WO2015040965A1 - レーザチャンバ、固体レーザ装置、及び光音響計測装置 - Google Patents

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WO2015040965A1
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laser
laser rod
excitation lamp
center
rod
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PCT/JP2014/070258
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中林　耕基
拓司 多田
木村　陽一
禎 増田
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富士フイルム株式会社
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/0093—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy
    • A61B5/0095—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy by applying light and detecting acoustic waves, i.e. photoacoustic measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/092—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
    • H01S3/093—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp focusing or directing the excitation energy into the active medium
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
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    • H01S3/025—Constructional details of solid state lasers, e.g. housings or mountings
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    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
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    • H01S3/061—Crystal lasers or glass lasers with elliptical or circular cross-section and elongated shape, e.g. rod
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    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
    • H01S3/1123—Q-switching
    • H01S3/115—Q-switching using intracavity electro-optic devices

Definitions

  • the present invention relates to a laser chamber and a solid-state laser device, and more particularly to a laser chamber that houses a laser rod and an excitation lamp, and a solid-state laser device including such a laser chamber.
  • the present invention also relates to a photoacoustic measurement device including a solid-state laser device.
  • An ultrasonic inspection method is known as a kind of image inspection method capable of non-invasively examining the state inside a living body.
  • an ultrasonic probe capable of transmitting and receiving ultrasonic waves is used.
  • the ultrasonic waves travel inside the living body and are reflected at the tissue interface.
  • the reflected ultrasound is received by the ultrasound probe, and the internal state can be imaged by calculating the distance based on the time it takes for the reflected ultrasound to return to the ultrasound probe. .
  • photoacoustic imaging in which the inside of a living body is imaged using the photoacoustic effect.
  • a living body is irradiated with pulsed laser light such as a laser pulse. Inside the living body, the living tissue absorbs the energy of the pulsed laser light, and ultrasonic waves (photoacoustic signals) are generated by adiabatic expansion due to the energy.
  • ultrasonic waves photoacoustic signals
  • the solid-state laser device has a laser rod (laser medium) and a flash lamp (excitation lamp) for exciting the laser rod.
  • the laser rod and the excitation lamp are housed in the laser chamber.
  • a reflection surface for efficiently irradiating the laser rod with the light emitted from the flash lamp is provided inside the laser chamber.
  • Patent Document 1 describes using a laser chamber configured to be separable.
  • FIG. 12 shows a laser chamber described in Patent Document 1.
  • the laser chamber 200 has an upper reflecting cylinder 210 and a lower reflecting cylinder 211.
  • the upper reflection cylinder 210 holds the excitation lamp 202, and the lower reflection cylinder 211 holds the laser rod 201.
  • a reflection surface is formed inside the upper reflection tube 210 (excitation lamp 202 side).
  • a reflection surface is also formed on the inner side of the lower reflection cylinder 211 (on the laser rod 201 side).
  • Patent Document 1 also describes that this reflecting surface is a diffuse reflecting surface.
  • the upper reflecting cylinder 210 and the lower reflecting cylinder 211 integrally form a reflecting cylinder, and light emitted from the excitation lamp 202 is efficiently incident on the laser rod 201.
  • a pair of mirrors 204 and 205 constituting a resonator are disposed at both ends of the laser rod 201 in the optical axis direction. Optical elements such as the mirrors 204 and 205 are accurately positioned with respect to the optical axis of the laser rod 201.
  • the upper reflector 210 When exchanging the excitation lamp 202, the upper reflector 210 is separated from the lower reflector 211 without moving the lower reflector 211. After the separation, the excitation lamp 202 is pulled out from the upper reflection cylinder 210 and a new excitation lamp 202 is set in the upper reflection cylinder 210. After replacement of the excitation lamp 202, the upper reflecting cylinder 210 and the lower reflecting cylinder 211 are integrated. When replacing the excitation lamp 202, the lower reflector 211 does not have to be moved, so that the positional relationship between the optical axis of the laser rod 201 and the optical elements such as the mirrors 204 and 205 is kept constant. Further, it is only necessary to pull out the excitation lamp 202 after the separation of the upper reflector 210, and a space for extracting the excitation lamp 202 before and after the laser chamber 200 is not required.
  • FIG. 13 shows a cross section near the center of the laser chamber described in Patent Document 1.
  • the upper reflecting cylinder 210 and the lower reflecting cylinder 211 are integrated, the upper reflecting cylinder 210 and the lower reflecting cylinder 211 are not completely joined and a gap is generated.
  • a gap is generated between the upper reflecting cylinder 210 and the lower reflecting cylinder 211, a discontinuous portion is generated on the reflecting surface formed inside.
  • the light that has reached the joint portion between the upper reflecting tube 210 and the lower reflecting tube 211 is not reflected in the reflecting tube because the reflecting surface of that portion is interrupted.
  • the reflecting cylinder is not divisible and there is no interrupted portion on the reflecting surface, the light emitted from the excitation lamp 202 can be reflected inside the reflecting cylinder and finally enter the laser rod 201.
  • the reflecting tube is configured to be split to facilitate exchanging the excitation lamp 202, a part of the reflecting surface in the reflecting tube is missing, and the light that should have been reflected by the reflecting surface and directed to the laser rod 201 Part of it is lost.
  • scattering reflection does not occur at a place where strong scattering reflection occurs on the laser rod 201 side.
  • emitted from the excitation lamp 202 falls, and the energy efficiency of excitation falls.
  • the present invention provides a laser chamber capable of suppressing a decrease in excitation energy efficiency while configuring a reflecting surface to be split.
  • the present invention also provides a solid-state laser device including the laser chamber and a photoacoustic measuring device including the solid-state laser device.
  • the present invention provides a frame having a space for accommodating a laser rod and an excitation lamp that emits light for exciting the laser rod, and an excitation lamp formed inside the frame.
  • the frame can be divided in the direction in which the laser rod and the excitation lamp are arranged at a predetermined division position, and the reflection surface is in the longitudinal direction of the laser rod.
  • the laser rod and the pump lamp are located at a position where the straight line passing through the position of the pump lamp intersects the straight line connecting the center of the laser rod and the center of the pump lamp and the reflecting surface. It is possible to provide a laser chamber that can be divided in the direction in which the two are aligned.
  • the reflection surface is perpendicular to the straight line connecting the center of the laser rod and the center of the excitation lamp and passes through the center of the excitation lamp when viewed from a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the laser rod. It is preferable that division is possible at a position where the straight line and the reflecting surface intersect.
  • the dividing position of the frame and the dividing position of the reflecting surface may be different from each other.
  • the reflecting surface may be formed using a diffusing material that diffusely reflects incident light.
  • the reflection surface surrounds the laser rod and the excitation lamp, and when viewed from a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the laser rod, the reflection surface is perpendicular to the line connecting the center of the laser rod and the excitation lamp.
  • the center of the laser rod at the position where the two sides sandwiching the laser rod and the excitation lamp intersect at least a line extending perpendicularly to the line connecting the center of the laser rod and the center of the excitation lamp from the center of the excitation lamp. And a line connecting the center of the excitation lamp and the center of the excitation lamp.
  • the space may be filled with gas or liquid, for example.
  • the laser chamber of the present invention has a first tube that has an inner diameter that is larger than the outer diameter of the laser rod in a space that accommodates the laser rod and the excitation lamp, and an outer portion of the excitation lamp. And a second tube having an inner diameter larger than the diameter and accommodating the excitation lamp.
  • the inside of the space has an inner diameter that is thicker than the outer diameter of the laser rod, the first hole that accommodates the laser rod inside, and the inner diameter that is thicker than the outer diameter of the excitation lamp,
  • a glass material having a second hole that accommodates the light source may be further provided, and the glass material may be divided in a direction in which the laser rod and the excitation lamp are arranged in a predetermined division position.
  • the present invention is also formed on the inner side of the laser rod, an excitation lamp that emits light for exciting the laser rod, a frame having a space for accommodating the laser rod and the excitation lamp, A laser chamber including a reflection surface that reflects light emitted from the excitation lamp, the frame body can be divided in a direction in which the laser rod and the excitation lamp are arranged at a predetermined division position, and the reflection surface is When the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the laser rod is viewed, the position where the reflecting surface intersects the straight line passing through the position of the excitation lamp and perpendicular to the straight line connecting the center of the laser rod and the center of the excitation lamp Thus, a solid-state laser device is provided in which the laser rod and the excitation lamp can be divided in the direction in which they are arranged.
  • one of the divided frames may be configured to hold the laser rod, and the other of the divided frames may be configured to hold the excitation lamp.
  • one of the frames holding the laser rod is fixed at a predetermined position, and the other of the frames holding the excitation lamp is configured to be removable from one of the frames. Is preferred.
  • the present invention further includes a solid-state laser device of the present invention, a photoacoustic wave detection means for detecting a photoacoustic wave generated in the subject after the subject is irradiated with laser light emitted from the solid-state laser device, and a detection There is provided a photoacoustic measurement device comprising signal processing means for performing signal processing based on the photoacoustic wave.
  • the laser rod and the excitation lamp when the reflection surface of the laser chamber is viewed from a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the laser rod,
  • the laser rod and the excitation lamp can be divided in the direction where the straight line passing through the position of the excitation lamp intersects with the reflecting surface. If the reflecting surface is configured to be split, the reflecting surface is interrupted at the split position, and a part of the excitation light incident on the laser rod is lost.
  • the division position of the reflection surface is a position where light that does not contribute to excitation of the laser rod among the light emitted from the excitation lamp is irradiated, so that the laser chamber can be divided, A decrease in the energy efficiency of excitation can be suppressed.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a solid-state laser device according to a first embodiment of the present invention.
  • the perspective view which shows the external appearance of a solid-state laser apparatus.
  • Sectional drawing which shows the cross section of the center vicinity of a laser chamber.
  • Sectional drawing which shows the state which divided
  • the graph which shows the angle dependence of the intensity
  • Sectional drawing which shows the cross section of the laser chamber of 2nd Embodiment of this invention.
