(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光源、
励起光源の励起光を収束し共振器に入射させる集束レンズ、
励起光を透過し共振器モード光を反射するダイクロイックな凹面鏡、
及び利得結晶を構成要素のひとつに持つ共振器
を有する光学系であって、
利得結晶に収束レンズとダイクロイックな凹面鏡を介して励起光を導入するレーザー共振器において、
前記利得結晶内の前記励起光の球欠的面内と子午的面内のそれぞれの焦点が共振器モードの前記利得結晶内のそれぞれの面内の焦点にほぼ一致するように、前記収束レンズを前記励起光の光軸に対して傾かせた固体レーザーのパラメータ決定方法であって、
前記収束レンズの傾き角と位置を以下に示す過程で決定することを特徴とする固体レーザーのパラメータ決定方法。
（１）励起光源、ダイクロイックな凹面鏡、利得結晶の位置を固定し、
収束レンズの傾き角（θ）、励起光源の出力カプラ部（面１）から集束レンズの励起光源側の面（面２）への距離（L12）、及び利得結晶の励起光源側の端面（面６）から利得結晶内の任意の面（面７）までの距離（Ｌ67）を変数として、励起光源の出力カプラから面７までのABCD行列を球欠的面内と子午的面内のそれぞれに対して求める。
（２）励起光源により与えられる既知量である面１でのビームパラメータq1と面１から面７への前記ABCD行列を用いて、面７でのビームパラメータを（数１４）により球欠的面内と子午的面内のそれぞれに対して計算する。
ここで面iにおける波長λの光のビームパラメータは、波面の曲率半径Riとビーム半径wiを用いて（数１３）で定義される（ただし、jは虚数単位）。
【数１３】
0003767299.tif 000016
【数１４】
0003767299.tif 000017
（３）利得結晶内の共振器モードの焦点に励起光の焦点を一致させるため、球欠的面内の励起光の面７を球欠的面内における利得結晶内の共振器モードの焦点の位置（面7s、このときL67 = L67s、q7 = q7s）に、子午的面内の励起光の面７を子午的面内における利得結晶内の共振器モードの焦点の位置（面7t、このときL67 = L67t、q7 = q7t）に設定し、L12及びθを下記の２つの連立方程式を解いて求める。
Re［q7s(L12, θ, L67s)］= 0
Re［q7t(L12, θ, L67t)］= 0
【請求項２】
前記面６が共振器モードの光軸に対してブリュースタ角または直角からずらして研磨されていることを特徴とする請求項１記載の固体レーザーのパラメータ決定方法。
【請求項３】
前記面６が共振器モードの光軸に対して直角に研磨されていることを特徴とする請求項１記載の固体レーザーのパラメータ決定方法。
【請求項４】
前記収束レンズの光軸に対する傾き角（θ）は、前記励起光の前記利得結晶内の球欠的面内と子午的面内のそれぞれの焦点が共振器モードの前記利得結晶内のそれぞれの面内の焦点にほぼ一致する傾き角から所定の角度の範囲内で変更する過程を有することを特徴とする請求項１記載の固体レーザーのパラメータ決定方法。
【請求項５】
前記収束レンズの光軸に対する傾き角（θ）は、前記励起光の前記利得結晶内の球欠的面内と子午的面内のそれぞれの焦点が共振器モードの前記利得結晶内のそれぞれの面内の焦点にほぼ一致する傾き角から所定の角度の範囲内で変更する過程を有することを特徴とする請求項２記載の固体レーザーのパラメータ決定方法。
【請求項６】
前記収束レンズの光軸に対する傾き角（θ）は、前記励起光の前記利得結晶内の球欠的面内と子午的面内のそれぞれの焦点が共振器モードの前記利得結晶内のそれぞれの面内の焦点にほぼ一致する傾き角から所定の角度の範囲内で変更する過程を有することを特徴とする請求項３記載の固体レーザーのパラメータ決定方法。
【請求項７】
