JP2001320114A - レーザー共振器 - Google Patents
レーザー共振器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来のレーザー共振器と比較して共振器長の短
縮化を図り、それによりレーザー共振器の全体の構成を
小型化することを可能とし、しかも、レーザー媒質によ
る熱レンズ効果の変動の影響を最小限にするとともに、
レーザー共振器を構成する各構成部材のミスアライメン
トによる影響を最小限にする。 【解決手段】互いに対向して配設された２つのミラーで
ある第１ミラー１２および第２ミラー１４と、第１ミラ
ー１２と第２ミラー１４との間に配設されたレーザー媒
質１０６と、第１ミラー１２とレーザー媒質１０６との
間に配設された第１レンズ１６としての凹レンズと、第
２ミラー１４とレーザー媒質１０６との間に配設された
第２レンズ１８としての凸レンズとを有する。
縮化を図り、それによりレーザー共振器の全体の構成を
小型化することを可能とし、しかも、レーザー媒質によ
る熱レンズ効果の変動の影響を最小限にするとともに、
レーザー共振器を構成する各構成部材のミスアライメン
トによる影響を最小限にする。 【解決手段】互いに対向して配設された２つのミラーで
ある第１ミラー１２および第２ミラー１４と、第１ミラ
ー１２と第２ミラー１４との間に配設されたレーザー媒
質１０６と、第１ミラー１２とレーザー媒質１０６との
間に配設された第１レンズ１６としての凹レンズと、第
２ミラー１４とレーザー媒質１０６との間に配設された
第２レンズ１８としての凸レンズとを有する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー共振器に
関し、さらに詳細には、レーザー共振器の共振器長の短
縮化を図り、全体の構成を小型化したレーザー共振器に
関する。
関し、さらに詳細には、レーザー共振器の共振器長の短
縮化を図り、全体の構成を小型化したレーザー共振器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、レーザービームを出射するため
の従来のレーザー共振器として、例えば、図１に示すよ
うな構成のレーザー共振器が知られている。
の従来のレーザー共振器として、例えば、図１に示すよ
うな構成のレーザー共振器が知られている。
【０００３】即ち、このレーザー共振器１００は、互い
に対向して配設された２つのミラーである第１ミラー１
０２および第２ミラー１０４と、第１ミラー１０２と第
２ミラー１０４との間に配設されたレーザー媒質１０６
とを有して構成されている。
に対向して配設された２つのミラーである第１ミラー１
０２および第２ミラー１０４と、第１ミラー１０２と第
２ミラー１０４との間に配設されたレーザー媒質１０６
とを有して構成されている。
【０００４】ここで、第１ミラー１０２と第２ミラー１
０４とは、それぞれ所定の反射率と所定の透過率とを備
えている。
０４とは、それぞれ所定の反射率と所定の透過率とを備
えている。
【０００５】また、このレーザー共振器１００のレーザ
ー媒質１０６としては、例えば、ＹＡＧなどの固体のレ
ーザー媒質を用いている。
ー媒質１０６としては、例えば、ＹＡＧなどの固体のレ
ーザー媒質を用いている。
【０００６】以上の構成において、レーザー媒質１０６
に、例えば、横励起などにより外部から励起光を注入す
ると、レーザー共振器１００内においてレーザー発振す
ることとなり、レーザー共振器１００の外部にレーザー
ビームを出射することができる。
に、例えば、横励起などにより外部から励起光を注入す
ると、レーザー共振器１００内においてレーザー発振す
ることとなり、レーザー共振器１００の外部にレーザー
ビームを出射することができる。
【０００７】なお、図１においては、第１ミラー１０２
からレーザービームが出射される場合を図示している
が、第１ミラー１０２と第２ミラー１０４との反射率と
透過率とをそれぞれ適宜に設定することにより、第１ミ
ラー１０２あるいは第２ミラー１０４のいずれからも、
出射光としてレーザービームをレーザー共振器１００の
外部に出射することができる。
からレーザービームが出射される場合を図示している
が、第１ミラー１０２と第２ミラー１０４との反射率と
透過率とをそれぞれ適宜に設定することにより、第１ミ
ラー１０２あるいは第２ミラー１０４のいずれからも、
出射光としてレーザービームをレーザー共振器１００の
外部に出射することができる。
【０００８】ところで、こうした従来のレーザー共振器
１００において、レーザービームがレーザー媒質１０６
による熱レンズ効果の影響を受けないようにしたり、レ
ーザー共振器１００を構成する各構成部材たる第１ミラ
ー１０２と第２ミラー１０４とレーザー媒質１０６との
位置関係のズレ、即ち、ミスアライメントによる影響を
受けないようにするためには、レーザー共振器１００の
全体の長さである共振器長Ｌ’を長くする必要があり、
このためレーザー共振器１００の全体の構成を大型化せ
ざるを得ないという問題点があった。
１００において、レーザービームがレーザー媒質１０６
による熱レンズ効果の影響を受けないようにしたり、レ
ーザー共振器１００を構成する各構成部材たる第１ミラ
ー１０２と第２ミラー１０４とレーザー媒質１０６との
位置関係のズレ、即ち、ミスアライメントによる影響を
受けないようにするためには、レーザー共振器１００の
全体の長さである共振器長Ｌ’を長くする必要があり、
このためレーザー共振器１００の全体の構成を大型化せ
ざるを得ないという問題点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、従来のレーザー共振器
と比較して共振器長の短縮化を図り、それによりレーザ
ー共振器の全体の構成を小型化することを可能とし、し
かも、レーザー媒質による熱レンズ効果の変動の影響を
最小限にすることができるとともに、レーザー共振器を
構成する各構成部材のミスアライメントによる影響を最
小限にすることのできるレーザー共振器を提供しようと
するものである。
うな従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、従来のレーザー共振器
と比較して共振器長の短縮化を図り、それによりレーザ
ー共振器の全体の構成を小型化することを可能とし、し
かも、レーザー媒質による熱レンズ効果の変動の影響を
最小限にすることができるとともに、レーザー共振器を
構成する各構成部材のミスアライメントによる影響を最
小限にすることのできるレーザー共振器を提供しようと
するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるレーザー共振器は、レーザー媒質によ
る熱レンズ効果の変動の影響を最小限にするとともに、
レーザー共振器を構成する各構成部材のミスアライメン
トによる影響を最小限にするためには、次に示す２つの
条件を同時に満足させる必要があるという着想を得てな
されたものである。
に、本発明によるレーザー共振器は、レーザー媒質によ
る熱レンズ効果の変動の影響を最小限にするとともに、
レーザー共振器を構成する各構成部材のミスアライメン
トによる影響を最小限にするためには、次に示す２つの
条件を同時に満足させる必要があるという着想を得てな
されたものである。
【００１１】まず、レーザー媒質による熱レンズ効果の
変動の影響を最小限にするレーザー共振器を得るために
は、以下に説明する条件を満足させる必要がある。
変動の影響を最小限にするレーザー共振器を得るために
は、以下に説明する条件を満足させる必要がある。
【００１２】即ち、図１に示すような２枚のミラー（第
１ミラー１０２および第２ミラー１０４）とレーザー媒
質（レーザー媒質１０６）とにより構成されるレーザー
共振器１００において、 Ｗ０：レーザー媒質１０６中におけるレーザービームの
ビーム径 λ：レーザーの波長 Ｌ１’：第１ミラー１０２とレーザー媒質１０６の中心
との間の距離 Ｒ１’：第１ミラー１０２の曲率 Ｌ２’：第２ミラー１０４とレーザー媒質１０６の中心
との間の距離 Ｒ２’：第２ミラー１０４の曲率 として、 ｕｉ＝πＷ０ ２／２λ （ｉ＝１ ｏｒ ２） ・・・ 式（１） と定義する。
１ミラー１０２および第２ミラー１０４）とレーザー媒
