JP2000286490A - レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体固体レーザを用いて構成した発振器、
１式の光分配伝送系３７、及び複数の増幅器を同一の架
台上に配置して励起レーザ装置を構成すると共に、励起
レーザ装置を構成する架台を縦方向に段積み状に配置す
ることでコンパクト化され、高出力かつ高指向性のレー
ザ装置を得る。 【解決手段】 レーザ光３２を発生する発振器３１、レ
ーザ光３２を複数のレーザビーム３８，３９に分割する
光分割手段３７、及びレーザビーム３８．３９を増幅し
て光ファイバー７に入射する複数の増幅器４０を含む励
起レーザ装置と、レーザ光を発する発振器９、及びこの
レーザ光を順次通過させると共に、光ファイバー７から
のレーザビーム照射に基づくエネルギーを発振器９より
発せられ通過するレーザ光に吸収させて光増幅を起こし
色素レーザ光を発生する複数段の増幅器１０〜１３を含
むレーザ多段増幅装置８とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、光増幅
を利用して高出力かつ高指向性なレーザ光を得るレーザ
装置に関するもので、詳しくは、色素レーザ多段増幅装
置に励起光を供給する励起レーザ装置の構成および配置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発振器と複数個の増幅器により構成され
る色素レーザ多段増幅装置は、発振器より出射された指
向性の良いレーザ光を光増幅により高出力のレーザ光に
できるため、穴あけ、溶接、切断等の加工に用いること
ができる。特に、パルス発振を行う銅蒸気レーザを励起
光源とした色素レーザ多段増幅装置は、ｋＷ級の高出
力、且つ、高指向性のレーザ光を得ることができる。そ
のためレーザ同位体分離等の光化学反応に適用されてい
る。

【０００３】図５９は、例えば特開平８ー９７４９３号
公報に記載された従来の色素レーザ多段増幅システムの
構成を簡略化して示す図である。図においては、１はパ
ルス発振を行う銅蒸気レーザ装置からなる励起レーザ装
置であり、最大９０ｍｍ程度の大口径ビームを発生す
る。

【０００４】図において、２は励起レーザ装置１から出
射されたレーザ光、３はレーザ光２を複数のレーザビー
ムに分割かつ集光するレンズアレイ等により構成された
光分割器、４は分割かつ集光されたレーザビーム、５は
レーザビーム４を光ファイバー入射部に入射させる光結
合装置、６はレーザビーム４を入射する光ファイバー入
射部、７は光ファイバー入射部６に入射したレーザビー
ム４を色素レーザ多段増幅装置８まで伝送する複数の光
ファイバーである。色素レーザ多段増幅装置８は、指向
性の良いレーザ光を発生する発振器９、発振器９から出
射されるレーザ光を光増幅する４個の増幅器１０〜１３
より構成される。

【０００５】これら増幅器１０〜１３として、１０は第
１段目の増幅器、１１は第２段目の増幅器、１２は第３
段目の増幅器、１３は第４段目の増幅器である。１４は
光ファイバー７から出射されるレーザビーム、１５はレ
ーザビーム１５を発振器９ないしは増幅器１０〜１３に
照射する１枚ないしは複数の光学部品で構成された転写
光学系、１６は光増幅された色素レーザ光である。

【０００６】図６０は、例えば、励起レーザ装置１とし
て用いる縦方向励起方式の銅蒸気レーザ装置の構成図で
あり、発振器１７にて発生した高指向性レーザ光を増幅
器１９にて光増幅する場合を示す。この励起レーザ装置
１は、発振器１７、発振器１７より出射された高指向性
レーザ光１８を増幅する増幅器１９、管内にレーザ媒質
２１を充填した放電管２０、放電管２０内を真空ないし
は所定のガス圧力に保つための石英等からなる窓ガラス
２２ａと２２ｂ、放電管２０の長さ方向（縦方向）に沿
って放電を発生するための電極２３ａと２３ｂ、急峻な
数１００ｎｓｅｃのパルスを発生し、そのパルスを発振
器１７と増幅器１９に印加する励起回路２４、励起回路
２４に電力を供給するパルス電源２５、発振器１７と増
幅器１９にレーザ発振の開始時刻を指示するための電気
信号２６ａと２６ｂを発生する制御装置２７、放電管２
０内に配管２９によりネオンガスを供給するガス供給・
真空排気装置２８より構成されている。尚、増幅器１９
は内部を説明するためにその断面を示している。

【０００７】図６１は、光結合装置５に用いた分割器３
の一例としての矩形状のレンズアレイの構成図であり、
矩形の集光レンズをＸ方向に５個、Ｙ方向に５個並べて
構成した場合である。３０はレンズアレイを構成するエ
レメントであり、エレメント３０の１辺の長さは２０ｍ
ｍ程度、１つのエレメント３０を通過したレーザ光２が
一方の光ファイバー７に入射される。

【０００８】次に従来装置の動作について説明する。図
５９にて、励起レーザ装置１から出射されたレーザ光２
を光分割器３により複数のレーザビーム４に分割、且
つ、集光する。このレーザビーム４を光結合装置５によ
り光ファイバー入射部６から複数の光ファイバー７に入
射する。光ファイバー７から出射されたレーザビーム１
５を転写光学系１４により縮小し、色素レーザ多段増幅
装置８における増幅器１０〜１３の色素溶液が流れてい
る領域に照射する。

【０００９】このレーザビーム１５は色素溶液中の色素
分子にエネルギーを与えて色素分子を励起する。この
際、発振器９で発生した高指向性なレーザ光を順次増幅
器１０〜１３に通過させると、色素分子のエネルギーを
吸収しながら光増幅を起こし、パルス発振を行う高指向
性な色素レーザ光１６を発生することができる。

【００１０】なお、レーザ出力が数１００Ｗ〜ｋＷ級の
色素レーザ多段増幅装置において、最大のレーザ出力を
得るためには、１段目から４段目の増幅器１０〜１３に
入射するレーザビーム１５の強度を所定の割合に設定す
る必要がある。

【００１１】また、パルス的に発振しているレーザビー
ム１５を効率よく光増幅するために、各増幅器１０〜１
３へ照射するレーザビーム１５のパルス波形（パルス
幅）をほぼ等しく、かつ、色素レーザ光１６が増幅器１
０〜１３を通過する同じ時刻にレーザビーム１５をその
増幅器１０〜１３に入射する必要がある。通常は、光フ
ァイバー７の長さを調整することにより、各増幅器１０
〜１３のレーザビーム１５のパルス幅およびレーザビー
ム１５と色素レーザ光１６のパルスタイミングを合わせ
ている。

【００１２】また、図６０において、レーザ媒質２１は
ネオンガスと銅蒸気原子からなる。放電管２０内に所定
の銅蒸気原子の密度を得るために、２つの電極２３ａと
２３ｂ間にネオンガスを用いた放電を発生し、その放電
の熱を利用して、放電管２０の内部に封入した銅粒の温
度を約１４５０℃までに上げる。また、レーザ媒質２１
にネオンガスを用いるので、ガス供給・真空排気装置２
８により、放電管２０内をガス配管２９を介して真空状
態まで排気した後に、所定の圧力のネオンガスを封入す
る。

【００１３】発振器１７から出射された高指向性レーザ
光１８は、増幅器１９の窓２２ａを通して入射される。
この際、高指向性レーザ光１８が増幅器１９内を通過す
る際に、放電管２０内に急峻な放電が発生するように、
制御装置２７からレーザ発振の開始時刻を指示するため
の電気信号２６ａと２６ｂが出力される。

【００１４】つまり、電気信号２６ｂに従い、パルス電
源２５にて蓄積された電力が励起回路２４を介して、２
つの電極２３ａと２３ｂ間にパルス的に供給される。こ
の放電にて電子が発生されるが、この電子とレーザ媒質
２１中の銅蒸気原子が衝突することにより、銅蒸気原子
が励起される。このため、レーザ光１８は励起された銅
蒸気原子のエネルギーを吸収しながら光増幅を起こし、
その結果、窓２２ｂから高指向性レーザ光２が出射され
る。

【００１５】図６１にて、光結合装置５に入射された高
指向性レーザ光２を光分割器３により２次元的に分割す
る（図ではＸ方向に５個、Ｙ方向に５個分割した場合を
示す）。光分割器３の各エレメント３０を通過したレー
ザビーム４を集光して、光ファイバー入射部６に配置し
た光ファイバー７に入射する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来のレ
ーザ装置においては、励起レーザ装置として銅蒸気レー
ザ装置を用いた場合、レーザ媒質の単位長当たりのレー
ザ出力は約１５０Ｗ／ｍであり、５００Ｗ級の放電管の
長さは放電管の電極と窓の長さ含めて、約４ｍとなる。
また、レーザ媒質を急峻な電力を供給するための励起回
路とパルス電源を放電管の近くに配置する必要があるの
で、励起レーザ装置の横幅は１ｍ（パルス電源部：０．
５ｍ、放電管部：０．５ｍ）となる。

【００１７】更に、ガス供給・真空排気装置および制御
装置を放電管の下側に配置するので、励起レーザ装置の
縦幅は１ｍとなる。よって、励起レーザ装置の寸法は、
縦幅１ｍ、横幅１ｍ、長さ４ｍとなり、複数の励起レー
ザ装置を配置する場合、保守の点から各励起レーザ装置
を縦方向に積み重ねることが難しく、このため、励起レ
ーザ装置の占有面積が広くなり、励起レーザ装置を据え
付ける建物の建設コストが高くなるといった問題があっ
た。

【００１８】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、発振器に半導体固体レーザを
用いて構成した複数の励起レーザ装置を縦方向に段積み
状に配置し、かつ、個々の励起レーザ装置は筺体内にお
いて１個の発振器、１式の光分配伝送系３７、複数の増
幅器を同一の架台上に配置し、発振器から出射されたレ
ーザ光を１式の光分配伝送系３７を介して複数の増幅器
へ入射することにより、コンパクトにて、高出力かつ高
指向性のレーザ装置を得ることを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るレ
ーザ装置は、レーザ光を発生する固体レーザ装置、この
発生したレーザ光を複数のレーザビームに分割する光分
割手段、及びこの分割された各レーザビームをそれぞれ
増幅して光ファイバーに入射する複数の増幅器よりなる
励起レーザ装置と、レーザ光を発する発振器、及びこの
発生したレーザ光を順次通過させると共に、前記光ファ
イバーからのレーザビーム照射に基づくエネルギーを前
記発振器より発せられて通過するレーザ光に吸収させて
光増幅を起こし色素レーザ光を発生する複数段の増幅器
よりなるレーザ多段増幅装置とから構成されるものであ
る。

【００２０】請求項２の発明に係るレーザ装置は、励起
レーザ装置における固体レーザ装置と、光分割手段と複
数の増幅器を同一架台に配置すると共に、この架台を複
数段積みしてレーザ多段増幅装置の近傍に配置したもの
である。

【００２１】請求項３の発明春に係るレーザ装置は、励
起レーザ装置における固体レーザ装置と、光分割手段と
複数の増幅器を同一架台に配置すると共に、この架台を
複数段積みしてレーザ多段増幅装置に接触させて配置し
たものである。

【００２２】請求項４の発明に係るレーザ装置は、励起
レーザ装置における固体レーザ装置と、光分割手段と複
数の増幅器を同一架台に配置すると共に、この架台を複
数段積みしてレーザ多段増幅装置の背面に配置したもの
である。

【００２３】請求項５の発明に係るレーザ装置は、励起
レーザ装置とレーザ多段増幅装置とを積層して配置した
ものである。

【００２４】請求項６の発明に係るレーザ装置の固体レ
ーザ装置は、レーザ媒質としてＹＡＧを用いたものであ
る。

【００２５】請求項７の発明に係るレーザ装置の固体レ
ーザ装置は、励起光源に半導体レーザを用いたものであ
る。

【００２６】請求項８の発明に係るレーザ装置の励起レ
ーザ装置内の増幅手段は、発生させたレーザ光の波長を
変換する波長変換素子を有したものである。

【００２７】請求項９の発明に係るレーザ装置のレーザ
多段増幅装置は、複数の増幅器を取り付ける支持部に、
励起レーザ装置より複数の光ファイバーの取り出すため
の１個ないしは複数の取り出し部を設けたものである。

【００２８】請求項１０の発明に係るレーザ装置の取り
出し部は、Ｌ１＝｛１−（ｖｆ／ｖｃ）｝×ｄ／２およ
びＬ１＋Ｌ４＝ｄ（Ｌ１はレーザ多段増幅装置内におけ
る取り出し部から第１の段目の増幅器までの光ファイバ
ー長、Ｌ４はレーザ多段増幅装置内における取り出し部
から最終段目の増幅器増幅器までの光ファイバー長、
ｄ：第１の段目の増幅器と最終段目の増幅器（１３）の
間の距離、ｖｆは光ファイバー内にてレーザ光が伝わる
速度、ｖｃは大気中をレーザ光が伝わる速度）の関係式
を満たす位置に設けたものである。

【００２９】請求項１１の発明に係るレーザ装置のレー
ザ多段増幅装置は、第１段目の増幅器の上方に発振器を
配置し、光学系を通してレーザ光を前記第１段目の増幅
器に導くものである。

