(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射部よりレーザ光が内部に入射され、前記入射部の第１方向側に設けられる出射部より前記レーザ光が外部に出射される固体状の媒質と、前記媒質の、前記第１方向と直交する第２方向側の表面に設けられて、前記媒質内のレーザ光を受光して前記出射部に向けて増幅しつつ反射する増幅層と、を有することにより、内部において、前記レーザ光を、前記第１方向に向かうに従って前記第２方向に傾斜する方向に進行させるレーザ媒質部と、
前記増幅層を冷却する板状の部材であるマイクロチャネル型の冷却部と、
前記増幅層と前記冷却部との間に接触して設けられ、前記増幅層の熱を前記冷却部に伝熱する熱伝導部と、
を有し、
前記冷却部は、表面が前記熱伝導部と接触し、
前記冷却部内部には、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に延在して冷却溶媒が流れる流路が、前記第１方向に並んで複数開口しており、前記流路の内部に冷却溶媒を流すことで、前記増幅層を間接冷却し、
前記熱伝導部は、グラファイトシートであり、前記第２方向における一方の表面が前記増幅層に接触し、前記第２方向における他方の表面が前記冷却部と接触し、前記第２方向に沿った熱伝導率が、前記第１方向及び前記第３方向に沿った熱伝導率よりも高い、固体レーザ増幅装置。
【請求項２】
前記増幅層、前記熱伝導部及び前記冷却部は、前記媒質の対向する表面のそれぞれに設けられる、請求項１に記載の固体レーザ増幅装置。
【請求項３】
前記冷却部及び前記熱伝導部は、前記レーザ光の進行方向に沿って、所定の間隔をおいて複数設けられる、請求項２に記載の固体レーザ増幅装置。
【請求項４】
前記冷却部が前記熱伝導部に接触する面は、グラファイトシートである、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の固体レーザ増幅装置。
【請求項５】
前記冷却部の一方の端部に接続されて、前記流路に導通して前記流路に前記冷却溶媒を供給する入口ヘッダ部と、
前記冷却部の他方の端部に接続されて、前記流路に導通して前記流路からの前記冷却溶媒が流出する出口ヘッダ部と、を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の固体レーザ増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体レーザ増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体レーザは、レーザ媒質に固体を用いたレーザである。固体レーザ増幅装置は、レーザ媒質内にレーザ光を透過させることによりレーザ光の出力を向上（増幅）させる装置である。例えば、スラブ型固体レーザ増幅装置の場合、レーザ媒質内部に入射させたレーザ光を、レーザ媒質の対向する両表面で反射させつつ、レーザ媒質内をジグザグに進行させて増幅を行う。
【０００３】
レーザ媒質は、内部を透過するレーザ光によって加熱されてしまうため、冷却が必要となる。従来、このレーザ媒質の冷却には直接冷却が用いられていた。直接冷却においては、例えばレーザ媒質の表面を覆うように設けられた冷却室の内部を加圧し、冷却室内において液体窒素をレーザ媒質表面に向けて噴射することにより、冷却を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５１３５２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、液体窒素が噴射される冷却室は、冷却のため密閉する必要があり、例えばレーザ媒質と冷却室との間にシール材を設けることにより外部から密閉している。しかし、レーザ媒質の温度変化による熱伸び等により、シール材によるシールが困難になる場合がある。シールが適切に行われない場合、レーザ媒質の冷却が適切に行われないおそれが生じる。
【０００６】
