JPH05299745A - レーザ発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で直線偏光のレーザ光を出力する
と共に、レーザ発振器の小形化を図る。 【構成】 共振器２０は、並設された出力鏡２０ａ及び
全反射鏡２０ｂと、これらの鏡２０ａ，２０ｂと夫々対
向配置された第１の折返し鏡２０ｃ及び第２の折返し鏡
２０ｄとから構成されている。この共振器２０は、レー
ザガスの流れ方向と直交する方向にレーザ光を出力する
ときは、折返し鏡２０ｃ，２０ｄの反射により直線偏光
のレーザ光を出力する。また、出力鏡２０ａと全反射鏡
２０ｂとをレーザガスの流れ方向に対して傾けることに
より、共振器２０ひいてはレーザ発振器を小形化するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光軸を折返すよ
うに構成された共振器を備え、その共振器のレーザ光軸
がレーザガスの流れ方向と直交する面方向に位置するレ
ーザ発振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のレーザ発振器を図７及び図８に
示す。要部の概略構成を示す図８において、対向する誘
電体電極１，２には高周波電源３から高周波電力が供給
されると共に、電極１，２間にレーザガスが矢印に示す
方向に通過するようになっている。そして、レーザガス
の流れ方向と直交する面方向に共振器４が配設されてい
る。

【０００３】共振器４の概略構成を示す図７において、
共振器７は、出力ミラー４ａ及び３個の折返しミラー４
ｂ，４ｃ，４ｄ並びに全反射ミラー４ｅから構成されて
いる。この場合、折返しミラー４ｄ及び全反射鏡４ｅ
は、それらの間で形成されるレーザ光軸５ａが折返しミ
ラー４ｄと折返しミラー４ｃとの間で形成されるレーザ
光軸５ｂを中心として紙面の面方向から４５度傾くよう
に位置決めされている。

【０００４】さて、電極１，２間に高周波電源３から高
周波電力が供給されると、電極１，２間に位置するレー
ザガスが励起されて所定波長の光を放射する。そして、
レーザガスから放射された光が共振器４のレーザ光軸５
に一致すると、その光は共振器４を構成する各鏡で反射
して共振器４内を往復することによりその強度が増幅
し、ついにはレーザ光として出力鏡４ａから出力され
る。ここで、共振器４内で光が折返しミラー４ｄにより
反射するときは、その折返しミラー４ｄの面方向と同一
方向に振動する光、つまり鉛直方向から４５度傾いて振
動する光のみが反射されるので、結局、出力鏡４ａから
は鉛直方向から４５度傾いた直線偏光が出力される。従
って、レーザ発振器から水平方向に出力されたレーザ光
を反射鏡により鉛直方向に反射することによりレーザ加
工に適した円偏光のレーザ光を生成することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成のものの場合、共振器４は直線偏光を出力ために
３枚の折返し鏡４ｂ，４ｃ，４ｄを含んで構成されてい
るので、共振器４の構成が複雑であるという欠点があ
る。また、共振器４は、これが形成するレーザ光軸がレ
ーザガスの通過方向に対して直交する面方向に位置する
ように設定されているので、各鏡を鉛直方向に沿って配
設しなければならない。このため、共振器４の高さ寸法
が制限されてしまって、レーザ発振器の小形化を図るこ
とができないという欠点がある。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、第１の目的は、直線偏光を出力ための共振器の構成
を簡単化でき、第２の目的は共振器の小形化を図ること
ができるレーザ発振器を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のレーザ発振器
は、並列配置された出力鏡及び全反射鏡と、これらの各
鏡に夫々対向して配設され前記出力鏡及び全反射鏡を結
ぶコ字状のレーザ光軸を形成する第１の折返し鏡及び第
２の折返し鏡とから構成された共振器を備え、この共振
器を、レーザガスの流れ方向と直交する方向にレーザ光
を出力するように配置したものである。また、共振器を
構成する出力鏡及び全反射鏡を、レーザガスの流れ方向
に対して互いにオーバーラップするように配設するよう
にしてもよい。この場合、出力鏡及び全反射鏡を、レー
ザガスの流れ方向と直交する面方向からその流れ方向に
対して４５度傾いて配設するのが好ましい。

