特許 5941112 ビーム品質を向上させるレーザ発振器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5941112

(24)【登録日】2016年5月27日

(45)【発行日】2016年6月29日

(54)【発明の名称】ビーム品質を向上させるレーザ発振器

(51)【国際特許分類】

   H01S 3/08 20060101AFI20160616BHJP

   H01S 3/034 20060101ALI20160616BHJP

【ＦＩ】

   H01S3/08

   H01S3/034

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-201661(P2014-201661)

(22)【出願日】2014年9月30日

(65)【公開番号】特開2016-72483(P2016-72483A)

(43)【公開日】2016年5月9日

【審査請求日】2015年8月20日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100102819

【弁理士】

【氏名又は名称】島田 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100154380

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 隆一

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(74)【代理人】

【識別番号】100157211

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 一夫

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼實 哲久

【審査官】 林 祥恵

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１９１１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２１７６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１５８９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１８８４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０８３９９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／１１１６２６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ ３／００−３／３０

Ｈ０１Ｓ ５／００−５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザガスが励起される放電空間を有する放電管と、
前記放電管の両側にそれぞれ配置される出力鏡およびリア鏡と、
レーザ出力を検出する検出部と、を備え、
前記出力鏡の前記放電空間に面した表面には、径方向中央部を含む第１領域に、第１反射率を有する第１コーティング材が塗布され、第１領域の周囲の第２領域に、前記第１反射率よりも高い９９％以上の第２反射率を有する第２コーティング材が塗布されており、
前記出力鏡の第１領域と第２領域との境界線は、前記放電管の中心を通る軸線を中心とした略円上にあり、該円の直径は、前記放電管の内径の９０％以上かつ１００％以下であり、
前記リア鏡の前記放電空間に面した表面には、径方向中央部を含む第１領域に、９０．０％以上９９．９％以下の第３反射率を有する第３コーティング材が塗布され、第１領域の周囲の第２領域に、前記第３反射率よりも低い無反射コーティング材が塗布されており、
前記第３コーティング材は、前記リア鏡の第１領域において反射率が一定になるように塗布されており、前記無反射コーティング材は、前記リア鏡の第２領域において反射率が一定になるように塗布されており、
前記リア鏡の第１領域と第２領域との境界線は、前記放電管の中心を通る軸線を中心とした略円上にあり、該円の直径は、前記放電管の内径の９０％以上かつ１００％以下であり、
前記検出部は、前記リア鏡の前記放電空間の反対側の表面に対向して、前記リア鏡の第１領域と第２領域との前記境界線よりも径方向内側に収まるように配置されていることを特徴とするレーザ発振器。

【請求項2】

レーザガスが励起される放電空間を有する放電管と、
前記放電管の両側にそれぞれ配置される出力鏡およびリア鏡と、を備え、
前記出力鏡の前記放電空間に面した表面には、径方向中央部を含む第１領域に、第１反射率を有する第１コーティング材が塗布され、第１領域の周囲の第２領域に、前記第１反射率よりも高い９９％以上の第２反射率を有する第２コーティング材が塗布されており、
前記出力鏡の第１領域と第２領域との境界線は、前記放電管の中心を通る軸線を中心とした略円上にあり、該円の直径は、前記放電管の内径の９０％以上かつ１００％以下であり、
前記リア鏡は、前記放電管の中心を通る軸線を中心とした略円形状を呈し、その外径は、前記放電管の内径の９０％以上かつ１００％以下であり、前記リア鏡の放電管側の表面全域に、全反射コーティング材が塗布されていることを特徴とするレーザ発振器。

