JPH05335692A - レーザービーム結合装置及び当該装置に用いられる共通出力透過窓アセンブリ - Google Patents
レーザービーム結合装置及び当該装置に用いられる共通出力透過窓アセンブリInfo
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- JPH05335692A JPH05335692A JP4273177A JP27317792A JPH05335692A JP H05335692 A JPH05335692 A JP H05335692A JP 4273177 A JP4273177 A JP 4273177A JP 27317792 A JP27317792 A JP 27317792A JP H05335692 A JPH05335692 A JP H05335692A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数のレーザービームを一つの共通の出力光
軸に沿った方向に指向させるレーザービーム結合装置を
提供する。 【構成】 レーザービーム結合装置１０は、第一のレー
ザー光源２０と第二のレーザー光源２２とを備えてい
る。第一の反射鏡３０は、第一のレーザー光源２０の光
軸に直交して配置され、第二の反射鏡３２は、第二のレ
ーザー光源２２の光軸に直交して配置される。第一のレ
ーザー光源２０のコヒーレント光出力は、全反射鏡３６
に向けられる。第一のレーザー光源２０と全反射鏡３６
との間には、ビーム分割器４０が第一のレーザー光源２
０および第二のレーザー光源２２の光軸の交点に、両方
の光軸に対してある相対的な角度をもって配置される。
ビーム分割器４０は、例えば入射するコヒーレント光の
約５０％を反射し、残りのほとんどの光を吸収せずに透
過させるように製作される。
軸に沿った方向に指向させるレーザービーム結合装置を
提供する。 【構成】 レーザービーム結合装置１０は、第一のレー
ザー光源２０と第二のレーザー光源２２とを備えてい
る。第一の反射鏡３０は、第一のレーザー光源２０の光
軸に直交して配置され、第二の反射鏡３２は、第二のレ
ーザー光源２２の光軸に直交して配置される。第一のレ
ーザー光源２０のコヒーレント光出力は、全反射鏡３６
に向けられる。第一のレーザー光源２０と全反射鏡３６
との間には、ビーム分割器４０が第一のレーザー光源２
０および第二のレーザー光源２２の光軸の交点に、両方
の光軸に対してある相対的な角度をもって配置される。
ビーム分割器４０は、例えば入射するコヒーレント光の
約５０％を反射し、残りのほとんどの光を吸収せずに透
過させるように製作される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は複数のレーザー光源を
一体的に備えるとともに、共通の光軸に沿った出力を有
してレーザーパルスのコヒーレントな光強度が大きくな
るように、あるいは繰返し率が増大するように前記複数
の光源を交互に選択するレーザー装置に係わり、特に工
業的なレーザーの応用分野に利用されるものである。
一体的に備えるとともに、共通の光軸に沿った出力を有
してレーザーパルスのコヒーレントな光強度が大きくな
るように、あるいは繰返し率が増大するように前記複数
の光源を交互に選択するレーザー装置に係わり、特に工
業的なレーザーの応用分野に利用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】溶接や金属の切断のような工業的なレー
ザーの応用にあっては、通常高い平均出力を有するパル
スレーザーが必要とされる。従来、既存のNd-YAG工業レ
ーザーの平均出力を増大させるために、数個の直列に配
された増幅ロッドを持った発振器、レーザービームを共
通焦点へ誘導する反射鏡や光ファイバー装置、あるいは
共通光路へレーザービームを誘導する機械式の鏡を用い
た遮断装置を設けることが行われてきた。
ザーの応用にあっては、通常高い平均出力を有するパル
スレーザーが必要とされる。従来、既存のNd-YAG工業レ
ーザーの平均出力を増大させるために、数個の直列に配
された増幅ロッドを持った発振器、レーザービームを共
通焦点へ誘導する反射鏡や光ファイバー装置、あるいは
共通光路へレーザービームを誘導する機械式の鏡を用い
た遮断装置を設けることが行われてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、直列に
配置された増幅レーザーロッドあるいは増幅レーザーヘ
ッドによって効率が低下することがあった。また、鏡を
用いた装置や光ファイバー装置はレーザービームの品
質、レーザービームの径、および焦点深度を悪化させ
る。さらに、レーザービームを周期的に遮断したり偏向
させたりする回転鏡を用いた機械式の鏡を用いた遮断装
置は、機械的な故障を起こし易い。
配置された増幅レーザーロッドあるいは増幅レーザーヘ
ッドによって効率が低下することがあった。また、鏡を
用いた装置や光ファイバー装置はレーザービームの品
質、レーザービームの径、および焦点深度を悪化させ
る。さらに、レーザービームを周期的に遮断したり偏向
させたりする回転鏡を用いた機械式の鏡を用いた遮断装
置は、機械的な故障を起こし易い。
【０００４】この発明は、複数のレーザービームを一つ
の共通の出力光軸に沿って指向させるレーザービーム結
合装置を提供する。
の共通の出力光軸に沿って指向させるレーザービーム結
合装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】複数のレーザービームは
同期して出力されて結合され、搬送される出力のピーク
を強める。あるいは、複数のレーザービームは、時間間
隔をおいてレーザービーム源から同一の光軸に沿って交
互に出力され、パルスの繰返し率を増大させる。
同期して出力されて結合され、搬送される出力のピーク
を強める。あるいは、複数のレーザービームは、時間間
隔をおいてレーザービーム源から同一の光軸に沿って交
互に出力され、パルスの繰返し率を増大させる。
【０００６】前記レーザービーム結合装置は、コヒーレ
ント光を増幅するための光軸を有する第一のレーザー光
源を備えていることが好ましい。第一の反射鏡は、前記
第一のレーザー光源の光軸に対して直交するように配置
されている。通常、従来のパルスモードNd-YAGレーザー
を使用する場合、第一のレーザー光源で生成されたコヒ
ーレントな光は、コヒーレントな光を増幅するための前
記光軸とは平行でない第二の光軸を有する第二のレーザ
ー光源によって生成された光と結合させることができ
る。第二の反射鏡は、設計上および機能上前記第一の反
射鏡と類似のものであって、第二のレーザー光源の光軸
に対して直交して配置される。
ント光を増幅するための光軸を有する第一のレーザー光
