(57)【要約】【課題】光学結晶を均一な押圧力で保持した状態に固定できる光学結晶ホルダ等を提供する。【解決手段】第１の押圧面を備える第１の押圧板と、第２の押圧面を備える第２の押圧板と、第１の押圧板との間で第２の押圧板を狭着して保持する保持板８５とを備える光学結晶ホルダに光学結晶８０を固定する方法であって、光学結晶８０を第１、第２の押圧面で、緩衝材を介して狭持する工程と、第１、第２の押圧面で狭持する第１の方向、および第１、第２の押圧面で狭持する方向であって、第１の方向と直交する第２の方向から、それぞれ保持具にて所定の圧力で押圧した状態に第１、第２の押圧板を保持する工程と、第１、第２の方向と直交する第３の方向から、第１の押圧板及び保持板８５とを固定具で固定する工程と、保持部による第１、第２の押圧板との押圧状態を解除する工程とを備える。【選択図】  図７
2004363129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学結晶（８０）を所定の押圧力に保持した状態で固定する光学結晶ホルダであって、
熱伝導性を有し、光学結晶（８０）を押圧する第１の押圧面を備える第１の押圧板と、
熱伝導性を有し、光学結晶（８０）を押圧する第２の押圧面を備える第２の押圧板と、
熱伝導性を有し、前記第１の押圧板との間で前記第２の押圧板を狭着して保持する保持板（８５）と、
前記第１の押圧面と前記第２の押圧面とで構成される押圧空間において光学結晶（８０）の少なくとも２面を所定の圧力に押圧する状態で、前記第１の押圧板と前記保持板（８５）で前記第２の押圧板を狭持して、前記第１の押圧面と前記第２の押圧面を固定し、この状態で第１の押圧板と保持板（８５）を固定する固定具（８６）と、を備えることを特徴とする光学結晶ホルダ。
【請求項２】
請求項１に記載の光学結晶ホルダであって、前記第１の押圧面と前記第２の押圧面が、光学結晶（８０）との間で熱伝導性を備える緩衝材を狭持することを特徴とする光学結晶ホルダ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光学結晶ホルダであって、前記第１の押圧板と前記第２の押圧板とが、前記第１の押圧面と前記第２の押圧面で光学結晶（８０）を押圧する圧力を所定値に設定するための押圧具を連結可能に構成してなることを特徴とする光学結晶ホルダ。
【請求項４】
請求項３に記載の光学結晶ホルダであって、前記押圧具が複数の仮止めネジ（８８）であり、第１の押圧板と前記第２の押圧板とが、前記仮止めネジ（８８）を挿通するための複数のネジ孔をそれぞれ設けてなることを特徴とする光学結晶ホルダ。
【請求項５】
請求項４に記載の光学結晶ホルダであって、前記仮止めネジ（８８）が、それぞれスプリング（８９）を挿通して前記第１の押圧板と前記第２の押圧板とを所定の圧力で押圧状態に保持してなることを特徴とする光学結晶ホルダ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の光学結晶ホルダであって、前記固定具（８６）が、前記第１の押圧板と前記保持板（８５）とをネジ止めする複数の固定ネジであることを特徴とする光学結晶ホルダ。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載の光学結晶ホルダであって、前記第１の押圧面および前記第２の押圧面がそれぞれ、略直角に交差する２面
【請求項８】
で構成されてなり、前記交差する２面で光学結晶（８０）の周囲４面すべてを押圧するよう構成されてなることを特徴とする光学結晶ホルダ。
【請求項９】
請求項７に記載の光学結晶ホルダであって、前記交差する２面の内の一方の面が延長されて、前記第１の押圧板と前記第２の押圧板とが直接接合する接合面（９１）を構成してなることを特徴とする光学結晶ホルダ。
【請求項１０】
請求項８に記載の光学結晶ホルダであって、前記接合面（９１）と略直交し、前記第１の押圧板と前記第２の押圧板とが直接接合する第２の接合面（９１Ｂ）を設けてなることを特徴とする光学結晶ホルダ。
【請求項１１】
固体レーザ結晶（８）を励起して励起光を放出させる固体レーザ装置であって、
熱伝導性を有し、固体レーザ結晶を押圧する第１の押圧面を備える第１の押圧板と、
熱伝導性を有し、固体レーザ結晶を押圧する第２の押圧面を備える第２の押圧板と、
熱伝導性を有し、前記第１の押圧板との間で前記第２の押圧板を狭着して保持する保持板（８５）と、
前記第１の押圧面と前記第２の押圧面とで構成される押圧空間において固体レーザ結晶の少なくとも２面を所定の圧力に押圧する状態で、前記第１の押圧板と前記保持板（８５）で前記第２の押圧板を狭持して、前記第１の押圧面と前記第２の押圧面を固定し、この状態で第１の押圧板と保持板（８５）を固定する固定具（８６）と、
を備え、固体レーザ結晶を所定の押圧力に保持した状態で固定することを特徴とする固体レーザ装置。
【請求項１２】
熱伝導性を有し、光学結晶（８０１）を押圧する第１の押圧面を備える第１の押圧板と、熱伝導性を有し、光学結晶（８０）を押圧する第２の押圧面を備える第２の押圧板と、熱伝導性を有し、前記第１の押圧板との間で前記第２の押圧板を狭着して保持する保持板（８５）とを備える光学結晶ホルダに、光学結晶（８０）を固定する光学結晶の固定方法であって、
光学結晶（８０）を前記第１の押圧面および前記第２の押圧面で、熱伝導性を備える緩衝材を介して狭持する工程と、
前記第１の押圧面および前記第２の押圧面で狭持する第１の方向、および前記第１の押圧面および前記第２の押圧面で狭持する方向であって、前記第１の方向と直交する第２の方向から、それぞれ保持具にて所定の圧力で押圧した状態に前記第１の押圧板と前記第２の押圧板を保持する工程と、
前記第１の方向および第２の方向と直交する第３の方向から、前記第１の押圧板及び前記保持板（８５）とを固定具（８６）で固定する工程と、
前記保持部による前記第１の押圧板と前記第２の押圧板との押圧状態を解除する工程と、
