DE4433888A1

DE4433888A1 - Festkörperlaser und Laserbearbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE4433888A1
Application number: DE4433888A
Authority: DE
Inventors: Kazuki Kuba; Masaki Seguchi; Akira Ishimori; Takashi Yamamoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-09-24
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 1995-03-30
Anticipated expiration: 2014-09-23
Also published as: DE4433888C2; JPH0794808A; US5557628A; GB9400903D0; GB2282257A; JP3155132B2; GB2282257B

Description

Die Erfindung betrifft einen Festkörperlaser, insbesondere die Verbesserung der Strahlgüte, des Schwingungs-Wirkungs grads und der Zuverlässigkeit eines Platten-Festkörperlasers sowie die Verbesserung des Betriebsverhaltens einer Laserbe arbeitungsvorrichtung unter Verwendung des Platten-Festkör perlasers.

Die Fig. 89 und 90 zeigen einen Festkörperlaser mit einem Anregungssystem und einem Kühlsystem für ein herkömmliches Lasermedium, der beispielsweise in der JP-Patentanmeldung Nr. 64-84680 beschrieben ist, sowie einen herkömmlichen Festkörperlaser, der beispielsweise in der JP-OS 63-188 980 angegeben ist.

In den Fig. 89 und 90 bezeichnet 1 ein plattenförmiges Fest körperlasermedium (nachstehend als Platte bezeichnet) mit einem Paar von gegenüberliegenden polierten Oberflächen 11, einem Paar von Seitenflächen 12 und einem Paar von Endflä chen 13, die als Eintrittsfläche- und Austrittsfläche für einen Laserstrahl dienen. Die Platte besteht beispielsweise aus Nd:YAG (Yttrium-Aluminium-Granat) und ist durch Dotieren von Nd erhalten. 5 ist eine Abstützung, die an der Seiten fläche 12 der Platte angeordnet ist, 2 ist eine Lampe, um eine Lichtanregung der Platte 1 durchzuführen, und 21 ist das Anregungslicht.

7 ist ein Rahmen, der die Platte 1 und die Abstützung 5 in tegral enthält, und in dem Rahmen 7 ist ein Öffnungsbereich 711 vorgesehen und erstreckt sich über im wesentlichen eine vollständige Oberfläche der polierten Oberfläche 11 der Platte, wie Fig. 91 zeigt. 70 ist ein Dichtmittel, um Wasser 41 abzudichten, das als Kühlmittel für die Platte dient, und das Dichtmittel 70 verläuft über eine gesamte Umfangslänge einer Ebene, die von der Plattenoberfläche (der polierten Oberfläche) 11 und den Abstützungen 5, die an der Seiten fläche angeordnet sind, gebildet ist, wie Fig. 92 zeigt. 3 ist ein Kondensor, um das Anregungslicht zum Bestrahlen der Platte 1 zu bündeln, und 81 und 82 sind Gehäuse, die die Kondensoren 3 enthalten. 40 ist eine Trennplatte zur Bildung einer Durchflußbahn 4 für das Plattenkühlwasser 41, und die Trennplatte 40 ist in bezug auf das Anregungslicht trans parent.

Nachstehend wird der Betrieb beschrieben.

Die Platte 1 absorbiert das aus der Lampe 2 austretende Anregungslicht 21, um eine Besetzungsinversion zu bewirken. Energie der Besetzungsinversion wird extern zu dem Medium als Laserstrahl 100 abgenommen, der sich zwischen dem Paar von gegenüberstehenden polierten Oberflächen 11 der Platte 1 in Zickzackform fortpflanzt, während gleichzeitig eine wie derholte innere Totalreflexion stattfindet. 50% oder mehr der Anregungslichtenergie, die von der Platte absorbiert wird, wird jedoch in der Platte in Wärmeenergie umgesetzt und tritt schließlich aus der Platte in das Kühlmittel 14 aus, das vorgesehen ist, damit es mit den gegenüberstehenden polierten Oberflächen 11 der Platte in Kontakt steht.

Wie Fig. 93 zeigt, werden zu diesem Zeitpunkt die quadra tische Temperaturverteilung mit einem heißen Zentralbereich und die quadratische Brechzahlverteilung entsprechend der quadratischen Temperaturverteilung in einer Dickenrichtung der Platte erzeugt. Der Laserstrahl 100 in der Platte folgt jedoch einem zickzackförmigen Lichtweg, so daß die Auswir kung der quadratischen Brechzahlverteilung aufgehoben und kein Laserstrahl verzerrt wird. Das Kühlmittel 41 ist von den Dichtmitteln 70 an den gegenüberstehenden polierten Oberflächen 11 der Platte und den Abstützungen 5, die an den Seitenflächen angeordnet sind, hermetisch so eingeschlossen, daß es nicht nach außen austritt. Das Dichtmaterial 70 dient außerdem als Halterung der Platte 1 an dem Rahmen 7.

In einem Idealzustand des Plattenlasers kann ein Lasermedium in einer Breitenrichtung gleichförmig angeregt werden, und Wärme kann ebenfalls in der Breitenrichtung gleichmäßig er zeugt werden. Außerdem kann die Platte nur von den Platten oberflächen (den gegenüberliegenden polierten Flächen) 11 her gleichmäßig gekühlt werden, eine eindimensionale quadra tische Temperaturverteilung kann in der Dickenrichtung aus gebildet werden, und eine gleichmäßige Temperaturverteilung kann in der Breitenrichtung ausgebildet werden. Für den Idealzustand wird der Kondensor 3 verwendet, so daß die Platte 1 mit einem möglichst gleichförmigen und möglichst wirkungsvollen Anregungslicht 21 bestrahlt werden kann.

Zur Kühlung fließt das Kühlmittel 41 gleichförmig an der Plattenoberfläche 11, und die Abstützungen 5 sind an den Seitenflächen 12 befestigt und bestehen aus Glas (mit der Wärmeleitfähigkeit K von 0,012 W/cm² °C), Fluorkohlen-Kunst stoff (mit einer Wärmeleitfähigkeit K von 0,0025 W/cm² °C) oder Silikongummi (mit einer Wärmeleitfähigkeit K von 0,0015 W/cm² °C), der eine höhere Wärmeisoliereigenschaft als das Lasermedium (z. B. YAG mit einer Wärmeleitfähigkeit K von 0,12 W/cm² °C) hat.

Ein herkömmlicher Laseroszillator ist wie oben erläutert aufgebaut. Die Probleme dabei sind, daß Wärmeisolierstoffe der Abstützungen 5 an den Plattenseitenflächen 12 und Kleb stoffe das Anregungslicht absorbieren und Wärme erzeugen, so daß eine Temperaturverteilung mit heißen Seitenflächen in einer Breitenrichtung und eine konkavlinsenförmige optische Verzeichnung bzw. Verzerrung gemeinsam mit der Hochtempera turverteilung an der Seitenfläche erzeugt werden, wie Fig. 94 zeigt, was zu einer Verschlechterung der Strahlgüte und der Laserausgangsleistung führt. Außerdem besteht ein wei teres Problem darin, daß die Strahlgüte sich in Abhängigkeit von einem Ausgangsleistungspegel ändert, da die optische Verzeichnung von der Anregungsintensität abhängt.

Wenn der Reflexionsgrad der Abstützung 5 in bezug auf das Anregungslicht 21 gering ist, geht das Anregungslicht 21 von den Plattenseitenflächen 12 zu den Abstützungen 5, wie Fig. 95 zeigt. Weitere Nachteile sind daher, daß kein ausreichen der Schwingungseffekt erhalten wird und eine gleichförmige Anregung aufgrund der verschlechterten Anregungsintensität im Bereich der Seitenfläche nicht erreichbar ist.

Wenn die Platte 1 und die Abstützungen 5 an ihren Seiten flächen in dem Rahmen 7 enthalten sind, bringt Druck, der durch die O-Dichtringe 70 in der oberen und der unteren Oberfläche bewirkt wird, Kraft in einer Richtung 510 auf, um die Platte 1 von den Abstützungen 5 zu trennen, wie die Fig. 96, 97 zeigen. Infolgedessen kann das Kühlmittel 41 auf Grund der verminderten Hafteigenschaften zwischen den Plattensei tenflächen 12 und den Abstützungen 5 nicht ausreichend her metisch eingeschlossen werden, so daß an der Plattenend fläche 13 durch ein Leck Wasser austritt. Es gibt daher schwerwiegende Probleme, weil ein Strahl unterbrochen werden kann und eine Kontaminierung an der Strahlein tritts/austrittsendfläche 13, die spiegelpoliert ist, auf treten kann.

Wenn ferner die Platte stark angeregt wird, wird im Bereich der Plattenseitenflächen und des Eintritts/Austrittsendes eine mechanische Formänderung erzeugt, wie die Fig. 98, 99 zeigen. Die daraus resultierenden Probleme sind, daß Wasser aufgrund der verringerten Wasserdichtigkeit zwischen den Plattenseitenflächen 12 und den Abstützungen 5 austreten kann, daß aufgrund einer Spannungskonzentration 125 eine op tische Verzeichnung auftreten kann, weil die Abstützungen 5 die Platte 1 möglicherweise nur mit Punktkontakt berühren, und daß die Platte 1 schlimmstenfalls beschädigt werden kann.

Alternativ können als Abstützungen 5 Substanzen mit hohem Reflexionsvermögen verwendet werden, um einen verbesserten Schwingungswirkungsgrad zu erhalten. Die meisten Substanzen dieser Art haben jedoch extrem schlechte Hafteigenschaften, und es ist typischerweise schwierig, eine Kompatibilität der Wärmeisoliereigenschaften mit der Wasserdichtigkeit für die Plattenseitenfläche 12 selbst bei Verwendung solcher Sub stanzen zu erreichen.

Die Erfindung soll die genannten Probleme überwinden, und die Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines kom pakten Festkörperlasers mit niedrigeren Kosten, der einen höheren Wirkungsgrad, sehr hohe Strahlgüte und Stabilität der Ausgangsleistung sowie höhere Zuverlässigkeit hat, sowie die Bereitstellung einer Laserbearbeitungsvorrichtung, die einen solchen Festkörperlaser verwendet.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird zur Lösung der genannten Aufgabe ein Festkörperlaser angegeben, bei dem ein sogenanntes Plattenlasermedium verwendet wird, wobei ein Paar von Abstützungen auf der rechten und der linken Seite des Lasermediums vorgesehen ist und in der Abstützung an ei ner inneren Oberfläche, die einer Seitenfläche des Laserme diums gegenübersteht, oder an einer rückwärtigen Oberfläche ein unregelmäßiges Muster ausgebildet ist.

Wie vorstehend gesagt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung die unregelmäßige Konstruktion in der Abstützung an der Oberfläche, die dem Lasermedium gegenübersteht, oder an der hinteren Oberfläche vorgesehen, und ein konkaver Bereich enthält Substanzen, wie etwa Kühl mittel (beispielsweise Wasser) mit niedrigem Absorptionsver mögen, geringer Wärmeausbildung und ausreichender Kühlwir kung. Es ist dadurch möglich, einen thermischen Grenz schichtzustand einer Plattenseitenfläche zu optimieren und das Auftreten von Temperaturverteilungen in einer Breiten richtung und einer Längsrichtung der Platte sowie das Auf treten einer optischen Verzeichnung mit der Temperatur verteilung zu verhindern.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Festkör perlaser angegeben, bei dem ein sogenanntes Plattenlaser medium verwendet wird, wobei ein Paar von Abstützungen auf der rechten und der linken Seite des Lasermediums angeordnet ist und die Abstützungen aus einer Vielzahl von verschie denen Materialien hergestellt sind.

Wie oben gesagt, besteht bei dem Festkörperlaser gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung die Abstützung aus einem Ver bundmaterial, das die Vielzahl von verschiedenen Materialien enthält. Dadurch ist es möglich, einen thermischen Grenz schichtzustand zwischen einer Plattenseitenfläche und der Abstützung zu optimieren und das Auftreten einer Temperatur verteilung in Breitenrichtung und in einer Längsrichtung der Platte sowie das Auftreten einer optischen Verzeichnung mit der Temperaturverteilung zu verhindern.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Festkör perlaser angegeben, bei dem ein sogenanntes Plattenlaser medium verwendet wird, wobei ein Paar von Abstützungen auf der rechten und linken Seite des Lasermediums angeordnet ist und die Abstützung mit einer Seitenfläche des Lasermediums unter Druck in Kontakt ist.

Wie oben gesagt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung die Abstützung an der Seiten fläche des Lasermediums angeordnet und unter Druck mit einer Plattenseitenfläche in Kontakt gehalten. Diese Konstruktion verbessert die Wasserdichtigkeit zwischen der Plattenseiten fläche und der Abstützung und stabilisiert einen thermischen Grenzschichtzustand der Plattenseitenfläche, um so eine optische Charakteristik des Plattenmediums zu stabilisieren.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Festkör perlaser gemäß dem ersten oder dem zweiten Aspekt der Erfin dung angegeben, wobei die Abstützung unter Druck mit einer Seitenfläche des Lasermediums in Kontakt gehalten ist.

Wie angegeben, wird bei dem Festkörperlaser gemäß dem vier ten Aspekt der Erfindung die Abstützung unter Druck mit der Seitenfläche des Lasermediums in Kontakt gehalten. Es ist dadurch möglich, einen Effekt weiter zu stabilisieren, der durch das Vorsehen einer unregelmäßigen Ausbildung einer inneren Abstützungsoberfläche oder durch Ausbilden der Ab stützung aus einer Vielzahl von Materialien erhalten wird, und zwar den Effekt der Optimierung eines thermischen Grenz schichtzustands zwischen einer Seitenfläche des Lasermediums und der Abstützung, und die Wasserdichtigkeit zu verbessern.

Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird ein Festkör perlaser angegeben, bei dem ein sogenanntes Plattenlaser medium verwendet wird und ein Paar von Abstützungen auf der rechten und der linken Seite des Lasermediums angeordnet ist. Bei dem Festkörperlaser ist in der Abstützung an einer einem Anregungsbereich entsprechenden Position gegenüber dem Lasermedium eine Ausnehmung vorgesehen, und ein Element mit hohem Reflexionsvermögen für Anregungslicht ist in der Aus nehmung angeordnet.

Wie oben angegeben, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung die Ausnehmung in der Ab stützung an der dem Anregungsbereich entsprechenden Position gegenüber dem Lasermedium vorgesehen, und das Element mit hohem Reflexionsvermögen für das Anregungslicht ist in der Ausnehmung angeordnet. Mit dieser Konstruktion können Ver luste des Anregungslichts an einer Plattenseitenfläche her abgesetzt werden, die Notwendigkeit für einen Klebstoff an der Verbindungsstelle zwischen dem hochreflektierenden Kör per und der Plattenseitenfläche wird beseitigt, um dadurch die Wärmeerzeugung an einer Zwischenfläche und die gemeinsam mit der Wärmeerzeugung auftretende optische Verzeichnung zu verringern, und eine hohe Wasserdichtigkeit kann beibehalten werden.

Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkör perlaser gemäß dem ersten, dem zweiten, dem dritten oder dem vierten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem in der Ab stützung an einer einem Anregungsbereich entsprechenden Po sition gegenüber dem Lasermedium eine Ausnehmung vorgesehen und ein Element mit hohem Reflexionsvermögen für Anregungs licht in der Ausnehmung angeordnet ist.

Wie oben gesagt, ist es bei dem Festkörperlaser gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung möglich, einige Konfigurati onsmerkmale zu kombinieren, beispielsweise die unregelmäßige Ausbildung der Innenfläche der Abstützung, eine Konfigura tion zum Druckkontakt der Abstützung mit dem Lasermedium, und eine Konfiguration, bei der der Körper mit hohem Refle xionsvermögen in der Ausnehmung der Abstützung angeordnet ist, so daß gleichzeitig eine starke optische Charakteristik und verbesserte Wasserdichtigkeit als synergistischer Effekt der Kombination erzielt werden.

Insbesondere kann die Konfiguration, bei der der Körper mit hohem Reflexionsvermögen in der Ausnehmung der Abstützung angeordnet ist, mit der Konfiguration kombiniert werden, bei der die Abstützung unter Druck mit dem Lasermedium in Kon takt ist, was zu einem synergistischen Effekt führt, so daß ein guter Wirkungsgrad erreicht und gleichzeitig hohe Was serdichtigkeit beibehalten wird. Wenn der Körper mit hohem Reflexionsvermögen in der Ausnehmung der Abstützung angeord net ist, ist dieser Körper bevorzugt unter Druck mit dem La sermedium in Kontakt gehalten. In diesem Fall wirkt jedoch die Druckkraft auf den Körper mit hohem Reflexionsvermögen entgegengesetzt in einer Richtung, um die Abstützung von dem Lasermedium zu trennen. Es ist somit notwendig, die Ab stützung entgegen der Gegenwirkung an das Lasermedium zu drücken, um die hohe Wasserdichtigkeit beibehalten zu kön nen.

Gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung wird ein Festkör perlaser gemäß dem ersten, dem vierten oder dem sechsten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem in einer Innenfläche der Abstützung eine Nut vorgesehen ist, die in einer Dicken richtung des Lasermediums verläuft, um die unregelmäßige Ausbildung zu bilden.

Wie oben gesagt, verläuft bei dem Festkörperlaser gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung die Nut in einer Richtung par allel zu einer Dickenrichtung der Platte, und ein konkaver Bereich der Nut enthält Substanzen, wie z. B. ein Kühlmittel (beispielsweise Wasser), das geringes Absorptionsvermögen, niedrige Wärmeerzeugung und eine ausreichende Kühlwirkung hat. Dadurch ist es möglich, einen thermischen Grenz schichtzustand einer Plattenseitenfläche zu optimieren und das Auftreten von Temperaturverteilungen in einer Breiten richtung der Platte und in einer Längsrichtung sowie das Auftreten einer optischen Verzeichnung gemeinsam mit der Temperaturverteilung zu verhindern.

Gemäß einem achten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörper laser nach dem ersten, dem vierten, dem sechsten oder dem siebten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem eine Ver teilung in einer Längsrichtung oder einer Vertikalrichtung des Lasermediums für eine Teilung, eine Fläche oder eine Tiefe der unregelmäßigen Ausbildung vorgesehen ist.

Wie oben gesagt, sind bei dem Festkörperlaser gemäß dem ach ten Aspekt der Erfindung die Verteilungen in der Dicken richtung und der Längsrichtung der Platte entweder für alle oder eine von Zone, Teilung und Tiefe des konkaven Bereichs der Abstützung vorgesehen. Die Verteilungen ergeben den op timalen thermischen Grenzschichtzustand an allen Positionen einer Plattenseitenfläche in Dicken- und Längsrichtung. Da durch ist es möglich, das Auftreten von Temperaturverteilun gen in einer Breitenrichtung und einer Längsrichtung der Platte zu verhindern und das Auftreten einer optischen Ver zeichnung mit der Temperaturverteilung zu verhindern.

Gemäß einem neunten Aspekt der Erfindung wird ein Festkör perlaser gemäß dem ersten, dem vierten oder dem sechsten bis achten Aspekt der Erfindung angegeben, wobei das Lasermedium von Kühlmittel gekühlt wird, das so eingefüllt ist, daß es jede polierte Oberfläche berührt, und wobei zwischen dem Kühlmittel an der oberen und dem an der unteren Seite des Lasermediums eine Druckdifferenz vorgesehen ist, um in einem konkaven Bereich in der Innenfläche der Abstützung einen Kühlmitteldurchfluß zu erzeugen.

