(57)【要約】【課題】単純な構造で安定して多波長同時発振が可能なレーザー発振装置を実現する。【解決手段】複数の所定波長におけるレーザー発振を同時に行わせるために、レーザー共振部内を往復するレーザー光の光路の一部に所定の厚さを有する平板状の透明体である波長選択素子を配置してなることを特徴とする多波長レーザー発振装置。【選択図】図１
2010109070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長帯域のレーザー光を出射し得るレーザー媒体、および、出射されたレーザー光を反射して所定の光路を往復させるためのミラーを有するレーザー共振部と、
前記レーザー媒体を励起して前記レーザー光を出射させる励起部と、
所定の厚さを有する平板状の透明体である波長選択素子とを備えてなり、
前記波長選択素子は、前記波長帯域のうち所定の複数の波長のレーザービームを同時に発生させるため、前記光路の断面の一部に配置されることを特徴とする多波長レーザー発振装置。
【請求項２】
前記波長選択素子を支持する支持部をさらに備え、
前記支持部は、前記断面を通過するレーザー光のうち光パワーにして10％以上70％以下の範囲の光成分が前記波長選択素子を通過し残る光成分が前記波長選択素子を介さず通過するように前記波長選択素子を支持する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記波長選択素子は、前記光路に垂直な面に対し−４５°から＋４５°の範囲のいずれかの角度で交差するように配置される請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記波長選択素子は、その板厚が0.04〜0.6mmの範囲のいずれかの厚さで一様である請求項１〜３の何れか一つに記載の装置。
【請求項５】
前記波長選択素子は、その材質がガラスからなる請求項１〜４の何れか一つに記載の装置。
【請求項６】
前記レーザー媒体は、一方の端面が前記レーザー媒体内で前記レーザー光を反射させ、他方の端面が前記レーザー媒体から前記レーザー光を出射させるように形成されてなり、前記ミラーは、前記レーザー媒体の他方の端面から出射されるレーザー光が出射方向の光軸と所定の角度をなして進行する平行光になるように反射させる凹面鏡と前記平行光を進行方向と逆方向に所定の反射率で反射させる平面状の出力鏡とを有してなる請求項１〜５の何れか一つに記載の装置。
【請求項７】
前記励起部は、前記レーザー媒体を照射する励起レーザー光を放射する励起用レーザー光源と、
前記励起レーザー光を前記レーザー媒体の一方の端面から前記レーザー媒体へ入射させる励起レーザー光学系を含んでなる請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記レーザー媒体は、電流が注入されることにより前記レーザー光を出射するレーザー素子であり、
前記ミラーは、前記レーザー素子から出射される前記レーザー光を平行光に変換する凸レンズと前記平行光を進行方向と逆方向に所定の反射率で反射させる平面状の出力鏡とを有してなる請求項１〜５の何れか一つに記載の装置。
【請求項９】
前記レーザー媒体は、ガリウムヒ素半導体レーザー素子である請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記励起部は、前記レーザー媒体に励起電流を注入する電流注入回路である請求項８または９の何れか一つに記載の装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０に記載の多波長レーザー発振装置と、
複数の波長の差を得るための光伝導アンテナとを備えてなるテラヘルツ波発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザー発振装置に関し、より詳細にはテラヘルツ波発生を目的とする多波長レーザー発振装置に関する。また、その多波長レーザー発振装置を備えてなるテラヘルツ波発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テラヘルツ波は、光と電磁波の間の周波数帯域であり、未利用周波数帯である。テラヘルツ波を基礎物性の解析やイメージング技術、超高速通信などに応用する技術が注目され、近年、幅広い応用分野における研究が行われている。テラヘルツ波を発生する装置（テラヘルツ光源）についても種々の研究、開発が行われている。
【０００３】
テラヘルツ光源の構成として、
（１）量子カスケード構造の半導体レーザーでテラヘルツ波をダイレクト発振させるもの（例えば、特許文献１、非特許文献１、２参照）、
（２）波長の異なる２つの光源からそれぞれ放射されたレーザービームを光伝導アンテナに照射して差周波数をつくるもの（例えば、特許文献２、非特許文献３参照）、
（３）単一光源から放射されたレーザービームを複数のエタロンを通過させ、２つの波長のレーザービームを得、得られたレーザービームを光伝導アンテナに照射してテラヘルツ波を発生させるもの（例えば、特許文献３参照）
が提案されている。ここで、光伝導アンテナは、例えば、サファイヤ基板上にGaAsやアモルファスシリコンなどからなる光伝導性の薄膜を形成し、その薄膜上にアンテナとして機能する金属膜からなる電極パターンを形成したものである。
【特許文献１】特開２００４−２４７４９２号公報
【特許文献２】特開２００２−６３５４号公報
【特許文献３】特開２０００−２３５２０３号公報
【非特許文献１】C.Sirtori et al., "Low-loss Al-free waveguides for unipolar semiconductor lasers", Appl. Phys. Lett. vol.75 (1999) pp.3911-3913.
