激光振荡器制造技术

激光振荡器具备：放电管，其具有用于激励激光气体的放电空间；以及分别配置在放电管的两侧的输出镜和后镜。在输出镜的面对放电空间的表面上，在包括径向的中央部的第一区域中层叠具有第一反射率的第一涂覆材料来作为电介质多层膜，在第一区域的周围的第二区域中层叠具有比第一反射率高的第二反射率的第二涂覆材料来作为电介质多层膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过放电管激励激光气体来使激光振荡的激光振荡器。
技术介绍
一般来讲，模次数越低维化则从激光振荡器输出的激光光束的质量(聚光性)越高。公知一种考虑这一点来抑制高次模的激光振荡、以低次模进行激光振荡的激光振荡器。例如在日本专利第3313623号公报、日本特开2013-247260号公报以及日本特开2009-94161号公报中公开了这样的激光振荡器。在这些专利文献所记载的激光振荡器中，在输出镜与后镜之间配置有孔构件(aperture)。激光振荡器通过孔构件来限制激光的直径，由此抑制高次模的激光振荡，并且抑制散射光的产生。然而，上述的专利文献所记载的激光振荡器由于具有孔构件，因此存在如下问题：不仅结构变得复杂，而且孔构件吸收激光而导致激光输出下降。对此，在日本特开平2-166778号公报中公开了在输出镜、后镜的表面实施涂覆来只使低次模的激光进行振荡的激光振荡器。在该激光振荡器中，在输出镜的径向中心部实施半透过膜的涂覆，在其周边部实施无反射膜的涂覆。然而，在该激光振荡器中，由于在输出镜的周边部进行无反射膜的涂覆，因此难以抑制散射光的产生。
技术实现思路
作为本专利技术的一个方式的激光振荡器具备：放电管，其具有激励激光气体的放电空间；以及分别配置在放电管的两侧的输出镜和后镜。在输出镜的面对放电空间的表面上，在包括径向的中央部的第一区域中涂布有具有第一反射率的第一涂覆材料，在第一区域的周围的第二区域中涂布有具有比第一反射率高的第二反射率的第二涂覆材料。附图说明本专利技术的目的、特征以及优点通过与附图相关联的以下的实施方式的说明会变得更明确。在该附图中，图1是表示本专利技术的实施方式所涉及的激光振荡器的整体结构的图，图2是图1的输出镜的第一面的主视图，图3是图1的后镜的第一面的主视图，图4是表示后镜与传感器的位置关系的、图1的主要部分截面图，图5是表示图3的变形例的图，图6是表示图3的其它变形例的图。具体实施方式下面，参照图1至图6来说明基于本专利技术的激光振荡器100的实施方式。图1是表示本专利技术的实施方式所涉及的激光振荡器100的整体结构的图。本实施方式所涉及的激光振荡器100是以激光气体为介质来通过放电管激励激光气体的高输出二氧化碳气体激光振荡器。如图1所示，激光振荡器100具有：供激光气体循环的气体流路1；与气体流路1连通的放电管2；隔着放电管2配置在放电管2的两侧的输出镜3和后镜4；对放电管2的电极5、6施加电压(放电管电压)的电源部7；检测激光输出的传感器8；冷却激光气体的热交换器9、10；以及使激光气体沿气体流路1如箭头所示那样循环的送风机11。放电管2具有截面形状为圆形的圆筒形状。放电管2的轴线CL穿过截面形状的圆的中心。轴线CL沿放电管2的长边方向延伸。在放电管2的内部形成有放电空间12。输出镜3的平面形状为以轴线CL为中心的圆形。另外，后镜4的平面形状为以轴线CL为中心的圆形。输出镜3和后镜4的平面形状的圆的外径比放电管2的内径D0大。输出镜3具有面对放电空间12的第一面31以及与该第一面31相反的一侧的第二面32，后镜4具有面对放电空间的第一面41以及与该第一面41相反的一侧的第二面42。输出镜3的第一面31和后镜4的第一面41分别形成为凹状，分别具有规定的曲率半径。输出镜3的第二面32为具有规定的曲率半径的凸面或者平坦面，后镜4的第二面42为平坦面。在这样的激光振荡器100中，当对放电管2的各电极5、6提供电力时，即当施加放电管电压时，在放电管2内的放电空间12中开始激光气体的放电。通过该放电开始，激光气体被激励而产生光。光在输出镜3与后镜4之间发生谐振而通过受激发射被放大。被放大后的光的一部分作为激光13从输出镜3被取出。被取出的激光13例如被输出到未图示的激光加工机，来进行工件的切断等。在该情况下，激光13的光束质量(聚光性)的好坏、散射光的程度对工件的切断能力和切断质量产生影响。