(57)【要約】      （修正有）【課題】分散補償効果の向上あるいはアライメント性の向上を図ることができる空洞共振器を提供する。【解決手段】空洞共振器１０は、第１のプリズム１１０と、第２のプリズム１２０と、平板１５０とを備え、前記第１のプリズム１１０の主面１１１と、前記第２のプリズム１２０の主面１２１とは、略平行である。前記第１のプリズム１１０と前記第２のプリズム１２０と前記平板１５０とは、ブリュースター角θｂで光路が合うように配置されいる。【選択図】図１
2012181305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が透過可能な第１の主面と、互いに直角に配置され前記第１の主面を介して入射した光を反射可能な第１の反射面および第２の反射面と、を有する第１のプリズムと、
前記第１のプリズムと対向して配置され、前記光が透過可能な第２の主面と、互いに直角に配置され前記第２の主面を介して入射した光を反射可能な第１の反射面および第２の反射面と、を有する第２のプリズムと、
前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの間に配置され、入射する光の少なくとも一部を反射可能な平板と、
を備え、
前記第１の主面と前記第２の主面とは、互いに平行に対向して配置され、
前記第１のプリズムと前記第２のプリズムと前記平板とは、ブリュースター角で光路が合うように配置されて相対的に固定され、
外部から入射され前記平板で反射された光は、前記第１プリズムの前記第１の反射面および前記第２の反射面と、前記第２のプリズムの前記第１の反射面および前記第２の反射面と、において反射され往復することを特徴とする空洞共振器。
【請求項２】
前記外部から入射される光のうち前記平板で反射される光の割合は、前記平板へ前記入射される光の入射角度を調整することにより調整可能であることを特徴とする請求項１記載の空洞共振器。
【請求項３】
光が透過可能な第１の主面と、互いに直角に配置され前記第１の主面を介して入射した光を反射可能な第１の反射面および第２の反射面と、を有する第１のプリズムと、
前記第１のプリズムと対向して配置され、前記光が透過可能な第２の主面と、互いに直角に配置され前記第２の主面を介して入射した光を反射可能な第１の反射面および第２の反射面と、を有する第２のプリズムと、
を備え、
前記第１の主面と前記第２の主面とは、前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの間を進行する前記光の光路に垂直な面に対して対称に配置され、
前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとは、ブリュースター角で光路が合うように配置され、
前記第１及び第２の主面の少なくともいずれかに入射した光の少なくとも一部は、前記第１プリズムの前記第１の反射面および前記第２の反射面と、前記第２のプリズムの前記第１の反射面および前記第２の反射面と、において反射され往復することを特徴とする空洞共振器。
【請求項４】
光が透過可能な第１の主面と、互いに直角に配置され前記第１の主面を介して入射した光を反射可能な第１の反射面および第２の反射面と、を有する第１のプリズムと、
前記第１のプリズムと対向して配置され、前記光が透過可能な第２の主面と、互いに直角に配置され前記第２の主面を介して入射した光を反射可能な第１の反射面および第２の反射面と、を有する第２のプリズムと、
を備え、
前記第１のプリズムの前記第１の反射面と前記第２の反射面との交線と、前記第２のプリズムの前記第１の反射面と前記第２の反射面との交線と、は、直交し、
前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとは、ブリュースター角で光路が合うように配置され、
前記第１及び第２の主面の少なくともいずれかに入射した光の少なくとも一部は、前記第１プリズムの前記第１の反射面および前記第２の反射面と、前記第２のプリズムの前記第１の反射面および前記第２の反射面と、において反射され往復することを特徴とする空洞共振器。
【請求項５】
前記第１の主面および前記第２の主面の少なくともいずれかは、前記入射した光の少なくとも一部を反射可能であり、
前記入射した光のうち前記第１の主面および前記第２の主面の少なくともいずれかで反射される光の確率は、前記第１の主面および前記第２の主面の少なくともいずれかへの前記光の入射角度を調整することにより調整可能であることを特徴とする請求項３または４に記載の空洞共振器。
【請求項６】
前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの間に配置され、入射する光の少なくとも一部を反射可能な第１の平板をさらに備え、
前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとは、相対的に固定され、
外部から入射される光のうち前記第１の平板で反射される光の割合は、前記第１の平板への前記光の入射角度を調整することにより調整可能であることを特徴とする請求項３記載の空洞共振器。
【請求項７】
前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの間に配置され、入射する光の少なくとも一部を反射可能な第１の平板をさらに備え、
外部から入射される光のうち前記第１の平板で反射される光の割合は、前記第１の平板への前記光の入射角度を調整することにより調整可能であることを特徴とする請求項４記載の空洞共振器。
【請求項８】
光が透過可能な第２の平板をさらに備え、
前記第１の平板と前記第２の平板とは、前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの間を進行する前記光の光路に垂直な面に対して対称に配置され、
前記第１のプリズムと前記第２のプリズムと前記第２の平板とは、相対的に固定されたことを特徴とする請求項６または７に記載の空洞共振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、空洞共振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、互いに対向して配置された一対のプリズムを有するリング型の空洞共振器が知られている。空洞共振器では、光源へ戻る光の影響が比較的少ない。また、空洞共振器内への光の入射率がブリュースター角（Brewster's angle）近傍の角度調整によって行われ、空洞共振器内に入射した光は、プリズムの反射面において全反射される。これにより、空洞共振器は、共振器内部損失を抑えることができる。  
ここで、空洞共振器に対しては、光の波長に応じて光路が分散することを抑える分散補償効果の向上が望まれている。あるいは、プリズムへの入射角度をブリュースター角近傍に調整する場合におけるプリズムなどのアライメントの容易性が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１９５５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、分散補償効果の向上あるいはアライメント性の向上を図ることができる空洞共振器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施態様によれば、第１のプリズムと、第２のプリズムと、平板と、を備えた空洞共振器が提供される。前記第１のプリズムは、光が透過可能な第１の主面と、互いに直角に配置され前記第１の主面を介して入射した光を反射可能な第１の反射面および第２の反射面と、を有する。前記第２のプリズムは、前記第１のプリズムと対向して配置され、前記光が透過可能な第２の主面と、互いに直角に配置され前記第２の主面を介して入射した光を反射可能な第１の反射面および第２の反射面と、を有する。前記平板は、前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの間に配置され、入射する光の少なくとも一部を反射可能である。前記第１の主面と前記第２の主面とは、互いに平行に対向して配置されている。前記第１のプリズムと前記第２のプリズムと前記平板とは、ブリュースター角で光路が合うように配置されて相対的に固定されている。外部から入射され前記平板で反射された光は、前記第１プリズムの前記第１の反射面および前記第２の反射面と、前記第２のプリズムの前記第１の反射面および前記第２の反射面と、において反射され往復する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる空洞共振器を表す平面模式図である。
