JP7116568B2 - レーザ媒質の選別方法及び照射位置検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ発振装置に用いられ、発振されるレーザ光線を直線偏光とする為の、レーザ媒質の選別方法及び照射位置検出装置に関するものである。

分光計測、形状計測、非線結晶励起等に利用されるレーザ発振装置として、例えばＮｄ：ＹＡＧ、Ｃｒ：ＹＡＧ結晶等の等方性レーザ媒質を使ったＱスイッチレーザ装置やＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）レーザ装置がある。Ｑスイッチレーザ装置及びＣＷレーザ装置は、所定波長のレーザ光を射出する発光部と、光共振器とから構成され、該光共振器は第１の誘電反射膜と第２の誘電反射膜を有している。

Ｑスイッチレーザ装置は、第１の誘電反射膜と第２の誘電反射膜との間にレーザ媒質と可飽和吸収体とを有している。励起レーザ光により励起されたレーザ媒質から自然放出光が発せられ、可飽和吸収体に吸収される。自然放出光の吸収に伴い、可飽和吸収体の励起準位の電子密度が増加し、電子密度が飽和することで可飽和吸収体が透明化する。可飽和吸収体の透明化によりレーザ発振が生じ、パルス光が射出される。

又、ＣＷレーザ装置は、第１の誘電反射膜と第２の誘電反射膜との間にレーザ媒質を有している。励起レーザ光により励起されたレーザ媒質から自然放出光が発せられ、該自然放出光はレーザ光線として連続発振される。

レーザ光線の波長変換や形状測定を行う場合、射出されるレーザ光線の偏光方向が一致しているのが望ましい。然し乍ら、従来のＱスイッチレーザ装置の場合、パルス光が直交する方向に交互若しくは不規則に偏光されて射出される偏光特性となる。又、ＣＷレーザ装置の場合には、レーザ光の消光比が小さい楕円偏光、若しくは直線偏光ではあるものの、偏光方向が一定ではなく時間と共に変化するランダム偏光で連続発振される。従って、従来は、光共振器内に偏光板を設ける等により、レーザ光線の偏光方向を固定していた。

又、従来では、周面を研磨したレーザ媒質に対して外部から応力を付与し、レーザ媒質の内部に生じる内部歪みに起因する複屈折によりレーザ光線を直線偏光とさせるものもある。然し乍ら、レーザ媒質に対する励起レーザ光の照射位置に対応して射出されるレーザ光線の偏光特性は変化し、レーザ媒質の何処に励起レーザ光を入射させれば発振されるレーザ光線が直線偏光となるのかが不明であった。この為、従来では、入射位置を試行錯誤して偏光し、励起レーザ光の入射位置を求めていた為、直線偏光となる励起レーザ光の入射位置を特定する迄に時間が掛っていた。

特開２０１６－６３０６３号公報

本発明は、パルス光、ＣＷレーザ光の直線偏光化が可能なレーザ媒質を事前に選別するレーザ媒質の選別方法及び照射位置検出装置を提供するものである。

本発明は、レーザ発振装置に使用されるレーザ媒質の選別方法であって、直方体形状の該レーザ媒質の端面を位相差カメラで撮影し、位相差の分布を示す位相差分布画像と位相差の方向を示す位相差方向矢印とを取得する工程と、位相差が存在する箇所に前記レーザ媒質の一辺に対して垂直な前記位相差方向矢印が存在するかどうかを判断し、位相差が存在する箇所に前記一辺に対して垂直な前記位相差方向矢印が存在した前記レーザ媒質を前記レーザ発振装置に使用可能なレーザ媒質として選別する工程とを有するレーザ媒質の選別方法に係るものである。

又本発明は、前記レーザ媒質の端面の照射開始位置からレーザ光線で所定のピッチで走査する工程と、前記レーザ媒質を透過した前記レーザ光線をＳ偏光とＰ偏光に分離させ、それぞれ光量を検出する工程と、検出した各偏光の検出値に基づき消光比を演算する工程と、消光比が予め設定した設定値以上である照射位置を前記レーザ発振装置の励起レーザ光の照射位置として検出する工程とを有するレーザ媒質の選別方法に係るものである。

又本発明は、前記レーザ光線を検出した照射位置に照射した状態で、前記レーザ光線を導波する光ファイバに擾乱を生じさせる工程と、擾乱により前記レーザ媒質を透過した前記レーザ光線の偏光状態が変化したかどうかを判断し、偏光状態が変化しなかった照射位置を前記レーザ発振装置の前記励起レーザ光の照射位置として検出する工程とを更に具備するレーザ媒質の選別方法に係るものである。

又本発明は、前記各偏光の検出値の合計が予め設定した閾値を上回っているかどうかを判断する工程と、該閾値を上回っていると判断された照射位置のみを、前記励起レーザ光の照射位置として検出する工程とを更に具備するレーザ媒質の選別方法に係るものである。

又本発明は、前記レーザ媒質の端面を前記レーザ光線で走査する工程では、前記レーザ媒質の端面の中心から所定範囲を除く箇所が前記レーザ光線で走査される様設定されたレーザ媒質の選別方法に係るものである。

又本発明は、前記レーザ媒質の端面を前記レーザ光線で走査する工程では、前記照射位置が予め設定された数だけ検出された時点で、前記レーザ光線による前記レーザ媒質の端面の走査を終了する様設定されたレーザ媒質の選別方法に係るものである。

又本発明は、レーザ光線を射出する発光部と、前記レーザ媒質を保持し、該レーザ媒質を移動させ前記レーザ光線の入射位置を調整可能な媒質保持部と、前記レーザ媒質を透過した前記レーザ光線をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光光学部材と、Ｓ偏光のレーザ光線の出力を検出する第１光量検出器と、Ｐ偏光のレーザ光線の出力を検出する第２光量検出器と、制御部とを具備し、該制御部は、前記レーザ媒質の端面が前記レーザ光線で走査される様前記媒質保持部を駆動させ、前記レーザ媒質を透過した前記レーザ光線の前記第１光量検出器と前記第２光量検出器の検出結果に基づき消光比を演算し、消光比が予め設定した設定値以上である照射位置が前記レーザ光線を直線偏光とする為の照射位置として検出する様構成された照射位置検出装置に係るものである。

又本発明は、前記発光部は前記レーザ光線を導波する光ファイバを有し、前記制御部は、前記レーザ光線を検出した照射位置に照射した状態で、前記光ファイバに擾乱を生じさせ、擾乱により前記レーザ媒質を透過した前記レーザ光線の偏光状態が変化したかどうかを判断し、偏光状態が変化しなかった照射位置を前記レーザ光線が直線偏光とする為の照射位置として検出する様構成された照射位置検出装置に係るものである。

