(57)【要約】レーザの照射方向を非機械式に変更する。レーザ装置１は、光学素子１００とレーザ照射器２００とを備える。光学素子１００は、対向して設けられた２の反射鏡１２０、１４０を有し、２の反射鏡１２０、１４０の間に導波路１７０が形成されている。レーザ照射器２００は、光学素子１００にレーザを照射する。光学素子１００は、レーザの少なくとも一部が、２の反射鏡１２０、１４０に順番に反射されて導波路１７０を進むように構成されている。光学素子１００は、レーザの一部を放射する出力面１０２を有する。レーザ照射器２００は、第１レーザを照射する第１照射部２４０−１と第２レーザを照射する第２照射部２４０−２とを含む複数の照射部２４０を有する。出力面１０２の法線方向から見たときに、導波路１７０において、第１レーザの進行方向は、第２レーザの進行方向と平行でない。
2020105216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して設けられた２の反射鏡を有し、前記２の反射鏡の間に導波路が形成された光学素子と、
前記光学素子にレーザを照射するレーザ照射器と、
を備え、
前記光学素子は、前記レーザの少なくとも一部が前記２の反射鏡に順番に反射されて前記導波路を進むように構成され、
前記光学素子は、前記レーザの一部を放射する出力面を有し、
前記レーザ照射器は、第１レーザを照射する第１照射部と、第２レーザを照射する第２照射部とを含む複数の照射部を有し、
前記出力面の法線方向から見たときに、前記導波路において、前記第１レーザの進行方向は、前記第２レーザの進行方向と平行でない
レーザ装置。
【請求項２】
前記出力面の法線方向から見たときに、前記第１レーザの光路は、前記第２レーザの光路と、前記導波路において交差する
請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記レーザ照射器は、
種光を生成するレーザ発振器と、
前記種光が入力され、前記複数の照射部のうち、前記種光を前記レーザとして前記光学素子に照射する照射部に前記種光を選択的に出力する光スイッチと
を備える
請求項１または２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記レーザ照射器は、
種光を生成する複数のレーザ発振器を備え、
前記複数のレーザ発振器の中から前記種光を生成するレーザ発振器を選択することで、前記光学素子に照射する前記レーザを選択する制御装置をさらに備える
請求項１または２に記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記第１照射部が前記光学素子に前記第１レーザを照射する方向は、前記出力面の法線方向から見たときに、前記第２照射部が前記光学素子に前記第２レーザを照射する方向と平行でない
請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記光学素子は、前記２の反射鏡の間に、前記レーザを増幅する活性層を備える
請求項１から５のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記光学素子は、前記活性層を励起するための電極を備え、
前記出力面は、前記電極により複数に分割されている
請求項６に記載のレーザ装置。
【請求項８】
前記光学素子は、前記レーザが照射される入力面を有し、
前記入力面は、前記出力面に平行な平面である
請求項１から７のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項９】
前記出力面の法線方向から見たときに、入力面において、前記第１レーザの屈折する角度が、前記第２レーザの屈折する角度と異なる
請求項１から７のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
任意の方向にレーザを照射するために、レーザの照射方向を変更することが求められている。特許文献１には、レーザの照射方向を波長により変更する技術が開示されている。特許文献１に記載の装置は、２つの分布ブラッグ反射鏡を備える導波路と、導波路内に光を入射させるための光入射口と、導波路内を導波する光を出射するための光出射口とを備える。【０００３】