【図２】入射角度とｐ偏光の強度反射率との関係の一例を例示するグラフ図である。
【図３】共振器内部損失とエンハンス率（増幅率）との関係の一例を例示するグラフ図である。
【図４】本実施形態の比較例にかかる空洞共振器を表す平面模式図である。
【図５】本発明の他の実施の形態にかかる空洞共振器を表す平面模式図である。
【図６】本発明のさらに他の実施の形態にかかる空洞共振器を表す平面模式図である。
【図７】本実施形態の比較例にかかる空洞共振器における分散補償効果のシミュレーション結果の一例を例示する平面模式図である。
【図８】本実施形態にかかる空洞共振器における分散補償効果のシミュレーション結果の一例を例示する平面模式図である。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態にかかる空洞共振器を表す平面模式図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態にかかる空洞共振器を表す平面模式図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施の形態にかかる空洞共振器を表す平面模式図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施の形態にかかる空洞共振器を表す平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。  
図１は、本発明の実施の形態にかかる空洞共振器を表す平面模式図である。  
また、図２は、入射角度とｐ偏光の強度反射率との関係の一例を例示するグラフ図である。  
また、図３は、共振器内部損失とエンハンス率（増幅率）との関係の一例を例示するグラフ図である。  
なお、図１（ａ）は、空洞共振器１０内への光の入射率を調整する前の状態を例示する平面模式図であり、図１（ｂ）は、空洞共振器１０内への光の入射率を調整した後の状態を例示する平面模式図である。
【０００８】
本実施形態にかかる空洞共振器１０は、第１のプリズム１１０と、第２のプリズム１２０と、第１の平板１５０と、共振器長調整部１８０と、を備える。第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０とは、互いに対向して配置され対をなしている。
【０００９】
第１のプリズム１１０は、主面１１１と、第１の反射面１１３と、第２の反射面１１５と、稜線１１７と、を有する。空洞共振器１０内に入射した光は、第１のプリズム１１０の主面１１１を介して第１のプリズム１１０の内部に入射したり、あるいは第１のプリズム１１０の外部に出射したりする。第１の反射面１１３と第２の反射面１１５とは、互いに直角に配置されている。言い換えれば、第１の反射面１１３と、第２の反射面１１５と、がなす角度は、９０度である。稜線１１７は、第１の反射面１１３と第２の反射面１１５とが交わることで形成される線（交線）である。
【００１０】
第２のプリズム１２０は、主面１２１と、第１の反射面１２３と、第２の反射面１２５と、稜線１２７と、を有する。空洞共振器１０内に入射した光は、第２のプリズム１２０の主面１２１を介して第２のプリズム１２０の内部に入射したり、あるいは第２のプリズム１２０の外部に出射したりする。第１の反射面１２３と第２の反射面１２５とは、互いに直角に配置されている。言い換えれば、第２の反射面１２３と、第２の反射面１２５と、がなす角度は、９０度である。稜線１２７は、第１の反射面１２３と第２の反射面１２５とが交わることで形成される線（交線）である。
【００１１】
第１の反射面１１３、第２の反射面１１５、第１の反射面１２３、および第２の反射面１２５の少なくともいずれかは、空洞共振器１０が安定共振器となるような所定の曲率半径を有する曲面である。一般的に、空洞共振器内における１周分の光路長（共振器長）を「Ｌ」、空洞共振器が有するミラーの曲率半径を「Ｒ１」および「Ｒ２」とするとき、空洞共振器は、次の式を満たすと安定共振器となる。  
０＜（１−Ｌ／Ｒ１）×（１−Ｌ／Ｒ２）＜１  
本実施形態では、例えば、空洞共振器１０の共振器長Ｌが約１ｍ（メートル）程度である場合に、第１の反射面１１３に約５ｍ（メートル）程度の曲率半径を形成することで空洞共振器１０を安定化させることができる。あるいは、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０との間の光路にレンズを配置することで、空洞共振器１０を安定化させることもできる。これらは、図４〜図６および図９〜図１２に関して後述する実施形態の空洞共振器においても同様である。
【００１２】
第１の平板１５０は、第１の主面１５１と、第１の主面１５１に対向する第２の主面１５２と、を有する。第１の平板１５０は、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０との間の光路に配置され、図示しない光源から照射された光（入力光）Ａ１の一部を第１の主面１５１において反射して空洞共振器１０内に入射させることができる。共振器長調整部１８０は、第１のプリズム１１０の位置の調整（アライメント）を行い、共振器長を調整することができる。
【００１３】
本実施形態にかかる空洞共振器１０では、第１のプリズム１１０の主面１１１と第２のプリズム１２０の主面１２１とは、略平行である。図１（ａ）に表したように、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第１の平板１５０とは、ブリュースター角θｂで光路が合うように配置されている。つまり、第１のプリズム１１０の主面１１１と、第２のプリズム１２０の主面１２１と、第１の平板１５０の第１の主面１５１と、は、空洞共振器１０内の光路に対してブリュースター角θｂとなるように配置されている。第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第１の平板１５０とは、相対的に固定されている。
【００１４】
図２に表したように、光が屈折率の異なる物質の界面にブリュースター角θｂで入射すると、ｐ偏光の強度反射率は、略ゼロとなる。一方、光が屈折率の異なる物質の界面にブリュースター角θｂとは異なる角度で入射すると、ｐ偏光の強度反射率は、ゼロとはならない。そして、光の入射角度がブリュースター角θｂから外れるほど、ｐ偏光の強度反射率は増加していく。ここで、本願明細書において「ｐ偏光」とは、反射面（境界面）に垂直な面であって入射光および反射光を含む面（入射面）に平行に振動する偏光成分をいうものとする。また、本願明細書において「ｓ偏光」とは、反射面（境界面）に垂直な面であって入射光および反射光を含む面（入射面）に垂直に振動する偏光成分をいうものとする。
【００１５】
そのため、図１（ａ）に表した状態では、図示しない光源から照射された光Ａ１が第１の平板１５０で反射された光Ａ２は、ｐ偏光をほとんど含まない。第１の平板１５０で反射された光Ａ２は、第１のプリズム１１０の主面１１１を透過し、第１のプリズム１１０の内部に入射する。このとき、光Ａ２は、第１のプリズム１１０の主面１１１にブリュースター角θｂで入射する。続いて、第１のプリズム１１０の内部に入射した光Ａ２は、第１の反射面１１３および第２の反射面１１５で順次に全反射される。そのため、第１の反射面１１３および第２の反射面１１５において、光Ａ２の損失は、ほとんど生じない。
【００１６】
第２の反射面１１５で全反射された光Ａ２は、第１のプリズム１１０に入射した光Ａ２に平行であって反対方向に第１のプリズム１１０の主面１１１から外部に出射する（光Ａ３）。このとき、光Ａ３は、第１のプリズム１１０の主面１１１からブリュースター角θｂで出射する。
【００１７】
