(57)【要約】【課題】優れた偏光消光比を持つラジアル偏光のレーザ光を低コストで発生できるレーザ発振器を提供する。【解決手段】レーザ発振器は、リアミラー４および出力ミラー１を有する往復型の光共振器と、光共振器内に設けられ、光を増幅するためのレーザ媒質と、光共振器内に設けられ、アジマス偏光の反射率がラジアル偏光の反射率を上回る反射型回折光学素子と、光共振器の内部または外部に設けられ、光の偏光をラジアル偏光からアジマス偏光へまたはアジマス偏光からラジアル偏光へ変換する２つの反射型λ／２板８，９とを備え、ラジアル偏光のレーザ光を発生することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアミラーおよび出力ミラーを有する往復型の光共振器と、
光共振器内に設けられ、光を増幅するためのレーザ媒質と、
光共振器内に設けられ、アジマス偏光の反射率がラジアル偏光の反射率を上回る反射型回折光学素子と、
光共振器の内部または外部に設けられ、光の偏光をラジアル偏光からアジマス偏光へまたはアジマス偏光からラジアル偏光へ変換するための軸対称偏光要素とを備え、
ラジアル偏光のレーザ光を発生することを特徴とするレーザ発振器。
【請求項２】
軸対称偏光要素は、光学軸が互いに４５°傾いた２つの２分の１波長板を含むことを特徴とする請求項１記載のレーザ発振器。
【請求項３】
反射型回折光学素子は、リアミラーとして配置されることを特徴とする請求項１記載のレーザ発振器。
【請求項４】
光共振器の光軸を折り返すための１つまたは複数の折り返しミラーとを備え、
反射型回折光学素子は、折り返しミラーとして配置されることを特徴とする請求項１記載のレーザ発振器。
【請求項５】
反射型回折光学素子は、同心円状のグレーティング構造を有することを特徴とする請求項１記載のレーザ発振器。
【請求項６】
グレーティング構造は、所定幅および所定高さを有するリッジ部が所定周期で同心円状に配置されたものであり、
リッジ部の幅ｄとリッジ部の周期Λとの比ｄ／Λが、３５％〜９９％の範囲にあることを特徴とする請求項５記載のレーザ発振器。
【請求項７】
リッジ部の幅ｄとリッジ部の周期Λとの比ｄ／Λが、８５％〜９９％の範囲にあることを特徴とする請求項６記載のレーザ発振器。
【請求項８】
グレーティング構造において、リッジ部以外の部分が、矩形状または三角形状の断面を有する溝として形成されていることを特徴とする請求項６または７記載のレーザ発振器。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のレーザ発振器を用いたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１０】
アジマス偏光の反射率がラジアル偏光の反射率を上回る同心円状のグレーティング構造を有する反射型回折光学素子であって、
グレーティング構造は、所定幅および所定高さを有するリッジ部が所定周期で同心円状に配置されたものであり、
リッジ部の幅ｄとリッジ部の周期Λとの比ｄ／Λが、３５％〜９９％の範囲にあることを特徴とする反射型回折光学素子。
【請求項１１】
リッジ部の幅ｄとリッジ部の周期Λとの比ｄ／Λが、８５％〜９９％の範囲にあることを特徴とする請求項１０記載の反射型回折光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸対称偏光ビームを発生するレーザ発振器に関する。また本発明は、軸対称偏光を制御するための反射型回折光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４（ａ）は、従来のレーザ発振器の一例を示す構成図であり、図１４（ｂ）は、ビームの偏光方向を示す断面図である。このレーザ発振器は、下記の特許文献１で提案されたものであり、リアミラー２１と出力ミラー２２とを含む光共振器２０を備える。リアミラー２１は凹面鏡として構成され、その表面にはラジアル偏光を発生させるための回折光学素子２６が形成されている。
【０００３】
図１５（ａ）は、回折光学素子２６の形状を示す全体斜視図、図１５（ｂ）は回折光学素子の径方向に沿った断面図である。回折光学素子２６は、多数のリッジ部２７が同心円状に形成されたグレーティング構造を有する。ここで、ｄはリッジ部の幅、ｈはリッジ部の高さ、Λはリッジ部の周期である。こうした構造により、ラジアル偏光（ＴＭ偏光）の反射率がアジマス偏光（ＴＥ偏光）の反射率より高くなる。このとき回折格子の断面構造はリッジ部の幅ｄが回折格子の周期Λに対して十分小さくなるようになっている。
