JP2002350613A - 光学装置の迷光遮断構造 - Google Patents

光学装置の迷光遮断構造

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JP2002350613A JP2001158238A JP2001158238A JP2002350613A JP 2002350613 A JP2002350613 A JP 2002350613A JP 2001158238 A JP2001158238 A JP 2001158238A JP 2001158238 A JP2001158238 A JP 2001158238A JP 2002350613 A JP2002350613 A JP 2002350613A
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optical
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optical device
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Takeharu Tani
武晴 谷
Hiroaki Hiuga
浩彰 日向
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光軸と平行に所定の光ビームを通過させる光
学部品を備えた光学装置において、光学部品に入射して
その側面で反射するような方向に進行する迷光を遮断す
る。 【解決手段】 光軸Ｏと平行に所定の光ビーム18、19を
通過させる光波長変換素子等の光学部品30を備えた光学
装置において、光学部品30の側面30ｄに切込み30ｅを設
け、側面30ｄで反射した後、あるいは反射する前の迷光
20を該切込み30ｅで遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学装置の迷光遮断
構造に関し、特に詳細には、装置内の光学部品に入射し
てその側面で反射するような方向に進行する迷光を遮断
する構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】各種の光学装置においては、それを構成
する光学部品の光通過面で反射した光が迷光となって装
置内を進行することがある。例えば特開平７−２６３７
８５号には、ファブリ・ペロー型共振器内に共振器軸に
対して傾けてエタロンを配置してなる固体レーザが示さ
れているが、このエタロンの光通過面で反射した光は、
共振器軸と角度をなす方向に進行することになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ファブリ・ペロー型共
振器内においては、共振器を構成するミラー等の光学部
品や、共振器内に配置された固体レーザ結晶、光波長変
換素子等の光学部品の光軸に対して平行に発振光が進行
しているが、上述のように共振器軸と角度をなす方向に
進行した迷光がこの発振光と干渉すると、大きな出力変
動を招くことがある。以下図１４を参照して、この固体
レーザ装置における問題について詳しく説明する。
【０００４】同図の(1)に示すように、励起源としての
半導体レーザ10と、この半導体レーザ10から出射したレ
ーザビーム11を集光して収束させる集光レンズ12と、レ
ーザビーム11によって励起される固体レーザ結晶13と、
この固体レーザ結晶13の前方側に配された共振器ミラー
14と、該共振器ミラー14および固体レーザ結晶13で構成
される共振器の内部に配置された光波長変換素子15、偏
光制御用のブリュースター板16、並びに発振波長選択用
のエタロン17とからなる固体レーザ装置を例に挙げて説
明する。
【０００５】上記構成の固体レーザ装置において、レー
ザビーム11により励起された固体レーザ結晶13から発せ
られた光は該結晶13の後方端面13ａと共振器ミラー14の
ミラー面14ａとの間で共振し、それにより固体レーザビ
ーム18が発振する。この固体レーザビーム18は光波長変
換素子15により波長が１／２の第２高調波19に変換さ
れ、共振器ミラー14からはほぼこの第２高調波19のみが
出射する。このとき、ブリュースター板16は固体レーザ
ビーム18の偏光の向きを制御し、エタロン17は固体レー
ザビーム18の発振波長つまり縦モードを選択する。
【０００６】ここで、エタロン17の反射率は波長に対し
て強い依存性を持ち、裏表面での反射の位相が反転した
低反射状態となる波長が選択されて、その選択波長で固
体レーザビーム18が発振する。このとき、エタロン17の
固体レーザビーム18に対する反射率が最も低くなり、計
算から例えば２％と見積もられる。そしてこのエタロン
17は、共振器の光軸つまり共振器軸に垂直な方向から１
°傾けた状態に配置されているので、図中20で示すよう
に、エタロン17の表面で反射して共振器軸と２°の角度
をなす方向に進行する迷光が発生する。
【０００７】上記の迷光20は、同図(2)に示すように、
例えば周期ドメイン反転構造を有するＬｉＮｂＯ３結晶
からなる光波長変換素子15の側面15ａで全反射し、さら
に固体レーザビーム18に対するＨＲ（高反射）コートが
施されている固体レーザ結晶13の後方端面13ａで反射す
る。
【０００８】そしてさらにこの迷光20は、同図(3)に示
すようにエタロン17の表面で反射し、共振器軸と平行に
進行するようになる。つまりこの迷光20は、固体レーザ
ビーム18（同図(2)、(3)では省いてある）と同じ方向に
進み、場合によっては、該固体レーザビーム18の広がり
の範囲内でそれに重畳して、該固体レーザビーム18と干
渉するようになる。
【０００９】こうして固体レーザビーム18と迷光20とが
干渉する際、迷光20の位相状態や強度に応じて干渉状態
が変化する。すると、それによって共振器ロスが増減す
るので、僅かな迷光20であっても固体レーザの出力が大
きく変化することになる。そして迷光20の位相状態は、
光学部品およびその保持部品の歪変化、温度変化等に応
じて変化するので、共振器はこの迷光20のために非常に
不安定なものとなり、組立中や経時の状態に応じて固体
レーザの出力が大きく変動してしまう。
【００１０】本発明は上記の事情に鑑み、光学装置内の
光学部品に入射してその側面で反射するような方向に進
行する迷光を遮断できる構造を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明による一つの光学
装置の迷光遮断構造は、光軸と平行に所定の光ビームを
通過させる光学部品を備えた光学装置において、前記光
軸と角度をなして進行して前記光学部品の一端面から該
光学部品に入射した迷光を遮断するように構成されたも
のであって、前記光学部品の側面に切込みが設けられて
なることを特徴とするものである。
【００１２】なお上記の切込みは、光学部品の側面の長
さ方向１箇所だけに設けられてもよいし、あるいは、該
光学部品の長さ方向に亘って複数箇所に設けられてもよ
い。
【００１３】切込みが１箇所だけに設けられる場合は、
それが光学部品の長さ方向中央位置に設けられ、そして
その切込みの深さｄ１が、迷光の光学部品内での進行方
向が光学部品側面となす角度をθ、光学部品の長さをＬ
として、ｄ１＞（Ｌ／２）tanθとされるのが望まし
い。
【００１４】一方、切込みが光学部品の長さ方向に亘っ
て複数箇所に設けられる場合は、それらの切込みが、光
学部品の長さをＮ等分（２≦Ｎ）した領域の、該長さ方
向中央位置に設けられ、そしてその切込みの深さｄ
１が、ｄ１＞（１／Ｎ）・（Ｌ／２）tanθとされるの
が望ましい。
【００１５】なおこの場合も上記と同様に、θは迷光の
光学部品内での進行方向が光学部品側面となす角度、Ｌ
は光学部品の長さである。この点は、以下においても全
て同様である。
【００１６】ここで、勿論であるが、上記の切込みの深
さｄ１を余りに大きくすると、光学部品内を光軸と平行
に通過する所定の光ビームに掛かってしまうので、そう
ならない程度の深さｄ１とする。
【００１７】また、本発明による別の光学装置の迷光遮
