JPH05251802A - ガスレーザ発振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 送風機の吐出風速，風量を増すことなく、安
定したレーザビームの発生ができるようにする。 【構成】 レーザガスが封入されたガスレーザ本体２１
を具備すると共に、このガスレーザ本体２１内のレーザ
ガスを循環させる送風機２３、循環されるレーザガスを
冷却する冷却器２２、及び上記レーザガスの循環流路に
設けられた一対の放電電極２６ａ，２６ｂを具備したも
のにおいて、その放電電極２６ａ，２６ｂを上記レーザ
ガスの循環流路中に位置してそれぞれに覆う断面円弧状
の絶縁板２８ａ，２８ｂを設けることにより、放電部の
平直部分の距離を短くして速度境界層の発生を薄く抑
え、又、レーザガスの流入速度及び流出速度を遅くして
圧力損失を小さく抑えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は励起をガス放電により行
なうガスレーザ発振装置に係わり、特にその放電部を改
良したガスレーザ発振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種ガスレーザ発振装置と
して、図４に示すように構成されたものが供されてい
る。

【０００３】この図４において、１はガスレーザ本体を
示しており、このガスレーザ本体１内には、上部に一対
の基盤２ａ，２ｂが上下平行に設けられている。この基
板２ａ，２ｂには、その対向面に、平板状の放電電極３
ａ，３ｂと、この放電電極３ａ，３ｂをそれぞれに両側
から挟む同じく平板状の絶縁板４ａ，４ｂとが取付けら
れている。放電電極３ａ，３ｂは図示しない高圧電源に
接続されている。

【０００４】又、上記ガスレーザ本体１内には、冷却器
５と送風機６とが配設されており、送風機６とガスレー
ザ本体１内の底部との間には複数の防振ゴム７が介在さ
れている。

【０００５】更に、送風機６は図５に示すモータ８を駆
動源としており、これによって送風機６が駆動される
と、ガスレーザ本体１内に封入されたレーザガスが図４
に矢印で示すように循環されて、放電電極３ａ，３ｂ間
に供給され、その間の放電によって励起される。

【０００６】そして、励起されたエネルギーが、図５に
示すように、レーザビーム９として、レーザガスの循環
流路に直交し共振器１０を経て外部に取出されるように
なっている。

【０００７】一方、レーザ発振されたレーザガスは、放
電により得たエネルギーの大部分を熱として保有する
が、冷却器５で熱交換されることにより冷却され、送風
機６に戻されて、再び放電電極３ａ，３ｂ間に供給され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
構成によると、放電電極３ａ，３ｂ並びに絶縁板４ａ，
４ｂ間の空隙１１をレーザガスが流れるとき、この空隙
１１が平直状で長い（長さＬ1 ）ため、速度境界層１２
ａ，１２ｂが厚く発生して、放電電極３ａ，３ｂの位置
では、レーザガスの速度分布が乱れ、その流速が遅くな
る。

【０００９】又、空隙１１に対してレーザガスが流入及
び流出するときの速度は速いため、圧力損失が大きくな
り、風量が少なくなる。

【００１０】これらに対し、放電電極３ａ，３ｂ間で放
電すると、その熱のため、レーザガスの温度が上昇する
が、上述のように放電電極３ａ，３ｂ間でのレーザガス
の流速が遅く、風量も少ないため、新しいレーザガスの
流入が不足して冷却が遅れる。このため、放電が不安定
になり、レーザビーム９の発生も不安定になる。

【００１１】これを解決するためには、放電電極３ａ，
３ｂ間でのレーザガスの流速を速く且つ風量を多くする
必要がある。

【００１２】そこで、従来は、送風機６の吐出風速，風
量を増すようにしていたのであるが、そのために、その
駆動源モータ８を出力の大きなものとする必要を生じて
いた。しかし、このようなレーザガス循環システムで
は、レーザ発振器の総合運転効率が低下していた。

【００１３】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
であり、従ってその目的は、送風機の吐出風速，風量を
増すことなく、安定したレーザビームの発生ができるガ
スレーザ発振装置を提供するにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のガスレーザ発振装置においては、レーザガ
スが封入されたガスレーザ本体を具備すると共に、この
ガスレーザ本体内のレーザガスを循環させる送風手段、
循環されるレーザガスを冷却する冷却手段、及び上記レ
ーザガスの循環流路に設けられた一対の放電電極を具備
し、そして、この放電電極を上記レーザガスの循環流路
中に位置してそれぞれに覆った断面円弧状の絶縁板を具
備したことを特徴とする。

【００１５】

【作用】上記手段によれば、放電部の平直部分が入口側
では断面円弧状の絶縁板に達するまでとなって短くな
り、これによって、速度境界層が薄くしか発生しなくな
るから、放電電極の位置では、レーザガスの速度分布が
安定し、その流速が速くなる。

【００１６】又、放電部の入口部及び出口部が広くなっ
て、レーザガスの流入速度及び流出速度が遅くなるため
圧力損失が小さくなり、風量が多くなる。

【００１７】それらによって、放電電極間の新しいレー
ザガスの流入が充分となり、冷却を充分にできるから、
放電が安定し、レーザビームの発生も安定する。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図１ないし
図３を参照して説明する。

【００１９】まず図１にはガスレーザ本体２１を示して
おり、これの内部にはレーザガスを封入している。又、
ガスレーザ本体２１内には、冷却器２２と送風機２３と
を配設しており、送風機２３とガスレーザ本体２１内の
底部との間には複数の防振ゴム２４を介在させている。