【非特許文献２】寶迫  巌（ほうさこ  いわお）、"テラヘルツ帯電磁波利用活用のためのキーデバイス〜量子カスケードレーザの研究開発〜"、[online]、NiCT NEWS 2006年5月号 No.362、独立行政法人  情報通信研究機構  総合企画部  広報室、［平成20年10月27日検索］、インターネット<URL:http://www.nict.go.jp/publication/NICT-News/0605/research/index.html>
【非特許文献３】松島  房和、“世界で１番のテラヘルツ光（物理学科）”、［online］、富山大学理学部・富山大学大学院理工学教育部理学領域  トピックス2008年8月掲載、［平成10年10月27日検索］、インターネット<URL:http://www.sci.u-toyama.ac.jp/topics/topicsAug2008.htm>
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記（１）の量子カスケード構造の半導体レーザー素子については、単純な構成でテラヘルツ光源を実現し得る可能性があるが、−234℃で30mWのレーザー発振が確認されたとの報告等はあるものの（例えば、非特許文献２参照）、素子が実用化のレベルに達するまでにはまだ時間を要するものと考えられる。
前記（２）のものは、既に実用段階にあるレーザー光源が利用可能であるが、光学系の構成が複雑になること、異なる２つのレーザー光源からの出力光は2波長出力間の干渉性（コヒーレンシー）が低いためレーザーの利用効率が極めて低いことが課題である。即ち、光伝導アンテナは、光ビート照射によるオン・オフスイッチ効果によって差周波に相当
する電磁波を放出するものであり、効率よいテラヘルツ波発生には2波長出力間の高いコヒーレンシーが必要である。しかし、異なる2つのレーザー光源からの出力光を照射した場合は、互いのレーザー光のコヒーレンシーが低い。従って、テラヘルツ波発生用の有効な光ビート成分を得るためには各光源のレーザー出力強度を十分に高くしなければならない。
【０００５】
また、前記（３）のものは、単一光源で構成される点では単純な構成であるが、複数のエタロンを使用するためにその部分の光学系が複雑かつ高価になること、さらに、レーザー共振部内に複数のエタロンが配置されるためレーザーの利用効率が低くかつレーザー発振を起動させにくいことが課題である。
以上のように、今日、実用的なテラヘルツ光源は既存のレーザー光源を利用するものである。その場合、1つのレーザー光源で互いに異なる波長のレーザー光を発生させ、それらの波長の差分を得てテラヘルツ波を発生させることが好ましい。テラヘルツ波光源用として、単純な構造で安定した多波長同時発振が可能なレーザー光源が望まれている。そのような多波長発振のレーザー光源が得られれば、取り扱いが簡便で安価なテラヘルツ光源を実現することができるからである。
【０００６】
発明者は、光伝導アンテナを用いたテラヘルツ波光源への適用を想定し、単一レーザー光源からの多波長同時発振動作について鋭意研究を行っていたところ、その過程において意外にも、市販の光学顕微鏡用カバーガラスをレーザー共振部内に部分的に挿入すると２波長を中心とする多波長発振動作が安定して再現することを見出した。そこで、さらにその事象について検討を重ね、本明細書に記載の知見を得てこの発明の出願に至った。
この発明は、以上の背景のもとになされたものであって、
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、所定の波長帯域のレーザー光を出射し得るレーザー媒体、および、出射されたレーザー光を反射して所定の光路を往復させるためのミラーを有するレーザー共振部と、前記レーザー媒体を励起して前記レーザー光を出射させる励起部と、所定の厚さを有する平板状の透明体である波長選択素子とを備えてなり、前記波長選択素子は、前記波長帯域のうち所定の複数の波長のレーザービームを同時に発生させるため、前記光路の断面の一部に配置されることを特徴とする多波長レーザー発振装置を提供する。
また、この発明は、前記多波長レーザー発振装置と、複数の波長の差を得るための光伝導アンテナとを備えてなるテラヘルツ波発生装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の多波長レーザー発振装置は、前記波長選択素子を前記光路の断面の一部に配置する構成により、前記波長帯域のうち所定の複数の波長のレーザービームを同時に発生させることができるので、単純な構造で安定した多波長同時発振が可能なレーザー光源が提供される。従って、この発明の多波長レーザー発振装置を用いて、取り扱いが簡便で安価なテラヘルツ波発生装置（テラヘルツ光源）を実現することができる。この発明によるテラヘルツ波発生装置は、取り扱いが簡便で安価であるといった特徴を有するので、テラヘルツ波を利用する各種装置への適用、例えば、基礎物性の解析用、イメージング技術用または超高速通信用の装置への適用に好適である。
【０００９】
この発明において、レーザー共振部は、光増幅の原理によってレーザー光を発生させるものであり、光共振器としてのレーザー空洞と、前記レーザー空洞内に配置されるレーザー媒体とを有してなる。前記ミラーは、レーザー空洞を構成するための部材である。その具体的な態様を示すと、例えば、レーザー媒体としては、一方の端面に高反射コーティングが施され、他方の端面に無反射コーティングが施されたLiSrAlF6 レーザー結晶を用いることができる。さらに、レーザー空洞は、凹面鏡と平面鏡とを配置して構成することが
できる（後述する図１の構成を参照）。使用するレーザー媒体に応じて、そのレーザー媒体から出射されるレーザー光の波長帯域が決まる。
【００１０】
凹面鏡は、レーザー媒体の無反射コーティング側の端面から出射するレーザー光を平行光に換え、平面鏡へ向けて反射させる。平面鏡は、凹面鏡からきた平行光を逆方向へ反射させる。平面鏡で反射された平行光は凹面鏡を経て絞り込まれ、レーザー媒体へ戻る。レーザー媒体内に入射したレーザー光は、レーザー媒体の高反射コーティングされた端面で反射され、再びレーザー媒体から出射する。レーザー光がレーザー媒体の一方の端面と平面鏡との間を往復することにより光増幅が生じ、レーザー共振部でのレーザー発振が維持される。なお、平面鏡の反射率は一例で99％であり、1％のレーザー光は平面鏡で反射せずにレーザー共振部から外部へ放射される。この発明によれば、外部へ放射されるレーザー光は、前記所定の波長帯域のうち複数の波長成分のみからなる。
【００１１】
なお、レーザー媒体は、LiSrAlF6 レーザー結晶に限定されず、多波長発振させたい波長を発振波長帯域に含むものであれば適用可能である。固体、液体、気体の種別を問わない。例えば、ガリウムヒ素半導体レーザーが適用可能である。
