(57)【要約】二酸化炭素ガス放電スラブレーザは、レーザハウジング内に組み立てられる。レーザハウジングは、中空押出成形部から形成される。押出成形部の内面は、レーザの接地電極を提供する。別のライブ電極は、押出成形部内に位置付けられ、接地電極から電気的に絶縁されかつ接地電極に平行であり、スラブレーザの放電ギャップを形成する。電極は、平行なセラミックストリップによって離間される。押出成形部およびライブ電極のいずれも、いずれの直接的な流体冷却手段も含まない。レーザハウジングは、その外側に取り付けられる流体冷却されるプレートによって冷却される。
2021516449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス放電スラブレーザであって、前記スラブレーザは、
第１の細長電極を形成する内面を有する細長中空押出成形部を含むレーザハウジングと、
前記細長押出成形部内に位置付けられる第２の細長電極であって、前記第２の細長電極は、前記第１の細長電極に対して離間されかつ前記第１の細長電極に平行であり、前記離間された第１および第２の細長電極は、前記スラブレーザの放電ギャップを画定し、前記細長押出成形部および前記第２の細長電極のいずれも、いずれの流体冷却手段も含まない、第２の細長電極と
を備え、前記第１および第２の細長電極は、横方向に離隔されかつ相互に平行である第１および第２のセラミックストリップによって離間される、ガス放電スラブレーザ。
【請求項２】
前記細長押出成形部の第１の外面に取り付けられかつ前記第１の細長電極に隣接する第１の流体冷却プレートをさらに含む、請求項１に記載のスラブレーザ。
【請求項３】
前記細長押出成形部の前記第１の外面と反対側にある前記細長押出成形部の第２の外面に取り付けられる第２の流体冷却プレートをさらに含む、請求項２に記載のスラブレーザ。
【請求項４】
前記第１および第２の細長セラミックストリップの縁の間の離隔距離は、放電体積の幅を画定する、請求項１に記載のスラブレーザ。
【請求項５】
前記内面にあり前記細長押出成形部に沿って延在する第１の対の溝をさらに含み、前記第１の対の溝は、相互に離隔されかつ相互に平行であり、前記第１の対の溝の縁の間の距離は、放電体積の幅を画定する、請求項１に記載のスラブレーザ。
【請求項６】
前記第２の細長電極に沿って延在し、かつ前記第１の対の溝と整合される第２の対の溝をさらに含み、前記第２の対の溝の縁の間の距離は、放電体積の幅をさらに画定する、請求項５に記載のスラブレーザ。
【請求項７】
前記スラブレーザは、二酸化炭素ガス混合物を有する二酸化炭素スラブレーザである、請求項１に記載のスラブレーザ。
【請求項８】
前記スラブレーザは、一酸化炭素ガス混合物を有する一酸化炭素レーザである、請求項１に記載のスラブレーザ。
【請求項９】
前記細長押出成形部は、アルミニウムから作製される、請求項１に記載のスラブレーザ。
【請求項１０】
前記細長セラミックストリップは、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、および酸化ベリリウムから成るセラミック群のうちの１つから作製される、請求項１に記載のスラブレーザ。
【請求項１１】
前記第１および第２のセラミックストリップは、複数のわずかに離隔されたセラミックセグメントによって各々形成される、請求項１に記載のスラブレーザ。
【請求項１２】
ガス放電スラブレーザであって、前記スラブレーザは、
第１の細長電極を形成する内面を有する細長中空押出成形部を含むレーザハウジングと、
前記細長押出成形部内に位置付けられる第２の細長電極であって、前記第２の細長電極は、第１の細長電極に対して離間されかつ第１の細長電極に平行であり、前記細長押出成形部および前記第２の細長電極は、いずれの流体冷却手段も含まない、第２の細長電極と
を備え、前記第１および第２の細長電極は、前記細長電極の間に位置付けられる細長セラミック部材によって離間され、前記細長セラミック部材は、第１および第２の起立縁を有し、前記第１および第２の起立縁の共通する高さは、前記スラブレーザの放電ギャップを画定する、スラブレーザ。
【請求項１３】
前記細長押出成形部の第１の外面に取り付けられかつ前記第１の細長電極に隣接する第１の流体冷却プレートをさらに含む、請求項１２に記載のスラブレーザ。