断構造は、光軸と平行に所定の光ビームを通過させる光
学部品を備えた光学装置において、前記光軸と角度をな
して進行して前記光学部品の一端面から該光学部品に入
射した迷光を遮断する構造であって、前記光学部品の側
面の少なくとも一部の領域が、前記迷光を拡散させる拡
散面に加工されてなることを特徴とするものである。
【００１８】なお上述の拡散面は、サンドブラスト、粗
研磨およびヤスリがけのうちの少なくとも１つにより加
工されてなるものであることが望ましい。
【００１９】また、本発明によるさらに別の光学装置の
迷光遮断構造は、光軸と平行に所定の光ビームを通過さ
せる光学部品を備えた光学装置において、前記光軸と角
度をなして進行して前記光学部品の一端面から該光学部
品に入射し得る迷光を遮断する構造であって、前記光学
部品の前記一端面および／または他端面の辺縁部に、前
記迷光を屈折させる面取り部が形成されてなることを特
徴とするものである。
【００２０】なおこの迷光遮断構造は、先に挙げた２つ
の迷光遮断構造が、光学部品内に入射した後の迷光を遮
断するものであるのに対し、上記辺縁部の面取り部で迷
光を屈折させて遮断するように構成されたものであるの
で、上記一端面の方の面取り部で迷光を遮断する場合
は、光学部品に入射した後の迷光を遮断する訳ではな
い。したがって、上記の「光学部品に入射し得る迷光を
遮断する」との記載は、光学部品に入射した後の迷光を
遮断することに加えて、遮断されずにそのまま進行すれ
ば光学部品に入射するような迷光を一端面側で遮断する
ことも含むものとする。この点は、以下に説明するその
他の迷光遮断構造においても同様である。
【００２１】この光学装置の迷光遮断構造において上述
の面取り部は、前記一端面と他端面の一方のみに形成さ
れてもよいし、双方に形成されてもよい。前者の場合、
面取り部の光学部品側面からの幅ｄ２はｄ２＞Ｌ・tan
θとされるのが望ましく、後者の場合はｄ２＞（Ｌ／
２）tanθとされるのが望ましい。
【００２２】また、本発明によるさらに別の光学装置の
迷光遮断構造は、光軸と平行に所定の光ビームを通過さ
せる光学部品を備えた光学装置において、前記光軸と角
度をなして進行して前記光学部品の一端面から該光学部
品に入射し得る迷光を遮断する構造であって、前記光学
部品の前記一端面および／または他端面の辺縁部に、前
記迷光を拡散させる拡散面が形成されてなることを特徴
とするものである。
【００２３】この光学装置の迷光遮断構造において上述
の拡散面は、前記一端面と他端面の一方のみに形成され
てもよいし、双方に形成されてもよい。前者の場合、拡
散面の光学部品側面からの幅ｄ３はｄ３＞Ｌ・tanθと
されるのが望ましく、後者の場合はｄ３＞（Ｌ／２）ta
nθとされるのが望ましい。
【００２４】そして上記の拡散面は、サンドブラスト、
粗研磨およびヤスリがけのうちの少なくとも１つにより
加工されてなるものであることが望ましい。
【００２５】また、本発明によるさらに別の光学装置の
迷光遮断構造は、光軸と平行に所定の光ビームを通過さ
せる光学部品を備えた光学装置において、前記光軸と角
度をなして進行して前記光学部品の一端面から該光学部
品に入射し得る迷光を遮断する構造であって、前記光学
部品の前記一端面および／または他端面の辺縁部に、前
記迷光を吸収する吸収膜が形成されてなることを特徴と
するものである。
【００２６】この光学装置の迷光遮断構造において上述
の吸収膜は、前記一端面と他端面の一方のみに形成され
てもよいし、双方に形成されてもよい。前者の場合、吸
収膜の光学部品側面からの幅ｄ４はｄ４＞Ｌ・tanθと
されるのが望ましく、後者の場合はｄ４＞（Ｌ／２）ta
nθとされるのが望ましい。
【００２７】そして上記の吸収膜は、金属蒸着膜、接着
された金属薄膜、および光学部品を保持する接着剤のう
ちの少なくとも１つからなることが望ましい。
【００２８】また、本発明によるさらに別の光学装置の
迷光遮断構造は、光軸と平行に所定の光ビームを通過さ
せる光学部品を備えた光学装置において、前記光軸と角
度をなして進行して前記光学部品の一端面から該光学部
品に入射し得る迷光を遮断する構造であって、前記光学
部品の前記一端面および／または他端面の辺縁部に近接
させて、前記迷光を遮光する遮光部材が配設されてなる
ことを特徴とするものである。
【００２９】この光学装置の迷光遮断構造において上述
の遮光部材は、前記一端面と他端面の一方側のみに形成
されてもよいし、双方側に形成されてもよい。前者の場
合、遮光部材の光学部品側面からの幅ｄ５はｄ５＞Ｌ・
tanθとされるのが望ましく、後者の場合はｄ５＞（Ｌ
／２）tanθとされるのが望ましい。
【００３０】また、上述の遮光部材は、光学部品の保持
手段を兼ねるものとして形成されるのが望ましい。
【００３１】以上説明した本発明による光学装置の迷光
遮断構造はいずれも、前記光学部品が、レーザ共振器の
内部に配されたものである場合に適用されることが好ま
しい。そのような光学部品としては、固体レーザ結晶や
光波長変換素子等を挙げることができる。
【００３２】また、以上説明した本発明による光学装置
の迷光遮断構造はいずれも、迷光が、レーザ共振器の内
部に配された光学要素で反射した光である場合に適用さ
れることが好ましい。そのような光学要素としては、例
えば前述のエタロン等を挙げることができる。
【００３３】また、以上説明した本発明による光学装置
の迷光遮断構造はいずれも、迷光の光学部品側面に対す
る入射角（＝90°−θである）が、全反射条件を満たす
角度となっている場合に適用されることが好ましい。
【００３４】
【発明の効果】本発明による光学装置の迷光遮断構造の
うち、光学部品の側面に切込みが設けられてなるものに
おいては、光学部品内に入射した迷光がその側面に向か
って進行しているところで、あるいはこの側面で反射
（全反射等）した後に進行しているところで、該切込み
の部分に入射すると、そこで遮断される。
【００３５】上記の切込みが光学部品の長さ方向中央位
置にだけ設けられ、そしてその切込みの深さｄ１が、迷
光の光学部品内での進行方向が光学部品側面となす角度
をθ、光学部品の長さをＬとしたとき、ｄ１＞（Ｌ／
２）tanθとされていると、光学部品の一端面（入射端
面）から光学部品の長さ方向中央位置までの間において
光学部品側面で反射した迷光は、全てこの切込みで遮断
される。また、光学部品の長さ方向中央位置から光学部
品の他端面（出射端面）までの間において光学部品側面
で反射するように進行する迷光も、全てこの切込みで遮
断される。
【００３６】一方切込みが、光学部品の長さをＮ等分
（２≦Ｎ）した領域の、該長さ方向中央位置にだけ設け
られ、そしてその切込みの深さｄ１が、ｄ１＞（１／
Ｎ）・（Ｌ／２）tanθとされていると、上記領域の各
々の入射側の端部から領域中央位置までの間において光
学部品側面で反射した迷光は、全てこの領域に有る切込
みで遮断される。また、各領域の中央位置から該領域の
出射側の端部までの間において光学部品側面で反射する
ように進行する迷光も、全てこの領域に有る切込みで遮
断される。
【００３７】つまり、このように切込みを形成する場合
は、角度θが互いに等しいとして、切込みが１箇所だけ
に形成される場合と比較すれば、切込みの深さｄ１を
（１／Ｎ）とより低くすることができる。あるいは、切
込みの深さｄ１が等しいとして、切込みが１箇所だけに
形成される場合と比較すれば、より大きな角度θで入射
した迷光も遮断できるようになる。
【００３８】この効果は、光学部品の長さをＮ等分（２
≦Ｎ）した領域の、該長さ方向中央位置にだけ整然と切
込みが設けられた場合には、上記の通り定量的に説明で
きるものであるが、複数箇所の切込みが上述のように整
然と配置されない場合でも、とにかく切込みが複数箇所
に設けられていれば基本的に得られるものである。
【００３９】また本発明による光学装置の迷光遮断構造
のうち、光学部品の側面の少なくとも一部の領域が、迷
光を拡散させる拡散面に加工されてなるものにおいて
は、光学部品内に入射した迷光がその側面まで到達した
ときに該拡散面で拡散し、遮断される。
【００４０】また本発明による光学装置の迷光遮断構造