を備えることを特徴とする光学結晶の固定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体レーザ結晶や非線形光学材料などの光学結晶を保持する光学結晶ホルダやこれを利用する固体レーザ装置、および光学結晶を保持した状態で固定する固定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、レーザ加工装置などのレーザ応用機器においては、固体レーザ結晶や非線形光学材料等の光学結晶を利用した光増幅や波長変換が行われている。例えば固体レーザ媒質を用いたレーザ加工装置や、非線形光学結晶を用いて波長変換を行う波長変換装置等が利用されている。これら光学結晶は、一般に両端面でレーザ光を通過させ、光増幅や波長変換を行い、側面をヒートシンク等に接触させて放熱、冷却し、光学結晶で発生する熱を除去する。これらの光学結晶においては温度管理が重要であり、放熱・加熱によって所定の温度に維持する必要がある。例えばレーザ加工装置においては、励起光を固体レーザ結晶に照射して共振させる共振器で激しい発熱を伴うため、これを効果的に冷却する機構が必要となる。特に高精度な加工を行うためには、レーザ光の出力を一定に制御する必要があり、そのためには固体レーザ媒質の温度が一定となるよう管理する必要がある。固体レーザ媒質を固定する方法としては、例えば特許文献１や特許文献２、特許文献３に示す構造が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２２２４４号公報
【特許文献２】
特開平５−１９０９４０号公報
【特許文献２】
特開平９−２９３９１９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
光学結晶の冷却を効果的に行うためには、光学結晶の側面をヒートシンクなどの放熱部と接触熱抵抗の少ない状態で接触させて保持するように固定する必要がある。一般に光学結晶を熱伝導状態でヒートシンクと固定する方法としては、光学結晶とヒートシンクとの接触熱抵抗を減らすために銀ペーストなどの接着剤を用いる方法、インジウムのような低融点はんだを用いて光学結晶とヒートシンクをはんだ接合する方法、インジウム等の熱伝導シートを緩衝材としてヒートシンクと光学結晶との間に挿入し、両者に圧力をかけて接触熱抵抗が小さくなるように圧接する方法等がある。
【０００５】
しかしながら、銀ペーストなどの接着剤を用いる方法では、接着剤の揮発性が問題になる。特に光学結晶の両端面は一般にコーティングが施されており、揮発性の物質が付着することで著しく光学的な特性を悪化させ、装置の性能を損なうことになる。また、組み立て工程では接着剤の量の管理や乾燥工程が必要になり、乾燥後も光学結晶によって発生した熱のために凝固した接着剤がストレス（応力）を受け、光学結晶の位置ずれなどの問題も発生させる。接着層の厚みによって光学結晶の冷却状態が変わり、光学的な性能にも影響を及ぼすことになるといった問題があった。
【０００６】
また、低融点はんだを用いて光学結晶とヒートシンクをはんだ接合する方法では、はんだ接合をさせるために一度高温状態に光学結晶を置く必要性があるため、工程が複雑であることと、あらかじめ光学結晶の表面にＡｕ等の金属蒸着を施す必要があるため高コストになる。また、光学結晶が破損した場合の交換も不可能であることからヒートシンクと一体として扱わねばならないという欠点を有している。さらに、広い面に渡って接合するため、均一にはんだ接合をするためには素子やヒートシンクの機械精度を管理する必要があり、接合時に加える圧力も管理する必要があるといった問題があった。
【０００７】
さらに、熱伝導シートを緩衝材として圧接する方法では、光学結晶にかけるストレスが問題となる。一般にヒートシンクは精度良く大量生産することが可能であるが、これに対して光学結晶の寸法精度は通常±１００μｍ程度のばらつきがある。仮にこのばらつきを±５０μｍ程度に抑えようとすれば歩留まりが悪くなるなどコスト高となる。一方でばらつきにより厚みの異なる光学結晶を各々均一な圧力でヒートシンクに接触させることは極めて困難である。例えば図１のように２個のヒートシンク７７Ａ、７７Ｂで光学結晶８０を光軸と垂直な側面、図において上下面から熱伝導シート８１を介して狭着するようにネジ７８を締結する方法では、ネジ７８のトルク管理が難しく、締め付け状態によって光学結晶８０がヒートシンク７７Ａ、７７Ｂと接触する状態が不均一になる。接触状態が不均一では、接触熱抵抗が大きくなって冷却状態が制御できないのみならず、場合によっては光学結晶８０に過度のストレスを掛け、破損を引き起こすおそれもある。また、２個のヒートシンクが熱的に分離されることも問題となる。
【０００８】
これを防ぐために、図２のように２個のヒートシンク７９Ａ、７９Ｂを接触させることも考えられるが、上記と同様に光学結晶８０の厚みのばらつきがあるため、光学結晶８０とヒートシンク７９Ａ、７９Ｂとの接触面を均一にすることができない。特にヒートシンクの加工精度に対して光学結晶の加工精度が著しく悪いために、２個のヒートシンクを熱的に接触させるためには光学結晶に相当のストレスを与えることになる。
【０００９】
本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、光学結晶を均一な押圧力で保持した状態に固定できる光学結晶ホルダ、固体レーザ装置、及び光学結晶の固定方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載される光学結晶ホルダは、光学結晶８０を所定の押圧力に保持した状態で固定する光学結晶ホルダであって、熱伝導性を有し、光学結晶８０を押圧する第１の押圧面を備える第１の押圧板と、熱伝導性を有し、光学結晶８０を押圧する第２の押圧面を備える第２の押圧板と、熱伝導性を有し、前記第１の押圧板との間で前記第２の押圧板を狭着して保持する保持板８５と、前記第１の押圧面と前記第２の押圧面とで構成される押圧空間において光学結晶８０の少なくとも２面を所定の圧力に押圧する状態で、前記第１の押圧板と前記保持板８５で前記第２の押圧板を狭持して、前記第１の押圧面と前記第２の押圧面を固定し、この状態で第１の押圧板と保持板８５を固定する固定具８６とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２の光学結晶ホルダは、請求項１に記載の光学結晶ホルダであって、前記第１の押圧面と前記第２の押圧面が、光学結晶８０との間で熱伝導性を備える緩衝材を狭持することを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項３の光学結晶ホルダは、請求項１または２に記載の光学結晶ホルダであって、前記第１の押圧板と前記第２の押圧板とが、前記第１の押圧面と前記第２の押圧面で光学結晶８０を押圧する圧力を所定値に設定するための押圧具を連結可能に構成してなることを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、請求項４の光学結晶ホルダは、請求項３に記載の光学結晶ホルダであって、前記押圧具が複数の仮止めネジ８８であり、第１の押圧板と前記第２の押圧板とが、前記仮止めネジ８８を挿通するための複数のネジ孔をそれぞれ設けてなることを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、請求項５の光学結晶ホルダは、請求項４に記載の光学結晶ホルダであって、前記仮止めネジ８８が、それぞれスプリング８９を挿通して前記第１の押圧板と前記第２の押圧板とを所定の圧力で押圧状態に保持してなることを特徴とする。
