(57)【要約】【課題】共振器の機械的精度を好適に維持する。【解決手段】固体レーザ発振装置１では、第１ミラー部３０及び第２ミラー部と媒質収納部２０とを離間させると共に、媒質収納部２０を第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０の載置面である筺体５の底面から離間させることで、媒質収納部２０から第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０への伝熱を大きく低減させることができ、共振器の機械的精度を好適に維持することができる。また、媒質収納部２０と第１ミラー部３０との間、及び、媒質収納部２０と第２ミラー部４０とは断熱部材１１を介して接続されているため、熱伝導を更に抑制することができることから、共振器の機械的精度を好適に維持することができる。【選択図】図１
2015084381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の固体レーザ媒質と、当該固体レーザ媒質を励起する励起光を出射する励起光源と、を収納する媒質収納部と、
前記固体レーザ媒質の一端側に設けられる第１ミラーを備える第１ミラー部と、
前記固体レーザ媒質の他端側に設けられ、前記第１ミラーとともに共振器を構成してレーザ発振を起こさせ、レーザ光を出射させる第２ミラーを備える第２ミラー部と、
を備える固体レーザ発振装置において、
前記媒質収納部は、前記第１ミラー部及び前記第２ミラー部に対して離間すると共に、前記第１ミラー部及び前記第２ミラー部の載置面から離間して設置され、
前記媒質収納部と前記第１ミラー部との間、及び、前記媒質収納部と前記第２ミラー部とは断熱部材を介して接続される固体レーザ発振装置。
【請求項２】
前記媒質収納部は、前記第１ミラー部と前記第２ミラー部に対して懸架手段によって懸架されて支持され、
前記媒質収納部と前記懸架手段との間は前記断熱部材を介して接続される請求項１記載の固体レーザ発振装置。
【請求項３】
前記懸架手段は、前記固体レーザ媒質の延在方向に沿って延びる棒状の複数の支持部材を含んで構成され、
前記媒質収納部が前記断熱部材によって前記懸架手段と一体化され、前記複数の支持部材を前記第１ミラー部と前記第２ミラー部とに対して架け渡すことで、前記媒質収納部が前記第１ミラー部と前記第２ミラー部に対して懸架される請求項２記載の固体レーザ発振装置。
【請求項４】
前記複数の支持部材はそれぞれその一端側で前記第１ミラー部又は前記第２ミラー部に固定され、他端側で摺動可能に支持される請求項３記載の固体レーザ発振装置。
【請求項５】
前記媒質収納部は、前記第１ミラー部側の端面及び前記第２ミラー部側の端面のそれぞれにおいて、前記共振器の光路以外の領域の少なくとも一部を覆う輻射防止材を備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の固体レーザ発振装置。
【請求項６】
前記媒質収納部は、
前記励起光源と前記固体レーザ媒質との温度を所定の温度に維持するための熱媒体が流れる媒体流路と、
前記媒体流路を流れる前記熱媒体の温度との差が１０℃以内となる設定温度で前記媒体流路を加温又は冷却する温度調整手段と、
を備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の固体レーザ発振装置。
【請求項７】
前記固体レーザ媒質は、クロムイオンを活性媒質とするベリリウムアルミネート結晶、エルビウムイオンを活性物質としたイットリウムアルミニウムガーネット結晶、及び、イットリビウムイオンを活性物質としたイットリウムアルミニウムガーネット結晶のうちのいずれかからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の固体レーザ発振装置。
【請求項８】
前記共振器の光路上に、Ｑスイッチ素子、波長変換素子、エタロン素子、複屈折フィルター素子のうちの少なくとも一つが配置される請求項１〜７のいずれか一項に記載の固体レーザ発振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体レーザ発振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られている固体レーザ発振装置においては、固体レーザ媒質の温度を制御することで、レーザ光の出力性能を高めることができる。例えば、特に、クロムイオンを活性媒質とするベリリウムアルミネート（Ｃｒ３＋：ＢｅＡｌ２Ｏ４）結晶を用いたレーザ媒質は、媒質温度を高温に保つことにより、高効率発振が得られることが知られている。
