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技術 音響光学Qスイッチとこれを用いたレーザ発振装置

出願人 富士電機株式会社
発明者 竹田豊
出願日 1992年11月9日 (27年5ヶ月経過) 出願番号 1992-298823
公開日 1994年5月31日 (25年11ヶ月経過) 公開番号 1994-152041
状態 未査定
技術分野 レーザ(2) レーザ(2)
主要キーワード Qスイッチ 反射防止膜コート トランスデュサー 連続励起 出力カプラー 横波超音波 通過面 光軸調整作業
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年5月31日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

構成

音響光学QスイッチAOQ)30−1、Nd:YAGロッド10および部分反射ミラー14によりレーザ共振器を構成する。AOQ30−1のレーザビーム16通過面の対向する一方の面に対して全反射膜(HRコート)36′を、他方の面に対して反射防止膜ARコート)38を施すと共に、AOQ30−1の超音波トランスデューサ32取り付け面をレーザ通過面に対してブラッグ角QBとなるよう予めカットしてある。超音波トランスデューサ32は、RFドライバ18により駆動される。

効果

従来の全反射ミラーを省略できレーザ発振装置小形化を達成できると共に、光軸調整も部分反射ミラーに対して平行となるよう設置するだけでAOQのブラッグ角QBに調整され、光軸調整作業簡易化される。

概要

背景

従来、この種のレーザ発振装置として、例えば図5に示すようなCW励起YAGレーザを用いるレーザ発振装置が知られている。図5において、参照符号10はNd:YAGロッドを示し、レーザ共振器がこのNd:YAGロッド10と、全反射ミラー12および部分反射ミラー14により構成される。従来のレーザ発振装置は、レーザ共振器内に図5に示すように音響光学Qスイッチ(以下、AOQと称する)20をレーザビーム16と平行な光軸に対しブラッグ角QBを有するように構成配置して、レーザ共振器からQスイッチパルスレーザを得ている。なお、AOQ20にはRFドライバ18により駆動される超音波トランスデューサ22が取り付けられている。ここで、この従来のAOQ20の構造を図4に示す。AOQ20は、石英ガラス24に超音波トランスデューサ22が取り付けられると共に、石英ガラス24のレーザビームが通過する面26,28には、反射防止膜ARコート)が施されている。超音波トランスデューサ22から出力される超音波は、図中に示した矢印の方向に進行する。このように構成される従来のレーザ発振装置は、連続励起形(CW励起)のNd:YAGレーザからAOQ20により高速繰返しのQスイッチパルスを得ている。

概要

音響光学Qスイッチ(AOQ)30−1、Nd:YAGロッド10および部分反射ミラー14によりレーザ共振器を構成する。AOQ30−1のレーザビーム16通過面の対向する一方の面に対して全反射膜(HRコート)36′を、他方の面に対して反射防止膜(ARコート)38を施すと共に、AOQ30−1の超音波トランスデューサ32取り付け面をレーザ通過面に対してブラッグ角QBとなるよう予めカットしてある。超音波トランスデューサ32は、RFドライバ18により駆動される。

従来の全反射ミラーを省略できレーザ発振装置の小形化を達成できると共に、光軸調整も部分反射ミラーに対して平行となるよう設置するだけでAOQのブラッグ角QBに調整され、光軸調整作業簡易化される。

目的

そこで、本発明の目的は、Qスイッチパルスを発生するためにAOQをレーザ共振器内に設置するレーザ発振装置の小形化および光軸調整におけるブラッグ角調整の簡易化を達成できるレーザ発振装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

石英ガラス超音波トランスデューサ取付面をレーザビーム通過面に対する角度がブラッグ角となるようカットしたことを特徴とする音響光学Qスイッチ

請求項2

Qスイッチパルスを発生させるためにレーザ共振器内に音響光学Qスイッチ(AOQ)を設置するレーザ発振装置において、超音波トランスデューサ取付面をレーザビーム通過面に対する角度がブラッグ角となるようカットすると共に、レーザ通過面の対向する一方の面に全反射膜を、他方の面に反射防止膜コーティングした石英ガラスから構成されるAOQを用いることを特徴とするレーザ発振装置。

請求項3

Qスイッチパルスを発生させるためにレーザ共振器内に音響光学Qスイッチ(AOQ)を設置するレーザ発振装置において、超音波トランスデューサ取付面をレーザビーム通過面に対する角度がブラッグ角となるようカットすると共に、レーザ通過面の対向する一方の面に出力カプラー部分反射膜を、他方の面に反射防止膜をコーティングした石英ガラスから構成されるAOQを用いることを特徴とするレーザ発振装置。