前記励起光源と前記収束レンズの間にビーム軸調整用のプレートを有することを特徴とする請求項１記載の固体レーザーのパラメータ決定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体レーザーにおける励起光の非点収差を補償するためのパラメータ決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体レーザーを効率的に発振させるためには利得結晶内に励起光のビームを収束させることが重要である。このことは固体レーザーをカーレンズモード同期動作させる場合にはとりわけ重要である。通常のカーレンズモード同期レーザーでは共振器内にブリュースタ角に研磨された利得結晶とダイクロイックな凹面鏡（これは励起光に対しては凹レンズとして働く。）を含むが、この両者は励起光の入射角によっては、励起光に非点収差を生じさせる。
【０００３】
この結果、励起光ビームの焦点はぼけてしまい最悪の場合カーレンズモード同期動作をしなくなる。この問題に対して、たとえば、Spectra Physics社の商品名"Model 3960"で知られる固体レーザーは励起光の収束用に凹面鏡を用いて、利得結晶と凹レンズで生ずる非点収差を補償している。
【０００４】
しかしながら、凹面鏡を用いた励起光の収束系の調整はレンズを用いた場合に比べて難しく、簡便なレンズを用いた方法が望まれる。
【０００５】
一方、凹面鏡を使わずにレンズのみで励起光の収束系を構成することは広く行われている。この場合、一般的には、非点収差に対する考慮はなされていない。しかし、最近、経験的に収束レンズを約５度傾けて共振器モードと励起光ビームの重なりが最適になるようにして非点収差を改善することが報告された（Y. Chang et al. Applied Physics Letters, Volume 73, Number 15, pp.2098〜2100 (1998)）。
【０００６】
しかしながら、この論文で示される約５度傾けることは報告されたレーザーにおいてのみ成り立つ角度であり、任意の固体レーザーにおいて共振器モードと励起光ビームの重なりを最適にする一般的設計指針を与えるものではない。また、この角度は理論的に示されたものではなく、したがって、さらに適切な角度がある可能性がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、固体レーザーにおいて励起光の収束系をレンズのみで構成する場合の励起光の非点収差を最適に補償する一般的な指針を与え、収束系レンズのパラメータ決定方法を提供することである。具体的には、励起光の収束系がもつ非点収差、すなわち利得結晶あるいは凹レンズにより生ずる非点収差、に対応するだけの非点収差を励起光の収束用凸レンズを傾けることで故意に発生させ、両者を相殺させることにより、励起光の非点収差を最適に補償する。収束レンズの傾き角はレーザーの励起光の収束系の構成が決まれば、理論的に、一意的に決定することができる。
【０００８】
収束レンズ、凹レンズおよび利得結晶は、光軸を共通にする直列に並んだ光学素子である。これら３つの素子の合成焦点距離を収束レンズの傾き角の関数として球欠的面内と子午的面内で独立に計算し、それぞれが共振器モードのそれぞれの面内の焦点にほぼ一致するように収束レンズの傾き角を選べば非点収差の補償された励起光が得られる。本発明ではこのことに着目している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