【請求項3】

レーザガスが励起される放電空間を有する放電管と、
前記放電管の両側にそれぞれ配置される出力鏡およびリア鏡と、を備え、
前記出力鏡の前記放電空間に面した表面には、径方向中央部を含む第１領域に、第１反射率を有する第１コーティング材が塗布され、第１領域の周囲の第２領域に、前記第１反射率よりも高い９９％以上の第２反射率を有する第２コーティング材が塗布されており、
前記出力鏡の第１領域と第２領域との境界線は、前記放電管の中心を通る軸線を中心とした略円上にあり、該円の直径は、前記放電管の内径の９０％以上かつ１００％以下であり、
前記リア鏡は、前記放電管の中心を通る軸線を中心とした略円形状を呈し、前記放電空間に面した表面の径方向中央部を含む第１領域に形成された第１曲率半径を有する第１凹部と、第１領域の周囲の第２領域に形成された前記第１曲率半径よりも小さい第２曲率半径を有する第２凹部とを有し、
前記リア鏡の放電管側の表面全域に単一の高反射コーティング材が塗布されていることを特徴とするレーザ発振器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放電管によりレーザガスを励起させてレーザ光を発振させるレーザ発振器に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、レーザ発振器から出力されるレーザビームの品質（集光性）は、モード次数が低次元化するほど向上する。この点を考慮し、高次モードのレーザ発振を抑え、低次モードでレーザ発振させるようにしたレーザ発振器が知られている（例えば特許文献１〜３参照）。これら特許文献１〜３記載のレーザ発振器においては、出力鏡とリア鏡との間にアパーチャを配置し、アパーチャによりレーザ光の径を制限することで、高次モードのレーザ発振を抑えるとともに、散乱光の発生を抑制する。

【0003】

しかしながら、上記特許文献１〜３記載のレーザ発振器はアパーチャを有するため、構成が複雑となるばかりか、アパーチャがレーザ光を吸収し、レーザ出力が低下するという問題がある。これに対し、出力鏡やリア鏡の表面にコーティングを施して、低次モードのレーザ光のみを発振させるようにしたレーザ発振器が知られている（例えば特許文献４参照）。特許文献４記載のレーザ発振器では、出力鏡の径方向中心部に半透過膜のコーティングを施し、その周辺部に無反射膜のコーティングを施す。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３３１３６２３号公報

