(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電励起されたレーザガスをレーザ光が通過することによって光増幅が行われ、放電方向と前記レーザ光の光軸と前記レーザガスのガス流方向が互いに直交しているガスレーザ装置であって、
前記レーザ光の光軸に沿って縦列配置された第１放電電極対および第２放電電極対と、
前記第１放電電極対によって規定される第１放電領域および前記第２放電電極対によって規定される第２放電領域を挟むように対向配置され、前記レーザガスによって増幅されたレーザ光を反射する少なくとも４つのミラーと、
前記レーザガスと外気とを隔てる少なくとも２つのウインドウと、
前記第１および第２放電電極対の放電電極のうち前記レーザ光の光軸に対して同じ側となる放電電極の間に設置され、前記放電電極の電極面から前記レーザ光の光軸に向けて突出した遮蔽部材とを備え、
前記少なくとも２つのウインドウは、前記少なくとも４つのミラーに対して前記遮蔽部材が設置された放電電極面側に配置され、
前記レーザ光が前記少なくとも２つのウインドウを通過する位置における前記レーザ光の光軸が、前記第１および第２放電電極対の電極面に対して傾斜していることを特徴とするガスレーザ装置。
【請求項２】
前記遮蔽部材の突出形状は、のこぎり波、三角波および正弦波からなるグループから選択された形状を有することを特徴とする請求項１に記載のガスレーザ装置。
【請求項３】
前記少なくとも４つのミラーの前方には、レーザ光が透過する開口を有するアパーチャが設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のガスレーザ装置。
【請求項４】
前記遮蔽部材の突出形状は、前記第１および第２放電領域で形成される放電領域に向かって凸の１山形状であることを特徴とする請求項２または３に記載のガスレーザ装置。
【請求項５】
前記遮蔽部材において、突出高さ方向を向いた面の光軸方向の幅をａ、前記レーザ光の波長をλ、前記アパーチャが有する開口の直径をφ、前記第１および第２放電電極対の放電電極間の放電ギャップをＤ、前記遮蔽部材から前記開口までの距離をｚとしたとき、下記の式を満たすことを特徴とする請求項３に記載のガスレーザ装置。
【数１】
0005985059.tif 000008
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザガスを用いてレーザ光を増幅するためのガスレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のガスレーザ装置（例えば、特許文献１，２）は、前増幅器と主増幅器の間に可飽和吸収体（ＳＡ）を設置し、所定の閾値未満の光強度を有するレーザ光を阻止することによって、戻り光、寄生発振光、自励発振光を吸収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０３１０４号公報（図１，図２）
【特許文献２】特開２０１０−１８６９９０号公報（［００５１］，図１１）
【特許文献３】特開２０１１−１５９９３２号公報
【特許文献４】国際公開第２０１２／１７６２５３号
【特許文献５】国際公開第２０１３／０８４６０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした可飽和吸収体を使用した構成は、大型で複雑になるため、必然的に高価な機構になる。【０００５】
本発明の目的は、簡素な構成で、寄生発振を効率的に抑制できるガスレーザ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、放電励起されたレーザガスをレーザ光が通過することによって光増幅が行われ、放電方向と前記レーザ光の光軸と前記レーザガスのガス流方向が互いに直交しているガスレーザ装置であって、
前記レーザ光の光軸に沿って縦列配置された第１放電電極対および第２放電電極対と、
前記第１放電電極対によって規定される第１放電領域および前記第２放電電極対によって規定される第２放電領域を挟むように対向配置され、前記レーザガスによって増幅されたレーザ光を反射する少なくとも４つのミラーと、