【０００４】
こうしたグレーティング構造をリアミラー２１に設けた場合、光共振器２０においてラジアル偏光のレーザ光が選択的に発振するようになり、その一部が出力ミラー２２を通過して、図１４（ｂ）に示すようなラジアル偏光を有するレーザ光ＬＢとして共振器外部に取り出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許公開第２００６／００５０３９２Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のラジアル偏光ビームを発生する発振器では、ラジアル偏光を発生するための回折光学素子は回折格子を同心円状の構造として、アジマス偏光と比べてラジアル偏光の反射率を高めることによりラジアル偏光ビームを発生させている。この場合、ラジアル偏光の反射率を高めるためには、回折格子のリッジ部の高さｈを高くし、回折格子の周期Λと比べてリッジ部の幅ｄを小さくする必要がある。
【０００７】
しかしながら、従来の回折光学素子では、リッジ部の幅ｄがサブミクロン〜ミクロンオーダーであり、リッジ部の高さｈもミクロンオーダーとなっている。こうした回折格子を、例えば旋盤などで作成する場合、高度な精度が要求され、製作が困難であり、非常に高価なものとなる。さらに、リッジ部が壊れ易いことから、取り扱いに注意を要する。
【０００８】
本発明の目的は、優れた偏光消光比を持つラジアル偏光のレーザ光を低コストで発生できるレーザ発振器を提供することである。
【０００９】
また本発明の目的は、設計、製作、取り扱いが容易で、低コスト化が図られる反射型回折光学素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係るレーザ発振器は、
リアミラーおよび出力ミラーを有する往復型の光共振器と、
光共振器内に設けられ、光を増幅するためのレーザ媒質と、
光共振器内に設けられ、アジマス偏光の反射率がラジアル偏光の反射率を上回る反射型回折光学素子と、
光共振器の内部または外部に設けられ、光の偏光をラジアル偏光からアジマス偏光へまたはアジマス偏光からラジアル偏光へ変換するための軸対称偏光要素とを備え、
ラジアル偏光のレーザ光を発生することを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、アジマス偏光の反射率がラジアル偏光の反射率を上回る同心円状のグレーティング構造を有する反射型回折光学素子であって、
グレーティング構造は、所定幅および所定高さを有するリッジ部が所定周期で同心円状に配置されたものであり、
リッジ部の幅ｄとリッジ部の周期Λとの比ｄ／Λが、３５％〜９９％の範囲にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アジマス偏光の反射率がラジアル偏光の反射率を上回る反射型回折光学素子を光共振器内に配置し、光の偏光をラジアル偏光からアジマス偏光へまたはアジマス偏光からラジアル偏光へ変換するための軸対称偏光要素を光共振器の内部または外部に設けることによって、優れた偏光消光比を持つラジアル偏光のレーザ光を低コストで発生できる。
【００１３】
また、リッジ部の幅ｄとリッジ部の周期Λとの比ｄ／Λが比較的大きいグレーティング構造を採用することによって、反射型回折光学素子の設計、製作、取り扱いが容易になり、低コスト化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１によるレーザ発振器を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１によるレーザ発振器を示す平面図である。
【図３】図３（ａ）は反射型回折光学素子の一例を示す平面図であり、図３（ｂ）は半径方向に沿った部分断面図である。
【図４】図３（ａ）に示す反射型回折光学素子の表面における偏光方向を示す説明図である。
【図５】λ／２板の動作を示す説明図である
【図６】反射型回折光学素子のグレーティングの反射率変化の一例を示すグラフである。
【図７】反射型回折光学素子のグレーティングの反射率変化の一例を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態２によるレーザ発振器を示す正面図である。
