(57)【要約】光軸２６を有し、光軸２６と直交するｙ軸方向に排熱面を有する第１の方形ロッド２１と、光軸２６を共有し、光軸２６およびｙ軸方向と直交するｘ軸方向に排熱面を有する第２の方形ロッド２２とから構成される第１の方形ロッド群と、光軸２６を共有し、ｙ軸方向に排熱面を有する第３の方形ロッド２３と、光軸２６を共有し、Ｘ軸方向に排熱面を有する第４の方形ロッド２４とから構成される第２の方形ロッド群と、第１の方形ロッド群と第２の方形ロッド群との間に光軸２６を共有して設けられ、通過するレーザ光の偏光を９０°回転させる９０°旋光子２５とを備える。
2003001634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
向い合う１組の排熱面を有する角柱形状の方形ロッドにレーザ光を通過させて利得を与える励起モジュールにおいて、
光軸を有し、上記光軸と直交する第１の軸方向に上記排熱面を有する第１の方形ロッドと、上記光軸を共有し、上記光軸および上記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に上記排熱面を有する第２の方形ロッドとから構成される第１の方形ロッド群と、
上記光軸を共有し、上記第１の軸方向に上記排熱面を有する第３の方形ロッドと、上記光軸を共有し、上記第２の軸方向に排熱面を有する第４の方形ロッドとから構成される第２の方形ロッド群と、
上記第１の方形ロッド群と上記第２の方形ロッド群との間に上記光軸を共有して設けられ、通過する上記レーザ光の偏光を９０°回転させる９０°旋光子とを備えることを特徴とする励起モジュール。
【請求項２】
第１の方形ロッド群は、各々が有する１組の排熱面の間をジグザグの光路でレーザ光をそれぞれ通過させる第１の方形ロッドおよび第２の方形ロッドを備えるとともに、
第２の方形ロッド群は、各々が有する１組の排熱面の間をジグザグの光路でレーザ光をそれぞれ通過させる第３の方形ロッドおよび第４の方形ロッドを備えることを特徴とする請求の範囲第１項記載の励起モジュール。
【請求項３】
請求の範囲第１項記載の励起モジュールを複数備え、上記複数の励起モジュールを同軸多段接続することを特徴とする励起モジュール。
【請求項４】
第１の方形ロッド群は、第１の方形ロッドおよび第２の方形ロッドを一体化して備えるとともに、
第２の方形ロッド群は、第３の方形ロッドおよび第４の方形ロッドを一体化して備えることを特徴とする請求の範囲第１項記載の励起モジュール。
【請求項５】
向い合う１組の排熱面を有する角柱形状の方形ロッドにレーザ光を通過させて利得を与える励起モジュールにおいて、
光軸を有し、上記光軸と直交する第１の軸方向に上記排熱面をそれぞれ有する第７の方形ロッドおよび第８の方形ロッドと、上記第７の方形ロッドと上記第８の方形ロッドとの間に上記光軸を共有して設けられ、通過する上記レーザ光の偏光を９０°回転させる第１の９０°旋光子とから構成される第１の旋光光学系と、
上記光軸および上記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に上記排熱面をそれぞれ有し、上記光軸をそれぞれ共有する第９の方形ロッドおよび第１０の方形ロッドと、上記第９の方形ロッドと上記第１０の方形ロッドとの間に上記光軸を共有して設けられ、通過する上記レーザ光の偏光を９０°回転させる第２の９０°旋光子とから構成される第２の旋光光学系とを備えることを特徴とする励起モジュール。
【請求項６】
第１の旋光光学系は、各々が有する１組の排熱面の間をジグザグの光路でレーザ光をそれぞれ通過させる第７の方形ロッドおよび第８の方形ロッドを備えるとともに、
第２の旋光光学系は、各々が有する１組の排熱面の間をジグザグの光路でレーザ光をそれぞれ通過させる第９の方形ロッドおよび第１０の方形ロッドを備えることを特徴とする請求の範囲第５項記載の励起モジュール。
【請求項７】
請求の範囲第５項記載の励起モジュールを複数備え、上記複数の励起モジュールを同軸多段接続することを特徴とする励起モジュール。
【請求項８】
向い合う１組の排熱面を有する角柱形状の方形ロッドにレーザ光を通過させて利得を与える励起モジュールにおいて、
光軸を有し、上記光軸と直交する第１の軸方向に上記排熱面を有する少なくとも１以上の第１１の方形ロッドと、上記第１１の方形ロッドと同数だけ上記光軸を共有して設けられ、上記光軸および上記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に排熱面を有する第１２の方形ロッドとから構成される反射系方形ロッド群と、
上記反射系方形ロッド群から出射した上記レーザ光を上記反射系方形ロッド群へと反射する第１の全反射鏡と、
上記反射系方形ロッド群と上記第１の全反射鏡との間に上記光軸を共有して設けられ、通過する上記レーザ光の偏光を４５°回転する第１の４５°旋光子とを備えることを特徴とする励起モジュール。
【請求項９】
反射系方形ロッド群は、各々同数ずつ設けられた第１１の方形ロッドと第１２の方形ロッドとをそれぞれ一体化して備えることを特徴とする請求の範囲第８項記載の励起モジュール。
【請求項１０】
反射系方形ロッド群は、各々が有する１組の排熱面の間をジグザグの光路でレーザ光をそれぞれ通過させる第１１の方形ロッドおよび第１２の方形ロッドを備えることを特徴とする請求の範囲第８項記載の励起モジュール。
【請求項１１】
請求の範囲第１項記載の励起モジュールと、
上記励起モジュールの光軸と直交する全反射鏡と、
上記全反射鏡と上記励起モジュールを挟むように設けられ、上記光軸と直交する部分反射鏡とを備えることを特徴とするレーザ発振器。
【請求項１２】
請求の範囲第５項記載の励起モジュールと、
上記励起モジュールの光軸と直交する全反射鏡と、
上記全反射鏡と上記励起モジュールを挟むように設けられ、上記光軸と直交する部分反射鏡とを備えることを特徴とするレーザ発振器。
【請求項１３】
請求の範囲第８項記載の励起モジュールと、
上記励起モジュールの第１の全反射鏡と対になって反射系方形ロッド群および第１の旋光子を挟むように設けられ、上記励起モジュールの光軸と直交する部分反射鏡とを備えることを特徴とするレーザ発振器。
【請求項１４】
部分反射鏡と励起モジュールとの間に光軸を共有して設けられ、通過するレーザ光の偏光を４５°回転させる第２の４５°旋光子を備えることを特徴とする請求の範囲第１３項記載のレーザ発振器。
【請求項１５】
部分反射鏡と励起モジュールとの間の光軸上に設けられ、所定の偏光のレーザ光を通過するとともに、上記所定の偏光と直交する偏光のレーザ光を上記光軸と直交する方向へ反射する偏光子と、
上記偏光子で反射したレーザ光を上記偏光子へ反射する第２の全反射鏡とを備えることを特徴とする請求の範囲第１４項記載のレーザ発振器。
【請求項１６】
請求の範囲第１項記載の励起モジュールによって、入力されたレーザ光を増幅して出力することを特徴とするレーザ増幅器。
【請求項１７】
請求の範囲第５項記載の励起モジュールによって、入力されたレーザ光を増幅して出力することを特徴とするレーザ増幅器。
【請求項１８】
請求の範囲第８項記載の励起モジュールと、
励起モジュールの光軸上に設けられ、所定の偏光のレーザ光を通過するとともに、上記所定の偏光と直交する偏光のルーザ光を上記光軸と直交する方向へ反射する偏光子とを備え、
上記偏光子を介して上記励起モジュールへ上記所定の偏光のレーザ光を入力することを特徴とするレーザ増幅器。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、励起光を吸収した方形ロッドにレーザ光を通過させて利得を与える励起モジュールに係るものであり、またこの励起モジュールを用いたレーザ発振器およびレーザ増幅器に関するものである。
背景技術
固体レーザ装置のレーザ媒質として用いられる角柱形状の方形ロッド（矩形ロッド、スラブ）は、ロッドの側面が平面であるため向い合う１組の側面を排熱面として、ロッド内で発生した熱を排熱する機構（金属製のヒートシンク等）を排熱面に取付けやすく、排熱が容易である。
また、方形ロッドは、理想的な排熱を行えば排熱方向にのみ温度勾配が発生するため、ロッド内の複屈折が一方向に発生して直線偏光のレーザ発振を得やすいという特長がある。このため方形ロッドを用いた励起モジュールは、伝導冷却が要求される衛星搭載用レーザや、高平均出力が要求される加工用レーザ等に適している。
第１図は従来の励起モジュールの構成を示す図であり、方形ロッドを用いて励起モジュールを構成している。第１図の励起モジュールは、例えば次の文献１の４３４ページに開示されている。
＜文献１＞
Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  Ｓｅｒｉｅｓ  ｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  Ｖｏｌ．１「Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｌａｓｅｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  第４版」