前記レーザガスと外気とを隔てる少なくとも２つのウインドウと、
前記第１および第２放電電極対の放電電極のうち前記レーザ光の光軸に対して同じ側となる放電電極の間に設置され、前記放電電極の電極面から前記レーザ光の光軸に向けて突出した遮蔽部材とを備え、
前記少なくとも２つのウインドウは、前記少なくとも４つのミラーに対して前記遮蔽部材が設置された放電電極面側に配置され、
前記レーザ光が前記少なくとも２つのウインドウを通過する位置における前記レーザ光の光軸が、前記第１および第２放電電極対の電極面に対して傾斜していることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、前記遮蔽部材の突出形状は、のこぎり波、三角波および正弦波からなるグループから選択された形状を有することが好ましい。【００１３】
本発明において、前記少なくとも４つのミラーの前方には、レーザ光が透過する開口を有するアパーチャが設けられることが好ましい。
【００１５】
本発明において、前記遮蔽部材の突出形状は、前記第１および第２放電領域で形成される放電領域に向かって凸の１山形状であることが好ましい。
【００１６】
本発明において、前記遮蔽部材において、突出高さ方向を向いた面の光軸方向の幅をａ、前記レーザ光の波長をλ、前記アパーチャが有する開口の直径をφ、前記第１および第２放電電極対の放電電極間の放電ギャップをＤ、前記遮蔽部材から前記開口までの距離をｚとしたとき、下記の式を満たすこと好ましい。
【００１７】
【数１】
0005985059.tif 000002
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第１放電電極対と第２放電電極対との間に、放電電極の電極面からレーザ光の光軸に向けて突出した遮蔽部材を設置することによって、レーザ光の光軸から外れて進行する寄生発振を簡素な構成で効率的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１によるガスレーザ装置を示す斜視図である。
【図２】電極支持構造を示す断面図である。
【図３】電極支持構造と遮蔽板とを一体化した構造を示す部分斜視図である。
【図４】ガスレーザ装置におけるレーザ光の経路を示す説明図である。
【図５】レーザ光と光軸との関係を示す説明図である。
【図６】寄生発振の一例を示す説明図である。
【図７】寄生発振の他の例を示す説明図である。
【図８】遮蔽板の波型形状の各種例を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態２によるガスレーザ装置を示す斜視図である。
【図１０】遮蔽板の高さを決定する方法を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態３を示す構成図である。
【図１２】本発明の実施の形態４を示す部分斜視図である。
【図１３】遮蔽板の上面の幅とレーザ光の経路との関係を示す説明図である。
【図１４】遮蔽板の断面形状の例を示す説明図である。
【図１５】遮蔽板の他の例を示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるガスレーザ装置を示す斜視図である。図２は、電極支持構造を示す断面図である。図３は、電極支持構造と遮蔽板とを一体化した構造を示す部分斜視図である。
【００２１】
ガスレーザ装置は、いわゆる３軸直交型ガスレーザ装置を構成しており、電極基板１，２，３，４と、電極１１，１２，１３，１４と、ミラー支持部３１，３２と、ウインドウ４１，４２と、ミラー４３，４４，４５，４６と、遮蔽板５１などで構成される。以下、理解容易のため、レーザ光の光軸と略平行な方向をＸ方向とし、レーザガスの供給方向と平行な方向をＹ方向とし、放電方向と平行な方向をＺ方向とする。
【００２２】
