JPWO2010134166A1 - ガスレーザ発振器 - Google Patents

Abstract

発振器筐体と、発振器筐体の両側に設置され、光軸方向に延在する複数の支持棒によって互いに平行接続された、光共振器を構成する光学部品をそれぞれ支持する一対の光学基台と、一対の光学基台と発振器筐体との間を接続する一対のベローズおよび弾性部材とを備え、発振器筐体は、光軸方向に間隔をおいて配置される一対の側板と、側板の上端間および下端間をそれぞれ接続する光軸方向に延在する上板１２および下板１３と、を有する枠状の金属材料で構成される本体部と、光軸に垂直な断面が円弧形状を有し、光軸方向に延在する外壁３１と、外壁３１の光軸方向の両端部に接続される側壁と、を有し、本体部のそれぞれの開口を塞ぐ金属材料で構成される蓋部と、を備え、蓋部を固定部材で本体部に固定したときに、蓋部の本体部との接続部で発振器筐体の外側に向かう高さ方向の力が発生するように円弧形状の外壁３１が形成される。

Description

この発明は、密閉構造の発振器筐体内にレーザ媒介ガスを封入してレーザ発振を行うガスレーザ発振器に関するものである。

従来の直交励起型ガスレーザ発振器においては、ＣＯ₂ガス等のレーザ媒介ガスを封入した密閉構造の発振器筐体を有しており、発振器筐体内にレーザ媒介ガス放電励起用の放電電極、レーザ媒介ガスを冷却する熱交換器、およびレーザ媒介ガスを循環させる送風器が備えられている。また、発振器筐体の両端にはガスレーザ共振器を構成するミラー光学系が配置されている。ＣＯ₂ガスレーザなどのガスレーザにおける連続発振では、レーザ光を放出するガス分子を誘導放出に必要なエネルギ準位に励起（ポンピング）するために、放電時の電子衝突により励起する放電励起を用いることが一般的である。この場合、安定した放電を得るために、発振器筐体内部を３０〜６０Ｔｏｒｒの真空状態とする必要があるので、ガスレーザ発振器の発振器筐体は、真空状態を保持可能な気密性能を有する必要がある。

また、発振器筐体の内部に配置された放電電極、熱交換器、送風器、およびミラー光学系などを定期的にメンテナンスする必要があるので、発振器筐体の外部からメンテナンス作業者が容易にアクセスできることが望ましい。このため、発振器筐体には、広い開口部が設けられ、この開口部を塞ぐための取り外しが可能な蓋部材が取り付けられるのが一般的である。

以上のことから、ガスレーザ発振器の蓋部材は、発振器筐体の内部を真空状態としたときの負荷に耐え、真空状態を保持可能な気密性能を保持し、かつ、発振器筐体の内部機器を容易にメンテナンスできるように開口部面積を広くすることが望ましい。また、レーザ発振器は、レーザ加工に主に用いられているが、加工能力の向上のため、高出力化が進んでいる。そのため、長い放電電極と大型熱交換器および大型ガスダクトが導入され、これによって筐体は特に光軸方向に長く、高さ幅ともに大型化している。そして、大型化による表面積の増大によって、筐体および蓋部材には大きな大気圧力が作用するため、高い強度と剛性が求められている。

そこで、従来では、放電電極およびミラーなどのガスレーザ発振器の構成機器を搭載する直方体状の筐体と、筐体の変形を抑制するために筐体に設けられるリブおよび開口部支持部材と、筐体の開口部を塞ぐように配置される蓋部材と、を備えるレーザ発振器において、筐体の内側部または外側部に膨出した曲面部を蓋部材に形成した構造のものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００７−２９４８０７号公報

しかしながら、特許文献１に記載のレーザ発振器では、筐体の構造が直方体状を有しているので、レーザ発振器の大型化に伴って、筐体の上下の面には大気圧力による曲げ応力が作用し、筐体の上下の面の中央部付近が窪み、大きな曲げ応力が発生する。そのため、筐体の上下の面を構成する板部材を厚くする必要があり、さらに上記したように補強用のリブが必要となる。その結果、レーザ発振器の製造コストが高くなってしまうという問題点があった。

