(57)【要約】【課題】光を波長変換素子から一方のみへ出力してビーム品質を向上させるレーザ共振器を提供する。【解決手段】レーザ媒質１４と反射ミラー１３の間に波長変換素子１７を配置したレーザ共振器１１であって、レーザ媒質１４と波長変換素子１７の間に、波長変換素子１７により波長変換させるよう光を４５゜偏光回転させるファラデーローテータ１９を配置すると共に、波長変換素子１７と反射ミラー１３の間に、波長変換素子１７で波長変換されなかった光を４５゜偏光回転させるλ／４波長板２０とを配置し、波長変換素子１７で波長変換されなかった偏光４５゜の光は、λ／４波長板２０及び反射ミラー１３により９０゜偏光回転されて波長変換素子１７に戻り且つファラデーローテータ１９により更に４５゜偏光回転されてレーザ媒質１４に１８０゜偏光方向で戻るよう構成される。【選択図】        図１
2005005426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ媒質から出射された光を波長変換するよう、レーザ媒質と反射ミラーの間に波長変換素子を配置したレーザ共振器であって、
前記レーザ媒質と波長変換素子の間に、波長変換素子により波長変換させるよう光を偏光回転させる第一の偏光手段を配置すると共に、前記波長変換素子と反射ミラーの間に、第二の偏光手段を配置し、
前記波長変換素子で波長変換されなかった光は、第二の偏光手段及び反射ミラーにより偏光回転されて波長変換素子に戻り且つ第一の偏光手段により更に偏光回転されてレーザ媒質に元の偏光方向で戻るよう構成されたことを特徴とするレーザ共振器。
【請求項２】
レーザ媒質から出射された光を波長変換するよう、レーザ媒質と反射ミラーの間に波長変換素子を配置したレーザ共振器であって、
前記レーザ媒質と波長変換素子の間に、波長変換素子により波長変換させるよう光を４５゜偏光回転させるファラデーローテータを配置すると共に、前記波長変換素子と反射ミラーの間に、波長変換素子で波長変換されなかった光を４５゜偏光回転させるλ／４波長板とを配置し、
前記波長変換素子で波長変換されなかった偏光４５゜の光は、λ／４波長板及び反射ミラーにより９０゜偏光回転されて波長変換素子に戻り且つファラデーローテータにより更に４５゜偏光回転されてレーザ媒質に１８０゜偏光方向で戻るよう構成されたことを特徴とするレーザ共振器。
【請求項３】
レーザ媒質から出射された光を波長変換するよう、レーザ媒質と反射ミラーの間に波長変換素子を配置したレーザ共振器であって、
前記レーザ媒質と波長変換素子の間に、波長変換素子により波長変換させるよう光を４５゜偏光回転させる第一のファラデーローテータを配置すると共に、前記波長変換素子と反射ミラーの間に、波長変換素子で波長変換されなかった光を４５゜偏光回転させる第二のファラデーローテータとを配置し、
前記波長変換素子で波長変換されなかった偏光４５゜の光は、第二のファラデーローテータ及び反射ミラーにより９０゜偏光回転されて波長変換素子に戻り且つ第一のファラデーローテータにより更に４５゜偏光回転されてレーザ媒質に１８０゜偏光方向で戻るよう構成されたことを特徴とするレーザ共振器。
【請求項４】
波長変換素子が、レーザ媒質からの光を直線偏光させるよう構成された請求項１、２又は３記載のレーザ共振器。
【請求項５】
波長変換素子とλ／４波長板の間に、波長変換された光を出力する出力ミラーを備えた請求項２又は４記載のレーザ共振器。
【請求項６】
波長変換素子と第二のファラデーローテータの間に、波長変換された光を出力する出力ミラーを備えた請求項３又は４記載のレーザ共振器。
【請求項７】
反射ミラーが、波長変換された光を出力する出力ミラーである請求項１、２、３又は４記載のレーザ共振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長変換素子を内部に備えたレーザ共振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は一般的なレーザ共振器１の一例を示すもので、レーザ共振器１は、反射ミラー２，３の間に固体レーザ媒質４（例えばＮｄ：ＹＡＧなど）を配置し、固体レーザ媒質４と反射ミラー３の間には、光路を折り返すよう複数の折り返しミラー５及び出力ミラー６を備え、折り返しミラー５及び出力ミラー６の間にはＳＨＧ結晶等の波長変換素子７を配置している。
