JPH08256U

JPH08256U - レーザ共振器

Info

Publication number: JPH08256U
Application number: JP008024U
Authority: JP
Inventors: 規夫軽部
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1995-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 1996-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザ共振器に関し、全ての支持部材の温度
を一定とすることのできる簡単で低価格のレーザ共振器
の提供を目的とする。【解決手段】レーザ管１と、該レーザ管の両側に平行
に設けられた一対の反射鏡２，４と、該各反射鏡がそれ
ぞれ取付けられた一対の保持部材３，５と、該各保持部
材を相互に固定支持し、内部に連通孔が形成された複数
の支持部材６ａ〜６ｄと、該各支持部材の連通孔を循環
し、該各支持部材の温度を全て同一の温度とする熱媒質
と、該熱媒質を前記各支持部材の連通孔を介して循環さ
せる循環手段７と、前記熱媒質の温度を室温にする空冷
式ラジエータで構成された熱交換手段８とを具備するよ
うに構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案はレーザ共振器に関し、特に、平行に位置する２枚の反射鏡によりレーザ管内の光を相互に反射してレーザ出力を得るレーザ共振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図３は従来のレーザ共振器の問題点を説明するための図である。図３に示されるように、従来の炭酸ガス等の気体レーザを発生させるためのレーザ共振器は、概略すると、レーザ管１０１、反射鏡１０２，１０４、保持部材１０３，１０５、および、支持部材１０６ａ〜１０６ｄを具備している。

【０００３】レーザ管１０１は、例えば、高周波の電圧を印加してそのレーザ管の内部にグロー放電を生じさせ、そして、グロー放電を行っているレーザ管１０１の内部にレーザガス（例えば、ＣＯ₂，Ｎ₂，Ｈｅの混合気体）を通過させることによって、レーザガス中の炭酸ガス分子を励起するようになされている。そして、励起されて高準位の分子振動状態にある炭酸ガス分子が低準位の分子振動状態に遷移するときに所定の波長の光を放出するが、レーザ共振器は上記の放出された光をレーザ管１０１の両側に設けられた２枚の反射鏡１０２および１０４で反射して共振させ、その反射光の一部をハーフミラーである反射鏡１０４から取り出すことによりレーザ出力を得るものである。上記した反射鏡１０２および１０４は、それぞれ保持部材１０３および１０５に取付けられ、また、保持部材１０３と１０５とは４本の支持部材１０６ａ〜１０６ｄによって相互に固定支持されている。

【０００４】ところで、反射鏡１０２と１０４とは正確に平行とされていなければ、レーザ管１０１内で放出された光を２枚の反射鏡１０２および１０４で何度も反射して共振させることができない。すなわち、２枚の反射鏡１０２と１０４との角度が正確な平行状態から少しでもずれると、それらの反射鏡１０２および１０４で反射される光の経路も次第にずれが大きくなり、反射光の経路は反射鏡の外側へ向かって進行することになってしまう。この２枚の反射鏡１０２と１０４との角度のずれは、主にレーザ管１０１から放射される熱によって、レーザ管１０１の上部の温度Ｔ₁とレーザ管１０１の下部の温度Ｔ₂との間に温度差が生じ、支持部材１０６ａ（１０６ｂ）と支持部材１０６ｃ（１０６ｄ）との熱膨張による長さ変化が相違することが原因となっている。そのため、支持部材１０６ａ〜１０６ｄの材質としては、熱膨張係数の極めて小さいＦｅ−Ｎｉ合金等のインバ（Ｉｎｖａｒ）が使用されている。

【０００５】また、従来より、レーザ管１０１の上部の温度Ｔ₁と下部の温度Ｔ₂との温度差の影響を無くして支持部材１０６ａ（１０６ｂ）の温度と支持部材１０６ｃ（１０６ｄ）の温度とを一致させるために、支持部材１０６ａ〜１０６ｄの内部の長手軸方向に連通孔を形成し、それら各支持部材の連通孔に温度が一定とされた水を流すことが行われている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上述したように、従来のレーザ共振器は、レーザ管１０１からの発熱によるレーザ管の上部と下部との温度差に対して、支持部材１０６ａ〜１０６ｄに熱膨張係数の極めて小さいインバ等の材質を使用して、支持部材１０６ａ〜１０６ｄが熱によって伸縮しないようにしていた。しかし、この方式ではインバ等の熱膨張係数の極めて小さい材質は高価となる欠点がある。

【０００７】また、レーザ管１０１の上部の温度Ｔ₁と下部の温度Ｔ₂との温度差の影響を無くして支持部材１０６ａ（１０６ｂ）の温度と支持部材１０６ｃ（１０６ｄ）の温度とを一致させるために、各支持部材の連通孔に一定温度の水を流すことが行われている。しかし、このような一定温度の水を各支持部材の連通孔に流すためには、その水の温度を常に一定とするための恒温器およびその恒温水を循環させるためのポンプを有するチラーを必要としていた。そして、このチラーは大型のものが必要とされるだけでなく、恒温器で設定された温度と室温との間に差があると、例えば、恒温器で設定された温度が室温よりも相当低いと、支持部材１０６ａ〜１０６ｄに結露等を生じることになり、チラーから送出される水の温度を室温に一致させなければならない。しかし、室温は季節や毎日の天気等によって様々に変化するため、チラーから送出される恒温水の温度を、例えば、人手によって頻繁に設定しなければならなかった。このように、チラーを使用して恒温水を支持部材１０６ａ〜１０６ｄの連通孔に循環させるレーザ共振器は、チラーに要する費用だけでなく温度設定の手間についても問題があった。

【０００８】本考案の目的は、上述した従来形のレーザ共振器における問題点に鑑み、反射鏡がそれぞれ取付けられた一対の保持部材を相互に固定支持する支持部材の内部に連通孔を形成し、循環手段により各支持部材の連通孔に熱媒質を循環させ、さらに、簡単な構成の熱交換手段によりこの熱媒質の温度を室温に一致させることによって、室温と同じ温度の熱媒質を各支持部材の連通孔に循環させて全ての支持部材の温度を一定とすることのできる簡単で低価格のレーザ共振器を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案によれば、レーザ管と、該レーザ管の両側に平行に設けられた一対の反射鏡と、該各反射鏡がそれぞれ取付けられた一対の保持部材と、該各保持部材を相互に固定支持し、内部に連通孔が形成された複数の支持部材と、該各支持部材の連通孔を循環し、該各支持部材の温度を全て同一の温度とする熱媒質と、該熱媒質を前記各支持部材の連通孔を介して循環させる循環手段と、前記熱媒質の温度を室温にする空冷式ラジエータで構成された熱交換手段とを具備するレーザ共振器が提供される。

【００１０】

【考案の実施の形態】

上述した構成を有する本考案のレーザ共振器によれば、レーザ管の両側に平行に設けられた一対の反射鏡がそれぞれ取付けられた一対の保持部材は、内部に連通孔が形成された複数の支持部材によって相互に固定支持される。また、循環手段によって各支持部材の連通孔に熱媒質が循環される。そして、上記熱媒質は空冷式ラジエータで構成された熱交換手段によってその温度が室温と一致するようにされるため、全ての支持部材の温度は室温と同じ温度となり、これによって、レーザ管の上部の支持部材と下部の支持部材との間に温度差がなくなり、２枚の反射鏡は常に平行関係が維持されることになる。

【００１１】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案に係るレーザ共振器の一実施例を説明する。図１は本考案に係るレーザ共振器の一実施例を概略的に示す図であり、図２は図１のレーザ共振器をＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。図１に示されるように、レーザ共振器は、概略すると、レーザ管１、反射鏡２，４、保持部材３，５、および、支持部材６ａ〜６ｄを具備している。

【００１２】レーザ管１は、例えば、２MHz 程度の高周波電圧を印加してレーザ管１の内部１ｃ（図２参照）にグロー放電を生じさせ、また、グロー放電を行っているレーザ管の内部１ｃにレーザガス（例えば、ＣＯ₂，Ｎ₂，Ｈｅの混合気体）を通過させることによって、ＣＯ₂分子を励起するようになされている。そして、励起されて高準位の分子振動状態にあるＣＯ₂分子が低準位の分子振動状態に遷移するときに放出される所定の波長の光をレーザ管１の両側に設けられた２枚の反射鏡２および４で反射して共振させる。そして、その反射光の一部をハーフミラーである反射鏡４からレーザ出力として取り出すようになされている。上記の反射鏡２および４は、それぞれ保持部材３および５に傾きの調整可能として取付けられ、また、保持部材３と５は４本の支持部材１０６ａ〜１０６ｄによって相互に固定支持されている。

【００１３】すなわち、反射鏡２と４とは正確に平行とされていなければ、レーザ管１内で発生した光を２枚の反射鏡２および４で何度も反射して共振させることができないが、反射鏡２と保持部材３との接続および反射鏡４と保持部材５との接続は、それぞれベローズ２ａおよび４ａを介して行われ、２枚の反射鏡２および４と保持部材３および５との取付け個所には、２枚の反射鏡２と４とが正確に平行となるような微調整機構が設けられている。この微調整機構によって、２つの保持部材３および５の工作上の平行状態からのずれを補償し、支持部材６ａ〜６ｄの長さが個別に変化しない状態において、２枚の反射鏡２および４を完全に平行とすることができるようになされている。また、レーザ管１と保持部材３および５との接続個所にもベローズ１ａおよび１ｂが設けられ、レーザ管１の発熱による長さの変化に対応するようになされている。

【００１４】図１および図２から明らかなように、支持部材６ａ〜６ｄの内部には、それらの長手軸方向にそれぞれ連通孔６１ａ〜６１ｄが形成されていて、それぞれの連通孔６１ａ〜６１ｄには各支持部材６ａ〜６ｄの温度を一定とするための循環水が流されている。この支持部材の連通孔６１ａ〜６１ｄに流される循環水の量は、１つの支持部材の連通孔に付き、例えば、１０ｌ／分程度であり、これによって、レーザ管１からの発熱によるレーザ管の上部と下部との温度差を吸収し、全ての支持部材６ａ〜６ｄの温度を一致させることができる。

【００１５】上記した支持部材６ａ〜６ｄの連通孔６１ａ〜６１ｄに流す循環水はポンプ７によって送出され、図１中の矢印で示されるように、移送パイプ９、空冷式ラジエータ８、および、支持部材の連通孔６１ａ〜６１ｄを介してポンプ７に戻されるようになされている。ここで、循環水の温度は空冷式ラジエータ８および移送パイプ９を通ることによって熱交換され、高周波励起レーザが設置された場所の室温に一致するようになる。そのため、季節や毎日の天気等による室温の変化に対しても、恒温器等の特別な装置を必要とすることなく、常に、循環水の温度を室温に一致させることができる。このように、循環水の温度は季節や毎日の天気等による室温の変化に伴って変化し、従って、全ての支持部材６ａ〜６ｄの温度が室温に一致して変化することになる。ここで、全ての支持部材６ａ〜６ｄは室温によってその温度を変化させることになるが、この温度変化は支持部材６ａ〜６ｄの全てに対するもので各支持部材の相互間の温度差は、常に、存在しないので一対の保持部材３および５に取付けられた２枚の反射鏡２と３との平行関係は、常に、維持され続けることになる。

【００１６】以上の実施例において、ポンプ７で送出される循環水は空冷式ラジエータ８を通って室温との熱交換が行われるように構成されているが、この空冷式ラジエータ８が無くともポンプ７と支持部材の連通孔６１ａ〜６１ｄを繋ぐ移送パイプ９によって室温との熱交換を行うことができる。この空冷式ラジエータ８を設けないで移送パイプ９だけで熱交換を行う場合、移送パイプ９は熱伝導率の高い金属パイプ等の材質で形成するのが好ましい。

【００１７】

【考案の効果】

以上、詳述したように、本考案に係るレーザ共振器は、反射鏡がそれぞれ取付けられた一対の保持部材を相互に固定支持する支持部材の内部に連通孔を形成し、循環手段により各支持部材の連通孔に熱媒質を循環させ、さらに、空冷式ラジエータで構成された熱交換手段によりこの熱媒質の温度を室温に一致させることによって、室温と同じ温度の熱媒質を各支持部材の連通孔に循環させて全ての支持部材の温度を一定とすることのできる簡単で低価格のレーザ共振器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るレーザ共振器の一実施例を概略的
に示す図である。

【図２】図１のレーザ共振器をＡ−Ａ線に沿って切断し
た断面図である。

【図３】従来のレーザ共振器の問題点を説明するための
図である。

【符号の説明】

１…レーザ管２，４…反射鏡３，５…保持部材６ａ〜６ｄ…支持部材６１ａ〜６１ｄ…連通孔７…ポンプ８…空冷式ラジエータ９…移送パイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｓ 3/08 Ｚ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】レーザ管（１）と、該レーザ管の両側に平行に設けられた一対の反射鏡
（２，４）と、該各反射鏡がそれぞれ取付けられた一対の保持部材
（３，５）と、該各保持部材を相互に固定支持し、内部に連通孔が形成
された複数の支持部材（６ａ〜６ｄ）と、該各支持部材の連通孔を循環し、該各支持部材の温度を
全て同一の温度とする熱媒質と、該熱媒質を前記各支持部材の連通孔を介して循環させる
循環手段（７）と、前記熱媒質の温度を室温にする空冷式ラジエータ（８）
で構成された熱交換手段と、を具備するレーザ共振器。
【請求項２】前記熱媒質は、水である請求項１のレー
ザ共振器。
【請求項３】前記循環手段は、ポンプで構成されてい
る請求項１のレーザ共振器。
【請求項４】前記熱交換手段は、前記熱媒質を移送す
る移送パイプ（９）を備えている請求項１のレーザ共振
器。