JPS58166786A - レーザ装置のミラー冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は放熱を良くしたレーザ装置の共振器用ミラー
に関する。

レーザ装置における共振器用ミラーは高い反射率を持つ
えものが用いられるが、それでも１００チの反射率を持
たせることは不可能である。このため、ごく一部ではあ
るが光を吸収して発熱を生じる。この発熱はミラーの曲
率半径の変化、光学的反射率Ｏ低下をもたらすことがあ
るのでレーザ発振にとって有害なものである。

そこで従来よりミラーを冷却する方法が様々考えられて
いる。その代表的なものとして、例えばミラーの側面に
径方向の貫通孔をあけ、そこに冷却媒質を流すようにし
たものや、ミラーの背面に冷却媒質を通したタンクを密
着するようにしたものがあるが、いずれも冷却媒質を用
いるので運転コストがかかり、ｉ要冷却媒質の循環系路
が必要であるので構成が複雑になる欠点がある。

この発明はこのような点に鑑みてなされたもので、にラ
ーに放熱用フィンを取付けてミラー自身の放熱を良くす
ることによプ、冷却媒質で強制的に冷却する必要をなく
Ｌ、を要冷却媒質で強制的に冷却する場合でもその消費
量を削減することができるようにし九レーザ装置の共振
器用ミラーを提供しようとするものである。

以下この発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

ここではラマンレーザ装置の共振器用ミラーにこの発明
を適用した場合について説明する。

ラマンレーザ装置はラマン効果を利用したもので、００
！レーザなどの強いレーザ光をラマン効果を起こす水素
などの物質に照射することによシ、もとの００．レーザ
光とは異なつ九波長のレーデ光を取出す装置である。単
一のレーザ装置では得られない波長のレーザ光を得るの
に用いられ、例えばウラン分離に利用することができる
。

ラマンレーザ装置では発振レベルに達する。ｅワー利得
を得るために必要な相互作用長は数百溝となり大型化し
てしまうので、以下の実施例では励起用００！レーザ光
を２枚のミラー間に複数回往復させて総合的に長い相互
作用長を確保するマルチノセス方式を採用している。

第１図のラマンレーザ装置は全体が架台（図示せず）の
上に載せられて水平に支持されている、第１図はこのレ
ーザ装置の内部をその側面から見たものである。主な部
分の寸法の一例を同図中に示す。

第１図のラマンレーザ装置は大きく分けて外筒１と、外
筒１内に収容された内筒２と、内筒２内に収容された光
学系（光共振器）３とで構成されている。外筒１と内筒
２の間は真空に保持され、内筒２を外部から断熱してい
る。内筒２内にはレーザ媒質として水素が低温度（約−
１７３℃）で収容されている。励起用の１０．６μ喝の
波長を持つＣＯ，レーザ光は外筒１のビーム入射ボート
２０から入射され、内筒２のビーム入射ボート４６を通
ってジンノ々ルユ二ット１０１に保持されたミラー１３
４の孔から光学系３内に入射される。このレーザ光は右
側のジンノ々ルユニット１００に保持されたミラー１１
０との間で所定回数マルチノゼスして誘導ラマン効果を
生じさせ、１６μ−の波長のレーザ光に変換されて右側
のミラー１１０に開設された孔から内筒２のビーム出力
ポート４８および外筒１のビーム出力ポート２５、更に
はディフュージョンガイド２６を通って外部に取出され
る。

光学系３は全体がダクト１５０で囲まれておシ、その内
部のレーザ媒質（Ｈｌ）はサーキュレーションファン１
５２によって左側のジンノ々ルユニット１０１のすき間
からダク）１５０の外側を通り、更に右側のジンノ々ル
ユニット１００のすき間から光学系３内に戻る矢印人の
経路を通って循環される７　ダクト１５０のまわ）の空
間には冷却用媒質（例えば液体窒素）が流れているヘリ
カルコイル１６０が配設されており、循環されるレーザ
媒質はここで冷却される。

ミラー１１０，１３４には放熱用のフィン１１５が取付
けられている。この実施例ではミラー１１０゜１３４お
よび放熱用フィン１１５はレーザ媒質の循環系路中に置
かれているのでレーザ媒質自身によって効率よく冷却さ
れ、他にミラー専用の冷却手段を必要としない。また、
この実施例では、後述するように、マルチパスされる光
線の照射位蓋の背面に放熱用フィン１１５をそれぞれ取
付けるようにして、特に発熱量が高い部分の放熱を良く
している。

