JP3716179B2

JP3716179B2 - Laser equipment

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Publication number: JP3716179B2
Application number: JP2000398652A
Authority: JP
Inventors: 芳文美濃和; 弘一鈴木; 茂明藤田; 勤井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2020-12-27
Also published as: JP2002196278A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、均一なビーム品質を得るようにしたレーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
発振器単独、あるいは発振器と複数の増幅器とで構成されるレーザ装置は、指向性のよいレーザ光により穴あけ、溶接、切断等の加工や、同位体分離等の光化学反応に用いることができる。特に炭酸ガスレーザ装置及び銅蒸気レーザ装置は、ｋｗ級の高出力で高い指向性を有するレーザ光を得ることができるので、加工分野及び同位体分離に適用されている。
図１８は、例えば「大口径ＣＶＬ発振器の開発」、平成８年レーザ学会学術講演会第１６回年次大会予稿集（井上勤他）、（１９７７）第６７頁に記載された従来のレーザ装置の構成図である。
図１８において、放電管１、凹面鏡２及び凸面鏡３で発振器４が構成されている。放電管１の両端に配置した電極（図示せず）間に急峻な立ち上がりのパルス電圧を印加して、急峻な立ち上がりの電流を流すことにより放電管１内に放電エネルギーを投入する。この放電エネルギーにより銅粒５が加熱されて蒸発し、銅原子が励起されて発光する。この光が凹面鏡２と凸面鏡３との間を反射して複数回往復するうちに、凸面鏡３で共焦点６を中心に放射される方向に反射する。そして、凹面鏡２では、放電管１の光軸方向に平行に反射して進行する光のみが、図１８のＡ−Ａ断面である図１９（ａ）に示すレーザ光として出射される。５ａは銅粒５の影、３ａは凸面鏡３の影である。図１９（ｂ）は図１９（ａ）のＲ−Ｌ断面におけるレーザ光の強度分布の時間的変化を示したもので、ｔ_１〜ｔ_６
は発振器１０の励起時間帯を示す。
共焦点６が放電管１の内壁面の延長線上近傍に設定されているので、光が放電の開始時から凹面鏡２と凸面鏡３との間を往復して往復回数を増すことができるため、指向性の高いレーザ発振が可能である。しかし、図１９に示すようにレーザ発振が共焦点６の反対側の内壁に拡大する時間（ｔ_３）の直前までは指向性の悪い自然放出光（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｅｍｉｓｓｉｏｎ）が含まれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレーザ装置は以上のように構成されているので、銅粒５及び凸面鏡３によってレーザ光が遮られるため、図１９に示すように強度分布が非対称となり、加工、照射等を均一に行うのが困難であるという問題点があった。
この発明は以上のような問題点を解消するためになされたもので、レーザ光の強度分布の対称性を向上させることができるレーザ装置を提供することを目的としたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わるレーザ装置は、発光した光が凸面鏡と凹面鏡との間で複数回反射して放射されたレーザ光の中心軸と直交する直交線の両側で、ビームの強度分布と発散角分布とが非対称なレーザ光を出射する発振器と、発振器から出射されたレーザ光をハーフミラーで反射する一方の経路とハーフミラーを透過する他方の経路との二つに分割する分割手段と、この分割手段と凹面鏡との間に配置されてレーザ光を所定の方向に偏光する偏光手段と、分割手段で分割した一方の経路のレーザ光を直交線の両側でビームを反転させる反転手段と、分割手段で分割した他方の経路のレーザ光の偏光方向を９０度回転させる回転手段と、反転手段で反転させた一方のレーザ光及び回転手段で回転された他方のレーザ光を合成する偏光ビームスプリッターからなる合成手段とを備えたものである。
また、回転手段をファラデーローテーターとしたものである。
また、反転手段を一対の凸レンズとしたものである。
また、反転手段を一対の全反射ミラーとしたものである
また、分割手段の入力側に自然放出光を除去する自然放出光除去手段を設けたものである。
また、分割手段で分割したレーザ光の光路の短い方に光路調整手段を設けたものである。
さらに、合成手段で合成されたレーザ光を増幅する増幅器を設けたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
実施例１．
図１は実施例１を示す構成図である。図１において、７は放電管、８は放電管７の一端側に配置された凹面鏡、９は放電管７の他端側に配置された凸面鏡である。なお、７〜９で発振器１０が構成されている。さらに、凹面鏡８及び凸面鏡９の共焦点１１は放電管７の内壁面の延長上近傍に設定されている。１２は分割手段で、ハーフミラーである。１３は合成手段で、ハーフミラーである。１４はレーザ光の中心軸と直交する直交線の両側でレーザ光のビームの強度分布と発散角分布とを反転させる反転手段で、凸レンズ１４ａ，１４ｂからなる凸レンズペアである。なお、ビーム品質はレーザ光の強度分布及び発散角で評価される。１５，１６は全反射ミラーである。１７は合成手段で、全反射ミラーである。１８ａは放電管７の中央側である凸面鏡９の端面近傍から出射されるレーザ光の経路、１８ｂは経路１８ａとは反対側の放電管７の内壁近傍から出射されるレーザ光の経路、１９ａ，１９ｂは分割手段１２を透過した分のレーザ光の経路、２０ａ，２０ｂは分割手段１２で反射した分のレーザ光の経路、２１ａ，２１ｂは経路１９ａ，１９ｂのレーザ光が合成手段１３を透過した分のレーザ光の経路、２２ａ，２２ｂは経路１９ａ，１９ｂのレーザ光が合成手段１３で反射した分のレーザ光の経路、２３ａ，２３ｂは経路２０ａ，２０ｂのレーザ光が合成手段１３を透過した分のレーザ光の経路、２４ａ，２４ｂは経路２０ａ，２０ｂのレーザ光が合成手段１３で反射した分のレーザ光の経路である。２５は銅粒である。
【０００６】
次に動作について説明する。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線側からみたレーザ光の断面（ａ）及びレーザ光のＲ−Ｌ断面の強度分布（ｂ）を示す説明図である。図２（ｂ）は図２（ａ）のＲ−Ｌ断面におけるレーザ光の強度分布の時間的変化を示したもので、ｔ_１〜ｔ_６は発振器１０の励起時間帯を示す。
図１及び図２において、放電管７内の放電エネルギーにより銅粒２５が加熱蒸発されると、銅原子が励起されて発光する。この発光した光が凹面鏡８と凸面鏡９の間を複数回往復するうちに、凸面鏡９で共焦点１１を中心に放射される方向に反射する。そして、凹面鏡８では放電管１の光軸方向に平行に反射して進行する光のみがレーザ光となって、発振器１０から経路１８ａ，１８ｂで出射される。経路１８ａ，１８ｂで出射されたレーザ光は、１／２が分割手段１２を透過し、経路１９ａ，１９ｂを経由して全反射ミラー１５で全反射する。さらに、全反射ミラー１５で全反射した経路１９ａ，１９ｂのレーザ光は、１／２が合成手段１３で反射して経路２２ａ，２２ｂで出力（出射）される。そして、経路１９ａ，１９ｂのレーザ光の残り１／２は、合成手段１３を透過して経路２１ａ，２１ｂを経由し、合成手段１７で反射して出力（出射）される。
【０００７】
一方、経路１８ａ，１８ｂで出射されたレーザ光の残り１／２は分割手段１２で反射される。そして、反射されたレーザ光は反転手段１４において、レーザ光と直交する直交線の両側でビームの強度分布と発散角分布とが軸対称に反転される。反転手段１４で像が反転されたレーザ光は、全反射ミラー１６で全反射され、レーザ光の１／２が合成手段１３を透過して、経路２３ａ，２３ｂで出力（出射）される。また、合成手段１３で反射された経路２０ａ，２０ｂのレーザ光の残り１／２は、合成手段１７で全反射されて出力（出射）される。
分割手段１２を透過して経路１９ａ，１９ｂを経由するレーザ光と、分割手段１２で反射して反転手段１４で像が軸対称に反転されて経路２０ａ，２０ｂを経由するレーザ光とは、全反射ミラー１６により光軸が一致するように調整して、合成手段１３，１７により合成される。このようにすることにより、図２（ａ）に示す銅粒２５の影２５ａ及び凸面鏡９の影９ａが、図３（ａ）に示すように強度分布が上下左右とも対称となる。
【０００８】
また、分割手段１２を透過したレーザ光の合成手段１３までの経路１９ａ，１９ｂの光路長と、分割手段１２で反射したレーザ光の合成手段１３までの経路２０ａ，２０ｂの光路長とを同じにすることにより、経路１９ａ，１９ｂ及び経路２０ａ，２０ｂを伝送されるレーザ光は殆ど同時に合成手段１３に到達する。従って、合成手段１３の出射口の断面におけるレーザ励起時間帯は、図３（ｂ）のｔ_１〜ｔ_６に示すように図１の図示で上下方向からほぼ同時に中心側に移動するので、強度分布が時間的に上下及び左右が対称になる。
同様に、分割手段１２を透過して全反射ミラー１５を経由し、さらに合成手段１３を透過して合成手段１７を経由して出射されるレーザ光と、分割手段１２で反射して反転手段１４で軸対称に像が反転されて全反射ミラー１６を経由し、さらに合成手段１３で反射して合成手段１７を経由して出射されるレーザ光とは、同軸かつ軸対称に合成されて出射されるので、強度分布が図３（ｂ）に示すように上下及び左右対称になり、図１の図示で上下方向からほぼ同時に中心側に移動する。
【０００９】
以上のように、分割手段１２で分割して反転手段１４でビームの強度分布と発散角分布とを反転させた一方のレーザ光と、分割手段１２で分割した他方のレーザ光とを合成手段１３，１７で合成することにより軸対称のレーザ光を出射できるので、対象物の均一な加工及び対象物への均一な照射を行うことができる。