源を備えていることが好ましい。第一の反射鏡は、前記
第一のレーザー光源の光軸に対して直交するように配置
されている。通常、従来のパルスモードNd-YAGレーザー
を使用する場合、第一のレーザー光源で生成されたコヒ
ーレントな光は、コヒーレントな光を増幅するための前
記光軸とは平行でない第二の光軸を有する第二のレーザ
ー光源によって生成された光と結合させることができ
る。第二の反射鏡は、設計上および機能上前記第一の反
射鏡と類似のものであって、第二のレーザー光源の光軸
に対して直交して配置される。
【０００７】本発明では、通常用いられる各レーザー光
源の前方に直交して配置される部分透過型の出力透過窓
の代わりに、第一および第二のレーザー光源のための共
通出力透過窓アセンブリを設けている。この共通出力透
過窓アセンブリは、第一のレーザー光源から受光したコ
ヒーレント光をその第一のレーザー光源に折り返し反射
するために配置された全反射鏡を備えている。この共通
出力透過窓アセンブリは、また、第一のレーザー光源と
この第一のレーザー光源の光軸に沿った全反射鏡との間
に配置された第一の表面ビーム分割器（通常は従来の部
分透過型平面鏡で、一方の面に鏡面コーティングが施さ
れ、他方の面に反射防止コーティングが施されている。
ただし、これ以外の構成を有するビーム分割器を採用し
てもよい）を備えている。このビーム分割器は、第一の
レーザー光源から入射するコヒーレント光を反射して、
結合された出力ビームの共通出力光軸へ送出する。その
一方で、前記ビーム分割器は、また、全反射鏡から受光
するコヒーレント光を反射して第二のレーザー光源へ送
出する。普通このビーム分割器は多層誘電体コーティン
グを備えており、入射光の約５０% を反射し、残りを透
過させる。
源の前方に直交して配置される部分透過型の出力透過窓
の代わりに、第一および第二のレーザー光源のための共
通出力透過窓アセンブリを設けている。この共通出力透
過窓アセンブリは、第一のレーザー光源から受光したコ
ヒーレント光をその第一のレーザー光源に折り返し反射
するために配置された全反射鏡を備えている。この共通
出力透過窓アセンブリは、また、第一のレーザー光源と
この第一のレーザー光源の光軸に沿った全反射鏡との間
に配置された第一の表面ビーム分割器（通常は従来の部
分透過型平面鏡で、一方の面に鏡面コーティングが施さ
れ、他方の面に反射防止コーティングが施されている。
ただし、これ以外の構成を有するビーム分割器を採用し
てもよい）を備えている。このビーム分割器は、第一の
レーザー光源から入射するコヒーレント光を反射して、
結合された出力ビームの共通出力光軸へ送出する。その
一方で、前記ビーム分割器は、また、全反射鏡から受光
するコヒーレント光を反射して第二のレーザー光源へ送
出する。普通このビーム分割器は多層誘電体コーティン
グを備えており、入射光の約５０% を反射し、残りを透
過させる。
【０００８】他の好適実施例によれば、本発明のレーザ
ー光結合装置の平均出力は、複数のレーザー光源または
結合された出力ビームのコヒーレント光を受光すべく配
置され、さらにその結合された出力ビームを増幅する増
幅器を備えることで増大される。さらに、第二のレーザ
ー光源と第二の反射鏡との間に第二のレーザー光源の光
軸に沿って第三のレーザー増幅器を配置して、コヒーレ
ントな出力光を増幅するようにしてもよい。第四、第
五、あるいはさらに第六のレーザー増幅器を第二のレー
ザー光源の光軸に沿って配置し、結合された出力ビーム
のコヒーレント光を受光して、結合された出力ビームを
さらに増幅することもできる。この場合、第四のレーザ
ー増幅器は第二および第三のレーザー増幅器の出力を増
幅し、第五のレーザー増幅器は第一および第二のレーザ
ー光源の出力を増幅し、第六のレーザー増幅器は第一お
よび第三のレーザー増幅器の出力を増幅する。
ー光結合装置の平均出力は、複数のレーザー光源または
結合された出力ビームのコヒーレント光を受光すべく配
置され、さらにその結合された出力ビームを増幅する増
幅器を備えることで増大される。さらに、第二のレーザ
ー光源と第二の反射鏡との間に第二のレーザー光源の光
軸に沿って第三のレーザー増幅器を配置して、コヒーレ
ントな出力光を増幅するようにしてもよい。第四、第
五、あるいはさらに第六のレーザー増幅器を第二のレー
ザー光源の光軸に沿って配置し、結合された出力ビーム
のコヒーレント光を受光して、結合された出力ビームを
さらに増幅することもできる。この場合、第四のレーザ
ー増幅器は第二および第三のレーザー増幅器の出力を増
幅し、第五のレーザー増幅器は第一および第二のレーザ
ー光源の出力を増幅し、第六のレーザー増幅器は第一お
よび第三のレーザー増幅器の出力を増幅する。
【０００９】本発明によるレーザービーム結合装置は、
結合された出力レーザーパルスのピーク出力を増大させ
るばかりではなく、共通の出力光軸に沿って複数のレー
ザービームを偏向させるのに用いることができる。各レ
ーザーのパルスは、同期をとって繰返し率を増大させ、
時間軸でみた平均出力を増大させるようにすることもで
きる。パルスモードで動作され、コヒーレント光増幅の
ための光軸を有する第一のレーザー光源は、第一の反射
鏡に隣接して配置される。第一の反射鏡は、第一のレー
ザー光源の光軸に対して直交して配置される。また、コ
ヒーレント光増幅のための第二のレーザー光源が設けら
れており、この第二のレーザー光源は、パルスモードで
動作されるとともに、共通出力光軸、および第一のレー
ザー光源のコヒーレント光増幅パルスの前または後に生
じるコヒーレント光増幅パルスと一致する光軸を有す
る。第二のレーザー光源に隣接して、第二の反射鏡が、
第二のレーザー光源の光軸および共通出力光軸に対して
直交して配置される。全反射鏡が、第一のレーザー光源
から受光するコヒーレント光を反射すべく配置され、第
一の表面ビーム分割器は、先に述べたように、出力ビー
ムを偏向させる。
結合された出力レーザーパルスのピーク出力を増大させ
るばかりではなく、共通の出力光軸に沿って複数のレー
ザービームを偏向させるのに用いることができる。各レ
ーザーのパルスは、同期をとって繰返し率を増大させ、
時間軸でみた平均出力を増大させるようにすることもで
きる。パルスモードで動作され、コヒーレント光増幅の
ための光軸を有する第一のレーザー光源は、第一の反射
鏡に隣接して配置される。第一の反射鏡は、第一のレー
ザー光源の光軸に対して直交して配置される。また、コ
ヒーレント光増幅のための第二のレーザー光源が設けら
れており、この第二のレーザー光源は、パルスモードで
動作されるとともに、共通出力光軸、および第一のレー
ザー光源のコヒーレント光増幅パルスの前または後に生
じるコヒーレント光増幅パルスと一致する光軸を有す
る。第二のレーザー光源に隣接して、第二の反射鏡が、
第二のレーザー光源の光軸および共通出力光軸に対して
