JP2004311719A

JP2004311719A - 固体レーザ光発振器および固体レーザ光発振装置

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Publication number: JP2004311719A
Application number: JP2003103258A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Morita; 昌幸森田; Kazuya Hayashibe; 和弥林部; Hisashi Masuda; 久増田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-04-07
Filing date: 2003-04-07
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】反射面と、アウトプットカプラーの少なくともいずれか一方が、平面もしくは非常に緩やかな曲率を有する、不安定共振器における、共振器長の正確な設定、反射面とアウトプットカプラーとの平行度の問題を解決する。
【解決手段】反射面７とアウトプットカプラー６との間の光学的な平行度を調整する平行度調整装置１０が設けられる。平行度調整装置は、アウトプットカプラーを保持する保持部材１１と、反射面を保持する保持部材１２とより構成され、保持部材１１と、保持部材１２とには、同一曲率を有する凹状球面と凸状球面のいずれか一方と他方、あるいは凹状円錐面と凸状球面のいずれか一方と他方による、相互に衝合する第１の摺り合わせ面１１Ａと第２の摺り合わせ面１１Ａとが形成され、両摺り合わせ面を衝合させた状態で相互に摺動揺動させることによって共振器長の正確な設定、反射面とアウトプットカプラーとの平行度を調整する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体レーザ光発振器、特に、共振器内に、半導体レーザ等による励起光源によって励起されて発光するレーザ媒質が配置されて成る固体レーザ発振器と固体レーザ光発振装置に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
共振器内に、半導体レーザ等による励起光照射によって励起されて発光するレーザ媒質が配置されて成る固体レーザ発振器にあって、この共振器を構成する反射面およびアウトプットカプラー面が、凹状球面とされたいわゆる安定共振器構成によるレーザ光発振器は、反射面とアウトプットカプラーとの平行度の設定は、レーザ光発振に対して幾分緩やかである。
しかしながら、このように、共振器自体を構成する反射面あるいはアウトプットカプラーにおいて、光学的凹状球面を有する光共振器を作製することは、コスト高を来たすという問題がある。
【０００３】
これに対し、反射面と、アウトプットカプラーの少なくともいずれかが、平面もしくは平面に近い、極めて緩やかな曲率を有する、いわゆる不安定共振器構成によるレーザ発振器は、その反射面あるいはアウトプットカプラーを量産的に容易に作製できるという利点を有する（非特許文献１参照）。
しかしながら、この場合、反射面およびアウトプットカプラーの傾きが、レーザ光のスポット形状を決定する大きな要素となる。そこで、このような不安定共振器構成とする場合において、レーザ光スポット形状が真円を保ち、かつ効率の良いレーザ発振をおこなわすには、少なくともアウトプットカプラーもしくは反射ミラーのうちの一方に、傾き調整機構を設けることが必要となる。
このため、一般に不安定共振器を有するレーザ発振器では、構造上、小型化に制約が生じるのみならず、さらに長期的にその設定を安定に維持させることにも問題が生じている。
特に、１ミリメートル程度という極めて短い共振器長を持つレーザ発振器を実現するためには、空間的な制約下にあって長期的な安定性を維持する固定が要求される。
【０００４】
【非特許文献１】