【００３０】請求項１２の発明に係るレーザ装置のレー
ザ多段増幅装置は、支持部を介して第１段目の増幅器の
裏面に発振器を配置し、前記支持部に形成した貫通孔よ
り光学系を通してレーザ光を前記第１段目の増幅器に導
くものである。

【００３１】請求項１３の発明に係るレーザ装置は、励
起レーザ装置における光ファイバー入射部をレーザ多段
増幅装置における光ファイバーの取り出し部の近傍に、
かつ、取り出し部に対向して配置したものである。

【００３２】請求項１４の発明に係るレーザ装置は、励
起レーザ装置を構成する発振器と複数の増幅器を光分配
伝送系３７に対して一列に配置したものである。

【００３３】請求項１５の発明に係るレーザ装置は、記
励起レーザ装置を構成する発振器と複数の増幅器の間の
ビーム分割方式に関して、光分配伝送手段は前記発振器
より発せられた一方のレーザ光を各光学部品を通過する
毎に２本のレーザビームに分割して各増幅器に入射させ
るトーナメント方式としたものである。

【００３４】請求項１６の発明に係るレーザ装置は、発
振器から出射したレーザビームが前記光分配伝送系３７
の光学部品を通過して各増幅器に入射する際に、各入射
したレーザビームが通過する光学部品の面数を等しくし
たものである。

【００３５】請求項１７の発明に係るレーザ装置は、励
起レーザ装置を増幅器を使用しない発振器型励起レーザ
装置に代えたものである。請求項１８の発明に係るレー
ザ装置は、架台に防振装置を設けたものである。

【００３６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下この発明の実
施の形態１を図について説明する。図１は、本実施の形
態に係るレーザ装置の各励起レーザ装置を側面から見た
図である。各励起レーザ装置においては、１個の発振器
と１式の光分配伝送系３７および４台の増幅器を筺体内
において１つの架台上に配置し、これら複数の励起レー
ザ装置を縦方向に段積み状に配置した（図では５段の場
合を示す）。尚、以下、各実施の形態の説明において架
台４１を励起レーザ装置全体として説明することもあ
る。

【００３７】励起レーザ装置は、レーザ光３２を出射す
る発振器３１、出射されたレーザ光３２をレーザビーム
３８，３９に分割する光分配伝送系３７、分割されたレ
ーザビーム３８，３９を入射する複数の増幅器（Ｎｏ１
〜Ｎｏ４）４０より構成されている。４２は電力線４３
により発振器３１と増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０に電
力を供給する電源である。

【００３８】光分配伝送系３７は、図２に詳細な配置を
示すように誘電体多層膜を光学ガラスの表面にコーティ
ングすることにより、光学ガラスの光学的透過率を所定
の値に設定したビームスプリッター３３〜３５、誘電体
多層膜ないしは金属を光学ガラスの表面にコーティング
することにより、光学ガラスの光学的反射率を１００％
に設定した全反射ミラー３６より構成される。

【００３９】また、図２は、図１に示した励起レーザ装
置および色素レーザ多段増幅装置８ａ〜８ｄを含む本実
施の形態におけるレーザ装置を上側から見た図である。
これは、例えば、１台の発振器３１と１式の光分配伝送
系３７および４台の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０で構
成した励起レーザ装置において、光分配伝送系３７の片
側に１個の発振器３１を配置し、光分配伝送系３７を挟
み発振器３１に対向して複数の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ
４）４０を配置した場合である。

【００４０】図３は、本実施の形態に用いる発振器３１
の構成の一例を示す。例えば、励起光源として半導体レ
ーザ光を用いて、この半導体レーザ光をレーザ媒質の側
面から照射する半導体励起固体レーザ装置を示す。

【００４１】４４はＹＡＧ（構造式：Ｙ３Ａｌ５Ｏ１
２）、リサフ（ＬｉＳｒＡｉＦ６）、チタンサファイヤ
等の結晶を用いたレーザ媒質、４５は例えば半導体レー
ザ等を用いた励起光源である。４６と４７は半導体レー
ザ光をレーザ媒質４４内に閉じ込める共振器ミラーであ
り、４６は発振波長に対して全反射するミラー、４７は
発振波長に対して部分透過するミラーにて構成される。

【００４２】図４は、本実施の形態に用いた増幅器（Ｎ
ｏ１〜Ｎｏ４）４０Ａの構成の一例を示す図である。ま
た、図５は、本実施の形態に用いた他の増幅器（Ｎｏ１
〜Ｎｏ４）４０Ｂ内のビーム分割の構成の一例を示す。
図では、増幅器（レーザ媒質４４）から出射したレーザ
ビーム４９を例えば３本のレーザビームに分割して各光
ファイバー７（１）〜７（３）に入射する場合を示す。

【００４３】各図において、３８は増幅器（Ｎｏ１〜Ｎ
ｏ４）４０に入射するレーザビーム、４９は増幅器（Ｎ
ｏ１〜Ｎｏ４）４０から出射したレーザビーム、５０は
１個ないしは複数の凸レンズないしは凹レンズを組み合
わせた集光光学系、５１はレーザビーム４９を光ファイ
バー７に入射する光ファイバー入射部である。

【００４４】図６は、レーザ媒質４４から出射されるレ
ーザビーム４９を高調波に波長変換する場合の増幅器
（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０Ｃの構成の１例である。５２は
レーザ媒質４４にて発生したレーザビーム４９の波長を
変換する波長変換素子である。例えば、１／２倍の波長
を得る際には、ＫＴＰ（構造式：ＫＴｉＯＰＯ₄）、Ｌ
ＢＯ（ＬｉＢ₃Ｏ₅），ＢＢＯ（ＢａＢ₂Ｏ₄）、ＫＮ（Ｋ
ＮｂＯ₃）等のＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉ
ｃ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）結晶が用いられる。

【００４５】図７は、本実施の形態における他の励起レ
ーザ装置４１Ｂの構成図である。これは、例えば、１台
の発振器３１と１式の光分配伝送系３７および４台の増
幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０で構成した励起レーザ装置
にて、光分配伝送系３７の上方に１個の発振器３１を配
置し、発振器３１の出射方向に対して直角となる位置に
複数の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０を配置した場合で
ある。尚、図にて、電源４２と電力線４３は省略した。

【００４６】図８は、本実施の形態１における他のレー
ザ装置４１Ｃの構成図である。これは、例えば、１台の
発振器３１と１式の光分配伝送系３７および４台の増幅
器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０で構成した励起レーザ装置お
いて、発振器３１と複数の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４
０を縦１列に並べ、発振器１のレーザ光３２の出射部お
よび増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０のレーザ光の入射部
を光分配伝送系３７７に対向して配置した場合である。
なお、図にて、電源４２と電力線４３は省略した。

【００４７】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図２にて、発振器３１から出射されたレーザ光３２
は、光分配伝送系３７にてビームスプリッター３３によ
りビーム強度の異なる２本のレーザビーム３８と３９に
分割される。次に、レーザビーム３９は増幅器（Ｎｏ
１）に入射され、また、レーザビーム３８はビームスプ
リッター３４と３５により順次複数のレーザビームに分
割され、各レーザビームは増幅器（Ｎｏ２）、（Ｎｏ
３）のそれぞれにに入射される。

【００４８】最後に、ビームスプリッター３５を透過し
たレーザビームは全反射ミラー３６により全反射され、
増幅器（Ｎｏ４）に入射される。この際、ビームスプリ
ッター３３〜３５の透過率の設定により、４個の増幅器
（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０にビーム強度が等しいレーザビ
ームが入射するようにする。なお、図では、光ファイバ
ー７を増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０のビーム入射部と
逆の位置に設けたが、増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０の
任意の位置に設けてもよい。

【００４９】図１にて、１個の発振器３１と１式の光分
配伝送系３７および４台の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４
０を１つの架台４１に配置し、これを１式の励起レーザ
装置とする。１つの架台４１上に各装置を配置すること
により、発振器３１から出射されたレーザ光３２の光軸
がずれるのを防ぎ、レーザビーム３８と３９を増幅器
（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０の所定の位置に入射することが
できる。

【００５０】励起レーザ装置の個数の増加により励起レ
ーザ出力を大きくする際、複数の励起レーザ装置を縦方
向に段積み状に配置する。各励起レーザ装置から出射さ
れたレーザ光３２を光ファイバー７により色素レーザ多
段増幅装置８に伝送する。なお、１式の励起レーザ装置
４１の動作は図１にて説明したので省略する。

【００５１】図３にて、電源線４３から半導体レーザを
構成する励起光源４５に電力が供給され、半導体レーザ
光が発生する。次に、この半導体レーザ光をレーザ媒質
４４の側面に入射する。半導体レーザ光はレーザ媒質４
４に吸収され、この吸収されたエネルギーは入射された
半導体レーザ光とは異なる波長のレーザ光として放出さ
れる。このレーザ光を共振器ミラー４６と４７によりレ
ーザ媒質４４内に閉じ込めて光増幅を行うと同時に、共
振器ミラー４７を部分透過ミラーで構成して、この増幅
されたレーザ光の一部を取り出すことによりレーザ光３
２を発生させる。

【００５２】なお、図３では、レーザ媒質４４の側面か
ら半導体レーザ光を照射する場合について示したが、レ
ーザ媒質４４の片端に配置した共振器ミラー４６の外側
に励起光源４５を配置し、共振器ミラー４６を通して半
導体レーザ光をレーザ媒質４４に照射してもよい。ただ
し、この場合、半導体レーザ光が通過するように、レー
ザ光に対する共振器ミラー４６の透過率を設定する。

【００５３】図４にて、増幅器４０Ａに入射されたレー
ザビーム３８が増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０Ａ内のレ
ーザ媒質４４を通過する際に半導体レーザ光をレーザ媒
質４４に照射する。レーザ媒質４４は半導体レーザ光を
吸収する事により励起され、レーザビーム３８が励起さ
れたレーザ媒質４４からエネルギーを得る事により光増
幅が起こる。この際、発振器３１と増幅器４０Ａのレー
ザ媒質４４は、同じ材料を用いることが必要である。レ
ーザ媒質４４から出射されたレーザビーム４９は、集光
光学系５０により集光され、光ファイバー入射部５１に
入射される。

【００５４】図５では、増幅器４０Ｂにおいて、レーザ
媒質４４から出射されたレーザビーム４９は、２枚のビ
ームスプリッター３３と全反射ミラー３６により３本の
ビームに分割された後に、各レーザビームは集光光学系
５０により集光され、光ファイバー入射部５１に入射さ
れる。この際、ビームスプリッター３３の透過率を設定
することにより、各光ファイバー７に所定のレーザ出力
を入射することができる。

【００５５】図６では、増幅器４０Ｃにおいて、レーザ
媒質４４から出射されたレーザビーム４９を波長変換素
子５２に入射する。この際、ＳＨＧを効率よく発生する
ために、偏光素子および波長変換素子５２の温度の調整
により、レーザ媒質４４から出射されたレーザビーム４
９の偏光方向を波長変換素子５２の位相整合条件に合わ
せるように設定する。

【００５６】図７では、励起レーザ装置４１Ｂにおい
て、発振器３１から出射されたレーザ光３２は、光分配
伝送系３７にてビームスプリッター３３によりビーム強
度の異なる２本のレーザビーム３８と３９に分割され
る。これ以降の動作は図２と同様であるので省略する。
なお、図７では、励起レーザ装置４１Ｂにおいて、光フ
ァイバー７を増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０のビーム入
射部と逆の位置に設けたが、増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）
４０の任意の位置に設けてもよい。

【００５７】図８では、励起レーザ装置４１Ｃにおい
て、発振器３１から出射されたレーザ光３２は、光分配
伝送系３７にて全反射ミラ３６ーにより反射され、ビー
ムスプリッター３３に入射され、ビーム強度の異なる２
本のレーザビーム３８と３９に分割される。これ以降の
動作は、図１と同様であるので省略する。なお、図８で
は、光ファイバー７を増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０の
レーザ光の入射部に対して逆側に設けたが、増幅器（Ｎ
ｏ１〜Ｎｏ４）４０の任意の位置に設けてもよい。

【００５８】最近、固体レーザ装置と波長変換素子を組
み合わせたレーザ装置の研究が盛んである。銅蒸気レー
ザ装置の場合、発振波長は５１０ｎｍと５７８ｎｍであ
り、現状では５００Ｗ程度のレーザ出力が得られてい
る。この際、レーザ装置寸法は、縦幅が１００ｃｍ、横
幅が１００ｃｍ、長さが４００ｃｍ程度であるが、これ
にはレーザ装置を駆動する電源が含まれており、電源寸
法は、縦幅が１００ｃｍ、横幅が５０ｃｍ、長さが４０
０ｃｍ程度である。

【００５９】これに対して、ＹＡＧを用いた固体レーザ
装置の発振波長は１０６０ｎｍであり、１個の発振器と
１個の増幅器にて構成したレーザ装置にて、レーザ媒質
長が約２０ｃｍにて、レーザ出力２００Ｗ程度のレーザ
光を得ることができる。ここで、波長変換素子にＫＴＰ
やＬＢＯ等の光学結晶を用いて、ＹＡＧレーザ光を２倍
波変換する場合、レーザ光の変換効率は〜５０％である
ので、ＹＡＧレーザ装置とＳＨＧを組み合わせることに
より、発振波長：５３２ｎｍにて１００Ｗのレーザ出力
が得られる。ここで、波長変換素子を含めた固体レーザ
装置の寸法は、縦幅が４０ｃｍ、横幅が５０ｃｍ、長さ
が５０ｃｍ程度である。

