(57)【要約】【課題】出力されるレーザー光のエネルギー分布はフラットで、周辺部にエネルギーが分散することのないレーザー光束を得ることができるレーザー発振器を得る。【解決手段】半導体レーザーからの波長８０８ｎｍの光を波長１０６４ｎｍの光に変換するＹＶＯ４結晶４０と、ＹＶＯ４結晶４０を挟んで対向して配置された全反射ミラー３０および部分透過ミラー６０を有してなるレーザー共振器１０を備え、全反射ミラー３０は波長８０８ｎｍの光を透過し波長１０６４ｎｍの光を全反射する反射面を備え、部分透過ミラー６０は波長１０６４ｎｍの光のうち一部のみを透過し残りを反射する反射面を備え、全反射ミラー３０と部分透過ミラー６０はともに平面ミラーであり、先端部のエネルギー分布が平坦なレーザー光を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザーからの波長８０８ｎｍの光を波長１０６４ｎｍの光に変換するＹＶＯ４結晶と、このＹＶＯ４結晶を挟んで対向して配置された全反射ミラーおよび部分透過ミラーを有してなるレーザー共振器を備え、
上記全反射ミラーは波長８０８ｎｍの光を透過し波長１０６４ｎｍの光を全反射する反射面を備え、
上記部分透過ミラーは波長１０６４ｎｍの光のうち一部のみを透過し残りを反射する反射面を備え、
上記全反射ミラーと部分透過ミラーはともに平面ミラーであり、
先端部のエネルギー分布が平坦なレーザー光を出力することを特徴とするレーザー発振器。
【請求項２】
レーザー共振器は、ＹＶＯ４結晶と部分透過ミラーとの間にＱスイッチを有している請求項１記載のレーザー発振器。
【請求項３】
励起光源はレーザー共振器外にあり、上記励起光源からの光をＹＶＯ４結晶に導く光ケーブルを備えている請求項１または２記載のレーザー発振器。
【請求項４】
光ケーブルの射出端とＹＶＯ４結晶との間には、上記光ケーブルの射出端から射出される光を平行光束にするコリメートレンズと、上記平行光束を上記ＹＶＯ４結晶の入射端部に集光させる集光レンズが配置されている請求項４記載のレーザー発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、レーザー光を用いた刻印加工機などの光源装置に適したレーザー発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザーから例えば波長８０８ｎｍのレーザー光を射出させてこれをＮｄ，ＹＶＯ４（Ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ  Ｄｏｐｅｄ  Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ｏｒｔｈｏｖａｎａｄａｔｅ）結晶を備えたレーザー共振器で共振させ、波長１０６４ｎｍの基本波に波長変換するレーザー発振器が知られている。このレーザー発振器は、波長８０８ｎｍのレーザー光の光路上にＮｄ，ＹＶＯ４結晶を配置し、この結晶を挟んで入射側と出射側に相対向させて共振ミラーを配置してなる。入射側の共振ミラーは、凸面からなる全反射ミラーであり、出射側の共振ミラーは平面からなる部分反射ミラーである。上記結晶によって変換された波長１０６４ｎｍのレーザー光を共振させてピークパワーの高いシングルモードのレーザー光を発生させる。
【０００３】
このようにレーザー光を共振させるユニットを共振器とし、この共振器への入射光の絞りや出射光路を構成する光学系をレーザー発振器あるいはレゾネータという。上記共振器中に、Ｑスイッチを配置することによって、波長１０６４ｎｍのレーザー光がパルス発振され、パルスレーザーが射出される。このようなＮｄ，ＹＶＯ４結晶を用いたレーザー発振器は加工機の光源装置として利用することができる。すなわち、ワークとの相対位置制御に合わせてレーザー発振器から出射されるレーザー光をオン・オフ制御することにより、ワークを所定の形に加工し、あるいはワークに所定のパターンを刻むことができる。特に、例えば刻印加工機などの光源装置として好適である。
【０００４】
Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶を用いたレーザー発振器から射出されるレーザー光束は、横断面中心のエネルギーが高く、中心から外側に向かって遠ざかるにしたがい順次エネルギーが低くなる。したがって、レーザー光束の横断面におけるエネルギー分布を示すグラフは、槍の先端のように鋭く尖りかつ周辺部もエネルギーを持ちながら順次エネルギーレベルが低下していく形になっている。さらに換言すれば、上記レーザー光束のエネルギー分布を示すグラフにおいて、深さ方向の断面を見ると、どこの断面においても同心の真円状であり、裾の方に向かって順次径が大きくなっている。この点、ＹＡＧレーザーのエネルギー分布のようにピークのパワーが鈍っているものとは異なっている。
【０００５】
Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶を用いたレーザー発振器から射出されるレーザー光束のエネルギー分布には上記のような特性があることから、上記レーザー発振器は、ワークの目的の位置にピンポイントで照射する必要がある場合などによく用いられる。前述の刻印加工機などの光源として用いられているのはその例である。しかしながら、例えば、金属のベースに保護層あるいは防錆層を形成し、その上にさらに厚さ１μｍ程度のめっき層を形成し、このめっき層にレーザー光束を当てて例えば直径１０μｍ程度の点を打ちながら所定のパターンの画像を形成する、というような場合に、従来のＮｄ，ＹＶＯ４結晶を用いたレーザー発振器を光源とすると、以下のような問題があることが分かってきた。その一つは、上記のようにレーザー光束の横断面におけるエネルギー分布は槍の先端のように鋭く尖った形になっているため、直径１０μｍ程度の点を打とうとすると、レーザー光束の中央部が上記保護層あるいは防錆層を突き抜けて、保護層あるいは防錆層を破壊してしまうことである。また、直径１０μｍのレーザー光束を上記ワークに照射して直径１０μｍの点を打ったとしても、直径１０μｍの点の外側周辺においてもレーザー光束が持っているエネルギーによって上記打点の範囲が拡大され、目論見通りの大きさの点を打つことができない、という問題もある。
【０００６】
このような問題は、加工品質に影響する。特に、ワークの素材が、例えば銅のような柔らかい素材であり、かつ、めっき層の素材が金や銀などの比較的柔らかい素材である場合に顕著である。なぜなら、レーザー光束が到達する深さが深くなり、かつ、形成される点の直径がレーザー光束の横断面の直径よりも大きくなるため、例えば画像を刻印しようとすると予測していた画像の品質よりも劣った画像しか得られず、あるいは、本来到達すべきではない層までレーザー光が到達して目的の加工部分以外も加工されてしまうからである。このように、従来のＮｄ，ＹＶＯ４結晶を用いたレーザー発振器を光源とした加工機によれば、加工深度をコントロールすることができず、狙った部分乃至は層のみを加工することは難しかった。従来、このような加工品質に関しては問題にされなかったが、レーザー技術の進歩に伴い、より高品質の加工が求められるようになってきた。
【０００７】
なお、本発明に関連のある先行技術文献として特許文献１を挙げる。特許文献１には、レーザーロッドと、パルス発振を可能にするＱスイッチとの直列的な配置を挟んで凹面鏡と凸面鏡からなる共振器ミラーを配置してなるレーザー発振器が記載されている。ただし、特許文献１記載の発明は、周波数の異なる２つのレーザー光を非線形光学結晶に入射させて、入射レーザー光の差周波のレーザー光を出力させる波長変換レーザー装置に関するもので、後で詳細に説明する本願発明とは技術思想が異なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３２３０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記従来のＮｄ，ＹＶＯ４結晶を用いたレーザー発振器の問題点を解消し、出力されるレーザー光のエネルギー分布はフラットで、周辺部にエネルギーが分散することのないレーザー光束を得ることができるレーザー発振器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】
【００１０】
本発明に係るレーザー発振器は、
半導体レーザーからの波長８０８ｎｍの光を波長１０６４ｎｍの光に変換するＹＶＯ４結晶と、このＹＶＯ４結晶を挟んで対向して配置された全反射ミラーおよび部分透過ミラーを有してなるレーザー共振器を備え、
上記全反射ミラーは波長８０８ｎｍの光を透過し波長１０６４ｎｍの光を全反射する反射面を備え、
上記部分透過ミラーは波長１０６４ｎｍの光のうち一部のみを透過し残りを反射する反射面を備え、
上記全反射ミラーと部分透過ミラーはともに平面ミラーであり、
先端部のエネルギー分布が平坦なレーザー光を出力することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
共振器ミラーを構成する全反射ミラーと部分透過ミラーはともに平面ミラーであり、これらの平面ミラー間でレーザー光束は広がることなく限られた範囲で共振するため、出力されるレーザー光のエネルギー分布曲線は頂部がフラットで真円状にエネルギーが分布し、また、加工深度のコントロールが可能なレーザー光束を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るレーザー発振器の実施例を示す平面図である。
【図２】上記実施例の要部を示す光学配置図である。
【図３】上記実施例における励起光の断面図で、（ａ）はレーザーダイオードの射出光、（ｂ）は光ケーブルを透過した後の射出光を示す。
【図４】レーザー共振器に入射するレーザー光の集光距離によるピークパワーの違いを示すグラフで、（ａ）は短焦点の場合、（ｂ）は長焦点の場合を示す。
【図５】上記レーザー共振における反射と出射の様子を順に示すモデル図である。
【図６】上記実施例におけるレーザー共振の様子を示すモデル図である。