従って、本発明は、レーザ媒質の冷却を適切に行う固体レーザ増幅装置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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の固体レーザ増幅装置は、入射部よりレーザ光が内部に入射され、出射部より前記レーザ光が外部に出射される固体状の媒質と、前記媒質の表面に設けられて、前記媒質内のレーザ光を受光して前記出射部に向けて増幅しつつ反射する増幅層と、を有するレーザ媒質部と、前記増幅層を冷却するマイクロチャネル型の冷却部と、前記増幅層と前記冷却部との間に接触して設けられ、前記増幅層の熱を前記冷却部に伝熱する熱伝導部と、を有する。
【０００８】
この固体レーザ増幅装置によれば、間接冷却となるため、レーザ媒質部を冷却するためにシールを行う必要がなく、レーザ媒質部を適切に冷却することができる。
【０００９】
前記固体レーザ増幅装置において、前記増幅層、前記熱伝導部及び前記冷却部は、前記媒質の対向する表面のそれぞれに設けられることが好ましい。この固体レーザ増幅装置によれば、レーザ光を受光して高温となりやすい箇所である増幅層を確実に冷却するため、より適切に増幅層を冷却することができる。
【００１０】
前記固体レーザ増幅装置において、前記冷却部及び前記熱伝導部は、前記レーザ光の進行方向に沿って、所定の間隔をおいて複数設けられることが好ましい。この固体レーザ増幅装置によれば、レーザ媒質部内の温度分布が偏ることを抑制して、レーザ光の性能低下を抑制することができる。
【００１１】
前記固体レーザ増幅装置において、前記熱伝導部は、グラファイトシートであり、一方の表面が前記増幅層に接触し、他方の表面が前記冷却部と接触することが好ましい。この固体レーザ増幅装置によれば、熱伝導部が熱伝導率の高いグラファイトシートであるため、増幅層の熱をより効率よく冷却部に伝えることができる。
【００１２】
前記固体レーザ増幅装置において、前記熱伝導部は、前記一方の表面に平行な方向に沿った熱伝導率が、前記一方の表面に交差する方向に沿った熱伝導率よりも高いことが好ましい。この固体レーザ増幅装置によれば、増幅層の熱を熱伝導部の表面方向に拡散して、その熱を冷却部の表面全体で冷却することができる。従って、この熱伝導部は、より適切に増幅層を冷却することができる。
【００１３】
前記固体レーザ増幅装置において、前記熱伝導部は、前記一方の表面に平行な方向に沿った熱伝導率が、前記一方の表面に交差する方向に沿った熱伝導率よりも低いことが好ましい。この固体レーザ増幅装置によれば、増幅層から冷却部に向かう方向に熱を迅速に伝えることができるため、増幅層をより迅速に冷却することが可能となる。
【００１４】
前記固体レーザ増幅装置において、前記冷却部が前記熱伝導部に接触する面は、グラファイトシートであることが好ましい。この固体レーザ増幅装置によれば、冷却部自体の熱伝導率を高くすることができるため、より適切に増幅層を冷却することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、レーザ媒質の冷却を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施形態における固体レーザ装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本実施形態における冷却部の模式図である。
【図３】図３は、本実施形態における固体レーザ増幅装置を上面から見た模式図である。
【図４】図４は、熱伝導部の形状を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００１８】