電極基板１，２，３，４は、アルミナなどの誘電体で形成されており、その表面上に金属製の電極１１，１２，１３，１４がメタライズ、ペースト等によりそれぞれ接着されている。電極を電極基板で支持する構造を採用することによって、放電機構全体の機械的強度を向上させることができる。
【００２３】
図２Ａに示すように、一対の電極基板１，２は、電極支持構造６１，６２によって支持され、互いに対向するように設置される。電極基板１，２の内面には、中心からＹ方向寄りに一対の電極１１，１２がそれぞれ設置される。電極１１，１２に高周波電源（不図示）からの交流電圧が印加されると、無声放電（オゾナイザ放電）が発生し、放電領域２１が形成される。この放電領域２１には、図１に示すように、レーザガスＧが−Ｙ方向に向けて供給される。
【００２４】
また図２Ｂに示すように、一対の電極基板３，４は、電極支持構造６１，６２によって支持され、互いに対向するように設置される。電極基板３，４の内面には、中心から−Ｙ方向寄りに一対の電極１３，１４がそれぞれ設置される。電極１３，１４に高周波電源（不図示）からの交流電圧が印加されると、無声放電（オゾナイザ放電）が発生し、放電領域２２が形成される。この放電領域２２には、図１に示すように、レーザガスＧがＹ方向に向けて供給される。
【００２５】
一対の電極基板１，２および一対の電極基板３，４は、レーザ光の光軸に沿って縦列配置される。放電電極１１，１２，１３，１４は、例えば、金属部分が５ｃｍ×１００ｃｍ程度の表面を有し、放電領域２１，２２は、例えば、５ｃｍ×５ｃｍ×１００ｃｍ程度の直方体形状である。
【００２６】
無声放電によってレーザガスＧ中の分子または原子がレーザ上準位に励起されると、光の増幅作用を示すようになる。例えば、レーザガスＧとして、ＣＯ２分子を含む混合ガスを使用した場合、ＣＯ２分子の振動準位間の遷移により波長１０．６μｍの光増幅が可能となる。ウインドウ４１，４２の透過膜およびミラー４３，４４，４５，４６の反射膜の設計によっては、波長９．３μｍ，９．６μｍ，１０．２μｍなど他の波長での増幅も可能である。
【００２７】
ここでは、レーザガスＧとしてＣＯ２を使用した場合を例示するが、他のレーザ媒質、例えば、ＣＯ，Ｎ２，Ｈｅ−Ｃｄ，ＨＦ，Ａｒ＋，ＡｒＦ，ＫｒＦ，ＸｅＣｌ，ＸｅＦなどを使用した場合も本発明は適用可能である。
【００２８】
ガスレーザ装置は、レーザガスＧを外気と遮断するための筐体（不図示）を備え、筐体内部には、熱交換器、ブロワ、ダクトなどが設けられる。ブロワは、筐体内に封入されたレーザガスＧをダクト内の風洞に沿って循環させる。これにより放電領域２１，２２に向けてレーザガスＧが矢印方向に沿ってそれぞれ供給される。放電領域２１，２２を通過したレーザガスＧは、熱交換器で冷却され、再びブロワに戻る。放電領域２１，２２ではレーザガスＧは大気圧より低い圧力に維持されており、レーザガスＧは、図１の矢印の方向に空間的に均一な速度分布、例えば、１００ｍ／ｓ程度の速度で移動する。
【００２９】
このとき放電領域２１へのレーザガスの供給方向と放電領域２２へのレーザガスの供給方向とが互いに反対になるように構成することによって、各放電領域２１，２２の利得分布を重ね合わせた全体利得分布は対称になり、その結果、出力されるレーザビームの対称性を向上させることができる。
【００３０】
ウインドウ４１，４２と、ミラー４３，４４，４５，４６は、放電領域２１，２２を挟んで互いに対向するように配置される。ウインドウ４１、ミラー４３，４４がミラー支持部３１を介して筐体に取り付けられる。ウインドウ４２、ミラー４５，４６がミラー支持部３２を介して筐体に取り付けられる。ウインドウ４１，４２として、例えばダイヤモンド基板に無反射コーティングを施したものが用いられる。ウインドウ４１，４２は、ガスレーザ装置内と外との間でレーザ光の透過を許容し、レーザガスＧを外気から遮断する機能を有する。ミラー４３，４４，４５，４６として、例えば、凹面、平面または凸面の全反射鏡が用いられ、光増幅の経路を構成している。
【００３１】
図４は、ガスレーザ装置におけるレーザ光の経路を示す説明図である。ガスレーザ装置は、パルスレーザ光を増幅する機能を有する。レーザ光Ｌは、光軸Ｌ０に沿ってウインドウ４１から入射し、ミラー４５、ミラー４４、ミラー４６、ミラー４３によって順次反射され、ウインドウ４２から出射される。
