JPH08293637A - レーザ装置 - Google Patents
レーザ装置Info
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- JPH08293637A JPH08293637A JP9918695A JP9918695A JPH08293637A JP H08293637 A JPH08293637 A JP H08293637A JP 9918695 A JP9918695 A JP 9918695A JP 9918695 A JP9918695 A JP 9918695A JP H08293637 A JPH08293637 A JP H08293637A
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- laser
- discharge electrodes
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- gas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 放電電極に改良を施すことにより、光損失及
び発熱を低減し、なおかつ発熱した場合であっても発熱
による種々の弊害を低減しうるレーザ装置を提供する。 【構成】 放電電極４ａ、４ｂにはレール状の溝が形成
され、セラミックス製の絶縁体９がスライド可能にはめ
込まれている。更に、相対向する放電電極４ａ、４ｂ表
面は電気抵抗率が３×１０-8（Ω・ｍ）以下の材質で成
形され、その表面粗さが発生されるレーザ光の波長の１
／２以下で成形されている。
び発熱を低減し、なおかつ発熱した場合であっても発熱
による種々の弊害を低減しうるレーザ装置を提供する。 【構成】 放電電極４ａ、４ｂにはレール状の溝が形成
され、セラミックス製の絶縁体９がスライド可能にはめ
込まれている。更に、相対向する放電電極４ａ、４ｂ表
面は電気抵抗率が３×１０-8（Ω・ｍ）以下の材質で成
形され、その表面粗さが発生されるレーザ光の波長の１
／２以下で成形されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、放電電極間に高周波放
電電界を印加してレーザ光を発振するレーザ装置に関す
る。
電電界を印加してレーザ光を発振するレーザ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のレーザ装置の一つとして、冷却手
段に空冷方式を採用した装置例の概略構成を図２を参照
して説明する。外部風洞１は、上面中央部に形成された
欠状部にセラミックス等からなる第一の誘電体３ａを機
密に取り付けて密閉を保持し、その内部には、鉄等から
なる内部風洞２が設置されている。この内部風洞２もそ
の上面に第二の誘電体３ｂが気密に取り付けられ、外部
風洞１と内部風洞２との間にはＣＯ2 等からなるレーザ
ガスが約６０torrで高圧封入されている。第一の誘電体
３ａには高圧側放電電極４ａが取り付けられ、一方第二
の誘電体３ｂには低圧側放電電極４ｂが取り付けられて
おり、一組の放電電極対を形成している。高圧側放電電
極４ａは高周波電源５の一方の端子に接続され、低圧側
放電電極４ｂは接地電線を介して高周波電源５の他方の
端子に接続されている。この高周波電源５により放電電
極間に放電電界を印加してレーザガスを励起することに
よりレーザ光６を発振する。レーザ光６の発振によりレ
ーザガスは発熱し劣化するが、かかるレーザガスは内部
風洞２の下方に設置された送風機７によって風洞内をＡ
方向に強制循環され、熱交換器８によって冷却及びガス
交換されている。
段に空冷方式を採用した装置例の概略構成を図２を参照
して説明する。外部風洞１は、上面中央部に形成された
欠状部にセラミックス等からなる第一の誘電体３ａを機
密に取り付けて密閉を保持し、その内部には、鉄等から
なる内部風洞２が設置されている。この内部風洞２もそ
の上面に第二の誘電体３ｂが気密に取り付けられ、外部
風洞１と内部風洞２との間にはＣＯ2 等からなるレーザ
ガスが約６０torrで高圧封入されている。第一の誘電体
３ａには高圧側放電電極４ａが取り付けられ、一方第二
の誘電体３ｂには低圧側放電電極４ｂが取り付けられて
おり、一組の放電電極対を形成している。高圧側放電電
極４ａは高周波電源５の一方の端子に接続され、低圧側
放電電極４ｂは接地電線を介して高周波電源５の他方の
端子に接続されている。この高周波電源５により放電電
極間に放電電界を印加してレーザガスを励起することに
よりレーザ光６を発振する。レーザ光６の発振によりレ
