JPH0387083A - レーザ装置 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、レーザ装置に係り、特に、１つ又はそれ以上
の軸対称の柱状のレーザ媒質と、該レーザ媒質に相隣り
合って互いに平行に配列された１つ又はそれ以上の柱状
の励起光源と、該レーザ媒質と該励起光源とをそれらの
軸方向に並進対称的に実質均一に囲む、２つの部分円筒
曲面及び２つ又はそれ以上の部分平面より形成される反
射面を有する集光体とで構成されるレーザ装置の改良に
関するものである。

【従来の技術】

レーザ光は一般の自然放射光と異なり、可干渉性があり
単色性が優れる等の種々の特徴がある。 このような特徴を有するため、レーザ光は、高精度、高
感度の測定や、計測、非線形光学の研究、あるいは光通
信等に広く応用されている。 このようなレーザ光を発振し、又は、増幅するためのレ
ーザ装置としては、例えばＷａｌｔ１３ｒ　ＫＯｅＣｈ
ｎｅｒ：　５ｏｌｉｄ−８ｔａｔｅ　Ｌａ５ｅｒ　Ｅｎ
ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、　ｐ、３０１−３０６　（Ｓｐｒ
ｉｎｇｅｒ　Ｖｅｒｌａｇ、　１９７６　）や特開昭５
１−４０８９４に開示されている如く、第２１図に示す
ように、楕円筒からなる集光体１０の２焦点４１．４２
にレーザ（媒質）ロッド１２と励起ランプ１１とを置く
タイプの装置が最も広く用いられている。この配置は幾
何学の定理に基づいていて、集光性が高い、このタイプ
では、レーザロッド１２と励起ランプ１１とが接近して
配置されたものが最も高効率である。又、特開昭５０−
８５２９１には、第２２図に示すように、レーザロッド
１２の両側に２本の励起ランプ１１．１３を配置したも
のや、第２３図に示すように、励起ランプ１１の両開に
２本のレーザロッド１２．１４を配置したものが開示さ
れている。 しかしながら、いずれにしても、楕円の焦点４１．４２
．４３．４４に励起ランプ１１．１３とレーザロッド１
２．１４を配置しているので、励起ランプからの光の強
度がレーザロッドの軸心付近で極端に高くなり、レーザ
ビームを発振あるいは増幅した場合、光学素子の破壊限
界に達し、ビーム全体として大きな出力エネルギを得る
ことができないという問題点を有していた。更に、レー
ザロッド上に励起ランプの光が当たらない部分が生じ、
ビーム全体としては出力低下になるという問題点も有し
ていた。 前記のような問題点を解消して、楕円筒の２焦点に励起
ランプとレーザロッドとの軸心を配置したことに起因す
る、レーザロッドでの励起ランプの光が当たらない部分
の発生を抑制し、励起の屑りを低減できるレーザ発振装
置が、特開昭６２−１＆３１９３に開示されている。こ
の装置は、第２４図に示す如く、楕円筒からなる集光体
１０の一方の焦点４１に励起光源１１の軸心３１が、も
う一方の焦点４２にレーザロッド１２内の点があリ、且
つレーザロッド１２の軸心３２が２焦点４１．４２の間
にずれるように配置したものであるこの装置によれば、
レーザロッドがらの光の強度分布も改善されるが、分布
の均一化の程度は不十分で、強度最大の位置がレーザロ
ッドの軸心がらずれるにすぎないという問題点を有して
いた。 又、前記Ｗ、　Ｋｏｅｃｈｎｅｒの文献には、集光体の
断面が円、円弧と直線又は卵形の焦点を結ばないタイプ
のレーザ装置も開示されている。このタイプでレーザロ
ッドと励起ランプとが接近して結合された装置は、製作
が容易で、レーザ強度の分布も改善される。 しかしながら、楕円筒型の装置に比べると効率が低いと
いう問題点を有する。更に、レーザ強度の分布は、楕円
筒型に比べると改善されているが未だ十分ではないとい
う問題点も有する。 更に、前記Ｗ、　Ｋｏｅｃｈｎｅｒの文献や特開昭６２
−２６２４８０には、励起光源を複数設けた多重結合型
のレーザ装置も開示されている。このような多重結合型
の方が、単光源よりもロンド断面でのレーザ強度の均一
性が向上する。 しかしながら、Ｓ戒が複雑化し、装置が大型化するとい
う問題点もあり、用途によっては適していない。 本発明は、上述のような従来例の問題に鑑みてなされた
ものであり、その課題は、レーザ媒質から放射される光