又本発明は、前記制御部は、前記第１光量検出器と前記第２光量検出器の検出値の合計が予め設定した閾値を上回った照射位置のみを、前記レーザ光線を直線偏光とする為の照射位置として検出する様構成された照射位置検出装置に係るものである。

又本発明は、前記制御部は、前記レーザ媒質の端面の中心から所定範囲を除く箇所が前記レーザ光線で走査される様前記媒質保持部を駆動させる様構成された照射位置検出装置に係るものである。

更に又本発明は、前記制御部は、前記照射位置が予め設定された数だけ検出された時点で、前記レーザ光線による前記レーザ媒質の端面の走査を終了する様構成された照射位置検出装置に係るものである。

本発明によれば、レーザ発振装置に使用されるレーザ媒質の選別方法であって、直方体形状の該レーザ媒質の端面を位相差カメラで撮影し、位相差の分布を示す位相差分布画像と位相差の方向を示す位相差方向矢印とを取得する工程と、位相差が存在する箇所に前記レーザ媒質の一辺に対して垂直な前記位相差方向矢印が存在するかどうかを判断し、位相差が存在する箇所に前記一辺に対して垂直な前記位相差方向矢印が存在した前記レーザ媒質を前記レーザ発振装置に使用可能なレーザ媒質として選別する工程とを有するので、照射位置を検出する迄の時間を短縮できると共に、歩留りの向上を図ることができる。

又本発明によれば、レーザ光線を射出する発光部と、前記レーザ媒質を保持し、該レーザ媒質を移動させ前記レーザ光線の入射位置を調整可能な媒質保持部と、前記レーザ媒質を透過した前記レーザ光線をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光光学部材と、Ｓ偏光のレーザ光線の出力を検出する第１光量検出器と、Ｐ偏光のレーザ光線の出力を検出する第２光量検出器と、制御部とを具備し、該制御部は、前記レーザ媒質の端面が前記レーザ光線で走査される様前記媒質保持部を駆動させ、前記レーザ媒質を透過した前記レーザ光線の前記第１光量検出器と前記第２光量検出器の検出結果に基づき消光比を演算し、消光比が予め設定した設定値以上である照射位置が前記レーザ光線を直線偏光とする為の照射位置として検出する様構成されたので、実際に励起レーザ光を前記レーザ媒質に照射し、射出されるレーザ光線の偏光方向を確認する回数を低減させることができ、前記レーザ光線を直線偏光化させる為の作業を容易に実行できると共に、作業時間の短縮を図ることができるという優れた効果を発揮する。

（Ａ）は本発明の実施例に係るレーザ媒質が用いられるＱスイッチレーザ装置の一例を示す構成図であり、（Ｂ）は本発明の実施例に係るレーザ媒質が用いられるＣＷ装置の一例を示す構成図である。 （Ａ）はパルス光が直交する方向に交互に偏光されて射出される状態を示す説明図であり、（Ｂ）はＣＷレーザ光の偏光方向が一定ではなく時間と共に変化するランダム偏光で射出される状態を示す説明図である。 （Ａ）は位相差カメラにより撮影されたレーザ媒質端面の位相差分布を示す画像であり、（Ｂ）は位相差カメラにより撮影されたレーザ媒質端面の位相差の有無のみを示す画像であり、（Ｃ）は位相差カメラにより撮影されたレーザ媒質端面の位相差方向のみを示す画像である。 本発明の実施例に係る照射位置検出装置を示す構成図である。 該照射位置検出装置のホルダとレーザ媒質とを示す正面図である。 本発明の実施例に係る照射位置の検出工程を説明するフローチャートである。 レーザ媒質端面の走査順序と区分けした領域を示す第１出力画像を説明する説明図である。 第２出力画像を示す説明図である。 消光比画像を示す説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

先ず、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に於いて、本発明の実施例で励起レーザ光の照射すべき位置が確定しているレーザ媒質を用いたレーザ発振装置１の一例について説明する。尚、図１（Ａ）はＱスイッチレーザ発振装置１ａを示し、図１（Ｂ）はＣＷレーザ発振装置１ｂを示している。

前記Ｑスイッチレーザ発振装置１ａは、発光部２と、投光光学系３と、光共振部４とから構成されている。前記発光部２は、所定の波長のレーザ光線を射出する発光器５、例えばレーザダイオード（ＬＤ）と、該発光器５からのレーザ光線を任意の位置迄導波する光ファイバ６とから構成されている。又、前記投光光学系３は、複数の投光レンズ７等から構成され、前記光ファイバ６から射出されたレーザ光を、レーザ媒質１１に集光する様になっている。前記レーザ媒質１１がＮｄ：ＹＡＧの場合には一般的な＜１１１＞軸方向で切断した結晶を用いる。又可飽和吸収体１２がＣｒ：ＹＡＧの場合にも一般的な＜１００＞軸で切断した結晶を用いる。この＜１００＞軸と＜０１０＞軸と＜００１＞軸は互いに直交しており、Ｃｒ：ＹＡＧの＜１００＞軸とＮｄ：ＹＡＧの＜１１１＞軸は同じ方向になっている。

前記発光部２の下面には、所要の冷却手段、例えばペルチェ素子９が設けられている。該ペルチェ素子９により前記発光部２が冷却され、前記励起レーザ光８を射出する際の前記発光部２の温度上昇を抑制している。

前記光共振部４は、第１の光学結晶としての前記レーザ媒質１１と、第２の光学結晶としての前記可飽和吸収体１２とを有している。前記レーザ媒質１１と前記可飽和吸収体１２とはオプティカルコンタクト、熱拡散接合、接着等で一体化された構成となっている。又、前記レーザ媒質１１の入射面は第１の誘電反射膜としての第１共振部ミラー１３となっており、前記可飽和吸収体１２の射出面は第２の誘電反射膜としての第２共振部ミラー１４となっている。更に、前記レーザ媒質１１と前記可飽和吸収体１２は、ホルダ１５により一体に保持される。

前記レーザ媒質１１としては、例えばＮｄ：ＹＡＧ／Ｃｒ：ＹＡＧ結晶、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶、Ｅｒ：ＹＡＧ結晶、Ｅｒ＋Ｙｂ：ＹＡＧ結晶等が用いられる。前記レーザ媒質１１は、例えばＮｄ：ＹＡＧ／Ｃｒ：ＹＡＧ結晶では波長８０８ｎｍの前記励起レーザ光８で励起され、前記光共振部４の第２共振部ミラー１４から波長１０６４ｎｍでレーザ発振する様になっている。

