(57)【要約】【課題】  放電電極の長さ方向に関して流速が均一で、かつ高速のガス流を放電空間に送ることができるガスレーザ発振器を提供する。【解決手段】  一対の放電電極が、第１の方向に相互に対向して配置され、第２の方向に長い放電空間を画定する。ターボブロアが、第１の方向及び第２の方向と交差する第３の方向から、放電空間に向けてレーザガスを吹き出す。ターボブロアは、第１の方向に平行な回転軸を有するインペラを含む。インペラは、ケーシング内に収容されている。ケーシングは、インペラの回転によって生成された遠心方向のガス流を、放電空間に向けて吹き出す吹出口を有する。吹出口は、放電空間に対向し、第２の方向に長い形状を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に相互に対向して配置され、第２の方向に長い放電空間を画定する一対の放電電極と、
前記第１の方向及び前記第２の方向と交差する第３の方向から、前記放電空間に向けてレーザガスを吹き出すターボブロアと
を有し、
前記ターボブロアは、
前記第１の方向に平行な回転軸を有するインペラと、
前記インペラを収容し、前記インペラの回転によって生成された遠心方向のガス流を、前記放電空間に向けて吹き出す吹出口が設けられているケーシングと
を有し、
前記吹出口は、前記放電空間に対向し、前記第２の方向に長いガスレーザ発振器。
【請求項２】
前記ターボブロアは、前記放電空間よりも上方に配置されており、前記吹出口が下方を向く請求項１に記載のガスレーザ発振器。
【請求項３】
前記ターボブロアは、前記ケーシングの内部空間に配置され、前記第２の方向に関してガス流の流速を均一化する整流板を、さらに有する請求項１または２に記載のガスレーザ発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスを循環させるガスレーサ発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
三軸直交型ガスレーザ発振器では、放電電極の長さ方向と、放電が生じる方向と、レーザガスの流れの方向とが相互に直交する。一対の放電電極の間の放電空間に、放電電極の長さ方向に関して均一で、かつ高速のガスの流れが形成される。ガスの流れを生成するために、クロスフローファンや軸流ファンが用いられる場合がある（特許文献１参照）。
【０００３】
クロスフローファンの回転軸を放電電極の長さ方向と平行に配置することにより、放電電極の長さ方向に関してほぼ均一な流速のガス流を発生させることができる。放電電極の長さ方向に複数個の軸流ファンを並べることにより、放電電極の長さ方向に関して、流速を均一に近づけることができる。
【０００４】
レーザガスの循環経路内にターボブロアを配したガスレーザ発振器が公知である（特許文献２参照）。ターボブロアから噴き出したレーザガスは、循環経路に沿って流れの方向を変えながら放電空間に到達する。ガス流の放電空間に至る循環経路内に熱交換器が配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４３０２０号公報
【特許文献２】特開２００９−２２４４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
クロスフローファンは、その構造上、回転数が制限されるため、高速のガス流の生成には適していない。軸流ファンを用いる場合には、流速を均一化するために、複数台の軸流ファンを配置しなければならない。ターボブロアを用いる場合には、ターボブロアと放電空間との間に、循環経路の屈曲部や熱交換器等が配置されるため、ガス流が乱されてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、放電電極の長さ方向に関して流速が均一で、かつ高速のガス流を放電空間に送ることができるガスレーザ発振器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によると、
第１の方向に相互に対向して配置され、第２の方向に長い放電空間を画定する一対の放電電極と、
前記第１の方向及び前記第２の方向と交差する第３の方向から、前記放電空間に向けてレーザガスを吹き出すターボブロアと
を有し、
前記ターボブロアは、
前記第１の方向に平行な回転軸を有するインペラと、
前記インペラを収容し、前記インペラの回転によって生成された遠心方向のガス流を、前記放電空間に向けて吹き出す吹出口が設けられているケーシングと
を有し、
前記吹出口は、前記放電空間に対向し、前記第２の方向に長いガスレーザ発振器が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
ターボブロアの吹出口を放電空間に対向させることにより、放電空間に高速のガス流を発生させることができる。吹出口を、放電空間の長さ方向と平行な第２の方向に長くすることにより、流速を、第２の方向に関して均一にし易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例によるガスレーザ発振器の断面図である。
