CN101630809A - 气体激光谐振器 - Google Patents

Abstract

气体激光谐振器，具备：分别具有在轴线方向上排列的多个放电管的多个放电管列；以各自的轴线向相互平行的方向延伸的方式支撑多个放电管列的支撑机构；以及，将多个放电管列以所有的放电管光学性地串联排列的方式相互光学性连接的光学部件。光学部件具备：在被支撑于支撑机构的多个放电管列的位于光学性串联配置的两端的一对放电管的各个所设置的输出镜及后部镜；以及，被支撑于支撑机构的多个放电管列的在光学性连接部所设置的折返镜。支撑机构具备：放电管连接座；一对端板；支撑杆；以及弹性部件。

Description

气体激光谐振器

技术领域

本发明涉及通过放电激励导入了放电管内的气体激光从而产生激光的气体激光谐振器。

背景技术

二氧化碳激光等的气体激光谐振器，由于能以高效率得到高输出，产生的激光光束的光束特性良好，因此，有利于应用于精密激光加工。近年来，气体激光谐振器通过与用于控制产生光束相对工件的照射位置等的数控装置的组合，从而以能够高速加工复杂形状的激光加工机而被广泛使用。

图7A及图7B是模式化表示现有的气体激光谐振器的整体结构的图(与该气体激光谐振器类似的结构记载于日本国特许第3614450号(JP～B～3614450)。)。该气体激光谐振器例如为二氧化碳激光，在图7A所示的例子中，具有向内部供给激光气体、设有用于对被供给的激光气体中产生放电的电极(未图示)的2个放电管151、152。2个放电管151、152通过放电管连接座155将轴线相互并列成一条直线地连接。

在一个放电管151的与放电管连接座155相反侧的端部，通过放电管座156安装有具备输出镜161的端板165。同样，在另一个放电管152的与放电管连接座155相反侧的端部，通过放电管座157安装有具备后部镜162的端板166。

由此，构成输出镜161和后部镜162相互面对地配置的法布里～佩罗型的谐振器。为使输出镜161与后部镜162相互高精度地面对配置，即使光轴良好地对位，而使一对端板165、166通过支撑杆170相互连接。即使产生气温变化或气体激光谐振器内部温度的上升，为使输出镜161及后部镜162两者的光轴也不产生偏移，支撑杆170由热膨胀率较小的殷钢合金形成。

另外，相互连接2个放电管151、152的放电管连接座155，通过与其一体地形成并利用水冷等强制冷却的座夹具175，被固定于支撑杆170。气体激光如图箭头所示地流动。由于通过放电被加热了的气体激光流动，因而放电管连接座155温度上升，而座夹具175被强制冷却。由此，放电管连接座155相对支撑杆170的位置偏移被抑制，以免产生这种由放电管连接座155的位置偏移引起的输出镜161与后部镜162对光轴对位的影响。

图7B例示将具有上述基本结构的气体激光谐振器高输出化的结构。在这种高输出激光中，并列配置各自具有一对放电管151a、152a、151b、152b、151c、152c的多个放电管列153A、153B、153C，在并列方向两侧端的放电管列153A、153C的一端分别设置输出镜161、后部镜162，并且，在并列的放电管列153A、153B、153C的端部彼此之间分别设置折返镜163、164。通过该结构，激光光轴被多级折返，所有的放电管151a、152a、151b、152b、151c、152c被光学性地串联连接。各放电管列153A、153B、153C的一对放电管151a、152a、151b、152b、151c、152c，通过与所有的放电管列153A、153B、153C共用的放电管连接座155相互连接，该放电管连接座155通过座夹具175被固定于支撑杆170。

在上述的现有技术中，考虑在伴随放电的气体激光谐振器的温度上升时，放电管连接座相对支撑杆的位置偏移被抑制，对输出镜与后部镜的光轴对位不产生影响。可是，特别是在具备多个放电管列的高输出的气体激光谐振器中，对于伴随放电放电管连接座自身热变形引起的对输出镜和后部镜的光轴对位的影响或在气体激光谐振器物理性移动时施加于气体激光谐振器的加速度引起的放电管连接座的位置偏移，没有充分考虑。

发明内容

本发明的目的在于在具备多个放电管列的气体激光谐振器中，考虑相互连接各放电管列所具有的多个放电管的放电管连接座自身的热变形及伴随气体激光谐振器的移动而施加于放电管连接座的加速度，提高输出镜和后部镜的光轴对位的可靠性及激光光束的输出稳定性。