この発明は上記に鑑みてなされたもので、大型で重厚な圧力容器を要する高出力のガスレーザ発振器において、従来に比して大幅な軽量化を実現でき、かつ製造コストを低下させることができるガスレーザ発振器を得ることを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかるガスレーザ発振器は、金属材料からなる発振器筐体と、前記発振器筐体の両側に設置され、光軸方向に延在する少なくとも３本の支持棒によって互いに平行接続された、光共振器を構成する光学部品をそれぞれ支持する一対の光学基台と、前記一対の光学基台と前記発振器筐体との間を接続する一対のベローズおよび弾性部材と、を備えるガスレーザ発振器において、前記光共振器の光軸方向をＸ軸とし、前記光軸方向に垂直な高さ方向をＺ軸とし、前記Ｘ軸およびＺ軸に垂直な方向をＹ軸とした場合に、前記発振器筐体は、Ｘ軸方向に間隔をおいて配置される一対の側板と、前記側板のＺ軸方向の上端間および下端間をそれぞれ接続するＸ軸方向に延在する上板および下板と、を有する枠状の金属材料で構成される本体部と、Ｘ軸に垂直な断面が円弧形状を有し、Ｘ軸方向に延在する外壁と、前記外壁のＸ軸方向の両端部に接続される側壁と、を有し、前記本体部のそれぞれの開口を塞ぐ金属材料で構成される蓋部と、を備え、前記蓋部を固定部材で前記本体部に固定したときに、前記蓋部の前記本体部との接続部でＺ軸方向の前記発振器筐体の外側に向かう力が発生するように円弧形状の前記外壁が形成されることを特徴とする。

この発明によれば、蓋部を固定部材で本体部に固定したときに、蓋部の本体部との接続部で発振器筐体の外側に向かうＺ軸方向の力が発生するように円弧形状の外壁が形成されるようにしたので、発振器筐体に大気圧力が作用したときに、上板と下板を高圧側に押し返す力が蓋部から上板と下板に作用する。その結果、上板と下板に発生する曲げ応力が低減し、発振器筐体を構成する上板と下板の厚みを薄くでき、軽量化、低コスト化を実現することができるという効果を有する。

図１は、この発明の実施の形態１によるガスレーザ発振器の構成の一例を示す一方の蓋部を外した状態の斜視図である。 図２は、図１の蓋を外した状態のガスレーザ発振器の側面図である。 図３は、図２のＡ−Ａ矢視断面図である。 図４は、ガスレーザ発振器の発振器筐体にかかる力の様子を模式的に示す図である。 図５−１は、ＺＸ面内での発振器筐体の様子を示す図である。 図５−２は、図５−１のＢ−Ｂ断面図である。 図６−１は、ＺＸ面内での発振器筐体の様子を示す図である。 図６−２は、図６−１のＣ−Ｃ断面図である。 図７は、この発明の実施の形態２によるガスレーザ発振器の構成の一例を示す一方の蓋部を外した状態の斜視図である。 図８は、図７の蓋を外した状態のガスレーザ発振器の側面図である。 図９は、図８のＤ−Ｄ矢視断面図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるガスレーザ発振器の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるガスレーザ発振器の構成の一例を示す一方の蓋部を外した状態の斜視図であり、図２は、図１の蓋を外した状態のガスレーザ発振器の側面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ矢視断面図である。また、図４は、ガスレーザ発振器の発振器筐体にかかる力の様子を模式的に示す図である。さらに、図５−１〜図５−２は、蓋の断面が円弧形状の場合の発振器筐体に作用する圧力による変形の様子を模式的に示す図であり、図５−１は、ＺＸ面内での発振器筐体の様子を示す図であり、図５−２は、図５−１のＢ−Ｂ断面図であり、ＹＺ面内での発振器筐体の様子を示す図である。また、図６−１〜図６−２は、直方体状の発振器筐体の場合の発振器筐体に作用する圧力による変形の様子を模式的に示す図であり、図６−１は、ＺＸ面内での発振器筐体の様子を示す図であり、図６−２は、図６−１のＣ−Ｃ断面図であり、ＹＺ面内での発振器筐体の様子を示す図である。なお、以下の説明では、レーザ光の光軸方向をＸ軸とし、この光軸に垂直な高さ方向をＺ軸とし、これらＸ軸およびＺ軸の両方に垂直な方向をＹ軸とする。

