(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を出射する半導体レーザと、
前記励起光が入射し、前記励起光から生成された出射光を出射するレーザ出力部と、
前記レーザ出力部を構成する光学素子の少なくともいずれかを支持し、金属製の摺動部分を有するホルダと、
前記ホルダの前記摺動部分の近傍に配置され、金属片を吸着する強磁性を有する吸着装置と
を備え、前記摺動部分で発生した前記金属片が飛散せずに前記吸着装置に吸着される範囲内で、前記吸着装置が前記摺動部分の近傍に配置されていることを特徴とするレーザ装置。  
【請求項２】
前記摺動部分が、前記ホルダを構成する複数の部材が互いに接する摺動面、又は前記部材間を固定するねじ部であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記吸着装置が、前記レーザ出力部内を伝播する光の輪郭を補正する、強磁性を有するアパーチャであることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記レーザ出力部が、
前記励起光が入射する面に入射面ミラーが配置され、前記励起光によって励起されて発振光を出力する固体レーザ媒質と、
前記入射面ミラーとの間で前記発振光が共振する光共振器を構成する反射面ミラーと、
前記光共振器内に配置され、前記発振光の高調波光を出力する波長変換素子と、
前記光共振器から前記高調波光を取り出すビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタにより取り出された前記高調波光の出射位置及び出射角度を調整し、前記出射光として出力する調整ミラーと
を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の位置調整機能を有するレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
装置内部の光学素子の位置や光軸に対する角度を調整する機構を有するレーザ装置では、出射光の出射位置や出射角度が調整される。例えば、レーザ装置を構成する光学素子をそれぞれホルダに取り付けた状態で摺動させることにより、光学素子の光軸位置調整を行う方法が提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１０８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光学素子を支持するホルダを摺動させて光学素子の位置や角度を調整したり、ねじによって角度を調整する機構においては、ホルダの摺動面やねじ部の摩擦により、金属片のダストが発生する。このダストが光学素子の光学面に付着した状態でレーザ装置が発振した場合、光学素子が損傷するという問題があった。
【０００５】
上記問題点に鑑み、本発明は、装置内部の摺動部分に生じたダストの付着によって光学素子が損傷することを防止できるレーザ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、（イ）励起光を出射する半導体レーザと、（ロ）励起光が入射し、励起光から生成された出射光を出射するレーザ出力部と、（ハ）レーザ出力部を構成する光学素子の少なくともいずれかを支持し、金属製の摺動部分を有するホルダと、（ニ）ホルダの摺動部分の近傍に配置され、金属片を吸着する強磁性を有する吸着装置とを備え、摺動部分で発生した金属片が飛散せずに吸着装置に吸着される範囲内で、吸着装置が摺動部分の近傍に配置されているレーザ装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、装置内部の摺動部分に生じたダストの付着によって光学素子が損傷することを防止できるレーザ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーザ装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るレーザ装置の吸着装置の配置例を示す模式図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るレーザ装置の吸着装置の配置例を示す模式図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るレーザ装置の吸着装置の他の配置例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を参照して、本発明の第１及び第２の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。