JPH1168213A - Ｑスイッチｃｏ２レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ光路内に配置された光学素子の熱レン
ズ効果を防ぎ、安定した高出力のＱスイッチＣＯ₂ レー
ザ光を得ようとするものである。 【解決手段】 ＣＯ₂ レーザガスを放電励起する放電励
起部１５、半透鏡２２と全反射凹面鏡２６とからなる光
共振器２１、および回転チョッパ５６を有するＱスイッ
チ装置５５を備えたＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置におい
て、前記放電励起部１５と全反射凹面鏡２６との間に配
置された出力側集光素子２７と、全反射凹面鏡２６とに
よりテレスコープ２５が構成されており、前記全反射凹
面鏡２６と出力側集光素子２７と間に前記回転チョッパ
５６が位置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は高出力Ｑスイッチ
ＣＯ₂ レーザ装置、特に市販の連続波レーザを簡単にＱ
スイッチＣＯ₂ レーザに変更し、安定的にＱスイッチ発
振を行うＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置に関する。この発
明のＱスイッチレーザ装置は、溶接、切断、表面処理そ
の他の加工に利用される。

【０００２】

【従来の技術】高ピーク出力を持つパルスレーザは高速
加工、化学反応等の種々のレーザ応用において、連続波
レーザに比べ効果的である。工業応用可能なレーザはＹ
ＡＧ、ＣＯ₂ レーザがある。これらのレーザでパルス光
を得る方法として励起をパルス化したノーマルパルスが
あるが、得られるピーク出力は小さい。

【０００３】高ピーク出力を得る方法として、連続波レ
ーザにＱスイッチを用いる方法がある。Ｑスイッチレー
ザとしてはＹＡＧレーザに電気／音響光学素子を用いる
方法が知られている。しかし、光学素子の耐光強度、お
よびＹＡＧレーザ媒質のスケーリングの問題からＱスイ
ッチＹＡＧレーザ平均出力は数百 W以下であり、溶接な
どの加工応用には不適である。また、ＹＡＧレーザ媒質
は上準位寿命が２５０μs と長いため、パルス繰り返し
周波数は数kHz 以下までしか十分にＱスイッチ発振が得
られず、高速パルス繰返しを必要とする高速・大規模加
工プロセスには適用できない。

【０００４】高出力化の観点では、ガスレーザ媒質であ
るＣＯ₂ レーザが有利である。ＣＯ₂ レーザで高ピーク
パルスを得る方法として、たとえばＴＥＡレーザがあ
る。この方法は大型の高圧パルス電源を使用するためラ
ンニングコストが高く、パルス繰返し周波数も１kHz 程
度が限界である。また、ＣＯ₂ レーザにＱスイッチを適
用する方法（スーパーパルスＱスイッチ）がある。Ｑス
イッチＣＯ₂ レーザは上記の出力特性に関する問題点を
解決し、パルス繰返し周波数が１０ kHz以上、平均出力
も１ kW 以上が得られる。高出力のＱスイッチＣＯ₂ レ
ーザのＱスイッチ方法として、光共振器内部に一対のレ
ンズからなるテレスコープを挿入して微小ビームスポッ
トを形成し、そこで機械回転チョッパ等によりＱスイッ
チを行う方法がある。この方法は、高出力動作時のＱス
イッチの耐久性、パルス繰返しの制御性、ランニングコ
スト等の点から最も適している。さらに、ＱスイッチＣ
Ｏ₂レーザとして、ガスレーザ媒質と大気とを遮断する
窓にテレスコープレンズの機能を持たせ、レーザ出力鏡
である半透鏡にもう一方のテレスコープレンズ機能を持
たせる方法（簡易テレスコープ法）が知られている。こ
の方法は、光共振器内部の光学素子数を低減させ、発振
効率を向上させる方法として有効である。