特許文献２には、高出力のレーザの照射方向を非機械式に変更する技術が開示されている。特許文献２に記載の装置は、第１方向に長い第１垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）と、第１垂直共振器面発光レーザに電流を注入する駆動回路とを備える。第１垂直共振器面発光レーザの第１方向の一端側に設けられた入射口に入射された入射光は、第１垂直共振器面発光レーザ内を垂直方向に反射されながら第１方向に進むとともに、第１垂直共振器面発光レーザの上面の出射口から出射光として放射される。この出射光が放射される方向が入射光の波長などに基づき出射口の法線方向から第１方向に傾くことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１６５９１号公報
【特許文献２】特開２０１７−１５７６０９号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、以上の状況に鑑みなされたものであり、レーザを照射する方向を非機械式に変更するレーザ装置を提供することを目的の１つとする。他の目的については、以下の記載及び実施の形態の説明から理解することができる。
【０００６】
上記目的を達成するため、一実施の形態におけるレーザ装置は、光学素子とレーザ照射器とを備える。光学素子は、対向して設けられた２の反射鏡を有し、２の反射鏡の間に導波路が形成されている。レーザ照射器は、光学素子にレーザを照射する。光学素子は、レーザの少なくとも一部が、２の反射鏡に順番に反射されて導波路を進むように構成されている。光学素子は、レーザの一部を放射する出力面を有する。レーザ照射器は、第１レーザを照射する第１照射部と、第２レーザを照射する第２照射部とを含む複数の照射部を有する。出力面の法線方向から見たときに、導波路において、第１レーザの進行方向は、第２レーザの進行方向と平行でない。
【０００７】
本発明によれば、レーザの照射方向を非機械式に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施の形態におけるレーザ装置の一例を示す概略図である。
【図２】図２は、図１のレーザ装置のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、一実施の形態におけるレーザ照射器の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、一実施の形態におけるレーザ照射器の一例を示す概略図である。
【図５】図５は、一実施の形態におけるレーザ装置の一例を示す概略図である。
【図６】図６は、一実施の形態におけるレーザ装置の一例を示す概略図である。
【図７】図７は、一実施の形態におけるレーザ装置の一例を示す概略図である。
【図８】図８は、一実施の形態におけるレーザ装置の一例を示す概略図である。
【図９】図９は、図８のレーザ装置のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】図１０は、一実施の形態における光学素子の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施の形態に係るレーザ装置１は、図１に示すように、光学素子１００と、レーザ照射器２００と、制御装置３００とを備える。レーザ照射器２００は、光学素子１００の周囲に設けられ、光学素子１００の入力面１０１に複数の方向からレーザを照射するように構成されている。光学素子１００は、入力面１０１に照射された入射レーザ５００を出力面１０２から出力レーザ５０１として放射するように構成されている。出力レーザ５０１が放射される方向は、レーザ照射器２００が光学素子１００に照射する入射レーザ５００の波長と照射方向とにより決定される。入射レーザ５００の波長と照射方向とは、制御装置３００により制御されるように構成されている。
【００１０】
