JPH07307506A - レーザ発振器 - Google Patents

レーザ発振器

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JPH07307506A
JPH07307506A JP6101372A JP10137294A JPH07307506A JP H07307506 A JPH07307506 A JP H07307506A JP 6101372 A JP6101372 A JP 6101372A JP 10137294 A JP10137294 A JP 10137294A JP H07307506 A JPH07307506 A JP H07307506A
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JP
Japan
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housing
laser
casing
medium gas
heat exchanger
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JP6101372A
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English (en)
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Satoshi Nishida
聡 西田
Akihiro Otani
昭博 大谷
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to DE19516305A priority patent/DE19516305B4/de
Priority to DE19549708A priority patent/DE19549708B4/de
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Priority to CNB001344749A priority patent/CN100533879C/zh
Priority to CNB001344730A priority patent/CN1144330C/zh
Priority to KR1019950011895A priority patent/KR0146517B1/ko
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザビームのポインティングの安定化を図
ること。 【構成】 筐体10に設けられた熱交換器用入口ポート
34から筐体10内に導入された冷却媒質は配管35を
通って熱交換器8に供給され、配管37を通って上面側
からみて熱交換器用入口ポート34と放電電極4a,4
bに平行な筐体10の中心線に対してほぼ線対称の位置
に設けられた熱交換器用出口ポート36から再び筐体1
0外へと排出される。また、放電電極用入口ポート40
及び放電電極用出口ポート42についても同様の位置関
係となるように配設されている。このため、筐体10は
レーザビーム方向に左右同条件で冷却されることとな
る。これにより、筐体10の熱歪の影響が低減され、レ
ーザビームのポインティングが安定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームの出射位
置及び出射方向であるポインティングの安定化を図った
レーザ発振器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、レーザ発振器に関連する先行技術
文献としては、例えば、特公昭63−64073号公報
及び特公昭64−832号公報にて開示されたものが知
られている。図20は、特公昭63−64073号公報
にて開示されたレーザ発振器の構成を示す斜視図であ
る。図20において、10はレーザ媒質ガスを1/10
気圧程度の低真空状態で封入する筐体、4a,4bは一
対の放電電極、3はレーザ媒質ガス流路を形成するダク
ト、8は熱交換器、6はブロワ、32は部分反射鏡、2
6は全反射鏡、5aは部分反射鏡32を含む一方のレー
ザビーム反射手段、5bは全反射鏡30を含む他方のレ
ーザビーム反射手段、2はレーザビームである。また、
図21は、特公昭64−832号公報にて開示されたレ
ーザ発振器の構成を示す正面図、図22は図21の上面
図、図23は図21の右側面図、図24は図23のC−
C線に沿う拡大詳細断面図、図25は図23のA−A線
に沿う拡大詳細断面図、図26は図23のB−B線に沿
う拡大詳細断面図である。図21〜図26において、2
4a,24b,24cは支持棒、20a,20bは基
板、7は金属製のベローズ、22は筐体10に配設され
た固定座、9はナット、12はブラケット、13はハウ
ジング、14は球面軸受、15はフランジ、16,18
はボルト、11は転がり軸受、17はカラー、34,3
6は筐体10に設けた熱交換器8の冷却用の冷却媒質が
通る熱交換器用入口ポート及び熱交換器用出口ポート、
35,37は熱交換器用入口ポート34及び熱交換器用
出口ポート36から熱交換器8に至る配管、40,42
は筐体10に設けた一対の放電電極4a,4bの冷却用
の冷却媒質が通る放電電極用入口ポート及び放電電極用
出口ポート、41,43は放電電極用入口ポート40及
び放電電極用出口ポート42から一対の放電電極4a,
4bに至る配管、45は一対の放電電極4a,4bをつ
なぐ配管、22は筐体10を他の構造物に固定する固定
座である。
【0003】次に、その動作について説明する。筐体1
0には、放電を発生してレーザ媒質ガスを励起するため
の一対の放電電極4a,4bと、レーザ媒質ガスを循環
させるブロワ6と、レーザ媒質ガスを冷却する熱交換器
8が配設されている。レーザ媒質ガスは一対の放電電極
4a,4bの間を通過し、レーザ発振可能な状態に励起
される。放電によって高温になったレーザ媒質ガスはダ
クト3を通って熱交換器8内で冷却され、ブロワ6を通
って矢印の方向に循環する。筐体10の長手方向に配置
されたレーザビーム反射手段5aに含まれる部分反射鏡
32及びレーザビーム反射手段5bに含まれる全反射鏡
26で構成される共振器ミラーにより作られる光路は、
放電によりレーザ媒質ガスが励起状態となった励起領域
を通過する。
【0004】全反射鏡26で反射されたレーザビームは
部分反射鏡32に到達する。部分反射鏡32に到達した
レーザビームの一部はそのまま外部に出力され、残りは
逆のルートを通って全反射鏡26まで戻り、上記のプロ
セスが繰返される。レーザビームは上記のようにして励
起領域を反復通過する間に増幅され、部分反射鏡32か
ら外部に出力される。レーザビーム反射手段5a及びレ
ーザビーム反射手段5bは、3本の支持棒24a,24
b,24cにより保持された一対の基板20a及び20
bに取付けられている。ベローズ7は筐体10とその左
右に位置する基板20b,20aとに外力を伝えないよ
うにそれぞれ接続するものである。
【0005】レーザ発振器の動作の際には、図示しない
冷却装置等から供給される水等の冷却媒質が必要であ
る。筐体10に設けられた入口ポート34から筐体10
内に導入された冷却媒質は、配管35を通って熱交換器
8に供給され、配管37を通って筐体10に設けられた
出口ポート36から再び筐体10外へと排出される。筐
体10に設けられた入口ポート40から筐体10内に導
入された冷却媒質は配管41を通って下側の放電電極4
bに入り、配管45を通って上側の放電電極4aに入っ
た後、配管43を通って筐体10に設けられた出口ポー
ト42から再び筐体10外へと排出される。筐体10は
その下部に設けられた4箇所の固定座22を利用して、
例えば、基礎工事のなされた床やレーザ発振器へ電力供
給する電源盤のフレーム等の比較的強固な構造物に固定
される。
【0006】次に、筐体10と基板20b,20aの支
持構成について説明する。基板20aは3本の支持棒2
4a,24b,24cにて支持されているが、それぞれ
の支持棒24a,24b,24cの筐体10への関連構
造が異なった構成となっている。即ち、図25に示すよ
うに、支持棒24aは筐体10に取付けたハウジング1
3内の球面軸受14により支持され、支持棒24aの軸
端部には基板20aがナット9により固着されている。
また、図26に示すように、支持棒24bには転がり軸
受11を取付け、その転がり軸受11の下面と平面上に
線接触するブラケット12は筐体10にボルト18で固
定されている。カラー17は、ナット9により支持棒2
4bを基板20aに締付けるときに転がり軸受11の位
置を決定する役目をする。また、図24に示すように、
支持棒24cは筐体10とは無関係となるように基板2
0aに対してナット9により固定されている。3本の支
持棒24a,24b,24cは例えば、インバーのよう
な線膨張係数の小さな材質で作られ、温度変化があって
も基板20aと基板20bとの平行性が損なわれ難いよ
うになっている。
【0007】レーザ発振器を動作させるには、まず、準
備動作としてブロワ6を運転開始すると共に、一般には
室温より低い温度(例えば、10℃)の冷却媒質を熱交
換器8と放電電極4a,4bに供給し、放電電極4a,
4bの間にはいる入口部においてレーザ媒質ガスの温度
と流速を所定の状態とし、レーザ媒質ガスを放電により
効率よく励起できる状態にする。この冷却媒質が供給さ
れておればブロワ6が所定の回転数になるとレーザ媒質
ガスは高速で循環しているため、レーザ媒質ガスの温度
は所定の温度及び流速となる。準備動作に必要な時間は
ブロワ6の回転数が所定の回転数に立上がる時間に相当
する。レーザ発振器が準備完了後、レーザ発振可能な状
態となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、熱交換器用
及び放電電極用の冷却媒質の入口ポート34,40また
は出口ポート36,42において冷却媒質が流通する筐
体10は冷却媒質により室温状態から徐々に冷却媒質の
温度に近くなるように温度変動していく。この温度変動
の時定数は筐体10の熱容量により決まり、レーザ発振
器の立上げ時間よりも長時間であり、レーザ発振器が準
備完了の状態になった後も徐々に変化していく。室温よ
り冷却媒質の温度が低い場合においては、図27に示す
筐体10の上面図に示した細かい斜線部の部分が入口ポ
ート34,40または出口ポート36,42からの熱伝
導により部分的に冷却される。すると、図27に示すよ
うに、線膨張により上側(ダクト3側)の部分だけが収
縮し、筐体10に歪が生じる。結果的に、筐体10に支
持される基板20a,20bの位置が変化し、レーザ発
振した場合におけるレーザビームのポインティングが変
動してしまう。この現象は、レーザ発振器の立上げ時と
立下げ時に発生する時定数の比較的長いもので、筐体1
0の歪量は冷却媒質と周囲温度との温度差により決まる
ものである。以下、この現象を第1のモードの筐体歪と
称する。
【0009】また、レーザ発振器を動作させると一対の
放電電極4a,4bを通過した高温のレーザ媒質ガスが
ダクト3内を流れるために、ダクト3が高温となり、高
温となったダクト3からの熱輻射によりダクト3に近接
した筐体10が入熱を受け、ダクト3に面した筐体10
の温度が徐々に上昇して線膨張により膨張する。このた
め、図28の筐体10の上面図に示すように筐体10に
歪が生じる。結果的には、筐体10に支持される基板2
0a,20bの位置が徐々に変化し、レーザ発振した場
合におけるレーザビームのポインティングが変動してし
まう。この現象は、レーザ発振器の動作のON・OFF
により発生する時定数の比較的長いもので、筐体10の
歪量は放電入力の大きさにより決まるものである。以
下、この現象を第2のモードの筐体歪と称する。
【0010】従来装置では、3本の支持棒の支持方法が
両側の基板20a,20b共に同じであり、従来の支持
方法では筐体10と3本の支持棒24a,24b,24
cに固定された2枚の基板20a,20bとの相対位置
関係を機械的に決める要素がなかった。即ち、支持棒2
4aは、図25に示すように、球面軸受14の内面をス
ライド可能であり、支持棒24bは、図26に示すよう
に、カラー17により機械的に位置の定められた転がり
軸受11とブラケット12の間でスライド可能であるか
