JPH05333274A - 形状可変鏡および該形状可変鏡の組立方法ならびに該形状可変鏡を用いた補償光学装置、アレイレーザ発振器、レーザ同位体分離器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 形状可変鏡の変形の高速化、高精度加工およ
び組立作業の早期化を可能とする。 【構成】 ミラーと複数のアクチュエータと、弾性体で
被覆され、前記アクチュエータの変位を前記ミラーに伝
えるプッシャーと、前記ミラーおよび前記プッシャーの
接続部を充填する充填剤と、前記アクチュエータの前記
プッシャーとの接続部に対し反対側端部を充填する比較
的硬度の高い充填剤とを設け、かつ前記ミラーを研磨す
る前にその母材と前記プッシャーとを前記充填剤に組み
付け、前記ミラー母材を研磨後、前記アクチュエータの
一端部を前記プッシャーに組み付けるとともに、他端部
を前記比較的硬度の高い充填剤にて組み付けたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームおよび光
の光学的な歪を補正する形状可変鏡に係り、とくに、連
続的なミラー面を有する形状可変鏡の応答性および組立
作業性を高めるのに好適な形状可変鏡および該形状可変
鏡の製造方法ならびに該形状可変鏡を用いた補償光学装
置，アレイレーザ発振器，レーザ同位体分離器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】形状可変鏡は、光学的な歪などに基づく
画像の歪みを補正するもので、補償光学装置，アレイレ
ーザ発振器，レーザ同位体分離器，画像処理装置などに
用いられている。このため、形状可変鏡には、レーザの
波長オーダの精度で形状（凹凸）を変形可能にすること
が要求されている。形状可変鏡の構造については、たと
えば米国特許第３９０４２７号，第４２０２６０号，第
４２３９３４号，第４２４８５０４号などが挙げられ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、形
状可変鏡の変形の高速化，高精度加工化および組立作業
の早期化について何等配慮されておらない。

【０００４】本発明の目的は、上記変形の高速化，高精
度加工化および組立作業の効率化を可能とする形状可変
鏡および該形状可変鏡の組立方法ならびに該形状可変鏡
を用いた補償光学装置，アレイレーザ発振器，レーザ同
位体分離器を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、レーザビームおよび光の位相分布を
可変にした形状可変鏡において、ミラーと、複数のアク
チュエータと、弾性体にて被覆され、前記アクチュエー
タの変位を前記ミラーに伝えるプッシャーと、前記ミラ
ーおよび前記プッシャーの接続部を充填する充填剤と、
前記アクチュエータの前記プッシャーとの接続端に対し
反対側端部を充填する比較的硬度の高い充填剤とを設け
たものである。

【０００６】上記目的を達成するために、第２の発明
は、レーザビームおよび光の位相分布を可変にした形状
可変鏡において、ミラーと、それぞれ弾性体で被覆され
た複数のアクチュエータと、前記ミラーおよび前記アク
チュエータの接続部を充填する充填剤と、前記アクチュ
エータの前記ミラーとの接続端に対し反対側端部を充填
する比較的硬度の高い充填剤とを設けたものである。

【０００７】上記目的を達成するために、第３の発明
は、レーザビームおよび光の位相分布を可変にした形状
可変鏡において、ミラーと、複数のアクチュエータと、
弾性体にて被覆され、前記アクチュエータの変位を前記
ミラーに伝えるとともに、外部よりの電気エネルギの供
給によって前記ミラー面を冷却するペルチェ素子と、前
記ミラーおよび前記ペルチェ素子の端部を被覆する充填
剤と、前記アクチュエータの前記ペルチェ素子との接続
端に対し反対側端部を充填する比較的硬度の高い充填剤
とを設けたものである。

