JPH10500250A - レーザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 レーザは、活性レーザ体を有して構成され、これはある側面では、ミラーを使わず、代わりに全反射もしくは略全反射を生成するための端とレーザビームが装置を出るように一端に出力窓面を有するレーザ媒体ロッドを有している。一側面では、ロッド端あるいは端は振動放射を反射する面を持つ多面体形状に形成されている。又、第１の端が多面体形状に形成され他端がプレートあるいは、例えば、リングのようなスペーサによって隙間が開けられている、あるいは互いに隣り合っている固体の反射能を持ちコーティングされているか、あるいはコーティングされていない物質のプレートの側、あるいはこれに接して第２の平らな面か形成されたレーザ媒体ロッドを有する活性レーザ放射体を有するレーザも開示されている。そのようなレーザ放射体は他のミラーや反射体を有しないレーザ装置に使用される。

Description

【発明の詳細な説明】 レーザ 発明の背景 発明の分野 本発明はレーザに係り、一側面においてはミラーを有しないレーザに関する。 関連技術の記載 ある特定の従来技術におけるレーザはコストのかかる表面コーティング技術を 用いて製造され、精密な調整を必要とし、この技術を持った技術者によって組み 立てられる。ある特定の従来技術のレーザは、反射表面コーティングを使用して おり、特に赤外のレーザ波長で使用されるときに、このコーティングはすり減っ てしまう。ある特定の従来技術のレーザは良く機能するように精密に配列調整さ れたミラーを有している。このようなレーザは高い携帯性あるいは長い機能寿命 を必要とされる応用においては最適な有用性を示さない。これらの問題と欠点を 解決するレーザに対する需要が長い間あった。組立のコストを大きく減らすため に、レーザを使用した製品の質の均一性を改善するために、又、一般に入手可能 なレーザ装置と比較してレーザ装 置の機能的寿命を延ばすために、コーティングを有さず、パーツの位置調整の必 要のなく製造されるレーザに対するニーズが長い間あった。 典型的なレーザは、光源、レーザ媒体、及び１セットの反射体を有している。 多くの固体レーザは、らせん形に形成され、ガスが満たされた高出力のランプに とりまかれた結晶状のルビー体のロッドが、ルビー体の表面から僅かに離れて、 あるいは、接して、あるいは表面上にコーティングされて設けられたミラーとと もに構成されたルビーレーザのデザインに起源を有する。１つのミラーは穴を有 しているか、他に対して低い反射能を有している。光はランプからレーザ媒体に 入射され、結晶中の不純物からの光子の放出をはじめさせる。これらの光子は２ つのミラーの間を飛行し、調和増幅を起こす。増幅されたレーザビームは穴ある いは低い反射能の領域を通ってシステムから出ていく。ルビーの結晶は異なった 波長のレーザ光を生成するために様々なレーザ媒体と置き換えることが可能であ る。これらの媒体は、レーザの出力波長を変化させるために化学的な不純物を含 むことの出来るイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）を含んでい る。これらの伝統的なレーザのデザインでは精密に製造されたミラー面の使用が 要求される。これらの面は反射物質を薄く表面にコーティングすることによって 一般的に形成される。別体のミラーを 使用する時は、これらは、レーザロッドの光軸に対して、又、お互いに、更に装 置の所望の出力位置に対して精密に配置されなければならない。装置を扱うこと によって、ミラーの面の配列がずれると、効率的な機能及び装置の効率が損なわ れる。反射ミラー表面はレーザ結晶の表面にコーティングを施すことによっても 形成される。