  • Sectional drawing which shows the state which divided
  • Sectional drawing which shows the cross section of the laser chamber of a modification.
  • the block diagram which shows the photoacoustic measuring device containing the solid-state laser apparatus of this invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a laser device described in Patent Document 1. Sectional drawing which shows the laser chamber in the laser apparatus of FIG.
  • FIG. 1 shows a solid-state laser device according to a first embodiment of the present invention.
  • the solid-state laser device 10 includes a laser rod 11, a flash lamp 12, a laser chamber 13, mirrors 14 and 15, and a Q switch 16.
  • the laser rod 11 is a laser medium.
  • a alexandrite crystal formed in a rod shape is used.
  • the laser medium used for the laser rod 11 is not particularly limited, and may be a YAG crystal such as neodymium YAG (Nd: YAG (yttrium, aluminum, garnet)).
  • the flash lamp 12 is an excitation lamp, and emits excitation light for exciting the laser rod 11.
  • a lamp other than the flash lamp may be used for exciting the laser rod 11.
  • the laser rod 11 and the flash lamp 12 are accommodated in a laser chamber 13.
  • the laser chamber 13 has a space for accommodating the laser rod 11 and the flash lamp 12 therein.
  • a reflection surface is formed inside the laser chamber 13, and the light emitted from the flash lamp 12 is directly applied to the laser rod 11, or reflected by the reflection surface and applied to the laser rod 11.
  • the laser chamber 13 is connected to the cooling device 30 through the pipes 31 and 32.
  • the cooling device 30 is a device for cooling the laser rod 11 and the flash lamp 12.
  • the cooling device 30 sends a cooling medium such as pure water into the laser chamber 13 through the pipe 31.
  • the cooling device 30 receives the waste water from the laser chamber 13 through the pipe 32, lowers the temperature of the cooling medium, and sends it again to the laser chamber 13. By circulating the cooling medium in this way, the temperature of the laser rod 11 in the laser chamber 13 can be maintained in a desired temperature range.
  • the mirrors 14 and 15 are opposed to each other with the laser rod 11 interposed therebetween, and the mirrors 14 and 15 constitute a resonator.
  • the optical path in the optical resonator is not necessarily linear, and a prism or the like may be provided on the optical path between the mirrors 14 and 15 to bend the optical axis.
  • the mirror 14 is an output coupler (OC) and the mirror 15 is a total reflection mirror. Laser light that is output light is emitted from the mirror 14.
  • the Q switch 16 is inserted in the resonator.
  • the Q switch 16 is disposed on the optical axis of the light stimulated and emitted from the laser rod 11 between the laser rod 11 and the mirror 15.
  • the Q switch 16 includes, for example, a quarter wavelength plate 17, a Pockels cell 18, and a polarizer 19.
  • the polarizer 19 transmits linearly polarized light whose polarization direction is a predetermined direction.
  • the quarter-wave plate 17 converts the circularly polarized light into linearly polarized light when the incident light is circularly polarized light, and converts the linearly polarized light into circularly polarized light when the incident light is linearly polarized light. Convert to The Pockels cell 18 changes the polarization state of the transmitted light according to the applied voltage.
  • the Q switch 16 changes the Q value of the resonator according to the voltage applied to the Pockels cell 18.
  • the Q switch 16 sets the resonator to a low Q state when the voltage applied to the Pockels cell 18 is the first voltage corresponding to the Q switch off.
  • the low Q state refers to a state where the Q value of the resonator is lower than the laser oscillation threshold value.
  • the first voltage is, for example, 0 V (no voltage applied), and at this time, the polarization state of the light transmitted through the Pockels cell 18 does not change.
  • the Q switch 16 places the resonator in a high Q state when the applied voltage is the second voltage corresponding to the Q switch being turned on.
  • the high Q state refers to a state where the Q value of the resonator is higher than the laser oscillation threshold value.
  • the second voltage is, for example, a voltage that causes the Pockels cell 18 to function as a quarter wavelength plate.
  • the linearly polarized light whose polarization direction is a predetermined direction is incident on the Pockels cell 18 from the polarizer 19 side.
  • the voltage applied to the Pockels cell 18 is 0 V (first voltage)
  • the linearly polarized light incident on the Pockels cell 18 is transmitted to the 1 ⁇ 4 wavelength plate 17 side without changing the polarization state.
  • the wave plate 17 When passing through the wave plate 17, it is converted from linearly polarized light to circularly polarized light.
  • the circularly polarized light is reflected by the mirror 15 and then passes through the quarter-wave plate 17 in the reverse direction, and enters the Pockels cell 18 as linearly polarized light whose polarization direction is rotated by 90 ° from the forward polarization direction.
  • This light passes through the Pockels cell 18 without changing the polarization state, and is blocked by the polarizer 19. In this case, the Q value of the resonator is low and laser oscillation does not occur.
  • the Pockels cell 18 When the voltage applied to the Pockels cell 18 is the second voltage, the Pockels cell 18 functions as a quarter wavelength plate, and linearly polarized light incident on the Pockels cell 18 from the polarizer 19 side passes through the Pockels cell 18. It becomes circularly polarized light and further passes through the quarter-wave plate 17 and becomes linearly polarized light whose polarization direction is rotated by 90 °. The linearly polarized light is reflected by the mirror 15, passes through the quarter-wave plate 17 and the Pockels cell 18 in the opposite directions, and becomes linearly polarized light whose polarization direction is further rotated by 90 °. Light incident on the polarizer 19 from the Pockels cell 18 side passes through the polarizer 19 and returns to the laser rod 11. In this case, the Q value of the resonator is high and laser oscillation occurs.
  • Control means (drive means) (not shown) turns on the flash lamp 12 in a state where the voltage applied to the Pockels cell 18 is the first voltage (0 V). After the flash lamp 12 is turned on, the voltage applied to the Pockels cell 18 is changed from the first voltage to the second voltage at a timing when the population inversion density in the laser rod 11 becomes sufficiently high.
  • a giant pulse can be obtained by rapidly changing the Q value of the resonator from a low Q state to a high Q state.
  • the polarizer 19 may be omitted. Further, a configuration in which the quarter wavelength plate 17 is omitted is also possible.
  • the voltage applied to the Pockels cell 18 is a voltage (second voltage) that causes the Pockels cell to act as a quarter-wave plate, this corresponds to Q switch-off, and the voltage applied to the Pockels cell 18 is 0 V.
  • the case of (first voltage) corresponds to Q switch-on.
  • a wavelength selection means may be further inserted in the resonator to make a wavelength tunable laser.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the laser chamber 13.
  • the laser chamber 13 has an upper frame 51 and a lower frame 52.
  • the upper frame 51 and the lower frame 52 can be divided in the direction in which the laser rod 11 and the flash lamp 12 are arranged at a predetermined division position.
  • the lower frame 52 is provided with holes 33 and 34 for connecting the pipes 31 and 32 (FIG. 1).
  • the upper frame 51 holds the flash lamp 12, and the lower frame 52 holds the laser rod 11.
  • the lower frame 52 is fixed at a predetermined position, and the upper frame 51 can be separated from the lower frame 52 together with the flash lamp 12.
  • FIG. 3 shows a cross section of the central portion of the laser chamber 13.
  • the upper frame 51 and the lower frame 52 constituting the frame of the laser chamber 13 are formed using, for example, metal. Between the upper frame body 51 and the lower frame body 52, an O-ring 53 for improving airtightness is provided.
  • An upper diffusion material 54 that diffuses and reflects incident light is formed inside the upper frame 51, and a lower diffusion material 55 is formed inside the lower frame 52.
  • the upper diffusion material 54 and the lower diffusion material 55 are integrally formed so as to surround the laser rod 11 and the flash lamp 12.
  • the diameter of the flash lamp 12 is about 5 mm, for example.
  • the distance between the center of the laser rod 11 and the center of the flash lamp 12 is, for example, about 6 mm to 7 mm.
  • the upper diffusing material 54 and the lower diffusing material 55 constitute a reflecting surface that reflects light emitted from the flash lamp 12.
  • barium sulfate or magnesium oxide can be used.
  • alumina ceramics and Spectralon (trade name of Labsphere, USA) may be used.
  • the inside of the reflecting surface is filled with a cooling gas or liquid.
  • the laser rod 11 and the flash lamp 12 are sandwiched from the direction perpendicular to the line connecting the center of the laser rod 11 and the center of the flash lamp 12.
  • the two side surfaces at least intersect the line extending perpendicularly to the line connecting the center of the laser rod 11 and the center of the flash lamp 12 from the center of the flash lamp 12 and the center of the laser rod 11 and the flash lamp 12. Parallel to the line connecting the centers of the two.
  • the side surface is parallel to a line connecting the center of the laser rod 11 and the center of the flash lamp 12 at least at a position from the center of the laser rod 11 to the center of the flash lamp 12.
  • FIG. 4 shows a cross section of the laser chamber divided.
  • the upper diffusion material 54 is fixed to the upper frame 51.
  • the lower diffusion material 55 is fixed to the lower frame 52.
  • the upper diffusing material 54 and the lower diffusing material 55 are perpendicular to a straight line connecting the center of the laser rod 11 and the center of the flash lamp 12 when viewed from a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the laser rod 11.
  • the laser rod 11 and the flash lamp 12 can be divided in the direction in which the straight line passing through the center of the flash lamp 12 and the diffusion materials 54 and 55 intersect.
  • the division position of the upper frame body 51 and the lower frame body 52 and the division position of the upper diffusion material 54 and the lower diffusion material 55 may be different from each other.
  • the upper frame 51 When replacing the flash lamp 12, the upper frame 51 is separated from the fixed lower frame 52. After the separation, the flash lamp 12 held by the upper frame 51 is pulled out from the upper frame 51 and replaced with a new flash lamp. After the replacement, the upper frame 51 to which the new flash lamp 12 is attached is integrated with the lower frame 52. During the replacement work, the position of the lower frame 52 and the laser rod 11 fixed thereto does not move. Therefore, when the flash lamp 12 is replaced, the optical axis of the laser rod 11 and the mirrors 14 and 15 and the Q switch 16 It is not necessary to adjust the positional relationship.