【０００３】
このようなレーザ媒質を用いた高効率発振が可能な装置として、例えば特許文献１では、レーザ媒質をロッド形状にしたレーザロッドを８０℃から９０℃に加温して維持するための加温流路と、ランプを室温に近い温度に冷却するためのイオン交換水を流す冷却流路とを備える構成が示されている。また、特許文献２では、上記の加温流路と冷却流路という二系統の冷却系を一系統の循環流路に集約することで、小型化が達成された固体レーザ発振装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−２３９０７５号公報
【特許文献２】特開平７−２８３４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、レーザ発振器では、長期間運転することにより共振器を構成する光学系の機械的精度が狂い、良好な発振状態から逸脱することがあった。光学系の機械的精度は、レーザロッドを収納する筺体からの輻射熱及び熱伝導による影響があるものと考えられた。
【０００６】
すなわち、従来の固体レーザ発振装置においては、ファブリペロー共振器を構成するミラーを支持する部材と、レーザ媒質を収容する部分とが熱的に接続されていることが多く、このため、固体レーザ発振装置の設置環境よりも高温又は低温となるようにレーザ媒質を加温又は冷却した場合、加温による装置の熱膨張又は熱収縮等が共振器のミラー部に熱影響を及ぼすために、干渉計の形成が乱される事態があった。
【０００７】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、共振器の機械的精度を好適に維持することができる固体レーザ発振装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る固体レーザ発振装置は、棒状の固体レーザ媒質と、当該固体レーザ媒質を励起する励起光を出射する励起光源と、を収納する媒質収納部と、前記固体レーザ媒質の一端側に設けられる第１ミラーを備える第１ミラー部と、前記固体レーザ媒質の他端側に設けられ、前記第１ミラーとともに共振器を構成してレーザ発振を起こさせ、レーザ光を出射させる第２ミラーを備える第２ミラー部と、を備える固体レーザ発振装置において、前記媒質収納部は、前記第１ミラー部及び前記第２ミラー部に対して離間すると共に、前記第１ミラー部及び前記第２ミラー部の載置面から離間して設置され、前記媒質収納部と前記第１ミラー部との間、及び、前記媒質収納部と前記第２ミラー部とは断熱部材を介して接続されることを特徴とする。
【０００９】
上記の固体レーザ発振装置１では、第１ミラー部及び第２ミラー部と媒質収納部とを離間させると共に、媒質収納部を第１ミラー部及び第２ミラー部の載置面から離間させることで、媒質収納部から第１ミラー部及び第２ミラー部への伝熱を大きく低減させることができ、共振器の機械的精度を好適に維持することができる。また、媒質収納部と第１ミラー部との間、及び、媒質収納部と第２ミラー部とは断熱部材を介して接続されているため、熱伝導を更に抑制することができることから、共振器の機械的精度を好適に維持することができる。
【００１０】
ここで、前記媒質収納部は、前記第１ミラー部と前記第２ミラー部に対して懸架手段によって懸架されて支持され、前記媒質収納部と前記懸架手段との間は前記断熱部材を介して接続される態様とすることができる。
【００１１】
このように、媒質収納部が、第１ミラー部と第２ミラー部に対して懸架手段によって懸架されて支持されている場合、例えば媒質収納部を脱着する際に共振器を構成する第１ミラーと第２ミラーとを移動する必要がなくなるため、媒質収納部を移動する場合であっても共振器の機械的精度を好適に維持することができる。
【００１２】
ここで、上記作用を効果的に奏する構成としては、例えば、前記懸架手段は、前記固体レーザ媒質の延在方向に沿って延びる棒状の複数の支持部材を含んで構成され、前記複数の支持部材を前記第１ミラー部と前記第２ミラー部とに対して架け渡すことで、前記媒質収納部が前記第１ミラー部と前記第２ミラー部に対して懸架される態様が挙げられる。
【００１３】