Wie oben gesagt, wird bei dem Festkörperlaser gemäß dem neunten Aspekt der Erfindung das Lasermedium von dem Kühl mittel gekühlt, das so eingefüllt ist, daß es die Oberfläche berührt, und die Druckdifferenz in dem Kühlmittel erzeugt den Kühlmittelfluß in den konkaven Bereich in einer der Platte zugewandten Oberfläche der Abstützung. Dadurch ist es möglich, einen Kühlzustand an einer Kontaktgrenzfläche zwi schen einer Plattenseitenfläche und der Abstützung zu op timieren und zu verhindern, daß Temperaturverteilungen in einer Plattenbreitenrichtung und in einer Längsrichtung auf treten, und zu verhindern, daß eine optische Verzeichnung mit der Temperaturverteilung auftritt.

Gemäß einem zehnten Aspekt der Erfindung wird ein Festkör perlaser gemäß dem neunten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem eine unregelmäßige Struktur in der Innenfläche der Abstützung von einer Nut gebildet ist, die sich diagonal in bezug auf eine Dickenrichtung des Lasermediums erstreckt.

Wie oben gesagt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem zehn ten Aspekt der Erfindung die Nut in der Abstützung vorge sehen, die an einer Seitenfläche des Lasermediums an einer dem Lasermedium gegenüberstehenden Position angeordnet ist, um diagonal zu einer Plattendickenrichtung zu verlaufen. Die Nut erzeugt den Kühlmittelfluß in dem konkaven Bereich. Es ist dadurch möglich, einen Kühlzustand an einer Kontakt grenzfläche zwischen einer Plattenseitenfläche und der Ab stützung zu optimieren und das Auftreten von Temperatur verteilungen in einer Plattenbreitenrichtung und in einer Längsrichtung zu verhindern und das Auftreten einer opti schen Verzeichnung mit einer Temperaturverteilung zu vermei den.

Gemäß einem elften Aspekt der Erfindung wird ein Festkörper laser gemäß dem ersten bis zehnten Aspekt der Erfindung an gegeben, wobei die Abstützung aus einem Material besteht, das ein hohes Reflexionsvermögen für Anregungslicht hat.

Wie gesagt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem elften Aspekt der Erfindung die Abstützung aus einem Material mit hohem Reflexionsvermögen für das Anregungslicht hergestellt. Es ist dadurch möglich, eine hocheffiziente Anregung durch zuführen, die Herabsetzung der Anregungsintensität im Be reich einer Plattenseitenfläche zu verhindern und die Erzeu gung einer optischen Verzeichnung zu vermindern.

Gemäß einem zwölften Aspekt der Erfindung wird ein Festkör perlaser nach dem dritten, dem vierten, dem sechsten oder dem siebten bis elften Aspekt der Erfindung angegeben, wobei die Abstützung mit dem Lasermedium durch einen elastischen Körper unter Druck in Kontakt gehalten ist.

Wie gesagt, wird bei dem Festkörperlaser gemäß dem zwölften Aspekt der Erfindung die Abstützung mit einer Platte durch den elastischen Körper unter Druck in Kontakt gebracht, so daß eine mechanische Verformung der Platte und der Ab stützung absorbiert bzw. ausgeglichen wird, und eine ört liche Spannungskonzentration an einer Plattenseitenfläche kann aufgelöst werden, um eine durch Beanspruchung bedingte Verformung zu verringern. Außerdem ist es möglich, die Hafteigenschaften zwischen der Plattenseitenfläche und der Abstützung zu verbessern und dadurch die Wasserdichtigkeit weiter zu erhöhen, und einen thermischen Grenzschichtzustand der Plattenseitenfläche zu stabilisieren, um dadurch die op tische Charakteristik des Plattenmediums zu stabilisieren.

Gemäß einem dreizehnten Aspekt der Erfindung wird ein Fest körperlaser nach dem zwölften Aspekt der Erfindung ange geben, bei dem der elastische Körper ein Material aufweist, das für Anregungslicht transparent ist.

Wie oben gesagt, weist bei dem Festkörperlaser nach dem dreizehnten Aspekt der Erfindung der elastische Körper ein Material auf, das für Anregungslicht transparent ist. Da durch ist es möglich, die Wärmeerzeugung infolge einer Ab sorption des Anregungslichts zu verringern und ferner eine erhöhte Temperatur einer Plattenseitenfläche sowie eine op tische Verzeichnung, die sonst mit der erhöhten Temperatur auftritt, zu verringern.

Gemäß einem vierzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Fest körperlaser nach dem zwölften oder dreizehnten Aspekt ange geben, bei dem der elastische Körper haftend mit der Ab stützung verbunden ist.

Wie oben gesagt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem vier zehnten Aspekt der Erfindung der elastische Körper haftend mit der Abstützung verbunden. Dadurch können die Montage und Demontage einer Platte und der Abstützung vereinfacht und die Wasserdichtigkeit erhöht werden.

Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Fest körperlaser nach dem dritten, dem vierten oder dem sechsten bis vierzehnten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem zwi schen einem Anregungsbereich des Lasermediums und einer Ab stützung kein Zwischenelement vorgesehen ist.

Wie oben gesagt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem fünf zehnten Aspekt der Erfindung ein elastischer Körper nur im Bereich einer Abdichtposition für Kühlmittel zwischen der Platte und der Abstützung angeordnet, und es ist kein Zwi schenelement zwischen der Platte an einem Anregungsbereich und der Abstützung vorgesehen. Dadurch wird es möglich, die Wärmeerzeugung an einer Grenzfläche zwischen einer Platten seitenfläche und der Abstützung herabzusetzen sowie eine er höhte Temperatur der Plattenseitenfläche und eine optische Verzeichnung, die sonst mit der erhöhten Temperatur auf tritt, zu vermindern.

Gemäß einem sechzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Fest körperlaser nach dem zwölften bis fünfzehnten Aspekt angege ben, bei dem eine Elastizität aufweisende Substanz in einen Zwischenraum zwischen einem Abschrägungsbereich von Eckbe reichen in der Nähe einer Abdichtposition des Lasermediums und des elastischen Körpers eingebracht ist.

Wie angegeben, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem sech zehnten Aspekt der Erfindung die Elastizität aufweisende Substanz in den Zwischenraum zwischen der Abschrägung der Platteneckbereiche und dem elastischen Körper gefüllt, was zu verbesserter Wasserdichtigkeit führt.

Gemäß einem siebzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Fest körperlaser nach dem dritten, dem vierten oder dem sechsten bis sechzehnten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem eine Abschrägungsdimension von Eckbereichen in der Nähe einer Ab dichtposition des Lasermediums mit 0,3 mm oder weniger vor gegeben ist.

Wie oben gesagt, ist bei dem Festkörperlaser nach dem sieb zehnten Aspekt der Erfindung die Abschrägungsdimension der Platteneckbereiche in der Nähe der Abdichtposition mit 0,3 mm oder weniger vorgegeben, was zu noch weiter verbes serter Wasserdichtigkeit führt.

Gemäß einem achtzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Fest körperlaser nach dem dritten, dem vierten oder dem sechsten bis siebzehnten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem ein Gewindeloch in einem die Abstützung integral enthaltenden Rahmen an einer Position vorgesehen ist, die der Abstützung gegenübersteht, so daß es sich im wesentlichen senkrecht zu einer Rückfläche der Abstützung erstreckt, und bei dem ein distales Ende eines Gewindeelements, das in das Gewindeloch eingesetzt ist, die Rückfläche der Abstützung beaufschlagt, um die Abstützung unter Druck in Kontakt mit dem Lasermedium zu bringen.

Wie oben gesagt, ist bei dem Festkörperlaser nach dem acht zehnten Aspekt der Erfindung das Gewindeloch in dem Rahmen an der der Abstützung gegenüberstehenden Position vorgesehen und erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zu der Rück fläche der Abstützung, und ein distales Ende eines in das Gewindeloch gedrehten Gewindeelements drückt auf die Rück fläche der Abstützung, um die Abstützung unter Druck mit einer Plattenseitenfläche in Kontakt zu bringen. Dadurch ist es möglich, den Kontaktdruck zwischen der Abstützung und der Plattenseitenfläche einzustellen, indem das Gewindeelement von außen zu einer Plattenfläche gedreht und der optimale Kontaktdruck auf einfache Weise erhalten wird, der sehr gute Wasserdichtigkeit und geringere optische Verzeichnung zur Folge hat.

Gemäß einem neunzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Fest körperlaser nach dem achtzehnten Aspekt angegeben, bei dem zwischen der Abstützung und dem distalen Ende des Gewinde elements ein elastischer Körper angeordnet ist.

Wie oben gesagt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem neun zehnten Aspekt der Erfindung der elastische Körper zwischen der Abstützung und dem distalen Ende des Gewindeelements an geordnet. Es ist dadurch möglich, den Kontaktdruck zu sta bilisieren und die Einstellung des Kontaktdrucks zu erleich tern. Infolgedessen wird die Wasserdichtigkeit zwischen ei ner Plattenseitenfläche und der Abstützung weiter verbes sert, und der thermische Grenzschichtzustand der Platten seitenfläche kann weiter stabilisiert werden, was zu einer Stabilisierung einer optischen Charakteristik eines Platten mediums führt.

Gemäß einem zwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Fest körperlaser nach dem achtzehnten oder neunzehnten Aspekt an gegeben, bei dem an einer Rückfläche der Abstützung ein Plattenkörper angeordnet ist.

Wie oben gesagt, ist bei dem Festkörperlaser nach dem zwan zigsten Aspekt der Erfindung der Plattenkörper an der Rück fläche der Abstützung angeordnet. Dadurch ist es möglich, die Kontaktdruckverteilung zu relaxieren und eine optische Verzeichnung herabzusetzen und eine Beschädigung der Ab stützung zu verhindern.

Gemäß einem einundzwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem zwanzigsten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem zwischen der Abstützung und einem Plat tenkörper ein elastischer Körper angeordnet ist.

Wie oben gesagt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem einundzwanzigsten Aspekt der Erfindung der elastische Körper zwischen der Abstützung und dem Plattenkörper angeordnet. Dadurch kann die Kontaktdruckverteilung noch mehr relaxiert werden, um dadurch die optische Verzeichnung weiter zu ver ringern und die Hafteigenschaften zu stabilisieren.

Gemäß einem zweiundzwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem einundzwanzigsten Aspekt der Er findung angegeben, bei dem der Plattenkörper aus einem Mate rial besteht, das eine sehr viel geringere Elastizität als der elastische Körper hat.

Wie oben gesagt, ist bei dem Festkörperlaser nach dem zwei undzwanzigsten Aspekt der Erfindung für den Plattenkörper, der an einer Rückfläche der Abstützung vorgesehen ist, eine geringe Elastizität vorgesehen. Dadurch kann die Kontakt druckverteilung so gesteuert werden, daß eine optimale Kon taktdruckverteilung mit gleichzeitiger ausgezeichneter Was serdichtigkeit und geringerer optischer Verzeichnung er reicht wird.

Gemäß einem dreiundzwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser gemäß dem fünften oder sechsten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem das Element mit hohem Refle xionsvermögen unter Druck mit einer Seitenfläche des Laser mediums in Kontakt ist.

Wie oben gesagt, ist bei dem Festkörperlaser nach dem drei undzwanzigsten Aspekt der Erfindung ein Element, das ein hohes Reflexionsvermögen für Anregungslicht hat, in einer Ausnehmung der Abstützung angeordnet und wird unter Druck mit einer Plattenseitenfläche in Kontakt gebracht. Es ist dadurch möglich, die Hafteigenschaften zu verbessern und einen gleichmäßigen und stabilen thermischen Grenzschicht zustand einer Plattenseitenfläche vorzusehen, um dadurch eine optische Charakteristik eines Plattenmediums zu stabi lisieren.

Gemäß einem vierundzwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem dreiundzwanzigsten Aspekt der Er findung angegeben, bei dem zwischen einer Rückfläche des Elements mit hohem Reflexionsvermögen und einer Ausnehmung ein elastischer Körper angeordnet ist, wobei die Elastizität des elastischen Körpers das Element mit hohem Reflexionsver mögen mit einer Seitenfläche des Lasermediums unter Druck in Kontakt bringt.

Wie oben angegeben, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem vierundzwanzigsten Aspekt der Erfindung der elastische Körper für die Rückfläche des Elements mit hohem Reflexions vermögen für Anregungslicht vorgesehen, und die Elastizität des elastischen Körpers bewirkt den Kontakt des elastischen Körpers mit dem hohes Reflexionsvermögen aufweisenden Ele ment mit der Seitenfläche der Platte unter Druck. Dadurch ist es möglich, eine mechanische Verformung der Platte, des hochreflektiven Körpers und der Abstützung zu absorbieren und die lokale Spannungskonzentration an der Plattenseiten fläche zu vermindern, um dadurch die spannungsbedingte Ver formung herabzusetzen. Außerdem ist es möglich, die Haft eigenschaften zwischen der Plattenseitenfläche und dem hoch reflektiven Körper zu verbessern und einen thermischen Grenzschichtzustand der Plattenseitenfläche zu stabili sieren, um dadurch eine optische Charakteristik eines Plat tenmediums zu stabilisieren.

Gemäß einem fünfundzwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem dreiundzwanzigsten Aspekt der Er findung angegeben, bei dem in einer Ausnehmung der Ab stützung ein Gewindeloch vorgesehen ist und im wesentlichen senkrecht zu einer Seitenfläche eines Lasermediums verläuft und ein distales Ende einer Schraube, die in das Gewindeloch eingesetzt ist, das hochreflektive Element mit der Seiten fläche des Lasermediums unter Druck in Kontakt bringt.

Wie oben gesagt, ist bei dem Festkörperlaser nach dem fün fundzwanzigsten Aspekt der Erfindung das Gewindeloch in der Abstützung an einer Position entgegengesetzt zu dem Element mit hohem Reflexionsvermögen für Anregungslicht vorgesehen, um sich im wesentlichen senkrecht zu einer Rückfläche des Körpers mit hohem Reflexionsvermögen zu erstrecken, und das distale Ende der Schraube, die in das Gewindeloch eingesetzt ist, schiebt die Rückfläche des Körpers mit hohem Refle xionsvermögen unter Druck in Kontakt mit der Plattenseiten fläche. Es ist dadurch möglich, den Kontaktdruck zwischen dem Körper mit hohem Reflexionsvermögen und der Platten seitenfläche durch Drehen der Schraube außerhalb eines Plat tenvorderendes einzustellen und den optimalen Kontaktdruck mit geringerer optischer Verzeichnung ohne weiteres vorzu sehen.

Gemäß einem sechsundzwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem fünfundzwanzigsten Aspekt der Erfindung vorgesehen, bei dem ein elastischer Körper zwi schen dem Element mit hohem Reflexionsvermögen und dem dis talen Ende der Schraube vorgesehen ist.

Wie oben gesagt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem sechsundzwanzigsten Aspekt der Erfindung der elastische Kör per zwischen dem Element mit hohem Reflexionsvermögen für Anregungslicht und dem distalen Ende der Schraube ange ordnet. Dadurch ist es möglich, den Kontaktdruck zu stabi lisieren, seine Einstellung zu erleichtern und die Haft eigenschaften zwischen einer Plattenseitenfläche und dem Körper mit hohem Reflexionsvermögen so zu verbessern, daß dadurch ein thermischer Grenzschichtzustand der Platten seitenfläche weiter stabilisiert wird, was zu einer Stabili sierung einer optischen Charakteristik eines Plattenmediums führt.

Gemäß einem siebenundzwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem fünf- oder dem sechsundzwanzig sten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem an einer Rück fläche des Elements mit hohem Reflexionsvermögen ein Plat tenkörper angeordnet ist.

Wie oben gesagt, ist bei dem Festkörperlaser nach dem sie benundzwanzigsten Aspekt der Erfindung der Plattenkörper an der Rückfläche des Elements mit hohem Reflexionsvermögen für Anregungslicht angeordnet. Dadurch ist es möglich, eine Kon taktdruckverteilung zu relaxieren, eine optische Verzeich nung zu verringern und eine Beschädigung des Körpers mit hohem Reflexionsvermögen zu verhindern.

Gemäß einem achtundzwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem siebenundzwanzigsten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem ein elastischer Körper zwischen dem Element mit hohem Reflexionsvermögen und einem Platten körper angeordnet ist.

Wie oben gesagt, ist bei dem Festkörperlaser nach dem achtundzwanzigsten Aspekt der Erfindung der elastische Körper zwischen dem Element mit hohem Reflexionsvermögen für Anregungslicht und dem Plattenkörper angeordnet. Es ist dadurch möglich, eine mechanische Verformung der Platte, des hochreflektierenden Körpers und der Abstützung zu absorbie ren und eine Kontaktdruckverteilung weiter zu relaxieren, um dadurch eine optische Verzeichnung weiter zu verringern. Au ßerdem ist es möglich, Hafteigenschaften weiter zu verbes sern und einen thermischen Grenzschichtzustand der Platten seitenfläche zu stabilisieren, um dadurch eine optische Charakteristik eines Plattenmediums zu stabilisieren.

Gemäß einem neunundzwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem achtundzwanzigsten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem der Plattenkörper aus einem Material hergestellt ist, das eine sehr viel geringere Elastizität als der elastische Körper hat.

Wie oben angegeben, ist bei dem Festkörperlaser nach dem neunundzwanzigsten Aspekt der Erfindung die geringe Elasti zität für den Plattenkörper vorgesehen, der an einer Rück fläche eines Elements angeordnet ist, das für Anregungslicht hochreflektierend ist. Dadurch ist es möglich, eine Kontaktdruckverteilung so zu steuern, daß die optimale Druckverteilung mit geringerer optischer Verzeichnung vorgesehen wird.

Gemäß einem dreißigsten Aspekt der Erfindung wird ein Fest körperlaser nach dem fünften oder sechsten oder dreiundzwan zigsten bis neunundzwanzigsten Aspekt der Erfindung ange geben, bei dem das Element mit hohem Reflexionsvermögen integral mit einem Kondensor geformt ist, der Anregungslicht zum Bestrahlen des Lasermediums kondensiert.

Wie oben angegeben, ist bei dem Festkörperlaser nach dem dreißigsten Aspekt der Erfindung das Element mit hohem Re flexionsvermögen für das Anregungslicht in einer Ausnehmung einer Abstützung angeordnet, und das hochreflektierende Ele ment ist integral mit dem Kondensor geformt. Es ist dadurch möglich, die Zahl von Einzelteilen zu verringern, einen Zwi schenraum zwischen dem Kondensor und der Abstützung zu be seitigen und Verluste des Anregungslichts herabzusetzen.

Gemäß einem einunddreißigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem ersten bis dreißigsten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem ein Laserstrahl durch einen stabilen Resonator herausgeführt wird.

Wie oben angegeben, kann bei dem Festkörperlaser nach dem einunddreißigsten Aspekt der Erfindung der stabile Resonator einen Laserstrahl mit geringerer Verzeichnung aus einem La sermedium erzeugen, dessen optische Verzeichnung herabge setzt ist.

Gemäß einem zweiunddreißigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem ersten bis dreißigsten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem ein Laserstrahl aus einem an isotropen Resonator herausgeführt wird, der als stabiler Re sonator in einer Dickenrichtung des Lasermediums und als in stabiler Resonator in einer Breitenrichtung wirkt.

