JP2749369B2 - レーザビームのモード可変方法およびレーザ発振器 - Google Patents
レーザビームのモード可変方法およびレーザ発振器Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、レーザービームのモード可変方法および
レーザー発振器に関する。
レーザー発振器に関する。
（従来の技術） 従来、レーザー発振器のレーザービーム形状、すなわ
ち発振横モードの強度分布（以下単にモードと称す。）
は、その光共振器内に設置されたアパーチャと称する開
口部の径によって決定されている。これは光共振器を構
成する複数枚のミラーの曲率半径及びそのミラー間隔で
ある光路長（以下共振器長と称す）によって示される光
ビームの電界強度伝播式に対し有限の開口径を境界条件
として与えることで高次の横モードを抑制してやる方法
である。
ち発振横モードの強度分布（以下単にモードと称す。）
は、その光共振器内に設置されたアパーチャと称する開
口部の径によって決定されている。これは光共振器を構
成する複数枚のミラーの曲率半径及びそのミラー間隔で
ある光路長（以下共振器長と称す）によって示される光
ビームの電界強度伝播式に対し有限の開口径を境界条件
として与えることで高次の横モードを抑制してやる方法
である。
従来のレーザー発振器ではこの開口径は、その発振器
の目的に応じて設計時に決定されており、そのモードは
レーザー発振器固有のものとされてきた。しかし近年同
一発振器を多用途に使用する為に、径の異なるアパーチ
ャを複数種内蔵し発振器外部から切換え可能とする方法
が開発され実施される様になってきている。
の目的に応じて設計時に決定されており、そのモードは
レーザー発振器固有のものとされてきた。しかし近年同
一発振器を多用途に使用する為に、径の異なるアパーチ
ャを複数種内蔵し発振器外部から切換え可能とする方法
が開発され実施される様になってきている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したこの様な方法では、モード体
積が変化するため、出力値が変化する。したがって、発
振効率の変化をきたす。すなわち、低次モードを得る為
に開口部を小さくすると、モード体積が小さくなり出力
も低くなってしまう。このことは注入電力に対する取出
エネルギーの効率が悪化することを示している。
積が変化するため、出力値が変化する。したがって、発
振効率の変化をきたす。すなわち、低次モードを得る為
に開口部を小さくすると、モード体積が小さくなり出力
も低くなってしまう。このことは注入電力に対する取出
エネルギーの効率が悪化することを示している。
また、アパーチャは通過するビームの回折やミラーで
の回折、散乱、等により加熱される為水冷する必要があ
る。また、発振光路に対し正確に設置する必要がある。
従って複数種のアパーチャを冷却しつつ光路に対し精度
良く切換える構造が必要となり装置が複雑かつ大型とな
ると共に、開口径を無段階に変化させることが困難であ
るという問題があった。
の回折、散乱、等により加熱される為水冷する必要があ
る。また、発振光路に対し正確に設置する必要がある。
従って複数種のアパーチャを冷却しつつ光路に対し精度
良く切換える構造が必要となり装置が複雑かつ大型とな
ると共に、開口径を無段階に変化させることが困難であ
るという問題があった。
さらに、低次モード取出しの場合ビーム径が小さくな
る。この為ビーム伝送系、受光系はビーム径が変化する
ことを考慮しなければならない（１例としては最適集光
レンズ焦点距離）。
る。この為ビーム伝送系、受光系はビーム径が変化する
ことを考慮しなければならない（１例としては最適集光
レンズ焦点距離）。
この発明の目的は、上記問題点を改善するため、アパ
ーチャの径を変えることなく、レーザービームの発振横
モードを容易に可変できるようにしたレーザービームの
モード可変方法およびレーザー発振器を提供することに
ある。
ーチャの径を変えることなく、レーザービームの発振横
モードを容易に可変できるようにしたレーザービームの
モード可変方法およびレーザー発振器を提供することに
ある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、レーザービ