また、励起部は、レーザー媒体中の電子のエネルギー準位を励起するものである。その具体的な態様は、例えば、レーザー空洞内に配置されるレーザー媒体へ外部のレーザー光源からのレーザー光を照射する励起用レーザー光源およびレーザー光学系である。後述する図１の構成において、励起部は、半導体レーザー、対物レンズおよび集光レンズに相当する。あるいは、後述する図２の構成のように、レーザー媒体に通電することによりレーザー媒体中の電子のエネルギー準位を励起できる場合、例えば、半導体レーザー素子をレーザー媒体として用いる場合は、その半導体レーザーに通電する回路が励起部に相当する。
【００１２】
さらにまた、波長選択素子は、レーザー媒体から出射される所定の波長帯域のレーザー光のうち、特定の波長成分以外を減衰させる特性を有するものである。ここで、特定の波長は１つの波長に限らず、その高次の波長を含んでいてもよい。この発明において、波長選択素子の具体的な態様は、例えば、板厚が0.04〜0.6mmの範囲のホウケイ酸ガラスの平板である。そのうち、好ましい板厚は、0.22〜0.27mmの範囲である。ただし、その材質はホウケイ酸ガラスに限定されず、他の材質からなるガラス板や樹脂製の透明板など、均一な板厚の透明体であればよい。後述する実施形態では、波長選択素子として光学顕微鏡用のカバーガラス（材質はホウケイ酸ガラス）を用いた。
【００１３】
また、この発明において、「所定の複数の波長のレーザービームを同時に発生させる」とは、レーザー媒体で定まる波長帯域のうちで、レーザー発振をさせたい特定の波長を同時に発振させることをいう。少なくとも２つの波長を同時に発生させれば、その差の周波数を得ることによりテラヘルツ波を発生させることが可能である。さらに、３以上の波長を同時に発生させる場合であって、その周波数間隔がそれぞれ異なる場合は、それらの波長のうちから差の周波数を得る波長を２つ選択する手段を外部に設けることにより、所望の波長のテラヘルツ波を得ることができる。さらに、波長を選択する前記手段を交換すれば、発生させるテラヘルツ波の波長を切り替えることが可能になる。
【００１４】
この発明において、前記波長選択素子は、前記光路の断面の一部に配置されるが、その配置は、レーザー媒体で定まる波長帯域のうち所望する複数の波長が得られるように配置する種々の態様を意味する。
この発明の多波長レーザー発振装置が、前記波長選択素子を支持する支持部をさらに備え、前記支持部は、前記断面を通過するレーザー光のうち光パワーにして10％以上70％以下の範囲の光成分が前記波長選択素子を通過し残る光成分が前記波長選択素子を介さず通過するように前記波長選択素子を支持するようにしてもよい。前記支持部が、前記断面を
通過するレーザー光のうち光パワーにして10％以上70％以下の範囲の光成分が前記波長選択素子を通過し残る光成分が前記波長選択素子を介さず通過するように波長選択素子を支持するようにすれば、安定して多波長発振が得られることが実験的に確認されている。
【００１５】
特に、前記断面を通過するレーザー光のうち光パワーにして50％の部分が前記波長選択素子を介して通過するようにした場合、明確な２波長発振が観測されている。実験では、光学顕微鏡用に市販されているカバーガラスを波長選択素子として用い、そのカバーガラスを前記断面におけるレーザー光の周辺部の一方向から挿入した。ただし、この発明における波長選択素子の配置の態様はこれに限定されるものではない。例えば、前記断面におけるレーザー光の周辺部の複数方向から波長選択素子を挿入する態様、レーザー光の中心部のみに波長選択素子を配置する態様、またはカメラレンズの絞りのごとくレーザー光の全周方向に波長選択素子を配置する態様も考えられる。所望する複数の波長が得られるように波長選択素子を光路中に配置する種々の態様は、実験によりもとめることができる。
【００１６】
さらに、発明者の実験では、平板状の透明体を光路に垂直な方向に配置しているが、光路の垂直断面に対して−45度から＋45度の範囲で変えて配置することにより、波長選択特性を変えることができる。即ち、平板状の透明体の光路に対する角度を変えることにより所望の波長を選択することができる。
【００１７】
この発明の特性から、特性の異なる複数の波長選択素子をそれぞれ光路の一部に配置する構成もとり得ることは明らかである。このようにすれば、レーザー媒体で定まる波長帯域のうち所望の複数の波長を選択する際の自由度がさらに高まると考えられる。
【００１８】
以下、この発明の好ましい態様について説明する。
前記波長選択素子は、前記光路に垂直な面に対し−４５°から＋４５°の範囲のいずれかの角度で交差するように配置されてもよい。このようにすれば、波長選択素子を配置する角度を調整することにより多波長発振時のピークとピークの波長の間隔を所望の間隔にすることができる。
【００１９】
また、前記波長選択素子は、その板厚が0.04〜0.6mmの範囲のいずれかの厚さで一様であってもよい。前記板厚の範囲で多波長発振が生じることが確認されている。
さらにまた、前記波長選択素子は、その材質がガラスからなるものであってもよい。
【００２０】
前記レーザー媒体は、一方の端面が前記レーザー媒体内で前記レーザー光を反射させ、他方の端面が前記レーザー媒体から前記レーザー光を出射させるように形成されてなり、前記ミラーは、前記レーザー媒体の他方の端面から出射されるレーザー光が出射方向の光軸と所定の角度をなして進行する平行光になるように反射させる凹面鏡と前記平行光を進行方向と逆方向に所定の反射率で反射させる平面状の出力鏡とを有してなるものであってもよい。このようにすれば、前記レーザー媒体に直接電流が注入することができない場合、あるいは、前記所定の波長帯域とは異なる波長の励起レーザー光源を用いる場合であっても、所定の波長の多波長レーザー発振装置を実現することができる。従って、前記レーザー媒体として広範なものが使用可能である。
【００２１】
さらに、前記励起部は、前記レーザー媒体を照射する励起レーザー光を放射する励起用レーザー光源と、前記励起レーザー光を前記レーザー媒体の一方の端面から前記レーザー媒体へ入射させる励起レーザー光学系を含んでいてもよい。このようにすれば、前記所定の波長帯域とは異なる波長の励起レーザー光源を用いる場合であっても、前記レーザー媒体に励起レーザー光を照射して所定の波長の多波長レーザー発振装置を実現することができる。
ここで示した種々の好ましい態様は、それら複数を組み合わせることもできる。
【００２２】
