JP2003078194A - 固体レーザーのレンズ効果矯正装置、及び、そのレンズ効果矯正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】断熱材と光源の両原因を調和的に整合させて、
スラブの温度分布を調整して、スラブのレンズ効果を削
減すること。 【解決手段】固体レーザー発振媒体11を支持する媒体支
持体1と、媒体支持体1に対して支持され光源32を支持す
る光源支持体13と、媒体支持体1と固体レーザー発振媒
体11との間に介設される断熱体56と、光源支持体13に対
して光源32の角度を調整することにより、光源32から生
成される励起用光ビームの有効中心面55の角度を幾何学
的に調整する調整機構とから構成されている。断熱体56
は、固体レーザー発振媒体11の外面のうち励起用光ビー
ムを受ける受光面に交叉する交叉面と媒体支持体１との
間に介設されている。固体レーザー発振媒体11特にその
表面側領域の熱分布の不均一性の一つの重要な原因は、
断熱体56の存在である。断熱体56の存在による熱分布の
不均一性は、励起用ビームの照射角度特に照射角度に依
存する入射エネルギー密度の不適正さに強く依存する。
励起用ビームの照射角度の調整である幾何学的調整によ
り、その不均一性が有効に矯正される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体レーザーのレ
ンズ効果矯正装置、及び、そのレンズ効果矯正方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】孔開け、溶接のような加工、露光、改質
のような表面処理のために、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーのよ
うな固体レーザー装置が用いられる。このような固体レ
ーザー装置として、レーザー発振器又は種レーザーを更
に増幅するレーザー増幅器が知られている。レーザー増
幅器では、その増幅用励起のために、高出力型の半導体
レーザーが光源として用いられる。その光源の出力を十
分に用いるために集光用レンズ又は光学的ダクトが用い
られる。光学的高エネルギーを受けるスラブ（ブリュー
スタ角が両端面に与えられる固体媒質）は、高温化す
る。増幅用光の照射を受けて高温化する固体発振媒体で
あるスラブは、その熱分布に起因するレンズ効果を受け
る。レンズ効果を減殺するために、スラブを冷却するこ
とと、増幅用光のスラブに対する照射分布を適正にする
こととが必要である。増幅用光のスラブに対する照射を
適正にするために、シリンドリカルレンズ又は光学的ダ
クトが用いられている。

【０００３】照射エネルギーを有効に用いるためのシリ
ンドリカルレンズ又は光学的ダクトにより光照射の分布
をスラブの全面に対して適正に調整することは困難であ
る。高温化するスラブとそのスラブを支持する支持体と
の間には、断熱材が介設される。断熱材は、これが接合
するスラブの両側面（光軸に平行である両側面）の側で
そのスラブの温度に影響する。断熱材は、増幅用光源の
光学的エネルギーを受ける。断熱材の存在に起因するス
ラブの温度分布は、増幅用光源の光学的エネルギーの照
射範囲に起因するスラブの温度分布に互いに相関する。

【０００４】断熱材と光源の両原因を調和的に整合させ
て、スラブの温度分布を調整して、スラブのレンズ効果
を削減することが求められる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、断熱
材と光源の両原因を調和的に整合させて、スラブの温度
分布を調整して、スラブのレンズ効果を削減することが
できる固体レーザーのレンズ効果矯正装置、及び、その
レンズ効果矯正方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中に現れ
る技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添
記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複
数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実
施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特
に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現さ
れている技術的事項に付せられている参照番号、参照記
号等に一致している。このような参照番号、参照記号
は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の
技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このよ
うな対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の
形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されるこ
とを意味しない。

