CN105390915B - 具备激光媒介物流道的激光振荡器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种激光振荡器，能够使多个放电管内的激光媒介物的压力分布为一定、不会滞留激光媒介物地循环。激光振荡器具备第一放电管、第二放电管、第一导光管、激光媒介物流道以及送风机。送风机与第一放电管之间的激光媒介物流道的流道电阻、送风机与第二放电管之间的激光媒介物流道的流道电阻互相相同。送风机与第一导光管的第一端部之间的激光媒介物流道的电阻、送风机与第一导光管的第二端部之间的激光媒介物流道的流道电阻互相不同。

Description

具备激光媒介物流道的激光振荡器
技术领域
本发明涉及具备用于使激光媒介物循环的激光媒介物流道的激光振荡器。
背景技术
已知在具备配置于两个放电管之间的激光光路上的折回镜的激光振荡器中能够防止激光媒介物的流动在该折回镜的周围滞留的技术(例如，日本特开昭63-239888号公报以及日本特开2010-171145号公报)。
在具备多个放电管的激光振荡器中，这些放电管内的激光媒介物的压力分布互相不同时，产生的激光的激光功率不稳定。因此，谋求能使多个放电管内的激光媒介物的压力分布为一定、且不会滞留激光媒介物而循环的技术。
发明内容
涉及本发明的激光振荡器具备第一放电管及第二放电管、配置于第一放电管的第一端部与第二放电管的第一端部之间的第一导光管、流体化地与第一放电管、第二放电管以及第一导光管的每一个连通的激光媒介物流道、设置于激光媒介物流道并使激光媒介物在该激光媒介物流道、第一放电管以及第二放电管中循环的送风机。
送风机的排出口与第一放电管的第一端部之间的激光媒介物流道的流道电阻和排出口与第二放电管的第一端部之间的激光媒介物流道电阻互相相同。送风机的吸入口和与第一放电管相反侧的第二端部之间的激光媒介物流道的流道电阻、吸入口和第二放电管的与第一端部相反侧的第二端部之间的激光媒介物流道的流道电阻互相相同。
排出口与第一导光管的第一端部之间的激光媒介物流道的流道电阻、排出口和第一导光管的与第一端部相反侧的第二端部之间的激光媒介物流道的流道电阻互相不同。
排出口与第一导光管的第一端部之间的激光媒介物流道的长度可以比排出口与第一导光管的第二端部之间的激光媒介物流道的长度短。排出口与第一导光管的第一端部之间的激光媒介物流道包括具备第一相当直径的部分，排出口与第一导光管的第二端部之间的激光媒介物流道可以包括具有比第一相当直径小的第二相当直径的部分。
激光振荡器还可以具备配置于排出口的下游侧以及吸入口的上游侧中的至少一侧，从对通过的激光媒介物除去热量的热交换器。激光振荡器还可以具备调整流经第一导光管内部的激光媒介物的流量的第一流量调整部。
流经第一放电管以及第二放电管内部的激光媒介物的流量相对于流经第一导光管内部的激光媒介物的流量的比大于10且小于15。
激光振荡器还可以具备具有第一端部以及与该第一端部相反侧的第二端部的第三放电管、配置于第二放电管的第二端部与第三放电管的第二端部之间的第二导光管。在这种情况中，激光媒介物流道可以流体化地与第二导光管和第三放电管的每一个连通。
排出口与第三放电管的第一端部之间的激光媒介物流道的流道电阻、排出口与第一放电管的第一端部之间的激光媒介物流道的流道电阻可以互相相同。吸入口与第三放电管的第二端部之间的激光媒介物流道的流道电阻、吸入口与第一放电管的第二端部之间的激光媒介物流道的流道电阻可以互相相同。
吸入口与第二导光管的第一端部之间的激光媒介物流道的流道电阻、吸入口和第二导光管的与第一端部相反侧的第二端部之间的激光媒介物流道的流道电阻可以互相不同。
吸入口与第二导光管的第一端部之间的激光媒介物流道的长度可以比吸入口与第二导光管的第二端部之间的激光媒介物流道的长度长。吸入口与第二导光管的第一端部之间的激光媒介物流道包括具备第三相当直径的部分，吸入口与第二导光管的第二端部之间的激光媒介物流道可以包括具备比第三相当直径大的第四相当直径的部分。
流经第一放电管、第二放电管以及第三放电管内部的激光媒介物的流量相对于流经第一导光管以及第二导光管内部的激光媒介物的流量的比可以大于10且小于15。激光振荡器还可以具备调整流经第二导光管内部的激光媒介物的流量的第二流量调整部。
附图说明
本发明的上述或其他的目的、特征以及优点通过参照附图说明以下适当的实施方式，会更加清楚。
图1是涉及一实施方式的激光振荡器的概略图。
图2表示图1中所示的激光媒介物流道的等效电路。
图3表示图1中所示的激光媒介物流道的一例。
图4表示图1中所示的激光媒介物流道的其他例子。
图5表示图1中所示的激光媒介物流道的另一其他例子。
图6是涉及其他实施方式的激光振荡器的概略图。
图7A是表示图6中所示的光圈机构的一例的图，表示光圈机构全部打开的状态。
图7B表示光圈机构半开的状态。
图7C表示光圈机构最紧闭的状态。
图8是表示流经放电管内的激光媒介物的流量相对于流经导光管内的激光媒介物流量的比、产生的激光的激光功率、激光功率稳定性之间的关系性的图表。
图9是涉及另一其他实施方式的激光振荡器的概略图。
图10表示图9中所示的激光媒介物流道的等效电路。
图11表示图9中所示的激光媒介物流道的其他例子。
