激光装置及光声测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种激光装置，进一步详细而言涉及一种具有包含翠绿宝石晶体的激光棒并进行Q开关脉冲振荡的激光装置。并且，本发明涉及一种包含这种激光装置的光声测量装置。
【背景技术】
[0002]作为能够以非侵入方式检查活体内部的状态的图像检查法的一种，已知有超声波检查法。超声波检查中使用能够进行超声波的发送及接收的超声波探针。若从超声波探针向被检体(活体)发送超声波，则该超声波在活体内部前进，并在组织界面上反射。由超声波探针接收该反射超声波，并根据反射超声波返回到超声波探针为止的时间来计算距离，由此能够对内部的状态进行图像化。
[0003]并且，已知有利用光声效果对活体的内部进行图像化的光声成像。光声成像中，一般将激光脉冲等脉冲激光束照射至活体内。在活体内部，活体组织吸收脉冲激光束的能量，并通过基于该能量的绝热膨胀而产生超声波(光声信号)。由超声波探头等检测该光声信号，根据检测信号构成光声图像，由此能够基于光声信号使活体内部可视化。
[0004]在光声波的测量中，需要照射强度较强的脉冲激光束的情况较多，光源多使用进行Q开关脉冲振荡的固体激光装置。激光装置具有激光棒(激光介质)及用于激发激光棒的闪光灯(激发灯)。并且，激光装置具有用于Q开关脉冲振荡的Q开关。光声测量中可使用的激光装置记载于例如专利文献I或专利文献2中。这些文献中记载有激光介质中使用翠绿宝石晶体的例子。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本特开2013-089680号公报
[0008]专利文献2:日本特开2013-074180号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的技术课题
[0010]翠绿宝石晶体的受激发射截面积较小，上能级寿命比较长，因此可适合使用于Q开关脉冲激光。但是，翠绿宝石晶体是宝石的一种，其本身价格非常高。因此，为了廉价制作翠绿宝石激光，必须将翠绿宝石晶体小体积化。
[0011]在将翠绿宝石晶体小体积化的情况下，为了利用Q开关振荡得到足以用于光声的输出(例如10mJ度以上)和充分的脉冲长度(例如I OOn秒左右以下)，需要将输出反射镜的反射率提高至70%左右以上来加强激光的禁闭。然而判明，在该情况下，在谐振器内无法将光禁闭至所希望的输出，会发生异常振荡，Q开关的防反射涂层(AR(antiref lect1n)涂层)或激光介质的AR涂层有可能会被破坏。即，判明若将翠绿宝石激光小型化，则无法以高输出、短脉冲使Q开关正常振荡。
[0012]并且，判明如下新的事实:若提高反射镜的反射率来加强激光的禁闭，则即使在被禁闭的状况下也会发生异常振荡，经常会发生激光晶体的AR涂层或Q开关的AR涂层被破坏的情况。这样的状况在可靠性方面是很大的问题，并非作为产品可容许的水平。
[0013]另外，Q开关具有温度特性，若Q开关的温度因周边环境的温度变化或装置温度的变化等而发生变化，则将激光禁闭的(能够维持为激光振荡得到抑制的状态的)施加电压发生变化。得知若温度变化较大，则无法将激光禁闭而开始从Q开关中泄漏，在该泄漏时会引起巨大能量密度的异常振荡。由于该巨大能量密度的振荡会使Q开关的AR涂层或翠绿宝石晶体的AR涂层被破坏，因此这成为产品化的重大障碍。
[0014]本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种激光装置，在使用翠绿宝石晶体的激光装置中，即使在小型化的情况下也能够抑制异常振荡，且能够抑$怕开关或翠绿宝石晶体的AR涂层的破坏。
[0015]并且，本发明提供一种包含上述激光装置的光声测量装置。
[0016]用于解决技术课题的手段
[0017]为了实现上述目的，本发明提供一种激光装置，其特征在于，具备:激光棒，包含翠绿宝石晶体;激发光源，向激光棒照射激发光;谐振器，包含夹住激光棒的一对反射镜;Q开关，被插入到谐振器的光路内，并控制谐振器的Q值;及无涂层的布儒斯特型偏振器，被插入到激光棒与Q开关之间及激光棒与一对反射镜中的一个之间的至少一方，并使从激光棒射出的光中偏振方向为规定方向的光选择性透射。
