JPH0666542A - レーザの共振器アライメント保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ミラー間距離や光軸のずれ等が生じても直ぐ
に補正する。 【構成】 熱負荷や機械的振動によってミラー５，６の
面内位置および距離が変位しても、面内変位検出センサ
１４および距離変位検出センサ１６でこれを計測して初
期状態と比較し、ミラー調整機構１３，１５をフィード
バック制御し、ミラー５，６を初期状態に補正するの
で、所望の波長の出力波を常に得られる。これらのセン
サ１４，１６は光を利用したセンサであるため、正確か
つ精度の高い情報が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高速自動スキャナー、
物質加工、外科手術、レーザ通信など様々な分野に用い
られるレーザの共振器アライメント保持装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レーザは、誘導放出によって電
磁波が増幅されるという原理を利用した赤外・可視・紫
外線領域で作動するもので、その主な構成要素として、
増幅媒質、ポンプ出力源、共振器がある。共振器は、光
軸上の光を、両端のミラーの間で反射を繰り返させ、そ
の中に長く留まらせ、強い発振へと成長させるもので、
その一方のミラーを少し透過するようにすると、そこか
ら、増幅された放射光（レーザビーム）の一部が、外部
へと取り出される。このレーザビームは、増幅媒質、ミ
ラー間距離によって様々な波長のものを取り出せるが、
所望の波長のレーザビームを取り出す場合、特にミラー
距離や光軸ずれ等がないことが望まれる。そこで、レー
ザの共振器アライメント保持装置が必要になってくる。

【０００３】図７および図８は従来の共振器アライメン
ト保持装置を示す。この共振器アライメント保持装置
は、対向する一対のミラー１０１，１０２をそれぞれ保
持するミラーホルダー１０３，１０４を、低熱膨張率の
インバー製保持棒１０５を用いて複数箇所で保持し、増
幅媒質内で高いエネルギーによって起こる熱負荷に対し
てもミラー間距離の変動が起こらないようにしている。
そして、発振ビーム１０８（図中斜線で示す）を所望の
発振位置に調整するために、ビーム位置を検出する少な
くとも３個のビームセンサ１０７（温度センサ）を光軸
１０９と直角方向に取り付け、ビームがセンサ１０７に
当たると、そのセンサ１０７の温度が上昇することを利
用して、センサ１０７にビームが当たらないように、ミ
ラー位置を調整している。図中、Ａの状態は発振ビーム
１０８がビームセンサ１０７の一つに当たっている場合
を、Ｂの状態は調整後にビームがセンサ１０７に当たっ
ていない場合を示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７，
８に示すアライメント保持装置では、これに伝わる機械
的振動や、低熱膨張率材料の保持棒１０５といえども起
こる経年変化により、ミラー間を所望の距離に保持でき
なくなる。また、上記機械的振動等により光軸ずれが起
こった場合、一旦、レーザ発振を停止してから手動でミ
ラー調整を行う必要がある。すなわち、ミラーに対する
レーザ発振位置は初期に合わせることができるが、連続
発振中に補正することができず、その間に起こる熱負荷
によるミラー間距離の変位、およびミラーの経時的面内
変位については対応できず、ビームモードを常に正確に
保持できない課題があった。しかも、ビームセンサは温
度センサであるため、その情報の精度が悪く、精度の良
い保持ができない課題があった。