図１は、本実施形態における固体レーザ装置の構成を示す模式図である。本実施形態に係る固体レーザ装置１は、媒質に固体を用いた固体レーザを照射する装置であり、スラブ型固体レーザ照射装置である。図１に示すように、固体レーザ装置１は、固体レーザ増幅装置１０と、収納室１２と、発光部１００と、照射部１０２とを有する。発光部１００は、レーザ光Ｌの励起光源であり、例えばレーザダイオードである。照射部１０２は、例えばレーザ照射ヘッドである。固体レーザ装置１は、発光部１００で励起させたレーザ光Ｌを、収納室１２に設けられた固体レーザ増幅装置１０内に透過させて増幅し、増幅させたレーザ光Ｌを照射部１０２から照射する。固体レーザ装置１は、照射部１０２からレーザ光Ｌを照射して、機械加工等を行う。なお、固体レーザ装置１が照射するレーザ光Ｌは、例えば１００Ｗ／ｃｍ２以上の高出力のものである。
【００１９】
図１に示すように、収納室１２は、内部に固体レーザ増幅装置１０を収納する部屋である。収納室１２は、外部から密閉された部屋であり、使用時にはポンプ等で内部の気体が排出されて、真空状態となる。収納室１２には、入射窓１２ａ、出射窓１２ｂが設けられており、発光部１００からのレーザ光Ｌを入射窓１２ａから内部に透過させ、内部のレーザ光Ｌを出射窓１２ｂから照射部１０２に出射させる。
【００２０】
固体レーザ増幅装置１０は、いわゆるスラブ型固体レーザの増幅装置である。固体レーザ増幅装置１０は、レーザ媒質部２０と、冷却部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃと、熱伝導部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃと、を有する。
【００２１】
レーザ媒質部２０は、レーザ光Ｌを増幅するためのスラブ型のレーザ媒質である。レーザ媒質部２０は、本実施形態ではＮｄ：ＹＡＧセラミックスである。Ｎｄ：ＹＡＧセラミックスは、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet；イットリウムアルミニウムガーネット）の結晶を製造する過程でイットリウムの一部をネオジムでドープしたものである。レーザ媒質部２０は、媒質２２と増幅層２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃとを有する。媒質２２は、例えばＹＡＧなどの透光性を有する結晶（固体）である。増幅層２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは、媒質２２の表面に設けられた層であり、媒質２２と同じ材料の板にイットリウム等のイオンをドープして生成される。増幅層２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは、レーザ光Ｌを増幅する利得媒質である。
【００２２】
媒質２２は、六面体（本実施形態では錐台）である。媒質２２は、方向Ｘに沿った長さが、方向Ｙに沿った長さよりも長くなっている。方向Ｙは、方向Ｘと交差する方向であり、本実施形態では方向Ｘに直交する方向である。また、後述する方向Ｚは、方向Ｘ及び方向Ｙと交差する方向であり、本実施形態では方向Ｘ及び方向Ｙに直交する方向である。媒質２２は、方向Ｙに沿った一方の面が、面積の小さい側の上底面２２ａであり、他方の面が、面積の大きい側の下低面２２ｂである。ただし、媒質２２の形状は、これに限られない。
【００２３】
増幅層２４Ａ、２４Ｃは、下低面２２ｂに、方向Ｘに沿って所定の間隔をおいて取付けられている。増幅層２４Ｂは、上底面２２ａに取付けられている。増幅層２４Ｂは、方向Ｘに沿って、増幅層２４Ａと増幅層２４Ｃとの間に位置している。なお、上底面２２ａは、増幅層２２Ｂが１つだけ取付けられているが、下底面２２ｂと同様に、所定の間隔をおいて複数の増幅層が取り付けられていてもよい。
【００２４】
以下、増幅層２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃを区別しない場合は、増幅層２４と記載する。増幅層２４は、この媒質２２の方向Ｙに沿って対向する表面（上底面２２ａ、下底面２４ｂ）のそれぞれに設けられているということができる。また、増幅層２４は、媒質２２の表面に、方向Ｘに沿って所定の間隔をおいて複数設けられているということができる。ただし、増幅層２４は、方向Ｘに沿って所定の間隔をおいて設けられていなくてもよく、上底面２２ａ及び下底面２４ｂの全体にわたって設けられていてもよい。