実施例１において、反転手段１４として凸レンズペアを用いたものについて説明したが、図４に示すように一対の凹レンズ２６ａ，２６ｂで構成しても同様の効果を期待することができる。また、一方向にのみ非対称（例えば銅粒２５の影２５ａが凸面鏡９の軸対称位置に存在する場合）のときは、面対称に反転すればレーザ光の断面分布が左右上下が対称になる場合は、シリンドリカルレンズペア、又はシリンドリカル凹面鏡ペアを用いても同様の効果を期待することができる。
実施例１において、反転手段１４を経路２０ａ，２０ｂに配置したものについて説明したが、経路１９ａ，１９ｂに配置しても同様の効果を期待することができる。
【００１０】
実施の形態１．
図５は実施の形態１を示す構成図である。図５において、７〜１２，１４〜１６，２５は実施例１のものと同様のものである。２７は凹面鏡８と凸面鏡９との間に配置された偏光手段で、偏光子で構成されている。２８は分割手段１２と全反射ミラー１５との間に配置された回転手段で、ファラデーローテータで構成されている。２９は合成手段で、偏光ビームスプリッターで構成されている。３０ａは放電管７の中央側である凸面鏡９の端面近傍から出射されるレーザ光の経路、３０ｂは経路３０ａとは反対側の放電管７の内壁近傍から出射されるレーザ光の経路、なお、経路３０ａ，３０ｂのレーザ光は偏光手段２７により、偏光方向が所定の方向に特定されている。３１ａ，３１ｂは分割手段１２を透過した分のレーザ光の経路、３２ａ，３２ｂは回転手段２８で偏光方向が９０度回転されたレーザ光の経路、３３ａ，３３ｂは分割手段１２で反射した分のレーザ光の経路である。
次に動作について説明する。図６は図５のＶＩ−ＶＩ線側からみたレーザ光の断面及びレーザ光のＲ−Ｌ断面の強度分布を示す説明図である。図５及び図６において、放電管７内の放電エネルギーにより銅粒２５が加熱蒸発されると、銅原子が励起されて発光する。この発光した光が凹面鏡８と凸面鏡９との間を複数回往復しているうちに、凸面鏡９で共焦点１１を中心に放射される方向に反射する。そして、凹面鏡８では放電管７の光軸方向に平行に反射して進行する光のみがレーザ光となって、発振器１０から経路３０ａ，３０ｂで出射される。この場合、発振器１０で生成されたレーザ光は偏光手段２７により、例えば紙面に平行な方向に偏光されている。
【００１１】
経路３０ａ，３０ｂで出射されたレーザ光は、１／２が分割手段１２を透過し、回転手段２８により偏向方向が９０度回転されて紙面に垂直になり経路３２ａ，３２ｂで全反射ミラー１５を経由して合成手段２９で全てが反射して出射される。一方、分割手段１２で反射した経路３３ａ，３３ｂのレーザ光は、反転手段１４において、レーザ光と直交する直交線の両側でビームの強度分布と発散角分布とが軸対称に反転される。しかし、反転手段１４で反転されたレーザ光の偏光方向は紙面に平行なままである。次いで、反転されたレーザ光は全反射ミラー１６を経由して、経路３２ａ，３２ｂのレーザ光と同軸に合成されるように調節されて、合成手段２９から出射される。
このようにすることにより、図６（ａ）に示す銅粒２５の影２５ａ及び凸面鏡９の影９ａが、図７（ａ）に示すように互いに軸対称の位置にできるので、図７（ｂ）に示すように強度分布が上下左右とも対称になる。
また、分割手段１２を透過したレーザ光が回転手段２８及び全反射ミラー１５を経由して合成手段２９に至るまでの光路長と、分割手段１２で反射したレーザ光が反転手段１４及び全反射ミラー１６を経由して合成手段２９に至るまでの光路長とを同じにすることにより、両レーザ光が殆ど同時に合成手段２９に到達する。従って、合成手段２９の出射光の断面におけるレーザ発振時間帯は、図７（ｂ）のｔ_１〜ｔ_６に示すように図５の図示で経路３０ａ，３０ｂの上下方向からほぼ同時に中心側に移動するので、強度分布が時間的に上下及び左右が対称になる。
【００１２】
以上のように、反転手段１４でビームの強度分布と発散角分布とを反転させた一方のレーザ光及び回転手段２８で偏光方向を９０度回転させた他方のレーザ光を合成手段２９で合成することにより、軸対称のレーザ光を出射できるので、対象物の均一な加工及び対象物への均一な照射を行うことができる。
実施の形態１において、反転手段１４として凸レンズペアを用いたものについて説明したが、図４に示すように凹レンズ２６ａ，２６ｂからなる凹面鏡ペアで構成しても同様の効果を期待することができる。また、一方向にのみ非対称（例えば銅粒２５の影２５ａが凸面鏡９の軸対称位置に存在する場合）のときは、面対称に反転すればレーザ光の断面分布が左右上下が対称になる場合は、シリンドリカルレンズペア、又はシリンドリカル凹面鏡ペアを用いても同様の効果を期待することができる。
実施の形態１において、経路３１ａ，３１ｂに回転手段２８を配置し、経路３３ａ，３３ｂに反転手段１４を配置したものについて説明したが、経路３１ａ，３１ｂに反転手段１４を配置し、経路３３ａ，３３ｂに回転手段２８を配置しても同様の効果を期待することができる。
実施の形態１において、経路３１ａ，３１ｂに回転手段２８を配置し、経路３３ａ，３３ｂに反転手段１４を配置したものについて説明したが、経路３３ａ，３３ｂに反転手段１４と回転手段２８とを配置しても同様の効果を期待することができる。
さらに、実施の形態１において偏向手段２７を凹面鏡８と凸面鏡９との間に配置したものについて説明したが、凸面鏡９と分割手段１２との間に配置しても同様の効果を期待することができる。
【００１３】
実施の形態２．
図８は実施の形態２を示す構成図である。図８において、７〜１１，１８ａ，１８ｂ，２５は実施例１のものと同様のものである。３４はＡＳＥ（自然放出光）除去手段で、一対の凸レンズ３５ａ，３５ｂとアパーチャー３６で構成されている。３７はハーフミラーの分割手段で、反射されたレーザ光が紙面より上方に向かうように配置されている。３８は合成手段で、ハーフミラーである。３９は反転手段で、後述の一対の全反射ミラー４０ａ，４０ｂにより構成されている。４０ａは全反射ミラーで、分割手段３７で反射されたレーザ光が再び紙面上の後述の全反射ミラー４０ｂへ伝送されるように配置されている。４０ｂは全反射ミラーで、全反射ミラー４０ａから反射されたレーザ光を紙面上の方向へ伝送する。４１は光路調整手段で、全反射ミラー４２ａ，４２ｂで構成されている。４３は全反射ミラーである。４４は合成手段で、全反射ミラーである。４５ａ，４５ｂは分割手段３７を透過した分のレーザ光の経路、４６ａ，４６ｂは分割手段３７で反射した分のレーザ光の経路、４７ａ，４７ｂは経路４５ａ，４５ｂのレーザ光が合成手段３８を透過した分のレーザ光の経路、４８ａ，４８ｂは経路４５ａ，４５ｂのレーザ光が合成手段３８で反射した分のレーザ光の経路、４９ａ，４９ｂは経路４６ａ，４６ｂのレーザ光が合成手段３８を透過した分のレーザ光の経路、５０ａ，５０ｂは経路４６ａ，４６ｂのレーザ光が合成手段３８で反射した分のレーザ光の経路である。
【００１４】
次に動作について説明する。図９は図８のＩＸ−ＩＸ線側からみたレーザ光の断面（ａ）及びレーザ光のＲ−Ｌ断面の強度分布（ｂ）を示す説明図である。図９（ｂ）は図９（ａ）のＲ−Ｌ断面におけるレーザ光の強度分布の時間的変化を示したもので、ｔ_１〜ｔ_６は発振器１０の励起時間帯を示す。
図８及び図９において、発振器１０からレーザ光が経路１８ａ，１８ｂで出射される。発振器１０から出射されたレーザ光はＡＳＥ除去手段３４内の凸レンズ３５ａで集光されてアパーチャー３６を透過して、凸レンズ３５ｂにより再び平行光に戻される。このとき、指向性の悪いＡＳＥ（自然放出光）成分は集光されないので、アパーチャー３６を透過できずに除去される。ＡＳＥ成分が除去された経路１８ａ，１８ｂのレーザ光は１／２が分割手段３７を透過し経路４５ａ，４５ｂにより、光路調整手段４１及び全反射ミラー４３を経由して合成手段３８に到達する。そして、経路４５ａ，４５ｂのレーザ光の１／２は合成手段３８で反射して経路４８ａ，４８ｂで出射される。また、経路４５ａ，４５ｂのレーザ光の残りの１／２は合成手段３８を透過して、合成手段４４で反射して出射される。
【００１５】
一方、ＡＳＥ成分が除去された経路１８ａ，１８ｂのレーザ光の残りの１／２は分割手段３７で反射し、経路４６ａ，４６ｂにおいて反転手段３９でビームの強度分布と発散角分布とが軸対称に反転されて合成手段３８に到達する。そして、経路４６ａ，４６ｂのレーザ光の１／２は合成手段３８を透過して経路４８ａ，４８ｂのレーザ光と合成されて経路４９ａ，４９ｂで出射される。また、経路４６ａ，４６ｂのレーザ光の残りの１／２は合成手段３８で反射され、さらに合成手段４４で反射されて、経路４７ａ，４７ｂのレーザ光と合成されて経路５０ａ，５０ｂで出射される。
経路４５ａ，４５ｂを経由するレーザ光と、経路４６ａ，４６ｂを経由するレーザ光とは、合成手段３８に同時に到達するように光路調整手段４１により光路長が調整されている。さらに、経路４５ａ，４５ｂを経由するレーザ光と、経路４６ａ，４６ｂを経由するレーザ光とは、反転手段３９により光軸が一致するように調整されている。
経路１８ａ，１８ｂから分割手段３７を透過した経路４５ａ，４５ｂのレーザ光は、ＡＳＥ除去手段３４を出て合成手段３８，４４から出射されるまでに、紙面に平行な方向に４回（偶数回）反射し、紙面に垂直な方向に０回（偶数回）反射するので、像の反転はない。一方、経路１８ａ，１８ｂから分割手段３７で反射した経路４６ａ，４６ｂのレーザ光は、ＡＳＥ除去手段３４を出てから合成手段３８，４４から出射されるまでに、紙面に平行な方向に３回又は５回（奇数回）反射し、紙面に垂直な方向に３回（奇数回）反射するので、像が軸対称に反転する。従って、ＡＳＥ除去手段３６を出たレーザ光は、図９（ａ）に示すように断面に凸面鏡９の影９ａ及び銅粒２５の影２５ａが非対称に現れる。このため、図９（ｂ）に示すようにレーザ光の強度分布は非対称となる。
【００１６】
