JP4643605B2 - レーザ発振器 - Google Patents

Description

この発明は、筐体に覗き窓を有するレーザ発振器に関するものである。

３軸直交型のレーザ発振器は、放電方向と、ガス流方向と、光共振器構造の光軸とがそれぞれほぼ直交した構造を有するレーザ発振器である。この３軸直交型のレーザ発振器には、発振効率を上げ、大出力を得るために、光共振器構造において、光軸がガス流と非平行な面内に折り返される折り返し光路を含むものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

この光共振器構造は、第１の端部側に配置される第１の全反射鏡と、第１の全反射鏡からのレーザ光を、その光軸よりわずかに傾いて反射させる第２の端部側に配置される第２の全反射鏡と、第２の全反射鏡からのレーザ光を、第１と第２の全反射鏡間の光軸と平行にして反射させる第１の端部側に配置される第３の全反射鏡と、第３の全反射鏡からのレーザ光の一部を透過させるとともに残りのレーザ光を第３の全反射鏡に反射させる第２の端部側に配置される部分反射鏡と、を備える。

ここで、レーザ発振を行うためには、第１の全反射鏡で反射されたレーザ光が部分反射鏡まで到達するように、第１〜第３の全反射鏡と部分反射鏡のミラーの角度が適切でなければならない。ミラーの角度が適切でない場合には、ミラーの角度の調節を行う必要があるが、このミラーの角度の調節は、以下の方法によって行われている。まず、可視光レーザ装置のレーザ光が、第２の端部側に配置される部分反射鏡の中心を通り、第３の全反射鏡の中央を通るように、可視光レーザ装置をレーザ発振器の第２の端部側外部に設置する。つぎに、第３の全反射鏡の角度を調節するねじなどを用い、第３の全反射鏡で反射したレーザ光が第２の全反射鏡の中心を通るように調整する。同様に、第２の全反射鏡のミラーを調整し、第２の全反射鏡で反射したレーザ光が第１の全反射鏡の中心を通るようにする。その後、第１の全反射鏡を調整し、レーザ光が出射された可視光レーザ装置の出射部に戻るように調整する。このとき、可視光レーザの光が第１〜第３の全反射鏡および部分反射鏡のそれぞれのミラーの中心に来ているかどうかを、レーザ発振器の筐体の所定の位置に設けられた覗き窓から実際に目で見て調整を行っている。また、レーザ媒質中に不純物が混入すると放電が荒れて、放電電極が破損する危険性があることから、この覗き窓は、放電状態が良好か否かの目視確認用としても用いられている。

また、レーザ発振器では、筐体の内部の圧力は、レーザ光が発振する定常時においては、放電させるために大気圧の約１／１０の圧力となっており、筐体の外部の圧力（通常は大気圧）よりも低くなっている。しかし、レーザ発振器内部のメンテナンス時には筐体の圧力を大気圧まで上げて行う。このとき、筐体の内部の圧力を計測する圧力センサが故障した場合などのように圧力制御が不能状態で、筐体の内部の圧力が筐体の外部の圧力よりも高くなった場合に、筐体をはじめとするレーザ発振器の構成部品を破損させないために、筐体内部の気体を筐体外部へと放出する安全弁が、筐体に設けられている。

特開２００３−３３８６４７号公報

ところで、レーザ発振器の筐体に設けられる覗き窓は、窓押さえに保持された状態で、筐体の所定の位置に設けられた開口部を覆うように固定用ボルトで筐体に固定される。なお、覗き窓と筐体との間には、筐体の内部側と大気側とをシールドするためのＯリングが介されている。

上述したように、筐体に設けられた覗き窓は、第１〜第３の全反射鏡と部分反射鏡のミラーの角度を調整する際の可視光レーザ装置からの光の各ミラー内での位置と、放電状態とを確認するためのものである。そのため、調整用の可視光レーザ装置からの光が全て見えるとともに、放電状態も全て見えるようにするために、覗き窓の外径を大きく取る必要があった。その結果、大きな面積のものを使用している従来の覗き窓は、コストも高額なものとなるという問題点があった。