【００２０】更に、ガスレーザ本体２１内の上部には、
一対の基盤２５ａ，２５ｂを上下平行に設けており、こ
の基盤２５ａ，２５ｂの対向面の各中央部に、それぞれ
放電電極２６ａ，２６ｂを、詳細には図２に示すよう
に、電流リード２７ａ，２７ｂによって、従来（図４）
の放電電極３ａ，３ｂと同寸法の間隔を隔てるように取
付けている。

【００２１】そして又、基盤２５ａ，２５ｂの対向面に
は、放電電極２６ａ，２６ｂをそれぞれに覆う絶縁板２
８ａ，２８ｂを取付けている。この絶縁板２８ａ，２８
ｂは、ともに無機物から成っており、断面円弧状にて、
図３に示すように、放電電極２６ａ，２６ｂに沿う長尺
状に形成されている。

【００２２】なお、上記絶縁板２８ａ，２８ｂ内と放電
電極２６ａ，２６ｂとの各間には、それぞれ絶縁材２９
を充填している。

【００２３】このように構成したものの場合、送風機２
３が駆動されると、ガスレーザ本体２１内のレーザガス
が図１に矢印で示すように循環されて、絶縁板２８ａ，
２８ｂ間に供給され、放電電極２６ａ，２６ｂ間の放電
によって励起される。

【００２４】そして、励起されたエネルギーが、レーザ
ビームとして、レーザガスの循環流路に直交し図示しな
い共振器を経て外部に取出される。

【００２５】又、レーザ発振されたレーザガスは、上記
絶縁板２８ａ，２８ｂ間から冷却器５に送られ、ここで
熱交換されることにより冷却されて、送風機２３に戻さ
れ、再び絶縁板２８ａ，２８ｂ間（放電電極２６ａ，２
６ｂ間）に供給される。

【００２６】さて、このように作用するものの場合、放
電部の平直部分は、入口側では基盤２５ａ，２５ｂのそ
れぞれ断面円弧状の絶縁板２８ａ，２８ｂに達するまで
で、その長さはＬ2 であり、従来の放電電極３ａ，３ｂ
並びに絶縁板４ａ，４ｂ間の平直部分の長さＬ1 より短
い。

【００２７】ここで、放電部の入口端から生じる速度境
界層３０ａ，３０ｂの厚さをδとすると、

【数１】 この（１）式から、放電部の平直部分の距離ｘが、長さ
Ｌ2 で、従来のものの長さＬ1 より短い本構成のものの
場合、速度境界層３０ａ，３０ｂの厚さδも従来の１２
ａ，１２ｂのそれより薄くなる。

【００２８】このように速度境界層３０ａ，３０ｂの厚
さが薄くなると、それが放電電極２６ａ，２６ｂの位置
にはかからず、それによって、放電電極２６ａ，２６ｂ
の位置では、レーザガスの速度分布が安定し、その流速
が速くなる。

【００２９】又、本構成のものの場合、放電電極２６
ａ，２６ｂをそれぞれに覆った絶縁板２８ａ，２８ｂが
断面円弧状をなすことから、放電部の入口部及び出口部
が従来のものの放電部のそれらより広くなり、レーザガ
スの流入速度及び流出速度が遅くなる。

【００３０】ここで又、放電部にレーザガスが流入及び
流出するときの圧力損失をΔＰとすると、

【数２】 この（２）式から、レーザガスの流入速度及び流出速度
が遅くなった本構成のものの場合、圧力損失ΔＰも従来
のものより小さくなる。

【００３１】このように圧力損失が小さくなると、風量
も多くなる。

【００３２】かくして、本構成のものの場合、放電電極
２６ａ，２６ｂ間でのレーザガスの流速を速くし得、且
つ風量も多くできるものであり、それによって、放電電
極２６ａ，２６ｂ間の新しいレーザガスの流入を充分な
らしめ得、冷却を充分にできるから、放電を安定させ
得、レーザビームの発生も安定化できる。

【００３３】しかも、この場合、送風機２３の吐出風
速，風量を従来の送風機６のそれらより増す必要がな
く、駆動源モータを出力の大きなものとする必要を生じ
ないから、レーザ発振器の総合運転効率を高く確保する
ことができる。

【００３４】

【発明の効果】以上の記述で明らかなように、本発明の
ガスレーザ発振装置は、レーザガスが封入されたガスレ
ーザ本体を具備すると共に、このガスレーザ本体内のレ
ーザガスを循環させる送風手段、循環されるレーザガス
を冷却する冷却手段、及び上記レーザガスの循環流路に
設けられた一対の放電電極を具備し、そして、この放電
電極を上記レーザガスの循環流路中に位置してそれぞれ
に覆った断面円弧状の絶縁板を具備したことを特徴とす
るもので、それにより、送風機の吐出風速，風量を増す
ことなく、安定したレーザビームの発生ができ、総合運
転効率を高く確保することができるという優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体の縦断側面図

【図２】主要部分の拡大縦断側面図

【図３】同部分の片側の斜視図

【図４】従来例を示す図１相当図

【図５】全体の縦断正面図

【符号の説明】

２１はガスレーザ本体、２２は冷却器、２３は送風機、
２６ａ，２６ｂは放電電極、２８ａ，２８ｂは絶縁板を
示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 8934−4Ｍ Ｈ０１Ｓ 3/04 Ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザガスが封入されたガスレーザ本体
   と、このガスレーザ本体内のレーザガスを循環させる送
   風手段と、循環されるレーザガスを冷却する冷却手段
   と、上記レーザガスの循環流路に設けられた一対の放電
   電極と、この放電電極を上記レーザガスの循環流路中に
   位置してそれぞれに覆った断面円弧状の絶縁板とを具備
   して成ることを特徴とするガスレーザ発振装置。