(57)【要約】【解決手段】  レーザガスの充満した励起領域Ｒに対し、共振器を、レーザ光の光軸上に設けられた出力鏡２と、上記励起領域を挟んで出力鏡２の反対側に設けられるとともに、光軸Ｃに対して傾斜するリング状の第１〜第３反射面３ａ〜３ｃの形成された第１反射手段３と、上記励起領域の出力鏡２側に設けられるとともに、貫通孔４ａおよび、光軸Ｃに対して傾斜するリング状の第４、第５反射面４ｂ、４ｃが形成された第２反射手段４とが設けられている。  励起領域Ｒを励起すると、出力鏡２で反射したレーザ光Ｌは、第１反射面３ｃ、第２反射面３ｂ、第４反射面４ｂ、第５反射面４ｃ、第３反射面３ｃ、第３反射面３ｃ、第５反射面４ｃ、第４反射面４ｂ、第２反射面３ｂ、第１反射面３ａ、出力鏡２の順（図示（１）〜（６））で反射するようになっている。【効果】  組立調整が容易で、かつ出力効率が高いレーザ発振器が得られる。【選択図】  図１
2010021486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起によりレーザ光を発生させる励起領域と、該励起領域内を通過するようにレーザ光の光路を形成する共振器とを有するレーザ発振器において、
上記共振器を、レーザ光の光軸上に設けられ、上記励起領域で発生したレーザ光の一部を透過する出力鏡と、上記励起領域を挟んで出力鏡の反対側に設けられた第１反射手段と、上記励起領域の出力鏡側に設けられた第２反射手段とから構成し、
上記第１反射手段は、上記光軸の外側を向くように傾斜したリング状の第１反射面と、該第１反射面を囲繞するとともに上記光軸側を向くように傾斜したリング状の第２反射面と、少なくとも一組の第１、第２反射面を囲繞するとともに第１、第２反射面よりも第２反射手段側に位置し、上記光軸側を向くように傾斜するリング状の第３反射面とを備え、
上記第２反射手段は、レーザ光を通過させる貫通孔と、該貫通孔を囲繞するとともに上記光軸の外側を向くように傾斜したリング状の第４反射面と、該第４反射面を囲繞するとともに上記光軸側を向くように傾斜したリング状の第５反射面とを、上記第１、第２反射面と同数組備え、
上記出力鏡に対向する位置に、第１反射手段の最内周に位置する第１反射面を配置し、各第２反射面に対向する位置に各第４反射面を配置し、第３反射面に対向する位置に第２反射手段の最外周に位置する第５反射面を配置することを特徴とするレーザ発振器。
【請求項２】
励起によりレーザ光を発生させる励起領域と、該励起領域内を通過するようにレーザ光の光路を形成する共振器とを有するレーザ発振器において、
上記共振器を、レーザ光の光軸上に設けられ、上記励起領域で発生したレーザ光の一部を透過する出力鏡と、上記励起領域を挟んで出力鏡の反対側に設けられた第１反射手段と、上記励起領域の出力鏡側に設けられた第２反射手段とから構成し、
上記第１反射手段は、上記光軸の外側を向くように傾斜したリング状の第１反射面と、該第１反射面を囲繞するとともに上記光軸側を向くように傾斜したリング状の第２反射面とを備え、
上記第２反射手段は、レーザ光を通過させる貫通孔と、該貫通孔を囲繞するとともに上記光軸側を向くように傾斜したリング状の第３反射面を備え、
上記出力鏡に対向する位置に第１反射面を配置し、第２反射面に対向する位置に第３反射面を配置することを特徴とするレーザ発振器。
【請求項３】
励起によりレーザ光を発生させる励起領域と、該励起領域内を通過するようにレーザ光の光路を形成する共振器とを有するレーザ発振器において、
上記共振器を、レーザ光の光軸上に設けられ、上記励起領域で発生したレーザ光の一部を透過する出力鏡と、上記励起領域を挟んで出力鏡の反対側に設けられた第１反射手段と、上記励起領域の出力鏡側に設けられた第２反射手段とから構成し、
上記第１反射手段は、上記光軸の外側を向くように傾斜したリング状の第１反射面と、該第１反射面を囲繞するとともに上記光軸側を向くように傾斜したリング状の第２反射面とを少なくとも２組設け、
上記第２反射手段は、レーザ光を通過させる貫通孔と、該貫通孔を囲繞するとともに上記光軸の外側を向くように傾斜したリング状の第３反射面と、該第３反射面を囲繞するとともに上記光軸側を向くように傾斜したリング状の第４反射面と、上記第１、第２反射面よりも一組少なく形成された第３、第４反射面を囲繞するとともに該第３、第４反射面よりも第１反射手段側に位置し、上記光軸側を向くように傾斜したリング状の第５反射面とを備え、