直交して配置される。全反射鏡が、第一のレーザー光源
から受光するコヒーレント光を反射すべく配置され、第
一の表面ビーム分割器は、先に述べたように、出力ビー
ムを偏向させる。
【００１０】
【作用】本発明のレーザービーム結合装置は、コヒーレ
ントな光学増幅の条件を整えるように動作する個別のお
よび共通のフィードバック鏡を備えた、複合レーザー光
増幅器ヘッドのための分割フィードバック型発振器とし
て機能する。一次フィードバックおよび二次フィードバ
ックは、増幅器ヘッドの光軸の交点に配置され、共通出
力レーザービームを偏向させる共通出力ビーム分割器に
よって制御される。平面ビーム分割器の反射および透過
面には、一方の面に従来の多層反射コーティングが、他
方の面に反射防止コーティングが施されている。通常、
反射コーティングは、ビーム分割器の最初に第一のレー
ザー光源からコヒーレントなレーザービームを受光する
側の面にある。
ントな光学増幅の条件を整えるように動作する個別のお
よび共通のフィードバック鏡を備えた、複合レーザー光
増幅器ヘッドのための分割フィードバック型発振器とし
て機能する。一次フィードバックおよび二次フィードバ
ックは、増幅器ヘッドの光軸の交点に配置され、共通出
力レーザービームを偏向させる共通出力ビーム分割器に
よって制御される。平面ビーム分割器の反射および透過
面には、一方の面に従来の多層反射コーティングが、他
方の面に反射防止コーティングが施されている。通常、
反射コーティングは、ビーム分割器の最初に第一のレー
ザー光源からコヒーレントなレーザービームを受光する
側の面にある。
【００１１】この発明の様々な特徴や利点は、程なく分
かることであるが、この発明を実施するのに最良の態様
を例示する好適実施例についての以下の詳細な説明を考
慮すれば、当業者にとってより明らかになるであろう。
この詳細な説明は、特に添付図面を参照して行われる。
かることであるが、この発明を実施するのに最良の態様
を例示する好適実施例についての以下の詳細な説明を考
慮すれば、当業者にとってより明らかになるであろう。
この詳細な説明は、特に添付図面を参照して行われる。
【００１２】
【実施例】図１に概略示すように、同時にまたは交互に
複数のレーザービームを共通の出力光軸に沿って偏向さ
せるレーザービーム結合装置１０は、第一のレーザー光
源２０と第二のレーザー光源２２とを備えている。レー
ザー光源２０および２２は、従来あるどのような形式の
ものでもよいし、また、パルスモードで動作するもので
も連続モードで動作するものでもよい。レーザー光源２
０および２２は、活性媒質中の原子を反転分布させる外
部エネルギー源（図示を略す）によって励起可能な気
体、または液体、または固体の活性媒質を備えて構成さ
れる。具体的実施例にあっては、支持台、冷却装置、そ
の他の当業者にとって既知の関連所要装置等の通常の補
助機器（図示を略す）が設けられる。活性媒質を「ポン
ピングする」のに、非コヒーレント光源、化学反応、あ
るいは他の既知のエネルギー源を用いることができ、高
エネルギーレベルの原子の蓄積が形成される。このポン
ピング動作は、所定の周波数および偏光モードで入射さ
れる光子がより高エネルギーレベルに原子を誘導し、次
いで入射した光子と同一の周波数、進行方向、偏光モー
ドを持った別の光子を放出してより下位のエネルギーレ
ベルへ遷移する非平衡状態を作り出す。充分に大量の高
エネルギーレベルの「活性な」原子が存在して、散乱や
吸収による光子の損失を上回る数の光子が生成されるな
らば、励起された活性な媒質は、入射される光子を増幅
する。
複数のレーザービームを共通の出力光軸に沿って偏向さ
せるレーザービーム結合装置１０は、第一のレーザー光
源２０と第二のレーザー光源２２とを備えている。レー
ザー光源２０および２２は、従来あるどのような形式の
ものでもよいし、また、パルスモードで動作するもので
も連続モードで動作するものでもよい。レーザー光源２
０および２２は、活性媒質中の原子を反転分布させる外
部エネルギー源（図示を略す）によって励起可能な気
体、または液体、または固体の活性媒質を備えて構成さ
れる。具体的実施例にあっては、支持台、冷却装置、そ
の他の当業者にとって既知の関連所要装置等の通常の補
助機器（図示を略す）が設けられる。活性媒質を「ポン
ピングする」のに、非コヒーレント光源、化学反応、あ
るいは他の既知のエネルギー源を用いることができ、高
エネルギーレベルの原子の蓄積が形成される。このポン
ピング動作は、所定の周波数および偏光モードで入射さ
れる光子がより高エネルギーレベルに原子を誘導し、次
いで入射した光子と同一の周波数、進行方向、偏光モー
ドを持った別の光子を放出してより下位のエネルギーレ
ベルへ遷移する非平衡状態を作り出す。充分に大量の高
エネルギーレベルの「活性な」原子が存在して、散乱や
吸収による光子の損失を上回る数の光子が生成されるな
らば、励起された活性な媒質は、入射される光子を増幅
する。
【００１３】高出力の工業分野での応用には、固体Nd-Y
AGレーザーが広く利用される。この種のレーザーは、小
型で堅牢であり、工業分野での過酷な環境で使用するの
に適している。Nd-YAGレーザーは、本願出願人であるエ
レクトロクス社（Electrox,Inc. ）から供給されている
ものを初めとして、その信頼性の高さ、動作寿命の長
さ、保守のし易さから、使用に適している。一般に、Nd
-YAGレーザーは、活性なNd-YAG媒質を、一枚の鏡がほと
んど全反射であり、他方が部分透過であって、規定の距
離だけ隔てて設置された二枚の鏡からなるファブリ−ペ
ロー光共振器の中に設置することによって動作される。
部分透過窓は、一般に出力透過窓として知られている
が、通常全反射鏡および活性媒質と同一の光軸上に設置
される。活性媒質が最小しきい値を超えてポンピングさ
れると、光子は二枚の鏡の間で反射されて往復し、レー
ザー流を発生して、その一部が出力透過窓を通過し、光
学装置、溶接装置、あるいは他の工業レーザー装置へ指
向される。
AGレーザーが広く利用される。この種のレーザーは、小
型で堅牢であり、工業分野での過酷な環境で使用するの
に適している。Nd-YAGレーザーは、本願出願人であるエ
レクトロクス社（Electrox,Inc. ）から供給されている
ものを初めとして、その信頼性の高さ、動作寿命の長
さ、保守のし易さから、使用に適している。一般に、Nd
-YAGレーザーは、活性なNd-YAG媒質を、一枚の鏡がほと
んど全反射であり、他方が部分透過であって、規定の距
離だけ隔てて設置された二枚の鏡からなるファブリ−ペ
ロー光共振器の中に設置することによって動作される。
部分透過窓は、一般に出力透過窓として知られている
が、通常全反射鏡および活性媒質と同一の光軸上に設置
される。活性媒質が最小しきい値を超えてポンピングさ
