JP2003031882A - 自由電子レーザ共振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自由電子レーザ発生装置の共振器系およびレ
ーザ性能計測装置におけるアライメントを能率良く行う
ことができ、かつレーザ発振条件が変化しても再調整を
することなく利用することができるレーザ性能計測装置
を装備した自由電子レーザ共振器を提供する。 【解決手段】 第１共振器ミラー４と第２共振器ミラー
５の光軸中に可視光レーザを反射する反射ミラー６を出
し入れ可能に備え、第２共振器ミラーのカップリングホ
ールの直ぐ下流に自由電子レーザ光を分配する分配ミラ
ー８を備え、分配ミラーで反射した可視光レーザの光軸
上であってレーリー分散により広がった自由電子レーザ
の径が採光窓の位置で分光測定が可能になる距離に分光
器９を備える。なお、分光器９は第２共振器ミラー５の
出口からの光路長が共振器長のほぼ２倍以内になるよう
にすることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、共振器軸と電子ビ
ーム軌道を一致させるための位置調整とレーザ光特性測
定装置への光軸調整を容易に行うことができる自由電子
レーザ共振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】自由電子レーザ装置は、波長可変、高ピ
ーク出力、高波長選択性などの特徴を持つことから、物
理、化学、バイオ、医療など、広範囲の分野において広
く利用されることが期待されている。自由電子レーザは
アンジュレータなど挿入光源において共振する放射光と
電子ビームが相互作用を行うことによって発生するの
で、自由電子レーザを発振させるために共振器軸と電子
ビーム軌道を一致させる位置調整が必要である。

【０００３】また、自由電子レーザは発振条件が変化す
ると光波長、パルス形状、エネルギーなどレーザ特性が
変化するので、自由電子レーザ装置で発振した自由電子
レーザの波長を常時モニターしておくことは重要な課題
である。レーザ波長などレーザ特性の計測をするときに
は、レーザ利用装置に導光するために遮蔽壁外に自由電
子レーザ光を引き出したところに分配ミラーを設け、レ
ーザ光の一部を取り出してレーザ光性能評価室内に設置
した計測装置に導いていた。共振器ミラーのカップリン
グホールから取り出したレーザ光はすぐに拡散するの
で、光路の途中に放物面ミラーなどを用いた補償光学系
を設けレーザ光をほぼ平行光束にして、遠方まで伝送す
る間に減衰しないようにしている。このため、レーザ発
生装置からレーザ利用装置までの距離は所定の値より大
きくならざるを得ない。このため計測装置を自由電子レ
ーザの光軸に対して位置調整する必要がある。

【０００４】これらの調整は極めて精密に行う必要があ
るので熟練したオペレータが時間をかけて行うが、自由
電子レーザ装置は放射線発生装置であるため、遮蔽壁で
保護されており遮蔽壁内に人が立ち入ることはできな
い。従来、共振器軸と電子ビーム軌道の位置調整やレー
ザ特性測定装置の位置調整は、例えば図ｘ１に示すよう
な方法で行われていた。共振器軸と電子ビーム軌道を一
致させる位置調整は、１００μｍ程度の精度でアライメ
ントされたビーム位置モニターが用いられる。ホールカ
ップリング型の自由電子レーザ共振器では、ホールのな
い方の共振器ミラーを光軸から外して、ガイドレーザを
設置しカップリングホールに照準を併せることによりレ
ーザ光軸を共振器軸に合わせて、このガイドレーザ光を
利用してモニターの位置を調整していた。ところが、共
振器系を真空にするときにずれが生じてしまうため、運
転中の共振器軸は電子ビーム軌道と必ずしも一致してい
なかった。