【０００８】上記目的を達成するために、第４の発明
は、レーザビームおよび光の位相分布を可変にした形状
可変鏡の組立方法において、ミラー母材を底面にして弾
性体を被覆した複数のプッシャーの接続端に充填剤を流
し込み、該充填剤が固化したとき、前記ミラー母材の前
記プッシャーを接続していない面を研磨してミラー面を
形成し、ついで、前記複数のそれぞれプッシャーの前記
ミラーとの接続端に対し反対側端面に、該プッシャーと
同一軸心上になるように複数のアクチュエータを接続
し、該アクチュエータの前記プッシャーとの接続端に対
し反対側端部と、該端部側面に設置されたスペーサとを
底面にして比較的硬度の高い充填剤を流し込んで固化さ
れたものである。

【０００９】上記目的を達成するために、第５の発明
は、電圧を印加することにより変位を可能とする圧電ア
クチュエータにおいて、圧電素子と電極とを交互に複数
枚積層するとともに、前記電極を交互に＋側電極と−側
電極としてそれぞれを結線したものと１個のアクチュエ
ータとし、かつ該アクチュエータを複数個変位方向に接
続するとともに、個々のアクチュエータを変位可能に構
成されたものである。

【００１０】また、第６の発明は、前記第１乃至第３の
いずれかの発明の形状可変鏡において、そのアクチュエ
ータは、前記第５の発明の圧電アクチュエータを用いた
ものである。

【００１１】上記目的を達成するために、第７の発明
は、レーザビームおよび光の位相を補正可能とする補償
光学装置において、前記請求項１乃至４のいずれかに記
載の形状可変鏡を設け、かつ前記レーザビームおよび光
の位相の歪を検出する検出器と、該検出器に基いて形状
可変鏡を制御する制御装置を設けたものである。

【００１２】上記目的を達成するために、第８の発明
は、複数のレーザ発振器からそれぞれ出力される複数の
レーザビームを重ね合せて一つのレーザビームを作るア
レイレーザ発振器において、前記複数のレーザ発振器に
それぞれ請求項７記載の補償光学装置と、該複数の補償
光学装置に同一のレーザビームの位相分布の指令値を与
える指令装置とを設け、前記各補償光学装置からのレー
ザビームの位相分布を同一にした状態で複数のレーザビ
ームを重ね合せる装置を設けたものである。

【００１３】上記目的を達成するために、第９の発明
は、物質の中に含まれている同位体を取り出すことの可
能なレーザ同位体分離器において、レーザ発振器から出
力されるレーザビームを前記物質を気化した蒸気に繰返
し照射する複数個の形状可変鏡，ビームスプリッタおよ
びミラーとを設け、かつ前記レーザビームの波面を検出
する波面検出器と、該波面検出器にて検出された波面情
報に基いて前記形状可変鏡を制御する制御装置とを設け
たものである。

【００１４】また、第１０の発明は、前記第９の発明の
レーザ同位体分離器において、その形状可変鏡は、前記
第１乃至第３および第６のいずれかの発明の形状可変鏡
を用いたものである。

【００１５】

【作用】第１の発明および第２の発明によれば、形状可
変鏡と、プッシャーの接続端部に充填剤を流し込み固化
させたので、上記両者の接続部の結合が金属結合ほど強
くないため、アクチュエータで変形させる駆動力が小さ
くてすみ、形状可変鏡の応答性を高めることができる。

【００１６】第３の発明によれば、ペルチェ素子にてミ
ラーの温度上昇を押えることができるとともに、ミラー
を水などにて冷却する場合に比較して構造を小形化する
ことができる。

【００１７】第４の発明によれば、ミラー母材を充填剤
にてプッシャーと固定した状態で鏡面研磨をするので、
ミラー母材を薄くすることができる。すなわち、形状可
変鏡の機械的共振周波数は、構造物の長さに反比例する
ため、同一の長さのアクチュエータを用いる場合、その
負荷となるミラー面は薄ければ薄いほど共振周波数は高
くなり応答性を向上することができる。また、ミラー面
より先にミラー母材，プッシャーを組み立て、ミラー母
材をミラーに加工したのち、アクチュエータを組み立
て、ついでアクチュエータなどの各部品の長さのバラッ
キおよび各部品間の接続状態の差異による高さのバラッ
キを硬度の高い充填剤にて補うように組立てるので、形
状可変鏡の組立作業性を向上することができる。