の強度分布の均一度を高く保ち、且つ、レーザ媒質を効
率良く光励起することができ、しかも小型化可能なレー
ザ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

本発明は、レーザ装置を、１つ又はそれ以上の軸対称の
柱状のレーザ媒質と、該レーザ媒質に相隣り合って互い
に平行に配列された１つ又はそれ以上の柱状の励起光源
と、該レーザ媒質と該励起光源とをそれらの軸方向に並
進対称的に実質均一に囲む、２つの部分円筒曲面及び２
つ又はそれ以上の部分平面より形成される反射面を有す
る集光体とで構成し、該部分円筒曲面の中心線、前記レ
ーザ媒質の軸心及び前記励起光源の軸心が同−平面内に
あって、且つ前記反射面の部分円筒曲面に相対している
２つのレーザ媒質、１つのレーザ媒質と１つの励起光源
、又は２つの励起光源のうち少なくとも１つの軸心を、
その部分円筒曲面の中心線よりもその部分円筒曲面に近
い位置にシフトすることにより、前記課題を達成したも
のである。 本発明は、又、レーザ装置を、１つの柱状の励起光源と
、該励起光源を囲んで、互いに平行に配列された４つの
柱状のレーザ媒質と、該レーザ媒質と前記励起光源とを
それらの軸方向に並進対称的に実質均一に囲む、４つの
部分円筒曲面又は４つの部分円筒曲面及び４つ又はそれ
以上の部分平面より形成される反射面を有する集光体と
で構成し、前記励起光源の軸心を直交する２平面の交線
と一致させ、且つ２つの部分円筒曲面の中心線及びそれ
らの部分円筒曲面に相対している２つのレーザ媒質の軸
心を該直交する２平面を形成する１つの平面内とし、池
の２つの部分円筒曲面の中心線及びそれらの部分円筒曲
面に相対している池の２つのレーザ媒質の軸心を該直交
する２平面を形成するもう１つの平面内として、且つ前
記反射面の部分円筒曲面に相対している４つのレーザ媒
質のうち少なくとも１つの軸心を、その部分円筒曲面の
中心線よりもその部分円筒曲面に近い位置にシフトする
ことにより、前記課題を達成したものである。 本発明は、又、レーザ装置を、１つの柱状のレーザ媒質
と、該レーザ媒質を囲んで、互いに平行に配列された４
つの柱状の・励起光源と、該レーザ媒質と該励起光源と
をそれらの軸方向に並進対称的に実質均一に囲む、４つ
の部分円筒曲面又は４つの部分円筒曲面及び４つ又はそ
れ以上の部分平面より形成される反射面を有する集光体
とで構成し、前記レーザ媒質の軸心を直交する２平面の
交線と一致させ、且つ２つの部分円筒曲面の中心線及び
それらの部分円筒曲面に相対している２つの励起光源の
軸心を該直交する２平面を形成する１つの平面内とし、
他の２つの部分円筒曲面の中心線及びそれらの部分円筒
曲面に相対している他の２つの励起光源の軸心を該直交
する２平面を形成するもう１つの平面内として、且つ前
記反射面の部分円筒曲面に相対している４つの励起光源
のうち少なくとも１つの軸心を、その部分円筒曲面の中
心線よりもその部分円筒曲面に近い位置にシフトするこ
とにより、前記課題を達成したものである。

【作用及び効果】

本発明に係るレーザ装置においては、集光体として、柱
状レーザ媒質と柱状励起光源とをそれらの軸方向に並進
対称的に実質均一に囲む、部分円筒曲面及び部分平面よ
り形成される反射面を有するものを採用したので、これ
により、楕円筒の場合の強い集光性が緩和され、励起光
源がらの光がレーザ媒質を広範囲に均一に照射し、励起
するため、レーザ媒質の光励起の偏りを減少させ、レー
ザ媒質から放射される光を均一化することができる。 更に、励起光源及び／又はレーザ媒質の軸心を部分円筒
曲面の中心線よりも該部分円筒曲面に近い位置にシフト
させるようにしたので、これにより、励起光源からレー
ザ媒質に照射される光のエネルギが増大し、効率が向上
する。 このため、均一度の高い強度分布を有するレーザビーム
が放射されるようになり、ビーム径の大部分の光強度を
光学素子の破壊限界まで上げて、出力エネルギを大きく
することができるようになる。又、レーザ装置の小型化
が可能となり、しがち集光器の構造が簡単で製作費も安
いという利点もある。このため、レーザ出力の増大、レ
ーザ装置の小型化、及びレーザ装置の低価格化が全て可