【０００５】本発明の目的は、機械的振動や経年変化が
起こり、ミラー間距離や光軸のずれ等が生じても、これ
を直ぐに補正できるレーザの共振器アライメント保持装
置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るレーザの
共振器アライメント保持装置は、対向する一対のレーザ
共振器用のミラーをレーザビームに対して直角方向へ調
整変位させる面内変位調整機構と、前記ミラーのレーザ
ビーム直角方向の面内変位を光を利用して計測するため
の面内変位検出センサと、この面内変位検出センサから
の出力信号を初期設定値と比較しその演算結果に基いて
前記面内変位調整機構に駆動制御信号を出力する制御装
置とを備えたものである。そして、面内変位調整機構
は、ミラーをその面内方向に変位可能に保持するホルダ
ーと、このホルダーとミラーとの間に形成された圧力室
と、この圧力室に封入された封入液と、制御装置からの
信号に基いて封入液の圧力を変動させて前記ミラーを面
内変位させるアクチュエータとを備えている。請求項３
に係るレーザの共振器アライメント保持装置は、対向す
る一対のレーザ共振器用のミラーの距離を調整する距離
変位調整機構と、前記ミラー間の距離を光を利用して計
測するための距離変位検出センサと、この距離変位検出
センサからの出力信号を初期設定値と比較しその演算結
果に基いて前記距離変位調整機構に駆動制御信号を出力
する制御装置とを備えたものである。そして、距離変位
調整機構は、ミラーをその光軸方向に変位可能に保持す
るホルダーと、このホルダーとミラーの外周部との間に
形成された圧力室と、この圧力室に封入された封入液
と、制御装置からの信号に基いて封入液の圧力を変動さ
せて前記ミラーを光軸方向に変位させるアクチュエータ
とを備えている。

【０００７】請求項５に係るレーザの共振器アライメン
ト保持装置は、対向する一対のレーザ共振器用のミラー
の曲率を変位させるミラー曲率調整機構と、前記ミラー
の曲率変位を光を利用して計測するミラー曲率検出手段
と、この曲率検出手段からの信号と基準ミラーの曲率と
を比較して前記曲率調整機構に基準ミラーの曲率に合致
するよう制御信号を出力する制御装置とを備えたもので
ある。このミラーは、弾性薄膜から構成し、曲率調整機
構は、前記ミラーとそのホルダーとの間に形成された圧
力室と、この圧力室に封入された封入液と、請求項５記
載の制御装置からの信号に基いて封入液の圧力を変動さ
せて前記ミラーの曲率を変位させるアクチュエータとを
備えている。

【０００８】

【作用】上記請求項１記載の課題解決手段において、レ
ーザの発振に従って共振器内では、その熱負荷により、
あるいは機械的振動により、徐々にミラーの位置が変位
する可能性がある。例えば、ミラーの光軸に直角方向に
位置ずれした場合、光軸ずれにより所望の波長の出力波
が取り出せない。そこで、面内変位を面内変位検出セン
サで常に検出し、これを、制御装置で予め記憶しておい
た初期設定値と比較し、初期状態から動いておれば、こ
れを初期設定値に合致するよう補正信号を面内変位調整
機構に出力する。調整機構では、その制御信号に基いて
ミラーを光軸と直交する方向で移動させ、面内変位を補
正する。同様に、請求項３記載の課題解決手段において
も、ミラー間の距離が変化してた場合、所望の出力波が
取り出せないので、距離変位検出センサで距離を測定
し、その測定値と初期設定値とを比較し距離変位調整機
構を制御して距離を補正する。このように、面内変位検
出センサおよび距離変位検出センサで、ミラーの初期位
置および距離を計測し、その後、熱負荷や機械的振動に
よってミラーの位置および距離が変位しても、面内変位
検出センサおよび距離変位検出センサでこれを計測して
初期状態と比較し、ミラー調整機構をフィードバック制
御するので、所望の波長の出力波を常に得ることができ
る。しかも、面内変位検出センサおよび距離変位検出セ
ンサは、光を利用したセンサであるため、図８に示す温
度センサを利用したビームセンサに比べて、正確かつ精
度の高い情報を得ることができる。なお、通常、共振器
のミラーは、その熱負荷が大きく温度上昇するため、こ
れを冷却する必要がある。請求項２および４では、これ
に対応するため、距離変位調整機構または面内変位調整
機構を、封入液の圧力変動を利用してミラーを変位させ
る機構としている。そうすると、液圧は、ミラーに均等
に作用するため、その移動制御が容易に行える。