【請求項１４】
前記細長押出成形部の前記第１の外面と反対側にある前記細長押出成形部の第２の外面に取り付けられる第２の流体冷却プレートをさらに含む、請求項１３に記載のスラブレーザ。
【請求項１５】
前記セラミック部材の前記第１および第２の起立縁の間の離隔距離は、放電体積の幅を画定する、請求項１２に記載のスラブレーザ。
【請求項１６】
前記内面にあり前記細長押出成形部に沿って延在する第１の対の溝をさらに含み、前記第１の対の溝は、相互に離隔されかつ相互に平行であり、前記第１の対の溝の縁の間の距離は、放電体積の幅を画定する、請求項１２に記載のスラブレーザ。
【請求項１７】
前記第２の細長電極に沿って延在し前記第１の対の溝と整合される第２の対の溝をさらに含み、前記第２の対の溝の縁の間の距離は、放電体積の幅をさらに画定する、請求項１６に記載のスラブレーザ。
【請求項１８】
前記スラブレーザは、二酸化炭素ガス混合物を有する二酸化炭素スラブレーザである、請求項１２に記載のスラブレーザ。
【請求項１９】
前記スラブレーザは、一酸化炭素ガス混合物を有する一酸化炭素レーザである、請求項１２に記載のスラブレーザ。
【請求項２０】
前記細長押出成形部は、アルミニウムから作製される、請求項１２に記載のスラブレーザ。
【請求項２１】
前記セラミック部材は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、および酸化ベリリウムからなるセラミック群のうちの１つから作製される、請求項１２に記載のスラブレーザ。
【請求項２２】
前記細長セラミック部材は、複数のわずかに離隔されたセラミックセグメントによって形成される、請求項１２に記載のスラブレーザ。
【請求項２３】
ガス放電スラブレーザであって、前記スラブレーザは、
ガス混合物を含有するレーザハウジングと、
相互に離隔されかつ平行な第１の対の溝を含む表面によって形成される第１の細長電極であって、前記第１の対の溝は、前記第１の細長電極の前記長さに沿って延在し、前記第１の対の溝の縁の間の距離は、放電体積の幅を画定する、第１の細長電極と、
第２の細長電極であって、前記第２の細長電極は、前記第１の細長電極に対して離間されかつ前記第１の細長電極に平行であり、前記第１および第２の細長電極は、前記レーザハウジング内に位置付けられる、第２の細長電極と、
前記第１および第２の細長電極の間に位置付けられるセラミック要素であって、前記ガス放電は、その間で前記ガス混合物にエネルギを与えることによって開始される、セラミック要素と
を備え、前記第１および第２の細長電極は、前記セラミック要素によって離間される、スラブレーザ。
【請求項２４】
前記第１および前記第２の細長電極のいずれも、いずれの流体冷却手段も含まず、前記第１および前記第２の細長電極のいずれも、いずれの気体冷却手段も含まない、請求項２３に記載のスラブレーザ。
【請求項２５】
前記セラミック要素は、横方向に離隔されかつ相互に平行な対の細長セラミックストリップであり、前記細長セラミックストリップの共通する高さは、前記放電体積の高さを画定する、請求項２３に記載のスラブレーザ。
【請求項２６】
前記第２の細長電極は、これに沿って延在し前記第１の対の溝と整合される第２の対の溝を含み、前記第２の対の溝の縁の間の距離は、前記放電体積の幅をさらに画定する、請求項２５に記載のスラブレーザ。
【請求項２７】
前記セラミック要素は、細長セラミック部材であり、前記細長セラミック部材は、第１および第２の起立縁を有し、前記第１および第２の起立縁の共通する高さは、前記放電体積の高さを画定する、請求項２３に記載のスラブレーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（本発明の技術分野）
本発明は、概して、二酸化炭素（ＣＯ２）レーザに関する。本発明は、特に、スラブ構成を有するパルス化されたＣＯ２ガス放電レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
（背景技術の議論）
