JPH01310584A - レーザ用単一周波数アダプタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電力安定型単一周波数レーザシステムに間す
る。

簡単に説明すると、レーザは光学共振空洞部内に閉じ込
められた励起し得るレイジング媒体を有している。典型
的には、レーザはレイジング媒体を有している管体な有
し、この管体は前記共振空洞部を定めている各長手方向
の端部にミラーを有している。出力周波数はレイジング
媒体の特性および共振器の構造によって決定される。

レイジング媒体を考慮すると、中心出力周波数は媒体の
有効なレーザ変位点によって決定される。

大抵のヘリウム−ネオンレーザで発生する変位点は６３
２８オングストロームの波長を有する出力において発生
する。レイジング媒体を構成している原子のレイジング
軸に沿った熱運動のために、出力周波数は中心周波数か
ら上方または下方にずれることが起こりうる。ずれた出
力周波数の強度分布は通常ドツプラー曲線と称される曲
線によって定められる。それはしばしば次の式によって
予潤される。

１＝Ｉ＠（ｅｘｐ（−Ｍｅ２Δｖ２／２ｖ＠”ＫＴ）＝
１）η之 ここにおいて、ｖ８はずれない周波数、すなわち中心周
波数であり、　■Ｂは中心周波数における強度で・あり
、ηは全体の損失に対する有効な中心線の部分の利得の
比率であり（Ｓち、ｇｓ／全損失）Ｍは原子質量であり
、Ｃは光速であり、ＫＴは電子温度間係係数であり、Δ
Ｖは所与のモードにおける中央線からの差の周波数であ
る。

８１図（ａ）は典型的なドツプラー曲線、すなわちＶ＠
の中心レイジング周波数およびその周波数におけるＩ＠
の強度を有する仮定のレイジング媒体の周波数スペクト
ル対利得間係を示している。

中心層波数の両側の周波数における利得は損失しきい値
以下に低下するまで低下している。ドップラー曲線の直
接の意味、　（またはドツプラー広がりとして知られて
いる明確な作用）はレーザが中心周波数近傍の周波数範
囲にわたって潜在的に光を出力できることである。しか
しドツプラーシフトされた周波数の利得は損失しきい値
以下に低下するので共振を維持することはできない。

次に、光学共振空洞部について考えてみると、空洞部の
端部のミラーは光学軸に沿った空洞部の長さを定めてい
る。どのような空洞部においても、共振器内の発塩を維
持する正常モードまたはフィールド構造が存在する。レ
ーザ共振器のモードは典型的にはＴＥＭｍｎｑで定めら
れる。ここにおいて、ｍ、　　ｎおよびｑはモードの数
であり、ｎ、ｍは積方向のモードの数、ｑは縦方向のモ
ードの数である。ヘリウム−ネオンレーザの場合には、
数ｍ、　　ｎは通常非常に小さく、０である場合が多い
。数ｑは縦方向のモードの数（２つのミラー閏の半波の
数）であり、通常非常に大きな数である。

また、数ｑは所与の空洞部の縦方向のモードの数を定め
ている。所与の空洞部の長さしくセンチメートル）に対
して、有効なモードの周波数間隔はｃ／２Ｌ　（メガヘ
ルツ）である、従って、距離りが短ければ短いほど、所
与の光学空洞部内で共振する周波数は更に離れることに
なる。第１図（ｄ）はＴ　ＥＭＯＯｑモードの場合の長
さしの光学共振空洞部の周波数スペクトルを示している
。

レイジング媒体がドツプラー曲線の下で維持する周波数
および有効な空洞部モード閏の相互作用が第１図（Ｃ）
に示されている。この第１図（Ｃ）は第１図（ａ）およ
び第１図（ｂ）の共通部分をとったものである。前述し
た仮定のレーザにおいては、ドツプラー曲線の下に３つ
のモードが存在し、レーザによって出力される３つの周
波数がある０間隔ｃ　／　２　Ｌが充分大きい場合には
、単一周波数のみが出力される。

ヘリウム−ネオンレーザにおいては、前述した仮定のレ
ーザの場合のように、充分な利得を有するこれらの共振
のみが発塩する。この利得はネオンの６３２８オングス
トロームのラインに対する厘子価３ｓ２および２　ｐ　
ａの間の分布反転から得ることができる。多くのへリウ
ムーネオンレーザの場合、自然ネオンが使用され、この
自然ネオンはＮｅ２ｔおよびＮｅ２ｓの同位元素の混合
物からなり、後者は約８０％である。

