JPS6080285A - ガスレ−ザ装置 - Google Patents
ガスレ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS6080285A JPS6080285A JP58189110A JP18911083A JPS6080285A JP S6080285 A JPS6080285 A JP S6080285A JP 58189110 A JP58189110 A JP 58189110A JP 18911083 A JP18911083 A JP 18911083A JP S6080285 A JPS6080285 A JP S6080285A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- laser
- container
- mixing
- laser tube
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- 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
-
- 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
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/22—Gases
- H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、単独成分のガスを複数以上効率良く混合する
ことを必要とするガスレーザ装置に関するものである。
ことを必要とするガスレーザ装置に関するものである。
すなわち本発明のガスレーザ装置は、単にガスの混合比
が一定であるというだけでなく、一定の混合比を保持し
つつ、充分に混合してレーザ発振効率の向上を図ろうと
するものである。
が一定であるというだけでなく、一定の混合比を保持し
つつ、充分に混合してレーザ発振効率の向上を図ろうと
するものである。
従来例の構成とその問題点
第１図は、従来のガスレーザ装置の回路図である。ガス
レーザ装置は、一般的にＨｅ 、 Ｎ２ 、００２の３
種のガス１，２．３を用いる（場合によりＣＯまたは０
２を混合することもある）。このＨｅ ＋ Ｎ２ ＋０
０２は一般的に８０：１６：５種度の混合比で使用され
る。この時それぞれのガス１）２＋３の比重が異なる（
特にＨｅは軽＜、ＣＯ２は重い）ため、ガス流量弁４．
５． ６で混合比を制（財）してもガス・・の比重差
によりレーザ管７へ充分混合された状態で、かつ設定し
た混合比のまま供給されず充分なレーザ出力が得られな
かった。そのため従来は各々単独のＨｅガス１．Ｎ２ガ
ス２１Ｃ０２ガス３などをガス流量弁４，５．６を経由
してガスミキサー８に供給し、充分に混合してからレー
ザ管７へ供給。
レーザ装置は、一般的にＨｅ 、 Ｎ２ 、００２の３
種のガス１，２．３を用いる（場合によりＣＯまたは０
２を混合することもある）。このＨｅ ＋ Ｎ２ ＋０
０２は一般的に８０：１６：５種度の混合比で使用され
る。この時それぞれのガス１）２＋３の比重が異なる（
特にＨｅは軽＜、ＣＯ２は重い）ため、ガス流量弁４．
５． ６で混合比を制（財）してもガス・・の比重差
によりレーザ管７へ充分混合された状態で、かつ設定し
た混合比のまま供給されず充分なレーザ出力が得られな
かった。そのため従来は各々単独のＨｅガス１．Ｎ２ガ
ス２１Ｃ０２ガス３などをガス流量弁４，５．６を経由
してガスミキサー８に供給し、充分に混合してからレー
ザ管７へ供給。
真空ポンプ９で機外１０へ排気していた。なお、１１は
レーザ管７を放電させるための直流電源。
レーザ管７を放電させるための直流電源。
１２はレーザ発振器である。従来はガス流量弁ユニット
１３．ガスミキサー８．レーザ発振器１２に分割されて
いる。
１３．ガスミキサー８．レーザ発振器１２に分割されて
いる。
また第２図に示すように、あらかじめＨｅ ＋ Ｎ２
＋００２などのガスを混合した充填形混合ガスボンベ１
４を用いて、ガス流量弁１６を経て、レーザ管１６へ供
給し、真空ポンプ１７でガス流速を上げて機外１８へ排
気した方式のガスレーザ装置もある。１９はレーザ管１
６を放電させるための直流電源、２０はレーザ発振器で
ある。そして第１図の従来例ではガスミキサー８の混合
方法がファンを使ったり、複雑なガス配管１反封板を用
いるため、ガスミキサー８が大形となり、レーザ発振器
とは別置する必要が生じたりして装置全体力；大形でか
つ高価なものとなっていた。
＋００２などのガスを混合した充填形混合ガスボンベ１
４を用いて、ガス流量弁１６を経て、レーザ管１６へ供
給し、真空ポンプ１７でガス流速を上げて機外１８へ排
気した方式のガスレーザ装置もある。１９はレーザ管１
６を放電させるための直流電源、２０はレーザ発振器で
ある。そして第１図の従来例ではガスミキサー８の混合
方法がファンを使ったり、複雑なガス配管１反封板を用
いるため、ガスミキサー８が大形となり、レーザ発振器
とは別置する必要が生じたりして装置全体力；大形でか
