JP2685929B2 - ガスレーザ装置 - Google Patents
ガスレーザ装置Info
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明はレーザ管内に封入されたガスレーザ媒質を
陰極と陽極との間で発生する主放電によって励起してレ
ーザ光を出力させるガスレーザ装置に関する。
陰極と陽極との間で発生する主放電によって励起してレ
ーザ光を出力させるガスレーザ装置に関する。
（従来の技術） 一般に、TEA CO2レーザやエキシマレーザなどのガス
レーザ装置は、ガスレーザ媒質が封入されたレーザ管内
に主電極を構成する陰極と陽極とが対向して配設され、
これら電極間に主放電を発生させることによって上記ガ
スレーザ媒質を励起してレーザ光を放出させるようにな
っている。
レーザ装置は、ガスレーザ媒質が封入されたレーザ管内
に主電極を構成する陰極と陽極とが対向して配設され、
これら電極間に主放電を発生させることによって上記ガ
スレーザ媒質を励起してレーザ光を放出させるようにな
っている。
上記陰極と陽極との間に主放電を発生させるには、そ
れに先立ってこれら電極間の放電空間部を予備電離する
必要がある。放電空間部を予備電離するには種々の手段
があり、その１つにＸ線が用いられている。
れに先立ってこれら電極間の放電空間部を予備電離する
必要がある。放電空間部を予備電離するには種々の手段
があり、その１つにＸ線が用いられている。
第５図は予備電離手段としてＸ線を用いた一般的な構
成のガスレーザ装置を示す。すなわち、同図中１はガス
レーザ媒質が封入されたレーザ管である。このレーザ管
１内には主電極を構成する陰極２と陽極３とが対向して
配設されている。上記陰極２は下部取付板４の上面に取
付られ、上記陽極３は上部取付板５の下面に取付けられ
ている。上記陰極２の幅方向中央部分には第６図に示す
ように収容部６が長手方向ほぼ全長にわたって形成され
ている。この収容部６には予備電離手段としてのＸ線源
７が収容されている。この収容部６の陽極３側に位置す
る開口はたとえばアルミニュウムなどのＸ線を透過させ
やすい金属などからなる透過部材８によって閉塞されて
いる。
成のガスレーザ装置を示す。すなわち、同図中１はガス
レーザ媒質が封入されたレーザ管である。このレーザ管
１内には主電極を構成する陰極２と陽極３とが対向して
配設されている。上記陰極２は下部取付板４の上面に取
付られ、上記陽極３は上部取付板５の下面に取付けられ
ている。上記陰極２の幅方向中央部分には第６図に示す
ように収容部６が長手方向ほぼ全長にわたって形成され
ている。この収容部６には予備電離手段としてのＸ線源
７が収容されている。この収容部６の陽極３側に位置す
る開口はたとえばアルミニュウムなどのＸ線を透過させ
やすい金属などからなる透過部材８によって閉塞されて
いる。
また、上記陰極２と陽極３との間には波形整形のため
のピーキングコンデンサ９が接続され、さらに陰極２は
高圧電源10のマイナス側に接続され、陽極３はプラス側
にそれぞれ接続されている。
のピーキングコンデンサ９が接続され、さらに陰極２は
高圧電源10のマイナス側に接続され、陽極３はプラス側
にそれぞれ接続されている。
なお、上記下部取付板４には陰極２に形成された収容
部６と対応して開口4aが形成されている。
部６と対応して開口4aが形成されている。
上記レーザ管１内にはガスレーザ媒質を矢印方向に循
環させる送風手段11と、ガスレーザ媒質を所定温度に維
持するための熱交換器12とが配設され、上記送風手段11
によってレーザ管１内のガスレーザ媒質は図中矢印方向
に循環させられるようになっている。
環させる送風手段11と、ガスレーザ媒質を所定温度に維
持するための熱交換器12とが配設され、上記送風手段11
によってレーザ管１内のガスレーザ媒質は図中矢印方向
に循環させられるようになっている。
このような構成のガスレーザ装置においては、まずＸ