更に均一な利得曲線を得るために、Ｎｅ２＠を使用した
多くの場合に単一の同位元素が利用される。

また、ネオンの単一の同位元素を選択することによって
よく定められた中央ラインの周波数が基準のフレームと
して使用される。

レーザの出力電力はドツプラー利得曲線の下でモード位
置における変化によフて変化する。この変イヒはしばし
ば「モートスウィービング　（ｍｏｄｅ−ｓｗｅｅｐｉ
ｎｇ）　Ｊと称される。モード位置はモード間隔ｃ／２
Ｌによって影響を受けるので、空洞部の長さにおける変
化は利得曲線を介して周波数シフトを生じ、出力電力に
周期的変化を生じる。空洞部間隔を制御することによっ
て、所望の出力電力、すなわち出力周波数を制御するこ
とができる。

モートスウィービングは全く簡単に説明することができ
る０例えば温度変化における空洞部の長ざに小さな変化
が発生した場合には上述したようにモード間隔に小さな
変化が発生することに注意されたい、これらの変化はス
ペクトルの低い周波数部分において若干目につく程度で
あるが、これらの影響は事実累積的であり、ｖｌＩの周
波数領域（レーザ出力領域）においてかなり顕著である
。

温度が上昇するに従って、空洞部は膨張し、モード間隔
ｃ　／　２　Ｌを低減させる。これはＶ＠の近傍のモー
ドに対する影響を低い周波数領域の方にシフトさせる。

温度が低下する場合には反対の動作が行われる。この現
象がリニアな出力の単一周波数のレーザの制御を可能に
しているものである。

空洞部を膨張および収縮するために使用される方法は種
々あってもよい、空洞部を過熱する方法は発生および制
御が簡単であるので広く使用されている。しかしながら
、特に大きな熱慣性を有する設計の場合には応答が非常
に遅、い、また、圧電結晶は一般に応答特性がよいので
使用されているが、適用するのが困難であり、価格が高
いという欠点がある。

ドツプラー曲線の下で発掘する空洞部モードに関連する
出力電力は各々別個の周波数を有している。明らかに、
非常に短いレーザの場合は、モード間隔は大きくなり、
１モードのみの場合には一度に利得曲線の下で適合する
ことができる。これは４．５インチ以下の空洞部の長さ
に対応する。

非常に長いレーザの場合には、多くの空洞部モードが一
度に発掘することがある０例えば、周知の１６ｍＷのへ
リウムーネオンレーザ（長さが３０インチ以上）は空洞
部の損失が充分小さい場合には最大１３モードで発振す
る。

多くの安定化した周波数用途において昔及しているレー
ザの長さは約７ないし９インチである。

この長さにおいては、２つ以上のモードが同時に発掘す
ることはなく（これは重要である）、１ｍＷ以上のもの
が単一モードで発生する。

曲線の下における各モードはその周波数によって隣接す
るモードから異なるだけでなく、偏光によっても異なる
０例えば、２つのモードで発振するレーザにおいては、
各モードの偏光は隣接モードと直交する（角度的に９０
°の間隔をあすて）。

このようなモードはしばしばｒｓＪおよび「ｐ」偏光さ
れたものと称される。各モードを追加して、偏光はｒｓ
Ｊ、　ｒｐＪ、　「Ｓ」等のように交互に繰り返す、こ
れが３つ以上のモードが単一周波数のレーザ用連用に許
容されない理由である０例えば、偏光器は２つのモード
を通過し、コヒーレンスが失われる。

ブルーメタ窓なしにレーザな説明する「ランダム偏光」
という用語はいくらか紛られしいものである。実際、こ
のような管体について「ランダム」というものはない、
上述したように、モートスウィービングの閏曲線に入る
各モードは隣接モードに直交する偏光を有する。しかし
ながら、レーザの管体に対する「Ｓ」または「ｐ」空洞
部モードの方向は管体の寿命の間認められるほど移動し
ない、それらは製造の間の条件によって生ずる管体上の
位置にロックされる。この偏光感度を生ずる現象は複屈
折として知られている。