それぞれの場合において、制御された厚さの、滑らかで均一なコー ティングを生成するためには非常に高価で非常に複雑な装置を必要とする。これ らのコーティングは、レーザ光、特に赤外波長の光の連続照射による光化学効果 によって損傷を受ける。この次第に増える損傷はレーザの有効寿命を短くさせる 。 本発明の要約 本発明は、一実施例において、レーザ体、例えば、レーザの励起に適した物質 のロッド（レーザ媒体）と並んで、あるいは側に設けられた収納部（これには限 られないが、コーティングされた反射物質、例えば、銀色にコーティングされた 内部表面を有する円筒状のチューブ）に搭載された光ポンピング装置（例えば、 これには限られないが、フラッシュランプあるいはキセノン・アークランプ）を 有したレーザを開示している。従来のパワー源は光ポンピング装置にパワーを与 え、従来の冷却装置は装置に必要な冷却 を行うために使用される。ある特定の実施例においては、冷却は不要である。光 ポンピング装置からの光はロッドへ、あるいはその中へ向けられる。１つの実施 例においては、ロッドは、光を放射しない一端にルーフ・プリズムが設けられ、 他方の端にはロッドの横軸に直角な面が設けられる。他の実施例においては、ル ーフ・プリズムは頂点で交わる面を任意の数有する多角形状であって、円錐形状 には限られないが、これを含む。ある実施例では、放射のあるロッドの端は、出 力レーザビームのための窓を形成する切りかかれた端部を有する多角形（２以上 の側面を持つ）の形状をしている。 ある実施例においては、レーザロッドの放射端に１以上の固体の平行プレート が設けられている。このそれぞれのプレートは２つの面を持っている。それぞれ の面の反射率は物質の反射係数に依存するが、好ましくは１００％より小さい。 最も好ましくは、プレートは、それぞれのプレートの面の間の距離ｄがレーザ媒 体の基本波長の１／４の奇数倍で等式ｄ＝（２Ｎ＋１）１／４を満たすように構 成される。ここで、ｎは整数、１はレーザの基本波長である。この基準を満たす プレートは「１／４」プレートと呼ばれる。プレート間の距離は好ましくは、プ レートの面から反射される光波が入射光波と同一位相で反射し、レーザ媒体のロ ッドの中を前後に伝搬する光の調和増幅を生じるよう に、ｄに等しい。例えば、プレートと同じ材質、ポリテトラフルオロエチレン、 アルミニウムあるいは比較的低い熱膨張係数を有した材質で出来たリングは、プ レートを分けて隙間を作り所望の距離だけ離す。したがって、本発明のレーザ媒 体のロッドは、ロッド端と側面が境界となるレーザ・キャビティからなっている 。 このプレートは、十分に高い反射係数をもった材質で作られる。ガラス、コラ ンダム、ゲルマニウム、クロム、サファイア、及びイットリウム・アルミニウム ・ガーネット（ＹＡＧ）（好ましくは不純物のない状態）は、良く知られた例で ある。ある実施例における平行面の数は、システムにおいて所望の全反射を達成 するように選ばれる。 上記したように、切りかかれた多面体の端と出力レーザビームのための出力窓 を有する本発明のレーザ媒体のロッドは高いオーダの光モード（伝搬する光ビー ムの群）を選択し、このモードは低次のオーダーのモードよりもロッドの中心光 軸に対し大きな角度を有する。高次のオーダーのモードのレーザビームはある特 定の実施例において好ましい。というもの、例えば、血液のサンプルを取るため に生き物の肉体に穴を作るのに使う場合、比較的広くそして／あるいは比較的浅 い穴を作るからである。 本発明の特定の実施例は、ここに開示される特別の個々の特徴に限られず、構 造や機能において従来技術から区別 されるこれらの組み合わせも含むものである。本発明の特徴は、以下の詳細な説 明がよりよく理解されるように、そして、本発明の技術分野に対する寄与がより よく評価されるように広く記載している。勿論、以下に記載するような本発明の 更なる側面が存在し、本発明のクレームの記載に含まれている。