つ高価なものとなっていた。
また第２図の従来例では、第１図の従来例の欠点をほぼ
解消したものとなるが、わら力１じめガスを混合すると
、ガス価格が各々単独の場合よりも約３倍になり、ガス
消費量の大きい中出力形レーザ（Ｃ０２レーザの場合、
レーザ連続出力２５０Ｗ程度）以上ではランニングコス
トが高くなりすき゛て実用的でない欠点を有していた。
解消したものとなるが、わら力１じめガスを混合すると
、ガス価格が各々単独の場合よりも約３倍になり、ガス
消費量の大きい中出力形レーザ（Ｃ０２レーザの場合、
レーザ連続出力２５０Ｗ程度）以上ではランニングコス
トが高くなりすき゛て実用的でない欠点を有していた。
発明の目的
本発明は、前記従来の欠点を除去するもので。
各々単独の低価格のガスを用い、かつ充分なレーザ特性
（レーザ出力、安定性など）が得られる混合ガスを供給
することを目的としたものである。
（レーザ出力、安定性など）が得られる混合ガスを供給
することを目的としたものである。
発明の構成
この目的を達成するために、本発明は、単独成分のガス
を複数以上混合してレーザを発振させるガスレーザ装置
において、単独成分のガスの混合開始位置とレーザ管と
の間にガスの持つ運動エネルギーを利用してガス混合を
行うためのガス容器を少なくとも流入ガス流量の６秒分
以上の大きさで設けたものである。
を複数以上混合してレーザを発振させるガスレーザ装置
において、単独成分のガスの混合開始位置とレーザ管と
の間にガスの持つ運動エネルギーを利用してガス混合を
行うためのガス容器を少なくとも流入ガス流量の６秒分
以上の大きさで設けたものである。
実施例の説明
以下本発明の実施例について図面の第３図〜第９図に泪
って説明する。本実施例は単独のＨｅ ガス２１ ＋
Ｎ２ガス２２．ＣＯ２ガス２３などをそれぞれガス流量
弁２４＋ ２６１ ２６でガス流量を約８０：１５：５
に制（財）しつつ供給するが、このとき単独成分ガスの
混合開始位置２７とレーザ管２８との間に少なくとも流
入ガス流量の６秒分以上の大きさでガス混合容器を設け
たものである。ガス流量６秒分以上の大きさとは、Ｈｅ
＋Ｎ２＋Ｃ０２の流入ガス総流量が１１／分の場合（１
１／分−１０００Ｃｄ／分＝ １６．７ （１／秒・・
・・・・６秒分は１ｅ、７１／秒×５≠８４１）、８４
１以上となり、２１７分の場合は１６８４以上のガス混
合容器となる。
って説明する。本実施例は単独のＨｅ ガス２１ ＋
Ｎ２ガス２２．ＣＯ２ガス２３などをそれぞれガス流量
弁２４＋ ２６１ ２６でガス流量を約８０：１５：５
に制（財）しつつ供給するが、このとき単独成分ガスの
混合開始位置２７とレーザ管２８との間に少なくとも流
入ガス流量の６秒分以上の大きさでガス混合容器を設け
たものである。ガス流量６秒分以上の大きさとは、Ｈｅ
＋Ｎ２＋Ｃ０２の流入ガス総流量が１１／分の場合（１
１／分−１０００Ｃｄ／分＝ １６．７ （１／秒・・
・・・・６秒分は１ｅ、７１／秒×５≠８４１）、８４
１以上となり、２１７分の場合は１６８４以上のガス混
合容器となる。
ガス混合容器２９は混合比のみ側副されて、充分に混合
、攪拌されておらないガスを、ガスの持つ運動エネルギ
ーを利用して充分に混ぜ合わせた後にレーザ管２８へ供
給する効果を発生する。３０ ＋３１．３２ｆｄそれぞ
れのガス混合比が異なることによるガスの流れによる相
互干渉を低減するための予備室であるが、実験の結果で
は特に低流量（ｏ、ｃｓ ｌ１分以下）の場合以外は不
要であった。
、攪拌されておらないガスを、ガスの持つ運動エネルギ
ーを利用して充分に混ぜ合わせた後にレーザ管２８へ供
給する効果を発生する。３０ ＋３１．３２ｆｄそれぞ
れのガス混合比が異なることによるガスの流れによる相
互干渉を低減するための予備室であるが、実験の結果で
は特に低流量（ｏ、ｃｓ ｌ１分以下）の場合以外は不
要であった。
ガス混合容器２９の存在は第４図に示すように。
レーザ出力に重大な影響を与える。すなわち流入ガス総
流量が１１／分の場合では％６秒分以下のガス混合容器
では、その混合能力が充分でなく、６秒分以上の場合は
その効果が飽和状態となるので、過剰装置となる。なお
、３３は真空ポンプである。
流量が１１／分の場合では％６秒分以下のガス混合容器
では、その混合能力が充分でなく、６秒分以上の場合は
その効果が飽和状態となるので、過剰装置となる。なお
、３３は真空ポンプである。
次に本発明の具体的な実施例を説明する。第５図は本発
明の第１の具体構成例で、各々単独のガスは混合比を制
（財）された後、合流してガス人口３４からガス混合容
器３６に入り、容器の壁でガスの持つ運動エネルギーに
よって乱流状態となり、充分に混合されてガス出口３６
よりレーザ管へ供給される。
明の第１の具体構成例で、各々単独のガスは混合比を制
（財）された後、合流してガス人口３４からガス混合容
器３６に入り、容器の壁でガスの持つ運動エネルギーに
よって乱流状態となり、充分に混合されてガス出口３６
よりレーザ管へ供給される。
第６図は本発明の第２の具体構成例で、ガスは入口３４
から容器３６へ送り込まれ、ガス管入口３７よりガス管