ＣＯ２レーザは、工業的プロセスにおいて何十年と用いられており、ＣＯ２レーザの赤外線（ＩＲ）波長および比較的高い電力が利点である。ＣＯ２レーザにおけるレーザ媒質は、ガス混合物内のガス放電である。ガス混合物は、典型的に、１０％から２０％のＣＯ２を含み、１気圧よりも低く維持される。ガス混合物は、２つの電極間に電流または無線周波数（ＲＦ）場を印加することによってガス放電を生成するようにエネルギを与えられる。ＣＯ２レーザは、約９マイクロメートル（μｍ）から約１１μｍまでの範囲内の赤外線波長で出力レーザ照射を送達し得る。ＣＯ２レーザは、導波路レーザまたはスラブレーザとして構成され得る。
【０００３】
導波路ＣＯ２レーザでは、ガス放電は、長くかつ比較的狭い導波路内で確立される。レーザ共振器は、エネルギを与えられたガス混合物の周りに共振器ミラーで形成され、共振器ミラーは、導波路の各端部に位置付けられ、レーザ照射を長手方向に向ける。狭い導波路は、２つの相互に直交する横方向の１または複数の照射モードを束縛する。レーザ照射は、ガス放電を複数回通過する間に誘導放出によって増幅される。そのようなＣＯ２導波路レーザは、良い電力および波長安定性であるが比較的低い平均電力である本質的に高品質の出力ビームを提供することが可能である。典型的に、約１５０ワット（Ｗ）より低い平均電力である。そのような導波路ＣＯ２レーザは、米国特許第６，１９２，０６１号および米国特許第６，７８８，７２２号で説明されており、その各々は、本発明の譲受人によって所有されており、よって、各々の全開示が参照によって本明細書中に援用される。
【０００４】
スラブＣＯ２レーザでは、ガス放電は、２つの近接に離間された電極の導波路平面の間の体積内において確立される。レーザ共振器は、エネルギを与えられたガス混合物の周りに２つの共振器ミラーで形成される。１つの横方向において、２つの電極間の小さなギャップ（放電ギャップ）が、レーザ照射モードを束縛する導波路を画定する。直交する横方向において、共振器ミラーは、典型的に、不安定レーザ共振器を画定する。レーザ照射は、適切にコリメイトされたビームとして不安定レーザ共振器を出て、共振器ミラーのうちの１つにある孔を通過するか、または共振器ミラーの一方の外縁のそばを通る。そのようなスラブＣＯ２レーザは、米国特許第６，２５６，３３２号および米国特許第７，２６３，１１６号において説明され、その各々は、本発明の譲受人によって所有されており、よって、各々の全開示が参照によって本明細書中に援用される。
【０００５】
そのようなスラブＣＯ２レーザは、約８キロワット（ｋＷ）までの平均電力で出力ビームを送達することが可能である。しかし、出力ビームは、本質的に、細長断面を有する。追加のビームコンディショニングオプティクスが、出力ビームをより役立つ断面形状に変形させるために要求される。例えば、円形である。
【０００６】
スラブＣＯ２レーザは、通常、パルスモードで動作され、高いピーク電力を有するレーザ照射のパルスを送達する。多くの産業用レーザプロセスでは、より高い平均電力は、より高いスループットに変換する。プロセスの効率性は、平均電力に対応するレーザコストを正当化する。通常、コストスケーリングは、高い平均電力で動作しているときに生成される廃熱に対処するために複雑な冷却配置を提供することの必要性から生じる。典型的に、流体冷却剤は、電極の一方または両方内のチャネルを通して流される。代替として、空気が、電極の一方または両方と直接的に熱接触する金属フィンの配列を通して流される。水は、実質的な廃熱を効率的に除去するために比較的高い熱容量を有し、かつ、流体冷却は、同等の強制空冷よりも少ない音響ノイズを生成するため、液体の水が多くの用途において好ましい冷却剤である。
【０００７】
最近では、パルススラブＣＯ２レーザは、硬組織手術および軟組織手術の両方を含む歯科的用途においてますます用いられてきており、比較的長いＩＲ波長が、同時の切断および凝固を可能にする。産業用スラブレーザの比較的高いコストは、歯科的実用にとって極端に高いことがあり、他の外科的代替は、外科医にとってはより不便でありしばしば患者にとってより痛みがあるが、歯科的実用において利用可能である。
【０００８】
ＣＯ２レーザを用いる歯科的手術は、通常、比較的高いピーク電力を要求するが、これは、比較的低いデューティーサイクルであり得、そのため、高い平均電力は、ほとんど実用性を有しない。高いピーク電力であるが比較的低い平均電力である照射を送達し、それによって、コストを増加させる複雑な冷却配置のニーズを取り除き得るＣＯ２スラブレーザに対するニーズが存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６，１９２，０６１号明細書
