306034 A6 B6 .¾濟部中央標〜局貝工消費合作社印製 五、發明説明（3 ) 〔産業上之利用領域〕 本發明偽有關一種雷射振盪裝置，待別是有關謀求雷 射光射點（pointing)穩定化之雷射振壺裝置者。 [以往之技術〕 圖16傜表示例如日本專利公報特開昭GO- 2 5 4 6 S4號所 掲示之以往之雷射振盪裝置之構成斜視圖。在圖中，1 0偽 封入雷射媒質氣體之筐體，4傜一對放電電極，8偽熱交 換器，6偽吹氣機，2 6、2 8、 3 0偽全反射鏡，3 2係部份反 射鏡，1 2 a傜包含部份反射鏡3 2及全反射鏡之第1雷射光 反射裝置，1 2 b傜包含全反射鏡2 6及3 0之第2雷射光反射 裝置，2偽雷射光。又，圖17係表示前述第1雷射光反射 裝置1 2 a之截面圖，1 4及1 5偽配置在各部份反射鏡3 2及全 反射鏡2 8前面之孔洞（a p e r t u r e ) , 3 6係保持雷射光反射裝 置12a之光學基台，偽連結光學基台36及第2雷射光反 射裝置12b之光學基台連結棒，54係為了將筐體10及光學 基台3 6予以保持為真空密封所安裝之伸縮囊（b e !丨0 w s ), 3 8偽安裝於光學基台3 (5之光學基板，4 0及4 2傺分別安裝於 全反射鏡28及部份反射鏡32,目的是為了分別調整全反射 鏡2 8及部份反射鏡3 2角度之諏整板。 圖18.圖19偽表示光學基板38及安裝於此光學基板38 之調整板40之角度調整機構圖，圔18傜側面圔而圖19傜圖 18之B-B線截面圖。在這些圖中，46係為了調整調整板40 角度之調整螺絲，47係將光學基板38與調整螺絲46予以鑽 緊之螺絲部份，48傜為了密封逐漸使調整螺絲47對光學基 (請先閲讀背面之注意事碩再塡寫本頁) -—裝. 訂. .線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>甲4規格（21ϋ X 297公釐） 3 82.3. 40,000 經濟部中央標？局員工消费合作社印製 A6 _B6_ 五、發明説明（4) 板3 8而言可以保持旋轉之0型環4 9偽設於調整板4 0而與調 整螺絲46之尖端相接之承受構件，55偽使調整板40向光學 基板3 8側拉緊所配置之彈簧，5 0偽設於調整板4 0之交點， 56偽流過調整板40之冷卻水，58傜為了使冷卻水56流動之 軟管，5 1 a、 5 1 b偽形成於光學基板3 8而為了使冷卽水5 6流 動之洞，52傜為了使軟管58與光學基板38及調整板40連接 之連接器。 以往之雷射振盪裝置傜成如上述之構造。其次說明其 動作。 圖20傜表示包含圖16所説明之雷射振盪裝置之諧振器 光路之振盪裝置長邊方向之垂直截面模式圖，在此圔20及 圖16中，筐體10傜如前述，配置一對為了産生放電而激起 雷射媒質氣體用之放電電極4及使雷射媒質氣體循環之吹 風機6以及冷S卩雷射媒質氣體之熱交換器8，雷射媒質氣 體偽通過一對放電電極4之間，激起至可以産生雷射振盪 之狀態。然後，雷射媒質氣體進入熱交換器8而冷卻後， 通過吹風機6而以箭頭A之方向循環。另一方面，藉配置 在筐體1 0之長邊方向之全反射鏡2 6、2 8、 3 0及部份反射鏡 所構成之諧振器鏡，使藉放電使雷射媒質氣體成為激起狀 態之激起領域1 8 ,如以所述，形成描繪Z字而通過之三條 諧振器光路。 被全反射鏡26反射之雷射光2傜通過第1光軸20而到 逹金反射鏡2 8 ,但因全反射鏡2 8偽配置成對第1光軸2 0以 角度.Θ向下方向傾斜，故雷射光2傜通過較第1光軸20以 (請先閲讀背面之注意事項再瑣寫本頁) .裝. .ΤΓ. i線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公釐） 4 82.3. 