(57)【要約】
【課題】　レーザー・ビーム・エキスパンド・ミラーの空間を利用して安定なレーザー出力工率を得ることができるレーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーを提供することを目的とする。
【解決手段】　上記課題を解決するため、内部に光学分光器と光検出器を有するレーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーであって、レーザー・ビームがミラー・シリンダーを通過する際に、前記光学分光器が一部のレーザー・ビームを前記光検出器に反射して光工率を検出するため、元来のビーム・エキスパンドの機能に加えて光工率を検出する機能を有する構成とされる。
【選択図】　　　図１
0003100262.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
　内部に光学分光器と光検出器を有するレーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーであって、
　レーザー・ビームがミラー・シリンダーを通過する際に、前記光学分光器が一部のレーザー・ビームを前記光検出器に反射して光工率を検出するため、元来のビーム・エキスパンドの機能に加えて光工率を検出する機能を有することを特徴とする、
　レーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダー。
【請求項２】
　前記光学分光器の所定位置の平滑な鏡面に、膜をメッキする又はメッキしないに拘らず、その反射率が０．１％〜９９％になることを特徴とする、
　請求項１に記載のレーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダー。
【請求項３】
　前記光学分光器の反射角度は、０．１ないし８９．９度に介在することを特徴とする、
　請求項１に記載のレーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダー。
【請求項４】
　前記レーザー・ビームの波長範囲は、紫外線ないし赤外線の間に介在することを特徴とする、
　請求項１に記載のレーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダー。
【請求項５】
　前記光検出器は、光信号を電気信号に転換可能な装置であることを特徴とする、
　請求項１に記載のレーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダー。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本考案は、レーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーに係わり、特に、元来のビーム・エキスパンドの機能のほか、光工率を検出する機能を有することを特徴とするレーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　現在、多くのレーザー応用分野では、長時間にわたって光工率が安定したレーザー光源を必要としている。しかしながら、殆どすべてのレーザー光工率が温度の変化に従って変化し、特に光線出射条件が僅かにレーザー閾値よりやや高くなる場合に、光工率の不安定な現象がさらに顕著に表れる。また、レーザーの小型化も大切な改良、開発条件の一つである。特に多くの指示及びマッチングの用途において、小型化と軽量化が未来の発展の趨勢となっている。
【０００３】
　一般のレーザー・ダイオードはフォトダイオードによってレーザーダイオードの背面の漏れ光をコレクトし、その生成する光電流を自動工率制御電気回路にフィードバックし、それによって出射光の安定化を制御する。また、従来の大型のレーザーはすべて光線出射口の先端部に分光器とフォトダイオードを配置し、一部の光工率を光電流に転換し、それによって光工率を制御する。一方、小型化のダイオード励起式固形緑光レーザー（ｄｉｏｄｅ−ｐｕｍｐ　ｓｏｌｉｄ　ｓｔａｔｅ　ｇｒｅｅｎ　ｌａｓｅｒ）は、光ビームの径が細く、発散角が大きいので、一般に内部にビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーを含有している。これにより、レーザー・ビームを拡大させると共に、レーザの発散角を減少させる。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
　しかしながら、従来の殆どすべてのレーザー光工率が、温度の変化に応じて変化してしまう。例えば、図２は従来の定電流制御式緑光レーザーの光工率の温度に対する変化を示す図である。図２において、最も好ましい工率は大体摂氏２５度の時に生じ、温度が上昇しまたは降下する場合に、光工率が明らかに降下し、一般の室温下で長時間のテストを実行する場合、工率が不安定になり、その安定さはほぼ２０％ぐらいである。特に、光線出射条件が僅かにレーザー閾値よりやや高くなる場合に、光工率の不安定な現象がさらに顕著に表れてしまうという問題点があった。
【０００５】
　また、一般のレーザー・ダイオードはフォトダイオード方式の構成において、体積が最も小さくなるが、背面方向光と正面方向出射光との比例が決まらず、光工率が不安定になってしまうという問題点があった。
【０００６】
　また、上記従来の大型のレーザーの場合では、工率がより安定するが、余分の空間を取ってしまうと共に、増加した設備を配置する必要があるため、体積がより大きくなってしまうという問題点があった。
【０００７】
　一方、小型化のダイオード励起式固形緑光レーザーの場合では、レーザーの背面方向光が非常に微弱的であると共に、内部に赤外線成分を含有しているので、レーザーダイオードの方式のように光工率を制御する方法を採用できなくなるという問題点があった。
【０００８】
　本考案は、レーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーにおいて、レーザー・ビーム・エキスパンド・ミラーの空間を利用して安定したレーザー出力工率を得ることができるレーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダー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】
【０００９】
　前記の目的を図るために、本考案は、請求項１に記載されるように、内部に光学分光器と光検出器を有するレーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーであって、レーザー・ビームがミラー・シリンダーを通過する際に、前記光学分光器が一部のレーザー・ビームを前記光検出器に反射して光工率を検出するため、元来のビーム・エキスパンドの機能に加えて光工率を検出する機能を有することを特徴とする。
【００１０】
　また、本考案は請求項２に記載されるように、前記光学分光器の所定位置の平滑な鏡面に、膜をメッキする又はメッキしないに拘らず、その反射率が０．１％〜９９％になることを特徴とする。
【００１１】
　また、本考案は請求項３に記載されるように、前記光学分光器の反射角度が０．１ないし８９．９度に介在することを特徴とする。
【００１２】
　また、本考案は請求項４に記載されるように、前記レーザー・ビームの波長範囲が紫外線ないし赤外線の間に介在することを特徴とする。
【００１３】
　また、本考案は請求項５に記載されるように、前記光検出器が光信号を電気信号に転換可能な装置であることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１４】
　本考案のレーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーにおいて、レーザー・ビーム・エキスパンド・ミラーの空間に分光器とフォトダイオードを配置することにより、寸法を増加しない状況下で、安定したレーザーの出力工率を得ることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１５】
　以下に添付図面を参照して本考案の好適な実施の形態を詳細かつ具体的に説明するが、それらの説明による具体的な態様は単に本考案の実施可能な実施形態に過ぎず、本考案の請求の範囲を狭義的に定義するものではない。
【００１６】
　図１は、本考案のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーを示す断面図である。
図１において、本考案は、従来のビーム・エキスパンド・シリンダーを改造し、元の空間内に分光器１９と光検出器１３（フォトダイオード）を配置している。これにより、光工率検出の機能を増加させることができる。図１に示すように、分光器１９と分光器座１８とフォトダイオード１３が新たに加入した構成であり、他の部分（凸レンズ１０、焦点調整用ネジ１１、赤外線フィルター１２、反射角１４、電気回路基板１５、凹レンズ１６、凹レンズ座１７、緑光レーザー２０、レーザー・ビーム２１）は従来のビーム・エキスパンド・シリンダーの構成を示している。
【００１７】
　レーザー・ビームが凹レンズと凸レンズを通すと、ビームが拡大されつつ、発散角が縮小される。赤外線遮断片がレーザー・ビームにおける赤外線成分をろ過するものである。また、分光器はメッキ膜無しレンズを採用してもよく、その反射率は大体８％である。尚、メッキ膜を利用して反射率を変更してもよい。分光器の角度を調整し、反射光をフォトダイオードに入射し、光電流を生成し、また、電気コードを介して自動工率電気回路にフィードバックする。
【００１８】
　図２は、従来の固定電流制御式緑光レーザーの光工率の温度に対する変化図であり、その最も好ましい工率は大体摂氏２５度（２５℃）の時に生じ、温度が上昇しまたは降下する場合に、光工率が明らかに降下し、一般の室温下で長時間のテストを実行する場合、工率が不安定になり、その安定さはほぼ２０％ぐらいである。
【００１９】
　図３は、本考案のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーに緑光レーザーを加入後の自動工率制御電気回路を合わせて使用する場合のレーザーの光工率の温度変化を示す図である。図４は、本考案のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーに室温下で緑光レーザーを導入してから５０時間内の工率時間の変化を示す図である。図３において、この装置に緑光レーザーを導入すると、自動工率制御電気回路を介して生成するレーザー・ビームの光工率の温度に対する変化を示し、摂氏１５ないし３５度の範囲内に、工率がすべて５％の変動範囲内にある。図４は室温下で、その装置に緑光レーザーを導入してから５０時間内における工率の時間に対する変化を示しており、変化は５％程度となり安定している。
【００２０】
　前記に説明したとおりに、本考案は元のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーの寸法に影響を与えない条件下で、分光器とフォトダイオードを配置することによって光工率検出の機能を余分に増加することができる。この装置を利用する場合、工率が安定なレーザー光源を生成でき、高度のコマーシャル価値を有する。
【００２１】
　尚、本考案のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーは上記の構成に限定されることなく、本考案のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーを変形及び改良した構成においても適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本考案のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーを示す断面図である。
【図２】従来の定電流制御式緑光レーザーの光工率の温度に対する変化を示す図である。