技術分野

0001

この発明は音響光学Qスイッチとこれを用いたレーザ発振装置係り、特に、レーザ装置小形化光軸調整簡易化できる音響光学Qスイッチとこれを用いたレーザ発振装置に関する。

背景技術

0002

従来、この種のレーザ発振装置として、例えば図5に示すようなCW励起YAGレーザを用いるレーザ発振装置が知られている。図5において、参照符号10はNd:YAGロッドを示し、レーザ共振器がこのNd:YAGロッド10と、全反射ミラー12および部分反射ミラー14により構成される。従来のレーザ発振装置は、レーザ共振器内に図5に示すように音響光学Qスイッチ(以下、AOQと称する)20をレーザビーム16と平行な光軸に対しブラッグ角QBを有するように構成配置して、レーザ共振器からQスイッチパルスレーザを得ている。なお、AOQ20にはRFドライバ18により駆動される超音波トランスデューサ22が取り付けられている。ここで、この従来のAOQ20の構造を図4に示す。AOQ20は、石英ガラス24に超音波トランスデューサ22が取り付けられると共に、石英ガラス24のレーザビームが通過する面26,28には、反射防止膜ARコート)が施されている。超音波トランスデューサ22から出力される超音波は、図中に示した矢印の方向に進行する。このように構成される従来のレーザ発振装置は、連続励起形(CW励起)のNd:YAGレーザからAOQ20により高速繰返しのQスイッチパルスを得ている。

発明が解決しようとする課題

0003

しかしながら、前述したレーザ発振装置によれば、Nd:YAGロッド10と、全反射ミラー12および部分反射ミラー14からなるレーザ共振器内にAOQを設ける構成は、それぞれが別々に配置されているため、図5に示すようにレーザ共振器の長さl1,l2が長くなり、装置が大形化するという難点があった。

0004

また、レーザ共振器の光軸調整においては、その手順として全反射ミラー12および部分反射ミラー14を調整した後にAOQ20を設置し、そしてAOQ20の光軸に対する角度を更にブラッグ角QBとなるよう調整するという煩雑な作業を必要としていた。

0005

そこで、本発明の目的は、Qスイッチパルスを発生するためにAOQをレーザ共振器内に設置するレーザ発振装置の小形化および光軸調整におけるブラッグ角調整の簡易化を達成できるレーザ発振装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

本発明に係る音響光学Qスイッチ(AOQ)は、石英ガラスの超音波トランスデューサ取付面をレーザビーム通過面に対する角度がブラッグ角となるようカットしたことを特徴とする。

0007

また、本発明に係るレーザ発振装置は、Qスイッチパルスを発生させるためにレーザ共振器内に音響光学Qスイッチ(AOQ)を設置するレーザ発振装置において、超音波トランスデュサー取付面をレーザビーム通過面に対する角度がブラッグ角となるようカットすると共に、レーザビーム通過面の対向する一方の面に全反射膜を、他方の面に反射防止膜をコーティングした石英ガラスから構成されるAOQを用いることを特徴とする。

0008

さらに、前記レーザ発振装置において、超音波トランスデュサー取付面をレーザビーム通過面に対する角度がブラッグ角となるようカットすると共に、レーザビーム通過面の対向する一方の面に出力カプラー部分反射膜を、他方の面に反射防止膜をコーティングした石英ガラスから構成されるAOQを用いることもできる。

0009

本発明に係る音響光学Qスイッチ(AOQ)によれば、AOQを構成する石英ガラスの超音波トランスデューサ取付面をレーザビーム通過面に対する角度がブラッグ角となるようカットしているので、レーザ共振器の光軸調整を行った後はレーザ共振器内にAOQのレーザ通過面を部分反射ミラーに対して平行となるよう設置するだけでAOQのブラッグ角に調整される。

0010

また、本発明に係るレーザ発振装置によれば、AOQのレーザ通過面の片面に全反射膜をコーティングした場合には全反射ミラーを省略でき、部分反射膜をコーティングした場合には部分反射ミラーを省略でき、装置の小形化を達成することができると共に、レーザ共振器の光軸調整を行うと自動的にAOQのブラッグ角となっているので光軸調整作業も容易化される。

0011

次に本発明に係る音響光学Qスイッチ(AOQ)の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

0012

図1は、本発明の一実施例を示すAOQの基本構造図である。本発明に係るAOQ30は、石英ガラス34の超音波トランスデューサ32取付面を、図に示したようにレーザ通過面36,38に対してブラッグ角QBになるよう予めカットしてある。例えば、Nd:YAGレーザの波長1064nmを横波超音波Qスイッチングする場合には、このブラッグ角QBは4.2°にカットすれば良い。尚、この実施例の場合レーザビームが通過する面36,38は、反射防止膜(ARコート)を施してある。このように構成されるAOQ30を、図5のレーザ共振器内に従来のAOQ20の代わりに用いれば、光軸調整後、AOQ30のレーザビーム通過面36,38を部分反射ミラー14に対して平行となるよう設置するだけでAOQのブラッグ角に調整される。従って、光軸調整作業が簡易化される。

