JP2715744B2 - レーザ発振器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明はレーザ発振器の改良に関
する。

【従来の技術】従来、レーザ発振器として、内部空間に
ガスを流通させた放電管と、この放電管の両端の位置に
配設したフロントミラーおよびリヤミラーと、上記放電
管の両端の位置に配設した少なくとも一対の反射鏡とを
備えて、放電管内で励起したレーザ光線を上記一対の反
射鏡を経由して上記フロントミラーとリヤミラーとによ
って反射増幅させ、該レーザ光線をフロントミラーを介
して放電管の外部に放射させるように構成したものは知
られている（例えば、特開昭５８−４３５８８号公
報）。このような従来のレーザ発振器では、放電管の両
端の位置に配設した反射鏡を経由して、フロントミラー
とリヤミラーとによってレーザ光線を複数回反射させる
ようにしてあり、それによって良質のレーザ光線を得る
ことができる。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開昭５８−４３５８８号公報に開示されたレーザ発
振器では、放電管を内筒と外筒とによって放電管を構成
し、それら両筒の間の空間にガスを流通させるようにし
ていた。そのため、当然に、上記空間内でレーザ光線を
励起するとともに、上記空間内においてレーザ光線を反
射増幅させるようにしていた。そして、反射増幅された
レーザ光線は、最終的に放電管の軸心から外方にずれた
位置のフロントミラーを介して放電管の外部に放射され
るようになっていた。したがって、上述した特開昭５８
−４３５８８号公報のレーザ発振器では、放電管の構成
が複雑であり、しかも、放電管から外部に放射されるレ
ーザ光線は、放電管の軸心から外方側にずれているの
で、放電管が大型化するという欠点があった。なお、上
述した特開昭５８−４３５８８号公報の他に、フロント
ミラーとリヤミラーの間に設けた複数の反射鏡を経由し
てレーザ光線を反射増幅させる技術として、特開昭６２
−２６０３７９号公報も知られている。しかしながら、
この特開昭６２−２６０３７９号公報においても、放電
管の外部に放射されるレーザ光線は、該放電管の軸心か
らずれた位置を通過するので、上記第１の従来技術と同
様に放電管が大型化するという欠点がある。

【課題を解決するための手段】上述した事情に鑑み、本
発明は、内部空間にガスを流通させた放電管と、この放
電管の両端の位置に配設したフロントミラーおよびリヤ
ミラーと、上記放電管の両端の位置に配設した少なくと
も一対の反射鏡とを備えて、放電管内で励起したレーザ
光線を上記一対の反射鏡を経由して上記フロントミラー
とリヤミラーとによって反射増幅させ、該レーザ光線を
フロントミラーを介して放電管の外部に放射させるよう
に構成したレーザ発振器において、上記放電管を円筒状
部材から構成し、上記フロントミラー側に位置した反射
鏡を複数の反射鏡から構成するとともに、それら複数の
反射鏡を放電管の円周方向に配置し、さらに、上記フロ
ントミラーを上記放電管の軸心の位置に配置したもので
ある。

【作用】このような構成によれば、フロントミラーとリ
ヤミラーとによって反射されるレーザ光線は、放電管の
フロントミラー側の複数の反射鏡とリヤミラー側の反射
鏡を経由することになるので、良質のレーザ光線を得る
ことができる。そして、放電管は円筒状部材から構成し
てあるので、従来に比較して放電管の構成を簡略化する
ことができ、しかも、レーザ光線は放電管の軸心の位置
から放射されるので、上述した従来のものと比較して放
電管を小型化することができる。