線源７に接続された図示しない電源を作動させて上記Ｘ
線源７からＸ線を発生させると、そのＸ線は透過部材８
を透過して陰極２と陽極３との間の放電空間部13に至
り、この放電空間部13に電子を発生させる。
線源７に接続された図示しない電源を作動させて上記Ｘ
線源７からＸ線を発生させると、そのＸ線は透過部材８
を透過して陰極２と陽極３との間の放電空間部13に至
り、この放電空間部13に電子を発生させる。
一方、Ｘ線源７からＸ線が発生させられたのち、一定
のタイミング（0.1〜１μｓ）をおいて高圧電極10が作
動させられる。そして、陰極２と陽極３との間の電位差
が大きくなると、Ｘ線により放電空間部13に発生させら
れた電子が種火となって上記陰極２と陽極３との間に主
放電（グロー放電）が点弧され、ガスレーザ媒質が励起
されてレーザ光が出力されることになる。
のタイミング（0.1〜１μｓ）をおいて高圧電極10が作
動させられる。そして、陰極２と陽極３との間の電位差
が大きくなると、Ｘ線により放電空間部13に発生させら
れた電子が種火となって上記陰極２と陽極３との間に主
放電（グロー放電）が点弧され、ガスレーザ媒質が励起
されてレーザ光が出力されることになる。
ところで、このような構成のガスレーザ装置におい
て、通常、陰極２と陽極３とは、電界緩和のためにこれ
らの放電面2a、3aの対向間隔が幅方向中央から両端に向
かって次第に大きくなる曲面に形成された、たとえばチ
ャン型などが用いられている。そのため、放電空間部に
おける電界密度は、電極２、３の幅方向中央が最も強
く、両端にゆくにしたがって弱くなっている。
て、通常、陰極２と陽極３とは、電界緩和のためにこれ
らの放電面2a、3aの対向間隔が幅方向中央から両端に向
かって次第に大きくなる曲面に形成された、たとえばチ
ャン型などが用いられている。そのため、放電空間部に
おける電界密度は、電極２、３の幅方向中央が最も強
く、両端にゆくにしたがって弱くなっている。
一方、上記透過部材８を透過したＸ線の放電空間部に
おける強度は、第７図のグラフ（ａ）に示すように電極
２、３の幅方向においてほぼ均一となっている。そのた
め、放電空間部における放電密度は、Ｘ線の強さが一定
であることにより、一対の電極２、３間における電界の
強さによってほぼ決定されてしまう。一対の電極2,3間
の電界の強さは、上述したように電極２、３の幅方向中
央が最も強く、両端にゆくにしたがって弱くなる。した
がって、放電密度に比例するレーザ光の強度は、第７図
のグラフ（ｂ）で示すように、いわゆるガウス分布にな
ってしまうから、レーザ光をたとえばマーキングや大面
積露光などのように強度が均一なスポットで被加工物を
照射しなければならないレーザ加工に利用しずらいとい
うことがあった。
おける強度は、第７図のグラフ（ａ）に示すように電極
２、３の幅方向においてほぼ均一となっている。そのた
め、放電空間部における放電密度は、Ｘ線の強さが一定
であることにより、一対の電極２、３間における電界の
強さによってほぼ決定されてしまう。一対の電極2,3間
の電界の強さは、上述したように電極２、３の幅方向中
央が最も強く、両端にゆくにしたがって弱くなる。した
がって、放電密度に比例するレーザ光の強度は、第７図
のグラフ（ｂ）で示すように、いわゆるガウス分布にな
ってしまうから、レーザ光をたとえばマーキングや大面
積露光などのように強度が均一なスポットで被加工物を
照射しなければならないレーザ加工に利用しずらいとい
うことがあった。
（発明が解決しようとする課題） このように、予備電離手段としてＸ線を用いた従来の
ガスレーザ装置においては、放電空間部におけるＸ線の
強度分布が電極の幅方向においてほぼ均一であった。そ
のため、レーザ光の強度は一対の電極間における電界の
強さに比例して幅方向中央が最大となり、両端にゆくに
しったがって弱くなるガウス分布となることが避けられ
なかった。