複屈折のあるレベルは単一周波数用途に使用される「ラ
ンダム」レーザ管体用に必要とされることが知られてい
る。これがない場合には、偏光は「ランダム」に移動す
る。しかしながら、あまりに多くの機械的複屈折は「モ
ードホッピング（ｍ。

ｄｅ　ｈｏｐｐｉｎｇ）　Ｊとして知られている現象を
生ずる。

この場合、偏光感度はｒｓＪまたはｒｐ」偏光面に対し
て更に強く方向付けられ、　「好ましくない」モードの
強度が大きくなるに従って（および「好ましい」モード
の強度が低減するに従って）、好ましい偏光にホップす
る。この現象は単一周波数用途において好ましくないも
のである。

多くの単一周波数レーザは、たとえサーボ技術であった
としても、フィードバック信号として個々のモードに関
連する電力を表す信号を使用する。

例外はヨウ業安定化レーザおよびゼーマンスプリットレ
ーザであり、後者はリニア出力を発生する４分の１波長
板を使用することを必要としている。

従フて、多くの単一周波数レーザは電力が安定化したレ
ーザである。多くの製造業者はＭＨｚまたはｌＯ億あた
りの個数（ｐａｒｔｓ　ｐｅｒ　ｂｉｌｌｉｏｎ）によ
って周波数安定のレベルを規定している。

上述したように、電力安定化はレーザ空洞部の長さ、す
なわち各端部におけるミラー間の長さを調整することに
よって行われる。従来のヘリウム−ネオンレーザの長さ
を調整するには熱膨張が使用されていた。これは標準の
管体設計を使用するので好ましい方法である。これらの
システムにおいて、レーザ空洞部の全てまたは一部は放
射または伝導によって過熱される。しかしながら、熱膨
張および放射または伝導過熱を使用する場合には欠点が
ある。すなわち、制御ループ内に比較的長い時定数があ
ることである。従来の少なく使用されていたシステムは
空洞部の長さを圧電制御に基づいて行っている。このシ
ステムにおいては、電圧感知結晶を使用して空洞部の長
さを可変し、これによって更に迅速な応答特性を得てい
るが、特別な構造のレーザ管体を必要とする。

本発明によるシステムは、一定の出力電力を維持するよ
うに空洞部の長さを調整する従来の熱膨張技術および圧
電技術の両方の最良の特徴を備えている、従来の熱膨張
技術に比較して迅速な応答特性を有するミラー取り付け
部を備えたＲＦ誘導過熱は既存のまたは僅かに偏光した
既存の管体設計を使用することを可能にしている。Ｗ準
のヘリウム−ネオンレーザ生産技術を使用することがで
きる０本発明によるシステムは「アダプタ」の方法によ
って標準の「ランダム偏光された」レーザシステムを単
一周波数のシステムに変換することを可能にしている。

簡単に説明すると、本発明によれば、レーザ空洞部のミ
ラー間の長さを迅速に偏光するシステムが提供されてい
る。ガスレーザはレイジング媒体を有する管体を備えて
いる。レイ、ジング媒体は多くの方法、例えば直流放電
によって励起される。

長手方向の各端部に取り付けられているミラーは管体の
端部の壁から延出している取り付け部によって支持され
ている。ミラー取り付け部の少なくとも１つは中空であ
り、名目上導電材料で形成されている。

中空のミラー取り付け部はレイジング軸が取り付け部の
内部を通過し、取り付け部上に取り付けられたミラーに
達するように位置付けられている。

誘導コイルがミラー取り付け部を囲み、該取り付け部の
外側に間隔をあけてＩｉ！設されている。交流源が誘導
コイルに接続されている。変調器が誘導コイルに供給さ
れる交流電流を変調するように設けられている。交流電
流がコイルに供給されると、渦を流を中空ミラー取り付
け部に誘導し、この取り付け部を過熱および膨張させる
。動作の間、ミラー取り付け部は周囲温度以上に過熱さ
れ、放射および伝導によって冷却される。

