(57)【要約】【課題】            反射鏡保持部の内部空間付近にて非対称流速の対向流を発生させることにより、反射鏡保持部の内部空間のレーザガスを循環させる。【解決手段】        反射鏡保持部３０のガス通路部３０cの中心軸とダクト３１のガス流出部４１の中心軸とが平行で、かつずれるように配置する。これにより、反射鏡保持部３０のガス通路部３０cとダクト３１のガス流出部４１の外周面との間の間隙（以下、「間隙Ｃ」）が、ガス流出部４１の外周面周りで一様ではなくなる。すると、反射鏡保持部３０の内部空間Ｅのレーザガスは、その下部においてガス流出部４１の内部を流れる高速のレーザガスによって放電側へ引き込まれるとともに、その上部において低速のレーザガスによって非放電側へ戻される。これによって、内部空間Ｅのレーザガスは内部空間Ｅを略円形に循環する。【選択図】          図３
2011054874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面にレーザ光の光軸を通す筐体開口部が設けられた筐体と、
前記筐体の内部に設けられた放電電極と、
前記筐体の内部に設けられ、前記筐体の内部に充填されたレーザガスを循環させるレーザガス循環手段と、
前記筐体より外側で、かつ前記光軸上に配置された反射鏡と、
前記反射鏡を保持し、前記筐体開口部を気密状態に封止するように前記筐体の側面に設けられるとともに、前記反射鏡側の内径と比べて前記筐体側の内径が大きく、かつ前記光軸を通す第１の空洞部が形成された反射鏡保持手段と、
前記第１の空洞部の前記筐体側に設けられるとともに、前記光軸を通す第２の空洞部が形成された筒形状のレーザガス案内手段と、を備え、
前記反射鏡保持手段と前記レーザガス案内手段は、前記筐体内部のレーザガスが前記レーザガス案内手段の外周面と前記第１の空洞部との間の間隙へ流入し、前記間隙から前記第１の空洞部内へ吹き出てた後、前記第２の空洞部内から流出するとともに、前記間隙から前記第１の空洞部内へ吹き出るレーザガスの流速が、前記レーザガス案内手段の中心軸周りで非対称となるようなレーザガスの流路を形成することを特徴とするレーザ発振装置。
【請求項２】
前記第１の空洞部は、その内径が前記反射鏡側の内径と前記筐体側の内径との間にて外側に湾曲面を有する凹部が形成されたことを特徴とする請求項１記載のレーザ発振装置。
【請求項３】
前記レーザガス案内手段は、その外周面と前記第１の空洞部との間の間隙が前記外周面周りで非一様となるように、前記第１の空洞部の前記中間部より内側へ挿入されることを特徴とする請求項１または２記載のレーザ発振装置。
【請求項４】
前記レーザガス案内手段は、その中心軸方向の長さが前記中心軸周りに非対称であることを特徴とする請求項１または２記載のレーザ発振装置。
【請求項５】
前記第１の空洞部は、前記中間部より内側において、その中心軸周りに非対称な形状に形成されたことを特徴とする請求項１または２記載のレーザ発振装置。
【請求項６】
前記レーザガス案内手段の外周面と前記第１の空洞部との間の間隙の気圧を前記外周面周りで非一様にすることを特徴とする請求項１または２記載のレーザ発振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＯ２を含むレーザガスを用いたレーザ発振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザガス中のＣＯ２は、一対の放電電極間の励起領域においては、レーザ光増幅を発生させる媒質となる一方で、レーザ発振装置の内部空間のうち励起領域以外の領域（以下「非励起領域」）においては、レーザ光を吸収する性質を有する。そして、非励起領域においてレーザガスが停滞すると、レーザガス中のＣＯ２がレーザ光を吸収し、レーザガスの温度が上昇する。これによって、発振効率の低下、レーザ光の強度分布の変化、レーザ光の光径・真円度の変化などが生じるという問題がある。