  • the laser chamber 13 can be divided, the upper diffusion material 54 and the lower diffusion material 55 are not completely joined to each other, and a gap is generated at the position.
  • the reflecting surface is partially interrupted at a position where it intersects with a line extending perpendicularly to the line connecting the center of the laser rod 11 and the center of the flash lamp 12 from the center of the flash lamp 12. Yes.
  • FIG. 5 shows the angle dependency of the intensity of the reflected light with respect to the light incident perpendicularly to the scattering member.
  • the vertical axis represents the intensity (relative intensity) of the reflected light
  • the horizontal axis represents the angle ⁇ of the reflected light.
  • the light intensity distribution of scattered reflection has an angle dependency, and the 0 ° direction is always strong.
  • the light emitted from the flash lamp 12 perpendicular to the straight line connecting the laser rod 11 and the center of the flash lamp 12 is reflected by the reflecting surface in the vertical direction and returns to the flash lamp 12. This light penetrates the flash lamp 12 and enters the reflecting surface on the opposite side perpendicularly, and most of the light is reflected in the vertical direction.
  • the light emitted in the direction perpendicular to the straight line connecting the laser rod 11 and the center of the flash lamp 12 has many components reciprocating between the reflecting surfaces with the flash lamp 12 interposed therebetween. Does not contribute much to excitation.
  • the reflecting surface (diffusing member) is divided by a straight line that passes through the center of the flash lamp 12 and is perpendicular to the straight line connecting the center of the laser rod 11 and the center of the flash lamp 12 and the reflecting surface. Crossing position.
  • the laser chamber can be divided so that the position adjustment between the optical axis of the laser rod 11 and the mirrors 14 and 15 and the Q switch 16 is not necessary when the flash lamp 12 is replaced. The decrease in efficiency can be suppressed, and the decrease in laser output can be suppressed by the amount that the decrease in excitation efficiency can be suppressed.
  • the dividing position of the upper diffusing material 54 and the lower diffusing material 55 is strictly a straight line perpendicular to the straight line connecting the center of the laser rod 11 and the center of the flash lamp 12 and passing through the “center” of the flash lamp 12. It does not need to be a position where the diffusion materials 54 and 55 intersect.
  • the division position may deviate from the above position by the same length as the diameter of the flash lamp 12.
  • the reflecting surface is a position where the diffusing materials 54 and 55 intersect the straight line passing through the position of the flash lamp 12 perpendicular to the straight line connecting the center of the laser rod 11 and the center of the flash lamp 12. It may be divisible by.
  • FIG. 6 shows a cross section of a laser chamber according to the second embodiment of the present invention.
  • the laser chamber 13a of the present embodiment includes a diffusion material 54 and a diffusion material 5
  • the first tube 56 and the second tube 57 are provided in a space in the reflecting surface formed by the first and second members. Other points may be the same as those of the laser chamber 13 of the first embodiment shown in FIG.
  • the first tube 56 has an inner diameter larger than the outer diameter of the flash lamp 12, and accommodates the flash lamp 12 therein.
  • the space between the first tube 56 and the flash lamp 12 is filled with a cooling medium.
  • the second tube 57 has an inner diameter that is larger than the outer diameter of the laser rod 11 and accommodates the laser rod 11 therein.
  • a space between the second tube 57 and the laser rod 11 is filled with a cooling medium.
  • the space between the diffusing material 54 and the diffusing material 55 and the first tube 56 and the second tube 57 is filled with air.
  • FIG. 7 shows a cross section of the laser chamber divided.
  • the upper diffusion material 54 is fixed to the upper frame 51, and the lower diffusion material 55 is fixed to the lower frame 52.
  • the upper diffusing material 54 and the lower diffusing material 55 are perpendicular to a straight line connecting the center of the laser rod 11 and the center of the flash lamp 12 when viewed from a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the laser rod 11.
  • the laser rod 11 and the flash lamp 12 can be divided in the direction in which the straight line passing through the center of the flash lamp 12 and the diffusion materials 54 and 55 intersect.
  • the position of the second frame 52 is fixed.
  • the upper frame 51 is separated from the fixed lower frame 52.
  • the flash lamp 12 held by the upper frame 51 is pulled out from the first tube 56 and replaced with a new flash lamp.
  • the upper frame 51 to which the new flash lamp 12 is attached is integrated with the lower frame 52.
  • the position of the lower frame 52 and the laser rod 11 fixed thereto does not move. Therefore, when the flash lamp 12 is replaced, the optical axis of the laser rod 11 and the mirrors 14 and 15 and the Q switch 16 It is not necessary to adjust the positional relationship.
  • the flash lamp 12 is accommodated in the first tube 56, and the laser rod 11 is accommodated in the second tube. Even if it is set as such a structure, the effect similar to 1st Embodiment is acquired. That is, it is possible to divide the laser chamber so that the position adjustment between the optical axis of the laser rod 11 and the mirrors 14 and 15 and the Q switch 16 is not required when the flash lamp 12 is replaced. Can be suppressed.
  • FIG. 8 shows a cross section of a laser chamber according to a third embodiment of the present invention.
  • glass materials 58 and 59 are formed in a reflection surface formed by the diffusion material 54 and the diffusion material 55.
  • the glass materials 58 and 59 can be divided in a direction in which the laser rod 11 and the flash lamp 12 are arranged at a predetermined division position. Other points may be the same as those of the laser chamber 13 of the first embodiment shown in FIG.
  • the glass material 58 has an inner diameter that is thicker than the outer diameter of the flash lamp 12 and has a first hole that accommodates the flash lamp 12 therein. The space between the first hole and the flash lamp 12 is filled with a cooling medium.
  • the glass material 59 has an inner diameter that is thicker than the outer diameter of the laser rod 11, and has a second hole that accommodates the laser rod 11. A space between the second hole and the laser rod 11 is filled with a cooling medium.
  • FIG. 9 shows a cross section of the laser chamber divided.
  • the upper diffusion material 54 is fixed to the upper frame 51, and the lower diffusion material 55 is fixed to the lower frame 52.
  • the upper diffusing material 54 and the lower diffusing material 55 are perpendicular to a straight line connecting the center of the laser rod 11 and the center of the flash lamp 12 when viewed from a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the laser rod 11.
  • the laser rod 11 and the flash lamp 12 can be divided in the direction in which the straight line passing through the center of the flash lamp 12 and the diffusion materials 54 and 55 intersect.
  • the division position of the upper frame 51 and the glass material 58 and the lower frame body 52 and the glass material 59 and the division position of the upper diffusion material 54 and the lower diffusion material 55 may be different from each other. Further, the dividing position of the glass material 58 and the glass material 59 is not necessarily the same position as the dividing position of the upper frame body 51 and the lower frame body 52.
  • the upper frame 51 and the lower frame 52 are integrated after the separation of the upper frame 51 and the lower frame 52, bubbles or the like are not generated at the portion where the glass material 58 and the glass material 59 are joined.
  • a gel-like liquid having a refractive index equivalent to that of the glass material may be applied to the surface of the glass material.
  • the flash lamp 12 is accommodated in the first hole provided in the glass material 58, and the laser rod 11 is accommodated in the second hole provided in the glass material 59. Even if it is set as such a structure, the effect similar to 1st Embodiment is acquired. That is, it is possible to divide the laser chamber so that the position adjustment between the optical axis of the laser rod 11 and the mirrors 14 and 15 and the Q switch 16 is not required when the flash lamp 12 is replaced. Can be suppressed.
  • the number of flash lamps 12 that irradiate the laser rod 11 with excitation light is one is described.
  • the number of flash lamps 12 is not limited to one, and the flash lamp 12 A plurality of may be used. In that case, a plurality of division positions of the laser chamber may be provided.
  • FIG. 10 shows a cross section of a modified laser chamber.
  • the number of flash lamps 12 is two.
  • the frame body of the laser chamber 13c includes a first frame body 51a, a second frame body 52, and a third frame body 51b.
  • the first frame 51a can be divided from the second frame 52 in the direction in which the laser rod 11 and the flash lamp 12 are arranged.
  • the third frame 51b can be divided from the second frame 52 in the direction in which the laser rod 11 and the flash lamp 12 are arranged.
  • the first frame 51a holds the flash lamp 12a
  • the third frame 51b holds the flash lamp 12b.
  • the second frame body 52 holds the laser rod 11.
  • a first diffusion material 54a, a second diffusion material 55, and a third diffusion material 54b are formed inside the frame.
  • the first diffusion material 54a is fixed to the first frame 51a
  • the second diffusion material 55 is fixed to the second frame 52
  • the third diffusion material 54b is fixed to the third frame 51b.
  • the first diffusing material 54a and the second diffusing material 55 are a straight line passing through the center of the flash lamp 12a and the diffusing material 54a, 55 perpendicular to the straight line connecting the center of the laser rod 11 and the center of the flash lamp 12a. Can be divided at the position where and intersect.
  • the third diffusing material 54b and the second diffusing material 55 are a straight line passing through the center of the flash lamp 12b and the diffusing material 54b, 55 perpendicular to the straight line connecting the center of the laser rod 11 and the center of the flash lamp 12b. Can be divided at the position where and intersect.
  • the laser rod 11 and the flash lamp 12 may be accommodated in the tube, or a glass material may be formed in the reflecting surface as in the third embodiment.
  • the position of the second frame 52 is fixed.
  • the first frame 51a is separated from the fixed second frame 52.
  • the flash lamp 12a held by the first frame 51a is pulled out from the first frame 51a and replaced with a new flash lamp.
  • the flash lamp 12b is replaced, the third frame 51b is separated from the fixed second frame 52. After separation, the flash lamp 12b held on the third frame 51b is pulled out from the third frame 51b and replaced with a new flash lamp.
