JPH0754862B2 - Ｃｏ▲下２▼レ−ザ発振装置 - Google Patents
Ｃｏ▲下２▼レ−ザ発振装置Info
- Publication number
- JPH0754862B2 JPH0754862B2 JP19326986A JP19326986A JPH0754862B2 JP H0754862 B2 JPH0754862 B2 JP H0754862B2 JP 19326986 A JP19326986 A JP 19326986A JP 19326986 A JP19326986 A JP 19326986A JP H0754862 B2 JPH0754862 B2 JP H0754862B2
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- JP
- Japan
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- gas
- laser oscillator
- laser
- cathode
- mirror
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Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Lasers (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は切断，溶接，熱処理等の工業用や、医療用とし
て利用されるレーザを出力するCO2レーザ発振装置に関
するものである。
て利用されるレーザを出力するCO2レーザ発振装置に関
するものである。
従来の技術 従来のこの種のCO2レーザ発振装置について、第４図を
参照して説明する。
参照して説明する。
この第４図において、１は陰極、２は陽極、３は全反射
ミラー、３′は部分透過ミラーであり、これらによりレ
ーザ発振器を構成している。４はHeガスボンベ、５はN2
ガスボンベ、６はCO2ガスボンベであり、これらのHeガ
スボンベ4,N2ガスボンベ5,CO2ガスボンベ６から供給さ
れるHeガス，N2ガス，CO2ガスはレーザガス媒体として
全反射ミラー３および部分透過ミラー３′の近傍の供給
口からレーザ発振器内に導入される。７はレーザ発振器
とともにレーザガス媒体の循環路を形成し、レーザ発振
器内のレーザガス媒体を循環させるブロアである。８は
レーザガス媒体の循環路に接続された真空ポンプであ
り、循環路内を一定圧力に保つ。循環路内のレーザガス
媒体は図示矢印方向に流れ、レーザ発振器内では陰極１
から陽極２へと軸流方向に流れる。
ミラー、３′は部分透過ミラーであり、これらによりレ
ーザ発振器を構成している。４はHeガスボンベ、５はN2
ガスボンベ、６はCO2ガスボンベであり、これらのHeガ
スボンベ4,N2ガスボンベ5,CO2ガスボンベ６から供給さ
れるHeガス，N2ガス，CO2ガスはレーザガス媒体として
全反射ミラー３および部分透過ミラー３′の近傍の供給
口からレーザ発振器内に導入される。７はレーザ発振器
とともにレーザガス媒体の循環路を形成し、レーザ発振
器内のレーザガス媒体を循環させるブロアである。８は
レーザガス媒体の循環路に接続された真空ポンプであ
り、循環路内を一定圧力に保つ。循環路内のレーザガス
媒体は図示矢印方向に流れ、レーザ発振器内では陰極１
から陽極２へと軸流方向に流れる。
上記構成において、陰極１と陽極２との間に直流電圧を
印加すると、レーザ発振器内で放電が生じ、部分透過ミ
ラー３′を透過するレーザ出力が得られる。
印加すると、レーザ発振器内で放電が生じ、部分透過ミ
ラー３′を透過するレーザ出力が得られる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記構成においては、レーザ発振器内の
陰極１と陽極２との間で放電するだけでなく、陰極１と
全反射ミラー３の間や、陽極２と部分透過ミラー３′と
の間でも放電が時折発生していた。この際、全反射ミラ
ー３や部分透過ミラー３′が電極として作用してしまう
ため、全反射ミラー３の表面や部分透過ミラー３′の表
面の損傷が激しく、反射率が低下し、レーザ出力が低下
してしまうという欠点があった。
陰極１と陽極２との間で放電するだけでなく、陰極１と