【００１８】第５および第６の発明によれば、大振幅の
変位は積層数の覆い圧電アクチュエータで駆動し、小振
幅高速応答には積層数の少ない圧電アクチュエータで駆
動することにより全体の必要な電源容量を低減すること
ができる。

【００１９】第７の発明に選れば、レーザおよび一般の
光の波面歪を補正することができるので、種々の光学装
置に適用可能な補償光学装置を得ることができる。

【００２０】第８の発明によれば、個々のレーザビーム
の波面を合せたのち、複数個のレーザビームを合成する
ので、合成されたレーザ出力を単純な加算値にすること
ができるレーザ発振器を得ることができる。

【００２１】第９の発明によれば、形状可変鏡を用いて
レーザ波面の歪を補正可能なレーザ同位体分離装置を得
ることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を示す図１およ
び図２について説明する。図１は本発明を適用した形状
可変鏡の一実施例を示す断面図，図２は組立工程を示す
フローチャートである。図１において、１はミラー母材
にして、レーザの反射率の高い材質あるいは、鏡面加工
しやすい材質にて形成されている。３はプッシャーにし
て、金属またはセラミックにて形成され、かつゴムある
いは樹脂などの弾性体にて被覆されている。２は充填剤
にして、エポキシ樹脂などにて形成され、該充填剤２
は、形状可変鏡１０の胴体７に前記ミラー母材１を取り
付け、前記ミラー母材１を図の状態よりさかさにして下
方位置にし、前記プッシャー３の先端部を接着あるいは
溶接にて前記ミラー母材１に取り付けたのち、前記ミラ
ー母材１，前記胴体７および前記プッシャー３によって
形成される空間に液状の状態で流し込んで固化される。
４はアクチュエータにして、圧電素子，リニアモータあ
るいは電磁コイルなどにて形成され、前記プッシャー３
の前記ミラー母材１との接続端に対し反対側端面に接続
され、信号線９が接続する外部からの信号によりその変
位量が変化する。５はスペーサにして、前記アクチュエ
ータ４の前記プッシャー３との接続端に対し反対側端面
と略同一変面位置に設置されている。６は充填剤にし
て、金属構造物の欠損時の補修剤などにて形成され、該
充填剤６は、前記充填剤２と同様に、前記ミラー母体１
を図の状態よりさかさにして下方位置にして前記スペー
サ５，前記胴体７および前記アクチュエータ４によって
形成される空間に液状の状態で流し込んで高い硬度で固
化させると、上記アクチュエータ４の端面の高さのバラ
ッキは補正される。８はバックプレートにして、前記充
填剤６が固化したのち、該充填剤６を覆うように前記胴
体７の前記ミラー母材１に接続する端面に対し反対側の
端面に取り付けられている。

【００２３】つぎに、図２により組立方法について説明
する。

【００２４】ミラー母材１に、接着あるいは溶接にてプ
ッシャー３を取付ける。このとき、プッシャー３は、ア
クチュエータ４に対応する位置になるようにミラー母材
１に取り付ける。また、ミラー母材１を胴体７に取り付
ける。しかるのち、ミラー母材１が下方になるようにし
てプッシャー３，胴体７およびミラー母材１によって形
成される空間にプッシャー３と同一高さまで充填剤２を
流し込んで固化させる。

【００２５】ついで、ミラー母材１を鏡面研磨してミラ
ーを製作する。このとき、鏡面研磨するには、ミラー母
材１を一定厚み以上にしなければ加工精度を高めること
ができない。ところが、本実施例ではミラー母材１に充
填剤２の厚みが加わっているので、ミラー母材１を薄く
しても加工精度を高めることができる。また、ミラー母
材１と充填剤２との接合面の結合は、金属結語ほど強く
ないために、ミラーをアクチュエータ４により変形差せ
る駆動力が小さくてよいので、形状可変鏡１０の応答性
を高めることができる。