変調器はミラー取り付け部に誘導的に連結されれにより
全レーザ空洞部の長さを調整することができる。

更に、本発明によれば、定電力単一周波数レーザが提供
されている。ミラーおよび空洞部は空洞部モードの偏光
が管体に対して固定され、３つ以下の隣接した空洞部モ
ードが管体の損失しきい値以上のドツプラー電極曲線内
に入らないように選択される。少なくとも１つのビーム
スプリッタおよびフォトダイオードがレーザの長手方向
の空洞部モードの少なくとも１つに対応する出力電力を
サンプルするように配設される０回路は少なくとも１つ
の空洞部モードに対する電力出力レベルを指令する基準
信号を発生する。サンプルされた出力電力はフィードバ
ックされ、基準信号と組合せられ、変調器を制御するた
めに使用されるエラー信号を発生し、レーザの出力電力
をほぼ一定に維持し、これによりレーザの出力周波数を
ほぼ一定に維持する。

本発明の特定の実施例においては、ガスレーザを取り囲
んでいるケイシングに取り外し可能に取り付けられてい
るアダプタは「ランダム偏光」されたレーザを一定電力
の単一周波数レーザに偏光するように設けられている。

アダプタはケイシング内に固定されたレーザ管体を有す
る典型的なレーザと使用するように設計されている。管
体の出力端のミラーは名目上導電材料からなる中空のミ
ラー取り付け部によって管体に固定されている。

アダプタは出力端においてガスレーザを取り囲んでいる
ケーシングに係合し固定される被覆部を有している。誘
導コイルはこの被覆部内に固定され、中空のミラー取り
付け部を取り囲むように位置付けられ、アダプタがケー
シングに係合した場合誘導コイルはミラー取り付け部の
外側に間隔をあけて配設されるようになっている。

電気回路は誘導コイルに交流電流を供給し、変調器への
人力信号に従って電流を変調する。レイジング軸に沿っ
た被覆部内には前記レーザの縦方向の空洞部モードの少
なくとも１つに対応するレーザ出力電力をサンプリング
する少なくとも１つのビームスプリッタおよび関連する
フォトダイオードが実装されている。好適実施例におい
ては、２つのビームスプリッタおよび２つのフォトダイ
オードを使用して、２つの隣接した異なって偏光される
縦方向の空洞部モードのレーザ出力電力をサンプリング
している。更に、電気回路は変調器を制御するフォトダ
イオードから始まり、レーザ出力電力をほぼ一定に維持
するフィードバック手段を備えている。

別の特徴および池の目的および利点は図面を参照した本
発明の好適実施例の次の詳細な説明から明らかになるで
あろう。

第２図を参照すると、レーザケーシング１０、取り付け
られたアダプタ被覆部１１、レーザ電源１３およびアダ
プタ電源１４が示されている。

次に、第３図を参照すると、ガスレーザ管体１５の出力
端部がケーシング１０内に取り付けられて示されている
。この管体はガラス製円筒体１６および金属製端部板１
７を有する。この端部板からミラー取り付け部１８が延
出し、ミラー１９がミラー取り付け部にシールされてい
る。このレーザはアダプタ被覆部が取り付けられる間口
したキャップが取り付けられる場合にはアダプタなしに
使用されてもよい。

アダプタはミラー取り付け部を取り囲み、ミラー取り付
け部の半径方向の外側に間隔をあけて配設されている誘
導コイルを支持している。アダプタはレーザの光学軸に
沿って延出する通路２１を有し、レーザ出力はこの通路
を通過する。アダプタは光学軸に沿って立方体のビーム
スプリッタ２２および２３を受は入れるように構成され
ている。

光感用ダイオード２５および２６が偏光器およびスプリ
ッタに関連している。

ビームはまず立方体ビームスプリッタ２２に当たる、こ
のビームスプリッタ２２はｒｓＪ備光を阻止し、　ｒｐ
Ｊ偏光を通過させる（９８％以上「ｐ」を通過させる）
ように配列されている。「Ｓ」偏光は内部的に軸に対し
て９０°反射され、所望によりフィードバック用のｒｓ
Ｊ成分として使用される。