【００１５】
さらにまた、請求項６の光学結晶ホルダは、請求項１から５のいずれかに記載の光学結晶ホルダであって、前記固定具８６が、前記第１の押圧板と前記保持板８５とをネジ止めする複数の固定ネジであることを特徴とする。
【００１６】
さらにまた、請求項７の光学結晶ホルダは、請求項１から５のいずれかに記載の光学結晶ホルダであって、前記第１の押圧面および前記第２の押圧面がそれぞれ、略直角に交差する２面で構成されてなり、前記交差する２面で光学結晶８０の周囲４面すべてを押圧するよう構成されてなることを特徴とする。
【００１７】
さらにまた、請求項８の光学結晶ホルダは、請求項７に記載の光学結晶ホルダであって、前記交差する２面の内の一方の面が延長されて、前記第１の押圧板と前記第２の押圧板とが直接接合する接合面９１を構成してなることを特徴とする。
【００１８】
さらにまた、請求項９の光学結晶ホルダは、請求項８に記載の光学結晶ホルダであって、前記接合面９１と略直交し、前記第１の押圧板と前記第２の押圧板とが直接接合する第２の接合面９１Ｂを設けてなることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０の固体レーザ装置は、固体レーザ結晶を励起して励起光を放出させる固体レーザ装置であって、熱伝導性を有し、固体レーザ結晶を押圧する第１の押圧面を備える第１の押圧板と、熱伝導性を有し、固体レーザ結晶を押圧する第２の押圧面を備える第２の押圧板と、熱伝導性を有し、前記第１の押圧板との間で前記第２の押圧板を狭着して保持する保持板８５と、前記第１の押圧面と前記第２の押圧面とで構成される押圧空間において固体レーザ結晶の少なくとも２面を所定の圧力に押圧する状態で、前記第１の押圧板と前記保持板８５で前記第２の押圧板を狭持して、前記第１の押圧面と前記第２の押圧面を固定し、この状態で第１の押圧板と保持板８５を固定する固定具８６とを備え、固体レーザ結晶を所定の押圧力に保持した状態で固定することを特徴とする。
【００２０】
さらに、請求項１１の光学結晶の固定方法は、熱伝導性を有し、光学結晶８０を押圧する第１の押圧面を備える第１の押圧板と、熱伝導性を有し、光学結晶８０を押圧する第２の押圧面を備える第２の押圧板と、熱伝導性を有し、前記第１の押圧板との間で前記第２の押圧板を狭着して保持する保持板８５とを備える光学結晶ホルダに、光学結晶８０を固定する光学結晶の固定方法であって、光学結晶８０を前記第１の押圧面および前記第２の押圧面で、熱伝導性を備える緩衝材を介して狭持する工程と、前記第１の押圧面および前記第２の押圧面で狭持する第１の方向、および前記第１の押圧面および前記第２の押圧面で狭持する方向であって、前記第１の方向と直交する第２の方向から、それぞれ保持具にて所定の圧力で押圧した状態に前記第１の押圧板と前記第２の押圧板を保持する工程と、前記第１の方向および第２の方向と直交する第３の方向から、前記第１の押圧板及び前記保持板８５とを固定具８６で固定する工程と、前記保持部による前記第１の押圧板と前記第２の押圧板との押圧状態を解除する工程とを備えることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための光学結晶ホルダ、固体レーザ装置、及び光学結晶の固定方法を例示するものであって、本発明は光学結晶ホルダ、固体レーザ装置、及び光学結晶の固定方法を以下のものに特定しない。
【００２２】
さらに、本明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施の形態に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
【００２３】
［光学結晶８０］
本明細書において光学結晶８０とは、励起されて誘導光を放出する固体レーザ結晶や波長変換を行う非線形光学材料等を指す。以下の例では、光学結晶８０としてロッド状のＮｄ：ＹＶＯ４の固体レーザ媒質を用いた。また固体レーザ媒質の励起用半導体レーザの波長は、このＮｄ：ＹＶＯ４の吸収スペクトルの中心波長である８０９ｎｍに設定した。ただ、この例に限られず他の固体レーザ媒質として、例えば希土類をドープしたＹＡＧ、ＬｉＳｒＦ、ＬｉＣａＦ、ＹＬＦ、ＮＡＢ、ＫＮＰ、ＬＮＰ、ＮＹＡＢ、ＮＰＰ、ＧＧＧ等も用いることもできる。また、固体レーザ媒質に波長変換素子を組み合わせて、出力されるレーザ光の波長を任意の波長に変換できる。
【００２４】
さらに、固体レーザ媒質を使用せず、言い換えるとレーザ光を発振させる共振器を構成せず、波長変換のみを行う波長変換素子を使用することもできる。この場合は、半導体レーザの出力光に対して波長変換を行う。波長変換素子としては、例えばＫＴＰ（ＫＴｉＰＯ４）、有機非線形光学材料や他の無機非線形光学材料、例えばＫＮ（ＫＮｂＯ３）、ＫＡＰ（ＫＡｓＰＯ４）、ＢＢＯ、ＬＢＯや、バルク型の分極反転素子（ＬｉＮｂＯ３（Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ  Ｐｏｌｌｅｄ  Ｌｉｔｈｉｕｍ  Ｎｉｏｂａｔｅ  ：ＰＰＬＮ）、ＬｉＴａＯ３等）が利用できる。また、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｓｍ、Ｎｄ等の希土類をドープしたフッ化物ファイバを用いたアップコンバージョンによるレーザの励起光源用半導体レーザを用いることもできる。このように、本実施の形態は、様々なタイプの光学結晶に利用できる。これら光学結晶は、一般に長手方向における両端面が、研磨、コーティングされており、これらの面を光学的に利用する。一方、光学結晶の側面を冷却面として利用することが多い。
【００２５】
［上ヒートシンク８４、下ヒートシンク８３］
