JP3953088B2

JP3953088B2 - Laser oscillator

Info

Publication number: JP3953088B2
Application number: JP2006209670A
Authority: JP
Inventors: 洋之林川; 均本宮
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2020-05-30
Also published as: JP2006295227A

Description

本発明はレーザ発振装置、特に光軸方向に放電管を配置した軸流型ガスレーザ発振装置に関する。 The present invention relates to a laser oscillation device, and more particularly to an axial flow type gas laser oscillation device in which a discharge tube is arranged in the optical axis direction.

図２５に軸流型と呼ばれるガスレーザ発振装置の概略構成の一例を示す。以下、図２５を参照しながら軸流型ガスレーザ発振器（以降、単にＡＦＧＬＯと記す）を説明する。 FIG. 25 shows an example of a schematic configuration of a gas laser oscillation device called an axial flow type. Hereinafter, an axial flow type gas laser oscillator (hereinafter simply referred to as AFGLO) will be described with reference to FIG.

図２５に示すように、ＡＦＧＬＯは、主にレーザ共振器と、電源部４と、レーザガス循環部とから構成される。 As shown in FIG. 25, the AFGLO mainly includes a laser resonator, a power supply unit 4, and a laser gas circulation unit.

上記レーザ共振器は、放電空間５を有する放電管１と、終段鏡（以降、単にＲＭと記す）６と、出力鏡（以降、単にＯＰＭと記す）７とからなる。放電管（以降、単にＤＴと記す）１は、ガラスなどの誘電体により構成され、そのＤＴ１の両端の近くに電極２、３が設けられている。上記電極２、３間に挟まれたＤＴ１内に、放電空間（以降、単にＤＡと記す）５がある。複数のＤＡ５を挟むように、ＲＭ６とＯＰＭ７が配置されている。上記ＲＭ６は、１００％に近い反射率を有する反射鏡である。上記ＯＰＭ７は部分反射鏡であり、レーザビーム８は、上記ＯＰＭ７より出力される。 The laser resonator includes a discharge tube 1 having a discharge space 5, a final stage mirror (hereinafter simply referred to as RM) 6, and an output mirror (hereinafter simply referred to as OPM) 7. A discharge tube (hereinafter simply referred to as DT) 1 is made of a dielectric material such as glass, and electrodes 2 and 3 are provided near both ends of the DT1. A discharge space (hereinafter simply referred to as DA) 5 is present in DT 1 sandwiched between the electrodes 2 and 3. RM6 and OPM7 are arranged so as to sandwich a plurality of DA5s. The RM6 is a reflecting mirror having a reflectance close to 100%. The OPM 7 is a partial reflection mirror, and the laser beam 8 is output from the OPM 7.

また、上記電源部４は、電極２、３に、上記ＤＡ５で放電するために接続している。 The power supply unit 4 is connected to the electrodes 2 and 3 for discharging with the DA5.

また、レーザガス循環部（以降、単にＬＧＣＰと記す）は、送風機１３と、熱交換機１１、１２と、レーザガス流路１０と、上記複数のＤＴ１のＤＡ５とからなる。レーザガスは、ＡＦＧＬＯを構成する上記ＬＧＣＰを、矢印９の方向に循環している。送風機１３は、そのレーザガスを循環させるためのものである。この送風機１３により、レーザガスの流速は、ＤＡ５にて約１００ｍ／ｓｅｃ程度である。また、上記ＬＧＣＰの圧力は、１００〜２００Ｔｏｒｒ程度の圧力であ
る。上記電極２、３に、上記電源部４より所定の電圧が印加されると、上記ＤＡ５は放電する。その放電と送風機の運転により、レーザガスの温度は上昇する。熱交換機１１および１２は、温度上昇したレーザガスを冷却するためのものである。 The laser gas circulation section (hereinafter simply referred to as LGCP) includes a blower 13, heat exchangers 11 and 12, a laser gas flow path 10, and DA5s of the plurality of DT1s. The laser gas circulates through the LGCP constituting the AFGLO in the direction of the arrow 9. The blower 13 is for circulating the laser gas. With this blower 13, the flow rate of the laser gas is about 100 m / sec at DA5. The LGCP pressure is about 100 to 200 Torr. When a predetermined voltage is applied to the electrodes 2 and 3 from the power supply unit 4, the DA5 is discharged. The temperature of the laser gas rises due to the discharge and the operation of the blower. The heat exchangers 11 and 12 are for cooling the laser gas whose temperature has increased.

以上が従来のＡＦＧＬＯの構成であり、次にその動作について説明する。 The above is the configuration of the conventional AFGLO, and its operation will be described next.

送風機１３より送り出されたレーザガスは、レーザガス流路１０を通り、ＤＴ１内へ導入される。この状態で、上記電極２、３に、上記電源部４より所定の電圧が印加されると、上記ＤＡ５は放電する。ＤＡ５内のレーザガスは、この放電エネルギーを得て励起さる。その励起されたレーザガスは、ＲＭ６およびＯＰＭ７により形成されたレーザ共振器で共振状態となる。その結果、ＯＰＭ７からレーザビーム８が出力される。この出力されたレーザビーム８は、レーザ加工等の用途に用いられる。 The laser gas sent out from the blower 13 passes through the laser gas flow path 10 and is introduced into DT1. In this state, when a predetermined voltage is applied to the electrodes 2 and 3 from the power supply unit 4, the DA 5 is discharged. The laser gas in DA5 is excited by obtaining this discharge energy. The excited laser gas is brought into a resonance state by a laser resonator formed by RM6 and OPM7. As a result, the laser beam 8 is output from the OPM 7. The output laser beam 8 is used for applications such as laser processing.

以下、上記した従来のＡＦＧＬＯの課題について記載する。 Hereinafter, the problems of the above-described conventional AFGLO will be described.

まず第１の課題について記述する。 First, the first problem will be described.

図２６は、従来のＡＦＧＬＯの光学ベンチを含むレーザ共振器の概略構成を示す。ＯＰＭ７は出力ミラーホルダ１５０ａによって、保持されている。また、ＲＭ６は終段ミラーホルダ１５０ｂによって、保持されている。一方、ＤＴ１は放電管ホルダ（以降、単にＤＴホルダと記す）１６０を介し、光学ベンチである放電管ホルダベース（以降、単にＤＴベースと記す）１７０にて保持されている。ＤＴベース１７０の両端は、それぞれのミラーホルダ１５０ａ、ｂと接続されている。ミラーホルダ１５０ａ、ｂとＤＴベース１７０は、組立てられて、一体構造となっている。ＤＴホルダ１６０と各ミラーホルダ１５０ａ，ｂとは、摺動自在となるように両端をＯリングなどで保持した接続管１８０でつながっている。 FIG. 26 shows a schematic configuration of a laser resonator including an optical bench of a conventional AFGLO. The OPM 7 is held by the output mirror holder 150a. Further, RM6 is held by a final stage mirror holder 150b. On the other hand, DT1 is held by a discharge tube holder base (hereinafter simply referred to as DT base) 170, which is an optical bench, via a discharge tube holder (hereinafter simply referred to as DT holder) 160. Both ends of the DT base 170 are connected to the respective mirror holders 150a and 150b. The mirror holders 150a and 150b and the DT base 170 are assembled into an integral structure. The DT holder 160 and the mirror holders 150a and 150b are connected to each other by a connecting pipe 180 that is held at both ends by O-rings or the like so as to be slidable.

上記構成において、ＲＭ６の中心とＯＰＭ７の中心を結ぶ軸と、ＲＭ６とＯＰＭ７は、垂直になるように配置されている。すなわち、ＲＭ６とＯＰＭ７は、お互いに平行になるように配置されている。その平行度は、互いに数μｍ以下の精度になるように調整されている。また、ＲＭ６とＯＰＭ７の中心を結ぶ軸と、ＤＴ１の中心軸が一致するように、配置されている。 In the above configuration, the axis connecting the center of RM6 and the center of OPM7, and RM6 and OPM7 are arranged to be perpendicular. That is, RM6 and OPM7 are arranged so as to be parallel to each other. The parallelism is adjusted so as to have an accuracy of several μm or less. Further, they are arranged so that the axis connecting the centers of RM6 and OPM7 and the central axis of DT1 coincide.

正常なレーザ出力を得る為には、ＲＭ６とＯＰＭ７の平行度は１０^−６ラジアン以下、且つミラーの成す軸とＤＴの成す軸とは数１０ミクロン以下の精度が必要となる。この精度を保つため、それぞれのミラーホルダとＤＴベースとは一体構造化した剛体を成している。 In order to obtain a normal laser output, the parallelism of RM6 and OPM7 requires 10 ⁻⁶ radians or less, and the axis formed by the mirror and the axis formed by DT need an accuracy of several tens of microns or less. In order to maintain this accuracy, the respective mirror holders and the DT base form a rigid body integrally formed.

この様な従来のレーザ発振装置の持つ第１の課題について、以下に説明する。 The first problem of such a conventional laser oscillation device will be described below.

上記ＬＧＣＰ内部の真空度は、１００〜２００Ｔｏｒｒ程度である。一方、その外側は大気（７６０Ｔｏｒｒ）である。ＬＧＣＰの内部と外部には、圧力差による応力（以降、単に真空力と記す）がかかる。通常、上記のＤＴベース１７０の両端は、支持構造物（図示せず）で支持されている。また、上記のＬＧＣＰも、支持構造物（図示せず）で支持されている。したがって、図２５に示す中央部のＤＴホルダ１６０ｃには、上気の圧力差により、下向きの応力が加わる。 The degree of vacuum inside the LGCP is about 100 to 200 Torr. On the other hand, the outside is the atmosphere (760 Torr). Stress due to a pressure difference (hereinafter simply referred to as vacuum force) is applied to the inside and outside of the LGCP. Usually, both ends of the DT base 170 are supported by a support structure (not shown). The LGCP is also supported by a support structure (not shown). Therefore, downward stress is applied to the central DT holder 160c shown in FIG. 25 due to the pressure difference of the upper air.