レーザー共振器内には利得結晶とダイクロイックな凹面鏡が備えられる。ダイクロイックな凹面鏡は共振器モードに対しては凹面鏡として働き利得結晶内に焦点を結ばせるが、励起光に対しては凹レンズとして働く。励起光は収束レンズとその凹レンズを経て利得結晶内に焦点を結び、共振器モードの焦点の位置とほぼ一致するように収束レンズの位置と角度が設計される。しかしながら、励起光の球欠的面内焦点位置と子午的面内焦点位置とがずれる場合には、非点収差となり、安定したカーレンズモード同期レーザーとして動作しなくなる。したがって、本発明では、励起光の光軸に対して収束レンズを傾け、収束レンズ、凹レンズ、利得結晶の合成焦点距離を収束レンズの傾き角の関数として、球欠的面内と子午的面内のそれぞれに対して計算し、それぞれの焦点位置が利得結晶内の共振器モードのそれぞれの面内の焦点の位置にほぼ一致するように収束レンズの傾き角を決定する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
(実施例１)
ＦＩＧ．１はカーレンズモード同期固体レーザーの構成の一例を表わす。レーザー共振器はミラー２１とミラー２４をエンドミラーとし、その間にダイクロイックミラー２２、ブリュスタ角に研磨した利得結晶１４、ミラー２３、ブリュスタ分散プリズム４１及び４２を含む。励起光源１１から出射した光はアイソレータ１２と半波長板１３を透過し、ミラー２５と２６により進行方向を調整された後、ビーム軸調整用のプレート３２を経て、収束レンズ３１と凹レンズ（ダイクロイックミラー）２２により収束され利得結晶１４の内部で焦点を結ぶ。凹レンズ（ダイクロイックミラー）２２は励起光に対しては凹レンズとして作用するが、レーザー共振器に対しては凹面鏡として働く。
【００１１】
カーレンズモード同期させるにあたっては、共振器モードのビームは利得結晶１４内で焦点を結ばせる必要があり、球欠的面内の焦点と子午的面内の焦点が一致するように共振器を設計するのが通常である。しかしながら、一般的には球欠的面内の焦点と子午的面内の焦点はずれている。
【００１２】
励起光も共振器モードの焦点に合わせて利得結晶１４内に焦点を結ばせる必要があるが、利得結晶１４のブリュスタ面での屈折と傾いた凹レンズ２２のために励起光は非点収差を受け、球欠的面内と子午的面内の両面内で共振器モードのそれぞれの面内の焦点と一致させることはできない。そのため収束レンズ３１を励起光の光軸に対して凹レンズ２２の傾き方向と同方向または逆方向に傾け利得結晶１４と凹レンズ２２で生ずる非点収差を補償し、共振器モードの焦点と励起光の焦点を球欠的面内と子午的面内の両面内で一致させる。
【００１３】
収束レンズ３１の傾き角度を決定するためには、まずレンズの非点収差を与える一般的な式を求める必要がある。以下の例では、ＡＢＣＤ行列（例えば、A. E. Siegman, Lasers, University Science Books, Mill Valley, California (1986)pp. 581-584）を用いた理論で説明する。ＡＢＣＤ行列は近軸近似の元で任意の光学系の入出力関係を表すもので、幾何光学（光線光学）並びに波動光学（ガウスビーム）の両者に対して適用可能なものである。光線光学における入力及び出力のパラメータは、各光線の中心軸からの距離及びその光線の傾きである。傾きに対しては２つの定義があり、一つ目は純粋に光線の傾きそのものを用いるものであり、２つ目は光線の傾きに入出力側それぞれの媒体の屈折率を掛け合わせたもので定義するものである。入出力両側の媒体の屈折率が等しければどちらの定義でもＡＢＣＤ行列に差はないが、入出力間で屈折率に差がある場合は両定義に差が出てくる。本実施例では一つ目の定義に従い、以下に説明する。（但し、上記Siegman著作の引用文献は二つ目の定義を採用している。）
【００１４】
ＦＩＧ．２に示すように、屈折率ｎ1の媒体と屈折率ｎ2の媒体が曲率半径Ｒで接していて、屈折率ｎ1の媒体側から入射角θ1で入射した光が屈折角θ2で屈折率ｎ2の媒体側へ屈折するとき、その屈折を表わすＡＢＣＤ行列は球欠的面内と子午的面内でそれぞれ（数１）、（数２）で与えられる（たとえば、J.-P. Tache, Applied Optics, Vol. 26, No. 3, pp. 427 - 429 (1987))。
