JP3155132B2 - 固体レーザ装置及びレーザ加工装置 - Google Patents

固体レーザ装置及びレーザ加工装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、スラブ型固体レーザ
装置のビーム品質・発振効率・信頼性の向上およびスラ
ブ型固体レーザ装置を用いたレーザ加工装置の性能向上
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８９，９０は、例えば特開昭６３−１
８８９８０号公報に開示された従来の固体レーザ装置
に、例えば特開昭６４−８４６８０号公報に示された従
来のレーザ媒質の励起系と冷却系を付加してなる固体レ
ーザ装置を示したものである。
【０００３】図８９，９０において、１は対向する一対
の平滑面１１と一対の側面１２及びレーザビームが入出
射する一対の端面１３とを有するスラブ型固体レーザ媒
質（以下スラブという）であり、例えばＮｄをドーピン
グしたＮｄ：ＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｕ
ｍ Ｇａｒｎｅｔ）からなっている。５はスラブ側面１
２に配置された保持体、２はスラブ１を光励起するラン
プで２１はその励起光である。
【０００４】７はスラブ１と保持体５を一体に収納する
フレームで、図９１に示すようにスラブの平滑面１１の
ほぼ全面にわたって開口部７１１を持っている。７０は
スラブの冷媒である水４１をシールするシール材で図９
２に示すようにスラブ平面（平滑面）１１と側面の保持
体５とがなす平面の周辺部全長にわたって設けられてい
る。３は励起光をスラブ１に集光照射するための集光器
で、８１，８２はこれを収納するハウジングである。４
０はスラブ冷却水４１の流路４形成のための励起光に対
して透明な仕切り板である。
【０００５】次に動作について説明する。スラブ１はラ
ンプ２からの励起光２１を吸収し、反転分布を形成す
る。反転分布のエネルギーは、スラブの対向する一対の
平滑面１１間を内部全反射を繰り返しながらジグザグ状
に伝搬するレ−ザビーム１００として媒質外に取り出さ
れる。しかしながらスラブに吸収された励起光エネルギ
ーの５０％以上は、スラブ内部で熱エネルギーとなり、
最終的にはスラブの対向する平滑面１１に接して満たさ
れた冷媒４１へ流れ出る。この時、図９３に示すように
スラブの厚み方向には中心部分が高温の２乗温度分布と
これに伴う２乗屈折率分布が形成されるが、スラブ内部
におけるレーザビームの光路１００がジグザグ状である
ため、２乗屈折率分布の影響は相殺され、レーザビーム
が歪むことはない。なお、冷媒４１は外部へ漏れないよ
う、シール材７０によってスラブの対向平滑面１１と側
面の保持体５上でシールされている。また、シール材７
０はスラブ１のフレーム７への支持も兼ねている。
【０００６】スラブ型レーザの理想状態とは、レーザ媒
質が幅方向に均一に励起され、発熱も幅方向に均一に発
生し、更に、スラブ表面（対向平滑面）１１のみから均
一に冷却され、スラブの厚み方向に１次元の２乗温度分
布が形成され幅方向には均一な温度分布となることであ
る。そこで、励起光２１はスラブ１に極力均一かつ高効
率に照射されるよう集光器３が用いられる。冷却はスラ
ブ表面１１に均一に冷媒４１を流し、側面１２にはレー
ザ媒質（ＹＡＧ：熱伝導率；Ｋ＝０．１２W/cm2deg）に
比べ断熱性の高いガラス（熱伝導率；Ｋ＝０．０１２W/
cm2deg）、フッソ樹脂（熱伝導率；Ｋ＝０．００２５W/
cm2deg）、シリコンゴム（熱伝導率；Ｋ＝０．００１５
W/cm2deg）などの保持体５が接着配置される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のレ−ザ発振器は
以上のように構成されているので、スラブ側面１２の断
熱材５や接着剤が励起光を吸収発熱し、図９４に示す様
な側面が高温の幅方向の温度分布とこれに伴う凹レンズ
様の光学歪が発生し、ビーム品質、レーザ出力が低下す
ると言う問題点があった。また、これらの光学歪は励起
強度に依存するので、出力レベルに依ってビーム品質が
変化するという問題点もあった。
【０００８】また、保持体５の励起光２１に対する反射
率が低い場合には、図９５に示すようにスラブ側面１２
から保持体５へと励起光２１が抜け、充分な発振効率が
得られないほか、側面近傍で励起強度が低下し、均一励
起が達成されないと言う問題点もあった。
【０００９】また、スラブ１と側面の保持体５をフレー
ム７に収納する際、上下面のＯリング７０の押しつぶし
に伴い図９６，９７に示すような、スラブ１と保持体５
を分離する方向５１０に力が作用し、スラブ側面１２と
保持体５の密着性が低下し、冷媒４１のシールが充分行
えず、スラブ端面１３に水漏れ４１５が発生し、ビーム
の欠けが生じたり、光学研磨されたビームの入出射端面
１３が汚損するなどの重大な問題点があった。
【００１０】また、スラブを強く励起すると、図９８，
９９に示すようにスラブ側面近傍と入出射端近傍で機械
的歪が発生し、スラブ側面１２と保持体５の水密性が低
下し、水漏れが発生したり、保持体５とスラブ１の接触
がピンポイント的になり、応力集中１２５による光学歪
が発生したり、最悪の場合にはスラブ１が破損するなど
という問題点があった。
【００１１】また、発振効率を上げるために保持体５と
して高反射率の物質を使う場合があるが、この種の物質
は接着性に極めて乏しい物が多く、スラブ側面１２の断
熱性と水密性を両立させるのが、困難な場合が多い。
【００１２】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、高効率で、ビーム品質、出力安
定性に優れ、信頼性が高くコンパクトかつ低コストな固
体レーザ装置とこれを用いたレーザ加工装置を得ること
を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る固
体レ−ザ装置は、いわゆるスラブ型のレーザ媒質を用
い、このレーザ媒質の左右両側に一対の保持体を配置し
た固体レーザ装置において、前記保持体の前記レーザ媒
質の側面に対向する内面に凹凸を形成し、その凹部に冷
媒を浸透させるものである。
【００１４】請求項２の発明に係る固体レ−ザ装置は、
いわゆるスラブ型のレーザ媒質を用い、このレーザ媒質
の左右両側に一対の保持体を配置した固体レーザ装置に
おいて、熱伝導率及び吸光発熱量が異なる複数の材料
を、レーザ媒質の長手方向及び／若しくは厚み方向及び
／若しくはレーザ媒質の側面に対向する内面に垂直な方
向に積層して保持体を構成したものである。
【００１５】請求項３の発明に係る固体レ−ザ装置は、
請求項１又は２記載の固体レ−ザ装置において、前記保
持体を前記レーザ媒質の側面に対して圧接したものであ
る。
【００１６】請求項４の発明に係る固体レ−ザ装置は、
いわゆるスラブ型のレーザ媒質を用い、このレーザ媒質
の左右両側に一対の保持体を配置した固体レーザ装置に
おいて、前記保持体のレーザ媒質と対向する部位の励起
領域相当部位に窪みを形成し、前記窪みに励起光に対し
て高反射率である部材を配置したものである。
【００１７】請求項５の発明に係る固体レ−ザ装置は、
請求項１，２，３記載の固体レ−ザ装置において、前記
保持体のレーザ媒質と対向する部位の励起領域相当部位
に窪みを形成し、前記窪みに励起光に対して高反射率で
ある部材を配置したものである。
【００１８】請求項６の発明に係る固体レ−ザ装置は、
請求項１記載の固体レーザ装置において、前記保持体の
内面に前記レーザ媒質の厚み方向の溝を形成することに
より前記凹凸を構成したものである。
【００１９】請求項７の発明に係る固体レ−ザ装置は、
請求項１記載の固体レーザ装置において、前記凹凸のピ
ッチ、面積、又は深さに、前記レーザ媒質の前後方向又
は上下方向の分布を設けたものである。
【００２０】請求項８の発明に係る固体レ−ザ装置は、
請求項１記載の固体レーザ装置において、前記レーザ媒
質の冷却を各平滑面に接して満たした冷媒により行な
い、前記保持体の内面の凹部に冷媒の流れを発生させる
べく、前記レーザ媒質の上側と下側の冷媒に圧力差を設
けたものである。
【００２１】請求項９の発明に係る固体レ−ザ装置は、
請求項８記載の固体レーザ装置において、前記保持体の
内面の凹凸を、前記レーザ媒質の厚み方向に対して傾斜
する溝により構成したものである。
【００２２】請求項１０の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項１乃至９記載の固体レーザ装置において、前
記保持体を励起光に対して高反射率な材料により構成し
たものである。
【００２３】請求項１１の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項３記載の固体レーザ装置において、弾性体を
介して前記保持体を前記レーザ媒質に圧接するものであ
る。
【００２４】請求項１２の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項１１記載の固体レーザ装置において、前記弾
性体を励起光に対して透明な材料で構成したものであ
る。
【００２５】請求項１３の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項１１又は１２記載の固体レーザ装置におい
て、前記弾性体と保持体を接着したものである。
【００２６】請求項１４の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項３，５乃至１３記載の固体レーザ装置におい
て、前記レーザ媒質の励起領域と保持体との間に介在物
が存在しない構成としたものである。
【００２７】請求項１５の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項１１乃至１４記載の固体レーザ装置におい
て、前記レーザ媒質のシール位置近傍の角部面取り部分
と前記弾性体の間にできる隙間に弾性を有する物質を充
填したものである。
【００２８】請求項１６の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項３，５乃至１５記載の固体レーザ装置におい
て、前記レーザ媒質のシール位置近傍の角部面取り寸法
を０．３ｍｍ以下としたものである。
【００２９】請求項１７の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項３，５乃至１６記載の固体レーザ装置におい
て、前記保持体を一体に収納するフレームの保持体と対
向する部位に、前記保持体の裏面と略垂直なネジ穴を形
成し、このネジ穴に取付けたねじ部材の先端で前記保持
体の裏面を押し前記レーザ媒質に圧接させたものであ
る。
【００３０】請求項１８の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項１７記載の固体レーザ装置において、前記保
持体とねじ部材の先端との間に弾性体を設けたものであ
る。
【００３１】請求項１９の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項１７又は１８記載の固体レーザ装置におい
て、前記保持体の裏面に板体を配設したものである。
【００３２】請求項２０の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項１９記載の固体レーザ装置において、前記保
持体と板体の間に弾性体を配設したものである。
【００３３】請求項２１の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項２０記載の固体レーザ装置において、前記板
体を前記弾性体に比しわずかな弾性を有する材料により
構成したものである。
【００３４】請求項２２の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項４又は５記載の固体レーザ装置において、前
記高反射率である部材を、前記レーザ媒質の側面に圧接
したものである。
【００３５】請求項２３の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項２２記載の固体レーザ装置において、前記高
反射率である部材の裏面と窪みの間に弾性体を配設し、