あるいは、前記レーザー媒体は、電流が注入されることにより前記レーザー光を出射するレーザー素子であり、前記ミラーは、前記レーザー素子から出射される前記レーザー光を平行光に変換する凸レンズと前記平行光を進行方向と逆方向に所定の反射率で反射させる平面状の出力鏡とを有していてもよい。このようにすれば、レーザー媒体に直接電流を注入してレーザー発光させることができるので、励起用レーザー光源を用いる場合に比べて励起部の構成が単純化できる。
【００２３】
さらに、前記レーザー媒体は、ガリウムヒ素半導体レーザー素子であってもよい。
さらにまた、前記励起部は、前記レーザー媒体に励起電流を注入する電流注入回路であってもよい。
ここで示した種々の好ましい態様は、それら複数を組み合わせることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
≪多波長レーザー発振装置の構成例≫
図１は、この発明による多波長レーザー発振装置の構成例を示す説明図である。図１に示す構成は、発明者が実際にレーザー発振の実験を行った構成である。
図１で、半導体レーザー１から出射されたレーザービームは、対物レンズ２および光学レンズ（集光レンズ）３を経て集光された後、LiSrAlF6レーザー結晶４に入射する。LiSrAlF6レーザー結晶４の入射側の端面は高反射コーティングされており、反対側の端面は無反射コーティングされている。その無反射コーティングされた端面に対して所定角度だけ傾いた状態で反射面が対向するように凹面反射鏡５が配置されている。
【００２５】
さらに、LiSrAlF6レーザー結晶４の無反射コーティングされた端面側から出射するレーザービームが凹面反射鏡５に反射して進む先に平面反射鏡７が配置されている。結晶端面ミラー(反射率100 %)、凹面ミラー(反射率100 %、曲率半径10 cm)、平面反射鏡(反射率99
%)の3枚ミラーは、レーザー共振部を構成する。半導体レーザー(660 nm)からの励起出力120 mWにおいてLiSrAlF6 レーザーの発振（発振波長域850 nm)を確認した。発振を維持しながら、光学顕微鏡用の市販のカバーガラス６を共振器内に部分的に挿入した。このとき得られる出力を光スペクトラムアナライザによって観測し、多波長レーザーの同時発振を確認した。
【００２６】
多波長レーザー発振装置を構成する部材の詳細は次のとおりである。
（１）半導体レーザー１：定電流源により200 mA（ミリアンペア）の電流を流すことにより、波長660 nm（ナノメートル）で120 mW（ミリワット）の光出力を得ることができるものである。DVD用の市販品を購入した。外径が5.6 mm のキャンタイプである。
（２）対物レンズ２：半導体レーザー１の出力を平行光に変換するために、倍率20倍の対物レンズを用いた。同等の開口数をもつ光学レンズであれば代替可能である。
【００２７】
（３）光学レンズ３：励起光のしきい値出力を低下させるために、平行光を集光ビームに変換してレーザー結晶に照射するためのレンズである。レーザー結晶の長さ方向に集光ビームの形状を維持するため、ある程度緩やかな集光がのぞましく、焦点距離10 cmの凸型光学レンズ（30mm径、材料 BK7）を用いた。焦点距離10 cmはこの種のレーザー構成では一般的な値である。
【００２８】
（４）LiSrAlF6 レーザー結晶４：一般に、リサフまたはライサフレーザー結晶と読むが、ここではリサフとする。この実験ではリサフレーザー結晶を用いた。その理由は、波長選択可能な広帯域レーザー結晶（材料）であること、低価格な半導体レーザーで励起でき
ること、即ち、660 nm励起半導体レーザーはDVD用として大量に市販されているため、高出力〜200 mWタイプでも2万円程度と低価格であること、現在、市販されているガリウムヒ素半導体光伝導アンテナの感度に一致する出力波長をもつこと、が挙げられる。リサフレーザー結晶４のサイズは5 x 5 x 5 mm3である。励起光源側の端面に発振波長帯800〜900 nmの広帯域高反射（99%以上）コーティングが施され、その反対側の端面に広帯域無反射（1%以下）コーティングが施されているものを用いた。
【００２９】
なお、この実施形態ではリサフレーザー結晶を用いたが、それ以外に、固体媒質としてはTi:sapphire（チタンサファイア結晶）、エルビウムドープファイバーなどが適用可能と考えられる。ただし、後者の中心波長は1550 nmであるので、その波長に感度をもつ半導体光伝導アンテナが必要となる。さらに、液体媒質は可視域で広帯域発振するので、一般的に知られた色素レーザーなどの液体レーザー媒質が適用可能と考えられる。
【００３０】
（５）凹面反射鏡５：リサフレーザー結晶４から放射されるレーザービームを平行光に変換するため、曲率半径が10 cm、発振波長帯800〜900 nmにおいて高反射率（99 %以上）を有する凹面鏡５を配置した。凹面鏡５の径のサイズは12.5 mmである。
（６）カバーガラス６：マツナミ社製カバーガラス（ホウケイ酸ガラス（外形18×18 mm2））を使用した。カバーガラス６の厚さは、No.000（0.04 〜 0.06 mm）、 No.00（0.06 〜 0.08 mm）、 No.0（0.08 〜 0.12 mm）、 No.1（0.12 〜 0.17 mm）、 No.3（0.20 〜
0.29 mm）、 No.4（0.35 〜 0.45 mm）、 No.5（0.45 〜 0.60 mm）の計７種類のものを試した。
【００３１】
カバーガラスの厚さは、0.6mmかそれ以下のものが適当である。ガラスの厚さを大くし過ぎると損失が増える。また、カバーガラスをレーザー発振器の光路２１内に挿入すると複数の波長を選択的に透過させる櫛状のフィルタ特性を示すが、厚さが大きすぎるとその透過波長の間隔が狭まるという現象がおきる。一方、板厚が薄いと破損し易く、また高価になるので、0.04mm以上の板厚が適当である。
【００３２】
実験より得られた知見では、板厚が0.22〜0.27mmの範囲のカバーガラスを用いることがさらに好ましい。なぜならば、テラヘルツ帯は0.1〜10THzの周波数帯としてで定義されるが、上記範囲よりも非常に薄いカバーガラスは0.1〜1THzの周波数帯域をカバーする2波長発振を発生しにくく、逆に上記範囲よりも非常に厚いカバーガラスは5〜10THz付近をカバーする2波長を発生しにくいからである。これに対して、0.22mm〜0.27mmの板厚のカバーガラスは、光路への挿入角を調整することによって、テラヘルツ帯のほぼ全域を１枚でカバーできる見込みがある。0.22mmのものと0.27mmのものは、ほぼ同等の実験結果が得られた。なお、実験による確認はまだできていないが、0.22〜0.27mmの範囲内でなくても、それに近い板厚であれば、テラヘルツ帯がカバーできる可能性はある。例えば、前記実験に用いたカバーガラスのうちNo.3（0.20 〜 0.29 mm）の種類のものはすべてより好ましい範囲に入る可能性がある。
【００３３】