【００２６】ついで、プッシャー３おミラーとの接続側
に対し反対側の端面に、アクチュエータ４を接続し、該
アクチュエータ４のプッシャー３との接続側に対し反対
側の端面と略同一の高さ位置にスペーサ５を設置する。
しかるのち、ミラーを下方に位置させてスペーサ５，ア
クチュエータ４および胴体７により形成される空間に液
状の充填剤６を流し込み固化させると、硬度の高い固化
された充填剤６によりアクチュエータ４の端面の高さの
バラッキを補正することができる。

【００２７】ついで、バックプレート８を胴体７に取り
付け組立は完了する。したがって、たとえば、基準とな
る台の上にアクチュエータ，ミラーの順に組み立ての場
合には、各部品の寸法精度および組立精度をレーザ波長
の数十分の−にする必要あり、さもなければミラー面の
研磨時の高さの補正をする必要があり、これに比べれば
本発明は短時間で組み立てることができ、これにより組
立作業性を向上することができる。なお、ミラーを保護
する必要がある場合には、ミラー面研磨後、ミラーコー
ティングすれば良い。

【００２８】つぎに、本発明の第２の実施例を示す図３
について説明する。図３は、プッシャーを用いない場合
の形状可変鏡の一実施例を示す。図３に示すように、ミ
ラー母材１に２次元的にアクチュエータ４を配列し接続
したのち、ミラー母材１，胴体７およびアクチュエータ
４によって形成される空間に、所定の厚さになるように
液状をした充填剤２を流し込んで固化させる。このと
き、アクチュエータ４の可動部分が充填剤２と直接接触
しないように、アクチュエータの可動部分を弾性体で被
覆する。充填剤が固化したのち、ミラー母材１を研磨
し、以後は前記第１の実施例と同様な方法によって組立
ることにより、形状可変鏡１０の応答性と組立作業性を
向上することができる。

【００２９】つぎに、本発明の第３の実施例を示す図４
について説明する。図４は、圧電素子を用いた圧電アク
チュエータを示す。図４に示すように、圧電アクチュエ
ータ１３は、圧電素子１１と、内部電極１２とが複数枚
積層されて形成され、各圧電素子１１をはさむ両側の内
部電極１２は、一方がプラス電極、他方がマイナス電極
となる。このように形成された各圧電素子１１を複数枚
積層することにより、単一の圧電素子に比べ低い駆動電
圧で長い変位を得ることができることは、既に従来技術
として知られている。しかるに、上記のように、各圧電
素子１１を複数枚積層して圧電アクチュエータ１３を形
成した場合には、各圧電素子１１の長さ不揃いになる。
第３の実施例では、各電圧素子１１の長さが不揃いの圧
電アクチュエータ１３を用いで各圧電アクチュエータ１
３を独立に動かすことを可能に構成した場合である。圧
電アクチュエータ１３を駆動するには電源が必要である
が、圧電アクチュエータ１３の電気的性質はコンデンサ
と等価であり、その静電容量は積層数が多い程、すなわ
ち長い変位が得られるものほど大きい。圧電アクチュエ
ータを用いた駆動機構には、大振幅の変位は比較的遅
く、小振幅の変位は早い応答が求められることが多い。
このときの圧電アクチュエータは、大振幅が得られる積
層数にするため、小振幅高速応答を可能にするには大き
な電源容量が必要となる。そこで、本実施例のアクチュ
エータ４では、積層数を異する２種類の電圧アクチュエ
ータ１３を設け、大振幅の変位は積層数の多い圧電アク
チュエータ１３で駆動し、小振幅高速応答には積層数の
少ない圧電アクチュエータ１３で駆動するので、これに
より全体の必要な電源容量を低減することができる。な
お、本実施例では積層数の異なる２種類の圧電アクチュ
エータ１３からなるアクチュエータ４について説明した
が、圧電アクチュエータ１３の数を３個以上にした場合
も適用できることは云うまでもない。また、アクチュエ
ータ４は前記第１，第２の実施例を示す図１乃至図３に
も適用できることは云うまでもない。つぎに本発明の第
４の実施例を示す図５について説明する。図５に示す第
４の実施例では、前記第１の実施例を示す図１における
プッシャー３をペルチェ素子に置き換えた形状可変鏡で
ある。形状可変鏡１０を用いる補償光学装置１５（後述
の図６参照）においては、光学的歪みを補正できるた
め、種々の装置に適用できる。その一例である加工機用
レーザのビーム品質を向上させる用途に適用するときに
は、ミラー１の温度上昇により該ミラー１の面が歪んで
しまい光学的歪みを補正できなくなるためである。そこ
で、図５に示す第４の実施例では、プッシャー３をペル
チェ素子１４に置き換えたのである。すなわち、ペルチ
ェ素子１４は、電気エネルギーを印加することにより素
子温度を低下させるもので、半導体集積回路や半導体レ
ーザなどの冷却用として用いられているものであるか
ら、ペルチェ素子１４を用いることによって前記の問題
を解決することができる。なお、本実施例では、ペルチ
ェ素子１４によりアクチュエータ４の変位をミラー１に
伝達するために、弾性体１２の被覆を施すことは云うま
でもない。

