JP2001053358A - レーザ光測定装置およびそれを用いたレーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ光の強度および／またはレーザ光の光
軸のずれを測定できるレーザ光測定装置を得る。また、
レーザ装置にこのレーザ光測定装置を用いて、異常のあ
るレーザ発振器等を簡単に判別でする。 【解決手段】 レーザ光測定装置１３４は、レーザ光の
ビームを通過させる貫通孔１４１をもつピンホール部材
１４０と、レーザ光の出力を測定する第１のレーザ強度
測定器１４２とを備え、レーザ光の光軸がずれた場合
に、ピンホール部材によりレーザ光が一部遮られて、貫
通孔を通過するレーザ光の強度が変化するようにしたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ光の出力
および／またはレーザー光軸を測定するレーザ光測定装
置およびそのレーザ光測定装置を用いたレーザ装置の構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発振器と複数個の増幅器により構成され
るレーザ装置は、発振器において発生した指向性の良い
レーザ光を光増幅することにより高出力のレーザ光にで
きるため、穴あけ、溶接、切断等のレーザ加工装置やレ
ーザ医療装置に用いることができる。特に、パルス発振
を行う銅蒸気レーザを励起源とした色素レーザ多段増幅
装置は、ｋＷ級の高出力かつ高指向性レーザ光を得るこ
とができため、レーザ同位体分離等の光化学反応に適用
されている。

【０００３】図２５は、従来の固体レーザ装置を励起レ
ーザ装置１ａとして複数用いた色素レーザ多段増幅シス
テム５０を示す構成図である。図２５の矢印Ａから見た
側面図である図２６に示すように、励起レーザ装置１ａ
が垂直方向に段積みされて配置されている。色素レーザ
多段増幅システム５０は、励起レーザ装置１ａ、レーザ
多段増幅装置１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄおよびこ
れらを結ぶ光ファイバー１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４
ｄより構成されている。

【０００４】レーザ装置のひとつである励起レーザ装置
１ａは、パルスレーザ発振を行う１台の発振器１０１、
４台の増幅器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄおよびビ
ームスプリッター３、４、５と全反射ミラー６により構
成した一式の光分配伝送系７で構成され、収納架台１１
に配置されている。収納架台１１には、発振器１０１か
らレーザ光が出射される側である発振器１０１の後段に
光分配伝送系７が配置されている。光分配伝送系７の後
段には、レーザ光の出力を増幅する増幅器１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ，１０ｄが並列に配置されている。また、発
振器１０１および増幅器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０
ｄには、電源１２から電力線１３によりそれぞれは電力
が供給される。また、光分配伝送系７は、誘電体多層膜
を光学ガラスの表面にコーティングすることにより光学
ガラスの光学的透過率を所定の値に設定したビームスプ
リッター３，４，５および誘電体多層膜乃至は金属を光
学ガラスの表面にコーティングすることにより光学ガラ
スの光学的反射率を１００％に設定した全反射ミラー６
から構成されている。

【０００５】レーザ多段増幅装置１５ａ，１５ｂ，１５
ｃ，１５ｄは同一構造を有するので、レーザ多段増幅装
置１５ａを用いてその内部構成を説明する。レーザ多段
増幅装置１５ａには、指向性の良いレーザ光４１を発生
する色素レーザ発振器１０１６および色素レーザ発振器
１０１６から出射されたレーザ光４１を光増幅する複数
の色素レーザ増幅器１７，１８，１９，２０が設けられ
ている。色素レーザ増幅器１７，１８，１９，２０は、
レーザ光４１を順次増幅させる第１，２，３，４の増幅
器を構成している。光ファイバー１４ａを介してレーザ
多段増幅装置１５ａに伝送されたレーザ光２１は、１枚
乃至複数の光学部品で構成した転写光学系２２に入射
し、レーザ光径を縮小して、色素レーザ増幅器１７，１
８，１９，２０に照射される。

【０００６】図２６において、５台の励起レーザ装置１
ａは収納架台１１に垂直方向に段積みして配置されてお
り、励起レーザ装置１ａから出射されたレーザ光が合成
されレーザ多段増幅装置１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５
ｄにそれぞれ入射される。なお、励起レーザ装置１ａの
全てに対応する大容量の電源１２が個々の励起レーザ装
置１ａと分離され、電力線１３を介して個々の励起レー
ザ装置１ａに接続されている。

【０００７】図２７は、励起レーザ装置１ａの第１の増
幅器１０ａから出射されるレーザ光２４を高調波に波長
変換する波長変換装置２５を第１の増幅器１０ａの後段
に設けた場合を示す。波長変換装置２５は、発振器から
出射されるレーザ光の周波数とレーザ光を用いて加工す
る場合に加工対象物に照射するのに必要な周波数と発振
器から出射されるレーザ光の周波数とが異なるときレー
ザ光の波長を変換するものである。２６ａは誘電体多層
膜を光学ガラスの表面にコーティングすることにより、
基本波およびその高調波である異なる波長のレーザ光を
分離するダイクロイックミラー、２６ｂは全反射ミラ
ー、２７は集光光学系、２８は光ファイバー入射部、２
９はダンパーである。例えば、基本レーザ光であるレー
ザ光２４の１／２倍の波長を得る際、波長変換装置２５
に用いる波長変換素子としては、ＫＴＰ（構造式：ＫＴ
ｉＯＰＯ₄），ＢＢＯ（構造式：ＢａＢ₂Ｏ₄），ＫＮ
（構造式：ＫＮｂＯ₃）等のＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ Ｈ
ａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）結晶が用いら
れる。また、増幅器１０ａのレーザ媒質３０としては、
ＹＡＧ（構造式：Ｙ₃Ａ₁₅Ｏ_{1 2}）、リサフ（ＬｉＳｒＡ
ｉＦ₆）、チタンサファイヤ等の結晶を用いている。ま
た、３１は例えば半導体レーザ等を用いた励起光源であ
る。

【０００８】次に、従来の色素レーザ多段増幅システム
５０の動作について説明する。図２５において、発振器
１０１から出射されたレーザ光２は、ビームスプリッタ
ー３により増幅器１０ａに伝送されるレーザ光８ａとビ
ームスプリッター４に伝送されるレーザ光９ａとに分割
される。ビームスプリッター４に伝送されたレーザ光９
ａは、ビームスプリッター４により増幅器１０ｂに伝送
されるレーザ光８ｂとビームスプリッター５に伝送され
るレーザ光９ｂに分割される。さらに、ビームスプリッ
ター５に伝送されたレーザ光９ｂは、ビームスプリッタ
ー５により増幅器１０ｃに伝送されるレーザ光８ｃとビ
ームスプリッター６に伝送されるレーザ光９ｃに分割さ
れる。全反射ミラー６に伝送されたレーザ光９ｃは、全
反射ミラー６により全反射し、増幅器１０ｄに伝送され
る。ここで、ビームスプリッター３、４、５の透過率を
所定の値に設定することにより、４個の増幅器１０ａ，
１０ｂ，１０ｃ，１０ｄにはビーム強度が等しいレーザ
光が入射するようになっている。

【０００９】レーザ光８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは増幅器
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄで増幅され、増幅器１
０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの後段に設けられた光フ
ァイバー１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを介してレー
ザ多段増幅装置１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに伝送
される。

【００１０】光ファイバー１４ａを介してレーザ多段増
幅装置１５ａに伝送された光ビーム２１は転写光学系２
２により縮小されて、色素レーザ増幅器１７，１８，１
９，２０の色素溶液が流れている領域に照射される。こ
のレーザ光は色素溶液中の色素分子にエネルギーを与え
てこの色素分子を励起する。この際、色素レーザ発振器
１０１６で発生した高指向性のレーザ光４１が順次、色
素レーザ増幅器１７，１８，１９，２０を通過すると、
色素分子のエネルギーを吸収しながら光増幅を起こし、
パルス発振を行う高指向性のある色素レーザ光２３を発
生することができる。

【００１１】なお、レーザ出力が数１００Ｗ〜１ｋＷ級
の色素レーザ多段増幅システムにおいて、最大のレーザ
出力を得るためには、１段目から４段目の増幅器に入射
する光ビームの強度を所定の割合に設定し、順次レーザ
光の出力を増幅する。また、パルス的に発振しているレ
ーザ光を効率よく光増幅するために、各増幅器へ照射す
るレーザ光のパルス波形を略等しく、かつ、色素レーザ
光２３が増幅器を通過する同じ時刻にレーザ光２１をそ
の増幅器に入射する必要がある。このために、通常は、
光ファイバー１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの長さを
調整することにより、各増幅器のレーザ光のパルス波形
と増幅器を通過する色素レーザ光のパルスタイミングと
を合わせている。