【図７】従来のレーザー発振器におけるレーザー共振の様子を示すモデル図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係るレーザー発振器の実施例を、図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１４】
図１において、符号１はレーザー発振器のベースを示している。ベース１の一側端部には集光光学系２が組み込まれている。集光光学系２は、ベース１の側板に固定された鏡筒２３と、鏡筒２３内に固定されたコリメートレンズ２１および集光レンズ２２を有してなる。鏡筒２３には適宜の光コネクタによって光ケーブル３の一端が結合されている。光ケーブル３の他端には図示されない半導体レーザーが結合され、半導体レーザーから出射されるレーザー光が光ケーブル３を経て集光光学系２に導入されるようになっている。
【００１５】
光ケーブル３を経て集光光学系２に導入されるレーザー光はコリメートレンズ２１で平行光束にされ、この平行光束は集光レンズ２２でその焦点位置に集光される。この焦点に、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０の入射端が位置している。Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０は、ベース１上に固定されている結晶ホルダ４１によって支持されている。集光レンズ２２とＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０の間には全反射ミラー３０が反射面をＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０の一端面に対向させてベース１に固定されている。
【００１６】
Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０を挟んで全反射ミラー３０とは反対側に、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０と対向してＱスイッチ５０がベース１上に配置されている。さらに、Ｑスイッチ５０を挟んでＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０とは反対側に、Ｑスイッチ５０と対向して部分透過ミラー６０がベース１上に配置されている。全反射ミラー３０と部分反射ミラー６０の反射面はともに反射面が平面であって、双方の反射面がＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０とＱスイッチ５０を間において互いに対向している。
【００１７】
上記半導体レーザーからは波長８０８ｎｍの光が出射される。上記全反射ミラー３０は、波長８０８ｎｍの光を透過し、波長１０６４ｎｍの光を全反射する反射面を備えている。これに対して上記部分透過ミラー６０は、波長１０６４ｎｍの光のうち一部のみ、例えば２０％を透過し、残りの例えば８０％を反射する反射面を備えている。上記Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０、Ｑスイッチ５０、全反射ミラー３０および部分反射ミラー６０によってレーザー共振器１０を構成している。
【００１８】
上記半導体レーザーはレーザー共振器１０の外側にあり、光ケーブル３を経てレーザー光がレーザー共振器１０に導入されるように構成されている。なお、図１において、符号７０はエーミング光発生源、符号７１はエーミング光合成ミラーを示している。エーミング光発生源７０、エーミング光合成ミラー７１はレーザー発振器１の光軸調整に用いるものであって、本願発明には直接的な関係がないので、詳細な説明は省略する。
【００１９】
次に、上記レーザー発振器１の各構成部分をより詳細に説明し、さらに作用について説明する。図示しない半導体レーザーは、赤外光である波長８０８ｎｍのレーザー光を射出するものを用いる。図３（ａ）は、上記半導体レーザーから射出された直後のレーザー光の横断面を示す。半導体レーザーは発光素子が層状に並んでいて、各発光素子から射出される光エネルギーを集光して波長８０８ｎｍのレーザー光を発生させる。このレーザー光は図３（ａ）に示すようにエネルギーが層状に分布した光であるため、これを集光してもエネルギーを１点に集光することができず、ワークに照射しても発熱するだけで、加工するためのレーザー光としては適さない。
【００２０】
そこで、半導体レーザーの出射側に、例えば多数の光ファイバーを束ねた光ケーブル３を結合し、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０の近くまでレーザー光を伝送する構成にしている。レーザー光が光ケーブル３で伝送されることにより、光エネルギーの拡散を防止することができるとともに、光ケーブル３内で繰り返し反射されることにより、図３（ｂ）に示すように、波長８０８ｎｍのレーザー光を同心円状に整列させ、基本波への変換に適したレーザー光に整形することができる。
【００２１】