【実施例】以下、図示実施例について本発明を説明する
と、図１は本発明をレーザ発振器１に適用した実施例を
示したものであり、先ず、この図１によって本実施例に
おけるレーザ発振器１の概略の構成と作動を説明する。
すなわち、レーザ発振器１は、単一の円筒状部材からな
る放電管２を備えており、この放電管２のフロント側端
部に、フロントマウント３によってフロントミラー４お
よび６個の反射鏡５ａ〜５ｆを保持している。これら６
個の反射鏡５ａ〜５ｆは、放電管２の内周面に添って円
周方向等間隔位置に配置してあり、フロントミラー４は
これら反射鏡５ａ〜５ｆの中央位置すなわち、放電管２
の軸心の延長線上に位置させている。他方、放電管２の
リヤ側端部には、リヤマウント６を設けてあり、このリ
ヤマウント６によってベンドミラー７と偏光ミラー８を
保持するとともに、リヤミラー９および該リヤミラー９
と同一平面上に配置した５個の反射鏡１０ａ〜１０ｅを
保持している。上記リヤミラー９および５個の反射鏡１
０ａ〜１０ｅは、上記フロントマウント３の６個の反射
鏡５ａ〜５ｆと実質的に対向させて、放電管２の円周方
向等間隔位置に配置している。また上記偏光ミラー８は
放電管２の軸心の延長線上に４５度傾斜させて配置して
あり、さらにベンドミラー７は偏光ミラー８から半径方
向外方にずれた位置に配置している。上記放電管２のフ
ロント側端部には、上記フロントマウント３に近接する
位置に図示しないガス供給手段の供給通路を接続してあ
り、その供給通路から放電管２内にガスを供給して該放
電管２の内部空間Ａに常時ガスを流通させるようにして
いる。また、放電管２におけるリヤ側端部には、リヤマ
ウント６に近接する位置に、放電管２の内部空間Ａを流
通してきたガスを回収するための図示しない回収通路を
設けてあり、この回収通路から回収したガスは、上記ガ
ス供給手段を経由して再度放電管２内に供給されるよう
になっている。さらに、上記放電管２における供給通
路、回収通路を設けた位置よりも中央側には、図示しな
い陽極ピンと陰極ピンとを対向させて設けてあり、これ
ら陽極ピンと陰極ピンとに高圧電流を通電することによ
って、レーザ光線Ｌを励起することができるようになっ
ている。上記ガスの供給通路、回収通路および陽極ピ
ン、陰極ピンの構成は従来公知なので図示しない。しか
して、本実施例では、放電管２内で励起したレーザ光線
Ｌを上記両マウント３、６に設けた複数の反射鏡５ａ〜
５ｆ、１０ａ〜１０ｅとベンドミラー７、および偏光ミ
ラー８を経由して、フロントミラー４とリヤミラー９と
の間で反射増幅させた後、レーザ光線Ｌをフロントミラ
ー４を介して放電管２の外部に放射させるようにしてい
る。本実施例では、このような構成とすることによっ
て、良質のレーザ光線Ｌを得るようにしている。すなわ
ち、放電管２の内部空間Ａで励起されたレーザ光線Ｌ
は、先ず、部分反射鏡からなるフロントミラー４によっ
て反射されて、偏光ミラー８を経由してベンドミラー７
にむけて反射され、この後、折返しベンドミラー７から
偏光ミラー８を経由してフロント側の反射鏡５ａにむけ
て反射されてから、リヤ側の反射鏡１０ａに向けて反射
される。この後、レーザ光線Ｌは、フロント側の反射鏡
５ｂ−５ｆと、それらの略対向位置に設けたリヤ側の反
射鏡１０ｂ−１０ｅおよびリヤミラー９とによって放電
管２の内周面に沿って順次、交互に反射されるようにな
り、リヤミラー９まで反射されたレーザ光線Ｌは、それ
までの光路とは逆方向に反射されるようになっている。
したがって、レーザ光線Ｌは、複数の反射鏡５ａ〜５
ｆ、１０ａ〜１０ｅ、ベンドミラー７および偏光ミラー
８を経由して、フロントミラー４とリヤミラー９との間
で複数回反射されるようになっており、これによって出
力が上昇されたレーザ光線Ｌはフロントミラー４を透過
して放電管２の外部に放射される。そして、本実施例で
は、最終的に放電管２から外部に向けて放射されるレー
ザ光線Ｌは放電管２の軸心の位置に設けたフロントミラ
ー４を通過していくので、放電管２の軸心から半径方向
外方にずれた位置に上記フロントミラー４を設けていた
従来のものと比較すると、放電管２の外径を小さくする
ことができる。次に、図２によってフロントマウント３
の構成を説明する。フロントマウント３は、図示しない
機枠に固定した取付ブロック１３を備えている。この取
付ブロック１３の軸部には軸方向の貫通孔１３ａを穿設
するとともに、該貫通孔１３ａから連続する取付ブロッ
ク１３の軸方向中央部には収納室１３ｂを形成してあ
り、この収納室１３ｂ内に各ホルダ１４で保持した各反
射鏡５ａ〜５ｆを収納している。また取付ブロック１３
のリヤ側の端面１３ｃには、円板状の遮光板１５を連結
してあり、この遮光板１５に放電管２のフロント側端部
を気密を保持して連結している。なお、この遮光板１５
の軸部所定位置には複数の貫通孔１５ａを穿設してあ
り、これらの貫通孔１５ａによって、レーザ光線Ｌの通
過を許容するとともに、不要なレーザ光線Ｌの通過を阻