【００３２】
この経路構成においては、ミラー４４はミラー４５，４６のどちらとも非平行となり、かつミラー４３もミラー４５，４６のどちらとも非平行となる。こうした非平行配置により、対向するミラー同士での寄生発振を抑制することができる（特許文献３を参照）。
【００３３】
図５は、レーザ光Ｌと光軸Ｌ０との関係を示す説明図である。レーザ光Ｌは光軸Ｌ０に対してビーム半径ｗの広がりを持って伝搬する。ビーム半径ｗの定義にはさまざまな方法があり、例えば、レーザ光として伝搬するエネルギーのうち８６％が含まれる円の半径として定義される。図４では、経路全体に渡って光軸Ｌ０を図示したが、レーザ光Ｌについては図の煩雑さを避けるために経路の一部のみを図示し、ミラー４５，４４間、４４，４６間、４６，４３間の区間では省略している。
【００３４】
図１に戻って、遮蔽板５１は、一対の電極基板１，２と一対の電極基板３，４との間に設置され、放電電極の電極面からレーザ光の光軸に向けて突出した形状を有する。遮蔽板５１は、好ましくは、表面がアルマイト処理されたアルミニウム材で形成される。また、遮蔽板５１の表面は、好ましくは、ＣＯ２レーザの波長よりも粗い表面粗さを有する（即ち、算術平均粗さＲａ＞１０．６μｍ）。遮蔽板５１の表面粗さは、例えば、２０〜４０μｍとしてもよく、例えば、サンドブラスト加工、ローレット加工、その他の切削加工、転造加工、化学処理等により製造できる。
【００３５】
遮蔽板５１は、上記の表面粗さとは別のマクロな立体形状を有し、例えば、山と山のピッチを４ｃｍとした３つの山からなる周期的な波型にしてもよい。こうした山の頂点は、電極１１，電極１３の電極面よりも高い位置になる。
【００３６】
図３に示すように、遮蔽板５１は、電極支持構造６１，６２と一体的に形成することも可能である。この場合、電極支持構造６１，６２も好ましくは、表面がアルマイト処理されたアルミニウム材で形成される。こうした一体化構造により部品点数の削減、製造コストの低減が図られる。
【００３７】
遮蔽板５１の高さは、レーザ光Ｌと干渉しない高さに設定される。本実施形態において、遮蔽板５１の位置で電極基板１，３から測ったレーザ光の光軸高さをＨＬ０とし、ビーム半径を用いて、遮蔽板５１の高さＨ５１は、例えば、下記式（１）のように設定される。
【００３８】
Ｈ５１＝ＨＬ０−１．５ｗ        …（１）
【００３９】
このように遮蔽板５１を２組の放電電極でそれぞれ励起されたレーザガスの間に、電極面に対して凸部となるように設けたことにより、安価な構成で以下に説明する高い寄生発振抑制効果を奏する。
【００４０】
寄生発振は、目的とするパルスレーザの増幅を妨げて増幅効率を低下させるとともに、意図しない方向にレーザ光を発振し、ガスレーザ装置内外の装置を故障させる原因となる。従来のガスレーザ装置においては、特許文献２に記載のとおり、可飽和吸収体を２つの放電管の間に配置することで寄生発振を抑制している。可飽和吸収体は、特許文献１に記載のとおり、レーザ光を吸収する混合ガスをレーザ光が通過するセルに循環・冷却するシステムであり、本実施形態に係る遮蔽板のような部材と比べて極めて複雑かつ高価である。また、パルスレーザ光の一部を吸収するため、パルスレーザ光が可飽和吸収体を透過することにより増幅効率が低下してしまう。
【００４１】
そこで、本実施形態では、可飽和吸収体を用いずに寄生発振を抑制するガスレーザ装置を構成した。図１において遮蔽板５１がない場合、対向するミラー（ミラー４４と４６、４３と４５など）が平行に向かい合わないように配置することで対向するミラーどうしでの寄生発振を抑制する技術を用いてもなお、図６に示すような電極反射型の寄生発振が起こることが判明した。寄生発振の経路に放電電極での反射が含まれているので、ここでは電極反射型の寄生発振と呼んでいる。
【００４２】
こうした電極反射型の寄生発振は、ミラー４３〜４６に限らず、ミラー４３〜４６およびウインドウ４１，４２を支持する構造部材の反射を含む経路でも起こりうる。また、放電電極を１１，１２および１３，１４の２組とし、２組の電極の間に間隙を設けても発生してしまうことが判明した。