この圧力差による応力により、ＤＴベース１７０は、曲がることの無い様に、鋼などの剛性の高い材料を用いている。また、剛性を維持するために、ＤＴベース１７０は、ＤＴ１などの部品と比較すると、かなり大型な構造となっている。 Due to the stress due to the pressure difference, the DT base 170 is made of a material having high rigidity such as steel so as not to bend. Further, in order to maintain the rigidity, the DT base 170 has a considerably large structure as compared with parts such as DT1.

しかし、剛性を上げるにしても、大きさに限界がある。したがって、上記真空力により、ＤＴベース１７０は、数１０μｍ程度、曲がることが有りうる。上記のように、ＤＴベース１７０とミラーホルダ１５０ａ、１５０ｂは一体構造となっている。そのため、ＤＴベース１７０が数１０μｍ曲がっただけで、ミラーホ
ルダ１５０ａとミラーホルダ１５０ｂの平行度が変化する。この平行度の変化により、レーザ出力が下がることがある。 However, even if the rigidity is increased, the size is limited. Therefore, the DT base 170 can be bent by several tens of μm due to the vacuum force. As described above, the DT base 170 and the mirror holders 150a and 150b have an integral structure. Therefore, the parallelism of the mirror holder 150a and the mirror holder 150b changes only by bending the DT base 170 by several tens of μm. The laser output may decrease due to the change in parallelism.

また、ＤＴベース１７０は熱容量が大きいため、外気温が変化したときに、その温度変化に追随できない。外気温の変化により、ＤＴベース１７０各部で温度差が発生することがある（例えば図２６に示す、上部と下部の温度差、あるいは左側と右側の温度差）。温度差が生じると、熱膨張や熱収縮のため、ＤＴベース１７０が曲がる。その結果、ＲＭ６とＯＰＭ７の平行度が保てなくなる。この平行度の変化により、レーザ出力が下がることがある。図２７は、外気温度に対するレーザ出力の変化を模式的に示している。 Further, since the DT base 170 has a large heat capacity, it cannot follow the temperature change when the outside air temperature changes. Due to a change in the outside air temperature, a temperature difference may occur in each part of the DT base 170 (for example, the temperature difference between the upper part and the lower part, or the temperature difference between the left side and the right side shown in FIG. 26). When the temperature difference occurs, the DT base 170 is bent due to thermal expansion and contraction. As a result, the parallelism between RM6 and OPM7 cannot be maintained. The laser output may decrease due to the change in parallelism. FIG. 27 schematically shows a change in laser output with respect to the outside air temperature.

この問題を解決する為の従来の取り組みとしては、以下のようなものがあげられる。 Examples of conventional efforts to solve this problem include the following.

真空力によるＤＴベース１７０の曲がりにたいする対応策として、例えば内部と外部の圧力差による応力がバランスできるように、圧力差による応力をキャンセルするキャンセラを取りつける試みがなされた。しかし、キャンセラの取付けにより、かえって予想外の応力が発生し、悪影響を及ぼす結果となることがあった。 As a countermeasure against the bending of the DT base 170 due to the vacuum force, for example, an attempt was made to attach a canceller that cancels the stress due to the pressure difference so that the stress due to the pressure difference between the inside and the outside can be balanced. However, the installation of the canceller may cause unexpected stress, which may have an adverse effect.

一方温度差による膨張・収縮に対する対応策としては、ＤＴベース１７０の温度を一定に制御する試みが成された。その試みは、ＤＴベース１７０の中に液体（例えば、水）を流し、その液体の温度を一定に制御する事である。しかし、ＤＴベース１７０の体積は、剛性をあげる為、大きい。したがって、ＤＴベース１７０の熱容量が大きくなり、完全に温度差を解消する事は出来ていなかった。 On the other hand, as a countermeasure against expansion / contraction due to a temperature difference, an attempt was made to control the temperature of the DT base 170 to be constant. The attempt is to flow a liquid (eg, water) through the DT base 170 and to control the temperature of the liquid to be constant. However, the volume of the DT base 170 is large in order to increase the rigidity. Therefore, the heat capacity of the DT base 170 is increased, and the temperature difference cannot be completely eliminated.

また、従来のＡＦＧＬＯは、下記のような第２の課題を有している。 Further, the conventional AFGLO has the following second problem.

ＤＴ１内でのレーザガスの流れは、ＤＴ１内にガスが流入されてから排出され
るまで、可能な限りガス流れ方向に対して均一である事が望ましい。ガス流が均一であれば放電状態が安定する。その結果、ＤＡ５に注入された電気入力に対するレーザ出力の効率が高まる（レーザ発振効率という）。しかしＡＦＧＬＯの構成上、ＤＴ１に対してレーザガス導入部を同軸に設けることは構成上複雑になる。実際には、図２８のようにレーザガス導入部はＤＴ１に対して略直角に配置されるケースが一般的である。また、図２８と、図２９は、ＤＴ１の内部のガスの流れを模式的に示している。図２９は、図２８における２９−２９での断面を示す図である。この構造により、図２８中に示すように、ＤＴ１内の、特にレーザガス入り口１３７近傍において、ガス流中に渦巻き１３６が発生しやすい。この渦巻き状のガス流により、ＤＴ内のガス流が乱れる。この結果、レーザ発振効率を高めることができなかった。図３０は、ＤＡ５への電気入力と、レーザ出力の関係を示している。 It is desirable that the flow of the laser gas in DT1 is as uniform as possible in the gas flow direction from when the gas flows into DT1 until it is discharged. If the gas flow is uniform, the discharge state is stable. As a result, the efficiency of the laser output with respect to the electrical input injected into DA5 is increased (referred to as laser oscillation efficiency). However, in terms of the configuration of AFGLO, it is structurally complicated to provide the laser gas introduction portion coaxially with respect to DT1. Actually, as shown in FIG. 28, the laser gas introduction part is generally arranged at a substantially right angle with respect to DT1. 28 and 29 schematically show the gas flow inside the DT1. 29 is a diagram showing a cross section taken along line 29-29 in FIG. With this structure, as shown in FIG. 28, the spiral 136 is likely to occur in the gas flow in the DT1, particularly in the vicinity of the laser gas inlet 137. This spiral gas flow disturbs the gas flow in the DT. As a result, the laser oscillation efficiency could not be increased. FIG. 30 shows the relationship between the electrical input to DA5 and the laser output.

これに対して公知の例（特開平７−１４２７８７号公報）として、ガスを一旦貯めておくチャンバーを設け、これをレーザガス導入部と接続する構成が提案されている。これはレーザガス導入部へ入るレーザガスの方向性を無くすことによって、ＤＴ内でのガス流の偏りを無くす事を目的としたものである。本発明の発明者らの検討によると、レーザ導入部からＤＴ内へガスが入る際に、どうしてもガス流の偏りが発生し、各所に渦巻きが出来る。その結果、特開平７−１４２７８７号公報に提案された構成では、レーザ発振効率をさらに高めることができなかった。 On the other hand, as a known example (Japanese Patent Laid-Open No. 7-142787), a configuration is proposed in which a chamber for temporarily storing gas is provided and connected to a laser gas introduction unit. The purpose of this is to eliminate the bias of the gas flow in the DT by eliminating the directionality of the laser gas entering the laser gas introduction section. According to the study of the inventors of the present invention, when the gas enters the DT from the laser introduction portion, the gas flow is inevitably biased, and vortexes are generated in various places. As a result, in the configuration proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-142787, the laser oscillation efficiency could not be further increased.

さらに、従来のＡＦＧＬＯは、下記のような第３の課題を有している。 Furthermore, the conventional AFGLO has the following third problem.

ＤＴ１の周辺に設けられた電極２、３間の電圧が、放電開始電圧に達すると放電が開始する。その放電開始の瞬間に、ＤＴ１に大きな突入電流が流れる。放電電流が流れはじめると、ＤＴのインピーダンスは低下し、やがて２０ＫＶ程度の維持電圧に落ち着く。このような状態になると電流値も安定し、均一な放電が得られる。しかし放電開始の瞬間の突入電流により、一時的に放電が乱れる。安定
した放電になるまでに、時間を要する。この突入電流の値は、放電開始電圧に比例する。そのため、放電安定化のために、放電開始電圧を下げることが大きな課題である。 Discharge starts when the voltage between the electrodes 2 and 3 provided around DT1 reaches the discharge start voltage. A large inrush current flows through DT1 at the moment of starting the discharge. As the discharge current begins to flow, the impedance of the DT decreases and eventually settles at a sustain voltage of about 20 KV. In such a state, the current value becomes stable and uniform discharge can be obtained. However, the discharge is temporarily disturbed by the inrush current at the moment of starting the discharge. It takes time to achieve a stable discharge. The value of this inrush current is proportional to the discharge start voltage. Therefore, it is a big problem to lower the discharge start voltage for discharge stabilization.

従来例としては図３１に示すように、ＤＴ１内部の、電極２近傍に補助電極１５６を配置し、補助電極１５６と電極３側を、数ＭΩの高抵抗１５８で接続したものがあった。この場合、補助電極１５６と電極３との距離が大きすぎる為、補助電極１５６と電極２の間で、レーザガスを電離しても、電極３に到達する前に、ほとんどが再結合する。したがって、この構造では、放電開始電圧を低減するための大きな効果が、得られていない。 As a conventional example, as shown in FIG. 31, an auxiliary electrode 156 is disposed in the vicinity of the electrode 2 inside the DT1, and the auxiliary electrode 156 and the electrode 3 side are connected by a high resistance 158 of several MΩ. In this case, since the distance between the auxiliary electrode 156 and the electrode 3 is too large, even if the laser gas is ionized between the auxiliary electrode 156 and the electrode 2, most of them are recombined before reaching the electrode 3. Therefore, in this structure, a great effect for reducing the discharge start voltage is not obtained.