上記出力鏡に対向する位置に第１反射手段の最内周に位置する第１反射面を配置し、各第２反射面に対向する位置に各第３反射面を配置し、第５反射面に対向する位置に第１反射手段の最外周に位置する第２反射面を配置することを特徴とするレーザ発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ発振器に関し、詳しくは励起によりレーザ光を発生させる励起領域と、該励起領域内を通過するようにレーザ光の光路を形成する共振器とを有するレーザ発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、励起によりレーザ光を発生させる励起領域と、該励起領域内を通過するようにレーザ光の光路を形成する共振器とを有するレーザ発振器が知られている。
このようなレーザ発振器として、レーザガスを充満した励起領域の両端に、共振器として出力鏡とリヤミラーと複数の反射鏡とを備えたものが知られている（特許文献１）。
この特許文献１のレーザ発振器によれば、上記出力鏡とリヤミラーとの間に形成されるレーザ光の光路が上記反射鏡によって複数回反射するようになっており、その際レーザ光は複数回上記励起領域を通過するので、高出力のレーザ光を得ることが可能となっている。
また、共振器としてレーザ光の光軸を中心にリング状に形成された傾斜する２つの反射面を有するダブルアクシコンミラー（ワキシコンミラー）を備えたレーザ発振器が知られている（特許文献２）。
この特許文献２のレーザ発振器によれば、上記ダブルアクシコンミラーによりレーザ光を反射させることで、出力鏡からリング状のレーザ光を出力することが可能となっている。
【特許文献１】特許２７１５７４４号公報
【特許文献２】特公平７−３８４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１のレーザ発振器は、反射鏡の個数が多いとアライメント作業に時間がかかるという問題があり、また励起領域をレーザ光が通過しない部分が多く、内部利得を効率よく取り出すことが困難であるという問題もあった。
また特許文献２のレーザ発振器は、励起領域となるレーザ媒質を円筒形にして共振器内におけるレーザ光がその励起領域の大部分の領域を通過するため、出力効率はよいものの、レーザ媒質を円筒形状に製作することが非常に困難なことから装置コストが増大し、また励起領域に形成される共振器内の光路は同じ部分しか通過しないことから出力されるレーザ光の強度分布が不均一なものとなるという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は組立調整が容易で、かつ出力効率が高いレーザ発振器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
すなわち、請求項１にかかるレーザ発振器は、励起によりレーザ光を発生させる励起領域と、該励起領域内を通過するようにレーザ光の光路を形成する共振器とを有するレーザ発振器において、
上記共振器を、レーザ光の光軸上に設けられ、上記励起領域で発生したレーザ光の一部を透過する出力鏡と、上記励起領域を挟んで出力鏡の反対側に設けられた第１反射手段と、上記励起領域の出力鏡側に設けられた第２反射手段とから構成し、
上記第１反射手段は、上記光軸の外側を向くように傾斜したリング状の第１反射面と、該第１反射面を囲繞するとともに上記光軸側を向くように傾斜したリング状の第２反射面と、少なくとも一組の第１、第２反射面を囲繞するとともに第１、第２反射面よりも第２反射手段側に位置し、上記光軸側を向くように傾斜するリング状の第３反射面とを備え、
上記第２反射手段は、レーザ光を通過させる貫通孔と、該貫通孔を囲繞するとともに上記光軸の外側を向くように傾斜したリング状の第４反射面と、該第４反射面を囲繞するとともに上記光軸側を向くように傾斜したリング状の第５反射面とを、上記第１、第２反射面と同数組備え、
上記出力鏡に対向する位置に、第１反射手段の最内周に位置する第１反射面を配置し、各第２反射面に対向する位置に各第４反射面を配置し、第３反射面に対向する位置に第２反射手段の最外周に位置する第５反射面を配置することを特徴としている。
