JPH0414271A - ガスレーザ発振装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、直流高電圧放電によりレーザビームを発生す
るガスレーザ発振装置に関し、特にレーザ出力を安定に
取り出し、かつ良好な加工性を有するガスレーザ発振装
置に関する。

従来の仮術 従来のガスレーザ発振装置は、第６図に示すような構成
であった。この図において、１はガラスなどの誘電体よ
りなる放電管であり、２，３は放電管１の片端と放電管
内に設けられた金属電極である。４は金属電極２，３に
接続された直流高電圧電源であり、たとえば３０ＫＶの
電圧を画電極２．３間に印加している。６は電極２，３
間にはさまれた放電管１内の放電部である。６は全反射
鏡、７は部分反射鏡であり、この全反射鏡６１部分反射
鏡７は放電部６の両端に固定配置され、光共振器を形成
している。８は部分反射鏡７より出力されるレーザビー
ムである。矢印９はレーザガスの流れる方向を示してお
り、軸流型レーザ装置の中を循環している。１０は送風
管であり、１１゜１２は放電部６にて放電および送風機
により温度上昇したレーザガスの温度を下げるための熱
交換器、１３はレーザガスを循環させるための送風機で
ある。そして金属電極２は高抵抗体１４を介して接地さ
れている。

なお、送風機１３により放電部５にて約１００、、７ｓ
ｅｃ程度のガス流を得る必要がある。

以上が従来の軸流型レーザ装置の構成であり。

次にその動作について説明する。

まず一対の金属電極２，３に直流高電圧電源４から直流
高電圧たとえばａｏｘｖを印加し、放電部６にグロー状
の放電を発生させる。放電部６を通過するレーザカスは
、この放電エネルギーを得て励起され、その励起された
レーザガスは全反射鏡ｅおよび部分反射鏡７により形成
された光共振器で共振状態となり、部分反射鏡７からレ
ーザビーム８が出力される。このレーザビーム８がレー
ザ加工などの用途に用いられる。

第７図ａ、ｂはそれぞれ放電管部の詳細図および等価回
路図である。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の構成では、 （１）注入電力が犬きくなると、上流の放電部の電離気
体が放電管外に流れ出し異常放電を起こしやすくなる。

（２）　　レーザガス流の分配を均一に行うことは困難
であり、そのため電極間の放電維持電圧が異なっている
。

この（１）　、　（２）の問題から直流電圧電源が相互
に関係し、放電管外に電流が流れ、特定の放電部に放電
電流が集中し、レーザ出力が急に低下するという課題が
あった。

また直流高電圧電源はフローティングになっており、電
圧、電流の検出が困難であり、制御性が悪いこと、高抵
抗体を用いて十分な絶縁距離をとる必要があるなどの課
題もあった。

本発明は、このような従来の課題を解決するもので、レ
ーザ出力を安定よく取り出し、良好な加工性を有し、か
つ高抵抗を用いないガスレーザ発振装置の提供を目的と
する。

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、放電管内に放電
部と不放電部を設け、放電部の長さを放電管の長さの６
０％〜７６％としたものである。

作用 本発明は上記した構成によって放電管自体に高抵抗部を
つくり、放電管部の長さ／放電管の長さの比率を調整で
きるので、直流高電圧電源の相互の干渉がなくなる。

実施例 以下１本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。

第１図（！Ｌ）　、　（ｂ）はそれぞれ本発明の一実施
例の放電管部の詳細図および等価回路図である。第７図
の従来例と異なる点は、放電管内に放電部５と不放電部
１６を設け、放電部の長さｌを放電管の長さＬの６Ｑ〜
７６％とし、高抵抗体１４をなくした点である。第２図
に放電部の長さ一維持電圧の関係図を、第３図（＆）　
、　（ｂ）にそれぞれ電力注入時の不放電部への異常放
電時の状態図および等価回路図を、第４図に放電部の長
さ／放電管の長さ一異常放電発生頻度の関係図を示す。