れると、光子は二枚の鏡の間で反射されて往復し、レー
ザー流を発生して、その一部が出力透過窓を通過し、光
学装置、溶接装置、あるいは他の工業レーザー装置へ指
向される。
【００１４】本発明は、複数のレーザー光源を使用し、
かつ各レーザー光源の出力透過窓を取り除いて共通出力
透過窓アセンブリと置き換えることによって、従来のNd
-YAG共振装置を改良するものである。各レーザー増幅器
の光軸上にある鏡の組み合わせは、レーザービーム発生
能力を持った共振装置を作り出すのに使用される。例え
ば、図１に示されているように、第一の反射鏡３０は、
第一のレーザー光源２０の光軸に直交して配置され、第
二の反射鏡３２は、第二のレーザー光源２２の光軸に直
交して配置される。第一のレーザー光源２０のコヒーレ
ント光出力は、全反射鏡３６に向けて指向される。第一
のレーザー光源２０と全反射鏡３６との間には、第一の
表面ビーム分割器４０が介設されている。この鏡４０
は、第一のレーザー光源２０および第二のレーザー光源
２２の光軸の交点に配置され、両方の光軸に対してある
相対的な角度をもって配置される。
かつ各レーザー光源の出力透過窓を取り除いて共通出力
透過窓アセンブリと置き換えることによって、従来のNd
-YAG共振装置を改良するものである。各レーザー増幅器
の光軸上にある鏡の組み合わせは、レーザービーム発生
能力を持った共振装置を作り出すのに使用される。例え
ば、図１に示されているように、第一の反射鏡３０は、
第一のレーザー光源２０の光軸に直交して配置され、第
二の反射鏡３２は、第二のレーザー光源２２の光軸に直
交して配置される。第一のレーザー光源２０のコヒーレ
ント光出力は、全反射鏡３６に向けて指向される。第一
のレーザー光源２０と全反射鏡３６との間には、第一の
表面ビーム分割器４０が介設されている。この鏡４０
は、第一のレーザー光源２０および第二のレーザー光源
２２の光軸の交点に配置され、両方の光軸に対してある
相対的な角度をもって配置される。
【００１５】既存の鏡およびビーム分割器を使用して、
本発明にしたがって複数のレーザー光源を設備可能な出
力透過窓を構成することができる。通常、全反射鏡３６
は、吸収または散乱損失が１% 未満であるように構成さ
れ、幾何学的に平面であるように製作される。しかしな
がら、平面鏡ではなく、プリズム、曲面鏡、レンズなど
を採用してもよいことはもちろんである。ビーム分割器
４０には、その一方の面に通常の誘電体反射コーティン
グが施され、他方の面に反射損失を低減させる通常の反
射防止コーティングが施される。ビーム分割器４０は、
入射するコヒーレント光の約５０% を反射し、残りのほ
とんどの光を吸収せずに透過させるように製作されるの
が普通である。
本発明にしたがって複数のレーザー光源を設備可能な出
力透過窓を構成することができる。通常、全反射鏡３６
は、吸収または散乱損失が１% 未満であるように構成さ
れ、幾何学的に平面であるように製作される。しかしな
がら、平面鏡ではなく、プリズム、曲面鏡、レンズなど
を採用してもよいことはもちろんである。ビーム分割器
４０には、その一方の面に通常の誘電体反射コーティン
グが施され、他方の面に反射損失を低減させる通常の反
射防止コーティングが施される。ビーム分割器４０は、
入射するコヒーレント光の約５０% を反射し、残りのほ
とんどの光を吸収せずに透過させるように製作されるの
が普通である。
【００１６】当業者には理解できるであろうが、鏡、レ
ンズ、プリズム、光ファイバーといった中間に挿入され
る光学部品は、レーザー光源の光軸の向きを変えるため
に配置される。例えば、レーザー光源２０はその光軸が
レーザー光源２２の光軸と平行になるように配置してよ
い。第一のレーザー光源２０の光軸と相対的に４５゜の
角度をなして配置される中間反射鏡を用いて、レーザー
光源２０から発せられたコヒーレントな光の方向を（９
０゜正反射によって）調整し直してビーム分割器４０と
交差するようにしてもよい。同様に、直角プリズムや光
ファイバーを用いてもよい。しかし、効率を高めつつ機
器の配列に伴う問題を減少させ、かつ材料コストを最小
にするには、一般にレーザー光源、ビーム分割器、およ
び全反射鏡を適正に配置して、中間に挿入する光学部品
の必要性を最小限に留めるのが有利である。
ンズ、プリズム、光ファイバーといった中間に挿入され
る光学部品は、レーザー光源の光軸の向きを変えるため
に配置される。例えば、レーザー光源２０はその光軸が
レーザー光源２２の光軸と平行になるように配置してよ
い。第一のレーザー光源２０の光軸と相対的に４５゜の
角度をなして配置される中間反射鏡を用いて、レーザー
光源２０から発せられたコヒーレントな光の方向を（９
０゜正反射によって）調整し直してビーム分割器４０と
交差するようにしてもよい。同様に、直角プリズムや光
ファイバーを用いてもよい。しかし、効率を高めつつ機
器の配列に伴う問題を減少させ、かつ材料コストを最小
にするには、一般にレーザー光源、ビーム分割器、およ
び全反射鏡を適正に配置して、中間に挿入する光学部品
の必要性を最小限に留めるのが有利である。
【００１７】本発明の動作について説明すると、レーザ
ー出力（実線５０で示す）は、レーザー光源２０および
２２を通じてコヒーレント光の持続共振によって生成さ
れ、鏡３０，３２，３６、およびビーム分割器４０の多
重反射によって制御される。これらのコヒーレント光の
反射は実線５１，５２，５５，５６によって示されてお
り、コヒーレント光がそれらの線に沿って両方向に伝播
することを示している。例えばレーザー光源２０および
２２の活性媒質をフラッシュランプ（図示せず）で同時
に活性化することによってレーザービームの結合が進行
する。例えばレーザー光源２０を出発した一個の光子
は、偶然に第一の反射鏡３０の方に向かって進行するこ
とがある。この光子（実線５１で示す）は反射鏡３０で
反射されて反転し、レーザー光源２０の中へ戻ってく
る。ここで光子はより高いエネルギー準位にある活性な
原子に遭遇してこれを刺激し、同一の周波数、偏光度、
伝播方向を有する他の光子を放出させる。これら一組の
コヒーレントな光子は活性媒質中でそれぞれ他の活性原
子と遭遇し、さらに多数のコヒーレントな光子を生成す
る。最終的にこれらのコヒーレントな光子群は、レーザ
ー光源２０を出てビーム分割器４０の方へ向かう。ビー
ム分割器４０に到達すると、コヒーレントな光子群はそ
の約５０% が反射されて出力ビーム５０となる。残りの
光子はビーム分割器４０を通過して進行し（実線５
４）、全反射鏡３６で逆方向へ反射され、ビーム分割器
４０の方へ戻っていく。ここで再びコヒーレントな光子
の約５０% が反射されるが、今度はレーザー光源２２の
方へ向けられる。
ー出力（実線５０で示す）は、レーザー光源２０および
２２を通じてコヒーレント光の持続共振によって生成さ
