JP3500122B2 - 固体レーザー発振器・装置、及び、固体レーザー発振方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体レーザー発振
器・装置、及び、固体レーザー発振方法に関し、特に、
励起用レーザーを受けて発振し大出力型である固体レー
ザー発振器・装置、及び、固体レーザー発振方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】固体レーザーの大出力化は、その固体結
晶を効率的に励起することが重要である。そのような励
起のために、特開平１１−２１４７７６号に示されるよ
うに、半導体レーザー発振素子列が用いられている。こ
の公知技術は、図１５に示されるように、半導体レーザ
ー発振素子列１０２からコーン状に誘導放出されるレー
ザー１０５を固体レーザー発振用結晶１０１に集光させ
るために、集光レンズ、特には、シリンドリカルレンズ
１０３が用いられている。

【０００３】このようなシリンドリカルレンズ１０３
は、固体レーザー発振用結晶１０１の励起領域に励起用
エネルギーを高密度に集めるために用いられている。エ
ネルギーが高密度化された固体レーザー発振用結晶１０
１は高い温度に加熱される。高温度の固体レーザー発振
用結晶１０１は、その発振効率が著しく低下し、更に、
素子破壊を招く。発振効率の低下と素子破壊の回避のた
めに、冷却媒体が循環的に通される冷却機器が用いられ
る。冷却される固体レーザー発振用結晶１０１は、発振
効率の低下と素子破壊を免れるが、出力されるレーザー
の光質を悪化させる。特に、図１６に示されるように、
固体レーザー発振用結晶１０１の発振光軸又はその近傍
にエネルギーが一様に集中すれば、光軸からその光軸に
直交する面上で半径方向に温度差が生じて、図１７に示
されるように、光軸により近いところで温度が高く、光
軸により遠いところで温度が低くなる。このような温度
分布は、比例的・線形的に固体レーザー発振用結晶の内
部の屈折率に対応する。高密度エネルギーの照射を受け
る固体レーザー発振用結晶部分は、高密度エネルギーの
照射を受けない固体レーザー発振用結晶部分に対して、
その屈折率が異常に変化する。このような屈折率の分布
異常は、出力されるレーザーの強度分布の非一様性と歪
みを招いて、レーザー光質を悪化させる。次に、均一密
度照射は重要であると同時に、冷却の均一性が均一密度
照射と同等に重要である。公知の固体素子の支持装置
は、図１８に示されるように、固体結晶素子１０１を支
持する支持板１０７を備え、図２０に示されるように、
素子端面と支持板１０７との間に液密部品１０９が装着
されている。液密部品１０９は、その熱伝導と振動吸収
の点で十分に考慮されることが重要である。更に、図１
９に示されるように、固体結晶素子１０１の冷却面に当
てられるシール部品１０８の配置の位置は、冷却効率の
点から十分に考慮されることが重要である。このような
冷却面の考慮がなされない場合、レーザー光質の悪化を
更に招く。更には、特開２０００−１６４９５３号に記
載されているように、振動の発生を抑制することも重要
である。

【０００４】レーザー光質の悪化を回避することが求め
られる。特に、エネルギー照射と冷却との両面からレー
ザー光質の悪化を回避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、レー
ザー光質の悪化を回避することができる固体レーザー発
振器・装置、及び、固体レーザー発振方法を提供するこ
とにある。本発明の他の課題は、屈折率が均一に形成さ
れてレーザー光質の悪化を回避することができる固体レ
ーザー発振器・装置、及び、固体レーザー発振方法を提
供することにある。本発明の更に他の課題は、冷却が均
一であり屈折率が更に均一に形成されてレーザー光質の
悪化を回避することができる固体レーザー発振器・装
置、及び、固体レーザー発振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発振器は、励起
用レーザー（１３）を受けてレーザーを生成する固体素
子（１）と、励起用レーザー（１３）が固体素子（１）
に向かう光路に介設される光学系（７，７’）とを含ん
でいる。光学系（７，７’）は、固体素子（１）のレー
ザー発振光軸（Ｌ）に直交する直交方向に励起用レーザ
ー（１３）を均一に照射する光学素子（７，７’）を備
えている。このような均一照射は、固体素子（１）の発
振光軸（Ｌ）に直交する少なくとも１つの直交方向の温
度分布を一様・均一化し、その方向のレンズ作用の発生
を抑制し、レーザーの光質の劣化・悪化を抑制する。