しかし、合成手段３８，４４で合成されたレーザ光は、図１０（ａ）に示すように凸面鏡９の影９ａ及び銅粒２５の影２５ａが軸対称に現れる。また、経路４５ａ，４５ｂのレーザ光と経路４６ａ，４６ｂのレーザ光とが合成手段３８に同時に到達するように、光路調整手段４１により光路長が調整されている。このため、合成手段３８，４４で合成されたレーザ光は、図１０（ｂ）に示すようにレーザ発振時間帯が紙面の上下から同時に中心に移動し、時間的にも強度分布が上下左右が対称になる。なお、ＡＳＥ（自然放出光）はＡＳＥ除去手段３４により除去されるので、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）には現れない。
以上のように、分割手段３７で分割して反転手段３９でビームの強度分布と発散角分布とを反転させた一方の経路４６ａ，４６ｂのレーザ光と、分割手段３７で分割した他方の経路４５ａ，４５ｂのレーザ光とを合成手段３８，４４で合成することにより軸対称のレーザ光を出射できるので、対象物の均一な加工及び対象物への均一な照射を行うことができる。
【００１７】
また、反転手段３９を一対の全反射ミラー４０ａ，４０ｂで構成したことにより、経路４６ａ，４６ｂを経由するレーザ光の反転手段３９での反射回数が、全反射ミラー４０ａ，４０ｂにおける２回だけとなるので、反射時の損失を低減させることができる。さらに、曲面加工がないので製作が容易になる。
また、ＡＳＥ除去手段３４を設けたことにより指向性のよいレーザ光が得られるので、集光性の必要な加工及び長距離伝送が可能になる。
さらに、経路４５ａ，４５ｂを経由するレーザ光と、経路４６ａ，４６ｂを経由するレーザ光とは、合成手段３８に同時に到達するように光路調整手段４１により光路長が調整されているので、合成手段３８，４４で合成されたレーザ光はレーザ発振時間帯が紙面の上下から同時に中心に移動し、時間的にも強度分布が上下左右で対称になるため、対象物の均一な加工及び対象物への均一な照射を行うことができる。
実施の形態２において、ＡＳＥ除去手段３４は一対の凸レンズ３５ａ，３５ｂとアパーチャー３６とで構成されたものについて説明したが、凸レンズ３５ａ，３５ｂを一対の凹面鏡にしても同様の効果を期待することができる。
さらに、実施の形態２において偏向手段２７を凹面鏡８と凸面鏡９との間に配置したものについて説明したが、凸面鏡９と分割手段３７との間に配置しても同様の効果を期待することができる。
【００１８】
実施の形態３．
図１１は実施の形態３を示す構成図である。図１１において、７〜１１，２５は実施例１のものと同様のものであり、２７，２９，３０ａ，３０は実施の形態１のものと同様のものであり、３４，３７，３９，４１，４３，４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６は実施の形態２のものと同様のものである。５１は全反射ミラー４３と合成手段２９との間に配置された回転手段で、ファラデーロータで構成されている。５２ａ，５２ｂは回転手段５１で偏光方向が９０度回転されたレーザ光の経路である。
次に動作について説明する。図１２は図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線側からみたレーザ光の断面（ａ）及びＲ−Ｌ断面の強度分布（ｂ）を示す説明図である。図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＲ−Ｌ断面におけるレーザ光の強度分布の時間的変化を示したもので、ｔ_１〜ｔ_６は発振器１０の励起時間帯を示す。
図１１及び図１２において、発振器１０から出射されたレーザ光は、偏光手段２７により例えば紙面に平行な方向に偏光される。偏光手段２７で変更された経路３０ａ，３０ｂのレーザ光はＡＳＥ除去手段３４でＡＳＥ（自然放出光）が除去され、１／２が分割手段３７を透過する。そして、経路４５ａ，４５ｂのレーザ光は光路調整手段４１及び全反射ミラー４３を経由して回転手段５１に到達する。さらに、レーザ光は回転手段５１により偏光方向が９０度回転されて紙面に垂直となり、経路５２ａ，５２ｂを経由して合成手段２９で全反射して出射される。
一方、分割手段３７で反射された経路４６ａ，４６ｂのレーザ光は、反転手段３９でビームの強度分布と発散角分布とが軸対称に反転され、さらに合成手段２９を透過して経路５２ａ，５２ｂのレーザ光と合成されて出射される。
【００１９】
経路４５ａ，４５ｂのレーザ光はＡＳＥ除去手段３４を出てから出射されるまでに、紙面に平行な方向に４回（偶数回）、紙面に垂直方向には０回（偶数回）反射するので、像の反転はない。一方、経路４６ａ，４６ｂのレーザ光は紙面に平行な方向に３回（奇数回）、紙面に垂直方向にも３回（奇数回）反射するので、像が軸対称に反転する。従って、図１３（ａ）に示すように合成手段２９で合成されたレーザ光の断面には、凸面鏡９の影９ａ及び銅粒２５の影２５ａが軸対称に現れる。また、経路４５ａ，４５ｂのレーザ光と経路４６ａ，４６ｂのレーザ光とが合成手段２９に同時に到達するように、光路調整手段４１により光路長が調整されている。このため、合成手段２９で合成されたレーザ光は、図１３（ｂ）に示すようにレーザ発振時間帯が紙面の上下から同時に中心に移動し、時間的にも強度分布が上下左右が対称になる。なお、ＡＳＥ（自然放出光）はＡＳＥ除去手段３４により除去されるので、図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）には現れない。
以上のように、分割手段３７で分割して反転手段３９でビームの強度分布と発散角分布とを反転させた経路４６ａ，４６ｂのレーザ光と、分割手段３７を透過して回転手段５１で偏光方向を９０度回転した経路５２ａ，５２ｂのレーザ光とを、合成手段２９により合成することにより軸対称のレーザ光を出射できるので、対象物の均一な加工及び対象物への均一な照射を行うことができる。さらに、合成手段２９により一本のレーザ光として出射するので、高出力を得ることができる。
さらに、実施の形態３において偏向手段２７を凹面鏡８と凸面鏡９との間に配置したものについて説明したが、凸面鏡９と分割手段３７との間に配置しても同様の効果を期待することができる。
【００２０】
実施の形態４．
図１４は実施の形態４を示す構成図である。図１４において、７〜１２，１４〜１６，２５は実施例１のものと同様のものである。２７〜２９，３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ，３３ａ，３３ｂは実施の形態１のものと同様のものである。５３は増幅器である。５４ａ，５４ｂは経路３２ａ，３２ｂのレーザ光が、増幅器５３で増幅されて出射された経路である。５５ａ，５５ｂは経路３３ａ，３３ｂのレーザ光が、増幅器５３で増幅されて出射された経路である。
次に動作について説明する。図１５（ａ）は増幅器５５から出射されたレーザ光の断面を示す説明図である。図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＲ−Ｌ断面におけるレーザ光の強度分布の時間的変化を示す説明図で、ｔ_３〜ｔ_６は増幅器５３の励起時間帯である。
合成手段２９から出射されたレーザ光の断面は図１５（ａ）に示すように軸対称であり、周辺からレーザ光が中心に向かって立ち上がる。このため励起エネルギーが放電管（図示せず）の周辺から中心に向かって立ち上がる増幅器５３と全断面にわたって時間的にもほぼ一致して入射することができる。従って、図１５（ｂ）に示すように増幅器５３の励起時間帯ｔ_３〜ｔ_６ではＡＳＥ（自然放出光）の発生が抑制される。
【００２１】
以上のように、反転手段１４でビームの強度分布と発散角分布とを反転させた一方のレーザ光及び回転手段２８で偏光方向を９０度回転させた他方のレーザ光を合成手段２９で合成したレーザ光を増幅器５３で増幅したことにより、ＡＳＥの発生が抑制された軸対称で指向性の良好なレーザ光を高出力で得られるので、高出力を必要とする加工や同位体分離に適用することができる。
実施の形態４において、実施の形態２の合成手段２９から出射されたレーザ光を増幅器５３により増幅するものについて説明したが、実施例１の合成手段１３，１７、実施の形態２の合成手段３８，４４及び実施の形態３の合成手段２９から出射されたレーザ光を増幅するようにしても同様の効果を期待することができる。
さらに、実施の形態４において偏向手段２７を凹面鏡８と凸面鏡９との間に配置したものについて説明したが、凸面鏡９と分割手段１２との間に配置しても同様の効果を期待することができる。
【００２２】
実施の形態５．
図１６は実施の形態５を示す構成図である。図１６において、７〜１１，２５は実施例１のものと同様のものであり、２９，３０ａ，３０ｂは実施の形態１のものと同様のものであり、３４，３７，３９，４１，４３，４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂは実施の形態２のものと同様のものであり、５１，５２ａ，５２ｂは実施の形態３のものと同様のものである。
５６は増幅器である。５６ａ，５６ｂは経路５２ａ，５２ｂのレーザ光が、増幅器５６で増幅されて出射された経路である。５７ａ，５７ｂは経路４６ａ，４６ｂのレーザ光が、増幅器５６で増幅されて出射された経路である。
次に動作について説明する。図１６（ａ）は増幅器５６から出射されたレーザ光の断面を示す説明図である。図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＲ−Ｌ断面におけるレーザ光の強度分布の時間的変化を示す説明図で、ｔ_３〜ｔ_６は増幅器５６の励起時間帯である。
【００２３】
合成手段２９から出射されたレーザ光の断面は図１７（ａ）に示すように軸対称であり、周辺からレーザ光が中心に向かって立ち上がるこのため、励起エネルギーが放電管（図示せず）の周辺から中心に向かって立ち上がる増幅器５６と全断面にわたって時間的にもほぼ一致して入射することができる。また、発振器１０から出射されたレーザ光はＡＳＥ除去手段３４によりＡＳＥ（自然放出光）が除去されているので、増幅器５６へ入射されるレーザ光にＡＳＥが含まれていない。従って、図１７（ｂ）に示すように発振器１０により発信されたレーザ光が、経路３０ｂまで拡大して到達する時間ｔ_３以前の時間ｔ_２
