JPS63177483A - 球形共振器を備える固体レーザー - 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】 従来の技術 本発明は一般に固体レーザーに関するもので、とりわけ
、球面モードで発振する固体レーザー共振器型に関する
。

一般の（Ｓｃｈｘｖｌｏｖ−Ｔｏｎｅｓ）レーザー構成
は、円筒で対称な共振空胴を形成する一対の離して置か
れたミラ：ソ間に活性媒質を有する。この円筒形の共振
器の発振のモードはガウス強度輪郭を有し、本質的に平
面波のように振る舞う。

しかし、共振器の概念は定在波が作られる少なくとも有
界な如何なる面にも拡張できる。球面モードの理論計算
は５ｔｒｘｔＬｅａ著Ｅｌｓｃｔｒｏ＋５ｓＨ−ｅＬｉ
ｃ　Ｔｈｅｏｒ７　（ＭｃＧｒａｖ　Ｈｉｌｌ、　１９
４１．　Ｐ、５５４）に記載されている。球面共ａＳを
そなえる実際のレーザー構成は何も説明されなかったが
、２．３の研究者が非標準的構成において、球面モード
の存在を示す予備的な試みを実行した。

ＧｓｒｒｅＬｔその他の”Ｓｔｉｍｕｌ＊ｔｓｄ　Ｅｍ
ｉｓｓｉｏｎ　１ａｔｅＯｐ目Ｃ！Ｉ　Ｗｈｉｓｐｅｒ
ｉｏ（Ｍ＋ｄｅ　ｏｌ　５ｐｌｓｒｓｓ”　Ｐｈｙｓ。

Ｒｅｖ、　Ｖ、１２４．　Ｎ、６．　Ｐ、＋８０７　（
１９６１年１２月１５日刊行）には、Ｓ■がドープされ
たＣａＦ、の球面サンプルの光学ライスパーリングモー
ド （ｖｂｉｓｐｅｒｉＢ　ｍｅｌｅ）　ヘの誘発発光を示
シティる。直径１〜２鳳園の球体が液体水素デユワ−ピ
ン内に置かれ、フラッシュランプによってポンプされる
。

・−・と Ｌ　ｉ　ｎ　ｋ”の−弛による“Ｓｏｍｅ　Ｃｈｓｒａ
ｃｔｃｒｉｓｔｉｃｓ　＠１５　　Ｄｒｏｐｌｅｔ　Ｗ
ｈｉｓｐｅｒｉｎｇ−Ｇａｌｌｅｒｙ　Ｍｏｄｅ　Ｌａ
５ｅｒ”Ｃ０ｐｔ、ＬｅＬ、、　Ｌｌｌ、　Ｎ、ＩＯ，
Ｐ、Ｉ６４．　Ｏｃｔ、　　１９８ｆｉ）及び、Ｔｚｓ
ｎｇその他によるＬａ５ｅｒ　Ｅａ＋１５ｓｉｏｎ　ｆ
ｒ。

ｍ１ｎｄｉｖｉｄｕａｌ　Ｄｒｏｐｌｅｔｓ口Ｌｖｅｌ
ｅＢＬｈｓ　Ｃｏｒｒｅ−ｓｐｏｎ−ｄｉｎｇ　　ｔｏ
　Ｍｏｒｐｈｏｌｏｒｅ−ＤｅｐｅｎｄｅｎＬ　Ｒｅ５
ｏａａｎ−ｃｃｓ、”　（ＯｐＬ、　ＬｃＬ、、　Ｖ、
９．　Ｎ、ｌｌ、　Ｐ、４９９．　Ｎｏｗ。