ガスレーザ装置においては、放電空間部におけるＸ線の
強度分布が電極の幅方向においてほぼ均一であった。そ
のため、レーザ光の強度は一対の電極間における電界の
強さに比例して幅方向中央が最大となり、両端にゆくに
しったがって弱くなるガウス分布となることが避けられ
なかった。
この発明は上記事情にもとずきなされたもので、その
目的とするところは、放電空間部をＸ線によって予備電
離する場合に、レーザ光の強度分布をほぼ均一にできる
ようにしたガスレーザ装置を提供することにある。
目的とするところは、放電空間部をＸ線によって予備電
離する場合に、レーザ光の強度分布をほぼ均一にできる
ようにしたガスレーザ装置を提供することにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段及び作用） 上記課題を解決するためにこの発明は、第１の手段と
してガスレーザ媒質が封入されたレーザ管と、このレー
ザ管内に対向して配設されているとともに互いの放電面
の対向間隔が幅方向中央で最小となり両端にゆくにした
がって次第に大きくなるよう形成された陰極および陽極
と、これら陰極および陽極のいずれか一方の電極に形成
された収容部に収容され上記陰極と陽極との間の放電空
間部を予備電離するためのＸ線を発生するＸ線源と、上
記収容部の他方の電極の放電面側の開口を閉塞して設け
られ上記Ｘ線源から発生されるＸ線を透過させる透過部
材と、上記陰極と陽極との間に電気エネルギを供給しこ
れら電極間に主放電を発生させる高圧電源とを具備し、
上記透過部材は、その厚さを上記電極の幅方向中央にお
いて最大で、両端にゆくにしたがって徐々に薄く形成す
る。
してガスレーザ媒質が封入されたレーザ管と、このレー
ザ管内に対向して配設されているとともに互いの放電面
の対向間隔が幅方向中央で最小となり両端にゆくにした
がって次第に大きくなるよう形成された陰極および陽極
と、これら陰極および陽極のいずれか一方の電極に形成
された収容部に収容され上記陰極と陽極との間の放電空
間部を予備電離するためのＸ線を発生するＸ線源と、上
記収容部の他方の電極の放電面側の開口を閉塞して設け
られ上記Ｘ線源から発生されるＸ線を透過させる透過部
材と、上記陰極と陽極との間に電気エネルギを供給しこ
れら電極間に主放電を発生させる高圧電源とを具備し、
上記透過部材は、その厚さを上記電極の幅方向中央にお
いて最大で、両端にゆくにしたがって徐々に薄く形成す
る。
また、この発明は第２の手段としてガスレーザ媒質が
封入されたレーザ管と、このレーザ管内に対向して配設
されているとともに互いの放電面の対向間隔が幅方向中
央で最小となり両端にゆっくにしたがって次第に大きく
なるよう形成された陰極および陽極と、これら陰極およ
び陽極のいずれか一方の電極に形成された収容部に収容
され上記陰極と陽極との間の放電空間部を予備電離する
ためのＸ線を発生するＸ線源と、上記収容部の他方の電
極の放電面側の開口を閉塞して設けられ上記Ｘ線源から
発生されるＸ線を透過させる透過部材と、上記陰極と陽
極との間に電気エネルギを供給しこれら電極間に主放電
を発生させる高圧電源とを具備し、上記透過部材と上記
Ｘ線源との間には、上記電極の幅方向中央部に上記透過
部材を透過するＸ線の量を規制する遮蔽部材を設ける。
封入されたレーザ管と、このレーザ管内に対向して配設
されているとともに互いの放電面の対向間隔が幅方向中
央で最小となり両端にゆっくにしたがって次第に大きく
なるよう形成された陰極および陽極と、これら陰極およ
び陽極のいずれか一方の電極に形成された収容部に収容
され上記陰極と陽極との間の放電空間部を予備電離する
ためのＸ線を発生するＸ線源と、上記収容部の他方の電
極の放電面側の開口を閉塞して設けられ上記Ｘ線源から
発生されるＸ線を透過させる透過部材と、上記陰極と陽
極との間に電気エネルギを供給しこれら電極間に主放電
を発生させる高圧電源とを具備し、上記透過部材と上記
