JPH06188491A - レーザ装置 - Google Patents

レーザ装置

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JPH06188491A
JPH06188491A JP5089455A JP8945593A JPH06188491A JP H06188491 A JPH06188491 A JP H06188491A JP 5089455 A JP5089455 A JP 5089455A JP 8945593 A JP8945593 A JP 8945593A JP H06188491 A JPH06188491 A JP H06188491A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来不可能であった共振器構成より決まるビ
ーム径以上の大断面積、高出力、そして高品質なシング
ルモードを安定に取り出すことができるレーザ装置を得
る。 【構成】 結合ミラー２に部分反射膜１１ｃと無反射膜
１２ａ、ｂを設ける。部分反射膜１１ｃによりモード選
択を行う。部分反射膜１１ｃと無反射膜１２ａ、ｂの膜
構成の違いにより生じたレーザビーム７の位相差を、結
合ミラー２に設けた位相差補償手段により補償する。開
口３の直径は部分反射膜１１ｃの直径の４倍以下にす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザ媒質を介して
発生したレーザビームを安定型共振器から出射するレー
ザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１２１は、例えば特開平１−１５２７
７７号公報に示された従来のレーザ装置を示す構成図で
ある。図において、１は凹面状の、例えばＣｕよりなる
全反射ミラー１、２は全反射ミラーで対向配置された例
えばＺｎＳｅよりなる結合ミラー、１１ａは結合ミラー
２の全反射ミラー１と対向する面に設けられた部分反射
膜、１１ｂは部分反射膜１１ａの周囲に設けられた部分
反射膜１１ａの反射率より低い部分反射率を持つ部分反
射膜、１２は結合ミラー２の部分反射膜１１ａ、１１ｂ
が設けられたのとは反対の面に設けられた無反射膜であ
る。３は安定型共振器内の全反射ミラー１と結合ミラー
２の手前にそれぞれ設けられた開口、４はレーザ媒質
で、例えばＣＯ2 レーザ等のガスレーザの場合、放電な
どにより励起されたガス媒質、ＹＡＧレーザ等の固体レ
ーザの場合、フラッシュランプ等により励起された固体
媒質である。５は周囲を覆う箱体、６はミラー１、２よ
り構成される安定型共振器の内部に発生するレーザビー
ム、７は結合ミラー２により発振器外部に取り出される
レーザビームである。
【０００３】次に動作について説明する。ミラー１、２
は安定型共振器を構成しており、レーザビーム６はミラ
ー１、２の間を往復するうちにレーザ媒質４により増幅
されるとともに、レーザビーム６の一部が結合ミラー２
に設けられた部分反射膜１１ａ、ｂを介し、無反射膜１
２を通って発振器外部にレーザビーム７として取り出さ
れる。取り出されたレーザビーム７はレンズ等により集
光した場合、中高の集光ビーム（すなわち、中央部に著
しく高い強度分布を持つレーザビーム）となり、鉄板等
の切断、溶接等を行うことができる。
【０００４】ところで、レーザビームの出力とともにレ
ーザビームのモードは重要な要素であり、レーザビーム
のモードは共振器を構成する全反射ミラー１、結合ミラ
ー２、共振器長又は共振器内に設置された開口部の直径
と共振器長によって選択される。そして、例えば、ＣＯ
2 レーザ加工機の場合、鉄板等の切断にＴＥＭ（Ｔｒａ
ｎｓｖｅｒｓｅ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍａｇｎｅｔｉｃ）
00モードやＴＥＭo1 *モードが一般に使用される。ここ
でＴＥＭは伝搬方向に垂直に電磁界から光波を示し、00
又は01は横方向モード数を示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ装置は以
上のように構成されているので、図１２１に示すレーザ
装置の安定型共振器では、開口３は単にレーザビーム６
の外径を規定するためだけで、モードの選択は行わな
い。また、部分反射膜１１ａ、１１ｂも単にレーザビー
ム６の一部を透過させ、レーザビーム７が中詰まり（す
なわち、均一強度分布のレーザビーム）になるように作
用するのみである。従って、このような構成ではモード
の選択が厳密に行われておらず、ビーム品質の悪いマル
チモードで発振してしまうという問題点があった。
【０００６】また、一般に使用されている図１２２に示
すレーザ装置の場合、安定型共振器内の開口３はモード
の選択を行い、ビーム品質の良いＴＥＭ00モードを発生
させることができるが、同時に励起空間を制限するの
で、レーザ出力が制限されるという問題点があった。レ
ーザ出力の増大を図るためには投入電力、すなわちレー
ザ利得を増大させればよいが、開口３の大きさが決まっ
ているため、レーザ利得の増大は結合ミラー２の部分反
射膜１１へ入射するレーザビーム強度の増大につなが
る。一方、結合ミラー２からレーザビームを取り出す際
の出力の上限は、反射２の耐光強度によって決定され
る。例えば、ＴＥＭ00モードで発振させた場合、安定し
て取り出すことができるレーザビーム７の出力は、最大
２ｋＷ以下である。２ｋＷ以上のレーザビームをＴＥＭ
00モードで発振させ安定して取り出そうとすると、結合
ミラーの耐光強度の問題から技術的に困難な場合が多
く、現在、レーザ加工機として市場にでているものも４
ｋＷが最大であり、これも結合ミラーにかなりの工夫を
施しているのが実情である。
【０００７】請求項１から請求項７１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、レーザ装
置の共振器から出力されるレーザビームの直径を大きく
することによりレーザ出力の増大を図ることができ、更
に、共振器を構成するミラーの強度を向上させることな
く数ｋＷの大容量のレーザビームを安定的に取り出すこ
とができ、さらに、レーザ装置をレーザ加工機に使用し
た場合に、一般に切断等に使用されるＴＥＭ00モードや
ＴＥＭ01 * モード発振のレーザビームにおいても数ｋＷ
以上な安定的にレーザビームを取り出すことができるレ
ーザ装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るレ
ーザ装置は、中央に部分反射部を備えると共に部分反射
部の周囲に無反射部を備えた結合ミラーと、結合ミラー
と対向して設けられた全反射ミラーとから成る安定型共
振器と、安定型共振器内に設けられたレーザ媒質と、を
有するものである。
【０００９】請求項２の発明に係るレーザ装置は、請求
項１と同様に構成されていて、レーザ媒質を介して発生
したレーザビームを、結合ミラーの部分反射部が直径寸
法に基づいてモード選択して、結合ミラーから出射する
ものである。
【００１０】請求項３の発明に係るレーザ装置は、結合
ミラーの曲率半径をＲ1 、全反射ミラーの曲率半径をＲ
2 、安定型共振器の長さをＬと設定すると、０＜（１−
Ｌ／Ｒ1 ）（１−Ｌ／Ｒ2 ）＜１の関係を満足するもの
である。
【００１１】請求項４の発明に係るレーザ装置は、全反
射ミラーを強度反射率が９９％の部分反射ミラーと取り
替えて、部分反射ミラーを介して安定型共振器内のレー
ザビームを１％出射させるものである。
【００１２】請求項５の発明に係るレーザ装置は、結合
ミラーと結合ミラーと対向して設けられた全反射ミラー
の少なくとも一方のミラーにミラー角度調節機構を備え
たものである。
【００１３】請求項６の発明に係るレーザ装置は、結合
ミラーと対向して設けられた全反射ミラーに曲率可変機
構を有したミラーを用いたものである。
【００１４】請求項７の発明に係るレーザ装置は、レー
ザビームの品質を良くするため、結合ミラーの部分反射
部及び無反射部から安定型共振器外に出射されたそれぞ
れのレーザビームの位相差が２πの整数倍になるように
結合ミラーに位相差補償手段を設けたものである。
【００１５】請求項８の発明に係るレーザ装置は、レー
ザビームの品質を制御するため、結合ミラーの部分反射
部及び無反射部から安定型共振器外に出射されたそれぞ
れのレーザビームの位相差を制御する位相差制御手段を
結合ミラーに設けたものである。
【００１６】請求項９の発明に係るレーザ装置は、レー
ザビームの品質を良くするため、結合ミラーの部分反射
部及び無反射部から安定型共振器外に出射されたそれぞ
れのレーザビームの位相差が２πの整数倍になるように
全反射ミラーに位相差補償手段を設けたものである。
【００１７】請求項１０の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザビームの品質を制御するため、結合ミラーの部分反
射部及び無反射部から安定型共振器外に出射されたそれ
ぞれのレーザビームの位相差を制御する位相差制御手段
を全反射ミラーに設けたものである。
【００１８】請求項１１の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザビームの品質を良くするため、結合ミラーの部分反
射部及び無反射部から安定型共振器外に出射されたそれ
ぞれのレーザビームの位相差が２πの整数倍になるよう
に安定型共振器の外部に位相差補償手段を設けたもので
ある。
【００１９】請求項１２の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザビームの品質を制御するため、結合ミラーの部分反
射部及び無反射部から安定型共振器外に出射されたそれ
ぞれのレーザビームの位相差を制御する位相差制御手段
を安定型共振器の外部に設けたものである。
【００２０】請求項１３の発明に係るレーザ装置は、出
射するレーザビームの品質を保つために、安定型共振器
を構成する結合ミラー及び全反射ミラーの少なくとも一
方に導かれる安定型共振器内のレーザビームの直径を規
定する開口孔を設け、開口孔の直径を結合ミラーに設け
られた部分反射部の直径の４倍以下に設定したものであ
る。
【００２１】請求項１４の発明に係るレーザ装置は、結
合ミラーをリング形状のミラー基板とリング形状のミラ
ーとはめあい可能なミラー基板とから構成し、リング形
状のミラーの両面に無反射膜を施し、はめあい可能なミ
ラーの共振器対向面には部分反射膜を、安定型共振器対
向面のもう一方の面には無反射膜を施したものである。
【００２２】請求項１５の発明に係るレーザ装置は、結
合ミラーの部分反射部を強度反射率の異なる複数の反射
膜より構成し、部分反射部の強度反射率が段階的に変化
するように反射膜を施したものである。
【００２３】請求項１６の発明に係るレーザ装置は、結
合ミラーの部分反射部にこの部分反射部と異なる強度反
射率のリング状の部分反射膜又はリング状の全反射膜を
設けたものである。
【００２４】請求項１７の発明に係るレーザ装置は、結
合ミラーの中央部に金属薄膜を設けて部分反射部とし、
金属薄膜を周囲の無反射膜を設けたものである。
【００２５】請求項１８の発明に係るレーザ装置は、結
合ミラーの部分反射部をリング状の部分反射膜により構
成したものである。
【００２６】請求項１９の発明に係るレーザ装置は、結
合ミラーの部分反射部を複数のリング状の部分反射膜又
は全反射膜で形成されたものである。
【００２７】請求項２０の発明に係るレーザ装置は、結
合ミラーの直径寸法をＴＥＭ00モード発振の場合より大
きく設定して大断面積の低次マルチモードを発振させる
ものである。
【００２８】請求項２１の発明に係るレーザ装置は、結
合ミラーの共振器対向面側に施されている部分反射部と
無反射部の境界面が結合ミラーの面に対して傾斜角度を
もって施す、もしくは曲線状に施したものである。
【００２９】請求項２２の発明に係るレーザ装置は、結
合ミラーの共振器対向面側に施されている部分反射部の
外周部分が円以外の幾何的な形状で形成されているもの
である。
【００３０】請求項２３の発明に係るレーザ装置は、結
合ミラーの外周に施された無反射部の強度反射率を５％
以内に設定したものである。
【００３１】請求項２４の発明に係るレーザ装置は、結
合ミラーの共振器対向面の曲率半径ともう一方の面の曲
率半径を異なるように構成したものである。
【００３２】請求項２５の発明に係るレーザ装置は、中
央に全反射部を備えると共に全反射部の周囲に部分反射
部を備えた反射ミラーと、反射ミラーと対向配置された
結合ミラーとから構成された安定型共振器を備えたもの
である。
【００３３】請求項２６の発明に係るレーザ装置は、安
定型共振器を構成する結合ミラーと部分反射ミラーと部
分反射ミラーの後方に配置された全反射ミラーを有し、
全反射ミラーの直径と結合ミラーの部分反射部の直径に
より安定型共振器内で発生するモードを選択するもので
ある。
【００３４】請求項２７の発明に係るレーザ装置は、中
央に全反射部を備えると共に全反射部の周囲に部分反射
部を備えた反射ミラーと、反射ミラーと対向して設けら
れ、部分反射部が備えられた全結合ミラーとから成る安
定型共振器と、安定型共振器内に設けられたレーザ媒質
とを有するものである。
【００３５】請求項２８の発明に係るレーザ装置は、請
求項２７と同様に構成され、レーザ媒質を介して発生し
たレーザビームを反射ミラーの全反射部が直径寸法に基
づいてモード選択して、結合ミラーから出射するもので
ある。
【００３６】請求項２９の発明に係るレーザ装置は、反
射ミラーと結合ミラーの少なくとも一方のミラーにミラ
ー角度調節機構を備えたものである。
【００３７】請求項３０の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザビームの品質を良くするために、反射ミラーの全反
射部及び部分反射部で反射されたレーザビームのそれぞ
れの位相差が２πの整数倍になるように反射ミラーに位
相差補償手段を設けたものである。
【００３８】請求項３１の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザビームの品質を制御するために、反射ミラーの全反
射部及び部分反射部で反射されたレーザビームのそれぞ
れの位相差を制御する位相差制御手段を反射ミラーに設
けたものである。
【００３９】請求項３２の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザビームの品質を良くするために、反射ミラーの全反
射部及び部分反射部で反射されたレーザビームのそれぞ
れの位相差が２πの整数倍になるように全結合ミラーに
位相差補償手段を設けたものである。
【００４０】請求項３３の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザビームの品質を制御するために、反射ミラーの全反
射部及び部分反射部で反射されたレーザビームのそれぞ
れの位相差を制御する位相差制御手段を全結合ミラーに
設けたものである。
【００４１】請求項３４の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザビームの品質を良くするために、反射ミラーの全反
射部及び部分反射部で反射されたレーザビームのそれぞ
れの位相差が２πの整数倍になるように安定型共振器の
外部に位相差補償手段を設けたものである。
【００４２】請求項３５の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザビームの品質を制御するために、反射ミラーの全反
射部及び部分反射部で反射されたレーザビームのそれぞ
れの位相差を制御する位相差制御手段を安定型共振器の
外部に設けたものである。
【００４３】請求項３６の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザビームの品質を保つために、安定型共振器を構成す
る全結合ミラー及び反射ミラーの少なくとも一方に導か
れる安定型共振器内のレーザビームの直径を規定する開
口孔を設け、開口孔の直径を反射ミラーに設けられた全
反射部の直径の４倍以下に設定したものである。
【００４４】請求項３７の発明に係るレーザ装置は、安
定型共振器を構成する互いに対向配置された結合ミラー
と部分反射ミラーと部分反射ミラーの後方に全反射ミラ
ーを配置したものである。
【００４５】請求項３８の発明に係るレーザ装置は、請
求項３７と同様に構成され、全反射ミラーの直径により
安定型共振器内で発生するモードを選択するものであ
る。
【００４６】請求項３９の発明に係るレーザ装置は、全
反射ミラーと結合ミラーの少なくとも一方のミラーにミ
ラー角度調節機構を備えたものである。
【００４７】請求項４０の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザビームの品質を良くするために、部分反射ミラー及
び部分反射ミラーの後方に配置された全反射ミラーで反
射されたレーザビームのそれぞれの位相差が２πの整数
倍になるように部分反射ミラーに位相差補償手段を設け
たものである。
【００４８】請求項４１の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザビームの品質を制御するために、部分反射ミラー及
び部分反射ミラーの後方に配置された全反射ミラーで反
射されたレーザビームのそれぞれの位相差を制御する位
相差制御手段を部分反射ミラーに設けたものである。
【００４９】請求項４２の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザビームの品質を良くするために、部分反射ミラー及
び部分反射ミラーの後方に配置された全反射ミラーで反
射されたレーザビームのそれぞれの位相差が２πの整数
倍になるように結合ミラーに位相差補償手段を設けたも
のである。
【００５０】請求項４３の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザビームの品質を制御するために、部分反射ミラー及
び部分反射ミラーの後方に配置された全反射ミラーで反
射されたレーザビームのそれぞれの位相差を制御する位
相差制御手段を結合ミラーに設けたものである。
【００５１】請求項４４の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザビームの品質を良くするために、部分反射ミラー及
び部分反射ミラーの後方に配置された全反射ミラーで反
射されたレーザビームのそれぞれの位相差が２πの整数
倍になるように安定型共振器の外部に位相差補償手段を
設けたものである。
【００５２】請求項４５の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザビームの品質を制御するために、部分反射ミラー及
び部分反射ミラーの後方に配置された全反射ミラーで反
射されたレーザビームのそれぞれの位相差を制御する位
相差制御手段を安定型共振器の外部に設けたものであ
る。
【００５３】請求項４６の発明に係るレーザ装置は、出
射するレーザビームの品質を保つために、安定型共振器
を構成する部分反射ミラーと結合ミラーの少なくとも一
方に導かれる安定型共振器内のレーザビームの直径を規
定する開口孔を設け、開口孔の直径を全反射ミラーの直
径の４倍以下に設定したものである。
【００５４】請求項４７の発明に係るレーザ装置は、安
定型共振器を構成する部分反射ミラーと共振器を構成す
るもう一方のミラーとを有し、安定型共振器内にリング
形状のミラーを挿入したものである。
【００５５】請求項４８の発明に係るレーザ装置は、請
求項４７と同様に構成されていて、リング形状のミラー
の内径により安定型共振器内で発生するモードを選択す
るものである。
【００５６】請求項４９の発明に係るレーザ装置は、結
合ミラーと共振器を構成するもう一方のミラーの少なく
とも一方のミラーにミラー角度調節機構を備えたもので
ある。
【００５７】請求項５０の発明に係るレーザ装置は、結
合ミラーと共振器を構成するもう一方のミラーに曲率可
変機構を有したミラーを用いたものである。
【００５８】請求項５１の発明に係るレーザ装置は、出
射するレーザビームの品質を保つために、安定型共振器
を構成する結合ミラーともう一方のミラーの少なくとも
一方に導かれる安定型共振器のレーザビームの直径を規
定する開口孔を設け、開口孔の直径を、リング形状のミ
ラーの内直径の４倍以下に設定したものである。
【００５９】請求項５２の発明に係るレーザ装置は、中
央部と外周部との曲率半径が異なる部分反射部を有する
結合ミラーと、結合ミラーの中央部と安定型共振器を構
成する全反射ミラーと、を備え、結合ミラーの中央部で
安定型共振器内で発生するモードを選択するものであ
る。
【００６０】請求項５３の発明に係るレーザ装置は、中
央部と外周部との曲率半径が異なる全反射ミラーと全反
射ミラーの中央部と安定型共振器を構成する部分反射部
を有する結合ミラーと、を備え、全反射ミラーの中央部
で安定型共振器内で発生するモードを選択したものであ
る。
【００６１】請求項５４の発明に係るレーザ装置は、中
央部と外周部との曲率半径が異なる部分反射部を有する
結合ミラーと全反射ミラーを備え、結合ミラーの中央部
と全反射ミラーの中央部とで安定型共振器を構成し、結
合ミラーの中央部と全反射ミラーの中央部で安定型共振
器内で発生するモードを選択したものである。
【００６２】請求項５５の発明に係るレーザ装置は、安
定型共振器を構成するミラーの少なくとも一方のミラー
にミラー角度調節機構を備えたものである。
【００６３】請求項５６の発明に係るレーザ装置は、出
射するレーザビームの品質を保つために、安定型共振器
を構成するミラーの少なくとも一方に導かれる安定型共
振器のレーザビームの直径を規定する開口孔を設け、開
口孔の直径を、開口の近傍に存在するミラーの中央部の
直径の４倍以下に設定したものである。
【００６４】請求項５７の発明に係るレーザ装置は、こ
の発明のレーザ装置に含まれた安定型共振器をレーザビ
ーム発振段として使用し、レーザビーム発振段から出射
されたレーザビームはレーザビーム増幅段で増幅される
ものである。
【００６５】請求項５８の発明に係るレーザ装置は、複
数段設けられたレーザビーム増幅段にレーザビームを出
射するレーザビーム発振段に使用されるものである。
【００６６】請求項５９の発明に係るレーザ装置は、こ
の発明のレーザ装置を含んだ放電励起のガスレーザ装置
において、共振器対向面ともう一方の面にある傾斜角度
を持たせ、非平行になるように構成された安定型共振器
を構成する結合ミラーの傾斜角度の存在する面と安定型
共振器内に互いに対向して設置された放電電極の断面と
が異なるように配置したものである。
【００６７】請求項６０の発明に係るレーザ装置は、こ
の発明のレーザ装置を含んだ放電励起のガスレーザ装置
において、レーザ装置内に二組以上の放電電極を設け、
ある一組の放電電極が別の一組の放電電極に対して互い
に９０度回転した配置にしたものである。
【００６８】請求項６１の発明に係るレーザ装置は、こ
の発明をガス流方向と光軸が直交するガスレーザ装置に
用いたものである。
【００６９】請求項６２の発明に係るレーザ装置は、放
電励起部のガス下流端とレーザビーム下流端がほぼ一致
するように設定したものである。
【００７０】請求項６３の発明に係るレーザ装置は、共
振器内でガス流を反転したものである。
【００７１】請求項６４の発明に係るレーザ装置は、ガ
ス流方向にビームをコの字型に折返したものである。
【００７２】請求項６５の発明に係るレーザ加工装置
は、この発明のレーザ装置から発生されるレーザビーム
を伝送し、被加工物に照射するように構成したものであ
る。
【００７３】請求項６６の発明に係るレーザ装置は、放
電励起のガスレーザ装置に使用されるものである。
【００７４】請求項６７の発明に係るレーザ装置は、放
電励起のＣＯ2 レーザ装置に使用されるものである。
【００７５】請求項６８の発明に係るレーザ装置は、金
属蒸気レーザ装置に使用されるものである。
【００７６】請求項６９の発明に係るレーザ装置は、固