１９８４）はＱスイッチ又はＣＷレーザーによってポン
プされた４Ｇ−６０ミクロンの液体染料小滴からのレー
ザー放射を述べている。多周波出力が作られる。Ｓｎｏ
ｗその他による”Ｎｏｎ１ｉａｃｓｒＯｐｔｉｃｓ　　
Ｗｉｔｈ　　＊　　Ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ−Ｓｉｔｅ　
　ＤｒｏｐｌｅＬ″゛（Ｏｐｔｉｃｓ　Ｎｅｗｓ、　Ｐ
、５．　Ｍｘｙ　１９８６）には、小滴からのレーザー
光発射と同様に小滴の周辺のまわりを進む増幅したラマ
ン波が記載されている。

不要な寄生モードと同様に、いくつかの球面モードが在
来の円筒共振器においても現れるかもしれない。Ｌｉｎ
ｅその他による “Ｅｌｆｓｃｔ　ｏｆ　Ｔｒａｐｐｅｄ　Ｌｉ（ｋｌ　
ｏａ　Ｌｂｅ　０ｕｔｐｕｔ　ｏｆａ　Ｒｕｂｙ　Ｌｘ
ｓｅｒ”　（Ａｐｐ、　Ｏｐｔ、、　Ｖ、４．　Ｎ、９
．　Ｐ、ｌ０９９゜５ｅｐｔ、　ｌ「ｒ５’）には、ト
ラップされたモードの作用のために７ラツシユランプポ
ンプされたルビーロッド（在来の共振器）からの近視野
像が記載されており、前記モードにはルビー壁からの全
内反射によって引き起こされるモードを含むが、これら
のモードはスプリアスで一時的であり、永久には確立さ
れ得ないものである。

Ｙａｊｉｍｉその他による”Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃｓｌ　
Ｍｏｄｅ　ｏｆＯｓｃｉｌｌｉｔｏｒｓ　ｉｎ　ａ　Ｒ
ｕｂｙ　０ｐＬｉｃｉｌ　Ｍａｓｔｅｒ”（Ｓｙｍｐｏ
ｓｉｕｍ　ｅａ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｍａｓｅｒｓ、　Ｐ
、ＩＩＩ、　Ａｐｒｉｌ。

＋９６３）では発振の正規高利得モードをルビーロッド
の中心を通して抑制し、前記ロッドの環状リング内に発
振のヘリカルモードを与えるために、ミラーの１つに孔
を形成することによって平行板共振器を改良した。

米国特許第３，４４０，５６１号は在来の共振器構成を
示しており、該共振器構成ではゲイン媒質は球形である
が共振器は外部ミラーによって形成され、球面の円筒部
分のみが球形のゲイン媒体を備える在来型ロッド増輻器
におけるようにアクチ仁ウマイン媒体として使用される
。前記球形のゲイン媒体は外部ミラーを形成する異なる
共振器間のスイッチングを可能にするレンズとして使用
されている。

このように発振のいくつかの球面モードが物質中の光学
効果として実験的に見られるが、従来技術は球面波の形
をした有益な出力を発生させるための球面共振器構成を
用いる実用的なレーザーを開示していない。Ｎｄ：ＹＡ
Ｇのような固体レーザーゲイン媒体を使用する実用的な
レーザーデザインを提供することが必要であり、また、
望ましい。そのようなレーザーはレーザーダイオードの
ような簡単で有効なポンプ源を有し、球面共振空胴を形
成し、共振器のアクティブゲイン媒体にポンピング領域
の有効なマツチングを可能にし、単−周波数及び単一縦
方向モードのような有効で制御可能な特性を有する出力
を生じ、出力カップリングのための効果的手段を有する
。これらの特徴を有するレーザーは、トラッキング、レ
ベリング、ホログラフィ−及びリング多忙ザージャイロ
スコープを含む様々な応用に有効な出力を発生する。

