JPH079408Y2 - 高周波励起同軸型ｃｏ２ レーザー - Google Patents
高周波励起同軸型ｃｏ２ レーザーInfo
- Publication number
- JPH079408Y2 JPH079408Y2 JP2456591U JP2456591U JPH079408Y2 JP H079408 Y2 JPH079408 Y2 JP H079408Y2 JP 2456591 U JP2456591 U JP 2456591U JP 2456591 U JP2456591 U JP 2456591U JP H079408 Y2 JPH079408 Y2 JP H079408Y2
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- Japan
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- laser
- high frequency
- tube
- laser tube
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は高周波で励起される同軸
型ＣＯ2 レーザーに関するものである。
型ＣＯ2 レーザーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＣＯ2 レーザーに於ける高周波励起は、 ａ）金属電極と炭酸ガス（ＣＯ2 ）が接しないので化学
反応がない ｂ）リアクテブ バラストであるのでエネルギー効率が
良い ｃ）縦放電で電圧が低いので電源の個体素子化が可能 などの理由で、 ａ）小型 ｂ）高効率 の発振器を構成することができる。
反応がない ｂ）リアクテブ バラストであるのでエネルギー効率が
良い ｃ）縦放電で電圧が低いので電源の個体素子化が可能 などの理由で、 ａ）小型 ｂ）高効率 の発振器を構成することができる。
【０００３】しかしながら、一般の高周波励起の場合縦
放電であり、レーザー管断面における利得分布は円対称
性を欠くので、同様に利得分布に円対称を欠く直交ガス
流との組合せで用いられ、そのため高品質ビームモード
は期待できない。このことから、高品質ビームモードが
要求される切断加工用ＣＯ2 レーザーには直流励起同軸
型のものが用いられている。しかし、このレーザーはビ
ームモード以外の諸点では高周波励起には及ばない。
放電であり、レーザー管断面における利得分布は円対称
性を欠くので、同様に利得分布に円対称を欠く直交ガス
流との組合せで用いられ、そのため高品質ビームモード
は期待できない。このことから、高品質ビームモードが
要求される切断加工用ＣＯ2 レーザーには直流励起同軸
型のものが用いられている。しかし、このレーザーはビ
ームモード以外の諸点では高周波励起には及ばない。
【０００４】
【考案が解決しようとする問題点】本考案は上記従来技
術の欠点を改善し、高周波励起による長所と、同軸型の
有する長所とを兼ね備え、高品質のビームモードが得ら
れる高周波励起同軸型ＣＯ2 レーザーを提供することに
ある。
術の欠点を改善し、高周波励起による長所と、同軸型の
有する長所とを兼ね備え、高品質のビームモードが得ら
れる高周波励起同軸型ＣＯ2 レーザーを提供することに
ある。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】本考案は、誘電体で構
成された円形断面のレーザー管を設け、該レーザー管に
は軸方向にＣＯ2 レーザーガスを流し、また、該レーザ
ー管の外周面には同一ピッチの２つの螺旋状導電体を接
着し、該２つの螺旋状導電体間に高周波電源より高周波
電圧を印加するようにし、レーザー管の誘電体の誘電率
をε，放電維持電圧をＶ，高周波電源の周波数をω，電
流密度をＩとしたとき、該レーザー管の厚みを約Ｖεω
／（２Ｉ）とすることにより上記問題点を解決した。
成された円形断面のレーザー管を設け、該レーザー管に
は軸方向にＣＯ2 レーザーガスを流し、また、該レーザ
ー管の外周面には同一ピッチの２つの螺旋状導電体を接
着し、該２つの螺旋状導電体間に高周波電源より高周波
電圧を印加するようにし、レーザー管の誘電体の誘電率
をε，放電維持電圧をＶ，高周波電源の周波数をω，電