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｐｔｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｍｅｒｉｃａ、Ｂ／Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．３／Ｍａｒｃｈ１９９９，（Ｆｉｇ．８）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、反射面と、アウトプットカプラーの少なくともいずれか一方が、平面もしくは非常に緩やかな曲率を有する、不安定共振器によって構成され、また極めて短い共振器長の固体レーザ光発振器における、共振器長の正確な設定、反射面とアウトプットカプラーとの平行度の問題を解決して、単一縦モード発振を確実に行うことができ、また、単一横モード、すなわち真円のレーザ光を発生することができる、固体レーザ光発振器および固体レーザ光発振器装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による固体レーザ光発振器は、反射面と、これに対向するアウトプットカプラーとを有する共振器内に、所定波長の光励起によって発光するレーザ媒質が配置された固体レーザ光発振器である。
その共振器は、反射面もしくはアウトプットカプラーの少なくとも一方が、平面もしくは平面に近い極めて緩やかな曲率を有する不安定共振器構成とされるものであり、その反射面とアウトプットカプラーとの間の光学的な平行度を調整する平行度調整装置が設けられる。
【０００７】
平行度調整装置は、アウトプットカプラーを保持する第１の保持部材と、反射面を保持する第２の保持部材とより構成される。
第１の保持部材と、第２の保持部材とには、そのアウトプットカプラーと反射面との間に、レーザ媒質を配置して対向させた状態で、同一曲率を有する凹状球面と凸状球面のいずれか一方と他方、あるいは凹状円錐面と凸状球面のいずれか一方と他方による、相互に衝合する第１の摺り合わせ面と第２の摺り合わせ面とが形成されて成る。
そして、これら第１および第２の保持部材を、互いにその第１および第２の摺り合わせ面を相互に摺り合わせた状態で、回動させることによってこれら第１および第２の保持部材に保持された反射面およびアウトプットカプラーの相互の傾きを微調整する構成とする。
【０００８】
また、本発明による固体レーザ光発振装置は、励起光源と、レーザ光共振器とを有して成る。
レーザ光共振器は、反射面と、これに対向するアウトプットカプラーとを有し、この共振器内に、励起光源からの励起光によって励起発光するレーザ媒質が配置されて成る。
共振器は、反射面もしくはアウトプットカプラーの少なくとも一方が、平面もしくは平面に近い緩やか曲率を有する不安定共振器型構成を有する。
そして、この共振器は、反射面とアウトプトカプラーとの間の光学的な傾きを調整する平行度調整装置を具備する。
【０００９】
この平行度調整装置は、アウトプットカプラーを保持する第１の保持部材と、反射面を保持する第２の保持部材とを有して成る。
平行度調整装置の、第１の保持部材と、第２の保持部材とには、これらに保持されたアウトプットカプラーと反射面との間に、レーザ媒質を配置して対向させた状態で、同一曲率を有する凹状球面と凸状球面のいずれか一方と他方、あるいは凹状円錐面と凸状球面のいずれか一方と他方による、相互に衝合する第１の摺り合わせ面と第２の摺り合わせ面とが形成されて成る。
そして、これら第１および第２の保持部材を、互いに第１および第２の摺り合わせ面を摺り合わせて回動させることによってこれら第１および第２の保持部材に保持されたアウトプットカプラーと、反射ミラーとの相互の傾きを微調整する構成とする。
【００１０】
上述したように、本発明による固体レーザ光発振器においては、その共振器を構成するアウトプットカプラーと反射面とを、これらをそれぞれ保持する第１および第２の保持部材の、同一曲率を有する凹状球面と凸状球面との摺り合わせ、あるいは凹状円錐面と凸状球面の摺り合わせによる傾き調整がなされることから、その平行度調整をスムーズに正確に高い精度をもって行うことができる。
【００１１】