【０００５】また、不可視光の自由電子レーザを計測装
置の採光窓に照射するように光軸合わせするには、自由
電子レーザの光軸と合致させた可視光のガイドレーザを
用いて光学系の位置調整をした後で、実際に発生させた
自由電子レーザを使用して精密な調整を行う。ところ
が、可視光レーザの光軸が自由電子レーザの光軸と完全
に一致することは難しい。また、カップリングホールか
ら計測装置までの距離が大きいため共振器位置における
わずかな誤差が大きな位置ずれとなる。まして、自由電
子レーザが不可視光であれば、見えないレーザに対して
試行錯誤で装置の位置調整をするために多大な時間と手
数が掛かる。さらに、自由電子レーザの条件が変わると
レーザ光軸が変化するおそれがあるのでレーザの調整を
行うたびに計測装置の位置調整を行う必要があった。ま
た、光学系の経時変化によりレーザ光軸が変化する場合
にも再調整を行う必要があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が解決
しようとする課題は、自由電子レーザ発生装置の共振器
系およびレーザ性能計測装置におけるアライメントを能
率良く行うことができる自由電子レーザ共振器を提供す
ることである。また、レーザ発振条件が変化しても再調
整をすることなく利用することができるレーザ性能計測
装置を装備した自由電子レーザ共振器を提供することで
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の自由電子レーザ共振器は、第１共振器ミラ
ーとカップリングホールを有する第２共振器ミラーから
なる共振器系の光軸中にカップリングホールに向けて可
視光レーザを反射する反射ミラーを出し入れ可能に備
え、カップリングホールの直ぐ下流に自由電子レーザ光
を透過と反射の２方向に分配する分配ミラーを備え、こ
の分配ミラーで反射した可視光レーザの光軸上であって
回折により広がった自由電子レーザの径が採光窓の位置
で分光測定が可能な程度であるような距離に分光器を備
えたことを特徴とする。なお、分光器は第２共振器ミラ
ーの出口からの光路長が共振器長のほぼ２倍以内になる
ようにすることが好ましい。

【０００８】本発明の自由電子レーザ共振器では、ガイ
ドレーザを自由電子レーザの光軸上に導入してカップリ
ングホールに照準を合わせることにより、ガイドレーザ
を共振器軸に合わせる。そこで、ガイド光線がカップリ
ングホールの通り抜けた直ぐ下流で分配ミラーに反射し
て照射する位置に分光器の採光窓を設置する。カップリ
ングホールを通過した自由電子レーザは回折により広が
るため、分光器までの距離が大きすぎると測定ができな
くなる。分光器までの距離は、分光器の採光窓の大きさ
や分光器の性能により決まり、分光器に入射するレーザ
の径があまり大きくならないようにする。

【０００９】カップリングホールから分光器までの光路
長を共振器長の約２倍以内にすれば、真空引きによりガ
イド光導入位置でたとえば０．５ｍｍ程度の偏差が生じ
たとしても、分光器入り口では１ｍｍ程度の誤差とな
り、分光器性能から十分に許容範囲内に収まる。なお、
共振器系を真空に保持したままガイドレーザを自由電子
レーザの光軸上に導入してカップリングホールに照準を
合わせるようにすればさらに位置調整精度が向上する。

【００１０】したがって、自由電子レーザが分光器まで
走行する距離が短くまたガイドレーザの照準を使用する
ため、自由電子レーザを的確に受光する位置に分光器を
据えることができる。さらに、自由電子レーザ光が拡散
する前に受光するため計器の採光窓が小さくても必要な
光を十分に入射させることができる。なお、ガイドレー
ザが共振器軸と多少の誤差を有する場合でも、分光器ま
での距離が小さいため自由電子レーザの光路と分光器の
採光窓の位置誤差は十分に小さい。また、運転中に発振
条件の変動があっても、分光器から自由電子レーザがは
ずれる心配がない。

【００１１】なお、分光器は挿入光源の近くに設置しな
ければならないが、分光器の位置調整はガイドレーザを
用いて行えばよく、自由電子レーザを用いた位置調整が
不要になる上、使用中に再調整する必要もないので、分
光器を放射線遮蔽壁内に設置することができる。したが
って、レーザ特性計測装置を収納するレーザ性能評価室
を特別に設ける必要もなくなる。

