(57)【要約】【課題】  Ｑスイッチの光軸調整を容易に行うことができるレーザー発振器を提供することを目的とする。特に、空冷式のレーザー発振器において、Ｑスイッチの光軸調整を容易に行うことを目的とする。【解決手段】  共振器光軸を形成するリアミラー４及び出力ミラー７と、上記共振器光軸上に設けられ、レーザー光を誘導放出させるレーザー結晶５と、上記共振器光軸上のレーザー光を回折させることによりレーザー発振を制御する音響光学素子６と、上記レーザー結晶及び音響光学素子を密閉空間内に収容する共振器筐体と、上記レーザー結晶に励起光を入射させる励起光供給部と、上記励起光の上記レーザー結晶への入射経路を調整するための励起光路調整部とを備え、励起光の入射経路を変化させることにより、Ｑスイッチの光軸調整を行う。【選択図】  図１
2006147987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して配置され、共振器光軸を形成するリアミラー及び出力ミラーと、
上記共振器光軸上に設けられ、レーザー光を誘導放出させるレーザー結晶と、
上記共振器光軸上のレーザー光を回折させることによりレーザー発振を制御する音響光学素子と、
上記レーザー結晶及び音響光学素子を密閉空間内に収容する共振器筐体と、
上記レーザー結晶に励起光を入射させる励起光供給部と、
上記励起光の上記レーザー結晶への入射経路を調整するための励起光路調整部とを備えたことを特徴とするレーザー発振器。
【請求項２】
上記励起光供給部は、上記励起光を供給する光ファイバと、この光ファイバからの出力光を上記リアミラーを透過させ、上記レーザー結晶に集光させる光学レンズからなり、
上記励起光軸調整部は、上記光学レンズの中心軸に垂直な方向に関し、上記光ファイバ及び光学レンズの相対的な位置を調整するための調整機構からなることを特徴とする請求項１に記載のレーザー発振器。
【請求項３】
上記励起光供給部は、上記励起光を供給する光ファイバと、この光ファイバからの出力光を上記リアミラーを透過させ、上記レーザー結晶に集光させる光学レンズからなり、
上記励起光軸調整部は、上記励起光供給部の上記共振器筐体への取付位置を調整するための調整機構からなることを特徴とする請求項１に記載のレーザー発振器。
【請求項４】
上記音響光学素子の放熱面を上記密閉空間の内壁に密着させた状態で、上記放熱面と平行な方向について取付位置が調整可能となるように、上記音響光学素子を上記共振器筐体に取付ける音響光学素子取付手段を備え、
上記励起光軸調整部は、上記放熱面に垂直な方向について、上記励起光供給部から出力される励起光軸の位置を調整可能にすることを特徴とする請求項１、２又は３のいずれかに記載のレーザー発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー発振器に係り、更に詳しくは、Ｑスイッチを利用してパルスレーザー光を生成する固体レーザー発振器の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、固体レーザー発振器は、レーザー光を誘導放出するレーザー結晶と、レーザー結晶に励起光を集光させる光学レンズと、共振器光軸を形成するリアミラー及び出力ミラーと、レーザー光をパルス化させるＱスイッチと、これらの各部材を支持している共振器筐体により構成される。
【０００３】
この共振器筐体の内部には、密閉空間が形成されており、この密閉空間内に上記部材を収容することにより、塵の侵入によるレーザー出力の低下を防止している。また、共振器筐体は、金属などの熱伝導率の高い素材によって形成され、レーザー結晶及びＱスイッチを上記密閉空間の内壁に密着させることにより、レーザー結晶及びＱスイッチで発生した熱を共振器筐体を介して外部に排出させている。
【０００４】
