(57)【要約】【課題】光軸のずれが生じることなく、安定した放電を実現することの可能なレーザ発振器を得ることを目的とする。【解決手段】第１および第２の放電電極間で生成される放電の方向と、第１および第２の放電電極間を通って循環するレーザ媒質ガスのガス流の方向と、放電によりレーザ媒質ガスが励起されて発生されるレーザ光の光軸とが互いに垂直に交わるように構成される。レーザ媒質ガス供給部は、第１および第２の放電電極間に、第１のガス流４１ａを供給する第１の供給部である軸流送風機４０ａと、第１のガス流４１ａに対向する方向の第２のガス流４１ｂを供給する第２の供給部である軸流送風機４０ｂと、第１および第２のガス流４１ａ，４１ｂの間に整流部を構成する第１から第３の仕切り板５０ａ、５０ｂ、５０ｃを有する。整流部は、第１および第２のガス流４１ａ，４１ｂの境界部に第３のガス流４１ｃを発生させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対向して設けられ、放電を生成するための一対の放電電極と、
前記放電電極間に、レーザ媒質ガスを循環させるレーザ媒質ガス供給部と、
を備え、
前記レーザ媒質ガス供給部は、前記一対の放電電極間の長手方向に配列され、第１のガス流を供給する第１の供給部と、前記第１のガス流に対向する方向の第２のガス流を供給する第２の供給部と、前記第１および第２のガス流の境界部に設けられた整流部とを有し、前記整流部は前記第１および第２のガス流の間に第３のガス流を発生させることを特徴とするレーザ発振器。
【請求項２】
前記一対の放電電極は、斜行部を有し、前記斜行部に前記第３のガス流が供給されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ発振器。
【請求項３】
前記第３のガス流は、前記第１のガス流と同一方向から前記放電電極間に供給され、前記放電電極間で反転流となり、前記第２のガス流と同一方向に排出されることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ発振器。
【請求項４】
前記整流部は、前記境界部で前記一対の放電電極間を臨む第１の側に設けられた反射板であり、
前記第３のガス流は、前記一対の放電電極間に対し、垂直に、前記第１の側に対向する第２の側から前記放電電極板間に供給され前記反射板で反射されて、前記第２の側から排出されることを特徴とする請求項３に記載のレーザ発振器。
【請求項５】
前記整流部は、前記一対の放電電極間の中央部で前記一対の放電電極間を臨む第１の側と第２の側に、前記放電電極の長手方向に直交して、前記第１のガス流と前記第２のガス流との境界部に配された第１の仕切り板および第２の仕切り板と、前記第１の仕切り板に対向する位置に配され前記第２の仕切り板の端を塞ぐ第３の仕切り板とを備え、
前記第３のガス流は、前記一対の放電電極間に対し、垂直に、前記第１の仕切り板の一方の側から前記放電電極板間に供給され前記第３の仕切り板で反射されて、前記第１の仕切り板の他方の側から排出されることを特徴とする請求項３に記載のレーザ発振器。
【請求項６】
前記整流部は、前記一対の放電電極中央部で、前記一対の放電電極間を臨む第１の側と第２の側に、前記放電電極の長手方向に直交して、第１のガス流と第２のガス流との境界部に、回動可能な第１の回動仕切り板および第２の回動仕切り板を有することを特徴とする請求項３に記載のレーザ発振器。
【請求項７】
一対の放電電極のうちの少なくとも一方が、長手方向の中央部で、低誘電率膜に被覆された被覆領域を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のレーザ発振器。
【請求項８】
前記放電電極は、板状の基体表面に形成された導電層を含み、
前記被覆領域は、前記中央部に凹部を有する前記基体表面に形成された前記導電層を被覆する低誘電率薄膜を備えたことを特徴とする請求項７に記載のレーザ発振器。
【請求項９】
前記放電電極は、基体表面に形成された導電層を含み、
前記被覆領域は、平坦な表面をもつ前記基体表面に形成された前記導電層を被覆する低誘電率薄膜を備えたことを特徴とする請求項７に記載のレーザ発振器。
【請求項１０】
一対の放電電極のうちの少なくとも一方が、中央部で、電極幅が狭くなっていることを特徴とする請求項７に記載のレーザ発振器。
【請求項１１】
一対の放電電極は、中央部で、水平方向に離間し電極間距離が大きくなっていることを特徴とする請求項７または８に記載のレーザ発振器。
【請求項１２】