【０００５】
また請求項２にかかるレーザ発振器は、励起によりレーザ光を発生させる励起領域と、該励起領域内を通過するようにレーザ光の光路を形成する共振器とを有するレーザ発振器において、
上記共振器を、レーザ光の光軸上に設けられ、上記励起領域で発生したレーザ光の一部を透過する出力鏡と、上記励起領域を挟んで出力鏡の反対側に設けられた第１反射手段と、上記励起領域の出力鏡側に設けられた第２反射手段とから構成し、
上記第１反射手段は、上記光軸の外側を向くように傾斜したリング状の第１反射面と、該第１反射面を囲繞するとともに上記光軸側を向くように傾斜したリング状の第２反射面とを備え、
上記第２反射手段は、レーザ光を通過させる貫通孔と、該貫通孔を囲繞するとともに上記光軸側を向くように傾斜したリング状の第３反射面を備え、
上記出力鏡に対向する位置に第１反射面を配置し、第２反射面に対向する位置に第３反射面を配置することを特徴としている。
【０００６】
さらに請求項３にかかるレーザ発振器は、励起によりレーザ光を発生させる励起領域と、該励起領域内を通過するようにレーザ光の光路を形成する共振器とを有するレーザ発振器において、
上記共振器を、レーザ光の光軸上に設けられ、上記励起領域で発生したレーザ光の一部を透過する出力鏡と、上記励起領域を挟んで出力鏡の反対側に設けられた第１反射手段と、上記励起領域の出力鏡側に設けられた第２反射手段とから構成し、
上記第１反射手段は、上記光軸の外側を向くように傾斜したリング状の第１反射面と、該第１反射面を囲繞するとともに上記光軸側を向くように傾斜したリング状の第２反射面とを少なくとも２組設け、
上記第２反射手段は、レーザ光を通過させる貫通孔と、該貫通孔を囲繞するとともに上記光軸の外側を向くように傾斜したリング状の第３反射面と、該第３反射面を囲繞するとともに上記光軸側を向くように傾斜したリング状の第４反射面と、上記第１、第２反射面よりも一組少なく形成された第３、第４反射面を囲繞するとともに該第３、第４反射面よりも第１反射手段側に位置し、上記光軸側を向くように傾斜したリング状の第５反射面とを備え、
上記出力鏡に対向する位置に第１反射手段の最内周に位置する第１反射面を配置し、各第２反射面に対向する位置に各第３反射面を配置し、第５反射面に対向する位置に第１反射手段の最外周に位置する第２反射面を配置することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
上記請求項１〜３のレーザ発振器によれば、共振器内のレーザ光の光路を形成する上記第１反射手段と第２反射手段とは、入射した光をその入射方向とは逆向きに折り返すいわゆる回帰反射型光学系となっている。
このため、第１反射手段や第２反射手段のアライメント作業が容易になるとともに、少々のミスアライメントを許容する構成となっている。
また、レーザ光が出力鏡で反射して再び出力鏡に戻るまでの１回のパスの間に、共振器内のレーザ光の光路は励起領域内の異なる部分を通過するようになっているので、内部利得を効率よく取り出すことができ、高出力のレーザ光を出射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下図示実施例について説明すると、図１は第１実施例にかかるガスレーザ発振器１を示し、レーザガスの充満した図示しないレーザキャビティの一端に設けられた出力鏡２と、同じくレーザキャビティの出力鏡２とは反対側端部に設けられた第１反射手段３と、レーザキャビティの出力鏡２側端部に設けられた第２反射手段４とから構成されている。
上記レーザキャビティは円筒形状を有しており、該レーザキャビティの端部に上記出力鏡２及び第１、第２反射手段３、４がそれぞれ気密を保った状態で装着されている。
レーザキャビティ内にはＣＯ２，Ｎ２，Ｈｅを主成分とするレーザガスが封入されるとともに、レーザキャビティの第１、第２反射手段３、４の近偏にはレーザガスを放電励起するための図示しない放電電極がそれぞれ設置され、この放電電極による放電空間が図示破線で示す励起領域Ｒを形成している。
そして、この励起領域Ｒをレーザ光Ｌの光路が複数回通過するよう、上記出力鏡２、第１、第２反射手段３、４によって、共振器が構成されている。
