JPS625675A - ガスレ−ザ装置 - Google Patents
ガスレ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS625675A JPS625675A JP60145392A JP14539285A JPS625675A JP S625675 A JPS625675 A JP S625675A JP 60145392 A JP60145392 A JP 60145392A JP 14539285 A JP14539285 A JP 14539285A JP S625675 A JPS625675 A JP S625675A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- cylindrical body
- discharge
- laser
- discharge tube
- 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.)
- Pending
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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】
産業上の利用分野
本発明は放電を用いたガスレーザ族（ａの改良に関する
ものである。。
ものである。。
従来の技術
ガスレーザ装置は炭酸ガス、窒素ガス、ヘリウムガス等
の媒質ガスを放電管内に充満し、放電管に設けた陽極、
陰穫でグロー放電を行ない、レーザ媒質ガスを励起して
レーザ光を発振させるものが、一般的である。又、レー
ザ媒質ガスは放電により温度が上昇し、温度上界は゛レ
ーザ出力を低下さぜる。ぞこで、ブロアーなどを用いて
レーザ媒質ガスが故？ｈ管内を高速で通過Ｃきるように
し、強ｆ、ＩＩ的にレーザ媒質ガスの温度ｌ二胃を防止
することが行われている。レーザ媒質ガスの温度は、放
電に役人Ｊる電気エネルギーに比例して上昇し、放電管
内を通過するガス流量に比例して低下する。
の媒質ガスを放電管内に充満し、放電管に設けた陽極、
陰穫でグロー放電を行ない、レーザ媒質ガスを励起して
レーザ光を発振させるものが、一般的である。又、レー
ザ媒質ガスは放電により温度が上昇し、温度上界は゛レ
ーザ出力を低下さぜる。ぞこで、ブロアーなどを用いて
レーザ媒質ガスが故？ｈ管内を高速で通過Ｃきるように
し、強ｆ、ＩＩ的にレーザ媒質ガスの温度ｌ二胃を防止
することが行われている。レーザ媒質ガスの温度は、放
電に役人Ｊる電気エネルギーに比例して上昇し、放電管
内を通過するガス流量に比例して低下する。
レーザ出力（ま放電に投入するエネルギーに比例して増
大し、ガス温度に逆比例して減少Ｊる。このため、放電
エネルギーを増してゆくとレーザ出力は増大するが、レ
ーザガス温度が上昇覆ることに依り出力は飽和する。放
電管内を通過するガス流甲を増大すると、ガス温度上昇
を抑制でき、投入放電エネルギーを大きくでき、レーザ
出力の増大をはかれる。
大し、ガス温度に逆比例して減少Ｊる。このため、放電
エネルギーを増してゆくとレーザ出力は増大するが、レ
ーザガス温度が上昇覆ることに依り出力は飽和する。放
電管内を通過するガス流甲を増大すると、ガス温度上昇
を抑制でき、投入放電エネルギーを大きくでき、レーザ
出力の増大をはかれる。
以−Ｌのような強制冷却するガスレーザ“装置はレーザ
光軸方向、ガス流方向、放電方向の取り方によって、い
くつかの方式に分けられる。このうち、レーザ光軸方向
に放電を行い、同じ方向にガス流を高速で流１ものを、
高速軸流型レーザと呼ｌυでいる。高速軸流レーザ°は
レーザの強度分イ（ｉが軸対称であること、効率が高い
ことなどから、精密切ｌＷｉなどの加工用に実用化され
ている。
光軸方向、ガス流方向、放電方向の取り方によって、い
くつかの方式に分けられる。このうち、レーザ光軸方向
に放電を行い、同じ方向にガス流を高速で流１ものを、
高速軸流型レーザと呼ｌυでいる。高速軸流レーザ°は
レーザの強度分イ（ｉが軸対称であること、効率が高い
ことなどから、精密切ｌＷｉなどの加工用に実用化され
ている。
発明が解決しようとする問題点