【０００８】

【作用】請求項１記載のレーザ発振器の場合、共振器
は、第１の折返し鏡と第２の折返し鏡とにより出力鏡と
全反射鏡とを結ぶレーザ光軸をコ字状に折返して形成す
る。このとき、第１の折返し鏡と第２の折返し鏡とはレ
ーザ光軸を９０度反射するので、共振器内を往復するレ
ーザ光の振動方向が決定される。これにより、共振器か
らは直線偏光のレーザ光が出力される。

【０００９】請求項２記載のレーザ発振器の場合、共振
器を構成する出力鏡及び全反射鏡は、レーザガスの流れ
方向に対して互いにオーバラップしているので、共振器
の高さを低く設定することができる。

【００１０】請求項３記載のレーザ発振器の場合、出力
鏡及び全反射鏡はレーザガスの流れ方向に対して４５度
傾いて配設されているので、共振器から出力されるレー
ザ光はレーザガスの流れ方向と直交する面方向からその
レーザガスの流れ方向に４５度傾いた直線偏光となる。
これにより、レーザ加工に適した円偏光を容易に生成す
ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を横流形炭酸ガスレーザ発振器
に適用した第１実施例を図１乃至図４を参照して説明す
る。全体の概略構成を示す図３において、本体１１内に
は断面筒状のガス循環路１２が形成されており、そのガ
ス循環路１２に熱交換器１３及び送風機１４が配設され
ている。ここで、ガス循環路１２において、これの上部
通路の上下壁面には平板状の第１の誘電体１５及び第２
の誘電体１６が配設されており、その第１の誘電体１５
の上面に第１の電極１７が配設され、第２の誘電体１６
の下面に第２の電極１８が固定されている。そして、各
電極１７，１８は高周波電源１９と接続されており、そ
の高周波電源１９から高周波電力が供給されるようにな
っている。

【００１２】上記ガス循環路１２にはレーザガスが封入
されており、送風機１４の送風状態では、レーザガスが
ガス循環路１２を循環すると共に熱交換器１３によって
冷却されるようになっている。

【００１３】一方、レーザガスの流れ方向と直交する面
方向（鉛直方向）に共振器２０が配設されている。この
共振器２０は、図１及び図２に示すように鉛直方向に並
設された出力鏡２０ａと全反射鏡２０ｂと、出力鏡２０
ａと対向する第１の折返し鏡２０ｃと，全反射鏡２０ｂ
と対向する第２の折返し鏡２０ｄとから構成されてい
る。以上の構成により、共振器２０には、各折返し鏡２
０ｃ，２０ｄにより出力鏡２０ａと全反射鏡２０ｂとを
結ぶコ字状のレーザ光軸が形成される。

【００１４】次に上記構成の作用について説明する。送
風機１４の駆動状態で、電極１７，１８間に高周波電力
が供給されると、電極１７，１８間に位置するレーザガ
スが放電により励起され、それに伴ってレーザガスから
所定波長の光が放射される。そして、レーザガスから放
射された光が共振器２０のレーザ光軸に一致すると、そ
の光は共振器２０を構成する各鏡で反射して共振器２０
内を往復することによりその強度が増大し、ついにはレ
ーザ光として出力鏡２０ａから出力される。ここで、共
振器２０内で光が折返しミラー２０ｃ，２０ｄにより反
射するときは、その折返しミラー２０ｃ，２０ｄの面方
向と同一方向に振動する光、つまり水平方向に振動する
光のみが反射するので、結局、出力鏡２０ａからは図４
に示すように水平方向の直線偏光が出力される。

【００１５】上記構成のものによれば、２枚の折返し鏡
に２０ｃ，２０ｄにより共振器２０内に出力鏡２０ａ及
び全反射鏡２０ｂを結ぶコ字状のレーザ光軸を形成する
と共に、それらの折返し鏡２０ｃ，２０ｄにより直線偏
光を得るようにしたので、３枚の折返し鏡により直線偏
光を得る従来構成のものに比べて、１枚の折返し鏡を削
減しながら、共振器２０から直線偏光を出力することが
できる。

