JPH0240976A - ガスレーザ発振装置の調整方法 - 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〕 本発明は、放電管の軸方向と光軸方向が一致したガスレ
ーザ発振装置の調整方法に係り、特に。

調整のための１数削減を図ったガスレーザ発振装置の調
整方法に関するものである。

〔従来の技術〕

この種のガスレーザ発振装置には、例えば第５図に示す
ように、ガラス等の誘電体よりなる円筒状の放電管（１
）の外周面管軸方向の両側２１ＳＡ１所に所定間隔を設
けて一対の金属電極（２）（３）を互いに対向吠に密着
して配設すると共に、これら一対の金属電極（２）（３
）を高周波交流電源（４）に接続して、両電極（２）（
３）に例えば１３．５１１ｉＭＨｚ、２ｋＶノ高周波品
電圧を印加する一方、両金属電極（２）（：ｌ）間に挟
まれた放電管（１）内の放電空間〈５）の両端に全反射
鏡（［ｉ）と部分反射鏡（７）とを固定位置に配設して
、これら全反射鏡（Ｇ）および部分反射鏡（７）により
光共振器を構成しており、また、前記放電管（１）の両
電極（２）（３）間の中央から送ダ（管（８）を連通献
血で設けると共に、放電管（＋）の両端側と送気管（８
）の他端間に一対の分岐管（９ＨＩＯ）を両管（１）（
８）と連通状態で配設して、放電管（１）の中央から２
方向に分岐する一対の循環通路を構成し、更に、前記送
気管（８）の途中部に送風機（ＩＩ）を設けて、この送
風機（＋１）の両側方となる送気管（８）中に、放電空
間（５）中での放電および送風機（ＩＩ）の駆動により
昇温したレーザガスを冷却する熱交換器（！２）（＋３
）を配設して構成された、いわゆる軸流型のガスレーザ
発振装置がある。

なお、前記送風機（１１）としては、放電空間（５）に
おいて流速が約１００ｍ／ｓｅｅ程度のガス流を得るこ
とができる程度の送風能力を備えたものを使用する必要
がある。

前記軸流型ガスレーザ発振装置では、まず、対の金属電
極（２）（３）に高周波電源（４）から高周波高電圧を
印加して放電空間（５）にグロー吠の放電を発生させる
と、この放電空間（５）を通過するレーザガスは前記放
電エネルギーを得て励起されると共に、全反射鏡（６）
および部分反射鏡（７）により形成された光共振器の作
用により共振状幅となり、これによって部分反射鏡（７
）からレーザビーム（Ｂ）が出力され、このレーザビー
ム（Ｂ）をレーザ加工等の用途に供することになる。

次に、このように構成され動作する軸流型ガスレーザ発
振装置を調整する方法の従来の一例を第６図を参照して
説明すると、まず、部分反射鏡（７）を通じて出力され
たレーザビーム（Ｂ）の出力をカロリーメーター（１４
）で測定して、この出力測定値が最大となるように全反
射鏡（６）と部分反射鏡（７）の平行度を調整し、史に
、ビームモードアナライザ（＋５）を用いてレーザビー
ム横モードを測定しながら、このレーザビーム横モード
がレーザビーム（Ｂ）の中心光軸に関して対称となるよ
うに微調整するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記のような従来の調整方法の場合、全反射
鏡（Ｂ）と部分反射鏡（７）の平行度調整のばらつきや
、光軸調整の狂い等によって光共振器内でレーザビーム
（Ｂ）が散乱し、雑光が発生しやすい。

しかしながら、このような雑光成分が発生すると、レー
ザビーム横モードがシングル成分と雑光成分が混在した
ものとなるため、ビームの集光性が悪く、特にレーザ切
断加工性能に悪影響を及ぼすことになる。このため、調
整時においては、雑光の発生を最小限に抑える必要があ
るが、上記の理由により従来方法によると、組立調整が
手間取り、これに著しい工数を要するという問題点があ
った。

本発明は、このような従来の問題点を解決するためにな
されたもので、ビーム横モードの主成分かシングル成分
である良質なレーザビームを出力するための調整を工数
を要することなく容易かつ確実に行えるようにすること
を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

１・、記目的を達成するために本発明方法は、放電管内
を光軸方向にレーザガスを流通させると共に、この放電
管外周に設けた金属電極間に電圧を印加して放電管内に
放電を発生させ、この放電をレーザ励起源として前記放
電管の管軸方向にレーザビームを発生するガスレーザ発
振装置における前記レーザビームの出口に、鏡面のレー
ザビーム径よりも小さい範囲内に反射膜が形成されかつ
この反射膜の外周域がレーザビームを透過する透過面に
形成されている反射鏡を取付け、前記反射鏡の反射膜と
レーザビームの出力方向との相対位置を変位させて、こ
の反射鏡の透過面を透過したレーザビームの横モードの
対称・性を観測し調整することを特徴とするものである
。

〔作　　　用〕

本発明方法によると、レーザビーム出口を通じて出力さ
れたレーザビームの周辺部分は、反射鏡の外周域に形成
された透過面を通じて後方に透過し、この透過したレー
ザビーム部分を観測してレーザビーム横モードの対称性
を確認する。このレーザビーム横モードが未だ許容でき
る対称度に達していないときは、反射鏡の反射膜とレー
ザビームの出力方向との相対位置を変位させて、前記透
過したレーザビーム部分のレーザビーム横モードの対称
性を調整することで、レーザビーム横モ−ドをレーザビ
ームの中心光軸に関して対称とすることができる。