から増幅器５６を励起することによりＡＳＥの発生を抑制できる。
以上のように、分割手段３７で分割して反転手段３９でビームの強度分布と発散角分布とを反転させた経路４６ａ，４６ｂのレーザ光と、分割手段３７で分割した経路４５ａ，４５ｂのレーザ光を回転手段５１で偏光方向を９０度回転し、合成手段２９で合成したレーザ光を増幅器５６で増幅したことにより、ＡＳＥの発生が抑制された軸対称で指向性の良好なレーザ光を高出力で得られるので、高出力を必要とする加工や同位体分離に適用することができる。
さらに、実施の形態５において偏向手段２７を凹面鏡８と凸面鏡９との間に配置したものについて説明したが、凸面鏡９と分割手段１２との間に配置しても同様の効果を期待することができる。
【００２４】
【発明の効果】
この発明によれば、発振器から出射されたレーザ光をハーフミラーの分割手段で反射する一方の経路とハーフミラーを透過する他方の経路との二つに分割し、反転手段でビームの強度分布と発散角分布とを反転させた一方の経路のレーザ光及び回転手段で偏光方向を９０度回転させた他方の経路のレーザ光を合成手段で合成することにより、軸対称のレーザ光を出射できるので、対象物の均一な加工及び対象物への均一な照射を行うことができる。
また、回転手段をファラデーローターとしたことにより、簡単な構成にすることができる。
また、反転手段を一対の凸レンズとしたことにより、簡単な構成にすることができる。
また、反転手段を一対の全反射ミラーとしたことにより、分割手段で分割された一方のレーザ光が反転手段で反射する回数が２回だけとなるので、反射時の損失を低減させることができる。さらに、曲面加工がないので製作を容易することができる。
【００２５】
分割手段の入力側に自然放出光を除去する自然放出光除去手段を設けたことにより指向性のよいレーザ光が得られるので、集光性の必要な加工及び長距離伝送を可能にすることができる。
また、分割手段で分割したレーザ光の光路の短い方に光路調整手段を設けたことにより、分割手段で分割した一方の経路を経由するレーザ光と、分割手段で分割した他方の経路を経由するレーザ光とは、合成手段に同時に到達するように調整されているので、合成手段で合成されてレーザ発振時間帯が紙面の上下から同時に中心に移動し、時間的にも強度分布が上下左右が対称になるため、対象物の均一な加工及び対象物への均一な照射を行うことができる。
さらに、分割手段で分割して反転手段でビームの強度分布と発散角分布とを反転させた一方の経路のレーザ光と、分割手段で分割した他方の経路のレーザ光を回転手段で偏光方向を９０度回転し、合成手段で合成したレーザ光を増幅器で増幅したことにより、ＡＳＥの発生が抑制された軸対称で指向性の良好なレーザ光を高出力で得られるので、高出力を必要とする加工や同位体分離に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１を示す構成図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線側からみたレーザ光の断面（ａ）及びレーザ光のＲ−Ｌ断面の強度分布（ｂ）を示す説明図である。
【図３】図１の合成手段から出射されるレーザ光の断面（ａ）及びレーザ光のＲ−Ｌ断面の強度分布（ｂ）を示す説明図である。
【図４】図１の反転手段を一対の凹レンズとした要部の構成図である。
【図５】この発明の実施の形態１を示す構成図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線側からみたレーザ光の断面（ａ）及びレーザ光のＲ−Ｌ断面の強度分布（ｂ）を示す説明図である。
【図７】図５の合成手段から出射されるレーザ光の断面（ａ）及びレーザ光のＲ−Ｌ断面の強度分布（ｂ）を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態２を示す構成図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線側からみたレーザ光の断面（ａ）及びレーザ光のＲ−Ｌ断面の強度分布（ｂ）を示す説明図である。
【図１０】図８の合成手段から出射されるレーザ光の断面（ａ）及びレーザ光のＲ−Ｌ断面の強度分布（ｂ）を示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態３を示す構成図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線側からみたレーザ光の断面（ａ）及びレーザ光のＲ−Ｌ断面の強度分布（ｂ）を示す説明図である。
【図１３】図１１の合成手段から出射されるレーザ光の断面（ａ）及びレーザ光のＲ−Ｌ断面の強度分布（ｂ）を示す説明図である。
【図１４】この発明の実施の形態４を示す構成図である。
【図１５】図１４の合成手段から出射されるレーザ光の断面（ａ）及びレーザ光のＲ−Ｌ断面の強度分布（ｂ）を示す説明図である。
【図１６】この発明の実施の形態５を示す構成図である。
【図１７】図１４の合成手段から出射されるレーザ光の断面（ａ）及びレーザ光のＲ−Ｌ断面の強度分布（ｂ）を示す説明図である。
【図１８】従来のレーザ装置の構成図である。
【図１９】図１９のＸＩＸ−ＸＩＸ線側からみたレーザ光の断面（ａ）及びレーザ光のＲ−Ｌ断面の強度分布（ｂ）を示す説明図である。
【符号の説明】
８凹レンズ、９凸レンズ、１０発振器、１２分割手段、
１３，１７，２９，３８，４４合成手段、１４，３９反転手段、
２７偏光手段、２８，５１回転手段、３４自然放出光除去手段、
４１光路調整手段、５３，５６増幅器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a laser apparatus capable of obtaining uniform beam quality.
[0002]
[Prior art]
  A laser device including an oscillator alone or an oscillator and a plurality of amplifiers can be used for processing such as drilling, welding, cutting, and photochemical reaction such as isotope separation with a laser beam having good directivity. In particular, the carbon dioxide laser device and the copper vapor laser device are applicable to the processing field and isotope separation because they can obtain laser light having high directivity with high output of kw class.
  FIG. 18 shows a conventional laser device described in, for example, “Development of a large-diameter CVL oscillator”, Proceedings of the 16th Annual Conference of the Laser Society of Japan (Inoue Tsutomu et al.), (1977), p. 67. FIG.
  In FIG. 18, the discharge tube 1, the concave mirror 2 and the convex mirror 3 constitute an oscillator 4. Discharge energy is input into the discharge tube 1 by applying a steep rising pulse voltage between electrodes (not shown) arranged at both ends of the discharge tube 1 and flowing a steep rising current. The copper particles 5 are heated and evaporated by this discharge energy, and the copper atoms are excited to emit light. While this light is reflected between the concave mirror 2 and the convex mirror 3 and reciprocates a plurality of times, it is reflected by the convex mirror 3 in the direction radiated around the confocal point 6. And in the concave mirror 2, only the light which reflects and advances in parallel with the optical axis direction of the discharge tube 1 is radiate | emitted as a laser beam shown to Fig.19 (a) which is an AA cross section of FIG. 5a is a shadow of the copper grain 5, and 3a is a shadow of the convex mirror 3. FIG. 19B shows a temporal change in the intensity distribution of the laser beam in the RL cross section of FIG.₁~ T₆
Indicates the excitation time zone of the oscillator 10.