また、筐体の内部側の圧力は、レーザ光が発振する定常時においては、放電させるために大気圧の約１／１０の圧力となっており、大気圧側すなわち筐体の外部側との間で圧力差が生じている。そのため、Ｏリングが筐体内外の圧力差によって筐体の内部に吸い込まれないように、Ｏリングの配置位置と筐体の開口部との間には、Ｏリングよりも径の小さなバックアップリングを使用する必要があった。その結果、バックアップリングの部品分のコストのみならず、バックアップリングが存在する分、それに応じてＯリングと覗き窓の外径をさらに大きくとる必要があり、レーザ発振器全体として非常に高額な構造となってしまうという問題点もあった。

さらに、レーザ発振器全体として考えた場合に、覗き窓とは別に安全弁を備え付けなければならず、レーザ発振器を製造するコストがさらに高くなってしまっていた。

また、筐体には、水配管やエア配管、電源供給用ケーブル、フレキシブル管などの様々な部品を取り付ける必要があるが、覗き窓とその構造物全体が大きいことは、覗き窓とこれらの部品とが干渉することを防ぐようにそれぞれの部品を配置する必要があり、部品配置の自由度が奪われる結果となっているという問題点もあった。

さらに、筐体において、Ｏリングが当る面は、シールするために重要な部分であるが、仮に筐体の形状を曲面形状とした場合、このＯリングが接触するシール面も当然曲面形状となる。この場合、Ｏリングが大きいと、その分曲面の凹凸による影響も大きくなり、シールが不十分となることから、従来の構造では、筐体においてＯリングが当る面はフラットとする必要があり、筐体の形状の自由度が奪われる結果となっていた。

この発明は、上記に鑑みてなされたもので、覗き窓を筐体に設ける際のコストを抑えることができるレーザ発振器を得ることを目的とする。また、レーザ発振器に取り付けられる様々な部品の配置の自由度を向上させるとともに、レーザ発振器の筐体の形状の自由度も向上させることができるレーザ発振器を得ることも目的とする。さらに、安全弁を別途に設ける必要がないレーザ発振器を得ることも目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかるレーザ発振器は、放電電極を有する筐体内にレーザ媒質を封入し、放電方向に直交する方向に光共振器構造を有するレーザ発振器において、前記筐体の所定の位置に形成された開口部を覆うとともに、前記開口部に囲まれる空間を埋め込むように段差構造を有し、前記筐体の内部の圧力が外部の圧力よりも大きくなった場合に、前記筐体内部の気体を前記筐体外部に放出する安全弁機能を有する覗き窓と、前記覗き窓と前記筐体との間に挟まれ、前記筐体の内部と外部との間をシールするシール部材と、前記覗き窓の周縁部を保持する窓押さえ部材と、前記窓押さえ部材に形成された固定用ボルト装着孔に装着され、前記窓押さえ部材と前記筐体とを固定する圧縮コイルバネを有する固定用ボルトと、を備え、前記固定用ボルト装着孔は、前記固定用ボルトが装着される側の前記圧縮コイルバネが格納される大径孔部と、前記筐体側の前記固定用ボルトのみが貫通する小径孔部とで構成され、前記窓押さえ部材は、前記固定用ボルトの装着方向に前記覗き窓とともに移動可能に構成されることを特徴とする。

この発明によれば、筐体の所定の位置に形成された開口部を覆うとともに、開口部に囲まれる空間を埋め込むように段差構造を有する覗き窓としたので、覗き窓の筐体への取り付け時に、Ｏリングが筐体の内部と外部の圧力差によって筐体内部に吸い込まれてしまうことを防ぐバックアップリングを設ける必要がなくなり、レーザ発振器の製造にかかるコストを従来に比して削減することができるという効果を有する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるレーザ発振器の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、この発明によるレーザ発振器の一例を示す平面の断面図であり、図２は、その正面の断面図であり、図３は、その側面の断面図である。ここでは、３軸直交型のレーザ発振器の構造の一例を示している。レーザ発振器は、一対の放電電極１が相対する形で配置され、たとえばガスレーザの場合にはレーザガスよりなるレーザ媒質２が封入された筐体３を有する。放電電極１は一対の板状の電極部材が所定の間隔をあけて電極支持材１６によって平行に配置されている。筐体３内には、筐体３内でレーザ媒質２を循環させるブロア４が設けられ、このブロア４の送風側とは反対側には、放電電極１による放電によって高温となったレーザ媒質２を冷却する熱交換器５が設けられる。なお、放電電極１と熱交換器５との間はダクト１３で結ばれている。

