JP6825797B2 - レーザ発振器 - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板のような被加工物に穴あけ等を行うためのレーザビームを発生するためのレーザ発振器において、特に反射ミラーの取付け構造を改良したものに関する。

レーザ発振器として、レーザ媒質ガスが封入され気密容器内に、互いに対向する上下電極を配置して導波路を形成し、電極間でプラズマ放電を発生させる構造のものが知られている。この構造のレーザ発振器においては、このプラズマ放電により、ガス中の原子の電子状態を励起して電極の両端に設置された反射ミラーによって光共振させ、レーザビームが窓から外部へ取出されるようになっている。従って、反射ミラーの向きを適正に調整しないと、レーザ出力及びレーザビーム位置の安定性を損なうことになる。

従来のレーザ発振器においては、、例えば特許文献１や２に開示されているように、レーザ発振器の収容体の両端部に、変形可能な薄板とネジの突っ張りによって反射ミラーを首振りさせる機構を構成し、反射ミラーの向きを調整している。このような反射ミラーの取付け構造においては、首振りの機構が複雑になるとともに、レ−ザを反射させることにより生じる反射ミラーの発熱を冷却するために特別な工夫が必要となる。

特開2002-84021号公報 米国特許第5140606号公報

そこで、本発明は、構造が簡単で冷却するために特別な工夫が不要な反射ミラーを備えるレーザ発振器を提供することを目的とする。

本願において開示される発明のうち、代表的なレーザ発振器は、ガスが封入された収容体に一組の電極が配置され、当該一組の電極により導波路が形成され、前記収容体の端部からレーザビームを取出すようにしたレーザ発振器において、前記電極のそれぞれの内部には冷媒を通すための通路が形成されており、前記導波路の端側となる前記電極の端部に取付けられたミラーホルダと、当該ミラーホルダに取付けられた反射ミラーであって前記導波路に発生したレーザビームを反射させるものとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、構造が簡単で冷却するために特別な工夫が不要な反射ミラーを備えるレーザ発振器を得ることが可能となる。

本発明の一実施例となるレーザ発振器のレーザビーム取出し側となる端部の断面図である。 本発明の一実施例となるレーザ発振器のレーザビーム取出し側とは反対側となる端部の断面図である。 図２において、紙面左方向から見た正面図である。 本発明の一実施例となるレーザ発振器の概略的な全体構造を説明するための図である。

図４は、本発明の一実施例となるレーザ発振器の概略的な全体構造を説明するための図である。図４において、金属製で角型の筒状収容体１の内部には、一端側から他端側に向かってレーザ媒質ガスが封入された放電室２が形成されている。放電室２の中には対向する一組の電極３、４が配置され、これらにより導波路が形成されている。筒状収容体１の両端部にはそれぞれ封止用のブラケット５、６が取付けられる。一方のブラケット６には、放電室２で発生したレーザビームを外部に放出するための出射部７が設けられている。

図１は図４におけるレーザ発振器のレーザビーム取出し側に設けられるブラケット６側の断面図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図であり、（ａ）は（ｂ）でのＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は（ａ）でのＡ−Ａでの断面図である。図１において、図４と同じ番号のものは同じものを示す。

図１において、電極３、４のそれぞれの内部には冷却のための水路８、９が形成されている。７１はブラケット６の出射部７にあけられた穴、７２はブラケット６の出射部７に取付けられた透過部材、１１は放電室２の内部で発生したレーザを反射させる反射ミラーである。この反射ミラー１１は、円筒型でもよいし、球面型でもよい。１２は反射ミラー１１がネジ１３により面接触する形式で直接に固定されるミラーホルダであり、このミラーホルダ１２は下側の電極３の端部にネジ１４により面接触する形式で直接に固定されている。ネジ１３、１４がそれぞれ挿入される反射ミラー１１とミラーホルダ１２のネジ穴は、ネジの径より大きめに形成されている。

図２は図４におけるレーザビーム取出し側とは反対側に設けられるブラケット５側の断面図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図であり、（ａ）は（ｂ）でのＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は（ａ）でのＡ−Ａでの断面図である。また、図３は図４におけるブラケット５側を紙面左方向から見た正面図であり、（ａ）はブラケット５だけを示す図、（ｂ）は全体を示す図である。図２、３において、図１、４と同じ番号のものは同じものを示す。

図２、３において、放電室２の外側となるブラケット５の側面には、矩形の中央部２１を残して溝２２が形成されており、この中央部２１の裏側にはミラーホルダ２３がネジ２４により固定されている。２５はブラケット５側でレーザを反射させる反射ミラーであり、ミラーホルダ２３に包含される形で保持するようにネジ２６により固定されている。反射ミラー２５は反射ミラー１１と同様、円筒型でもよいし、球面型でもよい。

中央部２１には反射ミラー２５の角度を調整するためのミラー調整部材２７がスペーサ２８を介してネジ２９により固定されている。ネジ２９が挿入されるミラー調整部材２７の位置にはタップが切ってある。
ミラー調整部材２７は図３に示すように十字形をしており、水平方向の両端部にはそれぞれネジ３０と３１が設けられている。外側にあるネジ３０はミラー調整部材２７側にタップが切ってあり、締めこむとミラー調整部材２７をブラケット５から遠ざける働きをする。一方、内側にあるネジ３１はブラケット５側にタップが切ってあり、締めこむとミラー調整部材２７をブラケット５に向けて押し付ける働きをする。