又、以下に示す第１及び第２の実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１０】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るレーザ装置１は、図１に示すように、励起光Ｌ１を出射する半導体レーザ１０と、励起光Ｌ１が入射し、励起光Ｌ１から生成された出射光Ｌ４を出射するレーザ出力部２０と、レーザ出力部２０を構成する光学素子の少なくともいずれかを支持し、光学素子の位置若しくは光軸に対する角度を調整するための金属製の摺動部分を有するホルダ３０と、ホルダ３０の摺動部分の近傍に配置され、金属片を吸着する強磁性を有する吸着装置４０とを備える。
【００１１】
レーザ出力部２０は、図１に示すように光学素子として、固体レーザ媒質２１、ビームスプリッタ２２、波長変換素子２３、反射面ミラー２４、及び調整ミラー２５を有する。
【００１２】
固体レーザ媒質２１は、励起光Ｌ１によって励起されて発振光Ｌ２を出力する。固体レーザ媒質２１の励起光Ｌ１が入射する面には、入射面ミラー２１１が配置されている。そして、入射面ミラー２１１との間で発振光Ｌ２が共振する光共振器２００を構成するように、発振光Ｌ２の光軸上に反射面ミラー２４が配置されている。
【００１３】
入射面ミラー２１１と反射面ミラー２４との間で構成される光共振器２００内に、ビームスプリッタ２２と波長変換素子２３が配置されている。波長変換素子２３は、基本波光として発振光Ｌ２が入射され、発振光Ｌ２を波長変換して得られる高調波の光（以下において、「高調波光」という。）Ｌ３を出力する。ビームスプリッタ２２は、光共振器２００から高調波光Ｌ３を取り出す。
【００１４】
調整ミラー２５は、ビームスプリッタ２２により取り出された高調波光Ｌ３の出射位置及び出射角度を調整し、出射光Ｌ４としてレーザ出力部２０の外部に出力する。
【００１５】
ホルダ３０は、固体レーザ媒質２１、ビームスプリッタ２２、波長変換素子２３、反射面ミラー２４、及び調整ミラー２５の少なくともいずれかを保持する。図１に示した実施形態では、調整ミラー２５がホルダ３０によって支持され、ホルダ３０の近傍に吸着装置４０が配置されている例を示している。
【００１６】
以下に、レーザ装置１の動作について説明する。
【００１７】
半導体レーザ１０から出射された励起光Ｌ１は、集光レンズ１１ａ、１１ｂによって集光される。半導体レーザ１０には、例えばスーパールミネセントダイオード（ＳＬＤ）や傾斜型ストライプ構造を有する半導体レーザなどが採用可能である。
【００１８】
集光レンズ１１ａ、１１ｂによって集光された励起光Ｌ１は、固体レーザ媒質２１に入射される。固体レーザ媒質２１は励起光Ｌ１によって励起され、発振光Ｌ２を発生する。例えば、励起光Ｌ１の波長が８０８ｎｍの場合に、ネオジウムがドープされた固体レーザ媒質２１により、波長１０６４ｎｍの発振光Ｌ２が発生する。
【００１９】
固体レーザ媒質２１の励起光Ｌ１が入射する入射面ミラー２１１は、励起光Ｌ１は透過するが、発振光Ｌ２は反射するという特性を有する。例えば、波長８０８ｎｍの励起光Ｌ１は入射面ミラー２１１を透過するが、波長１０６４ｎｍの発振光Ｌ２は入射面ミラー２１１で反射する。
【００２０】
固体レーザ媒質２１で発生した発振光Ｌ２は、ビームスプリッタ２２及び波長変換素子２３を通過した後、反射面ミラー２４において反射される。反射面ミラー２４で反射された発振光Ｌ２は、波長変換素子２３及びビームスプリッタ２２を通過して固体レーザ媒質２１に入射し、入射面ミラー２１１で反射される。このように、入射面ミラー２１１と反射面ミラーとの間に、発振光Ｌ２が共振する光共振器２００が構成される。