のうち、光学部品の一端面および／または他端面の辺縁
部に、迷光を屈折させる面取り部が形成されてなるもの
においては、光学部品に入射しようとする迷光（前記一
端面に面取り部が形成された場合）、あるいは光学部品
に入射してそこから出射しようとする迷光（前記他端面
に面取り部が形成された場合）がこの面取り部で屈折し
て、進行方向を変える。先に説明した図１４の(3)から
明らかな通り、光学装置の光軸に対して斜めに進行した
迷光が、反射を重ねるうちに光軸と平行に進むようにな
るのは、光軸に対して傾けて配置されたエタロン等の光
学要素で反射した迷光が、この反射の方向と平行な向き
で該光学要素に戻って来るからである。そこで、迷光を
上記面取り部で屈折させて進行方向を変えれば、この迷
光が上記の向きで光学要素に戻って来ることがなくな
り、光軸と平行に進む迷光の発生を抑止できる。
【００４１】上記面取り部が、光学部品の一端面と他端
面の一方のみに形成される場合、面取り部の光学部品側
面からの幅ｄ２がｄ２＞Ｌ・tanθとされていれば、光
学部品に対してその側面と角度θをなす状態で前記一端
面から入射しようとする迷光や、あるいは実際に上記の
状態で光学部品に入射してその側面で反射し、前記他端
面から出射する迷光を全てこの面取り部で屈折させるこ
とができる。
【００４２】一方、上記面取り部が、光学部品の一端面
と他端面の双方に形成される場合は、面取り部の光学部
品側面からの幅ｄ２がｄ２＞（Ｌ／２）tanθとされて
いれば、光学部品に対してその側面と角度θをなす状態
で前記一端面から入射しようとする迷光も、また実際に
上記の状態で光学部品に入射してその側面で反射し、前
記他端面から出射する迷光も、全てどちらかの面取り部
で屈折させることができる。
【００４３】つまり、面取り部を光学部品の一端面と他
端面の双方に形成する場合は、角度θが互いに等しいと
して、面取り部を片方の端面だけに形成する場合と比較
すれば、面取り部の幅ｄ２を半分にすることができる。
あるいは、面取り部の幅ｄ２が等しいとして、面取り部
を片方の端面だけに形成する場合と比較すれば、より大
きな角度θで入射した迷光あるいは入射しようとする迷
光も遮断できるようになる。
【００４４】また本発明による光学装置の迷光遮断構造
のうち、光学部品の一端面および／または他端面の辺縁
部に、迷光を拡散させる拡散面が形成されてなるものに
おいては、光学部品に入射しようとする迷光（前記一端
面に拡散面が形成された場合）、あるいは光学部品に入
射してそこから出射しようとする迷光（前記他端面に拡
散面が形成された場合）がこの拡散面で拡散して遮断さ
れる。
【００４５】上記拡散面が、光学部品の一端面と他端面
の一方のみに形成される場合、拡散面の光学部品側面か
らの幅ｄ３がｄ３＞Ｌ・tanθとされていれば、光学部
品に対してその側面と角度θをなす状態で前記一端面か
ら入射しようとする迷光や、あるいは実際に上記の状態
で光学部品に入射してその側面で反射し、前記他端面か
ら出射する迷光を全てこの拡散面で拡散させることがで
きる。
【００４６】一方、上記拡散面が、光学部品の一端面と
他端面の双方に形成される場合は、拡散面の光学部品側
面からの幅ｄ３がｄ３＞（Ｌ／２）tanθとされていれ
ば、光学部品に対してその側面と角度θをなす状態で前
記一端面から入射しようとする迷光も、また実際に上記
の状態で光学部品に入射してその側面で反射し、前記他
端面から出射する迷光も、全てどちらかの拡散面で拡散
させることができる。
【００４７】つまり、拡散面を光学部品の一端面と他端
面の双方に形成する場合は、角度θが互いに等しいとし
て、拡散面を片方の端面だけに形成する場合と比較すれ
ば、拡散面の幅ｄ３を半分にすることができる。あるい
は、拡散面の幅ｄ３が等しいとして、拡散面を片方の端
面だけに形成する場合と比較すれば、より大きな角度θ
で入射した迷光あるいは入射しようとする迷光も遮断で
きるようになる。
【００４８】また本発明による光学装置の迷光遮断構造
のうち、光学部品の一端面および／または他端面の辺縁
部に、迷光を吸収する吸収膜が形成されてなるものにお
いては、光学部品に入射しようとする迷光（前記一端面
に吸収膜が形成された場合）、あるいは光学部品に入射
してそこから出射しようとする迷光（前記他端面に吸収
膜が形成された場合）がこの吸収膜で吸収、遮断され
る。
【００４９】上記吸収膜が、光学部品の一端面と他端面
の一方のみに形成される場合、吸収膜の光学部品側面か
らの幅ｄ４がｄ４＞Ｌ・tanθとされていれば、光学部
品に対してその側面と角度θをなす状態で前記一端面か
ら入射しようとする迷光や、あるいは実際に上記の状態
で光学部品に入射してその側面で反射し、前記他端面か
ら出射する迷光を全てこの吸収膜で吸収、遮断すること
ができる。
【００５０】一方、上記吸収膜が、光学部品の一端面と
他端面の双方に形成される場合は、吸収膜の光学部品側
面からの幅ｄ４がｄ４＞（Ｌ／２）tanθとされていれ
ば、光学部品に対してその側面と角度θをなす状態で前
記一端面から入射しようとする迷光も、また実際に上記
の状態で光学部品に入射してその側面で反射し、前記他
端面から出射する迷光も、全てどちらかの吸収膜で吸
収、遮断することができる。
【００５１】つまり、吸収膜を光学部品の一端面と他端
面の双方に形成する場合は、角度θが互いに等しいとし
て、吸収膜を片方の端面だけに形成する場合と比較すれ
ば、吸収膜の幅ｄ４を半分にすることができる。あるい
は、吸収膜の幅ｄ４が等しいとして、吸収膜を片方の端
面だけに形成する場合と比較すれば、より大きな角度θ
で入射した迷光あるいは入射しようとする迷光も遮断で
きるようになる。
【００５２】また本発明による光学装置の迷光遮断構造
のうち、光学部品の一端面および／または他端面の辺縁
部に近接させて、迷光を遮光する遮光部材が配設されて
なるものは、上に説明した光学部品端面の吸収膜に代わ
って、該端面から離間した遮光部材が迷光遮断作用を果
たすものである。そこでこの迷光遮断構造においても、
上記吸収膜を備えた迷光遮断構造と同様の効果を得るこ
とができる。
【００５３】上記遮光部材が、光学部品の一端面と他端
面の一方側のみに配設される場合、遮光部材の光学部品
側面からの幅ｄ５がｄ５＞Ｌ・tanθとされていれば、
光学部品に対してその側面と角度θをなす状態で前記一
端面から入射しようとする迷光や、あるいは実際に上記
の状態で光学部品に入射してその側面で反射し、前記他
端面から出射する迷光を全てこの遮光部材で遮断するこ
とができる。
【００５４】一方、上記遮光部材が、光学部品の一端面
と他端面の双方側に配設される場合は、遮光部材の光学
部品側面からの幅ｄ５がｄ５＞（Ｌ／２）・tanθとさ
れていれば、光学部品に対してその側面と角度θをなす
状態で前記一端面から入射しようとする迷光も、また実
際に上記の状態で光学部品に入射してその側面で反射
し、前記他端面から出射する迷光も、全てどちらかの遮
光部材で遮断することができる。
【００５５】つまり、遮光部材を光学部品の一端面と他
端面の双方側に配設する場合は、角度θが互いに等しい
として、遮光部材を片方の端面側だけに配設する場合と
比較すれば、遮光部材の幅ｄ５を半分にすることができ
る。あるいは遮光部材の幅ｄ ５が等しいとして、遮光部
材を片方の端面側だけに配設する場合と比較すれば、よ
り大きな角度θで入射した迷光あるいは入射しようとす
る迷光も遮断できるようになる。
【００５６】上記光学部品がレーザ共振器の内部に配さ
れたもの、例えば固体レーザ結晶や光波長変換素子であ
る場合に本発明が適用されると、前述したようにエタロ
ン等における反射で生じた迷光の影響でレーザ出力が大
きく変動することを防止できる。
【００５７】また、迷光の光学部品側面に対する入射角
（＝90°−θである）が、全反射条件を満たす角度とな
っている場合には、この側面と空気との界面で迷光が全
反射する。その場合は該側面での反射率がほぼ100％
で、迷光の強度が高く維持されるから、このような場合
に本発明を適用すれば、強い迷光によって顕著に出やす
い光学装置への悪影響を抑止できるようになる。
