JPH04778A - 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、ガスレーザ発振装置に関し、装置の信頼性の
向上と、発振出力の安定性を図ったものである。

（従来の技術） 第４図は従来の軸流型ガスレーザ発振装置と呼ばれる、
絶縁体からなる放電管の光軸方向にレーザガスを流し、
放電管の両端に設けた電極間に高電圧を印加して放電管
内にレーザビームを発生させる、ガスレーザ発振装置の
構成を示す図である。

１はガラス等の誘電体からなる放電管、２，３は放電管
１の内部に配置された電極、４はそれら電極２，３に接
続された高電圧電源部であり、たとえば３０ｋＶの高電
圧を上記両電極２および３の間に印加している。５は電
極２および３の間のレーザ放電空間、６はレーザの全反
射鏡、７は同じく部分反射鏡であり、これら全反射＠６
、部分反射鏡７は上記レーザ放電空間５を介して対向配
置されて光共振器を構成している。

また、８は上記の部分反射ｆＩＬ７から出力されるレー
ザビームを表わし、矢印９はレーザガスの流れの方向で
、レーザガスは軸流型に形成されているレーザ装置の中
を循環している。１０は送気管、１１、１２は上記レー
ザ放電空間５における放電、および送風機により上昇す
るレーザガスの温度を低減させるための熱交換器、モし
て１３は送風機で。

通常、レーザ発振のためにはレーザ放電空間５において
、約１００　ｍ　／ｓｅｅ程度のガス流を得るように送
風される。

上記のような従来の軸流型ガスレーザ発振装置は、まず
電極２および３に高電圧電源部４から高電圧を印加し、
レーザ放電空間５にグロー放電を発生させる。レーザ放
電空間５を通過するレーザガスは、グロー放電の放電エ
ネルギーにより発振が励起され、その励起されたレーザ
ガスは全反射鏡６および部分反射鏡７により構成された
光共振器により共振状態となって２部分反射鏡７からレ
ーザビーム８として出力され、それはレーザ加工等に用
いられる。

第５図は上記高電圧電源部４の構成を示し、その入力に
は通常、３相２００ｖの商用交流電源が印加され、その
交流入力を直流平滑回路１４により整流した直流電圧を
、スイッチング制御回路１５によって制御される高周波
スイッチング素子１６に加えて、その断続により高電圧
高周波トランス１７の一次巻線に入力する直流電圧を断
続させ、それにより高電圧高周波トランス１７の二次巻
線に昇圧された高周波電圧が誘起され、高電圧整流平滑
回路１８により直流高電圧の約３０ｋＶが出力される。

なお。

上記スイッチング制御回路１５は高周波スイッチング素
子１６を、レーザ出力に対応する５ｋＨｚないし５０ｋ
ｌ（ｚ間の任意のスイッチング周波数で動作するように
制御されている。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように従来のガスレーザ発振装置は構成され、
そのガス放電開始時の電圧、電流は第６図のように挙動
する。

すなわち第６図において、縦軸は電圧または電流を、横
軸は時間を示しており、電源オンにより放電開始の突入
電流が大きいと、高電圧高周波トランス１７にストレス
がかかり、運転時間が経過すると高電圧高周波トランス
１７が破損する事故が発生する欠点があった。また、高
電圧電源部４が発生する高電圧には高周波スイッチング
素子１６のスイッチング周波数の２倍と商用交流電源周
波数の６倍のリップルが発生し、レーザビームの安定性
が良くないという問題点を有していた。

本発明は、上述の従来の問題点に鑑み、レーザ発振装置
の信頼性の向上と、発振出力の安定性を図ったガスレー
ザ発振装置の提供を目標とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を、細流型ガスレーザ発振装置にお
いて、それを起動する高電圧電源部に。

商用の交流電源を直流化する直流平滑回路と、その出力
を断続させる高周波スイッチング手段と高電圧高周波ト
ランスと高電圧整流回路とからなる高電圧昇圧手段と、
その出力を平滑化する高電圧平滑回路とを設け、前記高
電圧平滑回路に使用するコンデンサ容量を１００ＰＦな
いし８００ＰＦの間とすることによって達成する。

（作　用） 本発明によれば、レーザ放電の開始時の突入電流が制限
され、それにより高電圧高周波トランスの信用性が向上
し、かつ、安定したレーザビームを効率良く取り出すこ
とが可能になる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明の一実施例における高電圧電源部を示す
ブロック図であり、レーザ発振部は第４図の構成と同じ
であるから、詳細な説明を省略する。