Ｗａｌｔｅｒ  Ｋｏｅｃｈｎｅｒ著
１９９５年ドイツＳｐｒｉｎｇｅｒ社発行
第１図において、１は方形ロッド、１ａは方形ロッド１の排熱面、１ｂは方形ロッド１の排熱面１ａと垂直な側面、２は冷却水、３は励起光源、４は光軸である。第１図では、排熱方向をｙ軸、光軸４の方向をｚ軸、ｙ軸およびｚ軸に垂直な方向をｘ軸としている。
次に動作について説明する。
第１図の方形ロッド１を用いた励起モジュールでは、励起光源３から出射した励起光が方形ロッド１に吸収されて利得を発生し、光軸４の方向へ伝搬するレーザ光を増幅する。また、方形ロッド１内で発生した熱は、冷却水２によって排熱面１ａからｙ軸方向へ排熱される。
このように、理想的に排熱面１ａから排熱された場合、従来の励起モジュールでは、排熱方向にのみ温度勾配が発生するため、温度勾配によって生じる熱複屈折の２つの軸（ファスト軸、スロー軸）はｙ軸方向およびｘ軸方向に生じる。したがって、ｙ軸方向またはｘ軸方向の直線偏光のレーザ光が第１図の励起モジュールへ入射すると、このレーザ光は直線偏光を保持したまま方形ロッド１内を伝搬し、消光比の低下による共振器内損失が少なくなり、直線偏光のレーザ発振を容易に得ることができる。
しかしながら、第１図の励起モジュールには次のような欠点がある。
つまり、温度勾配による熱レンズ作用が排熱方向（ｙ軸方向）にのみ発生し、排熱方向と垂直な方向（ｘ軸方向）には熱レンズ作用が発生しないため、方形ロッド１は、ｙ軸方向のみにレンズ作用を有するシリンドリカルレンズとして働き、通過するレーザ光に非点収差を発生させることになる。したがって、レーザ発振器やレーザ増幅器に第１図の励起モジュールをそのまま用いる場合、非点を補償する構成が必要となり、光学系構成が複雑になってしまうという問題が生じる。
この問題を解決する手法として、従来の励起モジュールの方形ロッドに工夫を凝らし、この励起モジュールを用いた共振器の構成が文献１の４３７ページに紹介されている。
第２図は従来の励起モジュールを適用したレーザ発振器の構成を示す図である。第１図と同一符号は同一または相当する構成である。
第２図において、５は端面をブリュースタ角（Ｂｒｅｗｓｔｅｒ  Ａｎｇｌｅ）に研磨した方形ロッド、５ａは方形ロッド５の排熱面、５ｂは方形ロッド５の排熱面５ａと垂直な側面、６は全反射鏡、７は部分反射鏡、８はレーザ発振器内を伝搬するレーザ光の光路である。
次に動作について説明する。
第２図のレーザ発振器では、方形ロッド５の中をレーザ光がジグザグの光路で伝搬するため、排熱方向に生じる温度勾配が平均されて、熱レンズ作用を打ち消すことができる。また、理想的に排熱面５ａから排熱されている場合、ｘ軸方向の熱レンズ作用は発生しないため、非点収差も補償される。
しかしながら、第２図に用いた励起モジュールの場合も、実際に使用される方形ロッド５は有限の大きさなので、排熱面５ａから排熱を行っていても、放射や伝導によって側面５ｂから逃げる熱が発生するため、ｙ軸方向にのみ理想的な排熱を行うことが困難であり、温度勾配方向がｙ軸に対して平行とならずに傾きが生じてしまうという問題がある。
この問題をもう少し詳しく説明する。
第３図は第２図のレーザ発振器の方形ロッド５における温度勾配方向の傾きを説明するための図であり、ｚ軸と直交する平面によって方形ロッド５を切断した際の断面を表している。第３図（ａ）は理想的に排熱面５ａから排熱された場合、第３図（ｂ）は有限の大きさの方形ロッド５で温度勾配方向に傾きが生じた場合をそれぞれ示している。第２図と同一符号は同一または相当する構成である。
第３図（ａ）の場合、理想的に排熱面５ａからのみ排熱されているので、温度勾配方向は全てｙ軸と平行になり、方形ロッド５断面内の位置によらず複屈折軸はｙ軸方向およびｘ軸方向に発生する。このため、ｙ軸方向またはｘ軸方向の直線偏光のレーザ光を方形ロッド５へ入射すると、レーザ光は直線偏光を保持したまま方形ロッド５内を伝搬する。また、ｙ軸方向のみに温度勾配が発生するので熱レンズ作用もｙ軸方向だけに発生し、ｘ軸方向には発生しない。
一方、第３図（ｂ）の場合でも、方形ロッド５の中心部分やＡ軸、Ｂ軸上だけを見れば温度勾配方向はｙ軸と平行であり、ｙ軸方向およびｘ軸方向に複屈折軸が発生する。
ところが、方形ロッド５は有限の大きさなので放射や伝導によって側面５ｂからも熱が逃げるため、方形ロッド５断面で発生する温度勾配方向に不均一性が生じる。つまり、方形ロッド５の中心部分やＡ軸、Ｂ軸上から外れた部分では温度勾配がｙ軸に平行な方向から傾いてしまう。
したがって、２つの複屈折軸も方形ロッド５断面内で軸ズレを生じ、ｙ軸方向またはｘ軸方向の直線偏光のレーザ光が第３図（ｂ）の方形ロッド５を通過すると、複屈折の不均一性によって直線偏光度の低下、すなわち消光比の低下が生じてしまうことになる。また、レーザ発振器やレーザ増幅器に第２図の励起モジュールを適用した場合には、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下が生じてしまうことになる。
その上、ｙ軸に対して温度勾配方向が傾きを持っているため、ｘ軸方向にも温度勾配が発生して弱い熱レンズ作用が発生してしまう。このことは、第２図に示した従来の励起モジュールの構成では、ｙ軸方向の熱レンズ作用は打ち消すことができるが、ｘ軸方向に発生した熱レンズ作用によって非点収差が発生することを意味している。したがって、第２図の励起モジュールを適用したレーザ発振器やレーザ増幅器には非点を補償する構成が必要になり、光学系構成が複雑になってしまうという問題が生じる。
従来の励起モジュールは以上のように構成されているので、ｙ軸方向にのみ温度勾配が発生するように理想的な排熱を行うことが困難なので、複屈折軸の軸ズレが発生して、方形ロッドを通過するレーザ光の消光比が低下してしまうという課題があった。
また、従来の励起モジュールは、ｘ軸方向にも熱レンズ作用が生じるため、非点収差を発生してしまうという課題があった。
さらに、従来の励起モジュールを適用したレーザ発振器およびレーザ増幅器は、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下が生じてしまうとともに、非点を補償する構成が必要となって光学系構成が複雑になってしまうという課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、方形ロッドで発生する複屈折軸の軸ズレを原因とする消光比の低下を防ぐことができるとともに、非点収差を小さくすることが可能な励起モジュールを構成することを目的とする。
また、この発明は、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐとともに、非点を補償する構成を必要としないレーザ発振器およびレーザ増幅器を構成することを目的とする。
発明の開示
この発明に係る励起モジュールは、光軸を有し、光軸と直交する第１の軸方向に排熱面を有する第１の方形ロッドと、光軸を共有し、光軸および第１の軸方向と直交する第２の軸方向に排熱面を有する第２の方形ロッドとから構成される第１の方形ロッド群と、光軸を共有し、第１の軸方向に排熱面を有する第３の方形ロッドと、光軸を共有し、第２の軸方向に排熱面を有する第４の方形ロッドとから構成される第２の方形ロッド群と、第１の方形ロッド群と第２の方形ロッド群との間に光軸を共有して設けられ、通過するレーザ光の偏光を９０°回転させる９０°旋光子とを備えるようにしたものである。
このことにより、各方形ロッドにおける複屈折軸の軸ズレによらず、消光比の低下を防ぐことができるとともに、第１の軸方向の熱レンズと第２の軸方向の熱レンズとの差の発生を防いで非点収差を防ぐことができるという効果が得られる。
この発明に係る励起モジュールは、各々が有する１組の排熱面の間をジグザグの光路でレーザ光をそれぞれ通過させる第１の方形ロッドおよび第２の方形ロッドを第１の方形ロッド群が備えるとともに、各々が有する１組の排熱面の間をジグザグの光路でレーザ光をそれぞれ通過させる第３の方形ロッドおよび第４の方形ロッドを第２の方形ロッド群が備えるようにしたものである。
このことにより、排熱方向に生じる温度勾配が平均されて熱レンズ作用の発生を防ぐことができるという効果が得られる。
この発明に係る励起モジュールは、請求の範囲第１項記載の励起モジュールを複数備え、複数の励起モジュールを同軸多段接続するようにしたものである。
このことにより、方形ロッドの個数が増えてレーザ光に与える利得を大きくすることができるという効果が得られる。
この発明に係る励起モジュールは、第１の方形ロッドおよび第２の方形ロッドを一体化して第１の方形ロッド群が備えるとともに、第３の方形ロッドおよび第４の方形ロッドを一体化して第２の方形ロッド群が備えるようにしたものである。