【０００７】本発明による固体レーザーのレンズ効果矯
正装置は、固体レーザー発振媒体（１１）を支持する媒
体支持体（１）と、媒体支持体（１）に対して支持され
光源（３２）を支持する光源支持体（１３）と、媒体支
持体（１）と固体レーザー発振媒体（１１）との間に介
設される断熱体（５６）と、光源支持体（１３）に対し
て光源（３２）の角度を調整することにより、光源（３
２）から生成される励起用光ビームの有効中心面（５
５）の角度を幾何学的に調整する調整機構とから構成さ
れている。断熱体（５６）は、固体レーザー発振媒体
（１１）の外面のうち励起用光ビームを受ける受光面に
交叉する交叉面と媒体支持体（１）との間に介設されて
いる。固体レーザー発振媒体（１１）特にその表面側領
域の熱分布の不均一性の一つの重要な原因は、断熱体
（５６）の存在である。断熱体（５６）の存在による熱
分布の不均一性は、励起用ビームの照射角度特に照射角
度に依存する入射エネルギー密度の不適正さに強く依存
する。励起用ビームの照射角度の調整である幾何学的調
整により、その不均一性が有効に矯正される。励起用ビ
ームが独立して複数が用いられれば、その矯正はより容
易であり、且つ、効果的である。入出力面がブリュース
タ角度面（１２）に形成されるレーザー再増幅媒体とし
て固体レーザー発振媒体（１１）が用いられる場合に、
本発明による固体レーザーのレンズ効果矯正装置の矯正
効果は特に有効である。

【０００８】より具体的には、有効中心面（５５）は受
光面に直交し、既述の交叉面は受光面に直交している。
受光面は冷却用媒体の通路（３６）を形成し、通路（３
６）は受光面と光透過窓（３５）の内面との間に形成さ
れている。冷却に不均一性がある場合にも、既述の幾何
学的調整は有効である。

【０００９】その調整機構は、媒体支持体（１）に対し
て相対的に固定されて支持される調整機構本体（１３、
既述の光源支持体に一致可能）と、調整機構本体（１
３）に支持される回転軸（１７）とを備え、光源（３
２）は回転軸（１７）に支持されている。回転軸（１
７）は、手動、又は機械的要素を介して手動により回転
されることが好ましい。その調整機構は、調整機構本体
（１３）に支持されるマイクロメータ（２５）と、回転
軸（１７）に支持され回転可能である回転腕（２１）と
を更に備えている。マイクロメータの線形可動部分の動
作端が回転腕（２１）に接触する。マイクロメータの可
動部分はその本体に対して、バックラッシュが非常に小
さく、微小運動が可能であり、光軸調整用機器として好
適に利用されている。マイクロメータは、第１マイクロ
メータ（２５）と第２マイクロメータ（２６）との２つ
が用いられることが好ましい。２つの使用により、回転
腕（２１）を微妙に回転させた回転位置で確実に固定す
ることができる。この場合、第１マイクロメータ（２
５）の動作端と第２マイクロメータ（２６）の動作端と
は、回転軸（１７）の両側で回転腕（２１）にそれぞれ
に接触する。光源が複数組用いられる場合、このような
調整機構は２組が用いられ、更に、左右対称に４組が用
いられる。調整機構が回転軸（１７）に軸結合するサー
ボモータ（８５）を更に備えることは好ましい。

【００１０】本発明による固体レーザーのレンズ効果矯
正装置は、シードレーザー（７２）を発振する発振器
（７１）と、シードレーザー（７２）を固体レーザー発
振媒体（１１）に導入する光学系（７４）と、固体レー
ザー発振媒体（１１）から出力される再増幅レーザー
（７６）を受光するＣＣＤカメラ（７７）と、ＣＣＤカ
メラ（７７）により生成される再増幅レーザー（７６）
の断面を表示するビームプロファイラ（７８）とが更に
追加されることが好ましい。ビームプロファイラ（７
８）に表示する再増幅レーザー（７６）の断面を見なが
ら、励起用光源（３２）の角度を調整することにより、
レンズ効果を容易に矯正し解消することができる。光軸
高さを調整することができる光軸高さ調整機構を持つコ
リメータ（７３）の追加は、特に好ましい。一方のブリ
ュースタ面から入射し他方のブリュースタ面から出射す
るレーザービームの光軸を励起光の入射面に直交する方
向に移動させてその光軸の位置を調整し、且つ、ビーム
直径を拡大し又は縮小することにより、ブリュースター
面の全域で再増幅レーザービームの断面のプロファイル
を調整することができ、レーザーレンズ効果の発現をよ
り最小化することができる。