すなわち、レーザビームが光共振器内面で散乱すること
によって発生する雑光は、主に同レーザビームの径方向
周辺部に混在しているため、周辺のレーザビーム強度を
中心光軸に関して対称とするだけの調整操作で、シング
ル成分を主成分とする良質なレーザビームを肖ることが
可能であり、したがって、確実かつ多大なｔ数を要する
ことなく調整できるものである。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を第１図〜第４図を参照しながら
詳細に説明する。なお、この実施例が対象とするガスレ
ーザ発振装置は、第５図に示した一般的な構成のものと
し、第１図〜第４図において、第５図に示すものと構成
並びに作用が共通する部分は共通の符号を付すこととし
、重複を避けるためにその説明を省略するものとする。

第１図において、（ＩＧ）は反射鏡であって、レーデビ
ーム（Ｂ）の出口である部分反射鏡（７）の後方で、レ
ーザビーム（Ｂ）の光軸に対して直交状に配設されてい
る。また、この反射鏡（１６）は部分反射鏡（７）を通
じて出力されるレーザビーム（Ｂ）の径よりも大径に形
成されており、前記部分反射鏡（７）と対向する側の鏡
面におけるレーザビーム径よりも小さい範囲内に反射膜
（！７）を形成し、かつ、この反射膜（１７）の外周域
をレーザビーム（Ｂ）を透過する透過面（１８）とした
ものである。また、前記反射鏡（１６）とレーザビーム
（Ｂ）の出力方向とは相対位置を変位可能としてあり１
反射鏡（１Ｂ）の後方には出力されたレーザビーム（Ｂ
）のレーザビーム横モード観測用のビームモードアナラ
イザ（１５）を配設しである。

第２図において、（Ｘ）はレーザビーム径を、（Ｙ）は
反射鏡（１６）の径を、更に、（Ｚ）は反射鏡（１６）
の反射膜（１７）の径をそれぞれ示しており、この図に
示すように、反射鏡（１６）の鏡面における反射率分布
は反射膜（１７）品分でほぼ１００％であり、また、透
過面（＋８）部分ではほぼ０％となっている。

第３図は１１１１記ビームモードアナライザ（１５）に
より観測したレーザビーム強度を示している。この実施
例方法では、同図に示すように、反射鏡（１８）とレー
ザビーム（Ｂ）の出力方向との相対位置を変位させて、
反射鏡（１６）外周の透過面（１８）から出力されるレ
ーザビーム（８１（分の強度が反射膜（１７）の両側で
対称となるように調整することにより、シングル成分を
１：、成分とする優れたレーザビーム（Ｂ）を得ること
ができるものである。

すなわち、この場合、レーザビーム（Ｂ）が光共振器内
面で散乱することによって発生する雑光は、主に同レー
ザビーム（Ｂ）の径方向周辺部に混在しているため、周
辺のレーザビーム強度を中心光軸に関して対称とするだ
けの調整操作で、シングル成分を主成分とする良質なレ
ーザビームを得ることが可能となるものである。

第４図に従来方法とこの実施例方法との［数の相違を示
しており、この図から明らかなように、実施例の方法で
は、調整操作に要するｆ数を大幅に低減できることが判
明した。

〔発明の効果〕

以−Ｌ説明したように、本発明のガスレーザ発振装置の
調整方法によるときは、レーザビームの出口に、鏡面の
レーザビーム径よりも小さい範囲内に反射膜が形成され
かつこの反射膜の外周域がレーザビームを透過する透過
面に形成されている反射鏡を取付け、前記反射鏡の反射
膜とレーザビームの出力方向との相対位置を変位させて
、この反射鏡の透過面を透過したレーザビームの横モー
ドの対称性を観測し調整するようにしているので、全反
射鏡と部分反射鏡との平行度の調整と、ビームモードア
ナライザによるレーザビームのレーザビーム横モードの
微調整との二工程を要した従来方法と比較して、大幅に
１数を削減でき、しかも確実かつ容易にシングル成分を
主成分とする良質なレーザビームを得ることができると
いう優れた効果を発揮するものとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示しており、第１
図は光共振器と反射鏡およびビームモードアナライザと
の配置関係を示す簡略断面図、第２図は反射鏡の反射率
分布を示す線図、第３図はビームモードアナライザで測
定されるレーザビーム横モードを示す線図、第４図は従
来方法とこの実施例方法との調整に要する工数を比較し
た棒線図、第５図は一般的なガスレーザ発振装置の縦断
面図、第６図は従来方法による光共振器とビームモード
アナライザおよびカロリーメーターとの配置関係を示す
簡略断面図である。 （＋）・・・放電管、（２）（３）・・・金属電極、（
７）・・・レーザビームの出口、（１８）・・・反射鏡
、（＋７）・・・反射膜、（１８）・・・透過面。 第３ 図 第４ 図 第１ 第２図 第５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　放電管内を光軸方向にレーザ・ガスを流通させると共
   に、この放電管外周に設けた金属電極間に電圧を印加し
   て放電管内に放電を発生させ、この放電をレーザ励起源
   として前記放電管の管軸方向にレーザビームを発生する
   ガスレーザ発振装置における前記レーザビームの出口に
   、鏡面のレーザビーム径よりも小さい範囲内に反射膜が
   形成されかつこの反射膜の外周域がレーザビームを透過
   する透過面に形成されている反射鏡を取付け、前記反射
   鏡の反射膜とレーザビームの出力方向との相対位置を変
   位させて、この反射鏡の透過面を透過したレーザビーム
   の横モードの対称性を観測し調整することを特徴とする
   ガスレーザ発振装置の調整方法。