このことにより、各方形ロッドのアライメント調整が容易になるとともに、研磨やコーティングなどの工程を減らすことができるという効果が得られ、励起モジュールを廉価に構成することができるという効果が得られる。
この発明に係る励起モジュールは、光軸を有し、光軸と直交する第１の軸方向に排熱面をそれぞれ有する第７の方形ロッドおよび第８の方形ロッドと、第７の方形ロッドと第８の方形ロッドとの間に光軸を共有して設けられ、通過するレーザ光の偏光を９０°回転させる第１の９０°旋光子とから構成される第１の旋光光学系と、光軸および第１の軸方向と直交する第２の軸方向に排熱面をそれぞれ有し、光軸をそれぞれ共有する第９の方形ロッドおよび第１０の方形ロッドと、第９の方形ロッドと第１０の方形ロッドとの間に光軸を共有して設けられ、通過するレーザ光の偏光を９０°回転させる第２の９０°旋光子とから構成される第２の旋光光学系とを備えるようにしたものである。
このことにより、各方形ロッドにおける複屈折軸の軸ズレによらず、消光比の低下を防ぐことができるとともに、第１の軸方向の熱レンズと第２の軸方向の熱レンズとの差の発生を防いで非点収差を防ぐことができるという効果が得られる。
この発明に係る励起モジュールは、各々が有する１組の排熱面の間をジグザグの光路でレーザ光をそれぞれ通過させる第７の方形ロッドおよび第８の方形ロッドを第１の旋光光学系が備えるとともに、各々が有する１組の排熱面の間をジグザグの光路でレーザ光をそれぞれ通過させる第９の方形ロッドおよび第１０の方形ロッドを第２の旋光光学系が備えるようにしたものである。
このことにより、排熱方向に生じる温度勾配が平均されて熱レンズ作用の発生を防ぐことができるという効果が得られる。
この発明に係る励起モジュールは、請求の範囲第５項記載の励起モジュールを複数備え、複数の励起モジュールを同軸多段接続するようにしたものである。
このことにより、方形ロッドの個数が増えてレーザ光に与える利得を大きくすることができるという効果が得られる。
この発明に係る励起モジュールは、光軸を有し、光軸と直交する第１の軸方向に排熱面を有する少なくとも１以上の第１１の方形ロッドと、第１１の方形ロッドと同数だけ光軸を共有して設けられ、光軸および第１の軸方向と直交する第２の軸方向に排熱面を有する第１２の方形ロッドとから構成される反射系方形ロッド群と、反射系方形ロッド群から出射したレーザ光を反射系方形ロッド群へと反射する第１の全反射鏡と、反射系方形ロッド群と第１の全反射鏡との間に光軸を共有して設けられ、通過するレーザ光の偏光を４５°回転する第１の４５°旋光子とを備えるようにしたものである。
このことにより、各方形ロッドにおける複屈折軸の軸ズレによらず、消光比の低下を防ぐことができるとともに、第１の軸方向の熱レンズと第２の軸方向の熱レンズとの差の発生を防いで非点収差を防ぐことができるという効果が得られる。
この発明に係る励起モジュールは、各々が有する１組の排熱面の間をジグザグの光路でレーザ光をそれぞれ通過させる第１１の方形ロッドおよび第１２の方形ロッドを反射系方形ロッド群が備えるようにしたものである。
このことにより、排熱方向に生じる温度勾配が平均されて熱レンズ作用の発生を防ぐことができるという効果が得られる。
この発明に係る励起モジュールは、各々同数ずつ設けられた第１１の方形ロッドと第１２の方形ロッドとをそれぞれ一体化して反射系方形ロッド群が備えるようにしたものである。
このことにより、各方形ロッドのアライメント調整が容易になるとともに、研磨やコーティングなどの工程を減らすことができるという効果が得られ、励起モジュールを廉価に構成することができるという効果が得られる。
この発明に係るレーザ発振器は、請求の範囲第１項記載の励起モジュールと、励起モジュールの光軸と直交する全反射鏡と、全反射鏡と励起モジュールを挟むように設けられ、光軸と直交する部分反射鏡とを備えるようにしたものである。
このことにより、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐとともに、非点を補償する構成を必要としないレーザ発振器を構成できるという効果が得られる。
この発明に係るレーザ発振器は、請求の範囲第５項記載の励起モジュールと、励起モジュールの光軸と直交する全反射鏡と、全反射鏡と励起モジュールを挟むように設けられ、光軸と直交する部分反射鏡とを備えるようにしたものである。
このことにより、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐとともに、非点を補償する構成を必要としないレーザ発振器を構成できるという効果が得られる。
この発明に係るレーザ発振器は、請求の範囲第８項記載の励起モジュールと、励起モジュールの第１の全反射鏡と対になって反射系方形ロッド群および第１の旋光子を挟むように設けられ、励起モジュールの光軸と直交する部分反射鏡とを備えるようにしたものである。
このことにより、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐとともに、非点を補償する構成を必要としないレーザ発振器を構成できるという効果が得られる。
この発明に係るレーザ発振器は、部分反射鏡と励起モジュールとの間に光軸を共有して設けられ、通過するレーザ光の偏光を４５°回転させる第２の４５°旋光子を備えるようにしたものである。
このことにより、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐとともに、非点を補償する構成を必要としないレーザ発振器を構成できるという効果が得られる。
この発明に係るレーザ発振器は、部分反射鏡と励起モジュールとの間の光軸上に設けられ、所定の偏光のレーザ光を通過するとともに、所定の偏光と直交する偏光のレーザ光を光軸と直交する方向へ反射する偏光子と、偏光子で反射したレーザ光を偏光子へ反射する第２の全反射鏡とを備えるようにしたものである。
このことにより、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐとともに、非点を補償する構成を必要としないレーザ発振器を構成できるという効果が得られる。
この発明に係るレーザ増幅器は、請求の範囲第１項記載の励起モジュールによって、入力されたレーザ光を増幅して出力するようにしたものである。
このことにより、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐとともに、非点を補償する構成を必要としないレーザ増幅器を構成できるという効果が得られる。
この発明に係るレーザ増幅器は、請求の範囲第５項記載の励起モジュールによって、入力されたレーザ光を増幅して出力するようにしたものである。
このことにより、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐとともに、非点を補償する構成を必要としないレーザ増幅器を構成できるという効果が得られる。
この発明に係るレーザ増幅器は、請求の範囲第８項記載の励起モジュールと、励起モジュールの光軸上に設けられ、所定の偏光のレーザ光を通過するとともに、所定の偏光と直交する偏光のレーザ光を光軸と直交する方向へ反射する偏光子とを備え、偏光子を介して励起モジュールへ所定の偏光のレーザ光を入力するようにしたものである。
このことにより、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐとともに、非点を補償する構成を必要としないレーザ増幅器を構成できるという効果が得られる。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について添付の図面にしたがって説明する。
実施の形態１．
第４図はこの発明の実施の形態１による励起モジュールの構成を示す図であり、方形ロッドを用いて励起モジュールを構成している。
第４図において、２１は第１の方形ロッド（第１の方形ロッド群）、２２は第２の方形ロッド（第１の方形ロッド群）、２３は第３の方形ロッド（第２の方形ロッド群）、２４は第４の方形ロッド（第２の方形ロッド群）、２５は９０°旋光子、２６は第１〜第４の方形ロッド２１〜２４および９０°旋光子２５が共有する光軸である。
第４図では、第１の方形ロッド２１の１組の排熱面、第４の方形ロッド２４の１組の排熱面はいずれもｙ軸方向（第１の軸方向）に、第２の方形ロッド２２の１組の排熱面、第３の方形ロッド２３の１組の排熱面はいずれもｘ軸方向（第２の軸方向）にそれぞれ向いている。また、９０°旋光子２５は、第２の方形ロッド２２と第３の方形ロッド２３との間に配置されている。
第１の方形ロッド２１および第４の方形ロッド２４はほぼ同じように励起されており、第１の方形ロッド２１，第４の方形ロッド２４内の温度勾配および複屈折はほぼ同じように発生している。同様に、第２の方形ロッド２２および第３の方形ロッド２３はほぼ同じように励起されており、第２の方形ロッド２２，第３の方形ロッド２３内の温度勾配および複屈折はほぼ同じように発生している。
