JPS6313383A - 軸流型ガスレ−ザ装置 - Google Patents
軸流型ガスレ−ザ装置Info
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- JPS6313383A JPS6313383A JP15619786A JP15619786A JPS6313383A JP S6313383 A JPS6313383 A JP S6313383A JP 15619786 A JP15619786 A JP 15619786A JP 15619786 A JP15619786 A JP 15619786A JP S6313383 A JPS6313383 A JP S6313383A
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- Japan
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- discharge
- electrode
- discharge tube
- potential side
- internal electrode
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- 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
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0975—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive excitation
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- 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、切断、溶接等の加工に用いられる交流放電型
の軸流型ガスレーザ装置に関するものである。
の軸流型ガスレーザ装置に関するものである。
従来の技術
従来、交流放電励起型の細流ガスレーザ装置としては、
第８図に示すようなものがあった。
第８図に示すようなものがあった。
ブロアαにより圧縮されたレーザガスは熱交換器すによ
シ冷却され、放電管Ｃの中を高速で流れ、放電管Ｃの外
側に対向して設置された電極ｄ、−に電源ｆにより印加
された交流電界により誘電性を有する放電管Ｃを介して
放電が生成される。その放電により誘起された反転分布
によりレーザ利得領域Ｉが形成される。このレーザ利得
領域Ｉを全反射＠ｈと部分透過鏡ｔとを用いて光共振器
を形成し、レーザ光として取り出している。
シ冷却され、放電管Ｃの中を高速で流れ、放電管Ｃの外
側に対向して設置された電極ｄ、−に電源ｆにより印加
された交流電界により誘電性を有する放電管Ｃを介して
放電が生成される。その放電により誘起された反転分布
によりレーザ利得領域Ｉが形成される。このレーザ利得
領域Ｉを全反射＠ｈと部分透過鏡ｔとを用いて光共振器
を形成し、レーザ光として取り出している。
第９図は上記従来の放電管Ｃの断面を示すもので、誘電
性を有する放電管Ｃの外部に互いに対向する一対のｔ極
ｄ、−が放電管Ｃに密着配置されている。この場合の電
極間印加電圧ＶＤと放ｔ１［、流ＩＤとの関係を第１０
図に示す。この図において、まず放電が形成される以前
には単に変位電流のみが微弱に流れ電極間電圧が放電開
始電圧Ｖｓまで上昇する。やがて放電開始電圧Ｖ８まで
上昇すると放電が生成され、動作点がＡ→Ａ’ （負荷
線との交点）に移る。さらに電流を増やすと、動作点は
特性曲線上をＢ点へ向かって移動する。ま交電流を減ら
すと０点へ向かって移動する。すなわち、放電開始時に
は放電開始電圧Ｖｓを越えなければならないため、放電
点灯時、パルス放電立ち上り時に過大電流ＩＤ（Ａ’）
が流れ、出力制御に問題があった。ま交電源の耐圧も高
くする必要があった。
性を有する放電管Ｃの外部に互いに対向する一対のｔ極
ｄ、−が放電管Ｃに密着配置されている。この場合の電
極間印加電圧ＶＤと放ｔ１［、流ＩＤとの関係を第１０
図に示す。この図において、まず放電が形成される以前
には単に変位電流のみが微弱に流れ電極間電圧が放電開
始電圧Ｖｓまで上昇する。やがて放電開始電圧Ｖ８まで
上昇すると放電が生成され、動作点がＡ→Ａ’ （負荷
線との交点）に移る。さらに電流を増やすと、動作点は
特性曲線上をＢ点へ向かって移動する。ま交電流を減ら
すと０点へ向かって移動する。すなわち、放電開始時に
は放電開始電圧Ｖｓを越えなければならないため、放電
点灯時、パルス放電立ち上り時に過大電流ＩＤ（Ａ’）
が流れ、出力制御に問題があった。ま交電源の耐圧も高
くする必要があった。
従来はこの問題を解決するために次のような対策がとら
れていた。
れていた。
すなわち、第１１図に）、（ロ）、（０に示すように、
１１ 極ｄ 、 ｇの近傍で、かつ放電管内に電界集中
の金属（トリガ電極）ｋを設けることにより、放電開始