图12是涉及又一其他实施方式的激光振荡器的概略图。
具体实施方式
以下，基于附图详细说明本发明的实施方式。首先，参照图1，关于涉及本发明的一实施方式的激光振荡器10进行说明。并且，在以下所说明的各种实施方式中，在相同的要素上标注相同的符号，省略详细说明。
激光振荡器10具备输出镜12、后部镜14、第一放电管16、第二放电管18、导光管(第一导光管)20、激光媒介物流道22以及送风机24。输出镜12以及后部镜14通过导光管20相互光学性连结。
输出镜12由局部反射镜(所谓的半透半反镜)构成，在接收从后部镜14传播的激光的一侧具有凹面12a。输出镜12使在凹面12a入射的激光的一部分透过，向外部射出。
后部镜14由全反射镜构成，在接收从输出镜12传播的激光的一侧具有凹面14a。后部镜14几乎将在凹面14a入射的激光全反射。
第一放电管16是具备第一端部16a、与该第一端部16a相反侧的第二端部16b的中空部件。第一放电管16以其第二端部16b面向输出镜12的方式配置。第一放电管16具备由石英等构成的内周面、设置放电电极(未图示)的外周面。放电电极电连接于放电电源(未图示)。
第二放电管18具备与第一放电管16相同的结构。具体地说，第二放电管18是具备第一端部18a、与该第一端部18a相反侧的第二端部18b的中空部件。
第二放电管18以其第二端部18b面向后部镜14的方式配置。第二放电管18具备由石英等构成的内周面、设置放电电极(未图示)的外周面。放电电极电连接于放电电源(未图示)。
导光管20配置于第一放电管16的第一端部16a与第二放电管18的第一端部18a之间。导光管20是具备第一端部20a、与该第一端部20a相反侧的第二端部20b的中空部件。导光管20将从输出镜12传播的激光向后部镜14导光，并且，将从后部镜14传播的激光向输出镜12导光。
具体地说，在导光管20上设置第一折回镜26以及第二折回镜28。第一折回镜26由全反射镜构成，在从输出镜12传播的激光的光路上以相对于该光路成45°的角度倾斜的方式配置。
第一折回镜26将从输出镜12传播的激光向第二折回镜28反射，另一方面，将从第二折回镜28传播的激光向输出镜12反射。
第二折回镜28由全反射镜构成，在从第一折回镜26传播的激光的光路上以相对于该光路倾斜45°的方式配置。
第二折回镜28将从第一折回镜26传播的激光向后部镜14反射，另一方面，将从后部镜14传播的激光向第一折回镜26反射。
激光媒介物流道22是与第一放电管16、第二放电管18以及导光管20的各自的内部流体化连通的管状部件，承担使含有二氧化碳等的激光媒介物在第一放电管16、第二放电管18以及导光管20内循环的功能。
送风机24设置于激光媒介物流道22内。送风机24例如是轴流型送风机，在激光媒介物流道22内的激光媒介物中产生压力变动，使激光媒介物向图1中的箭头30所示的方向流动。
以下，关于涉及本实施方式的激光媒介物流道22的结构，更详细地进行说明。激光媒介物流道22具备在送风机24的排出口24a与分支部32之间延伸的流道34、在分支部32与分支部36之间延伸的流道38、在分支部32与分支部40之间延伸的流道42。
分支部32、36以及40由如三通接头管构成。分支部32配置于送风机24的排出口24a的下游侧。在流道34上设置热交换器44。热交换器44从通过的激光媒介物中除去热。
分支部36配置于分支部32的下游侧且第一放电管16与导光管20之间。另一方面，分支部40配置于分支部32的下游侧且第二放电管18与导光管20之间。
激光媒介物流道22还具备在分支部36与导光管20的第一端部20a之间延伸的流道46、在分支部36与第一放电管16的第一端部16a之间延伸的流道48、在分支部40与导光管20的第二端部20b之间延伸的流道50、在分支部40与第二放电管18的第一端部18a之间延伸的流道52。
流道46通过导光管20的第一端部20a与导光管20的内部连通，流道48通过第一放电管16的第一端部16a与第一放电管16的内部连通。同样，流道50通过导光管20的第二端部20b与导光管20的内部连通，流道52通过第二放电管18的第一端部18a与第二放电管18的内部连通。
激光媒介物流道22还具备在送风机24的吸入口24b与分支部54之间延伸的流道56、在分支部54与分支部58之间延伸的流道60、在分支部54与分支部62之间延伸的流道64。
分支部54、58以及62与上述分支部32、36以及40相同，由三通接头管等构成。分支部54配置于送风机24的吸入口24b的上游侧。在流道56上设置热交换器66。热交换器66与上述的热交换器44相同，从通过的激光媒介物中除去热。
分支部58配置于分支部54的上游侧且第一放电管16与输出镜12之间。另一方面，分支部62配置于分支部54的上游侧且第二放电管18与后部镜14之间。
激光媒介物流道22还具备在分支部58与第一放电管16的第二端部16b之间延伸的流道68、在分支部58与输出镜12之间延伸的流道70、在分支部62与第二放电管18的第二端部18b之间延伸的流道72、在分支部62与后部镜14之间延伸的流道74。