【図９】本発明の実施の形態２によるレーザ発振器を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３によるレーザ発振器を示す正面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３によるレーザ発振器を示す平面図である。
【図１２】反射型回折光学素子の他の例を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す反射型回折光学素子のグレーティングの反射率変化の一例を示すグラフである。
【図１４】図１４（ａ）は従来のレーザ発振器の一例を示す構成図であり、図１４（ｂ）はビームの偏光方向を示す断面図である。
【図１５】図１５（ａ）は従来の回折光学素子の形状を示す全体斜視図、図１５（ｂ）は回折光学素子の径方向に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるレーザ発振器を示す正面図であり、図２は、その平面図である。レーザ発振器は、出力ミラー１と、折り返しミラー２，３と、２つの反射型λ／２板（２分の１波長板）８，９と、リアミラー４と、一対の放電電極５などを備え、出力ミラー１とリアミラー４の間で往復型の光共振器を構成する。光共振器は、出力ミラー１およびリアミラー４の各曲率半径に応じて、平行平面型、共中心型、共焦点型、半共焦点型などに分類されるが、本発明はいずれの形式の光共振器にも適用可能である。
【００１６】
出力ミラー１は、部分反射鏡で構成され、光共振器の内部で増幅されたレーザ光の一部を取り出す機能を有し、共振器外部にレーザ光ＬＢを発生する。リアミラー４は、好ましくは完全反射鏡で構成され、光共振器の内部で増幅されたレーザ光を同軸方向に反射する機能を有する。
【００１７】
折り返しミラー２，３は、一般に平面ミラーで構成され、光共振器の光軸を折り返す機能を有し、これにより装置の小型化とともに大きな共振器長を確保している。ここでは、２つの折り返しミラー２，３を用いた、いわゆるＺ型共振器を例として説明するが、１つの折り返しミラーを用いたＶ型共振器やＬ型共振器、３つ以上の折り返しミラーを用いたＷ型共振器などにも本発明は適用可能である。
【００１８】
放電電極５は、光共振器の内部に供給されたレーザ媒質を放電によって励起する機能を有する。ここでは、レーザ媒質の流れ方向７（紙面垂直）、放電電極５の放電方向、および光共振器の光軸が互いに直交した三軸直交型レーザ発振器を例として説明するが、３つの方向が同軸である同軸流型レーザ発振器やその他のレーザ発振器などにも本発明は適用可能である。レーザ媒質として、一般にＣＯ２、ＣＯ、エキシマなどが使用できる。
【００１９】
反射型λ／２板８，９は、光共振器の内部に配置され、光の偏光をラジアル偏光からアジマス偏光へまたはアジマス偏光からラジアル偏光へ変換するための軸対称偏光要素として機能する。
【００２０】
本実施形態において、リアミラー４として、アジマス偏光の反射率Ｒａがラジアル偏光の反射率Ｒｒを上回る反射型回折光学素子を使用している。
【００２１】
図３（ａ）は、反射型回折光学素子の一例を示す平面図であり、図３（ｂ）は、半径方向に沿った部分断面図である。反射型回折光学素子は、銅基板もしくはシリコン基板もしくはゲルマニウム基板を旋盤で削りだしてリッジ部ＲＧを形成した後、金蒸着もしくは誘電体多層膜を積層したもの、あるいはシリコン基板の上に、平坦な表面を有するＴｉ層と、リッジ部ＲＧを形成するＣｕ層とが積層されたものであり、図３（ａ）に示すように、多数のリッジ部ＲＧが同心円状に形成されたグレーティング構造を有する。ここで、ｄはリッジ部の幅、ｈはリッジ部の高さ、Λはリッジ部の周期である。
【００２２】
図４は、図３（ａ）に示す反射型回折光学素子の表面における偏光方向を示す説明図である。回折光学素子の表面で反射する光は、ラジアル偏光（ＴＭ偏光）とアジマス偏光（ＴＥ偏光）を有し、ラジアル偏光はリッジ部ＲＧの長手方向に対して垂直であり、一方、アジマス偏光はリッジ部ＲＧの長手方向に対して平行である。
【００２３】
図５は、λ／２板８，９の動作を示す説明図である。軸対称偏光要素は、光学軸が互いに４５°傾いた２つのλ／２板８，９を含む。なお、図５の矢印はレーザ光の偏光方向を示し、一点破線はλ／２板８，９の光学軸を示す。
【００２４】