【特許文献２】米国特許第６，７８８，７２２号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一側面では、本発明によるガス放電スラブレーザは、第１の細長電極を形成する内面を有する細長中空押出成形部を含むレーザハウジングを備える。第２の細長電極は、細長押出成形部内に位置付けられる。第２の細長電極は、第１の細長電極から離間されかつ第１の細長電極に平行である。離間された第１および第２の細長電極は、スラブレーザの放電ギャップを画定する。細長押出成形部および第２の細長電極のいずれも、いずれの流体冷却手段も含まない。第１および第２の細長電極は、第１または第２の細長セラミックストリップによって離間され、第１および第２のセラミックストリップは、横方向に離隔されかつ相互に平行である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
（図面の簡単な説明）
明細書に統合されかつその一部を構成する添付の図面は、本発明の好ましい実施形態を概略的に図示しており、上記で与えられる概略的な説明および下記で与えられる好ましい実施形態の詳細な説明と共に、本発明の原理を説明することの役に立つ。
【００１２】
【図１】図１は、先行技術のＣＯ２スラブレーザの基礎的な特徴および機能を概略的に図示する斜視図である。
【００１３】
【図２】図２は、本発明によるＣＯ２スラブレーザの１つの好ましい実施形態を概略的に図示する、一部が破断された斜視図であり、本実施形態は、細長中空押出成形部を含み、押出成形部は、レーザのための接地電極を提供し、ライブ電極は、対の細長セラミックストリップによって接地電極から離間され、セラミックストリップの縁は、レーザの放電体積の幅を画定する。
【００１４】
【図３】図３は、本発明によるＣＯ２スラブレーザの別の好ましい実施形態を概略的に図示する、一部が破断された斜視図であり、本実施形態は、図２の実施形態と同様であるが、細長セラミック部材によって離間された２つの電極を有し、セラミック部材は、これに沿って延在する起立縁を有し、起立縁は、レーザの放電体積の幅を画定する。
【００１５】
【図４】図４は、本発明によるＣＯ２スラブレーザのさらに別の好ましい実施形態を概略的に図示する、一部が破断された斜視図であり、本実施形態は、図２の実施形態と同様であるが、放電体積の幅は、接地電極に沿って延在する相互に離隔された平行な溝によって画定される。
【００１６】
【図５】図５は、細長押出成形部の上位外面および下位外面に取り付けられて流体冷却される冷却プレートを概略的に図示する、概して図４の５−５方向に見た断面図である。
【００１７】
【図６】図６は、本発明によるＣＯ２スラブレーザのさらに別の好ましい実施形態を概略的に図示する破断された斜視図であり、この実施形態は、図２の実施形態と同様であるが、各々の細長セラミックストリップは、複数のセラミックセグメントによって形成される。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（本発明の詳細な説明）
ここで、同様の特徴が同様の参照番号によって指定される図面を見ると、図１は、先行技術のＣＯ２スラブレーザ１０の基礎的な特徴および機能を概略的に図示する斜視図である。レーザ１０は、上位電極１２および下位電極１４を含み、その各々は長方形の形状を有する。電極は、離間されかつ相互に平行であり、それらの間に放電ギャップ１６を画定する。高電力スラブレーザ、特に数キロワットのスラブレーザにおいては、上位電極１２として図面で示される電極を通して直接的な流体冷却を提供することが通常である。
【００１９】
放電ギャップ１６は、凹面鏡１８および２０によって形成される不安定共振器内に位置付けられる。ＲＦ電力源２２は、上位電極１２に電気的に接続される。下位電極１４は、接地される。典型的に、電極は、ガス混合物を含有する気密ハウジング（示されていない）内に位置付けられる。ＣＯ２放電レーザのためのガス混合物は、当該技術分野において周知である。ガス成分および圧力は、製造者の好みによって変動し得、通常専売である。
【００２０】