Wie oben angegeben, kann bei dem Festkörperlaser nach dem zweiunddreißigsten Aspekt der Erfindung der anisotrope Reso nator einen Laserstrahl mit geringerer Verzeichnung und aus gezeichneter Isotropie im Querschnitt aus dem Lasermedium, dessen optische Verzeichnung herabgesetzt ist, erzeugen.

Gemäß einem dreiunddreißigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem ersten bis dreißigsten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem ein Laserstrahl aus einem an isotropen Resonator herausgeführt wird, der als stabiler Re sonator in einer Dickenrichtung des Lasermediums und als einseitiger instabiler negativer Zweigresonator in einer Breitenrichtung wirkt.

Wie oben angegeben, kann bei dem Festkörperlaser nach dem dreiunddreißigsten Aspekt der Erfindung der anisotrope Reso nator einen Laserstrahl mit geringerer Verzeichnung und sehr viel besserer Isotropie im Querschnitt aus dem Lasermedium erzeugen, dessen optische Verzeichnung herabgesetzt ist.

Gemäß einem vierunddreißigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser angegeben, bei dem Laserstrahlen, die von verschiedenen Lasern abgegeben werden, von dem Lasermedium gemäß dem ersten bis dreißigsten Aspekt der Erfindung ver stärkt werden.

Wie oben angegeben, kann bei dem Festkörperlaser gemäß dem vierunddreißigsten Aspekt der Erfindung das Lasermedium, dessen optische Verzeichnung verringert ist, den von ver schiedenen Festkörperlasern abgegebenen Laserstrahl ohne Verzeichnung verstärken.

Gemäß einem fünfunddreißigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem ersten bis dreißigsten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem ein Laserstrahl von einem Lichtweg, der in einer Breitenrichtung des Lasermediums ge faltet ist, in Schwingungen versetzt oder verstärkt wird.

Wie oben gesagt, kann bei dem Festkörperlaser nach dem fünfunddreißigsten Aspekt der Erfindung der Lichtweg, der in der Breitenrichtung einer Platte gefaltet ist, einen äquiva lenten Mediumquerschnitt ergeben, der geringere Verzeichnung und sehr gute Isotropie in Querschnittsform aus dem Laserme dium hat, dessen optische Verzeichnung herabgesetzt ist.

Gemäß einem sechsunddreißigsten Aspekt der Erfindung wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung angegeben, mit der eine Laserbearbeitung durchgeführt wird durch Kondensieren eines von dem Festkörperlaser nach dem ersten bis fünfunddreißig sten Aspekt der Erfindung erzeugten Laserstrahls durch ein kondensierendes optisches System.

Wie oben gesagt, wird bei der Laserbearbeitungsvorrichtung nach dem sechsunddreißigsten Aspekt der Erfindung die Laser bearbeitung durch Bündeln des von dem Festkörperlaser er zeugten Laserstrahls durch das kondensierende optische Sy stem durchgeführt. Infolgedessen hat der von dem Laser medium, dessen optische Verzeichnung verringert ist, er zeugte Laserstrahl geringere Verzeichnung und ausgezeichnete Isotropie in Querschnittsform und erzeugt einen kleinen Punktdurchmesser und eine große Tiefenschärfe mit ausge zeichneter Stabilität in einer Kondensierungsposition.

Gemäß einem siebenunddreißigsten Aspekt der Erfindung wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung angegeben, bei der die La serbearbeitung durchgeführt wird, indem ein von dem Festkör perlaser nach dem ersten bis fünfunddreißigsten Aspekt der Erfindung erzeugter Laserstrahl durch einen Lichtleiter ein geleitet wird.

Wie oben gesagt, wird bei der Laserbearbeitungsvorrichtung nach dem siebenunddreißigsten Aspekt der Erfindung die La serbearbeitung ausgeführt, indem der von dem Festkörperlaser erzeugte Laserstrahl durch den Lichtleiter eingeführt wird. Daher hat der Laserstrahl, der von dem Lasermedium erzeugt wird, dessen optische Verzeichnung verringert ist, eine ge ringere Verzeichnung und ausgezeichnete Isotropie im Quer schnitt und erzeugt einen kleinen Punktdurchmesser und eine große Tiefenschärfe mit ausgezeichneter Stabilität der Kon densierung an einer Lichtleiter-Eintrittsendfläche. Infolge dessen ist es möglich, eine stabile und hocheffiziente Ein kopplung des Laserstrahls in den Lichtleiter durchzuführen und auch nach der Übertragung durch den Lichtleiter eine hohe Strahlgüte beizubehalten.

Die vorstehenden und weiteren Vorteile und neuen Merkmale der Erfindung ergeben sich im einzelnen aus der nachstehen den genauen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. Es versteht sich dabei, daß die Zeichnungen nur dem Zweck der Veranschaulichung dienen und nicht als irgend eine Definition der Grenzen der Erfindung gedacht sind.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Aus führungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine Frontschnittansicht, die eine Ausführungsform eines Lasers gemäß dem ersten oder dem siebten Aspekt der Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht, die eine Aus führungsform des Lasers gemäß dem ersten oder dem siebten Aspekt der Erfindung zeigt;

Fig. 3 eine Perspektivansicht, die eine Konfiguration eines Lasermediums und von Abstützungen bei einer Ausführungsform des Lasers nach dem ersten oder dem siebten Aspekt der Erfindung zeigt;

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht, die die Konfiguration des Lasermediums und der Abstützungen bei einer Ausführungsform des Lasers gemäß dem ersten oder dem siebten Aspekt der Erfindung zeigt;

Fig. 5 ein Diagramm, das eine optische Verzeichnungsver teilung in einer Breitenrichtung des Lasermediums einer Ausführungsform des Lasers nach dem ersten Aspekt der Erfindung zeigt;

Fig. 6 ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Resona tors einer Ausführungsform eines Lasers gemäß dem einunddreißigsten Aspekt der Erfindung zeigt;

Fig. 7 ein Diagramm, das eine Ausgangsleistungscharakte ristik einer Ausführungsform des Lasers gemäß dem ersten oder dem einunddreißigsten Aspekt der Er findung zeigt;

Fig. 8 eine Perspektivansicht einer Konfiguration von Ab stützungen einer anderen Ausführungsform des La sers gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;

Fig. 9 eine vergrößerte Perspektivansicht einer Konfigu ration einer Abstützung einer anderen Ausführungs form des Lasers nach dem ersten Aspekt der Erfin dung;

Fig. 10 eine vergrößerte Perspektivansicht einer Konfigu ration einer Abstützung einer anderen Ausführungs form des Lasers nach dem ersten Aspekt der Erfin dung;

Fig. 11 eine vergrößerte Perspektivansicht einer Konfigu ration einer Abstützung einer anderen Ausführungs form des Lasers gemäß dem ersten Aspekt der Erfin dung;

Fig. 12 eine Vorderansicht entlang einer Dicken-Längsrich tung eines Lasermediums, die eine Temperaturver teilung eines Lasers gemäß dem achten Aspekt der Erfindung zeigt;

Fig. 13 eine Seitenansicht gemäß dem achten Aspekt der Er findung, die eine Temperaturverteilung des Lasers entlang der Dicken-Längsrichtung des Lasermediums zeigt;

Fig. 14 eine Perspektivansicht gemäß dem achten Aspekt der Erfindung, die eine Temperaturverteilung des La sers in einer Breitenrichtung des Lasermediums zeigt;

Fig. 15 eine Draufsicht von oben auf eine Konfiguration von Abstützungen einer Ausführungsform des Lasers nach dem achten Aspekt der Erfindung;

Fig. 16 eine Draufsicht von oben auf eine Konfiguration von Abstützungen einer anderen Ausführungsform des Lasers nach dem achten Aspekt der Erfindung;

Fig. 17 eine Draufsicht von oben auf eine Konfiguration von Abstützungen einer anderen Ausführungsform des Lasers nach dem achten Aspekt der Erfindung;

Fig. 18 eine Ansicht entlang einer Dicken-Breitenrichtung des Lasermediums, die Temperaturverteilungen des Lasers nach dem achten Aspekt der Erfindung zeigt;

Fig. 19 eine Frontschnittansicht einer Konfiguration einer Abstützung einer anderen Ausführungsform des Lasers nach dem achten Aspekt der Erfindung;

Fig. 20 eine Frontschnittansicht einer Konfiguration einer Abstützung einer anderen Ausführungsform des Lasers nach dem achten Aspekt der Erfindung;

Fig. 21 eine Frontschnittansicht einer Konfiguration einer Abstützung einer anderen Ausführungsform des Lasers nach dem achten Aspekt der Erfindung;

Fig. 22 eine Frontschnittansicht einer Konfiguration einer Abstützung einer anderen Ausführungsform des Lasers nach dem achten Aspekt der Erfindung;

Fig. 23 eine Draufsicht von oben auf eine Konfiguration von Abstützungen einer Ausführungsform eines Lasers nach dem zweiten Aspekt der Erfindung;

Fig. 24 eine Draufsicht von oben auf eine Konfiguration von Abstützungen einer anderen Ausführungsform des Lasers nach dem zweiten Aspekt der Erfindung;

Fig. 25 eine Perspektivansicht einer Konfiguration einer Abstützung einer Ausführungsform eines Lasers nach dem neunten Aspekt der Erfindung;

Fig. 26 eine Ansicht einer Konfiguration einer Kühlein richtung einer Ausführungsform des Lasers nach dem neunten Aspekt der Erfindung;

Fig. 27 eine Perspektivansicht, die Abstützungen und ein Lasermedium einer Ausführungsform eines Lasers nach dem zehnten Aspekt der Erfindung zeigt;

Fig. 28 eine vergrößerte Perspektivansicht, die die Ab stützung einer Ausführungsform des Lasers nach dem zehnten Aspekt der Erfindung zeigt;

Fig. 29 eine Ansicht einer Anregungsverteilung und einer Temperaturverteilung in einer Breitenrichtung eines Lasermediums eines Lasers nach dem elften Aspekt der Erfindung;

Fig. 30 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Lasers nach dem achtzehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 31 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem achtzehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 32 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem achtzehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 33 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Lasers nach dem zwölften, dem dreizehnten und dem vierzehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 34 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem zwölften, dem dreizehnten und dem vier zehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 35 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem zwölften, dem dreizehnten und dem vier zehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 36 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Lasers nach dem fünfzehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 37 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem fünfzehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 38 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem fünfzehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 39 eine Perspektivansicht eines Verbindungsbereichs zwischen einem Lasermedium und Abstützungen einer Ausführungsform eines Lasers nach dem sechzehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 40 eine Frontschnittansicht eines Verbindungsbereichs zwischen einem Lasermedium und Abstützungen einer Ausführungsform des Lasers nach dem sechzehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 41 eine Perspektivansicht eines Lasermediums und von Abstützungen einer Ausführungsform eines Lasers nach dem siebzehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 42 einen Schnitt eines Verbindungsbereichs zwischen einem Lasermedium und Abstützungen einer Ausfüh rungsform des Lasers nach dem siebzehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 43 einen Schnitt eines Verbindungsbereichs zwischen einem Lasermedium und Abstützungen einer Aus führungsform des Lasers nach dem siebzehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 44 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Lasers nach dem neunzehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 45 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem neunzehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 46 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem neunzehnten Aspekt der Erfindung;

Fig. 47 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Lasers nach dem zwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 48 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem zwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 49 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem zwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 50 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Lasers nach dem einundzwanzigsten Aspekt der Er findung;

Fig. 51 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem einundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 52 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem einundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 53 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Lasers nach dem zweiundzwanzigsten Aspekt der Er findung;

Fig. 54 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem zweiundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 55 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem zweiundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 56 ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Kontakt- Wärmewiderstands vom Kontaktdruck zwischen Ab stützungen und einer Seitenfläche des Lasermediums bei einer Ausführungsform des Lasers nach dem zweiundzwanzigsten Aspekt der Erfindung zeigt;

Fig. 57 eine Draufsicht von oben auf eine Ausführungsform eines Lasers nach dem dreiundzwanzigsten und dem vierundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 58 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem drei- und dem vierundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 59 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem drei- und dem vierundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 60 eine Draufsicht von oben auf eine Ausführungsform eines Lasers nach dem fünfundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 61 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem fünfundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 62 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem fünfundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 63 eine Draufsicht von oben auf eine Ausführungsform eines Lasers nach dem sechsundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 64 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem sechsundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 65 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem sechsundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 66 eine Draufsicht von oben auf eine Ausführungsform eines Lasers nach dem siebenundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 67 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem siebenundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 68 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem siebenundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 69 einen Frontschnitt einer Ausführungsform eines Lasers nach dem achtundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 70 eine Draufsicht von oben auf eine Ausführungsform des Lasers nach dem achtundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 71 einen seitlichen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem achtundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 72 einen Frontschnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem achtundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 73 eine Draufsicht von oben auf eine Ausführungsform eines Lasers nach dem neunundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 74 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem neunundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 75 einen Schnitt einer Ausführungsform des Lasers nach dem neunundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 76 eine Draufsicht von oben auf eine andere Ausfüh rungsform eines Lasers nach dem sieben- und dem achtundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 77 einen Schnitt einer anderen Ausführungsform eines Lasers nach dem sieben- und dem achtundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 78 einen Schnitt einer anderen Ausführungsform eines Lasers nach dem sieben- und dem achtundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 79 einen Frontschnitt einer Ausführungsform eines Lasers nach dem dreißigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 80 einen Frontschnitt einer anderen Ausführungsform des Lasers nach dem dreißigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 81 einen Frontschnitt einer anderen Ausführungsform des Lasers nach dem dreißigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 82 eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Reso nators einer Ausführungsform eines Lasers nach dem zweiunddreißigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 83 eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Reso nators einer Ausführungsform eines Lasers nach dem dreiunddreißigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 84 eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Reso nators und eines Verstärkers einer Ausführungsform eines Lasers nach dem vierunddreißigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 85 eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Reso nators einer Ausführungsform eines Lasers nach dem fünfunddreißigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 86 eine Draufsicht und eine Seitenansicht des Resona tors und des Verstärkers einer Ausführungsform des Lasers nach dem drei-, dem vier- und dem fünfund dreißigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 87 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Laserbearbeitungsvorrichtung nach dem sechsund dreißigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 88 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Laserbearbeitungsvorrichtung nach dem siebenund dreißigsten Aspekt der Erfindung;

Fig. 89 einen Frontschnitt eines herkömmlichen Lasers;

Fig. 90 einen seitlichen Schnitt des herkömmlichen Lasers;

Fig. 91 eine Draufsicht auf ein Lasermedium, Abstützungen und einen Rahmen, der das Lasermedium und die Ab stützungen des herkömmlichen Lasers enthält;

Fig. 92 eine Draufsicht auf das Lasermedium und die Ab stützungen des herkömmlichen Lasers;

Fig. 93 ein Diagramm einer Temperaturverteilung in einer Dickenrichtung des Lasermediums, eines zickzack förmigen Lichtweges und eines äquivalenten Licht weges;

Fig. 94 ein Diagramm einer Temperaturverteilung und einer wärmebedingten optischen Verzeichnung in einer Breitenrichtung des Lasermediums des herkömmlichen Lasers;

Fig. 95 eine Ansicht einer Anregungsintensitätsverteilung in einer Breitenrichtung des Lasermediums bei ei nem weiteren herkömmlichen Laser;

Fig. 96 eine Ansicht, die die in einer Richtung aufge brachte Kraft zeigt, wobei das Lasermedium von den Abstützungen des herkömmlichen Lasers getrennt wird;

Fig. 97 eine Ansicht, die den Austritt von Wasser an einer Endfläche des Lasermediums des herkömmlichen Lasers zeigt;

Fig. 98 eine Ansicht, die die mechanische Verformung an Enden in einer Breitenrichtung des Lasermediums des herkömmlichen Lasers zeigt;

Fig. 99 eine Ansicht, die die mechanische Verformung an Enden in einer Längsrichtung des Lasermediums des herkömmlichen Lasers zeigt.

Bevorzugte Ausführungsformen werden nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Ausführungsform 1

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1-7 wird eine Ausführungsform gemäß dem ersten und dem siebten Aspekt beschrieben. Fig. 1 ist ein Frontschnitt der Ausführungsform, Fig. 2 ein seit licher Schnitt davon, Fig. 3 eine Perspektivansicht eines Lasermediums und von Abstützungen und Fig. 4 eine teilweise vergrößerte Darstellung von Fig. 3.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 ein flachplattenförmiges Festkörperlasermedium (nachstehend als Platte bezeichnet) mit einem Paar von oberen und unteren polierten Oberflächen 11, die parallel zueinander verlaufen, mit einem Paar von seitlichen Oberflächen bzw. Seitenflächen 12, die auf der rechten und der linken Seite in Vertikalrichtung verlaufen, und mit einem Paar von einer hinteren und einer vorderen Endfläche 13, die als Eintritts/Austrittsfläche für einen Laserstrahl dienen. 5 ist eine Abstützung, die entlang der Seitenfläche 12 der Platte 1 angeordnet ist. 7 ist ein Rah men, der die Platte 1 und die Abstützungen 5 integral ent hält, und 70 ist eine Dichtung, um Wasser 41 abzudichten, das als Kühlmittel für die Platte dient.

Die Abdichtung 70 verläuft über einen gesamten Umfangsbe reich der Platte 1 und der entsprechenden Abstützungen 5 längs einer Ebene, die zu der Längsrichtung (d. h. Vorwärts- und Rückwärtsrichtung) der Platte 1 senkrecht ist. 2 ist eine Lampe zur Lichtanregung der Platte 1, und 21 ist das Anregungslicht. 3 ist ein Kondensor, um das Anregungslicht 21 zum Bestrahlen der Platte 1 zu kondensieren, und 8 ist ein Gehäuse zur Aufnahme der Kondensoren. 40 ist eine Trenn platte zur Bildung einer Durchflußbahn 4 des Plattenkühlwas sers 41, und die Trennplatte 40 ist für das Anregungslicht 21 transparent.

Bei der Ausführungsform ist eine Vielzahl von Vertikalnuten 52 in den Abstützungen 5 an Innenflächen 51 vorgesehen, die den Seitenflächen 12 der Platte 1 gegenüberstehen und in einer Dickenrichtung (einer Vertikalrichtung) der Platte mit vorbestimmten Abständen verlaufen, wie die Fig. 3 und 4 zei gen. Dadurch hat die Innenfläche 51 eine unregelmäßige Kon struktion.

Nachstehend wird die Funktionsweise beschrieben. Der Grund betrieb ist mit dem einer herkömmlichen Vorrichtung iden tisch und wird daher nicht erläutert. Daher folgt eine Be schreibung des Betriebs und einer detaillierten Ausführungs form der Abstützungen 5, die die Vertikalnuten 52 an den Plattenseitenflächen 12 aufweisen.

Probleme bei einem herkömmlichen Festkörperlaser sind er höhte Temperatur aufgrund von Absorption des Anregungslichts 21 oder Wärmeerzeugung in der Abstützung 5; ferner haben die Seitenflächen der Platte 1 eine Hochtemperaturverteilung in einer Breitenrichtung (d. h. in einer seitlichen Richtung) mit der erhöhten Temperatur. Bei der Ausführungsform sind die vertikalen Kühlnuten 52 in den Oberflächen 51 der Ab stützungen 5, die der Platte zugewandt bzw. damit in Kontakt sind, vorgesehen, um die Probleme zu überwinden. Das Wasser 41, das als das Kühlmittel für die Platte 1 wirkt, tritt in die Vertikalnuten 52 ein, so daß die Zwischenflächen 51 der Abstützungen gekühlt werden können.