本发明提供的气体激光谐振器，具备：分别具有在轴线方向上排列的多个放电管的多个放电管列；以各自的轴线向相互平行的方向延伸的方式支撑多个放电管列的支撑机构；以及，将多个放电管列以所有的放电管光学性地串联排列的方式相互光学性连接的光学部件，光学部件具备：在被支撑于支撑机构的多个放电管列的所有的放电管中的位于光学性串联配置的两端的一对放电管的各自的一端部所设置的输出镜及后部镜；以及，被支撑于支撑机构的多个放电管列的在光学性连接部所设置的折返镜，支撑机构具备：将多个放电管列的各个的多个放电管，以在轴线方向上排列的状态相互连接地进行支撑的放电管连接座；配置于多个放电管列的各个轴线方向两端，在轴线向相互平行或交叉的方向延伸的状态下支撑这些放电管列的一对端板；以两端固定于一对端板，在这些端板之间延伸设置的支撑杆；以及，将放电管连接座连接于支撑杆的弹性部件。

根据这种结构，放电管连接座通过弹性部件连接于支撑杆，因此，可通过弹性部件的弹性恢复力来抑制加速度施加于气体激光谐振器时产生的由于惯性引起的放电管连接座的位置偏移。另外，在放电管连接座因伴随在放电管的放电的加热而热膨胀时，可以通过弹性部件的弹性变形吸收这种热膨胀引起的放电管连接座的变形。这样，可防止在支撑杆上产生位置偏移或变形。

在上述结构中，为了使输出镜与后部镜保持在两者的光轴一致的状态，支撑机构可具备在一对的端板之间延伸设置的多个支撑杆。这种情况下，支撑机构可具备将放电管连接座连接于第一支撑杆上的弹性部件、和将放电管连接座固定于与第一支撑杆不同的第二支撑杆上的刚性部件。根据这种结构，在加速度施加于气体激光谐振器时，通过刚性部件引起的固定作用，将放电管连接座相对于第一支撑杆稳定地保持于规定的位置，能有效地抑制由于惯性引起的放电管连接座的位置偏移。另一方面，由于将放电管连接座通过弹性部件连接于第二支撑杆上，因此，通过弹性部件的变形能有效地吸收激光产生时的放电管连接座的热膨胀，能防止放电管连接座的热膨胀引起的支撑杆的位置偏移或变形。

作为弹性部件可以使用弹簧或板金。

另外，通常在气体激光谐振器上设置有使激光气体在放电管内循环的循环系统。该循环系统，在放电管连接座设置多个的结构的情况下，可以作成通过至少一个第一放电管连接座向放电管列供给激光气体，通过至少一个第二放电管连接座从放电管列回收激光气体的结构。此时，激光气体由于被放电管的放电加热，因此，在从放电管列回收时变得高温，因而，配置于回收激光气体的位置的第二放电管连接座被加热，另一方面，配置于供给激光气体的位置的第一放电管连接座几乎未被加热。因此，在这种结构中，支撑机构可将第二放电管连接座，通过弹性部件连接于支撑杆，通过弹性部件吸收加热引起的放电管连接座的热膨胀。另一方面，第一放电管连接座，由于几乎不产生热膨胀，所以不需要通过弹性部件连接于支撑杆，可通过刚性部件固定于支撑杆，提高施加于气体激光谐振器的加速度引起的放电管连接座的位置偏移的抑制效果。

附图说明

本发明的上述以及其他的目的、特征及优点，通过附图关联的以下的优选的实施方式的说明将更明确。在该附图中，

图1A是表示本发明一实施方式的气体激光谐振器的概要主视图。

图1B是图1A的气体激光谐振器的概要俯视图。

图1C是沿图1A的气体激光谐振器的I～I线的概要剖视图。

图2A是表示变形例的气体激光谐振器的概要主视图。

图2B是图2A的气体激光谐振器的概要俯视图。

图3是表示其他变形例的气体激光谐振器的概要主视图。

图4是进一步表示其他变形例的气体激光谐振器的支撑机构的概要主视图。

图5A是进一步模式化表示其他变形例的气体激光谐振器的支撑机构的结构的概要剖视图。

图5B是图5A所示的支撑机构的概要主视图。

图6A是进一步其他变形例的气体激光谐振器的图，设置于放电管列的光学连接部的折返镜为1个的情况的概要俯视图。

图6B是在图6A的气体激光谐振器中折返镜为2个的情况的概要俯视图。

图6C是在图6A的气体激光谐振器中折返镜为3个的情况的概要俯视图。

图6D是在图6C的气体激光谐振器的光学连接部的概要侧视图。

图7A是表示现有的激光谐振器的概要主视图。

图7B是图7A的激光谐振器的概要俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。在附图中，在同一或类似的构成要件上标注共同的参照符号。