光学レンズが励起光を照射してレーザー結晶を励起させる光ポンピングを行えば、当該レーザー結晶からレーザー光が放出される。このレーザー光を共振器光軸上で往復させて上記レーザー結晶にフィードバックさせれば、レーザー光が増幅され、レーザー発振が起こる。
【０００５】
Ｑスイッチは、共振器光軸上のレーザー光を周期的に回折させることにより、上記フィードバック経路を周期的に遮断し、ジャイアントパルスと呼ばれる高出力のレーザー光を生成している。すなわち、共振器光軸上のレーザー光を透過させる期間と、回折させて共振器光軸外に偏向させる期間とを交互に繰り返し、偏向期間中のレーザー結晶に蓄えられたエネルギーをその後の透過期間に急峻なパルス状のレーザー光として出力させている。
【０００６】
一般に、Ｑスイッチには音響光学素子（ＡＯＭ:Acoust Optical Modulator）が用いられている。音響光学素子は、入力信号に基づいて超音波を生成する振動子と、この超音波によって回折格子が形成される結晶からなる。つまり、超音波によって結晶を弾性的に振動させて、結晶中に回折格子を形成し、レーザー光を回折させている。このようなＱスイッチは、結晶を振動させていることから激しく発熱する。このため、Ｑスイッチを用いたレーザー発振器では、Ｑスイッチの熱を効率的に排出させる必要があり、従来のレーザー発振器では、共振器筐体に冷却媒体（液体）の循環経路を設けて強制的に排熱させる方式、いわゆる水冷式が採用されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した通り、従来のレーザー装置は、そのほとんどが排熱方式として水冷式を採用している。しかしながら、水冷式の場合、冷却媒体の循環経路を設けなければならず、レーザー発振器の構造が複雑になり、レーザー発振器の小型化が困難であるという問題があった。
【０００８】
そこで、レーザー発振器の排熱方式として、水冷式に代えて、空冷式を採用することが考えられる。しかしながら、冷却媒体を用いることなく熱放射等により冷却を行う空冷式は水冷式に比べて排熱効率が悪い。このため、空冷式により高出力のレーザー発振器を実現しようとすれば、更なる改良が必要になる。このような改良案として、Ｑスイッチの排熱効率の向上と、Ｑスイッチにおける発熱量の抑制が考えられる。
【０００９】
Ｑスイッチの排熱効率を向上させるためには、Ｑスイッチから共振器筐体への排熱経路における熱抵抗を抑制しなければならず、Ｑスイッチの排熱面を共振器筐体の内壁に密着させることが必要になる。また、Ｑスイッチにおける発熱量を抑制するためには、Ｑスイッチに入力するＲＦ信号電力を低下させる必要がある。
【００１０】
ところが、Ｑスイッチへの供給電力を低下させた場合、Ｑスイッチのアクティブアパーチャーが狭くなる。このため、共振器光軸とアクティブアパーチャーとを一致させるＱスイッチの光軸調整作業において、水冷式のレーザー発振器の場合よりも高い精度が要求され、調整作業が難しくなるという問題があった。しかも、この光軸調整はＱスイッチを移動させて行わなけばならない。つまり、Ｑスイッチの排熱面を共振器筐体の内壁に密着させた状態を維持しつつ、上記光軸調整を行わなければならず、その調整作業がより一層困難なものになるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、Ｑスイッチの光軸調整を容易に行うことができるレーザー発振器を提供することを目的とする。特に、空冷式のレーザー発振器において、Ｑスイッチの光軸調整を容易に行うことができるレーザー発振器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】
【００１２】
第１の本発明によるレーザー発振器は、  互いに対向して配置され、共振器光軸を形成するリアミラー及び出力ミラーと、上記共振器光軸上に設けられ、レーザー光を誘導放出させるレーザー結晶と、上記共振器光軸上のレーザー光を回折させることによりレーザー発振を制御する音響光学素子と、上記レーザー結晶及び音響光学素子を密閉空間内に収容する共振器筐体と、上記レーザー結晶に励起光を入射させる励起光供給部と、上記励起光の上記レーザー結晶への入射経路を調整するための励起光路調整部とを備えて構成される。この様な構成により、励起光の入射経路を調整して、共振器軸を移動させることができ、Ｑスイッチの光軸調整を容易化することができる。