【００１２】次に、図２７における動作について説明す
る。増幅器１０ａに入射されたレーザ光８ａが増幅器１
０ａのレーザ媒質３０を通過する際に励起光源３１から
半導体レーザ光をレーザ媒質３０に照射する。レーザ媒
質３０は半導体レーザ光を吸収することにより励起さ
れ、レーザ光８ａが励起されたレーザ媒質３０からエネ
ルギーを得ることにより光増幅が起こる。この際、発振
器１０１と増幅器１０ａのレーザ媒質としては同じ材料
を用いることが必要である。増幅器１０ａから出射され
たレーザ光２４を波長変換装置２５に入射する。この
際、高調波を効率よく発生するために、波長変換装置２
５の前に置く、図示しない偏光素子および波長変換装置
２５の温度の調整により、レーザ光２４の偏光を波長変
換装置２５の位相整合角に合わるように設定されてい
る。波長変換装置２５にて発生した高調波をダイクロイ
ックミラー２６ａにより基本波と分離する。高調波を全
反射ミラー２６ｂにより反射した後に集光光学系２７に
より集光し、光ファイバー入射部２８に入射する。ダイ
クロイックミラー２６ａを通過した基本波はダンパー２
９に入射される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の励起
レーザ装置においては以下のような問題点があった。即
ち、発振器から出射されたレーザ光を増幅器にて光増幅
し、又は、増幅器から出射されたレーザ光を波長変換装
置にて高調波に変換している。このため、後段にあるレ
ーザ多段増幅装置１５ａ等に入射されるレーザ光の出力
が低下した場合、励起レーザ装置の発振器のレーザ出力
が低下したのか、または、増幅器のレーザ増幅能力が低
下したのか、さらには、波長変換素子が劣化して波長変
換装置の能力が低下したのかわからない。

【００１４】また、大出力のレーザ光を得るためには、
多数の励起レーザ装置のレーザ光の出力を合成するの
で、装置自体が複雑になりレーザ光の出力が低下した場
合に、その原因となる発振器、増幅器、波長変換装置の
特定が煩雑である。

【００１５】また、増幅器から出射されるレーザの出力
低下は、増幅器本体の増幅能力の低下のほかに、増幅器
に入射するレーザ光の光軸変化によっても起こる。同様
に、波長変換装置から出射されるレーザの出力低下は、
波長変換装置自身の劣化のほかに、波長変換装置に入射
する増幅器のレーザの光軸変化により起こる。このた
め、レーザの出力低下の原因が増幅器自身や波長変換装
置自身の性能劣化によるのか、これらに入射するレーザ
光の光軸の変化によるのかどうかわからないという問題
もある。また、励起レーザ装置を構成する発振器と増幅
器を異なる容器に収納して収納架台上に配置しているた
め、上記に述べたように、励起レーザ装置の出力低下が
発生した場合、発振器と増幅器とも収納架台から取り出
す必要があり、レーザ装置の動作復帰に多大な時間を要
する。また、レーザ光を測定する場合、ビームスプリッ
タにて光分割を行い、分割したレーザ光を測定する。こ
のためビームスプリッタを配置する必要がありこれによ
り、構造が複雑化し、更にビームスプリッタにおいて光
損失が数％発生するといった問題があった。

【００１６】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたもので、レーザ光の強度および／またはレ
ーザ光の光軸のずれを測定できるレーザ光測定装置を得
ることを目的とする。また、この発明は、このようなレ
ーザ光測定装置を発振器、増幅器あるいは、波長変換装
置を備えたレーザ装置に用いて、発振器、増幅器および
波長変換装置の少なくとも１つから出射されるレーザ光
を常時監視し、異常のある発振器等を簡単に判別できる
レーザ装置を得ることを目的とするものである。また、
この発明は、また、レーザ光を測定する場合の光分割を
簡易な構成で行い、光分割時の光損失を低減させること
ができるレーザ装置を得ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明は、レーザ光の
ビームを通過させる貫通孔をもつピンホール部材と、ピ
ンホール部材を通過した上記レーザ光の出力を測定する
第１のレーザ強度測定器とを備え、レーザ光の光軸がず
れた場合に、ピンホール部材により上記レーザ光の一部
が遮られて、貫通孔を通過するレーザ光の強度が変化す
るようにしたものである。また、この発明に係るピンホ
ール部材は、レーザ光の入射側の貫通孔の周縁にレーザ
光を反射する反射部を備え、この反射部において反射し
たレーザ光の出力を測定する第２のレーザ強度測定器を
備えたものである。また、この発明は、貫通孔の寸法
が、レーザ光のビーム断面寸法と略同一である。また、
この発明は、強度測定すべきレーザ光の一部が入射され
るレーザパルス波形測定器を備えたものである。また、
この発明は、レーザ光を発生する発振器と、この発生し
たレーザ光の出力を変化させる出力変換器とを備え、発
振器および出力変換器の少なくとも一方の後段に、レー
ザ光測定装置が配置したものである。また、この発明
は、レーザ光測定装置から出力された測定信号に基づ
き、発振器および上記出力変換器の少なくとも一方のレ
ーザ出力の異常を知らせる報知装置を備えたものであ
る。また、この発明は、出力変換器がレーザ光の出力を
増幅する増幅機能を有したものである。また、この発明
は、出力変換器が上記レーザ光の波長を高調波に変換す
る波長変換機能を備えたものである。また、この発明
は、励起レーザ装置を構成する発振器ないしは増幅器か
ら出射されたレーザビームの光路中にレーザ光遮断機構
を設け、このレーザ光遮断機構で遮断したレーザ光を反
射させ、反射レーザ光をレーザ光測定装置で計測するも
のである。また、この発明は、レーザ光測定装置から出
力された測定信号を入力する信号入力部と、入力された
装置動作初期時の信号を保存する信号保存部と、この信
号保存部に保存された動作初期時の信号とその後に入力
された信号との大小比較の演算を行う演算処理部と、こ
の演算結果を表示する信号表示部とを設け、演算処理結
果に基づきに異常の発振器ないしは増幅器を判別するも
のである。また、この発明は、信号表示部に表示された
測定信号の値が所定の範囲を超えた場合を報知する報知
手段を有したものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１に係るレーザ光測定装置１３４をレーザ
装置である励起レーザ装置１０１ａを構成する発振器１
０１の後段に配置した構成図である。発振器１０１は、
図２６の発振器１０１に相当するものである。以降、図
１乃至図２４において、従来例である図２５乃至図２７
と同一もしくは同等の部材および部位には、同一符号を
付し、重複する説明は省略する。

【００１９】発振器１０１は、例えば、半導体レーザで
ある励起光源１３１を用いてレーザ光を発生させ、この
レーザ光をレーザ媒質１３０の側面から照射する固体レ
ーザ装置の一つである半導体励起固体レーザ装置であ
る。レーザ媒質１３０は、ＹＡＧを用いている。レーザ
媒質１３０を挟んで、レーザ光をレーザ媒質１３０内に
閉じ込める共振器ミラー１３２，１３３が設けられてい
る。そのうち、共振器ミラー１３２はレーザ光の発振波
長に対してレーザ光を部分的に透過する部分透過ミラー
であり、共振器ミラー１３３は発振波長に対して全反射
する全反射ミラーである。共振器ミラー１３２を挟みレ
ーザ媒質１３０に対向する位置にはレーザ光測定装置１
３４が設けられている。

【００２０】図２は、レーザ光測定装置１３４の構成を
示す構成図である。レーザ光測定装置１３４には、レー
ザ光１０２の一部のみを集光光学系１３９に入射するた
めに分離し、他はそのまま通過させるビームスプリッタ
ー１３５が設けられている。集光光学系１３９は、レー
ザ光１０２の進行方向に対して略垂直な方向に設けられ
ている。集光光学系１３９を挟んでビームスプリッター
１３５と対向する位置には、ビームスプリッター１３５
で分離されたレーザ光１３６が集光光学系で集光された
レーザ光１３７を通過させる小円の貫通孔１４１を備え
た平板状のピンホール部材１４０が設けられている。ピ
ンホール部材１４０を挟んで、集光光学系１３９と対向
する位置には、貫通孔１４１を通過したレーザ光１３８
のレーザ出力を測定するレーザ強度測定器１４２が設け
られている。１４３はレーザ光強度測定器１４２により
測定したレーザ光の測定信号を図示しない報知装置であ
る表示装置に伝送する信号線である。

【００２１】ここで、集光光学系１３９、貫通孔１４
１、レーザ強度測定器１４２は、レーザ光１０２の光軸
がずれていない正常状態の場合に、ビームスプリッター
１３５で分離したレーザ光１３６のすべてがレーザ強度
測定器１４２に到達するように同一軸上に配置されてい
る。