体レーザ装置に使用されるものである。
【００７７】請求項７０の発明に係るレーザ装置は、固
体レーザ装置に使用され、かつ、安定型共振器内に少な
くとも、Ｑスイッチ素子及び波長変換素子のいずれか一
方を設けたものである。
【００７８】請求項７１の発明に係るレーザ装置は、半
導体レーザ装置に使用されるものである。
【００７９】
【作用】請求項１の発明におけるレーザ装置は、結合ミ
ラーの部分反射部が直径寸法に基づいて、モードの選択
を行なう点で、従来のレーザ装置の安定型共振器の開口
孔と同様の作用をおこなう。しかしながら、この発明に
おける結合ミラーの部分反射部は従来のレーザ装置の開
口孔と異なりレーザ励起空間を規制しない。従って、従
来の共振器では除去されていた高いレーザ利得の部分を
有効に使用することができる。
【００８０】請求項２の発明におけるレーザ装置は、請
求項１と同様に結合ミラーの部分反射部が直径寸法に基
づいてレーザ励起空間を規制せずにモードの選択を行な
うので、高いレーザ利得の部分を有効に使用することが
できる。
【００８１】請求項３の発明におけるレーザ装置は、結
合ミラー及び全反射ミラーの各々の曲率半径をＲ1 、Ｒ
2 と設定し、かつ安定型共振器の長さをＬと設定する
と、０＜（１−Ｌ／Ｒ1 ）（１−Ｌ／Ｒ2 ）＜１の関係
を満足する範囲で、結合ミラー及び全反射ミラーの曲率
形状を凹型又は凸型のいずれかに選択することができ
る。
【００８２】請求項４の発明におけるレーザ装置は、全
反射ミラーを強度反射率が９９％の部分反射ミラーと取
り替えた。従って、この部分反射ミラーを介して安定型
共振器内のレーザビームを１％出射させることができ
る。
【００８３】請求項５の発明におけるレーザ装置は、結
合ミラーと結合ミラーと対向して設けられた全反射ミラ
ーの少なくとも一方のミラーにミラー角度調節機構を備
えた。従って、安定型共振器から出射されたレーザビー
ムの出射位置と方向のずれを補正することが可能とな
る。
【００８４】請求項６の発明におけるレーザ装置は、結
合ミラーと対向して設けられた全反射ミラーに曲率可変
機構を有したミラーを使用した。従って、全反射ミラー
の曲率半径を変化させることが可能となるので、共振器
内で発振するレーザビームのモードを自由に選択するこ
とができる。
【００８５】請求項７の発明におけるレーザ装置は、結
合ミラーの部分反射部及び無反射部から安定型共振器外
に出射されたそれぞれのレーザビームの位相差が２πの
整数倍になるように結合ミラーに位相差補償手段を設け
た。従って、安定型共振器外に出射されたそれぞれのレ
ーザビームの位相差が補償されるので、レーザビームの
品質の向上を図ることができる。
【００８６】請求項８の発明におけるレーザ装置は、結
合ミラーの部分反射部及び無反射部から安定型共振器外
に出射されたそれぞれのレーザビームの位相差を制御す
る位相差制御手段を結合ミラーに設けた。従って、安定
型共振器外に出射されたそれぞれのレーザビームの位相
差が制御されるので、レーザビームの品質を制御するこ
とができる。
【００８７】請求項９の発明におけるレーザ装置は、結
合ミラーの部分反射部及び無反射部から安定型共振器外
に出射されたそれぞれのレーザビームの位相差が２πの
整数倍になるように全反射ミラーに位相差補償手段を設
けた。従って、安定型共振器外に出射されたそれぞれの
レーザビームの位相差が補償されるので、レーザビーム
の品質の向上を図ることができる。
【００８８】請求項１０の発明におけるレーザ装置は、
結合ミラーの部分反射部及び無反射部から安定型共振器
外に出射されたそれぞれのレーザビームの位相差を制御
する位相差制御手段を全反射ミラーに設けた。従って、
安定型共振器外に出射されたそれぞれのレーザビームの
位相差が制御されるので、レーザビームの品質を制御す
ることができる。
【００８９】請求項１１の発明におけるレーザ装置は、
結合ミラーの部分反射部及び無反射部から安定型共振器
外に出射されたそれぞれのレーザビームの位相差が２π
の整数倍になるように安定型共振器の外部に位相差補償
手段を設けた。従って、安定型共振器外に出射されたそ
れぞれのレーザビームの位相差が補償されるので、レー
ザビームの品質の向上を図ることができる。
【００９０】請求項１２の発明におけるレーザ装置は、
結合ミラーの部分反射部及び無反射部から安定型共振器
外に出射されたそれぞれのレーザビームの位相差を制御
する位相差制御手段を安定型共振器の外部に設けた。従
って、安定型共振器外に出射されたそれぞれのレーザビ
ームの位相差が制御されるので、レーザビームの品質を
制御することができる。
【００９１】請求項１３の発明におけるレーザ装置は、
安定型共振器を構成する結合ミラー及び全反射ミラーの
少なくとも一方に導かれる安定型共振器内のレーザビー
ムの直径を規定する開口孔を設け、開口孔の直径を結合
ミラーに設けられた部分反射部の直径の４倍以下に規制
した。これにより、安定型共振器から出射されたレーザ
ビームの品質を保つことができる。
【００９２】請求項１４の発明におけるレーザ装置は、
結合ミラーをリング形状のミラー基板とリング形状のミ
ラーとはめあい可能なミラー基板とから構成し、リング
形状のミラーの両面に無反射膜を設け、はめあい可能な
ミラー基板の全反射ミラーと対向する面に部分反射膜を
設け、その反対側の面に無反射膜を設けた。従って、異
なる部分反射率を有する部分反射膜が施されたミラー基
板を数種類用意しておくだけで、異なる部分反射率を有
した共振器を容易に構成できる。また、リング形状のミ
ラー基板とはめあい可能なミラー基板の相対的な厚みを
調節することにより、リング形状のミラー基板から出射
されるレーザビームの位相とはめあい可能なミラー基板
から出射されるレーザビームの位相の間の位相差を制御
することができる。
【００９３】請求項１５の発明におけるレーザ装置は、
結合ミラーの部分反射部を強度反射率の異なる複数の反
射膜で形成して、部分反射部の強度反射率を段階的に変
化させるようにした。従って、発振するレーザビームの
モード体積を大きくすることができるので、レーザ出力
の向上が図れる。
【００９４】請求項１６の発明におけるレーザ装置は、
請求項１５と同様に発振するレーザビームのモード体積
を大きくすることができるので、レーザ出力の向上が図
れる。
【００９５】請求項１７の発明におけるレーザ装置は、
結合ミラーの中央部に金属薄膜を設けて部分反射部と
し、金属薄膜の周囲に無反射膜を設けた。従って、金属
薄膜を透過するレーザビームの位相と無反射膜を透過す
るレーザビームの位相との位相差がほとんどないので、
位相を補正する手段を用いる必要がない。
【００９６】請求項１８の発明におけるレーザ装置は、
結合ミラーの部分反射部を同心のリング状の部分反射膜
により構成した。従って、安定型共振器内で大断面積の
低次マルチモードを発振させることが可能となる。
【００９７】請求項１９の発明におけるレーザ装置は、
結合ミラーの部分反射部を同軸上に設けられた複数のリ
ング状の部分反射膜又は全反射膜で形成した。従って、
安定型共振器内で大断面積の低次マルチモードを発振さ
せることが可能となる。
【００９８】請求項２０の発明におけるレーザ装置は、
結合ミラーの直径寸法を大きく設定したので、大断面積
の低次マルチモードを発振することができる。
【００９９】請求項２１の発明におけるレーザ装置は、
結合ミラーの共振器対向面側に施されている部分反射部
と無反射部の境界面が結合ミラーの軸線に対して傾斜状
に、又は曲線状に形成されている。従って、発振するレ
ーザビームのモード体積を大きくすることができるの
で、レーザ出力の向上が図れる。
【０１００】請求項２２の発明におけるレーザ装置は、
結合ミラーの共振器対向面側に施されている部分反射部
の外周部分が円以外の幾何的な形状に形成されている。
従って、発振するレーザビームのモード体積を大きくす
ることができるので、レーザ出力の向上が図れる。
【０１０１】請求項２３の発明におけるレーザ装置は、
結合ミラーの外周に施された無反射部の強度反射率を５
％以内に設定した。従って、安定型共振器から出射され
るレーザビームの品質を常に良い状態に保ち続けること
が可能となる。
【０１０２】請求項２４の発明におけるレーザ装置は、
結合ミラーの全反射ミラーと対向する面の曲率半径と反
対側の面の曲率半径を異なるように形成した。従って、
結合ミラーは新たにレンズの作用をも併せ持つことが可
能となるため、結合ミラーから出射されるレーザビーム
の曲率半径を自由に設定することができる。
【０１０３】請求項２５の発明におけるレーザ装置は、
全反射ミラーの直径と結合ミラーの部分反射部の直径寸
法に基づいて、モードの選択を行なう点で、従来のレー
ザ装置の安定型共振器の開口孔と同様の作用をおこな
う。しかしながら、この発明におけるレーザ装置の場
合、全反射ミラーの直径と結合ミラーの部分反射部は、
従来のレーザ装置の開口孔と異なりレーザ励起空間を規
制しない。
【０１０４】請求項２６の発明におけるレーザ装置は、
請求項２５と同様にレーザ励起空間を規制せずに、モー
ドを選択することができる。
【０１０５】請求項２７の発明におけるレーザ装置は、
反射ミラーの全反射部が直径寸法に基づいて、モードの
選択を行なう点で、従来のレーザ装置の安定型共振器の
開口孔と同様の作用をおこなう。しかしながら、この発
明におけるレーザ装置の場合、反射ミラーの全反射部
は、従来のレーザ装置の開口孔と異なりレーザ励起空間
を規制しない。従って、従来の共振器では除去されてい
た高いレーザ利得の部分を有効に使用することができ
る。
【０１０６】請求項２８の発明におけるレーザ装置は、
請求項２６と同様に全反射ミラーの全反射部が直径寸法
に基づいてレーザ励起空間を規制せずにモードの選択を
行なうので、高いレーザ利得の部分を有効に使用するこ
とができる。
【０１０７】請求項２９の発明におけるレーザ装置は、
反射ミラーと全結合ミラーの少なくとも一方のミラーに
ミラー角度調節機構を備えた。従って、安定型共振器か
ら出射されたレーザビームの出射位置と方向のずれを補
正することが可能となる。
【０１０８】請求項３０の発明におけるレーザ装置は、
反射ミラーの全反射部及び部分反射部で反射されたレー
ザビームのそれぞれの位相差が２πの整数倍になるよう
に反射ミラーに位相差補償手段を設けた。従って、安定
型共振器外に出射されたそれぞれのレーザビームの位相
差が補償されるので、レーザビームの品質の向上を図る
ことができる。
【０１０９】請求項３１の発明におけるレーザ装置は、
反射ミラーの全反射部及び部分反射部で反射されたレー
ザビームのそれぞれの位相差を制御する位相差制御手段
を反射ミラーに設けた。従って、安定型共振器外に出射
されたそれぞれのレーザビームの位相差が制御されるの
で、レーザビームの品質を制御することができる。
【０１１０】請求項３２の発明におけるレーザ装置は、
反射ミラーの全反射部及び部分反射部で反射されたレー
ザビームのそれぞれの位相差が２πの整数倍になるよう
に全結合ミラーに位相差補償手段を設けた。従って、安
定型共振器外に出射されたそれぞれのレーザビームの位
相差が補償されるので、レーザビームの品質の向上を図
ることができる。
【０１１１】請求項３３の発明におけるレーザ装置は、
反射ミラーの全反射部及び部分反射部で反射されたレー
ザビームのそれぞれの位相差を制御する位相差制御手段
を全結合ミラーに設けた。従って、安定型共振器外に出
射されたそれぞれのレーザビームの位相差が制御される
ので、レーザビームの品質を制御することができる。
【０１１２】請求項３４の発明におけるレーザ装置は、
反射ミラーの全反射部及び部分反射部で反射されたレー
ザビームのそれぞれの位相差が２πの整数倍になるよう
に安定型共振器の外部に位相差補償手段を設けた。従っ
て、安定型共振器外に出射されたそれぞれのレーザビー
ムの位相差が補償されるので、レーザビームの品質の向
上を図ることができる。
【０１１３】請求項３５の発明におけるレーザ装置は、
反射ミラーの全反射部及び部分反射部で反射されたレー
ザビームのそれぞれの位相差を制御する位相差制御手段
を安定型共振器の外部に設けた。従って、安定型共振器
外に出射されたそれぞれのレーザビームの位相差が制御
されるので、レーザビームの品質を制御することができ
る。
【０１１４】請求項３６の発明におけるレーザ装置は、
安定型共振器を構成する結合ミラー及び反射ミラーの少
なくとも一方に導かれる安定型共振器内のレーザビーム
の直径を規定する開口孔を設け、開口孔の直径を反射ミ
ラーに設けられた全反射部の直径の４倍以下に規制し
た。これにより、安定型共振器から出射されたレーザビ
ームの品質を保つことができる。
【０１１５】請求項３７の発明におけるレーザ装置は、
安定型共振器を構成する互いに対向配置された結合ミラ
ーと部分反射ミラーと部分反射ミラーの後方に全反射ミ
ラーを配置し、全反射ミラーの全反射部が直径寸法に基
づいて、モードの選択を行なう点で、従来のレーザ装置
の安定型共振器の開口孔と同様の作用をおこなう。しか
しながら、この発明におけるレーザ装置の場合、全反射
ミラーの全反射部は、従来のレーザ装置の開口孔と異な
りレーザ励起空間を規制しない。
【０１１６】請求項３８の発明におけるレーザ装置は、
請求項３７と同様にレーザ励起空間を規制しないでモー
ドの選択を行うことができる。
【０１１７】請求項３９の発明におけるレーザ装置は、
全反射ミラーと結合ミラーの少なくとも一方のミラーに
ミラー角度調節機構を備えた。従って、安定型共振器か
ら出射されたレーザビームの出射位置と方向のずれを補
正することが可能となる。
【０１１８】請求項４０の発明におけるレーザ装置は、
部分反射ミラー及び部分反射ミラーの後方に配置された
全反射ミラーで反射されたレーザビームのそれぞれの位
相差が２πの整数倍になるように部分反射ミラーに位相
差補償手段を設けた。従って、安定型共振器外に出射さ
れたそれぞれのレーザビームの位相差が補償されるの
で、レーザビームの品質の向上を図ることができる。
【０１１９】請求項４１の発明におけるレーザ装置は、
部分反射ミラー及び部分反射ミラーの後方に配置された
反射ミラーで反射されたレーザビームのそれぞれの位相
差を制御する位相差制御手段を部分反射ミラーに設け
た。従って、安定型共振器外に出射されたそれぞれのレ
ーザビームの位相差が制御されるので、レーザビームの
品質を制御することができる。
【０１２０】請求項４２の発明におけるレーザ装置は、
部分反射ミラー及び部分反射ミラーの後方に配置された
反射ミラーで反射されたレーザビームのそれぞれの位相
差が２πの整数倍になるように結合ミラーに位相差補償
手段を設けた。従って、安定型共振器外に出射されたそ
れぞれのレーザビームの位相差が補償されるので、レー
ザビームの品質の向上を図ることができる。
【０１２１】請求項４３の発明におけるレーザ装置は、
レーザビームの品質を制御するために、部分反射ミラー
及び部分反射ミラーの後方に配置された全反射ミラーで
反射されたレーザビームのそれぞれの位相差を制御する
位相差制御手段を結合ミラーに設けた。従って、安定型
共振器外に出射されたそれぞれのレーザビームの位相差
が制御されるので、レーザビームの品質を制御すること
ができる。
【０１２２】請求項４４の発明におけるレーザ装置は、
部分反射ミラー及び部分反射ミラーの後方に配置された
全反射ミラーで反射されたレーザビームのそれぞれの位
相差が２πの整数倍になるように安定型共振器の外部に
位相差補償手段を設けた。従って、安定型共振器外に出
射されたそれぞれのレーザビームの位相差が補償される
ので、レーザビームの品質の向上を図ることができる。
【０１２３】請求項４５の発明におけるレーザ装置は、
部分反射ミラー及び部分反射ミラーの後方に配置された
全反射ミラーで反射されたレーザビームのそれぞれの位
相差を制御する位相差制御手段を安定型共振器の外部に
設けた。従って、安定型共振器外に出射されたそれぞれ
のレーザビームの位相差が制御されるので、レーザビー
ムの品質を制御することができる。
【０１２４】請求項４６の発明におけるレーザ装置は、
安定型共振器を構成する部分反射ミラー及び結合ミラー
の少なくとも一方に導かれる安定型共振器内のレーザビ
ームの直径を規定する開口孔を設け、開口孔の直径を全
反射ミラーの直径の４倍以下に規制した。これにより、
安定型共振器から出射されたレーザビームの品質を保つ
ことができる。
【０１２５】請求項４７の発明におけるレーザ装置は、
安定型共振器を構成する部分反射ミラーと共振器を構成
するもう一方のミラーとリング形状のミラーを配置し、
リング形状のミラーの内径が直径寸法に基づいて、モー
ドの選択を行なう点で、従来のレーザ装置の安定型共振
器の開口孔と同様の作用をおこなう。しかしながら、こ
の発明におけるレーザ装置の場合、リング形状のミラー
の内径は、従来のレーザ装置の開口孔と異なりレーザ励
起空間を規制しない。
【０１２６】請求項４８の発明におけるレーザ装置は、
請求項４７と同様にレーザ励起空間を規制せずにモード
の選択を行うことができる。
【０１２７】請求項４９の発明におけるレーザ装置は、
部分反射ミラーと共振器を構成するもう一方のミラーの
少なくとも一方のミラーにミラー角度調節機構を備え
た。従って、安定型共振器から出射されたレーザビーム
の出射位置と方向のずれを補正することが可能となる。
【０１２８】請求項５０の発明におけるレーザ装置は、
部分反射ミラーと共振器を構成するもう一方のミラーに
曲率可変機構を有したミラーを用いた。従って、全反射
ミラーの曲率半径を変化させることが可能となるので、
共振器内で発振するレーザビームのモードを自由に選択
することができる。
【０１２９】請求項５１の発明におけるレーザ装置は、
安定型共振器を構成する部分反射ミラーともう一方のミ
ラーの手前の少なくとも一方に導かれる安定型共振器の
レーザビームの直径を規定する開口孔を設け、開口孔の
直径を、リング形状のミラーの内直径の４倍以下に規制
した。これにより、安定型共振器から出射されたレーザ
ビームの品質を保つことができる。
【０１３０】請求項５２の発明におけるレーザ装置は、
中央部分と外周部分との曲率半径が異なる部分反射ミラ
ーと部分反射ミラーの中央部分と安定型共振器を構成す
る全反射ミラーを配置し、部分反射ミラーの中央部分が
モードの選択を行なう点で、従来のレーザ装置の安定型
共振器の開口孔と同様の作用をおこなう。しかしなが
ら、この発明におけるレーザ装置の場合、部分反射ミラ
ーの中央部分は、従来のレーザ装置の開口孔と異なりレ
ーザ励起空間を規制しない。
【０１３１】請求項５３の発明におけるレーザ装置は、
中央部分と外周部分との曲率半径が異なる全反射ミラー
と全反射ミラーの中央部分と安定型共振器を構成する部
分反射ミラーを配置し、全反射ミラーの中央部分がモー
ドの選択を行なう点で、従来のレーザ装置の安定型共振
器の開口孔と同様の作用をおこなう。しかしながら、こ
の発明におけるレーザ装置の場合、全反射ミラーの中央
部分は、従来のレーザ装置の開口孔と異なりレーザ励起
空間を規制しない。
【０１３２】請求項５４の発明におけるレーザ装置は、
中央部分と外周部分との曲率半径が異なる部分反射ミラ
ーと全反射ミラーを配置し、部分反射ミラーの中央部分
と全反射ミラーの中央部分とで安定型共振器を構成し、
部分反射ミラーの中央部分と全反射ミラーの中央部分が
モードの選択を行なう点で、従来のレーザ装置の安定型
共振器の開口孔と同様の作用をおこなう。しかしなが
ら、この発明におけるレーザ装置の場合、部分反射ミラ
ーの中央部分と全反射ミラーの中央部分は、従来のレー
ザ装置の開口孔と異なりレーザ励起空間を規制しない。
【０１３３】請求項５５の発明におけるレーザ装置は、
安定型共振器を構成するミラーの少なくとも一方のミラ
ーにミラー角度調節機構を備えた。従って、安定型共振
器から出射されたレーザビームの出射位置と方向のずれ
を補正することが可能となる。
【０１３４】請求項５６の発明におけるレーザ装置は、
安定型共振器を構成するミラーの手前の少なくとも一方
に導かれる安定型共振器のレーザビームの直径を規定す
る開口孔を設け、開口孔の直径を、開口の近傍に存在す
るミラーの中央部分の直径の４倍以下に規制した。これ
により、安定型共振器から出射されたレーザビームの品
質を保つことができる。
【０１３５】請求項５７の発明におけるレーザ装置は、
この発明のレーザ装置に含まれた安定型共振器をレーザ
ビーム発振段とし、レーザビーム発振段からのレーザビ
ームを増幅するレーザビーム増幅段からなるものとし
た。これにより、レーザビーム増幅段内に導かれたレー
ザビームは、増幅段内のレーザ媒質により増幅され、大
出力レーザビームとなる。
【０１３６】請求項５８の発明におけるレーザ装置は、
レーザビーム増幅段を複数個設けた。これにより、レー
ザビーム増幅段内に導かれたレーザビームは、増幅段内
のレーザ媒質により増幅され、大出力レーザビームとな
る。
【０１３７】請求項５９の発明におけるレーザ装置は、
この発明のレーザ装置を含んだ放電励起のガスレーザ装
置において、結合ミラーの共振器対向面ともう一方の面
に所定の傾斜角度を持たせ、この結合ミラーの傾斜角度
の存在する面と安定型共振器内に互いに対向して設置さ
れた放電電極の断面とが異なるように配置した。これに
より、安定型共振器から出射されたレーザビームの品質
を保つことができる。
【０１３８】請求項６０の発明におけるレーザ装置は、
この発明のレーザ装置を含んだ放電励起のガスレーザ装
置において、装置内に二組以上の放電電極を設け、ある
一組の放電電極が別の一組の放電電極に対して互いに９
０度回転した配置にした。これにより、安定型共振器か
ら出射されたレーザビームは極めて対称性の良いレーザ
ビームとなる。
【０１３９】請求項６１の発明におけるレーザ装置は、
この発明をガス流方向と光軸が直交するガスレーザ装置
に用いた。これにより、安定型共振器から出射されたレ
ーザビームは極めて対称性の良いレーザビームとなる。
【０１４０】請求項６２の発明におけるレーザ装置は、
放電励起部のガス下流端とレーザビーム下流端がほぼ一
致するように設定した。これにより、安定型共振器から
出射されたレーザビームは極めて対称性の良いレーザビ
ームとなる。
【０１４１】請求項６３の発明におけるレーザ装置は、
共振器内でガス流を反転した。これにより、安定型共振
器から出射されたレーザビームは極めて対称性の良いレ
ーザビームとなる。
【０１４２】請求項６４の発明におけるレーザ装置は、
ガス流方向にビームをコの字型に折返した。これによ
り、安定型共振器から出射されたレーザビームは極めて
対称性の良いレーザビームとなる。
【０１４３】請求項６５の発明におけるレーザ装置は、
レーザ加工装置に使用され、レーザ加工装置はレーザ装
置から発生されるレーザビームを伝送し、被加工物に照
射する。これにより、大口径、大出力で集光性の良いレ
ーザビームにより被加工物を加工できる。
【０１４４】請求項６６の発明におけるレーザ装置は、
放電励起のガスレーザ装置に使用され、ガスレーザ装置
は電極間に放電を生じさせて共振器内にレーザガスを励
起する。
【０１４５】請求項６７の発明におけるレーザ装置は、
放電励起のＣＯ2 レーザ装置に使用され、ＣＯ2 レーザ
装置は請求項６６のガスレーザ装置と同様に電極間の放
電により共振器内にレーザガスを励起する。
【０１４６】請求項６８の発明におけるレーザ装置は、
金属蒸気レーザ装置に使用され、金属蒸気レーザ装置は
結合ミラーの部分反射部の直径を適切に選択することに
より大断面積のＴＥＭ00モードのレーザビームを得るこ
とができる。
【０１４７】請求項６９の発明におけるレーザ装置は、
固体レーザ装置に使用され、固体レーザ装置は光によっ
て固体素子を励起してレーザ媒質を形成する。
【０１４８】請求項７０の発明におけるレーザ装置は、
固体レーザ装置に使用された共振器内に少なくとも、Ｑ
スイッチ素子及び波長変換素子のいずれか一方を設け
た。これにより、大ピーク出力のレーザビームを得るこ
とができ、効率的な波長変換を実現することができる。
【０１４９】請求項７１の発明におけるレーザ装置は、
半導体レーザ装置に使用され、半導体レーザ装置は結合
ミラーの部分反射部の直径を適切に選択することによ
