(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザパルスをビームスプリッタにより２方向に分岐し、この分岐された一方のレーザパルスを複数の反射ミラーにより反射して所定時間だけ遅延し、この遅延された前記一方のレーザパルスを再度前記ビームスプリッタにより分岐し、この再度前記ビームスプリッタにより分岐された一方のレーザパルスを再度前記複数の反射ミラーにより反射して遅延させると共に、前記ビームスプリッタにより分岐された前記一方のレーザパルスと他方のレーザパルスとを前記ビームスプリッタにより再合成させる遅延ループを有し、この遅延ループに前記一方のレーザパルスを循環させつつ、その一部から光パルス時間波形を遅延、伸張した前記レーザパルスを取り出す光パルスストレッチ装置において、
前記ビームスプリッタにより分岐された前記一方のレーザパルスに対して遅延時間を与える光路上に、前記レーザパルスの分岐点を物体面とするととともに前記一方と前記他方の各レーザパルスの再合成点を結像面とする結像倍率１のアフォーカル光学系を配置した、
ことを特徴とする光パルスストレッチ装置。
【請求項２】
前記アフォーカル光学系は、前記複数の反射ミラー間の光路上に配置されたことを特徴とする請求項１記載の光パルスストレッチ装置。
【請求項３】
前記ビームスプリッタは、空間的に反射率の異なる少なくとも２つの領域が形成されていることを特徴とする請求項１記載の光パルスストレッチ装置。
【請求項４】
前記２つの領域における各面積及び各反射率は、任意に設定可能であることを特徴とする請求項３記載の光パルスストレッチ装置。
【請求項５】
前記再合成されたレーザパルスを多重反射させながら伝送する伝送系を付加したことを特徴とする請求項１記載の光パルスストレッチ装置。
【請求項６】
前記伝送系は、前記再合成されたレーザパルスを集光する集光レンズと、
この集光レンズにより集光されたレーザパルスを入射して伝送する光ファイバーと、
から構成されることを特徴とする請求項５記載の光パルスストレッチ装置。
【請求項７】
レーザパルスを２方向に分岐するビームスプリッタと、
このビームスプリッタにより分岐された一方のレーザパルスを反射して所定時間だけ遅延し、この遅延された前記一方のレーザパルスを再度前記ビームスプリッタに入射し、この前記ビームスプリッタにより再度分岐された一方のレーザパルスを再度反射して遅延させ、かつ前記ビームスプリッタにより分岐された前記一方のレーザパルスと他方のレーザパルスとを前記ビームスプリッタにより再合成させ、かつ前記一方のレーザパルスを循環させつつ、その一部から光パルス時間波形を遅延、伸張した前記レーザパルスを取り出す前記ビームスプリッタと共に遅延ループを形成する複数の反射ミラーと、
前記複数の反射ミラーの光路上に配置され、前記レーザパルスの分岐点及び再合成点である前記ビームスプリッタ面を物体面及び結像面とする結像倍率１のアフォーカル光学系と、
前記ビームスプリッタで再合成されて取り出された前記光パルス時間波形を遅延、伸張した前記レーザパルスを集光する集光レンズと、
この集光レンズで集光された前記レーザパルスを入射して伝送する光ファイバーと、
この光ファイバーから出射されたレーザパルスを被照射面に集光する結像レンズと、
を具備したことを特徴とするレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザパルスの時間波形を遅延、伸張するための光学的な光パルスストレッチ装置、及びこの装置を用いて遅延、伸張したレーザパルスを集光して被加工物等に照射するレーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は光パルスストレッチ装置の構成図である。
ビームスプリッタ１の透過方向には、反射ミラー２が配置され、この反射ミラー２の反射光路上に各反射ミラー３、４が配置されている。これら反射ミラー２〜４は、遅延光路を形成している。このうち、反射ミラー４の反射方向は、ビームスプリッタ１の光反射方向と光軸が一致するように配置されている。
【０００３】