この弾性体の弾性力により前記高反射率である部材を前
記レーザ媒質の側面に圧接したものである。
【００３６】請求項２４の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項２２記載の固体レーザ装置において、前記保
持体の窪みにレーザ媒質の側面と略垂直なネジ穴を形成
し、このネジ穴に取付けたねじ部材の先端で、前記高反
射率である部材を前記レーザ媒質の側面に圧接したもの
である。
【００３７】請求項２５の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項２４記載の固体レーザ装置において、前記高
反射率である部材とねじ部材の先端との間に弾性体を配
設したものである。
【００３８】請求項２６の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項２４又は２５記載の固体レーザ装置におい
て、前記高反射率である部材の裏面に板体を配設したも
のである。
【００３９】請求項２７の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項２６記載の固体レーザ装置において、前記高
反射率である部材と板体との間に弾性体を配設したもの
である。
【００４０】請求項２８の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項２７記載の固体レーザ装置において、前記板
体を前記弾性体に比しわずかな弾性を有する材料により
構成したものである。
【００４１】請求項２９の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項４，５，２２，２３，２６乃至２８記載の固
体レーザ装置において、前記高反射率である部材を、励
起光を前記レーザ媒質に集光照射する集光器と一体とし
たものである。
【００４２】請求項３０の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項１乃至２９記載の固体レーザ装置において、
安定型共振器によりレーザビームを抽出するものであ
る。
【００４３】請求項３１の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項１乃至２９記載の固体レーザ装置において、
前記レーザ媒質の厚み方向には安定型であって幅方向に
は不安定型である異方性共振器によりレーザビームを抽
出するものである。
【００４４】請求項３２の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項１乃至２９記載の固体レーザ装置において、
前記レーザ媒質の厚み方向には安定型であって幅方向に
は片だし負枝不安定型である異方性共振器によりレーザ
ビームを抽出するものである。
【００４５】請求項３３の発明に係る固体レ−ザ装置
は、異なる固体レーザ装置からのレーザビームを請求項
１乃至請求項２９記載のレーザ媒質により増幅するもの
である。
【００４６】請求項３４の発明に係る固体レ−ザ装置
は、請求項１乃至請求項２９記載の固体レーザ装置にお
いて、前記レーザ媒質の幅方向に折り返した光路により
レーザビームを発振または増幅するものである。
【００４７】請求項３５の発明に係るレ−ザ加工装置
は、請求項１乃至請求項３４記載の固体レーザ装置から
発生したレーザビームを集光光学系により集光し、レー
ザ加工を行なうものである。
【００４８】請求項３６の発明に係るレ−ザ加工装置
は、請求項３５記載のレ−ザ加工装置において、レーザ
ビームを光ファイバーにより導光し、レーザ加工を行な
うものである。
【００４９】
【作用】請求項１の発明における固体レ−ザ装置は、保
持体のレーザ媒質と対向する面の凹凸構造が、その凹部
に冷媒（例えば水）等、吸光・発熱が少なくかつ冷却効
果のある物質を含むことで、スラブ側面の温度境界条件
を最適化し、スラブ幅方向および長手方向に温度分布
と、これにともなう光学歪が発生するのを防ぐ。
【００５０】請求項２の発明における固体レ−ザ装置
は、熱伝導率及び吸光発熱量が異なる複数の材料を、前
記レーザ媒質の長手方向及び／若しくは厚み方向及び／
若しくは前記レーザ媒質の側面に対向する内面に垂直な
方向に積層して保持体を構成することにより、スラブ側
面と保持体の熱的境界条件を最適化し、スラブ幅方向お
よび長手方向に温度分布と、これにともなう光学歪が発
生するのを防ぐ。
【００５１】請求項３の発明における固体レ−ザ装置
は、保持体をレーザ媒質の側面に圧接させることによ
り、保持体内面を凹凸構造としあるいは保持体を複数の
材料により形成した作用、すなわちレーザ媒質側面と保
持体の熱的境界条件を最適化する作用をより安定的なも
のとすることができるとともに、水密性を向上させるこ
ともできる。
【００５２】請求項４の発明における固体レ−ザ装置
は、レーザ媒質の側面に配置された保持体のレーザ媒質
と対向する部位の励起領域相当部位が窪みを有し、前記
窪みに励起光に対して高反射率である部材が配置される
構造は、スラブ側面での励起光の損失を低減し、高反射
率体とスラブ側面の接合に接着剤などの介在物を必要と
せず境界面での発熱とこれに伴う光学歪を低減でき、か
つ高い水密性を保つことができる。
【００５３】請求項５の発明における固体レ−ザ装置
は、保持体内面を凹凸構造にする等の構成、保持体をレ
ーザ媒質に圧接する構成、あるいは高反射率を保持体の
窪みに配置する構成を組み合わせることにより、それら
の相乗作用として、高い光学特性と水密性の向上を同時
に達成することができる。特に、高反射率体を保持体の
窪みに配置する構成に加えて、保持体をレーザ媒質に圧
接する構成を組み合わせることは、水密性を高く維持し
つつ高効率化を図る上で相乗的作用を奏する。というの
は、高反射率体を保持体の窪みに配置する場合、高反射
率体をレーザ媒質に圧接することが望ましいが、この場
合この高反射率体の圧接力の反作用が保持体をレーザ媒
質から分離する方向に作用するので、水密性を高く維持
するには保持体を反作用に抗してレーザ媒質に押し付け
る必要があるのである。
【００５４】請求項６の発明における固体レ−ザ装置
は、スラブ厚み方向と平行な方向の溝が、その凹部に冷
媒（例えば水）等、吸光・発熱が少なくかつ冷却効果の
ある物質を含むことで、スラブ側面の温度境界条件を最
適化し、スラブ幅方向および長手方向に温度分布と、こ
れにともなう光学歪が発生するのを防ぐ。
【００５５】請求項７の発明における固体レ−ザ装置
は、保持体の凹部の面積、ピッチ、深さ、またはそのい
ずれかのスラブの厚みおよび長手方向に対する分布が、
スラブ側面の厚みおよび長手方向のあらゆる位置に最適
な熱境界条件を供し、スラブの幅および長手方向に温度
分布と、これにともなう光学歪が発生するのを防ぐ。
【００５６】請求項８の発明における固体レ−ザ装置
は、レーザ媒質の冷却を、表面に接して満たされた冷媒
により行ない、冷媒の圧力差により、保持体のスラブ対
向面の凹部に冷媒の流れを発生させる構成が、スラブ側
面と保持体の接触界面の冷却条件を最適化し、スラブ幅
方向および長手方向に温度分布と、これにともなう光学
歪が発生するのを防ぐ。
【００５７】請求項９の発明における固体レ−ザ装置
は、レーザ媒質の側面に配置された保持体のレーザ媒質
と対向する部位のスラブ厚み方向と斜交する溝が、その
凹部に冷媒の流れを発生し、スラブ側面と保持体の接触
界面の冷却条件を最適化し、スラブ幅方向および長手方
向に温度分布と、これにともなう光学歪が発生するのを
防ぐ。
【００５８】請求項１０の発明における固体レ−ザ装置
は、保持体を励起光に対して高反射率材料により構成し
たので、高効率な励起が行えるとともに、スラブ側面近
傍の励起強度低下を防ぎ、光学歪の発生を低減できる。
【００５９】請求項１１の発明における固体レ−ザ装置
は、スラブと保持体の圧接を弾性体を介して行ったの
で、スラブおよび保持体の機械的変形を吸収でき、スラ
ブ側面の局所的応力集中が緩和され応力歪が低減され
る。また、スラブ側面と保持体の密着性が高まり、水密
性をさらに向上するとともに、スラブ側面の熱的境界条
件をより安定化し、スラブ媒質の光学特性を安定化す
る。
【００６０】請求項１２の発明における固体レ−ザ装置
は、弾性体として、励起光に対して透明である材料を使
用したので、励起光の吸収による発熱を低減でき、スラ
ブ側面の高温化とこれに伴う光学歪の発生を低減でき
る。
【００６１】請求項１３の発明における固体レ−ザ装置
は、弾性体と保持体を接着させたので、スラブと保持体
の組立・分解が容易になる他、水密性も向上する。
【００６２】請求項１４の発明における固体レ−ザ装置
は、スラブと保持体の間の弾性体を冷媒のシール位置近
傍のみに配置し、励起領域相当のスラブと保持体の間に
は介在物が存在しない様にしたので、スラブ側面と保持
体の界面での発熱を低減でき、スラブ側面の高温化とこ
れに伴う光学歪の発生を低減できる。
【００６３】請求項１５の発明における固体レ−ザ装置
は、スラブ角部の面取りと弾性体の間にできる隙間に、
弾性を有する物質を充填させたので、水密性が向上す
る。
【００６４】請求項１６の発明における固体レ−ザ装置
は、シール位置近傍のスラブ角部の面取りを０．３ｍｍ
以下にしたので、さらに水密性が向上する。
【００６５】請求項１７の発明における固体レ−ザ装置
は、フレームの保持体と対向する部位に、保持体の裏面
とほぼ垂直なネジ穴を設け、このネジ穴に挿入したオネ
ジの先端で保持体の裏面を押し、保持体とスラブ側面を
圧接させる構造にしたので、スラブヘッド外部からネジ
の回転によって保持体とスラブ側面の接触圧力を調整で
き、水密性に優れかつ光学歪の少ない最適な接触圧力を
容易に得ることができる。
【００６６】請求項１８の発明における固体レ−ザ装置
は、保持体とネジの先端部の間に弾性体を設けたので、
接触圧力の安定化が行えるとともにその調整が容易にな
り、スラブ側面と保持体の水密性を更に向上させるとと
もにスラブ側面の熱的境界条件をより安定化し、スラブ
媒質の光学特性を安定化する。
【００６７】請求項１９の発明における固体レ−ザ装置
は、保持体の裏面に板体を設けたので、接触圧力分布が
緩和され光学歪が低減されるとともに、保持体の損傷を
防止することができる。
【００６８】請求項２０の発明における固体レ−ザ装置
は、保持体と板体の間に弾性体を設けたので、接触圧力
分布がさらに緩和され光学歪がさらに低減されるととも
に、密着性の安定化が行える。
【００６９】請求項２１の発明における固体レ−ザ装置
は、保持体裏面の板体にわずかな弾性を持たせたので、
接触圧力の分布を制御することができ、水密性に優れ、
かつ光学歪の少ない最適な圧力分布を得ることができ
る。
【００７０】請求項２２の発明における固体レ−ザ装置
は、上記保持体の窪みに配置された励起光に対して高反
射率である部材を、スラブ側面に対して圧接させたの
で、密着性を高め、スラブ側面の熱的境界条件の均一化
・安定化が行え、スラブ媒質の光学特性を安定化する。
【００７１】請求項２３の発明における固体レ−ザ装置
は、励起光に対して高反射率である部材の裏面に弾性体
を設け、この弾性力により、高反射率体とスラブ側面を
圧接したので、スラブ，高反射率体および保持体の機械
的変形を吸収でき、スラブ側面の局所的応力集中が緩和
され応力歪が低減される。また、スラブ側面と高反射率
体の密着性が高まり、スラブ側面の熱的境界条件をより
安定化し、スラブ媒質の光学特性を安定化する。
【００７２】請求項２４の発明における固体レ−ザ装置
は、保持体の励起光に対して高反射率である部材と対向
する部位に、高反射率体の裏面とほぼ垂直なネジ穴を設
け、このネジ穴に挿入したオネジの先端で高反射率体の
裏面を押し、高反射率体とスラブ側面を圧接させる構造
にしたので、スラブヘッド外部からネジの回転によって
高反射率体とスラブ側面の接触圧力を調整でき、光学歪
の少ない最適な接触圧力を容易に得ることができる。
【００７３】請求項２５の発明における固体レ−ザ装置
は、励起光に対して高反射率である部材とネジの先端部
の間に弾性体を設けたので、接触圧力の安定化が行える
とともにその調整が容易になり、スラブ側面と高反射率
体の密着性を向上させ、スラブ側面の熱的境界条件をよ
り安定化し、スラブ媒質の光学特性を安定化する。