第１のプリズム１１０の外部に出射した光Ａ３は、第２のプリズム１２０の主面１２１を透過し、第２のプリズム１２０の内部に入射する。このとき、光Ａ３は、第２のプリズム１２０の主面１２１にブリュースター角θｂで入射する。続いて、第２のプリズム１２０の内部に入射した光Ａ３は、第１の反射面１２３および第２の反射面１２５で順次に全反射される。そのため、第１の反射面１２３および第２の反射面１２５において、光Ａ３の損失は、ほとんど生じない。
【００１８】
第２の反射面１２５で全反射された光Ａ３は、第２のプリズム１２０に入射した光Ａ３に平行であって反対方向に第２のプリズム１２０の主面１２１から外部に出射する（光Ａ４）。このとき、光Ａ４は、第２のプリズム１２０の主面１２１からブリュースター角θｂで出射する。
【００１９】
第２のプリズム１２０の外部に出射した光Ａ４の一部は、第１の平板１５０の第２の主面１５２において反射され、空洞共振器１０の外部に出力される（出力光Ａ５）。一方、第２のプリズム１２０の外部に出射した光Ａ４の他の一部は、第１の平板１５０を透過し屈折して、第１の平板１５０における光Ａ１の入射位置に戻る。このようにして、空洞共振器１０内に入射した光は、空洞共振器１０内を周回することで干渉し増幅される。言い換えれば、空洞共振器１０内に入射した光は、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０との間を往復することで干渉し増幅される。すなわち、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０により空洞共振器１０の内部に閉じ込められた光は、空洞共振器１０の内部において増幅される。
【００２０】
ここで、空洞共振器１０内への光の入射率の調整について説明する。  
例えば、図１（ａ）に表した状態よりも空洞共振器１０内への光の入射率を増加させる場合には、光が空洞共振器１０内に入射する角度をブリュースター角θｂからずらす。光が空洞共振器１０内に入射する角度をブリュースター角θｂからずらすと、第１の平板１５０の第１の主面１５１で反射されるｐ偏光の強度反射率が増加する（図２参照）。これにより、空洞共振器１０内への光の入射率を増加させることができる。
【００２１】
図３に例示したグラフ図のように、空洞共振器１０のエンハンス率は、空洞共振器１０の内部損失αに応じて変化する。また、ｐ偏光の強度反射率に応じて、内部損失αとエンハンス率との関係は異なる。なお、内部損失αとエンハンス率との関係は、図３に例示したグラフ図に限定されるわけではない。
【００２２】
そのため、空洞共振器１０内への光の入射率を調整する場合には、空洞共振器１０の内部損失αに応じて光の入射角度をブリュースター角θｂからずらす必要がある。このとき、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０の少なくともいずれかのアライメントが困難となる場合がある。これについて、図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図４は、本実施形態の比較例にかかる空洞共振器を表す平面模式図である。  
なお、図４（ａ）は、空洞共振器１０ａ内への光の入射率を調整する前の状態を例示する平面模式図であり、図４（ｂ）は、空洞共振器１０ａ内への光の入射率を調整した後の状態を例示する平面模式図である。
【００２４】
本比較例にかかる空洞共振器１０ａは、図１に関して前述した空洞共振器１０と比較して第１の平板１５０を備えていない。その他の構造は、図１に関して前述した空洞共振器１０の構造と同様である。
【００２５】
図示しない光源から照射された光Ａ１１の一部は、第２のプリズム１２０の主面１２１で反射される。このとき、光Ａ１１は、第２のプリズム１２０の主面１２１にブリュースター角θｂで入射する。第２のプリズム１２０の主面１２１で反射された光Ａ１２は、図１（ａ）に関して前述したように、第１のプリズム１１０の主面１１１にブリュースター角θｂで入射し、第１の反射面１１３および第２の反射面１１５で順次に全反射される。続いて、第２の反射面１１５で全反射された光Ａ１２は、第１のプリズム１１０の主面１１１からブリュースター角θｂで出射する（光Ａ１３）。第１のプリズム１１０の外部に出射した光Ａ１３は、第２のプリズム１２０の主面１２１にブリュースター角θｂで入射する。このとき、光Ａ１３の一部は、第２のプリズム１２０の主面１２１において反射され、空洞共振器１０ａの外部に出力される（光Ａ１４）。
【００２６】
一方、光Ａ１３の他の一部は、第２のプリズム１２０の内部に入射し、第１の反射面１２３および第２の反射面１２５で順次に全反射されて第２のプリズム１２０の主面１２１における入射位置に戻る。このようにして、空洞共振器１０ａ内に入射した光は、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０との間を往復することで干渉し増幅される。
【００２７】
ここで、図４（ｂ）に表したように、本比較例にかかる空洞共振器１０ａ内への光の入射率を調整するために、第２のプリズム１２０を矢印Ｂ２の方向に回転させ、光Ａ１１が空洞共振器１０ａ内（第２のプリズム１２０の主面１２１）に入射する角度をブリュースター角θｂからずらして例えばθｂ＋αとする。そうすると、第２のプリズム１２０の主面１２１で反射されるｐ偏光の強度反射率が増加する。つまり、第２のプリズム１２０を矢印Ｂ２の方向に回転させることで、空洞共振器１０ａ内への光の入射率を増加させることができる。
【００２８】
しかしながら、第２のプリズム１２０の主面１２１における反射角度がブリュースター角θｂからずれるため、図４（ｂ）に表した状態における空洞共振器１０ａ内の光路は、図４（ａ）に表した状態における空洞共振器１０ａ内の光路からずれる。そのため、空洞共振器１０ａ内に入射した光を閉じ込め、空洞共振器１０ａの内部において増幅させるためには、共振器長調整部１８０により第１のプリズム１１０の位置を調整する必要がある。
【００２９】
例えば、図４（ｂ）に表したＸ方向、Ｙ方向、ならびにＸ方向およびＹ方向に垂直な方向（Ｚ方向）の軸を中心とした回転方向の調整が、第１のプリズム１１０において必要となる場合がある。つまり、調整を必要とする方向が比較的多い。なお、本願明細書において「Ｘ方向」とは、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０との間を進行する光の光路（例えば図４では光１２および光１３の光路）と平行な方向をいうものとする。また、本願明細書において「Ｙ方向」とは、Ｘ方向に垂直な方向であって入射面に含まれる方向をいうものとする。
【００３０】
また、空洞共振器１０ａの内部において光を増幅させるためには、より高い精度のアライメントが求められる。そのため、本比較例にかかる空洞共振器１０ａ内への光の入射率を調整すると、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０の少なくともいずれかのアライメントが困難となる場合がある。
【００３１】
これに対して、本実施形態にかかる空洞共振器１０は、図１に関して前述したように、第１の平板１５０を備える。第１の平板１５０は、図示しない光源から照射された光Ａ１の一部を第１の主面１５１において反射し、空洞共振器１０内に入射させることができる。第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第１の平板１５０とは、ブリュースター角θｂで光路が合うように配置され、相対的に固定されている。そのため、図１（ｂ）に表したように、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第１の平板１５０との相対的な位置を維持しつつ、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第１の平板１５０とを矢印Ｂ１の方向に回転させることができる。
【００３２】
第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第１の平板１５０とを矢印Ｂ１の方向に回転させると、第１のプリズム１１０の主面１１１および第２のプリズム１２０の主面１２１における入射角度をブリュースター角θｂに維持しつつ、光Ａ１が空洞共振器１０内（第１の平板１５０の第１の主面１５１）に入射する角度を例えばθｂ＋αとすることができる。つまり、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第１の平板１５０とを矢印Ｂ１の方向に回転させることで、空洞共振器１０内の光路の入射角度をブリュースター角θｂに維持しつつ、空洞共振器１０内への光の入射率を調整することができる。