り、大断面積で単一のＴＥＭ00モードのレーザビームを
得ることができる。
【０１５０】
【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例につい
て説明する。図１はこの発明の一実施例を示す断面図で
あり、図１において、１〜７は図１２２に示す従来のレ
ーザ装置と同一類似部材なので同一符号を付して説明を
省略する。図１上で１１ｃは結合ミラー２の全反射ミラ
ー１と対向する面に設けられた部分反射膜で共振器内に
存在するモードの選択を行うとともにレーザビームを共
振器外部へ出射させる。１２ａは結合ミラー２の全反射
ミラー１と対向する面に部分反射膜（部分反射部）１１
ｃを取り巻くように設けられたリング状の無反射膜であ
り、１２ｂは結合ミラー２の部分反射膜１１ｃが設けら
れている部分とは反対の面に設けられた無反射膜（無反
射部）である。
【０１５１】次に動作について説明する。実施例１のレ
ーザ装置の動作は従来のレーザ装置の場合とほぼ同じで
あるが、結合ミラー２に設けられた部分反射膜１１ｃが
共振器内に存在するモードの選択を行う点で従来のレー
ザ装置と相違する。この部分反射膜１１ｃによるモード
選択は投入電力、すなわち、レーザ利得が低いときは従
来の安定型共振器の開口３によるモード選択とほぼ同様
に行なわれる。しかし、投入電力が高い状態、すなわち
レーザ利得が高い状態の時、従来のレーザ装置の開口３
はレーザ利得が低いときと同様、モードの選択とレーザ
励起空間の制限を同時に行うが、実施例１の部分反射膜
１１ｃはモードの選択のみを行い、レーザ励起空間の制
限は行わない。さらに、従来のレーザ装置では開口３で
レーザビーム６の外周部が削除されるので、レーザビー
ム７の品質低下を招いていた。しかしながら、実施例１
のレーザ装置ではレーザビーム６の外周部が削除されな
いので、レーザビーム７の品質の低下が防止される。
【０１５２】以下、図２、図３に基づいてレーザ利得が
低い場合と、高い場合について実施例１のレーザ装置及
び従来のレーザ装置の動作を説明する。
【０１５３】いま、共振基内にＴＥＭ00モードを発生さ
せたい場合を考える。図２（ａ）、（ｂ）にそれぞれレ
ーザ利得が低い場合の実施例１のレーザ装置と従来のレ
ーザ装置の共振器内のレーザビーム６の状態を示し、図
３（ａ）、（ｂ）にそれぞれレーザ利得が高い場合の実
施例１のレーザ装置と従来のレーザ装置の共振器内のレ
ーザビーム６の状態を示す。
【０１５４】まず、レーザ利得が低い場合、図２（ａ）
に示す実施例１のレーザ装置のレーザビーム６はミラー
１、２の曲率半径と共振器長で決まるビーム光路上にほ
とんど集中するので、その光路内のレーザ利得でのみ増
幅される。従って、結合ミラー２から出射されるビーム
形状は図２（ｂ）に示す従来のレーザ装置のビーム形状
と概略同じである。一方、レーザ利得が高い状態になる
と、図３（ｂ）に示すように従来のレーザ装置の開口３
はモードの選択を行うと同時にレーザ励起空間を制限す
る。従って、共振器内に存在するレーザビーム６はレー
ザ利得が低いときと同様に、レーザビーム光路内の利得
で増幅される。この場合、従来のレーザ装置の励起範囲
が図３（ｂ）に示す斜線部分を含んでいても、斜線部分
のレーザ利得は全く使われないので、この部分の利得は
全く無駄になる。従って、従来のレーザ装置でレーザ出
力の増大を図るためには、共振器構成によって決まるビ
ーム光路内の利得のみでレーザビーム６を増幅する必要
がある。
【０１５５】ところで、実施例１のレーザ装置に高い利
得が生じると、図３（ａ）に示す斜線部分のレーザ利得
を回析ビームの増幅用に使用することができる。すなわ
ち、共振器内のレーザビーム６は共振器構成によって決
まる光路内を往復するが、回析効果により、このビーム
光路からはずれるレーザビームも存在する。低いレーザ
利得では、このビーム光路からはずれた回析ビームは大
きく増幅される前に共振器外にでてしまうので、問題に
ならなかったが、通常の、例えばレーザ加工機などに用
いられるレーザ利得の高いレーザ装置においては、回析
ビームが共振器を一往復する間に大きく増幅される。こ
の大きく増幅された回析ビームのほとんどは共振器を一
往復したのち共振器外にでてしまうが、一部の回析ビー
ムは結合ミラーの部分反射膜１１ｃ内に到達する。この
回析ビームは再び共振器内を往復して、共振器内に存在
するモードの形成に大きく寄与する。そして、実施例１
のレーザ装置で得られたレーザビーム６は、図３（ａ）
に示すように結合ミラー２に設けられた部分反射膜１１
ｃからの一部透過光と無反射膜１２ａからの透過光によ
り大断面積を有したＴＥＭ00モードで発振されるので、
レーザ出力の増大を図ることができる。
【０１５６】これに対して従来のレーザ装置の場合は回
析ビームが図３（ｂ）に示す斜線部分の高いレーザ利得
によって増幅されるが、共振器内を伝搬する度に結合ミ
ラーと全反射ミラーの手前近傍に設けられた開口３、３
で遮断され、さらに、レーザビームの直径自身が開口
３、３の直径で決められるので、大断面積のＴＥＭ00モ
ードのレーザビームを取り出すことができない。
【０１５７】従って、実施例１のレーザ装置は、結合ミ
ラー２の部分反射膜１１ｃで共振器内に存在するモード
を選択し、従来の共振器では除去されていた高いレーザ
利得の部分をレーザビーム６の増幅に有効に使うことが
できる。これにより、従来不可能であった共振器構成に
よって決まるビーム径以上の大断面積のＴＥＭ00モード
のレーザビームを取り出すことが可能になった。
【０１５８】さらに、大断面積のレーザビーム６は、レ
ーザ出力の増大が図れると共に共振器からの出射時のレ
ーザビーム６の軸上強度が従来の共振器で得られる同一
出力のレーザビームのものよりも低下することが実験結
果で判明し、これは計算とも一致する。レーザビーム６
の軸上強度が低下すると、結合ミラー２の部分反射膜１
１ｃに与える強度の影響が低下するので、結合ミラー２
の耐光強度の点から考えても、より安定したレーザビー
ムを発振することができる。なお、実施例１のレーザ装
置の安定型共振器を用いてＴＥＭ00モードのレーザビー
ムの発振を試みたところ、ビーム外径３０ｍｍで出力６
ｋＷのレーザビームを安定的に発振することができた。
【０１５９】実施例２．上記実施例１では共振器を構成
するミラー１、２の曲率形状がともに凹型である場合を
示したが、図４、５に示すように共振器を構成するミラ
ー１、２のどちらか一方が凸形状であってもよい。すな
わち、共振器長Ｌ、ミラー１、２の曲率半径Ｒ1 、Ｒ2
が次式（１）の関係を満たしていればミラー１、２の形
状を任意に選択することができる。 ０＜（１−Ｌ／Ｒ1 ）（１−Ｌ／Ｒ2 ）＜１ ・・・（１）
【０１６０】実施例３．上記実施例１では共振器を構成
するミラー１、２にミラー角度調節機構が取付けられて
いない場合について説明したが、図６乃至図８に示すよ
うに結合ミラー２と共振器を構成するもう一方のミラー
１において、少なくとも一方のミラーにミラー角度調節
機構３０１、３０２を取付けてもよい。これにより、例
えば投入電力の増加とともにレーザビーム７の出射位置
と方向がずれるようなレーザ装置においてレーザビーム
の出射位置と方向のずれを補正することができる。すな
わち、投入電力の増大に対応させてミラー角度調節機構
３０１、３０２を動作させることにより、レーザビーム
７の出射位置と方向のずれを補正することができるの
で、ビームの安定性が極めて優れたレーザ装置を得るこ
とができる。
【０１６１】実施例４．上記実施例１では共振器を構成
するミラー１として曲率半径が一定の全反射ミラーを使
用したが、図９に示すように曲率可変機構４０２が設け
られたミラー４０１を全反射ミラー１の代わりに使用し
てもよい。この場合、ミラー４０１の曲率半径を曲率可
変機構４０２を用いて変化させることにより、共振器内
で発振するレーザビームのモードを自由に選択すること
ができる。
【０１６２】実施例５．上記実施例１では、レーザビー
ム７が結合ミラー２から取り出される際、レーザビーム
７は部分反射膜１１ｃと無反射膜１２ａで生じた位相差
を持ったまま、結合ミラー２と無反射膜１２ｂを介して
共振器外へ出射された。しかしながら、実施例５の図１
０に示すように、結合ミラー２に部分反射膜１１ｃと無
反射膜１２ａで生じた位相差を補償する位相差補償手段
（段差部２０）を設けてレーザビーム７の品質の向上を
図ることも可能である。
【０１６３】次に動作について説明する。結合ミラー２
を通過してきたレーザビーム７は、図１１（ａ）に示す
ように部分反射膜１１ｃと無反射膜１２ａを通過する
際、この２つの膜構成の相違で生ずる位相差Δ（ｒａ
ｄ）を持つ。この位相差Δを持ったままのレーザビーム
７を、例えばレンズで集光させると、レーザビーム７は
図１２（ａ）に示すようにサイドロープを持った分布と
なり、一般にその位相差がπ／４（ｒａｄ）よりも大き
い場合レーザビームの品質は低下する。段差部２０はこ
の品質の低下を防ぐために設けたものであり、実施例５
では、図１１（ｂ）に示す段差部２０のＺｎＳｅの厚み
を位相差Δが２πの整数倍になるように設定した。これ
により、位相差Δが補償され、位相差Δが補償されたレ
ーザビーム７は一般に球面波となる。そして、このレー
ザビーム７を例えばレーザで集光させると、その強度分
布は図１２（ｂ）に示すようにサイドロープを持たない
準ガウス状になり、レーザビームの品質の向上につなが
る。そして、位相差Δは２πの整数倍プラスマイナスπ
／４（ｒａｄ）程度の範囲にあっても同様の効果を得る
ことができる。
【０１６４】位相差補償手段は図１０、図１１（ｂ）に
示した段差部２０に限らず、例えば図１３（ａ）、
（ｂ）に示すように結合ミラー２の部分反射膜１１ｃ又
は後述する薄膜１９の反対面を削り込むことにより段差
部２０ａを形成して、位相差Δが２πの整数倍になるよ
うに補償しても同様の効果が期待できる。
【０１６５】尚、図１３（ａ）と図１３（ｂ）の相違
は、図１３（ａ）は部分反射膜１１ｃと無反射膜１２ａ
が結合ミラー２にそれぞれ独立して設けられているのに
対し、図１３（ｂ）は無反射膜１２ａの上にさらに薄膜
１９を蒸着させて結合ミラー２の中央部に中央部分反射
性を持たせている点である。この両者の違いは単に部分
反射膜の膜構成の違いだけであり、以後は単に部分反射
膜とのみ記述し、同一のものとして扱い、両者の膜構成
の違いには言及しないことにする。
【０１６６】また、位相差補償手段は前記の実施例で示
した段差部（位相差補償手段）２０、２０ａに限らず、
図１４（ａ）（ｂ）に示すように結合ミラー２の部分反
射膜１１ｃが設けられている面に段差部２１を形成して
位相差Δが２πの整数倍になるようにしても同様の効果
が期待できる。
【０１６７】さらに、図１５（ａ）、（ｂ）に示すよう
に結合ミラー２の両面にそれぞれ段差部２２、２３を形
成して位相差Δが２πの整数倍になるようにしても同様
の効果が期待できる。
【０１６８】そして、上記の実施例では位相差Δを補償
するために、結合ミラー２に段差部を設けたが、これに
限らず、図１６に示すように位相差Δが２πの整数倍に
なるように部分反射膜１１ｃ及び無反射膜１２ａの厚み
を設定しても同様の効果が期待できる。
【０１６９】実施例６．上記実施例５では位相差Δが２
πの整数倍になるように段差部２０、２０ａ、２１、２
２、２３を設定し、あるいは部分反射膜１１ｃ及び無反
射膜１２ａの厚みを設定し、位相差Δを補償する例につ
いて述べたが、段差部２０、２０ａ、２１、２２、２３
あるいは部分反射膜１１ｃ及び無反射膜１２ａの厚みを
適切に調節することで位相差を制御してレーザビーム７
の品質の向上を図ってもよい。
【０１７０】実施例７．上記実施例５では結合ミラー２
に位相差補償手段を設けている場合について説明した
が、図１７に示すように結合ミラー２と共振器を構成す
るもう一方のミラー、すなわち全反射ミラー１に位相差
補償手段（段差部７０１）を設けても良い。このような
構成にすることにより、実施例５の場合と同様、ビーム
の品質が向上する。また、図１８に示すように全反射ミ
ラーをミラー７０２ａと７０２ｂに分割し、一方の分割
されたミラーを例えばピエゾ素子のような駆動素子７０
３を用いて駆動してミラー７０２ａと７０２ｂの段差を
調節することにより、位相差を制御しても良い。
【０１７１】実施例８．上記実施例５、６、７では共振
器内部に位相差補償手段又は位相差制御手段を設けた場
合について説明したが、図１９に示すように共振器の外
部に位相差補償手段８０１を設けてもよい。位相差補償
手段８０１には段差部８０２が形成されている。従っ
て、位相差補償手段８０１で反射されたレーザビーム８
０３は実施例５と同様に位相差が補正される。また、図
２０に示すように共振器の外部に分割された全反射ミラ
ー８０４ａ、ｂを設置し、一方の分割されたミラーを例
えばピエゾ素子のような駆動素子８０５（位相差制御手
段）を用いて駆動してミラー８０４ａ、ｂの段差を調節
することにより、レーザビーム８０３の位相差を制御し
ても良い。
【０１７２】実施例９．図２１はこの発明のレーザ装置
の結合ミラー２と全反射ミラー１の手前にそれぞれ設け
られた開口３の直径を変化させたときのレーザビーム７
のビーム品質の変化を表わした変化図である。図２１上
のグラフは縦軸にビーム品質が示され、横軸に開口３と
部分反射膜１１ｃの径比ｒ／ａが示されている。尚、２
ａは部分反射膜１１ｃの直径、２ｒは開口３の直径であ
る。この図より、ビーム品質は、開口３の直径が結合ミ
ラー２に設けられた部分反射膜１１ｃの直径の４倍を越
えるあたりから低下していくことがわかる。従って、開
口（開口孔）３の直径を部分反射膜１１ｃの直径の４倍
以下に設定することにより、ビーム品質を常に良い状態
に保ち続けることが可能となる。
【０１７３】実施例１０．実施例１０では、この発明の
主要部分をなす結合ミラーの構成について説明する。図
２２に結合ミラーの構成例を示す。同図に示した結合ミ
ラーはリング形状のミラー基板１００１及びミラー基板
１００１とはめあい可能なミラー基板１００２で構成さ
れている。これにより、ミラー基板１００１の中央部に
ミラー基板１００２がはめ込まれる。リング形状のミラ
ー基板１００１の両面には無反射膜１００４が施され、
ミラー基板１００２の共振器を構成する面には部分反射
膜１００３が施されている。また、ミラー基板１００２
のもう一方の面には無反射膜１００４が施されている。
【０１７４】この結合ミラーの動作は実施例１と同様で
あり、この結合ミラーによれば、異なる部分反射率の部
分反射膜１００３が施されたミラー基板１００２を数種
類用意しておくだけで、異なる部分反射率を有した共振
器を容易に構成できるという利点がある。
【０１７５】また、図２３、２４に示すようにリング形
状のミラー基板１００１とはめあい可能なミラー基板１
００２との相対的な厚みを調節することによりリング形
状のミラー基板１００１から出射されるレーザビームと
はめあい可能なミラー基板１００２から出射されるレー
ザビームとの位相差を段差部１００５、１００６で制御
することができる。
【０１７６】実施例１１．実施例１では結合ミラー２の
強度反射率が部分反射膜１１ｃからの反射率のみの場合
について説明したが、図２５（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、例えば反射率が段階的に変化するように、異なる反
射率の部分反射膜１１０１、１１０２、１１０３、１１
０４を多段状に施しても同様の効果が得られる。また、
図２６に示すように、部分反射膜１１ｃの周縁に部分反
射膜１１ｃとは異なる強度反射率のリング状部分反射膜
１１０５を設けても同様の効果を得ることができる。ま
た、図２７に示すように部分反射膜１１０５に替えてリ
ング状の全反射膜（全反射部）１１０６を施しても同様
の効果が得られる。
【０１７７】さらに、図２８に示すように結合ミラー２
に施された部分反射膜１１ｃの中央部に全反射膜１１０
７を施しても同様の効果が得られる。このような結合ミ
ラーの動作は実施例１で示したものと同様であるが、モ
ード体積を大きくすることができるので、レーザ出力の
向上が図れるという利点をもつ。
【０１７８】実施例１２．実施例１では、結合ミラー２
に部分反射膜１１ｃを施し、モード選択する場合につい
て説明したが、図２９に示すように部分反射膜１１ｃの
代わりに金属薄膜１２０１を施しても同様の効果が得ら
れる。ただし、金属薄膜１２０１の厚みには制限があ
り、この厚みは金属の表皮効果が現われ始める厚み以
下、例えば、ＣＯ2 レーザ装置を例にとれば、金属薄膜
１２０１の厚みは数ナノメートル以下に設定する必要が
ある。そして、金属薄膜１２０１の厚みを数ナノメート
ル以下にした場合、金属薄膜１２０１を通過するレーザ
ビームの位相と無反射膜１２ａを通過するレーザビーム
の位相との差はほとんどないので、位相を補正する手段
を用いる必要はない。
【０１７９】実施例１３．上記実施例１では共振器がＴ
ＥＭ00モード発振する場合について示したが、図１に示
す部分反射膜１１ｃの直径をＴＥＭ00モード発振する場
合の直径よりもさらに大きくすることにより、大断面積
の低次マルチモードが可能となる。図３０に、例えば大
断面積のＴＥＭ01 * モード発振しているときのレーザビ
ームの強度分布を示す。このようなレーザビームを用い
ることで厚板のレーザ切断が可能となる。
【０１８０】実施例１４．上記実施例１３では部分反射
膜１１ｃの直径をＴＥＭ00モード発振する場合の直径よ
りもさらに大きくすることにより、大断面積の低次マル
チモードを発振させていたが、図３１に示すように無反
射膜１２ａにリング状の部分反射膜１４０１を同軸上に
設けることで大断面積の低次マルチモードを発振させる
ことも可能である。さらに、図３２に示すようにリング
状の部分反射膜１４０２内に部分反射膜１４０２の強度
反射率より低い反射率の部分反射膜１４０３を設けても
大断面積の低次マルチモードを発振させることが可能で
ある。このようなレーザ装置では、ＴＥＭ00モードを発
振する際に重要な役割を持つ結合ミラー２の中心部分の
強度反射率が周辺部より低く設定されているので、ＴＥ
Ｍ00モードよりも低次マルチモードの方が発振しやす
い。
【０１８１】また、図３３に示すようにリング状の部分
反射膜１４０４、１４０５を２重に同軸上に設けても同
様の効果を得ることができ、さらに、リング状の部分反
射膜もしくは全反射膜を数重に設けても同様の効果が得
られる。
【０１８２】実施例１５．実施例１では結合ミラー２の
共振器対向面側に施されている部分反射膜１１ｃと無反
射膜１２ａの境界面が結合ミラー２の同軸に対してほぼ
水平になるように施される場合について示したが、図３
４（ａ）、（ｂ）に示すように結合ミラー２に対してあ
る傾斜部分（１５０１）をもって施す、もしくは曲線部
分（１５０２）に施しても同様の効果が得られる。
【０１８３】また、図３５（ａ）に示すように実施例１
においては円形の部分反射膜１１ｃを使用したが、これ
に限らず図３５（ｂ）、図３６及び図３７（ａ）、
（ｂ）に示すように部分反射膜１１ｃが円形以外の形状
でも同様の効果が得られる。このような結合ミラーの動
作は実施例１で示したものと同様であるが、モード体積
を大きくすることができるので、レーザ出力の向上が図
れるという利点をもつ。
【０１８４】実施例１６．実施例１６では、この発明の
主要部分をなす結合ミラー２を構成している無反射膜１
２ａの強度反射率精度とビーム品質の関係について説明
する。無反射膜１２ａは製作精度の観点からわずかな強
度反射率を有している。そこで、実施例１の共振器構成
の場合において、無反射膜１２ａの強度反射率の許容範
囲を検討した。図３８にビーム品質の無反射膜１２ａの
強度反射率依存性の検討結果のグラフを示す。このグラ
フは縦軸にビーム品質が示されていて、横軸に無反射膜
１２ａの反射率が示されている。この図より、ビーム品
質は、無反射膜１２ａの強度反射率が５％を越えるあた
りから低下していくことがわかる。従って、無反射膜１
２ａの強度反射率を５％以下にしておけば、ビーム品質
を常に良い状態に保ち続けることが可能である。
【０１８５】実施例１７．実施例１に示した共振器構成
では、共振器内に存在するレーザビーム６の位相分布
は、結合ミラー２面上においてほぼ結合ミラー２の曲率
半径と一致しているため、安定型共振器を使用している
場合、出射されるレーザビーム７は、図３９に示すよう
にビーム径が拡がるように進んでいく。
【０１８６】図４０にビーム径の拡がりを防止する結合
ミラー１７０１を使用したレーザ装置を示す。結合ミラ
ー１７０１は共振器対向面ともう一方の面の曲率半径が
異なるように形成されている。これにより、結合ミラー
１７０１は新たにレンズの作用をも併せ持つことが可能
となるため、結合ミラー１７０１から出射されるレーザ
ビーム７は平行ビームになることが可能となる。
【０１８７】さらに、図４１に示すように結合ミラー１
７０２のもう一方の面の曲率半径をさらに小さくするこ
とにより、レーザビーム７を収束ビームにすることも可
能となる。
【０１８８】実施例１８．図４２はこの発明の一実施例
を示す断面図であり、１８０１は実施例１の結合ミラー
１と同様、結合ミラー２と対向配置された凹面状の反射
ミラー、１８０２は反射ミラー１８０１に設けられた全
反射膜である。１８０３は反射ミラー１８０１に設けら
れた全反射膜１８０２と同軸に設けられたリング状の部
分反射膜である。この実施例では結合ミラー２に設けら
れた部分反射膜１１ｃと反射ミラー１８０１に設けられ
た全反射膜１８０２の両方で共振器内に存在するモード
の選択を行う。
【０１８９】そして、部分反射膜１８０３から一部透過
したレーザビームはレーザ諸特性の特定に用いられる。
また、この発明による効果は上記実施例１と全く同様で
あり、結合ミラー２の部分反射膜１１ｃと反射ミラー１
８０１の全反射膜１８０２の両方で共振器内に存在する
モードを選択し、従来の共振器では使われていなかった
レーザ利得の部分をレーザビーム６の増幅用として極め
て有効に使うことができる。従って、従来不可能であっ
た共振器構成によって決まるビーム径以上の大断面積の
ＴＥＭ00モードのレーザビームを取り出すことが可能と
なった。
【０１９０】実施例１９．実施例１８では、結合ミラー
２と対向配置された凹面状の反射ミラー１８０１に設け
られた全反射膜１８０２でモード選択を行う例について
説明したが、図４３に示すように、凹面状の反射ミラー
１８０１の代わりに部分反射膜１９０２と無反射膜１９
０３が施された部分反射ミラー１９０１と全反射ミラー
１９０４の二種類のミラーを用いて共振器内に存在する
モードの選択を行なっても同様の効果を得ることができ
る。
【０１９１】さらに、図４４に示すように、図４３に示
したレーザ装置の結合ミラー２の代わりに部分反射ミラ
ー１１が設けられた結合ミラーを適用しても同様の効果
を得ることができる。
【０１９２】実施例２０．図４５には結合ミラー２と結
合ミラー２に対向配置された部分反射ミラー４０とから
構成された安定型共振器の実施例２０が示されている。
図４５上において図１２２の従来のレーザ装置と同一類
似部材については同一符号を付して説明を省略する。こ
のように構成された実施例２０は実施例１と同様の効果
を奏する。ここで、実施例２０は実施例１に示した全反
射ミラーの代わりに部分反射ミラー４０が使用されてい
て、例えば部分反射ミラー４０の強度反射率を９９％に
設定すると、１％強度のレーザビームが共振器外部に出
射される。従って、このレーザビームをレーザ出力の測
定に用いると、出力測定が大幅に簡略化されると共に容
易になる。
【０１９３】実施例２１．図１０に示す上記実施例５で
は共振器を構成するミラーに結合ミラー２と全反射ミラ
ー１を使用したが、図４６の実施例２１に示すように全
反射ミラー１の代わりに部分反射ミラー５０を使用して
もよい。実施例２１は実施例５と同様の効果を奏する。
さらに、実施例２１の場合、例えば部分反射ミラー５０
の強度反射率を９９％に設定すると、１％の強度のレー
ザビームが共振器外部に出射される。従って、このレー
ザビームをレーザ出力の測定に用いると、出力測定が大
幅に簡略化されると共に容易になる。
【０１９４】実施例２２．図２１の実施例９では結合ミ
ラーと全反射ミラーで構成された共振器のビーム品質