【図２】図２は、図１の一点鎖線２−２における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に、実施例によるガスレーザ発振器の断面図を示す。レーザ発振器の筐体１０の内部に、ターボブロワ３０、一対の放電電極２０、及び熱交換器２５が収容されている。筐体１０内には、レーザガス、例えば炭酸ガスレーザとヘリウムガスと窒素ガスとの混合ガスが充填されている。筐体１０内に、ターボブロワ３０から、放電電極２０の間の放電空間２３、及び熱交換器２５を経由してターボブロワ３０に戻る循環経路が形成されている。一対の放電電極２０が相互で隔てられる方向、すなわち放電が生じる方向をｘ方向、放電電極２０の長さ方向、すなわちレーザの伝搬方向をｚ方向とするｘｙｚ直交座標系を定義する。ターボブロワ３０は、ｙ方向から放電空間２３に向けてレーザガスを吹き出す。
【００１２】
ターボブロワ３０は、インペラ３１、モータ３２、ケーシング３３、及びシュラウド３６を含む。インペラ３１の回転軸はｘ方向に平行である。ケーシング３３内にインペラ３１及びシュラウド３６が収容されている。ケーシング３３は、インペラ３１の回転によって生成された遠心方向のガス流を、放電空間２３に向けて吹き出す吹出口３４を有する。吹出口３４は、放電電極２０の長さ方向（ｚ方向）に長い形状を有し、放電空間２３に対向する。吹出口３４から噴き出たガス流が、放電空間２３に直接吹き込む。吹出口３４がｚ方向に長い形状を有するため、ｚ方向に関して、流速を均一にし易くなる。
【００１３】
ケーシング３３内の空間は、吹出口３４の近傍において、吹出口３４に向かってｘ方向の寸法が小さくなる。すなわち、ガス流の下流に向かって、ガス流のｘ方向の厚さが薄くなる。このため、放電空間２３に、高速のガス流を生じさせることができる。
【００１４】
ターボブロワ３０は、放電空間２３よりも上方に配置されており、吹出口３４が下方を向いている。このため、放電電極２０の構成部品、例えばボルト等が脱落したとしても、ターボブロワ３０に接触することはない。このため、部品の脱落に起因するインペラの破損を防止することができる。
【００１５】
放電電極２０が、筐体１０に固定された電流導入端子２４に接続されている。熱交換器２５は放電によって高温になったレーザガスを冷却する。
【００１６】
図２に、図１の一点鎖線２−２における断面図を示す。筐体１０内に、ターボブロワ３０及び放電電極２０が収容されている。放電電極２０が、配線を介して電流導入端子２４に接続されている。放電空間２３の長さ方向の延長線上に、反射鏡２１及び部分反射鏡２２が配置されている。反射鏡２１及び部分反射鏡２２が、光共振器を構成する。放電空間２３を部分反射鏡２２の方に延長した延長線と、筐体１０とが交差する位置に、窓１１が取り付けられている。放電空間２３内で励振されたレーザ光が、部分反射鏡２２及び窓１１を通って外部に放射される。
【００１７】
放電空間２３の上方にターボブロワ３０が配置されている。ケーシング３３に形成された吹出口３４が、放電空間２３に対向する。吹出口３４は、放電空間２３の長さ方向（ｚ方向）に長い形状を有する。
【００１８】
ケーシング３３は、半円周部分３３ａ、等幅部分３３ｂ、及び拡幅部分３３ｃを含む。半円周部分３３ａは、ｙｚ面に平行な断面において、半円周に沿う形状を有し、半円周の開いた部分が放電空間２３の方を向く。等幅部分３３ｂは、半円周部分３３ａに連続する。等幅部分３３ｂのｚ方向の幅は、ｙ方向に関して一定である。拡幅部分３３ｃは、等幅部分３３ｂに連続する。拡幅部分３３ｃのｚ方向の幅は、吹出口３４に向かって徐々に広くなっている。
【００１９】
インペラ３１の回転軸は、ｚ方向に関して、半円周部分３３ａの曲率の中心、及び等幅部分３３ｂの幅方向の中心からずれた位置に配置されている。インペラ３１が回転すると、半円周部分３３ａの壁面に沿って、インペラ３１の回転方向と同一方向のガス流が発生する。このガス流の下流側から上流側に向かってに、インペラ３１の回転軸の位置がずれている。
【００２０】
ケーシング３３内に、複数の整流板３５が配置されている。一例として、整流板３５は、拡幅部分３３ｃに配置されており、放電空間２３の長さ方向（ｚ方向）に関して流速を均一化する。吹出口３４から吹き出たガス流が、放電空間２３に直接吹き込む。このため、整流板３５で整流されたガス流が乱されることなく、放電空間２３に導入される。
【００２１】
上記実施例では、三軸直交型の炭酸ガスレーザ発振器を例に挙げたが、上記実施例は、その他の三軸直交型のガスレーザ発振器、例えばエキシマレーザ発振器に適用することも可能である。
【００２２】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００２３】
１０  筐体
１１  窓
２０  放電電極
２１  反射鏡
２２  部分反射鏡
２３  放電空間
２４  電流導入端子
２５  熱交換器
３０  ターボブロワ
３１  インペラ
３２  モータ
３３  ケーシング
３３ａ  半円周部分
３３ｂ  等幅部分
３３ｃ  拡幅部分
３４  吹出口
３５  整流板
３６  シュラウド
【図１】
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【図２】
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