【００１３】
第２の本発明によるレーザー発振器は、上記励起光供給部が、上記励起光を供給する光ファイバと、この光ファイバからの出力光を上記リアミラーを透過させ、上記レーザー結晶に集光させる光学レンズからなり、上記励起光軸調整部が、上記光学レンズの中心軸に垂直な方向に関し、上記光ファイバ及び光学レンズの相対的な位置を調整するための調整機構からなる。この様な構成により、光ファイバーケーブル及び光学レンズの一方を移動させて、Ｑスイッチの光軸調整を行うことができ、Ｑスイッチの光軸調整を容易化することができる。
【００１４】
第３の本発明によるレーザー発振器は、上記励起光供給部が、上記励起光を供給する光ファイバケーブルと、この光ファイバケーブルからの出力光を上記リアミラーを透過させ、上記レーザー結晶に集光させる光学レンズからなり、上記励起光軸調整部が、上記励起光供給部の上記共振器筐体への取付位置を調整するための調整機構からなる。この様な構成により、レーザー結晶に対し、光ファイバーケーブル及び光学レンズをともに移動させて、Ｑスイッチの光軸調整を行うことができ、Ｑスイッチの光軸調整を容易化することができる。
【００１５】
第４の本発明によるレーザー発振器は、上記音響光学素子の放熱面を上記密閉空間の内壁に密着させた状態で、上記放熱面と平行な方向について取付位置が調整可能となるように、上記音響光学素子を上記共振器筐体に取付ける音響光学素子取付手段を備え、上記励起光軸調整部は、上記放熱面に垂直な方向について、上記励起光供給部から出力される励起光軸の位置を調整可能にするように構成される。この様な構成により、Ｑスイッチの光軸調整が困難である放熱面に垂直な方向についても、容易に調整することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、Ｑスイッチの光軸調整を容易に行うことができるレーザー発振器を提供することができる。特に、空冷式のレーザー発振器において、Ｑスイッチの光軸調整を容易化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるレーザー発振器についての説明図であり、Ｑスイッチの光軸調整時における様子が示されている。このレーザー発振器は、光学レンズ２及び３、リアミラー４、レーザー結晶５、Ｑスイッチ６及び出力ミラー７により構成される。光ファイバーケーブル８は、図示しない励起光源により生成された励起光を当該レーザー発振器に供給している。
【００１８】
光ファイバーケーブル８から出射された励起光は、広がりながら光学レンズ２に入射され、光学レンズ２でコリメート（平行光化）される。このコリメート光が、光学レンズ３によってレーザー結晶５に集光される。なお、２枚の光学レンズ２，３は、１枚の光学レンズで代用することもできる。
【００１９】
レーザー結晶５は、光ポンピングを行うことによりレーザー光を誘導放出する固体レーザー媒体からなる。つまり、励起光によって励起され、励起状態が基底状態よりも優性となる反転分布が形成された状態下において、そのエネルギー準位差に相当する光が入射すれば、当該入射光と同波長かつ同位相の光を放出する。
【００２０】
リアミラー４及び出力ミラー７は、レーザー結晶５とともにレーザー共振器を構成している。リアミラー４は、光学レンズ３からの励起光をレーザー結晶５へ透過させる一方、レーザー結晶５からのレーザー光を全反射させる全反射型ミラーである。出力ミラー７は、レーザー結晶５からレーザー光の大部分を反射させるとともに、その一部を透過させ、レーザー共振器の外部へ出力させる半透過型ミラーである。つまり、リアミラー４及び出力ミラー７は、レーザー結晶５を挟んで対向配置され、レーザー結晶５を含む共振器光軸を形成している。共振器光軸とは、レーザー結晶５の放出光を往復させる経路であり、放出光をレーザー結晶５へ再入射させることによって増幅し、波長及び位相の揃ったレーザー光を生成している。