発振器筐体は、枠状構造を有する本体部１０と、枠状構造の両端の開口を塞ぐ蓋部３０と、がボルトとナットなどの固定部材によって機密構造を有するように固定される。

本体部１０は、Ｚ軸方向に延在する幅Ｗの一対の側板１１、これらの側板１１の上部の端部間および下部の端部間をそれぞれ接続するＸ軸方向に延在した幅Ｗの上板１２および下板１３が枠状に形成された枠状部材と、この枠状部材のＹ軸方向の両端部に設けられるフランジ板１４と、を備える。フランジ板１４には、Ｏリング溝１５と、Ｏリング溝１５の外側に設けられる本体部１０と蓋部３０とをボルトで固定するためのボルト締結用の貫通孔１６が設けられている。このような本体部１０は、鉄鋼、ステンレス、アルミニウムなどの金属材料からなる上板１２、下板１３、側板１１およびフランジ板１４を、気密溶接して形成される。

本体部１０内には、レーザ光発生用の放電電極２１Ａ，２１Ｂ、レーザ媒体ガスを冷却する熱交換器２２Ａ，２２Ｂ、レーザ媒体ガスを循環させる送風器２３Ａ、レーザ媒体ガスを循環させるように放電電極２１Ａ，２１Ｂと送風器２３Ａとの間で通路を形成するガスダクト２４Ａ，２４Ｂなどが設けられている。ここでは、放電電極２１Ａ，２１Ｂの端部は電極取付台２１１によって上板１２に固定されており、送風器２３ＡのＹ軸方向の端部はブロア取付板２３１によって下板１３に固定されている。また、熱交換器２２Ａとガスダクト２４Ａは、放電電極２１Ａと送風器２３Ａとの間で固定されている。

また、この例では、放電電極２１Ａ，２１Ｂ、熱交換器２２Ａ，２２Ｂ、送風器２３Ａおよびガスダクト２４Ａ，２４Ｂがそれぞれ２組設けられている。具体的には、本体部１０のＸ軸方向の長さのほぼ半分の長さを有する放電電極２１Ａ，２１Ｂが、Ｘ軸方向に配置され、これらの放電電極２１Ａ，２１Ｂのそれぞれに熱交換器、送風器およびガスダクトが設けられている。なお、ここでは、それぞれの送風器の送風方向が対向するように配置されている。

本体部１０の光軸９０方向の両側には、全反射鏡を保持した後部光学基台５１と、全反射鏡と同一光軸上に部分反射鏡を保持した前部光学基台５２と、が本体部１０の外側の下部に一本、上部に２本の合計３本の支持棒５３Ａ〜５３Ｃによって互いに平行に配置されている。そして、全反射鏡を保持する後部光学基台５１と部分反射鏡を保持する前部光学基台５２とは、光共振器を構成している。

光学基台５１，５２と本体部１０の側板１１との間は、ベローズ６１によって接続されており、これらのベローズ６１中をレーザ光が貫通する。また、光学基台５１，５２は、本体部１０の側板１１に板バネなどの弾性部材６２を介して固定されている。

蓋部３０は、Ｘ軸に垂直な方向の断面が円弧形状を有し、Ｘ軸方向に延在する外壁３１と、この外壁３１のＺ軸方向の両端部に接続される側壁３２と、Ｏリングを介して本体部１０と接続するフランジ板３３と、を備える。フランジ板３３には、Ｏリング溝の外側に設けられる本体部１０と蓋部３０とをボルトなどの固定部材で固定するためのボルト締結用の貫通孔（図示せず）が設けられている。このボルト締結用の貫通孔は、本体部１０のフランジ板１４に設けられたボルト締結用の貫通孔１６と同じピッチで設けられている。このような蓋部３０は、アルミニウムやステンレス、鉄鋼などの金属鋼材を曲げ加工した外壁３１と、アルミニウムやステンレス、鉄鋼などの金属鋼材からなるフランジ板３３および側壁３２と、を気密溶接して形成される。なお、外壁３１の円弧形状部分には、原理的に大気圧力で曲げ応力が発生しないため、平板の蓋に比べて蓋部材の大幅な薄肉化が可能となる。