【特許文献2】特開２０１３−２４７２６０号公報

【特許文献3】特開２００９−９４１６１号公報

【特許文献4】特開平２−１６６７７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献４記載のレーザ発振器では、出力鏡の周辺部に無反射膜のコーティングをするため、散乱光の発生を抑制することが困難である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様であるレーザ発振器は、レーザガスが励起される放電空間を有する放電管と、放電管の両側にそれぞれ配置される出力鏡およびリア鏡と、レーザ出力を検出する検出部と、を備える。出力鏡の放電空間に面した表面には、径方向中央部を含む第１領域に、第１反射率を有する第１コーティング材が塗布され、第１領域の周囲の第２領域に、第１反射率よりも高い９９％以上の第２反射率を有する第２コーティング材が塗布される。出力鏡の第１領域と第２領域との境界線は、放電管の中心を通る軸線を中心とした略円上にあり、該円の直径は、放電管の内径の９０％以上かつ１００％以下である。リア鏡の放電空間に面した表面には、径方向中央部を含む第１領域に、９０．０％以上９９．９％以下の第３反射率を有する第３コーティング材が塗布され、第１領域の周囲の第２領域に、第３反射率よりも低い無反射コーティング材が塗布されている。第３コーティング材は、リア鏡の第１領域において反射率が一定になるように塗布されており、無反射コーティング材は、リア鏡の第２領域において反射率が一定になるように塗布されている。リア鏡の第１領域と第２領域との境界線は、放電管の中心を通る軸線を中心とした略円上にあり、該円の直径は、放電管の内径の９０％以上かつ１００％以下である。検出部は、リア鏡の放電空間の反対側の表面に対向して、リア鏡の第１領域と第２領域との境界線よりも径方向内側に収まるように配置されている。
本発明の他の態様であるレーザ発振器は、レーザガスが励起される放電空間を有する放電管と、放電管の両側にそれぞれ配置される出力鏡およびリア鏡と、を備える。出力鏡の放電空間に面した表面には、径方向中央部を含む第１領域に、第１反射率を有する第１コーティング材が塗布され、第１領域の周囲の第２領域に、第１反射率よりも高い９９％以上の第２反射率を有する第２コーティング材が塗布されている。出力鏡の第１領域と第２領域との境界線は、放電管の中心を通る軸線を中心とした略円上にあり、該円の直径は、放電管の内径の９０％以上かつ１００％以下である。リア鏡は、放電管の中心を通る軸線を中心とした略円形状を呈し、その外径は、放電管の内径の９０％以上かつ１００％以下であり、リア鏡の放電管側の表面全域に、全反射コーティング材が塗布されている。
本発明の更に他の態様であるレーザ発振器は、レーザガスが励起される放電空間を有する放電管と、放電管の両側にそれぞれ配置される出力鏡およびリア鏡と、を備える。出力鏡の放電空間に面した表面には、径方向中央部を含む第１領域に、第１反射率を有する第１コーティング材が塗布され、第１領域の周囲の第２領域に、第１反射率よりも高い９９％以上の第２反射率を有する第２コーティング材が塗布されている。出力鏡の第１領域と第２領域との境界線は、放電管の中心を通る軸線を中心とした略円上にあり、該円の直径は、放電管の内径の９０％以上かつ１００％以下である。リア鏡は、放電管の中心を通る軸線を中心とした略円形状を呈し、放電空間に面した表面の径方向中央部を含む第１領域に形成された第１曲率半径を有する第１凹部と、第１領域の周囲の第２領域に形成された第１曲率半径よりも小さい第２曲率半径を有する第２凹部とを有する。リア鏡の放電管側の表面全域に単一の高反射コーティング材が塗布されている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、出力鏡の表面の第１領域に第１反射率を有する第１コーティング材が塗布され、第１領域の周囲の第２領域に第１反射率よりも高い第２反射率を有する第２コーティング材が塗布されるので、アパーチャを用いない簡易な構成で、ビーム品質を向上させるとともに、散乱光の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係るレーザ発振器の全体構成を示す図。

【図2】図１の出力鏡の第１面の正面図。

【図3】図１のリア鏡の第１面の正面図。

【図4】リア鏡とセンサの位置関係を示す図１の要部断面図。

【図5】図３の変形例を示す図。

【図6】図３の他の変形例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図１〜図６を参照して本発明によるレーザ発振器１００の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るレーザ発振器１００の全体構成を示す図である。本実施形態に係るレーザ発振器１００は、レーザガスを媒質として放電管によりレーザガスを励起させる高出力炭酸ガスレーザ発振器である。

【0010】

図１に示すように、レーザ発振器１００は、レーザガスが循環するガス流路１と、ガス流路１に連通する放電管２と、放電管２を挟むように放電管２の両側に配置された出力鏡３およびリア鏡４と、放電管２の電極５，６に電圧（放電管電圧）を印可する電源部７と、レーザ出力を検出するセンサ８と、レーザガスを冷却する熱交換機９，１０と、ガス流路１に沿って矢印に示すようにレーザガスを循環させる送風機１１とを有する。

【0011】

放電管２は、その中心を通る長手方向の軸線ＣＬを中心とした円筒形状を呈し、放電管２の内部に放電空間１２を有する。出力鏡３およびリア鏡４は、それぞれ外形が軸線ＣＬを中心とした円形状を呈し、その外径は放電管２の内径Ｄ０よりも大きい。出力鏡３は、放電空間１２に面した第１面３１およびその反対側の第２面３２を有し、リア鏡４は、放電空間に面した第１面４１およびその反対側の第２面４２を有する。出力鏡３の第１面３１およびリア鏡４の第１面４１はそれぞれ凹状に形成され、それぞれ所定の曲率半径を有する。出力鏡３の第２面３２は所定の曲率半径を有する凸面もしくは平坦面であり、リア鏡４の第２面４２は平坦面である。