そこで、従来のレーザ発振装置として、筐体の両端面に設けられたレーザ光反射手段にレーザガスを循環させるため、ガス通路を設けたものがある（例えば、特許文献１）。これによって、非励起領域においてレーザガスが停滞するのを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−２５４６８３号公報（例えば、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１にかかるレーザ発振装置は、メンテナンス時に反射鏡を容易に取り外せるように、反射鏡を保持するミラーホルダーがレーザ光反射手段の中で最も外側に配置されている。これによって、ガス通路がミラーホルダーの内部空間まで届かず、ミラーホルダーの内部空間のレーザガスを循環させることができなかった。よって、ミラーホルダーの内部空間のレーザガスが停滞し、レーザガスの温度が上昇して発振効率の低下、レーザ光の強度分布の変化、レーザ光の光径・真円度の変化などが生じるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかるレーザ発振装置は、側面にレーザ光の光軸を通す筐体開口部が設けられた筐体と、前記筐体の内部に設けられた放電電極と、前記筐体の内部に設けられ、前記筐体の内部に充填されたレーザガスを循環させるレーザガス循環手段と、前記筐体より外側で、かつ前記光軸上に配置された反射鏡と、前記反射鏡を保持し、前記筐体開口部を気密状態に封止するように前記筐体の側面に設けられるとともに、前記反射鏡側の内径と比べて前記筐体側の内径が大きく、かつ前記光軸を通す第１の空洞部が形成された反射鏡保持手段と、前記第１の空洞部の前記筐体側に設けられるとともに、前記光軸を通す第２の空洞部が形成された筒形状のレーザガス案内手段と、を備え、前記反射鏡保持手段と前記レーザガス案内手段は、前記筐体内部のレーザガスが前記レーザガス案内手段の外周面と前記第１の空洞部との間の間隙へ流入し、前記間隙から前記第１の空洞部内へ吹き出てた後、前記第２の空洞部内から流出するとともに、前記間隙から前記第１の空洞部内へ吹き出るレーザガスの流速が、前記レーザガス案内手段の中心軸周りで非対称となるようなレーザガスの流路を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、反射鏡保持部の内部空間付近にて非対称流速の対向流を発生させるため、反射鏡保持部の内部空間のレーザガスを循環させることができる。これによって、反射鏡保持部の内部空間のレーザガスの滞留を抑制し、レーザガスの温度上昇による発振効率の低下やレーザ光の強度分布の変化等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１にかかるレーザ発振装置の斜視図である。
【図２】実施の形態１にかかる図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】実施の形態１にかかるミラーユニットの縦断面図である。
【図４】実施の形態１にかかるダクトと固定盤の斜視図である。
【図５】実施の形態２にかかるミラーユニットの縦断面図である。
【図６】実施の形態２にかかるダクトの斜視図である。
【図７】実施の形態２の変形例にかかるミラーユニットの縦断面図である。
【図８】実施の形態３にかかるミラーユニットの縦断面図である
【図９】実施の形態４にかかるミラーユニットの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１〜図４を参照して、実施の形態１にかかるレーザ発振装置を説明する。
【０００９】
図１は、実施の形態１にかかるレーザ発振装置の斜視図である。図２は、実施の形態１にかかる図１のＡ−Ａ断面図である。レーザ発振装置１は、レーザ光を発振させるレーザ光発振手段３と、放電励起により熱せられたレーザガスを冷却するレーザガス冷却手段である熱交換器４と、レーザガスを循環させるレーザガス循環手段である送風機５と、を有する。
【００１０】