また、本発明による固体レーザ光発振装置においても、励起光によって励起発光されるレーザ媒質が配置される共振器が、上述したと同様に、その共振器を構成する反射面とアウトプットカプラーとを、同一曲率を有する凹状球面と凸状球面との摺り合わせ、あるいは凹状円錐面と凸状球面の摺り合わせによる傾き調整がなされることから、その調整をスムーズに正確に行うことができる。
したがって、反射面とアウトプットカプラーとの平行度調整を高い精度をもって行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明による固体レーザ光発振器と、固体レーザ光発振装置の実施の形態を説明するが、本発明は、この実施の形態および例に限定されるものではない。
図１は、本発明を適用する固体レーザ光発振装置の一例の概略構成図である。この構成においては、例えば発振波長８１０ｎｍの半導体レーザによる励起光源と、シリンドリカルレンズ２と、コリメートレンズ３と、ダイクロイックミラー４と、固体レーザ光発振器９とを有する。
【００１３】
固体レーザ光発振器９は、所要の透過率を有し、レーザ光を外部に出射するアウトプットカプラー６と、反射ミラー７とによって構成される共振器を有して成る。
この共振器内、すなわちアウトプットカプラー６と、反射ミラー７との間に、励起光源１からの励起光、例えば上述した波長８１０ｎｍの励起光によって励起発光する、例えばＮｄ：ＹＶＯ_４によるレーザ媒質８が配置されて成る。
【００１４】
この構成において、励起光源１、例えば半導体レーザからのレーザ光が、シリンドリカルレンズ２によって、一方向に集束されてコリメートレンズ３によって平行光としてダイクロイックミラー４を透過し、集光レンズ５によって集光され、アウトプットカプラー６を透過してレーザ媒質８に集光入射するようになされる。
この励起光の入射によって、レーザ媒質８が励起されてルミネッセンス発光がなされる。このとき、アウトプットカプラー６と、反射ミラー７との間隔、すなわち共振器長Ｌによって決まる共振波長のうちの１つのみが、レーザ媒質７の発振ゲインバンド幅内にあるとき、単一縦モード発振が生じる。
【００１５】
このようにして発振したレーザ光は、アウトプットカプラー６から出射し、ダイクロイックミラー４で反射して、この出力レーザ光を、例えば外部へと導出する、レーザ光源装置として用いられる。あるいは、図示しないが、この出力レーザ光を、光ファイバ、ＭＯＰＡ（ＭａｓｔｅｒｒＯｓｃｉｌｌａｔｏｒＰｏｗｅｒＡｍｐｏｉｆｉｅｒＳｙｓｔｅｍ）および／もしくはＳＨＧ（ＳｅｃｏｎｄａｒｙＨａｒｍｏｎｉｃＧｅｎｅｒａｔｏｒ）に導入する。
【００１６】
そして、共振器を構成するアウトプットカプラー、すなわちレーザ光の出射側ミラーと反射ミラーとの平行度が、正確に設定されるとき、レーザスポットが単一横モードの真円スポットを得ることできるものであり、このためには、アウトプットカプラー６と、反射ミラー７とが、レーザ媒質８を挟んで所定の位置に、高い平行度をもって正対させることが必要となる。
そこで、本発明においては、図２に、例えば、図１で示したレーザ光源装置における、本発明による固体レーザ光発振器９の一例の概略拡大断面図を示すように、アウトプットカプラー６と、反射ミラー７との光学的平行度を、この固体レーザ光発振器９の組み立て時において、調整する平行度調整装置１０を設ける。
【００１７】
一方、上述した単一縦モードを得るためには、共振器長によって定まる縦モード間隔（Ｆ．Ｓ．Ｒ：ＦｒｅｅＳｐｅｃｔｒｕｍＲａｎｇｅ）を、ゲイン媒体の持つ固有の発振ゲインバンド幅と同程度かそれ以上のモード間隔に制御して、縦マルチモードの発振を抑制させる。
例えばレーザ媒質８が、Ｎｄ：ＹＶＯ_４である場合、光励起で発生する９１４ｎｍ付近、および１０６４ｎｍ付近のフォトルミネッセンスのいずれかの波長で選択的に共振させる共振器長Ｌ（Ｌ＝λ^２／Ｆ．Ｓ．Ｒ）に選定されるが、９１４ｎｍの発振を行う場合は、Ｆ．Ｓ．Ｒ＝２ｎｍ程度、また、１０６４ｎｍの発振を行う場合は、Ｆ．Ｓ．Ｒ＝１ｎｍ程度に設定する必要がある。
【００１８】