質（レーザー媒質１０６）とにより構成されるレーザー
共振器１００において、 Ｗ０：レーザー媒質１０６中におけるレーザービームの
ビーム径 λ：レーザーの波長 Ｌ１’：第１ミラー１０２とレーザー媒質１０６の中心
との間の距離 Ｒ１’：第１ミラー１０２の曲率 Ｌ２’：第２ミラー１０４とレーザー媒質１０６の中心
との間の距離 Ｒ２’：第２ミラー１０４の曲率 として、 ｕｉ＝πＷ０ ２／２λ （ｉ＝１ ｏｒ ２） ・・・ 式（１） と定義する。
【００１３】そうすると、 ｕｉ＝Ｌｉ’（１−Ｌｉ’／Ｒｉ’） （ｉ＝１ ｏｒ ２） ・・・ 式（２） との関係から、レーザー媒質１０６中でのレーザービー
ムのビーム径Ｗ０が決定されると、レーザー共振器１０
０における第１ミラー１０２とレーザー媒質１０６の中
心との間の距離Ｌ１’と、第１ミラー１０２の曲率
Ｒ１’との関係が自動的に決定され、また、レーザー共
振器１００における第２ミラー１０４とレーザー媒質１
０６の中心との間の距離Ｌ２’と、第２ミラー１０４の
曲率Ｒ２’との関係が自動的に決定されることになる。
ムのビーム径Ｗ０が決定されると、レーザー共振器１０
０における第１ミラー１０２とレーザー媒質１０６の中
心との間の距離Ｌ１’と、第１ミラー１０２の曲率
Ｒ１’との関係が自動的に決定され、また、レーザー共
振器１００における第２ミラー１０４とレーザー媒質１
０６の中心との間の距離Ｌ２’と、第２ミラー１０４の
曲率Ｒ２’との関係が自動的に決定されることになる。
【００１４】この式（１）ならびに式（２）に示す条件
（以下、「第１条件」と適宜に称する。）は、レーザー
媒質として固体のレーザー媒質を用いたレーザー共振器
において、レーザー媒質による熱レンズ効果の影響を受
けることがないようにするための条件として知られてい
る。
（以下、「第１条件」と適宜に称する。）は、レーザー
媒質として固体のレーザー媒質を用いたレーザー共振器
において、レーザー媒質による熱レンズ効果の影響を受
けることがないようにするための条件として知られてい
る。
【００１５】一方、レーザー共振器が、当該レーザー共
振器を構成する各構成部材のミスアライメントによる影
響を最小限にするためには、以下に説明する条件を満足
させる必要がある。
振器を構成する各構成部材のミスアライメントによる影
響を最小限にするためには、以下に説明する条件を満足
させる必要がある。
【００１６】即ち、図１に示すような２枚のミラー（第
１ミラー１０２および第２ミラー１０４）とレーザー媒
質（レーザー媒質１０６）とにより構成されるレーザー
共振器１００において、当該レーザー共振器１００を構
成する各構成部材たる第１ミラー１０２、第２ミラー１
０４あるいはレーザー媒質１０６のミスアライメントに
よる影響を受けることがないようにするためには、第１
ミラー１０２上の像を第２ミラー１０４に投影するよう
に、第２ミラー１０４とレーザー媒質１０６の中心との
間の距離Ｌ２’と、第２ミラー１０４の曲率Ｒ２’とを
決定することが必要である。
１ミラー１０２および第２ミラー１０４）とレーザー媒
質（レーザー媒質１０６）とにより構成されるレーザー
共振器１００において、当該レーザー共振器１００を構
成する各構成部材たる第１ミラー１０２、第２ミラー１
０４あるいはレーザー媒質１０６のミスアライメントに
よる影響を受けることがないようにするためには、第１
ミラー１０２上の像を第２ミラー１０４に投影するよう
に、第２ミラー１０４とレーザー媒質１０６の中心との
間の距離Ｌ２’と、第２ミラー１０４の曲率Ｒ２’とを
決定することが必要である。
【００１７】即ち、２枚のミラーによる直線型レーザー
共振器においては、以下に示す式（３）に示す条件（以
下、「第２条件」と適宜に称する。）を満足させる必要
がある。
共振器においては、以下に示す式（３）に示す条件（以
下、「第２条件」と適宜に称する。）を満足させる必要
がある。
【００１８】 １／Ｌ１’＋１／Ｌ２’＝１／ｆ ・・・ 式（３） ｆ：レーザー媒質１０６による熱レンズ効果における熱
レンズの焦点距離従って、上記した式（３）に示す第２
条件に従えば、 Ｌ’＝Ｌ１’＋Ｌ２’≧４ｆ ・・・ 式（４） となる。
レンズの焦点距離従って、上記した式（３）に示す第２
条件に従えば、 Ｌ’＝Ｌ１’＋Ｌ２’≧４ｆ ・・・ 式（４） となる。
【００１９】即ち、固体のレーザー媒質においては、一
般的に「ｆ＝３０ｃｍ」程度であるが、「ｆ＝３０ｃ
ｍ」の場合には、図１に示すような従来のレーザー共振
器１００の共振器長Ｌ’は最低でも「１．２ｍ」必要に
なるものであって、レーザー共振器１００の共振器長
Ｌ’をそれ以上に短縮化することは不可能であった。
般的に「ｆ＝３０ｃｍ」程度であるが、「ｆ＝３０ｃ
ｍ」の場合には、図１に示すような従来のレーザー共振
器１００の共振器長Ｌ’は最低でも「１．２ｍ」必要に
なるものであって、レーザー共振器１００の共振器長
Ｌ’をそれ以上に短縮化することは不可能であった。
【００２０】本発明によるレーザー共振器は、上記した
式（１）および式（２）に示す第１条件と上記した式
（３）に示す第２条件とを同時に満たしたままで、レー
ザー共振器の共振器長を短縮化することを可能にしたも
のである。
式（１）および式（２）に示す第１条件と上記した式
（３）に示す第２条件とを同時に満たしたままで、レー
ザー共振器の共振器長を短縮化することを可能にしたも
のである。
【００２１】即ち、本発明のうちの請求項１に記載の発
明は、互いに対向して配設された２つのミラーと、上記
２つのミラーの間に配設されたレーザー媒質とを有する
レーザー共振器において、上記２つのミラーのうちの一
方のミラーと上記レーザー媒質との間と上記２つのミラ
ーのうちの他方のミラーと上記レーザー媒質との間との
少なくともどちらか一方に配設されたレンズとを有し、 Ｒ：レンズが配設された側のミラーの曲率 Ｌ：レンズが配設された側のミラーとレーザー媒質の中
心との間の距離 Ｌレンズ：レンズとレーザー媒質の中心との間の距離 Ｌレンズ−像：レンズと該レンズが配設された側のミラ
ーとの間の距離 ｆレンズ：レンズの焦点距離 Ｒ’：レンズが配設された側において、該レンズを配設
しない場合に用いるミラーの曲率 としたときに、 Ｒ＝｛ｆレンズ／（ｆレンズ−Ｌレンズ）｝×〔Ｒ’／
｛Ｒ’＋（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝〕 および Ｌ＝Ｌレンズ＋｛Ｒ’／（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝ の関係式が成立するようにしたものである。
明は、互いに対向して配設された２つのミラーと、上記
２つのミラーの間に配設されたレーザー媒質とを有する
レーザー共振器において、上記２つのミラーのうちの一
方のミラーと上記レーザー媒質との間と上記２つのミラ
ーのうちの他方のミラーと上記レーザー媒質との間との
少なくともどちらか一方に配設されたレンズとを有し、 Ｒ：レンズが配設された側のミラーの曲率 Ｌ：レンズが配設された側のミラーとレーザー媒質の中
心との間の距離 Ｌレンズ：レンズとレーザー媒質の中心との間の距離 Ｌレンズ−像：レンズと該レンズが配設された側のミラ
ーとの間の距離 ｆレンズ：レンズの焦点距離 Ｒ’：レンズが配設された側において、該レンズを配設
しない場合に用いるミラーの曲率 としたときに、 Ｒ＝｛ｆレンズ／（ｆレンズ−Ｌレンズ）｝×〔Ｒ’／
｛Ｒ’＋（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝〕 および Ｌ＝Ｌレンズ＋｛Ｒ’／（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝ の関係式が成立するようにしたものである。
【００２２】また、本発明のうちの請求項２に記載の発
明は、本発明のうちの請求項１に記載の発明において、
上記一方のミラーと上記レーザー媒質との間と上記他方
のミラーと上記レーザー媒質との間との少なくともどち
らか一方に配設されたレンズを、凸レンズまたは凹レン
ズのいずれか一方としたものである。
明は、本発明のうちの請求項１に記載の発明において、
上記一方のミラーと上記レーザー媒質との間と上記他方
のミラーと上記レーザー媒質との間との少なくともどち
らか一方に配設されたレンズを、凸レンズまたは凹レン