【０００９】また、一般に、全反射鏡では、共振器内部
にあって、発振レーザの強い光のうち一部分が吸収され
るため、熱負荷による形状変化が生ずる。このため、全
反射鏡の裏面は冷却されているが、これによって生ずる
温度差により熱歪が生じ、光軸に対して直交する方向の
ずれや、光軸方向のミラー間距離以外に曲率の変化を生
ずることになる。この曲率が変化すれば、面内変位およ
び距離変位と同様に、所望の波長の出力が得られない。
そこで、請求項５による課題解決手段においては、ミラ
ーの形状変化をミラー曲率検出手段で光を利用して計測
し、この曲率検出手段からの信号と基準ミラーの曲率と
を比較して曲率調整機構に基準ミラーの曲率に合致する
制御信号を出力し、初期状態の曲率に修正する。このと
き、冷却水等の冷却手段を施しているので、請求項６で
は、曲率調整機構を、これに対応して、封入液の圧力変
動を利用してミラーの曲率を変位させる機構としてい
る。そうすると、液圧は、ミラーに均等に作用するた
め、その曲率制御が容易に行える。

【００１０】

【実施例】

〔第１実施例〕図１は本発明の第１実施例を示すレーザ
の共振器アライメント保持装置の構成図、図２は同じく
第１ミラーの表面図、図３は同じく第１ミラーの裏面
図、図４は第２ミラーの裏面図である。

【００１１】本実施例のレーザは、図１に示す如く、そ
の主な構成要素として、増幅媒質１と、ポンプ出力源２
と、共振器３と、共振器アライメント保持装置４とがあ
る。増幅媒質１は、二酸化炭素、窒素、ヘリウム等の気
体や半導体等の固体が考えられるが、本実施例では、一
般的に連続発振が可能な二酸化炭素を使用している。ポ
ンプ出力源２は、前記増幅媒質１に大電流を流すもの
で、これにより、各エネルギー凖位の分布を熱平衡状態
から大きくずらせ、励起状態の原子数を蓄積させるもの
である。すなわち、本実施例のレーザは、気体放電レー
ザである。

【００１２】前記共振器３は、増幅媒質１の両端に配さ
れた第１ミラー５および第２ミラー６と、これらをそれ
ぞれ支持するホルダー７，８とから構成される。第１ミ
ラー５は、例えば銅板に金メッキ等を施した全反射鏡で
あって、光損失を少なくするため凹面に形成されてい
る。この第１ミラー５を支持する第１ホルダー７は、図
２，３の如く、円板状に形成され、これに前記第１ミラ
ー５が固定される。第２ミラー６は、ジンク・セレンま
たはガリウム・ヒ素などの結晶板で形成された平面状の
半透過鏡であって、共振器３内で増幅された放射光の一
部を外部へ取り出し可能とされている。この第２ミラー
６を支持する第２ホルダー８は、図４の如く、円板状に
形成され、中央に出力光を取り出す貫通孔８ａが形成さ
れる。これらのホルダー７，８のうち、第２ホルダー８
は、第２ミラー６が平面鏡であり、光軸のずれを調整す
る必要がないため、保持装置本体９に固定されており、
一方、第１ホルダー７は、第１ミラー５が凹面鏡であ
り、光軸のずれが生ずる可能性があるため、保持装置本
体９に、レーザ１０の光軸１１に対して直角方向および
第２ミラー６との光軸方向距離を調整自在に保持され
る。

【００１３】そして、共振器アライメント保持装置４
は、第１ミラー５をレーザビーム１０の光軸１１に対し
て直角方向へ調整変位させる面内変位調整機構１３と、
前記第１ミラー５のレーザビーム直角方向の面内変位を
光を利用して計測するための面内変位検出センサ１４
と、対向するミラー５，６の間隔を調整変位させる距離
変位調整機構１５と、前記ミラー５，６間の距離を光を
利用して計測するための距離変位検出センサ１６と、前
記面内変位検出センサ１４からの出力信号を初期設定値
と比較しその演算結果に基いて前記面内変位調整機構１
３に駆動制御信号を出力するとともに、前記距離変位検
出センサ１６からの出力信号を初期設定値と比較しその
演算結果に基いて前記距離変位調整機構１５に駆動制御
信号を出力する制御装置１８とを備えている。