  • FIG. 11 shows a photoacoustic measuring device including the solid-state laser device 10.
  • the photoacoustic measurement device 100 includes an ultrasonic probe (probe) 101, an ultrasonic unit 102, and a solid-state laser device 10.
  • an ultrasonic wave is used as the acoustic wave.
  • the ultrasonic wave is not limited to the ultrasonic wave.
  • An acoustic wave having a frequency may be used.
  • the laser light emitted from the solid-state laser device 10 is guided to the probe 101 using light guide means such as an optical fiber, and is irradiated from the probe 101 toward the subject.
  • the irradiation position of the laser beam is not particularly limited, and the laser beam may be irradiated from a place other than the probe 101.
  • ultrasonic waves are generated by absorbing the energy of the laser beam irradiated by the light absorber.
  • the probe 101 is an acoustic wave detection unit, and has, for example, a plurality of ultrasonic transducers arranged one-dimensionally.
  • the probe 101 detects an acoustic wave (photoacoustic wave) from within the subject by using a plurality of ultrasonic transducers arranged one-dimensionally.
  • the probe 101 transmits acoustic waves (ultrasound) to the subject and receives reflected acoustic waves (reflected ultrasound) from the subject with respect to the transmitted ultrasound.
  • the ultrasonic unit 102 is a signal processing unit, and includes a reception circuit 121, an AD conversion unit 122, a reception memory 123, a data separation unit 124, a photoacoustic image generation unit 125, an ultrasonic image generation unit 126, an image synthesis unit 127, and a control. Means 128 and a transmission control circuit 129 are provided.
  • the receiving circuit 121 receives a photoacoustic wave detection signal detected by the probe 101. Also, the detection signal of the reflected ultrasonic wave detected by the probe 101 is received.
  • the AD conversion means 122 converts the photoacoustic wave and reflected ultrasonic detection signals received by the receiving circuit 121 into digital signals.
  • the AD converter 122 samples the photoacoustic wave and reflected ultrasonic detection signals at a predetermined sampling period based on, for example, a sampling clock signal having a predetermined period.
  • the AD conversion unit 122 stores the sampled photoacoustic wave and reflected ultrasonic detection signals (sampling data) in the reception memory 123.
  • the data separation unit 124 separates the sampling data of the detection signal of the photoacoustic wave and the sampling data of the detection signal of the reflected ultrasound stored in the reception memory 123.
  • the data separation unit 124 inputs the sampling data of the photoacoustic wave detection signal to the photoacoustic image generation unit 125. Further, the separated reflected ultrasound sampling data is input to the ultrasound image generating means (reflected acoustic wave image generating means) 126.
  • the photoacoustic image generation means 125 generates a photoacoustic image based on the photoacoustic wave detection signal detected by the probe 101.
  • the generation of the photoacoustic image includes, for example, image reconstruction such as phase matching addition, detection, logarithmic conversion, and the like.
  • the ultrasonic image generating unit 126 generates an ultrasonic image (reflected acoustic wave image) based on the detection signal of the reflected ultrasonic wave detected by the probe 101.
  • the generation of an ultrasonic image also includes image reconstruction such as phase matching addition, detection, logarithmic conversion, and the like.
  • the image synthesizing unit 127 synthesizes the photoacoustic image and the ultrasonic image.
  • the image composition unit 127 performs image composition by superimposing a photoacoustic image and an ultrasonic image, for example.
  • the synthesized image is displayed on image display means 103 such as a display. It is also possible to display the photoacoustic image and the ultrasonic image side by side on the image display means 103 without performing image synthesis, or to switch between the photoacoustic image and the ultrasonic image.
  • Control means 128 controls each part in the ultrasonic unit 102.
  • the control means 128 sends a trigger signal to, for example, a solid-state laser device.
  • the control means (not shown) in the solid-state laser device 10 turns on the flash lamp 12 when receiving the trigger signal, and then switches the voltage applied to the Pockels cell 18 from the first voltage to the second voltage, and the pulse laser beam. Is emitted.
  • the control means 128 sends a sampling trigger signal to the AD conversion means 122 in accordance with the laser light irradiation, and controls the photoacoustic wave sampling start timing.
  • the control means 128 sends an ultrasonic transmission trigger signal for instructing ultrasonic transmission to the transmission control circuit 129 when an ultrasonic image is generated.
  • the transmission control circuit 129 transmits ultrasonic waves from the probe 101.
