JP3619106B2 - 自己補償形レーザ共振器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば人工衛星や航空機などの飛翔帯に搭載される固体レーザ装置に用いられ、反射面の傾きを補償する自己補償形レーザ共振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は例えば、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ Ｓｅｒｉｅｓ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｖｏｌ．１「Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｌａｓｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ第４版」Ｗａｌｔｅｒ Ｋｏｅｃｈｎｅｒ著（１９９５年ドイツＳｐｒｉｎｇｅｒ社発行）１９７ページに示された従来のレーザ共振器を示す説明図である。図１０において、１，２は互いに対向して配置されレーザ光を閉じこめる一対の反射鏡、３は反射鏡１，２間に配置されているレーザ媒質、４はレーザ媒質３を励起する励起光源、５はレーザ共振器の光軸、６は反射鏡２から反射鏡１へ進むレーザ光の光路、７は反射鏡１から反射鏡２へ進むレーザ光の光路である。
【０００３】
次に、動作について説明する。上述のようなレーザ共振器では、レーザ光が光路６，７を往復し、同じ光路６，７を通り同じ位相状態を保持するレーザ光のみが選択的に閉じこめられて増幅され、発振モードが形成される。反射鏡１，２が互いに平行に配置されている場合、レーザ光は、反射鏡１，２間で繰り返し反射され、光軸５に平行な光路６，７を往復する。このとき、レーザ光は、励起光源４により励起されたレーザ媒質３を繰り返し通過して増幅されていく。
【０００４】
これに対し、図１１に示すように、一方の反射鏡１が傾斜して反射鏡１，２が平行でなくなった場合、光軸５に平行な光路６を進むレーザ光は、光軸５に対して角度をなす光路８に反射される。従って、往復したレーザ光は同じ光路を通らず、発振モードを形成することができない。
【０００５】
このような問題を解決する手段として、上述の「Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｌａｓｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」２２７ページには、図１２に示すような自己補償形のレーザ共振器も示されている。図１２において、１１はＺ軸に平行な稜線１１ａを有するルーフプリズム、１２はＸ軸と平行な稜線１２ａを有するルーフプリズム、１３はルーフプリズム１１，１２に対向して配置されているコーナキューブプリズムであり、このコーナキューブプリズム１３とルーフプリズム１１との間にレーザ媒質３が配置されている。
【０００６】
このような構成のレーザ共振器においては、レーザ光は、光軸１４上を進行し、ルーフプリズム１２上で反射される。ルーフプリズム１２で反射されたレーザ光は、コーナキューブ１３で折り返され、励起光源４で励起されたレーザ媒質３を通過して増幅される。レーザ媒質３で増幅されたレーザ光は、ルーフプリズム１１上で反射されて、ふたたびレーザ媒質３により増幅される。この後、レーザ光は、元の位置に戻り、レーザ共振器内に閉じこめられる。
【０００７】
次に、図１３は図９のルーフプリズム１２に入射したレーザ光の反射状態を示す説明図である。図１３において、稜線１２ａを挟む反射面１２ｂ，１２ｃは、互いに直角に固定され、かつ光軸１４とのなす角度が４５度になっている。光軸１４と平行な光路１５を進み、ルーフプリズム１２に入射したレーザ光は、反射面１２ｂにより９０度曲げられ、反射面１２ｃにより９０度曲げられ、計１８０度の方向の変化を与えられる。このようにして反射されたレーザ光の光路１６は、光軸１４と平行になる。即ち、ルーフプリズム１２は、入射したレーザ光を、入射したレーザ光と平行で進行方向が逆方向のレーザ光として反射する。
【０００８】
また、図１４に示すように、ルーフプリズム１２が稜線１２ａを中心軸として角度α傾いた場合、反射面１２ｂより与えられる角度変化は９０−２α、反射面１２ｃにより与えられる角度変化は９０＋２αとなり、光路１５を進むレーザ光とルーフプリズム１２により反射されたレーザ光の光路１６の角度変化は計１８０度となる。従って、稜線１２ａを中心軸とした傾きが生じた場合でも、ルーフプリズム１２は、入射したレーザ光を、入射したレーザ光と平行で進行方向が逆方向のレーザ光として反射する。
【０００９】
さらに、入射するレーザ光が光軸１４に対して傾いた場合も同様に、ルーフプリズム１２は、入射したレーザ光を、入射したレーザ光と平行で進行方向が逆方向のレーザ光として反射する。なお、図１３および図１４では、説明のため、光路１５および１６を光軸１４からずらして示したが、実際には、光路１５も光路１６もビームの中心が光軸１４に一致し、レーザ光は稜線１２ａを含む範囲内に照射され反射される。
【００１０】
さらにまた、図１５に示したように、ルーフプリズム１１の稜線１１ａ及びルーフプリズム１２の稜線１２ａを、互いに直交する方向に配置することにより、ルーフプリズム１１，１２の傾きがお互いに補償され、自己補償形のレーザ共振器が構成される。
【００１１】
ここで、レーザ共振器の構成として、進行波形共振器と定在波形共振器について考える。進行波形共振器では、レーザ媒質から出射されたレーザ光が、共振器内を１周回する間に、同じ光路を通らずにレーザ媒質へ戻り、レーザ共振器内に進行波として閉じこめられている。この時、共振器内を１周する間に、レーザ光はレーザ媒質を１回通過して増幅される。これに対して、定在波形共振器では、レーザ媒質から出射されたレーザ光が、同じ光路を往復してレーザ媒質へ戻り、定在波としてレーザ共振器内に閉じこめられている。この時、共振器内を１周する間に、レーザ光はレーザ媒質を２回通過して増幅される。すなわち、レーザ光が共振器を１周回したとき、進行波形共振器ではレーザ光を１回しか増幅しないのに対して、定在波形共振器ではレーザ光は２回増幅される。図１０，図１２に示したレーザ共振器は、定在波形共振器である。
【００１２】
上述のように構成された従来の自己補償形レーザ共振器においては、レーザ光がルーフプリズム１１，１２の稜線１１ａ，１２ａを含む範囲に照射されるため、回折による損失が生じ、レーザ光の利用効率が低下してしまう。また、微視的には稜線１１ａ，１２ａ上では図１３に示したような反射が生じず、稜線１１ａ，１２ａでレーザ光が切断されるため、レーザ光が２つまたは４つに割れやすく、レーザ光の品質が劣化してしまう。さらに、長い光路長を小さなレーザ共振器で実現しようとした場合、ルーフプリズム１１，１２とは別に、コーナキューブプリズム１３のような折り返しのための光学素子が別に必要となり、レーザ共振器の構成が複雑になってしまう。また、ルーフプリズム１１，１２は、稜線１１ａ，１２ａに平行な方向のレーザ光の電界成分（Ｓ偏光）と垂直な方向のレーザ光の電界成分（Ｐ偏光）に対して、それぞれ異なった位相の変化を与えるため、ルーフプリズム１１，１２を反射したレーザ光の偏光状態は、稜線１１ａ，１２ａに平行または垂直な直線偏光のレーザ光が入射した場合を除いて、偏光状態が保存されないため、共振器を周回したレーザ光の位相状態が一致せずに損失が生じ、レーザ光の利用効率の低下およびレーザ光の品質の劣化が生じる。
【００１３】
このような問題を解決する手段として、特開平１１−２０１９００号公報には、図１５に示すような自己補償形のレーザ共振器が開示されている。図１５において、４１は互いに直角に配置された第１及び第２の反射面４１ａ，４１ｂを有する第１の反射装置、４２は互いに直角に配置された第３及び第４の反射面４２ａ，４２ｂを有し、第１の反射装置２１に対向している第２の反射装置である。第３及び第４の反射面４２ａ，４２ｂが形成する第２の稜線４２ｃは、第１及び第２の反射面４１ａ，４１ｂが形成する第１の稜線４１ｃに直交する面に含まれ、第１および第２の反射面４１ａ，４１ｂと第３及び第４の反射面４２ａ，４２ｂとが互いに対向するように配置されている。３は第１の反射面４１ａと第３の反射面４２ａとの間に設けられているレーザ媒質、４はレーザ媒質３を励起する光源である。
【００１４】
次に、動作について説明する。光路Ｌ１を進むレーザ光は、レーザ媒質３を通過して増幅された後、第１の反射面４１ａおよび第２の反射面４１ｂで順次反射され、光路Ｌ１と平行な光路Ｌ２を光路Ｌ１と反対方向へ進む。光路Ｌ２を進むレーザ光は、第３の反射面４２ａおよび第４の反射面４２ｂで順次反射され、光路Ｌ２と平行な光路Ｌ３を光路Ｌ２と反対方向へ進む。光路Ｌ３を進むレーザ光は、第２の反射面４１ａおよび第１の反射面４１ａで順次反射され、光路Ｌ３と平行な光路Ｌ４を光路Ｌ３と反対方向へ進む。
【００１５】
そして、光路Ｌ４を進むレーザ光は、第４の反射面４２ｂおよび第３の反射面４２ａで順次反射され、光路Ｌ１へ戻り、レーザ媒質３でさらに増幅される。従って、レーザは、第１の反射装置４１の稜線４１ｃ及び第２の反射装置４２の稜線４２ｃの上を通らずに、レーザ共振器内に閉じこめられて増幅されていく。すなわち、図１５に示した自己補償形レーザ共振器は、進行波形共振器である。
【００１６】
このような構成のレーザ共振器においては、第１の反射装置４１および第２の反射装置４２は、第１の稜線４１ｃ及び第２の稜線４２ｃを、互いに直交する方向に配置することにより、第１の反射装置４１および第２の反射装置４２の傾きがお互い補償され、自己補償形のレーザ共振器が構成される。また、第１の反射装置４１の稜線４１ｃ及び第２の反射装置４２の稜線４２ｃの上を通らないため、稜線の回折による損失が生じず、レーザの利用効率の低下を防止することができる。また、レーザ光が稜線により切断されないため、レーザ光の品質を向上させることができる。
【００１７】
共振器を１周回したときの光学部品による損失が同じ場合、進行波形共振器に比べて、定在形共振器の方がレーザ光が大きく増幅されるため、定在波形共振器の方がレーザ媒質に蓄積されたエネルギーの利用効率が高くなる。特に、Ｅｒ：Ｇｌａｓｓ等の利得の小さなレーザ媒質を用いた場合には、レーザ媒質による増幅の割合と共振器の周回による損失の割合が同じ程度となる場合があり、進行波形共振器ではレーザ発振が得られない場合が生じる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
図１２に示した従来の自己補償形レーザ共振器においては、レーザ光がルーフプリズム１１，１２の稜線１１ａ，１２ａを含む範囲に照射されるため、回折による損失が生じ、レーザ光の利用効率が低下してしまう。また、微視的には稜線１１ａ，１２ａ上では図１３に示したような反射が生じず、稜線１１ａ，１２ａでレーザ光が切断されるため、レーザ光が２つまたは４つに割れやすく、レーザ光の品質が劣化してしまう。
【００１９】
さらに、長い光路長を小さなレーザ共振器で実現しようとした場合、ルーフプリズム１１，１２とは別に、コーナキューブプリズム１３のような折り返しのための光学素子が別に必要となり、レーザ共振器の構成が複雑になってしまう。
【００２０】
また、ルーフプリズム１１，１２は、稜線１１ａ，１２ａに平行な方向のレーザ光の電界成分（Ｓ偏光）と垂直な方向のレーザ光の電界成分（Ｐ偏光）に対して、それぞれ異なった位相の変化を与えるため、ルーフプリズム１１，１２を反射したレーザ光の偏光状態は、稜線１１ａ，１２ａに平行または垂直な直線偏光のレーザ光が入射した場合を除いて、偏光状態が保存されないため、共振器を周回したレーザ光の位相状態が一致せずに損失が生じ、レーザ光の利用効率の低下およびレーザ光の品質の劣化が生じる。
【００２１】
また、図１５に示した従来の自己補償形レーザ共振器においては、共振器の構成が進行波形共振器であり、レーザ媒質に蓄積されたエネルギーの利用効率が低下する。そして特に、Ｅｒ：Ｇｌａｓｓ等の利得の小さなレーザ媒質を用いた場合には、レーザ媒質による増幅の割合と共振器の周回による損失の割合が同じ程度となる場合がありレーザ発振が得られないことがある。
【００２２】
この発明は、上述のような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、簡単な構成で、レーザの利用効率の低下を防止することができると共に、レーザ光の品質を向上させた、定在波形の自己補償形レーザ共振器を得ることを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る自己補償形レーザ共振器は、
互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１の反射装置と、
互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第１の反射装置に対向している第２の反射装置と、
互いに反対向きにかつ平行に配置された第５及び第６の反射面を有し、第２の反射面と第４の反射面との間に設けられている第３の反射装置と、
第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、