【００１１】本発明による固体レーザーのレンズ効果矯
正方法は、励起用ビームが入射し冷却用媒体が接触する
入射面（６１）と、入射面（６１）に交叉し断熱体（５
６）が接合する接合面（６２）と、光軸線に交叉するブ
リュースタ面（１２）とを有する固体レーザー発振媒体
（１１）のレンズ効果を矯正する固体レーザーのレンズ
効果矯正方法であり、励起用光ビームを入射面（６１）
を通して固体レーザー発振媒体（１１）に入射するステ
ップと、固体レーザー発振媒体（１１）にブリュースタ
面（１２）を通してシードレーザー（７２）を入射する
ステップと、固体レーザー発振媒体（１１）からブリュ
ースタ面（１２）を通されて出力される再増幅レーザー
（７６）の断面をＣＣＤカメラ（７７）で撮影するステ
ップと、その断面をビームプロファイラ（７８）に表示
するステップと、ビームプロファイラ（７８）に表示さ
れる断面の歪みに対応して励起用光ビームを固体レーザ
ー発振媒体（１１）に入射する入射方向を調整するステ
ップとから形成されている。励起用光ビームは、第１励
起用光ビームと第２励起用光ビームとから形成され、入
射方向を調整するステップは、第１励起用光ビームと第
２励起用光ビームの一方又は両方の入射方向を調整する
ことにより、光軸方向に直交する方向の中央よりに入射
面（６１）に入射する励起用光ビームのエネルギー密度
を相対的に高くするか、又は、光軸方向に直交する方向
の外側よりに入射面（６１）に入射する励起用光ビーム
のエネルギー密度を高くするステップを備えている。

【００１２】

【発明の実施の形態】図に対応して、本発明による固体
レーザーのレンズ効果矯正装置の実施の形態は、スラブ
支持コラムが基盤とともに設けられている。そのスラブ
支持コラム１は、図１に示されるように、基体定盤２に
固定されて基体定盤２から立ち上がっている。スラブ支
持コラム１は、Ｌ型固定板を介して基体定盤２に剛構造
に固定されている。そのＬ型固定板は、水平部分３と鉛
直部分４とから形成されている。水平部分３は基体定盤
２の上面に複数のボルト５により強固に接合し、鉛直部
分４はスラブ支持コラム１の鉛直面に複数のボルト６に
より強固に接合している。

【００１３】スラブ支持コラム１には、固体レーザー媒
体取付台７が一体的に備わっている。固体レーザー媒体
取付台７には、固体レーザー媒体挟持器（スラブホル
ダ）８がボルト９により固定されている。固体レーザー
媒体挟持器８は、光軸方向に適正に長く延びる固体レー
ザー媒体１１を冷却水シール用のシリコンゴムを介して
間接的に挟持している。固体レーザー媒体１１は、図２
に示されるように、光軸Ｌに斜めに交叉するブリュース
タ両端面１２を有していて、スラブ型に形成されてい
る。

【００１４】励起用光源支持体１３は、図１に示される
ように、結合部分１４を介してスラブ支持コラム１に結
合している。１鉛直面上で水平方向に延びて互いに平行
である第１回転軸心線１５と第２回転軸心線１６をそれ
ぞれに有する上方側回転軸１７と下方側回転軸１８と
が、励起用光源支持体１３に支持されている。上方側回
転軸１７と下方側回転軸１８は、それぞれに光軸Ｌに平
行である。上方側回転軸１７と下方側回転軸１８は、図
２に示されるように、それぞれに両側でナット１９によ
り挟まれて励起用光源支持体１３に回転自在に支持され
ている。上方側回転腕２１と下方側回転腕２２は、それ
ぞれの中心部位で、上方側回転軸１７と下方側回転軸１
８に結合して固定されている。

【００１５】光軸Ｌに直交する直交方向にそれぞれに延
びる上方側マイクロメータ支持板２３と下方側マイクロ
メータ支持板２４は、励起用光源支持体１３に固定され
ている。光軸Ｌに直交する直交方向に並ぶ上方側第１マ
イクロメータ２５と上方側第２マイクロメータ２６が、
上方側マイクロメータ支持板２３に固定されている。上
方側第１マイクロメータ２５と上方側第２マイクロメー
タ２６のそれぞれの線形可動部分は、鉛直方向に上方側
マイクロメータ支持板２３に対して変位可能である。光
軸Ｌに直交する直交方向に並ぶ下方側第１マイクロメー
タ２７と下方側第２マイクロメータ２８が、下方側マイ
クロメータ支持板２４に固定されている。