は、開口３の直径が部分反射膜１１ｃの直径の４倍以上
になると低下する旨説明したが、この特性は全反射ミラ
ーの代わりに部分反射ミラーを使用しても同様である。
そして、実施例２２によれば、例えば部分反射ミラーの
強度反射率を９９％に設定すると、１％の強度のレーザ
ビームが共振器外部に出射される。従って、このレーザ
ビームをレーザ出力の測定に用いると、出力測定が大幅
に簡略化されると共に容易になる。
【０１９５】実施例２３．上記実施例２０では共振器を
構成するミラー１、２にミラー角度調節機構が取付けら
れていない場合について説明したが、図４７乃至図４９
に示すように結合ミラー２と共振器を構成するもう一方
のミラー４０において、少なくとも一方のミラーにミラ
ー角度調節機構２３０１、２３０２を取付けてもよい。
このような構成にすることにより、例えば投入電力の増
加とともにレーザビーム７の出射位置と方向がずれるよ
うなレーザ装置において効果を発揮する。すなわち、投
入電力の増大とともにミラー角度調節機構２３０１、２
３０２を動作させ、レーザビーム７の出射位置と方向の
ずれを補正することで、ビームの安定性が極めて優れた
レーザ装置となる。
【０１９６】また、実施例２１で説明した図４６の結合
ミラー２と共振器を構成するもう一方のミラー５０にお
いて、少なくとも一方のミラーに実施例２３で説明した
ミラー角度調節機構２３０１、２３０２を取付けても同
様の効果を得ることができる。
【０１９７】実施例２４．図５０はこの発明の実施例２
４を示す断面図であり、１３０は結合ミラー２と対向配
置された凹面状の反射ミラー、１３１は反射ミラー１３
０に設けられた全反射膜である。１３２は全反射膜１３
１と同軸上に設けられたリング状の部分反射膜である。
その他の部材は図１２２の従来のレーザ装置と同一類似
部材が使用されているので、同一符号を付して説明を省
略する。
【０１９８】実施例２４のレーザ装置は実施例１と同様
に反射ミラー１３０に設けられた全反射膜１３１で共振
器内に存在するモードの選択を行う。また、部分反射膜
１３２から一部透過したレーザビームは、実施例２０乃
至実施例２２と同様にレーザ諸特性の測定に使用され
る。
【０１９９】すなわち、実施例２４の効果は実施例１と
同様であり、反射ミラー１３０の全反射膜１３１で共振
器内に存在するモードを選択し、従来の共振器では使わ
れていなかったレーザ利得の部分をレーザビーム６の増
幅用として有効に使うことができる。従って、従来不可
能であった共振器構成によって決まるビーム径以上の大
断面積のＴＥＭ00モードのレーザビームを取り出すこと
が可能になった。
【０２００】実施例２５．上記実施例２４では共振器を
構成するミラー１、２にミラー角度調節機構が取付けら
れていない場合について説明したが、図５１乃至図５３
に示すように結合ミラー２と共振器を構成するもう一方
のミラー１３０において、少なくとも一方のミラーにミ
ラー角度調節機構２５０１、２５０２を取付けてもよ
い。このような構成にすることにより、例えば投入電力
の増加とともにレーザビーム７の出射位置と方向がずれ
るようなレーザ装置において効果を発揮する。すなわ
ち、投入電力の増大とともにミラー角度調節機構２５０
１、２５０２を動作させ、レーザビーム７の出射位置と
方向のずれを補正することで、ビームの安定性が極めて
優れたレーザ装置となる。
【０２０１】実施例２６．上記実施例２４では全反射膜
１３１と部分反射膜１３２の膜厚が等しいものとし、ま
た膜構成の違いにより反射の際に生じる位相差が存在し
ないものとして説明した。しかしながら、一般には全反
射膜１３１と部分反射膜１３２の膜厚はほとんどの場合
異なり、また膜構成の違いにより反射される際に生じる
位相差も存在する。従って、位相差が存在する場合に
は、図５４（ａ）、（ｂ）に示すように位相差Δが２π
の整数倍になるように全反射膜１３１の部分に段差部１
３３を設けてもよい。このように、段差部１３３を設け
ることにより、レーザビーム６が全反射膜１３１と部分
反射膜１３２でそれぞれ反射される際に生じる位相差を
打ち消すことができる。
【０２０２】実施例２７．上記実施例２６では位相差Δ
が２πの整数倍になるように段差部１３３を形成し、位
相差Δを補償する例について述べたが、段差部１３３あ
るいは部分反射膜１３２及び全反射膜１３１の厚みを適
切に調整することで位相差を制御してレーザビーム７の
品質の向上を図ってもよい。
【０２０３】実施例２８．上記実施例２６では反射ミラ
ー１３０に位相差補償手段（段差部１３３）を設けた場
合について説明したが、図５５、５６に示すように反射
ミラー１３０と共振器を構成するもう一方のミラー、す
なわち全結合ミラー２８０１、２８０３、２８０５、２
８０７に位相差Δが２πの整数倍になるよう部分反射膜
１１あるいは無反射１２ｂに段差部（位相差補償手段）
２８０２、２８０４、２８０６、２８０８を形成しても
良い。このような構成にすることにより、実施例２６の
場合と同様、ビームの品質が向上する。
【０２０４】実施例２９．上記実施例２８では位相差Δ
が２πの整数倍になるように全結合ミラーに位相差Δを
補償する例について述べたが、段差部２８０２、２８０
４、２８０６、２８０８あるいは部分反射膜１１及び全
反射膜１２ｂの厚みを適切に調節することで位相差を制
御してレーザビーム７の品質を向上させてもよい。
【０２０５】実施例３０．上記実施例２６から２９では
共振器内部に位相差補償手段又は位相差制御手段を設け
た場合について説明したが、図５７に示すように共振器
の外部に位相差補償手段３００１を設けてレーザビーム
３００３の位相差を制御しても同様の効果が得られる。
【０２０６】また、図５８に示すように共振器の外部に
分割された全反射ミラー３００４ａ、ｂを設置し、一方
の分割されたミラーを例えばピエゾ素子のような駆動素
子３００４ａ、ｂを設置し、一方の分割されたミラーを
例えばピエゾ素子のような駆動素子３００５（位相差制
御手段）を用いて駆動して全反射ミラー３００４ａ、ｂ
の段差を調節することにより、レーザビーム３００６の
位相差を制御してもよい。
【０２０７】実施例３１．図５９はこの発明の実施例３
１を示す断面図であり、１５０は結合ミラー２の、全反
射ミラー１と対向する面に設けられたリング形状の無反
射膜である。その他の構成部材は図１２２の従来のレー
ザ装置と同一類似部材が使用されているので、同一符号
を付して説明を省略する。
【０２０８】次に動作について説明する。実施例３１の
レーザ装置は実施例１と同様にリング形状の無反射膜１
５０の内側にある結合ミラー２の表面そのものが部分反
射部として作用する。従って、結合ミラー２の基板自身
が共振器内に存在するモードの選択を行う。
【０２０９】このように、リング形状の無反射膜１５０
の内側にある結合ミラー２の表面で実施例１と同様に共
振器内に存在するモードを選択することにより、従来の
共振器では使われていなかったレーザ利得の部分をレー
ザビーム６の増幅用として極めて有効に使うことができ
る。従って、従来不可能であった共振器構成によって決
まるビーム径以上の大断面積のＴＥＭ00モードのレーザ
ビームを取り出すことが可能になった。
【０２１０】実施例３２．図６０は実施例３１の結合ミ
ラー２に位相差補償手段が設けられた実施例３２を示し
ている。すなわち、実施例３２の結合ミラー２には無反
射膜１５０の反対面に段差部１６０が形成されている。
これにより、実施例３２の共振器から出力されるレーザ
ビーム７は実施例５の場合と同様に品質が向上する。
【０２１１】実施例３２の位相差補償手段は結合ミラー
２の無反射膜１５０の反対面の中央を突出させて段差部
１６０を形成したが、例えば図６１に示すように結合ミ
ラー２の無反射膜１５０の反対面を削り込むことにより
段差部１６０を形成してもよい。この場合、段差部１６
０はレーザビーム７の位相差Δが２πの整数倍になるよ
うに設定される。
【０２１２】また、位相差補償手段は実施例３１、３２
で示したものに限らず、図６２（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに結合ミラー２の無反射膜１５０が設けられている面
に段差部１６１を設けて、位相差Δを２πの整数倍にな
るようにしてもよい。
【０２１３】さらに、図６３（ａ）、（ｂ）に示すよう
に結合ミラー２の両面に段差部１６２、１６３を設ける
ことにより、共振器から出力されるレーザビーム７の位
相差Δを２πの整数倍になるように補償してもよい。
【０２１４】そして、上記実施例３１、３２等ではレー
ザビーム７の位相差Δを補償するために、結合ミラー２
に段差部を設けたが、これに限らず、図６４に示すよう
にレーザビーム７の位相差Δが２πの整数倍になるよう
に無反射膜１５０の厚みを設定しても同様の効果が期待
できる。
【０２１５】実施例３３．図５９に示す実施例３１では
共振器を構成するミラーに結合ミラー２と全反射ミラー
１を使用したが、図６５の実施例３３に示すように全反
射ミラー１の代わりに部分反射ミラー１８０を使用して
もよい。この場合、実施例３３は実施例３１と同様の効
果を奏し、さらに、例えば部分反射ミラー１８０の強度
反射率を９９％の部分反射ミラーに設定すると、１％の
強度のレーザビームが共振器外に出射される。従って、
このレーザビームをレーザ出力の測定に使用すると、出
力測定が大幅に簡略化されると共に容易になる。
【０２１６】実施例３４．図６０に示す実施例３２では
共振器を構成するミラーに結合ミラー２と全反射ミラー
１を用いているが、図６６に示す実施例３４のように全
反射ミラー１の代わりに部分反射ミラー１９０を使用し
てもよい。この場合、実施例３４は実施例３２と同様の
効果を奏し、さらに、例えば部分反射ミラー１９０の強
度反射率を９９％に設定すると、１％の強度のレーザビ
ームが共振器外に出射される。従って、このレーザビー
ムをレーザ出力の測定に使用すると、出力測定が大幅に
簡略化されると共に容易になる。
【０２１７】実施例３５．上記実施例１９の図４３では
共振器を構成するミラー１９０４、２にミラー角度調節
機構が取付けられていない場合について説明したが、図
６７乃至図６９に示すように共振器を構成するミラー
２、１９０１の少なくとも一方のミラーにミラー角度調
節機構３５０１、３５０２を取付けてもよい。このよう
な構成にすることにより、例えば投入電力の増加ととも
にレーザビーム７の出射位置と方向がずれるようなレー
ザ装置において効果を発揮する。すなわち、投入電力の
増大とともにミラー角度調節機構３５０１、３５０２を
動作させ、レーザビーム７の出射位置と方向のずれを補
正することで、ビームの安定性が極めて優れたレーザ装
置となる。また、上記実施例１９の図４４に示すレーザ
装置に図６７乃至図６９に示す角度調節機構を取付けて
も同様の効果を得ることができる。
【０２１８】実施例３６．上記実施例１９の図４４では
全反射ミラー１９０４で反射されるレーザビームと部分
反射ミラー１９０１で反射されるレーザビームとの間に
生じる位相差を補償していない例について示したが、図
７０、７１には全反射ミラー１９０４で反射されるレー
ザビームと部分反射ミラー１９０１で反射されるレーザ
ビームとの間に生じる位相差Δが２πの整数倍になるよ
うに、部分反射ミラー３６０１、３６０３、３６０５、
３６０７の部分的反射膜１９０２あるいは無反射膜１９
０３に段差部３６０２、３６０４、３６０６、３６０８
を形成した例が示されている。これにより、レーザビー
ム６が全反射ミラーと、部分反射ミラーでそれぞれ反射
される際に生じる位相差を、この段差部３６０２、３６
０４、３６０６、３６０８で打ち消すことができる。
【０２１９】実施例３７．上記実施例３６では位相差Δ
が２πの整数倍になるように段差部３６０２、３６０
４、３６０６、３６０８を形成し、位相差Δを補償する
例について述べたが、段差部３６０２、３６０４、３６
０６、３６０８あるいは部分反射膜１９０２及び全反射
膜１９０３の厚みを適切に調節することで位相差を制御
して、レーザビーム７の品質を向上させてもよい。
【０２２０】実施例３８．上記実施例３６では部分反射
ミラーに位相差補償手段を設けた場合について説明した
が、図７２、７３に示すように全反射ミラー１９０４と
共振器を構成するもう一方のミラー、すなわち結合ミラ
ー３８０１、３８０３、３８０５、３８０７の部分反射
膜１１又は無反射膜１２に位相差Δが２πの整数倍にな
るよう段差部３８０２、３８０４、３８０６、３８０８
を設けても良い。このような構成にすることにより、実
施例３６の場合と同様、ビームの品質が向上する。
【０２２１】実施例３９．上記実施例３８では位相差Δ
が２πの整数倍になるように全結合ミラーに位相差Δを
補償する例について述べたが、段差部３８０２、３８０
４、３８０６、３８０８あるいは部分反射膜１１及び全
反射膜１２の厚みを適切に調節することで位相差を制御
してレーザビーム７の品質を向上させてもよい。
【０２２２】実施例４０．上記実施例３６から３９では
共振器内部に位相差補償手段又は位相差制御手段を設け
る場合について説明したが、図７４に示すように共振器
の外部に位相差補償手段４００１を設けてレーザビーム
４００３の位相差を補正しても同様の効果が得られる。
【０２２３】また、図７５に示すように共振器の外部
に、分割された全反射ミラー４００４ａ、ｂを設置し、
一方の分割されたミラーを例えばピエゾ素子のような駆
動素子４００５（位相差制御手段）を用いて駆動して全
反射ミラー４００４ａ、ｂの段差を調節することによ
り、レーザビーム４００６の位相差を制御してもよい。
【０２２４】実施例４１．図７６はこの発明の実施例４
１を示す断面図であり、４１０１は部分反射ミラー２と
全反射ミラー１で構成された安定型共振器の中に挿入さ
れたリング形状のミラーである。４１０２は透過ミラ
ー、４１０３ａ、ｂは透過ミラー４１０２の両面に施さ
れた無反射膜、４１０４は平面ミラー、７ａ、ｂは共振
器から出射されるレーザビームである。尚、図７６上で
図１２２の従来のレーザ装置と同一類部材については同
一符号を付して説明を省略する。
【０２２５】次に動作について説明する。実施例４１の
レーザ装置の動作は実施例１とほぼ同じであり、リング
形状のミラー４１０１が共振器内に存在するモードの選
択を行う。
【０２２６】すなわち、リング形状のミラー４１０１は
内径で共振器内に存在するモードを選択する。これによ
り、図１２２の従来のレーザ装置で使用されていなかっ
たレーザ利得の部分をレーザビーム６の増幅用として極
めて有効に使用することができる。
【０２２７】さらに、実施例４１の場合、リング形状の
ミラー４１０１で反射されると共に透過ミラー４１０２
の無反射膜４１０３ａ、ｂを経て出射されるレーザビー
ム７ｂは、部分反射ミラー２を介して出射されるレーザ
ビーム７ａと分離することができるので、例えば一台の
レーザ装置で２種類のレーザ加工を同時に行なうことが
できる。
【０２２８】実施例４２．上記実施例４１では共振器を
構成するミラー１として曲率半径が一定の全反射ミラー
を用いたが、図７７に示すように曲率可変機構４２０２
を有したミラー４２０１を全反射ミラー１の代わりに用
いてもよい。この場合、ミラー４２０１の曲率半径を曲
率可変機構４２０２を用いて変化させることにより、共
振器内で発振するレーザビーム６のモードを自由に選択
することができる。
【０２２９】実施例４３．上記実施例４１では共振器を
構成するミラー１、２にミラー角度調節機構が取付けら
れていない場合について説明したが、図７８から図８０
に示すように共振器を構成するミラー１、２の少なくと
も一方のミラーにミラー角度調節機構４３０１、４３０
２を取付けてもよい。このような構成にすることによ
り、例えば投入電力の増加とともにレーザビーム７ａ、
ｂの出射位置と方向がずれるようなレーザ装置において
効果を発揮する。すなわち、投入電力の増大とともにミ
ラー角度調節機構４３０１、４３０２を動作させ、レー
ザビーム７ａ、ｂの出射位置と方向のずれを補正するこ
とで、ビームの安定性の向上を図ることができる。
【０２３０】実施例４４．図８１は実施例４４を示す断
面図であり、同図において、４４０１は部分反射ミラー
であり、４４０２は部分反射ミラー４４０１の中央部に
施された部分反射膜、４４０３は外周部に施された部分
反射膜である。中央部の部分反射膜４４０２と外周部の
部分反射膜４４０３の曲率半径は異なっている。そし
て、部分反射ミラー４４０１の中央部の部分反射膜４４
０２と全反射ミラー１は安定型共振器を構成している。
尚、図８１上で図１２２の従来のレーザ装置の構成部材
と同一類似部材については説明を省略する。
【０２３１】次に動作について説明する。実施例４４の
レーザ装置の動作は実施例１とほぼ同じであり、部分反
射ミラー４４０１の中央部分の部分反射膜４４０２が共
振器内に存在するモードの選択を行う。
【０２３２】すなわち、部分反射ミラー４４０１の中央
に設けられた部分反射膜４４０２で共振器内に存在する
モードを選択することにより、従来の共振器で使用され
ていなかった部分反射膜４４０３近傍のレーザビーム外
周部分のレーザ利得を、レーザビーム６の増幅用として
極めて有効に使用することができる。
【０２３３】実施例４５．図８２は実施例４５を示す断
面図であり、同図において、４５０１は全反射ミラーで
あり、４５０２は全反射ミラー４５０１の中央部に施さ
れた全反射膜４５０３は外周部に施された全反射膜であ
る。中央部の全反射膜４５０２と外周部の全反射膜４５
０３の曲率半径は異なっている。そして、全反射ミラー
４５０１の中央部の全反射膜４５０２と部分反射ミラー
２は安定型共振器を構成している。尚、図８２上で図１
２２の従来のレーザ装置の構成部材と同一類似部材につ
いては説明を省略する。
【０２３４】次に動作について説明する。実施例４５の
レーザ装置の動作は実施例４４とほぼ同じであり、全反
射ミラー４５０１の中央部の全反射膜４５０２が共振器
内に存在するモードの選択を行う。
【０２３５】すなわち、全反射ミラー４５０１の中央に
設けられた全反射膜４５０２で共振器内に存在するモー
ドを選択することにより、従来の共振器で使用されてい
なかった全反射膜４５０３近傍のレーザビーム外周部分
のレーザ利得を、レーザビーム６の増幅用として極めて
有効に使用することができる。
【０２３６】実施例４６．実施例４４、４５では共振器
を構成する一対のミラーの一方のミラーでモード選択を
行なう例を示したが、図８３に示すように共振器を構成
する一対のミラーでモードを選択しても同様の効果を得
ることができる。
【０２３７】実施例４７．上記実施例４４では共振器を
構成する部分反射ミラー４４０１にミラー角度調節機構
が取付けられていない場合について説明したが、図８４
から図８６に示すように共振器を構成するミラー１、２
の少なくとも一方のミラーにミラー角度調節機構４７０
１、４７０２を取付けてもよい。このような構成にする
ことにより、例えば投入電力の増加とともにレーザビー
ム７の出射位置と方向がずれるようなレーザ装置におい
て効果を発揮する。すなわち、投入電力の増大とともに
ミラー角度調節機構４７０１、４７０２を動作させ、レ
ーザビーム７の出射位置と方向のずれを補正すること
で、ビームの安定性の向上を図ることができる。
【０２３８】また、図８２の実施例４５及び図８３の実
施例４６に示すレーザ装置に実施例４７の角度調節機構
を取付けても同様の効果を得ることができる。
【０２３９】実施例４８．図８７はこの発明の例えば実
施例１におけるレーザ装置を軸流型ＣＯ2 レーザ装置に
適用した例である。図において、４８０６は例えばパイ
レックスガラスや酸化チタン等の誘電体からなる放電
管、４８０１、４８０２は放電管４８０６の外壁に密着
させた一対の給電電極であり、４８０３は給電電極４８
０１、４８０２に交流高電圧を印加する電源、４はレー
ザ媒質である。２は結合ミラー、１１ｃは結合ミラー２
の共振器対向面側に設けられた部分反射膜、１２ａ、ｂ
は無反射膜、１は全反射ミラーである。６、７はレーザ
ビーム、４８０４は冷却水供給口、４８０５は冷却水排
出口、５は筐体である。
【０２４０】次に動作について説明する。先ず、一対の
給電電極４８０１、４８０２に電源４８０３から交流電
圧を印加して、放電空間４に放電を生じさせる。この放
電によってレーザガスが励起され、結合ミラー２に施さ
れた部分反射膜１１ｃと全反射ミラー１で構成される安
定型共振器内でレーザ発振がおこる。そして、レーザビ
ーム６の一部は結合ミラー２に施された部分反射膜１１
ｃと無反射膜１２ａ、ｂを透過して、共振器外にレーザ
ビーム７として出射される。ところで、軸流型ＣＯ2 レ
ーザ装置はレーザ媒質４のガス温度が高くなるとレーザ
の発振効率が低くなるので、冷却水を筐体５内に供給し
て放電管４８０６の全周を冷却することによりガス温度
の上昇を抑さえている。
【０２４１】実施例４８では図８７に基づいて実施例１
のレーザ装置を軸流型ＣＯ2 レーザ装置に適用した場合
を説明したが、これに限らず、実施例１のレーザ装置を
高速軸流型ＣＯ2 レーザ装置に適用しても同様の効果が
得られる。この高速軸流型ＣＯ2 レーザ装置は放電管４
８０６内のレーザガス４を高速で流して放電によって発
熱した熱の一部を取り去るために循環用のブロワを備え
ている。さらに、実施例１のレーザ装置を約１気圧のレ
ーザガスを用いて励起するＴＥＡレーザ装置に適用して
も同様の効果が得られる。
【０２４２】実施例４９．図８８はこの発明の例えば実
施例１におけるレーザ装置を金属蒸気レーザ装置に適用
した例である。図において、４９０１はプラズマチュー
ブで例えばセラミック、４９０２は金属で例えば銅ある
いは金、４はプラズマチューブ内の金属蒸気により発生
したレーザ媒質、４９０３は断熱材、４９０４は円筒電
極、４９０５は電源で例えば高速繰り返しパルス電源、
４９０７は電極４９０４間に発生した放電である。４９
０６はブリュースター角度に設定された透過窓、２は結
合ミラー、１１ｃは結合ミラー２の共振器対向面側の中
央部に設けられた部分反射膜、１２ａ、ｂは無反射膜、
１は全反射ミラー、６は共振器内に存在するレーザビー
ム、７は共振器から出射されたレーザビーム、５は筐体
である。４９０８はレンズ、４９０９は集光対象物で例
えばヨウ素の封入されたセルである。
【０２４３】次に動作について説明する。先ず、円筒電
極４９０４に電源４９０５より数十ｋＨz の繰り返しパ
ルス電圧を印加し、印加された数十ｋＨz の繰り返しパ
ルス電圧により円筒電極４９０４間にパルス放電４９０
７を発生させる。発生したパルス放電４９０７は、プラ
ズマチューブ４９０１内に封入された例えばＮｅのよう
なバッファガスの加熱を行なう。加熱されたバッファガ
スは断熱材４９０３により保温されたプラズマチューブ
４９０１を例えば１５００度程度に加熱する。従って、
プラズマチューブ１の内面に設置された金属４９０２は
プラズマチューブ４９０１内に例えば１０15個／cm程度
の密度でもって蒸発する。蒸発した金属蒸気は同じパル
ス放電４９０７によって励起され、レーザ媒質４を形成
する。
【０２４４】ここで、ブリュースター角度で設置された
透過窓４９０６で封入されたレーザ管の外側には、結合
ミラー２に施された内部反射膜１１ｃと全反射ミラー１
からなる安定型共振器が構成されている。従って、レー
ザビーム６は共振器内を往復してレーザ媒質４により増
幅され、その一部は結合ミラー２の部分反射膜１１ｃと
無反射膜１２ａ、ｂを透過して共振器外へレーザビーム
７として出射される。一般に、金属蒸気レーザでは高い
レーザ出力を得るためにプラズマチューブ４９０１の管
径を増大させるが、この場合、レーザ利得の分布は図８
９に示すように中央が周囲に比べて低くなるため、ＴＥ
Ｍ00モード発振をさせるのは困難である。しかしなが
ら、実施例４９によれば、結合ミラー２に設けられた部
分反射膜１１ｃの直径を適切に選ぶことで、図９０に示
すような大断面積のＴＥＭ00モードのレーザビームを容
易に得ることができる。
【０２４５】このようにして取り出されたレーザビーム
７は、レンズ４９０８で集光されると集光性の良いレー
ザビームとなる。従って、例えば色素レーザ用の色素溶
液の封入されたセル４９０９に導くと効率良く色素を励
起することができる。