らである。したがって、輸送時等に大きな加速度が加わ
ると上記スライド部がスライドしてしまい、支持棒24
aの段付部とハウジング13や支持棒24bの段付部と
ブラケット12が接触する状態が生じ、接触前は互いに
無関係であった筐体10と基板20aが上述の接触によ
り筐体10からの歪力を直接受けるようになる。このた
め、基板20a,20bは、筐体10の大きな変化の影
響をまともに受けるようになり、レーザビームのポイン
ティングの再現性の欠如の要因となっていた。
【0011】また、前述のような第1のモードの筐体歪
または第2のモードの筐体歪が発生すると、支持棒24
aを支持する筐体10に固定された2つの球面軸受14
間の距離が筐体10の温度変化による線膨張(または収
縮)により相対的に変化するため、2つの球面軸受14
のどちらかの接触面で支持棒24aが滑りを生じる必要
がある。ここで、基板20a側が滑るか基板20b側が
滑るかはその時の摩擦係数の少ない方が滑るので不確定
である。しかも、筐体歪が元に戻ったときに筐体歪の発
生時に滑った側が同じだけ滑りを生じる保証がなく、レ
ーザ発振器の立上げや立下げ、レーザ動作のON・OF
Fを繰返すことによる筐体10と基板20a,20bと
の相対位置の再現性がないため、いつかは支持棒24a
の段付部とハウジング13や支持棒24bの段付部とブ
ラケット12が接触してしまう可能性があり、接触によ
るレーザビームのポインティングの再現性の欠如の要因
となっていた。
【0012】また、従来、共振器ミラー同士の平行性が
保たれれば、レーザ動作時のレーザビームの特性は変わ
らないと考えられていたが、相対する共振器ミラー、即
ち、2枚の基板20a,20bと筐体10との相対位置
関係がずれていくとレーザビームのビームモードや集光
性能といった特性が若干ながら変化することが分かっ
た。輸送等による振動や、第1のモードの筐体歪または
第2のモードの筐体歪の発生・除去の繰返しにより、通
常、鉄等の金属で構成された筐体10と低線膨張材質で
構成された支持棒24a,24b,24cとの長さの変
化がその都度生じるが、元の状態に戻った時に必ずしも
基板20a,20bと筐体10との相対位置が元通りに
なるとは限らず、経時的に徐々に相対位置のずれが大き
くなってしまうという事態が生じる場合がある。このた
め、レーザビーム特性の経時変化が生じることがあり、
例えば、レーザ発振器を高精度なレーザ加工に使用する
場合等に徐々に加工結果が変化してしまう不具合が発生
していた。
【0013】従来のレーザ発振器は、上述したような構
成からなり、レーザ発振器の立上げ時や運転時におい
て、筐体10の熱歪によりレーザビームのポインティン
グ安定性が低下するという不具合があった。
【0014】そこで、この発明は、かかる不具合を解決
するためになされたもので、筐体の熱歪の影響を低減
し、レーザビームのポインティングの安定したレーザ発
振器の提供を課題としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1にかかるレーザ
発振器は、レーザ媒質ガスを封入する筐体と、前記筐体
内で対向して配設され、前記レーザ媒質ガスを用いてレ
ーザビームを発振させる一対の放電電極と、前記レーザ
媒質ガスを前記筐体内で循環する循環手段と、前記筐体
内に配設され、前記放電電極で発生する放電にて高温と
なった前記レーザ媒質ガスを冷却する熱交換器と、前記
筐体に配設され、前記熱交換器に冷却媒質を供給・排出
する熱交換器用入口ポート及び熱交換器用出口ポートと
を具備し、前記熱交換器用入口ポートと前記熱交換器用
出口ポートとの互いの位置関係を前記筐体への取付面に
対する垂直方向からみて前記放電電極に平行な前記筐体
の中心線に対してほぼ線対称とするものである。
【0016】請求項2にかかるレーザ発振器は、請求項
1の具備する手段に加えて、前記熱交換器用入口ポート
と前記熱交換器用出口ポートとの互いの位置関係が、前
記筐体への取付面に対する垂直方向からみて前記放電電
極に平行な前記筐体の中心線に対してほぼ線対称でコ−
ナ部とするものである。
【0017】請求項3にかかるレーザ発振器は、レーザ
媒質ガスを封入する筐体と、前記筐体内で対向して配設
され、前記レーザ媒質ガスを用いてレーザビームを発振
させる一対の放電電極と、前記レーザ媒質ガスを前記筐
体内で循環する循環手段と、前記筐体内に配設され、前
記放電電極で発生する放電にて高温となった前記レーザ
媒質ガスを冷却する複数の熱交換器とを具備し、前記複
数の熱交換器の互いの位置関係を前記筐体への取付面に
対する垂直方向からみて前記筐体の中心に対してほぼ点
対称とするものである。
【0018】請求項4にかかるレーザ発振器は、請求項
3の具備する手段に加えて、前記複数の熱交換器の互い
の位置関係が、前記筐体への取付面に対する垂直方向か
らみて前記筐体の中心に対してほぼ点対称で前記筐体内
の前記レーザ媒質ガスの循環を妨げない位置とするもの
である。
【0019】請求項5にかかるレーザ発振器は、レーザ
媒質ガスを封入する筐体と、前記筐体内で対向して配設
され、前記レーザ媒質ガスを用いてレーザビームを発振
させる一対の放電電極と、前記レーザ媒質ガスを前記筐
体内で循環する循環手段と、前記筐体に配設され、前記
放電電極で発生する放電にて高温となった前記放電電極
を冷却する冷却媒質を供給・排出する放電電極用入口ポ
ート及び放電電極用出口ポートとを具備し、前記放電電
極用入口ポートと前記放電電極用出口ポートとの互いの
位置関係を前記筐体への取付面に対する垂直方向からみ
て前記放電電極に平行な前記筐体の中心線に対してほぼ
線対称とするものである。
【0020】請求項6にかかるレーザ発振器は、請求項
5の具備する手段に加えて、前記放電電極用入口ポート
と前記放電電極用出口ポートとの互いの位置関係が、前
記筐体への取付面に対する垂直方向からみて前記放電電
極に平行な前記筐体の中心線に対してほぼ線対称でコ−
ナ部とするものである。
【0021】請求項7にかかるレーザ発振器は、レーザ
媒質ガスを封入する筐体と、前記筐体内で対向して配設
され、前記レーザ媒質ガスを用いてレーザビームを発振
させる一対の放電電極と、前記レーザ媒質ガスを前記筐
体内で循環する循環手段と、前記筐体内に配設され、前
記放電電極で発生する放電にて高温となった前記レーザ
媒質ガスを冷却する熱交換器と、前記筐体に配設され、
前記熱交換器に冷却媒質を供給・排出する熱交換器用入
口ポート及び熱交換器用出口ポートと、前記熱交換器用
入口ポート及び前記熱交換器用出口ポートに熱絶縁性部
材を介して固定され、前記冷却媒質を流通する流路形成
部材とを具備するものである。
【0022】請求項8にかかるレーザ発振器は、レーザ
媒質ガスを封入する筐体と、前記筐体内で対向して配設
され、前記レーザ媒質ガスを用いてレーザビームを発振
させる一対の放電電極と、前記レーザ媒質ガスを前記筐
体内で循環する循環手段と、前記筐体に配設され、前記
放電電極で発生する放電にて高温となった前記放電電極
を冷却する冷却媒質を供給・排出する放電電極用入口ポ
ート及び放電電極用出口ポートと、前記放電電極用入口
ポート及び前記放電電極用出口ポートに熱絶縁性部材を
介して固定され、前記冷却媒質を流通する流路形成部材
とを具備するものである。
【0023】請求項9にかかるレーザ発振器は、請求項
7または請求項8の具備する手段に加えて、前記流路形
成部材が、少なくとも前記筐体に封入された前記レーザ
媒質ガスに曝される部分を前記レーザ媒質ガスで侵され
ない材料で形成するものである。
【0024】請求項10にかかるレーザ発振器は、請求
項9の具備する手段に加えて、前記流路形成部材の形成
材料を、金属、フッ素系樹脂またはセラミックスとする
ものである。
【0025】請求項11にかかるレーザ発振器は、レー
ザ媒質ガスを封入する筐体と、複数の支持棒に挿嵌され
る支持部材を介して前記筐体に支持される一対の対向す
る基板に複数のレーザ反射ミラーを配設するレーザビー
ム反射手段と、前記支持部材のほぼ真下に位置して前記
筐体に配設され、前記筐体を他の構造物に固定する固定
座とを具備するものである。
【0026】請求項12にかかるレーザ発振器は、請求
項11の具備する手段に加えて、前記固定座を、前記筐
体の長手方向のほぼ端部に位置して配設するものであ
る。
【0027】請求項13にかかるレーザ発振器は、レー
ザ媒質ガスを封入する筐体と、複数の支持棒に挿嵌され
る支持部材を介して前記筐体に支持される一対の対向す
る基板に複数のレーザ反射ミラーを配設するレーザビー
ム反射手段とを具備し、前記支持部材は一対の軸受に前
記支持棒が貫通されると共に、前記一対の軸受のうち一
方の軸受と前記支持棒との相対位置関係を機械的に決定
するものである。
【0028】請求項14にかかるレーザ発振器は、請求
項13の具備する手段に加えて、前記軸受と前記支持棒
との相対位置関係を、前記軸受に弾性部材を介して前記
支持棒の段差部に押付け機械的に決定するものである。
【0029】請求項15にかかるレーザ発振器は、レー
ザ媒質ガスを封入する筐体と、複数の支持棒に挿嵌され
る支持部材を介して前記筐体に支持される一対の対向す
る基板に複数のレーザ反射ミラーを配設するレーザビー
ム反射手段とを具備し、前記支持部材は一対の球面軸受
に前記支持棒が貫通されると共に、前記一対の球面軸受
のうち一方の球面軸受の片側を前記支持棒の段差部、反
対側を弾性部材にて押さえることで前記球面軸受と前記
支持棒との相対位置関係を機械的に決定するものであ
る。
【0030】請求項16にかかるレーザ発振器は、請求
項13または請求項15の具備する手段に加えて、前記
軸受または前記球面軸受と前記支持棒との相対位置関係
を、前記軸受または前記球面軸受にバネを介して前記支
持棒の段差部に押付け機械的に決定するものである。
【0031】請求項17にかかるレーザ発振器は、レー
ザ媒質ガスを封入する筐体と、前記筐体内で対向して配
設され、前記レーザ媒質ガスを用いてレーザビームを発
振させる一対の放電電極と、前記レーザ媒質ガスを前記
筐体内で循環する循環手段と、前記筐体内に配設され、
前記放電電極で発生する放電にて高温となった前記レー
ザ媒質ガスを冷却する複数の熱交換器とを具備し、前記
複数の熱交換器の互いの位置関係を前記筐体への取付面
に対する垂直方向からみて前記筐体の中心に対してほぼ
点対称とすると共に、更に、前記筐体の長手方向のほぼ
端部に位置して配設され、前記筐体を他の構造物に固定
する固定座を具備するものである。
【0032】請求項18にかかるレーザ発振器は、レー
ザ媒質ガスを封入する筐体と、前記筐体内で対向して配
設され、前記レーザ媒質ガスを用いてレーザビームを発
振させる一対の放電電極と、前記レーザ媒質ガスを前記
筐体内で循環する循環手段と、前記筐体内に配設され、
前記放電電極で発生する放電にて高温となった前記レー
ザ媒質ガスを冷却する熱交換器と、前記筐体に配設さ
れ、前記熱交換器に冷却媒質を供給・排出する熱交換器
用入口ポート及び熱交換器用出口ポートとを具備し、前
記熱交換器用入口ポートと前記熱交換器用出口ポートと
の互いの位置関係で前記筐体への取付面に対する垂直方
向からみて前記放電電極に平行な前記筐体の中心線から
の距離をほぼ等しくすると共に、更に、前記筐体の長手
方向のほぼ端部に位置して配設され、前記筐体を他の構
造物に固定する固定座を具備するものである。
【0033】請求項19にかかるレーザ発振器は、レー
ザ媒質ガスを封入する筐体と、前記筐体内で対向して配
設され、前記レーザ媒質ガスを用いてレーザビームを発
振させる一対の放電電極と、前記レーザ媒質ガスを前記
筐体内で循環する循環手段と、前記筐体に配設され、前
記放電電極で発生する放電にて高温となった前記放電電
極を冷却する冷却媒質を供給・排出する放電電極用入口
ポート及び放電電極用出口ポートとを具備し、前記放電
電極用入口ポート及び前記放電電極用出口ポートとの互
いの位置関係で前記筐体への取付面に対する垂直方向か
らみて前記放電電極に平行な前記筐体の中心線からの距
離をほぼ等しくすると共に、更に、前記筐体の長手方向
のほぼ端部に位置して配設され、前記筐体を他の構造物
に固定する固定座を具備するものである。
【0034】
【作用】請求項1においては、筐体内で対向して配設さ
れた一対の放電電極で発生する放電にて高温となり循環
手段にて循環されるレーザ媒質ガスを冷却する熱交換器