【００６０】例えば、レーザ装置を配置する建て屋およ
び装置の保守の点から、装置高さを２００ｃｍ程度にす
ると、縦方向に５段積み（＝２００ｃｍ／４０ｃｍ）で
きる。図１に示したように、発振器を１台と増幅器を４
台の場合にて、全レーザ装置の占有面積は５０ｃｍ×５
０ｃｍ×５式（発振器：１式＋増幅器：４式）＝１２５
００ｃｍ²となる。その際、全レーザ出力は１００Ｗ×
４個×５段＝２０００Ｗである。この場合、光分配伝送
系３７の占有面積はレーザ装置の占有面積に比べて小さ
くできるので無視して考えた。

【００６１】ここで、銅蒸気レーザ装置にて、固体レー
ザ装置の発振波長：５３２ｎｍに近い５１０ｎｍのレー
ザ光は全出力の２／３程度であり、その値は５００Ｗ×
２／３＝３３３Ｗとなる。上記の全固体レーザ出力２０
００Ｗを得るには６台の装置（＝２０００Ｗ／３３３
Ｗ）が必要であり、装置を縦に２段積み（＝２００ｃｍ
／１００ｃｍ）に配置できるので、装置の占有面積は４
００ｃｍ×５０ｃｍ×３式＝６００００ｃｍ²となる。
よって、固体レーザ装置の占有面積は、銅蒸気レーザの
約１／５（＝１２５００／６００００）となる。

【００６２】次に、固体レーザの電源寸法に関して、固
体レーザ装置の効率は４％程度であり、銅蒸気レーザの
効率の約４倍である。電源寸法が使用電力量に比例する
と考えた場合、電源の寸法が銅蒸気レーザ装置の１／４
になる。なお、可視レーザ光の場合に一方の光ファイバ
ーに入射できる最大のレーザ出力は、２００Ｗ程度であ
るので、上記に述べた発振波長：５３２ｎｍの１００Ｗ
のレーザ出力を１個の光ファイバーに入射できる。

【００６３】以上のように、この発明によれば、銅蒸気
レーザ装置に替えて固体レーザ装置による励起レーザを
用いて、この励起レーザを複数個縦方向に段積み状に配
置することにより、複数の励起レーザ装置の占有面積を
少なくできるので、コンパクトにて、高出力かつ高指向
性なレーザ装置を得ることができるという効果がある。

【００６４】また、１個の発振器３１と１個の光分配伝
送系３７と複数の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０を同一
の架台４１上に配置することにより、発振器３１から増
幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０間のレーザ光の光軸変動を
抑制し、発振器３１から出射したレーザ光を複数の増幅
器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０へ安定に入射できるので、安
定にて、高出力かつ高指向性なレーザ装置を得ることが
できるという効果がある。

【００６５】さらに、光分配伝送系３７の周辺に近接し
て発振器３１と複数の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０を
配置して、発振器３１と複数の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ
４）４０の間の距離を短くすることにより、レーザ光の
光軸変動の影響を抑制し、発振器３１から出射したレー
ザ光を複数の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０へ安定に入
射できるので、安定にて、高出力かつ高指向性なレーザ
装置を得ることができるという効果がある。

【００６６】なお、本実施の形態では、同位体分離用の
色素レーザ多段増幅装置８に対して説明したが、例え
ば、複数の光ファイバーを用いたレーザ加工装置やレー
ザ医療装置であってもよく、上記と同様の効果を奏す
る。また、本実施の形態では、パルスレーザ装置に対し
て説明したが、例えば、連続発振のレーザ装置であって
もよく、上記と同様の効果を奏する。また、本実施の形
態では、光ビームを各増幅器１０〜１３の片側から照射
した場合に対して説明したが、光ビームを各増幅器１０
〜１３の両側から照射した場合でも、上記と同様の効果
を奏する。

【００６７】実施の形態２．以下この発明の実施の形態
２を図について説明する。図９は、本実施の形態に係る
励起レーザ装置４１Ｄの構成図である。これは、例え
ば、１台の発振器３１と１式の光分配伝送系３７および
４台の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０で構成した励起レ
ーザ装置にて、発振器３１と増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）
４０を光分配伝送系３７の片側に１列に並べて、発振器
３１のレーザ光の出射部と増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４
０のレーザ光の入射部を光分配伝送系３７に対向して配
置し、かつ、光分配伝送系３７を横切って増幅器（Ｎｏ
１〜Ｎｏ４）４０より光ファイバー７を取り出した場合
である。なお、図にて、電源４２と電力線４３は省略し
た。図１０は、この発明の実施の形態２に用いた増幅器
（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０Ｄの構成の一例を示す図であ
る。レーザ媒質４４から出射したレーザビーム４９をビ
ームスプリッタ３３と全反射ミラーで３分割し、集光光
学系５０を介して光ファイバー入射部５１に入射した場
合である。５３は全反射ミラーである。

【００６８】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図９にて、発振器３１から出射されたレーザ光３２
は、光分配伝送系３７にて全反射ミラー３６により反射
され、ビームスプリッター３３に入射され、ビーム強度
の異なる２本のレーザビーム３８と３９に分割される。
これ以降の動作は図２と同様であるので説明は省略す
る。ここで、発振器３１と複数の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ
４）４０を１列に並べて、これらの装置の片側に空間を
設けることにより、この空間の方にこれらの装置を引き
出すことができ、図２、図７、図８に示した装置に比べ
て、装置の保守を容易に行うことができる。なお、図９
では、光ファイバー７を増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０
のレーザ光の入射部に設けたが、増幅器の任意の位置に
設けてもよい。

【００６９】図１０において、レーザ媒質４４から出射
されたレーザビーム４９は、２枚の全反射ミラー５３に
より反射され、ビームスプリッター３３に入射される。
このレーザビーム４９は２枚のビームスプリッター３３
と１枚の全反射ミラー３６により３本のレーザビームに
分割された後に、各レーザビームは集光光学系５０によ
り集光され、光ファイバー入射部５２に入射される。こ
の際、ビームスプリッター３３の透過率を設定すること
により、各光ファイバー７の入射部に所定のレーザ出力
を入射することができる。

【００７０】実施の形態３．以下この発明の実施の形態
３を図について説明する。図１１は、本実施の形態に係
るレーザ装置４１Ｄの構成図である。この装置は、例え
ば、１台の発振器３１と１式の光分配伝送系３７お３７
よび４台の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０で構成した励
起レーザ装置にて、光分配伝送系３７の片側に発振器３
１を他方の側に前増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０を配置
し、かつ、発振器３１を複数の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ
４）４０の中央に当たる位置に配置した場合である。な
お、図にて、電源４２と電力線４３は省略した。５４〜
５６はビームスプリッター、５７と５８は分割されたレ
ーザビーム、５９〜６１は全反射ミラーである。

【００７１】中央部に配置した発振器３１から出射され
たレーザ光３２はビームスプリッター５４によりビーム
強度が等しい２本のレーザビーム５７と５８に分割され
る。次に、レーザビーム５７はビームスプリッター５５
と全反射ミラー６０により２本のレーザビームに分割さ
れ、増幅器（Ｎｏ１とＮｏ２）に入射される。また、レ
ーザビーム５８は全反射ミラー５９にて反射され、次
に、ビームスプリッター５６と全反射ミラー６１により
２本のビームに分割され、増幅器（Ｎｏ３とＮｏ４）に
入射される。この際、各ビームスプリッター５４．５
５，５６の透過率の設定により、各増幅器（Ｎｏ１〜Ｎ
ｏ４）４０にビーム強度の等しいレーザビームが入射す
るようにする。

【００７２】ここで、一般に、レーザ光３２は所定のビ
ーム発散角を有しており、ビーム伝播距離と共にビーム
径が拡大する。よって、発振器３１から各増幅器（Ｎｏ
１〜Ｎｏ４）４０までのビーム伝播距離が異なると、増
幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０に入射するレーザビームの
ビーム径が違うことになる。

【００７３】しかし、図１１に示すように、発振器３１
を中央に、かつ、その両側に複数の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎ
ｏ４）４０を対称に配置することにより、発振器３１か
ら増幅器Ｎｏ１とＮｏ２までのビーム伝播距離を増幅器
Ｎｏ３と増幅器Ｎｏ４までのビーム伝播距離と同じにで
きる。

【００７４】このため、前記実施の形態１、２における
図２、図８、図９に示した励起レーザ装置の場合に比べ
て、発振器３１から各増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０ま
でのビーム伝播距離がほぼ同じになり、ビーム径が等し
いレーザビーム５７、５８を各増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ
４）４０に入射できるので、各増幅器（Ｎｏ１からＮｏ
４）４０毎にビーム径を調整することが不要となる。な
お、図では、光ファイバー７を増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ
４）４０のレーザ光の入射部に対して逆側に設けたが、
光ファイバー７を増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０の任意
の位置に設けてもよい。

【００７５】図１２は、実施の形態３に係る他の励起レ
ーザ装置４１Ｅの構成図である。これは、例えば、１台
の発振器３１と１式の光分配伝送系３７および４台の増
幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０で構成した励起レーザ装置
である。光分配伝送系３７の片側には発振器３１と複数
の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０を配置し、かつ、発振
器３を複数の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０の中央に当
たる位置に配置した場合である。また、光分配伝送系３
７を横切って増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）より光ファイバ
ー７を取り出した場合である。なお、図にて、電源４２
と電力線４３は省略した。

【００７６】図１２示す装置の動作は図１１の動作と同
様であり、レーザビームの入射方向が光ファイバーの出
射方向と同方向である。なお、図では、光ファイバー７
を増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０のレーザ光の入射部に
設けたが、増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０の任意の位置
に設けてもよい。以上のように、図１２に示す励起レー
ザ装置４１Ｅによれば、発振器３１を中央に、かつ、複
数の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０を発振器３１の両側
に配置し、発振器３１から出射したレーザ光３２を各増
幅器（Ｎｏ１，Ｎｏ２）、（Ｎｏ３，Ｎｏ４）に対称に
伝送することにより、発振器３１と複数の増幅器（Ｎｏ
１〜Ｎｏ４）４０の間の距離をさらに短くでき、増幅器
（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０に入射するレーザビーム５７、
５８の径をほぼ等しくできるので、安定にて、高出力か
つ高指向性なレーザ装置を得ることができるという効果
がある。

【００７７】実施の形態４．以下この発明の実施の形態
４を図について説明する。図１３は、実施の形態４に係
る励起レーザ装置４１Ｆの構成図である。これは、図１
１の構成において、発振器３１から複数の増幅器（Ｎｏ
１〜Ｎｏ４）４０までのビーム伝送方式をトーナメント
方式とした場合である。ここで、トーナメント方式と
は、発振器３１から出射したレーザ光３２を各増幅器
（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０まで伝送する際に、光分配伝送
系３７内の光学部品（ビームスプリッターと全反射ミラ
ー）がレーザ光の波面に及ぼす影響をほぼ同じなるよう
にレーザビームを各増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０に伝
送することを意味する。図において、６２と６３はビー
ムスプリッター、６４〜６６は全反射ミラーである。な
お、図にて、電源４２と電力線４３は省略した。

【００７８】即ち、図１３の構成では、増幅器Ｎｏ１に
入射するビームが通過する面数は合計４面（ビームスプ
リッター：３面＋全反射ミラー：１面）である。同様
に、増幅器Ｎｏ２の場合は４面、増幅器Ｎｏ３の場合は
４面、増幅器Ｎｏ４の場合は４面となる。これに対し
て、図１１の構成では、増幅器Ｎｏ１の場合は６面、増
幅器Ｎｏ２の場合は４面、増幅器Ｎｏ３の場合は２面、
増幅器Ｎｏ４の場合は４面となる。しかし、図１３の構
成では面数の差（最大数−最小数）はゼロであるが、図
１１の構成では面数の差は４面となるため図１３の構成
の方が各増幅器に入射するビーム波面を同じにできる。
なお、図１３では、光ファイバー７を増幅器（Ｎｏ１〜
Ｎｏ４）４０のレーザ光の入射部に対して逆側に設けた
が、増幅器の任意の位置に設けてもよい。

【００７９】図１４は、増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ６）４０
の台数が偶数となる場合にビーム伝送方式にトーナメン
ト方式と使用した場合を示す。（図では６台の場合を示
す）。６７と６８はビームスプリッター、６９と７０は
全反射ミラーである。

【００８０】図１４にて、増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ６）４
０に対する光分配伝送系３７の構成は図１３と同じであ
る。増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ６）４０の台数が偶数の場
合、複数の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ６）４０の両端に位置
する増幅器に対する光分配伝送系３７は次の構成とな
る。レーザビーム５７はビームスプリッター６７を透過
した後にビームスプリッター６２により２分割されて、
一方のレーザビームは増幅器（Ｎｏ２）に入射され、他
方のレーザビームは全反射ミラー６４により反射され、
増幅器（Ｎｏ１）に入射される。ビームスプリッター６
７を反射したレーザビームは、全反射ミラー６９により
反射されて増幅器（Ｎｏ５）に入射される。