【０２４６】実施例５０．実施例４９ではレーザ管をブ
リュースター角度で設定された透過窓４９０６で封じた
構成について説明したが、図９１に示すように、レーザ
管をレーザ共振器を構成するミラー１、２で封じても同
様の効果を得ることができる。このようにして取り出さ
れたレーザビーム７もまた実施例４９の場合と同様、レ
ンズ４９０８を用いて集光すると集光性の良いレーザビ
ームとなるので、例えば色素レーザ用の色素溶液の封入
されたセル４９０９に導くと効率良く色素を励起するこ
とができる。
【０２４７】実施例５１．図９２はこの発明の例えば実
施例１におけるレーザ装置を固体レーザ装置に適用した
例である。図において、４ａは固体素子で、例えばＹＡ
Ｇレーザを例にとればＹ3 * ＮｄX Ａｌ5 Ｏ12なる組成
を持つ円柱状のロッドからなっている。１は全反射ミラ
ー、２は結合ミラーである。１２ａ、ｂ、５１０１、５
１０２は結合ミラー２と固体素子４ａの両面に設けられ
た例えばＳｉＯ2 からなる無反射膜、３は開口、１１ｃ
は結合ミラー２の共振器対向面の中心部分に設けられた
例えばＴｉＯ2 からなる部分反射膜、６、７は共振器の
内、外に発生したレーザビームである。５１０３は例え
ばフラッシュランプからなる固体素子４ａの励起用の光
源、５１０４は光源５１０３の支持部、５１０５は光源
５１０３の光を反射させて固体素子４ａに導く反射板、
５は固体レーザ装置の外枠である。
【０２４８】次に動作について説明する。固体素子４ａ
は光源５１０３からの直接光と反射板５１０５による反
射光により励起されてレーザ媒質を形成する。そして、
レーザ媒質内でレーザビーム６を共振させて増幅し、さ
らにレーザビーム６の一部を固体レーザ装置の外部にレ
ーザビーム７として取り出す。共振器内で発振するレー
ザビーム６の発振モードは実施例１で説明したとおり
で、部分反射膜１１ｃの直径により行なわれる。
【０２４９】実施例５２．実施例５１では固体素子４ａ
の両側に共振器を構成するミラー１、２を用いた例を示
したが、図９３に示すように、固体素子４ａの一方の端
面を曲率半径状に形成してその曲率半径上に薄膜を施す
ことでミラーの役割を持たせても良い。図９３（ａ）は
固体素子４の一端面を曲率半径状に形成して全反射膜５
２１０を施した例であり、図９３（ｂ）は固体素子１の
他端面を曲率半径状に形成して中央部に部分反射膜５２
０１を施し、外周部に無反射膜５２０２を施した例であ
る。
【０２５０】実施例５３．実施例５２では固体素子４ａ
のいずれか一方の端面を曲率半径状に形成した場合につ
いて説明したが、これに限らず、図９４に示すように固
体素子４ａの両面を曲率半径状に形成してもよい。この
場合、一端面に全反射膜５２１０を施し、もう一方の端
面にはその中心部分に部分反射膜５２０１、外周部分に
無反射膜５２０２を施すことにより、共振器を構成する
ミラーの役割を固体素子４ａ自身に持たせることができ
る。
【０２５１】実施例５４．図９５には例えばポッケルス
素子のようなＱスイッチ素子５４０１を共振器内に配置
してＱスイッチパルス発振を行なうことを目的とした実
施例５４が示されている。このような構成では、大ピー
ク出力のレーザビームが得られ、例えば効率的なレーザ
加工が可能となる。
【０２５２】また、図９５に示す素子５４０１をＫＴＰ
素子などの波長変換素子とすれば、効率的な波長変換が
実現できる。さらに、素子５４０１として例えばＱスイ
ッチ素子と波長変換素子を組合わせたものを用いても同
様な効果が得られる。
【０２５３】実施例５５．実施例５２では、固体素子４
ａの一端面を曲率半径状に形成し、曲率半径面に薄膜を
施してミラーとして使用する例を示したが、図９６に示
すように平面状に形成された固体素子４ａの一端面に薄
膜を設けてミラーとして使用してもよい。ここで、固体
素子４ａは、光源５１０３からの光によってレーザ媒質
を形成する時、同時に固体素子４ａ自身の熱分布によっ
て一種の凸レンズとしての役割をはたす。従って、図９
６に示す実施例５５は安定型共振器として使用される。
尚、図９６（ａ）は固体素子４ａの一端面に全反射膜５
５０１を施した例であり、図９６（ｂ）は固体素子４ａ
の一端面の中央部に部分反射膜５５０２を施し、外周部
に無反射膜５５０３を施した例である。
【０２５４】実施例５６．実施例５３では固体素子４ａ
の両面を曲率半径状に形成し、一端面に全反射膜５２０
１を施し、もう一方の端面の中央部に部分反射膜５２０
１を設け、さらに外周部に無反射膜５２０２を施した例
を示したが、図９７に示すように固体素子４ａの端面を
平面にしたまま、固体素子４ａの両端面に薄膜を施した
状態でミラーとして使用してもよい。
【０２５５】実施例５７．図９８には例えばポッケルス
素子のようなＱスイッチ素子５７０１を共振器内に配置
してＱスイッチパルス発振を行なう実施例５７が示され
ている。実施例５７は固体素子４ａの端面が平面である
点で図９５の実施例５４と相違する。このように構成さ
れた実施例５７は、実施例５４と同様に大ピーク出力の
レーザビームが得られ、例えば効率的なレーザ加工が可
能となる。
【０２５６】また、図９８に示す素子５７０１をＫＴＰ
素子などの波長変換素子とすれば、効率的な波長変換が
実現できる。さらに、素子５７０１として例えばＱスイ
ッチ素子と波長変換素子を組み合わせて使用しても同様
な効果が得られる。
【０２５７】実施例５８．図９９にはこの発明の例えば
実施例１におけるレーザ装置を半導体レーザに適用した
例が示されていて、図９９（ａ）は半導体レーザの内部
上面図、図９９（ｂ）はその側断面図である。図９９に
おいて、５８０１は活性媒質層で例えばｐ型のＧａＡ
ｓ、５８０２はクラッド層で例えばｐ型のＧａ0.9 Ａｌ
0.1 Ａｓ、５８０３はクラッド層で例えばｎ型のＧａ
0.9 Ａｌ0.1 Ａｓ、５８０４はキャップ層で例えばｐ型
のＧａＡｓ、５８０５は基盤結晶で例えばｎ型のＧａＡ
ｓである。５８０６、５８０７は電極、５８０８は電源
であり、５８１０はフォトレジストを塗布して写真製版
等の手法を用いて形成した部分反射部、５８１２は全反
射部、５８１１は無反射部、６は共振器内に存在するレ
ーザビーム、７は共振器外に出射されたレーザビームで
ある。
【０２５８】次に動作について説明する。電源５８０８
に接続された電極５８０６、５８０７から供給されたキ
ャリアは、それぞれｐ型のキャップ層５８０４、クラッ
ド層５８０２及びｎ型の基盤結晶５８０５、クラッド層
５８０３を介して活性媒質層５８０１を形成する。この
活性媒質層５８０１内に発生したレーザビーム６は固体
素子４ａの端面に設けられた部分反射部５８１０と全反
射部５８１２とで構成された安定型共振器を往復するう
ちに増幅され、その一部は部分反射部５８１０と無反射
部５８１１を透過して共振器外へレーザビーム７として
出射される。ここで、活性媒質層５８０１を共振器内に
幅広く存在しているので、実施例１と同様に発振モード
の選択に重要な役割を持つ部分反射部５８１０の大きさ
を適切に選ぶことで図１００に示す大断面積で単一のＴ
ＥＭ00モードのレーザビームを容易に得ることができ
る。
【０２５９】実施例５９．実施例５８では部分反射部５
８１０の大きさを適切に選ぶことによって、発振モード
の選択を行なう場合について説明したが、図１０１
（ａ）に示すように共振器の構成部材である全反射部５
９０３の大きさを適切に選ぶことで発振モードを選択し
ても同様の効果を得ることができる。同図において、５
９０２は全反射膜５９０３を取り囲むように施されたリ
ング状の部分反射膜である。また、図１０１（ｂ）に示
すように、部分反射部５８１０と全反射部５９０３の両
方の大きさを選ぶことで発振モードを選択しても同様の
効果を得ることができる。
【０２６０】実施例６０．図１０２（ａ）は、実施例５
８で示した半導体レーザの部分反射部５８１０と全反射
部５８１２の共振器対向面側にそれぞれの近傍にメサ溝
６００１を設けた例である。このメサ溝６００１は、レ
ーザビーム６の品質の悪い外周部分を削除するために設
けられており、実施例１で説明したところの開口３に相
当するものである。また、図１０２（ｂ）、（ｃ）に示
すように、このメサ溝６００１を部分反射部５８１０と
全反射部５８１２の共振器対向面側のどちらか一方の近
傍に設けても同様の効果を得ることができる。
【０２６１】また、上記実施例５９に示した半導体レー
ザにメサ溝６００１を設けても同様の効果を得ることが
できる。
【０２６２】実施例６１．実施例５８、５９、６０は半
導体レーザの固体素子４ａの端面を加工して共振器を形
成した例について説明したが、図１０３に示すように、
半導体レーザの固体素子４ａの外部に共振器を構成する
ミラーを少なくとも１つ以上設けて、共振器を構成して
も同様の効果を得ることができる。
【０２６３】図１０３（ａ）には、固体素子４ａの外部
に全反射ミラー６１０２と結合ミラー６１０１とを配設
し、結合ミラー６１０１の共振器対向面側の中央部に部
分反射膜６１０４を設け、部分反射膜６１０４の周囲に
無反射膜６１０３ａ、ｂを設けて安定型共振器を構成し
た例が示されている。また、図１０３（ｂ）には、固体
素子４ａの外部に全反射ミラー６１０２を設けて安定型
共振器を構成した例が示されている。さらに、図１０３
（ｃ）には固体素子４ａの外部に結合ミラー６１０１を
設け、結合ミラー６１０１の共振器対向面側の中央部に
部分反射膜６１０４を設け、部分反射膜６１０４の周囲
に無反射膜６１０３ａ、ｂを設けて安定型共振器を構成
した例が示されている。
【０２６４】実施例６２．図１０４はこの発明の例えば
実施例１におけるレーザ装置をレーザビーム発振段と
し、レーザビーム増幅段と組み合わせて多段増幅レーザ
装置として適用した例である。図において、６２１０は
レーザビーム発振段、６２２０はレーザビーム増幅段、
２は結合ミラー、１１ｃは結合ミラー２の共振器対向面
側の中央部に設けられた部分反射膜、１２ａ、ｂ、６２
０２は無反射膜、１は全反射ミラーである。４、６２０
３はレーザ媒質で、金属蒸気レーザを例にとれば放電等
により励起された銅や金等の金属蒸気、ＣＯ2 レーザや
エキシマレーザを例にとれば放電等により励起されたガ
ス媒質である。６は共振器内に存在するレーザビーム、
７は共振器外に出射されたレーザビーム、３は開口、
５、６２０４は筐体、６２０１は透過窓、６２０５はレ
ンズ、６２０６は集光対象物で、例えば金属蒸気レーザ
に対しては色素セル、ＣＯ2 レーザに対しては金属等の
被加工物である。
【０２６５】次に動作について説明する。レーザビーム
発振段６２１０において、結合ミラー２の中央部に施さ
れた部分反射膜１１ｃと全反射ミラー１は安定型共振器
と構成している。従って、共振器内に存在するレーザビ
ーム６はレーザ媒質４で増幅されるとともに、その一部
が結合ミラー２に施された部分反射膜１１ｃと無反射膜
１２ａ、ｂを透過して共振器外にレーザビーム７として
出射される。そして、出射されたレーザビーム７はレー
ザビーム増幅段６２２０に導かれる。このレーザビーム
７は透過窓６２０２を透過してレーザビーム増幅段６２
２０内に導かれた、増幅段内のレーザ媒質６２０３で増
幅されて、大出力レーザビームとなる。従って、レーザ
ビーム発振段６２１０から出射されたレーザビーム７
は、大断面積で極めて品質の良いレーザビームとなるの
で、増幅段内のレーザ媒質６２０３から極めて効率良く
エネルギーを取り出すことができる。
【０２６６】さらに、レーザビーム増幅段６２２０から
取り出されたレーザビーム７を、レンズ６２０５で集光
すると集光性の良いレーザビームとなる。従って、レン
ズ６２０５で集光されたレーザビームを、例えば色素レ
ーザ用の色素溶液の封入されたセル６２０６に導くと効
率良く色素を励起し、あるいはレーザ加工用の被加工物
に当てると効率良くレーザ加工をする。
【０２６７】実施例６３．実施例６２では、レーザビー
ム増幅段６２２０を一段用いた場合について説明した
が、レーザビーム増幅段６２２０を複数段用いても同様
の効果を得ることができ、このとき、最終のレーザビー
ム増幅段から取り出されたレーザビームはさらに大出力
となる。
【０２６８】実施例６４．なお、上記実施例ではそのほ
とんどが２次元の軸対称型の共振器について説明した
が、これに限らず、例えば図１０５に示すように一次元
型、すなわちスラブ形状のレーザ媒質に適した共振器構
成にも同様の効果を示す。
【０２６９】さらに、図１０６に示すようにこの発明の
例えば実施例１における共振器と導波路を組み合わせて
ハイブリッド共振器として使用しても同様の効果を得る
ことができる。尚、図１０６で６４０１、６４０２は例
えば導波路の役割を兼ね備えた放電電極である。
【０２７０】実施例６５．上記実施例ではスラブ型レー
ザ媒質の場合を除き、ラゲールガウスモードに対応した
ミラー設計、すなわち図３５（ａ）に示すような同心円
状の膜を使用した場合について説明したが、エルミート
ガウスモードに対応したミラー設計、すなわち図３５
（ｂ）に示すような方形状の膜構成を用いても全く同様
の効果を得ることができる。
【０２７１】実施例６６．実施例１で示した高出力のレ
ーザ発振器において、図１０７（ｂ）に示すように結合
ミラー２の共振器対向面の反対側の面は、所定角度θ
（以下、ウエッジ角と呼す。）傾斜して形成されてい
る。そして、ウエッジ角θにより、共振器対向面と反対
側の面は厚み６６０１を持ち、平行ではないのが普通で
ある。このとき、例えば三軸直交型のガスレーザ発振器
が、図１０８に示すように放電電極のような共振器内に
互いに対向して設置された境界物（放電電極）６６０
２、６６０３の断面と結合ミラー２のウエッジ角（厚み
６６０１）の存在する面とが同じ面内にあるように構成
されている場合、共振器対向面のもう一方の面から反射
された微弱な反射光が共振器内に互いに対向して設置さ
れた境界物６６０２、６６０３の境界面で反射されて、
レーザ媒質４によって増幅される。従って、図１０９
（ａ）に示すようにレーザビーム７に縞状の強度分布が
形成される場合がある。そして、縞状の強度分布を持つ
レーザビーム７のビーム品質は、縞状の分布が存在する
分だけ悪くなるという問題点があった。
【０２７２】この問題点を解決するため、図１１０に示
すように、電極のような共振器内に互いに対向して設置
された境界物６６０２、６６０３の断面と結合ミラー２
のウエッジ角（厚み６６０１）の存在する面とが異なる
ようにしたところ、図１０９（ｂ）に示すように出射さ
れるレーザビーム７の強度分布には縞状の分布が見られ
なかった。この理由は、共振器対向面のもう一方の面か
ら反射された微弱な反射光は共振器内に再び反射して
も、反射する方向が電極のような境界物６６０２、６６
０３が設置されている方向と異なるため、境界面で反射
されることなく、そしてレーザ媒質４によって増幅され
ることなく共振器外へ出ていくためであることがわかっ
た。
【０２７３】このように、例えば電極のような共振器内
の互いに対向して設置された境界物６６０２、６６０３
が存在するガスレーザ発振器において、互いに対向して
設置された境界物６６０２、６６０３の断面と結合ミラ
ー２のウエッジ角（厚み６６０１）の存在する面とが異
なるように配置することで、出射されるレーザビーム７
のビーム品質を向上できる。
【０２７４】実施例６７．図１１１にはこの発明におけ
る共振器を例えば三軸直交型のガスレーザ発振器に適用
したときの実施例６７が示されている。実施例６７によ
れば、二組の放電励起空間６７０５、６７０６を互いに
９０°回転した状態に配設することにより、レーザガス
の循環時に生じる放電方向の利得分布とガス流方向の利
得分布の違いを補正することができる。実施例６７の共
振器は実施例１で説明した結合ミラー２と全反射ミラー
１で構成されている。そして、レーザビーム６は結合ミ
ラー２の対向面側で、例えば二組みの平面ミラー６７０
１、６７０２で折り返され、折り返されたレーザビーム
６は全反射ミラー１によって共振器内へ再び戻される。
【０２７５】次に動作について説明する。放電電極６７
０３ａ、ｂ及び６７０４ａ、ｂでレーザガスが励起され
て生じた放電励起空間６７０５、６７０６は９０度回転
した状態に配置されている。従って、例えば放電励起空
間６７０５の放電方向で増幅されたレーザビーム６は、
次のもう一方の放電励起空間６７０６を通過する際にガ
ス流方向で増幅される。従って、共振器内に存在するレ
ーザビーム６は放電励起空間６７０５、６７０６の放電
方向及びガス流方向の両方向で増幅作用を受ける。これ
により、結合ミラー２から出射されるレーザビーム７は
極めて対称性の良いレーザビームとなる。また、図１１
２は二組の放電励起空間６７０５、６７０６を直列につ
ないだ実施例であるが、同様な効果を得ることができ、
さらに、複数の組の放電励起空間を用いて、それらが互
いに９０度異なるように配置しても同様な効果を得るこ
とができる。
【０２７６】実施例６８．一般に本発明の共振器を図１
１３に示す三軸直交型レーザに適応した場合、放電電極
６８０１ａ、ｂ間にレーザ励起用の放電励起空間４が発
生する。そして、放電安定性の確保およびガス温度上昇
を抑える目的から、放電電極６８０１ａ、ｂ間にはレー
ザガスが矢印６８０２の方向に高速で流される。従っ
て、放電により励起された粒子はガス流によりガス下流
方向に流され、図１１４に示すように放電部下流端で利
得が最大となる。これにより、共振器の光軸は放電部の
ガス流下流端（Ｘ＝ＸＤ）に設定され、この位置に光軸
が設定されると最も発振効率が高くなる。放電で励起さ
れた粒子のエネルギーは共振器により光エネルギーに変
換され、レーザビームとして外部に取り出される。
【０２７７】しかしながら、本発明の共振器をこのよう
なガス流と光軸が直交した三軸直交型レーザ装置に図１
１５に示すように設定すると、図１１６に示すような非
対称なレーザビームが得られることが判明した。すなわ
ち、ガス流と光軸が直交した三軸直交型レーザ装置で
は、ガス上流で利得を光エネルギーに変換すると、放電
空間外のガス下流域には利得はなくなり、ガス下流側が
欠けたモードとなって出力される。一方、図１２２の従
来の共振器を三軸直交型レーザ装置に使用した場合、真
円状の対称なビームが得られる。すなわち、従来の共振
器では共振器内を光が数十回往復し定在波が形成され、
利得の分布にあまり影響されずにモードが形成されるた
めに真円状のレーザビームが得られる。
【０２７８】これに対し、本発明の共振器の場合、中央
部のレーザビーム６８０３ｂは定在波の一部が取り出さ
れたものであるためほぼ真円状に出力されるが、外周部
のレーザビーム６８０３ｂは回折で生じた光が単に共振
器内を一往復分だけ増幅され出射したものであるため、
利得分布の影響を強く受け、ガス下流域の部分の欠けた
状態となって出力される。 このように本発明の共振器
を用いたレーザ装置は真円状の対称なビームが得にくい
という問題点がある。
【０２７９】図１１７には上記問題点を解消するように
構成された実施例６８が示されている。実施例６８の光
軸は図１１５に比べて放電場の中にはいっており、レー
ザビームの外周部６８０３ｂが放電部ガス下流端にほぼ
等しく設定されている。このように構成すると、ほとん
どの放電エネルギーはレーザビームの中央部６８０３ａ
に変換され、その下流部に流される励起粒子は少ない
が、下流部が直接放電励起されるので、十分な利得が存
在する。従って、回折によって発生したレーザビーム６
８０３ｂを十分に成長させることができ、下流部の欠け
ていない真円状レーザビームを取り出すことができる。
【０２８０】実施例６９．上記実施例６８では、光軸を
放電励起空間４の中に移動してガス流方向の利得の変化
を小さく抑え、真円状のレーザビームを得る方法につい
て示したが、図１１８に示すように、共振器内でガス流
方向を反転しておけば、ガス流方向の利得分布はさらに
一様化され、より真円性の高いレーザビーム７が得られ
る。図１１８において、６９０２、６９０３はそれぞれ
向きの反転したガス流方向を示す矢印、６９０１はガス
の仕切り板で中央部にレーザビーム６が通過するための
穴が設けられている。
【０２８１】実施例７０．図１１９（ａ）は実施例７０
の側面図、図１１９（ｂ）はそのＩ−Ｉ断面図である。
図１１９（ａ）において、７００１、７００２はコの字
型共振器を構成するために設けられた折返しミラーであ
る。このようにガス流方向にコの字型に光路を折り返す
と、ビーム中心に対してガス上流側を経験したレーザビ
ーム６は、コの字型に折り返された後は、ガス下流側を
経験することになり、ガス流方向の利得分布は完全にキ
ャンセルされ、同様の効果が得られる。
【０２８２】実施例７１．図１２０は上記実施例で説明
した発振器を内蔵したレーザ装置が搭載されたレーザ加
工装置の一例を示すものである。図において、７１０１
は発振器であり、発振器７１０１は全反射ミラー１およ
び結合ミラー２等から構成されている。発振器７１０１
は必要に応じて冷却水管７１０２、７１０３より送られ
る冷却水によりミラー１、２やレーザガスが冷却され
る。７１０４はビームダクト７１０５ａ、ｂおよびベン
ドミラー７１０６ａ、ｂ、ｃ、ｄなどから構成され、発
振器７１０１から発生されるレーザビーム７を伝送する
ためのビーム伝送系、７１０７はレーザビーム７を被加
工物７１１２上に集光するための加工レンズ７１０８、
およびアシストガス管７１０９より送気されるアシスト
ガスを被加工物７１１２に吹き付けるためのノズル７１
１０などから構成される加工ヘッド、７１１１は被加工
物７１１２を動かすための加工テーブルである。
【０２８３】このように構成されたレーザ加工装置によ
れば、例えば大口径、大出力で集光性の良いレーザビー
ム７で被加工物７１１２を加工することができるので、
非常に高速な加工が可能になり、あるいは今まで加工で
きなかった厚板を加工することができる。さらに、ビー
ム径によらずビームモードの選択をミラー１、２を交換
するだけで行うことができるので、鉄、アルミあるいは
非金属といった種々の加工物や、切断、溶接あるいは表
面改質など加工に応じた最適なビームを容易に得ること
ができる。
【０２８４】すなわち、レーザ装置製造者側から言えば
ミラー１、２の違いだけで種々の機種を構成でき、量産
化が容易なため、レーザ装置、さらにはレーザ加工装置
の大幅なコストダウンが可能である。また、レーザビー
ム７が大口径であるから単位断面積当りのビーム強度が
弱いため、ビーム伝送系７１０４にあるベンドミラー７
１０６ａ、ｂ、ｃ、ｄや加工レンズ７１０８などの光学
部品の熱歪みが少なく、大出力のレーザビームであって
もビーム伝送系７１０４によるレーザビーム７の歪みが
小さいので安定に集光できる、といった絶大な効果があ
る。
【０２８５】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、レーザビームのモードを結合ミラーに設けられた中
央の部分反射部が直径寸法に基づいて選択するように構
成したので、従来のレーザ装置では不可能であった安定
型共振器で決まるレーザビーム径以上の大断面積のＴＥ
Ｍ00モードやＴＥＭ01 * モードのレーザビームを取り出
すことができる。さらに、結合ミラーの耐光強度対策を
考慮することなく数ｋＷ以上のレーザビームを安定的に
取り出すことができる効果がある。
【０２８６】請求項２の発明によれば、請求項と１同様
に構成したので、大断面積のＴＥＭ00モードやＴＥＭ01
* モードのレーザビームを取り出すことができ、さらに
数ｋＷ以上のレーザビームを安定的に取り出すことがで
きる効果がある。
【０２８７】請求項３の発明によれば、０＜（１−Ｌ／
Ｒ1 ）（１−Ｌ／Ｒ2 ）＜１の関係を満足するように構
成したので、安定型共振器を構成する結合ミラー及び全
反射ミラーの曲率形状を凹型又は凸型のいずれをも選択
することができ、設計の自由度が向上するなどの効果が
ある。
【０２８８】請求項４の発明によれば、全反射ミラーを
強度反射率が９９％の部分反射ミラーと取り替えるよう
に構成したので、部分反射ミラーを介して安定型共振器
内のレーザビームを１％出射させることができる。従っ
て、このレーザビームをレーザ出力の測定に使用するこ
とにより、出力測定の簡略化を図ることができる効果が
ある。
【０２８９】請求項５の発明によれば、結合ミラーと結
合ミラーと対向して設けられた全反射ミラーの少なくと
