JPH0654818B2 - 光共振器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光共振器に関する。

［従来の技術および発明が解決しようとする問題点］ 従来公知のレーザ装置は３つの基本要素、すなわち光増
幅を行なう原子、イオンもしくは分子を供給するレーザ
媒質、該媒質を励起するエネルギ源、および増幅光をフ
ィードバックさせる光共振器からなっている。

現在レーザ装置において最も一般的に用いられているレ
ーザ媒質のひとつにガスがある。固体レーザもまたたく
さんの種類があり、工業上利用されている。他の多くの
手段も用いることができるが、レーザ媒質を励起する一
般的エネルギ源は放電である。

エム・ダブリュー・サスネット(M.W.Sasnett)の「コン
ペアリング インダストリアル CO₂レーザーズ(Compar
ing Industrial CO₂ Lasers)」（レーザーズ アンド
アプリケイションズ「Lasers ＆ Applications」、19
84年９月、85〜90頁）やダブリュー・ジー・バーネル
(W.G.Burnell)の「リビュー オブ CW ハイパワー
レーザ テクロノジー(Review of CW High-Power Laser
Technology)」（ユナイテッド エアークラフト リサ
ーチ ラボラトリーズ「United Aircraft Reserch Labo
ratories」、1973年10月、UAR−M132、コネチカット州
東ハートフォード市）などの多くの刊行物に概略述べ
られているように、光共振器には種々の形状および構造
のものがある。光共振器は高エネルギレーザ光を発する
体積(high lasing volume)と質量(high lasing mass)と
なるように構成されている。ガスレーザにおいて最も一
般的な構造は同軸タイプのものであって、このものは両
端に２枚の鏡を有するチューブのような長くかつ細い形
状であり、該鏡のあいだに２つの電極を有し、共振器で
つくられるレーザビームの方向に流れるようにガスが前
記チューブ内に導入される。

しかしながら、そのような構造は種々の欠点を有してい
る。鏡のあいだの長い距離は、該鏡どうしの正確な相対
的位置関係を永続して維持するのを困難にしているが、
この維持はレーザの正確な操作にとっては必要の要件な
のである。電極間の距離が大きいことによりさらに不都
合が生じる。励起電圧(excitation voltage)は距離と圧
力に比例するので、高いレーザ密度で作用するレーザは
非常に高い励起電圧を用いなければならず、その結果、
多くの安全上および技術上の問題が発生する。さらに、
チューブの壁に沿って流れるガスの摩擦が大きいため、
ガスの温度が上昇するとともに、チューブ内でのガスの
帯在時間が増加し、その結果レーザ能力が減少するとと
もに高出力のガスポンプが必要となる。

これらの問題を克服してより効率的なレーザを提供する
ために、他の構造のレーザ装置が開発された。そのよう
な構造のひとつにいわゆるクロスフロー構造(cross flo
w construcion)がある。このクロスフロー構造において
は、共振器は大きな表面積の２枚の鏡からなっており、
電極は鏡と同じ平面にあり、そしてガスはレーザビーム
の方向と垂直に共振器内に流入する。そのような構造に
よれば共振器内でのガスの滞在時間をかなり短縮をする
ことができる。しかしながら、ガスが共振器に沿って均
質に加熱されないため、放電は、電気抵抗がより小さく
ガス温度がより高いゾーン、すなわちレーザが発生しに
くいゾーン(lower lasing zones)で多く起こる。

他の公知の構造としてクロスビームタイプ(cross beam
type)のものがある。この構造においては、放電とガス
の流れは同じ方向であり、鏡は該方向に垂直に設けられ
ている。そのような構造においては、ガス温度の非均質
性が放電の邪魔をするということはないが、ビームが非
均質な温度ゾーンに沿って進行するため、レーザをうる
という点からは最も効率の小さな高温ゾーンにおいて励
起が多く行なわれる。

クロスビーム構造とクロスフロー構造に共通の欠点は、
共振器内のガスの非常にわずかの部分しかビームの製造
に用いられないことである。

前述したごとく従来公知のすべての構造では、レーザ媒
質の励起は対称でなく、それゆえ非対称のレーザビーム
がつくられる。さらに、共振器に沿う高温はビーム出力
を非均質にするので、ビームの断面およびモードの対称
性がそこなわれる。