【００１２】本発明の自由電子レーザ共振器を用いれ
ば、計測器の位置調整も容易にかつ正確に行うことがで
き、自由電子レーザの利用装置で実験している最中に自
由電子レーザの性能を測定することができるから、実験
の結果を正確に解析することができる。

【００１３】なお、本発明の自由電子レーザ共振器の分
配ミラーは、円周上に所定の割合で透過窓と反射板を配
し、自由電子レーザ光と同期させて回転して、自由電子
レーザ光パルスごとに所定の割合で反射をさせるように
したものであってもよい。このような構造の分配ミラー
を使用すれば、レーザ利用装置に分配されるレーザ光は
そのまま透過するので、エネルギーなどに影響を受ける
ことがなく、また計測装置に分配されるレーザ光はその
分配率が透過窓と反射板の角度割合で正確に決定される
ので、測定結果の解析が簡単になる。

【００１４】また、反射ミラーには、自由電子レーザ光
軸に対して垂直の２方向にあおりを調整する機構を備え
るようにすることが好ましい。第２共振器ミラーに照射
されるレーザ光の位置を観察しながら、あおり調整機構
を操作して可視光レーザの向きを調整し、簡単にカップ
リングホールに照準が合うようにすることができる。

【００１５】なお、分配ミラーで取り出した一部の自由
電子レーザの光軸上にさらに分配ミラーを備えて、それ
ぞれの分配ミラーで分岐したレーザ光軸上にパワー測定
器やパルス波形測定装置を備えてもよい。レーザ光の特
性は特性ごとに異なる測定装置が使用されるが、上記分
光器と同じように、カップリングホールの直ぐ下流から
引き出した自由電子レーザを引き出した位置の直ぐそば
で利用するようにすれば、設置時や運転中に多少の位置
ずれがあっても必要な入射光を得て正しいデータを取得
することができる。

【００１６】さらに、可視光レーザを透過させると共に
透過した位置が目視できるスクリーン型ビーム位置モニ
ターを備えて、共振器系の軸中に出し入れできるように
してもよい。このようなビーム位置モニターは、たとえ
ば超耐熱・超耐寒性ポリイミドフィルム（たとえば東レ
デュポン株式会社の商品名カプトン）の片面にアルミニ
ウムあるいは鉄を蒸着させて中心に電子ビームが透過す
る小さなホールを開けたものを利用することができる。

【００１７】共振器軸と電子ビーム軌道の位置調整を行
うときに、ガイドレーザを共振器軸位置に導入してカッ
プリングホールに照準を合わせて、このスクリーン型ビ
ーム位置モニターを共振器軸位置に挿入すると、ビーム
位置モニターにおける共振器軸位置が目視で確認できる
ので、この軸位置にスクリーン型ビーム位置モニターの
電子ビーム透過窓の位置を合わせることができる。

【００１８】したがって、電子ビームを導入しモニター
の窓を電子ビームが通るように調整すれば、電子ビーム
軌道は共振器軸に一致することになる。なお、互いに離
れた２カ所でスクリーン型ビーム位置モニターを使った
調整をすれば、より正確に位置合わせができる。なお、
このスクリーン型ビーム位置モニターはレーザ特性測定
装置と独立に使用することもできることはいうまでもな
い。

【００１９】本発明の自由電子レーザ共振器はホールカ
ップリング方式の共振器ミラー系に限らず、ミラーカッ
プリング方式やブリュースタープレート出力カップリン
グ方式など他の共振器ミラー系であっても、レーザ取り
出し直後に分配ミラーを設置し当業者にとって容易な改
変を施すことにより同様に使用できることはいうまでも
ない。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下実施例を用いて本発明を詳細
に説明する。図１は第１の実施例の自由電子レーザ共振
器の構成図、図２は本実施例に用いる反射ミラーの軸調
整機構を説明する平面図、図３は第２の実施例に使用す
る光分配ミラーの斜視図、図４は第３の実施例の構成
図、図５は第４の実施例の構成図である。