Ｘ線源との間には、上記電極の幅方向中央部に上記透過
部材を透過するＸ線の量を規制する遮蔽部材を設ける。
上記第１の手段あるいは第２の手段とすることによ
り、収容部のＸ線源から出力されて放電空間部へ透過す
るＸ線の量が、電極の幅方向と対応する収容部の幅方向
両端部の方が中央部に比べて多くなるから、一対の電極
間における放電密度を電界強度に比例させず、Ｘ線の強
度分布に応じて変えることができる。
り、収容部のＸ線源から出力されて放電空間部へ透過す
るＸ線の量が、電極の幅方向と対応する収容部の幅方向
両端部の方が中央部に比べて多くなるから、一対の電極
間における放電密度を電界強度に比例させず、Ｘ線の強
度分布に応じて変えることができる。
（実施例） 以下、この発明の第１の実施例を第１図乃至第３図を
参照して説明する。なお、第６図に示す構成と同一部分
には同一記号を付して説明を省略する。すなわち、この
第１の実施例においては、陰極２に形成された収容部６
の陽極３の放電面3a側の開口を閉塞した透過部材21は、
その厚さが一対の電極２、３の電界強度に比例する厚さ
に形成されている。つまり、一対の電極２、３間におけ
る電界強度は、幅方向中央が最大で、両端にゆくにした
がって弱くなっているから、上記透過部材21の厚さも収
容部６の幅方向中央が最大で、両端にゆくにしたがって
徐々に薄くなる曲面に形成されている。
参照して説明する。なお、第６図に示す構成と同一部分
には同一記号を付して説明を省略する。すなわち、この
第１の実施例においては、陰極２に形成された収容部６
の陽極３の放電面3a側の開口を閉塞した透過部材21は、
その厚さが一対の電極２、３の電界強度に比例する厚さ
に形成されている。つまり、一対の電極２、３間におけ
る電界強度は、幅方向中央が最大で、両端にゆくにした
がって弱くなっているから、上記透過部材21の厚さも収
容部６の幅方向中央が最大で、両端にゆくにしたがって
徐々に薄くなる曲面に形成されている。
上記一対の電極２、３はチャン型などの形状に形成さ
れ、それによってこれら放電面2a、3aの対向間隔は電極
2,3の幅方向中央で最小となり、両端にゆくにしたがっ
て徐々に大きくなっている。
れ、それによってこれら放電面2a、3aの対向間隔は電極
2,3の幅方向中央で最小となり、両端にゆくにしたがっ
て徐々に大きくなっている。
なお、上記透過部材21は第６図に示す構成と同様Ｘ線
を透過しやすいアルミニュウムなどの金属によって形成
されている。
を透過しやすいアルミニュウムなどの金属によって形成
されている。
このような構成によると、Ｘ線源７から発生して透過
部材21を透過するＸ線量は、この透過部材21の厚さに反
比例することになる。つまり、透過部材21を透過するＸ
線の強度分布は第２図のグラフ（ａ）に示すように収容
部６の幅方向中央部で最小になり、両端にゆくにしたが
って徐々に増大する分布となる。
部材21を透過するＸ線量は、この透過部材21の厚さに反
比例することになる。つまり、透過部材21を透過するＸ
線の強度分布は第２図のグラフ（ａ）に示すように収容
部６の幅方向中央部で最小になり、両端にゆくにしたが
って徐々に増大する分布となる。
このようなＸ線の分布状態は一対の電極２、３間にお
ける電界強度の分布状態と反比例することになる。した
がって、電界強度とＸ線強度との影響を受ける一対の電
極２、３間における放電密度は、上記電界強度とＸ線強
度との分布状態が逆の状態となって相殺されるため、収
容部６の幅方向においてほぼ均一になる。この結果、放
電密度に比例するレーザ光の強度分布も第２図（ｂ）の
グラフに示すように収容部６の幅方向においてほぼ均一
となる。
ける電界強度の分布状態と反比例することになる。した
がって、電界強度とＸ線強度との影響を受ける一対の電
極２、３間における放電密度は、上記電界強度とＸ線強
度との分布状態が逆の状態となって相殺されるため、収