【００２１】
発振光Ｌ２が入射する波長変換素子２３は、例えば発振光Ｌ２の第２高調波の高調波光Ｌ３を生成する。具体的には、波長１０６４ｎｍの発振光Ｌ２が入射した場合に、波長変換素子２３が波長５３２ｎｍの高調波光Ｌ３を生成する。波長変換素子２３は、例えば非線形波長変換素子である。
【００２２】
波長変換素子２３で生成された高調波光Ｌ３は、反射面ミラー２４で反射されて波長変換素子２３を通過した後、或いは、波長変換素子２３から直接に、ビームスプリッタ２２に入射する。このため、反射面ミラー２４は、発振光Ｌ２及び高調波光Ｌ３を反射するという特性を有する。例えば、反射面ミラー２４は、波長１０６４ｎｍの発振光Ｌ２及び波長５３２ｎｍの高調波光Ｌ３を反射する。
【００２３】
ビームスプリッタ２２は、入射された高調波光Ｌ３を光共振器２００から取り出す。一方、発振光Ｌ２はビームスプリッタ２２をそのまま通過する。例えば、波長１０６４ｎｍの発振光Ｌ２はビームスプリッタ２２を通過し、光共振器２００内で共振するが、波長５３２ｎｍの高調波光Ｌ３はビームスプリッタ２２によって光共振器２００から取り出される。
【００２４】
ビームスプリッタ２２により取り出された高調波光Ｌ３は、光共振器２００外部の調整ミラー２５に出力される。高調波光Ｌ３は、調整ミラー２５によって出射位置及び出射角度が調整され、出射光Ｌ４としてレーザ装置１の外部に出射される。
【００２５】
調整ミラー２５はホルダ３０によって支持される。ホルダ３０の摺動部分を動かすことによって、調整ミラー２５の鏡面の位置や、入射される高調波光Ｌ３の光軸に対する角度が調整される。
【００２６】
図２に、調整ミラー２５を支持するホルダ３０の構造例を示す。ホルダ３０は、第１の支持板３１と、第１の支持板３１上に配置された第２の支持板３２とを有する。第１の支持板３１と第２の支持板３２とは、ねじ３３によって締結されている。第１の支持板３１と第２の支持板３２、ねじ３３は金属からなり、例えばＳＵＳ４３０などの強磁性を有する金属が採用可能である。
【００２７】
調整ミラー２５は第２の支持板３２上に配置されている。ねじ３３を緩めることにより、第１の支持板３１上で第２の支持板３２を移動させることができる。これにより、調整ミラー２５のビームスプリッタ２２に対する相対的な位置や角度が調節される。なお、ビームスプリッタ２２は、第１の支持板３１上に配置されていてもよい。
【００２８】
第１の支持板３１及び第２の支持板３２のねじ３３を取り付けるねじ部、及び第１の支持板３１と第２の支持板３２とが互いに接する摺動面が、ホルダ３０の摺動部分である。ねじ３３を回転させたり、第１の支持板３１上で第２の支持板３２を摺動させることにより、摩擦によって摺動部分から金属片のダストが発生する。
【００２９】
ホルダ３０の摺動部分の近傍に、金属片を吸着する吸着装置４０が配置されている。図２の吸着装置４０は円筒体であるが、吸着装置４０の形状はどのようなものであってもよい。摺動部分から発生する金属片のダストは、吸着装置４０によって吸着される。図２では第１の支持板３１上に吸着装置４０が配置された例を示したが、ホルダ３０の摺動部分の近傍であれば、吸着装置４０はどこに配置されていてもよい。
【００３０】
ダストが光学素子の光学面に付着した状態でレーザ装置１を発振させると、光学素子が損傷する原因となり得る。しかし、図１に示したレーザ装置１では、ホルダ３０の摺動部分から発生したダストは飛散せずに、吸着装置４０に吸着する。このため、ダストによってレーザ出力部２０内の光学素子が損傷することが防止される。
【００３１】
吸着装置４０には、例えば、磁石や磁化された強磁性体などが使用される。例えば、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ＳＵＳ４３０などのフェライト系ステンレス、フェライトなどが、吸着装置４０の材料に採用可能である。
【００３２】
吸着装置４０は、ホルダ３０の摺動部分で発生したダストが吸着される距離以内に、摺動部分の近傍に配置されている必要がある。ダストが吸着される距離は、吸着装置４０の磁性の強さなどに応じて定まる。吸着装置４０は光学素子の摺動部分で発生するダストを吸着するが、光学素子の位置や角度には影響を及ぼさない。