図３２はもう一つの代表的な従来例である。ＤＴ１の外面に沿って、電極２側から電極３側に向かって導体１５９を伸ばし、導体１５９の電極３寄りの端部に補助電極１５６を取り付ける。この補助電極１５６は、誘電体材料からなる絶縁シート１６２を介してＤＴ１の外周面に取付られている。放電開始を下げるために、誘電体の厚みを薄くする検討も実施したが、微少放電によりＤＴ１の壁面に経時的に穴があくという問題があった。 FIG. 32 shows another typical conventional example. A conductor 159 is extended from the electrode 2 side toward the electrode 3 side along the outer surface of DT1, and an auxiliary electrode 156 is attached to an end portion of the conductor 159 near the electrode 3. The auxiliary electrode 156 is attached to the outer peripheral surface of the DT 1 via an insulating sheet 162 made of a dielectric material. In order to reduce the start of discharge, a study to reduce the thickness of the dielectric was also conducted, but there was a problem that a hole was formed in the wall surface of DT1 with time due to minute discharge.

上記のように従来のＡＦＧＬＯでは、補助電極と呼ばれる機構を付加する事が通常行われている。これは何らかの機構によりＤＴ内の絶縁破壊電圧を下げ、放電が点弧し易くする事で、放電開始時の突入電流を下げるようとする試みである。この補助電極自体は発想として良い物であるが、性能および信頼性の面で、満足のいく構成を持つものは、従来実現できていなかった。 As described above, in the conventional AFGLO, a mechanism called an auxiliary electrode is usually added. This is an attempt to reduce the inrush current at the start of discharge by lowering the dielectric breakdown voltage in the DT by some mechanism and facilitating discharge. The auxiliary electrode itself is a good idea, but a device having a satisfactory configuration in terms of performance and reliability has not been realized in the past.

上記したように、従来のＡＦＧＬＯは、電極２、３間が放電開始電圧に達し放電が開始する瞬間には、ＤＴに大きな突入電流が流れる。この放電開始の瞬間の突入電流が流れたときは、大電流が流れる為一時的に放電が乱れる。このため、放電が落ち着くのに時間を要し、その間は放電が不安定（すなわち、レーザ出力が不安定）となる。この放電の過渡的な不安定を短縮することができていないという課題が有った。 As described above, in the conventional AFGLO, a large inrush current flows through the DT at the moment when the discharge start voltage is reached between the electrodes 2 and 3 and the discharge starts. When the inrush current at the start of the discharge flows, a large current flows, so that the discharge is temporarily disturbed. For this reason, it takes time for the discharge to settle, and during that time, the discharge becomes unstable (that is, the laser output becomes unstable). There was a problem that the transient instability of the discharge could not be shortened.

本発明のＡＦＧＬＯは、上記課題を解決するために、
ａ）ＤＴと、
ｂ）前記ＤＴの両端近くに設けられた電極と、
ｃ）前記電極間に高電圧を印加する高電圧電源と、
を備え、
ｄ）前記ＤＴに穴を開け、
ｅ）前記穴部に補助電極を配置し、
ｆ）前記補助電極をどちらか一方の電極に高抵抗を介して接続する、
ように構成し、
ｇ）ＤＴに設けられた穴の位置は、前記両電極間の距離をＬとした時、補助電極と接続されていない側の電極より、０．４Ｌ〜０．７Ｌの位置に設け、
ｈ）高抵抗の抵抗値は、１ＭΩ以上、１００ＭΩ以下である
レーザ発振装置である。 In order to solve the above problems, the AFGLO of the present invention
a) DT;
b) electrodes provided near both ends of the DT;
c) a high voltage power source for applying a high voltage between the electrodes;
With
d) Make a hole in the DT,
e) An auxiliary electrode is disposed in the hole,
f) connecting the auxiliary electrode to one of the electrodes via a high resistance;
Configured as
g) The position of the hole provided in the DT is provided at a position of 0.4 L to 0.7 L from the electrode not connected to the auxiliary electrode, where L is the distance between the electrodes.
h) A laser oscillation device having a high resistance value of 1 MΩ or more and 100 MΩ or less.

本発明により、放電開始電圧の大幅な低減による放電の安定化が図れ、大幅なレーザ出力の増大を実現できるレーザ発振装置を提供することが出来る。 According to the present invention, it is possible to provide a laser oscillation device capable of stabilizing discharge by greatly reducing the discharge start voltage and realizing a significant increase in laser output.

（参考例１）
以下に本発明の参考例を図面によって説明する。図１は本発明の参考例１を示すレーザ発振装置である。図２は、図１に示すレーザ発振装置の共振器部の構成である。図３Ａは、図２に示す共振器部の左側面図である。図３Ｂは、図２に示す共振器部の右側面図である。図２５に示した、従来のレーザ発振装置と、同じ機能を持つ構成部分については、同一の符号を記し、その説明を省略する。 (Reference Example 1)
Reference examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a laser oscillation apparatus showing Reference Example 1 of the present invention. FIG. 2 shows the configuration of the resonator section of the laser oscillation device shown in FIG. FIG. 3A is a left side view of the resonator unit shown in FIG. 3B is a right side view of the resonator unit shown in FIG. Components having the same functions as those of the conventional laser oscillation device shown in FIG. 25 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

以下、図１、図２、図３Ａ、Ｂを用いて説明する。 Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. 1, 2, 3 </ b> A, and B. FIG.

ＯＰＭホルダ１５ａと、ＲＭホルダ１５ｂは、複数のミラーホルダ連結棒（以降、単にＭＨＣＲと記す）１４によって、互いに平行になるように支持されている。回転支持部２００は、ＯＰＭホルダ１５ａをＤＴベース１７に支持するために構成されている。ＯＰＭホルダ１５ａがレーザ光軸に対して垂直になるように支持するための支持部２０ａが、ＯＰＭホルダ１５ａの下部に配置されている。ＤＴベース１７には、回転軸支持部２０ｂが、配置されている。上記の支持部２０ａと回転軸支持部２０ｂには、回転軸１９を挿入するための穴が開いている。回転軸１９は、上記の支持部２０ａと回転軸支持部２０ｂに挿入することにより、ＯＰＭホルダ１５ａとＤＴベース１７は、組み合せられる。回転軸１９と回転軸支持部２０ａ、ｂとの接触部分は、回転をスムーズにするため、摩擦が少なくなるようにスムーズな表面に仕上げている。もしくはボールベアリング（ローラベアリングでもよい）などの回転に対して極めて摩擦の少ない部品が挿入されている。上記のように、回転軸１９、上記支持部２０ａと回転軸支持部２０ｂは、ＯＰＭホルダ１５ａをＤＴベース１７に支持するために回転支持部２００を構成している。この回転支持部２００は、図１および図２に示す矢印２０２の回転方向に自由度を持つ。 The OPM holder 15a and the RM holder 15b are supported by a plurality of mirror holder connecting rods (hereinafter simply referred to as MHCR) 14 so as to be parallel to each other. The rotation support unit 200 is configured to support the OPM holder 15 a on the DT base 17. A support portion 20a for supporting the OPM holder 15a so as to be perpendicular to the laser optical axis is disposed below the OPM holder 15a. On the DT base 17, a rotating shaft support portion 20b is disposed. The support portion 20a and the rotation shaft support portion 20b have holes for inserting the rotation shaft 19 therein. The OPM holder 15a and the DT base 17 are combined by inserting the rotary shaft 19 into the support portion 20a and the rotary shaft support portion 20b. The contact portion between the rotating shaft 19 and the rotating shaft support portions 20a and 20b is finished to have a smooth surface so as to reduce friction in order to make the rotation smooth. Or a part with very little friction with respect to rotation, such as a ball bearing (it may be a roller bearing), is inserted. As described above, the rotation shaft 19, the support portion 20a, and the rotation shaft support portion 20b constitute the rotation support portion 200 in order to support the OPM holder 15a on the DT base 17. The rotation support unit 200 has a degree of freedom in the rotation direction of the arrow 202 shown in FIGS. 1 and 2.

一方、ＲＭホルダ１５ｂの下部には、支持棒２１が取付けられている。ＤＴベース１７側には、回転体２２と前記回転体２２を支持している回転体支持部２３が、上記支持棒２１を支持するために構成されている。これらによって、光軸方向に摺動自在なスライダー構造２２０が形成されている。このスライダー構造２２０は、図１および図２に示す矢印３０２の光軸方向に自由度を持つ。 On the other hand, a support bar 21 is attached to the lower part of the RM holder 15b. On the DT base 17 side, a rotator 22 and a rotator support 23 that supports the rotator 22 are configured to support the support rod 21. Thus, a slider structure 220 that is slidable in the optical axis direction is formed. This slider structure 220 has a degree of freedom in the optical axis direction of the arrow 302 shown in FIGS.

この構成によって、ＯＰＭホルダ１５ａとＤＴベース１７は、レーザ光軸方向と垂直方向に対して、固定される。しかし、ＯＰＭホルダ１５ａとＤＴベース１７は、レーザ光軸方向を含む平面内において、回転方向にのみ自由度を持っている。これによって、ＯＰＭ側のミラーホルダ１５ａとＤＴベース１７は、光軸のズレ無く結合することができる。 With this configuration, the OPM holder 15a and the DT base 17 are fixed with respect to the direction perpendicular to the laser optical axis direction. However, the OPM holder 15a and the DT base 17 have a degree of freedom only in the rotation direction within a plane including the laser optical axis direction. Thereby, the mirror holder 15a on the OPM side and the DT base 17 can be coupled without any deviation of the optical axis.