れ、鏡３０，３２，３６、およびビーム分割器４０の多
重反射によって制御される。これらのコヒーレント光の
反射は実線５１，５２，５５，５６によって示されてお
り、コヒーレント光がそれらの線に沿って両方向に伝播
することを示している。例えばレーザー光源２０および
２２の活性媒質をフラッシュランプ（図示せず）で同時
に活性化することによってレーザービームの結合が進行
する。例えばレーザー光源２０を出発した一個の光子
は、偶然に第一の反射鏡３０の方に向かって進行するこ
とがある。この光子（実線５１で示す）は反射鏡３０で
反射されて反転し、レーザー光源２０の中へ戻ってく
る。ここで光子はより高いエネルギー準位にある活性な
原子に遭遇してこれを刺激し、同一の周波数、偏光度、
伝播方向を有する他の光子を放出させる。これら一組の
コヒーレントな光子は活性媒質中でそれぞれ他の活性原
子と遭遇し、さらに多数のコヒーレントな光子を生成す
る。最終的にこれらのコヒーレントな光子群は、レーザ
ー光源２０を出てビーム分割器４０の方へ向かう。ビー
ム分割器４０に到達すると、コヒーレントな光子群はそ
の約５０% が反射されて出力ビーム５０となる。残りの
光子はビーム分割器４０を通過して進行し（実線５
４）、全反射鏡３６で逆方向へ反射され、ビーム分割器
４０の方へ戻っていく。ここで再びコヒーレントな光子
の約５０% が反射されるが、今度はレーザー光源２２の
方へ向けられる。
【００１８】残りのコヒーレントな光子はレーザー光源
２０の方へ戻る（実線５２）。これらのコヒーレントな
光子はレーザー光源２０を通過してさらに多数のコヒー
レントな光子を生成し、これら生成された光子はレーザ
ー光源２０を出て反射鏡３０で反射される。このような
ポジティブフィードバック過程は、少なくとも活性媒質
中の活性な原子の数がレーザー発振を持続させるに足る
しきい値以下に減少するまで何度も繰り返されて大量の
コヒーレントな光子を生成する。
２０の方へ戻る（実線５２）。これらのコヒーレントな
光子はレーザー光源２０を通過してさらに多数のコヒー
レントな光子を生成し、これら生成された光子はレーザ
ー光源２０を出て反射鏡３０で反射される。このような
ポジティブフィードバック過程は、少なくとも活性媒質
中の活性な原子の数がレーザー発振を持続させるに足る
しきい値以下に減少するまで何度も繰り返されて大量の
コヒーレントな光子を生成する。
【００１９】ビーム分割器４０によって反射されてレー
ザー光源２２へ向かう一定割合のコヒーレントな光子も
また実線５５に沿って戻り、コヒーレントな光子を生成
し続ける。これは、実線５４に沿ってビーム分割器４０
を通過してさらに実線５２に沿って伝播するコヒーレン
トな光子に関して述べたのと同様である。ビーム分割器
４０によって反射されレーザー光源２２へ向かうコヒー
レントな光子（実線５５）は、このレーザー光源に入射
して、レーザー光源２０に関して述べたのと同様、コヒ
ーレントな光子の雪崩的な大量発生を引き起こす。レー
ザー光源２２を出たコヒーレントな光子（実線５６）
は、鏡３２で反射されてレーザー光源２２の中へ戻り、
一層大量のコヒーレントな光子が生成される契機とな
る。これらの生成された光子はレーザー光源２２を出て
ビーム分割器４０へ向かう（実線５５）。コヒーレント
な光子の約５０% はビーム分割器４０を通過してレーザ
ー光源２０から来るコヒーレントな光子（実線５２）と
結合される。残りのコヒーレントな光子は反射鏡３６の
方へ向けられる（実線５４）。この反射鏡３６はすでに
述べたように、コヒーレントな光子をビーム分割器４０
の方へ反射する。幾らかのコヒーレントな光子がビーム
分割器４０を通過してレーザー光源２０へ向かい、他の
コヒーレントな光子がレーザー光源２２へ戻されること
によって、再度コヒーレントな光子の生成過程が繰り返
される。結合された出力ビーム５０が有するエネルギー
の正確な値は、採用される活性媒質の種類、散乱および
吸収損失、ポンピング動作の時間とそのとき与えるエネ
ルギー、および当業者にとっては公知の他の条件に依存
するが、特に２台の４００W レーザー光源を前記のよう
に結合して生成される約８００W のレーザー出力は、４
００W のレーザー増幅器単体の場合と比較してもビーム
の直径および焦点の劣化を最小とすることができる。
ザー光源２２へ向かう一定割合のコヒーレントな光子も
また実線５５に沿って戻り、コヒーレントな光子を生成
し続ける。これは、実線５４に沿ってビーム分割器４０
を通過してさらに実線５２に沿って伝播するコヒーレン
トな光子に関して述べたのと同様である。ビーム分割器
４０によって反射されレーザー光源２２へ向かうコヒー
レントな光子（実線５５）は、このレーザー光源に入射
して、レーザー光源２０に関して述べたのと同様、コヒ
ーレントな光子の雪崩的な大量発生を引き起こす。レー
ザー光源２２を出たコヒーレントな光子（実線５６）
は、鏡３２で反射されてレーザー光源２２の中へ戻り、
一層大量のコヒーレントな光子が生成される契機とな
る。これらの生成された光子はレーザー光源２２を出て
ビーム分割器４０へ向かう（実線５５）。コヒーレント
な光子の約５０% はビーム分割器４０を通過してレーザ
ー光源２０から来るコヒーレントな光子（実線５２）と
結合される。残りのコヒーレントな光子は反射鏡３６の
方へ向けられる（実線５４）。この反射鏡３６はすでに
述べたように、コヒーレントな光子をビーム分割器４０
の方へ反射する。幾らかのコヒーレントな光子がビーム
分割器４０を通過してレーザー光源２０へ向かい、他の
コヒーレントな光子がレーザー光源２２へ戻されること
によって、再度コヒーレントな光子の生成過程が繰り返
される。結合された出力ビーム５０が有するエネルギー
の正確な値は、採用される活性媒質の種類、散乱および
吸収損失、ポンピング動作の時間とそのとき与えるエネ
ルギー、および当業者にとっては公知の他の条件に依存
するが、特に２台の４００W レーザー光源を前記のよう
に結合して生成される約８００W のレーザー出力は、４
００W のレーザー増幅器単体の場合と比較してもビーム
の直径および焦点の劣化を最小とすることができる。
【００２０】当業者には理解できるであろうが、前記実
施例の動作には、パルス動作は不要である。低出力の連
続レーザー増幅器でも、結合して二倍の出力を有するビ
ームを得ることができる。さらに、図１に示すレーザー
光結合装置１０は、レーザーパルスの繰返しを増加させ
るように動作させることもできる。レーザー光源２０お
よび２２を同時にポンピングする代わりに、レーザー光
源２０と２２とを交互にポンピングすることによって、
同一の光軸に沿った方向に向けられた一連のレーザービ
ームを供給するのである。このような動作モードにあっ
ては、励起されていない「冷たい」レーザー光源の内部
における吸収および散乱に起因する損失はわずかに増加