レーザ媒質を励起する光源とを備え、
第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線にほぼ直交する面に含まれており、
レーザ媒質から第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、第１及び第２の稜線を避けて、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面、第５の反射面、第４の反射面、第３の反射面、第２の反射面、および第１の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射し、レーザ媒質を透過し、さらに第３の反射面、第４の反射面、第１の反射面、第２の反射面、第６の反射面、第２の反射面、第１の反射面、第４の反射面、および第３の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射される。
【００２４】
また、第３の反射装置は、反射面を互いに反対向きにして平行に配置され保持具で相互に固定された２つの片面反射鏡である。
【００２５】
また、第３の反射装置は、同一の面の表面と裏面にてレーザ光を反射する両面反射面を有する反射鏡である。
【００２６】
また、互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１の反射装置と、
互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第１の反射装置に対向している第２の反射装置と、
レーザ光の光軸上の一側の端面に第７の両面反射面を有し、第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、
レーザ媒質を励起する光源とを備え、
第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線にほぼ直交する面に含まれており、
レーザ媒質から第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、第１及び第２の稜線を避けて、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面、第２の反射面、第１の反射面、第４の反射面、第３の反射面、および第７の両面反射面の順に反射され、さらに第３の反射面、第４の反射面、第１の反射面、第２の反射面、第４の反射面、第３の反射面、第２の反射面、および第１の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射され、レーザ媒質を透過し、第７の両面反射面で反射する。
【００２７】
また、互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１の反射装置と、
互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第１の反射装置に対向している第２の反射装置と、
第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、
レーザ媒質を励起する光源と、
レーザ光の光軸上の一側の端面に第８の両面反射面を有し、第２の反射面と第４の反射面との間に設けられている光学部品とを備え、
第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線にほぼ直交する面に含まれており、
レーザ媒質から第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、第１及び第２の稜線を避けて、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面、第８の両面反射面、第４の反射面、第３の反射面、第２の反射面、および第１の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射し、レーザ媒質を透過し、さらに第３の反射面、第４の反射面、第１の反射面、および第２の反射面の順に反射されて光学部品に入射し、さらに第８の両面反射面、第２の反射面、第１の反射面、第４の反射面、および第３の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射される。
【００２８】
また、第１及び第２の反射装置は、互いに直角に配置された２つの平面反射鏡をそれぞれ有している。
【００２９】
また、互いに直角に配置された２つの平面反射鏡は、間隔をおいて配置され、連結部材により相互に連結されている。
【００３０】
また、第１及び第２の反射装置は、レーザ光の入射面及び互いに直角に配置された２つの反射面をそれぞれ有するプリズムである。
【００３１】
また、レーザ光が入射する第１の入射面と、互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１のプリズムと、
レーザ光が入射する第２の入射面と、互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第２の入射面のレーザ光の光路に第９の両面反射面を備え、第１のプリズムに対向している第２のプリズムと、
第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、
レーザ媒質を励起する光源とを備え、
第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線にほぼ直交する面に含まれており、
レーザ媒質から第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、第１及び第２の稜線を避けて、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面、第２の反射面、第１の反射面、第９の両面反射面、第１の反射面、第２の反射面、第４の反射面、第３の反射面、第２の反射面、および第１の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射され、レーザ媒質を透過し、さらに、第３の反射面、第４の反射面、第９の両面反射面、第４の反射面、および第３の反射面で反射されて再びレーザ媒質に入射する。
【００３２】
さらに、第１及び第２のプリズムの第１及び第２の稜線部分が削除されている。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による自己補償形レーザ共振器を示す斜視図である。図１において、２１は互いに直角に配置された第１及び第２の反射面２１ａ，２１ｂを有する第１の反射装置、２２は互いに直角に配置された第３及び第４の反射面２２ａ，２２ｂを有し、第１の反射装置２１に対向している第２の反射装置であり、これら第１及び第２の反射装置２１，２２としては、例えば図２に示すように、互いに直角に配置された２つの平面反射鏡２６，２７を有するものが用いられる。また、図２には第２の反射装置２２のみを示すが、第１の反射装置２１についても構成は同様である。
【００３４】
また、第３及び第４の反射面２２ａ，２２ｂが形成する第２の稜線２２ｃは、第１及び第２の反射面２１ａ，２１ｂが形成する第１の稜線２１ｃにほぼ直交する面に含まれ、第１及び第２の反射面２１ａ，２１ｂと第３及び第４の反射面２２ａ，２２ｂとが互いに対向するように配置されている。第３の反射装置２３はお互いにほぼ平行な第５及び第６の反射面２３ａ，２３ｂを有し、第２の反射面２１ｂと第４の反射面２２ｂとの間に設けられている反射装置であり、第２の反射面２１ｂと第６の反射面２３ｂは互いに対向するように配置され、第４の反射面２２ｂと第５の反射面２３ａは互いに対向するように配置されている。２４は第１の反射面２１ａと第３の反射面２２ａとの間に設けられているレーザ媒質、２５はレーザ媒質２４を励起する光源である。
【００３５】
次に、動作について説明する。光路Ｌ１を進むレーザ光は、レーザ媒質２４を通過して増幅された後、第１の反射面２１ａおよび第２の反射面２１ｂで順次反射され、光路Ｌ１と平行な光路Ｌ２を光路Ｌ１と反対方向へ進む。光路Ｌ２を進むレーザ光は、第３の反射面２２ａ及び第４の反射面２２ｂで順次反射され、光路Ｌ２と平行な光路Ｌ３ａを光路Ｌ２と反対方向へ進む。光路Ｌ３ａを進むレーザ光は、第３の反射装置の第５の反射面２３ａで反射され、すなわち、入射したレーザ光と反対方向に反射され、光路Ｌ３ａ、光路Ｌ２、光路Ｌ１を通って、再びレーザ媒質２４に入射される。
【００３６】
そして、再びレーザ媒質２４に入射したレーザ光は、レーザ媒質２４を通過してさらに増幅された後、第３の反射面２２ａおよび第４の反射面２２ｂで順次反射され、光路Ｌ１と平行な光路Ｌ４を光路Ｌ１と反対方向へ進む。光路Ｌ４を進むレーザ光は、第１の反射面２１ａ及び第２の反射面２１ｂで順次反射され、光路Ｌ４と平行な光路Ｌ３ｂを光路Ｌ４と反対方向へ進む。光路Ｌ３ｂを進むレーザ光は、第３の反射装置の第６の反射面２３ｂで反射され、すなわち、入射したレーザ光と反対方向に反射され、光路Ｌ３ｂ、光路Ｌ４、光路Ｌ１を通って、レーザ媒質２４でさらに増幅される。このように、レーザ光は第１の反射装置２１の稜線２１ｃ及び第２の反射装置２２の稜線２２ｃの上を通らずに、レーザ共振器内に閉じこめられ増幅されていく。すなわち、レーザ媒質２４から出射されたレーザ光が、同じ光路を往復してレーザ媒質２４へ戻り、定在波としてレーザ共振器内に閉じこめられるため、定在波型のレーザ共振器を構成している。
【００３７】
次に、この例の共振器内におけるレーザ光の偏光状態の変化について考える。まず、レーザ光が平面上で反射する場合、入射光及び反射光の光線を含む面内で振動する偏光成分をＰ偏光、入射光及び反射光の光線を含む面に垂直に振動する偏光成分をＳ偏光とする。一般に、反射面に対して垂直以外の角度で入射したレーザ光の位相の変化量は、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分で異なる。従って、レーザ光が、第１の反射装置２１の反射面２１ａ，２１ｂで反射する際に、位相の変化量がＰ偏光とＳ偏光とで異なるため、例えば光路Ｌ１における偏光状態が反射面２１ａに対してＰ偏光の成分のみ、またはＳ偏光の成分のみの場合を除いて、光路Ｌ１のレーザ光の偏光状態は光路Ｌ２において変化する。
【００３８】
ここで、光路Ｌ１における任意偏光のＸ軸成分をＥｘ、Ｚ軸成分をＥｚとし、光路Ｌ１から光路Ｌ３ａへ伝搬するレーザ光の偏光状態を考える。レーザ光のＸ軸成分Ｅｘは、光路Ｌ１から光路Ｌ３ａに伝搬する間に、第１の反射装置２１によりＳ偏光として２回反射され、第２の反射装置２２によりＰ偏光として２回反射される。また、レーザ光のＺ軸成分Ｅｚは、光路Ｌ１から光路Ｌ３ａへ伝搬する間に、第１の反射装置２１によりＰ偏光として２回反射され、第２の反射装置２２によりＳ偏光として２回反射される。
【００３９】
Ｘ軸成分Ｅｘ、Ｚ軸成分Ｅｚ共に、Ｓ偏光の反射による位相変化と、Ｐ偏光の反射による位相変化とをそれぞれ２回ずつ受け、位相の変化量がＸ軸成分ＥｘとＺ軸成分Ｅｚとで同じ量になるため、光路Ｌ１の偏光状態は光路Ｌ３ａにおいて保存される。従って、任意の偏光状態のレーザ光に対して、光路Ｌ１と光路Ｌ３ａと光路Ｌ３ｂは互いに同じ偏光状態を保持し、光路Ｌ２と光路Ｌ４は同じ偏光状態を保持する。対角線上の位置関係にある光路Ｌ１，Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ、または光路Ｌ２，Ｌ４に光学部品を配置すれば、プリズムの反射による偏光状態の変化がうち消されるため、レーザ共振器の設計が容易になる。
【００４０】
このような構成の自己補償形レーザ共振器では、レーザ光が反射装置２１，２２の稜線２１ｃ，２２ｃ上を通らないため、稜線２１ｃ，２２ｃの回折による損失がなく、レーザ光の利用効率の低下が防止される。また、レーザ光が稜線２１ｃ，２２ｃにより切断されないため、レーザ光の品質が向上する。さらに、５つの光路Ｌ１乃至Ｌ４を平行に配置することができるため、レーザ共振器の小形化を図ることができる。さらにまた、平面反射鏡２６，２７は重量が軽いため、反射装置２１，２２およびレーザ共振器全体をさらに軽量化することができる。さらに、対角の関係にある光路では、反射面２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂでの反射による位相状態の変化がないため、レーザ共振器の設計が容易となる。また、同じ光路を往復してレーザ媒質へ戻る定在波型のレーザ共振器を構成しているため、レーザ媒質に蓄積されたエネルギーの利用効率の低下が防止される。
【００４１】
なお、上述の例ではレーザ媒質２４を光路Ｌ１上に配置したが、光路Ｌ１乃至Ｌ４のいずれに配置しても良い。また、複数組みのレーザ媒質２４および励起光源２５を、複数の光路に配置しても良い。また、上述の例では第３の反射装置２３は光路Ｌ１に配置したが、光路Ｌ１乃至光路Ｌ４のいずれに配置しても良い。