高速軸流レーザの出力増大には前ｊホしたようにガス流
間を増してグロー放電注入電力を増大してやることが必
要である。このため従来より、放電電流を増して放電注
入電力を増していた。ところが、一般に放電形態にはグ
ロー放電と７−り放電があり、放電電流が増加するにつ
れてグロー放電は不安定になりアーク放電に移行する。
間を増してグロー放電注入電力を増大してやることが必
要である。このため従来より、放電電流を増して放電注
入電力を増していた。ところが、一般に放電形態にはグ
ロー放電と７−り放電があり、放電電流が増加するにつ
れてグロー放電は不安定になりアーク放電に移行する。
アーク放電は放電が集中し、ガス温度を急激に増加させ
ることになり、レーザ出力は急減する。特に電穫面では
グロー放電が局部的に集中し、更に放電を不安定にし、
実質上レーザ出力の増大を妨げることになる。特に、ガ
ス流間を増してゆくと電極放電面でのガス流速分布が一
様でなくなるため、局部的な圧力の不均一が発生する。
ることになり、レーザ出力は急減する。特に電穫面では
グロー放電が局部的に集中し、更に放電を不安定にし、
実質上レーザ出力の増大を妨げることになる。特に、ガ
ス流間を増してゆくと電極放電面でのガス流速分布が一
様でなくなるため、局部的な圧力の不均一が発生する。
ガス圧力の局所的減少は、放電を集中させ、集中した放
電によりガス温度の局所的上昇をまねく。その結果、更
にガス密度が局所的に減少し、ｔ！ｉ電ｈ（集中するこ
とになる。従って、ガス流間を増大して、グロー放電注
入ｔＩｌｌｉ力を増大することは、グローＩＩｉ電の不
安定性に依って限界が与えられていた。このため、人出
カレー罎ｆを作る時は、放電管の数を増Ａ５ずことで実
現していた。
電によりガス温度の局所的上昇をまねく。その結果、更
にガス密度が局所的に減少し、ｔ！ｉ電ｈ（集中するこ
とになる。従って、ガス流間を増大して、グロー放電注
入ｔＩｌｌｉ力を増大することは、グローＩＩｉ電の不
安定性に依って限界が与えられていた。このため、人出
カレー罎ｆを作る時は、放電管の数を増Ａ５ずことで実
現していた。
本発明はガス流間を増大し、大きな放電注入電力におい
てら安定しＩＣグ［コー放電を得て、大出力の（ｑられ
るガスレーザ装置を促供することを目的と］゛る。
てら安定しＩＣグ［コー放電を得て、大出力の（ｑられ
るガスレーザ装置を促供することを目的と］゛る。
問題点を解決するための手段
本発明のガスレーザ装置は、放電管内にレーザ媒質ガス
を流づよう構成Ｊると共に、前記レーザ媒質ガスを前記
放電管内に導入する部分に前記放電管とほぼ同軸の第１
の円筒体を設ｕ１この第１の円ｉｎ体と一定の隙間を隔
てて第１の円筒体とばばＩＣ１１軸の第２の円筒体を設
けて、第１の円筒体と第２の円筒体の間の隙間をガス導
入隙間として放電管内にシー１１媒質ガスを尋人するよ
う構成し、かつ前記ガス導入隙間の上流側に前記第１の
円筒体の外因（￥よりも大ぎな内径を有する円筒放電電
極を第１の円筒体とほぼ同軸に配設したことを特徴どす
る。
を流づよう構成Ｊると共に、前記レーザ媒質ガスを前記
放電管内に導入する部分に前記放電管とほぼ同軸の第１
の円筒体を設ｕ１この第１の円ｉｎ体と一定の隙間を隔
てて第１の円筒体とばばＩＣ１１軸の第２の円筒体を設
けて、第１の円筒体と第２の円筒体の間の隙間をガス導
入隙間として放電管内にシー１１媒質ガスを尋人するよ
う構成し、かつ前記ガス導入隙間の上流側に前記第１の
円筒体の外因（￥よりも大ぎな内径を有する円筒放電電
極を第１の円筒体とほぼ同軸に配設したことを特徴どす
る。
また本発明のガスレーザ装置は、上記のように円筒放電
電極を設けると共に、この円筒放Ｎ電極のガス流に平行
な円面を除く両端面を絶縁材で覆ったことを特徴とする
。
電極を設けると共に、この円筒放Ｎ電極のガス流に平行
な円面を除く両端面を絶縁材で覆ったことを特徴とする
。
作用
この構成により、放電管とほぼ同軸の第１、第２の円筒
体と、この両回筒体で形成される隙間を介してレーザ媒
質ガスを放電管に導入するため、レーザ媒質ガスは、第
１の円筒体と第２の円筒体で形成される隙間を通過する
時に流速が最大になっており、このガス流の高い隙間の
下流に放電電極を配置したため、電極における放電をガ