【００３３】
第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第１の平板１５０との相対的な位置が維持されるため、矢印Ｂ１の方向の調整を行うだけで、空洞共振器１０内への光の入射率を調整することができる。図４（ｂ）に関して前述したようには、Ｘ方向、Ｙ方向、および回転方向の調整を行う必要はない。そして、空洞共振器１０内に入射した光を閉じ込め、空洞共振器１０の内部において増幅させることができる。これにより、空洞共振器１０内への光の入射率を調整しつつ、アライメント性の向上を図ることができる。
【００３４】
図５は、本発明の他の実施の形態にかかる空洞共振器を表す平面模式図である。  
なお、図５（ａ）は、本実施形態にかかる空洞共振器をＹ方向にみたときの平面模式図であり、図５（ｂ）は、本実施形態にかかる空洞共振器をＺ方向にみたときの平面模式図である。すなわち、図５（ａ）は、図５（ｂ）に表した空洞共振器を上方からみたときの上面模式図である。
【００３５】
本実施形態にかかる空洞共振器１０ｂでは、第１のプリズム１１０の稜線１１７と、第２のプリズム１２０の稜線１２７と、が互いに直交するように、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０が配置されている。また、図５（ａ）に表した空洞共振器１０ｂの状態において、第１のプリズム１１０の主面１１１の法線方向は、上方である。図５（ｂ）に表した空洞共振器１０ｂの状態において、第２のプリズム１２０の主面１２１の法線方向は、上方である。
【００３６】
本実施形態にかかる空洞共振器１０ｂは、図１に関して前述した空洞共振器１０と比較して１／２波長板１６０をさらに備える。１／２波長板１６０は、第１の平板１５０と第１のプリズム１１０との間の光路に配置され、透過する光の偏光方向を任意の角度に回転させることができる。その他の構造は、図１に関して前述した空洞共振器１０の構造と同様である。
【００３７】
図５（ｂ）に表した矢印Ｂ７のように、Ｚ方向を軸として第１の平板１５０を回転させ、図示しない光源から照射された光Ａ２１が空洞共振器１０ｂ内（第１の平板１５０の第１の主面１５１）に入射する角度をブリュースター角θｂからずらして例えばθｂ＋αとする。そうすると、第１の平板１５０の第１の主面１５１で反射されるｐ偏光の強度反射率が増加する。つまり、Ｚ方向を軸として第１の平板１５０を回転させることで、空洞共振器１０ｂ内への光の入射率を増加させることができる。
【００３８】
第１の平板１５０で反射された光Ａ２２は、１／２波長板１６０を透過する。これにより、光Ａ２２の偏光方向が回転する。そのため、第１の平板１５０で反射された光Ａ２２のうちのｐ偏光は、第１のプリズム１１０の主面１１１に対してｐ偏光としてブリュースター角θｂで入射する。続いて、第１のプリズム１１０の内部に入射した光Ａ２２は、第２の反射面１１５および第１の反射面１１３で順次に全反射される。続いて、第１の反射面１１３で全反射された光Ａ２２は、第１のプリズム１１０に入射した光Ａ２２に平行であって反対方向に第１のプリズム１１０の主面１１１から外部に出射する（光Ａ２３）。このとき、光Ａ２２は、第１のプリズム１１０の主面１１１からブリュースター角θｂで出射する。
【００３９】
なお、説明の便宜上、図５（ｂ）に表した光Ａ２２および光Ａ２３は、互いに離れているが、本実施形態にかかる空洞共振器１０ｂでは、光Ａ２３は、空洞共振器１０ｂをＺ方向にみたときに光Ａ２２と重複した光路を進行する。
【００４０】
続いて、第１のプリズム１１０の外部に出射した光Ａ２３は、１／２波長板１６０を透過する。これにより、光Ａ２３の偏光方向が回転する。そのため、第１のプリズム１１０の主面１１１から出射した光Ａ２３のうちのｐ偏光は、第２のプリズム１２０の主面１２１に対してｐ偏光としてブリュースター角θｂで入射する。続いて、第２のプリズム１２０の内部に入射した光Ａ２３は、第２の反射面１２５および第１の反射面１２３で順次に全反射される。続いて、第１の反射面１２３で全反射された光Ａ２３は、第２のプリズム１２０に入射した光Ａ２３に平行であって反対方向に第２のプリズム１２０の主面１２１から外部に出射する（光Ａ２４）。このとき、光Ａ２３は、第２のプリズム１２０の主面１２１からブリュースター角θｂで出射する。
【００４１】
なお、説明の便宜上、図５（ａ）に表した光Ａ２３および光Ａ２４は、互いに離れているが、本実施形態にかかる空洞共振器１０ｂでは、光Ａ２４は、空洞共振器１０ｂをＹ方向にみたときに光Ａ２３と重複した光路を進行する。
【００４２】
続いて、第２のプリズム１２０の外部に出射した光Ａ２４は、１／２波長板１６０を透過する。これにより、光Ａ２４の偏光方向が回転する。そのため、第２のプリズム１２０の主面１２１から出射した光Ａ２４のうちのｐ偏光は、第１のプリズム１１０の主面１１１に対してｐ偏光としてブリュースター角θｂで入射する。続いて、第１のプリズム１１０の内部に入射した光Ａ２４は、第１の反射面１１３および第２の反射面１１５で順次に全反射される。続いて、第２の反射面１１５で全反射された光Ａ２４は、第１のプリズム１１０に入射した光Ａ２４に平行であって反対方向に第１のプリズム１１０の主面１１１から外部に出射する（光Ａ２５）。このとき、光Ａ２４は、第１のプリズム１１０の主面１１１からブリュースター角θｂで出射する。
【００４３】
なお、説明の便宜上、図５（ｂ）に表した光Ａ２４および光Ａ２５は、互いに離れているが、本実施形態にかかる空洞共振器１０ｂでは、光Ａ２５は、空洞共振器１０ｂをＺ方向にみたときに光Ａ２４と重複した光路を進行する。また、説明の便宜上、図５（ａ）に表した光Ａ２２および光Ａ２５は、互いに離れているが、本実施形態にかかる空洞共振器１０ｂでは、光Ａ２５は、空洞共振器１０ｂをＹ方向にみたときに光Ａ２２と重複した光路を進行する。
【００４４】
続いて、第１のプリズム１１０の外部に出射した光Ａ２５は、１／２波長板１６０を透過する。これにより、光Ａ２５の偏光方向が回転する。そのため、第１のプリズム１１０の主面１１１から出射した光Ａ２５のうちのｐ偏光は、第２のプリズム１２０の主面１２１に対してｐ偏光としてブリュースター角θｂで入射する。続いて、第２のプリズム１２０の内部に入射した光Ａ２５は、第１の反射面１２３および第２の反射面１２５で順次に全反射される。続いて、第２の反射面１２５で全反射された光Ａ２５は、第２のプリズム１２０に入射した光Ａ２５に平行であって反対方向に第２のプリズム１２０の主面１２１から外部に出射する（光Ａ２６）。このとき、光Ａ２５は、第２のプリズム１２０の主面１２１からブリュースター角θｂで出射する。
【００４５】
なお、説明の便宜上、図５（ｂ）に表した光Ａ２３および光Ａ２６は、互いに離れているが、本実施形態にかかる空洞共振器１０ｂでは、光Ａ２６は、空洞共振器１０ｂをＺ方向にみたときに光Ａ２３と重複した光路を進行する。また、説明の便宜上、図５（ａ）に表した光Ａ２５および光Ａ２６は、互いに離れているが、本実施形態にかかる空洞共振器１０ｂでは、光Ａ２６は、空洞共振器１０ｂをＹ方向にみたときに光Ａ２５と重複した光路を進行する。
【００４６】
続いて、第２のプリズム１２０の外部に出射した光Ａ２６の一部は、第１の平板１５０の第２の主面１５２において反射され、空洞共振器１０ｂの外部に出力される（光Ａ２６）。一方、第２のプリズム１２０の外部に出射した光Ａ２６の他の一部は、第１の平板１５０を透過し屈折して、第１の平板１５０における光Ａ２１の入射位置に戻る。このようにして、空洞共振器１０ｂ内に入射した光は、Ｚ方向に垂直な面内およびＹ方向に垂直な面内において反射され、空洞共振器１０ｂ内を周回することで干渉し増幅される。
【００４７】