発明の概要 本発明の目的は発振の球面モードを発生する球面共振器
を有する実用的レーザーを提供することである。

本発明の別の目的は、固体レーザーゲイン物質を使用し
、レーザーダイオードポンプされるレーザーを提供する
ことである。

更にまた本発明の別の目的は、球面共振器を形成するい
くつかの異なる方法を提供することである。

更にまた本発明の別の目的は、単−周波数及び単一縦方
向モード出力ビームを提供することである。

本発明の別の目的は、球面共振器からの出力カップリン
グのための有効な手段を提供することである。

本発明は球面ゲイン媒体及び完全に該媒体内に形成され
た非正規共振器構成であって、平坦又は円筒特性′まり
も球形特性を有するレーザー放射を与えるところのもの
を有するレーザーを提供するための方法及び装置から成
る。２つの異なる放射パターンが共振器の形状に依存し
て作られる。全球面が共振器を形成する１つの実施例で
はレーザー放射が全方向にもたらされるが、一方、共振
器が球形レーザー放射内のドーナツ形状領域内に形成さ
れる別の実施例では全球面のまわりの平面内に作られる
。

好適実施例 第１図に示すように本発明の球形共振器実施例１０はゲ
イン媒体の球面！２を有する。該球面Ｉ２はコーティン
グ１４を有し、球面Ｉ２に対して直角に入射するポンプ
ソース１６からのポンピング放射に対して高い透過率を
有する。コーティング口はゲイン媒体によって作られた
レーザー放射に対して高い反射率を示し、球面内に共振
空胴１５を形成する。該共振空胴は定在波が空胴内に作
られることを可能にし、定在波は励起したゲイン媒体が
空胴を満たすことによって増幅される。全球面１２′は
′共振空胴１５を形成する。コーティング口の低い透過
率はレーザー放射の一部が球面から全ての方向に一様に
放射することを可能にし、前記レーザー放射の一部は球
面の中心のポイントソース（ｐｏｉｎｔ　５ｏｕｒｃｅ
）　２０か現れる。

第２Ａ及び２Ｂ図に見られるように、本発明のドーナツ
型共振器実施例２２がゲイン媒体の球面２４を有する。

ポンピングソース２Ｇからのポンピング放射は球面２４
の表面に斜めに入射する。

一つの実施例では、球面のよく研かれた表面２８が球面
内に全内面反射によりドーナツ型共振空胴３０を形成す
るために使用される。ポンピング放射は球面内に屈折し
て入ったポンピング放射がゲイン媒体の領域に出るよう
に斜めの角度で入射し、前記ゲイン媒体は球形のドーナ
ツ型領域３０内の発振の球面モードを支持し、それによ
って球形共振器を形成する。ポンピング放射は共振器の
ポンピングボリューム３Ｉを形成する球体のドーナツ型
領域３０の一部に主として吸収され、吸収されない如何
なるポンピング放射も全内面反射で″（ｊ４なく、球体
の表面で屈折して出てゆく。共振器３０内で作られた定
在波は球体の表面で全内面反射される。全内面反射の臨
界角度はゲイン媒体及び周囲の媒体（空気）の屈折率に
よって決定される。結果としての共振器形状は、球体内
に作られた定在波によって占められた領域が球体の赤道
に隣接するドーナツ型領域で、赤道の方向はポンピング
ビームによって決定され、入射点で球体と垂直になって
いる。ドーナツ型共振器はほぼくさび型の断面を有して
おり、その形状は共振器の周囲の定在波の複雑なフィー
ルドパターンによって限定される、回折効果は出力カッ
プリングをもたらす。球体からの放射パターンは共振器
（わずかな発散がある）の赤道面内の球体のまわりの完
全な円である。出力は球体に接しており、球の端部上の
２つのスポットとして現われる。

ドーナツ型共振器からの外方向のビームをカップルする
ために、第３Ａ図に示されるように出力カップリングプ
リズム３２が球面２４に対して置かれてもよい。プリズ
ム３２が接触点で全内面反射を破る。ドーナツ型共振器
３０め球形放射が二重反転波であるので、２本のビーム
がプリズム形状によって分離して得られる。別の実施例
では、第３Ｂ図に示されるように、ただ一本のビームが
得られるように全内面反射を破るためにファイバーカッ
プリングインターフェイス３３に屈折率が一致した液体
を用いて光ファイバー３４を球体２４に接触させること
ができる前記ビームはファイバーによって送られる。フ
ァイバーは球面で放射された反射ビームがファイバーの
受入れアパーチャ内に放射されるように向けられなけれ
ばならない。

