(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビテイを前後に貫通するよう形成された中空部の両端部に、該中空部に嵌入された円筒形の固体励起媒質の両端部が嵌合されると共に、前記キャビテイの前記中空部に挿通されて前記固体励起媒質の端部が嵌合された側とは軸線方向反対側における端部が、前記キャビティに締結された中空円筒状の励起媒質ホルダを取付け、該励起媒質ホルダの中空部における前記固体励起媒質の嵌合部に、固体励起媒質の端部外周に対して取付けられたシール手段を内嵌し、該シール手段は、脱ガスや加水分解の生じない樹脂製で且つ前記固体励起媒質の端部外周に対して外嵌されて固体励起媒質を把持する、断面形状が略コの字状のリング状のシール本体と、該シール本体の溝部に固体励起媒質の把持部を全周から包囲し得るよう設けられたバネ手段とを備えたことを特徴とする固体レーザ装置置。
【請求項２】
シール本体はテフロン（登録商標）製である請求項１記載の固体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は固体レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
固体レーザ装置とは、例えば、ＹＡＧロッドのような固体励起媒質に対して、励起源として、ランプ光や半導体レーザ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ、以下ＬＤと略称する）を照射し、レーザ光を発生させる装置である。而して、固体レーザ装置の一例は図２に示されている。図２中、１はキャビテイ、２はキャビテイ１内の空間に、ガラス等の透明なフローチューブ３に対し同心状に挿通された状態で配置されたＹＡＧロッド、４はフローチューブ３外に位置すると共にＹＡＧロッド２を左右から挟むようキャビテイ１内の空間に配置された、励起光源として用いられる励起ランプ、５はＹＡＧロッド２の軸心方向両端部（図２では片側のみ図示）が支持されるロッドホルダ、６はロッドホルダ５よりもＹＡＧロッド２の長手方向外方に位置してキャビテイ１外方へ突出するよう配置された光路ダクトであり、ＹＡＧロッド２、ロッドホルダ５、光路ダクト６は同一軸心上に配置されている。
【０００３】
又、７はフローチューブ３内に形成されてＹＡＧロッド２を冷却するようにした冷却水が流通する流路、８はキャビテイ１内に形成されて励起ランプ４を冷却するようにした冷却水が流通する流路、１０は励起ランプ４の端部を支持するようキャビテイ１内に収納されたブロック、１１は光路ダクト６とキャビテイ１との間をシールするＯリングである。
【０００４】
ＹＡＧロッド２の長手方向両端部を支持するロッドホルダ５の部分の断面形状の詳細は図３に示されている。すなわち、ロッドホルダ５は軸心方向両端が開口した中空円筒状で、ＹＡＧロッド２側には、ＹＡＧロッド２の外径と略同じ内径の開口５ａが形成されており、開口５ａにはＹＡＧロッド２の端部が嵌入している。
【０００５】
ロッドホルダ５内には、両端が開口し且つ内径がＹＡＧロッド２の外径よりも大きい中空円筒状の内筒１２が、同心状に嵌合されており、内筒１２のＹＡＧロッド２側端部には、ＹＡＧロッド２の内径と略同径の中空孔の形成されたフランジ部１２ａが設けられている。又、フランジ部１２ａのＹＡＧロッド２側端面は、内筒１２の軸心に対し直交するよう形成されており、フランジ部１２ａの端面とロッドホルダ５のテーパ部５ｂにより包囲された空間には、流路７側から内筒１２内に冷却水が漏洩するのを防止するため、ＹＡＧロッド２の外周端部に嵌合したＯリング１３が嵌入されている。
【０００６】
ロッドホルダ５の内周における軸心方向中途部に螺設した雌ネジ部には、内径が内筒１２の内径と略等しい押えリング１４が螺合されている。而して、押えリング１４の軸心方向位置を調整することにより、内筒１２のフランジ部１２ａを介し、Ｏリング１３を所定の押圧力でＹＡＧロッド２の軸心方向へ押圧し得るようになっている。このため、Ｏリング１３はＹＡＧロッド２の径方向へ伸び、ＹＡＧロッド２はＯリング１３が伸びることにより生じる把持力により、ロッドホルダ５の径方向中心に対し所定の状態で保持されている。
【０００７】
ロッドホルダ５のＹＡＧロッド２とは反対側の端部には、内筒１２の内径と内径が略同じ部分及び内筒１２の内径よりも内径が大きい部分を有する光路ダクト６の一端が嵌入されており、光路ダクト６のロッドホルダ５に対する嵌合部の外周には、流路７，８内の冷却水が内筒１２や光路ダクト６の中空部等に漏洩しないよう、Ｏリング１６が取付けられている。