ームの発振横モードを確定する光共振器の２つのパラメ
ータであるミラー曲率とレーザービームの光路長のう
ち、少なくとも一方を変化させてレーザービームの発振
横モードを変化させるレーザービームのモード可変方法
である。
ームの発振横モードを確定する光共振器の２つのパラメ
ータであるミラー曲率とレーザービームの光路長のう
ち、少なくとも一方を変化させてレーザービームの発振
横モードを変化させるレーザービームのモード可変方法
である。
また、この発明は、光共振器プレートの外側に設けら
れた一対のリアミラー、出力ミラーと、同じく光共振器
プレートに設けられた複数の内部折返し反射ミラーとで
構成されるレーザー発振器であって、レーザービームの
発振横モードを変化させるために前記ミラーの曲率と、
リアミラーと出力ミラー間におけるレーザービームの共
路長のうち、少なくとも一方を変化自在に設けてなるも
のである。
れた一対のリアミラー、出力ミラーと、同じく光共振器
プレートに設けられた複数の内部折返し反射ミラーとで
構成されるレーザー発振器であって、レーザービームの
発振横モードを変化させるために前記ミラーの曲率と、
リアミラーと出力ミラー間におけるレーザービームの共
路長のうち、少なくとも一方を変化自在に設けてなるも
のである。
前記ミラーの曲率を変化させるために、光共振器を構
成する複数のミラーのうち、少なくとも一枚のミラーを
変更したり、あるいは少なくとも一枚のミラーの曲率を
可変としたりする。
成する複数のミラーのうち、少なくとも一枚のミラーを
変更したり、あるいは少なくとも一枚のミラーの曲率を
可変としたりする。
さらに、曲率可変ミラーは外部より変化自在に調整さ
れるのが望ましい。
れるのが望ましい。
また、レーザービームの光路長を変化させるために、
リアミラー、出力ミラーのうち、少なくとも一方を移動
可能としたり、あるいは複数の内部折返し反射ミラーの
うち、少なくとも一枚の内部折返し反射ミラーの角度を
変更可能としたものである。
リアミラー、出力ミラーのうち、少なくとも一方を移動
可能としたり、あるいは複数の内部折返し反射ミラーの
うち、少なくとも一枚の内部折返し反射ミラーの角度を
変更可能としたものである。
（作用） この発明のレーザービームのモード可変方法およびレ
ーザー発振器を採用することにより、レーザービームの
発振横モードを確定する光共振器の２つのパラメータで
あるミラー曲率とレーザービームの光路長のうち、少な
くともどちらか一方を変化させることによりレーザービ
ームの発振横モードが変化される。
ーザー発振器を採用することにより、レーザービームの
発振横モードを確定する光共振器の２つのパラメータで
あるミラー曲率とレーザービームの光路長のうち、少な
くともどちらか一方を変化させることによりレーザービ
ームの発振横モードが変化される。
而して、アパーチャの径をいちいち変えることなく、
ミラーの曲率あるいは光路長を変えることによりレーザ
ービームの発振横モードが容易に変えられる。
ミラーの曲率あるいは光路長を変えることによりレーザ
ービームの発振横モードが容易に変えられる。
（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
する。
まず、この実施例の具体的な構成を説明する前に、基
本的に考え方について説明する。
本的に考え方について説明する。
一様媒質中でのTEMmn波の電界の振幅強度分布は、マ
ックスウェルの波動方程式を解くことにより次式で示さ
れる。
ックスウェルの波動方程式を解くことにより次式で示さ
れる。
上記（１）式において、 Hm:m次のエルミット多項式 ω（ｚ）：スポットサイズ Ｒ（ｚ）：波面曲率半径 φ：位相因子 λ：波長 x,y:光波長進行方向垂直面の光軸からの距離 z:光軸方向距離 ω0:z＝z0のモードスポットサイズ である。
また、上記（１）式における各パラメータは、 ここで基本モードとなるTEM00波については位置‘z'
における横方向の電界振幅変化が のみの関数で表わされる軸対称モードである。この条件
を上記（１）式に付与し計算を進めることにより上記
（１）式は次の様に示される。