止している。さらに取付ブロック１３の左方側の端面１
３ｄには、リング状のフロントホルダ１６を取り付けて
あり、このフロントホルダ１６の左方軸部に上記フロン
トミラー４を気密を保持して取り付けている上記フロン
トホルダ１６は、その円周方向複数箇所をボルト１７を
介して取付ブロック１３の端面１３ｄに連結してあり、
上記ボルト１７の頭部と該ボルト１７を貫通させたフロ
ントホルダ１６の段付孔との間には圧縮ばね１８を設け
ている。これによって、フロントホルダ１６は取付ブロ
ック１３の端面１３ｄに向けて常時付勢されている。フ
ロントホルダ１６の端面と取付ブロック１３の端面１３
ｄとの対向する所定位置には、それぞれ半球状の凹部を
形成してあり、それら両凹部にボール１９を介在させて
いるので、フロントホルダ１６の端面と取付ブロック１
３の端面１３ｄとの間には所要の間隙が維持されるとと
もに、該ボール１９によってフロントホルダ１６が支持
されている。また、上記フロントホルダ１６には、その
軸部を挟んだ上記ボール１９と反対側に、従来公知の位
置調整機構２０を設けてあり、この位置調整機構２０が
備えるピン２０ａの先端部はフロントホルダ１６を貫通
して、取付ブロック１３の端面１３ｄの凹部に当接して
いる。したがって、所要の際にこの位置調整機構２０の
モータを駆動させて上記ピン２０ａの突出量を増減させ
ると、フロントホルダ１６全体を上記ボール１９を揺動
中心として揺動させることができ、それによって、上記
フロントミラー４の傾斜角度を微調整できるようにして
いる。さらにフロントホルダ１６の右方側の軸部と取付
ブロック１３の貫通孔１３ａとにわたってはベローズ２
１を設けてあり、このベローズ２１によって、フロント
ホルダ１６と取付ブロック１３の貫通孔１３ａとの間の
気密を保持するとともに、気密を保持した状態でフロン
トホルダ１６が揺動できるようにしている。次に、図２
ないし図５によって、取付ブロック１３の収納室１３ｂ
に収納した各ホルダ１４について説明する。本実施例で
は、各ホルダ１４によって各反射鏡５ａ−５ｆを保持し
てあり、それら各ホルダ１４を収納室１３ｂの右方側の
端面１３ｅに円周方向に隣接させて取り付けている（図
３参照）。図４ないし図５に拡大して示すように、ホル
ダ１４は概略三角形状のホルダ本体２５を備えており、
このホルダ本体２５を二等分する線上の最も外方側、つ
まり、図４における最も左方側の位置に段付の貫通孔２
５ａを穿設してあり、この貫通孔２５ａに反射鏡５ａを
嵌合して保持するとともに、このようにして保持した反
射鏡５ａの裏面側の部分をホルダ本体２５の表面よりも
外方側に突出させている。反射鏡５ａに隣接するホルダ
本体２５の表面には、ねじ２６によってＵ字形の押えば
ね２７を取り付けてあり、この押えばね２７のＵ字形の
先端部を上記反射鏡５ａの外周部に係合させるととも
に、反射鏡５ａの段部端面に圧接させている。これによ
って、反射鏡５ａが貫通孔２５ａから脱落しないように
している。なお、上記押えばね２７をホルダ本体２５に
連結したねじ２６は、ホルダ本体２５を二等分する線上
に螺着するようにしている。そして、ホルダ本体２５か
ら突出した反射鏡５ａの裏面側の端部には、コイルばね
として構成した冷却材２８の一端を嵌着している。ま
た、ホルダ本体２５を二等分する線上で、上記ねじ２６
よりも図４の右方側の位置、すなわち、ホルダ本体２５
の略中央の位置には段付の貫通孔２５ｂを穿設してあ
り、この貫通孔２５ｂに貫通させたねじ２９によって、
ホルダ本体２５を収納室１３ｂの端面１３ｅに連結して
いる。上記ねじ２９の頭部と上記貫通孔２５ｂの段部と
の間には圧縮ばね３０を設けてあり、したがって、ホル
ダ本体２５は、収納室１３ｂの端面１３ｅに向けて常時
付勢されている。また、押えばね２７用のねじ２６を螺
合した位置のホルダ本体２５の裏面には半球状の凹部２
５ｃを形成してあり、この凹部２５ｃと収納室１３ｂの
端面１３ｅの所定位置に形成した凹部１３ｆとの間にボ
ール３１を介在させるようにしている。このボール３１
によってホルダ本体２５の裏面と収納室１３ｂの端面１
３ｅとの間に所要の間隙を維持するようにしてあり、ま
たホルダ本体２５は、その凹部２５ｃを支点として揺動
出来るようになっている。さらに、本実施例では、上記
ねじ２９を挟んだホルダ本体２５の両側に一対のねじ３
２をそれぞれ螺合貫通させるとともに、これらねじ３２
の先端部を収納室１３ｂの端面１３ｅに当接させるよう
にしている。したがって、これらねじ３２を正逆に回転
させて、その先端部の突出量を調整することによって、
上記反射鏡５ａを、ホルダ本体２５を二等分する線を回
転中心として揺動させることができるようにしてあり、
それによって、反射鏡５ａの傾斜角度を調整することが
できる。このように、本実施例のホルダ１４は、上記凹
部２５ｃおよび上記ねじ３２の先端部を支点として傾斜
角度を調整できるようにしてあり、それら３つの支点で
囲繞した領域よりも完全に外方側となる位置に上記反射