Dadurch ist es möglich, die optische Verzeichnung herabzu setzen, indem die Temperaturverteilung in der Breitenrich tung der Platte 1 optimiert wird. Da das in die Nuten 52 eintretende Material Wasser ist, findet in diesem Fall nur eine geringe Absorption oder Wärmeerzeugung des Anregungs lichts 21 statt, und eine Kühlwirkung nimmt mit zunehmender Nutbreite 522 zu.

In der Praxis wurde für eine YAG-Platte mit einer Dicke von 6 mm, einer Breite von 25 mm und einer Anregungslänge von 150 mm Teflon-Kunststoff (Spectralon) als Abstützung 5 ver wendet, um die optische Verzeichnung (Wärmelinse) in der Plattenbreitenrichtung zu messen. Bei einer elektrischen Eingangsleistung für die Anregungslampe von 30 kW ohne Nuten zeigte sich eine starke Konkavlinsenverteilung an den seit lichen Enden, wie die Kurve c in Fig. 5 zeigt. Wenn die Nut breite 522 mit 0,5 mm, die Teilung 521 mit 1 mm und die Nut tiefe 523 mit 0,2 mm eingestellt waren, zeigte sich eine starke Konvexlinsenverteilung an den Seitenenden, wie die Kurve a in Fig. 5 zeigt. Danach wurde die Nutbreite 521 ver ändert, während die Teilung 521 und die Tiefe 523 so belas sen wurden, wie sie waren. Infolgedessen war es mit der Nut breite von 0,1 mm und der Teilung von 1 mm möglich, einen Zustand zu schaffen, in dem im wesentlichen keine Wärmelinse vorhanden war, wie die Kurve b in Fig. 5 zeigt.

Außerdem wurden Schwingungsexperimente unter den jeweiligen Bedingungen durchgeführt, wobei ein stabiler Resonator ver wendet wurde, wie Fig. 6 zeigt. Fig. 7 zeigt Ausgangslei stungscharakteristiken für die jeweiligen Zustände. Die La serausgangsleistung erhöhte sich im wesentlichen proportio nal zu der elektrischen Eingangsleistung von 30 kW unter der optimierten Bedingung b, aber eine starke Sättigung der Aus gangsleistung wurde bei der elektrischen Eingangsleistung von 20 kW oder später unter den Bedingungen ª und c mit der optischen Verzeichnung beobachtet.

Die Ausführungsform ist charakterisiert durch thermische Grenzschichtzustände der Plattenseitenfläche 12, die nur durch eine Änderung der Breite 522 der Nut 52 in der Ab stützung 5 optimiert werden, einen extrem einfachen Aufbau und die optimale Bedingung, die unveränderlich vorliegt. Die Brechkraft der Wärmelinse unter der optimierten Bedingung ist gleich 0,02 mm^-1 oder kleiner bei der elektrischen Ein gangsleistung von 30 kW und der Laserausgangsleistung von 1 kW oder höher. Der Absolutwert der Brechkraft der Wärme linse ist kleiner als die Brechkraft der Wärmelinse von 2 m^-1 in einem YAG-Stab und hat eine kleinere Abhängigkeit von der elektrischen Eingangsleistung als der YAG-Stab.

Die Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 wurde unter Bezug nahme auf einen Fall beschrieben, bei dem als Kühlmittelein trittsnuten 52 die Nuten parallel zu der Richtung der Plat tendicke verlaufen. Die gleiche Auswirkung kann aber auch durch Nuten erhalten werden, die parallel zu der Längs richtung der Platte verlaufen, wie die Fig. 8 und 9 zeigen, oder durch feine unregelmäßige Ausbildungen gemäß den Fig. 10 und 11.

Ausführungsform 2

Unter Bezugnahme auf die Fig. 12-15 wird eine Ausführungs form nach dem achten Aspekt beschrieben.

Bei einem Plattenlaser werden eine stabförmige Lampe 2 und ein stabförmiger Kondensor 3 verwendet, um eine möglichst gleichmäßige Anregung/Wärmeerzeugung in einer Längsrichtung sowie in einer Breitenrichtung zu erzielen. Tatsächlich ist jedoch die Anregungsintensität an den Enden einer Anregungs länge stärker verringert als im Bereich eines Zwischenbe reichs in Längsrichtung, was zu einer Temperaturverteilung gemäß Fig. 13 führt. Die Wärmeerzeugung an den der Platte zugewandten Oberflächen 51 der Abstützungen 5 ist in Rich tung zu den Enden stärker verringert. Infolgedessen werden auch die Enden unter den gleichen Kühlbedingungen wie der Zwischenbereich gekühlt, so daß die optische Verzeichnung in der Breitenrichtung eine Konkavlinsenverteilung an den Längsenden zeigt, wie in Fig. 14 zu sehen ist. Daher haben die Nutbreiten 522 dünnere Formen in einer Richtung näher an den Längsenden der Platte, wie Fig. 15 zeigt, um so die Kühlwirkung herabzusetzen und die optische Verzeichnung auch im Bereich der Enden zu minimieren.

Bei dieser Ausführungsform ist es also möglich, den opti malen thermischen Grenzschichtzustand an jeder gewünschten Position in der Längsrichtung der Plattenseitenflächen 12 sowie in der seitlichen Richtung der Platte 1 vorzusehen, um dadurch einen gleichförmigeren Laserstrahl höherer Güte zu erhalten.

Bei dieser Ausführungsform wird die Kühlbedingung verändert, indem nur die Breite 522 verringert wird, während die Nut tiefe 523 und die Teilung 521 konstantgehalten werden. Es ist aber auch möglich, die Kühlbedingung durch Verändern der Teilung und der Nuttiefe gemäß den Fig. 16 und 17 zu ändern.

Im übrigen wurde diese Ausführungsform unter Bezugnahme auf einen Fall beschrieben, in dem an dem Zwischenbereich in Längsrichtung eine hohe Anregungsintensität vorhanden ist. Es ist aber zu beachten, daß die optische Verzeichnung durch Einstellen der Teilung, der Breite und der Tiefe der Nut an den jeweiligen Längspositionen minimierbar ist, wenn bei spielsweise die starke Anregungsintensität an den Längsenden erzeugt wird.

Ausführungsform 3

Unter Bezugnahme auf die Fig. 18-20 wird eine weitere Aus führungsform gemäß dem achten Aspekt beschrieben.

Die Ausführungsformen 1 und 2 wurden unter Bezugnahme auf einen konstanten thermischen Grenzschichtzustand (einen Kühlzustand) von Plattenseitenflächen 12 in einer Dicken richtung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird in dem thermischen Grenzschichtzustand in der Dickenrichtung eine Verteilung erzeugt. Eine Platte 1 wird durch ihre beiden En den (polierten Oberflächen) 11 gekühlt, so daß die Platte 1 die quadratische Temperaturverteilung zeigt, deren Mittelbe reich in der Dickenrichtung heiß ist. Wenn die Plattensei tenflächen 12 vollständig isoliert sind, um keine Wärme erzeugung zu bewirken, sollte die Temperaturverteilung in einer Breitenrichtung gleichmäßig werden, wie Fig. 18(a) (in einer oberen Stufe) zeigt. Tatsächlich werden jedoch Tempe raturverteilungen gemäß den Fig. 18(b) (in einer mittleren Stufe) und 18(c) (in einer unteren Stufe) erzeugt, und zwar aufgrund der Wärmeleitung und Wärmeerzeugung einer Abstüt zung.

Daher ist bei dieser Ausführungsform eine Verteilung für eine Nutkonfiguration in der Dickenrichtung gemäß den Fig. 19 und 20 so vorgesehen, daß eine der Platte zugewandte Oberfläche 51 der Abstützung 5 die gleiche quadratische Tem peraturverteilung in der Dickenrichtung wie unter idealen Bedingungen für die Platte haben kann. Es ist dadurch auch bei einem Material, das eine gewisse Wärmeerzeugung und eine gewisse Wärmeleitung zeigt, möglich, die gleiche Temperatur verteilung wie bei einem vollständig isolierten Medium, das keine Wärme erzeugt, zu erreichen. Außerdem ist es möglich, die Güte eines Laserstrahls durch Optimierung des ther mischen Grenzschichtzustands in der Dickenrichtung der Platte zu erhöhen.

Ausführungsform 4

Unter Bezugnahme auf die Fig. 21 und 22 wird eine weitere Ausführungsform nach dem achten Aspekt beschrieben.

Dabei sind, um den optimalen thermischen Grenzschichtzustand an jeder gewünschten Position in Längs- und Dickenrichtung einer Plattenseitenfläche 12 zu erreichen, Nuten 52 in einer Abstützung sowohl in Längs- als auch in Dickenrichtung vor gesehen, wie Fig. 21 zeigt, so daß die Verteilung in der Tiefe, der Breite und der Teilung stattfindet. Infolgedessen kann die optische Verzeichnung weiter verringert werden.

Es ist außerdem möglich, die gleiche Auswirkung dadurch zu erreichen, daß kreisrunde konkave Bereiche 52 mit unter schiedlichen Radien in einer der Platte zugewandten Ober fläche der Abstützung vorgesehen werden, wie Fig. 22 zeigt, wobei eine Verteilung der kreisrunden konkaven Bereiche vor gesehen ist.

Ausführungsform 5

Unter Bezugnahme auf die Fig. 23 und 24 wird eine Aus führungsform nach dem zweiten Aspekt beschrieben.

Die Ausführungsform 4 wurde unter Bezugnahme auf einen Fall beschrieben, in dem ein thermischer Grenzschichtzustand einer Plattenseitenfläche durch feine konkave Bereiche 52 in einer der Platte zugewandten Oberfläche 51 einer Abstützung optimiert wird. Wie jedoch Fig. 23 zeigt, können Materialien 501 und 502, die in bezug auf Wärmeleitfähigkeit, Absorp tionsvermögen und spezifischen Wärmeverbrauch verschieden sind, abwechselnd in einer Plattenlängsrichtung laminiert sein, um ein Verbundmaterial zu bilden.

Außerdem können die Teilung, die Dicke und das Material (d. h., die Wärmeleitfähigkeit, das Absorptionsvermögen und der spezifische Wärmeverbrauch) des Verbundmaterials so op timiert werden, daß die makroskopische Wärmeleitfähigkeit optimiert wird. Dadurch ist es außerdem möglich, Temperatur verteilungen in einer Breiten- und einer Längsrichtung der Platte 1 und die Erzeugung einer optischen Verzeichnung zu vermindern.

Beispielsweise können als Verbundmaterial Spectralon (Kunstharz) und Macerite (Keramik) als Materialien 501 und 502 verwendet werden. Außerdem ist zu beachten, daß eine La minierungsrichtung der jeweiligen Materialien nicht auf die Längsrichtung der Platte 1 beschränkt ist, sondern das Ver bundmaterial einen anderen Aufbau haben kann, wobei die Ma terialien in einer Dickenrichtung der Platte 1 oder sowohl in Längs- als auch in Dickenrichtung laminiert sein können. Es ist auch möglich, den thermischen Grenzschichtzustand weiter dadurch zu optimieren, daß beispielsweise die Breite oder die Teilung der Laminierung in Abhängigkeit von einer exothermen Verteilung in Längsrichtung der Platte 1 geändert wird.

Alternativ kann auch eine Konstruktion gemäß Fig. 24 bei einer weiteren Ausführungsform nach dem zweiten Aspekt vor gesehen werden. Dabei sind in einer Abstützung 501 aus Kera mik mit relativ hoher Wärmeleitfähigkeit Nuten vorgesehen, die mit einem transparenten Silicongummi 502 gefüllt sind, und der Silicongummi 502 haftet an der Platte 1.

Ausführungsform 6

Unter Bezugnahme auf die Fig. 25 und 26 wird eine Ausfüh rungsform nach dem neunten Aspekt beschrieben.

Bei der Ausführungsform 1 tritt Wasser 41, das als Kühlmit tel dient, einfach in die Vertikalnuten 52 in einer Abstüt zung 5 ein, und eine Kühlwirkung kann hauptsächlich nur durch die dem Wasser eigene Wärmeleitung erreicht werden. Dagegen erhält bei der Ausführungsform nach dem neunten Aspekt der Wasserdruck in einer Kühlwasserbahn 4 in beiden Plattenoberflächen eine geringfügige Differenz ΔP = |P1-P2|, wie Fig. 25 zeigt. Diese Druckdifferenz erzeugt einen Durchfluß 452 des Kühlwassers 41 in den Verti kalnuten 52 der Abstützung, um dadurch eine Kühlwirkung an der Grenzfläche zwischen der Abstützung 5 und einer Platten seitenfläche 12 zu verstärken.

Das folgende Verfahren zur Ausbildung der Druckdifferenz des Kühlwassers 41 an der Plattenoberfläche kann vorgesehen wer den. Wie Fig. 26 zeigt, sind Durchflußregelventile 401, 402, 403 und 404 an einem Einlaß und einem Auslaß für das Wasser in den jeweiligen Kühlwasserbahnen der Platte vorgesehen, und diese Ventile sind so eingestellt, daß die Differenz ΔP = |P1-P2| des Wasserdrucks P1 und P2 an der Platten oberfläche erhalten wird. Dabei kann die Einstellung so vor genommen werden, daß am Einlaß und am Auslaß der jeweiligen Wasserbahnen die gleichen Druckdifferenzen ΔP1 und ΔP2 vor gesehen sind und keine Differenz der Durchflußrate des Kühl wassers an beiden Oberflächen der Platte erzeugt wird. In folgedessen können beide Oberflächen der Platte die gleiche Kühlfähigkeit haben, so daß kein Problem entsteht.

Außerdem können die Ventile 401, 402, 403 und 404 so einge stellt werden, daß die Wasserdruckdifferenz |P1-P2| zwi schen den Kühlwasserbahnen der Platte verändert wird und die Durchflußrate des Kühlwassers, das in den Vertikalnuten 52 in der Abstützung fließt, so gesteuert wird, daß die Kühlbe dingung an der Plattenseitenfläche veränderlich ist. In folgedessen ist es möglich, eine Temperaturverteilung in einer Breitenrichtung der Platte und die optische Verzeich nung, die mit der Temperaturverteilung erzeugt wird, zu steuern.

Ausführungsform 7

Unter Bezugnahme auf die Fig. 27 und 28 wird eine Ausfüh rungsform nach dem zehnten Aspekt beschrieben.

Bei der Ausführungsform 6 stellen äußere Ventile den Druck in Kühlwasserbahnen in einer Plattenoberfläche ein, um einen Kühlmitteldurchfluß 452 in Vertikalnuten 52 der Abstützungen zu bewirken. Wie jedoch die Fig. 27 und 28 zeigen, können die Kühlnuten 52 in den Abstützungen 5 so vorgesehen sein, daß sie diagonal zu einer Dickenrichtung der Platte ver laufen, und das Kühlwasser 41 kann an der Plattenoberfläche in einer Längsrichtung der Platte fließen. Infolgedessen wird eine Druckdifferenz zwischen den beiden Enden 520 der Kühlnut erzeugt, so daß der Durchfluß 452 des Kühlmitttels ohne Druckdifferenz zwischen den Kühlwasserbahnen der Plat tenoberfläche erfolgen kann. Mit größer werdendem Neigungs winkel zwischen der Kühlnut 52 und der Dickenrichtung der Platte wird die Druckdifferenz zwischen beiden Enden der Kühlnut größer.

Ausführungsform 8

Unter Bezugnahme auf Fig. 29 wird eine Ausführungsform nach dem elften Aspekt beschrieben.

Licht 211 wird auf der Platte zugewandte Oberflächen 51 von Abstützungen 5 emittiert und geht einmal durch ein Laser medium 1, das als Absorber dient. Das Licht 211 enthält eine erhebliche spektrale Komponente, die zur Anregung wirksam ist. Wenn daher das Anregungslicht 211, das auf die Abstüt zung 5 emittiert wird, wieder in das Plattenmedium 1 zurück kehrt, da die Abstützungsflächen 51 mit hohem Reflexions vermögen vorgesehen sind, wie Fig. 29(a) (in einer oberen Stufe) zeigt, ist es möglich, eine Anregung mit höherem Wir kungsgrad zu erzielen.

Insbesondere in einem Fall, in dem ein proximaler Kopplungs kondensor 3 und Abstützungen vom diffusen Reflexionstyp bei spielsweise aus Spectralon oder Macerite mit hohem Refle xionsvermögen vorgesehen sind, wird die Lichtintensität im Kondensor erhöht, und geringe Reflexionsverluste an der Sei tenfläche 51 der Abstützung haben eine deutliche Auswirkung auf den Anregungswirkungsgrad. Ein geringer Reflexionsgrad der Oberfläche 51 der Abstützung verringert außerdem den An regungswirkungsgrad und reduziert die Anregungsintensität im Bereich der Plattenseitenflächen, was zu der Erzeugung einer Anregungsverteilung gemäß der Strichlinie in Fig. 29(b) (in einer mittleren Stufe) führt.

Gleichzeitig werden eine Temperaturverteilung und eine op tische Verzeichnung in einer Breitenrichtung erzeugt, wie die Strichlinie in Fig. 29(c) (in einer niedrigeren Stufe) zeigt. Es ist daher notwendig, die Erzeugung der optischen Verzeichnung dadurch herabzusetzen, daß der höchstmögliche Reflexionsgrad für die Oberfläche 51 der Abstützung und eine möglichst gleichförmige Anregungsverteilung auch an in Brei tenrichtung liegenden Enden vorgesehen wird, wie die Vollinie in Fig. 29(b) (in der mittleren Stufe) zeigt.

Wenn alternativ das Reflexionsvermögen der Abstützung 5 auf grund der Absorption von Licht anstatt einer Transmission des Lichts abnimmt, treten die Probleme auf, daß eine Erhö hung einer Anregungseingangsleistung die Wärmeerzeugung der Abstützung selbst erhöht und daß die optische Verzeichnung immer schlechter wird, je heißer die Abstützung wird. Somit muß die Abstützung 5 die optischen Charakteristiken einer geringeren Absorption des Anregungslichts 21 (das eine Wel lenlänge im Bereich von 200-1000 nm hat) und eines höheren Reflexionsvermögens haben. Geeignete Materialien für die Ab stützung 5 sind beispielsweise Spectralon, Macerite, vergol detes Spiegelglas oder dergleichen.

Ausführungsform 9

Unter Bezugnahme auf die Fig. 30-32 wird eine Ausführungs form nach dem dritten und dem achtzehnten Aspekt beschrie ben.