における横方向の電界振幅変化が のみの関数で表わされる軸対称モードである。この条件
を上記（１）式に付与し計算を進めることにより上記
（１）式は次の様に示される。
これらの式からレーザーの光共振器は、任意位置Z1，
Z2に、その位置での波面Ｒに等しい曲率をもった球面反
射ミラー（Ｒ＝∞即ち平面波なる位置Ｚ＝Z0では平面反
射ミラー）を設けることにより作ることができる。Ｚ＝
Z0でω（Ｚ）が最小値ω0となることから（２），
（３）式は次式（６），（７）となる。
Z2に、その位置での波面Ｒに等しい曲率をもった球面反
射ミラー（Ｒ＝∞即ち平面波なる位置Ｚ＝Z0では平面反
射ミラー）を設けることにより作ることができる。Ｚ＝
Z0でω（Ｚ）が最小値ω0となることから（２），
（３）式は次式（６），（７）となる。
但しＲ（ｚ）の符号は曲率中心が波面の左側のときを
正としている。
正としている。
以上のことから任意位置Z1，Z2に置くべきミラーの曲
率半径R1，R2は また、これよりZ1，Z2は ここで反射ミラーR1，R2の間隔をｌとするとｌ＝Z2−
Z1より（10），（11）式をまとめると、次式（12）とな
る。
率半径R1，R2は また、これよりZ1，Z2は ここで反射ミラーR1，R2の間隔をｌとするとｌ＝Z2−
Z1より（10），（11）式をまとめると、次式（12）とな
る。
これから最小のスポットサイズ が求まり、次に（10），（11）式によりその位置が求め
られる。
られる。
簡略化のために、第５図に示されているようにリアミ
ラーRMと出力ミラーOMと、片方のミラー例えば出力ミラ
ーOMが平面の場合について考えてみる。
ラーRMと出力ミラーOMと、片方のミラー例えば出力ミラ
ーOMが平面の場合について考えてみる。
この場合、共振器内の伝播波は波面の対称性から、共
振器長l,R2＝−R1＝Ｒの場合と同義となり、第５図に示
したごとき状態となる。
振器長l,R2＝−R1＝Ｒの場合と同義となり、第５図に示
したごとき状態となる。
従って、上記（12）式において、R2＝−R1＝Ｒを代入
すると、 となる。
すると、 となる。
また、上記（６）式より となる。
上記（12）〜（14）式から明らかなことはビームのス
ポットサイズω0は発振波長を一定とした場合共振器を
構成するミラーの曲率半径Ｒ（R1，R2）及びこれらの間
隔ｌのみの関数となっているということである。
ポットサイズω0は発振波長を一定とした場合共振器を
構成するミラーの曲率半径Ｒ（R1，R2）及びこれらの間
隔ｌのみの関数となっているということである。
実際には発振器設計段階で両者（Ｒ（R1R2）及びｌ）
が先に与えられ、その結果求められるω0に対し所要の
ビームモード、出力を得る為のアパーチャ径を決定する
ことが多い。すなちレーザービームの用途が切断、スク
ライビング等集光スポット点で高エネルギー密度を求め
る場合には集光特性の良いTEM00（ガウシアン）モー
ド、熱処理焼入れ等均一エネルギー分布を求める場合に
は高次モード（TEMmn,m,n＝大）のビームが要求され
る。それぞれのモードでのビーム形状及びビーム径は
（１）式のm,nに数値を代入して計算処理することによ
り求められ、m,nが大きい程ビーム径も大きくなる。ア
パーチャによって発振モードをコントロールするのは、
この様な“発振ビーム径によってモードが異なる”とい
う性格を利用したもので、所要モード以上の高次モード
の発振を抑制させ所要モード次数以下のモードで発振さ
せるものである。従って、第６図に示すごとく、アパー
チャAPの径を小さくするにつれ発振モードは低次モード
となり（14）（又は（12）式＋（６）式）で求められる
ビーム半径ω0の２倍（すなわちビーム直径）程度のア
パーチャを用いた場合は最も低次のTEM00（ガウシア
ン）モードとなる。
が先に与えられ、その結果求められるω0に対し所要の
ビームモード、出力を得る為のアパーチャ径を決定する
ことが多い。すなちレーザービームの用途が切断、スク
ライビング等集光スポット点で高エネルギー密度を求め
る場合には集光特性の良いTEM00（ガウシアン）モー
ド、熱処理焼入れ等均一エネルギー分布を求める場合に
は高次モード（TEMmn,m,n＝大）のビームが要求され
る。それぞれのモードでのビーム形状及びビーム径は