前記可飽和吸収体１２としては、例えばＣｒ：ＹＡＧ結晶や、Ｖ：ＹＡＧ結晶、ＧａＡｓ結晶等が用いられる。前記可飽和吸収体１２は、前記レーザ媒質１１から放出された前記自然放出光を吸収する性質を有する。又、前記可飽和吸収体１２は、前記自然放出光の吸収に伴い透過率が増加し、原子密度が増大して飽和した際に透明化する性質を有している。前記可飽和吸収体１２が透明化することで、前記光共振部４の第２共振部ミラー１４からパルス光１６が射出される。

前記第１共振部ミラー１３は、前記発光部２からの前記励起レーザ光８に対して高透過であり、パルス光１６に対して高反射となっている。又、前記第２共振部ミラー１４はパルス光１６に対して高反射となっていない為前記第２共振部ミラー１４より前記パルス光１６が射出される。

前記発光部２から前記励起レーザ光８が照射されると、該励起レーザ光８は前記第１共振部ミラー１３を透過して前記レーザ媒質１１に入射する。前記励起レーザ光８により前記レーザ媒質１１が励起され、前記光共振部４の内部では励起された前記レーザ媒質１１からの放出光が蓄えられる。同時に、その一部の放出光が前記可飽和吸収体１２に入射して吸収されるのに伴って、前記可飽和吸収体１２の励起準位の原子数密度が次第に増加する。その後、ある時点で前記可飽和吸収体１２の基底準位と励起準位の原子密度が同じになると、前記レーザ媒質１１からの放出光を吸収しなくなる可飽和状態となって吸収の無い透明媒質とみなせる様になる。この瞬間に前記光共振部４の内部損失が急激に低くなり、Ｑ値（光共振器に蓄えられたエネルギーと単位時間当たりの共振器内損失の比率）が逆に急激に高くなる為前記第２共振部ミラー１４から受動的なパルスレーザ発振が生じる。その後は、励起準位の原子数密度が低下する為直ぐにレーザ発振は止まり、又前記可飽和吸収体１２が可飽和状態になると前記第２共振部ミラー１４から受動的なパルスレーザ発振が生じる。

又、前記ＣＷレーザ発振装置１ｂは、前記Ｑスイッチレーザ発振装置１ａから前記可飽和吸収体１２を取除いた構成となっている。前記ＣＷレーザ発振装置１ｂの場合には、前記レーザ媒質１１に前記励起レーザ光８が入射すると、ＣＷレーザ光１７が連続発振される。前記レーザ媒質１１がＮｄ：ＹＡＧの場合には一般的な＜１１１＞軸方向で切断した結晶を用いる。

図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、前記レーザ発振装置１から発せられるレーザ光の偏光方向の一例を示したものである。尚、図２（Ａ）は、前記Ｑスイッチレーザ発振装置１ａから発せられる前記パルス光１６の偏光方向の一例を示している。又、図２（Ｂ）は、前記ＣＷレーザ発振装置１ｂから発せられるＣＷレーザ光１７の偏光方向の一例を示している。

通常、前記励起レーザ光８は、前記レーザ媒質１１の中心部に集光される。この場合、図２（Ａ）に示される様に、前記可飽和吸収体１２から射出される前記パルス光１６は、Ｐ偏光パルス１６ａとＳ偏光パルス１６ｂとが交互に発生し、前記パルス光１６の偏光方向が安定しない。前記可飽和吸収体１２がＣｒ：ＹＡＧの場合には直交した＜０１０＞軸と＜００１軸＞に沿って前記Ｐ偏光パルス１６ａと前記Ｓ偏光パルス１６ｂとが交互若しくは不規則に発生する。

又、前記ＣＷレーザ光１７の場合も、図２（Ｂ）に示される様に、前記レーザ媒質１１から連続発振される前記ＣＷレーザ光１７は、レーザ光の消光比が小さい楕円偏光、若しくは直線偏光ではあるものの、偏光方向が一定ではなく時間と共に変化するランダム偏光で連続発振されるので、前記ＣＷレーザ光１７は直線偏光ではなく楕円偏光、又は直線偏光でも偏光方向が安定しない。

本発明に於いて、発明者等は、前記レーザ媒質１１に外部から応力を付与しなくても、照射する前記励起レーザ光８の前記レーザ媒質１１に対する照射位置によっては、前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７が偏光方向の安定した直線偏光となる場合があることを見出した。更に、この現象は、前記レーザ媒質１１の内部残留応力に起因することも発明者等が見出した。

前記レーザ媒質１１は、所定材質、例えば単結晶である塊状のＮｄ：ＹＡＧ／Ｃｒ：ＹＡＧ結晶、或は多結晶である塊状のセラミックから、切断により、例えば断面が矩形で１ｍｍ角の直方体に加工する。

前記レーザ媒質１１は、切断により加工歪みを生じる場合があり、或は元々保持していた歪みが切断で開放されることにより、加工歪みを生じる場合がある。加工歪みは内部残留応力となり、前記レーザ媒質１１の内部に光弾性効果に基づく複屈折を生じる。

従って、本実施例では、前記レーザ媒質１１の加工歪みにより生じる複屈折を利用して、前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７を直線偏光化させる様になっている。尚、複屈折を生じさせる内部残留応力は、前記レーザ媒質１１中に均一に発生するものではなく、又個々の前記レーザ媒質１１についても内部残留応力の発生状態は異なっている。発明者等は、内部残留応力の状態によっても複屈折の状態が異なることも見出している。一方で、発明者等は、前記レーザ媒質１１の周面を砂ずり等で研磨し、加工歪みを取除いた場合には、該レーザ媒質１１の内部残留応力が低減又は除去されることも見出した。

上記した様に、前記レーザ媒質１１は、切断の際の加工歪みにより、内部に複屈折が生じる場合がある。一方で、加工の際に必ずしも前記レーザ媒質１１内に複屈折を生じ、加工歪みが発生するわけではない。更に、該レーザ媒質１１の内部に加工歪みが存在したとしても、前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７の偏光方向が直線偏光となる部位が存在しない場合もある。

前記レーザ媒質１１の端面の各位置に前記励起レーザ光８を照射し、その都度前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７が直線偏光となるかを確認する場合、直線偏光となる照射位置を特定する迄に多大な時間を要する。又、前記レーザ媒質１１の内部に複屈折を生じさせる部位が存在しない場合、該レーザ媒質１１に求めるべき照射位置が存在しないこととなる。この為、別の前記レーザ媒質１１について、再度同じ作業を行う必要があり、更に時間が掛っていた。

