JPS6354791A - 自動アライメント型レ−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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、レーザー媒質を励起し、共振器を用いてレ
ーザー発振を行なうレーザー装置に関する。

（従来の技術） 従来、レーザーの共振器のアライメントは、研究用装置
を除けば、手動で行なっているのが普通である。しかし
、レーザーのアライメントは、かなりの熟練を要し、産
業用レーザーの場合、調整員が現場に直接行って、アラ
イメントを行なうことが一般に行なわれている。そのた
め、必要な時にレーザーが使用できない場合が起こりう
る。

また、上記の理由で、アライメントをこまめに行なうこ
とはできず、少しアライメントの悪い状態で、レーザー
が使用されることになる。

これらの欠点を改良するためには、自動アライメント機
能を持ったレーザー装置が不可欠である。

従来の自動アライメントのやり方を第２図に示す。以下
、図に従って、その方法を説明する。出力ミラー２から
取り出されたレーザービームの−部が、部分反射ミラー
９によって曲げられ、光軸に対向配置された光検出器（
あるいは熱検出器）によって、その位置での光強度が電
気信号に変換される。そして、それぞれ光軸に対向する
位置に置かれた検出器の信号出力が等しくなるように、
作動増幅器７、及び、信号処理装置８によってミラー駆
動モータ５を動がすことにより、共振器アライメントを
行なっている。

しかし、この方法は、ビーム光路中に、部分反射ミラー
を挿入するため、レーザー出カが減衰するという欠点が
ある。更に、部分反射ミラーの熱レンズ効果により、レ
ーザービームの質が悪くなるという欠点がある。また、
部分反射ミラーの調節が狂うと、検知器に入るビーム位
置がずれ、正しいアライメントができなくなるため、部
分反射ミラーの調節を正確に行なっておく必要があり、
アライメントシステムは複雑になる。

（発明が解決しようとする問題点） 前述したように、安定で信頼性の高いレーザー装置を提
供するためには、自動アライメント装置を有するレーザ
ー装置が不可欠である。一方、従来のアライメント方式
は、ビーム光路中に余分な光学系（部分反射ミラー）を
挿入するため、レーザー出力の減衰、レーザービームの
質の低下、アライメントシステムの複雑化などの欠点を
有している。本発明は、これらの欠点を改良したもので
、より優れた自動アライメント方式を提供することによ
り、安定で信頼性の高いレーザー装置を提供することを
目的としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、全反射側のミラーに、レーザー光透過性物質
に誘電体膜を蒸着したものを使用し、その後方（共振器
の外側）に発振軸を挟んで対向する位置に、光検出器（
または熱検出器）を、例えば、２組の検出器のペアを直
行する位置に設置し、その対向配置された検出器の出力
が、それぞれ等しくなるように、信号処理を行ない、ミ
ラーを駆動するものである。全反射ミラーに、上記材質
のものを使用することにより、共振器内の電磁場が、全
反射側のミラー後方にも一部漏れてくることを利用し、
この光の強度分布をｎ１定することにより、ミラーのア
ライメントを行なうようにしたものである。ミラー後方
に漏れる光損失の大きさは、通常の金属ミラーの吸収損
失よりも、一般に小さくでき、また、その程度の光強度
で十分アライメント可能である。

（作用） 本発明は、全反射側のミラーにレーザー光透過性物質に
誘電体膜を蒸着したものを使用することにより、その後
方に漏れてくる光の空間強度分布を測定することにより
・、ミラーのアライメントの良否を検知し、ミラーを動
かすものである。光の強度分布の測定は、全反射側の後
方に発振軸を挟んで対向する位置に、例えば２組の検出
器のペアを、それぞれのペアが互いに直行するように設
置した光検出器または、熱検出器を用いて行ない、対向
位置に設置された検出器の出力がそれぞれ等しくなるよ
うに、ミラー角度をステップモータ等により調節するこ
とによりアライメントを行なう。