流道68通过第一放电管16的第二端部16b与第一放电管16的内部连通。另外，流道72通过第二放电管18的第二端部18b与第二放电管18的内部连通。
其次，参照图1，关于激光振荡器10的功能进行说明。在产生激光的情况下，从放电电源(未图示)向第一放电管16的放电电极以及第二放电管18的放电电极供给电力，在第一放电管16以及第二放电管18的内部产生放电。
通过该放电，激发向第一放电管16以及第二放电管18的内部供给的激光媒介物，产生激光。在第一放电管16以及第二放电管18内产生的激光在输出镜12、导光管20以及后部镜14之间通过光共振而增幅，从输出镜12向外部射出。
产生的激光的激光功率变强时，激光媒介物被激光加热，激光媒介物的温度变高。激光媒介物的温度变高时，激光容易被吸入激光媒介物内，会产生激光功率不稳定的情况。
因此，为了向第一放电管16以及第二放电管18内稳定地供给激光媒介物且防止激光媒介物的温度过高，送风机24以及激光媒介物流道22使激光媒介物在第一放电管16、第二放电管18以及导光管20内循环。
其次，参照图1以及图2，关于激光媒介物流道22的流道电阻进行说明。图2是表示构成激光媒介物流道22的各流道的流道电阻的等效电路图。图2中所示的流道电阻RXX对应于图1中的流道XX的流道电阻。例如，图1中的流道34的流道电阻用图2中的流道电阻R34表示。
送风机24的排出口24a与导光管20的第一端部20a通过流道34、38以及46流体化地连结。因此，送风机24的排出口24a与导光管20的第一端部20a之间的激光媒介物流道22的流道电阻RA依存于流道34的流道电阻R34、流道38的流道电阻R38以及流道46的流道电阻R46。
另一方面，送风机24的排出口24a与导光管20的第二端部20b通过流道34、42以及50流体化地连结。因此，送风机24的排出口24a与导光管20的第二端部20b之间的激光媒介物流道22的流道电阻RB依存于流道34的流道电阻R34、流道42的流道电阻R42以及流道50的流道电阻R50。
在此，涉及本实施方式的激光媒介物流道22为了在导光管20内产生激光媒介物的流动，以流道电阻RA与流道电阻RB相互不同的方式构成。具体地说，以流道电阻R46与流道电阻R50相互相同且流道电阻R38比流道电阻R42小的方式构成流道46、50、38以及42。
根据该结构，由于导光管20的第一端部20a中的激光媒介物压力比导光管20的第二端部20b中的激光媒介物压力高，所以，在导光管20的内部能够产生从第一端部20a向第二端部20b的激光媒介物的流动。
一般来说，流道的流道电阻与流道的长度、流道的内周面的摩擦电阻成正比，另一方面，与流道的截面积(相当直径)成反比。因此，通过调整流道38以及42的长度、流道38以及42的内周面的表面粗糙度或流道38以及42的相当直径，能够使流道电阻R38与流道电阻R42相互不同。
作为一例，在图3中表示设定为流道38的长度比流道42的长度短的实施例。根据该结构，由于流道电阻R38比流道电阻R42小，因此，能够使流道电阻RA比流道电阻RB小。
另外，作为其他例，在图4中表示设定为流道38的相当直径比流道42的相当直径大的实施例。根据该结构，由于流道电阻R38比流道电阻R42小，所以，能够使流道电阻RA比流道电阻RB小。
另外，再作为其他例，在图5中表示流道38与流道42具有相互不同的表面粗糙度的实施例。在图5中的区域A中表示流道38的扩大剖视图，在图5中的区域B中表示流道42的扩大剖视图。
在该实施例中，流道38如图5的区域A所示，具有光滑的内周面38a，另一方面，流道42如图5中的区域B所示，具有形成凹凸形状的内周面42a。根据该结构，由于流道电阻R38小于流道电阻R42小，所以，能够使流道电阻RA比流道电阻RB小。
再次，参照图1以及图2，送风机24的排出口24a与第一放电管16的第一端部16a通过流道34、38以及48流体化连结。因此，送风机24的排出口24a与第一放电管16的第一端部16a之间的激光媒介物流道22的流道电阻RC依存于流道34的流道电阻R34、流道38的流道电阻R38以及流道48的流道电阻R48。
另一方面，送风机24的排出口24a与第二放电管18的第一端部18a通过流道34、42以及52流体化连结。因此，送风机24的排出口24a与第二放电管18的第一端部18a之间的激光媒介物流道22的流道电阻RD依存于流道34的流道电阻R34、流道42的流道电阻R42以及流道52的流道电阻R52。
在此，涉及本实施方式的激光媒介物流道22以流道电阻RC与流道电阻RD相互相同的方式构成。如上述，流道电阻R38以比流道电阻R42小的方式设定。因此，为了使流道电阻RC与流道电阻RD相互相同，以流道电阻R48比流道电阻R52大的方式构成流道48以及流道52。
例如，可以以流道48的长度比流道52的长度长的方式构成。代替性的，可以以流道48的相当直径比流道52的相当直径小的方式构成，或者，还可以以流道48的内周面的表面粗糙度比流道52的内周面粗糙的方式构成。
另一方面，送风机24的吸入口24b与第一放电管16的第二端部16b通过流道56、60以及68流体化地连结。因此，送风机24的吸入口24b与第一放电管16的第二端部16b之间的激光媒介物流道22的流道电阻RE依存于流道56的流道电阻R56、流道60的流道电阻R60以及流道68的流道电阻R68。