【００１４】面内変位調整機構１３は、図１，２，３の
如く、第１ホルダー７の外周部と保持装置本体９との間
の３箇所に介在された周知構造の固体素子アクチュエー
タであって、例えば、超磁歪素子、圧電素子、ボールネ
ジ、ステッピングモータ等マイクロサーボ技術を用いた
粗動部や微動部からなる。また、距離変位調整機構１５
は、図１，３の如く、第１ホルダー７の裏面と保持装置
本体９との間の３箇所に介在されており、前記面内変位
調整機構１３と同様の構造である。前記面内変位検出セ
ンサ１４は、図４の如く、第２ホルダー８の外周部の３
箇所に設置されたレーザーを利用した発光部２０と、こ
の発光部２０に対向して、図２の如く、第１ホルダー７
の外周部に設置された受光部２１としてのレーザ干渉計
とから構成される。また、距離変位検出センサ１６は、
図４の如く、第２ホルダー８の外周部の３箇所に設置さ
れたレーザーを利用した発光部２２と、この発光部２２
に対向して、図２の如く、第１ホルダー７の外周部に設
置された受光部２３としてのレーザ干渉計とから構成さ
れる。この面内変位計測用の発光部２０と距離変位計測
用の発光部２２の位置関係は、図４の如く、互いに６０
°の位相差をもって配されている。そして、受光部２
１，２３としてのレーザ干渉計によって、初期に計測し
た干渉縞と変位後の干渉縞とを比較し、これに基いて変
位したか否かを検出する。

【００１５】そのための制御装置１８は、図１の如く、
マイクロコンピュータから構成され、前記面内変位検出
センサ１４および距離変位検出センサ１６からの干渉縞
信号を入力してこれを初期に計測した干渉縞と比較しそ
のずれ量に応じてフィードバック信号を前記面内変位調
整機構１３および距離変位調整機構１５に出力するもの
である。したがって、制御装置１８には、初期の干渉縞
のモードを記憶する手段と、現在の計測した干渉縞を、
記憶した初期干渉縞と比較する手段と、この比較結果に
基いて前記調整機構にフィードバック信号を出力する調
整機構制御手段とを、面内変位補正および距離変位補正
のそれぞれについて有している。

【００１６】上記構成において、レーザ発振時には、ま
ず、ミラー５，６のアライメント調整を行なう。このと
き、面内変位検出センサ１４の発光部２０からレーザ２
４が発射され、これを受光部２１で受け、合計３箇所の
干渉縞を検出する。これを制御装置１８で記憶してお
く。同様に、距離変位検出センサ１６の発光部２２から
もレーザ２４を発射し、これを受光部２３で受け、合計
３箇所からの干渉縞を記憶しておく。これが初期設定状
態であり、この初期設定状態に応じて以後、面内変位お
よび距離変位が起こった場合に、これをフィードバック
制御する。すなわち、レーザの発振に従って共振器３内
では、その熱負荷により、あるいは機械的振動により、
徐々にミラー５，６の位置が変位する可能性がある。例
えば、ミラー５，６の光軸１１に直角方向に位置ずれし
た場合、光軸ずれにより所望の波長の出力波が取り出せ
ない。そこで、面内変位を面内変位検出センサ１４で常
に検出し、第１ミラー側の受光部２１から干渉縞を検出
する。これを、制御装置１８で予め記憶しておいた初期
干渉縞と比較し、干渉縞が初期状態から動いておれば、
これを初期干渉縞に合致するよう補正信号を面内変位調
整機構１３に出力する。面内変位調整機構１３では、そ
の制御信号に基いて第１ホルダー７を光軸と直交する方
向で移動させ、面内変位を補正する。同様に、ミラー
５，６間の距離が変化しても所望の出力波が取り出せな
いので、距離変位検出センサ１６で距離を測定し、その
干渉縞と初期干渉縞とを比較し距離変位調整機構１５を
制御して距離を補正する。

