(57)【要約】【課題】  回折に因る光強度ピークを更に低減することができる安価な光学マスクを提供する。【解決手段】  光学マスク１４は、第１マスク１４１と第２マスク１４２とが重ね合わされたものである。第１マスク１４１および第２マスク１４２それぞれはセレイテッド開口マスクである。第１マスク１４１の開口１４１ａおよび第２マスク１４２の開口１４２ａそれぞれの概略形状は、略矩形であって互いに等しい。第１マスク１４１の開口１４１ａを画する周縁は鋸歯形状とされ、第２マスク１４２の開口１４２ａを画する周縁も鋸歯形状とされている。光学マスク１４では、第１マスク１４１の開口１４１ａおよび第２マスク１４２の開口１４２ａそれぞれを画する周縁の鋸歯形状における鋸歯が交互となるように、第１マスク１４１と第２マスク１４２とが重ね合わされている。【選択図】  図２
2005158884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部の縁が鋸歯形状である第１マスクと、少なくとも一部の縁が鋸歯形状である第２マスクとを備え、
前記第１マスクおよび前記第２マスクが、各々の鋸歯形状とされた縁の概略形状が互いに同じであり、各々の縁の鋸歯形状における鋸歯が交互となるように重ね合わされている、
ことを特徴とする光学マスク。
【請求項２】
前記第１マスクおよび前記第２マスクそれぞれの縁の鋸歯形状における鋸歯のピッチが互いに等しい一定値であることを特徴とする請求項１記載の光学マスク。
【請求項３】
前記第１マスクおよび前記第２マスクそれぞれの鋸歯形状とされた縁が、開口を画する周縁である、ことを特徴とする請求項１記載の光学マスク。
【請求項４】
少なくとも一部の縁が鋸歯形状である第３マスクを更に備え、
前記第１マスク，前記第２マスクおよび前記第３マスクが、各々の鋸歯形状とされた縁の概略形状が互いに同じであり、各々の縁の鋸歯形状における鋸歯が順に現れるように重ね合わされている、
ことを特徴とする請求項１記載の光学マスク。
【請求項５】
光を出力する光源と、
この光源から出力された光を入力し、該光の空間分布を整形して該光を出力する請求項１〜４の何れか１項に記載の光学マスクと、
前記光学マスクから出力された光を入力し光増幅して出力する光増幅器と、
を備えることを特徴とするＭＯＰＡレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光束の空間分布を整形する光学マスク、および、該光学マスクを含むＭＯＰＡ（Main Oscillator Power Amplifier）レーザ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光束の空間分布を整形する光学マスクとしてハード開口マスクが知られている。図９（ａ）に全体図が示され、図９（ｂ）に部分Ａの拡大図が示されるように、ハード開口マスク８０は、所望の整形後の光束空間分布形状と同一の形状（図示の例では略矩形）を有する開口８０ａを含む。この図において、ハッチング領域は、光を遮断する部分を示している。そして、ハード開口マスク８０は、この開口８０ａのみに光を透過させ、不必要な光を遮断することで、その開口形状と同一の形状に光束の空間分布を整形する。しかし、このようなハード開口マスクは、開口を画する周縁における回折が大きく、所望の光束空間分布形状を得ることが困難である。
【０００３】
ハード開口マスク８０により整形された光束の空間分布では、図１０に示されるように、開口を画する周縁における回折に因り、光強度のピークが現れている。ここでは、２つのレンズにより共焦点光学系を構成し、その焦点位置に直径１ｍｍのピンホールを置いた。そして、ハード開口マスクの開口にＨｅ-Ｎｅレーザ光を照射し、この開口を通過した光を第１のレンズによりフーリエ変換し、このフーリエ変換面に配置されたピンホールにより空間的な高調波成分を除去し、このピンホールを通過した光を第２のレンズによりフーリエ変換して、このフーリエ変換面における光の空間分布を測定した。なお、以降に示される整形された光束の空間分布も同様に測定される。
【０００４】