光共振器に円錐状鏡を用いることは公知であり、たとえ
ば米国特許第4,164,336号明細書には、パワー抽出キャ
ビティ(power extraction cavity)およびモード制御キ
ャビティ(mode control cavity)からなり光学的に接続
されたキャビティにより形成された共振器、前記２つの
キャビティを結合する手段、および円錐状の反射面が開
示されている。前記明細書に開示されている公知の共振
器は多くの要素からなる非対称な複合システムであり、
そのため共振器の組立は複雑である。

ヨーロッパ特許条約第0100089号明細書にはレーザビー
ム放射用の実質的に円錐状の反射面からなる共振器を有
するレーザ装置が開示されている。しかしながら、この
共振器は長くて非対称な構造であり多数の反射器を有し
ているので、その組立と操作は複雑である。

米国特許第4,025,172号明細書には、軸方向に配置せら
れた一対の回転対称(rotationally symmetric)な鏡と、
中央に配置せられた円錐状の光線を曲げる鏡(folding m
irrors)からなる複合の非安定共振器(unstable resonat
or)が記載されている。パワー抽出キャビティは一般に
円筒状であり、一対の回転対称な鏡および光線を曲げる
鏡の中間に位置している。

西ドイツ第2,445,597号公開公報にも非安定共振器が記
載されている。該共振器においては、パワー抽出キャビ
ティは回転対称でない。同様に、米国特許第4,164,366
号明細書には回転対称な光線を曲げる鏡を有する共振器
が示されており、該共振器において、パワー抽出キャビ
ティは回転対称ではない。

本発明の目的は、レーザ内に組み込まれたときに、対称
の出力および低次モードを有する回転対称のレーザビー
ムをつくることのできる回転対称の共振器を提出するこ
とである。

本発明の他の目的は、高エネルギレーザ光を発する体積
を有し、鏡と鏡のあいだの相対的な距離が比較的短く、
そのためレーザ媒質がガスであるばあいには、共振器内
でのガスの滞在が非常に短く、ガスの流れが邪魔される
ことが非常に少ない共振器を提供することである。

本発明のさらなる目的は、比較的低電圧でレーザを発生
させるべく回転対称の電極を共振器内でお互いに近接し
て配置することを可能にすることである。

本発明のさらに他の目的は、共振器内でのガスの滞在時
間を大幅に短くすることにより、電極間にアークが発生
する傾向を低下させることである。

本発明の好ましい一実施例において光共振器は、中央反
射器、環状反射器およびパワー抽出キャビティからな
り、その中央反射器および環状反射器は、回転軸を共有
する回転体の少なくとも一部の面をそれぞれの反射面と
し、かつそれらの反射面は互いに向き合ってそのあいだ
に光路を形成し、該パワー抽出キャビティは、該反射器
間の光路の少なくとも一部が、その内部を通るように配
置されている。

さらに本発明の一実施例によれば、中央反射器は、環状
反射器からの光を、反射によって回転軸に平行な方向に
導くように、光の進行方向を変換する反射面を有するの
で、中央反射器と環状反射器のあいだにほぼ均一にパワ
ー抽出キャビティの中央に伸びる光軸の軌跡(a locus o
f optical axes)が形成されるる。今後は、便宜上、こ
の光軸の軌跡をオプティカルアクシス(optical axis)と
呼ぶ。オプティカルアクシスは中心軸に関して鋭角αを
形成する。すなわち、中央反射器および環状反射器の光
軸は、それら反射器の反射面となる回転体面の回転軸に
対して、半径方向成分と、正もしくは負の軸方向成分を
有するのが好ましい。

本発明の共振器は回転対称の構造であるので、オプティ
カルアクシスは環状反射器と中央反射器のあいだに伸び
る無数の光軸からなり、角αが90゜に等しいときは平坦
なリング面を形成し、角αが90゜より小さいときは円錐
台の曲面を形成することがわかる。このように本明細書
および特許請求の範囲で言及しているオプティカルアク
シスは現実には前記のごとき面である。

オプティカルアクシスは環状反射器と中央反射器のあい
だのビームの主な方向をあらわしている。

さらに本発明の一実施例によれば、前記少なくともひと
つの中央反射面は円錐状の面からなっている。

さらに本発明の一実施例によれば、環状反射器と中央反
射器のあいだを通る光ビームを邪魔することなく、該環
状反射器を中央反射器に接続する光共振器が提供され
る。

また本発明の一実施例によれば、中央反射器は頂点を有
する円錐体であってもよい。該頂点に光学的に面するよ
う反射器を設けてもよい。該反射器は半透明の鏡であっ
てもよく、また放射線の一部を反射し残りを通過せしめ
る他の要素であってもよい。そのような要素の実例とし
て孔を有する金属鏡がある。