【０００８】
上記固体レーザ装置においては、励起ランプ４からＹＡＧロッド２に光を照射することにより、レーザ光が発生し、発生したレーザ光は、内筒１２、押えリング１４、光路ダクト６の中空部を通って外部へ出力され、キャビテイ１を挟んでＹＡＧロッド２軸心方向両側に配置されている図示してないレーザミラー間で共振して出力が増大する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記固体レーザ装置を複数多段に配設して大出力を得るためには、各固体レーザ装置におけるＹＡＧロッド２の軸心（中心軸）を同軸に合せ込む必要がある。しかし、上述したようにＹＡＧロッド２をＯリング１３により把持する構造の場合、Ｏリング１３は材質がゴムであるため、ＹＡＧロッド２把持部全周に均一に与圧を与えることが困難で、ＹＡＧロッド２の偏心量を調整することができない。又、ＹＡＧロッド２軸心の要求される位置精度に対し、各Ｏリング１３の製造誤差が大きいため、ＹＡＧロッド２の軸心の位置精度に限界がある。
【００１０】
更に、励起ランプ４からのランプ光やＬＤ光、又はレーザ光の戻り光がＯリング１３に照射されると、Ｏリング１３に脱ガスが生じて当該Ｏリング１３が変形し、更に又、Ｏリング１３は材質によっては、耐熱性は良くてもランプ光やＬＤ光、又はレーザ光の戻り光によって加水分解が生じるものもあり、その結果、脱ガスや加水分解による経年劣化により、Ｏリング１３が変形してＹＡＧロッド２の軸心のずれが大きくなる虞がある。又、斯かる脱ガスや加水分解は、レーザ光の出力の鍵を担うＹＡＧロッド２の両端面の清浄性に著しい損傷を与えるため、固体レーザ装置の出力の安定性及び信頼性を損なう虞がある。
【００１１】
又更に、Ｏリング１３に対するＹＡＧロッド２軸心方向へのつぶし代を確保するために、Ｏリング１３を軸心方向へ圧縮する部品として、内筒１２や押えリング１４が必要となり、従って、部品構成が複雑となるという問題もある。
【００１２】
本発明は、上述の実情に鑑み、簡単な部品構成でＹＡＧロッドの軸心の位置精度を正確にできるようにし、又脱ガスや加水分解が生じないようにして、出力の安定性及び信頼性を向上させた固体レーザ装置を提供することを目的としてなしたものである。
【００１３】
【課題を解決するめの手段】
本発明の固体レーザ装置は、キャビテイを前後に貫通するよう形成された中空部の両端部に、該中空部に嵌入された円筒形の固体励起媒質の両端部が嵌合されると共に、前記キャビテイの前記中空部に挿通されて前記固体励起媒質の端部が嵌合された側とは軸線方向反対側における端部が、前記キャビティに締結された中空円筒状の励起媒質ホルダを取付け、該励起媒質ホルダの中空部における前記固体励起媒質の嵌合部に、固体励起媒質の端部外周に対して取付けられたシール手段を内嵌し、該シール手段は、脱ガスや加水分解の生じない樹脂製で且つ前記固体励起媒質の端部外周に対して外嵌されて固体励起媒質を把持する、断面形状が略コの字状のリング状のシール本体と、該シール本体の溝部に固体励起媒質の把持部を全周から包囲し得るよう設けられたバネ手段とを備えたものである。又、本発明では、シール本体はテフロン（登録商標）製とすることが望ましい。
【００１４】
本発明においては、バネ手段によりシール本体を介して円筒形の固体励起媒質の把持部全周に均一に与圧力を作用させるようにしているため、該固体励起媒質の軸心の位置精度を正確に保持でき、又シール本体に脱ガスや加水分解が生じないため、シール本体の経年劣化に伴う固体励起媒質の軸心のずれや固体励起媒質端面の汚染を防止することができ、その結果、装置出力の安定性及び信頼性を向上させることができ、更にシール手段を軸心方向へ圧縮するための手段が不要となるため、部品構成がシンプルとなって装置がコンパクトになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１は本発明を実施する形態の一例であって、キャビテイ１内には、従来の場合と同様、フローチューブ３に同心状に挿入されたＹＡＧロッド２が収納されており、ＹＡＧロッド２の軸心方向両端部は、キャビテイ１に取付けられたロッドホルダ１７に支持されている。すなわち、ロッドホルダ１７は、キャビテイ１の外側面に対しボルトを介し締結された大径のフランジ部１７ａと、フランジ部１７ａに対し一体的に形成されて、キャビテイ１に設けた孔１ａに嵌合する、フランジ部１７ａよりも小径のインロー部１７ｂと、インロー部１７ｂに一体的に形成されてキャビテイ１に設けた中空孔に挿入された、インロー部１７ｂよりも小径のホルダ本体１７ｃとを備えている。