ズのいずれか一方としたものである。
【００２３】また、本発明のうちの請求項３に記載の発
明は、互いに対向して配設された２つのミラーである第
１のミラーおよび第２のミラーと、上記第１のミラーと
上記第２のミラーとの間に配設されたレーザー媒質とを
有するレーザー共振器において、上記第１のミラーと上
記レーザー媒質との間に配設された凹レンズと、上記第
２のミラーと上記レーザー媒質との間に配設された凸レ
ンズとを有し、 Ｒ１：第１のミラーの曲率 Ｒ２：第２のミラーの曲率 Ｌ１レンズ：凹レンズとレーザー媒質の中心との間の距
離 Ｌ１レンズ−像：凹レンズと第１のミラーとの間の距離 ｆ１レンズ：凹レンズの焦点距離 Ｌ２レンズ：凸レンズとレーザー媒質の中心との間の距
離 Ｌ２レンズ−像：凸レンズと第２のミラーとの間の距離 ｆ２レンズ：第２のレンズの焦点距離 Ｒ１’：凹レンズが配設された側において該凹レンズを
配設しない場合に用いるミラーの曲率 Ｒ２’：凸レンズが配設された側において該凸レンズを
配設しない場合に用いるミラーの曲率 としたときに、 Ｒ１＝｛ｆ１レンズ／（ｆ１レンズ−Ｌ１レンズ）｝×〔Ｒ１’／｛Ｒ１’ ＋（ｆ１レンズ−Ｌ１レンズ−像）｝〕 および Ｌ１＝Ｌ１レンズ＋｛Ｒ１’／（ｆ１レンズ−Ｌ１レンズ−像）｝ の関係式が成立するとともに、 Ｒ２＝｛ｆ２レンズ／（ｆ２レンズ−Ｌ２レンズ）｝×〔Ｒ２’／｛Ｒ２’ ＋（ｆ２レンズ−Ｌ２レンズ−像）｝〕 および Ｌ２＝Ｌ２レンズ＋｛Ｒ２’／（ｆ２レンズ−Ｌ２レンズ−像）｝ ・・ ・ 式（８） の関係式が成立するようにしたものである。
明は、互いに対向して配設された２つのミラーである第
１のミラーおよび第２のミラーと、上記第１のミラーと
上記第２のミラーとの間に配設されたレーザー媒質とを
有するレーザー共振器において、上記第１のミラーと上
記レーザー媒質との間に配設された凹レンズと、上記第
２のミラーと上記レーザー媒質との間に配設された凸レ
ンズとを有し、 Ｒ１：第１のミラーの曲率 Ｒ２：第２のミラーの曲率 Ｌ１レンズ：凹レンズとレーザー媒質の中心との間の距
離 Ｌ１レンズ−像：凹レンズと第１のミラーとの間の距離 ｆ１レンズ：凹レンズの焦点距離 Ｌ２レンズ：凸レンズとレーザー媒質の中心との間の距
離 Ｌ２レンズ−像：凸レンズと第２のミラーとの間の距離 ｆ２レンズ：第２のレンズの焦点距離 Ｒ１’：凹レンズが配設された側において該凹レンズを
配設しない場合に用いるミラーの曲率 Ｒ２’：凸レンズが配設された側において該凸レンズを
配設しない場合に用いるミラーの曲率 としたときに、 Ｒ１＝｛ｆ１レンズ／（ｆ１レンズ−Ｌ１レンズ）｝×〔Ｒ１’／｛Ｒ１’ ＋（ｆ１レンズ−Ｌ１レンズ−像）｝〕 および Ｌ１＝Ｌ１レンズ＋｛Ｒ１’／（ｆ１レンズ−Ｌ１レンズ−像）｝ の関係式が成立するとともに、 Ｒ２＝｛ｆ２レンズ／（ｆ２レンズ−Ｌ２レンズ）｝×〔Ｒ２’／｛Ｒ２’ ＋（ｆ２レンズ−Ｌ２レンズ−像）｝〕 および Ｌ２＝Ｌ２レンズ＋｛Ｒ２’／（ｆ２レンズ−Ｌ２レンズ−像）｝ ・・ ・ 式（８） の関係式が成立するようにしたものである。
【００２４】また、本発明のうちの請求項４に記載の発
明は、本発明のうちの請求項３に記載の発明において、 Ｗ０：レーザー媒質中におけるレーザービームのビーム
径 λ：レーザーの波長 Ｌ１’：凹レンズが配設された側において該凹レンズを
配設しない場合に用いるミラーとレーザー媒質の中心と
の間の距離 として、 ｕ１＝πＷ０ ２／２λ と定義したときに、 ｕ１＝Ｌ１’（１−Ｌ１’／Ｒ１’） の関係式が成立するようにしたものである。
明は、本発明のうちの請求項３に記載の発明において、 Ｗ０：レーザー媒質中におけるレーザービームのビーム
径 λ：レーザーの波長 Ｌ１’：凹レンズが配設された側において該凹レンズを
配設しない場合に用いるミラーとレーザー媒質の中心と
の間の距離 として、 ｕ１＝πＷ０ ２／２λ と定義したときに、 ｕ１＝Ｌ１’（１−Ｌ１’／Ｒ１’） の関係式が成立するようにしたものである。
【００２５】また、本発明のうちの請求項５に記載の発
明は、互いに対向して配設された２つのミラーと、上記
２つのミラーの間に配設されたレーザー媒質とを有する
レーザー共振器において、上記２つのミラーのうちの一
方のミラーと上記レーザー媒質との間と上記２つのミラ
ーのうちの他方のミラーと上記レーザー媒質との間との
少なくともどちらか一方に配設された反射鏡とを有し、 Ｒ：反射鏡が配設された側のミラーの曲率 Ｌ：反射鏡が配設された側のミラーとレーザー媒質の中
心との間の距離 Ｌレンズ：反射鏡とレーザー媒質の中心との間の距離 Ｌレンズ−像：反射鏡と該反射鏡が配設された側のミラ
ーとの間の距離 ｆレンズ：反射鏡の焦点距離 Ｒ’：反射鏡が配設された側において、該反射鏡を配設
しない場合に用いるミラーの曲率 としたときに、 Ｒ＝｛ｆレンズ／（ｆレンズ−Ｌレンズ）｝×〔Ｒ’／
｛Ｒ’＋（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝〕 および Ｌ＝Ｌレンズ＋｛Ｒ’／（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝ の関係式が成立するようにしたものである。
明は、互いに対向して配設された２つのミラーと、上記
２つのミラーの間に配設されたレーザー媒質とを有する
レーザー共振器において、上記２つのミラーのうちの一
方のミラーと上記レーザー媒質との間と上記２つのミラ
ーのうちの他方のミラーと上記レーザー媒質との間との
少なくともどちらか一方に配設された反射鏡とを有し、 Ｒ：反射鏡が配設された側のミラーの曲率 Ｌ：反射鏡が配設された側のミラーとレーザー媒質の中
心との間の距離 Ｌレンズ：反射鏡とレーザー媒質の中心との間の距離 Ｌレンズ−像：反射鏡と該反射鏡が配設された側のミラ
ーとの間の距離 ｆレンズ：反射鏡の焦点距離 Ｒ’：反射鏡が配設された側において、該反射鏡を配設
しない場合に用いるミラーの曲率 としたときに、 Ｒ＝｛ｆレンズ／（ｆレンズ−Ｌレンズ）｝×〔Ｒ’／
｛Ｒ’＋（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝〕 および Ｌ＝Ｌレンズ＋｛Ｒ’／（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝ の関係式が成立するようにしたものである。
【００２６】また、本発明のうちの請求項６に記載の発
明は、本発明のうちの請求項５に記載の発明において、
上記一方のミラーと上記レーザー媒質との間と上記他方
のミラーと上記レーザー媒質との間との少なくともどち
らか一方に配設された反射鏡を、凸面反射鏡または凹面
反射鏡のいずれか一方としたものである。
明は、本発明のうちの請求項５に記載の発明において、
上記一方のミラーと上記レーザー媒質との間と上記他方
のミラーと上記レーザー媒質との間との少なくともどち
らか一方に配設された反射鏡を、凸面反射鏡または凹面
反射鏡のいずれか一方としたものである。
【００２７】また、本発明のうちの請求項７に記載の発
明は、互いに対向して配設された２つのミラーと、上記
２つのミラーの間に配設されたレーザー媒質とを有する
レーザー共振器において、上記レーザー媒質におけるレ
ーザービームの２つの入出射端面のうちの少なくともど
ちらか一方に形成した凹面または凸面とを有し、 Ｒ：凹面または凸面が配設された側のミラーの曲率 Ｌ：凹面または凸面が配設された側のミラーとレーザー
媒質の中心との間の距離 Ｌレンズ：凹面または凸面とレーザー媒質の中心との間
の距離 Ｌレンズ−像：凹面または凸面と該凹面または凸面が配
設された側のミラーとの間の距離 ｆレンズ：凹面または凸面の焦点距離 Ｒ’：凹面または凸面が配設された側において、該凹面
または凸面を配設しない場合に用いるミラーの曲率 としたときに、 Ｒ＝｛ｆレンズ／（ｆレンズ−Ｌレンズ）｝×〔Ｒ’／
｛Ｒ’＋（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝〕 および Ｌ＝Ｌレンズ＋｛Ｒ’／（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝ の関係式が成立するようにしたものである。
明は、互いに対向して配設された２つのミラーと、上記
２つのミラーの間に配設されたレーザー媒質とを有する