本発明は、光が回転対称に分散される系で励起を行う光
共振器において、中央および環状反射器の反射面が向き
合って形成される光路が、パワー抽出キャビティの内部
を通るように、それらを配置するものである。パワー抽
出キャビティの全部または大部分が、２つの反射器を収
めるのに必要な空間の高さ、幅内に配置されるため、光
共振器自体が非常にコンパクトでシンプルな構成とな
る。また、光の分散と励起が同時に行われ、前記の米国
特許第4,164,336号明細書や、米国特許第4,025,172号明
細書に記載された共振器の、光を励起するために分散さ
れた状態で保持する空間およびそのための反射鏡などが
不要となる。それらの構成により、物理的強度、安定性
の高い光共振器がえられると同時に、レーザ媒質がガス
であるばあいには、系全体の最も外側である環状反射器
によって囲まれる面を流れるガスの流路のみを考えれば
よいので、共振器内でのガスの流れを滑らかにするよう
な設計が容易となり、すなわち、その滞在時間を短縮す
ることによって、電極間にアークが発生する傾向を低下
させることができる。

［実施例］ 本発明の共振器は安定共振器(stable resonator)もしく
は非安定共振器として機能しうる。共振器が安定共振器
として機能するばあい、共振器からレーザビームを放射
させるのに、および出力カプラーとして、反射器が必要
である。共振器が非安定共振器として機能するばあい、
反射器は用いなくともよい。

本発明の主な特徴は、共振器からなる構成要素の回転対
称性である。回転体の中央反射器は、主にガウス分布を
もち、高密度で直径の小さな回転対称のレーザビームの
放射に寄与する共振器の構成要素のひとつである。

共振器からのレーザビームの放射のために円錐状反射器
を用いるばあい、放射光線が部分的に前記円錐体に吸収
されて、それが加熱されるという問題が生じることが知
られている。しかし、放射光線が反射面に対して小さな
角度で該反射面にあたるときは、光線の吸収は小さい。
したがって、本発明においては、中央反射器は尖った円
錐形となるように、すなわち光線の吸収を最少にし中央
反射器の加熱を最少にするためにベースの直径に対する
高さの比が大きな円錐形となるように形成されている。
表面積の大きな尖った円錐はまた、表面積の小さな広が
った背の低い円錐よりも効率よく冷却することが可能で
ある。

本出願人は、尖った円錐を該円錐よりもずっと広がった
円錐台の上面に設けたばあいに、軸方向に対称な中央反
射器の反射面を増加させうることを見出した。共振器が
安定共振器として機能するばあい、中央反射器は２つの
円錐台上に配置せられた円錐からなるのが好ましい。一
方、共振器が非安定共振器として機能するばあいは、中
央反射器の少なくとも一部分が曲面を有するのが好まし
い。

角α、すなわちオプティカルアクシスと共振器の中央回
転軸の角度は、10〜90゜の範囲内にある。角αが90゜に
等しいとき、実質的に環状の反射器は正確なリング構造
である。中央反射器にあたることなく環状の反射器の反
射面のあいだを移動する光線の増幅を防ぐために、角α
が90゜と異なるように環状の反射面を傾けるのが好まし
い。もしもそのような増幅光線が形成されたならば、共
振器から放射されるレーザービームの強度が弱められ
る。かくして、実質的に環状反射器が傾けられると、共
振器のオプティカルアクシスの方向に移動する光線のみ
が増幅される。角αは85〜60゜の範囲内にあるのが好ま
しい。

実質的に環状反射器に対する中央反射器の位置は、オプ
ティカルアクシスが環状反射器の中心と中央反射器のあ
いだに位置するように選択される。

本発明の一実施例において、さらに、本発明の共振器を
用いたレーザ装置が提供されている。

本発明の対象とするレーザ装置は、炭酸ガスレーザのよ
うなガスレーザであるのが好ましく、レーザ媒質は炭酸
ガス、チッ素およびヘリウムの混合ガスからなるのが好
ましい。しかしながら、レーザは、ヘリウムとネオン、
アルゴンもしくは他のガスとの混合ガスのようなガス
や、いわゆるケミカルレーザ(chemical laser)における
化学反応によりつくられた媒質や、Nd−YAG、ルビー、
ガラスなどの固体媒質や、液体媒質にも適用されうる。