これらは、Ｆ．Ｓ．Ｒ＝２ｎｍでは、共振器長Ｌが約２０９μｍ、Ｆ．Ｓ．Ｒ＝１ｎｍで約５６６μｍに相当する。いま、Ｎｄ：ＹＶＯ_４の屈折率が、約２であることを勘案すると、レーザ発振器としては、極めて短い光路長を有していることになる。そして、発振波長並びに発振パワーを一定に保つには、共振器長は、１０ｎｍオーダで、管理することが必要となる。
そこで、単一縦モードを設定するために、共振器長調整装置１３を設ける。
【００１９】
固体レーザ光発振器は、アウトプットカプラー６、もしくは反射ミラー７の少なくとも一方が、平面もしくは平面に近い極めて緩やかな曲率とされた共振器構成を有する。
【００２０】
先ず、平行度調整装置１０の例を説明する。平行度調整装置１０は、アウトプットカプラー６を保持する第１の保持部材１１と、反射面すなわち反射ミラー７を保持する第２の保持部材１２とを有して成る。
平行度調整装置１０の、第１の保持部材１１と、第２の保持部材１２とには、これらに保持されたアウトプットカプラー６と、反射ミラー７との間に、レーザ媒質８を配置して対向させた状態で、例えば曲率半径が、５０ｍｍ〜１００ｍｍの、同一曲率を有する凹状球面、あるいは凸状球面のいずれか一方と他方、あるいは凹状円錐面と凸状球面のいずれか一方と他方による、相互に衝合する第１の摺り合わせ面１１Ａと、第２の摺り合わせ面１２Ａとが形成されて成る。図２に示す例では、第１の摺り合わせ面１１Ａを凹状球面とし、第２の摺り合わせ面１２Ａを凸状球面とした場合である。
【００２１】
第１および第２の保持部材１１および１２は、熱膨張率が小さい例えば低熱膨張率セラミック、もしくはインバー材等の合金材によって構成して、これら第１および第２の保持部材１１および１２によって保持されたアウトプットカプラー６と反射ミラー７との間隔の熱による変動を回避することが望ましい。
【００２２】
第１の保持部材１１は、中心に中空部１１Ｈが形成された筒状例えば円筒状をなし、その前方端面１１Ｂは軸心と直交する平坦面とされ、後方端面が、上述した形状の、例えば凹状球面の第１の摺り合わせ面１１Ａとされる。
【００２３】
また、第２の保持部材１２は、中空部１２Ｈが形成された筒状部１２１と、その後方端面１１Ｂに接合される閉塞板１２２とより成る。そして、筒状部１２１の前方端面が、上述した形状の、例えば凸状球面の第２の摺り合わせ面１２Ａとされ、後方端面１１Ｂが筒状部１２１の軸心と直交する平坦面とされて、この平坦面に閉塞板１２２が接合される。
【００２４】
第１の保持部材１１および第２の保持部材１２の筒状部１２１は、中心部に透孔を穿設した光学的凹レンズおよび凸レンズをもって構成することができる。
図示の例では、第１の保持部材１１Ａによって保持されるアウトプットカプラー６を、レーザ媒質８の端面、すなわち前方端面に形成し、このレーザ媒質８を、第１の保持部材１１に保持させる構成とした場合である。
【００２５】
レーザ媒質８は、Ｎｄ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｓｍ，Ｐｒなどの希土類をドープした結晶、あるいはガラスを用いることができ、その厚さは、例えば５０μｍ〜３００μｍとする。
このように、レーザ媒質８は、その厚さが薄く、また、励起光を良く吸収するものから選定されることから、発熱する。
このレーザ媒質８で生じた熱は、効率良く拡散させることが必要であり、また、上述したように、レーザ媒質８は、その厚さが薄く機械的強度が、充分得られないことから、図２に示すように、第１の基体３１を設け、これに密着配置する。
【００２６】
この第１の基体３１は、励起光および発振光波長に対して高い透過率を示し、かつ放熱性を有する、すなわち熱伝導性が高い、例えばサファイヤ基板、あるいは透過型セラミックス基板によって構成することができる。しかしながら、片や、レーザ媒質８で発生した熱によって、レーザ光線の集光位置付近において、極く局所的な熱分布を形成し、レーザ媒質８を構成する材料固有、例えばＮｄ：ＹＶＯ_４固有の屈折率熱勾配（ｄｎ／ｄｔ：ｎレーザ媒質８の屈折率、ｔは温度）を利用することで、平面もしくは平面に近い反射ミラー、アウトプットカプラーによる不安定共振器におけるに不安定性、すなわち光路の発散を幾分補償する効果を奏するようにする。