レーザー共振器において、上記レーザー媒質におけるレ
ーザービームの２つの入出射端面のうちの少なくともど
ちらか一方に形成した凹面または凸面とを有し、 Ｒ：凹面または凸面が配設された側のミラーの曲率 Ｌ：凹面または凸面が配設された側のミラーとレーザー
媒質の中心との間の距離 Ｌレンズ：凹面または凸面とレーザー媒質の中心との間
の距離 Ｌレンズ−像：凹面または凸面と該凹面または凸面が配
設された側のミラーとの間の距離 ｆレンズ：凹面または凸面の焦点距離 Ｒ’：凹面または凸面が配設された側において、該凹面
または凸面を配設しない場合に用いるミラーの曲率 としたときに、 Ｒ＝｛ｆレンズ／（ｆレンズ−Ｌレンズ）｝×〔Ｒ’／
｛Ｒ’＋（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝〕 および Ｌ＝Ｌレンズ＋｛Ｒ’／（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝ の関係式が成立するようにしたものである。
【００２８】また、本発明のうちの請求項８に記載の発
明は、互いに対向して配設された２つのミラーと、上記
２つのミラーの間に配設されたレーザー媒質とを有する
レーザー共振器において、上記２つのミラーのうちの一
方のミラーと上記レーザー媒質との間と上記２つのミラ
ーのうちの他方のミラーと上記レーザー媒質との間との
少なくともどちらか一方に配設されたレンズとを有し、
上記２つのミラーと上記レンズとは、上記一方のミラー
面上の像が上記他方のミラー面上に転写されるように配
置したものである。
明は、互いに対向して配設された２つのミラーと、上記
２つのミラーの間に配設されたレーザー媒質とを有する
レーザー共振器において、上記２つのミラーのうちの一
方のミラーと上記レーザー媒質との間と上記２つのミラ
ーのうちの他方のミラーと上記レーザー媒質との間との
少なくともどちらか一方に配設されたレンズとを有し、
上記２つのミラーと上記レンズとは、上記一方のミラー
面上の像が上記他方のミラー面上に転写されるように配
置したものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明によるレーザー共振器の実施の形態の一例を
詳細に説明する。
ら、本発明によるレーザー共振器の実施の形態の一例を
詳細に説明する。
【００３０】なお、以下に説明する実施の形態におい
て、上記した図１に示す従来のレーザー共振器と同一あ
るいは相当する構成に関しては、図１において用いた符
号と同一の符号を用いて示すことにより、その構成なら
びに作用の詳細な説明は適宜に省略するものとする。
て、上記した図１に示す従来のレーザー共振器と同一あ
るいは相当する構成に関しては、図１において用いた符
号と同一の符号を用いて示すことにより、その構成なら
びに作用の詳細な説明は適宜に省略するものとする。
【００３１】ここで、図２には、本発明によるレーザー
共振器の実施の形態の一例が示されているが、このレー
ザー共振器１０は、互いに対向して配設された２つのミ
ラーである第１ミラー１２および第２ミラー１４と、第
１ミラー１２と第２ミラー１４との間に配設されたレー
ザー媒質１０６と、第１ミラー１２とレーザー媒質１０
６との間に配設された凹レンズよりなる第１レンズ１６
と、第２ミラー１４とレーザー媒質１０６との間に配設
された凸レンズよりなる第２レンズ１８とを有して構成
されている。
共振器の実施の形態の一例が示されているが、このレー
ザー共振器１０は、互いに対向して配設された２つのミ
ラーである第１ミラー１２および第２ミラー１４と、第
１ミラー１２と第２ミラー１４との間に配設されたレー
ザー媒質１０６と、第１ミラー１２とレーザー媒質１０
６との間に配設された凹レンズよりなる第１レンズ１６
と、第２ミラー１４とレーザー媒質１０６との間に配設
された凸レンズよりなる第２レンズ１８とを有して構成
されている。
【００３２】ここで、第１ミラー１２と第２ミラー１４
とは、それぞれ所定の反射率と透過率とを備えている。
とは、それぞれ所定の反射率と透過率とを備えている。
【００３３】また、このレーザー共振器１０のレーザー
媒質１０６としては、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧなどの固体
のレーザー媒質を用いている。
媒質１０６としては、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧなどの固体
のレーザー媒質を用いている。
【００３４】以上の構成において、レーザー共振器１０
に、例えば、横励起などにより外部から励起光を注入す
ると、レーザー共振器１０内においてレーザー発振が生
じることとなり、レーザー共振器１０の外部に出射光と
してレーザービームを出射することができる。
に、例えば、横励起などにより外部から励起光を注入す
ると、レーザー共振器１０内においてレーザー発振が生
じることとなり、レーザー共振器１０の外部に出射光と
してレーザービームを出射することができる。
【００３５】なお、図２においては、第１ミラー１２か
らレーザービームが出射される場合を図示しているが、
第１ミラー１２と第２ミラー１４との反射率と透過率と
を適宜に設定することにより、第１ミラー１２あるいは
第２ミラー１４のいずれからも、出射光としてレーザー
ビームをレーザー共振器１０の外部に出射することがで
きる。
らレーザービームが出射される場合を図示しているが、
第１ミラー１２と第２ミラー１４との反射率と透過率と
を適宜に設定することにより、第１ミラー１２あるいは
第２ミラー１４のいずれからも、出射光としてレーザー
ビームをレーザー共振器１０の外部に出射することがで
きる。
【００３６】そして、このレーザー共振器１０において
は、第１ミラー１２とレーザー媒質１０６との間に第１
レンズ１６を配設することにより、第１ミラー１２とレ
ーザー媒質１０６の中心との間の距離Ｌ１を、当該距離
Ｌ１に相当する従来のレーザー共振器１００における第
１ミラー１０２とレーザー媒質１０６の中心との間の距
離Ｌ１’よりも短くすることができる。
は、第１ミラー１２とレーザー媒質１０６との間に第１
レンズ１６を配設することにより、第１ミラー１２とレ
ーザー媒質１０６の中心との間の距離Ｌ１を、当該距離
Ｌ１に相当する従来のレーザー共振器１００における第
１ミラー１０２とレーザー媒質１０６の中心との間の距
離Ｌ１’よりも短くすることができる。
【００３７】同様に、このレーザー共振器１０において
は、第２ミラー１４とレーザー媒質１０６との間に第２
レンズ１８を配設することにより、第２ミラー１４とレ
ーザー媒質１０６の中心との間の距離Ｌ２を、当該距離
Ｌ２に相当する従来のレーザー共振器１００における第
２ミラー１０４とレーザー媒質１０６の中心との間の距
離Ｌ２’よりも短くすることができる。
は、第２ミラー１４とレーザー媒質１０６との間に第２
レンズ１８を配設することにより、第２ミラー１４とレ
ーザー媒質１０６の中心との間の距離Ｌ２を、当該距離
Ｌ２に相当する従来のレーザー共振器１００における第
２ミラー１０４とレーザー媒質１０６の中心との間の距
離Ｌ２’よりも短くすることができる。
【００３８】以下、レーザー共振器１０においては、第
１ミラー１２とレーザー媒質１０６との間に第１レンズ
１６を配設することにより、第１ミラー１２とレーザー
媒質１０６の中心との間の距離Ｌ１を、当該距離Ｌ１に
相当する従来のレーザー共振器１００における第１ミラ
ー１０２とレーザー媒質１０６の中心との間の距離
Ｌ １’よりも短くすることができ、また、第２ミラー１
４とレーザー媒質１０６との間に第２レンズ１８を配設
することにより、第２ミラー１４とレーザー媒質１０６
の中心との間の距離Ｌ２を、当該距離Ｌ２に相当する従
来のレーザー共振器１００における第２ミラー１０４と
レーザー媒質１０６の中心との間の距離Ｌ２’よりも短
くすることができる理由について、概念的に図１に示す
従来のレーザー共振器と図２に示す本発明によるレーザ
ー共振器とを組み合わせた説明図である図３を参照しな
がら説明する。
１ミラー１２とレーザー媒質１０６との間に第１レンズ
１６を配設することにより、第１ミラー１２とレーザー
媒質１０６の中心との間の距離Ｌ１を、当該距離Ｌ１に
相当する従来のレーザー共振器１００における第１ミラ