実験によれば、板厚が0.22〜0.27mmの範囲のカバーガラスを光路２１の断面の一部に配置した場合は、テラヘルツ域の上限に相当する10テラヘルツの周波数差をもつ2波長出力が得られた。また、前記範囲の厚さを有するカバーガラスを用いた場合は出力パワーの減衰が小さく、光路２１中にカバーガラスを配置しない場合に対し約85％の光出力が得られた。
【００３４】
また、カバーガラスの光路２１に対する配置角度や挿入率を変化することにより、テラヘルツ域の下限である0.1テラヘルツに近い0.3テラヘルツの周波数差をもつ多波長出力も得られた。ここで、挿入率とは、光路を通過するレーザー光のうち、カバーガラスが配置された部分を通過する光成分とカバーガラスが配置されない部分を通過する光成分の光パ
ワーの総計に対し、カバーガラスが配置された部分を通過する光成分の光パワーをパーセントで表した数値である。
【００３５】
さらに、板厚が0.22〜0.27mmの範囲のいずれかで一様な厚さを有するカバーガラスを用いて、２１に対する角度や挿入率を変化させると、１枚でほぼテラヘルツ域（0.1〜10テララヘルツ）を覆う多波長出力が得られた
【００３６】
なお、この実施形態ではホウケイ酸ガラス素材を用いて多波長発振現象が生じることを確認しているが、レーザー発振器の光路２１に部分挿入する波長選択素子の材質はこれに限定されず、対象波長域で光学エタロンとして作用する材料、素子であれば代替可能であると考えられる。例えば、ホウケイ酸ガラス以外の材質からなるガラス、即ち、ケイ酸ガラス、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛ガラス、バリウムガラス等、および、ガラス以外の透明樹脂、例えば、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等でもその可能性はあると考えられる。
【００３７】
なお、実験では波長選択素子として光学顕微鏡用のカバーガラスを用いたため、波長選択素子の厚さは一様である。しかし、たとえば台形のように厚さが徐々に変わる板状の波長選択素子または厚さが階段状に変わる板状の波長選択素子であっても、多波長同時発振用が得られる可能性はある。
【００３８】
また、市販のエタロンは、光路に挿入する波長選択素子としては不適当であると考えられる。そもそも、市販のエタロンは光路に全挿入して所定の周波数のみを選択するための光学素子でありこの発明に係る波長選択素子とは目的、機能が異なるからである。また、市販のエタロンには機械的な縁があり、そのために損失を増大させたり、出力光のビーム形状（分布）が最適にならかったりするなど、問題が生じこの発明には不適であることが予想される。
【００３９】
（７）平面反射鏡（出力鏡）７：固体レーザーは一般的に光閉じ込め率が高くなければ発振しないため、発振波長帯800〜900 nmにおいて反射率99%の平面反射鏡を用いて出力鏡とした。即ち、1%の透過光を出力光として外部に取り出すようにした。カバーガラス６を光路２１に挿入しない場合、最大でおよそ5 mW程度の平均出力強度を得た。なお、平面反射鏡７の径のサイズは12.5 mmである。
【００４０】
≪実験手順≫
図１の実験系を用いて、以下の手順（１）−（５）によって実験を行った。
（１）定電流源を用いて660 nm波長の励起用半導体レーザー１に200 mAの電流を流し、120 mW出力を得た。
（２）対物レンズ２を介してリサフレーザー結晶４に励起光を集光した。入射側と逆の端面、即ち、無反射コーティングが施された端面の側から発する蛍光（波長約850 nm）をリサフレーザー結晶４の入射側端面の高反射コーティング、凹面反射鏡５、出力鏡７の３枚鏡からなるレーザー共振部内に閉じ込めた。
【００４１】
（３）各鏡の角度、あおりを調整してレーザー発振させた。99%反射の出力鏡７を用いて、最大5 mW程度の出力が得られた。
（４）カバーガラス６を用意し、図１に示すように共振器内の平行光が存在する箇所にそのレーザービームを遮るように垂直方向にカバーガラスを挿入した。
（５）カバーガラスの挿入位置、挿入角度を変化させ、それぞれの条件のもとで、平均出力強度、光強度スペクトル、ビーム形状を測定した。
【００４２】
≪実験結果≫
図３および図４は、図１の多波長レーザー発振装置の光路２１中に、厚さ220 μmのカバーガラス６を部分挿入および全挿入したときに得られる出力光の光強度スペクトルの測定結果を示すグラフである。共振器へのカバーガラス６の挿入角度はほぼ垂直とした。以下に、測定結果について説明する。
【００４３】
１．カバーガラス６を共振器へ挿入しない場合、図３(b)のように860 nm付近での連続スペクトルが観測される。実際は共振器長によってきまる多モード発振が、分光器の分解能が低いために連続的スペクトルとして観測されている
２．そのときの平均出力は4.5 mWであった（図４参照）。
３．カバーガラス６の挿入位置を変化させると、ある挿入位置において図３(c)のような明確な2波長発振が生じた。この場合の波長差は6.4 nm（周波数差2.6テラヘルツ）であり、220 μm厚ガラスの光学エタロン効果で決まる波長差1.1 nmの6倍となった。
【００４４】
４．2波長発振時の平均出力は3.9 mWであった（図４参照）。
５．図３(a)は、カバーガラス６の挿入位置を縦軸にとり、スペクトル強度をコントラストによって示したグラフである。明確な2波長発振以外にも挿入位置に応じて、多波長発振の形態で発振波長が制御されていることがわかる。詳細に調べると1.1 nmの整数倍の波長差をもつ多波長発振が生じている。
６．2波長発振において、最大で10テラヘルツに相当する波長差を観測した。
以上の現象は、カバーガラス６の厚さを変化させた場合も同様に得られた。
【００４５】
図５は、図１の２波長レーザー発振装置の光路２１中に、厚さ80μmのカバーガラス６を部分挿入および全挿入したときに得られる出力光の光強度スペクトルの測定結果を示すグラフである。
７．カバーガラス６を全挿入した図５(a)では、カバーガラス６が通常の意味での光学エタロンとして作用し、その光学厚で決まる波長差3.2 nm（周波数差1.3テラヘルツ）に一致した多モード発振が観測された。
８．カバーガラス６を部分挿入した場合（図５(b)）、図５(a)の３倍の波長差（9.6 nm、周波数差3.9テラヘルツに相当）をもつほぼ2波長発振を観測した。
【００４６】
以下に、一連の実験で得た知見を列挙する。
１．図４に示すように、カバーガラス６の挿入位置が深くなると、出力強度が急激に下がり発振が停止するという傾向は、カバーガラス６の厚さによらず見られる。ただし、全挿入位置までカバーガラス６を挿入すると再び発振する。
【００４７】