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態に係る光学結晶ホルダ、固体レーザ装置、及び光学結晶の固定方法を説明する。図３は本発明の一実施例に係る光学結晶ホルダの構成を示す。この図に示す光学結晶ホルダ８２は、第１の押圧板として下ヒートシンク８３と、第２の押圧板として上ヒートシンク８４と、保持板８５とを備える。下ヒートシンク８３と上ヒートシンク８４は、それぞれが組み合わさってブロック状となるように、組み合わせ部分が略一致する形状に構成される。また上ヒートシンク８４と下ヒートシンク８３が組み合わさった状態で、下ヒートシンク８３と保持板８５で上ヒートシンク８４を狭持できるように、これらの保持面９２が略平面状に構成される。下ヒートシンク８３および保持板８５には、光学結晶ホルダ８２からのレーザ光や変換光等が出射される光取り出し口が開口される。この光学結晶ホルダ８２は、略直方体状の光学結晶８０の長手方向の側面を、所定の圧力で押圧する状態で、固定具８６により固定する。固定具８６は固定ネジが使用でき、下ヒートシンク８３と保持板８５に設けられた固定ネジ孔を挿通して締結する。
【００２６】
［熱伝導シート８１］
下ヒートシンク８３、上ヒートシンク８４は光学結晶８０の側面に緩衝材を介して接触される。緩衝材は、熱伝導性を有する熱伝導シート８１が利用でき、インジウムなどで構成される。熱伝導シート８１を挿入して押圧することで、押圧面から光学結晶８０に印加されるストレスが分散され、均一化することができる。図３において、熱伝導シート８１はＬ字状に折曲されており、２枚のＬ字状熱伝導シート８１で光学結晶８０を覆うようにして上ヒートシンク８４と下ヒートシンク８３との間に配置される。また緩衝材は、下ヒートシンク８３と保持板８５との間に介在させることもできる。
【００２７】
このとき、上ヒートシンク８４と下ヒートシンク８３が光学結晶８０を狭持する押圧力は、図３の上方から矢印で示す方向に押圧力を印加する押圧具で調整される。図４に、押圧具で押圧力を調整する状態を示す。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ面における断面図を示している。上ヒートシンク８４と下ヒートシンク８３は、それぞれ光学結晶８０を押圧する押圧面８７を備える。押圧面８７は、図４に示すように上ヒートシンク８４、下ヒートシンク８３のいずれも２面設けられる。それぞれのヒートシンクに構成された押圧面８７は、２面を略直交させて断面がＬ字状となるよう交差させている。これによって、図４に示すように下ヒートシンク８３が光学結晶８０の下面と左面を、上ヒートシンク８４が上面と右面を、それぞれ押圧し、光学結晶８０の周囲４面がすべて押圧面８７によって押圧される。また、押圧面８７の左右では、ヒートシンク同士が接合するための接合面９１が構成される。接合面９１は、Ｌ字状の押圧面８７の一方をそのまま延長させる形で構成される。したがって、例えば図５に示すようにヒートシンクの断面自体をＬ字状に形成することもできる。ただ、図５の例ではヒートシンク同士の接合面９１が同一平面のみとなってしまう。よって好ましくは、図４や図６に示すように、ヒートシンクの断面形状は、少なくとも一方のヒートシンクをＬ字状の交差部にさらに階段状の段差を設けた形状とすることが好ましい。図６は、上ヒートシンク８４を図４と同じくＬ字状に段差を設けたの断面形状とし、下ヒートシンク８３を断面Ｌ字状とした変形例である。これによって、後述するように接合面を同一平面のみならず、これと直交する接合面９１Ｂも加えて、光学結晶８０の押圧面を直交面で調整可能とできる。
【００２８】
［仮止め］
各押圧面での押圧力を、接触面で位置ずれすることなく、接触熱抵抗が少ないように押圧すると共に、光学結晶８０に過度のストレスを印加して損傷することのないように、押圧具で最適値に調整する。図４に示す押圧具は、弾性体を備える仮止めネジ８８である。仮止めネジ８８は、スプリング８９などの弾性体を通じて上ヒートシンク８４と下ヒートシンク８３を仮止めする。仮止めとは、上ヒートシンク８４と下ヒートシンク８３のそれぞれの押圧面で光学結晶８０を好ましい圧力で押圧する位置に、上ヒートシンク８４と下ヒートシンク８３を一時的に維持することを意味する。いいかえると、仮止めの段階では上ヒートシンク８４と下ヒートシンク８３は最終的な固定状態とされない。また保持板８５は仮止めの段階では使用されない。仮止めネジ８８は、上ヒートシンク８４および下ヒートシンク８３に設けられた仮止めネジ孔９０にネジ止めされる。仮止めネジ８８は、ネジ頭と仮止めネジ孔９０を設けたヒートシンク表面との間にスプリング８９を挿通しており、これによってネジの進行方向に所定の圧力が加えられ、ネジのトルク管理を容易としている。したがって仮止めネジ８８を締結し過ぎて光学結晶８０を破損することなく、かつ押圧面で光学結晶８０を押圧状態に保持するよう、押圧力を調整することができる。
【００２９】
仮止めネジ８８は、光学結晶８０を貫通しない位置に挿通されるよう、仮止めネジ孔９０が上ヒートシンク８４および下ヒートシンク８３に設けられる。このため仮止めネジ孔９０は、光学結晶８０の押圧面を除くヒートシンク同士の接合面９１に設けられる。仮止めネジ８８は、ネジの進行方向での押圧力を調整できるので、光学結晶８０の４面の押圧力を調整するには、上下面と左右面の２方向に仮止めネジ８８を設ける必要がある。図４の例では、仮止めネジ８８は上面に２本、右面に１本の計３本設けられる。上面の仮止めネジ８８を調整して、光学結晶８０の上下面での押圧力を調整し、側面の仮止めネジ８８で左右面での押圧力を調整する。上下面のみならず側面にも仮止めネジ８８を挿通するために、図４のヒートシンクはヒートシンク同士の接合面９１を水平方向のみならず、垂直方向にも第２の接合面９１Ｂ設けている。仮止めネジ８８を略直交させて固定することで、光学結晶８０を図において上下、左右から適切な押圧力で押圧する状態に維持することができる。このようにヒートシンク同士の接合面を直交する２面とすることで、光学結晶８０の４面の押圧力を調整することが可能となる。ただ、押圧面を設ける構成や仮止めネジの本数、位置などの条件は、この例に限られず、使用態様や条件に応じて適宜変更できることはいうまでもない。
【００３０】
例えば、図５に示す構成では、上下面のみに仮止めネジ８８を設けており、光学結晶８０を押圧する押圧面の内上下面の圧力のみを最適値に調整できる。この構成は、光学結晶８０の４面を均等な押圧力に維持する必要のない、２面のみを最適に狭持する必要のある場合に好適に利用できる。
【００３１】
