JPH0777275B2 - Ｃｏレーザ装置 - Google Patents
Ｃｏレーザ装置Info
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- JPH0777275B2 JPH0777275B2 JP1237499A JP23749989A JPH0777275B2 JP H0777275 B2 JPH0777275 B2 JP H0777275B2 JP 1237499 A JP1237499 A JP 1237499A JP 23749989 A JP23749989 A JP 23749989A JP H0777275 B2 JPH0777275 B2 JP H0777275B2
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- Japan
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- gas
- laser
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- discharge part
- discharge
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Links
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 60
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming 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
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/041—Arrangements for thermal management for gas lasers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- 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、ガス循環・放電励起型COレーザ装置に関する
ものである。
ものである。
［従来の技術］ ３軸直交型の大出力放電励起型COレーザ装置は、COガス
の流れ方向と放電方向とレーザ光進行方向とが互いに直
交しており、COを含むレーザガスはガス循環機にて放電
部を循環されると共に放電部の入口側で冷却されるよう
になっている。このCOレーザ装置では、効率的な発振の
ためにガス循環機によりガスを循環し、放電部入口での
ガス温度を−40℃以下の低温に冷却することが必要であ
る。
の流れ方向と放電方向とレーザ光進行方向とが互いに直
交しており、COを含むレーザガスはガス循環機にて放電
部を循環されると共に放電部の入口側で冷却されるよう
になっている。このCOレーザ装置では、効率的な発振の
ためにガス循環機によりガスを循環し、放電部入口での
ガス温度を−40℃以下の低温に冷却することが必要であ
る。
従来のガス循環系を第４図により説明する。
第４図において、先ずガス循環系は、閉ループの循環路
１が形成され、その循環路１に放電電極（図示せず）が
配置される放電部２が形成され、循環路１のレーザガス
を図示の矢印方向に循環すべくガス循環機３が設けられ
る。この放電部２での放電によりレーザガスが励起され
レーザ光が得られる。この放電部２に与えられた放電エ
ネルギーのうちの一部（10〜30％）のみがレーザ出力と
してレーザ装置から取り出され、残りのエネルギーは熱
となり、加熱されたレーザガスが循環路１内を循環する
ため、放電部２の入口側に低温冷媒による熱交換器４が
設けられ、熱交換器４にて放電部２への入口ガス温度TI
が−40℃にされ放電部２で、放電エネルギーを受けて出
口ガス温度TOが60℃に昇温された後、ガス循環機３で再
度、熱交換器４に循環されて放電部２への入口ガス温度
TIが−40℃にされ放電部２に循環されるようになってい
る。
１が形成され、その循環路１に放電電極（図示せず）が
配置される放電部２が形成され、循環路１のレーザガス
を図示の矢印方向に循環すべくガス循環機３が設けられ
る。この放電部２での放電によりレーザガスが励起され
レーザ光が得られる。この放電部２に与えられた放電エ
ネルギーのうちの一部（10〜30％）のみがレーザ出力と
してレーザ装置から取り出され、残りのエネルギーは熱
となり、加熱されたレーザガスが循環路１内を循環する
ため、放電部２の入口側に低温冷媒による熱交換器４が
設けられ、熱交換器４にて放電部２への入口ガス温度TI
が−40℃にされ放電部２で、放電エネルギーを受けて出
口ガス温度TOが60℃に昇温された後、ガス循環機３で再
度、熱交換器４に循環されて放電部２への入口ガス温度
TIが−40℃にされ放電部２に循環されるようになってい
る。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、このレーザガスの循環中、放電部２の放電
は、レーザの使用に合わせてオン・オフされるため、出
口レーザガス温度が大きく変動し、これに合わせて熱交
換器４で放電部２へのレーザガスの入口ガス温度TIを制
御するが、１台で温度制御することが困難である。また
熱交換器４を複数台にしてガスの温度制御を行ってもオ
ン・オフ時のガスの温度差が大きいため制御が困難であ
る。
は、レーザの使用に合わせてオン・オフされるため、出
口レーザガス温度が大きく変動し、これに合わせて熱交
換器４で放電部２へのレーザガスの入口ガス温度TIを制
御するが、１台で温度制御することが困難である。また
熱交換器４を複数台にしてガスの温度制御を行ってもオ
ン・オフ時のガスの温度差が大きいため制御が困難であ
る。
このため、第５図に示すように放電部２の出口側に電気
ヒータ５を設け、放電部２での放電がオフの時のみ、レ
ーザガス温度TMを60℃に昇温して、熱交換器４での入口
温度条件をオン時と同じ条件としてガス温度を制御する
ようにしている。
ヒータ５を設け、放電部２での放電がオフの時のみ、レ
ーザガス温度TMを60℃に昇温して、熱交換器４での入口