も一方のミラーにミラー角度調節機構を備えるように構
成したので、安定型共振器から出射されたレーザビーム
の出射位置と方向のずれを補正することが可能となる。
これによりビームの安定性が極めて優れたレーザ装置が
実現でき、レーザ加工の際の歩留まりを向上させること
ができる効果がある。
【０２９０】請求項６の発明によれば、結合ミラーと対
向して設けられた全反射ミラーに曲率可変機構を有した
ミラーを用いるように構成したので、全反射ミラーの曲
率半径を変化させることが可能となる。従って、共振器
内で発振するレーザビームのモードを自由に選択するこ
とができる。これにより、モードの切り替えが極めてス
ムーズに行なうことができ、例えばレーザビームのモー
ドを変化させながら行なうような複雑なレーザ加工にお
いても、レーザ動作を中断することなく、極めて安定に
行なうことができる効果がある。
【０２９１】請求項７の発明によれば、結合ミラーの部
分反射部及び無反射部から安定型共振器外に出射された
それぞれのレーザビームの位相差が２πの整数倍になる
ように結合ミラーに位相差補償手段を設けるように構成
したので、安定型共振器外に出射されたそれぞれのレー
ザビームの位相差が補償され、レーザビームの品質の向
上を図ることができる。これにより、大断面積で高出力
のシングルモード発振と組み合わせて、従来のレーザ装
置では不可能であった超厚板切断や鋼板溶接等をレーザ
加工で行なえる可能性があるので、レーザ加工の新規分
野への進出ができる効果がある。
【０２９２】請求項８の発明によれば、結合ミラーの部
分反射部及び無反射部から安定型共振器外に出射された
それぞれのレーザビームの位相差を制御する位相差制御
手段を結合ミラーに設けるように構成したので、安定型
共振器外に出射されたそれぞれのレーザビームの位相差
が制御され、レーザビームの品質を制御することができ
る。これにより、大断面積で高出力のシングルモード発
振と組み合わせて、レーザ切断とレーザ溶接を組み合わ
せた複合レーザ加工もしくは軸上強度の極めて高いパル
スを有するパルスレーザ加工を行なえるので、レーザ加
工の新規分野への進出ができる効果がある。
【０２９３】請求項９の発明によれば、結合ミラーの部
分反射部及び無反射部から安定型共振器外に出射された
それぞれのレーザビームの位相差が２πの整数倍になる
ように全反射ミラーに位相差補償手段を設けるように構
成したので、安定型共振器外に出射されたそれぞれのレ
ーザビームの位相差が補償され、レーザビームの品質の
向上を図ることができる。これにより、大断面積で高出
力のシングルモード発振と組み合わせて、従来のレーザ
装置では不可能であった超厚板切断や鋼板溶接等をレー
ザ加工で行なえる可能性があるので、レーザ加工の新規
分野への進出ができる効果がある。
【０２９４】請求項１０の発明によれば、結合ミラーの
部分反射部及び無反射部から安定型共振器外に出射され
たそれぞれのレーザビームの位相差を制御する位相差制
御手段を全反射ミラーに設けるように構成したので、安
定型共振器外に出射されたそれぞれのレーザビームの位
相差が制御され、レーザビームの品質を制御することが
できる。これにより、大断面積で高出力のシングルモー
ド発振と組み合わせて、レーザ切断とレーザ溶接を組み
合わせた複合レーザ加工もしくは軸上強度の極めて高い
パルスを有するパルスレーザ加工を行なえるので、レー
ザ加工の新規分野への進出ができる効果がある。
【０２９５】請求項１１の発明によれば、結合ミラーの
部分反射部及び無反射部から安定型共振器外に出射され
たそれぞれのレーザビームの位相差が２πの整数倍にな
るように安定型共振器の外部に位相差補償手段を設ける
ように構成したので、安定型共振器外に出射されたそれ
ぞれのレーザビームの位相差が補償され、レーザビーム
の品質の向上を図ることができる。これにより、大断面
積で高出力のシングルモード発振と組み合わせて、従来
のレーザ装置では不可能であった超厚板切断や銅板溶接
等をレーザ加工で行なえる可能性があるので、レーザ加
工の新規分野への進出ができる効果がある。
【０２９６】請求項１２の発明によれば、結合ミラーの
部分反射部及び無反射部から安定型共振器外に出射され
たそれぞれのレーザビームの位相差を制御する位相差制
御手段を安定型共振器の外部に設けるように構成したの
で、安定型共振器外に出射されたそれぞれのレーザビー
ムの位相差が制御され、レーザビームの品質を制御する
ことができる。これにより、大断面積で高出力のシング
ルモード発振と組み合わせて、レーザ切断とレーザ溶接
を組み合わせた複合レーザ加工もしくは軸上強度の極め
て高いパルスを有するパルスレーザ加工を行なえるの
で、レーザ加工の新規分野への進出ができる効果があ
る。
【０２９７】請求項１３の発明によれば、安定型共振器
を構成する結合ミラー及び全反射ミラーの少なくとも一
方に導かれる安定型共振器内のレーザビームの直径を規
定する開口孔を設け、開口孔の直径を結合ミラーに設け
られた部分反射部の直径の４倍以下に規制するように構
成したので、安定型共振器から出射されたレーザビーム
の品質を保つことができ、さらにこの発明のレーザ装置
を使用したレーザ加工機での長時間連続運転が可能とな
り、加工コストの低減や消費電力の低減を図ることがで
きる効果がある。
【０２９８】請求項１４の発明によれば、結合ミラーを
リング形状のミラー基板とリング形状のミラーとはめあ
い可能なミラー基板とから構成し、リング形状のミラー
の両面に無反射膜を施し、はめあい可能なミラーの共振
器対向面には部分反射膜を、安定型共振器対向面のもう
一方の面には無反射膜を施すように構成したので、異な
る部分反射率を有する部分反射膜が施されたミラー基板
を数種類用意しておくだけで、異なる部分反射率を有し
た共振器を容易に構成できる。また、リング形状のミラ
ー基板とはめあい可能なミラー基板の相対的な厚みを調
節することにより、リング形状のミラー基板から出射さ
れるレーザビームの位相とはめあい可能なミラー基板か
ら出射されるレーザビームの位相の間の位相差を制御す
ることができる。これにより、従来のレーザ装置では不
可能であった安定型共振器で決まるレーザビーム径以上
の大断面積のＴＥＭ00モードやＴＥＭ01 * モードのレー
ザビームを取り出すことが可能となり、さらに、結合ミ
ラーの耐光強度対策を考慮することなく数ｋＷ以上のレ
ーザビームを安定的に取り出すことができる効果があ
る。
【０２９９】請求項１５の発明によれば、結合ミラーの
部分反射部を強度反射率の異なる複数の反射膜より構成
し、部分反射部の強度反射率が段階的に変化するように
反射膜を施すように構成したので、発振するレーザビー
ムのモード体積を大きくすることができ、レーザ出力の
向上が図れる。これにより、従来のレーザ装置では不可
能であった安定型共振器で決まるレーザビーム径以上の
大断面積きＴＥＭ00モードやＴＥＭ01 * モードのレーザ
ビームを取り出すことが可能となり、さらに、結合ミラ
ーの耐光強度対策を考慮することなく数ｋＷ以上のレー
ザビームを安定的に取り出すことができる効果がある。
【０３００】請求項１６の発明によれば、請求項１５と
同様に構成したので、従来のレーザ装置では不可能であ
った安定型共振器で決まるレーザビーム径以上の大断面
積のＴＥＭ00モードやＴＥＭ01 * モードのレーザビーム
を取り出すことが可能となり、さらに、結合ミラーの耐
光強度対策を考慮することなく数ｋＷ以上のレーザビー
ムを安定的に取り出すことができる効果がある。
【０３０１】請求項１７の発明によれば、結合ミラーの
中央部に金属薄膜を設けて部分反射部とし、金属薄膜の
周囲に無反射膜を設けるように構成したので、金属薄膜
を通過するレーザビームの位相と無反射膜を通過するレ
ーザビームの位相との差がほとんどなくなり、位相を補
正する手段を用いる必要がない。これにより、従来のレ
ーザ装置では不可能であった安定型共振器で決まるレー
ザビーム径以上の大断面積のＴＥＭ00モードやＴＥＭ01
* モードのレーザビームを取り出すことが可能となり、
さらに、結合ミラーの耐光強度対策を考慮することなく
数ｋＷ以上のレーザビームを安定的に取り出すことがで
きる効果がある。
【０３０２】請求項１８の発明によれば、結合ミラーの
部分反射部を同心のリング状の部分反射膜により構成し
たので、安定型共振器内で大断面積の低次マルチモード
を発振させることが可能となる。これにより、従来のレ
ーザ装置では不可能であった安定型共振器で決まるレー
ザビーム径以上の大断面積の低次マルチモードのレーザ
ビームを取り出すことができる効果がある。
【０３０３】請求項１９の発明によれば、結合ミラーの
部分反射部を複数の同心のリング状の反射膜により構成
したので、安定型共振器内で大断面積の低次マルチモー
ドを発振させることが可能となる。これにより、従来の
レーザ装置では不可能であった安定型共振器で決まるレ
ーザビーム径以上の大断面積の低次マルチモードのレー
ザビームを取り出すことができる効果がある。
【０３０４】請求項２０の発明によれば、直径寸法の大
きな結合ミラーで安定型共振器を構成したので、大断面
積の低次マルチモードのレーザビームを取り出すことが
できる効果がある。
【０３０５】請求項２１の発明によれば、結合ミラーの
共振器対向面側に施されている部分反射部と無反射部の
境界面が結合ミラーの面に対して傾斜角度をもって、も
しくは曲線状に施すように構成したので、発振するレー
ザビームのモード体積を大きくすることができ、レーザ
出力の向上が図れる。これにより、従来のレーザ装置で
は不可能であった安定型共振器で決まるレーザビーム径
以上の大断面積のＴＥＭ00モードやＴＥＭ01 * モードの
レーザビームを取り出すことが可能となり、さらに、結
合ミラーの耐光強度対策を考慮することなく数ｋＷ以上
のレーザビームを安定的に取り出すことができる効果が
ある。
【０３０６】請求項２２の発明によれば、結合ミラーの
共振器対向面側に施されている部分反射部の外周部分が
円以外の幾何的な形状を有するように構成したので、発
振するレーザビームのモード体積を大きくすることがで
き、レーザ出力の向上が図れる。これにより、従来のレ
ーザ装置では不可能であった安定型共振器で決まるレー
ザビーム径以上の大断面積のＴＥＭ00モードやＴＥＭ01
* モードのレーザビームを取り出すことが可能となり、
さらに、結合ミラーの耐光強度対策を考慮することなく
数ｋＷ以上のレーザビームを安定的に取り出すことがで
きる効果がある。
【０３０７】請求項２３の発明によれば、結合ミラーの
外周に施された無反射部の強度反射率を５％以内に設定
するように構成したので、安定型共振器から出射される
レーザビームの品質を常に良い状態に保ち続けることが
可能となる。これにより、従来のレーザ装置では不可能
であった安定型共振器で決まるレーザビーム径以上の大
断面積のＴＥＭ00モードやＴＥＭ01 * モードのレーザビ
ームを取り出すことが可能となり、さらに、結合ミラー
の耐光強度対策を考慮することなく数ｋＷ以上のレーザ
ビームを安定的に取り出すことができる効果がある。
【０３０８】請求項２４の発明によれば、結合ミラーの
共振器対向面の曲率半径ともう一方の面の曲率半径を異
なるように構成したので、結合ミラーは新たにレンズの
作用をも併せ持つことが可能となり、結合ミラーから出
射されるレーザビームの曲率半径を自由に設定すること
ができる。これにより、レーザビームの集光時でのビー
ム径を変化させることが可能となり、ビーム強度に依存
するような複雑なレーザ加工を容易に行うことができる
効果がある。
【０３０９】請求項２５の発明によれば、レーザビーム
のモードを全反射ミラーの直径と結合ミラーの部分反射
部の直径寸法に基づいて選択するように構成したので、
従来のレーザ装置では不可能であった安定型共振器で決
まるレーザビーム径以上の大断面積のＴＥＭ00モードや
ＴＥＭ01 * モードのレーザビームを取り出すことが可能
となり、さらに、結合ミラーの耐光強度対策を考慮する
ことなく数ｋＷ以上のレーザビームを安定的に取り出す
ことができる効果がある。
【０３１０】請求項２６の発明によれば、請求項２５と
同様に構成したので、従来のレーザ装置では不可能であ
った安定型共振器で決まるレーザビーム径以上の大断面
積のＴＥＭ00モードやＴＥＭ01 * モードのレーザビーム
を取り出すことが可能となり、さらに、結合ミラーの耐
光強度対策を考慮することなく数ｋＷ以上のレーザビー
ムを安定的に取り出すことができる効果がある。
【０３１１】請求項２７の発明によれば、レーザビーム
のモードを反射ミラーに設けられた中央の全反射部が直
径寸法に基づいて選択するように構成したので、従来の
レーザ装置では不可能であった安定型共振器で決まるレ
ーザビーム径以上の大断面積のＴＥＭ00モードやＴＥＭ
01 * モードのレーザビームを取り出すことが可能とな
り、さらに、結合ミラーの耐光強度対策を考慮すること
なく数ｋＷ以上のレーザビームを安定的に取り出すこと
ができる効果がある。
【０３１２】請求項２８の発明によれば、請求項２７と
同様に構成したので、従来のレーザ装置では不可能であ
った安定型共振器で決まるレーザビーム径以上の大断面
積のＴＥＭ00モードやＴＥＭ01 * モードのレーザビーム
を取り出すことが可能となり、さらに、結合ミラーの耐
光強度を考慮することなく数ｋＷ以上のレーザビームを
安定的に取り出すことができる効果がある。
【０３１３】請求項２９の発明によれば、反射ミラーと
全結合ミラーの少なくとも一方のミラーにミラー角度調
節機構を備えるように構成したので、安定型共振器から
出射されたレーザビームの出射位置と方向のずれを補正
することが可能となる。これにより、ビームの安定性が
極めて優れたレーザ装置が実現でき、レーザ加工の際の
歩留まりを向上させることができる効果がある。
【０３１４】請求項３０の発明によれば、反射ミラーの
全反射部及び部分反射部で反射されたレーザビームのそ
れぞれの位相差が２πの整数倍になるように反射ミラー
に位相差補償手段を設けるように構成したので、安定型
共振器外に出射されたそれぞれのレーザビームの位相差
が補償されるので、レーザビームの品質の向上を図るこ
とができる。これにより、大断面積で高出力のシングル
モード発振と組み合わせて、従来のレーザ装置では不可
能であった超厚板切断や鋼板溶接等をレーザ加工で行な
える可能性があるので、レーザ加工の新規分野への進出
ができる効果がある。
【０３１５】請求項３１の発明によれば、反射ミラーの
全反射部及び部分反射部で反射されたレーザビームのそ
れぞれの位相差を制御する位相差制御手段を反射ミラー
に設けるように構成したので、安定型共振器外に出射さ
れたそれぞれのレーザビームの位相差が制御され、レー
ザビームの品質を制御することができる。これにより、
大断面積で高出力のシングルモード発振と組み合わせ
て、レーザ切断とレーザ溶接を組み合わせた複合レーザ
加工もしくは軸上強度の極めて高いパルスを有するパル
スレーザ加工を行なえるので、レーザ加工の新規分野へ
の進出ができる効果がある。
【０３１６】請求項３２の発明によれば、反射ミラーの
全反射部及び部分反射部で反射されたレーザビームのそ
れぞれの位相差が２πの整数倍になるように全結合ミラ
ーに位相差補償手段を設けるように構成したので、安定
型共振器外に出射されたそれぞれのレーザビームの位相
差が補償され、レーザビームの品質の向上を図ることが
できる。これにより、大断面積で高出力のシングルモー
ド発振と組み合わせて、従来のレーザ装置では不可能で
あった超厚板切断や銅板溶接等をレーザ加工で行なえる
可能性があるので、レーザ加工の新規分野への進出がで
きる効果がある。
【０３１７】請求項３３の発明によれば、反射ミラーの
全反射部及び部分反射部で反射されたレーザビームの位
相差を制御する位相差制御手段を全結合ミラーに設ける
ように構成したので、安定型共振器外に出射されたそれ
ぞれのレーザビームの位相差が制御され、レーザビーム
の品質を制御することができる。これにより、大断面積
で高出力のシングルモード発振と組み合わせて、レーザ
切断とレーザ溶接を組み合わせた複合レーザ加工もしく
は軸上強度の極めて高いパルスを有するパルスレーザ加
工を行なえるので、レーザ加工の新規分野への進出がで
きる効果がある。
【０３１８】請求項３４の発明によれば、反射ミラーの
全反射部及び部分反射部で反射されたレーザビームのそ
れぞれの位相差が２πの整数倍になるように安定型共振
器の外部に位相差補償手段を設けるように構成したの
で、安定型共振器外に出射されたそれぞれのレーザビー
ムの位相差が補償され、レーザビームの品質の向上を図
ることができる。これにより、大断面積で高出力のシン
グルモード発振と組み合わせて、従来のレーザ装置では
不可能であった超厚板切断や銅板溶接等をレーザ加工で
行なえる可能性があるので、レーザ加工の新規分野への
進出ができる効果がある。
【０３１９】請求項３５の発明によれば、反射ミラーの
全反射部及び部分反射部で反射されたレーザビームのそ
れぞれの位相差を制御する位相差制御手段を安定型共振
器の外部に設けるように構成したので、安定型共振器外
に出射されたそれぞれのレーザビームの位相差が制御さ
れ、レーザビームの品質を制御することができる。これ
により、大断面積で高出力のシングルモード発振と組み
合わせて、レーザ切断とレーザ溶接を組み合わせた複合
レーザ加工もしくは軸上強度の極めて高いパルスを有す
るパルスレーザ加工を行なえるので、レーザ加工の新規
分野への進出ができる効果がある。
【０３２０】請求項３６の発明によれば、安定型共振器
を構成する結合ミラー及び反射ミラーの少なくとも一方
に導かれる安定型共振器内のレーザビームの直径を規定
する開口孔を設け、開口孔の直径を反射ミラーに設けら
れた全反射部の直径の４倍以下に規制するように構成し
たので、安定型共振器から出射されたレーザビームの品
質を保つことができ、さらにこの発明のレーザ装置を使
用したレーザ加工機での長時間連続運転が可能となり、
加工コストの低減や消費電力の低減を図ることができ
る。
【０３２１】請求項３７の発明によれば、安定型共振器
を構成する互いに対向配置された結合ミラーと部分反射
ミラーと部分反射ミラーの後方に全反射ミラーを配置
し、レーザビームのモードを全反射ミラーに設けられた
全反射部の直径寸法に基づいて選択するように構成した
ので、従来のレーザ装置では不可能であった安定型共振
器で決まるレーザビーム径以上の大断面積のＴＥＭ00モ
ードやＴＥＭ01 * モードのレーザビームを取り出すこと
が可能となり、さらに、結合ミラーの耐光強度対策を考
慮することなく数ｋＷ以上のレーザビームを安定的に取
り出すことができる効果がある。
【０３２２】請求項３８の発明によれば、請求項３７と
同様に構成したので、従来のレーザ装置では不可能であ
った安定型共振器で決まるレーザビーム径以上の大断面
積のＴＥＭ00モードやＴＥＭ01 * モードのレーザビーム
を取り出すことが可能となり、さらに、結合ミラーの耐
光強度対策を考慮することなく数ｋＷ以上のレーザビー
ムを安定的に取り出すことができる効果がある。
【０３２３】請求項３９の発明によれば、全反射ミラー
と結合ミラーの少なくとも一方のミラーにミラー角度調
節機構を備えるように構成したので、安定型共振器から
出射されたレーザビームの出射位置と方向のずれを補正
することが可能となる。これにより、ビームの安定性が
極めて優れたレーザ装置が実現でき、レーザ加工の際の
歩留まりを向上させることができる効果がある。
【０３２４】請求項４０の発明によれば、部分反射ミラ
ー及び部分反射ミラーの後方に配置された全反射ミラー
で反射されたレーザビームのそれぞれの位相差が２πの
整数倍になるように部分反射ミラーに位相差補償手段を
設けるように構成したので、安定型共振器外に出射され
たそれぞれのレーザビームの位相差が補償されるので、
レーザビームの品質の向上を図ることができる。これに
より、大断面積で高出力のシングルモード発振と組み合
わせて、従来のレーザ装置では不可能であった超厚板切
断や銅板溶接等をレーザ加工で行なえる可能性があるの
で、レーザ加工の新規分野への進出ができる効果があ
る。
【０３２５】請求項４１の発明によれば、部分反射ミラ
ー及び部分反射ミラーの後方に配置された全反射ミラー
で反射されたレーザビームのそれぞれの位相差を制御す
る位相差制御手段を部分反射ミラーに設けるように構成
したので、安定型共振器外に出射されたそれぞれのレー
ザビームの位相差が制御され、レーザビームの品質を制
御することができる。これにより、大断面積で高出力の
シングルモード発振と組み合わせて、レーザ切断とレー
ザ溶接を組み合わせた複合レーザ加工もしくは軸上強度
の極めて高いパルスを有するパルスレーザ加工を行なえ
るので、レーザ加工の新規分野への進出ができる効果が
ある。
【０３２６】請求項４２の発明によれば、部分反射ミラ
ー及び部分反射ミラーの後方に配置された全反射ミラー
で反射されたレーザビームのそれぞれの位相差が２πの
整数倍になるように結合ミラーに位相差補償手段を設け
るように構成したので、安定型共振器外に出射されたそ
れぞれのレーザビームの位相差が補償され、レーザビー
ムの品質の向上を図ることができる。これにより、大断
面積で高出力のシングルモード発振と組み合わせて、従
来のレーザ装置では不可能であった超厚板切断や銅板溶
接等をレーザ加工で行なえる可能性があるので、レーザ
加工の新規分野への進出ができる効果がある。
【０３２７】請求項４３の発明によれば、レーザビーム
の品質を制御するために、部分反射ミラー及び部分反射
ミラーの後方に配置された全反射ミラーで反射されたレ
ーザビームのそれぞれの位相差を制御する位相差制御手
段を全結合ミラーに設けるように構成したので、安定型
共振器外に出射されたそれぞれのレーザビームの位相差
が制御され、レーザビームの品質を制御することができ
る。これにより、大断面積で高出力のシングルモード発
振と組み合わせて、レーザ切断とレーザ溶接を組み合わ
せた複合レーザ加工もしくは軸上強度の極めて高いパル
スを有するパルスレーザ加工を行なえるので、レーザ加
工の新規分野への進出ができる効果がある。
【０３２８】請求項４４の発明によれば、部分反射ミラ
ー及び部分反射ミラーの後方に配置された全反射ミラー
で反射されたレーザビームのそれぞれの位相差が２πの
整数倍になるように安定型共振器の外部に位相差補償手
段を設けるように構成したので、安定型共振器外に出射
されたそれぞれのレーザビームの位相差が補償されるの
で、レーザビームの品質の向上を図ることができる効果
がある。
【０３２９】請求項４５の発明におけるレーザ装置は、
部分反射ミラー及び部分反射ミラーの後方に配置された
全反射ミラーで反射されたレーザビームのそれぞれの位
相差を制御する位相差制御手段を安定型共振器の外部に
設けるように構成したので、安定型共振器外に出射され
たそれぞれのレーザビームの位相差が制御されるので、
レーザビームの品質を制御することができる。これによ
り、大断面積で高出力のシングルモード発振と組み合わ
せて、従来のレーザ装置では不可能であった超厚板切断
や銅板溶接等をレーザ加工で行なえる可能性があるの
で、レーザ加工の新規分野への進出ができる効果があ
る。
【０３３０】請求項４６の発明によれば、安定型共振器
を構成する部分反射ミラー及び結合ミラーの少なくとも
一方に導かれる安定型共振器内のレーザビームの直径を
規定する開口孔を設け、開口孔の直径を全反射ミラーの
直径の４倍以下に規制するように構成したので、安定型
共振器から出射されたレーザビームの品質を保つことが
できる。さらにこの発明のレーザ装置を使用したレーザ
加工機での長時間連続運転が可能となり、加工コストの
低減や消費電力の低減を図ることができる。
【０３３１】請求項４７の発明によれば、レーザビーム
のモードをリング形状のミラーの内直径が直径寸法に基
づいて選択するように構成したので、従来のレーザ装置
では不可能であった安定型共振器で決まるレーザビーム
径以上の大断面積のＴＥＭ00モードやＴＥＭ01 * モード
のレーザビームを取り出すことができる効果がある。
【０３３２】請求項４８の発明によれば、請求項４７と
同様に構成したので、従来のレーザ装置では不可能であ