一方、終段側ミラーホルダ１５ｂとＤＴベース１７とは、レーザ光軸方向と垂直方向に対して、固定される（ただし厳密には、上方向に対しては、フリーである）。すなわち、ミラーホルダ１５ｂの持つ重量（自重）により、終段側ミラーホルダ１５ｂとＤＴベース１７は、固定されたものと考えられる。勿論、この構成は、光軸方向の摺動方向ならびに光軸方向を含む平面内の回転方向に、フリーである。これによりＲＭ側のミラーホルダとＤＴ支持部も、ＯＰＭ側と同様に光軸のズレ無く結合される。 On the other hand, the final stage side mirror holder 15b and the DT base 17 are fixed in a direction perpendicular to the laser optical axis direction (strictly speaking, they are free in the upward direction). That is, it is considered that the final stage side mirror holder 15b and the DT base 17 are fixed by the weight (self-weight) of the mirror holder 15b. Of course, this configuration is free in the sliding direction in the optical axis direction and in the rotation direction in the plane including the optical axis direction. As a result, the mirror holder on the RM side and the DT support portion are also coupled together without any deviation of the optical axis as in the OPM side.

次にＤＴベース１７が真空力や温度変化などにより変形した場合について考える。真空力により、ＤＴベース１７が曲がった場合、ミラーホルダとＤＴ支持部の結合部分に、光軸方向を含む平面内における回転が発生する。しかし、前述したようにこの部分はＯＰＭ側、ＲＭ側共に回転方向に対してフリーである。このため、ミラーホルダに、真空力や熱応力による、平行度が変化するような力は掛からない。また、ＤＴ支持部が熱膨張もしくは熱収縮した場合、ミラーホルダとの結合部分には、光軸方向に直線方向の変位が発生するが、ＲＭホルダはこの方向に対してフリーであるため、ミラーホルダに、真空力や熱応力による、平行度が変化するような力は掛からない。 Next, consider a case where the DT base 17 is deformed due to a vacuum force, a temperature change, or the like. When the DT base 17 bends due to the vacuum force, rotation in a plane including the optical axis direction occurs at the coupling portion between the mirror holder and the DT support portion. However, as described above, this portion is free with respect to the rotational direction on both the OPM side and the RM side. For this reason, a force that changes the parallelism due to vacuum force or thermal stress is not applied to the mirror holder. In addition, when the DT support portion is thermally expanded or contracted, a displacement in a linear direction occurs in the optical axis direction at the coupling portion with the mirror holder. However, since the RM holder is free in this direction, the mirror No force that changes the parallelism due to vacuum force or thermal stress is applied to the holder.

本参考例の優れた点は、ＯＰＭホルダとＤＴ支持部との結合部分にある。この方式は光軸方向を含む平面内における回転方向以外にも構造的に自由度をもっている。例えば、ＯＰＭホルダ１５ａとＲＭホルダ１５ｂの下部毎に２ヶ所ずつピローボールなどの自由度の高いものを介して結合する構成も考えられる。しかし、この方式は、上記の自由度を、２点留めにより規制しようとする。このため、真空力による、平行度が変化するような力が生じやすくなる。ミラーホルダ自身の熱膨張・収縮により、固定を行っている２点間の距離が変化するため、そのための平行度が変化するような力も発生しやすい。 The excellent point of this reference example is in the joint portion between the OPM holder and the DT support portion. This method has structural freedom other than the rotation direction in the plane including the optical axis direction. For example, the structure which couple | bonds via what has a high degree of freedom, such as a pillow ball, is provided at two places for each lower part of the OPM holder 15a and the RM holder 15b. However, this system tries to regulate the above-mentioned degree of freedom by two points. For this reason, it becomes easy to produce the force by which a parallelism changes with a vacuum force. Since the distance between the two fixed points changes due to the thermal expansion and contraction of the mirror holder itself, a force that changes the parallelism is likely to be generated.

図４は本参考例の他の構成を示すレーザ発振装置の、ＯＰＭホルダとＤＴ支持部との連結部分の詳細図である。回転軸１９、支持部２０ａおよび回転軸支持部２０ｂの組み合せ部分は、ガタの無い（隙間がない）ように構成されている。しかし、全く隙間が無ければ、摩擦のため、相互の回転はスムーズに出来なくる。前述したように、回転軸１９と支持部２０ａおよび、回転軸支持部２０ｂとの接触部分にボールベアリングを挿入することで、光軸方向に対して平行方向についてはほとんどガタが無くなる。且つ、ミラーホルダ自身の自重で下に押し当てられるので、放電管の中心軸とミラーの光軸と、ミラーとミラーの間の相対位置はほとんど変わらず、安定している。しかし光軸に垂直な方向に関して、支持部２０ａと回転軸支持部２０ｂとの間に、スムーズな回転のため、隙間が必要である。その隙間によるガタツキを防止するため、弾性力により、上部回転軸支持部２０ａが、下部回転軸支持部２０ｂに、片側で押し当たるような構造を採る。図４は、その構造の一例を示している。例えば、バネ材２４を回転軸を中心に対称に２個配置することにより、バネ材２４の弾性力は、支持部２０ａに加わる。回転軸１９に取付けられたバネ押さえ２５と上部回転軸部材２０ａとの間に、前記バネ材２４を縮めた状態で挟み込む構成をとっている。またバネ押さえ２５およびバネ材２４が、回転方向の動きを阻害しないように、回転軸１９とバネ押さえ２５との連結部分には、ピロボール２６などの回転体を挿入している。 FIG. 4 is a detailed view of a connecting portion between an OPM holder and a DT support portion of a laser oscillation device showing another configuration of the present reference example. The combination part of the rotating shaft 19, the support part 20a, and the rotating shaft support part 20b is comprised so that there may be no backlash (no gap). However, if there is no gap at all, mutual rotation cannot be performed smoothly due to friction. As described above, the ball bearing is inserted into the contact portion between the rotating shaft 19, the support portion 20a, and the rotating shaft support portion 20b, so that there is almost no play in the direction parallel to the optical axis direction. In addition, since the mirror holder is pressed down by its own weight, the relative position between the center axis of the discharge tube, the optical axis of the mirror, and the mirror is almost unchanged and stable. However, a gap is necessary for smooth rotation between the support portion 20a and the rotation shaft support portion 20b in the direction perpendicular to the optical axis. In order to prevent rattling due to the gap, a structure is adopted in which the upper rotary shaft support portion 20a is pressed against the lower rotary shaft support portion 20b on one side by elastic force. FIG. 4 shows an example of the structure. For example, by arranging two spring members 24 symmetrically about the rotation axis, the elastic force of the spring member 24 is applied to the support portion 20a. The spring member 24 is sandwiched between the spring retainer 25 attached to the rotary shaft 19 and the upper rotary shaft member 20a in a contracted state. Further, a rotating body such as a pillow ball 26 is inserted into a connecting portion between the rotary shaft 19 and the spring retainer 25 so that the spring retainer 25 and the spring member 24 do not hinder the movement in the rotation direction.

ただしＲＭホルダ１５ｂとＤＴベース１７との連結に関しては、必ずしも上記参考例に挙げたように１点固定である必要が無い。ＲＭホルダとＤＴ支持部との固定に、ピロボールなどの自由度の高い連結部材を用いて、２点で固定してもよい。その場合、ＯＰＭ側は本発明の実施例に示すように１点固定であれば、支障は無い。 However, the connection between the RM holder 15b and the DT base 17 is not necessarily fixed at one point as described in the above reference example. The RM holder and the DT support portion may be fixed at two points by using a connecting member having a high degree of freedom such as a pillow ball. In that case, there is no problem if the OPM side is fixed at one point as shown in the embodiment of the present invention.

図５は本参考例のさらに他の構成例を示すレーザ発振装置の光学ベンチの詳細図である。 FIG. 5 is a detailed view of an optical bench of a laser oscillation device showing still another configuration example of the present reference example.

図２に示す参考例と同様に、ミラーホルダ１５ａとｂは、互いに複数のＭＨＣＲ１４によって結合されている。また、同様に、ＯＰＭホルダ１５ａは、回転支持部２００により、ＤＴベース１７に支持されている。一方、ＲＭホルダ１５ｂの下部には、ピローボール２６が水平方向に２点配置されている。終段側ミラーホルダ１５ｂは、前記ピローボール２６を介して、ＤＴベース１７と連結している。図６は、図５に示す６−６からＲＭ６の方向を見た図である。図６に示すように、ＤＴホルダ１６およびＤＴベース１７と、ＭＨＣＲ１４とを連結する、リブ２７が４ヶ所配置されている。リブ２７は、ＭＨＣＲ１４の中央付近に配置されている。リブ２７とＭＨＣＲ１４は、垂直方向へは若干のすべりが生じうるように構成している。 Similar to the reference example shown in FIG. 2, the mirror holders 15 a and 15 b are coupled to each other by a plurality of MHCRs 14. Similarly, the OPM holder 15 a is supported on the DT base 17 by the rotation support unit 200. On the other hand, two pillow balls 26 are arranged in the horizontal direction below the RM holder 15b. The final stage side mirror holder 15 b is connected to the DT base 17 via the pillow ball 26. FIG. 6 is a view of the direction from 6-6 to RM6 shown in FIG. As shown in FIG. 6, four ribs 27 that connect the DT holder 16 and the DT base 17 to the MHCR 14 are arranged. The rib 27 is disposed near the center of the MHCR 14. The rib 27 and the MHCR 14 are configured such that a slight slip can occur in the vertical direction.

