WO2005101590A1

WO2005101590A1 - ロッド型固体レーザ装置

Info

Publication number: WO2005101590A1
Application number: PCT/JP2004/005350
Authority: WO
Inventors: Junji Kano; Shuichi Fujikawa; Takafumi Kawai
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-04-15
Filing date: 2004-04-15
Publication date: 2005-10-27
Also published as: US20080037603A1; DE112004002829T5; TW200534550A; TWI248715B; JPWO2005101590A1; CN100459326C; CN1938915A

Abstract

レーザロッド（１）はロッドホルダ（５）により保持されており、ロッドホルダ（５）は、調整リング（７）に設けられた凹部（４０）に収容されており、調整リング（７）は、キャビティ容器（４）に取り付けられている。ロッドホルダ（５）は、調整リング（７）の凹部（４０）の底面によってキャビティ容器（４）に押圧されており、また凹部（４０）の径はロッドホルダ（５）の外径よりもやや大きめに形成されているので、ロッドホルダ（５）は凹部（４０）内にて凹部（４０）の半径方向に自由に移動できる。調整リング（７）には、調整ネジ（８ａ、８ｂ）およびバネ（９）が調整リング（７）の側面から凹部（４０）内にロッドホルダ（５）に接するように放射状に設けられている。ロッドホルダ（５）は調整ネジ（８ａ、８ｂ）およびネジ（９）の各先端の３点により加圧支持されている。上記構成のロッド型固体レーザ装置においては、調整ネジ（８ａ、８ｂ）のねじ込み量を調整するとバネ（９）が伸縮するとともに、ロッドホルダ（５）の位置を調整することができる。

Description

ロッド型固体レーザ装置

技術分野

本発明はロッド型の固体レーザ媒質、固体レーザ媒質の側方よリ励起明

光を照射し、固体レーザ媒質を励起する半導体レーザからなる励起光源、固体レーザ媒質の少なくとも一端部田を保持するロッドホルダを備えた口ッド型固体レーザ装置におけるレーザロッドの保持構造 ·調整構造に関書

する。

背景技術

はじめに、本発明において使用される用語について、一般的なロッド型固体レーザ装置を用いて説明する。第 8図はロッド型固体レーザ装置を示す構成図である。第 8図において、 3台の箱型の装置であるキヤビティ 2 0 a、 2 0 b、 2 0 cが直列に配置されており、各キヤビティ 2 0 a、 2 0 b、 2 0 cには、固体レーザ媒質の一種であるロッド型の固体レーザ媒質（以後、レーザロッドと呼ぶ） '1 a、 1 b、 1 cとレーザロッド 1 a、 1 b、 1 cを励起するための半導体レーザからなる励起光源 2 2 a、 2 2 b , 2 2 cが設けられている。固体レーザ装置とは、キャビティ 2 0 a、 2 0 b , 2 0 cと、各キヤビティ 2 0 a、 2 0 b , 2 0 c内に配置された固体レーザ媒質（第 8図ではレーザロッド 1 a、 1 b、 1 c ) からレーザ光を取り出すための全反射鏡 2 4および部分反射鏡 2 5からなる共振器と、レーザ光を発振器外の光ファイバに導光するためのファイバ入射系 2 6とによって構成され、キヤビティ 2 0と全反射鏡 2 4および部分反射鏡 2 5とファイバ入射系 2 6とを収容し、直接もしくは各種部材を介してその位置を支持する筐体 2 7からなる装置である。第 8図に示したように、固体レーザ媒質がレーザロッドである場合、その固体レーザ装置をロッド型固体レーザ装置と称する。ロッド型固体レーザ装置では、キヤビティを直列的に隣接配置することで、レーザパワーを増加出来る特徴をもっている。例えば、第 8図では 3台のキャビティ 2 0 a、 2 0 b , 2 0 cを直列に配置したが、所望のレーザパヮ一に合わせてキヤビティの数を増減しても良い。

また、本発明においては、共振器ミラ一反射面の法線で定まる方向を共振器光軸と呼び、共振器内にて実際の共振状態にあるレーザ光の光軸をレーザ光軸と呼ぶ。レーザ光軸は、共振器ミラーの反射面に直交するので共振器光軸と平行になる。また、レーザロッドの幾何学的な中心軸をロッド中心軸と呼ぶ。レーザロッドが励起光源によりロッド中心軸に対して対称に励起されている場合は、ロッド中心軸を共振器光軸に一致させることが重要である。

次に、一般的なロッド型固体レーザ装置における課題について説明する。ロッド型固体レーザ装置において、レーザロッドは発熱による熱破壊を防止するために、通常レーザロッド側面を冷却水等にて冷却しているが、励起光が照射されると、レーザロッド内部での発熱と、冷却水によるレーザ口ッド側面の冷却により温度分布が形成され、レンズと同様な光学作用を呈する（熱レンズ現象と呼ぶ）。そのため、共振状態のレ一ザ光は第 9図（a ) のようにレーザロッド 1 中心部でレーザ光 3 0のビー厶径が大きく、レーザロッド 1端部でレーザ光 3 0のビー厶径が小さくなる屈折状態にある。ここで、第 9図は、キヤビティが 1つの場合を例に用いたものである。 1つのレーザ口ッドから取り出すことの出来るレーザパワーは、共振状態のレーザ光が通過しうるレーザロッドの体積（第 9図の網掛け部分でモードボリュームと呼ぶ） 3 1で変化する。レーザ口ッド〗が口ッド中心軸 3 2に対し対称に励起されていると仮定すれば、第 9図（a ) のようにレーザロッド 1のロッド中心軸 3 2が共振器光軸 3 3と一致した場合に、モ一ドボリューム 3 1が最大となる。実際にはレーザロッド 1の微小な位置ズレによって、第 9図（b ) に示すようにレーザロッド 1のロッド中心軸 3 2と共振器光軸 3 3とのズレが発生し、モードボリューム 3 1が減少し、取り出すことの出来るレーザパワーは低下する。これはキヤビティの発振効率の低下であり、固体レーザ装置適用の際の重要な課題の 1つである。