【００７４】請求項２６の発明における固体レ−ザ装置
は、励起光に対して高反射率である部材の裏面に板体を
設けたので、接触圧力分布が緩和され光学歪が低減され
るとともに、高反射率体の損傷を防止することができ
る。
【００７５】請求項２７の発明における固体レ−ザ装置
は、励起光に対して高反射率である部材と板体の間に弾
性体を設けたので、スラブ，高反射率体および保持体の
機械的変形を吸収でき、接触圧力分布がさらに緩和され
光学歪がさらに低減されるとともに、より密着性が高ま
り、スラブ側面の熱的境界条件をより安定化し、スラブ
媒質の光学特性を安定化することができる。
【００７６】請求項２８の発明における固体レ−ザ装置
は、励起光に対して高反射率である部材の裏面に配置さ
れた板体にわずかな弾性を持たせることで、接触圧力の
分布を制御することができ、光学歪の少ない最適な圧力
分布を得ることができる。
【００７７】請求項２９の発明における固体レ−ザ装置
は、保持体の窪みに配置された励起光に対して高反射率
である部材が、集光器と一体である構造としたので、部
品点数を低減できるとともに、集光器と保持体のギャッ
プをなくし、励起光の損失を低減する。
【００７８】請求項３０の発明における安定型共振器
は、光学歪の低減されたレーザ媒質から、歪の少ないレ
ーザビームを発生する。
【００７９】請求項３１の発明における異方性共振器
は、光学歪の低減されたレーザ媒質から歪が少なく、か
つ断面形状の等方性に優れたレーザビームを発生する。
【００８０】請求項３２の発明における異方性共振器
は、光学歪の低減されたレーザ媒質から歪が少なく、か
つ断面形状の等方性にさらに優れたレーザビームを発生
する。
【００８１】請求項３３の発明における固体レ−ザ装置
は、上記光学歪の低減されたレーザ媒質が異なる固体レ
ーザ装置からのレーザビームを歪ませることなく増幅す
る。
【００８２】請求項３４の発明における固体レ−ザ装置
は、スラブの幅方向に折り返した光路は、光学歪の低減
されたレーザ媒質から歪が少なく、かつ断面形状の等方
性に優れた等価的な媒質断面を供する。
【００８３】請求項３５の発明におけるレ−ザ加工装置
は、上記固体レーザ装置から発生したレーザビームを集
光光学系により集光し、レーザ加工を行なうようにした
から、光学歪の低減されたレーザ媒質から発生する歪が
少なく断面形状の等方性に優れたレーザビームが、集光
位置において、安定性に優れた小さなスポット径と深い
焦点深度を発生するよう作用する。
【００８４】請求項３６の発明におけるレ−ザ加工装置
は、上記固体レーザ装置から発生したレーザビームを光
ファイバーにより導光し、レーザ加工を行なうようにし
たから、光学歪の低減されたレーザ媒質から発生する歪
が少なく断面形状の等方性に優れたレーザビームが、フ
ァイバー入射端面への集光において、安定性に優れた小
さなスポット径と深い焦点深度を発生し、ファイバーへ
の結合が安定かつ高効率に行なわれるとともに、ファイ
バー伝送後も高いビーム品質を保つよう作用する。
【００８５】
【実施例】実施例１． 以下、この発明の実施例１を図１〜７について説明す
る。図１は本実施例を示す正面断面図、図２はその側面
断面図、図３はレーザ媒質と保持体の斜視図、図４はそ
の部分拡大図である。
【００８６】図１，２において、１は、上下に平行に形
成された一対の平滑面１１と、左右に垂直に形成された
一対の側面１２、及びレーザビームが入出射する前後一
対の端面１３とを有するスラブ型固体レーザ媒質（以下
スラブという）である。５は、スラブ１の側面１２に沿
って配置された保持体である。７はスラブ１と保持体５
を一体に収納するフレームで、７０はスラブの冷媒であ
る水４１をシールするシール材で、スラブ１の長手方向
（前後方向）に直交する平面に沿ってスラブ１と各保持
体５の周囲を一周する形で設けられている。２はスラブ
１を光励起するランプで２１はその励起光である。３は
励起光２１をスラブ１に集光照射するための集光器で、
８はこれを収納するハウジングである。４０はスラブ冷
却水４１の流路４形成のための励起光２１に対して透明
な仕切り板である。
【００８７】そしてこの実施例では、保持体５のスラブ
１の側面１２に対向する内面５１に、図３，４に示す如
くスラブの厚さ方向（上下方向）の縦溝５２が所定ピッ
チで複数形成され、これによりこの内面５１が凹凸構造
となっている。
【００８８】次に動作について説明する。ここで、基本
的な動作は、従来の場合と同様であるためその説明を省
略し、スラブ側面１２に配置された縦溝５２を有する保
持体５について、その作用と詳細な具体例を示す。従来
の固体レーザ装置での問題点は保持体５の励起光２１の
吸収・発熱による高温化と、これに伴いスラブ１が幅方
向（左右方向）に側面が高温の温度分布を持つことであ
った。本実施例では、この問題を解決するため、保持体
５のスラブ対向接触面５１に縦冷却溝５２を設けてい
る。この縦溝５２には、スラブ１の冷媒である水４１が
浸透し、これにより保持体の界面５１が冷却される。こ
のため、スラブ１の幅方向の温度分布を最適化して、光
学歪を低減することができる。なお、溝５２に浸透する
物質はこの場合水であり、励起光２１の吸収・発熱はほ
とんどなく、溝の幅５２２を広げるほど冷却効果は高く
なる。
【００８９】実際、厚み６ｍｍ、幅２５ｍｍ、励起長１
５０ｍｍのＹＡＧスラブに対し、保持体５としてテフロ
ン樹脂（スペクトラロン）を用いて、スラブ幅方向光学
歪（熱レンズ）を測定したところ、励起ランプの電気入
力３０ｋＷで溝のない場合には、側端部で図５のｃに示
すような強い凹レンズ分布を示し、溝幅５２２を０．５
ｍｍ、ピッチ５２１を１ｍｍ、溝深さ５２３を０．２ｍ
ｍとした場合には図５のａに示すような側端部で強い凸
レンズ分布を示した。そこでピッチ５２１、深さ５２３
を保ったまま溝幅５２１を変化させたところ、溝幅０．
１ｍｍ、ピッチ１ｍｍで図５のｂに示すような、ほとん
ど熱レンズのない状態が得られた。
【００９０】また、各々の条件に対し、図６に示すよう
な安定型共振器で発振実験を行なった。各々の条件に対
する出力特性を図７に示す。最適化されたｂの条件で
は、入力３０ｋＷまでほとんど比例的にレーザ出力が増
大したのに対し、ａやｃの光学歪がある条件では、入力
２０ｋＷを過ぎたあたりから大きな出力飽和が観測され
た。
【００９１】本実施例の特長は、保持体５に切った溝５
２の幅５２２の変化だけで、スラブ側面１２の熱的境界
条件を最適化でき、構造がきわめてシンプルであるこ
と、および必ず最適な条件がみつかることにある。ま
た、最適化された条件での熱レンズの屈折力は、電気入
力３０ｋＷ、レーザ出力１ｋＷ以上相当でも、０．１ｍ
ｍ-1以下であり、ロッドＹＡＧの熱レンズ屈折力２ｍ-1
程度に比較してその絶対値も小さく、電気入力依存性も
ない。なお、図１，２に示した上記実施例では、冷媒の
浸透溝５２として、スラブ厚み方向に平行な溝を適用し
た場合について述べたが、図８，９に示すようなスラブ
の長手方向に平行な溝や、図１０，１１に示すような微
細な凹凸構造でも同様の効果が得られる。
【００９２】実施例２． 次に、実施例２について図１２〜１５を用いて述べる。
スラブ型レーザでは、幅方向に加えて長手方向にも極力
均一な励起・発熱が得られるよう棒状のランプ２と集光
器３が用いられるが、実際には、長手方向の中央付近に
比べ、励起長の端部では励起強度が低下し、図１３に示
されるような温度分布となる。そして、保持体５のスラ
ブ対向面５１での発熱も、端部になるほど小さくなり、
中央部と同一の冷却条件では冷却のし過ぎとなり、幅方
向の光学歪が、長手方向の端部において図１４に示すよ
うな凹レンズ分布となる。そこで、本実施例では図１５
に示すようにスラブ長手方向の端部近傍では、溝幅５２
２を細くし、冷却効果を弱め、端部近傍でも極力光学歪
が小さくなるようにしている。
【００９３】このため、本実施例であると、スラブ１の
幅方向のみならず、スラブ側面１２の長手方向のあらゆ
る位置に最適な熱境界条件を供し、より均一で高品質な
レーザビームを発生させることができる。
【００９４】なお、本実施例では、溝の深さ５２３、ピ
ッチ５２１を一定に幅５２２のみを減少させ冷却条件を
変化させたが、図１６、図１７に示すようにピッチおよ
び溝の深さを変えることでも、冷却条件を変化させるこ
とができる。
【００９５】また、本実施例では長手方向中央部で励起
強度が強いケースについて述べたが、これ以外の、例え
ば長手方向端部が励起強度が強い場合についても、長手
方向の各位置に対して、溝のピッチ・幅・深さなどを調
整し、光学歪が最小となるようにすればよい。
【００９６】実施例３． 次に、実施例３を図１８〜２０により述べる。上記実施
例１，２ではスラブ側面１２の熱的境界条件（冷却条
件）が厚み方向に同一であるケースについて述べたが、
本実施例では、厚み方向にも熱的境界条件が分布を持つ
場合について述べる。スラブ１は、その両表面（平滑
面）１１より冷却されるため、厚み方向の中心部が高温
の、２乗温度分布を示す。スラブ側面１２が完全に断熱
され、かつ発熱のない場合、温度分布は図１８のａ（上
段）に示すように幅方向には均一となるが、実際には、
保持体の熱伝導および発熱により図１８のｂ（中段）、
図１８のｃ（中段）に示すような温度分布となる。
【００９７】そこで本実施例では、保持体５のスラブ対
向面５１が、スラブの理想条件下の厚み方向２乗温度分
布と同一となるよう図１９，２０に示すように厚み方向
に溝形状の分布を持たせている。これにより、発熱があ
り、熱伝導がある程度ある材料についても、発熱のない
完全断熱媒体と同様の温度分布を得ることが可能とな
り、スラブの厚み方向にも熱的境界条件を最適化してレ
ーザビームのさらなる品質向上を図ることができる。
【００９８】実施例４． 次に、実施例４を図２１，２２により述べる。この実施
例では、スラブ側面１２の長手および厚み方向のあらゆ
る位置に対して最適な熱境界条件を得るように、図２１
に示すように、保持体５の長手，厚みの両方向に溝５２
を切り、深さ、幅、ピッチに分布を持たせることによ
り、より一層光学歪低減の効果を奏している。
【００９９】なお同様の効果は、図２２に示すような、
保持体５のスラブ対向面に、半径の異なる丸型凹部５２
を設け、分布を持たせることでも達成できる。
【０１００】実施例５． 次に、実施例５を図２３〜２４により述べる。実施例４
では、保持体５のスラブ対向面５１の微細凹部形状５２
によるスラブ側面１２の熱的境界条件を最適化する場合
について述べたが、図２３に示すように、熱伝導、吸光
発熱の異なる材料５０１、５０２をスラブ長手方向に積
層した複合材質を用い、そのピッチ、厚み、材質（熱伝
導率、吸光発熱）を最適化し、マクロな熱伝導率を最適
化することで、スラブ１の幅方向および長手方向の温度
分布と光学歪発生を低減することも可能である。
【０１０１】なお、複合材質の材料５０１，５０２とし
ては、例えばスペクトラロン（樹脂）とマセライト（セ
ラミック）とを用いることができる。また、各材料の積
層方向は、スラブ１の長手方向に限らず、厚み方向、あ
るいは長手方向と厚み方向の両方向に積層した構造でも
よい。また、積層の幅，ピッチ等を例えばスラブ１の長
手方向の発熱分布に対応させて変化させ、さらに温度境
界条件を最適化することもできる。
【０１０２】また、この実施例５の変形例としては、図
２４に示すように、熱伝導が比較的よいセラミックの保
持体５０１に溝を切り、この溝に透明シリコンゴム５０
２を充填し、これをスラブ１に接着する構造等が考えら
れる。
【０１０３】実施例６． 次に、実施例６を図２５，２６により述べる。実施例
１．における保持体５の縦溝５２には、冷媒である水４
１は浸透しているだけで、その冷却効果は主に水自身の
熱伝導によるものであった。これに対し、請求項９に対
応する本実施例では、図２５に示すようにスラブ両表面
の冷却水路４の水圧にわずかな差△Ｐ＝｜Ｐ１−Ｐ２｜
を与え、この圧力差で保持体の縦溝５２に冷却水４１の
流れ４５２を発生させ、保持体５とスラブ側面１２の界
面の冷却効果を高めている。
【０１０４】スラブ表面の冷却水４１に圧力差を与える
方法としては、図２６に示すように、各々のスラブ冷却
水路の水の出入口に流量調節バルブ４０１、４０２、４
０３、４０４を設け、これらを調節することにより、ス
ラブ表面の水圧Ｐ１、Ｐ２には差△Ｐ＝｜Ｐ１−Ｐ２｜
を与える。この時、各水路の出入口での圧力差△Ｐ１、