一方、ビームスプリッタ１の反射方向には、集光レンズ５が配置されている。このような構成であれば、出力Ｉo(t)のレーザパルスが入射すると、このレーザパルスは、ビームスプリッタ１により反射成分と透過成分との２つに分岐される。
【０００４】
このうちビームスプリッタ１を透過したビーム成分は、各反射ミラー２〜４により形成された遅延光路を伝送し、再度ビームスプリッタ１に入射し、ビームスプリッタ１で反射したビーム成分とその光軸が合成される。
【０００５】
このとき各反射ミラー２〜４により形成された遅延光路はビームスプリッタ１を含むループ上の閉じた光路となっているので、ビームスプリッタ１を透過したビーム成分は、この遅延ループ内を循環しつつ、その出力の一部が外部に取り出される。
【０００６】
従って、ビーム成分が遅延ループを一周するごとに、ビームスプリッタ１で反射されたビーム成分に対して遅延時間ｔｄが与えられるので、外部に取り出されるレーザパルスは、その光パルス時間波形が伸張される。
【０００７】
この取り出されたレーザパルスは、例えばレーザ加工を目的に、集光レンズ５により集光スポットが形成されて被加工物に照射される。
ここで、遅延光路の長さをＬとすると、遅延時間ｔは次式で与えられる（光路長１ｍ当たり約３．３nsec）。
【０００８】
ｔｄ＝Ｌ／ｃ                                                  …(1)
（ｃは光速度）。
又、ビームスプリッタ１の反射率をｒとすると、その反射成分のレーザ出力ｉａ(t) は、次式で表される。
【０００９】
ｉａ(t) ＝Ｉo(t)・ｒ                                          …(2)
さらに、遅延ループにおいてｎループ後に外部に取り出されるレーザパルスの出力ｉｂ(t) は、次式で表される。
【００１０】
ｉｂ(t) ＝Ｉo （ｔ−ｎ・ｔｄ）×（１−ｒ）2 ×ｒ(n-1)         …(3)
（ｎはループ数）
従って、光パルスストレッチ装置から取り出されるレーザパルスの全レーザ出力Ｉ1(t)は、反射成分ｉａ(t) とｎループ後のレーザパルス出力ｉｂ(t) との総和であるので、上記式(2) 及び(3) により次式で表される。
【００１１】
【数１】
0003637200.tif 000002
【００１２】
しかるに、光パルスストレッチ装置から取り出されるレーザパルスのパルス波形は、ループ遅延光路長Ｌ及びビームスプリッタ１の反射率ｒに依存して伸張される。
【００１３】
例えば、入射するレーザパルスの波形が、次式で表されるガウス関数である場合について説明する。
Ｉo(t)＝ｅｘｐ［−２×（ｔ／ｔw ）2 ］                        …(5)
ここで、簡単のためピーク強度は１に規格化している。ｔw は強度がピーク値の１／ｅ2 （＝１３．５％）になる時間半幅である。
【００１４】
時間半幅ｔw を５nsecとしたレーザパルスを、ループ遅延光路長Ｌ＝１．５ｍ（ループ遅延時間ｔｄ＝５nsec）、ビームスプリッタ１の反射率ｒ＝４０％とした光パルスストレッチ装置に入射すると、図５に示すように出射されたレーザパルスの半値全幅は、入射したレーザパルスに比べて約２倍になっていることが分かる。
【００１５】
しかしながら、遅延ループ内に透過成分のレーザ光を何回も伝送する必要があり、再合成後のレーザパルスの光軸と口径を一致させるには、レーザパルス光軸及び発散角の微小な調整が必要となる。
【００１６】
特にレーザビームは有限の発散角を有するので、再合成後のレーザパルスが口径の異なるビーム成分の重ね合わせとなることは避けられず、レーザエネルギーの利用効率の低下を招いている。
【００１７】
又、レーザパルス波形の遅延、伸張時間は、ループ遅延光路長Ｌ及びビームスプリッタ１の反射率ｒの２つのパラメータで制御可能であるが、ループ遅延光路長Ｌを決めてしまうと、ビームスプリッタ１の反射率ｒのみの自由度しかなく、レーザパルス波形の制御性に限界がある。
【００１８】
具体的に上記と同様な条件で、ビームスプリッタ１の反射率ｒ＝２０％、６０％、８０％の各ケースについて計算した結果を図６〜図８に示す。