に冷却媒質を供給・排出するため筐体には熱交換器用入
口ポート及び熱交換器用出口ポートが配設されている。
これら熱交換器用入口ポート及び熱交換器用出口ポート
は互いの位置関係が筐体への取付面に対する垂直方向か
らみて放電電極に平行な筐体の中心線に対してほぼ線対
称に配設されており、筐体がレーザビーム方向に左右同
条件で冷却されることとなる。
【0035】請求項2においては、請求項1の作用に加
えて、熱交換器用入口ポート及び熱交換器用出口ポート
は互いの位置関係が筐体への取付面に対する垂直方向か
らみて放電電極に平行な筐体の中心線に対してほぼ線対
称でコ−ナ部に配設されており、筐体がレーザビーム方
向に左右同条件で冷却されると共に、熱交換器等の配置
の邪魔になることがない。
【0036】請求項3においては、筐体内で対向して配
設された一対の放電電極で発生する放電にて高温となり
循環手段にて循環されるレーザ媒質ガスを冷却する複数
の熱交換器が配設されている。これら複数の熱交換器は
互いの位置関係が筐体への取付面に対する垂直方向から
みて筐体の中心に対してほぼ点対称に配設されており、
筐体がレーザビーム方向に左右同条件で冷却されること
となる。
【0037】請求項4においては、請求項3の作用に加
えて、複数の熱交換器は互いの位置関係が筐体への取付
面に対する垂直方向からみて筐体の中心に対してほぼ点
対称で筐体内のレーザ媒質ガスの循環を妨げない位置に
配設されており、筐体がレーザビーム方向に左右同条件
で冷却されると共に、循環されるレーザ媒質ガスは熱交
換器で効率良く冷却されることとなる。
【0038】請求項5においては、筐体内で対向して配
設された一対の放電電極で発生する放電にて高温となっ
た放電電極を冷却する冷却媒質を供給・排出するため筐
体には放電電極用入口ポート及び放電電極用出口ポート
が配設されている。これら放電電極用入口ポート及び放
電電極用出口ポートは互いの位置関係が筐体への取付面
に対する垂直方向からみて放電電極に平行な筐体の中心
線に対してほぼ線対称に配設されており、筐体がレーザ
ビーム方向に左右同条件で冷却されることとなる。
【0039】請求項6においては、請求項5の作用に加
えて、放電電極用入口ポート及び放電電極用出口ポート
は互いの位置関係が筐体への取付面に対する垂直方向か
らみて放電電極に平行な筐体の中心線に対してほぼ線対
称でコ−ナ部に配設されており、筐体がレーザビーム方
向に左右同条件で冷却されると共に、熱交換器等の配置
の邪魔になることがない。
【0040】請求項7においては、筐体内で対向して配
設された一対の放電電極で発生する放電にて高温となり
循環手段にて循環されるレーザ媒質ガスを冷却する熱交
換器に冷却媒質を供給・排出するため筐体には熱交換器
用入口ポート及び熱交換器用出口ポートが配設されてい
る。これら熱交換器用入口ポート及び熱交換器用出口ポ
ートと筐体との間には流路形成部材が熱絶縁性部材を介
して固定されており、筐体が直接的に冷却されることは
ない。
【0041】請求項8においては、筐体内で対向して配
設された一対の放電電極で発生する放電にて高温となる
放電電極を冷却するための冷却媒質を供給・排出するた
め筐体には放電電極用入口ポート及び放電電極用出口ポ
ートが配設されている。これら放電電極用入口ポート及
び放電電極用出口ポートと筐体との間には流路形成部材
が熱絶縁性部材を介して固定されており、筐体が直接的
に冷却されることはない。
【0042】請求項9においては、請求項7または請求
項8の作用に加えて、流路形成部材の少なくとも筐体に
封入されたレーザ媒質ガスに曝される部分がそのレーザ
媒質ガスに侵されても劣化またはひび割れしない材料で
形成されており、筐体内のレーザ媒質ガスが流路形成部
材から外部に洩れることはない。
【0043】請求項10においては、請求項9の作用に
加えて、流路形成部材のレーザ媒質ガスに曝される部分
の形成材料が金属、フッ素系樹脂またはセラミックスと
されることで、流路形成部材は劣化またはひび割れする
ことなく、筐体内のレーザ媒質ガスが外部に洩れること
はない。
【0044】請求項11においては、一対の対向する基
板に複数のレーザ反射ミラーが配設されるレーザビーム
反射手段を筐体に支持する複数の支持棒に挿嵌される支
持部材のほぼ真下に筐体の固定座が位置するように配設
される。このため、筐体の熱歪の影響が基板に伝わり難
くなる。
【0045】請求項12においては、請求項11の作用
に加えて、固定座が、支持部材のほぼ真下で筐体の長手
方向のほぼ端部に位置して配設されるため、筐体の熱歪
の影響が基板に伝わり難くなる。
【0046】請求項13においては、一対の対向する基
板に複数のレーザ反射ミラーが配設されるレーザビーム
反射手段を筐体に支持する複数の支持棒に支持部材が挿
嵌されている。この支持部材である一対の軸受のうち筐
体側に位置決めされる一方の軸受と基板に一体的な支持
棒との相対位置関係が機械的に決定される。このよう
に、軸受と支持棒との相対位置関係を保持させること
で、筐体の熱歪の影響が基板に伝わり難くなる。
【0047】請求項14においては、請求項13の作用
に加えて、軸受と支持棒との相対位置関係が、軸受に弾
性部材を介して支持棒の段差部に押付け保持させること
で、確実に位置決めされる。
【0048】請求項15においては、一対の対向する基
板に複数のレーザ反射ミラーが配設されるレーザビーム
反射手段を筐体に支持する複数の支持棒に支持部材が挿
嵌されている。この支持部材である一対の球面軸受のう
ち一方の球面軸受の片側を支持棒の段差部、反対側を弾
性部材にて押さえることで、筐体側に位置決めされる球
面軸受と基板に一体的な支持棒との相対位置関係が機械
的に決定される。このように、軸受を球面軸受とするこ
とで、筐体側の捩じれをも吸収して支持棒に固定される
基板への筐体の熱歪の影響をなくすことができる。
【0049】請求項16においては、請求項13または
請求項15の作用に加えて、軸受または球面軸受と支持
棒との相対位置関係が、軸受または球面軸受にバネを介
して支持棒の段差部に押付け保持させることで、確実に
位置決めされる。
【0050】請求項17においては、筐体内で対向して
配設された一対の放電電極で発生する放電にて高温とな
り循環手段にて循環されるレーザ媒質ガスを冷却する複
数の熱交換器が配設されている。これら複数の熱交換器
は互いの位置関係が筐体への取付面に対する垂直方向か
らみて筐体の中心に対してほぼ点対称に配設されてお
り、筐体はレーザビーム方向に左右同条件で冷却される
こととなる。また、筐体を他の堅固な構造物に固定する
固定座が筐体の長手方向のほぼ端部に位置するように配
設される。このため、筐体が熱歪の影響を受け難くな
る。
【0051】請求項18においては、筐体内で対向して
配設された一対の放電電極で発生する放電にて高温とな
り循環手段にて循環されるレーザ媒質ガスを冷却する熱
交換器に冷却媒質を供給・排出するため筐体には熱交換
器用入口ポート及び熱交換器用出口ポートが配設されて
いる。これら熱交換器用入口ポート及び熱交換器用出口
ポートは互いの位置関係が筐体への取付面に対する垂直
方向からみて放電電極に平行な筐体の中心線からほぼ等
しい距離となるように配設されており、筐体はレーザビ
ーム方向に左右同条件で冷却されることとなる。また、
筐体を他の堅固な構造物に固定する固定座が筐体の長手
方向のほぼ端部に位置するように配設される。このた
め、筐体が熱歪の影響を受け難くなる。
【0052】請求項19においては、筐体内で対向して
配設された一対の放電電極で発生する放電にて高温とな
った放電電極を冷却する冷却媒質を供給・排出するため
筐体には放電電極用入口ポート及び放電電極用出口ポー
トが配設されている。これら放電電極用入口ポート及び
放電電極用出口ポートは互いの位置関係が筐体への取付
面に対する垂直方向からみて放電電極に平行な筐体の中
心線からほぼ等しい距離となるように配設されており、
筐体はレーザビーム方向に左右同条件で冷却されること
となる。また、筐体を他の堅固な構造物に固定する固定
座が筐体の長手方向のほぼ端部に位置するように配設さ
れる。このため、筐体が熱歪の影響を受け難くなる。
【0053】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。 実施例1.図1は本発明の第一実施例にかかるレーザ発
振器の構成を示す正面図、図2は図1の上面図である。
なお、レーザ発振器の全体構成は図20に示す従来装置
と同様であり、その説明を省略する。また、図1及び図
2では、前述の図21及び図22に示す従来装置と同様
の構成または相当部分からなるものについては同一符号
及び同一記号を付してその詳細な説明を省略し、以下に
その相違点について述べる。
【0054】図1及び図2において、筐体10に設けら
れた熱交換器用入口ポート34から筐体10内に導入さ
れた冷却媒質は配管35を通って熱交換器8に供給さ
れ、配管37を通って上面側からみて熱交換器用入口ポ
ート34と放電電極4a,4bに平行な筐体10の中心
線に対してほぼ線対称の位置に設けられた熱交換器用出
口ポート36から再び筐体10外へと排出される。
【0055】次に、その動作について説明する。レーザ
発振器の準備動作において、熱交換器用入口ポート34
及び熱交換器用出口ポート36を介して冷却媒質が流通
する筐体10は、従来装置と同様に、冷却媒質により室
温状態から徐々に冷却媒質の温度に近くなるように温度
変動していく。室温より冷却媒質の温度が低い場合にお
いて、図3の上面図に斜線で示す部分が熱交換器用入口
ポート34及び熱交換器用出口ポート36からの熱伝導
により部分的に冷却されるが、冷却媒質の流量は大きい
ので出入口温度はほとんど同一温度であり、図3の上側
(支持棒24a,24b側)部分と下側(支持棒24c
側)部分で同じように線膨張による収縮が発生し、筐体
10に曲げを生じさせるような歪が発生しない。つま
り、第1のモードの筐体歪の発生がなく、結果的に、筐
体10に支持される基板20a,20bの位置が変化し
難くなり、レーザ発振した場合におけるレーザビームの
ポインティングが安定する。
【0056】このように、本発明の第一実施例のレーザ
発振器は、レーザ媒質ガスを封入する筐体10と、筐体
10内で対向して配設され、前記レーザ媒質ガスを用い
てレーザビームを発振させる一対の放電電極4a,4b
と、前記レーザ媒質ガスを筐体10内で循環するブロワ
6にて達成される循環手段と、筐体10内に配設され、
放電電極4a,4bで発生する放電にて高温となった前
記レーザ媒質ガスを冷却する熱交換器8と、筐体10に
配設され、熱交換器8に冷却媒質を供給・排出する熱交
換器用入口ポート34及び熱交換器用出口ポート36と
を具備し、熱交換器用入口ポート34と熱交換器用出口
ポート36との互いの位置関係を筐体10への取付面に
対する垂直方向からみて放電電極4a,4bに平行な筐
体10の中心線に対してほぼ線対称とする実施例とする
ことができる。
【0057】したがって、筐体10には熱交換器用入口
ポート34及び熱交換器用出口ポート36が互いの位置
関係を筐体10への取付面に対する垂直方向からみて放
電電極4a,4bに平行な筐体10の中心線に対してほ
ぼ線対称となるように配設されており、筐体10はレー
ザビーム方向に左右同条件で冷却されることとなる。故
に、熱交換器用入口ポート34と熱交換器用出口ポート
36とにより冷却される筐体10は熱歪による曲がりを
生じ難く、第1のモードの筐体歪の量を低減できる。
【0058】また、本実施例のレーザ発振器は、熱交換
器用入口ポート34と熱交換器用出口ポート36との互
いの位置関係は、筐体10への取付面に対する垂直方向
からみて放電電極4a,4bに平行な筐体10の中心線
に対してほぼ線対称でコ−ナ部とする実施例とすること
ができる。
【0059】したがって、筐体10には熱交換器用入口
ポート34及び熱交換器用出口ポート36が互いの位置
関係を筐体10への取付面に対する垂直方向からみて放
電電極4a,4bに平行な筐体10の中心線に対してほ
ぼ線対称でコ−ナ部となるように配設されており、筐体
10はレーザビーム方向に左右同条件で冷却されること
となる。故に、熱交換器用入口ポート34と熱交換器用
出口ポート36とにより冷却される筐体10は熱歪によ
る曲がりを生じ難く、第1のモードの筐体歪の量を低減
できる。また、筐体10内部における熱交換器8等の配