レーザー媒質の励起は、放電（AC放電、DC放電、RF放
電）、光学的ポンピング(optical pumping)、化学反応
およびこれらの技術の組み合せなどいずれの公知方法に
よっても行なうことが可能である。

レーザ媒質が固体物質であるばあい、励起はフラッシュ
ランプなどの光学的ポンピングにより行なうのが好まし
い。レーザ媒質がガスであるばあい、励起は放電により
行なうのが好ましい。

共振器とともに用いられる電極は金属製であって、電極
を通過するガスの流れを妨げることなく可能な限りの最
も速い励起速度をうるために、密なネット、孔のあいた
メタルシートもしくはハニカムのようなコンパクトな形
態であるのが好ましい。。電極はブラシ状の炭素繊維で
つくることも可能であり、このばあいは、繊維の厚さが
非常に小さいので単位面積あたり、高い放電密度(elect
rical concentration)をうるこができる。電極は、該電
極が光線の通路の邪魔をしないように、そのアクチブな
面がビームの両端のオプティカルアクシスに平行となる
ように光共振器内に配置される。両電極をビームの同じ
側に、すなわちガスの流れの上流側に配置することもで
きる。さらに他の方法として、３つ以上の電極が組合さ
れ、このうちの２つ以上がビームの一方の側に、残りの
１つ以上がビームの他方の側に配置されるものとしても
よい。

本発明の光共振器は、添付図面を参照した以下の詳細な
説明によって、より充分に理解されるであろう。

第１図は本発明の共振器の好ましい一実施例の概略断面
図、第２図は本発明の共振器の好ましい一実施例の断面
図、第３図は本発明の共振器の好ましい他の実施例の断
面図、第４図は本発明の共振器の好ましいさらに他の実
施例の断面図、第５図は第４図の共振器の平面図、第６
図は本発明の対象とするガスレーザ装置の好ましい一実
施例の概略断面図、第７図は本発明の好ましい一実施例
にかかる電極の断面図および該電極の第４図の共振器内
での相対的位置を示す断面図、第８図は共振器内の電極
の平面図、第９図は固体レーザ共振器の概略断面図であ
る。

第１図は本発明の共振器の基本的な構造関係を示す図で
あって、該共振器内に形成されうる最も外側の光線（ex
treme ray)(25)および(26)により限定されるレーザビー
ムを備えた、回転対称の安定した光共振器(21)を示す。

共振器は、平坦なもしくは曲った反射面(22′）を有す
る環状の反射器(22)、平坦なもしくは曲がった反射面(2
3′）を有する円錐構造の中央反射器(23)、および出力
カプラーとして働く平坦なもしくは曲がった半透明の反
射器(24)からなっている。反射器(24)は他の適宜のタイ
プの反射器であってもよい。中央反射器(23)が共振器の
中心軸(17)に沿って位置し、かつ半透明の反射器(24)お
よび環状反射器(22)が中心軸(17)に対し同心となるよう
に反射器の相対的な位置が決められている。半透明の反
射器(24)は反射器(23)の円錐部の頂点に面している。オ
プティカルアクシス(18)は反射面(22′）に垂直であ
り、中心軸(17)とαの角度を形成している。

反射器(23)および(22)のあいだで反射せられるビームは
円形の断面を有しており、該ビームは半透明の反射器(2
4)を通してシステムから部分的に放射される。パワー抽
出キャビティは第１図および他のすべての図において破
線で示されており、また参照番号(55)であらわされてい
る。。パワー抽出キャビティは中心軸(17)に関して回転
対称の外形を有していることがわかる。

第２図は、本発明の安定した共振器(21)の好ましい実施
例を示す。図において環状反射器(22)はふたつの反射面
(15)および(16)を有している。中央反射器(23)は、円錐
台(29)の上部に設けられた尖った円錐体(28)および該円
錐台(29)の底部に取り付けられた他の円錐台(30)からな
っている。円錐台(29)の底部の直径と円錐台(30)の上部
の直径は同一であり、また円錐体(28)の底部の直径と円
錐台(29)の上部の直径も同一である。中央反射器(23)の
反斜面は(28′）、(29′）および(30′）で構成されて
いる。