一対の放電電極のうちの少なくとも一方が、中央部で、両側よりも低密度の導電層で構成されたことを特徴とする請求項７に記載のレーザ発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カウンターフロー構造を有するレーザ発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ発振器において、電極間の放電によりガスの温度が上昇すると、ガスの密度は低くなるため屈折率が小さくなる。このため、放電により発振器内のガス流にガス温度分布が生じると、屈折率分布が発生する。屈折率分布は、ガス温度が低いガス流上流で屈折率が高く、ガス流下流で屈折率はより低くなる。これによりレーザ光は屈折率の高い方であるガス流上流方向に移動する。
【０００３】
この移動は電極間の放電電力に依存するため、レーザ加工機の加工中の出力変化により、レーザ光の光軸がずれることになり、加工が不安定になる。光軸の移動を抑制するために、放電領域内のガスの流れを対向させるカウンターフロー方法が特許文献１において開示されている。
【０００４】
特許文献１にはカウンターフローを簡易な構造で実現させるため、一対の電極間に二方向以上のガス流を生じさせ、ガス流の分割数だけ放電を分割し一対の電極内に設けられた一対の放電面でカウンターフローを行う構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３５０１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、放電用の電極を分割する構成となっている。そこで、レーザ発振器の小型化には問題があった。さらなる小型化を企図し、放電用の電極を分割することなく一対の電極間でカウンターフローを行おうとすると、対向するガス流の間に流速が著しく低くなる領域が生じ、放電による熱を放熱冷却できなくなることがあり、熱の影響により、放電の安定性の低下、レーザ出力の低下、電極の破損をはじめとする問題が発生することがあった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、光軸のずれが生じることなく、安定した放電を実現することの可能なレーザ発振器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、相対向して設けられ、放電を生成するための一対の放電電極と、放電電極間に、レーザ媒質ガスを循環させるレーザ媒質ガス供給部とを備える。レーザ媒質ガス供給部は、一対の放電電極間に、一対の放電電極の長手方向に配列して、第１のガス流を供給する第１の供給部と、第１のガス流に対向する方向の第２のガス流を供給する第２の供給部と、第１および第２のガス流の境界部に設けられた整流部とを有する。整流部は、第１および第２のガス流の間に、第３のガス流を発生させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光軸のずれが生じることなく、安定した放電を実現することの可能なレーザ発振器を得ることが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１のレーザ発振器のレーザ発振構造を示す説明図
【図２】実施の形態１のレーザ発振器の構成を示す説明図
【図３】実施の形態１のレーザ発振器の平面図
【図４】実施の形態１のレーザ発振器の断面図であり、図３のIV‐IV断面図
【図５】実施の形態１のレーザ発振器の断面図であり、図３のV‐V断面図
【図６】実施の形態２のレーザ発振器の平面図
【図７】実施の形態２のレーザ発振器の平面図
【図８】実施の形態２のレーザ発振器の断面図であり、図６のVIII‐VIII断面図
【図９】実施の形態２のレーザ発振器の断面図であり、図６のIX‐IX断面図
【図１０】実施の形態２のレーザ発振器の断面図であり、図７のX‐X断面図
【図１１】実施の形態３のレーザ発振器の平面図
【図１２】実施の形態３のレーザ発振器の断面図であり、図１１のXII‐XII断面図
【図１３】実施の形態３のレーザ発振器の断面図であり、図１１のXIII‐XIII断面図
【図１４】実施の形態３のレーザ発振器の断面図であり、図１１のXIV‐XIV断面図
【図１５】実施の形態３のレーザ発振器の第１および第２の電極板のみを示す斜視図
【図１６】実施の形態３のレーザ発振器の電極板の変形例１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のXVIb-XVIb断面図
【図１７】実施の形態３のレーザ発振器の変形例２の電極板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のXVIIb-XVIIb断面図
【図１８】実施の形態４のレーザ発振器を示す説明図
【図１９】実施の形態４のレーザ発振器の平面図
【図２０】実施の形態４の変形例のレーザ発振器の平面図
【図２１】実施の形態５のレーザ発振器の斜視図
【図２２】実施の形態５のレーザ発振器の平面図
【図２３】実施の形態６のレーザ発振器の第２の電極板を示す平面図