Ｐ２は同一で、スラブ両表面の冷却水流量には差がない
ようにすれば、スラブ両表面の冷却能力は同等になり問
題はない。
【０１０５】なお、バルブ４０１、４０２、４０３、４
０４の調整により、スラブ冷却水路間の水圧差｜Ｐ１−
Ｐ２｜を変化させ、保持体の縦溝５２を流れる冷却水の
流量を制御し、スラブ側面の冷却条件を変化させれば、
スラブ幅方向の温度分布とこれにともなう光学歪を制御
することができる。
【０１０６】実施例７． 次に、実施例７を図２７，２８により述べる。上記実施
例６では、保持体の縦溝５２に冷媒の流れ４５２を発生
させるため、外部バルブによる、スラブ表面の冷却水路
の圧力調整を行なっていたが、図２７，２８に示すよう
に、保持体５の冷却溝５２をスラブ厚み方向と斜交する
ように設け、かつスラブ表面の冷却水４１の流れを、ス
ラブ長手方向にとれば、冷却溝の両端部５２０では圧力
差が発生し、スラブ表面の冷却水路間に圧力差をつけず
とも、冷媒の流れ４５２は生じる。なお、冷却溝５２と
スラブ厚み方向の射交角を大きくするほど、冷却溝両端
の圧力差は大きくなる。
【０１０７】実施例８． 次に、実施例８を図２９により述べる。保持体５のスラ
ブ対向面５１に照射される光２１１は、吸収体であるレ
ーザ媒質１を一度通過した物であるが、励起に有効なス
ペクトル成分もかなり含んでいる。従って、図２９のａ
（上段）に示すように保持体表面５１を高反射率にし、
保持体５に照射された励起光２１１を再度スラブ媒質１
内にもどせば、励起の高効率化が行える。
【０１０８】特に集光器３が近接結合型で、スペクトラ
ロンやマセライト等、高反射率の拡散反射型の場合は、
集光器内部の光強度は高くなり、保持体側面５１のわず
かな反射損失が励起効率に与える影響は大きい。また、
保持体表面５１の反射率が低いと、励起効率の低下に加
え、図２９のｂ（中段）における破線に示すように、ス
ラブ側面近傍で励起強度が低下し、励起分布が発生し、
これにともない図２９のｃ（下段）における破線に示す
ような幅方向の温度分布と光学歪が発生する。したがっ
て、保持体表面５１をできるだけ高反射率にし、励起分
布が図２９のｂ（中段）の実線に示すように幅方向端部
でも極力均一となるようにして、光学歪の発生を抑える
ことが必要である。
【０１０９】また、保持体５の反射率低下の原因が光の
透過でなく吸収である場合は、励起入力の増大にともな
い保持体自体の発熱が大きくなり、高温化するとともに
光学歪が強くなる問題もある。したがって保持体５に要
求される光学的特性としては、励起光２１（波長２００
〜１０００ｎｍ）の吸収が少なく反射率の高いことが上
げられ、その材料としてはスペクトラロン、マセライ
ト、金メッキガラス等が適している。
【０１１０】実施例９． 次に、実施例９を図３０〜３２により述べる。従来の固
体レーザ装置では、保持体５はスラブ側面１２にシリコ
ンゴム接着剤や、粘着テープ等で接着されていた。しか
し、スラブ１と側面の保持体５を一体にフレーム７に収
納する際、冷媒のシール材であるＯリング７０の押しつ
ぶしに伴い図９６に示すような、スラブ１と保持体（断
熱体）５を分離する方向に力５１０が作用し、スラブ側
面１２と保持体５の密着性が低下し、図９７に示すよう
に冷媒４１のシールが充分行えず、スラブ端面１３に水
が漏れ４１５が発生し、ビームの欠けが生じたり、光学
研磨されたビームの入出射端面１３が汚損するなどの重
大な問題があった。
【０１１１】そこで、本実施例では、図３０，３２に示
すようにスラブ収納フレーム７の保持体と対向する部位
７１０に、保持体裏面５３とほぼ垂直なネジ穴７１３を
設け、このネジ穴に捩じ込んだネジ７１５（ねじ部材）
の先端で保持体５の裏面５３を押し、保持体５とスラブ
側面１２を圧接させている。
【０１１２】本構成では、スラブ１をフレーム７へ収納
し、さらにはフレーム７を集光器、ランプハウジング８
へ組み付けた後も、外部からネジ７１５の回転によって
接触圧力を調整でき、機械的応力及び光学歪発生が極力
小さく、かつ保持体５とスラブ側面１２の接合面から水
が漏れないように調整することが可能となる。
【０１１３】なお、上記実施例における保持体５の内面
に実施例１等において述べた溝５２（凹凸構造）を設け
てもよい。この場合、保持体５をスラブ１の側面１２に
圧接させることが、保持体内面を凹凸構造としあるいは
保持体を複数の材料により形成した作用、すなわちレー
ザ媒質側面と保持体の熱的境界条件を最適化する作用を
より安定的なものとするとともに、水密性を向上させる
こともできる。このため、信頼性が向上するとともに、
よりビーム品質の安定性に優れたレーザ動作が実現でき
る。
【０１１４】実施例１０． 次に、実施例１０を図３３〜３５により述べる。保持体
５とスラブ側面１２の接合が接着剤や、粘着テープの場
合、接合層は０．１ｍｍ以下と薄く、スラブ１、保持体
５、フレーム７等の熱膨張等わずかな機械的変形に対し
て接触圧力が大きく変化する場合がある。そこで本実施
例では図３３〜３５に示すように、保持体５とスラブ側
面１２の接合面に、弾性体５４を設け、上述の機械的変
形を吸収するとともに、接触圧力の均一化を図り、密着
性を高めている。なお、弾性体５４としては、励起光の
吸収発熱による高温化と光学歪発生を低減するため、励
起光の吸収が比較的少ない透明シリコンゴムを用いてい
る。
【０１１５】また、組立の際、帯状のシリコンゴム５４
をスラブ側面１２及び保持体５に合わせることは困難で
あるので、帯状のシリコンゴム５４は保持体５に透明シ
リコンゴム接着剤（例えばダウコーニング社シルポット
１８６）で接着している。これにより、組立分解の際の
シリコンゴム脱落がなくなり作業が容易になる。
【０１１６】実施例１１． 次に、実施例１１を図３６〜３８により述べる。実施例
１０では、励起光の吸収の少ない透明シリコンゴム５４
を保持体５の全長にわたって設けていたが、励起強度が
強い場合には、透明シリコンゴムのわずかな光吸収でも
高温化し、スラブ幅方向に端部が高温の温度分布と、こ
れにともなう光学歪が発生する。そこで、図３６〜３８
に示す本実施例は、密着性が特に重要なＯリング７０の
接触位置近傍５１１にのみ、透明シリコンゴム５４を配
置し、励起領域相当の部分５１２には、配置していな
い。Ｏリング７０のシール位置では水漏れ防止の観点か
ら水密性が非常に重要であるが、これ以外の部分では、
熱的境界条件が安定となる程度の密着性が有ればよく、
保持体５とスラブ側面１２の界面に冷媒である水４１が
浸透していても全く問題はない。
【０１１７】実施例１２． 次に、実施例１２を図３９，４０により述べる。スラブ
１の角部は通常０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の面取り１
４がされている。したがって、保持体の接合を通常の接
着で行なうと三角状の隙間１４０ができることが多く、
シール位置ではこの隙間より水が漏れる問題がある。圧
接の場合もこの三角状の隙間を埋めるためには、保持体
５とスラブ１の側面１２の間に介在させたシリコンゴム
５４の圧接圧をかなり上げなければならず、水密性確保
のために、機械的強度の小さなスラブ端部に大きな応力
を発生させることになる。
【０１１８】そこで、本実施例では、図３９，４０に示
すように、Ｏリング７０が接触するシール位置近傍の三
角状の面取り部１４に、透明シリコンゴム等、弾性を有
する物質５８を充填し、わずかな接触圧でも十分な水密
性が得られるようにしている。
【０１１９】実施例１３． 次に、実施例１３を図４１〜４３により述べる。本実施
例では、図４３に示すように、Ｏリング７０が接触する
シール位置近傍５１１のスラブの角部の面取り１４を
０．３ｍｍ以下にし、通常の接着や、弾性体を介したわ
ずかな圧接でも、三角状の隙間１４０ができないように
している。一般にスラブ角部を面取りする理由は、励起
時の応力発生により、角部の微細クラックから破壊が発
生しないようにするためである。したがって、励起時に
強い応力が発生する励起領域５１２の角部のみを面取り
すればよく、励起領域でないスラブ端部の冷却シール位
置近傍５１１では、大きな面取りの必要がない。
【０１２０】実施例１４． 次に、実施例１４を図４４〜４６により述べる。スラブ
側面１２の保持体５として、セラミック、ガラス、金属
等、剛性の高い材料を用い、そのスラブとの接合を接着
か粘着テープで行なう場合、接合層は０．１ｍｍ以下と
きわめて薄くなり、実施例９でも述べたように、スラブ
１、保持体５、フレーム７等の熱膨張等わずかな機械的
変形に対し、スラブ１と保持体５の接触圧力がきわめて
大きく変化する場合がある。また、接触圧力がネジ７１
５の締め方に非常に敏感になり、その調整が困難になる
等問題が多い。そこで本実施例では、図４４に示すよう
に、保持体裏面５３とネジ７１５の間にバネ５５をい
れ、このバネの圧縮長さをネジ７１５により調整するこ
とで接触圧力を一定に保つとともに、その安定化を実現
している。
【０１２１】実施例１５． 次に、実施例１５を図４７〜４９により述べる。上記実
施例１４では、保持体５の圧接をネジ７１５またはネジ
の先に設けたバネ５５により数カ所で行なっているが、
保持体５がスペクトラロンや薄いセラミックなど弾性を
有する場合は、ネジの支点近傍と、それ以外の部分で、
接触圧力に差ができ、圧力分布が生じることがある。そ
こで本実施例では、図４７に示すように、ネジ７１５と
保持体５の間に、ステンレス等の剛性のある板体５６を
設け、保持体５とスラブ側面１２の接触圧力分布がなだ
らかになり、かつネジ７１５の先端で保持体裏面５３を
へこませるようなことがないようにしている。
【０１２２】なお、図５０〜５２に示すように、板体５
６と保持体５の間に、シリコンゴムプレート５７を設け
れば、接触圧力の分布緩和と、密着性の安定化をより高
めることができる。
【０１２３】実施例１６． 次に、実施例１６を図５３〜５６により述べる。実施例
１〜８では保持体５のスラブ側面１２と対向する面５１
の微細形状や材質を最適化し、スラブの励起発熱分布に
整合するよう、その熱的境界条件を最適化することでス
ラブの幅方向及び長手方向の光学歪を低減していた。ス
ラブ側面１２の熱的境界条件の変化は、保持体のスラブ
対向面５１の微細形状、材質に加え、その接触圧力によ
っても熱抵抗が変化するため影響を受ける。
【０１２４】そこで本実施例では、図５３に示すよう
に、保持体の裏面５３に比較的肉厚のシリコンゴムプレ
ート５７を設け、これを厚み１〜２ｍｍ程度のステンレ
ス板体５６を介してネジ７１５で押し、スラブの長手方
向に各々の位置に対して最適な接触圧力分布をもたせ、
光学歪の低減を行なうものである。厚み１〜２ｍｍ程度
のステンレス板５６はシリコンゴム５７より低いある程
度の弾性を有する剛体と考えることができ、押えネジ７
１５の調整により、図５３に示すように、比較的なだら
かなシリコンゴム５７の厚み分布を与え、この圧縮力分
布により、保持体５とスラブ１の接触圧力分布を得るも
のである。
【０１２５】なお、一般に面と面の接触熱抵抗は、図５
６に示すように圧力が高いほど小さくなるが、ある所定
の圧力Ｐ* 以上では、ほとんど変化しなくなる。したが
って、熱境界条件を変化させるための圧力調整はＰ* 以
下の圧力で行なうことになる。
【０１２６】実施例１７． 次に、実施例１７を図５７〜５９により述べる。スラブ
側面１２に配置される保持体５に要求される物理的特性
は場所によって異なる。例えば、スラブの長手方向端部
５１１では、水が漏れないように接合されていることが
最も重要であり、励起領域相当の部分５１２では、幅方
向の光学歪が小さくなるような熱的境界条件を有するこ
と及び励起光に対して高反射率であり吸収がないことが
重要となる。
【０１２７】そこで本実施例では、図５７に示すように
保持体５の励起領域相当部位５１２に窪み５９を設け、
この窪み５９には保持体５とは別部品の高反射率である
部材（例えばマセライトやスペクトラロン）５０が配置
され、冷媒のシールが重要となるスラブ長手方向端部５
１１には、保持体５がシリコンゴム５４を介して直接圧
接されている。
【０１２８】なお、高反射率部材５０と保持体５の間に
はシリコンゴムプレ−ト５０４が配置され、この圧縮力
により、高反射率部材５０とスラブ側面１２を圧接し、
接触圧力の均一化および安定化を図っている。
【０１２９】なお、上記実施例における高反射率部材５
０の内面に実施例１等において述べた溝５２（凹凸構