【００２２】また、貫通孔１４１の径は、集光光学系１
３９で集光したレーザ光１３７のビームの径と略同一で
あり、すなわち貫通孔１４１の寸法が、レーザ光１３７
のビームの横断面寸法と略同一となっている。したがっ
て、レーザ光１０２の光軸がずれていない正常状態の場
合に、レーザ光１３６のすべてがレーザ強度測定器１４
２に到達するようになっている。

【００２３】次に動作について説明する。図１におい
て、電源線１３から励起光源１３１に電力が供給され、
半導体レーザ光が発生する。次に、この半導体レーザ光
をレーザ媒質１３０の側面に入射する。このレーザ光は
レーザ媒質１３０に吸収され、この吸収されたエネルギ
ーは半導体レーザ光とは異なる波長の光として放出され
る。この光を共振器ミラー１３２，１３３によりレーザ
媒質１３０内に閉じ込て光増幅を行うと同時に、共振器
ミラー１３２で部分透過して、この増幅されたレーザ光
の一部を取り出すことによりレーザ光１０２を発生させ
る。このレーザ光１０２をレーザ光測定装置１３４にて
測定する。

【００２４】図２において、レーザ光測定装置１３４に
入射されたレーザ光１０２はビームスプリッター１３５
により分離される。ビームスプリッター１３５により分
離されたレーザ光１３６は集光光学系１３９により集光
され、ピンホール部材１４０の貫通孔１４１を通過す
る。この通過したレーザ光１３８を第１のレーザ強度測
定器１４２に入射し、レーザ出力を測定する。レーザ強
度測定器１４２では、時間的に平均化したレーザ強度を
電気信号に変換し、測定信号として信号線１４３により
表示装置に出力する。

【００２５】ここで、レーザ光１０２の光軸がずれてい
ない正常状態の場合には、集光光学系１３９、貫通孔１
４１、レーザ強度測定器１４２は、同一軸上に配置さ
れ、かつ、集光光学系１３９により、レーザ光１３７の
ビーム径は貫通孔１４１の径と略同一に形成されている
ので、レーザ光測定装置１４２に入射されたレーザ光の
略すべてのビームが貫通孔１４１を通過し、レーザ強度
測定器１４２で測定できる。したがって、レーザ光１０
２の光軸がずれていない場合で、発振器１０１の異常に
より発振器１０１か出射したレーザ光１０２のレーザ出
力そのものが低下した場合、レーザ強度測定器１４２に
て測定されたレーザ強度が低下する。

【００２６】逆に、レーザ出力そのものは変化せずに、
レーザ光の光軸が変化した場合、図中の破線で示すよう
に、レーザ光１０２ａの光軸がずれているため、レーザ
光１０２ａは、レーザ光１３６ａ，１３７ａの経路をた
どる。レーザ光１３７ａの一部はピンホール部材１４０
の貫通孔１４１以外の部分により反射し、貫通孔１４０
を通過せずピンホール部材１４０により遮られるので、
レーザ光１３７ａの光軸がずれると、光軸がずれていな
い場合に対してレーザ強度測定器１４２にて測定された
レーザ強度が低下する。

【００２７】以上のように構成されたレーザ光測定装置
１３４が発振器１０１の後段に配置されることで、発振
器１０１のレーザ出力の低下、発振器１０１から出射さ
れたレーザ光１０２の光軸のずれという発振器１０１の
異常を検出できる。

【００２８】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２に係るレーザ光測定装置２３４の構成を示す構成
図であり、レーザ光測定装置２３４が後段に装着された
発振器１０１の異常の原因が、レーザ出力の変化なの
か、またはレーザ光１０２の光軸の変化なのかを区別で
きるものであり、ピンホール部材１４０の集光光学系１
３９側に、別個の第２のレーザ強度測定器２４２を設け
ている点が図２と異なる。

【００２９】図において、ピンホール部材１４０の集光
光学系１３９側の側面であり、貫通孔の周囲には、レー
ザ光を反射する反射部１４０ａが形成されている。ま
た、ピンホール部材１４０に対して集光光学系１３９側
には、反射部１４０ａで反射したレーザ光のレーザ強度
を測定する第２のレーザ強度測定器２４２が設けられて
いる。第２のレーザ強度測定器２４２では、時間的に平
均化したレーザ強度を電気信号に変換し、測定信号を信
号線２４３により図示しない表示装置に出力する。ピン
ホール部材１４０は、例えばアルミニウムの金属部材か
らなり、反射部１４０ａは、レーザ光が乱反射して第２
のレーザ強度測定器２４２に入射されるように、凹凸を
有する粗面を形成している。

【００３０】次に動作について説明する。図２と同様
に、図示しない発振器から出射されたレーザ光１０２を
ビームスプリッター１３５により一部分離したレーザ光
１３６は集光光学系１３９により集光される。集光光学
系１３９により集光されたレーザ光１３７は、ピンホー
ル部材１４０の貫通孔１４１を通過する。この通過した
レーザ光１３８は第１のレーザ強度測定器１４２に入射
し、レーザ強度が測定される。レーザ強度測定器１４２
では、時間的に平均化したレーザ強度を電気信号に変換
し、測定信号を信号線１４３により図示しない表示装置
に出力する。

【００３１】ここで、レーザ光１０２の光軸がずれてい
ない場合で、発振器１０１の異常により発振器１０１０
２か出射したレーザ光１０２のレーザ出力そのものが低
下した場合は、図２と同様に第１のレーザ強度測定器１
４２にてレーザ強度の低下が測定される。この際、レー
ザ光１０２の略すべてがピンホール部材１４０の貫通孔
１４１を通過する。ピンホール部材１４０の反射部１４
０ａから反射するレーザ光はほとんどないので、第２の
レーザ強度測定器２４２で測定されるレーザ強度は略０
である。

【００３２】逆に、レーザ出力そのものは変化せずに、
レーザ光の光軸が変化した場合、図中の破線で示すよう
に、レーザ光１０２ａの光軸がずれているため、レーザ
光１０２ａは、レーザ光１３６ａ，１３７ａの経路をた
どる。レーザ光１３７ａの一部はピンホール部材１４０
の反射部１４０ａにより反射し、この反射したレーザ光
のレーザ強度を第２のレーザ強度測定器２４２にて測定
する。この場合、第１のレーザ強度測定器１４２の測定
値が小さくなるともに、第２のレーザ強度測定器２４２
では所定量のレーザ強度が測定される。

【００３３】以上のように構成されたレーザ光測定装置
２３４では、第１のレーザ強度測定器１４２でのレーザ
強度測定値が低下した場合に、第２のレーザ強度測定器
２４２でのレーザ強度測定値の大きさにより、発振器１
０１のレーザ出力の低下、発振器１０１のレーザ光１０
２の光軸のずれのいずれの原因かを判別しつつ、発振器
１０１の異常を検出できる。

【００３４】なお、ピンホール部材１４０の貫通孔１４
１の径と、レーザ光１３７，１３７ａのビーム径との関
係は、レーザ光１３７，１３７ａの径が貫通孔１４１の
径より大きくなるようにした場合は、わずかなレーザ光
１０２の光軸のずれも測定することができる。一方、レ
ーザ光１３７，１３７ａのビーム径を貫通孔１４１の径
より小さくした場合は、これらの径の差の大きさによっ
て、許容できるレーザ光１０２の光軸のずれを定めるこ
とができる。また、この実施の形態２では、ビームスプ
リッター１３５は、レーザ光測定装置には内蔵していな
いが、レーザ光測定装置内に内蔵してもよい。

【００３５】実施の形態３．図４は、本実施の形態３に
係るレーザ光測定装置３３４の構成を示す構成図であ
る。レーザ光測定装置３３４は、図３のレーザ光測定装
置２３４、ビームスプリッター１３５，２３５およびレ
ーザパルス波形測定器３４０からなる。このレーザ光測
定装置３３４は、図１におけるレーザ光測定装置１３４
の代わりに設けられたものであり、発振器１０１の後段
に位置する。

【００３６】レーザ光測定装置３３４には、発振器１０
１から出射されたレーザ光１０２が入射されるビームス
プリッター１３５が設けられている。ビームスプリッタ
ー１３５では、レーザ光１０２の一部のみを隣接して設
けたビームスプリッター２３５に入射するために分離
し、他はそのまま通過させる。ビームスプリッター２３
５は、レーザ光１０２の進行方向に対して略垂直な方向
に設けられている。ビームスプリッター２３５を挟ん
で、ビームスプリッター１３５と対向する位置には、図
３に示すレーザ光測定装置２３４が設けられている。