さらに、ロッド型固体レーザ装置においてキヤビティを隣接配置する場合、レーザロッド 1がロッド中心軸 3 2に対し対称に励起されていると仮定すれば、レーザ光は第 1 0図（a ) のように各キヤビティのレーザロッド 1 a、 1 bを通過するが、第 1 0図（b ) のように隣り合ったキヤビティのレーザ口ッド 1 a、 1 bのそれぞれのロッド中心軸 3 2 a、 3 2 bにズレが生じると、回折損失が増加し、モードボリューム 3 1 a、 3 1 bが減少する。ここで、第 1 0図は、キヤビティが 2つの場合を例に用いたものである。この結果、取り出すことの出来るレーザパワーが低下する。これはキヤビティ連結効率の低下である。隣接配置するキヤビティ数が多いほど、この損失は増大し、キヤビティの連結効率が低下しゃすい。レーザパワーの高出力化はレーザ業界の重要な要求事項であるため、このキヤビティの連結効率を向上させることも固体レーザ装置適用の際の重要な課題の 1つである。

従来のロッド型固体レーザ装置では、キヤビティ内のレーザロッドの位置精度を高精度化することでレーザロッドのロッド中心軸を共振器光軸に近付けるとともに、隣り合ったキヤビティのレーザロッドのロッド中心軸を一致させることを指向していた。しかしながら、寸法公差、組立ばらつきなどにより、レーザロッドの位置高精度化には限界値が存在する。

また、レーザロッド、励起光源の位置精度のばらつきによって、レーザロッド内の励起分布がロッド中心軸に対して対称になることは稀である。この場合、レーザ光の出力が最大となるレーザロッドの軸はロッド中心軸と異なった方向に存在する。レーザ光の出力が最大となるレーザロッドの軸を、幾何学的な中心軸であるロッド中心軸に対して、ロッド最大出力軸と呼ぶことにする。レーザロッドが励起光源によリロッド中心軸に対して対称に励起されている場合は、ロッド中心軸を共振器光軸に一致させることが重要であると上述したが、本質的には、ロッド最大出力軸を共振器光軸に一致させることを指向している。

以上のことから、従来のロッド型固体レーザ装置におけるレーザロッドの位置精度を高くする手段は、キヤビティの発振効率および連結効率を向上させる手段として不十分であった。

従来の技術として、日本国特開平 1 0— 1 9 0 0 9 6号公報に示す従来のロッド型固体レーザ装置においては、レーザロッドに対して多方面からなる調節ネジを利用した位置調整機構を有していた。この機構は、レーザロッドのロッド中心軸を共振器光軸に近付けることが可能である。しかしながら、この多方面からなる調整ネジの機構では、レーザロッドの動作は調整ネジの送り方向の荷重のみによるものであり、さらに反対側のネジは必ず緩めなければならない。したがって、精度よくロッド中心軸位置を調整するには、多大な手間を要し、作業者側の技術力を必要とする難点があった。また上述したように、レーザロッドのロッド中心軸が共振器光軸と完全に一致したとしても、共振器光軸とレーザ出力最大となるレーザロッドのロッド最大出力軸は必ずしも合致しない。よつて、本技術もキヤビティの発振効率および連結効率の向上精度を高くする手段としては不十分であった。また、一般的にロッド型固体レーザ装置においては、キヤビティの連結の有無に依らず、キヤビティ、共振器を配置した後にレーザパワーを最大とするように共振器のミラーの角度を調整する。これは、前述のように出力が最大となるロッド最大出力軸がキヤビティによって異なる理由による。そのため、従来のロッド型固体レーザ装置においては、保守 · 点検 ·故障によってキヤビティ交換の必要が生じた場合、キヤビティ交換を実施するたびに共振器のミラーの角度調整が必要であった。さらに、共振器調整によってミラーの角度が変化するとレーザ光のレーザ光軸も変化するため、ファイバ伝送する光路についても再調整が必要となり、メンテナンス ·保守に時間を要するという問題点があった。発明の開示

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、レーザ口ッドを容易に任意の位置へ調整する機構を有し、ロッド最大出力軸を共振器光軸に近付けてキヤビティの発振効率および連結効率を向上させたロッド型固体レーザ装置を得ることを目的としている。また、その調整機構を利用して、キヤビティ交換時のメンテナンスを不要あるいは簡易にするロッド型固体レーザ装置を得ることを目的としている。

本発明に係るロッド型固体レーザ装置においては、キヤビティ端においてレーザロッドを保持するロッドホルダを凹部に収容する調整リングを配し、調整リング内に少なくとも 1つの弾性体を備え上記口ッドホルダを側方より押圧するとともに、ロッドホルダと調整リング間の距離を調整するための調整手段を備えたものである。

本発明は、キヤビティ端においてレーザロッドを保持するロッドホルダと凹部に前記ロッドホルダを収容する調整リングとの間の距離を調整するための調整手段を備えたことにより、ロッド型固体レーザ装置におけるレーザロッドを任意の位置に調整することができる。図面の簡単な説明

