JPH02270384A - 気体レ―ザ装置 - Google Patents
気体レ―ザ装置Info
- Publication number
- JPH02270384A JPH02270384A JP1091322A JP9132289A JPH02270384A JP H02270384 A JPH02270384 A JP H02270384A JP 1091322 A JP1091322 A JP 1091322A JP 9132289 A JP9132289 A JP 9132289A JP H02270384 A JPH02270384 A JP H02270384A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas laser
- side hole
- area
- air guide
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、炭酸ガスレーザ等の気体レーザ装置に係り、
特にレーザ光の出力変動を低減して加工品質の改善を図
る気体レーザ装置に関する。
特にレーザ光の出力変動を低減して加工品質の改善を図
る気体レーザ装置に関する。
従来の技術
従来の気体レーザ装置の構成例を第３図に示す。
気体レーザ媒質は、送風機３によりレーザ共振器１に供
給ダクト１３を通して供給され、高電圧電源２による放
電にて励起されレーザ光を出力しているが、送風機３が
発生する気体レーザ媒質の圧力脈動により放電電圧が変
化する。その結果、励起入力が変動して出力変動を生じ
、切断加工などの時に切断面粗さが大きくなる問題点が
あった。
給ダクト１３を通して供給され、高電圧電源２による放
電にて励起されレーザ光を出力しているが、送風機３が
発生する気体レーザ媒質の圧力脈動により放電電圧が変
化する。その結果、励起入力が変動して出力変動を生じ
、切断加工などの時に切断面粗さが大きくなる問題点が
あった。
従来は、第３図に示すごとく送風機３出口側の供給ダク
ト１３にオリフィス１２を設けたシ、特開昭６３−７６
８０号公報に示されたごとく送風機出口側の気体レーザ
媒質を通す配管ダクトに大容積の容器を直列に取り付る
などの方法が用いられている。
ト１３にオリフィス１２を設けたシ、特開昭６３−７６
８０号公報に示されたごとく送風機出口側の気体レーザ
媒質を通す配管ダクトに大容積の容器を直列に取り付る
などの方法が用いられている。
発明が解決しようとする課題
ダクト上にオリフィスを設けた場合にはオリフィス部で
の気体レーザ媒質の送風圧力損失が高いことから必要な
流量を得るにはオリフィスの絞り比を少なくする必要が
あり、圧力脈動を十分に取り除けない欠点があった。ま
た、ダクトに直列に容器を設ける場合は気体レーザ装置
の内容積よりも十分に大きな容器容積を必要とし気体レ
ーザ装置の据え付は面積が著しく大きくなる欠点があっ
たＯ 本発明の目的は、気体レーザ媒質の送風圧力損失を伴わ
ず、かつ気体レーザ装置を大形化することなく、送風機
の発生する圧力脈動を除去してレーザ光出力変動を低減
し、レーザ加工の品質を向上することにある。
の気体レーザ媒質の送風圧力損失が高いことから必要な
流量を得るにはオリフィスの絞り比を少なくする必要が
あり、圧力脈動を十分に取り除けない欠点があった。ま
た、ダクトに直列に容器を設ける場合は気体レーザ装置
の内容積よりも十分に大きな容器容積を必要とし気体レ
ーザ装置の据え付は面積が著しく大きくなる欠点があっ
たＯ 本発明の目的は、気体レーザ媒質の送風圧力損失を伴わ
ず、かつ気体レーザ装置を大形化することなく、送風機
の発生する圧力脈動を除去してレーザ光出力変動を低減
し、レーザ加工の品質を向上することにある。
課題を解決するための手段
本発明は、上記課題を解決するために、送風機よりレー
ザ共振器に気体レーザ媒質を供給する導風部に、該導風
部の断面積のＯ，Ｓ〜１．１倍の面積をもつ側孔をあけ
、側孔の面積よりも少なくとも２倍以上の断面積を有す
る容器を接続部により側孔に取り付ける。この容器の奥
行き長さ及び容器と側孔を結ぶ接続部の長さは大きくと
も気体レーザ装置内の圧力波の波長の０．２５倍以下と
し、また、側孔と接続部と容器よりなる音響的共振周波
数を送風機の発生する圧力脈動の基本周波数の０．９〜
１，１倍になるようにする。他の手段として、側孔を含
めて圧力脈動の波長の０．２５倍以下の長さの範囲の導
風部を導風部断面積よりも少なくとも２倍以上の断面積
を有する外部容器により覆い、側孔と外部容器よちなる