【００２１】
なお、このレーザー発振器では、リアミラー４を介して、レーザー結晶５の端面に励起光を照射している。このような光ポンピングの方式は、レーザー結晶５の側面に励起光を照射するサイドポンピング方式に対し、エンドポンピング方式と呼ばれている。
【００２２】
図２は、共振器光軸についての説明図である。共振器光軸は、リアミラー４及び出力ミラー７と、温度勾配に起因してレーザー結晶５内に形成される熱レンズによって規定される。レーザー結晶５は、励起光をレーザー光に波長変換する際に発熱し、レーザー結晶５の内部には温度勾配が生じている。一般に、物質の屈折率は温度に応じて変化することから、この温度勾配によって、レーザー結晶５内に一種の光学レンズ５Ｒが形成される。この光学レンズは熱レンズと呼ばれている。
【００２３】
Ｑスイッチ６は、共振光軸上に配置された音響光学素子であり、制御信号に基づいて共振器光軸上のレーザー光を回折させ、光増幅を一時的に停止させることができる。このようなＱスイッチ６には、光増幅を停止させるのに十分な回折角が得られる結晶６１中の領域、いわゆるアクティブアパーチャーが存在する。このため、Ｑスイッチ６の位置を調整して、共振器光軸をアクティブアパーチャーに一致させておく必要がある。このようなＱスイッチに関する調整を光軸調整と呼ぶことにする。
【００２４】
図１のレーザー発振器において、励起光の光学レンズ２への入射経路を変化させると、レーザー結晶５内における励起光の経路も変化する。このため、レーザー結晶５内の温度分布が変化し、その熱レンズ効果が変化することによって共振器光軸も移動する。つまり、光ファイバーケーブル８の位置を移動させれば、Ｑスイッチ６を固定したままで、その光軸調整を行うことができる。
【００２５】
図３は、熱レンズ５Ｒの変化についての説明図である。光ファイバーケーブル８の出光端の位置を光学レンズ２及び３の中心軸に対し垂直な方向に移動させた場合、レーザー結晶５の入射面上における励起光の入射位置が変化する。このため、集光点が変動しない場合であっても、入射面から集光点までの経路が変化する。しかも、励起光の大部分は、入射面付近において吸収されるため、光ファイバーケーブル８の移動によって、共振器光軸を移動させることができる。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態１によるレーザー発振器の具体的な構成について、図４〜図１１を参照して説明する。
【００２７】
図４及び図５は、本発明の実施の形態１によるレーザー発振器の一構成例を示した外観図である。このレーザー発振器は、レーザーダイオード（不図示）で生成された励起光が入力されるとレーザー発振を行い、レーザー光を出力する。共振器筐体１は、一面が開放された内部空間１２を有する筐体本体１０と、この開放面を覆う蓋部１１からなり、筐体本体１０にはファイバーコネクタ１３及びレンズホルダ１４が取付けられている。なお、図４は、レーザー発振器の斜視図であり、図５の（ｂ）は、図１のレーザー発振器を開口部側から見た場合の正面図、図５の（ａ）は、そのときの平面図である。
【００２８】
この筐体本体１０に蓋部１１をネジ止めして両者を係合させれば、共振器筐体１内部に密閉空間１２が形成される。この密閉空間１２内にレーザー結晶５やＱスイッチ６などが収容されている。レンズホルダ１４は、光学レンズ２を内部に保持している。ファイバーコネクタ１３は、上記レーザーダイオードで生成された励起光を当該レーザー発振器へ伝送させる光ファイバー（不図示）を筐体本体１０に接続している。レーザー結晶５は、その側面を挟み込む結晶ホルダ５Ｈにより、密閉空間１２内に取付けられている。Ｑスイッチ６は、略Ｌ字型のＱスイッチホルダ６０によって、密閉空間１２内に取付けられている。