温度条件をオン時と同じ条件としてガス温度を制御する
ようにしている。
しかしながら、常時設定レーザ出力を得るのに必要な電
力を放電部２とヒータ５で消費することとなり消費電力
が大きくなる問題がある。また熱交換器４は60℃のレー
ザガスを−40℃に冷却するため、膨大な冷却エネルギー
を必要とし、液体窒素等の低温冷媒の消費量が多くなる
問題がある。
力を放電部２とヒータ５で消費することとなり消費電力
が大きくなる問題がある。また熱交換器４は60℃のレー
ザガスを−40℃に冷却するため、膨大な冷却エネルギー
を必要とし、液体窒素等の低温冷媒の消費量が多くなる
問題がある。
さらに循環機３を流れるレーザガス温度は60℃と高温の
ため、循環機３が熱で損傷されやすい問題がある。
ため、循環機３が熱で損傷されやすい問題がある。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、放電部に
供給循環するレーザガスの温度を放電部での放電の有無
にかかわらず安定して制御できるCOレーザ装置を提供す
ることを目的とする。
供給循環するレーザガスの温度を放電部での放電の有無
にかかわらず安定して制御できるCOレーザ装置を提供す
ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記の目的を達成するために、ガス循環路
に、放電部とガス循環機を設け、その放電部の入口側
に、レーザガスを略−40℃に冷却する低温冷媒による主
熱交換器を設け、レーザの使用に合せて放電部をオン・
オフするCOレーザ装置において、放電部の出口側に、放
電部がオンの時放電部からのレーザガスを冷却し、放電
部がオフの時、主熱交換器で冷却されたレーザガスを常
温近くまで加温する水による副熱交換器を設けたもので
ある。
に、放電部とガス循環機を設け、その放電部の入口側
に、レーザガスを略−40℃に冷却する低温冷媒による主
熱交換器を設け、レーザの使用に合せて放電部をオン・
オフするCOレーザ装置において、放電部の出口側に、放
電部がオンの時放電部からのレーザガスを冷却し、放電
部がオフの時、主熱交換器で冷却されたレーザガスを常
温近くまで加温する水による副熱交換器を設けたもので
ある。
［作用］ 上記の構成によれば、放電を行っている時には、水によ
る副熱交換器は放電部からの高温のレーザガス温度を略
常温近くまで下げることで、ガス循環機が熱による損傷
が少なくなり、また低温冷媒による主熱交換器は、入口
側レーザガスの温度が低い分、低温冷媒量が少なくな
る。また放電を行わない時には、水による副熱交換器
は、主熱交換器で、低温に冷却されそのまま放電部を通
ったレーザガスを略常温近くまで加温することで、放電
を行っている時の主熱交換器の入口のレーザガス温度と
同じ条件となり、その温度制御が正確にできる。
る副熱交換器は放電部からの高温のレーザガス温度を略
常温近くまで下げることで、ガス循環機が熱による損傷
が少なくなり、また低温冷媒による主熱交換器は、入口
側レーザガスの温度が低い分、低温冷媒量が少なくな
る。また放電を行わない時には、水による副熱交換器
は、主熱交換器で、低温に冷却されそのまま放電部を通
ったレーザガスを略常温近くまで加温することで、放電
を行っている時の主熱交換器の入口のレーザガス温度と
同じ条件となり、その温度制御が正確にできる。
［実施例］ 以下、本発明の好適実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図において、１は、閉ループに形成されたレーザガ
スの循環路で、その循環路１に、放電電極（図示せず）
が配置される放電部２が形成され、循環路１のレーザガ
スを図示の矢印方向に循環すべくガス循環機３が設けら
れる。この放電部２の入口側には、低温冷媒による主熱
交換器６が設けられ、また出口側には水による副熱交換
器７が設けられる。
スの循環路で、その循環路１に、放電電極（図示せず）
が配置される放電部２が形成され、循環路１のレーザガ
スを図示の矢印方向に循環すべくガス循環機３が設けら
れる。この放電部２の入口側には、低温冷媒による主熱
交換器６が設けられ、また出口側には水による副熱交換
器７が設けられる。
以上において循環路１内のレーザガスは、循環機３にて
図示の矢印方向に循環され、主熱交換器６で、液体窒素
等の低温冷媒と間接熱交換により入口温度TIが−40℃ま
で冷却され、放電部２に導入される。この放電部２で放
電が行われレーザが出力されている時は、レーザガスの
出口温度TOは60℃に昇温された後、副熱交換器７に流
れ、そこで水と間接熱交換により、出口温度TMが約20℃
に冷却され、循環機３にて主熱交換器６に供給されて−
40℃にされ放電部２に循環される。また放電部２で放電
が行われていない時は、−40℃に冷却されたレーザガス
は、そのままの温度で放電部２を通り、副熱交換器７を
通り、そこで約20℃に昇温され、主熱交換器６で放電を
行っている時と同様に、冷却される。従って放電部２で
の放電の有無にかかわらず放電部２でのレーザガス温度
を安定して制御でき、レーザ出力が安定する。
図示の矢印方向に循環され、主熱交換器６で、液体窒素
等の低温冷媒と間接熱交換により入口温度TIが−40℃ま
で冷却され、放電部２に導入される。この放電部２で放
電が行われレーザが出力されている時は、レーザガスの
出口温度TOは60℃に昇温された後、副熱交換器７に流
れ、そこで水と間接熱交換により、出口温度TMが約20℃
に冷却され、循環機３にて主熱交換器６に供給されて−
40℃にされ放電部２に循環される。また放電部２で放電
が行われていない時は、−40℃に冷却されたレーザガス
は、そのままの温度で放電部２を通り、副熱交換器７を
通り、そこで約20℃に昇温され、主熱交換器６で放電を
行っている時と同様に、冷却される。従って放電部２で
の放電の有無にかかわらず放電部２でのレーザガス温度
を安定して制御でき、レーザ出力が安定する。
この放電部２でのレーザーガス温度とレーザ出力及び発
振効率との関係を第２図及び第３図に示した。図では放
電電流値が1A,2A,3Aにおけるガス温度に対するレーザ出
力の関係をそれぞれ曲線a,b,cで示した。第２図及び第