軸対称偏光要素に入射する光がアジマス偏光（図５（ａ））である場合、第１のλ／２板によってラジアル偏光とアジマス偏光の混合状態（図５（ｂ））に変換され、さらに第２のλ／２板によってラジアル偏光（図５（ｃ））に変換される。一方、軸対称偏光要素に入射する光がラジアル偏光（図５（ｃ））である場合、第１のλ／２板によってラジアル偏光とアジマス偏光の混合状態（図５（ｂ））に変換され、さらに第２のλ／２板によってアジマス偏光（図５（ａ））に変換される。こうして軸対称偏光要素は、光の偏光をラジアル偏光からアジマス偏光へまたはアジマス偏光からラジアル偏光へ変換することが可能である。
【００２５】
次に、動作を説明する。光共振器の内部には、レーザ媒質とバッファガスを混合したレーザガスが充填されている。レーザガスは、送風機（不図示）を用いて方向７に沿って放電電極５の間の空間に連続的に供給されながら、放電によって励起される。光は、出力ミラー１、折り返しミラー２，３、反射型λ／２板８，９、リアミラー４で反射しながら光共振器の光路を往復することにより、励起されたレーザガスによって増幅される。増幅されたレーザ光の一部は、出力ミラー１を介して外部に取り出され、レーザ光ＬＢを発生する。
【００２６】
このときリアミラー４として、アジマス偏光の反射率Ｒａがラジアル偏光の反射率Ｒｒを上回る反射型回折光学素子を使用しているため、リアミラー４とλ／２板９の間では、アジマス偏光のレーザ光がラジアル偏光よりも優勢になる。一方、アジマス偏光のレーザ光がλ／２板８，９を経由すると、上述のようなアジマス偏光−ラジアル偏光の変換が行われるため、出力ミラー１とλ／２板８の間では、ラジアル偏光のレーザ光が優勢になる。従って、光共振器で増幅されるレーザ光は、ラジアル偏光の発振モードが選択されるようになり、出力ミラー１からは、優れた偏光消光比を持つラジアル偏光のレーザ光ＬＢが出力される。
【００２７】
図６は、反射型回折光学素子のグレーティングの反射率変化の一例を示すグラフである。縦軸は、ラジアル偏光（ＴＭ偏光）とアジマス偏光（ＴＥ偏光）の０次光反射率を示す。横軸は、グレーティングのデューティ比、即ち、リッジ部の幅ｄとリッジ部の周期Λとの比ｄ／Λを示す。ここで、リッジ部の高さｈ＝２μｍ、ミラー表面の材質として金コートを用い、周期ΛをパラメータにとってＲＣＷＡ(Rigorous Coupled Wave Analysis)法を用いて計算している。
【００２８】
図７は、反射型回折光学素子のグレーティングの反射率変化の一例を示すグラフである。縦軸は、ラジアル偏光（ＴＭ偏光）とアジマス偏光（ＴＥ偏光）の０次光反射率を示す。横軸は、リッジ部の高さｈを示す。ここで、リッジ部の周期Λ＝２０μｍ、デューティ比ｄ／Λ＝８５％であり、ＲＣＷＡ法を用いて計算している。
【００２９】
図６のグラフを参照して、リッジ部の高さｈ＝２μｍの場合、デューティ比ｄ／Λ＝３５％〜９９％の範囲に設定すると、アジマス偏光の０次光反射率は、ラジアル偏光のものより高くなる。その結果、反射型回折光学素子は、アジマス偏光を選択することが可能になる。
【００３０】
特に図６に示すように、デューティ比ｄ／Λは８５％〜９９％の範囲がより好ましく、この範囲では、アジマス偏光の反射率が高くなり、光学損失が小さくなり、一方、ラジアル偏光の反射率は十分小さくなる。
【００３１】
さらに図７に示すように、リッジ部の高さｈが０．５〜３μｍ以上の範囲では、アジマス偏光の０次光反射率がラジアル偏光のものより上回っている。従って、リッジ部の各寸法を上述の範囲内で設計することにより、光学損失が小さく、偏光選択性の良い反射型回折光学素子が得られることが判る。
【００３２】
従来のレーザ発振器では、図１５に示したように、デューティ比ｄ／Λが約１％〜２０％の範囲である回折光学素子を使用し、回折光学素子上で直接ラジアル偏光が選択されるように設計されている。このことは、図６に示した計算結果からも説明できる。
【００３３】
しかしながら、従来の回折光学素子は、凹面の反射面上にサブミクロン〜ミクロンオーダーの幅のリッジ部（突起物）がある形状となっている。このような幅がサブミクロン〜ミクロンオーダーのリッジ部を作ることは、高精度の加工技術が要求され、製作費用も高額になる。また、リッジ部の高さがリッジ部の幅より大きくなると、加工が困難になるとともに、リッジ部が壊れやすい構造になるため、取り扱いが容易ではない。
【００３４】