参照附图，图1A～图1C是概要表示本发明一实施方式的气体激光谐振器10(以下简称为激光谐振器10)的整体结构的图，分别为主视图、俯视图、沿I～I线的剖视图。

图示实施方式的激光谐振器10具备：分别具有在轴线方向排列的多个(在图中为一对)放电管1a、2a、1b、2b、1c、2c的多个(在图中为3个)放电管列3A、3B、3C；以使这些放电管列3A、3B、3C的轴线向相互平行的方向延伸地支撑多个放电管列3A、3B、3C的支撑机构4；及以使这些放电管列3A、3B、3C所具有的多个放电管1a、2a、1b、2b、1c、2c的全部光学性串联排列地相互光学性地连接多个放电管列3A、3B、3C的光学部件9。

各放电管列3A、3B、3C中的一对放电管1a、2a、1b、2b、1c、2c，通过与3个放电管列3A、3B、3C共用的放电管连接座5(支撑机构4的构成要件)，以使轴线相互直线状地排列地连接。放电管连接座5内部形成中空空间，形成有真空容器。各放电管列3A、3B、3C中的一对放电管1a、2a、1b、2b、1c、2c，它们的内部空间通过放电管连接座5沿轴线方向连通，光可在两者间沿轴线方向传播。

在各放电管列3A、3B、3C中的一方的放电管1a、1b、1c的与放电管连接座5相反侧的端部，通过共同的放电管座6安装有端板16(支撑机构4的构成要件)。放电管座6、7与放电管连接座5同样地形成有真空容器。这些端板15、16配置于各放电管列3A、3B、3C的轴线方向两端，通过放电管座6、7在向轴线相互平行的方向延伸的状态下支撑这些放电管列3A、3B、3C。

光学部件9具备被支撑于支撑机构4的多个放电管列3A、3B、3C的所有的放电管1a、2a、1b、2b、1c、2c中的位于光学性串联配置的两端的一对放电管1c、2a的各自的一端部所设置的输出镜11及后部镜12、和被支撑于支撑机构4的多个放电管列3A、3B、3C的设置于光学性连接部8的折返镜13、14。在图示的结构中，在端板15上，以位于放电管1a、1b、1c的轴线上、面对放电管1a、1b、1c一端的方式分别具备一组折返镜13及输出镜11。另外，在端板16上，以位于放电管2a、2b、2c的轴线上、面对放电管2a、2b、2c一端的方式分别具备后部镜12及一组折返镜14。这样，构成了在通过放电管列3A、3B、3C的全部的放电管1a、2a、1b、2b、1c、2c形成的光产生部的两端，光学性相互面对地配置有输出镜11和后部镜12的法布里～佩罗型的谐振器。作为输出镜11，为了摄取激光光束而使用半透明反射镜。作为后部镜12，使用全反射镜的情况较多。

一对端板15、16通过相对放电管列3A、3B、3C平行地延伸的4根支撑杆21、22、23、24(支撑机构4的构成要件)相互连接。各支撑杆21、22、23、24以两端固定于一对端板15、16，在这些端板15、16之间延伸设置。如图1C所示，端板15、16具有垂直于放电管列3A、3B、3C的轴线(即激光谐振器10的主要的光轴)的剖面为矩形的外形，在该矩形的四角附件分别配置有4个支撑杆21～24。由于两端板15、16通过支撑杆21～24相互固定，因此输出镜11和后部镜12相互高精度地面对，保证两者的光轴吻合。这样，激光谐振器10构成为通过4个支撑杆21～24和2个端板15、16，放电管列3A、3B、3C(放电管1a、2a、1b、2b、1c、2c)、放电管座6、7及放电管连接座5收纳于内侧的箱型。

支撑杆21～24，为使即使发生气温变化或激光谐振器10的内部温度上升，输出镜11和后部镜12两者的光轴也不产生偏移，优选由热膨胀率较小的殷钢合金形成。作为支撑杆21～24的材料，也可以使用在通常的使用温度范围内，热膨胀系数十分小，热变形量为许用范围内的其他材料。

放电管连接座5通过夹具25、26、27(支撑机构4的构成要件)连接于支撑杆21～24。在图示的构成中，对于重力方向下侧的2个支撑杆21、22放电管连接座5通过由刚性材料构成的共同(即单一)的夹具(即刚性部件)25连接。另外，对于重力方向上侧的2个支撑杆23、24，放电管连接座5通过由弹性材料构成的各个(即2个)的夹具(即弹性部件26、27)分别连接。各夹具25、26、27在放电管连接座5的光轴方向的两端部附近配置各1个计2个。作为夹具25的刚性材料可使用例如铝合金等。另外，作为夹具26、27的弹性材料，可以使用例如弹簧钢，但优选使用后述的复合结构的夹具。