【００１６】下方側第１マイクロメータ２７と下方側第
２マイクロメータ２８のそれぞれの線形可動部分は、鉛
直方向に下方側マイクロメータ支持板２４に対して変位
可能である。上方側第１マイクロメータ２５と上方側第
２マイクロメータ２６のそれぞれの線形可動部分の下端
面は、図３に示されるように、上方側回転腕２１の両側
回転部位の上面に摺動的に接触している。下方側第１マ
イクロメータ２７と下方側第２マイクロメータ２８のそ
れぞれの線形可動部分の上端面は、下方側回転腕２２の
両側回転部位の下面に摺動的に接触している。上方側回
転腕２１は、上方側第１マイクロメータ２５と上方側第
２マイクロメータ２６の回転部分の反対方向の微小回転
により、上方側回転軸１７と同体に微小回転する。下方
側回転腕２２は、下方側第１マイクロメータ２７と下方
側第２マイクロメータ２８の回転部分の反対方向の微小
回転により、下方側回転軸１８と同体に微小回転する。
上方側回転腕２１は、下方側回転腕２２と独立に回転す
ることができる。

【００１７】上方側光源支持枠２９は、図２に示される
ように、上方側回転軸１７に同体的に結合している。下
方側光源支持枠３１は、下方側回転軸１８に同体的に結
合している。光軸Ｌに平行である光軸方向に並ぶ上方側
２光源要素３２は、上方側光源支持枠２９に固定されて
支持されている。上方側２光源要素３２のそれぞれは、
ＬＤの単体又はＬＤの集合として構成されている。光軸
方向に並ぶ下方側２光源要素３３（図に現れず）は、下
方側光源支持枠３１に固定されて支持されている。下方
側２光源要素３３のそれぞれは、ＬＤの単体又はＬＤの
集合として構成されている。

【００１８】図２に示されるように、光軸Ｌに直交する
方向に固体レーザー媒体１１を支持するスラブ支持コラ
ム１の部分の媒体支持体の光軸直交方向対向部分３５
は、透明ガラス（例示：石英ガラス）で形成されてい
る。光軸直交方向対向部分３５と固体レーザー媒体１１
との間には、光軸方向に延びる冷却媒体通過隙間３６が
固体レーザー媒体１１の両側面に設けられている。光軸
方向に対向する両側に、冷却媒体通過隙間３６に接続す
る行き冷却媒体通路３７と戻り冷却媒体通路３８が配置
されて設けられている。行き冷却媒体通路３７の端部に
は、冷却媒体供給管３９が取り付けられている。戻り冷
却媒体通路３８の端部には、冷却媒体排出管４１が取り
付けられて設けられている。

【００１９】上方側光源支持枠２９と下方側光源支持枠
３１から固体レーザー媒体１１に向かう励起用光放射領
域には、光軸方向に対向し更に鉛直方向に対向する励起
用光集光ダクト４３が、図１に示されるように、配置さ
れている。

【００２０】既述の配置構造は、図１と図２に示される
ように、光軸Ｌを含む鉛直面に対して面対称に形成され
ている。

【００２１】図４は、固体レーザー媒体挟持器８の詳細
構造を示している。固体レーザー媒体挟持器８のスラブ
ホルダー本体４４は、光軸方向に直交する方向に２分割
されている。その２分割体は、光軸方向に直交する方向
に図示されていないボルトにより結合している。スラブ
ホルダー本体４４のその２分割体に挟まれてセラミック
板４５が配置されている。セラミック板４５とスラブホ
ルダー本体４４の間に、第１介在体４６と第２介在体４
７とが介設されている。第１介在体４６と第２介在体４
７とは、皿ビス４８，４９によりスラブホルダー本体４
４に結合している。第２介在体４７には、斜面５１が形
成されている。斜面５１に、既述の透明の光軸直交方向
対向部分３５が面着的に接合している。