【００４２】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による自己補償形レーザ共振器の第３の反射装置を示す斜視図である。この例では、図１の第３の反射装置２３に代わるものとして、反射鏡保持具３５によりお互いに固定された二つの片面反射鏡３３，３４が用いられている。片面反射鏡３３と片面反射鏡３４は、反射面３３ａ，３４ａがほぼ平行で互いに外側を向くように保持具３５により固定されている。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００４３】
第１の反射装置の反射面２１ａ，２１ｂ、第２の反射装置の反射面２２ａ，２２ｂは、それぞれお互いにほぼ直角をなすように配置されているが、完全に直角をなすように配置、製作することは難しく、価格が高くなる。このような場合、光路Ｌ３ａと光路Ｌ３ｂに角度ずれが生じる。この実施の形態においては、この角度ずれを補償にするように反射面３３ａ，３４ａを反射鏡保持具３５を用いて固定することが可能である。
【００４４】
このような構成の自己補償形レーザ共振器においては、第３の反射装置として、反射鏡保持具３５により相互に固定された片面反射鏡３３，３４を用いることにより、第１の反射装置の反射面２１ａ，２１ｂ、第２の反射装置の反射面２２ａ，２２ｂのそれぞれの反射面が形成する角度が直角からずれている場合でも、自己補償形レーザ共振器を構成することが可能である。
【００４５】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による自己補償形レーザ共振器の第３の反射装置を示す斜視図である。この例では、図１の第３の反射装置２３に代わるものとして、反射面３６ａと反射防止面３６ｂを有する両面反射鏡３６が用いられている。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００４６】
両面反射鏡３６の反射面３６ａにおいては、光路Ｌ３ａから入射したレーザ光を、反射面３６ａにより入射したレーザ光と反対の方向へ反射する。一方、光路Ｌ３ｂから入射したレーザ光は、反射防止面３６ｂを透過して、反射面３６ａの裏面により反射され、再び反射防止面３６ｂを透過して入射したレーザ光と反対の方向へ反射される。このように、両面反射鏡３６を用いることにより、同一の面の表面と裏面にてレーザ光が反射されるので、二つの反射面のずれが生じない安定した自己補償形レーザ共振器を構成することが可能である。
【００４７】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４による自己補償形レーザ共振器を示す斜視図である。図５において、３７は一側端に両面反射面３７ａを有するレーザ媒質である。レーザ媒質３７は、第１の反射面２１ａと第３の反射面２２ａの間に配置されている。両面反射面３７ａは、同一の面の表面と裏面にてレーザ光を反射する。
【００４８】
次に、動作について説明する。レーザ媒質３７から第１の反射面２１ａの方向へ進むレーザ光は、レーザ媒質３７を通過して増幅された後、第１の反射面２１ａおよび第２の反射面２１ｂで順次反射され、光路Ｌ１ａと平行な光路Ｌ２を光路Ｌ１ａと反対方向へ進む。光路Ｌ２を進むレーザ光は、第３の反射面２２ａ及び第４の反射面２２ｂで順次反射され、光路Ｌ２と平行な光路Ｌ３を光路Ｌ２と反対方向へ進む。光路Ｌ３を進むレーザ光は、第２の反射面２１ｂ及び第１の反射面２１ａで順次反射され、光路Ｌ３と平行な光路Ｌ４を光路Ｌ３と反対方向へ進む。光路Ｌ４を進むレーザ光は、第４の反射面２２ｂおよび第３の反射面２２ａで順次反射され、光路Ｌ４と平行な光路Ｌ１ｂを光路Ｌ４と反対方向へ進む。光路Ｌ１ｂを進むレーザ光は、レーザ媒質３７の一側端に設けられた両面反射面３７ａで反射され、すなわち、入射したレーザ光と反対方向に反射され、光路Ｌ１ｂ、光路Ｌ４、光路Ｌ３、光路Ｌ２，光路Ｌ１ａを通って、再びレーザ媒質３７に入射され、さらに増幅された後、両面反射面３７ａで反射され、レーザ共振器内に閉じこめられる。
【００４９】
このような構成の自己補償形レーザ共振器においては、同一の面の表面と裏面にてレーザ光が反射されるので、二つの反射面のずれが生じない安定した定在波形の自己補償形レーザ共振器を構成することが可能である。また、図１に示した第３の反射装置２３を必要とせず光学部品の数が少なくなるため、レーザ光の損失を抑えることができる。
【００５０】
なお、レーザ共振器では、さらに図示しない偏光子、波長板、ポッケルスセルなどの光学部品が配置されることがある。上述の実施の形態ではレーザ媒質３７の１つの端面を両面反射面３７ａとしたが、上述の偏光子、波長板、ポッケルスセルなどの光学部品のうちいずれかの１つの端面を両面反射面とし、光路Ｌ１乃至Ｌ４のいずれかに配置しても良い。
【００５１】
実施の形態５．
上述のような構成の自己補償形レーザ共振器においては、稜線２１ｃ，２２ｃの部分にはレーザ光があたらないため、平面反射鏡２６，２７の稜線２１ｃ，２２ｃの部分は削除しても良い。即ち、図６に示すように、図２のものよりも面積の小さい平面反射鏡２８，２９を、互いに間隔をおいて配置し、連結部材３０で互いに連結しても良く、このような構成とすれば、レーザ共振器をさらに小型軽量にすることができる。
【００５２】
実施の形態６．
図７はこの発明の実施の形態６による自己補償形レーザ共振器の第１および第２の反射装置を示す斜視図である。この例では、図１の反射装置２１，２２に代わるものとしてルーフプリズム３１が用いられている。ルーフプリズム３１は、レーザ光の入射面３１ａと、互いに垂直に配置された２つの反射面３１ｂ，３１ｃと、稜線３１ｄとを有している。また、入射面３１ａと反射面３１ｂ，３１ｃとが形成する角度は、それぞれ４５度である。さらに、入射面３１ａおよび反射面３１ｂ，３１ｃ以外の面（図７の上面及び底面）は、レーザ光が通過する部分に干渉しない限り、任意の形状、角度とすることができる。他の構成は、実施の形態１乃至実施の形態４のいずれかと同様である。
【００５３】
次に、動作について説明する。レーザ光は入射面３１ａを透過し、反射面３１ｂにより全反射される。反射面３１ｂにより全反射されたレーザ光は、反射面３１ｃにより全反射され、入射したレーザ光に平行で反対の方向に反射され、入射面３１ａから出射される。
【００５４】
このように、反射装置２１，２２としてルーフプリズム３１を用いた場合も、レーザ光が稜線３１ｄを通らない自己補償形のレーザ共振器を構成することができ、簡単な構成により、レーザ光の利用効率の低下を防止できるとともに、レーザ光の品質を向上させることができる。また、反射面３１ｂ，３１ｃの角度ずれが生じにくく、安定した自己補償形レーザ共振器を得ることができる。
【００５５】
実施の形態７．
上述の実施の形態６では稜線３１ｄを有するルーフプリズム３１を示したが、例えば図８に示すように、入射面３２ａと、互いに直角に配置された反射面３２ｂ，３２ｃとを有し、反射面３２ｂ，３２ｃを含む二つの平面が形成する稜線３２ｄ付近は、レーザ光が通過しないため、その部分を削除して断面台形としても良い。また、切断面３２ｅは、レーザ光が通過する部分に干渉しない限り、任意の形状、角度とすることができる。このように、稜線３２ｄの付近を切断したルーフプリズム３２を用いることにより、レーザ共振器全体の軽量化及び小型化を図ることができる。
【００５６】
実施の形態８．
図９はこの発明の実施の形態８による自己補償形レーザ共振器を示す斜視図である。図９において、３１及び３８は実施の形態６で示したルーフプリズムである。そして、本実施の形態のルーフプリズム３１は、入射面３１ａと光路Ｌ４とが交わる部分にレーザ光を反射する両面反射面３９を有している。両面反射面３９は、同一の面の表面と裏面にてレーザ光を反射する。
【００５７】
次に、動作について説明する。レーザ媒質２４から反射面３８ｂの方向へ進むレーザ光は、レーザ媒質２４を通過して増幅された後、入射面３８ａに入射し、反射面３８ｂおよび反射面３８ｃで順次反射され、光路Ｌ１と平行な光路Ｌ２を光路Ｌ１と反対方向へ進む。光路Ｌ２を進むレーザ光は、入射面３１ａに入射し、反射面３１ｂ及び反射面３１ｃで順次反射され、光路Ｌ２と平行な光路Ｌ３を光路Ｌ２と反対方向へ進む。光路Ｌ３を進むレーザ光は、反射面３８ｂ及び反射面３８ａで順次反射され、光路Ｌ３と平行な光路Ｌ４を光路Ｌ３と反対方向へ進む。光路Ｌ４を進むレーザ光は、両面反射面３９で反射され、すなわち、入射したレーザ光と反対方向に反射され、光路Ｌ４、光路Ｌ３、光路Ｌ２、光路Ｌ１を通って、再びレーザ媒質２４に入射される。
【００５８】
さらに、再びレーザ媒質２４に入射したレーザ光は、レーザ媒質２４を通過してさらに増幅された後、入射面３１ａに入射し、反射面３１ｂおよび反射面３１ｃで順次反射され、両面反射面３９で、入射したレーザ光と反対方向に反射され、レーザ共振器内に閉じこめられ増幅されていく。
【００５９】
このように、同一の面の表面と裏面にてレーザ光が反射されるので、二つの反射面のずれが生じない安定した自己補償形レーザ共振器を構成することが可能であるまた、図１に示した第３の反射装置２３を必要とせず光学部品の数が少なくなるため、レーザ光の損失を抑えることができる。
【００６０】
なお、上述の例では光路Ｌ４が入射面３１ａと交差する部分に両面反射面３９を設けたが、光路Ｌ１乃至Ｌ４と交差する入射面３１ａおよび３２ｂのいずれに設けても良い。また、ルーフプリズム３１，３８は実施の形態６で示したルーフプリズムを使用しているが、実施の形態７で示した稜線付近を削除したルーフプリズムを使用しても良い。
【００６１】
【発明の効果】
この発明に係る自己補償形レーザ共振器は、互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１の反射装置と、互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第１の反射装置に対向している第２の反射装置と、互いに反対向きにかつ平行に配置された第５及び第６の反射面を有し、第２の反射面と第４の反射面との間に設けられている第３の反射装置と、第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、レーザ媒質を励起する光源とを備え、第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線にほぼ直交する面に含まれており、レーザ媒質から第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、第１及び第２の稜線を避けて、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面、第５の反射面、第４の反射面、第３の反射面、第２の反射面、および第１の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射し、レーザ媒質を透過し、さらに第３の反射面、第４の反射面、第１の反射面、第２の反射面、第６の反射面、第２の反射面、第１の反射面、第４の反射面、および第３の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射される。そのため、レーザ光が反射装置の稜線上を通らず、従って稜線の回折による損失がなく、レーザ光の利用効率の低下を防止することができる。また、レーザ光が稜線により切断されないため、レーザ光の品質を向上させることができる。さらにレーザ共振器の小型化を図ることができる。また、対角の関係にある光路では、反射面での反射による偏光状態の変化がないため、レーザ共振器の設計が容易になる。さらにまた、同じ光路を往復してレーザ媒質へ戻る定在波形のレーザ共振器を構成しているため、レーザ媒質に蓄積されたエネルギーの利用効率の低下を防止することができる。
【００６２】
また、第３の反射装置は、反射面を互いに反対向きにして平行に配置され保持具で相互に固定された２つの片面反射鏡である。そのため、第１および第２の反射装置のそれぞれの反射面が直角からずれている場合もレーザ共振器を構成することができ、価格を安くすることができる。
【００６３】
また、第３の反射装置は、同一の面の表面と裏面にてレーザ光を反射する両面反射面を有する反射鏡である。そのため、反射面の角度ずれがない安定したレーザ共振器を構成することができる。
【００６４】
また、互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１の反射装置と、互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第１の反射装置に対向している第２の反射装置と、レーザ光の光軸上の一側の端面に第７の両面反射面を有し、第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、レーザ媒質を励起する光源とを備え、第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線にほぼ直交する面に含まれており、レーザ媒質から第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、第１及び第２の稜線を避けて、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面、第２の反射面、第１の反射面、第４の反射面、第３の反射面、および第７の両面反射面の順に反射され、さらに第３の反射面、第４の反射面、第１の反射面、第２の反射面、第４の反射面、第３の反射面、第２の反射面、および第１の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射され、レーザ媒質を透過し、第７の両面反射面で反射する。そのため、レーザ光が反射装置の稜線上を通らず、従って稜線の回折による損失がなく、レーザ光の利用効率の低下を防止することができる。また、レーザ光が稜線により切断されないため、レーザ光の品質を向上させることができる。さらにレーザ共振器の小型化を図ることができる。また、対角の関係にある光路では、反射面での反射による偏光状態の変化がないため、レーザ共振器の設計が容易になる。さらにまた、同じ光路を往復してレーザ媒質へ戻る定在波形のレーザ共振器を構成しているため、レーザ媒質に蓄積されたエネルギーの利用効率の低下を防止することができる。また、レーザ媒質の一つの反射面でレーザ光が両側に反射するので、反射面のずれが生じない安定した定在波形のレーザ共振器を構成できる。また、光学部品が少なくなるため、レーザ光の損失を抑えることができる。