そこで、本実施例では、前記レーザ媒質１１に直線偏光となる部位が存在するかどうかを、直線偏光となる前記励起レーザ光８の照射位置を検出する前に確認し、前記レーザ媒質１１のみで構成される前記光共振部４、又は前記レーザ媒質１１と前記可飽和吸収体１２を一体化した構成の前記光共振部４の選別を可能としている。更に、選別後の前記レーザ媒質１１について、照射位置の候補の絞込みを行うことで、実際に前記励起レーザ光８を前記レーザ媒質１１に照射し、該レーザ媒質１１と前記可飽和吸収体１２を一体化した前記光共振部４から射出される前記パルス光１６、又は前記レーザ媒質１１のみで構成される前記光共振部４から射出される前記ＣＷレーザ光１７の偏光方向を確認する作業の回数が低減され、作業性の向上、作業時間の短縮を図っている。

以下、前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７の偏光方向を直線偏光化する為の、前記レーザ媒質１１のみで構成される前記光共振部４、又は前記レーザ媒質１１と前記可飽和吸収体１２を一体化した構成の前記光共振部４の選別方法、前記励起レーザ光８の照射位置の候補を検出する方法について説明する。

図３（Ａ）～図３（Ｃ）は、位相差カメラ（位相差顕微鏡）を用い、前記レーザ媒質１１の端面を撮影して得られた画像を示している。尚、図３（Ａ）は、位相差の分布を表示させた位相差分布画像１８を示している。又、図３（Ｂ）は、所定の位相差閾値を設定し、該位相差閾値を上回る位相差の有無を表示させた位相差領域画像２１を示している。更に、図３（Ｃ）は、位相差方向矢印１９のみを表示させた位相差方向画像２２を示している。

前記レーザ媒質１１は、内部の複屈折の度合いにより、該レーザ媒質１１を透過する光の透過時間に差を生じる。前記位相差カメラは、前記レーザ媒質１１の内部を光が通過する際の、複屈折に起因する透過時間の差を位相差として検出する。又、前記位相差カメラは、位相差の方向を前記位相差方向矢印１９として検出する。前記位相差カメラは、検出した位相差と位相差の方向に基づき、前記レーザ媒質１１の端面の、前記位相差分布画像１８、前記位相差領域画像２１、前記位相差方向画像２２の３つの画像を取得することができる。

前記位相差分布画像１８は、内部残留応力による歪みによって生じる位相差の等高線分布である。位相差が無い場合には明暗が無いが、位相差がある場合には明暗が生じる。位相差が小さい場合には明暗の間隔が広く、反対に位相差が大きい場合には明暗の間隔が狭くなる。

又、前記位相差領域画像２１は、所定の閾値、例えば５ｎｍ以上の箇所を黒く表示し、位相差が５ｎｍ未満の箇所を白く表示した画像となっている。更に、前記位相差方向画像２２は、前記レーザ媒質１１端面の通常の画像上に前記位相差方向矢印１９を重ねて表示させた画像となっている。尚、前記位相差領域画像２１の中央部の白く表示されている領域２１ａと、前記位相差方向画像２２の中央部の前記位相差方向矢印１９が存在していない領域２２ａは、位相差が殆ど存在していない領域であり、各領域の位置は一致している。

ここで、前記位相差方向画像２２中で前記位相差方向矢印１９が前記レーザ媒質１１の一辺に対して上下方向に延出する箇所（図３（Ｃ）参照）にレーザ光線を照射した場合、Ｓ偏光の光量が小さくなり、射出される前記パルス光１６はＳ偏光が連続する直線偏光となる。又前記ＣＷレーザ光１７も偏光方向が上下方向に安定する。又、前記位相差方向画像２２中で前記位相差方向矢印１９が前記レーザ媒質１１の一辺に対して左右方向に延出する箇所（図３（Ｃ）参照）にレーザ光線を照射した場合、Ｐ偏光の光量が小さくなり、射出される前記パルス光１６はＰ偏光が連続する長句線偏光となる。又前記ＣＷレーザ光１７も偏光方向が左右方向に安定する。

上記した様に、位相差の方向、即ち前記位相差方向矢印１９の方向が、前記レーザ媒質１１の一辺に対して垂直である箇所と、前記パルス光１６や前記ＣＷレーザ光１７が直線偏光となる照射位置とが一致している。

従って、前記レーザ媒質１１の一辺に対して垂直な前記位相差方向矢印１９があるかどうかにより、前記パルス光１６や前記ＣＷレーザ光１７が直線偏光となる照射位置が前記レーザ媒質１１に存在するかどうかを判断することができ、照射位置の検出処理を行うことなく前記レーザ媒質１１を選別することができる。

一方で、本実施例では、前記発光器５から射出されるレーザ光を、前記光ファイバ６により導波する構成となっている。この為、前記レーザ発振装置１を測量機等に組入れる場合、前記光ファイバ６に曲げ等の負荷が掛り、擾乱が生じることがある。前記光ファイバ６に擾乱が生じると、直線偏光となっていた前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７の偏光方向が安定しなくなる場合がある。

従って、前記レーザ媒質１１に対する照射位置を検出する為には、前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７が直線偏光となる照射位置を検出すると共に、前記光ファイバ６に擾乱を与えても、前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７が安定して直線偏光となるかを確認する必要がある。

発明者等は、前記位相差分布画像１８中の位相差が大きい領域（図３（Ａ）中の等高線間隔が狭い領域）に存在し、且つ前記レーザ媒質１１の一辺に対して垂直な前記位相差方向矢印１９が存在する箇所に前記励起レーザ光８を照射した場合、前記光ファイバ６に擾乱を生じさせても前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７の偏光方向が安定する場合が多いことを見出した。

従って、前記位相差分布画像１８に於いて、位相差が大きい領域が存在し、且つ該領域中に前記レーザ媒質１１の一辺に対して垂直な前記位相差方向矢印１９が存在するかどうかにより、前記パルス光１６や前記ＣＷレーザ光１７が安定して直線偏光となる照射位置が前記レーザ媒質１１に存在するかどうかを判断することができ、照射位置の検出処理を行うことなく前記レーザ媒質１１を選別することができる。

次に、図４～図９を参照して、選別後の該レーザ媒質１１について、前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７の直線偏光方向を安定化させる部位を検出し、更に前記レーザ媒質１１を選別する方法について説明する。尚、図４は、前記レーザ媒質１１に対して前記励起レーザ光８を照射し、照射位置を検出する為の照射位置検出装置２３を示している。

該照射位置検出装置２３は、発光部２４と、媒質保持部２５と、偏光光学部材２６と、第１光量検出器２７と、第２光量検出器２８と、制御部２９とを有している。

前記媒質保持部２５と、前記偏光光学部材２６と、前記第１光量検出器２７は、前記発光部２４の射出光軸３１上に設けられている。又、前記第２光量検出器２８は、前記偏光光学部材２６の反射光軸３２上に設けられている。