レーザ発振手段３は、レーザガスを励起する一対の放電電極６a、６bと、レーザ光を反射する一対のミラーユニット７a、７bとからなる。放電電極６a、６b、熱交換器４、および送風機５は、筐体８に収納される。筐体８の両端面には、レーザ光の光軸２と交差する位置に一対の開口部８a、８bが設けられている。そして、一対のミラーユニット７a、７bは、この一対の開口部８a、８bを塞いで、筐体８を気密状態に封止するように、筐体８の両端面に装着される。レーザ発振装置１内には、ＣＯ２を含むレーザガスが充填される。
【００１１】
一方のミラーユニット７aは部分反射鏡１０を有し、他方のミラーユニット７bは全反射鏡１１を有する。部分反射鏡１０と全反射鏡１１は、互いに対向するようにレーザ光の光軸２上に配置される。ミラーユニット７a、７bが筐体８の外側に配置されることで、部分反射鏡１０と全反射鏡１１の取り外しが容易となり、メンテナンス時の作業が簡単になる。
【００１２】
つぎに、図３と図４を参照してミラーユニット７a、７bの詳細構成について説明する。図３は、実施の形態１にかかるミラーユニットの縦断面図である。なお、一方のミラーユニット７aについてのみ説明するが、他方のミラーユニット７bも全反射鏡１１を除いて同様の構成を有する。ミラーユニット７aは、部分反射鏡１０と、部分反射鏡１０を保持する略円筒形状の反射鏡保持部３０と、ミラーユニット７a内のレーザガスを案内するレーザガス案内手段であるダクト３１と、反射鏡保持部３０とダクト３１を所定位置に固定する略円盤形状の固定盤３２と、を有する。
【００１３】
図４は、実施の形態１にかかるダクトと固定盤の斜視図である。ダクト３１は、板部４０と、板部４０の一方面の略中央部に立設された円筒形状のガス流出部４１と、板部４０の他方面にガス流出部４１を挟んで対向離間して立設された一対の円筒形状のガス流入部４２、４３とを備えている。ガス流出部４１と一対のガス流入部４２、４３とは、板部４０を貫通する。
【００１４】
一方、固定盤３２は、一方面に形成された略楕円形状の凹部３２aと、凹部３２aの中央部に形成された円形状の開口部３２bと、を有する。この固定盤３２の開口部３２bの内径は、ダクト３１のガス流出部４１の外径より大きい。また、凹部３２aの長軸径は、ダクト３１の一対のガス流入部４２、４３間の距離より長い。
【００１５】
図３に示すように、固定盤３２は、凹部３２aが設けられた面は放電電極６a、６bの方向（以下、「放電側」）を向き、光軸２が開口部３２bを通るように、光軸２に垂直に配置される。そして、固定盤３２は、筐体８の開口部８aを塞ぐように、ベローズ３６を介して筐体８の外側面に固定される。
【００１６】
一方、ダクト３１は、板部４０のガス流出部４１が設けられた面は放電電極６a、６bと反対の方向（以下、「非放電側」）を向き、一対のガス流入部４２、４３が設けられた面は放電側を向くように、光軸２に垂直に配置される。さらに、ダクト３１は、固定盤３２と筐体８との間に配置され、板部４０が固定盤３２の凹部３２aを塞いだ状態で、固定盤３２に固定される。このとき、一対のガス流入部４２、４３の開口部４２a、４３aは固定盤３２の凹部３２aと対向するとともに、一対のガス流入部４２、４３は筐体８の開口部８aへ遊嵌される。さらに、ガス流出部４１は、固定盤３２の開口部３２bへ遊嵌され、光軸２がガス流出部４１の第２の空洞部である開口部４１aを通るように配置される。すなわち、ガス流出部４１の先端部が固定盤３２の開口部３２bへ周囲に隙間を確保した態様にて挿入される。
【００１７】
ダクト３１の一対のガス流入部４２、４３の放電側にある入口は、それぞれ一対のフィルタ３４、３５で覆われる。これによって、筐体８中の塵がミラーユニット７aに流入するのを防ぐことができる。
【００１８】
反射鏡保持部３０は、最も外側に位置する非放電側ブロック３００、非放電側の面にて非放電側ブロック３００と当接する中間ブロック３０１、非放電側の面にて中間ブロック３０１と当接する放電側ブロック３０２とからなる。そして、非放電側ブロック３００と中間ブロック３０１は、部分反射鏡１０より非放電側にある外気が、部分反射鏡１０の放電側へ流入しないよう、気密性を保持しつつ部分反射鏡１０を狭持する。