【００１７】このように、面内変位検出センサ１４およ
び距離変位検出センサ１６で、ミラーの初期位置および
距離を計測し、その後、連続発振時における熱負荷や機
械的振動によってミラー５，６の位置および距離が変位
しても、面内変位検出センサ１４および距離変位検出セ
ンサ１６でこれを計測して初期状態と比較し、ミラー調
整機構１３，１５をフィードバック制御するので、所望
の波長の出力波を常に得ることができる。しかも、面内
変位検出センサ１４および距離変位検出センサ１６は、
光を利用したセンサであるため、図８に示す温度センサ
を利用したビームセンサに比べて、正確かつ精度の高い
情報を得ることができる。

【００１８】また、光を利用して面内位置または距離の
変位を計測する手段として、レーザ発振器そのものの光
を利用し、そのミラー透過光とミラー反射光の相対変化
量を検出する方法も考えられるが、この場合、凹面鏡は
半透過鏡にしなければならず、そのため共振器の増幅率
が低減するなどの問題があるが、本実施例では、レーザ
発振器そのものの光を利用して変位を検出するのではな
く、ホルダー７，８に設置した別個の発光部２０，２２
および受光部２１，２３を用いて検出しているため、共
振器３の増幅率等に影響を与えることなく、変位を検出
できる。

【００１９】〔第２実施例〕図５は本発明の第２実施例
を示す共振器アライメント保持装置の構成図である。通
常、共振器のミラーは、その熱負荷が大きく温度上昇す
るため、これを冷却しなければならない。本実施例は、
これに対応するため、面内変位調整機構１３および距離
変位調整機構１５の構造を上記第１実施例に対して変更
したものである。

【００２０】すなわち、第１ホルダー７は、保持装置本
体９に固定されており、この第１ホルダー７の内側に第
１ミラー嵌合用の凹部２６が形成されている。第１ミラ
ー５は、その裏面が弾性薄板２７に固定され、この薄板
２７が前記ホルダー７の凹部２６に光軸方向移動自在で
かつ光軸１０と直角方向に移動自在に嵌合される。この
薄板２７とホルダー７の凹部内壁面とで形成された圧力
室２８に冷却パイプ２９が挿入されており、また、この
圧力室２６に後述の距離変位調整機構１５の一構成要素
である封入液３０が充填される。

【００２１】距離変位調整機構１５は、上記圧力室２８
に充填された封入液３０と、この封入液３０の液圧を可
変とするアクチュエータ３１およびラム３２とを有して
いる。一方、面内変位調整機構１３は、第１ホルダー７
の凹部２６の内壁面の３箇所に形成された圧力室３３に
充填され薄板２７の外周リム部３４を押圧する封入液３
５と、この封入液３５の液圧を可変とするアクチュエー
タ３６およびラム３７とを有している。なお、薄板２７
の外周リム部３４と封入液３５との境界面は、両者を直
接接触させてもよいし、また弾性膜を介して接触させて
もよい。

【００２２】また、面内変位検出センサ１４および距離
変位検出センサ１６は、第１ホルダー７が本体９に固定
されており、第１ホルダー７に対して第１ミラー５が可
動するよう構成されているため、上記第１実施例と異な
り、第１ミラー５の外周部に受光部２１，２３としての
干渉計が配されている。そして、これに対向するよう第
２ホルダー８に発光部２０，２２としての計測用レーザ
が配されている。他の構成は上記第１実施例と同様であ
るので、その説明を省略する。

【００２３】上記構成において、面内変位検出センサ１
４および距離変位検出センサ１６からの信号が初期の干
渉縞と異なるとき、制御装置１８は、距離変位調整機構
１５または面内変位調整機構１３に制御信号を出力す
る。これらの調整機構１３，１５では、制御装置１８か
らの信号に基いて、アクチュエータ３１，３６を作動
し、ラム３２，３７により封入液３０，３５の液圧を変
化させる。そうすると、その圧力変動を受けて薄板２７
が変形し、封入液３０，３５の圧力を一定にするよう移
動する。そのため、第１ミラー５が移動し、そのミラー
間距離または面内位置が補正される。