另外，送风机24的吸入口24b与第二放电管18的第二端部18b通过流道56、64以及72流体化地连结。因此，送风机24的吸入口24b与第二放电管18的第二端部18b之间的激光媒介物流道22的流道电阻RF依存于流道56的流道电阻R56、流道64的流道电阻R64以及流道72的流道电阻R72。
在此，涉及本实施方式的激光媒介物流道22以流道电阻RE与流道电阻RF相互相同的方式构成。例如，流道60以及68分别由与流道64以及72相同的管构成。这种情况下，能够容易地使流道电阻RE与流道电阻RF相同。
如此，涉及本实施方式的激光媒介物流道22以流道电阻RC与流道电阻RD相互相同且流道电阻RE与流道电阻RF相互相同的方式构成。
根据该结构，能够使第一放电管16的第一端部16a中的激光媒介物的压力与第二放电管18的第一端部18a中的激光媒介物的压力相互相同。与此同时，能够使第一放电管16的第二端部16b中的激光媒介物的压力与第二放电管18的第二端部18b中的激光媒介物的压力相互相同。
由此，由于能够使第一放电管16以及第二放电管18的压力分布相同，因此，在第一放电管16以及第二放电管18中，能够产生均匀的放电。因此，在第一放电管16以及第二放电管18中能够产生均匀的激光。
其次，关于激光媒介物流道22中的激光媒介物的流动进行说明。从送风机24排出的激光媒介物通过流道34并经过热交换器44到达分支部32。并且，激光媒介物在分支部32上分支为流道38与流道42。
流入流道38的激光媒介物通过流道38内，到达分支部36。另一方面，从分支部36流入流道42的激光媒介物通过流道42内之后，到达分支部40。
如上述，在本实施方式中，通过流道电阻RA与流道电阻RB之差而产生从分支部36向导光管20的流动。因此，到达分支部36的激光媒介物在该分支部36分流为流道46与流道48。流入流道46内的激光媒介物从第一端部20a流入导光管20的内部，通过导光管20内。
通过导光管20内的激光媒介物从第二端部20b流入流道50内，通过该流道50内，到达分支部40。另一方面，向流道48内流入的激光媒介物经由第一端部16a流入第一放电管16内。
另一方面，从分支部32向流道42流入的激光媒介物通过流道42内后到达分支部40，在该分支部40与流经流道50的激光媒介物汇合。汇合的激光媒介物通过流道52后，从第一端部18a流入第二放电管18的内部。
通过第一放电管16的激光媒介物从第二端部16b流入流道68内，通过该流道68内，到达分支部58。并且，在分支部58分流至流道60与流道70。流入流道60的激光媒介物通过流道60内到达分支部54。
另一方面，通过第二放电管18的激光媒介物从第二端部18b向流道72内流入，通过该流道72内到达分支部62。并且，在分支部62上分流至流道64与流道74。
流入流道64内的激光媒介物通过流道64内，到达分支部54，与流经流道60内的激光媒介物汇合，流入流道56内。流入流道56内的激光媒介物通过流道56，经过热交换器66，到达送风机24的吸入口24b。
根据本实施方式，通过以使流道电阻RA、RB、RC、RD、RE以及RF满足上述关系性的方式设定，以使第一放电管16以及第二放电管18的压力分布相同的方式维持并能够在导光管20内产生激光媒介物的流动。
由此，能够防止在导光管20的内部的激光媒介物的滞留并能够有效地除去激光媒介物的热量，且还能够使第一放电管16以及第二放电管18的放电均匀。其结果，能够生成具有稳定的激光功率的激光。
其次，参照图6，关于涉及其他实施方式的激光振荡器80进行说明。激光振荡器80具备输出镜12、后部镜14、第一放电管16、第二放电管18、导光管20、激光媒介物流道22、送风机24、控制部82、第一放电电源84、第二放电电源86以及光圈机构88。
第一放电电源84向设置于第一放电管16的放电电极供给电力。第二放电电源86向设置于第二放电管18的放电电极供给电力。控制部82向第一放电电源84以及第二放电电源86发送电力指令，控制向第一放电管16以及第二放电管18供给的电力。
光圈机构88设置于导光管20的内部，可开闭地遮蔽导光管20内部空间的一部分。作为光圈机构88，例如能够应用用于照相机上的虹彩光圈机构。
在图7A～图7C中表示这样的光圈机构88的一例。光圈机构88包括在导光管20的圆周方向上排列的多个叶片88a。这些叶片88a在圆周方向旋转且以向径向内侧移动的方式动作。
通过这些叶片88a的动作，如图7A～图7C所示，通过多个叶片88a的内缘划定的开口88b能够扩大或缩小。由此，在导光管20的内部能够使激光媒介物可通过的部分的面积变化。并且，以即使开口88b缩小为最小时，也多个叶片88a不会干涉在导光管20内传播的激光的方式构成光圈机构88。
控制部82控制光圈机构88的动作。光圈机构88根据来自控制部82的指令使叶片88a动作，遮蔽导光管20的内部空间中的一部分。由此，能够调整流经导光管20内部的激光媒介物的流量。如此，在本实施方式中，控制部82以及光圈机构88作为调整流经导光管20内部的激光媒介物的流量的流量调整部发挥作用。