ーザガスは発熱し劣化するが、かかるレーザガスは内部
風洞２の下方に設置された送風機７によって風洞内をＡ
方向に強制循環され、熱交換器８によって冷却及びガス
交換されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、対向配置さ
れた放電電極間の距離すなわち放電ギャップ長は、発振
するレーザ光６の光損失、質等に影響を与えるが、具体
的には以下の諸問題があった。
れた放電電極間の距離すなわち放電ギャップ長は、発振
するレーザ光６の光損失、質等に影響を与えるが、具体
的には以下の諸問題があった。
【０００４】放電ギャップ長が５ミリメートル以下の場
合は、放電電極表面が光学的導波路として作用してしま
うため放電電極表面での光損失が大きく、しかも、放電
ギャップを０．１ミリメートル以下の精度で維持しない
と放電インピーダンスが局所的に異なってしまい放電が
集中する部分が生じた。
合は、放電電極表面が光学的導波路として作用してしま
うため放電電極表面での光損失が大きく、しかも、放電
ギャップを０．１ミリメートル以下の精度で維持しない
と放電インピーダンスが局所的に異なってしまい放電が
集中する部分が生じた。
【０００５】また、一般的な問題点として、対向する放
電電極同士を支持するための絶縁体は放電電極とは熱膨
張係数が異なるため急激な温度変化によって破壊する可
能性があった。しかも係る絶縁体は放電によって生ずる
熱によって変質しレーザガスの劣化を早める原因にもな
った。更に、放電電極表面の金属部分の電気抵抗によっ
て高周波加熱を生じ、係る発熱によって電力損が生じ、
またこれにより周囲の部材を熱膨張させる原因にもなっ
た。
電電極同士を支持するための絶縁体は放電電極とは熱膨
張係数が異なるため急激な温度変化によって破壊する可
能性があった。しかも係る絶縁体は放電によって生ずる
熱によって変質しレーザガスの劣化を早める原因にもな
った。更に、放電電極表面の金属部分の電気抵抗によっ
て高周波加熱を生じ、係る発熱によって電力損が生じ、
またこれにより周囲の部材を熱膨張させる原因にもなっ
た。
【０００６】そこで本発明においては、放電電極に改良
を施すことにより、光損失及び発熱を低減し、なおかつ
発熱した場合であっても予め発熱による種々の弊害を低
減しうるレーザ装置を提供することを目的とする。
を施すことにより、光損失及び発熱を低減し、なおかつ
発熱した場合であっても予め発熱による種々の弊害を低
減しうるレーザ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、請求項１記載の発明として、相対向し
て配置されかつ絶縁体により一定の間隔を形成して配置
された２枚の放電電極と、前記放電電極間に充填された
レーザガスと、を備え、前記放電電極間を高周波放電さ
せることにより前記レーザガスを励起してレーザ光を発
生させるレーザ装置において、前記放電電極の相対向す
る電極表面の表面粗さが、発生されるレーザ光の波長の
１／２以下で成形されていることを特徴とするレーザ装
置を提供する。
達成するために、請求項１記載の発明として、相対向し
て配置されかつ絶縁体により一定の間隔を形成して配置
された２枚の放電電極と、前記放電電極間に充填された
レーザガスと、を備え、前記放電電極間を高周波放電さ
せることにより前記レーザガスを励起してレーザ光を発
生させるレーザ装置において、前記放電電極の相対向す
る電極表面の表面粗さが、発生されるレーザ光の波長の
１／２以下で成形されていることを特徴とするレーザ装
置を提供する。
【０００８】また、請求項２記載の発明として、相対向
して配置されかつ絶縁体により一定の間隔を形成して配
置された２枚の放電電極と、前記放電電極間に充填され
たレーザガスと、を備え、前記放電電極間を高周波放電
させることにより前記レーザガスを励起してレーザ光を
発生させるレーザ装置において、前記放電電極にはレー
ル状の溝が形成され、前記絶縁体がスライド可能にはめ
込まれていることを特徴とするレーザ装置を提供する。
して配置されかつ絶縁体により一定の間隔を形成して配
置された２枚の放電電極と、前記放電電極間に充填され
たレーザガスと、を備え、前記放電電極間を高周波放電
させることにより前記レーザガスを励起してレーザ光を
発生させるレーザ装置において、前記放電電極にはレー
ル状の溝が形成され、前記絶縁体がスライド可能にはめ
込まれていることを特徴とするレーザ装置を提供する。
【０００９】更に、請求項３記載の発明として、相対向
して配置されかつ絶縁体により一定の間隔を形成して配
置された２枚の放電電極と、前記放電電極間に充填され