【００１５】
【数１】
0003767299.tif 000002
【００１６】
【数２】
0003767299.tif 000003
【００１７】
曲面が逆のときはＲが−Ｒになる。ここで球欠的面内と子午的面内を区別するために添え字ｓとｔを用いている。この添え字の使い方は以下でも同様である。
【００１８】
屈折率ｎの媒体を距離Ｌだけ伝播するときのＡＢＣＤ行列は（数３）で与えられる。
【００１９】
【数３】
0003767299.tif 000004
【００２０】
ＡＢＣＤ行列で記述される複数の光学系が直列に並んでいる場合は光線が進行する順番に各ＡＢＣＤ行列を掛け合わせれば良い。ＦＩＧ．３Ａに示す屈折率ｎ2の媒体のレンズ３００は屈折曲面、自由空間、屈折平面の３つの光学的要素からなりそれらを表すＡＢＣＤ行列の積を取ればよい。球欠的面内における屈折曲面のＡＢＣＤ行列は（数１）で与えられる。但し、図２と図３を見比べれば分かるように曲面の向きが逆なので（数１）においてＲが−Ｒになる。屈折平面は（数１）においてＲ＝０であり、またｎ１とｎ２が逆になる。自由空間は一般的には（数３）になるが、ここの計算ではｎ＝１になる。これはＡＢＣＤ行列の傾きに関する定義で上記の一つ目の定義を採用したために、レンズを構成する媒体の屈折率ｎ２の効果が屈折曲面及び屈折平面を表すＡＢＣＤ行列に含まれているためである。以上のことを考慮してｔfをレンズの厚さ、Ｌfをレンズ中の伝播距離とすれば、図３（Ａ）のレンズのＡＢＣＤ行列は（数４）で与えられる。
【００２１】
【数４】
0003767299.tif 000005
【００２２】
焦点距離ｆの極薄レンズのＡＢＣＤ行列が（数５）で表わされることを考慮すれば（数４）はＦＩＧ．３Ｂに示す焦点距離ｆsの薄型レンズ３１１と空間長ｔsの空間３１２の合成
【００２３】
【数５】
0003767299.tif 000006
【００２４】
ＡＢＣＤ行列と等価になり、ｆsとｔsは（数６）、（数７）で与えられる。
【００２５】
【数６】
0003767299.tif 000007
【００２６】
【数７】
0003767299.tif 000008
【００２７】
子午的面内に対しても同様で（数８）、（数９）及び（数１０）に示すようになる。
【００２８】
【数８】
0003767299.tif 000009
【００２９】
【数９】
0003767299.tif 000010
【００３０】
【数１０】
0003767299.tif 000011
【００３１】
前記と同様な議論を、ＦＩＧ．４Ａに示す屈折率ｎ2＝１．４４９６３（波長１０６４ｎｍに対して）の合成石英からなる凹レンズ４００に当てはめれば、ＦＩＧ．４Ｂに示すように、焦点距離ｆsあるいはｆtの薄型レンズ４１１と空間長ｔsあるいはｔtの空間４１２で表現することができ、それぞれ、ｆs＝−２１７ｍｍ，ｔs＝４．０１ｍｍ，ｆt＝−２０３ｍｍ，ｔt＝３．８６ｍｍになる。計算上の注意点は、図３と図４では光線の向きが逆になっていることである。
【００３２】
ＦＩＧ．１に示す固体レーザーの構成から励起光に関係した要素のみを抜き出したものをＦＩＧ．５に示す。これから主要な要素である励起光源１１、収束レンズ３１、凹レンズ２２および利得結晶１４のみを取り出して簡単化し、さらに一直線状に書き直したものがＦＩＧ．６である。本質的影響のないアイソレータ１２、半波長板１３、及びビーム軸調整用のプレート３２は省略してある。また、収束レンズ３１および凹レンズ２２については、ＦＩＧ．３Ｂ、４Ｂに示した薄型レンズと空間長の等価的表現を併記した。
【００３３】
励起光源１１の励起光の出口面１から利得結晶内の任意の面７への経路の合成ＡＢＣＤ行列は各光学要素のＡＢＣＤ行列の積を取って球欠的面内Ｍ17Sに対して（数１１）で与えられる。