容部６の幅方向においてほぼ均一になる。この結果、放
電密度に比例するレーザ光の強度分布も第２図（ｂ）の
グラフに示すように収容部６の幅方向においてほぼ均一
となる。
第３図はこの発明の第２の実施例を示し、この実施例
は透過部材21aの断面形状を曲面とせず、三角形状とし
たもので、このような構成であっても、レーザ光の強度
分布を収容部６の幅歩行においてほぼ均一にすることが
できる。
は透過部材21aの断面形状を曲面とせず、三角形状とし
たもので、このような構成であっても、レーザ光の強度
分布を収容部６の幅歩行においてほぼ均一にすることが
できる。
第４図はこの発明の第３の実施例を示し、この実施例
は第６図に示す従来構造と同様透過部材８はその厚さが
収容部６の幅方向において一定であるが、収容部６の幅
方向央部分には、Ｘ線源７と透過部材８との間に、たと
えば鉛などのようなＸ線源６からのＸ線がほとんど透過
しない材料で作られた遮蔽部材22を配置した。
は第６図に示す従来構造と同様透過部材８はその厚さが
収容部６の幅方向において一定であるが、収容部６の幅
方向央部分には、Ｘ線源７と透過部材８との間に、たと
えば鉛などのようなＸ線源６からのＸ線がほとんど透過
しない材料で作られた遮蔽部材22を配置した。
このような構成によれば、透過部材８の幅方向中央部
分からは、上記遮蔽部材22によってＸ線が放電空間部13
へ透過するのが規制されるから、一対の電極２、３間に
おけるＸ線強度の分布状態を、収容部６の幅方向中央で
最小としてレーザ光の強度分布を均一にすることができ
る。
分からは、上記遮蔽部材22によってＸ線が放電空間部13
へ透過するのが規制されるから、一対の電極２、３間に
おけるＸ線強度の分布状態を、収容部６の幅方向中央で
最小としてレーザ光の強度分布を均一にすることができ
る。
なお、上記各実施例ではＸ線源を収容する収容部を陰
極に形成したが、陽極に形成するようにしてもよいこと
勿論である。
極に形成したが、陽極に形成するようにしてもよいこと
勿論である。
［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明は、陰極あるいは陽極のい
ずれか一方に形成された収容部に収容されたＸ線源から
発生し、その収容部の開口を閉塞した透過部材を透過し
て放電空間部に到達するＸ線の強度分布が電界強度と逆
の状態になるよう制御するようにした。したがって、放
電空間部において電界強度とＸ線強度とが相殺され、放
電密度を電極の幅方向においてほぼ均一にすることがで
きるから、それに応じてレーザ光の強度分布も均一にす
ることができる。
ずれか一方に形成された収容部に収容されたＸ線源から
発生し、その収容部の開口を閉塞した透過部材を透過し
て放電空間部に到達するＸ線の強度分布が電界強度と逆
の状態になるよう制御するようにした。したがって、放
電空間部において電界強度とＸ線強度とが相殺され、放
電密度を電極の幅方向においてほぼ均一にすることがで
きるから、それに応じてレーザ光の強度分布も均一にす
ることができる。
第１図はこの発明の第１の実施例を示す一対の電極の断
面図、第２図は第１図のＢ−Ｂ断面に沿う放電空間部の
Ｘ線強度とレーザ光強度との分布状態のグラフ、第３図
はこの発明の第２の実施例を示す一対の電極の断面図、
第４図はこの発明の第３の実施例を示す一対の電極の断
面図、第５図は従来のガスレーザ装置の断面図、第６図
は同じく一対の電極の拡大断面図、第７図は第６図のＡ
−Ａ線に沿う放電空間部のＸ線強度とレーザ光強度との
分布状態のグラフである。 １…レーザ管、２…陰極、３…陽極、６…収容部、７…
Ｘ線源、８、21…透過部材。
面図、第２図は第１図のＢ−Ｂ断面に沿う放電空間部の
Ｘ線強度とレーザ光強度との分布状態のグラフ、第３図
はこの発明の第２の実施例を示す一対の電極の断面図、
第４図はこの発明の第３の実施例を示す一対の電極の断
面図、第５図は従来のガスレーザ装置の断面図、第６図