次に動作について説明する。
レーザ光は光軸２６上を進み、第１の方形ロッド２１，第２の方形ロッド２２を順次通過し、９０°旋光子２５へ入射する。９０°旋光子２５は、入射したレーザ光の偏光を９０°回転してから第３の方形ロッド２３へと出射する。９０°旋光子２５から出射したレーザ光は、第３の方形ロッド２３，第４の方形ロッド２４を順次通過する。不図示の励起光源から出射した励起光が第１〜第４の方形ロッド２１〜２４に吸収されて利得を発生しており、光軸２６の方向へ伝搬するレーザ光は第１〜第４の方形ロッド２１〜２４によって増幅される。
この励起モジュールを伝播するレーザ光の偏光の変化をジョーンズ行列（Ｊｏｎｅｓ  Ｍａｔｒｉｘ）を用いて説明する。
一般に、任意の光学素子へ入射するレーザ光のｘ軸方向の偏光成分をＥｘ，ｙ軸方向の偏光成分をＥｙとし、光学素子のジョーンズ行列をＪとすると、光学素子から出射するレーザ光の偏光成分Ｅｘｏｕｔ，Ｅｙｏｕｔは式（１）で表される。
2003001634.tif 000003
ここで、光学素子のジョーンズ行列Ｊは２行２列で表される行列である。式（１）は、レーザ光の入射偏光ベクトル（Ｅｘ，Ｅｙ）Ｔ（肩文字Ｔは転置を意味する演算子）が光学素子の作用Ｊによって出射偏光ベクトル（Ｅｘｏｕｔ，Ｅｙｏｕｔ）Ｔに変換されることを示している。
また、複屈折光学素子のジョーンズ行列ＪＢ（α，β）は式（２）で表される。
2003001634.tif 000004
ここで、αは複屈折のファスト軸とｘ軸とのなす角、δはファスト軸とスロー軸との間の位相差である。複屈折光学素子の２つの複屈折軸において、位相が進む軸をファスト軸（進相軸）、位相が遅れる軸をスロー軸（遅相軸）とそれぞれ呼ぶ。
さらに、旋光子のジョーンズ行列は２行２列の回転行列で表されるので、９０°旋光子２５のジョーンズ行列ＪＲｏｔは式（３）のように９０°回転行列になる。
2003001634.tif 000005
さて、ここで式（２）をもとにして、第１〜第４の方形ロッド２１〜２４のジョーンズ行列ＪＲ２１〜ＪＲ２４を明らかにする。
第５図および第６図は第１，第２の方形ロッド２１，２２のジョーンズ行列ＪＲ２１，ＪＲ２２をそれぞれ説明するための図であり、光軸２６と直交する平面によって第１，第２の方形ロッド２１，２２をそれぞれ切断した際の断面を示している。第５図、第６図では、第１，第２の方形ロッド２１，２２でそれぞれ発生した複屈折のファスト軸Ｆを矢印で図示している。
背景技術でも説明したように、第５図（ａ）の第１の方形ロッド２１における断面では、理想的な排熱ができていないため温度勾配方向に傾きが発生しているので、複屈折によるファスト軸Ｆは軸ズレを生じて必ずしもｙ軸と平行になっていない。
つまり、第１の方形ロッド２１における中心部分の拡大図である第５図（ｂ）に示すように、第１の方形ロッド２１の中心部分やＡ軸、Ｂ軸上におけるファスト軸Ｆはｙ軸と平行になっている。これに対して、第５図（ｃ）に示した第１の方形ロッド２１の中心部分やＡ軸、Ｂ軸上から外れた部分では、ファスト軸Ｆはｙ軸方向から任意の角度θ１（ｘ軸方向からπ／２＋θ１）をなしている。
したがって式（２）をもとにして、第１の方形ロッド２１のジョーンズ行列ＪＲ２１は式（４）のように表される。
2003001634.tif 000006
第２の方形ロッド２２のジョーンズ行列ＪＲ２２も同様に考察することができる。
第６図（ａ）に示すように、第２の方形ロッド２２において、全てのファスト軸Ｆがｘ軸と平行になっているわけではなく、第６図（ｂ）に示すように、第２の方形ロッド２２の中心部分やＡ軸、Ｂ軸上においてファスト軸Ｆはｘ軸に平行となり、第６図（ｃ）に示すように、中心部分やＡ軸、Ｂ軸上から外れた部分では、ファスト軸Ｆはｘ軸方向から任意の角度θ２（つまりπ−θ２）をなしている。したがって、第２の方形ロッド２２のジョーンズ行列ＪＲ２２は式（５）で表されるようになる。
2003001634.tif 000007
そして、第４の方形ロッド２４のジョーンズ行列ＪＲ２４，第３の方形ロッド２３のジョーンズ行列ＪＲ２３は、以下のように考えることができる。
すなわち、この実施の形態１では、第１の方形ロッド２１と第４の方形ロッド２４とをほぼ同じように励起し、第２の方形ロッド２２と第３の方形ロッド２３とをほぼ同じように励起しているので、温度勾配方向および複屈折軸もそれぞれ同様に発生している。したがって、第４の方形ロッド２４のジョーンズ行列ＪＲ２４，第３の方形ロッド２３のジョーンズ行列ＪＲ２３は、式（４），式（５）でそれぞれ表されるようになる（ＪＲ２４＝ＪＲ２１，ＪＲ２３＝ＪＲ２２）。
以上の式（２）〜式（５）に示した各ジョーンズ行列をもとに、第４図の励起モジュール全体のジョーンズ行列ＪＡ１１は、式（６）のように計算される。
2003001634.tif 000008
式（６）が示すことは、この実施の形態１の励起モジュールが、第１〜第４の方形ロッド２１〜２４の方位角θ１，θ２や位相差δ１，δ２の値に依存することなく、入射偏光ベクトル（Ｅｘ，Ｅｙ）Ｔに対して出射偏光ベクトル（Ｅｘｏｕｔ，Ｅｙｏｕｔ）Ｔを必ず直交させるように動作していることである。
つまり、式（１）の入射偏光ベクトル（Ｅｘ，Ｅｙ）Ｔに式（６）のジョーンズ行列ＪＡ１１を作用させると、出射偏光ベクトル（Ｅｘｏｕｔ，Ｅｙｏｕｔ）Ｔ＝（−Ｅｙ，Ｅｘ）Ｔとなり、両者の内積（ドット積）を計算すると（Ｅｘ，Ｅｙ）Ｔ・（−Ｅｙ，Ｅｘ）Ｔ＝Ｅｘ（−Ｅｙ）＋ＥｙＥｘ＝０となるので、第１〜第４の方形ロッド２２〜２４の複屈折に依存することなく、入射偏光ベクトル（Ｅｘ，Ｅｙ）Ｔと出射偏光ベクトル（Ｅｘｏｕｔ，Ｅｙｏｕｔ）Ｔとは必ず直交することが分かる。
このように、第４図に示した励起モジュールは、９０°旋光子として機能しており、入射したレーザ光の任意の偏光を９０°回転させて出射する。したがって、複屈折軸の軸ズレによらず、消光比の低下を防ぐことができる。また、レーザ発振器やレーザ増幅器に第４図の励起モジュールを適用すれば、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐことができる。
次に、熱レンズ作用についても補償されていることを説明する。
すなわち、第４図の励起モジュールへ入射するレーザ光は、ｘ軸方向に排熱する２つの熱レンズ（第２，第３の方形ロッド２２，２３）と、ｘ軸方向の排熱に垂直な方向の２つの熱レンズ（第１，第４の方形ロッド２１，２４）とをそれぞれ通過する。同様に、ｙ軸方向に排熱する熱レンズ（第１，第４の方形ロッド２１，２４）と、ｙ軸方向の排熱に垂直な方向の熱レンズ（第２，第３の方形ロッド２２，２３）とをそれぞれ通過する。
このため、第４図の励起モジュールは、ｘ軸方向の熱レンズとｙ軸方向の熱レンズとの差が生じず、非点収差の発生を防ぐことができる。また、レーザ発振器やレーザ増幅器に第４図の励起モジュールを適用すれば、非点を補償する構成が不要となり、光学系を簡単に構成することができる。
なお、以上の説明では、第１〜第４の方形ロッド２１〜２４を通過するレーザ光が光軸２６と平行に伝播するものとしたが、この実施の形態１はこれに限定されず、端面をブリュースター角に研磨した第２図の方形ロッド５の手法を第１〜第４の方形ロッド２１〜２４にそれぞれ適用し、第１の方形ロッド２１においてｙ軸方向にジグザグの光路を、第２の方形ロッド２２においてｘ軸方向にジグザグの光路を、第３の方形ロッド２３においてｘ軸方向にジグザグの光路を、第４の方形ロッド２４においてｙ軸方向にジグザグの光路をそれぞれ取るように配置しても良い。
このように構成すれば、ジグザグの光路をとる方向の熱レンズは、排熱方向に生じる温度勾配が平均されてレンズ効果が発生しないため、熱レンズ効果は、ｘ軸方向について排熱に垂直方向の熱レンズを２回通過し、ｙ軸方向についても排熱に垂直方向の熱レンズを２回通過するため、ｘ軸方向とｙ軸方向の熱レンズの差は生じず、非点収差は補償される。
加えて、排熱方向の熱レンズの影響を受けないため、励起モジュール全体の熱レンズは小さくなり、レーザ発振器やレーザ増幅器の設計、構成が容易になる。
また、第４図の場合には、第１の方形ロッド２１，第２の方形ロッド２２，９０°旋光子２５，第３の方形ロッド２３，第４の方形ロッド２４の順に配置したが、この実施の形態１はこれに限定されるものではない。例えば、次の（Ａ）〜（Ｃ）の順番で励起モジュールを構成しても良く、同様の効果が得られる。
（Ａ）  第２の方形ロッド２２，第１の方形ロッド２１，９０°旋光子２５，第３の方形ロッド２３，第４の方形ロッド２４
（Ｂ）  第１の方形ロッド２１，第２の方形ロッド２２，９０°旋光子２５，第４の方形ロッド２４，第３の方形ロッド２３
（Ｃ）  第２の方形ロッド２２，第１の方形ロッド２１，９０°旋光子２５，第４の方形ロッド２４，第３の方形ロッド２３