【0012】

このようなレーザ発振器１００において、放電管２の各電極５，６に電力を供給すると、すなわち放電管電圧を印加すると、放電管２内の放電空間１２においてレーザガスの放電が開始される。この放電開始によりレーザガスが励起されて光を発生し、出力鏡３とリア鏡４との間で共振が起こって誘導放出により光が増幅され、その一部がレーザ光１３として出力鏡３から取り出される。取り出されたレーザ光１３は、例えば図示しないレーザ加工機に出力され、ワークの切断等を行う。

【0013】

この場合、レーザ光１３のビーム品質（集光性）の良否や散乱光の程度が、ワークの切断能力および切断品質に影響を与える。ビーム品質が悪い場合は、加工用集光レンズでレーザ光を集光した場合に、集光径が十分に小さくならない、あるいはレーリー長が短く安定した加工ができないなどの理由により、切断能力の悪化や不安定化を招く。一方、レーザ光に散乱光成分が多く含まれる場合は、加工用集光レンズでレーザ光を集光すると、散乱光成分は主成分とは異なった距離に集光され、ワーク上で拡がる。その結果、ワークへの意図しない加熱を招き、ワークの切断面の品質に悪影響を与える。

【0014】

ビーム品質を向上させるためには、高次モードのレーザ発振を抑え、低次モードのみでレーザ発振させるように構成することが有効である。この点に関し、例えば出力鏡３とリア鏡４との間にアパーチャを配置し、アパーチャによりレーザ光の径を制限するように構成すると、部品点数が増加して構成が複雑となるばかりか、アパーチャがレーザ光を吸収し、レーザ出力が低下する。一方、出力鏡３の第１面３１の径方向中心部に半透過膜のコーティングを施し、その周辺部に無反射膜のコーティングを施すように構成すると、散乱光の発生を抑制することが困難である。そこで、本実施形態では、ビーム品質を向上させるとともに、散乱光の発生を抑制するために、以下のように出力鏡３の第１面３１およびリア鏡４の第１面４１にコーティングを施す。

【0015】

図２は、本実施形態に係る出力鏡３の第１面３１の正面図である。第１面３１は、軸線ＣＬを中心とした円形状の第１領域３３と、第１領域３３の外側のリング状の第２領域３４とに分割されている。第１領域３３と第２領域３４との間の円形の境界線３５の直径Ｄ１は、例えば放電管２の内径Ｄ０の９０％〜１００％である。第１領域３３と第２領域３４とには、互いに異なる反射率を有するコーティング材が誘電体多層膜として積層されている。すなわち、第１領域３３には、所定の反射率α１を有する第１コーティング材３６が誘電体多層膜として積層され、第２領域３４には、第１コーティング材３６の反射率α１よりも高い所定の反射率α２を有する第２コーティング材３７が誘電体多層膜として積層されている。コーティング材３６，３７には、例えばジンクセレンおよびフッ化トリウム（ＺｎＳｅ，ＴｈＦ）などの誘電体多層膜を用いることができる。

【0016】

第１コーティング材３６は、レーザ発振に適する反射率α１を有する。反射率α１は、レーザ発振器１００の構成に応じて２０％〜７０％の範囲から選定される。例えば、放電管２の本数が多い、あるいは放電管２の全長が長い、あるいは媒質濃度が高い、あるいは共振器長が長いなどの場合には、ゲインが大きいため、小さめの反射率α１（例えば２０％）を有する第１コーティング材３６が用いられる。一方、放電管２の本数が少ない、あるいは放電管２の全長が短い、あるいは媒質濃度が低い、あるいは共振器長が低いなどの場合には、ゲインが小さいため、大きめの反射率α１（例えば７０％）を有する第１コーティング材３６が用いられる。これに対し、第２コーティング材３７は、全反射コーティング材であり、高い反射率α２（例えば９０％以上、好ましくは９９％以上の反射率）を有する。