このように、組立工程において上ヒートシンク８４を下ヒートシンク８３および光学結晶８０に押圧する力を、仮止めネジ８８のスプリング８９を利用して常に一定に保たれる。これによって光学結晶８０に過度なストレスを印加することがなく、光学結晶８０が破損する事態が回避される。同時に、光学結晶８０と光学結晶ホルダ８２との適切な接触を実現することで接触熱抵抗の少ない、均一な冷却・加熱等の温度制御が得られ、これによって冷却の不均一に起因してレーザ出力が不安定になるといった問題が解消される。さらにスプリング８９によって常に一定の圧力が光学結晶８０に加わるように制御されるため、作業者は押圧力の微調整などの面倒な作業を行う必要がなく、組み立てや取り外し作業を簡単にでき、製造やメンテナンス面においてもメリットもある。
【００３２】
［保持板８５］
以上のように、光学結晶８０の押圧面が適切な圧力に調整された状態で、図７に示すように保持板８５と固定具８６を使って、上ヒートシンク８４を下ヒートシンク８３と保持板８５で狭持する状態で固定する。図７は、図４のＶＩＩ−ＶＩＩ面での断面図を示している。この図に示すように、下ヒートシンク８３と保持板８５はそれぞれ保持面９２を設けており、保持面９２で上ヒートシンク８４を狭持して固定する。固定具８６は固定ネジであり、下ヒートシンク８３および保持板８５に設けられた固定ネジ孔に締結し、強固に固定する。固定ネジは、光学結晶８０の上下で離間して複数ネジ止めされる。
【００３３】
ここで、図７中においてＡで示す下ヒートシンク８３の押圧面を設けた部分の長さ、言い換えると保持面９２から表面（保持板８５との接触面）までの厚みは、図中Ｂで示す上ヒートシンク８４の厚さよりも若干小さく形成する。例えば上ヒートシンク８４の厚さＢを数十〜数百μｍ、下ヒートシンク８３の段差部分の厚みＡよりも厚く形成する。これによって、下ヒートシンク８３と保持板８５で上ヒートシンク８４を狭持する際、上ヒートシンク８４が保持面９２で突出するので、突出部分を狭持することによって上ヒートシンク８４を固定することができる。
【００３４】
以上のようにして、上ヒートシンク８４と下ヒートシンク８３が、所定の圧力で緩衝材を介して光学結晶８０を押圧する状態に保持したまま、下ヒートシンク８３と保持板８５は固定ネジで固定される。これによって上ヒートシンク８４と下ヒートシンク８３の位置関係が維持されたまま固定され、その結果押圧面での押圧力が一定に維持される。
【００３５】
上ヒートシンク８４と下ヒートシンク８３が固定されると、最早仮止めの必要はないので、仮止めネジ８８は外される。外された仮止めネジ８８は、別の光学結晶ホルダ８２の固定の際に再利用できる。ただ、仮止めネジ８８をそのままにしておくこともできる。
【００３６】
図３に示した光学結晶ホルダ８２に光学結晶８０として固体レーザ結晶をセットして共振器を構成する場合、励起光は結晶の長手方向の端面から照射する端面励起（エンドポンプ）方式を用いている。このため図３の下ヒートシンク８３は、固体レーザ結晶の端面から励起光を照射するための窓部が設けられている。
【００３７】
さらに、光学結晶ホルダは、図３に示す構成に限られず、図８や図９のような構成も適用できる。図８のように、光学結晶８０の側面方向から励起光を照射する窓部を設けることにより、側面励起（サイドポンプ）方式を適用することができる。図８において、熱伝導シート８１は一枚のシート状であり、２枚の熱伝導シート８１で光学結晶８０の上下面を覆うようにして上ヒートシンク８４と下ヒートシンク８３との間に配置される。また図９は、下ヒートシンク８３をユニットに一体成型した構成を示している。
【００３８】
［一体型］
図３の光学結晶ホルダ８２は、３以上の部材で構成することもできる。また、一部の部材をケースなどに一体成型することもできる。例えば図１１に示す発振器ユニット３４に光学結晶ホルダを適用する場合、図１２に示すように発振器ユニットに下ヒートシンク８３を一体成型して、これに上ヒートシンク８４と押圧板を組み合わせて光学結晶ホルダを構成することができる。図９は、図１２の下ヒートシンクをユニット一体型とした例をより詳細に示した分解斜視図である。この図に示すように、上ヒートシンク８４をユニットに一体成型された下ヒートシンク８３と保持板８５とで、緩衝材として熱伝導シート８１を介在させて狭持し固定する。この構成によって、予め下ヒートシンク８３を発振器ユニット３４に位置決めして固定する必要がなく、かつ下ヒートシンク８３と発振器ユニット３４との接触熱抵抗の問題が生じず、さらに部品点数も減らせるので組み立ての工数も少なくなるなどの利点がある。もちろん、図１２においても下ヒートシンク８３を別部材として構成することも可能であることはいうまでもない。
【００３９】
［熱伝導］
図１０に、上記の構成の光学結晶ホルダにおいて熱が伝導される流れを示す。光学結晶８０で発生した熱は、下ヒートシンク８３および上ヒートシンク８４に伝導されるが、上ヒートシンク８４の熱は光学結晶８０の長手方向に移動し、一方は下ヒートシンク８３に伝えられ、もう一方は保持板８５を介して同じく下ヒートシンク８３に伝えられる。また、下ヒートシンク８３と上ヒートシンク８４、下ヒートシンク８３と保持板８５、上ヒートシンク８４と保持板８５との間に、それぞれ熱伝導シート８１を挿入することで、接触熱抵抗を低減させ、効率よく熱を伝導して光学結晶８０の冷却を促進することができる。
【００４０】
光学結晶ホルダ８２を構成する下ヒートシンク８３、上ヒートシンク８４、保持板８５は、熱伝導性の良いアルミニウムや銅、真鍮などの金属製で構成される。また、光学結晶ホルダ８２に熱伝導状態で冷却または／および加熱するための温度制御機構が連結される。温度制御機構は、例えばペルチェ素子のような熱電冷却加熱素子を使って、電気的に熱移動を行い、熱移動された熱量をヒートシンクやファンで放熱する空冷式の放熱部とする。放熱部は光学結晶ホルダ８２の温度を一定範囲となるように制御する。空冷式とすることで、水冷式に比べて水冷用の設備を不要とでき、省スペース化と装置構成の簡素化が実現され、また水を消費しないことで省資源化、メンテナンス作業の軽減も図られる。ただ、放熱量が多く空冷式では冷却が不十分な場合等、必要に応じて空冷式に代わって、あるいはこれに加えて水冷式を本発明に適用できることは言うまでもない。
【００４１】
［レーザ発振器］
次に、図１１および図１２の発振器ユニットに放熱部を固定したレーザ発振器の縦断面図を図１３に、図１３のレーザ発振器を下方から見た分解斜視図を図１４に、それぞれ示す。これらの図に示すレーザ発振器３３は、発熱源である発振器ユニット３４と、放熱体として発振器ユニットヒートシンク４０と、発振器ユニット３４側で発生した熱量を発振器ユニットヒートシンク４０側に熱移動させるペルチェ素子３７とを備える。ペルチェ素子３７は熱伝導材３５を介して、発振器ユニット３４と発振器ユニットヒートシンク４０との間で狭持される。