【００４３】
レーザ光を多数回折り返す増幅光路（本実施の形態では５つ折り光路）においては、ミラー支持部３１にウインドウ４１、ミラー４３，４４を取り付けるためのホルダ等の機構も複雑になる。また、折り返し数に比例して増幅器片道あたりの利得が高くなる。したがって、折り返し数が増えるほど、意図しない経路での寄生発振を起こす可能性が高まる。図７に示すように、ミラー支持部３１，３２、ミラーまたはウインドウ等を取り付けるための機構が、光をある程度反射することで寄生発振を起こすことがある。
【００４４】
実際、図１で遮蔽板５１のない構成において、寄生発振の経路に電極反射を含む電極反射型の寄生発振が起こることを確認した。そこで本実施形態に示すように、遮蔽板５１を、放電領域２１と放電領域２２との間に電極面に対して凸部となるように設けたことにより、電極反射型の寄生発振を抑制することができる。なお、遮蔽板５１は必ずしもレーザ光を吸収するものでなくてもよく、レーザ光を散乱するものであってもよいが、レーザ光を吸収するほうが寄生発振を抑制する効果が確実に得られる。本発明ではレーザ光を吸収または散乱するものを遮蔽板と呼んでいる。
【００４５】
本発明においては、遮蔽板５１を２組の放電電極（１１，１２および１３，１４の２組）でそれぞれ励起されたレーザガスの間に、電極面に対して凸部となるように設けることで、安価な構成で寄生発振を抑制する効果を奏する。特に、上記で説明した電極反射型の寄生発振を抑制することで高い寄生発振抑制効果を奏する。
【００４６】
寄生発振抑制効果を高めたことにより、寄生発振によるゲインの低下を抑制し、高効率なパルスの増幅を可能とする。また、ガスレーザ装置を寄生発振による焼損から保護する効果を奏する。
【００４７】
遮蔽板５１が高すぎて、増幅するレーザ光Ｌと干渉させてしまうと、増幅出力を低下させ、増幅されるレーザ光のビーム品質を悪化させる。増幅するレーザ光Ｌと干渉しない範囲で高く作るほど大きな寄生発振抑制効果を奏する。
【００４８】
多重折り返し（本実施形態では５回折り返し）でレーザ光を増幅するレーザ装置では、レーザ光が何度も放電領域を通過するため高倍率の増幅が可能となる一方で、寄生発振も起こりやすい。本実施形態においては多重折り返しのレーザ光が、遮蔽板５１の高さよりも低い（電極１１，１３に近い）領域を通過している。そうすることで、放電領域に蓄えられている放電励起エネルギーを有効に利用し、最大限のレーザ光増幅出力を得る効果を奏する。
【００４９】
遮蔽板５１を、アルマイト表面処理したアルミニウム材で形成することにより、安価で入手容易な資材で寄生発振抑制の効果を得る。また、アルマイト表面処理したアルミニウム材は、レーザガスに侵されにくいため、ガスレーザ装置の寿命を長くする効果を奏する。なお、遮蔽板５１の材料は、アルミニウム材に限らず、他の金属または金属酸化物でもよい。
【００５０】
また、遮蔽板５１の表面に、増幅するレーザの波長よりも粗い表面処理を施すことで、電極反射型の寄生発振を抑制する効果が高められる。
【００５１】
電極支持構造６１と遮蔽板５１とを一体化することにより、増幅されるパルスレーザの外縁部を吸収して遮蔽板が発熱した場合において、遮蔽板５１からの放熱を向上させる効果を奏するとともに、安価で組立容易なガスレーザ装置を提供できる。
【００５２】
なお、遮蔽板５１の表面が光軸の向きと垂直に近い角度を有すると寄生発振を起こしやすいため、遮蔽板５１の表面は光軸の向きとはっきりと垂直でない角度（例えば２０度）とすることが好ましい。ミラー４１，４３，４４ないしミラー支持部３１から遮蔽板５１に至るレーザビームが遮蔽板５１で正反射したものが再びミラー４１，４３，４４ないしミラー支持部３１に入射することのない角度とすれば寄生発振抑制効果を奏する。そこで、遮蔽板５１の表面を波型（本実施形態では３山構成の波型）とすることで、遮蔽板５１の体積を小さく抑えながら最大の寄生発振抑制効果を得る。なお、遮蔽板は３山構成に限られず、１山でも２山でもよいし、３山より多くてもよい。山の角は丸くてもよいし角が立っていてもよい。