するが、定格出力一杯で動作しているときでも、レーザ
ー光結合装置の繰返し率は単一のレーザー増幅器と比較
して倍増させることができる。
施例の動作には、パルス動作は不要である。低出力の連
続レーザー増幅器でも、結合して二倍の出力を有するビ
ームを得ることができる。さらに、図１に示すレーザー
光結合装置１０は、レーザーパルスの繰返しを増加させ
るように動作させることもできる。レーザー光源２０お
よび２２を同時にポンピングする代わりに、レーザー光
源２０と２２とを交互にポンピングすることによって、
同一の光軸に沿った方向に向けられた一連のレーザービ
ームを供給するのである。このような動作モードにあっ
ては、励起されていない「冷たい」レーザー光源の内部
における吸収および散乱に起因する損失はわずかに増加
するが、定格出力一杯で動作しているときでも、レーザ
ー光結合装置の繰返し率は単一のレーザー増幅器と比較
して倍増させることができる。
【００２１】図１に示したものと同様の他の実施例を図
２に示す。図２中の対応する部材には、図１中で用いた
ものと類似の符号を付してある（例えば図２中のレーザ
ー光源１２０は図１中のレーザー光源２０に対応す
る）。レーザー結合装置１１０の動作は、以下に示す相
違点を除いて先に説明した結合装置１０の動作と同様で
ある。その相違点とは、平均出力を増大させるために、
第二のレーザー光源１２２の光軸上に第三のレーザー増
幅器１２４と第四のレーザー増幅器１２６とを設けて出
力ビーム１５０を受光するようにしている点である。コ
ヒーレント光はレーザー増幅器１２４と１２６との間を
伝播して（実線１５７）、出力ビーム１５８としてレー
ザー増幅器１２６から放出される。
２に示す。図２中の対応する部材には、図１中で用いた
ものと類似の符号を付してある（例えば図２中のレーザ
ー光源１２０は図１中のレーザー光源２０に対応す
る）。レーザー結合装置１１０の動作は、以下に示す相
違点を除いて先に説明した結合装置１０の動作と同様で
ある。その相違点とは、平均出力を増大させるために、
第二のレーザー光源１２２の光軸上に第三のレーザー増
幅器１２４と第四のレーザー増幅器１２６とを設けて出
力ビーム１５０を受光するようにしている点である。コ
ヒーレント光はレーザー増幅器１２４と１２６との間を
伝播して（実線１５７）、出力ビーム１５８としてレー
ザー増幅器１２６から放出される。
【００２２】本実施例の作用について述べると、レーザ
ー増幅器１２４はレーザー光源１２０と同時にポンピン
グされ、レーザー増幅器１２６はレーザー光源１２２と
同時にポンピングされる。これによって、図１に示す結
合装置１０と比較して、繰返し率を倍増させることがで
きるとともに、同一の光軸に沿って生成されるパルス出
力のピーク値も倍増される。
ー増幅器１２４はレーザー光源１２０と同時にポンピン
グされ、レーザー増幅器１２６はレーザー光源１２２と
同時にポンピングされる。これによって、図１に示す結
合装置１０と比較して、繰返し率を倍増させることがで
きるとともに、同一の光軸に沿って生成されるパルス出
力のピーク値も倍増される。
【００２３】さらに他の実施例を図３に示す。図３中で
は図２と同様に、部材の符号は、図１（および図２の特
定の部材）に対応して付与されている。レーザー結合装
置２１０の動作は、以下の相違点を除いて図１および図
２に関して図示し、説明したのと同様である。図２の装
置に対してレーザー光源２２１および２２８が追設され
ており、出力ビーム２６０が得られる。レーザー光源２
２１はコヒーレントな光子の光路２５９と２５６とを生
成する。パルスモードでは、レーザー光源２２０、２２
２、および２２６がポンピングされてコヒーレントな光
子を生成し、同様にレーザー光源２２０、２２１、およ
び２２８とレーザー光源２２１、２２２、および２２４
とがそれぞれコヒーレントな光子を生成する。本実施例
にあっては、ピーク出力および／または繰返し率を図１
に図示した装置１０と比較して三倍にすることができ
る。
は図２と同様に、部材の符号は、図１（および図２の特
定の部材）に対応して付与されている。レーザー結合装
置２１０の動作は、以下の相違点を除いて図１および図
２に関して図示し、説明したのと同様である。図２の装
置に対してレーザー光源２２１および２２８が追設され
ており、出力ビーム２６０が得られる。レーザー光源２
２１はコヒーレントな光子の光路２５９と２５６とを生
成する。パルスモードでは、レーザー光源２２０、２２
２、および２２６がポンピングされてコヒーレントな光
子を生成し、同様にレーザー光源２２０、２２１、およ
び２２８とレーザー光源２２１、２２２、および２２４
とがそれぞれコヒーレントな光子を生成する。本実施例
にあっては、ピーク出力および／または繰返し率を図１
に図示した装置１０と比較して三倍にすることができ
る。
【００２４】当業者には理解できるであろうが、図１か
ら図３までにそれぞれ示したレーザービーム結合装置１
０、１１０、あるいは２１０は、組み合わせて拡張して
もよい。組み合わせるとは、レーザービーム結合装置の
出力ビームがほぼ同様の装置のレーザー増幅器に向けて
入射されるように、複数のレーザービーム結合装置を
「多重構成で」用いることを意味している。例えばこの
種の多重構成の装置は、反射鏡３０と３２、反射鏡１３
０と１３２、あるいは反射鏡２３０と２３２のそれぞれ
の内の一方または両方の反射鏡を取り除き、出力ビーム
（例えば図３のビーム２６０）をそれぞれのレーザー光
源の内部へ入射するように指向させるだけでよいであろ
う。このような構成の装置によれば、当然吸収および散
乱損失によるが、繰返し率および出力のピーク値をさら
に増大させることができる。
ら図３までにそれぞれ示したレーザービーム結合装置１
０、１１０、あるいは２１０は、組み合わせて拡張して
もよい。組み合わせるとは、レーザービーム結合装置の
出力ビームがほぼ同様の装置のレーザー増幅器に向けて
入射されるように、複数のレーザービーム結合装置を
「多重構成で」用いることを意味している。例えばこの
種の多重構成の装置は、反射鏡３０と３２、反射鏡１３
０と１３２、あるいは反射鏡２３０と２３２のそれぞれ
の内の一方または両方の反射鏡を取り除き、出力ビーム
（例えば図３のビーム２６０）をそれぞれのレーザー光
源の内部へ入射するように指向させるだけでよいであろ
う。このような構成の装置によれば、当然吸収および散
乱損失によるが、繰返し率および出力のピーク値をさら
に増大させることができる。
【００２５】出力ピーク値あるいは繰返し率を増大させ
るさらに他の実施例を図４に示す。図示のとおり、三重
レーザー光源装置３１０には、レーザー光源３２０、３
２２、および３２４と、各レーザー光源の後方に設けら
れる全反射鏡３３０、３３２、および３３６が備えられ
ている。レーザー光源から発せられるコヒーレントな光