本実施形態によれば、第１のプリズム１１０の稜線１１７と、第２のプリズム１２０の稜線１２７と、が互いに直交している。そのため、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０のそれぞれが直交する方向の光軸ずれを補償することができる。そのため、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０のいずれかの位置がずれた場合でも、共振の妨げとなることを抑えることができる。つまり、第１の平板１５０を矢印Ｂ７の方向に調整するだけで、空洞共振器１０ｂ内への光の入射率を調整することができる。図４（ｂ）に関して前述したようには、Ｘ方向、Ｙ方向、および回転方向の調整を行う必要はない。これにより、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０のアライメント性を向上させることができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、偏光方向を任意の角度に回転させる一例として１／２波長板１６０を挙げたが、これだけに限定されるわけではない。１／２波長板１６０の代わりに、例えば、複屈折効果により偏光方向を回転させる複屈折素子（９０度ローテータ）や、磁界により偏光方向を回転させるファラデーローテータなどが用いられてもよい。
【００４９】
図６は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる空洞共振器を表す平面模式図である。  本実施形態にかかる空洞共振器１０ｃは、第１のプリズム１１０と、第２のプリズム１２０と、共振器長調整部１８０と、を備える。一方、本実施形態にかかる空洞共振器１０ｃは、図１に関して前述した第１の平板１５０を備えていない。図６に表したように、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０とは、Ｘ方向に垂直な面に対して対称となるように配置されている。つまり、本実施形態にかかる空洞共振器１０ｃでは、第１のプリズム１１０の主面１１１と第２のプリズム１２０の主面１２１とは、平行ではない。その他の構造は、図１に関して前述した空洞共振器１０の構造と同様である。
【００５０】
図６に表した矢印Ｂ３のように、Ｚ方向を軸として第２のプリズム１２０を回転させ、図示しない光源から照射された光Ａ３１が空洞共振器１０ｃ内（第２のプリズム１２０の主面１２１）に入射する角度をブリュースター角θｂからずらして例えばθｂ＋αとする。そうすると、第２のプリズム１２０の主面１２１で反射されるｐ偏光の強度反射率が増加する。つまり、Ｚ方向を軸として第２のプリズム１２０を回転させることで、空洞共振器１０ｃ内への光の入射率を増加させることができる。この際、第１のプリズム１１０の位置を調整する必要がある。
【００５１】
図示しない光源から照射された光Ａ３１の一部は、第２のプリズム１２０の主面１２１で反射される。このとき、光Ａ３１は、第２のプリズム１２０の主面１２１にブリュースター角θｂで入射する。第２のプリズム１２０の主面１２１で反射された光Ａ３２は、第１のプリズム１１０の主面１１１にブリュースター角θｂで入射し、第２の反射面１１５および第１の反射面１１３で順次に全反射される。続いて、第１の反射面１１３で全反射された光Ａ３２は、第１のプリズム１１０の主面１１１からブリュースター角θｂで出射する（光Ａ３３）。第１のプリズム１１０の外部に出射した光Ａ３３は、第２のプリズム１２０の主面１２１にブリュースター角θｂで入射する。このとき、光Ａ３３の一部は、第２のプリズム１２０の主面１２１において反射され、空洞共振器１０ｃの外部に出力される（光Ａ３４）。
【００５２】
一方、光Ａ３３の他の一部は、第２のプリズム１２０の内部に入射し、第１の反射面１２３および第２の反射面１２５で順次に全反射されて第２のプリズム１２０の主面１２１における入射位置に戻る。このようにして、空洞共振器１０ｃ内に入射した光は、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０との間を往復することで干渉し増幅される。
【００５３】
本実施形態によれば、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０とがＸ方向に垂直な面に対して対称となるように配置されているため、空洞共振器１０ｃ内の光路が光の波長に応じて分散することを抑えることができる（分散補償効果）。これについて、図面を参照しつつさらに説明する。
【００５４】
図７は、本実施形態の比較例にかかる空洞共振器における分散補償効果のシミュレーション結果の一例を例示する平面模式図である。  
また、図８は、本実施形態にかかる空洞共振器における分散補償効果のシミュレーション結果の一例を例示する平面模式図である。
【００５５】
なお、図７（ａ）は、設計波長を有する光が本比較例にかかる空洞共振器１０ａに入射したときの光路の一例を例示する平面模式図である。図７（ｂ）は、設計波長とは異なる波長を有する光が本比較例にかかる空洞共振器１０ａに入射したときの光路の一例を例示する平面模式図である。  
また、図８（ａ）は、設計波長を有する光が本実施形態にかかる空洞共振器１０ｃに入射したときの光路の一例を例示する平面模式図である。図８（ｂ）は、設計波長とは異なる波長を有する光が本実施形態にかかる空洞共振器１０ｃに入射したときの光路の一例を例示する平面模式図である。  
また、図７および図８に表した空洞共振器１０ａ、１０ｃでは、共振器長調整部１８０を省略している。
【００５６】
例えば、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０の屈折率が変わると、空洞共振器内における光路が変わる。また、空洞共振器内に入射する光の波長に対する屈折率の変化がより大きい場合には、空洞共振器内における光路の変化がより大きい。そのため、より広いスペクトル幅を有する光が空洞共振器に入射すると、その光は空洞共振器内で分散する場合がある。これにより、共振が生じにくくなる場合がある。
【００５７】
第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０との配置関係がＸ方向に垂直な面に対して対称でない場合には（図４参照）、分散補償効果は、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０の屈折率に依存する。そのため、図７（ａ）に表したように、設計波長（例えば約７μｍ程度）を有する光が本比較例にかかる空洞共振器１０ａに入射すると、その光はほとんど分散しない。一方、図７（ｂ）に表したように、設計波長とは異なる波長（例えば約８μｍ程度）を有する光が本比較例にかかる空洞共振器１０ａに入射すると、その光は分散する。これにより、共振が生じにくくなる。
【００５８】
これに対して、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０とがＸ方向に垂直な面に対して対称となるように配置されている場合には、分散補償効果は、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０の屈折率にほとんど影響されない。そのため、図８（ｂ）に表したように、設計波長とは異なる波長（例えば約８μｍ程度）を有する光が本実施形態にかかる空洞共振器１０ｃに入射した場合でも、その光はほとんど分散しない。図８（ａ）に表したように、設計波長（例えば約７μｍ程度）を有する光が本実施形態にかかる空洞共振器１０ｃに入射した場合でも同様である。
【００５９】
本実施形態によれば、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０の材質の屈折率特性によらず、分散補償効果の確保あるいは向上を図ることができる。
【００６０】
図９は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる空洞共振器を表す平面模式図である。  なお、図９（ａ）は、本実施形態にかかる空洞共振器をＹ方向にみたときの平面模式図であり、図９（ｂ）は、本実施形態にかかる空洞共振器をＺ方向にみたときの平面模式図である。すなわち、図９（ａ）は、図９（ｂ）に表した空洞共振器を上方からみたときの上面模式図である。
【００６１】