【０００８】固体素子（１）は、レーザー発振光軸
（Ｌ）に交叉する両端斜面（ブリュースタ角形成面）を
有し、既述の直交方向（ｙ軸方向）は、固体素子（１）
の周面（６端面）のうちで両端斜面に鋭角と鈍角でそれ
ぞれに交わる両端面に平行であり、且つ、レーザー発振
光軸（Ｌ）に直交する方向である。これにより、出力レ
ーザーの劣化防止の方向が厳密に定義される。

【０００９】光学素子（１）は、レーザー発振光軸
（Ｌ）にそれぞれに平行である２反射面（８）を有する
鏡面形成素子（９）を備える。鏡面形成素子は反射鏡
（９）である。反射鏡（９）は冷却されることが非常に
好ましい。

【００１０】本発明による固体レーザー発振装置は、励
起用レーザー（１３）を生成する励起用レーザー発振器
（２）と、励起用レーザー（１３）を受けてレーザーを
生成する固体レーザー発振本体（１）と、固体レーザー
発振本体（１）を支持する支持体（１８）と、固体レー
ザー発振本体（１）を冷却する冷却機器（２５）と、励
起用レーザー発振器（２）から固体レーザー発振本体
（１）に励起用レーザー（１３）が向かう光路に介設さ
れる光学系（７）とを含んでいる。光学系（７）は、固
体レーザー発振本体（１）の発振光軸（Ｌ）に直交する
第１直交方向（ｙ軸方向）に励起用レーザー（１３）を
均一に照射する光学素子（９）を備えている。支持体
（１８）は、固体レーザー発振本体（１）の内の発振光
軸（Ｌ）に離隔する複数部位部分を把持する把持部分
（２１）を有している。把持部分（２１）の把持面積は
少なく熱の伝導量を少なく抑えている。冷却機器は、固
体レーザー発振本体（１）の端面のうちで、発振光軸
（Ｌ）に直交し、且つ、第１直交方向（ｙ軸方向）に直
交する２端面を冷却する冷却媒体流路（２５）を形成す
る流路形成器を備えている。温度分布の均一対象面が均
一に冷却され得る。

【００１１】固体素子（１）はレーザー発振光軸（Ｌ）
に交叉する両端斜面を有し、第１直交方向（ｙ軸方向）
は、固体素子（１）の周面のうちでその両端斜面に鋭角
と鈍角でそれぞれに交わる両端面に平行であり、且つ、
発振光軸（Ｌ）に直交する方向であり、冷却機器は、両
端面に接合する液密要素（２６−１，２）を更に備え、
液密要素（２６−１，２）は、Ｏリングであり、その両
端面の限界端部に配置されている。液密要素（２６−
１，２）は、限界位置に配置され、冷却面の面積が最大
化されていて、冷却効率をより一層に高くしている。

【００１２】支持体は、支持体本体（１８）と、断熱体
（２３）とを備え、断熱体（２３）は、支持体本体（１
８）と固体レーザー発振本体（１）の端面のうちで、発
振光軸（Ｌ）に直交し、且つ、第１直交方向（ｙ軸方
向）に直交する直交方向のうちで第２直交方向（ｘ軸方
向）でない方の第３直交方向（ｙ軸方向）に直交する２
端面との間に介設されている。その方向の熱伝達による
冷却を防止し、固体レーザー発振本体（１）の既述の均
一方向（ｙ軸方向）の熱の均一性を良好に保持する。