つまり、９０°旋光子２５を境として、第１，第２の方形ロッド２１，２２からなる第１の方形ロッド群と、第３，第４の方形ロッド２３，２４からなる第２の方形ロッド群とに分類すると、第１の方形ロッド群における第１，第２の方形ロッド２１，２２の順番と、第２の方形ロッド群における第３，第４の方形ロッド２３，２４の順番は任意に定めることができる。
さらに、第１の方形ロッド２１，第２の方形ロッド２２，９０°旋光子２５，第３の方形ロッド２３，第４の方形ロッド２４を１組用いるとしたが、これらをｍ組（ｍは自然数）用意して同軸（光軸２６を共有）多段接続して励起モジュールを構成しても良い。
このようにしても、複屈折軸の軸ズレによらず、消光比の低下を防ぎ、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐことができるとともに、ｘ軸方向について排熱に垂直方向の熱レンズを２ｍ回通過し、ｙ軸方向についても排熱に垂直方向の熱レンズを２ｍ回通過するため、ｘ軸方向とｙ軸方向の熱レンズの差は生じず、熱レンズ作用による非点収差も補償される。
その上、多段接続によって方形ロッドの個数が増えるため、レーザ光に与える利得を大きくし、レーザ発振器およびレーザ増幅器の効率を向上することができる。
以上のように、この実施の形態１によれば、光軸２６を有し、光軸２６と直交するｙ軸方向に排熱面を有する第１の方形ロッド２１と、光軸２６を共有し、光軸２６およびｙ軸方向と直交するｘ軸方向に排熱面を有する第２の方形ロッド２２とから構成される第１の方形ロッド群と、光軸２６を共有し、ｙ軸方向に排熱面を有する第３の方形ロッド２３と、光軸２６を共有し、ｘ軸方向に排熱面を有する第４の方形ロッド２４とから構成される第２の方形ロッド群と、第１の方形ロッド群と第２の方形ロッド群との間に光軸２６を共有して設けられ、通過するレーザ光の偏光を９０°回転させる９０°旋光子２５とを備えるようにしたので、各方形ロッドにおける複屈折軸の軸ズレによらず、消光比の低下を防ぐことができるとともに、ｙ軸方向の熱レンズとｘ軸方向の熱レンズとの差の発生を防いで非点収差を防ぐことができるという効果が得られる。
また、この実施の形態１によれば、各々が有する１組の排熱面の間をジグザグの光路でレーザ光をそれぞれ通過させる第１の方形ロッド２１および第２の方形ロッド２２を第１の方形ロッド群が備えるとともに、各々が有する１組の排熱面の間をジグザグの光路でレーザ光をそれぞれ通過させる第３の方形ロッド２３および第４の方形ロッド２４を第２の方形ロッド群が備えるようにしたので、排熱方向に生じる温度勾配が平均されて熱レンズ作用の発生を防ぐことができるという効果が得られる。
さらに、この実施の形態１によれば、励起モジュールを複数備え、複数の励起モジュールを同軸多段接続するようにしたので、方形ロッドの個数が増えてレーザ光に与える利得を大きくすることができるという効果が得られる。
さらに、この実施の形態１によれば、励起モジュールと、励起モジュールの光軸２６と直交する全反射鏡と、全反射鏡と励起モジュールを挟むように設けられ、光軸２６と直交する部分反射鏡とを備えるようにしたので、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐとともに、非点を補償する構成を必要としないレーザ発振器を構成できるという効果が得られる。
さらに、この実施の形態１によれば、励起モジュールによって、入力されたレーザ光を増幅して出力するようにしたので、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐとともに、非点を補償する構成を必要としないレーザ増幅器を構成できるという効果が得られる。
実施の形態２．
第７図はこの発明の実施の形態２による励起モジュールの構成を示す図である。
第７図において、２７は第５の方形ロッド、２８は第６の方形ロッド、第１図と同一符号２５，２６はそれぞれ９０°旋光子、光軸である。第５，第６の方形ロッド２７，２８および９０°旋光子２５は光軸２６を共有している。
第５の方形ロッド２７は、その半分がｙ軸方向、その半分がｘ軸方向にそれぞれ排熱されており、第６の方形ロッド２８は、その半分がｘ軸方向、その半分がｙ軸方向にそれぞれ排熱されている。
つまり、第５の方形ロッド２７は、実施の形態１で示した第１の方形ロッド群における第１の方形ロッド２１，第２の方形ロッド２２を一体化したものと考えることができる。同様に、第６の方形ロッド２８は、実施の形態１で示した第２の方形ロッド群における第３の方形ロッド２３，第４の方形ロッド２４を一体化したものに相当する。
また、第５の方形ロッド２７と第６の方形ロッド２８との間に９０°旋光子２５が配置されている。第５の方形ロッド２７および第６の方形ロッド２８はほぼ同じように励起されており、第５，第６の方形ロッド２７，２８内に生じる温度勾配および複屈折はほぼ同じように発生している。
このように構成すれば、第７図で示した励起モジュールのジョーンズ行列は、式（６）と同様に表される。したがって、第７図の励起モジュールも、複屈折軸の軸ズレによらず、消光比の低下を防ぎ、レーザ発振器やレーザ増幅器に用いれば、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐことができる。
また、熱レンズ作用についても同様であり、ｘ軸方向の熱レンズとｙ軸方向の熱レンズとの差は生じず、非点収差を補償することができる。したがって、レーザ発振器やレーザ増幅器において非点を補償する構成を必要とすることなく、光学系を簡単にすることができる。
特に、実施の形態１と比較すると、この実施の形態２の励起モジュールは、方形ロッドの個数が減っているので、各方形ロッドのアライメント調整が容易になるとともに、各方形ロッドの研磨やコーティングなどの工程を減らすことができ、励起モジュールを廉価に構成することができる。
以上のように、この実施の形態２によれば、第１の方形ロッド２１および第２の方形ロッド２２を一体化した第５の方形ロッド２７を第１の方形ロッド群が備えるとともに、第３の方形ロッド２３および第４の方形ロッド２４を一体化した第６の方形ロッド２８を第２の方形ロッド群が備えるようにしたので、各方形ロッドのアライメント調整が容易になるとともに、研磨やコーティングなどの工程を減らすことができるという効果が得られ、励起モジュールを廉価に構成することができるという効果が得られる。
実施の形態３．
第８図はこの発明の実施の形態３による励起モジュールの構成を示す図である。
第８図において、３１は第７の方形ロッド、３２は第８の方形ロッド、３３は第９の方形ロッド、３４は第１０の方形ロッド、３５は第１の９０°旋光子、３６は第２の９０°旋光子、第１図と同一符号２６は光軸である。第７〜第１０の方形ロッド３１〜３４および第１，第２の９０°旋光子３５，３６は光軸２６を共有している。
第７の方形ロッド３１の１組の排熱面、第８の方形ロッド３２の１組の排熱面はいずれもｙ軸方向に、第９の方形ロッド３３の１組の排熱面、第１０の方形ロッド３４の１組の排熱面はいずれもｘ軸方向にそれぞれ向いている。また、第１の９０°旋光子３５は第７の方形ロッド３１と第８の方形ロッド３２との間に、第２の９０°旋光子３６は第９の方形ロッド３３と第１０の方形ロッド３４との間にそれぞれ配置されている。
第７の方形ロッド３１および第８の方形ロッド３２はほぼ同じように励起されており、第７，第８の方形ロッド３１，３２内の温度勾配および複屈折はほぼ同じように発生している。また、第９の方形ロッド３３および第１０の方形ロッド３４はほぼ同じように励起されており、第９，第１０の方形ロッド３３，３４内の温度勾配および複屈折はほぼ同じように発生している。さらに、第２の９０°旋光子３６は、第１の９０°旋光子３５の回転方向に対して、レーザ光の偏光を反対方向に９０°回転（−９０°回転）させる。
次に動作について説明する。
レーザ光は光軸２６上を進み、第７の方形ロッド３１を通過し、第１の９０°旋光子３５へ入射する。第１の９０°旋光子３５は、入射したレーザ光の偏光を９０°回転してから第８の方形ロッド３２へと出射する。第１の９０°旋光子３５から出射したレーザ光は、第８の方形ロッド３２を通過する。
第８の方形ロッド３３から出射したレーザ光は光軸２６上を進み、第９の方形ロッド３３を通過し、第２の９０°旋光子３６へ入射する。第２の９０°旋光子３６は、入射したレーザ光の偏光を−９０°回転してから第１０の方形ロッド３４へと出射する。第２の９０°旋光子３６から出射したレーザ光は、第１０の方形ロッド３４を通過する。
不図示の励起光源から出射した励起光が第７〜第１０の方形ロッド３１〜３４に吸収されて利得を発生しており、光軸２６の方向へ伝播するレーザ光は第７〜第１０の方形ロッド３１〜３４によって増幅される。
第７の方形ロッド３１と、第１の９０°旋光子３５と、第８の方形ロッド３２とから構成される光学系のジョーンズ行列ＪＲ３１−Ｒ３２は式（７）で表される。