ー１０２とレーザー媒質１０６の中心との間の距離
Ｌ １’よりも短くすることができ、また、第２ミラー１
４とレーザー媒質１０６との間に第２レンズ１８を配設
することにより、第２ミラー１４とレーザー媒質１０６
の中心との間の距離Ｌ２を、当該距離Ｌ２に相当する従
来のレーザー共振器１００における第２ミラー１０４と
レーザー媒質１０６の中心との間の距離Ｌ２’よりも短
くすることができる理由について、概念的に図１に示す
従来のレーザー共振器と図２に示す本発明によるレーザ
ー共振器とを組み合わせた説明図である図３を参照しな
がら説明する。
【００３９】まず、以下における説明のために、図３に
示すように、 Ｒ１：第１ミラー１２の曲率 Ｒ２：第２ミラー１４の曲率 Ｌ１レンズ：第１レンズ１６とレーザー媒質１０６の中
心との間の距離 Ｌ１レンズ−像：第１レンズ１６と第１ミラー１２との
間の距離 ｆ１レンズ：第１レンズ１６の焦点距離 Ｌ２レンズ：第２レンズ１８とレーザー媒質１０６の中
心との間の距離 Ｌ２レンズ−像：第２レンズ１８と第２ミラー１４との
間の距離 ｆ２レンズ：第２レンズ１８の焦点距離 とする。
示すように、 Ｒ１：第１ミラー１２の曲率 Ｒ２：第２ミラー１４の曲率 Ｌ１レンズ：第１レンズ１６とレーザー媒質１０６の中
心との間の距離 Ｌ１レンズ−像：第１レンズ１６と第１ミラー１２との
間の距離 ｆ１レンズ：第１レンズ１６の焦点距離 Ｌ２レンズ：第２レンズ１８とレーザー媒質１０６の中
心との間の距離 Ｌ２レンズ−像：第２レンズ１８と第２ミラー１４との
間の距離 ｆ２レンズ：第２レンズ１８の焦点距離 とする。
【００４０】そして、本発明によるレーザー共振器１０
においては、第１ミラー１２とレーザー媒質１０６との
間に第１レンズ１６を配設することにより、従来の第１
ミラー１０２の位置を当該従来の第１ミラー１０２の位
置よりもレーザー媒質１０６に近い位置にある第１ミラ
ー１２に転写して、第１ミラー１２とレーザー媒質１０
６の中心との間の距離Ｌ１を、当該距離Ｌ１に相当する
従来のレーザー共振器１００における第１ミラー１０２
とレーザー媒質１０６の中心との間の距離Ｌ１’よりも
短くするようにしたものである。
においては、第１ミラー１２とレーザー媒質１０６との
間に第１レンズ１６を配設することにより、従来の第１
ミラー１０２の位置を当該従来の第１ミラー１０２の位
置よりもレーザー媒質１０６に近い位置にある第１ミラ
ー１２に転写して、第１ミラー１２とレーザー媒質１０
６の中心との間の距離Ｌ１を、当該距離Ｌ１に相当する
従来のレーザー共振器１００における第１ミラー１０２
とレーザー媒質１０６の中心との間の距離Ｌ１’よりも
短くするようにしたものである。
【００４１】同様に、本発明によるレーザー共振器１０
においては、第２ミラー１４とレーザー媒質１０６との
間に第２レンズ１８を配設することにより、従来の第２
ミラー１０４の位置を当該従来の第２ミラー１０４の位
置よりもレーザー媒質１０６に近い位置にある第２ミラ
ー１４に転写して、第２ミラー１４とレーザー媒質１０
６の中心との間の距離Ｌ２を、当該距離Ｌ２に相当する
従来のレーザー共振器１００における第２ミラー１０４
とレーザー媒質１０６の中心との間の距離Ｌ２’よりも
短くするようにしたものである。
においては、第２ミラー１４とレーザー媒質１０６との
間に第２レンズ１８を配設することにより、従来の第２
ミラー１０４の位置を当該従来の第２ミラー１０４の位
置よりもレーザー媒質１０６に近い位置にある第２ミラ
ー１４に転写して、第２ミラー１４とレーザー媒質１０
６の中心との間の距離Ｌ２を、当該距離Ｌ２に相当する
従来のレーザー共振器１００における第２ミラー１０４
とレーザー媒質１０６の中心との間の距離Ｌ２’よりも
短くするようにしたものである。
【００４２】ここで、この転写の作用は通常のレンズの
式に従うので、第１ミラー１２側に関しては、 Ｒ１＝｛ｆ１レンズ／（ｆ１レンズ−Ｌ１レンズ）｝×〔Ｒ１’／｛Ｒ１’ ＋（ｆ１レンズ−Ｌ１レンズ−像）｝〕 ・・・ 式（５） Ｌ１＝Ｌ１レンズ＋｛Ｒ１’／（ｆ１レンズ−Ｌ１レンズ−像）｝ ・・ ・ 式（６） の関係式が与えられる。
式に従うので、第１ミラー１２側に関しては、 Ｒ１＝｛ｆ１レンズ／（ｆ１レンズ−Ｌ１レンズ）｝×〔Ｒ１’／｛Ｒ１’ ＋（ｆ１レンズ−Ｌ１レンズ−像）｝〕 ・・・ 式（５） Ｌ１＝Ｌ１レンズ＋｛Ｒ１’／（ｆ１レンズ−Ｌ１レンズ−像）｝ ・・ ・ 式（６） の関係式が与えられる。
【００４３】同様に、第２ミラー１４側に関しては、 Ｒ２＝｛ｆ２レンズ／（ｆ２レンズ−Ｌ２レンズ）｝×〔Ｒ２’／｛Ｒ２’ ＋（ｆ２レンズ−Ｌ２レンズ−像）｝〕 ・・・ 式（７） Ｌ２＝Ｌ２レンズ＋｛Ｒ２’／（ｆ２レンズ−Ｌ２レンズ−像）｝ ・・ ・ 式（８） の関係式が与えられる。
【００４４】そして、図３において、第２レンズ１０４
上の像は第１レンズ１０２に転写され、第１レンズ１０
２上の像が第１レンズ１２に転写されるため、第２レン
ズ１０４と第１レンズ１２とは像の転写関係にあり、式
（５）および式（６）に示す関係を利用しても、ミスア
ライメントによる影響を補正するための条件は満たされ
ている。
上の像は第１レンズ１０２に転写され、第１レンズ１０
２上の像が第１レンズ１２に転写されるため、第２レン
ズ１０４と第１レンズ１２とは像の転写関係にあり、式
（５）および式（６）に示す関係を利用しても、ミスア
ライメントによる影響を補正するための条件は満たされ
ている。
【００４５】同様に、図３において、第１レンズ１０２
上の像は第２レンズ１０４に転写され、第２レンズ１０
４上の像が第２レンズ１４に転写されるため、第１レン
ズ１０２と第２レンズ１４とは像の転写関係にあり、式
（７）および式（８）に示す関係を利用しても、ミスア
ライメントによる影響を補正するための条件は満たされ
ている。
上の像は第２レンズ１０４に転写され、第２レンズ１０
４上の像が第２レンズ１４に転写されるため、第１レン
ズ１０２と第２レンズ１４とは像の転写関係にあり、式
（７）および式（８）に示す関係を利用しても、ミスア
ライメントによる影響を補正するための条件は満たされ
ている。
【００４６】以上のように、本発明によるレーザー共振
器１０によれば、上記した第１条件および第２条件を満
たしたままで、レーザー共振器の共振器長を短くするこ
とができる。
器１０によれば、上記した第１条件および第２条件を満
たしたままで、レーザー共振器の共振器長を短くするこ
とができる。
【００４７】ここで、上記したように、式（５）および
式（６）を用いることにより、第２レンズ１４側と同様
に、第１レンズ１２側においても、第１ミラー１２とレ
ーザー媒質１０６の中心との間の距離Ｌ１を、当該距離
Ｌ１に相当する従来のレーザー共振器１００における第
１ミラー１０２とレーザー媒質１０６の中心との間の距
離Ｌ１’よりも短くすることができる。
式（６）を用いることにより、第２レンズ１４側と同様
に、第１レンズ１２側においても、第１ミラー１２とレ
ーザー媒質１０６の中心との間の距離Ｌ１を、当該距離
Ｌ１に相当する従来のレーザー共振器１００における第
１ミラー１０２とレーザー媒質１０６の中心との間の距
離Ｌ１’よりも短くすることができる。
【００４８】ただし、第１レンズ１２側においては、レ
ーザービームのレーザー媒質１０６内での体積ボリュー
ムを確保するために、式（１）および式（２）を同時に
満たすように、第１レンズ１６の焦点距離ｆ１レンズと
その設置場所を決定する必要がある。
ーザービームのレーザー媒質１０６内での体積ボリュー
ムを確保するために、式（１）および式（２）を同時に
満たすように、第１レンズ１６の焦点距離ｆ１レンズと
その設置場所を決定する必要がある。
【００４９】ところで、この実施の形態においては、第
１レンズ１６として凹レンズを用いるとともに、第２レ
ンズ１８として凸レンズを用いている。これにより、こ
のレーザー共振器１０においては、レーザー媒質１０６
を中心として第１レンズ１２側と第２レンズ１８側とで
はそれぞれ異なる作用を実現している。
１レンズ１６として凹レンズを用いるとともに、第２レ
ンズ１８として凸レンズを用いている。これにより、こ
のレーザー共振器１０においては、レーザー媒質１０６
を中心として第１レンズ１２側と第２レンズ１８側とで
はそれぞれ異なる作用を実現している。