【００６５】
また、互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１の反射装置と、互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第１の反射装置に対向している第２の反射装置と、第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、レーザ媒質を励起する光源と、レーザ光の光軸上の一側の端面に第８の両面反射面を有し、第２の反射面と第４の反射面との間に設けられている光学部品とを備え、第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線にほぼ直交する面に含まれており、レーザ媒質から第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、第１及び第２の稜線を避けて、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面、第８の両面反射面、第４の反射面、第３の反射面、第２の反射面、および第１の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射し、レーザ媒質を透過し、さらに第３の反射面、第４の反射面、第１の反射面、および第２の反射面の順に反射されて光学部品に入射し、さらに第８の両面反射面、第２の反射面、第１の反射面、第４の反射面、および第３の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射される。そのため、レーザ光が反射装置の稜線上を通らず、従って稜線の回折による損失がなく、レーザ光の利用効率の低下を防止することができる。また、レーザ光が稜線により切断されないため、レーザ光の品質を向上させることができる。さらにレーザ共振器の小型化を図ることができる。また、対角の関係にある光路では、反射面での反射による偏光状態の変化がないため、レーザ共振器の設計が容易になる。さらにまた、同じ光路を往復してレーザ媒質へ戻る定在波形のレーザ共振器を構成しているため、レーザ媒質に蓄積されたエネルギーの利用効率の低下を防止することができる。また、レーザ媒質の一つの反射面でレーザ光が両側に反射するので、反射面のずれが生じない安定した定在波形のレーザ共振器を構成できる。また、光学部品が少なくなるため、レーザ光の損失を抑えることができる。
【００６６】
また、第１及び第２の反射装置は、互いに直角に配置された２つの平面反射鏡をそれぞれ有している。そのため、レーザ共振器全体を軽量化することができる。
【００６７】
また、互いに直角に配置された２つの平面反射鏡は、間隔をおいて配置され、連結部材により相互に連結されている。そのため、２つの平面反射鏡を直接交差させて固定する必要がなく、反射装置を小型化および軽量化することができる。
【００６８】
また、第１及び第２の反射装置は、レーザ光の入射面及び互いに直角に配置された２つの反射面をそれぞれ有するプリズムである。そのため、反射面の角度のずれが生じにくく、安定した自己補償形レーザ共振器を得ることができる。
【００６９】
また、レーザ光が入射する第１の入射面と、互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１のプリズムと、レーザ光が入射する第２の入射面と、互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第２の入射面のレーザ光の光路に第９の両面反射面を備え、第１のプリズムに対向している第２のプリズムと、第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、レーザ媒質を励起する光源とを備え、第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線にほぼ直交する面に含まれており、レーザ媒質から第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、第１及び第２の稜線を避けて、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面、第２の反射面、第１の反射面、第９の両面反射面、第１の反射面、第２の反射面、第４の反射面、第３の反射面、第２の反射面、および第１の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射され、レーザ媒質を透過し、さらに、第３の反射面、第４の反射面、第９の両面反射面、第４の反射面、および第３の反射面で反射されて再びレーザ媒質に入射する。そのため、レーザ光が反射装置の稜線上を通らず、従って稜線の回折による損失がなく、レーザ光の利用効率の低下を防止することができる。また、レーザ光が稜線により切断されないため、レーザ光の品質を向上させることができる。さらにレーザ共振器の小型化を図ることができる。また、対角の関係にある光路では、反射面での反射による偏光状態の変化がないため、レーザ共振器の設計が容易になる。さらにまた、同じ光路を往復してレーザ媒質へ戻る定在波形のレーザ共振器を構成しているため、レーザ媒質に蓄積されたエネルギーの利用効率の低下を防止することができる。また、レーザ媒質の一つの反射面でレーザ光が両側に反射するので、反射面のずれが生じない安定した定在波形のレーザ共振器を構成できる。また、光学部品が少なくなるため、レーザ光の損失を抑えることができる。
【００７０】
さらに、第１及び第２のプリズムの第１及び第２の稜線部分が削除されている。そのため、反射装置を小型化および軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による自己補償形レーザ共振器を示す概略の斜視図である。
【図２】図１の第１及び第２の反射装置の一例を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態２による自己補償形レーザ共振器の第３の反射装置を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態３による自己補償形レーザ共振器の第３の反射装置を示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態４による自己補償形レーザ共振器を示す概略の斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態５による自己補償形レーザ共振器の第１及び第２の反射装置を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態６による自己補償形レーザ共振器の第１及び第２の反射装置を示す斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態７による自己補償形レーザ共振器の第１及び第２の反射装置を示す斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態８による自己補償形レーザ共振器を示す概略の斜視図である。
【図１０】従来のレーザ共振器の一例を示す説明図である。
【図１１】図７の一方の反射鏡が傾斜した場合を示す説明図である。
【図１２】従来の自己補償形レーザ共振器の一例を示す説明図である。
【図１３】図９のルーフプリズムに入射したレーザ光の反射状態を示す説明図である。
【図１４】図１０のルーフプリズムが傾斜した状態を示す説明図である。
【図１５】従来の自己補償形レーザ共振器の他の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
２１ 第１の反射装置、２１ａ 第１の反射面、２１ｂ 第２の反射面、２１ｃ 第１の稜線、２２ 第２の反射装置、２２ａ 第３の反射面、２２ｂ 第４の反射面、２２ｃ 第２の稜線、２３ 第３の反射装置、２３ａ 第５の反射面、２３ｂ 第６の反射面、２４ レーザ媒質、２５ 光源、２６，２７，２８，２９ 平面反射鏡、３０ 連結部材、３１，３２ ルーフプリズム、３１ａ，３２ａ 入射面、３１ｂ，３１ｃ，３２ｂ，３２ｃ 反射面、３３，３４ 片面反射鏡、３６ 両面反射鏡、３５ 反射鏡保持具、３７ レーザ媒質、３７ａ，３９ 両面反射面。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば人工衛星や航空機などの飛翔帯に搭載される固体レーザ装置に用いられ、反射面の傾きを補償する自己補償形レーザ共振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は例えば、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ Ｓｅｒｉｅｓ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｖｏｌ．１「Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｌａｓｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ第４版」Ｗａｌｔｅｒ Ｋｏｅｃｈｎｅｒ著（１９９５年ドイツＳｐｒｉｎｇｅｒ社発行）１９７ページに示された従来のレーザ共振器を示す説明図である。図１０において、１，２は互いに対向して配置されレーザ光を閉じこめる一対の反射鏡、３は反射鏡１，２間に配置されているレーザ媒質、４はレーザ媒質３を励起する励起光源、５はレーザ共振器の光軸、６は反射鏡２から反射鏡１へ進むレーザ光の光路、７は反射鏡１から反射鏡２へ進むレーザ光の光路である。
【０００３】
次に、動作について説明する。上述のようなレーザ共振器では、レーザ光が光路６，７を往復し、同じ光路６，７を通り同じ位相状態を保持するレーザ光のみが選択的に閉じこめられて増幅され、発振モードが形成される。反射鏡１，２が互いに平行に配置されている場合、レーザ光は、反射鏡１，２間で繰り返し反射され、光軸５に平行な光路６，７を往復する。このとき、レーザ光は、励起光源４により励起されたレーザ媒質３を繰り返し通過して増幅されていく。
【０００４】
これに対し、図１１に示すように、一方の反射鏡１が傾斜して反射鏡１，２が平行でなくなった場合、光軸５に平行な光路６を進むレーザ光は、光軸５に対して角度をなす光路８に反射される。従って、往復したレーザ光は同じ光路を通らず、発振モードを形成することができない。
【０００５】
このような問題を解決する手段として、上述の「Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｌａｓｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」２２７ページには、図１２に示すような自己補償形のレーザ共振器も示されている。図１２において、１１はＺ軸に平行な稜線１１ａを有するルーフプリズム、１２はＸ軸と平行な稜線１２ａを有するルーフプリズム、１３はルーフプリズム１１，１２に対向して配置されているコーナキューブプリズムであり、このコーナキューブプリズム１３とルーフプリズム１１との間にレーザ媒質３が配置されている。
【０００６】
このような構成のレーザ共振器においては、レーザ光は、光軸１４上を進行し、ルーフプリズム１２上で反射される。ルーフプリズム１２で反射されたレーザ光は、コーナキューブ１３で折り返され、励起光源４で励起されたレーザ媒質３を通過して増幅される。レーザ媒質３で増幅されたレーザ光は、ルーフプリズム１１上で反射されて、ふたたびレーザ媒質３により増幅される。この後、レーザ光は、元の位置に戻り、レーザ共振器内に閉じこめられる。
【０００７】
次に、図１３は図９のルーフプリズム１２に入射したレーザ光の反射状態を示す説明図である。図１３において、稜線１２ａを挟む反射面１２ｂ，１２ｃは、互いに直角に固定され、かつ光軸１４とのなす角度が４５度になっている。光軸１４と平行な光路１５を進み、ルーフプリズム１２に入射したレーザ光は、反射面１２ｂにより９０度曲げられ、反射面１２ｃにより９０度曲げられ、計１８０度の方向の変化を与えられる。このようにして反射されたレーザ光の光路１６は、光軸１４と平行になる。即ち、ルーフプリズム１２は、入射したレーザ光を、入射したレーザ光と平行で進行方向が逆方向のレーザ光として反射する。