また、筐体３の長手方向の一方の外側（図１、図２で左外側）には、部分反射鏡６と第２の全反射鏡８を含む第１のレーザ光反射手段１０が設けられ、他方の外側（図１、図２で右外側）には、第１と第３の全反射鏡９，７を含む第２のレーザ光反射手段１１が設けられ、光共振器を構成している。ここで、部分反射鏡６と第１〜第３の全反射鏡９〜７は、共振器ミラーを構成しており、部分反射鏡６と第１の全反射鏡９の反射面は筐体３のレーザ光の出射面に垂直な側面と平行に配置され、第２の全反射鏡８は、その反射面が筐体３のレーザ光の出射面に垂直な側面に対してわずかに下向きに傾斜を有するように配置され、第３の全反射鏡７は、その反射面が筐体３のレーザ光の出射面に垂直な側面に対してわずかに上向きに傾斜を有するように配置されており、共振光路はＺ字状を形成している。

放電電極１と各共振ミラーとの間の筐体３内には、レーザ光１２のビームモードの形状を決定し、レーザ光１２の増幅のガイドの役割を果たすアパーチャ１４が設けられる。アパーチャ１４と放電電極１との間と、一対の放電電極１同士の間には、両者の間を塞ぐとともにレーザ媒質２の流れを整流するためのダクト１７，１８がそれぞれ形成される。アパーチャ１４と放電電極１との間を塞ぐダクト１７の外部の所定の位置と、一対の放電電極１間を塞ぐダクト１８の外部の所定の位置には、共振器ミラーの角度調整用および放電状態確認用の鏡２０ａ，２０ｂを取りつけるためのミラー取付金具１９ａ，１９ｂが取り付けられている。また、鏡２０ａ，２０ｂを見るための覗き窓１５が、鏡２０ａ，２０ｂが取り付けられる高さと同じ高さの位置に設けられる。さらに、筐体３には、筐体３内部の圧力が外部の圧力よりも高くなった場合に、筐体３の内部の気体を筐体３外部へ放出する安全弁２１が備えられる。

ここで、このように構成されたレーザ発振器の動作の概略について説明する。まず、放電電極１に高電圧が投入され、放電電極１間に放電が発生する。この放電によって、放電電極１間に存在するレーザ媒質２が励起され、この励起で生じた光は共振器ミラーによって共振される。つまり、図２の右側に配置された第１の全反射鏡９で反射されたレーザ光１２は、左側に配置された第２の全反射鏡８に到達する。第２の全反射鏡８の反射面は、筐体３の長手方向の側面に対してわずかに下方を傾いているので、レーザ光１２は先の光軸よりもわずかに下方に傾いて図の右側に配置された第３の全反射鏡７に到達する。第３の全反射鏡７の反射面は、筐体３の長手方向の側面に対してわずかに上方に傾斜しているので、レーザ光１２は最初の光軸と平行になって、図の左側に配置された部分反射鏡６に到達する。部分反射鏡６に達したレーザ光１２の一部はそのままレーザ光１２としてレーザ発振器の外部に出力され、残りのレーザ光１２は部分反射鏡６で反射され、先に述べたルートと逆のルートをたどって第１の全反射鏡９まで戻る。そして、上記のプロセスが繰り返され、レーザ光１２は放電電極１間の空間を往復する間に増幅されて、部分反射鏡６から外部に出力される。また、励起後のレーザ媒質２は、放電電極１の間からダクト１３を通って熱交換器５へと循環し、ここで冷却された後、ブロア４をとって再び放電電極１へと循環する。