造）を設けてもよい。このようにすれば、各構成の相乗
効果として、高い光学特性とビーム品質の実現、水密性
の向上による高信頼性の実現、レーザ発振の高効率化等
の効果を同時に達成することができる。
【０１３０】実施例１８． 次に、実施例１８を図６０〜６２により述べる。実施例
１７に示した構造はシンプルであるが、保持体５とスラ
ブ１の接触圧力調整のためのネジ７１５の回転によっ
て、高反射率部材５０のスラブ側面１２への接触圧力も
変化してしまう。もちろん保持体の窪み５９の深さ、冷
媒シール部の保持体５とスラブ１間のシリコンゴム５４
の厚み、保持体５と高反射率部材５０間のシリコンゴム
５０４の厚み、および高反射率部材５０の厚みを調整
し、冷媒シール部５１１の保持体５とスラブ１の接触圧
力が最適となるとき、励起領域相当部５１２の高反射率
部材５０とスラブ１の接触圧力も最適となるようにする
ことは可能であるが、各々の接触圧力を独立に調整でき
る方が望ましいことが多い。
【０１３１】そこで本実施例では図６０に示すように、
保持体の窪み５９に高反射率体の裏面５０３とほぼ垂直
なネジ穴５１３を設け、このネジ穴５１３に入ったオネ
ジ５１５の先端で高反射率部材の裏面５０３を押し、高
反射率部材５０をスラブ側面１２に圧接するとともに、
圧力調整を独立に行えるようにしている。
【０１３２】なお、高反射率部材５０の裏面５０３には
冷却水が浸透してくるので、調整ネジ５１５には図に示
すようなＯリング５１６が設けられ、ネジ穴５１３から
冷却水が漏れないよう構成されている。また、保持体５
のネジ穴５１３に対応したフレーム７の端面には、保持
体５のネジ５１５を外部から調整できるよう、貫通穴７
１６が設けられている。
【０１３３】なお、上記実施例における高反射率部材５
０の内面に実施例１等において述べた溝５２（凹凸構
造）を設けてもよい。このようにすれば、各構成の相乗
効果として、高い光学特性とビーム品質の実現、水密性
の向上による高信頼性の実現、レーザ発振の高効率化等
の効果を同時に達成することができる。特に本実施例の
場合には、水密性を高く維持しつつ高効率化を図る上で
相乗的作用効果を奏する。というのは、高反射率部材５
０をスラブ側面１２に圧接しているため、高反射率部材
５０の圧接力の反作用が保持体５をスラブ１から分離す
る方向に作用するので、水密性を高く維持するには保持
体５をこの反作用に抗してスラブ１に押し付ける必要が
あるのである。
【０１３４】実施例１９． 次に、実施例１９を図６３〜６５により述べる。本実施
例では、保持体内の高反射率体５０をスラブ側面に圧接
する構造として、図６３に示すように、高反射率体の裏
面５０３と押えネジ５１５の間にバネ５０５を入れ、こ
のバネ５０５の圧縮長さをネジ５１５の回転で変化さ
せ、接触圧力を調整している。この構造により、ネジ５
１５の回転による接触圧力の変化は緩和され、調整が容
易になり、かつ接触圧力の均一性及び安定性が向上す
る。
【０１３５】実施例２０． 次に、実施例２０を図６６〜６８により述べる。本実施
例では、保持体内の高反射率体をスラブ側面に圧接する
構造として、図６６に示すように、高反射率体の裏面５
０３にステンレス製の板体５０６を設けている。本構造
により、ネジ５１５の押え位置近傍での、高反射率体５
０とスラブ側面１２の接触圧力の局所的な集中が緩和さ
れるとともに、押えネジ５１５の先端部による高反射率
体５０の損傷を回避することができる。
【０１３６】さらに、図６９〜７２に示すように、板体
５０６と高反射率体５０の間に、シリコンゴムプレート
などの弾性体５０７を設ければ、接触圧力分布の緩和と
密着性の安定化をさらに高めることができる。
【０１３７】実施例２１． 次に、実施例２１を図７３〜７５により述べる。本実施
例では、保持体５内の高反射率体５０をスラブ１側面に
圧接する構造として、図７３に示すように、ある程度弾
性を有する剛体である厚み１〜２ｍｍ程度のステンレス
板５０６およびシリコンゴムプレート５０７を介して高
反射率体５０をスラブ側面１２に圧接しており、シコン
ゴムの厚みになだらかな分布をあたえ、この圧縮力分布
により、接触圧力に分布を与えている。本構成により、
スラブ長手方向の各々の位置に対して、最適な接触圧力
を与え、光学歪の低減を図っている。
【０１３８】実施例２２． 次に、実施例２２を図７６〜７８により述べる。実施例
２０、２１等では、高反射率体のスラブ側面に対する接
触圧力を、保持体５に設けた押えネジ７１５及び板体５
０６と高反射率体５０の間に設けたシリコンゴムプレー
ト５０７の圧縮力により得ていたが、図７６に示すよう
に、保持体５と板体５０６の間に設けた弾性体（Ｏリン
グ、ゴムプレート、バネ等）５７の圧縮力により、接触
圧力を得ることも可能である。この実施例では板体５０
６にオネジ５０８が突出して設けられ、このオネジ５０
８を弾性体であるＯリング５７、保持体５を介して、ナ
ット５０９で止め、ナット５０９の回転により剛体５０
６および高反射率体５０が保持体５に対して前後する構
造となっている。
【０１３９】実施例２３． 次に、実施例２３を図７９〜８１により述べる。この実
施例は、保持体５の窪みに配置する高反射率体５０が集
光器３と一体であることを特徴とする。本構成によれば
部品点数が減り、装置が簡略化されるとともに、集光器
３とスラブ側面１２の高反射率体５０の隙間がなくな
り、この部分での励起光の損失がなくなり、励起効率を
高めることができる。なお、集光器の材質を樹脂など弾
性に優れたものを用いるか、保持体への挿入部分（高反
射率体５０として機能する部分）の厚みを薄くし、弾性
を高めることで、スラブ側面への圧接を行なうことも可
能である。
【０１４０】実施例２４． 次に、実施例２４を図８２により述べる。本実施例は、
実施例１〜２３記載の光学歪の少ないスラブ型レーザ媒
質１に、幅方向には対称正枝不安定型となり、厚み方向
には安定型となるハイブリッド共振器を適用したもので
ある。共振器は、スラブ幅方向にのみ曲率を持つシリン
ドリカル凹面ミラー６１、シリンドリカル凸面ミラー６
２およびスラブ厚み方向にのみ屈折力を持つシリンドリ
カル凸レンズ６３により構成されている。なお、レーザ
ビーム１００はシリンドリカル凸ミラー６２の反射防止
膜が施された両端部６２２より出力される。
【０１４１】スラブ型レーザ媒質１の断面は、アスペク
ト比の大きな矩形であるため、通常の安定型共振器によ
るレーザ発振では、開口の大きな幅方向には、数十〜数
百次の高次横モードが発生し、発散角は数十ｍｍｒａｄ
となり、高い集束性は得られない。これに対し、開口の
小さな厚み方向には十次前後の横モードが発生し、発散
角は数ｍｍｒａｄとなるため、集束性の異方性も問題と
なる。
【０１４２】そこで、本実施例では、開口の大きな幅方
向には、１次元の対称正枝不安定型共振器を形成し、回
折限界の数倍の高集束性ビームを得るとともに、厚み方
向の低次安定型共振器によりビームの集束性との異方性
を低減している。一般に不安定型共振器を適用すると、
大きな開口に対しても、集束性に優れたビームを得るこ
とが可能であるが、熱レンズのような共振器内の光学歪
に対する許容度は、高次安定型共振器よりは低い。本実
施例では、不安定型共振器を適用するスラブ幅方向の光
学歪を、実施例１〜２３に示すような構成で低減してお
り、これにより、高出力領域においても、安定な不安定
型発振を実現し、高集束で等方性に優れたビームを得て
いる。
【０１４３】実施例２５． 次に、実施例２５を図８３により述べる。本実施例で
は、スラブ幅方向に曲率を持つシリンドリカル凹面ミラ
ー６１、６２により、片だし負枝不安定型共振器を適用
している。実施例２４に示した１次元対称不安定型共振
器の出力ビームがスラブ幅方向の両端部に分かれて出力
するのに対し、片だし負枝不安定型共振器では、スラブ
幅方向片端のミラー欠き取り部６２２より中詰まりのビ
ーム１００として出力され、集束性はさらに向上する。
また、実施例２４に示した正枝不安定型共振器に較べ、
負枝不安定型共振器は光学歪に対する許容度が高く、よ
り安定な動作が実現できる。
【０１４４】実施例２６． 次に、実施例２６を図８４により述べる。本実施例で
は、上述した実施例１〜２３の構造により光学歪の低減
されたスラブ型レーザ媒質１をレーザビームの増幅器と
して用いている。図８４において左側の発振器であるレ
ーザ装置は、図６に示した安定型共振器を有する発振器
であるが、右側の増幅器であるレーザ装置は、共振器を
組み合わされておらず、左側の発振器から出力されたビ
ーム１００を入力ビームとして増幅し、高出力化された
出力ビーム１０００を発生する。
【０１４５】レーザビームの増幅動作において、入力ビ
ーム１００の集束性が高くとも、増幅器が収差成分を持
つ光学歪を有する場合、得られる出力ビームはその影響
を受け、集束性は劣化する。本実施例では、増幅媒体で
あるスラブ媒質の光学歪を、実施例に示すような方法で
低減しており、これにより入力ビームの集束性を劣化さ
せることなく増幅し、高出力ビームを得ることができ
る。
【０１４６】実施例２７． 次に、実施例２７を図８５により述べる。本実施例で
は、上述した実施例１〜２３の構造により光学歪の低減
されたスラブ型レーザ媒質１に直角プリズム６９を用い
て幅方向に折り返した光路で安定型共振器を組んでい
る。光路を折り返すことにより、媒質１の幅方向の等価
断面が圧縮され、通常の球面全反射鏡６１、球面部分反
射鏡６２により構成される光軸に対し回転対称な安定型
発振器でも集束性・等方性に優れたレーザビームを得る
ことができる。なお、このような折返し光路において
は、折返しの回数に比例して、光学歪の影響が重畳され
るので、本例のように、レーザ媒質１の大幅な光学歪低
減によってのみ、安定なレーザ動作が実現できる。
【０１４７】実施例２８． 次に、実施例２８を図８６により述べる。本実施例は、
実施例２５に示したハイブリッド共振器を有するスラブ
型レーザ発振器から出力される集束性・等方性に優れた
レーザビーム１００を実施例２７と同様の折返し光路を
有するスラブ型レーザ装置により増幅し、集束性・等方
性に優れた高出力ビーム１０００を得るものである。本
例の特長は、入力ビーム１００と増幅媒体の等価断面が
スラブ厚み方向に加え、幅方向にも整合しており、高効
率な増幅が行えることにある。
【０１４８】実施例２９． 次に、実施例２９を図８７により述べる。本実施例で
は、上述した実施例１〜２３の構造により光学歪が低減
された固体レーザ装置から発生されたレーザビーム１０
０を大気中を伝送し、反射ミラー６０１により方向を変
えた後、集光レンズ８０１により集光し、この集光され
たレーザビームを用いて、被加工物８００の加工を行な
うものである。
【０１４９】本実施例では、光学歪の低減されたスラブ
型レーザ媒質１から発生する、安定性に優れた高い集束
性を有するレーザビームを集光しているので、集光位置
でのビームは非常に小さなスポット径と深い焦点深度を
有し、加工物の高品質なレーザ加工を高効率で実現でき
る。特に、本実施例のレーザビームの集束性は出力によ
らず一定であり、従来必要であった出力レベル毎の集光
レンズ位置の調整が不要であり、メインテナンスに要す
る時間を大幅に短縮できる。
【０１５０】なお、本実施例においては、実施例１に示
した安定型共振器を有するレーザ発振器を用いた固体レ
ーザ装置を例にして示したが、ビームの集束性能のさら
に優れた他の実施例に記載の固体レーザ装置を用いれ
ば、より高性能な加工を行なうことができる。
【０１５１】実施例３０． 次に、実施例３０を図８８により述べる。本実施例で
は、上述した実施例１〜２３の構造により光学歪が低減
された固体レーザ装置から発生されたレーザビーム１０
０を、集光レンズ６０３により光ファイバー６０２の端
部６０２１に入射させ、ファイバー内を伝送させた後、
出射端６０２２から出たビームを集光レンズ６０４、８
０１により集光し、この集光されたレーザビームを用い
て、被加工物８００の加工を行なうものである。
【０１５２】本実施例では、光学歪の低減されたスラブ
型レーザ媒質１から発生する、安定性に優れた高い集束
性を有するレーザビームを集光し、ファイバー端面へ入
射しているので、ファイバー入射端面の集光位置でのビ
ームは非常に小さなスポット径と深い焦点深度を有し、
ファイバーへの結合が安定かつ高効率に行なわれととも
に、ファイバー伝送後も高いビーム品質を保っている。
以上のように、ファイバー出射後のレーザビームも高い