【００５３】
図８は、遮蔽板５１の波型形状の各種例を示す説明図である。図８Ａは図１に示したようなのこぎり波の形状を示し、図８Ｂは三角波の形状を示し、図８Ｃは正弦波の形状を示す。遮蔽板５１の波型形状は、これらの形状から選択してもよく、あるいは１山構成、２山構成または３山以上の構成でも構わない。
【００５４】
レーザガスＧは、レーザ光の光軸および放電方向の両方に対して垂直な方向に供給され、放電領域２１へのレーザガスの供給方向は、放電領域２２へのレーザガスの供給方向とは反対である。電極支持構造６１と遮蔽板５１とを一体化した構造に上記のレーザガス供給方向を採用することで、レーザガス流が遮蔽板に妨げられず、エネルギーロスを最小限に抑えながら必要なレーザガス流速を得る。レーザガス流がレーザ光の光軸と垂直である構成により、レーザガス流方向にレーザガスの温度分布が生じてレーザ光の進路を曲げる性質を持つ。同様に寄生発振するレーザビームも進路が曲がる。本実施形態においては放電領域２１へのレーザガスの供給方向を、放電領域２２へのレーザガスの供給方向と反対にすることで寄生発振するレーザビームの進路の曲がりをキャンセルし、設計意図にない寄生発振をも抑制する効果を得る。
【００５５】
図１５は、遮蔽板５１の他の例を示す部分斜視図である。図１５において、遮蔽板５１は、放電電極の電極面からレーザ光の光軸に向けて突出した形状を有するとともに、光軸に面する上表面を波型や山形にせず平面としており、さらに、放電領域２１，２２に面し、レーザ光の光軸に対して傾斜した傾斜面を有する。この構成でも、ウインドウ４１，ミラー４３，４４を有するミラー支持部３１から遮蔽板５１に至るレーザビームが、遮蔽板５１で正反射し、再びウインドウ４１，ミラー４３，４４を有するミラー支持部３１に入射することのない角度配置に設定できる。従って、この構成でも寄生発振抑制効果を奏する。
【００５６】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２によるガスレーザ装置を示す斜視図である。このガスレーザ装置は、実施の形態１のものと同様な構成を有するが、アパーチャ７１，７２，７３，７４，７５，７６を設置している点で相違する。
【００５７】
アパーチャ７１，７２は、ウインドウ４１，４２の内側にそれぞれ設けられる。アパーチャ７３，７４，７５，７６は、ミラー４３，４４，４５，４６の内側にそれぞれ設けられる。アパーチャ７１〜７６は、円形状の開口を有する銅製の部材であり、開口の内側はレーザ光を透過し、開口の外側はレーザ光を透過させない。こうした７１〜７６は、ミラー支持部３１，３２または装置の筐体にそれぞれ固定される。
【００５８】
図１０は、遮蔽板の高さを決定する方法を示す説明図である。なお、図の煩雑さを避けるために６つのアパーチャのうち２つのアパーチャ７１，７５のみを図示しているが、他のアパーチャ７２〜７４，７６についても同様な手法が適用できる。また、アパーチャ７１，７５の下端同士を結んだ仮想の直線Ｖを補助的に図示しており、この直線Ｖはアパーチャ７１からアパーチャ７５へ進むレーザ光の下限の目安となる。
【００５９】
本実施形態において、遮蔽板５１の位置で電極基板１，３から測った直線Ｖの高さをＨＶとして、遮蔽板５１の高さＨ５１は、例えば、下記式（２）のように設定される。なお、δは組立誤差等に対する裕度であり、本実施形態ではδ＝１ｍｍとしている。
【００６０】
Ｈ５１＝ＨＶ−δ        …（２）
【００６１】
この構成によれば、レーザ光が存在する範囲をアパーチャで規定することが可能になり、増幅されるレーザ光Ｌと干渉しない範囲で遮蔽板の高さを決めることができる。その結果、レーザ光のビーム品質低下を可能な限り抑制しつつ、寄生発振を効率的に抑制することができる。
【００６２】
