JPH01233784A - レーザ発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はレーザ発振器に関するものであり、特に、媒
質ガス流方向、放電方向、及びレーザ光軸方向が各々直
交する三軸直交形のレーザ発振器に関するものである。

［従来の技術］ 第３図及び第４図は、特開昭５５−１５４７９０号公報
に示された従来のレーザ発振器であり、第３図は従来の
レーザ発振器の縦断面図、第４図は第３図のレーザ発振
器を示す横断面図である。

図において、（１ａ）及び（１ｂ）は所定の間隔を隔て
て並設する一対の誘電体電極、（２）は誘電体電極（１
ａ＞、（１ｂ）間の放電部、（３）は媒質ガス循環用の
ブロア、（４）は媒質ガスを冷却する熱交換器、（５〉
はレーザ発振器の外郭をなす箱体、（６）はレーザ発振
器内の媒質ガスの流れ状態を示す媒質ガス流、（７）は
誘電体電極（１ａ＞、（１ｂ）に放電用の電圧を印加す
る交流電源、（８）は共振器ミラーの一方のミラーであ
る全反射鏡、（９）は全反射鏡（８）に対向する共振器
ミラーの他方のミラーである部分反射鏡、（１０）は部
分反射鏡（９）から放出されるレーザ光である。

従来のレーザ発振器は、上記のように構成されており、
これは、媒質ガス流方向、放電方向、及びレーザ光軸方
向が各々直交する三軸直交形のレーザ光振器である。

以下、この動作について簡単に説明する。

箱体（５）内には数十から百数十ＴＯＯｒの圧力でＣＯ
２、Ｈｅ、またはＮｅガス等の媒質ガスが封入されてい
る。この媒質ガスは誘電体電極（１ａ＞、（ｌｂ）間の
放電により励起され、放電部（２）において反転分布状
態を形成する。そして、全反射鏡（８）及び部分反射鏡
（９）からなる共振器ミラー間で誘導放出による光増幅
がなされ、部分反射鏡（９）からレーザ光（１０）が放
出される。なお、このとき、放電部（２）内の媒質ガス
は高温になる。

そこで、この種のレーザ光（辰器では、ブロア（３）及
び熱交換器（４）により冷媒ガスを冷却し、また、箱体
（５）内を循環させて、放電を安定化するとともに、放
電部（２）の媒質ガスの温度上昇を抑制している。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来のレーザ光振器では、レーザ発振器の
長手方向に全反射鏡（８）及び部分反射鏡（９）からな
る共振器ミラーが配設されていた。

また、媒質ガス流（６）は放電部（２）を、常に、一定
方向に流れており、放電方向と媒質ガス流（６）方向と
直交していた。

したがって、この直交する放電方向及び媒質ガス流（６
）方向の影響を受けて、レーザ光（１０）のビーム形状
はビームの対称性が損われ、その安定性が欠けることに
なる。

そこで、この発明はレーザ光のビーム形状が安定し、高
品質のビームを形成できるレーザ光振器の提供を課題と
するものである。

［課題を解決するための手段］ この発明にがかるレーザ発振器は、放電部（２）の長手
方向の両端部に全反射鏡（８）及び部分反射鏡（９）を
各々配設し、媒質ガス流（６）方向に対して直交する面
上で、かつ、放電部（２）の長手方向の両端部に第一の
反射鏡（１１）及び第三の反射鏡（１３）を各々配設し
、この第一の反射鏡（１１）または第三の反射鏡（１３
）のいずれか一方の反射面中心に対して媒質ガス流（６
）方向に略４５度の角度を有し、かつ、この第一の反射
鏡（１１）または第三の反射鏡（１３）のいずれか他方
の反射鏡とで放電方向に対して直交する面上に第二の反
射鏡（１２）を配設し、全反射鏡（８）と部分反射鏡（
９）とを結ぶレーザ光（１０）の光路を形成したもので
ある。

［作用］ この発明のレーザ光振器においては、媒質ガス流（６）
方向に対して直交する面上に、放電部（２）の長手方向
の両端部に第一の反射鏡（１１）及び第三の反射鏡（１
３）を各々配設し、この第一の反射鏡（１１）または第
三の反射鏡（１３）のいずれか一方の反射面中心に対し
て媒質ガス流（６）方向に略４５度の角度を有し、かつ
、この第一の反射鏡（１１）または第三の反射鏡（１３
）のいずれか他方の反射鏡とで放電方向に対して直交す
る面上に第二の反射鏡（１２）を配設し、全反射鏡（８
）と部分反射鏡（９）とを結ぶレーザ光（１０）の光路
を形成しているから、レーザ光（１０）は放電部（２）
の共振器ミラーの各反射鏡で折返されて光路を構成し、
放電方向及び媒質ガス流（６）方向から受けるビーム形
状への影響が相殺され、安定したビーム形状のレーザ光
（１０）となる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例で必るレーザ発振器の共振
器ミラーの構成を示す斜視図である。なお、図中、（２
）、（６）、及び（８）から（１Ｏ）は上記従来例の構
成部分と同一または相当する構成部分である。