40,000 if濟部中央標局8工消費合作社印製 Α6 Β6 五、發明説明（*") 角度2 Θ向下方向傾斜之第2光軸2 2而到逹全反射鏡3 0。 在此，全反射鏡30傜配置成對第1光軸20而言以角度Θ向 上方向傾斜，故雷射光2偽通過與第1光軸20平行之第3 光軸2 4而到達部份反射鏡3 2。到逹部份反射鏡3 2之雷射光 2之一部份傜直接輸出外部，其餘則通過與上述相反之路 由而回至全反射鏡2 6 ,反覆上述之過程，雷射光2就反覆 通過激起領域1 8之間，被放大而從部份反射鏡3 2輸出至夕卜 部。 其次，對圖1 8、圖1 9之全反射鏡2 8之角度調整機構予 以說明。因全反射鏡2 8偽安裝於調整板4 0 ,故只要調整此 調整板40之角度就可以進行全反射鏡28之角度調整。調整 板4 0偽以彈簧5 5被光學基板3 8拉緊，並藉交點5 0及兩支調 整螺絲4 6頂箸，故藉支點5 0之長度及諏整螺絲4 6對於光學 基板3 8之突出長度之相對關係來決定調整板4 0之角度。即 ,藉旋轉調整螺絲46來變化調整螺絲46對於光學基板38之 突出長度，就可以調整調整板40之上下左右之角度。 然而，因全反射鏡28對雷射光2具有吸收率，故雷射 光2射出時就吸收其一部份而發熱。全反射鏡28傜藉冷却 水5 6冷卻調整板4 0予以間接性冷卻。冷卻水5 6偽由外部通 過軟管5 8而通過光學板3 8之洞5 1 a ,然後通過形成於調整 板4 0之洞内，再通過光學基板3 8之洞5 1 b而射出外部。 就溫度性而言，因光學基板3δ偽直接與冷卻水56接觸 .故其溫度乃依冷卻水溫度而改變；而光學基台36則依外 氣溫度而改變。若冷卻水溫度與外氣溫度發生溫差，則光 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS)甲4規格（21ϋ X 297公釐） r 82.3. 40,000 --------：-----1---.--------裝------訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) A6 B6 五、發明説明（6 ) 學基板3 8與光學基台3 6間亦將發生溫差，由於銶膨脹使光 學基板38與光學基台36之膨脹量有異，故兩者間就發生熱 應力。一般而言，因光學基台36傜支持第1或第2雷射光 反射裝置12a、 12b之構成零件之全部，而製成非常堅固。 因此，發生於光學基板3 8與光學基台3 6之間之熱應力，將 使光學基板38産生彎曲。 如上所述，一旦光學基板38産生彎曲，調整板40或調 整板42之角度就發生變化，而迫使全反射鏡28或部份反射 鏡32之角度發生變化而使諧振器内之雷射光之光軸發生偏 移，而致使雷射光射點（P 〇 i n t i n g )(位置精度）喪失穩定性 Ο 其次，就位置於前述圔20之第2光軸22及此第2光軸 2 2兩端之全反射鏡2 8、 3 0觀之；如前述所述，因全反射鏡 2 8傜對第1光軸2 0而言以角度0向下方向傾斜，故雷射光 2偽通過對第1光軸20而言以角度2Θ向下方向傾斜之第2 光軸2 2而到達全反射鏡3 0。因全反射鏡3 0偽對第1光軸2 0 而言以角度Θ向上方向傾斜，故雷射光2就通過與第1光 軸20平行之第3光軸24。換言之，第2光軸22偽對第1光 軸2 0及第3光軸2 4而言傾斜角度2 0 ,位於第2光軸2 2兩 端之全反射鏡28與全反射鏡30之反射面偽對第1光軸20及 第3光軸2 4而言分別成為角度Θ傾斜之互為平行之狀態。 在如此構成之情形下，如圖21所示，全反射鏡28與全 反射鏡3 0之反射面傜在孔洞1 5、 1 6之開口内發生互相正對 之部份34、35.