能となり、レーザ光の産業上の用途が拡大されるという
利点もある。

【実施例】

以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。 第１図は、第１実施例の構成を示す断面図である。 この第１実施例は、１本の軸対称の柱状のレーザ媒質か
らなるレーザロッド１２と、該レーザロッド１２に相隣
り合って互いに平行に配列された１本の円筒状の励起ラ
ンプ１１と、該レーザロッド１２と該励起ランプ１１と
をそれらの軸方向に並進対称的に実質均一に囲む、２つ
の部分円筒曲面及び２つの部分平面より形成される反射
面を有する集光体１０とで構成されており、該部分円筒
曲面の中心線２１．２２、前記レーザロッド１２の軸心
３２及び前記励起ランプ１１の軸心３１が同一平面内に
あって、且つ前記反射面の部分円筒曲面に相対し゛てい
るレーザロッド１２の軸心３２が、その部分円筒曲面の
中心［２２上にあり、方、前記励起ランプ１１の軸心３
１が、中心線２１と２２を結ぶ平面℃上で、その部分円
筒曲面の中心線２１よりもその部分円筒曲面に近い位置
にシフトされている。 このような配置にすると、集光体１０の鏡面で反射され
た励起光が、レーザロッド１２の表面を広く励起し、該
レーザロッド１２から放射される光の強度分布は、第２
図の特性曲線Ｃに示すように、なだらかな曲線となる。 即ち、第２図において、特性曲線Ａは、前記従来例の特
開昭５１−４０８９４　（第２１図参照）で開示された
レーザ装置に関するものであり、光強度の分布が６５％
程度の高低差を有している。又、特性曲線Ｂは、第３図
に示す如く、集光体１０の断面形状を楕円でなく円と直
線とした比較例に関するものであり、光強度の分布の高
低差が２０％程度にまで改善されている。しかし、この
第３図の比較例から放射されるレーザビームの光エネル
ギ総量は、前記第２１図の従来例に比し４０％程度減少
している。 これに対し、本発明の第１実施例の場合は、光強度の分
布が２０％程度の高低差しか有さず、均一度が大きく改
善されている。しかも、本実施例のレーザ装置から放射
されるレーザビームの光エネルギ総量は、第３図の比較
例に比し、約１５％も上昇している。 このように、本実施例においては、光強度の分布が改善
されるばかりでなく、光エネルギ総量も改善され高効率
となる。 このような高効率が得られる原因について、発明者らは
次のように考察した。即ち、第３図の比較例において、
励起ラング１１から出た光のうち、垂線Ａより左側に放
射される光は、全て再び励起ランプ１１に戻り、レーザ
ロッド１２の吸収に寄与することはない、これに対して
、第１実施例のように、励起ランプ１１の軸心３１を集
光体１０の一方の円の中心２１より外側（第１図の左１
）１！ｌ）にずらすと、第１図中の折、４ＡやＢに示す
ように、第３図の比較例では再び励起ランフ１１に戻っ
ていた光が、レーザロッド１２に吸収されるようになる
。このため、本実施例においては、前記比較例に比して
光エネルギの無駄がなく、その結果、比較例の場合より
も光エネルギ総量の高効率化が達成される。 ス、励起ランプ１１から出た光が再び励起ランプ１１に
戻ると、その戻った光が励起ランプ内のプラズマに再び
吸収される。このため、励起ランプ内のプラズマ温度が
上昇し、励起ランプ１１の発光スペクトルが、集光体１
０のない場合に比して短波長側へ漏位し、レーザロッド
１２の光吸収帯からずれていく、従って、第３図の比較
例に比較すると第１実施例の方が好適な配置となり、こ
のことも、光エネルギ総量の高効率化に寄与していると
考えられる。 更に、第１実施例においては、励起ランプ１１の軸心３
１を集光体１０の一方の部分円筒曲面の中心線２１より
も外測に移動させることにより、その移動させた分だけ
集光体１０の部分円筒曲面の中心Ｒ２１，２２を近接さ
せることが可能となる。このため、第３図の比較例に比
し、（Ｒ２−Ｒ＋）の大きさだけ集光体１０、従ってレ
ーザ装置を小型化することができるようになる。 なお、集光体１０の端から励起ランプ１１の軸心３１ま
での距離をＲ１とし、集光体１０の半径をＲ２とすると
き、第１図に示した如く、Ｒ１が、Ｒ＋　＝　１　／　
２・Ｒ２ の点又はその近傍にある場合に、最も効率がよく望まし