【００８１】ビームスプリッター５４を反射したレーザ
ビーム５８はビームスプリッター６８により２分割され
て、一方のレーザビームは全反射ミラー７０により反射
されて増幅器（Ｎｏ２）に入射され、他方のレーザビー
ムはビームスプリッタ６３により２分割されて一方のレ
ーザビームは増幅器（Ｎｏ３）に入射され、他方のレー
ザビームは全反射ミラー７０により反射されて増幅器
（Ｎｏ６）に入射される。

【００８２】ここで、図１４の構成では、増幅器Ｎｏ１
に入射するビームが通過する面数は合計６面（ビームス
プリッター：５面＋全反射ミラー：１面）である。同様
に、増幅器Ｎｏ２の場合は６面、増幅器Ｎｏ３の場合は
４面、増幅器Ｎｏ４の場合は４面、増幅器Ｎｏ５の場合
は４面、増幅器Ｎｏ６の場合は４面となる。

【００８３】これに対して、図１１に示す光分配伝送系
３７の構成では、増幅器Ｎｏ１の場合は６面、増幅器Ｎ
ｏ２の場合は４面、増幅器Ｎｏ３の場合は２面、増幅器
Ｎｏ４の場合は４面、増幅器Ｎｏ５の場合は８面、増幅
器Ｎｏ６の場合は６面となる。図１３に示す光分配伝送
系３７の構成では面数の差は２面であるが、図１１に示
す光分配伝送系３７の構成では面数の差は６面となり、
図１４に示す光分配伝送系３７の構成の方が各増幅器
（Ｎｏ１〜Ｎｏ６）４０に入射するビーム波面を同じに
できる。

【００８４】図１５は増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ８）４０の
台数が８台の場合にビーム伝送方式にトーナメント方式
と使用した場合を示す。７１と７２はビームスプリッタ
ー、７３と７４は全反射ミラーである。

【００８５】図１５にて、増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ８）４
０に対する光分配伝送系３７の構成は図１３と同じであ
る。増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ８）４０の台数が偶数の場
合、増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ８）４０に対する光分配伝送
系３７の構成は次の構成となる。ビームスプリッター６
７に入射したレーザビーム５７は２分割され、一方のレ
ーザビームはビームスプリッター６２と全反射ミラー６
４により増幅器（Ｎｏ１とＮｏ２）に入射される。

【００８６】他方のレーザビームは全反射ミラー６９に
より反射された後にビームスプリッター７１に入射され
る。このレーザビームは２分割された後、一方のレーザ
ビームは増幅器（Ｎｏ５）に入射され、他方のレーザビ
ームは全反射ミラー７３により反射され、増幅器（Ｎｏ
７）に入射される。また、ビームスプリッター６８に入
射したレーザビームは２分割され、一方のレーザビーム
はビームスプリッター６３と全反射ミラー６６により増
幅器（Ｎｏ３とＮｏ４）に入射され、他方のレーザビー
ムは全反射ミラー７０により反射された後にビームスプ
リッター７２に入射される。このレーザビームは２分割
された後、一方のレーザビームは増幅器（Ｎｏ６）に入
射され、他方のレーザビームは全反射ミラー７４により
反射され、増幅器（Ｎｏ８）に入射される。

【００８７】ここで、図１５に示す光分配伝送系３７の
構成では、増幅器Ｎｏ１に入射するビームが通過する面
数は合計６面である。同様に、増幅器Ｎｏ２の場合は６
面、増幅器Ｎｏ３の場合は４面、増幅器Ｎｏ４の場合は
４面、増幅器Ｎｏ５の場合は６面、増幅器Ｎｏ６の場合
は６面、増幅器Ｎｏ７の場合は６面、増幅器Ｎｏ８の場
合は６面となる。

【００８８】これに対して、図１１に示す類似の構成で
は、増幅器Ｎｏ１の場合は６面、増幅器Ｎｏ２の場合は
４面、増幅器Ｎｏ３の場合は２面、増幅器Ｎｏ４の場合
は４面、増幅器Ｎｏ５の場合は８面、増幅器Ｎｏ６の場
合は６面、増幅器Ｎｏ７の場合は１０面、増幅器Ｎｏ８
の場合は８面となる。

【００８９】図１５に示す光分配伝送系３７の構成にて
面数の差は２面であるが、図１１に示す構成にて面数の
差は８面となり、図１５に示す構成の方が各増幅器に入
射するビーム波面を同じにできる。

【００９０】以上に述べたように、増幅器の台数が増え
るにつれて、図１１と類似の構成の光分配伝送系３７で
は面数の差が単調に増えるが、ビーム伝送方式にトーナ
メント方式を採用することにより、面数の差を最小に
し、各増幅器に入射するビーム波面を同じにできる。

【００９１】図１６は、本実施の形態４に係る他の励起
レーザ装置の構成図である。図１６の場合は、図１２の
構成において、発振器３１から複数の増幅器（Ｎｏ１〜
Ｎｏ４）までのビーム伝送方式をトーナメント方式とし
た場合である。７５〜７９は全反射ミラーである。次に
動作について説明する。図１６にて、複数の増幅器（Ｎ
ｏ１〜Ｎｏ４）４０の中央部に配置した発振器３１から
出射されたレーザ光３２はビームスプリッター５４によ
りビーム強度が等しい２本のレーザビーム５７と５８に
分割される。次に、レーザビーム５７は全反射ミラー７
５〜７７の間で順次全反射されてビームスプリッター６
２に導かれて２分割され、一方のレーザビームは増幅器
（Ｎｏ２）に入射される。他方のレーザビームは全反射
ミラー６４にて反射されて、増幅器（Ｎｏ１）に入射さ
れる。

【００９２】また、ビームスプリッタ５４で２分割され
た他方のレーザビーム５８は、全反射ミラー７８により
反射された後に、更に全反射ミラー７９で反射されてビ
ームスプリッター６３により２本のレーザビームに分割
される。そして、一方のレーザビームは増幅器（Ｎｏ
３）に入射される。他方のレーザビームは全反射ミラー
６６にて反射されて、増幅器（Ｎｏ４）に入射される。
この際、各ビームスプリッター透過率の設定により、各
増幅器にビーム強度の等しいレーザビームが入射するよ
うにする。

【００９３】通常、発振器３１から出射したレーザ光３
２は、光分配伝送系３７に用いる光学部品の表面精度の
影響を受け、光学部品を通過ないしは反射する毎にレー
ザ光の波面が悪くなる。その結果、レーザビームが拡散
することになる。ビームスプリッターの場合、反射する
ビームはビームスプリッターの片面（面数：１面）の影
響を受け、通過するビームは両面（面数：２面）の影響
を受ける。また、全反射ミラーの場合、ミラーの片面の
影響を受ける。ただし、ビームスプリッターと全反射ミ
ラーの表面精度は同じと考えて良い。

【００９４】図１６にて、増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４
０に対する光分配伝送系３７のトーナメント方式は図１
３と同じである。ビームスプリッター５４に入射したビ
ームは２分割され、一方のビーム５７は全反射ミラー７
５〜７７により反射され、増幅器（Ｎｏ１）、（Ｎｏ
２）のそれれにに入射される。他方のビーム５８は全反
射ミラー７８と７９により反射され、増幅器（Ｎｏ
３）、（（Ｎｏ２）のそれぞれに入射される。

【００９５】しかし、図１６の構成では、増幅器Ｎｏ１
に入射するビームが通過する面数は合計６面である。同
様に、増幅器Ｎｏ２の場合は６面、増幅器Ｎｏ３の場合
は６面、増幅器Ｎｏ４の場合は６面となり、各増幅器に
入射するビーム波面を同じにできる。なお、図１６で
は、光ファイバーを増幅器のレーザ光の入射部に設けた
が、増幅器の任意の位置に設けてもよい。

【００９６】以上のように、本実施の形態によれば、図
１１に示した励起レーザ装置４１Ｅにおける各増幅器４
０と発振器３１と同一配列でありながら、図１６に示す
光分配伝送系３７は、発振器３１から出射したレーザ光
がほぼ等しい光学部品の面数を通過させることにより、
各増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０に入射するビーム波面
をほぼ同じにできるので、高出力かつ高指向性なレーザ
装置を得ることができる。

【００９７】実施の形態５．以下この発明の実施の形態
５を図について説明する。図１７は本実施の形態に係る
励起レーザ装置４１Ｊの構成図である。この構成では、
発振器３１、光分配伝送系３７，増幅器群（Ｎｏ１〜Ｎ
ｏ４）を横一列に配列する。その動作としては、発振器
３１より出射したレーザ光３２はビームスプリッタ３３
で２分割され一方のレーザビーム３８は増幅器Ｎｏ１に
入射され、他方のレーザビーム３９はビームスプリッタ
３４で２分割され一方のレーザビームは増幅器Ｎｏ２に
入射され、分割された他方のレーザビームはビームスプ
リッタ３５で２分割され一方のレーザビームは増幅器Ｎ
ｏ３に入射され、分割された他方のレーザビームは全反
射ミラー３６により増幅器Ｎｏ４に入射される。

【００９８】図１８は図１７の構成の励起レーザ装置４
１Ｊを配置した架台に防振装置を設けた場合である。図
において、８０は防振装置、８１は床面である。なお、
図１８は多段積みの励起レーザ装置の最下段の構造のみ
を示す。また、図にて、電源４２と電力線４３は省略し
た。次に本実施の形態の動作について説明する。図１８
にて、多段積みの最下段の架台４１に防振装置８０を設
けて、床面８１の振動により架台４１が変形しないよう
にして、発振器３１のレーザ出射部、光分配伝送系３７
のレーザ光軸ないしは増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０の
レーザ入射部の位置が変動しないようにする。

【００９９】以上のように、本実施の形態によれば、１
個の発振器３１と１個の光分配伝送系３７と複数の増幅
器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０を配置した架台４１に防振機
構８０を設けることにより、発振器３１と複数の増幅器
（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０の間のレーザ光の光軸に及ぼす
床の振動の影響を抑制でき、発振器３１から出射したレ
ーザ光を増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０へ安定に入射で
きるので、安定にて、高出力かつ高指向性なレーザ装置
を得ることができる。尚、励起レーザ装置を載置した最
下段の架台４１に防振装置８０を設ける構成は本実施の
形態に限らず各実施の形態に係る励起レーザ装置に適用
できることは無論である。

【０１００】実施の形態６．図１９は、複数の励起レー
ザ装置３１ａを側面から見た図である。例えば、励起レ
ーザ装置３１ａとして、５台の励起レーザ装置３１ａを
収納用の架台４１に縦方向に段積みして配置した場合で
ある。図において、３１ａは励起レーザ装置、４１は発
振器３１と光分配伝送系３７と複数の増幅器（Ｎｏ１〜
Ｎｏ４）４０を配置する架台、４２は電力線４３により
発振器３１と増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０に電力を供
給する電源である。

【０１０１】また、８ａは色素レーザ多段増幅装置を収
納した筺体の一部であり、そして増幅器１０〜１３を取
り付ける支持部を示す。この筐体８ａには図示しない開
閉部を設け、開閉部を色素レーザ多段増幅装置の光軸等
の調整時に開閉する。

【０１０２】なお、図１９では、励起レーザ装置３１ａ
の全てに対応する大容量の電源４２を個々の励起レーザ
装置３１ａと分離し、電力線４３を介して個々の励起レ
ーザ装置３１ａに接続した場合を示したが、小容量の電
源を個々の励起レーザ装置内に組み込んでも良い。

【０１０３】 さらに、図１９では電源４２を架台に
より段積みした１式の励起レーザ装置３１ａの片側のみ
に配置したが、１式の励起レーザ装置３１ａの周囲であ
れば、どこに配置しても良い。一式の励起レーザ装置３
１ａより引き出された複数の光ファイバー７ｄは結束さ
れて色素レーザ多段増幅装置８ａに導入された後に、各
増幅器１０〜１３に分配される。

【０１０４】図２０は、この発明の実施の形態６に係る
他のレーザ装置を上面から見た図である。これは、複数
の増幅器（Ｎｏ１，Ｎｏ２）４０の光ファイバー７ａ，
７ｂを１個の色素レーザ多段増幅装置８ａ、及び複数の
増幅器（Ｎｏ３，Ｎｏ４）４０の光ファイバー７ｃ，７
ｄを１個の色素レーザ多段増幅装置８ｂに導く場合の１
例である。例えば、実施の形態１における色素レーザ多
段増幅装置８ａ〜８ｄが２台になった場合である。

【０１０５】図２１は、色素レーザ多段増幅装置８ａ内
の光ファイバー７ａの配置を示す図である。図１９と同
様、レーザ装置を側面から見た場合である。図では、例
えば、５台の励起レーザ装置３１ａにおける光ファイバ
ーの入射部５１から出た光ファイバー７ａに関して、光
ファイバーの入射部５１とＡ点の間における光ファイバ
ーの長さはすべて同じであり、この長さをＬ０とする。

