JPS61245588A - ガスレ−ザ発振装置 - Google Patents
ガスレ−ザ発振装置Info
- Publication number
- JPS61245588A JPS61245588A JP8548885A JP8548885A JPS61245588A JP S61245588 A JPS61245588 A JP S61245588A JP 8548885 A JP8548885 A JP 8548885A JP 8548885 A JP8548885 A JP 8548885A JP S61245588 A JPS61245588 A JP S61245588A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- discharge electrode
- center
- main discharge
- spare
- Prior art date
- 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.)
- Granted
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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
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は予備放電方式のガスレーザ発振装置に関する。
゛〔発明の技術的背景とその問題点〕
ガスレーザ発振装置ノーツであるＴＥＡ（Ｔｒａｎｓｖ
ｅｒｓｅｌｙＦｉｘｉｃｌｔｅｄ Ａｔｏｍｏｓｐｈｅ
ｒｉｃ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ） ＣＯ，ｖ−ザやエキシ
マレーザではレーザガス媒体の動作圧力として大気圧以
上の圧力を用いるために、均一放電発生用の予備電離手
段が必要である。この手段の一つに電荷粒子および紫外
線を供給するコロナ放電が用いられている。コロナ放電
方式の予備電離手段を備えたＴＥＡＣＯ，レーザの一例
を第５図に示す。
ｅｒｓｅｌｙＦｉｘｉｃｌｔｅｄ Ａｔｏｍｏｓｐｈｅ
ｒｉｃ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ） ＣＯ，ｖ−ザやエキシ
マレーザではレーザガス媒体の動作圧力として大気圧以
上の圧力を用いるために、均一放電発生用の予備電離手
段が必要である。この手段の一つに電荷粒子および紫外
線を供給するコロナ放電が用いられている。コロナ放電
方式の予備電離手段を備えたＴＥＡＣＯ，レーザの一例
を第５図に示す。
すなわち、（１）は気密容器でＣｏ、 、 Ｈ，、Ｈｅ
等の混合ガスからなるレーザガス媒体が１気圧近傍の圧
力に維持されて封入されている。容器（１）内にはレー
ザガス媒体の雰囲気下に主放電電極を構成しているかま
ほこ状の陰極（２）とこれとほぼ同形の陽極（３）とが
対向して配置され、パルス電圧を供給する電源（４）に
接続されている。陰極（２）の陽極（３）側に対向する
面には均等のピッチにまる数条のＶ溝（５）が長手方向
へ互いに平行になって刻設されている。これらＶ溝（５
）にはガラスパイプ（６）内に芯線（力を納めた構造の
予備放電電極（８）がそれぞれ設けられている。
等の混合ガスからなるレーザガス媒体が１気圧近傍の圧
力に維持されて封入されている。容器（１）内にはレー
ザガス媒体の雰囲気下に主放電電極を構成しているかま
ほこ状の陰極（２）とこれとほぼ同形の陽極（３）とが
対向して配置され、パルス電圧を供給する電源（４）に
接続されている。陰極（２）の陽極（３）側に対向する
面には均等のピッチにまる数条のＶ溝（５）が長手方向
へ互いに平行になって刻設されている。これらＶ溝（５
）にはガラスパイプ（６）内に芯線（力を納めた構造の
予備放電電極（８）がそれぞれ設けられている。
予備放電電極（８）はそれぞれ一本の単体品もしくは複
数に分割したもので構成されている。予備放電電極（８
）の芯線は一本の線にまとめられて陽極（３）に接続さ
れている。また、陰極（２）と陽極（３）との間には短
いリード線で短絡する形でピーキングキャパシタ（９）
が設けられている。
数に分割したもので構成されている。予備放電電極（８
）の芯線は一本の線にまとめられて陽極（３）に接続さ
れている。また、陰極（２）と陽極（３）との間には短
いリード線で短絡する形でピーキングキャパシタ（９）
が設けられている。
上記の構成において、予備放電電極（８）は、主放電部
の幅いっばいとなる数に設置されている。ところで、こ
のような予備放電電極の配置では配置中央部分の予備電
離が強くなシ、主放電域ａ〔における電流密度も上記中
央部分が高くなる。このような主放電作用で得られたレ
ーザビームの強度分布は第６図に示すように山なシの強
度分布となってしまい、たとえばマーキング加工その他
のレーザ加工では加工ムラが生じてしまう問題があった
。
の幅いっばいとなる数に設置されている。ところで、こ
のような予備放電電極の配置では配置中央部分の予備電
離が強くなシ、主放電域ａ〔における電流密度も上記中
央部分が高くなる。このような主放電作用で得られたレ
ーザビームの強度分布は第６図に示すように山なシの強
度分布となってしまい、たとえばマーキング加工その他
のレーザ加工では加工ムラが生じてしまう問題があった
。
本発明は主放電部の電流密度を調整し、平坦な強度分布
をもつレーザビームが得られるガスレーザ発振装置を提
供することを目的とする。
をもつレーザビームが得られるガスレーザ発振装置を提
供することを目的とする。
上記目的を達成するために、陰極近傍に多数列に配設さ
れた予備放電電極の電界強度もしくは等価容量が中央の