集束性を有しておりレーザ加工を行なう集光位置でのビ
ームも非常に小さなスポット径と深い焦点深度を有し、
加工物の高品質なレーザ加工を高効率で実現できる。特
に、本実施例のレーザビームの集束性は出力によらず一
定であり、従来必要であった出力レベル毎の加工レンズ
位置の調整が不要であり、メインテナンスに要する時間
を大幅に短縮できる。
【０１５３】なお、本実施例においては、実施例１に示
した安定型共振器を有するレーザ発振器を用いた固体レ
ーザ装置を例にして示したが、ビームの集束性能のさら
に優れた他の実施例に記載の固体レーザ装置を用いれ
ば、より高性能な加工を行なうことができる。
【０１５４】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
保持体のスラブ型レーザ媒質と対向する面の凹凸構造
が、冷媒（例えば水）等、吸光・発熱が少なくかつ冷却
効果のある物質を含むことで、レーザ媒質側面の温度境
界条件を最適化するように構成したので、レーザ媒質幅
方向および長手方向に温度分布と、これにともなう光学
歪が発生するのを防ぎ、集束性に優れたレーザビームを
高効率かつ安定に出力することができる。
【０１５５】請求項２の発明によれば、熱伝導率及び吸
光発熱量が異なる複数の材料を、レーザ媒質の長手方向
及び／若しくは厚み方向及び／若しくはレーザ媒質の側
面に対向する内面に垂直な方向に積層して保持体を構成
するので、レーザ媒質側面と保持体の熱的境界条件を最
適化し、レーザ媒質幅方向および長手方向に温度分布
と、これにともなう光学歪が発生するのを防ぐことがで
きるから、集束性に優れたレーザビームを高効率かつ安
定に出力することができる効果がある。
【０１５６】請求項３の発明によれば、保持体をレーザ
媒質の側面に圧接させるように構成したので、保持体内
面を凹凸構造としあるいは保持体を複数の材料により形
成した作用、すなわちレーザ媒質側面と保持体の熱的境
界条件を最適化する作用をより安定的なものとすること
ができるとともに、水密性を向上させることもできる。
このため、信頼性が向上するとともに、さらにビーム品
質の安定性に優れたレーザ動作が実現できる効果があ
る。
【０１５７】請求項４の発明によれば、レーザ媒質側面
での励起光の損失を低減し、高効率なレーザ発振が実現
できる。また、高反射率体とレーザ媒質側面の接合に接
着剤などの介在物を必要としないように構成したので、
境界面での発熱とこれに伴う光学歪を低減でき、集束性
に優れたレーザビームを高効率かつ安定に出力すること
ができるとともに、高い水密性を保ち、水漏れのない安
定なレーザ動作が実現できる効果がある。
【０１５８】請求項５の発明によれば、保持体内面を凹
凸構造にする等の構成、保持体をレーザ媒質に圧接する
構成、あるいは高反射率体を保持体の窪みに配置する構
成を組み合わせるように構成したので、それらの相乗効
果として、高い光学特性とビーム品質の実現、水密性の
向上による高信頼性の実現、レーザ発振の高効率化等の
効果を同時に達成することができる。特に、高反射率体
を保持体の窪みに配置する構成に加えて、保持体をレー
ザ媒質に圧接する構成を組み合わせることは、水密性を
高く維持しつつ高効率化を図る上で相乗的作用効果を奏
する。というのは、高反射率体を保持体の窪みに配置す
る場合、高反射率体をレーザ媒質に圧接させることが望
ましいが、この場合この高反射率体の圧接力の反作用が
保持体をレーザ媒質から分離する方向に作用するので、
水密性を高く維持するには保持体をこの反作用に抗して
レーザ媒質に押し付ける必要があるのである。
【０１５９】請求項６の発明によれば、レーザ媒質厚み
方向の溝は、その凹部に冷媒（例えば水）等、吸光・発
熱が少なくかつ冷却効果のある物質を含むように構成し
たので、レーザ媒質側面の温度境界条件を最適化し、レ
ーザ媒質幅方向および長手方向に温度分布と、これにと
もなう光学歪が発生するのを防ぎ、集束性に優れたレー
ザビームを高効率かつ安定に出力することができる。
【０１６０】請求項７の発明によれば、保持体の凹部の
面積、ピッチ、深さ、またはそのいずれかのレーザ媒質
の上下方向又は前後方向に対する分布は、レーザ媒質側
面のあらゆる位置に最適な熱境界条件を供し、レーザ媒
質の各方向の温度分布と、これにともなう光学歪が発生
するのを防ぎ、集束性に優れたレーザビームを高効率か
つ安定に出力することができる効果がある。
【０１６１】請求項８の発明によれば、レーザ媒質の冷
却を、表面に接して満たされた冷媒により行ない、冷媒
の圧力差により保持体のレーザ媒質対向内面の凹部に冷
媒の流れを発生させるように構成したので、レーザ媒質
側面と保持体の接触界面の冷却条件を最適化し、レーザ
媒質幅方向および長手方向に温度分布と、これにともな
う光学歪が発生するのを防ぎ、集束性に優れたレーザビ
ームを高効率かつ安定に出力することができる効果があ
る。
【０１６２】請求項９の発明によれば、保持体のレーザ
媒質と対向する内面の傾斜する溝が、その凹部に冷媒の
流れを発生するように構成したので、レーザ媒質側面と
保持体の接触界面の冷却条件を最適化し、レーザ媒質幅
方向および長手方向に温度分布と、これにともなう光学
歪が発生するのを防ぎ、集束性に優れたレーザビームを
高効率かつ安定に出力することができる効果がある。
【０１６３】請求項１０の発明によれば、保持体を励起
光に対して高反射率となるように構成したので、高効率
な励起が行え、高いレーザ発振効率が得られるととも
に、レーザ媒質側面近傍の励起強度低下を防ぎ、光学歪
の発生を低減でき、集束性に優れたレーザビームを高効
率かつ安定に出力することができる効果がある。
【０１６４】請求項１１の発明によれば、レーザ媒質と
保持体の圧接を弾性体を介して行うように構成したの
で、レーザ媒質および保持体の機械的変形を吸収でき、
レーザ媒質側面の局所的応力集中が緩和され応力歪が低
減され、集束性に優れたレーザビームを高効率かつ安定
に出力することができる。また、レーザ媒質側面と保持
体の密着性が高まり、水密性をさらに向上し、水漏れの
ない安定なレーザ動作が実現でき、信頼性が向上すると
ともに、レーザ媒質側面の熱的境界条件をより安定化
し、レーザ媒質の光学特性を安定化し、ビーム品質の安
定性に優れたレーザ動作が実現できる効果がある。
【０１６５】請求項１２の発明によれば、前記弾性体と
して励起光に対して透明である物質を用いるように構成
したので、励起光の吸収による発熱を低減でき、レーザ
媒質側面の高温化とこれに伴う光学歪の発生を低減で
き、集束性に優れたレーザビームを高効率かつ安定に出
力することができる効果がある。
【０１６６】請求項１３の発明によれば、弾性体と保持
体を接着させるように構成したので、レーザ媒質と保持
体の組立・分解が容易になり、装置のメインテナンスが
容易になるとともに、水密性も向上し、水漏れのない安
定なレーザ動作が実現でき、信頼性が向上する効果があ
る。
【０１６７】請求項１４の発明によれば、レーザ媒質と
保持体の間の弾性体を冷媒のシール位置近傍のみに配置
し、励起領域相当のレーザ媒質と保持体の間には介在物
が存在しないように構成したので、レーザ媒質側面と保
持体の界面での発熱を低減でき、レーザ媒質側面の高温
化とこれに伴う光学歪の発生を低減でき、集束性に優れ
たレーザビームを高効率かつ安定に出力することができ
る効果がある。
【０１６８】請求項１５の発明によれば、レーザ媒質角
部の面取りと弾性体の間にできる隙間に弾性を有する物
質を充填させるように構成したので、水密性が向上し、
水漏れのない安定なレーザ動作が実現でき、信頼性が向
上する効果がある。
【０１６９】請求項１６の発明によれば、シール位置近
傍のレーザ媒質角部の面取りを０．３ｍｍ以下とするよ
うに構成したので、さらに水密性が向上し、水漏れのな
い安定なレーザ動作が実現でき、信頼性が向上する効果
がある。
【０１７０】請求項１７の発明によれば、フレームの保
持体と対向する部位に、保持体の裏面とほぼ垂直なネジ
穴を設け、このネジ穴に挿入したネジ部材の先端で保持
体の裏面を押し、保持体とレーザ媒質側面を圧接させる
ように構成したので、レーザ媒質ヘッド外部からネジの
回転によって保持体とレーザ媒質側面の接触圧力を調整
でき、水密性に優れかつ光学歪の少ない最適な接触圧力
を容易に得ることができ、水漏れのない安定なレーザ動
作が実現でき、信頼性が向上するとともに、ビーム品質
の安定性に優れたレーザ動作が実現できる効果がある。
【０１７１】請求項１８の発明によれば、保持体とネジ
の先端部の間に弾性体を設けるように構成したので、接
触圧力の安定化が行えるとともにその調整が容易にな
り、レーザ媒質側面と保持体の水密性を更に向上させ、
水漏れのない安定なレーザ動作が実現でき、信頼性が向
上するとともに、レーザ媒質側面の熱的境界条件をより
安定化し、レーザ媒質の光学特性を安定化し、ビーム品
質の安定性に優れたレーザ動作が実現できる効果があ
る。
【０１７２】請求項１９の発明によれば、保持体の裏面
に板体を設けるように構成したので、接触圧力分布が緩
和され光学歪が低減され、集束性に優れたレーザビーム
を高効率かつ安定に出力することができるとともに、保
持体の損傷を防止することができ信頼性が向上する効果
がある。
【０１７３】請求項２０の発明によれば、保持体と板体
の間に弾性体を設けるように構成したので、接触圧力分
布がさらに緩和され光学歪がさらに低減され、さらに集
束性に優れたレーザビームを高効率かつ安定に出力する
ことができるとともに、密着性の安定化が行え、ビーム
品質の安定性に優れたレーザ動作が実現できる効果があ
る。
【０１７４】請求項２１の発明によれば、保持体裏面の
板体にわずかな弾性を持たせるように構成したので、接
触圧力の分布を制御することができ、水密性に優れ、か
つ光学歪の少ない最適な圧力分布を得ることができ、水
漏れのない安定なレーザ動作が実現でき、信頼性が向上
するとともに、ビーム品質の安定性に優れたレーザ動作
が実現できる。
【０１７５】請求項２２の発明によれば、保持体の窪み
に配置された励起光に対して高反射率である部材を、レ
ーザ媒質側面に対して圧接させるように構成したので、
密着性を高め、レーザ媒質側面の熱的境界条件の均一化
・安定化を実現し、レーザ媒質の光学特性を安定化し、
ビーム品質の安定性に優れたレーザ動作が実現できる効
果がある。
【０１７６】請求項２３の発明によれば、励起光に対し
て高反射率である部材の裏面に弾性体を設け、この弾性
力により高反射率体とレーザ媒質側面を圧接するように
構成したので、レーザ媒質、高反射率体および保持体の
機械的変形を吸収でき、レーザ媒質側面の局所的応力集
中が緩和され応力歪が低減され、集束性に優れたレーザ
ビームを高効率かつ安定に出力することができる効果が
ある。また、レーザ媒質側面と高反射率体の密着性が高
まり、レーザ媒質側面の熱的境界条件をより安定化し、
レーザ媒質の光学特性を安定化し、ビーム品質の安定性
に優れたレーザ動作が実現できる効果がある。
【０１７７】請求項２４の発明によれば、保持体に高反
射率体の裏面とほぼ垂直なネジ穴を設け、このネジ穴に
挿入したオネジの先端で高反射率体の裏面を押し、高反
射率体とレーザ媒質側面を圧接させるように構成したの
で、レーザ媒質ヘッド外部からネジの回転によって保持
体とレーザ媒質側面の接触圧力を調整でき、光学歪の少
ない最適な接触圧力を容易に得ることができ、ビーム品
質の安定性に優れたレーザ動作が実現できる効果があ
る。
【０１７８】請求項２５の発明によれば、励起光に対し
て高反射率である部材とネジの先端部の間に弾性体を設
けるように構成したので、接触圧力の安定化が行えると
ともにその調整が容易になり、レーザ媒質側面と高反射
率体の密着性を向上させ、レーザ媒質側面の熱的境界条
件をより安定化し、レーザ媒質の光学特性を安定化し、
ビーム品質の安定性に優れたレーザ動作が実現できる効
果がある。
【０１７９】請求項２６の発明によれば、励起光に対し
て高反射率である部材の裏面に板体を設けるように構成
したので、接触圧力分布が緩和され光学歪が低減され、
集束性に優れたレーザビームを高効率かつ安定に出力す
ることができるとともに、高反射率体の損傷を防止する
ことができ信頼性が向上する効果がある。
【０１８０】請求項２７の発明によれば、励起光に対し
て高反射率である部材と板体の間に弾性体を設けるよう
に構成したので、接触圧力分布がさらに緩和され光学歪