これら図から明らかなように、これら反射率ｒの各条件におけるレーザパルスの各出力波形は、殆ど半値幅が変わらず、レーザパルス時間幅の伸張効果及び波形制御性の観点から有効に作用しているとはいえない。
【００１９】
発明者による検討によれば、有効な反射率条件は４０±１０％の範囲に限定され、その場合においても、レーザパルス波形の後半部にテールをもった時間波形しか得られない。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように遅延ループ内で遅延されたレーザ成分を再合成後のレーザパルスの光軸と口径を一致させるには、レーザ光軸及び発散角の微小な調整が必要となる。
【００２１】
又、レーザパルス波形の遅延、伸張時間の制御において、ループ遅延光路長Ｌを決めてしまうと、ビームスプリッタ１の反射率ｒのみの自由度しかなく、レーザパルス波形の制御性に限界がある。
【００２２】
そこで本発明は、レーザパルスの光軸を一致させる調整が容易にできる光パルスストレッチ装置を提供することを目的とする。
又、本発明は、レーザパルスの光軸を一致させる調整が容易で、かつレーザパルス波形の制御性の自由度を大きくできる光パルスストレッチ装置を提供することを目的とする。
【００２３】
又、本発明は、レーザパルスの光軸を一致させる調整が容易で、かつレーザパルス波形の制御性の自由度を大きくし、さらに空間的に均質な時間波形を有するレーザパルスを出力できる光パルスストレッチ装置を提供することを目的とする。
又、本発明は、パルス幅や波形を自在に制御できるレーザ装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１によれば、レーザパルスをビームスプリッタにより２方向に分岐し、この分岐された一方のレーザパルスを複数の反射ミラーにより反射して所定時間だけ遅延し、この遅延された一方のレーザパルスを再度ビームスプリッタにより分岐し、この再度ビームスプリッタにより分岐された一方のレーザパルスを再度複数の反射ミラーにより反射して遅延させると共に、ビームスプリッタにより分岐された一方のレーザパルスと他方のレーザパルスとをビームスプリッタにより再合成させる遅延ループを有し、この遅延ループに一方のレーザパルスを循環させつつ、その一部から光パルス時間波形を遅延、伸張したレーザパルスを取り出す光パルスストレッチ装置において、
ビームスプリッタにより分岐された一方のレーザパルスに対して遅延時間を与える光路上に、レーザパルスの分岐点を物体面とするととともに一方と前記他方の各レーザパルスの再合成点を結像面とする結像倍率１のアフォーカル光学系を配置した光パルスストレッチ装置である。
【００２５】
このような光パルスストレッチ装置であれば、レーザパルスをビームスプリッタにより２方向に分岐し、この分岐された一方のレーザパルスを複数の反射ミラーにより反射して所定時間だけ遅延し、この遅延された一方のレーザパルスを再度ビームスプリッタにより分岐し、この再度ビームスプリッタにより分岐された一方のレーザパルスを再度複数の反射ミラーにより反射して遅延させると共に、ビームスプリッタにより分岐された一方のレーザパルスと他方のレーザパルスとをビームスプリッタにより再合成させる遅延ループを有し、この遅延ループに一方のレーザパルスを循環させつつ、その一部から光パルス時間波形を遅延、伸張したレーザパルスを取り出す。このようにビームスプリッタにより分岐された一方のレーザパルスに対して遅延時間を与える光路上に、レーザパルスの分岐点を物体面とするととともに一方と前記他方の各レーザパルスの再合成点を結像面とする結像倍率１のアフォーカル光学系を配置する。これにより、パルスレーザの光軸を一致させる調整が容易となる。
【００２６】
請求項２によれば、請求項１記載の光パルスストレッチ装置において、アフォーカル光学系は、複数の反射ミラー間の光路上に配置された。
【００２７】
このような光パルスストレッチ装置であれば、レーザパルスをビームスプリッタで２方向に分岐し、このうち一方のレーザパルスに対して複数の反射ミラーを介して所定の遅延時間を与え、かつアフォーカル光学系を通し、ビームスプリッタで他方のレーザパルスの光軸と再合成する。ここで、アフォーカル光学系は、レーザパルスの分岐点及び再合成点であるビームスプリッタ面を物体面及び結像面とすることから、レーザパルスの光軸を一致させる調整が容易となる。