第 1 図（a ) は、この発明の実施の形態 1 におけるロッド型固体レーザ装置を示す横断面図である。

第 1 図（b ) は、この発明の実施の形態 1 におけるロッド型固体レーザ装置を示す縦断面図である。

第 2図（a ) は、この発明の実施の形態 2おけるロッド型固体レーザ装置を示す横断面図である。

第 2図（b ) は、この発明の実施の形態 2におけるロッド型固体レ一ザ装置を示す縦断面図である。

第 2図（c ) は、この発明の実施の形態 2における別のロッド型固体レーザ装置を示す横断面図である。

第 3図（a ) は、この発明の実施の形態 3おけるロッド型固体レーザ ' 装置を示す横断面図である。

第 3図（b ) は、この発明の実施の形態 3におけるロッド型固体レーザ装置を示す縦断面図である。

第 4図は、この発明の実施の形態 4におけるロッド型固体レーザ装置を示す縦断面図である。

第 5図（a ) は、この発明の実施の形態 5おけるロッド型固体レーザ装置を示す横断面図である。

第 5図（b ) は、 .この発明の実施の形態 5におけるロッド型固体レーザ装置を示す縦断面図である。

第 6図は、この発明の実施の形態 6におけるロッド型固体レーザ装置を示す縦断面図である。

第 7図は、この発明の実施の形態 7におけるロッド型固体レーザ装置を示す縦断面図である。

第 8図は、ロッド型固体レーザ装置を示す構成図である。

第 9図は、レーザロッド、共振器ミラー、共振状態のレーザを表す概念図である。

第 1 0図は、レーザロッド、共振器ミラー、共振状態のレーザを表す概念図である。発明を実施するための最良の形態

実施の形態 1 .

第 1図は、本発明の実施の形態 1 におけるロッド型固体レーザ装置を示す図であり、第 8図中に丸印 Aにて示したキヤビティの一端のレーザロッド保持部の断面図である。もう一方の保持部も第 1 図と同構造で第 1 図と対称に配置されている。第 1 図（a ) は横断面図で、第 1 図（b ) は縦断面図であり、第 1 図（a ) は第 1 図（b ) における B _ B断面図で、第 1 図（b ) は第 1 図（a ) における A— A断面図である。

第 1 図において、レーザロッド 1 はロッドホルダ 5により 0リング 3 bを介して保持されており、ロッドホルダ 5は、調整リング 7に設けられた凹部 4 0に収容されており、調整リング 7は、固定ネジ 4 〗によつてレーザ口ッド 1 の軸付近に開口を有したキヤビティ容器 4に取り付けられている。ここでは、箱型のキヤビティ容器 4に調整リング 7取り付けるとしたが、箱型のキヤビティ容器に限定されるものでは無く、筐体 2 7に支持されレーザロッド 1の両端に設けられたレーザロッド 1の軸付近に開口を有した一対の板体である支持板でよい。ロッドホルダ 5は、調整リング 7の凹部 4 0の底面によって 0リング 3 cを介してキヤビティ容器 4に押圧されており、また凹部 4 0の径はロッドホルダ 5の外径よりもやや大きめに形成されているので、ロッドホルダ 5は凹部 4 0内にて凹部 4 0の半径方向に（第 1図（b ) の平面上を）自'由に移動できる。調整リング 7には、調整リング 7の側面から凹部 4 0に至る第 "1の貫通孔 4 3 a、第 2の貫通孔 4 3 bおよび第 3の貫通孔 4 3 cの 3本の貫通孔が放射状に設けられている。第 1 図（b ) に示すように、第 1の貫通孔 4 3 aと第 2の貫通孔 4 3 bとの間の角度は約 9 0度に設定されておリ、第 3の貫通孔 4 3 cは、第 1の貫通孔 4 3 aと第 2の貫通孔 4 3 bの中間の位置に対し凹部 4 0の中心に対称な位置に設けられている。第 1の貫通孔 4 3 aと第 2の貫通孔 4 3 bの内部には雌ネジ形成されており、表面に雄ネジが形成された 2本の調整ネジ 8 a、 8 bがそれぞれ第 1の貫通孔 4 3 aと第 2の貫通孔 4 3 bにねじ込まれている。ねじ込まれた調整ネジ 8 a、 8 bの先端はロッドホルダ 5に接している。調整ネジ 8 a、 8 bのねじ込み量で、調整ネジ 8 a、 8 bの先端部の調整リング 7の凹部 4 0への突出量を調整できる。第 3の貫通孔 4 3 cにはバネ 9が挿入され、バネ 9の先端はロッドホルダ 5に接し押圧している。第 3の貫通孔 4 3 cの調整リング 7側面開口部には、バネ 9が突出しないように蓋 4 4が設けられている。ここで、第 3の貫通孔 4 3 cの調整リング 7側面開口部を蓋 4 4で覆うとしたが、例えば、第 3の貫通孔 4 3 cを調整リング 7側面に貫通しない非貫通孔としても良い。この場合、蓋を用いずともパネ 9の調整リング 7側面への突出を防止することができる。バネ 9は、ロッドホルダ 5を固定ネジ 8 a、 8 bに押圧するように作用し、ロッドホルダ 5は調整ネジ 8 a、 8 bおよびネジ 9の各先端の 3点によリ加圧され、第 1 図（ b )の平面内の位置を支持されている。また、第 1図（a ) に示すように、レーザロッド 1の側面を冷却するため、レーザロッド 1の周辺に冷却水を流す水路を形成するように、筒状のフローチューブ 2が、レーザロッド 1の周囲を囲むように 0リング 3 aを介してキヤビティ容器 4に固定されている。冷却水は、レーザ口ッド 1 とフローチューブ 2とキヤビティ容器 4とロッドホルダ 5と、各部品間に痒入された Oリング 3 a、 3 b、 3 cによリ密閉された空間を流れ、レーザ口ッド 1 を冷却する。