がさらに低減され、さらに集束性に優れたレーザビーム
を高効率かつ安定に出力することができるとともに、密
着性の安定化が行え、ビーム品質の安定性に優れたレー
ザ動作が実現できる効果がある。
【０１８１】請求項２８の発明によれば、励起光に対し
て高反射率である部材の裏面の板体にわずかな弾性を持
たせるように構成したので、接触圧力の分布を制御する
ことができ、かつ光学歪の少ない最適な圧力分布を得る
ことができ、ビーム品質の安定性に優れたレーザ動作が
実現できる効果がある。
【０１８２】請求項２９の発明によれば、保持体の窪み
に配置された励起光に対して高反射率である部材が集光
器と一体であるように構成したので、部品点数を低減で
き、安価かつ簡便なレーザ装置が実現できるとともに、
集光器と保持体のギャップをなくし、励起光の損失を低
減し、高効率なレーザ発振を実現する効果がある。
【０１８３】請求項３０の発明によれば、安定型共振器
が、光学歪の低減されたレーザ媒質から、歪の少ない集
束性に優れたレーザビームを高効率に発生させる効果が
ある。
【０１８４】請求項３１の発明によれば、光学歪の低減
されたレーザ媒質から歪が少なく断面形状の等方性に優
れた高集束なレーザビームを発生させることができる効
果がある。
【０１８５】請求項３２の発明によれば、光学歪の低減
されたレーザ媒質から歪が少なく断面形状の等方性にさ
らに優れたレーザビームを発生させることができる効果
がある。
【０１８６】請求項３３の発明によれば、光学歪の低減
されたレーザ媒質が、異なる固体レーザ装置からのレー
ザビームを歪ませることなく増幅し、高集束で高出力な
レーザビームを容易に得ることができる効果がある。
【０１８７】請求項３４の発明によれば、レーザ媒質の
幅方向に折り返した光路が、光学歪の低減されたレーザ
媒質から歪が少なく断面形状の等方性に優れた等価的な
媒質断面を供し、レーザ発振または増幅動作において、
高集束で高出力なレーザビームを高効率に発生すること
ができる効果がある。
【０１８８】請求項３５の発明によれば、上記固体レー
ザ装置から発生したレーザビームを集光光学系により集
光し、レーザ加工を行なうように構成したので、光学歪
の低減されたレーザ媒質から発生する歪が少なく断面形
状の等方性に優れたレーザビームが、集光位置におい
て、安定性に優れた小さなスポット径と深い焦点深度を
発生し、品質の高いレーザ加工を、効率よく実現するこ
とができる効果がある。
【０１８９】請求項３６の発明によれば、上記固体レー
ザ装置から発生したレーザビームを光ファイバーにより
導光し、レーザ加工を行なうように構成したので、光学
歪の低減されたレーザ媒質から発生する歪が少なく断面
形状の等方性に優れたレーザビームが、ファイバー入射
端面への集光において、安定性に優れた小さなスポット
径と深い焦点深度を発生し、ファイバーへの結合が安定
かつ高効率に行なわれるとともに、ファイバー伝送後も
高いビーム品質を保ち、加工集光位置においても、安定
性に優れた小さなスポット径と深い焦点深度を発生し、
品質の高いレーザ加工を、効率よく実現することができ
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１によるレーザ装置を示す正
面断面図である。
【図２】この発明の実施例１によるレーザ装置を示す側
面断面図である。
【図３】この発明の実施例１によるレーザ装置のレーザ
媒質と保持体の構成を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施例１によるレーザ装置のレーザ
媒質と保持体の構成を示す拡大図である。
【図５】この発明の実施例１によるレーザ装置のレーザ
媒質幅方向の光学歪の分布を表す図である。
【図６】この発明の実施例１によるレーザ装置の共振器
を示す構成図である。
【図７】この発明の実施例１によるレーザ装置の出力特
性を示す図である。
【図８】この発明の実施例１によるレーザ装置の保持体
の構成を示す斜視図である。
【図９】この発明の実施例１によるレーザ装置の保持体
の構成を示す拡大断面図である。
【図１０】この発明の実施例１によるレーザ装置の保持
体の構成を示す拡大斜視図である。
【図１１】請求項１記載の発明の他の実施例であるレー
ザ装置の保持体の構成を示す拡大斜視図である。
【図１２】この発明の実施例２によるレーザ装置のレー
ザ媒質の厚み−長手方向断の温度分布を示す正面図であ
る。
【図１３】この発明の実施例２によるレーザ装置のレー
ザ媒質の厚み−長手方向断面の温度分布を示す側面図で
ある。
【図１４】この発明の実施例２によるレーザ装置のレー
ザ媒質の幅方向の温度分布を示す斜視図である。
【図１５】この発明の実施例２によるレーザ装置の保持
体の構成を示す上面図である。
【図１６】この発明の実施例２の変形例であるレーザ装
置の保持体の構成を示す上面図である。
【図１７】この発明の実施例２の変形例であるレーザ装
置の保持体の構成を示す上面図である。
【図１８】この発明の実施例３によるレーザ装置のレー
ザ媒質の厚み−幅方向断面の温度分布を示す図である。
【図１９】この発明の実施例３の変形例であるレーザ装
置の保持体の構成を示す正面断面図である。
【図２０】この発明の実施例３の変形例であるレーザ装
置の保持体の構成を示す正面断面図である。
【図２１】この発明の実施例４によるレーザ装置の保持
体の構成を示す正面断面図である。
【図２２】この発明の実施例４によるレーザ装置の保持
体の構成を示す正面断面図である。
【図２３】この発明の実施例５によるレーザ装置の保持
体の構成を示す上面図である。
【図２４】この発明の実施例５の変形例であるレーザ装
置の保持体の構成を示す上面図である。
【図２５】この発明の実施例６によるレーザ装置の保持
体の構成を示す斜視図である。
【図２６】この発明の実施例６によるレーザ装置の冷却
手段を示す構成図である。
【図２７】この発明の実施例７によるレーザ装置の保持
体とレーザ媒質を示す斜視図である。
【図２８】この発明の実施例７によるレーザ装置の保持
体を示す拡大斜視図である。
【図２９】この発明の実施例８によるレーザ装置のレー
ザ媒質の幅方向の励起分布と温度分布を示す図である。
【図３０】この発明の実施例９によるレーザ装置の上面
図である。
【図３１】この発明の実施例９によるレーザ装置の断面
図である。
【図３２】この発明の実施例９によるレーザ装置の断面
図である。
【図３３】この発明の実施例１０によるレーザ装置の上
面図である。
【図３４】この発明の実施例１０によるレーザ装置の断
面図である。
【図３５】この発明の実施例１０によるレーザ装置の断
面図である。
【図３６】この発明の実施例１１によるレーザ装置の上
面図である。
【図３７】この発明の実施例１１によるレーザ装置の断
面図である。
【図３８】この発明の実施例１１によるレーザ装置の断
面図である。
【図３９】この発明の実施例１２によるレーザ装置のレ
ーザ媒質と保持体接合部の斜視図である。
【図４０】この発明の実施例１２によるレーザ装置のレ
ーザ媒質と保持体接合部の正面断面図である。
【図４１】この発明の実施例１３によるレーザ装置のレ
ーザ媒質と保持体を示す斜視図である。
【図４２】この発明の実施例１３によるレーザ装置のレ
ーザ媒質と保持体接合部の断面図である。
【図４３】この発明の実施例１３によるレーザ装置のレ
ーザ媒質と保持体接合部の断面図である。
【図４４】この発明の実施例１４によるレーザ装置の上
面図である。
【図４５】この発明の実施例１４によるレーザ装置の断
面図である。
【図４６】この発明の実施例１４によるレーザ装置の断
面図である。
【図４７】この発明の実施例１５によるレーザ装置の上
面図である。
【図４８】この発明の実施例１５によるレーザ装置の断
面図である。
【図４９】この発明の実施例１５によるレーザ装置の断
面図である。
【図５０】この発明の実施例１５の変形例によるレーザ
装置の上面図である。
【図５１】この発明の実施例１５の変形例によるレーザ
装置の断面図である。
【図５２】この発明の実施例１５の変形例によるレーザ
装置の断面図である。
【図５３】この発明の実施例１６によるレーザ装置の上
面図である。
【図５４】この発明の実施例１６によるレーザ装置の断
面図である。
【図５５】この発明の実施例１６によるレーザ装置の断
面図である。
【図５６】この発明の実施例１６によるレーザ装置の保
持体とレーザ媒質側面の接触熱抵抗の接触圧力依存性を
示す図である。
【図５７】この発明の実施例１７によるレーザ装置の上
面図である。
【図５８】この発明の実施例１７によるレーザ装置の断
面図である。
【図５９】この発明の実施例１７によるレーザ装置の断
面図である。
【図６０】この発明の実施例１８によるレーザ装置の上
面図である。
【図６１】この発明の実施例１８によるレーザ装置の断
面図である。
【図６２】この発明の実施例１８によるレーザ装置の断
面図である。
【図６３】この発明の実施例１９によるレーザ装置の上
面図である。
【図６４】この発明の実施例１９によるレーザ装置の断
面図である。
【図６５】この発明の実施例１９によるレーザ装置の断
面図である。
【図６６】この発明の実施例２０によるレーザ装置の上
面図である。
【図６７】この発明の実施例２０によるレーザ装置の断
面図である。
【図６８】この発明の実施例２０によるレーザ装置の断
面図である。
【図６９】この発明の実施例２０の変形例によるレーザ
装置の正面断面図である。
【図７０】この発明の実施例２０の変形例によるレーザ
装置の上面図である。
【図７１】この発明の実施例２０の変形例によるレーザ
装置の側断面図である。
【図７２】この発明の実施例２０の変形例によるレーザ
装置の正面断面図である。
【図７３】この発明の実施例２１によるレーザ装置の上
面図である。
【図７４】この発明の実施例２１によるレーザ装置の断
面図である。
【図７５】この発明の実施例２１によるレーザ装置の断
面図である。
【図７６】この発明の実施例２２によるレーザ装置の上
面図である。
【図７７】この発明の実施例２２によるレーザ装置の断
面図である。
【図７８】この発明の実施例２２によるレーザ装置の断
面図である。
【図７９】この発明の実施例２３によるレーザ装置の正
面断面図である。
【図８０】この発明の実施例２３の変形例によるレーザ
装置の正面断面図である。
【図８１】この発明の実施例２３の変形例によるレーザ
装置の正面断面図である。
【図８２】この発明の実施例２４によるレーザ装置の共
振器を示す上面図と側面図である。
【図８３】この発明の実施例２５によるレーザ装置の共
振器を示す上面図と側面図である。
【図８４】この発明の実施例２６によるレーザ装置の発
振器と増幅器を示す上面図と側面図である。
【図８５】この発明の実施例２７によるレーザ装置の共
振器を示す上面図と側面図である。
【図８６】この発明の実施例２８によるレーザ装置の発
振器と増幅器を示す上面図と側面図である。
【図８７】この発明の実施例２９によるレーザ加工装置
を示す側面図である。
【図８８】この発明の実施例３０によるレーザ加工装置
を示す側面図である。
【図８９】従来のレーザ装置を示す正面断面図である。
【図９０】従来のレーザ装置を示す側面断面図である。
【図９１】従来のレーザ装置のレーザ媒質と保持体およ
びこれを収納するフレームを示す上面図である。
【図９２】従来のレーザ装置のレーザ媒質と保持体を示
す上面図である。
【図９３】レーザ媒質の厚み方向温度分布およびジグザ
グ光路とその等価光路を示す図である。
【図９４】従来の実施例によるレーザ装置のレーザ媒質
幅方向の温度分布と熱光学歪分布を示す図である。
【図９５】従来の他の例によるレーザ装置のレーザ媒質
幅方向の励起強度分布を示す図である。
【図９６】従来のレーザ装置のレーザ媒質と保持体を分
離する方向に作用する力を示す図である。
【図９７】従来のレーザ装置のレーザ媒質端面の水漏れ
示す図である。
【図９８】従来の実施例によるレーザ装置のレーザ媒質
幅方向端部の機械的変形を示す図である。
【図９９】従来の実施例によるレーザ装置のレーザ媒質
長手方向端部の機械的変形を示す図である。
【符号の説明】