【００５８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
【００５９】図１は、本発明の第１の実施の形態による
迷光遮断構造を備えた光学装置を示すものである。同図
に側面形状を示すこの光学装置は、一例として波長変換
機能を有する半導体レーザ励起固体レーザであり、図２
にはここで用いられている光波長変換素子を拡大して示
してある。
【００６０】まず図１を参照して、この半導体レーザ励
起固体レーザの基本構成について説明する。この半導体
レーザ励起固体レーザは、励起源としての半導体レーザ
10と、この半導体レーザ10から出射したレーザビーム11
を集光して収束させる集光レンズ12と、レーザビーム11
によって励起される固体レーザ結晶13と、この固体レー
ザ結晶13の前方側に配された共振器ミラー14と、該共振
器ミラー14および固体レーザ結晶13で構成される共振器
の内部に配置された光波長変換素子30、偏光制御用のブ
リュースター板16、並びに発振波長選択用のエタロン17
とを備えている。
【００６１】上記半導体レーザ10は発振波長が809ｎｍ
で、出力２Ｗのものである。また固体レーザ結晶13は、
上記半導体レーザ10が発する波長809ｎｍのレーザビー
ム11により励起されて波長1064ｎｍの蛍光を発する、Ｎ
ｄがドープされたＹＶＯ４結晶（以下、Ｎｄ：ＹＶＯ４
結晶という）からなる。また光波長変換素子30は、非線
形光学効果を示す強誘電体結晶である、ＭｇＯがドープ
されたＬｉＮｂＯ３結晶（以下、ＭｇＯ：ＬＮ結晶とい
う）に、その自発分極を周期的に反転させた周期ドメイ
ン反転構造が形成されてなるものである。
【００６２】上記固体レーザ結晶13、光波長変換素子3
0、ブリュースター板16、エタロン17および共振器ミラ
ー14の各要素の図中左、右の光通過端面にはそれぞれ、
上記波長809ｎｍ、1064ｎｍおよび後述の第２高調波波
長532ｎｍに対して、以下の表１に示す通りの反射率の
コートが施されている。なおこの表１中で、ＡＲは反射
率が概略１％以下である無反射（反射防止）コートを示
し、ＨＲは反射率が概略99％以上である高反射コートを
示している。
【００６３】
【表１】 上記構成の半導体レーザ励起固体レーザにおいて、波長
809ｎｍのレーザビーム11により励起された固体レーザ
結晶13から発せられた光は該結晶13の後方端面（図中左
側の端面）13ａと共振器ミラー14のミラー面14ａ（図中
左側の端面）との間で共振し、それにより波長1064ｎｍ
の固体レーザビーム18が発振する。この固体レーザビー
ム18は光波長変換素子30により波長が１／２、すなわち
532ｎｍの第２高調波19に変換され、共振器ミラー14か
らはほぼこの第２高調波19のみが出射する。
【００６４】このとき、ブリュースター板16は固体レー
ザビーム18の偏光の向きを制御し、エタロン17は固体レ
ーザビーム18の発振波長つまり縦モードを選択する。な
おブリュースター板16は共振器軸に対してブリュースタ
ー角で配置され、その光通過端面における反射率は実質
上無視できる。
【００６５】また固体レーザ結晶13および光波長変換素
子30は、その光通過端面が共振器軸に対して垂直で、側
面が共振器軸と平行となる状態に配置されている。ここ
で本例の光波長変換素子30のサイズは、厚さが0.5ｍ
ｍ、長さＬが４ｍｍとされている。
【００６６】以上説明した半導体レーザ励起固体レーザ
は、図１４に示したものとは光波長変換素子30の形状が
異なるだけであり、したがってこの装置においても、共
振器軸に対して斜め配置されたエタロン17での反射によ
る迷光が生じ得る。本実施の形態では、この迷光を遮断
する構造が光波長変換素子30に設けられている。以下、
この光波長変換素子30の側断面形状を示す図２も参照し
て、本実施の形態の迷光遮断構造について詳しく説明す
る。
【００６７】図２では、上述のようにして発生し得る迷
光を仮想線20で示してある。光波長変換素子30は概略直
方体状に形成され、図中右側の光通過端面（エタロン17
からの迷光20が入射する入射端面）30ａおよび図中左側
の光通過端面（エタロン17からの迷光20が出射する出射
端面）30ｂが共振器軸Ｏに対して垂直となる向きに配置
されている。なお光波長変換素子30自身の光軸は、共振
器軸Ｏと一致している。そして、共振器軸Ｏと平行とな
る上側面30ｃおよび下側面30ｄ、並びにそれらの面にそ
れぞれ連絡する左側面および右側面には、該光波長変換
素子30の長さ方向中央位置において、これら４側面を１
周する切込み30ｅが設けられている。
【００６８】光波長変換素子30に上記の切込み30ｅが設
けられていなければ、迷光20が図２中に示すように進行
して光波長変換素子30の下側面30ｄで反射し、その後、
先に図１４を参照して説明した光路でエタロン17に戻っ
てそこで再度反射し、固体レーザビーム18と干渉する可
能性がある。しかしここでは、切込み30ｅが設けられて
いることにより、図３(1)に示すように光波長変換素子3
0内に入射した迷光20が素子下側面30ｄで反射した後に
進行しているところで、あるいは同図(2)に示すように
素子下側面30ｄに向かって進行しているところで切込み
30ｅに入射し、そこで遮断される。
【００６９】なお図３の(1)、(2)においては、迷光遮断
のための構成が採用されていなければ進行することにな
る迷光20の光路を、破線で示してある。この点は、以下
の各図においても同様である。
【００７０】本実施の形態では、光波長変換素子30の上
側面30ｃにも切込み30ｅが設けられているので、エタロ
ン17での反射以外の原因で発生して、素子端面30ａから
上向きで該光波長変換素子30内に入射するような迷光を
この切込み30ｅによって遮断することもできる。さらに
は、図２では表れていない光波長変換素子30の左側面お
よび右側面に有る切込み30ｅによって、同様に迷光を遮
断することもできる。
【００７１】ここで、図３の(1)に示すように素子下側
面30ｄで反射した後の迷光20を切込み30ｅで遮断する場
合、切込み30ｅの深さｄ１が最も大であることが求めら
れるのは、迷光20が光波長変換素子30の端面30ａぎりぎ
りの位置で反射する場合である。そのような場合、迷光
20の光波長変換素子30内での進行方向が素子下側面30ｄ
となす角度をθ、光波長変換素子30の長さをＬとする
と、反射後の迷光20は光波長変換素子30の長さ方向中央
位置まで進む間に、素子下側面30ｄから（Ｌ／２）tan
θだけ離れる。したがって、切込み30ｅの深さｄ１をｄ
１＞（Ｌ／２）tanθとしておけば、素子下側面30ｄで
反射した後の迷光20を全て遮断できることになる。
【００７２】一方、図３の(2)に示すように素子下側面3
0ｄで反射する前の迷光20を切込み30ｅで遮断する場
合、切込み30ｅの深さｄ１が最も大であることが求めら
れるのは、迷光20が光波長変換素子30の端面30ｂぎりぎ
りの位置で反射する向きに進行する場合である。そのよ
うな場合、迷光20は光波長変換素子30の長さ方向中央位
置で、素子下側面30ｄから（Ｌ／２）tanθだけ離れて
いる。したがってこの際も、切込み30ｅの深さｄ１をｄ
１＞（Ｌ／２）tanθとしておけば、素子下側面30ｄで
反射する向きに進行する迷光20を全て遮断できることに
なる。
【００７３】具体的に本実施の形態では、光波長変換素
子30の端面30ａに対する迷光20の入射角＝２°と、該素
子30を構成するＭｇＯ：ＬＮ結晶の屈折率＝2.17の値か
ら、スネルの法則によりθ＝0.92°となる。また前述の
通りＬ＝４ｍｍである。これらの値から、本実施の形態
ではｄ１＞32μｍとしておけば、迷光20を全て遮断可能
となる。
【００７４】特に本実施の形態では、光波長変換素子30
の下側面30ｄに対する迷光20の入射角は、臨界角より大
きい89.08°（＝90°−θ）となっているので、この下
側面30ｄと空気との界面で迷光20が全反射する。その場
合は該下側面30ｄでの反射率がほぼ100％で、迷光20の
強度が高く維持されるが、上記構造によって迷光20を遮
断しているから、強い迷光20の影響で大きな出力変動が