本実施形態にかかる空洞共振器１０ｄでは、第１のプリズム１１０の稜線１１７と、第２のプリズム１２０の稜線１２７と、が互いに直交するように、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０が配置されている。また、図９（ａ）に表した空洞共振器１０ｄの状態において、第１のプリズム１１０の主面１１１の法線方向は、下方である。図９（ｂ）に表した空洞共振器１０ｄの状態において、第２のプリズム１２０の主面１２１の法線方向は、上方である。本実施形態にかかる空洞共振器１０ｄは、図１に関して前述した空洞共振器１０と比較して１／２波長板１６０をさらに備える。一方、本実施形態にかかる空洞共振器１０ｄは、図１に関して前述した第１の平板１５０を備えていない。その他の構造は、図１に関して前述した空洞共振器１０の構造と同様である。
【００６２】
図９（ｂ）に表した矢印Ｂ４のように、Ｚ方向を軸として第２のプリズム１２０を回転させ、図示しない光源から照射された光Ａ４１が空洞共振器１０ｄ内（第２のプリズム１２０の主面１２１）に入射する角度をブリュースター角θｂからずらして例えばθｂ＋αとする。そうすると、第２のプリズム１２０の主面１２１で反射されるｐ偏光の強度反射率が増加する。つまり、Ｚ方向を軸として第２のプリズム１２０を回転させることで、空洞共振器１０ｄ内への光の入射率を増加させることができる。
【００６３】
第２のプリズム１２０の主面１２１で反射された光Ａ４２は、１／２波長板１６０を透過する。これにより、光Ａ４２の偏光方向が回転する。そのため、第２のプリズム１２０の主面１２１で反射された光Ａ４２のうちのｐ偏光は、第１のプリズム１１０の主面１１１に対してｐ偏光としてブリュースター角θｂで入射する。続いて、第１のプリズム１１０の内部に入射した光Ａ４２は、第１の反射面１１３および第２の反射面１１５で順次に全反射される。続いて、第２の反射面１１５で全反射された光Ａ４２は、第１のプリズム１１０に入射した光Ａ４２に平行であって反対方向に第１のプリズム１１０の主面１１１から外部に出射する（光Ａ４３）。このとき、光Ａ４２は、第１のプリズム１１０の主面１１１からブリュースター角θｂで出射する。
【００６４】
なお、説明の便宜上、図９（ｂ）に表した光Ａ４２および光Ａ４３は、互いに離れているが、本実施形態にかかる空洞共振器１０ｄでは、光Ａ４３は、空洞共振器１０ｄをＺ方向にみたときに光Ａ４２と重複した光路を進行する。
【００６５】
続いて、第１のプリズム１１０の外部に出射した光Ａ４３は、１／２波長板１６０を透過する。これにより、光Ａ４３の偏光方向が回転する。そのため、第１のプリズム１１０の主面１１１から出射した光Ａ４３のうちのｐ偏光は、第２のプリズム１２０の主面１２１に対してｐ偏光としてブリュースター角θｂで入射する。続いて、第２のプリズム１２０の内部に入射した光Ａ４３は、第２の反射面１２５および第１の反射面１２３で順次に全反射される。続いて、第１の反射面１２３で全反射された光Ａ４３は、第２のプリズム１２０に入射した光Ａ４３に平行であって反対方向に第２のプリズム１２０の主面１２１から外部に出射する（光Ａ４４）。このとき、光Ａ４３は、第２のプリズム１２０の主面１２１からブリュースター角θｂで出射する。
【００６６】
なお、説明の便宜上、図９（ａ）に表した光Ａ４３および光Ａ４４は、互いに離れているが、本実施形態にかかる空洞共振器１０ｄでは、光Ａ４４は、空洞共振器１０ｄをＹ方向にみたときに光Ａ４３と重複した光路を進行する。
【００６７】
続いて、第２のプリズム１２０の外部に出射した光Ａ４４は、１／２波長板１６０を透過する。これにより、光Ａ４４の偏光方向が回転する。そのため、第２のプリズム１２０の主面１２１から出射した光Ａ４４のうちのｐ偏光は、第１のプリズム１１０の主面１１１に対してｐ偏光としてブリュースター角θｂで入射する。続いて、第１のプリズム１１０の内部に入射した光Ａ４４は、第２の反射面１１５および第１の反射面１１３で順次に全反射される。続いて、第１の反射面１１３で全反射された光Ａ４４は、第１のプリズム１１０に入射した光Ａ４４に平行であって反対方向に第１のプリズム１１０の主面１１１から外部に出射する（光Ａ４５）。このとき、光Ａ４４は、第１のプリズム１１０の主面１１１からブリュースター角θｂで出射する。
【００６８】
なお、説明の便宜上、図９（ｂ）に表した光Ａ４４および光Ａ４５は、互いに離れているが、本実施形態にかかる空洞共振器１０ｄでは、光Ａ４５は、空洞共振器１０ｄをＺ方向にみたときに光Ａ４４と重複した光路を進行する。また、説明の便宜上、図９（ａ）に表した光Ａ４２および光Ａ４５は、互いに離れているが、本実施形態にかかる空洞共振器１０ｄでは、光Ａ４５は、空洞共振器１０ｄをＹ方向にみたときに光Ａ４２と重複した光路を進行する。
【００６９】
続いて、第１のプリズム１１０の外部に出射した光Ａ４５は、１／２波長板１６０を透過する。これにより、光Ａ４５の偏光方向が回転する。そのため、第１のプリズム１１０の主面１１１から出射した光Ａ４５のうちのｐ偏光は、第２のプリズム１２０の主面１２１に対してｐ偏光としてブリュースター角θｂで入射する。続いて、光Ａ４５の一部は、第２のプリズム１２０の主面１２１において反射され、空洞共振器１０ｄの外部に出力される（光Ａ４６）。
【００７０】
一方、光Ａ４５の他の一部は、第２のプリズム１２０の内部に入射し、第１の反射面１２３および第２の反射面１２５で順次に全反射されて第２のプリズム１２０の主面１２１における入射位置に戻る。このようにして、空洞共振器１０ｄ内に入射した光は、Ｚ方向に垂直な面内およびＹ方向に垂直な面内において反射され、空洞共振器１０ｄ内を周回することで干渉し増幅される。
【００７１】
本実施形態によれば、第１のプリズム１１０の稜線１１７と、第２のプリズム１２０の稜線１２７と、が互いに直交している。そのため、図５に関して前述したように、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０のいずれかの位置がずれた場合でも、共振の妨げとなることを抑えることができる。つまり、第２のプリズム１２０を矢印Ｂ４の方向に調整するだけで、空洞共振器１０ｄ内への光の入射率を調整することができる。図４（ｂ）に関して前述したようには、Ｘ方向、Ｙ方向、および回転方向の調整を行う必要はない。これにより、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０のアライメント性を向上させることができる。
【００７２】
前述したように、図９（ａ）に表した空洞共振器１０ｄの状態において、第１のプリズム１１０の主面１１１の法線方向は、下方である。また、図９（ｂ）に表した空洞共振器１０ｄの状態において、第２のプリズム１２０の主面１２１の法線方向は、上方である。そのため、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０の材質の屈折率特性によらず、分散補償効果の確保あるいは向上を図ることができる。
【００７３】
なお、図５に関して前述したように、１／２波長板１６０の代わりに、例えば、複屈折効果により偏光方向を回転させる複屈折素子（９０度ローテータ）や、磁界により偏光方向を回転させるファラデーローテータなどが用いられてもよい。
【００７４】
図１０は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる空洞共振器を表す平面模式図である。  
なお、図１０（ａ）は、空洞共振器１０ｅ内への光の入射率を調整する前の状態を例示する平面模式図であり、図１０（ｂ）は、空洞共振器１０ｅ内への光の入射率を調整した後の状態を例示する平面模式図である。
【００７５】
本実施形態にかかる空洞共振器１０ｅは、図６に関して前述した空洞共振器１０ｃと比較して第１の平板１５０をさらに備える。第１の平板１５０は、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０との間の光路に配置され、図示しない光源から照射された光Ａ５１の一部を第１の主面１５１において反射して空洞共振器１０ｅ内に入射させることができる。本実施形態にかかる空洞共振器１０ｅでは、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０とは、相対的に固定されている。つまり、図１に関して前述した空洞共振器１０と比較して、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０と、第１の平板１５０と、が相対的に固定されているわけではない。その他の構造は、図６に関して前述した空洞共振器１０ｃの構造と同様である。