シレ 次に第１図製雪の各部の詳細について説明する。

外筒１は円筒状の外壁４と、その左右両開放端にそれぞ
れ装着された蓋５，６とで構成される。

外壁４には第１図では省略した中央部の下部に真空排気
ポー）、７．８が取付けられている（第３図参照）。ま
た、外壁４の左右両端部の底部付近には内筒２を外筒１
内の空間に持ち上げて外筒１と内筒２の軸を一致させる
ジヤツキアンプスクリューがそれぞれ２本ずつ（ジヤツ
キアップスクリュー９と１０および１１と１２）外筒１
の中心方向に向けてハの字型に設けられている（第２図
及び第３図参照）。

右側のジヤツキアップスクリュー９，１０はジヤツキア
ップ操作するためのハンドル１３と、ハンドル１３の先
に取付けられてハンドル１３０回転により伸縮して内筒
２を支持するサポートロッド１４が取付けられている。

左側のジヤツキアップスクリュー１１．１２もノ１ンド
ル１５とサポートロッド１６とで構成されている。サポ
ートロッド１４，１’６はテフロン等の熱を伝えにくい
材質で作られている。

外筒１の左端の蓋５は■−Ｓカップリング１７（第２図
）によって外壁４に着脱可能に取付けられている。この
蓋５には１０．６μ簿の波長を持つ励起用ＣＯ２レーザ
光を入射するビーム入射ポート２０が取付けられている
。ビーム入射ポート２０は第１図を左側から見た第２図
に示すように外筒１の中心軸からずれた位置に配設され
ている。これはマルチパス法を利用して短い共振器間隔
でラマン発散の相互作用長を長く取るためである。蓋５
の中央部には外筒１と内筒２の中心軸を一致させる調整
操作に利用するＨｅ−Ｎｅビームの入射ボート２１が取
付けられている。また、その下にはこの調整操作におい
てＨｅ−Ｎｅビームの照射位置をのぞくためのアジャス
トピユーボート２２が取付けられている。更にその下に
は内部の過度検出用に用いられる熱電対の端子を引出す
ためのハーメチックシールボート２３，２４が取付けら
れている。

外筒１の右端の蓋６はＶ−Ｓカップリング（図示せず）
により外壁４に着脱可能に取付けられている。この蓋６
には誘導ラマン効果によシ発生し九１６μ隅の波長を持
つレーザ光を取出すためのビーム出力ボート２５が取付
けられている。出力ポート２５にはディフュージョンガ
イド２６が取付けられている。出力ポート２５はマルチ
パス法による出力を取出すため、蓋６の中央部よりずれ
た位置に取付けられている。蓋６の中央部には外筒１と
内筒２の中心軸を一致させる調整操作に利用するＨｅ−
Ｎｅビームの入射ボート２７が取付けられている。

また、その上にはこの調整操作においてＮｅ　−Ｈｅビ
ームの照射位置をのぞくためのアジャストビューボート
２８が取付けられている。更にその上には内筒２に取付
けられたアジャストマイクロメータ４９を操作するため
のドライブシャフト３０が取付けられている。蓋６の下
部には内筒２内に収容される冷却用のヘリカルコイル３
１を外部に引出すためのインシエレーションポート３２
が取付けられている。蓋６の内側には内筒２の右端部を
外筒１に固定するための固定ロッド３３が取付けられて
いる。この固定ロツＰ３３は第１図のレーザ装置を蓋６
を取り去って右側から見た第３図に示すように実際には
左右に２本ずつ設けられているが、第１図では説明の都
合上上部位置に示している。なお固定ロツＰ３３の詳細
については後述する。

内筒２は円筒状の外壁４０とその左右開放端に■−Ｓカ
ップリング１８（第３図）によってそれぞれ着脱可能に
取付けられた蓋４１，４２とで構成されている。外壁４
０の左右端付近の下部には前記サポートロッド１４，１
６の先端部が当接するｔ／−トロラド当接部４３．４４
がそれぞれ形成されている。

右側のサポートロッド当接部４３には突起４３ｇが形成
されている０、サポートロッド１４の先端にはこの突起
４３ａに対応して凹部１４ｍが形成されておシ、これら
がはまり合うことにより内筒２の右端部は外筒１に固定
され、その部分における内筒２の軸方向の動きは阻止さ
れる。

左側のサポートロッド当接部４４は第４図の底面図に示
すように長円形の凹状に形成されており、そこにサポー
トロッド１６が単に当接した状態に置かれている。固定
しなかったのは、内筒２の内部を冷却状態にしたときこ
の内筒２に生じる収縮を逃がすためである。すなわちこ
の場合サポートロッド１６の先端はサポートロッド当接
部４４の長円形の凹状を長手方向にスライドすることに
なる。