【００３７】また、ビームスプリッター２３５から見て
レーザ光測定装置２３４と略直角の位置には、入射され
たレーザ光の波形を測定するレーザパルス波形測定器３
４０が設けられている。レーザパルス波形測定器３４０
は、発振器１０１の異常をレーザ光の波形から検出する
もので、時間的に平均化したレーザ光の強度を測定する
レーザ強度測定器では、測定できないレーザ光の波形か
ら発振器１０１の異常を検出するものである。３４１は
レーザパルス波形測定器３４０により測定したレーザ光
の測定信号を図示しない報知装置である表示装置に伝送
する信号線である。

【００３８】レーザ光測定装置２３４で測定すべきレー
ザ光２３６の一部がビームスプリッター２３５で分離さ
れ、レーザ光２３７がレーザパルス波形測定器３４０に
入射され、レーザ光２３８がレーザ光測定装置２３４に
入射される。

【００３９】以上のように構成されたレーザ光測定装置
３３４では、実施の形態２のレーザ光測定装置２３４と
同様な効果のほかに、発振器１０１のレーザ光の波形か
らも発振器１０１の異常を検出できる。

【００４０】なお、図中でレーザ光測定装置３３４に
は、レーザ光測定装置２３４を含む構成としたが、レー
ザ光測定装置２３４の代わりに図２に示すピンホール部
材を備えたレーザ光測定装置１３４を用いてもよい。ま
た、この際、レーザ光測定装置１３４のビームスプリッ
ター１３５は省略し、ビームスプリッタ２３８にレーザ
光を１０２を直接、入射してもよい。

【００４１】実施の形態４．図５は、本実施の形態４に
係るレーザ装置に用いられたレーザ光測定装置２３４の
配置を示す構成図である。レーザ装置は、レーザ光１０
２を発生する発振器１０１とこのレーザ光１０２の出力
を変化させる出力変換器である増幅器１０ａとを備えて
いる。本実施の形態４は、発振器１０１の後段にレーザ
光測定装置２３４を設けたものの変形例であり、発振器
１０１の後段の光分配光学系３０７内に配置された点が
図１と異なる。

【００４２】図において、光分配光学系３０７は、図１
８の光分配光学系７に相当するものであるが、図１８の
全反射ミラー６に替えて、ビームスプリッター３４４が
用いられている。このビームスプリッター３４４によ
り、発振器１０１からのレーザ光１０２がレーザ光測定
装置２３４に入射され、発振器１０１の異常を測定でき
る。

【００４３】実施の形態５．図６は、この発明の実施の
形態５に係るレーザ装置に、図２に示すレーザ光測定装
置１３４を配置した構成図であり、レーザ光測定装置１
３４が増幅器４１０ａのレーザ光２４が出射される側で
ある増幅器４１０ａの後段に配置された点が図１８と異
なる。ここで、レーザ光測定装置１３４の後段で、光フ
ァイバ入射部１４ａの前段に設けられているのは、レー
ザ光測定装置１３４のビームスプリッター１３５（図２
参照）を通過したレーザ光を集光して光ファイバ入射部
２８に入射するための集光光学系２７である。

【００４４】なお、図中で増幅器の４１０ａの後段には
レーザ光測定装置１３４を配置したが、レーザ光測定装
置１３４に代えて、図３に示すレーザ光測定装置２３４
あるいは図４に示すレーザ光測定装置２３４を配置して
もよい。ただし、レーザ光測定装置２３４を用いる場合
は、図３と同様にビームスプリッター１３５を設ける必
要がある。

【００４５】図７乃至１０は、レーザ光測定装置１３
４，２３４を増幅器の後段に配置する変形例である。こ
の変形例は、図６の増幅器４１０ａから出力されたレー
ザ光２４を分割して光ファイバ１４ａ１，１４ａ２，１
４ａ３に入射する構成の場合に用いられるレーザ光測定
装置１３４，２３４の配置例を示している。

【００４６】図７では、増幅器４１０ａから出力された
レーザ光２４がビームスプリッター４５，４６および全
反射ミラー４７で３つのレーザ光に分割する前にレーザ
光測定装置１３４に入射する配置になっている。

【００４７】図８では、図７に対して全反射ミラー４７
の代わりにビームスプリッター４８を用いて、３つのレ
ーザ光に分割された残余のレーザ光をレーザ光測定装置
２３４に入射する配置になっている。

【００４８】図９では、増幅器４１０ａから出力された
レーザ光２４がビームスプリッター４５、４６および全
反射ミラー４７で３つのレーザ光に分割された後の一つ
のレーザ光をレーザ光測定装置１３４に入射する配置に
なっている。この配置によれば、図８に示すレーザ光測
定装置１３４の配置に比べ、ビームスプリッタによる光
損失を低減してレーザ光２４をレーザ光測定装置１３４
に入射できる。図１０では、増幅器４１０ａから出力さ
れたレーザ光２４がビームスプリッター４５で分割され
た後のレーザ光をレーザ光測定装置１３４に入射する配
置になっている。

【００４９】このように、測定すべきレーザ光の出力を
変化させる増幅器の後段であって、次に、そのレーザ光
の出力を変化させる増幅器の前段であれば、レーザ光測
定装置１３４，２３４の配置はこれらの位置に限定され
るものではい。なお、レーザ光測定装置１３４，２３４
に代わって、図４のレーザ光測定装置３３４を用いても
よい。

【００５０】実施の形態６．図１１は、この発明の実施
の形態６に係るレーザ装置に用いられたレーザ光測定装
置１３４の配置を示す構成図である。レーザ装置は、図
６に示す増幅器４１０ａの後段に、出力変換器のひとつ
であり、増幅器４１０ａから出射されたレーザ光８であ
る基本波を所望の周波数成分である高調波を含むように
波長変換する波長変換装置２５が設けられ、波長変換装
置２５の後段にレーザ光測定装置１３４が配置されてい
る。レーザ光測定装置１３４では、図示しない光学フィ
ルターによりレーザ光の所望の周波数成分である高調波
のみ取り出して、レーザ強度を測定する。

【００５１】波長変換装置２５の後段には、レーザ光を
基本波と高調波に分離するダイクロイックミラー２６ａ
が設けられている。ダイクロイックミラー２６ａの後段
には、ダイクロイックミラー２６ａで分離された高調波
を、集光光学系２７を介して光ファイバ入射部２８に伝
送する全反射ミラー２６ｂが設けられている。また、ダ
イクロイックミラー２６ａの後段には全反射ミラー２６
ｂと方向を異にして、高調波が分離された基本波のレー
ザ光を吸収するダンパー２９が設けられている。

【００５２】波長変換装置２５から出射され、レーザ光
測定装置１３４を通過したレーザ光は、ダイクロイック
ミラー２６ａにて基本波と高調波に分離し、高調波を全
反射ミラー２６ｂにより反射し、集光光学系２７を介し
て光ファイバー入射部２８に入射する。また、基本波は
ダンパー２９に入射される。

【００５３】図１２乃至１４は、増幅器４１０ａの後段
に波長変換装置２５を備えたレーザ装置において、波長
変換装置２５の後段にレーザ光測定装置１３４、２３４
を配置した変形例である。

【００５４】図１２では、図１１と同様な増幅器４１０
ａの後段に波長変換装置２５が設けられている。増幅器
４１０ａから出射したレーザ光２４は波長変換装置２５
により波長変換される。波長変換装置２５の後段にはレ
ーザ光を基本波と高調波に分離するダイクロイックミラ
ー２６ａが設けられている。ダイクロイックミラー２６
ａの後段には、ダイクロイックミラー２６ａで分離され
た高調波を集光光学系２７を介して光ファイバ入射部２
８に伝送する全反射ミラー２６ｂが設けられている。こ
のダイクロイックミラー２６ａと全反射ミラー２６ｂと
の間に、レーザ光測定装置１３４が配置されている。ま
た、ダイクロイックミラー２６ａの後段には全反射ミラ
ー２６ｂと方向を異にして、高調波が分離された基本波
のレーザ光を吸収するダンパー２９が設けられている。

【００５５】図１３では、ダイクロイックミラー２６ａ
で分離された高調波からなるレーザ光を反射ミラー２６
ｂにより反射し、レーザ光測定装置１３４に入射できる
ように配置したものである。

【００５６】図１４では、図１３の全反射ミラー２６ｂ
の代わりにビームスプリッター５６を用い、高調波のレ
ーザ光の一部をレーザ光測定装置２３４に入射する。

【００５７】これらの変形例では、いずれもレーザ光測
定装置１３４あるいは２３４を高調波のみが分離された
レーザ光が入射する位置に配置しているので、図１１の
ように光学フィルターにより高調波のレーザ光のみを取
り出して測定する必要がなく、安価なレーザ装置を構成
できる。