このように構成されたロッド型固体レーザ装置のキヤビティ容器のレ一ザロッド保持部においては、調整ネジ 8 a、 8 bのねじ込み量を調整するとバネ 9が伸縮するとともに、ロッドホルダ 5の第 1 囡（b ) の平面上での位置を調整することができる。また、レーザロッド 1 はロッドホルダ 5に保持されているので、口ッドホルダ 5の位置を調整することでレーザロッド 1の位置も同期して調整することができる。

調整ネジ 8 a、 8 bとバネ 9によるロッドホルダ 5への荷重は常に反力となっており、調整ネジ 8 a、 8 bの送り方向に関係なく調整ネジ 8 a、 8 bのみを操作することでレーザロッド 1の位置を調整することが可能である。従来の技術のように、例えば調整ネジ 8 aを調整するときに予め調整ネジ 8 bを緩める必要はない。

また、 2つの調整ネジ 8 a、 8 bをほぼ垂直に配置したことにより、調整量がそれほど大きくないときは、調整ネジ 8 aを送り操作した場合には、ネジ 9が伸縮すると共にレーザロッド 1の位置は第 1図（b ) のほぼ上下方向に調整することができ、調整ネジ 8 bを操作した場合には、ネジ 9が伸縮すると共にレーザロッド 1の位置は第 1 図（b ) のほぼ左右方向に調整することができる。よって、調整ネジ 8 a、 8 bによる調整はそれぞれほぼ独立に調整することができ調整が容易である。

さらに本形態においては、第 1 図（a ) に示すように、ロッドホルダ 5とキヤビティ容器 4との間は、ロッドホルダ 5の位置の調整中も Oリング 3 cにより常に密閉されており、冷却水を流しながら、レーザロッド 1の位置を調整することが可能である。

これらにより、実際にレーザを発振し、出力されたレーザ光のパワーを測定し、そのパワーを最大とするようにレーザロッド 1の保持位置を調整するロッドアライメン卜が可能となる。ロッドアライメントはレーザロッド 1 の幾何学的に決まるロッド中心軸を共振器光軸に合致させるのではなく、レーザ口ッド 1の励起分布のバラツキから生じるロッド中心軸とロッド最大出力軸のズレを考慮した、レーザロッド位置の調整方法である。すなわち、共振器光軸に対し、レーザ出力が最大となるレーザロッド位置を決定可能な、言い換えるならば、共振器光軸とロッド最大出力軸とを一致させるレーザロッドの最善位置調整方法である。

ロッドアライメン卜を実施する過程において、ロッド型固体レーザ装置、共振器、レーザパワー測定器具等のロッドァライメン卜に使用する器具の配置位置、そして、気温、湿度、使用電圧、投入電流等の使用環境を同一に設定することにより、ほぼ同一の共振器光軸にロッド最大出力軸を一致させたキヤビティを複数製作することが出来る。高出力を得る目的でキヤビティを共振段あるいは増幅段として隣接配置する際に、ほぼ同一の共振器光軸上にロッド最大出力軸をもつキヤビティを使用することにより、キヤビティ間の回折損失を最小に抑え、モードボリュ一厶の減少を抑えることが可能である。その結果、従来のロッド型固体レ一ザ装置よりも全体出力を大きくすることが出来る。すなわち、キヤビティの連結効率が向上することが可能である。

さらに、ほぼ同一の共振器光軸上にロッド最大出力軸をもつキヤビティを複数製作することが可能となることにより、隣接配置されたキヤビティの交換に要する時間を大幅に短縮することが出来る。通常、 1つのキヤビティが故障あるいはメンテナンスを理由に交換される場合、共振器ミラーの調整、レーザ光路の調整、レーザ光をファイバに導光するための調整等、さまざまな調整を伴う。しかし、ほぼ同一の共振器光軸上にロッド最大出力軸をもつキヤビティを交換すれば、これらの調整は不要である。

ところで、本実施の形態では、調整ネジ 8 a、 8 bの間の角度を 9 0 度としたが、本発明は調整ネジ 8 a、 8 bの間の角度を 9 0度に限定するものではなく、例えば第 1の孔、第 2の孔、第 3の孔を〗 2 0度の角度毎に放射状に対称に配置してもよい。ただし、各調整ネジによる調整方向は直行していないので、独立には調整できずに収斂調整が必要となるので、調整ネジ間は 9 0度に設定することが望ましい。もちろん、調整ネジ間の角度は 1 8 0度未満でなければならないのは言うまでも無い。また、調整ネジゃパネの個数も本実施の形態に限定されるものではなく、例えば 3方向から調整ネジをねじ込んだり、 2方向からバネにて押圧しても良い。ただし、本実施の形態が最も単純で効果的な構成であることは言うまでもない。

また、本実施の形態では、ロッドホルダ 5の位置決めに調整ネジ 8 a、 8 bおよびバネ 9を用いて説明したが、本発明における位置決めはネジやパネに限定されるものではなく、それぞれ押圧部品一般の部品、弾性体を使用する場合においても利用できることはいうまでもない。また、調整リングはその形状がリングである必要はなく、その他の形状を使用する場合においても利用できることはいうまでもない。実施の形態 2 .