は同じく一対の電極の拡大断面図、第７図は第６図のＡ
−Ａ線に沿う放電空間部のＸ線強度とレーザ光強度との
分布状態のグラフである。 １…レーザ管、２…陰極、３…陽極、６…収容部、７…
Ｘ線源、８、21…透過部材。
Claims (2)
- 【請求項１】ガスレーザ媒質が封入されたレーザ管と、
このレーザ管内に対向して配設されているとともに互い
の放電面の対向間隔が幅方向中央で最小となり両端にゆ
くにしたがって次第に小さくなるよう形成された陰極お
よび陽極と、これら陰極および陽極のいずれか一方の電
極に形成された収容部に収容され上記陰極と陽極との間
の放電空間部を予備電離するためのＸ線を発生するＸ線
源と、上記収容部の他方の電極の放電面側の開口を閉塞
して設けられ上記Ｘ線源から発生されるＸ線を透過させ
る透過部材と、上記陰極と陽極との間に電気エネルギを
供給しこれら電極間に主放電を発生させる高圧電源とを
具備し、上記透過部材は、その厚さが上記電極の幅方向
中央において最大で、両端にゆくにしたがって徐々に薄
く形成されていることを特徴とするガスレーザ装置。 - 【請求項２】ガスレーザ媒質が封入されたレーザ管と、
このレーザ管内に対向して配設されているとともに互い
の放電面の対向間隔が幅方向中央で最小となり両端にゆ
くにしたがって次第に小さくなるよう形成された陰極お
よび陽極と、これら陰極および陽極のいずれか一方の電
極に形成された収容部に収容され上記陰極と陽極との間
の放電空間部を予備電離するためのＸ線を発生するＸ線
源と、上記収容部の他方の電極の放電面側の開口を閉塞
して設けられ上記Ｘ線源から発生されるＸ線を透過させ
る透過部材と、上記陰極と陽極との間に電気エネルギを
供給しこれら電極間に主放電を発生させる高圧電源とを
具備し、上記透過部材と上記Ｘ線源との間には、上記電
極の幅方向中央部に上記透過部材を透過するＸ線の量を
規制する遮蔽部材が設けられていることを特徴とするガ
スレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26526289A JP2685929B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | ガスレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26526289A JP2685929B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | ガスレーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03127884A JPH03127884A (ja) | 1991-05-30 |
| JP2685929B2 true JP2685929B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=17414788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26526289A Expired - Fee Related JP2685929B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | ガスレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2685929B2 (ja) |
-
1989
- 1989-10-13 JP JP26526289A patent/JP2685929B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03127884A (ja) | 1991-05-30 |
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