本発明の効果、 示唆、教示を持つ当業者は、本発明を実施し、実用化する他の構成、方法、シス テムを設計するのに、本開示の概念が創造的な基盤として使用されることを評価 するであろう。本発明のクレームは、本発明の精神及び範囲から離れることない 、いかなる法的に均等な装置や方法を含むように読まれるべきである。 本発明は、前述した問題と長い間認識されてきた必要性を認識し、これに取り 組み、そしてこれらの問題に解決策を与え、様々に可能な実施例とその均等物に おいて、それらのニーズを成功裏に満たすものである。本発明の認識、教示、開 示、示唆の利益を有するこの技術の当業者にとっては、他の目的と利点は、以下 の開示のために与えられる好適実施例の記載から、添付の図面と共に鑑みられる とき評価されるであろう。これらの記載の詳細は他人が後に形状の変形や更なる 改良の付加によって逃げようとしようとも、本発明をクレームするこの特許の目 的を曲げるものではない。 図面の説明 前記簡単に要約された本発明の実施例のより特定化された記載は、この明細書 の一部を構成する図面に示されている実施例を参照して行われる。これらの図面 は特定の好適実施例を記載しており、他に同様に有効で法律的に同等な実施例を 有する本発明の範囲を不適切に限定するのに使用されるべきではない。 図１は、本発明のレーザシステムの模式的側面図である。 図２Ａは、本発明の活性レーザ体の側面図である。 図２Ｂは、図２Ａの構成要素の一端の端から見た図である。 図２Ｃは、図２Ａの構成要素の他方の端を端から見た図である。 図３Ａは、本発明の活性レーザ体の側面図である。 図３Ｂは、図３Ａの構成要素の一端を端から見た図である。 図３Ｃは、図３Ａの構成要素の他端を端から見た図である。 図４Ａは、本発明の活性レーザ体の側面図である。 図４Ｂは、図４Ａの構成要素の一端を端から見た図である。 図４Ｃは、図４Ａの構成要素の他端を端から見た図である。 図５は、本発明のレーザシステムを本発明のレーザ放射体とともに模式的に示 した側面図である。 この特許を提出する時点における好適な実施例の記載 図１を参照すると、本発明によるレーザシステム１０は収納部１４に搭載され 、パワー源１６及び任意の冷却装置１８とに接続されたレーザ１２を有している 。パワー源１６は、フラッシュランプ３２のような光ポンピング装置にパワーを 送り、本発明による活性レーザ体レーザ媒体ロッド２０内部で放射（例えば、光 ）の誘導放出を起こさせ、収納部１４から出ていくレーザビーム３４を生成する 。 図２Ａ、Ｂ、Ｃは適当なレーザ媒体で構成されたレーザ媒体ロッド２０を示し ている。ロッド２０は第１の端２２と第２の端２３を有する胴体部２１を有して いる。第１の端２２は、互いに９０度の角度ａで、ロッド２０の縦軸Ａに対して は４５度の角度を有する２つの面２４を有している。ロッド２０の第２の端２３ は、合わさってロッドの端を切り欠き、レーザビーム３４がロッド２０を出るた めの窓である端面２６を形成する２つの面２５を有している。面２５は、互いに ９０度の角度ｂを有し、軸Ａに対しては４５度の角度を有している。別の形状に おいては、端２３は円形の出力窓を有した切り欠きされた円錐である。端２２と ２３は、光（あるいは他の誘導放射）がロッド２０の 端から端へ内部で反射し、ロッド２０を出力レーザビーム３４として出るように 、配置され構成されている。 図３Ａ、Ｂ、Ｃは、ロッド２０とは別のレーザ媒体ロッド４０を記載している 。ロッド４０は第１の端４２と第２の端４３を有した胴体部４１を有している。 第１の端４２は互いに９０度の角度ｃをなし、ロッド４０の中央縦軸に対して４ ５度の角度をそれぞれなしている４つの面４４を有している。ロッド４０の第２ の端４３はロッドの端で合わさり、切り欠いた状態にし、レーザビーム３４がロ ッド４０を出るための窓である長方形あるいは正方形の端部面４６を形成してい る。