実施の形態 1では、レーザロッド 1の位置は、調整ネジ 8 a、 8 bおよびバネ 9による 3点からの加圧にてロッドホルダ 5を保持することにより位置決めをしていた。しかし、弾性体の加圧による保持では、調節ネジ 8の誤操作、衝突、振動など、外乱によりロッドホルダ 5の位置すなわちレーザロッド〗の位置が変化する可能性がある。本実施の形態は、レーザロッド 1の位置を調整した後に、ロッドホルダ 5の位置を固定する手段を設けたものである。以下、実施の形態 1 と同一構成部分については同番号を付与し説明を省略し、異なる部分のみ説明する。

第 2図は、本発明の実施の形態 2におけるロッド型固体レーザ装置を示す図であり、キヤビティ容器の一端のレーザロッド保持部の断面図である。もう一方の保持部も第 2図と同構造で第 2図と対称に配置されている。第 2図（a ) および第 2図（b ) は、実施の形態 1 と同方向の断面図である。

第 2図において、ロッドホルダ 5には固定ネジ 6を通すための、外面からキヤビティ容器 4に接する面へと貫通孔 4 5が設けられている。また、貫通孔 4 5と同軸にキヤビティ容器 4にもロッドホルダ 5と接した面に貫通しない非貫通孔 4 6が設けられている。第 2図（b ) に示したとおり、貫通孔 4 5および非貫通孔 4 6は 3箇所、各 1 2 0度の角度毎に回転対称な位置に設けられている。ただし、貫通孔 4 5および非貫通孔 4 6の数および配置は、これに限定されるものでは無くロッドホルダの大きさ等にょリ適宜決定されるものである。非貫通孔 4 6の内面には雌ネジが形成されており、表面に雄ネジが形成された固定ネジ 6をねじ込むことができる。また、貫通孔 4 5の孔径は、固定ネジ 6の径よりも大きく形成されており、固定ネジ 6を貫通孔 4 5に通した状態でも、口ッドホルダ 5は調整リング 7の凹部 4 0の半径方向に（第 2図（b ) の平面上を）移動が可能で、調整ネジ 8 a、 8 bによる位置調整が可能な構成となっている。さらに、固定ネジ 6の頭部の径は、貫通孔 4 5の孔径ょリは大きく形成されているので、固定ネジ 6を非貫通孔 4 6にねじ込んでいくと固定ネジ 6の頭部がロッドホルダ 5の外面を加圧し、ロッドホルダ 5をキヤビティ容器 4に強固に固定することができる。

上記のような構成を採用することにより、本実施の形態 2においては、この固定ネジ 6をロッド保持位置調整後に締付けた場合、共振器光軸上にロッド最大出力軸を調整されたレーザロッド 1の位置を強固に維持し、調節ネジ 8の誤操作、衝突、振動など、外乱に対する抵抗力を得ることができる。レーザロッド 1の位置を再度調整する場合は、固定ネジ 6を緩め、調整ネジ 8を調整し、調整終了後に固定ネジ 6を締めなおせばよい。このロッドホルダ固定手段は以下の他の実施の形態に用いてもよく、その場合、本実施の形態と同様の効果が得られることは明白である。ところで、実施の形態 1および実施の形態 2では、ロッドホルダ 5を調整リング 7に設けられた凹部 4 0の底面によって、キヤビティ容器 4 に押圧するように構成していた。しかし、実施の形態 2にて用いたロッドホルダ 5の固定手段である固定ネジ 6にてロッドホルダ 5をキヤビティ容器 4に押圧してもよく、この場合、第 2図（c ) に示したように調整リング 7に凹部を設けず、単にロッドホルダ 5の位置を調整する調整手段である調整ネジ 8とロッドホルダ 5を押圧する弾性体であるバネ 9 の位置を保持する保持手段として機能させても良く、調整リング 7の構造が簡単になる利点がある。実施の形態 3 .

実施の形態 1では、調整ネジ 8を調整リング 7の側面から凹部 4 0に至る貫通孔 4 3にねじ込んだが、本実施の形態は、キヤビティ容器 4の底面から凹部 4 0に至る貫通孔を設け、前記貫通孔に調整ネジをねじ込と共に、ロッドホルダ 5の前記調整ネジが接する部分に調整ネジ 8の当て面を付加したものである。以下、実施の形態 1 と同一構成部分については同番号を付与し説明を省略し、異なる部分のみ説明する。

第 3図は、本発明の実施の形態 2におけるロッド型固体レーザ装置を示す図であり、キヤビティ容器の一端のレーザロッド保持部の断面図である。もう一方の保持部も第 3囡と同構造で第 3図と対称に配置されている。第 3図（a ) および第 3図（b ) は、実施の形態 1 と同方向の断面図である。

第 3図において、第 1 図にあった第 1の孔 4 3 aおよび第 2の孔 4 3 bは無く、その代わりに調整リング 7の底面、すなわちキヤビティ容器 4に接している面の裏側の面から凹部 4 0に至る、調整リング 7の底面に垂直な第 1の貫通孔 4 7 aと第 2の貫通孔 4 7 bが設けられている。第 3図（b ) に示すように、各貫通孔はほぼ同円周上にその間の角度をほぼ 9 0度に設定して配置されている。第 1図の第 1の孔 4 3 aおよび第 2の孔 4 3 bの位置にほぼ対応する位置である。第 1の貫通孔 4 7 a と第 2の貢通孔 4 7 bの内面には雌ネジが形成されており、それぞれ調整ネジ 8 a、 8 bがねじ込まれている。ねじ込まれた調整ネジ 8 a、 8 bの先端はロッドホルダ 5に接している。ロッドホルダ 5の調整ネジ 8 a、 8 bの接した部分には、それぞれ当て面 4 8 a、 4 8 bが形成されている。当て面 4 8は、調整ネジ 8の軸方向と平行および直角でない傾斜面であり、かつ当て面 4 8の向きは、法線がレーザロッド軸心 3 2を含む面内にほぼ位置するように設定している。