如图1A所示，在放电管连接座5和放电管座6、7内部的空间连接有激光气体的循环系统。从放电管连接座5及放电管座6、7分别延伸有配管31、32、33，这些配管31、32、33与鼓风机35连接。鼓风机35是例如涡轮鼓风机，构成为以配管31作为吸入侧，以配管32、33作为排出侧，将激光气体强制地排出。由此，在各放电管列3A、3B、3C的所有的放电管1a、2a、1b、2b、1c、2c内，如通过箭头40模式化地表示，激光气体从与端板15、16邻接的放电管座6、7向中央的放电管连接座5流动。在通过配管31、32、33形成的激光气体的路径中，分别设置有用于冷却激光气体的热交换器36、37、38。

虽然未图示，但为了在激光气体中引起放电激励激光气体，而在各放电管列3A、3B、3C配置电极，在该电极上连接有高频率电源。另外，激光谐振器10以一端2处、另一端1处计3处通过轴承(未图示)固定于框架(未图示)。

在图示的激光谐振器10中，在通过鼓风机35向放电管列3A、3B、3C的所有的放电管1a、2a、1b、2b、1c、2c内沿箭头40的方向流入激光气体的状态下，在放电管1a、2a、1b、2b、1c、2c内进行高频率放电。由此，激光气体被激励产生光，在输出镜11和后部镜12之间引起共振而光被增幅，如箭头45模式化所示，期望强度的激光光束从输出镜11被摄取出来。

在激光光束的产生中，由于在放电管列3A、3B、3C的放电管1a、2a、1b、2b、1c、2c内的放电而激光气体被加热。被加热了的激光气体，通过放电管连接座5向配管31输出，在被配置于由配管31形成的路径中的热交换器36被冷却，送入鼓风机35。从鼓风机35输出的激光气体，通过被配置于由各配管32、33形成的路径中的热交换器37、38，摄取压缩热调节至规定的温度，被送入各放电管座6、7。

虽然未图示，但激光谐振器10可以具有根据期望的激光输出等控制向鼓风机35、热交换器36～38及放电管列3A、3B、3C的放电管1a、2a、1b、2b、1c、2c的供给电力的控制部。激光谐振器10的输出可以适合于使用在工件的激光加工。这种情况下，激光谐振器10组装于激光加工机(未图示)，从激光谐振器10输出的激光光束，用激光加工机的五面镜改变方向导入激光加工部，照射工件。此时，为了使激光光束入射工件的期望位置，工件、五面镜或激光谐振器10的位置及姿势根据需要通过促动器进行调整。这种调整如公知，可通过数控装置进行。这种数控装置可作成与激光谐振器10的控制部协动，或者也可以将激光谐振器10的控制部作成数控装置的一部分而构成。

在图示的激光谐振器10中，放电管连接座5通过夹具(刚性部件)25及夹具(弹性部件)26、27，与位于放电管连接座5的四角的4个支撑杆21～24连接而被支撑。因而，例如在激光谐振器10如前所述地通过促动器移动时，或者为了设置在期望的设备上而移动时，可抑制施加于放电管连接座5的加速度引起产生放电管连接座5的位置偏移。即，在加速度施加于放电管连接座5时，夹具(刚性部件)25主要将放电管连接座5相对于支撑杆21～24稳定地保持在规定的位置而起作用。此时，夹具(弹性部件)26、27容许惯性引起的放电管连接座5稍微的位移，另一方面，通过弹性恢复力使放电管连接座5迅速地恢复规定的位置。另外，如图所示，如果放电管连接座5作成以其四角支撑于支撑杆21～24的结构，则能有效地抑制如在偏向一侧的位置支撑时容易产生的以支撑部为中心的倾斜那样的位置偏移。这样，在激光谐振器10中，能防止由于加速度引起的放电管连接座5的位置偏移而在支撑杆21～24或放电管1a、2a、1b、2b、1c、2c等梁状的各构成部件上产生变形，并且，能抑制这种部件变形引起的端板15、16彼此的位置偏移(倾斜等)，可防止输出镜11和后部镜12的光轴产生偏移，可确保激光光束输出的稳定性。

另一方面，放电管连接座5如前所述，由于与被放电管列3A、3B、3C的放电加热的激光气体接触，从激光开始产生历时而产生热膨胀。在图示的激光谐振器10中，在将放电管连接座5连接于支撑杆21～24的夹具25、26、27中，将上方的2个夹具26、27由弹性材料形成。因而，激光产生时的放电管连接座5的热膨胀，被夹具(弹性部件)26、27的弹性变形(弹性收缩)吸收，未传递给支撑杆21～24。这样，在激光谐振器10中，能防止由于放电管连接座5的热变形而在支撑杆21～24或放电管1a、2a、1b、2b、1c、2c等的梁状的各构成部件上产生变形，并且，能抑制这种部件变形引起的端板15、16彼此的位置偏移(倾斜等)，可防止输出镜11和后部镜12的光轴产生偏移，可确保激光光束输出的稳定性。