２．発振が停止する位置は、カバーガラス６の厚さ（あるいは質、平行度やエッジ処理など）に強く依存し、今回の実験ではレーザー共振部内のレーザービーム径（ガウシアン分布の半値幅）は0.7 mmである。これに対し、カバーガラス６の厚さが220 μmの場合、レーザービームの中心を越えて、0.27 mm深く挿入した位置で発振が停止した。一方、カバーガラス６の厚さが150 μmの場合、レーザービームの中心から、0.59 mm離れた浅い挿入位置で発振が停止した。
３．明確な2波長発振は、どの厚さでも発振停止位置より100 μm程度挿入位置が浅いところで生じたが、カバーガラス６の厚さが220 μmの場合には、50 μm程度の狭い範囲で連続的に観測され、カバーガラス６の厚さが150 μmの場合には、500 μm程度の広い範囲の離散的な位置で観測された。
【００４８】
４．2波長発振は、各厚さのカバーガラスについて、いずれも発振停止位置より共振器外へカバーガラスを抜き去る方向へ移動させたとき、前記発振停止位置からおよそ0.1 mm〜0.15mmだけ移動した位置にある0.05mm程度の範囲で明確に観測された。
５．220μmの厚さのカバーガラスを用いた実験において、2波長発振が明確に観測される
位置にカバーガラスを部分挿入し、光路２１の垂直断面に対しておよそ30度傾けて配置したところ、2波長出力の波長間隔が0.5 nm拡がった。周波数に換算すると0.21テラヘルツ程度の拡大となり、カバーガラスの斜め配置により、周波数差が掃引可能となることを確認した
６．カバーガラス６の部分挿入、全挿入、全ての場合において、ビーム径は0.7 mmで一定であり、出力光のビーム形状はビームの中心部をピークとするガウシアン分布を維持していた。
【００４９】
≪実験と数値シミュレーション≫
カバーガラス６を共振器内に徐々に挿入すると、ある位置で発振が停止する。その位置を基準として、共振器外へ取り外す方向にカバーガラス６の位置を変化させた。厚さ220 μmのカバーガラス６を用いたときの光強度スペクトルの変化を図３に示す。横軸を波長、縦軸をカバーガラス６の挿入位置とし、得られたスペクトル強度に応じたコントラストでプロットした。カバーガラス位置が0.30 mm以上の範囲ではカバーガラス６のエタロン効果が低下し、波長選択性が見られず連続的なスペクトルが観測された。一方、カバーガラス位置が-0.15 mmの付近では、挿入損失の影響を大きく受けることなく、波長差約6.4 nm（周波数差2.6 THz）の明確な2波長発振が観測された。この波長差は、カバーガラス６の厚さで決定される光学エタロンの自由スペクトル領域の6倍に相当する。
【００５０】
次に厚さ80μmのカバーガラス６を完全挿入した場合、および部分的に挿入した場合に得られた光強度スペクトルの一例を図５(a)、(b)にそれぞれ示す。図５(a)では全光強度1.7 mW、波長差が約3.2 nm (周波数差1.3 THz)の多モード発振が観測された。この波長差は、カバーガラス６を光学エタロンとする自由スペクトル領域に一致する。一方、カバーガラス６を部分挿入した図５(b)では全光強度2.8 mW、波長差が約9.6 nm（周波数差3.9 THz）の2波長発振が観測された。カバーガラス６を挿入しない場合の光強度（4.3 mW）に比べ、図５(a)は40%、図５(b)は70%の光強度となり、部分挿入時には、損失を抑制した2波長発振が得られることを確認した。
【００５１】
≪実験結果に基づく知見≫
以上の実験結果から、次の知見を得た。
１．多波長発振範囲は、径（半値幅）が0.7mmのレーザービームにカバーガラスの先端を挿入していくとやがてレーザー発振が停止する。発振停止位置からカバーガラスを徐々に抜いていくと、少し移動した位置から多波長発振が観測され、発振停止位置から0.3mm程度はなれた位置までの範囲で多波長発振観測された（ビーム径に対する挿入長さの割合は約43％）。そこで、多波長発振が観測される範囲をカバーガラスの挿入率に換算すると、最も深い挿入位置での挿入率は70%、浅い挿入位置での挿入率は10%であった。ただし、その範囲はカバーガラスの厚さや個体差により異なる。なお、観測結果に基づき、レーザービームの形状はビームの中心部をピークとするガウシアン分布であるとしている。
【００５２】
２．１の範囲は全て発振安定領域とみなされるが、光パワーが強く維持できる範囲としては、発振停止位置から0.3mmまでの区間のうち、はじめの0.05mmをのぞく、0.25mmといえる（ビーム径に対する挿入長さの割合は約36％）。
３．明確な2波長発振する領域は、発振停止位置から0.3mmまでの区間のうち、0.1mmから0.15mmまでの0.05mmである（ビーム径に対する挿入長さの割合は約7％）。
【００５３】
この実験結果を理論的に検証すべく、後述する多モードレート方程式を用いて2波長発振動作に対する数値シミュレーションを行った。エタロンによる繰り返し干渉効果と部分挿入時のビーム間光路差の影響をレーザー利得に考慮した。その結果、図５の実験結果に一致する光強度スペクトル（図９(a)、(b)）が得られることを確認した。次に、理論的な検証の詳細を説明する。
【００５４】
≪理論的検証≫
レーザー共振部内へ光学エタロンを部分挿入した場合の発振理論は、発明者の知る限りこれまで報告がされていない。ところで、通常の光学エタロン（図６参照）については、以下のことが周知である。
【００５５】
１．エタロンが高透過率となる周波数間隔δfはc/2nd（ただし、c:光速、 n:エタロン屈折率、 d:エタロン厚）で求まる。
２．エタロン厚（光学長＝ガラス厚さ×屈折率）と光のエタロンへの入射角度に依存して、透過率スペクトルの最大値の周波数間隔が変動する。
３．ガラス程度の反射率（4 %）の場合、透過率はスペクトル上で正弦波的な変動となり、透過率変動の幅は20 %以内である。
この発明に係るレーザーの２波長発振動作を数値的に解析するため、一般的なレーザー発振器に用いられるレート方程式、
【００５６】
【数１】
2010109070.tif 000003
ここで、Ｅ：光電界、t：時間、ｉ：虚数、α：線幅増大係数、Ｇ：微分利得定数、Ｎ：キャリア密度、Ｎ0：透明キャリア密度、τp：光子緩和時間、β：自然放出係数、Ｃ2：放射過程に関する定数、Ｓ：光子密度、である
【００５７】
（１）式に対して、この発明に係る波長選択素子（カバーガラス）の部分挿入を考慮する。
共振器内光ビームのうち、カバーガラスを通過する光パワーの割合をx（0 ≦ x ≦ 1）とする。ここで、xは前述したカバーガラスの挿入率の100分の1に相当する値である。カバーガラスが挿入されたビーム成分に対するエタロン効果による透過率Tとカバーガラスを通過する光成分と通過しない光成分間の位相差φを考慮すると、（１）式は、
【００５８】
【数２】
2010109070.tif 000004