内筒２の右端部を外筒１に固定するためＯ内筒固定ロッ
ド３３は、取付部材Ｓ２を介して外筒１の蓋６の内側に
おいて外筒１の軸に平行に取付けられている。内筒固定
ロッド３３の先端には内筒２にクランプするクランプ機
構５３がｐラド３３に対し回転自在に取付けられている
。クランプ機構５３の外周にはそれを軸方向から見た第
５図に示すように、一部が切欠かれた形状の円板５４が
形成されている。一方、第１図に示すように内筒２の右
端部にはこのクランプ機構５３の円板５４がクランプし
て内筒２の右端部を外筒１に固定するための一部材５５
が取付けられている。この部材５５は第６図に示すよう
に円板５４が係合する溝５６を有している。ここでは固
定ロツＰ３３は第３図に示すように２本ずつ組にして用
いるため、溝５６は縦に２本形成されている。円板５３
を溝５６にクランプする場合は第７図（ａ）のように、
円板５４の切欠き５４麿を部材ｓ５の儒に向けた姿勢で
円板５４の位置を溝５６位置まで進ませ、続いて第７図
（ｂ）に示すように円板５３を半回転させればよい。第
３図には左右に２個ずつ設けられた円板５４を部材５５
にそれぞれクランプすることによって、内筒２の左右を
固定ロッド３３で固定した状態が示されている。なお、
部材５５の溝５６を円板５４よりもやや大きな半径に設
定することようにして、ジヤツキアップスクリュー９〜
１２による軸合わせ操作を可能にするためである。

ところで第３図において内筒２の外壁面左右にそれぞれ
取付けられたローラ３５，３６ｔ：を内筒２全体を外筒
１内から引出し、あるいは収容する際に利用するもので
ある。外筒１の内壁面にはこのロー２３５．３６が走行
するためのレール１７゜１８が外筒１の軸と平行に取付
けられている。ジヤツキアップスクリュー９〜１２によ
り内筒２を外筒１内の所定の高さに位置決めした状態で
はローラ３５．３６はレール１７．１８から浮いている
。

第１図において内筒２の左側の蓋４１はその中央部に軸
合わせのためのＨｅ−Ｎｅビームボート４５が取付けら
れている。下部にはハーメチックシールボー）３６．３
７が取付けられている。ｔた、外筒１の蓋５に取付けら
れたビーム入射ボート２０に対応する位置にビーム入射
ボート４６が取付けられている。

に装着されている。ＫＯＬ結晶板３８は円筒２内に収容
されているレーザ媒質によって極低温（例えば−１７３
℃）にさらされると割れてしまう。そこで、ビーム入射
ポート４６における内筒２内につながる開口端にポリエ
チレンなどの薄膜３９を装着することによＦ）、ＫＯ１
結晶板３８と内筒２との間を仕切り、更ｆｅＫｏｔ結晶
板３８の周囲をヒータ５７で加熱することによ、９．Ｋ
Ｏ／！、結晶板３８と薄膜３９とに囲まれた空間が例え
ば−３０ｔ程度になるようにしている。なお％ＫＯ１結
晶１［３８と薄膜３９とで囲まれた空間と内筒２の内部
との圧力のつり合いを取るため、薄膜３９はビーム入射
ボート４６のわくに軽く保持され、矢印で示すようにそ
れらのすき間を通ってレーザ媒質が出入りできるようＫ
なっている。

第１図において、内筒２の右側の蓋４２はその中央部に
軸合わせのためのＨｅ−Ｎｅビームボート４７が取付け
られている。ｔた、外筒１の蓋６に取付けられたビーム
出力ポート２５に対応する位置にビーム出力ポート４８
が取付けられている。

ビーム出力ポート４８はビーム入力ポート４６と同様に
第８図のように構成さ；ｔている。また蓋６の上部には
光学系３における右側のミラー１１０（ジン／々ルユニ
ット１００内に装着されている）の前後方向の角度を調
節するアジャストマイクロメータ４９が取付けられ、Ｍ
６の中心から右側の位置には、第１図では省略したが、
そのミラー１１０の左右方向の角度を調節するアジャス
トマイクロメータ５０が取付けられている（第３図参照
）。アジャストマイクロメータ５０の詳細についてけ後
述する。

第１図において内筒２内の底部には光学系３を載置する
ための光学系支持台６０が設置されている。第９図はこ
の支持台６０の詳細を示すもので、（８）は正面図、（
ｂ）は底面図、（ｃ）は左側面図、（ａ）は右側面図で
ある。光学系支持台６０Ｆｉ上板６１とその下面に固設
された２本の補強材６２とを具えている。上板６１の右
端部には光学系３の右端部を固定するためのネジ孔６１
麿が開設されている。

また補強材６２の右端部にはこの部分を内筒２の底面に
固定するための平板６３が固着されている。

内筒２の右側の底部には第９図に二点鎖線６６で示すよ
うな固定台が取付けられている。固定例６の底面は内筒
２の底面の形状に合わせて円弧状に形成されている。ま
た、上面には切欠＠６６ｍが形成され、そこに上記子１
ｉ６３が収容されている。