【図２４】実施の形態６のレーザ発振器の第２の電極板の第２の放電電極中央部を示す要部拡大図
【図２５】実施の形態６のレーザ発振器の第２の電極板の第２の放電電極中央部の両側の第２の放電電極主部を示す要部拡大図
【図２６】実施の形態７のレーザ発振器を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかるレーザ発振器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため各層あるいは各部材の縮尺が現実と異なる場合があり、各図面間においても同様である。
【００１２】
実施の形態１．
実施の形態１のレーザ発振器は、三軸直交形レーザ発振器であり、図１は、実施の形態１のレーザ発振器のレーザ発振構造を示す説明図、図２は、実施の形態１のレーザ発振器の構成を示す説明図である。図３は、実施の形態１のレーザ発振器の平面図であり、理解を高めるために第１の電極板１０を除いた状態を示している。図４および図５は、実施の形態１のレーザ発振器の断面図であり、図４は、図３のIV‐IV断面図、図５は、図３のV‐V断面図である。実施の形態１のレーザ発振器１００は、ガス流、光軸および放電の方向が直交した三軸直交型のガスレーザ発振器である。レーザ発振器１００は、相対向して設けられ、放電を生成するための交流電圧が印加される一対の放電電極板である第１の電極板１０および第２の電極板２０と、第１の電極板１０および第２の電極板２０間に、レーザ媒質ガスを循環させるレーザ媒質ガス供給部４０と、放電によりレーザ媒質ガスが励起されて発生される光をレーザ発振させる一対のミラーＭとを備える。第１の電極板１０は、板状の基体と基体表面に形成された第１の放電電極１１とを備える。第２の電極板２０は、板状の基体と基体表面に、第１の放電電極１１に相対向して設けられた第２の放電電極２１とを備える。レーザ媒質ガス供給部４０は、熱交換器３０を経て供給されるレーザ媒質ガスを、熱交換器３０の熱交換面に対して相対向する方向に送風する第１の供給部である軸流送風機４０ａおよび第２の供給部である軸流送風機４０ｂによって第１の電極板１０および第２の電極板２０間の空間に供給する。第１の放電電極１１および第２の放電電極２１間で生成される放電の方向と、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１間を通って循環するレーザ媒質ガスのガス流の方向と、放電によりレーザ媒質ガスが励起されて生成されるレーザ光Ｌの光軸Ｘとが互いに垂直に交わるように構成されている。
【００１３】
第１および第２の放電電極１１，２１は、同一形状で相対向して配されている。第１の放電電極１１は、第１の電極板１０上で点対称をなすように形成され、両側の第１の放電電極主部１１ａ，１１ｂと、第１の放電電極主部１１ａ，１１ｂの間で斜行する中央の第１の放電電極中央部１１ｃとで構成されている。第２の放電電極２１は、第２の電極板２０上で点対称をなすように形成され、両側の第２の放電電極主部２１ａ，２１ｂと、第１の放電電極主部１１ａ，１１ｂの間で斜行する中央の第２の放電電極中央部２１ｃとで構成されている。両側の第１の放電電極主部１１ａ，１１ｂは、第１の電極板１０上で、第１および第２のガス流４１ａ，４１ｂの上流側に配されている。また両側の第２の放電電極主部２１ａ，２１ｂは、第２の電極板２０上で、第１および第２のガス流４１ａ，４１ｂの上流側に配されている。
【００１４】
レーザ媒質ガス供給部４０は、第１および第２のガス流の境界部に設けられた整流部をを有し、第１および第２のガス流の間に第３のガス流を発生させる。整流部は、一対の第１の放電電極１１および第２の放電電極２１間の中央部で、第１の放電電極中央部１１ｃおよび第２の放電電極中央部２１ｃの第１の側Ａと第２の側Ｂに直交して、第１のガス流４１ａと第２のガス流４１ｂとの境界に配された第１の仕切り板５０ａおよび第２の仕切り板５０ｂと、第１の仕切り板５０ａに対向する位置に配され第２の仕切り板５０ｂ端を塞ぐ第３の仕切り板５０ｃとを備える。第３のガス流４１ｃは、第１の仕切り板５０ａの一方の側５０A1から第１の放電電極中央部１１ｃおよび第２の放電電極中央部２１ｃ間に供給され第３の仕切り板５０ｃで反射されて、第１の仕切り板５０ａの他方の側５０A2から排出される構成をとる。
【００１５】
第１のガス流４１ａの排出方向にはダクト６０ａ、第２および第３のガス流４１ｂ，４１ｃの排出方向にはダクト６０ｂが設けられ、レーザ媒質ガスが循環される。レーザ媒質ガス、第１の電極板１０および第２の電極板２０、熱交換器３０、軸流送風機４０ａおよび軸流送風機４０ｂ、ダクト６０ａ、６０ｂは図示しない筐体の内部に配されている。筐体１は図３にのみ記載している。
【００１６】