置の自由度が向上する。
【0060】実施例2.図4は本発明の第二実施例にか
かるレーザ発振器の構成を示す正面図、図5は図4の上
面図である。なお、レーザ発振器の全体構成は図20に
示す従来装置と同様であり、その説明を省略する。ま
た、図4及び図5では、前述の図21及び図22に示す
従来装置と同様の構成または相当部分からなるものにつ
いては同一符号及び同一記号を付してその詳細な説明を
省略し、以下にその相違点について述べる。
【0061】図4及び図5において、筐体10内には上
側からみて筐体10の中心に対してほぼ点対称の位置に
2個の熱交換器8a,8bと、それら2個の熱交換器8
a,8bに取付けられたダクト3a,3bが設けられて
いる。各熱交換器8a,8bに対して設けられた熱交換
器用入口ポート34a,34bから筐体10内に導入さ
れた冷却媒質はそれぞれの配管35a,35bを通って
熱交換器8a,8bに供給され、それぞれの配管37
a,37bを通ってそれぞれの熱交換器8a,8bに対
して設けられた熱交換器用出口ポート36a,36bか
ら再び筐体10外へと排出される。
【0062】次に、その動作について説明する。レーザ
発振器を動作させると一対の放電電極4a,4bを通過
した高温のレーザ媒質ガスがダクト3a,3b内を流れ
るために、従来装置と同様に、ダクト3a,3bが高温
となり、高温となったダクトからの熱輻射によりダクト
3a,3bに近接した筐体10が入熱を受け、ダクト3
a,3bに面した筐体10の温度が徐々に上昇して線膨
張により膨張する。また、上側からみて筐体10の中心
に対してほぼ点対称の位置に設けられた2個の熱交換器
8a,8bに取付けられたダクト3a,3bも上側から
みて筐体10の中心に対してほぼ点対称の位置に設けら
れている。このため、図6の上面図に波線で示す筐体1
0部分がダクト3a,3bからの熱輻射により熱される
が、上側部分と下側部分で同じように線膨張による膨張
が発生し、筐体10に曲げを生じさせるような歪の発生
が減少する。つまり、第2のモードの筐体歪の低減が図
れ、結果的に、筐体10に支持される基板20a,20
bの位置が変化し難くなり、レーザ発振した場合におけ
るレーザビームのポインティングが安定する。なお、本
実施例の構成は後述の第五実施例と組合わせることによ
り、最も効果的となるがこれについては第八実施例とし
て後述する。
【0063】このように、本発明の第二実施例のレーザ
発振器は、レーザ媒質ガスを封入する筐体10と、筐体
10内で対向して配設され、前記レーザ媒質ガスを用い
てレーザビームを発振させる一対の放電電極4a,4b
と、前記レーザ媒質ガスを筐体10内で循環するブロワ
6a,6bにて達成される循環手段と、筐体10内に配
設され、放電電極4a,4bで発生する放電にて高温と
なった前記レーザ媒質ガスを冷却する複数の熱交換器8
a,8bとを具備し、複数の熱交換器8a,8bの互い
の位置関係を筐体10への取付面に対する垂直方向から
みて筐体10の中心に対してほぼ点対称とする実施例と
することができる。
【0064】したがって、筐体10には複数の熱交換器
8a,8bが互いの位置関係を筐体10への取付面に対
する垂直方向からみて筐体10の中心に対してほぼ点対
称となるように配設されており、筐体10はレーザビー
ム方向に左右同条件で冷却されることとなる。故に、複
数の熱交換器8a,8bにより輻射熱を受ける筐体10
は熱歪による曲がりを生じ難く、第2のモードの筐体歪
の量を低減できる。
【0065】また、本実施例のレーザ発振器は、複数の
熱交換器8a,8bの互いの位置関係は、筐体10への
取付面に対する垂直方向からみて筐体10の中心に対し
てほぼ点対称で筐体10内の前記レーザ媒質ガスの循環
を妨げない位置とする実施例とすることができる。
【0066】したがって、筐体10には複数の熱交換器
8a,8bが互いの位置関係を筐体10への取付面に対
する垂直方向からみて筐体10の中心に対してほぼ点対
称で筐体10内のレーザ媒質ガスの循環を妨げない位置
となるように配設されており、筐体10はレーザビーム
方向に左右同条件で冷却されることとなる。故に、複数
の熱交換器8a,8bにより輻射熱を受ける筐体10は
熱歪による曲がりを生じ難く、第2のモードの筐体歪の
量を低減できる。また、筐体10内を循環されるレーザ
媒質ガスが熱交換器8a,8bで効率良く冷却できる。
【0067】実施例3.図1は本発明の第三実施例にか
かるレーザ発振器の構成を示す正面図、図2は図1の上
面図である。なお、レーザ発振器の全体構成は図20に
示す従来装置と同様であり、その説明を省略する。ま
た、図1及び図2では、前述の図21及び図22に示す
従来装置と同様の構成または相当部分からなるものにつ
いては同一符号及び同一記号を付してその詳細な説明を
省略し、以下にその相違点について述べる。
【0068】図1及び図2において、筐体10に設けら
れた放電電極用入口ポート40から筐体10内に導入さ
れた冷却媒質は配管41を通って上側の放電電極4aに
入り、配管45を通って下側の放電電極4bに入ったの
ち、配管43を通って上面側からみて放電電極用入口ポ
ート40と放電電極4a,4bに平行な筐体10の中心
線に対してほぼ線対称の位置に設けられた放電電極用出
口ポート42から再び筐体10外へと排出される。
【0069】次に、その動作について説明する。レーザ
発振器の準備動作において、放電電極用入口ポート40
及び放電電極用出口ポート42を介して冷却媒質が流通
する筐体10は、従来装置と同様に、冷却媒質により室
温状態から徐々に冷却媒質の温度に近くなるように温度
変動していく。室温より冷却媒質の温度が低い場合にお
いて、図3の上面図に斜線で示す部分が放電電極用入口
ポート40及び放電電極用出口ポート42からの熱伝導
により部分的に冷却されるが、冷却媒質の流量は大きい
ので出入口温度はほとんど同一温度であり、図3の上側
(ダクト3側)部分と下側(ブロワ6側)部分で同じよ
うに線膨張による収縮が発生し、筐体10に曲げを生じ
させるような歪が発生しない。つまり、第1のモードの
筐体歪の発生がなく、結果的に、筐体10に支持される
基板20a,20bの位置が変化し難くなり、レーザ発
振した場合におけるレーザビームのポインティングが安
定する。
【0070】このように、本発明の第三実施例のレーザ
発振器は、レーザ媒質ガスを封入する筐体10と、筐体
10内で対向して配設され、前記レーザ媒質ガスを用い
てレーザビームを発振させる一対の放電電極4a,4b
と、前記レーザ媒質ガスを筐体10内で循環するブロワ
6にて達成される循環手段と、筐体10内に配設され、
放電電極4a,4bで発生する放電にて高温となった放
電電極4a,4bを冷却する冷却媒質を供給・排出する
放電電極用入口ポート40及び放電電極用出口ポート4
2とを具備し、放電電極用入口ポート40と放電電極用
出口ポート42との互いの位置関係を筐体10への取付
面に対する垂直方向からみて放電電極4a,4bに平行
な筐体10の中心線に対してほぼ線対称とする実施例と
することができる。
【0071】したがって、筐体10には放電電極用入口
ポート40及び放電電極用出口ポート42が互いの位置
関係を筐体10への取付面に対する垂直方向からみて放
電電極4a,4bに平行な筐体10の中心線に対してほ
ぼ線対称となるように配設されており、筐体10はレー
ザビーム方向に左右同条件で冷却されることとなる。故
に、放電電極用入口ポート40と放電電極用出口ポート
42とにより冷却される筐体10は熱歪による曲がりを
生じ難く、第1のモードの筐体歪の量を低減できる。
【0072】また、本実施例のレーザ発振器は、放電電
極用入口ポート40と放電電極用出口ポート42との互
いの位置関係は、筐体10への取付面に対する垂直方向
からみて放電電極4a,4bに平行な筐体10の中心線
に対してほぼ線対称でコ−ナ部とする実施例とするとこ
ができる。
【0073】したがって、筐体10には放電電極用入口
ポート40及び放電電極用出口ポート42が互いの位置
関係を筐体10への取付面に対する垂直方向からみて放
電電極4a,4bに平行な筐体10の中心線に対してほ
ぼ線対称でコ−ナ部となるように配設されており、筐体
10はレーザビーム方向に左右同条件で冷却されること
となる。故に、放電電極用入口ポート40と放電電極用
出口ポート42とにより冷却される筐体10は熱歪によ
る曲がりを生じ難く、第1のモードの筐体歪の量を低減
できる。また、筐体10内部における熱交換器8等の配
置の自由度が向上する。
【0074】実施例4.図7は本発明の第四実施例にか
かるレーザ発振器の筐体に配設される熱交換器用入口ポ
ートの構成を示す拡大詳細断面図である。なお、レーザ
発振器の全体構成は図20に示す従来装置と同様であ
り、その説明を省略する。また、図7では、上述の第一
実施例〜第三実施例と同様の構成または相当部分からな
るものについては同一符号及び同一記号を付してその詳
細な説明を省略する。
【0075】図7において、34は筐体10に設けられ
た熱交換器用入口ポート、35は熱交換器8に冷却媒質
を供給する配管、50は冷却媒質が流通する流路形成部
材である配管部品、51は熱絶縁性部材であるOリン
グ、52,53は同じく熱絶縁性部材である絶縁ワッシ
ャ、54はネジ、55は配管部品50に冷却媒質を筐体
10外から導入する配管である。なお、筐体10におけ
る熱交換器用出口ポート36も同様の構成である。この
構成において、Oリング51と配管部品50は真空状態
である筐体10内のレーザ媒質ガスに接することとなり
材質の選定には注意を要する。通常、Oリング材質とし
て使用されるニトリルゴムまた、構造材として使用され
るナイロン及びポリカーボネート等のプラスチック材料
では真空に曝される部分が劣化しひび割れが発生したり
する。このため、本実施例で用いるOリング51はフッ
素ゴム系の材質により構成され、配管部品50は金属ま
たはPVdF等のフッ素系樹脂やセラミックスで構成さ
れている。絶縁ワッシャ52,53は真空に曝されない
ので例えば、ポリカーボネート等のプラスチック材料で
構成すればよい。
【0076】次に、その動作について説明する。本実施
例の構成では、冷却媒質と筐体10の熱交換器用入口ポ
ート34はOリング51と絶縁ワッシャ52,53とに
より熱絶縁されているため、冷却媒質の温度が変化して
も筐体10に熱が伝わり難い構造となっている。また、
配管部品50を熱伝導性の低いフッ素系樹脂やセラミッ
クスで構成すれば、金属で構成するよりも効果があり、
また、絶縁ワッシャ52,53を省略することができ
る。筐体10における熱交換器用出口ポート36も同様
の構成であり、冷却媒質の温度変化の影響を筐体10が
受けない構造のため、レーザ発振した場合におけるレー
ザビームのポインティングが安定する。
【0077】本実施例においては、筐体10に配設され
る熱交換器用入口ポート34及び熱交換器用出口ポート
36の熱絶縁構造として、配管部品50はその円筒面部
にOリング51を挿入する場合について示したが、この
他、図8に示すように、フランジ固定式にしてもよい。
このとき、ネジ56に熱絶縁材質であるポリカーボネー
ト等のプラスチック材料を使用したり、配管部品50を
熱伝導性の低いフッ素系樹脂やセラミックスで構成すれ
ば絶縁ワッシャ52を省略してもよい。
【0078】このように、本発明の第四実施例のレーザ
発振器は、レーザ媒質ガスを封入する筐体10と、筐体
10内で対向して配設され、前記レーザ媒質ガスを用い
てレーザビームを発振させる一対の放電電極4a,4b
と、前記レーザ媒質ガスを前記筐体10内で循環するブ
ロワ6にて達成される循環手段と、筐体10内に配設さ
れ、放電電極4a,4bで発生する放電にて高温となっ
た前記レーザ媒質ガスを冷却する熱交換器8と、筐体1
0に配設され、熱交換器8に冷却媒質を供給・排出する
熱交換器用入口ポート34及び熱交換器用出口ポート3
6と、熱交換器用入口ポート34及び熱交換器用出口ポ
ート36にOリング51及び絶縁ワッシャ52,53か
らなる熱絶縁性部材を介して固定され、前記冷却媒質を
流通する配管部品50からなる流路形成部材とを具備す
る実施例とすることができる。
【0079】したがって、熱交換器用入口ポート34と
熱交換器用出口ポート36とはOリング51及び絶縁ワ
ッシャ52,53からなる熱絶縁性部材を介し、冷却媒
質を流通する配管部品50からなる流路形成部材にて筐