このリブ２７挿入による光学ベンチ安定化効果について、以下説明する。ＤＴベース１７が真空力や温度変化などにより変形した場合、特に温度変化により伸縮した場合について考える。この時、ミラーホルダとＤＴベース１７の結合部分には、光軸方向に直線方向の変位が発生する。しかし、ピロボールは、ピロボールとピロボールの中を通っている軸との間が滑るため、フリーに動くことができる。このため、ＲＭホルダはこの方向に対してフリーである。したがって、このため、ミラーホルダに、熱応力による、平行度が変化するような力は掛からない。ただし、いくら構造的にフリーになるように摩擦を少なくしても、実際には摩擦力が０になる訳ではない。終段側ミラーホルダ１５ｂとＤＴベース１７との連結部は、終段側ミラーホルダ１５ｂの自重により重力方向（すわわち、図５の下方向）に押し付けられる。このため、厳密には、その部分に摩擦力が発生する。そのためＭＨＣＲ１４に対しても、光軸方向に引っ張りもしくは圧縮の力が働く。ＭＨＣＲ１４は構造的に直径５０ｍｍ程度、長さ１０００〜２０００ｍｍ程度の円柱である。光軸方向（すなわち、ＭＨＣＲ１４の長手方向）に引っ張りもしくは圧縮の力が働くと、ＭＨＣＲ１４は、たわむ。この時、リブ２７が配置されていない場合、各ＭＨＣＲ１４はそれぞれ好き勝手な方向へ曲がる。結果として、ＯＰＭホルダ１５ａとＲＭホルダ１５ｂの平行度が崩れてしまう。 The effect of stabilizing the optical bench by inserting the ribs 27 will be described below. Consider a case where the DT base 17 is deformed due to a vacuum force, a temperature change, or the like, and particularly a case where the DT base 17 is expanded or contracted due to a temperature change. At this time, a displacement in the linear direction occurs in the optical axis direction at the coupling portion between the mirror holder and the DT base 17. However, since the pillow ball slides between the pillow ball and the shaft passing through the pillow ball, the pillow ball can move freely. For this reason, the RM holder is free in this direction. Therefore, a force that changes the parallelism due to thermal stress is not applied to the mirror holder. However, no matter how much the friction is reduced so as to be structurally free, the frictional force does not actually become zero. The connecting portion between the final stage side mirror holder 15b and the DT base 17 is pressed in the direction of gravity (that is, the downward direction in FIG. 5) by the dead weight of the final stage side mirror holder 15b. Therefore, strictly speaking, a frictional force is generated in that portion. For this reason, a tensile or compressive force acts on the MHCR 14 in the optical axis direction. The MHCR 14 is structurally a cylinder having a diameter of about 50 mm and a length of about 1000 to 2000 mm. When a tensile or compressive force is applied in the optical axis direction (that is, the longitudinal direction of the MHCR 14), the MHCR 14 bends. At this time, if the ribs 27 are not arranged, each MHCR 14 bends in any desired direction. As a result, the parallelism between the OPM holder 15a and the RM holder 15b is broken.

４本のＭＨＣＲ１４と、ＤＴホルダ１６およびＤＴベース１７を連結するリブ２７が配置されていると、ＭＨＣＲ１４の剛性が向上し、摩擦力によっても曲がることはすくない。したがって、ミラーホルダ同士の平行度は保たれる。 When the four MHCRs 14 and the ribs 27 that connect the DT holder 16 and the DT base 17 are arranged, the rigidity of the MHCRs 14 is improved, and it is not easy to bend even by a frictional force. Therefore, the parallelism between the mirror holders is maintained.

さらに、ＭＨＣＲ１４が、全て中心方向あるいは全て外側方向に撓むようにすれば、ＯＰＭホルダ１５ａとＲＭホルダ１５ｂとの平行度はより正確に保つことができる。 Furthermore, if all the MHCRs 14 bend in the center direction or all in the outer direction, the parallelism between the OPM holder 15a and the RM holder 15b can be maintained more accurately.

例えば、前記リブ２７により、４本のＭＨＣＲ１４をそれぞれ、ＭＨＣＲ１４同士が成す中心方向へ数ｍｍ程度、引き寄せた状態にする。ミラーホルダ連結材は、リブ２７によって中心方向へ数ｍｍ程度引き寄せられることで、ごくわずかに湾曲した状態になっている。この状態から、ＭＨＣＲ１４に引っ張りまたは圧縮の力が加わったとしても、４本のＭＨＣＲ１４は全て中心方向に撓む。このため、結果的にＯＰＭホルダ１５ａとＲＭホルダ１５ｂとの平行度は保たれる。 For example, the ribs 27 bring the four MHCRs 14 into a state of being pulled by about several millimeters in the central direction formed by the MHCRs 14. The mirror holder connecting material is in a very slightly curved state by being pulled by the rib 27 about several mm toward the center. From this state, even if a tensile or compressive force is applied to the MHCR 14, all the four MHCRs 14 bend in the central direction. For this reason, as a result, the parallelism between the OPM holder 15a and the RM holder 15b is maintained.

逆に、前記リブ２７によって４本のＭＨＣＲ１４を互いに反対方向へ湾曲させることでも、同様の効果が得られる。 Conversely, the same effect can be obtained by bending the four MHCRs 14 in the opposite directions by the ribs 27.

上記のように、本発明の参考例１においては、光学ベンチは非常に安定し、ミラー同士の平行度を保つこと効果が極めて大きい。これによって常に安定したレーザ発振を行うとが出来、大幅なレーザ出力安定化を実現できる。 As described above, in Reference Example 1 of the present invention, the optical bench is very stable, and the effect of maintaining the parallelism between the mirrors is extremely large. As a result, stable laser oscillation can be performed at all times, and significant laser output stabilization can be realized.

図７は本発明の参考例１と従来例とでの、外気温変化に対するレーザ出力の差を示したものである。横軸に外気温、縦軸にレーザ出力を表している。本発明の参考例１および従来例ともに、外気温２０℃にて、ミラーが平行になるように調整したものである。その状態から、外気温が低下、あるいは上昇した場合のレーザ出力変化を示している。図７に示すように、従来例に比べ本発明の参考例１においては、外気温変化に対して大幅なレーザ出力安定化が実現出来ている。真空力などの外力に対しても、同様の効果が得られる。 FIG. 7 shows the difference in laser output with respect to changes in the outside air temperature between Reference Example 1 of the present invention and the conventional example. The horizontal axis represents the outside air temperature, and the vertical axis represents the laser output. In both Reference Example 1 and the conventional example of the present invention, the mirror is adjusted to be parallel at an outside air temperature of 20 ° C. From this state, the laser output changes when the outside air temperature decreases or increases. As shown in FIG. 7, compared with the conventional example, in Reference Example 1 of the present invention, significant laser output stabilization can be realized against changes in the outside air temperature. Similar effects can be obtained for external forces such as vacuum.

本参考例により、真空力などの外力および外気温変化に対する光学ベンチの安定性、すなわちミラー平行度の安定化を実現出来、常に安定したレーザ出力を得られるレーザ発振装置を提供することが出来る。 According to this reference example, it is possible to provide a laser oscillation device that can realize stability of the optical bench against external force such as vacuum force and changes in outside air temperature, that is, stabilization of mirror parallelism, and can always obtain a stable laser output.

上記の、ミラーホルダ連結棒の連結棒は、パイプで構成してもよい。また、その連結棒または、パイプは、熱膨張係数の小さいものを使用すると、温度差による膨張の差が少なくて、本参考例のような共振器には、有効である。
（参考例２）
以下に本発明の参考例２を図面によって説明する。 The connecting rod of the mirror holder connecting rod may be a pipe. Further, if the connecting rod or pipe having a small thermal expansion coefficient is used, the difference in expansion due to the temperature difference is small, which is effective for the resonator as in this reference example.
(Reference Example 2)
Reference Example 2 of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図８は、本発明の参考例２を示すレーザ発振装置の構成を示す図である。図９は、本発明の参考例２を示すレーザ発振装置のＤＴ内およびレーザガス流路内でのレーザガスの流れを示す模式図である。図１０は、図９に示す１０−１０の断面のレーザガスの流れを示す模式図である。ＤＴ１のレーザガス入り口近傍３７の、ガスの流れる方向およびＤＴ内のガス流方向に対して垂直方向の幅をＢとする。また、ＤＴ内径をＡとする。図９は、ＡとＢの関係が、
１．１Ａ＜Ｂ＜１．７Ａ
となるような構成を採った時の、ＤＴ内およびレーザガス流路内でのレーザガスの流れを示している。図９において、幅Ｂのレーザガス流路を矢印９ｂ方向に流れてきたレーザガスは、ＤＴの入り口近傍の幅Ｂの部分に導入される。この部分から、レーザガスの流れは、ＤＴの内径Ａに狭められる。その後、流れ方向が矢印９ａ方向にＤＴ内を流れる。この時レーザガスは、ＤＴ１の入り口近傍の広がった部分（すなわち、幅Ｂ）から緩い勾配をもって、ＤＴ１の下流側へ流される。このため、ガスの流れは、ＤＴ１入り口部分３７から、下流側へと、なだらかな流線が形成される（すなわち、渦流は、発生しない）。ＤＴ１内でのレーザガス流の分布は、ほぼ全体的に均一に形成される。この時、幅Ｂが１．１Ａより小さい場合（すなわち従来構成の場合）、ＤＴ入り口部分に渦流が、発生する。また、幅Ｂが１．７Ａより大きい場合も、ＤＴ入り口部分に渦流が、発生する。その渦流により、ＤＴ内のレーザガス流分布は乱れる。図１１はＤＴのレーザガス入り口近傍の幅Ｂと、レーザ出力との相関を示した図である。レーザガス入り口近傍の幅Ｂが、
１．１Ａ＜Ｂ＜１．７Ａ
の範囲で、レーザ出力が最大となっている事が判る。この範囲で、放電が安定することによって、レーザ出力が最大となる。 FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a laser oscillation device showing Reference Example 2 of the present invention. FIG. 9 is a schematic diagram showing the flow of the laser gas in the DT and the laser gas flow path of the laser oscillation device showing Reference Example 2 of the present invention. FIG. 10 is a schematic diagram showing the flow of the laser gas in the cross section 10-10 shown in FIG. The width in the direction perpendicular to the gas flow direction and the gas flow direction in the DT in the vicinity of the laser gas inlet 37 of DT1 is defined as B. The DT inner diameter is A. In FIG. 9, the relationship between A and B is
1.1A <B <1.7A
The flow of the laser gas in the DT and the laser gas flow path when the configuration as described above is adopted is shown. In FIG. 9, the laser gas that has flowed through the laser gas flow path of width B in the direction of arrow 9b is introduced into the portion of width B near the entrance of the DT. From this portion, the laser gas flow is narrowed to the inner diameter A of the DT. Thereafter, the flow direction flows in the DT in the direction of the arrow 9a. At this time, the laser gas is allowed to flow downstream from DT1 with a gentle gradient from the widened portion (that is, width B) near the entrance of DT1. Therefore, a gentle streamline is formed in the gas flow from the DT1 inlet portion 37 to the downstream side (that is, no vortex flow is generated). The distribution of the laser gas flow in DT1 is formed almost uniformly. At this time, when the width B is smaller than 1.1 A (that is, in the case of the conventional configuration), a vortex is generated at the DT entrance portion. Also, when the width B is larger than 1.7A, a vortex is generated at the DT entrance portion. Due to the eddy current, the laser gas flow distribution in the DT is disturbed. FIG. 11 is a diagram showing the correlation between the width B near the laser gas inlet of DT and the laser output. The width B near the laser gas inlet is
1.1A <B <1.7A
It can be seen that the laser output is maximized within the range. In this range, the laser output is maximized by stabilizing the discharge.