上記のようにして整形されたレーザー光は、光ケーブル３の出射端から発散しながら出射されるが、集光光学系２のコリメートレンズ２１によって平行光束に変換され、さらに、集光レンズ２２によって集光される。集光レンズ２２の焦点位置にＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０の入射端面が位置するようにＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０が配置されている。集光レンズ２２とＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０の入射端面との間隔すなわち集光レンズ２２によるＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０への集光距離は、集光レンズ２２の焦点距離によって定まり、この焦点距離によってレーザー光のピークパワーが変わる。上記集光距離に反比例して上記ピークパワーは大きくなる。図４は上記焦点距離とレーザー光のピークパワーとの関係を示している。図４（ａ）は集光レンズ２２の焦点距離が短い場合であって、レーザー光のピークパワーは大きく、パワーレンジは狭くなっている。図４（ｂ）は集光レンズ２２の焦点距離が長い場合であって、レーザー光のピークパワーは小さく、パワーレンジは広くなっている。
【００２２】
そこで、本発明に係るレーザー発振器の実施例では、高いピークパワーを得るとともにビームスポットの極小化を図るために、集光レンズ２２の焦点距離を極力短くするとともに、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０への入射角度調整および光学部品の個体差によるばらつき調整が可能な構造にしている。
【００２３】
次に、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０について詳細に説明する。Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶は、イットリウム・バナデート元素の化合物にネオジム（Ｎｄ）イオンをドープして生成した人工的な結晶であり、８０８ｎｍ波長の光を入射することによって１０６４ｎｍ波長の光に変換して出力することができる。ネオジムのドーピング量が、変換効率、最大出力に影響する。しかし、現状では、１０６４ｎｍ波長の光を励起するための媒体として最も変換効率の高い媒体である。
【００２４】
Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶の特性および特徴は以下のとおりである。
１．変換効率と自己加熱
８０８ｎｍ波長の光から基本波への変換効率は約５０％で、残りのエネルギーのほとんどが熱になる。例えば、３０Ｗの８０８ｎｍｍ波長の光入力の場合、約１５Ｗが１０６４ｎｍ波長の基本波として発振され、残りの約１５Ｗが熱になる。
２．温度特性
ある領域の温度でなければ最良の変換効率を得ることができない、という難点がある。
３．入射位置
個々のＮｄ，ＹＶＯ４結晶によって、最良の変換効率を得ることができる８０８ｎｍｍ波長の光の入射位置が異なる。
【００２５】
Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶を用いた従来の産業用レーザー機器は、上に述べたようなＮｄ，ＹＶＯ４結晶の特性から、不安定で取り扱いが困難なものであった。すなわち、変換効率では優位性があるものの、自己発熱による温度上昇で最良の変換効率を得ることができる温度領域に維持することができず、かつ、温度上昇によってＮｄ，ＹＶＯ４結晶を保持する機構が変動し、光ケーブルからの最良の入射ポイントを維持することができない、といった問題を生じている。
【００２６】
そこで、図１に示す本発明の実施例では、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶を最適の動作条件である３０℃±２℃を維持することができるように構造を工夫している。まず、光ケーブル３の出射面からＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０の入射面までのレーザー光路をＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０から空間的に浮かせた構成とし、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０で発した熱が集光光学系２の方に伝導および放散されないような構造になっている。こうすることにより、常温または冷温状態のＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０に８０８ｎｍ波長のレーザー光が突入し、エネルギーロスによって自己発熱したＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０は、最適の動作条件である３０℃±２℃の温度範囲に短時間で到達することができる。
【００２７】