【００２２】光軸方向に直交する方向に配置されている
２枚のセラミック板４５の間に、固体レーザー媒体１１
が嵌め込まれている。固体レーザー媒体１１の両側面と
両側の光軸直交方向対向部分３５の内側面との間に、既
述の冷却媒体通過隙間３６が設けられている。第１介在
体４６の内側面とセラミック板４５の外側面との間に第
１パッキング５２が介設されている。光軸直交方向対向
部分３５の内側面と第１介在体４６の外側面との間に、
第２パッキング５３が介設されている。第１パッキング
５２と第２パッキング５３との間に挟まれている第１介
在体４６は、ポリカーボネートで形成されている。第１
パッキング５２と第２パッキング５３とは、密着性と非
腐食性の点で、冷却媒体通過隙間３６の中の冷却用媒体
液の漏れを有効に防止している。

【００２３】セラミック板４５と固体レーザー媒体１１
との間には、励起用光の有効中心面５５と光軸Ｌとに平
行である上下面に密着する断熱体５６が介設されてい
る。断熱体５６は、詳しくは後述されるように、固体レ
ーザー媒体１１の上下面領域の熱の逃げを有効に防止す
る。断熱体５６の材料は、シリコンゴムが好適である。

【００２４】図５は、既述の構造を原理構造的に示して
いる。励起用光集光ダクト４３の前方にシリンドリカル
レンズ５０が追加されている。上方側２光源要素３２と
下方側２光源要素３３とから、励起用光が２段的にそれ
ぞれに概ね光円錐状に、今の場合特に、扁平扇状に放射
される。そのような扁平扇状励起用光ビームは、図５に
示されるように、シリンドリカルレンズ５０と光軸直交
方向対向部分３５とにより励起用光の有効中心面５５に
向かって集まり扁平に集光し、固体レーザー媒体１１の
左右面（図２に示されるブリュースタ角度面１２に交叉
する両側面）６１に概ね均一面密度で入射する。

【００２５】固体レーザー媒体１１の両側面に入射する
励起用光の強度は、図６に示されるように、光軸方向に
直交する方向（ｙ方向）に均一であることが望ましい。
このような均一性は、マイクロメータ２５，２６，２
７，２８の回転部分の回転角度の微小な調整により高め
られる。その均一性が十分であることは、図７に示され
るように、温度分布がｙ方向に均一であることに一致す
るとは限らない。固体レーザー媒体１１の他の両側面
（ｙ軸方向と光軸方向に直交する両面）６２から外側に
外れる領域の断熱体５６は、その比熱と光吸収率とによ
り、固体レーザー媒体１１と異なる温度になる。固体レ
ーザー媒体１１の熱の伝達を阻止するために固体レーザ
ー媒体１１に接合している断熱体５６の存在は、図６の
照射強度の均一性と固体レーザー媒体１１のｙ方向の温
度の均一性の不一致をもたらす。このような温度の不均
一性は、マイクロメータ２５，２６，２７，２８による
励起用光の放出角度の調整によりある程度に矯正され得
るが、十分に満足することができる程度の矯正は困難で
ある。

【００２６】図７は、固体レーザー媒体１１の表面温度
分布を示している。固体レーザー媒体１１のｙ方向の両
端部領域の温度がその中央部分より低くなる場合、固体
レーザー媒体１１の既述の両側面６１に直交するｘ方向
に断熱体５６の幅を広くし、固体レーザー媒体１１のｙ
方向の両端部領域の温度がその中央部分より高くなる場
合、固体レーザー媒体１１の既述の両側面６１に直交す
るｘ方向に断熱体５６の幅を狭くすることによる温度分
布の不均一の矯正は、マイクロメータによる矯正に比べ
てより重要である。