【００２１】

【実施例１】本実施例の自由電子レーザ共振器は、図１
に示すように、挿入光源１を挟んで第１共振器ミラー４
と第２共振器ミラー５が配置された共振器系であって、
さらにガイドレーザ用の反射ミラー６と分配ミラー８を
備えている。第１共振器ミラー４は全反射鏡であり、第
２共振器ミラー５は中心部にカップリングホールを備え
て反射光の一部が裏側に透過して自由電子レーザ光とし
て放出されるようになっている。第１共振器ミラー４と
反射ミラー６は第１ミラーチャンバ２に収納され、第２
共振器ミラー５と分配ミラー８は第２ミラーチャンバ３
に収納されている

【００２２】反射ミラー６は、第１共振器ミラー２と第
２共振器ミラー３を結ぶ共振器軸上の位置に出し入れで
きるように設備されており、光軸上に配置されたときに
ミラーチャンバ２の外部に設けられた可視光レーザ発生
器７から入射する可視光レーザを共振器軸の方向に反射
する。なお、図２に示すように、反射ミラー６にはミラ
ーチャンバ２の外側から水平方向と垂直方向に向きを調
整することができるあおり調整機構を備えている。

【００２３】この可視光レーザは第２共振器ミラー５の
カップリングホールに照射するように光軸を合わせるこ
とにより共振器軸に合致させることができる。共振器軸
と光軸が一致した可視光レーザは、カップリングホール
を透過して自由電子レーザの光軸に沿って走行するの
で、目には見えない自由電子レーザの光軸を可視化する
ガイドレーザとして利用することができる。なお、真空
引きにより軸ずれが生じたときには、あおり調整機構を
用いて反射ミラー６の向きを微調整してガイドレーザが
カップリングホールを透過するようにすることができ
る。

【００２４】本実施例では第１共振器ミラー４を待避さ
せずに、反射ミラー６を位置調整が済んだ第１共振器ミ
ラー４と第２共振器ミラー５の間にそのまま挿入するの
で、従来のように共振器ミラーを再調整するときに光軸
がずれて照準が狂うようなことがない。また、ミラーチ
ャンバを真空引きしたままガイドレーザで調整すること
ができる場合は、真空引きによる位置ずれの心配がな
い。

【００２５】第２共振器ミラー５のカップリングホール
を通過したガイドレーザは、分配ミラー８に照射して、
一部が反射してミラーチャンバ３の外に出射する。分配
ミラー８で反射したガイドレーザが採光窓に入射するよ
うに分光器９を設置する。ただし、第２共振器ミラー５
から分光器９までの光路長が第１共振器ミラー４と第２
共振器ミラー５の距離に当たる共振器長の２倍より小さ
くなるような位置に配置することが好ましい。

【００２６】このように自由電子レーザの光軸を可視化
するガイドレーザを使用して分光器のアライメントをと
るが、計測装置までの光路長が短いため、ガイドレーザ
と自由電子レーザの光軸が多少ずれることがあっても、
計測装置の位置における自由電子レーザの入射位置のず
れは大きくならず、分光器は確実にかつ容易に自由電子
レーザが入射するような位置に調整することができる。

【００２７】なお、レーザ光は小さなカップリングホー
ルから出射すると急激に拡散する。たとえば、波長が１
０μｍのレーザを径１ｍｍの穴から出射させると、５０
ｃｍの距離でほぼ１ｃｍの径まで広がってしまう。しか
し、本実施例の自由電子レーザ共振器では分光器までの
距離が近いので、測定器に入射する自由電子レーザの光
量は測定結果を得るのに十分である。