（１）式のm,nに数値を代入して計算処理することによ
り求められ、m,nが大きい程ビーム径も大きくなる。ア
パーチャによって発振モードをコントロールするのは、
この様な“発振ビーム径によってモードが異なる”とい
う性格を利用したもので、所要モード以上の高次モード
の発振を抑制させ所要モード次数以下のモードで発振さ
せるものである。従って、第６図に示すごとく、アパー
チャAPの径を小さくするにつれ発振モードは低次モード
となり（14）（又は（12）式＋（６）式）で求められる
ビーム半径ω0の２倍（すなわちビーム直径）程度のア
パーチャを用いた場合は最も低次のTEM00（ガウシア
ン）モードとなる。
従来はアパーチャAPの径を機械的手段により変更する
ことにより、発振ビームモードを変化させていたが、本
実施例においてはアパーチャAPの径を変化させずに、発
振ビームモードをコントロールしようとするものであ
る。
ことにより、発振ビームモードを変化させていたが、本
実施例においてはアパーチャAPの径を変化させずに、発
振ビームモードをコントロールしようとするものであ
る。
すなわち、上述してきたレーザービームの伝播特性の
要旨をまとめると、次のA,Bの２項目となる。
要旨をまとめると、次のA,Bの２項目となる。
A.ビーム径はビームモードの次数m,nによって変化しm,n
が大きい高次モードほどビーム径も大きくなる。
が大きい高次モードほどビーム径も大きくなる。
B.同一モードのビーム径は発振波長が一定な場合、共振
器を構成するミラーの曲率半径及びそれらの間隔（共振
器長）により決定される。
器を構成するミラーの曲率半径及びそれらの間隔（共振
器長）により決定される。
このうちＡを利用しアパーチャ径を変化させるのが先
に述べた従来の技術であるが、これに対し両者を利用し
ようとするのが本実施例の要点である。すなわち、一定
開口径のアパーチャに対し少なくとも一方のミラーの曲
率半径又は共振器長（又は両者とも）を変化させること
により、発振モードを変化させ目的にあったモードを取
出そうとするものである。
に述べた従来の技術であるが、これに対し両者を利用し
ようとするのが本実施例の要点である。すなわち、一定
開口径のアパーチャに対し少なくとも一方のミラーの曲
率半径又は共振器長（又は両者とも）を変化させること
により、発振モードを変化させ目的にあったモードを取
出そうとするものである。
以下さらに説明を行なうと、TEM00モードのＺ＝０
（平面波面の位置）でのビームスポットサイズω0は上
記（13），（14）式からミラー曲率半径R,及び共振器長
ｌにより求められ Ｒ→大にすると、ω0→大となり、 また、ｌ→大にすると、ω0→大となる。
（平面波面の位置）でのビームスポットサイズω0は上
記（13），（14）式からミラー曲率半径R,及び共振器長
ｌにより求められ Ｒ→大にすると、ω0→大となり、 また、ｌ→大にすると、ω0→大となる。
但し、共振器の安定条件 従って、第７図（Ａ）に示すように一定開口径DAとな
るアパーチャAP及び共振器長に対し、TEM00モードとな
る曲率半径RAが存在する。第７図（Ａ）はこの組合わせ
に置いてTEM00モードで発振する状況を示し、上記（1
4）式から を満している。
るアパーチャAP及び共振器長に対し、TEM00モードとな
る曲率半径RAが存在する。第７図（Ａ）はこの組合わせ
に置いてTEM00モードで発振する状況を示し、上記（1
4）式から を満している。
次に、第７図（Ｂ）は、第７図（Ａ）の条件からRA→
RB（RB＜RA）と変化させた場合を示す。リアミラーRMの
曲率半径Ｒの減少によりTEM00モードのビーム径は減少
し図中２点鎖線で示した様な光路となる。しかし、この
状態ではアパーチャAPの径DAに比べTEM00モード径が小
さい為TEM00モードより高次のモード（例えばTEM01モー
ドのビーム径はTEM00モードのビーム径に比べ1.5倍大き
い）の発振を抑制できなくなり発振モードはTEM00モー
ド→TEM00＋TEM00混成モード→TEM01モード→TEM01＋TE
M10というように高次モードへと遷移してゆく。
RB（RB＜RA）と変化させた場合を示す。リアミラーRMの
曲率半径Ｒの減少によりTEM00モードのビーム径は減少