図１２は、他のＤＴの形状を示している。ＤＴのレーザガス入り口の対向部に、ＤＴの中心からの高さＣ、内径Ｄの円柱状の突起部を設けている。前記ＤＴの内径をＡとした時、
０．５Ａ＜Ｃ＜０．９Ａ
０．７Ａ＜Ｄ＜０．９Ａ
となるように構成している。また、図１２は、ＤＴ内およびレーザガス流路内でのレーザガスの流れを模式的に示している。図１３は、図１２に示す１３−１３の断面のレーザガスの流れを示す模式図である。レーザガス流路を矢印９ｂ方向に流れてきたレーザガスは、ＤＴのレーザガス入り口から導入される。その後、ＤＴのレーザガス入り口対向部に設けられた円柱状の突起部部分へ当たる。そのレーザガスは、さらに、下流側へ流される。このため、ＤＴ入り口部分から、下流側へと、なだらかな流線が形成される。この結果、ＤＴ内でのレーザガス流分布はほぼ全体的に均一に形成される。 FIG. 12 shows another DT shape. A columnar protrusion having a height C from the center of the DT and an inner diameter D is provided at a portion facing the laser gas inlet of the DT. When the inner diameter of the DT is A,
0.5A <C <0.9A
0.7A <D <0.9A
It is comprised so that. FIG. 12 schematically shows the flow of the laser gas in the DT and the laser gas flow path. FIG. 13 is a schematic diagram showing the flow of the laser gas in the cross section 13-13 shown in FIG. The laser gas that has flowed through the laser gas flow path in the direction of arrow 9b is introduced from the laser gas inlet of the DT. After that, it hits a columnar protruding portion provided in the DT laser gas inlet facing portion. The laser gas further flows downstream. For this reason, a gentle streamline is formed from the DT entrance part to the downstream side. As a result, the laser gas flow distribution in the DT is formed almost uniformly.

一方、円柱状の突起部が大きすぎると、ＤＴ上部に渦流が出来、これがＤＴ内の流線を乱してしまう。このようにＤＴの各部で渦流が生じると、ＤＴ内のレーザガス流分布は極めて偏ったものとる。その結果、放電が乱れ、安定したレーザ発振が出来無くなる。図１４はＤＴのレーザガス入り口対向部に設けられた円柱状の突起部の、ＤＴの中心からの高さＣと、レーザ出力との相関を示した図である。 On the other hand, if the cylindrical protrusion is too large, a vortex is generated at the top of the DT, which disturbs the streamline in the DT. When vortex flows are generated in each part of the DT as described above, the laser gas flow distribution in the DT is extremely biased. As a result, the discharge is disturbed and stable laser oscillation cannot be performed. FIG. 14 is a diagram showing the correlation between the height C from the center of the DT and the laser output of the cylindrical projection provided at the DT laser gas inlet facing portion.

図１４に示すように、高さＣが、
０．５Ａ＜Ｃ＜０．９Ａ
の範囲で、レーザ出力が最大となっている。この範囲で、放電が安定することによって、レーザ出力が最大となる。 As shown in FIG. 14, the height C is
0.5A <C <0.9A
In this range, the laser output is maximum. In this range, the laser output is maximized by stabilizing the discharge.

図１５はＤＴのレーザガス入り口対向部に設けられた円柱状の突起部の内径Ｄと、レーザ出力との相関を示した図である。 FIG. 15 is a diagram showing the correlation between the laser output and the inner diameter D of the cylindrical protrusion provided in the DT laser gas inlet facing portion.

図１５に示すように、内径Ｄが、
０．７Ａ＜Ｄ＜０．９Ａ
の範囲で、レーザ出力が最大となっている。この範囲で、放電が安定することによって、レーザ出力が最大となる。 As shown in FIG. 15, the inner diameter D is
0.7A <D <0.9A
In this range, the laser output is maximum. In this range, the laser output is maximized by stabilizing the discharge.

また、ＤＴのレーザガス入り口近傍には電極が設けられている。このため、対向部の円柱状の突起部は金属などの導体で構成されている場合は、電界が乱され、放電が乱れやすい。したがって、対向部は、ＤＴと同様に誘電体材料で構成されなければならない。具体的には、ＤＴと同じパイレックス（登録商標）、石英など、もしくはセラミックなどの誘電体材料が望ましい。 An electrode is provided near the laser gas inlet of the DT. For this reason, when the cylindrical protrusion of the opposing portion is made of a conductor such as metal, the electric field is disturbed and the discharge is easily disturbed. Therefore, the facing portion must be made of a dielectric material like DT. Specifically, a dielectric material such as Pyrex (registered trademark), quartz, or ceramic similar to DT is desirable.

図１６は、ＤＴ近傍およびＤＴ内のレーザガスの流れを示す模式図である。図１７は、図１６に示す１６−１６の断面のレーザガスの流れを示す模式図である。 FIG. 16 is a schematic diagram showing the flow of laser gas in the vicinity of DT and in DT. FIG. 17 is a schematic view showing the flow of the laser gas in the section 16-16 shown in FIG.

前記ＤＴのレーザガス入り口３７近傍の、ガス流方向に対して垂直方向の幅をＢとする。前記ＤＴのレーザガス入り口対向部に、ＤＴの中心からの高さＣとし、内径Ｄの円柱状の突起部３８を設ける。 The width in the direction perpendicular to the gas flow direction in the vicinity of the laser gas inlet 37 of the DT is B. A columnar protrusion 38 having an inner diameter D and a height C from the center of the DT is provided at the laser gas inlet facing portion of the DT.

前記ＤＴ１の内径をＡとした時、
１．１Ａ＜Ｂ＜１．７Ａ
０．５Ａ＜Ｃ＜０．９Ａ
０．７Ａ＜Ｄ＜０．９Ａ
の関係が成り立つように構成されている。また、前記ＤＴのレーザガス入り口対向部に設けられた、円柱状の突起部３８は、セラミックなどの誘電体より成っている。 When the inner diameter of the DT1 is A,
1.1A <B <1.7A
0.5A <C <0.9A
0.7A <D <0.9A
The relationship is established. Further, the columnar protrusion 38 provided at the portion facing the laser gas inlet of the DT is made of a dielectric material such as ceramic.

以下ＤＴ内のレーザガスの流れる方向を９ａ、レーザガス流路内のレーザガスの流れる方向を９ｂとする。 Hereinafter, the flow direction of the laser gas in the DT is 9a, and the flow direction of the laser gas in the laser gas flow path is 9b.

図１６は、図９と図１２これらをまとめた構成である。本構成は、図９と図１２の相乗効果により、一層の放電の安定化が実現でき、効果的である。図１８は、図１１に示した幅Ｂと、レーザ出力の相関図に、図１６の構成をのレーザ出力を重ねて示したものである。 FIG. 16 is a configuration in which FIGS. 9 and 12 are combined. This configuration is effective because it can realize further stabilization of discharge by the synergistic effect of FIG. 9 and FIG. FIG. 18 shows the correlation between the width B shown in FIG. 11 and the laser output, with the laser output of the configuration of FIG. 16 superimposed.

図１９は本発明の参考例２と従来例とでの、ＤＴへの電気入力に対するレーザ出力の差を示したものである。横軸に放電電気入力、縦軸左にレーザ出力を表している。図１９に示すように、本発明の参考例２においては、レーザガス流改善効果により、従来例に比べ大幅なレーザ出力の増大が実現出来ている。 FIG. 19 shows the difference in laser output with respect to the electrical input to DT between Reference Example 2 of the present invention and the conventional example. The horizontal axis represents discharge electrical input, and the vertical axis represents laser output. As shown in FIG. 19, in Reference Example 2 of the present invention, the laser gas flow improvement effect can realize a significant increase in laser output compared to the conventional example.

本参考例により、ＤＴ内のレーザガス流を均一化することで、大幅なレーザ発振効率の向上およびレーザ出力の増大を実現できるレーザ発振装置を提供することが出来る。
（実施の形態１）
以下に本発明の実施の形態を図面によって説明する。図２０は、本発明の実施の形態１のレーザ発振装置である。図２１は、図２０に示すレーザ発振装置におけるＤＴ部の詳細な構成を示した模式図である。 According to this reference example, it is possible to provide a laser oscillation device capable of realizing a significant improvement in laser oscillation efficiency and an increase in laser output by making the laser gas flow in the DT uniform.
(Embodiment 1)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 20 shows the laser oscillation apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 21 is a schematic diagram showing a detailed configuration of the DT unit in the laser oscillation device shown in FIG.