上記のような構成を有する本体部１０のフランジ板１４のＯリング溝１５にＯリングを配置し、本体部１０のフランジ板１４と蓋部３０のフランジ板３３とをボルト締結用の貫通孔の位置が一致するように位置合わせした後に、ボルト締結用の貫通孔にボルトを嵌挿し、ナットで固定することによって、気密性が確保された本体部１０と蓋部３０とからなる発振器筐体が得られる。このような発振器筐体は耐圧容器を形成している。また、この発振器筐体には、光学基台５１，５２が取り付けられており、ガスレーザ発振器が得られる。

蓋部３０を取り付けた発振器筐体のＸ軸方向に垂直な断面は、図３に示されるように、本体部１０の上板１２と下板１３を構成する直線部に、蓋部３０の外壁を構成する円弧部が接続される構成を有している。なお、メンテナンス時には、ボルトとナットなどの固定部材を取り外すことで、本体部１０と蓋部３０とが開閉可能となる。

つぎに、図４を参照しながら、蓋部３０の曲率半径ＲとＺ軸方向の高さＨとの関係について説明する。ここで、本体部１０の幅（Ｙ軸方向の長さ）をＷとし、大気圧力をＰとし、外壁３１（蓋部３０）における弦の長さ（外壁３１のＺ軸方向の高さ）をＨとし、上板１２を圧縮する方向の力をＦ１とし、上板１２を上に押し上げる方向（円弧の弦の方向）の力をＦ２とし、外壁３１が圧縮される力（円弧端部の接線方向の力）をＦ３とし、円弧端部の接線と円弧の弦とのなす角度をθとし、外壁３１の円弧の曲率半径をＲとする。

まず、大気圧力Ｐが負荷された時の、フランジ板１４，３３部分での作用反作用の原理から、次式（１）〜（４）が得られる。
Ｐ・Ｈ＝２・Ｆ１ ・・・・（１）
Ｆ３・ｓｉｎθ＝Ｆ１ ・・・・（２）
Ｆ３・ｃｏｓθ＝Ｆ２ ・・・・（３）
Ｒ・ｓｉｎθ＝Ｈ／２ ・・・・（４）

ここで、外壁３１（蓋部３０）が半円断面形状、すなわちＲ＝Ｈ／２である場合について考える。この場合には、θが９０°となるため、（３）式より上板１２を上に押し上げる方向の力Ｆ２は０となる。その結果、図５−１と図５−２に示されるように、上板１２および下板１３が大気圧力によって内側にたわみ、上板１２と下板１３のＹＺ断面に大きな曲げ応力が発生することを防止できない。また、上板１２および下板１３にかかる圧力によって、発振器筐体はＺ軸方向につぶれ、Ｙ軸方向に伸びるように変形してしまう。なお、図５−１と図５−２において、二点鎖線は、発振器筐体内も大気圧の状態にある場合の発振器筐体の輪郭の位置を示している。

そこで、この実施の形態１では、次式（５）を満たすように蓋部３０を構成している。
Ｒ＞Ｈ／２ ・・・・（５）

つまり、（４）式と（５）式より、θを９０°よりも小さくすることによって、（３）式から上板１２と下板１３を外側（高圧側）に押し広げる力Ｆ２を、上板１２と下板１３に発生させることができ、上板１２と下板１３のＹＺ断面に発生する曲げ応力を低減することができる。その結果、上板１２と下板１３の強度を小さくすることができるため、上板１２と下板１３の肉厚を薄くできる。また、板厚が薄くなれば、溶接部の脚長が短くなるため、溶接加工コストが削減され、溶接速度が向上し、さらに溶接信頼性が向上する。