【０００８】
また、図１４に示すように、ルーフプリズム１２が稜線１２ａを中心軸として角度α傾いた場合、反射面１２ｂより与えられる角度変化は９０−２α、反射面１２ｃにより与えられる角度変化は９０＋２αとなり、光路１５を進むレーザ光とルーフプリズム１２により反射されたレーザ光の光路１６の角度変化は計１８０度となる。従って、稜線１２ａを中心軸とした傾きが生じた場合でも、ルーフプリズム１２は、入射したレーザ光を、入射したレーザ光と平行で進行方向が逆方向のレーザ光として反射する。
【０００９】
さらに、入射するレーザ光が光軸１４に対して傾いた場合も同様に、ルーフプリズム１２は、入射したレーザ光を、入射したレーザ光と平行で進行方向が逆方向のレーザ光として反射する。なお、図１３および図１４では、説明のため、光路１５および１６を光軸１４からずらして示したが、実際には、光路１５も光路１６もビームの中心が光軸１４に一致し、レーザ光は稜線１２ａを含む範囲内に照射され反射される。
【００１０】
さらにまた、図１５に示したように、ルーフプリズム１１の稜線１１ａ及びルーフプリズム１２の稜線１２ａを、互いに直交する方向に配置することにより、ルーフプリズム１１，１２の傾きがお互いに補償され、自己補償形のレーザ共振器が構成される。
【００１１】
ここで、レーザ共振器の構成として、進行波形共振器と定在波形共振器について考える。進行波形共振器では、レーザ媒質から出射されたレーザ光が、共振器内を１周回する間に、同じ光路を通らずにレーザ媒質へ戻り、レーザ共振器内に進行波として閉じこめられている。この時、共振器内を１周する間に、レーザ光はレーザ媒質を１回通過して増幅される。これに対して、定在波形共振器では、レーザ媒質から出射されたレーザ光が、同じ光路を往復してレーザ媒質へ戻り、定在波としてレーザ共振器内に閉じこめられている。この時、共振器内を１周する間に、レーザ光はレーザ媒質を２回通過して増幅される。すなわち、レーザ光が共振器を１周回したとき、進行波形共振器ではレーザ光を１回しか増幅しないのに対して、定在波形共振器ではレーザ光は２回増幅される。図１０，図１２に示したレーザ共振器は、定在波形共振器である。
【００１２】
上述のように構成された従来の自己補償形レーザ共振器においては、レーザ光がルーフプリズム１１，１２の稜線１１ａ，１２ａを含む範囲に照射されるため、回折による損失が生じ、レーザ光の利用効率が低下してしまう。また、微視的には稜線１１ａ，１２ａ上では図１３に示したような反射が生じず、稜線１１ａ，１２ａでレーザ光が切断されるため、レーザ光が２つまたは４つに割れやすく、レーザ光の品質が劣化してしまう。さらに、長い光路長を小さなレーザ共振器で実現しようとした場合、ルーフプリズム１１，１２とは別に、コーナキューブプリズム１３のような折り返しのための光学素子が別に必要となり、レーザ共振器の構成が複雑になってしまう。また、ルーフプリズム１１，１２は、稜線１１ａ，１２ａに平行な方向のレーザ光の電界成分（Ｓ偏光）と垂直な方向のレーザ光の電界成分（Ｐ偏光）に対して、それぞれ異なった位相の変化を与えるため、ルーフプリズム１１，１２を反射したレーザ光の偏光状態は、稜線１１ａ，１２ａに平行または垂直な直線偏光のレーザ光が入射した場合を除いて、偏光状態が保存されないため、共振器を周回したレーザ光の位相状態が一致せずに損失が生じ、レーザ光の利用効率の低下およびレーザ光の品質の劣化が生じる。
【００１３】
このような問題を解決する手段として、特開平１１−２０１９００号公報には、図１５に示すような自己補償形のレーザ共振器が開示されている。図１５において、４１は互いに直角に配置された第１及び第２の反射面４１ａ，４１ｂを有する第１の反射装置、４２は互いに直角に配置された第３及び第４の反射面４２ａ，４２ｂを有し、第１の反射装置２１に対向している第２の反射装置である。第３及び第４の反射面４２ａ，４２ｂが形成する第２の稜線４２ｃは、第１及び第２の反射面４１ａ，４１ｂが形成する第１の稜線４１ｃに直交する面に含まれ、第１および第２の反射面４１ａ，４１ｂと第３及び第４の反射面４２ａ，４２ｂとが互いに対向するように配置されている。３は第１の反射面４１ａと第３の反射面４２ａとの間に設けられているレーザ媒質、４はレーザ媒質３を励起する光源である。
【００１４】
次に、動作について説明する。光路Ｌ１を進むレーザ光は、レーザ媒質３を通過して増幅された後、第１の反射面４１ａおよび第２の反射面４１ｂで順次反射され、光路Ｌ１と平行な光路Ｌ２を光路Ｌ１と反対方向へ進む。光路Ｌ２を進むレーザ光は、第３の反射面４２ａおよび第４の反射面４２ｂで順次反射され、光路Ｌ２と平行な光路Ｌ３を光路Ｌ２と反対方向へ進む。光路Ｌ３を進むレーザ光は、第２の反射面４１ａおよび第１の反射面４１ａで順次反射され、光路Ｌ３と平行な光路Ｌ４を光路Ｌ３と反対方向へ進む。
【００１５】
そして、光路Ｌ４を進むレーザ光は、第４の反射面４２ｂおよび第３の反射面４２ａで順次反射され、光路Ｌ１へ戻り、レーザ媒質３でさらに増幅される。従って、レーザは、第１の反射装置４１の稜線４１ｃ及び第２の反射装置４２の稜線４２ｃの上を通らずに、レーザ共振器内に閉じこめられて増幅されていく。すなわち、図１５に示した自己補償形レーザ共振器は、進行波形共振器である。
【００１６】
このような構成のレーザ共振器においては、第１の反射装置４１および第２の反射装置４２は、第１の稜線４１ｃ及び第２の稜線４２ｃを、互いに直交する方向に配置することにより、第１の反射装置４１および第２の反射装置４２の傾きがお互い補償され、自己補償形のレーザ共振器が構成される。また、第１の反射装置４１の稜線４１ｃ及び第２の反射装置４２の稜線４２ｃの上を通らないため、稜線の回折による損失が生じず、レーザの利用効率の低下を防止することができる。また、レーザ光が稜線により切断されないため、レーザ光の品質を向上させることができる。
【００１７】
共振器を１周回したときの光学部品による損失が同じ場合、進行波形共振器に比べて、定在形共振器の方がレーザ光が大きく増幅されるため、定在波形共振器の方がレーザ媒質に蓄積されたエネルギーの利用効率が高くなる。特に、Ｅｒ：Ｇｌａｓｓ等の利得の小さなレーザ媒質を用いた場合には、レーザ媒質による増幅の割合と共振器の周回による損失の割合が同じ程度となる場合があり、進行波形共振器ではレーザ発振が得られない場合が生じる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
図１２に示した従来の自己補償形レーザ共振器においては、レーザ光がルーフプリズム１１，１２の稜線１１ａ，１２ａを含む範囲に照射されるため、回折による損失が生じ、レーザ光の利用効率が低下してしまう。また、微視的には稜線１１ａ，１２ａ上では図１３に示したような反射が生じず、稜線１１ａ，１２ａでレーザ光が切断されるため、レーザ光が２つまたは４つに割れやすく、レーザ光の品質が劣化してしまう。
【００１９】
さらに、長い光路長を小さなレーザ共振器で実現しようとした場合、ルーフプリズム１１，１２とは別に、コーナキューブプリズム１３のような折り返しのための光学素子が別に必要となり、レーザ共振器の構成が複雑になってしまう。
【００２０】
また、ルーフプリズム１１，１２は、稜線１１ａ，１２ａに平行な方向のレーザ光の電界成分（Ｓ偏光）と垂直な方向のレーザ光の電界成分（Ｐ偏光）に対して、それぞれ異なった位相の変化を与えるため、ルーフプリズム１１，１２を反射したレーザ光の偏光状態は、稜線１１ａ，１２ａに平行または垂直な直線偏光のレーザ光が入射した場合を除いて、偏光状態が保存されないため、共振器を周回したレーザ光の位相状態が一致せずに損失が生じ、レーザ光の利用効率の低下およびレーザ光の品質の劣化が生じる。
【００２１】
また、図１５に示した従来の自己補償形レーザ共振器においては、共振器の構成が進行波形共振器であり、レーザ媒質に蓄積されたエネルギーの利用効率が低下する。そして特に、Ｅｒ：Ｇｌａｓｓ等の利得の小さなレーザ媒質を用いた場合には、レーザ媒質による増幅の割合と共振器の周回による損失の割合が同じ程度となる場合がありレーザ発振が得られないことがある。
【００２２】
この発明は、上述のような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、簡単な構成で、レーザの利用効率の低下を防止することができると共に、レーザ光の品質を向上させた、定在波形の自己補償形レーザ共振器を得ることを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る自己補償形レーザ共振器は、
互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１の反射装置と、
互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第１の反射装置に対向している第２の反射装置と、
互いに反対向きにかつ平行に配置された第５及び第６の反射面を有し、第２の反射面と第４の反射面との間に設けられている第３の反射装置と、
第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、
レーザ媒質を励起する光源とを備え、
第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線にほぼ直交する面に含まれており、
レーザ媒質から第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、第１及び第２の稜線を避けて、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面、第５の反射面、第４の反射面、第３の反射面、第２の反射面、および第１の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射し、レーザ媒質を透過し、さらに第３の反射面、第４の反射面、第１の反射面、第２の反射面、第６の反射面、第２の反射面、第１の反射面、第４の反射面、および第３の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射される。
【００２４】
また、第３の反射装置は、反射面を互いに反対向きにして平行に配置され保持具で相互に固定された２つの片面反射鏡である。
【００２５】
また、第３の反射装置は、同一の面の表面と裏面にてレーザ光を反射する両面反射面を有する反射鏡である。
【００２６】
また、互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１の反射装置と、
互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第１の反射装置に対向している第２の反射装置と、
レーザ光の光軸上の一側の端面に第７の両面反射面を有し、第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、
レーザ媒質を励起する光源とを備え、
第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線にほぼ直交する面に含まれており、
レーザ媒質から第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、第１及び第２の稜線を避けて、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面、第２の反射面、第１の反射面、第４の反射面、第３の反射面、および第７の両面反射面の順に反射され、さらに第３の反射面、第４の反射面、第１の反射面、第２の反射面、第４の反射面、第３の反射面、第２の反射面、および第１の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射され、レーザ媒質を透過し、第７の両面反射面で反射する。
【００２７】
また、互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１の反射装置と、
互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第１の反射装置に対向している第２の反射装置と、
第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、
レーザ媒質を励起する光源と、
レーザ光の光軸上の一側の端面に第８の両面反射面を有し、第２の反射面と第４の反射面との間に設けられている光学部品とを備え、
第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線にほぼ直交する面に含まれており、