子は、三台のレーザー光源の光軸の交点に配置されたビ
ーム分割器３４０の方へ向けられる。この装置の作用に
ついて述べると、レーザー光結合装置３１０はビーム分
割器３４０と全反射鏡３３６との間にレーザー光源３２
４が介装されている点を除いて、図１に示した装置１０
に関して説明したのとほぼ同一である。本実施例にあっ
ても、レーザー光源内部の散乱および吸収によって出力
ピーク値は幾分減少するものの、繰返し率を三倍にした
り、出力ピーク値をほぼ三倍にする性能により、図示し
たような産業用装置は多くの応用分野で経済的かつ実用
的なものとなる。
るさらに他の実施例を図４に示す。図示のとおり、三重
レーザー光源装置３１０には、レーザー光源３２０、３
２２、および３２４と、各レーザー光源の後方に設けら
れる全反射鏡３３０、３３２、および３３６が備えられ
ている。レーザー光源から発せられるコヒーレントな光
子は、三台のレーザー光源の光軸の交点に配置されたビ
ーム分割器３４０の方へ向けられる。この装置の作用に
ついて述べると、レーザー光結合装置３１０はビーム分
割器３４０と全反射鏡３３６との間にレーザー光源３２
４が介装されている点を除いて、図１に示した装置１０
に関して説明したのとほぼ同一である。本実施例にあっ
ても、レーザー光源内部の散乱および吸収によって出力
ピーク値は幾分減少するものの、繰返し率を三倍にした
り、出力ピーク値をほぼ三倍にする性能により、図示し
たような産業用装置は多くの応用分野で経済的かつ実用
的なものとなる。
【００２６】以上、本発明につき図示の好適実施例を参
照して詳細に説明したが、本明細書冒頭の特許請求の範
囲に規定された本発明の範囲と精神とを逸脱することな
く他の変形例や異なる実施態様が存することはいうまで
もない。
照して詳細に説明したが、本明細書冒頭の特許請求の範
囲に規定された本発明の範囲と精神とを逸脱することな
く他の変形例や異なる実施態様が存することはいうまで
もない。
【００２７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、複数のレーザー光源を使用し、かつ各レーザー光
源の出力透過窓を取り除いて共通出力透過窓アセンブリ
と置き換えたので、複数のレーザービームは同期して出
力されて結合され、搬送される出力のピーク値を強める
ことができる。また、複数のレーザービームを時間間隔
をおいて複数のレーザー光源から共通の出力光軸に沿っ
て交互に出力することにより、パルスの繰返し率を増大
させることができる。
れば、複数のレーザー光源を使用し、かつ各レーザー光
源の出力透過窓を取り除いて共通出力透過窓アセンブリ
と置き換えたので、複数のレーザービームは同期して出
力されて結合され、搬送される出力のピーク値を強める
ことができる。また、複数のレーザービームを時間間隔
をおいて複数のレーザー光源から共通の出力光軸に沿っ
て交互に出力することにより、パルスの繰返し率を増大
させることができる。
【００２８】また、複数のレーザー光源または結合され
た出力ビームのコヒーレント光を受光すべく配置されて
その出力ビームを増幅する増幅器を備えることで、出力
ピーク値をさらに増大させることができる。
た出力ビームのコヒーレント光を受光すべく配置されて
その出力ビームを増幅する増幅器を備えることで、出力
ピーク値をさらに増大させることができる。
【００２９】さらにまた、ビーム分割器を備えているの
で、結合された出力レーザーパルスの出力ピーク値を増
大させるばかりではなく、共通の出力光軸に沿って複数
のレーザービームの方向を揃えることができる。
で、結合された出力レーザーパルスの出力ピーク値を増
大させるばかりではなく、共通の出力光軸に沿って複数
のレーザービームの方向を揃えることができる。
【００３０】加えてまたパルスモードで動作する複数の
レーザー光源の各々を同期して動作させることにより、
繰返し率を増大させ、時間軸でみた平均出力を増大させ
ることができる。
レーザー光源の各々を同期して動作させることにより、
繰返し率を増大させ、時間軸でみた平均出力を増大させ
ることができる。
【図１】単一の高エネルギーパルスレーザービームとし
て結合することができる出力を有する二台のパルスレー
ザー光源を備えた、つまりレーザー装置の繰返し率を増
大させるために間欠的に出力されるパルスを備えたレー
ザービーム結合装置の概略図である。
て結合することができる出力を有する二台のパルスレー
ザー光源を備えた、つまりレーザー装置の繰返し率を増
大させるために間欠的に出力されるパルスを備えたレー
ザービーム結合装置の概略図である。
【図２】結合されたレーザービーム出力を増幅するため
に二台のレーザー増幅器が追設されたレーザービーム結
合装置の概略図である。
に二台のレーザー増幅器が追設されたレーザービーム結
合装置の概略図である。
【図３】複数のレーザー増幅器を有するレーザービーム
結合装置の概略図である。
結合装置の概略図である。
【図４】三台のレーザー光源の出力を結合するレーザー
ビーム結合装置の概略図である。
ビーム結合装置の概略図である。
１０，１１０，２１０，３１０ レーザービーム結合
装置 ２０，１２０，２２０，３２０ 第一のレーザー光源 ２２，１２２，２２２，３２２ 第二のレーザー光源 １２４，１２６，２２１，２２４，２２６，２２８
レーザー増幅器 ３０，３２，３６，１３０，１３２，１３６，２３０，
２３２，２３６，３３０，３３２，３３６ 全反射鏡 ４０，１４０，２４０，３４０ ビーム分割器 ５０，５１，５２，５４，５５，５６，１５０，１５
１，１５２，１５４，１５５，１５７，１５８，２５
０，２５１，２５２，２５４，２５５，２５６，２５
７，２５８，２５９，２６０，３５０ 光軸
装置 ２０，１２０，２２０，３２０ 第一のレーザー光源 ２２，１２２，２２２，３２２ 第二のレーザー光源 １２４，１２６，２２１，２２４，２２６，２２８
レーザー増幅器 ３０，３２，３６，１３０，１３２，１３６，２３０，
２３２，２３６，３３０，３３２，３３６ 全反射鏡 ４０，１４０，２４０，３４０ ビーム分割器 ５０，５１，５２，５４，５５，５６，１５０，１５
１，１５２，１５４，１５５，１５７，１５８，２５
０，２５１，２５２，２５４，２５５，２５６，２５
７，２５８，２５９，２６０，３５０ 光軸
Claims (16)
- 【請求項１】 第一のレーザー光源と第二のレーザー光
源とによって生成されたレーザービームが各々コヒーレ
ント光を増幅するための一本の光軸を形成する、複数の
レーザービームを一本の出力ビームに結合する共通出力
透過窓アセンブリであって、 第一のレーザー光源の光軸に沿って配置され、第一およ
び第二のレーザー光源から入射するコヒーレント光をレ
ーザー光源に向けて反射する全反射鏡と、 第一のレーザー光源および第二のレーザー光源の光軸の
交点であって、第一のレーザー光源と全反射鏡との間に