平板６３はネジ６４によって固定台６６に取付けられて
いる。これＫよシ光学系支持台６】の右端部は内筒２に
固定される。

光学系支持台６１の左端部にはこの部分を内筒２の底部
に摺動可能に支持するための摺動板６７が取付けられて
いる。また、内筒２の底部には第９図に二点鎖線６８で
示すような形状の支持台が取付けられている。支持台６
８の底面は内筒２の底面の形状に合わせて円弧状に形成
されており、上面には上記摺動板６８を収容して内筒２
の軸方向に摺動可能に支持する切欠き６８ｍが形成され
ている。このように内筒２は光学系支持台６１を右端部
でのみ支持するので、内筒２内を冷却した際に内筒２と
光学系支持台６１の収縮の長さが異なっても、光学系支
持台６１の左端部６１は支持台６８上を内筒２の軸方向
に摺動することになり、両端を固定した場合のように内
筒２と支持台６１の間に無理な力がかかることがなく、
曲げなどのくろいが生じることがない。

以上のように設置された光学系支持台６０上には光学系
（光共振器）３が載置される（第１図）。

光学系３は熱膨張率の小さい４本のインノ々−ロッド８
０〜８３の両端部を光学系ホルダ８４．８５で正方形に
組んで固定しく第１図では省略した中央部にもホルダが
２箇所種度はめ込まれている）、この光学系ホルダ８４
，８５の外側にミラー１１０゜１３４を保持したジンノ
々ルユニット１００，１０１をそれぞれ取付けたもので
ある。

光学系ホルダ８４は第１０図に示すように正方形のわく
８５に、マルチパスされる光線を通すための円形の開口
部８５ａｔ−開設したものである。

開口部８５ａの周囲にはジンノ々ルユニット１００（第
１１図）を取付けるためのネジ孔８５ｂが開設されてい
る。正方形のわく８５の回置にはインノ々−ロッド８０
〜８３を固定するための固定部材８６がネジ８７によっ
て取付けられている。左端部側の光学系ホルダ８５もほ
ぼ同様に構成されている。ところで下側のインノ々−ロ
ッド８２，８３の右端部は第１図に示すように固定部材
９０．９１に通され、とれら固定部材９０．９１をネジ
９２によって前記光学系支持台６０の右端部に開設され
たネジ孔６０１にしめつける。これにより光学系３の右
端部は光学系支持台６０に固定され、更に内筒２自体に
固定される。

なお、光学系ホルダ８４．８５は光学系支持台６０に単
に当接した状態に置かれており、内筒２が冷却状態にな
って光学系支持台６０が収縮しても、その上をスライＰ
することにより、その収縮を逃がし、光学系３にくろい
が生じないようになっている。

第１図においてジンノ々ルユニツ）１００，１０１はミ
ラー１１０，１３４を保持してそれらの角度を調整する
ものである。右倒のジンノ々ルユニット１００は第１１
図に示すように構成されている。

第１１図（１）は第１図の右方向から見た図、（ｂ）お
よび（ｃ）はそれぞれ断面図で示し九七の平面図および
左側両図である。これらの図に示されるように、ジンノ
々ルユニツ）１００は前記光学系ホルダ８４に取付けら
れるアウターリング１０２とミラー１１０の角度を前後
方向に動かすインナーリング１０３とミラー１１０を保
持しその角度を左右方向に動かすミラーホールドリング
１０４とを具えている。

アウターリング１０２は外周付近に開設されたネジ孔１
０２ａと前記光学系ホルダ８４に開設されたネジ孔８５
ｂ（第１０図）とをネジによって留めることにより光学
系ホルダ８４に固定される。

インナーリング１０３は左右のピゼット１０５゜１０６
によりアウタリング１０２に上下方向に回動可能に取付
けられている。ミラーホールドリング１０４は上下のピ
ーット１０７，１０８によりインナリング１０３に対し
左右方向に回動可能に取付けられている。ミラーホール
ドリング１０４の背面にはミラー押えリング１１１がは
め込まれ、そこにミラー１１０がネジ１１２によって取
付けられている。ミラー押えリング１１１にはレーザ光
を取出すための切欠き１１１ｍが形成されている。アウ
ターリング１０２の上部には、このアウターリング１０
２を操作する丸めのエクステンションパ々−１１３が取
付けられている。エクステンションパー１１３にはこの
操作をするアジャストマイクロメータ４９（第１図）の
先端が当接する突起１１３ａが形成されている。突起１
１３ｍは磁石で作られておシ、これがアジャストマイク
ロメータ４９の先端に吸着することによりアジャストマ
イクロメータ４９による操作を可能にしている。また、
インナーリング１０４の右の部分には、このインナーリ
ング１０４を操作するためのエクステンシ璽ンパー１１
４が取付けられている。このエクステンションノ々−１
１４にもアジャストマイクロメータ５０（第３図）の先
端に吸着して操作される磁石の突起１１４ａが取付けら
れている。