【００２８】
請求項３によれば、請求項１記載の光パルスストレッチ装置において、ビームスプリッタは、空間的に反射率の異なる少なくとも２つの領域が形成されている。
このような光パルスストレッチ装置であれば、レーザパルスがビームスプリッタで２方向に分岐されるとき、このビームスプリッタでの反射成分と透過成分との比率を変えることができ、こりによりビームスプリッタ面で再合成されるレーザパルス波形の時間幅を伸張でき、レーザパルス波形に対する制御性の自由度を大きくできる。
【００２９】
請求項４によれば、請求項３記載の光パルスストレッチ装置において、２つの領域における各面積及び各反射率は、任意に設定可能である。
このような光パルスストレッチ装置であれば、ビームスプリッタにおける２つの領域における各面積及び各反射率は、任意に設定可能であることから、レーザパルス波形の時間幅伸張の制御性の自由度を大きくできる。
【００３０】
請求項５によれば、請求項１記載の光パルスストレッチ装置において、再合成されたレーザパルスを多重反射させながら伝送する伝送系を付加した。
このような光パルスストレッチ装置であれば、レーザパルスの多重反射過程によってその空間的波形差が均質化され、出力されるレーザパルスは空間的に均質な時間波形をゆうするものとなる。
【００３１】
請求項６によれば、請求項５記載の光パルスストレッチ装置において、伝送系は、再合成されたレーザパルスを集光する集光レンズと、
この集光レンズにより集光されたレーザパルスを入射して伝送する光ファイバーと、
から構成される。
【００３２】
このような光パルスストレッチ装置であれば、光ファイバー内を伝送することにより、レーザパルスの多重反射過程によってその空間的波形差が均質化される。
【００３３】
請求項７によれば、レーザパルスを２方向に分岐するビームスプリッタと、
このビームスプリッタにより分岐された一方のレーザパルスを反射して所定時間だけ遅延し、この遅延された一方のレーザパルスを再度ビームスプリッタに入射し、このビームスプリッタにより再度分岐された一方のレーザパルスを再度反射して遅延させ、かつビームスプリッタにより分岐された一方のレーザパルスと他方のレーザパルスとをビームスプリッタにより再合成させ、かつ一方のレーザパルスを循環させつつ、その一部から光パルス時間波形を遅延、伸張したレーザパルスを取り出すビームスプリッタと共に遅延ループを形成する複数の反射ミラーと、
複数の反射ミラーの光路上に配置され、レーザパルスの分岐点及び再合成点であるビームスプリッタ面を物体面及び結像面とする結像倍率１のアフォーカル光学系と、
ビームスプリッタで再合成されて取り出された光パルス時間波形を遅延、伸張したレーザパルスを集光する集光レンズと、
この集光レンズで集光されたレーザパルスを入射して伝送する光ファイバーと、
この光ファイバーから出射されたレーザパルスを被照射面に集光する結像レンズと、
を備えたレーザ装置である。
【００３４】
このようなレーザ装置であれば、レーザパルスをビームスプリッタで２方向に分岐し、このうち一方のレーザパルスに対して複数の反射ミラーを介して所定の遅延時間を与え、かつアフォーカル光学系を通し、ビームスプリッタで他方のレーザパルスの光軸と再合成する。
この再合成されたレーザパルスは、光ファイバー内を伝送し、結像レンズにより被照射面に照射される。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は請求項１〜７に対応する光パルスストレッチ装置を適用したレーザ装置の構成図である。
【００３６】
ビームスプリッタ１０は、出力Ｉo(t)のレーザパルスを反射成分と透過成分との２方向に分岐するものである。
このビームスプリッタ１０を透過したビーム成分の光路上には、反射ミラー１１が配置され、この反射ミラー１１の反射光路上に各反射ミラー１２、１３が配置されている。このうち、反射ミラー１３の反射方向は、ビームスプリッタ１０の反射成分の方向と光軸が一致するように配置されている。