し図中２点鎖線で示した様な光路となる。しかし、この
状態ではアパーチャAPの径DAに比べTEM00モード径が小
さい為TEM00モードより高次のモード（例えばTEM01モー
ドのビーム径はTEM00モードのビーム径に比べ1.5倍大き
い）の発振を抑制できなくなり発振モードはTEM00モー
ド→TEM00＋TEM00混成モード→TEM01モード→TEM01＋TE
M10というように高次モードへと遷移してゆく。
従ってリアミラーRBを所要のモードとなる値にしてや
ることにより発振モードを自由にコントロールしてやる
ことができる。
ることにより発振モードを自由にコントロールしてやる
ことができる。
又、従来技術のようにアパーチャAPの径を変化させた
場合は発振ビームのモード体積がアパー16の開口面積に
比例（すなわち径の２乗に比例）し変化するため、取出
し得るレーザー光出力も又、アパーチャ径の２乗に比例
し変化してしまうという問題を有していたが、この実施
例の第７図（Ａ），（Ｂ）のような方法ではモード体積
が殆んど変化しない。従って、光出力上でも低次モード
〜高次モードで殆んど変化がないという利点を有する。
場合は発振ビームのモード体積がアパー16の開口面積に
比例（すなわち径の２乗に比例）し変化するため、取出
し得るレーザー光出力も又、アパーチャ径の２乗に比例
し変化してしまうという問題を有していたが、この実施
例の第７図（Ａ），（Ｂ）のような方法ではモード体積
が殆んど変化しない。従って、光出力上でも低次モード
〜高次モードで殆んど変化がないという利点を有する。
又、ビーム径がほぼ一定値であることからミラー系の
冷却、支持等の面からも従来の技術に比し有利である。
第７図（Ｃ）は第７図（Ａ）の条件から共振器長Ｌを変
化させた場合を示す。共振器長Ｌの減少によりTEM00モ
ードのビーム径が減少し第７図（Ｂ）の例と同様にTEMm
nモードで発振する。従ってリアミラーの曲率半径Ｒを
変化させた場合と同様に発振ビームのモードをコントロ
ールできる。
冷却、支持等の面からも従来の技術に比し有利である。
第７図（Ｃ）は第７図（Ａ）の条件から共振器長Ｌを変
化させた場合を示す。共振器長Ｌの減少によりTEM00モ
ードのビーム径が減少し第７図（Ｂ）の例と同様にTEMm
nモードで発振する。従ってリアミラーの曲率半径Ｒを
変化させた場合と同様に発振ビームのモードをコントロ
ールできる。
この方法による場合、ミラーの曲率変化に比べ“光路
長の変化”という簡単な装置、方法により実施可能であ
る。
長の変化”という簡単な装置、方法により実施可能であ
る。
第１図には、出力ミラー側の光共振器部分が示されて
いる。第１図において、共振器プレート１の内側には複
数のロッド３によりアパーチャ５が支持されている。
いる。第１図において、共振器プレート１の内側には複
数のロッド３によりアパーチャ５が支持されている。
前記共振器プレート１の外側には、複数の支持ロッド
11を介して外部調整プレート13が設けられている。しか
も、共振器プレート１と外部調整プレート13間にはスプ
リング（図示省略）が介在されており、スプリングの付
勢力により外部調整プレート13が第１図において右方向
へ付勢されている。外部調整プレート13には冷却するた
めに複数の冷却溝17が設けられている。
11を介して外部調整プレート13が設けられている。しか
も、共振器プレート１と外部調整プレート13間にはスプ
リング（図示省略）が介在されており、スプリングの付
勢力により外部調整プレート13が第１図において右方向
へ付勢されている。外部調整プレート13には冷却するた
めに複数の冷却溝17が設けられている。
前記外部調整プレート13の外側には、内部に出力ミラ
ー19を保持したミラホルダ21が設けられていると共に、
ミラホルダ21の外側にはボルト23でハウジング25が取付
けられている。前記外部調整プレート13の３支点中の２
点（第１図において上端側および手前側（図示省略））
にはミラー調整用マイクロメータ27が設けられている。
ー19を保持したミラホルダ21が設けられていると共に、
ミラホルダ21の外側にはボルト23でハウジング25が取付
けられている。前記外部調整プレート13の３支点中の２