スの下流方向に集中できる。これにより、放電面積を小
さくでき、局所的ガス圧力の不均一によるｙｅ’ｌｌを
小さくできる。局部的に温度上界したガスを知時間に電
極面から取り除くことができる。しかも、隙間より電極
近傍に流れ込む時にはガス流路が拡大するため、断熱膨
張によりレーク“ガスが急冷され、局部的にガス温度の
一１二ｎを防止できる。従って、ガス流量を増大する捏
水発明の効果は増大Ｊることができ、放電注入電力を増
大することができるものである。
体と、この両回筒体で形成される隙間を介してレーザ媒
質ガスを放電管に導入するため、レーザ媒質ガスは、第
１の円筒体と第２の円筒体で形成される隙間を通過する
時に流速が最大になっており、このガス流の高い隙間の
下流に放電電極を配置したため、電極における放電をガ
スの下流方向に集中できる。これにより、放電面積を小
さくでき、局所的ガス圧力の不均一によるｙｅ’ｌｌを
小さくできる。局部的に温度上界したガスを知時間に電
極面から取り除くことができる。しかも、隙間より電極
近傍に流れ込む時にはガス流路が拡大するため、断熱膨
張によりレーク“ガスが急冷され、局部的にガス温度の
一１二ｎを防止できる。従って、ガス流量を増大する捏
水発明の効果は増大Ｊることができ、放電注入電力を増
大することができるものである。
また、円筒放電電極のガス流に平行する円面を除く両端
面を絶縁材で覆うことによりグロー放電が安定する。
面を絶縁材で覆うことによりグロー放電が安定する。
実施例
以下、本発明を一実施例に従って説明する。 。
第１図は本発明による高速軸流ガスレーザ装置の全体構
成を示すものである。１は放電管で、両端には電極２が
あり、この電極２間にはグロー放雷を発生させる直流高
圧電源３が接続されている。
成を示すものである。１は放電管で、両端には電極２が
あり、この電極２間にはグロー放雷を発生させる直流高
圧電源３が接続されている。
放電管１内は炭酸ガス、Ｎ索ガス、ヘリウムガス等によ
る混合ガスがブロワ−４により流れている。
る混合ガスがブロワ−４により流れている。
ｒＩｉ電管１の各端には光学的共振器を構成する反射ｖ
Ｌ５と出力鏡６が配置されている。ブロワ−４は接続管
７を通して放電管１にレーザ媒質ガスの流れを作り出し
ている。レーザ媒質ガスは放電管１で放電により加熱さ
れ、熱変換器８を通ってブロワ−４に入る。ブロワ−４
によってレーザガスは圧縮される。圧縮による発熱が大
ぎい場合には熱変換器９が設けられる。レーザガスは矢
印１０はレーザ媒質ガスの循環方向を示している。
Ｌ５と出力鏡６が配置されている。ブロワ−４は接続管
７を通して放電管１にレーザ媒質ガスの流れを作り出し
ている。レーザ媒質ガスは放電管１で放電により加熱さ
れ、熱変換器８を通ってブロワ−４に入る。ブロワ−４
によってレーザガスは圧縮される。圧縮による発熱が大
ぎい場合には熱変換器９が設けられる。レーザガスは矢
印１０はレーザ媒質ガスの循環方向を示している。
第２図は第１図のガスレーザ装置において、ブロワ−４
でレーザ媒質ガスが放電管１に送り込まれる近傍の断面
図を示し、レーザ媒質ガスは前記接続管７を通って流れ
込んでいる。接続管７から流れ込んだレーザ媒質ガスは
、放電＠１に直接には流れず、Ｍ電管１とほぼ同軸に配
設された絶縁性の第１の円筒体１１とレーザ媒質ガス導
入ブロック１２どの間に形成されている空間１３を通る
。第１の円筒体１１はガラス筒やセラミックなどを用い
る。
でレーザ媒質ガスが放電管１に送り込まれる近傍の断面
図を示し、レーザ媒質ガスは前記接続管７を通って流れ
込んでいる。接続管７から流れ込んだレーザ媒質ガスは
、放電＠１に直接には流れず、Ｍ電管１とほぼ同軸に配
設された絶縁性の第１の円筒体１１とレーザ媒質ガス導
入ブロック１２どの間に形成されている空間１３を通る
。第１の円筒体１１はガラス筒やセラミックなどを用い
る。
第１の円筒体１１の前記ｂりＴｉ管１側の端部近傍に４
よ、第１の円筒体１１の外周と所定の隙間１４を設けて
第２の円筒体１５が配置されている。レーザ媒質ガスは
この隙間１４を通って高速で放電管１に流入する。
よ、第１の円筒体１１の外周と所定の隙間１４を設けて
第２の円筒体１５が配置されている。レーザ媒質ガスは