【００３７】
３つの反射ミラー１１〜１３は、遅延光路を形成するもので、ビームスプリッタ１０を含めて遅延ループが形成されている。
この遅延ループ内には、アフォーカル光学系１４が配置されている。
【００３８】
このアフォーカル光学系１４は、ビームスプリッタ１０の面を物体面、結像面とする結像倍率１のもので、ビームスプリッタ１０と反射ミラー１１との間の光路上に配置された凸レンズ１５と、各反射ミラー１２、１３との間の光路上に配置された凸レンズ１６とから構成されている。
【００３９】
ビームスプリッタ１０は、図２(a) に示すように内側と外側の２つの領域、つまり第１の領域１７、第２の領域１８でそれぞれ空間的に異なるビームスプリッタ反射率ｒ1 、ｒ2 を持っている。
【００４０】
このうち第１の領域１７は、楕円に形成されている。これはビームスプリッタ１０への入射角が４５度であることを考慮したものであり、レーザパルスが入射したときに実際には図２(b) に示すようにレーザパルスに対し円形として作用する。
【００４１】
これら第１の領域１７及び第２の領域１８は、その各面積ｓ1 、ｓ2 を変えてもよい。すなわち、第１の領域１７の面積ｓ1 を変えることは、図２(b) に示すこの第１の領域１７に対するビーム領域２２を変えることであり、第１の領域１７の半径Ｒ１と第２の領域１８の半径Ｒ２との比を変えることである。
【００４２】
これら第１の領域１７及び第２の領域１８の各面積ｓ1 、ｓ2 を変えることにより、光パルスストレッチ装置から取り出されるレーザパルスの時間半値を制御するものとなる。
【００４３】
一方、ビームスプリッタ１０の反射成分の光路上には、集光レンズ１９が配置され、この集光レンズ１９の光軸上に光ファイバー２０が配置されている。なお、集光レンズ１９のスポット位置に光ファイバー２０の入射口が配置されている。
【００４４】
この光ファイバー２０の出射側には、結像レンズ２１が配置されている。
次に上記の如く構成された光パルスストレッチ装置を備えたレーザ装置の作用について説明する。
【００４５】
出力Ｉo(t)のレーザパルスがビームスプリッタ１０に入射すると、このレーザパルスは、ビームスプリッタ１０により反射成分と透過成分との２つに分岐される。
【００４６】
このうちビームスプリッタ１０を透過したビーム成分は、ビームスプリッタ１０及び各反射ミラー１１〜１３により形成される遅延ループを伝送し、再度ビームスプリッタ１０面上で反射成分の光軸と再合成される。
【００４７】
この再合成された出力Ｉ1 (t) のレーザパルスは、光パルスストレッチ装置により光パルス伸張されたレーザパルスとして取り出され、集光レンズ１９により集光されて光ファイバー２０に入射する。
【００４８】
そして、このレーザパルスは、光ファイバー２０内を伝送し、結像レンズ２１により集光される。
ここで、アフォーカル光学系１４の作用について説明する。
【００４９】
遅延ループ内に配置したアフォーカル光学系１４の物体面と結像面とは、同一位置すなわち物体面と結像面とが入射したレーザパルスの分岐面、再合成面となるように配置されているので、レーザパルスが遅延ループでｎループする多重ループ時の光軸、口径は結像条件により自動的に満足される。
【００５０】
ここで、アフォーカル光学系１４の各凸レンズ１５、１６の配置条件は、その焦点距離をｆとすると、以下の関係式を満たせばよい。
ビームスプリッタ１０と凸レンズ１５との距離ａ＝ａ0             …(6)
凸レンズ１５と凸レンズ１６との距離        ｂ＝２ｆ            …(7)
凸レンズ１６とビームスプリッタ１０との距離ｃ＝Ｌ−ａ−ｆ      …(8)
作動距離ａ0 は設計パラメータであり、上記式(6) 〜(8) が同時に満足される範囲で任意の設定が可能となっている。
【００５１】
例えば、遅延ループの光路長Ｌ＝１．５ｍ、焦点距離ｆ＝２５０ｍｍの場合、上記各距離を、ａ＝５００ｍｍ、ｂ＝５００ｍｍ、ｃ＝５００ｍｍとすれば、上記条件を満足する。
【００５２】
このような構成とすれば、遅延ループの調整が容易となり、これと共にビームスプレッタ１０における再合成後のレーザビーム口径を不変とすることができる。