【００１３】本発明による固体レーザー発振方法は、光
軸に直交する第１方向に均一なエネルギー密度で固体レ
ーザー発振素子に励起用レーザーを照射すること、固体
レーザー発振素子の端面のうち光軸に直交し、且つ、第
１方向に直交する方向に直交する両端面を冷却すること
とから構成され、更には、固体レーザー発振素子の端面
のうちその光軸に直交し、且つ、第１方向に直交する両
端面を断熱することから構成されている。

【００１４】

【発明の実施の形態】図に対応して、本発明による固体
レーザー発振器の実施の形態は、レーザ発振固体要素が
励起用レーザとともに設けられている。そのレーザ発振
固体要素（スラブ型固体レーザー媒質）１は、図１に示
されるように、１対の励起用レーザ発振器２に挟まれて
配置されている。レーザ発振固体要素１は、スラブ型固
体レーザ媒質で形成され、図２に示されるように、発振
光軸Ｌに交叉する両端面は平行２斜面に形成され、その
平行２斜面はブリュースタ角を有している。座標系が図
１に示されるように設定され、発振光軸Ｌはｚ軸に平行
であり、発振光軸に垂直に直交するｘ軸とｙ軸が設定さ
れている。

【００１５】レーザ発振固体要素１の両側（上下側）で
レーザ発振固体要素１に対してｘ軸方向に互いに離隔す
る励起用レーザ発振器２は、それぞれに発振体要素群か
ら形成されている。その発振体要素群は、ｙ軸方向に離
隔する２列の一方側発振体要素群２Ａと他方側発振体要
素群２Ｂとを備えている。一方側発振体要素群２Ａと他
方側発振体要素群２Ｂは、それぞれに、ｚ軸方向に密接
して並ぶ複数体の半導体レーザ発振要素３により構成さ
れている。一方側発振体要素群２Ａと他方側発振体要素
群２Ｂは、光軸Ｌを含みｚｘ平面に平行な第１対称面に
対して対称に配置されている。１対の励起用レーザ発振
器２は、光軸Ｌを含みｚｙ平面に平行な第２対称面に対
して対称に配置されている。

【００１６】励起用レーザ発振器２に近接してレーザ発
振固体要素１の側に、１対２体のシリンドリカルレンズ
４が配置されている。２体のシリンドリカルレンズ４
は、第２対称面に対して対称に配置されている。シリン
ドリカルレンズ４は、ｚｘ平面に平行な面で切断した断
面上で、円弧が現れる円筒面を持ったレンズであり、ｚ
軸方向即ち光軸Ｌの方向に集光又は発散するレンズ作用
を有している。尚、そのレンズ作用は、ｚ方向の半導体
レーザ発光領域≧Ｓ４である場合は集光し、半導体レー
ザ発光領域＜Ｓ４である場合は発散する。

【００１７】レーザ発振固体要素１の両側で、ｘ軸方向
にレーザ発振固体要素１に対して離隔する１対２体の透
光窓５が配置されている。透光窓５は、窓支持板６によ
りｙ軸方向の両側で支持されている。透光窓５と窓支持
板６は、第２対称面に対して対称に配置されている。

【００１８】シリンドリカルレンズ４と透光窓５との間
に、１対の金属製組ミラー７が配置されている。１つの
組ミラー７は、１組の対向する反射面８をそれぞれに持
つ２枚のミラー９から構成されている。２枚のミラー９
の２反射面８，８とｚｙ平面に平行である面で切断した
断面上の２本の線は、互いに平行である。２反射面は平
面である。２枚のミラー９の間の距離は、励起用レーザ
発振器２により近い側でより長く、レーザ発振固体要素
１により近い側でより短い。２枚のミラー９のそれぞれ
の裏面側に、同一部材の冷却板１１が一体となってい
る。冷却板１１の中には、曲折する冷却水通路１２が形
成されている。冷却板１１は、発熱するミラー９を冷却
する。

