[发明专利]圆筒直板型气体激光器

说明书

本发明涉及板型气体激光器，尤其涉及在用透镜聚焦输出的激光束的远场像中得到截面强度分布近似高斯分布的优良激光光线的结构。

作为CO₂激光器等的气体激光器，已知有板型气体激光器。这种板型气体激光器中，由于激励电极的间隔狭窄，所以激励起来的气体通过冲击到电极来冷却，加速进行激光器的低位依次缓解，从而将其叫作通过电极的扩散冷却型激光器。

在这种板型气体激光器中，根据光传播的方式将其分类为波导型激光器和直线型激光器。在波导型激光器中，即使在放射光线的波长是10微米的CO2激光器的场合，两个电极的间隔也是几个毫米，激光以波导模式按锯齿形反射并在电极之间传输。直线型气体激光器中，两个电极的间隔大到光可在自由空间中传输的程度，光以自由空间模式在两个电极之间传输。

如图5(a)的纵截面图和图5(b)的侧面图所示，已知圆筒直板型气体激光器上同心水平配置两个直径不同的圆筒状电极11、12，包围两个圆筒状电极11、12之间形成填充满激光媒质的圆筒直板1，在这个圆筒直板1的一个端部上配置环状的特技(trick)镜M1，同时在圆筒直板1的一个端部的中央配置透过一部分光线反射其余部分光线的输出镜M2(半镜)，在圆筒直板1的另一端部上配置W轴棱镜M3。

使用这样的圆筒直板1的圆筒直板型气体激光器中，如果不把两个圆筒状电极11、12正确布置成同心状，则用透镜聚焦输出的激光时，不能得到如图3(a)(b)所示那样的截面强度分布近似于高斯分布的优良模式的光束，只能得到具有图7(a)(b)所示的分割的强度分布的模式的光束，因此如图5(b)的侧视图所示，两个圆筒状电极11、12之间设置了多个隔离件13并配置成同心状。

但是，设置隔离件13时，因其影响，输出镜M2出口处的强度分布，如图6中的包络线所示，成为峰被分割的模式，透镜聚焦的远场像也如图7(a)(b)所示被分割，不能成为匀称的形状。

如果强度分布不是接近高斯分布的匀称光束，用于切断加工时，根据移动光束的方向，切断宽度和切断效率发生改变，不切合实际应用。

使两个圆筒状电极11、12布置成同心状的隔离件13成为障碍，难以得到良好的模式的光束。

因此，本发明的目的是解决使用这样的圆筒直板的板型气体激光器具有的问题。

本发明的圆筒直板型气体激光器的结构为：将直径不同的两个圆筒状电极11、12垂直竖立并配置成同心状、包围两个圆筒状电极11、12之间形成填充满激光媒质的圆筒直板1、在该圆筒直板1的一个端部上配置环状的特技镜(trickmirror)M1、在圆筒直板1的一个端部的中央配置透过一部分光线反射其余部分光线的输出镜M2、在圆筒直板1的另一端部上配置W轴棱镜M3，两个圆筒状电极11、12之间未设置隔离件。

图1是表示本发明的圆筒直板型气体激光器的第一实施例的简图；

图2是表示图1所示的激光器的输出镜的出口处的激光强度分布的图；

图3是表示用透镜集合图2所示的激光的远场像的强度分布的图；

图4是表示本发明的气体激光器的第二实施例的主要部分的截面图；

图5是表示已有的圆筒直板型气体激光器的一个例子的截面图(a)和侧面图(b)；

图6是表示已有的激光器的输出镜的出口处的激光强度分布的图；

图7是表示用透镜集合图6所示的激光的远场像的强度分布的图。

(第一实施例)

如图1所示，本发明的气体激光装置的结构为把直径不同的两个圆筒状电极11、12垂直竖立并配置成同心状、包围两个圆筒状电极11、12之间形成填充满激光媒质的圆筒直板1、在该圆筒直板1的上部配置环状特技镜M1、在圆筒直板1的上部的中央配置透过一部分光线反射其余光线的输出镜M2(半镜)、在圆筒直板1的下部配置W轴棱镜M3，两个圆筒状电极11、12之间未设置隔离件。

外侧的圆筒状电极11、环状镜M1和W轴棱镜M3可固定并支持于装置的框体，或者内侧的圆筒状电极12可通过把其上端部延伸到环状特技镜M1的内周面、在环状特技镜M1的内周面上固定内侧的圆筒状电极12的上端部来支持。输出镜M2可固定于内侧的圆筒状电极12的上端部。

向两个圆筒状电极11、12施加高频电压时，圆筒直板1的气体被激励，由包括三个镜M1、M2和M3的共振器产生激光，由输出镜M2输出到外部。

输出镜M2的出口处的强度分布如图2所示，成为峰值对齐的模式，用透镜聚合该模式的激光的远场像如图3(a)(b)所示，成为强度分布接近高斯分布的匀称的光束。

(其他实施例)