如图所示，将放电管连接座5通过由刚性材料组成的夹具(刚性部件)25固定在下侧的2个支撑杆21、22上、通过由弹性材料构成的夹具(弹性部件)26、27连接在上侧的2个支撑杆23、24上的结构，特别适合于支撑杆21～24的间隔上下方向(支撑杆21与支撑杆23之间、及支撑杆22与支撑杆24之间)的距离比水平方向(支撑杆21与支撑杆22之间、及支撑杆23与支撑杆24之间)的距离长的情况。即，这种情况，放电管连接座5的热膨胀的影响，在支撑杆之间的距离较长的上下方向容易产生，由此使各支撑杆21～24的变形以将一对端板15、16相对于上下方向倾斜(即使其绕水平轴线旋转)那样的方式容易显现出来。因此，将重力的影响较小的放电管连接座5的上端侧，通过由弹性材料构成的夹具(弹性部件)26、27连接于上侧的2个支撑杆23、24，在放电管连接座5热膨胀时预先使其上端侧相对于这些支撑杆23、24可位移，由此可抑制端板15、16在上下方向产生倾斜。其结果，可抑制端板15、16彼此的平行度的变化，有效地防止输出镜11和后部镜12的光轴产生偏移。

作为将放电管连接座5连接于各支撑杆21～24的部件，可以根据支撑杆21～24的配置或根数、放电管连接座5的结构等，适当地选择使用弹性部件和刚性部件的任意一种。为了有效地抑制在加速度施加于激光谐振器10时的惯性引起的放电管连接座5的位置偏移及作为其结果的梁状部件的变形、和在激光产生中在放电管连接座5上产生的热膨胀及作为其结果的其他梁状部件的变形两者，只要通过弹性部件连接放电管连接座5和至少一个支撑杆21～24即可。如前所述，由于惯性引起的放电管连接座5的位置偏移是临时的，因此不管支撑杆的根数，也可以用弹性部件将放电管连接座5连接于所有的支撑杆。再者，如图所示，在使用多个支撑杆的结构中，通过刚性部件进行放电管连接座5相对于至少1个的支撑杆的连接、且通过弹性部件进行放电管连接座5相对于其他的至少1个的支撑杆的连接，在提高防止放电管连接座5的位置偏移作用的可靠性的观点上优选。

图2A及图2B作为图1A～图1C的激光谐振器10的变形例，表示3个放电管列55A、55B、55C的每一个具备沿轴线方向排列的4个放电管51a、52a、53a、54a、51b、52b、53b、54b、51c、52c、53c、54c的结构。在该变形例中，总计12个的放电管51a～54c中的各4个，通过与3个放电管列55A、55B、55C均共用的3个放电管连接座61、62、63，轴线排列为直线状地相互连接。再者，在图2A及图2B的变形例中，对应于图1A～图1C所示的构成要件的构成要件，标注与图1A～图1C相同的符号，省略其详细说明。

即使在图2A及图2B所示的结构中，将各放电管连接座61、62、63，通过由刚性材料构成的夹具(刚性部件)25固定于下侧的支撑杆21、22，通过由弹性材料构成的夹具(弹性部件)26、27连接于上侧的支撑杆23、24。由此，可将3个放电管连接座61、62、63通过4根支撑杆21～24保持为稳定的状态。即，在加速度施加于激光谐振器10时，通过夹具(刚性部件)25和夹具(弹性部件)26、27的协动，可抑制惯性引起的放电管连接座61、62、63的位置偏移，防止输出镜11和后部镜12的光轴偏移，且在激光产生中放电管连接座61、62、63热膨胀时，通过夹具(弹性部件)26、27的弹性变形来吸收放电管连接座61、62、63的热膨胀，能防止输出镜11和后部镜12的光轴偏移。

如上述的变形例，在具有多个放电管连接座的结构中，在激光产生时存在未太加热的放电管连接座的情况，对于这种放电管连接座，也可以作成对与支撑杆的连接不使用弹性部件而仅使用刚性部件的结构。图3是表示具有这种结构的其他变形例的气体激光谐振器10的图。在图3的变形例中，对应于图1A～图1C及图2A及图2B所示的构成要件的构成要件，标注与图1A～图1C和图2A及图2B相同的符号，省略其详细说明。

在图3所示的变形例中，激光气体如箭头65所示那样地在3个放电管列55A、55B、55C(仅图示出放电管列55C)中流动。即，激光气体从在图1A说明的循环系统分别向与两端的端板15、16连接的放电管座6、7和中央的一个放电管连接座62供给。并且，被供给各座6、7、62的激光气体，通过放电管列55A、55B、55C的放电管51a、52a、53a、54a、51b、52b、53b、54b、51c、52c、53c、54c流入位于放电管连接座62与各放电管座6、7之间的中间的放电管连接座61、63，从这些放电管连接座61、63回收至循环系统。