【００２７】
一方、レーザ媒質８を構成するレーザ媒質基板３３を用意する。このレーザ媒質基板３３は、目的とするレーザ媒質８の厚さの例えば５０μｍ〜３００μｍよりかなり厚く選定され、その取り扱いにおいて機械的強度を保持できる程度とされたレーザ媒質基板３３を用意する。そして、その平滑化された一主面を、アウトプットカプラー６とし、図３で概略断面図を示すように、このアウトプットカプラー６側を、第１の基体３１に接合して一体化する。
この状態で、第１の基体３１に接合されたレーザ媒質基板３３を、第１の基板３１に対する接合側とは反対側から図３中破線ａで示す所要の厚さまで、切削研磨して、レーザ媒質８を構成する。
【００２８】
このようにして、アウトプットカプラー６と、レーザ媒質８とが形成された第１の基体３１を、図４に、第１および第２の保持部材１１および１２を分解して開示した断面図に示すように、必要に応じて、例えばリング状のスペーサ３４を介して第１の保持部材１１に接合する。
【００２９】
アウトプットカプラー６は、反射ミラー７の反射率、レーザ媒質８の厚さ、例えばレーザ媒質８がＮｄ：ＹＶＯ_４である場合は、そのＮｄのドープ量などの材料の光学特性、共振器ロス等から透過率を求め、透過率０．５％〜９９．５％の薄膜コーティングを、例えば、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２を蒸着等によって、例えば前述したように、レーザ媒質基板３３の前方端面に行うことによって形成することができる。
【００３０】
一方、反射ミラー７は、共振器長の微調整を行う共振器長調整装置１３を介して第２の保持部材１２に取着される。
この場合、反射ミラー７は、必要に応じて、廃熱性を上げる目的、および、共振器長調整装置１３との熱膨張係数のマッチングを良くするために、第２の基体３２、例えばサファイヤ基板に接合され、この第２の基体３２を介して共振器長調整装置１３、例えばＰＺＴ（ＰｂＴｉＯ３−ＰｂＺｒＯ）による圧電素子に接合する。
そして、この共振器長調整装置１３を、図示の例では、第２の保持部材１２の閉塞板１２２に取着する。
共振器長調整装置１３は、圧電素子のほか、いわゆるボイスコイルモータ等の電磁的変位手段等によって構成することができる。
閉塞板１２２には、共振器長調整装置１３の端子線導出の透孔１２２Ｈが貫通形成されている。
【００３１】
第２の基体３２は、サファイヤ基板に限定されるものではなく、反射ミラー７の母材に近い熱膨張係数を有する材料であれば良い。しかしながら、反射ミラー７の母材が、共振器長調整装置１３、例えばＰＺＴの熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する場合においては、第２の基体３２を介在させる必要はない。
【００３２】
このようにして、反射ミラー７が共振器長調整装置１３を介して取着された閉塞板１２２を、筒状部１２１の後方端面１３Ｂに接合する。
このとき、反射ミラー７の軸心を筒状部１２１、すなわち第２の保持部材１２の軸心と一致させて閉塞板１２２を、筒状部１２１に接合する。
【００３３】
そして、第１の保持部材１１と、第２の保持部材１２とを、同一軸心上において、第１および第２の摺り合わせ面１１Ａおよび１２Ａを衝合させて、この軸心と交叉する方向に相互に摺動させて仮の組み合わせを行う。この場合、例えば第１および第２の保持部材１１および１２が、ガラスレンズ等の光、例えば紫外線を透過する部材によるときは、第１および第２の摺り合わせ面１１Ａおよび１２Ａの、少なくともいずれか一方の面に、例えば紫外線硬化樹脂を塗布しておき、第１および第２の保持部材１１および１２の相互の位置関係の調整および設定がなされて後、紫外線照射を行うことにより、硬化固着させて一体化する。
【００３４】