【００３４】
【数１１】
0003767299.tif 000012
【００３５】
ここでｆ1s，ｔ1sに現れる添え字１は収束レンズ３１に対応し、ｆ2s，ｔ2sに現れる添え字２は凹レンズ２２に対応する。Ｌij（Ｌ12，Ｌ34，Ｌ56，Ｌ67）は面ｉと面ｊの間の等価的距離を表わす。ｎYAGは利得結晶１４の屈折率で、Ｃｒ：ＹＡＧ結晶を用いた場合、ｎYAG＝１．８２（波長１０６４ｎｍに対して）である。子午的面内に対しては（数１１）において添え字ｓをｔに置き換え、ｎYAGを（ｎYAG）3に置き換えれば良い。後者の置き換えをする理由は利得結晶１４がブリュスタ角に研磨してあることに由来し、（数８）においてＲ＝∞とブリュスタ角の条件であるｔａｎθ1＝ｎ2（ｎ1＝１）を代入すれば（数１２）を得ることから理解される。
【００３６】
【数１２】
0003767299.tif 000013
【００３７】
励起光の出口面１での初期条件が分かれば利得結晶１４中の任意の面７におけるビーム径は合成ＡＢＣＤ行列を用いて計算可能であり、ここでその方法を述べる。
【００３８】
任意の面ｉでのビームパラメタｑiを（数１３）で定義する。
【００３９】
【数１３】
0003767299.tif 000014
【００４０】
ここで、Ｒiは面ｉでの波面の曲率半径、ｗiは面ｉでのビーム径、λは波長、ｊは虚数単位を表わす。励起光の出口面１は励起光源１１の出射口なのでＲ1＝∞で、ｗ1には用いる励起光源のビーム径を代入すれば良い。出口面１でのビームパラメタｑ1が決まれば利得結晶１４中の任意の面７でのビームパラメタは（数１４）により計算できる（例えば、 A.E. Siegman, Lasers, University Science Books, Mill Valley, California (1986)p784）。
【００４１】
【数１４】
0003767299.tif 000015
【００４２】
利得結晶内の共振器モードの焦点に励起光の焦点を一致させるために（数１４）を用いて収束レンズ３１の傾き角θと位置を求める。θは（数４）、（数８）においてはθ１に対応する。集束レンズ３１の位置は距離Ｌ１２により表現される。励起光源１１、凹レンズ２２、利得結晶１４を固定すれば、面７でのビームパラメータｑ７は３つの独立変数θ、Ｌ１２，Ｌ６７の関数ｑ７（θ、Ｌ１２，Ｌ６７）になる。球欠的面内の励起光の面７を球欠的面内における利得結晶内の共振器モードの焦点の位置（面7s、このときL67 = L67s、q7 = q7s）に、子午的面内の励起光の面７を子午的面内における利得結晶内の共振器モードの焦点の位置（面7t、このときL67 = L67t、q7 = q7t）に設定する。励起光は球欠的面内においては面７ｓで、子午的面内においては面７ｔで焦点を結べばよく、焦点では波面の曲率半径が∞になることを利用すれば（数１３）の定義によりビームパラメータq7s及びq7tの実成分が０になって、（数１５）、（数１６）と書ける。
Re［q7s(L12, θ, L67s)］= 0    （数１５）
Re［q7t(L12, θ, L67t)］= 0    （数１６）
L67s とL67t は共振器モードで決まる既知量なので未知のパラメータはL12及びθのみとなって、（数１５）と（数１６）の連立方程式を解けばL12及びθが求まる。これが求めるべき収束レンズの傾き角と位置である。
【００４３】
例として対称型のＣｒ：ＹＡＧレーザー（利得結晶の長さ２０ｍｍ）の共振器を考え、利得結晶１４の中心に焦点を結ぶとし、Ｌ＝Ｌ12＋Ｌ34＝７７０ｍｍ、Ｌ56＝４９．４ｍｍ、励起光源１１のビーム径ｗ1＝０．１５ｍｍ，励起光源１１の出射口でＲ1＝∞とし、励起光源１１として発振波長１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＶＯ4レーザーを用い、凹レンズ２２に合成石英からなるＦＩＧ．４に示す寸法のものを用い、収束レンズ３１に合成石英からなる曲率半径Ｒ＝３３．７ｍｍ、厚さｔf＝５．０ｍｍのものを用いた場合、収束レンズ３１の傾き角は１０．９°になる。実験的にはこの角度を中心に±３°程度に亙ってモード同期動作が得られるが、１０．９°からずれるにしたがい発振特性は悪くなる。