全内面反射実施例で達成されるよりもより良い出力カッ
プリングを提供するために、別の実施例は第３Ｃ図に示
されるように赤道コーティング３６が用いられてもよい
。赤道コーティング３６はポンピングビームと入射点に
おける法線とによって決定される球体２（の赤道上にな
されるが、ポンピングビームはもはやレーザー放射の１
、−！ 全内面反射を生じるパ角度で入射してはならない。

コーティング３６はレーザー放射に対しては高い反射率
を有し、ポンピング放射に対しては高い透過率を有する
ように選択され、ドーナツ形状は全内面反射により作ら
れるドーナツ共振器よりも大きなボリュームを占め、ポ
ンピングボリュームはアクティブボリュームによりよく
マツチできるが、ドーナツ型共振器は前記のように作ら
れる。第４図に示されるように、全内反射（Ｔ　Ｉ　Ｒ
）及び赤道コーティング実施例に関する強度分布は、赤
道コーティング実施例の内側に放射状にシフトされる強
度分で変化する（半径Ｒｓの球体についてＲｅはＲ口ｒ
よりも少ない）。

コートされた実施例は出力カップリングの度合がより良
く制御されるという利点も有している。

図示されたような強度の放射状の文法はくさび影領域（
第２Ｂ図参照）を形成し、該領域は共振器のドーナツ形
状を限定するために垂直軸のまわりに回転させられる。

場もまたドーナツ形状の周囲に強度分布を有する。出力
カップリングはレーザー放射に対するコーティングの透
過率によって決定される。従って、１％又は０．１％或
いは別の値の透過率が共振器の構成に用いられる。

球形共振器をポンプするために様々な入力カップリング
案を使用することができる。第５図に示されるように、
ドーナツ形共振器３０をポンプするためにポンピング放
射がより容易に球体に入力されうように入力カップリン
グプリズム３７が球体２４に対して置かれている。この
場合、ポンピングビームがレーザー放射のように球体の
表面で全内面反射し、ポンピングボリュームのアクティ
ブモードボリュームに対するより良い適合が可能である
ように、ポンピングビームを入射することができる。入
力カップリングプリズムを回転することによって、球体
中のポンピングボリュームが制御でき、また、モードボ
リュームに対しより良い適合がされるようにポンプビー
ムの角度を変化させることができる。

本発明に従ったレーザー構成は共振器がゲイン媒体の球
体内部にあり、全体が球体の内部に入っているので比較
的容易であり高価ではない。

球体中に形成できる如何なる固体レーザー材料も使用で
き、ルビー、サファイア、Ｎｄ：ＹＬＦｌＧ　Ｓ　Ｇ　
Ｇ、　Ｃｒ：Ａｌ２Ｏｓに限定されず、Ｎｄ：ＹＡＧは
その硬度及び周知のレーザー特性のために特に適してい
る。本発明のレーザーは特定の物質に関して漂単的なレ
ーザー照射をするが、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーは
１．０６４ミクロンのレーザー放射をもたらす。レーザ
ーダイオードはコンパクトで高価でないデザインのもの
に特に適しているが、様々なポンピング源が使用でき、
ダイオードレーザ−、イオンレーザ−及び色素レーザー
が使用可能で、加えて、白熱燈又はアークランプのよう
な他のポンピング源も使用される。球面には高度な表面
仕上げが要求され、好適には波長の５分の１から１０分
の１のオーダーが要求される。このような表面仕上げを
された球体はｐ　ｒｅｃｏｍｐ　ｃ　ａ、、Ｇｒｅａｔ
Ｎｅｃｋ、Ｎ　、Ｙ　、のものが入手可能である。球体
の大きさは実用的でコンパクトなレーザーデザインのも
のについては約１　ａｍ　−１ｃｍの範囲であるが、他
の大きさのもの使用できる。コーティングは典型的には
ポンピング放射については高い透過率を有し、レーザー
放射については高い反射率を有する物質で為されている
。コーティングは周知のコーティング処置、例えば、電
子ビーム化学蒸着デボジシジン（ＣＶＤ）によって実行
できる。コーティング材料は石英、５Ｉ０２、Ｍｇｐｔ
、Ｔｉｅ、、ＡＩｌ、Ｏ，、Ｂξ０、Ｙ、０１、Ｍ［０
、Ｂ２０１、Ｓ　ｃ、Ｏ、、ＬｉＦ、ＮｄＦ、、ＴｈＦ
いＮａ５ｋｌＦ＠に限定されずに、他のものも含む。