音響的共振周波数を気体レーザ装置内の圧力変動の基本
周波数０．９〜１．１倍とする。
ザ共振器に気体レーザ媒質を供給する導風部に、該導風
部の断面積のＯ，Ｓ〜１．１倍の面積をもつ側孔をあけ
、側孔の面積よりも少なくとも２倍以上の断面積を有す
る容器を接続部により側孔に取り付ける。この容器の奥
行き長さ及び容器と側孔を結ぶ接続部の長さは大きくと
も気体レーザ装置内の圧力波の波長の０．２５倍以下と
し、また、側孔と接続部と容器よりなる音響的共振周波
数を送風機の発生する圧力脈動の基本周波数の０．９〜
１，１倍になるようにする。他の手段として、側孔を含
めて圧力脈動の波長の０．２５倍以下の長さの範囲の導
風部を導風部断面積よりも少なくとも２倍以上の断面積
を有する外部容器により覆い、側孔と外部容器よちなる
音響的共振周波数を気体レーザ装置内の圧力変動の基本
周波数０．９〜１．１倍とする。
作 用
上記本発明の構成において、圧力脈動は気体レーザ媒質
を供給する導風部内を送風機の出口よりレーザ共振器に
向かって平面波として伝播している。側孔の部分で伝播
特性が変化するため、圧力脈動は側孔を通して導風部の
外に導かれて側孔の外に取り付けた容器内に入る。側孔
より外にでる圧力脈動の割合は、発明者の測定によれば
、側孔の面積を導風部断面積の０．６〜１．１倍とする
ことで最大となった。一方、中空容器に側孔を設けると
、ヘルムホルツの共鳴現象により、容器内の音速と容器
容積と側孔の面積により決まる共振周波数付近の音波が
容器内に閉じ込められるため、発明者の行った測定によ
れば、容器の共振周波数を圧力脈動数の０．９〜１．１
倍とほぼ一致させることにより側孔より入った圧力脈動
波はレーザ共振器の方には戻らなくなった。あるいはま
た、導風部の側孔を覆うような容器を導風部に取り付け
ることによっても上記共鳴現象が得られ、圧力脈動を閉
じ込めることができる。上記により圧力脈動を吸収して
レーザ共振器に伝播させないことにより気体レーザ媒質
の励起入力変動を抑え、レーザ出力変動を低減してレー
ザ加工の品質を向上させる。
を供給する導風部内を送風機の出口よりレーザ共振器に
向かって平面波として伝播している。側孔の部分で伝播
特性が変化するため、圧力脈動は側孔を通して導風部の
外に導かれて側孔の外に取り付けた容器内に入る。側孔
より外にでる圧力脈動の割合は、発明者の測定によれば
、側孔の面積を導風部断面積の０．６〜１．１倍とする
ことで最大となった。一方、中空容器に側孔を設けると
、ヘルムホルツの共鳴現象により、容器内の音速と容器
容積と側孔の面積により決まる共振周波数付近の音波が
容器内に閉じ込められるため、発明者の行った測定によ
れば、容器の共振周波数を圧力脈動数の０．９〜１．１
倍とほぼ一致させることにより側孔より入った圧力脈動
波はレーザ共振器の方には戻らなくなった。あるいはま
た、導風部の側孔を覆うような容器を導風部に取り付け
ることによっても上記共鳴現象が得られ、圧力脈動を閉
じ込めることができる。上記により圧力脈動を吸収して
レーザ共振器に伝播させないことにより気体レーザ媒質
の励起入力変動を抑え、レーザ出力変動を低減してレー
ザ加工の品質を向上させる。
実施例
以下、本発明の実施例を図により説明する。第１図は本
発明の実施例の構成を示す。レーザ共振器１は高電圧電
源２による放電励起で気体レーザ媒質を励起してレーザ
光を出力する。レーザ共撮器１は保給ダクト６及び排気
ダクト７により各々送風機３の送風口３１に取り付けら
れたガス冷却器４及び吸気口３２に取り付けられたガス
冷却器６に接続されている。供給ダクト６には供給ダク
ト６の断面積の０．５〜１．１倍の面積の側孔８をあけ
、共鳴容器９を接続ダクト９１により接続する。
発明の実施例の構成を示す。レーザ共振器１は高電圧電
源２による放電励起で気体レーザ媒質を励起してレーザ
光を出力する。レーザ共撮器１は保給ダクト６及び排気
ダクト７により各々送風機３の送風口３１に取り付けら
れたガス冷却器４及び吸気口３２に取り付けられたガス
冷却器６に接続されている。供給ダクト６には供給ダク
ト６の断面積の０．５〜１．１倍の面積の側孔８をあけ
、共鳴容器９を接続ダクト９１により接続する。
接続ダクト９１の断面は側孔８と同じである。接続ダク
ト９１の長さ及び共鳴容器９の奥行き長さは共鳴容器９
及び接続ダクト９１の中で圧力脈動の定在波が発生せぬ
ように脈動波長の０．２５倍以下にしている。共鳴容器
９は側孔８の面積の２倍以上の断面積を持ち、かつ、容
積と側孔８の面積と接続ダクト９１の長さ及び気体レー
ザ媒質の音速により定められる共鳴周波数が圧力脈動の