第一のレーザー光源および第二のレーザー光源の光軸と
ある角度をもって配置されたビーム分割器であって、第
一のレーザー光源からのコヒーレント光を結合された出
力ビーム中に反射するとともに、全反射鏡から受光する
コヒーレント光を第二のレーザー光源内に反射するビー
ム分割器とを備えた共通出力透過窓アセンブリ。 - 【請求項２】 結合された出力ビームとしてのコヒーレ
ント光を受光してさらに該出力ビームを増幅するために
配置された複数のレーザー光源を有する請求項１に記載
の共通出力透過窓アセンブリ。 - 【請求項３】 第二のレーザー光源と第二の反射鏡との
間に第二のレーザー光源の光軸に沿って配置された第三
のレーザー光源を有する請求項１に記載の共通出力透過
窓アセンブリ。 - 【請求項４】 結合された出力ビームとしてのコヒーレ
ント光を受光して該出力ビームをさらに増幅するために
配置された複数のレーザー光源をさらに備えた請求項３
に記載の共通出力透過窓アセンブリ。 - 【請求項５】 第四、第五、および第六のレーザー光源
が、結合された出力ビームとしてのコヒーレント光を受
光してさらに該出力ビームを増幅すべく第二のレーザー
光源の光軸に沿って配置され、前記第四のレーザー光源
は前記第二および第三のレーザー光源の出力をそれぞれ
増幅し、前記第五のレーザー光源は前記第一および第二
のレーザー光源の出力をそれぞれ増幅し、前記第六のレ
ーザー光源は前記第一および第三のレーザー光源の出力
をそれぞれ増幅する請求項４に記載の共通出力透過窓ア
センブリ。 - 【請求項６】 複数のレーザー光源から射出されるレー
ザービームが結合された出力ビームを一つの共通の光軸
に沿った方向に向けさせるレーザービーム結合装置であ
って、 コヒーレント光を増幅するための光軸を有する第一のレ
ーザー光源と、 該第一のレーザー光源の光軸に直交して配置された第一
の反射鏡と、 コヒーレント光を増幅するための光軸を有する第二のレ
ーザー光源と、 該第二のレーザー光源の光軸に直交して配置された第二
の反射鏡と、 前記第一のレーザー光源の光軸上に直交して配置され、
該第一のレーザー光源の光軸に沿って該第一のレーザー
光源に向けて光を反射して送り返す全反射鏡と、 入射光の一部を反射する第一のビーム分割器であって、
第一のレーザー光源の光軸と第二のレーザー光源の光軸
との交点に配置され、該第一のレーザー光源の光軸およ
び第二のレーザー光源の光軸に関してある角度をもって
配置されて第一のレーザー光源からのコヒーレント光を
結合された出力ビームの中へ反射させるとともに、全反
射鏡から受光されるコヒーレント光を第二のレーザー光
源の中へ反射させる第一のビーム分割器とを備えたレー
ザービーム結合装置。 - 【請求項７】 結合された出力ビームとしてのコヒーレ
ント光を受光して該出力ビームをさらに増幅すべく配置
された複数のレーザー光源をさらに備えた請求項６に記
載のレーザービーム結合装置。 - 【請求項８】 前記第二のレーザー光源と前記第二の反
射鏡との間に該第二のレーザー光源の光軸に沿って配置
された第三のレーザー光源をさらに備えた請求項６に記
載のレーザービーム結合装置。 - 【請求項９】 結合された出力ビームとしてのコヒーレ
ント光を受光して該出力ビームをさらに増幅すべく配置
された複数のレーザー光源をさらに備えた請求項８に記
載のレーザービーム結合装置。 - 【請求項１０】 第四、第五、および第六のレーザー光
源が、結合された出力ビームとしてのコヒーレント光を
受光してさらに該出力ビームを増幅すべく第二のレーザ
ー光源の光軸に沿って配置され、前記第四のレーザー光
源は前記第二および第三のレーザー光源の出力をそれぞ
れ増幅し、前記第五のレーザー光源は前記第一および第
二のレーザー光源の出力をそれぞれ増幅し、前記第六の
レーザー光源は前記第一および第三のレーザー光源の出
力をそれぞれ増幅する請求項９に記載のレーザービーム
結合装置。 - 【請求項１１】 複数のレーザービームを一つの共通出
力光軸に沿った方向に向けさせるレーザービーム結合装
置であって、 コヒーレント光を増幅するための光軸を有するとともに
パルスモードで動作する第一のレーザー光源と、 該第一のレーザー光源の光軸に直交して配置された第一
の反射鏡と、 パルスモードで動作するとともに前記共通出力光軸と一
致する光軸を有する第二のレーザー光源であって、前記
第一のレーザー光源のコヒーレント光増幅パルスが発生
する前または後にコヒーレント光増幅パルスを発生する
コヒーレント光増幅用の第二のレーザー光源と、 該第二のレーザー光源の光軸および前記共通出力光軸に
直交して配置された第二の反射鏡と、 前記第一のレーザー光源から受光されるコヒーレント光
を反射すべく配置された全反射鏡と、 前記第一のレーザー光源と前記全反射鏡との間に前記第
二のレーザー光源の光軸に沿って配置されたビーム分割
器であって、前記第一のレーザー光源からのコヒーレン
ト光を前記共通出力光軸に沿って反射するとともに、前
記全反射鏡から受光されるコヒーレント光を前記第二の
レーザー光源の中へ反射するビーム分割器とを備えたレ
ーザービーム結合装置。 - 【請求項１２】 前記共通出力光軸に沿った方向に向け
られたコヒーレント光を受光すべく配置されて該コヒー
レント光をさらに増幅する複数のレーザー光源をさらに
備えた請求項１１に記載のレーザービーム結合装置。 - 【請求項１３】 前記第二のレーザー光源と前記第二の
反射鏡との間に該第二のレーザー光源の光軸に沿って配
置された第三のレーザー光源であって、パルスモードで
動作し前記共通出力光軸と一致する光軸を有するととも
に、前記第一のレーザー光源と前記第二のレーザー光源
のいずれかのコヒーレント光増幅パルスと同期してコヒ
ーレント光増幅パルスを発生する第三のレーザー光源を
さらに備えた請求項１１に記載のレーザービーム結合装
置。 - 【請求項１４】 コヒーレント光を受光すべく前記共通
出力光軸に沿って配置されて該コヒーレント光をさらに
増幅する複数のレーザー光源をさらに備えた請求項１１
に記載のレーザービーム結合装置。 - 【請求項１５】 第四、第五、および第六のレーザー光
源がコヒーレント光を受光すべく前記共通出力光軸に沿
って配置され、前記第四のレーザー光源は前記第二およ
び第三のレーザー光源の出力をそれぞれ増幅し、前記第
五のレーザー光源は前記第一および第二のレーザー光源
の出力をそれぞれ増幅し、前記第六のレーザー光源は前
記第一および第三のレーザー光源の出力をそれぞれ増幅
する請求項１４に記載のレーザービーム結合装置。 - 【請求項１６】 前記ビーム分割器と前記全反射鏡との
間に配置された第三のレーザー光源をさらに備えた請求
項１１に記載のレーザービーム結合装置。
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