全反射ミラー３の間や、陽極２と部分透過ミラー３′と
の間でも放電が時折発生していた。この際、全反射ミラ
ー３や部分透過ミラー３′が電極として作用してしまう
ため、全反射ミラー３の表面や部分透過ミラー３′の表
面の損傷が激しく、反射率が低下し、レーザ出力が低下
してしまうという欠点があった。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明のCO2レーザ発振装
置は、レーザ発振器の陰極近傍にHeガスの一部を導入す
る第１供給口を設け、レーザ発振器の部分透過ミラー，
折返しミラー，全反射ミラー等のミラー部の近傍にN2ガ
ス，CO2ガスおよびHeガスの一部を導入する第２供給口
を設けてなるものである。
置は、レーザ発振器の陰極近傍にHeガスの一部を導入す
る第１供給口を設け、レーザ発振器の部分透過ミラー，
折返しミラー，全反射ミラー等のミラー部の近傍にN2ガ
ス，CO2ガスおよびHeガスの一部を導入する第２供給口
を設けてなるものである。
作用 上記構成において、レーザ発振器内の陰極と陽極の間以
外の部分での放電を防止することによりミラー表面の品
質維持を行ない、レーザ出力の低下を防止するととも
に、第１供給口からレーザ発振器内に導入されるHeガス
によって陰極の冷却を行ない、放電の安定性を良くし、
安定したレーザ出力を得る。
外の部分での放電を防止することによりミラー表面の品
質維持を行ない、レーザ出力の低下を防止するととも
に、第１供給口からレーザ発振器内に導入されるHeガス
によって陰極の冷却を行ない、放電の安定性を良くし、
安定したレーザ出力を得る。
実施例 以下、本発明の実施例について第１図乃至第３図を参照
して説明する。
して説明する。
第１図は本実施例のブロック図であり、この第１図にお
いて、第４図に示した構成と同一の構成部分について同
一番号を付し、説明を省略する。
いて、第４図に示した構成と同一の構成部分について同
一番号を付し、説明を省略する。
第１図において、９はレーザ発振器の陰極１近傍に設け
られた第１供給口であり、Heガスボンベ４から供給され
るHeガスの一部がこの第１供給口９からレーザ発振器内
に導入される。10はレーザ発振器の全反射ミラー３近傍
および部分透過ミラー３′近傍に設けられた第２供給口
であり、Heガスボンベ４から供給されるHeガスの他の一
部およびN2ガスボンベ５から供給されるN2ガスおよびCO
2ガスボンベ６から供給されるCO2ガスがこの第２供給口
10からレーザ発振器内に導入される。11はレーザ発振器
の陽極２近傍に設けられた第３供給口であり、Heガスボ
ンベ４から供給されるHeガスがこの第３供給口11からレ
ーザ発振器内に導入される。
られた第１供給口であり、Heガスボンベ４から供給され
るHeガスの一部がこの第１供給口９からレーザ発振器内
に導入される。10はレーザ発振器の全反射ミラー３近傍
および部分透過ミラー３′近傍に設けられた第２供給口
であり、Heガスボンベ４から供給されるHeガスの他の一
部およびN2ガスボンベ５から供給されるN2ガスおよびCO
2ガスボンベ６から供給されるCO2ガスがこの第２供給口
10からレーザ発振器内に導入される。11はレーザ発振器
の陽極２近傍に設けられた第３供給口であり、Heガスボ
ンベ４から供給されるHeガスがこの第３供給口11からレ
ーザ発振器内に導入される。
上記構成において、陰極１と陽極２との間に直流電圧を
印加すると、レーザ発振器内の陰極１と陽極２の間でグ
ロー放電が発生する。
印加すると、レーザ発振器内の陰極１と陽極２の間でグ
ロー放電が発生する。
HeガスはHeガス，N2ガス，CO2ガス中、レーザ媒体の冷
却作用を有しているが、Heガスの一部を陰極１の近傍の
第１供給口９からレーザ発振器内に導入することによ
り、陰極１の冷却効果を増す。また、HeガスはN2ガスや
CO2ガスに比較して放電しやすいガスであり、陰極１と
陽極２との間のグロー放電の維持を容易にしている。さ
らに、第２供給口10からレーザ発振器内に導入されるHe
ガスの他の一部およびN2ガスおよびCO2ガスよりなるレ
ーザガス媒体はHeガスの比率が小さくなっているため、
放電開始電圧が非常に高くなり、陰極１と全反射ミラー
３との間や、陽極２と部分透過ミラー３′との間での放
電を防止することができる。