点（第１図において上端側および手前側（図示省略））
にはミラー調整用マイクロメータ27が設けられている。
上記構成により、調整用マイクロメータ27を廻するこ
とにより、出力ミラー19の角度が調整されることにな
る。
とにより、出力ミラー19の角度が調整されることにな
る。
リアミラー41とハウジング25との間には例えば第２図
に示されているように、リテーナ29で支えられた凸面プ
レート31が設けられており、ハウジング25のほぼ中央部
に取付けられたボルト33で凸面プレート31をリアミラー
41へ押圧している。この押圧力を調整することにより、
リアミラー41面の曲率を変化させることができる。この
リアミラー41面の曲率を変化させることにより、レーザ
ー発振横モードを変化させることができる。
に示されているように、リテーナ29で支えられた凸面プ
レート31が設けられており、ハウジング25のほぼ中央部
に取付けられたボルト33で凸面プレート31をリアミラー
41へ押圧している。この押圧力を調整することにより、
リアミラー41面の曲率を変化させることができる。この
リアミラー41面の曲率を変化させることにより、レーザ
ー発振横モードを変化させることができる。
第３図には凸面プレート31の代りに圧電素子35を設け
たもので、圧電素子35には圧電素子ドライバー37が接続
されている。したがって、圧電素子ドライバー37を駆動
させることにより圧電素子35によりリアミラー41の曲率
が変化される。このリアミラー41の曲率を変化させるこ
とにより、レーザー発振横モードを変化させることがで
きる。
たもので、圧電素子35には圧電素子ドライバー37が接続
されている。したがって、圧電素子ドライバー37を駆動
させることにより圧電素子35によりリアミラー41の曲率
が変化される。このリアミラー41の曲率を変化させるこ
とにより、レーザー発振横モードを変化させることがで
きる。
第４図には共振器長Ｌを変化させる一例が示されてい
る。第４図において、共振器プレート1R,1Lは複数の共
振器ロッド39で支持されている。共振器プレート1Rの外
側にはリアミラー41を備えたリアミラー調整装置43が設
けられており、共振器プレート1Lの外側には出力ミラー
19を備えた出力ミラー調整装置45が設けられている。
る。第４図において、共振器プレート1R,1Lは複数の共
振器ロッド39で支持されている。共振器プレート1Rの外
側にはリアミラー41を備えたリアミラー調整装置43が設
けられており、共振器プレート1Lの外側には出力ミラー
19を備えた出力ミラー調整装置45が設けられている。
前記共振器プレート1R,1Lの内側には内部折返し反射
ミラー７を備えた内部ミラー調整プレート９が設けられ
ている。この内部ミラー調整プレート９の一端は支持ロ
ッド47で支持されていると共に、内部ミラー調整プレー
ト９の他２端は内部ミラー調整ネジ49で傾き角を調整で
きるように共振器プレート1R,1Lに取付けられている。
ミラー７を備えた内部ミラー調整プレート９が設けられ
ている。この内部ミラー調整プレート９の一端は支持ロ
ッド47で支持されていると共に、内部ミラー調整プレー
ト９の他２端は内部ミラー調整ネジ49で傾き角を調整で
きるように共振器プレート1R,1Lに取付けられている。
上記構成により、内部ミラー調整ネジ49の少なくとも
一方を調整することによって内部折返し反射ミラー７の
傾き角が変化される。この内部折返し反射ミラー７の傾
き角を変化させることにより、例えば第４図において、
光路長（共振器長Ｌ）が約3/5に変化させることができ
る。
一方を調整することによって内部折返し反射ミラー７の
傾き角が変化される。この内部折返し反射ミラー７の傾
き角を変化させることにより、例えば第４図において、
光路長（共振器長Ｌ）が約3/5に変化させることができ
る。
なお、この発明は前述した実施例に限定されることな
く、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実
施し得るものである。例えば、第１図、第２図および第
３図では、単一ミラーについてその曲率を変化させる例
を上げたが、他の例として曲率の異なる複数のミラーを
設け、それ等を変換自在に取付ける方法でも何等本実施