上記のような構成を採用することにより、本実施の形態 3においては、 2つの調整ネジ 8 a、 8 b間の角度をほぼ 9 0度に設定したことおよび当て面 4 8の向きを法線が凹部 4 0の半径方向にほぼ一致するように配置したことにより、例えば調整ネジ 8 aのねじ込み量を調整した場合は、口ッドホルダ 5の調整ネジ 8 aが接した部分に傾斜面である当て面 4 8 aが形成されているので、口ッドホルダ 5には調整ネジ 8 aのねじ込み方向とは直行する方向に加圧力が加わり、パネ 9が伸縮することでロッドホルダ 5の位置を第 3図（b ) のほぼ上下方向に調整することができる。調整ネジ 8 bによる調整では、上記と同様な作用でロッドホルダ 5 の位置を第 3図（b ) のほぼ左右方向に調整することができる。よって、実施の形態 1 と同様に、調整ネジ 8を調整することで、ロッドホルダ 5の位置すなわちレーザロッド 1の位置を簡易に調整することができる。もちろんロッドァライメン卜も可能である。また、本実施の形態では実施の形態 1 と同様の効果を得られるだけでなく、調整リング 7の外周に調整ネジ 8用のメンテナンススペースを設ける必要が無いという利点がある。

ところで、本実施の形態では、調整ネジ 8の間の角度を約 9 0度、当て面 4 8の向きを法線がレーザロッド軸心 3 2を含む面内にほぼ位置する、としたが本発明はこの設定に特に限定されるものではない。ただし、前記設定とすることで、調整ネジ 8 a、 8 bによるレーザロッド 1の位置調整方向がほぼ直行した方向となるので、調整が容易である利点がある。調整ネジ 8ゃバネ 9の数量については、実施の形態 1で上述したとおりとくに限定されるものではない。また、当て面 4 8を単に傾斜面としたが平面でもテーパー面でもかまわない。貫通孔 4 7は調整リング 7 の底面に垂直としたが傾斜していてもかまわない。更に、このような調整ネジの配置は他の実施の形態に用いてもよく、その場合本実施の形態と同様の効果が得られることは言うまでもない。実施の形態 4 .

実施の形態 1では、調整ネジ 8およびネジ 9の先端を直接ロッドホルダ 5に接していたが、本実施の形態は、ロッドホルダ 5の側面にブシュ 1 0を設けたものである。以下、実施の形態 1 と同一構成部分については同番号を付与し説明を省略し、異なる部分のみ説明する。

第 4図は、本発明の実施の形態 4におけるロッド型固体レーザ装置を示す図であり、キヤビティ容器の一端のレーザロッド保持部の断面図である。もう一方の保持部も第 4図と同構造で第 4図と対称に配置されている。第 4図は、実施の形態 1 における第 1 図（b ) と同方向の横断面図である。

第 4図において、ロッドホルダ 5の側面にはブシュ 1 0を設けており、ロッドホルダ 5とブシュ 1 0とは固着されている。調整ネジ 8およびネジ 9はブシュ 1 0を加圧することでレーザロッド 1の位置を保持している。また、実施の形態 1 と同様な操作によって、レーザロッド 1の位置を調整することができる。

本実施の形態では、ロッドホルダ 5の側面にブシュ 1 0を設けることにより、実施の形態 1 と同様な効果を得られると共に、実施の形態 1で発生していたロッドホルダ 5と調整ネジ 8との間で生じる摩擦抵抗をブシュ 1 0を介在させることで小さくし、ロッドホルダ 5の動作を滑らかにし、ひいてはレーザロッド 1の位置調整を容易にする.ことができる。ブシュ 1 0は金尋、非金属を問わず摩擦抵抗が小さくなるものを選択するものである。もちろん、このような調整ネジの配置は他の実施の形態に用いてもよく、その場合、本実施の形態と同様の効果が得られることは言うまでもない。実施の形態 5 .

実施の形態 4では、ロッドホルダ 5の側面にブシュ 1 0を設けることにより、ロッドホルダ 5と調整ネジ 8との間で生じる摩擦抵抗を小さくし、ロッドホルダ 5の動作を滑らかにした。本実施の形態では、ロッドホルダ 5と調整ネジ 8との間の摩擦抵抗が小さくなることを利用し、レ一ザロッド 1を回転させる機構を設けたものである。以下、実施の形態 1 および実施の形態 4と同構成部分については同番号を付与し説明を省略し、異なる部分のみ説明する。

第 5図は、本発明の実施の形態 4におけるロッド型固体レーザ装置を示す図であり、キヤビティ容器の一端のレーザロッド保持部の断面図である。もう一方の保持部も第 5図と同構造で第 5図と対称に配置されている。第 5図（a ) および第 5図（b ) は、実施の形態 1 と同方向の断面図である。

第 5図において、ロッドホルダ 5の側面に設けられたブシュ 1 0は、口ッドホルダ 5の側面のうちキヤビティ容器 4側で調整ネジ 8と接する部分に配置されており、ロッドホルダ 5の側面の外面に近い側は側面がそのまま露出している状態である。調整リング 7には、レーザロッド 1 の軸心とほぼ平行な軸を持った円盤状の調整用ローラ 1 1が、回転自在に取り付けられている。調整用ローラ 1 1の側面とロッドホルダ 5のブシュ 1 0が設けられていない外面側の側面とは接しており、各側面は滑らないような表面加工が施されており、調整用ローラ 1 1 を回転させることで口ッドホルダ 5が回転し、それに同期してレーザ口ッドも回転する。また、調整リング 7に取り付けられた調整用ローラ 1 1 は、第 5図 ( b ) の平面内で凹部の半径方向に移動可能に取り付けられており、かつ図示省略した弾性体等により口ッドホルダ 5に加圧されている。よつて、ロッドホルダ 5の位置を調整する場合、調整用ローラ 1 1 はロッドホルダ 5の位置に同期してその位置を変化させつつ、常にロッドホルダ 5に接した状態を維持することができる。

本実施の形態では、ロッドホルダ 5の側面にブシュ 1 0を設けるとともに調整用ローラ 1 1 を設けたことにより、実施の形態 4と同様な効果を得られると共に、レーザロッド 1の円周方向の向きを任意に設定可能である。

ところで、調整用ローラ 1 1 はロッドホルダ 5を加圧していることから、ネジ 9の代わりに調整用ローラ 1 1をバネ 9の位置に設けることにより、ネジ 9と同様の作用を実現することができ、上記実施の形態 5に比較しパネ 9を削除できる利点がある。実施の形態 6 .