体10に固定されることとなる。故に、熱交換器用入口
ポート34及び熱交換器用出口ポート36が配設されて
いても筐体10は温度的に安定し、第1のモードの筐体
歪の量を低減できる。
【0080】ところで、上述の第四実施例では、筐体1
0に配設される熱交換器用入口ポート34及び熱交換器
用出口ポート36に熱絶縁構造を適用したが、変形例と
して、同様の熱絶縁構造を筐体10に配設される放電電
極用入口ポート40及び放電電極用出口ポート42に対
しても適用することができる。
【0081】このように、本発明の第四実施例の変形例
のレーザ発振器は、レーザ媒質ガスを封入する筐体10
と、筐体10内で対向して配設され、前記レーザ媒質ガ
スを用いてレーザビームを発振させる一対の放電電極4
a,4bと、前記レーザ媒質ガスを前記筐体10内で循
環するブロワ6にて達成される循環手段と、筐体10に
配設され、放電電極4a,4bで発生する放電にて高温
となった放電電極4a,4bを冷却する冷却媒質を供給
・排出する放電電極用入口ポート40及び放電電極用出
口ポート42と、放電電極用入口ポート40及び放電電
極用出口ポート42にOリング51及び絶縁ワッシャ5
2,53からなる熱絶縁性部材を介して固定され、前記
冷却媒質を流通する配管部品50からなる流路形成部材
とを具備する実施例とすることができる。
【0082】したがって、放電電極用入口ポート40と
放電電極用出口ポート42とはOリング51及び絶縁ワ
ッシャ52,53からなる熱絶縁性部材を介し、冷却媒
質を流通する配管部品50からなる流路形成部材にて筐
体10に固定されることとなる。故に、放電電極用入口
ポート40及び放電電極用出口ポート42が配設されて
いても筐体10は温度的に安定し、第1のモードの筐体
歪の量を低減できる。
【0083】また、本実施例のレーザ発振器は、冷却媒
質を流通する配管部品50からなる流路形成部材が、少
なくとも筐体10に封入された前記レーザ媒質ガスに曝
される部分を前記レーザ媒質ガスに侵されない材料で形
成する実施例とすることができる。
【0084】したがって、冷却媒質を流通する配管部品
50はレーザ媒質ガスに侵されて劣化またはひび割れす
ることがない。故に、配管部品50から筐体10内のレ
ーザ媒質ガスが外部に洩れることはない。
【0085】更に、本実施例のレーザ発振器は、冷却媒
質を流通する配管部品50からなる流路形成部材の形成
材料が、金属、フッ素系樹脂またはセラミックスとする
実施例とすることができる。このものにおいても、上述
と同様の作用・効果が期待できる。
【0086】実施例5.図9は本発明の第五実施例にか
かるレーザ発振器を示す正面図、図10は図9の上面図
である。なお、レーザ発振器の全体構成は図20に示す
従来装置と同様であり、その説明を省略する。また、図
9及び図10では、固定座22の位置が異なること以外
は前述の図21及び図22に示す従来装置と同一であ
り、同様の構成または相当部分からなるものについては
同一符号及び同一記号を付してその詳細な説明を省略
し、以下にその相違点について述べる。
【0087】本実施例では、固定座22は支持棒24
a,24bが筐体10に支持されている箇所のほぼ真下
の位置に設けられている。従来装置で述べたように、筐
体10が熱歪により収縮・膨張し筐体10に曲げを生じ
るような応力がかかっても、固定座22は堅固な構造物
に固定されているため位置が変化し難い。したがって、
この構成によれば、例えば、図11のようにレーザ発振
時においてダクト3側の温度が高くなっても支持棒24
a,24b,24cに支持される位置の変化量を小さく
でき、第2のモードの筐体歪が発生してもレーザ発振し
た場合におけるレーザビームのポインティングが安定す
る。また、第1のモードの筐体歪に対しても同様の効果
がある。
【0088】ここで、本実施例における固定座22の優
位性を先行技術文献との比較により述べる。例えば、特
開昭57−97689号公報、特開昭61−18898
7号公報及び特開平2−168683号公報には、本実
施例と類似の構造が開示されている。ここで、本実施例
と大きく異なるところは、上記先行技術文献のいずれも
が本実施例の図9及び図10に示す基板20a,20b
または支持棒24a,24b,24cを直接レーザ発振
器を固定する台座等の堅固な構造物に固定またはスライ
ドさせる構造になっているところである。即ち、これら
の先行技術文献では、レーザビームが取出される側の基
板(図10の基板20a)を固定し、基板20bに相当
する部分をスライドさせたり、特開平2−168683
に示されるラダーを使ったりして、構造物の動きを吸収
しようとしており、本実施例における筐体10に相当す
る円筒形状励起部(特開昭61−188987)または
レーザ管(特開平2−168683)またはレーザ発振
器(特開昭57−97689)の動きを吸収するような
概念はなく目的が異なっている。また、本実施例の基本
的構成である球面軸受と転がり軸受とを用いて基板を支
持し、筐体のねじれ変形を球面軸受で吸収する概念がな
い。更に、本実施例では構造物に固定するのは筐体10
であり、支持棒24a,24b,24cは筐体10のね
じれに対しても自由に動くことができるため、基板20
a,20bへの影響がない。これに対して、上記先行技
術文献ではレーザビームが取出される基板全体が構造物
に固定され、即ち、支持棒の長手方向に垂直な方向にそ
の位置が固定されているため、図10の紙面に平行な面
に対して構造物が捩じれて歪む場合には、支持棒がその
動きと共に曲がりを生じ、基板の取付角度が変わり、ひ
いてはレーザビームの出力光軸が動く。更に、類似の先
行技術文献として、実開平3ー45673号公報がある
が、この先行技術文献においても筐体の歪を吸収するこ
とについての記述はなく、また、連結棒長手方向(レー
ザビーム光軸方向)の動きについては考慮されている
が、長手方向と垂直方向(図10の紙面方向面内)への
ケーシングの保持板の歪に対する考慮はなく基本概念が
異なるものである。
【0089】このように、本発明の第五実施例のレーザ
発振器は、レーザ媒質ガスを封入する筐体10と、複数
の支持棒24a,24bに挿嵌される転がり軸受11、
ブラケット12、ハウジング13、球面軸受14及びフ
ランジ15からなる支持部材を介して筐体10に支持さ
れる一対の対向する基板20a,20bに複数のレーザ
反射ミラー32,26を配設するレーザビーム反射手段
5a,5bと、前記支持部材のほぼ真下に位置して筐体
10に配設され、筐体10を他の構造物に固定する固定
座22とを具備する実施例とすることができる。
【0090】したがって、筐体10の固定座22は、複
数のレーザ反射ミラー32,26が配設されるレーザビ
ーム反射手段5a,5bの転がり軸受11、ブラケット
12、ハウジング13、球面軸受14及びフランジ15
からなる支持部材の真下とされ、この支持部材と固定座
22とはほぼ同一垂直平面上に配置されることとなる。
故に、レーザビーム反射手段5a,5bの支持部材のほ
ぼ真下に位置するように設けられた筐体10の固定座2
2は、第1のモードの筐体歪及び第2のモードの筐体歪
が発生したときの支持部材の位置の移動を減少させる。
【0091】また、本実施例のレーザ発振器は、固定座
22を、筐体10の長手方向のほぼ端部に位置して配設
する実施例とすることができる。このものにおいても、
上述と同様の作用・効果が期待できる。
【0092】実施例6.図12は本発明の第六実施例に
かかるレーザ発振器の筐体において一対の対向する基板
を支持する支持棒と支持部材との構成を示し、図23の
従来装置のB−B線に沿う断面図に対応する拡大詳細断
面図である。なお、レーザ発振器の全体構成は図20に
示す従来装置と同様であり、その説明を省略する。ま
た、図12では、上述の第一実施例〜第五実施例と同様
の構成または相当部分からなるものについては同一符号
及び同一記号を付してその詳細な説明を省略する。図1
2において、61はバネであり、バネ61は転がり軸受
11を支持棒24bの段差部に常時、当接させている。
【0093】前述したように、図26に示す従来装置に
おけるカラー17及び転がり軸受11は、低線膨張率の
インバー等の材質で作るのであるが、加工性が非常に悪
く困難であるため、鉄などの加工容易な一般的な金属材
料で作られている。これらの部分が温度変化するとカラ
ー17と転がり軸受11の長さに応じた線膨張が生じ、
温度が高くなると支持棒24bよりもカラー17及び転
がり軸受11の方が大きく延びる。このために、従来装
置では、支持棒24bが転がり軸受11と接している段
差部と基板20aとの距離が長くなる方向に変化し、支
持棒24bに支持された部分の基板間距離が大きくな
り、基板同士の平行性が狂ってしまっていた。
【0094】これに対して、図12の本実施例装置によ
れば、カラー17の替わりにバネ61が挿入されてお
り、転がり軸受11はバネ61の付勢力により支持棒2
4bの段付部に押付けられている。この構造は単なるプ
リロードではなく、線膨張による長さの変化を吸収する
ものである。この動作は、温度変化による転がり軸受1
1の厚み方向の膨張が生じてもそれに見合うだけバネ6
1の付勢力が大きくなるだけであり、支持棒24bが転
がり軸受11と接している段差部と基板20aとの距離
は支持棒24bの長さで決まる。支持棒24bは前述し
たように低線膨張係数の材質で形成されており、基板同
士の平行性が精度良く保たれる。したがって、レーザ発
振した場合におけるレーザビームのポインティングが安
定する。
【0095】このように、本発明の第六実施例のレーザ
発振器は、レーザ媒質ガスを封入する筐体10と、複数
の支持棒24a,24bに挿嵌される転がり軸受11、
ブラケット12、ハウジング13、球面軸受14及びフ
ランジ15からなる支持部材を介して筐体10に支持さ
れる一対の対向する基板20a,20bに複数のレーザ
反射ミラーを配設するレーザビーム反射手段5a,5b
とを具備し、前記支持部材は一対の転がり軸受11に支
持棒24bが貫通されると共に、一対の転がり軸受11
のうち一方の転がり軸受11と支持棒24bとの相対位
置関係を機械的に決定する実施例とすることができる。
【0096】したがって、一対の対向する基板20a,
20bに複数のレーザ反射ミラーが配設されるレーザビ
ーム反射手段5a,5bを筐体10に支持する複数の支
持棒24a,24bに支持部材が挿嵌されている。この
支持部材である一対の転がり軸受11のうち筐体10側
に位置決めされる一方の転がり軸受11と基板20aに
一体的な支持棒24bとの相対位置関係が機械的に決定
される。これにより、転がり軸受11と支持棒24bと
の相対位置関係を保持させることができる。故に、支持
棒24bと筐体10との干渉がなくなり、筐体10に対
する基板20a,20bの位置の再現性が向上し、筐体
10の熱歪の影響を基板20a,20bに伝わり難くで
きる。
【0097】また、本実施例のレーザ発振器は、転がり
軸受11と支持棒24bとの相対位置関係は、転がり軸
受11に弾性部材を介して支持棒24bの段差部に押付
け機械的に決定する実施例とすることができる。このも
のにおいても、上述と同様の作用・効果が期待できる。
【0098】実施例7.図15は本発明の第七実施例に
かかるレーザ発振器の筐体において一対の対向する基板
を支持する支持棒と支持部材との構成を示す拡大詳細断
面図である。なお、レーザ発振器の全体構成は図20に
示す従来装置と同様であり、その説明を省略する。ま
た、図13はレーザ発振器の右側面図、図14はレーザ
発振器の左側面図であり、図13のA1 −A1 線に沿う
断面図である図15の基板の支持構造が異なる以外は前
述の従来装置と同一である。図15では、上述の第一実
施例〜第六実施例と同様の構成または相当部分からなる
ものについては同一符号及び同一記号を付してその詳細
な説明を省略する。ここで、図14のA2 −A2 線に沿
う断面図は図25に示す従来構造と同一であり、図13
及び図14のB−B線に沿う断面図及びC−C線に沿う
断面図は図26及び図24に示す従来構造とそれぞれ同
一である。以下にその相違点について述べる。図15に
おいて、62はバネであり、バネ62は球面軸受14を
支持棒24aの段差部に常時、当接させている。
【0099】従来装置では、3本の支持棒24a,24
b,24cにおけるそれぞれの支持方法が基板20a側
と20b側とにおいて同一であったが、本実施例におい