中央反射器(23)は円筒状構造体(31)に取り付けられてお
り、また環状反射器(22)は共振器の外側本体を形成する
中空シリンダ(32)および(35)に取り付けられている。リ
ブ(33)により円筒状構造体(31)とシリンダ(32)が接続さ
れている。またリブ(34)により半透明の反射器(24)とシ
リンダ(35)が接続されている。

中央反射器(23)の反射面(30′）および環状反射器(22)
の反射面(16)のあいだで反射せられた最も外側の光線(2
5)および(26)により限定される平行ビームは、反射面(1
5)に移動する。放射はさらに反射面(29′）へ進み、反
射面(28′）に反射され、その後半透明の反射器(24)へ
反射される。放射の一部分は共振器から放出せられ、残
りの部分は後方へ反射せられて、前述した反射面のあい
だを再び進行する。円錐体(28)の反射面から放出せられ
るビームは、円錐体(28)の項角が小さいので径の小さい
円形断面を有しており、その結果共振器(21)によって高
密度のレーザビームがつくられる。また第２図には、中
心軸(17)、オプティカルアクシス(18)および角度αが示
されている。

第３図は、第２図に示される実施例として類似の安定し
た共振器の他の実施例を示し、第３図において環状反射
器(22)、中央反射器(23)および半透明の反射器(24)の相
対的位置関係は、第２図に示されるものとは異なってい
る。第３図に示される共振器は、共振器のサイズを小さ
くすることが重要であるばあいに用いることができる。

第４図には、反射面(9′）を有する環状の凹面鏡(9)お
よび中心軸(17)な沿って設けられた中央鏡(11)からなる
共振器(1)が示されている。中空シリンダ(32)は鏡(9)の
ベースとして機能し、数個のリブ(33)により円筒状構造
体(31)に取り付けられている。前記円筒状構造体(21)は
鏡(11)のホルダーとして機能し、リブ(33)とともに鏡
(9)と(11)に同心構状物を成形せしめている。

オプティカルアクシス(18)は環状の凹面鏡(9)に垂直で
あり、中心軸(17)と鋭角αをなしている。鏡(9)に対向
して、鏡(11)の第１の部分(13)が位置せられている。第
１の部分(13)の反射面(13′）は前記したものと同一の
オプティカルアクシス(18)有し、すなわち、環状の凹面
鏡(9)と同一の焦点を有した凸面形状である。なお、第
１の部分(13)は中央鏡(11)の第２の部分(12)上に位置し
ている。第２の部分(12)の反射面(12′）はオプティカ
ルアクシス(18)に垂直な、円錐台の曲面からなってい
る。第１の部分(13)の上部には、円錐体(29)および(28)
が設けられている。円錐体(29)は円錐台状であって反射
面(29′）を有しており、一方円錐体(28)は尖った円錐
形状であって反射面(28′）を有している。

第４図には共振器(1)とともに作用するレーザ装置に使
用される電極(2)および(2′）が示されている。図をわ
かりやすくするために、電極のすべての断面は図示して
おらず、概略の断面位置のみが示されている。

鏡(9)および(13)は同一の焦点を有しており、したがっ
て共振器(1)は同焦点の非安定共振器である。共振器は
高次の半径方向および方位角モードに対してモード分解
能(mode discrimination)を与えるべく大きな倍率を有
しており、その結果最も低ロスの、典型的には最も低次
の基本モードが強力に与えられる。共振器は、鏡(9)お
よび(13)のあいだでくり返される反射によって該共振器
内を循環する電磁放射線を拡げたり圧縮したりすること
のできる収束−発散光システム(converging-diverging
optical system)である。操作において、共振器内の放
射線は、鏡の凹面および凸面のあいだの多数の反射によ
ってオプティカルアクシス(18)に向って圧縮されて、共
振器のオプティカルアクシスのまわりに集中せられた回
析優位な部分(diffraction dominated portion)とな
る。そして、回析の拡がり(diffractive spreading)は
圧縮せられて内側に伝播する(propagating)放射線を膨
張せしめ、前記圧縮せられた放射線を外側に伝播する放
射線に変化せしめる。この外側に伝播する放射線は最も
低ロスのモードを有しており、鏡(13)の全表面を満た
す。放射線はさらに鏡(9)に拡がり、鏡(29)に反射さ
れ、その後鏡(28)に反射される。そして小さな円形断面
を有する放射線の平行ビームとして鏡(28)を離れる。ビ
ームの一部分は鏡(9)から鏡(12)へと反射され、それが
鏡(28)から、すなわち共振器から放出されるまで前記と
同じ過程をくり返す。

電極(2)および(2′）は鏡と該電極あいだのレーザ媒質
を励起するエネルギを供給するので、増幅は鏡(9)と(1
1)のあいだでも起こる。パワー抽出キャビティは参照符
号(55)で示される部分に位置している。

第５図は第４図に示される共振器(1)の平面図を示して
いる。リブ(33)により中央鏡(11)はシリンダ(32)に取り
付けられている。該シリンダ(32)上には反射面(9′）を
有する曲面鏡(9)が設けられている。

第６図は本発明のガスレーザの概略断面を示している。
前記ガスレーザは共振器(1)と、オプティカルアクシス
(18)に平行な２つの同心の電極(2)および(2′）とから
なっており、共振器(1)および電極(2)、(2′）はすべて
密閉装置(3)内に配置されている。密閉装置(3)は実質的
に円筒形状であり、その中心軸は共振器の中心軸(17)と
共通である。。

密閉装置(3)の一方の端部には、レーザビームを鏡(11)
の上部部分から放出せしめるために窓(6)が設けられて
いる。また密閉装置(3)内には、レーザガスを共振器内
を通して循環させるためにはブロワ(4)が設置されてい
る。ブロワ(4)は中心軸(17)に沿って設置されている。
密閉装置(3)の残りの部分は数個の熱交換ユニットによ
って占められている。第６図においては、ただ１つの環
状の熱交換ユニットだけが示されている。熱交換ユニッ
トを正確に配置することは本発明においては重要ではな
い。熱交換ユニットは、高熱伝導率を有する薄い金属チ
ューブ（図示されていない）からなり、レーザガスを冷
却するために前記金属チューブ内に冷却液を循環せしめ
るのが好ましい。第６図において、レーザガスはブロワ
(4)により循環せられる。すなわちレーザガスは電極
(2′）、共振器(1)、電極(2)、熱交換ユニット(5)を通
ってブロワ(4)に戻る。ガスの流れは矢印(100)で示され
ている。

第７図は共振器(1)内に配置せられた電極(2)、および
(2′）の断面をあらわしている。電極(2)および(2′）
はそれぞれ円錐台の曲面の形状をしており、中心軸(17)
に関して互いに間隔をおいて同心円状に配置せられてい
る。電極(2)は曲面鏡(9)と中央鏡(11)のあいだで反射さ
れる光線の光路の上方に位置し、一方、電極(2′）は前
記光路の下方に位置している。電極(2)および(2′）は
ビームの光路に平行である。

第８図は第７図の平面図であって、わかりやすくするた
めに、放射状のメタルワイヤと同心円上のメタルワイヤ
とからなるネット構造を有する上方の電極(2)のみが示
されている。電極の下端(40)と鏡(9)のあいだにはスペ
ース(38)が、また電極の内側上端(41)と鏡(11)のあいだ
にはスペース(39)がある。これらのスペースは、電極と
鏡のメタル面のあいだにアークが発生するのを防ぐため
に必要である。

第９図は本発明の固体レーザの概略断面図である。前記
固体レーザは共振器(19)からなっており、該共振器(19)
内にはオプティカルアクシス(18)が中心軸(17)と角αを
なすように、反射面(20′）を有する環状の鏡(20)と中
央鏡(11)が設置されている。中央鏡(11)は第４図に示さ
れている鏡(11)と同一の形状である。レーザ媒質(10)
は、Nd−Yagのような固体材質であり、鏡(20)と鏡(11)
のあいだに満たされている。共振器内の光線の光路は第
４図に示される光線の光路と同一であり、共振器から放
出された最も外側の光線(14)および(27)により限定され
るビームは円形断面を有している。第９図には、また、
レーザ媒質(10)の光学的ポンピングに使用される２つの
環状のフラッシュランプ(7)および(8)が概略示されてい
る。フラッシュランプはビームの光路のそとに位置して
いる。固体レーザには第１〜３図に示す安定した共振器
を用いてもよいし、第４図および第９図に示す非安定共
振器を用いてもよい。なお、前記説明における安定した
共振器とは、その内部において、ビームが少なくとも一
度は反射前後で同一の光路を通るものを指し、非安定共
振器とは、反射ごとにビームの光路が異なるものを指し
ている。