つまり、上記レーザキャビティ内のレーザガスを上記放電電極によって放電励起すると、励起領域Ｒで発生したレーザ光は出力鏡２、第１、第２反射手段３、４の間で反射を繰り返して増幅され、部分反射鏡である出力鏡２より出力されるようになっている。
そして、上記出力鏡２はレーザキャビティの中心軸と同軸上に設置され、出力鏡２から出力されるレーザ光Ｌの光軸Ｃはこの出力鏡２の中心を通過するようになっている。
【０００９】
上記第１反射手段３は略円盤状のワキシコンミラーであって、レーザキャビティや出力鏡２の中心軸である光軸Ｃと同軸上に設置され、励起領域Ｒ側にはレーザ光Ｌを反射させる第１反射面３ａ、第２反射面３ｂ、第３反射面３ｃが形成されている。
第１反射面３ａは中央に形成されたリング状の傾斜面となっており、第１反射面３ａは上記出力鏡２に対向する位置に配置されるとともに、光軸Ｃに対して４５°の角度で外側を向くように形成されている。
第２反射面３ｂは上記第１反射面３ａの外周を囲繞するように形成されたリング状の傾斜面となっており、第１反射面３ａとは半径方向断面において直交して内側を向くように形成されている。
第３反射面３ｃは、上記第２反射面３ｂの外周を囲繞するように形成されたリング状の傾斜面となっている。
また、第３反射面３ｃは上記第２反射面３ｂをそのまま出力鏡２側に延伸させた構成を有しており、上記第３反射面３ｃは第１、第２反射面３ａ、３ｂよりも出力鏡２側に形成されている。
【００１０】
上記第２反射手段４は中央に貫通孔４ａの形成された略円盤状のワキシコンミラーであって、レーザキャビティや出力鏡２の中心軸である光軸Ｃと同軸上に設置され、励起領域Ｒ側にはレーザ光Ｌを反射させる第４反射面４ｂおよび第５反射面４ｃが形成されている。
上記貫通孔４ａは出力鏡２より出射されるレーザ光Ｌの径よりも若干大径に形成されるとともに、上記第１反射手段３の第１反射面３ａに対してレーザ光Ｌの光軸方向に対向する位置に形成されている。
第４反射面４ｂは上記貫通孔４ａの外周を囲繞するように形成されたリング状の傾斜面となっており、光軸Ｃに対して４５°の角度で外側を向くように形成され、上記第１反射手段３の第２反射面３ｂに対向する位置に形成されている。
第５反射面４ｃは上記第４反射面４ｂの外周を囲繞するように形成されたリング状の傾斜面となっており、第４反射面４ｂとは半径方向断面において直交するように内側を向いて形成され、上記第１反射手段３の第３反射面３ｃに対向する位置に形成されている。
【００１１】
以上の構成を有するレーザ発振器１によるレーザ光Ｌの出射について説明する。
まず、レーザキャビティ内のレーザガスを放電励起することで、励起領域Ｒからレーザ光Ｌが発生し、上記出力鏡２、第１、第２反射手段３、４からなる共振器内に以下の光路が形成される。
レーザ光Ｌが出力鏡２で反射した後のレーザ光Ｌの光路を順に説明すると、最初に、レーザ光Ｌは第２反射手段４の貫通孔４ａおよび励起領域Ｒを通過して、第１反射手段３の第１反射面３ａへと進行する（１）。
ここで、レーザ光Ｌは上記貫通孔４ａを通過可能な程度の径を有している。
上記第１反射面３ａは光軸Ｃの外側に向けて傾斜しているため、レーザ光Ｌは外側に向けて反射し、さらに上記第２反射面３ｂによって光軸Ｃの方向へと反射する。その結果、レーザ光Ｌは第２反射手段４の第４反射面４ｂに向けて進行する（２）。
ここで、（２）の光路を通過するレーザ光Ｌは上記（１）の光路に比べて大径のリング状となっており、（１）のときよりも外方の励起領域Ｒを通過するようになっている。
上記第４反射面４ｂは光軸Ｃの外側に向けて傾斜しているため、レーザ光Ｌは外側に向けて反射され、さらに第５反射面４ｃによって光軸Ｃの方向に反射される。その結果、レーザ光Ｌは第１反射手段３の第３反射面３ｃに向けて進行する（３）。
ここで、（３）の光路を通過するレーザ光Ｌは上記（２）の光路に比べてさらに大径のリング状となっており、（２）のときよりも外方の励起領域Ｒを通過するようになっている。
【００１２】
そして、第３反射面３ｃは光軸Ｃの内側に向けて傾斜し、かつ第１、第２反射面３ａ，３ｂよりも出力鏡２側に形成されていることから、レーザ光Ｌは内側に向けて反射されるとともに、上記光軸Ｃを超えて再び第３反射面３ｃで光軸Ｃの方向に反射される。その結果、レーザ光Ｌは第２反射手段４の第５反射面４ｃに向けて進行する（４）。