其次，参照图6～图8，关于涉及本实施方式的激光振荡器80的功能进行说明。控制部82接收来自使用者的指令激光功率时，向第一放电电源84以及第二放电电源86发送电力指令，以与指令激光功率一致的方式控制在第一放电管16以及第二放电管18内产生的激光的激光功率。
另外，控制部82使送风机24动作，通过激光媒介物流道22，在第一放电管16、第二放电管18以及导光管20的内部使激光媒介物循环。在此，在本实施方式中，控制部82根据向第一放电电源84以及第二放电电源86发送的电力指令，控制光圈机构88。
例如，控制部82将小电力的电力指令发送给第一放电电源84以及第二放电电源86时，在第一放电电源84以及第二放电电源86中产生的激光的激光功率小。
这种情况下，由于导光管20内的激光媒介物不会产生热量、由激光媒介物引起的激光的吸收也少，所以，即使流经导光管20内的激光媒介物的流量小，产生的激光的激光功率也会稳定。
因此，控制部82为了使导光管20中的激光媒介物的流量变小，控制光圈机构88，缩小开口88b。由此，增加在第一放电管16以及第二放电管18中流经的激光媒介物的流量，能够提高从放电向激光的能量转换效率。
其另一方面，控制部82将大电力的电力指令发送至第一放电电源84以及第二放电电源86时，在第一放电电源84以及第二放电电源86中产生的激光的激光功率大。
这种情况下，由于通过产生的激光流经导光管20内的激光媒介物会产生热量、由激光媒介物产生的激光的吸收变多，所以，如上述，产生的激光的激光功率会变得不稳定。
因此，控制部82为了增加导光管20的激光媒介物的流量，控制光圈机构88，扩大开口88b。由此，增加流经导光管20内的激光媒介物的流量，能够使产生的激光的激光功率稳定。
在此，流经第一放电管16以及第二放电管18内的激光媒介物的流量F2相对于流经导光管20内的激光媒介物的流量F1的流量比F2/F1优选以在10<F2/F1<15的范围内的方式控制。
关于此，参照图8进行说明。如上述，使流经导光管20内的激光媒介物的流量过度变小时，由于在导光管20内激光媒介物会滞留、激光媒介物的散热不能适当地进行，所以，产生的激光的激光功率的稳定性降低。
其另一方面，如果过度增加流经导光管20内的激光气体的流量，则作为激光媒介物流道22整体的流道电阻就会增加，所以，减少流经第一放电管16以及第二放电管18内的激光媒介物的流量，由此，产生的激光的激光功率降低。
如此，产生的激光的激光功率的大小与激光功率的稳定性依存于流经第一放电管16以及第二放电管18内的激光媒介物的流量以及流经导光管20内的激光媒介物流量的流量比，并且为相互反比例的关系。
图8是表示流经第一放电管16以及第二放电管18内的激光媒介物的流量F2与流经导光管20内的激光媒介物的流量F1的流量比F2/F1、产生的激光的激光功率以及激光功率稳定性之间的关系性的图表。图8中的实线90表示激光功率，虚线92表示激光功率的稳定性。
如图8所示，产生的激光的激光功率随着流量比F2/F1变大而慢慢增加，流量比F2/F1为规定值以上时就会饱和。另一方面，激光功率稳定性在流量比F2/F1小的区域内饱和，随着流量比F2/F1超过规定的值变大而慢慢减少。
并且，根据图8，流量比F2/F1在10<F2/F1<15的范围时，可以看出，产生的激光的激光功率与激光功率稳定性均为较高的值。
因此，在本实施方式中，基于图8所表示的关系性，以流量比F2/F1在10<F2/F1<15的范围内的方式控制。例如，控制部82以在10<F2/F1<15的范围内的方式控制光圈机构88，调整流量F1。其结果，既能实现良好的稳定性，也能够生成高激光功率的激光。
并且，在本实施方式中，关于通过控制光圈机构88调整流量比F2/F1的情况进行论述。可是，也能不使用光圈机构88那样的元件地以10<F2/F1<15的方式形成激光媒介物流道22。
原因是，流量比F1以及F2依存于流道电阻RA、RB、RC、RD、RE以及RF地变化，并且，如上述，流道电阻能够通过改变各流道的长度、相当直径或流道内周面的表面粗糙度调整。
其次，参照图9还关于涉及其他实施方式的激光振荡器100进行说明。激光振荡器100具备输出镜12、后部镜14、第一放电管16、第二放电管18、第三放电管102、第一导光管20、第二导光管104、激光媒介物流道106以及送风机24。
第三放电管102具备与第一放电管16以及第二放电管18相同的结构。具体地说，第三放电管102是具备第一端部102a、与该第一端部102a相反侧的第二端部102b的中空部件，以其第一端部102a面向后部镜14的方式配置。
第二导光管104具备与上述第一导光管20相同的结构，配置于第二放电管18的第二端部18b与第三放电管102的第二端部102b之间。具体地说，第二导光管104是具备第一端部104a、与该第一端部104a相反侧的第二端部104b的中空部件。
第二导光管104将从第二放电管18传播的激光向后部镜14导光，另一方面，将从后部镜14传播的激光向第二放电管18导光。在第二导光管104上设置第一折回镜108以及第二折回镜110。