１００〜２００Ｔｏｒｒ程度に減圧されたＤＴ１の壁面に、穴５５を開けている。その穴をふさぐ形で、銅やタングステンなどの導体からなる補助電極５６が取付けられている。補助電極５６とＤＴ１との接合部近辺は、Ｏリングなどの真空パッキン５７で封止されている。補助電極５６が直接ＤＴ１内のレーザガスに触れる事ができるようになっている。補助電極５６は数ＭΩの高抵抗５８を介し、電極３に接続されている。電極２と電極３は電源４に接続されている。 A hole 55 is formed in the wall surface of DT1 decompressed to about 100 to 200 Torr. An auxiliary electrode 56 made of a conductor such as copper or tungsten is attached so as to close the hole. The vicinity of the joint between the auxiliary electrode 56 and DT1 is sealed with a vacuum packing 57 such as an O-ring. The auxiliary electrode 56 can directly touch the laser gas in the DT1. The auxiliary electrode 56 is connected to the electrode 3 through a high resistance 58 of several MΩ. The electrodes 2 and 3 are connected to a power source 4.

次にこの動作について説明する。補助電極５６は電極３と高抵抗５８を介し接続されている。このため、ＤＴ１内に電流が流れていない間は、電極３と補助電極５６は同電位である。 Next, this operation will be described. The auxiliary electrode 56 is connected to the electrode 3 via a high resistance 58. For this reason, the electrode 3 and the auxiliary electrode 56 are at the same potential while no current flows in the DT1.

高電圧電源４によって、電極２、電極３間の電圧を徐々に上昇させると、同時に電極２、補助電極５６間の電圧も上昇していく。補助電極５６がない場合は、電極２と電極３の放電開始電圧は約４０ＫＶに達する。しかし、補助電極５６は電極２に近い位置にあるため、電極２と補助電極５６の放電開始電圧は約２３〜２４ＫＶ程度である。すなわち電極２、電極３間の電位差が、２３〜２４ｋｖ程度に達した時、同じ電位差となった電極２と補助電極５６間にて、放電が開始する。この放電路（放電空間５）にあるレーザガスは電離される。電離したレーザガスはレーザガスの流れる方向９に示すように、電極３側へ流れる。この電離したレーザガスにより、ＤＴ１内のインピーダンスが低下し、電極２と電極３との間のＤＡ５に放電が開始する。一方、電極２と補助電極５６との間での放電電流は、補助電極５６と電極３との間に設けられた数ＭΩの高抵抗５８によって抑制される。このため、放電開始後は、ほとんど補助電極５６〜電極３間に電流が流れる事は無い。 When the voltage between the electrode 2 and the electrode 3 is gradually increased by the high voltage power source 4, the voltage between the electrode 2 and the auxiliary electrode 56 is also increased at the same time. When there is no auxiliary electrode 56, the discharge start voltage of the electrode 2 and the electrode 3 reaches about 40 KV. However, since the auxiliary electrode 56 is located close to the electrode 2, the discharge start voltage between the electrode 2 and the auxiliary electrode 56 is about 23 to 24 KV. That is, when the potential difference between the electrode 2 and the electrode 3 reaches about 23 to 24 kv, discharge starts between the electrode 2 and the auxiliary electrode 56 having the same potential difference. The laser gas in this discharge path (discharge space 5) is ionized. The ionized laser gas flows toward the electrode 3 as shown in the direction 9 in which the laser gas flows. Due to the ionized laser gas, the impedance in the DT 1 is lowered, and discharge is started in the DA 5 between the electrode 2 and the electrode 3. On the other hand, the discharge current between the electrode 2 and the auxiliary electrode 56 is suppressed by a high resistance 58 of several MΩ provided between the auxiliary electrode 56 and the electrode 3. For this reason, almost no current flows between the auxiliary electrode 56 and the electrode 3 after the start of discharge.

以上の動作によって、放電開始電圧を従来の４０ＫＶから２３〜２４ＫＶまで低減できる。 With the above operation, the discharge start voltage can be reduced from the conventional 40 KV to 23 to 24 KV.

これによって放電開始の瞬間の突入電流を抑制でき、安定した放電を実現できる。 As a result, inrush current at the start of discharge can be suppressed, and stable discharge can be realized.

前述のように、図３１に示す従来例では、ＤＴ１内部の、電極２近傍に補助電極１５６を配置し、補助電極１５６と電極３側を、数ＭΩの高抵抗で接続したものがあった。この場合、補助電極と陰極側との距離が大きすぎる為、せっかくレーザガスを電離しても、陰極に到達する前に、ほとんどが再結合してしまい、大きな効果が得られていない。 As described above, in the conventional example shown in FIG. 31, the auxiliary electrode 156 is disposed in the vicinity of the electrode 2 inside the DT1, and the auxiliary electrode 156 and the electrode 3 side are connected with a high resistance of several MΩ. In this case, since the distance between the auxiliary electrode and the cathode side is too large, even if the laser gas is ionized, most of them are recombined before reaching the cathode, and a great effect is not obtained.

これに対し本発明では、前記両電極間の距離をＬとした時、補助電極と接続されていない側の電極より、０．４Ｌ〜０．７Ｌの位置に補助電極を設けている。図２２は補助電極と接続されていない側の電極と補助電極との距離と、放電開始電圧との関係を示した図である。この図に示すように、補助電極取り付け位置が０．４Ｌより小さい場合は、電離したレーザガスの再結合により、放電開始電圧を低減する効果は得られない。一方、０．７Ｌより大きいと、陽極と補助電極との距離が大きすぎるため、放電開始電圧が上がってしまう。これより、補助電極と接続されていない側の電極と補助電極との距離は、０．４Ｌ〜０．７Ｌが最適である事が判る。 In contrast, in the present invention, when the distance between the two electrodes is L, the auxiliary electrode is provided at a position of 0.4 L to 0.7 L from the electrode not connected to the auxiliary electrode. FIG. 22 is a diagram showing the relationship between the distance between the electrode not connected to the auxiliary electrode and the auxiliary electrode and the discharge start voltage. As shown in this figure, when the auxiliary electrode mounting position is smaller than 0.4 L, the effect of reducing the discharge start voltage cannot be obtained by recombination of the ionized laser gas. On the other hand, if it is larger than 0.7 L, the distance between the anode and the auxiliary electrode is too large, and the discharge start voltage increases. From this, it can be seen that the optimum distance between the auxiliary electrode and the electrode not connected to the auxiliary electrode is 0.4L to 0.7L.

図３２はもう一つの代表的な従来例である。ＤＴ外面に沿って、電極２側から電極３側へ導体１５９を伸ばしている。この導体１５９の電極３寄りの端部に補
助電極１５６を取り付ける。また、この補助電極１５６を、誘電体材料からなる絶縁シート１６２を介して、ＤＴ１壁面に接合させている。補助電極１５６と電極３間とは、誘電体を介した容量結合である。この構成は、電流の通り道にあるレーザガスを電離し、放電開始電圧を下げるという試みであった。放電開始電圧を低減する効果を上げる為に、誘電体の厚みを薄くすることも試みたが、コロナ放電によりＤＴの壁面に経時的に穴があくという問題があった。本発明は、放電開始の際の微少電流の通過用に、ＤＴ１の補助電極５６取り付け部に穴５５を開けているため、経時的に穴が開くような問題は無く、長期的な信頼性にも優れている。 FIG. 32 shows another typical conventional example. A conductor 159 extends from the electrode 2 side to the electrode 3 side along the DT outer surface. An auxiliary electrode 156 is attached to the end of the conductor 159 near the electrode 3. The auxiliary electrode 156 is bonded to the DT1 wall surface via an insulating sheet 162 made of a dielectric material. The auxiliary electrode 156 and the electrode 3 are capacitively coupled via a dielectric. This configuration was an attempt to ionize the laser gas in the current path and lower the discharge start voltage. In order to increase the effect of reducing the discharge starting voltage, an attempt was made to reduce the thickness of the dielectric, but there was a problem that a hole was formed in the wall of the DT over time due to corona discharge. In the present invention, since a hole 55 is formed in the attachment portion of the auxiliary electrode 56 of DT1 for passing a minute current at the start of discharge, there is no problem that the hole is opened over time, and long-term reliability is achieved. Is also excellent.

図２３は、補助電極５６と電極間を結合している高抵抗の抵抗値と、放電開始電圧およびレーザ出力との関係を示したものでる。高抵抗５８の抵抗値が１ＭΩ未満の場合、補助電極部に電流が流れすぎ、ＤＡ５の放電が乱される。その結果、高いレーザ出力が得られない。一方、抵抗値が１００ＭΩより大きい場合、補助電極の効果が小さく、放電開始電圧を低減する効果が得られない。また、突入電流の為に放電が乱れ、レーザ出力が上昇する効果が得られない。したがって、高抵抗の抵抗値は、１ＭΩ以上、１００ＭΩ以下が適切である。 FIG. 23 shows the relationship between the resistance value of the high resistance connecting the auxiliary electrode 56 and the electrode, the discharge start voltage, and the laser output. When the resistance value of the high resistance 58 is less than 1 MΩ, current flows too much through the auxiliary electrode portion, and the discharge of DA5 is disturbed. As a result, a high laser output cannot be obtained. On the other hand, when the resistance value is larger than 100 MΩ, the effect of the auxiliary electrode is small, and the effect of reducing the discharge start voltage cannot be obtained. Moreover, the discharge is disturbed due to the inrush current, and the effect of increasing the laser output cannot be obtained. Therefore, the resistance value of the high resistance is appropriately 1 MΩ or more and 100 MΩ or less.

以上のように従来例では、性能面および信頼性の面で問題のあった補助電極であるが、本発明によって放電開始電圧の大幅な低減によるレーザ出力の安定化が図れ、且つ長期に渡る信頼性も確保できる。 As described above, in the conventional example, the auxiliary electrode has a problem in terms of performance and reliability. However, according to the present invention, the laser output can be stabilized by greatly reducing the discharge start voltage, and long-term reliability can be achieved. Can also be secured.