面４５は互いに９０度の角度ｄをなし、ロッドの中央縦軸に対し４５度の角 度をなしている。端４２と４３は光（または、他の誘導放射）がロッド４０の端 から端へ内部で反射して窓４６を通って出力レーザビームとして出ていくように 、配置され構成されている。 図４Ａ、Ｂ、Ｃを参照すると、本発明のレーザ媒体ロッド５０は第１の端５２ と第２の端５３とを有する胴体部５１を有している。第１の端５２は３つの面５ ４を有している。ロッド５０の第２の端５３は、合わさってロッド端を切り欠き 、出力レーザビームがロッド５０から出るための窓である三角形の端面５６を形 成している３つの面５５を有している。端５２と５３は、光（あるいは他の誘導 放射）がロッド５０の端から端へと内部で反射して窓５６を通っ て、レーザビームとしてロッド５０から出ていくように配列され構成されている 。 本発明の活性レーザ体（これらに限られないが、詳細に述べたロッド２０、４ ０、５０のような）は、レーザ媒体ロッドの内部で殆ど全反射させるか全反射さ せる（好ましくは、９０％以上で、最も好ましくは１００％の内部全反射）多面 体形状（２以上の面；例えば、９０度プリズム、３面体ピラミッド、４面体ピラ ミッド、５面体ピラピッドなど）を有し、出力レーザビームのための出力窓を提 供する切りかかれた端を有する端を持っていることが最も好ましい。そのような ロッドが任意の所望の断面、例えば、これらに限られないが、円形（円筒形）、 長方形、正方形、三角形、卵形（楕円形）等を有していることも本発明の範囲内 である。ある特定の実施例においては、そのような活性レーザ体レーザ媒体ロッ ドはエルビウムがドープされたＹＡＧで出来ており、１２０ｍｍの長さで直径が ８ｍｍの円筒棒１２０形状で、一端が２面を持つプリズム形で、他端が出力窓を 提供するために切りかかれたプリズム形（例えば図２Ａ）である。他の実施例に おいては、ロッドは１０５ｍｍの長さで６ｍｍの直径を有している。他の実施例 においては、そのようなロッドはチタンがドープされたコランダムあるいはネオ ジミウムがドープされたＹＡＧで作られている。図１に記載の装置に使われるそ のようなレー ザ媒体ロッドの１つでは、レーザビームが生成され、好ましくは、１００％が切 りかかれていない多面体端から反射され、切りかかれた端からは一部が反射され て、振動を維持するようになっている。 図５を参照すると、様々なレーザシステム（例えば、これに限られないが、図 １に記載のシステム）に使用され、振動波長が２．５マイクロメータよりも長い 、ある特定の実施例においては、２．５から５．０マイクロメータの波長のレー ザ装置に特に適しているレーザ６０が開示されている。レーザ６０は、多面体形 端、例えば、プリズム端６２（図２Ａの端２２のような）、棒６２の側に搭載さ れたポンピングランプ６７、及び棒６１の平らな端６８の側、あるいはこれに接 して搭載された反射体とともに、活性結晶成分棒６１を有している。反射体６３ は、リング６６によって離された２以上（３、４、５、６、等）の平行面プレー ト６４（３が示されている、好ましくは１／４プレート）の組を有している。一 実施例においては、構成要素６３は、５ｍｍの長さで、それぞれのプレートは約 １ｍｍの幅でそれぞれのリングは約１ｍｍの幅である。一実施例においては、プ レート６４は１／４プレートの形でコランダムまたはＹＡＧで出来ている。それ ぞれのプレートに反射面を設けるのは任意である。棒６１とプレート６４は軸Ｓ を中心におかれ、ランプ６７の軸Ｒは軸Ｓに平行である。 好ましくは、コランダムプレートにおいては、それらの反射面は反射率を最適化 するために００１結晶学的方向に向いている。好ましくは、ＹＡＧプレートにお いては、反射面は結晶学的１１１方向に向いている。装置は、プリズム端６２に おける外部の反射素子の調整を不必要にしている。