この固着方法は、紫外線硬化接着剤による方法に限られるものではなく、嫌気性接着剤、高温硬化接着剤、ＹＡＧ溶接、半田付け、蝋付け等によることができる。また、第１または第２の保持部材に光透過性を必要とする方法に限られるものではない。しかしながら、この固着に際して、例えば硬化時の収縮、変形を伴うことによって、測定調整した横シングルモード状態から外れる恐れのない方法によって行う。したがって、第１または第２の保持部材１１または１２が、光透過性である部材によって構成することに限られるものではなく、固着方法、生産コスト、生産性に見合った材料の選定がなされる。
【００３５】
尚、アウトプットカプラー６と、反射ミラー７との間隔、すなわち共振器長は、前述した所望の波長の単一縦モードように、レーザ媒質８からの励起発光する特定波長が共振する間隔に、できるだけ近似する間隔に設定する。
このため、スペーサ３４の厚さが、あらかじめ測定されているレーザ媒質８の厚さ、反射ミラー７と、第１および第２の保持部材１１および１２の衝合面までの距離の測定等によって選定されて、上述したＦ．Ｓ．Ｒから定まる縦モード間隔から決まる共振器長にできるだけ近似する間隔となるように選定する。
【００３６】
アウトプットカプラー６と、反射ミラー７との平行度の調整は、上述したように、平行度調整装置１０の、第１および第２の保持部材１１および１２の、第１および第２の摺り合わせ面１１Ａおよび１１Ｂにおける、同一曲率の球状凹面および凸面を摺接させるように軸心と交叉する方向に揺動させることによって行う。
そして、この平行度の調整は、例えば図１で示した固体レーザ光発振装置において、励起光源１を動作させた状態で、モード測定を行うことによって行うことができる。しかしながら、この調整は、このように、励起光源１による励起状態での測定に限られるものではなく、例えば発振波長と同一の波長の光源波長を有するオートコリメータを用いて平行度調整を行うことができる。
また、レーザ媒質の平行度が、比較的正確である場合は、オートコリメータの光源波長と発振波長の屈折率差から決まる光学的平行度が無視できるのであれば、オートコリメータの光源波長は、発振波長に限定されるものではない。
【００３７】
一方、共振器長調整装置１３の例えば圧電素子には、例えば発振周波数から検出した共振器長制御信号を印加することによって反射ミラー７をアウトプットカプラー６に対して進退させることによって共振器長の制御を行うようにする。
【００３８】
上述したように、本発明構成によれば、固体レーザ光発振装置において、その固体レーザ光発振器に、アウトプットカプラー６と反射ミラー７との平行度調整装置１０を設けたことによって、単一横モードすなわち真円スポットのレーザ発振を行うことができる固体レーザ光発振器、したがって、固体レーザ光発振装置を構成することができる。
また、共振器長調整装置１３を設けたことによって、共振器長を所要の長さに正確に常時設定することができることから、単一縦モード発振を行うことができる固体レーザ光発振器、したがって、固体レーザ光発振装置を構成することができる。
【００３９】
なお、本発明は上述した構成に限られるものではないことは言うまでもなく、例えばアウトプットカプラー６と、反射ミラー７との間に、例えば半導体量子井戸を利用した可飽和吸収体を配置した構成とすることによって、Ｑスイッチレーザ構成とすることもできる。しかしながら、この場合は、可飽和吸収体を考慮した設計がなされる。
【００４０】
また、第１および第２保持部材１１および１２の第１および第２の摺り合わせ面あわせ１１Ａおよび１２Ａは、一方を凸状球面とし、他方を底部に向かって小径となる凹状円錐面とすることもできる。
しかしながら、安定して第１および第２の保持部材１１および１２の相互の摺動を行わせる上では、凸状球面および凹状球面とすることが望ましい。
【００４１】
上述した本発明構成によれば、アウトプットカプラー６と、反射面（反射ミラー）７とを、互いに摺り合わせ揺動することができるようになされた第１および第２の保持部材１１および１２に保持させるようにしたことから、固体レーザ光発振器９の組み立て製造時においてアウトプットカプラー６と、反射面（反射ミラー）７との相互の傾き調整を円滑に高い精度をもって行うことができることから、高い平行度に設定することができる。
【００４２】