却作用を有しているが、Heガスの一部を陰極１の近傍の
第１供給口９からレーザ発振器内に導入することによ
り、陰極１の冷却効果を増す。また、HeガスはN2ガスや
CO2ガスに比較して放電しやすいガスであり、陰極１と
陽極２との間のグロー放電の維持を容易にしている。さ
らに、第２供給口10からレーザ発振器内に導入されるHe
ガスの他の一部およびN2ガスおよびCO2ガスよりなるレ
ーザガス媒体はHeガスの比率が小さくなっているため、
放電開始電圧が非常に高くなり、陰極１と全反射ミラー
３との間や、陽極２と部分透過ミラー３′との間での放
電を防止することができる。
なお、本実施例においては、レーザガス媒体のガス比率
がHe:N2：CO2＝70:20:10とし、陰極１と陽極２間の放電
長を30cm、陰極１と全反射ミラー３の間および陽極２と
部分透過ミラー３′の間の無放電長を15cmとすると、放
電開始電圧は約20kVであったが、従来例においてはパル
ス放電時に無放電部で放電が生じた。
がHe:N2：CO2＝70:20:10とし、陰極１と陽極２間の放電
長を30cm、陰極１と全反射ミラー３の間および陽極２と
部分透過ミラー３′の間の無放電長を15cmとすると、放
電開始電圧は約20kVであったが、従来例においてはパル
ス放電時に無放電部で放電が生じた。
本実施例の様にHeガスの一部を陰極１近傍の第１供給口
９から導入し、Heガスの残りの一部およびN2ガスおよび
CO2ガスを全反射ミラー３の近傍および部分透過ミラー
３′の近傍の第２供給口10から導入した場合の、無放電
部での放電発生割合と、長時間使用後のレーザ出力の低
下割合を調べた。この結果を第２図，第３図に示す。
９から導入し、Heガスの残りの一部およびN2ガスおよび
CO2ガスを全反射ミラー３の近傍および部分透過ミラー
３′の近傍の第２供給口10から導入した場合の、無放電
部での放電発生割合と、長時間使用後のレーザ出力の低
下割合を調べた。この結果を第２図，第３図に示す。
第３図，第４図より明らかなように、第１供給口９から
導入するHeガスの割合を多くすることにより、パルス放
電時の無放電部での放電発生率が著しく低下し、さら
に、長時間使用後のレーザ出力の低下割合が極端に小さ
くなる。
導入するHeガスの割合を多くすることにより、パルス放
電時の無放電部での放電発生率が著しく低下し、さら
に、長時間使用後のレーザ出力の低下割合が極端に小さ
くなる。
これは、Heガスによる陰極１の冷却効果が上がり、陰極
１の表面酸化が低減しているためである。特に、両者と
も、第１供給口９から導入されるHeガスの割合が30％以
上の場合に顕著であった。
１の表面酸化が低減しているためである。特に、両者と
も、第１供給口９から導入されるHeガスの割合が30％以
上の場合に顕著であった。
なお、上記実施例においては全反射ミラー3,部分透過ミ
ラー３′をミラー部として備えている場合について説明
したが、レーザ発振器の構成によっては、ミラー部とし
て終段反射ミラー，折り返しミラー等であっても良い。
ラー３′をミラー部として備えている場合について説明
したが、レーザ発振器の構成によっては、ミラー部とし
て終段反射ミラー，折り返しミラー等であっても良い。
発明の効果 以上のように本発明によれば、レーザガス媒体中、Heガ
スの一部を陰極近傍の第１供給口からレーザ発振器内に
導入し、Heガスの残りの一部およびN2ガスおよびCO2ガ
スをミラー部近傍の第２供給口からレーザ発振器内に導
入する構成としたことにより、無放電部での放電の発生
率を低下し、ミラー表面の損傷を防止するとともに、陰
極Heガスにて冷却することにより陰極の寿命を長くし、
長時間安定したレーザ出力を得ることができる。
スの一部を陰極近傍の第１供給口からレーザ発振器内に
導入し、Heガスの残りの一部およびN2ガスおよびCO2ガ
スをミラー部近傍の第２供給口からレーザ発振器内に導
入する構成としたことにより、無放電部での放電の発生
率を低下し、ミラー表面の損傷を防止するとともに、陰
極Heガスにて冷却することにより陰極の寿命を長くし、
長時間安定したレーザ出力を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示すCO2レーザ発振装置の
ブロック回路図、第２図は同CO2レーザ発振装置におけ