生じることを確実に防止できる。
【００７５】実際に、上記切込み30ｅを設けない点以外
は光波長変換素子30と同様の構成とした比較例の光波長
変換素子を作成し、それを用いた際の第２高調波19の出
力変動を、光波長変換素子30を用いたときの出力変動と
比較した。その結果、前者の場合の出力変動は約±30％
であったのに対し、後者の場合の出力変動は約±10％に
抑えられた。
【００７６】なお上述の切込み30ｅは、エタロン17の傾
きの方向等から、遮断しようとする迷光の進行方向が定
まっている場合は、光波長変換素子30の４つの側面のう
ちの１つ、２つ、あるいは３つに形成しても構わない。
例えば図１の構成において、エタロン17での反射による
迷光20のみに対処しようとするならば、光波長変換素子
30の下側面30ｄにだけ切込み30ｅを形成すればよい。
【００７７】次に、本発明の別の実施の形態について説
明する。なお、以下に説明する実施の形態はいずれも第
１の実施の形態と同様に、図１に示した半導体レーザ励
起固体レーザにおいて、光波長変換素子30に代えて用い
られ得る光波長変換素子に本発明を適用したものであ
る。
【００７８】まず、図４を参照して本発明の第２の実施
の形態について説明する。なおこの図４において、図２
中の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについ
ての説明は特に必要のない限り省略する（以下、同
様）。この第２の実施の形態による光波長変換素子30Ａ
は、第１の実施の形態の光波長変換素子30と比較する
と、切込み30ｅが素子長さ方向に亘って複数箇所に設け
られている点が異なるものである。すなわちここでは、
光波長変換素子30Ａの長さＬをＮ等分（２≦Ｎ）した領
域の、該長さ方向中央位置に１本ずつ切込み30ｅが設け
られている。
【００７９】このように切込み30ｅを複数箇所に形成す
る場合は、角度θが互いに等しいとして、切込み30ｅを
１箇所だけに形成する場合と比較すれば、切込みの深さ
ｄ１をより低くしても迷光を遮断できる。あるいは、切
込みの深さｄ１が等しいとして、切込みが１箇所だけに
形成される場合と比較すれば、より大きな角度θで入射
した迷光も遮断できるようになる。
【００８０】特に、本実施の形態のようにしてＮ箇所
（２≦Ｎ）に切込み30ｅを設ける場合は、迷光20の光波
長変換素子30内での進行方向が素子下側面30ｄとなす角
度をθ、光波長変換素子30の長さをＬとしたとき、切込
み30ｅの深さｄ１がｄ１＞（１／Ｎ）・（Ｌ／２）tan
θとされていれば、迷光20を必ず遮断できるようにな
る。その理由は、第１の実施の形態において説明したｄ
１＞（Ｌ／２）tanθとすることの理由と、本実施の形
態では１本の切込み30ｅがそれぞれ受け持つべき素子長
さが第１の実施の形態と比べて１／Ｎになるという点か
ら明らかである。
【００８１】上記のように切込みの深さｄ１をより低く
できることは、光波長変換素子30の物理的強度を高く保
てる点からも、また光波長変換素子30が本来通過させる
べき固体レーザビーム18および第２高調波19に切込みの
影響が及ぶことを回避できるという点からも好ましい。
【００８２】なおこの場合においても、複数箇所に設け
る切込み30ｅを、光波長変換素子30の４つの側面のうち
の１つ、２つ、あるいは３つに形成するようにしても構
わない。
【００８３】次に図５を参照して、本発明の第３の実施
の形態について説明する。この第３の実施の形態による
光波長変換素子30Ｂは、第１の実施の形態の光波長変換
素子30と比較すると、切込み30ｅが設けられる代わり
に、共振器軸Ｏと平行となる上側面30ｃ’および下側面
30ｄ’、並びにそれらの面にそれぞれ連絡する左側面お
よび右側面が、迷光20を拡散させる拡散面に加工されて
いる点が異なるものである。
【００８４】このような拡散面は、サンドブラスト、粗
研磨およびヤスリがけのうちのいずれか１つの加工法を
用いて、あるいはそれらを複数組み合わせた加工法によ
って形成することができる。
【００８５】この光波長変換素子30Ｂにおいては、端面
30ａから該素子30Ｂ内に入射した迷光20が素子下側面30
ｄ’まで到達したときに、拡散面とされたこの下側面30
ｄ’で拡散し、遮断される。
【００８６】なお上側面30ｃ’および下側面30ｄ’、並
びにそれらの面にそれぞれ連絡する左側面および右側面
の各々の全領域を拡散面とすることは必ずしも必要では
なく、各側面の主要な領域のみを拡散面としておいても
よい。
【００８７】また、エタロン17の傾きの方向等から、遮
断しようとする迷光の進行方向が定まっている場合は、
光波長変換素子30Ｂの４つの側面のうちの１つのみ、２
つのみ、あるいは３つのみを拡散面に加工しても構わな
い。例えば図１の構成において、エタロン17での反射に
よる迷光20のみに対処しようとするならば、光波長変換
素子30の下側面30ｄだけを拡散面に加工すればよい。
【００８８】次に図６を参照して、本発明の第４の実施
の形態について説明する。この第４の実施の形態による
光波長変換素子30Ｃは、第１の実施の形態の光波長変換
素子30と比較すると、切込み30ｅが設けられる代わり
に、迷光20が入射する側の端面30ａの辺縁部に面取り部
30ｇが形成されている点が異なるものである。なおこの
面取り部30ｇは端面30ａの全周に亘って形成されてお
り、例えば素子を斜め研磨加工することによって形成す
ることができる。
【００８９】この光波長変換素子30Ｃにおいては、そこ
に入射しようとする迷光20がこの面取り部30ｇで屈折し
て、進行方向を変える。先に説明した図１４の(3)から
明らかな通り、共振器軸Ｏに対して斜めに進行した迷光
20が、反射を重ねるうちに光軸と平行に進むようになる
のは、共振器軸Ｏに対して傾けて配置されたエタロン17
で反射した迷光20が、この反射の方向と平行な向きで該
エタロン17に戻って来るからである。そこで、迷光20を
上記面取り部30ｇで屈折させて進行方向を変えれば、こ
の迷光20が上記の向きでエタロン17に戻って来ることが
なくなり、共振器軸Ｏと平行に進む迷光の発生を抑止で
きる。
【００９０】上述のようにして迷光20を面取り部30ｇで
屈折させる場合、面取り部30ｇの素子下側面30ｄからの
幅ｄ２が最も大であることが求められるのは、迷光20が
光波長変換素子30の端面30ｂぎりぎりの位置において素
子下側面30ｄで反射する向きに進行する場合である。そ
の場合、迷光20は端面30ａ上では、素子下側面30ｄから
Ｌ・tanθだけ離れている。なおθは迷光20の光波長変
換素子30Ｃ内での進行方向が素子下側面30ｄとなす角
度、Ｌは光波長変換素子30Ｃの長さである。したがって
ｄ２＞Ｌ・tanθとしておけば、光波長変換素子30Ｃに
入射しようとする迷光20を全てこの面取り部30ｇで屈折
させることができる。
【００９１】次に図７を参照して、本発明の第５の実施
の形態について説明する。この第５の実施の形態による
光波長変換素子30Ｄは、上述したような面取り部30ｇ
が、迷光20が出射する側の素子端面30ｂに設けられたも
のである。
【００９２】この光波長変換素子30Ｄにおいては、端面
30ｂから出射しようとする迷光20がこの面取り部30ｇで
屈折して、進行方向を変える。それによりこの場合も、
上記第３の実施の形態で説明した通りの理由により、共
振器軸Ｏと平行に進む迷光の発生を抑止できる。
【００９３】上述のようにして迷光20を面取り部30ｇで
屈折させる場合、面取り部30ｇの素子下側面30ｄからの
幅ｄ２が最も大であることが求められるのは、迷光20が
光波長変換素子30の端面30ａぎりぎりの位置において素
子下側面30ｄで反射した場合である。その場合、迷光20
は端面30ｂ上では、素子下側面30ｄからＬ・tanθだけ
離れている。なおθは迷光20の光波長変換素子30Ｄ内で
の進行方向が素子下側面30ｄとなす角度、Ｌは光波長変
換素子30Ｄの長さである。したがってｄ２＞Ｌ・tanθ
としておけば、光波長変換素子30Ｄから出射する迷光20
を全てこの面取り部30ｇで屈折させることができる。
【００９４】次に図８を参照して、本発明の第６の実施