ジンノ々ルユニット１００に保持されたミラー１１０は
無酸素鋼などでつくられた凹面鎗である。

このミラー１１０は第１２図のように、反射面１１０ｍ
の裏側にジンパルユニツ）１００に装着するためのネジ
孔１１０ｂと、マルチパスされたレーザ光を取出すため
の貫通孔１１０Ｃと、放熱用フィン１１５を装着するた
めのネジ孔１１０ｄと、軸合せ用Ｎｅ−Ｈｅビームを通
すための貫通孔１１０ｅがそれぞれ開設されている。放
熱用フィン１１５はマルチパス法によるレーザ光が照射
される位置の裏側にそれぞれ取付けられ、放熱効率を良
くしている。マルチパス法においては入射光はミラー１
１００円周方向に反射位置を順次ずらしながら反射を繰
返すので、放熱用フィン１１５はミラー１１０の円周方
向に並んで取付けられることになる。

放熱用フィン１１５は例えば第１３図に示すようにネジ
１１５ａにフイ／１１５ｂを取付けて構成されるもので
、全体が無酸素鋼などの熱伝導の良い材質で作られてい
る。

ジンバル機構１００を操作するアジャストマイクｏ７１
−夕４９．５０ＦｉＪｌ１１４図に示すように構成され
ている。第１４図において符号１２０は円形の部材で、
アジャストマイクロメータ４９．５０を内筒２の蓋４２
に気密に取付けるものである。

（第１図および３図参照）。アジャストマイクロメータ
４９，５０の本体はマイクロゲージホルダ１２１の部分
でこの円形の部材１２０に固着されている。マイク、口
１・、ゲージホルダ１２１内にはセンタスピンドル１２
２が軸方向に摺動自在に収容されている。センタスピン
ドル１２２の先端の部分１２２鳳が前記ジンパルエニッ
ト８４のエクステンションノ々−１１３，１１４におけ
る磁石で構成された突起１１３ａ、１１４ａに当接する
部分である。センタスピンドル１２２には中央部に軸方
向の切欠き１２２ｂが形成されており、そこにマイクロ
ゲージホルダ１２１の外側からビン１２３が差込まれる
ことにより、センタスピンドル１２２は回転方向の動き
を阻止されている。センタスピンドル１２２の後端の部
分にはネジ山１２２Ｃが形成されている。マイクロゲー
ジホルダ１２１の後端部には送りネジ部材１２４が回転
自在に取付けられている。送りネジ部材１２４の内側に
は上記センタスピンドル１２２のネジ山１２２ｃにかみ
合うネジ山１２４ａが形成されている。送りネジ部材１
２４を回転することにより、センタスピンドル１２２は
マイクロゲージホルダ１２１に対し軸方向に伸縮する。

マイクロゲージホルダ１２１とセンタスピンドル１２２
との間にはベローズ１３０が装着されて気密を保ってい
る。

ところでアジャストマイクロメータ４９．５０を操作す
る前記ドライブシャフト３０は外筒１の蓋６に対し軸方
向に移動可能に取付けられており、アジャストマイクロ
メータ４９，５０の後端部に着脱可能に差込まれるよう
になっている。したがってジンバル機構８４の調整をす
るときだけ差込み、調整がトわったら引抜くようにすれ
ば、アジャストマイクロメータ４９，５０とドライブシ
ャツ）３０は分断されるので、外部の熱がそれらを通っ
て内筒２に伝わることがない。

このような構成を実現するため、アジャストマイクロメ
ータ４９の後端部にはユニバーサルジヨイントが組込ま
れ、アジャストマイクロメータ４９＋　５０の軸とドラ
イブシャフト３０の軸とが多少ずれていてもドライブシ
ャフト３０を容易に差込めるようになっている。ユニバ
−サルジヨイントはアジャストマイクロメータ４９，５
０の軸に直角な２方向に移動するように構成されたもの
である。すなわち、第１５図に示すように前記送りネジ
部材１２４の後端部には横方向の切欠き１２４ａが形成
され、そこに横方向スライドパーツ１２５が収容される
ようになっている。横方向スライｙ％、４１−ツ１２５
の上下面には横方向の溝１２５ｍが形成され、その溝１
２５ａに送りネジ部材１２４の上下からビン１２６を差
込むことによシ、横方向スライドパーツ１２５は横方向
に移動自在に送りネジ部材１２４に保持される。また、
横方向スライＰノゼーツ１２５の徒端部には縦方向の切
欠き１２５ｂが形成され、そこに縦方向スライドパーツ
１２７が収容されるようになっている。