ガス混合物にエネルギを与えるためにＲＦ電力が上位電極１２に印加されるときに、ガス放電は、放電ギャップ１６内で開始され、それによって、鏡１８および２０により形成される共振器内に光学ゲインを提供する。レーザ照射は、破線２４で示されるように共振器内で循環し、放電ギャップ１６内のガス放電によって提供される光学ゲインにより徐々に増幅される。徐々に増幅されたレーザ照射は、鏡２０を満たす。その一部は、共振器の外に漏れ、破線２６で示される出力レーザ照射として鏡１８を通り過ぎる。
【００２１】
出力レーザ照射２６は、長方形断面を有する拡大ビームの形である。略円形断面を有するコリメイトされたビーム３０等のより有用な形にビームを変換するために、ビームコンディショニングオプティクス２８が、随意に提供され得る。ビームコンディショニングオプティクスは、典型的に、気密ハウジングの外側に位置付けられる。そのようなビームコンディショニングオプティクスは、当該技術分野において周知であり、その詳細な説明は、ＣＯ２スラブレーザの原理を理解するためには必要ではない。
【００２２】
図２は、本発明によるＣＯ２スラブレーザの１つの好ましい実施形態４０を概略的に図示する、一部が破断された斜視図である。レーザ４０は、レーザの内部の構成要素および配置を図示するために一部が破断されて示される、細長中空押出成形部４４Ａを含む気密ハウジング４２を有する。押出成形部は、好ましくはアルミニウムで作製され、図面で描写されているように、電気的に接地される。１つの共振器ミラー（図面では見えない）を含むエンドプレート４６は、レーザハウジング４２を一端において密封することを提供する。ねじ穴４８は、レーザハウジング４２を反対の端部において密封するために、別のエンドプレートおよび別の共振器ミラー（いずれも示されていない）を取り付けることを提供する。追加のねじ穴５０は、随意的な冷却プレートを取り付けることを提供し、これは本明細書中の下記でさらに詳細に説明される。
【００２３】
押出成形部４４Ａの内面５２Ａは、レーザのための細長接地電極を提供し、接地電極は、押出成形部４４Ａの長さに沿って延在する。下面５６Ａを有する細長ライブ電極５４Ａは、押出成形部４４Ａ内に位置付けられる。ライブ面５６Ａは、対の細長セラミックストリップ５８Ａによって、接地面５２Ａから離間され、対の細長セラミックストリップは、横方向に離隔されかつ相互に平行である。セラミックストリップ５８Ａは、好ましくは比較的高い熱伝導性を有する電気的絶縁性のセラミックで作製される。例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）か、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）か、または酸化ベリリウム（ＢｅＯ）で作製される。本発明のセラミックストリップは、斜線のハッチングで図面において強調される。
【００２４】
離間された接地面５２Ａおよびライブ面５６Ａは、レーザ４０の放電ギャップを画定する。特に、セラミックストリップ５８Ａの共通する高さは、放電体積６０Ａの高さを画定し、セラミックストリップ５８Ａの縁６２は、ガス放電を横方向に束縛し、従って放電体積の幅を画定する。要するに、ライブ電極５４Ａの長さ、放電ギャップ、および縁６２が、放電体積６０Ａを画定する。放電体積は、図面において断面で描写され、クロスハッチングで示される。接地面５２Ａおよびライブ面５６Ａは、好ましくは研磨される。
【００２５】
対の絶縁体ストリップ６４は、接地された押出成形部４４Ａからライブ電極５４Ａを電気的に絶縁する。ばねストリップ６６は、ライブ電極５４Ａを押出成形部内の所定位置に保持するために提供される。電気フィードスルー６８は、ＲＦ電力をライブ電極５４Ａに接続するために提供される。フィードスルー６８は、ライブ電極５４Ａに電気接続され、接地された押出成形部４４Ａから電気的に絶縁される。放電体積６０Ａに沿ってガス放電を均質化するために、複数のインダクタ７０が提供される。
【００２６】
レーザ４０では、接地された押出成形部４４Ａおよびライブ電極５４Ａのいずれも、いずれの内部流体冷却手段も設けられない。これは、接地された押出成形部およびライブ電極内に孔を開けて孔の中に冷却管を嵌め込むという高価で困難な動作を回避する。別の点では、そのような孔開けおよび嵌め込み動作は、レーザの製造コストに有意に貢献し得る。ライブ電極５４Ａは、セラミックストリップ５８Ａを介して押出成形部４４Ａに熱を移すことで、伝導冷却される。