  • the control unit 128 sends a sampling trigger signal to the AD conversion unit 122 in synchronization with the ultrasonic transmission timing, and starts sampling of the reflected ultrasonic wave.
  • the probe 101 in the photoacoustic measurement apparatus 100 has been described as detecting both a photoacoustic wave and a reflected ultrasonic wave.
  • a probe used for generating an ultrasonic image and a probe used for generating a photoacoustic image are: It is not necessarily the same. Photoacoustic waves and reflected ultrasonic waves may be detected by separate probes.
  • the solid-state laser apparatus demonstrated the example which comprises some photoacoustic measuring devices in the said embodiment, it is not limited to this. It is also possible to use the solid-state laser device of the present invention for a device different from the photoacoustic measuring device.
  • the laser chamber, solid-state laser apparatus, and photoacoustic measuring device of this invention are not limited only to the said embodiment, The said embodiment is not limited. Those in which various modifications and changes have been made to the configuration are also included in the scope of the present invention.

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Abstract

分割可能に構成しつつも、励起のエネルギー効率の低下を抑制可能とするレーザチャンバ、そのレーザチャンバを含む固体レーザ装置、及びその固体レーザ装置を含む光音響計測装置を提供する。レーザチャンバ１３は、レーザロッド１１とフラッシュランプ１２とを収容する。上部枠体５１と下部枠体５２とは、所定の分割位置でレーザロッド１１とフラッシュランプ１２とが並ぶ方向に分割可能である。上部枠体５１及び下部枠体５２の内側には、反射面を構成する拡散材料５４、５５が形成される。拡散材料５４、５５は、レーザロッド１１の長手方向に対して垂直な断面から見たときに、フラッシュランプ１２を通り、レーザロッド１１の中心とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ直線に対して垂直な直線と反射面とが交差する位置で、レーザロッド１１とフラッシュランプ１２とが並ぶ方向に分割可能である。

Description

レーザチャンバ、固体レーザ装置、及び光音響計測装置
　本発明は、レーザチャンバ及び固体レーザ装置に関し、更に詳しくは、レーザロッドと励起ランプとを収容するレーザチャンバ、及び、そのようなレーザチャンバを含む固体レーザ装置に関する。また、本発明は、固体レーザ装置を含む光音響計測装置に関する。
　生体内部の状態を非侵襲で検査できる画像検査法の一種として、超音波検査法が知られている。超音波検査では、超音波の送信及び受信が可能な超音波探触子を用いる。超音波探触子から被検体（生体）に超音波を送信させると、その超音波は生体内部を進んでいき、組織界面で反射する。超音波探触子でその反射超音波を受信し、反射超音波が超音波探触子に戻ってくるまでの時間に基づいて距離を計算することで、内部の様子を画像化することができる。
　また、光音響効果を利用して生体の内部を画像化する光音響イメージングが知られている。一般に光音響イメージングでは、レーザパルスなどのパルスレーザ光を生体内に照射する。生体内部では、生体組織がパルスレーザ光のエネルギーを吸収し、そのエネルギーによる断熱膨張により超音波（光音響信号）が発生する。この光音響信号を超音波プローブなどで検出し、検出信号に基づいて光音響画像を構成することで、光音響信号に基づく生体内の可視化が可能である。
　光音響波の計測には、強度が強いパルスレーザ光を照射する必要があることが多く、光源には、フラッシュランプ励起の固体レーザ装置が用いられることが多い。固体レーザ装置は、レーザロッド（レーザ媒質）と、レーザロッドを励起するためのフラッシュランプ（励起ランプ）とを有する。レーザロッド及び励起ランプは、レーザチャンバ内に収容される。レーザチャンバの内側には、フラッシュランプから出射した光を効率よくレーザロッドに照射するための反射面が設けられている。
　ここで、フラッシュランプは消耗品であり、定期的に交換する必要がある。しかしながら、フラッシュランプはレーザロッドと共にレーザチャンバ内に収容されており、簡単には交換できない。この問題に対し、特許文献１には、分割可能に構成したレーザチャンバを用いることが記載されている。図１２は、特許文献１に記載のレーザチャンバを示す。レーザチャンバ２００は、上部反射筒２１０と下部反射筒２１１とを有する。上部反射筒２１０は励起ランプ２０２を保持し、下部反射筒２１１はレーザロッド２０１を保持する。
　上部反射筒２１０の内側（励起ランプ２０２側）には反射面が形成される。下部反射筒２１１の内側（レーザロッド２０１側）にも反射面が形成される。特許文献１には、この反射面を拡散反射面とすることも記載されている。上部反射筒２１０と下部反射筒２１１とは、一体となって反射筒を構成し、励起ランプ２０２から出射した光が、効率よくレーザロッド２０１に入射するようになっている。レーザロッド２０１の光軸方向の両端には、共振器を構成する一対のミラー２０４、２０５が配置される。ミラー２０４、２０５などの光学素子は、レーザロッド２０１の光軸に対して正確に位置決めされている。
　励起ランプ２０２を交換する際には、下部反射筒２１１を動かさずに、上部反射筒２１０を下部反射筒２１１から分離する。分離後、上部反射筒２１０から励起ランプ２０２を引き抜き、新しい励起ランプ２０２を上部反射筒２１０にセットする。励起ランプ２０２の交換後、上部反射筒２１０と下部反射筒２１１とを一体化させる。励起ランプ２０２の交換に際して、下部反射筒２１１は動かさなくてよいため、レーザロッド２０１の光軸とミラー２０４、２０５などの光学素子との位置関係は一定に保たれる。また、上部反射筒２１０の分離後に励起ランプ２０２を引き抜けばよく、レーザチャンバ２００の前後に励起ランプ２０２を引き抜くための空間を必要としない。
特開平５－２５９５３９号公報
　ところで、特許部文献１に記載されるように反射筒を分割可能に構成すると、分割位置には隙間が生じる。図１３は、特許文献１に記載のレーザチャンバの中央付近の断面を示す。上部反射筒２１０と下部反射筒２１１とを一体化させたとき、上部反射筒２１０と下部反射筒２１１とは完全には接合せずに隙間が生じる。上部反射筒２１０と下部反射筒２１１との間に隙間が生じると、内部に形成された反射面に途切れた箇所が生じる。励起ランプ２０２から出射した光のうち、上部反射筒２１０と下部反射筒２１１との接合部分に到達した光は、その部分の反射面が途切れているため、反射筒内に反射しない。
　反射筒が分割可能ではなく、反射面に途切れた箇所がない場合、励起ランプ２０２から出射した光は、反射筒内を反射して、最終的にレーザロッド２０１に入射可能である。一方、励起ランプ２０２の交換を容易にするために反射筒を分割可能に構成すると、反射筒内の反射面の一部が欠け、反射面で反射してレーザロッド２０１に向かうはずであった光の一部が失われる。特に、レーザロッド２０１と励起ランプ２０２との中間地点に分割位置があると、本来であればレーザロッド２０１側に強い散乱反射が生じる箇所で散乱反射が生じなくなる。このように、特許文献１では、励起ランプ２０２を出射した光のうち、レーザロッド２０１に入射する光の割合が低下し、励起のエネルギー効率が低下する。
　本発明は、上記に鑑み、反射面を分割可能に構成しつつも、励起のエネルギー効率の低下を抑制可能なレーザチャンバを提供する。
　また、本発明は、上記のレーザチャンバを含む固体レーザ装置、及びその固体レーザ装置を含む光音響計測装置を提供する。
　上記目的を達成するために、本発明は、レーザロッドとそのレーザロッドを励起するための光を出射する励起ランプとを収容する空間を有する枠体と、枠体の内側に形成され、励起ランプから出射した光を反射する反射面とを備え、枠体が、所定の分割位置でレーザロッドと励起ランプとが並ぶ方向に分割可能であり、かつ、反射面が、レーザロッドの長手方向に対して垂直な断面から見たときに、レーザロッドの中心と励起ランプの中心とを結ぶ直線に対して垂直かつ励起ランプの位置を通る直線と反射面とが交差する位置で、レーザロッドと励起ランプとが並ぶ方向に分割可能であることを特徴とするレーザチャンバを提供する。
　本発明では、反射面が、レーザロッドの長手方向に対して垂直な断面から見たときに、レーザロッドの中心と励起ランプの中心とを結ぶ直線に対して垂直かつ記励起ランプの中心を通る直線と反射面とが交差する位置で分割可能であることが好ましい。
　本発明のレーザチャンバにおいて、枠体の分割位置と反射面の分割位置とは互いに異なっていてもよい。
　反射面は、入射した光を拡散反射する拡散材料を用いて形成されていてもよい。
　反射面は、レーザロッド及び励起ランプを取り囲んでおり、レーザロッドの長手方向に対して垂直な断面から見たとき、レーザロッドの中心と励起ランプの中心とを結ぶ線に対して垂直な方向からレーザロッド及び励起ランプを挟む込む二つの側面が、少なくとも、励起ランプの中心からレーザロッドの中心と励起ランプの中心とを結ぶ線に対して垂直に伸ばした線と交わる位置において、レーザロッドの中心と励起ランプの中心とを結ぶ線に対して平行であることが好ましい。
　空間が、例えば気体又は液体で満たされていてもよい。
　本発明のレーザチャンバは、レーザロッドと励起ランプとを収容する空間内に、レーザロッドの外径よりも太い内径を有し、レーザロッドを内部に収容する第１のチューブと、励起ランプの外径よりも太い内径を有し、励起ランプを収容する第２のチューブとを更に備えていてもよい。
　上記に代えて、空間内に、レーザロッドの外径よりも太い内径を有し、レーザロッドを内部に収容する第１の孔と、励起ランプの外径よりも太い内径を有し、励起ランプを収容する第２の孔とを有するガラス材を更に備えていてもよく、ガラス材が、所定の分割位置でレーザロッドと励起ランプとが並ぶ方向に分割可能である構成としてもよい。