【００４２】
発振器ユニット３４は、固体レーザ媒質３８であるＮｄ：ＹＶＯ４結晶と、Ｑスイッチ３９を内蔵する。これらの発熱源を効率よく放熱するために、発振器ユニット３４は熱伝導製の良いアルミニウムや銅等の金属でブロック状に形成される。さらに発振器ユニット３４は、これを固定するための発振器ベース３６とネジ止めして固定される。発振器ユニット３４はペルチェ素子３７と直接接触させて冷却するために、発振器ベース３６に設けられた開口部３６ａを通じてペルチェ素子３７と接触させる冷却面を表出させるように、発振器ユニット３４の下面を突出させた形状としている。発振器ユニット３４を発振器ベース３６に固定した状態で、発振器ベース３６の下面から発振器ユニット３４の下面が表出する。また発振器ユニット３４の突出面にはＯリング状の密封材４４Ａが挿入され、発振器ユニット３４の下面と発振器ベース３６の上面との間を密封する。
【００４３】
さらに発振器ユニット３４の突出面には第２の熱伝導材３５Ｂを介してペルチェ素子３７の吸熱面が固定され、ペルチェ素子３７の放熱面は第１の熱伝導材３５Ａを介して発振器ユニットヒートシンク４０が固定される。発振器ユニットヒートシンク４０は、複数の放熱フィンを平行に直立姿勢で設けて表面積を大きくし、放熱性を向上させている。図１４の発振器ユニットヒートシンク４０は、放熱フィンを固定したヒートシンクベース４０Ａを断面コ字状に開口したヒートシンクカバー４０Ｂで覆うようにネジで固定する。ヒートシンクカバー４０Ｂの開口部には、送風用のファン４１が固定される。ファン４１は、いずれかの開口部に一設けることも可能であるが、好ましくは発振器ユニットヒートシンク４０の開口部にそれぞれ設け、２つのファン４１で空気の吸入側と排出側を強制的に送風することによって空気の流れをよくし効率良く放熱する。発振器ユニットヒートシンク４０も熱伝導性の良いアルミニウムや真鍮等の金属で構成され、好ましくは発振器ベース３６と同じ材質で構成する。発振器ユニットヒートシンク４０はネジ止めにより発振器ベース３６に固定される。このとき、発振器ユニットヒートシンク４０の熱がネジを伝わって発振器ベース３６側に伝達され吸熱エネルギーが漏れないように、ネジ頭と発振器ユニットヒートシンク４０の間には断熱用の樹脂ワッシャ４５が挿入される。また発振器ベース３６と発振器ユニットヒートシンク４０の間には、同じくＯリング状の密封材４４Ｂが３枚のペルチェ素子３７を囲むように配置され、さらに密封材４４Ｂの外側には４つのスペーサ４２が配置される。これによって発振器ユニットヒートシンク４０と発振器ユニット３４でペルチェ素子３７が熱伝導材３５を介して狭着される。
【００４４】
［熱伝導材３５］
熱伝導材３５は、ペルチェ素子３７と発熱源、放熱体との実質的な接触面積を大きくし、熱抵抗を低くする状態で熱的に結合される。熱伝導材３５は熱伝導性のあるグリースで構成され、シリコーングリースのような熱抵抗の小さい材質が好ましい。これによってペルチェ素子３７と発熱源、放熱体との接触熱抵抗を小さく抑えることができる。また熱伝導材３５をペルチェ素子３７に塗布することによって、接触面での隙間を無くし厚さ方向の熱伝導を促進して、面全体を均一な温度に維持できる。さらに熱伝導材３５は、所定の粘性を備えるゲル状のもの、またはペースト状のものが使用できる。これによってペルチェ素子３７に発熱源、放熱体の押圧面から押圧力を伝達すると共に、過度の押圧力が印加されるのが緩和される。高い圧力がペルチェ素子３７に加わらないようにするためには、熱伝導材３５の粘度を低くする。粘度は、使用されるペルチェ素子３７の破壊閾値や、発熱源と放熱体との隙間すなわちスペーサ４２の高さ等に応じて選択される。
【００４５】
熱伝導材３５は、図１３に示すように発振器ユニットヒートシンク４０上に塗布されてペルチェ素子３７の放熱面との間に介在する第１の熱伝導材３５Ａと、ペルチェ素子３７の吸熱面に塗布されて発振器ユニット３４との間に介在する第２の熱伝導材３５Ｂがある。このように放熱側と吸熱側とで熱伝導材３５を分離することにより、放熱エネルギーと吸熱エネルギーの混在による損失を回避して効率よくペルチェ素子３７で熱移動を行わせることができる。ただ、熱伝導材を塗布する工程上の理由で一部放熱側と吸熱側の熱伝導材が混在することを妨げない。
【００４６】
［ペルチェ素子３７］
ペルチェ素子３７は、異種金属または異種半導体の接触面を通電したとき熱が発生または吸収される現象を利用した板状の素子で、吸熱面と放熱面を備える。ペルチェ素子３７は可動部が無いので振動を生じず小型軽量である等の利点を備える反面、自己発熱が大きい。そのため、吸熱面を発熱源と接触させる一方、放熱面を放熱体と接触させて放熱している。ペルチェ素子３７は、直流電流を流す方向を逆にすることにより、熱の移動方向も逆になるので、放熱面と吸熱面を逆転することが可能である。このためペルチェ素子３７は、加熱にも冷却にも利用することが出来、高精度の温度制御に適している。
【００４７】
ペルチェ素子には、マスクやスキージ等を使って、所定の厚みの熱伝導材３５を塗布する。この状態で、熱伝導材３５上にペルチェ素子３７を複数配置する。図１４の例では、３枚のペルチェ素子３７を一直線上に隣接させている。ペルチェ素子３７は、吸熱面を上面にして発振器ユニット３４側と対向させ、放熱面を下面にして発振器ユニットヒートシンク４０に対向させる。ペルチェ素子３７同士の間は、熱伝導材３５が浸入しないように密着状態に近接させる。さらにペルチェ素子３７群の上面、すなわち発振器ユニット３４の下面にも、同様にして熱伝導材３５が塗布される。好ましくは、図１４に示すように発振器ユニット３４を上下逆にした状態で、発振器ユニット３４の下面に所定厚さの熱伝導材３５を塗布する。そして所定厚さの熱伝導材３５がそれぞれ塗布された発振器ユニットヒートシンク４０および発振器ユニット３４でペルチェ素子３７を挟み込む。さらに発振器ユニット３４、発振器ユニットヒートシンク４０との間でペルチェ素子３７群の周囲にはスペーサ４２を配置し、スペーサ４２を挟む状態でネジにて締結する。この方法であればスペーサ４２の高さ以上にペルチェ素子３７および熱伝導材３５が押圧されることがないため、ペルチェ素子３７の破壊閾値以上の圧力がかかることがないようにスペーサ４２の高さ、熱伝導材３５の厚さ及び粘度を調整することで、ペルチェ素子３７の破損が防止される。また、この方法ではネジを締結するだけであるので、トルク管理のような微調整が不要で極めて簡単な作業とできる。なおこの例ではネジの締結により発振器ユニット３４と発振器ユニットヒートシンク４０を固定しているが、固定のための締結具はこれに限られず、クランプやリベット、溶接なども利用できる。