い状態となることが確認できた。　Ｒ＋　＝　１／２・
Ｒ２の点の近傍としては、Ｒ１＝１／２・Ｒ２の線が少
くとも励起ランプ１１の内部にある位置関係がよい、な
お、本発明は、Ｒ１＝　１　／　２Ｒ２の点、又はその
近傍に限定されるものではない。 第４図は、本発明の第２実施例の構成を示す断面図であ
る。 この第２実施例は、第１実施例と同様のレーザ装置にお
いて、励起ランプ１１の軸心３１を、該励起ランプ１１
が相対している部分円筒曲面の中心線２１上に配置し、
一方、レーザロッド１２の軸心３２を、・中心線２１と
２２を結ぶ平面℃上で、該レーザロッド１２が相対して
いる部分円筒曲面の中心線２２よりも該部分円筒曲面に
近い位置にシフトして配置したものである。 他の構成及び作用効果に関しては、第１実施例と同様で
あるので詳細な説明は省略する。 第５図は、本発明の第３実施例の構成を示す断面図であ
る。 この第３実施例は、第１実施例と同様のレーザ装置にお
いて、励起ランプ１１の軸心３１だけでなく、レーザロ
ッド１２の軸心３２も、該レーザロッド１２を囲む一方
の部分円筒曲面の中心線２２と励起ランプ１１を囲む他
方の部分円筒曲面の中心線２１を結ぶ平面（の延長上に
位置するように配置したものである。 このような配置にすると、集光体ＩＯの鏡面で反射され
てレーザロッド１２に向かう励起光が広範囲となり、レ
ーザロッド１２の励起の遍りが減少するようになる。即
ち、レーザロッド１２から放射される光の強度分布は、
第２図の特性曲線りに示すようになる。この特性曲線り
は、光強度分布の高低差が２５％であって、前記第１実
施例の場合（２０％程度）に比して、光強度の均一性は
若干悪化している。しかし、光エネルギの総量は、前記
第３図の比較例に比して約２５％も上昇している。 この第３実施例は、更に第３図の比較例に比し、２Ｘ（
Ｒ２Ｒ１）の大きさだけ小型になっている。 なお、第３実施例においては、集光体１０の端から励起
ランプ１１の軸心３１及びレーザロッド１２の軸心３２
までの距離をそれぞれＲ１及びＲ３とし、集光体ＩＯの
円筒部分の半径をＲ２とするとき、第５図に示した如く
、Ｒ１及びＲ３が、Ｒ１＝　１　／　２・Ｒ２ Ｒｓ　−１／　２・Ｒ２ の点、又はそれらの近傍にある場合に、最も効率が良く
望ましい状態となることが確認できた。即ち、このよう
な構成にすることにより、構造が簡単で、製作費も安く
、且つ、集光性の優れたレーザ装置が実現する。しかし
、本発明は、Ｒ１＝１／２・Ｒ２、Ｒ３＝　１　／　２
・Ｒ２の点、又はそれらの近傍に限定されるものではな
い。 第６図は、本発明の第４実施例の構成を示す断面図であ
る。 この第４実施例は、第１実施例と同様のレーザ装置にお
いて、更に、集光体１０を構成する平面に、励起ランプ
１１を囲む部分円筒の中心線２１とレーザロッド１２を
囲む部分円筒の中心線２２を結ぶ平面に対して、約２０
”の開き角を付けたものである。 このような配置にすると、集光体１０の鏡面で反射され
てレーザロッド１２に向かう励起光が増え、レーザロッ
ド１２から放射される光の強度分布は、第２図の特性曲
線Ｅに示すようになる。この特性曲線Ｅは、光強度分布
の高低差が２５％程度と改善されたまま、光エネルギの
総量は第３図の比較例に比して約３０％も上昇している
。 なお、本実施例は第１実施例を改良したものであるが、
これに限定されることはなく、第２、第３実施例を同様
に改良してもよい。 第７図は、本発明の第５実施例の構成を示す断面図であ
る。 この第５実施例は、第１実施例と同様のレーザ装置にお
いて、更に、励起ランプ。１１の反対側にも励起ランプ
１３を追加し、２本の励起ランプ１１．１３により、１
本のレーザロッド１２をその両開から励起するようにし
たものである。 この第５実施例においても、第１実施例と同様に、励起
ランプ１１．１３をそれぞれ囲む集光体１０の部分円筒
曲面の中心！１２１．２３が、それぞれ励起ランプ１１
．１３の軸心３１．３３とレーザロッド１２の軸心３２
を結ぶ平面上にあって、軸心３１と３３の間（即ちレー
ザロッド１２に近くなる（１）にずらした位置になるよ
うに、励起ランプ１１．１３が配置されている。又、レ
ーザロッド１２は、２本の励起ランプ１１．１３の軸心