【０００５】レーザ平均出力として１ kW を超えるよう
な場合、各光学素子は加熱され、レンズの熱による屈折
率変化、いわゆる熱レンズ効果により集光特性が変化す
る。これによりビームモードが変化し、発振の不安定化
につながる。それを避けるため、各光学素子は冷却する
必要がある。しかし、上記簡易テレスコープ法では、テ
レスコープレンズの機能を併せ持つ半透鏡、および窓兼
用レンズの透過型素子はその外周からしか冷却できない
ため、熱レンズ効果を十分に抑制し、熱的安定を得るの
が困難である。特に、半透鏡は発振光のビーム広がり角
調整、テレスコープ機能の両立のため表面・裏面の曲率
の設計が複雑、かつ微妙である。熱レンズ効果はレーザ
発振性能に大きく影響するので、上記簡易テレスコープ
法を高出力レーザとして用いるには問題があった。

【０００６】また、レーザ光透過窓により光共振器中で
レーザ光をいったん大気部分に取り出し、そこに２枚の
円柱反射鏡を使いテレスコープを構成する方法がある
（文献SPIE vol.1031. 7th Int. Symp of GCL,P52 参
照）。この方法は冷却が容易な反射鏡をテレスコープに
用いることから、特にテレスコープ自体の安定化には有
効な手段である。しかし、光共振器内にレーザ光透過窓
を挿入しているため、このレーザ光透過窓でのビームの
歪み、レーザ光透過窓の加熱による熱レンズ効果が発生
し、やはり出力の安定性に問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、Ｑスイッ
チＣＯ₂ レーザ装置において、レーザ光路内に配置され
た光学素子の熱レンズ効果を防ぎ、安定した高出力のＱ
スイッチＣＯ₂ レーザ光を得ようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のＱスイッチＣ
Ｏ₂ レーザ装置は、ＣＯ₂ レーザガスを放電励起する放
電励起部、半透鏡と全反射凹面鏡とからなる光共振器、
および回転チョッパを有するＱスイッチ装置を備えたＱ
スイッチＣＯ₂ レーザ装置において、前記放電励起部と
全反射凹面鏡との間に配置された出力側集光素子と、全
反射凹面鏡とによりテレスコープが構成されており、前
記全反射凹面鏡と出力側集光素子と間に前記回転チョッ
パが位置している。

【０００９】この発明のＱスイッチレーザ装置は、テレ
スコープの集光素子として半透鏡を用いていない。従来
では、発振光のビーム広がり角調整とテレスコープ機能
との両立を考慮して、半透鏡の表面および裏面の曲率を
設計しなければならなかったが、この発明ではその必要
がない。したがって、半透鏡の表面および裏面の曲率を
それぞれ独立に設計する必要がなく、曲面の形状は単純
であり、半透鏡の曲率設計が容易である。また、発振器
内の気密を保つために、発振器出力側にレーザ光透過窓
にレーザ光透過平板ガラスを設ける必要もない。このた
めに、この発明のＱスイッチレーザ装置は、レーザ発振
性能に大きくかかわる熱レンズ効果の影響が従来装置に
比べて少なく、安定した出力が得られる。

【００１０】上記ＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置におい
て、前記半透鏡および放電励起部を収容し、前記テレス
コープ側にレーザ光透過窓が取り付けられた気密の放電
励起部ケーシングと、前記テレスコープスコープおよび
回転チョッパを収容し、前記出力側集光素子がレーザ光
透過窓に面するようにしてして放電励起部ケーシングに
接続され、大気に解放されたテレスコープケーシングと
を備えていることが好ましい。

【００１１】全反射凹面鏡が大気に解放されたテレスコ
ープケーシングに配置されているので、冷却が容易であ
る。熱による集光性変化の影響が少なく、きわめて安定
した高出力Ｑスイッチ発振が行える。

【００１２】上記ＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置におい
て、前記テレスコープケーシングを放電励起部ケーシン
グに着脱可能に取り付けることにより、連続ＣＯ₂ レー
ザ装置を簡単にＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置に変更する
ことができる。

【００１３】また、前記全反射凹面鏡がレーザ光軸方向
に沿って移動可能とすることが好ましい。高出力レーザ
発振を行う場合、レーザガス、光共振器の反射鏡、レン
ズ等の加熱により、発振ビームモードが変化する。全反
射凹面鏡をレーザ光軸方向に沿って移動し、テレスコー
プギャップを変更することで、全反射鏡の等価的曲率を
変えることが可能である。これにより、ビームモードの
変動に対して常に安定して発振が行えること、出力ビー
ムの発散角をテレスコープギャップの調整で制御できこ
と、テレスコープ曲率半径の製作誤差を吸収することが
できるなどの利点がある。