【００２７】
ここで、図２の図面の十分な説明のみが、本発明の原理を理解するために提供されることが留意されるべきである。図面の他の詳細な機能は、密封ＲＦ励起スラブレーザの構築および動作において当業者にとって明らかであろう。中空押出成形部が、本発明のスラブレーザの効率的かつ高価でない製作を可能とする一方で、この説明および添付の特許請求の範囲において用いられる用語「押出成形部」が、任意の同等な機械的構造を含むように理解されることも、留意されるべきである。例えば、機械的構造は、複数の機械化された構成要素から形成される。
【００２８】
図３は、本発明によるＣＯ２スラブレーザの別の好ましい実施形態８０を概略的に図示する、一部が破断された斜視図である。レーザ８０は、接地面５２Ａおよびライブ面５６Ａが離間される態様を除いて、図２のレーザ４０と同様である。レーザ８０の押出成形部４４Ａは、レーザ４０の押出成形部４４Ａと同一に構成され、ライブ電極５４Ａも同一に構成される。よって、異なる間隔配置を説明するために十分な参照番号だけが図３において提供される。
【００２９】
レーザ８０では、表面５２Ａおよび５６Ａは、２つの平行な起立縁８４を有する細長セラミック部材８２によって離間される。起立縁８４によって形成される、セラミック部材８２と接地面５２Ａとの間の中空部が、放電体積６０Ｂを画定する。放電ギャップは、起立縁の共通する高さによって画定される。放電体積の幅は、起立縁の間の離隔距離によって画定される。レーザ４０の対の離隔したセラミックストリップの代わりにセラミック部材８２を用いることは、セラミックストリップを離隔して挿入してその平行性を確立するという必要性を取り除く。
【００３０】
セラミック部材８２の表面８６は、ライブ電極５４Ａの接地面５６Ａと接触しているように図３に描写される。しかし、セラミック部材８２は、押出成形部４４Ａの接地面５２Ａと接触するその表面８６で同様に機能する。そして、起立縁８４によって形成される、セラミック部材８２とライブ面５６Ａとの間の中空部が、この配置における放電体積を画定する。
【００３１】
図４は、本発明によるＣＯ２スラブレーザのさらに別の好ましい実施形態９０を概略的に図示する、一部が破断された斜視図である。レーザ９０は、放電体積６０Ｃの縁が画定される態様を除いて、図２のレーザ４０と同様である。よって、これらの差異を説明するために十分な参照番号だけが、図４において提供される。
【００３２】
レーザ９０では、押出成形部４４Ｂは、これに沿って延在する対の溝またはトラフ９２を含み、溝またはトラフ９２は、相互に離間され、相互に平行である。レーザのために細長の接地電極を提供する表面５２Ｂが、溝９２の間にある。細長ライブ電極５４Ｂ内の対の対応する溝９４は、押出成形部４４Ｂ内の溝９２と整合される。ライブ電極５４Ｂの表面５６Ｂは、溝９４の間にある。
【００３３】
セラミックストリップ５８Ｂは、それらが完全には溝９２および９４を覆わないように、レーザ４０の対応するセラミックストリップ５８Ａよりも狭い。よって、レーザ９０では、放電体積６０Ｃの幅は、溝９２の縁９６および溝９４の縁９８によって画定される。放電ギャップは、接地面５２Ｂとライブ面５６Ｂとの間の距離によって画定される。この配置は、セラミックスペーサとガス放電との間の接触を防ぎ、それによって、ガス放電によるセラミックスペーサのあり得る腐食を避ける。
【００３４】
離隔したセラミックストリップ５８Ｂがレーザ８０のセラミック部材８２と同様の単一のセラミック部材で取り替えられるレーザ９０の変形物（示されていない）が可能である。この変形物では、セラミック部材の起立縁は、放電体積６０Ｃの幅が、レーザ９０におけるように溝９２の縁９６または溝９４の縁９８によって画定されるように、離間される。
【００３５】
図５は、レーザ９０の押出成形部４４Ｂの下位外面、上位外面のそれぞれに取り付けられる２つの流体冷却される冷却プレート１００、１０２を概略的に図示する、概して図４の方向５−５に見られる断面図である。冷却プレート１００は、Ｕ型溝１０６内に押し込まれたＤ型断面を有する冷却流体導管１０４を含む。導管１０４は、好ましくは連続的であり、冷却される区域にわたって蛇行式で配置される。冷却プレート１００は、接地電極である表面５２Ｂに隣接して位置付けられる。冷却プレート１０２は、Ｕ型溝１１０内に押し込まれるＤ型断面を有する冷却流体導管１０８を含む。導管１０８もまた、好ましくは連続的であり、蛇行式で配置される。冷却プレート１０２は、押出成形部４４Ｂの追加的な冷却を提供する。