2003001634.tif 000009
式（７）から分かるように、第７の方形ロッド３１と、第１の９０°旋光子３５と、第８の方形ロッド３２とからなる第１の旋光光学系は、方位角θ１，位相差δ１の値に依存せずに９０°旋光子として機能し、入射したレーザ光の偏光を９０°回転させる。
同様に、第９の方形ロッド３３と、第１０の９０°旋光子３６と、第１０の方形ロッド３４とから構成される光学系のジョーンズ行列ＪＲ３３−Ｒ３４は式（８）で表される。
2003001634.tif 000010
すなわち、第９の方形ロッド３３と、第２の９０°旋光子３６と、第１０の方形ロッド３４とからなる第２の旋光光学系は、方位角θ２，位相差δ２の値に依存せずに９０°旋光子として機能し、入射したレーザ光の偏光を−９０°回転させることを式（８）は示している。
したがって、第８図で示した励起モジュールのジョーンズ行列ＪＡ１１、は式（９）で表される。
2003001634.tif 000011
式（９）は、方位角θ１，θ２，位相差δ１，δ２の値に依存せず、また２行２列の単位行列であるため、入射したレーザ光の偏光状態を変化させないことが分かる。したがって、複屈折軸の軸ズレによらず入射したレーザ光の偏光が変化しないため、消光比の低下は生じず、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐことができる。
ここでは、第１の９０°旋光子３５の回転方向（＋９０°）に対して、第２の９０°旋光子３６がレーザ光の偏光を反対方向に９０°回転（−９０°）させるものとしたが、この実施の形態３はこれに限定されるものではなく、第２の９０°旋光子３６が第１の９０°旋光子３５と同じ方向に偏光を９０°回転させても良い。
この場合、第８図に示した励起モジュールは１８０°旋光子（−１を係数とする単位行列）として機能し、複屈折軸の軸ズレによらず入射したレーザ光の偏光は変化しないため、消光比の低下は生じず、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐことができる。
また、熱レンズ作用は、ｘ軸方向について、排熱方向の熱レンズ２回、排熱に垂直方向の熱レンズを２回通過し、ｙ軸方向についても、排熱方向の熱レンズ２回、排熱に垂直方向の熱レンズを２回通過するため、ｘ軸方向とｙ軸方向の熱レンズの差は生じず、非点収差は補償される。したがって、レーザ発振器やレーザ増幅器において非点を補償する構成を用いる必要が生じず、光学系を簡単にすることができる。
なお、以上の説明では、第７〜第１０の方形ロッド３１〜３４を通過するレーザ光が光軸２６と平行に伝播するものとしたが、この実施の形態３はこれに限定されず、実施の形態１でも述べたように、第７の方形ロッド３１はｙ軸方向にジグザグの光路を、第８の方形ロッド３２はｙ軸方向にジグザグの光路を、第９の方形ロッド３３はｘ軸方向にジグザグの光路を、第１０の方形ロッド３４はｘ軸方向にジグザグの光路を取るように配置しても良い。
このように構成すれば、ジグザグの光路をとる方向の熱レンズは、排熱方向に生じる温度勾配が平均されてレンズ作用が発生しないため、熱レンズ作用は、ｘ軸方向について排熱に垂直方向の熱レンズを２回通過し、ｙ軸方向についても排熱に垂直方向の熱レンズを２回通過するため、ｘ軸方向とｙ軸方向の熱レンズの差は生じず、非点収差は補償される。
加えて、排熱方向の熱レンズの影響を受けないため、励起モジュール全体の熱レンズは小さくなり、レーザ発振器やレーザ増幅器の設計、構成が容易になる。
また、第７の方形ロッド３１，第１の９０°旋光子３５，第８の方形ロッド３２をからなる第１の旋光光学系と、第９の方形ロッド３３，第２１の９０°旋光子３６，第１０の方形ロッド３４からなる第２の旋光光学系とを１組ずつそれぞれ用いるものとしたが、第１の旋光光学系と、第２の旋光光学系とをｍ組ずつそれぞれ用いて多段接続しても良い。
このように構成すれば、複屈折軸の軸ズレによらず入射したレーザ光の偏光は変化しないため、消光比の低下は生じず、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐことができる。また、熱レンズ作用は、ｘ軸方向について排熱に垂直方向の熱レンズを２ｍ回通過し、ｙ軸方向についても排熱に垂直方向の熱レンズを２ｍ回通過するため、ｘ軸方向とｙ軸方向の熱レンズの差は生じず、非点収差は補償される。
さらに、方形ロッドの個数が増えるため、レーザ光に与える増幅率を大きくし、レーザ発振器やレーザ増幅器の効率を高くすることができる。
以上のように、この実施の形態３によれば、光軸２６を有し、光軸２６と直交するｙ軸方向に排熱面をそれぞれ有する第７の方形ロッド３１および第８の方形ロッド３２と、第７の方形ロッド３１と第８の方形ロッド３２との間に光軸２６を共有して設けられ、通過するレーザ光の偏光を９０°回転させる第１の９０°旋光子３５とから構成される第１の旋光光学系と、光軸２６およびｙ軸方向と直交するｘ軸方向に排熱面をそれぞれ有し、光軸２６をそれぞれ共有する第９の方形ロッド３３および第１０の方形ロッド３４と、第９の方形ロッド３３と第１０の方形ロッド３４との間に光軸２６を共有して設けられ、通過するレーザ光の偏光を９０°回転させる第２の９０°旋光子３６とから構成される第２の旋光光学系とを備えるようにしたので、各方形ロッドにおける複屈折軸の軸ズレによらず、消光比の低下を防ぐことができるとともに、ｙ軸方向の熱レンズとｘ軸方向の熱レンズとの差の発生を防いで非点収差を防ぐことができるという効果が得られる。
また、この実施の形態３によれば、各々が有する１組の排熱面の間をジグザグの光路でレーザ光をそれぞれ通過させる第７の方形ロッド３１および第８の方形ロッド３２を第１の旋光光学系が備えるとともに、各々が有する１組の排熱面の間をジグザグの光路でレーザ光をそれぞれ通過させる第９の方形ロッド３３および第１０の方形ロッド３４を第２の旋光光学系が備えるようにしたので、排熱方向に生じる温度勾配が平均されて熱レンズ作用の発生を防ぐことができるという効果が得られる。
さらに、この実施の形態３によれば、励起モジュールを複数備え、複数の励起モジュールを同軸多段接続するようにしたので、方形ロッドの個数が増えてレーザ光に与える利得を大きくすることができるという効果が得られる。
実施の形態４．
実施の形態１〜３では、９０°旋光子を用いた透過系構成の励起モジュールについて説明してきたが、この実施の形態４では、４５°旋光子を用いた反射系構成の励起モジュールについて説明する。
第９図はこの発明の実施の形態４による励起モジュールの構成を示す図である。
第９図において、４１は第１１の方形ロッド、４２は第１２の方形ロッド、４３は第１の４５°旋光子、４４は第１の全反射鏡であり、第１図などと同一の符号２６はこの実施の形態４による励起モジュールの光軸である。第１１，１２の方形ロッド４１，４２および第１の４５°旋光子４３は光軸２６を共有しており、第１の全反射鏡４４の反射面は光軸２６と直交している。
第１１の方形ロッド４１の１組の排熱面はｙ軸方向に、第１２の方形ロッド４２の１組の排熱面はｘ軸方向にそれぞれ向いている。第１の４５°旋光子４３は、第１２の方形ロッド４２と第１の全反射鏡４４との間に配置されている。
次に動作について説明する。
光軸２６上を進んで励起モジュールへ入射するレーザ光は、第１１の方形ロッド４１，第１２の方形ロッド４２を順次通過し、第１の４５°旋光子４３へ入射する。第１の４５°旋光子４３は、第１２の方形ロッド４２から入射した往路のレーザ光の偏光を４５°だけ回転させて、第１の全反射鏡４４へと出射する。
第１の全反射鏡４４はレーザ光を反射し、第１の４５°旋光子４３へ入射する。第１の４５°旋光子４３は、第１の全反射鏡４４から入射した復路のレーザ光の偏光を４５°だけさらに回転させ、第１２の方形ロッド４２へと出射する。第１の４５°旋光子４３から出射したレーザ光は、第１２の方形ロッド４２，第１１の方形ロッド４１を往路と逆順に通過して、励起モジュールから出射する。不図示の励起光源から出射した励起光が第１１，第１２の方形ロッド４１，４２に吸収されて利得を発生しており、光軸２６に沿って往復伝播するレーザ光は第１１，第１２の方形ロッド４１，４２によって増幅される。
実施の形態１にならって、第９図の励起モジュールをジョーンズ行列型式によって説明する。
第９図において、第１の全反射鏡４４の反射率をＭ，第１１の方形ロッド４１，第１２の方形ロッド４２の各ジョーンズ行列をそれぞれＪＲ４１，ＪＲ４２とする。各ジョーンズ行列ＪＲ４１，ＪＲ４２は、実施の形態１で示した式（２）と同様のものである。
また、第１の４５°旋光子４３のジョーンズ行列ＪＲｏｔ’は式（１０）で表される。旋光子のジョーンズ行列は回転行列なので、ＪＲｏｔ’・ＪＲｏｔ’＝ＪＲｏｔの関係を満たし、第１の４５°旋光子４３をレーザ光が往復すると、実施の形態１〜３で示した９０°旋光子と同じ働きになる。