一実施例においては、活性結 晶成分レーザ媒体ロッドは、コランダムまたはＹＡＧの単結晶ででき、プレート の結晶学的方位がレーザ媒体ロッド内部で定常的な振動を起こすように選ばれた 、４つの１／４プレート６４を有したエルビウムがドープされたＹＡＧで出来て いる。誘導放射は、ロッドがポンピングランプからの光に曝されたときに生成さ れる。ある側面では、プリズム端は振動放射の全てあるいは殆ど全てを反射し、 プレートは約５０％を反射し、一方で約５０％を通過させてレーザビームとして システムから出力させる。ある特定の実施例においては好ましい出力ビーム放射 波長は２．５から５．０マイクロメータの範囲である。一側面では、レーザ媒体 の寿命は、それぞれの端（ロッドの一端に平らな面を有する１００％の金製反射 ミラー、他端に５０％反射金ミラー）に１つ金のミラーを使用した装置に比べ４ 倍以上伸びる。 レーザ６０のようなレーザの他の実施例においては、十分に厚いプレートを使 用するか、固体のコーティングされていない反射プレートを充分な数だけ使用し て、反射コー ティングがいずれのプレートにも必要ないように部分反射を達成するようにする 。 一実施例においては、エルビウムがドープされたＹＡＧでできたレーザロッド は、ロッドの放射しない端を研磨して２面のプリズムを形成し、この２面が９０ 度をなすようにする。ロッドの放射端は研磨されて、ロッドの中央軸に垂直な平 面を形成する。レーザ媒体ロッドとリニア・キセノン・アークランプはチューブ 状のキャビティの中で並んで配置される。ドープされていないＹＡＧの４つのデ ィスク状のプレートは平らな放射面に平行に配置される。ディスクのそれぞれの 面は結晶学的００１方向に切削され、それぞれの面に対し約８％の反射係数を有 し、プレートに対しては１６％で、全体の反射能は理論的に６４％となるように される。実用上は、１つのそのような実施例に対する反射能はプレート間に約１ ｍｍのスペースを有した場合、約５０％であることが見いだされた。 別の設計においては、レーザロッドの放射端は研磨され、３つの面が頂点で交 差するようにされた。頂点の断面は切削され、ロッドの長軸に対して垂直な面を 形成するようにされた。この場合、レーザは充分な機能を達成するために外部の 反射体あるいは構成要素を必要としなかった。放射端の傾いた面は光を放射のな い端に折り返し、反射増幅を生成した。ロッドの側面と結晶の面形成された端に よって 形成されるレーザキャビティを数回通過した後、ビームはロッドの中央に向かい 、キャビティから放射される。 ある特定の好適実施例においては、出力レーザビームのための出力窓の半径（ 例えば、長方形の窓の場合は、窓の中央から長方形の角の点までの距離、円形の 窓においては半径、あるいは多角形窓の中央から１つの角の点までの距離）は、 窓が設けられているロッドの半径の約５％から約７５％の範囲であり、特定の最 も好適な実施例においては、約１０％から約２５％の間であって、図３Ｃのよう なロッドの一実施例においては、約５０％が好適である。 したがって、結論として、本発明と、ここに開示した実施例と、添付のクレー ムの範囲に含まれるものとは、目的を達成するのに適しており、上記したような 結果を得るのに適している。ある変更は本発明の精神と範囲を離れる事無く行う ことが出来る。本発明の範囲内で変更が可能であることが認識され、以下のクレ ームのいずれかに記載のそれぞれの構成要素あるいはステップは全ての均等な構 成要素及びステップにあてはまるものと理解されるべきである。以下のクレーム は、利用されるであろうあらゆる形態において、法的に可能な限り出来るだけ広 く発明を包含しようと意図されている。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年３月２１日 【補正内容】 明細書 レーザ 本発明は、レーザのための活性媒体およびそのような活性媒体を含むレーザに 関する。 