(57)【要約】【解決手段】  ＱスイッチＣＯ２レーザ発振器１は、レーザガスＧの充填された放電チャンバ２と、共振器を構成するリヤミラー４および出力鏡３と、レーザ光線を断続的に発振させるＱスイッチ装置５とを備えており、  上記Ｑスイッチ装置５は、内部を清浄な状態に維持されたハウジング１１と、ハウジング内部に設けられた回転チョッパ１２と、上記ハウジングを移動させる移動手段１４と、上記ハウジングに設けられてレーザ光線を透過させるレーザ光透過部材１５とを備え、  上記移動手段により上記ハウジングを移動させることで、回転チョッパのスリットを上記レーザ光線の焦点部分を通過する位置に調整することができる。【効果】  浮遊する塵等によるレーザ光線の出力低下を防ぐとともに、Ｑスイッチ装置のメンテナンスや位置調整を容易に行うことができる。【選択図】  図１
2009146989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザガスの充填された放電チャンバと、該放電チャンバを挟んで設けられるとともに共振器を構成するリヤミラーおよび出力鏡と、リヤミラーと出力鏡との間にレーザ光線を集光した焦点部分を形成する焦点形成手段と、スリットの形成された回転チョッパを回転させてレーザ光線を断続的に発振させるＱスイッチ装置とを備えたＱスイッチレーザ発振器において、
上記Ｑスイッチ装置は、内部を清浄な状態に維持して該内部に上記回転チョッパを収納したハウジングと、上記ハウジングを移動させる移動手段と、上記ハウジングに設けられてレーザ光線を透過させるレーザ光透過部材とを備え、
上記移動手段により上記ハウジングを移動させることで、回転チョッパのスリットを上記レーザ光線の焦点部分を通過する位置に調整可能としたことを特徴とするＱスイッチレーザ発振器。
【請求項２】
上記ハウジングは密封されてその内部が真空とされることを特徴とする請求項１に記載のＱスイッチレーザ発振器。
【請求項３】
上記焦点形成手段は、上記リヤミラーに形成された凹面鏡と、該リヤミラーと出力鏡との間に設けられたテレスコープレンズとからなり、リヤミラーの凹面鏡とテレスコープレンズとの間にレーザ光線の焦点部分が形成されるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のＱスイッチレーザ発振器。
【請求項４】
上記リヤミラーとテレスコープレンズとに、それぞれレーザ光線の光軸の位置を示すターゲットを着脱可能に設けるとともに、上記Ｑスイッチ装置は上記回転チョッパを固定する固定手段を備え、
上記移動手段によってハウジングを移動させる際には、リヤミラーとテレスコープレンズとに装着した上記２つのターゲットを重ね合わせることによって示されるレーザ光線の光軸上に、固定手段によって固定された回転チョッパのスリットを位置させることを特徴とする請求項３に記載のＱスイッチレーザ発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＱスイッチレーザ発振器に関し、詳しくはレーザ光線を断続的に発振させるＱスイッチ装置を備えたＱスイッチレーザ発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来一般に、Ｑスイッチ装置を使ってピーク値の高いパルスレーザ光線を発振させることが行われている。このようなＱスイッチ装置として、スリットの形成された回転チョッパを回転させるものが知られている。
上記回転チョッパをリヤミラーと出力鏡との間で集光されるレーザ光線の焦点部分に位置させ、この状態で回転チョッパを回転させると、上記スリットが上記焦点部分を断続的に通過するので、レーザ光が出力鏡から断続的に発振されるようになっている（特許文献１〜３）。
このうち特許文献３に開示されるレーザ発振器では、上記Ｑスイッチ装置が放電チャンバを構成するハウジングの内部に設けられている。
【特許文献１】特許第３２９８４８９号公報