  Since the confocal point 6 is set in the vicinity of the extension line of the inner wall surface of the discharge tube 1, since the light can reciprocate between the concave mirror 2 and the convex mirror 3 from the start of discharge, the number of reciprocations can be increased. High performance laser oscillation is possible. However, as shown in FIG. 19, the time for the laser oscillation to expand on the inner wall on the opposite side of the confocal point 6 (t₃) Includes spontaneously emitted light with poor directivity (Amplified Spontaneous Emission).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  Since the conventional laser apparatus is configured as described above, the laser light is blocked by the copper particles 5 and the convex mirror 3, so that the intensity distribution becomes asymmetric as shown in FIG. There was a problem that it was difficult.
  The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a laser device capable of improving the symmetry of the intensity distribution of laser light.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
  The laser apparatus according to the present invention is, DepartureLaser light with asymmetric beam intensity distribution and divergence angle distribution is emitted on both sides of the orthogonal line perpendicular to the central axis of the laser beam that is emitted by the reflected light being reflected multiple times between the convex mirror and concave mirror. The oscillator and the laser light emitted from the oscillatorOne path reflected by the half mirror and the other path transmitted through the half mirrorA splitting means for splitting into two, a polarizing means disposed between the splitting means and the concave mirror for polarizing the laser light in a predetermined direction, and one of the splitting means split by the splitting meansRouteInversion means for inverting the laser beam on both sides of the orthogonal line and the other divided by the dividing meansRouteRotating means for rotating the polarization direction of laser light by 90 degrees, and combining means comprising a polarizing beam splitter for combining one laser light reversed by the reversing means and the other laser light rotated by the rotating means Is.
MaThe rotating means is a Faraday rotator.
  The reversing means is a pair of convex lenses.
  Further, the reversing means is a pair of total reflection mirrors.
  Further, spontaneous emission light removing means for removing spontaneous emission light is provided on the input side of the dividing means.
  Further, the optical path adjusting means is provided in the shorter one of the optical paths of the laser light divided by the dividing means.
  Further, an amplifier for amplifying the laser beam synthesized by the synthesizing means is provided.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Example1.
  Figure 1ExampleFIG. In FIG. 1, 7 is a discharge tube, 8 is a concave mirror disposed on one end side of the discharge tube 7, and 9 is a convex mirror disposed on the other end side of the discharge tube 7. In addition, the oscillator 10 is comprised by 7-9. Further, the confocal point 11 of the concave mirror 8 and the convex mirror 9 is set in the vicinity of the extension of the inner wall surface of the discharge tube 7. A dividing unit 12 is a half mirror. Reference numeral 13 denotes a combining means, which is a half mirror. Reference numeral 14 denotes inversion means for inverting the intensity distribution and divergence angle distribution of the laser beam on both sides of an orthogonal line orthogonal to the central axis of the laser beam, and is a convex lens pair composed of convex lenses 14a and 14b. The beam quality is evaluated by the intensity distribution and divergence angle of the laser beam. Reference numerals 15 and 16 denote total reflection mirrors. Reference numeral 17 denotes a combining means, which is a total reflection mirror. 18a is a path of laser light emitted from the vicinity of the end face of the convex mirror 9, which is the center side of the discharge tube 7, 18b is a path of laser light emitted from the vicinity of the inner wall of the discharge tube 7 opposite to the path 18a, 19a, 19b is the path of the laser beam that has passed through the dividing means 12, 20a and 20b are the path of the laser light that has been reflected by the dividing means 12, and 21a and 21b are the laser lights of the paths 19a and 19b that have passed through the combining means 13. The path of the laser beam for 22 minutes, 22a and 22b are the path of the laser beam reflected by the combining means 13 in the paths 19a and 19b, and the laser light of the paths 20a and 20b are transmitted through the combining means 13 in 23a and 23b. The laser beam paths 24 a and 24 b are the laser beam paths reflected by the combining unit 13. 25 is a copper grain.
[0006]
  Next, the operation will be described. FIG. 2 is an explanatory view showing the cross section (a) of the laser beam and the intensity distribution (b) of the RL cross section of the laser beam as viewed from the II-II line side in FIG. FIG. 2B shows a temporal change in the intensity distribution of the laser beam in the RL cross section of FIG.₁~ T₆Indicates the excitation time zone of the oscillator 10.
  1 and 2, when the copper particles 25 are heated and evaporated by the discharge energy in the discharge tube 7, the copper atoms are excited to emit light. While this emitted light reciprocates between the concave mirror 8 and the convex mirror 9 a plurality of times, it is reflected by the convex mirror 9 in the direction radiated around the confocal point 11. In the concave mirror 8, only the light that travels while being reflected parallel to the optical axis direction of the discharge tube 1 becomes laser light and is emitted from the oscillator 10 through the paths 18 a and 18 b. Half of the laser light emitted through the paths 18a and 18b passes through the dividing means 12, and is totally reflected by the total reflection mirror 15 via the paths 19a and 19b. Further, half of the laser light of the paths 19a and 19b totally reflected by the total reflection mirror 15 is reflected by the combining means 13 and output (emitted) by the paths 22a and 22b. Then, the remaining half of the laser beams of the paths 19a and 19b are transmitted through the combining means 13, pass through the paths 21a and 21b, reflected by the combining means 17 and output (emitted).
[0007]
  On the other hand, the remaining half of the laser light emitted through the paths 18 a and 18 b is reflected by the dividing means 12. Then, the reflected laser beam is inverted by the inverting means 14 so that the beam intensity distribution and the divergence angle distribution are axially symmetrical on both sides of the orthogonal line orthogonal to the laser beam. The laser light whose image has been reversed by the reversing means 14 is totally reflected by the total reflection mirror 16, and ½ of the laser light passes through the combining means 13 and is output (emitted) through the paths 23a and 23b. Further, the remaining half of the laser beams of the paths 20a and 20b reflected by the combining unit 13 are totally reflected by the combining unit 17 and output (emitted).
  The laser light that passes through the dividing means 12 and passes through the paths 19a and 19b, and the laser light that is reflected by the dividing means 12 and the image is inverted axially by the inverting means 14 and passes through the paths 20a and 20b are all The light is adjusted by the reflecting mirror 16 so that the optical axes coincide with each other, and is combined by the combining means 13 and 17. By doing so, the intensity distribution of the shadow 25a of the copper grain 25 and the shadow 9a of the convex mirror 9 shown in FIG. 2 (a) is symmetrical both vertically and horizontally as shown in FIG. 3 (a).
[0008]
  Also, the optical path lengths of the paths 19a and 19b to the laser beam combining means 13 transmitted through the dividing means 12 and the optical path lengths of the paths 20a and 20b to the laser light combining means 13 reflected by the dividing means 12 are the same. As a result, the laser beams transmitted through the paths 19a and 19b and the paths 20a and 20b reach the combining means 13 almost simultaneously. Accordingly, the laser excitation time zone in the section of the exit of the synthesizing means 13 is t in FIG.₁~ T₆As shown in FIG. 1, since it moves from the vertical direction to the center side almost simultaneously in the illustration of FIG. 1, the intensity distribution is symmetric in the vertical and horizontal directions in terms of time.
  Similarly, a laser beam that passes through the dividing unit 12 and passes through the total reflection mirror 15, further passes through the combining unit 13, and is emitted through the combining unit 17. The laser beam is inverted axially symmetrically, passes through the total reflection mirror 16, and is further reflected by the combining means 13 and emitted through the combining means 17, and is emitted after being synthesized coaxially and axially symmetrically. Therefore, the intensity distribution is vertically and horizontally symmetrical as shown in FIG. 3B, and moves from the vertical direction to the center side almost simultaneously as shown in FIG.
[0009]
  As described above, one of the laser beams divided by the dividing unit 12 and inverted by the inversion unit 14 is inverted with the intensity distribution and the divergence angle distribution of the beam, and the other laser beam divided by the dividing unit 12 is combined. , 17 can emit axially symmetric laser light, so that uniform processing of the object and uniform irradiation of the object can be performed.
  ExampleIn FIG. 1, the reversing unit 14 using a convex lens pair has been described. However, the same effect can be expected even when the pair of concave lenses 26 a and 26 b is used as shown in FIG. 4. In addition, when asymmetric in only one direction (for example, when the shadow 25a of the copper grain 25 is present at the axially symmetric position of the convex mirror 9), the cross-sectional distribution of the laser beam is symmetrical left and right and up and down if the plane is symmetrically reversed. The same effect can be expected even when a cylindrical lens pair or a cylindrical concave mirror pair is used.
  ExampleIn FIG. 1, the reversing means 14 is disposed on the paths 20a and 20b. However, the same effect can be expected even when the reversing means 14 is disposed on the paths 19a and 19b.
[0010]
Embodiment1.
  FIG. 5 shows an embodiment.1FIG. In FIG. 5, 7-12, 14-16, 25 areExampleIt is the same as the one. Reference numeral 27 denotes a polarizing means disposed between the concave mirror 8 and the convex mirror 9 and is composed of a polarizer. Reference numeral 28 denotes a rotating means disposed between the dividing means 12 and the total reflection mirror 15, and is constituted by a Faraday rotator. Reference numeral 29 denotes a synthesizing means, which is composed of a polarization beam splitter. 30a is a path of laser light emitted from the vicinity of the end face of the convex mirror 9, which is the center side of the discharge tube 7, 30b is a path of laser light emitted from the vicinity of the inner wall of the discharge tube 7 on the side opposite to the path 30a, and The polarization direction of the laser beams in the paths 30a and 30b is specified by the polarization unit 27 in a predetermined direction. Reference numerals 31a and 31b denote paths of the laser light transmitted through the dividing means 12, reference numerals 32a and 32b denote laser light paths whose polarization directions have been rotated by 90 degrees by the rotating means 28, and reference numerals 33a and 33b correspond to the amounts reflected by the dividing means 12. This is the laser beam path.