例えば、光増幅器を含むＭＯＰＡレーザ装置において、このような空間分布において光強度のピークを有する光束を光増幅するような場合、光増幅後の光強度のピークは更に大きくなる。そして、この光強度のピークは光学部品に損傷を与えることがある。
【０００５】
そこで、このような回折に因る光強度ピークを低減することができる光学マスクとして、セレイテッド開口マスクが知られている（例えば非特許文献１を参照）。図１１（ａ）に全体図が示され、図１１（ｂ）に部分Ａの拡大図が示されるように、セレイテッド開口マスク９０は、所望の整形後の光束空間分布形状と同一の概略形状（図示の例では略矩形）を有する開口９０ａを含み、開口９０ａを画する周縁が鋸歯形状とされている。
【非特許文献１】Y. Kitagawa, et al., "Prepulse-free Petawatt Laser for Fast Ignitor", Annual Progress Report 2002, Institute of Laser Engineering, Osaka University, pp.12-21 (2002)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、セレイテッド開口マスクにより整形された光束の空間分布では、図１２に示されるように、ハード開口マスクの場合と比較して光強度ピークが小さくなるものの、やはり回折に因る光強度ピークが現れている。ここでは、開口を画する周縁の鋸歯形状における鋸歯のピッチが０.２ｍｍであり、鋸歯の高さが０.６ｍｍであった。セレイテッド開口マスクの場合においても回折に因る光強度ピークが現れる理由は以下のように考えられる。
【０００７】
すなわち、理想的にはセレイテッド開口マスクの開口を画する周縁の鋸歯形状は、図１３（ａ）に示されるように各鋸歯の頂点と谷との間の縁の部分が直線状であり、それ故、回折が無いとした場合の透過光の空間分布は、図１３（ｂ）に示されるように連続的に緩やかに変化する。
【０００８】
これに対して、実際には、セレイテッド開口マスクの開口を画する周縁の鋸歯形状は、図１４（ａ）に示されるように各鋸歯の谷の部分において円弧状であり、それ故、透過光の空間分布は、図１４（ｂ）に示されるように一部において急に変化する。これは、セレイテッド開口マスクの開口を画する周縁を鋸歯形状に加工する際に、レーザ加工法や放電加工法を採用すると、レーザビームの集光径や放電ワイヤの径を小さくするにも限界があることから、その径に応じて、図１４（ａ）に示されるように各鋸歯の谷の部分において縁が円弧状になるからである。そして、このことから、セレイテッド開口マスクにより整形された光束の空間分布でも、図１２に示されるように、やはり回折に因る光強度ピークが現れる。
【０００９】
なお、セレイテッド開口マスクの他の製造方法として、ガラス基板にクロム膜を形成して、開口を画する周縁をエッチングで所望の鋸歯形状とする方法もある。このエッチング法によれば、セレイテッド開口マスクの開口を画する周縁の鋸歯形状を理想的なものに近づけることが可能である。しかし、エッチングの為のマスク材が必要であり、また、ガラス基板からの反射を低減する為の反射防止膜を形成する必要であることで工程が多いので、レーザ加工法や放電加工法と比較してエッチング法では製造コストが高い。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、回折に因る光強度ピークを更に低減することができる安価な光学マスク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】
【００１１】
本発明に係る光学マスクは、少なくとも一部の縁が鋸歯形状である第１マスクと、少なくとも一部の縁が鋸歯形状である第２マスクとを備え、第１マスクおよび第２マスクが、各々の鋸歯形状とされた縁の概略形状が互いに同じであり、各々の縁の鋸歯形状における鋸歯が交互となるように重ね合わされている、ことを特徴とする。本発明によれば、第１マスクおよび第２マスクそれぞれの縁の鋸歯形状は各鋸歯の谷の部分において円弧状であったとしても、光学マスクの縁の鋸歯形状は、各鋸歯の頂点と谷との間の縁の部分が直線状となって、理想的なものに近くなる。この光学マスクにより整形された光束の空間分布では、回折に因る光強度のピークが低減される。そして、この光学マスクから出力された光を光増幅器により光増幅したとしても、その光増幅後の光強度のピークは小さく、光学部品に与える損傷を軽減することができる。また、第１マスクおよび第２マスクがレーザ加工法または放電加工法により製造されてもよいので、光学マスクは安価に製造され得る。