【００２８】また、第２共振器ミラー５から分光器９ま
での光路長を共振器長の２倍より小さくすると、真空引
きに伴いガイドレーザの導光位置で自由電子レーザ光と
の位置ずれが０．５ｍｍ程度生じたとしても分光器の位
置で１ｍｍ以下の位置誤差にしかならない。したがっ
て、本実施例の自由電子レーザ共振器のレーザ特性測定
装置では、１ｍｍ程度の精度で自由電子レーザ光の導光
調整が可能となる。この程度の誤差であれば、計測がで
きない程には分光器９の採光窓から外れることにはなら
ない。

【００２９】なお、分配ミラー８を透過したガイドレー
ザは自由電子レーザと同じ軌道をたどってユーザルーム
に導かれ、レーザ利用装置の位置調整に用いられる。上
記説明では、分配ミラー８における反射光を計測装置に
導き、透過光をユーザルームに導いたが、反射光をユー
ザルームに導き、透過光を計測装置に導いても良いこと
はいうまでもない。

【００３０】

【実施例２】本実施例の自由電子レーザ共振器は、第１
の実施例に対して分配ミラー８に透過窓を有する反射板
で形成した回転円盤を用いたことだけが異なるものであ
るから、回転円盤の構成のみを説明する。図３は、本実
施例に使用する光分配ミラーの斜視図である。本実施例
の自由電子レーザ共振器の分配ミラー１０は、円周上に
所定の割合で透過窓１１と反射板１２を配し、回転モー
タ１３により自由電子レーザ光と同期回転させることに
より、入射する自由電子レーザを所定の割合で反射をさ
せるようにしたものである。

【００３１】本実施例の分配ミラー１０によれば、レー
ザ利用装置に分配されるレーザ光は空間をそのまま通過
するので、エネルギーなどに影響を受けることがなく、
また計測装置に分配されるレーザ光はその分配率が透過
窓１１と反射板１２の角度割合で正確に決定されるの
で、測定結果の解析が簡単になる。また、分配ミラー１
０の材料は自由電子レーザ光を全反射するものであれば
よく、特殊な材料を必要としない。なお、本実施例の回
転式分配ミラー１０は、第２共振器ミラーと別に設けた
ミラーチャンバに収納して運転するようにして、第２共
振器ミラーに分配ミラーの回転に伴う振動が影響を与え
ないようにしても良い。

【００３２】

【実施例３】本実施例の自由電子レーザ共振器は、第１
および第２の実施例に対して分配ミラーから分光器まで
の光路の途中に分配ミラーをいくつか備え、自由電子レ
ーザ光を分岐して他の計測装置を導入したものである。
図４は、本実施例の構成図である。簡単のため、図１と
図２に示した実施例と同じ構成については同じ参照番号
を用いて説明を簡約し、異なる部分のみを説明する。

【００３３】分配ミラー８，１０によってミラーチャン
バ３から取り出されたモニター用レーザ光が分光器９に
到達するまでの光路中に、レーザ光の一部を反射する第
２の分配ミラー２１が設けられる。この第２分配ミラー
２１で反射したレーザ光の先にはパワーメータ２２が設
置されている。また、第２分配ミラー２１とパワーメー
タ２２の間に、第３の分配ミラー２３を設けてここで反
射したレーザ光を波形モニター２４に入射させるように
してもよい。

【００３４】第２共振器ミラー５からこれらの計測装置
までの光路長は、それぞれ共振器長の２倍より小さくす
ることが好ましい。これら計測装置の位置調整は、レー
ザ発生装置７から放射される可視光レーザを反射ミラー
６により共振器軸に一致させるようにしたガイドレーザ
を用いて行うことができる。なお、分配ミラー２１，２
３は、第２の実施例において使用されるような透過窓と
反射板を備えた回転円盤式分配ミラーであっても良いこ
とはいうまでもない。

【００３５】なお、分光器９、パワーメータ２２、波形
モニター２４などの配置はそれぞれの位置を交換しても
よい。また、必要に応じて、分配ミラーを追加して計測
装置を増加させることもできる。これらのレーザ特性計
測装置はいずれも実際に使用している自由電子レーザの
一部を取り出して使用状態のレーザ特性を測定すること
ができる。