【０１０６】色素レーザ多段増幅装置８ａ内の光ファイ
バーに関しては、Ａ点から増幅器１０の光ファイバーの
Ｂ点までの光ファイバー長をＬ１、Ａ点から増幅器１１
の光ファイバーのＣ点までの光ファイバー長をＬ２、Ａ
点から増幅器１２の光ファイバーのＤ点までの光ファイ
バー長をＬ３、Ｂ点から増幅器１３の光ファイバーのＥ
点までの光ファイバー長をＬ４とする。また、Ｂ点から
増幅器１０の光ファイバー出口までの光ファイバー長を
Ｌｃとし、同様に、Ｃ点、Ｄ点とＥ点から各増幅器１１
〜１３までの光ファイバー長をＬｃとする。

【０１０７】さらに、増幅器１０と増幅器１１間にてレ
ーザ光が通過する距離をｄ１、増幅器１１と増幅器１２
間にてレーザ光が通過する距離をｄ２、増幅器１２と増
幅器１３間にてレーザ光が通過する距離をｄ３、増幅器
１０と増幅器１３間にてレーザ光が通過する距離をｄと
する。（ただし、ｄ＝ｄ１＋ｄ２＋ｄ３である）

【０１０８】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図２１にて、５個の励起レーザ装置３１ａを縦方向
に段積みし、かつ、励起レーザ装置３１ａの各増幅器
（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０の横に１個の色素レーザ多段増
幅装置８ａの発振器９を配置する。励起レーザ装置３１
ａの増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０から出た光ファイバ
ー７は発振器９側から色素レーザ多段増幅装置８ａ内に
入り、色素レーザ多段増幅装置８ａの増幅器１０〜１３
まで導かれる。

【０１０９】パルス発振を行う励起レーザ装置３１ａに
おいて、色素レーザ多段増幅装置８ａの各増幅器にて発
生したレーザ光が次の増幅器にて効率良く光増幅される
ためには、このレーザ光と光ファイバーから出射させる
光ビームのパルスタイミングを一致させることが必要で
ある。

【０１１０】例えば、増幅器１０と増幅器１１間にて、
（光ファイバー入射部から出射された光ビームが増幅器
１０に到達するまでの時間）＋（増幅器１０から出射し
たレーザ光が増幅器１１に到達するまでの時間）＝（光
ファイバー入射部から出射された光ビームが増幅器１１
に到達するまでの時間）。ただし、この際、５台の励起
レーザ装置３１ａは同じ時刻にレーザ光を出射し、ま
た、各増幅器の光ファイバー出口から増幅器までの距離
は等しいと考える。ここで、各増幅器にて上記の関係を
数式にて表現すると、下記の式（１）〜（３）となる。
ただし、ｖｆは光ファイバー内にてレーザ光が伝わる速
度、ｖｃは大気中をレーザ光が伝わる速度である。

【０１１１】 （Ｌ０＋Ｌ１＋Ｌｃ）＋ｄ１（ｖｆ／ｖｃ）＝Ｌ０＋Ｌ２＋Ｌｃ ・・・・・（１） （Ｌ０＋Ｌ２＋Ｌｃ）＋ｄ２（ｖｆ／ｖｃ）＝Ｌ０＋Ｌ３＋Ｌｃ ・・・・・（２） （Ｌ０＋Ｌ３＋Ｌｃ）＋ｄ３（ｖｆ／ｖｃ）＝Ｌ０＋Ｌ４＋Ｌｃ ・・・・・（３）

【０１１２】また、色素レーザ多段増幅装置内の光ファ
イバー配置の点から以下の関係にある。

【０１１３】 ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＝ｄ （４） Ｌ１＋Ｌ４＝ｄ （５）

【０１１４】上記の（１）〜（４）式から以下の（６）
式が導き出される。

【０１１５】 Ｌ４＝ｄ（ｖｆ／ｖｃ）＋Ｌ１ （６）

【０１１６】であり、（５）式を用いて（６）式を展開
すると、Ｌ１＋Ｌ４は以下の（７）式となる。

【０１１７】 Ｌ１＋Ｌ４＝ｄ（ｖｆ／ｖｃ）＋２×Ｌ１＝ｄ （７）

【０１１８】更に、（７）式よりＬ１が以下の（８）式
で導き出される。

【０１１９】 Ｌ１＝｛１−（ｖｆ／ｖｃ）｝×ｄ／２ （８）

【０１２０】図２２は、例えば、ｄ＝１ｍ〜６ｍの場合
に対するＬ１とＬ４の関係を示す。ただし、ｖｆ＝２０
ｃｍ／ｎｓ、ｖｃ＝３０ｃｍ／ｎｓとした。ｄに対し
て、Ｌ１が式（８）を満足するようにすれば、色素レー
ザ多段増幅装置８内に配置した光ファイバーの長さを最
短にできる。

【０１２１】ここで、図２２に示した関係より、Ａ点の
位置は増幅器１３より増幅器１０の側にある。また、通
常、発振器９の装置長さは増幅器１０と増幅器１３の間
の長さより短い。よって、色素レーザ多段増幅装置８の
発振器９を増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０の横に配置し
て、光ファイバー入射部５１と増幅器１０と間の距離を
短くすることにより、色素レーザ多段増幅装置８内の光
ファイバー長を短かくし、光ファイバー伝送損失による
レーザ光４９の損失を抑制する。

【０１２２】実施の形態７．図２３は、この発明の実施
の形態７に係るレーザ装置の構成図である。この励起レ
ーザ装置３１ａにおける構成としては、発振器３１と複
数の前記増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０を１列に並べ
て、発振器３１のレーザ光の出射部と増幅器４０のレー
ザ光の入射部を光分配伝送系３７に対向して配置し、か
つ、光分配伝送系３７を横切って増幅器４０の光ファイ
バー７を取り出した場合である。尚、光分配伝送系３７
における光学系の配置は図１２と同様である。また、各
色素レーザ多段増幅装置８ａ〜８ｄにおいて光ファイバ
ー７ａを各増幅器１０〜１３に対して引き回し距離は上
記式（８）を満足させる距離とする。

【０１２３】実施の形態８．図２４は本実施の形態に係
るレーザ装置を側面より見た図である。本実施の形態に
係る例えば色素レーザ多段増幅装置８ｄにおいて、図２
５の立体図に示すように発振器９を図示しない支持部に
より第１段目の増幅器１０の上方に配置する。発振器９
より射出されたレーザ光は全反射ミラー３６を用いて増
幅器１０に入射させる。この結果、色素レーザ多段増幅
装置８ｄ内において光ファイバー７ｄを各増幅器１０〜
１３に対して引き回す距離が発振器９の幅寸法分短くな
る。図２６は本実施の形態に係るレーザ装置を上面から
見た図である。励起レーザ装置３１ａの構成および動作
は図２に示す励起レーザ装置４１と同様である。図２７
は 本実施の形態に係る他のレーザ装置を上面から見た
図である。励起レーザ装置３１ａの構成および動作は図
２０に示す励起レーザ装置４１と同様である。

【０１２４】図２８は本実施の形態に係る色素レーザ多
段増幅装置における光ファイバー７ａの配置を説明する
図である。結束した光ファイバー７ａをＡより各増幅器
に分配する際、増幅器１０から増幅器１３までの距離を
ｄとした場合にＡ点から第１の増幅器１０までの距離Ｌ
１を最短にする場合は、前記（８）式を満足させればよ
い。

【０１２５】実施の形態９．図２９は、色素レーザ多段
増幅装置８ａを励起レーザ装置側から見た図である。こ
の色素レーザ多段増幅装置８ａは筐体内において長手方
向に垂直に張り渡した支柱８ｅの裏表に発振器９と複数
の増幅器１０〜１３がそれぞれ配置されている。支柱８
ｅには取り出し口９ｂが設けられ、発振器９か射出され
たレーザ光９ａは全反射ミラー３６により屈折されて取
り出し口９ｂを通過し、更に全反射ミラー３６により屈
折されて増幅器１０に入射される。尚、筐体の両側面に
は開閉部８ｆがそれぞれ設けられ、色素レーザ多段増幅
装置８ａの光軸等の調整を容易にする。

【０１２６】以上のように本実施の形態によれば、色素
レーザ多段増幅装置の支柱の片側に増幅器１０〜１３
を、もう一方の側に発振器９を配置することにより、励
起レーザ装置９と色素レーザ多段増幅装置８ａにおける
増幅器１０〜１３間の光ファイバー７ａの長さを短く
し、高効率なレーザ装置を得ることができる。

【０１２７】又、図２４に示した色素レーザ多段増幅装
置に比べて全体の高さを低くすることにより、装置を配
置する建て屋の高さを低くできるので、低コストにて、
高出力なレーザ装置を得ることができる。

【０１２８】実施の形態１０．図３０は本実施の形態に
係るレーザ装置を側面から見た図である。上記各実施の
形態に係るレーザ装置は励起レーザ装置３１ａの架台４
１と色素レーザ多段増幅装置８ｄと間に距離を設け、結
束した光ファイバー７ｄを色素レーザ多段増幅装置８ｄ
に導入していた。本実施の形態に係るレーザ装置は励起
レーザ装置３１ａの架台４１と色素レーザ多段増幅装置
８ｄと間に距離を設けずに接触させ、色素レーザ多段増
幅装置８ｄの増幅器１０を配置した側に、励起レーザ装
置３１ａからの各光ファイバー７ｄを貫通させる取り出
し口をもうける。

【０１２９】複数の光ファイバは各取り出し口より色素
レーザ多段増幅装置８ｄに直接引き入れてから結束し、
その後に各増幅器１０〜１３に分配する。このように、
本実施の形態によれば、色素レーザ多段増幅装置８ｄと
励起レーザ装置３１ａを接して配置することにより、励
起レーザ装置３１ａと色素レーザ多段増幅装置８ｄの各
増幅器１０〜１３間の光ファイバー７ｄの長さを更に短
くし、高効率なレーザ装置を得ることができる。図３１
は、図３０に構成を示した色素レーザ多段増幅装置に図
１２にその構成を示す励起レーザ装置を適用したレーザ
装置である。光ファイバー７ａ〜７ｄの長さを短くでき
る以外、その作用および効果は図１２に示すレーザ装置
と同様である。

【０１３０】実施の形態１１．以下この発明の実施の形
態１１を図について説明する。図３２は、本実施の形態
に係るレーザ装置を側面から見た図である。これは、例
えば、縦方向に５個の励起レーザ装置３１ａを架台４１
にて段積みし、この段積みされた架台４１と電源４２を
同一の筐体４１Ａ内に収納する。この筐体４１Ａは色素
レーザ多段増幅装置８全体を収納した筐体４１Ｂの上部
に載置する。筐体４１Ａと筐体４１Ｂとの間には取り出
し口７Ａが連通され、筐体４１Ａ内で結束された複数の
光ファイバー７が取り出し口７Ａを通して筐体４１Ｂに
送り込まれる。光ファイバー７は筐体４１Ｂ内にて単一
の光ファイバー１４として各増幅器１０〜１３に分配さ
れる。

【０１３１】図３３は、図３２に示した１台の励起レー
ザ装置３１ａの構成を上面から見た図である。１個の励
起レーザ装置３１ａとして、光分配伝送系３７の一方の
側に１個の発振器３１を配置し、他方の側に発振器３１
に対向して４台の増幅部（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０を１つ
の架台４１上に配置した場合である。

【０１３２】励起レーザ装置４１の構成およびその動作
は図２に示した励起レーザ装置と同様である。尚、本実
施の形態では、各光ファイバー７ａ〜７ｄは中心にたぐ
り寄せて結束し、図３２に示す取り出し口７Ａを通して
色素レーザ多段増幅装置８へ送る。

【０１３３】実施の形態１２．以下この発明の実施の形
態１２を図について説明する。図３４は、本実施の形態
に係る色素レーザ多段増幅装置８を上側から見た図であ
る。１個の色素レーザ多段増幅装置は図３２に示すよう
に一式の励起レーザ装置の下段に配置し、かつ、光ファ
イバーを通すための任意の形状を有する取り出し口７Ａ
で構成した取り出し口を１個設けた場合である。なお、
色素レーザ多段増幅装置の上段に配置した複数の励起レ
ーザ装置の構成は図３３に示した励起レーザ装置の構成
と同様であるので説明は省略する。

【０１３４】図３５は、取り出し口７Ａの位置を示すた
めの説明図である。図３４と同様、色素レーザ多段増幅
装置８を上側から見た場合である。図では、例えば、５
台の励起レーザ装置３１ａにおける光ファイバーの入射
部５１から出た光ファイバーに関しては、入射部５１と
Ａ点の間の光ファイバーの長さはすべて同じであり、こ
の長さをＬ０とする。なお、Ａ点は取り出し口７Ａの近
傍に位置し、各増幅器に対して複数の光ファイバーを分
ける点である。

【０１３５】色素レーザ多段増幅装置８内の光ファイバ
ーに関しては、Ａ点から増幅器１０の光ファイバーのＢ
点までの光ファイバー長をＬ１、Ａ点から増幅器１１の
光ファイバーのＣ点までの光ファイバー長をＬ２、Ａ点
から増幅器１２の光ファイバーのＤ点までの光ファイバ
ー長をＬ３、Ａ点から増幅器１３の光ファイバーのＥ点
までの光ファイバー長をＬ４とする。また、Ｂ点から増
幅器１０の光ファイバー出口までの光ファイバー長をＬ
ｃとし、同様に、Ｃ点、Ｄ点とＥ点から各増幅器１１〜
１３の光ファイバー長をＬｃとする。