Bei einem herkömmlichen Festkörperlaser ist eine Abstützung 5 an einer Plattenseitenfläche 12 mit Hilfe von Silicon gummi-Klebstoffen, Klebeband oder dergleichen fest ange bracht. Wenn eine Platte 1 und die an ihren Seitenflächen angeordneten Abstützungen 5 integral in dem Rahmen enthalten sind, bringt ein Druck, der von einem als Dichtung für Kühl mittel dienenden O-Dichtring 70 verursacht wird, eine Kraft 510 in einer solchen Richtung auf, daß die Platte 1 von den Abstützungen (dem Isolator) 5 getrennt wird, wie Fig. 96 zeigt. Infolgedessen kann das Kühlmittel 41 aufgrund von verminderten Hafteigenschaften zwischen den Plattenseiten flächen 12 und den Abstützungen 5 nicht ausreichend abge dichtet werden, so daß an einer Plattenendfläche 13 Wasser austritt, wie Fig. 97 zeigt. Es gibt daher die schwerwie genden Probleme, daß ein Strahl durchtrennt werden kann und daß an der Eintritts/Austrittsendfläche 13 für den Strahl, die hochverspiegelt ist, eine Kontaminierung auftreten kann.

Bei der Ausführungsform nach dem dritten und dem achtzehnten Aspekt sind daher in einem die Platte enthaltenden Rahmen 7 an einer Position 710 gegenüber der Abstützung Gewindelöcher vorgesehen, die im wesentlichen senkrecht zu einer Abstüt zungsrückfläche 53 verlaufen, wie die Fig. 30 und 32 zeigen. Außerdem drückt das distale Ende einer Schraube (eines Ge windeelements) 715, die in das Gewindeloch eingesetzt ist, auf die Rückfläche 53 der Abstützung 5 und bringt die Ab stützung 5 durch Druck mit der Plattenseitenfläche 12 in Kontakt.

Bei dieser Konstruktion ist es möglich, den Kontaktdruck einzustellen, indem die Schraube 715 von außen gedreht wird, auch nachdem der Rahmen 7 mit der Platte 1 versehen und an einem Kondensor und einem Lampengehäuse 8 angebracht wurde. Es ist außerdem möglich, den Kontaktdruck so einzustellen, daß die mechanische Beanspruchung und die optische Verzeich nung minimiert werden und der Austritt von Wasser an einer Verbindungsstelle zwischen der Abstützung 5 und der Platten seitenfläche 12 verhindert wird.

Alternativ kann als vierter Aspekt eine Nut 52 (eine unre gelmäßige Ausbildung), die beispielsweise bei der Ausfüh rungsform 1 beschrieben wurde, in einer Innenfläche der Ab stützung 5 bei der Ausführungsform 9 vorgesehen sein. In diesem Fall kann die Abstützung 5, die mit der Seitenfläche 12 der Platte 1 unter Druck in Kontakt ist, eine weitere Stabilisierung eines Effekts bewirken, der erhalten wird durch das Versehen der Innenfläche der Abstützung mit einer unregelmäßigen Ausbildung oder durch Formen der Abstützung aus einer Vielzahl von Materialien, d. h. durch einen Effekt der Optimierung eines thermischen Grenzschichtzustands zwi schen Seitenflächen des Lasermediums und der Abstützung. Außerdem kann dieser unter Druck erfolgende Kontakt die Was serdichtigkeit steigern. Infolgedessen ist es möglich, die Zuverlässigkeit zu verbessern und einen Laserbetrieb zu realisieren, der hinsichtlich der Strahlgüte ausgezeichnete Stabilität hat.

Ausführungsform 10

Unter Bezugnahme auf die Fig. 33-35 wird nun eine Aus führungsform gemäß dem zwölften, dem dreizehnten und dem vierzehnten Aspekt beschrieben.

Wenn eine Abstützung 5 und eine Plattenseitenfläche 12 mit Klebstoffen oder Klebebändern miteinander verbunden sind, hat eine Verbindungsschicht eine geringe Dicke von 0,1 mm oder weniger. Infolgedessen kann sich der Kontaktdruck auf Grund einer geringfügigen mechanischen Formänderung bei spielsweise durch thermische Ausdehnung der Platte 1, der Abstützung 5, des Rahmens 7 oder dergleichen erheblich än dern. Bei dieser Ausführungsform ist daher ein elastischer Körper 54 an einer Verbindungsstelle zwischen der Abstützung 5 und der Plattenseitenfläche 12 angebracht, um die genannte mechanische Formänderung zu absorbieren, für einen gleich mäßigen Kontaktdruck zu sorgen und die Hafteigenschaften zu verbessern, wie die Fig. 33-35 zeigen. Um eine erhöhte Tem peratur und optische Verzeichnung aufgrund der Absorption von Anregungslicht und Wärmeerzeugung zu verringern, wird als elastischer Körper 54 transparenter Silicongummi verwen det, weil der transparente Silicongummi relativ wenig An regungslicht absorbieren kann.

Es ist schwierig, den Silicongummistreifen 54 an der Plat tenseitenfläche 112 und der Abstützung 5 beim Zusammenbau zu justieren. 59210 00070 552 001000280000000200012000285915909900040 0002004433888 00004 59091Daher wird der Streifen aus Silicongummi 54 an der Abstützung mit einem transparenten Silicongummi-Kleb stoff (beispielsweise Silpot 186 von Dow Corning) haftend befestigt. Dadurch ist es möglich, ein Weglassen des Sili congummis bei der Montage und Demontage zu vermeiden, um da durch die Montage und Demontage zu vereinfachen.

Ausführungsform 11

Unter Bezugnahme auf die Fig. 36-38 wird eine Ausführungs form gemäß dem fünfzehnten Aspekt beschrieben.

Ein transparenter Silicongummi 54, der nur wenig Anregungs licht absorbiert, verläuft über eine Gesamtlänge einer Ab stützung 5 bei der Ausführungsform 10. Wenn jedoch das Anre gungslicht stark ist, steigt die Temperatur der Abstützung 5 selbst aufgrund eines nur geringen Absorptionsvermögens des transparenten Silicongummis, so daß eine Temperaturver teilung mit heißen Enden in einer Plattenbreitenrichtung erzeugt wird und optische Verzeichnung mit der Temperatur verteilung auftritt. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 36-38 sind daher Hafteigenschaften besonders wichtig in Be reichen 511 von Kontaktpositionen mit einem O-Dichtring 70, so daß die transparenten Silicongummistücke 54 nur in den Bereichen 511 der Kontaktpositionen angeordnet sind und kein transparenter Silicongummi an den Anregungsbereich entspre chend Bereichen 512 angeordnet ist.

Die Wasserdichtigkeit an den Abdichtungspositionen des O-Dichtrings 70 ist zwar hinsichtlich der Vermeidung des Aus tritts von Wasser sehr wichtig, aber die Hafteigenschaften können vorgesehen sein, um einen thermischen Grenzschichtzu stand an anderen Bereichen als den Abdichtpositionen zu sta bilisieren. Daher tritt auch dann kein Problem auf, wenn Wasser 41, das als Kühlmittel dient, in eine Grenzfläche zwischen der Abstützung 5 und der Plattenseitenfläche 12 eindringt.

Ausführungsform 12

Unter Bezugnahme auf die Fig. 39 und 40 wird eine Ausfüh rungsform gemäß dem sechzehnten Aspekt beschrieben.

Eckbereiche einer Platte 1 sind typischerweise abgeschrägt, um Abschrägungen 14 im Bereich von 0,3 bis 0,5 mm zu bilden. Es gibt daher das Problem, daß beim Verbinden der Platte mit einer Abstützung mit Hilfe von typischen Kleb- oder Haftein richtungen häufig ein dreieckiger Zwischenraum 140 entsteht und der Austritt von Wasser an dem Zwischenraum an einer Ab dichtposition erfolgt. Auch im Fall von Druckkontakt ist es notwendig, den Druck des Druckkontakts eines Silicongummis 54, der zwischen der Abstützung 5 und einer Seitenfläche 12 der Platte 1 liegt, erheblich zu erhöhen, um den dreieckigen Zwischenraum zu beseitigen. Außerdem ist es notwendig, an Plattenenden mit geringer mechanischer Festigkeit eine große Beanspruchung zu erzeugen, um die Wasserdichtigkeit sicher zustellen.

Bei der Ausführungsform nach dem sechzehnten Aspekt sind da her Elastizität aufweisende elastische Materialien 58 wie etwa transparenter Silicongummi in die dreieckige Abschrä gung 14 im Bereich der Abdichtposition in Kontakt mit einem O-Dichtring 70 eingebracht, um eine ausreichende Wasserdich tigkeit aufgrund nur eines geringen Kontaktdrucks zu erzie len, wie die Fig. 39 und 40 zeigen.

Ausführungsform 13

Unter Bezugnahme auf die Fig. 41-43 wird eine Ausführungs form nach dem siebzehnten Aspekt beschrieben.

Dabei sind Abschrägungen 14 von Eckbereichen einer Platte mit 0,3 mm oder weniger in den Bereichen 511 der Abdichtpo sitionen in Kontakt mit einem O-Dichtring 70 vorgegeben, wie Fig. 43 zeigt, so daß auch durch typische Haftbefestigung oder leichten Druckkontakt durch einen elastischen Körper kein dreieckiger Zwischenraum 140 gebildet wird. Die Eckbe reiche der Platte sind typischerweise so abgeschrägt, daß keine Zerstörung durch Haarrisse der Eckbereiche aufgrund von Spannungen, die bei der Anregung erzeugt werden, hervor gerufen werden. Es ist daher nur notwendig, Eckbereiche eines Anregungsbereichs 512 abzuschrägen, an denen bei der Anregung eine starke Beanspruchung auftritt, und in dem Bereich 511 einer Kühlmittelabdichtposition eines Plattenen des ist keine große Abschrägung erforderlich, sondern eher in dem Anregungsbereich.

Ausführungsform 14

Unter Bezugnahme auf die Fig. 44-46 wird eine Ausführungs form nach dem neunzehnten Aspekt beschrieben.

Wenn als Abstützung 5 für eine Plattenseitenfläche 12 ein hochfestes Material, wie z. B. Keramik, Glas oder Metall, verwendet wird und die Abstützung 5 mit einer Platte durch Klebstoffe oder Klebebänder verbunden wird, hat eine Verbin dungsschicht eine sehr geringe Dicke von 0,1 mm oder weni ger. Wie bereits bei Ausführungsform 9 beschrieben wurde, kann der Kontaktdruck zwischen der Platte 1 und der Abstüt zung 5 auf Grund einer geringen mechanischen Formänderung beispielsweise durch Wärmedehnung der Platte 1, der Abstüt zung 5, eines Rahmens 7 oder dergleichen stark veränderlich sein. Außerdem gibt es weitere Probleme, daß beispielsweise der Kontaktdruck gegenüber der Art und Weise des Anziehens einer Schraube 715 zu empfindlich und die Einstellung des Kontaktdrucks schwierig wird.

Bei dieser Ausführungsform ist zwischen einer Abstützungs rückfläche 53 und der Schraube 715 eine Feder 55 angeordnet, wie Fig. 44 zeigt. Dadurch ist es möglich, einen konstanten Kontaktdruck aufrechtzuerhalten und die Stabilität des Kon taktdrucks dadurch zu erreichen, daß eine Kompressionslänge der Feder durch die Schraube 715 eingestellt wird.

Ausführungsform 15

Unter Bezugnahme auf die Fig. 47-49 wird eine Ausführungs form gemäß dem zwanzigsten Aspekt beschrieben.

Bei der Ausführungsform 14 ist eine Abstützung 5 durch eine Schraube 715 oder eine an dem distalen Ende der Schraube an gebrachten Feder 55 an verschiedenen Positionen mit Druck beaufschlagt. Wenn jedoch die Abstützung 5 aus Spectralon oder dünnem Keramikmaterial besteht und somit Elastizität hat, kann zwischen der Umgebung der Schraubenabstützpunkte und anderen Bereichen eine Kontaktdruckdifferenz ausgebildet werden, was zu einer Druckverteilung führt. Bei der Ausfüh rungsform ist daher ein harter Plattenkörper 56 etwa aus rostfreiem Stahl zwischen der Schraube 715 und der Abstüt zung 5 angeordnet, um eine gleichmäßige Kontaktdruckvertei lung zwischen der Abstützung 5 und der Plattenseitenfläche 12 vorzusehen und um zu verhindern, daß das distale Ende der Schraube 715 in einer Abstützungsrückfläche 53 eine Vertie fung bildet, wie Fig. 47 zeigt.

Alternativ kann beim einundzwanzigsten Aspekt eine Silicon gummiplatte 57 zwischen dem Plattenkörper 56 und der Abstüt zung 5 vorgesehen sein, wie die Fig. 50-52 zeigen. Dadurch ist es möglich, die Relaxation der Kontaktdruckverteilung und die Stabilisierung der Hafteigenschaften zu verbessern.

Ausführungsform 16

Unter Bezugnahme auf die Fig. 53-56 wird eine Ausführungs form gemäß dem zweiundzwanzigsten Aspekt beschrieben.

Bei den Ausführungsformen 1-8 wird die optische Verzeichnung in Breiten- und Längsrichtung einer Platte durch Optimieren einer Feinform und eines Materials einer Oberfläche 51 einer Abstützung 5 gegenüber einer Plattenseitenfläche 12 und durch Optimieren eines thermischen Grenzschichtzustands zur Anpassung an eine exotherme Anregungsverteilung der Platte herabgesetzt. Dabei wird eine Änderung des thermischen 053Grenzschichtzustands der Plattenseitenfläche 12 durch die Feinform und das Material der der Platte zugewandten Ober fläche 51 der Abstützung beeinflußt und wird weiter durch den Kontaktdruck beeinflußt, weil der Wärmewiderstand durch den Kontaktdruck geändert wird.

Bei dieser Ausführungsform ist daher eine relativ dicke Si licongummiplatte 57 an einer Rückfläche 53 der Abstützung angeordnet, wie Fig. 53 zeigt. Die Silicongummiplatte 57 wird von einer Schraube 715 durch einen rostfreien Stahl plattenkörper 56 hindurch angepreßt, der eine Dicke in dem ungefähren Bereich von 1-2 mm hat, um die optimale Kontakt druckverteilung für jede Position in einer Plattenlängsrich tung zu erreichen, um dadurch die optische Verzeichnung zu verringern. Die rostfreie Stahlplatte 56 mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 1-2 mm kann als steifer Körper mit einer gewissen Elastizität dienen, die geringer als die des Silicongummis 57 ist. Wie Fig. 53 zeigt, kann die Justierung einer Andruckschraube 715 eine relativ gleichmäßige Dicken verteilung des Silicongummis 57 ergeben, und diese Druck kraftverteilung kann eine Kontaktdruckverteilung zwischen der Abstützung 5 und der Platte 1 ergeben.

Der Kontakt-Wärmewiderstand zwischen den Oberflächen wird charakteristisch mit zunehmendem Druck geringer, ändert sich jedoch kaum bei einem vorbestimmten Druck P* oder mehr, wie Fig. 56 zeigt. Daher erfolgt die Druckeinstellung bei dem Druck P* oder niedriger, um den thermischen Grenzschichtzu stand zu ändern.

Ausführungsform 17

Unter Bezugnahme auf die Fig. 57-59 wird eine Ausführungs form nach dem fünften, dem sechsten, dem drei- und dem vierundzwanzigsten Aspekt beschrieben.

Verschiedene physische Charakteristiken werden für jede Po sition einer Abstützung 5, die an einer Plattenseitenfläche 12 angeordnet ist, gefordert. Beispielsweise ist die wich tigste Eigenschaft an den Längsenden 511 der Platte die Ver bindung zur Verhinderung des Austritts von Wasser, und die wichtigste Eigenschaft an einem Anregungsbereich entspre chend der Position 512 sind ein thermischer Grenzschicht zustand zur Minimierung der optischen Verzeichnung in einer Breitenrichtung sowie ein hohes Reflexionsvermögen für Anre gungslicht und keine Absorption des Anregungslichts.

Bei dieser Ausführungsform ist daher in dem Anregungsbereich entsprechend Position 512 der Abstützung 5 eine Ausnehmung 59 vorgesehen. Außerdem ist in der Ausnehmung 59 getrennt von der Abstützung 5 ein Element 50 (beispielsweise Macerite oder Spectralon) mit hohem Reflexionsvermögen angeordnet. Zusätzlich ist die Abdichtung des Kühlmittels an den Längsenden 511 der Platte wichtig, und die Abstützung 5 ist durch einen Silicongummi 54 in direktem Druckkontakt mit den Plattenlängsenden 511.

Eine Silicongummiplatte 504 ist zwischen dem hochreflektie renden Element 50 und der Abstützung 5 angeordnet. Die Kom pressionskraft der Silicongummiplatte 504 stellt Druckkon takt zwischen dem hochreflektierenden Element 50 und der Plattenseitenfläche 12 her, um so einen gleichmäßigen Kon taktdruck zu erzeugen und den Kontaktdruck zu stabilisieren.

Alternativ kann eine Nut 51 (mit einer unregelmäßigen Aus bildung), die beispielsweise bei Ausführungsform 1 beschrie ben ist, an einer Innenfläche des Elements 50 mit hohem Re flexionsvermögen bei der Ausführungsform 17 vorgesehen sein. Infolgedessen kann ein synergistischer Effekt jeder Kon struktion gleichzeitig mehrere Auswirkungen erzielen, wie beispielsweise die Realisierung einer verbesserten optischen Charakteristik und hohen Strahlgüte, hoher Zuverlässigkeit durch verbesserte Wasserdichtigkeit und eines gesteigerten Wirkungsgrads der Laserschwingung.

Ausführungsform 18

Unter Bezugnahme auf die Fig. 60-62 wird eine Ausführungs form nach dem sechsten und dem fünfundzwanzigsten Aspekt be schrieben.

Ausführungsform 17 zeigt zwar eine einfache Konstruktion, aber der Kontaktdruck eines Elements 50 mit hohem Reflexi onsvermögen an einer Plattenseitenfläche 12 kann veränder lich sein, wenn eine Schraube 715 gedreht wird, um den Kon taktdruck zwischen einer Abstützung 5 und einer Platte 1 einzustellen. Selbstverständlich ist es möglich, die Tiefe einer Ausnehmung 59 der Abstützung, die Dicke eines Silicon gummis 54 an einem Kühlmittelabdichtbereich zwischen der Ab stützung 5 und der Platte 1, die Dicke eines Silicongummis 504 zwischen der Abstützung 5 und dem Element 50 mit hohem Reflexionsvermögen sowie die Dicke des Elements 50 mit hohem Reflexionsvermögen zu justieren, so daß der Kontaktdruck zwischen dem hochreflektierenden Element 50 und der Platte 1 an einem Anregungsbereich entsprechend dem Bereich 512 opti miert werden kann, wenn der Kontaktdruck zwischen der Ab stützung 5 und der Platte 1 an dem Kühlmittelabdichtbereich 511 optimiert wird. Es ist aber häufig vorteilhaft, den je weiligen Kontaktdruck unabhängig zu justieren.

Bei der Ausführungsform ist daher in der Ausnehmung 59 der Abstützung ein Gewindeloch 513 vorgesehen und verläuft im wesentlichen senkrecht zu einer Rückfläche 503 des Körpers mit hohem Reflexionsvermögen, wie Fig. 60 zeigt. Außerdem drückt ein distales Ende einer in das Gewindeloch 513 einge setzten Schraube 515 auf die Rückfläche 503 des hochreflek tierenden Elements, um das hochreflektierende Element 50 unter Druck mit der Plattenseitenfläche 12 in Kontakt zu bringen, und erlaubt eine unabhängige Justierung des Drucks.