2003001634.tif 000012
レーザ光が励起モジュールの各構成要素を通過する順番と、以上の各ジョーンズ行列とを踏まえると、第９図の励起モジュール全体のジョーンズ行列ＪＡ１１は式（１１）のように計算される。
2003001634.tif 000013
式（１１）から分かるように、実施の形態１と同様に、第９図の反射系構成による励起モジュールの場合も、式（１）の入射偏光ベクトル（Ｅｘ，Ｅｙ）Ｔに対して出射偏光ベクトル（Ｅｘｏｕｔ，Ｅｙｏｕｔ）Ｔを必ず直交させるように動作している。
一般的に、式（３）で表される９０°回転行列ＪＲｏｔ（＝ＪＲｏｔ’・ＪＲｏｔ’）は、２行２列の任意の行列Ｑをその左側から乗算し、この行列Ｑの転置行列ＱＴを右側から乗算すると、Ｑ・ＪＲｏｔ・ＱＴ＝｜Ｑ｜・ＪＲｏｔと計算される。
この計算は、９０°回転行列ＪＲｏｔ自身が行列計算の結果になり、任意の行列Ｑの作用は９０°回転行列ＪＲｏｔの係数にその行列式｜Ｑ｜として現れるだけになっている。係数｜Ｑ｜は任意の２次元ベクトルに対して本質的な影響を与えないため（特にジョーンズ行列はいわゆるユニタリ行列なので行列式の絶対値は１になる）、行列Ｑの作用に影響されることなく、９０°回転行列ＪＲｏｔの作用だけが２次元ベクトルに対して与えられる。
この実施の形態４は、以上の考え方に基づいて反射系の励起モジュールを構成しており、往路における各構成要素の作用と逆の順番で復路における各構成要素がレーザ光の偏光に作用するので、上記の計算が光学的に実現されている。
また、熱レンズ作用についても補償されている。
すなわち、ｙ軸方向に排熱する第１１の方形ロッド４１をレーザ光が往復で２回通過し、ｚ軸方向に排熱する第１２の方形ロッド４２を往復で２回通過するので、ｘ軸方向の熱レンズ作用と、ｙ軸方向の熱レンズ作用とが相殺されて非点収差を発生しない。
このように、第９図の反射系構成による励起モジュールの場合も、実施の形態１と同様の結果が得られる。
特に、第９図の励起モジュールは反射系で構成されているので、第１の全反射鏡４４の反射率Ｍなどによって損失が若干大きくなるものの、往路のジョーンズ行列ＪＲ４２・ＪＲ４１に対して復路のジョーンズ行列ＪＲ４１・ＪＲ４２が光の伝播よりも速く変化しない限り（両者のジョーンズ行列に差異が生じない限り）、異なる方形ロッドで同じ励起を行なう必要のない点が特長になっている。
続いて、第９図の励起モジュールを適用したレーザ発振器やレーザ増幅器の構成例について説明する。
＜レーザ発振器  その１＞
第１０図はこの発明の実施の形態４による励起モジュールを適用したレーザ発振器の構成を示す図である。第９図と同一符号は同一または相当する構成である。
第１０図において、４５は部分反射鏡であり、第１の４５°旋光子４３や第１の全反射鏡４４とともに、第１１，第１２の方形ロッド４１，４２を挟むようにして光軸２６上に設けられている。部分反射鏡４５の反射面は光軸２６と直交している。また、部分反射鏡４５と第１の全反射鏡４４との間が共振器になる。符号ａを付した矢印はレーザ増幅器の励起モジュールへ入射するレーザ光の光往路、符号ｂを付した矢印はレーザ増幅器の励起モジュールから出射するレーザ光の光復路である。
次に動作について説明する。
レーザ発振器として利用する場合には、励起モジュールへ入射するレーザ光と、励起モジュールを偶数回周回したレーザ光との間で偏光および位相が一致したときに、レーザ発振が生じる。レーザ光の位相はレーザ発振器の共振器長を調整して一致させるので、ここでは偏光が一致するまでの動作を説明する。
第１０図において、部分反射鏡４５を通過したレーザ光の光往路ａにおける偏光状態を例えばｙ軸方向の直線偏光とすると、第９図の動作で説明したように、光往路ａのレーザ光が１回目の励起モジュールの周回を行なうと、光復路ｂにおけるレーザ光はｘ軸方向に偏光する。
このｘ軸方向に偏光した光復路ｂのレーザ光は部分反射鏡４５で反射され、光往路ａにおいて今度はｘ軸方向に偏光したレーザ光になり、そして２回目の励起モジュールの周回を行なうと、光復路ｂにおいてｙ軸方向の偏光になっている。
したがって、第１０図のレーザ発振器内で励起モジュールを２周回の自然数倍、つまり偶数回だけ励起モジュールを周回したレーザ光は偏光および位相が一致するので、部分反射鏡４５と第１の全反射鏡４４との間を共振器としてレーザ発振が発生する。部分反射鏡４５を通過した光がレーザ発振によるレーザ出力光になる。
以上の動作と偏光状態とを模式的にまとめると次のようになる。
光往路ａ（偏光ｙ軸）⇒励起モジュール周回⇒光復路ｂ（偏光ｘ軸）
⇒部分反射鏡４５反射⇒光往路ａ（偏光ｘ軸）⇒励起モジュール周回
⇒光復路ｂ（偏光ｙ軸）⇒部分反射鏡４５反射⇒光往路ａ（偏光ｙ軸）
⇒…
＜レーザ発振器  その２＞
第１０図の構成に第２の４５°旋光子を追加すると、１周回でレーザ発振させることもできる。
第１１図はこの発明の実施の形態４による励起モジュールを適用したレーザ発振器の構成を示す図である。第１図、第９図および第１０図と同一符号は同一または相当する構成である。
第１１図において、４６は第２の４５°旋光子であり、部分反射鏡４５と第１１の方形ロッド４１との間の光軸２６上に設けられている。
次に動作について説明する。
光往路ａにおいてｙ軸方向に直線偏光したレーザ光が励起モジュールを周回すると、光復路ｂではｘ軸方向に偏光したレーザ光として出射する。この光復路ｂのレーザ光は、第２の４５°旋光子４６によってｘ軸方向から４５°だけ偏光面が回転し、部分反射鏡４５で反射した後に第２の４５°旋光子４６によってｘ軸方向からさらに４５°だけ偏光面が回転する。
したがって、光復路ｂでｘ軸方向に偏光していたレーザ光は、第２の４５°旋光子４６を２回通過することによって、ｘ軸方向から合計９０°だけ偏光面が回転し、光往路ａでｙ軸方向の偏光になっている。このように、第１１図のレーザ発振器では、レーザ光が１周回すると偏光および位相が一致し、第１の全反射鏡４４と部分反射鏡４５との間でレーザ発振を発生させることができる。レーザ出力光は部分反射鏡４５を通過したものになる。
以上のレーザ発振器の動作をまとめておく。
光往路ａ（偏光ｙ軸）⇒励起モジュール周回⇒光復路ｂ（偏光ｘ軸）
⇒第２の４５°旋光子４６通過⇒部分反射鏡４５反射
⇒第２の４５°旋光子４６通過う光往路ａ（偏光ｙ軸）
⇒…
＜レーザ発振器  その３＞
第１２図はこの発明の実施の形態４による励起モジュールを適用したレーザ発振器の構成を示す図である。第１図、第９図および第１０図と同一符号は同一または相当する構成である。
第１２図において、４７はｘ軸方向に直線偏光したレーザ光を通過する偏光子であり、部分反射鏡４５と第１１の方形ロッド４１との間の光軸２６上に設けられている。４８は偏光子４７で反射したレーザ光を全反射する第２の全反射鏡である。
偏光子４７は、ｘ軸方向に偏光したレーザ光（所定の偏光のレーザ光）をその入射方向のまま出射し、ｙ軸方向に直線偏光して入射したレーザ光（所定の偏光と直交するレーザ光）を光軸２６と直交する方向へ反射する。この直交する方向には第２の全反射鏡４８が設けられており、偏光子４７で反射したレーザ光は第２の全反射鏡４８によって偏光子４７へ反射されるようになっている。
次に動作について説明する。
光往路ａにおいてｙ軸方向に直線偏光したレーザ光が１回目の励起モジュールの周回を行なうと、光復路ｂではｘ軸方向に偏光したレーザ光として出射する。この光復路ｂにおけるレーザ光はｘ軸方向に偏光しているので、偏光子４７を通過して部分反射鏡４５で反射し、偏光子４７を再通過して光往路ａへ到達する。このとき、光往路ａのレーザ光はｘ軸方向の直線偏光になっているので、２回目の励起モジュールの周回後に光復路ｂにおいてｙ軸方向の直線偏光になる。
この光復路ｂのレーザ光はｙ軸方向に偏光しているので、偏光子４７によって光軸２６と直交する方向へ反射されて第２の全反射鏡４８へ向い、全反射鏡４８によって偏光子４７へ反射され、偏光子４７でさらに反射されて、光往路ａでｙ軸方向に直線偏光したレーザ光になる。
このように、第１２図のレーザ発振器では、レーザ光が２周回すると偏光および位相が一致し、レーザ発振を発生させることができる。レーザ出力光は部分反射鏡４５を通過したものになる。
以上の動作をまとめると以下の通りである。
光往路ａ（偏光ｙ軸）⇒励起モジュール周回⇒光復路ｂ（偏光ｘ軸）
⇒偏光子４７通過⇒部分反射鏡４５反射⇒偏光子４７通過
⇒光往路ａ（偏光ｘ軸）⇒励起モジュール周回⇒光復路ｂ（偏光ｙ軸）
⇒偏光子４７反射⇒第２の全反射鏡４８反射⇒偏光子４７反射
⇒光往路ａ（偏光ｙ軸）
⇒…
＜レーザ増幅器＞
第９図の励起モジュールを用いたレーザ増幅器について次に説明する。
第１３図はこの発明の実施の形態４による励起モジュールを適用したレーザ増幅器の構成を示す図である。第１図、第９図および第１２図と同一符号は同一または相当する構成である。
次に動作について説明する。