一方、本実施形態では、平面の反射面の一部に細い溝を彫ることにより、リッジ部を形成することが可能である。リッジ部の幅は、溝に対して十分に大きいため、リッジ部分が破損しにくくなる。さらに、図６に示すように、アジマス偏光の反射率が十分高い領域として、デューティ比ｄ／Λ＝８５％〜９９％の範囲が確保されており、また図７に示すように、リッジ部の高さｈ＝０．５〜３μｍ以上の範囲に渡って、アジマス偏光の反射率がラジアル偏光の反射率を上回っている。従って、回折光学素子のグレーティング構造を製作する際、それほど高い精度が要求されず、十分な偏光選択性を付与できる。その結果、回折光学素子の低コスト化が図られる。
【００３５】
こうしたラジアル偏光のレーザ光を発生するレーザ発振器は、レーザ加工装置に利用できる。レーザ光を集光した場合、集光ビームの偏光が全てｐ成分となって、効率的な切断や溶接を実現できる。また、ラジアル偏光のレーザ光は、高解像度顕微鏡や光ピンセットにも応用可能である。
【００３６】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２によるレーザ発振器を示す正面図であり、図９は、その平面図である。レーザ発振器は、出力ミラー１と、２つの反射型λ／２板（２分の１波長板）８，９と、折り返しミラー２，３と、リアミラー４と、一対の放電電極５などを備え、出力ミラー１とリアミラー４の間で往復型の光共振器を構成する。
【００３７】
本実施形態は、実施の形態１と同様な構成を有するが、光共振器の内部で出力ミラー１の直前にλ／２板８，９を配置するとともに、図３に示した反射型回折光学素子をリアミラー４の代わりに折り返しミラー３として使用している。
【００３８】
次に、動作を説明する。光共振器の内部には、レーザ媒質とバッファガスを混合したレーザガスが充填されている。レーザガスは、送風機（不図示）を用いて方向７に沿って放電電極５の間の空間に連続的に供給されながら、放電によって励起される。光は、出力ミラー１、反射型λ／２板８，９、折り返しミラー２，３、リアミラー４で反射しながら光共振器の光路を往復することにより、励起されたレーザガスによって増幅される。増幅されたレーザ光の一部は、出力ミラー１を介して外部に取り出され、レーザ光ＬＢを発生する。
【００３９】
このとき折り返しミラー３として、アジマス偏光の反射率Ｒａがラジアル偏光の反射率Ｒｒを上回る反射型回折光学素子を使用しているため、リアミラー４とλ／２板８の間では、アジマス偏光のレーザ光がラジアル偏光よりも優勢になる。一方、アジマス偏光のレーザ光がλ／２板８，９を経由すると、上述のようなアジマス偏光−ラジアル偏光の変換が行われるため、出力ミラー１とλ／２板９の間では、ラジアル偏光のレーザ光が優勢になる。従って、光共振器で増幅されるレーザ光は、アジマス偏光の発振モードが選択されるようになり、出力ミラー１からは、優れた偏光消光比を持つラジアル偏光のレーザ光ＬＢが出力される。
【００４０】
折り返しミラー３として使用する反射型回折光学素子は、実施の形態１と同様に、リッジ部のデューティ比ｄ／Λ＝３５％〜９９％の範囲に設定することが好ましい。これによりアジマス偏光の０次光反射率は、ラジアル偏光のものより高くなり、その結果、反射型回折光学素子は、アジマス偏光を選択することが可能になる。特にデューティ比ｄ／Λは８５％〜９９％の範囲がより好ましく、この範囲では、アジマス偏光の反射率が高くなり、光学損失が小さくなり、一方、ラジアル偏光の反射率は十分小さくなる。
【００４１】
また、リッジ部の高さｈは、実施の形態１と同様に、０．５〜３μｍの範囲に設定することが好ましい。これにより光学損失が小さく、偏光選択性の良い反射型回折光学素子が得られる。
【００４２】
なお、Ｒａ＞Ｒｒを満たす反射型回折光学素子は、折り返しミラー３の代わりに折り返しミラー２として使用してもよく、さらに３つ以上の折り返しミラーを用いた場合でも少なくとも１つ折り返しミラーとして使用すれば、本実施形態と同様な効果が得られる。
【００４３】
実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３によるレーザ発振器を示す正面図であり、図１１は、その平面図である。レーザ発振器は、出力ミラー１と、折り返しミラー２，３と、リアミラー４と、一対の放電電極５などを備え、出力ミラー１とリアミラー４の間で往復型の光共振器を構成する。
【００４４】
本実施形態は、実施の形態１と同様な構成を有するが、光共振器の外部で出力ミラー１の直後に２つの反射型λ／２板（２分の１波長板）８，９を配置するとともに、図３に示した反射型回折光学素子を折り返しミラー３として使用している。
【００４５】