【００２７】図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、種光、又
は、その種光が励起用光の光エネルギーを吸収して再増
幅されて固体レーザー媒体１１から出力される再増幅レ
ーザーのビームの断面を示している。図８（ａ）は、励
起による温度分布が、図９（ａ）に示されるように、固
体レーザー媒体１１の中央よりで高くなる場合に、種光
又は再増幅レーザー６３が、温度分布の偏りによる固体
レーザー媒体１１のレンズ効果により、縦方向に細長く
変形するレンズ変形効果を示している。図８（ｃ）は、
励起による温度分布が、図９（ｃ）に示されるように、
固体レーザー媒体１１の両端側で高くなる場合に、種光
又は再増幅レーザーが温度分布の偏りによる固体レーザ
ー媒体１１のレンズ効果により、横方向に細長く変形す
るレンズ変形効果を示している。図８（ｂ）は、このよ
うなレンズ変形が生じた場合に、図９（ｂ）に示される
ように、マイクロメータによる調整によりその温度分布
が一様均一になるように矯正することにより、種光又は
再増幅レーザーの断面を円形に戻す矯正が行われたこと
を示している。このようなマイクロメータによる幾何学
的調整と合わせて、断熱体の既述の幅を調整することに
よる熱伝導的調整が組み合わせられることが重要であ
る。

【００２８】図１０は、本発明による固体レーザーのレ
ンズ効果矯正装置の実施の形態を示し、マイクロメータ
により上方側２光源要素３２と下方側２光源要素３３と
の有効中心面５５の調整を行うための装置システムを示
している。種光レーザー（シードレーザー：波長１０６
４ｎｍ）発振器７１から出力される種光レーザー７２
は、光軸高さ調節機構付きコリメータ７３によりその光
軸高さとビームの収束性が調整され、両ミラー７４，７
５の間に配置される固体レーザー媒体１１を通されて、
再増幅光７６としてＣＣＤカメラ７７の受光面に直角に
入射する。上方側２光源要素３２と下方側２光源要素３
３とが出力する励起用光は、固体レーザー媒体１１に入
射する。ビームプロファイラ７８が、ＣＣＤカメラ７７
に接続している。励起用光の有効中心面５５の角度を調
整する調整者は、ビームプロファイラ７８に映し出され
る再増幅光７６の断面映像である図８（ａ），（ｂ），
（ｃ）の形状を見ながら、マイクロメータによりその断
面映像を矯正して、再増幅光７６を図８（ｂ）に示され
る円形ビームに矯正する。

【００２９】図１１は、本発明による固体レーザーのレ
ンズ効果矯正装置の実施の他の形態を示している。実施
の本形態では、レンズダクト８１が、実施の既述の形態
の励起用光集光ダクト４３とシリンドリカルレンズ５０
の組に代えられて用いられている。冷却媒体通過隙間３
６の中を通る冷却用媒体は、光軸方向に直交する方向に
通されることが可能であるが、既述のように光軸方向に
通されることがより好ましいが。

【００３０】図１２は、本発明による固体レーザーのレ
ンズ効果矯正装置の実施の更に他の形態を示している。
実施の本形態では、励起用光源として単一のユニット８
２が用いられている。この場合、光源は単一であるか
ら、既述の励起用光集光ダクト４３、シリンドリカルレ
ンズ５０、レンズダクト８１は省略され得る。冷却媒体
通過隙間３６の中を通る冷却用媒体は、光軸方向に直交
する方向に通されることは可能である。

【００３１】図１３は、上方側回転軸１７又は下方側回
転軸１８に関する微小回転機構の他の形態を示してい
る。マイクロメータに比べてバックラッシュが大きい螺
子８３が用いられている。螺子８３は、上方側回転軸１
７又は下方側回転軸１８に同軸に軸結合している。その
バックラッシュを防止するために、回転軸固定用ナット
８４が用いられている。

【００３２】図１４は、上方側回転軸１７又は下方側回
転軸１８に関する微小回転機構の他の形態を示してい
る。マイクロメータに代えられて、バックラッシュが実
質的に存在しないサーボモータ又はステッピングモータ
８５が用いられている。ステッピングモータ８５の出力
軸は、上方側回転軸１７又は下方側回転軸１８に軸結合
している。ステッピングモータ８５の出力軸の回転角度
位置は、電源８６から正負側切替スイッチ８７を介して
供給される電力量により厳密に調整される。