0013

図2は、前記AOQ30の基本構造を用いて小形化を図った本発明に係るレーザ発振装置の一実施例を示す要部構成図である。本実施例においてQスイッチパルスを得るために使用するAOQ30−1は、図1に示したAOQ30のレーザビーム通過面36に対して、反射防止膜(ARコート)の代わりに全反射膜(HRコート)36′を施してあり、レーザビーム16の通過面38は図1に示したAOQ30と同様にARコートを施してある。このAOQ30−1と、Nd:YAGロッド10と、部分反射ミラー14とにより図2に示すようにレーザ共振器を構成すれば、図5の従来装置で必要であった全反射ミラー12を省略することができる。尚、AOQ30−1の超音波トランスデューサ32は、従来と同様にRFドライバ18により駆動される。

0014

光軸調整としては、オートコリメータHe−Neレーザを用いて、AOQ30−1のレーザビーム16の通過面36′,38が部分反射ミラー14に対し平行になるよう調整する。レーザビーム16の通過面36′,38は、超音波の進行方法法線とレーザビーム16とがブラッグ角QBとなるようカットされているため、この光軸調整により自動的にAOQ30−1の角度はブラッグ角QBに調整される。

0015

図3は、本発明に係るレーザ発振装置の別の実施例を示す要部構成図である。図3においてQスイッチパルスを得るために使用するAOQ30−2は、図1に示したAOQ30のレーザビーム通過面38に対して、反射防止膜(ARコート)の代わりに出力カプラー用部分反射膜38′(例えば、CW励起Nd:YAGレーザを使用する場合、80〜95%反射コート)を施してあり、レーザビーム16の通過面36は図1に示したAOQ30と同様にARコートを施してある。このAOQ30−2と、Nd:YAGロッド10と、全反射ミラー12とにより図3に示すようにレーザ共振器を構成すれば、図5の従来装置で必要であった部分反射ミラー14を省略することができる。尚、AOQ30−2の超音波トランスデューサ32は、従来と同様にRFドライバ18により駆動される。

0016

この実施例においても光軸調整としては、オートコリメータやHe−Neレーザを用いて、AOQ30−2のレーザビーム16の通過面36,38′が全反射ミラー12に対し平行になるよう調整すれば、図2の実施例と同様自動的にAOQ30−2の角度がブラッグ角QBに調整される。

発明の効果

0017

前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、AOQを構成する石英ガラスの超音波トランスデューサ取付面をレーザビーム通過面に対する角度がブラッグ角となるようカットしているため、レーザ共振器の光軸調整を行った後はレーザ共振器内にAOQのレーザ通過面を部分反射ミラーまたは全反射ミラーに対して平行となるよう設置するだけでAOQのブラッグ角に調整でき、光軸調整作業を簡易化することができる。

0018

また、AOQのレーザ通過面の片面に全反射膜をコーティングした場合には全反射ミラーを省略することができ、或いは部分反射膜をコーティングした場合には部分反射ミラーを省略することができ、コストダウンが図れるのみならず装置の小形化を達成することができ、さらに、レーザ共振器の光軸調整を行うと同時にAOQのブラッグ角となっているので光軸調整作業の容易化をも達成することができる。

0019

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更をなし得ることは勿論である。

図面の簡単な説明

0020

図1本発明に係る音響光学Qスイッチ(AOQ)の一実施例を示す基本構造図である。
図2図1に示すAOQの基本構造を用いて小形化を図った本発明に係るレーザ発振装置の一実施例を示す要部構成図である。
図3図1に示すAOQの基本構造を用いて小形化を図った本発明に係るレーザ発振装置の別の実施例を示す要部構成図である。
図4従来のAOQを示す構造図である。
図5図4に示すAOQを用いた従来のレーザ発振装置を示す要部構成図である。

--

0021

10 Nd:YAGロッド
12全反射ミラー
14部分反射ミラー
16レーザビーム
18 RFドライバ
20 音響光学Qスイッチ(AOQ)
22超音波トランスデューサ
24石英ガラス
26反射防止膜コート(ARコート)面
28 反射防止膜コート(ARコート)面
30 音響光学Qスイッチ(AOQ)
30−1 音響光学Qスイッチ(AOQ)
30−2 音響光学Qスイッチ(AOQ)
32 超音波トランスデューサ
34 石英ガラス
36 反射防止膜コート(ARコート)面
36′全反射膜(HRコート)
38 反射防止膜コート(ARコート)面
38′部分反射膜コート面
QB ブラッグ角

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