【００５０】即ち、レンズとして凸レンズを用いた方
が、凹レンズを用いた場合と比べると、レーザー共振器
の共振器長を一層短くすることが可能となる。
が、凹レンズを用いた場合と比べると、レーザー共振器
の共振器長を一層短くすることが可能となる。
【００５１】しかしながら、レンズとして凸レンズを用
いた場合には、式（１）に示す「ｕ ｉ（ｉ＝１ ｏｒ
２）」の値を一定にすることが困難になる。
いた場合には、式（１）に示す「ｕ ｉ（ｉ＝１ ｏｒ
２）」の値を一定にすることが困難になる。
【００５２】一方、レンズとして凹レンズを用いると、
レーザー共振器の共振器長を大幅に短くすることはでき
なくなる。しかしながら、式（１）に示す「ｕｉ（ｉ＝
１ｏｒ ２）」の値を一定に保ちながら、レーザー共振
器の共振器長を短くするには有利となる。
レーザー共振器の共振器長を大幅に短くすることはでき
なくなる。しかしながら、式（１）に示す「ｕｉ（ｉ＝
１ｏｒ ２）」の値を一定に保ちながら、レーザー共振
器の共振器長を短くするには有利となる。
【００５３】即ち、数学的には、単に式（５）および式
（６）を満たしながら、あるいは式（７）および式
（８）を満たしながら、レーザー共振器の共振器長を短
くするには、レンズとして凸レンズを用いた方が有利で
ある。これに対して、式（３）とともに式（５）および
式（６）を満たしながら、あるいは式（３）とともに式
（７）および式（８）を満たしながら、レーザー共振器
の共振器長をできるだけ短くするには、レンズとして凹
レンズを用いた方が有利である。
（６）を満たしながら、あるいは式（７）および式
（８）を満たしながら、レーザー共振器の共振器長を短
くするには、レンズとして凸レンズを用いた方が有利で
ある。これに対して、式（３）とともに式（５）および
式（６）を満たしながら、あるいは式（３）とともに式
（７）および式（８）を満たしながら、レーザー共振器
の共振器長をできるだけ短くするには、レンズとして凹
レンズを用いた方が有利である。
【００５４】このため、図２に示すレーザー共振器１０
においては、図２においてレーザー媒質１０６の右側に
位置する第２レンズ１８を凸レンズとし、レーザー共振
器１０の共振器長Ｌを大幅に短縮化することに寄与さ
せ、図２においてレーザー媒質１０６の左側に位置する
第２レンズ１６を凹レンズとし、式（１）に示す「ｕｉ
（ｉ＝１ ｏｒ ２）」の値を一定に保つことに寄与さ
せている。
においては、図２においてレーザー媒質１０６の右側に
位置する第２レンズ１８を凸レンズとし、レーザー共振
器１０の共振器長Ｌを大幅に短縮化することに寄与さ
せ、図２においてレーザー媒質１０６の左側に位置する
第２レンズ１６を凹レンズとし、式（１）に示す「ｕｉ
（ｉ＝１ ｏｒ ２）」の値を一定に保つことに寄与さ
せている。
【００５５】なお、上記した式（１）乃至式（８）の数
値解の一例として、図４（ａ）（ｂ）のグラフを示す。
値解の一例として、図４（ａ）（ｂ）のグラフを示す。
【００５６】はじめに、図４（ａ）は、Ｌ１レンズ−像
とｕ１ならびにＬ１との関係を示すグラフである。
とｕ１ならびにＬ１との関係を示すグラフである。
【００５７】ここで、Ｌ１レンズ−像を調整することに
より、ｕ１、即ち、Ｗ０を大きく調整することができ
る。しかしながら、Ｌ１の長さは変わらない。
より、ｕ１、即ち、Ｗ０を大きく調整することができ
る。しかしながら、Ｌ１の長さは変わらない。
【００５８】つまり、Ｌ１レンズ−像は、ｕ１（Ｗ０）
を調整するのに最適である。
を調整するのに最適である。
【００５９】また、図４（ｂ）は、Ｌ２レンズ−像とｕ
２ならびにＬ２との関係を示すグラフである。
２ならびにＬ２との関係を示すグラフである。
【００６０】ここで、Ｌ２レンズ−像を調整することに
より、Ｌ２を大きく調整することができる。なお、ｕ２
は、ほぼ一定である。
より、Ｌ２を大きく調整することができる。なお、ｕ２
は、ほぼ一定である。
【００６１】つまり、Ｌ２レンズ−像は、共振器長の調
整に有効である。
整に有効である。
【００６２】なお、上記した実施の形態は、以下の
（１）乃至（５）に示すように変形することができるも
のである。
（１）乃至（５）に示すように変形することができるも
のである。
【００６３】（１）上記した実施の形態においては、第
１レンズ１６として凹レンズを用いているが、凹レンズ
に代えて凸レンズを第１レンズ１６として用いてもよ
い。即ち、凸レンズを第１レンズ１６および第２レンズ
１８として用いるようにしてもよい。
１レンズ１６として凹レンズを用いているが、凹レンズ
に代えて凸レンズを第１レンズ１６として用いてもよ
い。即ち、凸レンズを第１レンズ１６および第２レンズ
１８として用いるようにしてもよい。
【００６４】（２）上記した実施の形態においては、第
２レンズ１８として凸レンズを用いているが、凸レンズ
に代えて凹レンズを第２レンズ１８として用いてもよ
い。即ち、凹レンズを第１レンズ１６および第２レンズ
１８として用いるようにしてもよい。
２レンズ１８として凸レンズを用いているが、凸レンズ
に代えて凹レンズを第２レンズ１８として用いてもよ
い。即ち、凹レンズを第１レンズ１６および第２レンズ
１８として用いるようにしてもよい。
【００６５】（３）上記した実施の形態においては、図
２においてレーザー媒質１０６の左側に第１レンズ１６
を配設するとともに、図２においてレーザー媒質１０６
の右側に第２レンズ１８を配設したが、図２においてレ
ーザー媒質１０６の左側または右側のいずれか一方にの
み、凸レンズまたは凹レンズを配設するように変形して
もよい。
２においてレーザー媒質１０６の左側に第１レンズ１６
を配設するとともに、図２においてレーザー媒質１０６
の右側に第２レンズ１８を配設したが、図２においてレ
ーザー媒質１０６の左側または右側のいずれか一方にの
み、凸レンズまたは凹レンズを配設するように変形して
もよい。
【００６６】即ち、図５（ａ）には、図２におけるレー
ザー媒質１０６の左側に配設された第１レンズ１６を取
り除き、図２におけるレーザー媒質１０６の右側にのみ
第２レンズ１８を配設した変形例が示されている。な
お、図５（ａ）に示す変形例においては、第２レンズ１
８として凸レンズを用いたが、凸レンズに代えて凹レン
ズを用いるようにしてもよい。
ザー媒質１０６の左側に配設された第１レンズ１６を取
り除き、図２におけるレーザー媒質１０６の右側にのみ
第２レンズ１８を配設した変形例が示されている。な
お、図５（ａ）に示す変形例においては、第２レンズ１
８として凸レンズを用いたが、凸レンズに代えて凹レン
ズを用いるようにしてもよい。
【００６７】また、図５（ｂ）には、図２におけるレー
ザー媒質１０６の左側にのみ第１レンズ１６を配設し、
図２におけるレーザー媒質１０６の右側に配設された第
２レンズ１８を取り除いた変形例が示されている。な
お、図５（ｂ）に示す変形例においては、第１レンズ１
６として凹レンズを用いたが、凹レンズに代えて凸レン
ズを用いるようにしてもよい。
ザー媒質１０６の左側にのみ第１レンズ１６を配設し、
図２におけるレーザー媒質１０６の右側に配設された第
２レンズ１８を取り除いた変形例が示されている。な
お、図５（ｂ）に示す変形例においては、第１レンズ１
６として凹レンズを用いたが、凹レンズに代えて凸レン
ズを用いるようにしてもよい。
【００６８】上記したように、図２においてレーザー媒
質１０６の左側または右側のいずれか一方にのみ、凸レ
ンズまたは凹レンズを配設するように変形した場合に
も、レーザー媒質１０６の凸レンズまたは凹レンズを配
設した側においては、第１ミラー１２または第２ミラー
１４とレーザー媒質１０６の中心との間の距離Ｌ１また
は距離Ｌ２を、当該距離Ｌ１または距離Ｌ２に相当する
従来のレーザー共振器１００における第１ミラー１０２
または第２ミラー１０４とレーザー媒質１０６の中心と
の間の距離Ｌ１’または距離Ｌ２’よりも短くすること
ができる。
質１０６の左側または右側のいずれか一方にのみ、凸レ
ンズまたは凹レンズを配設するように変形した場合に
も、レーザー媒質１０６の凸レンズまたは凹レンズを配
設した側においては、第１ミラー１２または第２ミラー
１４とレーザー媒質１０６の中心との間の距離Ｌ１また
は距離Ｌ２を、当該距離Ｌ１または距離Ｌ２に相当する
従来のレーザー共振器１００における第１ミラー１０２