【００３３】図１５は、上方側回転軸１７と下方側回転
軸１８に関する微小回転機構の他の形態を示している。
上方側回転軸１７と下方側回転軸１８は、１対の噛合歯
車８８により連動化されている。噛合歯車８８の駆動の
ためには、ステッピングモータ（図示されず）が用いら
れ得る。逆方向に回転する上方側回転軸１７と下方側回
転軸１８の回転角度位置の調整は、上方側回転軸１７の
回転角度位置と下方側回転軸１８の回転角度位置の独立
的調整より容易である。

【００３４】

【発明の効果】本発明による固体レーザーのレンズ効果
矯正装置、及び、そのレンズ効果矯正方法は、光源の幾
何学的調整により熱伝導的調整を行うことができ、レン
ズ効果現象の発生を効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による固体レーザーのレンズ効
果矯正装置の実施の形態を示す正面断面図である。

【図２】図２は、図１の平面断面図である。

【図３】図３は、図１の側面断面図である。

【図４】図４は、図１の一部を詳細に示す正面断面図で
ある。

【図５】図５は、図１の装置の原理的構造を示す正面断
面図である。

【図６】図６は、照射エネルギー密度を示す正面図であ
る。

【図７】図７は、熱分布を示す正面図である。

【図８】図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、３様の再増幅
レーザーを示す側面断面図である。

【図９】図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は、３様の熱分布
を示す正面断面図である。

【図１０】図１０は、本発明による固体レーザーのレン
ズ効果矯正装置の実施の形態を示す光学的ブロック図で
ある。

【図１１】図１１は、本発明による固体レーザーのレン
ズ効果矯正装置の実施の他の形態を示す正面断面図であ
る。

【図１２】図１２は、本発明による固体レーザーのレン
ズ効果矯正装置の実施の更に他の形態を示す正面断面図
である。

【図１３】図１３は、本発明による固体レーザーのレン
ズ効果矯正装置の実施の更に他の形態を示す斜軸投影図
である。

【図１４】図１４は、本発明による固体レーザーのレン
ズ効果矯正装置の実施の更に他の形態を示す斜軸投影図
である。

【図１５】図１５は、本発明による固体レーザーのレン
ズ効果矯正装置の実施の更に他の形態を示す斜軸投影図
である。

【符号の説明】

１…媒体支持体 １１…固体レーザー発振媒体 １２…ブリュースタ角度面 １３…光源支持体（調整機構本体） １７…回転軸 ２１…回転腕 ２５…マイクロメータ（第１マイクロメータ） ２６…第２マイクロメータ ３２…光源（励起用光源） ３６…通路 ３５…光透過窓 ５５…有効中心面 ５６…断熱体 ６１…入射面 ６２…接合面 ７１…発振器 ７２…シードレーザー ７４…光学系 ７６…再増幅レーザー ７７…ＣＣＤカメラ ７８…ビームプロファイラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 緒方 潤司 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 池田 直昭 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 水井 順一 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目８番19号 高菱エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 5F072 AK03 FF09 KK01 PP07 TT01 TT22