【００２５】
レーザ光Ｌは、媒質２２の側面の入射部２６から、媒質２２の内部に入射される。媒質２２の内部に入射したレーザ光Ｌは、増幅層２４内に入射する。増幅層２４内に入射されたレーザ光Ｌは、増幅されて、増幅層２４の媒質２２と反対側の表面である表面２５で反射される。表面２５で反射されたレーザ光Ｌは、増幅層２４から媒質２２内に再度入射され、入射部２６とは方向Ｘに沿って反対側の側面の出射部２７から出射される。なお、表面２５には、レーザ光Ｌを全反射する反射層が設けられていてもよい。
【００２６】
本実施形態の例では、収納室１２内の入射されたレーザ光Ｌは、入射部２６から媒質２２を経て増幅層２４Ａ内に入射する。増幅層２４Ａ内に入射したレーザ光Ｌは、増幅及び反射されて、媒質２２を経て増幅層２４Ｂ内に入射する。増幅層２４Ｂ内に入射したレーザ光Ｌは、増幅及び反射されて、媒質２２を経て増幅層２４Ｃ内に入射する。増幅層２４Ｃ内に入射したレーザ光Ｌは、増幅及び反射されて、媒質２２内に入射し、出射部２７から外部（収納室１２）に向けて出射される。このように、本実施形態におけるレーザ光Ｌは、レーザ媒質部２０において、方向Ｘに向かってジグザグに進行する。従って、方向Ｘは、レーザ光Ｌの進行方向ということもできる。
【００２７】
次に、冷却部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃについて説明する。以下、冷却部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを互いに区別しない場合は、冷却部３０と記載する。図２は、本実施形態における冷却部の模式図である。冷却部３０は、マイクロチャネル型の熱交換器である。図２に示すように、冷却部３０は、マイクロチャネル部３１と、入口ヘッダ部３２と、出口ヘッダ部３４とを有する。
【００２８】
マイクロチャネル部３１は、内部に複数の流路３６が開口している板状の部材である。流路３６は、マイクロチャネル部３１の表面３１ａに平行な方向Ａに沿って延在している。流路３６は、方向Ａに沿ったマイクロチャネル部３１の一方の側面３１ｂと他方の側面３１ｃとに開口しており、一方の側面３１ｂから他方の側面３１ｃまで導通している。流路３６は、複数（本実施形態では５個）が、マイクロチャネル部３１の表面３１ａに平行な方向であって方向Ａと交差する方向である方向Ｂに沿って配列している。本実施形態では、マイクロチャネル部３１は、アルミニウムやＳＵＳ（ステンレス）などの熱伝導率の比較的高い金属部材であるが、材質はこれに限られない。
【００２９】
入口ヘッダ部３２は、内部が空洞の筒状部材である。入口ヘッダ部３２は、マイクロチャネル部３１の一方の側面３１ｂに取付けられている。入口ヘッダ部３２は、内部の空間を複数の流路３６のそれぞれと導通するための図示しない開口部と、冷却溶媒Ｗを内部の空間に導入するための導入開口部３２ａとを有している。
【００３０】
出口ヘッダ部３４は、内部が空洞の筒状部材である。出口ヘッダ部３４は、マイクロチャネル部３１の他方の側面３１ｂに取付けられている。出口ヘッダ部３４は、内部の空間を複数の流路３６のそれぞれと導通するための図示しない開口部と、冷却溶媒Ｗを内部の空間から外部に導入するための導出開口部３４ａとを有している。
【００３１】
冷却部３０は、導入開口部３２ａから入口ヘッダ部３２内に冷却溶媒Ｗを導入し、冷却溶媒Ｗを、各流路３６に分配して、各流路３６内に流通させる。マイクロチャネル部３１は、被冷却体に接触しており、各流路３６を流れる冷却溶媒Ｗにより、被冷却体を冷却する。各流路３６内を流れる冷却溶媒Ｗは、出口ヘッダ部３４に向けて流れる。出口ヘッダ部３４内に流入した冷却溶媒Ｗは、導出開口部３４ａから外部に導出され、外部で冷却されて、再度入口ヘッダ部３２内に導入される。なお、本実施形態における冷却溶媒Ｗは、入口ヘッダ部３２に導入される状態においては液体であり、例えば液体窒素、水等である。