このとき、レーザ光Ｌは（３）の光路と同径のリング状となるものの、（３）の光路とは進行方向が逆となっている。
上記第５反射面４ｃで反射したレーザ光Ｌは第４反射面４ｂで光軸Ｃの方向に反射されて第１反射手段３の第２反射面３ｂへと進行する（５）。このときレーザ光Ｌの径は上記（２）の時と同径となる。
そして、上記第２反射面３ｂで反射されたレーザ光Ｌはその後第１反射面３ａで光軸Ｃの方向に反射されて出力鏡２に戻ることとなる（６）。このときレーザ光Ｌの径は上記（１）の時と同径となる。
なお、第１、２反射手段３、４は回帰反射型光学系となっているので、これらの中心線が光軸Ｃに対して若干傾斜していたとしても、（１）から（２）、（２）から（３）、（３）から（４）、（４）から（５）、（５）から（６）のレーザ光Lの折り返しでは、入射方向と出射方向とは必ず平行となるので、各光路におけるレーザ光Ｌは光軸Ｃと同軸上のリング状となり、少々のアライメントミスは許容されるようになっている。
【００１３】
このように、上記出力鏡２、第１、第２反射手段３、４からなる共振器によれば、レーザ光Ｌが出力鏡２で反射されて再び出力鏡２に戻るまでの１回のパスの間に、励起領域Ｒの内、中、外の各領域を２回ずつ合計で６回通過するようになっている。
レーザ光Ｌが励起領域Ｒを通過するたびに、その都度レーザ光Ｌの利得が増幅され、出力鏡２では一部のレーザ光Ｌを透過させて出射させ、その他のレーザ光Ｌは再び上記光路へと反射させるようになっている。
また、第１、第２反射手段３，４に形成された上記第１〜第５反射面３ａ〜４ｃは、いずれもレーザ光Ｌの光軸Ｃを中心に形成されたリング状の傾斜面であることから、これらの反射面で反射するレーザ光Ｌはリング状となる。
そのため、出力鏡２から出射されるレーザ光Ｌは、出力鏡２を通過した直後の強度分布を見ると、リング状のピークが存在するようになっている。ただ、出力鏡２より離れることで、レーザ光Ｌの強度分布はいわゆるトップハットに近いものとなる。
さらに、上記第１〜第５反射面３ａ〜４ｃの少なくとも１面には、レーザ光の図１の紙面の上下方向であるＰ偏光成分の反射率ＲＰと、レーザ光の図１の紙面に直交する方向であるＳ偏光成分の反射率ＲＳとの関係が、ＲＰ＞ＲＳとなるようにコーティングが施されている。
これにより、共振器内においてレーザ光Ｌが反射を繰り返す際に、Ｓ偏光成分の反射率を抑制することができ、電場ベクトルは光軸から放射方向に強制されて、出射されるレーザ光Ｌはラジアル偏光となる。
そして、このようなラジアル偏光のレーザ光Ｌは、円偏光のレーザ光に比較して被加工物に吸収されやすいという性質を有しているため、レーザ光Ｌによる加工を迅速に行うことが可能となる。
【００１４】
次に、図２に示す第２実施例のレーザ発振器１０１について説明すると、第２実施例は上記第１実施例のガスレーザ発振器１に対し、固体レーザ発振器となっている。
本実施例のレーザ発振器１０１は、第１実施例と同形の共振器を構成する出力鏡１０２、第１、第２反射手段１０３，１０４と、これらの間に設けられた励起領域を形成するレーザディスク１０５と、レーザディスク１０５に励起光Ｌｒを照射する半導体レーザ１０６と、レーザディスク１０５を冷却する冷却手段１０７と、上記レーザディスク１０５に対向する位置に設けられた全反射鏡１０８とを備えている。
なお、上記出力鏡１０２および第１、第２反射手段１０３，１０４の形状については上記第１実施例と同様であるので詳細な説明は省略する。
上記レーザディスク１０５は円盤状を有しており、上記半導体レーザ１０６はこのレーザディスク１０５の周囲に等間隔に設けられている。このため、各半導体レーザ１０６が励起光Ｌｒを照射することで、レーザディスク１０５をほぼ均等に励起するようになっており、またレーザディスク１０５における冷却手段１０７側の表面にはレーザ光Ｌを反射させるコーティングが施されている。
そして、上記共振器によって形成されるレーザ光Ｌの光軸Ｃは、上記レーザディスク１０５および反射鏡１０８によって略Ｚ型に折り返されるようになっており、例えば第１反射手段１０３の第１反射面１０３ａは、レーザ光Ｌの光軸Ｃ方向では、上記出力鏡１０２および第２反射手段１０４の貫通孔１０４ａに対向した位置に配置されることとなる。
【００１５】