  Next, the operation will be described. FIG. 6 is an explanatory view showing the intensity distribution of the cross section of the laser beam and the RL cross section of the laser beam as seen from the VI-VI line side of FIG. 5 and 6, when the copper particles 25 are heated and evaporated by the discharge energy in the discharge tube 7, the copper atoms are excited to emit light. While this emitted light reciprocates between the concave mirror 8 and the convex mirror 9 a plurality of times, it is reflected by the convex mirror 9 in the direction radiated around the confocal point 11. In the concave mirror 8, only the light that travels while being reflected parallel to the optical axis direction of the discharge tube 7 becomes laser light and is emitted from the oscillator 10 through the paths 30 a and 30 b. In this case, the laser light generated by the oscillator 10 is polarized by the polarizing means 27 in a direction parallel to the paper surface, for example.
[0011]
  Half of the laser light emitted through the paths 30a and 30b is transmitted through the dividing means 12, and the direction of deflection is rotated 90 degrees by the rotating means 28 and becomes perpendicular to the paper surface. The total reflection mirror 15 is passed through the paths 32a and 32b. All of the light is reflected by the combining means 29 and emitted. On the other hand, the laser light of the paths 33a and 33b reflected by the dividing unit 12 is inverted by the reversing unit 14 so that the beam intensity distribution and the divergence angle distribution are axially symmetrical on both sides of the orthogonal line orthogonal to the laser light. However, the polarization direction of the laser light reversed by the reversing means 14 remains parallel to the paper surface. Next, the inverted laser light is adjusted so as to be coaxially combined with the laser light of the paths 32 a and 32 b via the total reflection mirror 16 and emitted from the combining means 29.
  By doing so, the shadow 25a of the copper grain 25 and the shadow 9a of the convex mirror 9 shown in FIG. 6 (a) can be in axially symmetrical positions as shown in FIG. 7 (a). ) The intensity distribution is symmetrical both vertically and horizontally.
  Further, the optical path length from the laser beam transmitted through the dividing unit 12 to the synthesizing unit 29 via the rotating unit 28 and the total reflection mirror 15 and the laser beam reflected by the dividing unit 12 are the inversion unit 14 and the total reflection mirror. By making the optical path length from 16 to the combining means 29 the same, both laser beams reach the combining means 29 almost simultaneously. Therefore, the laser oscillation time zone in the cross section of the emitted light from the combining means 29 is t in FIG.₁~ T₆As shown in FIG. 5, since the paths 30a and 30b move from the vertical direction to the center side almost simultaneously, the intensity distribution is symmetrical in the vertical and horizontal directions.
[0012]
  As described above, one laser beam whose beam intensity distribution and divergence angle distribution are reversed by the reversing unit 14 and the other laser beam whose polarization direction is rotated by 90 degrees are synthesized by the synthesizing unit 29. As a result, since an axially symmetric laser beam can be emitted, uniform processing of the target object and uniform irradiation of the target object can be performed.
  Embodiment1In the above description, the inversion means 14 uses a convex lens pair. However, as shown in FIG. 4, the same effect can be expected even if a concave mirror pair composed of concave lenses 26a and 26b is used. In addition, when asymmetric in only one direction (for example, when the shadow 25a of the copper grain 25 is present at the axially symmetric position of the convex mirror 9), the cross-sectional distribution of the laser beam is symmetrical left and right and up and down if the plane is symmetrically reversed. The same effect can be expected even when a cylindrical lens pair or a cylindrical concave mirror pair is used.
  Embodiment1In the above description, the rotating means 28 is disposed in the paths 31a and 31b and the reversing means 14 is disposed in the paths 33a and 33b. However, the reversing means 14 is disposed in the paths 31a and 31b, and the rotating means is disposed in the paths 33a and 33b. Even if 28 is arranged, the same effect can be expected.
  Embodiment1In the above description, the rotation means 28 is disposed in the paths 31a and 31b and the reversing means 14 is disposed in the paths 33a and 33b. However, the same is true if the reversing means 14 and the rotation means 28 are disposed in the paths 33a and 33b. Can be expected.
  Furthermore, the embodiment1In the above description, the deflecting means 27 is disposed between the concave mirror 8 and the convex mirror 9. However, the same effect can be expected even if the deflecting means 27 is disposed between the convex mirror 9 and the dividing means 12.
[0013]
Embodiment 2. FIG.
  FIG. 8 shows an embodiment.2FIG. In FIG. 8, 7-11, 18a, 18b, 25 areExampleIt is the same as the one. Reference numeral 34 denotes an ASE (spontaneously emitted light) removing means, which includes a pair of convex lenses 35 a and 35 b and an aperture 36. Reference numeral 37 denotes a half mirror dividing means, which is arranged so that the reflected laser light is directed upward from the paper surface. Reference numeral 38 denotes a combining means, which is a half mirror. Reference numeral 39 denotes reversing means, which is composed of a pair of total reflection mirrors 40a and 40b described later. Reference numeral 40a denotes a total reflection mirror, which is arranged so that the laser beam reflected by the dividing means 37 is transmitted again to a total reflection mirror 40b described later on the paper surface. Reference numeral 40b denotes a total reflection mirror that transmits the laser light reflected from the total reflection mirror 40a in a direction on the paper surface. Reference numeral 41 denotes an optical path adjusting means, which includes total reflection mirrors 42a and 42b. Reference numeral 43 denotes a total reflection mirror. Reference numeral 44 denotes a combining means, which is a total reflection mirror. Reference numerals 45a and 45b denote laser beam paths that have been transmitted through the dividing means 37, reference numerals 46a and 46b denote laser light paths that have been reflected by the dividing means 37, and reference numerals 47a and 47b indicate that laser light from the paths 45a and 45b passes through the combining means 38. The laser beam paths 48a and 48b are reflected by the combining means 38, and the laser light paths 49a and 49b are reflected by the combining means 38. The laser light paths 49a and 49b pass through the combining means 38. The laser beam paths 50a and 50b are the laser beam paths reflected by the synthesizing means 38 and the laser beams 50a and 50b.
[0014]
  Next, the operation will be described. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the cross section (a) of the laser beam and the intensity distribution (b) of the RL cross section of the laser beam viewed from the IX-IX line side in FIG. FIG. 9B shows a temporal change in the intensity distribution of the laser beam in the RL cross section of FIG.₁~ T₆Indicates the excitation time zone of the oscillator 10.
  8 and 9, laser light is emitted from the oscillator 10 through paths 18a and 18b. The laser light emitted from the oscillator 10 is collected by the convex lens 35a in the ASE removing means 34, passes through the aperture 36, and is returned to the parallel light again by the convex lens 35b. At this time, since the ASE (spontaneously emitted light) component having poor directivity is not collected, it cannot be transmitted through the aperture 36 and is removed. A half of the laser light of the paths 18 a and 18 b from which the ASE component has been removed passes through the dividing means 37, and reaches the combining means 38 via the paths 45 a and 45 b via the optical path adjusting means 41 and the total reflection mirror 43. Then, half of the laser beams in the paths 45a and 45b are reflected by the combining means 38 and emitted through the paths 48a and 48b. Further, the remaining half of the laser beams in the paths 45a and 45b are transmitted through the combining unit 38, reflected by the combining unit 44, and emitted.
[0015]
  On the other hand, the remaining half of the laser light of the paths 18a and 18b from which the ASE component has been removed is reflected by the dividing means 37, and the beam intensity distribution and the divergence angle distribution are axially symmetric by the reversing means 39 in the paths 46a and 46b. And the composition means 38 is reached. Then, ½ of the laser beams of the paths 46a and 46b are transmitted through the combining means 38, are combined with the laser beams of the paths 48a and 48b, and are emitted through the paths 49a and 49b. The remaining half of the laser beams in the paths 46a and 46b are reflected by the combining means 38, further reflected by the combining means 44, combined with the laser light in the paths 47a and 47b, and emitted by the paths 50a and 50b. The
  The optical path length is adjusted by the optical path adjusting means 41 so that the laser light passing through the paths 45a and 45b and the laser light passing through the paths 46a and 46b reach the combining means 38 at the same time. Further, the laser light passing through the paths 45a and 45b and the laser light passing through the paths 46a and 46b are adjusted by the inverting means 39 so that their optical axes coincide.
  The laser beams of the paths 45a and 45b that have passed through the dividing means 37 from the paths 18a and 18b exit the ASE removal means 34 and are emitted from the combining means 38 and 44 four times (even times) in a direction parallel to the paper surface. ) Reflected and reflected 0 times (even times) in the direction perpendicular to the paper surface, so there is no inversion of the image. On the other hand, the laser beams of the paths 46a and 46b reflected by the dividing means 37 from the paths 18a and 18b are emitted three times in the direction parallel to the paper surface after they exit the ASE removing means 34 and are emitted from the combining means 38 and 44. Alternatively, the image is reflected five times (odd times) and reflected three times (odd times) in a direction perpendicular to the paper surface, so that the image is inverted in an axial symmetry. Therefore, the laser beam emitted from the ASE removing means 36 has a shadow 9a of the convex mirror 9 and a shadow 25a of the copper grain 25 appear asymmetrically in the cross section as shown in FIG. 9A. For this reason, as shown in FIG. 9B, the intensity distribution of the laser beam is asymmetric.