【００２４】この場合、封入液３０，３５の代わりに第
１ホルダー７の凹部２６の圧力室２８に直接冷却水を流
し、この冷却水の圧力変動により、薄板２７を変位させ
ることも考えられるが、このようにすると、冷却水は多
量に流すため、その圧力変動も大きく圧力制御が困難で
あり適当でない。したがって、本実施例のように、冷却
水と封入液とを独立させる方が圧力制御が容易でかつミ
ラーの微小な移動制御が実現できる。

【００２５】なお、上記実施例の距離変位調整用の凹部
圧力室２８を隔壁で３箇所の区画に仕切り、夫々をアク
チュエータで制御するようにすれば、上記第１実施例と
同様に、ビーム軸に直交する２軸周りの調整制御も可能
となる。

【００２６】〔第３実施例〕図６は本発明の第３実施例
を示す共振器アライメント保持装置の構成図である。本
実施例においては、上記第１，２実施例のように、第１
ミラー５を移動させて面内変位およびミラー間距離を調
整するのではなく、以下の理由により、第１ミラー５の
曲率を調整することでミラー間距離を補正するものであ
る。すなわち、第１ミラー５のような全反射鏡でも、共
振器３の内部にあって、発振レーザの強い光のうち一部
分が吸収されるため、熱負荷による形状変化が生ずる。
このため、全反射鏡の裏面は冷却されているが、これに
よって生ずる温度差により熱歪が生じ、光軸に対して直
交する方向のずれや、光軸方向のミラー間距離変位以外
に曲率の変化を生ずることになる。このミラーの曲率が
変化すれば、面内変位および距離変位と同様に、所望の
波長の出力が得られない。本実施例はこれを矯正するた
めのものである。

【００２７】具体的には、本実施例のアライメント保持
装置は、全反射鏡の第１ミラー５の曲率を変位させるミ
ラー曲率調整機構４０と、前記第１ミラー５の曲率変位
を光を利用して計測するミラー曲率検出手段４１と、こ
の曲率検出手段４１からの信号と基準ミラー４２の曲率
とを比較してミラー曲率調整機構４０に基準ミラー４２
の曲率に合致するよう制御信号を出力する制御装置１８
とを備えている。

【００２８】第１ミラー５は、銅板に金メッキされた弾
性薄膜から構成され、この薄膜が第１ホルダーの凹部２
６の前面に固定されている。そして、この第１ミラー５
の曲率を変位させる調整機構４０は、第１ミラー５とそ
の第１ホルダー７の凹部２６との間に形成された圧力室
４４と、この圧力室４４に封入された封入液４５と、制
御装置１８からの信号に基いて封入液４５の圧力を変動
させて前記ミラー５の曲率を変位させるアクチュエータ
４６およびラム４７とから構成される。

【００２９】前記ミラー曲率検出手段４１は、ヘリウム
・ネオンレーザ（以下、Ｈｅ・Ｎｅレーザという）５０
と、このＨｅ・Ｎｅレーザ５０からの光を熱負荷のかか
らない基準ミラー４２の方向と第１ミラー５とに分光す
る偏光ビームスプリッタ５１と、この偏光ビームスプリ
ッタ５１からの光の一方を第１ミラー５に導くようレー
ザ光軸１１に対して４５°に挿入されたビームスプリッ
タ５２と、偏光ビームスプリッタ５１とビームスプリッ
タ５２との間、および偏光ビームスプリッタ５１と基準
ミラー４２との間に夫々介在された第１，２波長板５
３，５４と、第１ミラー５および基準ミラー４２から反
射された光を偏光ビームスプリッタ５１を介して導きそ
の干渉縞を検出する受光素子５５とを備えている。

【００３０】前記基準ミラー４２は、図の如く、所望の
曲率に設定されたもので、その曲率は、上記調整機構４
０と同様に、アクチュエータ５６およびラム５７を制御
装置５９により制御し、封入液６０の圧力を変化させる
ことで、任意に設定できる。ビームスプリッタ５２は、
共振器３の外部で第２ミラー６の出力側に配されてい
る。また、波長板５３，５４は、１／４波長板で、受光
素子５５には、Ｈｅ・Ｎｅレーザ５０から照射された光
に対してそれぞれ往復１／２λの位相がずれた信号が入
力される。