【００１２】
本発明に係る光学マスクは、第１マスクおよび第２マスクそれぞれの縁の鋸歯形状における鋸歯のピッチが互いに等しい一定値であるのが好適である。第１マスクおよび第２マスクそれぞれの鋸歯形状とされた縁が、開口を画する周縁であるのが好適である。また、本発明に係る光学マスクは、少なくとも一部の縁が鋸歯形状である第３マスクを更に備え、第１マスク，第２マスクおよび第３マスクが、各々の鋸歯形状とされた縁の概略形状が互いに同じであり、各々の縁の鋸歯形状における鋸歯が順に現れるように重ね合わされている、
本発明に係るＭＯＰＡレーザ装置は、(1) 光を出力する光源と、(2) この光源から出力された光を入力し、該光の空間分布を整形して該光を出力する上記の本発明に係る光学マスクと、(3) 光学マスクから出力された光を入力し光増幅して出力する光増幅器と、を備えることを特徴とする。このＭＯＰＡレーザ装置では、光源から出力された光は、空間分布が光学マスクにより成形された後に、光増幅器により光増幅される。ここで用いられる光学マスクが上記の本発明に係るものであることから、空間マスクから出力され光増幅器に入力する光束の空間分布においては、回折に因る光強度のピークが低減されている。したがって、この光学マスクから出力された光を光増幅器により光増幅したとしても、その光増幅後の光強度のピークは小さく、光学部品に与える損傷を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る光学マスクは、回折に因る光強度ピークを更に低減することができ、安価に製造され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
先ず、本実施形態に係るＭＯＰＡレーザ装置１について説明する。図１は、本実施形態に係るＭＯＰＡレーザ装置１の構成図である。この図に示されるＭＯＰＡレーザ装置１は、レーザ光源１１、光増幅器１２、ビームエクスパンダ１３、光学マスク１４、スペーシャルフィルタ１５、ファラデーローテータ１６、光増幅器１７、スペーシャルフィルタ１８およびポラライザ１９を備える。
【００１６】
レーザ光源１１は、レーザ光を出力するものである。このレーザ光源１１から出力される光の波長は、光増幅器１２および光増幅器１７それぞれにおいて光増幅され得る波長である。光増幅器１２は、レーザ光源１１から出力された光を入力し光増幅して出力する。ビームエクスパンダ１３は、光増幅器１２から出力されミラー２１により反射されて到達した光を入力し、この光のビーム径を大きくして出力する。光学マスク１４は、開口を有しており、ビームエクスパンダ１３から出力されミラー２２により反射されて到達した光を入力し、開口のみに光を透過させて、この光の空間分布形状を矩形状に整形して出力する。
【００１７】
スペーシャルフィルタ１５は、レンズ１５ａ，レンズ１５ｂおよびピンホール１５ｃを有している。また、スペーシャルフィルタ１８も、レンズ１８ａ，レンズ１８ｂおよびピンホール１８ｃを有している。レンズ１５ａおよびレンズ１５ｂはケプラ型逆望遠系の共焦点光学系を構成しており、レンズ１８ａおよびレンズ１８ｂもケプラ型逆望遠系の共焦点光学系を構成しており、これらは光学マスク１４の位置における光のビーム断面形状を次々に像転送するものである。
【００１８】
ピンホール１５ｃはレンズ１５ａとレンズ１５ｂとの間の焦点位置にあり、ピンホール１８ｃはレンズ１８ａとレンズ１８ｂとの間の焦点位置にある。これらピンホール１５ｃおよびピンホール１８ｃは空間的な高調波成分を除去するために設けられている。また、ピンホール１５ｃおよびピンホール１８ｃそれぞれは、集光位置に設けられることから、耐熱衝撃抵抗が大きく硬度が高い材料からなることが望ましく、セラミックスからなるのが好適であり、そのうちでも、アルミナ、窒化珪素、窒化炭素もしくは窒化ボロン、または、これらの混合物等からなるのが好適である。また、ピンホール１５ｃおよびピンホール１８ｃそれぞれの開口形状は、光学マスク１４の開口形状をフーリエ変換した形状と略相似形であるのが好適である。
【００１９】
光増幅器１７は、固体レーザ媒質３１、励起光源３２ａおよび励起光源３２ｂを含む。固体レーザ媒質３１に照射されるべき励起光を出力する励起光源３２ａおよび励起光源３２ｂは、好適にはレーザダイオードアレイまたはレーザダイオードアレイスタックを含む。固体レーザ媒質３１は、励起光が照射されることにより所定波長の光を誘導放射し得るものであり、スラブ形状のガラスからなる。光増幅されるべき光は、固体レーザ媒質３１の端面に斜めに入射し、固体レーザ媒質３１の側面で繰り返し反射されながら、固体レーザ媒質３１内をジグザグに進む。この光増幅器１７は、ミラー２３から固体レーザ媒質３１の第１端面に入力した光を該固体レーザ媒質３１において光増幅し、その光増幅した後の光を第２端面からミラー２４へ出力する。また、光増幅器１７は、ミラー２４から固体レーザ媒質３１の第２端面に入力した光を該固体レーザ媒質３１において光増幅し、その光増幅した後の光を第１端面からミラー２５へ出力する。固体レーザ媒質３１の第１端面および第２端面それぞれには、反射低減膜が形成されている。
【００２０】
ファラデーローテータ１６は、スペーシャルフィルタ１５とミラー２６との間の光路上に設けられ、光の偏光方位を２回の通過で９０度回転させ、また、熱複屈折の補償を図る。ポラライザ１９は、スペーシャルフィルタ１５から出力されて到達した光のうち特定方位の偏光成分の光を選択的に反射させて、この反射光をＭＯＰＡレーザ装置１の出力光とする。
【００２１】
このＭＯＰＡレーザ装置１は以下のように動作する。レーザ光源１１から出力された光は、光増幅器１２により光増幅され、ビームエクスパンダ１３によりビーム径が拡大されて、光学マスク１４に入力する。この光学マスク１４によりビーム断面形状が矩形状とされた光は、スペーシャルフィルタ１５、ミラー２３、光増幅器１７、ミラー２４、スペーシャルフィルタ１８、ミラー２７、ミラー２８、スペーシャルフィルタ１８、ミラー２５、光増幅器１７、ミラー２６、ファラデーローテータ１６およびスペーシャルフィルタ１５を順に経て、ミラー２９に到達する。この光学マスク１４からミラー２９に到るまでの光路を往路として、ミラー２９に到達して反射された光は、往路と同一の光路である復路を経てポラライザ１９に到達する。
【００２２】
これら往路（光学マスク１４からミラー２９に到るまでの光路）および復路（ミラー２９からポラライザ１９に到るまでの光路）の間に、光はファラデーローテータ１６を２回通過するので、合計で９０度だけ光の偏光方位が回転する。したがって、復路でポラライザ１９に到達した光はポラライザ１９により反射されて、この反射光がＭＯＰＡレーザ装置１の出力光となる。
【００２３】
また、往路および復路の間に、光学マスク１４の位置における光のビーム断面形状は、スペーシャルフィルタ１５またはスペーシャルフィルタ１８により、８回の像転送が為され、また、熱歪み等に因る空間的な高調波成分が除去される。これにより、ＭＯＰＡレーザ装置１の出力光は、回折が低減されたものとなる。また、往路および復路の間に光は光増幅器１７を４回通過して、その通過の度に光は光増幅器１７において光増幅される。
【００２４】
ＭＯＰＡレーザ装置１のより具体的な構成の一例は以下のとおりである。レーザ光源１１は、Ｎｄ:ＹＬＦを連続発振のレーザダイオードで励起する単一縦横シードレーザ光源と、Ｎｄ:ＹＬＦをレーザダイオードで励起するＱスイッチ光増幅器と、を含む構成のものであり、波長１０５３ｎｍの出力パルス光の立ち上がり時間を最小とするアルゴリズムでフィードバック制御して、単一モードの安定化を図る。光増幅器１２は、ロッド形状のＮｄ:ＹＬＦをレーザダイオードで励起する構成のものである。光増幅器１７に含まれる固体レーザ媒質３１は、スラブ形状のＮｄドープガラスであり、当該長手方向の両端面が光増幅される光の入出射面となる。励起光源３２ａおよび励起光源３２ｂそれぞれはレーザダイオードアレイスタックを含む。固体レーザ媒質３１に照射される励起光の全エネルギは４８Ｊであり、励起効率が０.５である。このとき、ポラライザ１９から出力される光のエネルギは１０Ｊである。
【００２５】
次に、本実施形態に係る光学マスク１４について詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る光学マスク１４の説明図である。この図は、光学マスク１４を光の進行方向に見たものである。同図（ａ），（ｂ）は、光学マスク１４を構成する２つのマスク１４１，１４２を示す。同図（ｃ）は光学マスク１４の全体図を示し、同図（ｄ）は光学マスク１４の部分Ａの拡大図を示す。
【００２６】
本実施形態に係る光学マスク１４は、第１マスク１４１と第２マスク１４２とが重ね合わされたものである。第１マスク１４１および第２マスク１４２それぞれはセレイテッド開口マスクである。第１マスク１４１の開口１４１ａおよび第２マスク１４２の開口１４２ａそれぞれの概略形状は、略矩形であって互いに等しい。第１マスク１４１の開口１４１ａを画する周縁は鋸歯形状とされ、第２マスク１４２の開口１４２ａを画する周縁も鋸歯形状とされていて、各々の周縁の鋸歯形状における鋸歯のピッチは互いに等しい一定値であり、また、各々の周縁の鋸歯形状における鋸歯の配置は半ピッチ分だけ互いにずれている。
【００２７】
光学マスク１４は、第１マスク１４１の開口１４１ａおよび第２マスク１４２の開口１４２ａそれぞれを画する周縁の鋸歯形状における鋸歯が交互となるように、第１マスク１４１と第２マスク１４２とが重ね合わされている。この光学マスク１４の開口１４ａを画する周縁も鋸歯形状となり、この開口１４ａを画する周縁の鋸歯形状における鋸歯のピッチは、開口１４１ａ，１４２ａを画する周縁の鋸歯形状における鋸歯のピッチの半分となる。
【００２８】
図２（ｄ）に示されるように、第１マスク１４１および第２マスク１４２それぞれの開口を画する周縁の鋸歯形状は各鋸歯の谷の部分において円弧状であったとしても、光学マスク１４の開口１４ａを画する周縁の鋸歯形状は、各鋸歯の頂点と谷との間の縁の部分が直線状となって、理想的なものに近くなる。
【００２９】
図３は、本実施形態に係る光学マスク１４により整形された光束の空間分布を示す図である。ここでは、第１マスク１４１および第２マスク１４２それぞれは、設計上では、開口を画する周縁の鋸歯形状における鋸歯のピッチが０.４ｍｍであり、鋸歯の高さが１.２ｍｍであった。また、光学マスク１４は、開口を画する周縁の鋸歯形状における鋸歯のピッチが０.２ｍｍであり、鋸歯の高さが０.６ｍｍであった。この図に示されるように、本実施形態に係る光学マスク１４により整形された光束の空間分布では、回折に因る光強度のピークが低減される。そして、このような光学マスク１４をＭＯＰＡレーザ装置１において用いれば、光学マスク１４から出力された光を光増幅器１７により光増幅したとしても、その光増幅後の光強度のピークは小さく、光学部品に与える損傷を軽減することができる。また、第１マスク１４１および第２マスク１４２がレーザ加工法または放電加工法により製造されてもよいので、光学マスク１４は安価に製造され得る。
【００３０】
次に、本実施形態に係る光学マスクの変形例について図４〜図８を用いて説明する。
【００３１】
図４は、第１変形例の光学マスク５０の説明図である。この図も、光学マスク５０を光の進行方向に見たものである。同図（ａ）は、光学マスク５０を構成する一方のマスク５１を示し、同図（ｂ）は、光学マスク５０を構成する他方のマスク５２を示す。同図（ｂ）は、光学マスク５０の全体図を示す。また、図５は、第１変形例の光学マスク５０の組み立て図である。同図（ａ）は側面の断面図であり、同図（ｂ）は正面図である。
【００３２】
この光学マスク５０は、第１マスク５１と第２マスク５２とが重ね合わされたものである。第１マスク５１および第２マスク５２それぞれはセレイテッド開口マスクである。第１マスク５１および第２マスク５２それぞれの開口の概略形状は、円形であって互いに等しい。第１マスク５１および第２マスク５２それぞれの開口を画する周縁は、互いに同一の鋸歯形状であって、その鋸歯形状における鋸歯のピッチが互いに等しい一定値である。
【００３３】
光学マスク５０は、第１マスク５１および第２マスク５２それぞれの開口を画する周縁の鋸歯形状における鋸歯が交互となるように、第１マスク５１と第２マスク５２とが重ね合わされている。これにより、この光学マスク５０の開口を画する周縁も鋸歯形状となる。第１マスク５１および第２マスク５２それぞれの開口を画する周縁の鋸歯形状は各鋸歯の谷の部分において円弧状であったとしても、光学マスク５０の開口を画する周縁の鋸歯形状は、各鋸歯の頂点と谷との間の縁の部分が直線状となって、理想的なものに近くなる。
【００３４】
また、図５に示されるように、マスク５１は、マスク５２に対して回転および平行移動が自在であり、環状の固定部材５３によりマスク５２に対して位置が固定される。このようにすることにより、光学マスク５０は容易に組み立てることができる。
【００３５】
図６は、第２変形例の光学マスク６０の説明図である。この図は、光学マスク６０を光の進行方向に見たものであり、開口を画する周縁の一部を拡大したものである。この光学マスク６０は、第１マスク６１，第２マスク６２および第３マスク６３が重ね合わされたものである。第１マスク６１，第２マスク６２および第３マスク６３それぞれはセレイテッド開口マスクである。第１マスク６１，第２マスク６２および第３マスク６３それぞれの開口の概略形状は、円形であって互いに等しい。第１マスク６１，第２マスク６２および第３マスク６３それぞれの開口を画する周縁は、互いに同一の鋸歯形状であって、その鋸歯形状における鋸歯のピッチが互いに等しい一定値である。
【００３６】
光学マスク６０は、第１マスク６１，第２マスク６２および第３マスク６３それぞれの開口を画する周縁の鋸歯形状における鋸歯が順に現れるように、第１マスク６１，第２マスク６２および第３マスク６３が重ね合わされている。これにより、この光学マスク６０の開口を画する周縁も鋸歯形状となる。第１マスク６１，第２マスク６２および第３マスク６３それぞれの開口を画する周縁の鋸歯形状は各鋸歯の谷の部分において円弧状であったとしても、光学マスク６０の開口を画する周縁の鋸歯形状は、各鋸歯の頂点と谷との間の縁の部分が直線状となって、理想的なものに近くなる。
【００３７】
また、２つのマスクを重ね合わせる第１変形例の光学マスク５０と比較すると、この第２変形例の光学マスク６０は、３つのマスクを重ね合わせることから、開口を画する周縁の鋸歯形状をより精細なものとすることができる。
【００３８】
図７は、第３変形例の光学マスク７０の説明図である。同図（ａ）は、光学マスク７０を光の進行方向に見たものであり、開口を画する周縁の一部を拡大したものである。同図（ｂ）は、光学マスク７０により整形された光束の空間分布を示す図である。この光学マスク７０は、第１マスク７１と第２マスク７２とが重ね合わされたものである。第１マスク７１および第２マスク７２それぞれはセレイテッド開口マスクである。第１マスク７１および第２マスク７２それぞれの開口の概略形状は、円形であって互いに等しい。第１マスク７１および第２マスク７２それぞれの開口を画する周縁は、互いに同一の鋸歯形状であって、その鋸歯形状における鋸歯のピッチが互いに等しい一定値である。
【００３９】
光学マスク７０は、第１マスク７１および第２マスク７２それぞれの開口を画する周縁の鋸歯形状における鋸歯が交互となるように、第１マスク７１と第２マスク７２とが重ね合わされている。これにより、この光学マスク７０の開口を画する周縁も鋸歯形状となる。第１マスク７１および第２マスク７２それぞれの開口を画する周縁の鋸歯形状は各鋸歯の谷の部分において円弧状であったとしても、光学マスク７０の開口を画する周縁の鋸歯形状は、各鋸歯の頂点と谷との間の縁の部分が直線状となって、理想的なものに近くなる。
【００４０】
特に、この光学マスク７０では、鋸歯形状における鋸歯の幅が段階的に変化しており、鋸歯の先端部および根元部それぞれでは鋸歯の幅の変化率が小さく、これらの間の中央部では鋸歯の幅の変化率が大きい。これにより、透過光の空間分布は、同図（ｂ）に示されるように、連続的に緩やかに変化するだけでなく、鋸歯の先端部および根元部それぞれでは特に緩やかに変化する。したがって、光学マスク７０により整形された光束の空間分布では、回折に因る光強度のピークが更に低減され得る。
【００４１】
図８は、第４変形例の光学マスク８０の説明図である。この図は、光学マスク８０を光の進行方向に見たものであり、開口を画する周縁の一部を拡大したものである。この光学マスク８０は、第１マスク８１と第２マスク８２とが重ね合わされたものである。第１マスク８１および第２マスク８２それぞれはセレイテッド開口マスクである。第１マスク８１および第２マスク８２それぞれの開口の概略形状は、円形であって互いに等しい。ただし、これまでの実施形態または変形例とは異なり、第１マスク８１および第２マスク８２それぞれの開口を画する周縁は、必ずしも互いに同一の鋸歯形状ではなく、その鋸歯形状における鋸歯のピッチも必ずしも互いに等しくなく一定値でもない。
【００４２】
光学マスク８０は、第１マスク８１および第２マスク８２それぞれの開口を画する周縁の鋸歯形状における鋸歯が交互となるように、第１マスク８１と第２マスク８２とが重ね合わされている。これにより、この光学マスク８０の開口を画する周縁も鋸歯形状となる。第１マスク８１および第２マスク８２それぞれの開口を画する周縁の鋸歯形状は各鋸歯の谷の部分において円弧状であったとしても、光学マスク８０の開口を画する周縁の鋸歯形状は、各鋸歯の頂点と谷との間の縁の部分が直線状となって、理想的なものに近くなる。
【００４３】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、光学マスクの開口の概略形状は、矩形や円形に限られず、任意でよく他の多角形などであってもよい。光学マスクは、開口を有するものに限られず、外縁の全部または一部が鋸歯形状であるようなものでもよく、この場合には、外縁の概略形状が互いに等しく鋸歯形状とされた第１マスクおよび第２マスクを重ね合わせることで製造され得る。
【００４４】
また、光学マスクを構成する第１マスクおよび第２マスクの双方または何れか一方のマスクは、一体のものでなくてもよく、複数の部分に分割されていてもよい。例えば、上記実施形態に係る光学マスク１４において、第１マスク１４１が一体のものであって、第２マスク１４２が分割された複数の部分からなるものであってもよい。この場合には、分割された第２マスク１４２の複数の部分それぞれが、各々の鋸歯が交互となるように、一体ものの第１マスク１４１に対して重ね合わされる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施形態に係るＭＯＰＡレーザ装置１の構成図である。
【図２】本実施形態に係る光学マスク１４の説明図である。
【図３】本実施形態に係る光学マスク１４により整形された光束の空間分布を示す図である。
【図４】第１変形例の光学マスク５０の説明図である。
【図５】第１変形例の光学マスク５０の組み立て図である。
【図６】第２変形例の光学マスク６０の説明図である。
【図７】第３変形例の光学マスク７０の説明図である。
【図８】第４変形例の光学マスク８０の説明図である。
【図９】ハード開口マスクの説明図である。
【図１０】ハード開口マスクにより整形された光束の空間分布を示す図である。
【図１１】セレイテッド開口マスクの説明図である。
【図１２】セレイテッド開口マスクにより整形された光束の空間分布を示す図である。
【図１３】開口を画する周縁が理想的な鋸歯形状であるセレイテッド開口マスクの説明図である。
【図１４】開口を画する周縁が実際的な鋸歯形状であるセレイテッド開口マスクの説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…ＭＯＰＡレーザ装置、２…レーザ発振器、１１…レーザ光源、１２…光増幅器、１３…ビームエクスパンダ、１４…光学マスク、１５…スペーシャルフィルタ、１６…ファラデーローテータ、１７…光増幅器、１８…スペーシャルフィルタ、１９…ポラライザ、２１〜２９…ミラー、３１…固体レーザ媒質、３２ａ，３２ｂ…励起光源。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【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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