與正規之雷射振盪不一樣在前述全反射鏡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部中央標準局S工消費合作社印製 82.3. 40,000 Α6 Β6 3ϋ6〇84 五、發明説明（7 ) 2 8與全反射鏡3 0互相在正對之部份3 4、3 5之間有可能發生 寄生振憑36; —旦發生此寄生振透，從雷射振邊裝置射出 之雷射光2之光束模式就發生異常，致使光束模式之穩定 性惡化。 又，光束模式之管制強度係由諧振器鏡之彎曲率與諧 振器長度（自全反射鏡2 6至部份反射鏡3 2之光路長度）所決 定之單模式（single mode)l/e2半徑W與孔徑之直徑彡之 « 比必/ W (以下稱為光束模式管制率）來決定。在此，e偽表 示自然對數之底，單模式光束模式管制率4 / W = 3、 1〜3、 4左右之管制率之孔徑選為管制孔徑值為多，前述光束模 式管制率0 /W值愈小，管制光束模式之程度就愈強烈。 以往之雷射振盪裝置，為了防止前述寄生振盪36之發 生，如圖3所示，使4個地方之孔洞1 4〜1 7中之一處之孔 洞之光束模式管制率0 / W較其他三處之孔洞之光束模式管 制率0 /W小。其原因傜若在許多地方管制模式，則諧振器 鏡之調整將成為困難，例如，孔洞1 4、 1 6、 1 7傜使光束模 式管制率必/ W = 3 . 6 ,僅使孔洞1 5之光束模式管制率於/ W =3 . 2來管制單模式之孔洞。 如此之構成，則管制光束模式之處僅有一處，使得調 整諧振器鏡較為簡單，但管制雷射光2通路之地方亦僅為 一處，使雷射光之光軸24管制孔洞在缓慢之範圍變動，有 無法確保雷射光2之射點之穩定性之問題。 〔發明擬解決之課題〕 以往之雷射振盪裝置係如以上所述之構成，有使雷射 本紙張尺度適用中國园家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） 7 82.3. 40,000 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 訂. .線， 經濟部中央標节.局貝工消費合作社印製 A6 B6 經濟部中央標準局ιβ工消费合作社印« 五、發明説明（8 ) 光射點之穩定性惡化之問題。 本發明傜為了解決如上述問題點者而提出者，並以可 以得到雷射光射點之穩定性甚佳之雷射振盪裝置為目的。 〔解決課題之手段〕 有闊申請專利範圍第1項之雷射振盪裝置係具備 由決定諧振器光路之部份反射鏡及全反射鏡所成，前述諧 振器光路配置成具有Z形折返部之諧振器鏡及選擇光束模 式之複數孔洞，在前述諧振器光路之Z形折返部之中，位 於傾斜光路兩端之兩只全反射鏡之前面所分別位置之兩只 孔洞之光束模式之管制率偽使其較其他孔洞之光束模式之 管制率更小者。 有關申諳專利範圍第2項之雷射振盪裝置偽具備由決 定諧振器光路之部份反射鏡及全反射鏡所成，在前述諧振 器光路配置成具有Z形折返部之諧振器鏡，在前述諧振器 光路之Z形折返部之中大致成為平行之兩個光路則互成為 立體交錯關偽之構成者。 〔作用〕 又，在本申請專利範圍第1項中，在具有Z形折返部 之諧振器光路之中，在位置於傾斜光路兩端之兩個全反射 鏡前面分別位置之兩傾孔洞之光束模式管制率傜構成較其 他孔洞之光束模式管制率更小，故前述兩個孔洞乃固定雷 射光之光軸。 在本申請專利範圍第2項中，為了具有Z形折返部之 諧振器光路之中位於傾斜光路兩端之兩只全反射鏡之有效 本紙張尺度通用中國S家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） R 82.3. 40,000 {請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) --裝. 