JPH02281676A - 気体レーザ装置 - Google Patents
気体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH02281676A JPH02281676A JP1102683A JP10268389A JPH02281676A JP H02281676 A JPH02281676 A JP H02281676A JP 1102683 A JP1102683 A JP 1102683A JP 10268389 A JP10268389 A JP 10268389A JP H02281676 A JPH02281676 A JP H02281676A
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- JP
- Japan
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- gas laser
- gas
- laser
- laser device
- laser medium
- 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)
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- 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、炭酸ガヌレーザ等の気体レーザ装置において
、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
ルーツプロワを使用した気体レーザ装置の構成例を第２
図に示す。気体レーザ媒質は、ル−ツプロワ３によりレ
ーザ共振器１に供給ダクト１０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、ルーツブロワ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、ルーツプロワ
３出口側の供給ダクト１０に図には示されていないがオ
リフィスを設けたシ、特開昭６３−７６８０号公報に記
載のごとくル−ツプロワ出口側に大容積の容器を直列に
取り付けるなどの方法が用いられている。
図に示す。気体レーザ媒質は、ル−ツプロワ３によりレ
ーザ共振器１に供給ダクト１０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、ルーツブロワ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、ルーツプロワ
３出口側の供給ダクト１０に図には示されていないがオ
リフィスを設けたシ、特開昭６３−７６８０号公報に記
載のごとくル−ツプロワ出口側に大容積の容器を直列に
取り付け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
しかし、ダクト上に設けたオリフィスは気体し−ザ媒質
の送風圧力損失が高い欠点があり、ダクトに直列に容器
を設ける場合は充分な容器容積−を必要とするので装置
が大形化する問題があった。
の送風圧力損失が高い欠点があり、ダクトに直列に容器
を設ける場合は充分な容器容積−を必要とするので装置
が大形化する問題があった。
又、従来の方法では圧力他脈動の波形に高調波成分が発
生して圧力脈動が増幅される場合があった。
生して圧力脈動が増幅される場合があった。
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、装置の大形化を伴わず、かつ圧力脈動を増幅させず
に、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
。
ず、装置の大形化を伴わず、かつ圧力脈動を増幅させず
に、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、レーザ共振器の
気体レーザ媒質供給側導風部に複数の側孔を設け、各側
孔を含む複数の範囲の導風部を導風部の断面積より大き
い断面積を有する複数の外部容器により覆ってなるもの
である。また、各側孔と外部容器の組合せで存在する音
響的共振周波数は、気体レーザ装置内の圧力変動の基本
周波数の整数倍となるようにしてなるものである。
気体レーザ媒質供給側導風部に複数の側孔を設け、各側
孔を含む複数の範囲の導風部を導風部の断面積より大き
い断面積を有する複数の外部容器により覆ってなるもの
である。また、各側孔と外部容器の組合せで存在する音
響的共振周波数は、気体レーザ装置内の圧力変動の基本
周波数の整数倍となるようにしてなるものである。
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ルーツプロワ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。ダクトに側
孔をあけて外部容器で覆うと、圧力脈動は側孔を通して
外部容器内に入る。
を供給する導風部内をルーツプロワ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。ダクトに側
孔をあけて外部容器で覆うと、圧力脈動は側孔を通して
外部容器内に入る。
この時、ヘルムホルツの共鳴現象により、容器と側孔の
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、圧力脈動の振動数成分の
うち上記共振周波数と一致する成分がレーザ共振器の方
には戻らなくなった。
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、圧力脈動の振動数成分の
うち上記共振周波数と一致する成分がレーザ共振器の方
には戻らなくなった。
さて、第２図の様な構成において、通常はルーツプロワ
の回転数の４倍の周波数を持つ圧力変動が発生する。し
かし、発明者の測定結果によれば、ガス冷却器４の容器
やダクト途中のオリフィス等断面積の変化する部位があ
るために脈動の伝播特性がかわり、例えば第３図に示す
ように、回転数の４倍の周波数を基本周波数とし、その
２〜５倍の高調波成分が含まれるようになる事が判った
。
の回転数の４倍の周波数を持つ圧力変動が発生する。し
かし、発明者の測定結果によれば、ガス冷却器４の容器
やダクト途中のオリフィス等断面積の変化する部位があ
るために脈動の伝播特性がかわり、例えば第３図に示す
ように、回転数の４倍の周波数を基本周波数とし、その
２〜５倍の高調波成分が含まれるようになる事が判った
。
そこで、本発明においては複数個の側孔と側孔を覆う外
部容器を取り付ける。その各々の共振周波数を圧力脈動
の周波数成分と一致させて圧力脈動の主要な周波数成分
を吸収し、レーザ共振器に伝播させないことによりス体
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。
部容器を取り付ける。その各々の共振周波数を圧力脈動
の周波数成分と一致させて圧力脈動の主要な周波数成分
を吸収し、レーザ共振器に伝播させないことによりス体
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□実施例の構成を示し、第２図と同一の構成物に
対して同一番号を付しである。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。レーザ共振器１は供給ダクト６及び排
気ダクト７によす各々ルーツプロワ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。この気体レーザ装
置においては第３図の様な高調波成分を含む圧力脈動が
供給ダクト６で発生しておシ、第５高調波成分は充分小
さい。供給ダクト６には面積の異なる側孔２０ ａ −
ｃをあけ、３個の側孔２０ ａ〜Ｃを全て覆う外部容器
２１で覆う。外部容器２１は、隔壁２２ａ、ｂにより３
個の空間２３８〜Ｃに仕切られ、各空間２３ａ−ｃの中
は各々側孔２０ ａ ＝ ｃがある。空間２３ ａ ＃
Ｃは、その容積と側孔２ｏの面積と気体レーザ媒質の
音速により定められる共鳴周波数が、各々、圧力脈動の
基本周波数の１倍、２倍、３倍に一致するように隔壁２
２ａ、ｂで区切られる。