【００５８】図１５乃至１８は、図１２乃至１４と同様
に、波長変換装置の後段にレーザ光測定装置１３４ａ，
１３４ｂを配置する変形例であるが、波長変換装置２５
ａ，２５ｂが２つ配置されている点が異なる。図１５乃
至１８は、いずれも、図１１の増幅器４１０ａと同様な
増幅器から出射されるレーザ光が大出力の場合、レーザ
光を２本に分割して有効利用しようとするものであり、
２本に分割されたレーザ光はそれぞれ、光ファイバ１４
ａ１、１４ａ２に入射される。ここで、２６ｃはダイク
ロイックミラー、２６ｄは全反射ミラー、２７ａ，２７
ｂは集光光学系、２８ａ，２８ｂは光ファイバー入射
部、２９ａ，２９ｂはダンパー、５７はビームスプリッ
ター、５８は反射ミラーである。レーザ光測定装置１３
４ａ，１３４ｂは、例えば、レーザ光測定装置１３４と
同一のものである。

【００５９】図１５では、波長変換装置２５ａから出射
されたレーザ光の光路中にレーザ光測定装置１３４ａを
配置する。レーザ光測定装置１３４ａを通過したレーザ
光をダイクロイックミラー２６ａにて基本波と高調波に
分離し、高調波を全反射ミラー２６ｂにより反射し、集
光光学系２７ｂにより光ファイバー入射部２８ｂに入射
する。ダイクロイックミラー２６ａを通過した基本波は
波長変換装置２５ｂに入射される。波長変換装置２５ｂ
から出射されたレーザ光の光路中にレーザ光測定装置１
３４ｂを配置する。ダイクロイックミラー２６ｃにて基
本波と高調波に分離し、高調波を全反射ミラー２６ｄに
より反射し、集光光学系２７ａにより光ファイバー入射
部２８ａに入射する。また、ダイクロイックミラー２６
ｂを通過した基本波をダンパー２９に入射する。レーザ
光測定装置１３４ａ，１３４ｂでは、図示しない光学フ
ィルターによりレーザ光の所望の周波数成分である高調
波のみ取り出して、レーザ強度を測定する。

【００６０】図１６では、レーザ光２４をビームスプリ
ッター５７にて２つに分割する。ビームスプリッター５
７を通過したレーザ光を波長変換装置２５ａに入射す
る。波長変換装置２５ａから出射されたレーザ光の光路
中にレーザ光測定装置１３４ａを配置する。レーザ光測
定装置１３４ａを通過したレーザ光をダイクロイックミ
ラー２６ａにて基本波と高調波に分離し、高調波を全反
射ミラー２６ｂにより反射し、集光光学系２７ａにより
光ファイバー入射部２８ａに入射する。また、ダイクロ
イックミラー２６ａを通過した基本波をダンパー２９ａ
に入射する。ビームスプリッター５７にて反射したレー
ザ光を全反射ミラー５８により反射させ、波長変換装置
２５ｂに入射する。波長変換装置２５ｂから出射された
レーザ光の光路中にレーザ光測定装置１３４ｂを配置す
る。レーザ光測定装置１３４ｂを通過したレーザ光をダ
イクロイックミラー２６ｃにて基本波と高調波に分離
し、高調波を全反射ミラー２６ｄにより反射し、集光光
学系２７ａにより光ファイバー入射部２８ｂに入射す
る。また、ダイクロイックミラー２６ｃを通過した基本
波をダンパー２９ｂに入射する。

【００６１】図１７では、波長変換装置２５ａから出射
されたレーザ光の光路中にレーザ光測定装置１３４ａを
配置する。レーザ光測定装置１３４ａを通過したレーザ
光をダイクロイックミラー２６ａにて基本波と高調波に
分離する。図１５と異なり、ダイクロイックミラー２６
ａにより高調波を集光光学系２７ａ側に通過させ、集光
光学系２７ａにより光ファイバー入射部２８ａに入射す
る。ダイクロイックミラー２６ａにて反射した基本波は
波長変換装置２５ｂに入射される。波長変換装置２５ｂ
から出射されたレーザ光の光路中にレーザ光測定装置１
３４ｂを配置する。ダイクロイックミラー２６ｂにて基
本波と高調波に分離し、高調波をダイクロイックミラー
２６ｂにより反射し、集光光学系２７ｂにより光ファイ
バー入射部２８ｂに入射する。また、ダイクロイックミ
ラー２６ｂを通過した基本波はダンパー２９に入射され
る。

【００６２】なお、図１５乃至１７のレーザ光測定装置
３４ａ，３４ｂは、図２乃至４に示したレーザ光測定装
置１３４，２３４，３３４のいずれを用いてもよい。

【００６３】実施の形態７．図１８は、この発明の実施
の形態７に係るレーザ装置に用いられたレーザ光測定装
置１３４の配置を示す構成図である。図１８において、
発振器５０１およびレーザ光の出力を変化させる出力変
換器である増幅器５１０ａのそれぞれの後段の位置、す
なわち発振器５０１で発生したレーザ光あるいは増幅器
５１０ａで発生したレーザ光が入射する位置にレーザ光
測定装置１３４が配置されている。それぞれのレーザ光
測定装置１３４には、信号線４２，０ａ，５０ｂ，５０
ｃ，５０ｄがそれぞれ設けられ、発振器５０１および出
力変換器のレーザ出力の異常を知らせる報知装置である
表示装置４９に接続されている。したがって、レーザ光
測定装置１３４の測定信号は、信号線４２，５０ａ，５
０ｂ，５０ｃ，５０ｄを介して表示装置４９に伝送され
る。

【００６４】図１９は、表示装置４９の構成を示す構成
図である。表示装置４９には、信号線４２，５０ａ，５
０ｂ，５０ｃ，５０ｄを接続する信号入力部５１が設け
られている。信号入力部５１には、例えば、レーザ光測
定装置１３４で測定したレーザ強度からなる測定信号で
ある入力信号をデジダル変換するＡ／Ｄ変換器が設けら
れている。信号入力部５１の後段には、デジダル変換し
た入力信号を保存する信号保存部５２が設けられてい
る。また、信号入力部５１の後段には、さらに、デジダ
ル変換した入力信号と信号保存部５２に保存されたデー
タとを比較する演算処理部５３が設けられている。演算
処理部５３の後段には、演算処理部５３で演算結果をＤ
／Ａ変換する信号出力部５４が設けられている。信号出
力部５４の後段には、レーザ出力が低下した発振器、増
幅器の部位を特定して表示する信号表示部５５が設けら
れている。

【００６５】次に動作について説明する。図１９におい
て、まず、レーザ装置の運転開始後に、信号入力部５１
は、各レーザ光測定装置１３４から入力された測定信号
をＡ／Ｄ変換した後にその信号を運転初期の信号とし
て、信号保存部５２に出力する。この信号は信号保存部
５２に保存される。次に、レーザ装置の運転中は、信号
入力部５１は入力信号をＡ／Ｄ変換して演算処理部５３
に出力する。演算処理部５３は保存していた運転初期の
信号を信号保存部５２から読み出し、信号入力部５１か
ら出力された信号と保存していた信号の比率、あるいは
差を算定して２つの信号の大小を比較する。演算処理部
５３は信号の大小を比較した演算結果を信号出力部５４
に出力する。この演算結果を信号出力部５４にてＤ／Ａ
変換した後に信号表示部５５に出力する。信号表示部５
５はレーザ出力が低下した部位を表示する表示ランプを
もつメータである。発振器あるいは増幅器からの測定信
号の演算結果に異常が発生した際、レーザ出力が低下し
た発振器あるいは増幅器を表示ランプにより示す。

【００６６】図１８において、レーザ装置の運転中に、
４つの増幅器５１０ａのうち、１台の増幅器５１０ａの
レーザ出力が低下した場合を想定する。この際、発振器
５０１からのレーザ光２を入射した、４台の増幅器５１
０ａのレーザ光測定装置１３４の測定信号と初期の信号
との変化量を比較して、１台の増幅器５１０ａのレーザ
光測定装置１３４の測定信号のみが変化して、他の３台
の増幅器５１０ａのレーザ光測定装置１３４の測定信号
が同様に変化していないなら、測定信号が変化した１台
の増幅器のレーザ出力が低下したと判定できる。また、
発振器５０１の後段にもレーザ光測定装置１３４を配置
してあるので、発振器５０１のレーザ出力低下も、増幅
器５１０ａと同様に測定信号が変化することを捕らえて
発振器５０１のレーザ出力が低下したと判定できる。