【０００３】
レーザ共振器１よりレーザ光を出射する際には、固体レーザ媒質４をクリプトンランプなどの励起源（図示せず）により励起状態として光を出射させ、折り返しミラー５、波長変換素子７、出力ミラー６を介して反射ミラー２，３の間を往復させ、固体レーザ媒質４に対し入出射を繰り返させることにより光共振を起して光のエネルギーを増幅し、レーザ光にしている。又、同時に、折り返しミラー５により折り返された光は、波長変換素子７に入射して波長を変換し、出力ミラー６より出射されている。
【０００４】
ここで、レーザ共振器１内に波長変換素子７を備えた際には、波長変換素子７において、光が、固体レーザ媒質４から出射される方向（往路）、もしくは反射ミラー２，３で折り返される戻り方向（復路）で夫々波長変換されて二方向で出力されるため、位相がズレないよう二方向からの光を合わせることが行われている。
【０００５】
二方向からの光を合わせるレーザ共振器の一例は、光の位相を合わせるよう位相制御部等を備えたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。又、レーザ共振器の他の例は、光をリング状に周回させ且つ単向器（アイソレータ）等を配置して波長変換素子から一方向で光を出力するよう構成したものがある（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３４７２３５号公報
【特許文献２】
特開平８−１８１３１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、二方向からの光を合わせるレーザ共振器は、レンズやミラー等により二方向からの光を合わせて一方向に集約するため、ビーム品質が悪化したり、干渉により安定性や集光性が損なわれるという問題があった。又、光をリング状に周回させ且つ単向器（アイソレータ）等を配置するレーザ共振器は、複雑且つ特殊な機構になるため、高出力の場合に自己無撞着性がなく、不安定なレーザ発振になるという問題があった。
【０００８】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、光を波長変換素子から一方のみへ出力してビーム品質を向上させるレーザ共振器を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、レーザ媒質から出射された光を波長変換するよう、レーザ媒質と反射ミラーの間に波長変換素子を配置したレーザ共振器であって、
前記レーザ媒質と波長変換素子の間に、波長変換素子により波長変換させるよう光を偏光回転させる第一の偏光手段を配置すると共に、前記波長変換素子と反射ミラーの間に、第二の偏光手段を配置し、
前記波長変換素子で波長変換されなかった光は、第二の偏光手段及び反射ミラーにより偏光回転されて波長変換素子に戻り且つ第一の偏光手段により更に偏光回転されてレーザ媒質に元の偏光方向で戻るよう構成されたことを特徴とするレーザ共振器、に係るものである。
【００１０】
本発明の請求項２は、レーザ媒質から出射された光を波長変換するよう、レーザ媒質と反射ミラーの間に波長変換素子を配置したレーザ共振器であって、
前記レーザ媒質と波長変換素子の間に、波長変換素子により波長変換させるよう光を４５゜偏光回転させるファラデーローテータを配置すると共に、前記波長変換素子と反射ミラーの間に、波長変換素子で波長変換されなかった光を４５゜偏光回転させるλ／４波長板とを配置し、
前記波長変換素子で波長変換されなかった偏光４５゜の光は、λ／４波長板及び反射ミラーにより９０゜偏光回転されて波長変換素子に戻り且つファラデーローテータにより更に４５゜偏光回転されてレーザ媒質に１８０゜偏光方向で戻るよう構成されたことを特徴とするレーザ共振器、に係るものである。