実施の形態 1では、 2本の調整ネジ 8 a、 8 bおよびネジ 9を第 1 図 ( b ) に示すような配置とし、 3点支持にてロッドホルダ 5を保持し、また調整ネジ 8 a、 8 bの間の角度をほぼ 9 0度に設定することで、調整ネジ 8 aと調整ネジ 8 bとの調整方向をほぼ直行させほぼ独立に調整可能としたが、調整量が大きくなると、ロッドホルダ 5が平行移動だけでは無く各調整ネジの先端を支点とした回転移動の成分が発生し、直行する 2方向に独立した調孳を行うことが困難になってくる。本実施の形態は、ロッドホルダ 5の側面を対面が平行となる 4つの面をもつ形状とし、口ッドホルダ 5の各側面に面当て具 1 2を設けたものである。以下、実施の形態〗と同一構成部分については同番号を付与し説明を省略し、異なる部分のみ説明する。

第 6図は、本発明の実施の形態 6におけるロッド型固体レーザ装置を示す図であり、キヤビティ容器の一端のレーザロッド保持部の断面図である。もう一方の保持部も第 6図と同構造で第 6図と対称に配置されている。第 6図は、実施の形態 1 における第 1図（b ) と同方向の横断面図である。

第 6図において、調整リング 7には側面から凹部 4 0に至る第 1の貫通孔 4 3 aと第 2の貫通孔 4 3 bが実施の形態 1 と同様に設けられておリ、貫通孔 4 3 cの代わりに第 3の貫通孔 4 3 dと第 4の貫通孔 4 3 e がそれぞれ第 1の貫通孔 4 3 bと第 2の貫通孔 4 3 dに対向した位置に設けられている。よって、 4つの貫通孔は、第 6図に示すように隣接する貫通孔の間の角度が 9 0度になるように配置される。第 1の貫通孔 4 3 aと第 2の貫通孔 4 3 bには実施の形態 1 同様にそれぞれに調整ネジ 8 a 8 bがねじ込まれており、第 3の貫通孔 4 3 dと第 4の貫通孔 4

3 eにはそれぞれバネ 9 a、 9 bが挿入され、第 3の貫通孔 4 3 dと第 4の貫通孔 4 3 eの調整リング 7側面の開口部にはそれぞれ蓋 4 4 a、

4 4 bが設けられている。これにより、ロッドホルダ 5は、調整ネジ 8 a、 8 bおよびバネ 9 a、 9 bの 4点から加圧された 4点支持にて位置決めを行っている。ロッドホルダ 5の調整ネジ 8 a、 8 bおよびバネ 9 a、 9 bの先端が接する側面部は、調整ネジおよびパネに直行する 4つの平面 4 9 a、 4 9 b , 4 9 d、 4 9 eが形成されている。調整ネジ 8 ゃバネ 9が挿入されている 4つの貫通孔 4 3 a、 4 3 b、 4 3 d、 4 3 eは、隣接する貫通孔の間の角度が 9 0度になるように配置されているので、 4つの平面 4 9 a、 4 9 b、 4 9 d、 4 9 eも隣接する平面が 9 0度の角度をなして配置されることとなり、例えば第 6図に示したように平面 4 9 aと 4 9 eは平行であり、平面 4 9 bと 4 9 dも平行であり、平面 4 9 a、 4 9 6と平面4 9 13、 4 9 dとは直行する。各平面 4 9には面当て具 1 2が設けられており、面当て具 1 2は金属や非金属を問わず摩擦抵抗が小さくなるものを選択するものである。

このような構成においては、例えば第 6図において調整ネジ 8 aのねじ込み量を調整した場合、口ッドホルダ 5の左右方向の位置は調整ネジ 8 bおよびバネ 9 aにて保持されており、また調整ネジ 8 bおよびバネ 9 aとロッドホルダ 5とが接する平面 4 9 b、 4 9 dは調整ネジ 8 aのねじ込み方向に平行であり、かつその表面には摩擦抵抗が小さい面当て具 1 2が設けられているので > 調整ネジ.8 bおよびバネ 9 aとロッドホルダ 5とは滑らかにすベリ、バネ 9 bが伸縮することでロッドホルダ 5 の位置は上下方向のみに調整される。調整ネジ 8 bのねじ込み量を調整したときも同様な作用にて、パネ 9 aが伸縮することでロッドホルダ 5 の位置は左右方向のみに調整される。この効果は、調整量が比較的大きくなつてもほとんど変化しない。

本実施の形態では、ロッドホルダ 5の側面を対面が平行となる 4つの平面をもつ形状とし、ロッドホルダ 5の前記 4つの各平面に面当て具 1 2を設け、パネによる加圧を 2方向とすることで、実施の形態 1 と同様な効果が得られるだけでなく、レーザロッド 1の調整量が比較的大きな範囲でも調整方向を直交成分だけに限定し調整を容易にすることができる。実施の形態 7 .