前記発光部２４は、所定の波長のレーザ光線を射出する発光器３３、例えばレーザダイオード（ＬＤ）と、該発光器３３から射出されたレーザ光線を任意の位置に導波する光ファイバ３４と、該光ファイバ３４から射出されたレーザ光線３５を集光する投光レンズ３６とを有している。

尚、該投光レンズ３６は複数のレンズから成り、前記レーザ光線３５が所定のビーム径で前記レーザ媒質１１に入射する様、各レンズの位置が調整されている。

前記媒質保持部２５は、前記射出光軸３１上に配置された前記レーザ媒質１１、例えば断面が１ｍｍ角程度の矩形の直方体である前記レーザ媒質１１と、該レーザ媒質１１を保持するホルダ３７と、前記射出光軸３１に対して前記レーザ媒質１１を上下方向、左右方向に移動させるＸ－Ｙステージ３８とを有し、前記ホルダ３７は前記Ｘ－Ｙステージ３８上に保持される。

図５に示される様に、前記ホルダ３７は、前記レーザ媒質１１が載置されるホルダ本体３７ａと、ボルト等の固着具３９を介して前記ホルダ本体３７ａに着脱可能な保持片３７ｂとを有している。前記ホルダ本体３７ａと前記保持片３７ｂとにより、前記レーザ媒質１１が挾持される。尚、挾持した状態では、前記ホルダ３７からレーザ媒質１１に対して外力が作用しない様にし、前記ホルダ３７で前記レーザ媒質１１を保持することで、内部応力が発生しない様にする。又、前記ホルダ本体３７ａには、熱電対等の温度検出器４１が設けられ、該温度検出器４１により前記レーザ媒質１１の面内温度分布を測定可能となっている。

前記偏光光学部材２６は、例えばダイクロイックミラーであり、前記レーザ媒質１１を透過した前記レーザ光線３５のうち、Ｓ偏光のレーザ光線を透過し、Ｐ偏光のレーザ光線を反射する偏光特性を有している。

前記第１光量検出器２７は、前記偏光光学部材２６を透過したＳ偏光のレーザ光線を受光する。前記第２光量検出器２８は、前記偏光光学部材２６により反射されたＰ偏光のレーザ光線を受光し、それぞれ受光量（各偏光の光量）を検出する様になっている。

前記制御部２９は、例えばＰＣ等の演算装置であり、前記発光器３３の発光を制御し、前記Ｘ－Ｙステージ３８の駆動を制御する。又、前記制御部２９は、前記第１光量検出器２７、前記第２光量検出器２８の検出値に基づき消光比を演算する。ここで、消光比は、前記第１光量検出器２７と前記第２光量検出器２８の検出値のうち、小さい検出値を分子として求めたものとなっている。更に、前記制御部２９は、演算した消光比に基づき、前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７が直線偏光又は略直線偏光となる照射位置を特定する。

又、前記制御部２９の記憶部（図示せず）には、前記レーザ媒質１１の選別で使用された前記位相差分布画像１８、前記位相差領域画像２１、前記位相差方向画像２２、前記位相差方向矢印１９のデータ（矢印の位置、方向、分布状態のデータ）が格納されると共に、前記レーザ媒質１１の端面に対する前記励起レーザ光８の入射位置、該入射位置に於ける前記第１光量検出器２７と前記第２光量検出器２８の検出値、前記第１光量検出器２７と前記第２光量検出器２８の検出値に基づき作成された画像、演算された消光比等が格納される。

又、前記記憶部には、前記発光器３３、前記Ｘ－Ｙステージ３８等の駆動を制御するプログラム、特定の順序で前記レーザ媒質１１の端面を前記励起レーザ光８で走査する為のプログラム、後述する第１出力画像４２を作成する為のプログラム、後述する第２出力画像４３を作成する為のプログラム、前記第１光量検出器２７と前記第２光量検出器２８の検出値に基づき消光比を演算する為のプログラム、消光比に基づき前記パルス光１６或は前記ＣＷレーザ光１７が直線偏光又は略直線偏光となる照射位置を選択する為のプログラム、選択した照射位置から更に前記光ファイバ６に擾乱を生じさせた場合でも偏光方向が安定している照射位置を選択する為のプログラム等のプログラムが格納される。前記制御部２９は、前記記憶部に格納されるプログラムを実行又は展開し、種々の処理を実行する。

前記発光器３３は前記レーザ光線３５を射出し、該レーザ光線３５は前記光ファイバ３４、前記投光レンズ３６を介して前記レーザ媒質１１の端面の所定の箇所に入射する。尚、該レーザ媒質１１に入射される前記レーザ光線３５のビーム径は、前記レーザ発振装置１に於ける前記励起レーザ光８のビーム径と同様の径、例えば５０μｍとする。

前記レーザ媒質１１を透過した前記レーザ光線３５は、前記偏光光学部材２６に入射する。該偏光光学部材２６により、Ｓ偏光のレーザ光線は透過し、Ｐ偏光のレーザ光線は反射され、Ｓ偏光とＰ偏光とに分離される。前記偏光光学部材２６を透過したＳ偏光のレーザ光線は前記第１光量検出器２７に受光され、前記偏光光学部材２６で反射されたＰ偏光のレーザ光線は前記第２光量検出器２８に受光される。前記第１光量検出器２７、前記第２光量検出器２８は、Ｓ偏光とＰ偏光の光量に対応した検出値を出力し、出力された検出値は前記制御部２９に格納される。

次に、図６のフローチャートを用い、前記照射位置検出装置２３を用いた前記レーザ媒質１１に対する照射位置検出方法について説明する。

ＳＴＥＰ：０１ 先ず、前記制御部２９は、前記レーザ媒質１１の端面の、所定の照射開始位置、例えば図７中左下の角部、即ちＡの位置にレーザ光線が照射される様、前記Ｘ－Ｙステージ３８を駆動させる。

ＳＴＥＰ：０２ 該Ｘ－Ｙステージ３８が照射開始位置迄移動されると、前記制御部２９は、前記発光器３３を駆動させ、所定波長の前記レーザ光線３５を射出させる。該レーザ光線３５は、照射開始位置に集光され、前記レーザ光線３５を励起する。前記レーザ媒質１１を透過した前記レーザ光線３５は、前記偏光光学部材２６に入射する。

該偏光光学部材２６に入射した前記レーザ光線３５は、前記偏光光学部材２６によりＳ偏光のレーザ光線とＰ偏光のレーザ光線とに分離され、前記第１光量検出器２７と前記第２光量検出器２８にそれぞれ受光される。前記第１光量検出器２７と前記第２光量検出器２８で検出された各偏光の出力は、前記レーザ光線３５の照射位置と関連付けられて前記制御部２９の記憶部（図示せず）に保存される。