【００７６】
第１の平板１５０で反射された光Ａ５２は、第１のプリズム１１０の主面１１１を透過し、第１のプリズム１１０の内部に入射する。このとき、光Ａ５２は、第１のプリズム１１０の主面１１１にブリュースター角θｂで入射する。続いて、第１のプリズム１１０の内部に入射した光Ａ５２が光Ａ５３として第１のプリズム１１０の主面１１１から出射し、第２のプリズム１２０の主面１２１に入射するまでの光路は、図６に関して前述した光Ａ３２および光Ａ３３の光路と同様である。続いて、第２のプリズム１２０の内部に入射した光Ａ５３が光Ａ５４として第２のプリズム１２０の主面１２１から出射し、第１の平板１５０の第２の主面１５２に入射するまでの光路は、図１に関して前述した光Ａ３および光Ａ４の光路と同様である。
【００７７】
続いて、第２のプリズム１２０の外部に出射した光Ａ５４の一部は、第１の平板１５０の第２の主面１５２において反射され、空洞共振器１０ｅの外部に出力される（光Ａ５５）。一方、第２のプリズム１２０の外部に出射した光Ａ５４の他の一部は、第１の平板１５０を透過し屈折して、第１の平板１５０における光Ａ５１の入射位置に戻る。このようにして、空洞共振器１０ｅ内に入射した光は、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０との間を往復することで干渉し増幅される。
【００７８】
前述したように、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０とは、相対的に固定されている。そのため、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０との相対的な位置を維持しつつ、図１０（ｂ）に表した矢印Ｂ５のように、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０とをＺ方向を軸として回転させることができる。
【００７９】
本実施形態にかかる空洞共振器１０ｅ内への光の入射率を調整するために、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０を矢印Ｂ５の方向に回転させると、第１のプリズム１１０の主面１１１および第２のプリズム１２０の主面１２１における入射角度をブリュースター角θｂに維持しつつ、光Ａ５１が空洞共振器１０ｅ内（第１の平板１５０の第１の主面１５１）に入射する角度を例えばθｂ＋αとすることができる。つまり、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０とを矢印Ｂ５の方向に回転させることで、空洞共振器１０ｅ内の光路の入射角度をブリュースター角θｂに維持しつつ、空洞共振器１０ｅ内への光の入射率を調整することができる。
【００８０】
第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０との相対的な位置が維持されるため、矢印Ｂ５の方向の調整を行うだけで、空洞共振器１０ｅ内への光の入射率を調整することができる。図４（ｂ）に関して前述したようには、Ｘ方向、Ｙ方向、および回転方向の調整を行う必要はない。そして、空洞共振器１０ｅ内に入射した光を閉じ込め、空洞共振器１０ｅの内部において増幅させることができる。これにより、空洞共振器１０ｅ内への光の入射率を調整しつつ、アライメント性の向上を図ることができる。
【００８１】
図１１は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる空洞共振器を表す平面模式図である。  
なお、図１１（ａ）は、空洞共振器１０ｆ内への光の入射率を調整する前の状態を例示する平面模式図であり、図１１（ｂ）は、空洞共振器１０ｆ内への光の入射率を調整した後の状態を例示する平面模式図である。
【００８２】
本実施形態にかかる空洞共振器１０ｆは、図１０に関して前述した空洞共振器１０ｅと比較して第２の平板１７０をさらに備える。第２の平板１７０は、第１の主面１７１と、第１の主面１７１に対向する第２の主面１７２と、を有する。第２の平板１７０は、第１の平板１５０と第１のプリズム１１０との間の光路に配置されている。第１の平板１５０と第２の平板１７０とは、Ｘ方向に垂直な面に対して対称となるように配置されている。
【００８３】
第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第１の平板１５０と第２の平板１７０とは、ブリュースター角θｂで光路が合うように配置されている。つまり、第１のプリズム１１０の主面１１１と、第２のプリズム１２０の主面１２１と、第１の平板１５０の第１の主面１５１と、第２の平板１７０の第１の主面１７１と、は、空洞共振器１０ｆ内の光路に対してブリュースター角θｂとなるように配置されている。第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第２の平板１７０とは、相対的に固定されている。その他の構造は、図１０に関して前述した空洞共振器１０ｅの構造と同様である。
【００８４】
一般的に、光は、異なる媒質の境界で屈折する。そのため、空洞共振器内に入射した光は、第１の平板１５０を透過すると屈折する。そのため、第１の平板１５０を備える空洞共振器１０ｅ（図１０参照）の内部における光路は、第１の平板１５０を備えていない空洞共振器１０ｃ（図６参照）の内部における光路からずれている。
【００８５】
これに対して、本実施形態にかかる空洞共振器１０ｆは、第１の平板１５０と第１のプリズム１１０との間の光路に配置された第２の平板１７０を備える。第１の平板１５０と第２の平板１７０とは、Ｘ方向に垂直な面に対して対称となるように配置されている。そのため、第２の平板１７０は、第２の平板１７０に入射する光（例えば、図１１（ａ）に表した光Ａ６２）を屈折させ、第１の平板１５０に入射する光（例えば、図１１（ａ）に表した光Ａ６４）の光路に戻すことができる。
【００８６】
図示しない光源から照射された光Ａ６１の一部は、第１の平板１５０の第１の主面１５１において反射して空洞共振器１０ｆ内に入射する。第１の平板１５０で反射された光Ａ６２は、第２の平板１７０の第１の主面１７１にブリュースター角θｂで入射する。第２の平板１７０を透過する光Ａ６２は、第１の主面１７１および第２の主面１７２において屈折し、第１のプリズム１１０の主面１１１にブリュースター角θｂで入射する。続いて、光Ａ６２〜光Ａ６４の光路は、図１０に関して前述した光Ａ５２〜光Ａ５４の光路と同様である。
【００８７】
続いて、第２のプリズム１２０の外部に出射した光Ａ６４の一部は、第１の平板１５０の第２の主面１５２において反射され、空洞共振器１０ｆの外部に出力される（光Ａ６５）。一方、第２のプリズム１２０の外部に出射した光Ａ６４の他の一部は、第１の平板１５０を透過し屈折して、第１の平板１５０における光Ａ６１の入射位置に戻る。このようにして、空洞共振器１０ｆ内に入射した光は、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０との間を往復することで干渉し増幅される。
【００８８】
ここで、本実施形態にかかる空洞共振器１０ｆは、第２の平板１７０を備える。そのため、第２のプリズム１２０の外部に出射した光Ａ６４は、第１の平板１５０を透過することで屈折し光路が移動しても、第２の平板１７０を透過することで屈折し第１の平板１５０を透過する前の光Ａ６４の光路に戻る。これにより、ブリュースター角θｂが比較的大きく、また第１の平板１５０による光路のずれ（光路の移動）が比較的大きい場合でも、共振の妨げとなることを抑えることができる。これにより、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０のアライメント性を向上させることができる。
【００８９】