る全Heガス中、陰極近傍より供給する割合と無放電部で
の放電発生割合の関係を示す特性図、第３図は同CO2レ
ーザ発振装置における全Heガス中、陰極近傍より供給す
る割合と初期値に対する出力低下率の関係を示す特性
図、第４図は従来のCO2レーザ発振装置のブロック回路
図である。 １……陰極、２……陽極、３……全反射ミラー、３′…
…部分透過ミラー、４……Heガスボンベ、５……N2ガス
ボンベ、６……CO2ガスボンベ、９……第１供給口、10
……第２供給口。
ブロック回路図、第２図は同CO2レーザ発振装置におけ
る全Heガス中、陰極近傍より供給する割合と無放電部で
の放電発生割合の関係を示す特性図、第３図は同CO2レ
ーザ発振装置における全Heガス中、陰極近傍より供給す
る割合と初期値に対する出力低下率の関係を示す特性
図、第４図は従来のCO2レーザ発振装置のブロック回路
図である。 １……陰極、２……陽極、３……全反射ミラー、３′…
…部分透過ミラー、４……Heガスボンベ、５……N2ガス
ボンベ、６……CO2ガスボンベ、９……第１供給口、10
……第２供給口。
Claims (3)
- 【請求項１】レーザ発振器の陰極近傍に、レーザガス媒
体となるHeガスの一部を導入する第１供給口を設け、レ
ーザ発振器の共振器を構成している部分透過ミラー，折
返しミラー，全反射ミラー等のミラー部の近傍にN2ガ
ス，CO2ガスおよびHeガスの他の一部を導入する第２供
給口を設けてなるCO2レーザ発振装置。 - 【請求項２】レーザガス媒体の流れ方向を陰極より陽極
への軸流方向とした特許請求の範囲第１項記載のCO2レ
ーザ発振装置。 - 【請求項３】第１供給口から導入されるHeガスの一部
は、レーザ発振器に導入されるHeガス全体の30％以上と
した特許請求の範囲第１項記載のCO2レーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19326986A JPH0754862B2 (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | Ｃｏ▲下２▼レ−ザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19326986A JPH0754862B2 (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | Ｃｏ▲下２▼レ−ザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6348879A JPS6348879A (ja) | 1988-03-01 |
| JPH0754862B2 true JPH0754862B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=16305127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19326986A Expired - Lifetime JPH0754862B2 (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | Ｃｏ▲下２▼レ−ザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754862B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0714089B2 (ja) * | 1987-05-18 | 1995-02-15 | ファナック株式会社 | レ−ザ発振装置及びレ−ザ発振装置のレ−ザガスの封入方法 |
| CN104676248B (zh) * | 2014-12-26 | 2017-03-22 | 西南石油大学 | 一种氦气循环系统 |
-
1986
- 1986-08-19 JP JP19326986A patent/JPH0754862B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6348879A (ja) | 1988-03-01 |
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