【００１１】
本発明の請求項３は、レーザ媒質から出射された光を波長変換するよう、レーザ媒質と反射ミラーの間に波長変換素子を配置したレーザ共振器であって、
前記レーザ媒質と波長変換素子の間に、波長変換素子により波長変換させるよう光を４５゜偏光回転させる第一のファラデーローテータを配置すると共に、前記波長変換素子と反射ミラーの間に、波長変換素子で波長変換されなかった光を４５゜偏光回転させる第二のファラデーローテータとを配置し、
前記波長変換素子で波長変換されなかった偏光４５゜の光は、第二のファラデーローテータ及び反射ミラーにより９０゜偏光回転されて波長変換素子に戻り且つ第一のファラデーローテータにより更に４５゜偏光回転されてレーザ媒質に１８０゜偏光方向で戻るよう構成されたことを特徴とするレーザ共振器、に係るものである。
【００１２】
本発明の請求項４は、波長変換素子が、レーザ媒質からの光を直線偏光させるよう構成された請求項１、２又は３記載のレーザ共振器、に係るものである。
【００１３】
本発明の請求項５は、波長変換素子とλ／４波長板の間に、波長変換された光を出力する出力ミラーを備えた請求項２又は４記載のレーザ共振器、に係るものである。
【００１４】
本発明の請求項６は、波長変換素子と第二のファラデーローテータの間に、波長変換された光を出力する出力ミラーを備えた請求項３又は４記載のレーザ共振器、に係るものである。
【００１５】
本発明の請求項７は、反射ミラーが、波長変換された光を出力する出力ミラーである請求項１、２、３又は４記載のレーザ共振器、に係るものである。
【００１６】
このように本発明の請求項１によれば、レーザ媒質から波長変換素子へ出射された光は、第一の偏光手段により偏光回転されて波長変換素子で波長変換されると共に、反射ミラーから波長変換素子へ戻される光は、第二の偏光手段により偏光回転されて波長変換素子で波長変換されることなく通過するので、波長変換素子で波長変換される光は、波長変換素子から第二の偏光手段へ向う一方向の光のみになり、ビーム品質を向上させると共に、干渉を防止して安定性や集光性を維持することができる。又、レーザ媒質から波長変換素子へ出射された光は、第一の偏光手段により偏光回転されて波長変換素子で波長変換され、且つ波長変換素子で波長変換されなかった光は、第二の偏光手段、反射ミラー、第一偏光手段により偏光回転されてレーザ媒質に元の偏光方向で戻るので、光をリング状に周回させるような複雑且つ特殊な機構をなくし、高出力により内部で熱歪みを生じた場合であっても自己無撞着性により安定な一方向のレーザ発振を行うことができる。
【００１７】
請求項２によれば、レーザ媒質から波長変換素子へ出射された光は、ファラデーローテータにより４５゜偏光回転されて波長変換素子で波長変換されると共に、反射ミラーから波長変換素子へ戻される光は、反射ミラーの折り返しでλ／４波長板により９０゜偏光回転されて波長変換素子で波長変換されることなく通過するので、波長変換素子で波長変換される光は、波長変換素子からλ／４波長板へ向う一方向の光のみになり、ビーム品質を向上させると共に、干渉を防止して安定性や集光性を維持することができる。又、レーザ媒質から波長変換素子へ出射された光は、ファラデーローテータにより４５゜偏光回転されて波長変換素子で波長変換され、且つ波長変換素子で波長変換されなかった偏光４５゜の光は、λ／４波長板、反射ミラー、ファラデーローテータにより１３５゜偏光回転されてレーザ媒質に１８０゜偏光方向で戻るので、光をリング状に周回させるような複雑且つ特殊な機構をなくし、高出力により内部で熱歪みを生じた場合であっても自己無撞着性により安定な一方向のレーザ発振を行うことができる。
【００１８】