【００１４】前記全反射射凹面鏡がレーザ光軸に対して
直角な面内で平行移動可能とする、あるいは前記全反射
凹面鏡がレーザ光軸に直角な面内に対し傾斜可能として
もよい。これらの移動または傾斜により、レーザ共振の
アライメントを行うことが可能であり、レーザパワー、
発振モード、およびレーザ出力ビーム伝搬方向を調整す
ることができる。

【００１５】さらに、上記ＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置
において、レーザ光の伝搬方向と出力を検出するレーザ
光検出手段と、レーザ光検出手段からの信号に基づいて
前記全反射凹面鏡を少なくとも移動または傾斜する駆動
手段を設けてもよい。これらレーザ光検出手段および駆
動手段により、全反射凹面鏡の位置および姿勢をフィー
ドバック制御し、常に安定したレーザ発振およびビーム
伝送を行うことができる。

【００１６】上記ＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置におい
て、前記テレスコープの集光素子が反射集光鏡からな
り、テレスコープおよび回転チョッパをレーザガス雰囲
気中に配置してもよく、さらに前記全反射凹面鏡が少な
くとも鏡軸方向に沿って移動可能または傾斜可能として
もよい。この装置では、発振器内の気密を保つために、
光共振器内にレーザ光透過平板ガラスを設ける必要がな
い。したがって、熱レンズ効果の影響が従来装置に比べ
て少なく、安定した出力が得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の第１の実施の
形態であり、ＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置の主要部を模
式的に示している。ＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置１１
は、主として放電励起部１５、光共振器２１、Ｑスイッ
チ装置５５、およびケーシング６１とからなっている。
なお、図１では、放電励起部の電極、ＣＯ₂ レーザガス
供給装置、レーザ電源などレーザ発振器に必要な装置や
部材を省略している。

【００１８】放電励起部１５は、ケーシング前室６２に
配置されており、ＣＯ₂ レーザガスが常時供給されてい
る。レーザガスは相対する電極（図示しない）による放
電で励起され、レーザ光が発生する。

【００１９】光共振器５５は、半透鏡２２とテレスコー
プ２５とからなっている。半透鏡２２は、たとえばＺｎ
Ｓｅ製で表面多層コートが施されており、反射率は５０
％である。半透鏡２２は半透鏡ホルダ２３によりケーシ
ング６１の前面に固定されており、外周部にはめ合う冷
却リング４９により水冷されている。半透鏡２２と半透
鏡ホルダ２３との間にＯリング３９が挟み込まれてお
り、ケーシング６１の気密を保持している。

【００２０】テレスコープ２５は全反射凹面鏡２６と集
光凸レンズ２７とからなっており、ケーシング後室６３
に収納されている。全反射凹面鏡２６は、銅などで作ら
れており、表面に金コートが施されている。テレスコー
プ２５は、反射面が球面または放物面のいずれであって
もよく、光軸は半透鏡の光軸に一致している。全反射凹
面鏡２６は、凹面鏡ホルダ２９によりケーシング後室６
３の後端部に固定されている。冷却水循環装置５１にか
らの冷却水が、全反射凹面鏡２６の内部に設けられた冷
却水流路５２を循環して、全反射凹面鏡２６を直接冷却
する。集光凸レンズ２７は、凸レンズホルダ３７により
ケーシング前室６２とケーシング後室６３とを仕切る仕
切り壁６４に固定されている。集光凸レンズ２７は、外
周部にはめ合う冷却リング４９により水冷されている。
集光凸レンズ２７は、仕切り壁６４に設けられたレーザ
光透過窓６５を塞いでいる。ケーシング後室６３は大気
に解放されているので、集光凸レンズ２７と凸レンズホ
ルダ３７との間にＯリング３９を配置して、ケーシング
前室６２の気密を保っている。全反射凹面鏡２６と集光
凸レンズ２７とは焦点位置が一致するように配置されて
おり、両者の共焦点位置またはその近傍に後述の回転チ
ョッパ５６が配置されている。