縦方向スライＰパーツ１２７には縦方向の溝１２７ａが
形成され、その溝１２７ａに横方向スライド／？−ツ１
２５の左右からビン１２８を差込むことにより、縦方向
スライドパーツ１２７は縦方向に移動自在に横方向スラ
イドパーツ１２５に保持される。

縦方向スライドパーツ１２７には断面が六角形に形成さ
れたドライブシャツ）３０の先端部が差込まれてこれに
かみ合う六角形の孔１２７ｂが開１ 設されている。また、ドライブシャフト３０の先端には
差込みを容易にするためのり−Ｐビン１２９が取付けら
れている。横方向スライドパーツ１２５、送りネジ部材
１２４、センタスピンドル１２２には＋７　＋＋　ｈ％
ビン１２９を収容するための孔１２５ｃ、１２４ｃ、１
２２ｄがそれぞれ開設されている。

一方、左側のジンバル機構１０１は右側のジンノ々ル機
構１００と同じように構成され、そこに保持したミラー
１３４を前後方向および左右方向にそれぞれ回動できる
ようになっている。第１６図はこのジンバル機構１００
を操作するアジャスタ１３０を示したものである。第１
６図中二点鎖線８５は光学系ホルダ、１０１は光学系ホ
ルダ８５に取付けられたジンバルユニット全体、１３１
゜１３２．１３３はジンバルユニット１０１の構成部品
で、１３１は光学系ホルダ８５に固着され九アウタリン
グ、１３２はアウターリングに対し前後方向に回動可能
に取付けられたインナーリング、１３３はインナーリン
グに対しビン１３７を軸に左右方向に回動可能に取付け
られたミラーホールドリングである。ミラー（凹面鏡）
１３４Ｆｉミラーホールドリング１３３内に収容され、
ミラー押えリング１３５にネジ１３６によって取付けら
れている。

アジャスタ１３０はインナーリング１３２の上ｍＫエク
ステンションノ！！−１４０を具え、そこに調整ポルト
１３８を固定した球面スリーブ１４１が平板状部材１４
２によって保持されている。調整ポル）１３０の先端に
はネジ山が形成されており、光学系ホルダ８５の上端に
取付けられた部材１４３のネジ孔に差込まれるようにな
っている。

したがって調整ポル）１３０を回転することによシ、イ
ンナーリング１３２は前彼方向に回動する。

調整−ルト１３０は球面スリーブ１４１を介してエクス
テンションノ々−１４０に保持されているので、インナ
リング１３２がアウタリング１３１に対して傾いても調
整ボルトに光学系ホルダ８５に対し垂直に保たれる。

ジンノ々ル機構１０１の側部にはミラーホールＰリング
１３３を左右方向に回動させるための同様に構成された
アジャスタ（図示せず）が取付けられている。

第１７図は以上のように構成した光学系３の全体を第１
図の右側から見たものである。

ところで光学系３は光学系ホルダ８４．８５に挾まれた
部分がダク）１５０によって取囲まれている。ダクト１
５０は光学系３の軸方向の両端部に開口が形成されてい
る。光学系ホルダ８５より左側の部分は内筒２の蓋４１
に取付けられたダクト１５１で取ＷＡまれている。ダク
ト１５０，１５１はジンバルユニット１０１０すき間お
よびξツー１３４に開設された励起用レーザ入射孔を通
して連なかっている。ダクト１５１内の空間はその上部
に取付けられたサーキエレーシ１ンファン１５２（第２
図に示すように筒の中心を通る位置と、そこから左右に
それぞれ４５°ずれた位置の３箇所に取付けられている
）を介してダク）１５０，１５１と内筒２の外壁４０と
の間に形成された空間１５３に通じている。空間１５３
の右端部はジンバルユニット１００のすき間およびミラ
ー１１０に開設されたレーザ光取出し用孔１１０Ｃを通
して光学系３内に運なかっている。したがってナーキエ
レ示すように、光学系３の内部からりンノ々ルユニット
１０１を通ってダクト１５１に導かれ、そこからサーキ
ュレーション７アン１５２を介してダクト１５０と内筒
２の外壁４０の間の空間１５３を通って内筒２内の右端
部に至り、更にジン／々ルユニツ）１００を通って光学
系３内に戻る経路によって強制循環される。これにより
、光学系３内におけるレーザ媒質は全体にわたって均一
な温度に保たれ、局部的な密度の違いによる光線のゆら
ぎなどの現象が防止される。

前記ダクト１５０と内筒４０との間の空間１５３にはダ
ク）１５０の全体を取巻くように冷却用ヘリカルコイル
１６０が配設されている。この冷却用ヘリカルコイル１
６０内には液体窒素などの冷媒が流されている。したが
って光学系３内で熱せられ九レーザ媒質は上記空間１５
３を通る間に冷却され、光学系３内に戻される。これに
よりレーザ媒質は一定の温度（例えば−１７３℃）に保
たれる。また、左右のジンノ々ルユニット１００゜１０
１に保持され九ミラー１１０，１３４自体も強制循環の
流れの中に置かれているので、レーザ媒質自身によって
冷却される。特にミラー１１０゜１３４に前述のように
放熱用フィン１１５を取付けられているので冷却効率が
良くなる。