たレーザガスと、を備え、前記放電電極間を高周波放電
させることにより前記レーザガスを励起してレーザ光を
発生させるレーザ装置において、前記放電電極の相対向
する電極表面は電気抵抗率が３×１０-8（Ω・ｍ）以下
の材質で成形されていることを特徴とするレーザ装置を
提供する。
して配置されかつ絶縁体により一定の間隔を形成して配
置された２枚の放電電極と、前記放電電極間に充填され
たレーザガスと、を備え、前記放電電極間を高周波放電
させることにより前記レーザガスを励起してレーザ光を
発生させるレーザ装置において、前記放電電極の相対向
する電極表面は電気抵抗率が３×１０-8（Ω・ｍ）以下
の材質で成形されていることを特徴とするレーザ装置を
提供する。
【００１０】また、請求項４記載の発明として、相対向
して配置されかつ絶縁体により一定の間隔を形成して配
置された２枚の放電電極と、前記放電電極間に充填され
たレーザガスと、を備え、前記放電電極間を高周波放電
させることにより前記レーザガスを励起してレーザ光を
発生させるレーザ装置において、前記絶縁体は、放電下
において容易に変質しないセラミックスで成形されてい
ることを特徴とするレーザ装置を提供する。
して配置されかつ絶縁体により一定の間隔を形成して配
置された２枚の放電電極と、前記放電電極間に充填され
たレーザガスと、を備え、前記放電電極間を高周波放電
させることにより前記レーザガスを励起してレーザ光を
発生させるレーザ装置において、前記絶縁体は、放電下
において容易に変質しないセラミックスで成形されてい
ることを特徴とするレーザ装置を提供する。
【００１１】
【作用】このように構成されたレーザ装置においては、
光学的導波路でもある放電電極表面の表面粗さがレーザ
波長の１／２以下であるためレーザ光の光損失を低減す
ることができる。
光学的導波路でもある放電電極表面の表面粗さがレーザ
波長の１／２以下であるためレーザ光の光損失を低減す
ることができる。
【００１２】また、熱膨張係数の異なる放電電極及び絶
縁体が相互にスライド可能なため、これらが熱膨張して
も熱歪を低減できるため絶縁体の熱破壊を防止すること
が可能となる。
縁体が相互にスライド可能なため、これらが熱膨張して
も熱歪を低減できるため絶縁体の熱破壊を防止すること
が可能となる。
【００１３】また、絶縁体をレール状にはめ込むこと
で、たとえ放電ギャップが放電電極の自重によって変化
した場合であっても、両電極間隔を０．１ミリメートル
以下の精度で支持することが可能となる。
で、たとえ放電ギャップが放電電極の自重によって変化
した場合であっても、両電極間隔を０．１ミリメートル
以下の精度で支持することが可能となる。
【００１４】また、相対向する両放電電極表面は、金、
銀等の低抵抗材質で成形されているため、電極表面に加
わる高周波加熱によるジュール熱損を低減することが可
能となる。
銀等の低抵抗材質で成形されているため、電極表面に加
わる高周波加熱によるジュール熱損を低減することが可
能となる。
【００１５】また、絶縁体が放電によって容易に変質し
ない石英ガラス等のセラミックスで成形されているた
め、絶縁体の変質によって引き起こされるレーザガスの
汚染及び劣化を低減することが可能となる。
ない石英ガラス等のセラミックスで成形されているた
め、絶縁体の変質によって引き起こされるレーザガスの
汚染及び劣化を低減することが可能となる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例をレーザ装置の放電電
極部分の一例を示す図１を参照して説明する。高圧側放
電電極４ａと低圧側放電電極４ｂとが対向配置されてお
り、電極間には炭酸ガスあるいは一酸化炭素ガス等をそ
れぞれ主成分とするレーザガスが充填されている。相対
向する電極表面の表面粗さは発振させるレーザ光のレー
ザ波長の１／２以下である。具体的な数値として、炭酸
ガスレーザ装置の場合には、５．３×１０-6（ｍ）以下
の表面粗さであることを要し、一酸化炭素ガスレーザ装
置の場合には、２．８×１０-6（ｍ）以下の表面粗さで
あることを要する。両放電電極にはそれぞれ高周波交流
電源５が接続され、電極間に交流電界を印加することに
よりレーザガスを励起してレーザ光を発生させる。かか
るレーザ光は共振器ミラー13によって複数回反射するこ
とによって方向性（ビーム性）を与えられた後に出射さ
れる。
極部分の一例を示す図１を参照して説明する。高圧側放
電電極４ａと低圧側放電電極４ｂとが対向配置されてお
り、電極間には炭酸ガスあるいは一酸化炭素ガス等をそ
れぞれ主成分とするレーザガスが充填されている。相対
向する電極表面の表面粗さは発振させるレーザ光のレー
ザ波長の１／２以下である。具体的な数値として、炭酸
ガスレーザ装置の場合には、５．３×１０-6（ｍ）以下
の表面粗さであることを要し、一酸化炭素ガスレーザ装
置の場合には、２．８×１０-6（ｍ）以下の表面粗さで
あることを要する。両放電電極にはそれぞれ高周波交流
電源５が接続され、電極間に交流電界を印加することに
よりレーザガスを励起してレーザ光を発生させる。かか
るレーザ光は共振器ミラー13によって複数回反射するこ
とによって方向性（ビーム性）を与えられた後に出射さ
れる。
【００１７】かかる構成を有するレーザ装置において
は、光学的導波路でもある放電電極表面の表面粗さが発
振されるレーザ波長の１／２以下であるためレーザ光が
電極表面に吸収されにくくなり、光損失を低減させるこ
とができる。
は、光学的導波路でもある放電電極表面の表面粗さが発
振されるレーザ波長の１／２以下であるためレーザ光が
電極表面に吸収されにくくなり、光損失を低減させるこ
とができる。
【００１８】更に本実施例においては、両放電電極にそ
れぞれレール状の溝を形成しかかる溝には絶縁体９がス
ライド可能にはめ込まれており、両放電電極を所定の間
隔を形成しつつ支持している。
れぞれレール状の溝を形成しかかる溝には絶縁体９がス
ライド可能にはめ込まれており、両放電電極を所定の間
隔を形成しつつ支持している。
【００１９】かかる構成を有するレーザ装置において
は、熱膨張係数の異なる放電電極４ａ、４ｂと絶縁体９
とがそれぞれ熱膨張してもこれらは相互にスライド可能
であることにより熱歪を低減できるため、絶縁体９の熱
破壊を防止することが可能となる。更に、本実施例のよ
うに絶縁体９をはめ込むことで、たとえ放電ギャップが
放電電極の自重によって変化した場合であっても、両電
極間隔を０．１ミリメートル以下の精度で支持すること
が可能となる。
は、熱膨張係数の異なる放電電極４ａ、４ｂと絶縁体９
とがそれぞれ熱膨張してもこれらは相互にスライド可能
であることにより熱歪を低減できるため、絶縁体９の熱
破壊を防止することが可能となる。更に、本実施例のよ
うに絶縁体９をはめ込むことで、たとえ放電ギャップが
放電電極の自重によって変化した場合であっても、両電
極間隔を０．１ミリメートル以下の精度で支持すること
が可能となる。
【００２０】更に本実施例において、相対向する両放電
電極表面は、電気抵抗率が３×１０-8（Ω・ｍ）以下の
材質で成形されている。かかる低抵抗材質で電極表面が
成形されていることで、電極表面に加わる高周波加熱に
よるジュール熱損を低減することが可能となる。具体的
には、金、銀、銅、アルミニウム、プラチナもしくはこ
れらの合金で電極が成形されているか、又はこれらを電
極表面にメッキもしくは塗布したもの等で形成されてい
る。
電極表面は、電気抵抗率が３×１０-8（Ω・ｍ）以下の
材質で成形されている。かかる低抵抗材質で電極表面が
成形されていることで、電極表面に加わる高周波加熱に
よるジュール熱損を低減することが可能となる。具体的
には、金、銀、銅、アルミニウム、プラチナもしくはこ
れらの合金で電極が成形されているか、又はこれらを電
極表面にメッキもしくは塗布したもの等で形成されてい
る。
【００２１】更に本実施例において、絶縁体９は放電に
よって容易に変質しないセラミックスで成形されてい
る。具体的には、石英ガラス、アルミナ、窒化珪素、窒
化アルミ等をそれぞれ主成分とするセラミックスが該当
する。かかる構成を有する絶縁体９においては、放電下
における絶縁体９の変質によって引き起こされる、レー
ザガスの汚染を低減することが可能となる。また、本発
明は炭酸ガスレーザ装置及び一酸化炭素ガスレーザ装置
だけでなく、エキシマレーザ装置等にも適用可能であ
る。
よって容易に変質しないセラミックスで成形されてい
る。具体的には、石英ガラス、アルミナ、窒化珪素、窒
化アルミ等をそれぞれ主成分とするセラミックスが該当
する。かかる構成を有する絶縁体９においては、放電下
における絶縁体９の変質によって引き起こされる、レー
ザガスの汚染を低減することが可能となる。また、本発
明は炭酸ガスレーザ装置及び一酸化炭素ガスレーザ装置
だけでなく、エキシマレーザ装置等にも適用可能であ
る。
【００２２】
【発明の効果】以上本発明によれば、放電電極間隔を縮
めた場合であっても光損失を低減し、また、発熱を低減
し、なおかつ発熱した場合であっても予め発熱による種
々の弊害を低減したことにより、レーザ装置の特性を飛
躍的に向上することが可能となる。
めた場合であっても光損失を低減し、また、発熱を低減
し、なおかつ発熱した場合であっても予め発熱による種