【００２９】
レーザー発振器を構成する各部材は、高い精度で位置決めされた状態で、支持しておく必要がある。また、共振器筐体１の内部に塵が侵入すると、レーザー光によって焼けた塵がレーザー結晶５やＱスイッチ６などの表面を汚し、レーザー出力を低下させる原因となる。さらに、レーザー結晶５やＱスイッチ６などの熱を共振器筐体１から効率的に排出させる必要がある。このため、共振器筐体１には、構造的強度、気密性及び熱伝導性に優れた素材を用いる必要があり、通常は加工性の良好な金属で形成される。ここでは、共振器筐体１がアルミからなり、筐体本体１０は、削り出し又はダイキャスティングによって形成されたアルミブロックからなるものとする。また、結晶ホルダ５ＨやＱスイッチホルダ６Ｈもアルミからなる。
【００３０】
信号コネクタ６Ｃは、制御信号が外部から入力されるコネクタであり、この制御信号は、Ｑスイッチ６に入力される。ここでは、Ｑスイッチ６の制御信号として、ＲＦ（Radio Frequency）信号が信号コネクタ６Ｃから入力されている。
【００３１】
図６は、図５（ａ）のＡ−Ａ切断線による断面図であり、図中の一点鎖線は、励起光及びレーザー光の光軸と概ね一致している。
【００３２】
ファイバーコネクタ１３から入射された励起光は、２枚の光学レンズ２及び３によってレーザー結晶５の内部に集光される。励起光をコリメート（平行光化）する光学レンズ２は、上記レンズホルダ１４内に保持されている。また、コリメート光をレーザー結晶５に集光する光学レンズ３は、筐体本体１０内に保持されている。レーザー結晶５に入射された励起光は、波長変換されてレーザー光となる。例えば、励起光の波長８０８ｎｍをレーザー光の波長１０６４ｎｍに変換している。
【００３３】
リアミラー４及び出力ミラー７は、密閉空間１２を挟んで対向配置され、レーザー結晶５及びＱスイッチ６を含む共振器光軸を形成している。
【００３４】
レーザー結晶５は、例えば、ネオジウム（Ｎｄ）イオンをドープしたＹＡＧ（イットリューム及びアルミからなるガーネット結晶）やＹＶＯ４（イットリューム・バナジウム酸塩）が用いられる。レーザー結晶５において励起光をレーザー光に変換する際に生じた熱は、ヒートシンクとしての結晶ホルダ５Ｈを介して、共振器筐体１へ伝わり、外部へ放熱される。
【００３５】
Ｑスイッチ６は、信号コネクタ６Ｃから入力された制御信号に基づいて、共振器光軸上のレーザー光を回折させることができる。Ｑスイッチ６がオン状態の場合、共振器光軸上のレーザー光を回折させて共振器光軸外に偏向させ、オフ状態の場合には、レーザー光をそのまま透過させる。つまり、Ｑスイッチ６をオンすれば、共振器光軸上のレーザー光は遮断され、光増幅を一時的に停止させることができる。このとき、レーザー結晶５には大きな励起エネルギーが蓄積されるため、その後にＱスイッチをオフすれば、ジャイアントパルスと呼ばれる急峻でピークエネルギーの極めて大きなレーザー光を生成することができる。従って、Ｑスイッチ６を周期的にオンオフ制御することにより、高出力のパルスレーザー光を生成することができる。
【００３６】
図７は、Ｑスイッチ６の詳細構成例を示した図である。このＱスイッチ６は、トランスデューサと呼ばれる振動子６０を結晶６１に貼付して構成される。振動子６０は、入力端子６２から入力されるＲＦ信号に基づいて超音波を生成しており、この超音波が、水晶からなる結晶６１に伝搬されると、結晶６１内に回折格子が形成される。
【００３７】
光弾性を有する結晶６１を超音波で振動させた場合、その内部に超音波の波長に応じた周期的な応力分布が発生する。この応力分布によって、結晶６１内部に屈折率の周期的な分布が生じ、回折格子が形成される。この様な回折格子は、結晶６１内に均一に生成されるわけではなく、レーザー光の回折角も結晶６１内の領域によって異なる。図中のアクティブアパーチャー６３は、レーザー光を十分に回折させることができる領域であり、結晶６１中の振動子６０側であって、振動子６０から少し離れた位置に形成される。このため、Ｑスイッチ６は、共振器光軸が、このアクティブアパーチャー６３と一致するように配置されていなければならない。