の形態について説明する。この第６の実施の形態による
光波長変換素子30Ｅは、上述したような面取り部30ｇ
が、迷光20が入射する側の素子端面30ａと、出射する側
の素子端面30ｂの双方に設けられたものである。この光
波長変換素子30Ｅにおいては、素子端面30ａ、30ｂのど
ちらか形成された面取り部30ｇで迷光20を屈折させて、
進行方向を変えことができる。
【００９５】このようにして迷光20を屈折させる場合、
素子端面30ａに形成された面取り部30ｇは該端面30ａ側
の素子半分（長さはＬ／２）、素子端面30ｂに形成され
た面取り部30ｇは該端面30ｂ側の素子半分（長さはＬ／
２）における素子下側面30ｄで反射する迷光20をそれぞ
れ屈折させればよいから、各面取り部30ｇの素子下側面
30ｄからの幅ｄ２をｄ２＞（Ｌ／２）tanθとしておけ
ば、迷光20を全て面取り部30ｇで屈折させることができ
る。つまりこの場合は、第４、５の実施の形態と比べて
面取り部30ｇの幅ｄ２を半分にすることができるので、
光波長変換素子30Ｅが本来通過させるべき固体レーザビ
ーム18および第２高調波19（図１参照）に面取り部30ｇ
の影響が及ぶことを回避できるという点でより好まし
い。
【００９６】なお上述の面取り部30ｇは、光波長変換素
子30Ｅの端面30ａ、端面30ｂの全周の亘って形成するこ
とは必ずしも必要ではなく、迷光を発生させる光学素子
の傾きの方向等から、遮断しようとする迷光の進行方向
が定まっている場合は、端面30ａ、端面30ｂの各４つの
辺縁部のうちの１つ、２つ、あるいは３つだけに形成し
ても構わない。この点は、先に説明した図６の光波長変
換素子30Ｃ、図７の光波長変換素子30Ｄにおいても同様
である。
【００９７】次に図９を参照して、本発明の第７の実施
の形態について説明する。この第７の実施の形態による
光波長変換素子30Ｆは、図８に示した光波長変換素子30
Ｅと比較すると、端面30ａおよび端面30ｂの辺縁部に面
取り部30ｇが形成される代わりに、それらの辺縁部に拡
散面30ｈが形成されている点が異なるものである。なお
この拡散面30ｈは端面30ａ、30ｂの各全周に亘って形成
されており、例えばサンドブラスト、粗研磨およびヤス
リがけのうちのいずれか１つの加工法を用いて、あるい
はそれらを複数組み合わせた加工法により端面30ａ、30
ｂを加工して形成することができる。
【００９８】上記の構成においては、図示のように端面
30ａから光波長変換素子30Ｆ内に入射して素子下側面30
ｄで反射した迷光20が、端面30ｂに形成されている拡散
面30ｈで拡散して、そこで遮断されるようになる。
【００９９】あるいは、素子下側面30ｄのもっと端面30
ａに近い位置で反射するような向きで該端面30ａに入射
する迷光20が、この端面30ａに形成されている拡散面30
ｈで拡散して、そこで遮断されるようになる。
【０１００】このようにして迷光20を拡散させる場合、
迷光20の光波長変換素子30Ｆ内での進行方向が素子下側
面30ｄとなす角度をθ、光波長変換素子30Ｆの長さをＬ
として、各端面30ａ、30ｂの拡散面30ｈの素子下側面30
ｄからの幅ｄ３をｄ３＞（Ｌ／２）tanθとしておけ
ば、迷光20を全て拡散させることができる。その理由
は、第６の実施の形態において面取り部30ｇの幅ｄ２を
ｄ２＞（Ｌ／２）tanθとすることの理由と同じであ
る。
【０１０１】なお上記の拡散面30ｈは、端面30ａ、30ｂ
のいずれか一方だけに形成されてもよい。ただしその場
合は、素子下側面30ｄと角度θをなす向きに進行して来
る迷光20を全て拡散させるためには、拡散面30ｈの素子
下側面30ｄからの幅ｄ３をｄ ３＞Ｌ・tanθとしておく
必要がある。したがってこの場合も、光波長変換素子30
Ｆが本来通過させるべき固体レーザビーム18および第２
高調波19（図１参照）に拡散面30ｈの影響が及ぶことを
回避するという点では、端面30ａ、30ｂの双方に拡散面
30ｈを形成する方が好ましい。
【０１０２】また上述の拡散面30ｈは、光波長変換素子
30Ｆの端面30ａ、30ｂの全周の亘って形成することは必
ずしも必要ではなく、迷光を発生させる光学素子の傾き
の方向等から、遮断しようとする迷光の進行方向が定ま
っている場合は、端面30ａ、30ｂの各４つの辺縁部のう
ちの１つ、２つ、あるいは３つだけに形成しても構わな
い。この点は、端面30ａ、30ｂのいずれか一方だけに拡
散面30ｈを形成する場合も同様である。
【０１０３】次に図１０を参照して、本発明の第８の実
施の形態について説明する。この第８の実施の形態によ
る光波長変換素子30Ｇは、図８に示した光波長変換素子
30Ｅと比較すると、端面30ａおよび端面30ｂの辺縁部に
面取り部30ｇが形成される代わりに、それらの辺縁部に
迷光20を吸収する吸収膜30ｊが形成されている点が異な
るものである。なおこの吸収膜30ｊは端面30ａ、30ｂの
各全周に亘って形成されており、例えばＡｌ、Ｃｒ、Ａ
ｕ等の金属を蒸着して形成することができる。
【０１０４】上記の構成においては、図示のように端面
30ａから光波長変換素子30Ｇ内に入射して素子下側面30
ｄで反射した迷光20が、端面30ｂに形成されている吸収
膜30ｊに吸収され、そこで遮断される。
【０１０５】あるいは、素子下側面30ｄのもっと端面30
ａに近い位置で反射するような向きで該端面30ａに入射
する迷光20が、この端面30ａに形成されている吸収膜30
ｊに吸収され、そこで遮断される。
【０１０６】このようにして迷光20を吸収させる場合、
迷光20の光波長変換素子30Ｇ内での進行方向が素子下側
面30ｄとなす角度をθ、光波長変換素子30Ｇの長さをＬ
として、各端面30ａ、30ｂの吸収膜30ｊの素子下側面30
ｄからの幅ｄ４をｄ４＞（Ｌ／２）tanθとしておけ
ば、迷光20を全て吸収させることができる。その理由
は、第６の実施の形態において面取り部30ｇの幅ｄ２を
ｄ２＞（Ｌ／２）tanθとすることの理由と同じであ
る。
【０１０７】なお上記の吸収膜30ｊは、端面30ａ、30ｂ
のいずれか一方だけに形成されてもよい。ただしその場
合は、素子下側面30ｄと角度θをなす向きに進行して来
る迷光20を全て吸収させるためには、吸収膜30ｊの素子
下側面30ｄからの幅ｄ４をｄ ４＞Ｌ・tanθとしておく
必要がある。したがってこの場合も、光波長変換素子30
Ｇが本来通過させるべき固体レーザビーム18および第２
高調波19（図１参照）に吸収膜30ｊの影響が及ぶことを
回避するという点では、端面30ａ、30ｂの双方に吸収膜
30ｊを形成する方が好ましい。
【０１０８】また上述の吸収膜30ｊは、光波長変換素子
30Ｇの端面30ａ、30ｂの全周の亘って形成することは必
ずしも必要ではなく、迷光を発生させる光学素子の傾き
の方向等から、遮断しようとする迷光の進行方向が定ま
っている場合は、端面30ａ、30ｂの各４つの辺縁部のう
ちの１つ、２つ、あるいは３つだけに形成しても構わな
い。この点は、端面30ａ、30ｂのいずれか一方だけに吸
収膜30ｊを形成する場合も同様である。
【０１０９】次に図１１を参照して、本発明の第９の実
施の形態について説明する。この第９の実施の形態にお
いて、図１４に示したものと同じ光波長変換素子15は、
その下側面15ｄが保持部品40の上面に接着剤41によって
接着されることにより、該保持部品40に固定されてい
る。そしてこの接着剤41は、該光波長変換素子15の端面
15ａ、15ｂの下側面15ｄ側の辺縁部にまではみ出すよう
に塗布されて、このはみ出した部分の接着剤41が迷光20
を吸収する吸収膜として作用する。
【０１１０】すなわち上記の構成においては、図示のよ
うに端面15ａから光波長変換素子15内に入射して素子下
側面15ｄで反射した迷光20が、端面15ｂ側にはみ出して
いる接着剤41に吸収され、そこで遮断される。
【０１１１】あるいは、素子下側面15ｄのもっと端面15
ａに近い位置で反射するような向きで該端面15ａに入射
しようとする迷光20が、この端面15ａ側にはみ出してい
る接着剤41に吸収され、そこで遮断される。
【０１１２】なお接着剤41の素子下側面15ｄからの幅ｄ