また、アウトプットカプラー６を、レーザ媒質８の励起光入射側の前方端面に形成して一体化することによって、レーザ媒質８を含めてアウトプットカプラー６と反射ミラー７の平行度調整を行うことができるので、レーザ媒質８への光入射を効率よく行うことができて、発振効率を高めることができる。また、同時に全体の小型化および構造の簡潔化が図られる。
【００４３】
さらに、共振器長調整装置１３を設けることよって、平行度調整装置１０による高精度の平行度調整と相俟って正確、かつ安定に、共振器長の設定を行うことができる。
【００４４】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、アウトプットカプラー６と、反射面（反射ミラー）７とを、互いに摺り合わせ揺動することができるようになされた第１および第２の保持部材１１および１２に保持させるようにしたことから、固体レーザ光発振器９の組み立て製造時においてアウトプットカプラー６と、反射面（反射ミラー）７との相互の傾き調整を、円滑に高精度の平行度設定をもって行うことができることから、高効率発振、単一横モード発振、真円レーザスポットを得ることができる。
そして、そのこのような平行度調整を行った第１および第２の保持部材１１および１２自体を相互に固着するものであるから、調整後において、安定に平行度を維持できる。
【００４５】
また、アウトプットカプラー６を、レーザ媒質８の励起光入射側の前方端面に形成して一体化することによって、レーザ媒質８を含めてアウトプットカプラー６と反射ミラー７の平行度調整を行うことができるので、レーザ媒質８への光入射を効率よく行うことができて、発振効率を高めることができる。
また、同時に全体の小型化および構造の簡潔化が図られ、生産性の向上のみならず、小型機器におけるレーザ光源として有益な固体レーザ光発振器、固体レーザ光発振装置を構成できる。
【００４６】
さらに、共振器長調整装置１３を設けることよって、平行度調整装置１０による高精度の平行度調整と相俟って正確、かつ安定に、短い共振器長の設定を行うことができ、単一縦モード発振がなされる固体レーザ光発振器、固体レーザ光発振装置を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による固体レーザ光発振装置の一例の概略構成図である。
【図２】本発明による固体レーザ光発振器の一例の概略断面図である。
【図３】本発明装置のレーザ媒質の製造方法一工程の断面図である。
【図４】本発明による固体レーザ光発振器の一例の分解概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・励起光源、２・・・シリンドリカルレンズ、３・・・コリメート、４・・・ダイクロイックミラー、５・・・集光レンズ、６・・・アウトプットカプラー、７・・・反射面（反射面）、８・・・レーザ媒質、９・・・固体レーザ光発振器、１０・・・平行度調整装置、１１・・・第１の保持部材、１２・・・第２の保持部材、１１Ａ・・・第１の摺り合わせ面、１２Ａ・・・第２の摺り合わせ面、１１Ｈ・・・中空部、１１Ｂ・・・前方端面、１２Ｂ・・・後方端面、１３・・・共振器長調整装置、３１・・・第１の基体、３２・・・第２の基体、３３・・・レーザ媒質基板、３４・・・スペーサ、１２１・・・筒状部、１２２・・・閉塞板

Claims

反射面と、これに対向するアウトプットカプラーとを有するレーザ光共振器内に、所定波長の光励起によって発光するレーザ媒質が配置されて成り、
上記レーザ光共振器は、上記反射面もしくは上記アウトプットカプラーの少なくとも一方が、平面もしくは平面に近い緩やかな曲率を有する不安定共振器型構成とされ、
上記反射面と上記アウトプットカプラーとの間の光学的な平行度を調整する平行度調整装置を有し、
該平行度調整装置は、上記アウトプットカプラーを保持する第１の保持部材と、上記反射面を保持する第２の保持部材とを有して成り、
上記第１の保持部材と、上記第２の保持部材とには、これらに保持された上記アウトプットカプラーと反射面との間に、上記レーザ媒質を配置して対向させた状態で、同一曲率を有する凹状球面と凸状球面のいずれか一方と他方、あるいは凹状円錐面と凸状球面のいずれか一方と他方による、相互に衝合する第１の摺り合わせ面と第２の摺り合わせ面とが形成されて成り、