　本発明は、また、レーザロッドと、そのレーザロッドを励起するための光を出射する励起ランプと、レーザロッドと励起ランプとを収容する空間を有する枠体と、枠体の内側に形成され、励起ランプから出射した光を反射する反射面とを備えるレーザチャンバとを備え、枠体が、所定の分割位置でレーザロッドと励起ランプとが並ぶ方向に分割可能であり、かつ、反射面が、レーザロッドの長手方向に対して垂直な断面から見たときに、レーザロッドの中心と励起ランプの中心とを結ぶ直線に対して垂直かつ励起ランプの位置を通る直線と反射面とが交差する位置で、レーザロッドと励起ランプとが並ぶ方向に分割可能であることを特徴とする固体レーザ装置を提供する。
　本発明の固体レーザ装置では、分割された枠体の一方がレーザロッドを保持し、分割された枠体の他方が励起ランプを保持するように構成してもよい。
　本発明の固体レーザ装置において、レーザロッドを保持する枠体の一方が所定の位置に固定されており、励起ランプを保持する枠体の他方が枠体の一方から取り外し可能に構成されていることが好ましい。
　本発明は、更に、本発明の固体レーザ装置と、固体レーザ装置から出射したレーザ光が被検体に照射された後に被検体内で生じた光音響波を検出する光音響波検出手段と、検出された光音響波に基づいて信号処理を実施する信号処理手段とを備えたことを特徴とする光音響計測装置を提供する。
　本発明のレーザチャンバ及び固体レーザ装置では、レーザチャンバの反射面が、レーザロッドの長手方向に対して垂直な断面から見たときに、レーザロッドの中心と励起ランプの中心とを結ぶ直線に対して垂直かつ励起ランプの位置を通る直線と反射面とが交差する位置で、レーザロッドと励起ランプとが並ぶ方向に分割可能である。反射面を分割可能に構成すると、分割位置で反射面が途切れ、レーザロッドに入射する励起光の一部が失われる。本発明では、反射面の分割位置を、励起ランプから出射した光のうちで、レーザロッドの励起に寄与しにくい光が照射される位置としているため、レーザチャンバを分割可能に構成しつつも、励起のエネルギー効率の低下を抑制することができる。
本発明の第１実施形態の固体レーザ装置を示すブロック図。 固体レーザ装置の外観を示す斜視図。 レーザチャンバの中央付近の断面を示す断面図。 レーザチャンバを分割した状態を示す断面図。 散乱部材に対して垂直に入射した光に対する反射光の強度の角度依存性を示すグラフ。 本発明の第２実施形態のレーザチャンバの断面を示す断面図。 第２実施形態のレーザチャンバを分割した状態を示す断面図。 本発明の第３実施形態のレーザチャンバの断面を示す断面図。 第３実施形態のレーザチャンバを分割した状態を示す断面図。 変形例のレーザチャンバの断面を示す断面図。 本発明の固体レーザ装置を含む光音響計測装置を示すブロック図。 特許文献１に記載のレーザ装置を示す斜視図。 図１２のレーザ装置におけるレーザチャンバを示す断面図。
　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態の固体レーザ装置を示す。固体レーザ装置１０は、レーザロッド１１、フラッシュランプ１２、レーザチャンバ１３、ミラー１４、１５、及びＱスイッチ１６を有する。レーザロッド１１はレーザ媒質である。レーザロッド１１には、例えば棒状に形成されたアレキサンドライト結晶が用いられる。レーザロッド１１に用いられるレーザ媒質は特には限定されず、ネオジウムＹＡＧ（Ｎｄ：ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット））などのＹＡＧ結晶であってもよい。
　フラッシュランプ１２は、励起ランプであり、レーザロッド１１を励起するための励起光を出射する。フラッシュランプ以外のランプをレーザロッド１１の励起に用いてもよい。レーザロッド１１及びフラッシュランプ１２は、レーザチャンバ１３内に収容されている。レーザチャンバ１３は、内部にレーザロッド１１及びフラッシュランプ１２を収容するための空間を有している。また、レーザチャンバ１３の内側には反射面が形成されており、フラッシュランプ１２から出射した光は、直接にレーザロッド１１に照射されるか、又は反射面で反射してレーザロッド１１に照射される。
　レーザチャンバ１３は、配管３１、３２を通じて冷却機器３０に接続されている。冷却機器３０は、レーザロッド１１及びフラッシュランプ１２を冷却するための機器である。冷却機器３０は、例えば純水などの冷却媒体を、配管３１を通じてレーザチャンバ１３に送り込む。冷却機器３０は、配管３２を通じてレーザチャンバ１３からの排水を受け取り、冷却媒体の温度を下げた上で、再びレーザチャンバ１３に送り込む。このように冷却媒体を循環させることで、レーザチャンバ１３内のレーザロッド１１の温度を所望の温度範囲に保つことができる。
　ミラー１４、１５は、レーザロッド１１を挟んで対向しており、ミラー１４、１５により共振器が構成される。光共振器内の光路は必ずしも直線状である必要はなく、ミラー１４、１５間の光路上にプリズムなどを設け、光軸を曲げてもよい。ミラー１４はアウトプットカプラー（ＯＣ：output coupler）であり、ミラー１５は全反射ミラーである。出力光であるレーザ光はミラー１４から出射する。
　共振器内には、Ｑスイッチ１６が挿入される。図１では、Ｑスイッチ１６は、レーザロッド１１とミラー１５との間の、レーザロッド１１から誘導放出された光の光軸上に配置されている。Ｑスイッチ１６は、例えば１／４波長板１７、ポッケルスセル１８、及びポラライザ１９を有する。ポラライザ１９は、偏光方向が所定方向の直線偏光の光を透過する。１／４波長板１７は、入射光が円偏光のときは、その円偏光の光を直線偏光の光に変換し、入射光が直線偏光のときは、その直線偏光の光を円偏光の光に変換する。ポッケルスセル１８は、印加電圧に応じて透過する光の偏光状態を変化させる。
　Ｑスイッチ１６は、ポッケルスセル１８への印加電圧に応じて共振器のＱ値を変化させる。Ｑスイッチ１６は、ポッケルスセル１８への印加電圧がＱスイッチオフに対応した第１の電圧のとき共振器を低Ｑ状態にする。低Ｑ状態とは、共振器のＱ値がレーザ発振しきい値よりも低い状態を指す。第１の電圧は、例えば０Ｖ（電圧印加なし）であり、このときポッケルスセル１８を透過する光の偏光状態は変化しない。一方、Ｑスイッチ１６は、印加電圧がＱスイッチオンに対応した第２の電圧のとき、共振器を高Ｑ状態にする。高Ｑ状態とは、共振器のＱ値がレーザ発振しきい値よりも高い状態を指す。第２の電圧は、例えばポッケルスセル１８を１／４波長板として働かせる電圧である。
　ポッケルスセル１８には、ポラライザ１９側から偏光方向が所定方向の直線偏光の光が入射する。ポッケルスセル１８への印加電圧が０Ｖ（第１の電圧）のとき、ポッケルスセル１８に入射した直線偏光の光は偏光状態を変化させずに１／４波長板１７側へ透過し、１／４波長板１７を通過する際に直線偏光から円偏光へ変換される。この円偏光の光はミラー１５で反射した後に１／４波長板１７を逆向きに通り、往路の偏光方向から偏光方向が９０°回転した直線偏光となってポッケルスセル１８に入射する。この光は、ポッケルスセル１８を偏光状態を変化させずに通過し、ポラライザ１９で遮断される。この場合、共振器のＱ値は低く、レーザ発振は起こらない。
　ポッケルスセル１８への印加電圧が第２の電圧のとき、ポッケルスセル１８は１／４波長板として働き、ポラライザ１９側からポッケルスセル１８へ入射した直線偏光の光は、ポッケルスセル１８を通過する際に円偏光となり、更に１／４波長板１７を透過して、偏光方向が９０°回転した直線偏光の光となる。この直線偏光の光は、ミラー１５で反射した後に、１／４波長板１７及びポッケルスセル１８を逆向きに通り、偏光方向が更に９０°回転した直線偏光の光となる。ポッケルスセル１８側からポラライザ１９に入射した光は、ポラライザ１９を通過し、レーザロッド１１に帰還する。この場合、共振器のＱ値は高く、レーザ発振が起こる。
　図示しない制御手段（駆動手段）は、ポッケルスセル１８への印加電圧が第１の電圧（０Ｖ）の状態でフラッシュランプ１２を点灯させる。フラッシュランプ１２の点灯後、レーザロッド１１における反転分布密度が十分に高くなるタイミングで、ポッケルスセル１８への印加電圧を第１の電圧から第２の電圧に変化させる。共振器のＱ値を低Ｑ状態から高Ｑ状態に急速に変化させることで、ジャイアントパルスが得られる。
　なお、レーザロッド１１から出射する光の偏光が所定方向の直線偏光の場合、ポラライザ１９は省略してもよい。また、１／４波長板１７を省いた構成とすることも可能である。その場合は、ポッケルスセル１８への印加電圧が、ポッケルスセルが１／４波長板として働かせる電圧（第２の電圧）としたときがＱスイッチオフに対応し、ポッケルスセル１８への印加電圧が０Ｖ（第１の電圧）のときがＱスイッチオンに対応する。さらに、共振器内に更に波長選択手段を挿入し、波長可変レーザとしてもよい。
　図２は、レーザチャンバ１３の外観を示す斜視図である。レーザチャンバ１３は、上部枠体５１と下部枠体５２とを有する。上部枠体５１と下部枠体５２とは、所定の分割位置で、レーザロッド１１とフラッシュランプ１２とが並ぶ方向に分割可能である。下部枠体５２には、配管３１、３２（図１）を接続するための穴３３、３４が設けられている。上部枠体５１はフラッシュランプ１２を保持し、下部枠体５２はレーザロッド１１を保持する。下部枠体５２は、所定の位置に固定されており、上部枠体５１は、フラッシュランプ１２ごと、下部枠体５２から分離可能になっている。
　図３は、レーザチャンバ１３の中央部分の断面を示す。レーザチャンバ１３の枠体を構成する上部枠体５１及び下部枠体５２は、例えば金属などを用いて形成される。上部枠体５１と下部枠体５２との間には、気密性を高めるためのＯリング５３が設けられる。上部枠体５１の内側には、入射した光を拡散反射する上部拡散材料５４が形成され、下部枠体５２の内側には下部拡散材料５５が形成される。上部拡散材料５４及び下部拡散材料５５は、一体となってレーザロッド１１及びフラッシュランプ１２を取り囲むように形成される。
　フラッシュランプ１２の直径は例えば５ｍｍ程度である。レーザロッド１１の中心とフラッシュランプ１２の中心との間の距離は例えば６ｍｍ～７ｍｍ程度である。上部拡散材料５４及び下部拡散材料５５は、フラッシュランプ１２から出射した光を反射する反射面を構成する。上部拡散材料５４及び下部拡散材料５５には、例えば硫酸バリウムや酸化マグネシウムなどを用いることができる。あるいは、アルミナセラミックス、スペクトラロン（米国ラブスフェア社の商品名）を用いてもよい。反射面の内側は、冷却用の気体や液体などで満たされる。
　上部拡散材料５４及び下部拡散材料５５によって形成される反射面のうち、レーザロッド１１の中心とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ線に対して垂直な方向からレーザロッド１１及びフラッシュランプ１２を挟み込む二つの側面は、少なくとも、フラッシュランプ１２の中心から、レーザロッド１１の中心とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ線に対して垂直に伸ばした線と交わる位置において、レーザロッド１１の中心とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ線に対して平行である。図３では、側面は、少なくともレーザロッド１１の中心からフラッシュランプ１２の中心までの位置において、レーザロッド１１の中心とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ線に対して平行である。
　図４は、レーザチャンバを分割した状態の断面を示す。上部拡散材料５４は、上部枠体５１に固定されている。一方、下部拡散材料５５は、下部枠体５２に固定されている。上部拡散材料５４と下部拡散材料５５とは、レーザロッド１１の長手方向に対して垂直な断面から見たときに、レーザロッド１１の中心とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ直線に対して垂直かつフラッシュランプ１２の中心を通る直線と拡散材料５４、５５とが交差する位置で、レーザロッド１１とフラッシュランプ１２が並ぶ方向に分割可能である。上部枠体５１と下部枠体５２との分割位置と、上部拡散材料５４と下部拡散材料５５との分割位置は、互いに異なっていてもよい。