４の好ましい範囲については、第８の実施の形態におけ
る吸収膜30ｊのそれと同じことが言える。
【０１１３】また迷光を吸収する吸収膜は、上記２つの
実施の形態のように金属を蒸着したり、光学部品接着用
の接着剤を利用して形成する他、金属薄膜を光学部品の
端面に接着して形成することも可能である。
【０１１４】次に図１２を参照して、本発明の第１０の
実施の形態について説明する。この第１０の実施の形態
による光学装置の迷光遮断構造は、図１４に示した従来
装置と全く同じ構成において、遮光部材50が設けられて
なるものである。この遮光部材50は、光吸収性の例えば
黒色の板材に矩形の開口が形成されてなるものであっ
て、光波長変換素子15の迷光20が出射する側の端面15ｂ
に密接、あるいは十分近接する位置において、上記開口
の周囲の部分が端面15ｂの４つの辺縁部を覆う状態にし
て配設されている。
【０１１５】上記の構成においては、光波長変換素子15
の側面で反射して端面15ｂから出射した迷光20が遮光部
材50に吸収され、そこで遮断される。
【０１１６】なお、光波長変換素子15の端面15ｂの４つ
の辺縁部を全て覆うように遮光部材50を形成することは
必ずしも必要ではなく、４つの辺縁部のうちの１つ、２
つ、あるいは３つだけを覆うように形成しても構わな
い。
【０１１７】また上記遮光部材50と同様の遮光部材を、
光波長変換素子15の迷光20が入射する側の端面15ａに密
接、あるいは十分近接する位置に配設しておけば、この
端面15ａから光波長変換素子15内に入射しようとする迷
光20をその遮光部材によって吸収、遮断することも可能
である。勿論、光波長変換素子15の端面15ａと端面15ｂ
の双方側に遮光部材を配置してもよい。
【０１１８】次に図１３を参照して、本発明の第１１の
実施の形態について説明する。この第１１の実施の形態
において、図１４に示したものと同じ光波長変換素子15
は、その下側面15ｄが保持部品60の上面に接着される等
により、該保持部品60に固定されている。そしてこの保
持部品60は、光波長変換素子15の迷光20が入射する側の
端面15ａ、出射する側の端面15ｂにそれぞれ密接、ある
いは十分近接する位置において上方に突出した光吸収性
の遮光部60ａ、60ｂを有している。
【０１１９】上記の構成においては、図示のように端面
15ａから光波長変換素子15内に入射して素子下側面15ｄ
で反射した迷光20が、遮光部60ｂに吸収され、そこで遮
断される。あるいは、素子下側面15ｄのもっと端面15ａ
に近い位置で反射するような向きで該端面15ａに入射し
ようとする迷光20が、遮光部60ａに吸収され、そこで遮
断される。
【０１２０】なおこのようにして迷光20を吸収、遮断す
る場合、遮光部60ａ、60ｂが各々光波長変換素子15の端
面15ａ、15ｂにそれぞれ密接、あるいは十分近接してい
るならば、迷光20の光波長変換素子15内での進行方向が
素子下側面15ｄとなす角度をθ、光波長変換素子15の長
さをＬとして、遮光部60ａ、60ｂの素子下側面15ｄから
の幅ｄ５をｄ５＞（Ｌ／２）tanθとしておけば、迷光2
0を全て吸収、遮断することができる。その理由は、図
８に示した第６の実施の形態において、面取り部30ｇの
幅ｄ２をｄ２＞（Ｌ／２）tanθとすることの理由と同
じである。
【０１２１】なお上記の遮光部60ａ、60ｂは、いずれか
一方だけ形成されてもよい。ただしその場合は、素子下
側面15ｄと角度θをなす向きに進行して来る迷光20を全
て吸収、遮断するためには、上記幅ｄ５をｄ５＞Ｌ・ta
nθとしておく必要がある。したがってこの場合も、光
波長変換素子15が本来通過させるべき固体レーザビーム
18および第２高調波19（図１参照）に遮光部の影響が及
ぶことを回避するという点では、２つの遮光部60ａ、60
ｂを設ける方が好ましい。
【０１２２】以上、レーザ共振器内の光波長変換素子に
おける迷光遮断構造として構成された実施の形態につい
て説明したが、本発明の光学装置の迷光遮断構造はこの
種の光波長変換素子に限らず、共振器内部に配されるレ
ーザ結晶等のその他の光学部品の側面で反射する迷光が
問題となる場合にも適用可能であり、そのようにした場
合も上記と同様に発振光と迷光との干渉を防止して、出
力変動を防止できるという効果を奏する。
【０１２３】さらに本発明の光学装置の迷光遮断構造
は、レーザの共振器内に配される光学部品に限らず、例
えばＡＯＭ（音響光学光変調器）や、回折格子等のその
他の光学部品に対し特定角度で進行する迷光が発生し
て、それが光学部品の側面で反射して問題となる場合に
も適用可能であり、そのようにした場合も、該光学部品
を本来通過する光と迷光との干渉を防止できるという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による光学装置の迷
光遮断構造を示す概略側面図
【図２】図１の迷光遮断構造を拡大して示す概略側面図
【図３】図１の迷光遮断構造の作用を説明する図
【図４】本発明の第２の実施の形態による光学装置の迷
光遮断構造を示す概略側面図
【図５】本発明の第３の実施の形態による光学装置の迷
光遮断構造を示す概略側面図
【図６】本発明の第４の実施の形態による光学装置の迷
光遮断構造を示す概略側面図
【図７】本発明の第５の実施の形態による光学装置の迷
光遮断構造を示す概略側面図
【図８】本発明の第６の実施の形態による光学装置の迷
光遮断構造を示す概略側面図
【図９】本発明の第７の実施の形態による光学装置の迷
光遮断構造を示す概略側面図
【図１０】本発明の第８の実施の形態による光学装置の
迷光遮断構造を示す概略側面図
【図１１】本発明の第９の実施の形態による光学装置の
迷光遮断構造を示す概略側面図
【図１２】本発明の第１０の実施の形態による光学装置
の迷光遮断構造を示す概略側面図
【図１３】本発明の第１１の実施の形態による光学装置
の迷光遮断構造を示す概略側面図
【図１４】従来装置における迷光の発生を説明する図
【符号の説明】
13 固体レーザ結晶 14 共振器ミラー 15 光波長変換素子 15ａ、15ｂ 光波長変換素子の端面 15ｃ、15ｄ 光波長変換素子の側面 17 エタロン 20 迷光 30、30Ａ、30Ｂ、30Ｃ、30Ｄ、30Ｅ、30Ｆ、30Ｇ 光
波長変換素子 30ａ、30ｂ 光波長変換素子の端面 30ｃ、30ｄ 光波長変換素子の側面 30ｅ 光波長変換素子の切込み 30ｃ’、30ｄ’ 光波長変換素子の拡散面に加工され
た側面 30ｇ 光波長変換素子の面取り部 30ｈ 光波長変換素子の端面の拡散面 30ｊ 光波長変換素子の端面の吸収膜 40 保持部品 41 接着剤（吸収膜） 50 遮光部材 60 保持部品 60ａ、60ｂ 保持部品の遮光部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H042 AA09 AA11 AA15 AA21 2K002 AB12 CA03 DA01 DA20 GA10 HA20 5F072 AB20 FF03 JJ05 KK06 KK08 KK12 PP07 QQ02 RR01

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光軸と平行に所定の光ビームを通過させ
    る光学部品を備えた光学装置において、 前記光軸と角度をなして進行して前記光学部品の一端面
    から該光学部品に入射した迷光を遮断する構造であっ
    て、 前記光学部品の側面に切込みが設けられてなる光学装置
    の迷光遮断構造。
  2. 【請求項２】 前記切込みが、前記光学部品の長さ方向
    中央位置にだけ設けられ、 前記迷光の光学部品内での進行方向が光学部品側面とな
    す角度をθ、光学部品の長さをＬとしたとき、前記切込
    みの深さｄ１がｄ１＞（Ｌ／２）tanθとされているこ
    とを特徴とする請求項１記載の光学装置の迷光遮断構
    造。
  3. 【請求項３】 前記切込みが前記光学部品の長さ方向に
    亘って複数箇所に設けられていることを特徴とする請求
    項１記載の光学装置の迷光遮断構造。
  4. 【請求項４】 前記複数箇所の切込みが、前記光学部品