【００３０】つぎに、前記の形状可変鏡を用いた補償光
学装置について、本発明の第５の実施例を示す図６によ
り説明する。図６に示す補償光学装置１５は、レーザビ
ーム１６が入力されると、ビームスプリッタ１８により
一方は透過してレーザ波面検出器１９に入力され、他方
は反射して形状可変鏡１０に入力される。この場合、前
記入力されるレーザビーム１６には、レーザ発振器自体
で生じる歪、レンズやミラーの歪および伝搬媒質の密度
の分布などによって波面歪を発生する。そこで、本実施
例では、前記レーザ波面検出器１９により入力したレー
ザビーム１６のレーザ波面１７を検出している。レーザ
波面の検出方式としては、ハルトマン方式，シエアリン
グ干渉方式，マルチディザー方式などがあり、いずれの
方式を用いても検出可能である。レーザ波面検出器１９
でレーザ波面１７を検出し、検出されたレーザ波面の情
報を制御装置２０に送る。該制御装置２０では、レーザ
波面検出器１９からレーザ波面の情報に基づいてレーザ
波面１７の歪を補正するための形状可変鏡１０の各アク
チュエータ４の駆動量を算出し、その結果を形状可変鏡
１０に指令する。形状可変鏡１０は制御装置２０からの
指令に基づいてその形状が変化し、該形状可変鏡１０か
ら反射されるレーザビーム１６の波面の歪を補正する。
したがって、上記実施例による補償光学装置１５は、レ
ーザ及び一般の光の波面歪を補正できるので、種々の光
学装置たとえば、天体望遠鏡，レーザ加工機および画像
処理装置などに適用できる。

【００３１】つぎに、本発明を複数のレーザ発振器を用
いてレーザの大出力化をはかるアレイレーザ発振器に、
実施した第６の実施例を示す図７について説明する。な
お、図７では、説明の都合上２個のレーザ発振器を用い
た場合を示すがこれに限定されるものではない。図７に
示すようにアレイレーザ発振器２３は、２個のレーザ発
振器２１Ａ，２１Ｂと、３個のビームスプリッタ１８
Ａ，１８Ｂ，１８Ｃと、２個の波面検出器１９Ａ，１９
Ｂと、２個の制御装置２０Ａ，２０Ｂと、１個の波面指
令装置２２とから構成されている。