更に本発明に従ったレーザーの特徴は、出力放射が単−
周波数及び単一縦方向モードであるように共振器がデザ
インできることである。ドーナツ形共振器内のポンピン
グボリュームを制御するこによって、球体の限定領域の
みがアクティブモードボリュームで、これは単一縦方向
モード及び単一周波数の発振を維持する。このようにし
て″に振器内のポンピング領域とモードボリュームを物
理的に制限することによって、望ましい特徴をもった出
力放射が作られる。本発明は単一縦方向モード、単一周
波数出力を作るために球体モード共振器をポンピングす
るこれらの技術を有し、ポンピング放射の角度を選択す
ることによって選ばれた選択ポンピングボリュームによ
って、望ましいアクティブモードボリュームが励起され
、所望の球モードのみが共振器に発振することを可能に
する。このようにして時間的及び空間的に可干渉性もレ
ーザー源が提供される。

これらの非標準共振器構成からの出力は、様々な応用に
供給される。球形実施例はトラッキングに使用されるポ
イント源として創作される。

球形実施例はホログラフィ−用の理想的なソースとして
も使用でき、それは、全方向に放射する干渉性ソースで
あり、目的物の近くに如何なる他の構成材及びレコーデ
ィング媒体の必要性を除去するからである。ドーナツ型
莢施例は平面内に五ア′円形出カバターンを作り、従っ
て、レベリングに使用できる。ドーナツ型共振器の別の
応用はリングレーザ−ジャイロスコープで、ドーナツ型
共振器は理想的なリングレーザ−を形成する。リングレ
ーザ−の二重反転波はリングの回転によって異った影響
を受け、回転を感知するｔ；めの機構をもたらす。この
原理はリングレーザ−ジャイロスコープを作るのに利用
されてきた。しかし、リングレーザ−ジャイロスコープ
は慣例的にポリゴンで作られ、レーザービームはリング
に近いポリゴンの周囲の近接経路を横断するものである
。本発明は理想的なリングレーザ−を提供し、レーザー
はドーナツ型共振器によって完全なリング形状に形成さ
れた構成となっており、それは第６Ａ図に示されるよう
にリングレーザ−ジャイロスコープに使用できる。前記
のレーザー、すなわちドーナツ型共振器３８を有する球
体３９がドーナツを共振器の平面に垂直に回転軸（Ｚ）
に沿って慣性プラットホーム（又は他の動体）４Ｇ上に
設置される。

付随す谷゛逮シピングソース４Ｉが前記のように共振器
をポンプし、感知器４２（あらゆる付随する信号処理手
段４３をそなえる）が共振器からのレーザー放射を検知
するために共振器に効果的に接続されており、検知器に
は在来のシリコン又はゲルマニウム検知器が使用できる
。プラットホーム４０が回転されるとき、検知器４２か
らの信号の変化は回転の測定である。第６Ｂ図のように
、もし、直交する３つの共振器４４．４６．４８が各々
それ自身のポンピングソース（図示せず）と検知器（図
示せず）を備えて球体ＳＯ内に形成されるならば、完全
な３次元の自由ジャイロスコープが作られる。