ＳＴＥＰ：０３ 照射開始位置に前記レーザ光線３５が照射されると、前記制御部２９は、所定の間隔、例えば２０μｍピッチで所定の方向、例えば外形に沿って時計回りで前記レーザ光線３５の照射位置を変更させる。即ち、前記レーザ媒質１１の一辺に沿って所定のピッチで前記レーザ光線３５が走査される様、前記Ｘ－Ｙステージ３８を駆動させる。

前記レーザ光線３５が前記レーザ媒質１１の外形に沿って一周すると、前記Ｘ－Ｙステージ３８は、前記レーザ光線の照射位置を所定量、例えば２０μｍ内側に移動させ、該レーザ光線３５を２０μｍピッチで時計回りに一周させる。前記レーザ光線３５の走査は、前記レーザ媒質１１の端面全面が走査される迄繰返される。

照射位置が変更される毎に、前記レーザ媒質１１を透過した前記レーザ光線３５について、Ｓ偏光、Ｐ偏光の光量測定が行われる。ＳＴＥＰ：０２と同様、前記レーザ光線３５は、前記偏光光学部材２６によりＳ偏光のレーザ光線とＰ偏光のレーザ光線に分離され、前記第１光量検出器２７と前記第２光量検出器２８にそれぞれ受光される。前記第１光量検出器２７と前記第２光量検出器２８で検出された検出値は、前記レーザ光線３５の照射位置と関連付けられて前記制御部２９の記憶部に保存される。

ＳＴＥＰ：０４ 前記レーザ光線３５による前記レーザ媒質１１の走査が完了すると、前記制御部２９は、各照射位置ごとの前記第１光量検出器２７、前記第２光量検出器２８の検出結果に基づき、図７に示される前記第１出力画像４２を作成する。図７で示される各ドットは、前記レーザ媒質１１の入射端面に於ける前記レーザ光線３５の照射位置を示し、ドットの濃淡は、Ｓ偏光、Ｐ偏光のうちいずれかの光量の大きさを示している。

前述した様に、前記位相差方向矢印１９が上下方向に延出する箇所に前記レーザ光線３５を照射した場合、該レーザ光線３５は前記Ｓ偏光パルス１６ｂ、前記Ｓ偏光ＣＷレーザ光１７ｂとなる。又、前記位相差方向矢印１９が左右方向に延出する箇所（図３（Ｃ）参照）に前記レーザ光線３５を照射した場合、該レーザ光線３５は前記Ｐ偏光パルス１６ａ、前記Ｐ偏光ＣＷレーザ光１７ａとなる。

本実施例では、前記レーザ媒質１１の端面を対角線により４つの領域ａ～ｄに分割し、前記Ｐ偏光パルス１６ａ、Ｐ偏光ＣＷレーザ光１７ａとなる領域を領域ａ、領域ｃとし、前記Ｓ偏光パルス１６ｂ、Ｓ偏光ＣＷレーザ光１７ｂとなる領域を領域ｂ、領域ｄとしている。又、領域ａ、領域ｃに照射された前記レーザ光線３５については、前記第２光量検出器２８によるＰ偏光の出力を検出する。領域ｂ、領域ｄに照射された前記レーザ光線３５については、前記第１光量検出器２７によるＳ偏光の出力を検出する。

前記第１出力画像４２は、前記第１光量検出器２７或は前記第２光量検出器２８の検出値が高ければ赤、出力が低くなるにつれて青くなる様、各照射位置毎に色分けした図（図示では濃淡で示されている）となっている。尚、図７中では、領域ｂと領域ｄの全域、及び領域ａと領域ｃの外周部が青であり、領域ａと領域ｃについては中心部に向って赤く変化する分布となっている。作成された前記第１出力画像４２は、前記制御部２９の記憶部に保存されると共に、表示部（図示せず）に表示される。

上記した様に、本実施例では、領域ａと領域ｃでは前記第２光量検出器２８の検出値を用い、領域ｂと領域ｄでは前記第１光量検出器２７の検出値を用い、前記第１出力画像４２を作成している。一方で、領域ａと領域ｃで前記第１光量検出器２７の検出値を用い、領域ｂと領域ｄで前記第２光量検出器２８の検出値を用いてもよいが、出力の低い値を検出する方が、分解能を高くすることができ、高精度に受光量を検出できる為、出力の低い値を用いるのが望ましい。

ＳＴＥＰ：０５ 前記制御部２９は、前記第１出力画像４２に基づき、前記第２出力画像４３を作成する。図８は、本実施例に於ける該第２出力画像４３を示している。図８中右側に棒状に示された図は、前記第１光量検出器２７或は前記第２光量検出器２８の検出値と色相（図示では濃淡）の変化との関係を示すスケールである。該スケールでは、検出値が最大値である上端が赤、検出値が最小値である下端が青であり、途中は検出値が小さくなるにつれて色相（図示では濃淡）が青から赤に漸次変化した状態を示している。

前記第２出力画像４３は、領域ａと領域ｃでの前記第２光量検出器２８の検出値、領域ｂと領域ｄでの前記第１光量検出器２７の検出値が、それぞれ所定の第２閾値、例えば１０ｍＷよりも大きい照射位置（図８中４４）については赤く表示している。又、前記第２出力画像４３は、領域ａと領域ｃでの前記第２光量検出器２８の検出値、領域ｂと領域ｄでの前記第１光量検出器２７の検出値が、１０ｍＷ以下の照射位置（図８中４５～４７等）については、０ｍＷに近づく程青くなる様色分け表示（図示では濃淡）された図となっている。作成された前記第２出力画像４３は、前記制御部２９の記憶部に保存されると共に、表示部に表示される。

ＳＴＥＰ：０６ 次に、前記制御部２９は、領域ａ～領域ｄの各照射位置について、消光比を演算し、消光比に基づき消光比画像４８を作成する。領域ａ、領域ｃに於いては、消光比は総光量に対するＳ偏光の比（Ｓ／Ｓ＋Ｐ）となり、領域ｂ、領域ｄに於いては、消光比は総光量に対するＰ偏光の比（Ｐ／Ｓ＋Ｐ）となる。ここで、領域ａ、領域ｃに於けるＳ偏光の値は、前記レーザ光線３５の光量からＰ偏光の検出値を引いた値が用いられる。又、領域ｂ、領域ｄに於けるＰ偏光の値は、前記レーザ光線３５の光量からＳ偏光の検出値を引いた値が用いられる。

前記制御部２９は、演算した消光比に基づき、消光比が予め設定した設定値、例えば６０：１以上となる照射位置を全て選択する。又、前記制御部２９は、前記第１光量検出器２７と前記第２光量検出器２８の検出結果に基づき、前記第１光量検出器２７と前記第２光量検出器２８の出力値の合計が、予め設定した閾値、例えば１１０ｍＷ以上となる照射位置を全て選択する。