３１．３３を結ぶ平面上の中央位置に配置されている。 本実施例においては、レーザロッド１２が左右両側から
照射されるので、その断面でのレーザ強度の均一性が向
上する。 更に、本発明による配置のため、第１実施例で述べたの
と同様な理由により、光強度分布は、前記第２２図の従
来例では、その高低差が６５％程度あったものが、２０
％程度にまで改善され、光エネルギ＝ｉは、励起ランプ
１１．１３の軸心３１．３２を部分円筒曲面の中心線２
１．２３上に配置した第８図の比較例に比し、約１５％
も上昇した。又、この第５実施例は、第８図の比較例に
比し、２Ｘ（Ｒ２Ｒ１）の大きさだけ小型になっている
。 なお、本実施例では、Ｒ＋　＝　１　／　２・Ｒ２とし
たが、第１実施例と同様に、本発明は、Ｒ１＝１／２・
Ｒ２の点、又はその近傍に限定されるものではない。 第９図は、本発明の第６実施例の構成を示す断面図であ
る。 この第６実施例は、第２実施例と同様のレーザ装置にお
いて、更に、レーザロッド１２の反対側にもレーザロッ
ド１４を追加し、１本の励起ランプ１１により、２本の
レーザロッド１２．１４を励起するようにしたものであ
る。 この第６実施例においては、レーザロッド１２．１４を
囲む集光体１０の部分円筒曲面の中心線２２．２４が、
レーザロッド１２．１４の軸心３２．３４と励起ランプ
１１の軸心３１を結ぶ平面の延長上に位置するように、
レーザロッド１２．１４が配置されている。又、励起ラ
ンプ１１は、２本のレーザロッド１２．１４の軸心３２
．３４を結ぶ平面上の中央位置に配置されている。 このような配置にすると、集光体１０の鏡面で反射され
た励起光がレーザロッド１２．１４の表面を広く励起し
、該レーザロッド１２．１４から放射される光の強度分
布は、第１０図の特性曲線Ｆに示すように、なだらかな
曲線となる。即ち、第１０図において、特性的ＩＩＡは
、前記従来例の特開昭５０−８５２９１　＜第２３図参
照）で開示されたレーザ装置に関するものであり、光強
度の分布が６５％程度の高低差を有している。又、特性
曲線Ｂは、第１１図に示す如く、レーザロッド１２．１
４の軸心３２．３４を、部分円筒曲面の中心：４２２．
２４上に配置した比較例に関するものであり、光強度の
分布の高低差が２０％程度にまで改善されている。しか
し、第１１図の比較例から放射されるレーザビームの光
エネルギ総量は、前記第２３図の従来例（特性曲線Ａ）
に比し４０％程度減少している。これに対し、本発明の
第６実施例の場合は、光強度の分布が２０％程度の高低
差しか有さず、均一度が大きく改善されている。 しかも、本実施例のレーザ装置から放射されるレーザビ
ームの光エネルギ総量は、第１１図の比較例に比し、約
１５％も上昇している。 このように、本実施例においては、光強度の分布が改善
されるばかりでなく、光エネルギ総量も改善され高効率
となる。 又、第１０図の矢印に示すように、第１１図の比較例の
場合の光強度分布く曲線Ｂ）が最大となる位置は、レー
ザ媒質の中心から大きくずれているが、第６実＃１例の
場合の光強度分布（曲ＲＦンが最大となる位置は、レー
ザ媒質の中心に近い。 このように光強度分布の非対称性が改善され、高い効率
が得られた原因について、発明者らは、次のように考察
した、即ち、第１１図の比較例において、レーザロッド
１２．１４は、励起ランプ１１に向いた面から強く励起
される０図に一例を示すように、集光＃ｌＯの円ｆｒＩ
状の部分にあたった光は、レーザロッド１４に照射され
ずに通過してしまい、励起に寄与していない、一方、第
６実施例においては、同様の光は、第９図中に示すよう
に、レーザロッド１４に照射され、励起に寄与している
。この結果、比較例よりも非対称性が改善され、高い効
率が得られる。 更に、第６実施例においては、集光体１ｏの部分円筒曲
面の中心線２２．２４をレーザロッド１２．１４の軸心
３２．３４よりも内側に移動させることにより、その移
動させた分だけ、集光体ｌＯの部分円筒曲面の中心線２
２．２４を近接させることが可能となる。このため、第
１１図の比較例に比し、２ｘ（Ｒ２−Ｒ＋）の大きさだ
け集光体ｌＯ５従つｔレーザ装置を小型化することがで
きるようになる。 なお、集光体１０の端からレーザロッド１２．１４の軸
心３２．３４までの距離をＲ１とし、集光体１０の半径