【０１３６】更に、増幅器１０と増幅器１１間にてレー
ザ光が通過する距離をｄ１、増幅器１１と増幅器１２間
にてレーザ光が通過する距離をｄ２、増幅器１２と増幅
器１３間にてレーザ光が通過する距離をｄ３、増幅器１
０と増幅器１３間にてレーザ光が通過する距離をｄとす
る。（ただし、ｄ＝ｄ１＋ｄ２＋ｄ３である）

【０１３７】図３６は、図３４にて２個の色素レーザ多
段増幅装置を配置したレーザ装置を上側から見た図であ
る。８ａと８ｂは色素レーザ多段増幅装置である。図３
７は、図３６にて複数の取り出し口７Ａ，７Ｂを設けた
場合の図である。例えば、図では、２個の色素レーザ多
段増幅装置に対して各々１個の取り出し口７Ａ，７Ｂを
設けた。

【０１３８】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図３４にて、励起レーザ装置４１から出た光ファイ
バー７ａ〜７ｄは床面４１ａに設けられた光ファイバー
用取り出し口７Ａを通過し、色素レーザ多段増幅装置８
の各増幅器１０〜１３に伝送される。

【０１３９】この際、パルス発振を行う励起レーザ装置
において、色素レーザ多段増幅装置の各増幅器にて発生
したレーザ光が次の増幅器にて効率良く光増幅されるた
めには、このレーザ光と光ファイバーから出射させる光
ビームのパルスタイミングを一致させることが必要であ
る。

【０１４０】例えば、増幅器１０と増幅器１１間にて、
（光ファイバー入射部から出射された光ビームが増幅器
１０に到達するまでの時間）＋（増幅器１０から出射し
たレーザ光が増幅器１１に到達するまでの時間）＝（光
ファイバー入射部から出射された光ビームが増幅器１１
に到達するまでの時間）。ただし、この際、５台の励起
レーザ装置は同じ時刻にレーザ光を出射し、また、各増
幅器の光ファイバー出口から増幅器までの距離は等しい
と考えると、光ファイバー用の取り出し口７Ａを決める
長さＬ１が前記式（８）を満足するようにすれば、色素
レーザ多段増幅装置８内に配置する光ファイバーの長さ
を最短にでき、光ファイバーの伝送損失が小さくなる。
また、励起レーザ装置内の光ファイバー入射部５１を取
り出し口７Ａの近くに配置して、上記の場合よりさらに
光ファイバー入射部５１と取り出し口７Ａ間の光ファイ
バー長を短くすると、光ファイバーの伝送損失がもっと
小さくなる。

【０１４１】図３６では、励起レーザ装置４１から出た
光ファイバー７ａ〜７ｄは床面４１ａに設けられた取り
出し口７Ａを通過し、色素レーザ多段増幅装置８ａと色
素レーザ多段増幅装置８ｂの各増幅器１０〜１３に伝送
される。この際、取り出し口７Ａを色素レーザ多段増幅
装置８ａと色素レーザ多段増幅装置８ｂの間に設けて、
励起レーザ装置１と色素レーザ多段増幅装置８ａと８ｂ
間の光ファイバーの長さを等しくかつ最短にすることに
より、光ファイバー伝送損失を小さくする。

【０１４２】また、励起レーザ装置内の光ファイバー入
射部５１を取り出し口７Ａの近くに配置して、上記の場
合よりさらに光ファイバーの長さを短くすることによ
り、光ファイバー伝送損失をもっと小さくする。

【０１４３】図３７にて、励起レーザ装置４１から出た
光ファイバー７ａと７ｂは床面４１ａに設けられた取り
出し口７Ａを通過し、色素レーザ多段増幅装置８ａの各
増幅器１０〜１３に伝送される。また、励起レーザ装置
１から出た光ファイバー７ｃと７ｄは床面４１ａに設け
られた取り出し口７Ｂを通過し、色素レーザ多段増幅装
置８ｂの各増幅器１０〜１３に伝送される。

【０１４４】この際、各色素レーザ多段増幅装置８ａと
８ｂの近くに、各１個の取り出し口を設けて、励起レー
ザ装置１と色素レーザ多段増幅装置８ａおよび色素レー
ザ多段増幅装置８ｂの間の光ファイバーの長さを最短に
することにより、光ファイバーの伝送損失を小さくす
る。また、励起レーザ装置内の光ファイバー入射部５１
を前記取り出し口７Ａの近くに配置して、上記の場合よ
りさらに光ファイバーの長さを短くすることにより、光
ファイバー伝送損失をもっと小さくする。

【０１４５】以上のように、本実施の形態によれば、複
数の励起レーザ装置を色素レーザ多段増幅装置の上側な
いしは下側に配置し、光ファイバーを通すための１個な
いしは複数の取り出し口を増幅器１０と増幅器１３の間
の最適な位置に配置することにより、励起レーザ装置と
色素レーザ多段増幅装置間の光ファイバーの長さを短く
でき、高効率なレーザ装置を得ることができる。

【０１４６】また、取り出し口１７Ａの近くに励起レー
ザ装置の光ファイバー入射部を配置することにより、励
起レーザ装置と色素レーザ多段増幅装置間の光ファイバ
ーの長さをさらに短くでき、さらに高効率なレーザ装置
を得ることができる。

【０１４７】実施の形態１３．以下この発明の実施の形
態１３を図について説明する。図３８は、本実施の形態
の形態に係るレーザ装置を上面から見た図である。本実
施の形態に係るレーザ装置は、１式の励起レーザ装置３
１ａを色素レーザ多段増幅装置８の背面に対して直角方
向に、かつ、色素レーザ多段増幅装置８の支持部８ａを
介して増幅器１０と増幅器１３の間に配置した場合であ
る。なお、図３８では、励起レーザ装置３１ａの光ファ
イバー入射部を色素レーザ多段増幅装置８のレーザ光１
６の光軸に対して垂直に配置したが、光ファイバー入射
部をレーザ光軸に対して平行に配置した場合でも良い。

【０１４８】図３９は、図３８に示した複数の励起レー
ザ装置３１ａおよび色素レーザ多段増幅装置８を側面か
ら見た図である。例えば、励起レーザ装置３１ａとし
て、５台の励起レーザ装置を収納架台４１に縦方向に段
積みして配置した場合である。架台に収納された各励起
レーザ装置３１ａの構成は前記各実施の形態で説明した
構成と同様である。

【０１４９】色素レーザ多段増幅装置８は筐体内部の正
面に支持部８ａを形成し、この支持部８ａに発振器９、
複数の増幅器１０〜１３を発振器９から出射されたレー
ザ光の光軸に合わせて配置する。また、支持部８ａには
第１段目の増幅器１０と第２段目の増幅器１１との中間
における上方に、励起レーザ装置３１ａから引き出され
た一束のファイバーの取り入れ口７Ｃが貫通している。
更に、筐体の前面には開閉部８ｂを設け色素レーザ多段
増幅装置の光軸等の調整時に開閉する。

【０１５０】図４０は、図３８に示した１台の励起レー
ザ装置３１ａの構成を上面から見た図である。光分配伝
送系３７の片側に１個の発振器３１を配置し、かつ、光
分配伝送系３７の他方の片側に発振器３１に対向して４
台の増幅器（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）４０を１つの架台４１上
に配置した場合である。励起レーザ装置３１ａの構成お
よび動作に関しては図２示した励起レーザ装置と同様で
ある。

【０１５１】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図３８と図３９にて、５個の励起レーザ装置３１ａ
を縦方向に段積みし、かつ、この１式の励起レーザ装置
を１個の色素レーザ多段増幅装置８の支持部８ａ側に配
置する。励起レーザ装置３１ａから出た光ファイバー７
は支持部８ａに貫通した取り入れ口７Ｃを通過し、色素
レーザ多段増幅装置８の増幅器１０〜１３まで導かれ
る。色素レーザ多段増幅装置８の各増幅器間のレーザ光
軸等の調整は、移動可能な扉等にて構成された開閉部８
ｂ側から行う。図４１は、本実施の形態に係るレーザ装
置の色素レーザ多段増幅装置８を開閉部を取り去った正
面から見た場合である。正面の支持部には光ファイバー
７を通すための貫通孔等の取り入れ口７Ｃを１個設けた
場合である。

【０１５２】図４２は、取り入れ口７Ｃの位置を示すた
めの説明図である。図４１と同様にレーザ装置を上側か
ら見た場合である。図では、例えば、５台の励起レーザ
装置３１の光ファイバー入射部５１から出た光ファイバ
ーに関して、光ファイバー入射部５１とＡ点の間の光フ
ァイバーの長さはすべて同じであり、この長さをＬ０と
する。なお、Ａ点は取り入れ口７Ｃの近傍に位置し、各
増幅器に対して複数の光ファイバーを分ける点である。

【０１５３】色素レーザ多段増幅装置８内の光ファイバ
ーに関しては、Ａ点から増幅器１０の光ファイバーのＢ
点までの光ファイバー長をＬ１、Ａ点から増幅器１１の
光ファイバーのＣ点までの光ファイバー長をＬ２、Ａ点
から増幅器１２の光ファイバーのＤ点までの光ファイバ
ー長をＬ３、Ａ点から増幅器１３の光ファイバーのＥ点
までの光ファイバー長をＬ４とする。また、Ｂ点から増
幅器１０の光ファイバー出口までの光ファイバー長をＬ
ｃとし、同様に、Ｃ点、Ｄ点とＥ点から各増幅器１１〜
１３の光ファイバー長をＬｃとする。

【０１５４】さらに、増幅器１０と増幅器１１間にてレ
ーザ光が通過する距離をｄ１、増幅器１１と増幅器１２
間にてレーザ光が通過する距離をｄ２、増幅器１２と増
幅器１３間にてレーザ光が通過する距離をｄ３、増幅器
１０と増幅器１３間にてレーザ光が通過する距離をｄと
する。（ただし、ｄ＝ｄ１＋ｄ２＋ｄ３である。）

【０１５５】図４３は、増幅器１０〜１３の両側から光
ビームを入射する場合に複数の取り入れ口を設けた場合
の構成を示す。例えば、図では、１式の励起レーザ装置
に対して、支持部８ａの上と下に各１個の取り入れ口７
Ｃと７Ｄとを設けた。

【０１５６】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図４１にて、５台の励起レーザ装置３１ａから出た
光ファイバー７は支持部８ａに設けられた取り入れ口７
Ｃを通過した後に分けられ、色素レーザ多段増幅装置８
の各増幅器１０〜１３に伝送される。この際、パルス発
振を行う励起レーザ装置３１ａにおいて、色素レーザ多
段増幅装置８の各増幅器１０〜１３にて発生したレーザ
光が次の増幅器にて効率良く光増幅されるためには、こ
のレーザ光と光ファイバーから出射させる光ビームのパ
ルスタイミングを一致させることが必要である。

【０１５７】例えば、増幅器１０と増幅器１１間にて、
（光ファイバー入射部から出射された光ビームが増幅器
１０に到達するまでの時間）＋（増幅器１０から出射し
たレーザ光が増幅器１１に到達するまでの時間）＝（光
ファイバー入射部から出射された光ビームが増幅器１１
に到達するまでの時間）。ただし、この際、５台の励起
レーザ装置は同じ時刻にレーザ光を出射し、また、各増
幅器の光ファイバー出口から増幅器までの距離は等しい
と考える。

【０１５８】上記で説明したように、光ファイバー用の
取り出し口７Ｃ又は７Ｄを決めるＬ１が上記式（８）を
満足するようにすれば、色素レーザ多段増幅装置８内に
配置した光ファイバーの長さを最短にでき、光ファイバ
ーの伝送損失が小さくなる。また、励起レーザ装置内の
光ファイバー入射部５１を前記取り出し口７Ｃ又は７Ｄ
の近くに配置して、上記の場合よりさらに光ファイバー
入射部５１と取り出し口７Ｃ又は７Ｄの光ファイバー長
を短くすると、光ファイバーの伝送損失がもっと小さく
なる。

【０１５９】実施の形態１４．以下この発明の実施の形
態１４を図について説明する。図４４は、本実施の形態
に係るレーザ装置を側面から見た図である。これは、例
えば、１個ないしは複数の色素レーザ多段増幅装置８を
収納した筐体の全てを収納した筐体を下段配置し、この
筐体の上部に床面４１ａを介して発振器型レーザ装置全
体を収納した筐体を載置して構成した場合である。

【０１６０】図４５は、図４４に示した発振器型レーザ
装置３１を上面から見た図である。例えば、４台の発振
器型レーザ装置（Ｎｏ１〜Ｎｏ４）３１を同一の架台４
１上に配置した場合である。ここで４２は電力線４３に
より発振器型レーザ装置３１に電力を供給する電源であ
る。また、７（１）、７（２）、７（３）、７（４）は
光ファイバーである。

【０１６１】なお、図４５では、発振器型レーザ装置３
１の全てに対応する大容量の電源４２を個々の発振器型
レーザ装置３１と分離し、電力線４３を介して発振器型
レーザ装置３１に接続した場合を示したが、小容量の電
源を個々の発振器型レーザ装置内に組み込んでも良い。

