JPH1056221A - ガスレーザ発振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期停止後の運転開始直後より安定したレー
ザ出力を確保するレーザ発振装置を得ることを目的とす
る。 【解決手段】 放電開始直後から少なくともタイマ時間
設定以上の間、レーザガス供給排出量を通常運転時の設
定比率以上とするガス供給排出制御装置１００を備え、
安定したレーザ出力を得ることができるガスレーザ発振
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス放電励起による
ガスレーザ発振装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のガスレーザ発振装置を図６に沿っ
て説明する。誘電体よりなるレーザ放電管１内にはレー
ザガス２が充填あるいは循環している。レーザ放電管１
周辺に設けられた電極３，４に接続された高電圧電源装
置５は、レーザ放電管１内に放電６を発生させる。放電
６によりレーザガス２は励起され、全反射鏡７および部
分透過型反射鏡８間にレーザビームが発生し、その一部
が部分透過型反射鏡８を通って外にレーザビーム９とし
て出力される。

【０００３】このレーザ放電管１の周辺には、ガス供給
排出制御装置１０に接続されたレーザガス排出口１１お
よびレーザガス供給口１２が設けられており、放電６に
より劣化したレーザガスの一部はレーザガス排出口１１
より常時排出され、かつ排出されたレーザガスと等量の
新しいレーザガスがレーザガス供給口１２より常時供給
されるように制御されている。

【０００４】しかるに、ガスレーザ発振装置は、安定し
た放電を行い、安定したレーザ出力を得るためには、外
部の大気中からレーザガス中に不純物が混入することを
極力防ぐ必要がある。したがって、通常ガスレーザ発振
装置は、外部の大気とは隔離された密封構造となってい
る。

【０００５】しかし、構造上完全な密封構造とすること
は不可能であり、部品同士の接合部分などのごく僅かな
隙間から、水分子などの微少な不純物粒子が大気中より
ガス系内に侵入することは避けられない。もっとも通常
運転中は、前記ガス供給排出制御装置１０により、常に
一定量のレーザガスの入替えが行われ、ガス系内に侵入
した僅かな不純物粒子も、ガス系外へ排出されるため、
全く問題にならないレベルである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところでガスレーザ発
振装置が長期に渡って停止した場合、ガス循環系路内に
侵入した不純物粒子、特に水分子は、ガス循環系路内の
内壁に吸着し、蓄積される。その吸着蓄積された水分子
は、長期停止後に再び運転および放電を開始した際に、
放電の熱により一気にガス循環系路内に放出される。

【０００７】このことにより放電開始直後には、レーザ
ガス中に大量の水分子が混入することになり、放電が不
安定となり、レーザ出力の低下を招くことになる。

【０００８】図７はガスレーザ発振装置を長期に渡って
停止した場合の運転開始直後のレーザ出力を表したもの
で、運転開始後レーザ出力が安定するまで１５〜２０分
の時間が必要であることがわかる。よってガスレーザ発
振装置を長期停止後に使用する場合は１５〜２０分間の
ウォーミングアップが必要となり、その間は使用できな
いという問題点があった。

【０００９】また上記問題点に対して、ガス供給排出制
御装置１０によって制御されるレーザガスの供給排出量
を、増大させるということも考えられるが、レーザガス
の供給排出量を常時、従来のものよりも多く確保しよう
とすることは、レーザガスの消費量を増大させ、ランニ
ングコストが大幅に増えてしまうため、メリットは少な
い。

【００１０】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、長期停止後でも、運転開始直後よ
り安定したレーザ出力を確保できるガスレーザ発振装置
を提供することを目的とする。

【００１１】

【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は、レーザガスを満し
たレーザ放電管と、前記レーザガスに放電エネルギを供
給する高電圧電源装置と、レーザ放電管内のレーザガス
を排出するレーザガス排出口と、レーザ放電管内に新し
いレーザガスを供給するレーザガス供給口とを備えたガ
スレーザ発振装置であって、高電圧電源装置よりの放電
開始信号を受けカウントするタイマと、放電開始直後か
ら少なくともタイマ設定時間以上の間、レーザガス供給
排出量を通常運転時の設定比率以上にするガス供給排出
制御装置を備えたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】上記構成により、本発明のガスレ
ーザ発振装置は、ガス循環系路内の内壁に吸着蓄積され
た水分子は、長期停止後に再び運転および放電を開始し
た際に、放電の熱により一気にガス循環系路内に放出さ
れる。すなわち、放電開始直後から５分間以上、レーザ
ガスの供給排出量を通常運転時の５倍以上に増加させる
ことにより、ガス循環系路内に排出された水分子をガス
系外へ短時間で排除できるものである。

【００１３】またこの時、レーザガス中に大量の水分子
が混入するわけであるから、本来ならばレーザ出力は低
下するところであるが、一時的にレーザガスの供給排出
量が増えているため、水分子の混入にもかかわらず、安
定したレーザ出力を得ることができる。

【００１４】さらに、短期間で水分子をガス循環系路外
へ排出できるため一時的に増加させたレーザガスの供給
排出量をすぐに通常運転状態のレベルに戻すことが可能
であり、レーザガス消費量の増加をごく僅かに抑えるこ
とができるものである。 以下、本発明の実施の形態を
図１ないし図５に沿って説明する。