【００１９】図３は、組ミラー７を用いて、励起用レー
ザ発振器２の長方形端面領域から出射する半導体レーザ
をレーザ発振固体要素１の片面側の規定領域面に集光す
る集光方法を示している。１体の半導体レーザ発振要素
３は、その発振軸端面の点状領域からｙ軸方向に広角に
発散的に（コーン状に）半導体レーザ１３を放出する。
半導体レーザ１３は、ｙ軸方向に離隔する両側のミラー
９の対向反射面８で反射し、レーザ発振固体要素１の片
面（上側面）の光軸Ｌに平行な端線で挟まれる領域Ｓ１
を含む領域Ｓ２に入射する。領域Ｓ１と領域Ｓ２は、光
軸方向（ｚ軸方向）に長い矩形領域である。両側のミー
ラ９，９は、領域Ｓ１に入射する半導体レーザ１３のエ
ネルギー密度をｙ軸方向に（光軸に直交する方向に）一
様化する。

【００２０】光軸（Ｌ）に直交する軸直角平面上で、領
域Ｓ１又は領域Ｓ２上のエネルギー密度Ｅ（ｙ）は、ｙ
が決まれば点（ｘ，ｙ）（ｘは一定）に入射する半導体
レーザ１３の出射方向（２方向）とその半導体レーザ１
３の反射面８上の反射点は決定されて、点（ｘ’，
ｙ’）とその反射点のミラー角度ｄｘ’／ｄｙ’により
決定されるから、 Ｅ（ｙ）＝Ｅ（ｘ’，ｄｘ’／ｄｙ’） で表される。Ｅ（ｙ）が一定になる条件は、ｙはｙ’に
より決定される変数であるから、 ｄ｛Ｅ（ｘ’，ｄｘ’／ｄｙ’）／ｄｙ’＝０ である。この微分方程式を解くことにより、 ｙ’＝ｙ’（ｘ’） が決定される。このような式で表される曲面を持った対
向反射面８を設計することにより、領域Ｓ１又は領域Ｓ
２のエネルギー密度は、ｙ軸方向に、即ち、光軸Ｌに直
交する方向に、一様・均一に分布する。

【００２１】図４は、シリンドリカルレンズ４を用い
て、励起用レーザ発振器２の既述の長方形端面領域から
出射する半導体レーザをレーザ発振固体要素１の片面側
の規定領域面に集光又は発散する集光方法を示してい
る。尚、ここで、ｚ方向の半導体レーザ発光領域≧Ｓ４
である場合は集光し、半導体レーザ発光領域＜Ｓ４であ
る場合は発散する。１体の半導体レーザ発振要素３は、
その発振軸端面の点状領域からｚ軸方向に広角に発散的
に半導体レーザ１３を放出する。半導体レーザ１３は、
シリンドリカルレンズ４で集光され、レーザ発振固体要
素１の片面（上側面）の光軸Ｌに直交する平行な端線で
挟まれる領域Ｓ３に含まれる領域Ｓ４に入射する。半導
体レーザ１３が集光する集光面である領域Ｓ４は、励起
用レーザ発振器２の半導体レーザ１３を放出する放出面
の実像である。領域Ｓ４で、半導体レーザ１３は概ね一
様なエネルギー密度で集光している。領域Ｓ３と領域Ｓ
４は、光軸方向（ｚ軸方向）に長い既述の矩形領域に一
致している。光軸方向のエネルギー分布は、励起用レー
ザ発振器２の出射エネルギーのｚ軸方向（光軸方向）の
エネルギー分布の一様性をそのままに反映していて、概
ね一定である。

【００２２】図５は、レーザ発振固体要素１の片面の照
射強度分布を示している。既述の通り、領域Ｓ１をｙ軸
方向に一様に照射する半導体レーザ１３は、図５に示さ
れるように、レーザ発振固体要素１の片面（上側面）の
照射強度分布１４をｙ軸方向に一様化してその照射強度
を一定化している。図６は、レーザ発振固体要素１の片
面の温度分布を示している。既述の照射強度の一様化
は、図６に示されるように、レーザ発振固体要素１の片
面の温度分布１５をｙ軸方向に一様化してその温度を一
定化している。レーザ発振固体要素１の表面とその内部
で、温度と屈折率は比例的に対応し、レーザ発振固体要
素１の内部は、一様な屈折率分布を示す。