基本周波数に一致するように共鳴容器９の容積を決めて
いる。
ト９１の長さ及び共鳴容器９の奥行き長さは共鳴容器９
及び接続ダクト９１の中で圧力脈動の定在波が発生せぬ
ように脈動波長の０．２５倍以下にしている。共鳴容器
９は側孔８の面積の２倍以上の断面積を持ち、かつ、容
積と側孔８の面積と接続ダクト９１の長さ及び気体レー
ザ媒質の音速により定められる共鳴周波数が圧力脈動の
基本周波数に一致するように共鳴容器９の容積を決めて
いる。
次に、本発明の実施例の動作を説明する。圧力脈動は送
風機３の送風口３１よりレーザ共振器１に向かい、供給
ダクト６の中を気体レーザ媒質の組成で決まる音速で伝
播する。供給ダクト６の中の圧力脈動波の伝播特性は側
孔８のところで変わるため、レーザ共振器１へは行かす
側孔８を通じて共鳴容器ｅ内へ伝播する。共鳴容器９は
、ヘルムホルツの共鳴原理により定められる共振周波数
が圧力脈動の振動数と一致するため、共鳴原理により共
鳴容器９に圧力波のエネルギーが閉じ込められて供給ダ
クト６の方に再放出せず、圧力脈動はレーザ共振器１に
伝播する前に吸収される。その結果、レーザ共振器１内
の気体レーザ媒質圧力の周期的変動がなくなるので、放
電電圧が変動せず、レーザ出力は波一定となる。この時
、共鳴容器９が供給ダクト６に並列しているため供給ダ
クト６を通過する気体レーザ媒質の送風圧力損失は発生
しない。又、共鳴条件により決まる共鳴容器９の寸法は
圧力脈動の波長により上限が定まるため、気体レーザ装
置を大形化することなく容器をダクトに追加できる。第
２図は、本発明の他の実施例である。図中、第１図と同
一または相当部分には同一符号を付しである。供給ダク
ト６の側孔８を覆うようにして外部容器１ｏが取り付け
られている。第１図の例と同様に、外部容器１０の容積
を共振周波数が圧力脈動の周波数に一致するように選ば
れており、供給ダクト６を通過する圧力脈動派を吸収し
てレーザ共振器１へ伝播することを防いでいる。
風機３の送風口３１よりレーザ共振器１に向かい、供給
ダクト６の中を気体レーザ媒質の組成で決まる音速で伝
播する。供給ダクト６の中の圧力脈動波の伝播特性は側
孔８のところで変わるため、レーザ共振器１へは行かす
側孔８を通じて共鳴容器ｅ内へ伝播する。共鳴容器９は
、ヘルムホルツの共鳴原理により定められる共振周波数
が圧力脈動の振動数と一致するため、共鳴原理により共
鳴容器９に圧力波のエネルギーが閉じ込められて供給ダ
クト６の方に再放出せず、圧力脈動はレーザ共振器１に
伝播する前に吸収される。その結果、レーザ共振器１内
の気体レーザ媒質圧力の周期的変動がなくなるので、放
電電圧が変動せず、レーザ出力は波一定となる。この時
、共鳴容器９が供給ダクト６に並列しているため供給ダ
クト６を通過する気体レーザ媒質の送風圧力損失は発生
しない。又、共鳴条件により決まる共鳴容器９の寸法は
圧力脈動の波長により上限が定まるため、気体レーザ装
置を大形化することなく容器をダクトに追加できる。第
２図は、本発明の他の実施例である。図中、第１図と同
一または相当部分には同一符号を付しである。供給ダク
ト６の側孔８を覆うようにして外部容器１ｏが取り付け
られている。第１図の例と同様に、外部容器１０の容積
を共振周波数が圧力脈動の周波数に一致するように選ば
れており、供給ダクト６を通過する圧力脈動派を吸収し
てレーザ共振器１へ伝播することを防いでいる。
発明の効果
以上のように、本発明の気体レーザ装置によれば、送風
機の発生する圧力脈動がレーザ共振器に伝播する前に吸
収除去されるので、気体レーザ媒質の励起条件の変動に
よるレーザ光出力変動が低減し、レーザ加工の品質を向
上する効果があり、かつ、気体レーザ媒質の送風圧力損
失を伴わず、かつ気体レーザ装置を大形化することがな
い。
機の発生する圧力脈動がレーザ共振器に伝播する前に吸
収除去されるので、気体レーザ媒質の励起条件の変動に
よるレーザ光出力変動が低減し、レーザ加工の品質を向
上する効果があり、かつ、気体レーザ媒質の送風圧力損
失を伴わず、かつ気体レーザ装置を大形化することがな
い。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は他の実施例の構成を示すブロック図、第３図は従
来の気体レーザ装置の構成を示すブロック図である。 １・・・・・・レーザ共振器、２・・・・・・高電圧電
源、３・・・・・・送風機、４・・・・・・ガス冷却器
、６・・・・・・ガス冷却器、６・・・・・・供給ダク
ト、７・・・・・・排気ダクト、８・・・・・・側孔、
９・・・・・・共鳴容器、１０・・・・・・外部容器、