　フラッシュランプ１２を交換する際には、上部枠体５１を、固定されている下部枠体５２から分離する。分離後、上部枠体５１に保持されているフラッシュランプ１２を上部枠体５１から引き抜き、新しいフラッシュランプと交換する。交換後、新しいフラッシュランプ１２を取り付けた上部枠体５１を、下部枠体５２と一体化させる。交換作業の間、下部枠体５２及びそれに固定されているレーザロッド１１の位置は動かないため、フラッシュランプ１２の交換に際して、レーザロッド１１の光軸と、ミラー１４、１５やＱスイッチ１６との位置関係の調整は不要である。
　ここで、レーザチャンバ１３は分割可能であるため、上部拡散材料５４と下部拡散材料５５とは完全に接合せず、その位置に隙間が生じる。別の言い方をすれば、反射面は、フラッシュランプ１２の中心から、レーザロッド１１の中心とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ線に対して垂直に伸ばした線と交わる位置において部分的に途切れている。
　図３において、フラッシュランプ１２を点灯すると、フラッシュランプ１２から放射状に出射した光のうちの一部は、直接にレーザロッド１１に入射する。残りは、上部拡散材料５４及び下部拡散材料５５で形成される反射面で反射し、最終的にレーザロッド１１に入射する。ここで、フラッシュランプ１２から放射状に出射する光のうち、レーザロッド１１とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ直線に対して垂直に出射する光を考える。フラッシュランプ１２から、レーザロッド１１とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ直線に対して垂直方向に出射した光は、反射面が途切れていなければ反射面（拡散部材）に対して垂直に入射する。
　図５に、散乱部材に対して垂直に入射した光に対する反射光の強度の角度依存性を示す。同図において、縦軸は反射光の強度（相対強度）を表し、横軸は反射光の角度θを表す。ここでは、散乱部材に対して垂直な方向をθ＝０°としている。散乱反射の光強度分布には角度依存性があり、０°方向が常に強くなることが知られている。例えば、ランバート反射（完全拡散）の場合、散乱光強度はｃｏｓθに依存するため、θ＝０、つまり入射光と反対側に進む光の強度が最も高い。
　上記の、フラッシュランプ１２から、レーザロッド１１とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ直線に対して垂直に出射した光は、その多くが反射面で垂直方向に反射してフラッシュランプ１２へ戻る。この光は、フラッシュランプ１２を突き抜けて反対側の反射面に垂直に入射し、その多くが垂直方向に反射する。このように、レーザロッド１１とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ直線に対して垂直な方向に出射した光は、フラッシュランプ１２を挟んで反射面の間を往復する成分が多く、レーザロッド１１の励起にあまり寄与しない。
　本実施形態では、反射面（拡散部材）の分割位置を、フラッシュランプ１２の中心を通り、レーザロッド１１の中心とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ直線に対して垂直な直線と反射面とが交差する位置としている。反射面が途切れる位置を、レーザロッド１１の励起に寄与しない光が多く入射する位置とすることで、反射面が途切れたことに起因する励起効率の低下を最小化できる。本実施形態では、レーザチャンバを分割可能に構成してフラッシュランプ１２の交換の際にレーザロッド１１の光軸とミラー１４、１５やＱスイッチ１６との間の位置調整を不要にしつつも、励起効率の低下を抑制でき、励起効率の低下を抑制できる分だけ、レーザ出力の低下を抑制できる。
　なお、上部拡散材料５４と下部拡散材料５５の分割位置は、厳密に、レーザロッド１１の中心とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ直線に対して垂直かつフラッシュランプ１２の“中心”を通る直線と拡散材料５４、５５とが交差する位置であることまでは要しない。分割位置は、上記の位置から、フラッシュランプ１２の直径と同じ長さ程度ずれていてもよい。別の言い方をすれば、反射面は、レーザロッド１１の中心とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ直線に対して垂直かつフラッシュランプ１２の位置を通る直線と拡散材料５４、５５とが交差する位置で分割可能であってもよい。フラッシュランプ１２の側方で、レーザロッド１１の中心とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ直線に対して垂直に近い角度で反射面に入射する光は、レーザロッド１１の励起に寄与しにくいため、フラッシュランプ１２からの光が垂直に近い角度で反射面に入射する位置に分割位置を設けることで、励起効率の低下を抑制可能である。
　次いで、本発明の第２実施形態を説明する。図６は、本発明の第２実施形態のレーザチャンバの断面を示す。本実施形態のレーザチャンバ１３ａは、拡散材料５４と拡散材料５
５とで形成される反射面内の空間に、第１のチューブ５６と第２のチューブ５７とを有する。その他の点は、図３に示す第１実施形態のレーザチャンバ１３と同様でよい。
　第１のチューブ５６は、フラッシュランプ１２の外径よりも太い内径を有し、フラッシュランプ１２を内部に収容する。第１のチューブ５６とフラッシュランプ１２との間の空間は、冷却媒体で満たされる。第２のチューブ５７は、レーザロッド１１の外径よりも太い内径を有し、レーザロッド１１を内部に収容する。第２のチューブ５７とレーザロッド１１との間の空間は、冷却媒体で満たされる。拡散材料５４及び拡散材料５５と、第１のチューブ５６及び第２のチューブ５７との間の空間は、空気で満たされる。
　図７は、レーザチャンバを分割した状態の断面を示す。上部拡散材料５４は上部枠体５１に固定されており、下部拡散材料５５は下部枠体５２に固定されている。上部拡散材料５４と下部拡散材料５５とは、レーザロッド１１の長手方向に対して垂直な断面から見たときに、レーザロッド１１の中心とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ直線に対して垂直かつフラッシュランプ１２の中心を通る直線と拡散材料５４、５５とが交差する位置で、レーザロッド１１とフラッシュランプ１２が並ぶ方向に分割可能である。
　第２の枠体５２の位置は固定されている。フラッシュランプ１２を交換する際には、上部枠体５１を、固定されている下部枠体５２から分離する。分離後、上部枠体５１に保持されているフラッシュランプ１２を第１のチューブ５６から引き抜き、新しいフラッシュランプと交換する。交換後、新しいフラッシュランプ１２を取り付けた上部枠体５１を、下部枠体５２と一体化させる。交換作業の間、下部枠体５２及びそれに固定されているレーザロッド１１の位置は動かないため、フラッシュランプ１２の交換に際して、レーザロッド１１の光軸と、ミラー１４、１５やＱスイッチ１６との位置関係の調整は不要である。
　本実施形態では、第１のチューブ５６にフラッシュランプ１２を収容し、第２のチューブにレーザロッド１１を収容する。このような構成とした場合でも、第１実施形態と同様な効果が得られる。すなわち、レーザチャンバを分割可能に構成してフラッシュランプ１２の交換の際にレーザロッド１１の光軸とミラー１４、１５やＱスイッチ１６との間の位置調整を不要にしつつも、励起効率の低下を抑制できる。
　続いて、本発明の第３実施形態を説明する。図８は、本発明の第３実施形態のレーザチャンバの断面を示す。本実施形態のレーザチャンバ１３ｂは、拡散材料５４と拡散材料５５とで形成される反射面内に、ガラス材５８、５９が形成されている。ガラス材５８、５９は、所定の分割位置でレーザロッド１１とフラッシュランプ１２とが並ぶ方向に分割可能である。その他の点は、図３に示す第１実施形態のレーザチャンバ１３と同様でよい。
　ガラス材５８は、フラッシュランプ１２の外径よりも太い内径を有し、フラッシュランプ１２を内部に収容する第１の孔を有する。第１の孔とフラッシュランプ１２との間の空間は、冷却媒体で満たされる。ガラス材５９は、レーザロッド１１の外径よりも太い内径を有し、レーザロッド１１を収容する第２の孔を有する。第２の孔とレーザロッド１１との間の空間は、冷却媒体で満たされる。
　図９は、レーザチャンバを分割した状態の断面を示す。上部拡散材料５４は上部枠体５１に固定されており、下部拡散材料５５は下部枠体５２に固定されている。上部拡散材料５４と下部拡散材料５５とは、レーザロッド１１の長手方向に対して垂直な断面から見たときに、レーザロッド１１の中心とフラッシュランプ１２の中心とを結ぶ直線に対して垂直かつフラッシュランプ１２の中心を通る直線と拡散材料５４、５５とが交差する位置で、レーザロッド１１とフラッシュランプ１２が並ぶ方向に分割可能である。
　上部枠体５１及びガラス材５８と下部枠体５２及びガラス材５９との分割位置と、上部拡散材料５４と下部拡散材料５５との分割位置は、互いに異なっていてもよい。また、ガラス材５８とガラス材５９との分割位置は、必ずしも上部枠体５１と下部枠体５２の分割位置と同じ位置である必要はない。上部枠体５１と下部枠体５２の分離後に、上部枠体５１と下部枠体５２とを一体化させる際には、ガラス材５８とガラス材５９とが接合する部分に気泡などが生じないように、ガラス材と同等な屈折率を有するジェル状の液体をガラス材の表面に塗布しておくとよい。
　本実施形態では、ガラス材５８に設けられた第１の孔にフラッシュランプ１２を収容し、ガラス材５９に設けられた第２の孔にレーザロッド１１を収容する。このような構成とした場合でも、第１実施形態と同様な効果が得られる。すなわち、レーザチャンバを分割可能に構成してフラッシュランプ１２の交換の際にレーザロッド１１の光軸とミラー１４、１５やＱスイッチ１６との間の位置調整を不要にしつつも、励起効率の低下を抑制できる。
　なお、上記各実施形態では、レーザロッド１１に励起光を照射するフラッシュランプ１２の本数が１本である例を説明したが、フラッシュランプ１２の数は１本には限定されず、フラッシュランプ１２を複数本用いてもよい。その場合、レーザチャンバの分割位置を複数設ければよい。
　図１０は、変形例のレーザチャンバの断面を示す。この例では、フラッシュランプ１２の本数を２本としている。レーザチャンバ１３ｃの枠体は、第１の枠体５１ａ、第２の枠体５２、及び第３の枠体５１ｂで構成される。第１の枠体５１ａは、第２の枠体５２から、レーザロッド１１とフラッシュランプ１２とが並ぶ方向に分割可能である。第３の枠体５１ｂは、第２の枠体５２から、レーザロッド１１とフラッシュランプ１２とが並ぶ方向に分割可能である。第１の枠体５１ａはフラッシュランプ１２ａを保持し、第３の枠体５１ｂはフラッシュランプ１２ｂを保持する。第２の枠体５２は、レーザロッド１１を保持する。
　枠体の内部には、第１の拡散材料５４ａ、第２の拡散材料５５、及び第３の拡散材料５４ｂが形成される。第１の拡散材料５４ａは第１の枠体５１ａに固定され、第２の拡散材料５５は第２の枠体５２に固定され、第３の拡散材料５４ｂは第３の枠体５１ｂに固定される。第１の拡散材料５４ａと第２の拡散材料５５とは、レーザロッド１１の中心とフラッシュランプ１２ａの中心とを結ぶ直線に対して垂直かつフラッシュランプ１２ａの中心を通る直線と拡散材料５４ａ、５５とが交差する位置で分割可能である。第３の拡散材料５４ｂと第２の拡散材料５５とは、レーザロッド１１の中心とフラッシュランプ１２ｂの中心とを結ぶ直線に対して垂直かつフラッシュランプ１２ｂの中心を通る直線と拡散材料５４ｂ、５５とが交差する位置で分割可能である。第２実施形態と同様に、レーザロッド１１とフラッシュランプ１２とをチューブ内に収容してもよいし、第３実施形態と同様に、反射面内にガラス材を形成してもよい。