図４−１は、この発明によるレーザ発振器における覗き窓部分の実施の形態１の構造を示す正面図であり、図４−２は、図４−１のＡ−Ａ矢視断面図である。また、図５−１は、レーザ発振器における覗き窓の構造の従来例を示す正面図であり、図５−２は、図５−１のＢ−Ｂ矢視断面図である。

図４−１〜図４−２に示されるように、覗き窓１５は、筐体３の所定の位置に設けられた開口部３１に、開口部３１の径ΦＣよりもわずかに小さい径ΦＢで挿入される小径部１５１と、小径部１５１が筐体３の開口部３１に挿入された状態で、覗き窓１５の全体が筐体３内部に入り込んでしまうことを防ぐストッパの役割を有し、開口部３１よりも大きい径ΦＡを有する大径部１５２と、からなる段差構造を有することを特徴とする。この図４−１〜図４−２の例では、加工の容易性から小径部１５１と大径部１５２はともに円筒状を有しているが、この形状に限られることなく、段差を有する構造であれば四角柱状などの多角柱状や、他の形状であってもよい。また、小径部１５１は円筒状であり、大径部１５２は多角柱状であるような、異なる形状の組み合わせであってもよい。

このような構造を有する覗き窓１５の小径部１５１の全体が筐体３の開口部３１に挿入され、大径部１５２が開口部３１よりも大きいことで、開口部３１周辺の筐体３と接触することでストッパの役割を果たしている。大径部１５２と筐体３との間の開口部３１周辺には、筐体３の内部と外部とをシールするためのＯリング２２が挟まれている。また、筐体３の開口部３１に対応する大径部１５２の領域が覆われないように、大径部１５２の周縁部は窓押さえ２４によって保持され、窓押さえ２４は固定用ボルト２５によって筐体３と固定される。これによって、覗き窓１５は、筐体３に固定されることになる。ここで、Ｏリング２２は、特許請求の範囲におけるシール部材に対応し、窓押さえ２４は、同じく窓押さえ部材に対応し、固定用ボルト２５は、同じく固定部材に対応している。

ここで、従来の覗き窓１５の構造について図５−１〜図５−２を参照して説明する。従来の覗き窓１５は、筐体３の所定の位置に設けられた開口部３１よりも大きな面積の板状（図では、円盤状）構造を有している。この板状の覗き窓１５が、筐体３の開口部３１に対応する領域が覆われないように形成された窓押さえ２４によって保持され、筐体３の開口部３１を含む所定の位置に固定用ボルト２５によって固定される。この固定時に、覗き窓１５と筐体３との間の開口部３１の周囲には、Ｏリング２２が挟まれ、さらにＯリング２２の内側の覗き窓１５と筐体３との間の開口部３１の周囲には、Ｏリング２２が筐体３の内側と外側との間の圧力差によって内部に吸い込まれてしまうことを防ぐためのバックアップリング２３が設けられている。

図４−１〜図４−２に示されるこの実施の形態１による覗き窓１５は、筐体３の開口部３１にほぼ同じ大きさではまり込む小径部１５１と、開口部３１よりも大きな径を有する大径部１５２と、を有する段差構造となっているので、筐体３の内側と外側で圧力差がある場合においてもＯリング２２が、筐体３内部側に吸い込まれることがない。つまり、開口部３１の開口径とほぼ同じ大きさを有する覗き窓１５の小径部１５１が、Ｏリング２２の筐体３の内部側への吸い込みを防止するストッパの役割を果たしている。その結果、この実施の形態１では、図５−１〜図５−２で示されるように、従来の覗き窓１５の構造では必要であったバックアップリング２３が不要となる。

これによってバックアップリング２３の部品代のみならず、バックアップリング２３が存在する分、それに応じて大きくしていたＯリング２２や覗き窓１５の面積、さらに窓押さえ２４の寸法を小さくすることが可能となり、従来と比較して製造にかかるコストを大幅に低減することが可能となる。