【００３３】
なお、図１、図２では、調整ミラー２５がホルダ３０によって支持され、位置や高調波光Ｌ３の光軸に対する鏡面の角度が調節される場合を例示的に示した。しかし、調整ミラー２５以外の光学素子のいずれか、或いは複数の光学素子が摺動部分を有するホルダ３０によって支持され、位置や角度が調節される場合も同様に、本発明の実施形態による効果を得られる。
【００３４】
例えば、反射面ミラー２４、波長変換素子２３、或いはビームスプリッタ２２のいずれか、或いはこれらのうちの複数の光学素子のそれぞれを、図２と同様の構成のホルダ３０によって支持する。そして、ホルダ３０の摺動部分の近傍に吸着装置４０を配置する。第２の支持板３２に配置された反射面ミラー２４、波長変換素子２３、ビームスプリッタ２２の位置や角度を調整するために、ねじ３３を回転させたり、第１の支持板３１上を第２の支持板３２を摺動させたりすることによって、ダストが発生する。しかし、これらのダストは、摺動部分の近傍に配置された吸着装置４０により吸着される。その結果、摺動部分に生じたダストの付着によって光学素子が損傷することを防止できる。
【００３５】
以上に説明したように、第１の実施形態に係るレーザ装置１では、レーザ出力部２０を構成する光学素子を支持するホルダ３０の摺動部分の近傍に、強磁性を有する吸着装置４０が配置される。したがって、レーザ装置１によれば、ホルダ３０の摺動部分から発生したダストは飛散せずに、吸着装置４０に吸着される。このため、装置内部の摺動部分に生じたダストの付着によって光学素子が損傷することを防止できるレーザ装置１を実現できる。
【００３６】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るレーザ装置１では、レーザ出力部２０内を伝播する光の輪郭を補正するアパーチャ４１が、ホルダ３０の摺動部分の近傍に吸着装置４０として配置される。アパーチャ４１は、例えば強磁性を有する金属からなり、通過する光の面積を制限する。
【００３７】
図３に示したアパーチャ４１は、調整ミラー２５の鏡面で反射された出射光Ｌ４の光軸上に配置され、出射光Ｌ４の輪郭を調整する。更に、強磁性を有するアパーチャ４１をホルダ３０の摺動部分の近傍に配置することにより、ホルダ３０の摺動部分から発生したダストを飛散させずに、アパーチャ４１が吸着する。
【００３８】
図３では、アパーチャ４１を出射光Ｌ４の光軸上に配置する例を示したが、必要に応じてレーザ出力部２０内の光路上の任意の位置にアパーチャ４１を配置することができる。具体的には、固体レーザ媒質２１、ビームスプリッタ２２、波長変換素子２３、反射面ミラー２４、及び調整ミラー２５のいずれかを支持するホルダ３０の摺動部分の近傍の、発振光Ｌ２、高調波光Ｌ３、出射光Ｌ４の光軸上にアパーチャ４１を配置すればよい。
【００３９】
以上に説明したように、第２の実施形態に係るレーザ装置によれば、ホルダ３０の摺動部分から発生したダストは飛散せずに、アパーチャ４１に吸着する。このため、装置内部の摺動部分に生じたダストの付着によって光学素子が損傷することを防止できるレーザ装置１を実現できる。
【００４０】
なお、図４に示すように、ホルダ３０の摺動部分の近傍に、アパーチャ４１と共にアパーチャ以外の吸着装置４０を配置してもよい。これにより、ホルダ３０の摺動部分から発生したダストのレーザ出力部２０内での飛散を、より確実に防止することができる。
【００４１】
上記のように、本発明は第１及び第２の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００４２】
１…レーザ装置
１０…半導体レーザ
２０…レーザ出力部
２１…固体レーザ媒質
２２…ビームスプリッタ
２３…波長変換素子
２４…反射面ミラー
２５…調整ミラー
３０…ホルダ
３１…第１の支持板
３２…第２の支持板
４０…吸着装置
４１…アパーチャ
２００…光共振器
２１１…入射面ミラー
【図１】
0005605277.tif 000002
【図２】
0005605277.tif 000003
【図３】
0005605277.tif 000004
【図４】
0005605277.tif 000005