【００２１】この実施の態様の装置では、テレスコープ
２５の集光凸レンズ２７の熱影響は従来装置と同じであ
る。しかし、全反射凹面鏡２６は大気に解放されたケー
シング後室６３に配置されているので、冷却が容易であ
る。全反射凹面鏡２６は熱伝導率の高い金属製とするこ
とにより、高い冷却効果が可能となり、熱による集光性
変化の影響が少なく、きわめて安定した高出力Ｑスイッ
チ発振が行える。さらに、全反射凹面鏡２６の反射面の
みしか使用しないため、従来技術のように半透（出力）
鏡の表裏面の曲率を独立に設計する必要がなく、この観
点でも出力安定性に貢献する。

【００２２】図２は、第２の実施の態様を示している。
なお、以下の実施の態様の説明では、図１に示す装置お
よび部材と同様のものには同一の参照符号を付け、その
説明を省略する。ケーシング６７は、放電励起部１５お
よび半透鏡２２を収容する気密の放電励起部ケーシング
６８と、テレスコープ２５および回転チョッパ５６を収
容し、大気に解放されたテレスコープケーシング６９と
からなっている。テレスコープケーシング６９は、放電
励起部ケーシング６８の後端部に着脱可能に取り付けら
れている。放電励起部ケーシング６８およびこれに取り
付けられた部材は、既存の連続レーザ光発振器のものを
用いることができる。したがって、連続ＣＯ₂ レーザ発
振器の全反射鏡をテレスコープで置き換えることによ
り、ＱスイッチＣＯ₂レーザ発振器を容易に得ることが
できる。この場合、テレスコープ２５は、焦点距離が連
続ＣＯ₂ レーザ発振器の全反射鏡と等価な全反射鏡とし
て機能する。また、テレスコープとの交換により、ビー
ムモードを本来の連続波レーザのビームモードに一致さ
せることも、あるいは変更することも可能である。

【００２３】図３および図４は第３の実施の態様であ
り、ＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置の後部の主要部のみを
示している。この実施の態様は、テレスコープケーシン
グ６９が放電励起部ケーシング６８の後端部に着脱可能
に取り付けられている点では上記第２の実施の態様と同
じである。

【００２４】テレスコープケーシング６９は、放電励起
部ケーシング６８の後端部にボルト７３で着脱可能に固
定されている。テレスコープケーシング６９の後部に案
内溝７０が設けられており、ここにスライダ３１が摺動
可能にはめ合っている。全反射凹面鏡２６は凹面鏡ホル
ダ２９に固定されており、凹面鏡ホルダ２９はばね３２
を介してスライダ２９に支持されている。凹面鏡位置調
整ねじ３４によりスライダ２９をレーザ光軸方向に沿っ
て変位させ、全反射凹面鏡２６の位置を調整する。移動
精度は１μm 以下である。また、スライダ２９には対角
線方向に間隔をおいて１対の鏡軸傾斜調整ねじ３５が取
り付けられている。鏡軸傾斜調整ねじ３５は鏡軸の傾
斜、つまりレーザ光軸に直角な面に対する全反射凹面鏡
２６の傾きを調整する。これら調整機構により、従来の
全反射鏡のアライメント機構と等価なアライメント機能
を示す。集光凸レンズ２７は、レーザ光透過窓６５に面
するようにしてテレスコープケーシング６９の先端部に
固定されている。テレスコープケーシング６９の先端面
のＯリング３９と集光凸レンズ２７の外周のＯリング３
９とにより、放電励起部１５の気密を保持する。

【００２５】Ｑスイッチ装置５５は円盤状の回転チョッ
パ５６を備えており、回転チョッパ５６の外周寄りに多
数のスリット５７が円周方向に沿って設けられている。
回転チョッパ５６の一部がテレスコープケーシング側壁
の切欠き開口７１からケーシング内部に入り込んでい
る。回転チョッパ５６は、スリット５７が全反射凹面鏡
２６と集光凸レンズ２７の共焦点位置を通過するように
配置されている。回転チョッパ５６は、モータ５９によ
り回転駆動される。レーザ光はスリット通過の有無によ
り、スイッチングされる。