入射レーザ５００は、照射方向が異なる第１入射レーザ５００−１（図示せず）、第２入射レーザ５００−２（図示せず）、・・・、第ｉ入射レーザ５００−ｉ、・・・、第ｋ入射レーザ５００−ｋ、・・・、第Ｎ入射レーザ５００−Ｎ（図示せず）の総称である。出力レーザ５０１は、入射レーザ５００の各々が光学素子１００に照射されたときに放射される第１出力レーザ５０１−１（図示せず）、第２出力レーザ５０１−２（図示せず）、・・・、第ｉ出力レーザ５０１−ｉ、・・・、第ｋ出力レーザ５０１−ｋ、・・・、第Ｎ出力レーザ５０１−Ｎの総称である。第１入射レーザ５００−１が光学素子１００に照射されると、光学素子１００は第１出力レーザ５０１−１を放射する。第２入射レーザ５００−２が光学素子１００に照射されると、光学素子１００は第２出力レーザ５０１−２を放射する。第ｉ入射レーザ５００−ｉが光学素子１００に照射されると、光学素子１００は第ｉ出力レーザ５０１−ｉを放射する。第ｋ入射レーザ５００−ｋが光学素子１００に照射されると、光学素子１００は第ｋ出力レーザ５０１−ｋを放射する。第Ｎ入射レーザ５００−Ｎが光学素子１００に照射されると、光学素子１００は第Ｎ出力レーザ５０１−Ｎを放射する。
【００１１】
光学素子１００は、図１、２に示すように、例えば、円柱形に形成され、一方の底面に、入力面１０１と、出力面１０２とを有している。入力面１０１は、例えばこの底面の端部に設けられた平面であり、レーザ照射器２００から入射レーザ５００が照射されるように構成されている。出力面１０２は、この底面に設けられた平面であり、出力レーザ５０１を放射するように構成されている。出力面１０２は、例えば、この底面の中央に円形に形成されてもよい。入力面１０１は、出力面１０２と異なる他方の底面に形成されてもよい。
【００１２】
光学素子１００は、基板１１０の一方の表面の上に第２反射鏡１２０と、活性層１３０と、第１反射鏡１４０と、第１電極１５０とが順番に積層されて形成されている。各層の境界は、例えば、光学素子１００の底面、例えば出力面１０２に平行して設けられている。また、基板１１０の他方の表面に隣接して第２電極１６０が設けられている。
【００１３】
第１反射鏡１４０は、例えば、表面の端部に入力面１０１を有する。レーザ照射器２００から照射される入射レーザ５００は、入力面１０１から第１反射鏡１４０に入射する。このため、入力面１０１は、第１反射鏡１４０の表面の他の部分に比べて反射率が低くなるように構成されている。例えば、第１反射鏡１４０は、入力面１０１が設けられた位置における第１反射鏡１４０の厚さが、他の位置における第１反射鏡１４０の厚さよりも薄く形成されている。入力面１０１は、例えば、出力面１０２に平行な平面である。
【００１４】
入力面１０１から入射したレーザは、伝搬レーザ５０２として、光学素子１００の内部を進む。伝搬レーザ５０２は、入射レーザ５００の各々が照射されたときに光学素子１００内を進む第１伝搬レーザ５０２−１、第２伝搬レーザ５０２−２、・・・、第Ｎ伝搬レーザ５０２−Ｎの総称である。具体的には、第１入射レーザ５００−１が光学素子１００に照射されると、第１伝搬レーザ５０２−１として光学素子１００内を進む。第２入射レーザ５００−２が光学素子１００に照射されると、第２伝搬レーザ５０２−２として光学素子１００内を進む。第Ｎ入射レーザ５００−Ｎが光学素子１００に照射されると、第Ｎ伝搬レーザ５０２−Ｎとして光学素子１００内を進む。
【００１５】
第１反射鏡１４０と、第２反射鏡１２０とは、互いに対向して設けられ、第１反射鏡１４０と第２反射鏡１２０との間に導波路１７０（waveguide）を形成する。具体的には、第２反射鏡１２０は、入力面１０１から入射した伝搬レーザ５０２を反射する。第２反射鏡１２０に反射された伝搬レーザ５０２の一部が第１反射鏡１４０によって反射される。第１反射鏡１４０によって反射された伝搬レーザ５０２が第２反射鏡１２０によって反射される。このように、伝搬レーザ５０２は、第１反射鏡１４０と第２反射鏡１２０とによって順番に反射されて導波路１７０を進む。第１反射鏡１４０と第２反射鏡１２０とは、ブラッグ反射を行うように形成され、例えば分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）を含む。導波路１７０は、例えば平面導波路（planer waveguide）を含む。
【００１６】