図６は、この実施の形態１におけるレーザ発振器の覗き窓による筐体内部の目視による見え方を説明するための図であり、図７は、図５−１〜図５−２で示した従来のレーザ発振器の覗き窓の構造による筐体内部の目視による見え方を説明するための図である。なお、図６と図７とでは、この発明と従来例での視野の差を説明するために、覗き窓１５の外径ΦＡを同一として図示している。

覗き窓１５の屈折率をレーザ媒質２および大気より大きくすることで、光の屈折を利用することができる。すなわち、図６と図７の比較でわかる通り、覗き窓１５の小径部１５１が筐体３の開口部３１にはまりこむこの実施の形態１の構造では、図７に示される開口部３１までレーザ媒質２で満たされる外径ΦＡの板状の覗き窓１５によって構成される従来の構造に比して、視野Ｄを大きくすることが可能である。これはすなわち、この実施の形態１の構造では、従来の構造より覗き窓１５の外径ΦＡを小さくしても従来と同じ視野ΦＤを確保することが可能であることを意味する。つまり、レーザ発振器内部を目視確認することができる範囲は従来と同じままで、覗き窓１５の大きさをさらに小さくすることが可能となる。その結果、さらに製造にかかるコストを低減することが可能になる。

覗き窓１５は、レーザ発振器（筐体３）内部を目視確認することを目的として設けられるため、可視光は透過する必要がある。一方、レーザ発振器内部で発生するレーザ光については、出射口以外から漏れ出るのを防ぐ必要がある。そのため、覗き窓１５の材質は、可視光は透過するが、レーザ光は吸収する材質であることが望ましい。また、レーザ発振器（筐体３）内部は放電によってレーザ媒質２の温度が最大２００℃近くまで上昇するために、耐久性の面からパイレックス（登録商標）ガラスなどの耐熱性ガラスであることが望ましい。さらに、図６で示したように、光の屈折を利用することで、覗き窓１５の外径ΦＡを従来より小さくしても、従来と同じ視野Ｄを得ることが可能であるというこの実施の形態１の利点をより大きく発揮するためには、覗き窓１５は、レーザ媒質２および大気より屈折率が大きければ大きい程有用である。

なお、屈折率の大きな材料を使用することによって、覗き窓１５の大きさを従来よりも小さくすることができるが、このとき、筐体３の内側と外側との間の圧力差によって覗き窓１５に加わる力が小さくなる。その結果、覗き窓１５の大径部１５２の厚みｔ１を従来構造よりも薄くすることが可能になるという効果も有する。そして、この点からも従来構造より製造のコストを低減することが可能となる。

また、覗き窓１５の小径部１５１の厚みｔ２については、従来構造には存在しなかった部分であり、この部分のみは製造のコストの上昇要因となるが、これまで説明してきた様々な製造のコスト低減の要素の合計と比べれば非常に小さいものであり、トータルで考えれば大幅なコスト低減が可能である。また、覗き窓１５の小径部１５１の厚みｔ２の最適値については、大きくすればする程コストが上昇してしまうが、筐体３の厚みまで大きくすることで視野Ｄが広がるというメリットを有するため、覗き窓１５の小径部１５１の筐体３内面側の面（底面）が筐体３の内側面と同一平面上となるように、厚みｔ２を設定することが望ましい。なお、覗き窓１５の小径部１５１の厚みｔ２を筐体３の厚み以上に大きくしても逆に視野が狭くなってしまうので、望ましくない。また、魚眼レンズのように表面に曲率をつけることで視野を広く取る手法も考えられるが、この場合、覗き窓１５の筐体３の外面（上面）側に対して垂直に覗いた場合は良いが、他の角度から覗いた場合は像が歪んでしまいレーザ発振器内部の目視確認、調整作業に支障が出るため、覗き窓１５の筐体３内面側の面および筐体３外面側の面はフラットであることが望ましい。