【００３６】

【実施例４】本実施例の自由電子レーザ共振器は、共振
器系中の電子ビーム軌道上にスクリーン型ビーム位置モ
ニターを挿入できるようにしたところに特徴がある。図
５は、本実施例の構成図である。簡単のため、図１ない
し図４に示した実施例と同じ構成については同じ参照番
号を用いて説明を簡約し、異なる部分のみを説明する。

【００３７】本実施例の自由電子レーザ共振器は、電子
ビームが通過するアンジュレータあるいはウィグラーの
部分３０にビーム位置モニターを備える。図５ではビー
ム位置モニターを２式備えている。ビーム位置モニター
は、モニタースクリーン３１，３５と、モニタースクリ
ーンを電子ビーム軌道軸位置に出し入れするスクリーン
駆動装置３２，３６と、モニタースクリーンの光点を観
察するカメラ３３，３７を備える。

【００３８】モニタースクリーン３１，３５は、たとえ
ば超耐熱・超耐寒性ポリイミドフィルム（東レデュポン
株式会社の商品名カプトンなど）の板の片面にアルミニ
ウムあるいは鉄を蒸着し蒸着膜の中央部の光軸に当たる
位置にたとえば１ｍｍ程度の透過穴を設けたものであ
る。モニタースクリーン３１，３５は、可視光レーザ発
生装置から放射されるガイドレーザ３８が当たると散乱
光により照射位置がカメラ３３，３７を介して観察で
き、また電子ビーム３９が金属部に衝突するとトランジ
ションエミッションにより発光するので電子ビーム軸の
位置が確認できる。

【００３９】電子ビーム軌道の位置調整は、ガイドレー
ザ３９を共振器軸上に導入し、モニタースクリーン３
１，３５を共振器軸上に挿入して、ガイドレーザ３８の
照射位置がモニタースクリーン３１，３５の透過穴と一
致するように位置調整装置３２，３６を用いてモニター
スクリーン３１，３５の位置を調整する。こうしてモニ
タースクリーン３１，３５の透過穴を共振器軸と一致さ
せてから、電子ビーム３９を導入して、電子ビーム上流
側のモニタースクリーン３５に現れる軌道位置を観察し
ながら電子ビーム軌道を調整して、透過穴を通過するよ
うにする。さらに下流側のモニタースクリーン３１につ
いても電子ビーム軌道が透過穴を通過するように電子ビ
ーム軌道を調整すると、共振器軸と電子ビーム軌道が正
確に合致して、自由電子レーザが的確に発生するように
なる。

【００４０】ガイドレーザ３８は第２共振器ミラー５の
カップリングホールを通過て自由電子レーザ軸上を走行
するので、計測装置やレーザ利用装置のアライメントに
利用することができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明の自由電子レーザ共振器は、自由
電子レーザの特性計測装置を自由電子レーザ発生装置の
直ぐ傍らに設けるので、レーザ光の拡散が小さくまたガ
イドレーザと自由電子レーザの光軸誤差が小さくなるの
で、一旦設置すれば再調整をする必要が少なく、放射線
遮蔽壁内に設置することができる。このため、レーザ性
能評価室を設ける必要がなく、レーザ発生装置を収納す
る施設を小型にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の自由電子レーザ共振器の
構成図である。

【図２】本実施例に用いる反射ミラーの軸調整機構を説
明する平面図である。

【図３】本発明の第２実施例に使用する光分配ミラーの
斜視図である。

【図４】本発明の第３実施例の自由電子レーザ共振器の
構成図である。

【図５】本発明の第４実施例の自由電子レーザ共振器の
構成図である。

【図６】従来の共振器系アライメントにおける誤差を説
明する平面図である。

【符号の説明】

１ アンジュレータ ２，３ 共振器チャンバー ４，５ 共振器ミラー ６ 反射ミラー ７ 可視光レーザ発生器 ８ 分配ミラー ９ 分光器 １０ 分配ミラー １１ 透過窓 １２ 反射板 １３ 回転モータ ２１，２３ 分配ミラー ２２ パワーメータ ２３ 波形モニター ３０ 挿入光源 ３１，３５ モニタースクリーン ３２，３６ スクリーン駆動装置 ３３，３７ カメラ ３８ ガイドレーザ ３９ 自由電子レーザ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F072 JJ12 KK06 KK15 MM14 MM17 PP06