または第２ミラー１０４とレーザー媒質１０６の中心と
の間の距離Ｌ１’または距離Ｌ２’よりも短くすること
ができる。
【００６９】（４）また、本発明は、図２においてレー
ザー媒質１０６の左側または右側の少なくともいずれか
一方に、凸レンズまたは凹レンズと同等の作用を行う物
体が存在するように構成すればよいので、上記した実施
の形態は、例えば、図５（ｃ）、図６（ａ）、図６
（ｂ）ならびに図６（ｃ）に示すように適宜に変形して
よい。
ザー媒質１０６の左側または右側の少なくともいずれか
一方に、凸レンズまたは凹レンズと同等の作用を行う物
体が存在するように構成すればよいので、上記した実施
の形態は、例えば、図５（ｃ）、図６（ａ）、図６
（ｂ）ならびに図６（ｃ）に示すように適宜に変形して
よい。
【００７０】即ち、図５（ｃ）に示すように、図２にお
ける第１レンズ１６および第２レンズ１８を取り除き、
図２における第１レンズ１６および第２レンズ１８に代
えて、第１レンズ１６と同等の作用を行う物体として表
面を反射面として形成した凸面鏡３０を用い、第２レン
ズ１８と同等の作用を行う物体として表面を反射面とし
て形成した凹面鏡３２を用いるようにしてもよい。
ける第１レンズ１６および第２レンズ１８を取り除き、
図２における第１レンズ１６および第２レンズ１８に代
えて、第１レンズ１６と同等の作用を行う物体として表
面を反射面として形成した凸面鏡３０を用い、第２レン
ズ１８と同等の作用を行う物体として表面を反射面とし
て形成した凹面鏡３２を用いるようにしてもよい。
【００７１】また、図６（ａ）に示すように、図５
（ｃ）に示す変形例から凸面鏡３０を取り除いてもよ
い。
（ｃ）に示す変形例から凸面鏡３０を取り除いてもよ
い。
【００７２】さらに、図６（ｂ）に示すように、図５
（ｃ）に示す変形例から凹面鏡３２を取り除いてもよ
い。
（ｃ）に示す変形例から凹面鏡３２を取り除いてもよ
い。
【００７３】さらにまた、例えば、図６（ｃ）に示すよ
うに、図２における第１レンズ１６および第２レンズ１
８を取り除き、図２における第１レンズ１６および第２
レンズ１８に代えて、第１レンズ１６および第２レンズ
１８と同等の作用を行う物体として、レーザー媒質１０
６におけるレーザービームの２つの入出射端面１０６
ａ、１０６ｂの少なくともいずれか一方に、凸面または
凹面を形成するようにしてもよい。
うに、図２における第１レンズ１６および第２レンズ１
８を取り除き、図２における第１レンズ１６および第２
レンズ１８に代えて、第１レンズ１６および第２レンズ
１８と同等の作用を行う物体として、レーザー媒質１０
６におけるレーザービームの２つの入出射端面１０６
ａ、１０６ｂの少なくともいずれか一方に、凸面または
凹面を形成するようにしてもよい。
【００７４】なお、図６（ｃ）に示す変形例において
は、第１レンズ１６と同等の作用を行う物体として、レ
ーザー媒質１０６におけるレーザービームの一方の入出
射端面１０６ａに凸面を形成するとともに、第２レンズ
１８と同等の作用を行う物体として、レーザー媒質１０
６におけるレーザービームの他方の入出射端面１０６ｂ
に凹面を形成するようにしてもよい。なお、図６（ｃ）
に示す変形例においては、レーザー媒質１０６の第１ミ
ラー１２側の入出射端面１０６ａを当該第１ミラー１２
に対して凹面に形成するとともに、レーザー媒質１０６
の第２ミラー１４側の入出射端面１０６ｂを当該第２ミ
ラー１４に対して凸面に形成している。
は、第１レンズ１６と同等の作用を行う物体として、レ
ーザー媒質１０６におけるレーザービームの一方の入出
射端面１０６ａに凸面を形成するとともに、第２レンズ
１８と同等の作用を行う物体として、レーザー媒質１０
６におけるレーザービームの他方の入出射端面１０６ｂ
に凹面を形成するようにしてもよい。なお、図６（ｃ）
に示す変形例においては、レーザー媒質１０６の第１ミ
ラー１２側の入出射端面１０６ａを当該第１ミラー１２
に対して凹面に形成するとともに、レーザー媒質１０６
の第２ミラー１４側の入出射端面１０６ｂを当該第２ミ
ラー１４に対して凸面に形成している。
【００７５】また、特に図示しないが、図６（ｃ）に示
す変形例において、レーザー媒質１０６におけるレーザ
ービームの入出射端面１０６ａ、１０６ｂのいずれか一
方のみを凸面または凹面に形成し、レーザー媒質１０６
におけるレーザービームの入出射端面１０６ａ、１０６
ｂのいずれか他方を平面に形成するようにしてもよい。
す変形例において、レーザー媒質１０６におけるレーザ
ービームの入出射端面１０６ａ、１０６ｂのいずれか一
方のみを凸面または凹面に形成し、レーザー媒質１０６
におけるレーザービームの入出射端面１０６ａ、１０６
ｂのいずれか他方を平面に形成するようにしてもよい。
【００７６】さらに、特に図示しないが、上記した第１
レンズ１６、第２レンズ１８、凸面鏡３０、凹面鏡３
２、凸面に形成された入出射端面１０６ａや凹面に形成
された入出射端面１０６ｂを適宜に組み合わせるように
してもよい。
レンズ１６、第２レンズ１８、凸面鏡３０、凹面鏡３
２、凸面に形成された入出射端面１０６ａや凹面に形成
された入出射端面１０６ｂを適宜に組み合わせるように
してもよい。
【００７７】（５）上記した実施の形態ならびに上記し
た（１）乃至（４）に示す変形例は、適宜に組み合わせ
るようにしてもよい。
た（１）乃至（４）に示す変形例は、適宜に組み合わせ
るようにしてもよい。
【００７８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、従来のレーザー共振器と比較して共振器長
の短縮化を図ることができ、それによりレーザー共振器
の全体の構成を小型化することが可能となり、しかも、
レーザー媒質による熱レンズ効果の変動の影響を最小限
にすることができるとともに、レーザー共振器を構成す
る各構成部材のミスアライメントによる影響を最小限に
することができるという優れた効果を奏する。
ているので、従来のレーザー共振器と比較して共振器長
の短縮化を図ることができ、それによりレーザー共振器
の全体の構成を小型化することが可能となり、しかも、
レーザー媒質による熱レンズ効果の変動の影響を最小限
にすることができるとともに、レーザー共振器を構成す
る各構成部材のミスアライメントによる影響を最小限に
することができるという優れた効果を奏する。
【図１】従来のレーザー共振器の構成説明図である。
【図２】本発明によるレーザー共振器の実施の形態の一
例の構成説明図である。
例の構成説明図である。
【図３】概念的に図１に示す従来のレーザー共振器と図
２に示す本発明によるレーザー共振器とを組み合わせた
説明図である。
２に示す本発明によるレーザー共振器とを組み合わせた
説明図である。
【図４】（ａ）はＬ１レンズ−像とｕ１ならびにＬ１と
の関係を示すグラフであり、（ｂ）はＬ２レンズ−像と
ｕ２ならびにＬ２との関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフであり、（ｂ）はＬ２レンズ−像と
ｕ２ならびにＬ２との関係を示すグラフである。
【図５】（ａ）、（ｂ）ならびに（ｃ）は、本発明によ
るレーザー共振器の実施の形態の他の例の構成説明図で
ある。
るレーザー共振器の実施の形態の他の例の構成説明図で
ある。
【図６】（ａ）、（ｂ）ならびに（ｃ）は、本発明によ
るレーザー共振器の実施の形態の他の例の構成説明図で
ある。
るレーザー共振器の実施の形態の他の例の構成説明図で
ある。
１０、１００ レーザー共振器 １２、１０２ 第１ミラー １４、１０４ 第２ミラー １６ 第１レンズ １８ 第２レンズ ３０ 凸面鏡 ３２ 凹面鏡 １０６ レーザー媒質 １０６ａ、１０６ｂ 入出射端面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500088047 田代 英夫 東京都文京区西片１−７−21 (72)発明者 華 仁忠 埼玉県和光市広沢２番６号 国際交流会館 Ｇ511 (72)発明者 和田 智之 埼玉県志木市柏町１−６−14 (72)発明者 田代 英夫 東京都文京区西片１−７−21 Ｆターム(参考） 5F072 JJ01 JJ05 KK06 KK18
Claims (8)
- 【請求項１】 互いに対向して配設された２つのミラー
と、前記２つのミラーの間に配設されたレーザー媒質と