【００４８】
また、ペルチェ素子３７には通電のためのリード線などのハーネスが接続されており、密封材４４Ｂに形成された切り欠きを介して外部に引き出され、定電流源の電源端子などと接続される。ハーネスを通した密封材４４Ｂの切り欠き部分は、この部分で隙間が生じないように接着剤などで気密にシールされる。なおペルチェ素子の形状は、図示した矩形状の他、冷却・加熱対象に応じて円形やリング状等の形状のものが適宜利用できる。
【００４９】
［スペーサ４２］
スペーサ４２は、ペルチェ素子３７の破壊閾値を超える押圧力がかからないように、かつ発振器ユニット３４と発振器ユニットヒートシンク４０との隙間を一定値とするように設けられる。したがってスペーサ４２の高さは、使用するペルチェ素子３７の破壊閾値、厚み、ペルチェ素子３７の熱抵抗曲線に応じた熱伝導材３５の厚み、粘度に基づいて決定される。さらに図１３および図１４の例では、発振器ユニット３４の下面が突出して発振器ベース３６の開口を貫通しているため、発振器ベース３６の下面から突出する発振器ユニット３４の突出分の高さも考慮して決められる。突出分の高さはゲージ等で測定される。これらのパラメータに応じて隙間が決定されると、この隙間に応じたスペーサ４２が選択される。このように、使用するペルチェ素子３７等に応じてスペーサ４２を選別することによって、装置毎に最適なペルチェ素子３７の固定が実現される。
【００５０】
この例ではスペーサ４２はステンレススチール（ＳＵＳ）製としている。スペーサ４２の数は多いほど好ましいが、スペーサ４２で熱伝導してペルチェ素子３７の熱移動の漏れを防止するために、好ましくはペルチェ素子３７群の四隅近傍に４つ配置される。また、スペーサ４２を断熱性の材質で構成することが好ましい。例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＳＳ）等の断熱性に優れた樹脂やセラミック等が利用できる。
【００５１】
［密封材４４］
さらに、図１３に示すように発振器ユニット３４と発振器ベース３６の間、および発振器ベース３６と発振器ユニットヒートシンク４０との間の空間をそれぞれ密閉するために、密封材４４を使用する。密封材４４は略矩形状のＯリング型に形成され、押圧されると弾性変形して圧縮され、隙間を気密に閉塞する。密封材４４Ａは発振器ユニット３４の突出面の周囲、密封材４４Ｂはペルチェ素子３７群とスペーサ４２の間に配置されて狭持される。これらの密封材４４は、ペルチェ素子３７群を外部と遮断する。これによって、ペルチェ素子３７近辺の空気の冷却によって空気中の水分が凝縮して結露し、ペルチェ素子３７やその他の回路に損傷を及ぼすおそれを回避し、長期にわたって安定した冷却能力が維持されて信頼性の向上と回路の長寿命化が図られる。密封材４４にはブチルゴム等の弾性部材が利用される。図１４に示すように密封材４４Ａは密封材４４Ｂよりも小さく、発振器ユニット３４の下面と発振器ベース３６の上面に狭持されてこれらをネジ止めする際の隙間を閉塞する。密封材４４Ａに代わって、発振器ユニット３４と発振器ベース３６をネジ止めした後に隙間をシール材で封止しても良い。また密封材４４Ｂはペルチェ素子３７のハーネスを引き出すための切り欠きを下面に形成すると共に、側面には発振器ユニットヒートシンク４０と発振器ベース３６を固定するネジの側面が当接するような切り欠きを形成している。
【００５２】
［吸湿材４３］
さらにまた、密封材４４により密封された空間内には、図１３に示すように吸湿材４３が配置される。吸湿材４３は、密閉空間の形成時に既に存在する空気中に含まれる水分を除去して、密閉空間内での結露を確実に防止することができる。吸湿材４３にはゼオライト等が使用できる。
【００５３】
以上のようにして、熱伝導材３５の厚さを薄くして熱抵抗を抑え、ペルチェ素子３７の冷却能力を効率よく伝達すると共に、スペーサ４２によってペルチェ素子３７に破壊閾値以上の圧力がかからないように保護し、熱効率と素子保護を両立させている。また複数のペルチェ素子３７に厚みのばらつきがあっても、押圧面とペルチェ素子３７の間に介在する熱伝導材３５が粘性を備えるため、圧縮、変形して各素子を均一な押圧力で保持することができる。しかも、この方法であればスペーサ４２を挟んだ状態でネジを締結するのみでペルチェ素子３７を固定できるため、作業も簡単となる。従来のように、ネジの締め具合でトルク管理する方法のような極めて面倒な調整作業がなく、単にネジを締結するのみでペルチェ素子３７を破壊することなく確実にかつ熱抵抗の少ない最適な状態でペルチェ素子３７を固定できる。
【００５４】
［固体レーザ装置］
さらに、本発明の実施の形態を利用した固体レーザ装置の構成を図１５に示す。図１５は固体レーザ装置を構成するブロック図を示しており、この図に示す固体レーザ装置は、レーザ制御部１とレーザ出力部２と入力部３とを備える。固体レーザ装置は、レーザ応用機器一般に利用でき、例えばレーザ発振器や各種のレーザ加工装置、穴あけ、マーキング、トリミング、スクライビング、表面処理などのレーザ加工や、レーザ光源として他のレーザ応用分野、例えばＤＶＤやＢｌｕ−ｒａｙ等の光ディスクの高密度記録再生用光源や通信用の光源、印刷機器、照明用光源、ディスプレイなどの表示装置用の光源、医療機器等において、好適に利用できる。以下の例では、固体レーザ装置の一例としてレーザマーカに適用する例について説明する。また、本明細書において印字とは文字や記号、図形などのマーキングの他、上述した各種の加工も含む概念で使用する。
【００５５】
入力部３はレーザ制御部１に接続され、固体レーザ装置を操作するための必要な設定を入力してレーザ制御部１に送信する。レーザ制御部１は、制御部４とメモリ部５とレーザ励起部６と電源７とを備え、入力部３から入力された設定内容をメモリ部５に記録する。制御部４は必要時にメモリから設定内容を読み込み、印字内容に応じた印字信号に基づいてレーザ励起部６を動作させてレーザ出力部２のレーザ媒質８を励起する。さらに制御部４は、設定された印字を行うようレーザ媒質８で発振されたレーザ光をワークＷ上で走査させるため、レーザ出力部２の走査部９を動作させる走査信号をスキャナ駆動部５２に出力する。電源７は、定電圧電源として、レーザ励起部６へ所定電圧を印加する。
【００５６】