在光束质量差的情况下，在通过加工用聚光透镜对激光进行了聚光的情况下，由于因聚光径没有变得足够小或者瑞利长度短而无法进行稳定的加工等理由，招致切断能力的恶化、不稳定化。另一方面，在激光中包含较多散射光成分的情况下，当通过加工用聚光透镜对激光进行聚光时，散射光成分被聚集到与主成分不同的距离处，在工件上扩展。其结果，招致对工件的非预期的加热，给工件的切断面的质量带来坏影响。为了使光束质量提高，构成为抑制高次模的激光振荡、只以低次模进行激光振荡是有效的。关于这一点，例如能够构成为在输出镜3与后镜4之间配置孔构件，通过孔构件来限制激光的直径。然而，在该结构中，不仅部件个数增加使得结构变得复杂，而且孔构件吸收激光而导致激光输出下降。另一方面，如果构成为在输出镜3的第一面31的径向中心部实施半透过膜的涂覆、并在其周边部实施无反射膜的涂覆，则难以抑制散射光的产生。因此，在本实施方式中，为了使光束质量提高并且抑制散射光的产生，如以下那样在输出镜3的第一面31和后镜4的第一面41实施涂覆。图2是本实施方式所涉及的输出镜3的第一面31的主视图。第一面31被分割为以轴线CL为中心的圆形的第一区域33以及第一区域33的外侧的环状的第二区域34。第一区域33与第二区域34之间的圆形的边界线35的直径D1例如为放电管2的内径D0的90％以上且100％以下。在第一区域33和第二区域34中层叠具有彼此不同的反射率的涂覆材料来作为电介质多层膜。即，在第一区域33中层叠具有规定的反射率α1的第一涂覆材料36来作为电介质多层膜，在第二区域34中层叠具有比第一涂覆材料36的反射率α1高的规定的反射率α2的第二涂覆材料37来作为电介质多层膜。作为涂覆材料36、37，例如能够使用硒化锌和氟化钍(ZnSe、ThF)等的电介质多层膜。第一涂覆材料36具有适于激光振荡的反射率α1。根据激光振荡器100的结构而从20％以上且70％以下的范围内选定反射率α1。例如在放电管2的根数多、或者放电管2的全长长、或者介质浓度高、或者谐振器长度长等的情况下，增益变大。因此，使用具有稍小的反射率α1(例如20％)的第一涂覆材料36。另一方面，在放电管2的根数少、或者放电管2的全长短、或者介质浓度低、或者谐振器长度短等的情况下，增益变小。因此，使用具有稍大的反射率α1(例如70％)的第一涂覆材料36。相对于此，第二涂覆材料37是全反射涂覆材料，具有高的反射率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光振荡器，其特征在于，具备：放电管，其具有用于激励激光气体的放电空间；以及分别配置在上述放电管的两侧的输出镜和后镜，其中，在上述输出镜的面对上述放电空间的表面上，在包括径向的中央部的第一区域中涂布有具有第一反射率的第一涂覆材料，在上述第一区域的周围的第二区域中涂布有具有比上述第一反射率高的第二反射率的第二涂覆材料。

【技术特征摘要】
2014.09.30 JP 2014-2016611.一种激光振荡器，其特征在于，具备：
放电管，其具有用于激励激光气体的放电空间；以及
分别配置在上述放电管的两侧的输出镜和后镜，
其中，在上述输出镜的面对上述放电空间的表面上，在包括径向的中央
部的第一区域中涂布有具有第一反射率的第一涂覆材料，在上述第一区域的
周围的第二区域中涂布有具有比上述第一反射率高的第二反射率的第二涂
覆材料。
2.根据权利要求1所述的激光振荡器，其特征在于，
上述输出镜的上述第一区域与上述第二区域之间的边界线位于以穿过
上述放电管的中心的轴线为中心的圆上，上述圆的直径为上述放电管的内径
的90％以上且100％以下。
3.根据权利要求1或2所述的激光振荡器，其特征在于，
在上述后镜的面对上述放电空间的表面上，在包括径向的中央部的第一
区域中涂布有具有第三反射率的第三涂覆材料，在上述第一区域的周围的第
二区域中涂布有具有比上述第三反射率低的第四反射率的第四涂覆材料。
4.根据权利要求3所述的激光振荡器，其特征在于，
上述后镜的上述第一区域与上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高实哲久，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP