外部に取出さ
れたレーザビームである。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a laser handbook (La, for example).
ser Handbook 1979. North-
Holland Publishing Compan
It is a schematic diagram of the laser device which has the conventional unstable resonator described in y). In the figure, reference numeral 1 is a collimating mirror made of a concave mirror, 2 is a magnifying mirror made of a convex mirror arranged to face the collimating mirror 1, and both mirrors 1 and 2 are constituted by total reflection mirrors. Reference numeral 3 denotes a laser medium, which is a gas medium excited by discharge or the like in the case of a gas laser such as a CO 2 laser, and a glass medium excited by a flash lamp or the like in the case of a fixed laser such as a YAG laser. Reference numeral 4 is a wind mirror, 5 is a non-reflective coating film applied on the surface of the wind mirror 4, 6 is a box covering the surroundings, and 7 is generated in a resonator constituted by the collimating mirror 1 and the magnifying mirror 2. A laser beam 8 is a laser beam extracted from the peripheral portion of the magnifying mirror 2.

【0003】上記のレーザ装置において、コリメートミ
ラー1と拡大ミラー2はいわゆる不安定型共振器を構成
しており、拡大ミラー2により反射拡大されたレーザビ
ーム7はレーザ媒質3により増幅されると共に、コリメ
ートミラー1により平行ビーム7aにコリメートされ
て、拡大ミラー2及び拡大ミラー2の周辺部上に反射
し、リング状のビームとしてウインドミラー4より外部
にとり出される。取出されたリング状のレーザビーム8
はほとんど等位相で得られるため、レンズ等によって集
光することにより中高のレーザビーム8となり、鉄板な
どの切断、溶接等を効率よく行なうことができる。
In the above laser device, the collimating mirror 1 and the magnifying mirror 2 constitute a so-called unstable resonator, and the laser beam 7 reflected and magnified by the magnifying mirror 2 is amplified by the laser medium 3 and collimated. The collimated beam 7a is collimated by the mirror 1, is reflected on the magnifying mirror 2 and the peripheral portion of the magnifying mirror 2, and is taken out from the wind mirror 4 as a ring-shaped beam. Extracted ring-shaped laser beam 8
Are obtained in almost the same phase, so that they are focused by a lens or the like to form a middle-high laser beam 8, and cutting and welding of an iron plate or the like can be efficiently performed.

【0004】また、その集光の度合いは、取出されるリ
ング状のレーザビーム8の内径と外形との比(M値(M
agnification facter))できま
り、M値が大きいほど、すなわち、より中づまりで取出
されたビームほどよく集光される。しかしM値を大きく
すると発振効率が著しく悪化するため、工業的に現実に
もちいられるM値の上限は2程度である。
The degree of focusing is determined by the ratio of the inner diameter and the outer shape of the extracted ring-shaped laser beam 8 (M value (M value (M
Therefore, the larger the M value, that is, the more the beam taken out in the middle, the better the focus. However, when the M value is increased, the oscillation efficiency is significantly deteriorated. Therefore, the upper limit of the M value that is industrially practically used is about 2.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ装置は以
上のように構成されているので、集光特性を向上させる
ためにM値を大きくすると発振効率が悪化するため、実
用的にはM値を最高集光性能の得られる無限大近くまで
あげられないという問題があった。また、ウインドミラ
ー4がリング状のレーザビーム8により不均一に過熱さ
れるため、不均一な内部応力が発生して通過するレーザ
ビーム8の位相分布をくずし、集光性能を悪化させる等
の問題があった。この発明は上記のような問題を解消す
るためになされたもので、より安価な構成で高品質のレ
ーザビームを取出すことができるレーザ装置を得ること
を目的とする。
Since the conventional laser device is constructed as described above, if the M value is increased to improve the condensing characteristics, the oscillation efficiency is deteriorated. Therefore, the M value is practically used. However, there was a problem that it could not be raised to near infinity at which the maximum condensing performance was obtained. Further, since the wind mirror 4 is non-uniformly overheated by the ring-shaped laser beam 8, uneven internal stress is generated and the phase distribution of the passing laser beam 8 is destroyed, and the condensing performance is deteriorated. was there. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a laser device that can extract a high-quality laser beam with a cheaper configuration.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明に係るレーザ装
置は、中央に部分透過部をまた周辺部に無反射部を有
し、かつ外面の曲率半径が内面の曲率半径より小さい出
口ミラーと、この出口ミラーと対向配置され出口ミラー
の部分透過部で反射されたレーザビームを拡大して上記
出口ミラーの部分透過部及びその周辺部に反射する拡大
ミラーとを備えた共振器を具備するものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a laser device having an exit mirror having a partially transmissive portion in the center and a non-reflective portion in the peripheral portion, and an outer surface having a radius of curvature smaller than that of an inner surface. And a resonator provided with the exit mirror, which is provided so as to face the exit mirror and expands the laser beam reflected by the partial transmission part of the exit mirror and reflects the expanded laser beam to the partial transmission part of the exit mirror and its periphery. is there.

【0007】[0007]

【作用】この発明のレーザ装置では、出口ミラーでレー
ザビームの一部を透過させることにより、そのビーム形
状が従来のリング状から中づまり状のレーザビームとし
て取出される。また、出口ミラーを、その外面の曲率半
径が内面の曲率半径より小さいミラーとすることによ
り、共振器内部で発散状のレーザビームが出口ミラーの
外面での屈折作用により平行状態に変換されて外部に取
出される。
In the laser device of the present invention, a part of the laser beam is transmitted by the exit mirror so that the beam shape is extracted from the conventional ring-shaped laser beam. Further, by making the exit mirror a mirror whose outer surface has a radius of curvature smaller than that of the inner surface, the divergent laser beam inside the resonator is converted into a parallel state by the refraction effect on the outer surface of the exit mirror. Taken out.

【0008】[0008]

【実施例】図1はこの発明の一実施例の断面図である。
図において、1aは凸面鏡からなる拡大全反射ミラー、
3はレーザ媒質、4aは凹面鏡からなる出口ミラー、5
は出口ミラー4aの内面の周囲及び外面に設けた無反射
コーティング膜、20は出口ミラー4aの内面の中央部
に設けた部分反射膜である。6は箱体、7,7a,8は
レーザビームである。
1 is a sectional view of an embodiment of the present invention.
In the figure, 1a is a magnifying total reflection mirror consisting of a convex mirror,
3 is a laser medium, 4a is an exit mirror composed of a concave mirror, 5
Is a non-reflective coating film provided on the inner surface and the outer surface of the exit mirror 4a, and 20 is a partial reflection film provided on the central portion of the inner surface of the exit mirror 4a. 6 is a box, and 7 and 7a and 8 are laser beams.

【0009】次に動作について説明する。拡大全反射ミ
ラー1aにより拡大されたレーザビーム7aはレーザ媒
質3により増幅され、その中央部の一部が出口ミラー4
aの部分反射膜20を通して、またその周囲部の全部が
出口ミラー4aの無反射コーティング膜5を通して外部
に取出され、両者は合成されて中づまりの高品質レーザ
ビーム8となる。一方、部分反射膜20により部分反射
されたレーザビーム7は再びレーザ媒質3により増幅さ
れ、さらに拡大全反射ミラー1aにより反射拡大され
る。
Next, the operation will be described. The laser beam 7a expanded by the magnifying total reflection mirror 1a is amplified by the laser medium 3, and a part of the central portion thereof is exit mirror 4
The partial reflection film 20 of "a" and the entire peripheral portion thereof are taken out to the outside through the non-reflection coating film 5 of the exit mirror 4a, and both are combined to form a high quality laser beam 8 with a hollow inside. On the other hand, the laser beam 7 partially reflected by the partial reflection film 20 is again amplified by the laser medium 3 and further reflected and expanded by the expanding total reflection mirror 1a.

【0010】このようにしてレーザビーム7は拡大全反
射ミラー1a、出口ミラー4aよりなるレーザ共振器間
を往復するごとに中づまりの高品質レーザビーム8とな
って外部に出射される。また、この実施例では出口ミラ
ー4aの外面の曲率半径を内面の曲率半径より小さくし
ているから、出口ミラー4aを通過したレーザビーム8
は、出口ミラー4aの外面での屈折作用により一般に使
用しやすい平行光となる。なお、出口ミラー4aの内面
とは、図1からわかるように共振器内部側の面をいう。
また、外面とは共振器外部側の面をいう。
In this way, the laser beam 7 is emitted to the outside as a high quality laser beam 8 with a hollow inside each time the laser beam is reciprocated between the laser resonator composed of the expanded total reflection mirror 1a and the exit mirror 4a. Further, in this embodiment, since the radius of curvature of the outer surface of the exit mirror 4a is smaller than the radius of curvature of the inner surface, the laser beam 8 that has passed through the exit mirror 4a.
Is a collimated light that is generally easy to use due to the refraction effect on the outer surface of the exit mirror 4a. The inner surface of the exit mirror 4a is the surface on the inner side of the resonator as can be seen from FIG.
Further, the outer surface means a surface outside the resonator.

【0011】また、出口ミラー4aに部分反射膜20を
施して部分反射性をもたせる以外に、図2に示すように
無コート部分21を設けて部分反射性を実現してもよ
い。また、上記実施例では出口ミラー4aの内面の部分
反射膜20を通過するレーザビーム7と、無反射コーテ
ィング膜5を通過するレーザビーム7a間の位相差は一
般に小さいので特に問題にしなかったが、これを打消す
手段をもうければさらに効果を高めることができる。
Further, in addition to the partial reflection film 20 provided on the exit mirror 4a to give the partial reflection property, the uncoated part 21 may be provided as shown in FIG. 2 to realize the partial reflection property. Further, in the above embodiment, the phase difference between the laser beam 7 passing through the partial reflection film 20 on the inner surface of the exit mirror 4a and the laser beam 7a passing through the non-reflection coating film 5 is generally small, so it is not a problem. The effect can be further enhanced by providing a means for canceling this.

【0012】この手段としては図1のように、部分反射
膜20に厚みをもたせて、無反射コーティング膜5と部
分反射膜20を通過するレーザビーム7a,7の位相差
を打消し、レーザビーム8が等位相となるようにする
か、あるいは図3に示すように出口ミラー4aの外面に
段差22を設け、2つのレーザビーム7,7aに対する
出口ミラー4a内の光路差に差をもたせて位相差を打消
してもよい。さらに図4に示すように出口ミラー4aの
外面と同様の作用をもつ段差22を備えた位相補償ミラ
ー9を別に配置してもよい。また拡大全反射ミラーにつ
いても凸状のもののみ示したが、図5に示すように凹状
のミラー1bを用いてもよい。
As a means for this, as shown in FIG. 1, the partial reflection film 20 is made thick so as to cancel the phase difference between the laser beams 7a, 7 passing through the non-reflection coating film 5 and the partial reflection film 20. 8 to have the same phase, or a step 22 is provided on the outer surface of the exit mirror 4a as shown in FIG. 3 so that the optical path difference in the exit mirror 4a with respect to the two laser beams 7 and 7a is varied. You may cancel the phase difference. Further, as shown in FIG. 4, a phase compensation mirror 9 having a step 22 having the same function as the outer surface of the exit mirror 4a may be separately arranged. Although only the convex mirror is shown for the magnifying total reflection mirror, a concave mirror 1b may be used as shown in FIG.