相対向して設けられた第１の電極板１０および第２の電極板２０は、板状のセラミック基体で構成され、第１の電極板１０および第２の電極板２０の相対向する面に第１の放電電極１１および第２の放電電極２１が形成されている。第１の放電電極１１および第２の放電電極２１はいずれも、金属電極であり、表面が、酸化チタンをはじめとする高誘電率金属薄膜である高誘電率膜１２，２２で被覆されている。
【００１７】
第１の放電電極１１および第２の放電電極２１には図示しない交流電圧電源によって電圧が印加され、高誘電率膜１２，２２間で放電が誘起される。
【００１８】
上記構成をとることで、レーザ媒質ガス供給部４０は、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１間で、第１のガス流４１ａと、第１のガス流４１ａに対向する対向流を構成する第２のガス流４１ｂと、第１および第２のガス流４１ａ，４１ｂの間で、整流され、第１および第２のガス流よりも高速の第３のガス流４１ｃを形成する。
【００１９】
第３のガス流４１ｃは、第１のガス流４１ａと同一方向から第１の放電電極中央部１１ｃおよび第２の放電電極中央部２１ｃ間に供給され、反射板である第３の仕切り板５０ｃで反射されて、第１の放電電極中央部１１ｃおよび第２の放電電極中央部２１ｃ間で反転流となり、第２のガス流４１ｂと同一方向に排出される。第３のガス流４１ｃは、第１の側Ａでは、第１の仕切り板５０ａによって入口が狭くなるとともに第１の仕切り板５０ａに沿って層流を構成することで、高速となる。従って第３のガス流４１ｃは渦流を形成することなく円滑に流れ、第１のガス流４１ａおよび第２のガス流４１ｂよりも高速となっている。
【００２０】
第３のガス流４１ｃは、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１間に対し、垂直に、一方の側５０A1から第１の放電電極中央部１１ｃおよび第２の放電電極中央部２１ｃ間に供給され他方の側５０A2から排出される。
【００２１】
次に、実施の形態１のレーザ発振器１００の動作について説明する。筐体１内にはレーザ媒質ガスが充填されており、軸流送風機４０ａおよび軸流送風機４０ｂにより第１の放電電極１１および第２の放電電極２１の間を通るように循環されている。レーザ媒質ガスは、炭酸ガスレーザの場合は、二酸化炭素、窒素およびヘリウムを含む混合ガスが用いられる。第１の放電電極１１および第２の放電電極２１間に交流電圧を印加することによって放電が生起され、レーザ媒質ガスが励起されて、いわゆる原子のエネルギの高い準位の分布密度を低い準位の分布密度より大きくした反転分布が生成される。反転分布が発生したレーザ媒質ガスは光を放出し、図１に示したミラーＭによって反射、増幅される。特に一対のミラーＭの一方は半透過性を有するように構成されている。増幅された光はミラーＭの一方から外に取り出されレーザ光Ｌとなる。励起による温度上昇により高温となったレーザ媒質ガスは、熱交換器３０を通り、冷却され再び循環される。
【００２２】
第１の放電電極１１および第２の放電電極２１は、レーザ媒質ガスの第１のガス流４１ａから第３のガス流４１ｃを挟み、流れ方向と垂直に放電が形成されるように設置されている。高誘電率膜１２，２２は、例えばガラスあるいはセラミクスをはじめとする高誘電率の誘電体である。金属電極である第１の放電電極１１および第２の放電電極２１に交流電圧が印加されると、対向する第１の放電電極１１および第２の放電電極２１の高誘電率膜２２間で誘電体放電が発生する。高誘電率膜１２，２２表面は励起によって、高温になったレーザ媒質ガスの第１のガス流４１ａから第３のガス流４１ｃが循環しているため、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１に冷却水を流して間接的に高誘電率膜１２，２２を冷却している。図中記載を省略しているが、冷却水の通路には冷却水が流れ、ファンクーラーあるいはコンプレッサーを介して循環するように構成されている。
【００２３】
図３から５に示したようにレーザ媒質ガス供給部４０を構成する軸流送風機４０ａ、４０ｂ、熱交換器３０およびダクト６０ａ，６０ｂは、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１の中央で２つに分割され、点対称に配置されている。両側の第１の放電電極主部１１ａ、１１ｂおよび第２の放電電極主部２１ａ，２１ｂによって生成される放電空間において、軸流送風機４０ａおよび軸流送風機４０ｂが、レーザ媒質ガスの対向流を生成し、第１のガス流４１ａおよび第２のガス流４１ｂが流れる。さらに第１のガス流４１ａと第２のガス流４１ｂとの間である境界部に供給される第３のガス流４１ｃは、第１の仕切り板５０ａの側である第１の側Ａから供給されて第１の仕切り板５０ａの一方の側５０A1に沿って層流となって、より高速化されて第１の放電電極中央部１１ｃおよび第２の放電電極中央部２１ｃとの間に供給される。供給された第３のガス流４１ｃは、第３の仕切り板５０ｃによって反射され第１の側Ａに戻り、第１の仕切り板５０ａの反対側である他方の側５０A2に流れる。放電空間内ではレーザ媒質ガスの流れる方向に温度分布が生成されるが、対向流になったところで、ガス流に沿った温度分布の傾斜は反転する。温度分布の傾斜が反転することで、レーザ光Ｌの光軸Ｘが修正される。温度分布によって生じる屈折率の分布によりレーザ光の発振軸が曲がっていくことは前述したとおりである。