３１・・・・・・送風機送風口、３２・・・・・・送風
機吸気口、９１・・・・・・接続ダクト。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名第１
図 Ｚ 第２図 ？ ３／ ３
２図は他の実施例の構成を示すブロック図、第３図は従
来の気体レーザ装置の構成を示すブロック図である。 １・・・・・・レーザ共振器、２・・・・・・高電圧電
源、３・・・・・・送風機、４・・・・・・ガス冷却器
、６・・・・・・ガス冷却器、６・・・・・・供給ダク
ト、７・・・・・・排気ダクト、８・・・・・・側孔、
９・・・・・・共鳴容器、１０・・・・・・外部容器、
３１・・・・・・送風機送風口、３２・・・・・・送風
機吸気口、９１・・・・・・接続ダクト。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名第１
図 Ｚ 第２図 ？ ３／ ３
Claims (4)
- （１）気体レーザ媒質を励起する励起部と気体レーザ媒
質を励起させてレーザ光を取り出すレーザ共振器と気体
レーザ媒質を送風する送風機と気体レーザ媒質の冷却器
と該送風機よりレーザ共振器に気体レーザ媒質を導く導
風部より構成される気体レーザ装置において、該レーザ
共振器の気体レーザ媒質供給側導風部に該導風部断面積
の０．５〜１．１倍の面積を有する側孔を設け、該側孔
の面積よりも少なくとも２倍以上の断面積を有する容器
を接続部により該側孔に取り付けたことを特徴とする気
体レーザ装置。 - （２）該容器の奥行き長さ及び該容器と該側孔を結ぶ接
続部の長さを気体レーザ装置内の圧力波の波長の０．２
５倍以下とし、側孔と接続部と容器よりなる音響的共振
周波数を気体レーザ装置内の圧力変動の基本周波数の０
．９〜１．１倍になるようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の気体レーザ装置。 - （３）気体レーザ媒質を励起する励起部と気体レーザ媒
質を励起させてレーザ光を取り出すレーザ共振器と気体
レーザ媒質を送風する送風機と気体レーザ媒質の冷却器
と該送風機よりレーザ共振器に気体レーザ媒質を導く導
風部より構成される気体レーザ装置において、該レーザ
共振器の気体レーザ媒質供給側導風部に該導風部断面積
の０．５〜１．１倍の面積を有する側孔を設け、該側孔
を含む範囲の導風部を該導風部の断面積よりも少なくと
も２倍以上の断面積を有する外部容器により覆うことを
特徴とする気体レーザ装置。 - （４）該外部容器により覆われる導風部の長さを気体レ
ーザ装置内の圧力波の波長の０．２５倍以下とし、側孔
と外部容器よりなる音響的共振周波数を気体レーザ装置
内の圧力変動の基本周波数の０．９〜１．１倍になるよ
うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
気体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1091322A JPH02270384A (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | 気体レ―ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1091322A JPH02270384A (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | 気体レ―ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02270384A true JPH02270384A (ja) | 1990-11-05 |
Family
ID=14023221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1091322A Pending JPH02270384A (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | 気体レ―ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02270384A (ja) |
-
1989
- 1989-04-11 JP JP1091322A patent/JPH02270384A/ja active Pending
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