流密度をＩとしたとき、該レーザー管の厚みを約Ｖεω
／（２Ｉ）とすることにより上記問題点を解決した。
【０００６】
【作用】ＣＯ2 レーザーガスは誘電体からなる上記レー
ザー管の管内を管軸方向に流れ、その流れはレーザー管
の断面において略円対称に流れる。一方、上記レーザー
管の外周面に螺旋状に接着された２つの導電体間に上記
高周波電源より高周波の電圧を印加すると、レーザー管
内では上記２つの螺旋状導電体間で放電が生じ、放電方
向は管軸の回りに回転することになり、管軸に沿って見
る時この放電は円対称になっているから、レーザー利得
も高度に円対称になり、同軸型レーザーに特有なＴＥＭ
00モードを得る事ができる。
ザー管の管内を管軸方向に流れ、その流れはレーザー管
の断面において略円対称に流れる。一方、上記レーザー
管の外周面に螺旋状に接着された２つの導電体間に上記
高周波電源より高周波の電圧を印加すると、レーザー管
内では上記２つの螺旋状導電体間で放電が生じ、放電方
向は管軸の回りに回転することになり、管軸に沿って見
る時この放電は円対称になっているから、レーザー利得
も高度に円対称になり、同軸型レーザーに特有なＴＥＭ
00モードを得る事ができる。
【０００７】さらに、使用時の放電維持電圧，高周波電
源の周波数，電流密度及び誘電体の誘電率に応じて、レ
ーザー管の厚みを決めているので、安定した放電を得る
ことができる。
源の周波数，電流密度及び誘電体の誘電率に応じて、レ
ーザー管の厚みを決めているので、安定した放電を得る
ことができる。
【０００８】
【実施例】図１は本考案の一実施例の要部説明図で、図
２は図１のＸ−Ｘ断面図である。３は誘電体からなるレ
ーザー管で、図２に示すように断面が円形のパイプであ
る。そして、該レーザー管３内にはＣＯ2 レーザーガス
が管軸方向に流れる。また、該レーザー管の外周面には
アクアダック等の導電性塗料が２条同一ピッチで螺旋状
に塗布され導電体１，２を形成し、該２つの螺旋状の導
電体１，２間には高周波電源４より高周波の電圧が印加
されるようになっている。なお、５は全反射鏡、６は出
力結合鏡である。
２は図１のＸ−Ｘ断面図である。３は誘電体からなるレ
ーザー管で、図２に示すように断面が円形のパイプであ
る。そして、該レーザー管３内にはＣＯ2 レーザーガス
が管軸方向に流れる。また、該レーザー管の外周面には
アクアダック等の導電性塗料が２条同一ピッチで螺旋状
に塗布され導電体１，２を形成し、該２つの螺旋状の導
電体１，２間には高周波電源４より高周波の電圧が印加
されるようになっている。なお、５は全反射鏡、６は出
力結合鏡である。
【０００９】上記構成において、図１矢印ａで示す方向
にＣＯ2 レーザーガスをレーザー管３内に流し、高周波
電源４より２つの螺旋状の導電体１，２間に高周波電圧
を印加すると、レーザー管３内では該レーザー管３の誘
電体層を介して対面する導電体１，２間に放電が生じ、
この放電は２つの導電体１，２がレーザー管３の外周面
に螺旋状に塗布されているから管軸の回りに回転するこ
ととなる。これを管軸に沿って見ると放電は円対称に行
われることとなる。一方、ＣＯ2 ガス流は利得分布に影
響することを通じモード形成に影響するが、断面が円形
のレーザー管３内を管軸に沿ってガス流が流れることか
ら、レーザー管３の断面において略円対称に流れている
ので、レーザー利得は高度に円対称となり、該レーザー
管３より出力結合鏡６を介して出力されるレーザー光６
は円形のモードを取る。こうして同軸型レーザー特有の
ＴＥＭ00モードが得られる。
にＣＯ2 レーザーガスをレーザー管３内に流し、高周波
電源４より２つの螺旋状の導電体１，２間に高周波電圧
を印加すると、レーザー管３内では該レーザー管３の誘
電体層を介して対面する導電体１，２間に放電が生じ、
この放電は２つの導電体１，２がレーザー管３の外周面
に螺旋状に塗布されているから管軸の回りに回転するこ
ととなる。これを管軸に沿って見ると放電は円対称に行
われることとなる。一方、ＣＯ2 ガス流は利得分布に影
響することを通じモード形成に影響するが、断面が円形
のレーザー管３内を管軸に沿ってガス流が流れることか
ら、レーザー管３の断面において略円対称に流れている