【００５３】
次にビームスプレッタ１０の作用について説明する。
ビームスプリッタ１０における反射率ｒ1 、ｒ2 は、図２に示すように空間的に第１及び第２の領域１７、１８で異なる値を持たせている。
【００５４】
ここで、第１及び第２の領域１７、１８の反射率をｒ1 、ｒ2 、各面積比（全ビーム面積に対する占有率）をｓ1 、ｓ2 とすると、これら面積比ｓ1 、ｓ2 は次式で与えられる。
【００５５】
ｓ1 ＝（ｄ1 ／ｄ2 ）2                                         …(9)
ｓ2 ＝１−ｓ1                                                 …(10)
ｄ1 は第１の領域１７の半径であり、ｄ2 はレーザパルスの半径である。
【００５６】
次にビームスプレッタ１０による反射成分のレーザ出力ｉａ(t) は、次式で表される。
ｉａ(t) ＝Ｉo(t)・（ｒ1 ・ｓ1 ＋ｒ2 ・ｓ2 ）                  …(11)
さらに、遅延ループでｎループ後に外部に取り出されるレーザパルスの出力ｉｂ(t) は次式で表される。
【００５７】
0003637200.tif 000003
これにより、ビームスプリッタ１０から再合成されて取り出されるレーザパルス、すなわち光パルスストレッチ装置から取り出される全レーザ出力Ｉ1 (t) は、次式で表される。
【００５８】
【数２】
0003637200.tif 000004
【００５９】
図３は上記式(13)に基づいて入射するレーザパルスがガウス関数型の場合について本発明の光パルスストレッチ装置の作用を計算した例を示す。
この計算条件は、入射レーザパルスの時間半幅ｔw ＝５nsec、ループ遅延光路長Ｌ＝１．５ｍ（ループ遅延時間ｔｄ＝５nsec）としている。
【００６０】
又、ビームスプリッタ反射率は、第１の領域１７の反射率ｒ1 ＝９０％、面積比ｓ1 ＝０．５とし、第２の領域１８の反射率ｒ2 ＝１０％、面積比ｓ2 ＝０．５としている。
【００６１】
この計算例によれば、レーザパルスに対する光パルス時間幅の伸張を示すと共に、レーザパルス後半部のテールを抑える作用を示している。
次に光ファイバー２０の作用について説明する。
【００６２】
光パルスストレッチ装置から取り出された光パルス伸張後のレーザパルスは、図２(b) に示すビーム領域２２とビーム領域２３とにおいて空間的に異なる光波形を持っている。
【００６３】
このレーザパルスを集光レンズ１９により集光して光ファイバー２０に入射して伝送すると、光ファイバー２０内でのビーム多重反射過程によってその空間的波形差が均質化される。
【００６４】
従って、光ファイバー２０から出射されたレーザパルスを結像レンズ２１により集光したスポット２４は、空間的に均質な時間波形を有する。
このレーザパルスのスポット２４は、例えば被加工物２５に照射され，レーザ加工に用いられる。
【００６５】
このように上記一実施の形態においては、光パルスストレッチ装置の遅延ループ内にレーザパルスの分岐点及び再合成点であるビームスプリッタ面を物体面及び結像面とするアフォーカル光学系１４を配置したので、レーザパルスの光軸を一致させる調整が容易となる。
【００６６】
又、ビームスプリッタ１０には、空間的に反射率の異なる第１及び第２の領域１７、１８が形成されているので、ビームスプリッタ面で再合成されるレーザパルス波形の時間幅を伸張でき、かつ第１及び第２の領域１７、１８の各反射率ｒ1 、ｒ2 や各面積ｓ1 、ｓ2 を変えることによりレーザパルス波形の時間幅を所望値に伸張でき、レーザパルス波形に対する制御性の自由度を大きくできる。
【００６７】
さらに、ビームスプリッタ１０で再合成されたレーザパルスを光ファイバー２０内で多重反射させながら伝送するので、このレーザパルスの多重反射過程によってその空間的波形差が均質化され、出力されるレーザパルスは空間的に均質な時間波形を有するものにできる。
【００６８】
一方、光パルスストレッチ装置から取り出されたレーザパルスを光ファイバー２０で伝送し、結像レンズ２１に集光することにより、レーザパルス波形の時間幅を伸張できるレーザパルスを用いて被加工物２５の材質等に応じたレーザ加工ができる。