を有するレーザー共振器において、 前記２つのミラーのうちの一方のミラーと前記レーザー
媒質との間と前記２つのミラーのうちの他方のミラーと
前記レーザー媒質との間との少なくともどちらか一方に
配設されたレンズとを有し、 Ｒ：レンズが配設された側のミラーの曲率 Ｌ：レンズが配設された側のミラーとレーザー媒質の中
心との間の距離 Ｌレンズ：レンズとレーザー媒質の中心との間の距離 Ｌレンズ−像：レンズと該レンズが配設された側のミラ
ーとの間の距離 ｆレンズ：レンズの焦点距離 Ｒ’：レンズが配設された側において、該レンズを配設
しない場合に用いるミラーの曲率 としたときに、 Ｒ＝｛ｆレンズ／（ｆレンズ−Ｌレンズ）｝×〔Ｒ’／
｛Ｒ’＋（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝〕 および Ｌ＝Ｌレンズ＋｛Ｒ’／（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝ の関係式が成立するようにしたものであるレーザー共振
器。 - 【請求項２】 前記一方のミラーと前記レーザー媒質と
の間と前記他方のミラーと前記レーザー媒質との間との
少なくともどちらか一方に配設されたレンズは、凸レン
ズまたは凹レンズのいずれか一方である請求項１に記載
のレーザー共振器。 - 【請求項３】 互いに対向して配設された２つのミラー
である第１のミラーおよび第２のミラーと、前記第１の
ミラーと前記第２のミラーとの間に配設されたレーザー
媒質とを有するレーザー共振器において、 前記第１のミラーと前記レーザー媒質との間に配設され
た凹レンズと、 前記第２のミラーと前記レーザー媒質との間に配設され
た凸レンズとを有し、 Ｒ１：第１のミラーの曲率 Ｒ２：第２のミラーの曲率 Ｌ１レンズ：凹レンズとレーザー媒質の中心との間の距
離 Ｌ１レンズ−像：凹レンズと第１のミラーとの間の距離 ｆ１レンズ：凹レンズの焦点距離 Ｌ２レンズ：凸レンズとレーザー媒質の中心との間の距
離 Ｌ２レンズ−像：凸レンズと第２のミラーとの間の距離 ｆ２レンズ：第２のレンズの焦点距離 Ｒ１’：凹レンズが配設された側において該凹レンズを
配設しない場合に用いるミラーの曲率 Ｒ２’：凸レンズが配設された側において該凸レンズを
配設しない場合に用いるミラーの曲率 としたときに、 Ｒ１＝｛ｆ１レンズ／（ｆ１レンズ−Ｌ１レンズ）｝×〔Ｒ１’／｛Ｒ１’ ＋（ｆ１レンズ−Ｌ１レンズ−像）｝〕 および Ｌ１＝Ｌ１レンズ＋｛Ｒ１’／（ｆ１レンズ−Ｌ１レンズ−像）｝ の関係式が成立するとともに、 Ｒ２＝｛ｆ２レンズ／（ｆ２レンズ−Ｌ２レンズ）｝×〔Ｒ２’／｛Ｒ２’ ＋（ｆ２レンズ−Ｌ２レンズ−像）｝〕 および Ｌ２＝Ｌ２レンズ＋｛Ｒ２’／（ｆ２レンズ−Ｌ２レンズ−像）｝ ・・ ・ 式（８） の関係式が成立するようにしたものであるレーザー共振
器。 - 【請求項４】 請求項３に記載のレーザー共振器におい
て、 Ｗ０：レーザー媒質中におけるレーザービームのビーム
径 λ：レーザーの波長 Ｌ１’：凹レンズが配設された側において該凹レンズを
配設しない場合に用いるミラーとレーザー媒質の中心と
の間の距離 として、 ｕ１＝πＷ０ ２／２λ と定義したときに、 ｕ１＝Ｌ１’（１−Ｌ１’／Ｒ１’） の関係式が成立するようにしたものであるレーザー共振
器。 - 【請求項５】 互いに対向して配設された２つのミラー
と、前記２つのミラーの間に配設されたレーザー媒質と
を有するレーザー共振器において、 前記２つのミラーのうちの一方のミラーと前記レーザー
媒質との間と前記２つのミラーのうちの他方のミラーと
前記レーザー媒質との間との少なくともどちらか一方に
配設された反射鏡とを有し、 Ｒ：反射鏡が配設された側のミラーの曲率 Ｌ：反射鏡が配設された側のミラーとレーザー媒質の中
心との間の距離 Ｌレンズ：反射鏡とレーザー媒質の中心との間の距離 Ｌレンズ−像：反射鏡と該反射鏡が配設された側のミラ
ーとの間の距離 ｆレンズ：反射鏡の焦点距離 Ｒ’：反射鏡が配設された側において、該反射鏡を配設
しない場合に用いるミラーの曲率 としたときに、 Ｒ＝｛ｆレンズ／（ｆレンズ−Ｌレンズ）｝×〔Ｒ’／
｛Ｒ’＋（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝〕 および Ｌ＝Ｌレンズ＋｛Ｒ’／（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝ の関係式が成立するようにしたものであるレーザー共振
器。 - 【請求項６】 前記一方のミラーと前記レーザー媒質と
の間と前記他方のミラーと前記レーザー媒質との間との
少なくともどちらか一方に配設された反射鏡は、凸面反
射鏡または凹面反射鏡のいずれか一方である請求項５に
記載のレーザー共振器。 - 【請求項７】 互いに対向して配設された２つのミラー
と、前記２つのミラーの間に配設されたレーザー媒質と
を有するレーザー共振器において、 前記レーザー媒質におけるレーザービームの２つの入出
射端面のうちの少なくともどちらか一方に形成した凹面
または凸面とを有し、 Ｒ：凹面または凸面が配設された側のミラーの曲率 Ｌ：凹面または凸面が配設された側のミラーとレーザー
媒質の中心との間の距離 Ｌレンズ：凹面または凸面とレーザー媒質の中心との間
の距離 Ｌレンズ−像：凹面または凸面と該凹面または凸面が配
設された側のミラーとの間の距離 ｆレンズ：凹面または凸面の焦点距離 Ｒ’：凹面または凸面が配設された側において、該凹面
または凸面を配設しない場合に用いるミラーの曲率 としたときに、 Ｒ＝｛ｆレンズ／（ｆレンズ−Ｌレンズ）｝×〔Ｒ’／
｛Ｒ’＋（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝〕 および Ｌ＝Ｌレンズ＋｛Ｒ’／（ｆレンズ−Ｌレンズ−像）｝ の関係式が成立するようにしたものであるレーザー共振
器。 - 【請求項８】 互いに対向して配設された２つのミラー
と、前記２つのミラーの間に配設されたレーザー媒質と
を有するレーザー共振器において、 前記２つのミラーのうちの一方のミラーと前記レーザー
媒質との間と前記２つのミラーのうちの他方のミラーと
前記レーザー媒質との間との少なくともどちらか一方に
配設されたレンズとを有し、 前記２つのミラーと前記レンズとは、前記一方のミラー
面上の像が前記他方のミラー面上に転写されるように配
置したものであるレーザー共振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000136572A JP4613272B2 (ja) | 2000-05-10 | 2000-05-10 | レーザー共振器およびその調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000136572A JP4613272B2 (ja) | 2000-05-10 | 2000-05-10 | レーザー共振器およびその調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001320114A true JP2001320114A (ja) | 2001-11-16 |
| JP4613272B2 JP4613272B2 (ja) | 2011-01-12 |
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ID=18644495
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2000136572A Expired - Fee Related JP4613272B2 (ja) | 2000-05-10 | 2000-05-10 | レーザー共振器およびその調整方法 |
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-
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- 2000-05-10 JP JP2000136572A patent/JP4613272B2/ja not_active Expired - Fee Related
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