鏡５ａを保持するようにしている。上述のように構成し
た各ホルダ１４を収納室１３ｂの端面１３ｅに連結する
に当たっては、各ホルダ１４が保持した反射鏡５ａ−５
ｆを放電管２の軸心にもっとも近い位置に位置させて円
周方向に隣接した状態で連結するようにしている。そし
て、このように連結した反射鏡５ａ−５ｆは、上記一対
のねじ３２を正逆に回転させることにより傾斜角度を調
整することができる。さらに、上述のように収納室１３
ｂの端面１３ｅに各ホルダ１４を連結することによっ
て、各反射鏡５ａ−５ｆに嵌着した冷却材２８の自由端
が収納室１３ｂの他方の端面１３ｇに当接するように構
成してあり、したがって、各反射鏡５ａ−５ｆが過熱さ
れると、この冷却材２８を介して各反射鏡５ａ−５ｆの
熱が取付ブロック１３に伝導されるようになっている。
取付ブロック１３内の所要位置には冷却通路１３ｈを設
けてあり、この冷却通路１３ｈ内に冷水を循環供給する
ことによって、冷却材２８から取付ブロック１３に伝達
された熱を逃がす様にしている。次に、図６に基づいて
リヤマウント６の構成を説明すると、リヤマウント６
は、上述したフロントマウント３と同様の取付ブロック
３３を備えており、該取付ブロック３３は図示しない機
枠に連結するようにしている。取付ブロック３３のフロ
ント側の端面３３ａに上述したフロントマウント３側と
同様の遮光板３４を連結してあり、この遮光板３４に放
電管２のリヤ側端部を連結するようにしている。また、
取付ブロック３３における収納室３３ｂ内には、上述し
たフロントマウント３側と同じ構成の６箇のホルダ３５
を収納してあり、それらホルダ３５に上述した反射鏡１
０ａ〜１０ｅおよびリヤミラー９を保持するようにして
いる。各ホルダ３５の具体的な構成は、上記フロントマ
ウント３側のホルダ１４の構成と同じなので説明は省略
する。さらに、取付ブロック３３の右方側の端面３３ｃ
には、ベンドミラー７および偏光ミラー８を保持したリ
ヤホルダ３６を取り付けている。上記偏光ミラー８は、
放電管２の軸心の延長線に対して４５度傾斜させた状態
でリヤホルダ３６に保持してあり、またベンドミラー７
は上記偏光ミラー８の上方位置に保持するようにしてい
る。上記リヤホルダ３６は、上述したフロントホルダ１
６側と同様の取り付け手段によって、取付ブロック３３
の右方側の端面３３ｃに連結している。すなわち、複数
のボルト３７およびその頭部とリヤホルダ３６との間に
設けたばね３８によって、取付ブロック３３の右方側の
端面３３ｃに向けてリヤホルダ３６を付勢するようにし
てあり、取付ブロック３３の端面３３ｃとリヤホルダ３
６にそれぞれ形成した凹部の間にボール３９を介在さ
せ、該ボール３９を揺動中心としてリヤホルダ３６を揺
動できるようにしている。また、リヤホルダ３６にはフ
ロント側と同様の位置調整機構４０を設けてあり、これ
によって、ベンドミラー７および偏光ミラー８の保持位
置の調整を行うようにしている。さらに、取付ブロック
３３とリヤホルダ３６の軸部とにわたってはベローズ４
１を設けて、それら両部材間の気密を保持してあり、ま
た取付ブロック３３の所要位置には、フロントマウント
３側と同様に冷却通路３３ｄを設けている。上述した本
実施例の構成によれば、放電管２は単一の円筒状部材か
ら構成してあるので、内筒と外筒とによって放電管を構
成していた従来のものと比較すると、放電管２の構成を
簡略化することができる。また、フロントミラー４およ
び偏光ミラー８は放電管２の軸心の延長線上に設けてあ
るので、最終的にフロントミラー４を介して放電管２の
外部に放射されるレーザ光線Ｌは、放電管２の軸心上を
通過するようになる。そのため、フロントミラー４を放
電管２の軸心から半径方向外方にずれた位置に設けてい
た従来のものと比較すると、放電管２の外径を小さくす
ることができる。また、各ホルダ１４、３５に設けた反
射鏡５ａ−５ｆ、１０ａ−１０ｅおよびリヤミラー９
は、各ホルダ１４，３５の３箇所の支点（凹部２５ｃお
よびねじ３２の先端部）で囲繞した領域よりも完全に外
方側の位置、すなわち各ホルダ１４、３５の最も外方側
に保持されている。したがって、各ホルダ１４、３５に
保持した反射鏡５ａ−５ｆ、１０ａ−１０ｅおよびリヤ
ミラー９を放電管２の軸心に近接させて配置することが
できる。そのため、３箇所の支点の内方側の領域に反射
鏡を保持していた従来のホルダと比較すると、反射鏡の
設置領域を小さくすることができるので、放電管２の外
径を小さくすることができる。したがって、本実施例に
よれば、従来に比較して放電管２を小型化することがで
きるようになり、ひいては、レーザ発振器１そのものを
小型化することができる。なお、上記実施例では、リヤ
マウント６によって反射鏡１０ａ〜１０ｅおよびリヤミ
ラー９を円周方向に隣接させて保持するようにしている
が、それら複数の反射鏡１０ａ〜１０ｅおよびリヤミラ
ー９の代わりに、円周方向に連続する１枚のリング状の
反射鏡を設けても良い。