また、前記複数の支持部材はそれぞれその一端側で前記第１ミラー部又は前記第２ミラー部に固定され、他端側で摺動可能に支持される態様とすることができる。
【００１４】
このように、一端側を固定すると共に他端側で摺動可能に支持することによって、例えば媒質収納部側における熱による歪等の構造的な影響が第１ミラー部及び第２ミラー部側に伝播することを抑制することができ、共振器の機械的精度を好適に維持することができる。
【００１５】
また、前記媒質収納部は、前記第１ミラー部側の端面及び前記第２ミラー部側の端面のそれぞれにおいて、前記共振器の光路以外の領域の少なくとも一部を覆う輻射防止材を備える態様としてもよい。
【００１６】
このように、第１ミラー部側の端面及び第２ミラー部側の端面のそれぞれにおいて、輻射防止材を設けることで、第１ミラー部及び第２ミラー部に対する媒質収納部の端面からの輻射熱を抑制することができ、共振器の機械的精度を好適に維持することができる。
【００１７】
また、前記媒質収納部は、前記励起光源と前記固体レーザ媒質との温度を所定の温度に維持するための熱媒体が流れる媒体流路と、前記媒体流路を流れる前記熱媒体の温度との差が１０℃以内となる設定温度で前記媒体流路を加温又は冷却する温度調整手段と、を備える態様とすることができる。媒質収納部に温度調整手段を備えることで、固体レーザ発振装置の設置環境、特に媒質収納部の設置環境に応じて媒質収納部内に発生する温度勾配を小さくすることができ、固体レーザ媒質によるレーザ発振を好適に行うことができる。
【００１８】
また、前記固体レーザ媒質は、クロムイオンを活性媒質とするベリリウムアルミネート結晶、エルビウムイオンを活性物質としたイットリウムアルミニウムガーネット結晶、及び、イットリビウムイオンを活性物質としたイットリウムアルミニウムガーネット結晶のうちのいずれかからなる態様とすることができる。固体レーザ媒質として、上記のうちのいずれかの結晶を用いた場合に、本発明に係る作用を好適に奏することができる。
【００１９】
前記共振器の光路上に、Ｑスイッチ素子、波長変換素子、エタロン素子、複屈折フィルター素子のうちの少なくとも一つが配置されていてもよい。光路上に上記の光学素子が配置されている場合であっても、共振器の機械的精度を好適に維持することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、共振器の機械的精度を好適に維持することができる固体レーザ発振装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る固体レーザ発振装置の構成を概略的に示す正面図である。
【図２】固体レーザ発振装置の上面図である。
【図３】固体レーザ発振装置の一部に係る概略斜視図である。
【図４】固体レーザ発振装置の媒質収納部を説明する図であり、図２のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】第２実施形態に係る固体レーザ発振装置について説明する図である。
【図６】第３実施形態に係る固体レーザ発振装置について説明する図である。
【図７】第４実施形態に係る固体レーザ発振装置について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、説明の便宜の為にＸＹＺ直交座標系を設定する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る固体レーザ発振装置の構成を概略的に示す正面図であり、図２は、固体レーザ発振装置の上面図であり、図３は、固体レーザ発振装置の一部に係る破断概略斜視図であり、図４は、固体レーザ発振装置の媒質収納部を説明する図であり、図２のIV−IV線に沿った断面図である。図１に示すように固体レーザ発振装置１は、本体部１０、第１ミラー部３０、第２ミラー部４０、が筺体５内に収容されていて、励起光源からの励起光によって励起された固体レーザ媒質を介して第１ミラー部３０の第１ミラー３１と第２ミラー部４０の第２ミラー４１との間でレーザ光を往復させることでレーザ光を増幅し、増幅されたレーザ光を第１ミラー３１から前方に連続発振する装置である。以下、各構成要素について説明する。
【００２４】