電圧を下げて放電電力の制御の容易化を行なっている（
例えば特開昭５９−３２１８５号〕。
１１ 極ｄ 、 ｇの近傍で、かつ放電管内に電界集中
の金属（トリガ電極）ｋを設けることにより、放電開始
電圧を下げて放電電力の制御の容易化を行なっている（
例えば特開昭５９−３２１８５号〕。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら上記従来の手段では、放電開始電圧は低下
するものの、第１１図に）、（ｔＩ）に示す構成では、
主放電点灯時にも電界歪の効果が残るため、電流が金属
ｋに集中したり、また金属ｋが放電にさらされる次め、
この金属部の温度が上昇して蒸発やスパッタリングされ
やすくなり、これがレーザガス中に混入し、これにより
、レーザガスは酸化等の化学変化を受け、放電開始特性
に経時的変化をも之らすなどの問題があった。また第１
１図０に示すものでは、電流の偏在の問題のほかに、高
圧電極側と、低圧電ｉ側の絶縁部分に導体を設置するた
め、絶縁性に問題があった。
するものの、第１１図に）、（ｔＩ）に示す構成では、
主放電点灯時にも電界歪の効果が残るため、電流が金属
ｋに集中したり、また金属ｋが放電にさらされる次め、
この金属部の温度が上昇して蒸発やスパッタリングされ
やすくなり、これがレーザガス中に混入し、これにより
、レーザガスは酸化等の化学変化を受け、放電開始特性
に経時的変化をも之らすなどの問題があった。また第１
１図０に示すものでは、電流の偏在の問題のほかに、高
圧電極側と、低圧電ｉ側の絶縁部分に導体を設置するた
め、絶縁性に問題があった。
問題点を解決するための手段及び作用
本発明は上記のことＫかんがみなされたもので、放電開
始時及びパルス放電立ちあがり時の特性を改善すること
ができると共に、レーザ発掘効率の低下、放電開始電圧
の経時変化を少なくできるようＫした交流放電型の軸流
型ガスレーザ装置を提供しようとするもので、その構成
は、レーザガスを放電励起部に強制対流させると共に、
レーザ発振の光軸とレーザ活性を有する反転分布ガスを
生成する放電管の軸心とが一致する交流放電励起型の軸
流型ガスレーザ装置において、誘電性を有する放電管の
外側に設置した一対のｔｍの一方の電極よりガス流の上
流側で、かつ放電管の内側に、少なくとも１個以上の内
部電極を設置し、この内部を極を外側の他方の電極と上
記放電管を介して交流的に結合させた構成となっており
、外部の電極の一方と内部電極との間で補助放電される
。
始時及びパルス放電立ちあがり時の特性を改善すること
ができると共に、レーザ発掘効率の低下、放電開始電圧
の経時変化を少なくできるようＫした交流放電型の軸流
型ガスレーザ装置を提供しようとするもので、その構成
は、レーザガスを放電励起部に強制対流させると共に、
レーザ発振の光軸とレーザ活性を有する反転分布ガスを
生成する放電管の軸心とが一致する交流放電励起型の軸
流型ガスレーザ装置において、誘電性を有する放電管の
外側に設置した一対のｔｍの一方の電極よりガス流の上
流側で、かつ放電管の内側に、少なくとも１個以上の内
部電極を設置し、この内部を極を外側の他方の電極と上
記放電管を介して交流的に結合させた構成となっており
、外部の電極の一方と内部電極との間で補助放電される
。
実施例
本発明の実施例を第１図から第７図に示す実施例に基づ
いて説明する。
いて説明する。
図中１は誘電性を有する放電管であり、２゜３はこの放
電管１の外周面に対向して設けられた電極である。４は
この両電極２，３に高周波の交流電界を印加するｔ４で
ある。５は上記電極２．３間にはさまれた放電管３内の
レーザ利得領域である。６は全反射鏡、７は部分透過鏡
であり、この両＠６．７は上記レーザ利得領域５の両端
に対向して固定配置され光共振装置乃ｙ。
電管１の外周面に対向して設けられた電極である。４は
この両電極２，３に高周波の交流電界を印加するｔ４で
ある。５は上記電極２．３間にはさまれた放電管３内の
レーザ利得領域である。６は全反射鏡、７は部分透過鏡
であり、この両＠６．７は上記レーザ利得領域５の両端
に対向して固定配置され光共振装置乃ｙ。
構成されている。８は部分透過鏡７より出力されるレー
ザ光である。９は送気路であり、との送気路９内に熱交
換器１０、プロア１１が設けてあり、熱３５換器１０で
冷却されたレーザガスが上記放電管３内を矢印１２に沿
って高速で流れるようになっている。
ザ光である。９は送気路であり、との送気路９内に熱交
換器１０、プロア１１が設けてあり、熱３５換器１０で
冷却されたレーザガスが上記放電管３内を矢印１２に沿
って高速で流れるようになっている。
１３は放電管１０内面に設けられた内部電極で、この内
部電極Ｉ３は放電管１の内面に沿う円環状に形成されて
おり、また酸化、スパッタリング等に強い金属、例えば
銅タングステン合金やステンレスなどの金属からなって
いる。またこの内部電極１３はその端部が高電位側の電
極２からガス流方向の上流側に距離ｌだけ離間した位置
に設置されている。さらＫこの内部電極１３は低電位側