【００３１】前記制御装置１８は、受光素子５５からの
信号を初期形状信号と比較し、その結果に基づき初期形
状に補正するよう、調整機構４０に制御信号を出力する
マイクロコンピュータから構成される。なお、図におい
て、５８は形状変化を記録する記録計を示す。また、第
２ミラー６、冷却パイプ２９等の構造は第２実施例と同
様である。

【００３２】上記構成において、第１ミラー５の形状変
化は、外部から導入したＨｅ・Ｎｅレーザ５０からの光
を、偏光ビームスプリッタ５１で２分割し、波長板５
３，５４を通過させた後、一方を熱負荷のかからない基
準ミラー４２に、もう一方をレーザの光軸１１に介在さ
れたビームスプリッタ５２で第１ミラー５に導く。そう
すると、第１ミラー５からの反射光と、基準ミラー４２
からの反射光との形状差による位相変化が受光素子５５
に入射し、その受光信号が制御装置１８で予め記憶され
た初期形状の受光信号と比較され、制御装置１８では、
これを初期受光信号に補正するよう、調整機構４０に信
号を出力する。調整機構４０では、この信号に基づき、
上記第２実施例の調整機構１５と同様に圧力室４４の圧
力を変化させ、第１ミラー５の曲率を基準ミラー４２の
曲率に合致させる。このように、第１ミラー５の曲率を
基準ミラー４２に合わせて変位させることができるか
ら、レーザ光の安定した出力の取り出しが可能となる。

【００３３】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ことなく、本発明の適用範囲内で多くの修正・変更を加
えることができるのは勿論である。例えば、上記実施例
では、第１ミラーのみに調整機構を設けたが、両ミラー
が共に凹面鏡である場合、両ミラーに調整機構を設けて
もよい。また、面内変位調整機構および距離変位調整機
構のうち、いずれか一方のみを備えた共振器アライメン
ト保持装置であってもよい。例えば、両ミラーが共に平
面鏡の場合、面内変位についてはあまり考慮しなくても
よいので、距離変位調整機構のみを設ければよい。さら
に、調整機構の構成も上記実施例に限定されるものでは
なく、距離変位調整機構および面内変位調整機構のう
ち、いずれか一方を第１実施例のような圧電素子を用
い、他方を第２実施例のような封入液の圧力変動を利用
した機構にしてもよいことは勿論である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１および請
求項３に係る共振器アライメント保持装置によると、レ
ーザの連続発振中でも、面内変位検出センサまたは距離
変位検出センサで、ミラーの面内変位および距離変位を
常に検出し、これを初期状態と比較し、ミラー調整機構
をフィードバック制御するので、所望の波長の出力波を
常に安定して得ることができる。しかも、面内変位検出
センサおよび距離変位検出センサは、光を利用したセン
サであるため、従来の如く温度センサを利用したビーム
センサに比べて、正確かつ精度の高い情報を得ることが
できる。また、通常、共振器のミラーは、その熱負荷が
大きく温度上昇するため、これを冷却しているが、請求
項２および４では、これに対応するため、距離変位調整
機構または面内変位調整機構を、封入液の圧力変動を利
用してミラーを変位させる機構にしているから、液圧が
ミラーに均等に作用し、その移動制御を容易に行うこと
ができる。

【００３５】また、請求項５に係る共振器アライメント
保持装置によると、ミラーの形状変化をミラー曲率検出
手段で光を利用して計測し、この曲率検出手段からの信
号と基準ミラーの曲率とを比較して曲率調整機構に基準
ミラーの曲率に合致する制御信号を出力し、初期状態の
曲率に修正しているので、ミラーの曲率変位についても
対応できる。このとき、請求項６のように、封入液の圧
力変動を利用してミラーの曲率を変位させると、液圧
は、ミラーに均等に作用するため、その曲率制御が容易
に行えるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すレーザの共振器アラ
イメント保持装置の構成図