第１図において第５図と同一符号は、同じ、または同一
機能のものである。すなわち、高電圧電源部４の入力に
は通常、３相２００ｖの商用交流電源が使用され、その
交流入力を直流平滑回路１４により整流した直流電圧を
、スイッチング動作がスイッチング制御回路１５によっ
て制御される高周波スイッチング素子１６に加え、高電
圧高周波トランス１７の一次巻線に、断続する直流電圧
を入力し、それにより二次巻線に昇圧された高周波電圧
を誘起させる。なお、上記スイッチング制御回路１５は
高周波スイッチング素子１６を、レーザ出力に対応する
５ｋＨｚないし５０ｋＨｚ間の任意のスイッチング周波
数で動作するように制御される。

１９は本発明の特徴の高電圧整流回路であり、上記高電
圧高周波トランス１７の二次巻線に誘起される高周波電
圧を印加して整流し、その出力は高電圧平滑回路２０に
よって平滑化される。

前記高電圧平滑回路２０は平滑容量として１００ＰＦな
いし８００ＰＦの容量値を有するコンデンサを使用して
おり、それにより約３０ｋＶの直流高電圧が出力される
。

第２図は第１図の高電圧電源部４により第４図のガスレ
ーザ発振装置を起動したときの、放電開始時の突入電流
（縦軸）を、コンデンサ容量（横軸）について示したも
のである。図から明らかなように突入電流はコンデンサ
容量に比例して大きくなり、８００ＰＦ以上になるとレ
ーザ放電はアーク放電に移行することが観測された。

第３図はスイッチング周波数を一定（＝１／２Ｘ高電圧
のリップル周波数）として高電圧平滑回路２０のコンデ
ンサ容量（横軸）と、レーザビーム容量（横軸）と、レ
ーザビームの振動率（縦軸）を測定した図であり、この
測定からもコンデンサ容量が１００ＰＦ以上になるとレ
ーザビームの安定性は殆ど変化しないことがわかる。

以上、実施例により説明してわかる通り本発明は、細流
型のガスレーザ発振装置を、直流平滑回路、高周波スイ
ッチング素子、高電圧高周波トランス、高電圧整流回路
および高電圧平滑回路によって構成した高電圧電源部に
よって起動するものであり、高電圧平滑回路のコンデン
サ容量を１００ＰＦないし８００ＰＦの間とすることに
より、高電圧高周波トランスの信頼性が向上し、かつ安
定したレーザビームを発生するレーザビーム発振装置で
ある。

（発明の効果） 以上説明して明らかなように本発明は、ガスレーザ発振
装置の高電圧電源部を、直流平滑回路、高周波スイッチ
ング素子、高電圧高周波トランス、高電圧整流回路およ
び高電圧平滑回路により構成し、高電圧平滑回路の平滑
コンデンサ容量を１００ＰＦないし８００ＰＦの間とし
たので、高電圧高周波トランスの信頼性が向上し、安定
したレーザビームを発生することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例要部の高電圧電源部の構成を
示すブロック図、第２図、第３図は説明補助のための特
性図、第４図は従来のガスレーザ発振装置の構成図、第
５図は第４図のガスレーザ発振装置を起動する高電圧電
源部のブロック図、第６図はガス放電開始時の電圧、電
流の挙動を示す図である。 １・・・放電管、　２，３・・・電極、　４・・・高電
圧電源部、　５・・・レーザ放電空間、６・・・全反射
鏡、　７・・・部分反射鏡、　８・・・レーザビーム、
１０・・・送気管、１１゜１２・・・熱交換器、　１３
・・・送風機、　１４・・・直流平滑回路、　１５・・
・スイッチング制御回路、　１６・・・スイッチング素
子、　１７・・・高電圧高周波トランス、　１８・・・
高電圧整流平滑回路、　１９・・・高電圧整流回路、２
０・・・高電圧平滑回路。 特許出願人　松下電器産業株式会社 第 図 ■−−−−−、−−、Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸流型ガスレーザ発振装置において、それを起動する高
   電圧電源部に、商用の交流電源を直流化する直流平滑回
   路と、その出力を断続させる高周波スイッチング手段と
   高電圧高周波トランスと高電圧整流回路とからなる高電
   圧昇圧手段と、その出力を平滑化する高電圧平滑回路と
   を設け、前記高電圧平滑回路に使用するコンデンサ容量
   を１００ＰＦないし８００ＰＦの間とすることを特徴と
   するガスレーザ発振装置。