まず本体部１０について説明する。本体部１０は、図３に示すように、断面が略凹型形状の断熱部材１１の溝部１１Ａに対して、固体レーザ媒質と励起光源とが収納された媒質収納部２０が嵌合するように組み立てられることで、断熱部材１１と媒質収納部２０とが一体化されて形成されたものである。媒質収納部２０は、Ｘ軸方向に沿って延びる略直方体形状をなし、内部には、Ｘ軸方向に沿って延びる断面が楕円状の媒体流路２１が形成されていて、媒体流路２１の側壁に沿って楕円筒状の集光ミラー２２が設けられている。本体部１０としては、伝熱性の高い材料を用いることが好ましく、例えば、アルミニウムを用いることができる。
【００２５】
媒体流路２１の側壁に設けられる集光ミラー２２の一方の焦点位置には、固体レーザ媒質２５が配置され、他方の焦点位置には、固体レーザ媒質２５を励起する励起光を出射する励起光源２６が配置される。
【００２６】
固体レーザ媒質２５は、Ｘ軸に沿って延びる棒状の部材であり、例えば、クロムイオンを活性媒質とするベリリウムアルミネート（Ｃｒ３＋：ＢｅＡｌ２Ｏ４）結晶からなる。固体レーザ媒質２５の両端部は、それぞれ管状の支持部材２７によって液密に支持される。２つの支持部材２７は、それぞれＸ軸に沿って延び、固体レーザ媒質２５を支持する一端側の端部が媒体流路２１に連通すると共に、他端側の端部が媒質収納部２０の端部表面と面一になるように配置され、媒質収納部２０の端面において開口２８を形成している。このように配置される支持部材２７の内部は、固体レーザ媒質から出射されるレーザ光の光路となる。
【００２７】
なお、固体レーザ媒質２５としては、他にクロムイオンやネオジウムイオンを活性物質とするガーネット型結晶や、固溶体結晶、セラミクス、多結晶体等を利用することができる。このうち、ベリリウムアルミネート結晶を用いる場合に、特に固体レーザ媒質２５を高温に維持する必要があるため、本実施形態に係る構成を効果的に利用することができる。また、エルビウムイオンを活性物質としたイットリウムアルミニウムガーネット結晶（Ｅｒ：ＹＡＧ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）、及び、イットリビウムイオンを活性物質としたイットリウムアルミニウムガーネット結晶（Ｙｂ：ＹＡＧ）、を用いる場合、固体レーザ媒質２５を低温に維持する必要があるため、本実施形態に係る構成を効果的に利用することができる。なお、第１実施形態では、固体レーザ媒質２５がクロムイオンを活性媒質とするベリリウムアルミネート結晶からなる場合について説明する。
【００２８】
励起光源２６は、例えばフラッシュランプにより実現され、固体レーザ媒質２５の延在方向、すなわちＸ軸方向に沿って延びるように媒体流路２１内に配置される。
【００２９】
媒体流路２１には、熱媒体を導入するための導入口２１Ａと熱媒体を排出するための排出口２１Ｂが設けられる。導入口２１Ａから導入されて媒体流路２１を流れた後に排出口２１Ｂから排出される熱媒体としては、沸騰点以下の純水が用いられる。また、媒体流路２１を流れる熱媒体の温度は、固体レーザ媒質２５の材質によって適宜変更されるが、例えばクロムイオンを活性媒質とするベリリウムアルミネート（Ｃｒ３＋：ＢｅＡｌ２Ｏ４）結晶からなる固体レーザ媒質２５を用いる場合には、熱媒体の温度は８０℃〜９０℃とすることが好ましい。なお、媒体流路２１を流れる熱媒体は、図示しない循環路を介して循環されている構成とすることができる。
【００３０】
上記の媒質収納部２０が嵌合される断熱部材１１は、Ｘ軸方向に沿って延びる柱状をなし、その断面が略凹型形状とされている。すなわち、媒質収納部２０が嵌合する溝部１１Ａは、Ｘ軸方向に沿って形成されている。図１及び図３に示すように、断熱部材１１は、媒質収納部２０の底面と、側面のうち底面側の一部を覆うように設けられている。そして、断熱部材１１のうち、媒質収納部２０の底面よりも上側（Ｚ軸正方向）であって、上方から見たときにＸ軸方向に延びる媒質収納部２０の側面よりも外側となる位置において、媒質収納部２０を挟み込むように棒状の支持部材１５、１６が設けられる。支持部材１５、１６は、それぞれ断熱部材１１のＸ軸方向に沿った両端から外方に突出するように断熱部材１１内を貫通する。支持部材１５，１６は、第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０に対して本体部１０を懸架するために用いられるが、詳細は後述する。断熱部材１１は、熱伝導性の低い材料を用いて形成することが好ましく、例えば、発泡ＰＴＦＥ材（polytetrafluoroethylene）を用いて形成することができる。また、支持部材１５、１６についても、熱伝導性の低い材料で構成されることが好ましく、例えば、アルミナセラミクス、ＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）を用いて形成することができる。また、断熱部材１１、支持部材１５、１６については、複数の材料を組み合わせて構成することもできる。なお、媒質収納部２０と支持部材１５、１６との間に断熱部材１１の熱伝導性の低い材料が介在することを前提として適宜構成の変更を行うことができる。例えば、断熱部材１１に対して支持部材１５、１６を機械的に固定するために金属の固定用部材を取り付ける構成としてもよい。