このような構成により、レーザ発振器１０１を作動させて上記レーザディスク１０５を半導体レーザ１０６によって励起すると、レーザ光Ｌがレーザディスク１０５より発生する。
この際形成されるレーザ光Ｌの光路は、レーザディスク１０５および反射鏡１０８で反射される以外は、上記第１実施例の時と同様の光路を形成するので、詳細な説明は省略する。
このような構成であっても、第１実施例と同様に、レーザ光Ｌが出力鏡１０２で反射されて再び出力鏡１０２に戻るまでの１回のパスの間に、レーザディスク１０５の内、中、外の各部分を２回ずつ合計で６回通過するので、その都度レーザ光Ｌの利得が増幅するようになっている。
さらに、上記第１〜第５反射面１０３ａ〜１０４ｃの少なくとも１面に、上記Ｐ偏光成分の反射率ＲＰと、Ｓ偏光成分の反射率ＲＳとの関係が、ＲＰ＞ＲＳとなるようにコーティングを施すことで、ラジアル偏光のレーザ光Ｌを得ることができる。
【００１６】
次に、図３に示す第３実施例にかかるレーザ発振器２０１について説明すると、レーザ発振器２０１は、レーザガスの充満した図示しないレーザキャビティと、レーザキャビティの図示左方に設けられた出力鏡２０２と、レーザキャビティを挟んで出力鏡２０２の反対側に設けられた第１反射手段２０３と、レーザキャビティの出力鏡２０２側に設けられた第２反射手段２０４とから構成されている。
第１実施例同様、上記レーザキャビティは円筒状を有しており、該レーザキャビティの両端には上記第１反射手段２０３、第２反射手段２０４が気密を保った状態で装着され、さらに第２反射手段２０４に隣接した位置には上記出力鏡２０２が気密を保った状態で固定されている。
そして、上記出力鏡２０２、第１反射手段２０３、第２反射手段２０４によって共振器を構成しており、上記レーザキャビティ内のレーザガスを励起すると、これら出力鏡２０２、第１反射手段２０３、第２反射手段２０４の間でレーザ光Ｌが共振され、レーザ光Ｌが出力鏡２０２より出力されるようになっている。
【００１７】
上記第１反射手段２０３は略円盤状のワキシコンミラーであって、レーザキャビティや出力鏡２０２の中心軸である光軸Ｃと同軸上に設置され、励起領域Ｒ側にはレーザ光Ｌを反射させる第１反射面２０３ａおよび第２反射面２０３ｂが形成されている。
第１反射面２０３ａは中央に形成されたリング状の傾斜面となっており、第１反射面２０３ａは上記出力鏡２０２に対向する位置に配置されるとともに、光軸Ｃに対して４５°の角度で外側を向くように形成されている。
第２反射面２０３ｂは上記第１反射面２０３ａを囲繞するように形成されたリング状の傾斜面となっており、第１反射面２０３ａとは半径方向断面で直交するように内側を向いて形成されている。
【００１８】
上記第２反射手段２０４は中央に貫通孔２０４ａの形成された略円盤状のアキシコンミラーであって、レーザキャビティや出力鏡２０２の中心軸である光軸Ｃと同軸上に設置され、励起領域Ｒ側にはレーザ光Ｌを反射させる第３反射面２０４ｂが形成されている。
上記貫通孔２０４ａは出力鏡２より出射されるレーザ光Ｌの径よりも若干大径に形成されるとともに、上記第１反射手段２０３の第１反射面２０３ａに対してレーザ光Ｌの光軸方向に対向する位置に形成されている。
第３反射面２０４ｂは上記貫通孔２０４ａを囲繞するように形成されたリング状の傾斜面となっており、光軸Ｃに対して４５°の角度で内側を向くように形成され、上記第１反射手段２０３の第２反射面２０３ｂに対向する位置に設けられている。
【００１９】
以上の構成を有するレーザ発振器２０１によるレーザ光Ｌの出射について説明する。
まず、レーザキャビティ内のレーザガスを放電励起することで、レーザキャビティ内にレーザ光Ｌが発生し、上記出力鏡２０２、第１反射手段２０３、第２反射手段２０４からなる共振器内に以下の光路が形成される。
説明のため、レーザ光Ｌが出力鏡２０２で反射したときの、その後のレーザ光Ｌの光路を順に説明すると、まずレーザ光Ｌは第２反射手段２０４の貫通孔２０４ａおよび励起領域Ｒを通過して、図示右方の第１反射手段２０３の第１反射面２０３ａへと進行する（１）。
上記第１反射面２０３ａは光軸Ｃの外側に向けて傾斜しているため、レーザ光Ｌは外側に向けて反射され、このレーザ光Ｌは光軸Ｃ側に向けて傾斜した第２反射面２０３ｂで反射されると、第２反射手段２０４の第３反射面２０４ｂに向けて進行する（２）。