【特許文献２】特許第３３９１６５４号公報
【特許文献３】特許第３７６６５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記特許文献１、２の場合、上記焦点部分およびＱスイッチ装置が大気中に露出していることから、浮遊する塵等がレーザ光線の光路に位置してしまうと、この塵によってレーザ光線の出力が低下してしまうこととなり、特に塵が焦点部分に位置すると影響が大きいこととなる。
また、特許文献３の場合、ハウジング内は大気圧より十分に低い圧力でレーザガスが充填されていることから、焦点部分およびＱスイッチ装置の近傍は略真空状態となって塵等が浮遊しないようになっているが、Ｑスイッチ装置はレーザガスの充填されるハウジング内部に設けられているため、Ｑスイッチのメンテナンスが煩雑となり、またハウジング内にレーザガスを充填した後に上記回転チョッパを上記焦点部分に位置させる位置調整が困難であった。
このような問題に鑑み、本発明は浮遊する塵等によるレーザ光線の出力低下を防ぐとともに、Ｑスイッチ装置のメンテナンスや位置調整の容易なＱスイッチレーザ発振器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
すなわち本発明にかかるＱスイッチレーザ発振器は、レーザガスの充填された放電チャンバと、該放電チャンバを挟んで設けられるとともに共振器を構成するリヤミラーおよび出力鏡と、リヤミラーと出力鏡との間にレーザ光線を集光した焦点部分を形成する焦点形成手段と、スリットの形成された回転チョッパを回転させてレーザ光線を断続的に発振させるＱスイッチ装置とを備えたＱスイッチレーザ発振器において、
上記Ｑスイッチ装置は、内部を清浄な状態に維持して該内部に上記回転チョッパを収納したハウジングと、上記ハウジングを移動させる移動手段と、上記ハウジングに設けられてレーザ光線を透過させるレーザ光透過部材とを備え、
上記移動手段により上記ハウジングを移動させることで、回転チョッパのスリットを上記レーザ光線の焦点部分を通過する位置に調整可能としたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
上記発明によれば、清浄な状態のハウジング内に回転チョッパが収納されているので、レーザ光線の焦点部分に塵が浮遊してレーザ光線の出力が低下するのを防止することができる。
また、移動手段により回転チョッパを収容したハウジングを移動させることが可能となっているので、上記回転チャンバのスリットの位置を容易にレーザ光線の焦点位置に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下図示実施例について説明すると、図１はＱスイッチＣＯ２レーザ発振器１を示し、このＱスイッチＣＯ２レーザ発振器１はレーザガスＧの充填された放電チャンバ２と、共振器を構成する出力鏡３およびリヤミラー４と、出力鏡３およびリヤミラー４の間に設けられたＱスイッチ装置５とを備えている。
上記放電チャンバ２のリヤミラー４側にはテレスコープレンズ６が設けられるとともに、リヤミラー４の反射面は凹面鏡となっている。そして上記テレスコープレンズ６とリヤミラー４とによって焦点形成手段を構成し、これらの間でレーザ光線Ｌが集光されて焦点部分Ｆが形成されるようになっている。
そして放電チャンバ２内のレーザガスＧを励起すると、出力鏡３とリヤミラー４との間でレーザ光線Ｌが反射を繰り返すようになり、該レーザ光線Ｌが所定の出力に達すると出力鏡３より出力されるようになっている。
そして上記Ｑスイッチ装置５はテレスコープレンズ６とリヤミラー４との間に設けられており、焦点部分Ｆのレーザ光線Ｌを断続的に遮断するようになっている。
【０００７】
上記Ｑスイッチ装置５は、共振器内のレーザ光線Ｌの光路上に設けられたハウジング１１と、該ハウジング１１内部に収容された回転チョッパ１２と、該回転チョッパ１２を回転させる駆動手段としてのモータ１３と、上記ハウジング１１を移動させる移動手段１４とを備えている。