ので、レーザー利得は高度に円対称となり、該レーザー
管３より出力結合鏡６を介して出力されるレーザー光６
は円形のモードを取る。こうして同軸型レーザー特有の
ＴＥＭ00モードが得られる。
【００１０】上記レーザー管３を構成する誘電体材料と
しては絶縁破壊に対する強度からチタン酸バリウム，石
英，アルミナ，マイラー，カプトン等がよく、これらの
材料によりセラミック製管として構成し導電性塗料を２
条螺旋状に塗布すればよい。
しては絶縁破壊に対する強度からチタン酸バリウム，石
英，アルミナ，マイラー，カプトン等がよく、これらの
材料によりセラミック製管として構成し導電性塗料を２
条螺旋状に塗布すればよい。
【００１１】また、上記レーザー管３の厚みについて
は、その厚みをＤ，放電維持電圧をＶ，誘電率をε，高
周波電源の周波数をω，電流密度をＩとすると、レーザ
ー管３の２つの誘電体層を通しての電圧降下はＩ・（２
Ｄ）／εωとなるので、安定な放電の為にはこの値がレ
ーザープラズマの放電維持電圧Ｖに等しければ良いの
で、 Ｄ＝Ｖεω／（２Ｉ） として与えられる。
は、その厚みをＤ，放電維持電圧をＶ，誘電率をε，高
周波電源の周波数をω，電流密度をＩとすると、レーザ
ー管３の２つの誘電体層を通しての電圧降下はＩ・（２
Ｄ）／εωとなるので、安定な放電の為にはこの値がレ
ーザープラズマの放電維持電圧Ｖに等しければ良いの
で、 Ｄ＝Ｖεω／（２Ｉ） として与えられる。
【００１２】なお、上記実施例では導電体１，２を導電
性塗料を塗布して得たが、銅や金をメタル溶射によって
導電体１，２を形成してもよい。
性塗料を塗布して得たが、銅や金をメタル溶射によって
導電体１，２を形成してもよい。
【００１３】また、上記導電体１，２は薄い膜状のもの
でよく、かつ螺旋状であるから、該導電体１，２とレー
ザー管３の誘導体とは熱膨張に差があっても導電体１，
２と誘電体は剥離することはないので、誘電体は電気定
特性から最適のものを選択できる。また、誘電体の厚み
Ｄも上記したように、誘電率εの高いもの及び高周波電
源の周波数を上げれば厚くとれるので、該誘電体をセラ
ミックで構成したとき製造状ピンホール等が生ぜず、安
定放電を得ることができる。
でよく、かつ螺旋状であるから、該導電体１，２とレー
ザー管３の誘導体とは熱膨張に差があっても導電体１，
２と誘電体は剥離することはないので、誘電体は電気定
特性から最適のものを選択できる。また、誘電体の厚み
Ｄも上記したように、誘電率εの高いもの及び高周波電
源の周波数を上げれば厚くとれるので、該誘電体をセラ
ミックで構成したとき製造状ピンホール等が生ぜず、安
定放電を得ることができる。
【００１４】
【考案の効果】以上述べたように、本考案は、誘電体で
構成されたレーザー管の外周面に２つの螺旋状の導電体
を接着し、該２つの螺旋状の導電体に高周波電源より高
周波電圧を印加し、両導電体間のレーザー管内に放電を
生じさせるようにしたから、レーザー管内を流れるＣＯ
2 ガス流が円対称であることと、放電が螺旋状導電体に
よって管軸の回りに回転して生じることから放電も円対
称となり、同軸型レーザーに特有なＴＥＭ00モードを高
周波励起の長所、即ち、ＣＯ2 ガスとの化学反応がない
こと、エネルギー効率がよいこと、電源の固体化ができ
ること等の長所を残したまま得ることができ、切断加工
用ＣＯ2 レーザーの小型，効率化が図れる。
構成されたレーザー管の外周面に２つの螺旋状の導電体
を接着し、該２つの螺旋状の導電体に高周波電源より高
周波電圧を印加し、両導電体間のレーザー管内に放電を
生じさせるようにしたから、レーザー管内を流れるＣＯ
2 ガス流が円対称であることと、放電が螺旋状導電体に
よって管軸の回りに回転して生じることから放電も円対
称となり、同軸型レーザーに特有なＴＥＭ00モードを高
周波励起の長所、即ち、ＣＯ2 ガスとの化学反応がない
こと、エネルギー効率がよいこと、電源の固体化ができ
ること等の長所を残したまま得ることができ、切断加工
用ＣＯ2 レーザーの小型，効率化が図れる。
【００１５】また、本考案は、誘電体で構成されるレー
ザー管に薄い導電体を接着し螺旋状にしたから、誘電体
と導電体の熱特性が一致しなくても剥離は生ぜず、誘電
体は十分に電気特性を有するものから自由に選択するこ
とができる。
ザー管に薄い導電体を接着し螺旋状にしたから、誘電体
と導電体の熱特性が一致しなくても剥離は生ぜず、誘電
体は十分に電気特性を有するものから自由に選択するこ
とができる。
【００１６】さらに、該レーザー管を使用するときの放
電維持電圧Ｖ，高周波電源の周波数ω，電流密度Ｉ及び
誘電体の誘電率εに応じて、レーザー管の厚みを約Ｖε
ω／（２Ｉ）としたので、安定な放電を得ることができ
る。そして、高周波電源の周波数ωや誘電率εの大きい
誘電体を使用すれば、レーザー管の厚みを大きくするこ
とができ、誘電体をセラミックで構成しても製造上ピン
ホールが生じないように充分な厚みにすることができ、
レーザー管の設計、製造が容易にできるものである。
電維持電圧Ｖ，高周波電源の周波数ω，電流密度Ｉ及び
誘電体の誘電率εに応じて、レーザー管の厚みを約Ｖε
ω／（２Ｉ）としたので、安定な放電を得ることができ
る。そして、高周波電源の周波数ωや誘電率εの大きい
誘電体を使用すれば、レーザー管の厚みを大きくするこ
とができ、誘電体をセラミックで構成しても製造上ピン
ホールが生じないように充分な厚みにすることができ、
レーザー管の設計、製造が容易にできるものである。
【図１】本考案の一実施例の要部説明図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
１，２ 導電体 ３ レーザー管 ４ 高周波電源 ５ 全反射鏡 ６ 出力結合鏡
Claims (2)
- 【請求項１】 管内を軸線方向にＣＯ2 レーザーガスが
流れる誘電体で構成された円形断面のレーザー管と、該
レーザー管の外周面に接着された同一ピッチの２つの螺
旋状導電体と、該２つの螺旋状導電体間に高周波の電圧
を印加する高周波電源とを有し、レーザー管の誘電体の
誘電率をε，放電維持電圧をＶ，高周波電源の周波数を
ω，電流密度をＩとしたとき、該レーザー管の厚みを約
Ｖεω／（２Ｉ）としたことを特徴とする高周波励起同
軸型ＣＯ2 レーザー。 - 【請求項２】 上記導電体は導電性塗料が上記レーザー
管の外周面に塗布されることによって形成されている請
求項１記載の高周波励起同軸型ＣＯ2 レーザー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2456591U JPH079408Y2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 高周波励起同軸型ｃｏ２ レーザー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2456591U JPH079408Y2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 高周波励起同軸型ｃｏ２ レーザー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0497372U JPH0497372U (ja) | 1992-08-24 |
| JPH079408Y2 true JPH079408Y2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=31759643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2456591U Expired - Lifetime JPH079408Y2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 高周波励起同軸型ｃｏ２ レーザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079408Y2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP2456591U patent/JPH079408Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0497372U (ja) | 1992-08-24 |
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