【0017】

このように出力鏡３の第１面３１に、放電管２の内径Ｄ０の９０％〜１００％よりも内側に、２０％〜７０％の反射率α１を有する第１コーティング材３６を誘電体多層膜として積層するので、高次モードのレーザ発振が抑制され、低次モードでレーザ発振させることができ、ビーム品質を向上させることができる。また、第１コーティング材３６の周囲には、第２コーティング材３７により全反射コーティングを施すので、散乱光の外部への透過を防止することができるとともに、散乱光を第２コーティング材３７で反射させて放電空間１２に導くことができ、レーザ光の出力低下を抑えることができる。

【0018】

図３は、本実施形態に係るリア鏡４の第１面４１の正面図である。第１面４１は、軸線ＣＬを中心とした円形状の第１領域４３と、第１領域４３の外側のリング状の第２領域４４とに分割されている。第１領域４３と第２領域４４との間の円形の境界線４５の直径Ｄ２は、例えば放電管２の内径Ｄ０の９０％〜１００％である。第１領域４３と第２領域４４とには、互いに異なる反射率を有するコーティング材が誘電体多層膜として積層されている。すなわち、第１領域４３には、所定の反射率α３を有する第３コーティング材４６が誘電体多層膜として積層され、第２領域４４には、第３コーティング材４６の反射率α３よりも低い所定の反射率α４を有する第４コーティング材４７が誘電体多層膜として積層されている。コーティング材４６，４７には、例えばジンクセレンおよびフッ化トリウム（ＺｎＳｅ，ＴｈＦ）などの多層膜を用いることができる。

【0019】

第３コーティング材４６は、例えば高反射コーティング材であり、その反射率α３は、例えば９９．０％〜９９．９％である。第４コーティング材４７は、例えば無反射コーティング材であり、その反射率α４は、ほぼ０である。

【0020】

このようにリア鏡４の第１面４１に、放電管２の内径Ｄ０の９０％〜１００％よりも内側に、第３コーティング材４６により高反射コーティングを施し、第３コーティング材４６の周囲には、第４コーティング材４７により無反射コーティングを施すので、高次モードのレーザ発振が抑制され、低次モードの発振効率を向上させることができる。

【0021】

図４は、リア鏡４とセンサ８の位置関係を示す断面図である。図４に示すように、レーザ光を検出するセンサ８は受光部８ａを有し、受光部８ａは、リア鏡４の第２面４１に対向して配置されている。受光部８ａの最外径は境界線４５の径Ｄ２よりも小さく、受光部８ａは、軸線ＣＬに平行な境界線４５の延長線（２点鎖線）から突出しないよう、中央部が軸線ＣＬ上に位置するように配置されている。

【0022】

このようにリア鏡４の第２面４２に面して、境界線４５よりも径方向内側にセンサ８の受光部８ａを配置するので、第２領域４４（無反射コーティング）を透過したレーザ光が受光部８ａに入射することを防止することができる。その結果、センサ８の焼き付きを防止することができ、安定したレーザ出力の計測が可能である。

【0023】

上記実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）レーザ発振器１００の出力鏡３の第１面３１には、径方向中央部を含む第１領域３３に、反射率α１を有する第１コーティング材３６が誘電体多層膜として積層され、第１領域３３の周囲の第２領域３４に、反射率α１よりも高い反射率α２を有する第２コーティング材３７が誘電体多層膜として積層される。このように出力鏡３の中央部に低反射の第１コーティング材３６を誘電体多層膜として積層したことにより、低次モードのみでレーザ発振させて、ビーム品質を向上させることができるとともに、外周側に高反射の第２コーティング材３７を設けたことにより、レーザ発振器１００内で発生した散乱光の外部への放出を防止することができ、加工品質を向上させることができる。また、第２コーティング材３７により散乱光を反射させて放電空間１２内に戻すので、レーザ出力の低下を抑えることができる。すなわち、アパーチャを用いない簡易な構成で、ビーム品質を向上させるとともに、散乱光の発生を抑制することができる。

【0024】

また、第１面３１に２種類のコーティング材３６，３７を誘電体多層膜として積層するだけであり、部品点数の増加もなく、レーザ発振器１００を容易かつ安価に構成することができる。これに対し、例えば第１領域３１と第２領域３２とに、互いに異なる反射率を有する別々の部品を配置すると、部品点数が増加して構成が複雑になり、レーザ発振器１００のコストも上昇する。

【0025】

（２）出力鏡３の第１領域３３と第２領域３４との間の境界線３５は、放電管２の軸線ＣＬを中心とした円上にあり、その円の直径Ｄ１は、放電管２の内径Ｄ０の９０％以上かつ１００％以下である。このように放電管２と同心円上、かつ、放電管２の内径Ｄ０の９０％〜１００％の範囲に境界線３５を設定することにより、ビーム品質とレーザ出力とのバランスを向上させることができる。一方、例えば境界線３５の径Ｄ１が放電管２の内径Ｄ０の９０％を下回る場合には、高次モードが発振できなくなり、ビーム品質は向上するが、第２コーティング材３７でレーザ光を反射させて放電空間１２内に戻したとしても、レーザ出力のロスが大きく、レーザ光の出力低下が問題となる。

【0026】

（３）レーザ発振器１００のリア鏡４の第１面４１には、径方向中央部を含む第１領域４３に、反射率α３を有する第３コーティング材４６が誘電体多層膜として積層され、第１領域４３の周囲の第２領域４４に、反射率α３よりも低い反射率α４を有する第４コーティング材４７が誘電体多層膜として積層される。例えば、リア鏡４の第１面４１の中央部側に高反射コーティングが施され、外周側に無反射コーティングが施される。これにより高次モードのレーザ発振を抑制することができるため、ビーム品質を向上させることができる。

【0027】

（４）リア鏡４の第１領域４３と第２領域４４との間の境界線４５は、放電管２の軸線ＣＬを中心とした円上にあり、その円の直径Ｄ２は、放電管２の内径Ｄ０の９０％以上かつ１００％以下である。これによりビーム品質とレーザ出力とのバランスを向上させることができる。

【0028】

（５）レーザ出力を検出するセンサ８の受光部８ａを、リア鏡４の第２面４２に面して、第１領域４３と第２領域４４との境界線４５よりも径方向内側に収まるように配置するので、受光部８ａに第２領域４４を透過したレーザ光が入射することを防止でき、センサ８の誤作動および故障を防ぐことができる。

【0029】

なお、上記実施形態（図３）では、リア鏡４の第１面４１を第１領域４３と第２領域４４とに分割し、第１領域４３に高反射コーティング材を誘電体多層膜として積層するようにしたが、リア鏡４を例えば以下のように構成することもできる。図５は、図３の変形例であるリア鏡４の断面図である。図５に示すように、リア鏡４は、軸線ＣＬを中心とした円形状を呈し、その外径Ｄ３は、放電管２の内径Ｄ０の９０％以上かつ１００％以下である。リア鏡４の第１面４１には、全域にわたって同一の反射率を有するコーティング材、すなわち全反射コーティング材が誘電体多層膜として積層されている。

【0030】

これにより高次モードのレーザ発振が抑制され、ビーム品質を向上させることができる。また、リア鏡４と放電管２が同心円上に配置されるので、ビーム品質とレーザ出力の双方をバランスよく向上させることができる。第１面４１の全域に高反射コーティング材を誘電体多層膜として積層するので、第１面４１を２つの領域４３，４４に分けて別々の反射率のコーティング材を誘電体多層膜として積層する場合に比べ、コーティング作業が容易である。