【００６７】以上のように構成することで、発振器５０
１あるいは増幅器５１０ａに設けたレーザ光測定装置１
３４から出力された測定信号に基づいて、これらの測定
信号を入力して初期の信号との大小を比較した演算結果
を表示したり、発振器あるいは出力変換器である増幅器
のレーザ出力の異常を報知する報知装置である表示装置
を設けることにより、異常のある発振器または増幅器を
容易に判別し、簡単に交換することができるので、発振
器および増幅器を多数組み合わせた高出力、かつ、高指
向性なレーザ装置の稼働率を低下させることがない。

【００６８】この実施の形態７の変形例として、発振器
５０１の後段にレーザ光測定装置を配置しなくても、４
つの増幅器のレーザ出力測定結果から、発振器５０１の
レーザ出力が低下したと判定することもできる。すなわ
ち、増幅器５１０ａの測定信号が４台とも同様に変化し
たなら、発振器５０１のレーザ光の出力が低下したこと
と判定できる。

【００６９】なお、信号表示部５５は、デジタルメー
タ、ブラウン管、液晶でもよい。また、表示形式につい
ては、例えばブラウン管の画面上に、発振器、増幅器の
うち、レーザ出力が低下した異常なものと正常なものと
を異なる色にて示してもよく、あるいは各測定値の時間
的な変化の比率、差を表示しても、各測定値をそのまま
表示してもよい。

【００７０】実施の形態８．上記、各実施の形態に係る
レーザ光測定装置１３４は発振器１０１より入射された
レーザ光１０２をビームスプリッタ１３５により一部を
レーザ装置以降に透過させ、一部をレーザ強度測定器１
４２方向に反射させた。この結果、ビームスプリッタ１
３５に光損失あったり、レーザ装置以降にレーザ光を射
出した状態でレーザ強度を測定することとなり作業の安
全上、好ましくなかった。本実施の形態はこのような課
題を簡易な構成で解消できるレーザ装置を提供するもの
である。以下、本実施の形態に係るレーザ装置を各添付
図面に従って説明する。図２０は本実施の形態における
レーザ発振器と異常検出装置との関係を示す図である。
尚、図中、図２および図２６と同一符号は同一または相
当部分を示す。図において、１３４はレーザ発振器１０
１に内臓されたレーザ光測定装置であり、このレーザ光
測定装置１３４は発振器１０１より出力されたレーザ光
２の強度を測定し、測定値が所定値以下の時にシャッタ
ー駆動信号６５を出力する。６０は異常検出装置であ
り、この異常検出装置６０は、シャッター駆動信号６５
を入力時にレーザ発振器１０１より出射されたレーザ光
２の外部出力を遮断し、レーザ光測定装置６２の方向に
反射させる。

【００７１】図２１は本実施の形態に係るシャッター装
置６１の構成の一例を示す図である。図において、６１
ｅはシャッターであり、このシャッター６１ｅはシャッ
ター動作不要時には図２１に示す破線の位置にあってレ
ーザ光２を外部に出射し、シャッター動作時にはレーザ
光の出射光路を遮る位置に降りる。また、６１ａはシャ
ッター駆動信号６５によりシャッター制御信号を信号線
６１ｂを通してシャッター駆動装置６１ｃに送るシャッ
ター制御装置である。シャッター駆動装置６１ｃが動作
すると伝達機構６１ｄによりシャッター６１ｅに駆動力
を伝える。

【００７２】図２２はシャッター６２ｅにより反射され
たレーザ光２ａを測定するレーザ光測定装置６２の構成
の一例を示す。図において、６３はビームスプリッタで
あり、このビームスプリッタ６３はシャッター装置６１
から反射されてきたレーザ光２ａを分割し、一方のレー
ザ光６８をレーザ出力測定装置６４へ、他方のレーザ光
６７をレーザパルス波形測定装置６９に入射させる。図
２３は、本実施の形態に係るレーザ装置の全体構成を示
す図である。本装置は異常検出装置６０を発振器１０１
の後段と増幅器１０ａ〜１０ｄの後段に設け、且つ、レ
ーザ発振器１０１、各増幅器１０ａ〜１０ｄより測定用
のレーザ光を入力して処理し、その強度等を表示する表
示装置４９Ａを備えている。図において、６０はレーザ
発振器１０１より出力されたレーザ光を入力する異常検
出装置、６０ａ〜６０ｄは各増幅器１０ａ〜１０ｄから
のレーザ光５９ａ〜５９ｄをそれぞれ入力する異常検出
装置である。なお、図２３においては、レーザ発振器１
０１、増幅器１０ａ〜１０ｄには、レーザ光出射口にレ
ーザ光測定装置１３４が配置されている。

【００７３】次に、本実施の形態の動作について説明す
る。図２１において、シャッター駆動信号６５が表示装
置４９Ａから出力されない場合は、異常検出装置６０に
おけるシャッター装置６１が動作しないため、レーザ発
振器１０１から出力されたレーザ光２はシャッター装置
６１内を通過する。ここでレーザ出力の異常時、レーザ
出力の調整時、又はレーザ光測定時に、表示装置４９Ａ
からシャッター駆動信号６５が出力されると、シャッタ
ー装置６１が動作し、レーザ光２はシャッター６１ｅに
より遮断され、遮断されたレーザ光２はシャッター６１
ｅにより反射されてレーザ光測定装置６２に入射されて
レーザ光の測定が行われる。

【００７４】シャッター装置６１の詳細な動作として
は、シャッター駆動信号６５が出力されない場合、シャ
ッター６１ｅは開位置にあり、レーザ光２はシャッター
６１ｅに干渉されずシャッター装置６１内を通過する。
しかし、シャッター駆動信号６５が入力されると、シャ
ッター制御装置６１ａよりシャッター駆動信号６１ｂが
シャッター駆動装置６１ｃへ出力され、伝達機構６１ｄ
によりシャッター６１ｅが閉じてシャッター閉位置とな
る。この結果、レーザ光２はシャッター６１ｅにより反
射されレーザ光２ａとしてレーザ光測定装置６２に入射
される。

【００７５】次にシャッター装置６１が動作して、反射
レーザ光２ａがレーザ光測定装置６２に入射されると、
ビームスプリッタ６３により、レーザ光６７，６８に光
分割される。レーザ光６８はレーザ出力測定装置６４に
入射されレーザ出力が測定される。レーザ出力測定装置
６４は時間的に平均化したレーザ強度を電気信号に変換
し、測定信号として信号線６２ａより表示装置４９Ａに
出力される。また、レーザ光６７はレーザパルス波形測
定装置６９に入射され、レーザパルス波形を測定する。
レーザパルス波形測定装置６９は時間的に変化するレー
ザ強度を電気信号に変換し、測定信号として信号線６２
ｂより表示装置４９Ａに出力される。

【００７６】また、図２３に示すように、レーザ発振器
１０１の後段に加えて、各増幅器１０ａ〜１０ｄの出射
光路中に異常検出装置６０ａ〜６０ｄを設け、且つ、レ
ーザ発振器１０１，各増幅器１０ａ〜１０ｄに内臓した
レーザ光測定装置１３４から出力される測定信号を演算
処理し、処理結果を表示装置４９Ａに表示することで、
シャッター動作時におけるレーザ発振器１０１，各々の
増幅器１０ａ〜１０ｄのレーザ光の状態を知ることがで
きると共に、レーザ光測定装置１３４から出力される測
定信号の演算処理結果を表示装置４９Ａに表示すること
ができる。

【００７７】図２４は、本実施の形態に係るレーザ装置
に用いた表示装置４９Ａの構成を示す。図において、４
９ａは信号入力部であり、この信号入力部４９ａは図２
３に示すレーザ発振器１０１および各増幅器１０ａ〜１
０ｄに内蔵されたレーザ光測定装置１３４から信号線６
０ｓ、６３ａ〜６３ｄを通して測定信号を入力し、且
つ、各異常検出器６０におけるシャッタ６２ｅにより反
射された測定用レーザ光を入力する。

【００７８】４９ｂは測定初期時の測定信号を保存する
信号保存部、４９ｃは信号保存部４９ｂに保存された初
期の測定信号とその後に測定され信号入力部４９ａに入
力された測定信号とを各レーザ光測定装置１３４毎に比
較して大小を判定する演算処理部（比較演算部）、４９
ｄは比較演算結果を入力し、例えばＤ／Ａ変換して信号
表示部４９ｅに出力する信号出力部、４９ｆは信号出力
部４９ｄからの出力信号に基づいてシャッター駆動信号
６５，６６ａ〜６６ｄを異常検出装置６０，６０ａ〜６
０ｄに出力するシャッター駆動部、４９はシャッター駆
動部４９ｆに対して手動操作で駆動信号を入力し、手動
操作にてシャッター駆動信号６５，６６ａ〜６６ｄを出
力させる手動操作部である。