図２４は本発明の実施の形態と従来例との、ＤＴへの電気入力に対する放電開始電圧およびレーザ出力を示したものであり、横軸に放電電気入力、縦軸にレーザ出力を表している。本図に示すように、ＤＴへの電気入力が大きくなればなる程、本発明の実施の形態における効果は顕著に表れてきている。放電開始電圧低減による放電安定化により、従来例に比べ大幅なレーザ出力の増大が実現出来ていることがわかる。 FIG. 24 shows the discharge start voltage and the laser output with respect to the electric input to the DT in the embodiment of the present invention and the conventional example. The horizontal axis represents the discharge electric input and the vertical axis represents the laser output. . As shown in the figure, the effect of the embodiment of the present invention becomes more prominent as the electrical input to the DT increases. It can be seen that a significant increase in laser output can be realized compared to the conventional example by stabilizing the discharge by reducing the discharge start voltage.

本発明のレーザ発振装置によれば、放電開始電圧の大幅な低減による放電の安定化が図れ、大幅なレーザ出力の増大を実現でき、産業上有用である。 According to the laser oscillation apparatus of the present invention, the discharge can be stabilized by greatly reducing the discharge start voltage, and the laser output can be greatly increased, which is industrially useful.

本発明の参考例１における軸流型ガスレーザ発振装置の概略構成図Schematic configuration diagram of an axial flow type gas laser oscillation apparatus in Reference Example 1 of the present invention 図１に示すレーザ発振装置の共振器部の構成図Configuration diagram of the resonator section of the laser oscillation device shown in FIG. Ａは図２に示す共振器部の左側面図、Ｂは図２に示す共振器部の右側面図A is a left side view of the resonator unit shown in FIG. 2, and B is a right side view of the resonator unit shown in FIG. 本参考例１の他の構成を示すレーザ発振装置の、ＯＰＭホルダとＤＴベース部との連結部分の三面図Three views of a connecting portion between an OPM holder and a DT base portion of a laser oscillation device showing another configuration of the first reference example Ａは本参考例１のさらに他の構成例を示すレーザ発振装置の光学ベンチの詳細図、Ｂは図５Ａに示す、ピローボール構成部近傍の部分各台断面図A is a detailed view of an optical bench of a laser oscillation device showing still another configuration example of the first reference example, and B is a sectional view of each part of the vicinity of the pillow ball component shown in FIG. 5A. 図５Ａに示す６−６からＲＭ６の方向を見た図The figure which looked at the direction of RM6 from 6-6 shown in FIG. 5A 本参考例１と従来例とでの、外気温変化に対するレーザ出力の差を示した図The figure which showed the difference of the laser output with respect to external temperature change with this reference example 1 and a prior art example 本発明の参考例２を示すレーザ発振装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the laser oscillation apparatus which shows the reference example 2 of this invention 本参考例２を示すレーザ発振装置のＤＴ内およびレーザガス流路内でのレーザガスの流れを示す模式図The schematic diagram which shows the flow of the laser gas in DT of the laser oscillation apparatus which shows this reference example 2, and a laser gas flow path 図９に示す１０−１０の断面のレーザガスの流れを示す模式図Schematic diagram showing the flow of laser gas in the cross section 10-10 shown in FIG. ＤＴのレーザガス入り口近傍の幅Ｂと、レーザ出力との相関を示した図A diagram showing the correlation between the laser output and the width B near the laser gas inlet of DT ＤＴ内およびレーザガス流路内でのレーザガスの流れを模式的に示した図The figure which showed typically the flow of the laser gas in DT and a laser gas flow path. 図１２に示す１３−１３の断面のレーザガスの流れを示す模式図Schematic diagram showing the flow of laser gas in the cross section 13-13 shown in FIG. ＤＴのレーザガス入り口対向部に設けられた円柱状の突起部の、ＤＴの中心からの高さＣと、レーザ出力との相関を示した図The figure which showed the correlation with the laser output and the height C from the center of DT of the cylindrical projection part provided in the laser gas entrance opposing part of DT ＤＴのレーザガス入り口対向部に設けられた円柱状の突起部の内径Ｄと、レーザ出力との相関を示した図The figure which showed the correlation with the internal diameter D of the cylindrical projection part provided in the laser gas entrance opposing part of DT, and a laser output ＤＴ近傍およびＤＴ内のレーザガスの流れを示す模式図Schematic diagram showing the flow of laser gas in the vicinity of DT and in DT 図１６に示す１６−１６の断面のレーザガスの流れを示す模式図Schematic diagram showing the flow of the laser gas in the section 16-16 shown in FIG. 図１１に示した幅Ｂと、レーザ出力の相関図に、図１６の構成をのレーザ出力を重ねて示した図FIG. 16 is a diagram in which the laser output of the configuration of FIG. 16 is superimposed on the correlation diagram between the width B shown in FIG. 11 and the laser output. 本参考例２と従来例とでの、ＤＴへの電気入力に対するレーザ出力の差を示した図The figure which showed the difference of the laser output with respect to the electrical input to DT in this reference example 2 and a prior art example 本発明の実施の形態におけるレーザ発振装置を示す図The figure which shows the laser oscillation apparatus in embodiment of this invention 図２０に示すレーザ発振装置におけるＤＴ部の詳細な構成を示した模式図Schematic diagram showing the detailed configuration of the DT section in the laser oscillation device shown in FIG. 本発明の実施の形態の補助電極と接続されていない側の電極と補助電極との距離と、放電開始電圧との関係を示した図The figure which showed the relationship between the distance of the electrode of the side which is not connected with the auxiliary electrode of embodiment of this invention, and an auxiliary electrode, and a discharge start voltage 本発明の実施の形態の補助電極と電極間を結合している高抵抗の抵抗値と、放電開始電圧およびレーザ出力との関係を示した図The figure which showed the relationship between the resistance value of the high resistance which couple | bonded between the auxiliary electrode of embodiment of this invention, and an electrode, a discharge start voltage, and a laser output 本発明の実施の形態と従来例とでのレーザ出力の差を示した図The figure which showed the difference of the laser output by embodiment of this invention and a prior art example 従来の軸流型ガスレーザ発振装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a conventional axial flow gas laser oscillation device 従来のレーザ発振装置の光学ベンチ部分の模式図Schematic diagram of the optical bench part of a conventional laser oscillator 従来の軸流型ガスレーザ発振装置における出力安定性を示した図The figure which showed the output stability in the conventional axial flow type gas laser oscillation device 従来のレーザ発振装置の構成におけるＤＴ部の詳細およびレーザガスの流れを示した模式図Schematic diagram showing details of DT section and laser gas flow in the configuration of a conventional laser oscillation device 図２８に示す２９−２９の断面のレーザガスの流れを示す模式図Schematic diagram showing the flow of the laser gas in the section 29-29 shown in FIG. 従来例の電気入力とレーザ出力の関係を示した図The figure which showed the relation between the electric input and laser output of the conventional example 従来例におけるＤＴ部の構成を示す模式図Schematic diagram showing the configuration of the DT unit in the conventional example 従来例における他のＤＴ部の構成を示す模式図Schematic diagram showing the configuration of another DT unit in the conventional example 従来例の電気入力とレーザ出力の関係を示した図The figure which showed the relation between the electric input and laser output of the conventional example

Explanation of symbols

１放電管
２、３電極
４電源部
５放電空間
６終段鏡
７出力鏡
８レーザビーム
９ガス循環方向
１０レーザガス流路
１１、１２熱交換器
１３送風機
１４ミラーホルダ連結棒
１５ａ、１５０ａ出力ミラーホルダ
１５ｂ、１５０ｂ終段ミラーホルダ
１６、１６０放電管ホルダ
１７、１７０放電管ホルダベース
１８、１８０接続管
１９回転軸
２０ａ支持部
２０ｂ回転軸支持部
２１支持棒
２２回転体
２３回転体支持部
２００回転支持部
２２０スライダー構造
２４ばね材
２５ばね押え
２６ピローボール
２７リブ
３６、１３６渦流
３７、１３７レーザガス入り口
３８円柱状突起部
５５穴
５６、１５６補助電極
５７Ｏリング
５８、１５８高抵抗
５９レーザガスの流れる方向
１５９導体
１６２絶縁シート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Discharge tube 2, 3 Electrode 4 Power supply part 5 Discharge space 6 Final stage mirror 7 Output mirror 8 Laser beam 9 Gas circulation direction 10 Laser gas flow path 11, 12 Heat exchanger 13 Blower 14 Mirror holder connecting rod 15a, 150a Output mirror holder 15b, 150b Final stage mirror holder 16, 160 Discharge tube holder 17, 170 Discharge tube holder base 18, 180 Connecting tube 19 Rotating shaft 20a Support portion 20b Rotating shaft support portion 21 Support rod 22 Rotating body 23 Rotating body support portion 200 Rotating support Part 220 Slider structure 24 Spring material 25 Spring retainer 26 Pillow ball 27 Rib 36, 136 Eddy current 37, 137 Laser gas inlet 38 Cylindrical protrusion 55 Hole 56, 156 Auxiliary electrode 57 O-ring 58, 158 High resistance 59 Laser gas flow direction 159 Conductor 162 Insulation sheet

Claims

A laser oscillation device,
a. A discharge tube filled with laser gas;
b. Electrodes provided at both ends of the discharge tube;
c. A high voltage power supply for applying a high voltage between the electrodes;
With
d. A hole is formed in the discharge tube, an auxiliary electrode is disposed in the hole, the auxiliary electrode is connected to one of the electrodes via a high resistance, and the position of the hole provided in the discharge tube is determined by When the distance between the electrodes is L, the laser oscillation is provided at a position of 0.4 L to 0.7 L from the electrode not connected to the auxiliary electrode, and the resistance value of the high resistance is 1 MΩ or more and 100 MΩ or less. apparatus.