ては支持棒24aの支持方法が基板20a側と20b側
とで異なっている。従来の支持方法では筐体10と3本
の支持棒24a,24b,24cを介した一対の基板2
0a,20bとの相対位置関係を機械的に決定する要素
がなかった。即ち、支持棒24aは球面軸受14の内面
をスライド可能であり、支持棒24bはカラー17によ
り機械的に位置の定められた転がり軸受11とブラケッ
ト12の間でスライド可能であるからである。したがっ
て、輸送時等大きな加速度が加わると上記スライド部が
スライドしてしまい、支持棒24aの段付部とハウジン
グ13や支持棒24bの段付部とブラケット12が接触
し、接触する前は無関係であったものが接触した部分が
筐体10と同じ動きになり、接触する箇所は一定しない
ので基板20a,20bの動きに再現性が乏しくレーザ
ビームのポインティングの再現性の欠如の要因となって
いた。また、従来、共振器ミラー同士の平行性が保たれ
れば、レーザ動作時のレーザビームの特性は変わらない
と考えられていたが、相対する共振器ミラー即ち、一対
の基板20a,20bと筐体10の相対位置関係がずれ
ていくとレーザビームのビームモードや集光性能といっ
た特性が変化することが分かった。レーザ動作のON・
OFFの繰返しや環境温度の変化により、通常、鉄等の
金属で構成された筐体10と低線膨張材質で構成された
支持棒24a,24b,24cの長さの変化がその都度
生じるが、元の状態に戻った時に必ずしも一対の基板2
0a,20bと筐体10との相対位置関係が元通りにな
るとは限らず、経時的に徐々に相対位置ずれが大きくな
るという事態を生じて、レーザビームの特性の経時変化
が生じることがあった。
【0100】これに対して、本実施例によれば、ハウジ
ング13及びフランジ15を介して筐体10の左右に挿
嵌された球面軸受14のうち基板20a側の球面軸受1
4のみを基板20aとの相対位置関係を機械的に決定す
るように構成したので輸送時等の大きな加速度が加わっ
ても一対の基板20a,20bと筐体10との相対位置
関係は変化せずレーザビームのポインティングの再現性
のよい発振器が得られる。また、レーザ動作のON・O
FFの繰返しや環境温度の変化により、通常、鉄等の金
属で構成された筐体10と低線膨張材質で構成された支
持棒24a,24b,24cの長さの変化がその都度生
じても、球面軸受14と一対の基板20a,20bの相
対位置関係を機械的に決定するように構成したので元の
状態に戻った時に必ず一対の基板20a,20bと筐体
10との相対位置関係が元通りになり、経時的なレーザ
ビームの特性の変化が生じない。また、本実施例は第六
実施例の支持構造と同様に、温度変化による球面軸受1
4の厚み方向の膨張が生じてもそれに見合うだけバネ6
2の付勢力が大きくなるだけであり、支持棒24aが球
面軸受14と接している段差部と基板20aとの距離は
支持棒24aの長さで決まる。支持棒24aは前述した
ように低線膨張係数の材質で構成されており、基板同士
の平行性が精度良く保たれる。したがって、第六実施例
と同様に、レーザ発振した場合におけるレーザビームの
ポインティングが安定する効果も有している。
【0101】このように、本発明の第七実施例のレーザ
発振器は、レーザ媒質ガスを封入する筐体10と、複数
の支持棒24a,24bに挿嵌される転がり軸受11、
ブラケット12、ハウジング13、球面軸受14及びフ
ランジ15からなる支持部材を介して筐体10に支持さ
れる一対の対向する基板20a,20bに複数のレーザ
反射ミラーを配設するレーザビーム反射手段5a,5b
とを具備し、前記支持部材は一対の球面軸受14に支持
棒24aが貫通されると共に、一対の球面軸受14のう
ち一方の球面軸受14の片側を支持棒24aの段差部、
反対側をバネ62からなる弾性部材にて押さえることで
球面軸受14と支持棒24aとの相対位置関係を機械的
に決定する実施例とすることができる。
【0102】したがって、一対の対向する基板20a,
20bに複数のレーザ反射ミラーが配設されるレーザビ
ーム反射手段5a,5bを筐体10に支持する複数の支
持棒24a,24bに支持部材が挿嵌されている。この
支持部材である一対の球面軸受14のうち一方の球面軸
受14の片側を支持棒24aの段差部、反対側をバネ6
2にて押さえることで、筐体10側に位置決めされる球
面軸受14と基板20aに一体的な支持棒24aとの相
対位置関係が機械的に決定される。これにより、球面軸
受14と支持棒24aとの相対位置関係を保持させるこ
とができる。故に、支持棒24aと筐体10との干渉が
なくなり、筐体10に対する基板20a,20bの位置
の再現性が向上し、筐体10の熱歪の影響を基板20
a,20bに伝わり難くできる。
【0103】また、本実施例のレーザ発振器は、転がり
軸受11または球面軸受14と支持棒24aとの相対位
置関係は、転がり軸受11または球面軸受14にバネを
介して前記支持棒の段差部に押付け機械的に決定する実
施例とすることができる。このものにおいても、上述と
同様の作用・効果が期待できる。
【0104】実施例8.図16は本発明の第八実施例に
かかるレーザ発振器の概略構成を示す上面図である。本
実施例は上述の第二実施例と第五実施例とを組合わせた
構成を示す。固定座22が、第二実施例の図6では、筐
体10の長手方向で、熱交換器8a,8b及びダクト3
a,3bの下部に設けられているが、本実施例では、固
定座22が筐体10の長手方向の端部に設けられてい
る。
【0105】次に、その動作について説明する。レーザ
発振器を動作させると一対の放電電極4a,4bを通過
した高温のレーザ媒質ガスがダクト3a,3b内を流れ
るために、ダクト3a,3bが高温となり、高温となっ
たダクト3a,3bからの熱輻射によりダクト3a,3
bに近接した筐体10が入熱を受け、ダクト3a,3b
に面した筐体10の温度が徐々に上昇して線膨張により
膨張する。第二実施例では図6の上面図に示した筐体1
0の波線部分がダクト3a,3bからの熱輻射により熱
され線膨張による膨張が発生するが、図6において筐体
10に曲げを生じさせるような熱歪の発生が相殺される
のは4つの固定座22よりも筐体10の中央部だけであ
り、固定座22よりも端部の膨張については相殺されな
い。これに対して、図16では固定座22が筐体10の
長手方向の端部に設けられているため、上側と下側の線
膨張による膨張がすべて相殺される。即ち、第2のモー
ドの筐体歪の発生がなく、レーザ発振した場合における
レーザビームのポインティングが安定する。
【0106】また、第二実施例では抑制できなかった第
1のモードの筐体歪についても、本実施例においては、
筐体10の中心に対してほぼ点対称の位置に設けられた
熱交換器用入口ポート34a,34b及び熱交換器用出
口ポート36a,36bが端部に設けられた固定座22
の内側に設けられているので、図16に示される筐体1
0の上側と下側の部分が同じように線膨張による収縮が
発生し、筐体10に曲げを生じさせるような歪が生じな
い。したがって、レーザ発振した場合におけるレーザビ
ームのポインティングが安定する。
【0107】このように、本発明の第八実施例のレーザ
発振器は、レーザ媒質ガスを封入する筐体10と、筐体
10内で対向して配設され、前記レーザ媒質ガスを用い
てレーザビームを発振させる一対の放電電極4a,4b
と、前記レーザ媒質ガスを筐体10内で循環するブロワ
6a,6bにて達成される循環手段と、筐体10内に配
設され、放電電極4a,4bで発生する放電にて高温と
なった前記レーザ媒質ガスを冷却する複数の熱交換器8
a,8bとを具備し、複数の熱交換器8a,8bの互い
の位置関係を筐体10への取付面に対する垂直方向から
みて筐体10の中心に対してほぼ点対称とすると共に、
更に、筐体10の長手方向のほぼ端部に位置して配設さ
れ、筐体10を他の構造物に固定する固定座22を具備
する実施例とすることができる。
【0108】したがって、筐体10内で対向して配設さ
れた一対の放電電極4a,4bで発生する放電にて高温
となりブロワ6a,6bにて達成される循環手段にて循
環されるレーザ媒質ガスを冷却する複数の熱交換器8
a,8bは、互いの位置関係が筐体10への取付面に対
する垂直方向からみて筐体10の中心に対してほぼ点対
称に配設されており、筐体10はレーザビーム方向に左
右同条件で冷却されることとなる。また、筐体10を他
の堅固な構造物に固定する固定座22が筐体10の長手
方向のほぼ端部に位置するように配設される。
【0109】故に、筐体10に曲げを生じさせるような
歪の発生を抑制することができる。ところで、本実施例
では熱交換器8a,8b及びダクト3a,3bを用い、
熱交換器とダクトとを各々2個ずつ配置した例について
述べたが、図17に示すように、熱交換器8a,8b,
8c,8d及びダクト3a,3b,3c,3dを上側か
らみて筐体10の中心に対してほぼ点対称の位置となる
ように各々4個ずつ配置してもよい。
【0110】実施例9.図18は本発明の第九実施例に
かかるレーザ発振器の概略構成を示す上面図である。本
実施例は上述の第五実施例の採用により格別に効果を有
する他の実施例である。本実施例では、固定座22が筐
体10の長手方向端部に設けられていると共に、筐体1
0に設けられた熱交換器8の冷却媒質が通る熱交換器用
入口ポート34及び熱交換器用出口ポート36が筐体1
0の中心に対してほぼ点対称の位置に設けられている。
この場合における熱交換器用入口ポート34と熱交換器
用出口ポート36との互いの位置関係は、筐体10への
取付面に対する垂直方向からみて放電電極4a,4bに
平行な筐体10の中心線からの距離をほぼ等しくするも
のである。
【0111】次に、その動作について説明する。筐体1
0の中心に対してほぼ点対称の位置に設けられた熱交換
器用入口ポート34及び熱交換器用出口ポート36が端
部に設けられた固定座22の内側に設けられているの
で、図27に示される筐体10の上側と下側の部分がト
ータル的には同じように線膨張による収縮が発生し、筐
体10に曲げを生じさせるような歪が生じない。したが
って、第1のモードの筐体歪が抑制でき、レーザ発振し
た場合におけるレーザビームのポインティングが安定す
る。
【0112】このように、本発明の第九実施例のレーザ
発振器は、レーザ媒質ガスを封入する筐体10と、筐体
10内で対向して配設され、前記レーザ媒質ガスを用い
てレーザビームを発振させる一対の放電電極4a,4b
と、前記レーザ媒質ガスを筐体10内で循環するブロワ
6にて達成される循環手段と、筐体10内に配設され、
放電電極4a,4bで発生する放電にて高温となった前
記レーザ媒質ガスを冷却する熱交換器8と、筐体10に
配設され、熱交換器8に冷却媒質を供給・排出する熱交
換器用入口ポート34及び熱交換器用出口ポート36と
を具備し、熱交換器用入口ポート34と熱交換器用出口
ポート36との互いの位置関係で筐体10への取付面に
対する垂直方向からみて放電電極4a,4bに平行な筐
体10の中心線からの距離をほぼ等しくすると共に、更
に、筐体10の長手方向のほぼ端部に位置して配設さ
れ、筐体10を他の構造物に固定する固定座22を具備
する実施例とすることができる。
【0113】したがって、筐体10内で対向して配設さ
れた一対の放電電極4a,4bで発生する放電にて高温
となりブロワ6にて達成される循環手段にて循環される
レーザ媒質ガスを冷却熱交換器8に冷却媒質を供給・排
出するため筐体10に配設される熱交換器用入口ポート
34及び熱交換器用出口ポート36は、互いの位置関係
が筐体10への取付面に対する垂直方向からみて放電電
極4a,4bに平行な筐体10の中心線からほぼ等しい
距離となるように配設されており、筐体10はレーザビ
ーム方向に左右同条件で冷却されることとなる。また、
筐体10を他の堅固な構造物に固定する固定座22が筐
体10の長手方向のほぼ端部に位置するように配設され
る。故に、筐体10に曲げを生じさせるような歪の発生
を抑制することができる。
【0114】更に、第九実施例は図19に示すように、
熱交換器用入口ポート34と熱交換器用出口ポート36
との位置関係を替えることもできる。この第九実施例の
変形例では、固定座22が筐体10の長手方向端部に設
けられていると共に、筐体10に設けられた熱交換器8
の冷却媒質が通る熱交換器用入口ポート34及び熱交換
器用出口ポート36が筐体10の長手方向中心線に対し
て互いに反対の位置に設けられている。本変形例では、