此时，如前所述，激光气体虽然被放电管列55A、55B、55C的放电加热而返回循环系统，但在从循环系统供给至放电管座6、7和放电管连接座62时，被冷却而调整至规定的温度。因而，3个放电管连接座61、62、63中，中央的放电管连接座62仅接受从循环系统中被冷却的激光气体，不会与被放电管加热的激光气体接触，因此几乎不被加热。

因此，在图3所示的结构中，中央的放电管连接座62与相对下侧的支撑杆21、22的夹具(刚性部件)25同样，相对上侧的支撑杆23、24也通过由刚性材料构成的夹具(刚性部件)67进行固定。在夹具67上，可以使用与下侧的夹具25同样的结构。放电管连接座62通过由刚性材料构成的夹具(刚性部件)25、67与4个支撑杆21～24连接并被支撑，因此，与图2A及图2B所示的结构比较，可保持为更稳定的状态，在加速度施加于激光谐振器10时，可有效地抑制惯性引起的位置偏移。并且，中央的放电管连接座62，由于在激光产生中几乎未被加热，因此，也不会产生由放电管连接座62的热膨胀引起的输出镜11和后部镜12的光轴偏移。

另一方面，在图3的结构中，对于中间的放电管连接座61、63，下侧使用由刚性材料构成的夹具(刚性部件)25，上侧使用由弹出材料构成的夹具(弹性部件)26、27。由此，对于放电管连接座61、63，与图2A及图2B的机构同样，可以有效地防止施加加速度时的惯性引起的位置偏移所导致的光轴偏移和激光产生时热膨胀引起的光轴的偏移两者。

在图1A～图3的结构中，将放电管连接座5、61、62、63连接于支撑杆21～24的部件的结构，不限于作为一体物所例示的夹具25、26、27。特别地，可以弹性变形的夹具(弹性部件)26、27，既可以其整体不是由弹性材料构成的部件，也可以作成通过至少部分进行弹性变形而容许放电管连接座5、61、62、63的上端部分变位的结构(例如在介于放电管连接座5、61、62、63与支撑杆21～24之间的夹具装置的一部分配置弹性部件的结构)。

作为配置于这种夹具装置的一部分上的弹性部件，可以使用弹簧或期望形状的板金。图4表示作为支撑机构4的变形例具有一部分使用弹簧(弹性部件)的夹具装置70的结构。再者，图4仅表示放电管连接座5的周边部分，对于气体激光谐振器的其他部分，与图1A～图1C相同的结构为好。在图4的变形例中，对应于图1A～图1C所示的构成要件的构成要件，标注与图1A～图1C相同的符号，省略其详细的说明。

在图4所示的结构中，作为取代上述的夹具27的夹具装置70，在放电管连接座5的上面的激光光轴方向的两端区域相互对应的位置，分别形成突出部73、74，并且，在上方的支撑杆24的对应突出部73、74的位置，分别安装有夹具75、76，突出部73、74与夹具75、76分别通过弹簧(弹性部件)71、72连接。另外，虽未图示，但取代上述的夹具26，在放电管连接座5的上面与上方的支撑杆23之间也可以设置同样的夹具装置70。通过图4所示的结构，利用弹簧71、72的弹性变形，也可以吸收放电管连接座5的上下方向及光轴方向的热膨胀，防止输出镜11和后部镜12的光轴偏移。

图5A及图5B是表示作为支撑机构4的其他变形例具备在一部分使用板金(弹性部件)的夹具装置80的结构的图，图5A是从放电管连接座5的光轴方向表示夹具装置80的部分剖视图，图5B是从与该光轴垂直的方向表示夹具装置80的主视图。在图5A及图5B的变形例中，与图1A～图1C所示的构成要件对应的构成要件，标注与图1A～图1C相同的符号，省略其详细的说明。另外，在图5A中，省略图5B所示的板金91～94等的图示，在图5B中省略图5A所示的板金81～84等的图示。

在图示的构成中，如图5A那样，为了容许放电管连接座5的上端侧部分的与激光光轴垂直且水平(即与重力方向垂直)的方向(在图5A中为左右方向)的变位，并且确保在该方向的支撑力，使用板厚方向朝向与激光光轴垂直且水平方向的具有可以弹性变形部分的板金81～84。即，作为取代上述的夹具26、27的夹具装置80，在放电管连接座5的上面的与激光光轴垂直的方向的两端区域，分别固定向上方延伸的具有可弹性变形部分的板金81、82，并且，在上方的支撑杆23、24上固定单一的夹具101，在夹具101下面的与激光光轴垂直方向的两端区域分别固定向下方延伸的具有可弹性变形部分的板金83、84，板金81和板金83通过固定螺栓85相互连接，板金82和板金84通过固定螺栓86相互连接。