一方では、上記３０℃±２℃の温度範囲を維持するために、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０をインジウム箔で包み込み、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０の温度上昇による温度飽和および熱暴走を防止している。また、結晶ホルダ４１は熱容量の大きい銅を素材として作成されていて、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０で発生する熱の伝導効率を高めて、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０の過剰な発熱を結晶ホルダ４１に逃がすように構成されている。結晶ホルダ４１の容積や形状はレーザー光の要求出力によって異なるが、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０の発熱と結晶ホルダ４１への熱放散とのバランスによって、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０が３０℃±２℃の温度範囲に維持されるように設計するとよい。また、外乱の影響を受けてＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０の温度が変動しないように、レーザー共振器１０は密閉構造にする。
【００２８】
次に、レーザー共振器１０の構成についてさらに具体的に説明する。図１、図２に示すように、レーザー共振器１０は、入射側の全反射ミラー３０と、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０と、Ｑスイッチ５０と、出射側の部分透過ミラー６０を有してなる。全反射ミラー３０は集光レンズ２２とＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０との間に配置されている。部分透過ミラー６０は波長１０６４ｎｍの入射光の約８０％を反射し、残りの約２０％を透過させる。全反射ミラー３０と部分透過ミラー６０はともに反射面が平面のミラーであり、双方の反射面が互いに平行にかつ相対向して配置されている。
【００２９】
Ｑスイッチ５０がないものとしてレーザー共振器１０の動作を考えると、集光光学系２から８０８ｎｍ波長のレーザー光が全反射ミラー３０の反射面を透過してＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０に入射することにより、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０は１０６４ｎｍ波長の光束に変換して反対側の端面から出射させる。この出射光は部分透過ミラー６０によって折り返され、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０を逆向きに通り全反射ミラー３０でさらに折り返される。全反射ミラー３０と部分透過ミラー６０とで共振器ミラーを構成していて、上記のようにして共振器ミラー間でレーザー光が共振し、共振する１０６４ｎｍ波長のレーザー光の一部が部分透過ミラー６０からが出射される。
【００３０】
図５はレーザー共振器１０における反射と出射の様子を順に示している。８０８ｎｍ波長のレーザー光は、全反射ミラー３０の反射面を透過し、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０で１０６４ｎｍ波長のレーザー光に変換されて出力される。この１０６４ｎｍ波長のレーザー光は部分透過ミラー６０で８０％が折り返され、２０％は透過する。折り返された８０％のレーザー光はＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０を逆向きに通って増幅され、全反射ミラー３０で全反射され、再びＮｄ，ＹＶＯ４結晶４０を通って増幅され、再び部分透過ミラー６０で８０％が折り返され、２０％は透過する。したがって、このとき部分透過ミラー６０では６４％が反射され、１６％が透過することになる。このようにして、部分透過ミラー６０と全反射ミラー３０との間で１往復するたびに、波長１０６４ｎｍのレーザー光の８０％が反射され、２０％が透過しながら、全反射ミラー３０と部分透過ミラー６０の間で共振し、１０６４ｎｍ波長のレーザー光が部分透過ミラー６０を透過して出力される。このように、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０は８０８ｎｍ波長のレーザー光を吸収し、１０６４ｎｍ波長のレーザー光を基本波として共振し、共振によって蓄積されたピークパワーを持つ上記基本波を出力する。
【００３１】
図１、図２に示されているＱスイッチ５０は、当初、レーザー共振器の光損失を大きくして発振を抑え、光ポンピングが進み、レーザー媒質中の励起状態にある原子数が十分大きくなった時点で共振器のＱ値を急に高めることで、大きなパルス状のレーザー光を出力するものである。したがって、レーザー共振器１０にＱスイッチ５０を付加することにより、パルス状のレーザー光を出力することができる。