【００２４】
実施の形態１のレーザ発振器１００では、第３のガス流４１ｃは、第１のガス流４１ａおよび第２のガス流４１ｂよりも高速化されて第１の電極板１０と第２の電極板２０との間に供給されるため、渦流が抑制され、よどみなくガス流が形成され、温度上昇を緩和できるだけでなく、中央部で方向が反転する高速のガス流が形成され、温度分布の傾斜が反転することによって発振軸の曲がりが逆転し、発振軸の位置ずれを効率よく補正することが可能である。
【００２５】
上記構成によれば、対向するガス流間の低流速部での放電によるガス流の温度上昇を緩和させることができるため、電極一対でのカウンターフロー構造の課題を解決可能である。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態２のレーザ発振器は、仕切り板を回転させることで、放電面の中央部を流れるガスの方向を制御するようにした、三軸直交形レーザ発振器である。図６および図７は、実施の形態２のレーザ発振器の平面図であり、理解を高めるために第１の電極板１０を除いた状態を示し、図８および図９は、実施の形態２のレーザ発振器の断面図であり、図８は、図６のVIII‐VIII断面図、図９は、図６のIX‐IX断面図である。図１０は、図７のX‐X断面図である。
【００２７】
実施の形態２のレーザ発振器１００Ｓは、レーザ媒質ガス供給部４０が、回動可能な仕切り板からなる整流部を備えたものである。整流部は、一対の第１の放電電極１１および第２の放電電極２１間の中央部に回動可能な第１の回動仕切り板５１ａと第２の回動仕切り板５１ｂとを有する。第１の回動仕切り板５１ａおよび第２の回動仕切り板５１ｂは、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１間に臨むように第１の放電電極１１および第２の放電電極２１の第１の側Ａと第２の側Ｂに直交して、第１のガス流４１ａと第２のガス流４１ｂとの境界に、配される。つまり、第１および第２の回動仕切り板５１ａ，５１ｂが回動可能である点と、第３の仕切り板を持たない点が、実施の形態１のレーザ発振器１００と異なるのみで、他部の構成については実施の形態１のレーザ発振器１００と同様である。同一部位には同一符号を付した。
【００２８】
図６に示すように、第１の回動仕切り板５１ａおよび第２の回動仕切り板５１ｂが、図面左方向のガス流である第１のガス流４１ａを広げる方向にハの字をなすように回動したとき、図９に示すように、第１の回動仕切り板５１ａおよび第２の回動仕切り板５１ｂによって第１のガス流４１ａが一旦広げられることで第３のガス流４１ｄが第１の放電電極中央部１１ｃと第２の放電電極中央部２１ｃとの間を通過する。第１のガス流４１ａと同一方向の第３のガス流４１ｄが効率よく第１の放電電極中央部１１ｃおよび第２の放電電極中央部２１ｃ間に供給され、当該領域を冷却する。
【００２９】
一方、図７に示すように、第１の回動仕切り板５１ａおよび第２の回動仕切り板５１ｂが、図面右方向のガス流である第２のガス流４１ｂを広げる方向にハの字をなすように回動したとき、図１０に示すように、第１の回動仕切り板５１ａおよび第２の回動仕切り板５１ｂによって第２のガス流４１ｂが一旦広げられることで第３のガス流４１ｅが第１の放電電極中央部１１ｃと第２の放電電極中央部２１ｃとの間を通過する。第２のガス流４１ｂと同一方向の第３のガス流４１ｅが効率よく第１の放電電極中央部１１ｃおよび第２の放電電極中央部２１ｃ間の中央部に供給され、当該領域を冷却する。
【００３０】
実施の形態２のレーザ発振器１００Ｓによれば、第１の回動仕切り板５１ａおよび第２の回動仕切り板５１ｂが、回動し、交互に、ガス流を促進する流れを形成することで、渦流を形成することなく、よどみなしに効率よく冷却が行われる。
【００３１】
実施の形態３．