【００２３】レーザ発振固体要素１は、これに入射する
半導体レーザ１３により励起されて、レーザ発振固体要
素１は内部で固有波長光を誘導放出し、その固有波長光
は、光軸Ｌ上でレーザ発振固体要素１を両側で挟む外部
型共振ミラー（図示されず）の間で共振して増幅され、
レーザ発振固体要素１は、図７に示されるように、レー
ザー１６を発振放出する。レーザー１６は、レーザ発振
固体要素１の端面である斜面を通ってレーザ発振固体要
素１に入射する際に屈折し、レーザ発振固体要素１のｘ
方向に対向する両面で複反射し、光軸Ｌに対して折れ線
的に屈曲しながら伝播して、レーザ発振固体要素１の他
の斜面を通って出射する際に屈折する。

【００２４】レーザ発振固体要素１の中の屈折率がｙ軸
方向に一様であるので、レーザ発振固体要素１の中には
ｙ軸方向にレンズ作用部分がなく、レーザー１６はレー
ザ発振固体要素１の中でｙ軸方向のレンズ作用を受ける
ことがなく、その屈折路は設計通りに保持され、光軸Ｌ
は一定に保持される。レンズ作用があれば、何回も屈折
的に反射するレーザー１６の進路が変化するが、レーザ
発振固体要素１の中の温度分布は一様であり内部の熱の
移動度が小さく、熱の擾乱が効果的に抑えられ、温度も
一定に保持され、光軸角度の変化は小さく抑えられる。

【００２５】図８は、レーザ発振固体要素１を支持しレ
ーザ発振固体要素１を冷却する支持冷却構造を示してい
る。レーザ発振固体要素１は、ｙ軸方向に両側で形成さ
れている両端面で媒質支持板１８に挟まれて支持されて
いる。媒質支持板１８は、光軸Ｌを含むｚｘ平面に対し
て対称に配置されている。媒質支持板１８は、ｚ軸方向
（光軸方向）に両側で媒質支持板支持枠１９で挟まれて
支持されている。媒質支持板支持枠１９は、図示されな
い発振器筐体に支持されている。媒質支持板支持枠１９
は、光軸Ｌを含むｚｘ平面に対して対称に配置されてい
る。媒質支持板支持枠１９は、図９に示されるように、
レーザ発振固体要素１の上下面（ｘ軸方向に対向する両
面）の端部領域（半導体レーザ非励起部）を両面側から
挟み込む爪部分２１を有している。

【００２６】レーザ発振固体要素１の両側面（ｙ軸方向
に対向する両面）に接合する媒質支持板１８の側面の側
に、図１０に示されるように、凹面２２が形成されてい
る。凹面２２が形成する凹部に、断熱シート２３が嵌め
込まれている。媒質支持板１８の側面と断熱シート２３
の側面は、レーザ発振固体要素１の両側面に密着的に接
合している。図１１に示されるように、媒質支持板１８
の側面と断熱シート２３の側面は、レーザ発振固体要素
１の両側面から離隔されることができる。この場合は、
その離隔が、レーザ発振固体要素１と断熱シート２３と
の間の伝熱を抑えて断熱効果を示す。このような断熱
は、レーザ発振固体要素１の伝熱方向のうち既述の均一
・一様方向（ｙ軸方向）の伝熱を抑制して、レーザ発振
固体要素１の既述の均一・一様方向の温度分布の均一性
を有効に保持する。図１０，１１に示されるように、断
熱シート２３は、既述の領域Ｓ１のエネルギー分布、温
度・屈折率分布を均一化する効果が極めて高い。