図において、（１１）、（１２＞、及び（１３）は各々
共振器ミラーの全反射鏡からなる第一の反射鏡、第二の
反射鏡、及び第三の反射鏡である。

この実施例では、全反射鏡（８）及び部分反射鏡（９）
は媒質ガス流（６）方向に対して直交する面上で、かつ
、放電部（２）の長手方向の両端部に各々配設されてい
る。そして、第一の反射鏡（１１）及び第三の反射鏡（
１３）は、この全反射鏡（８）及び部分反射鏡（９）を
含み媒質ガス流（６）方向に対して直交する面上で、か
つ、放電部（２）の長手方向の両端部に各々配設されて
いる。また、第二の反射鏡（１２）は第三の反射鏡（１
３）の反射面中心に対して媒質ガス流（６）方向に４５
度の角度を有し、かつ、第一の反射鏡（１１）とで放電
方向に対して直交する面上に配設されティる。（１０ａ
）、（１０ｂ）、（’ｔ。

Ｃ）、及び（１０ｄ）は各々全反射鏡（８）から第一の
反射鏡（１１）間、第一の反射鏡（１１）から第二の反
射鏡（１２）間、第二の反射鏡（１２）から第三の反射
６Ｊｔ（１３）間、及び第三の反射鏡（１３）から部分
反射鏡（９）′間の各光路であり、全反射鏡（８）と部
分反射鏡（９）との間を結ぶレーザ光（１０）の各光路
である。

この実施例のレーザ発振器は上記のように構成されてお
り、レーザ光（１０）は放電部（２）の共振器ミラーの
各反射鏡で折返されて、複数の光路（１０ａ＞、（１０
ｂ）、（１０ｃ）、（１０ｄ）を構成している。

以下に、この実施例のレーザ発振器の共振器ミラーにお
けるレーザ光（１０）の折返し光路について説明する。

全反射鏡（８）から第一の反射鏡（１１）間の光路（１
０ａ）における放電方向のビームは、第一の反射鏡（１
’ｌ）、第二の反射鏡（１２＞、及び第三の反射鏡（１
３）による折返し光路（１０ｂ）、（１０ｃ）、（１０
ｄ）を経て９０度反転し、媒質ガス流（６）方向と一致
する。これは、反射鏡が光ビームを反転させる性質を有
するからである。

したがって、放電部（２）における放電方向と媒質ガス
流（６）方向とが直交していることにより起こるレーザ
光（１０）のビーム形状の非対称性は、光路（１０ａ）
から光路（１０ｄ）間で、相殺されて矯正される。この
ため、この種のレーザ発振器では、安定したビーム形状
のレーザ光（１０）となり、高品質のビームを形成でき
る。

なお、第二の反射鏡（１２）と第三の反射鏡（１３）と
の角度を媒質ガス流（６）方向に対して４５度としたの
は、放電方向と媒質ガス流（６）方向とのズレが９０度
だからである。

ところで、上記実施例では、４つの光路（１０ａ）、（
１０ｂ）、（１０ｃ）、（１０ｄ）を形成できる共振器
ミラーを有するレーザ発振器について説明したが、この
折返し光路をさらに増加させた共振器ミラーとしてもよ
い。

第２図はこの発明の他の実施例であるレーザ発振器の共
振器ミラーの構成を示す斜視図である。

なお、図中、（６）及び（８）から（１３）は上記従来
例の構成部分と同一または相当する構成部分である。

図において、（１４）及び（１５）はともに全反射鏡か
らなる共振器ミラーの第四の反射鏡及び第五の反射鏡で
ある。そして、この第四の反射鏡（１４）　７）’ら全
反射鏡（８）間で光路（’ｔｏｅ）を形成し、第五の反
射鏡（１５）から部分疫射鏡（９）間で光路（１０ｆ＞
を形成している。また、この実施例では、全反射鏡（８
）と第一の反射鏡（１１）とが、放電部（２）の長手方
向の一方の端部に各々配設されている。更に、部分反射
鏡（９）、第二の反射鏡（１２＞、及び第三の反射鏡（
１３）は放電部（２）の長手方向の上記全反射鏡（８）
とは反対側の端部に各々配設されている。そして、第四
の反射鏡（１４）から第一の反射鏡（１１）間で光路（
’ｌＯａ＞を形成し、第五の反射鏡（１５）から第三の
反射鏡（１３）の間で光路（１０ｄ）を形成している。