第一折回镜108以及第二折回镜110与上述的第一折回镜26以及第二折回镜28相同，以在激光的光路上相对于该光路以45°的角度倾斜的方式配置。
涉及本实施方式的激光媒介物流道106与上述的激光媒介物流道22在以下的结构上不同。具体地说，激光媒介物流道106代替上述的分支部32具有四通分支部32’，在该分支部32’上连接上述流道34、38以及42。另外，激光媒介物流道106代替上述分支部54具有四通分支部54’，在该分支部54’上连接上述流道56、60以及64。
激光媒介物流道106还具备在分支部32’与分支部112之间延伸的流道114、在分支部112与后部镜14之间延伸的流道116、在分支部112与第三放电管102的第一端部102a之间延伸的流道118。
分支部112配置于分支部32’的下游侧且第三放电管102与后部镜14之间。流道118通过第三放电管102的第一端部102a与第三放电管102的内部连通。
另外，激光媒介物流道106还具备在分支部54’与分支部120之间延伸的流道122、在分支部120与第三放电管102的第二端部102b之间延伸的流道124、在分支部120与第二导光管104的第一端部104a之间延伸的流道126。
分支部120配置于分支部54’的上游侧且第三放电管102与第二导光管104之间。流道124通过第三放电管102的第二端部102b与第三放电管102的内部连通。
另外，流道126通过第二导光管104的第一端部104a与第二导光管104的内部连通。另一方面，流道74从分支部62延伸并连接于第二导光管104的第二端部104b，与第二导光管104的内部连通。
其次，参照图9以及图10，关于激光媒介物流道106的流道电阻进行说明。图10是对应于图2的图，是表示激光媒介物流道106的各流道的流道电阻的等效电路的图。与图2相同，在图10中表示的流道电阻RXX对应于图9的流道XX的流道电阻。
送风机24的吸入口24b与第二导光管104的第一端部104a通过流道56、122以及126流体化地连结。因此，送风机24的吸入口24b与第二导光管104的第一端部104a之间的激光媒介物流道106的流体电阻RG依存于流道56的流道电阻R56、流道122的流道电阻R122以及流道126的流道电阻R126。
另一方面，送风机24的吸入口24b与第二导光管104的第二端部104b通过流道56、64以及74流体化地连结。因此，送风机24的吸入口24b与第二导光管104的第二端部104b之间的激光媒介物流道106的流道电阻RH依存于流道56的流道电阻R56、流道64的流道电阻R64以及流道74的流道电阻R74。
在此，涉及本实施方式的激光媒介物流道106为了在第二导光管104内产生激光媒介物的流动，以流道电阻RG与流道电阻RH相互不同的方式构成。具体地说，以流道电阻R74与流道电阻R126相互相同且流道电阻R64比流道电阻R122小的方式构成流道74、126、64以及122。
根据该结构，第二导光管104的第一端部104a中的激光媒介物压力比第二端部104b中的激光媒介物压力高，由此，能够产生从第二导光管104的第一端部104a向第二端部104b的激光媒介物的流动。
为了使流道电阻RH比流道电阻RG小，例如，流道64的长度可以设定为比流道122的长度短，或者，流道64的相当直径可以设定为比流道122的相当直径大。
另一方面，送风机24的排出口24a与第三放电管102的第一端部102a通过流道34、114以及118流体化地连结。因此，送风机24的排出口24a与第三放电管102的第一端部102a之间的激光媒介物流道106的流道电阻RI依存于流道34的流道电阻R34、流道114的流道电阻R114以及流道118的流道电阻R118。
在此，涉及本实施方式的激光媒介物流道106以流道电阻RC、RD以及RI相同的方式构成。具体地说，以流道电阻RI与流道电阻RC、RD相同的方式调整流道114以及118的长度、内周面的粗糙度或相当直径。
另一方面，送风机24的吸入口24b与第三放电管102的第二端部102b通过流道56、122以及124流体化连结。因此，送风机24的吸入口24b与第三放电管102的第二端部102b之间的激光媒介物流道106的流道电阻RJ依存于流道56的流道电阻R56、流道122的流道电阻R122以及流道124的流道电阻R124。
在此，涉及本实施方式的激光媒介物流道106以流道电阻RE、RF以及RJ相互相同的方式构成。例如，在以流道122比流道64长的方式构成的情况下，为了使流道电阻RJ与流道电阻RF相同，流道72的相当直径可以以比流道124的相当直径小的方式构成。
如此，涉及本实施方式的激光媒介物流道106以流道电阻RC、RD以及RI互相相同且流道电阻RE、RF以及RJ相互相同的方式构成。根据该结构，能够使在第一放电管16的第一端部16a、第二放电管18的第一端部18a以及第三放电管102的第一端部102a中的激光媒介物的压力相互相同。
与此同时，能够使在第一放电管16的第二端部16b、第二放电管18的第二端部18b以及第三放电管102的第二端部102b中的激光媒介物的压力相互相同。由此，能够使第一放电管16、第二放电管18、第三放电管中的激光媒介物的压力分布相同。