前記制御部２９は、消光比が設定値以上であり、出力値の合計が閾値以上である全ての照射位置に基づき、前記消光比画像４８を作成する。図９は、本実施例に於ける該消光比画像４８を示している。図９中右側に棒状に示された図は、消光比と色相（図示では濃淡）の変化との関係を示すスケールである。該スケールでは、消光比の最小値である上端が赤、消光比の最大値である下端が紫であり、途中は消光比が大きくなるにつれて色相（図示では濃淡）が赤から紫に漸次変化した状態を示している。

前記消光比画像４８は、消光比が６０：１以上であり、前記第１光量検出器２７と前記第２光量検出器２８で検出された検出値の合計が１１０ｍＷ以上である照射位置（図９中４５′～４７′等）のみを表示している。又、前記消光比画像４８中では、各照射位置４５′～４７′について、消光比が大きくなる程赤から紫へと色相が変化する様色分け表示されている（図中では濃淡で表示されている）。前記消光比画像４８は、前記記憶部に保存されると共に、前記表示部に表示される。

ＳＴＥＰ：０７ 次に、前記制御部２９は、前記消光比画像４８に表示されている前記照射位置４５′～４７′のうち、特に消光比が高い所定数の照射位置、例えば消光比が１２０：１以上となっている照射位置（例えば前記照射位置４６′）を、前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７を直線偏光とする為の前記励起レーザ光８の照射位置の候補として検出する。

ＳＴＥＰ：０８ 照射位置の候補が決定されると、前記制御部２９は、前記第１光量検出器２７と前記第２光量検出器２８の検出結果に基づき、検出された照射位置の候補から射出された前記レーザ光線３５が、直線偏光となっているかどうかを判断する。直線偏光となっていなかった場合には、前記制御部２９は、ＳＴＥＰ：０７にて次に消光比が高かった照射位置を検出する。

ＳＴＥＰ：０９ 射出された前記レーザ光線３５が直線偏光であると判断された場合には、前記照射位置にレーザ光線を照射した状態で、前記光ファイバ６に負荷を与えて変形させ、擾乱を付与する。

ＳＴＥＰ：１０ 該光ファイバ６に擾乱を生じさせた後、前記制御部２９は、擾乱により前記レーザ光線３５の偏光状態が変化したかどうかを判断する。ここで、偏光状態の変化とは、例えば消光比の変化、偏光方向の変化等を示す。偏光状態が変化したと判断された場合には、前記制御部２９は再度ＳＴＥＰ：０７にて候補として検出された照射位置の次に消光比が高かった照射位置を検出し、上記と同様の処理を行う。

前記レーザ光線３５の偏光状態が変化しなかったと判断された場合には、前記制御部２９は、偏光状態が変化しなかった照射位置を、前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７を直線偏光とする為の照射位置として特定する。これにより、照射位置の検出処理を終了し、前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７を直線偏光化可能な前記レーザ媒質１１の選別が完了する。

尚、上記したＳＴＥＰ：０７～ＳＴＥＰ：１０の処理は、前記レーザ光線３５の偏光状態が変化しない照射位置が検出される迄繰返される。又、ＳＴＥＰ：０７～ＳＴＥＰ：１０で偏光状態が変化しない照射位置が検出されなかった場合には、前記制御部２９は、ＳＴＥＰ：０６にて閾値の値を変更した後、再度ＳＴＥＰ：０７～ＳＴＥＰ：１０の処理を行う。

尚、照射位置が領域ａと領域ｃに存在する場合、前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７はＰ偏光の直線偏光となる。又、照射位置が領域ｂと領域ｄに存在する場合、前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７はＳ偏光の直線偏光となる。

上述の様に、本実施例では、前記レーザ媒質１１の端面を位相差カメラで撮影し、得られた前記位相差分布画像１８と前記位相差方向矢印１９に基づき、前記レーザ媒質１１に前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７が直線偏光となる照射位置が存在するかどうかが判断される。

直線偏光となる照射位置が存在しない前記レーザ媒質１１、即ち位相差が存在しない前記レーザ媒質１１と、該レーザ媒質１１の一辺に対して垂直な前記位相差方向矢印１９が存在しない前記レーザ媒質１１については、前記照射位置の検出処理の対象から外す。従って、無駄な検出処理が省略でき、作業量が低減され、適正な前記レーザ媒質１１について、前記励起レーザ光８を照射すべき位置を検出する迄の時間の短縮、作業性の向上を図ることができる。

又、本実施例では、従来切断後の前記レーザ媒質１１に対して行われていた研磨を必要としない。従って、前記レーザ媒質１１の製造時間、製造コストの低減を図ることができる。

又、本実施例では、選別後の前記レーザ媒質１１に対して、前記レーザ光線３５で端面を走査し、前記レーザ媒質１１を透過した前記レーザ光線３５について、Ｓ偏光とＰ偏光の消光比を演算し、該消光比に基づき前記励起レーザ光８による照射位置の候補を検出している。

従って、前記レーザ発振装置１に於いて、実際に前記レーザ媒質１１に前記励起レーザ光８を照射し、射出された前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７の偏光方向を確認する回数を少なくすることができるので、前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７を直線偏光化させる為の作業を容易に実行できると共に、作業時間の短縮を図ることができる。

又、選別後の前記レーザ媒質１１に対してのみ、照射位置の検出処理を実行する様にしたことで、照射位置の検出処理が行われる前記レーザ媒質１１に対する歩留りが向上し、８０％以上の歩留りを達成することができる。

又、Ｓ偏光とＰ偏光の検出値の合計が前記閾値に満たない照射位置については、前記消光比画像４８に表示されず、照射位置の候補として検出されない様になっている。従って、前記レーザ媒質１１の歪み等に起因して、前記第１光量検出器２７と前記第２光量検出器２８の検出値の合計が、前記レーザ光線３５の光量よりも小さくなった場合に、実際の消光比とは異なる消光比が演算されることが防止され、実際の消光比が設定値に満たない照射位置が検出されるのを防止することができる。

又、本実施例では、前記レーザ発振装置１に前記光ファイバ６を用い、任意の位置から前記励起レーザ光８を射出できる構成であるので、組立てが容易になると共に、熱源である前記発光器５を放熱し易い位置に配置することができる。

更に、本実施例では、前記光ファイバ６に擾乱を与えても前記パルス光１６、前記ＣＷレーザ光１７の偏光方向が変化しない照射位置、前記レーザ媒質１１を用いている。従って、前記レーザ発振装置１を組立てる際の、前記光ファイバ６の変形等を考慮する必要がなく、作業性を向上させることができる。