【００３２】つぎに動作原理について説明する。２個の
レーザ発振器２１Ａ，２１Ｂからそれぞれ出力されるレ
ーザビーム１６Ａ，１６Ｂは、ビームスプリッタ１８
Ａ，１８Ｂにより二分に分けられ、一方は波面検出器１
９Ａ，１９Ｂに入り、他方は形状可変鏡１０Ａ，１０Ｂ
に入る。この場合、前記２個のレーザ発振器２１Ａ，２
１Ｂからそれぞれ出力された２個のレーザビーム１６
Ａ，１６Ｂを単に重ね合せて大出力のレーザビーム１６
を形成すると、個々のレーザビーム１６Ａ，１６Ｂの位
相分布（液面）が異なるので、合成されたレーザ出力が
単純な加算位にならないという問題がある。そこで、本
実施例では、各レーザ発振器２１Ａ，２１Ｂからのレー
ザビーム１６Ａ，１６Ｂのレーザ波面をそれぞれレーザ
波面検出器１９Ａ，１９Ｂで検出し、検出されたレーザ
波面の情報を２個の制御装置２０Ａ，２０Ａに送る。該
２個の制御装置２０Ａ，２０Ｂでは、レーザ波面検出器
１９Ａ，１９Ｂからのレーザ波面情報と、波面指令装置
２２からの波面指令からそれぞれの形状可変鏡１０Ａ，
１０Ｂの駆動量を算出する。これにより各形状可変鏡１
０Ａ，１０Ｂから反射されたレーザビーム１６Ａ，１６
Ｂは、波面指令装置２２からのレーザ波面の指令を一致
したレーザ波面にすることができるとともに、ビームス
プリッタ１８Ｃにより合成されたレーザビーム１６は個
々のレーザビーム１６Ａ，１６Ｂの出力を加算された値
にすることができる。

【００３３】つぎに、本発明をレーザ同位体分離装置を
実施した第７実施例を示す図８について説明する。レー
ザ同位体分離装置とは、原子番号が同じで質量数の異な
る同位体の特定のものを取り出すために、レーザビーム
を用いるものである。図９は該レーザ同位体分離装置２
４の基本的構成を示す。同図に示すように、分離する同
位体を含んだ物質を容器２５の中にいれ加熱して気化さ
せる。気化して蒸気となった物質に、分離したい同位体
に遷移させるために特定の波長をもつレーザビーム１６
をレーザ発振器２１から照射し、その同位体をイオン化
する。イオン化した同位体を回収電極２６に付着させる
ことにより同位体を分離するものである。前記レーザ発
振器２１から出力されるレーザビーム１６を効率よく蒸
気に照射するために、数十から数百ｍにもおよび、蒸気
の密度分布や温度上昇による折り返しミラー２７の変形
などにより、レーザ波面の歪によりレーザビーム１６が
拡散してしまう恐れがある。そこで、本実施例では、図
８に示すように、レーザ発振器２１から出力されるレー
ザビーム１６は２個のビームスプリッタ１８Ａ，１８Ｂ
と、２個の形状可変鏡１０Ａ，１０Ｂにより折り返され
て蒸気中を伝搬する。このとき、２個のビームスプリッ
タ１８Ａ，１８Ｂによりそれぞれ分けられたレーザビー
ム１６は、波面検出器１９Ａ，１９Ｂに入って波面が検
出される。２個の制御装置２０Ａ，２０Ｂでは、波面検
出器１９Ａ，１９Ｂからの波面検出情報に基づいてそれ
ぞれの形状可変鏡１０Ａ，１０Ｂの駆動量を算出する。
したがって、本実施例によるレーザ同位体分離装置２４
は、レーザビーム１６の歪を補正することができる。な
お、図８に示す実施例では、レーザビーム１６を２個の
ビームスプリッタ１８ａ，１８ｂと、２個の形状可変鏡
１０Ａ，１０Ｂにより折り返す構成をしているが、途中
に折り返しミラーを用いても問題ないことは云うまでも
ない。

【００３４】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、以下に記載する効果を奏する。

【００３５】第１および第２の発明に選れば、ミラー母
材と、プッシャーの接続部とに充填剤を流し込んで固化
したので、上記両者の結合が金属結合ほど強くないた
め、アクチュエータで変形させる駆動力が小さくしても
よく、これによってミラーの応答性を高めることができ
る。