[0016]
  However, in the laser light synthesized by the synthesizing means 38 and 44, as shown in FIG. 10A, the shadow 9a of the convex mirror 9 and the shadow 25a of the copper grain 25 appear in axial symmetry. Further, the optical path length is adjusted by the optical path adjusting means 41 so that the laser light of the paths 45a and 45b and the laser light of the paths 46a and 46b reach the combining means 38 at the same time. For this reason, the laser light synthesized by the synthesizing means 38 and 44 has a laser oscillation time zone that simultaneously moves from the top and bottom of the page to the center as shown in FIG. It becomes symmetric. In addition, since ASE (spontaneous emission light) is removed by the ASE removal means 34, it does not appear in FIG. 9B and FIG. 10B.
  As described above, the laser light of one of the paths 46a and 46b obtained by dividing by the dividing means 37 and inverting the beam intensity distribution and the divergence angle distribution by the inverting means 39, and the other path 45a divided by the dividing means 37. , 45b and the synthesizing means 38, 44 can synthesize axially symmetric laser light, so that uniform processing of the object and uniform irradiation of the object can be performed.
[0017]
  Further, since the reversing means 39 is composed of a pair of total reflection mirrors 40a and 40b, the number of reflections of the laser light passing through the paths 46a and 46b by the reversing means 39 is only twice in the total reflection mirrors 40a and 40b. Therefore, the loss at the time of reflection can be reduced. Furthermore, since there is no curved surface processing, manufacture becomes easy.
  In addition, since the laser beam with good directivity can be obtained by providing the ASE removal means 34, processing that requires light condensing and long-distance transmission are possible.
  Furthermore, the optical path length of the laser light passing through the paths 45a and 45b and the laser light passing through the paths 46a and 46b are adjusted by the optical path adjusting means 41 so as to reach the combining means 38 at the same time. The laser light synthesized in 38 and 44 moves from the top and bottom of the paper to the center at the same time, and the intensity distribution is also up, down, left, and right over time.soSince it becomes symmetrical, uniform processing of the object and uniform irradiation of the object can be performed.
  Embodiment2In the above description, the ASE removing means 34 has been described as comprising a pair of convex lenses 35a, 35b and an aperture 36. However, the same effect can be expected even if the convex lenses 35a, 35b are a pair of concave mirrors.
  Furthermore, the embodiment2In the above description, the deflecting means 27 is disposed between the concave mirror 8 and the convex mirror 9. However, the same effect can be expected even if the deflecting means 27 is disposed between the convex mirror 9 and the dividing means 37.
[0018]
Embodiment3.
  FIG. 11 shows an embodiment.3FIG. In FIG. 11, 7 to 11 and 25 areExample27, 29, 30a and 30 are the same as those of the first embodiment.134, 37, 39, 41, 43, 45a, 45b, 46a, 46 are the same as in the embodiment.2Is the same as Reference numeral 51 denotes a rotating means disposed between the total reflection mirror 43 and the synthesizing means 29, and is constituted by a Faraday rotor. Reference numerals 52a and 52b denote laser beam paths whose polarization directions are rotated by 90 degrees by the rotating means 51.
  Next, the operation will be described. FIG. 12 is an explanatory diagram showing the cross section (a) of the laser beam and the intensity distribution (b) of the RL cross section viewed from the XII-XII line side in FIG. FIG. 12B shows a temporal change in the intensity distribution of the laser beam in the RL cross section of FIG.₁~ T₆Indicates the excitation time zone of the oscillator 10.
  11 and 12, the laser light emitted from the oscillator 10 is polarized in a direction parallel to the paper surface by the polarizing means 27, for example. The ASE (spontaneously emitted light) is removed by the ASE removing means 34 from the laser light of the paths 30 a and 30 b changed by the polarizing means 27, and ½ is transmitted through the dividing means 37. The laser beams in the paths 45 a and 45 b reach the rotating means 51 via the optical path adjusting means 41 and the total reflection mirror 43. Further, the laser light is rotated 90 degrees by the rotating means 51 to be perpendicular to the paper surface, and is totally reflected by the combining means 29 via the paths 52a and 52b.
  On the other hand, the laser light of the paths 46a and 46b reflected by the dividing means 37 is inverted by the inverting means 39 so that the beam intensity distribution and the divergence angle distribution are axisymmetrically transmitted, and further transmitted through the combining means 29 to pass the paths 52a and 52b. The laser beam is synthesized and emitted.
[0019]
  The laser beams in the paths 45a and 45b are reflected four times (even times) in the direction parallel to the paper surface and zero times (even times) in the direction perpendicular to the paper surface before being emitted after leaving the ASE removal means 34. There is no inversion of the image. On the other hand, the laser beams in the paths 46a and 46b are reflected three times (odd times) in the direction parallel to the paper surface and three times (odd times) in the direction perpendicular to the paper surface, so that the image is inverted in an axisymmetric manner. Therefore, as shown in FIG. 13A, the shadow 9a of the convex mirror 9 and the shadow 25a of the copper grain 25 appear axially symmetrically in the cross section of the laser beam synthesized by the synthesizing means 29. Further, the optical path length is adjusted by the optical path adjusting means 41 so that the laser light of the paths 45a and 45b and the laser light of the paths 46a and 46b reach the combining means 29 simultaneously. For this reason, the laser light synthesized by the synthesizing unit 29 has its laser oscillation time zone shifted from the top and bottom of the paper simultaneously to the center as shown in FIG. Become. In addition, since ASE (spontaneously emitted light) is removed by the ASE removing means 34, it does not appear in FIG. 12 (b) and FIG. 13 (b).
  As described above, the laser light of the paths 46a and 46b, which is divided by the dividing unit 37 and inverted by the inverting unit 39, and the beam intensity distribution and the divergence angle distribution, and the polarized light by the rotating unit 51 after passing through the dividing unit 37. Since the laser light of the paths 52a and 52b whose directions are rotated by 90 degrees is synthesized by the synthesizing means 29, the axially symmetric laser light can be emitted, so that uniform processing of the object and uniform irradiation of the object are performed. be able to. Furthermore, since it is radiate | emitted as one laser beam by the synthetic | combination means 29, high output can be obtained.
  Furthermore, the embodiment3In the above description, the deflecting means 27 is disposed between the concave mirror 8 and the convex mirror 9. However, the same effect can be expected even if the deflecting means 27 is disposed between the convex mirror 9 and the dividing means 37.
[0020]
Embodiment4.
  FIG. 14 shows an embodiment.4FIG. In FIG. 14, 7-12, 14-16, 25 areExampleIt is the same as the one. 27-29, 30a, 30b, 31a, 31b, 33a, 33b are embodiments1Is the same as 53 is an amplifier. Reference numerals 54a and 54b denote paths through which the laser beams of the paths 32a and 32b are amplified by the amplifier 53 and emitted. Reference numerals 55a and 55b denote paths through which the laser beams of the paths 33a and 33b are amplified by the amplifier 53 and emitted.
  Next, the operation will be described. FIG. 15A is an explanatory diagram showing a cross section of the laser light emitted from the amplifier 55. FIG. 15B is an explanatory diagram showing a temporal change in the intensity distribution of the laser beam in the RL cross section of FIG.₃~ T₆Is an excitation time zone of the amplifier 53.
  The cross section of the laser light emitted from the combining means 29 is axially symmetric as shown in FIG. 15A, and the laser light rises from the periphery toward the center. Therefore, the excitation energy can be incident substantially coincidentally with the amplifier 53 rising from the periphery of the discharge tube (not shown) toward the center over the entire cross section. Accordingly, as shown in FIG. 15B, the excitation time zone t of the amplifier 53₃~ T₆Then, generation | occurrence | production of ASE (spontaneous emission light) is suppressed.
[0021]
  As described above, one laser beam whose beam intensity distribution and divergence angle distribution are reversed by the reversing unit 14 and the other laser beam whose polarization direction is rotated by 90 degrees are synthesized by the synthesizing unit 29. Since the laser beam is amplified by the amplifier 53, it is possible to obtain an axially symmetrical laser beam with good directivity in which the generation of ASE is suppressed. Therefore, the laser beam is applied to processing and isotope separation that require high output. be able to.
  Embodiment4In the above description, the laser beam emitted from the combining unit 29 of the second embodiment is amplified by the amplifier 53.Example1 Combining means 13, 17 and embodiment2Synthesis means 38, 44 and embodiments3The same effect can be expected even if the laser light emitted from the synthesizing means 29 is amplified.
  Furthermore, the embodiment4In the above description, the deflecting means 27 is disposed between the concave mirror 8 and the convex mirror 9. However, the same effect can be expected even if the deflecting means 27 is disposed between the convex mirror 9 and the dividing means 12.
[0022]
Embodiment5.
  FIG. 16 shows an embodiment.5FIG. In FIG. 16, 7 to 11 and 25 areExample29, 30a and 30b are the same as those of the first embodiment.134, 37, 39, 41, 43, 45a, 45b, 46a, 46b are the same as those of the embodiment.251, 52a and 52b are the same as those of the embodiment.3Is the same as
  Reference numeral 56 denotes an amplifier. Reference numerals 56a and 56b denote paths through which the laser beams in the paths 52a and 52b are amplified by the amplifier 56 and emitted. Reference numerals 57a and 57b denote paths through which the laser beams in the paths 46a and 46b are amplified by the amplifier 56 and emitted.