【００２６】この実施の態様では、全反射凹面鏡２６の
レーザ光軸方向の位置または傾きを調整することによ
り、レーザ光の出力、発振ビームモード、ビーム伝搬方
向または発散角を調整することができる。この結果、反
射鏡およびレンズの熱レンズ効果、曲率製作誤差、取付
け誤差などを、解消または実用上影響ない程度まで減少
することができる。また、大気中にＱスイッチ装置を配
置することができるので、チョッパ駆動モータからの潤
滑油などの不純物がレーザガス雰囲気中に混入すること
がない。このため、チョッパ駆動モータの選択範囲が広
がり、廉価なＱスイッチ装置を得ることができる。な
お、テレスコープの光軸が半透鏡の光軸に位置している
場合、全反射凹面鏡２６の光軸方向の位置調整だけで、
レーザ光の出力などを容易に調整することができる。

【００２７】なお、この実施の態様では全反射凹面鏡２
６をレーザ軸方向に沿って変位させたが、レーザ光軸に
直角な面に対し平行移動するようにしてもよい。

【００２８】図５は、第４の実施の態様を示している。
第３の実施の態様では全反射凹面鏡２６をレーザ光軸方
向に手動により変位させていたが、この実施の態様では
全反射凹面鏡２６の変位をフィードバック制御する。

【００２９】図５に示すように、ＱスイッチＣＯ₂ レー
ザ装置１１の出側に、レーザ光の伝搬方向と出力を検出
するレーザ光検出手段９１が配置されている。レーザ光
検出手段９１として、レーザ出力ビームのポインティン
グ検出器、パワー測定器、モード検出器などが用いられ
る。レーザ光検出手段９１からの検出信号は、制御装置
９３に出力される。

【００３０】一方、前記スライダ３１に、サーボモータ
９５が取り付けられている。また、スライダ３１には、
全反射凹面鏡２６を保持する全反射凹面鏡保持装置１０
１のベーステーブル１０２が固定されている。図６に示
すように、ベーステーブル１０２に、Ｙ軸ステージ１０
３がＹ軸（垂直）方向に移動可能に取り付けられてい
る。Ｙ軸ステージ１０３に、精密送りねじ１０５がはめ
合っている。サーボモータ１０７がベーステーブル１０
２に金具１０９で支持されている。サーボモータ１０７
により精密送りねじ１０５を駆動すると、Ｙ軸ステージ
１０３はベーステーブル１０２に対しＹ軸方向に前、後
進する。Ｘ軸ステージ１０４がＹ軸ステージ１０３にＸ
軸（水平）方向に移動可能に取り付けられている。Ｙ軸
ステージ１０３に支持されたサーボモータ１０８により
精密送りねじ１０６を駆動すると、Ｘ軸ステージ１０４
はＹ軸ステージ１０３に対しＸ軸方向に前、後進する。
Ｘ軸ステージ１０４に、全反射凹面鏡２６が固定されて
いる。この実施の態様では、発振光軸と垂直な面内で全
反射凹面鏡２６が平行移動する。この結果、入射または
出射するレーザ光の全反射凹面鏡２６に対する位置が変
化し、発振光軸の位置が移動する。全反射凹面鏡２６の
平行移動が、全反射凹面鏡の角度変化に相当する。

【００３１】前記制御装置９３は、あらかじめ設定した
目標方向および目標出力、ならびに検出信号に基づいて
操作量を演算し、サーボモータ９５、１０７、１０８に
出力する。サーボモータ９５の駆動により、全反射凹面
鏡２６が取り付けられたスライダ３１は前進、あるいは
後進し、全反射凹面鏡２６は所定の位置に位置する。ま
た、サーボモータ１０７、１０８の駆動により、全反射
凹面鏡２６は発振光軸に対して垂直な面内で平行移動す
る。これにより、Ｑスイッチレーザビームの発振制御が
可能となり、自動で安定した発振、およびビーム伝送を
行うことができる。なお、全反射凹面鏡２６の位置制御
について説明したが、全反射凹面鏡２６の傾斜を自動制
御することも可能である。