【００１６】図５及び図６は本発明の第２実施例を示し
ており、第１実施例と異なる点は、電極１７，１８及び
共振器２０の配設位置のみであり、その他の部分は同一
構成である。即ち、図５において、電極１７，１８はレ
ーザガスの流れ方向（水平方向）に対して互いにずれた
位置に配設されていると共に、共振器１７はレーザガス
の流れ方向と直交する面方向（鉛直方向）からそのレー
ザガスの流れ方向に対して４５度傾いて配設されてい
る。以上の構成により、レーザガスの放電方向は鉛直方
向から４５度傾いていると共に、その放電領域に対応し
て共振器２０が配設されている。

【００１７】この第２実施例によれば、共振器２０は鉛
直方向から４５度傾いて設けられているので、並設配置
された出力鏡２０ａと全反射鏡２０ｂとは水平方向に互
いにオーバーラップするように配設されており、これに
より、共振器２０の高さ寸法を抑制して、レーザ発振器
全体の小形化を図ることができる。

【００１８】また、共振器２０からは図６に示すように
鉛直方向から４５度傾いた直線偏光のレーザ光が出力さ
れるので、レーザ発振器から水平方向に出力されたレー
ザ光を円偏光生成用の反射鏡で鉛直方向に反射すること
により、レーザ加工に適した円偏光を簡単に得ることが
できる。尚、上記実施例では、共振器２０を鉛直方向か
ら４５度傾けて配置したが、その角度は任意に設定する
ことができる。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のレーザ発振器によれば、以下の効果を奏する。

【００２０】請求項１記載のレーザ発振器によれば、第
１の折返し鏡及び第２の折返し鏡により出力鏡及び全反
射鏡をコ字状に結ぶ共振器を、レーザガスの流れ方向と
直交する方向にレーザ光を出力するように配置したの
で、直線偏光を出力ための共振器の構成を簡単化でき
る。

【００２１】請求項２記載のレーザ発振器によれば、共
振器を構成する出力鏡及び全反射鏡は、レーザガスの流
れ方向に対して互いにオーバーラップするように配設し
たので、共振器の小形化を図ることができる。

【００２２】請求項３記載のレーザ発振器によれば、出
力鏡及び全反射鏡を、レーザガスの流れ方向と直交する
面方向からその流れ方向に対して４５度傾いて配設した
ので、共振器の小形化を図りながら、円偏光を簡単に生
成することが可能となる直線偏光を出力することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す共振器の模式図

【図２】要部の模式図

【図３】全体の概略構成図

【図４】レーザ光の振動方向を示す図

【図５】本発明の第２実施例を示す図２相当図

【図６】図４相当図

【図７】従来例を示す図１相当図

【図８】図２相当図

【符号の説明】 １７，１８は電極，１９は高周波電源，２０は共振器，
２０ａは出力鏡，２０ｂは全反射鏡，２０ｃは第１の折
返し鏡，２０ｄは第２の折返し鏡である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉川 徹 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列配置された出力鏡及び全反射鏡と、
   これらの各鏡に夫々対向して配設され前記出力鏡及び全
   反射鏡を結ぶコ字状のレーザ光軸を形成する第１の折返
   し鏡及び第２の折返し鏡とから構成された共振器を備
   え、この共振器は、レーザガスの流れ方向と直交する方
   向にレーザ光を出力するように配置されていることを特
   徴とするレーザ発振器。
2. 【請求項２】 共振器を構成する出力鏡及び全反射鏡
   は、レーザガスの流れ方向に対して互いにオーバーラッ
   プするように配設されていることを特徴とする請求項１
   記載のレーザ発振器。
3. 【請求項３】 出力鏡及び全反射鏡は、レーザガスの流
   れ方向と直交する面方向からその流れ方向に対して４５
   度傾いて配設されていることを特徴とする請求項２記載
   のレーザ発振器。