上記第１および第２の保持部材を、互いに上記第１および第２の摺り合わせ面で摺り合わせて回動させることによってこれら第１および第２の保持部材に保持された上記アウトプットカプラーと、上記反射面との相互の傾きを微調整して上記平行度の調整がなされた状態で固着されて成ることを特徴とする固体レーザ光発振器。
上記第１および第２の保持部材は、上記凹状球面と凸状球面あるいは凹状円錐面と凸状球面の軸心上に、中空部が形成され、これら中空部を通じて、上記アウトプットカプラーと、上記反射面とが上記レーザ媒質を挟んで対向するように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の固体レーザ光発振器。
上記レーザ媒質の上記励起光の入射側の前方端面を、上記アウトプットカプラーとしたことを特徴とする請求項１に記載の固体レーザ光発振器。
上記レーザ媒質は、励起光および発振光波長に対して高い透過率と、放熱性を有する基体に密着配置して成ることを特徴とする請求項１に記載の固体レーザ光発振器。
上記第１および第２の保持部材によって保持された上記アウトプットカプラーと上記反射面とによって構成されるレーザ光共振器に、その共振器長を微調整する共振器長調整装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の固体レーザ光発振器。
上記共振器長調整装置が、圧電素子、もしくはボイスコイルモータであることを特徴とする請求項５に記載の固体レーザ光発振器。
励起光源と、レーザ光共振器とを有し、
該レーザ光共振器は、反射面と、これに対向するアウトプットカプラーとを有し、
該レーザ光共振器内に、上記励起光源からの励起光によって励起発光するレーザ媒質が配置されて成り、
上記レーザ光共振器は、上記反射面もしくは上記アウトプットカプラーの少なくとも一方が、平面もしくは平面に近い緩やか曲率を有する不安定共振器型構成とされ、
上記反射面と上記アウトプトカプラーとの間の光学的な傾きを調整する平行度調整装置を有し、
該平行度調整装置は、上記アウトプットカプラーを保持する第１の保持部材と、上記反射面を保持する第２の保持部材とを有して成り、
上記平行度調整装置の、第１の保持部材と、第２の保持部材とには、これらに保持された上記アウトプットカプラーと反射面との間に、上記レーザ媒質を配置して対向させた状態で、同一曲率を有する凹状球面と凸状球面のいずれか一方と他方、あるいは凹状円錐面と凸状球面のいずれか一方と他方による、相互に衝合する第１の摺り合わせ面と第２の摺り合わせ面とが形成されて成り、
上記第１および第２の保持部材を、互いに上記第１および第２の摺り合わせ面で摺り合わせて回動させることによってこれら第１および第２の保持部材に保持された上記アウトプットカプラーと、上記反射ミラーとの相互の傾きを微調整して平行度調整がなされた状態で固着された構成とすることを特徴とする固体レーザ光発振装置。
上記第１および第２の保持部材は、上記凹状球面と凸状球面あるいは凹状円錐面と凸状球面の軸心上に、中空部が形成され、これら中空部を通じて、上記アウトプットカプラーと、上記反射面とが上記レーザ媒質を挟んで対向するように、配置されことを特徴とする請求項７に記載の固体レーザ光発振装置。
上記レーザ媒質の上記励起光の入射側の前方端面を、上記アウトプットカプラーとしたことを特徴とする請求項７に記載固体レーザ光発振器。
上記レーザ媒質は、励起光および発振光波長に対して高い透過率と、放熱性を有する基体に密着配置されて成ることを特徴とする請求項７に記載の固体レーザ光発振装置。
上記第１および第２の保持部材によって保持された上記アウトプットカプラーと上記反射面とによって構成されるレーザ光共振器に、その共振器長を微調整する共振器長調整装置を設けたことを特徴とする請求項７に記載の固体レーザ光発振装置。
上記共振器長調整装置が、圧電素子、もしくはボイスコイルモータであることを特徴とする請求項１１に記載の固体レーザ光発振装置。