【００３８】
また、オン状態のＱスイッチ６は、結晶６１を振動させていることから激しく発熱する。このため、ヒートシンクとしてのＱスイッチホルダ６Ｈが、この熱を筐体本体１０に伝導させて、共振器筐体１の外部へ排出している。この排熱は、冷却媒体の循環を伴わない空冷方式で行われており、従来の水冷式の場合に比べて排熱効率が悪い。
【００３９】
このため、排熱効率を更に向上させるとともに、Ｑスイッチ６の発熱自体を抑制する必要がある。すなわち、結晶６１の一面（望ましくは最も広い面）を排熱面とし、Ｑスイッチホルダ６Ｈに密着させるとともに、Ｑスイッチホルダ６Ｈを共振器筐体１に密着させている。また、従来の水冷式の場合に比べ、ＲＦ信号の信号電力を低下させて、Ｑスイッチ６における発熱量を抑制している。
【００４０】
しかしながら、ＲＦ信号電力を低下させれば、発熱が減少するだけでなく、アクティブアパーチャー６３も狭くなってしまう。つまり、Ｑスイッチ６における発熱を抑制すれば、Ｑスイッチ６の位置決めに高い精度が要求される。しかも、高い排熱効率も確保するためには、Ｑスイッチ６の排熱面をＱスイッチホルダ６Ｈを介して共振器筐体１に密着させておかなければならない。このため、従来と同様にして、Ｑスイッチ６の位置決めにより光軸調整を行おうとすれば、従来に比べて困難な作業になる。
【００４１】
図８及び図９は、Ｑスイッチ６の位置決め調整時の様子の一例を示した図である。図８は、筐体本体１０の開口部側から見た図であり、図９は、図８のＢ−Ｂ切断線による断面を示した図である。
【００４２】
Ｑスイッチ６は、Ｑスイッチホルダ６Ｈに固着されており、Ｑスイッチホルダ６Ｈが、筐体本体１０の内部空間１２に位置決めしながら取付けられる。Ｑスイッチホルダ６Ｈの位置決めは、例えば、バネ６５及びマイクロメータ６６を用いて行われる。具体的には、筐体本体１０内に置かれたＱスイッチホルダ６Ｈの一側面をバネで付勢した状態で、これに対向する側面にマイクロメータ６６を当てる。ここでは、２組のバネ６５及びマイクロメータ６６が、Ｑスイッチ６の排熱面に平行であって、共振器光軸に垂直な方向に配置されている。
【００４３】
この状態で、マイクロメータ６６を操作し、その測定軸を挿抜方向に移動させれば、Ｑスイッチホルダ６Ｈの位置を微調整することができる。この様にして、共振器光軸がアクティブアパーチャー６３を貫通するように、Ｑスイッチ６の位置決めが行われる。位置決めが終われば、４個の固定ネジ６４を用いて、Ｑスイッチホルダ６Ｈを筐体本体１０の内壁に固定し、バネ６５及びマイクロメータ６６を抜き取る。このような調整作業を行うことにより、Ｑスイッチ６の排熱面に平行な面内において、任意の方向へＱスイッチホルダ６Ｈを移動させ、あるいは、回転させる調整が可能となる。
【００４４】
一方、Ｑスイッチ６の排熱面は、Ｑスイッチホルダ６Ｈを介して、筐体本体１０の内壁に密着させならない。このため、本実施の形態によるレーザ発振器では、Ｑスイッチ６の排熱面に垂直な方向については、Ｑスイッチの位置調整を行うことができない。このため、本実施の形態によるレーザー発振器では、ファイバーコネクタ１３の位置を調整し、励起光の光学レンズ２への入射位置を移動させることにより、共振器光軸をＱスイッチ６のアクティブアパーチャー６３に一致させるための微調整を行っている。
【００４５】
図１０は、図６の要部について更に詳細に示した断面図であり、ファイバーコネクタ１３からリアミラー４までの構成例が示されている。
【００４６】