実施の形態３のレーザ発振器は、実施の形態１のレーザ発振器１００の仕切り板構成に加え、一対の第１の放電電極１１および第２の放電電極２１間の長手方向の中央部で、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１を低誘電率膜１３，２３に埋め込み、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１間の電極間距離を大きくし、放電電流を抑制するようにした、三軸直交形レーザ発振器である。図１１は、実施の形態３のレーザ発振器の平面図であり、理解を高めるために第１の電極板１０を除いた状態を示している。図１２および図１３は、実施の形態３のレーザ発振器の断面図であり、図１２は、図１１のXII‐XII断面図、図１３は、図１１のXIII‐XIII断面図、図１４は、図１１のXIV‐XIV断面図である。図１５は、第１および第２の電極板のみを示す斜視図である。
【００３２】
実施の形態３のレーザ発振器１００Ｔは、レーザ媒質ガス供給部４０の構成については実施の形態１と同様であり、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１の中央部に位置する第１の放電電極中央部１１ｃおよび第２の放電電極中央部２１ｃが、低誘電率膜１３，２３で覆われている点が異なる。つまり、第１および第２の電極板１０，２０の構成が、実施の形態１のレーザ発振器１００と異なるのみで、他部の構成については実施の形態１のレーザ発振器１００と同様である。
【００３３】
実施の形態３では、低誘電率膜１３，２３は、第１および第２の電極板１０，２０の基体であるセラミック基板と同一組成をもつもので、セラミックグリーンシートを第１の放電電極１１および第２の放電電極２１の長手方向の中央部上に一部積層することで、容易に形成される。
【００３４】
図１２に示すように、第１の放電電極中央部１１ｃおよび第２の放電電極中央部２１ｃが、低誘電率膜１３，２３で覆われている。図１３に示すように、第１の放電電極主部１１ａ，１１ｂおよび第２の放電電極主部２１ａ，２１ｂは、低誘電率膜１３，２３で覆われていない。つまり図１１に実線で示されているように第２の放電電極主部２１ａ，２１ｂは、低誘電率膜２３で覆われていない。従って、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１の中央部では、両端部よりも、低誘電率膜１３，２３の膜厚分だけ電極間距離が大きく、電極間の誘電率が低誘電率膜１３，２３分だけ小さくなる。第１の放電電極中央部１１ｃおよび第２の放電電極中央部２１ｃが、低誘電率膜１３，２３で覆われていることで、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１の中央部では、両端部よりも、低誘電率膜１３，２３の膜厚分だけ電極間距離が大きく、電極間の誘電率が低誘電率膜１３，２３分だけ小さくなる。電極間距離が大きくなるとともに電極間の誘電率が小さくなることで、コンデンサ容量が小さくなり、放電電流が小さくなる。従って、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１の中央部の発熱量を低減することができ、ガス流による冷却効果に加え、発熱量の抑制効果によって、発生するレーザ光のさらなる均一化をはかることができる。
【００３５】
実施の形態３の電極板の形成については、セラミックグリーンシートを積層して形成することで容易に形成可能であるが、このとき、中央部のみセラミックからなる基体の積層数を低減し、電極形成領域が凹部となるようにし、電極を形成した後、さらに基体を積層し、最上層に高誘電率膜１２，２２を積層し、焼成することで容易に形成可能である。
【００３６】
低誘電率薄膜をはじめとする低誘電率膜と、基体は同一材料とすることで、密着性が良好となるという効果を有するが、異なる材料を用いてもよいことはいうまでもない。
【００３７】
変形例１．
実施の形態３では、電極板の中央部で、電極間距離を長くするとともに、電極間の誘電率を低くすることで、電極板の中央部の放電電流を抑制し発熱を低減する構成について説明した。図１６は、実施の形態３のレーザ発振器の電極板の変形例１を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は、（ａ）のXVIb-XVIb断面図であり、理解を高めるために第１の電極板１０を除いた状態を示している。第２の電極板２０の、第２の放電電極中央部２１ｃが、基体表面に形成されたなだらかな凹部２４上に形成され、上層を埋設する低誘電率膜２３で覆われている点が異なる。つまり第２の放電電極２１は、長手方向の中央部に、凹部２４上に形成され、かつ上層を低誘電率膜２３に被覆された被覆領域を有する。第２の放電電極２１表面には高誘電率膜２２が形成されている。つまり、第１および第２の電極板１０，２０の構成が、実施の形態１のレーザ発振器１００と異なるのみで、他部の構成については実施の形態１のレーザ発振器１００と同様である。なお、第２の電極板２０のみが図１６（ａ）および（ｂ）の構成をとるものでもよいし、第１の電極板１０も同様に形成されていてもよい。