第１反射鏡１４０は、伝搬レーザ５０２の一部を通し、他の一部を反射する。第１反射鏡１４０で反射された伝搬レーザ５０２は、光学素子１００の内部を進む。第１反射鏡１４０を透過した伝搬レーザ５０２は、第１反射鏡１４０の表面に形成された出力面１０２から出力レーザ５０１として放射される。
【００１７】
一方、第２反射鏡１２０は、伝搬レーザ５０２のすべてを反射してもよい。このため、第１反射鏡１４０の反射率は、第２反射鏡１２０の反射率よりも低くなるように構成されてもよい。例えば、第１反射鏡１４０の厚さは、第２反射鏡１２０の厚さより薄くてもよい。
【００１８】
活性層１３０は、第１反射鏡１４０と第２反射鏡１２０との間に設けられ、活性層１３０を通過する伝搬レーザ５０２を増幅する。伝搬レーザ５０２が導波路１７０を進むと、伝搬レーザ５０２の一部が出力レーザ５０１として放射され、伝搬レーザ５０２の他の一部が活性層１３０により増幅される。
【００１９】
活性層１３０は、第１電極１５０と第２電極１６０との間に流される電流により、励起される。例えば、活性層１３０は、発光状態になるまで励起されてもよい。第１電極１５０と第２電極１６０とは、活性層１３０を挟んで設けられている。例えば、第１電極１５０は、第１反射鏡１４０の出力面１０２に隣接して設けられてもよい。第２電極１６０は、光学素子１００における出力面１０２の反対側の底面を形成してもよい。
【００２０】
第１電極１５０と第２電極１６０とは、制御装置３００に接続されている。制御装置３００は、第１電極１５０と第２電極１６０との間に電流を流し、活性層１３０を励起する。制御装置３００は、活性層１３０に流れる電流を制御することで、活性層１３０による伝搬レーザ５０２の増幅を調整する。
【００２１】
第１電極１５０は、図１に示すように、入射レーザ５００が照射される入力面１０１と、出力レーザ５０１が放射される出力面１０２とに重ならないように形成されている。入力面１０１は、光学素子１００において入射レーザ５００が照射される方向の端部に設けられている。出力面１０２は、例えば、光学素子１００の底面の中央に、円形状に形成されている。
【００２２】
このように、光学素子１００は、第１反射鏡１４０と第２反射鏡１２０との間に設けられた導波路１７０に沿って伝搬レーザ５０２を伝搬するとともに、出力面１０２から出力レーザ５０１を放射する。光学素子１００は、例えば垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を含む。例えば、光学素子１００の出力面１０２の直径が１ｃｍでもよい。
【００２３】
レーザ照射器２００は、例えば、図３に示すように、レーザ発振器２１０と、光スイッチ２２０と、導波路２３０と、複数の照射部２４０（第１照射部２４０−１、第２照射部２４０−２、・・・、第ｉ照射部２４０−ｉ、・・・、第ｋ照射部２４０−ｋ、・・・、第Ｎ照射部２４０−Ｎ）とを備える。レーザ照射器２００は、レーザ発振器２１０が生成するレーザを照射部２４０から放射するように構成されている。
【００２４】
レーザ発振器２１０は、波長を調整した種光を生成し、光スイッチ２２０の入力ポートに入力するように構成されている。レーザ発振器２１０は、制御装置３００に接続され、制御装置３００が生成するレーザ制御信号に基づき、種光を生成する。
【００２５】
光スイッチ２２０は、レーザ発振器２１０から入力された種光を、この種光を入射レーザ５００として光学素子１００に照射する照射部２４０に選択的に出力する。光スイッチ２２０は、複数の出力ポートを有し、入力ポートに入力された種光を、複数の出力ポートのうち設定された出力ポートから出力するように構成されている。光スイッチ２２０から出力された種光は、出力ポートに接続された照射部２４０に伝搬される。光スイッチ２２０は、制御装置３００に接続され、制御装置３００が生成する選択制御信号に基づき、種光を出力する出力ポートを設定する。設定された出力ポートに接続された照射部２４０は、入射レーザ５００を光学素子１００に照射する。
【００２６】
光スイッチ２２０は、複数の入力ポートを有してもよい。この場合、レーザ発振器２１０は、入力ポートに対応した複数の種光を入力する。入力ポートに対応して複数のレーザ発振器２１０が設けられてもよい。制御装置３００は、入射レーザ５００を照射する方向に応じて、種光を生成するレーザ発振器２１０を選択するとともに、光スイッチ２２０の出力ポートを設定する。