図18と同様に、筐体10の上側と下側の部分がトータ
ル的には同じように線膨張による収縮が発生し、筐体1
0に曲げを生じさせるような歪が生じない。したがっ
て、第1のモードの筐体歪の発生が抑制でき、レーザ発
振した場合におけるレーザビームのポインティングが安
定する。
【0115】ところで、第九実施例では、筐体10に設
けられた冷却媒質を通す熱交換器用入口ポート34及び
熱交換器用出口ポート36について述べたが、放電電極
用入口ポート40及び放電電極用出口ポート42につい
ても同様に実施することができる。即ち、上述の第九実
施例のレーザ発振器の筐体10を示す図18または図1
9で、熱交換器8を一対の放電電極4a,4b、熱交換
器用入口ポート34及び熱交換器用出口ポート36を放
電電極用入口ポート40及び放電電極用出口ポート42
とそれぞれ置換えることにより、レーザ媒質ガスを封入
する筐体10と、筐体10内で対向して配設され、前記
レーザ媒質ガスを用いてレーザビームを発振させる一対
の放電電極4a,4bと、前記レーザ媒質ガスを筐体1
0内で循環するブロワ6にて達成される循環手段と、筐
体10に配設され、放電電極4a,4bで発生する放電
にて高温となった放電電極4a,4bを冷却する冷却媒
質を供給・排出する放電電極用入口ポート40及び放電
電極用出口ポート42とを具備し、放電電極用入口ポー
ト40及び放電電極用出口ポート42との互いの位置関
係で筐体10への取付面に対する垂直方向からみて放電
電極4a,4bに平行な筐体10の中心線からの距離を
ほぼ等しくすると共に、更に、筐体10の長手方向のほ
ぼ端部に位置して配設され、筐体10を他の構造物に固
定する固定座22を具備する実施例とすることができ
る。
【0116】したがって、筐体10内で対向して配設さ
れた一対の放電電極4a,4bで発生する放電にて高温
となった放電電極4a,4bを冷却する冷却媒質を供給
・排出する放電電極用入口ポート40及び放電電極用出
口ポート42は、互いの位置関係が筐体10への取付面
に対する垂直方向からみて放電電極4a,4bに平行な
筐体10の中心線からほぼ等しい距離となるように配設
されており、筐体10はレーザビーム方向に左右同条件
で冷却されることとなる。また、筐体10を他の堅固な
構造物に固定する固定座22が筐体10の長手方向のほ
ぼ端部に位置するように配設される。故に、筐体10に
曲げを生じさせるような歪の発生を抑制することができ
る。
【0117】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1のレーザ
発振器によれば、筐体には熱交換器用入口ポート及び熱
交換器用出口ポートが互いの位置関係を筐体への取付面
に対する垂直方向からみて放電電極に平行な筐体の中心
線に対してほぼ線対称となるように配設されており、筐
体はレーザビーム方向に左右同条件で冷却されることと
なる。これにより、筐体の熱歪の影響が低減され、レー
ザビームのポインティングが安定するという優れた効果
がある。
【0118】請求項2のレーザ発振器によれば、請求項
1の効果に加えて、熱交換器用入口ポート及び熱交換器
用出口ポートが互いの位置関係を筐体への取付面に対す
る垂直方向からみて放電電極に平行な筐体の中心線に対
してほぼ線対称でコ−ナ部となるように配設されてい
る。これにより、熱交換器用入口ポート及び熱交換器用
出口ポートが熱交換器等の配置の邪魔にならないという
効果がある。
【0119】請求項3のレーザ発振器によれば、筐体に
は複数の熱交換器が互いの位置関係を筐体への取付面に
対する垂直方向からみて筐体の中心に対してほぼ点対称
となるように配設されており、筐体はレーザビーム方向
に左右同条件で冷却されることとなる。これにより、筐
体の熱歪の影響が低減され、レーザビームのポインティ
ングが安定するという優れた効果がある。
【0120】請求項4のレーザ発振器によれば、請求項
3の効果に加えて、複数の熱交換器は互いの位置関係が
筐体内のレーザ媒質ガスの循環を妨げない位置に配設さ
れている。これにより、循環されるレーザ媒質ガスが熱
交換器で効率良く冷却されるという効果がある。
【0121】請求項5のレーザ発振器によれば、筐体に
は放電電極用入口ポート及び放電電極用出口ポートが互
いの位置関係を筐体への取付面に対する垂直方向からみ
て放電電極に平行な筐体の中心線に対してほぼ線対称と
なるように配設されており、筐体はレーザビーム方向に
左右同条件で冷却されることとなる。これにより、筐体
の熱歪の影響が低減され、レーザビームのポインティン
グが安定するという優れた効果がある。
【0122】請求項6のレーザ発振器によれば、請求項
5の効果に加えて、放電電極用入口ポート及び放電電極
用出口ポートが互いの位置関係を筐体への取付面に対す
る垂直方向からみて放電電極に平行な筐体の中心線に対
してほぼ線対称でコ−ナ部となるように配設されてい
る。これにより、放電電極用入口ポート及び放電電極用
出口ポートが熱交換器等の配置の邪魔にならないという
効果がある。
【0123】請求項7のレーザ発振器によれば、熱交換
器用入口ポートと熱交換器用出口ポートとは熱絶縁性部
材を介し、冷却媒質を流通する流路形成部材にて筐体に
固定されることとなる。これにより、筐体の熱歪の影響
が低減され、レーザビームのポインティングが安定する
という優れた効果がある。
【0124】請求項8のレーザ発振器によれば、放電電
極用入口ポートと放電電極用出口ポートとは熱絶縁性部
材を介し、冷却媒質を流通する流路形成部材にて筐体に
固定されることとなる。これにより、筐体の熱歪の影響
が低減され、レーザビームのポインティングが安定する
という優れた効果がある。
【0125】請求項9のレーザ発振器によれば、請求項
7または請求項8の効果に加えて、流路形成部材の少な
くとも筐体に封入されたレーザ媒質ガスに曝される部分
がそのレーザ媒質ガスに侵されても劣化またはひび割れ
しない材料で形成されており、筐体内のレーザ媒質ガス
が外部に洩れることはないという効果がある。
【0126】請求項10のレーザ発振器によれば、請求
項9の効果に加えて、流路形成部材のレーザ媒質ガスに
曝される部分の具体的な形成材料が金属、フッ素系樹脂
またはセラミックスとされる。これにより、流路形成部
材は劣化またはひび割れすることなく、筐体内のレーザ
媒質ガスが外部に洩れることはないという効果がある。
【0127】請求項11のレーザ発振器によれば、筐体
の固定座は、複数のレーザ反射ミラーが配設されるレー
ザビーム反射手段の支持部材の真下とされ、この支持部
材と固定座とはほぼ同一垂直平面上に配置されることと
なる。これにより、筐体の熱歪の影響が低減され、レー
ザビームのポインティングが安定するという優れた効果
がある。
【0128】請求項12のレーザ発振器によれば、請求
項11の効果に加えて、固定座が、支持部材のほぼ真下
で筐体の長手方向のほぼ端部に位置して配設される。こ
れにより、筐体の熱歪の影響が基板に伝わり難くいとい
う効果がある。
【0129】請求項13のレーザ発振器によれば、一対
の対向する基板に複数のレーザ反射ミラーが配設される
レーザビーム反射手段を筐体に支持する複数の支持棒に
支持部材が挿嵌されている。この支持部材である一対の
軸受のうち筐体側に位置決めされる一方の軸受と基板に
一体的な支持棒との相対位置関係が機械的に決定され
る。これにより、軸受と支持棒との相対位置関係が保持
され、筐体の熱歪の影響が低減され、レーザビームのポ
インティングが安定するという優れた効果がある。
【0130】請求項14のレーザ発振器によれば、請求
項13の効果に加えて、軸受と支持棒との相対位置関係
が、軸受に弾性部材を介して支持棒の段差部に押付け保
持される。これにより、軸受と支持棒とは確実に位置決
めされるという効果がある。
【0131】請求項15のレーザ発振器によれば、一対
の対向する基板に複数のレーザ反射ミラーが配設される
レーザビーム反射手段を筐体に支持する複数の支持棒に
支持部材が挿嵌されている。この支持部材である一対の
球面軸受のうち一方の球面軸受の片側を支持棒の段差
部、反対側を弾性部材にて押さえることで、筐体側に位
置決めされる球面軸受と基板に一体的な支持棒との相対
位置関係が機械的に決定される。これにより、球面軸受
と支持棒との相対位置関係を保持され、筐体の熱歪の影
響が低減され、レーザビームのポインティングが安定す
るという優れた効果がある。
【0132】請求項16のレーザ発振器によれば、請求
項15の効果に加えて、軸受または球面軸受と支持棒と
の相対位置関係が、軸受または球面軸受にバネを介して
支持棒の段差部に押付け保持される。これにより、軸受
または球面軸受と支持棒とは確実に位置決めされるとい
う効果がある。
【0133】請求項17のレーザ発振器によれば、筐体
内で対向して配設された一対の放電電極で発生する放電
にて高温となり循環手段にて循環されるレーザ媒質ガス
を冷却する複数の熱交換器は、互いの位置関係が筐体へ
の取付面に対する垂直方向からみて筐体の中心に対して
ほぼ点対称に配設されており、筐体はレーザビーム方向
に左右同条件で冷却されることとなる。また、筐体を他
の堅固な構造物に固定する固定座が筐体の長手方向のほ
ぼ端部に位置するように配設されている。これにより、
筐体の熱歪の影響が低減され、レーザビームのポインテ
ィングが安定するという優れた効果がある。
【0134】請求項18のレーザ発振器によれば、筐体
内で対向して配設された一対の放電電極で発生する放電
にて高温となり循環手段にて循環されるレーザ媒質ガス
を冷却熱交換器に冷却媒質を供給・排出するため筐体に
配設される熱交換器用入口ポート及び熱交換器用出口ポ
ートは、互いの位置関係が筐体への取付面に対する垂直
方向からみて放電電極に平行な筐体10の中心線からほ
ぼ等しい距離となるように配設されており、筐体はレー
ザビーム方向に左右同条件で冷却されることとなる。ま
た、筐体を他の堅固な構造物に固定する固定座が筐体の
長手方向のほぼ端部に位置するように配設されている。
これにより、筐体の熱歪の影響が低減され、レーザビー
ムのポインティングが安定するという優れた効果があ
る。
【0135】請求項19のレーザ発振器によれば、筐体
内で対向して配設された一対の放電電極で発生する放電
にて高温となった放電電極を冷却する冷却媒質を供給・
排出する放電電極用入口ポート及び放電電極用出口ポー
トは、互いの位置関係が筐体への取付面に対する垂直方
向からみて放電電極に平行な筐体の中心線からほぼ等し
い距離となるように配設されており、筐体はレーザビー
ム方向に左右同条件で冷却されることとなる。また、筐
体を他の堅固な構造物に固定する固定座が筐体の長手方
向のほぼ端部に位置するように配設されている。これに
より、筐体の熱歪の影響が低減され、レーザビームのポ
インティングが安定するという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の第一実施例及び第三実施例に
かかるレーザ発振器の構成を示す正面図である。
【図2】 図2は図1の本発明の第一実施例及び第三実
施例にかかるレーザ発振器の上面図である。
【図3】 図3は本発明の第一実施例及び第三実施例に
かかるレーザ発振器における筐体の熱歪の発生を示す概
略上面図である。
【図4】 図4は本発明の第二実施例にかかるレーザ発
振器の構成を示す正面図である。
【図5】 図5は図4の本発明の第二実施例にかかるレ
ーザ発振器の上面図である。
【図6】 図6は本発明の第二実施例にかかるレーザ発
振器における筐体の熱歪の発生を示す概略上面図であ
る。
【図7】 図7は本発明の第四実施例にかかるレーザ発
振器の筐体に設けられる熱交換器用入口ポートを示す拡
大詳細断面図である。
【図8】 図8は本発明の第四実施例にかかるレーザ発
振器の筐体に設けられる他の熱交換器用入口ポートを示
す拡大詳細断面図である。
【図9】 図9は本発明の第五実施例にかかるレーザ発
振器の構成を示す正面図である。
【図10】 図10は図9の本発明の第五実施例にかか
るレーザ発振器の上面図である。
【図11】 図11は本発明の第五実施例にかかるレー
ザ発振器における筐体の熱歪の発生を示す概略上面図で
ある。
【図12】 図12は本発明の第六実施例にかかるレー
ザ発振器の支持棒24bの支持部を示す拡大部分断面図
である。
【図13】 図13は本発明の第七実施例にかかるレー