【００３８】
図１６の電極板は、製造に際しては、基体表面にレーザ加工などにより凹部２４を形成したのち、第２の放電電極２１を形成し、さらに第２の放電電極２１上に低誘電率膜２３を充填することで形成される。
【００３９】
実施の形態３では、低誘電率膜１３，２３は、第１および第２の電極板１０，２０の両方に形成したが、一方にのみ形成してもよい。
【００４０】
変形例２．
変形例２では、図１７に示すように、基体に凹部を形成することなく、平坦な表面上に第２の放電電極２１を形成し、第２の放電電極中央部２１ｃ上を低誘電率膜２３で被覆したことを特徴とする。つまり第２の放電電極２１は、長手方向の中央部に、低誘電率膜２３で被覆された被覆領域を有する。この被覆領域は、平坦な表面をもつ基体表面に形成された導電層からなる第２の放電電極中央部２１ｃを被覆した領域である。図１７は、実施の形態３のレーザ発振器の電極板の変形例２を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は、（ａ）のXVIIb-XVIIb断面図であり、理解を高めるために第１の電極板１０を除いた状態を示している。
【００４１】
かかる構成によれば、放電電極の長さ方向全体にわたって、電極間距離は変化しないが、第２の放電電極中央部２１ｃでは第２の放電電極中央部２１ｃ上に設けられた低誘電率膜２３と空気の誘電率との差分だけ電極間の誘電率が小さくなり、放電電流が抑制される。
【００４２】
変形例２では、電極板の中央部で、電極間誘電率を低くすることで、電極板の中央部の放電電流を抑制し発熱を低減する。第２の電極板２０の第２の放電電極中央部２１ｃは、平坦面上に形成され、上層を低誘電率膜２３で覆われている。第２の放電電極２１表面には高誘電率膜２２が形成されている。つまり、第１および第２の電極板１０，２０の構成が、実施の形態１のレーザ発振器１００と異なるのみで、他部の構成については実施の形態１のレーザ発振器１００と同様である。なお、第２の電極板２０のみが図１７（ａ）および（ｂ）の構成をとるものでもよいし、第１の電極板１０も同様に形成されていてもよい。
【００４３】
変形例２の構成は、製造が容易であり、既存の電極板の放電電極の中央部に低誘電率膜を形成するのみでよい。図１７の電極板は、製造に際しては、基体表面に、第２の放電電極２１を形成し、さらに第２の放電電極２１の中央部上に低誘電率膜２３を形成した後、第２の放電電極２１および低誘電率膜２３の表面を高誘電率膜２２で覆うことで形成される。
【００４４】
変形例２についても、低誘電率膜２３は、第１および第２の電極板１０，２０の両方に形成してもよいし、一方にのみ形成してもよい。
【００４５】
実施の形態４．
実施の形態４のレーザ発振器は、実施の形態１のレーザ発振器１００の第１および第２の仕切り板５２ａ，５２ｂの構成に加え、一対の第１の放電電極１１および第２の放電電極２１の中央部で、電極幅の狭い領域を形成したことを特徴とする。図１８は、実施の形態４のレーザ発振器の説明図である。図１９は、同平面図であるが、理解を高めるために第１の電極板１０を除いた状態を示している。
【００４６】
実施の形態４のレーザ発振器１００Ｐは、レーザ媒質ガス供給部４０の構成については実施の形態１と同様であり、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１の中央部に位置する第１の放電電極中央部１１ｄおよび第２の放電電極中央部２１ｄの幅が、狭く形成された点が異なる。つまり、第１および第２の電極板の構成が、実施の形態１のレーザ発振器１００と異なるのみで、他部の構成については実施の形態１のレーザ発振器１００と同様である。
【００４７】
実施の形態４では、第１および第２の放電電極中央部１１ｄ，２１ｄで電極幅を小さくすることで、放電電流を抑制し、第１および第２の放電電極中央部１１ｄ，２１ｄでは発熱量を抑制することができる。さらに、第１および第２の仕切り板５２ａ，５２ｂの幅を小さくすることで、渦流Ｕを小さくすることができ、放熱性を高めることができる。
【００４８】
比較のために、図２０に実施の形態４の変形例のレーザ発振器の平面図を示すように、第１および第２の仕切り板５２ａ０，５２ｂ０の幅を大きくすると、渦流Ｕが大きくなる。従って、第１および第２の仕切り板５２ａ，５２ｂの幅は、小さく形成するのが望ましい。
【００４９】
実施の形態５．
実施の形態５のレーザ発振器は、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１の中央部で、平面的に位置をずらすことで、電極間距離を大きくすることを特徴とする。電極間距離を大きくし、放電電流を抑制し、第１および第２の放電電極中央部１１ｅ，２１ｅでは発熱量を抑制することができる。図２１は、実施の形態５のレーザ発振器の斜視図、図２２は、同平面図であり、（ａ）は上部電極板である第１の電極板、（ｂ）は下部電極板である第２の電極板を示す平面図である。