（実施例） 本発明の実施例を第１図に示す。励起媒質３を挟むよう
にして置かれた、−組のミラーで共振器を構成しており
、出力ミラー２と全反射ミラー１から成っている。全反
射ミラーは、レーザー光透過性の物質に、誘電体多層膜
蒸着を行なったものを使用する。このようなミラーを使
用することにより、共振器内の電磁場の一部が、ミラー
１の後方に漏れてくる。更に、このミラーは、一般に使
用される金属ミラーより反射率を高くすることができ、
例えば、金属ミラーの損失１〜２％に対し、０．１〜０
，２％に押えることができ、共振器内の損失を小さくす
ることも可能となる。ミラー１の後方に漏れてきた光は
、ミラー１の後方に設置された光検出器６または熱検出
器６によって検知される。この検出器は、発振軸に対称
の位置に配置された２組以上の検出器ペアからなり、例
えば、各ペアが直行するように配置された２組のペアか
ら、構成されている。この時、レーザーの発振ｕ＋の方
向からみた検出器の配置と、ミラーの回転軸の様子を第
３図に示す。６ａと６ｂ、６ｃと６ｄがそれぞれ発振軸
に対称の位置に配置された検出器ベアを構成しており、
６ａと６ｂの出力が等しくなるように、ステップモータ
ー５ａを動作させることにより、ミラー調節ネジ４ａを
動かし、上下方向のミラー角度を調節する。更に、６Ｃ
と６ｄの出力が等しくなるようにステップモーター５ｂ
を動作させることにより、ミラー調節ネジ４ｂを動かし
、左右方向のミラー角度を調節する。以上、２つの調節
をくり返すことにより、ミラーのアライメントが完了す
る。５ａ、５ｂのステップモーターの動作指示は、検出
器出力をパソコン等で信号処理して行なう。もちろん、
マニュアルで行なってもよい。また、共振器を構成する
２つのミラーのうち、どちらのミラーを動かしてもよい
。

通常のアライメントに対しては例えば、出力ミラーのみ
を動かせば十分である。

以上、本発明を用いることによって、共振器損失を小さ
くでき、ビームの質を損なうことなく、信頼性の高い構
成の簡単なアライメントシステムを提供することができ
、その結果、信頼性の高いレーザー装置を提供すること
ができる。

本発明は、安定型共振器のみでなく、不安定型共振器に
対しても、もちろん適用可能であり、凹面ミラーの後方
に検出器を配置すればよい。

また、折り返し型の共振器に対しても、適用可　・能で
ありこの場合、折り返しミラーの後方にも同様の検出器
を設置することにより、どのミラーを調節すればよいか
をある程度まで推定することも可能となる。

また、検知器の設置場所は、ミラーホルダーあるいは、
ミラーに直接取り付けることも可能であり、その結果、
検出器の位置精度に対する信頼性はより向上する。

また、全反射ミラーの検出器に対応する場所以外は、光
が透過する必要はなく、その部分に冷却用パイプあるい
は、冷却板を取り付けることもできる。

また、全反射ミラーに金属ミラーを使用し、その検出器
に対応する位置に小さな穴（ミラーの直径の数％以下）
を開けてもよい。

以上、本発明の効果を逸脱しない範囲で、いろいろな共
振器、ミラーに対して、適用可能である。

［発明の効果］ 本発明を用いることにより、共振器損失を小さくでき、
ビームの質を損なうことなく、信頼性の高い、構成の簡
単なアライメントシステムを提供することができ、その
結果、信頼性の高いレーザー装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略図、第２図は従来の
自動アライメント装置の概略図であり、第３図は検出器
の位置とミラー回転軸の関係を表わした概略図である。 １、全反射ミラー　２．出力ミラー ３、励起媒質　　　４．ミラー調節ネジ５、ステップモ
ーター　６．検出器 ７、作動増幅器 ８、信号処理及びモーター駆動装置 ９、ビームスプリッタ−１０，金属ミラー１１、検出器
取付マウント　１２．支点１３、ミラーホルダー 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　　　　竹　　花　　喜久男 第１図 第２図 ミラードアし外 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）励起領域を挟んで光学的に対向配置されたミラー
   から構成される安定形共振器を有するレーザー装置にお
   いて、全反射側のミラーが、レーザー光透過性物質に誘
   電体膜を蒸着したものから成り、かつ、該ミラーの共振
   器外部側に、発振軸を挟んで対向配置された一対の光検
   出器または熱検出器を２組以上有し、かつ、該対向配置
   された検出器の出力の差がそれぞれ所定の大きさとなる
   方向に前記ミラーの角度を調整する信号処理装置及びミ
   ラー駆動装置を含むことを特徴とする自動アライメント
   型レーザー装置。
2. （２）前記全反射ミラーの反射率が９８％以上であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動アライ
   メント型レーザー装置。