第３反射面２０４ｂで反射したレーザ光Ｌは、光軸Ｃを超えて再び第３反射面２０４ｂで反射され、その後レーザ光Ｌは第１反射手段２０３の第２反射面２０３ｂに向けて進行する（３）。
第２反射面２０３ｂで反射したレーザ光Ｌはその後第１反射面２０３ａで反射されて、出力鏡２０２に戻るようになっている（４）。
【００２０】
このように、上記出力鏡２０２、第１、第２反射手段２０３、２０４からなる共振器によれば、レーザ光Ｌが出力鏡２０２で反射されて再び出力鏡２０２に戻るまでの１回のパスの間に、励起領域Ｒの内、外の各領域を２回ずつ合計で４回通過するようになっている。
また、出力鏡２０２より出射されるレーザ光Ｌはリング状となっており、上記第１〜第３反射面２０３ａ〜２０４ｂの少なくとも１面に、Ｐ偏光成分の反射率ＲＰと、Ｓ偏光成分の反射率ＲＳとの関係が、ＲＰ＞ＲＳとなるようなコーティングを施すことで、ラジアル偏光のレーザ光Ｌを出射することができる。
なお、上記第３実施例のレーザ発振器２０１において、上記レーザキャビティに代えて、上記第２実施例に記載したようなレーザディスク１０５および反射鏡１０８を設置して、上記レーザディスク１０５によりレーザ光Ｌを発生させるようにしてもよい。
【００２１】
以下、図４に示す第４実施例にかかるレーザ発振器３０１について説明すると、レーザ発振器３０１は、レーザガスの充満した図示しないレーザキャビティと、レーザキャビティの図示左方に設けられた出力鏡３０２と、レーザキャビティを挟んで出力鏡３０２の反対側に設けられた第１反射手段３０３と、同じくレーザキャビティの出力鏡３０２側に設けられた第２反射手段３０４とから構成されている。
第１実施例同様、上記レーザキャビティは円筒状を有しており、該レーザキャビティの両端には上記第１反射手段３０３、第２反射手段３０４が気密を保った状態で装着され、さらに第２反射手段３０４に隣接した位置には上記出力鏡３０２が気密を保った状態で固定されている。
そして、上記出力鏡３０２、第１反射手段３０３、第２反射手段３０４によって共振器を構成しており、上記レーザキャビティ内のレーザガスを励起すると、これら出力鏡３０２、第１反射手段３０３、第２反射手段３０４の間でレーザ光Ｌが共振され、レーザが出力鏡３０２より出射されるようになっている。
【００２２】
上記第１反射手段３０３は略円盤状を有しており、レーザキャビティや出力鏡３０２の中心軸である光軸Ｃと同軸上に設置され、励起領域Ｒ側にはレーザ光Ｌを折り返す１組の第１反射面３０３ａおよび第２反射面３０３ｂが交互に２組形成されている。
上記２つの第１反射面３０３ａはそれぞれ光軸Ｃに対して４５°の角度で外側を向くように形成されたリング状の傾斜面となっており、このうち内側の第１反射面３０３ａは、上記出力鏡３０２に対向した位置に設けられ、外側の第１反射面３０３ａは内側の第２反射面３０３ｂを囲繞するように設けられている。
上記２つの第２反射面３０３ｂはそれぞれ第１反射面３０３ａを囲繞するように形成されたリング状の傾斜面となっており、組をなす第１反射面３０３ａとは半径方向断面において直交するように内側を向いて形成されている。
【００２３】
上記第２反射手段３０４は中央に貫通孔３０４ａの形成された略円盤状を有しており、レーザキャビティや出力鏡３０２の中心軸である光軸Ｃと同軸上に設置され、励起領域Ｒ側にはレーザ光Ｌを反射させる第３反射面３０４ｂ、第４反射面３０４ｃ、第５反射面３０４ｄが形成されている。
上記貫通孔３０４ａは上記第１反射手段３０３の内側の第１反射面３０３ａに対向する位置に設けられ、かつ出力鏡３０２より出射されるレーザ光Ｌの径よりも若干大径となるように形成されている。
第３反射面３０４ｂは上記貫通孔３０４ａを囲繞するリング状の傾斜面となっており、光軸Ｃに対して４５°の角度で内側を向くように形成され、第４反射面３０４ｃは上記第３反射面３０４ｂを囲繞するリング状の傾斜面となっており、第３反射面３０４ａと半径方向断面で直交するように内側を向いて形成されている。
そして第５反射面３０４ｄは、上記第４反射面３０４ｃの外周を囲繞するとともに、内側を向くように形成され、本実施例では第４反射面３０４ｃをそのまま延伸した構成を有している。