【００５０】
実施の形態５のレーザ発振器１００Ｕは、レーザ媒質ガス供給部４０の構成については実施の形態１と同様であり、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１の中央部に位置する第１の放電電極中央部１１ｅおよび第２の放電電極中央部２１ｅが、ずらして形成され、電極間距離を中央部で広く形成した点が異なる。つまり、第１および第２の電極板の構成が、実施の形態１のレーザ発振器１００と異なるのみで、他部の構成については実施の形態１のレーザ発振器１００と同様である。
【００５１】
実施の形態５では、電極間距離を小さくすることで、放電電流を抑制し、第１および第２の放電電極中央部１１ｅ，２１ｅでは発熱量を抑制することができる。
【００５２】
実施の形態６．
実施の形態６のレーザ発振器は、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１の中央部で、電極密度を小さくしたことを特徴とする。電極密度を小さくし、放電確率を抑制し、第１および第２の放電電極中央部１１ｆ，２１ｆでは発熱量を抑制することができる。図２３は、実施の形態６のレーザ発振器の第２の電極板を示す平面図、図２４は、第２の放電電極中央部２１ｆを示す要部拡大図であり、図２５は、第２の放電電極中央部２１ｆの両側の第２の放電電極主部２１ａ，２１ｂを示す要部拡大図である。図では第２の電極板２０のみを示し、第１の電極板１０も同様に形成されており、他は実施の形態１と同様であるためここでは説明を省略する。
【００５３】
実施の形態６のレーザ発振器は、レーザ媒質ガス供給部４０の構成については実施の形態１と同様であり、第１の放電電極１１および第２の放電電極２１の中央部に位置する第１の放電電極中央部１１ｆおよび第２の放電電極中央部２１ｆが、低密度となっており、放電確率を中央部で小さくすることで発熱量を抑制した点が異なる。つまり、第１および第２の電極板の構成が、実施の形態１のレーザ発振器１００と異なるのみで、他部の構成については実施の形態１のレーザ発振器１００と同様である。
【００５４】
実施の形態７．
図２６は、実施の形態７のレーザ発振器１００Ｑを示す説明図である。実施の形態７のレーザ発振器は、三軸直交形レーザ発振器であり、実施の形態１のレーザ発振器１００の電極板を大型化したものである。レーザ媒質ガス供給部４０は、熱交換器３０を経て供給されるレーザ媒質ガスを、熱交換器３０の熱交換面に対して相対向する方向に送風する２つずつの軸流送風機４０ａおよび軸流送風機４０ｂによって第１の電極板１０および第２の電極板２０間の空間に供給する。
【００５５】
上記構成によれば、２つずつの軸流送風機４０ａおよび軸流送風機４０ｂを用いることで、冷却性能をより高め、信頼性の高いレーザ発振器を得ることができる。
【００５６】
さらにまた長尺の電極を形成する際には、接続部の発熱を抑制する構成を用いることで、何対もの放電電極の接続を実現することが可能である。
【００５７】
なお、各部を構成する材料については、実施の形態に限定されることなく、適宜変更可能であることはいうまでもない。
【００５８】
また、レーザ媒質ガス供給部は、２つあるいは４つの軸流送風機を用いたものに限定されることなく、多数のガス流供給手段を用いても良く、相対向する方向に供給されるガス流間に渦流を低減するための整流部を有する構成であればよい。
【００５９】
さらにまた、整流部は、仕切り板に限定されることなく、渦流を低減し、第１および第２のガス流よりも低速ではない第３のガス流を生成する構成であればよい。
【００６０】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１  筐体、１０  第１の電極板、２０  第２の電極板、１１  第１の放電電極、１１ａ，１１ｂ  第１の放電電極主部、１１ｃ  第１の放電電極中央部、２１  第２の放電電極、２１ａ，２１ｂ  第２の放電電極主部、２１ｃ  第２の放電電極中央部、２２  高誘電率膜、２３  低誘電率膜、３０  熱交換器、４０  レーザ媒質ガス供給部、４０ａ，４０ｂ  軸流送風機、４１ａ  第１のガス流、４１ｂ  第２のガス流、４１ｃ  第３のガス流、５０ａ  第１の仕切り板、５０ｂ  第２の仕切り板、５０ｃ  第３の仕切り板、１００，１００Ｓ，１００Ｔ，１００Ｕ，１００Ｐ，１００Ｑ  レーザ発振器、Ｍ  ミラー。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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