【０１６２】図４６は、本実施の形態に係る発振器型レ
ーザ装置３１の構成の一例を示す。例えば、励起光源と
して半導体レーザ光を用いて、このレーザ光をレーザ媒
質の側面から照射する半導体励起固体レーザ装置を示
す。４４はＹＡＧ（構造式：Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）、リサ
フ（ＬｉＳｒＡｉＦ６）、チタンサファイヤ等の結晶を
用いたレーザ媒質、４５は例えば半導体レーザ等を用い
た励起光源である。４６と４７はレーザ光をレーザ媒質
４４内に閉じ込める共振器ミラーであり、４６は発振波
長に対して全反射するミラー、４７は発振波長に対して
部分透過するミラーにて構成される。４９は発振器型レ
ーザ装置から出射したレーザビーム、５０は１個ないし
は複数の凸レンズないしは凹レンズを組み合わせた集光
光学系、５１はレーザビーム４９を光ファイバー７に入
射する光ファイバーの入射部である。

【０１６３】図４７は、発振器型レーザ装置から出射し
たビームを複数のビームに分割する際の構成の一例を示
す。例えば、レーザビーム４９を３本のビームに分割し
て光ファイバー７（１）〜７（３）に入射する場合を示
す。３３はビームスプリッター、３６は全反射ミラーで
ある。なお、ビームを分割しない場合は、レーザビーム
４９をそのまま光ファイバー入射部５１に入射すればよ
い。

【０１６４】図４８と図４９は、発振器型レーザ装置か
ら出射されるレーザ光（基本波）４９を高調波に波長変
換する場合の構成の１例である。５２は固体レーザ装置
にて発生したレーザ光４９の波長を変換する波長変換素
子、６０は基本波と高調波を分離するダイクロイックミ
ラー、６１はダンパーである。４８は波長変換されたレ
ーザ光である。図４８では波長変換素子５２を共振器ミ
ラー４７の外部に置いた場合（外部変換型）であり、図
６は、波長変換素子５２を共振器ミラー４７の内部に置
いた場合（内部変換型）である。例えば、１／２倍の波
長を得る際には、ＫＴＰ（構造式：ＫＴｉＯＰＯ４）、
ＢＢＯ（ＢａＢ２Ｏ４）、ＫＮ（ＫＮｂＯ３）、ＬＢＯ
等のＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎ
ｅｒａｔｉｏｎ）結晶が用いられる。

【０１６５】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図４４と図４５にて、縦方向に５段積みされた発振
器型レーザ装置３１を筐体に収納して上段に配置し、か
つ、１個ないしは複数の色素レーザ多段増幅装置８を筐
体に収納して下段に配置する。各発振器型レーザ装置３
１から出た光ファイバー７（１）〜７（４）は床面４１
ａに設けた取り出し口７Ａを通り、各々の色素レーザ多
段増幅装置８の各増幅器１０〜１３に伝送される。

【０１６６】なお、図４４では、上段に発振器型レーザ
装置３１を下段に色素レーザ多段増幅装置８を配置した
が、上段色素レーザ多段増幅装置８を下段に発振器型レ
ーザ装置３１を配置してもよい。また、下段に色素レー
ザ多段増幅装置８を配置し、かつ、下段の下に更に段を
掘り下げ発振器型レーザ装置３１を配置してもよい。

【０１６７】図４６にて、電源４２から電源線４３を介
して半導体レーザ４５に電力が供給され、半導体レーザ
光が発生する。次に、このレーザ光をレーザ媒質４４の
側面に入射する。このレーザ光はレーザ媒質４４に吸収
され、この吸収されたエネルギーは半導体レーザ光とは
異なる波長の光として放出される。この光を共振器ミラ
ー４６と４７によりレーザ媒質４４内に閉じ込て光増幅
を行うと同時に、共振器ミラー４７を部分透過ミラーで
構成して、この増幅されたレーザ光の一部を取り出すこ
とによりレーザ光４９を発生させる。

【０１６８】なお、図４６では、レーザ媒質４４の側面
から半導体レーザ光を照射する場合について示したが、
レーザ媒質４４の片端に配置した共振器ミラー４６の外
側に半導体レーザ４５を配置し、共振器ミラー４６を通
して半導体レーザ光をレーザ媒質４４に照射してもよ
い。ただし、この場合、半導体レーザ光が通過するよう
に、半導体レーザ光に対する共振器ミラー４６の透過率
を設定する。

【０１６９】図４７にて、レーザ光４９を複数本のビー
ムに分割して、光ファイバー７（１）〜７（３）に入射
する場合を示す（図では３本の場合を示す）。レーザ光
４９は、２枚のビームスプリッター３３と全反射ミラー
３６により３本のレーザビームに分割された後に、各レ
ーザビームは集光光学系５０により集光され、光ファイ
バー入射部５１に入射される。この際、２個のビームス
プリッター３３の透過率を設定することにより、各光フ
ァイバー７（１）〜７（３）に所定のレーザ出力を入射
することができる。

【０１７０】図４８にて、発振器型レーザ装置３１から
出射されたレーザ光４９を波長変換素子５２に入射す
る。この際、レーザ光４９の変換効率よく発生するため
に、偏光素子および波長変換素子５２の温度の調整によ
り、レーザ光４９の偏光方向を波長変換素子５２の位相
整合条件に合わせるように設定する。

【０１７１】波長変換素子５２にて発生した高調波はダ
イクロイックミラー６０により基本波と分離される。高
調波を集光光学系５０により集光し、光ファイバー入射
部５１に入射する。また、ダイクロイックミラー６０を
通過した基本波をダンパー６１に入射する。

【０１７２】図４９にて、レーザ媒質４４から出射され
たレーザ光４９を波長変換素子５２に入射する。この
際、共振器ミラー４７に基本波を全反射し、高調波を通
過するコーティング膜を蒸着することにより、基本波を
共振器ミラー内に閉じ込め、高調波のみを共振器ミラー
４７を介して取り出す。高調波を集光光学系５０により
集光し、光ファイバー入射部５１に入射する。

【０１７３】以上のように、本実施の形態によれば、縦
方向に段積みした励起レーザ装置を色素レーザ多段増幅
装置の上側ないしは下側に配置することにより、励起レ
ーザ装置と色素レーザ多段増幅装置間の光ファイバーの
長さを短くし、高効率なレーザ装置を得ることを目的と
する。

【０１７４】尚、励起レーザ装置としてとして何れの構
成の発振器型レーザ装置を使用するかはレーザ装置の設
計仕様によるものである。また、励起レーザ装置に発振
器型の固体レーザ装置を用いて、複数の励起レーザ装置
を縦方向に段積みし、複数の励起レーザ装置の占有面積
を少なくできるので、コンパクトにて、高出力かつ高指
向性なレーザ装置を得ることができる。

【０１７５】なお、上記実施の形態では、同位体分離用
色素レーザ多段増幅装置に対して説明したが、例えば、
複数の光ファイバーを用いたレーザ加工装置やレーザ医
療装置であってもよく、上記と同様の効果を奏する。ま
た、上記実施の形態では、パルスレーザ装置に対して説
明したが、例えば、連続発振のレーザ装置であってもよ
く、上記と同様の効果を奏する。また、上記実施の形態
では、光ビームを各増幅器１０〜１３の片側から照射し
た場合に対して説明したが、光ビームを各増幅器１０〜
１３の両側から照射した場合でも、上記と同様の効果を
奏する。

【０１７６】尚、図５０〜図５８にそれぞれ示した色素
レーザ多段増幅装置に関しては、前記他の実施の形態に
係る色素レーザ多段増幅装置を説明する図３４〜図３
９、及び図４１〜４３のと同様であり、入射されるレー
ザビームが増幅器を備えた励起レーザ装置によるもの
か、増幅器を備えない発振器型の励起レーザ装置による
ものかの違いであり、構成ならび動作は図３４〜図３
９、及び図４１〜４３に示された色素レーザ多段増幅装
置と同様である。

【０１７７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、レーザ光を発
生する固体レーザ装置、この発生したレーザ光を複数の
レーザビームに分割する光分割手段、及びこの分割され
た各レーザビームをそれぞれ増幅して光ファイバーに入
射する複数の増幅器よりなる励起レーザ装置と、レーザ
光を発する発振器、及びこの発生したレーザ光を順次通
過させると共に、前記光ファイバーからのレーザビーム
照射に基づくエネルギーを前記発振器より発せられて通
過するレーザ光に吸収させて光増幅を起こし色素レーザ
光を発生する複数段の増幅器よりなるレーザ多段増幅装
置とから構成することで、コンパクトにて高出力なレー
ザ措置を提供できるという効果がある。

【０１７８】請求項２の発明によれば、励起レーザ装置
における固体レーザ装置と、光分割手段と複数の増幅器
を同一架台に配置すると共に、この架台を複数段積みし
てレーザ多段増幅装置の近傍に配置したことで、複数の
励起レーザ装置の占有面積を少なくできるので、コンパ
クトにて高出力なレーザ装置を提供できるという効果が
ある。

【０１７９】請求項３の発明によれば、励起レーザ装置
における固体レーザ装置と、光分割手段と複数の増幅器
を同一架台に配置すると共に、この架台を複数段積みし
てレーザ多段増幅装置に接触させて配置したことで、励
起レーザ装置とレーザ多段増幅装置における増幅器間の
光ファイバーの長さを短くすることができるため高効率
なレーザ装置を提供できるという効果がある。

【０１８０】請求項４の発明によれば、励起レーザ装置
における固体レーザ装置と、光分割手段と複数の増幅器
を同一架台に配置すると共に、この架台を複数段積みし
てレーザ多段増幅装置の背面に配置したことで、励起レ
ーザ装置とレーザ多段増幅装置における増幅器間の光フ
ァイバーの長さを更に短くすることができるため高効率
なレーザ装置を提供できるという効果がある。

【０１８１】請求項５の発明によれば、励起レーザ装置
とレーザ多段増幅装置とを積層して配置したことで、励
起レーザ装置とレーザ多段増幅装置における増幅器間の
光ファイバーの長さを短くすることができるため高効率
なレーザ装置を提供できるという効果がある。また、複
数の励起レーザ装置の占有面積を少なくできるためレー
ザ装置をコンパクトにできる。

【０１８２】請求項６の発明によれば、固体レーザ装置
は、レーザ媒質としてＹＡＧを用いたことで、励起レー
ザ装置のコンパクト化に寄与できるという効果がある。

【０１８３】請求項７の発明によれば、固体レーザ装置
は、励起光源に半導体レーザを用いたことで、励起レー
ザ装置のコンパクト化に寄与できるという効果がある。

【０１８４】請求項８の発明によれば、励起レーザ装置
内の増幅手段は、発生させたレーザ光の波長を変換する
波長変換素子を有したことで、出射されたレーザビーム
の波長を用途に合わせた波長のレーザビームに容易に変
更できるという効果がある。

【０１８５】請求項９の発明によれば、レーザ多段増幅
装置は、複数の増幅器を取り付ける支持部に、励起レー
ザ装置より複数の光ファイバーの取り出すための１個な
いしは複数の取り出し部を設けたので、各増幅器にたい
する光ファイバーの引き回し長さを短くできるため、光
ファイバー伝送損失によるレーザビームの損失を抑制で
きるという効果がある。

【０１８６】請求項１０の発明によれば、取り出し部
は、Ｌ１＝｛１−（ｖｆ／ｖｃ）｝×ｄ／２およびＬ１
＋Ｌ４＝ｄ（Ｌ１はレーザ多段増幅装置内における取り
出し部から第１の段目の増幅器までの光ファイバー長、
Ｌ４はレーザ多段増幅装置内における取り出し部から最
終段目の増幅器増幅器までの光ファイバー長、ｄ：第１
の段目の増幅器と最終段目の増幅器（１３）の間の距
離、ｖｆは光ファイバー内にてレーザ光が伝わる速度、
ｖｃは大気中をレーザ光が伝わる速度）の関係式を満た
す位置に設けたことで、光ファイバー入射口とレーザ多
段増幅装置における増幅器との距離を短くすることがで
き、依って、レーザ多段増幅装置内の光ファイバー長を
短くし、光ファイバー伝送損失によるレーザビームの損
失を抑制できるという効果がある。

【０１８７】請求項１１の発明によれば、レーザ多段増
幅装置は、第１段目の増幅器の上方に発振器を配置し、
光学系を通してレーザ光を前記第１段目の増幅器に導く
ことで、レーザ多段増幅装置内の光ファイバー長を短く
し、光ファイバー伝送損失によるレーザビームの損失を
抑制できるという効果がある。

【０１８８】請求項１２の発明によれば、レーザ多段増
幅装置は、支持部を介して第１段目の増幅器の裏面に発
振器を配置し、前記支持部に形成した貫通孔より光学系
を通してレーザ光をレーザ多段増幅装置内の第１段目の
増幅器に導くことで、レーザ多段増幅装置の高さを低く
することにより、装置を配置する建物の高さを低くでき
るので、低コストにて、高出力名レーザ装置を得ること
ができ、また、レーザ多段増幅装置内の光ファイバー長
を短くし、光ファイバー伝送損失によるレーザビームの
損失を抑制できるという効果がある。