【００２７】
導波路２３０は、光スイッチ２２０の出力ポートと照射部２４０とを接続し、光スイッチ２２０から出力された種光を照射部２４０に伝搬する。導波路２３０は、例えば光ファイバを含む。
【００２８】
照射部２４０は、入力された種光を入射レーザ５００として、光学素子１００に照射する。例えば、照射部２４０の各々は、入射レーザ５００を照射する方向が異なり、第１入射レーザ５００−１、第２入射レーザ５００−２、・・・、第Ｎ入射レーザ５００−Ｎを照射する。具体的には、第１照射部２４０−１は第１入射レーザ５００−１を光学素子１００に照射する。第２照射部２４０−２は第２入射レーザ５００−２を光学素子１００に照射する。第ｉ照射部２４０−ｉは第ｉ入射レーザ５００−ｉを光学素子１００に照射する。第ｋ照射部２４０−ｋは第ｋ入射レーザ５００−ｋを光学素子１００に照射する。第Ｎ照射部２４０−Ｎは第Ｎ入射レーザ５００−Ｎを光学素子１００に照射する。照射部２４０は、例えば、コリメータなどを含む。複数の照射部２４０は、例えば、光ファイバを束ねたファイバアレイで形成されてもよい。複数の照射部２４０の一部、例えば第１照射部２４０−１と第２照射部２４０−２とが同じ方向に入射レーザ５００を照射してもよい。
【００２９】
照射部２４０は、光学素子１００を囲むように配置されている。照射部２４０は、例えば、出力面１０２の法線方向から見ると、光学素子１００の半分を囲むように配置され、照射部２４０の各々は、等間隔に配置されている。
【００３０】
理解を容易にするため、出力面１０２の中心を原点とする球面座標系を用いて説明する。原点からの距離を半径ｒ（radius）とし、出力面１０２の法線６１０からの角度を極角θ（polar angle）とし、出力面１０２の面内方向において、原点から見たときの方向を方位φ（azimuthal）とする。
【００３１】
出力レーザ５０１の放射方向の方位φを制御する方法を説明する。レーザ照射器２００は、例えば、第ｉ照射部２４０−ｉと、第ｋ照射部２４０−ｋとから入射レーザ５００を光学素子１００に照射する。第ｉ照射部２４０−ｉと第ｋ照射部２４０−ｋとが照射する入射レーザ５００の照射方向の方位φは互いに平行でない。入力面１０１が平面であるため、第ｉ入射レーザ５００−ｉに対応した第ｉ伝搬レーザ５０２−ｉの進行方向の方位φと、第ｋ入射レーザ５００−ｋに対応した第ｋ伝搬レーザ５０２−ｋの進行方向の方位φとは互いに平行でない。出力面１０２が平面であるため、第ｉ伝搬レーザ５０２−ｉに対応した第ｉ出力レーザ５０１−ｉの放射方向の方位φと、第ｋ伝搬レーザ５０２−ｋに対応した第ｋ出力レーザ５０１−ｋの放射方向の方位φとは互いに平行でない。このように、第ｉ照射部２４０−ｉから入射レーザ５００を照射したときの出力レーザ５０１の放射方向の方位φと、第ｋ照射部２４０−ｋから入射レーザ５００を照射したときの出力レーザ５０１の放射方向の方位φとは異なる。照射部２４０が入射レーザ５００を照射する照射部２４０を変更することで、出力レーザ５０１の放射方向の方位φを変更することができる。
【００３２】
このように、レーザ装置１は、入射レーザ５００を照射する照射部２４０を変更することで、出力レーザ５０１の放射方向の方位φを制御することができる。導波路１７０において、進行方向の方位φが互いに平行にならない複数の入射レーザ５００をレーザ照射器２００が照射することで、出力レーザ５０１の放射方向の方位φを制御できるともいえる。複数の照射部２４０から照射されて光学素子１００の内部を進む伝搬レーザ５０２の複数の光路は、出力面１０２の法線方向から見たときに、光学素子１００内に形成された導波路１７０の内部で互いに交差してもよい。例えば、第ｉ伝搬レーザ５０２−ｉの光路と、第ｋ伝搬レーザ５０２−ｋの光路とは、出力面１０２の法線方向から見たときに、導波路１７０の内部で交差してもよい。なお、複数の照射部２４０の中の２つの照射部２４０が、平行な方向から光学素子１００に入射レーザ５００を照射してもよい。
【００３３】