【００１６】
ロッドホルダ１７には、ロッドホルダ１７を軸心方向へ貫通する中空孔が穿設されている。すなわち、ロッドホルダ１７は、ＹＡＧロッド２の外径よりも若干大径の、光路ダクトとして使用される中空孔１８と、中空孔１８に連通するよう、ＹＡＧロッド２側において中空孔１８に隣接して形成され、ＹＡＧロッド２の端部が嵌入し得るようにした中空孔１９と、中空孔１９に連通するよう、ＹＡＧロッド２側において中空孔１９に隣接して形成され、中空孔１８よりも大径の中空孔２０が形成されている。
【００１７】
而して、中空孔２０には、シール手段２１が嵌入されている。シール手段２１は、断面形状がコの字状でリング状に形成され且つＹＡＧロッド２の端部に外嵌し得るようにした、テフロン（登録商標）製のシール本体２１ａと、シール本体２１ａの溝部内にＹＡＧロッド２全周を外周側から包囲し把持し得るよう収納されたバネ２１ｂを備えている。
【００１８】
なお、図１中、７はＹＡＧロッド２を冷却するためにフローチューブ３の中空孔に形成された冷却水用の流路、８は図示してない励起光源を冷却するために、フローチューブ３の外側に位置するようキャビテイ１に形成された冷却水用の流路、２２は流路７内の冷却水がキャビテイ１の外部へ漏洩しないよう、ロッドホルダ１７におけるフランジ部１７ａのキャビテイ１側面に対向する面に設けたＯリング、２３は流路７，８間で冷却水が漏洩しないよう、キャビテイ１中空孔におけるフローチューブ３端部外周に対向する位置に設けたＯリングである。
【００１９】
本図示例においてレーザ光が発生する場合の装置の作動の仕方は、図２、３の場合と同様なので説明は省略する。又、本図示例では、ＹＡＧロッド２の端部外周は、シール本体２１ａを介してバネ２１ｂにより包囲し把持されているため、ＹＡＧロッド２の把持部に加わる与圧力を均一にできる。従って、シール手段２１の偏心量を従来のＯリング１３よりも小さく抑えることが可能となり、ＹＡＧロッド２の軸心のずれが減少して、その取付け位置精度が正確になる。
【００２０】
又、ＹＡＧロッド２の励起光源であるランプ光やＬＤ光、更にレーザ光の戻り光がシール本体２１ａに照射されても、テフロン（登録商標）製のシール本体２１ａには、脱ガスや経年変化が生じることがない。従って、ＹＡＧロッド２の端面の汚染やＹＡＧロッド２の位置ずれの要因を著しく減少できるため、固体レーザ装置の出力の安定性及び信頼性が向上する。
【００２１】
更に、シール手段２１を軸心方向へ圧縮するための手段として従来必要であった内筒１２、押えリング１４が不要となるため、装置の部品構成が簡素化され、装置がコンパクトになる。
【００２２】
なお、本発明の固体レーザ装置においては、励起源として励起ランプを用いる場合について説明したが、半導体レーザを用いることもできること、固体励起媒質としては、ＹＡＧロッドに限らず、固体で円柱形のものであれば、どのようなものに対しても適用できること、シール本体に用いる樹脂としてはテフロン（登録商標）に限らず、脱ガスや加水分解の生じないものならどのような樹脂でも使用可能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１、２記載の固体レーザ装置によれば、バネによりシール本体を介して円筒形の固体励起媒質の把持部全周に均一に与圧力を作用させるようにしているため、該固体励起媒質の軸心の位置精度を正確に保持でき、又シール本体に脱ガスや加水分解が生じないため、シール本体の経年劣化に伴う軸心のずれや固体励起媒質端面の汚染を防止することができ、従って装置出力の安定性及び信頼性を向上させることができ、更にシール手段を軸心方向へ圧縮するための手段が不要となるため、部品構成が簡素化されて装置がコンパクトになる、等種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の固体レーザ装置のＹＡＧロッドを把持するロッドホルダの部分の拡大断面図である。
【図２】従来の固体レーザ装置の一端部の断面図である。
【図３】従来の固体レーザ装置のＹＡＧロッドを把持するロッドホルダの部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  キャビテイ
２  ＹＡＧロッド（固体励起媒質）
１７  ロッドホルダ（励起媒質ホルダ）
２１  シール手段
２１ａ        シール本体
２１ｂ        バネ（バネ手段）
【図１】
0004450524.tif 000002
【図２】
0004450524.tif 000003
【図３】
0004450524.tif 000004