其次，参照图9以及图10，关于激光媒介物流道106中的激光媒介物的流动进行说明。并且，在第一放电管16、第二放电管18以及第一导光管20中循环的激光媒介物的流动由于与图1所示的实施方式相同，因此详细说明省略。
从分支部32’流入流道114的激光媒介物在通过流道114内后到达分支部112，在该分支部112上分流至流道116与流道118。流入流道118的激光媒介物通过该流道118内，从第一端部102a流入第三放电管102的内部。
通过第三放电管102的激光媒介物从第二端部102b流入流道124内，通过该流道124内，到达分支部120。如上述，在本实施方式中，通过流道电阻RG与流道电阻RH之差产生从分支部120向第二导光管104的流动。
因此，激光媒介物在分支部120分流至流道122与流道126。流入流道126内的激光媒介物从第一端部104a流入第二导光管104的内部，在第二导光管104内流动。
并且，激光媒介物从第二端部104b流入流道74内，经过该流道74到达分支部62。并且，激光媒介物在分支部62上与流经流道72内的激光媒介物汇合，流入流道64内。
另一方面，从分支部120流入流道122的激光媒介物通过流道122内后，到达分支部54’，在该分支部54’上与流经流道60以及64的激光媒介物汇合。
根据本实施方式，通过以满足上述关系性的方式设定流道电阻RA～RJ，能够相同地维持第一放电管16、第二放电管18以及第三放电管102的压力分布且在第一导光管20以及第二导光管104内生成激光媒介物的流动。
由此，能防止第一导光管20及第二导光管104内部的激光媒介物的滞留且有效地除去激光媒介物的热，并且，第一放电管16、第二放电管18及第三放电管102的放电也能够均匀。其结果，能生成稳定的激光功率的激光。
并且，为了使流道电阻RG与RH不同，所以可适用于多种流道的形式。在图11中表示图9所示的激光媒介物流道106的变形例。在图11所示的实施方式中，废除图9所示的流道64，设置从分支部62延伸至分支部58的流道130、从分支部62延伸到分支部120的流道132。
这种情况下，为了激光媒介物从分支部62流动至分支部54’，探索从分支部62经过流道130、分支部58以及流道60到达分支部54’的路径或从分支部62经过流道132、分支部120以及流道122到达分支部54’的路径。
因此，分支部120与分支部54’之间的流道122比分支部62与分支部54’之间的流道(即，流道130+流道60、或流道132+流道122)短，所以，流道电阻RG比流道电阻RH小。这种情况下，激光媒介物从第二导光管104的第二端部104b向第一端部104a流动。
并且，在图9所示的实施方式中，废除流道122，可以设置从分支部120延伸至分支部62的流道、从分支部120延伸至分支部58的流道。这种情况下，分支部120与分支部54’之间的流道比分支部62与分支部54’之间的流道64长，所以，流道电阻RG比流道电阻RH大。
其次，参照图12，仍关于涉及其他实施方式的激光振荡器140进行说明。激光振荡器140与上述激光振荡器100相同，具备输出镜12、后部镜14、第一放电管16、第二放电管18、第三放电管102、第一导光管20、第二导光管104、激光媒介物流道106以及送风机24。
另外，激光振荡器140还具备控制部142、第一放电电源84、第二放电电源86、第三放电电源144、第一光圈机构88以及第二光圈机构146。
第三放电电源144向设置于第三放电管102的放电电极供给电力。控制部142向第一放电电源84、第二放电电源86以及第三放电电源144发送电力指令，控制向第一放电管16、第二放电管18以及第三放电管102供给的电力。
第二光圈机构146具备与图7A～图7C所示的第一光圈机构88相同的结构，设置于第二导光管104的内部。第二光圈机构146根据来自控制部142的指令，可开闭地遮蔽第二导光管104的内部空间中的一部分。
由此，能够调整流经第二导光管104内部的激光媒介物的流量。如此，在本实施方式中，控制部142以及第一光圈机构88能够发挥作为调整流经第一导光管20内部的激光媒介物流量的第一流量调整部的作用，另一方面，控制部142以及第二光圈机构146能够发挥作为调整流经第二导光管104内部激光媒介物的流量的第二流量调整部的作用。
其次，关于涉及本实施方式的激光振荡器140的功能进行说明。控制部142根据向第一放电电源84、第二放电电源86以及第三放电电源144发送的电力指令，控制第一光圈机构88以及第二光圈机构146。
例如，控制部142将小的电力指令发送至第一放电电源84、第二放电电源86以及第三放电电源144时，为了减小使第一导光管20以及第二导光管104的激光媒介物的流量，缩小第一光圈机构88以及第二光圈机构146各自的开口88b。
由此，增加流经于第一放电管16、第二放电管18以及第三放电管102的激光媒介物的流量，能够提高由放电向激光的能量转换效率。
其另一方面，控制部142将大电力的电力指令发送给第一放电电源84、第二放电电源86以及第三放电电源144时，为了增加第一导光管20以及第二导光管104的激光媒介物流量，扩大第一光圈机构88以及第二光圈机构146各自的开口88b。由此，增加流经第一光圈机构88以及第二光圈机构146的激光媒介物流量，能够使生成的激光的激光功率稳定。