【００３６】
一般的な冷却流体は水であり、しばしば、腐食および凍結を防ぐために添加物を伴う。押出成形部４４Ｂ内に直接的な流体冷却を提供するのではなく、離隔した冷却プレートを用いることの利点は、冷却プレート１００および１０２を製作することが、押出成形部４４Ｂ内の同様の蛇行冷却経路を機械加工することよりかなり単純であることである。さらに、任意の腐食または他の損傷が導管に発生した場合、導管は、迅速かつ容易に取り替えられ得る。必要な場合には、冷却プレート全体を交換することがより迅速でさえあり得る。
【００３７】
冷却プレート１００および１０２等の冷却プレートは、本発明によるスラブレーザの任意の実施形態に随意に取り付けられ得る。ガス放電に適用される電力およびスラブレーザの効率性に依拠して、一方または両方のプレートが有利であり得る。ライブ電極からセラミックスペーサおよび押出成形部を通る比較的短い無制限の熱の経路のため、冷却プレート１００は、概して、ライブ電極を伝導的に冷却することにおいて最も効率的である。
【００３８】
図６は、本発明によるＣＯ２スラブレーザのさらに別の好ましい実施形態１２０を概略的に図示する破断された斜視図である。レーザ１２０は、各々のセラミックストリップが複数のセラミックセグメント５８Ｃによって形成されることを除いて、図２のレーザ４０と同様である。図６では、ライブ電極５４Ａおよびその上の全ての要素が、図示の明確性のために省かれている。隣り合うセラミックセグメント５８Ｃは、相互からわずかに離隔され、離隔距離は各々のセラミックセグメント５８Ｃの長さに比べて小さい。
【００３９】
このセグメント化された配置は、製作してレーザ１２０内に位置付けるためにより安価なセラミックストリップを作製するという利点を有し、音響ノイズを低減させるという利点も有する。音響ノイズ、および概して振動は、出力レーザ照射のビームパラメータ（例えば、ビームポインティングにおける変化）におけるノイズを引き起こし、レーザの全体寿命を低減させ得る。音響ノイズをさらに低減させるために、本明細書中で説明される本発明の好ましい実施形態の全ては、電極の一方または両方と密接に熱的および従って機械的に接触する冷却フィンを含み得る気体冷却手段を回避する。
【００４０】
同一のセラミックセグメントが図６に描写されるが、セラミックセグメントはまた、製造を促進しまたはレーザ１２０の音響ノイズを和らげるために、異なる長さを有し得る。図３のセラミック部材８２および図４のセラミックストリップ５８Ｂは、同一の利点を実現するために同様にセグメント化され得る。
【００４１】
本発明は、ＣＯ２ガス混合物を有するＣＯ２スラブレーザを参照して本明細書中で説明されたが、本発明の原理は、一酸化炭素（ＣＯ）ガス混合物を有するＣＯスラブレーザに同じように適用可能であることが留意されるべきである。ＣＯスラブレーザは、約４．５μｍから約６．０μｍまでの範囲内の波長で出力レーザ照射を送達する。本発明の目的は、歯科医師による正当化なコストで歯科手術用のレーザを提供することであり、本発明によるレーザは、高電力先行技術スラブレーザの価格では禁じられ得る任意の他の用途においても有用であり得る。
【００４２】
結論として、本発明は、好ましい実施形態を参照して上記で説明される。しかし、本発明は、本明細書中で説明された実施形態に限定されない。むしろ、本発明は、本明細書に添付される特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
2021516449.tif 000003
【図２】
2021516449.tif 000004
【図３】
2021516449.tif 000005
【図４】
2021516449.tif 000006
【図５】
2021516449.tif 000007
【図６】
2021516449.tif 000008
【国際調査報告】
2021516449.tif 000009
2021516449.tif 000010