冷却用ヘリカルコイル１６０は第１８図に示すように光
学系３の全体にわたって配設されている。

ここでは内筒２の右端部から内筒２内に導かれ、内筒２
の左端部で折り返して再び右端部から取出されるように
なっている。内筒２の外に引き出され九部分は第１図に
示すように連結金具１６２を介シてインシュレージ冒／
ボート３２に保持されたパイプ１６３につながっている
。このヘリカルコイル１６０は左右各端部およびその間
の適宜の箇所において部材１６１に引掛けられて釣り下
げられて、内筒２およびダク）１５０，１５１に対して
は非接触の状態で空間１５３に保持されている。したが
って、内筒２やダクト１５０，１５１に接触してそれら
が局部的に冷却されることがなく、内筒２内全体を熱衝
撃なしに均一に冷却することができる。また、ヘリカル
コイル１６０け右端でのみ内部２に固定され、左端部は
単に部材１６１で釣り下げられた状態となっているので
、ヘリカルコイル１６０が伸縮してもその左端は部材１
６１上をスライドするため無理がかからないようになっ
ている。

なお、第１図では省略した外筒１の中央部上面には第１
９図に示すようにビューポート１７０〜１７２が取付け
られている。これらビューポート１７０〜１７２は外筒
１と内筒の軸合せ操作の際にζツー１３４，１１０の面
をのぞく屯ので、ビューポート１７０．１７１はミラー
１３４の方向を向き、ピユーポート１７２はミラー１１
０の方を向いている。左側のミラー１３４に対して２つ
のビューポー）１７０，１７１を設けているのは、この
ミラー１３４が点線１３４′に示すように移動するのに
対応するためである。

内筒２の上面にも上記ビューポート１７０〜１７２の軸
線上にビューポート１８０〜１８２がそれぞれ設けられ
ている。

第１図のラマンレーザ装置は以上説明しえよすな構成で
ある。この装置を駆動するにはまず、外筒ｌおよび内筒
２の蓋５，６，４１．４２をそれぞれ取シ外し、光学系
３０位置を調整する。このとき左側のミラ−１３４０角
度は調整−ル）　１３Ｇにより予め調整する。こＯ調整
が終わりえら内筒２に蓋４１．４２を装着してその内部
にレーザ媒ａｔ封入する。続いて外筒１にｉ１５，６を
装着して、外筒１と内筒２とＯＵＯ空気を真空排気２−
ドア、８から吸引して、その部分を真空状態にする。

次に左側のＨ＠−Ｎ拳ビームｌ−ト２１＊６１１１−Ｎ
ｅレーザビームを外筒ｌＣＪ軸上Ｋｊ［射する。このと
きアジャストビューポート２２からのぞいて、内 Ｈａ−Ｎ＠レーザビームが列部２のＨ・−Ｎ＠ビームボ
ート４５の位置を照射するように左側のジヤツキアップ
スクリュー１１．１２を調節する。ｔた、右側のＨｅ−
Ｎｅビームポート２７からもＨ・−Ｎｅレーザビームを
外筒７Ｏ＠ｍ上に照射し、アジャストビューボート２８
からのぞいて、内筒２のＨｅ−Ｎｏビームポート４７の
位置を照射するようにジヤツキアップスクリュー９，１
０を調整する。

このようにして外ｗＪ１と内筒２の軸が一致したら右側
のｉツー１１０の角度調節を行なう、上記の軸Ｏ調整に
よシ外筒１と内筒２０軸が一致すれば、Ｈｅ−Ｎ＠レー
ザビームはＨｅ−Ｎｅビームポー）２１，４５を通ｐ１
更にミラー１１０の中心に開設され丸孔１１０ｅ（［Ｉ
ＨＩＧ参照ンを通って孔のおいていないミラーで反射さ
れ九光点が孔１１０・に７リンジ模様を写すようにアジ
ャストマイクロメータ４９でミ２−１１０の前後方向お
よび左右方向の角度を調節すれとよい・ミツ−１１０の
角度調整が終わつ九ら冷却用ヘリカルコイル１６０に冷
媒を流し、サーキュレーシ璽ンファン１５２を駆動する
ことにより準備がすべて整い、ビーム入射ポート２０か
ら波長が１０−６　Ｊ　ｍ（Ｄ　ＯＯ露し−ザビームを
入射すルコとにより、光学系３内で所定回数マルチノ（
スされてＩＬ＋ｗｍｏ技長に変換されてピー人出力ボー
ト２５から取出される。