【００１９】
また、反射鏡保持部３０は、光軸２と交差する位置に非放電側ブロック３００、中間ブロック３０１、および放電側ブロック３０２を貫通する第１の空洞部である開口部３０aを有する。この開口部３０aは、放電側ブロック３０２の中間部より非放電側に位置する光通路部３０bと、放電側ブロック３０２の中間部より放電側に位置し、光通路部３０bの内径より大きな内径を有するガス通路部３０cと、光通路部３０bとガス通路部３０cとの間をこの中間部にて連結する凹部３０dとからなる。凹部３０dは、非放電側に略Ｕ字型に湾曲した湾曲面としている。光通路部３０bの内径は、ダクト３１のガス流出部４１の内径より小さい。一方、ガス通路部３０cの内径は、ダクト３１のガス流出部４１の外径より大きい。
【００２０】
放電側ブロック３０２は、固定盤３２の開口部３２bとダクト３１のガス流出部４１との間へ挿入されて固定盤３２に固定される。このとき、放電側ブロック３０２と固定盤３２との間は、例えばＯリングやシール材等により気密性が保持される。また、ダクト３１のガス流出部４１は、その先端部が凹部３０dとの間にレーザガスが流れる隙間を確保して反射鏡保持部３０のガス通路部３０cへ嵌合される。
【００２１】
実施の形態１では、反射鏡保持部３０のガス通路部３０cの中心軸とダクト３１のガス流出部４１の中心軸とが平行で、かつずれるように配置される。これにより、反射鏡保持部３０のガス通路部３０cとダクト３１のガス流出部４１の外周面との間の間隙（以下、「間隙Ｃ」）が、ガス流出部４１の外周面周りで一様ではなくなる。
【００２２】
例えば図３では、反射鏡保持部３０のガス通路部３０cの中心軸と比べてダクト３１のガス流出部４１の中心軸が下方にずれて配置されている。これによって、ダクト３１のガス流出部４１の上方の外周面周りの間隙Ｃは、ガス流出部４１の下方の外周面周りの間隙Ｃと比べて長くなる。また、間隙Ｃは、ガス流出部４１の最上位置において最長となり、ガス流出部４１の最下位置において最短となる。
【００２３】
つぎに、動作を説明する。光軸２上を通るレーザ光は、部分反射鏡１０と全反射鏡１１との間を反復反射されながら放電電極６a、６b間の励起領域９にて発振し、その後、部分反射鏡１０からレーザ発振装置１の外部へ出力される。
【００２４】
一方、レーザガスの温度上昇を防ぐために、レーザガスは、筐体８内部で熱交換器４および送風機５により冷却される。すなわち、送風機５は、レーザガスを放電電極６a、６b間の励起領域９を光軸２に垂直に流れるように、筐体８内部を循環させる。これにより、図１および図２の太線矢印にて示すように、励起領域９で励起されて高温になったレーザガスは、遮蔽板１２に案内されて熱交換器４へ流入する。そして、熱交換器４へ流入したレーザガスはそこで冷却され、その後、熱交換器４から流出してから送風機５を通過し、放電電極６a、６b間の励起領域９に戻る。
【００２５】
さらに、レーザガスは、筐体８の開口部８a、８bを通ってミラーユニット７a、７bへ流入する。そして、ミラーユニット７a、７bの内部を循環した後、再び開口部８a、８bを通って筐体８内部に戻る。これによって、ミラーユニット７a、７bの内部のレーザガスの温度上昇を抑制する。
【００２６】
ここで、レーザガスがミラーユニット７a、７bの内部をどのように循環するかについて、一方のミラーユニット７aを例にして詳しく説明する。なお、レーザガスが他方のミラーユニット７bの内部を循環する場合も同様である。図３の矢印にて示すように、まず、筐体８内部のレーザガスは、一対のフィルタ３４、３５を通ってダクト３１の一対のガス流入部４２、４３へ流入する。そして、レーザガスは一対のガス流入部４２、４３を通過した後、つぎに、ダクト３１の板部４０と固定盤３２の凹部３２aとの間を、光軸２に向かって流れる。そして、レーザガスはダクト３１のガス流出部４１の外周面につきあたると、つぎに、反射鏡保持部３０のガス通路部３０cとガス流出部４１の外周面との間の間隙Ｃを、光軸２と略平行に非放電側へ流れる。さらに、レーザガスは反射鏡保持部３０の凹部３０dにつきあたると、凹部３０dに沿って流れ、放電側へと方向を変えて流れる。その後、凹部３０dとガス流出部４１の先端部との間の間隙（以下、「吹出口Ｄ」）からガス流出部４１内へと吹き出る。