上記ハウジング１１は密封されており、また図示しない吸引ポンプによってその内部を真空状態に維持可能となっている。またハウジング１１には図示しない開閉扉が設けられており、ハウジング１１内のメンテナンスを行うことができるようになっている。
ハウジング１１の下部にはレーザ光線Ｌを透過させるジンクセレンＺｎＳｅやゲルマニウムＧｅなどのレーザ光透過部材１５がレーザ光線Ｌの光軸方向に２枚設けられており、その表面には反射防止膜が形成されている。レーザ光線Ｌはこのレーザ光透過部材１５を透過して、ハウジング１１の内部に上記焦点部分Ｆを形成するようになっている。
さらに、図２に示すようにハウジング１１には上記回転チョッパ１２を回転しないように固定する固定手段１６が設けられ、この固定手段１６はハウジング１１を貫通するように設けられるとともに、シールリング１６ａによって固定手段１６を移動してもハウジング１１の密封状態を保持するようになっている。
そしてこの固定手段１６をハウジング１１の内部に突出させると、固定手段１６の先端が回転チョッパ１２に形成された下記スリット１７に嵌合し、これにより回転チョッパ１２が回転しないように固定されるようになっている。
【０００８】
図２にはハウジング１１および回転チョッパ１２の一部を示しており、回転チョッパ１２は円盤状に形成されるとともにその外周には等間隔に複数のスリット１７が形成されている。
上記モータ１３は真空状態においても使用可能なモータ１３となっており、また回転軸１３ａはレーザ光線Ｌの光軸に対して斜め方向に設けられている。これにより回転チョッパ１２はレーザ光線Ｌの光軸に対して斜めに配置されるようになり、回転チョッパ１２によって遮断したレーザ光線Ｌは共振器の光路から外れるように反射するようになっている。
上記スリット１７は回転チョッパ１２の外周側に位置する幅広部１７ａと、この幅広部１７ａよりも回転チョッパ１２の内周側に形成された楔状の狭小部１７ｂとから構成され、上記狭小部１７ｂには上記固定手段１６の先端が嵌合するようになっている。
ＱスイッチＣＯ２レーザ発振器１の作動時において、レーザ光線Ｌの焦点部分Ｆはこの幅広部１７ａまたは狭小部１７ｂのいずれかに位置するようになっており、これにより回転チョッパ１２によってレーザ光線Ｌを発振遮断する期間を異ならせ、レーザ光線Ｌの出力等を調整することが可能となっている。
【０００９】
移動手段１４はハウジング１１を図２における図示左右方向となるＸ方向に移動させるＸ方向テーブル１４ａと、図示上下方向となるＹ方向に移動させるＹ方向テーブル１４ｂとを備えており、これらＸ、Ｙ方向テーブル１４ａ，１４ｂはそれぞれ図示しない移動機構によってその移動を微調整することができるようになっている。
そしてこの移動手段１４によってハウジング１１を移動させることで、上記回転チョッパ１２のスリット１７の位置を、レーザ光線Ｌの焦点部分Ｆに位置合わせすることができるようになっている。
尚、リヤミラー４はジンクセレンＺｎＳｅの表面に多層膜コーティングを施し、可視光を透過するように形成されている。
【００１０】
上記構成を有するＱスイッチＣＯ２レーザ発振器１において、所定のＱスイッチ発振を行うために図２（ａ）に示す位置合わせ前の位置から、図２（ｂ）に示すような焦点部分Ｆが上記スリット１７の狭小部１７ｂに位置するようにハウジング１１を移動させる際の操作について説明する。
最初に、ゆっくり回転チョッパ１２を回転させるとともに、図２（ａ）に示すように上記固定手段１６をハウジング１１の内部に突出させ、該固定手段１６の先端を回転チョッパ１２のスリット１７の狭小部１７ｂに嵌合させる。これにより、回転チョッパ１２は回転しないように固定される。
さらに、吸引ポンプを作動させてハウジング１１内部を真空状態にする。このとき、ハウジング１１内部の塵等もハウジング内から排出されるため、ハウジング１１内部を清浄な状態とすることができる。