偏光器を通過すると、大きくｒ、Ｉ）Ｊ偏光されたビー
ムは立方体ビームスプリッタ２３にあたる。

このスプリッタは誘電体をコーティングされ、　「ｐ」
成分を強力に通過させるようになっている。

これはｒｐＪｇ光の大部分を比較的低い吸収損失（〈５
％）をもって通過させることを可能にし、最初の偏光器
によって阻止されなかった小量の「Ｓ」を大きく減衰さ
せる。いずれにしても、約ｌＯ％の「ｐ」成分は轄に対
して９０″″に反射され、「ｐ」成分のフィードバック
として使用することができる。このサンプリングシステ
ムは２つの隣接したモードをサンプルすることができる
という点において独自のものである。

このサンプリング技術は平行でない偏光消去性能（好ま
しくないｒｓＪに対する好ましい「ｐ」の比率）を提供
している。この偏光消去は「ｐ」成分が中央ラインにぴ
ったりと合った場合へ最大である（最小のｒｓＪ成分）
、試作モデルのレーザアダプタの消去率を２つの調整さ
れた出力電力で測定した。これらの測定は次の通りであ
る。

Ｐ＠　（ｐ”）　　消去率 １、ＯＯｍＷ　　　　＞４０００：　　１０．３０ｍＷ
　　　　＞１０００：　　ｔアダプタの制御用電子回路
が第４図に示されている。コイルＬｌ（第３図の２０に
同じ）は並列に同調用コンデンサＣ１を有している。ト
ランジスタＱ１はコイルを流れる電流を制御する。

ある電力レベルはミラー取り付け部の所望の上昇した温
度を維持するために必要である。誘導コイルＬｌ（第３
図の２０）からミラー取り付け部（第３図の１８）への
交流電流の適切な電力伝達を達成するために、インピー
ダンス整合がＱｌおよびＲ１０間に存在しなければなら
ない。ここで、ＲＬおよびＬｔはミラーの等価回路であ
る。−船釣知識によると、Ｑｌに対する適当な負荷はＲ
＝Ｖｂ２／２Ｐで表され、ｖｂは供給される直流電圧で
あり、ｐはミラー取り付け部に伝達される電力量である
−　　ＲＬがＲに比較して低い場合には、インピーダン
スを小さくして必要なインピーダンス整合を達成し、こ
れはＬＬに対するＬｌの巻線比によフて行われ、ここに
おいてＬＬはミラー取り付け部（１８）の等価な一巻で
ある。Ｑｌはクラスｃ１７ｉ＆作するので、Ｃ１はＬｌ
と共振するために必要である。

反転増幅器Ａ４からなる発振器はＩＭＨｚの近傍の闇波
数でトランジスタＱ１を駆動する。熱電対ＴＣからのリ
ード線はオペアンプＡ１に接続されている、この信号は
比較器Ｍ１において基準温度信号と比較される。フィー
ドバック基準信号が基準を垣えるまで、　トランジスタ
Ｑ１のゲートに供給される信号の振幅が減衰しないよう
にオペアンプＡ３からなるエラー増幅器を制御する。所
望の温度に達するやいなや、比較器Ｍ１の出力は正電位
になり、ダイオードＤ１の回路に流れていた電流は停止
する。この時、レーザ電力制御が開始する。ビンダイオ
ード２６からの出力はオペアンプＡ２に供給される。増
幅されたフィードバック信号がエラー増幅器Ａ３に供給
され、ここでポテンシオメータＰからの基準信号と比較
される。

まず、レーザがオンすると、回路はミラー取り付け部の
最大誘導過熱を求め、室温以上にミラー取り付け部を上
昇させる。Ｍｌはミラー取り付け部の動作温度を設定す
る。この動作温度は制御ループが電力／周波数安定化動
作を考慮して閉成する前に得られなければならない、こ
の温度が得られると、Ｄｌはクランプを外され、Ａ２か
らエラー増幅器Ａ３への負帰還がかかる。取り付け部の
動作温度（典型的には８０°）は全変調の場合かなり急
速に、例えば３０秒以下で得られる。しかしながら、全
システムの熱慣性のため、　「モード同門が通常得られ
、システムのウオーミングアツプ期間の間（典型的には
３０分）３倍損失する。

振幅変調は発振器からの信号（約ＩＭＨｚ）をエラー増
幅器Ａ３からのエラー信号で混合することによって達成
される。変調はトランジスタＱ１のゲートにおいて直接
達成される。このトランジスタＱ１は電力用ＭＯＳＦＥ
Ｔ）ランジスタであってもよい、この変調信号とｒｐＪ
変更電力の実際の摂動の間の応答は信号を点（Ａ）に供
給し、その結果の信号をフィードバック増幅器（Ａ２）
の試験点（Ｂ）で測定することによフて測定された。１
次のロールオフはほとんど１．５Ｈｚまで開始しない、
これは熱システム用の平行でない応答である。

