(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザガス流の一方側に設けたリアミラーから、他方側に設けた折返しミラーおよび前記一方側に設けた折返しミラーを経て、前記他方側に設けた３個のミラーからなる９０度ビーム回転部の第１のミラーに至る第１の光路パス（Ｚパス）と、
前記９０度ビーム回転部の第３のミラーから、前記一方側に設けた折返しミラーおよび前記他方側に設けた折返しミラーを経て、前記一方側に設けた出力ミラーに至る第２の光路パス（Ｚパス）と、
前記レーザガス流およびこれと直交する前記第１の光路パスの両者に対して直交する放電が行われるべく前記第１の光路パスの上下に設けた第１の対をなす電極と、
前記放電に平行で、かつ、前記レーザガス流およびこれと直交する前記第２の光路パスの両者に対して直交する放電が行われるべく前記第２の光路パスの上下に設けた第２の対をなす電極とを備え、
前記第１の光路パスと前記第２の光路パスとでほぼ同じ利得分布が得られるように、前記第１の光路パスの光路方向における前記第１の対をなす電極の位置と、前記第２の光路パスの光路方向における前記第２の対をなす電極の位置とを、前記第１の対をなす電極が前記レーザガス流の前記一方側に近く、前記第２の対をなす電極が前記レーザガス流の前記他方側に近く、相斜目の位置に位置決め配置したことを特徴とするレーザ発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザ加工の品質向上のためのレーザ発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレーザ発振器１０１は、例えば図５および図６に示されているように、光共振器１０３と発振容器１０５とを備えている。前記光共振器１０３はレーザガス流方向の一方側（図５において上側）に設けられたリアミラー１０７，出力ミラー１０９，折返しミラー１１１，１１３と、レーザガス流方向の他方側（図５において下側）に設けられた折返しミラー１１５，１１７並びにビームを、光軸を中心に９０度回転する３個のミラー１１９，１２１，１２３からなる９０度ビーム回転部１２５とで構成されている。
【０００３】
上記構成により、レーザビームはリアミラー１０７から折返しミラー１１５，１１１を経て９０度ビーム回転部１２５のミラー１１９に到達し、さらにミラー１２１，１２３を経て光軸が９０度回転し、折返しミラー１１３，１１７を経て出力ミラー１０９から出力される。
【０００４】
また、発振容器１０５内には図６に示されているように、レーザガス流を挾んで図６において１対の電極１２７，１２９が相対向して設けられている。この電極１２７，１２９の内側には誘電体１３１，１３３が設けられている。しかも前記電極１２７，１２９は電力線１３５，１３７で高周波交流電源１３９に接続されている。
【０００５】
上記構成により、高周波交流電源１３９をＯＮせしめると、１対の電極１２７と１２９との間に放電部１４１（励起空間）が形成され、電極１２７から電極１２９へ向けて放電される。したがって、レーザガス流に対して図６におて上下方向に放電が行われると共に図６において紙面対して直交する方向（図４において上下方向）へレーザビームが出力されるので、３軸レーザ発振器１０１を構成していることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のレーザ発振器１０１では、ミラー１２３，折返しミラー１１３，１１７で左側の上流側ＺパスＡが、また、リアミラー１０７，折返しミラー１１５，１１１で右側の下流側ＺパスＢが構成され、レーザ出力の割合いを示す利得は、レーザガス流の影響を受けて、利得分布は図７に示されているようになる。
【０００７】
例えば、図７に示すような利得分布を持つ放電部のとき、ＺパスＡの利得には面積Ａ，ＺパスＢの利得は面積Ｂとなり、利得が異なる。このように、ＺパスＡとＺパスＢでの利得が異なると、せっかく縦，横でキャンセルさせる方法も効果がなく、丸く対称的なビームモードが得られず、レーザ加工の加工性能が落ちるという問題があった。
【０００８】
この発明の目的は、従来のレーザ発振器における利得の違いによるモードの非対称性を解決し、レーザ加工時の加工品質の向上を図ったレーザ発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】
上記目的を達成するため、この発明のレーザ発振器は、レーザガス流の一方側に設けたリアミラーから、他方側に設けた折返しミラーおよび前記一方側に設けた折返しミラーを経て、前記他方側に設けた３個のミラーからなる９０度ビーム回転部の第１のミラーに至る第１の光路パス（Ｚパス）と、前記９０度ビーム回転部の第３のミラーから、前記一方側に設けた折返しミラーおよび前記他方側に設けた折返しミラーを経て、前記一方側に設けた出力ミラーに至る第２の光路パス（Ｚパス）と、前記レーザガス流およびこれと直交する前記第１の光路パスの両者に対して直交する放電が行われるべく前記第１の光路パスの上下に設けた第１の対をなす電極と、前記放電に平行で、かつ、前記レーザガス流およびこれと直交する前記第２の光路パスの両者に対して直交する放電が行われるべく前記第２の光路パスの上下に設けた第２の対をなす電極とを備え、前記第１の光路パスと前記第２の光路パスとでほぼ同じ利得分布が得られるように、前記第１の光路パスの光路方向における前記第１の対をなす電極の位置と、前記第２の光路パスの光路方向における前記第２の対をなす電極の位置とを、前記第１の対をなす電極が前記レーザガス流の前記一方側に近く、前記第２の対をなす電極が前記レーザガス流の前記他方側に近く、相斜目の位置に位置決め配置したことを特徴とするものである。
【００１０】
したがって、第１の光路パスと第２の光路パスとでは、ほぼ同じ利得分布を有することになる。
【００１１】