【００３６】第３の発明によれば、ペルチェ素子でミラ
ーの温度上昇を押えることができるとともに、ミラーを
水などにて冷却する場合に比較して構造を水形化するこ
とができる。

【００３７】第４の発明によれば、ミラー母材を充填剤
にてプッシャーと固定した状態で鏡面研磨をするので、
ミラー母材を薄くすることができる。すなわち、形状可
変鏡の機械的共振周波数は、構造物の長さに反比例する
ため、同一の長さのアクチュエータを用いる場合、その
負荷となるミラー面は薄ければ薄いほど共振周波数は高
くなり応答性を向上することができる。また、ミラー面
より先にミラー母材，プッシャーを組み立て、ミラー母
材をミラーに加工したのち、アクチュエータを組み立
て、ついでアクチュエータなどの各部品の長さのバラッ
キおよび各部品間の接続状態の差異による高さのバラッ
キを硬度の高い充填剤にて補うように組み立てるので、
形状可変鏡の組立作業性を向上することができる。

【００３８】第５および第６の発明によれば、大振幅の
変位は積層数の多い圧電アクチュエータで駆動し、小振
幅高速応答には積層数の少ない圧電アクチュエータで駆
動することにより全体の必要な電源容量を低減すること
ができる。

【００３９】第７の発明によれば、レーザおよび一般の
光の波面歪を補正することができるので、種々の光学装
置に適用可能な補償光学装置を得ることができる。

【００４０】第８の発明によれば、個々のレーザビーム
の波面を合せたのち、複数個のレーザビームを合成する
ので、合成されたレーザ出力を単純な加算値にすること
ができるレーザ発振器を得ることができる。

【００４１】第９の発明によれば、形状可変鏡を用いて
レーザ波面の歪を補正可能なレーザ同位体分離装置を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である形状可変鏡を示す
断面図。