【００３２】図７は、第５の実施の態様を示している。
第１〜第４の実施の態様では、テレスコープの集光素子
は、凸レンズであった。第５の実施の態様では、集光素
子が凹面鏡４４である。放電励起部ケーシング７５は、
先端部に半透鏡２２が、後端部の窓にレーザ光透過ガラ
ス７９がそれぞれ取り付けられている。テレスコープ４
１は、放電励起部ケーシング７６とは別のテレスコープ
ケーシング７７に収納されている。テレスコープケーシ
ング７７の内部は、大気に通じている。この実施の態様
では、集光素子が凹面鏡４４であるために全反射凹面鏡
２６とともに冷却が容易である。

【００３３】図８は、第６の実施の態様を示している。
この実施の態様では、テレスコープは放電励起部１５と
ともに一つのケーシング８１に収納されている。第５の
実施の態様では放電励起部１５と集光凹面鏡４２との間
にレーザ光透過ガラスが配置されているが、この実施の
態様では放電励起部１５に集光凹面鏡４２が直接面して
いる。したがって、レーザ光透過ガラスの熱レンズ効果
の影響を受けず、安定した高出力Ｑスイッチ発振が得ら
れという利点がある。

【００３４】図９は、図８の装置と同様の構成の装置
で、テレスコープ４１の詳細を模式的に示している。テ
レスコープケーシング８３は、放電励起部ケーシング８
２の後端部にボルト７３で着脱可能に固定されている。
テレスコープケーシング８３の底部に案内溝７０が設け
られており、ここにスライダ２９が摺動可能にはめ合っ
ている。スライダ２９の外周に、Ｏリング８５がはめ込
まれている。全反射凹面鏡２６は凹面鏡ホルダ２９に固
定されており、凹面鏡ホルダ２９は金属べローズ４５を
介してスライダ２９に支持されている。凹面鏡位置調整
ねじ３４によりスライダ２９をレーザ光軸方向に沿って
変位させ、全反射凹面鏡２６の位置を調整する。スライ
ダ２９には、対角線方向に間隔をおいて１対の鏡軸傾斜
調整ねじ３５が取り付けられている。鏡軸傾斜調整ねじ
３５は鏡軸の傾斜、つまりレーザ光軸に直角な面に対す
る全反射凹面鏡２６の傾きを調整する。集光凹面鏡４２
は、レーザ光透過窓６５に面するようにしてテレスコー
プケーシング８３の頂部寄りに固定されている。テレス
コープケーシング８３の先端面のＯリング３９、凹面鏡
ホルダ外周のＯリング３９、金属べローズ４５、および
集光凹面鏡外周のＯリング３９により、放電励起部ケー
シング８２およびテレスコープケーシング８３の内部の
気密を保っている。全反射凹面鏡２６および集光凹面鏡
４２は金属製であり、冷却水循環装置５１により冷却さ
れる。これにより、これら凹面鏡２６、４２の熱レンズ
効果を防ぐことができる。なお、テレスコープの光軸が
半透鏡の光軸に直角にセットされており、全反射凹面鏡
２６の傾きを調整する必要がない場合、全反射凹面鏡２
６の位置を調整だけにより、レーザ光の出力、発振ビー
ムモード、ビーム伝搬方向または発散角の調整が容易に
なる。

【００３５】

【発明の効果】この発明では、ＱスイッチＣＯ₂ レーザ
装置において、レーザ光路内に配置された光学素子の熱
レンズ効果を防ぎ、安定した高出力のＱスイッチＣＯ₂
レーザ光を得ることができる。この発明は、長距離のビ
ーム伝搬が必要な加工応用などに有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の態様を模式的に示すも
ので、ＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置の構成図である。

【図２】この発明の第２の実施の態様を模式的に示すも
ので、ＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置の構成図である。

【図３】この発明の第３の実施の態様を模式的に示すも
ので、テレスコープ部の斜視図である。

【図４】図３に示すテレスコープ部の縦断面図である。

【図５】この発明の第４の実施の態様を模式的に示すも
ので、ＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置の構成図である。

【図６】図５に示す装置に設けられた全反射凹面鏡保持
装置の斜視図である。

【図７】この発明の第５の実施の態様を模式的に示すも
ので、ＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置の構成図である。