【００７９】次に、本実施の形態の動作を説明する。発
振器１０１に内蔵されたレーザ光測定装置１３４から出
力された測定信号は信号線６０ｓを通して表示装置４９
Ａに入力される。また、複数の増幅器１０ａ〜１０ｄに
内蔵されたレーザ光測定装置１３４から出力された測定
信号は信号線６３ａ〜６３ｄを通して表示装置４９Ａに
入力される。

【００８０】レーザ装置の運転中は、ある一定時間毎、
またはレーザ出力の測定を必要とするとき、またはレー
ザ装置の異常時等でシャッター装置６１を作動させる
と、レーザ光測定信号がレーザ光測定装置１３４から表
示装置４９ａの信号入力部４９ａに入力される。信号入
力部４９ａは入力信号を比較演算部４９ｃに出力する。
比較演算部４９ｃは信号保存部４２から初期の測定信号
を読み出し、この初期の測定信号とその後信号入力部４
９ａから出力された測定信号との比率ないしは差を算定
して２つの測定信号の大小を比較する。

【００８１】比較演算部４９ｃは信号の大小を比較した
演算結果を信号出力部４９ｄに出力する。この演算結果
を信号出力部４９ｄにて例えばＤ／Ａ変換した後に信号
表示部４９ｅに出力する。信号表示部４９ｅはアナログ
メータ、デジタルメータないしはブラウン管や液晶等の
表示装置により構成される。

【００８２】発振器１０１ないしは増幅器６０ａ〜６０
ｄからの測定信号の演算結果に異常が発生した場合、信
号表示部４９ｅは、レーザ出力が低下した装置、即ち発
振器１０１あるいは増幅器１０を表示ランプ等により示
す。また、信号表示部４９ｅをブラウン管にて構成した
場合、画面上にて、レーザ出力が低下した装置の表示を
正常な装置と異なる色にて示す。

【００８３】また、レーザ装置の運転中に、例えば、複
数の増幅器１０ａ〜１０ｄの内、１台の増幅器１０ｃの
レーザ出力が低下した場合を想定する。この際、同じ１
台の発振器からのレーザビーム２を入射した、例えば４
台の増幅器１０ａ〜１０ｄに対応するレーザ光測定装置
の測定信号の変化量を比較して、他の３台の増幅器１０
ａ，１０ｂ，１０ｄの測定信号が同様に変化しないと
き、上記の１台の増幅器６０ｃのレーザ出力が低下した
と判定できる。また、４台の増幅器１０ａ〜１０ｄとも
測定信号が同様に変化したなら、発振器１０１のレーザ
光の出力が低下したことが分かる。このような比較操作
を比較演算部４９ｃにて行い、異常が発生した装置を信
号表示部４９ｅに表示する。上記、説明はレーザ装置の
通常運転中に定期的にレーザ出力の測定を行った場合
に、測定レーザ光に異常が検出された時に自動的にシャ
ッター６１ｅを駆動させた。しかし、シャッター６１ｅ
を手動操作に駆動し、シャッター６１ｅにて反射したレ
ーザ光を表示装置４９Ａに、レーザ発振器１０１の出力
調整、増幅器６０の調整用モニタ信号として入力するこ
ともできる。以上のように、本実施の形態によれば、レ
ーザ装置を構成する発振器１０１から出射したレーザ光
２の光路中、および増幅器１０から出射したレーザ光２
の光路中にシャッター装置６１を内蔵した異常検出装置
６０を設け、出射されたレーザ光の異常時にシャッター
装置６１を動作させ表示装置４９Ａに入力することによ
り、発振器１０１および増幅器１０からのレーザ光の出
力状態を知ることができる。また、レーザ出力調整時お
よびレーザ光測定時に、シャッター装置６１を手動操作
させることにより、レーザ光２をレーザ装置以降に出力
することなく安全に発振器１０１および増幅器１０から
射出されたレーザ光２を表示装置４９Ａで監視できる。
また、本実施の形態によれば、通常運転時はレーザ光２
をビームスプリッタ等の光分割をしないため、光損失が
なく高効率なレーザ装置を得ることができる。また、レ
ーザ装置を構成する増幅器１０ａ〜１０ｄから出射した
レーザビームの光路中にシャッター装置６１を内蔵した
異常検出装置６０を設けることにより、増幅器１０ａ〜
１０ｄの異常の際にシャッター装置６１を動作させるこ
とで増幅器１０ａ〜１０ｄからの出射レーザ光５９ａ〜
５９ｄの状態を表示装置４９Ａでモニタすることができ
る。また、増幅器１０ａ〜１０ｄの調整時および増幅レ
ーザ光測定時に、シャッター装置６１を手動操作させる
ことにより、レーザ光５９ａ〜５９ｄを増幅器１０ａ〜
１０ｄ以降に出力することなく安全に増幅器１０ａ〜１
０ｄより出射されたレーザ光５９ａ〜５９ｄを監視でき
る。なお、本実施の形態８では、同位体分離用色素レー
ザ多段増幅装置に対して励起レーザを出力する場合で説
明したが、例えば、複数の光ファイバーを用いたレーザ
加工装置やレーザ医療装置であってもよく、上記と同様
の効果を奏する。また、実施の形態８では、パルスレー
ザ装置に対して説明したが、例えば、連続発振のレーザ
装置であってもよく、上記と同様の効果を奏する。

【００８４】

【発明の効果】この発明によれば、レーザ光のビームを
通過させる貫通孔をもつピンホール部材と、ピンホール
部材を通過したレーザ光の出力を測定する第１のレーザ
強度測定器とを備え、レーザ光の光軸がずれた場合に、
ピンホール部材によりレーザ光が一部遮られて、貫通孔
を通過するレーザ光の強度が変化するようにしたので、
レーザ強度測定器による測定対象物である発振器、増幅
器等のレーザ光の強度の変化およびレーザ光の光軸のず
れを容易に測定できるという効果がある。

【００８５】また、この発明によれば、レーザ光測定装
置が、反射部において反射したレーザ光の出力を測定す
る第２のレーザ強度測定器を備え、ピンホール部材が、
レーザ光入射側の貫通孔の周囲にレーザ光を反射する反
射部を備えているので、レーザ強度測定器による測定対
象物である発振器、出力変換器等のレーザ光の強度の変
化およびレーザ光の光軸のずれのいずれに起因する異常
かを容易に測定できるという効果がある。

【００８６】また、この発明によれば、貫通孔の寸法
が、レーザ光のビームの断面寸法と略同一であるので、
レーザ強度測定器による測定対象物である発振器、出力
変換器のレーザ光の強度の変化およびレーザ光の光軸の
ずれのいずれに起因する異常かを容易に測定できるとも
に、レーザ光の光軸のずれを精度良く測定できるという
効果がある。

【００８７】また、この発明によれば、レーザ光測定装
置が、レーザ光測定装置で測定すべきレーザ光の一部が
入射されるレーザパルス波形測定器を備えているので、
このレーザ光測定装置が後段に配置された発振器、出力
変換器から出射されるレーザ光の波形に関連する発振
器、出力変換器の異常であるかを容易に測定できるとい
効果がある。

【００８８】また、この発明によれば、レーザ光を発生
する発振器とレーザ光の出力を変化させる出力変換器と
をもつレーザ装置において、発振器および出力変換器の
少なくとも一方の後段に、この発明に係るレーザ光測定
装置が配置されているので、多数の発振器、出力変換器
を組み合わせたレーザ装置であっても、異常のある発振
器および出力変換器を容易に特定できるという効果があ
る。

【００８９】また、この発明によれば、レーザ光測定装
置から出力された測定信号に基づき、発振器および出力
変換器の少なくとも一方のレーザ出力の異常を知らせる
報知装置を備えているので、異常のある発振器および出
力変換器をさらに容易に特定できるという効果がある。

【００９０】また、この発明によれば、出力変換器がレ
ーザ光の出力を増幅する機能を有することで、異常のあ
る増幅器を簡単に判別できるという効果がある。

【００９１】また、この発明によれば、出力変換器がレ
ーザ光の波長を高調波に変換する波長変換機能を有する
ことで、発振器の周波数によらず、レーザ装置の使用目
的あわせた所望な波長のレーザ装置を得ることができる
という効果がある。

【００９２】また、この発明によれば、出力されたレー
ザ光の強度を測定してレーザ光の異常検出を行う異常検
出手段と、この異常検出結果に基づき上記レーザ光の外
部への出射を遮断し、上記レーザ光測定測定装置へ反射
させて入射させるレーザ光遮断機構とを備えたので、レ
ーザ光の出力調整時、及びレーザ光測定時、シャッター
装置を作動させることにより、レーザ光を励起レーザ装
置以降に出力することなく安全に発振器のレーザ光を監
視できるという効果がある。