をＲ２とするとき、第９図に示した如く、Ｒ１が、 Ｒ＋　＝　１　／　２・Ｒ２ の関係が成立するようにすれば、最も効率がよく望まし
い状態となることが確認できたが、本発明はＲ＋　＝　
１　／　２・Ｒ２の点、又はその近傍に限定されるもの
ではない。 本実施例は、単一のレーザ装置内のレーザ媒質を、それ
ぞれレーザ発振器及びレーザ増幅器として作用させて、
装置を小型化したい時に好適である。 第１２図は、本発明の第７実施例の構成を示す断面図で
ある。 この第７実施例は、第６実施例と同様のレーザ装置にお
いて、更に、レーザロッド１２の右側に励起ランプ１５
を追加し、該レーザロッド１２を、２本の励起ランプ１
１．１５により励起するようにしたものである。 前記励起ランプ１５は、その軸心３５が、該励起ランプ
１５を囲む部分円筒曲面の中心線２５とレーザロッド１
２の軸心３２を結ぶ平面の延長上に位置するように配置
されている。 本実施例において、レーザロッド１４は発振器に用い、
レーザロッド１２は増幅器に用いることができる。追加
した励起ランフ１５の電気入力エネルギを変えることに
より、増幅器の増幅率は自由に変えられる。 その池の内容は、第６実施例と同じであるため説明は省
略するが、光強度分布は、レーザロッド１２．１４共に
、第１０図の曲線Ｆとほぼ同様のなだらかな分布を示し
た。 第１３図は、本発明の第８実施例の構成を示す断面図で
ある。 この第８実施例は、第６実施例と同様のレーザ装置にお
いて、励起ランプ１１の上下にレーザロッド■６．１７
をそれぞれ追加し、４本のレーザロッド１２．１４．１
６．１７を共通の１本の励起ランプ１１により励起する
ようにしたものである。 前記レーザロッド１６．１７も、レーザロッド１２．１
４と同様に、その軸心３６．３７が、該レーぜロッド１
６．１７をそれぞれ囲む部分円筒曲面の中心！１２６．
２７と励起ランプ１１の軸心３１を結ぶ平面の延長上に
位置するように配置されている。 その池の内容は第６実施例と同じであるため説明は省略
するが、光強度分布は、レーザロッド１２．１４．１６
．１７共に、第１０図の曲線Ｆとほぼ同様のなだらかな
分布を示した。 本実施例は、レーザロッドの１つを発振器とし、残る３
つを増幅器として、多段増幅したい場合に好適である。 第１４図は、本発明の第９実施例の構成を示す断面図で
ある。 この第９実施例は、第５実施例と同様のレーザ装置にお
いて、レーザロッド１２の上下に励起ラング１８．１９
をそれぞれ追加し、４本の励起ランプ１１．１３．１８
．１９により１本のレーザロッド１２を励起するように
したものである。 前記励起ランプ１８．１つも、励起ランプ１１．１３と
同様に、その軸心３８．３９が、励起ランプ１８．１９
をそれぞれ囲む部分円筒曲面の中心線２８．２９とレー
ザロッド１２の軸心３２を結ぶ平面の延長上に位置する
ように配置されている。 その他の内容は、第５実施例と同じであるため説明は省
略するが、光強度分布は、第１０図の曲線Ｆとほぼ同様
のなだらかな分布を示した。 なお、前記実施例においては、いずれも、励起ランプ１
１．１３．１５．１８．１９の外径が、レーザロッド１
２．１４．１６．１７の外径と略同−とされていたが、
励起ランプのサイズとレーザ媒質のサイズの関係は、こ
れに限定されない。 特に、励起ランプの外径が小さい場合、点光源として見
えるようになるため、より集光性は高くなり、エネルギ
分布は少し不均一になるものの、エネルギ効率は向上す
る。又、レーザロッドの直径近くまで、集光体１０の反
射面を近付けることも可能となり、より小型化できると
いう利点もある。 以下、上記思想に基づくレーザ装置の実施例について詳
細に説明する。 第１５図は、本発明の第１０実施例の構成を示す断面図
である。 この第１０実施例では、第１実施例と同様のレーザ装置
において、ランプ外径がレーザロッド１２の直径に比べ
て小さい励起ランプ１１を用いている。 他の点は第１実施例と同じであるため説明は省略する。 本実施例では、エネルギ分布は第２図の曲線Ｃとほぼ同
様のなだらかな曲線を示し、高低差は２２％程度であり
、エネルギ分布の悪化は大きくなかった。エネルギ効率
は、第１実施例より良く、第３図の比較例より２０％上