如图5B所示，在支撑杆23、24上，在沿激光光轴的方向相互离开地安装有与夹具101同样的夹具102。并且，对于夹具102，也可以使用与上述同样的板金81～84作成将放电管连接座5连接于夹具102的结构，以容许放电管连接座5的上端侧部分的与光轴垂直且水平的方向的变位并确保在该方向的支撑力。

在图示的夹具装置80中，如图5B所示，为了容许放电管连接座5的上端侧部分的与激光光轴平行的方向(在图5B中为左右方向)的变位，并且确保在该方向的支撑力，还可以使用板厚方向朝向与激光光轴平行的方向的具有可以弹性变形部分的板金91～94。即，作为取代上述的夹具26、27的夹具装置80，在放电管连接座5的上面的激光光轴方向的两端区域，分别固定向上方延伸的具有可弹性变形部分的板金91、92，并且，在上方的支撑杆23、24上所固定夹具101、102的下面，分别固定向下方延伸的具有可弹性变形部分的板金93、94。

板金91～94起到容许放电管连接座5的上端侧部分的上下方向的变位，并且确保在该方向的支撑力的作用。因该目的，固定于放电管连接座5的板金91、92，在从放电管连接座5向上方延伸的部分91a、92a的上端，连接向激光光轴方向延伸的可以弹性变形的部分91b、92b，在这些部分91b、92b的另一端还连接向上方延伸的可以弹性变形的部分91c、92c，具有曲柄状的弯曲形状。另外，固定于夹具101、102的板金93、94，在从夹具101、102向下方延伸的可以弹性变形的部分93a、94a的下端，连接向激光光轴方向延伸的可以弹性变形的部分93b、94b，具有L字状的弯曲形状。并且，固定于放电管连接座5的板金91、92的向激光光轴方向延伸的可以弹性变形的部分91b、92b、和固定于夹具101、102的板金93、94的沿光轴方向延伸的可以弹性变形的部分93b、94b分别通过固定螺栓95、96相互连接，并且，向板金91、92的上方延伸的可以弹性变形的部分91c、92c、和向板金93、94的下方延伸的可以弹性变形的部分93a、94a分别通过固定螺栓97、98相互连接。

板金91～94设置在与板金81～84不干涉的位置(例如各夹具101、102的中央(图5A中上方的支撑杆23、24间的位置))。该情况下，可由一体部件形成在夹具101上固定的一组板金83、84、93，并由其它的一体部件形成与其连接且在放电管连接座5上固定的一组板金81、82、91。同样地，可由一体部件形成在夹具102上固定的一组板金83、84、94，并由其它的一体部件形成与其连接且在放电管连接座5上固定的一组板金81、82、92。

通过图5A及图5B所示的结构，利用板金81～84、91～94的弹性变形，也可以吸收放电管连接座5的上下方向、光轴方向及与它们垂直方向的热膨胀，防止输出镜11和后部镜12的光轴偏移。再者，在该结构中，各夹具装置80优选放电管连接座5在常温的状态下，板金81～84、91～94适当弯曲产生预备的应力，另一方面，放电管连接座5热膨胀时，这样的板金81～84、91～94的应力减弱的结构。通过这种结构，在气体激光谐振器的通常运转中，可实现在支撑机构4上尽量不产生应力。

本发明涉及的气体激光谐振器，不限定于上述实施方式的结构，在权利要求范围所记载的技术范围内可进行各种变更。例如，气体激光谐振器所具有的放电管列的个数、各放电管列的放电管的个数等可以采用图示以外的各种个数。图6A～图6D表示作为图1A～图1C的激光谐振器10的变形例具备各种结构的放电管列的方式。再者，在图6A～图6D的变形例中，与图1A～图1C所示的构成要件对应的构成要件，标注与图1A～图1C相同的符号，省略其说明。

图6A表示分别具有沿轴线方向排列的一对放电管1a、2a、1b、2b的2个放电管列3A、3B通过支撑机构4以这些放电管列3A、3B的轴线向相互交叉的方向延伸的方式支撑而构成的气体激光谐振器。在该结构中，在放电管列3A、3B的光学性连接部8上设置1个折返镜13。另外，图6B、图6C表示分别具有沿轴线方向排列的一对放电管1a、2a、1b、2b的2个放电管列3A、3B通过支撑机构4以这些放电管列3A、3B的轴线向相互平行的方向延伸的方式支撑而构成的激光谐振器。在图6B的结构中，在放电管列3A、3B的光学性连接部8上设置2个折返镜13。另外，在图6C的结构中，在放电管列3A、3B的光学性连接部8上设置3个折返镜13。根据图6B所示的2面折返镜结构，从输出镜11射出90度直线偏光激光光束；根据图6C及图6D所示的3面折返镜结构，从输出镜11射出45度直线偏光激光光束。在任何一种结构中，都通过上述特征的支撑机构4，可防止放电管连接座5的惯性及热膨胀所引起的输出镜11和后部镜12的光轴偏移。