固体レーザにおいては、活性媒体は、例えば、ルビーあるいはドーピングされ たイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）の結晶が、例えば、キセ ノン・アークランプのポンピングに曝される。ポンピングは結晶が特定の周波数 の光を放射するのを誘導し、光は様々な装置によってコヒーレントなレーザビー ムに集約することが可能である。 ＧＢ−Ａ−１ ０２６ ５９６の図２においては、活性媒体は２平面からなる 反射体を形成する外側に突出した端を持つロッドを形成する結晶である。特に、 ロッドの一端は、ロッドの縦軸に対して４５°傾いており、山の背状に集約して いる２つの面を有している。ロッドの他端は、同様にロッドの縦軸に対し４５° 傾いた２つの面を有している。しかし、山の背状に集約するのではなく、面はロ ッドの縦軸に垂直に伸び、窓を形成する端面において境をなしている。 使用上においては、活性媒体で生成された光は、窓から 出て行くまで結晶内で前後に調和振動を起こす。 ＧＢ−Ａ−１ ０２６ ５９６（１９６２年４月６日出願）は、「生成される 光の量は結晶の欠陥によって影響を受け、上手く制御できないので、この構成は 満足のいくものではない。更に、光が生成できる領域に入るために、光は回折に よって横道に広がらなくてはならず、現れるビームは平行ではない。」と述べて いる。 本発明はレーザのための活性媒体を提供し、活性媒体は、多面体状の端を有し たロッドからなり、端の一つはレーザビームを出力するように窓が設けられてお り、前記多面体状の端はそれぞれ少なくとも３つの面を有している事を特徴とし ている。 本発明の他の特徴はクレーム２以下に記載されている。 本発明をより良く理解するために、例として図面を参照する。 図１は、従来のレーザの模式的側面図である。 図２Ａは、図１のレーザに使用される活性媒体の側面図である。 図２Ｂは、図２Ａの活性媒体の一端を端から見た図である。 図２Ｃは、図２Ａの活性媒体の他端を端から見た図である。 図３Ａは、本発明の活性媒体の第１の実施例の側面図である。 図３Ｂは、図３Ａの活性媒体の一端を端から見た図である。 図３Ｃは、図３Ａの活性媒体の他端を端から見た図である。 図４Ａは、本発明の活性媒体の第２の実施例の側面図である。 図４Ｂは、図４Ａの活性媒体の一端を端から見た図である。 図４Ｃは、図４Ａの活性媒体の他端を端から見た図である。 図１を参照すると、レーザ１０は、内部が銀メッキされた円筒状の収納部１４ の内部に搭載されたロッド１２の形の活性媒体からなっている。ロッド１２は、 パワー源１６からパワーを得るキセノンランプ３２の形のポンピング装置に取り 囲まれている。キセノンランプ３２は、ロッド２０内の放射（例えば、光）の放 出を誘導し、この放射は、レーザビーム３４の形でロッド２０を離れる。レーザ １０はまた、冷却装置１８を含んでいる。 図２Ａ、Ｂ、ＣはＧＢ−Ａ−１ ０２６ ５９６に開示されているものと同様 のロッド２０を示している。ロッド２０は、第１の端２２と第２の端２３とを有 する胴体部２ １を有している。それぞれの端２２、２３は２平面からなっている。特に、第１ の端２２は、互いに９０°の角度ａをなし、ロッド２０の縦軸Ａに対しそれぞれ ４５°をなし、図２Ｂに示されるように山の背状に集約する２つの面２４を持っ ている。ロッド２０の第２の端２３はロッドの縦軸に対しやはり４５°傾いてい る２つの面を有している。しかし、山の背状に集約するのではなくて、ロッドの 縦軸に垂直に伸び、窓２６を形成する端面において面２５は境をなしている。面 ２５は互いに９０°の角度ｂをなしている。端２２と２３は光（あるいは、他の 誘導放射）がロッド２０内を端から端へと内部反射し、窓２６を介して出力レー ザビーム３４としてロッドから出ていくように配列され構成されている。 