【００２７】図１と図９に示されるように、レーザ発振
固体要素１は、透光窓５と冷却板１１とから構成される
１対の板状構成体２４の間に配置されている。レーザ発
振固体要素１の上下面と１対２体の板状構成体２４との
間の隙間は、レーザ発振固体要素１と透光窓５と窓支持
板６を冷却するための冷却媒体流路２５として形成され
ている。冷却媒体流路２５には、自然状態で断面が円形
又は正方形である２つのシリコンシーリング要素２６−
１，２が挿入されている。２つのシリコンシーリング要
素２６−１，２は、レーザ発振固体要素１の冷却面の光
軸方向の限界端部位に配置され、冷却面積の最大化が行
われている。

【００２８】その１つ２６−１は、レーザ発振固体要素
１の上面側の鋭角形成端部面と上側の板状構成体２４の
下面との間に嵌め込まれて装着されている。他の１つ２
６−２は、レーザ発振固体要素１の上面側の鈍角形成端
部面と上側の板状構成体２４の下面との間に嵌め込まれ
て装着されている。更に他の１つ２６−３は、レーザ発
振固体要素１の下面側の端鋭角形成端部面と下側の板状
構成体２４の上面との間に嵌め込まれて装着されてい
る。更に他の１つ２６−４は、レーザ発振固体要素１の
下面側の鈍角形成端部面と下側の板状構成体２４の上面
との間に嵌め込まれて装着されている。

【００２９】図１２は、本発明による固体レーザー発振
器の実施の他の形態を示している。本実施の形態では、
既述の実施の形態のシリンドリカルレンズ４は、省略さ
れている。シリンドリカルレンズ４の省略は、ｚ軸方向
のエネルギー密度の一様性をそれほど損なうことがな
く、その一様性のある程度までの喪失によるｚ軸方向の
レンズ作用は光質にそれほどには悪影響を与えない。既
述の実施の形態の図１のレーザ発振固体要素１、励起用
レーザ発振器２、透光窓５、窓支持板６、図８の媒質支
持板１８、媒質支持板支持枠１９、爪部分２１、図９の
冷却媒体流路２５、シリコンシーリング要素２６−１，
２の部材の存在とそれらの部材の互いの配置関係は、本
実施の形態で全く同じである。透光窓５と励起用レーザ
発振器２との間に、既述の実施の形態のミラー９に代え
られて、レンズダクト７’が配置されている。レンズダ
クト７’は、既述の実施の形態のミラー９の両反射面８
に相当する内部反射面８’を有していて、レンズダクト
７’はミラー９に技術的に等価であり、且つ、ミラー９
に比べ光の吸収による損失が少ないため光の高伝送効率
化が見込める。本実施の形態による強度分布と屈折率分
布は、図１３，１４に示されるように、既述の実施の形
態の図５，６に示される強度分布と屈折率分布に全く同
じである。レンズダクトは、ミラーよりも高精度に製作
され、冷却が省略され得る程度にその歪みが小さいが、
更に冷却機器を追加することは否定されない。

【００３０】半導体レーザ１３の一部の照射を受ける媒
質支持板１８には、半導体レーザ１３を吸収する吸収率
が低く膨張率が小さい材料が選択され、セラミック、ポ
リカーボネート、シリコンゴムが好適に用いられる。断
熱シート２３には、断熱性がよく且つ吸振性がよい材料
が用いられ、ポリカーボネート・シート、シリコン・シ
ートが好適に用いられる。図１の反射面８には、反射率
の角度依存性が低いコート（好適例：金膜）で表面処理
し、図１２のレンズダクト７’の入射面と出射面にはＡ
Ｒ（無反射）コート、例えば、フッ化マグネシウム（Ｍ
ｇＦ_２）やＡＲ多層反射防止膜（商品名：ＨＥＢＢＡ
Ｒ）を施し、レンズダクト７’の材質には大気（屈折率
ｎ１＝１）に比べ屈折率の大きい材質（屈折率ｎ２）を
選択し、レンズダクトの反射面における臨界角（θ＝ａ
ｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２））を小さくすることにより反
射面でが全反射させ、半導体レーザ１３の伝送効率を向
上させることが好ましい。