なお、θを９０°よりも小さくすることが望ましいが、理想的には、上板１２（下板１３でも同じ）にかかる大気圧力Ｐと、蓋部３０が上板１２を上に押し上げる力Ｆ２とが釣り合うことが望ましい。そこで、上板１２（下板１３）にかかる大気圧力Ｐと、蓋部３０が上板１２を上に押し上げる力Ｆ２を釣り合わせる条件は、次式（６）となる。
Ｐ・Ｗ＝２・Ｆ２ ・・・・（６）

（１）〜（４）式と（６）式とを用いて、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３およびθを消去することによって、次式（７）が得られ、この（７）式を満たすように曲率半径Ｒを選択することが望ましい。
Ｒ＝Ｈ／（２・ｓｉｎ（ａｒｃＴａｎ（Ｈ／Ｗ）） ・・・・（７）

以上のように、（５）式または（７）式を満足するように蓋部３０の曲率半径Ｒを選ぶことによって、上板１２と下板１３のＹＺ断面に曲げ応力は発生しない。その結果、上板１２と下板１３の大幅な薄肉化が可能となる。特に、ＹＺ断面に発生する曲げ応力は本体部１０の光軸９０方向の長さの２乗に比例するため、光軸９０方向に長くなる高出力のガスレーザ発振器の本体部１０において有効である。

つぎに、大気圧力によって本体部１０の上板１２と下板１３のＸＺ断面に作用する曲げ応力について説明する。この応力は、本体部１０の幅Ｗの２乗に比例するため、幅は狭い方がよい。しかし、図６−１〜図６−２のように、発振器筐体１００が箱形構造の場合（たとえば、特開昭６０−２５４６８０号公報参照）は、上板１１２と下板１１３の幅を大きくする必要がある。そのため、大きな曲げ応力が上板１１２と下板１１３に作用し、発振器筐体１００が変形してしまう。これを防ぐためには、特開２００７−２９４８０７号公報に開示されているように、上板１１２と下板１１３にはＸ方向に所定の間隔で配置される複数の補強リブが必要であった。

これに対して、この実施の形態１のようにＸ軸方向に垂直な断面形状が円弧形状の蓋部３０の場合には、蓋部３０は高さ方向の中央部付近で最もＹ軸方向に張り出しているため、その分、上板１２と下板１３の幅Ｗを上記の箱形構造の発振器筐体よりも小さくできる。この構造によって、従来必要であった補強用リブを排除することができ、溶接組立費が低減される。

この実施の形態１によれば、（５）式または（７）式を満たすような円弧形状を有する蓋部３０を、本体部１０の側面に固定するようにしたので、発振器筐体がＺ軸方向に受ける大気圧力に対して、フランジを締め付ける力の反作用のＺ軸方向の成分が大気圧力を打ち消す方向に作用する。これによって、本体部１０を構成する上板１２と下板１３のＹＺ断面に曲げ応力が発生せず、上板１２と下板１３とを薄肉化することが可能になるという効果を有する。また、本体部１０の上板１２と下板１３の幅Ｗを、従来の箱型構造の発振器筐体の場合よりも小さくすることができるので、大気圧力によってＸＺ断面に作用する曲げ応力に対する耐性を有し、補強材も不要になるという効果を有する。さらに、蓋部３０の円弧形状部分には、原理的に大気圧力で曲げ応力が発生しないため、平板の蓋に比べて蓋部３０の大幅な薄肉化が可能となるという効果も有する。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２によるガスレーザ発振器の構成の一例を示す一方の蓋部を外した状態の斜視図であり、図８は、図７の蓋を外した状態のガスレーザ発振器の側面図であり、図９は、図８のＤ−Ｄ矢視断面図である。なお、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。

この実施の形態２では、実施の形態１のガスレーザ発振器において、本体部１０の外側の下部に配置されていた支持棒５３Ｃを、本体部１０の一対の側板１１間を貫通するように設けている。そのため、下部の支持棒５３Ｃに近接して、一対の側板１１間を連結するように構造部材７１が設けられている。この構造部材７１としては、Ｃ型鋼、Ｈ型鋼などの曲げ剛性の高い断面構造が望ましいが、図の例では、断面が矩形状で筒型の構造（中空構造）を有する角型鋼を使用し、中空部分に下部の支持棒が周囲と接触しないように挿入されている。この構造部材７１は、側板１１の中央部付近に溶接されており、上板１２、下板１３および蓋部３０とは接触しないように配置されている。