活性媒体は、例えば１２０ｍｍの長さで、８ｍｍの直径を有する円筒状の棒形 状のエルビウムがドーピングされたＹＡＧから出来ている。他の実施例では、ロ ッドは１０５ｍｍの長さで、６ｍｍの直径を有している。更に他の実施例では、 ロッドは、チタンをドーピングされたコランダムあるいはネオジウムをドーピン グされたＹＡＧから出来ている。 図３Ａ、Ｂ、Ｃは、本発明の活性媒体を記載している。活性媒体は第１の端４ ２と第２の端４３を有する胴体部４１を有するロッド４０の形状になっている。 両方の端４２ と４３は多面体形状である。特に、第１の端４２は、互いに９０°の角度ｃを有 し、それぞれロッド４０の中央縦軸に対し４５°の角度をなす４つの面４４を有 している。ロッド４０の第２の端４３は四角形で、レーザビーム３４がロッド４ ０を出ていくための窓４６を形成している端面に向かって集約している４つの面 ４５を有している。面４５は互いに９０°の角度ｄをなし、ロッド４０の中央縦 軸に対し４５°の角度をなしている。端４２と４３は、光（あるいは、他の誘導 放射）がロッド４０の中で端から端へと内部反射をし、出力レーザビームとして 窓４６からロッド４０を出ていくように配列され構成されている。 図４Ａ、Ｂ、Ｃを参照すると、本発明の活性媒体の第２の実施例は、胴体部５ １を有するロッド５０からなっている。胴体部５１は、第１の端５２と第２の端 ５３を有しており、両方とも多面体状である。特に、第１の端５２は３つの面５ ４を持っている。ロッド５０の第２の端５３は三角形状で出力レーザビームがロ ッド５０から出ていくための窓５６を形成している端面に向かって集約する３つ の面５５を有している。端５２と５３は光（または、他の誘導放射）がロッド５ ０の中で端から端へと内部反射し、レーザビームとして窓５６を介してロッド５ ０を出ていくように配列され構成されている。 本発明の活性媒体は、例えば、三面体ピラミッド、四面 体ピラミッド、あるいは五面体ピラミッドの３以上の面を有する多面体状の端を 有している。好ましくは多面体は、ロッド内で内部全反射もしくは略内部全反射 （好ましくは９０％以上、最も好ましくは１００％の内部全反射）を起こすよう に形成される。 ロッドはあらゆる所望の断面を持つことが出来、例えば、これらには限られな いが、円形（円筒形）、長方形、正方形、三角形、卵形、及び（楕円形）である 。 窓の中央から角の１点までの距離は、好ましくは、窓が設けられているロッド の直径の５％から７５％の範囲であり、一般には１０％から２５％である。しか し、図３Ｃの実施例においては、正方形の中央から角までの距離は、好ましくは 、ロッドの直径の５０％である。 本発明の活性媒体は高次のオーダーの光のモード（伝搬する光のビームの群） を選択し、より低次のオーダーのモードよりもロッドの中央光軸に対して大きな 角度をなす。より高次のオーダーのモードのレーザビームは、比較的幅が広くそ して／あるいは、比較的浅い穴を生成するので、例えば、血液のサンプルを取る ために生物の肉体に穴を開けるのに使われるとき、ある特定の実施例の場合に好 適である。 請求の範囲 １．活性媒体が、レーザビームを出力するための窓（４６；５６）が一方に設け られた多面体状の端（４２、４３；５２、５３）を有するロッド（４０；５０） からなっているレーザ用の活性媒体において、 前記多面体状の端（４２、４３；５２、５３）は、それぞれ少なくとも３つの 面（４４、４５；５４、５５）を有することを特徴とするレーザ用の活性媒体。 ２．前記ロッド（４０；５０）は円形の断面を有し、前記窓（４６；５６）の中 心から角までの距離が前記ロッドの半径の５％から７５％であることを特徴とす る請求項１に記載の活性媒体。 ３．前記ロッド（４０；５０）の内部で少なくとも９０％の内部反射が達成され ることを特徴とする請求項１または２に記載の活性媒体。 ４．１つの多面体状端（５２）は３つの面（５４）を有しており、他の多面体状 端は三角形の窓（５６）に集約する３つの面（５５）を有することを特徴とする 請求項１、２、または３に記載の活性媒体。 ５．１つの多面体状端（４２）は４つの面（４４）を有しており、他の多面体状 端（４３）は四角形の窓（４６）に集約する４つの面（４５）を有することを特 徴とする請求 項１、２、または３に記載の活性媒体。 ６．前記四角形の窓（４６）の中央からその角までの距離はロッド（４０）の直 径の約５０％であることを特徴とする請求項２及び５に記載の活性媒体。 ７．前記面（４４、４５）は互いに９０°の角度（ｃ，ｄ）だけ傾いていること を特徴とする請求項５または６に記載の活性媒体。 ８．請求項１から７のいずれか１つに記載の活性媒体を含むレーザ。 【図１】 【図２】 【図３】 【図４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＬ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 コクハノフスキー，セルゲイ，アー ロシア連邦，142032 モスコウ リージョ ン，トロイック，オクチャブリスキー プ ロスペクト ４，アパートメント 48

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ここに記載したようなレーザ。 ２．ここに記載したようなレーザシステムを含むことを特徴とする請求項１に記 載のレーザ。 ３．ミラーが使われていないことを特徴とする請求項１に記載のレーザ。 ４．ここに記載したような活性レーザ体レーザ媒体ロッド。 ５．出力レーザビームのために出力窓が形成された、切りかかれた多面体放射端 を有することを特徴とする請求項４に記載のロッド。 ６．２以上の面を持つ多面体の光を放出しないプリズム状の端を有することを特 徴とする請求項５に記載のロッド。 ７．前記ロッドは２つの面を持つロッド端と側面を有し、これらがレーザキャビ ティを形成することを特徴とする請求項４に記載のロッド。 ８．前記ロッドは半径を有し、前記窓はその中心からその端の点までの大きさを 有し、前記窓の大きさは前記半径の約５％から約７５％の間に等しいことを特徴 とする請求項５に記載のロッド。 ９．前記窓の最大の大きさは、前記半径の約１０％から約２５％であることを特 徴とする請求項８に記載のロッド。 10．高次のモードが選択的に前記窓から放射されることを 特徴とする請求項５に記載のロッド。 11．ここに記載したようなレーザ放射体。 12．ここに記載したようなプレートを有することを特徴とする請求項１１に記載 のレーザ放射体。 13．前記プレートは少なくともその１面が反射コーティングされていることを特 徴とする請求項１１に記載のレーザ放射体。 14．前記プレートがコーティングされていないことを特徴とする請求項１１に記 載のレーザ放射体。 15．前記プレートはサファイアあるいはＹＡＧによりできていることを特徴とす る請求項１１に記載のレーザ放射体。 16．前記プレートは入射光の約１６％を反射することを特徴とするレーザ放射体 。 17．レーザビームは波長が２．５から５．０マイクロメータで生成されることを 特徴とする請求項１１に記載のレーザ放射体。 18．前記プレートは１／４プレートであることを特徴とする請求項１１に記載の レーザ放射体。 19．ｄ＝（２Ｎ＋１）１／４とし、ｎを整数とし、１をレーザの基本波長とする とき、前記プレートはスペーサリングによって距離ｄだけ離れていることを特徴 とする請求項１８に記載のレーザ放射体。 20．放射体の照射を行わない端のプリズムは入射光の殆ど 全てを反射し、前記プレートは入射光の約５０％を内部反射し、入射光の約５０ ％を通過させることを特徴とする請求項１２に記載のレーザ放射体。