当業者には明らかなように、本発明は、以上述べてきた
ものに限定されるものではなく、むしろ特許請求の範囲
によってのみ限定されるべきものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の共振器の好ましい一実施例の概略断面
図、第２図は本発明の共振器の好ましい一実施例の断面
図、第３図は本発明の共振器の好ましい他の実施例の断
面図、第４図は本発明の共振器の好ましいさらに他の実
施例の断面図、第５図は第４図の共振器の平面図、第６
図は本発明のガスレーザ装置の好ましい一実施例の概略
断面図、第７図は本発明の好ましい一実施例にかかる電
極の断面図および該電極の第４図の共振器内での相対的
位置を示す断面図、第８図は共振器内の電極の平面図、
第９図は固体レーザ共振器の概略断面図である。 （図面の主要符号） (17)：中心軸 (18)：オプティカルアクシス (21)：共振器 (22)：環状の反射器 (23)：中央反射器 (24)：半透明の反射器

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中央反射器、環状反射器およびパワー抽出
   キャビティからなり、 該中央反射器および環状反射器は、回転軸を共有する回
   転体の少なくとも一部の面をそれぞれの反射面とし、か
   つそれらの反射面は互いに向き合ってそのあいだに光路
   を形成し、該パワー抽出キャビティは、該反射器間の光
   路の少なくとも一部が、その内部を通るように配置され
   てなる光共振器。
2. 【請求項２】前記中央反射器は、前記環状反射器からの
   光を、反射によって前記回転軸に平行な方向に導くよう
   に、光の進行方向を変換する反射面を有する特許請求の
   範囲第１項記載の光共振器。
3. 【請求項３】前記光の進行方向の変換は、その変換前の
   進行方向に対して９０°より小さい角度だけなされる特
   許請求の範囲第２項記載の光共振器。
4. 【請求項４】前記光の進行方向を変換するための反射
   は、前記中央反射器の異なる場所で複数回行われる特許
   請求の範囲第２項または第３項記載の光共振器。
5. 【請求項５】前記中央反射器は、前記環状反射器からの
   反射光を、再び前記環状反射器に導くように反射する反
   射面を、さらに有してなる特許請求の範囲第２項、第３
   項、または第４項記載の光共振器。
6. 【請求項６】前記パワー抽出キャビティの外形は、前記
   回転軸をさらに共有する回転体である特許請求の範囲第
   １項、第２項、第３項、第４項、または第５項記載の光
   共振器。
7. 【請求項７】中央反射器、環状反射器、パワー抽出キャ
   ビティおよび半透明の反射器からなり、該中央反射器お
   よび環状反射器は、回転軸を共有する回転体の少なくと
   も一部の面をそれぞれの反射面とし、かつそれらの反射
   面は互いに向き合ってそのあいだに光路を形成し、 該パワー抽出キャビティは、該反射器間の光路の少なく
   とも一部が、その内部を通るように配置され、 該半透明の反射器は、その反射面が前記回転軸と垂直
   で、前記中央反射器の反射面の少なくとも一部と向き合
   って配置されてなる光共振器。
8. 【請求項８】前記中央反射器は、前記環状反射器からの
   光を、反射によって前記回転軸に平行な方向に導くよう
   に、光の進行方向を変換する反射面を有する特許請求の
   範囲第７項記載の光共振器。
9. 【請求項９】前記光の進行方向の変換は、その変換前の
   進行方向に対して９０°より小さい角度だけなされる特
   許請求の範囲第８項記載の光共振器。
10. 【請求項１０】前記光の進行方向を変換するための反射
    は、前記中央反射器の異なる場所で複数回行われる特許
    請求の範囲第８項または第９項記載の光共振器。
11. 【請求項１１】前記中央反射器は、前記環状反射器から
    の反射光を、再び前記環状反射器に導くように反射する
    反射面を、さらに有してなる特許請求の範囲第８項、第
    ９項または第10項記載の光共振器。
12. 【請求項１２】前記パワー抽出キャビティの外形は、前
    記回転軸をさらに共有する回転体である特許請求の範囲
    第７項、第８項、第９項、第10項、または第11項記載の
    光共振器。