１ レーザ媒質 ２ 光源 ３ 集光器 ４ 冷却手段 ５ 保持体 ６ 安定型共振器 ７ フレーム １１ 平滑面 １２ 側面 １３ 端面 １４ レーザ媒質角部の面取り ２１ 励起光 ４１ 冷媒 ４５ 冷媒の流れ ５０ 高反射率部材 ５０３ 高反射率材の裏面 ５０４ 弾性体 ５０５ 弾性体 ５０６ 板体 ５１ 保持体のレーザ媒質対向面 ５１１ 励起領域相当の保持体 ５１３ ネジ穴 ５１５ ネジ部材 ５２ 凹凸構造 ５２１ 保持体凹部のピッチ ５２２ 保持体凹部の幅 ５２３ 保持体凹部の深さ ５３ 保持体の裏面 ５４ 弾性体 ５５ 弾性体 ５６ 板体 ５７ 弾性体 ５８ 弾性を有する物質 ５９ 窪み ７１０ フレームの保持体と対向する部位 ７１３ ネジ穴 ７１５ ネジ部材 ６０２ 光ファイバー ８０１ 集光光学系 １００ レーザービーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 卓 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社 中央研究所内 (56)参考文献 特開 平４−98885（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−336479（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−5584（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−209782（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−155684（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−260678（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−259275（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−129680（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−169187（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−154680（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/00,3/02 H01S 3/04 - 3/0947 B23K 26/00

Claims (36)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上下に略平行に平滑面が形成され、左右
    に前記平滑面に略垂直な側面が形成されるとともに、前
    後にレーザビームが入出射する端面が形成された矩形板
    状のレーザ媒質と、該レーザ媒質の左右両側に配置され
    た一対の保持体と、該保持体を一体に収納するフレーム
    と、前記レーザ媒質を励起する光源と、該光源からの励
    起光を前記レーザ媒質に集光照射する集光器と、前記レ
    ーザ媒質をその平滑面の少なくとも一方より冷却する冷
    却手段とを備えた固体レーザ装置において、前記保持体
    の前記レーザ媒質の側面に対向する内面に凹凸を形成
    し、その凹部に冷媒を浸透させることを特徴とする固体
    レーザ装置。
  2. 【請求項２】 上下に略平行に平滑面が形成され、左右
    に前記平滑面に略垂直な側面が形成されるとともに、前
    後にレーザビームが入出射する端面が形成された矩形板
    状のレーザ媒質と、該レーザ媒質の左右両側に配置され
    た一対の保持体と、該保持体を一体に収納するフレーム
    と、前記レーザ媒質を励起する光源と、該光源からの励
    起光を前記レーザ媒質に集光照射する集光器と、前記レ
    ーザ媒質をその平滑面の少なくとも一方より冷却する冷
    却手段とを備えた固体レーザ装置において、前記保持体
    は、熱伝導率及び吸光発熱量が異なる複数の材料を、前
    記レーザ媒質の長手方向及び／若しくは厚み方向及び／
    若しくは前記レーザ媒質の側面に対向する内面に垂直な
    方向に積層して構成することを特徴とする固体レーザ装
    置。
  3. 【請求項３】 前記保持体を前記レーザ媒質の側面に対
    して圧接したことを特徴とする請求項１又は２記載の固
    体レ−ザ装置。
  4. 【請求項４】 上下に略平行に平滑面が形成され、左右
    に前記平滑面に略垂直な側面が形成されるとともに、前
    後にレーザビームが入出射する端面が形成された矩形板
    状のレーザ媒質と、該レーザ媒質の左右両側に配置され
    た一対の保持体と、該保持体を一体に収納するフレーム
    と、前記レーザ媒質を励起する光源と、該光源からの励
    起光を前記レーザ媒質に集光照射する集光器と、前記レ
    ーザ媒質をその平滑面の少なくとも一方より冷却する冷
    却手段とを備えた固体レーザ装置において、前記保持体
    のレーザ媒質と対向する部位の励起領域相当部位に窪み
    を形成し、前記窪みに励起光に対して高反射率である部
    材を配置したことを特徴とする固体レ−ザ装置。
  5. 【請求項５】 前記保持体のレーザ媒質と対向する部位
    の励起領域相当部位に窪みを形成し、前記窪みに励起光
    に対して高反射率である部材を配置したことを特徴とす
    る請求項１乃至請求項３のうちのいずれか１項記載の固
    体レ−ザ装置。
  6. 【請求項６】 前記保持体の内面に前記レーザ媒質の厚
    み方向の溝を形成することにより前記凹凸を構成したこ
    とを特徴とする請求項１記載の固体レーザ装置。
  7. 【請求項７】 前記凹凸のピッチ、面積、又は深さに、
    前記レーザ媒質の前後方向又は上下方向の分布を設けた
    ことを特徴とする請求項１記載の固体レーザ装置。
  8. 【請求項８】 前記レーザ媒質の冷却を各平滑面に接し
    て満たした冷媒により行ない、前記保持体の内面の凹部
    に冷媒の流れを発生させるべく、前記レーザ媒質の上側
    と下側の冷媒に圧力差を設けたことを特徴とする請求項
    １記載の固体レーザ装置。
  9. 【請求項９】 前記保持体の内面の凹凸を前記レーザ媒
    質の厚み方向に対して傾斜する溝により構成したことを
    特徴とする請求項８記載の固体レーザ装置。
  10. 【請求項１０】 前記保持体が励起光に対して高反射率
    であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のうちの
    いずれか１項記載の固体レーザ装置。
  11. 【請求項１１】 弾性体を介して前記保持体を前記レー
    ザ媒質に圧接することを特徴とする請求項３記載の固体
    レーザ装置。
  12. 【請求項１２】 前記弾性体を励起光に対して透明な材
    料で構成したことを特徴とする請求項１１記載の固体レ
    ーザ装置。
  13. 【請求項１３】 前記弾性体と保持体を接着したことを
    特徴とする請求項１１又は請求項１２記載の固体レーザ
    装置。
  14. 【請求項１４】 前記レーザ媒質の励起領域と保持体と
    の間に介在物が存在しない構成としたことを特徴とする
    請求項３，５乃至１３のうちのいずれか１項記載の固体
    レーザ装置。
  15. 【請求項１５】 前記レーザ媒質のシール位置近傍の角
    部面取り部分と前記弾性体の間にできる隙間に弾性を有
    する物質を充填したことを特徴とする請求項１１乃至１
    ４のうちのいずれか１項記載の固体レーザ装置。
  16. 【請求項１６】 前記レーザ媒質のシール位置近傍の角
    部面取り寸法を０．３ｍｍ以下としたことを特徴とする
    請求項３，５乃至１５のうちのいずれか１項記載の固体
    レーザ装置。
  17. 【請求項１７】 前記フレームの保持体と対向する部位
    に、前記保持体の裏面と略垂直なネジ穴を形成し、この
    ネジ穴に取付けたねじ部材の先端で前記保持体の裏面を
    押し前記レーザ媒質に圧接させたことを特徴とする請求
    項３，５乃至１６のうちのいずれか１項記載の固体レー
    ザ装置。
  18. 【請求項１８】 前記保持体とねじ部材の先端との間に
    弾性体を設けたことを特徴とする請求項１７記載の固体
    レーザ装置。
  19. 【請求項１９】 前記保持体の裏面に板体を配設したこ
    とを特徴とする請求項１７又は請求項１８記載の固体レ
    ーザ装置。
  20. 【請求項２０】 前記保持体と板体の間に弾性体を配設
    したことを特徴とする請求項１９記載の固体レーザ装
    置。
  21. 【請求項２１】 前記板体を前記弾性体に比しわずかな
    弾性を有する材料により構成したことを特徴とする請求
    項２０記載の固体レーザ装置。
  22. 【請求項２２】 前記高反射率である部材を、前記レー
    ザ媒質の側面に圧接したことを特徴とする請求項４又は
    請求項５記載の固体レーザ装置。
  23. 【請求項２３】 前記高反射率である部材の裏面と窪み
    の間に弾性体を配設し、この弾性体の弾性力により前記
    高反射率である部材を前記レーザ媒質の側面に圧接した
    ことを特徴とする請求項２２記載の固体レーザ装置。
  24. 【請求項２４】 前記保持体の窪みにレーザ媒質の側面
    と略垂直なネジ穴を形成し、このネジ穴に取付けたねじ
    部材の先端で、前記高反射率である部材を前記レーザ媒
    質の側面に圧接したことを特徴とする請求項２２記載の
    固体レーザ装置。
  25. 【請求項２５】 前記高反射率である部材とねじ部材の
    先端との間に弾性体を配設したことを特徴とする請求項
    ２４記載の固体レーザ装置。
  26. 【請求項２６】 前記高反射率である部材の裏面に板体
    を配設したことを特徴とする請求項２４又は請求項２５
    記載の固体レーザ装置。
  27. 【請求項２７】 前記高反射率である部材と板体との間
    に弾性体を配設したことを特徴とする請求項２６記載の
    固体レーザ装置。
  28. 【請求項２８】 前記板体を前記弾性体に比しわずかな
    弾性を有する材料により構成したことを特徴とする請求
    項２７記載の固体レーザ装置。
  29. 【請求項２９】 前記高反射率である部材を、集光器と
    一体としたことを特徴とする請求項４，５，２２，２
    ３，２６乃至２８のうちのいずれか１項記載の固体レー
    ザ装置。
  30. 【請求項３０】 安定型共振器によりレーザビームを抽
    出することを特徴とする、請求項１乃至請求項２９のう
    ちのいずれか１項記載の固体レーザ装置。
  31. 【請求項３１】 前記レーザ媒質の厚み方向には安定型
    であって幅方向には不安定型である異方性共振器により
    レーザビームを抽出することを特徴とする請求項１乃至
    請求項２９のうちのいずれか１項記載の固体レーザ装
    置。
  32. 【請求項３２】 前記レーザ媒質の厚み方向には安定型
    であって幅方向には片だし負枝不安定型である異方性共
    振器によりレーザビームを抽出することを特徴とする請
    求項１乃至請求項２９のうちのいずれか１項記載の固体
    レーザ装置。
  33. 【請求項３３】 異なる固体レーザ装置からのレーザビ
    ームを請求項１乃至請求項２９のうちのいずれか１項記
    載のレーザ媒質により増幅することを特徴とする固体レ
    ーザ装置。
  34. 【請求項３４】 前記レーザ媒質の幅方向に折り返した
    光路によりレーザビームを発振または増幅することを特
    徴とする請求項１乃至請求項２９のうちのいずれか１項
    記載の固体レーザ装置。
  35. 【請求項３５】 請求項１乃至請求項３４のうちのいず
    れか１項記載の固体レーザ装置から発生したレーザビー
    ムを集光光学系により集光し、レーザ加工を行なうこと
    を特徴とするレーザ加工装置。
  36. 【請求項３６】 レーザビームを光ファイバーにより導
    光し、レーザ加工を行なうことを特徴とする請求項３５
    記載のレーザ加工装置。
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