った安定型共振器で決まるレーザビーム径以上の大断面
積のＴＥＭ00モードやＴＥＭ01 * モードのレーザビーム
を取り出すことができる効果がある。
【０３３３】請求項４９の発明によれば、部分反射ミラ
ーと共振器を構成するもう一方のミラーの少なくとも一
方のミラーにミラー角度調節機構を備えるように構成し
たので、安定型共振器から出射されたレーザビームの出
射位置と方向のずれを補正することが可能となる。これ
により、ビームの安定性が極めて優れたレーザ装置が実
現でき、レーザ加工の際の歩留まりを向上させることが
できる効果がある。
【０３３４】請求項５０の発明によれば、部分反射ミラ
ーと共振器を構成するもう一方のミラーに曲率可変機構
を有したミラーを用いるように構成したので、ミラーの
曲率半径を変化させることが可能となり、共振器内で発
振するレーザビームのモードを自由に選択することがで
きる。これにより、モードの切り替えが極めてスムーズ
に行なうことができ、例えばレーザビームのモードを変
化させながら行なうような複雑なレーザ加工において
も、レーザ動作を中断することなく、極めて安定に行な
うことができる効果がある。
【０３３５】請求項５１の発明によれば、安定型共振器
を構成する部分反射ミラーともう一方のミラーの手前の
少なくとも一方に導かれる安定型共振器のレーザビーム
の直径を規定する開口孔を設け、開口孔の直径を、リン
グ形状のミラーの内直径の４倍以下に規制するように構
成したので、安定型共振器から出射されたレーザの品質
を保つことができる。さらにこの発明のレーザ装置を使
用したレーザ加工機での長時間連続運転が可能となり、
加工コストの低減や消費電力の低減を図ることができる
効果がある。
【０３３６】請求項５２の発明によれば、レーザビーム
のモードを部分反射ミラーの中央部分が選択するように
構成したので、従来のレーザ装置では不可能であった安
定型共振器で決まるレーザビーム径以上の大断面積のＴ
ＥＭ00モードやＴＥＭ01 * モードのレーザビームを取り
出すことができる効果がある。
【０３３７】請求項５３の発明によれば、レーザビーム
のモードを全反射ミラーの中央部分が選択するように構
成したので、従来のレーザ装置では不可能であった安定
型共振器で決まるレーザビーム径以上の大断面積のＴＥ
Ｍ00モードやＴＥＭ01 * モードのレーザビームを取り出
すことができる効果がある。
【０３３８】請求項５４の発明によれば、レーザビーム
のモードを部分反射ミラーの中央部分と全反射ミラーの
中央部分が選択するように構成したので、従来のレーザ
装置では不可能であった安定型共振器で決まるレーザビ
ーム径以上の大断面積のＴＥＭ00モードやＴＥＭ01 * モ
ードのレーザビームを取り出すことができる効果があ
る。
【０３３９】請求項５５の発明によれば、安定型共振器
を構成するミラーの少なくとも一方のミラーにミラー角
度調節機構を備えるように構成したので、安定型共振器
から出射されたレーザビームの出射位置と方向のずれを
補正することが可能となる。これにより、ビームの安定
性が極めて優れたレーザ装置が実現でき、レーザ加工の
際の歩留まりを向上させることができる効果がある。
【０３４０】請求項５６の発明によれば、安定型共振器
を構成するミラーの手前の少なくとも一方に導かれる安
定型共振器のレーザビームの直径を規定する開口孔を設
け、開口孔の直径を、開口の近傍に存在するミラーの中
央部分の直径の４倍以下に規制するように構成したの
で、安定型共振器から出射されたレーザビームの品質を
保つことができる。さらにこの発明のレーザ装置を使用
したレーザ加工機での長時間連続運転が可能となり、加
工コストの低減や消費電力の低減を図ることができる効
果がある。
【０３４１】請求項５７の発明によれば、この発明のレ
ーザ装置に含まれた安定型共振器をレーザビーム発振段
とし、レーザビーム発振段からのレーザビームを増幅す
るレーザビーム増幅段からなるように構成したので、レ
ーザビーム増幅段内に導かれたレーザビームは、増幅段
内のレーザ媒質により増幅され、大出力レーザビームと
なる。大断面積で極めて品質の良いレーザビームは、増
幅段内のレーザ媒質から極めて効率良くエネルギーを取
り出すことができ、レンズを用いて集光すると集光性の
良いレーザビームとなるので、例えば色素レーザ用の色
素溶液の封入されたセルに導くと効率良く色素を励起す
る、あるいはレーザ加工用の被加工物に当てると効率良
くレーザ加工をすることができる効果がある。
【０３４２】請求項５８の発明によれば、レーザビーム
増幅段を複数個設けるように構成したので、レーザビー
ム増幅段内に導かれたレーザビームは、増幅段内のレー
ザ媒質により増幅され、大出力レーザビームとなる。大
断面積で極めて品質の良いレーザビームは、増幅段内の
レーザ媒質から極めて効率良くエネルギーを取り出すこ
とができ、レンズを用いて集光すると集光性の良いレー
ザビームとなるので、例えば色素レーザ用の色素溶液の
封入されたセルに導くと効率良く色素を励起する、ある
いはレーザ加工用の被加工物に当てると効率良くレーザ
加工をすることができる効果がある。
【０３４３】請求項５９の発明によれば、この発明のレ
ーザ装置を含んだ放電励起のガスレーザ装置において、
共振器対向面ともう一方の面にある傾斜角度を持たせ、
非平行になるように構成された安定型共振器を構成する
結合ミラーの傾斜角度の存在する面と安定型共振器内に
互いに対向して設置された放電電極の断面とが異なるよ
うに配置する構成にしたので、安定型共振器から出射さ
れたレーザビームの品質を保つことができる。さらにこ
の発明のレーザ装置を使用したレーザ加工機での長時間
連続運転が可能となり、加工コストの低減や消費電力の
低減を図ることができる効果がある。
【０３４４】請求項６０の発明によれば、この発明のレ
ーザ装置を含んだ放電励起のガスレーザ装置において、
装置内に二組以上の放電電極を設け、ある一組の放電電
極が別の一組の放電電極に対して互いに９０度回転した
配置にする構成にしたので、安定型共振器から出射され
たレーザビームは極めて対称性の良いレーザビームとな
る。さらにこの発明のレーザ装置を使用したレーザ加工
機での長時間連続運転が可能となり、加工コストの低減
や消費電力の低減を図ることができる効果がある。
【０３４５】請求項６１の発明によれば、この発明のレ
ーザ装置をガス流方向と光軸が直交するガスレーザ装置
に使用するように構成したので、安定型共振器から出射
されたレーザビームは極めて対称性の良いレーザビーム
となる。さらにこの発明のレーザ装置を使用したエネル
ギー加工機での長時間連続運転が可能となり、加工コス
トの低減や消費電力の低減を図ることができる効果があ
る。
【０３４６】請求項６２の発明におけるレーザ装置は、
放電励起部のガス下流端とレーザビーム下流端がほぼ一
致するように構成したので、安定型共振器から出射され
たレーザビームは極めて対称性の良いレーザビームとな
る。さらにこの発明のレーザ装置を使用したレーザ加工
機での長時間連続運転が可能となり、加工コストの低減
や消費電力の低減を図ることができる効果がある。
【０３４７】請求項６３の発明におけるレーザ装置は、
共振器内でガス流を反転する構成にしたので、安定型共
振器から出射されたレーザビームは極めて対称性の良い
レーザビームとなる。さらにこの発明のレーザ装置を使
用したレーザ加工機での長時間連続運転が可能となり、
加工コストの低減や消費電力の低減を図ることができる
効果がある。
【０３４８】請求項６４の発明におけるレーザ装置は、
ガス流方向にビームをコの字型に折返す構成にしたの
で、安定型共振器から出射されたレーザビームは極めて
対称性の良いレーザビームとなる。さらにこの発明のレ
ーザ装置を使用したレーザ加工機での長時間連続運転が
可能となり、加工コストの低減や消費電力の低減を図る
ことができる効果がある。
【０３４９】請求項６５の発明によれば、この発明のレ
ーザ装置から発生されるレーザビームを伝送し、被加工
物に照射するように構成したので、大口径、大出力で集
光性の良いレーザビームにより被加工物を加工でき、非
常に高速な加工が可能になる、あるいは今まで加工でき
なかった厚板が加工できるようになる。さらには、ビー
ム径によらずビームモードの選択が容易なため、鉄、ア
ルミあるいは非金属といった種々の加工物や、切断、溶
接あるいは表面改質など加工に応じた最適なビームをミ
ラーを交換するだけで得ることができる。さらに、ミラ
ーの違いだけで種々の機種を構成でき、量産化が容易な
ため、レーザ装置、さらにはレーザ加工装置の大幅なコ
ストダウンが可能となる。また、レーザビームが大口径
であるから単位断面積当りのビーム強度が弱いため、ビ
ーム伝送系にあるベンドミラーや加工レンズなどの光学
部品の熱歪みが少なく、大出口のレーザビームであって
もビーム伝送系によるレーザビームの歪みが小さいので
安定に集光できる効果がある。
【０３５０】請求項６６の発明によれば、この発明のレ
ーザ装置をガスレーザ装置に使用するように構成したの
で、共振器内のレーザビームは放電で励起されたレーザ
ガスで増幅されて結合ミラーから出射できる効果があ
る。
【０３５１】請求項６７の発明によれば、この発明のレ
ーザ装置をＣＯ2 レーザ装置に使用するように構成した
ので、共振器内のレーザビームは放電で励起されたレー
ザガスで増幅されて結合ミラーから出射できる効果があ
る。
【０３５２】請求項６８の発明によれば、この発明のレ
ーザ装置を金属蒸気レーザ装置に使用するように構成し
たので、結合ミラーの部分反射部の直径を適切に選択す
ることにより大断面積のＴＥＭ00モードのレーザビーム
を得ることができる効果がある。
【０３５３】請求項６９の発明によれば、この発明のレ
ーザ装置を固体レーザ装置に使用するように構成したの
で、共振器内のレーザビームは光で励起されたレーザ媒
質で増幅されて結合ミラーから出射できる効果がある。
【０３５４】請求項７０の発明によれば、固体レーザ装
置に使用された共振器内に少なくとも、Ｑスイッチ素子
及び波長変換素子のいずれか一方を設けるように構成し
たので、大ピーク出力のレーザビームを得ることがで
き、効率的な波長変換を実現することができる効果があ
る。
【０３５５】請求項７１の発明によれば、この発明のレ
ーザ装置を半導体レーザ装置に使用するように構成した
ので、結合ミラーの部分反射部の直径を適切に選択する
ことにより、大断面積で単一のＴＥＭ00モードのレーザ
ビームを得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を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）はこの発明の実施例１を示すレーザ
利得が低い場合のレーザビームの状態図である。図２
（ｂ）は従来のレーザ装置のレーザ利得が低い場合のレ
ーザビームの状態図である。
【図３】図３（ａ）はこの発明の実施例１を示すレーザ
利得が高い場合のレーザビームの状態図である。図３
（ｂ）は従来のレーザ装置のレーザ利得が高い場合のレ
ーザビームの状態図である。
【図４】この発明の実施例２を示す断面図である。
【図５】この発明の実施例２を示す断面図である。
【図６】この発明の実施例３を示す断面図である。
【図７】この発明の実施例３を示す断面図である。
【図８】この発明の実施例３を示す断面図である。
【図９】この発明の実施例４を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施例５を示す位相差補償方法の
説明図である。
【図１１】この発明の実施例５を示すレーザビームの位
相変化を表わした図である。
【図１２】この発明の実施例５を示すレーザビームの強
度分布図である。
【図１３】この発明の実施例５を示す位相差補償方法の
説明図である。
【図１４】この発明の実施例５を示す位相差補償方法の
説明図である。
【図１５】この発明の実施例５を示す位相差補償方法の
説明図である。
【図１６】この発明の実施例５を示す位相差補償方法の
説明図である。
【図１７】この発明の実施例７を示す断面図である。
【図１８】この発明の実施例７を示す断面図である。
【図１９】この発明の実施例８を示す断面図である。
【図２０】この発明の実施例８を示す断面図である。
【図２１】この発明の実施例９を示すビーム品質の変化
図である。
【図２２】この発明の実施例１０を示すミラー断面図で
ある。
【図２３】この発明の実施例１０を示すミラー断面図で
ある。
【図２４】この発明の実施例１０を示すミラー断面図で
ある。
【図２５】この発明の実施例１１を示すミラー断面図で
ある。
【図２６】この発明の実施例１１を示すミラー断面図で
ある。
【図２７】この発明の実施例１１を示すミラー断面図で
ある。
【図２８】この発明の実施例１１を示すミラー断面図で
ある。
【図２９】この発明の実施例１２を示すミラー断面図で
ある。
【図３０】この発明の実施例１３を示すレーザビームの
強度分布図である。
【図３１】この発明の実施例１４を示すミラー断面図で
ある。
【図３２】この発明の実施例１４を示すミラー断面図で
ある。
【図３３】この発明の実施例１４を示すミラー断面図で
ある。
【図３４】この発明の実施例１５を示すミラー断面図で
ある。
【図３５】図３５（ａ）はこの発明の実施例を示すミラ
ー上面図である。図３５（ｂ）はこの発明の実施例１５
を示すミラー上面図である。
【図３６】この発明の実施例１５を示すミラー上面図で
ある。
【図３７】この発明の実施例１５を示すミラー上面図で
ある。
【図３８】この発明の実施例１６を示すビーム品質の変
化状態を説明した図である。
【図３９】この発明の実施例１７を示す断面図である。
【図４０】この発明の実施例１７を示す断面図である。
【図４１】この発明の実施例１７を示す断面図である。
【図４２】この発明の実施例１８を示す断面図である。
【図４３】この発明の実施例１９を示す断面図である。
【図４４】この発明の実施例１９を示す断面図である。
【図４５】この発明の実施例２０を示す断面図である。
【図４６】この発明の実施例２１を示す断面図である。
【図４７】この発明の実施例２３を示す断面図である。
【図４８】この発明の実施例２３を示す断面図である。
【図４９】この発明の実施例２３を示す断面図である。
【図５０】この発明の実施例２４を示す断面図である。
【図５１】この発明の実施例２５を示す断面図である。
【図５２】この発明の実施例２５を示す断面図である。
【図５３】この発明の実施例２５を示す断面図である。
【図５４】この発明の実施例２６を示すミラー断面図で
ある。
【図５５】この発明の実施例２８を示すミラー断面図で
ある。
【図５６】この発明の実施例２８を示すミラー断面図で
ある。
【図５７】この発明の実施例３０を示す断面図である。
【図５８】この発明の実施例３０を示す断面図である。
【図５９】この発明の実施例３１を示す断面図である。
【図６０】この発明の実施例３２を示す断面図である。
【図６１】この発明の実施例３２を示すミラー断面図で
ある。
【図６２】この発明の実施例３２を示すミラー断面図で
ある。
【図６３】この発明の実施例３２を示すミラー断面図で
ある。
【図６４】この発明の実施例３２を示すミラー断面図で
ある。
【図６５】この発明の実施例３３を示す断面図である。
【図６６】この発明の実施例３４を示す断面図である。
【図６７】この発明の実施例３５を示す断面図である。
【図６８】この発明の実施例３５を示す断面図である。
【図６９】この発明の実施例３５を示す断面図である。
【図７０】この発明の実施例３６を示すミラー断面図で
ある。
【図７１】この発明の実施例３６を示すミラー断面図で
ある。
【図７２】この発明の実施例３８を示すミラー断面図で
ある。
【図７３】この発明の実施例３８を示すミラー断面図で
ある。
【図７４】この発明の実施例４０を示す断面図である。
【図７５】この発明の実施例４０を示す断面図である。
【図７６】この発明の実施例４１を示す断面図である。
【図７７】この発明の実施例４２を示す断面図である。
【図７８】この発明の実施例４３を示す断面図である。
【図７９】この発明の実施例４３を示す断面図である。
【図８０】この発明の実施例４３を示す断面図である。
【図８１】この発明の実施例４４を示す断面図である。
【図８２】この発明の実施例４５を示す断面図である。
【図８３】この発明の実施例４６を示す断面図である。
【図８４】この発明の実施例４７を示す断面図である。
【図８５】この発明の実施例４７を示す断面図である。
【図８６】この発明の実施例４７を示す断面図である。
【図８７】この発明の実施例４８を示す断面図である。
【図８８】この発明の実施例４９を示す断面図である。
【図８９】この発明の実施例４９を示す利得分布の状態
図である。
【図９０】この発明の実施例４９を示すレーザビームの
強度分布図である。
【図９１】この発明の実施例５０を示す断面図である。
【図９２】この発明の実施例５１を示す断面図である。
【図９３】この発明の実施例５２を示す断面図である。
【図９４】この発明の実施例５３を示す断面図である。
【図９５】この発明の実施例５４を示す断面図である。
【図９６】この発明の実施例５５を示す断面図である。
【図９７】この発明の実施例５６を示す断面図である。
【図９８】この発明の実施例５７を示す断面図である。
【図９９】この発明の実施例５８を示す断面図である。
【図１００】この発明の実施例５８を示すレーザビーム
の強度分布図である。
【図１０１】この発明の実施例５９を示す断面図であ
る。
【図１０２】この発明の実施例６０を示す断面図であ
る。
【図１０３】この発明の実施例６１を示す断面図であ
る。
【図１０４】この発明の実施例６２を示す断面図であ
る。
【図１０５】この発明の実施例６４を示す断面図であ
る。
【図１０６】この発明の実施例６４を示す断面図であ
る。
【図１０７】この発明の実施例６６を示すミラー上面図
と断面図である。
【図１０８】この発明の実施例６６を示す上面図と断面
図である。
【図１０９】図１０９（ａ）はこの発明の実施例６６に
示すレーザ装置から出射されたレーザビームの強度分布
図である。図１０９（ｂ）は従来のレーザ装置から出射
されたレーザビームの強度分布図である。
【図１１０】この発明の実施例６６を示す上面図と断面
図である。
【図１１１】この発明の実施例６７を示す全体図であ
る。
【図１１２】この発明の実施例６７を示す全体図であ
る。
【図１１３】従来のレーザ装置のレーザ励起空間断面図
である。
【図１１４】従来のレーザ装置のレーザ励起空間でのガ
ス流方向の利得分布図である。
【図１１５】この発明の光共振器を従来のガス流と光軸
が直交した装置に適用したときの断面図である。
【図１１６】図１１５の構成から出力されるレーザビー
ムの断面図である。
【図１１７】この発明の実施例６８を示すレーザ励起空
間断面図である。
【図１１８】この発明の実施例６９を示す上面図であ
る。
【図１１９】この発明の実施例７０を示す断面図と側面
図である。
【図１２０】この発明の実施例７１を示す全体図であ
る。
【図１２１】従来のレーザ装置を示す断面図である。
【図１２２】従来のレーザ装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１９０４、４５０１ 全反射ミラー ２、１７０１、１７０２、２８０１、２８０３、２８０
５、２８０７、３８０１、３８０３、３８０５、３８０
７ 結合ミラー ３ 開口（開口孔） ４ レーザ媒質 ６、７ レーザビーム １１、１１ｃ、１３２、１００３、１１０１、１１０
２、１１０３、１１０４、１１０５、１４０１、１４０
４、１４０５、１８０３、４４０２、４４０３部分反射
膜（部分反射部） １２ａ、１５０、１００４ 無反射膜（無反射部） ２０、２０ａ、２１、２２、２３、１３３、１６０、１
６１、１６２、１６３、２８０２、２８０４、２８０
６、２８０８、３６０２、３６０４、３６０６、３６０
８、３８０２、３８０４、３８０６、３８０８ 段差部
（位相差補償手段） ４０、５０、１８０、１９０、１９０１、３６０１、３
６０３、３６０５、３６０７、４４０１ 部分反射ミラ
ー １３０、１８０１ 反射ミラー １３１、１１０６、１８０２、４５０２、４５０３ 全
反射膜（全反射部） ３０１、３０２、２５０１、２５０２、３５０１、３５
０２、４３０１、４３０２、４７０１、４７０２ ミラ
ー角度調節機構 ４０２、４２０２ 曲率可変機構 ７０３、８０５、３００５、４００５ 駆動素子（位相
差制御手段） ８０１、３００１、４００１ 位相差補償手段 １００１ ミラー基板 １２０１ 金属薄膜 １５０１ 傾斜部分 １５０２ 曲線部分 ４１０１ ミラー（モード選択ミラー） ５４０１ Ｑスイッチ素子 ５７０１ 波長変換素子 ６２１０ レーザビーム発振段 ６２２０ レーザビーム増幅段 ６７０３ａ、６７０３ｂ、６７０４ａ、６７０４ｂ 放
電電極 ６６０２、６６０３ 境界物（放電電極） ６８０２、６９０２、６９０３ ガス流方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安井 公治 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 (72)発明者 葛本 昌樹 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 (72)発明者 吉沢 憲治 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 (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 (72)発明者 大谷 昭博 名古屋市東区矢田南五丁目１番14号 三菱 電機株式会社名古屋製作所内

Claims (71)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中央に部分反射部が備えられると共に該
    部分反射部の周囲に無反射部が備えられた結合ミラー
    と、該結合ミラーと対向して設けられた全反射ミラー
    と、前記結合ミラー及び全反射ミラーから成る安定型共
    振器内に設けられ、前記結合ミラー、全反射ミラーで反
    射されたレーザビームを前記結合ミラーから出射される
    まで増幅するレーザ媒質とを備えたレーザ装置。
  2. 【請求項２】 中央に部分反射部が備えられると共に該
    部分反射部の周囲に無反射部が備えられた結合ミラー
    と、該結合ミラーと対向して設けられた全反射ミラー
    と、前記結合ミラー及び全反射ミラーから成る安定型共
    振器内に設けられ、前記結合ミラー、全反射ミラーで反
    射されたレーザビームを前記結合ミラーから出射される
    まで増幅するレーザ媒質とを備え、前記結合ミラーの部
    分反射部の直径寸法に基づいて前記安定型共振器内のレ
    ーザビームをモード選択することを特徴とするレーザ装
    置。
  3. 【請求項３】 前記結合ミラーの曲率半径をＲ1 、前記
    全反射ミラーの曲率半径をＲ2 、前記安定型共振器の長
    さをＬと設定すると、 ０＜（１−Ｌ／Ｒ1 ）（１−Ｌ／Ｒ2 ）＜１ の関係を満足することを特徴とする請求項１又は請求項
    ２のレーザ装置。
  4. 【請求項４】 前記全反射ミラーを強度反射率が９９％
    の部分反射ミラーと取り替えて、該部分反射ミラーを介
    して前記安定共振器内のレーザビームを１％出射させる
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２のレーザ装置。
  5. 【請求項５】 前記結合ミラー及び該結合ミラーと対向
    して設けられた全反射ミラーの少なくとも一方のミラー
    にミラー角度調節機構を備えたことを特徴とする請求項
    １乃至請求項４のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  6. 【請求項６】 前記全反射ミラーは曲率可変機構が備え
    られたミラーであることを特徴とする請求項１乃至請求
    項５のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  7. 【請求項７】 前記結合ミラーの部分反射部及び無反射