前述したように、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第２の平板１７０とは、相対的に固定されている。そのため、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第２の平板１７０との相対的な位置を維持しつつ、図１１（ｂ）に表した矢印Ｂ６のように、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第２の平板１７０とをＺ方向を軸として回転させることができる。
【００９０】
本実施形態にかかる空洞共振器１０ｆ内への光の入射率を調整するために、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第２の平板１７０とを矢印Ｂ６の方向に回転させると、第１のプリズム１１０の主面１１１と第２のプリズム１２０の主面１２１と第２の平板１７０の第１の主面１７１とにおける入射角度をブリュースター角θｂに維持しつつ、光Ａ６１が空洞共振器１０ｆ内（第１の平板１５０の第１の主面１５１）に入射する角度を例えばθｂ＋αとすることができる。つまり、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第２の平板１７０とを矢印Ｂ６の方向に回転させることで、空洞共振器１０ｆ内の光路の入射角度をブリュースター角θｂに維持しつつ、空洞共振器１０ｆ内への光の入射率を調整することができる。
【００９１】
第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第２の平板１７０との相対的な位置が維持されるため、矢印Ｂ６の方向の調整を行うだけで、空洞共振器１０ｆ内への光の入射率を調整することができる。図４（ｂ）に関して前述したようには、Ｘ方向、Ｙ方向、および回転方向の調整を行う必要はない。そして、空洞共振器１０ｆ内に入射した光を閉じ込め、空洞共振器１０ｆの内部において増幅させることができる。これにより、空洞共振器１０ｆ内への光の入射率を調整しつつ、アライメント性の向上を図ることができる。
【００９２】
なお、本実施形態の第２の平板１７０は、本実施形態にかかる空洞共振器１０ｆだけに限定されず、第１の平板１５０を備える空洞共振器１０、１０ｂ、１０ｅ（図１、図５、図１０参照）に設けられてもよい。また、第２の平板１７０は、図１２に関して後述する空洞共振器１０ｇに設けられてもよい。図１に関して前述した空洞共振器１０が第２の平板１７０を備える場合には、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０と第１の平板１５０と第２の平板１７０とが相対的に固定される。これらの場合においても、前述した効果と同様の効果が得られる。
【００９３】
図１２は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる空洞共振器を表す平面模式図である。  
なお、図１２（ａ）は、本実施形態にかかる空洞共振器をＹ方向にみたときの平面模式図であり、図１２（ｂ）は、本実施形態にかかる空洞共振器をＺ方向にみたときの平面模式図である。すなわち、図１２（ａ）は、図１２（ｂ）に表した空洞共振器を上方からみたときの上面模式図である。
【００９４】
本実施形態にかかる空洞共振器１０ｇは、図９に関して前述した空洞共振器１０ｄと比較して第１の平板１５０をさらに備える。第１の平板１５０は、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０との間の光路に配置され、図示しない光源から照射された光Ａ７１の一部を第１の主面１５１において反射して空洞共振器１０ｇ内に入射させることができる。その他の構造は、図９に関して前述した空洞共振器１０ｄの構造と同様である。
【００９５】
図１２（ｂ）に表した矢印Ｂ８のように、Ｚ方向を軸として第１の平板１５０を回転させ、図示しない光源から照射された光Ａ７１が空洞共振器１０ｇ内（第１の平板１５０の第１の主面１５１）に入射する角度をブリュースター角θｂからずらして例えばθｂ＋αとする。そうすると、第１の平板１５０の第１の主面１５１で反射されるｐ偏光の強度反射率が増加する。つまり、Ｚ方向を軸として第１の平板１５０を回転させることで、空洞共振器１０ｇ内への光の入射率を増加させることができる。
【００９６】
第１の平板１５０で反射された光Ａ７２は、１／２波長板１６０を透過する。これにより、光Ａ７２の偏光方向が回転する。そのため、第１の平板１５０で反射された光Ａ７２のうちのｐ偏光は、第１のプリズム１１０の主面１１１に対してｐ偏光としてブリュースター角θｂで入射する。続いて、光Ａ７２〜光Ａ７５の光路は、図９に関して前述した光Ａ４２〜Ａ４５の光路と同様である。
【００９７】
続いて、第２のプリズム１２０の内部に入射した光Ａ７５は、第１の反射面１２３および第２の反射面１２５で順次に全反射される。続いて、第２の反射面１２５で全反射された光Ａ７５は、第２のプリズム１２０に入射した光Ａ７５に平行であって反対方向に第２のプリズム１２０の主面１２１から外部に出射する（光Ａ７６）。このとき、光Ａ７５は、第２のプリズム１２０の主面１２１からブリュースター角θｂで出射する。
【００９８】
続いて、第２のプリズム１２０の外部に出射した光Ａ７６の一部は、第１の平板１５０の第２の主面１５２において反射され、空洞共振器１０ｇの外部に出力される（光Ａ７６）。一方、第２のプリズム１２０の外部に出射した光Ａ７６の他の一部は、第１の平板１５０を透過し屈折して、第１の平板１５０における光Ａ７１の入射位置に戻る。このようにして、空洞共振器１０ｇ内に入射した光は、Ｚ方向に垂直な面内およびＹ方向に垂直な面内において反射され、空洞共振器１０ｇ内を周回することで干渉し増幅される。
【００９９】
本実施形態によれば、第１のプリズム１１０の稜線１１７と、第２のプリズム１２０の稜線１２７と、が互いに直交している。そのため、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０のそれぞれが直交する方向の光軸ずれを補償することができる。そのため、第１のプリズム１１０および第２のプリズム１２０のいずれかの位置がずれた場合でも、共振の妨げとなることを抑えることができる。つまり、第１の平板１５０を矢印Ｂ８の方向に調整するだけで、空洞共振器１０ｇ内への光の入射率を調整することができる。図４（ｂ）に関して前述したようには、Ｘ方向、Ｙ方向、および回転方向の調整を行う必要はない。これにより、空洞共振器１０ｇ内への光の入射率を調整しつつ、アライメント性の向上を図ることができる。
【０１００】
また、図１２（ａ）に表した空洞共振器１０ｇの状態において、第１のプリズム１１０の主面１１１の法線方向は、下方である。図１２（ｂ）に表した空洞共振器１０ｇの状態において、第２のプリズム１２０の主面１２１の法線方向は、上方である。そのため、図９に関して前述したように、第１のプリズム１１０と第２のプリズム１２０の材質の屈折率特性によらず、分散補償効果の確保あるいは向上を図ることができる。
【０１０１】
なお、図５に関して前述したように、１／２波長板１６０の代わりに、例えば、複屈折効果により偏光方向を回転させる複屈折素子（９０度ローテータ）や、磁界により偏光方向を回転させるファラデーローテータなどが用いられてもよい。
【０１０２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０３】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ 空洞共振器、  １１０ 第１のプリズム、  １１１ 主面、  １１３ 第１の反射面、  １１５ 第２の反射面、  １１７ 稜線、  １２０ 第２のプリズム、  １２１ 主面、  １２３ 第１の反射面、  １２５ 第２の反射面、  １２７ 稜線、  １５０ 第１の平板、  １５１ 第１の主面、  １５２ 第２の主面、  １６０ １／２波長板、  １７０ 第２の平板、  １７１ 第１の主面、  １７２ 第２の主面、  １８０ 共振器長調整部
【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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