レーザ出力部２は、レーザ発振部５０を備える。レーザ光を発生させるレーザ発振部５０は、光学結晶８０としてレーザ媒質８と、レーザ媒質８が放出する誘導放出光の光路に沿って所定の距離を隔てて対向配置された出力ミラー及び全反射ミラーと、これらの間に配されたアパーチャ、Ｑスイッチ等を備える。レーザ媒質８が放出する誘導放出光を、出力ミラーと全反射ミラーとの間での多重反射により増幅し、Ｑスイッチの動作により短周期にて通断しつつアパーチャによりモード選別して、出力ミラーを経てレーザ光を出力する。このレーザ発振部５０は、レーザ媒質８のロッド状の一方の端面からレーザ励起光を入力して励起され、他方の端面からレーザ光を出射する、いわゆるエンドポンピングによる励起方式を採用している。
【００５７】
走査部９は、レーザ光を反射させて所望の方向に出力し、ワークＷの表面でレーザ光を走査して印字する。走査部９は、一対のＸ軸スキャナ１４ａ、Ｙ軸スキャナ１４ｂと、これらをそれぞれ回動するガルバノモータ５１ａ、５１ｂとを備えている。ガルバノモータ５１ａ、５１ｂは、スキャナ駆動部５２で駆動される。スキャナ駆動部５２は、制御部４から与えられる走査信号に基づいて、ガルバノモータ５１ａ、５１ｂを駆動させることにより、ガルバノモータ５１ａ、５１ｂの出力軸に設けられたＸ軸スキャナ１４ａ、Ｙ軸スキャナ１４ｂの全反射ミラーを回動させて、レーザ媒質８から発振されたレーザ光を偏向・走査する。偏向・走査されたレーザ光は、略偏向方向に設けられたｆθレンズ１５を介してワークＷの表面に照射されてマーキングする。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光学結晶ホルダ、固体レーザ装置、及び光学結晶の固定方法は、光学結晶を均一な押圧力で保持した状態に固定でき、光学結晶と光学結晶ホルダとの間で十分な接触状態を確保して冷却・加熱を確実に効率よく行えると共に、押圧面での押圧力が強すぎて光学結晶を破損する事態も回避できるので、光学結晶を安定して使用することができる。それは、本発明の光学結晶ホルダ、固体レーザ装置、及び光学結晶の固定方法が、第１の押圧板と第２の押圧板との押圧面を適切な圧力に保持した状態で、この姿勢で第１の押圧板と保持板で第２の保持板を狭持し固定する方式としているからである。これによって、最適な圧力の得られる位置関係を保ったまま固定され、光学結晶の固定と接触状態の維持、および光学結晶の保護が図られる。またこの方法では固定を容易に行えるので、製造やメンテナンス作業も簡単で、容易且つ確実で効果の高い光学結晶の固定が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光学結晶を固定する方法を示す断面図である。
【図２】従来の光学結晶を固定する他の方法を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る光学結晶ホルダを示す分解斜視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線における光学結晶ホルダの断面を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る光学結晶ホルダを示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る光学結晶ホルダを示す断面図である。
【図７】図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線における光学結晶ホルダの断面を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る光学結晶ホルダを示す分解斜視図である。
【図９】本発明の他の実施の形態に係る光学結晶ホルダを示す分解斜視図である。
【図１０】図３の光学結晶ホルダにおける熱伝導の流れを示す説明図である。
【図１１】光学結晶ホルダの一部を一体成型した発振器ユニットを示す斜視図である。
【図１２】図１１の発振器ユニットの拡大斜視図である。
【図１３】本発明の一実施の形態に係る光学結晶ホルダをレーザ発振器に適用する例を示す縦断面図である。
【図１４】図１３のレーザ発振器を下方から見た分解斜視図である。
【図１５】本発明の一実施の形態に係る固体レーザ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１・・・レーザ制御部
２・・・レーザ出力部
３・・・入力部
４・・・制御部
５・・・メモリ部
６・・・レーザ励起部
７・・・電源
８・・・レーザ媒質
９・・・走査部
１４ａ、１４ｂ・・・Ｘ・Ｙスキャナ
１５・・・ｆθレンズ
３３・・・レーザ発振器
３４・・・発振器ユニット
３５・・・熱伝導材
３５Ａ・・・第１の熱伝導材
３５Ｂ・・・第２の熱伝導材
３６・・・発振器ベース
３６ａ・・・開口部
３７・・・ペルチェ素子
３８・・・固体レーザ媒質
３９・・・Ｑスイッチ
４０・・・発振器ユニットヒートシンク
４０Ａ・・・ヒートシンクベース
４０Ｂ・・・ヒートシンクカバー
４１・・・ファン
４２・・・スペーサ
４３・・・吸湿材
４４、４４Ａ、４４Ｂ・・・密封材
４５・・・樹脂ワッシャ
４７ａ・・・開口部
７７Ａ、７７Ｂ・・・ヒートシンク
７８・・・ネジ
７９Ａ、７９Ｂ・・・ヒートシンク
８０・・・光学結晶
８１・・・熱伝導シート
８２・・・光学結晶ホルダ
８３・・・下ヒートシンク
８４・・・上ヒートシンク
８５・・・保持板
８６・・・固定具
８７・・・押圧面
８８・・・仮止めネジ
８９・・・スプリング
９０・・・仮止めネジ孔
９１・・・接合面
９１Ｂ・・・第２の接合面
９２・・・保持面
【図１】
2004363129.tif 000003
【図２】
2004363129.tif 000004
【図３】
2004363129.tif 000005
【図４】
2004363129.tif 000006
【図５】
2004363129.tif 000007
【図６】
2004363129.tif 000008
【図７】
2004363129.tif 000009
【図８】
2004363129.tif 000010
【図９】
2004363129.tif 000011
【図１０】
2004363129.tif 000012
【図１１】
2004363129.tif 000013
【図１２】
2004363129.tif 000014
【図１３】
2004363129.tif 000015
【図１４】
2004363129.tif 000016
【図１５】
2004363129.tif 000017