発明の□実施例の構成を示し、第２図と同一の構成物に
対して同一番号を付しである。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。レーザ共振器１は供給ダクト６及び排
気ダクト７によす各々ルーツプロワ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。この気体レーザ装
置においては第３図の様な高調波成分を含む圧力脈動が
供給ダクト６で発生しておシ、第５高調波成分は充分小
さい。供給ダクト６には面積の異なる側孔２０ ａ −
ｃをあけ、３個の側孔２０ ａ〜Ｃを全て覆う外部容器
２１で覆う。外部容器２１は、隔壁２２ａ、ｂにより３
個の空間２３８〜Ｃに仕切られ、各空間２３ａ−ｃの中
は各々側孔２０ ａ ＝ ｃがある。空間２３ ａ ＃
Ｃは、その容積と側孔２ｏの面積と気体レーザ媒質の
音速により定められる共鳴周波数が、各々、圧力脈動の
基本周波数の１倍、２倍、３倍に一致するように隔壁２
２ａ、ｂで区切られる。
次に、本発明の実施例の動作を説明する。圧力脈動はル
ーツプロワ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２０ ａ ｙ ｃのところで変わるため、側孔
２０ ａ ” Ｏを通じて空間２２ ａ ＝ ｃ内へ伝
播する。各空間２２ ａ −ｃ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と一致する圧力脈動の
振動数成分エネルギーを閉じ込めて供給ダクト６の方に
再放出させず、かつ、高調波の放射を伴わない。その結
果、圧力脈動はレーザ共振器１に伝播する前に吸収され
、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、第４図に示すよ
うに各周波数成分の圧力脈動を除去する毎にレーザ出力
変動率は低下する。この時、外部容器２１が供給ダクト
６を外側より覆うため供給ダクト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
り決まる外部容器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。
ーツプロワ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２０ ａ ｙ ｃのところで変わるため、側孔
２０ ａ ” Ｏを通じて空間２２ ａ ＝ ｃ内へ伝
播する。各空間２２ ａ −ｃ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と一致する圧力脈動の
振動数成分エネルギーを閉じ込めて供給ダクト６の方に
再放出させず、かつ、高調波の放射を伴わない。その結
果、圧力脈動はレーザ共振器１に伝播する前に吸収され
、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、第４図に示すよ
うに各周波数成分の圧力脈動を除去する毎にレーザ出力
変動率は低下する。この時、外部容器２１が供給ダクト
６を外側より覆うため供給ダクト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
り決まる外部容器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。
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、ルー
ツプロワ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６Ｄ、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。
ツプロワ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６Ｄ、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を示す気体レーザ装置の気体
レーザ媒質回路図、第２図は従来の気体レーザ装置の気
体レーザ媒質回路図、第３図は圧力脈動の波形及び周波
数成分分布を示す特性図、第４図は各成分を除去するこ
とによる出力変動が減少することを示す特性図である。 １・・・・・・レーザ共振器、２・・・・・・高電圧電
源、３・・・・・・ルーツプロワ、４・・・・・・ガス
冷却器、６・・・・・・ガス冷却器、６・・・・・・供
給ダクト、７・・・・・・排気ダクト、２０ａｇｏ・・
・・・・側孔、２１・・・・・・外部容器、２２ａ、ｂ
・・・・・・隔壁、２３ａ〜Ｃ・・・・・・空間、３１
・・・・・・ルーツプロワ送風口、３２・・・・・・ル
ーツプロワ吸気口。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名１図 １１２図 第 図 呼 閉 （ｂン 戻 液収 宵 図 六゛ス氏変動宇
レーザ媒質回路図、第２図は従来の気体レーザ装置の気
体レーザ媒質回路図、第３図は圧力脈動の波形及び周波
数成分分布を示す特性図、第４図は各成分を除去するこ
とによる出力変動が減少することを示す特性図である。 １・・・・・・レーザ共振器、２・・・・・・高電圧電
源、３・・・・・・ルーツプロワ、４・・・・・・ガス
冷却器、６・・・・・・ガス冷却器、６・・・・・・供
給ダクト、７・・・・・・排気ダクト、２０ａｇｏ・・
・・・・側孔、２１・・・・・・外部容器、２２ａ、ｂ
・・・・・・隔壁、２３ａ〜Ｃ・・・・・・空間、３１
・・・・・・ルーツプロワ送風口、３２・・・・・・ル
ーツプロワ吸気口。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名１図 １１２図 第 図 呼 閉 （ｂン 戻 液収 宵 図 六゛ス氏変動宇
Claims (2)
- （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
器と前記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、前記
レーザ共振器の気体レーザ媒質供給側導風部に複数の側
孔を設け、各側孔を含む複数の範囲の導風部を前記導風
部の断面積より大きい断面積を有する複数の外部容器に
より覆うことを特徴とする気体レーザ装置。 - （２） 複数の側孔と外部容器よりなる各々の音響的共
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
整数倍と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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1102683A JPH02281676A (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | 気体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1102683A JPH02281676A (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | 気体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02281676A true JPH02281676A (ja) | 1990-11-19 |
Family
ID=14334035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1102683A Pending JPH02281676A (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | 気体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02281676A (ja) |
-
1989
- 1989-04-21 JP JP1102683A patent/JPH02281676A/ja active Pending
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