種々の安定化技術を説明する前に、種々のパラメータの
影響は安定化されたレーザの出力安定性能に影響を与え
たように管体の寿命にしばしば関連する多くのものを変
化させることは価値がないことである。

第５図はヘリウム−ネオンレーザ用の種々のドツプラー
電力曲線を示している。下側の理論曲線はηが初期値の
８０％まで低下する場合を示している。これは管体の寿
命の閏（小さな信号利得Ｇが２０％低下する）ネオンク
リーンアップによって、または累積するミラー吸収損失
増加によって発生する。

次に、フィードバックが単一モード、例えば「ｐ」偏光
のみによって達成される場合には、電力が上述したよう
に低減したと仮定すると周波数シフトが発生することは
明らかである０例えば、単一モードの電力が最初工場に
おいて０．７５ｍＷに設定され、ドツプラー曲線が第５
図に示すように元の連輪状態にあったとする。２０，０
００時間の期間の終わりにおいては、出力は第５区の第
２の状態に低減した。従って、周波数は４５０ＭＨｚ以
上シフトしたことになる。しかしながら、これは１分あ
たり４Ｘ１０−’ＭＨ２以下の平均シフト速度である（
現在発行されている仕様書内の満足なものである）、単
一モードからの電力フィードバックは実際の周波数安定
性のみならず電力安定性能に対して充分なものである。

第５図の理論曲線を第６区に示すように中央の値を１に
して正規化したとすると、各曲線は校正曲線またはルッ
クアップテーブルを使用して所望の出力周波数を正確に
設定することができるように充分に重なり合う。

これはウオーミングアツプの間ピーク電力を監視し、選
択された所望の周波数に対して適当な端数を設定する制
御システムを使用して達成されてもよい。更に簡単には
、ピーク検出回路を有する電力メータを使用してウオー
ミングアツプの間のピーク電力を監視し、それからオペ
レータが手動でレーザを供給された周知の校正曲線に出
力電力の端数を調整する。Ａ２（第４図）からのフィー
ドバック信号を反転することによってドツプラー出力曲
線の両側を走査することができることに注意されたい。

「ｐ」およびｒｓＪ偏光の両方からの電力を「フィード
バック」し、パラメータの変ｖＪ（ドツプラー曲線にお
ける変化）から理論的に独立な状りを設定するように作
動ゼロ状態（等しいモード電力）を使用することによっ
て絶対的な周波数安定性を達成することができる。これ
はパラメータの状態に関わらず曲線が中心周波数に対し
て対象であることを利用している。そして、１００１０
０Ｏのモード閘隔を有するレーザは各モードがドツプラ
ー曲線の中心周波数に対して−５００および５００ＭＨ
ｚに入るように動作することができる。