この隙間１４を通って高速で放電管１に流入する。
更に、この隙間１４の下流側の近１力には第１の円筒体
１１の外周径Ｄ１よりも大きい内径Ｄ２の円筒電極１６
が第１の円筒体１１と同軸に設けられている。
１１の外周径Ｄ１よりも大きい内径Ｄ２の円筒電極１６
が第１の円筒体１１と同軸に設けられている。
このような構成により、レーザ媒質ガス流は第１と第２
の円筒体１１．１５間に形成される隙間１４を通るため
、均一なガス流が得られる。しかも、放電管１に流入す
るレーザガスを全てこの隙間１４を通過させることがで
き、電極表面でのガス流濤を高めることができる。これ
により、電極面における放電面積をガス流下流に限定で
き、ガス流の不均一によるグロー放電の不安定性を解決
できる。
の円筒体１１．１５間に形成される隙間１４を通るため
、均一なガス流が得られる。しかも、放電管１に流入す
るレーザガスを全てこの隙間１４を通過させることがで
き、電極表面でのガス流濤を高めることができる。これ
により、電極面における放電面積をガス流下流に限定で
き、ガス流の不均一によるグロー放電の不安定性を解決
できる。
また、隙間１４からレーザ媒質ガスが拡大されて放電管
１に流入するため、ガスは所熱膨眼による急冷のために
ｔｌｉ電温度不均−上界も防止できる。
１に流入するため、ガスは所熱膨眼による急冷のために
ｔｌｉ電温度不均−上界も防止できる。
第３図は他の実施例を示し、第２図と同様の作用を成す
ものには同一符号が付けられている。この第３図では、
円筒電極１６のガス流に平行な円面（Ａ）を除く両端面
が絶縁物１７で覆われており、これによってグロー放電
が一層局部的限定され、グロー放電がより安定する。
ものには同一符号が付けられている。この第３図では、
円筒電極１６のガス流に平行な円面（Ａ）を除く両端面
が絶縁物１７で覆われており、これによってグロー放電
が一層局部的限定され、グロー放電がより安定する。
発明の詳細
な説明のように本発明のガスレーデ装置は、放電管中心
軸とほぼ同軸の第１の円筒体と、この第１の円筒体の外
周と所定の隙間を設けて第１の円筒体とほぼ同軸の第２
の円筒体との隙間をレーザ媒質ガスが流れるため、放電
管に流れ込むレーザ媒質ガスの全てをこの隙間を流ける
ため、電極面を高速度でガスを流すことができ、円筒電
極面での放電面積をガス下流に限定して、減少できる。
軸とほぼ同軸の第１の円筒体と、この第１の円筒体の外
周と所定の隙間を設けて第１の円筒体とほぼ同軸の第２
の円筒体との隙間をレーザ媒質ガスが流れるため、放電
管に流れ込むレーザ媒質ガスの全てをこの隙間を流ける
ため、電極面を高速度でガスを流すことができ、円筒電
極面での放電面積をガス下流に限定して、減少できる。
これにより、電極における局所的ガス圧力の不均一によ
る影響を小さくできる。又、局部的に温度上昇したガス
を短ａｕｉに電極面から取り除くことが出来、アーク移
行に温度玉貸から成長することを防止できる。これによ
りグローｔ！ｌ電安定状態において放電注入電流を増加
させ、レーザ出力を増大することが可１克となる。
る影響を小さくできる。又、局部的に温度上昇したガス
を短ａｕｉに電極面から取り除くことが出来、アーク移
行に温度玉貸から成長することを防止できる。これによ
りグローｔ！ｌ電安定状態において放電注入電流を増加
させ、レーザ出力を増大することが可１克となる。
このように構成すると、−放電当りの飽和電力が従来１
〜３ｋｗであったものを、本発明では１０へ一２Ｏｋｖ
に増大でき、レーザ出力を１００〜３００Ｗのしのでｉ
ｋｗ〜２ｋｗが得られる。
〜３ｋｗであったものを、本発明では１０へ一２Ｏｋｖ
に増大でき、レーザ出力を１００〜３００Ｗのしのでｉ
ｋｗ〜２ｋｗが得られる。
また、筒状電極のガス流に平行する円面を除く両端面を
絶縁材で覆うなどして小さくする程、よリグロー放電が
安定する。
絶縁材で覆うなどして小さくする程、よリグロー放電が
安定する。
第１図は本発明のガスレーザ装置の実施例の仝体構成図
、第２図と第３図はそれぞれ第１、第２の発明における
ノ第１図の装部拡大断面図である。 １・・・ｔＩｌ電管、４・・・ブ［Ｊワー、５・・・反
射鏡、６・・・出力鏡、７・・・接続管、１０・・・レ
ーザ媒質ガスの循環方向、１１・・・第１の円筒体、１
２・・・レーザ媒質ガス導入ブｆ］ツク、１４・・・隙
間、１５・・・第２の円筒体、１６・・・円筒電極、１
１・・・絶縁物 代理人 森 本 義 弘 第１図 ゝ４ ＠２図 ′ｌ
、第２図と第３図はそれぞれ第１、第２の発明における
ノ第１図の装部拡大断面図である。 １・・・ｔＩｌ電管、４・・・ブ［Ｊワー、５・・・反
射鏡、６・・・出力鏡、７・・・接続管、１０・・・レ
ーザ媒質ガスの循環方向、１１・・・第１の円筒体、１
２・・・レーザ媒質ガス導入ブｆ］ツク、１４・・・隙
間、１５・・・第２の円筒体、１６・・・円筒電極、１
１・・・絶縁物 代理人 森 本 義 弘 第１図 ゝ４ ＠２図 ′ｌ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、放電管内にレーザ媒質ガスを流すよう構成すると共
に、前記レーザ媒質ガスを前記放電管内に導入する部分
に前記放電管とほぼ同軸の第１の円筒体を設け、この第
１の円筒体と一定の隙間を隔てて第１の円筒体とほぼ同
軸の第２の円筒体を設けて、第１の円筒体と第２の円筒
体の間の隙間をガス導入隙間として放電管内にレーザ媒
質ガスを導入するよう構成し、かつ前記ガス導入隙間の
下流側に前記第１の円筒体の外周径よりも大きな内径を
有する円筒放電電極を第１の円筒体とほぼ同軸に配設し
たガスレーザ装置。 ２、放電管内にレーザ媒質ガスを流すよう構成すると共
に、前記レーザ媒質ガスを前記放電管内に導入する部分
に前記放電管とほぼ同軸の第１の円筒体を設け、この第
１の円筒体と一定の隙間を隔てて第１の円筒体とほぼ同
軸の第２の円筒体を設けて、第１の円筒体と第２の円筒
体の間の隙間をガス導入隙間として放電管内にレーザ媒
質ガスを導入するよう構成し、かつ前記ガス導入隙間の
下流側に前記第１の円筒体の外周径よりも大きな内径を
有する円筒放電電極を第１の円筒体とほぼ同軸に配設し
、円筒放電電極のガス流に平行な円面を除く両端面を絶
縁物で覆ったガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145392A JPS625675A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | ガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145392A JPS625675A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | ガスレ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS625675A true JPS625675A (ja) | 1987-01-12 |
Family
ID=15384194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60145392A Pending JPS625675A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | ガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS625675A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011155193A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Mitsubishi Electric Corp | Ｃｏ２ガスレーザ装置 |
-
1985
- 1985-07-02 JP JP60145392A patent/JPS625675A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011155193A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Mitsubishi Electric Corp | Ｃｏ２ガスレーザ装置 |
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