具体的に記載した実施例の変更、改良が本発明の範囲か
ら離れることなく実行でき、その発明の範囲は添付した
特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の球体共振器の実施例の断面図である。 ｉｉ’ｉ　Ａ図は本発明のドーナツ型共振器の実施例の
ドーナツ形平面を見る断面図である。 第２Ｂ図は本発明のドーナツ型共振器の実施例の断面図
であり、第２Ａ図と垂直な方向から見た断面図である。 第３Ａ、３Ｂ及び３０図はドーナツ型共振器のための様
々な出力カップリングの実施例である。 第４図は全内反射に対する強度分布と、ドーナツ型共振
器の赤道コーティング実施例に対する強度分布とを比較
したものである。 第５図はドーナツ型共振器に対する入力カップリング案
である。 第６Ａ及び６Ｂ図はドーナツ型共振器を用いるリングレ
ーザ−ジャイロスコープ構成を示す。

【主要符号の説明】

レーザーゲイン媒体・・・・・・・・・・・・・・・・
・・１２ポンピング手段・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・１６．２６共振空胴・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・曲・曲・１５．３
０．３ｇ、４４．４６．４８出力力ツプリング手段・・
・・・・・・・・・・・３２人力カップリングプリズム
・・・・・３７コーテインク・・・・・・・・・・・・
・・・・・・四曲曲１４．３ｇ検地器・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・４２特許出願人　　　スペ名ト
ラーフィジックス・インコーホレイテッド 代　理　人　　弁理士　　性向　澄夫 同　　　　弁理士　　富１）修自 同　　　　弁理士　　大賞　進発 同　　　　弁理士　　山１）　篤 ＦＩＧ、　　４ ＦＩＧ、　　５ ＦＩＧ、　　６日　　　　　８ ＦＩＧ、・　６Ｂ 手続補正書 昭和６３年１月９日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、　事件の表示　　　昭和６２年特許願第３０１６４
７号２、　発明の名称　　　球形共振器を備える固体レ
ーザー３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　　　　スペクトラ−フィジックス・インコーホ
レイテッド ４、代理人 住　所　　　　東京都港区西新橋１丁目６番２１号大和
銀行虎ノ門ビルディング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザー装置であって、 ａ）球形に形成されたレーザーゲイン媒体 ｂ）球体内のポーピングボリュームを励起するためにゲ
   イン媒体と作用的に関連したポ ンピング手段、 ｃ）ポンピングボリューム内のゲイン媒体がポンピング
   手段によって励起されるとき、 球面モードの発振を有するレーザー放射が 為される球体内に形成され、該球体内に全 体が納められている共振空胴、 ｄ）レーザー放射の一部を除去するための出力カップリ
   ング手段、 とから成るレーザー装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって、
   前記球体が固体レーザー材料から作られているところの
   装置。 ３、特許請求の範囲第２項に記載された装置であって、
   前記球体がＮｄ：ＹＡＧか作られているところの装置。 ４、特許請求の範囲第１項に記載された装置あって、前
   記ポンピング手段がレーザーダイオードであるところの
   装置。 ５、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって、
   ポンピング放射が球体に斜めに入射するようにポンピン
   グ手段が向けられ、共振空胴が球体の表面でのレーザー
   放射の全内反射によって形成されるドーナツ型領域であ
   るところの装置。 ６、特許請求の範囲第５項に記載された装置であって、
   更に、入力カップリングプラズムが球体と接触し、そこ
   を通ってポンピング放射が球体内に入り、ポンピング放
   射が球体内で全内反射されるところの装置。 ７、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって、
   更に、球体上に赤道付近コーティングを有し、該コーテ