なお、□この実施例でも、第一の反射鏡（１１）と第二
の反射鏡（１２）と第三の反射鏡（１３）との各位置関
係は、上記実施例と同様の位置関係を保っている。即ち
、第一の反射鏡（１１）及び第三の反射鏡（１３）は、
媒質ガス流（６）方向に対して直交する面上に位置して
いる。また、第二の反射鏡（１２）は第三の反射鏡（１
３）の反射面中心に対して媒質ガス流（６）方向に４５
度の角度を有し、かつ、第一の反射鏡（１１）とで放電
方向に対して直交する面上に位置している。

以上のように、この実施例のレーザ発振器は、第１図の
折返し光路（１０ａ）から光路、（１０ｄ）の両側に、
各々光路（１０ｅ）及び光路（１０ｆ＞を第四の反射鏡
（１４）及び第五の反射鏡（１５）により追加したもの
である。

したがって、この実施例においても、全反射鏡（８）か
ら第四の反射鏡（１４）間の光路（１０ｅ）における放
電方向のビームは、第一の反射鏡（１１）、第二の反Ｉ
ｍ（１２＞、第三の反射鏡（１３）、及び第五の反射鏡
（１５）による折返し光路（１０ａ＞、（１０ｂ）、（
１０ｃ）。

（１０ｄ）、（１０ｆ＞を経て９０度反転し、媒質ガス
流（６）方向になる。

このため、レーザ光（１０）のビーム形状の非対称性は
、各光路間で相殺され矯正されるので、安定したビーム
形状のレーザ光（１０）となり、上記実施例と同様の効
果を秦する。

なお、上記各実施例では、第二の反射鏡（１２）と第三
の反射鏡（１３）との角度を媒質ガス流（６）方向に対
して４５度としたのは、放電方向と媒質ガス流（６）方
向とのズレが９０度だからであるから、その影響を均一
化したものである。

しかし、本発明を実施する場合には、第二の反射鏡（１
２）と第三の反射鏡（１３）との角度を媒質ガス流（６
）方向に対して略４５度とすれば同様の効果が得られる
。

［発明の効果］′ 以上説明したとおり、この発明のレーザ発振器、放電部
の長手方向の両端部に全反射鏡及び部分反射鏡を各々配
設し、媒質ガス流方向に対して直交する面上で、かつ、
放電部の長手方向の両端部に第一の反射鏡及び第三の反
射鏡を各々配設し、この第一の反射鏡または第三の反射
鏡のいずれか一方の反射面中心に対して媒質ガス流方向
に４５度の角度を有し、かつ、この第一の反射鏡または
第三の反射鏡のいずれか他方の反射鏡とで放電方向に対
して直交する面上に第二の反射鏡を配設し、全反射鏡と
部分反射鏡との間を第一の反射鏡と第二の反射鏡と第三
の反射鏡を介して複数の光路で連結することが可能な共
振器ミラーを具備することにより、レーザ光は放電部の
共振器ミラーの各反射鏡で折返されて光路を構成し、放
電方向及び媒質ガス流方向から受けるビーム形状への影
響が相殺され、安定したビーム形状のレーザ光となるの
で、高品質のレーザ光を発することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるレーザ発振器の共振
器ミラーの構成を示す斜視図、第２図はこの発明の他の
実施例であるレーザ発振器の共振器ミラーの構成を示す
斜視図、第３図は従来のし一ザ発撮器を示す縦断面図、
第４図は第３図のレーザ発振器を示す横断面図である。 図において、 ２：放電部、　　　　　　６：＊質ガス流、８：全反射
鏡、　　　　　９：部分反射鏡、１０：レーザ光、　　
　１１：第一の反射鏡、１２：第二の反射鏡、　１３：
第三の反射鏡、である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 放電部の長手方向の両端部に各々配設した共振器ミラー
   を構成する全反射鏡及び部分反射鏡と、前記全反射鏡と
   部分反射鏡とを結ぶレーザ光の光路の一部を形成し、媒
   質ガス流の方向に対して直交する面上の放電部の長手方
   向の両端部に各々配設した第一の反射鏡及び第三の反射
   鏡と、前記第一の反射鏡と第三の反射鏡とを結ぶレーザ
   光の光路を形成し、前記第一の反射鏡または第三の反射
   鏡のいずれか一方の反射面中心に対して媒質ガス流方向
   に略４５度の角度を有し、かつ、前記第一の反射鏡また
   は第三の反射鏡のいずれか他方の反射鏡とで放電方向に
   対して直交する面上に配設した第二の反射鏡と、 を具備することを特徴とするレーザ発振器。