３８を経てガス管出口３６へ出るが、第１の例と比較し
てガス管の存在分だけ混合がより充分に行われる効果が
ある。
から容器３６へ送り込まれ、ガス管入口３７よりガス管
３８を経てガス管出口３６へ出るが、第１の例と比較し
てガス管の存在分だけ混合がより充分に行われる効果が
ある。
第７図は本発明の第３の具体構成例で、ガスは入口３４
から容器３６へ送り込まれ、フィルタ３９とガス抜穴４
０を経て出口３６へ出る。この第３の例は、レーザ管へ
の粉塵類の異物浸入を防止でき、内部レーザ反射ミラー
類の寿命を延長させる効果があり、かつ市販されている
エアフィルターやオイルミストトラップ類をそのままガ
ス混合容器３６として安価に供給できる効果がある。こ
の時、４１はフィルタ支柱、４２は気密用Ｏリング、４
３は容器ボディ、４４Ｆｉ蓋、４６はボディ４３と蓋４
４を結合するためのネジを示す。
から容器３６へ送り込まれ、フィルタ３９とガス抜穴４
０を経て出口３６へ出る。この第３の例は、レーザ管へ
の粉塵類の異物浸入を防止でき、内部レーザ反射ミラー
類の寿命を延長させる効果があり、かつ市販されている
エアフィルターやオイルミストトラップ類をそのままガ
ス混合容器３６として安価に供給できる効果がある。こ
の時、４１はフィルタ支柱、４２は気密用Ｏリング、４
３は容器ボディ、４４Ｆｉ蓋、４６はボディ４３と蓋４
４を結合するためのネジを示す。
第８図は１本発明の第４の具体構成例で、第１の例の類
似形ではあるが、第１の例よりもガスが短絡的に出て行
かないのでより混合効果を高めることができる。しかし
、その効果は顕著でなく、ガス混合容器の内容量を大巾
に減少させ得る程ではない。すなわち第１〜第４の例に
示すように周辺構造は種々の方式が考えられるが、どの
例においても流入ガス総流量の６秒分以上のガス混合容
器を有する必要がある。そして第１〜第４の例ではほぼ
満足すべきレーザ出力が得られ相互の特性に大差はなか
った。
似形ではあるが、第１の例よりもガスが短絡的に出て行
かないのでより混合効果を高めることができる。しかし
、その効果は顕著でなく、ガス混合容器の内容量を大巾
に減少させ得る程ではない。すなわち第１〜第４の例に
示すように周辺構造は種々の方式が考えられるが、どの
例においても流入ガス総流量の６秒分以上のガス混合容
器を有する必要がある。そして第１〜第４の例ではほぼ
満足すべきレーザ出力が得られ相互の特性に大差はなか
った。
本発明でいうガス混合容器の形状としては、第１〜第４
の例に示すように、なるべく正立方体に類似した形状は
ど得られるレーザ出力は高く、がつ安定する。
の例に示すように、なるべく正立方体に類似した形状は
ど得られるレーザ出力は高く、がつ安定する。
すなわち単純に少なくとも流入ガス流量の５秒分以上の
容量を得るｋめに細長い円筒状の物、または配管用ホー
ス類を太くしてその代用する等の方法では充分な混合が
得られずレーザ出力は低くなる。
容量を得るｋめに細長い円筒状の物、または配管用ホー
ス類を太くしてその代用する等の方法では充分な混合が
得られずレーザ出力は低くなる。
レーザ発振器の定格出力によってガスの混合比。
ガス量がともに多少異なるが、流入ガス流量の６秒分以
上の大きさでガス混合容器を設けることにより、安定し
たレーザ出力が得られる。
上の大きさでガス混合容器を設けることにより、安定し
たレーザ出力が得られる。
発明の効果
以上のように本発明によれば、高価かつ大形のガスミキ
サーを用いることなく、複数以」二のガスを充分に混合
した状態で供給することが可能となり、ガスレーザ装置
の小形化、低価格化を図ることができる。
サーを用いることなく、複数以」二のガスを充分に混合
した状態で供給することが可能となり、ガスレーザ装置
の小形化、低価格化を図ることができる。
第１図、第２図は従来のガスレーザ装置の概略構成図、
第３図は本発明によるガスレーザ装置の概略構成図、第
４図はガス混合容器の容量とレーザ出力の対比実験特性
図、第６図〜第８図は本発明のガスレーザ装置に使用す
るガス混合容器の各別の正面断面図である。 ２１．２２１ ２３・・・・・・ガス、２４，２５）２
６・・・・・・ガス流量弁、２７・・・・・・混合開始
位置、２８・・・・・・レーザ管、２９．３６・旧・・
ガス混合容器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図 ８１′３３図 ′？９ 第４図 ε：３５図 第６図 第８図 手続補正書 昭和６９年 ２月７９日 ｌ事件の表示 昭和６８年特許願第１８９１１０号 ２発明の名称 ガスレーザ装置 ３補正をする者 事イ′１との関係 特 許 出 願 人任 所 大阪府
門真市大字門真１００６番地名 称 （５８２）松下電
器産業株式会社代表者 山 下 俊 彦 ４代理人 〒５７１ 住 所 大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器産
業株式会社内 ６補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 １１６．７ｃｍ’／秒」に補正いたします。 し） 同第６頁第４行の「８４１）、ａ４１ Ｊをに補