実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３を示す構成図であり、レーザ光の光軸の各種設定を示している。図１１Ａは、実施の形態１における光路を示すもので、図４に示したものと同等である。パルスレーザ光（光軸Ｌ０）は、図１に示したウインドウ４１から入射して、ミラー４５、ミラー４４、ミラー４６、ミラー４３で順次反射され、図１に示したウインドウ４２から出射される。
【００６３】
図１１Ｂにおいて、パルスレーザ光は、ウインドウ４１、ミラー４６、ミラー４３、ミラー４５、ミラー４４、ウインドウ４２の順で進行する。遮蔽板５１とは反対側に、追加の遮蔽板５２が設置される。
【００６４】
図１１Ｃにおいて、パルスレーザ光は、ウインドウ４１、ミラー４５、ミラー４３、ミラー４６、ミラー４４、ウインドウ４２の順で進行する。
【００６５】
図１１Ｄにおいて、パルスレーザ光は、ウインドウ４１、ミラー４６、ミラー４３、ミラー４５、ミラー４４、ウインドウ４２の順で進行する。ウインドウ４２は、電極基板４寄りに設置される。
【００６６】
図１１Ｅにおいて、パルスレーザ光は、ウインドウ４１、ミラー４６、ミラー４４、ミラー４５、ミラー４３、ウインドウ４２の順で進行する。ウインドウ４２は、電極基板４寄りに設置される。遮蔽板５１とは反対側に、追加の遮蔽板５２が設置される。
【００６７】
図１１Ｆにおいて、パルスレーザ光は、ウインドウ４１、ミラー４６、ミラー４４、ミラー４５、ミラー４３、ウインドウ４２の順で進行する。ウインドウ４２は、ミラー４５とミラー４６との間に設置される。
【００６８】
図１１Ｇにおいて、パルスレーザ光は、ウインドウ４１、ミラー４６、ミラー４３、ミラー４５、ミラー４４、ウインドウ４２の順で進行する。ウインドウ４２は、ミラー４５とミラー４６との間に設置される。遮蔽板５１とは反対側に、追加の遮蔽板５２が設置される。
【００６９】
図１１Ｈにおいて、パルスレーザ光は、ウインドウ４１、ミラー４５、ミラー４４、ミラー４６、ミラー４３、ウインドウ４２の順で進行する。ウインドウ４１は、ミラー４３とミラー４４との間に設置される。ウインドウ４２は、ミラー４５とミラー４６との間に設置される。
【００７０】
遮蔽板５２の高さは、遮蔽板５１と同様に、上記の式（１）または式（２）を用いて決定できる。また遮蔽板５２は、遮蔽板５１と同様に電極支持構造６１，６２と一体的に形成することも可能である。このように２つの遮蔽板５１，５２を上下に設けることによって、電極反射型の寄生発振をより効率的に抑制することができる。
【００７１】
図１１Ａ〜図１１Ｈにおいて、遮蔽板の高さを決定して配置すると、遮蔽板５１，５２の高さの合計は、下記式（３）のような関係が成立する。
【００７２】
（Ａ）≒（Ｃ）≒（Ｄ）≒（Ｆ）≒（Ｈ）＜（Ｅ）≒（Ｇ）＜（Ｂ）  …（３）
【００７３】
従って、図１１Ａ〜図１１Ｈのいずれの構成においても、実施の形態１と同等またはそれよりも著しい寄生発振抑制効果が得られる。
【００７４】
なお、図１１Ａ〜図１１Ｈの構成を上下を反転した構成も採用できる。また、ウインドウ４１、ミラー４３，４４の配置を左右反転しても同様の効果が得られる。また、ウインドウ４２、ミラー４５，４６の配置を左右反転しても同様の効果が得られる。
【００７５】
実施の形態４．
図１２は、本発明の実施の形態４を示す部分斜視図である。このガスレーザ装置は実施の形態１のものと同様な構成を有するが、遮蔽板についてさらに具体的な構造を提示する。遮蔽板５１ａ，５１ｂは、電極支持構造６１ａ，６１ｂにそれぞれ一体的に形成されている。
【００７６】
遮蔽板５１ａ，５１ｂは、放電領域２１，２２に面し、レーザ光の光軸に対して傾斜した傾斜面を有しており、一例として、１山形状の三角波としている。遮蔽板５１ａについては１山の三角波の凸が放電領域２２側に向いており、遮蔽板５１ｂについては１山の三角波の凸が放電領域２１側に向いている。このように放電領域２１，２２からみて遮蔽板５１ａ，５１ｂが凸形状をしていることで、放電領域２１，２２で発生し遮蔽板５１ａ，５１ｂにあたった光線が放電領域の外に向かって反射されることとなり、寄生発振のリスクを最小限に抑えることができる。
【００７７】
なお、本実施形態に係る遮蔽板の形状は、上述した実施の形態１〜３と組み合わせて使用することも可能である。