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来に
比較して放電管の構成を簡略化することができるととも
に、小型化することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例の構成を示す概略の配
置図

【図２】図１の要部の詳細な構成を示す断面図

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図

【図４】図３の要部の拡大図

【図５】図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図

【図６】図１の要部の詳細な構成を示す断面図

【符号の説明】

１ レーザ発振器 ２ 放電管 ４ フロントミラー ５ａ−５ｆ 反射
鏡 ９ リヤミラー １０ａ−１０ｅ
反射鏡

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部空間にガスを流通させた放電管と、
   この放電管の両端の位置に配設したフロントミラーおよ
   びリヤミラーと、上記放電管の両端の位置に配設した少
   なくとも一対の反射鏡とを備えて、放電管内で励起した
   レーザ光線を上記一対の反射鏡を経由して上記フロント
   ミラーとリヤミラーとによって反射増幅させ、該レーザ
   光線をフロントミラーを介して放電管の外部に放射させ
   るように構成したレーザ発振器において、 上記放電管を円筒状部材から構成し、上記フロントミラ
   ー側に位置した反射鏡を複数の反射鏡から構成するとと
   もに、それら複数の反射鏡を放電管の円周方向に配置
   し、さらに、上記フロントミラーを上記放電管の軸心の
   位置に配置したことを特徴とするレーザ発振器。