    部から前記安定型共振器外に出射されたそれぞれのレー
    ザビームの位相差が２πの整数倍になるように前記結合
    ミラーに位相差補償手段を設けたことを特徴する請求項
    １乃至請求項６のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  8. 【請求項８】 前記結合ミラーの部分反射部及び無反射
    部から前記安定型共振器外に出射されたそれぞれのレー
    ザビームの位相差を制御する位相差制御手段を前記結合
    ミラーに設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項６
    のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  9. 【請求項９】 前記結合ミラーの部分反射部及び無反射
    部から前記安定型共振器外に出射されたそれぞれのレー
    ザビームの位相差が２πの整数倍になるように前記全反
    射ミラーに位相差補償手段を設けたことを特徴とする請
    求項１乃至請求項６のいずれか１に項記載のレーザ装
    置。
  10. 【請求項１０】 前記結合ミラーの部分反射部及び無反
    射部から前記安定型共振器外に出射されたそれぞれのレ
    ーザビームの位相差を制御する位相差制御手段を前記全
    反射ミラーに設けたことを特徴とする請求項１乃至請求
    項６のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  11. 【請求項１１】 前記結合ミラーの部分反射部及び無反
    射部から前記安定型共振器外に出射されたそれぞれのレ
    ーザビームの位相差が２πの整数倍になるように前記安
    定型共振器の外部に位相差補償手段を設けたことを特徴
    とする請求項１乃至請求項６項のいずれか１項に記載の
    レーザ装置。
  12. 【請求項１２】 前記結合ミラーの部分反射部及び無反
    射部から前記安定型共振器外に出射されたそれぞれのレ
    ーザビームの位相差を制御する位相差制御手段を前記安
    定型共振器の外部に設けたことを特徴とする請求項１乃
    至請求項６のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  13. 【請求項１３】 前記安定型共振器を構成する結合ミラ
    ー及び全反射ミラーの少なくとも一方に導かれる前記安
    定型共振器内のレーザビームの直径を規定する開口孔を
    設け、該開口孔の直径を前記結合ミラーに設けられた部
    分反射部の直径の４倍以下に設定したことを特徴とする
    請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のレーザ
    装置。
  14. 【請求項１４】 前記結合ミラーをリング形状のミラー
    基板と該リング形状のミラーとはめあい可能なミラー基
    板とから構成し、該リング形状のミラーの両面に無反射
    膜を設け、該はめあい可能なミラー基板の前記全反射ミ
    ラーと対向する面に部分反射膜を設け、前記全反射ミラ
    ーと対向する面の反射側の面に無反射膜を設けたことを
    特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記
    載のレーザ装置。
  15. 【請求項１５】 前記結合ミラーの前記部分反射部を強
    度反射率の異なる複数の反射膜で形成して部分反射部の
    強度反射率を段階的に変化させることを特徴とする請求
    項１乃至請求項１４項のいずれか１項に記載のレーザ装
    置。
  16. 【請求項１６】 前記結合ミラーの前記部分反射部に該
    部分反射部と異なる強度反射率のリング状の部分反射膜
    又はリング状の全反射膜を設けたことを特徴とする請求
    項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載のレーザ装
    置。
  17. 【請求項１７】 前記結合ミラーの中央部に金属薄膜を
    設けて部分反射部とし、該金属薄膜の周囲に無反射膜を
    設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項１５項のい
    ずれか１項に記載のレーザ装置。
  18. 【請求項１８】 前記結合ミラーの部分反射部はリング
    状の部分反射膜で形成されることを特徴とする請求項１
    乃至請求項１５のいずれかに１項に記載のレーザ装置。
  19. 【請求項１９】 前記結合ミラーの前記部分反射部は同
    軸上に設けられた複数のリング状の部分反射膜で形成さ
    れたことを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれ
    か１項に記載のレーザ装置。
  20. 【請求項２０】 前記結合ミラーの直径寸法をＴＥＭ00
    モード発振の場合より大きく設定して大断面積の低次マ
    ルチモードを発振させることを特徴とする請求項１乃至
    請求項１９のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  21. 【請求項２１】 前記結合ミラーの部分反射部と前記無
    反射部の境界面が結合ミラーの軸線に対して傾斜状に、
    又は曲線状に形成されたことを特徴とする請求項１乃至
    請求項２０のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  22. 【請求項２２】 前記結合ミラーの部分反射部が円以外
    の幾何的な形状に形成されていることを特徴とする請求
    項１乃至請求項２１のいずれか１項に記載のレーザ装
    置。
  23. 【請求項２３】 前記結合ミラーの無反射部の強度反射
    率を５％以内に設定したことを特徴とする請求項１乃至
    請求項２２のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  24. 【請求項２４】 前記結合ミラーの前記全反射ミラーと
    対向する面の曲率半径と該対向する面の反射側の面の曲
    率半径が異なることを特徴とする請求項１乃至請求項２
    ３のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  25. 【請求項２５】 前記全反射ミラーを中央に全反射部を
    備えると共に該全反射部の周囲に部分反射部を備えた反
    射ミラーとしたことを特徴とする請求項１乃至請求項２
    ４のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  26. 【請求項２６】 前記安定型共振器は前記結合ミラー
    と、該結合ミラーと対向して配設された部分反射ミラー
    と、該部分反射ミラーの後方に配設された全反射ミラー
    とから成り、該全反射ミラーの直径寸法と前記結合ミラ
    ーの部分反射部の直径寸法に基づいて前記安定型共振器
    内のレーザビームをモード選択することを特徴とする請
    求項１乃至請求項２４のいずれか１項に記載のレーザ装
    置。
  27. 【請求項２７】 中央に全反射部が備えられると共に該
    全反射部の周囲に部分反射部が備えられた反射ミラー
    と、該反射ミラーと対向して設けられると共に部分反射
    部から成る結合ミラーと、該結合ミラー及び前記反射ミ
    ラーから成る安定型共振器内に設けられ、前記反射ミラ
    ー、結合ミラーで反射されたレーザビームを前記結合ミ
    ラーから出射されるまで増幅するレーザ媒質とを備えた
    レーザ装置。
  28. 【請求項２８】 中央に全反射部が備えられると共に該
    全反射部の周囲に部分反射部が備えられた反射ミラー
    と、該反射ミラーと対向して設けられると共に部分反射
    部から成る結合ミラーと、該結合ミラー及び前記反射ミ
    ラーから成る安定型共振器内に設けられ、前記反射ミラ
    ー、結合ミラーで反射されたレーザビームを前記結合ミ
    ラーから出射されるまで増幅するレーザ媒質とを備え、
    前記反射ミラーの全反射部の直径寸法に基づいて前記安
    定型共振器内のレーザビームをモード選択することを特
    徴とするレーザ装置。
  29. 【請求項２９】 前記反射ミラー及び前記全結合ミラー
    の少なくとも一方のミラーにミラー角度調節機構を備え
    たことを特徴とする請求項２７乃至請求項２８のいずれ
    か１項に記載のレーザ装置。
  30. 【請求項３０】 前記反射ミラーの全反射部及び部分反
    射部で反射されたレーザビームのそれぞれの位相差が２
    πの整数倍になるように前記反射ミラーに位相差補償手
    段を設けたことを特徴とする請求項２７乃至請求項２９
    のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  31. 【請求項３１】 前記反射ミラーの全反射部及び部分反
    射部で反射されたレーザビームのそれぞれの位相差を制
    御する位相差制御手段を前記反射ミラーに設けたことを
    特徴とする請求項２７乃至請求項２９のいずれか１項に
    記載のレーザ装置。
  32. 【請求項３２】 前記反射ミラーの全反射部及び部分反
    射部で反射されたレーザビームのそれぞれの位相差が２
    πの整数倍になるように前記全結合ミラーに位相差補償
    手段を設けたことを特徴とする請求項２７乃至請求項２
    ９のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  33. 【請求項３３】 前記反射ミラーの全反射部及び部分反
    射部で反射されたレーザビームのそれぞれの位相差を制
    御する位相差制御手段を前記結合ミラーに設けたことを
    特徴とする請求項２７乃至請求項２９のいずれか１項に
    記載のレーザ装置。
  34. 【請求項３４】 前記反射ミラーの全反射部及び部分反
    射部で反射されたレーザビームのそれぞれの位相差が２
    πの整数倍になるように前記安定型共振器の外部に位相
    差補償手段を設けたことを特徴とする請求項２７乃至請
    求項２９のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  35. 【請求項３５】 前記反射ミラーの全反射部及び部分反
    射部で反射されたレーザビームのそれぞれの位相差を制
    御する位相差制御手段を前記安定型共振器の外部に設け
    たことを特徴とする請求項２７乃至請求項２９のいずれ
    か１項に記載のレーザ装置。
  36. 【請求項３６】 前記安定型共振器を構成する全結合ミ
    ラー及び反射ミラーの少なくとも一方に導かれる前記安
    定型共振器内のレーザビームの直径を規定する開口孔を
    設け、該開口孔の直径を前記反射ミラーに設けられた全
    反射部の直径の４倍以下に設定したことを特徴とする請
    求項２７乃至請求項２９のいずれか１項に記載のレーザ
    装置。
  37. 【請求項３７】 部分反射部が備えられた結合ミラー
    と、該結合ミラーと対向して設けられた部分反射ミラー
    と、該部分反射ミラーの後方に、前記結合ミラーと対向
    して設けられた全反射ミラーと、前記結合ミラー、部分
    反射ミラー及び全反射ミラーから成る安定型共振器内に
    設けられ、該安定型共振器内のレーザビームを前記結合
    ミラーから出射するまで増幅するレーザ媒質とを備えた
    レーザ装置。
  38. 【請求項３８】 部分反射部が備えられた結合ミラー
    と、該結合ミラーと対向して設けられた部分反射ミラー
    と、該部分反射ミラーの後方に、前記結合ミラーと対向
    して設けられた全反射ミラーと、前記結合ミラー、部分
    反射ミラー及び全反射ミラーから成る安定型共振器内に
    設けられ、該安定型共振器内のレーザビームを前記結合
    ミラーから出射するまで増幅するレーザ媒質とを備え、
    前記全反射ミラーの直径寸法に基づいて前記安定型共振
    器内のレーザビームをモード選択することを特徴とする
    レーザ装置。
  39. 【請求項３９】 前記全反射ミラー及び前記結合ミラー
    の少なくとも一方のミラーにミラー角度調節機構を備え
    たことを特徴とする請求項３７又は請求項３８に記載の
    レーザ装置。
  40. 【請求項４０】 前記部分反射ミラー及び該部分反射ミ
    ラーの後方に配置された前記全反射ミラーで反射された
    レーザビームのそれぞれの位相差が２πの整数倍になる
    ように前記部分反射ミラーに位相差補償手段を設けたこ
    とを特徴とする請求項３３又は請求項３４に記載のレー
    ザ装置。
  41. 【請求項４１】 前記部分反射ミラー及び該部分反射ミ
    ラーの後方に配置された前記全反射ミラーで反射された
    レーザビームのそれぞれの位相差を制御する位相差制御
    手段を前記部分反射ミラーに設けたことを特徴とする請
    求項３７又は請求項３８記載のレーザ装置。
  42. 【請求項４２】 前記部分反射ミラー及び該部分反射ミ
    ラーの後方に配置された前記全反射ミラーで反射された
    レーザビームのそれぞれの位相差が２πの整数倍になる
    ように前記結合ミラーに位相差補償手段を設けたことを
    特徴とする請求項３７又は請求項３８記載のレーザ装
    置。
  43. 【請求項４３】 前記部分反射ミラー及び部分反射ミラ
    ーの後方に配置された前記全反射ミラーで反射されたレ
    ーザビームのそれぞれの位相差を制御する位相差制御手
    段を前記結合ミラーに設けたことを特徴とする請求項３
    ７又は請求項３８記載のレーザ装置。
  44. 【請求項４４】 前記部分反射ミラー及び該部分反射ミ
    ラーの後方に配置された前記全反射ミラーで反射された
    レーザビームのそれぞれの位相差が２πの整数倍になる
    ように前記安定型共振器の外部に位相差補償手段を設け
    たことを特徴とする請求項３７又は請求項３８記載のレ
    ーザ装置。
  45. 【請求項４５】 前記部分反射ミラー及び該部分反射ミ
    ラーの後方に配置された前記全反射ミラーで反射された
    レーザビームのそれぞれの位相差を制御する位相差制御
    手段を前記安定型共振器の外部に設けたことを特徴とす
    る請求項３７又は請求項３８記載のレーザ装置。
  46. 【請求項４６】 前記安定型共振器を構成する部分反射
    ミラー及び結合ミラーの少なくとも一方に導かれる前記
    安定型共振器のレーザビームの直径を規定する開口孔を
    設け、該開口孔の直径を、前記全反射ミラーの直径の４
    倍以下に設定したことを特徴とする請求項３７乃至請求
    項４５のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  47. 【請求項４７】 部分反射部が備えられた結合ミラー
    と、該結合ミラーと対向して設けられた全反射ミラー
    と、前記結合ミラー及び全反射ミラーから成る安定型共
    振器内に設けられ、前記結合ミラー、全反射ミラーで反
    射されたレーザビームを前記結合ミラーから出射される
    まで増幅するレーザ媒質と、前記安定型共振器内に傾斜
    して設けられると共にリング状に形成され、該リングに
    相当するレーザビームの外周部を出射するモード選択ミ
    ラーとを備えたレーザ装置。
  48. 【請求項４８】 部分反射部が備えられた結合ミラー
    と、該結合ミラーと対向して設けられた全反射ミラー
    と、前記結合ミラー及び全反射ミラーから成る安定型共
    振器内に設けられ、前記結合ミラー、全反射ミラーで反
    射されたレーザビームを前記結合ミラーから出射される
    まで増幅するレーザ媒質と、前記安定型共振器内に傾斜
    して設けられると共にリング状に形成され、前記リング
    状の内径寸法に基づいて前記安定型共振器内のレーザビ
    ームをモード選択するモード選択ミラーとを備えたレー
    ザ装置。
  49. 【請求項４９】 前記結合ミラー及び前記全反射ミラー
    の少なくとも一方のミラーにミラー角度調節機構を備え
    たことを特徴とする請求項４７又は請求項４８に記載の
    レーザ装置。
  50. 【請求項５０】 前記全反射ミラーに曲率可変機構を有
    したミラーを用いたことを特徴とする請求項４７乃至請
    求項４９のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  51. 【請求項５１】 前記安定型共振器を構成する前記結合
    ミラー及び全反射ミラーの少なくとも一方に導かれる前
    記安定型共振器のレーザビームの直径を規定する開口孔
    を設け、該開口孔の直径を前記リング形状のミラーの内
    直径の４倍以下に設定したことを特徴とする請求項４７
    乃至請求項５０のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  52. 【請求項５２】 中央部と外周部との曲率半径が異なる
    部分反射部から成る結合ミラーと、該結合ミラーと対向
    して設けられた全反射ミラーと、前記結合ミラー及び全
    反射ミラーから成る安定型共振器内に設けられ、前記結
    合ミラー、全反射ミラーで反射されたレーザビームを前
    記結合ミラーから出射されるまで増幅するレーザ媒質と
    を備え、前記結合ミラーの中央部の直径寸法に基づいて
    前記安定型共振器内のレーザビームをモード選択するこ
    とを特徴とするレーザ装置。
  53. 【請求項５３】 部分反射部から成る結合ミラーと、該
    結合ミラーに対向して設けられると共に中央部と外周部
    との曲率半径が異なる全反射部から成る全反射ミラー
    と、前記結合ミラー及び全反射ミラーから成る安定型共
    振器内に設けられ、前記結合ミラー、全反射ミラーで反
    射されたレーザビームを前記結合ミラーから出射される
    まで増幅するレーザ媒質とを備え、前記全反射ミラーの
    中央部の直径寸法に基づいて前記安定型共振器内のレー
    ザビームをモード選択することを特徴とするレーザ装
    置。
  54. 【請求項５４】 中央部と外周部との曲率半径が異なる
    部分反射部から成る結合ミラーと、該結合ミラーと対向
    して設けられ、中央部と外周部との曲率半径が異なる全
    反射部から成る全反射ミラーと、前記結合ミラーの中央
    部及び前記全反射ミラーの中央部から成る安定型共振器
    内に設けられ、該安定型共振器内のレーザビームを前記
    結合ミラーから出射されるまで増幅するレーザ媒質とを
    備え、前記結合ミラー及び全反射ミラーのそれぞれの中
    央部の直径寸法に基づいて前記安定型共振器内のレーザ
    ビームをモード選択することを特徴とするレーザ装置。
  55. 【請求項５５】 前記安定型共振器を構成する結合ミラ
    ー及び全反射ミラーの少なくとも一方にミラー角度調節
    機構を備えたことを特徴とする請求項５２乃至請求項５
    ４のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  56. 【請求項５６】 前記安定型共振器を構成する結合ミラ
    ー及び全反射ミラーの少なくとも一方のミラーに導かれ
    る前記安定型共振器のレーザビームの直径を規定する開
    口孔を設け、該開口孔の直径を少なくとも一方の前記ミ
    ラーの中央部の直径の４倍以下に設定したことを特徴と
    する請求項５２乃至請求項５５のいずれか１項に記載の
    レーザ装置。
  57. 【請求項５７】 前記安定型共振器をレーザビーム発振
    段として使用し、該レーザビーム発振段及びレーザビー
    ム発振段からのレーザビームを増幅するレーザビーム増
    幅段で多段増幅レーザ装置を形成することを特徴とする
    請求項１乃至請求項５６のいずれか１項に記載のレーザ
    装置。
  58. 【請求項５８】 前記レーザビーム増幅段は複数設けら
    れていることを特徴とする請求項５７記載のレーザ装
    置。
  59. 【請求項５９】 前記結合ミラーの共振器対向面の反対
    側の面を所定角傾斜させて形成し、結合ミラーの該傾斜
    角度の存在する方向と該安定型共振器内に互いに対向し
    て設置された放電電極の放電方向とが異なるように配置
    された放電励起のガスレーザ装置を形成することを特徴
    とする請求項１乃至請求項５６のいずれか１項に記載の
    レーザ装置。
  60. 【請求項６０】 前記安定型共振器内に少なくとも二組
    の放電電極を設け、各々の放電電極が互いに９０度回転
    した状態に配置された放電励起のガスレーザ装置を形成
    することを特徴とする請求項１乃至請求項５６のいずれ
    か１項に記載のレーザ装置。
  61. 【請求項６１】 前記安定型共振器をガス流方向と光軸
    が直交するガスレーザ装置に用いたことを特徴とする請
    求項１又は請求項２に記載のレーザ装置。
  62. 【請求項６２】 前記ガス流の下流側の放電励起側縁と
    レーザビーム側縁がほぼ一致するように設定されたこと
    を特徴とする請求項６１記載のレーザ装置。
  63. 【請求項６３】 前記ガス流を前記安定型共振器内で反
    転させたことを特徴とする請求項６１又は請求項６２記
    載のレーザ装置。
  64. 【請求項６４】 前記ガス流方向に対して平行方向に前
    記レーザビームをコの字型に折返したことを特徴とする
    請求項６１又は請求項６２記載のレーザ装置。
  65. 【請求項６５】 前記結合ミラーから出射されたレーザ
    ビームを伝送し、被加工物に照射するレーザ加工装置の
    構成部材として使用されることを特徴とする請求項１乃
    至請求項６４のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  66. 【請求項６６】 前記安定型共振器を放電励起のガスレ
    ーザ装置に使用したことを特徴とする請求項１乃至請求
    項６５のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  67. 【請求項６７】 前記安定型共振器を放電励起のＣＯ2
    レーザ装置に使用したことを特徴とする請求項１乃至請
    求項６５のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  68. 【請求項６８】 前記安定型共振器を金属蒸気レーザ装
    置に使用したことを特徴とする請求項１乃至請求項６５
    のいずれか１項に記載のレーザ装置。
  69. 【請求項６９】 前記安定型共振器を固体レーザ装置に
    使用したことを特徴とする請求項１乃至請求項６５のい
    ずれか１項に記載のレーザ装置。
  70. 【請求項７０】 前記安定型共振器内に少なくとも、Ｑ
    スイッチ素子及び波長変換素子のいずれか一方を設けた
    ことを特徴とする請求項６９に記載のレーザ装置。
  71. 【請求項７１】 前記安定型共振器を半導体レーザ装置
    に使用したことを特徴とする請求項１乃至請求項６５の
    いずれか１項に記載のレーザ装置。
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