そして、上記第３反射面３０４ｂは第１反射手段３０３の内側の第２反射面３０３ｂに対向する位置に設けられ、第４反射面３０４ｃは第１反射手段３０３の外側の第１反射面３０３ａに対向する位置に設けられ、第５反射面３０４ｄは第１反射手段３０３の外側の第２反射面３０３ｂに対向する位置に設けられている。
【００２４】
以上の構成を有するレーザ発振器３０１によるレーザ光Ｌの出射について説明する。
レーザ光Ｌが出力鏡２で反射された後のレーザ光Ｌの光路を順に説明すると、出力鏡３０２で反射したレーザ光Ｌは、最初に励起領域Ｒを通過して第１反射手段３０３の内側の第１反射面３０３ａに到達し（１）、これに隣接する第２反射面３０３ｂで光軸Ｃ方向に反射して第２反射手段３０４の第３反射面３０４ｂに到達する（２）。
その後、レーザ光Ｌは第３反射面３０４ｂから第４反射面３０４ｃに、第４反射面３０４ｃから第１反射手段３０３の外側の第１反射面３０３ａに（３）、外側の第１反射面３０３ａから外側の第２反射面３０３ｂに、外側の第２反射面３０３ｂから第２反射手段の第５反射面３０４ｄに到達する（４）。
第５反射面３０４ｄで反射したレーザ光は、上記第３、第４反射面３０４ｂ、３０４ｃおよび貫通孔２０４ａを超えて、同じ第５反射面３０４ｄで反射し、第１反射手段３０３の外側の第２反射面３０３ｂに到達する（５）。
その後、レーザ光Ｌは外側の第２反射面３０３ｂから外側の第１反射面３０３ａに、該第１反射面３０３ａから第２反射手段３０４の第４反射面３０４ｃに（６）、第４反射面３０４ｃから第３反射面３０４ｂに、第３反射面３０４ｂから第１反射手段３０３の内側の第２反射面３０３ｂに（７）、第２反射面３０３ｂから第１反射面３０３ａに、第１反射面３０３ａから出力鏡３０２に（８）、それぞれ反射されるようになっている。
【００２５】
このように、上記出力鏡３０２、第１、第２反射手段３０３、３０４からなる共振器によれば、レーザ光Ｌが出力鏡３０２で反射されて再び出力鏡３０２に戻るまでの１回のパスの間に、励起領域Ｒを２回ずつ合計で８回通過するようになっている。
また、出力鏡３０２より出射されるレーザ光Ｌはリング状となっており、上記第１〜第５反射面３０３ａ〜３０４ｄの少なくとも１面に、Ｐ偏光成分の反射率ＲＰと、Ｓ偏光成分の反射率ＲＳとの関係が、ＲＰ＞ＲＳとなるようなコーティングを施すことで、ラジアル偏光のレーザ光Ｌを出射することができる。
なお、上記第４実施例のレーザ発振器３０１において、上記レーザキャビティに代えて、上記第２実施例に記載したようなレーザディスク１０５を設置して、上記レーザディスク１０５によりレーザ光Ｌを発生させるようにしてもよい。
さらに、上記第１反射手段３０３における第１、第２反射面３０３ａ、３０３ｂを３組以上設け、第２反射手段３０４における第５反射面３０４ｄの内側に、該第１、第２反射面３０３ａ，３０３ｂよりも一組少なく第３、第４反射面３０４ｂ、３０４ｃを設ける構成としても良い。
このようにすることで、レーザ光Ｌの光軸Ｃを中心に形成された励起領域Ｒに対して、同軸上に異なる径のリング状のレーザ光Ｌの光路を複数形成することができ、高出力のレーザ光Ｌを効率的に得ることが可能となる。
これと同様、上記第１、第２実施例においても、上記第１反射手段３，１０３の第１反射面３ａ，１０３ａおよび第２反射面３ｂ、１０３ｂを複数組設けるとともに、これらの外周に第３反射面３ｃ、１０３ｃを設け、かつ上記第２反射手段４，１０４の第４反射面４ｂ、１０４ｂおよび第５反射面４ｃ、１０４ｄを同数組設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施例にかかるレーザ発振器の該略図。
【図２】第２実施例にかかるレーザ発振器の該略図。
【図３】第３実施例にかかるレーザ発振器の該略図。
【図４】第４実施例にかかるレーザ発振器の該略図。
【符号の説明】
【００２７】
１，１０１，２０１，３０１  レーザ発振器
２，１０２，２０２，３０２  出力鏡
３，１０３，２０３，３０３  第１反射手段
４、１０４，２０４，３０４  第２反射手段
【図１】
2010021486.tif 000003
【図２】
2010021486.tif 000004
【図３】
2010021486.tif 000005
【図４】
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