[0018]本发明的激光装置中，优选谐振器的光路在其范围内被封闭。
[0019]本发明的激光装置中，激光棒及Q开关中的至少一个可以在其光入射端具有防反射膜。
[0020]Q开关可以包含普克尔盒，并且可以构成为当对普克尔盒的施加电压为第I电压时，谐振器的Q值变为高于激光振荡阈值，当施加电压为高于第I电压的第2电压时，谐振器的Q值变为激光振荡阈值以下。第I电压例如可以是OV (未施加电压)，第2电压例如可以是使普克尔盒作为1/4波片起作用的电压。
[0021 ]本发明中，当投入能量为20J时，优选使谐振器的Q值变为激光振荡阈值以下的对Q开关的施加电压的范围为0.5kV以上。
[0022]本发明的优选方式中，偏振器由玻璃板构成，所述玻璃板相对于从激光棒射出的光的光轴以布儒斯特角配置。
[0023]本发明中，当投入能量为20J时，优选激光的输出能量为140mJ以上。
[0024]本发明的激光装置中，偏振器可以米用被插入到激光棒与一对反射镜中的输出侧的反射镜之间的结构。或者，偏振器可以是被插入到激光棒与Q开关之间及激光棒与一对反射镜中的一个之间的双方的结构。
[0025]并且，本发明提供一种激光装置，其特征在于，具备:激光棒，包含翠绿宝石晶体；激发光源，向激光棒照射激发光;谐振器，包含夹住激光棒的一对反射镜;Q开关，被插入到谐振器的光路内，并控制谐振器的Q值;及偏振器布儒斯特型偏振器，被插入到激光棒与Q开关之间及激光棒与一对反射镜中的一个之间的至少一方，并使从激光棒射出的光中偏振方向为规定方向的光选择性透射，所述布儒斯特型偏振器具有将偏振方向为规定方向的光和偏振方向为与规定方向正交的方向的光分离的膜。
[0026]上述中，Q开关可以包含普克尔盒，并且可以构成为当对普克尔盒的施加电压为第I电压时，谐振器的Q值变为高于激光振荡阈值，当施加电压为高于第I电压的第2电压时，谐振器的Q值变为激光振荡阈值以下。
[0027]上述激光装置中，当投入能量为20J时，优选使谐振器的Q值变为激光振荡阈值以下的对Q开关的施加电压的范围为2.5kV以上。
[0028]并且，上述激光装置中，当投入能量为20J时，优选激光的输出能量为140mJ以上。
[0029]本发明还提供一种光声测量装置，其特征在于，具备:本发明的激光装置;光声波检测机构，对从激光装置射出的激光束照射至被检体之后在被检体内产生的光声波进行检测;及信号处理机构，根据检测出的光声波实施信号处理。
[0030]发明效果
[0031]本发明的激光装置在谐振器内具有布儒斯特型偏振器。在使用翠绿宝石晶体的激光装置中，若为了降低成本而将包含翠绿宝石的激光棒小体积化，则容易引起异常振荡，Q开关或翠绿宝石晶体的AR涂层有可能会被破坏。通过在谐振器内设置布儒斯特型偏振器，即使在将激光棒小体积化的情况下也能够抑制异常振荡，且能够抑制Q开关或翠绿宝石晶体的AR涂层的破坏。
【附图说明】
[0032]图1是表示本发明的第I实施方式的激光装置的框图。
[0033]图2(a)及图2(b)分别是表示不具有偏振器的激光装置中的光束轮廓的图。
[0034]图3(a)及图3(b)是表示第I实施方式的激光装置中的光束轮廓的图。
[0035]图4是表示投入能量与能够将Q开关维持为关闭的电压范围之间的关系的图表。
[0036]图5是表示投入能量与输出能量之间的关系的图表。
[0037]图6是表示本发明的第2实施方式的激光装置中所使用的偏振器的图。
[0038]图7是表示第2实施方式中的投入能量与能够将Q开关维持为关闭的电压范围之间的关系的图表。
[0039]图8是表示第2实施方式中的投入能量与输出能量之间的关系的图表。
[0040]图9是表示本发明的第3实施方式所涉及的激光装置的框图。
[0041]图10是表示激光装置的中央附近的剖面的剖视图。
[0042 ]图11是表不未封闭谐振器的光路时的激光的输出强度的起伏的图表。
[0043]图12是表示封闭谐振器的光路时的激光的输出强度的起伏的图表。