昇していた。 又、本実施例では、反射面を、第１６図に示す変形例の
ように、レーザロッド１２の外径寸法近くまで小さくす
ることが可能である。従って、エネルギ効率、エネルギ
分布の高低差を変えることなく、小型化することが可能
である。 第１７図は、本発明の第１１実施例の構成を示す断面図
である。 この第１１実施例では、第３実施例と同様のレーザ装置
において、ランプ外径がレーザロッド１２の直径に比べ
て小さい励起ランプ１１を用いている。 他の点については、第３実施例と同じであるため説明は
省略する。 この第１１実施例でも、第３実施例と同じく、エネルギ
分布は第２図の曲線りとほぼ同様のなだらかな曲線を示
し、高低差は２７％程度であり、エネルギ効率は第３図
の比較例より２８％上昇していた。 第１８図は、本発明の第１２実施例の構成を示す断面図
である。 この第１２実施例では、第５実施例と同様のレーザ装置
において、ランプ外径がレーザロッド１２の直径に比べ
小さい２本の励起ランプ１１．１３を用いている。 他の点については、第５実施例と同じであるため説明は
省略する。 この第１２実施例におけるエネルギ分布の高低差は２２
％であり、エネルギ効率は第８図の比較例に比べ２０％
上昇していた。 第１９図は、本発明の第１３実施例の構成を示す断面図
である。 この第１３実施例では、第７実施例と同様のレーザ装置
において、励起ランプ１１の外径がレーザロッド１２．
１４の直径に比べて小さく、励起ランプ１５の外径が励
起ランプ１１の外径に比べて更に小さいものを用いてい
る。又、レーザロッド１４の軸心３４は、部分巴筒曲面
の中心線２４と一致させである。 他の点については、第７実施例と同じであるので説明は
省略する。 この第１３実施例において、レーザロッド１４のエネル
ギ分布は、第１０図の曲線ＢとＦの中間程度のなだらか
な分布を示し、エネルギ効率は、第１１図の比較例より
５％上昇した。一方、レーザロッド１２のエネルギ分布
の高低差は２２％であったが、エネルギ効率は第１１図
の比較例より２０％上昇した。 本実施例において、励起ランプ１５の外径を励起ラング
１１の外径より小としたのは、励起ランプ１１が２本の
レーザロッド１２．１４を励起するのに対して、励起ラ
ンプ１５は１本のレーザロッド１２のみを励起するから
である。特に、レーザロッド１２が増幅器として用いら
れ、励起ランプ１５が、そのゲイン制御用に用いられて
いる場合には、励起ランプ１５の外径は小さくてもよい
。 第２０図は、本発明の第１４実施例の構成を示す断面図
である。 この第１４実施例では、第９実施例と同様のレーザ装置
において、励起ランプ１１．１３．１８．１９の外径が
、レーザロッド１２の直径に比べて小さいものを用いて
いる。 他の点は第９実施例と同じであるため説明は省略する。 この第１４実施例における光強度分布は、第９実施例と
ほぼ同じく、第１０図の曲線Ｆと似たなだらかな分布を
示した。又、エネルギ効率は、第９実施例より更に５％
程度高かった。 なお、前記実施例においては、励起ランプ１１．１３．
１５．１８．１９として円筒状のものが用いられ、レー
ザ媒質として中実柱状のレーザロッド１２．１４．１６
．１７が用いられていたが、励起ランプやレーザ媒質の
形状は、これに限定されず、例えば励起ランプとして柱
状のものを用いたり、レーザ媒質として、例えば特開昭
６２−２６２４８０に開示されているような中空柱状の
ものを用いたりすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるレーザ装置の第１実施例の構
成を示す断面図、 第２図は、レーザ媒質から放射される光の強度分布の例
を示す特性曲線図、 第３図は、第１実施例の比較例の構成を示す断面図、 第４図は、本発明の第２実施例の構成を示す断面図、 第５図は、本発明の第３実施例の構成を示す断面図、 第６図は、本発明の第４実施例の構成を示す断面図、 第７図は、本発明の第５実施例の構成を示す断面図、 第８図は、第５実施例の比較例の構成を示す断面図、 第９図は、本発明の第６実施例の構成を示す断面図、 第１０図は、レーザ媒質から放射される光の強度分布の