次に、動作を説明する。光共振器の内部には、レーザ媒質とバッファガスを混合したレーザガスが充填されている。レーザガスは、送風機（不図示）を用いて方向７に沿って放電電極５の間の空間に連続的に供給されながら、放電によって励起される。光は、出力ミラー１、折り返しミラー２，３、リアミラー４で反射しながら光共振器の光路を往復することにより、励起されたレーザガスによって増幅される。増幅されたレーザ光の一部は、出力ミラー１を介して外部に取り出され、レーザ光ＬＢを発生する。
【００４６】
このとき折り返しミラー３として、アジマス偏光の反射率Ｒａがラジアル偏光の反射率Ｒｒを上回る反射型回折光学素子を使用しているため、リアミラー４と出力ミラー１の間では、アジマス偏光のレーザ光がラジアル偏光よりも優勢に発振する。アジマス偏光のレーザ光の一部は、出力ミラー１を通過して、λ／２板８，９を経由すると、上述のようなアジマス偏光−ラジアル偏光の変換が行われるため、優れた偏光消光比を持つラジアル偏光のレーザ光ＬＢが出力される。
【００４７】
折り返しミラー３として使用する反射型回折光学素子は、実施の形態１と同様に、リッジ部のデューティ比ｄ／Λ＝３５％〜９９％の範囲に設定することが好ましい。これによりアジマス偏光の０次光反射率は、ラジアル偏光のものより高くなり、その結果、反射型回折光学素子は、アジマス偏光を選択することが可能になる。特にデューティ比ｄ／Λは８５％〜９９％の範囲がより好ましく、この範囲では、アジマス偏光の反射率が高くなり、光学損失が小さくなり、一方、ラジアル偏光の反射率は十分小さくなる。
【００４８】
また、リッジ部の高さｈは、実施の形態１と同様に、０．５〜３μｍの範囲に設定することが好ましい。これにより光学損失が小さく、偏光選択性の良い反射型回折光学素子が得られる。
【００４９】
なお、Ｒａ＞Ｒｒを満たす反射型回折光学素子は、折り返しミラー３の代わりに折り返しミラー２として使用してもよく、さらに３つ以上の折り返しミラーを用いた場合でも少なくとも１つ折り返しミラーとして使用すれば、本実施形態と同様な効果が得られる。
【００５０】
実施の形態４．
図１２は、反射型回折光学素子の他の例を示す断面図である。図３に示した反射型回折光学素子では、リッジ部ＲＧの両側に形成された溝の断面は矩形状であるが、本実施形態では、リッジ部ＲＧの両側に、三角形状の断面を有する溝、いわゆるＶ字溝を形成している。なお、図３と同様に、ｄはリッジ部の幅、ｈはリッジ部の高さ、Λはリッジ部の周期である。
【００５１】
図１３は、図１２に示す反射型回折光学素子のグレーティングの反射率変化の一例を示すグラフである。縦軸は、ラジアル偏光（ＴＭ偏光）とアジマス偏光（ＴＥ偏光）の０次光反射率を示す。横軸は、リッジ部の高さｈを示す。ここで、リッジ部の周期Λ＝２０μｍ、デューティ比ｄ／Λ＝８５％であり、ＲＣＷＡ法を用いて計算している。
【００５２】
図１３を参照すると、図７のグラフと比べて極小値と極大値の差が小さくなり、リッジ部の高さｈに対する０次光反射率の変化が緩和されていることが判る。
【００５３】
また、リッジ部の高さｈが０．５〜３μｍ以上の範囲では、アジマス偏光の０次光反射率がラジアル偏光のものより上回っており、リッジ部の高さｈの加工精度が多少低下しても十分な偏光選択性を示すことが判る。
【００５４】
また、三角形状の断面を有する溝を形成する場合、三角形状の刃先を有するバイト、例えば、ねじ切りバイトなどを用いた旋盤加工により、材料表面を同心円状に切削するだけで、図１２に示す反射型回折光学素子を簡単に製作できる。
【００５５】
こうした三角断面の溝を有する反射型回折光学素子は、実施の形態１〜３に係るレーザ発振器において、矩形断面の溝を有する反射型回折光学素子の代替として使用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１  出力ミラー、  ２，３  折り返しミラー、  ４  リアミラー、  ５  放電電極、
７  レーザ媒質の流れ方向、  ８，９  反射型λ／２板、
ＬＢ  レーザ光、  ＲＧ  リッジ部。
【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】
2011204943.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011204943.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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