   ィングはポンピング放射については高い透過率を示し、
   レーザー放射については高い反射率を示し、そこでポン
   ピング放射が斜めに球体に入射し、共振空胴が赤道付近
   のコーティングによるレーザー放射の反射によって形成
   されるドーナッツ形領域であるところの装置。 ８、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって、
   更に、球体の全面に等方性コーティングを有し、それは
   ポンピング放射については高い透過率を有し、レーザー
   放射については高い反射率を有しており、ポンピング放
   射が球体に垂直に入射し、共振空胴が球体全体を占める
   ようにポンピング手段が向けられているところの装置。 ９、特許請求の範囲第６項に記載された装置であって、
   入力カップリングプラズムが球体内で回転可能にポンピ
   ングボリュームを選択するところの装置。 １０、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって
   、共振空胴がレーザー放射をする球体の表面をコーティ
   ングするドーナツ型領域で、ドーナツ型領域の平面内の
   円に放射するところの装置。 １１、特許請求の範囲第１０項に記載された装置であっ
   て、単一縦方向モード及び単一周波数のレーザー放射を
   生じさせる共振空胴内のアクティブモードボリュームに
   ポンピングボリュームが適合しているところの装置。 １２、特許請求の範囲第５項に記載された装置であって
   、出力カップリング手段が球体の表面上の点に近接して
   置かれた出力カップリングプラズムで、前記の点で全内
   反射を破るところの装置。 １３、特許請求の範囲第５項に記載された装置であって
   、出力カップリング手段が球体の表面上の点に接触する
   光ファイバーで、球体からレーザー放射がファイバーの
   受入れ角度内に照射されるところの装置。 １４、特許請求の範囲第１０項に記載された装置であっ
   て、更に、球体の回転によって引き起こされるレーザー
   放射における変化を検知するためにドーナツ型共振空胴
   に作用的に接続された検知器を有するところの装置。 １５、３次元の自由レーザージャイロスコープであって
   、 ａ）球形内に形成されたレーザーゲイン媒体、ｂ）ゲイ
   ン媒体に作用的に付随したポンピング手段、 ｃ）球体内に形成された３つの直交するドーナツ型共振
   空胴で、各空胴内の媒体がポン ピング手段によってポンプされるとき、全 体が球体に納められる共振空胴、 ｄ）球体の回転によって各空胴内に生じたレーザー放射
   の変化を検知するために、３つ のドーナツ型の共振空胴の各々に作用的に 接続された検知手段、 とから成るところのジャイロスコープ。 １６、レーザー放射を生じる方法であって ａ）レーザーゲイン媒体を球体内に形成するステップ、 ｂ）発振の球面モードを有するレーザー放射を生じさせ
   るゲイン物質の球体内にレーザ ー共振空胴を形成するステップ、 ｃ）共振空胴内にアクティブモードボリュームを生じさ
   せるために、空胴内のゲイン媒 体内のポンプボリュームをポンピングする ステップ、 ｄ）空胴からレーザー放射を除去するステップ、 とから成る方法。 １７、特許請求の範囲第１６項に記載された方法であっ
   て、共振空胴が球体の表面からの全内反射レーザー放射
   によって形成され、全内反射が現われる赤道上の円に沿
   った球体の表面に接触するドーナツ型共振空胴を創ると
   ころの方法。 １５、特許請求の範囲第１６項に記載された方法であっ
   て、共振空胴は球体の表面の赤道上にコーティングをす
   ることによって形成され、該コーティングは球体内にド
   ーナツ形共振空胴を作るためにレーザー放射に対しては
   高反射率を有し、ポンピング放射に対しては高透過率を
   有するところの方法。 １９、特許請求の範囲第１６項に記載された方法であっ
   て、共振空胴は球体の全表面上に等方性のコーティング
   をすることによって形成され、該コーティングはレーザ
   ー放射に対しては高反射率を有し、ポンピング放射に対
   しては高透過率を有するところの方法。 ２０、特許請求の範囲第１６項に記載された方法であっ
   て、前記球体Ｎｄ：ＹＡＧによって作られ、レーザーダ
   イオードによって排気されるところの方法。