３図においてガス温度が低くなればレーザ出力及び発振
効率が上がり、また放電電流値が上がればレーザ出力及
び発振効率も上昇する。
振効率との関係を第２図及び第３図に示した。図では放
電電流値が1A,2A,3Aにおけるガス温度に対するレーザ出
力の関係をそれぞれ曲線a,b,cで示した。第２図及び第
３図においてガス温度が低くなればレーザ出力及び発振
効率が上がり、また放電電流値が上がればレーザ出力及
び発振効率も上昇する。
尚上述の実施例においては、COレーザ装置について説明
したがCO2レーザ装置にも使用できる。この場合、循環
路１にCO2ガスを含んだレーザガスを流し、ミラー（出
力鏡）を代えればよい。またCO2レーザの場合は低温冷
媒による冷却は必要でないため、副熱交換器７のみ運転
すればよい。
したがCO2レーザ装置にも使用できる。この場合、循環
路１にCO2ガスを含んだレーザガスを流し、ミラー（出
力鏡）を代えればよい。またCO2レーザの場合は低温冷
媒による冷却は必要でないため、副熱交換器７のみ運転
すればよい。
［発明の効果］ 以上説明したことから明らかなように本発明によれば次
のごとき優れた効果を発揮する。
のごとき優れた効果を発揮する。
（１）放電部のレーザガス出口側に水による副熱交換器
を設けることで、放電している時はレーザガスを冷却
し、放電を行っていないときはレーザーガスを加温する
ことで、主熱交換器での入口温度条件が同じとなり、安
定した温度と制御が行える。
を設けることで、放電している時はレーザガスを冷却
し、放電を行っていないときはレーザーガスを加温する
ことで、主熱交換器での入口温度条件が同じとなり、安
定した温度と制御が行える。
（２）副熱交換器で、放電部からのレーザガスを常温ま
で冷却することで、ガス循環機の熱による損傷がなくな
ると共に主熱交換器での低温冷媒量が少なくてすむ。
で冷却することで、ガス循環機の熱による損傷がなくな
ると共に主熱交換器での低温冷媒量が少なくてすむ。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は本発明に
おいて、ガス温度とレーザ出力の関係を示す図、第３図
は同じくガス温度と発振効率の関係を示す図、第４図及
び第５図は従来例を示す図である。 図中、１はガス循環路、２は放電部、３はガス循環機、
６は主熱交換器、７は副熱交換器である。
おいて、ガス温度とレーザ出力の関係を示す図、第３図
は同じくガス温度と発振効率の関係を示す図、第４図及
び第５図は従来例を示す図である。 図中、１はガス循環路、２は放電部、３はガス循環機、
６は主熱交換器、７は副熱交換器である。
フロントページの続き (72)発明者 平 辰二 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−111486（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】ガス循環路に、放電部とガス循環機を設
け、その放電部の入口側に、レーザガスを略−40℃に冷
却する低温冷媒による主熱交換器を設け、レーザの使用
に合せて放電部をオン・オフするCOレーザ装置におい
て、放電部の出口側に、放電部がオンの時放電部からの
レーザガスを冷却し、放電部がオフの時、主熱交換器で
冷却されたレーザガスを常温近くまで加温する水による
副熱交換器を設けたことを特徴とするCOレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1237499A JPH0777275B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | Ｃｏレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1237499A JPH0777275B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | Ｃｏレーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03101181A JPH03101181A (ja) | 1991-04-25 |
| JPH0777275B2 true JPH0777275B2 (ja) | 1995-08-16 |
Family
ID=17016224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1237499A Expired - Lifetime JPH0777275B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | Ｃｏレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0777275B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4686680A (en) * | 1985-06-25 | 1987-08-11 | Laser Corporation Of America | Gas laser having improved crossflow blower arrangement |
-
1989
- 1989-09-13 JP JP1237499A patent/JPH0777275B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03101181A (ja) | 1991-04-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040616 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040716 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060217 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060418 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060530 |