修理や点検の次め内筒２ｔ−外筒１から引出す場合は、
ます外筒１セ内筒２の間に外気を導入して外気と等しい
圧力に戻す、続いてジヤツキアップスクリュー９〜１２
を戻して内筒２のローラ３５゜３６をレール１７　、１
８に降ろす、この状態から外筒１の右側の蓋ａｔＲして
手前に引けばロックビン３３によって内筒２もいっしょ
に引出されてくる。

ところで、以上説明した実施例においてはこの発明をラ
マンレーザ装置に適用し友場合について示したが、一般
の気体レーザ装置にも同様に適用することができる。

また、上記実施例ではミラー１１０，１３４および放熱
用フィン１１５ｔ−レーザ媒質の循環系路中に置いて効
率良く冷却するようにし喪のでその他の冷却手段は特に
必要でないが、ミラーの配置サレテいる環境によって、
放熱用フィンだけでは不十分な場合は、従来技術として
説明し友方法（ミラーに孔をあけてそζに冷却媒質を流
す等）を併用してもよい。その場合においても放熱用フ
ィンがない場合に比べて冷却媒質の消費蓋は少々くてす
む。

以上説明したようにこの発明によれば共振器用ミラーに
放熱用フィンを取付は九ので、その放熱を曳くすること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用したラマンレーザ装置の全体の
構成図で、レーザ元軸に直角な側面から一部を断面にし
て示した図、第２図は１ｌＩ１図の左側面図、第３図は
外筒１の蓋６ｔ−取外して示し次ｇｉ図の右側面一、第
４図は第１図の内筒２における左端下部のジヤツキアッ
プスクリュー１１の当接用凹部の形状を示す図、第５因
は第１図における内筒固定ロッド３３をその軸方向から
見た図。 第６囚は第５図の固定ロッド３３を引掛けるために内筒
側に取付けられた部材の拡大図、第７図は第５図の金具
を第６因の部材に引掛ける状態を示す図、第８図は第１
図におけるレーザビーム入射ポート４６およびレーザビ
ーム出力ポート４８の内部溝ａｔ−示す断面１９、Ｉ！
９図は第１因における光学系支持８６０の詳ｌＩＡを示
す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図、（Ｃ）は左
側面図、（ｄ）は右側面一である。 第１０図は第１図における光学系ホルダ８４の正面図、
第１１図は１！１ｔ９におけるジンノ々ルユニット１０
０の詳細を示す図で（Ｊｌ）は正面図、（ｂ）は平面メ
、（Ｃ）は左側面図でらる。Ｉ！１２崗および第１３図
はこの発明の一実施例を示すもので第１２図は第１１図
のジンバルユニット１００に保持されたミラー１１０の
詳細を示す図（（ａ）は正面図、（ｂ）は断面側面図）
、第１３図は第１２図のミラー１１０の背面に取付けら
れる放熱用フィンの例を示す斜視図である。第１４図は
ｌ！１図におけるジンノ々ルユニット１１０の操作用ア
ジャストマイクロメータ４９．５０の内部構造を示す断
面囚、第１５図はアジャストマイクロメータ４９　、！
５０の後端部に取付けられるユニノ々−サルジヨイント
の構成管示す斜視図、第１６図（１）は第１図における
左側のジンノ々ルユニット１０１のアジャスタの構成を
示す断面図、同図（ｂｌはその平面図、第１７図は第１
因の光学系３の全体を右側から見た図、第１８図は第１
図の冷却用ヘリカルコイル１６０の詳細を示すｆＮ、Ｉ
Ｉ！１９図Ｖｉ第１図の省略し危中央部に設置されてい
るのぞき窓を示す図である。 １・・・外筒、２・・・内筒、３・・・光学系、７，８
・・・真空排気ボート、９〜１２・・・ジヤツキアップ
スクリュー、２０．４０・・・レーザビーム入射ボート
、２６．４８・・・レーザビーム出カポ−）、２１．２
７゜４５　、４７−Ｈｅ−Ｎｅビームボート、３３１０
．内筒固定ロッド、４９・・・アジャストマイクロメー
タ、６０・・・光学系支持台、８０・・・インバーロッ
ド、８４゜８５・・・光学系ホルダ、１００，１０１・
・・ジンバルユニット、１１０，１３４・・・ミラー、
１１５・・・放熱用フィン、１３０・・・アジャスタ、
１５０・・・ダク）、１５２・・・ｔ−＋イユレーショ
ンファン、１６０・・・冷却用ヘリカルコイル ｌ フ） 第８図 第１０図　　肪 ／−′８１ 一□ンーー子翳・・ 第１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 反射面以外の部分に放熱用フィンを取付けたことを特徴
   とするレーザ装置の共振器用ミラー。