而して、利得の違いによるビームモードの非対称性のくずれがなくなり、対称性の高いビームモードが得られるので、レーザ加工時の加工品質の向上が図られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態の例を図面に基いて詳細に説明する。
【００１３】
図１および図２を参照するにレーザ発振器１は、光共振器３と発振容器５とを備えている。前記光共振器３はレーザガス流方向の一方側（図１において上側）に設けられたリアミラー７，出力ミラー９，折返しミラー１１，１３と、レーザガス流方向の他方側（図１において下側）に設けられた折返しミラー１５，１７並びにビームを、光軸を中心に９０度回転する３個のミラー１９，２１，２３からなる９０度ビーム回転部２５とで構成されている。
【００１４】
上記構成により、レーザビームはリアミラー７から折返しミラー１５，１１経て９０度ビーム回転部２５のミラー１９に到達し、さらにミラー２１，２３をおよび折返しミラー１３，１７経て出力ミラー９から出力される。すなわち、９０度ビーム回転部部２５のミラー１９，ミラー２１でレーザビームは４５度ずつ回転し合計９０度回転し、出力ミラー９から出力されるレーザビームは４５度の直線偏光になる。
【００１５】
また、発振容器５内には図２においてレーザガス流を挾んで上下にレーザガス流方向へ適宜な間隔で２列からなる１対の電極２７Ａ，２７Ｂ；２９Ａ，２９Ｂが相対向して設けられている。この、電極２７Ａ，２９Ａと電極２７Ｂ，２９Ｂの内側には図２において左右方向へ延伸した誘電体３１，３３が設けられている。しかも、電極２７Ａ，２９Ａ，２７Ｂ，２９Ｂはそれぞれ電力線３５，３７で高周波交流電源３９に接続されている。
【００１６】
上記構成により、高周波交流電源３９をＯＮしめると、１対の電極２７Ａ，２７Ｂ；２９Ａ，２９Ｂとの間に放電部４１が形成され、電極２７Ａ，２９Ａから電極２７Ｂ，２９Ｂへ向けて放電される。したがって、レーザガス流に対して図２において上下方向に放電が行われると共に図２において紙面に対して直交する方向（図１において上下方向）へレーザビームが出力されることになる。
【００１７】
前記ミラー２３，折返しミラー１３，１７で左側の上流側ＺパスＡと、またリアミラー７、折返しミラー１５，１１で右側の下流側ＺパスＢからなる２列の光路パスが構成され、このＺパスＡとＺパスＢとでは、ほぼ同じ利得分布が得られるべく、図１に示されているように、１対の電極２７Ａ，２７Ｂと１対の電極２９Ａ，２９Ｂとが相斜目の実線の位置に位置決めするように配置する。図１において、１対の電極２９Ａ，２９Ｂが点線の位置に配置すれば、従来のものと同じになる。
【００１８】
上記構成により、図３に示されているように、ＺパスＡとＺパスＢでは全く同じ利得分布（同じ面積）を有することになる。このために、利得分布の違いによるビームモードの非対称性がなくなり、対称性となってレーザ加工時の加工品質の向上を図ることができる。このことは、種々の実験した結果から証明されるものである。
【００１９】
図４には図１に代る他の実施の形態の例が示されている。図４において図１における部品と同じ部品には同一の符号を符して重複する説明を省略する。図４において、ＺパスＡに複数対の電極２９Ａ，２９Ｂ；４３Ａ，４３Ｂを、またＺパスＢにも複数対の電極２７Ａ，２７Ｂ；４１Ａ，４１Ｂを用いるようにしても、上述した実施の形態の例と同様の作用並び効果を有するものである。
【００２０】
なお、この発明は、前述した実施の形態の例に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上のごとき説明より理解されるように、この発明によれば、レーザビームはリアミラーから複数の折返しミラーを経て、９０度ビーム回転部を構成する３個のミラーでビームが光軸を中心に９０度回転したのち、複数の折返しミラーを経て出力ミラーより出力される。前記リアミラーから９０度ビーム回転部の第１のミラーに至る第１の光路パスと、９０度ビーム回転部の第３のミラーから出力ミラーに至る第２の光路パスとでほぼ同じ利得分布が得られるように、第１の光路パスの上下に設けた第１の対をなす電極の第１の光路パスの光路方向における位置と、第２の光路パスの上下に設けた第２の対をなす電極の第２の光路パスの光路方向における位置とを、第１の対をなす電極がレーザガス流のリアミラー側に近く、また、第２の対をなす電極がレーザガス流の９０度ビーム回転部側に近く、相斜目の位置に位置決め配置したので、第１の光路パスと第２の光路パスとでは、ほぼ同じ利得分布を有することになる。
【００２２】
而して、利得の違いによるビームモードの非対称性のくずれがなくなり、対称性の高いビームモードが得られるので、レーザ加工時の加工品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態の例を示すレーザ発振器の平面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図２におけるＺパスＡ，ＺパスＢのそれぞれの利得を表わした説明図である。
【図４】この発明の他の実施の形態の例を示すレーザは発振器の平面図である。
【図５】従来のレーザ発振器の平面図である。
【図６】図５におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】図６におけるＺパスＡ，ＺパスＢのそれぞれの利得を表わした説明図である。
【符号の説明】
１  レーザ発振器
３  光共振器
５  発振容器
７  リアミラー
９  出力ミラー
１１，１３，１５，１７  折返しミラー
１９，２１，２３  ミラー
２５  ９０度ビーム回転部
２７Ａ，２７Ｂ，２９Ａ，２９Ｂ  電極
３１，３３  誘電体
３９  高周波交流電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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