訂‘ .線. 經濟部中央標準局βκ工消費合作社印製 A6 B6 五、發明説明（9 ) 面彼此互相不致正對，使前述諧振器光路之Z形折返部之 中大致成為平行之兩個光路構成立體交錯之關係，故可以 防止諧振器内之寄生振盪。 〔實施例〕 賁施例1 茲以圖1 、圖2說明本發明之第1實施例之雷射振盪 裝置之諧振器構成。圖1傜正面截面阃，圖 2係表示其底 視画。根據本實施例之雷射振盪裝置偽在4値孔洞之中之 Z形折返光路中，位於傾斜光路22之兩端之兩個全反射鏡 2 8、3 0之前面使分別位置之兩個孔洞1 5、 1 6之光束模式管 制率φ /W較其他兩個光束模式管制率4 /W小。例如，孔洞 1 4、 1 7偽使光束模式管制率<6 / W = 3 . 6 ,孔洞1 5傜作為管制 光束模式管制率於/ W = 3 . 2之單模式之孔洞，孔洞1 6傜使光 束模式管制率必/ W = 3 . 3。根據此孔洞1 5、 1 (3就可以規定傾 斜光路之位置。根據此構成，因孔洞1 5、 1 6之管制甚為駸 緊之地方有兩處方，故雷射光2之光軸24就被固定，就可 以確保雷射光2之射點之穩定性如以下所詳述。 圖3〜圖5表示諧振器之振盪光軸之變化說明圖。在 各圖中，Z形之諧振器光路係呈顯直線狀模式。點3 3、點 27分別為部份反射鏡32與全反射鏡26之曲率中心，雷射振 盪時之雷射光2之光軸傜與將部份反射鏡32和全反射鏡26 之曲率中心與27連結起來之直線一致。圖3傜初期狀態 .例如部份反射鏡32之角度發生偏移時之情形以圖4予以 說明。因部份反射鏡32之角度發生偏移，故部份反射鏡32 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） 〇 82.3. 40,000 -裝------.玎------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3C60S4 A6 B6 經濟部中央標準局R工消费合作社印製 五、發明説明（1 〇 ) 之曲率屮心3 3就發生如圖所示之變化。在此，在孔洞1 5、 1 6上雷射光2之光軸之移動量偽較在孔洞1 7上之移動量小 。又，以圖5説明全反射鏡26之角度偏離情形。因全反身ί 鏡26之角度偏離，全反射鏡26之曲率中心就作如圆所示之 變化。在此，在孔洞1 5、 1 6上雷射光2之光軸之移動量偽 較孔洞上之移動量小。因此，對於諧振器鏡之角度偏移， 可知孔洞1 5 , 1 6 —方較孔洞1 7及1 4寬裕，光束模式管制率 駸格之孔洞偽由於進入孔洞1 5及1 (5之位置，故不難進行諧 振器鏡之調整作業就可以確保雷射光2射點之穩定性。 再者，在上述實施例中，偽僅說明諧振器光路成為Ζ 形之情形，但只要諧振器光路包含在Ζ形折返部在其中即 可，例如圖6所示一樣，附加全反射鏡26、 34之諧振器光 路亦可以得到同樣之效果。 實施例2 其次，參照附圔來説明本發明之第2 ‘實施例。本實施 例傜因防止寄生振盪，以求雷射光光束模式之穩定化，以 獲得射出之雷射光射點之穩定性甚為優良之雷射振盪裝置 者。 圔7、圖8傜表示根據本發明之一種實施例之雷射振盪 裝置之諧振器光路模式圖，圖7傜正面截面阖，圖8傜表 示其底視圖。與本實施例所示之以往之雷射振盪裝置之不 同點俗孔洞1 5與其他孔洞不同；孔洞並不在紙面上之平面 而極小部份位於紙面前面。因此，第1光軸20與第3光軸 24大致成為平行，但卻成為立體交錯關傜，第1光軸20與 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公釐） 1Λ 82.3. 40,000 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 丨裝· •11, i線. :¾濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A6 B6 五、發明説明（1 1 ) 第3光軸24分別在互相平行之二水平面内，但並不在同一 垂直面或同一斜面内，以下簡稱為「立體交錯」，如圖9 所示，全反射鏡28與全反射鏡30之反射面互相正對之部份 不存在於孔洞1 5、 1 6之開口内，如此就無發生寄生振盪之 可能性。如此就具有射出雷射光之射點甚為穩定之雷射振 盪裝置之恃徵。 如上所述之全反射鏡2 8與全反射鏡3 0之反射面互為正 對之部份不存在於孔洞1 5、 1 6之開口内，不可能發生寄生 振盪之構成，尚有其他方法，以下舉例說明其营施例。 實施例3 圖1 0、圖11係表示根據本發明之第3實施例之雷射振 盪裝置之諧振器光路模式圖，圖10偽正面截面圖，圖11俗 其底視圖。本實施例之雷射振盪装置與以往之雷射振盪裝 置之不同點，在於孔洞1 5與孔洞1 6不在紙面上之平面而孔 洞1 5傜配置在紙面上之平面之前面端，孔洞1 6則配置在紙 面上之平面遠端。因此，第1光軸20與第3光軸24偽大致 成平行，但卻成立體交錯關傜，如圔9所示，全反射鏡28 與全反射鏡3 0之反射面互為正對之部份係不存在於孔洞1 5 、16之開口内，故不可能發生寄生振盪。如此，就可以得 到射出之雷射光之射點甚為穩定之雷射振盪裝置。 實施例4 圖12、圖13係表示本發明之第4實施例之雷射振盪裝 置之諧振器光路模式阃，圖12係正面截面圖，圖13傜表示 其底視圔。根據本實施之雷射振盪裝置與以往之雷射振盪 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） 82.3. 40,000 (請先閲讀背面之注意事項再瑣寫本頁) 丨裝. 訂. A6 B6 ffi濟部中央標;?'局貝工消费合作社印製 五、發明説明（1 2 ) 裝置不同之點，在於孔洞1 4與孔洞1 5不在紙面上之平面而 孔洞1 5偽在紙面上之平面前端，孔洞1 4則配置在平面上之 平面遠端。因此，第1光軸20與第3光軸24大致成為平行 ,但卻成立體交錯之閗偽，如圖9所示，全反射鏡28與全 反射鏡3 0之反射面互為正對之部份偽不存在於孔洞1 5、 1 6 之開口内，如此就不可能發生寄生振盪。因此，就可以得 到射出之雷射光之射點甚為穩定之雷射振盪装置。 實施例5 圖1 4、圖1 5偽表示根據本發明之第5實施例之雷射振 盪裝置之諧振器光路模式圖，圖1 4傜正面截面圖，圖1 5係 表示其底視圖。根據本實施例之雷射振盪裝置與以往之雷 射振盪裝置不同之點偽在於孔洞1 4與孔洞1 5、孔洞1 6與孔 洞1 7不在紙面上之平面，而孔洞1 5、 1 5偽分別在紙面上之 平面前端，孔洞1 4、 1 6偽分別配置在紙面上之平面遠端。 因此，第1光軸20與第3光軸24係大致成為平行，但卻成 為立體交錯之關傜，如圖9所示，全反射鏡28與全反射鏡 3 0之反射面互為正對之部份傜不存在於孔洞1 5、 1 6之開口 内，如此就不可能發生寄生振盪。因此，就可以得到射出 之雷射光射點甚為穩定之雷射振盪裝置。 〔發明之效果〕 根據本發明，在諧振器光路之Z形折返部之中位於傾 斜之光路兩端之兩個全反射鏡之前面所位置之兩個孔洞之 光束模式管制率較其他孔洞之光束模式管制率小之構成， 就可以得到雷射光之射點甚為優良之穩定性之雷射振盪裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公釐） 82.3. 40,000 12 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) .裝· 、π_ 306084 Α6 Β6 經濟部中央標準局β工消費合作社印製 五、發明説明（1 3 ) 置之效果。 又，根據本發明之另一發明，在諧振器光路之2：形折 返部之中為了位於傾斜光路兩端之兩個全反射鏡之有效面 不致互為正對，使前述Z形折返光路之中大致成為平行之 兩屆光路成為立體交錯閟偽之構成，故可以冀期光束模式 之穩定化，而可以得到射出雷射光之射點甚為優良之振證 裝置之效果。 〔圖面之簡單説明〕 圖1偽表示本發明之一實施例之雷射振盪裝置之諧振 器構成阃。 圔2係圖16之底視圖。 圔3傜本發明之一實施例之雷射振盪裝置之諧振器之 振1光軸變化說明圖。 圖4係本發明之一實施例之雷射振盪裝置之諧振器之 振盪光軸變化說明圖。 圖5傜本發明之一實施例之雷射振盪裝置之諧振器之 振盪光軸變化說明圖。 圖6偽包含本發明之一種實施例及以往之雷射振盪裝 置之諧振器光路之振盪器長邊方向之垂直截面模式圖。 圖7偽表示本發明之一實施例之雷射振盪裝置之諧振 器光路模式圖。 圖8係圖7之底視圖。 阃9偽表示本發明之一實施例之雷射振盪裝置之諧振 器光路之中之第2光路及位於第2光路兩端之諧振器鏡及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） ,〇 82.3. 40,000 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 A6 B6 五、發明説明（14) 孔洞之圖。 圔ίο係表示根據本發明之一種實施例之雷射振盪裝置 之諧振器光路模式圖。 圖11偽圔10之底視圖。 圖1 2偽表示本發明之一實施例之雷射振盪裝置之諧振 器光路模式圖。 圖13係圖12之底視圖。 圖1 4係表示本發明之一實施例之雷射振盪裝置之諧振 器光路模式圖。 圖15傜圖14之底視圖。 圖16偽表示本發明之一種實施例及以往之雷射振盪裝 置之構成斜視圖。 圖17俗本發明之一實施例及以往之雷射振盪裝置之雷 射光反射裝置截面阃。 圖18偽表示以往之雷射振盪裝置之角度調整機構模式 圖。 圔19偽圖24之B-B線截面圖。 圖2 0偽包含本發明之一實施例及以往之雷射振盪裝置 之諧振器光路之振盪裝置長邊方向之垂直截面模式圖。 阃21偽表示以往之雷射振盪裝置之諧振器光路之中位 於第2光路與第2光路兩端之諧振器鏡及孔洞圖。 〔符號說明〕 2 雷射光 4 放電電極 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） ι , 82.3. 40,000 ------------------·--------裝------訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 五、發明説明（15 ) 10 筐 體 12a 第 1 田 射 光 反 射 裝 置 12b 第 2 雷 射 光 反 射 裝 置 14 孔 洞 15 孔 洞 16 孔 洞 17 孔 洞 26 全 反 射 鏡 28 全 反 射 鏡 30 全 反 射 鏡 32 部 份 反 射 鏡 34 全 反 射 鏡 36 光 學 基 台 38 光 學 基 板 40 調 整 板 42 調 整 板 46 調 整 螺 絲 56 冷 卻 水 A6 B6 --------.-----------------裝------.玎------線 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 經濟部中央標準局R工消费合作社印« 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） j ^ 82.3. 40,000