【００４４】
傾き角の１０．９°は理想的な状態での計算値であり、実際にはこの角度の周辺で微調整する必要がある。理想的な状態からずれる原因は色々とあり、
（１）共振器が対称型でない場合、あるいは対称型であっても利得結晶が共振器の中心からずれている場合等は、共振器モードのビームの利得結晶内の球欠的面内と子午的面内の焦点が一致せず非点収差が残る。この場合には、その非点収差に合うように励起光の非点収差を残す必要がある。計算方法は、共振器モードの球欠的面内と子午的面内の収束点が決まれば上記に示した通りで（数１５）と（数１６）を用いる。
【００４５】
（２）励起光の吸収による発熱に基づく非線型効果、利得結晶のカー効果に基づく自己収束効果や自己導波効果、励起光が利得結晶内を吸収されながら進行するために生ずる励起の場所依存効果、共振器モードのビームと励起光ビームの重なりに不具合がある場合に発生する共振器モードの補正効果、等の種々の非線型効果のために共振器モードのビームは利得結晶内で正確に焦点を結んでいない。励起光の非点収差の補償はこの共振器モードのビームに合わせて行われる必要がある。
【００４６】
以上の効果に加えてＣｒ：ＹＡＧ結晶のように不均一な結晶ではその不均一効果も加わる。レーザー発振は非線型現象なので非常に複雑である。実際の調整では計算結果を中心に傾き角を数度振って最適値を確認するのが良い。
【００４７】
収束レンズ３１を傾けていくと励起光の光軸はそれに伴いずれていく。それを補償するためにビーム軸調整用のプレート３２を構成要素に取り入れることは、収束レンズ３１の傾き角を微調整するときにはとりわけ有効である。プレート３２の材質を収束レンズ３１と同じ物とし、厚さを収束レンズ３１の厚さｔfと同じにすれば、プレート３２の傾き角は理論的には収束レンズ３１の傾き角と大きさが等しく向きが逆になる。
【００４８】
固体レーザーをモード同期動作させる場合、正確なアライメントが必要であり、製品化する場合の困難さを生じて来た。特にＣｒ：ＹＡＧレーザーのようにモード同期動作し難いものでは本発明で述べた非点収差の補償は極めて有用である。
【００４９】
次に、本発明が、ＦＩＧ．１に示す実施例の利得結晶の構造およびレンズ、凹面鏡の配列構造とは異なる実施例においても有用であることを以下の二つの実施例で簡単に説明しておく。
【００５０】
(実施例２)
本実施例の構成をＦＩＧ．７に示す。共振器は利得結晶１０３、凹面鏡１０４およびリトロプリズム１０５の要素からなり、利得結晶１０３の黒く塗りつぶした面とリトロプリズム１０５の黒く塗りつぶした面とがエンドミラーを構成する
。利得結晶１０３の励起光の入射面（塗りつぶした面）は垂直研磨されている。共振器の出力光は利得結晶１０３の塗りつぶした面から取り出され凹面鏡１０２で折り返されて得られる。したがって凹面鏡１０２は出力光の波長に対しては高反射コーティング、励起光に対しては反射防止コーティングになっている。
【００５１】
本実施例では、励起光が収束レンズ１０１により利得結晶１０３の黒く塗りつぶした面に収束されるが、励起光は凹面鏡１０２（励起光に対しては凹レンズとして働く）のために非点収差を生じるのでそれを補償するために収束レンズ１０１を傾ける。
【００５２】
(実施例３)