【図２】第１ミラーの表面図

【図３】第１ミラーの裏面図

【図４】第２ミラーの裏面図

【図５】本発明の第２実施例を示す共振器アライメント
保持装置の構成図

【図６】本発明の第３実施例を示す共振器アライメント
保持装置の構成図

【図７】従来の共振器アライメント保持装置を示す側面
図

【図８】従来のビーム位置調整動作を示す説明図

【符号の説明】

１：増幅媒質 ２：ポンプ出力源 ３：共振器 ４：アライメント保持装置 ５，６：ミラー ７，８：ホルダー ９：保持装置本体 １０：レーザ出力 １１：光軸 １３：面内変位調整機構 １４：面内変位検出センサ １５：距離変位調整機構 １６：距離変位検出センサ １８：制御装置 ２０：発光部 ２１：受光部 ２２：発光部 ２３：受光部 ２６：凹部 ２７：薄板 ２８：圧力室 ３１：アクチュエータ ３２：ラム ３３：圧力室 ３４：リム部 ３５：封入液 ３６：アクチュエータ ３７：ラム ４０：ミラー曲率調整機構 ４１：ミラー曲率検出手段 ４２：基準ミラー ４４：圧力室 ４５：封入液 ４６：アクチュエータ ４７：ラム ５０：ヘリウム・ネオンレーザ ５１：偏光ビームスプリッタ ５２：ビームスプリッタ ５３，５４：波長板 ５５：受光素子

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する一対のレーザ共振器用のミラー
   をレーザビームに対して直角方向へ調整変位させる面内
   変位調整機構と、前記ミラーのレーザビーム直角方向の
   面内変位を光を利用して計測するための面内変位検出セ
   ンサと、この面内変位検出センサからの出力信号を初期
   設定値と比較しその演算結果に基いて前記面内変位調整
   機構に駆動制御信号を出力する制御装置とを備えたこと
   を特徴とするレーザの共振器アライメント保持装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の面内変位調整機構は、ミ
   ラーをその面内方向に変位可能に保持するホルダーと、
   このホルダーとミラーとの間に形成された圧力室と、こ
   の圧力室に封入された封入液と、請求項１記載の制御装
   置からの信号に基いて封入液の圧力を変動させて前記ミ
   ラーを面内変位させるアクチュエータとを備えたことを
   特徴とするレーザの共振器アライメント保持装置。
3. 【請求項３】 対向する一対のレーザ共振器用のミラー
   の距離を調整する距離変位調整機構と、前記ミラー間の
   距離を光を利用して計測するための距離変位検出センサ
   と、この距離変位検出センサからの出力信号を初期設定
   値と比較しその演算結果に基いて前記距離変位調整機構
   に駆動制御信号を出力する制御装置とを備えたことを特
   徴とするレーザの共振器アライメント保持装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の距離変位調整機構は、ミ
   ラーをその光軸方向に変位可能に保持するホルダーと、
   このホルダーとミラーの外周部との間に形成された圧力
   室と、この圧力室に封入された封入液と、請求項３記載
   の制御装置からの信号に基いて封入液の圧力を変動させ
   て前記ミラーを光軸方向に変位させるアクチュエータと
   を備えたことを特徴とするレーザの共振器アライメント
   保持装置。
5. 【請求項５】 対向する一対のレーザ共振器用のミラー
   の曲率を変位させるミラー曲率調整機構と、前記ミラー
   の曲率変位を光を利用して計測するミラー曲率検出手段
   と、この曲率検出手段からの信号と基準ミラーの曲率と
   を比較して前記曲率調整機構に基準ミラーの曲率に合致
   するよう制御信号を出力する制御装置とを備えたことを
   特徴とするレーザの共振器アライメント保持装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のミラーは、弾性薄膜から
   構成し、請求項５記載の曲率調整機構は、前記ミラーと
   そのホルダーとの間に形成された圧力室と、この圧力室
   に封入された封入液と、請求項５記載の制御装置からの
   信号に基いて封入液の圧力を変動させて前記ミラーの曲
   率を変位させるアクチュエータとを備えたことを特徴と
   するレーザの共振器アライメント保持装置。