一方、図３に示すように上記リヤミラー４およびテレスコープレンズ６のそれぞれに透明な円盤状のターゲット１８、１９を装着する。
このターゲット１８、１９にはそれぞれ図２に示すように十字線１８ａ，１９ａが設けられており、これらターゲット１８、１９をリヤミラー４、テレスコープレンズ６に装着すると、この十字線１８ａ，１９ａの交点がそれぞれリヤミラー４およびテレスコープレンズ６におけるレーザ光線Ｌの光軸の位置を示すようになっている。
このため、リヤミラー４およびテレスコープレンズ６に装着されたターゲット１８、１９をレーザ光線Ｌの光軸方向から見ると、２つのターゲット１８、１９の十字線１８ａ，１９ａが図２（ａ）に示すように重なって見えることとなる。
次に、Ｘ方向テーブル１４ａおよびＹ方向テーブル１４ｂにおける図示しない移動機構を操作し、図２（ｂ）に示すようにターゲット１８、１９の十字線１８ａ，１９ａの交点を上記回転チョッパ１２のスリット１７内の所定の位置に位置させる。
図２（ｂ）では十字線１８ａ，１９ａの交点を上記スリット１７の狭小部１７ｂに位置させている。
続いて、上記固定手段１６を後退させて回転チョッパ１２の固定を解放して回転可能にし、上記リヤミラー４およびテレスコープレンズ６からターゲット１８、１９を取り外すことで、ＱスイッチＣＯ２レーザ発振器１によって所要のＱスイッチ発振が可能な状態となる。
【００１１】
このようにしてＱスイッチＣＯ２レーザ発振器１を所要のＱスイッチ発振が可能な状態としたら、モータ１３を駆動して回転チョッパ１２を回転させ、上記放電チャンバ２内のレーザガスＧをＣＷ放電により励起する。これにより出力鏡３とリヤミラー４との間にレーザ光線Ｌが発生し、出力鏡３からは所定出力に達したレーザ光線Ｌが出力されるようになる。
このレーザ光線Ｌは上記テレスコープレンズ６によって集光されるとともに、上記ハウジング１１に設けられたレーザ光透過部材１５を透過することで、ハウジング１１内部に焦点部分Ｆを形成する。
このとき、ハウジング１１の内部が真空にされているため、回転チョッパ１２が空気との摩擦熱によって発熱することは無く、回転チョッパ１２を空気中に設置する場合に比べて回転数を増すことが可能であり、より高ピークのレーザ光線Ｌを出力することが可能となる。
また、ハウジング１１の内部を真空として清浄な状態とするので、レーザ光線Ｌの焦点部分Ｆに塵が浮遊することは無く、この塵によってレーザ光線Ｌの出力が低下してしまうことも無い。
【００１２】
また、本実施例のＱスイッチＣＯ２レーザ発振器１ではハウジング１１をＱスイッチ装置５ごと移動させることが可能であり、Ｑスイッチ装置５のメンテナンスを行った後にレーザ光線の焦点部分Ｆが回転チョッパのスリットから外れていても、容易に位置合わせすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施例にかかるＱスイッチＣＯ２レーザ発振器１を示す側面図。
【図２】ハウジング１１を（ａ）位置合わせ前から（ｂ）位置合わせ後の状態に移動させる際の説明図。
【図３】移動手段によるＱスイッチ装置の位置調整時を示す側面図。
【符号の説明】
【００１４】
１  ＱスイッチＣＯ２レーザ発振器      ２  放電チャンバ
３  出力鏡                            ４  リヤミラー
５  Ｑスイッチ装置                    ６  テレスコープレンズ
１１  ハウジング                      １２  回転チョッパ
１４  移動手段                        １５  レーザ光透過部材
【図１】
2009146989.tif 000003
【図２】
2009146989.tif 000004
【図３】
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