【００３１】
次に、第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０について説明する。第１ミラー部３０は、第１ミラー３１と第１ミラー３１を支持する支持台３５とを含んで構成され、筺体５の底面上に載置される。第１ミラー３１は、例えば、ジンバル式ミラーホルダにミラーが取り付けられた構成とすることができる。なお、本実施形態では、第１ミラー３１が支持台３５の上に取り付けられた構成について説明しているが、この構成には限定されない。また、支持台３５には、Ｘ軸に沿って延びる２本の溝３５Ａ、３５Ｂを備える。この溝３５Ａ、３５Ｂは、本体部１０の支持部材１５、１６を取り付けるための溝である。
【００３２】
第２ミラー部４０は、第２ミラー４１と第２ミラー４１を支持する支持台４５とを含んで構成され、筺体５の底面上に載置される。第２ミラー４１についても、例えば、ジンバル式ミラーホルダにミラーが取り付けられた構成とすることができる。また、支持台４５には、Ｘ軸に沿って延びる２本の溝４５Ａ、４５Ｂを備える。この溝４５Ａ、４５Ｂは、本体部１０の支持部材１５、１６を取り付けるための溝である。
【００３３】
第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０は、例えばＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）を用いて形成することができる。また、共振器の光路及びレーザ光の出射光路を除き、その周囲を例えば発泡ＰＴＦＥ材等の断熱性の高い材料で囲う構成としてもよい。
【００３４】
上記の本体部１０と第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０との組み立ては、以下のように行う。まず、第１ミラー部３０と第２ミラー部４０とについて、第１ミラー３１と第２ミラー４１とがファブリペロー型干渉計を構成するように筺体５の底面上に配置する。次に、第１ミラー部３０の溝３５Ａ、３５Ｂに対して、本体部１０に設けられた支持部材１５、１６の一端側が嵌合するように配置する。そして、第２ミラー部４０の溝４５Ａ、４５Ｂに対して、本体部１０の支持部材１５、１６の他端部が嵌合するように配置する。これにより、第１ミラー３１と第２ミラー４１とを結ぶ光路Ｌ上に固体レーザ媒質２５が配置される。第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０に対する支持部材１５、１６の固定方法は特に限定されないが、例えば、ネジ止め固定等の方法が挙げられる。
【００３５】
この固体レーザ発振装置１では、励起光源２６からの励起光Ｌ１を固体レーザ媒質２５が十分に吸収して反転分布状態になることでレーザ光Ｌ２を出射する。レーザ光Ｌ２は、第１ミラー部３０の第１ミラー３１と第２ミラー部４０の第２ミラー４１との間で往復させることで増幅させる。これにより増幅されたレーザ光Ｌ２のエネルギーが所定の閾値を超えたら、第１ミラー３１から前方に連続発振される。
【００３６】
ここで、本実施形態に係る固体レーザ発振装置１では、本体部１０のうち、特に媒質収納部２０が第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０に対して離間すると共に、第１ミラー部及び第２ミラー部４０の載置面である筺体５の底面から離間して設置されていることで、媒質収納部２０からの熱エネルギーの第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０への伝播を抑制することができる。
【００３７】