【００２７】
吹出口Ｄから吹き出たレーザガスは、ガス流出部４１の内部にて対向し、放電側へ流れる。このとき、吹出口Ｄから吹き出たレーザガスは、部分反射鏡１０とガス流出部４１により挟まれた反射鏡保持部３０の光通路部３０bの内部空間（以下、「内部空間Ｅ」）へ流れ込むことはない。これによって、部分反射鏡１０に対応する内部空間Ｅのレーザガスが入れ替わらず、部分反射鏡１０に塵などが付着するのを防止できる。
【００２８】
ここで、反射鏡保持部３０のガス通路部３０cとダクト３１のガス流出部４１の外周面との間の間隙Ｃを流れるレーザガスの速度は、間隙Ｃが短いほど速くなる。すなわち、間隙Ｃを流れるレーザガスのうち、短い間隙Ｃを流れるレーザガスの速度は、長い間隙Ｃを流れるレーザガスの速度と比べて速い。例えば図３では、ガス流入部４３へ流入してからガス流出部４１の下方の外周面周りの間隙Ｃを流れるレーザガスの速度は、ガス流入部４２へ流入してからガス流出部４１の上方の外周面周りの間隙Ｃを流れるレーザガスの速度と比べて速い。したがって、吹出口Ｄから吹き出てからガス流出部４１の内部にて対向するレーザガスの速度は、ガス流出部４１の中心軸を挟み上下の位置で非対称になる。
【００２９】
すると、反射鏡保持部３０の内部空間Ｅのレーザガスは、その下部においてガス流出部４１の内部を流れる高速のレーザガスによって放電側へ引き込まれるとともに、その上部において低速のレーザガスによって非放電側へ戻される。これによって、内部空間Ｅのレーザガスは内部空間Ｅを略円形に循環する。例えば図３では、内部空間Ｅのレーザガスは内部空間Ｅを反時計周りに循環することになる。
【００３０】
一方、ガス流出部４１の内部を流れるレーザガスは、ガス流出部４１から流出した後、筐体８の開口部８aを通って筐体８の内部に戻る。
【００３１】
なお、レーザガスがダクト３１のガス流入部４２、４３から流入してガス流出部４１から流出する理由は、筐体８内部において光軸２付近のレーザガスの流速が、光軸２の上方及び下方のレーザガスの流速より速いため、光軸２付近のレーザガスがミラーユニット７a、７b内部のレーザガスをガス流出部４１を通して引き込むからである。
【００３２】
なお、反射鏡保持部の内部空間Ｅのレーザガスを略円形に循環させるためには、この内部空間Ｅ付近にて非対称流速の対向流を発生させればよい。したがって、このような非対称流速の対向流を発生させることができる限り、レーザ発振装置１の構造は本明細書に記載されたものに限られない。
【００３３】
例えば、ダクト３１のガス流出部４１は円筒形状でなく、多面体の筒形状でもよい。また、反射鏡保持部３０の放電側ブロック３０２の凹部３０dは、非放電側に略Ｕ字型に湾曲していなくても、吹出口Ｄから吹き出たレーザガスが非放電側へ流れるような形状でもよい。この場合、内部空間Ｅのレーザガスは常に入れ替わる。
【００３４】
実施の形態１によれば、ダクトのガス流出部の内部にて、ガス流出部の中心軸周りに非対称流速の対向流を発生させるため、反射鏡保持部の内部空間のレーザガスを循環させ、レーザ発振装置の非励起部におけるレーザガスの滞留を抑制することができる。これによって、レーザガスの温度上昇による発振効率の低下やレーザ光の強度分布の変化等を防止することができる。
【００３５】
実施の形態２
図５と図６を参照して、実施の形態２にかかるレーザ発振装置ついて説明する。なお、実施の形態１と同等な部分については同一の符号を用いてその詳細な説明を省略する。
【００３６】