ｘ軸方向に直線偏光した入射光が偏光子４７を通過すると、光往路ａにおいてｘ軸方向に偏光したレーザ光として励起モジュールを周回する。励起モジュールから戻った光復路ｂのレーザ光の偏光は励起モジュールの直交作用によってｙ軸方向に偏向している。このｙ軸方向に偏向したレーザ光は偏光子４７によって光軸２６と直交する方向へ反射され、励起ジュールで増幅された出射光としてレーザ増幅器から出射する。
このように、第１３図のレーザ増幅器では、光往路ａと光復路ｂとで偏光が直行していることを利用して、偏光子４７によって入射光と出射光とを分離している。
以上のレーザ増幅器の動作をまとめておく。
入射光（偏光ｘ軸）⇒偏光子４７通過⇒光往路ａ（偏光ｘ軸）
⇒励起モジュール周回⇒光復路ｂ（偏光ｙ軸）⇒偏光子４７反射
⇒出射光（偏光ｙ軸）
なお、以上の説明では、１個の第１１の方形ロッド４１と、１個の第１２の方形ロッド４２とから反射系の励起モジュールを構成していたが、この実施の形態４はこれに限定されるものではない。つまり、第１１の方形ロッド４１，第１２の方形ロッド４２の各個数はそれぞれ１個に限定されるわけではなく、第１１の方形ロッド４１，第１２の方形ロッド４２をそれぞれ同数個ずつ用意して多段接続すれば良く、同様の効果が得られる。
また、この多段接続の場合、ｘ軸方向へ排熱する方形ロッドと、ｙ軸方向へ排熱する方形ロッドとが同数であれば、ｙ軸方向に排熱する方形ロッドと、ｘ軸方向に排熱する方形ロッドとの配置は特に限定されるものではなく、任意に決めることが可能である。
例えば各１個ずつの方形ロッドで励起モジュールを構成する場合には、各方形ロッド毎の排熱方向は光の入射側から順にＸ方向・Ｙ方向（Ｘ・Ｙ）とＹ方向・Ｘ方向（Ｙ・Ｘ）の２パターンが可能である。各２個ずつの方形ロッドで構成するのであれば、光の入射側から順に、以下に示す６パターンのうちのいずれか一つを採用することができる。
Ｘ・Ｘ・Ｙ・Ｙ  ，  Ｘ・Ｙ・Ｘ・Ｙ  ，  Ｘ・Ｙ・Ｙ・Ｘ，
Ｙ・Ｙ・Ｘ・Ｘ  ，  Ｙ・Ｘ・Ｙ・Ｘ  ，  Ｙ・Ｘ・Ｘ・Ｙ
以下、各３個ずつ、各４個ずつ、各５個ずつ、…の場合も同様に考えられる。
さらに、実施の形態１でも説明したように、第１１の方形ロッド４１，第１２の方形ロッド４２において、排熱方向にジグザグの光路を取るようにしても良く、同様の効果が得られる。
さらに、実施の形態２で示した手法をこの実施の形態４の励起モジュールに適用することも可能である。つまり、第１１の方形ロッド４１と第１２の方形ロッド４２とを一体化した方形ロッド１個と、第１の４５°旋光子と、第１の全反射鏡とから励起モジュールを構成し、１個の方形ロッドの各半分ずつで互いに直交する方向へ排熱させるようにしても良く、同様の効果が得られる。
この一体化した方形ロッドの半分ずつで直交排熱する場合には、方形ロッドは少なくとも１個あれば良い。１個以上の方形ロッドと、第１の４５°旋光子と、全反射鏡とから励起モジュールを構成し、全ての方形ロッドにおいてそれぞれ半分ずつ直交排熱するようにする。排熱方向の順番は特に限定されず、ｘ軸方向の排熱とｙ軸方向の排熱との数が同数であれば良い。
以上のように、この実施の形態４によれば、光軸２６を有し、光軸２６と直交するｙ軸方向に排熱面を有する少なくとも１以上の第１１の方形ロッド４１と、第１１の方形ロッド４１と同数だけ光軸２６を共有して設けられ、光軸２６およびｙ軸方向と直交するｘ軸方向に排熱面を有する第１２の方形ロッド４２とから構成される反射系方形ロッド群と、反射系方形ロッド群から出射したレーザ光を反射系方形ロッド群へと反射する第１の全反射鏡４４と、反射系方形ロッド群と第１の全反射鏡４４との間に光軸を共有して設けられ、通過するレーザ光の偏光を４５°回転する第１の４５°旋光子４３とを備えるようにしたので、各方形ロッドにおける複屈折軸の軸ズレによらず、消光比の低下を防ぐことができるとともに、ｙ軸方向の熱レンズとｘ軸方向の熱レンズとの差の発生を防いで非点収差を防ぐことができるという効果が得られる。
また、この実施の形態４によれば、各々が有する１組の排熱面の間をジグザグの光路でレーザ光をそれぞれ通過させる第１１の方形ロッド４１および第１２の方形ロッド４２を反射系方形ロッド群が備えるようにしたので、排熱方向に生じる温度勾配が平均されて熱レンズ作用の発生を防ぐことができるという効果が得られる。
さらに、この実施の形態４によれば、各々同数ずつ設けられた第１１の方形ロッド４１と第１２の方形ロッド４２とをそれぞれ一体化して反射系方形ロッド群が備えるようにしたので、各方形ロッドのアライメント調整が容易になるとともに、研磨やコーティングなどの工程を減らすことができるという効果が得られ、励起モジュールを廉価に構成することができるという効果が得られる。
さらに、この実施の形態４によれば、励起モジュールと、励起モジュールの第１の全反射鏡４４と対になって反射系方形ロッド群および第１の旋光子４３を挟むように設けられ、励起モジュールの光軸２６と直交する部分反射鏡４５とを備えるようにしたので、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐとともに、非点を補償する構成を必要としないレーザ発振器を構成できるという効果が得られる。
さらに、この実施の形態４によれば、部分反射鏡４５と励起モジュールとの間に光軸２６を共有して設けられ、通過するレーザ光の偏光を４５°回転させる第２の４５°旋光子４６を備えるようにしたので、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐとともに、非点を補償する構成を必要としないレーザ発振器を構成できるという効果が得られる。
さらに、この実施の形態４によれば、部分反射鏡４５と励起モジュールとの間の光軸２６上に設けられ、ｘ軸方向の偏光のレーザ光を通過するとともに、ｘ軸方向の偏光と直交するｙ軸方向の偏光のレーザ光を光軸２６と直交する方向へ反射する偏光子４７と、偏光子４７で反射したレーザ光を偏光子４７へ反射する第２の全反射鏡４８とを備えるようにしたので、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐとともに、非点を補償する構成を必要としないレーザ発振器を構成できるという効果が得られる。
さらに、この実施の形態４によれば、励起モジュールと、励起モジュールの光軸２６上に設けられ、ｘ軸方向の偏光のレーザ光を通過するとともに、ｘ軸方向の偏光と直交するｙ軸方向の偏光のレーザ光を光軸２６と直交する方向へ反射する偏光子４７とを備え、偏光子４７を介して励起モジュールへｘ軸方向の偏光のレーザ光を入力するようにしたので、エネルギーの利用効率の低下やビーム品質の低下を防ぐとともに、非点を補償する構成を必要としないレーザ増幅器を構成できるという効果が得られる。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係る励起モジュールは、衛星搭載用レーザレーダ装置や加工用レーザ装置にそれぞれ用いられるレーザ発振器やレーザ増幅器用の励起モジュールに適している。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の励起モジュールの構成を示す図である。
第２図は従来の励起モジュールを適用したレーザ発振器の構成を示す図である。
第３図は第２図のレーザ発振器の方形ロッドにおける温度勾配方向の傾きを説明するための図である。
第４図はこの発明の実施の形態１による励起モジュールの構成を示す図である。
第５図は第１の方形ロッドのジョーンズ行列を説明するための図である。
第６図は第２の方形ロッドのジョーンズ行列を説明するための図である。
第７図はこの発明の実施の形態２による励起モジュールの構成を示す図である。
第８図はこの発明の実施の形態３による励起モジュールの構成を示す図である。
第９図はこの発明の実施の形態４による励起モジュールの構成を示す図である。
第１０図はこの発明の実施の形態４による励起モジュールを適用したレーザ発振器の構成を示す図である。
第１１図はこの発明の実施の形態４による励起モジュールを適用したレーザ発振器の構成を示す図である。
第１２図はこの発明の実施の形態４による励起モジュールを適用したレーザ発振器の構成を示す図である。
第１３図はこの発明の実施の形態４による励起モジュールを適用したレーザ増幅器の構成を示す図である。
【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】
2003001634.tif 000024
【図１２】
2003001634.tif 000025
【図１３】
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【国際調査報告】
2003001634.tif 000027
2003001634.tif 000028
2003001634.tif 000029
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