々の弊害を低減したことにより、レーザ装置の特性を飛
躍的に向上することが可能となる。
【図１】本発明のレーザ装置の放電電極部分の一例を示
す構造図。
す構造図。
【図２】従来のレーザ装置として冷却手段に空冷方式を
採用した装置例の全体の概略構成を示す断面図。
採用した装置例の全体の概略構成を示す断面図。
４ａ…高圧側放電電極、４ｂ…低圧側放電電極、５…高
周波電源、９…絶縁体
周波電源、９…絶縁体
Claims (4)
- 【請求項１】 相対向して配置されかつ絶縁体により一
定の間隔を形成して配置された２枚の放電電極と、前記
放電電極間に充填されたレーザガスと、を備え、前記放
電電極間を高周波放電させることにより前記レーザガス
を励起してレーザ光を発生させるレーザ装置において、 前記放電電極の相対向する電極表面の表面粗さが、発生
されるレーザ光の波長の１／２以下で成形されているこ
とを特徴とするレーザ装置。 - 【請求項２】 相対向して配置されかつ絶縁体により一
定の間隔を形成して配置された２枚の放電電極と、前記
放電電極間に充填されたレーザガスと、を備え、前記放
電電極間を高周波放電させることにより前記レーザガス
を励起してレーザ光を発生させるレーザ装置において、 前記放電電極にはレール状の溝が形成され、前記絶縁体
がスライド可能にはめ込まれていることを特徴とするレ
ーザ装置。 - 【請求項３】 相対向して配置されかつ絶縁体により一
定の間隔を形成して配置された２枚の放電電極と、前記
放電電極間に充填されたレーザガスと、を備え、前記放
電電極間を高周波放電させることにより前記レーザガス
を励起してレーザ光を発生させるレーザ装置において、 前記放電電極の相対向する電極表面は電気抵抗率が３×
１０-8（Ω・ｍ）以下の材質で成形されていることを特
徴とするレーザ装置。 - 【請求項４】 相対向して配置されかつ絶縁体により一
定の間隔を形成して配置された２枚の放電電極と、前記
放電電極間に充填されたレーザガスと、を備え、前記放
電電極間を高周波放電させることにより前記レーザガス
を励起してレーザ光を発生させるレーザ装置において、 前記絶縁体は、放電下において容易に変質しないセラミ
ックスで成形されていることを特徴とするレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9918695A JPH08293637A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9918695A JPH08293637A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08293637A true JPH08293637A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=14240624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9918695A Pending JPH08293637A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08293637A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012514868A (ja) * | 2009-01-07 | 2012-06-28 | コヒーレント・インク | 高出力ｃｏ２スラブレーザーミラーの粒子による損傷の防止 |
| JP2014209532A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-11-06 | ビアメカニクス株式会社 | ガスレーザ発振器及びそれを用いたレーザ加工装置 |
-
1995
- 1995-04-25 JP JP9918695A patent/JPH08293637A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012514868A (ja) * | 2009-01-07 | 2012-06-28 | コヒーレント・インク | 高出力ｃｏ２スラブレーザーミラーの粒子による損傷の防止 |
| JP2014209532A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-11-06 | ビアメカニクス株式会社 | ガスレーザ発振器及びそれを用いたレーザ加工装置 |
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