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固体レーザー発振媒体を支持する媒体支持
   体と、 前記媒体支持体に対して相対的に固定されて支持され光
   源を支持する光源支持体と、 前記媒体支持体と前記固体レーザー発振媒体との間に介
   設される断熱体と、 前記光源支持体に対して前記光源の角度を調整すること
   により、前記光源から生成される励起用光ビームの有効
   中心面の角度を幾何学的に調整する調整機構とを含み、 前記断熱体は、前記固体レーザー発振媒体の外面のうち
   前記励起用光ビームを受ける受光面に交叉する交叉面と
   前記媒体支持体との間に介設されている固体レーザーの
   レンズ効果矯正装置。
2. 【請求項２】前記固体レーザー発振媒体は、入出力面が
   ブリュースタ角度面に形成されレーザーの再増幅媒体と
   して用いられる請求項１の固体レーザーのレンズ効果矯
   正装置。
3. 【請求項３】前記有効中心面は、前記受光面に直交して
   いる請求項１又は２の固体レーザーのレンズ効果矯正装
   置。
4. 【請求項４】前記交叉面は、前記受光面に直交している
   請求項３の固体レーザーのレンズ効果矯正装置。
5. 【請求項５】前記受光面は冷却用媒体の通路を形成する
   請求項４の固体レーザーのレンズ効果矯正装置。
6. 【請求項６】前記通路は、前記受光面と光透過窓の内面
   との間に形成されている請求項５の固体レーザーのレン
   ズ効果矯正装置。
7. 【請求項７】前記調整機構は、 前記媒体支持体に対して相対的に固定されて支持される
   調整機構本体と、 前記調整機構本体に支持される回転軸とを備え、 前記光源は前記回転軸に支持されている請求項１の固体
   レーザーのレンズ効果矯正装置。
8. 【請求項８】前記調整機構は、 前記調整機構本体に支持されるマイクロメータと、 前記回転軸に支持され回転可能である回転腕とを更に備
   え、 前記マイクロメータの線形可動部分の動作端が前記回転
   腕に接触する請求項７の固体レーザーのレンズ効果矯正
   装置。
9. 【請求項９】前記マイクロメータは、 第１マイクロメータと第２マイクロメータとを含み、 前記第１マイクロメータの前記動作端と前記第２マイク
   ロメータの前記動作端とは、前記回転軸の両側で前記回
   転腕にそれぞれに接触する請求項８の固体レーザーのレ
   ンズ効果矯正装置。
10. 【請求項１０】前記調整機構は、 前記回転軸に軸結合するサーボモータを更に備える請求
    項７の固体レーザーのレンズ効果矯正装置。
11. 【請求項１１】シードレーザーを発振する発振器と、 前記シードレーザーを前記固体レーザー発振媒体に導入
    する光学系と、 前記固体レーザー発振媒体から出力される再増幅レーザ
    ーを受光するＣＣＤカメラと、 前記ＣＣＤカメラにより生成される前記再増幅レーザー
    の断面を表示するビームプロファイラとを含む固体レー
    ザーのレンズ効果矯正装置。
12. 【請求項１２】前記固体レーザー発振媒体は、前記シー
    ドレーザーが入射する入射面と、前記シードレーザーが
    出射する出射面とを有し、前記入射面と前記出射面はブ
    リュースタ角度面に形成されている請求項１１の固体レ
    ーザーのレンズ効果矯正装置。
13. 【請求項１３】前記発振器と前記固体レーザー発振媒体
    の間に介設されるコリメータと、 前記入射面と出射面に交叉し励起用光が入射する両面に
    直交する方向に、前記入射面に入射し前記出射面から出
    射する前記再増幅レーザーの光軸を移動させる光軸調整
    機構とを更に含む請求項１２の固体レーザーのレンズ効
    果矯正装置。
14. 【請求項１４】励起用ビームが入射し冷却用媒体が接触
    する入射面と、前記入射面に交叉し断熱体が接合する接
    合面と、光軸線に交叉するブリュースタ面とを有する固
    体レーザー発振媒体のレンズ効果を矯正する固体レーザ
    ーのレンズ効果矯正方法であり、 前記励起用光ビームを前記入射面を通して前記固体レー
    ザー発振媒体に入射するステップと、 前記固体レーザー発振媒体に前記ブリュースタ面を通し
    てシードレーザーを入射するステップと、 前記固体レーザー発振媒体から前記ブリュースタ面を通
    されて出力される再増幅レーザーの断面をＣＣＤカメラ
    で撮影するステップと、 前記断面をビームプロファイラに表示するステップと、 前記ビームプロファイラに表示される前記断面の歪みに
    対応して前記励起用光ビームを前記固体レーザー発振媒
    体に入射する入射方向を調整するステップとを含む固体
    レーザーのレンズ効果矯正方法。
15. 【請求項１５】前記励起用光ビームは、第１励起用光ビ
    ームと第２励起用光ビームとから形成され、 前記入射方向を調整する前記ステップは、 前記第１励起用光ビームと前記第２励起用光ビームの一
    方又は両方の前記入射方向を調整することにより、光軸
    方向に直交する方向の中央よりに前記入射面に入射する
    前記励起用光ビームのエネルギー密度を相対的に高くす
    るか、又は、光軸方向に直交する方向の外側よりに前記
    入射面に入射する前記励起用光ビームのエネルギー密度
    を高くするステップを備える請求項１４の固体レーザー
    のレンズ効果矯正方法。