【００３２】
図３は、本実施形態における固体レーザ増幅装置を上面から見た模式図である。図１及び図３に示すように、冷却部３０は、表面３１ａが、熱伝導部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを介して、増幅層２４の表面４２に取付けられており、増幅層２４を冷却する。冷却部３０Ａは、増幅層２４Ａに取付けられている。冷却部３０Ｂは、増幅層２４Ｂに取付けられている。冷却部３０Ｃは、増幅層２４Ｃに取付けられている。従って、冷却部３０は、レーザ媒質部２０の方向Ｙに沿って対向する表面（上底面２２ａ側の表面、下底面２４ｂ側の表面）のそれぞれに設けられているということができる。また、冷却部３０は、レーザ媒質部２０の表面に、方向Ｘに沿って所定の間隔をおいて複数設けられているということができる。すなわち、冷却部３０は、レーザ媒質部２０において、レーザ光Ｌを受光（増幅及び反射）して高温になる増幅層２４のみに設けられている。なお、冷却部３０は、流路３６が延在する方向Ａが方向Ｚに沿い、複数の流路３６が配列する方向Ｂが方向Ｘに沿うように、各増幅層２４に取付けられている。ただし、冷却部３０の取付け方向は、表面３１ａが増幅層２４の表面４２に取付けられていれば、これに限られず、例えば、流路３６が延在する方向Ａが方向Ｘに沿っていてもよい。
【００３３】
また、図１に示すように、冷却部３０は、冷却溶媒冷却部５０に接続されている。具体的には、冷却溶媒冷却部５０は、収納室１２の外部に設けられており、導入管５２を介して入口ヘッダ部３２の導入開口部３２ａに冷却溶媒Ｗを導入する。また、冷却溶媒冷却部５０は、導出管５４を介して出口ヘッダ部３４の導出開口部３４ａから冷却溶媒Ｗを導出する。冷却溶媒冷却部５０は、出口ヘッダ部３４からの冷却溶媒Ｗを冷却し、再度入口ヘッダ部３２に供給するものである。冷却溶媒冷却部５０は、冷却溶媒Ｗを冷却するものであればその構成は任意であり、例えば冷却溶媒Ｗを導通する複数の管の間にフィンを設けて自然冷却するものであってもよく、強制冷却するものであってもよい。
【００３４】
次に、熱伝導部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃについて説明する。以下、熱伝導部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを互いに区別しない場合は、熱伝導部４０と記載する。図４は、熱伝導部の形状を示す模式図である。図１及び図４に示すように、熱伝導部４０は、熱伝導率が高い板状の部材であり、増幅層２４と冷却部３０との間に接触して設けられ、増幅層２４の熱を冷却部３０に伝熱する。なお、熱伝導部４０は、増幅層２４と冷却部３０との間に密着固定して設けられることが好ましい。具体的には、熱伝導部４０Ａは、一方の表面４２が増幅層２４Ａの表面２５に接触し、他方の表面４４が冷却部３０Ａの表面３１ａに接触している。同様に、熱伝導部４０Ｂは、一方の表面４２が増幅層２４Ｂの表面２５に接触し、他方の表面４４が冷却部３０Ｂの表面３１ａに接触している。同様に、熱伝導部４０Ｃは、一方の表面４２が増幅層２４Ｃの表面２５に接触し、他方の表面４４が冷却部３０Ｃの表面３１ａに接触している。従って、熱伝導部４０は、レーザ媒質部２０の方向Ｙに沿って対向する表面（上底面２２ａ側の表面、下底面２４ｂ側の表面）のそれぞれに設けられているということができる。また、熱伝導部４０は、レーザ媒質部２０の表面に、方向Ｘに沿って所定の間隔をおいて複数設けられているということができる。言い換えれば、熱伝導部４０は、レーザ媒質部２０において、レーザ光Ｌを受光して高温になる増幅層２４のみに設けられている。
【００３５】
