JPH02208983A - 軸流形ガスレーザの放電管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は軸流形ガスレーザに係り、更に詳細には放電
管に関するものである。

（従来の技術） 第６図は従来の軸流形ガスレーザの概略図である。即ち
、軸流形ガスレーザ１は、放電管３の両端に出力ミラー
５、後部ミラー７が取付けられ、共振器を形成し、また
レーザガスの流入口９及び流出口１１が、両端近傍に設
けられている。陽極１３は流入口９の内部の出口付近に
設けられ、陰極１５は流出口１１の近傍上流に設けられ
ている。

これらの電極には、高電圧直流型８１７が接続されてい
る。

流入口９から、放電管３へ流入したレーザガスは管内で
生ずるグロー放電によりイオン化され、電界中で加速さ
れて誘導励起され、発光発振する。

この光は出力ミラー５、後部ミラー７の間で増幅され、
その一部は出力ミラー５から矢印のようにレーザ光しと
して取出される。

レーザガスは放電により加熱されるので、流出口１１か
ら管外へ取り出され、図示しない冷却装置で冷却され、
循環使用される。また、放電により変質したレーザガス
は図示しない排出口から廃棄され、新鮮なレーザガスが
同様に図示しない供給口から補給される。

（発明が解決しようとする課題） 前記のような軸流形ガスレーザにおいては、放電電流Ｉ
とレーザ出力Ｐとの関係が、第５図の曲線Ｃ−２のよう
になる。即ち、放ｉ！電流を増加すると、レーザ出力は
初めは、はぼ比例して増加するが、次第に増加率が小さ
くなり、飽和するようになる。この現象は、放電管の内
部におけるレーザガスの流れが層流であることに起因す
る。

流れが層流であると、流速は第４図の曲線Ｃ−４のよう
に放物線状になり、中心部の流速が平均流速の２倍にな
る。そのため、中心部にイオンが集中し、放電電流を増
加すると、電流密度が中心部で特に大きくなり、中心部
の放電がアーク放電に近かづく。このようになると、中
心部のＩＩＩが上昇し、レーザ発振の利得が下り、放電
電流を増加してもレーザ出力は増加率が減少し、飽和す
るようになる。

この発明は、このような問題に着目してａｔ案されたも
ので、放電管内のレーザガスの流れを乱流にして、流速
をできるだけ均一にし、放電電流の密度を均一化するこ
とにより出力の大きい軸流形ガスレーザの放電管を提供
することを目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前記の目的を達成するために、この発明は、軸流形ガス
レーザにおいて、放電管の放電電極の間の内壁面に、レ
ーザガスに乱流を起こさせる突起物を規則的に複数個配
設したものである。ここで突起物を規則的に複数個配設
したとは、放電管の内壁面の軸に直角な方向及び軸方向
へ、突起物を第（２）請求項のように一定の規則で複数
個配設したという意味である。

（作用） このように構成されているので、放電管へ流入するレー
ザガスの流れは、突起物によって乱流になり、放１！管
の軸に直角断面における流速の分布が、従来の層流に比
較し著しく均一になる。したがって、放電電流の電流密
度の分布も均一になり、レーザ発振の利得の分布が一様
になる。このため、レーザ出力は、放電１！流の増加と
共に、より広い範囲で増大するようになる。

（実施例） 次に、この発明の実施例について、図面に基づいて説明
する。第１図は放電管３に乱流を起こさＩるために、長
方形の突起物１９を、その長手方向を放電管３の軸方向
に平行にして、放電管の内面の同一円周上に等間隔に４
ｆｌＡ配設し、これを軸方向に３か所設けたものである
。突起物１９は、軸方向には、同一線上に設けであるが
、中央部の突起物を、前後の中間になるように設けても
よい。

また、突起物１９は、この例では放電管３を加工し、同
一の材料（溶融石英）から作られているが、耐熱材料例
えばセラミック等で作り、これを張り付けてもよい。

第２図は第１図の長方形の突起物１９を、放電管の円周
方向へ等間隔に、軸方向へθだけ傾むけて４個配設し、
これを軸方向に３か所設けたものである。このようにす
ると、レーザガスは管内で旋回し、乱流を起しやすくな
る。

第３図は突起物１９を半球状にし、円周方向へ等間隔に
４個配設し、これを軸方向へ３か所設けたものである。

この場合も、前記のように、中央部の突起物を前後の突
起物の中間になるように設けてもよい。また、突起物１
９は図示のように放電管を加工して作られているが、前
記と同様に、セラミック等の耐熱材料で作ったものを、
張り付けてもよい。

第１図から第３図までに例示した放電管３に、レーザガ
スが流入すると、複数の突起物１９によりレーザガスの
流れは乱流になり、軸に直角な断面における流速Ｖは第
４図の曲線Ｃ−３のような流速分布になる。即ち、中心
部の流速が層流の場合より著しく減少する。したがって
、ｒｌｉ電電流の密度分布も同様に均一になるのでレー
ザ出力を増大することができる。

第５図の曲線Ｃ−１は、この発明の放電管の敢ｆｆｉ電
ＩＩとレーザ出力Ｐとの関係を表わしたちのである。従
来の層流の場合の同じ関係を表わす曲１ＩＣ−２に比較
して著しく改善されでいることが分る。

［発明の効果］ 以上の説明から理解されるように、この発明は特許請求
の範囲に記載の構成を備えているので、放電管内のレー
ザガスの流れが、従来より遥かに均一化され、これによ
り、放電電流の電流密度がより均一になる。したがって
、アーク放電を生じにくくなるので、レーザ出力を増大
することができる。また、レーザガスが乱流により、放
電管の壁面から従来より冷却されるので、この点からも
レーザ出力が増加する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図はそれぞれ、この発明の放電管
の異なる実施例の説明図で、各図の＜ａ　＞は正面断面
図、（ｂ　）は側面断面図である。 第４図は放電管内のレーザガスの層流及び乱流の場合の
速度分布図である。第５図は従来の放電管とこの発明の
放電管との放電電流ｉとレーザ出力Ｐとの関係図である
。第６図は従来の軸流形ガスレーザの概略図である。な
お、図面の同一符号は同−物又は相等物を表わす。 図面の主要な部分を表わす符号の説明

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）放電管の放電電極の間の内壁面に、レーザガスに
   乱流を起こさせる突起物を規則的に複数個配設したこと
   を特徴とする軸流形ガスレーザの放電管。
2. （２）乱流を起こさせる突起物を、放電管の内壁面の軸
   に直角な方向に等間隔に、また軸方向に等距離に複数か
   所配設した第（１）項記載の軸流形ガスレーザの放電管
   。