【0013】上記の実施例では、いずれも出口ミラーと
ウインドミラーとが一体となったものを示したが、従来
と同様、ウインドミラー面上に部分透過率を有する凹ま
たは凸面鏡よりなる出口ミラーを設けてもよい。
In each of the above embodiments, the exit mirror and the wind mirror are integrated with each other. However, as in the conventional case, the exit mirror is a concave or convex mirror having a partial transmittance on the wind mirror surface. It may be provided.

【0014】[0014]

【発明の効果】この発明によれば、中央に部分透過部を
また周辺部に無反射部を有し、かつ外面の曲率半径が内
面の曲率半径より小さい出口ミラーを有するから、出口
ミラーでレーザビームの一部を透過させると共に共振器
内部で発散状のレーザビームを出口ミラーの外面での屈
折作用により平行状態に変換して外部に取出すことがで
きる。従って、出口ミラーとともに共振器を構成してい
る拡大ミラーの大きさを小さくできるので、レーザ装置
全体としての低コスト化に寄与しながら、出口ミラーか
らは中づまりのレーザビームを取り出すことができる。
According to the present invention, since there is an exit mirror having a partially transmissive portion in the center and a non-reflective portion in the periphery and having an exit mirror whose radius of curvature of the outer surface is smaller than that of the inner surface, a laser is used as the exit mirror. A part of the beam can be transmitted and the laser beam diverging inside the resonator can be converted into a parallel state by the refraction action on the outer surface of the exit mirror and taken out to the outside. Therefore, the size of the magnifying mirror forming the resonator together with the exit mirror can be reduced, so that the laser beam in the middle can be extracted from the exit mirror while contributing to the cost reduction of the entire laser apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施例の模式図である。FIG. 2 is a schematic view of an embodiment of the present invention.

【図3】この発明の実施例の模式図である。FIG. 3 is a schematic view of an embodiment of the present invention.

【図4】この発明の実施例の模式図である。FIG. 4 is a schematic view of an embodiment of the present invention.

【図5】この発明の実施例の模式図である。FIG. 5 is a schematic view of an embodiment of the present invention.

【図6】従来のレーザ装置の一例を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic view showing an example of a conventional laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b 拡大全反射ミラー 3 レーザ媒質 4a 出口ミラー 5 無反射コーティング膜 7,7a,8 レーザビーム 9 位相補償ミラー 20 部分反射膜 1a, 1b Enlarged total reflection mirror 3 Laser medium 4a Exit mirror 5 Non-reflection coating film 7, 7a, 8 Laser beam 9 Phase compensation mirror 20 Partial reflection film

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中央に部分透過部をまた周辺部に無反射
部を有し、かつ外面の曲率半径が内面の曲率半径より小
さい出口ミラーと、この出口ミラーと対向配置され出口
ミラーの部分透過部で反射されたレーザビームを拡大し
て上記出口ミラー部分透過部及びその周辺部に反射
拡大ミラーとを備えた共振器を具備してなるレーザ装
置。
1. A central has a nonreflective portion of the partial transmission part also in the peripheral portion, and the small radius of curvature of the outer surface than the radius of curvature of the inner surface
The exit mirror and the laser beam, which is arranged to face the exit mirror and is reflected by the partially transmissive portion of the exit mirror, is expanded and reflected to the partially transmissive portion of the exit mirror and its peripheral portion .
A laser device comprising a resonator having a magnifying mirror.
【請求項2】 上記拡大ミラーが凹又は凸面鏡である請
求項1記載のレーザ装置。
2. The laser device according to claim 1, wherein the magnifying mirror is a concave or convex mirror.
JP4228931A 1986-12-08 1992-08-27 Laser equipment Expired - Lifetime JPH07105545B2 (en)

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JP29178686 1986-12-08

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JPH05235443A JPH05235443A (en) 1993-09-10
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61199686A (en) * 1985-03-01 1986-09-04 Mitsubishi Electric Corp Unstable laser resonator

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JPH05235443A (en) 1993-09-10

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