光学レンズ３及びリアミラー４は、筐体本体１０内に保持されている。筐体本体１０の励起光入射部には、円柱形状の中空部が形成されており、その中心軸付近が励起光の経路となっている。この中空部は、励起光の出射側（つまりレーザー結晶５側）に小さな貫通孔が設けられ、励起光の入射側を大きく開口させている。光学レンズ３及びリアミラー４は、この開口部から挿入され、中空部内に保持されている。当該中空部の内壁は、ネジ切り加工されており、光学レンズ３及びリアミラー４は、この内壁に係合させたリングネジ３Ｒ及び４Ｒによって、筐体本体１０内にそれぞれ固定されている。
【００４７】
レンズホルダ１４は、その中心軸上に円柱形の中空部を有する円盤形状からなり、当該中心軸付近が励起光の経路となっている。この中空部は、励起光の入射側に小さな貫通孔が設けられ、励起光の出射側は大きく開口させている。光学レンズ２は、この開口部から挿入され、中空部内に保持されている。当該中空部の内壁は、ネジ切り加工されており、光学レンズ２は、この内壁と係合させたリングネジ２Ｒによって、レンズホルダ１４内に固定されている。また、レンズホルダ１４は、その中空部の内壁を励起光の出射側へ延長させた円筒形の突出部を有している。この突出部は、外壁がネジ切り加工されており、当該外壁を筐体本体１０の中空部の内壁と係合させることにより、レンズホルダ１４を筐体本体１０に係合させている。
【００４８】
ファイバーコネクタ１３は、一端にフランジ部１３Ｆを有する中空の円筒形状からなり、その中心軸付近が励起光の経路となっている。ファイバーコネクタ１３の他端には、光ファイバーケーブル８の出力端が接続されるファイバー取付部１３Ｃが設けられている。
【００４９】
ファイバーコネクタ１３のフランジ部１３Ｆと、レンズホルダ１４の外周部には、互いに対応する位置にネジ孔が形成されており、取付ネジ１６を用いて、ファイバーコネクタ１３がレンズホルダ１４に固定される。
【００５０】
ここで、ファイバーコネクタ１３に形成されている上記ネジ孔は、取付ネジ１６の軸部の外形よりも大きな内径を有しており、取付ネジ１６による締結時に、光学レンズ２に対するファイバーコネクタ１３の位置を微調整することができる。すなわち、光学レンズ２の中心軸に対し垂直な面内において、任意の方向へ移動させて、ファイバーコネクタ１３を位置決めすることができるようになっている。このため、光学レンズ２に対する励起光の入射位置を調整することができる。
【００５１】
出力ミラー７は筐体本体１０内に保持され、角度調整を行うことができる。このレーザー発振器では、リアミラー４が固定されているため、出力ミラー７の角度調整機構は、出力ミラー７への入射レーザー光を、その反射面に垂直に入射させるためのものであり、当該角度調整機構を用いて、共振器光軸を任意に移動させるものではない。
【００５２】
Ｑスイッチ６の光軸調整は、出力ミラー７の調整後に行われる。すなわち、出力ミラー７の調整後に、従来と同様の方法によるＱスイッチの調整が行われ、その後に、ファイバーコネクタ１３の位置決めによる微調整が行われる。この微調整の際、熱レンズが変化するため、ファイバーコネクタ１３の位置決め後に、出力ミラー７の再調整が行われる。さらに、必要であれば、ファイバーコネクタ１３の位置決めと、出力ミラー７の再調整が繰り返される。
【００５３】
本実施の形態によれば、光ファイバーケーブル８の出光端を保持するファイバーコネクタ１３を調整可能とし、光学レンズ２，３に対する励起光の入射位置を調整可能にしている。このため、ファイバーコネクタ１３の取付位置を微調整することにより、Ｑスイッチ６を固定したままで、共振器光軸をアクティブアパーチャー６３に一致させることができる。従って、Ｑスイッチ６の光軸調整を容易化することができる。特に、光軸調整の作業が困難であるとともに、高精度の調整が求められる空冷式のレーザー発振器に好適である。
【００５４】
なお、本実施の形態では、エンドポンピング方式を採用したレーザー発振器の例について説明したが、本発明は、この様な場合に限定されない。すなわち、サイドポンピング方式の場合であっても、レーザー結晶５内の熱レンズ５Ｒを変化させて、Ｑスイッチ６の光軸調整を行うこともできる。