の電極３にそのガス流方向にわたって重複する位置に設
置されていて、低電位側の電極３により放電管１の厚み
ｔを介して交流的に容量結合している。上記距離ｌは放
電管１の内径りより小さければ主放電圧以下で補助放電
５αが生起される。
部電極Ｉ３は放電管１の内面に沿う円環状に形成されて
おり、また酸化、スパッタリング等に強い金属、例えば
銅タングステン合金やステンレスなどの金属からなって
いる。またこの内部電極１３はその端部が高電位側の電
極２からガス流方向の上流側に距離ｌだけ離間した位置
に設置されている。さらＫこの内部電極１３は低電位側
の電極３にそのガス流方向にわたって重複する位置に設
置されていて、低電位側の電極３により放電管１の厚み
ｔを介して交流的に容量結合している。上記距離ｌは放
電管１の内径りより小さければ主放電圧以下で補助放電
５αが生起される。
この補助放電５αにより電極２，３間に散布されたイオ
ン及び電子によって主放電５ｂが容易に点灯される。こ
のときの放電の電流、電圧特性を第３図に示す。この図
から明らかなよう釦、放電開始電圧が下がっていること
がわかる。
ン及び電子によって主放電５ｂが容易に点灯される。こ
のときの放電の電流、電圧特性を第３図に示す。この図
から明らかなよう釦、放電開始電圧が下がっていること
がわかる。
なお、内部電極１３と高電位側の電極２の間の放電も誘
電層を介した放電となるため、正特性となり、主放１１
圧とつり合う点で電流の増加はとまるため、内部電極１
３のみに電流が集中することはない。ま北門部電極１３
の内径は放電管ｌの軸心に生起されるレーザビームを妨
げない程度としである。
電層を介した放電となるため、正特性となり、主放１１
圧とつり合う点で電流の増加はとまるため、内部電極１
３のみに電流が集中することはない。ま北門部電極１３
の内径は放電管ｌの軸心に生起されるレーザビームを妨
げない程度としである。
第４図から第７図は本発明の他の実施例を示すもので、
第４図に示すものは、内部電極１３αを軸直角方向に２
分割し、それぞれは電気的、幾可学的に対称となってい
る。この実施例によれば放電管１と内部電極１３の熱膨
張差による応力発生が防止できる。
第４図に示すものは、内部電極１３αを軸直角方向に２
分割し、それぞれは電気的、幾可学的に対称となってい
る。この実施例によれば放電管１と内部電極１３の熱膨
張差による応力発生が防止できる。
第５図に示すものは、電極＋３ｂを円周方向の１個所で
分割し、この電極＋３６の拡張力で固定すると共に、膨
張の影響を逃がすようになっている。
分割し、この電極＋３６の拡張力で固定すると共に、膨
張の影響を逃がすようになっている。
第６図に示すものは、放電管１αの内側に溝１４を設け
、この溝１４に１個所を分離した内部を極１３０を嵌合
した構成となっている。この実施例によれば、内部電極
１３ｃと低電位側の電極３間の容量を大きくし、結合度
を向上することができる。
、この溝１４に１個所を分離した内部を極１３０を嵌合
した構成となっている。この実施例によれば、内部電極
１３ｃと低電位側の電極３間の容量を大きくし、結合度
を向上することができる。
第７図に示すものは内部電極＋３ｊへの給電用の低電位
側の電極３を分割してこれを電気的に接続した例である
。
側の電極３を分割してこれを電気的に接続した例である
。
なお上記実施例以外にも内部電極１３は円周方向に複数
個に分割してもよい。
個に分割してもよい。
ま交円部電極材には合金金属のほかに、酸化物系の導電
性セラミック（ジルコニア、炭化ケイ素、サイアロンな
ど）を用いれば、さらに耐酸化性の高い電極として使え
る。
性セラミック（ジルコニア、炭化ケイ素、サイアロンな
ど）を用いれば、さらに耐酸化性の高い電極として使え
る。
さらに上記各実施例では、内部電極＋ ３ 、１３ｔＬ
〜１３ｄを低電位側の外側の電極３と容量結合させ、高
電位側の外部電極２との間で放電させたが、逆に高電位
側の外部電極２と内部電極１３゜１３α、〜１３ｄを容
量結合させ、低電位側の外部電極との間で放電を起こさ
せても同様の効果が得られる。
〜１３ｄを低電位側の外側の電極３と容量結合させ、高
電位側の外部電極２との間で放電させたが、逆に高電位
側の外部電極２と内部電極１３゜１３α、〜１３ｄを容
量結合させ、低電位側の外部電極との間で放電を起こさ
せても同様の効果が得られる。
発明の効果
本発明によれば、外部１極２，３による主放電部分の電
界をあまり乱すことなく放電開始電圧をさげることがで
きるため、放電開始時及びパルス放電立ちあがり時の特
性を改善することができる。また内部電極＋３．＋３α
、〜１３ｄを主電極２，３から離間することができるた
め、内部電極のスパッタリング、蒸発、酸化が防止でき
、レーザ発振、放電への悪影響、例えば発振効率の低下
、放電開始電圧の経時変化を小さくすることができる。
界をあまり乱すことなく放電開始電圧をさげることがで
きるため、放電開始時及びパルス放電立ちあがり時の特
性を改善することができる。また内部電極＋３．＋３α
、〜１３ｄを主電極２，３から離間することができるた