本実施例の構成をＦＩＧ．８に示す。共振器は凹面鏡１１２、利得結晶１１３、凹面鏡１１４、プリズム１１５、エンドミラー１１６の要素からなり、凹面鏡１１２とエンドミラー１１６の黒く塗りつぶした面がエンドミラーを構成する。出力光はエンドミラー１１６から取り出される。出力光は、あるいは、凹面鏡１１２の塗りつぶした面から取り出し、破線で示す凹面鏡１１７で折り返して破線で示すように導出してもよい。
【００５３】
本実施例では、励起光は収束レンズ１１１により利得結晶１１３内部に焦点を結ばせるが、利得結晶１１３が垂直研磨でないために非点収差を生じる。それを補償するようにレンズ１１１を傾ける。
【００５４】
なお、本実施例で、凹面鏡１１２から出力光を取り出す場合は、破線で示す位置に凹面鏡１１７を配置し、これで出力光を折り返す。したがって凹面鏡１１７の凹面は出力光の波長に対しては高反射コーティング、励起光に対しては反射防止コーティングになっている。この場合は、収束レンズ１１１による非点収差の補償は利得結晶１１３が垂直研磨でないことの他に、凹面鏡１１７が傾いていることに帰因する非点収差の両者を考慮したものとすることが必要である。この場合も、前述したように、球欠的面内と子午的面内の両面内での焦点をそれぞれ独立に計算して、両者が、共振器モードのそれぞれの面内の焦点と一致するように収束レンズ１１１の傾きを決定すればよい。
【００５５】
なお、上述の実施例では、利得結晶を直角研磨としないときは、全て、ブリュスタ角に研磨したものについて説明したが、これは、必ずしもブリュスタ角に研磨しなければならないものではなく、共振器モードの設計に応じて任意の角度に研磨した場合においても同様に適用できる。例えば、非点収差を小さくしたいときにブリュスタ角よりも小さい角度に研磨する場合、あるいは、利得結晶の両面が垂直研磨の場合に多重反射による干渉を防ぐために片側もしくは両側を垂直研磨からずらす場合等がある。ＦＩＧ．１あるいはＦＩＧ．８の利得結晶１４の両面にこの考え方を適用できる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明により固体レーザーのモード同期動作の安定性と信頼性が向上しＣｒ：ＹＡＧレーザーのようにモード同期し難いレーザーも製品化が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に関わる実施例１の固体レーザーの構成例を示す図である。
【図２】  曲率半径Ｒの曲面を屈折する光線を表わす図である。
【図３】  (Ａ)は平凸レンズを屈折する光線を表わす図、(Ｂ)は平凸レンズを極薄凸レンズ及び空間とで表わす等価図である。
【図４】  (Ａ)は平凹レンズを屈折する光線を表わす図、(Ｂ)は平凹レンズを極薄凹レンズ及び空間とで表わす等価図である。
【図５】  図１の構成から励起光に関係した部分のみを抜き出した説明図である。
【図６】  図５の主要な構成要素を取り出し、直線状に並べ替えた説明図である。
【図７】  本発明に関わる実施例２の固体レーザーの主要部の構成例を示す図である。
【図８】  本発明に関わる実施例３の固体レーザーの主要部の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１：励起光の出口面、２：平凸レンズの凸面、３：平凸レンズの平面、４：平凹レンズの平面、平凹レンズの凹面、６：利得結晶の入射面、７：利得結晶内の任意の面、１１：励起光源、１２：アイソレーター、１３：半波長板、１４：利得結晶、２１：ミラー、２２：ダイクロイックな凹面鏡、２３：凹面鏡、２４：ミラー、２５：ミラー、２６：ミラー、３１：平凸レンズ、３２：ビーム軸調整用のプレート、４１：ブリュスタ分散プリズム、４２：ブリュスタ分散プリズム、３００：平凸レンズ、３１１：極薄凸レンズ、３１２：空間。
【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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