図５は、実施の形態２にかかるミラーユニットの縦断面図である。実施の形態２では、実施の形態１と異なり、反射鏡保持部３０のガス通路部３０cの中心軸とダクト３１のガス流出部４１の中心軸とが一致するように配置されている。すなわち、反射鏡保持部３０のガス通路部３０cとダクト３１のガス流出部４１の外周面との間の間隙Ｃが、ガス流出部４１の外周面周りで一様になっている。
【００３７】
図６は、実施の形態２にかかるダクトの斜視図である。実施の形態１と異なり、ダクト３１のガス流出部４１は、中心軸方向の長さが中心軸周りに非対称である。例えば図６では、ガス流出部４１の先端部分が、ガス流出部４１の中心軸に対して垂直でなく、斜めに傾いている。したがって、反射鏡保持部３０の凹部３０dとガス流出部４１の外周面との間の吹出口Ｄがガス流出部４１の中心軸周りで一様ではない。すなわち、ガス流出部４１の中心軸方向の長さが短い部分における吹出口Ｄは、ガス流出部４１の中心軸方向の長さが長い部分における吹出口Ｄと比べて広く形成される。図５では、ガス流出部４１の先端上方の吹出口Ｄは、ガス流出部４１の先端下方の吹出口Ｄと比べて広く形成されている。
【００３８】
つぎに、レーザガスがミラーユニット７a内部をどのように循環するかについて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。筐体８内部のレーザガスは、一対のフィルタ３４、３５を通ってダクト３１の一対のガス流入部４２、４３へ流入し、ガス通路部３０cとガス流出部４１との間の間隙Ｃを経て吹出口Ｄから吹き出る。吹出口Ｄから吹き出たレーザガスは、ガス流出部４１の内部にて対向し、放電側に流れる。このとき、吹出口Ｄから吹き出たレーザガスは、凹部３０dで流れの向きが変わるため、部分反射鏡１０とガス流出部４１により挟まれた反射鏡保持部３０の内部空間Ｅへ流れない。これによって、内部空間Ｅのレーザガスが入れ替わらず、部分反射鏡１０に塵などが付着するのを防止できる。
【００３９】
ここで、間隙Ｃがガス流出部４１の外周面周りで一様であるため、間隙Ｃを流れるレーザガスの速度は、ガス流出部４１の外周面周りで一様である。一方、吹出口Ｄがガス流出部４１の中心軸周りで一様ではない。そして、吹出口Ｄから吹き出たレーザガスの速度は、吹出口Ｄが小さいほど速くなる。例えば図５では、ガス流入部４３へ流入してからガス流出部４１の下方の外周面付近の吹出口Ｄから吹き出たレーザガスの速度は、ガス流入部４２へ流入してからガス流出部４１の上方の外周面付近の吹出口Ｄから吹き出たレーザガスの速度と比べて速い。したがって、吹出口Ｄから吹き出てからガス流出部４１の内部にて対向するレーザガスの速度は、ガス流出部４１の中心軸周りに非対称になる。
【００４０】
すると、実施の形態１と同様に、反射鏡保持部３０の内部空間Ｅのレーザガスは、その下部においてガス流出部４１の内部を流れる高速のレーザガスによって放電側へ引き込まれるとともに、その上部において低速のレーザガスによって非放電側へ戻される。例えば図５に示すように、内部空間Ｅのレーザガスは内部空間Ｅを反時計周りに循環する。
【００４１】
なお、実施の形態２では、ガス流出部４１の中心軸方向の長さを中心軸周りに非対称にすることにより、吹出口Ｄをガス流出部４１の中心軸周りに非一様にするが、これに限られない。例えば、図７に示す変形例のように、放電側ブロック３０２の凹部３０dの形状を、ガス通路部３０cの中心軸周りに非対称にすることにより、吹出口Ｄをガス流出部４１の中心軸周りに非一様にすることも可能である。
【００４２】
実施の形態２によれば、ダクトのガス流出部の内部にて非対称流速の対向流を発生させるため、反射鏡保持部の内部空間のレーザガスを循環させ、レーザ発振装置の非励起部におけるレーザガスの滞留を抑制することができる。これによって、レーザガスの温度上昇による発振効率の低下やレーザ光の強度分布の変化等を防止することができる。
【００４３】
実施の形態３
【００４４】
図８を参照して、実施の形態３にかかるレーザ発振装置ついて説明する。なお、実施の形態１と同等な部分については同一の符号を用いてその詳細な説明を省略する。