例を示す特性曲線図、 第１１図は、第６実施例の比較例の構成を示す断面図、 第１２図は、本発明の第７実施例の構成を示す断面図、 第１３図は、本発明の第８実施例の構成を示す断面図、 第１４図は、本発明の第９実施例の構成を示す断面図、 第１５図は、本発明の第１０実施例の構成を示す断面図
、 第１６図は、第１０実施例の変形例の構成を示す断面図
、 第１７図は、本発明の第１１実施例の構成を示す断面図
、 第１８図は、本発明の第１２実施例の構成を示す断面図
、 第１９図は、本発明の第１３実施例の構成を示す断面図
、 第２０図は、本発明の第１４実施例の構成を示す断面図
、 第２１図は、特開昭５１−４０８９４に開示された従来
例の構成を示す断面図、 第２２図及び第２３図は、特開昭５０−８５２９１に開
示された従来例の構成を示す断面図、第２４図は、特開
昭６２−１８３１９３に開示された従来例の構成を示す
断面図である。 １０・・・集光体、 １１．１３．１５．１８．１９・・・励起ランプ、１２
．１４．１６．１７・・・レーザロッド、２１．２２．
２３．２４．２う、２６．２７．２８．２９・・・部分
円筒曲面の中心線、３１．３３．３５．３８．３９ ・・・励起ランプの軸心、 ３２．３４．３６．３７・・・レーザロッドの軸心。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）１つ又はそれ以上の軸対称の柱状のレーザ媒質と
   、 該レーザ媒質に相隣り合つて互いに平行に配列された１
   つ又はそれ以上の柱状の励起光源と、該レーザ媒質と該
   励起光源とをそれらの軸方向に並進対称的に実質均一に
   囲む、２つの部分円筒曲面及び２つ又はそれ以上の部分
   平面より形成される反射面を有する集光体とで構成され
   、 該部分円筒曲面の中心線、前記レーザ媒質の軸心及び前
   記励起光源の軸心が同一平面内にあつて、且つ前記反射
   面の部分円筒曲面に相対している２つのレーザ媒質、１
   つのレーザ媒質と１つの励起光源、又は２つの励起光源
   のうち少なくとも１つの軸心が、その部分円筒曲面の中
   心線よりもその部分円筒曲面に近い位置にシフトしてい
   ることを特徴とするレーザ装置。
2. （２）１つの柱状の励起光源と、 該励起光源を囲んで、互いに平行に配列された４つの柱
   状のレーザ媒質と、 該レーザ媒質と前記励起光源とをそれらの軸方向に並進
   対称的に実質均一に囲む、４つの部分円筒曲面又は４つ
   の部分円筒曲面及び４つ又はそれ以上の部分平面より形
   成される反射面を有する集光体とで構成され、 前記励起光源の軸心は直交する２平面の交線と一致し、 且つ２つの部分円筒曲面の中心線及びそれらの部分円筒
   曲面に相対している２つのレーザ媒質の軸心は該直交す
   る２平面を形成する１つの平面内にあり、 他の２つの部分円筒曲面の中心線及びそれらの部分円筒
   曲面に相対している他の２つのレーザ媒質の軸心は該直
   交する２平面を形成するもう１つの平面内にあつて、 且つ前記反射面の部分円筒曲面に相対している４つのレ
   ーザ媒質のうち少なくとも１つの軸心が、その部分円筒
   曲面の中心線よりもその部分円筒曲面に近い位置にシフ
   トしていることを特徴とするレーザ装置。
3. （３）１つの柱状のレーザ媒質と、 該レーザ媒質を囲んで、互いに平行に配列された４つの
   柱状の励起光源と、 該レーザ媒質と該励起光源とをそれらの軸方向に並進対
   称的に実質均一に囲む、４つの部分円筒曲面又は４つの
   部分円筒曲面及び４つ又はそれ以上の部分平面より形成
   される反射面を有する集光体とで構成され、 前記レーザ媒質の軸心は直交する２平面の交線と一致し
   、 且つ２つの部分円筒曲面の中心線及びそれらの部分円筒
   曲面に相対している２つの励起光源の軸心は該直交する
   ２平面を形成する１つの平面内にあり、 他の２つの部分円筒曲面の中心線及びそれらの部分円筒
   曲面に相対している他の２つの励起光源の軸心は該直交
   する２平面を形成するもう１つの平面内にあつて、 且つ前記反射面の部分円筒曲面に相対している４つの励
   起光源のうち少なくとも１つの軸心が、その部分円筒曲
   面の中心線よりもその部分円筒曲面に近い位置にシフト
   していることを特徴とするレーザ装置。