熱伝導部４０は、レーザ媒質部２０及び冷却部３０よりも熱伝導率が高い材質であり、本実施形態においてはグラファイトシートである。グラファイトシートは、グラファイト（黒鉛）を含むシートであり、例えば、黒鉛粉末とバインダー樹脂との混合物、又は膨張黒鉛をシート状に延伸して形成される。本実施形態における熱伝導部４０は、表面（一方の表面４２及び他方の表面４４）に平行な方向である方向Ｃ、Ｄに沿って延在する黒鉛層が、表面に垂直な方向である方向Ｅに沿って積層されている。この黒鉛層は、表面に平行な方向（例えば方向Ｃ、Ｄ）に沿って配向されており、熱伝導率の異方性を有する。具体的には、熱伝導部４０は、方向Ｃ及び方向Ｄに沿った熱伝導率が、方向Ｅに沿った熱伝導率よりも高くなっている。すなわち、熱伝導部４０は、方向Ｅよりも、方向Ｃ及び方向Ｄに沿った方向に熱が伝わりやすい。なお、本実施形態における熱伝導部４０の厚みは、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であるが、これに限られない。
【００３６】
熱伝導部４０は、一方の表面４２が増幅層２４の表面２５に接触し、他方の表面４４が冷却部３０の表面３１ａに接触するよう取付けられる。また、熱伝導部４０は、方向Ｃが方向Ｘと平行な方向となり、方向Ｄが方向Ｚと平行な方向となり、方向Ｅが方向Ｙと平行な方向となるように取付けられている。ただし、熱伝導部４０は、方向Ｅが方向Ｙと平行な方向であれば、取付け方向はこれに限られない。
【００３７】
以上説明した固体レーザ増幅装置１０は、媒質２２と増幅層２４とを有するレーザ媒質部２０と、冷却部３０と、熱伝導部４０とを有する。媒質２２は、入射部２６よりレーザ光Ｌが入射され、出射部２７よりレーザ光Ｌが外部に出射される固体状のレーザ媒質である。また、増幅層２４は、媒質２２の表面に設けられ、媒質２２内のレーザ光Ｌを受光して、出射部２７に向けて増幅しつつ反射する。また、冷却部３０は、増幅層２４を冷却するマイクロチャネル型の熱交換器である。また、熱伝導部４０は、増幅層２４と冷却部３０との間に接触して設けられ、増幅層２４の熱を冷却部３０に伝熱する。
【００３８】
この固体レーザ増幅装置１０は、増幅層２４にレーザ光Ｌが入射されるため、増幅層２４は、レーザ光Ｌにより加熱される。この増幅層２４には、熱伝導部４０を介してマイクロチャネル型の冷却部３０が取り付けられている。従って、増幅層２４の熱は、熱伝導部４０を介して冷却部３０に伝わり、冷却部３０内を流れる冷却溶媒Ｗにより間接冷却される。この固体レーザ増幅装置１０は、間接冷却であるため、例えばレーザ媒質部２０（増幅層２４）に液体窒素を噴射する直接冷却とは異なり、レーザ媒質部２０を冷却するためにシールを行う必要がない。従って、この固体レーザ増幅装置１０によると、レーザ媒質部２０を適切に冷却することができる。さらに、この固体レーザ増幅装置１０は、熱伝導部４０を介して冷却部３０に伝熱を行う。従って、この固体レーザ増幅装置１０は、増幅層２４の熱を効率よく冷却部３０に伝えることができ、より適切に増幅層２４を冷却することができる。
【００３９】
また、この固体レーザ増幅装置１０は、増幅層２４、冷却部３０、及び熱伝導部４０が、媒質２２の方向Ｙに沿って対向する表面のそれぞれに設けられる。従って、この固体レーザ増幅装置１０は、レーザ光Ｌがジグザグに進行するスラブ型固体レーザにおいて、レーザ光Ｌを受光して高温となりやすい箇所（本実施形態では媒質２２の底面２３に設けられた増幅層２４）に確実に冷却部３０、及び熱伝導部４０を設けることができる。従って、この固体レーザ増幅装置１０は、増幅層２４の熱をより効率的に除去し、より適切に増幅層２４を冷却することができる。
【００４０】
また、この固体レーザ増幅装置１０は、冷却部３０及び熱伝導部４０が、レーザ光Ｌの進行方向（方向Ｘ）に沿って、所定の間隔をおいて複数設けられている。この固体レーザ増幅装置１０によると、レーザ光Ｌを受光して高温となりやすい箇所（本実施形態では媒質２２の底面２３に設けられた増幅層２４）のみに冷却部３０及び熱伝導部４０を設けることができる。そのため、この固体レーザ増幅装置１０は、低温部分よりも高温部分をより冷却することができ、レーザ媒質部２０内の温度分布が偏ることを抑制することができる。これにより、この固体レーザ増幅装置１０は、レーザ光Ｌの性能低下を抑制することができる。
