(57)【要約】【課題】外乱要因があった場合にも部分透過鏡及び全反射鏡の角度、すなわち平行を保持することで、レーザ出力及びレーザモードを安定化することができるレーザ発振装置を提供することを目的とする。【解決手段】フランジ３、４間を複数の低熱膨張率のパイプ５、６、７、８で接続し、フランジ３、４間の略中央で低熱膨張率のパイプ５、６、７、８を求心するバネ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを設けたものである。この構成によれば、低熱膨張率のパイプ５、６、７、８が中心方向に、ごくわずかに湾曲した状態になっている。この状態から、低熱膨張率のパイプ５、６、７、８に引っ張りまたは圧縮の力が加わったとしても、複数の低熱膨張率のパイプ５、６、７、８は全て中心方向に撓む。このため、結果的に前記フランジ３、４間の平行度を保つことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のミラーを保持するフランジを備え、前記フランジ間を複数の低熱膨張率の部材で接続し、前記フランジ間の略中央で前記低熱膨張率の部材を求心する部材としてバネを設けたレーザ発振装置。
【請求項２】
前記バネを複数配置した請求項１記載のレーザ発振装置。
【請求項３】
前記ミラーを保持するフランジ間に配置した光学部品を保持するフランジを設け、前記バネを、前記光学部品を保持するフランジに接続した請求項１または２記載のレーザ発振装置。
【請求項４】
前記低熱膨張率の部材に対して前記バネを、前記ミラーを保持するフランジの方向に摺動自在に設けた請求項１から３のいずれかに記載のガスレーザ発振装置。
【請求項５】
前記バネと前記低熱膨張率の部材を低摩擦材を介して接続した請求項４記載のガスレーザ発振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のミラーを保持するフランジを有するレーザ発振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にレーザ発振装置を搭載した板金加工装置は、工場に設置されており、温度管理されていない状態下で使われる場合がほとんどであり、如何なる温度状況下でも安定した加工が出来ることを望まれている。
【０００３】
図２に従来のレーザ発振装置の概略構成の一例としてレーザ発振装置の例を示す。図２（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ａ）図中Ａ−Ａ方向から見た断面図である。
【０００４】
以下、図２を参照しながら従来のレーザ発振装置を説明する。
【０００５】
図に於いて、レーザ出力を取り出すための光共振器を構成する一対のミラーである部分透過鏡１と全反射鏡２は、保持するフランジ３、４に保持しており、これらフランジ３、４の間に低熱膨張率のパイプ５、６、７、８を接続して部分透過鏡１と全反射鏡２の平行度を保つようにしている。
【０００６】
また、フランジ３、４の間で部分透過鏡１と全反射鏡２の間にはレーザ媒質を内部に有して電極などで励起エネルギーを注入する放電管９を配置し、この放電管９を保持するためのフランジ１０をフランジ３、４の略中間位置に配置している。
【０００７】
また、これらフランジ３、４、１０はパイプ１１で機械的に保持しており、フランジ３、４とパイプ１１を接続する接続機構１２を設けている。
【０００８】
すなわち、部分透過鏡１及び全反射鏡２はそれぞれフランジ３、４で保持しており、温度変化があった場合にも部分透過鏡１及び全反射鏡２の角度が変化しないようにフランジ３、４間は複数のインバーやカーボンファイバ等で作られた低熱膨張率のパイプ５、６、７、８で接続している。
【０００９】
また低熱膨張率のパイプ５、６、７、８のみでフランジ３、４、１０を保持するには強度が低く、鉄などからなる金属でできたパイプ１１でこれらフランジ３、４、１０を保持している。
【００１０】
また金属でできたパイプ１１は低熱膨張率の材質からなるパイプ５、６、７、８より熱膨張率が大きいため、温度変化があった場合に、フランジ３、４が金属でできたパイプ１１から受ける力を逃すためにベアリング等からなる接続機構１２で金属からなるパイプ１１とフランジ３、４を接続している。
【００１１】
こうして平行を保った部分透過鏡１及び全反射鏡２で光共振を起こさせ、部分透過鏡１からレーザ光を出力するように構成している。
【特許文献１】特開平１１−２３３８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のような従来のレーザ発振装置では、雰囲気温度が変化した場合に低熱膨張率のパイプ５、６、７、８が膨張する際に微小ではあるがたわむ場合があり、そのたわみ方向、たわみ量は不規則となり、各低熱膨張率のパイプ５、６、７、８の伸び量にばらつきが発生し、フランジ３、４の角度すなわち部分透過鏡１及び全反射鏡２の角度が変化する場合があった。
【００１３】
また、フランジ３、４間の距離が長いと、自重や外力が加わった場合にフランジ３、４間に捻じれが発生し、フランジ３、４の角度すなわち部分透過鏡１及び全反射鏡２の角度が変化しレーザ出力の低下及びレーザモードの崩れを発生させ、レーザ加工が不安定になるという課題を有していた。
【００１４】
本発明は、上記のような従来の課題に鑑み、外乱要因があった場合にも部分透過鏡及び全反射鏡の角度、すなわち平行を保持することで、レーザ出力及びレーザモードを安定化することができるレーザ発振装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明のガスレーザ発振装置は、一対のミラーを保持するフランジを備え、前記フランジ間を複数の低熱膨張率の部材で接続し、前記フランジ間の略中央で前記低熱膨張率の部材を求心する部材としてバネを設けたものである。