【図８】この発明の第６の実施の態様を模式的に示すも
ので、ＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置の構成図である。

【図９】図８に示す装置と同様の装置で、テレスコープ
部の縦断面図である。

【符号の説明】 １１ ＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置 １５ 放電励起部 ２１ 光共振器 ２２ 半透鏡 ２５ テレスコープ ２６ 全反射凹面鏡 ２７ 集光凸レンズ ２９ 全反射凹面鏡ホルダ ３１ スライダ ３２ ばね ３４ 凹面鏡位置調整ねじ ３５ 鏡軸傾斜調整ねじ ３７ 凸レンズホルダ ４１ テレスコープ ４２ 集光凹面鏡 ４５ べローズ ４９ 冷却リング ５１ 冷却水循環装置 ５５ Ｑスイッチ ５６ 回転チョッパ ５７ スリット ５９ チョッパ回転モータ ６１ ケーシング ６２ ケーシング前室 ６３ ケーシング後室 ６５ レーザ光透過窓 ６７ ケーシング ６８ 放電励起部ケーシング ６９ テレスコープケーシング ７５ ケーシング ７６ 放電励起部ケーシング ７７ テレスコープケーシング ９１ レーザ光検出手段 ９３ 制御手段 ９５ サーボモータ １０１ 全反射凹面鏡保持装置 １０２ ベーステーブル １０３ Ｙ軸ステージ １０４ Ｘ軸ステージ １０７ サーボモータ １０８ サーボモータ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＯ₂ レーザガスを放電励起する放電励
   起部、半透鏡と全反射凹面鏡とからなる光共振器、およ
   び回転チョッパを有するＱスイッチ装置を備えたＱスイ
   ッチＣＯ₂ レーザ装置において、前記放電励起部と全反
   射凹面鏡との間に配置された出力側集光素子と、全反射
   凹面鏡とによりテレスコープが構成されており、前記全
   反射凹面鏡と出力側集光素子と間に前記回転チョッパが
   位置していることを特徴とするＱスイッチＣＯ₂ レーザ
   装置。
2. 【請求項２】 前記半透鏡および放電励起部を収容し、
   前記テレスコープ側にレーザ光透過窓が取り付けられた
   気密の放電励起部ケーシングと、前記テレスコープスコ
   ープおよび回転チョッパを収容し、前記出力側集光素子
   がレーザ光透過窓に面するようにしてして放電励起部ケ
   ーシングに接続され、大気に解放されたテレスコープケ
   ーシングとを備えている請求項１記載のＱスイッチＣＯ
   ₂ レーザ装置。
3. 【請求項３】 前記テレスコープケーシングが、放電励
   起部ケーシングに着脱可能に取り付けられている請求項
   ２記載のＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置。
4. 【請求項４】 前記全反射凹面鏡がレーザ光軸方向に沿
   って移動可能である請求項１、２または３記載のＱスイ
   ッチＣＯ₂ レーザ装置。
5. 【請求項５】 前記全反射凹面鏡がレーザ光軸に対して
   直角な面内で平行移動可能である請求項１、２または３
   記載のＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置。
6. 【請求項６】 前記全反射凹面鏡がレーザ光軸に直角な
   面内に対し傾斜可能である請求項１、２または３記載の
   ＱスイッチＣＯ₂ レーザ装置。
7. 【請求項７】 レーザ光の伝搬方向と出力を検出するレ
   ーザ光検出手段と、レーザ光検出手段からの信号に基づ
   いて前記全反射凹面鏡を少なくとも移動または傾斜する
   駆動手段を備えた請求項４、５または６記載のＱスイッ
   チＣＯ₂ レーザ装置。
8. 【請求項８】 前記テレスコープの出力側集光素子が反
   射集光鏡からなり、テレスコープおよび回転チョッパが
   レーザガス雰囲気中に配置されている請求項１記載のＱ
   スイッチＣＯ₂ レーザ装置。
9. 【請求項９】前記全反射凹面鏡が少なくとも鏡軸方向に
   沿って移動可能または傾斜可能である請求項８記載のＱ
   スイッチＣＯ₂ レーザ装置。