また、この実施の形態２では、この構造部材７１に、放電電極２１Ａ，２１Ｂが電極取付台２１１Ａで位置決め固定されている。さらに、本体部１０の中央部付近を通る構造部材７１に、送風器２３Ａ，２３Ｂ、熱交換器２２Ａ、および放電電極２１Ａ，２１Ｂと送風器２３Ａをつなぐガスダクト２４Ａ，２４Ｂを固定し、送風器２３Ａ、熱交換器２２Ａおよびガスダクト２４Ａ，２４Ｂは、上板１２、下板１３および蓋部３０には接触しないように配置されている。

なお、本体部１０には、たとえば、冷却水配管、送風器２３Ａ，２３Ｂの電気配線、乾燥剤などの部品を固定するための図示しないネジ孔を設ける必要があるが、この実施の形態２では、これらの部品を固定するための全てのネジ孔を側板１１と側板１１同士を連結する構造部材７１とに取り付けるようにして、本体部１０の上板１２、下板１３および蓋部３０には部品を何も固定せずネジ孔も一切形成しないようにしてもよい。

また、２本の支持棒を本体部１０の内部に通し、１本の支持棒を本体部１０の外側に配置するようにしてもよいが、この場合には、本体部１０の内部に通された２本の支持棒が蓋部３０と干渉してしまい、本体部１０の幅を狭くすることができない。そのため、上記したように、光学基台５１，５２を連結する３本の支持棒５３Ａ〜５３Ｃの内、２本の支持棒５３Ａ，５３Ｂは本体部１０の外側を通し、１本の支持棒５３Ｃだけを本体部１０の内部の角型鋼（コラム鋼）２７の中を通すようにすることで、支持棒５３Ｃと蓋部３０との干渉を抑え、本体部１０の幅Ｗを狭くすることができる。

この実施の形態２によれば、本体部１０の内部に側板１１間を連結する構造部材７１を設け、この構造部材７１に放電電極２１Ａ，２１Ｂを設ける構造としたので、大気圧によって本体部１０や蓋が変形しても、放電電極２１Ａ，２１Ｂの位置が光軸９０に対して変化しないため、上板１２と下板１３の厚さをさらに薄くすることができる。また、放電電極２１Ａ，２１Ｂが本体部１０や蓋部の変形によって動く分を考慮して設計していた放電ギャップの余裕を狭めることができる。その結果、励起されたガスがレーザ発振（誘導放出）に使用されずに流れてしまうロスを削減できるので、レーザの発振効率が向上する。

また、送風器、熱交換器およびこれらをつなぐガスダクトなどの重量物や組み立て精度の必要な部品が本体部１０の上板１２や下板１３、蓋に設けないようにしたので、上板１２や下板１３、蓋を構成する部材の厚さを薄くすることができるとともに、本体部１０と蓋の製造時の溶接組立寸法精度を緩め、低コスト化することができるという効果を有する。

さらに、ガスレーザ発振器に取り付ける部品を固定するために必要なネジ孔を側板１１と構造部材７１にのみ設けるようにしたので、本体部１０の上板１２と下板１３に対する機械加工が一切不要となる。また、ネジ孔がないため、ネジ山の破損強度から規定される最低肉厚の制約が排除され、圧力に耐える限界まで部材の厚さを薄くすることができる。

なお、上述した説明では、本体部１０内に２つの放電電極２１Ａ，２１Ｂを有し、１つの放電電極２１Ａに取り付けられる送風器と熱交換器の向きと、他の１つの放電電極２１Ｂに取り付けられる送風器と熱交換器の向きとが、互いに反対向きとなるように配置され、ガス流が対向する場合を示した。しかし、それぞれの放電電極２１Ａ，２１Ｂに取り付けられる送風器と熱交換器の向きを同じ向きとして、ガス流が対向しないように配置した場合にも、同様の効果が得られる。