尚、本実施例では、前記レーザ媒質１１として、単結晶であるＮｄ：ＹＡＧ／Ｃｒ：ＹＡＧ結晶を用いているが、セラミック等の多結晶を用いてもよい。

又、本実施例では、前記レーザ媒質１１の端面を走査する際に、２０μｍピッチで前記レーザ光線３５を走査させているが、走査ピッチは２０μｍに限られるものではない。検査状況に合わせた走査ピッチとすればよく、例えば、２５μｍピッチでもよいし、４０μｍピッチでもよい。或は、前記レーザ光線３５のビーム径である５０μｍを超える走査ピッチを設定してもよい。前記レーザ光線３５の走査ピッチを大きくすることで、レーザ媒質１１端面の走査時間を短縮することができる。尚、前記レーザ光線３５のビーム径は５０μｍに限られるものではなく、５０μｍ以上、或は５０μｍ未満としてもよいのは言う迄もない。

又、本実施例では、消光比が設定値以上であり、出力値の合計が閾値以上である全ての照射位置の中から、前記励起レーザ光８の照射位置を検出している。一方で、消光比が設定値以上である全ての照射位置から前記励起レーザ光８の照射位置を検出してもよい。

更に、第１の実施例では、前記レーザ媒質１１の全面を前記レーザ光線３５で走査しているが、消光比は主に前記レーザ媒質１１の周辺部で大きくなり、中央部では小さくなる傾向がある。従って、前記レーザ媒質１１の中央部（中心から所定の範囲）については、予め走査不要範囲として設定し、走査を省略してもよい。或は、予め設定した条件を満たす照射位置が、予め設定された数だけ検出された時点で、前記レーザ光線３５の走査を終了する様構成してもよい。

１ レーザ発振装置
６ 光ファイバ
８ 励起レーザ光
１１ レーザ媒質
１６ パルス光
１７ ＣＷレーザ光
１８ 位相差分布画像
１９ 位相差方向矢印
２３ 照射位置検出装置
２４ 発光部
２５ 媒質保持部
２６ 偏光光学部材
２７ 第１光量検出器
２８ 第２光量検出器
２９ 制御部
３４ 光ファイバ
３５ レーザ光線
４２ 第１出力画像
４３ 第２出力画像
４８ 消光比画像

Claims (10)

1. レーザ発振装置に使用されるレーザ媒質の選別方法であって、直方体形状の該レーザ媒質の端面を位相差カメラで撮影し、位相差の分布を示す位相差分布画像と位相差の方向を示す位相差方向矢印とを取得する工程と、位相差が存在する箇所に前記レーザ媒質の一辺に対して垂直な前記位相差方向矢印が存在するかどうかを判断し、位相差が存在する箇所に前記一辺に対して垂直な前記位相差方向矢印が存在した前記レーザ媒質を前記レーザ発振装置に使用可能なレーザ媒質として選別する工程とを有するレーザ媒質の選別方法。
2. 前記レーザ媒質の端面の照射開始位置からレーザ光線で所定のピッチで走査する工程と、前記レーザ媒質を透過した前記レーザ光線をＳ偏光とＰ偏光に分離させ、それぞれ光量を検出する工程と、検出した各偏光の検出値に基づき消光比を演算する工程と、消光比が予め設定した設定値以上である照射位置を前記レーザ発振装置の励起レーザ光の照射位置として検出する工程とを有する請求項１に記載のレーザ媒質の選別方法。
3. 前記レーザ光線を検出した照射位置に照射した状態で、前記レーザ光線を導波する光ファイバに擾乱を生じさせる工程と、擾乱により前記レーザ媒質を透過した前記レーザ光線の偏光状態が変化したかどうかを判断し、偏光状態が変化しなかった照射位置を前記レーザ発振装置の前記励起レーザ光の照射位置として検出する工程とを更に具備する請求項２に記載のレーザ媒質の選別方法。
4. 前記各偏光の検出値の合計が予め設定した閾値を上回っているかどうかを判断する工程と、該閾値を上回っていると判断された照射位置のみを、前記励起レーザ光の照射位置として検出する工程とを更に具備する請求項２又は請求項３に記載のレーザ媒質の選別方法。
5. 前記レーザ媒質の端面を前記レーザ光線で走査する工程では、前記レーザ媒質の端面の中心から所定範囲を除く箇所が前記レーザ光線で走査される様設定された請求項２～請求項４のうちいずれか１項に記載のレーザ媒質の選別方法。
6. 前記レーザ媒質の端面を前記レーザ光線で走査する工程では、前記照射位置が予め設定された数だけ検出された時点で、前記レーザ光線による前記レーザ媒質の端面の走査を終了する様設定された請求項２～請求項４のうちいずれか１項に記載のレーザ媒質の選別方法。
7. 請求項１のレーザ媒質の選別方法で選別されたレーザ媒質を用いた照射位置検出装置であって、レーザ光線を導波する光ファイバを有し、前記レーザ光線を射出する発光部と、前記レーザ媒質を保持し、該レーザ媒質を移動させ前記レーザ光線の入射位置を調整可能な媒質保持部と、前記レーザ媒質を透過した前記レーザ光線をＳ偏光とＰ偏光に分離する偏光光学部材と、Ｓ偏光のレーザ光線の出力を検出する第１光量検出器と、Ｐ偏光のレーザ光線の出力を検出する第２光量検出器と、制御部とを具備し、該制御部は、前記レーザ媒質の端面が前記レーザ光線で走査される様前記媒質保持部を駆動させ、前記レーザ媒質を透過した前記レーザ光線の前記第１光量検出器と前記第２光量検出器の検出結果に基づき消光比を演算し、消光比が予め設定した設定値以上である照射位置が前記レーザ光線を直線偏光とする為の照射位置として検出する様構成されると共に、
   前記レーザ光線を検出した照射位置に照射した状態で、前記光ファイバに擾乱を生じさせ、擾乱により前記レーザ媒質を透過した前記レーザ光線の偏光状態が変化したかどうかを判断し、偏光状態が変化しなかった照射位置が前記レーザ光線を直線偏光とする為の照射位置として検出する様構成された照射位置検出装置。
8. 前記制御部は、前記第１光量検出器と前記第２光量検出器の検出値の合計が予め設定した閾値を上回った照射位置のみを、前記レーザ光線を直線偏光とする為の照射位置として検出する様構成された請求項７に記載の照射位置検出装置。
9. 前記制御部は、前記レーザ媒質の端面の中心から所定範囲を除く箇所が前記レーザ光線で走査される様前記媒質保持部を駆動させる様構成された請求項７又は請求項８に記載の照射位置検出装置。
10. 前記制御部は、前記照射位置が予め設定された数だけ検出された時点で、前記レーザ光線による前記レーザ媒質の端面の走査を終了する様構成された請求項７又は請求項８に記載の照射位置検出装置。

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