【図３】本考案のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーに緑光レーザーを加入後の自動工率制御電気回路を合わせて使用する場合のレーザーの光工率の温度変化を示す図である。
【図４】本考案のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーに室温下で緑光レーザーを導入してから５０時間内の工率時間の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
　１０　凸レンズ
　１１　焦点調整用ネジ
　１２　赤外線フィルター
　１３　光検出器（フォトダイオード）
　１４　反射角
　１５　電気回路基板
　１６　凹レンズ
　１７　凹レンズ座
　１８　分光器座
　１９　分光器
　２０　緑光レーザー
　２１　レーザー・ビーム
【図１】
0003100262.tif 000003
【図２】
0003100262.tif 000004
【図３】
0003100262.tif 000005
【図４】
0003100262.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月23日(2003.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
　内部に光学分光器と光検出器を有するレーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーであって、
　レーザー・ビームがミラー・シリンダーを通過する際に、前記光学分光器が一部のレーザー・ビームを前記光検出器に反射して光効率を検出するため、元来のビーム・エキスパンドの機能に加えて光効率を検出する機能を有することを特徴とする、
　レーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダー。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本考案は、レーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーに係わり、特に、元来のビーム・エキスパンドの機能のほか、光効率を検出する機能を有することを特徴とするレーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　現在、多くのレーザー応用分野では、長時間にわたって光効率が安定したレーザー光源を必要としている。しかしながら、殆どすべてのレーザー光効率が温度の変化に従って変化し、特に光線出射条件が僅かにレーザー閾値よりやや高くなる場合に、光効率の不安定な現象がさらに顕著に表れる。また、レーザーの小型化も大切な改良、開発条件の一つである。特に多くの指示及びマッチングの用途において、小型化と軽量化が未来の発展の趨勢となっている。
【０００３】
　一般のレーザー・ダイオードはフォトダイオードによってレーザーダイオードの背面の漏れ光をコレクトし、その生成する光電流を自動効率制御電気回路にフィードバックし、それによって出射光の安定化を制御する。また、従来の大型のレーザーはすべて光線出射口の先端部に分光器とフォトダイオードを配置し、一部の光効率を光電流に転換し、それによって光効率を制御する。一方、小型化のダイオード励起式固形緑光レーザー（ｄｉｏｄｅ−ｐｕｍｐ　ｓｏｌｉｄ　ｓｔａｔｅ　ｇｒｅｅｎ　ｌａｓｅｒ）は、光ビームの径が細く、発散角が大きいので、一般に内部にビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーを含有している。これにより、レーザー・ビームを拡大させると共に、レーザの発散角を減少させる。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
　しかしながら、従来の殆どすべてのレーザー光効率が、温度の変化に応じて変化してしまう。例えば、図２は従来の定電流制御式緑光レーザーの光効率の温度に対する変化を示す図である。図２において、最も好ましい効率は大体摂氏２５度の時に生じ、温度が上昇しまたは降下する場合に、光効率が明らかに降下し、一般の室温下で長時間のテストを実行する場合、効率が不安定になり、その安定さはほぼ２０％ぐらいである。特に、光線出射条件が僅かにレーザー閾値よりやや高くなる場合に、光効率の不安定な現象がさらに顕著に表れてしまうという問題点があった。
【０００５】
　また、一般のレーザー・ダイオードはフォトダイオード方式の構成において、体積が最も小さくなるが、背面方向光と正面方向出射光との比例が決まらず、光効率が不安定になってしまうという問題点があった。
【０００６】
　また、上記従来の大型のレーザーの場合では、効率がより安定するが、余分の空間を取ってしまうと共に、増加した設備を配置する必要があるため、体積がより大きくなってしまうという問題点があった。
【０００７】
　一方、小型化のダイオード励起式固形緑光レーザーの場合では、レーザーの背面方向光が非常に微弱的であると共に、内部に赤外線成分を含有しているので、レーザーダイオードの方式のように光効率を制御する方法を採用できなくなるという問題点があった。
【０００８】
　本考案は、レーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーにおいて、レーザー・ビーム・エキスパンド・ミラーの空間を利用して安定したレーザー出力効率を得ることができるレーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダー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】
【０００９】
　前記の目的を図るために、本考案は、請求項１に記載されるように、内部に光学分光器と光検出器を有するレーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーであって、レーザー・ビームがミラー・シリンダーを通過する際に、前記光学分光器が一部のレーザー・ビームを前記光検出器に反射して光効率を検出するため、元来のビーム・エキスパンドの機能に加えて光効率を検出する機能を有することを特徴とする。