由以上的说明可知，根据本发明，利用通过弹性部件将放电管连接座连接于支撑杆，从而可以抑制在加速度施加于气体激光谐振器时产生的惯性引起的放电管连接座的位置偏移，另外，通过弹性部件的弹性变形可以吸收激光产生时产生的放电管连接座的热膨胀引起的变形。其结果，无论是在加速度施加于激光谐振器时，还是放电管连接座的热变形时的任何一种情况，都可以防止支撑杆产生位置偏移或变形，可以抑制支撑杆的变形等引起的端板彼此的位置偏移(倾斜等)，可以防止输出镜和后部镜的光轴发生偏移。因而，根据本发明，在气体激光谐振器移动时或动作中，可以高精度地保持端板彼此的平行度及位置关系，可以稳定地输出期望品质的激光光束。

以上，虽然关于本发明优选的实施方式说明了本发明，但本领域技术人员应该理解，只要不脱离权利要求公开的范围，可以进行各种修改和变更。

Claims (5)

1.一种气体激光谐振器，具备：分别具有在轴线方向上排列的多个放电管(1a～1c，2a～2c；51a～51c，52a～52c，53a～53c，54a～54c；1a～1b，2a～2b)的多个放电管列(3A～3C；55A～55C；3A～3B)；以这些放电管列的轴线向相互平行或交叉的方向延伸的方式支撑上述多个放电管列(3A～3C；55A～55C；3A～3B)的支撑机构(4)；以及，将上述多个放电管列(3A～3C；55A～55C；3A～3B)，以这些放电管列所具有的上述多个放电管(1a～1c，2a～2c；51a～51c，52a～52c，53a～53c，54a～54c；1a～1b，2a～2b)的全部光学性地串联排列的方式相互光学性连接的光学部件(9)，其特征在于：

上述光学部件(9)具备：在被支撑于上述支撑机构(4)的上述多个放电管列(3A～3C；55A～55C；3A～3B)的所有的上述放电管(1a～1c，2a～2c；51a～51c，52a～52c，53a～53c，54a～54c；1a～1b，2a～2b)中的位于光学性串联配置的两端的一对上述放电管(1c，2a；51c，54a；2b，2a)的各自的一端部所设置的输出镜(11)及后部镜(12)；以及，被上述支撑机构(4)支撑的上述多个放电管列(3A～3C；55A～55C；3A～3B)的在光学性连接部(8)所设置的折返镜(13，14；13)，

上述支撑机构(4)，具备：

将上述多个放电管列(3A～3C；55A～55C；3A～3B)的每一个的上述多个放电管(1a～1c，2a～2c；51a～51c，52a～52c，53a～53c，54a～54c；1a～1b，2a～2b)，以在上述轴线方向上排列的状态相互连接地进行支撑的放电管连接座(5；61，62，63)，

配置于上述多个放电管列(3A～3C；55A～55C；3A～3B)的各个轴线方向两端，在上述轴线向相互平行或交叉的方向延伸的状态下支撑这些放电管列(3A～3C；55A～55C；3A～3B)的一对端板(15，16)，

以两端固定于上述一对的端板(15，16)上，在这些端板(15，16)之间延伸设置的支撑杆(21，22，23，24)，以及

将上述放电管连接座(5；61，62，63)连接于上述支撑杆(23、24)的弹性部件(26，27；71，72；81，82，83，84，91，92，93，94)。

2.根据权利要求1所述的气体激光谐振器，其特征在于：

上述支撑机构，具备：在上述一对的端板(15，16)之间延伸设置的多个上述支撑杆(21～24)；将上述放电管连接座(5；61，62，63)连接于第一上述支撑杆(23，24)上的上述弹性部件(26，27；71，72；81～84，91～94)；以及将上述放电管连接座(5；61，62，63)固定于与该第一支撑杆不同的第二上述支撑杆(21，22)上的刚性部件(25)。

3.根据权利要求1所述的气体激光谐振器，其特征在于：

上述弹性部件是弹簧(71，72)。

4.根据权利要求1所述的气体激光谐振器，其特征在于：

上述弹性部件是板金(81，82，83，84，91，92，93，94)。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的气体激光谐振器，其特征在于：

上述支撑机构，具备：包括配置于向上述多个放电管列(55A～55C)供给激光气体的位置的第一上述放电管连接座(62)和配置于从上述多个放电管列(55A～55C)回收激光气体的位置的第二上述放电管连接座(61，63)的多个上述放电管连接座(61、62、63)；将该第一上述放电管连接座(62)固定于上述支撑杆(21，22)的刚性部件(25，67)；以及将该第二上述放电管连接座(61，63)连接于上述支撑杆(23，24)的上述弹性部件(26，27；71，72；81～84，91～94)。

Images