め、内部電極のスパッタリング、蒸発、酸化が防止でき
、レーザ発振、放電への悪影響、例えば発振効率の低下
、放電開始電圧の経時変化を小さくすることができる。
第１図は本発明の第１の実施例の概略的な構成説明図、
第２図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３図は放電
特性を示す線図、第４図、第５図、第６図、第７図は本
発明の他の実施例を示す断面図、第８図は従来例を示す
概略的な構成説明図、第９図はその断面図、第１０図は
従来の放ｉｔ％性を示す線図、第１１図に）＋ （、Ｂ
）１０は従来例を示す断面図である。 １は放電管、２．３は電極、１３．＋３α。 〜１３ｃＬは内部！極。 第２図 第３図 放電電流ＩＤ 第８図 第９図 ！。 第１０図 放電電流ＩＤ
第２図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３図は放電
特性を示す線図、第４図、第５図、第６図、第７図は本
発明の他の実施例を示す断面図、第８図は従来例を示す
概略的な構成説明図、第９図はその断面図、第１０図は
従来の放ｉｔ％性を示す線図、第１１図に）＋ （、Ｂ
）１０は従来例を示す断面図である。 １は放電管、２．３は電極、１３．＋３α。 〜１３ｃＬは内部！極。 第２図 第３図 放電電流ＩＤ 第８図 第９図 ！。 第１０図 放電電流ＩＤ
Claims (4)
- （１）レーザガスを放電励起部に強制対流させると共に
、レーザ発振の光軸とレーザ活性を有する反転分布ガス
を生成する放電管１の軸心とが一致する交流放電励起型
の軸流型ガスレーザ装置において、誘電性を有する放電
管１の外側に設置した一対の電極２、３の一方の電極２
よりガス流の上流側で、かつ放電管１の内側に、少なく
とも１個以上の内部電極１３、１３ａ、〜１３ｄを設置
し、この内部電極１３、１３ａ、〜１３ｄを外側の電極
２、３の他方の電極３と上記放電管１を介して交流的に
結合させたことを特徴とする軸流型ガスレーザ装置。 - （２）内部電極１３、１３ａ、〜１３ｄの位置を、離間
する方の外部電極２に対して放電管１の内径寸法以上の
長さだけ離間させたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の軸流型ガスレーザ装置。 - （３）内部電極１３、１３ａ、〜１３ｄに耐スパッタ性
、耐酸化性の大きい金属を用いたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の軸流型ガスレーザ装置。 - （４）内部電極１３、１３ａ、〜１３ｄに導電性を有す
る酸化物系セラミックを用いたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の軸流型ガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15619786A JPS6313383A (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 軸流型ガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15619786A JPS6313383A (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 軸流型ガスレ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6313383A true JPS6313383A (ja) | 1988-01-20 |
Family
ID=15622487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15619786A Pending JPS6313383A (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 軸流型ガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6313383A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0426882A (ja) * | 1990-05-22 | 1992-01-30 | Mitsubishi Electric Corp | 運転員訓練用シミュレータ装置 |
-
1986
- 1986-07-04 JP JP15619786A patent/JPS6313383A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0426882A (ja) * | 1990-05-22 | 1992-01-30 | Mitsubishi Electric Corp | 運転員訓練用シミュレータ装置 |
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