Da Kühlwasser in die Rückfläche 503 des hochreflektierenden Elements 50 eintritt, ist ein O-Dichtring 516 gemäß Fig. 60 für die Justierschraube 515 vorgesehen, um zu verhindern, daß das Kühlwasser aus dem Gewindeloch 513 austritt. Ein Durchgangsloch 716 ist in einem Rahmen 7 an einer Endfläche entsprechend dem Gewindeloch 513 in der Abstützung 5 gebil det, so daß die Schraube 515 der Abstützung 5 von außen ju stiert werden kann.

Alternativ kann beim sechsten Aspekt eine Nut 52 ( mit einer unregelmäßigen Ausbildung), die beispielsweise bei der Aus führungsform 1 beschrieben ist, in einer Innenfläche des hochreflektierenden Elements 50 bei der Ausführungsform 18 vorgesehen sein. Infolgedessen können durch einen syn ergistischen Effekt jeder Konstruktion gleichzeitig mehrere Auswirkungen erzielt werden, wie etwa die Realisierung einer verbesserten optischen Charakteristik und hoher Strahlgüte, hoher Zuverlässigkeit durch verbesserte Wasserdichtigkeit und eines erhöhten Wirkungsgrads der Laserschwingung. Insbe sondere ist es bei dieser Ausführungsform möglich, einen synergistischen Funktionseffekt dadurch zu erzielen, daß ein hoher Wirkungsgrad erreicht und hohe Wasserdichtigkeit bei behalten wird. Dabei wird das Element 50 mit hohem Refle xionsvermögen unter Druck so mit der Plattenseitenfläche 12 in Kontakt gebracht, daß die auf das Element 50 mit hohem Reflexionsvermögen aufgebrachte Druckkraft in einer Richtung gegenwirkt, um die Abstützung 5 von der Platte 1 zu trennen. Daher ist es notwendig, die Abstützung gegen die Reaktions kraft an die Platte 1 zu drücken, um die hohe Wasserdichtig keit beizubehalten.

Ausführungsform 19

Unter Bezugnahme auf die Fig. 63-65 wird eine Ausführungs form nach dem sechsundzwanzigsten Aspekt beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform ist eine Konstruktion vorgesehen, um einen Körper 50 mit hohem Reflexionsvermögen in einer Ab stützung unter Druck mit einer Plattenseitenfläche in Kon takt zu bringen, wie Fig. 63 zeigt. Bei dieser Ausführungs form ist eine Feder 505 zwischen einer Rückfläche 503 des Körpers mit hohem Reflexionsvermögen und einer Andruck schraube 515 vorgesehen, und die Kompressionslänge der Feder 505 wird durch Drehen der Schraube 515 geändert, um den Kon taktdruck einzustellen. Diese Ausbildung ermöglicht die Re laxation einer Änderung im Kontaktdruck durch Drehen der Schraube 515, erleichtert die Justierung und verbessert die Gleichförmigkeit und Stabilität des Kontaktdrucks.

Ausführungsform 20

Unter Bezugnahme auf die Fig. 66-68 wird eine Ausführungs form nach dem siebenundzwanzigsten Aspekt beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform ist eine Konstruktion vorgesehen, um einen Körper mit hohem Reflexionsvermögen in einer Ab stützung unter Druck mit einer Plattenseitenfläche in Kon takt zu bringen, wie Fig. 66 zeigt. Dabei ist ein Platten körper 506 aus rostfreiem Stahl an einer Rückfläche 503 des Körpers mit hohem Reflexionsvermögen angebracht. Diese Aus bildung erlaubt die Relaxation von lokalen Konzentrationen des Kontaktdrucks zwischen dem Körper 50 mit hohem Refle xionsvermögen und der Plattenseitenfläche 12 im Bereich einer Andruckposition einer Schraube 515 und die Vermeidung einer Beschädigung des Körpers 50 mit hohem Reflexionsver mögen durch ein distales Ende der Andruckschraube 515.

Alternativ kann beim achtundzwanzigsten Aspekt ein elasti scher Körper 507 etwa aus einer Silicongummiplatte zwischen dem Plattenkörper 506 und dem Körper 50 mit hohem Refle xionsvermögen angeordnet sein, wie die Fig. 69-72 zeigen. Dadurch ist es möglich, die Relaxation einer Kontaktdruck verteilung weiter zu verstärken und die Stabilität von Haft eigenschaften zu verbessern.

Ausführungsform 21

Unter Bezugnahme auf die Fig. 73-75 wird eine Ausführungs form gemäß dem neunundzwanzigsten Aspekt beschrieben. Dabei ist eine Konstruktion vorgesehen, um einen Körper 50 mit hohem Reflexionsvermögen in einer Abstützung 5 unter Druck mit einer Plattenseitenfläche in Kontakt zu bringen, wie Fig. 73 zeigt. Bei dieser Konstruktion wird der Körper 50 mit hohem Reflexionsvermögen mit der Plattenseitenfläche 12 durch eine rostfreie Stahlplatte 506, die als steifer Körper mit einer gewissen Elastizität dient und eine Dicke im Be reich von 1-2 mm hat, und eine Silicongummiplatte 507 unter Druck in Kontakt gebracht. Dadurch wird die Dicke des Sili congummis gleichmäßig verteilt, und diese Kompressionskraft verteilung führt zu einer Kontaktdruckverteilung. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, den optimalen Kontaktdruck für jede Längsposition der Platte vorzusehen, um so die optische Verzeichnung herabzusetzen.

Ausführungsform 22

Unter Bezugnahme auf die Fig. 76-78 wird eine weitere Aus führungsform gemäß dem sieben- und dem achtundzwanzigsten Aspekt beschrieben.

Bei den Ausführungsformen 20 und 21 wird der Kontaktdruck eines Körpers mit hohem Reflexionsvermögen auf eine Platten seitenfläche beispielsweise durch die Kompressionskraft einer Andruckschraube 715, die in einer Abstützung 5 vorge sehen ist, und durch eine Silicongummiplatte 507, die zwi schen einem Plattenkörper 506 und einem Körper 50 mit hohem Reflexionsvermögen angeordnet ist, bewirkt. Wie Fig. 76 zeigt, kann jedoch der Kontaktdruck auch durch die Kompres sionskraft eines elastischen Körpers (etwa eines O-Dicht rings, einer Gummiplatte oder einer Feder) 57 erzeugt wer den, der zwischen der Abstützung 5 und dem Plattenkörper 506 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform durchsetzt eine Schraube 508 den Plattenkörper 506, und die Schraube 508 wird von einer Mutter 509 durch den O-Dichtring 57, der als elastischer Körper wirkt, und die Abstützung 5 angezogen. Bei dieser Konstruktion können sich der steife Körper 506 und der Körper 50 mit hohem Reflexionsvermögen in bezug auf die Abstützung 5 je nach der Drehung der Mutter 509 vorwärts und rückwärts bewegen.

Ausführungsform 23

Unter Bezugnahme auf die Fig. 79-81 wird eine Ausführungs form nach dem dreißigsten Aspekt beschrieben.

Die Ausführungsform ist gekennzeichnet durch eine Konfigura tion, bei der ein Körper 50 mit hohem Reflexionsvermögen in einer Ausnehmung einer Abstützung 5 integral mit einem Kon densor 3 vorgesehen ist. Diese Konfiguration kann die Anzahl von Teilen verringern, eine einfachere Vorrichtung bieten und einen Zwischenraum zwischen einem Kondensor 3 und dem Körper 50 mit hohem Reflexionsvermögen, der an einer Plat tenseitenfläche 12 liegt, beseitigen, um dadurch Verluste des Anregungslichts an dem Zwischenraum zu beseitigen, was zu einem verbesserten Anregungs-Wirkungsgrad führt. Außerdem kann der Kondensor aus einem Kunststoff mit sehr guter Ela stizität bestehen oder einen Einsatzbereich für die Abstüt zung haben (d. h. einen Bereich, der als Körper 50 mit hohem Reflexionsvermögen dient), dessen Dicke verringert ist, um die Elastizität zu steigern. Dadurch ist es möglich, den Kondensor 3 unter Druck mit der Plattenseitenfläche in Kon takt zu bringen.

Ausführungsform 24

Unter Bezugnahme auf Fig. 82 wird eine Ausführungsform nach dem zweiunddreißigsten Aspekt beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform ist an einem plattenförmigen La sermedium 1 mit geringer optischer Verzeichnung, wie es in den Ausführungsformen 1 bis 23 beschrieben ist, ein Hy bridresonator angebracht, der als symmetrischer positiver, instabiler Zweigresonator in einer Breitenrichtung und als stabiler Resonator in einer Dickenrichtung dient. Der Reso nator weist einen zylindrischen Hohlflächenspiegel 61, der nur in einer Plattenbreitenrichtung gekrümmt ist, einen zy lindrischen Konvexflächenspiegel 62 und eine Konvexlinse 63 auf, die nur in der Plattendickenrichtung Brechkraft hat. Ein reflexionsmindernder Belag ist auf beiden Enden bzw. Au ßenbereichen 622 des zylindrischen Konvexspiegels 62 aufge bracht, und ein Laserstrahl 100 tritt aus beiden Enden bzw. Außenbereichen 622 aus.

Da das plattenförmige Lasermedium 1 mit einem Rechteckquer schnitt mit einem großen Längen- bzw. Seitenverhältnis ver sehen ist, bewirkt die Laserschwingung unter Verwendung eines typischen stabilen Resonators einen Transversalmode höherer Ordnung in dem Bereich zehnter bis hundertster Ord nung in einer Breitenrichtung, was eine größere Öffnung er gibt, und führt zu einem Divergenzwinkel von einigen zehntel Millimeter Bogenmaß. Dadurch ist es nicht möglich, ein gutes Fokussierverhalten vorzusehen. Andererseits bewirkt die La serschwingung einen Transversalmode etwa zehnter Ordnung in einer Dickenrichtung, was eine kleinere Öffnung ergibt, und führt zu einem Divergenzwinkel von einigen Millimetern Bo genmaß, was zu weiteren Problem der Anisotropie im Fokus sierverhalten führt.

Bei dieser Ausführungsform wird daher ein eindimensionaler, symmetrischer positiver instabiler Zweigresonator in der Breitenrichtung gebildet, um die größere Öffnung zu ermög lichen, um dadurch einen Strahl mit besserem Fokussierver halten zu erhalten, das das Mehrfache der Beugungsbegrenzung beträgt. Außerdem wird ein stabiler Resonator niedriger Ord nung in der Dickenrichtung gebildet, um die Anisotropie im Fokussierverhalten des Strahls zu verringern. Es ist im all gemeinen möglich, einen Strahl mit sehr gutem Fokussier verhalten auch in der größeren Öffnung unter Verwendung des instabilen Resonators zu erhalten. Der instabile Resonator kann jedoch eine geringere Toleranz für eine optische Ver zeichnung im Resonator, wie etwa eine Wärmelinse, als die Toleranz des stabilen Resonators höherer Ordnung haben. Bei dieser Ausführungsform werden Konstruktionen gemäß der Be schreibung bei den Ausführungsformen 1 bis 23 verwendet, um die optische Verzeichnung in einer Plattenbreitenrichtung zu verringern, wenn der instabile Resonator verwendet wird. Es ist dadurch möglich, eine Schwingung vom instabilen Typ zu realisieren, die selbst in einem Bereich hoher Ausgangs leistung stabil wird, und einen Strahl mit besserem Fokus sierverhalten und ausgezeichneter Isotropie zu erhalten.

Ausführungsform 25

Unter Bezugnahme auf Fig. 83 wird eine Ausführungsform nach dem dreiunddreißigsten Aspekt beschrieben.

Dabei sind zylindrische Konkavflächenspiegel 61 mit der Krümmung in einer Breitenrichtung der Platte vorgesehen, um einen einseitigen negativen instabilen Zweigresonator zu bilden. Bei einem eindimensionalen, symmetrisch instabilen Resonator der bei Ausführungsform 24 beschriebenen Art wer den Strahlen an beiden Enden in einer Plattenbreitenrichtung separat abgegeben. Andererseits wird bei dem einseitigen ne gativen instabilen Zweigresonator ein Vollstrahl 100 von einem Spiegelausschnittbereich 622 auf der einen Seite in der Plattenbreitenrichtung abgegeben, was zu einem weiter verbesserten Fokussierverhalten führt. Außerdem kann der ne gative instabile Zweigresonator höhere Toleranz für optische Verzeichnung als der positive instabile Resonator der Aus führungsform 24 haben, so daß ein stabilerer Betrieb reali siert werden kann.

Ausführungsform 26

Unter Bezugnahme auf Fig. 84 wird eine Ausführungsform gemäß dem vierunddreißigsten Aspekt beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform wird ein plattenförmiges Laser medium 1 als Verstärker eines Laserstrahls verwendet. Bei dem plattenförmigen Lasermedium 1 wird die optische Ver zeichnung durch Konstruktionen vermindert, die bei den Aus führungsformen 1-23 beschrieben sind. Ein Laser, der als Os zillator dient und in Fig. 84 auf der linken Seite gezeigt ist, ist ein Oszillator mit einem stabilen Resonator gemäß Fig. 6. Ein weiterer Laser, der als Verstärker dient und rechts in Fig. 84 gezeigt ist, ist nicht mit einem Resonator kombiniert. Der Laser auf der rechten Seite verstärkt einen vom Oszillator auf der linken Seite abgegebenen Laserstrahl 100 als Eingangsstrahl, um so einen Hochleistungs-Ausgangs strahl 1000 zu erzeugen.

Bei dem Laserstrahlverstärkungsvorgang wird, wenn der Ver stärker eine optische Verzeichnung mit einer Aberrationskom ponente hat, während der Eingangsstrahl 100 ein gutes Fokus sierverhalten hat, der resultierende Ausgangsstrahl von der optischen Verzeichnung beeinflußt, so daß das Fokussierver halten verschlechtert wird. Bei dieser Ausführungsform wird die optische Verzeichnung des Plattenmediums, das als Ver stärkungsmedium dient, durch Methoden verringert, die in den obigen Ausführungsformen erläutert sind. Dadurch ist es mög lich, den Eingangsstrahl ohne Verschlechterung des Fokus sierverhaltens des Eingangsstrahls zu verstärken und den Hochleistungs-Ausgangsstrahl zu erzeugen.

Ausführungsform 27

Unter Bezugnahme auf Fig. 85 wird eine Ausführungsform gemäß dem fünfunddreißigsten Aspekt beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform wird die optische Verzeichnung eines plattenförmigen Lasermediums 1 durch Ausbildungen ver ringert, die in den obigen Ausführungsformen 1-23 erläutert sind, und ein Rechteckprisma 69 wird gemeinsam mit dem plat tenförmigen Lasermedium 1 verwendet, um einen stabilen Reso nator zu bilden, der einen Lichtweg hat, der von dem Rechteckprisma 69 in einer Breitenrichtung gefaltet wird. Durch Falten des Lichtwegs ist es möglich, einen äquiva lenten Bereich in der Breitenrichtung des Mediums 1 zu kom primieren und einen Laserstrahl zu erhalten, der ein ausge zeichnetes Fokussierverhalten und eine Isotropie selbst in einem typischen stabilen Oszillator hat, der in bezug auf den Lichtweg, der von einem totalreflektierenden sphärischen Spiegel 61 und einem teilreflektierenden sphärischen Spiegel 62 gebildet ist, rotationssymmetrisch ist. In diesem Fall wird in dem gefalteten Lichtweg ein Effekt, der auf die op tische Verzeichnung zurückgeht, der Zahl der Faltungen pro portional überlagert. Infolgedessen gibt es zur Realisierung eines stabilen Laserbetriebs keine andere Möglichkeit, um die optische Verzeichnung des Lasermediums 1 erheblich zu verringern, als es bei der Ausführungsform beschrieben wurde.

Ausführungsform 28

Unter Bezugnahme auf Fig. 86 wird eine weitere Ausführungs form gemäß dem drei-, dem vier- und dem fünfunddreißigsten Aspekt beschrieben.

Dabei wird ein Laserstrahl 100 mit sehr gutem Fokussierver halten und sehr guter Isotropie von einem plattenförmigen Laseroszillator abgegeben, der einen Hybridresonator gemäß der Ausführungsform 25 aufweist. Dann wird der Laserstrahl 100 von einem Plattenlaser verstärkt, der den gleichen ge falteten Lichtweg wie bei der Ausführungsform 27 hat, um einen Hochleistungsstrahl 1000 zu liefern, der ein ausge zeichnetes Fokussierverhalten und eine Isotropie hat. Die Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ein gangsstrahl 100 und ein Verstärkungsmedium äquivalenten Querschnitt haben, die in einer Breitenrichtung sowie in einer Plattendickenrichtung aneinander angepaßt sind, so daß eine hochwirksame Verstärkung durchführbar ist.

Ausführungsform 29

Unter Bezugnahme auf Fig. 87 wird eine Ausführungsform gemäß dem sechsunddreißigsten Aspekt beschrieben.

Dabei wird ein Laserstrahl 100 von einem Festkörperlaser er zeugt, dessen optische Verzeichnung durch Ausbildungen gemäß den obigen Ausführungsformen 1-23 herabgesetzt ist. Der La serstrahl 100 wird in die Atmosphäre übertragen und von einer Kondensorlinse 801 kondensiert, nachdem eine Richtung des Laserstrahls 100 von einem Reflexionsspiegel 601 geän dert wurde. Der kondensierte Laserstrahl wird zum Bearbeiten eines Werkstücks 800 verwendet.

Dabei wird der zu kondensierende Laserstrahl von dem plat tenförmigen Lasermedium 1 erzeugt, dessen optische Verzeich nung herabgesetzt ist, und der Laserstrahl hat sehr gute Stabilität und ein gutes Fokussierverhalten. Daher kann der Strahl an einer Kondensierposition einen extrem kleinen Punktdurchmesser und große Tiefenschärfe haben, um eine La serbearbeitung hoher Güte mit hohem Wirkungsgrad bei dem Werkstück zu realisieren. Insbesondere ist das Fokussierver halten des Laserstrahls bei der Ausführungsform ungeachtet der Ausgangsleistung konstant. Dadurch entfällt die Notwen digkeit für eine Justierung einer Kondensorlinsenposition für jeden Ausgangspegel, was herkömmlich notwendig ist, und die zur Wartung erforderliche Zeit wird wesentlich verkürzt.

Die Ausführungsform wurde unter Bezugnahme auf den Festkör perlaser beschrieben, der den Laseroszillator mit einem sta bilen Resonator gemäß der Ausführungsform 1 aufweist. Es ist aber möglich, eine noch verbesserte Hochleistungsbearbeitung zu erzielen, indem ein Festkörperlaser verwendet wird, der in einer anderen Ausführungsform beschrieben wird, die ein noch besseres Strahlfokussierverhalten hat.

Ausführungsform 30

Unter Bezugnahme auf Fig. 88 wird eine Ausführungsform gemäß dem siebenunddreißigsten Aspekt beschrieben.

Dabei wird ein Laserstrahl 100 von einem Festkörperlaser er zeugt, dessen optische Verzeichnung durch Ausbildungen ver ringert ist, die bei den obigen Ausführungsformen 1-23 be schrieben sind. Der Laserstrahl 100 tritt an einem Ende 6021 eines Lichtleiters 602 durch eine Kondensorlinse 603 ein und wird durch den Lichtleiter übertragen. Danach tritt der Strahl an einem Austrittsende 6022 aus und wird von Konden sorlinsen 604 und 801 kondensiert. Der kondensierte Laser strahl wird zum Bearbeiten eines Werkstücks 800 verwendet.