レーザ媒質から第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、第１及び第２の稜線を避けて、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面、第８の両面反射面、第４の反射面、第３の反射面、第２の反射面、および第１の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射し、レーザ媒質を透過し、さらに第３の反射面、第４の反射面、第１の反射面、および第２の反射面の順に反射されて光学部品に入射し、さらに第８の両面反射面、第２の反射面、第１の反射面、第４の反射面、および第３の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射される。
【００２８】
また、第１及び第２の反射装置は、互いに直角に配置された２つの平面反射鏡をそれぞれ有している。
【００２９】
また、互いに直角に配置された２つの平面反射鏡は、間隔をおいて配置され、連結部材により相互に連結されている。
【００３０】
また、第１及び第２の反射装置は、レーザ光の入射面及び互いに直角に配置された２つの反射面をそれぞれ有するプリズムである。
【００３１】
また、レーザ光が入射する第１の入射面と、互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１のプリズムと、
レーザ光が入射する第２の入射面と、互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第２の入射面のレーザ光の光路に第９の両面反射面を備え、第１のプリズムに対向している第２のプリズムと、
第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、
レーザ媒質を励起する光源とを備え、
第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線にほぼ直交する面に含まれており、
レーザ媒質から第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、第１及び第２の稜線を避けて、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面、第２の反射面、第１の反射面、第９の両面反射面、第１の反射面、第２の反射面、第４の反射面、第３の反射面、第２の反射面、および第１の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射され、レーザ媒質を透過し、さらに、第３の反射面、第４の反射面、第９の両面反射面、第４の反射面、および第３の反射面で反射されて再びレーザ媒質に入射する。
【００３２】
さらに、第１及び第２のプリズムの第１及び第２の稜線部分が削除されている。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による自己補償形レーザ共振器を示す斜視図である。図１において、２１は互いに直角に配置された第１及び第２の反射面２１ａ，２１ｂを有する第１の反射装置、２２は互いに直角に配置された第３及び第４の反射面２２ａ，２２ｂを有し、第１の反射装置２１に対向している第２の反射装置であり、これら第１及び第２の反射装置２１，２２としては、例えば図２に示すように、互いに直角に配置された２つの平面反射鏡２６，２７を有するものが用いられる。また、図２には第２の反射装置２２のみを示すが、第１の反射装置２１についても構成は同様である。
【００３４】
また、第３及び第４の反射面２２ａ，２２ｂが形成する第２の稜線２２ｃは、第１及び第２の反射面２１ａ，２１ｂが形成する第１の稜線２１ｃにほぼ直交する面に含まれ、第１及び第２の反射面２１ａ，２１ｂと第３及び第４の反射面２２ａ，２２ｂとが互いに対向するように配置されている。第３の反射装置２３はお互いにほぼ平行な第５及び第６の反射面２３ａ，２３ｂを有し、第２の反射面２１ｂと第４の反射面２２ｂとの間に設けられている反射装置であり、第２の反射面２１ｂと第６の反射面２３ｂは互いに対向するように配置され、第４の反射面２２ｂと第５の反射面２３ａは互いに対向するように配置されている。２４は第１の反射面２１ａと第３の反射面２２ａとの間に設けられているレーザ媒質、２５はレーザ媒質２４を励起する光源である。
【００３５】
次に、動作について説明する。光路Ｌ１を進むレーザ光は、レーザ媒質２４を通過して増幅された後、第１の反射面２１ａおよび第２の反射面２１ｂで順次反射され、光路Ｌ１と平行な光路Ｌ２を光路Ｌ１と反対方向へ進む。光路Ｌ２を進むレーザ光は、第３の反射面２２ａ及び第４の反射面２２ｂで順次反射され、光路Ｌ２と平行な光路Ｌ３ａを光路Ｌ２と反対方向へ進む。光路Ｌ３ａを進むレーザ光は、第３の反射装置の第５の反射面２３ａで反射され、すなわち、入射したレーザ光と反対方向に反射され、光路Ｌ３ａ、光路Ｌ２、光路Ｌ１を通って、再びレーザ媒質２４に入射される。
【００３６】
そして、再びレーザ媒質２４に入射したレーザ光は、レーザ媒質２４を通過してさらに増幅された後、第３の反射面２２ａおよび第４の反射面２２ｂで順次反射され、光路Ｌ１と平行な光路Ｌ４を光路Ｌ１と反対方向へ進む。光路Ｌ４を進むレーザ光は、第１の反射面２１ａ及び第２の反射面２１ｂで順次反射され、光路Ｌ４と平行な光路Ｌ３ｂを光路Ｌ４と反対方向へ進む。光路Ｌ３ｂを進むレーザ光は、第３の反射装置の第６の反射面２３ｂで反射され、すなわち、入射したレーザ光と反対方向に反射され、光路Ｌ３ｂ、光路Ｌ４、光路Ｌ１を通って、レーザ媒質２４でさらに増幅される。このように、レーザ光は第１の反射装置２１の稜線２１ｃ及び第２の反射装置２２の稜線２２ｃの上を通らずに、レーザ共振器内に閉じこめられ増幅されていく。すなわち、レーザ媒質２４から出射されたレーザ光が、同じ光路を往復してレーザ媒質２４へ戻り、定在波としてレーザ共振器内に閉じこめられるため、定在波型のレーザ共振器を構成している。
【００３７】
次に、この例の共振器内におけるレーザ光の偏光状態の変化について考える。まず、レーザ光が平面上で反射する場合、入射光及び反射光の光線を含む面内で振動する偏光成分をＰ偏光、入射光及び反射光の光線を含む面に垂直に振動する偏光成分をＳ偏光とする。一般に、反射面に対して垂直以外の角度で入射したレーザ光の位相の変化量は、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分で異なる。従って、レーザ光が、第１の反射装置２１の反射面２１ａ，２１ｂで反射する際に、位相の変化量がＰ偏光とＳ偏光とで異なるため、例えば光路Ｌ１における偏光状態が反射面２１ａに対してＰ偏光の成分のみ、またはＳ偏光の成分のみの場合を除いて、光路Ｌ１のレーザ光の偏光状態は光路Ｌ２において変化する。
【００３８】
ここで、光路Ｌ１における任意偏光のＸ軸成分をＥｘ、Ｚ軸成分をＥｚとし、光路Ｌ１から光路Ｌ３ａへ伝搬するレーザ光の偏光状態を考える。レーザ光のＸ軸成分Ｅｘは、光路Ｌ１から光路Ｌ３ａに伝搬する間に、第１の反射装置２１によりＳ偏光として２回反射され、第２の反射装置２２によりＰ偏光として２回反射される。また、レーザ光のＺ軸成分Ｅｚは、光路Ｌ１から光路Ｌ３ａへ伝搬する間に、第１の反射装置２１によりＰ偏光として２回反射され、第２の反射装置２２によりＳ偏光として２回反射される。
【００３９】
Ｘ軸成分Ｅｘ、Ｚ軸成分Ｅｚ共に、Ｓ偏光の反射による位相変化と、Ｐ偏光の反射による位相変化とをそれぞれ２回ずつ受け、位相の変化量がＸ軸成分ＥｘとＺ軸成分Ｅｚとで同じ量になるため、光路Ｌ１の偏光状態は光路Ｌ３ａにおいて保存される。従って、任意の偏光状態のレーザ光に対して、光路Ｌ１と光路Ｌ３ａと光路Ｌ３ｂは互いに同じ偏光状態を保持し、光路Ｌ２と光路Ｌ４は同じ偏光状態を保持する。対角線上の位置関係にある光路Ｌ１，Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ、または光路Ｌ２，Ｌ４に光学部品を配置すれば、プリズムの反射による偏光状態の変化がうち消されるため、レーザ共振器の設計が容易になる。
【００４０】
このような構成の自己補償形レーザ共振器では、レーザ光が反射装置２１，２２の稜線２１ｃ，２２ｃ上を通らないため、稜線２１ｃ，２２ｃの回折による損失がなく、レーザ光の利用効率の低下が防止される。また、レーザ光が稜線２１ｃ，２２ｃにより切断されないため、レーザ光の品質が向上する。さらに、５つの光路Ｌ１乃至Ｌ４を平行に配置することができるため、レーザ共振器の小形化を図ることができる。さらにまた、平面反射鏡２６，２７は重量が軽いため、反射装置２１，２２およびレーザ共振器全体をさらに軽量化することができる。さらに、対角の関係にある光路では、反射面２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂでの反射による位相状態の変化がないため、レーザ共振器の設計が容易となる。また、同じ光路を往復してレーザ媒質へ戻る定在波型のレーザ共振器を構成しているため、レーザ媒質に蓄積されたエネルギーの利用効率の低下が防止される。
【００４１】
なお、上述の例ではレーザ媒質２４を光路Ｌ１上に配置したが、光路Ｌ１乃至Ｌ４のいずれに配置しても良い。また、複数組みのレーザ媒質２４および励起光源２５を、複数の光路に配置しても良い。また、上述の例では第３の反射装置２３は光路Ｌ１に配置したが、光路Ｌ１乃至光路Ｌ４のいずれに配置しても良い。
【００４２】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による自己補償形レーザ共振器の第３の反射装置を示す斜視図である。この例では、図１の第３の反射装置２３に代わるものとして、反射鏡保持具３５によりお互いに固定された二つの片面反射鏡３３，３４が用いられている。片面反射鏡３３と片面反射鏡３４は、反射面３３ａ，３４ａがほぼ平行で互いに外側を向くように保持具３５により固定されている。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００４３】
第１の反射装置の反射面２１ａ，２１ｂ、第２の反射装置の反射面２２ａ，２２ｂは、それぞれお互いにほぼ直角をなすように配置されているが、完全に直角をなすように配置、製作することは難しく、価格が高くなる。このような場合、光路Ｌ３ａと光路Ｌ３ｂに角度ずれが生じる。この実施の形態においては、この角度ずれを補償にするように反射面３３ａ，３４ａを反射鏡保持具３５を用いて固定することが可能である。
【００４４】
このような構成の自己補償形レーザ共振器においては、第３の反射装置として、反射鏡保持具３５により相互に固定された片面反射鏡３３，３４を用いることにより、第１の反射装置の反射面２１ａ，２１ｂ、第２の反射装置の反射面２２ａ，２２ｂのそれぞれの反射面が形成する角度が直角からずれている場合でも、自己補償形レーザ共振器を構成することが可能である。
【００４５】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による自己補償形レーザ共振器の第３の反射装置を示す斜視図である。この例では、図１の第３の反射装置２３に代わるものとして、反射面３６ａと反射防止面３６ｂを有する両面反射鏡３６が用いられている。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００４６】
両面反射鏡３６の反射面３６ａにおいては、光路Ｌ３ａから入射したレーザ光を、反射面３６ａにより入射したレーザ光と反対の方向へ反射する。一方、光路Ｌ３ｂから入射したレーザ光は、反射防止面３６ｂを透過して、反射面３６ａの裏面により反射され、再び反射防止面３６ｂを透過して入射したレーザ光と反対の方向へ反射される。このように、両面反射鏡３６を用いることにより、同一の面の表面と裏面にてレーザ光が反射されるので、二つの反射面のずれが生じない安定した自己補償形レーザ共振器を構成することが可能である。
【００４７】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４による自己補償形レーザ共振器を示す斜視図である。図５において、３７は一側端に両面反射面３７ａを有するレーザ媒質である。レーザ媒質３７は、第１の反射面２１ａと第３の反射面２２ａの間に配置されている。両面反射面３７ａは、同一の面の表面と裏面にてレーザ光を反射する。
【００４８】
次に、動作について説明する。レーザ媒質３７から第１の反射面２１ａの方向へ進むレーザ光は、レーザ媒質３７を通過して増幅された後、第１の反射面２１ａおよび第２の反射面２１ｂで順次反射され、光路Ｌ１ａと平行な光路Ｌ２を光路Ｌ１ａと反対方向へ進む。光路Ｌ２を進むレーザ光は、第３の反射面２２ａ及び第４の反射面２２ｂで順次反射され、光路Ｌ２と平行な光路Ｌ３を光路Ｌ２と反対方向へ進む。光路Ｌ３を進むレーザ光は、第２の反射面２１ｂ及び第１の反射面２１ａで順次反射され、光路Ｌ３と平行な光路Ｌ４を光路Ｌ３と反対方向へ進む。光路Ｌ４を進むレーザ光は、第４の反射面２２ｂおよび第３の反射面２２ａで順次反射され、光路Ｌ４と平行な光路Ｌ１ｂを光路Ｌ４と反対方向へ進む。光路Ｌ１ｂを進むレーザ光は、レーザ媒質３７の一側端に設けられた両面反射面３７ａで反射され、すなわち、入射したレーザ光と反対方向に反射され、光路Ｌ１ｂ、光路Ｌ４、光路Ｌ３、光路Ｌ２，光路Ｌ１ａを通って、再びレーザ媒質３７に入射され、さらに増幅された後、両面反射面３７ａで反射され、レーザ共振器内に閉じこめられる。
【００４９】