　第２の枠体５２の位置は固定されている。フラッシュランプ１２ａを交換する際には、第１の枠体５１ａを、固定されている第２の枠体５２から分離する。分離後、第１の枠体５１ａに保持されているフラッシュランプ１２ａを第１の枠体５１ａから引き抜いて、新しいフラッシュランプと交換する。フラッシュランプ１２ｂを交換する際には、第３の枠体５１ｂを、固定されている第２の枠体５２から分離する。分離後、第３の枠体５１ｂに保持されているフラッシュランプ１２ｂを第３の枠体５１ｂから引き抜いて、新しいフラッシュランプと交換する。交換作業の間、第２の枠体５２及びそれに固定されているレーザロッド１１の位置は動かないため、フラッシュランプ１２ａ及びフラッシュランプ１２
ｂの交換に際して、レーザロッド１１の光軸と、ミラー１４、１５（図１）やＱスイッチ１６との位置関係の調整は不要である。
　続いて、本発明の固体レーザ装置を含む光音響計測装置を説明する。図１１は、固体レーザ装置１０を含む光音響計測装置を示す。光音響計測装置１００は、超音波探触子（プローブ）１０１と、超音波ユニット１０２と、固体レーザ装置１０とを備える。なお、本発明の実施形態では、音響波として超音波を用いるが、超音波に限定されるものでは無く、被検対象や測定条件等に応じて適切な周波数を選択してさえいれば、可聴周波数の音響波を用いても良い。
　固体レーザ装置１０から出射したレーザ光は、例えば光ファイバなどの導光手段を用いてプローブ１０１まで導光され、プローブ１０１から被検体に向けて照射される。レーザ光の照射位置は特に限定されず、プローブ１０１以外の場所からレーザ光の照射を行ってもよい。
　被検体内では、光吸収体が照射されたレーザ光のエネルギーを吸収することで超音波（音響波）が生じる。プローブ１０１は、音響波検出手段であり、例えば一次元的に配列された複数の超音波振動子を有している。プローブ１０１は、一次元配列された複数の超音波振動子により、被検体内からの音響波（光音響波）を検出する。また、プローブ１０１は、被検体に対する音響波（超音波）の送信、及び送信した超音波に対する被検体からの反射音響波（反射超音波）の受信を行う。
　超音波ユニット１０２は、信号処理手段であり、受信回路１２１、ＡＤ変換手段１２２、受信メモリ１２３、データ分離手段１２４、光音響画像生成手段１２５、超音波画像生成手段１２６、画像合成手段１２７、制御手段１２８、及び送信制御回路１２９を有する。受信回路１２１は、プローブ１０１で検出された光音響波の検出信号を受信する。また、プローブ１０１で検出された反射超音波の検出信号を受信する。ＡＤ変換手段１２２は、受信回路１２１が受信した光音響波及び反射超音波の検出信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換手段１２２は、例えば所定の周期のサンプリングクロック信号に基づいて、所定のサンプリング周期で光音響波及び反射超音波の検出信号をサンプリングする。ＡＤ変換手段１２２は、サンプリングした光音響波及び反射超音波の検出信号（サンプリングデータ）を受信メモリ１２３に格納する。
　データ分離手段１２４は、受信メモリ１２３に格納された光音響波の検出信号のサンプリングデータと反射超音波の検出信号のサンプリングデータとを分離する。データ分離手段１２４は、光音響波の検出信号のサンプリングデータを光音響画像生成手段１２５に入力する。また、分離した反射超音波のサンプリングデータを、超音波画像生成手段（反射音響波画像生成手段）１２６に入力する。
　光音響画像生成手段１２５は、プローブ１０１で検出された光音響波の検出信号に基づいて光音響画像を生成する。光音響画像の生成は、例えば、位相整合加算などの画像再構成や、検波、対数変換などを含む。超音波画像生成手段１２６は、プローブ１０１で検出された反射超音波の検出信号に基づいて超音波画像（反射音響波画像）を生成する。超音波画像の生成も、位相整合加算などの画像再構成や、検波、対数変換などを含む。
　画像合成手段１２７は、光音響画像と超音波画像とを合成する。画像合成手段１２７は、例えば光音響画像と超音波画像とを重畳することで画像合成を行う。合成された画像は、ディスプレイなどの画像表示手段１０３に表示される。画像合成を行わずに、画像表示手段１０３に、光音響画像と超音波画像とを並べて表示し、或いは光音響画像と超音波画像とを切り替えてすることも可能である。
　制御手段１２８は、超音波ユニット１０２内の各部を制御する。制御手段１２８は、例えば固体レーザ装置にトリガ信号を送る。固体レーザ装置１０内の図示しない制御手段は、トリガ信号を受け取ると、フラッシュランプ１２を点灯し、その後、ポッケルスセル１８への印加電圧を第１の電圧から第２の電圧に切り替えてパルスレーザ光を出射させる。制御手段１２８は、レーザ光の照射に合わせて、ＡＤ変換手段１２２にサンプリングトリガ信号を送り、光音響波のサンプリング開始タイミングを制御する。
　制御手段１２８は、超音波画像の生成時は、送信制御回路１２９に超音波送信を指示する旨の超音波送信トリガ信号を送る。送信制御回路１２９は、超音波送信トリガ信号を受けると、プローブ１０１から超音波を送信させる。制御手段１２８は、超音波送信のタイミングに合わせてＡＤ変換手段１２２にサンプリグトリガ信号を送り、反射超音波のサンプリングを開始させる。
　上記では、光音響計測装置１００においてプローブ１０１が光音響波と反射超音波の双方を検出するものとして説明したが、超音波画像の生成に用いるプローブと光音響画像の生成に用いるプローブとは、必ずしも同一である必要はない。光音響波と反射超音波とを、それぞれ別個のプローブで検出するようにしてもよい。また、上記実施形態では、固体レーザ装置が光音響計測装置の一部を構成する例について説明したが、これには限定されない。本発明の固体レーザ装置を、光音響計測装置とは異なる装置に用いることも可能である。
　以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明のレーザチャンバ、固体レーザ装置、及び光音響計測装置は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
１０：固体レーザ装置
１１：レーザロッド
１２：フラッシュランプ
１３：レーザチャンバ
１４、１５：ミラー
１６：Ｑスイッチ
１７：１／４波長板
１８：ポッケルスセル
１９：ポラライザ
３０：冷却機器
３１、３２：配管
３３、３４：穴
５１、５２：枠体
５３：Ｏリング
５４、５５：拡散材料
５６、５７：チューブ
５８、５９：ガラス材
１００：光音響計測装置
１０１：プローブ
１０２：超音波ユニット
１０３：画像表示手段
１２１：受信回路
１２２：ＡＤ変換手段
１２３：受信メモリ
１２４：データ分離手段
１２５：光音響画像生成手段
１２６：超音波画像生成手段
１２７：画像合成手段
１２８：制御手段
１２９：送信制御回路
２００：レーザチャンバ
２０１：レーザロッド
２０２：励起ランプ
２０４、２０５：ミラー
２１０：上部反射筒
２１１：下部反射筒

Claims (12)

  1. 　レーザロッドと該レーザロッドを励起するための光を出射する励起ランプとを収容する空間を有する枠体と、
    　前記枠体の内側に形成され、前記励起ランプから出射した光を反射する反射面とを備え、
    　前記枠体が、所定の分割位置で前記レーザロッドと前記励起ランプとが並ぶ方向に分割可能であり、かつ、前記反射面が、前記レーザロッドの長手方向に対して垂直な断面から見たときに、前記レーザロッドの中心と前記励起ランプの中心とを結ぶ直線に対して垂直かつ前記励起ランプの位置を通る直線と前記反射面とが交差する位置で、前記レーザロッドと前記励起ランプとが並ぶ方向に分割可能であることを特徴とするレーザチャンバ。
  2. 　前記反射面が、前記レーザロッドの長手方向に対して垂直な断面から見たときに、前記レーザロッドの中心と前記励起ランプの中心とを結ぶ直線に対して垂直かつ前記励起ランプの中心を通る直線と前記反射面とが交差する位置で分割可能である請求項１に記載のレーザチャンバ。
  3. 　前記枠体の分割位置と前記反射面の分割位置とが互いに異なる請求項１又は２に記載のレーザチャンバ。
  4. 　前記反射面が、入射した光を拡散反射する拡散材料を用いて形成されている請求項１から３何れか１項に記載のレーザチャンバ。
  5. 　前記反射面が、前記レーザロッド及び前記励起ランプを取り囲んでおり、前記レーザロッドの長手方向に対して垂直な断面から見たとき、前記レーザロッドの中心と前記励起ランプの中心とを結ぶ直線に対して垂直な方向から前記レーザロッド及び前記励起ランプを挟む込む二つの側面が、少なくとも、前記レーザロッドの中心と前記励起ランプの中心とを結ぶ直線に対して前記励起ランプの中心から垂直に伸ばした直線と交わる位置において、前記レーザロッドの中心と前記励起ランプの中心とを結ぶ直線に対して平行である請求項１から４何れか１項に記載のレーザチャンバ。
  6. 　前記空間が、気体又は液体で満たされる請求項１から４何れか１項に記載のレーザチャンバ。
  7. 　前記空間内に、前記レーザロッドの外径よりも太い内径を有し、前記レーザロッドを内部に収容する第１のチューブと、前記励起ランプの外径よりも太い内径を有し、前記励起ランプを収容する第２のチューブとを更に備える請求項１から５何れか１項に記載のレーザチャンバ。
  8. 　前記空間内に、前記レーザロッドの外径よりも太い内径を有し、前記レーザロッドを内部に収容する第１の孔と、前記励起ランプの外径よりも太い内径を有し、前記励起ランプを収容する第２の孔とを有するガラス材を更に備え、該ガラス材が、所定の分割位置で前記レーザロッドと前記励起ランプとが並ぶ方向に分割可能である請求項１から５何れか１項に記載のレーザチャンバ。
  9. 　レーザロッドと、
    　前記レーザロッドを励起するための光を出射する励起ランプと、
    　前記レーザロッドと前記励起ランプとを収容する空間を有する枠体と、該枠体の内側に形成され、前記励起ランプから出射した光を反射する反射面とを備えるレーザチャンバとを備え、
    　前記枠体が、所定の分割位置で前記レーザロッドと前記励起ランプとが並ぶ方向に分割可能であり、かつ、前記反射面が、前記レーザロッドの長手方向に対して垂直な断面から見たときに、前記レーザロッドの中心と前記励起ランプの中心とを結ぶ直線に対して垂直かつ前記励起ランプの位置を通る直線と前記反射面とが交差する位置で、前記レーザロッドと前記励起ランプとが並ぶ方向に分割可能であることを特徴とする固体レーザ装置。
  10. 　分割された前記枠体の一方は前記レーザロッドを保持し、分割された前記枠体の他方は前記励起ランプを保持する請求項９に記載の固体レーザ装置。
  11. 　前記レーザロッドを保持する前記枠体の一方が所定の位置に固定されており、前記励起ランプを保持する前記枠体の他方が前記枠体の一方から取り外し可能に構成されている請求項１０に記載の固体レーザ装置。
  12. 　請求項９から１１何れか１項に記載の固体レーザ装置と、
    　前記固体レーザ装置から出射したレーザ光が被検体に照射された後に被検体内で生じた光音響波を検出する光音響波検出手段と、
    　前記検出された光音響波に基づいて信号処理を実施する信号処理手段とを備えたことを特徴とする光音響計測装置。
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