  Next, the operation will be described. FIG. 16A is an explanatory diagram showing a cross section of laser light emitted from the amplifier 56. FIG. 16B is an explanatory diagram showing a temporal change in the intensity distribution of the laser beam in the RL cross section of FIG.₃~ T₆Is an excitation time zone of the amplifier 56.
[0023]
  The cross section of the laser light emitted from the combining means 29 is axially symmetric as shown in FIG. 17A, and the laser light rises from the periphery toward the center, so that excitation energy is generated in a discharge tube (not shown). The amplifier 56 rising from the periphery toward the center can be incident substantially coincidentally over the entire cross section. Further, since the ASE (spontaneously emitted light) is removed from the laser light emitted from the oscillator 10 by the ASE removing means 34, the laser light incident on the amplifier 56 does not contain ASE. Accordingly, as shown in FIG. 17B, the time t for the laser beam emitted from the oscillator 10 to reach the path 30b and reach it.₃Previous time t₂
The generation of ASE can be suppressed by exciting the amplifier 56.
  As described above, the laser beams of the paths 46a and 46b, which are divided by the dividing means 37 and the beam intensity distribution and the divergence angle distribution are inverted by the inverting means 39, and the lasers of the paths 45a and 45b divided by the dividing means 37. The light is rotated 90 degrees in the polarization direction by the rotating means 51, and the laser light synthesized by the synthesizing means 29 is amplified by the amplifier 56, so that the laser light with high axial directivity and directional characteristics with suppressed generation of ASE can be obtained. Since it is obtained by output, it can be applied to processing and isotope separation that require high output.
  Furthermore, the embodiment5In the above description, the deflecting means 27 is disposed between the concave mirror 8 and the convex mirror 9. However, the same effect can be expected even if the deflecting means 27 is disposed between the convex mirror 9 and the dividing means 12.
[0024]
【The invention's effect】
  According to this inventionThe laser beam emitted from the oscillator is divided into two paths, one path for reflecting by the half mirror dividing means and the other path for transmitting through the half mirror,By combining the laser light of one path whose beam intensity distribution and divergence angle distribution are reversed by the reversing means and the laser light of the other path whose polarization direction is rotated 90 degrees by the rotating means, Since symmetrical laser light can be emitted, uniform processing of the object and uniform irradiation of the object can be performed..
MaIn addition, since the rotating means is a Faraday rotor, a simple configuration can be achieved.
  Further, since the inverting means is a pair of convex lenses, a simple configuration can be achieved.
  In addition, since the inverting means is a pair of total reflection mirrors, the number of times the one laser beam divided by the dividing means is reflected by the inverting means is only two, so that the loss during reflection can be reduced. . Furthermore, since there is no curved surface processing, manufacture can be facilitated.
[0025]
  By providing spontaneous emission light removing means for removing spontaneous emission light on the input side of the dividing means, laser light with good directivity can be obtained, so that processing that requires light condensing and long distance transmission can be made possible. it can.
  Further, by providing the optical path adjusting means on the shorter side of the optical path of the laser beam divided by the dividing means, the laser light passes through one path divided by the dividing means and the other path divided by the dividing means. Since the laser beam is adjusted so as to reach the combining means at the same time, it is combined by the combining means and the laser oscillation time zone moves from the top and bottom of the paper to the center at the same time. Since it becomes symmetrical, uniform processing of the object and uniform irradiation of the object can be performed.
  Further, the polarization direction of the laser light of one path obtained by dividing by the dividing means and the beam intensity distribution and the divergence angle distribution being inverted by the reversing means and the laser light of the other path divided by the dividing means are changed by the rotating means. By rotating the laser beam 90 degrees and amplifying the laser beam synthesized by the synthesizing means with an amplifier, it is possible to obtain an axially symmetric laser beam with good directivity with suppressed generation of ASE. It can be applied to processing and isotope separation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 of the present inventionExampleFIG.
2 is an explanatory diagram showing a cross section (a) of a laser beam and an intensity distribution (b) of an RL cross section of the laser beam as viewed from the II-II line side in FIG. 1;
3 is an explanatory diagram showing a cross section (a) of laser light emitted from the combining means of FIG. 1 and an intensity distribution (b) of an RL cross section of the laser light. FIG.
4 is a configuration diagram of a main part in which the reversing unit of FIG. 1 is a pair of concave lenses. FIG.
FIG. 5 shows an embodiment of the present invention.1FIG.
6 is an explanatory diagram showing a cross section (a) of the laser beam and an intensity distribution (b) of the RL cross section of the laser beam as viewed from the VI-VI line side in FIG. 5;
7 is an explanatory diagram showing the intensity distribution (b) of the cross section (a) of the laser light emitted from the combining means of FIG. 5 and the RL cross section of the laser light. FIG.
FIG. 8 is an embodiment of the present invention.2FIG.
9 is an explanatory diagram showing a cross section (a) of a laser beam and an intensity distribution (b) of an RL cross section of the laser beam viewed from the IX-IX line side in FIG. 8;
10 is an explanatory diagram showing the intensity distribution (b) of the cross section (a) of the laser light emitted from the combining means of FIG. 8 and the RL cross section of the laser light.
FIG. 11 shows an embodiment of the present invention.3FIG.
12 is an explanatory diagram showing a cross section (a) of the laser beam and an intensity distribution (b) of the RL cross section of the laser beam as viewed from the XII-XII line side in FIG. 11;
13 is an explanatory view showing the intensity distribution (b) of the cross section (a) of the laser light emitted from the combining means of FIG. 11 and the RL cross section of the laser light.
FIG. 14 shows an embodiment of the present invention.4FIG.
15 is an explanatory diagram showing the intensity distribution (b) of the cross section (a) of the laser light emitted from the combining means of FIG. 14 and the RL cross section of the laser light.
FIG. 16 shows an embodiment of the present invention.5FIG.
17 is an explanatory diagram showing a cross section (a) of the laser beam emitted from the combining means of FIG. 14 and an intensity distribution (b) of the RL cross section of the laser beam.
FIG. 18 is a configuration diagram of a conventional laser device.
19 is an explanatory diagram showing a cross section (a) of the laser beam viewed from the XIX-XIX line side in FIG. 19 and an intensity distribution (b) of the RL cross section of the laser beam.
[Explanation of symbols]
  8 concave lens, 9 convex lens, 10 oscillator, 12 dividing means,
13, 17, 29, 38, 44 synthesis means, 14, 39 inversion means,
27 polarizing means, 28, 51 rotating means, 34 spontaneous emission removing means,
41 Optical path adjusting means, 53 and 56 amplifiers.

Claims

発光した光が凸面鏡と凹面鏡との間で複数回反射して放射されたレーザ光の中心軸と直交する直交線の両側で、ビームの強度分布と発散角分布とが非対称な上記レーザ光を出射する発振器と、上記発振器から出射された上記レーザ光をハーフミラーで反射する一方の経路と上記ハーフミラーを透過する他方の経路との二つに分割する分割手段と、この分割手段と上記凹面鏡との間に配置されて上記レーザ光を所定の方向に偏光する偏光手段と、上記分割手段で分割した一方の経路の上記レーザ光を上記直交線の両側で上記ビームを反転させる反転手段と、上記分割手段で分割した他方の経路の上記レーザ光の偏光方向を９０度回転させる回転手段と、上記反転手段で反転させた一方の上記レーザ光及び上記回転手段で回転された他方の上記レーザ光を合成する偏光ビームスプリッターからなる合成手段とを備えたレーザ装置。The laser beam is emitted with the asymmetric beam intensity distribution and divergence angle distribution on both sides of the orthogonal line perpendicular to the central axis of the laser beam emitted and reflected by the convex mirror and concave mirror multiple times. A splitting means for splitting the laser light emitted from the oscillator into two parts, one path for reflecting by a half mirror and the other path for transmitting the half mirror, and the splitting means and the concave mirror A polarizing means for polarizing the laser light in a predetermined direction, a reversing means for reversing the beam on both sides of the orthogonal line, and the laser light of one path divided by the dividing means, a rotating means for the polarization direction of the laser beam divided other path splitting means is rotated 90 degrees, the other of the record that has been rotated by one of the laser beam and the rotating means is inverted by the inverting means Laser device and a combining means comprising a polarizing beam splitter for synthesizing the laser light.

回転手段はファラデーローテーターであることを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。The laser device according to claim 1, wherein the rotating means is a Faraday rotator.

反転手段は凸レンズペアであることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載のレーザ装置。The laser apparatus according to any one of claims 1 or claim 2, wherein the reversing means is a convex lens pair.

反転手段は一対の全反射ミラーであることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載のレーザ装置。Inverting means the laser system according to any one of claims 1 or claim 2, characterized in that a pair of total reflection mirrors.

分割手段の入力側に自然放出光を除去する自然放出光除去手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ装置。The laser apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a spontaneous emission light removal means for removing the spontaneous emission at the input side of the dividing means.

分割手段で分割したレーザ光の光路の短い方に光路調整手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のレーザ装置。The laser apparatus according to any one of claims 5 in that a light path adjusting means shorter of the optical path of the laser beam divided by the dividing means from claim 1, wherein.

合成手段で合成されたレーザ光を増幅する増幅器を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のレーザ装置。The laser apparatus as claimed in any one of claims 6, characterized in that a amplifier for amplifying the laser light combined by the combining means.