正いだします。 （４）図面第４図を別紙のように補正いたします。 手続補正書 昭和６９年３ 月 ノ 日 昭和６８年特許願第１８９１１０号 ２発明の名称 ガスレーザ装置 ３補正をする者 事ｆ’ｌとの関係 特 許 出 願 人任 所 大阪府
門真市大字門真１００６番地名 称 （５８２）松下電
器産業株式会社代表者 山 下 俊 彦 ４代理人 〒５７１ 住 所 大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器産
業株式会社内
第３図は本発明によるガスレーザ装置の概略構成図、第
４図はガス混合容器の容量とレーザ出力の対比実験特性
図、第６図〜第８図は本発明のガスレーザ装置に使用す
るガス混合容器の各別の正面断面図である。 ２１．２２１ ２３・・・・・・ガス、２４，２５）２
６・・・・・・ガス流量弁、２７・・・・・・混合開始
位置、２８・・・・・・レーザ管、２９．３６・旧・・
ガス混合容器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図 ８１′３３図 ′？９ 第４図 ε：３５図 第６図 第８図 手続補正書 昭和６９年 ２月７９日 ｌ事件の表示 昭和６８年特許願第１８９１１０号 ２発明の名称 ガスレーザ装置 ３補正をする者 事イ′１との関係 特 許 出 願 人任 所 大阪府
門真市大字門真１００６番地名 称 （５８２）松下電
器産業株式会社代表者 山 下 俊 彦 ４代理人 〒５７１ 住 所 大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器産
業株式会社内 ６補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 １１６．７ｃｍ’／秒」に補正いたします。 し） 同第６頁第４行の「８４１）、ａ４１ Ｊをに補
正いだします。 （４）図面第４図を別紙のように補正いたします。 手続補正書 昭和６９年３ 月 ノ 日 昭和６８年特許願第１８９１１０号 ２発明の名称 ガスレーザ装置 ３補正をする者 事ｆ’ｌとの関係 特 許 出 願 人任 所 大阪府
門真市大字門真１００６番地名 称 （５８２）松下電
器産業株式会社代表者 山 下 俊 彦 ４代理人 〒５７１ 住 所 大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器産
業株式会社内
Claims (1)
- 単独成分のガスを複数以上混合してレーザ発振させるガ
スレーザ装置において、単独成分のガスの混合開始位置
とレーザ管との間にガスの持つ運動エネルギーを利用し
てガス混合を行うためのガス容器を少なくとも流入ガス
流量の６秒分以上の大きさで設けたガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58189110A JPS6080285A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | ガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58189110A JPS6080285A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | ガスレ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6080285A true JPS6080285A (ja) | 1985-05-08 |
Family
ID=16235536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58189110A Pending JPS6080285A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | ガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6080285A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4794613A (en) * | 1987-07-27 | 1988-12-27 | Prc Corporation | Laser fluid flow control apparatus and method |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP58189110A patent/JPS6080285A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4794613A (en) * | 1987-07-27 | 1988-12-27 | Prc Corporation | Laser fluid flow control apparatus and method |
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