また、ミラー調整部材２７の垂直方向の両端部にはそれぞれネジ３２と３３が設けられている。外側にあるネジ３２はミラー調整部材２７側にタップが切ってあり、締めこむとミラー調整部材２７をブラケット５から遠ざける働きをする。一方、内側にあるネジ３３はブラケット５側にタップが切ってあり、締めこむとミラー調整部材２７をブラケット５に向けて押し付ける働きをする。
なお、図３において、３４はブラケット５側のタップが切ってあるネジ穴を示す。

以上の構造において、レーザビーム取出し側の反射ミラー１１のミラー面１５を調整する作業は、電極３と４が図示を省略した支持部材により所定の間隔をもって連結されている状態のものを筒状収容体１の中に組み込む前に、以下のように行う。
すなわち、ネジ１３を緩めることにより反射ミラー１１をＳ方向にスライドまたはＲ方向に回転させ、レーザビームの水平方向（電極の面と平行な方向）への反射角度を調整する。また、ネジ１４を緩めることにより反射ミラー１１をＶ方向にスライドさせ、レーザビームの垂直方向（電極の面と垂直な方向）への反射角度を調整する。

また、外部へ取出されるレーザの出力及びレーザビーム位置の安定性を確保するためには、当然のことであるがレーザビーム取出し側とは反対側に設けられる反射ミラー２５のミラー面３５も調整する作業も必要である。この作業は、電極３と４を筒状収容体１の中に組み込んでからブラケット６を図示を省略した固定部材により筒状収容体１に取付け、その後、前述のようにしてミラーホルダ２３やミラー調整部材２７が取付けられたブラケット５を図示を省略した固定部材により筒状収容体１に取付けてから、以下のように行う。

すなわち、ブラケット５の溝２２が形成されている部分は薄くなっているので、中央部２１は外部からの適度な圧力によって多少傾くようになっている。そこで、ミラー調整部材２７の水平方向の両端部にあるネジ３０と３１の締め具合を調整することにより中央部２１を介して反射ミラー２５をＭ方向に回転させ、レーザビームの水平方向（電極の面と平行な方向）への反射角度を調整する。また、ミラー調整部材２７の垂直方向の両端部にあるネジ３２と３３の締め具合を調整することにより、上記と同様にして反射ミラー２５をＮ方向に回転させ、レーザビームの垂直方向（電極の面と垂直な方向）への反射角度を調整する。

以上の実施例によれば、レーザビーム取出し側に設けられる反射ミラー１１はミラーホルダ１２を介して一方の電極３に取付けただけの構造であり、ネジ１３と１４を緩めることにより反射ミラー１１のミラー面１５を調整できる。また、ミラーホルダ１２は水路８によって冷却される電極３と面接触する形式で、反射ミラー１１はミラーホルダ１２と面接触する形式で、それぞれ直接固定されているので、反射ミラー１１の冷却が充分行われる。従って、レーザビーム取出し側に設けられる反射ミラー１１の取付け構造が非常に簡単になる。

さらに以上の実施例によれば、外部へ取出されるレーザの出力及びレーザビーム位置の安定性を確保するために行う反射ミラーの角度を調整する作業は、レーザビーム取出し側とは反対側に設けられる反射ミラー２５に対してだけレーザ発振器の外側から行うようになっているので、調整作業が非常に簡単になる効果がある。

１：筒状収容体 ２：放電室 ３、４：電極 ５、６：ブラケット ７：出射部
８、９：水路 １１、２５：反射ミラー １２、２３：ミラーホルダ
１３、１４、２４、２６、２９、３０、３１、３２、３３：ネジ
１５、３５：ミラー面 ２１：中央部 ２２：溝 ２７：ミラー調整部材
２８：スペーサ ３４：ネジ穴

Claims (4)

1. ガスが封入された収容体に一組の電極が配置され、当該一組の電極により導波路が形成され、前記収容体の端部からレーザビームを取出すようにしたレーザ発振器において、前記電極のそれぞれの内部には冷媒を通すための通路が形成されており、前記導波路の端側となる前記電極の端部に取付けられたミラーホルダと、当該ミラーホルダに取付けられた反射ミラーであって前記導波路に発生したレーザビームを反射させるものとを備えることを特徴とするレーザ発振器。
2. 請求項１に記載のレーザ発振器において、前記ミラーホルダは前記電極のレーザビーム取出し側の端部に取付けられていることを特徴とするレーザ発振器。
3. 請求項２に記載のレーザ発振器において、前記収容体のレーザビーム取出し側と反対側には、前記導波路に発生したレーザビームを反射させるものであって前記収容体の外側からミラー面を調整できる反射ミラーが取付けられていることを特徴とするレーザ発振器。
4. 請求項２に記載のレーザ発振器において、前記電極のレーザビーム取出し側の端部に取付けられている反射ミラーのミラー面は、前記電極が前記収容体の中に組み込まれる前に調整されていることを特徴とするレーザ発振器。

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