【００３２】
本発明の実施例の特徴として、全反射ミラー３０と部分透過ミラー６０の反射面が共に平面であることを挙げることができる。図６は、かかる構成の概略と、かかる構成によって得ることができる１０６４ｎｍ波長の基本波の横断面におけるエネルギー分布を示している。全反射ミラー３０と部分透過ミラー６０の反射面が共に平面であるため、共振する光路が１点に定まって出力が抑制され、エネルギー密度を頂点まで維持することができず、エネルギー分布曲線は、頂部がフラットになり真円状にエネルギーが分布している。このようなエネルギー分布を持つレーザー発振器によれば、レーザー光がワークに対して柔らかく当たり、また、加工深度をコントロールすることが可能であるため、感度の高い材料、すなわち前述の金や銀、銅などの比較的軟らかい材料の加工、特に、低出力で安定した加工が求められる刻印加工機の光源装置として好適である。また、上記エネルギー分布は、先端部がフラットで、すその部分の広がりが小さくなっているため、目標点にレーザースポットを当てると、目標の周辺へのエネルギーの拡張がなく、目標点のみに点が打たれて、加工パターンのいわゆる「切れ」がよくなる。したがって、レーザースポットで画像を描く場合などには、繊細で表現力豊かな画像を描くことができる。
【００３３】
図７は、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０を用いた従来のレーザー発振器の例を示している。Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶を用いたレーザー発振器は、高出力の極細マーキングに適している。そこで、初めに述べたように、Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶４０を用いた従来のレーザー発振器は、図７に示すように、共振ミラーを構成する全反射ミラー３２の反射面を凸面として、共振ミラー間での共振光路を分散させている。その結果、出力される１０６４ｎｍ波長の基本波のエネルギー分布は、図７の右側に示しているグラフのように、横断面中心のエネルギーが突出して高く、中心から遠ざかるにしたがって順次エネルギーが低くなっている。したがって、エネルギー分布を示すグラフは鋭く尖っており、周辺部はエネルギーレベルが低くなるものの、エネルギーを保有している。
【００３４】
図７に示す従来のレーザー発振器によれば、エネルギー分布曲線が頂点位置において高いエネルギー密度を有する尖塔形で真円形の分布となる。この特性を活かして、高出力の極細マーキング装置の光源として用いられている。しかしながら、出力光の横断面の中央部において突出して高いエネルギーを持っているため、中央部がワークに深く入り込み、保護層や防錆層を突き抜けることがある。また、出力光の横断面の周辺部においてもエネルギーを保有しているため、目標としている点の周辺部にまでレーザー光が打ち込まれ、前述のいわゆる「切れ」が悪く、ワークに高品質の画像を描くには改良の余地があった。
【００３５】
その点、本発明の前記実施例によれば、エネルギー突出のない平坦なエネルギー分布で、いわゆる「切れ」のよいレーザー光を得ることができるため、ワークに高品質の画像を描くことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係るレーザー発振器は、エネルギー突出のない平坦なエネルギー分布で、いわゆる「切れ」のよいレーザー光を得ることができるという特性があり、例えば刻印加工機などの光源装置として用いることにより、より高品質の画像を描くことが可能な刻印加工機を提供することができる。また、本発明は加工深さをコントロールすることが可能であることから、刻印加工機に限らず、目的の深さで加工する必要がある場合や、特定の層のみを加工する必要がある場合などに好適である。例えば、タッチパネルなどに用いられる透明導電膜（ＩＴO）のパターン形成、ソーラーパネルなどのスクライビング加工、異種材料を積層した基板における特定の層の加工などに好適である。さらに、加工機以外の用途もあり得る。
【符号の説明】
【００３７】
１    ベース
２    集光光学系
３    光ケーブル
１０    レーザー共振器
２１    コリメートレンズ
２２    集光レンズ
３０    全反射ミラー
４０    Ｎｄ，ＹＶＯ４結晶
５０    Ｑスイッチ
６０    部分透過ミラー
【図１】
2013055222.tif 000003
【図２】
2013055222.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2013055222.tif 000007
【図６】
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【図７】
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