しかしながら、アンロックモードからの最大出力電力は
中心ラインにびフたりとあっていない場合２分の１の値
以下であることに注意されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）、および（ｃ）は従来および本
発明の詳細な説明する仮定のガスレーザのスペクトルを
示す区である。 第２図は本発明による単一周波数レーザシステムを示す
図である。 第３図は本発明によるガスレーザおよびアダプタの断面
図である。 第４図は本発明によるシステムの電子回路図である。 第５図は本発明による電力安定イヒレーザの周波数に対
するあるｕＩＸＦＩにわたる曲線の電位変化および影響
を示すガスレーザのドツプラー曲線群を示す図である。 第６図は正規化されたドツプラー電力曲線のグラフであ
る。 ｉｏ、、、ケーシング、１１．、．１７１部、　１３９
１．レーザ電源、１４．、、アダプタ電源、１５、、、
　　管体、　　１６．、、　　円筒体、　　１７．、。 端部板、１Ｂ、、、ミラー取り付け部、　１．９．、。 ミラー、２０．、、誘導コイル、２２．２３，２゜ビー
ムスプリッタ、２５．２６．、、光感知ダイオ−ド。 特許出願人　アエロチック・インコーポレーテツド代理
人弁理士松井政広　（他１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レイジング媒体を有する管体（１５）、前記レイジ
   ング媒体を励起する手段、長手方向の各端部に固定され
   、前記管体とミラーとの間に延出する中空のミラー取り
   付け部（１８）によって支持されているミラー（１９）
   、および前記ミラー間の長さを迅速に変更するシステム
   を有するガスレーザであって、 ａ）前記ミラー取り付け部（１８）の少なくとも一方は
   名目上導電性材料で形成され、レイジング軸が通過する
   ように位置付けられており、ｂ）名目上導電性材料から
   なる前記ミラー取り付け部を取り囲み、前記取り付け部
   の外側に間隔をあけて配設されている誘導コイル（２０
   ）、ｃ）交流電流を前記誘導コイルに供給する手段（Ｖ
   ｂ）、および ｄ）前記誘導コイルの電流を変調する手段（Ｑ１）を有
   することを特徴とするガスレーザ。 ２、定電力単一周波数レーザであって、 ａ）レイジング媒体を有し、ケーシング（１０）内に固
   定されている管体（１５）、前記レイジング媒体を励起
   する手段、および前記管体の長手方向の各端部に設けら
   れ、レイジング空洞部の長さを定めるミラー（１９）を
   有し、前記管体の一端に設けられているミラーは名目上
   導電性材料からなる中空のミラー取り付け部（１８）に
   よって管体から支持され、前記ミラーおよび空洞部は空
   洞部モードの偏光が管体に対して固定され、３つ以下の
   隣接した空洞部モードが損失しきい値以上でドップラー
   電力曲線内に入らないように選択されており、 ｂ）前記ミラー取り付け部を取り囲み、該ミラー取り付
   け部の外側に空間をあけて配設されている誘導コイル（
   ２０）、 ｃ）交流電流を前記誘導コイルに供給する手段（Ｖｂ）
   、 ｄ）前記誘導コイルの電流を変調し、これにより前記ミ
   ラー取り付け部の長さおよび前記レイジング空洞部の長
   さを変更する手段（Ｑ１）、ｅ）前記レーザの長手方向
   の空洞部モードの少なくとも１つに対応する出力電力を
   サンプルする手段（２３、２６）、 ｆ）基準信号を発生し、少なくとも１つの空洞部モード
   用の電力出力レベルを指令する手段（Ｐ）、および ｇ）前記変調手段を制御し、レーザの出力電力をほぼ一
   定に維持し、これによりレーザの出力周波数をほぼ一定
   に維持するフィードバック手段（Ａ３）を有する定電力
   単一周波数レーザ。 ３、ガスレーザを取り囲むケーシング（１０）に取り外
   し可能に取り付けられるアダプタであって、前記レーザ
   はレイジング媒体を有し、前記ケーシング内に固定され
   た管体（１５）、前記レイジング媒体を励起する手段、
   および前記管体の各長手方向の各端部に取り付けられて
   いるミラー（１９）を有し、該ミラーの少なくとも一方
   は名目上導電性材料からなる中空のミラー取り付け部（
   １８）を有し、前記アダプタは、 ａ）前記ガスレーザを取り囲んでいるケーシングに係合
   するとともに、固定されている被覆部（１１）、 ｂ）前記被覆部内に固定され、前記管体の一端に中空の
   ミラー取り付け部（１８）を取り囲むように位置付けら
   れ、前記中空取り付け部から外側に間隔をあけて設けら
   れている誘導コイル（２０）、ｃ）交流電流を前記誘導
   コイルに供給する手段（Ｖｂ）、および ｄ）前記誘導コイルの電流を変調する手段（Ｑ１）を有
   する前記アダプタ。 ４、前記レーザの縦方向の空洞部モードの少なくとも１
   つに対応する出力電力をサンプリングする手段（２３、
   ２６）、および変調手段を制御してレーザの出力電力を
   ほぼ一定に維持するフィードバック手段（Ａ３）を更に
   有する請求項２記載のアダプタ。 ５、基準信号を発生し、少なくとも１つの空洞部モード
   に対する電力出力レベルを指令する手段（Ｐ）を更に有
   し、これにより前記フィードバック手段がレーザの出力
   周波数をほぼ一定に維持するようになっている請求項４
   記載のアダプタ。