【００４１】
また、固体レーザ増幅装置１０は、熱伝導部４０がグラファイトシートであり、一方の表面４２が増幅層２４に接触し、他方の表面４４が冷却部３０に接触している。この熱伝導部４０は、熱伝導率が高いグラファイトシートであるため、増幅層２４の熱をより効率よく冷却部３０に伝えることができ、より適切に増幅層２４を冷却することができる。ただし、熱伝導部４０は、グラファイトシートであることに限られず、増幅層２４の熱を効率よく冷却部３０に伝えることができるものであれば材料は任意である。
【００４２】
また、熱伝導部４０は、一方の表面４２に平行な方向（方向Ｃ、Ｄ）に沿った熱伝導率が、一方の表面４２に交差する方向（方向Ｅ）に沿った熱伝導率よりも高い。従って、この固体レーザ増幅装置１０は、増幅層２４の熱を熱伝導部４０の表面方向に拡散して、その熱を冷却部３０の表面３１ａ全体で冷却することができる。従って、この熱伝導部４０は、より適切に増幅層２４を冷却することができる。また、この固体レーザ増幅装置１０は、増幅層２４の熱を熱伝導部４０の表面方向に拡散するため、増幅層２４の熱を表面に沿って均一化し、レーザ媒質部２０内の温度分布が偏ることを抑制することもできる。
【００４３】
ただし、熱伝導部４０は、一方の表面４２に平行な方向（方向Ｃ、Ｄ）に沿った熱伝導率が、一方の表面４２に交差する方向（方向Ｅ）に沿った熱伝導率よりも低くなっていてもよい。この場合、方向Ｅに沿って延在する黒鉛層が、方向Ｃ又は方向Ｄに沿って積層される。この場合、方向Ｅ、すなわち増幅層２４から冷却部３０に向かう方向に熱を迅速に伝えることができるため、増幅層２４をより迅速に冷却することが可能となる。
【００４４】
なお、本実施形態において、マイクロチャネル部３１は、金属部材であったが、少なくとも熱伝導部４０に接触する面である表面３１ａが、熱伝導部４０と同様にグラファイトシートにより構成されていてもよい。この場合、マイクロチャネル部３１自体の熱伝導率がより高くなるため、より適切に増幅層２４を冷却することができる。なお、この場合、表面３１ａから複数の流路３６までの間の箇所が、グラファイトシートを積層して構成されることが好ましい。なお、グラファイトシートは、熱伝導部４０と同様に、表面３１ａに平行な方向Ａ、Ｂに延在する黒鉛層が方向Ａ、Ｂに交差する方向に沿って積層されていてもよいし、方向Ａ、Ｂに交差する方向に沿って延在する黒鉛層が、方向Ａ又は方向Ｂに沿って積層されていてもよい。
【００４５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  固体レーザ装置
１０  固体レーザ増幅装置
１２  収納室
１２ａ  入射窓
１２ｂ  出射窓
２０  レーザ媒質部
２２  媒質
２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ  増幅層
２５  表面
２６  入射部
２７  出射部
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ  冷却部
３１  マイクロチャネル部
３１ａ  表面
３１ｂ、３１ｃ  側面
３２  入口ヘッダ部
３２ａ  導入開口部
３４  出口ヘッダ部
３４ａ  導出開口部
３６  流路
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ  熱伝導部
４２、４４  表面
５０  冷却溶媒冷却部
５２  導入管
５４  導出管
１００  発光部
１０２  照射部
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｘ、Ｙ、Ｚ  方向
Ｌ  レーザ光
Ｗ  冷却溶媒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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