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自由電子レーザ光を全反射する第１の共
   振器ミラーと一部のレーザ光を透過する第２の共振器ミ
   ラーを対向して配置した共振器系において、前記第１共
   振器ミラーと第２共振器ミラーの間の自由電子レーザの
   光軸中に出し入れ可能に外部から導光される可視光レー
   ザを反射する反射ミラーであって自由電子レーザの光軸
   に挿入されたときに前記可視光レーザを前記光軸に一致
   するように反射する反射ミラーを備え、前記第２共振器
   ミラーの下流における自由電子レーザの光軸上に自由電
   子レーザ光を透過と反射の２方向に分配する分配ミラー
   を備え、分光器を前記分配ミラーで一部取り出した可視
   光レーザの光軸上であって採光窓における前記自由電子
   レーザの径がレーザ特性を測定できる程度以上に広がら
   ない距離に備えたことを特徴とする自由電子レーザ共振
   器。
2. 【請求項２】 前記分光器を設置する距離は、前記第２
   共振器ミラーの出口から該分光器までの光路長が共振器
   長のほぼ２倍以内になる距離であることを特徴とする請
   求項１記載の自由電子レーザ共振器。
3. 【請求項３】 前記分配ミラーが、円周上に所定の割合
   で透過窓と反射板を配し、自由電子レーザ光と同期させ
   て回転して、自由電子レーザ光パルスごとに所定の割合
   で反射をさせるものであることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の自由電子レーザ共振器。
4. 【請求項４】 前記反射ミラーが、自由電子レーザ光軸
   に対して垂直の２方向にあおりを調整する機構を備え
   て、前記可視光レーザの向きを調整できるようにしたこ
   とを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の自由
   電子レーザ共振器。
5. 【請求項５】 前記分配ミラーで取り出した一部の自由
   電子レーザの光軸上にさらに１個以上の分配ミラーを備
   えて該自由電子レーザ光を分岐し、該分岐したレーザ光
   のそれぞれの光軸上にパワー測定器とパルス波形測定装
   置のいずれか１式を備えることを特徴とする請求項１か
   ら４のいずれかに記載の自由電子レーザ共振器。
6. 【請求項６】 さらに、前記可視光レーザを透過させる
   と共に透過した位置が目視できるスクリーン型ビーム位
   置モニターを前記共振器系の電子ビーム軌道の軸中に出
   し入れ可能に備えることを特徴とする請求項１から５の
   いずれかに記載の自由電子レーザ共振器。
7. 【請求項７】 自由電子レーザ光を全反射する第１の共
   振器ミラーと一部のレーザ光を透過する第２の共振器ミ
   ラーを対向して配置した共振器ミラー系において、前記
   第１共振器ミラーと第２共振器ミラーの間の自由電子レ
   ーザの光軸中に出し入れ可能に外部から導光される可視
   光レーザを反射する反射ミラーであって自由電子レーザ
   の光軸に挿入されたときに前記可視光レーザを前記光軸
   に一致するように反射する反射ミラーを備え、前記可視
   光レーザを透過させると共に透過した位置が目視できる
   スクリーン型ビーム位置モニターを前記共振器系の電子
   ビーム軌道の軸中に出し入れ可能に備えることを特徴と
   する自由電子レーザ共振器。
8. 【請求項８】 前記共振器ミラー系がホールカップリン
   グによりレーザ光を出力するものであり、前記第２共振
   器ミラーが中心部にカップリングホールを有することを
   特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の自由電子
   レーザ共振器。