例の本質をかえるものではない。又第４図に於いては、
その一例として内部ミラーの傾き角の変化による共振器
長（光路長）の変更を上げたが、他の例として第４図中
の出力ミラー19、リアミラー41のうち少なくとも一方
（両方）を移動可能とする場合や、第４図中左右の少な
くとも一方の共振器プレートごと（内部ミラーごと）移
動させる場合等によっても本実施例の効果を奏し得る。
なお上記各図ではレーザー発振装置の構成のうち光学系
の部分を除き他の部分を削除してある。又、実施例で
は、直交型レーザーについて説明したが、他の方式（軸
流型）に於いても同様の機能、効果を持たせ得ることは
勿論のことである。
く、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実
施し得るものである。例えば、第１図、第２図および第
３図では、単一ミラーについてその曲率を変化させる例
を上げたが、他の例として曲率の異なる複数のミラーを
設け、それ等を変換自在に取付ける方法でも何等本実施
例の本質をかえるものではない。又第４図に於いては、
その一例として内部ミラーの傾き角の変化による共振器
長（光路長）の変更を上げたが、他の例として第４図中
の出力ミラー19、リアミラー41のうち少なくとも一方
（両方）を移動可能とする場合や、第４図中左右の少な
くとも一方の共振器プレートごと（内部ミラーごと）移
動させる場合等によっても本実施例の効果を奏し得る。
なお上記各図ではレーザー発振装置の構成のうち光学系
の部分を除き他の部分を削除してある。又、実施例で
は、直交型レーザーについて説明したが、他の方式（軸
流型）に於いても同様の機能、効果を持たせ得ることは
勿論のことである。
［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、こ
の発明によれば、特許請求の範囲に記載されたとおりの
構成であるから、レーザービームの発振横モードを確定
する光共振器の２つのパラメータであるミラー曲率とレ
ーザービームの光路長のうち、少なくとも一方を変化さ
せることにより、レーザービームの発振横モードを容易
に変化させることができる。
の発明によれば、特許請求の範囲に記載されたとおりの
構成であるから、レーザービームの発振横モードを確定
する光共振器の２つのパラメータであるミラー曲率とレ
ーザービームの光路長のうち、少なくとも一方を変化さ
せることにより、レーザービームの発振横モードを容易
に変化させることができる。
第１図はレーザー発振器における光共振器の出力ミラー
部分を示した一実施例の正面図、第２図は第１図におけ
るII矢視部の拡大図、第３図は第２図に代る他の実施例
図、第４図は光共振器の内部折返し反射ミラー部分を示
した一実施例の正面図、第５図、第６図および第７図
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はこの発明の基本的な考え方を
説明するための説明図である。 １…共振器プレート ７…内部折返し反射ミラー ９…内部ミラー調整プレート 13…外部調整プレート 19…出力ミラー、21…ミラホルダ 25…ハウジング、31…凸面プレート 33…ボルト、35…圧電素子 41…リアミラー 49…内部ミラー調整ねじ
部分を示した一実施例の正面図、第２図は第１図におけ
るII矢視部の拡大図、第３図は第２図に代る他の実施例
図、第４図は光共振器の内部折返し反射ミラー部分を示
した一実施例の正面図、第５図、第６図および第７図
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はこの発明の基本的な考え方を
説明するための説明図である。 １…共振器プレート ７…内部折返し反射ミラー ９…内部ミラー調整プレート 13…外部調整プレート 19…出力ミラー、21…ミラホルダ 25…ハウジング、31…凸面プレート 33…ボルト、35…圧電素子 41…リアミラー 49…内部ミラー調整ねじ
Claims (7)
- 【請求項１】レーザービームの発振横モードを確定する
光共振器の２つのパラメータであるミラー曲率とレーザ
ービームの光路長のうち、少なくとも一方を変化させて
レーザービームの発振横モードを変化させることを特徴