図８は、この実施の形態１による覗き窓の寸法の一例を示す図であり、図９は、図８と同じ機能を実現するために必要な従来例による覗き窓の寸法の一例を示す図である。なお、これらの図では、数値は絶対値ではなく比率を表したものである。図９に示されるように、従来例では、筐体３内部を目視確認するために必要な大きさを有し、その大きさに合わせて必要な厚さを有するように覗き窓１５が構成されていた。ここでは、径がΦ７５であり、これに対して厚さが５となっている。この図９と同じ機能を実現するためのこの実施の形態１による覗き窓１５が図８である。図８に示されるように、この実施の形態１による覗き窓１５では、大径部１５２の径がΦ３０であり、その厚さが３であり、小径部１５１の径がΦ２２であり、その厚さが５となっている。このように、この実施の形態１による覗き窓１５の大径部１５２の寸法は、従来例に比して半分以下とすることが可能となり、従来の構造と比較して小型でコンパクトに構成することができる。

この実施の形態１によれば、筐体３の開口部３１の大きさとほぼ同じ大きさで、開口部３１にはまり込む小径部１５１と、開口部３１よりも寸法の大きな大径部１５２とからなる段差構造を有する覗き窓１５としたので、筐体３への取り付け時に、Ｏリング２２が筐体３の内部と外部の圧力差によって筐体３内部に吸い込まれてしまうことを防ぐバックアップリング２３を設ける必要がなくなる。また、開口部３１の厚さ部分に小径部１５１がはまり込む構造となるので、屈折率が大気やレーザ媒質２よりも大きな材料を用いることで、視野角が広がるので、従来と同程度の視野角を確保するには従来の覗き窓１５の寸法に比して小さくすることができる。さらに、覗き窓１５の寸法を小さくすることで、筐体３の内外の圧力差による覗き窓１５全体にかかる力も小さくなるので、大径部１５２の厚さを薄くすることができる。その結果、レーザ発振器の製造にかかるコストを従来に比して削減することができるという効果を有する。また、覗き窓１５の寸法を小さくすることができるので、水配管やエア配管、電源供給用ケーブル、フレキシブル管などの様々な部品の配置の自由度を従来に比して向上させることもできるという効果を有する。

また、覗き窓１５の寸法を小さくすることで、覗き窓１５と筐体３との間に挟むＯリング２２の大きさも小さくすることができ、仮に筐体３の形状が曲面形状であったとしても、その曲面の凹凸による影響が従来の構造に比して小さくすることができる。その結果、筐体３のＯリング２２と接触する部分に凹凸が存在したとしても、Ｏリング２２によるシールが十分に働き、筐体３のＯリング２２と接触する面をフラットにする必要がなく、筐体３の形状の自由度を上げることができるという効果も有する。

実施の形態２．
図１０−１〜図１０−２は、この発明によるレーザ発振器における覗き窓部分の実施の形態２の構造を示す断面図であり、図１０−１は、定常時の状態を示しており、図１０−２は、安全弁機能動作時の状態を示している。なお、これらの図１０−１〜図１０−２は、実施の形態１の図４−１のレーザ発振器における覗き窓１５部分のＡ−Ａ矢視断面図を示すものである。この実施の形態２では、覗き窓１５を保持・固定する窓押さえ２４と筐体３との間を、圧縮コイルバネ２６を有する固定用ボルト２５で固定している。圧縮コイルバネ２６は、覗き窓１５を筐体３へ押し付ける保持力を提供するために使用される。また、窓押さえ２４の固定用ボルト装着孔２４０は、筐体３側の固定用ボルト２５のみが貫通する小径孔部２４１と、固定用ボルト２５が挿入される側の圧縮コイルバネ２６が格納される大径孔部２４２と、から構成される。この窓押さえ２４の固定用ボルト装着孔２４０の大径孔部２４２に圧縮コイルバネ２６が載置された状態で、固定用ボルト２５で窓押さえ２４が筐体３に固定される。ここで、圧縮コイルバネ２６の大きさは、固定用ボルト装着孔２４０の小径孔部２４１よりも大きく、大径孔部２４２の径とほぼ同じ大きさであるので、小径孔部２４１と大径孔部２４２との間の段差部分が、圧縮コイルバネ２６に対するストッパの役割を果たしている。なお、実施の形態１の図４−１〜図４−２と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。