ザ発振器の構成を示す右側面図である。
【図14】 図14は本発明の第七実施例にかかるレー
ザ発振器の構成を示す左側面図である。
【図15】 図15は本発明の第七実施例にかかるレー
ザ発振器の支持棒24aの支持部を示す拡大部分断面図
である。
【図16】 図16は本発明の第八実施例にかかるレー
ザ発振器における筐体の熱歪の発生を示す概略上面図で
ある。
【図17】 図17は本発明の第八実施例にかかるレー
ザ発振器の他の構成における筐体の熱歪の発生を示す概
略上面図である。
【図18】 図18は本発明の第九実施例にかかるレー
ザ発振器における筐体の熱歪の発生を示す概略上面図で
ある。
【図19】 図19は本発明の第九実施例にかかるレー
ザ発振器の他の構成における筐体の熱歪の発生を示す概
略上面図である。
【図20】 図20は従来のレーザ発振器の概略構成を
示す斜視図である。
【図21】 図21は従来のレーザ発振器の構成を示す
正面図である。
【図22】 図22は図21の従来のレーザ発振器の上
面図である。
【図23】 図23は従来のレーザ発振器の構成を示す
右側面図である。
【図24】 図24は図23のC−C線に沿う支持棒2
4cの支持部を示す拡大部分断面図である。
【図25】 図25は図23のA−A線に沿う支持棒2
4aの支持部を示す拡大部分断面図である。
【図26】 図26は図23のB−B線に沿う支持棒2
4bの支持部を示す拡大部分断面図である。
【図27】 図27は従来のレーザ発振器における筐体
の熱歪の発生を示す概略上面図である。
【図28】 図28は従来のレーザ発振器における筐体
の熱歪の発生を示す概略上面図である。
【符号の説明】
2 レーザビーム、3 ダクト、4a,4b 放電電
極、5a,5b レーザ反射手段、6 ブロワ、8 熱
交換器、10 筐体、11 転がり軸受、14球面軸
受、20a,20b 基板、22 固定座、24a,2
4b,24c 支持棒、34 熱交換器用入口ポート、
36 熱交換器用出口ポート、40 放電電極用入口ポ
ート、42 放電電極用出口ポート、50 配管部品、
51 Oリング、52 絶縁ワッシャ、61 バネ。

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ媒質ガスを封入する筐体と、 前記筐体内に対向して配設され、前記レーザ媒質ガスを
    用いてレーザビームを発振させる一対の放電電極と、 前記レーザ媒質ガスを前記筐体内で循環する循環手段
    と、 前記筐体内に配設され、前記放電電極で発生する放電に
    て高温となった前記レーザ媒質ガスを冷却する熱交換器
    と、 前記筐体に配設され、前記熱交換器に冷却媒質を供給・
    排出する熱交換器用入口ポート及び熱交換器用出口ポー
    トとを具備し、 前記熱交換器用入口ポートと前記熱交換器用出口ポート
    との互いの位置関係を前記筐体への取付面に対する垂直
    方向からみて前記放電電極に平行な前記筐体の中心線に
    対してほぼ線対称とすることを特徴とするレーザ発振
    器。
  2. 【請求項2】 前記熱交換器用入口ポートと前記熱交換
    器用出口ポートとの互いの位置関係は、前記筐体への取
    付面に対する垂直方向からみて前記放電電極に平行な前
    記筐体の中心線に対してほぼ線対称でコ−ナ部とするこ
    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】 レーザ媒質ガスを封入する筐体と、 前記筐体内で対向して配設され、前記レーザ媒質ガスを
    用いてレーザビームを発振させる一対の放電電極と、 前記レーザ媒質ガスを前記筐体内で循環する循環手段
    と、 前記筐体内に配設され、前記放電電極で発生する放電に
    て高温となった前記レーザ媒質ガスを冷却する複数の熱
    交換器とを具備し、 前記複数の熱交換器の互いの位置関係を前記筐体への取
    付面に対する垂直方向からみて前記筐体の中心に対して
    ほぼ点対称とすることを特徴とするレーザ発振器。
  4. 【請求項4】 前記複数の熱交換器の互いの位置関係
    は、前記筐体への取付面に対する垂直方向からみて前記
    筐体の中心に対してほぼ点対称で前記筐体内の前記レー
    ザ媒質ガスの循環を妨げない位置とすることを特徴とす
    る請求項3記載のレーザ発振器。
  5. 【請求項5】 レーザ媒質ガスを封入する筐体と、 前記筐体内で対向して配設され、前記レーザ媒質ガスを
    用いてレーザビームを発振させる一対の放電電極と、 前記レーザ媒質ガスを前記筐体内で循環する循環手段
    と、 前記筐体に配設され、前記放電電極で発生する放電にて
    高温となった前記放電電極を冷却する冷却媒質を供給・
    排出する放電電極用入口ポート及び放電電極用出口ポー
    トとを具備し、 前記放電電極用入口ポートと前記放電電極用出口ポート
    との互いの位置関係を前記筐体への取付面に対する垂直
    方向からみて前記放電電極に平行な前記筐体の中心線に
    対してほぼ線対称とすることを特徴とするレーザ発振
    器。
  6. 【請求項6】 前記放電電極用入口ポートと前記放電電
    極用出口ポートとの互いの位置関係は、前記筐体への取
    付面に対する垂直方向からみて前記放電電極に平行な前
    記筐体の中心線に対してほぼ線対称でコ−ナ部とするこ
    とを特徴とする請求項5記載のレーザ発振器。
  7. 【請求項7】 レーザ媒質ガスを封入する筐体と、 前記筐体内で対向して配設され、前記レーザ媒質ガスを
    用いてレーザビームを発振させる一対の放電電極と、 前記レーザ媒質ガスを前記筐体内で循環する循環手段
    と、 前記筐体内に配設され、前記放電電極で発生する放電に
    て高温となった前記レーザ媒質ガスを冷却する熱交換器
    と、 前記筐体に配設され、前記熱交換器に冷却媒質を供給・
    排出する熱交換器用入口ポート及び熱交換器用出口ポー
    トと、 前記熱交換器用入口ポート及び前記熱交換器用出口ポー
    トに熱絶縁性部材を介して固定され、前記冷却媒質を流
    通する流路形成部材とを具備することを特徴とするレー
    ザ発振器。
  8. 【請求項8】 レーザ媒質ガスを封入する筐体と、 前記筐体内で対向して配設され、前記レーザ媒質ガスを
    用いてレーザビームを発振させる一対の放電電極と、 前記レーザ媒質ガスを前記筐体内で循環する循環手段
    と、 前記筐体に配設され、前記放電電極で発生する放電にて
    高温となった前記放電電極を冷却する冷却媒質を供給・
    排出する放電電極用入口ポート及び放電電極用出口ポー
    トと、 前記放電電極用入口ポート及び前記放電電極用出口ポー
    トに熱絶縁性部材を介して固定され、前記冷却媒質を流
    通する流路形成部材とを具備することを特徴とするレー
    ザ発振器。
  9. 【請求項9】 前記流路形成部材は、少なくとも前記筐
    体に封入された前記レーザ媒質ガスに曝される部分を前
    記レーザ媒質ガスで侵されない材料で形成することを特
    徴とする請求項7または請求項8記載のレーザ発振器。
  10. 【請求項10】 前記流路形成部材の形成材料は、金
    属、フッ素系樹脂またはセラミックスとすることを特徴
    とする請求項9記載のレーザ発振器。
  11. 【請求項11】 レーザ媒質ガスを封入する筐体と、 複数の支持棒に挿嵌される支持部材を介して前記筐体に
    支持される一対の対向する基板に複数のレーザ反射ミラ
    ーを配設するレーザビーム反射手段と、 前記支持部材のほぼ真下に位置して前記筐体に配設さ
    れ、前記筐体を他の構造物に固定する固定座とを具備す
    ることを特徴とするレーザ発振器。
  12. 【請求項12】 前記固定座は、前記筐体の長手方向の
    ほぼ端部に位置して配設することを特徴する請求項11
    記載のレーザ発振器。
  13. 【請求項13】 レーザ媒質ガスを封入する筐体と、 複数の支持棒に挿嵌される支持部材を介して前記筐体に
    支持される一対の対向する基板に複数のレーザ反射ミラ
    ーを配設するレーザビーム反射手段とを具備し、 前記支持部材は一対の軸受に前記支持棒が貫通されると
    共に、前記一対の軸受のうち一方の軸受と前記支持棒と
    の相対位置関係を機械的に決定することを特徴とするレ
    ーザ発振器。
  14. 【請求項14】 前記軸受と前記支持棒との相対位置関
    係は、前記軸受に弾性部材を介して前記支持棒の段差部
    に押付け機械的に決定することを特徴とする請求項13
    記載のレーザ発振器。
  15. 【請求項15】 レーザ媒質ガスを封入する筐体と、 複数の支持棒に挿嵌される支持部材を介して前記筐体に
    支持される一対の対向する基板に複数のレーザ反射ミラ
    ーを配設するレーザビーム反射手段とを具備し、 前記支持部材は一対の球面軸受に前記支持棒が貫通され
    ると共に、前記一対の球面軸受のうち一方の球面軸受の
    片側を前記支持棒の段差部、反対側を弾性部材にて押さ
    えることで前記球面軸受と前記支持棒との相対位置関係
    を機械的に決定することを特徴とするレーザ発振器。
  16. 【請求項16】 前記軸受または前記球面軸受と前記支
    持棒との相対位置関係は、前記軸受または前記球面軸受
    にバネを介して前記支持棒の段差部に押付け機械的に決
    定することを特徴とする請求項13または請求項15記
    載のレーザ発振器。
  17. 【請求項17】 レーザ媒質ガスを封入する筐体と、 前記筐体内で対向して配設され、前記レーザ媒質ガスを
    用いてレーザビームを発振させる一対の放電電極と、 前記レーザ媒質ガスを前記筐体内で循環する循環手段
    と、 前記筐体内に配設され、前記放電電極で発生する放電に
    て高温となった前記レーザ媒質ガスを冷却する複数の熱
    交換器とを具備し、 前記複数の熱交換器の互いの位置関係を前記筐体への取
    付面に対する垂直方向からみて前記筐体の中心に対して
    ほぼ点対称とすると共に、更に、 前記筐体の長手方向のほぼ端部に位置して配設され、前
    記筐体を他の構造物に固定する固定座を具備することを
    特徴とするレーザ発振器。
  18. 【請求項18】 レーザ媒質ガスを封入する筐体と、 前記筐体内で対向して配設され、前記レーザ媒質ガスを
    用いてレーザビームを発振させる一対の放電電極と、 前記レーザ媒質ガスを前記筐体内で循環する循環手段
    と、 前記筐体内に配設され、前記放電電極で発生する放電に
    て高温となった前記レーザ媒質ガスを冷却する熱交換器
    と、 前記筐体に配設され、前記熱交換器に冷却媒質を供給・
    排出する熱交換器用入口ポート及び熱交換器用出口ポー
    トとを具備し、 前記熱交換器用入口ポートと前記熱交換器用出口ポート
    との互いの位置関係で前記筐体への取付面に対する垂直
    方向からみて前記放電電極に平行な前記筐体の中心線か
    らの距離をほぼ等しくすると共に、更に、 前記筐体の長手方向のほぼ端部に位置して配設され、前
    記筐体を他の構造物に固定する固定座を具備することを
    特徴とするレーザ発振器。
  19. 【請求項19】 レーザ媒質ガスを封入する筐体と、 前記筐体内で対向して配設され、前記レーザ媒質ガスを
    用いてレーザビームを発振させる一対の放電電極と、 前記レーザ媒質ガスを前記筐体内で循環する循環手段
    と、 前記筐体に配設され、前記放電電極で発生する放電にて
    高温となった前記放電電極を冷却する冷却媒質を供給・
    排出する放電電極用入口ポート及び放電電極用出口ポー
    トとを具備し、 前記放電電極用入口ポート及び前記放電電極用出口ポー
    トとの互いの位置関係で前記筐体への取付面に対する垂
    直方向からみて前記放電電極に平行な前記筐体の中心線
    からの距離をほぼ等しくすると共に、更に、 前記筐体の長手方向のほぼ端部に位置して配設され、前
    記筐体を他の構造物に固定する固定座を具備することを
    特徴とするレーザ発振器。
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