Bei dieser Ausführungsform wird der zu kondensierende Laser strahl von dem plattenförmigen Lasermedium 1 erzeugt, dessen optische Verzeichnung verringert ist, und hat eine ausge zeichnete Stabilität und ein sehr gutes Fokussierverhalten, und der Laserstrahl tritt in die Lichtleiterendfläche ein. Daher kann der Strahl an einem Kondensierbereich der Licht leiter-Eintrittsendfläche einen extrem kleinen Punktdurch messer und eine große Tiefenschärfe haben, um eine Kopplung des Strahls mit dem Lichtleiter effizient durchzuführen und auch nach der Übertragung durch den Lichtleiter eine hohe Strahlgüte beizubehalten. Wie oben erläutert, hat der Laser strahl auch nach dem Austritt aus dem Lichtleiter ein sehr gutes Fokussierverhalten, der Strahl hat an der Kondensier position zur Laserbearbeitung den extrem kleinen Punktdurch messer und die große Tiefenschärfe, und eine qualitativ hochwertige Laserbearbeitung des Werkstücks kann mit hohem Wirkungsgrad realisiert werden. Insbesondere ist das Fokus sierverhalten des Laserstrahls bei der Ausführungsform unge achtet der Ausgangsleistung konstant. Dadurch entfällt eine Justierung einer Bearbeitungs-Linsenposition für jeden Aus gangsleistungspegel, wie es herkömmlich notwendig ist, und die notwendige Zeit zur Wartung wird erheblich verkürzt.

Die Ausführungsform wurde unter Bezugnahme auf den Festkör perlaser beschrieben, der einen Laseroszillator mit einem stabilen Resonator gemäß der Ausführungsform 1 verwendet. Es ist jedoch möglich, eine verbesserte Hochleistungs-Bearbei tung zu erreichen, wenn ein Festkörperlaser verwendet wird, der in einer anderen Ausführungsform beschrieben wird und ein noch besseres Strahlfokussierverhalten hat.

Wie oben gesagt, ist gemäß dem ersten Aspekt die unregel mäßige Ausbildung in der Abstützung an derjenigen Ober fläche, die dem Plattenlaser gegenübersteht, oder an der Rückfläche vorgesehen, und die unregelmäßige Ausbildung ent hält Substanzen, wie etwa ein Kühlmittel (beispielsweise Wasser) mit geringem Absorptionsvermögen, geringer Wärme erzeugung und einer ausreichenden Kühlwirkung, um den ther mischen Grenzschichtzustand der Seitenfläche des Lasermedi ums zu optimieren. Dadurch ist es möglich, das Auftreten von Temperaturverteilungen in der Breiten- und in der Längsrich tung des Lasermediums zu verhindern und das Auftreten von optischer Verzeichnung mit der Temperaturverteilung zu ver hindern und einen hochwirksamen und stabilen Laserstrahl ab zugeben, der ein ausgezeichnetes Fokussierverhalten hat.

Nach dem zweiten Aspekt besteht die Abstützung aus dem Ver bundmaterial, das eine Vielzahl von verschiedenen Materia lien enthält. Dadurch ist es möglich, den thermischen Grenz schichtzustand zwischen der Seitenfläche des Lasermediums und der Abstützung zu optimieren und das Auftreten von Tem peraturverteilungen in der Breiten- und in der Längsrichtung des Lasermediums sowie einer optischen Verzeichnung mit der Temperaturverteilung zu verhindern. Infolgedessen kann ein Laserstrahl mit sehr gutem Fokussierverhalten bei hohem Wir kungsgrad stabil abgegeben werden.

Gemäß einem dritten Aspekt ist die Abstützung an der Seiten fläche des plattenförmigen Lasermediums angeordnet und ist mit der Seitenfläche des Lasermediums unter Druck in Kontakt gehalten. Dadurch ist es möglich, die Wasserdichtigkeit zwi schen der Seitenfläche des Lasermediums und der Abstützung zu verbessern und einen stabilen Laserbetrieb ohne Wasser austritt zu realisieren und die Zuverlässigkeit zu erhöhen und den thermischen Grenzschichtzustand der Seitenfläche des Lasermediums zu stabilisieren, um dadurch eine optische Cha rakteristik des Lasermediums zu stabilisieren. Infolgedessen ergibt sich der Effekt, daß ein Laserbetrieb mit sehr guter Stabilität der Strahlgüte realisiert werden kann.

Gemäß dem vierten Aspekt wird die Abstützung mit der Seiten fläche des Lasermediums unter Druck in Kontakt gehalten. Da durch kann die Wirkung weiter stabilisiert werden, die durch Vorsehen der unregelmäßigen Ausbildung für die Innenfläche der Abstützung oder durch Ausbilden der Abstützung aus einer Vielzahl von Materialien erhalten wird, und zwar die Wir kung, den thermischen Grenzschichtzustand zwischen der Sei tenfläche des Lasermediums und der Abstützung zu optimieren und die Wasserdichtigkeit zu verbessern. Infolgedessen erge ben sich die Auswirkungen, daß die Zuverlässigkeit gestei gert wird und ein Laserbetrieb mit sehr guter Stabilität der Strahlgüte realisiert werden kann.

Gemäß dem fünften Aspekt ist es möglich, Verluste des Anre gungslichts an der Seitenfläche des Lasermediums zu verrin gern und eine hochwirksame Laserschwingung zu realisieren.

Der Körper mit hohem Reflexionsvermögen und die Seitenfläche des Lasermediums können ohne jedes Zwischenmaterial, wie beispielsweise Klebstoff, miteinander verbunden werden. Es ist möglich, die Wärmeerzeugung an der Zwischenfläche und die optische Verzeichnung, die gemeinsam mit der Wärmeerzeu gung auftritt, zu verringern und eine hohe Wasserdichtigkeit beizubehalten. Infolgedessen wird der Effekt erzielt, daß ein stabiler Laserbetrieb ohne den Austritt von Wasser re alisierbar ist.

Gemäß dem sechsten Aspekt ist es möglich, einige Ausbildun gen miteinander zu kombinieren, beispielsweise die unregel mäßige Ausbildung für die Innenfläche der Abstützung, eine Ausbildung, um die Abstützung unter Druck mit dem Laserme dium in Kontakt zu bringen, und eine Ausbildung, um den Kör per mit hohem Reflexionsgrad in der Ausnehmung der Abstüt zung anzuordnen. Dadurch wird es möglich, gleichzeitig eine sehr gute optische Charakteristik und eine hohe Strahlgüte, hohe Zuverlässigkeit wegen der verbesserten Wasserdichtig keit und eine hocheffiziente Laserschwingung und dergleichen als synergistischen Effekt der Kombination zu realisieren.

Insbesondere kann die Konfiguration, bei der der Körper mit hohem Reflexionsvermögen in der Ausnehmung der Abstützung an geordnet ist, mit der Konfiguration, die Abstützung unter Druck mit dem Lasermedium in Kontakt zu bringen, kombiniert werden, was zu einem synergistischen Effekt führt, um einen hohen Wirkungsgrad bei gleichzeitiger Beibehaltung der hohen Wasserdichtigkeit zu ergeben. Wenn der Körper mit hohem Re flexionsvermögen in der Ausnehmung der Abstützung angeordnet ist, wird dieser Körper bevorzugt unter Druck mit dem Laser medium in Kontakt gehalten. In diesem Fall wirkt jedoch die Andruckkraft auf den hochreflektierenden Körper entgegen gesetzt in einer Richtung, um die Abstützung von dem Laser medium zu trennen. Es ist daher notwendig, die Abstützung entgegen der Gegenkraft gegen das Lasermedium zu drücken, um die hohe Wasserdichtigkeit beizubehalten.

Gemäß dem siebten Aspekt ist eine Nut vorgesehen und ver läuft in der Dickenrichtung des plattenförmigen Mediums, und der konkave Bereich der Nut enthält Substanzen, wie etwa ein Kühlmittel (beispielsweise Wasser), das geringes Absorpti onsvermögen, geringe Wärmeerzeugung und eine ausreichende Kühlwirkung zeigt. Es ist dadurch möglich, den thermischen Grenzschichtzustand der Seitenfläche des Lasermediums zu op timieren und das Auftreten von Temperaturverteilungen in der Breiten- und der Längsrichtung des Lasermediums und eine da mit zusammenhängende optische Verzeichnung zu verhindern. Infolgedessen kann ein Laserstrahl mit sehr gutem Fokussier verhalten mit hohem Wirkungsgrad und stabil abgegeben wer den.

Gemäß dem achten Aspekt ist eine Verteilung in der Vertikal richtung oder der Längsrichtung des Lasermediums für die Fläche, die Teilung oder die Tiefe des konkaven Bereichs der Abstützung oder für alle drei vorgesehen. Die Verteilung er gibt den optimalen thermischen Grenzschichtzustand in jeder Position der Seitenfläche des Lasermediums. Dadurch ist es möglich, das Auftreten von Temperaturverteilungen in jeder Richtung des Lasermediums und eine damit gleichzeitig auf tretende optische Verzeichnung zu verhindern. Infolgedessen kann ein Laserstrahl mit einem sehr guten Fokussierverhalten bei hohem Wirkungsgrad stabil abgegeben werden.

Gemäß dem neunten Aspekt wird das Lasermedium von dem Kühl mittel gekühlt, das eingefüllt ist, um die Oberfläche zu kühlen, und die Druckdifferenz in dem Kühlmittel erzeugt einen Kühlmitteldurchfluß in dem konkaven Bereich der dem Lasermedium zugewandten Oberfläche der Abstützung. Dadurch kann der Kühlzustand an der Kontaktzwischenfläche zwischen der Seitenfläche des Lasermediums und der Abstützung opti miert werden, und das Auftreten von Temperaturverteilungen in der Breiten- und in der Längsrichtung des Lasermediums und damit das Auftreten einer optischen Verzeichnung verhin dert werden. Infolgedessen kann ein Laserstrahl mit sehr gutem Fokussierverhalten bei hohem Wirkungsgrad stabil abge geben werden.

Gemäß dem zehnten Aspekt ist eine Nut in der Abstützung an der Innenfläche, die dem Lasermedium gegenübersteht, diago nal verlaufend vorgesehen und erzeugt in dem konkaven Be reich einen Kühlmitteldurchfluß. Dadurch kann der Kühlzu stand an der Kontaktzwischenfläche zwischen der Seitenfläche des Lasermediums und der Abstützung optimiert werden, das Auftreten von Temperaturverteilungen in der Breiten- und in der Längsrichtung des Lasermediums und eine gleichzeitig da mit auftretende optische Verzeichnung können verhindert wer den. Infolgedessen kann ein Laserstrahl, der ausgezeichnetes Fokussierverhalten hat, bei hohem Wirkungsgrad stabil abge geben werden.

Gemäß dem elften Aspekt ist die Abstützung so ausgebildet, daß sie für das Anregungslicht hochreflektierend ist. Da durch kann eine hochwirksame Anregung durchgeführt werden, ein hoher Laserschwingungs-Wirkungsgrad erreicht werden, die Verringerung der Anregungsintensität im Bereich der Seiten fläche des Lasermediums verhindert und die Erzeugung einer optischen Verzeichnung herabgesetzt werden. Der Effekt ist daher, daß ein Laserstrahl mit sehr gutem Fokussierverhalten bei hohem Wirkungsgrad stabil abgegeben werden kann.

Gemäß dem zwölften Aspekt wird die Abstützung mit dem Laser medium durch den elastischen Körper unter Druck in Kontakt gehalten. Dadurch ist es möglich, eine mechanische Formän derung des Lasermediums und der Abstützung zu absorbieren, eine lokale Spannungskonzentration an der Seitenfläche des Lasermediums zu relaxieren, um so eine spannungsbedingte Formänderung herabzusetzen, und den Laserstrahl mit sehr gutem Fokussierverhalten bei hohem Wirkungsgrad stabil abzu geben. Zusätzlich ist es möglich, die Hafteigenschaften zwi schen der Seitenfläche des Lasermediums und der Abstützung zu verbessern, um dadurch die Wasserdichtigkeit weiter zu verbessern, was zu einem stabilen Laserbetrieb ohne Austritt von Wasser führt. Ferner kann die Zuverlässigkeit erhöht und der thermische Grenzschichtzustand der Seitenfläche des La sermediums weiter stabilisiert werden, um dadurch eine opti sche Charakteristik des Lasermediums zu stabilisieren. Somit wird die Wirkung erzielt, daß ein Laserbetrieb mit ausge zeichneter Stabilität der Strahlgüte realisierbar ist.

Gemäß dem dreizehnten Aspekt weist der elastische Körper ein Material auf, das für das Anregungslicht transparent ist. Dadurch ist es möglich, die Wärmeerzeugung infolge von Ab sorption des Anregungslichts zu verringern und eine erhöhte Temperatur der Seitenfläche des Lasermediums sowie eine da mit einhergehende optische Verzeichnung zu verringern. In folgedessen kann ein Laserstrahl mit ausgezeichnetem Fokus sierverhalten bei hohem Wirkungsgrad stabil abgegeben wer den.

Gemäß dem vierzehnten Aspekt ist der elastische Körper mit der Abstützung haftend verbunden. Dadurch werden Montage und Demontage des Lasermediums und der Abstützung vereinfacht, die Wartung des Lasers erleichtert und die Wasserdichtigkeit so verbessert, daß ein stabiler Laserbetrieb ohne Wasseraus tritt realisierbar ist, was zu verbesserter Zuverlässigkeit führt.

Gemäß dem fünfzehnten Aspekt ist der elastische Körper nur in dem Bereich der Abdichtposition für das Kühlmittel zwi schen dem Lasermedium und der Abstützung angeordnet, und zwischen dem Lasermedium und der Abstützung ist kein Zwi schenelement entsprechend dem Anregungsbereich vorgesehen. Dadurch kann die Wärmeerzeugung an der Grenzfläche zwischen der Seitenfläche des Lasermediums und der Abstützung verrin gert werden, und eine erhöhte Temperatur der Seitenfläche des Lasermediums und eine damit einhergehende optische Ver zeichnung können verringert werden. Somit wird die Wirkung erhalten, daß ein Laserstrahl mit sehr gutem Fokussierver halten bei hohem Wirkungsgrad stabil abgegeben werden kann.

Gemäß dem sechzehnten Aspekt ist ein Elastizität aufweisen des Material in einen Zwischenraum zwischen der Abschrägung der Eckbereiche des Lasermediums und dem elastischen Körper eingebracht. Dadurch kann die Wasserdichtigkeit verbessert werden, so daß ein stabiler Laserbetrieb ohne Wasseraustritt realisierbar ist, was zu verbesserter Zuverlässigkeit führt.

Nach dem siebzehnten Aspekt liegt die Abschrägungsdimension der Eckbereiche des Lasermediums in der Nähe der Abdichtpo sition bei 0,3 mm oder weniger. Dadurch kann die Wasserdich tigkeit weiter verbessert werden, so daß ein stabiler Laser betrieb ohne Wasseraustritt realisierbar ist, was verbes serte Zuverlässigkeit zur Folge hat.

Gemäß dem achtzehnten Aspekt ist in dem Rahmen an der der Abstützung gegenüberliegenden Position ein Gewindeloch vor gesehen und verläuft im wesentlichen senkrecht zu der Rück fläche der Abstützung, und das distale Ende einer Schraube, die in das Gewindeloch eingesetzt ist, drückt auf die Rück fläche der Abstützung, um die Abstützung unter Druck mit der Seitenfläche des Lasermediums in Kontakt zu halten. Es ist dadurch möglich, den Kontaktdruck zwischen der Abstützung und der Seitenfläche des Lasermediums einzustellen, indem die Schraube von außen zu der Endfläche des Lasermediums ge dreht wird, und den optimalen Kontaktdruck leicht einzustel len, so daß sich eine sehr gute Wasserdichtigkeit und eine geringe optische Verzeichnung ergeben, um dadurch einen sta bilen Laserbetrieb ohne Wasseraustritt zu realisieren, was zu verbesserter Zuverlässigkeit führt. Infolgedessen kann ein Laserbetrieb mit sehr guter Stabilität der Strahlgüte realisiert werden.

Gemäß dem neunzehnten Aspekt ist ein elastischer Körper zwi schen der Abstützung und dem distalen Ende der Schraube an geordnet. Dadurch kann der Kontaktdruck stabilisiert und die Einstellung des Kontaktdrucks erleichtert werden. Infolge dessen kann die Wasserdichtigkeit zwischen der Seitenfläche des Lasermediums und der Abstützung weiter verbessert wer den, so daß ein stabiler Laserbetrieb ohne Wasseraustritt realisierbar ist und zu verbesserter Zuverlässigkeit führt. Außerdem kann der thermische Grenzschichtzustand der Seiten fläche des Lasermediums weiter stabilisiert werden, um da durch eine optische Charakteristik des Lasermediums zu sta bilisieren. Infolgedessen kann ein Laserbetrieb mit sehr guter Stabilität der Strahlgüte realisiert werden.

Nach dem zwanzigsten Aspekt ist ein Plattenkörper an der Rückfläche der Abstützung angeordnet. Dadurch kann die Kon taktdruckverteilung entspannt und die optische Verzeichnung verringert werden, um einen Laserstrahl mit sehr gutem Fo kussierverhalten bei hohem Wirkungsgrad stabil abzugeben. Außerdem kann dadurch eine Beschädigung der Abstützung ver hindert werden, was verbesserte Zuverlässigkeit zur Folge hat.

Nach dem einundzwanzigsten Aspekt ist der elastische Körper zwischen der Abstützung und dem Plattenkörper angeordnet. Dadurch kann die Kontaktdruckverteilung weiter entspannt werden, um so eine optische Verzeichnung weiter herabzuset zen, und es wird ein Laserstrahl mit sehr gutem Fokussier verhalten bei hohem Wirkungsgrad stabil abgegeben, und die Hafteigenschaften werden stabilisiert. Infolgedessen kann ein Laserbetrieb mit ausgezeichneter Stabilität der Strahl güte realisiert werden.

Nach dem zweiundzwanzigsten Aspekt ist für den Plattenkör per, der an der Rückfläche der Abstützung angeordnet ist, eine geringe Elastizität vorgesehen. Dadurch kann die Kon taktdruckverteilung so gesteuert werden, daß eine optimale Druckverteilung mit ausgezeichneter Wasserdichtigkeit und geringerer optischer Verzeichnung erhalten wird. Ferner kann ein stabiler Laserbetrieb ohne Wasseraustritt realisiert werden, die Zuverlässigkeit kann verbessert werden, und ein Laserbetrieb mit sehr guter Stabilität der Strahlgüte kann realisiert werden.

Nach dem dreiundzwanzigsten Aspekt ist in der Ausnehmung der Abstützung ein Element mit hohem Reflexionsvermögen für An regungslicht angeordnet und ist unter Druck mit der Seiten fläche des Lasermediums in Kontakt gehalten. Dadurch können die Hafteigenschaften verbessert werden und ein gleichmäßi ger und stabiler thermischer Grenzschichtzustand der Seiten fläche des Lasermediums vorgesehen werden, um so eine opti sche Charakteristik des Lasermediums zu stabilisieren. In folgedessen kann ein Laserbetrieb mit ausgezeichneter Stabi lität der Strahlgüte realisiert werden.