となる。ここで、エタロン透過率Tは公式より、
【００５９】
【数３】
2010109070.tif 000005
【００６０】
である。ここで、R：エタロン（カバーガラス）の表面および裏面の反射率、δ：エタロン内１往復で生じる位相差、ｄ：エタロン厚さ、λ：波長、n：エタロン屈折率、θ：エタロンへの入射角である。
また、位相差φは、入射角θのときのエタロン中の光路d1とエタロン外の光路d2の往復光路差に波数（2π／λ）を乗じた以下の式となる。
【００６１】
【数４】
2010109070.tif 000006
【００６２】
結果として、レーザーの微分利得の表現にエタロン効果が含まれた。
具体的には、ビームの光パワーのうち割合x はエタロンフィルタ効果、およびエタロンを通過する光電界と通過しない光電界間の位相差を含む表現で微分利得に作用させ、残りの光パワー成分（1−x）は、通常の微分利得を作用させる計算を行う（図７、図８参照）。この数値モデルに基づいてシミュレーションを行った。
【００６３】
エタロンは上式δにもとづいて周波数軸上で透過率変動の周期（自由スペクトル領域）をもつ。これに対して、エタロン部を通過する光成分と通過しない光成分間の位相差φは、この透過率変動の周期を長くする方向に作用する。例えば、垂直入射θ=0の場合でエタロン（カバーガラス）の屈折率を1.5とすると、エタロンは、
【００６４】
【数５】
2010109070.tif 000007
の周期関数をもつ。一方、φにもとづく周期関数は、
【００６５】
【数６】
2010109070.tif 000008
【００６６】
となり、エタロンの本来の周期の3倍となる。したがって、ビーム全体では、エタロンの自由スペクトル領域で決定される周波数間隔よりも広い間隔、特に3倍の間隔で透過率が高くなり、その周波数差をもつ2波長ならびに多波長発振が生じやすい。
図９は、得られた数値モデルに基づいて図５に対応する条件でシミュレーションを行った結果を示すグラフである。図９の計算結果は以上のことに合致する。
この数値モデルによって、レーザー共振器にエタロンを部分挿入すると、エタロンの厚さで決まる自由スペクトル領域よりも広い周波数差をもつ2波長発振（あるいは多波長発振）が本質的に生じやすいことを説明することができた。
【００６７】
≪カバーガラスの挿入角度の影響≫
図１０は、この発明に係る数値モデルにおいて、エタロンとしてのカバーガラス６を回転させ、光路の垂直断面に対する角度（挿入角）を変化させたとき、2波長発振出力への影響について得られた計算結果を示すグラフである。（ａ）は、挿入角0度、即ち、光路に垂直にカバーガラスが配置された状態での特性である。これに対し、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ挿入角が20度、40度、60度の場合の特性を示す。図１０に係る計算では、挿入角0度の（ａ）において2テラヘルツの差周波をもつ2波長発振出力を基準としている。挿入角θを20度、40度と大きくすると、上式のδやφに依存して、透過率の周期が長
くなり、2波長出力の周波数差が広がる。しかし、挿入角60度の(d)のように透過率の周期が広がりすぎると、2波長発振から通常のレーザー共振器長にもとづく多モード発振に移行する。この数値見積もりでは、垂直入射から±45度（−は光路上での対称性を考慮して付加している）の入射角まで、2波長発振を維持し、その周波数差は2テラヘルツから3テラヘルツまで1テラヘルツ掃引（50％拡大）できることを確認した。
【００６８】
図１１は、この発明に係る数値モデルおいて、エタロンとしてのカバーガラス６の挿入角に対する周波数差の変化を示すグラフである。挿入角θゼロは、カバーガラス６が光路に垂直に配置された状態に相当する。図１１に示すように、前記挿入角に対する周波数差の変化直線的でなく、挿入角が45度に近づくにつれて大きく変動する傾向をもつ。
【００６９】
ただし、この数値モデルでは、エタロン挿入率の適合範囲を見積もることはできない。なぜなら、このモデルは完全にコヒーレントな状態にある光波しか扱えず、またエタロンの端部における散乱、回折の影響も考慮できないために、エタロンの挿入率が1%とごく僅かであっても、その影響はコヒーレントに加算され、やがて2波長発振に至るためである。つまり、0%（非挿入）と100%（完全挿入）以外の挿入率では、2波長を含む多波長発振出力が得られる。一般的に光波のインコヒーレントな状態を数値的に扱うことは困難であるため、エタロン挿入率の適合範囲は実験的に見積もることが必要と思われる。
以下に、シミュレーションの結果から得られる知見を説明する。
【００７０】
≪理論的検証に基づく知見≫
１．全挿入時（x=1）には、図５(a)の実験結果に一致する多モード発振の計算結果（図９(a)）が得られたことより、数値モデルの有効性が確認された。
２．xの値を1より小さくすると、エタロン厚で決定する周波数間隔の３倍の間隔で2波長発振が生じやすいことを見出した。x＝0.5のときの計算例を図９(b)に示す。これは図５(b)の結果に一致する。
３．xの値（エタロンの挿入位置）自体は2波長発振にほとんど依存しないこともわかった。
４．エタロンが理想的な平行平板であると仮定すると、入射角を変化させることにより、発振波長差（2波長含む多波長発振）を走査することができると考えられる。
【００７１】
≪異なる実施形態≫
図１は、現在入手が容易な部材を用いた構成例であるが、さらに単純な構成でこの発明の多波長レーザー発振器を実現することも可能である。
図２は、この発明の多波長レーザー発振装置の異なる構成例を示す説明図である。図１の構成例では、リサフレーザー結晶４に励起用半導体レーザー１からのレーザービームを照射してレーザー発振をさせた。この構成例では、励起用半導体レーザー１およびリサフレーザー結晶４に代えて、波長800 nmのガリウムヒ素半導体レーザーを用いる。各構成部材の詳細は次のとおりである。
【００７２】
（１）ガリウムヒ素半導体レーザー１４：800 nmに中心波長をもつ（利得帯域は30 nm程度）ガリウムヒ素半導体レーザーの出力端面を無反射コートした半導体レーザー素子を用いる。例えば、外径9 mmキャンタイプが適用可能である。出力強度は、素子長によって変わるが、無反射コート無しで定格電流を流した場合、およそ100 mWの出力強度が得られる。この半導体レーザー素子に対して、定電流源を接続し、150 mA程度の電流を流す。
（２）光学レンズ１３：直線状のレーザー共振部を構成するために、半導体レーザー出力の広がり角に一致する開口数をもつ光学レンズ１３を配置する。レンズの焦点距離は図１の光学レンズ３よりも短く、5 mm程度になる。
【００７３】
（３）カバーガラス：図１と同じ。好ましくは、１枚のカバーガラスでテラヘルツ域（0.