とするレーザービームのモード可変方法。 - 【請求項２】光共振器プレートの外側に設けられた一対
のリアミラー、出力ミラーと、同じく光共振器プレート
の内側に設けられた複数の内部折返し反射ミラーとで構
成されるレーザー発振器であって、レーザービームの発
振横モードを変化させるために前記ミラーの曲率と、リ
アミラーと出力ミラー間におけるレーザービームの共路
長のうち、少なくとも一方を変化自在に設けてなること
を特徴とするレーザー発振器。 - 【請求項３】前記請求項（２）において、前記ミラーの
曲率を変化させるために光共振器を構成する複数のミラ
ーのうち、少なくとも一枚のミラーを変更可能に設けて
なることを特徴とするレーザー発振器。 - 【請求項４】前記請求項（２）において、前記ミラーの
曲率を変化させるために光共振器を構成する複数のミラ
ーのうち、少なくとも一枚のミラーの曲率を可変に設け
てなることを特徴とするレーザー発振器。 - 【請求項５】前記請求項（２）において、前記レーザー
ビームの光路長を変化させるためにリアミラー、出力ミ
ラーうち、少なくとも一方を移動可能に設けてなること
を特徴とするレーザー発振器。 - 【請求項６】前記請求項（２）において、前記レーザー
ビームの光路長を変化させるために複数の内部折返し反
射ミラーのうち、少なくとも一枚の内部折返し反射ミラ
ーの角度を変更可能に設けてなることを特徴とするレー
ザー発振器。 - 【請求項７】前記請求項（４）において、前記曲率可変
ミラーの曲率は、外部より変化自在に調整されることを
特徴とするレーザー発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12147489A JP2749369B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | レーザビームのモード可変方法およびレーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12147489A JP2749369B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | レーザビームのモード可変方法およびレーザ発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02302083A JPH02302083A (ja) | 1990-12-14 |
| JP2749369B2 true JP2749369B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=14812049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12147489A Expired - Fee Related JP2749369B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | レーザビームのモード可変方法およびレーザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2749369B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2552615B2 (ja) * | 1992-08-22 | 1996-11-13 | 川崎重工業株式会社 | レーザ共振器アライメント保持装置 |
| JP3644145B2 (ja) * | 1996-08-21 | 2005-04-27 | 三菱電機株式会社 | レーザ装置 |
| WO2022215227A1 (ja) * | 2021-04-08 | 2022-10-13 | 三菱電機株式会社 | ガスレーザ装置 |
-
1989
- 1989-05-17 JP JP12147489A patent/JP2749369B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02302083A (ja) | 1990-12-14 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |