(57)【要約】【課題】  複数の波長成分を有するレーザー光の各波長成分のパワーを自由に調節する。【解決手段】  第１の波長成分と第２の波長成分を含む複数の波長成分を有するレーザー光を成分毎に異なる光軸方向に発生させるレーザー光発生装置を有するレーザー装置において、該第１の波長成分を透過しない第１の遮蔽体を、前記第１の波長成分のビームが拡散した位置に、該ビームに対する位置が可変であるように保持し、該第２の波長成分を透過しない第２の遮蔽体を、前記第２の波長成分のビームが拡散した位置に、該ビームに対する位置が可変であるように保持し、波長成分に対応するビームが遮蔽体によってまったく遮られないか、あるいは、一部又は全部遮られるように各遮蔽体の位置を決定することで波長成分ごとのパワーを調節するレーザー装置の出力パワー調節装置を提供する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長成分と第２の波長成分を含む複数の波長成分を有するレーザー光を発生させるレーザー光発生装置を有するレーザー装置において、
該第１の波長成分に対して所定の透過率λ１を有する第１のフィルタと、
該第２の波長成分に対して所定の透過率λ２を有する第２のフィルタとを、
前記レーザー光の、第１のフィルタと第２のフィルタの位置がレーザー光のビームに対して可変であるように保持して、レーザー光がフィルタを通過しないように、あるいは、レーザー光の一部又は全部がフィルタを通過するようにその位置を決定することで波長成分ごとのパワーを調節するレーザー装置の出力パワー調節装置。
【請求項２】
前記第１のフィルタと第２のフィルタは、同一の基板上に形成された２つの領域である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第１の波長成分と第２の波長成分を含む複数の波長成分を有するレーザー光を成分毎に異なる光軸方向に発生させるレーザー光発生装置を有するレーザー装置において、
該第１の波長成分を透過しない第１の遮蔽体を、前記第１の波長成分のビームが拡散した位置に、該ビームに対する位置が可変であるように保持し、
該第２の波長成分を透過しない第２の遮蔽体を、前記第２の波長成分のビームが拡散した位置に、該ビームに対する位置が可変であるように保持し、
波長成分に対応するビームが遮蔽体によって全く遮られないか、あるいは、一部又は全部遮られるように各遮蔽体の位置を決定することで波長成分ごとのパワーを調節するレーザー装置の出力パワー調節装置。
【請求項４】
さらに、フィルタ又は遮蔽体の位置を通過した後のレーザー光を集光する第１のビーム整形装置を備えた請求項１ないし３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
さらに、レーザー光がフィルタまたは遮蔽体の位置を通過する前に、拡散するレーザー光を実質的に一定のビーム径に整形する第２のビーム整形装置を備えた請求項１又は４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記レーザー光発生装置は、光パラメトリック発振器を備えたものである請求項１ないし５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記第１の波長成分は、波長２．８〜３．２μｍのアイドラ光、前記第２の波長成分は波長１．６〜１．８μｍのシグナル光であり、各成分のパワーを独立に制御することによって異なる対象組織を適切に切断可能にするレーザーメス用の出力パワー調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の波長成分を有するレーザーにおいて、各波長成分ごとにパワーを調節することができる光パワー調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信や医療の分野においてはレーザー光に含まれる波長成分を調節することが望まれている。光通信ではWDM素子や平面導波路素子を用いて各波長成分の出力を調節することが広く行われている。また医療の分野では各波長に対応するフィルタを用いて固定した比率で各波長成分の出力を調節している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし従来の方法では例えば紫外線領域又は中赤外線領域の光では光ファイバ／導波路コンポーネントではパワー自体が伝送できない問題を有しており、またフィルタを用いる方法ではパワー比率の微調節ができない問題を有していた。したがってレーザー光に含まれる各波長成分のパワーを自由に調節することができる装置及び方法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の問題に鑑み、本発明は、第１の波長成分と第２の波長成分を含む、複数の波長成分を有するレーザー光を発生させるレーザー光発生装置を有するレーザー装置において、  該第１の波長成分に対して所定の透過率λ１を有する第１のフィルタと、該第２の波長成分に対して所定の透過率λ２を有する第２のフィルタとを、前記レーザー光の、第１のフィルタと第２のフィルタの位置がレーザー光のビームに対して可変であるように保持して、レーザー光がフィルタを通過しないように、あるいは、レーザー光の一部又は全部がフィルタを通過するようにその位置を決定することで波長成分ごとのパワーを調節するレーザー装置の出力パワー調節装置を提供する。
【０００５】
これによって第１の波長成分の光全てが第１のフィルタを通過したときには、該第１のフィルタの光透過率に応じて第１の波長成分の光が透過する。また該第１の波長成分の光の一部が第１のフィルタを通過したときは、この透過した光は該第１のフィルタの光透過率に応じて第１の波長成分の光が減衰し、該第１のフィルタを通過しない光は減衰しない。したがってフィルタを透過した光と透過しない光が合成されたパワーは若干減衰する。このときフィルタの位置がビームに対して可変である場合、フィルタを透過する光の量を調節することができ、第１の波長成分の光のパワーを自由に調節することができる。
【０００６】
同様に、第２の波長成分のビームに対して第２のフィルタの位置が可変であるので、第２の波長成分の光のパワーを自由に調節することができ、結果的に第１の波長成分のパワーと第２の波長成分のパワーとを独立に調節することが可能であり、しかも、微調節が可能である。
【０００７】
さらに前記第１のフィルタと第２のフィルタは、同一の基板上に形成された２つの領域である装置も提供する。これによって２つのフィルタが同一の基板上に形成されることによって装置の小型化を実現することができる。
【０００８】
第１の波長成分と第２の波長成分を含む複数の波長成分を有するレーザー光を成分毎に異なる光軸方向に発生させるレーザー光発生装置を有するレーザー装置において、該第１の波長成分を透過しない第１の遮蔽体を、前記第１の波長成分のビームが拡散した位置に、該ビームに対する位置が可変であるように保持し、該第２の波長成分を透過しない第２の遮蔽体を、前記第２の波長成分のビームが拡散した位置に、該ビームに対する位置が可変であるように保持し、波長成分に対応するビームが遮蔽体によってまったく遮られないか、あるいは、一部又は全部遮られるように各遮蔽体の位置を決定することで波長成分ごとのパワーを調節するレーザー装置の出力パワー調節装置。これによって光軸が異なる複数の波長成分のレーザー光に対して各波長成分のパワーを調節できる。
【０００９】
さらに、フィルタ又は遮蔽体の位置を通過した後のレーザー光を集光する第１のビーム整形装置を備えた装置を提供する。これによって光軸の異なるレーザー光の各波長成分を１つのビームとすることができる。
【００１０】
さらに、レーザー光がフィルタ又は遮蔽体の位置を通過する前に、拡散するレーザー光を実質的に一定のビーム径に整形する第２のビーム整形装置を備えた装置を提供する。これによって任意のビーム径にすることができる。
【００１１】
さらに、前記レーザー光発生装置は、光パラメトリック発振器を備えたものである装置を提供する。
【００１２】
最後に、前記第１の波長成分は、波長２．８〜３．２μｍのアイドラ光、前記第２の波長成分は波長１．６〜１．８μｍのシグナル光であり、各成分のパワーを独立に制御することによって異なる対象組織を適切に切断可能にするレーザーメス用の出力パワー調節装置を提供する。これにより、特にレーザーメスに用いられる波長のパワーを調節することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明を図を用いて説明する。図１は本発明の装置を用いたレーザー装置の構成を示した概略図である。図示したように励起レーザー１がオプティカルパラメトリック発振器（ＯＰＯ）２に入力する。該ＯＰＯ２からの出力光がビーム整形装置３、本発明のパワー調節装置４、及びビーム整形装置３を順に通過し光ファイバ５に入力する。ここで同図参照符号６で示したようにＯＰＯの出力光には２つの波長λ１、λ２が同じパワーで含まれている。この出力光が本発明のパワー調節装置を通過することにより、参照符号７で示したように一方の波長（この場合はλ２）のパワーが減衰する。このように、ある波長成分のパワーのみを調節することによって所望のパワーを有するレーザー光を得ることができる。以下に本発明の実施例を説明する。
【００１４】
（実施例１）
図２は本発明の装置を含むレーザー装置の実施例である。本発明のパワー調節装置４において第１の波長成分と第２の波長成分が混合したビーム１０が拡散し、拡散した該ビーム１０が第２のビーム整形装置１２によって整形される。その後第１の波長成分に対して所定の透過率λ１を有する第１のフィルタ８と第２の波長成分に対して所定の透過率λ２を有する第２のフィルタ９とがそれぞれビーム１０に対する位置が可変であるように保持され、該ビーム１０が光ファイバ５に入力する前に第２のビーム整形装置１３で整形される。同図において第１のフィルタ８が該ビーム１０の一部を横切る場合は該フィルタ８を通過したビームのうち、第１の波長成分の光が透過率λ１にしたがって減衰される。第２の波長成分は第１のフィルタでは減衰されないため該ビーム１０のうち、第１のフィルタ８に照射された第１の波長成分が減衰される。
【００１５】
同様にして第２のフィルタが該ビーム１０の一部を横切る場合には該第２のフィルタ９を通過したビームのうち、第２の波長成分の光が透過率λ２にしたがって減衰される。該フィルタ９は第１の波長成分は減衰しないため第２のフィルタ９によって第２の波長成分が減衰される。したがってビーム１０に対して第１及び第２のフィルタの位置をそれぞれ変化させることにより所定の波長成分を所望のパワーに調節することができる。
【００１６】
また本実施例では第１のフィルタと第２のフィルタを別体としているが、これらのフィルタを同一の基板に形成することもできる。図２の参照符号１１で示したように基板１１に第１のフィルタ８及び第２のフィルタ９を形成する。ビームに対して該基板１１の位置を移動させるとビーム１０が第１のフィルタ８に照射されているときは前記記載のように第１の波長成分が減衰する。
【００１７】
次に該基板１１において、第１のフィルタ８と第２のフィルタ９の境界付近に該ビーム１０が照射されると第１のフィルタ８を通過する光は第１の透過率λ１にしたがって第１の波長成分が減衰し、第２のフィルタ９を通過する光は第２の透過率λ２にしたがって第２の波長成分が減衰する。このとき基板１１の位置を調節してビーム１０がそれぞれのフィルタに当たる面積を変化させることによって所望の波長成分の比率を有するレーザー出力を得ることができる。
【００１８】
さらに基板１１を移動させ、第２のフィルタ９をビーム１０が通過し該フィルタ９の透過率λ２にしたがって第２の波長成分の光が減衰する。
【００１９】
本実施例では所定の透過率を有するフィルタを用いたが、フィルタに限定されるものではなく、例えば所定の波長成分の光を遮蔽する遮蔽体でもよい。
【００２０】
（実施例２）
図３に他の実施例を示した。本実施例では前記実施例１において第２のビーム整形装置１２を省略したものであり、ＯＰＯからの拡散したビーム１０が直接フィルタ８、９を通過する。これらのビーム１０はこれらフィルタを通過した後第１のビーム整形装置１３を通過し光ファイバ５に入力する。
【００２１】
本実施例ではパワー調節方法は実施例１と同様であるがビーム１０は拡散しているため、第１のフィルタ８を通過するビーム径と第２のフィルタを通過するビーム径が異なっている。よってフィルタを調節する際はビーム径の大きいフィルタの移動量を大きくしなければならないことは当業者であれば理解できる。また本実施例においても実施例１と同様にフィルタの代わりに所定の波長成分の光を遮蔽する遮蔽体を用いることもできる。
【００２２】
（実施例３）
本実施例ではＯＰＯ２の出力が光ファイバ５に直接入力され、該光ファイバからの出力光が本発明の装置４を通過する構成である。この場合は前記実施例２と同様に拡散したビーム１０が第１及び第２のフィルタを通過し、その後ビーム整形装置１３を通過する。前記記載と同様に光ファイバ５の出力光は拡散しているため、第１及び第２のフィルタを通過するときのビーム径はそれぞれ異なっている。本実施例では光ファイバ５の出力を本発明の装置に入力するため、例えば同一の基板１１にフィルタをそれぞれ形成することによって装置を小型化できレーザー装置の設置が困難な場所でもパワー調節されたレーザー光を用いることができる。
【００２３】
（実施例４）
これまでの実施例は複数の波長成分の光が同一の光軸を有する場合の実施例であったが、図５に示した実施例では各波長成分の光が異なる光軸を有している場合の例である。同図に示したようにＯＰＯ２から第１の波長成分の光１５と第２の波長成分の光１４が出力される。これらの光はビーム径を実質的に一定にするビーム整形装置１２を通過する。次に第１の波長成分の光１５側に第１の波長成分の光を透過しない第１の遮蔽体１６を設置し、第２の波長成分の光１４側に第２の波長成分の光を透過しない第２の遮蔽体１７を設置する。これら遮蔽体の次に第２のビーム整形装置１３が設置されており、これを通過した光が光ファイバ５に入力される。このような構成の装置において、各波長成分のパワー調節を以下に説明する。
【００２４】
第１の遮蔽体１６を移動させ、第１の波長成分の光１５の一部を遮蔽すると該光１５のパワーが減衰する。減衰量は遮蔽された光に比例することは当業者には明らかである。同様に第２の波長成分の光１４についても、第２の遮蔽体１７を移動させることによって光を遮蔽する。それぞれ遮蔽体によってパワーが減衰した光がビーム整形装置１３によって集光され光ファイバーに入力する。したがって光ファイバの出力側では、これらの波長成分の光が混合されて出力される。このように各波長成分の光軸が異なるためそれぞれ独立にパワー調節することができる。
【００２５】
本実施例は、前記実施例２と同様に第２のビーム整形装置１３をはずすことができる。この場合拡散した光を遮蔽することになり、上述のようにそれぞれの波長成分の遮蔽体を所望の量移動させる。またビームの分離角度は例えば１０ｍｒａｄ程度が好ましい。
【００２６】
本実施例の遮蔽体は高出力のパワーに耐えるだけの性能が必要である。このために例えばメタルフィルム、セラミック薄板等が適している。
【００２７】
以上、各実施例について説明した。前実施例を通じてレーザー光発生装置は光パラメトリック発振器を備える装置が考えられる。さらに第１の波長成分は２．８〜３．２μｍのアイドラ光であり、第２の波長成分は波長１．６〜１．８μｍのシグナル光を想定することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
このように各波長成分のパワーを独立に制御することによって例えば医療の分野において、異なる対象組織を適切に切断可能にするレーザーメス用の出力パワー調節装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は本発明の装置を含むレーザー装置の概略的な図である。
【図２】図２は本発明の実施例１である。
【図３】図３は本発明の実施例２である。
【図４】図４は本発明の実施例３である。
【図５】図５は本発明の実施例４である。
【符号の説明】
【００３０】
１  励起レーザー
２  ＯＰＯ
３  ビーム整形装置
４  パワー調節装置
５  光ファイバ
６  ＯＰＯ出力のパワー比
７  パワー調節装置通過後のパワー比
８  第１のフィルタ
９  第２のフィルタ
１０  ビーム
１１  基板
１２  第２のビーム整形装置
１３  第１のビーム整形装置
１４  第２の波長成分の光
１５  第１の波長成分の光
【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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