つぎに、圧縮コイルバネ２６を有する固定用ボルト２５で筐体３に固定された覗き窓１５の動作について説明する。図１０−１に示されるように、定常時は筐体３の内部の圧力、すなわちレーザ媒質２側の圧力は大気側の圧力と比較して約１／１０であるため、上記圧力差によって生じる力はＯリング２２を押しつぶす方向に加わる。その結果、筐体３内の気体（レーザ媒質２）が大気側へ漏れ出ることはなく、Ｏリング２２によって完全にシールされた状態となる。

ここで、図１０−２に示されるように、筐体３の内部の圧力が上昇し、大気側の圧力よりも大きくなった場合に、その力が、圧縮コイルバネ２６が覗き窓１５を筐体３へ押し付ける力よりも上回ると、覗き窓１５が窓押さえ２４を介して圧縮コイルバネ２６をさらに圧縮させる方向に移動する。図では、覗き窓１５が右側（大気側）に移動する。これによってＯリング２２によるシールが効かなくなり、空いた隙間から、筐体３内部の気体（レーザ媒質２）が放出される。つまり、覗き窓１５が安全弁として機能することになる。その後、筐体３の内部の圧力上昇が止まった場合には、その時点で、圧縮コイルバネ２６の力によって再び覗き窓１５は窓押さえ２４を介して筐体３へと押し付けられ、Ｏリング２２によってシールされることになる。

なお、図１０−１〜図１０−２では、固定用ボルト２５と窓押さえ２４との間に圧縮コイルバネ２６を用いた場合を説明したが、上述したような動作を実現することが可能なものであれば他のものを用いてもよい。図１１−１〜図１１−２は、この発明によるレーザ発振器における覗き窓部分の実施の形態２の構造の他の例を示す断面図であり、図１１−１は、定常時の状態を示しており、図１１−２は、安全弁機能動作時の状態を示している。この図１１−１〜図１１−２では、覗き窓１５を筐体３へ押し付ける力を提供するものとして圧縮コイルバネ２６の代わりに板バネ２７を用いた場合を示している。これらの図１１−１〜図１１−２では、実施の形態１の図４−１〜図４−２の構成において、覗き窓１５の大径部１５２表面（上面）の周縁部と窓押さえ２４との間に板バネ２７を挿入した構造となっている。

図１２−１は、板バネの平面図であり、図１２−２は、板バネの側面図である。この板バネ２７は、覗き窓１５の大径部１５２とほぼ同じ径を有しており、覗き窓１５の大径部１５２の表面（上面）と窓押さえ２４との間に挟まれる。また、板バネ２７は、図１２−２に示されるように、側面から見た形状が平坦ではなく、波打った形状を有している。このような構造の板バネ２７の存在によって、窓押さえ２４と覗き窓１５の大径部１５２の表面との間には、空隙が生じることになる。

なお、実施の形態１と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略している。また、このような板バネ２７を用いた場合の覗き窓１５の動作についても、図１０−１〜図１０−２の圧縮コイルバネ２６を用いた場合と同じであるので、その説明を省略する。

この実施の形態２によれば、覗き窓１５の筐体３への固定に、圧縮コイルバネ２６や板バネ２７などの弾性を有するバネを用いて行うことによって、筐体３の内外の圧力差によって覗き窓１５が移動可能となる。そして、筐体３の内部の圧力が外部の圧力よりも高くなった場合に、弾性を有するバネによって、覗き窓１５が圧力の低い筐体３の外部に向かうように移動し、覗き窓１５と筐体３の開口部３１との間に、より具体的には覗き窓１５の大径部１５２と筐体３との間に空隙ができるので、この部分から筐体３の内部の気体（レーザ媒質２）が外部に放出される。その結果、覗き窓１５を安全弁として機能させることができるという効果を有する。