第１図（！Ｌ）のような構成の放電管に電力を注入する
とき、注入電力が大きくなると、電離気体が不放電部に
流れ込み、不放電部のインピーダンスは低下する。レー
ザガス流の分配を均一に行うことは困難であり、そのた
め電極間の放電維持電圧は異なっている。しかし、電極
間の放電の維持電圧は第２図に示す通り電圧の変動はあ
るが、距離に対して直線的に変化することが判った。そ
こで不放電部が放電するという異常放電が発生しても直
流高電圧電源の出力電圧は、不放電部の長さの放電維持
電圧と対応する放電管の放電維持電圧を加えた電圧とな
ることから、放電部の長さ／放電管の長さと異常放電の
発生頻度を測定したところ、第４図に示す通り放電部の
長さ／放電管の長さが７６％以下であれば、異常放電は
発生しないことが判った。

これは、第４図に示すように放電部の長さ／放電管の長
さを７６％以下とすれば、直流高電圧電源が相互に干渉
し、不放電部に放電が移ったとしても、不放電部の長さ
は正規の電極間の放電の長さの６０％以上であり、放電
維持電圧も正常の放電維持電圧の６０係以上となり、対
応する放電管の放電維持電圧は正常な放電維持電圧の７
０％程度となる。そのため直流高電圧電源の出力電圧は
正常の電圧の１２０％となり、再び正規の放電管に放電
が戻ると考えられる。

この放電が戻る時間は、０．０１　ｍ！１１１５０以下
の時間であり、このように放電が移行してもレーザビー
ムとしてはなんらの影響を受けないことが判った。

また、放電部の長さ／放電管の長さの比率を小さくすれ
ば、直流高電圧電源の相互干渉は発生しなくなる。しか
し、第６図に放電部の長さ／放電管の長さとレーザビー
ム振動率の関係を示す通り、不放電部の長さによりレー
ザビームの吸収が発生し、レーザ出力が振動することが
判明した。レーザ出力が振動すれば、レーザ光を用いて
加工した加工物の面精度が悪くなることが知られており
、現在４０％以下で使用されているが、第６図に示す通
り、放電部の長さ／放電管の長さの比率が６０チ以上で
振動率が４０％以下となることが判った。

この結果かられかるとおり、放電管内に設ける放電部の
長さを放電管の長さの６０％〜７６％とすれば、安定し
たレーザビームを発生させ、良好な加工性が得られるこ
とがわかる。また接地のための高抵抗体も不要となった
。

発明の効果 以上のように本発明によれば、放電管内に設ける放電部
の長さを放電管の長さの５０％〜７６チとすることによ
シ、安定したレーザビームを発生させ、良好な加工性が
得られ、かつ接地用の高抵抗体が不要のガスレーザ発振
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（！Ｌ）は本発明の一実施例におけるガスレーザ
発振装置の放電管部の詳細図、第１図（ｂ）はその等価
回路図、第２図は放電部の長さ一維持電圧の関係図、第
３図（ａ）、■）はそれぞれ不放電部への異常放電時の
状態図および等価回路図、第４図は放電部の長さ／放電
管の長さ一異常放電の発生頻度との関係図、第６図は放
電部の長さ／放電管の長さとレーザビーム振動率の関係
図、第６図は従来のガスレーザ発振装置の構成図、第７
図（ａ）、Φ）はそれぞれ従来の放電部の詳細図および
等価回路図である。 １・・・・°・放電管、２，３・・・・・・金属電極、
４・・・・・・直流高電圧電源、６・・・・・・放電部
、１６・・・・・・不放電部、ｌ・・・・・・放電部の
長さ、Ｌ・・・・・・放電管の長さ。 第２図 放電部の長さ　（ＣＷＬ） 第３図 嬉 第 図 図 Ｊダ＃１部逼さ／オり電管０阪さ （％） 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁体よりなる放電管内にその光軸方向に送風機により
   レーザガスを流し、前記放電管内に設けられた金属電極
   間に直流高電圧電源を接続して前記金属電極間に放電を
   発生させ、この放電をレーザ励起源として前記放電管の
   軸方向にレーザビームを発するガスレーザ発振装置にお
   いて、前記放電管内に放電部と不放電部を設け、放電部
   の長さを放電管の長さの５０％〜７５％としたことを特
   徴とするガスレーザ発振装置。