【００１５】図１において、従来のガスレーザ発振装置
との違いは、電源装置５０とガス供給排出制御装置１０
０とは信号線１４により接続され、高電圧電源装置５０
により直流高電圧が印可されると、放電開始を知らせる
信号がガス供給排出装置１００へと出力されるようにな
っていることである。またガス供給排出制御装置１００
にはタイマ１３が設けられており、このタイマ１３は、
高電圧電源装置５０よりの放電開始信号を受け、カウン
トを始め、やがてカウントが設定時間に達すると、タイ
マ１３よりガス供給排出制御装置１００へ信号が出力さ
れるようになっている。

【００１６】つぎにガス供給排出制御装置１００の動作
手順を図２のフローチャートを参照しながら説明する。

【００１７】運転開始後、ガス供給排出制御装置１００
は、通常運転レベルのレーザガスの供給排出を行う（ス
テップＳ１）。電源装置５０よりの放電開始信号がＯＦ
Ｆの間（ステップＳ２でＮＯ）はフローチャートはこの
ループを繰り返す。

【００１８】ここで電源装置５０より放電開始信号が入
力されると（ステップＳ２でＹＥＳ）、ガス供給排出制
御装置１００は、通常運転時の５倍にレーザガスの供給
排出量を増加させる（ステップＳ３）。

【００１９】つぎにタイマ１３は、電源装置５０よりの
放電開始信号を受け、リセットされた後（ステップＳ
４）カウントを始める（ステップＳ５）。タイマ１３の
カウントが設定時間５分間に達した時点（ステップＳ６
でＹＥＳ）で、ガス供給排出制御装置１００は、レーザ
ガスの供給排出量を通常運転レベルに戻す（ステップＳ
７）。

【００２０】以上の動作により、放電開始直後の５分間
のみ、レーザガスの供給量を通常運転時の５倍に増加さ
せることができる。

【００２１】ここでポイントとなる点は、できるだけレ
ーザガスの消費量を抑えて、最大限の効果をあげること
である。この点について、レーザガスの供給排出量の増
加割合と、タイマの設定時間の、最適値について説明す
る。図３はレーザガス供給排出量と、長期停止後の運転
開始直後のレーザ出力との関係を示す特性図である。

【００２２】図３より、運転開始直後より安定したレー
ザ出力を得るためには、少なくとも通常運転時の５倍以
上のレーザガスの供給排出を行う必要があることがわか
る。

【００２３】また、図４は長期停止後の運転について、
タイマ設定時間（分）と、タイマが設定時間に達した直
後、すなわちレーザガス供給排出量が通常運転レベルに
戻った直後のレーザ出力との関係を示す特性図である。
この特性図よりタイマ設定時間は、５分以上必要である
ことがわかる。

【００２４】よって、本実施の形態から放電開始直後か
ら少なくとも５分以上の間、レーザガスの供給排出量を
通常運転時の５倍以上とすることで、安定したレーザ出
力を確保できるものである。

【００２５】図５は本発明の実施の形態の効果を示した
もので、長期停止後の運転開始直後のレーザ出力および
レーザガス供給排出量を表したものである。これによ
り、本実施の形態では、運転開始直後より安定したレー
ザが得られていることが分かる。また、レーザガス供給
排出量は最初の５分間のみ通常運転時の５倍の量であ
り、５分経過後は通常運転時のレベルに戻るため、レー
ザガスの消費量の増大、すなわちランニングコストの増
加も最小限に抑えることができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、高電圧電源装置よりの
放電開始信号を受けカウントするタイマと、運転開始直
後から少なくともタイマ設定時間以上の間、レーザガス
の供給排出量を通常運転時の設定倍以上にするガス供給
排出制御装置を備えたもので、長期停止後の運転開始直
後より安定したレーザビーム出力を確保できるガスレー
ザ発振装置を得られる優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるガスレーザ発振装
置の概略ブロック図

【図２】同実施の形態におけるガス供給排出装置の操作
手順を示すフローチャート

【図３】レーザガス供給排出量と、長期停止後の運転開
始直後のレーザ出力との関係を表わした特性図

【図４】タイマ設定時間と、レーザガス供給排出量が通
常運転レベルに戻った直後のレーザ出力との関係を示す
特性図

【図５】同実施の形態における長期停止後の運転開始直
後のレーザ出力およびレーザガス供給排出量を表した特
性図

【図６】従来のガスレーザ発振装置の概略ブロック図

【図７】同従来例における、長期停止後の運転開始直後
のレーザ出力を表した特性図

【符号の説明】

１３ タイマ １４ 信号線 ５０ 高電圧電源装置 １００ ガス供給排出制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザガスを満したレーザ放電管と、前
   記レーザガスに放電エネルギを供給する高電圧電源装置
   と、レーザ放電管内のレーザガスを排出するレーザガス
   排出口と、レーザ放電管内に新しいレーザガスを供給す
   るレーザガス供給口とを備えたガスレーザ発振装置であ
   って、高電圧電源装置よりの放電開始信号を受けカウン
   トするタイマと、放電開始直後から少なくともタイマ設
   定時間以上の間、レーザガス供給排出量を通常運転時の
   設定比率以上にするガス供給排出制御装置を備えたガス
   レーザ発振装置。