【０１８９】請求項１３の発明によれば、励起レーザ装
置における光ファイバー入射部をレーザ多段増幅装置に
おける光ファイバーの取り出し部の近傍に、かつ、取り
出し部に対向して配置したことで、光ファイバー入射口
とレーザ多段増幅装置における増幅器との距離を短くす
ることができ、依って、レーザ多段増幅装置内の光ファ
イバー長を短くし、光ファイバー伝送損失によるレーザ
ビームの損失を抑制できるという効果がある。

【０１９０】請求項１４の発明によれば、励起レーザ装
置を構成する発振器と複数の増幅器を光分配伝送系３７
に対して一列に配置したことで、架台より装置の取り出
しを行うことができ、容易に装置の交換と保守を行うこ
とができるという効果がある。

【０１９１】請求項１５の発明によれば、記励起レーザ
装置を構成する発振器と複数の増幅器の間のビーム分割
方式に関して、光分配伝送手段は前記発振器より発せら
れた一方のレーザ光を各光学部品を通過する毎に２本の
レーザビームに分割して各増幅器に入射させるトーナメ
ント方式としたことで、各レーザビームが各光学部品を
通過及び反射する面数の差を最小にし、各増幅器に入射
するビーム波面を同様にできるという効果がある。

【０１９２】請求項１６の発明によれば、発振器から出
射したレーザビームが前記光分配伝送系３７の光学部品
を通過して各増幅器に入射する際に、各入射したレーザ
ビームの通過する光学部品の面数を等しくしたので、光
学部品の表面がレーザビームのビーム波面に及ぼす影響
を同じにできるため、同じビーム波面を有するレーザビ
ームを各増幅器に入射することができるという効果があ
る。

【０１９３】請求項１７の発明によれば、励起レーザ装
置は増幅器を使用しない発振器型励起レーザ装置に代え
たので、励起レーザ装置を更にコンパクト化できるとい
う効果がある。

【０１９４】請求項１８の発明によれば、架台に防振装
置を設けたので、発振器と複数の増幅器の間のレーザ光
の光軸に及ぼす床の影響を抑制でき、発振器から出射し
たレーザ光を増幅器へ安定に入射できるため、安定に
て、高出力なレーザ装置を得ることができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る励起レーザ装
置の側面図である。

【図２】 本実施の形態に係るレーザ装置を上面から見
た図である。

【図３】 本実施の形態に係る発振器の構成図である。

【図４】 本実施の形態に係る増幅器の構成図である。

【図５】 本実施の形態に係る他の増幅器の構成図であ
る。

【図６】 本実施の形態に係る他の増幅器の構成図であ
る。

【図７】 本実施の形態に係る励起レーザ装置の構成図
である。

【図８】 本実施の形態に係る他の励起レーザ装置の構
成図である。

【図９】 この発明の実施の形態２に係る励起レーザ装
置の構成図である。

【図１０】 本実施の形態に係る他の励起レーザ装置の
構成図である。

【図１１】 この発明の実施の形態３に係る励起レーザ
装置の構成図である。

【図１２】 本実施の形態に係る他の励起レーザ装置の
構成図である。

【図１３】 この発明の実施の形態４に係る励起レーザ
装置の構成図である。

【図１４】 本実施の形態に係る他の励起レーザ装置の
構成図である。

【図１５】 本実施の形態に係る他の励起レーザ装置の
構成図である。

【図１６】 本実施の形態に係る他の励起レーザ装置の
構成図である。

【図１７】 この発明の実施の形態４に係る励起レーザ
装置の構成図である。

【図１８】 本実施の形態に係る他の励起レーザ装置の
側面図である。

【図１９】 この発明の実施の形態６に係るレーザ装置
の側面図である。

【図２０】 本実施の形態に係るレーザ装置の上面図で
ある。

【図２１】 本実施の形態に係る他のレーザ装置の上面
図である。

【図２２】 増幅器１０と増幅器１３間の距離ｄに対し
て光ファイバー長が最短となる場合の光ファイバー長Ｌ
１とＬ４を説明する図である。

【図２３】 この発明の実施の形態７に係るレーザ装置
を上面から図である。

【図２４】 この発明の実施の形態８に係るレーザ装置
の側面図である。

【図２５】 本実施の形態において色素レーザ多段増幅
装置における発振器と各増幅器の関係を立体に示した図
である。

【図２６】 本実施の形態に係るレーザ装置を上面から
見た図である。

【図２７】 本実施の形態に係る他のレーザ装置を上面
から見た図である。

【図２８】 本実施の形態に係る他のレーザ装置の側面
図である。

【図２９】 この実施の形態９に係る色素レーザ多段増
幅装置の断面図である。

【図３０】 この発明の実施の形態１０に係るレーザ装
置の側面図である。

【図３１】 本実施の形態に係るレーザ装置を上面から
見た図である。

【図３２】 この発明の実施の形態１１に係るレーザ装
置の側面図である。

【図３３】 本実施の形態に係るレーザ装置を上面から
見た図である。

【図３４】 この発明の実施の形態１２に係る色素レー
ザ多段増幅装置を上面から見た図である。

【図３５】 同じく本実施の形態に係る色素レーザ多段
増幅装置を上面から見た図である。

【図３６】 同じく本実施の形態に係る色素レーザ多段
増幅装置を上面から見た図である。

【図３７】 同じく本実施の形態に係る色素レーザ多段
増幅装置を上面から見た図である。

【図３８】 この発明の実施の形態１３に係るレーザ装
置を上面から見た図である。

【図３９】 本実施の形態に係るレーザ装置の側面図で
ある。

【図４０】 本実施の形態に係る励起レーザ装置を上面
から見た図である。

【図４１】 本実施の形態に係る色素レーザ多段増幅装
置を正面から見た図である。

【図４２】 本実施の形態に係る色素レーザ多段増幅装
置を上面から見た図である。

【図４３】 本実施の形態に係る他のレーザ装置の側面
図である。

【図４４】 この発明の実施の形態１４に係るレーザ装
置の側面図である。

【図４５】 本実施の形態に係る発振器型励起レーザ装
置を上面から見たである。

【図４６】 本実施の形態に係る発振器型励起レーザ装
置の構成図である。

【図４７】 本実施の形態に係る他の発振器型励起レー
ザ装置の構成図である。

【図４８】 本実施の形態に係る他の発振器型励起レー
ザ装置の構成図である。

【図４９】 本実施の形態に係る他の発振器型励起レー
ザ装置の構成図である。

【図５０】 本実施の形態に係る色素レーザ多段増幅装
置における取り出し部を示した図ある。

【図５１】 本実施の形態に係る色素レーザ多段増幅装
置における取り出し部の配置を示した図ある。

【図５２】 本実施の形態に係る２個の色素レーザ多段
増幅装置における取り出し部を示した図ある。

【図５３】 本実施の形態に係る２個の色素レーザ多段
増幅装置における取り出し部を示した図ある。

【図５４】 本実施の形態に係るレーザ装置を上面から
見た図である。

【図５５】 本実施の形態に係るレーザ装置を側面から
見た図である。

【図５６】 本実施の形態に係る色素レーザ多段増幅装
置を正面から見た図である。

【図５７】 本実施の形態に係る色素レーザ多段増幅装
置を上面から見た図である。

【図５８】 本実施の形態に係る他のレーザ装置を側面
から見た図である。

【図５９】 従来のレーザ装置の構成図である。

【図６０】 従来の励起レーザ装置の構成図である。

【図６１】 従来装置において光分割器の一例としての
レンズアレイの構成図である。

【符号の説明】

７ａ〜７ｃ 光ファイバー、８ａ〜８ｄ 色素レーザ多
段増幅装置、９，３１発振器、３２ レーザ光、３７
光分配伝送路、３８，３９ レーザビーム、１０〜１
３，４０ 増幅器、４１ 架台、８０ 防振装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 美濃和 芳文 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 多田 稔 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 浅川 益雄 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 八木 重典 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5F072 AB01 AC02 JJ01 JJ04 JJ20 KK05 KK12 KK15 PP07 QQ02 SS06 YY17

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を発生する固体レーザ装置、こ
   の発生したレーザ光を複数のレーザビームに分割する光
   分割手段、及びこの分割された各レーザビームをそれぞ
   れ増幅して光ファイバーに入射する複数の増幅器よりな
   る励起レーザ装置と、 レーザ光を発する発振器、及びこの発生したレーザ光を
   順次通過させると共に、前記光ファイバーからのレーザ
   ビーム照射に基づくエネルギーを前記発振器より発せら
   れて通過するレーザ光に吸収させて光増幅を起こし色素
   レーザ光を発生する複数段の増幅器よりなるレーザ多段
   増幅装置とから構成することを特徴とするレーザ装置。
2. 【請求項２】 励起レーザ装置における固体レーザ装置
   と、光分割手段と複数の増幅器を同一架台に配置すると
   共に、この架台を複数段積みしてレーザ多段増幅装置の
   近傍に配置したことを特徴とする請求項１に記載のレー
   ザ装置。
3. 【請求項３】 励起レーザ装置における固体レーザ装置
   と、光分割手段と複数の増幅器を同一架台に配置すると
   共に、この架台を複数段積みしてレーザ多段増幅装置に
   接触させて配置したことを特徴とする請求項２に記載の
   レーザ装置。
4. 【請求項４】 励起レーザ装置における固体レーザ装置
   と、光分割手段と複数の増幅器を同一架台に配置すると
   共に、この架台を複数段積みしてレーザ多段増幅装置の
   背面に配置したことを特徴とする請求項２に記載のレー
   ザ装置。
5. 【請求項５】 励起レーザ装置とレーザ多段増幅装置と
   を積層して配置したことを特徴とする請求項２に記載の
   レーザ装置。
6. 【請求項６】 固体レーザ装置は、レーザ媒質としてＹ
   ＡＧを用いたことを特徴とする請求項１ないし５のいず
   れかに記載のレーザ装置。
7. 【請求項７】 固体レーザ装置は、励起光源に半導体レ
   ーザを用いたことを特徴とする請求項１ないし５のいず
   れかに記載のレーザ装置。
8. 【請求項８】 励起レーザ装置内の増幅手段は、発生さ
   せたレーザ光の波長を変換する波長変換素子を有したこ
   とを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
9. 【請求項９】 レーザ多段増幅装置は、複数の増幅器を
   取り付ける支持部に、励起レーザ装置より複数の光ファ
   イバーの取り出すための１個ないしは複数の取り出し部
   を設けたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
   に記載のレーザ装置。
10. 【請求項１０】 取り出し部は、Ｌ１＝｛１−（ｖｆ／
    ｖｃ）｝×ｄ／２およびＬ１＋Ｌ４＝ｄ（Ｌ１はレーザ
    多段増幅装置内における取り出し部から第１の段目の増
    幅器までの光ファイバー長、Ｌ４はレーザ多段増幅装置
    内における取り出し部から最終段目の増幅器増幅器まで
    の光ファイバー長、ｄ：第１の段目の増幅器と最終段目
    の増幅器（１３）の間の距離、ｖｆは光ファイバー内に
    てレーザ光が伝わる速度、ｖｃは大気中をレーザ光が伝
    わる速度）の関係式を満たす位置に設けたことを特徴と
    する請求項９に記載のレーザ装置。
11. 【請求項１１】 レーザ多段増幅装置は、第１段目の増
    幅器の上方に発振器を配置し、光学系を通してレーザ光
    を前記第１段目の増幅器に導くことを特徴とする請求項
    １に記載のレーザ装置。
12. 【請求項１２】 レーザ多段増幅装置は、支持部を介し
    て第１段目の増幅器の裏面に発振器を配置し、前記支持
    部に形成した貫通孔より光学系を通してレーザ光を前記
    第１段目の増幅器に導くことを特徴とする請求項に記載
    のレーザ装置。
13. 【請求項１３】 励起レーザ装置における光ファイバー
    入射部をレーザ多段増幅装置における光ファイバーの取
    り出し部の近傍に、かつ、取り出し部に対向して配置し
    たことを特徴とする請求項９または１０に記載のレーザ
    装置。
14. 【請求項１４】 励起レーザ装置を構成する発振器と複
    数の増幅器を光分配伝送系３７に対して一列に配置した
    ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ装置。
15. 【請求項１５】 前記励起レーザ装置を構成する発振器
    と複数の増幅器の間のビーム分割方式に関して、光分配
    伝送手段は前記発振器より発せられた一方のレーザ光を
    各光学部品を通過する毎に２本のレーザビームに分割し
    て各増幅器に入射させるトーナメント方式としたことを
    特徴とする請求項２に記載のレーザ装置。
16. 【請求項１６】 発振器から出射したレーザビームが前
    記光分配伝送系３７の光学部品を通過して各増幅器に入
    射する際に、各入射したレーザビームが通過する光学部
    品の面数を等しくしたことを特徴とする請求項１５に記
    載のレーザ装置。
17. 【請求項１７】 励起レーザ装置は増幅器を使用しない
    発振器型励起レーザ装置に代えることを特徴とする請求
    項１に記載のレーザ装置。
18. 【請求項１８】 架台に防振装置を設けたことを特徴と
    する請求項２ないし４のいずれかに記載のレーザ装置。