【００１０】
　また、本考案は請求項２に記載されるように、前記光学分光器の所定位置の平滑な鏡面に、膜をメッキする又はメッキしないに拘らず、その反射率が０．１％〜９９％になることを特徴とする。
【００１１】
　また、本考案は請求項３に記載されるように、前記光学分光器の反射角度が０．１ないし８９．９度に介在することを特徴とする。
【００１２】
　また、本考案は請求項４に記載されるように、前記レーザー・ビームの波長範囲が紫外線ないし赤外線の間に介在することを特徴とする。
【００１３】
　また、本考案は請求項５に記載されるように、前記光検出器が光信号を電気信号に転換可能な装置であることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１４】
　本考案のレーザー・ビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーにおいて、レーザー・ビーム・エキスパンド・ミラーの空間に分光器とフォトダイオードを配置することにより、寸法を増加しない状況下で、安定したレーザーの出力効率を得ることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１５】
　以下に添付図面を参照して本考案の好適な実施の形態を詳細かつ具体的に説明するが、それらの説明による具体的な態様は単に本考案の実施可能な実施形態に過ぎず、本考案の請求の範囲を狭義的に定義するものではない。
【００１６】
　図１は、本考案のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーを示す断面図である。
図１において、本考案は、従来のビーム・エキスパンド・シリンダーを改造し、元の空間内に分光器１９と光検出器１３（フォトダイオード）を配置している。これにより、光効率検出の機能を増加させることができる。図１に示すように、分光器１９と分光器座１８とフォトダイオード１３が新たに加入した構成であり、他の部分（凸レンズ１０、焦点調整用ネジ１１、赤外線フィルター１２、反射角１４、電気回路基板１５、凹レンズ１６、凹レンズ座１７、緑光レーザー２０、レーザー・ビーム２１）は従来のビーム・エキスパンド・シリンダーの構成を示している。
【００１７】
　レーザー・ビームが凹レンズと凸レンズを通すと、ビームが拡大されつつ、発散角が縮小される。赤外線遮断片がレーザー・ビームにおける赤外線成分をろ過するものである。また、分光器はメッキ膜無しレンズを採用してもよく、その反射率は大体８％である。尚、メッキ膜を利用して反射率を変更してもよい。分光器の角度を調整し、反射光をフォトダイオードに入射し、光電流を生成し、また、電気コードを介して自動効率電気回路にフィードバックする。
【００１８】
　図２は、従来の固定電流制御式緑光レーザーの光効率の温度に対する変化図であり、その最も好ましい効率は大体摂氏２５度（２５℃）の時に生じ、温度が上昇しまたは降下する場合に、光効率が明らかに降下し、一般の室温下で長時間のテストを実行する場合、効率が不安定になり、その安定さはほぼ２０％ぐらいである。
【００１９】
　図３は、本考案のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーに緑光レーザーを加入後の自動効率制御電気回路を合わせて使用する場合のレーザーの光効率の温度変化を示す図である。図４は、本考案のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーに室温下で緑光レーザーを導入してから５０時間内の効率時間の変化を示す図である。図３において、この装置に緑光レーザーを導入すると、自動効率制御電気回路を介して生成するレーザー・ビームの光効率の温度に対する変化を示し、摂氏１５ないし３５度の範囲内に、効率がすべて５％の変動範囲内にある。図４は室温下で、その装置に緑光レーザーを導入してから５０時間内における効率の時間に対する変化を示しており、変化は５％程度となり安定している。
【００２０】
　前記に説明したとおりに、本考案は元のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーの寸法に影響を与えない条件下で、分光器とフォトダイオードを配置することによって光効率検出の機能を余分に増加することができる。この装置を利用する場合、効率が安定なレーザー光源を生成でき、高度のコマーシャル価値を有する。
【００２１】
　尚、本考案のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーは上記の構成に限定されることなく、本考案のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーを変形及び改良した構成においても適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本考案のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーを示す断面図である。
【図２】従来の定電流制御式緑光レーザーの光効率の温度に対する変化を示す図である。
【図３】本考案のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーに緑光レーザーを加入後の自動効率制御電気回路を合わせて使用する場合のレーザーの光効率の温度変化を示す図である。
【図４】本考案のビーム・エキスパンド・ミラー・シリンダーに室温下で緑光レーザーを導入してから５０時間内の効率時間の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
　１０　凸レンズ
　１１　焦点調整用ネジ
　１２　赤外線フィルター
　１３　光検出器（フォトダイオード）
　１４　反射角
　１５　電気回路基板
　１６　凹レンズ
　１７　凹レンズ座
　１８　分光器座
　１９　分光器
　２０　緑光レーザー
　２１　レーザー・ビーム