配置に従って小にされた構成にしたものである。
れた予備放電電極の電界強度もしくは等価容量が中央の
配置に従って小にされた構成にしたものである。
以下１１本発明を実施例を図面に基いて説明する。
外お、実施例を示す図面において、第４図と対応する部
分には同一符号が付しである。
分には同一符号が付しである。
第１図は本発明の第１の実施例で、中央の予備放電極α
Ｑの芯線（ＩＱは他の予備放電電極（８）の芯線（力よ
シも太いものにされている。また、第２図は本発明の第
２の実施例で、絶縁体であるガラス管αηを他よシ厚肉
にした予備放電電極α樽を中央に配設したものである。
Ｑの芯線（ＩＱは他の予備放電電極（８）の芯線（力よ
シも太いものにされている。また、第２図は本発明の第
２の実施例で、絶縁体であるガラス管αηを他よシ厚肉
にした予備放電電極α樽を中央に配設したものである。
さらに、第３図は本発明の第３の実施例で、直径を他よ
シも大にしたガラス管翰で芯線（力を囲った予備放電電
極−を同じく中央に配設したものである。この他１図示
せぬが、芯線やガラス管の寸法的な変更でなく、誘電率
を低くした絶縁体で芯線を囲った構造の予備放電電極を
中央に配設せしめるようにしてもよい。
シも大にしたガラス管翰で芯線（力を囲った予備放電電
極−を同じく中央に配設したものである。この他１図示
せぬが、芯線やガラス管の寸法的な変更でなく、誘電率
を低くした絶縁体で芯線を囲った構造の予備放電電極を
中央に配設せしめるようにしてもよい。
上記、いずれの実施例においても、主放電域Ｑ＠でその
中央部の予備電離が弱マシ、主放電発生時においても、
中央が弱められ、逆に周辺が強められた主放電が発生す
ることになる。この結果、第４図に示すように台形状の
エネルギ分布（２１）をもったレーザ光が得られること
になる。
中央部の予備電離が弱マシ、主放電発生時においても、
中央が弱められ、逆に周辺が強められた主放電が発生す
ることになる。この結果、第４図に示すように台形状の
エネルギ分布（２１）をもったレーザ光が得られること
になる。
ところで、予備放電に強弱をもたせる要因として次のこ
とが考えられる。すなわち、第１は予備放電発生時の電
界強度である。電界強度は芯線を太くすればするほど弱
くなシ、予備放電発生の開始電圧も上シ予備電離も不活
発となる。第１の実施例では芯線（至）は直径１酩の銅
線とし、他は直径Ｑ、ｉ５１＋１とした。第２は、予備
放電電極の等価容量を調整することである。予備放電電
極の肉厚ｄ、外径す、誘電率を６とすると等価容量Ｃは
次式で与えられる。
とが考えられる。すなわち、第１は予備放電発生時の電
界強度である。電界強度は芯線を太くすればするほど弱
くなシ、予備放電発生の開始電圧も上シ予備電離も不活
発となる。第１の実施例では芯線（至）は直径１酩の銅
線とし、他は直径Ｑ、ｉ５１＋１とした。第２は、予備
放電電極の等価容量を調整することである。予備放電電
極の肉厚ｄ、外径す、誘電率を６とすると等価容量Ｃは
次式で与えられる。
Ｃ＝２πε／ １ｏｆＩ（ｂ／ｂ−ａ ）ここで、肉厚
ｄを厚く、外径すを大きく、ｎ電率ｑを小さくすること
によシ等価容量Ｃは小さくなる。等価容量Ｃが小さくな
ると同じ大きさの電圧Ｖが印加された場合１等価容量Ｃ
に蓄えられる電荷量Ｑ（＝ＣＶ）は小さくなシ予備放電
によって供給される電子数も少く、予備電離は弱くなる
。本実施例では絶縁物としてパイレックスガラス、石英
ガラス、電気用鉛ガラス等のガラス管（６＝４〜８）及
びアル叱ナバイプ（１＝〜８）を用い、またその外径と
肉厚はそれぞれ３〜！５，０．８〜２關程度のものを用
いた。
ｄを厚く、外径すを大きく、ｎ電率ｑを小さくすること
によシ等価容量Ｃは小さくなる。等価容量Ｃが小さくな
ると同じ大きさの電圧Ｖが印加された場合１等価容量Ｃ
に蓄えられる電荷量Ｑ（＝ＣＶ）は小さくなシ予備放電
によって供給される電子数も少く、予備電離は弱くなる
。本実施例では絶縁物としてパイレックスガラス、石英
ガラス、電気用鉛ガラス等のガラス管（６＝４〜８）及
びアル叱ナバイプ（１＝〜８）を用い、またその外径と
肉厚はそれぞれ３〜！５，０．８〜２關程度のものを用
いた。
なお１本実施例では陰極表面に溝を設け、この溝に予備
放電電極を埋め込む構成を示したが、溝を設けないで予
備放電電極を単に置くだけの場合。
放電電極を埋め込む構成を示したが、溝を設けないで予
備放電電極を単に置くだけの場合。
及び、陰極を金属メッシ為状電極とし、裏面に同様外予
備放電電極を配置する場合も同様な効果が得られる。
備放電電極を配置する場合も同様な効果が得られる。
また、予備放電電極の芯線として直径０．５，１酩の銅
線を用いた例を示したが、銅線以外の金属線（Ｍｏ 、
Ｗ、 Ｎｉ 、 ＡＪ、 Ｆｅなど）及び、細線とし
て直径Ｑ、５１１以下線、太い線としては１１１ｉＩ以
上の線を用いた場合も同じ効果が得られる。
線を用いた例を示したが、銅線以外の金属線（Ｍｏ 、
Ｗ、 Ｎｉ 、 ＡＪ、 Ｆｅなど）及び、細線とし
て直径Ｑ、５１１以下線、太い線としては１１１ｉＩ以
上の線を用いた場合も同じ効果が得られる。
本実施例では入手可能なサイズの絶縁物パイプとしてパ
イレックスガラス、石英ガラス、電気用鉛ガラス、アル
ミナパイプを用いた例を示したが。
イレックスガラス、石英ガラス、電気用鉛ガラス、アル
ミナパイプを用いた例を示したが。
上記以外の無機材料を用いたとしても同じ効果が得られ
る。
る。
均一な強度分布を有するレーザ光が得られるため、マー
キング等の加工において、加工のムラがなくな勺、エネ
ルギーの利用効率のよい加工が可能となった。
キング等の加工において、加工のムラがなくな勺、エネ
ルギーの利用効率のよい加工が可能となった。
さらに、レーザビームの利用効率が良好ガため。
比較的低いエネルギで所要の加工ができ、出力建う−の
コーテング面の破壊しきい値に対する要求も緩和され、
出力ミラーの耐久性につながる。
コーテング面の破壊しきい値に対する要求も緩和され、
出力ミラーの耐久性につながる。
一方、レーザ出力エネルギは電源回路の主コンデンサに
蓄えられた電荷量に比例するが、低いレーザ出力エネル
ギで所望の加工ができれば、コンデンサの容蓋、充電用
電源、電圧容量等が節約でき、小形化できると共に、ギ
ャップスイッチ、サイラトロンなどのスイッチ素子への
要求も緩和される。
蓄えられた電荷量に比例するが、低いレーザ出力エネル
ギで所望の加工ができれば、コンデンサの容蓋、充電用
電源、電圧容量等が節約でき、小形化できると共に、ギ
ャップスイッチ、サイラトロンなどのスイッチ素子への
要求も緩和される。
第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示す要部側面図
、第４図は本発明で得られたレーザ光のエネルギ分布図
、第５図は従来例を示す構成図。 第６図は従来例で得られたレーザ光のエネルギ分布図で
ある。 （２）・・・陰 極 （３）・・・陽
極（８）、 （ｌ最、αＩ、（２Ｇ・・・予備放電電極
α０・・・主放電域代理人 弁理士 則 近 憲
佑 （ほか１名） １表 土 ＡＡり
、第４図は本発明で得られたレーザ光のエネルギ分布図
、第５図は従来例を示す構成図。 第６図は従来例で得られたレーザ光のエネルギ分布図で
ある。 （２）・・・陰 極 （３）・・・陽
極（８）、 （ｌ最、αＩ、（２Ｇ・・・予備放電電極
α０・・・主放電域代理人 弁理士 則 近 憲
佑 （ほか１名） １表 土 ＡＡり
Claims (2)
- （１）絶縁体とこの絶縁体に包囲された金属の芯線より
構成される複数の予備放電電極の一方をなす陰極表面近
傍に多数列を形成して設置され、陰極と予備放電電極と
の間で絶縁物を介した放電により主放電域に予備電離を
行って主放電を発生させレーザ発振を行うガスレーザ発
振装置において、予備放電電極は電界強度または等価容
量の差異で主放電域の予備電離の強さを調整する構成に
なることを特徴とするガスレーザ発振装置。 - （２）予備放電電極は中央の配置において電界強度また
は等価容量が小になることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のガスレーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8548885A JPS61245588A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | ガスレ−ザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8548885A JPS61245588A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | ガスレ−ザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61245588A true JPS61245588A (ja) | 1986-10-31 |
| JPH0318753B2 JPH0318753B2 (ja) | 1991-03-13 |
Family
ID=13860307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8548885A Granted JPS61245588A (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | ガスレ−ザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61245588A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6489575A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-04 | Okuma Machinery Works Ltd | Gas laser oscillator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57173991A (en) * | 1981-04-20 | 1982-10-26 | Mitsubishi Electric Corp | Transverse directional excitation type laser oscillator |
-
1985
- 1985-04-23 JP JP8548885A patent/JPS61245588A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57173991A (en) * | 1981-04-20 | 1982-10-26 | Mitsubishi Electric Corp | Transverse directional excitation type laser oscillator |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6489575A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-04 | Okuma Machinery Works Ltd | Gas laser oscillator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0318753B2 (ja) | 1991-03-13 |
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