Nach dem vierundzwanzigsten Aspekt ist ein elastischer Kör per für die Rückfläche des Elements mit hohem Reflexionsver mögen für Anregungslicht vorgesehen, und die Elastizität des elastischen Körpers bringt das Element mit hohem Reflexions vermögen unter Druck mit der Seitenfläche des Lasermediums in Kontakt. Dadurch kann eine mechanische Formänderung des Lasermediums, des Körpers mit hohem Reflexionsvermögen und der Abstützung absorbiert werden, und eine lokale Spannungs konzentration an der Seitenfläche des Lasermediums kann re laxiert werden, um eine spannungsbedingte Formänderung her abzusetzen. Infolgedessen kann ein Laserstrahl mit sehr gutem Fokussierverhalten bei hohem Wirkungsgrad stabil abge geben werden. Außerdem können die Hafteigenschaften zwischen der Seitenfläche des Lasermediums und dem Körper mit hohem Reflexionsvermögen verbessert werden, und der thermische Grenzschichtzustand der Seitenfläche des Lasermediums kann weiter stabilisiert werden, um dadurch eine optische Charak teristik des Lasermediums zu stabilisieren. Infolgedessen kann ein Laserbetrieb mit ausgezeichneter Stabilität der Strahlgüte realisiert werden.

Nach dem fünfundzwanzigsten Aspekt ist in der Abstützung ein Gewindeloch vorgesehen und verläuft im wesentlichen senk recht zu der Rückfläche des Körpers mit hohem Reflexionsver mögen, und das distale Ende der in das Gewindeloch einge setzten Schraube drückt auf die Rückfläche des Körpers mit hohem Reflexionsvermögen, um ihn unter Druck mit der Seiten fläche des Lasermediums in Kontakt zu halten. Dadurch ist es möglich, den Kontaktdruck zwischen der Abstützung und der Seitenfläche des Lasermediums einzustellen, indem die Schraube von außen zu dem Kopf des Lasermediums gedreht wird, und den optimalen Kontaktdruck mit geringerer opti scher Verzeichnung auf einfache Weise vorzusehen. Infolge dessen kann ein Laserbetrieb mit sehr guter Stabilität der Strahlgüte realisiert werden.

Nach dem sechsundzwanzigsten Aspekt der Erfindung ist ein elastischer Körper zwischen dem Körper mit hohem Reflexions vermögen für Anregungslicht und dem distalen Ende der Schraube angeordnet. Dadurch kann der Kontaktdruck stabili siert und seine Einstellung erleichtert werden, und die Hafteigenschaften zwischen der Seitenfläche des Lasermediums und dem Körper mit hohem Reflexionsvermögen können verbes sert werden, um den thermischen Grenzschichtzustand der Sei tenfläche des Lasermediums weiter zu stabilisieren, was zu einer Stabilisierung einer optischen Charakteristik des plattenförmigen Mediums führt.

Nach dem siebenundzwanzigsten Aspekt ist ein Plattenkörper an der Rückfläche des Körpers mit hohem Reflexionsvermögen für Anregungslicht angeordnet. Dadurch kann die Kontakt druckverteilung relaxiert werden, um dadurch die optische Verzeichnung herabzusetzen und einen Laserstrahl abzugeben, der ausgezeichnetes Fokussierverhalten bei hohem Wirkungs grad hat und stabil ist. Ferner kann eine Beschädigung des Körpers mit hohem Reflexionsvermögen verhindert werden, was eine verbesserte Zuverlässigkeit zur Folge hat.

Nach dem achtundzwanzigsten Aspekt ist ein elastischer Kör per zwischen dem Körper mit hohem Reflexionsvermögen für An regungslicht und dem Plattenkörper angeordnet. Dadurch kann die Kontaktdruckverteilung weiter relaxiert werden, um die optische Verzeichnung noch stärker herabzusetzen. Außerdem kann ein Laserstrahl mit noch besserem Fokussierverhalten bei hohem Wirkungsgrad stabil abgegeben werden, und Haftei genschaften werden stabilisiert. Infolgedessen kann ein La serbetrieb mit sehr guter Stabilität der Strahlgüte reali siert werden.

Nach dem neunundzwanzigsten Aspekt hat der an der Rückfläche des Körpers mit hohem Reflexionsvermögen für Anregungslicht angeordnete Plattenkörper geringe Elastizität. Dadurch kann die Kontaktdruckverteilung so gesteuert werden, daß die op timale Druckverteilung mit geringer optischer Verzeichnung erzielt wird. Somit kann ein Laserbetrieb mit ausgezeich neter Stabilität der Strahlgüte realisiert werden.

Nach dem dreißigsten Aspekt ist der Körper mit hohem Re flexionsvermögen für Anregungslicht in der Ausnehmung der Abstützung angeordnet, und der Körper ist mit dem Kondensor integral ausgebildet. Dadurch kann die Anzahl von Teilen verringert werden, um einen kostengünstigen und einfachen Festkörperlaser zu schaffen, und ein Zwischenraum zwischen dem Kondensor und der Abstützung kann beseitigt werden, so daß Verluste des Anregungslichts verringert werden, was zu einer hochwirksamen Laserschwingung führt.

Nach dem einunddreißigsten Aspekt kann ein stabiler Resona tor mit hohem Wirkungsgrad einen Laserstrahl mit geringerer Verzeichnung und ausgezeichnetem Fokussierverhalten aus dem Lasermedium erzeugen, dessen optische Verzeichnung vermin dert ist.

Nach dem zweiunddreißigsten Aspekt kann ein Lasermedium mit herabgesetzter optischer Verzeichnung einen Laserstrahl mit geringerer Verzeichnung, ausgezeichneter Isotropie im Quer schnitt und ausgezeichnetem Fokussierverhalten erzeugen.

Nach dem dreiunddreißigsten Aspekt kann ein Lasermedium mit herabgesetzter optischer Verzeichnung einen Laserstrahl mit geringerer Verzeichnung und noch besserer Isotropie im Quer schnitt erzeugen.

Nach dem vierunddreißigsten Aspekt kann ein Lasermedium mit herabgesetzter optischer Verzeichnung den von verschiedenen Festkörperlasern austretenden Laserstrahl ohne Verzeichnung verstärken. Dadurch kann sehr leicht ein hochkondensierter Hochleistungs-Laserstrahl erzeugt werden.

Nach dem fünfunddreißigsten Aspekt der Erfindung kann ein in der Breitenrichtung des Lasermediums gefalteter Lichtweg den äquivalenten Querschnitt des Lasermediums mit geringerer Verzeichnung und sehr guter Isotropie im Querschnitt aus dem Lasermedium erzeugen, dessen optische Verzeichnung verrin gert ist. Dadurch kann ein hochkondensierter Hochleistungs- Laserstrahl mit hohem Wirkungsgrad der Laserschwingung oder der Verstärkerfunktion erzeugt werden.

Nach dem sechsunddreißigsten Aspekt wird eine Laserbearbei tung durchgeführt, indem der von dem Festkörperlaser er zeugte Laserstrahl von der Kondensoroptik kondensiert wird. Somit hat der von dem Lasermedium mit verringerter optischer Verzeichnung erzeugte Laserstrahl geringere Verzeichnung und ausgezeichnete Isotropie im Querschnitt und erzeugt einen kleinen Punktdurchmesser und hat große Tiefenschärfe mit sehr guter Stabilität in der Kondensierungsposition. Dadurch kann eine Laserbearbeitung hoher Güte bei hohem Wirkungsgrad realisiert werden.

Nach dem siebenunddreißigsten Aspekt wird die Laserbearbei tung durchgeführt, indem der von dem Festkörperlaser er zeugte Laserstrahl durch einen Lichtleiter eingekoppelt wird. Daher hat der von dem Lasermedium mit verringerter op tischer Verzeichnung erzeugte Laserstrahl geringere Ver zeichnung und ausgezeichnete Isotropie im Querschnitt und erzeugt einen kleinen Punktdurchmesser und hat große Tiefen schärfe mit sehr guter Stabilität der Kondensierung an der Lichtleiter-Eintrittsendfläche. Somit kann die Einkopplung des Laserstrahls in den Lichtleiter stabil und hochwirksam erfolgen, und die hohe Strahlgüte kann auch nach der Über tragung durch den Lichtleiter erhalten bleiben. Ferner kann der kleine Punktdurchmesser und die große Tiefenschärfe mit sehr guter Stabilität an der Bearbeitungs- bzw. Kondensie rungsposition erzeugt werden. Somit kann Laserbearbeitung hoher Güte mit hohem Wirkungsgrad realisiert werden.

Claims

1. Festkörperlaser, gekennzeichnet durch

- ein Lasermedium (1) mit Rechteckplattenform, das eine obere und eine untere polierte Oberfläche (11), die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, eine rechte und eine linke Seitenfläche (12), die im wesentlichen senkrecht zu den polierten Oberflächen verlaufen, sowie eine hintere und eine vordere Endfläche (13) zum Ein tritt/Austritt eines Laserstrahls hat;
- ein Paar von Abstützungen (5), die auf der rechten bzw. der linken Seite des Lasermediums (1) angeordnet sind;
- einen Rahmen (7), der die Abstützungen (5) integral ent hält;
- eine Lichtquelle (2), um das Lasermedium anzuregen;
- einen Kondensor (3), um Anregungslicht von der Licht quelle zum Bestrahlen des Lasermediums zu kondensieren; und
- eine Kühleinrichtung (41), um das Lasermedium (1) über wenigstens eine seiner polierten Oberflächen zu kühlen;
- wobei in der Abstützung (5) an einer Innenfläche (51), die den Seitenflächen (12) des Lasermediums gegenüber steht, oder an einer Rückfläche Unregelmäßigkeiten (52) gebildet sind.

2. Festkörperlaser, gekennzeichnet durch

- ein Lasermedium (1) mit Rechteckplattenform, das eine obere und eine untere polierte Oberfläche (11), die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, eine rechte und eine linke Seitenfläche (12), die im wesentlichen senkrecht zu den polierten Oberflächen verlaufen, sowie eine hintere und eine vordere Endfläche (13) zum Ein titt/Austritt eines Laserstrahls hat;
- ein Paar von Abstützungen (5), die auf der rechten bzw. der linken Seite des Lasermediums (1) angeordnet sind;
- einen Rahmen (7), der die Abstützungen (5) integral ent hält;
- eine Lichtquelle (2), um das Lasermedium anzuregen;
- einen Kondensor (3), um Anregungslicht von der Licht quelle zum Bestrahlen des Lasermediums zu kondensieren; und
- eine Kühleinrichtung (41), um das Lasermedium (1) über wenigstens eine seiner polierten Oberflächen zu kühlen;
- wobei die Abstützungen (5) aus einer Vielzahl von ver schiedenen Materialien (501, 502) bestehen.

3. Festkörperlaser, gekennzeichnet durch

- ein Lasermedium (1) mit Rechteckplattenform, das eine obere und eine untere polierte Oberfläche (11), die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, eine rechte und eine linke Seitenfläche (12), die im wesentlichen senkrecht zu den polierten Oberflächen verlaufen, sowie eine hintere und eine vordere Endfläche (13) zum Eintritt/Austritt eines Laserstrahls hat;
- ein Paar von Abstützungen (5), die auf der rechten bzw. der linken Seite des Lasermediums (1) angeordnet sind;
- einen Rahmen (7), der die Abstützungen (5) integral ent hält;
- eine Lichtquelle (2), um das Lasermedium anzuregen;
- einen Kondensor (3), um Anregungslicht von der Licht quelle zum Bestrahlen des Lasermediums zu kondensieren; und
- eine Kühleinrichtung (41), um das Lasermedium (1) über wenigstens eine seiner polierten Oberflächen zu kühlen;
- wobei die Abstützungen (5) mit den Seitenflächen (12) des Lasermediums unter Druck in Kontakt sind.

4. Festkörperlaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützungen mit den Seitenflächen (12) des La sermediums unter Druck in Kontakt sind.

5. Festkörperlaser, gekennzeichnet durch

- ein Lasermedium (1) mit Rechteckplattenform, das eine obere und eine untere polierte Oberfläche (11), die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, eine rechte und eine linke Seitenfläche (12), die im wesentlichen senkrecht zu den polierten Oberflächen verlaufen, sowie eine hintere und eine vordere Endfläche (13) zum Ein tritt/Austritt eines Laserstrahls hat;
- ein Paar von Abstützungen (5), die auf der rechten bzw. der linken Seite des Lasermediums (1) angeordnet sind;
- einen Rahmen (7), der die Abstützungen (5) integral ent hält;
- eine Lichtquelle (2), um das Lasermedium anzuregen;
- einen Kondensor (3), um Anregungslicht von der Licht quelle zum Bestrahlen des Lasermediums zu kondensieren; und
- eine Kühleinrichtung (41), um das Lasermedium (1) über wenigstens eine seiner polierten Oberflächen zu kühlen;
- wobei in der Abstützung (5) an einer einem Anregungsbe reich entsprechenden Position, die dem Lasermedium (1) gegenüberliegt, eine Ausnehmung (59) vorgesehen und ein Körper (50) mit hohem Reflexionsvermögen für Anregungs licht in dieser Ausnehmung (59) angeordnet ist.

6. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abstützung (5) an einer einem Anregungsbe reich entsprechenden Position, die dem Lasermedium (1) gegenüberliegt, eine Ausnehmung vorgesehen und ein Kör per mit hohem Reflexionsvermögen für das Anregungslicht in dieser Ausnehmung angeordnet ist.

7. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Innenfläche (51) der Abstützung (5) eine Nut (52) in einer Dickenrichtung des Lasermediums (1) vorgesehen ist, um die Unregelmäßigkeiten zu bilden.

8. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Teilung, eine Fläche oder eine Tiefe der Unregelmäßigkeiten eine Verteilung in einer Längsrich tung oder einer Vertikalrichtung des Lasermediums (1) vorgesehen ist.

9. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlung des Lasermediums (1) durch Kühlmittel (41) erfolgt, das so eingefüllt ist, daß es mit jeder polierten Oberfläche in Kontakt gelangt,
und daß zwischen dem Kühlmittel an der oberen und dem an der Unterseite des Lasermediums eine Druckdifferenz aus gebildet ist, um einen Kühlmitteldurchfluß in einem kon kaven Bereich in einer Innenfläche der Abstützung (5) zu erzeugen.

10. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Unregelmäßigkeiten an der Innenfläche (51) der Abstützung (5) von einer Nut (52) gebildet sind, die diagonal zu einer Dickenrichtung des Lasermediums (1) verläuft.

11. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung (5) ein hohes Reflexionsvermögen für Anregungslicht hat.

12. Festkörperlaser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung (5) mit dem Lasermedium (1) durch einen elastischen Körper unter Druck in Kontakt ist.

13. Festkörperlaser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Körper aus einem Material (54) be steht, das für Anregungslicht transparent ist.

14. Festkörperlaser nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Körper an der Abstützung (5) haftend angebracht ist.

15. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Anregungsbereich des Lasermediums (1) und einer Abstützung kein Zwischenelement angeordnet ist.

16. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Zwischenraum (140) zwischen einem Ab schrägungsbereich (14) eines Eckbereichs in der Nähe einer Abdichtposition des Lasermediums (1) und dem elastischen Körper eine Elastizität aufweisende Substanz (58) eingebracht ist.

17. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abschrägungsdimension eines Eckbereichs (14) in der Nähe einer Abdichtposition des Lasermediums (1) mit 0,3 mm oder weniger vorgegeben ist.

18. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Rahmen (7) an einer der Abstützung (5) gegen überstehenden Position ein Gewindeloch (513) vorgesehen ist, das im wesentlichen senkrecht zu einer Rückfläche (503) der Abstützung (5) verläuft,
und daß ein distales Ende einer Schraube (515), die in das Gewindeloch (513) eingesetzt ist, auf die Rückfläche (503) der Abstützung drückt, um die Abstützung (5) mit dem Lasermedium (1) unter Druck in Kontakt zu halten.

19. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abstützung (5) und dem distalen Ende der Schraube (515) ein elastischer Körper (505) angeord net ist.

20. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-19, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Rückfläche der Abstützung (5) ein Platten körper (506) angeordnet ist.

21. Festkörperlaser nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abstützung (5) und dem Plattenkörper (506) ein elastischer Körper (507) angeordnet ist.

22. Festkörperlaser nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenkörper (506) aus einem Material besteht, das eine sehr viel geringere Elastizität als der elasti sche Körper (507) hat.

23. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-22, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (50) mit hohem Reflexionsvermögen mit einer Seitenfläche des Lasermediums (1) unter Druck in Kontakt ist.

24. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-23, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen einer Rückfläche (503) des Körpers (50) mit hohem Reflexionsvermögen und einer Ausnehmung ein elastischer Körper (57) angeordnet ist
und daß die Elastizität des elastischen Körpers den Kör per (50) mit hohem Reflexionsvermögen mit einer Seiten fläche (12) des Lasermediums (1) unter Druck in Kontakt hält.

25. Festkörperlaser nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Ausnehmung (59) in der Abstützung (5) ein Gewindeloch (513) vorgesehen ist, das im wesentlichen senkrecht zu einer Seitenfläche (112) eines Lasermediums (1) verläuft,
und daß ein distales Ende einer in das Gewindeloch ein gesetzten Schraube (515) den Körper (50) mit hohem Re flexionsvermögen mit der Seitenfläche (12) des Laserme diums unter Druck in Kontakt hält.

26. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-25, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Körper (50) mit hohem Reflexionsver mögen und dem distalen Ende der Schraube (515) ein elastischer Körper angeordnet ist.

27. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-26, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Rückfläche (503) des Körpers (50) mit hohem Reflexionsvermögen ein Plattenkörper (506) angeordnet ist.

28. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-27, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Körper (50) mit hohem Reflexionsvermö gen und einem Plattenkörper (506) ein elastischer Körper (507) angeordnet ist.

29. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-28, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenkörper (506) aus einem Material besteht, das sehr viel geringere Elastizität als der elastische Körper (507) hat.

30. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-29, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (50) mit hohem Reflexionsvermögen inte gral mit einem Kondensor (3) ausgebildet ist.

31. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-30, dadurch gekennzeichnet, daß ein Laserstrahl aus einem stabilen Resonator herausgeführt wird.

32. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-30, dadurch gekennzeichnet, daß ein Laserstrahl aus einem anisotropen Resonator (61, 62, 63) herausgeführt wird, der in einer Dickenrichtung des Lasermediums als stabiler Resonator und in einer Breitenrichtung als instabiler Resonator wirkt.

33. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-30, dadurch gekennzeichnet, daß ein Laserstrahl aus einem anisotropen Resonator her ausgeführt wird, der in einer Dickenrichtung des Laser mediums als stabiler Resonator und in einer Breitenrich tung als einseitiger instabiler negativer Zweigresonator wirkt.

34. Festkörperlaser, dadurch gekennzeichnet, daß von verschiedenen Lasern emittierte Laserstrahlen von dem Lasermedium nach einem der Ansprüche 1-33 ver stärkt werden.

35. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1-34, dadurch gekennzeichnet, daß ein Laserstrahl auf einem Lichtweg oszilliert oder verstärkt wird, der in einer Breitenrichtung des Laser mediums gefaltet ist.

36. Laserbearbeitungsvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 35 und ein nachgeschaltetes optisches Kondensorsystem (801), mit der die Laserbearbeitung nach der Bündelung im Kondensorsystem (801) durchführbar ist.

37. Laserbearbeitungsvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Lichtleiter (602) zwischen dem Festkörperlaser und dem optischen Kondensorsystem.