【００６９】
なお、本発明は、上記一実施の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよい。
例えば、アフォーカル光学系１４は、２枚組みの凸レンズ１５、１６により構成したが、同様な作用を持つ３枚以上の凸レンズないしは凹面反射ミラーにより構成してもよい。
【００７０】
又、遅延を与えるビーム成分は、ビームスプリッタ１０の透過成分に限らず、反射成分に対して遅延を与えるようにしてもよい。
ビームスプリッタ１０において反射率の異なる空間領域の幾何学形状及びその領域数も、任意の設定が可能である。
【００７１】
さらに、ビームスプリッタ１０面で再合成されたレーザビーム像の空間強度分布を混合して均質化する手段として光ファイバー２０を用いているが、同様な作用を有するカライドスコープやフライアイレンズに置き換えてもよい。
【００７２】
又、ビームスプリッタ１０における第１及び第２の領域は、楕円に形成するのに限らず、半径方向で２分割して形成してもよい。
一方、光パルスストレッチ装置から取り出されたレーザパルスは、レーザ加工に用いるのに限らず、例えば色素溶液のようなレーザ媒質に照射して励起し、このレーザ媒質の励起によりレーザ共振を発生させてレーザ光を出力するレーザ発振装置にも適用できる。
【００７３】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明の請求項１、２によれば、レーザパルスをビームスプリッタにより２方向に分岐し、この分岐された一方のレーザパルスを複数の反射ミラーにより反射して所定時間だけ遅延し、この遅延された一方のレーザパルスを再度ビームスプリッタにより分岐し、この再度ビームスプリッタにより分岐された一方のレーザパルスを再度複数の反射ミラーにより反射して遅延させると共に、ビームスプリッタにより分岐された一方のレーザパルスと他方のレーザパルスとをビームスプリッタにより再合成させる遅延ループを有し、この遅延ループに一方のレーザパルスを循環させつつ、その一部から光パルス時間波形を遅延、伸張したレーザパルスを取り出す光パルスストレッチ装置において、レーザパルスの光軸を一致させる調整が容易にできる光パルスストレッチ装置を提供できる。
又、本発明の請求項３、４によれば、レーザパルスの光軸を一致させる調整が容易で、かつレーザパルス波形の制御性の自由度を大きくできる光パルスストレッチ装置を提供できる。
【００７４】
又、本発明の請求項５、６によれば、レーザパルスの光軸を一致させる調整が容易で、かつレーザパルス波形の制御性の自由度を大きくし、さらに空間的に均質な時間波形を有するレーザパルスを出力できる光パルスストレッチ装置を提供できる。
又、本発明の請求項７によれば、パルス幅や波形を自在に制御できるレーザ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる光パルスストレッチ装置を適用したレーザ装置の一実施の形態を示す構成図。
【図２】ビームスプリッタにおける反射率の異なる各領域を示す図。
【図３】本発明装置における光パルス伸張効果を示す図。
【図４】従来の光パルスストレッチ装置の構成図。
【図５】同装置でのビームスプリッタ反射率４０％の光パルス伸張効果を示す図。
【図６】同装置でのビームスプリッタ反射率２０％の光パルス伸張効果を示す図。
【図７】同装置でのビームスプリッタ反射率６０％の光パルス伸張効果を示す図。
【図８】同装置でのビームスプリッタ反射率８０％の光パルス伸張効果を示す図。
【符号の説明】
１０…ビームスプリッタ、
１１〜１３…反射ミラー、
１４…アフォーカル光学系、
１５，１６…凸レンズ、
１７…第１の領域、
１８…第２の領域、
１９…集光レンズ、
２０…光ファイバー、
２１…結像レンズ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003637200.tif 000011
【図８】
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