実施の形態 6では、バネ 9 a、 9 bを用いてロッドホルダを加圧したが、本実施の形態はバネ 9の代わりに板バネ 1 3を用いたものである。以下、実施の形態 1 と同一構成部分については同番号を付与し説明を省略し、異なる部分のみ説明する。

第 7図は、本発明の実施の形態 7におけるロッド型固体レーザ装置を示す図であり、キヤビティ容器の一端のレーザロッド保持部の断面図である。もう一方の保持部も第 7図と同構造で第 7図と対称に配置されている。第 7図は、実施の形態 1 における第 1図（b ) と同方向の横断面図である。

第 7図に示すとおり、実施の形態 6におけるバネ 9 a、 9 bをそれぞれ板バネ 1 3 a、 1 3 bとしたことにより、貫通孔 4 3 d、 4 3 eおよび蓋 4 4 a、 4 4 bを設ける必要が無くなり、実施の形態 6に比較し調整リング 7の構造が簡単になり外形も小型化できる。もちろん、実施の形態 6と同等の効果が得られることは言うまでもない。産業上の利用可能性

以上のように、この発明に係るレーザ装置は、特にキヤビティを複数隣接配置したレーザ装置や、メンテナンスや保守時にキヤビティの交換を実施するレーザ装置に用いられるのに適している。

Claims

請求の範囲

1 . ロッド型の固体レーザ媒質と、

前記固体レーザ媒質の側方より励起光を照射し前記固体レーザ媒質を励起する励起光源と、

前記固体レーザ媒質の両端に設置され、前記固体レーザ媒質の軸付近に開口を有する支持板と、

前記固体レーザ媒質の少なくとも一端部を保持するロッドホルダと、前記ロッドホルダの周囲に設けられ、前記ロッドホルダの前記ロッド型の固体レーザ媒質とほぼ直交する方向の位置を調整する少なくとも 2つの調整手段と、

前記ロッドホルダの周囲に設けられ前記ロッドホルダを前記ロッド型の固体レーザ媒質とほぼ直交する方向に押圧する少なくとも 1つの弾性体と、

前記ロッドホルダを前記支持板に押圧する押圧手段とを備えたことを特徴とするロッド型固体レーザ装置。

2 . 前記ロッドホルダと前記支持板間にシール手段を備えたことを特徴とする請求の範囲 1 に記載のロッド型固体レーザ装置。

3 . 前記押圧手段は、前記ロッドホルダに設けられた前記ロッドホルダを貫通する第 1の孔と、前記キヤビティに設けられた前記第 1の孔と同軸で内面にネジ山を形成された第 2の孔と、前記第 1の孔を通り前記第 2の孔にねじ込まれ終端部径が前記第 1の穴の径ょリも大きいネジであることを特徴とする請求の範囲 1 または 2に記載のロッド型固体レーザ装置。

4 . 前記押圧手段は、前記支持板に固定され、前記ロッドホルダを収容する凹部を有し、前記凹部の底面を前記ロッドホルダに接し、前記凹部の径は前記口ッドホルダの径よりも大きいものである調整リングであることを特徴とする請求の範囲 1 または 2に記載のロッド型固体レーザ装置。

5 . 前記調整手段は、前記調整リングの前記凹部に開口し内面にネジ山を形成された孔と、前記孔にねじ込まれたネジであることを特徴とする請求の範囲 4に記載のロッド型固体レーザ装置。

6 . 前記孔は、前記調整リングの側面から前記凹部に貫通した、前記口ッド型の固体レーザ媒質と直行する方向に設けられたものであることを特徴とする請求の範囲 5に記載のロッド型固体レーザ装置。

7 . 前記孔は、前記調整リングの底面から前記凹部に貫通した、前記ロッド型の固体レーザ媒質と平行な方向に設けられたものであり、前記ロッドホルダの前記孔にねじ込まれた前記ネジが当接する部分に、傾斜面を設けたことを特徴とする請求の範囲 5に記載のロッド型固体レ一ザ装置。

8 . 前記ロッドホルダの側面に、前記調整手段および前記弾性体が当接する部分にブシュを設けたことを特徴とする請求の範囲 6に記載の口ッド型固体レーザ装置。

9 . 前記調整リングに前記ロッドホルダに接するように配置され、前記ロッドホルダを前記ロッド型の固体レーザ媒質の中心軸を軸として回転させる調整用ローラを設けたことを特徴とする請求の範囲 8に記載のロッド型固体レーザ装置。

1 0 . 前記調整手段が 2つ備わっており、前記 2つの調整手段はその間の角度を 9 0度に設定し配置されており、

前記弾性体が 2つ備わつておリ、前記 2つの弾性体は前記 2つの調整手段の位置と、前記ロッド型の固体レーザ媒質の中心軸に対して対称な位置に配置されており、前記ロッドホルダは、前記調整手段および前記弾性体が当接する側面部分が、前記調整手段および前記弾性体に直行する平面で形成されていることを特徴とする請求の範囲 6に記載のロッド型固体レーザ装置。

1 1 . 前記弾性体は、前記調整リングの前記凹部に開口した孔に挿入されたパネであることを特徴とする請求の範囲 4に記載のロッド型固体レーザ装置。

1 2 . 前記弾性体は、前記調整リングの前記凹部側面に設けられた板パネであることを特徴とする請求の範囲 4に記載のロッド型固体レーザ装置。

1 3 . 前記ロッドホルダを固定するための固定手段を有することを特徴とする請求の範囲 1 または 2 Iこ記載のロッド型固体レーザ装置。

1 4 . 前記固定手段は、前記ロッドホルダに設けられた前記ロッドホルダを貫通する第 1の孔と、前記キヤビティに設けられた前記第 1の孔と同軸で内面にネジ山を形成された第 2の孔と、前記第 1の孔を通り前記第 2の孔にねじ込まれ終端部径が前記第 1の穴の径よりも大きいネジであることを特徴とする請求の範囲 1 3に記載のロッド型固体レーザ装置。