照射部２４０から照射する入射レーザ５００の波長を変更することで、出力レーザ５０１の放射方向の極角θを変更することができる。図２に示すように、入射レーザ５００は、入力面１０１の法線方向に対して傾斜した方向から入力面１０１に照射され、伝搬レーザ５０２として光学素子１００の内部に導かれる。伝搬レーザ５０２は、第１反射鏡１４０と第２反射鏡１２０とにより反射される。第１反射鏡１４０における伝搬レーザ５０２の入射角５０６をθｉとすると、ブラッグの法則に基づき、以下の式（１）が成り立つ。
【数１】
2020105216.tif 000003
ここで、入射角５０６は、第１反射鏡１４０に対する伝搬レーザ５０２の入射方向と、出力面１０２の法線６１０との成す角を示す。また、λは伝搬レーザ５０２の波長を、λｃは導波路１７０のカットオフ波長を示す。
【００３４】
第１反射鏡１４０は、入射角５０６で入射する伝搬レーザ５０２の一部を出力レーザ５０１として通過させる。出力レーザ５０１は、第１反射鏡１４０に設けられた出力面１０２において屈折して放射される。出力レーザ５０１の波長は伝搬レーザ５０２の波長と等しいため、出力レーザ５０１が放射される方向と、出力面１０２の法線６１０との成す角を示す出力角５０５をθｏとすると、以下の式（２）が成り立つ。
【数２】
2020105216.tif 000004
ここで、ｎａｉｒは大気中の屈折率を、ｎｗｇは導波路１７０の屈折率を示す。
【００３５】
伝搬レーザ５０２の波長と、出力レーザ５０１の波長とは、入射レーザ５００と等しいため、出力角５０５は入射レーザ５００の波長に基づき変化する。出力角５０５は出力レーザ５０１が放射される方向の極角θを示すため、入射レーザ５００の波長に基づき、出力レーザ５０１が放射される方向の極角θが変更される。この結果、レーザ装置１は、入射レーザ５００の波長を変更することで、出力レーザ５０１の照射方向の極角θを制御することができる。
【００３６】
このように、レーザ装置１は、入射レーザ５００を照射する照射部２４０と、照射部２４０が照射するレーザの波長とを制御することで、放射する出力レーザ５０１を所望の方向に放射し得る。レーザ装置１は、非機械式に出力レーザ５０１の照射方向を制御できるため、出力レーザ５０１の照射方向を従来よりも速く変更することができる。また、レーザ装置１は、従来よりも小型に形成することができる。例えば、レーザ装置１は、光学素子１００の出力面１０２の直径を１ｃｍとして形成されてもよく、高密度に配置され、レーザアレイに適用されてもよい。
【００３７】
レーザ装置１が出力レーザ５０１を放射するときに、制御装置３００は、出力レーザ５０１を放射する方向に応じて、光スイッチ２２０とレーザ発振器２１０とを制御する。例えば、制御装置３００は、出力レーザ５０１の放射すべき方向の極角θに応じて、レーザ発振器２１０が生成する種光の波長を制御する。生成する種光の波長を大きくすると、出力レーザ５０１が放射される出力角５０５は小さくなる。生成する種光の波長を小さくすると、出力レーザ５０１が放射される出力角５０５は大きくなる。このように、制御装置３００は、レーザ発振器２１０が生成する種光の波長を変更することで、極角θにおいて出力レーザ５０１を所望の方向に放射することができる。
【００３８】
制御装置３００は、例えば、出力レーザ５０１の放射方向の方位φに応じて、光スイッチ２２０を制御する。例えば、図１において、制御装置３００が第１照射部２４０−１から入射レーザ５００を照射するように光スイッチ２２０を制御すると、出力レーザ５０１は、図１における右の方向に照射される。制御装置３００が第Ｎ照射部２４０−Ｎから入射レーザ５００を照射するように光スイッチ２２０を制御すると、出力レーザ５０１は、図１における左の方向に照射される。このように、制御装置３００は、光スイッチ２２０を制御することで、方位φにおいて出力レーザ５０１を所望の方向に放射することができる。
【００３９】
制御装置３００は、出力レーザ５０１のエネルギーを調整するために、光学素子１００の活性層１３０に流れる電流を制御する。制御装置３００は、レーザ発振器２１０が生成する種光のエネルギーを制御してもよい。レーザ発振器２１０が生成する種光のエネルギーと、活性層１３０に流れる電流とを制御することで、出力レーザ５０１のエネルギーを調整することができる。
【００４０】