請求項３によれば、レーザ媒質から波長変換素子へ出射された光は、第一のファラデーローテータにより４５゜偏光回転されて波長変換素子で波長変換されると共に、反射ミラーから波長変換素子へ戻される光は、反射ミラーの折り返しで第二のファラデーローテータにより９０゜偏光回転されて波長変換素子で波長変換されることなく通過するので、波長変換素子で波長変換される光は、波長変換素子から第二のファラデーローテータへ向う一方向の光のみになり、ビーム品質を向上させると共に、干渉を防止して安定性や集光性を維持することができる。又、レーザ媒質から波長変換素子へ出射された光は、第一のファラデーローテータにより４５゜偏光回転されて波長変換素子で波長変換され、且つ波長変換素子で波長変換されなかった偏光４５゜の光は、第二のファラデーローテータ、反射ミラー、第一のファラデーローテータにより１３５゜偏光回転されてレーザ媒質に１８０゜偏光方向で戻るので、光をリング状に周回させるような複雑且つ特殊な機構をなくし、高出力により内部で熱歪みを生じた場合であっても自己無撞着性により安定な一方向のレーザ発振を行うことができる。
【００１９】
請求項４に示す如く、波長変換素子が、レーザ媒質からの光を直線偏光させるよう構成されると、波長変換素子で波長変換されなかった光は、第二の偏光手段により偏光回転されて波長変換素子で再び波長変換されることなく波長変換素子を好適に通過するので、波長変換素子で波長変換される光は、波長変換素子から第二の偏光手段へ向う一方向の光のみになり、ビーム品質を向上させると共に、干渉を防止して安定性や集光性を確実に維持することができる。
【００２０】
請求項５に示す如く、波長変換素子とλ／４波長板の間に、波長変換された光を出力する出力ミラーを備えると、波長変換素子で波長変換された光は、波長変換素子とλ／４波長板の間から出力ミラーにより出力されるので、安定な一方向のレーザ光を好適に取り出すことができる。
【００２１】
請求項６に示す如く、波長変換素子と第二のファラデーローテータの間に、波長変換された光を出力する出力ミラーを備えると、波長変換素子で波長変換された光は、波長変換素子と第二のファラデーローテータの間から出力ミラーにより出力されるので、安定な一方向のレーザ光を好適に取り出すことができる。
【００２２】
請求項７に示す如く、反射ミラーが、波長変換された光を出力する出力ミラーであると、波長変換素子で波長変換された光は、反射ミラーにより出力されるので、単純な構造で、安定な一方向のレーザ光を容易に取り出すことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
図１は本発明を実施する形態の第一例を示すものである。
【００２５】
第一例のレーザ共振器１１は、反射ミラー１２，１３の間に固体レーザ媒質１４（例えばＮｄ：ＹＡＧなど）を配置し、固体レーザ媒質１４と反射ミラー１３の間には、光路を折り返すよう複数の折り返しミラー１５及び出力ミラー１６を備え、折り返しミラー１５及び出力ミラー１６の間には、４５゜偏光された光を波長変換し得るＳＨＧ結晶等の波長変換素子１７を配置している。ここで、波長変換素子１７の種類には、一般に、光を直線偏光で通過させるタイプ１と、光を無偏光で通過させるタイプ２等があり、このうち第一例のレーザ共振器１１では、光を直線偏光させるタイプ１を用いている。
【００２６】
固体レーザ媒質１４と折り返しミラー１５の間には、偏光の向きを所定の方向へ特定するブリュースタープレート１８を配置し、ブリュースタープレート１８と折り返しミラー１５の間には、第一の偏光手段のファラデーローテータ１９を備えており、出力ミラー１６と反射ミラー１３の間には、第二の偏光手段のλ／４波長板２０を配置している。ここで、ファラデーローテータ１９は、波長変換素子１７の波長変換方向に合致させるよう４５゜偏光回転させる構成で配置されており、λ／４波長板２０は、波長変換素子１７で波長変換されなかった光を４５゜偏光回転させる構成を備えている。
【００２７】
以下、本発明を実施する形態の第一例の作用を説明する。
【００２８】
固体レーザ媒質１４から光を出射した際には、出射された光がブリュースタープレート１８で所定方向の偏光となってファラデーローテータ１９により４５゜偏光回転されており、偏光４５゜の光は折り返しミラー１５により折り返されて波長変換素子１７へ向い、波長変換素子１７により多くの割合で波長変換されて出力ミラー１６の方向へ出力される。
【００２９】
一方、波長変換素子１７で波長変換されなかった残りの偏光４５゜の光は、出力ミラー１６により折り返されてλ／４波長板２０へ向い、λ／４波長板２０により４５゜偏光回転されて合計偏光９０゜で反射ミラー１３へ進行し、偏光９０゜の光は、反射ミラー１３により折り返されて再びλ／４波長板２０へ向い、λ／４波長板２０により更に４５゜偏光回転されて合計偏光１３５゜で出力ミラー１６及び波長変換素子１７へ進行する。偏光１３５゜の光は波長変換素子１７に入射すると、波長変換素子１７に対して９０゜偏光方向になることにより、波長変換素子１７で波長変換されることなく通過し、続いて、折り返しミラー１５により折り返されてファラデーローテータ１９へ向い、ファラデーローテータ１９により４５゜偏光回転されて合計偏光１８０゜でブリュースタープレート１８を介し固体レーザ媒質１４に戻る。
【００３０】
このように、波長変換素子１７で波長変換されなかった光は、固体レーザ媒質１４に元の偏光方向で戻って光共振を起し、最終的に、光のエネルギーを増幅して出力ミラーより波長変換のレーザ光を出力している。
【００３１】
従って、第一例によれば、固体レーザ媒質１４から波長変換素子１７へ出射された光は、ファラデーローテータ１９により４５゜偏光回転されて波長変換素子１７で波長変換されると共に、反射ミラー１３から波長変換素子１７へ戻される光は、反射ミラー１３の折り返しでλ／４波長板２０により９０゜偏光回転されて波長変換素子１７で波長変換されることなく通過するので、波長変換素子１７で波長変換される光は、波長変換素子１７からλ／４波長板２０へ向う一方向の光のみになり、ビーム品質を向上させると共に、干渉を防止して安定性や集光性を維持することができる。
【００３２】
又、固体レーザ媒質１４から波長変換素子１７へ出射された光は、ファラデーローテータ１９により４５゜偏光回転されて波長変換素子１７で波長変換され、且つ波長変換素子１７で波長変換されなかった光は、λ／４波長板２０、反射ミラー１３、ファラデーローテータ１９により１３５゜偏光回転されて固体レーザ媒質１４に１８０゜偏光方向で戻るので、光をリング状に周回させるような複雑且つ特殊な機構をなくし、高出力により内部で熱歪みを生じた場合であっても自己無撞着性により安定な一方向のレーザ発振を行うことができる。
【００３３】
波長変換素子１７が、固体レーザ媒質１４からの光を直線偏光させるよう構成されると、波長変換素子１７で波長変換されなかった光は、第二の偏光手段のλ／４波長板２０により偏光回転されて波長変換素子１７で再び波長変換されることなく波長変換素子１７を好適に通過するので、波長変換素子１７で波長変換される光は、波長変換素子１７からλ／４波長板２０へ向う一方向の光のみになり、ビーム品質を向上させると共に、干渉を防止して安定性や集光性を確実に維持することができる。
【００３４】
波長変換素子１７とλ／４波長板２０の間に、波長変換された光を出力する出力ミラー１６を備えると、波長変換素子１７で波長変換された光は、波長変換素子１７とλ／４波長板２０の間から出力ミラー１６により出力されるので、安定な一方向のレーザ光を好適に取り出すことができる。
【００３５】
図２は本発明を実施する形態の第二例を示すもので、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００３６】
第二例のレーザ共振器２１は、λ／４波長板２０の代わりにファラデーローテータを備えたものであり、ブリュースタープレート１８と折り返しミラー１５の間には、第一の偏光手段の第一のファラデーローテータ２２を備えており、出力ミラー１６と反射ミラー１３の間には、第二の偏光手段の第二のファラデーローテータ２３を配置している。ここで、第一のファラデーローテータ２２は、波長変換素子１７の波長変換方向に合致させるよう４５゜偏光回転させる構成で配置されており、第二のファラデーローテータ２３は、波長変換素子１７で波長変換されなかった光を４５゜偏光回転させる構成を備えている。
【００３７】
以下、本発明を実施する形態の第二例の作用を説明する。
【００３８】
固体レーザ媒質１４から光を出射した際には、出射された光がブリュースタープレート１８で所定方向の偏光となって第一のファラデーローテータ２２により４５゜偏光回転されており、偏光４５゜の光は折り返しミラー１５により折り返されて波長変換素子１７へ向い、波長変換素子１７により多くの割合で波長変換されて出力ミラー１６の方向へ出力される。
【００３９】
一方、波長変換素子１７で波長変換されなかった残りの偏光４５゜の光は、出力ミラー１６により折り返されて第二のファラデーローテータ２３へ向い、第二のファラデーローテータ２３により４５゜偏光回転されて合計偏光９０゜で反射ミラー１３へ進行し、偏光９０゜の光は、反射ミラー１３により折り返されて再び第二のファラデーローテータ２３へ向い、第二のファラデーローテータ２３により更に４５゜偏光回転されて合計偏光１３５゜で出力ミラー１６及び波長変換素子１７へ進行する。偏光１３５゜の光は波長変換素子１７に入射すると、波長変換素子１７に対して９０゜偏光方向になることにより、波長変換素子１７で波長変換されることなく通過し、続いて、折り返しミラー１５により折り返されて第一のファラデーローテータ２２へ向い、第一のファラデーローテータ２２により４５゜偏光回転されて合計偏光１８０゜でブリュースタープレート１８を介し固体レーザ媒質１４に戻る。
【００４０】
このように、波長変換素子１７で波長変換されなかった光は、固体レーザ媒質１４に元の偏光方向で戻って光共振を起し、最終的に、光のエネルギーを増幅して出力ミラーより波長変換のレーザ光を出力している。
【００４１】
従って、第一例によれば、固体レーザ媒質１４から波長変換素子１７へ出射された光は、第一のファラデーローテータ２２により４５゜偏光回転されて波長変換素子１７で波長変換されると共に、反射ミラー１３から波長変換素子１７へ戻される光は、反射ミラー１３の折り返しで第二のファラデーローテータ２３により９０゜偏光回転されて波長変換素子１７で波長変換されることなく通過するので、波長変換素子１７で波長変換される光は、波長変換素子１７から第二のファラデーローテータ２３へ向う一方向の光のみになり、ビーム品質を向上させると共に、干渉を防止して安定性や集光性を維持することができる。
【００４２】
又、固体レーザ媒質１４から波長変換素子１７へ出射された光は、ファラデーローテータ１９により４５゜偏光回転されて波長変換素子１７で波長変換され、且つ波長変換素子１７で波長変換されなかった光は、第二のファラデーローテータ２３、反射ミラー１３、第一のファラデーローテータ２２により１３５゜偏光回転されて固体レーザ媒質１４に１８０゜偏光方向で戻るので、光をリング状に周回させるような複雑且つ特殊な機構をなくし、高出力により内部で熱歪みを生じた場合であっても自己無撞着性により安定な一方向のレーザ発振を行うことができる。
【００４３】
波長変換素子１７が、固体レーザ媒質１４からの光を直線偏光させるよう構成されると、波長変換素子１７で波長変換されなかった光は、第二の偏光手段の第二のファラデーローテータ２３により偏光回転されて波長変換素子１７で再び波長変換されることなく波長変換素子１７を好適に通過するので、波長変換素子１７で波長変換される光は、波長変換素子１７から第二のファラデーローテータ２３へ向う一方向の光のみになり、ビーム品質を向上させると共に、干渉を防止して安定性や集光性を確実に維持することができる。
【００４４】
波長変換素子１７と第二のファラデーローテータ２３の間に、波長変換された光を出力する出力ミラー１６を備えると、波長変換素子１７で波長変換された光は、波長変換素子１７と第二のファラデーローテータ２３の間から出力ミラー１６により出力されるので、安定な一方向のレーザ光を好適に取り出すことができる。
【００４５】
図３は本発明を実施する形態の第三例を示すものであり、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００４６】
第三例のレーザ共振器３１は、折り返しミラー１５及び出力ミラー１６をなくして、反射ミラー１３を出力ミラーにしたものであり、反射ミラー１２、固体レーザ媒質１４、ブリュースタープレート１８、ファラデーローテータ１９、波長変換素子１７、λ／４波長板２０、反射ミラー（出力ミラー）１３を同軸に配置している。
【００４７】
以下、本発明を実施する形態の第三例の作用を説明する。
【００４８】
固体レーザ媒質１４から光を出射した際には、出射された光がブリュースタープレート１８で所定方向の偏光となってファラデーローテータ１９により４５゜偏光回転されて波長変換素子１７へ向い、波長変換素子１７により多くの割合で波長変換されて反射ミラー１３の方向へ出力される。
【００４９】
一方、波長変換素子１７で波長変換されなかった残りの偏光４５゜の光は、λ／４波長板２０により４５゜偏光回転されて合計偏光９０゜で反射ミラー１３へ進行し、偏光９０゜の光は、反射ミラー１３により折り返されて再びλ／４波長板２０へ向い、λ／４波長板２０により更に４５゜偏光回転されて合計偏光１３５゜で波長変換素子１７へ進行する。偏光１３５゜の光は波長変換素子１７に入射すると、波長変換素子１７に対して９０゜偏光方向になることにより、波長変換素子１７で波長変換されることなく通過し、続いて、ファラデーローテータ１９へ向い、ファラデーローテータ１９により４５゜偏光回転されて合計偏光１８０゜でブリュースタープレート１８を介し固体レーザ媒質１４に戻る。
【００５０】
このように、波長変換素子１７で波長変換されなかった光は、固体レーザ媒質１４に元の偏光方向で戻って光共振を起し、最終的に、光のエネルギーを増幅して出力ミラーより波長変換のレーザ光を出力している。
【００５１】
従って、第三例によれば、第一例と略同様な作用効果を得ることができる。又、反射ミラー１３が、波長変換された光を出力する出力ミラーであると、波長変換素子１７で波長変換された光は、反射ミラー１３により出力されるので、単純な構造で、安定な一方向のレーザ光を容易に取り出すことができる。
【００５２】
なお、本発明のレーザ共振器は、戻り側の光が、波長変換素子で偏光されることなく固体レーザ媒質に元の偏光方向で戻るならば、他の反射ミラー等の他の部材を配置してもよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００５３】
【発明の効果】
上記した本発明のレーザ共振器によれば、下記の如き、種々の優れた効果を奏し得る。
【００５４】
Ｉ）請求項１によれば、レーザ媒質から波長変換素子へ出射された光は、第一の偏光手段により偏光回転されて波長変換素子で波長変換されると共に、反射ミラーから波長変換素子へ戻される光は、第二の偏光手段により偏光回転されて波長変換素子で波長変換されることなく通過するので、波長変換素子で波長変換される光は、波長変換素子から第二の偏光手段へ向う一方向の光のみになり、ビーム品質を向上させると共に、干渉を防止して安定性や集光性を維持することができる。又、レーザ媒質から波長変換素子へ出射された光は、第一の偏光手段により偏光回転されて波長変換素子で波長変換され、且つ波長変換素子で波長変換されなかった光は、第二の偏光手段、反射ミラー、第一の偏光手段により偏光回転されてレーザ媒質に元の偏光方向で戻るので、光をリング状に周回させるような複雑且つ特殊な機構をなくし、高出力により内部で熱歪みを生じた場合であっても自己無撞着性により安定な一方向のレーザ発振を行うことができる。
【００５５】
ＩＩ）請求項２によれば、レーザ媒質から波長変換素子へ出射された光は、ファラデーローテータにより４５゜偏光回転されて波長変換素子で波長変換されると共に、反射ミラーから波長変換素子へ戻される光は、反射ミラーの折り返しでλ／４波長板により９０゜偏光回転されて波長変換素子で波長変換されることなく通過するので、波長変換素子で波長変換される光は、波長変換素子からλ／４波長板へ向う一方向の光のみになり、ビーム品質を向上させると共に、干渉を防止して安定性や集光性を維持することができる。又、レーザ媒質から波長変換素子へ出射された光は、ファラデーローテータにより４５゜偏光回転されて波長変換素子で波長変換され、且つ波長変換素子で波長変換されなかった偏光４５゜の光は、λ／４波長板、反射ミラー、ファラデーローテータにより１３５゜偏光回転されてレーザ媒質に１８０゜偏光方向で戻るので、光をリング状に周回させるような複雑且つ特殊な機構をなくし、高出力により内部で熱歪みを生じた場合であっても自己無撞着性により安定な一方向のレーザ発振を行うことができる。
【００５６】
ＩＩＩ）請求項３によれば、レーザ媒質から波長変換素子へ出射された光は、第一のファラデーローテータにより４５゜偏光回転されて波長変換素子で波長変換されると共に、反射ミラーから波長変換素子へ戻される光は、反射ミラーの折り返しで第二のファラデーローテータにより９０゜偏光回転されて波長変換素子で波長変換されることなく通過するので、波長変換素子で波長変換される光は、波長変換素子から第二のファラデーローテータへ向う一方向の光のみになり、ビーム品質を向上させると共に、干渉を防止して安定性や集光性を維持することができる。又、レーザ媒質から波長変換素子へ出射された光は、第一のファラデーローテータにより４５゜偏光回転されて波長変換素子で波長変換され、且つ波長変換素子で波長変換されなかった偏光４５゜の光は、第二のファラデーローテータ、反射ミラー、第一のファラデーローテータにより１３５゜偏光回転されてレーザ媒質に１８０゜偏光方向で戻るので、光をリング状に周回させるような複雑且つ特殊な機構をなくし、高出力により内部で熱歪みを生じた場合であっても自己無撞着性により安定な一方向のレーザ発振を行うことができる。
【００５７】
ＩＶ）請求項４に示す如く、波長変換素子が、レーザ媒質からの光を直線偏光させるよう構成されると、波長変換素子で波長変換されなかった光は、第二の偏光手段により偏光回転されて波長変換素子で再び波長変換されることなく波長変換素子を好適に通過するので、波長変換素子で波長変換される光は、波長変換素子から第二の偏光手段へ向う一方向の光のみになり、ビーム品質を好適に向上させると共に、干渉を防止して安定性や集光性を確実に維持することができる。
【００５８】
Ｖ）請求項５に示す如く、波長変換素子とλ／４波長板の間に、波長変換された光を出力する出力ミラーを備えると、波長変換素子で波長変換された光は、波長変換素子とλ／４波長板の間から出力ミラーにより出力されるので、安定な一方向のレーザ光を好適に取り出すことができる。
【００５９】
ＶＩ）請求項６に示す如く、波長変換素子と第二のファラデーローテータの間に、波長変換された光を出力する出力ミラーを備えると、波長変換素子で波長変換された光は、波長変換素子と第二のファラデーローテータの間から出力ミラーにより出力されるので、安定な一方向のレーザ光を好適に取り出すことができる。
【００６０】
ＶＩＩ）請求項７に示す如く、反射ミラーが、波長変換された光を出力する出力ミラーであると、波長変換素子で波長変換された光は、反射ミラーにより出力されるので、単純な構造で、安定な一方向のレーザ光を容易に取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の第一例を示す概略図である。
【図２】本発明を実施する形態の第二例を示す概略図である。
【図３】本発明を実施する形態の第三例を示す概略図である。
【図４】従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
１１    第一例のレーザ共振器
１３    反射ミラー（出力ミラー）
１４    固体レーザ媒質（レーザ媒質）
１６    出力ミラー
１７    波長変換素子
１９    ファラデーローテータ（第一の偏光手段）
２０    λ／４波長板（第二の偏光手段）
２１    第二例のレーザ共振器
２２    第一のファラデーローテータ（第一の偏光手段）
２３    第二のファラデーローテータ（第二の偏光手段）
３１    第三例のレーザ共振器
【図１】
2005005426.tif 000003
【図２】
2005005426.tif 000004
【図３】
2005005426.tif 000005
【図４】
2005005426.tif 000006