1〜10テラヘルツ）を覆う差周波を発生させる。
（４）平面反射鏡１７：平面反射鏡を出力鏡として用いる。ガリウムヒ素半導体の利得は非常に高いので、光閉じ込め率は通常の固体レーザーに比べて低く、外部への取り出し効率を考慮して最適な反射率を決定する。現実的には10〜50%の反射率をもつ鏡を用意し、その中から最適な反射率を決めればよい。
【００７４】
≪波長選択素子の支持方法≫
カバーガラス６の好ましい支持方法について説明する。支持部は、カバーガラス６の光路２１に対する挿入率を変化させ、かつ、光路２１に対する角度を変化させることができるようにカバーガラス６を支持することが好ましい。
図１２は、この発明に係る支持部の好ましい構成の一例を示す説明図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は、側面図である。図１２で、支持部は、平板状の波長選択素子としてのカバーガラス６の光路２１に部分挿入される側の端部の上方は、軸部材X1により支持されている。また、前記端部の下方は、軸部材X2により支持されている。カバーガラス６は、軸部材X1およびX2を中心として回転可能に支持されている。さらに、軸部材X1およびX2は、カバーガラス６の光路に対する角度を維持したまま，光路の垂直断面に沿って移動させることができる。なお、カバーガラス６は光路２１のビーム径に対して十分大きく、軸部材X1およびX2がカバーガラス６を支持する部分は、光路を遮らないように構成されている。
【００７５】
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
この発明による多波長レーザー発振装置は、例えば、公知の光伝導アンテナ等と組み合わせることにより、構造が単純で安定したテラヘルツ光源を提供することができる。テラヘルツ波は、基礎物性の解析やイメージング技術、超高速通信などへの応用が期待されている技術分野であり、単純で安定したテラヘルツ光源はその基礎として極めて有用である。
特に、この発明による多波長レーザー発振装置と光伝導アンテナを備えたテラヘルツ波発生装置は、取り扱いが簡便で安価であるため、テラヘルツ帯通信装置への適用に好適である。
【００７７】
なお、少なくとも２波長同時発振が可能なレーザー発振装置であればテラヘルツ光源に適用でき。さらに２波長より多い波長で同時発振するレーザー発振装置の場合は、外部に波長選択素子を配置してそのうちの２波長を選択し、選択された２波長の差としてテラヘルツ波を発生させることができる。波長選択特性の異なる波長選択素子に交換することにより、発生するテラヘルツ波の波長を変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】この発明による多波長レーザー発振装置の構成例を示す説明図である。
【図２】この発明の多波長レーザー発振装置の異なる構成例を示す説明図である。
【図３】図１の多波長レーザー発振装置の光路中に、厚さ220 μmのカバーガラスを部分挿入および全挿入したときに得られる光強度スペクトルの測定結果を示す第１のグラフである。
【図４】図１の多波長レーザー発振装置の光路中に、厚さ220 μmのカバーガラスを部分挿入および全挿入したときに得られる光強度スペクトルの測定結果を示す第２のグラフである。
【図５】図１の多波長レーザー発振装置の光路中に、厚さ80μmのカバーガラスを部分挿入および全挿入したときに得られる光強度スペクトルの測定結果を示すグラフである。
【図６】従来の光学エタロンの効果を説明する説明図である。
【図７】この発明の多波長レーザー発振装置の数値モデルを示す第１の説明図である。
【図８】この発明の多波長レーザー発振装置の数値モデルを示す第２の説明図である。
【図９】この発明の多波長レーザー発振装置の数値モデルに基づくシミュレーション結果をを示すグラフである。
【図１０】この発明に係る数値モデルにおいて、エタロンの挿入角を変化させたときの2波長発振出力への影響を示すグラフである。
【図１１】この発明に係る数値モデルおいて、エタロンの挿入角に対する周波数差の変化を示すグラフである。
【図１２】この発明に係る支持部の好ましい構成の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７９】
１：半導体レーザー
２：対物レンズ
３、１３：光学レンズ、集光レンズ
４：LiSrAlF6 レーザー結晶、リサフレーザー結晶
５：凹面反射鏡
６、１６：カバーガラス
７、１７：平面反射鏡、出力鏡
１４：ガリウムヒ素半導体レーザー
２１：レーザー光、光路
【図１】
2010109070.tif 000009
【図２】
2010109070.tif 000010
【図３】
2010109070.tif 000011
【図４】
2010109070.tif 000012
【図５】
2010109070.tif 000013
【図６】
2010109070.tif 000014
【図７】
2010109070.tif 000015
【図８】
2010109070.tif 000016
【図９】
2010109070.tif 000017
【図１０】
2010109070.tif 000018
【図１１】
2010109070.tif 000019
【図１２】
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