光学素子１００の、出力面１０２に対向する裏面、例えば第２電極１６０に接するように冷却装置を設けてもよい。光学素子１００は、光学素子１００内部の導波路１７０を伝搬レーザ５０２が進むことで、熱を発生させる。冷却装置は、第２電極１６０に接して設けられることで、効率よく光学素子１００を冷却することができる。
【００４１】
レーザ照射器２００は、図４に示すように、複数の照射部２４０にそれぞれ対応した複数のレーザ発振器２１０を備えてもよい。この場合、制御装置３００は、出力レーザ５０１を照射したい方向の方位φに応じて、種光を生成するレーザ発振器２１０を選択する。レーザ発振器２１０が生成した種光は、対応する照射部２４０から入射レーザ５００として放射される。これにより、制御装置３００は、出力レーザ５０１が放射される方位φを制御することができる。
【００４２】
光学素子１００は、図５に示すように、多角柱、例えば八角柱に形成されてもよい。入力面１０１と出力面１０２とが平面に形成されているため、入射レーザ５００が入力面１０１に照射される方位φに応じて、光学素子１００内における伝搬レーザ５０２の進行方向の方位φが変化する。光学素子１００が多角柱に形成されていても、制御装置３００は、入射レーザ５００を照射する照射部２４０を制御することで、出力レーザ５０１の放射方向の方位φを制御することができる。また、光学素子１００は、図６に示すように、四角柱に形成されてもよい。
【００４３】
照射部２４０の配置は、複数の方向から光学素子１００に入射レーザ５００を照射できれば、任意に選択してよい。例えば、図６に示すように、照射部２４０は、同一直線上に配置されてもよい。また、図７に示すように、照射部２４０は、入射レーザ５００を放射状に照射するように配置されてもよい。
【００４４】
レーザ照射器２００が、光学素子１００の導波路１７０において、伝搬レーザ５０２の進行方向の方位φがそれぞれ異なる複数の入射レーザ５００を照射できれば、入力面１０１とレーザ照射器２００とは任意に選択してもよい。例えば、図８、９に示すように、入力面１０１が光学素子１００の側面に設けられてもよい。この場合、複数の照射部２４０は、方位φが互いに平行な複数の入射レーザ５００をそれぞれ照射してもよい。例えば、出力面１０２の法線方向から見たときに、第１照射部２４０−１から照射された第１入射レーザ５００−１の、入力面１０１における入射角は、第Ｎ照射部２４０−Ｎから照射された第Ｎ入射レーザ５００−Ｎの、入力面１０１における入射角と異なる。入射レーザ５００の入射角が異なるため、入力面１０１における屈折角も異なる。屈折角が異なるため、第１伝搬レーザ５０２−１の進行方向の方位φは、第Ｎ伝搬レーザ５０２−Ｎの進行方向の方位φと異なる。伝搬レーザ５０２の進行方向の方位φが異なるため、出力レーザ５０１の放射方向の方位φも異なる。このように、照射部２４０が照射するレーザは、出力面１０２の法線方向から見たときに、入力面１０１において屈折する角度が異なるように構成されてもよい。このような構成により、入射レーザ５００を照射する照射部２４０を制御することで、出力レーザ５０１の放射方向の方位φを変更することができる。なお、方位φが平行でない入射レーザ５００を入力面１０１に照射しても、同様に、出力レーザ５０１の放射方向の方位φを変更することができる。
【００４５】
光学素子１００の出力面１０２は、出力レーザ５０１を出力できればよく、任意の形状を選択してもよい。例えば、図１０に示すように、出力面１０２は、第１電極１５０により、複数の領域に分割されてもよい。第１電極１５０を光学素子１００の底面の中央部分に配置することで、活性層１３０内の位置の違いにより活性層１３０を流れる電流の値に差が生じるのを抑制することができる。これにより、出力レーザ５０１の品質を向上し得る。
【００４６】
以上、実施の形態や実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態および実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、請求の範囲に記載された本発明の技術思想の範囲内において、当業者が適宜、様々な変形または変更を加えることが可能である。また、技術的に矛盾しない範囲で、上記の実施の形態や実施例を組み合わせても良い。例えば、以上において説明した処理は一例であり、各ステップの順番、処理内容は、機能を阻害しない範囲で変更してもよい。また、説明した構成は、機能を阻害しない範囲で、任意に変更してもよい。例えば、制御装置３００は、レーザ装置１の外部に設けられてもよい。伝搬レーザ５０２を増幅する必要がない場合、活性層１３０、第１電極１５０、第２電極１６０などを省略してもよい。光学素子１００は、各層の間に機能を阻害しない層を設けてもよい。光スイッチ２２０は、直接入射レーザ５００を照射してもよい。
【００４７】
なお、この出願は、２０１８年１１月１９日に出願された日本特許出願２０１８−２１６７９６号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てを引用によりここに組み込む。
【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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【手続補正書】
【提出日】令和3年2月3日(2021.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して設けられた２の反射鏡を有し、前記２の反射鏡の間に導波路が形成された光学素子と、
前記光学素子にレーザを照射するレーザ照射器と、
を備え、
前記光学素子は、前記レーザの少なくとも一部が前記２の反射鏡に順番に反射されて前記導波路を進むように構成され、
前記光学素子は、前記レーザの一部を放射する出力面を有し、
前記レーザ照射器は、第１レーザを照射する第１照射部と、第２レーザを照射する第２照射部とを含む複数の照射部を有し、
前記第１照射部が前記光学素子の前記導波路に前記第１レーザを照射する方向は、前記出力面の法線方向から見たときに、前記第２照射部が前記光学素子の前記導波路に前記第２レーザを照射する方向と平行でなく、
前記出力面の前記法線方向から見たときに、前記導波路において、前記第１レーザの進行方向は、前記第２レーザの進行方向と平行でない
レーザ装置。
【請求項２】
前記出力面の法線方向から見たときに、前記第１レーザの光路は、前記第２レーザの光路と、前記導波路において交差する
請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記レーザ照射器は、
種光を生成するレーザ発振器と、
前記種光が入力され、前記複数の照射部のうち、前記種光を前記レーザとして前記光学素子に照射する照射部に前記種光を選択的に出力する光スイッチと
を備える
請求項１または２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記レーザ照射器は、
種光を生成する複数のレーザ発振器を備え、
前記複数のレーザ発振器の中から前記種光を生成するレーザ発振器を選択することで、前記光学素子に照射する前記レーザを選択する制御装置をさらに備える
請求項１または２に記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記光学素子は、前記２の反射鏡の間に、前記レーザを増幅する活性層を備える
請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記光学素子は、前記活性層を励起するための電極を備え、
前記出力面は、前記電極により複数に分割されている
請求項５に記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記光学素子は、前記レーザが照射される入力面を有し、
前記入力面は、前記出力面に平行な平面である
請求項１から６のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【請求項８】
前記出力面の法線方向から見たときに、入力面において、前記第１レーザの屈折する角度が、前記第２レーザの屈折する角度と異なる
請求項１から６のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【国際調査報告】
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