【0031】

図６は、図３の別の変形例を示す図である。リア鏡４は、軸線ＣＬを中心とした円形状を呈し、第１面４１は、径方向中央部を含む第１領域に形成された第１曲率半径ｒ１を有する第１凹部４１ａと、第１領域の周囲の第２領域に形成された第１曲率半径ｒ１よりも小さい第２曲率半径ｒ２を有する第２凹部４１ｂとを有する。第１曲率半径ｒ１は例えば１００ｍであり、第２曲率半径ｒ２は例えば５０ｍである。第１凹部４１ａと第２凹部４１ｂとの間の境界線４１ｃは、軸線ＣＬを中心とした円形状を呈し、その径Ｄ４は、放電管２の内径Ｄ０の９０％〜１００％である。

【0032】

このようにリア鏡４の第１面４１に、第１曲率半径ｒ１の第１凹部４１ａと第２曲率半径ｒ２（＜ｒ１）の第２凹部４１ｂとを形成するので、リア鏡４の中心部側がレーザ発振に適した曲率となり、低次モードでのレーザ発振が促進される。また、曲率の小さい第２凹部４１ｂによりレーザ光が放電管２の中心部側に反射するため、高次モードでのレーザ発振を抑制することができるとともに、レーザ出力の低下を抑えることできる。なお、第１面４１全域に高反射コーティング材を誘電体多層膜として積層することもできるし、第１凹部４１ａおよび第２凹部４１ｂをそれぞれ図３の第１領域４３および第２領域４４とみなし、それぞれに反射率の異なるコーティング材４６，４７を誘電体多層膜として積層することもできる。

【0033】

なお、上記実施形態では、レーザ発振器１００に単一の放電管２を備えるようにしたが（図１）、放電管２を複数設けるようにしてもよい。放電管２の両側に配置されるのであれば、出力鏡３とリア鏡４の配置および構成は上述したものに限らない。例えば出力鏡３の第１面３１およびリア鏡４の第１面４１の少なくとも一方を凹状ではなく、平坦に形成してもよい。出力鏡３の放電空間１２に面した表面（第１面３１）のうち、径方向中央部を含む第１領域３３に、反射率α１（第１反射率）を有する第１コーティング材３６が誘電体多層膜として積層され、第１領域３３の周囲の第２領域３４に、第１反射率α１よりも高い反射率α２（第２反射率）を有する第２コーティング材３７が誘電体多層膜として積層されるのであれば、第１面３１に施されるコーティングの構成はいかなるものでもよい。例えば第１領域３３と第２領域３４の境界線３５を、放電管２の内径Ｄ０の９０％未満あるいは１００％より大きくしてもよい。

【0034】

リア鏡４の放電空間１２に面した表面（第１面４１）に２分割のコーティングをする場合（図３）、径方向中央部を含む第１領域４３に、反射率α３（第３反射率）を有する第３コーティング材４６が誘電体多層膜として積層され、第１領域４３の周囲の第２領域４４に、第３反射率α３よりも低い反射率α４（第４反射率）を有する第４コーティング材４７が誘電体多層膜として積層されるのであれば、第１面４１に施されるコーティングの構成はいかなるものでもよい。例えば第１領域４３と第２領域４４の境界線４５を、放電管２の内径Ｄ０の９０％未満あるいは１００％より大きくしてもよい。上記実施形態（図４）では、リア鏡４の第２面４２に対向してセンサ８の受光部８ａを配置したが、境界線４５よりも径方向内側に収まるように配置するのであれば、レーザ出力を検出する検出部の配置は上述したものに限らない。

【0035】

出力鏡、リア鏡にコーティング材を塗布する方法としてジンクセレン、フッ化トリウムなどを誘電体多層膜として積層する方法を例示したが、他に金や銅を塗布する方法などによっても各種反射率を持つコーティングを出力鏡、リア鏡に生成することができる。

【0036】

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態および変形例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。すなわち、本発明の技術的思想の範囲内で考えられる他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能である。

【符号の説明】

【0037】

２ 放電管
３ 出力鏡
４ リア鏡
１２ 放電空間
３１ 第１面
３３ 第１領域
３４ 第２領域
３６ 第１コーティング材
３７ 第２コーティング材
１００ レーザ発振器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】