固体レーザ発振装置１における媒質収納部２０は、媒体流路２１を流れる熱媒体（高温の循環水）、励起光源２６、及び固体レーザ媒質２５が高温に保たれるため、媒質収納部２０から第１ミラー部及び第２ミラー部４０へ伝熱すると、熱膨張等によって共振器の光路の位置がずれる、共振器として成立しなくなる等の異常が起きる可能性があり、共振器の機械的精度が低下することが考えられる。これに対して、本実施形態に係る固体レーザ発振装置１では、第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０と媒質収納部２０とを離間させると共に、媒質収納部２０を第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０の載置面である筺体５の底面から離間させることで、媒質収納部２０から第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０への伝熱を大きく低減させることができ、共振器の機械的精度を好適に維持することができる。また、媒質収納部２０と第１ミラー部３０との間、及び、媒質収納部２０と第２ミラー部４０とは断熱部材１１を介して接続されているため、熱伝導を更に抑制することができることから、共振器の機械的精度を好適に維持することができる。
【００３８】
また、本実施形態に係る固体レーザ発振装置１では、媒質収納部２０を含む本体部１０は、第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０に対して懸架手段である棒状の支持部材１５、１６を架け渡すことで支持されている。したがって、媒質収納部２０と第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０とは支持部材１５、１６によって接続されているのみであるため、媒質収納部２０からの伝熱を抑制することができる。更に、本実施形態に係る固体レーザ発振装置１では、支持部材１５、１６と媒質収納部２０との間に断熱部材１１が設けられていることから、断熱性が更に向上し、共振器の機械的精度を好適に維持することができる。
【００３９】
また、本実施形態に係る固体レーザ発振装置１のように、媒質収納部２０を含む本体部１０は、第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０に対して懸架手段である棒状の支持部材１５、１６を架け渡す構成とした場合、従来の構成と比較して第１ミラー３１及び第２ミラー４１の配置を変更することなく媒質収納部２０の固体レーザ媒質２５を共振器の光路上から取り外すことが容易となる。
【００４０】
なお、固体レーザ媒質２５として低温に保つ必要のある材料を用いた場合には、媒体流路２１を流れる熱媒体として低温の循環水が用いられる。この場合、固体レーザ媒質２５が低温に保たれるため、媒質収納部２０から第１ミラー部及び第２ミラー部４０へ伝熱すると、熱収縮等によって共振器の光路の位置がずれる、共振器として成立しなくなる等の異常が起きる可能性があり、共振器の機械的精度が低下することが考えられる。このように、媒質収納部２０が周辺よりも低温に維持される場合であっても、本実施形態に係る固体レーザ発振装置１の構成によれば、媒質収納部２０から第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０への伝熱を大きく低減させることができ、共振器の機械的精度を好適に維持することができる。また、媒質収納部２０と第１ミラー部３０との間、及び、媒質収納部２０と第２ミラー部４０とは断熱部材１１を介して接続されているため、熱伝導を更に抑制することができることから、共振器の機械的精度を好適に維持することができる。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る固体レーザ発振装置について説明する。図５は、第２実施形態に係る固体レーザ発振装置１Ａについて説明する正面図である。ただし、図５では、筺体は省略し、第１ミラー３１及び第２ミラー４１を破線で示している。固体レーザ発振装置１Ａは、第１実施形態に係る固体レーザ発振装置１と比較して以下の点が相違する。すなわち、第１ミラー部３０と第２ミラー部とが底面側で接続することで一体化されている点と、支持部材１５、１６の固定方法と、が、第１実施形態に係る固体レーザ発振装置１と相違する。
【００４２】
固体レーザ発振装置１Ａでは、断熱部材１１、媒質収納部２０、支持部材１５、１６を含む本体部１０の構造は固体レーザ発振装置１と同様である。また、支持部材１５、１６によって、本体部１０が第１ミラー部３０と第２ミラー部４０とに懸架されている点も同様である。一方、第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０は、本体部１０の底面、すなわち断熱部材１１の底面よりも下方で、接続部材５０によって接続されることで一体化されている。これにより、本体部１０は、固体レーザ発振装置１と同様に、第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０から離間すると共に第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０の載置面からは離間して設けられている。このように、第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０の形状は適宜変更することができる。
【００４３】
また、固体レーザ発振装置１Ａでは、第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０に対する支持部材１５、１６の固定方法を変更している。図５に示す固体レーザ発振装置１Ａでは、支持部材１５を例示しているが、第２ミラー部４０側の端部では、例えば、焼き入れした刃物上又は針状の先端を持つネジ等の固定部材４７によって固定すると共に、更に端部側においては支持部材１５を摺動可能に支持している（図５では、矢印Ａで示す）。一方、第１ミラー部３０側の端部では、支持部材１５は摺動可能に支持されている。摺動可能に支持する方法として、例えば、樹脂を先端に埋め込んだネジで支持する方法、及び、樹脂を挟んだすり割り構造により支持する方法等を用いることができる。このように、一端側（第２ミラー部４０側）では、支持部材１５を固定し、他端側（第１ミラー部３０側）では、支持部材１５を摺動可能に支持する構成とすることができる。この構成の場合には、媒質収納部２０からの熱等によって本体部１０に歪等が生じたとしても、支持部材１５の摺動等によって歪を吸収することができ、第１ミラー３１、第２ミラー４１への影響を低減することが可能となる。
【００４４】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る固体レーザ発振装置について説明する。図６は、第３実施形態に係る固体レーザ発振装置１Ｂの一部に係る概略斜視図である。図６では、筺体及び第１ミラー部は省略している。固体レーザ発振装置１Ｂは、第１実施形態に係る固体レーザ発振装置１と比較して以下の点が相違する。すなわち、媒質収納部２０の第１ミラー部側の端面及び前記第２ミラー部４０側の端面のそれぞれにおいて、共振器の光路以外の領域の少なくとも一部を覆う輻射防止材５５が設けられる点である。
【００４５】
図６に示すように、第３実施形態に係る固体レーザ発振装置１Ｂでは、媒質収納部２０のＹＺ平面に沿った端面２０Ａ（図示しない第１ミラー部側の端面）において固体レーザ媒質２５と連通する開口２８、すなわち共振器の光路を形成する開口２８に対応する領域に開口５６を有する輻射防止材５５が取り付けられている。輻射防止材５５としては、例えば、ジルコニア等のセラミクス及びＳＵＳ３０４等の金属を用いることができる。このように、第１ミラー部３０と対向する端面の少なくとも一部に輻射防止材５５を設けることで、媒質収納部２０からの伝熱を更に抑制することができる。なお、図示していないが、端面２０Ａと対向する第２ミラー部４０側の端面２０Ｂにも輻射防止材を設けていると、第２ミラー部４０への伝熱を抑制することができるため更に好ましい。
【００４６】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る固体レーザ発振装置について説明する。図７は、第４実施形態に係る固体レーザ発振装置１Ｃを構成する本体部１０のＹＺ平面に沿った断面図である。固体レーザ発振装置１Ｃは、第１実施形態に係る固体レーザ発振装置１と比較して以下の点が相違する。すなわち、媒質収納部２０内の媒体流路２１よりも下方に、温度調整手段としての温度保持用ヒータ７０が組み込まれている点が相違する。温度保持用ヒータ７０は、媒質収納部２０内の温度変化のうち、特に媒質収納部２０のうち媒体流路２１内部と外部との温度勾配を小さくするために設けられている。媒質収納部２０が伝熱性の高い材料によって構成されている場合、外部環境に応じてその温度が変動する可能性がある。そこで、温度保持用ヒータ７０での設定温度を熱媒体に近い温度に設定して加温することで、媒質収納部２０内の温度勾配を小さくすることができる。これによって、固体レーザ発振装置１Ｃの設置環境に影響されずに、安定なレーザ発振を得ることができる。なお、温度保持用ヒータ７０の設定温度は、媒質収納部２０を構成する材料の熱抵抗値に応じて適宜変更されるが、例えば、媒体流路２１を流れる熱媒体の温度に対してプラスマイナス１０℃の間に設定する（熱媒体との温度差を１０℃以下とする）ことで、外部環境等に由来する温度勾配の影響をなくすことができる。