【図２】組立工程を示すフローチャート。

【図３】本発明の第２の実施例である形状可変鏡を示す
断面図。

【図４】本発明の第３の実施例である形状可変鏡の圧電
アクチュエータを示す図。

【図５】本発明の第４の実施例である形状可変鏡を示す
断面図。

【図６】本発明の第５の実施例である補償光学装置を示
す図。

【図７】本発明の第６の実施例であるアレイレーザ発振
器を示す図。

【図８】本発明の第７の実施例であるレーザ同位体分離
装置を示す図。

【図９】レーザ同位体分離装置の基本構成を示す斜視
図。

【符号の説明】

１…ミラー，２…充填剤，３…プッシャー，４…アクチ
ュエータ，５…スペーサ，６…充填物，７…胴体，８…
バックプレート，９…信号線，１０…形状可変鏡，１１
…圧電素子，１２…内部電極，１３…圧電アクチュエー
タ，１４…ペルチェ素子，１５…補償光学装置，１６…
レーザビーム，１７…レーザ波面，１８…ビームスプリ
ッター，１９…波面検出器，２０…制御装置，２１…レ
ーザ発振器，２２…波面指令装置，２３…アレイレーザ
発振器，２４…レーザ同位体分離装置，２５…容器，２
６…回収電極，２７…折り返しミラー。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザビームおよび光の位相分布を可変
   にした形状可変鏡において、ミラーと、複数のアクチュ
   エータと、弾性体にて被覆され、前記アクチュエータの
   変位を前記ミラーに伝えるプッシャーと、前記ミラーお
   よび前記プッシャーの接続部を充填する充填剤と、前記
   アクチュエータの前記プッシャーとの接続端に対し反対
   側端部を充填する比較的硬度の高い充填剤とを設けたこ
   とを特徴とする形状可変鏡。
2. 【請求項２】 レーザビームおよび光の位相分布を可変
   にした形状可変鏡において、ミラーと、それぞれ弾性体
   で被覆された複数のアクチュエータと、前記ミラーおよ
   び前記アクチュエータの接続部を充填する充填剤と、前
   記アクチュエータの前記ミラーとの接続端に対し反対側
   端部を充填する比較的硬度の高い充填剤とを設けたこと
   を特徴とする形状可変鏡。
3. 【請求項３】 レーザビームおよび光の位相分布を可変
   にした形状可変鏡において、ミラーと、複数のアクチュ
   エータと、弾性体にて被覆され、前記アクチュエータの
   変位を前記ミラーに伝えるとともに、外部よりの電気エ
   ネルギの供給によって前記ミラー面を冷却するペルチェ
   素子と、前記ミラーおよび前記ペルチェ素子の端部を被
   覆する充填剤と、前記アクチュエータの前記ペルチェ素
   子との接続端に対し反対側端部を充填する比較的硬度の
   高い充填剤とを設けたことを特徴とする形状可変鏡。
4. 【請求項４】 レーザビームおよび光の位相分布を可変
   にした形状可変鏡の組立方法において、ミラー母材を底
   面にして弾性体を被覆した複数のプッシャー間に充填剤
   を流し込み、該充填剤が固化したとき、前記ミラー母材
   の前記プッシャー接続していない面を研磨してミラー面
   を形成し、ついで、前記複数のそれぞれプッシャーの前
   記ミラーとの接続端に対し反対側端面に、該プッシャー
   と同一軸心上になるように複数のアクチュエータを接続
   し、該アクチュエータの前記プッシャーとの接続端に対
   し反対側端部と、該端部側面に設置されたスペーサとを
   底面にして比較的硬度の高い充填剤を流し込んで固化さ
   せることを特徴とする形状可変鏡の組立方法。
5. 【請求項５】 電圧を印加することにより変位を可能と
   する圧電アクチュエータにおいて、圧電素子と電極とを
   交互に複数枚積層するとともに、前記電極を交互に＋側
   電極と−側電極としてそれぞれを結線したものを１個の
   アクチュエータとし、かつ該アクチュエータを複数個変
   位方向に接続するとともに、個々のアクチュエータを変
   位可能に構成されたことを特徴とする圧電アクチュエー
   タ。
6. 【請求項６】 請求項１乃至３のいずれかに記載の形状
   可変鏡において、前記アクチュエータを請求項５記載の
   圧電アクチュエータを用いたことを特徴とする形状可変
   鏡。
7. 【請求項７】 レーザビームおよび光の位相を補正可能
   とする補償光学装置において、前記請求項１乃至４のい
   ずれかに記載の形状可変鏡を設け、かつ前記レーザビー
   ムおよび光の位相の歪を検出する検出器と、該検出器に
   基いて形状可変鏡を制御する制御装置を設けたことを特
   徴とする補償光学装置。
8. 【請求項８】 複数のレーザ発振器からそれぞれ出力さ
   れる複数のレーザビームを重ね合せて一つのレーザビー
   ムを作るアレイレーザ発振器において、前記複数のレー
   ザ発振器にそれぞれ請求項７記載の補償光学装置と該複
   数の補償光学装置に同一のレーザビームの位相分布の指
   令値を与える指令装置とを設け、前記各補償光学装置か
   らのレーザビームの位相分布を同一にした状態で複数の
   レーザビームを重ね合せることを特徴とするアレイレー
   ザ発振器。
9. 【請求項９】 物質の中に含まれている同位体を取り出
   すことの可能なレーザ同位体分離器において、レーザ発
   振器から出力されるレーザビームを前記物質を気化した
   蒸気に繰返し照射する複数個の形状可変鏡，ビームスプ
   リッタおよびミラーとを設け、かつ前記レーザビームの
   波面を検出する波面検出器と、該波面検出器にて検出さ
   れた波面情報に基いて前記形状可変鏡を制御する制御装
   置とを設けたことを特徴とするレーザ同位体分離器。
10. 【請求項１０】 請求項９のレーザ同位体分離器におい
    て、前記形状可変鏡を請求項１乃至４いずれかに記載の
    形状可変鏡を設けたことを特徴とするレーザ同位体分離
    器。