【００９３】また、通常運転時はレーザ光測定のために
ビームスプリッタ等の光分割をしないため、光損失がな
く高効率なレーザ装置を得ることができるという効果が
ある。

【００９４】また、この発明によればレーザ光測定装置
から出力された測定信号を入力する信号入力部と、入力
された装置動作初期時の信号を保存する信号保存部と、
この信号保存部に保存された動作初期時の信号とその後
に入力された信号との大小比較の演算を行う演算処理部
と、この演算結果を表示する信号表示部とを設け、演算
処理結果に基づきに異常の発振器ないしは増幅器を判別
することで、メンテナンスが容易になるという効果があ
る。

【００９５】また、この発明は、信号表示部に表示され
た測定信号の値が所定の範囲を超えた場合を報知する報
知手段を有したことで、異常状態を拡大せずに早期に認
知することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係るレーザ光測定
装置をレーザ装置を構成する発振器の後段に配置した構
成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係るレーザ光測定
装置の構成を示す構成図である。

【図３】 この発明の実施の形態２に係るレーザ光測定
装置の構成を示す構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態３に係るレーザ光測定
装置の構成を示す構成図である。

【図５】 この発明の実施の形態４に係るレーザ装置の
発振器の後段にレーザ光測定装置を配置した構成図であ
る。

【図６】 この発明の実施の形態５に係るレーザ装置の
増幅器の後段にレーザ光測定装置を配置した構成図であ
る。

【図７】 この発明の実施の形態５に係るレーザ装置の
増幅器の後段にレーザ光測定装置を配置した変形例の構
成図である。

【図８】 この発明の実施の形態５に係るレーザ装置の
増幅器の後段にレーザ光測定装置を配置した変形例の構
成図である。

【図９】 この発明の実施の形態５に係るレーザ装置の
増幅器の後段にレーザ光測定装置を配置した変形例の構
成図である。

【図１０】 この発明の実施の形態５に係るレーザ装置
の増幅器の後段にレーザ光測定装置を配置した変形例の
構成図である。

【図１１】 この発明の実施の形態６に係るレーザ装置
の波長変換装置の後段にレーザ光測定装置を配置した構
成図である。

【図１２】 この発明の実施の形態６に係るレーザ装置
の波長変換装置の後段にレーザ光測定装置を配置した変
形例の構成図である。

【図１３】 この発明の実施の形態６に係るレーザ装置
の波長変換装置の後段にレーザ光測定装置を配置した変
形例の構成図である。

【図１４】 この発明の実施の形態６に係るレーザ装置
の波長変換装置の後段にレーザ光測定装置を配置した変
形例の構成図である。

【図１５】 この発明の実施の形態６に係るレーザ装置
の波長変換装置の後段にレーザ光測定装置を配置した変
形例の構成図である。

【図１６】 この発明の実施の形態６に係るレーザ装置
の波長変換装置の後段にレーザ光測定装置を配置した変
形例の構成図である。

【図１７】 この発明の実施の形態６に係るレーザ装置
の波長変換装置の後段にレーザ光測定装置を配置した変
形例の構成図である。

【図１８】 この発明の実施の形態７に係るレーザ光測
定装置を用い、表示装置を備えたレーザ装置の構成を示
す構成図である。

【図１９】 この発明の実施の形態７に係るレーザ光測
定装置を用いたレーザ装置の表示装置の構成を示した構
成図である。

【図２０】 この発明の実施の形態８に係るレーザ装置
の構成の一例である。

【図２１】 この発明の実施の形態８に係るレーザ装置
に設けたシャッターの構成を示す図である。

【図２２】 この発明の実施の形態８に係るレーザ装置
に設けたレーザ光測定装置の構成を示す図である。

【図２３】 この発明の実施の形態８に係るレーザ装置
の構成を示す図である。

【図２４】 この発明の実施の形態８に係る表示装置の
構成を示す図である。

【図２５】 従来の固体レーザ装置を励起レーザ装置と
して複数用いた色素レーザ多段増幅システムを示す構成
図である。

【図２６】 図２５に示す励起レーザ装置をＡ方向から
見た側面図である。

【図２７】 従来の励起レーザ装置の増幅器の後段に波
長変換装置を配置した構成図である。

【符号の説明】

１０１ 発振器、２ レーザ光、１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１０ｄ，４１０ａ増幅器、２５，２５ａ，２５ｂ，
２５ｃ 波長変換装置、１３９ 集光光学系、３０ レ
ーザ媒質、３１ 励起光源、１３４，１３４ａ，１３４
ｂ，２３４，３３４ レーザ光測定装置、４９，４９ａ
表示装置、１４０ ピンホール部材、１４０ａ 反射
部、１４１ 貫通孔、１４２ 第１のレーザ強度測定
器、２４２ 第２のレーザ強度測定器、６２，２３４
レーザ光測定装置、３４０ レーザパルス波形測定器、
６０ 異常検出装置、６１ シャッタ装置、６１ｅ シ
ャッタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多田 稔 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 美濃和 芳文 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G065 AA04 AB02 AB04 AB09 AB14 BA01 BB02 BB11 BB14 BB21 BB22 BB26 BB27 BC03 BC13 BC14 BC20 BC28 BD02 BD03 BD04 BD06 CA27 DA05 DA10 DA20 4E068 CA06 CA18 5F072 AB01 JJ05 JJ11 JJ20 KK09 KK12 KK15 KK30 MM05 PP07 QQ02 SS06 YY01 YY03 YY06

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光のビームを通過させる貫通孔を
   もつピンホール部材と、 上記ピンホール部材を通過した上記レーザ光の出力を測
   定する第１のレーザ強度測定器とを備え、 上記レーザ光の光軸がずれた場合に、上記ピンホール部
   材により上記レーザ光の一部が遮られて、上記貫通孔を
   通過する上記レーザ光の強度が変化するようにしたこと
   を特徴とするレーザ光測定装置。
2. 【請求項２】 上記ピンホール部材が、上記レーザ光入
   射側の上記貫通孔の周縁に上記レーザ光を反射する反射
   部を備え、この反射部において反射したレーザ光の出力
   を測定する第２のレーザ強度測定器を備えたことを特徴
   とする請求項１記載のレーザ光測定装置。
3. 【請求項３】 上記貫通孔の寸法が、上記レーザ光のビ
   ーム断面寸法と略同一であることを特徴とする請求項１
   あるいは２記載のレーザ光測定装置。
4. 【請求項４】 強度測定すべきレーザ光の一部が入射さ
   れるレーザパルス波形測定器を備えたことを特徴とする
   請求項１乃至３のいずれか記載のレーザ光測定装置。
5. 【請求項５】 レーザ光を発生する発振器と、この発生
   したレーザ光の出力を変化させる出力変換器とを備え、
   上記発振器および上記出力変換器の少なくとも一方の後
   段に、請求項１乃至４のいずれか記載のレーザ光測定装
   置が配置されたことを特徴とするレーザ装置。
6. 【請求項６】 上記レーザ光測定装置から出力された測
   定信号に基づき、上記発振器および上記出力変換器の少
   なくとも一方のレーザ出力の異常を知らせる報知装置を
   備えたことを特徴とする請求項５記載のレーザ装置。
7. 【請求項７】 上記出力変換器が上記レーザ光の出力を
   増幅する増幅機能を備えたことを特徴とする請求項５あ
   るいは６記載のレーザ装置。
8. 【請求項８】 上記出力変換器が上記レーザ光の波長を
   高調波に変換する波長変換機能を備えたことを特徴とす
   る請求項５乃至７のいずれか記載のレーザ装置。
9. 【請求項９】 出力されたレーザ光の強度を測定してレ
   ーザ光の異常検出を行う異常検出手段と、この異常検出
   結果に基づき上記レーザ光の外部への出射を遮断し、上
   記レーザ光測定測定装置へ反射させて入射させるレーザ
   光遮断機構とを備えたことを特徴とする請求項５乃至８
   のいずれか記載のレーザ装置。
10. 【請求項１０】 上記レーザ光測定装置から出力された
    測定信号を入力する信号入力部と、入力された装置動作
    初期時の信号を保存する信号保存部と、この信号保存部
    に保存された上記動作初期時の信号とその後に入力され
    た信号との大小比較の演算を行う演算処理部と、この演
    算結果を表示する信号表示部とを設けたことを特徴とす
    る請求項９に記載のレーザ装置。
11. 【請求項１１】 上記信号表示部は、前記測定信号の値
    が所定の範囲を超えた場合を報知する報知手段を有する
    ことを特徴とする請求項１０に記載のレーザ装置。