【００４７】
なお、固体レーザ媒質２５として低温に保つ必要のある材料を用いた場合には、温度調整手段として、温度保持用ヒータ７０に代えて低温保持用電子冷却器を用いることが好ましい。低温保持用電子冷却器を用いることが好ましい固体レーザ媒質２５としては、エルビウムイオンを活性物質としたイットリウムアルミニウムガーネット結晶及びイットリビウムイオンを活性物質としたイットリウムアルミニウムガーネット結晶が挙げられる。温度調整手段として低温保持用電子冷却器を用いた場合であっても、設定温度を熱媒体に近い温度に設定して冷却することで、媒質収納部２０内の温度勾配を小さくすることができる。これによって、固体レーザ発振装置１Ｃの設置環境に影響されずに、安定なレーザ発振を得ることができる。なお、低温保持用電子冷却器の設定温度は、媒質収納部２０を構成する材料の熱抵抗値に応じて適宜変更されるが、例えば、媒体流路２１を流れる熱媒体の温度に対してプラスマイナス１０℃の間に設定する（熱媒体との温度差を１０℃以下とする）ことで、外部環境等に由来する温度勾配の影響をなくすことができる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態に係る固体レーザ発振装置について説明したが、本発明に係る固体レーザ発振装置は上記の構成に限定されず種々の変更を行うことができる。
【００４９】
例えば、上記実施形態の固体レーザ発振装置では、共振器の光路上には固体レーザ媒質が配置される構成について説明したが、共振器の光路上には他の光学素子を配置することができる。光学素子としては、Ｑスイッチ素子、波長変換素子、エタロン素子、複屈折フィルター素子等が挙げられ、これらの中から一つ以上選択して配置することができる。
【００５０】
また、上記実施形態の固体レーザ発振装置では、本体部１０を第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０に懸架させる懸架手段が２本の棒状の支持部材１５、１６である場合について説明したが、支持部材の本数は特に限定されない。ただし、２本以上である場合には、本体部１０を安定して支持することが可能である。また、支持部材１５、１６は、断熱部材１１を貫通する形状に限定されず、第１ミラー部３０側の支持部材と第２ミラー部４０側の支持部材とを互いに異なる部材としてもよい。
【００５１】
更に、媒質収納部２０を第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０と離間すると共に第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０の載置面からも離間して配置をし、更に、媒質収納部２０と第１ミラー部３０との間、及び、媒質収納部２０と第２ミラー部４０とが断熱部材を介して接続される構成であれば、上記実施形態の構成に限定されない。例えば、支持部材等を利用せずに断熱部材を介して、媒質収納部２０を第１ミラー部３０及び第２ミラー部４０と接続してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１、１Ａ〜１Ｃ…固体レーザ発振装置、１０…本体部、１１…断熱部材、２０…媒質収納部、２５…固体レーザ媒質、２６…励起光源、３０…第１ミラー部、３１…第１ミラー、４０…第２ミラー部、４１…第２ミラー。
【図１】
2015084381.tif 000003
【図２】
2015084381.tif 000004
【図３】
2015084381.tif 000005
【図４】
2015084381.tif 000006
【図５】
2015084381.tif 000007
【図６】
2015084381.tif 000008
【図７】
2015084381.tif 000009