このような構成の自己補償形レーザ共振器においては、同一の面の表面と裏面にてレーザ光が反射されるので、二つの反射面のずれが生じない安定した定在波形の自己補償形レーザ共振器を構成することが可能である。また、図１に示した第３の反射装置２３を必要とせず光学部品の数が少なくなるため、レーザ光の損失を抑えることができる。
【００５０】
なお、レーザ共振器では、さらに図示しない偏光子、波長板、ポッケルスセルなどの光学部品が配置されることがある。上述の実施の形態ではレーザ媒質３７の１つの端面を両面反射面３７ａとしたが、上述の偏光子、波長板、ポッケルスセルなどの光学部品のうちいずれかの１つの端面を両面反射面とし、光路Ｌ１乃至Ｌ４のいずれかに配置しても良い。
【００５１】
実施の形態５．
上述のような構成の自己補償形レーザ共振器においては、稜線２１ｃ，２２ｃの部分にはレーザ光があたらないため、平面反射鏡２６，２７の稜線２１ｃ，２２ｃの部分は削除しても良い。即ち、図６に示すように、図２のものよりも面積の小さい平面反射鏡２８，２９を、互いに間隔をおいて配置し、連結部材３０で互いに連結しても良く、このような構成とすれば、レーザ共振器をさらに小型軽量にすることができる。
【００５２】
実施の形態６．
図７はこの発明の実施の形態６による自己補償形レーザ共振器の第１および第２の反射装置を示す斜視図である。この例では、図１の反射装置２１，２２に代わるものとしてルーフプリズム３１が用いられている。ルーフプリズム３１は、レーザ光の入射面３１ａと、互いに垂直に配置された２つの反射面３１ｂ，３１ｃと、稜線３１ｄとを有している。また、入射面３１ａと反射面３１ｂ，３１ｃとが形成する角度は、それぞれ４５度である。さらに、入射面３１ａおよび反射面３１ｂ，３１ｃ以外の面（図７の上面及び底面）は、レーザ光が通過する部分に干渉しない限り、任意の形状、角度とすることができる。他の構成は、実施の形態１乃至実施の形態４のいずれかと同様である。
【００５３】
次に、動作について説明する。レーザ光は入射面３１ａを透過し、反射面３１ｂにより全反射される。反射面３１ｂにより全反射されたレーザ光は、反射面３１ｃにより全反射され、入射したレーザ光に平行で反対の方向に反射され、入射面３１ａから出射される。
【００５４】
このように、反射装置２１，２２としてルーフプリズム３１を用いた場合も、レーザ光が稜線３１ｄを通らない自己補償形のレーザ共振器を構成することができ、簡単な構成により、レーザ光の利用効率の低下を防止できるとともに、レーザ光の品質を向上させることができる。また、反射面３１ｂ，３１ｃの角度ずれが生じにくく、安定した自己補償形レーザ共振器を得ることができる。
【００５５】
実施の形態７．
上述の実施の形態６では稜線３１ｄを有するルーフプリズム３１を示したが、例えば図８に示すように、入射面３２ａと、互いに直角に配置された反射面３２ｂ，３２ｃとを有し、反射面３２ｂ，３２ｃを含む二つの平面が形成する稜線３２ｄ付近は、レーザ光が通過しないため、その部分を削除して断面台形としても良い。また、切断面３２ｅは、レーザ光が通過する部分に干渉しない限り、任意の形状、角度とすることができる。このように、稜線３２ｄの付近を切断したルーフプリズム３２を用いることにより、レーザ共振器全体の軽量化及び小型化を図ることができる。
【００５６】
実施の形態８．
図９はこの発明の実施の形態８による自己補償形レーザ共振器を示す斜視図である。図９において、３１及び３８は実施の形態６で示したルーフプリズムである。そして、本実施の形態のルーフプリズム３１は、入射面３１ａと光路Ｌ４とが交わる部分にレーザ光を反射する両面反射面３９を有している。両面反射面３９は、同一の面の表面と裏面にてレーザ光を反射する。
【００５７】
次に、動作について説明する。レーザ媒質２４から反射面３８ｂの方向へ進むレーザ光は、レーザ媒質２４を通過して増幅された後、入射面３８ａに入射し、反射面３８ｂおよび反射面３８ｃで順次反射され、光路Ｌ１と平行な光路Ｌ２を光路Ｌ１と反対方向へ進む。光路Ｌ２を進むレーザ光は、入射面３１ａに入射し、反射面３１ｂ及び反射面３１ｃで順次反射され、光路Ｌ２と平行な光路Ｌ３を光路Ｌ２と反対方向へ進む。光路Ｌ３を進むレーザ光は、反射面３８ｂ及び反射面３８ａで順次反射され、光路Ｌ３と平行な光路Ｌ４を光路Ｌ３と反対方向へ進む。光路Ｌ４を進むレーザ光は、両面反射面３９で反射され、すなわち、入射したレーザ光と反対方向に反射され、光路Ｌ４、光路Ｌ３、光路Ｌ２、光路Ｌ１を通って、再びレーザ媒質２４に入射される。
【００５８】
さらに、再びレーザ媒質２４に入射したレーザ光は、レーザ媒質２４を通過してさらに増幅された後、入射面３１ａに入射し、反射面３１ｂおよび反射面３１ｃで順次反射され、両面反射面３９で、入射したレーザ光と反対方向に反射され、レーザ共振器内に閉じこめられ増幅されていく。
【００５９】
このように、同一の面の表面と裏面にてレーザ光が反射されるので、二つの反射面のずれが生じない安定した自己補償形レーザ共振器を構成することが可能であるまた、図１に示した第３の反射装置２３を必要とせず光学部品の数が少なくなるため、レーザ光の損失を抑えることができる。
【００６０】
なお、上述の例では光路Ｌ４が入射面３１ａと交差する部分に両面反射面３９を設けたが、光路Ｌ１乃至Ｌ４と交差する入射面３１ａおよび３２ｂのいずれに設けても良い。また、ルーフプリズム３１，３８は実施の形態６で示したルーフプリズムを使用しているが、実施の形態７で示した稜線付近を削除したルーフプリズムを使用しても良い。
【００６１】
【発明の効果】
この発明に係る自己補償形レーザ共振器は、互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１の反射装置と、互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第１の反射装置に対向している第２の反射装置と、互いに反対向きにかつ平行に配置された第５及び第６の反射面を有し、第２の反射面と第４の反射面との間に設けられている第３の反射装置と、第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、レーザ媒質を励起する光源とを備え、第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線にほぼ直交する面に含まれており、レーザ媒質から第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、第１及び第２の稜線を避けて、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面、第５の反射面、第４の反射面、第３の反射面、第２の反射面、および第１の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射し、レーザ媒質を透過し、さらに第３の反射面、第４の反射面、第１の反射面、第２の反射面、第６の反射面、第２の反射面、第１の反射面、第４の反射面、および第３の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射される。そのため、レーザ光が反射装置の稜線上を通らず、従って稜線の回折による損失がなく、レーザ光の利用効率の低下を防止することができる。また、レーザ光が稜線により切断されないため、レーザ光の品質を向上させることができる。さらにレーザ共振器の小型化を図ることができる。また、対角の関係にある光路では、反射面での反射による偏光状態の変化がないため、レーザ共振器の設計が容易になる。さらにまた、同じ光路を往復してレーザ媒質へ戻る定在波形のレーザ共振器を構成しているため、レーザ媒質に蓄積されたエネルギーの利用効率の低下を防止することができる。
【００６２】
また、第３の反射装置は、反射面を互いに反対向きにして平行に配置され保持具で相互に固定された２つの片面反射鏡である。そのため、第１および第２の反射装置のそれぞれの反射面が直角からずれている場合もレーザ共振器を構成することができ、価格を安くすることができる。
【００６３】
また、第３の反射装置は、同一の面の表面と裏面にてレーザ光を反射する両面反射面を有する反射鏡である。そのため、反射面の角度ずれがない安定したレーザ共振器を構成することができる。
【００６４】
また、互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１の反射装置と、互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第１の反射装置に対向している第２の反射装置と、レーザ光の光軸上の一側の端面に第７の両面反射面を有し、第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、レーザ媒質を励起する光源とを備え、第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線にほぼ直交する面に含まれており、レーザ媒質から第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、第１及び第２の稜線を避けて、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面、第２の反射面、第１の反射面、第４の反射面、第３の反射面、および第７の両面反射面の順に反射され、さらに第３の反射面、第４の反射面、第１の反射面、第２の反射面、第４の反射面、第３の反射面、第２の反射面、および第１の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射され、レーザ媒質を透過し、第７の両面反射面で反射する。そのため、レーザ光が反射装置の稜線上を通らず、従って稜線の回折による損失がなく、レーザ光の利用効率の低下を防止することができる。また、レーザ光が稜線により切断されないため、レーザ光の品質を向上させることができる。さらにレーザ共振器の小型化を図ることができる。また、対角の関係にある光路では、反射面での反射による偏光状態の変化がないため、レーザ共振器の設計が容易になる。さらにまた、同じ光路を往復してレーザ媒質へ戻る定在波形のレーザ共振器を構成しているため、レーザ媒質に蓄積されたエネルギーの利用効率の低下を防止することができる。また、レーザ媒質の一つの反射面でレーザ光が両側に反射するので、反射面のずれが生じない安定した定在波形のレーザ共振器を構成できる。また、光学部品が少なくなるため、レーザ光の損失を抑えることができる。
【００６５】
また、互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１の反射装置と、互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第１の反射装置に対向している第２の反射装置と、第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、レーザ媒質を励起する光源と、レーザ光の光軸上の一側の端面に第８の両面反射面を有し、第２の反射面と第４の反射面との間に設けられている光学部品とを備え、第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線にほぼ直交する面に含まれており、レーザ媒質から第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、第１及び第２の稜線を避けて、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面、第８の両面反射面、第４の反射面、第３の反射面、第２の反射面、および第１の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射し、レーザ媒質を透過し、さらに第３の反射面、第４の反射面、第１の反射面、および第２の反射面の順に反射されて光学部品に入射し、さらに第８の両面反射面、第２の反射面、第１の反射面、第４の反射面、および第３の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射される。そのため、レーザ光が反射装置の稜線上を通らず、従って稜線の回折による損失がなく、レーザ光の利用効率の低下を防止することができる。また、レーザ光が稜線により切断されないため、レーザ光の品質を向上させることができる。さらにレーザ共振器の小型化を図ることができる。また、対角の関係にある光路では、反射面での反射による偏光状態の変化がないため、レーザ共振器の設計が容易になる。さらにまた、同じ光路を往復してレーザ媒質へ戻る定在波形のレーザ共振器を構成しているため、レーザ媒質に蓄積されたエネルギーの利用効率の低下を防止することができる。また、レーザ媒質の一つの反射面でレーザ光が両側に反射するので、反射面のずれが生じない安定した定在波形のレーザ共振器を構成できる。また、光学部品が少なくなるため、レーザ光の損失を抑えることができる。
【００６６】
また、第１及び第２の反射装置は、互いに直角に配置された２つの平面反射鏡をそれぞれ有している。そのため、レーザ共振器全体を軽量化することができる。
【００６７】