【００７８】
図１３は、遮蔽板５１の突出高さ方向を向いた面（ここでは上面と呼ぶ）の光軸方向の幅と、レーザ光の経路との関係を示す説明図である。上面の光軸方向の幅をａ、レーザ光の波長をλ、開口の直径をφ、放電電極間の放電ギャップをＤ、遮蔽板から開口までの距離をｚとする。通常、距離ｚはギャップＤに比べて十分大きい。本実施形態では、一例としてｚは１ｍ、Ｄは５ｃｍである。寄生発振低減のためには、上面からミラーまで伝搬するレーザビームが存在しえないようにしておくことが重要である。図１３では例としてミラー４６に向かうビームＬを表現している。レーザビームは最も細い位置ビーム径が小さいほど、ビーム径の広がり角が大きい。したがって、幅ａを小さくすればするほど上面で反射されたビームのミラー４６におけるビーム径が大きくなる。幅ａを十分小さくすれば、ミラー４６の直前に設けられたアパーチャ７６においてアパーチャ径よりもビーム径が大きくなり、ビームがアパーチャでも散乱され、遮蔽板上面やミラー、電極を経路に含んだ電極反射型の寄生発振のリスクが著しく低減する。
【００７９】
ここで、遮蔽板上面から反射して直接ミラーに向かうビームの半径ｗ０は、式（４）で与えられる。このとき、ビームの半径が最も大きくなる最悪のケースで考え、入射角を最大のＤ／ｚとしている。
【００８０】
【数２】
0005985059.tif 000003
【００８１】
遮蔽板上面で平行光となっている場合、ａに比べて十分長い距離ｚを伝搬したときのビームの広がりが最も小さい。アパーチャ位置でのビーム半径は、式（５），（６）で与えられる。
【００８２】
【数３】
0005985059.tif 000004
【００８３】
ａよりもｚが十分大きい場合、式（５）は式（７）に近似できる。
【００８４】
【数４】
0005985059.tif 000005
【００８５】
式（７）、式（６）によりアパーチャ位置でのビーム半径が求まる。アパーチャ位置でのビーム半径がアパーチャ半径より大きければ、寄生発振のリスクが著しく低減する。この条件を表すのが式（８）である。
【００８６】
【数５】
0005985059.tif 000006
【００８７】
この式（８）に式（４）を代入すると、幅ａが十分小さいといえる範囲が式（９）として求まる。
【００８８】
【数６】
0005985059.tif 000007
【００８９】
式（９）を満たすように、遮蔽板５１の上面の幅ａを小さくしておけば、遮蔽板上面・ミラー・電極を経路に含んだ電極反射型の寄生発振のリスクが著しく低減する。
【００９０】
図１４は、遮蔽板の断面形状の例を示す説明図である。遮蔽板５１の上面の幅ａを小さくするために、遮蔽板５１の角部を削って平坦面または丸み面に加工する面取り（コーナー）加工を施している。このような加工をすることで、遮蔽板５１の断面積を確保して熱に強くすることができるとともに、寄生発振のリスクを低減することができる。上面を尖らせることでａをゼロに限りなく近づけた形状がより望ましい。
【００９１】
また、実施の形態１〜４において、筐体内の光路を５つ折りの構成とした場合について説明したが、光路が６つ折り以上の多重折り返し構成であっても同様な寄生発振抑制効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、簡素な構成で、寄生発振を効率的に抑制できる点で、産業上極めて有用である。
【符号の説明】
【００９３】
１〜４  電極基板、  １１〜１４  電極、  ２１，２２  放電領域、
３１，３２  ミラー支持部、  ４１，４２  ウインドウ、
４３〜４６  ミラー、  ５１，５１ａ，５１ｂ，５２  遮蔽板、
６１，６２，６１ａ，６１ｂ  電極支持構造、  ７１〜７６  アパーチャ、
Ｇ  レーザガス、  Ｌ  レーザ光、  Ｌ０  光軸、  Ｖ  仮想直線、
ｗ  ビーム半径。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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