【００３１】

【発明の効果】本発明による固体レーザー発振器・装
置、及び、固体レーザー発振方法は、レンズ効果の発現
を抑制して、レーザー光質の劣化を回避する。このよう
なレーザーは、レーザー加工機、半導体製造プロセスの
回路パタン形成ステップで用いられるレーザー露光器に
用いられて特に好適である。

【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発振器の実
施の形態を示す斜軸投影断面図である。

【図２】図２は、固体素子を示す斜軸投影図である。

【図３】図３は、ミラーの反射作用を示す断面図であ
る。

【図４】図４は、レンズ作用を示す側面断面図である。

【図５】図５は、エネルギー分布を示す正面断面図であ
る。

【図６】図６は、熱分布又は屈折率分布を示す正面断面
図である。

【図７】図７は、屈折光軸を示す斜軸投影図である。

【図８】図８は、支持装置を示す平面図である。

【図９】図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。

【図１０】図１０は、エネルギー分布を示す側面断面図
である。

【図１１】図１１は、熱分布を示す側面断面図である。

【図１２】図１２は、本発明による固体レーザー発振器
の実施の他の形態を示す斜軸投影断面図である。

【図１３】図１３は、他のエネルギー分布を示す正面断
面図である。

【図１４】図１４は、他の熱分布又は屈折率分布を示す
正面断面図である。

【図１５】図１５は、公知装置を示す斜軸投影断面図で
ある。

【図１６】図１６は、公知のエネルギー分布を示す正面
断面図である。

【図１７】図１７は、公知の熱分布を示す正面断面図で
ある。

【図１８】図１８は、公知の支持装置を示す平面図であ
る。

【図１９】図１９は、図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線断面図
である。

【図２０】図２０は、エネルギー分布を示す側面断面図
である。

【符号の説明】

１…固体素子 ２励起用レーザー発振器 ７，７’…光学系 ８…２反射面 ９…鏡面形成素子（反射鏡） １３…励起用レーザー １８…支持体 ２１…把持部分 ２３…断熱体 ２５…冷却機器 ２６−１〜４…液密要素 Ｌ…レーザー発振光軸

───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献 特開 平６−310782（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−94813（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−199774（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−270552（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−135539（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−87816（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−214776（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01S 3/00 - 3/30

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】励起用レーザー光を生成する励起用レーザ
   ー発振器と、 前記励起用レーザー光を受けてレーザー光を生成する固
   体レーザー発振本体と、 前記固体レーザー発振本体を支持する支持体と、 前記固体レーザー発振本体を冷却する冷却機器と、 前記励起用レーザー発振器から前記固体レーザー発振本
   体に前記励起用レーザー光が向かう光路に介設される光
   学系とを含み、前記 光学系は、 前記固体レーザー発振本体の照射面の上で前記固体レー
   ザー発振本体のレーザー発振光軸に直交する直交方向に
   前記励起用レーザー光の強度分布を均一化し、 前記固体レーザー発振本体は前記レーザー発振光軸に交
   叉する両端斜面を有し、前記照射面は前記両端斜面に鋭
   角と鈍角で交叉し、前記直交方向は前記照射面に平行で
   あり、 前記励起用レーザー光は、前記直交方向に前記照射面を
   越える領域まで照射され、 前記支持体は、 前記固体レーザー発振本体の内の前記発振光軸の方向に
   離隔する複数部位部分を把持する把持部分を有し、 前記冷却機器は、 前記照射面を冷却する冷却媒体流路を形成する流路形成
   器を備え、 前記支持体は、 支持体本体と、 断熱体とを更に備え、 前記断熱体は、前記固体レーザー発振本体の端面のうち
   で、前記照射面に直交する両端面と前記支持体本体との
   間に介設され、 前記支持体本体は、前記励起用レーザー光を吸収する吸
   収率が低く膨張率が小さい材料が用いられ、且つ、前記
   断熱体には断熱性がよく且つ吸振性がよい材料が用いら
   れる 固体レーザー発振装置。
2. 【請求項２】前記冷却機器は、 前記照射面に液密に接合する弾性材料で形成される液密
   要素を更に備える請求項１の固体レーザー発振装置。