【００１６】
従来のように、前記低熱膨張率の部材を求心していない場合は、前記低熱膨張率の部材に力が加わったときにたわんでしまう。この時、各低熱膨張率の部材はそれぞれ好き勝手な方向へ曲がる。結果として、前記フランジ間の平行度が崩れてしまう。
【００１７】
これに対して、上述した本発明の構成によれば、前記フランジ間の略中央で低熱膨張率の部材が求心されているので、低熱膨張率の部材が中心方向に、ごくわずかに湾曲した状態になっている。この状態から、低熱膨張率の部材に引っ張りまたは圧縮の力が加わったとしても、複数の低熱膨張率の部材は全て中心方向に撓む。このため、結果的に前記フランジ間の平行度を保つことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によるとレーザ出力及びレーザモードを安定化することが可能である。これにより、雰囲気温度変化した場合にも安定したレーザ出力を行えるレーザ発振装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００２０】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態のレーザ発振装置の要部を示すものである。図１（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ａ）図中Ａ−Ａ方向から見た断面図である。
【００２１】
図に於いて、レーザ出力を取り出すための光共振器を構成する一対のミラーである部分透過鏡１と全反射鏡２は、保持するフランジ３、４に保持しており、これらフランジ３、４の間に低熱膨張率のパイプ５、６、７、８を接続して部分透過鏡１と全反射鏡２の平行度を保つようにしている。
【００２２】
また、フランジ３、４の間で部分透過鏡１と全反射鏡２の間にはレーザ媒質を内部に有して電極などで励起エネルギーを注入する放電管９を配置し、この放電管９を保持するためのフランジ１０をフランジ３、４の略中間位置に配置している。
【００２３】
また、これらフランジ３、４、１０はパイプ１１で機械的に保持しており、フランジ３、４とパイプ１１を接続する接続機構１２を設けている。
【００２４】
すなわち、部分透過鏡１及び全反射鏡２はそれぞれフランジ３、４で保持しており、温度変化があった場合にも部分透過鏡１及び全反射鏡２の角度が変化しないようにフランジ３、４間は複数のインバーやカーボンファイバ等で作られた低熱膨張率のパイプ５、６、７、８で接続している。
【００２５】
また低熱膨張率のパイプ５、６、７、８のみでフランジ３、４、１０を保持するには強度が低く、鉄などからなる金属でできたパイプ１１でこれらフランジ３、４、１０を保持している。
【００２６】
また金属でできたパイプ１１は低熱膨張率の材質からなるパイプ５、６、７、８より熱膨張率が大きいため、温度変化があった場合に、フランジ３、４が金属でできたパイプ１１から受ける力を逃すためにベアリング等からなる接続機構１２で金属からなるパイプ１１とフランジ３、４を接続している。
【００２７】
こうして平行を保った部分透過鏡１及び全反射鏡２で光共振を起こさせ、部分透過鏡１からレーザ光を出力するように構成している。
【００２８】
ここまでの構成は従来と同じ構成となっているが、本実施の形態の特徴とする構成は、低熱膨張率のパイプ５、６、７、８とフランジ１０の間にバネ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄをそれぞれ配置して、低熱膨張率のパイプ５、６、７、８をフランジ１０の方向、すなわち中心に求心する力を加えている。
【００２９】
この構成によれば、フランジ３、４間の略中央で低熱膨張率のパイプ５、６、７、８が求心されているので、低熱膨張率のパイプ５、６、７、８が中心方向に、ごくわずかに湾曲した状態になっている。この状態から、低熱膨張率のパイプ５、６、７、８に引っ張りまたは圧縮の力が加わったとしても、複数の低熱膨張率のパイプ５、６、７、８は全て中心方向に撓む。このため、結果的にフランジ３、４間の平行度を保つことができる。
【００３０】
したがって、温度変化などの外乱による低熱膨張率のパイプ５、６、７、８のたわみや、フランジ３、４のねじれを防止し、レーザ出力及びレーザモードを安定化することができる。
【００３１】
なお、低熱膨張率のパイプ５、６、７、８に対してバネ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを、フランジ３、４の方向に摺動自在に設ける構成として、ポリテトラフルオロエチレンなどの低摩擦樹脂材を介して接続すると調整も容易であり、一番安定する位置に移動しやすいなどの利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明にかかるレーザ発振装置は、レーザ出力及びレーザモードの安定化を図れるレーザ発振装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態におけるレーザ発振装置の概略構成図
【図２】従来のレーザ発振装置の概略構成図
【符号の説明】
【００３４】
１    部分透過鏡
２    全反射鏡
３、４、１０    フランジ
５、６、７、８    低熱膨張率のパイプ
９    放電管
１１    パイプ
１２    接続機構
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ    バネ
【図１】
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【図２】
2010212558.tif 000004