    の長さをＮ等分（２≦Ｎ）した領域の、該長さ方向中央
    位置にそれぞれ設けられ、 前記迷光の光学部品内での進行方向が光学部品側面とな
    す角度をθ、光学部品の長さをＬとしたとき、前記切込
    みの深さｄ１がｄ１＞（１／Ｎ）・（Ｌ／２）tanθと
    されていることを特徴とする請求項３記載の光学装置の
    迷光遮断構造。
  5. 【請求項５】 光軸と平行に所定の光ビームを通過させ
    る光学部品を備えた光学装置において、 前記光軸と角度をなして進行して前記光学部品の一端面
    から該光学部品に入射した迷光を遮断する構造であっ
    て、 前記光学部品の側面の少なくとも一部の領域が、前記迷
    光を拡散させる拡散面に加工されてなる光学装置の迷光
    遮断構造。
  6. 【請求項６】 前記拡散面が、サンドブラスト、粗研磨
    およびヤスリがけのうちの少なくとも１つにより加工さ
    れてなるものであることを特徴とする請求項５記載の光
    学装置の迷光遮断構造。
  7. 【請求項７】 光軸と平行に所定の光ビームを通過させ
    る光学部品を備えた光学装置において、 前記光軸と角度をなして進行して前記光学部品の一端面
    から該光学部品に入射し得る迷光を遮断する構造であっ
    て、 前記光学部品の前記一端面および／または他端面の辺縁
    部に、前記迷光を屈折させる面取り部が形成されてなる
    光学装置の迷光遮断構造。
  8. 【請求項８】 前記面取り部が前記一端面と他端面の一
    方のみに形成され、 前記迷光の光学部品内での進行方向が光学部品側面とな
    す角度をθ、光学部品の長さをＬとしたとき、前記面取
    り部の光学部品側面からの幅ｄ２が、ｄ２＞Ｌ・tanθ
    とされていることを特徴とする請求項７記載の光学装置
    の迷光遮断構造。
  9. 【請求項９】 前記面取り部が前記一端面と他端面の双
    方に形成され、 前記迷光の光学部品内での進行方向が光学部品側面とな
    す角度をθ、光学部品の長さをＬとしたとき、前記面取
    り部の光学部品側面からの幅ｄ２が、ｄ２＞（Ｌ／２）
    tanθとされていることを特徴とする請求項７記載の光
    学装置の迷光遮断構造。
  10. 【請求項１０】 光軸と平行に所定の光ビームを通過さ
    せる光学部品を備えた光学装置において、 前記光軸と角度をなして進行して前記光学部品の一端面
    から該光学部品に入射し得る迷光を遮断する構造であっ
    て、 前記光学部品の前記一端面および／または他端面の辺縁
    部に、前記迷光を拡散させる拡散面が形成されてなる光
    学装置の迷光遮断構造。
  11. 【請求項１１】 前記拡散面が前記一端面と他端面の一
    方のみに形成され、 前記迷光の光学部品内での進行方向が光学部品側面とな
    す角度をθ、光学部品の長さをＬとしたとき、前記拡散
    面の光学部品側面からの幅ｄ３が、ｄ３＞Ｌ・tanθと
    されていることを特徴とする請求項１０記載の光学装置
    の迷光遮断構造。
  12. 【請求項１２】 前記拡散面が前記一端面と他端面の双
    方に形成され、 前記迷光の光学部品内での進行方向が光学部品側面とな
    す角度をθ、光学部品の長さをＬとしたとき、前記拡散
    面の光学部品側面からの幅ｄ３が、ｄ３＞（Ｌ／２）ta
    nθとされていることを特徴とする請求項１０記載の光
    学装置の迷光遮断構造。
  13. 【請求項１３】 前記拡散面が、サンドブラスト、粗研
    磨およびヤスリがけのうちの少なくとも１つにより加工
    されてなるものであることを特徴とする請求項１０から
    １２いずれか１項記載の光学装置の迷光遮断構造。
  14. 【請求項１４】 光軸と平行に所定の光ビームを通過さ
    せる光学部品を備えた光学装置において、 前記光軸と角度をなして進行して前記光学部品の一端面
    から該光学部品に入射し得る迷光を遮断する構造であっ
    て、 前記光学部品の前記一端面および／または他端面の辺縁
    部に、前記迷光を吸収する吸収膜が形成されてなる光学
    装置の迷光遮断構造。
  15. 【請求項１５】 前記吸収膜が前記一端面と他端面の一
    方のみに形成され、 前記迷光の光学部品内での進行方向が光学部品側面とな
    す角度をθ、光学部品の長さをＬとしたとき、前記吸収
    膜の光学部品側面からの幅ｄ４が、ｄ４＞Ｌ・tanθと
    されていることを特徴とする請求項１４記載の光学装置
    の迷光遮断構造。
  16. 【請求項１６】 前記吸収膜が前記一端面と他端面の双
    方に形成され、 前記迷光の光学部品内での進行方向が光学部品側面とな
    す角度をθ、光学部品の長さをＬとしたとき、前記吸収
    膜の光学部品側面からの幅ｄ４が、ｄ４＞（Ｌ／２）ta
    nθとされていることを特徴とする請求項１４記載の光
    学装置の迷光遮断構造。
  17. 【請求項１７】 前記吸収膜が、金属蒸着膜、接着され
    た金属薄膜、および光学部品を保持する接着剤のうちの
    少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１４か
    ら１６いずれか１項記載の光学装置の迷光遮断構造。
  18. 【請求項１８】 光軸と平行に所定の光ビームを通過さ
    せる光学部品を備えた光学装置において、 前記光軸と角度をなして進行して前記光学部品の一端面
    から該光学部品に入射し得る迷光を遮断する構造であっ
    て、 前記光学部品の前記一端面および／または他端面の辺縁
    部に近接させて、前記迷光を遮光する遮光部材が配設さ
    れてなる光学装置の迷光遮断構造。
  19. 【請求項１９】 前記遮光部材が前記一端面と他端面の
    一方側のみに配設され、 前記迷光の光学部品内での進行方向が光学部品側面とな
    す角度をθ、光学部品の長さをＬとしたとき、前記遮光
    部材の光学部品側面からの幅ｄ５が、ｄ５＞Ｌ・tanθ
    とされていることを特徴とする請求項１８記載の光学装
    置の迷光遮断構造。
  20. 【請求項２０】 前記遮光部材が前記一端面と他端面の
    双方側に形成され、 前記迷光の光学部品内での進行方向が光学部品側面とな
    す角度をθ、光学部品の長さをＬとしたとき、前記遮光
    部材の光学部品側面からの幅ｄ５が、ｄ５＞（Ｌ／２）
    tanθとされていることを特徴とする請求項１８記載の
    光学装置の迷光遮断構造。
  21. 【請求項２１】 前記遮光部材が、前記光学部品の保持
    手段を兼ねていることを特徴とする請求項１８から２０
    いずれか１項記載の光学装置の迷光遮断構造。
  22. 【請求項２２】 前記光学部品が、レーザ共振器の内部
    に配されたものであることを特徴とする請求項１から２
    １いずれか１項記載の光学装置の迷光遮断構造。
  23. 【請求項２３】 前記光学部品が固体レーザ結晶である
    ことを特徴とする請求項２２記載の光学装置の迷光遮断
    構造。
  24. 【請求項２４】 前記光学部品が光波長変換素子である
    ことを特徴とする請求項２２記載の光学装置の迷光遮断
    構造。
  25. 【請求項２５】 前記迷光が、レーザ共振器の内部に配
    された光学要素で反射した光であることを特徴とする請
    求項２２から２４いずれか１項記載の光学装置の迷光遮
    断構造。
  26. 【請求項２６】 前記光学要素がエタロンであることを
    特徴とする請求項２５記載の光学装置の迷光遮断構造。
  27. 【請求項２７】 前記迷光が前記光学部品内でその側面
    に入射する角度が、全反射条件を満たす角度となってい
    ることを特徴とする請求項１から２６いずれか１項記載
    の光学装置の迷光遮断構造。
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