【００４５】
図８は、実施の形態３にかかるミラーユニットの縦断面図である。実施の形態３では、実施の形態２と同様、反射鏡保持部３０のガス通路部３０cの中心軸とダクト３１のガス流出部４１の中心軸とが一致するように配置される。すなわち、反射鏡保持部３０のガス通路部３０cとダクト３１のガス流出部４１の外周面との間の間隙Ｃが、ガス流出部４１の外周面周りで一様になる。
【００４６】
また、実施の形態１と同様、ダクト３１のガス流出部４１は、中心軸方向の長さが中心軸周りに対称であり、ガス流出部４１の先端部分が、ガス流出部４１の中心軸に対して垂直である。したがって、反射鏡保持部３０の凹部３０dとガス流出部４１の外周面との間の吹出口Ｄがガス流出部４１の中心軸周りで一様である。
【００４７】
一方、ダクト３１の一対のガス流入部４２、４３のどちらか一方の入口付近に、送風機などの加圧手段５０を設ける。例えば図８では、加圧手段５０はガス流入部４３の入口に対向し、フィルタ３４より放電側に設けられている。これによって、ガス流入部４３へ流入してから吹出口Ｄから吹き出るレーザガスの圧力を上昇することができる。
【００４８】
つぎに、レーザガスがミラーユニット７a内部をどのように循環するかについて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。筐体８内部のレーザガスは、一対のフィルタ３４、３５を通ってダクト３１の一対のガス流入部４２、４３へ流入し、吹出口Ｄから吹き出る。吹出口Ｄから吹き出たレーザガスは、ガス流出部４１の内部にて対向し、放電側に流れる。このとき、吹出口Ｄから吹き出たレーザガスは、部分反射鏡１０とガス流出部４１により挟まれた反射鏡保持部３０の内部空間Ｅへ流れない。これによって、内部空間Ｅのレーザガスが入れ替わらず、部分反射鏡１０に塵などが付着するのを防止できる。
【００４９】
ここで、加圧手段５０が設けられたガス流入部４３へ流入してからガス流出部４１の上方の外周面付近の吹出口Ｄから吹き出たレーザガスの速度は、加圧手段５０が設けられていないガス流入部４２へ流入してからガス流出部４１の下方の外周面付近の吹出口Ｄから吹き出たレーザガスの速度と比べて速い。したがって、吹出口Ｄから吹き出てからガス流出部４１の内部にて対向するレーザガスの速度は、ガス流出部４１の中心軸周りに非対称になる。
【００５０】
すると、実施の形態１と同様に、反射鏡保持部３０の内部空間Ｅのレーザガスは、ガス流出部４１の内部を流れる高速のレーザガスによって放電側へ引き込まれるとともに、低速のレーザガスによって非放電側へ戻される。これによって、内部空間Ｅのレーザガスは内部空間Ｅを略円形に循環する。例えば図８では、内部空間Ｅのレーザガスは内部空間Ｅを反時計周りに循環する。
【００５１】
なお、実施の形態３では、加圧手段５０を一方のガス流入部４３の入口付近に設けるが、加圧手段５０の配置場所はこれに限られない。たとえば、固定盤３２の凹部３２aとダクト３１の板部４０との間に配置してもよい。
【００５２】
実施の形態３によれば、ダクトのガス流出部の内部にて非対称流速の対向流を発生させるため、反射鏡保持部の内部空間のレーザガスを循環させ、レーザ発振装置の非励起部におけるレーザガスの滞留を抑制することができる。これによって、レーザガスの温度上昇による発振効率の低下やレーザ光の強度分布の変化等を防止することができる。
【００５３】
また、加圧手段５０により強制的にレーザガスの速度を上げることができるため、実施の形態１および実施の形態２と比べて、対向流の速度差を大きくすることができる。これによって、反射鏡保持部の内部空間のレーザガスを、実施の形態１および実施の形態２と比べて速く循環させることができるため、より優れた効果を得ることができる。
【００５４】
実施の形態４
図９を参照して、実施の形態４にかかるレーザ発振装置ついて説明する。なお、実施の形態１と同等な部分については同一の符号を用いてその詳細な説明を省略する。
【００５５】