また、互いに直角に配置された２つの平面反射鏡は、間隔をおいて配置され、連結部材により相互に連結されている。そのため、２つの平面反射鏡を直接交差させて固定する必要がなく、反射装置を小型化および軽量化することができる。
【００６８】
また、第１及び第２の反射装置は、レーザ光の入射面及び互いに直角に配置された２つの反射面をそれぞれ有するプリズムである。そのため、反射面の角度のずれが生じにくく、安定した自己補償形レーザ共振器を得ることができる。
【００６９】
また、レーザ光が入射する第１の入射面と、互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１のプリズムと、レーザ光が入射する第２の入射面と、互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第２の入射面のレーザ光の光路に第９の両面反射面を備え、第１のプリズムに対向している第２のプリズムと、第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、レーザ媒質を励起する光源とを備え、第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線にほぼ直交する面に含まれており、レーザ媒質から第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、第１及び第２の稜線を避けて、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面、第２の反射面、第１の反射面、第９の両面反射面、第１の反射面、第２の反射面、第４の反射面、第３の反射面、第２の反射面、および第１の反射面の順に反射されて再びレーザ媒質に入射され、レーザ媒質を透過し、さらに、第３の反射面、第４の反射面、第９の両面反射面、第４の反射面、および第３の反射面で反射されて再びレーザ媒質に入射する。そのため、レーザ光が反射装置の稜線上を通らず、従って稜線の回折による損失がなく、レーザ光の利用効率の低下を防止することができる。また、レーザ光が稜線により切断されないため、レーザ光の品質を向上させることができる。さらにレーザ共振器の小型化を図ることができる。また、対角の関係にある光路では、反射面での反射による偏光状態の変化がないため、レーザ共振器の設計が容易になる。さらにまた、同じ光路を往復してレーザ媒質へ戻る定在波形のレーザ共振器を構成しているため、レーザ媒質に蓄積されたエネルギーの利用効率の低下を防止することができる。また、レーザ媒質の一つの反射面でレーザ光が両側に反射するので、反射面のずれが生じない安定した定在波形のレーザ共振器を構成できる。また、光学部品が少なくなるため、レーザ光の損失を抑えることができる。
【００７０】
さらに、第１及び第２のプリズムの第１及び第２の稜線部分が削除されている。そのため、反射装置を小型化および軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による自己補償形レーザ共振器を示す概略の斜視図である。
【図２】図１の第１及び第２の反射装置の一例を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態２による自己補償形レーザ共振器の第３の反射装置を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態３による自己補償形レーザ共振器の第３の反射装置を示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態４による自己補償形レーザ共振器を示す概略の斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態５による自己補償形レーザ共振器の第１及び第２の反射装置を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態６による自己補償形レーザ共振器の第１及び第２の反射装置を示す斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態７による自己補償形レーザ共振器の第１及び第２の反射装置を示す斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態８による自己補償形レーザ共振器を示す概略の斜視図である。
【図１０】従来のレーザ共振器の一例を示す説明図である。
【図１１】図７の一方の反射鏡が傾斜した場合を示す説明図である。
【図１２】従来の自己補償形レーザ共振器の一例を示す説明図である。
【図１３】図９のルーフプリズムに入射したレーザ光の反射状態を示す説明図である。
【図１４】図１０のルーフプリズムが傾斜した状態を示す説明図である。
【図１５】従来の自己補償形レーザ共振器の他の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
２１ 第１の反射装置、２１ａ 第１の反射面、２１ｂ 第２の反射面、２１ｃ 第１の稜線、２２ 第２の反射装置、２２ａ 第３の反射面、２２ｂ 第４の反射面、２２ｃ 第２の稜線、２３ 第３の反射装置、２３ａ 第５の反射面、２３ｂ 第６の反射面、２４ レーザ媒質、２５ 光源、２６，２７，２８，２９ 平面反射鏡、３０ 連結部材、３１，３２ ルーフプリズム、３１ａ，３２ａ 入射面、３１ｂ，３１ｃ，３２ｂ，３２ｃ 反射面、３３，３４ 片面反射鏡、３６ 両面反射鏡、３５ 反射鏡保持具、３７ レーザ媒質、３７ａ，３９ 両面反射面。
Claims (10)
- 互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１の反射装置と、
互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、上記第１の反射装置に対向している第２の反射装置と、
互いに反対向きにかつ平行に配置された第５及び第６の反射面を有し、上記第２の反射面と第４の反射面との間に設けられている第３の反射装置と、
上記第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、
上記レーザ媒質を励起する光源とを備え、
上記第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、上記第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線に直交する面に含まれており、
上記レーザ媒質から上記第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、上記第１及び第２の稜線を避けて、上記第１の反射面、上記第２の反射面、上記第３の反射面、上記第４の反射面、上記第５の反射面、上記第４の反射面、上記第３の反射面、上記第２の反射面、および上記第１の反射面の順に反射されて再び上記レーザ媒質に入射し、該レーザ媒質を透過し、さらに上記第３の反射面、上記第４の反射面、上記第１の反射面、上記第２の反射面、上記第６の反射面、上記第２の反射面、上記第１の反射面、上記第４の反射面、および上記第３の反射面の順に反射されて再び上記レーザ媒質に入射される
ことを特徴とする自己補償形レーザ共振器。 - 上記第３の反射装置は、反射面を互いに反対向きにして平行に配置され保持具で相互に固定された２つの片面反射鏡である
ことを特徴とする請求項１記載の自己補償形レーザ共振器。 - 上記第３の反射装置は、同一の面の表面と裏面にてレーザ光を反射する両面反射面を有する反射鏡である
ことを特徴とする請求項１記載の自己補償形レーザ共振器。 - 互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１の反射装置と、
互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、上記第１の反射装置に対向している第２の反射装置と、
レーザ光の光軸上の一側の端面に第７の両面反射面を有し、上記第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、
上記レーザ媒質を励起する光源とを備え、
上記第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、上記第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線に直交する面に含まれており、
上記レーザ媒質から上記第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、上記第１及び第２の稜線を避けて、上記第１の反射面、上記第２の反射面、上記第３の反射面、上記第４の反射面、上記第２の反射面、上記第１の反射面、上記第４の反射面、上記第３の反射面、および上記第７の両面反射面の順に反射され、さらに上記第３の反射面、上記第４の反射面、上記第１の反射面、上記第２の反射面、上記第４の反射面、上記第３の反射面、上記第２の反射面、および上記第１の反射面の順に反射されて再び上記レーザ媒質に入射され、該レーザ媒質を透過し、上記第７の両面反射面で反射する ことを特徴とする自己補償形レーザ共振器。 - 互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１の反射装置と、
互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、上記第１の反射装置に対向している第２の反射装置と、
上記第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、
上記レーザ媒質を励起する光源と、
レーザ光の光軸上の一側の端面に第８の両面反射面を有し、上記第２の反射面と第４の反射面との間に設けられている光学部品とを備え、
上記第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、上記第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線に直交する面に含まれており、
上記レーザ媒質から上記第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、上記第１及び第２の稜線を避けて、上記第１の反射面、上記第２の反射面、上記第３の反射面、上記第４の反射面、上記第８の両面反射面、上記第４の反射面、上記第３の反射面、上記第２の反射面、および上記第１の反射面の順に反射されて再び上記レーザ媒質に入射し、該レーザ媒質を透過し、さらに上記第３の反射面、上記第４の反射面、上記第１の反射面、および上記第２の反射面の順に反射されて上記光学部品に入射し、さらに上記第８の両面反射面、上記第２の反射面、上記第１の反射面、上記第４の反射面、および上記第３の反射面の順に反射されて再び上記レーザ媒質に入射される
ことを特徴とする自己補償形レーザ共振器。 - 上記第１及び第２の反射装置は、互いに直角に配置された２つの平面反射鏡をそれぞれ有している
ことを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の自己補償形レーザ共振器。 - 上記互いに直角に配置された２つの平面反射鏡は、間隔をおいて配置され、連結部材により相互に連結されている
ことを特徴とする請求項６記載の自己補償形レーザ共振器。 - 上記第１及び第２の反射装置は、レーザ光の入射面及び互いに直角に配置された２つの反射面をそれぞれ有するプリズムである
ことを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の自己補償形レーザ共振器。 - レーザ光が入射する第１の入射面と、互いに直角に配置された第１及び第２の反射面を有する第１のプリズムと、
レーザ光が入射する第２の入射面と、互いに直角に配置された第３及び第４の反射面を有し、第２の入射面のレーザ光の光路に第９の両面反射面を備え、上記第１のプリズムに対向している第２のプリズムと、
上記第１の反射面と第３の反射面との間に設けられているレーザ媒質と、
上記レーザ媒質を励起する光源とを備え、
上記第３及び第４の反射面を含む二つの平面が形成する第２の稜線は、上記第１及び第２の反射面を含む二つの平面が形成する第１の稜線に直交する面に含まれており、
上記レーザ媒質から上記第１の反射面へ向けて出射されたレーザ光は、上記第１及び第２の稜線を避けて、上記第１の反射面、上記第２の反射面、上記第３の反射面、上記第４の反射面、上記第２の反射面、上記第１の反射面、上記第９の両面反射面、上記第１の反射面、上記第２の反射面、上記第４の反射面、上記第３の反射面、上記第２の反射面、および上記第１の反射面の順に反射されて再び上記レーザ媒質に入射され、該レーザ媒質を透過し、さらに、上記第３の反射面、上記第４の反射面、上記第９の両面反射面、上記第４の反射面、および上記第３の反射面で反射されて再び上記レーザ媒質に入射する
ことを特徴とする自己補償形レーザ共振器。 - 上記第１及び第２のプリズムの第１及び第２の稜線部分が削除されている
ことを特徴とする請求項８または９記載の自己補償形レーザ共振器。
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