【００５５】
また、本実施の形態では、２枚の光学レンズ２，３を用いて、励起光をレーザー結晶５に集光させる場合について説明したが、本発明はこのような場合に限定されない。すなわち、１枚又は３枚以上の光学レンズを用いて、励起光をレーザー結晶５に集光させる場合にも本発明を適用することができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、ファイバーコネクタ１３を筐体本体１０に取付ネジ１６により締結させる場合の例について説明したが本発明はこのような構成には限定されない。すなわち、本発明によるレーザー発振器は、光学レンズ２への励起光の入射位置を調整可能な構成であれば、他の構成を採用することができる。また、本実施の形態では、ファイバーコネクタ１３を平面内において任意の方向へ調整可能な場合について説明したが、特に排熱面に垂直な方向にのみ調整可能な構成であることが望ましく、排熱面に垂直な方向にのみ調整可能な構成であってもよい。
【００５７】
実施の形態２．
実施の形態１では、筐体本体１０に対する光ファイバーケーブル８の位置を調整することにより、Ｑスイッチ６の光軸調整を行う場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、筐体本体１０に対する光ファイバーケーブル８及び光学レンズ２の位置を調整する場合について説明する。
【００５８】
図１１は、本発明の実施の形態２によるレーザー発振器についての説明図であり、Ｑスイッチの光軸調整時における様子が示されている。レーザー発振器の基本的構成は、図１（実施の形態１）の場合と同様であり、重複する説明は省略する。
【００５９】
このレーザー発振器において、光学レンズ３の中心軸に垂直な面内で、任意の方向に光ファイバーケーブル８及び光学レンズ２の位置を移動させれば、Ｑスイッチ６を固定したままで、レーザー結晶５内における励起光の経路を変化させることができる。このため、実施の形態１の場合と同様にして、Ｑスイッチ６の光軸調整を容易化することができ、特に、空冷式のレーザー発振器に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態１によるレーザー発振器についての説明図である。
【図２】共振器光軸についての説明図である。
【図３】熱レンズ５Ｒの変化についての説明図である。
【図４】レーザー発振器の外観の一例を示した斜視図である。
【図５】図４のレーザー発振器の正面図及び平面図である。
【図６】図５（ａ）のＡ−Ａ切断線による断面図である。
【図７】Ｑスイッチ６の詳細構成例を示した図である。
【図８】Ｑスイッチ６の位置決め調整時の様子を筐体本体１０の開口部側から見た場合の図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ切断線による断面を示した図である。
【図１０】図６の要部について更に詳細に示した断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２によるレーザー発振器についての説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    共振器筐体
２，３    光学レンズ
４  リアミラー
５  レーザー結晶
６  Ｑスイッチ
７  出力ミラー
８  光ファイバーケーブル
１０  筐体本体
１１  蓋部
１２  密閉空間
１３  ファイバーコネクタ
１３Ｆ  フランジ部
１４  レンズホルダ
１６  取付ネジ
５Ｒ  熱レンズ
６０  振動子
６１  結晶
６３  アクティブアパーチャー
６４  固定ネジ
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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