図９は、実施の形態４にかかるミラーユニットの縦断面図である。実施の形態４では、実施の形態３と同様、反射鏡保持部３０のガス通路部３０cの中心軸とダクト３１のガス流出部４１の中心軸とが一致するように配置される。すなわち、反射鏡保持部３０のガス通路部３０cとダクト３１のガス流出部４１の外周面との間の間隙Ｃが、ガス流出部４１の外周面周りで一様になる。
【００５６】
また、実施の形態３と同様、ダクト３１のガス流出部４１は、中心軸方向の長さが中心軸周りに対称であり、ガス流出部４１の先端部分が、ガス流出部４１の中心軸に対して垂直である。したがって、反射鏡保持部３０の凹部３０dとガス流出部４１の外周面との間の吹出口がガス流出部４１の中心軸周りで一様である。
【００５７】
一方、ダクト３１の一対のガス流入部４２、４３のどちらか一方の入口付近に、減圧手段５１を設ける。例えば図９では、減圧手段５１はガス流入部４２の内部の入口付近に設けられている。これによって、ガス流入部４２へ流入してから吹出口Ｄから吹き出るレーザガスの圧力を低減することができる。
【００５８】
つぎに、レーザガスがミラーユニット７a内部をどのように循環するかについて、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。筐体８内部のレーザガスは、一対のフィルタ３４、３５を通ってダクト３１の一対のガス流入部４２、４３へ流入し、吹出口Ｄから吹き出る。吹出口Ｄから吹き出たレーザガスは、ガス流出部４１の内部にて対向し、放電側に流れる。このとき、吹出口Ｄから吹き出たレーザガスは、部分反射鏡１０とガス流出部４１により挟まれた反射鏡保持部３０の内部空間Ｅへ流れない。これによって、内部空間Ｅのレーザガスが入れ替わらず、部分反射鏡１０に塵などが付着するのを防止できる。
【００５９】
ここで、減圧手段５１が設けられていないガス流入部４３へ流入してからガス流出部４１の下方の外周面付近の吹出口Ｄから吹き出たレーザガスの速度は、減圧手段５１が設けられたガス流入部４２から流入してからガス流出部４１の上方の外周面付近の吹出口Ｄから吹き出たレーザガスの速度と比べて速い。したがって、吹出口Ｄから吹き出てからガス流出部４１の内部にて対向するレーザガスの速度は、ガス流出部４１の中心軸周りに非対称になる。
【００６０】
すると、実施の形態１と同様に、反射鏡保持部３０の内部空間Ｅのレーザガスは、ガス流出部４１の内部を流れる高速のレーザガスによって放電側へ引き込まれるとともに、低速のレーザガスによって非放電側へ戻される。これによって、内部空間Ｅのレーザガスは内部空間Ｅを略円形に循環する。例えば図８では、内部空間Ｅのレーザガスは内部空間Ｅを反時計周りに循環する。
【００６１】
なお、実施の形態４では、減圧手段５１を一方のガス流入部４２の入口付近に設けるが、減圧手段５１の配置場所はこれに限られない。たとえば、固定盤３２の凹部３２aとダクト３１の板部４０との間に配置してもよい。
【００６２】
実施の形態４によれば、ダクトのガス流出部の内部にて非対称流速の対向流を発生させるため、反射鏡保持部の内部空間のレーザガスに循環を発生させ、レーザ発振装置の非励起部におけるレーザガスの滞留を抑制することができる。これによって、レーザガスの温度上昇による発振効率の低下やレーザ光の強度分布の変化等を防止することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１  レーザ発振装置
２  光軸
５  送風機
６a、６b  放電電極
７a、７b  ミラーユニット
８  筐体
１０  部分反射鏡
１１  全反射鏡
３０  反射鏡保持部
３０b  光通路部
３０c  ガス通路部
３０d  凹部
３１  ダクト
４１  ガス流出部
４２、４３  ガス流入部
３２  固定盤
【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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