以上のように、この発明にかかるガスレーザ発振器は、気密構造を有する発振器筺体内でレーザを発振させる場合に有用であり、特に、光軸方向に長い高出力のガスレーザ発振器に適している。

１０ 本体部
１１ 側板
１２ 上板
１３ 下板
１４，３３ フランジ板
１５ Ｏリング溝
１６ 貫通孔
２１Ａ，２１Ｂ 放電電極
２２Ａ，２２Ｂ 熱交換器
２３Ａ，２３Ｂ 送風器
２４Ａ，２４Ｂ ガスダクト
３０ 蓋部
３１ 外壁
３２ 側壁
３３ フランジ板
５１ 後部光学基台
５２ 前部光学基台
５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ 支持棒
６１ ベローズ
６２ 弾性部材
７１ 構造部材

Claims (7)

1. 金属材料からなる発振器筐体と、前記発振器筐体の両側に設置され、光軸方向に延在する少なくとも３本の支持棒によって互いに平行接続された、光共振器を構成する光学部品をそれぞれ支持する一対の光学基台と、前記一対の光学基台と前記発振器筐体との間を接続する一対のベローズおよび弾性部材と、を備えるガスレーザ発振器において、
   前記光共振器の光軸方向をＸ軸とし、前記光軸方向に垂直な高さ方向をＺ軸とし、前記Ｘ軸およびＺ軸に垂直な方向をＹ軸とした場合に、
   前記発振器筐体は、
   Ｘ軸方向に間隔をおいて配置される一対の側板と、前記側板のＺ軸方向の上端間および下端間をそれぞれ接続するＸ軸方向に延在する上板および下板と、を有する枠状の金属材料で構成される本体部と、
   Ｘ軸に垂直な断面が円弧形状を有し、Ｘ軸方向に延在する外壁と、前記外壁のＸ軸方向の両端部に接続される側壁と、を有し、前記本体部のそれぞれの開口を塞ぐ金属材料で構成される蓋部と、
   を備え、
   前記蓋部を固定部材で前記本体部に固定したときに、前記蓋部の前記本体部との接続部で前記発振器筐体の外側に向かうＺ軸方向の力が発生するように円弧形状の前記外壁が形成されることを特徴とするガスレーザ発振器。
2. 前記蓋部のＸ軸に垂直な断面において、円弧形状の前記外壁の曲率半径をＲとし、弦の長さをＨとした場合に、
   前記外壁は、
   Ｒ＞Ｈ／２
   を満たすことを特徴とする請求項１に記載のガスレーザ発振器。
3. 前記外壁は、前記本体部の幅をＷとした場合に、
   Ｒ＝Ｈ／（２・ｓｉｎ（ａｒｃＴａｎ（Ｈ／Ｗ））
   を満たすことを特徴とする請求項２に記載のガスレーザ発振器。
4. 前記本体部の前記側板間を連結するとともに、前記上板と前記下板と接触しない構造部材をさらに備え、
   前記発振器筐体内に設けられる放電電極は、前記上板、前記下板および前記蓋部のいずれとも接触しないように、前記構造部材に固定されることを特徴とする請求項１に記載のガスレーザ発振器。
5. 前記構造部材は、中空の金属材料からなる角型材であり、
   前記支持棒は、前記発振器筐体の外側の上部に配置される２本の上部支持棒と、前記本体部の中心付近を貫通するように配置される１本の下部支持棒と、からなり、
   前記下部支持棒は、前記角型材の内部を貫通するように配置されることを特徴とする請求項４に記載のガスレーザ発振器。
6. 前記発振器筺体内に設けられる送風器、熱交換器およびガスダクトは、前記上板、前記下板および前記蓋部のいずれとも接触しないように、前記構造部材に固定されることを特徴とする請求項４に記載のガスレーザ発振器。
7. 前記発振器筐体に固定される部品は、前記側板および／または前記構造部材に固定されることを特徴とする請求項４に記載のガスレーザ発振器。

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