以上のように、この発明にかかるレーザ発振器は、折り返し光路を含む共振器ミラーを複数有する３軸直交型レーザ発振器に有用である。

この発明によるレーザ発振器の一例を示す平面の断面図である。 この発明によるレーザ発振器の一例を示す正面の断面図である。 この発明によるレーザ発振器の一例を示す側面の断面図である。 この発明によるレーザ発振器における覗き窓部分の実施の形態１の構造を示す正面図である。 図４−１のＡ−Ａ矢視断面図である。 レーザ発振器における覗き窓の構造の従来例を示す正面図である。 図５−１のＢ−Ｂ矢視断面図である。 この実施の形態１におけるレーザ発振器の覗き窓による筐体内部の目視による見え方を説明するための図である。 従来のレーザ発振器の覗き窓の構造による筐体内部の目視による見え方を説明するための図である。 この実施の形態１による覗き窓の寸法の一例を示す図である。 図８と同じ機能を実現するために必要な従来例による覗き窓の寸法の一例を示す図である。 この発明によるレーザ発振器における覗き窓部分の実施の形態２の定常時の構造を示す断面図である。 この発明によるレーザ発振器における覗き窓部分の実施の形態２の安全弁機能動作時の構造を示す断面図である。 この発明によるレーザ発振器における覗き窓部分の実施の形態２の定常時の構造の他の例を示す断面図である。 この発明によるレーザ発振器における覗き窓部分の実施の形態２の安全弁機能動作時の構造の他の例を示す断面図である。 板バネの平面図である。 板バネの側面図である。

符号の説明

１ 放電電極
２ レーザ媒質
３ 筐体
４ ブロア
５ 熱交換器
６ 部分反射鏡
７ 第３の全反射鏡
８ 第２の全反射鏡
９ 第１の全反射鏡
１０ 第１のレーザ光反射手段
１１ 第２のレーザ光反射手段
１２ レーザ光
１３，１７，１８ ダクト
１４ アパーチャ
１５ 覗き窓
１６ 電極支持材
１９ａ，１９ｂ ミラー取付金具
２０ａ，２０ｂ 鏡
２１ 安全弁
２２ Ｏリング
２３ バックアップリング
２４ 窓押さえ
２５ 固定用ボルト
２６ 圧縮コイルバネ
２７ 板バネ
３１ 開口部
１５１ 小径部
１５２ 大径部
２４０ 固定用ボルト装着孔
２４１ 小径孔部
２４２ 大径孔部

Claims (7)

1. 放電電極を有する筐体内にレーザ媒質を封入し、放電方向に直交する方向に光共振器構造を有するレーザ発振器において、
   前記筐体の所定の位置に形成された開口部を覆うとともに、前記開口部に囲まれる空間を埋め込むように段差構造を有し、前記筐体の内部の圧力が外部の圧力よりも大きくなった場合に、前記筐体内部の気体を前記筐体外部に放出する安全弁機能を有する覗き窓と、 前記覗き窓と前記筐体との間に挟まれ、前記筐体の内部と外部との間をシールするシール部材と、
   前記覗き窓の周縁部を保持する窓押さえ部材と、
   前記窓押さえ部材に形成された固定用ボルト装着孔に装着され、前記窓押さえ部材と前記筐体とを固定する圧縮コイルバネを有する固定用ボルトと、
   を備え、
   前記固定用ボルト装着孔は、前記固定用ボルトが装着される側の前記圧縮コイルバネが格納される大径孔部と、前記筐体側の前記固定用ボルトのみが貫通する小径孔部とで構成され、
   前記窓押さえ部材は、前記固定用ボルトの装着方向に前記覗き窓とともに移動可能に構成されることを特徴とするレーザ発振器。
2. 前記覗き窓は、前記開口部にはまり込む小径部と、前記開口部よりも大きい大径部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のレーザ発振器。
3. 前記覗き窓は、可視光を透過し、レーザ光は吸収する材質からなることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ発振器。
4. 前記覗き窓は、前記レーザ媒質と大気よりも屈折率の高い材質からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のレーザ発振器。
5. 前記覗き窓は、耐熱性ガラスからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のレーザ発振器。
6. 前記筐体の前記開口部が設けられた面に垂直な方向に対して交わる前記覗き窓の面は、平坦な面であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のレーザ発振器。
7. 前記覗き窓の前記筐体の内部側の底面は、前記筐体の内部の面と同一平面上にあることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のレーザ発振器。

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