优选流经第一放电管16、第二放电管18以及第三放电管144内的激光媒介物流量F4相对于流经第一导光管20以及第二导光管内的激光媒介物流量F3的比F4/F3以在10<F4/F3<15的范围内的方式控制。通过这样的控制，以参照图8说明的方式，能够实现良好的稳定性且能够生成高激光功率的激光。
以上，通过发明的实施方式说明本发明，上述实施方式不限于涉及保护范围内的发明。另外，组合本发明的实施方式中说明的特征的方式也涵盖在本发明的技术性范畴内。可是，这些特征组合的整体未必是发明的解决方法必须的。而且，在上述的实施方式中，对本领域技术人员来说，当然能施加多种变更或改良。

Claims (11)

1.一种激光振荡器(10)，其特征在于，
具备：
第一放电管(16)以及第二放电管(18)；
配置于上述第一放电管的第一端部(16a)与上述第二放电管的第一端部(18a)之间的第一导光管(20)；
流体化地与上述第一放电管、上述第二放电管以及上述第一导光管的每一个连通的激光媒介物流道(22)；以及
设置于上述激光媒介物流道，使激光媒介物在该激光媒介物流道、上述第一放电管以及上述第二放电管中循环的送风机(24)，
上述送风机的排出口(24a)与上述第一放电管的第一端部之间的上述激光媒介物流道的流道电阻、上述排出口与上述第二放电管的第一端部之间的上述激光媒介物流道的流道电阻互相相同，
上述送风机的吸入口(24b)和上述第一放电管的与上述第一端部相反侧的第二端部(16b)之间的上述激光媒介物流道的流道电阻、上述吸入口和上述第二放电管的与上述第一端部相反侧的第二端部(18b)之间的上述激光媒介物流道的流道电阻互相相同，
上述排出口与上述第一导光管的第一端部(20a)之间的上述激光媒介物流道的流道电阻、上述排出口和上述第一导光管的与上述第一端部相反侧的第二端部(20b)之间的上述激光媒介物流道的流道电阻互相不同。
2.根据权利要求1所述的激光振荡器，其特征在于，
上述排出口与上述第一导光管的第一端部之间的上述激光媒介物流道的长度比上述排出口与上述第一导光管的第二端部之间的上述激光媒介物流道的长度短。
3.根据权利要求1或2所述的激光振荡器，其特征在于，
上述排出口与上述第一导光管的第一端部之间的上述激光媒介物流道包括具备第一相当直径的部分(38)，
上述排出口与上述第一导光管的第二端部之间的上述激光媒介物流道包括具备比上述第一相当直径小的第二相当直径的部分(42)。
4.根据权利要求1或2所述的激光振荡器，其特征在于，
还具备配置于上述排出口的下游侧以及上述吸入口的上游侧的至少一侧且从通过的上述激光媒介物除去热量的热交换器(44、66)。
5.根据权利要求1或2所述的激光振荡器，其特征在于，
还具备调整流经上述第一导光管内部的上述激光媒介物的流量的第一流量调整部。
6.根据权利要求1或2所述的激光振荡器，其特征在于，
流经上述第一放电管以及上述第二放电管的内部的上述激光媒介物的流量相对于流经上述第一导光管的内部的上述激光媒介物的流量的比大于10且小于15。
7.根据权利要求1或2所述的激光振荡器，其特征在于，
还具备：
具有第一端部(102a)以及与该第一端部相反侧的第二端部(102b)的第三放电管(102)；以及
配置于上述第二放电管的第二端部与上述第三放电管的第二端部之间的第二导光管(104)，
上述激光媒介物流道流体化地与上述第二导光管以及上述第三放电管的每一个连通，
上述排出口与上述第三放电管的第一端部之间的上述激光媒介物流道的流道电阻、上述排出口与上述第一放电管的第一端部之间的上述激光媒介物流道的流道电阻互相相同，
上述吸入口与上述第三放电管的第二端部之间的上述激光媒介物流道的流道电阻、上述吸入口与上述第一放电管的第二端部之间的上述激光媒介物流道的流道电阻互相相同，
上述吸入口与上述第二导光管的第一端部(104a)之间的上述激光媒介物流道的流道电阻、上述吸入口和上述第二导光管的与上述第一端部相反侧的第二端部(104b)之间的上述激光媒介物流道的流道电阻互相不同。
8.根据权利要求7所述的激光振荡器，其特征在于，
上述吸入口与上述第二导光管的第一端部之间的上述激光媒介物流道的长度比上述吸入口与上述第二导光管的第二端部之间的上述激光媒介物流道的长度长。
9.根据权利要求7所述的激光振荡器，其特征在于，
上述吸入口与上述第二导光管的第一端部之间的上述激光媒介物流道包括具备第三相当直径的部分，
上述吸入口与上述第二导光管的第二端部之间的上述激光媒介物流道包括具备比上述第三相当直径大的第四相当直径的部分。
10.根据权利要求7所述的激光振荡器，其特征在于，
流经上述第一放电管、上述第二放电管以及上述第三放电管的内部的上述激光媒介物的流量相对于流经上述第一导光管以及上述第二导光管的内部的上述激光媒介物的流量的比大于10且小于15。
11.根据权利要求7所述的激光振荡器，其特征在于，
还具备调整流经上述第二导光管内部的上述激光媒介物的流量的第二流量调整部。
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