JP2746050B2 - レーザ発振器 - Google Patents
レーザ発振器Info
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Description
より詳しくは、一対の電極を備えたレーザ発振器に関す
る。
ーブの両端部を一対のマニホールドで支持するととも
に、該レーザチューブの長手方向に一対の電極を対向し
て配設し、レーザガス供給手段により上記マニホールド
を介してレーザチューブ内にレーザガスを流通させた状
態で上記一対の電極に電圧を印加して該電極間で放電を
生じさせ、その一対の電極間の放電によって励起された
光を反射ミラーと出力ミラーとの間で共振させてレーザ
光線を上記出力ミラーから外部に放射するようにしたも
のが知られている。
では、一対の電極のうちの一方の電極をグランド電極と
するのが普通であるが、この場合、レーザチューブの両
端部を支持するマニホールドの両方をグランドとする
と、グランド側とは異なる非グランド側電極とマニホー
ルドとの間でリークが生じ易くなる。これを防止するた
めには、上記非グランド側電極とマニホールドとの間隔
を充分に拡げればよいが、その場合にはレーザガス空間
に無駄が生じ、また装置全体が大きくなるという欠点が
生じる。他方、上記非グランド側電極に隣接したマニホ
ールドをグランドから絶縁すれば、該非グランド側電極
と該マニホールドとの間隔を狭めても両者間のリークを
防止することができるが、この場合には該マニホールド
と他のグランド側の機器との間でのリークを防止しなけ
ればならなくなる。より具体的には、レーザ発振器では
上記レーザチューブ内にレーザガスを供給するレーザガ
ス供給手段が必要であり、上記レーザチューブに上記レ
ーザガス供給手段を構成する熱交換器やブロワを接続す
る必要がある。したがってこの場合には、非グランド側
電極に隣接するとともにグランドから絶縁されたマニホ
ールドとグランド側となる上記熱交換器やブロワとの間
でリークが発生するのを防止する必要があり、そのため
にそれらの間隔を充分に拡げると、やはりレーザガス空
間に無駄が生じ、また装置全体が大きくなるという欠点
が生じる結果となる。さらにまた、上記一対の電極間の
放電の際に生じたスパッタが、レーザチューブや熱交換
器を流通するレーザガスによって運ばれて、上記グラン
ドから絶縁されたマニホールドとグランド側の熱交換器
やブロワとを連結する絶縁チューブの内側に付着する
と、このスパッタによってマニホールドと熱交換器やブ
ロワとの間でリークが生じる危険性があった。本発明は
そのような事情に鑑み、非グランド側電極とグランド側
のマニホールドや機器との間で生じるリークを効果的に
防止できるようにすることにより、レーザ発振器を小型
化するとともに、上述したスパッタが発生してもリーク
が生じないようにしたレーザ発振器を提供するものであ
る。
ザチューブの両端部に設けられて該レーザチューブを支
持する一対のマニホールドと、このマニホールドを介し
て上記レーザチューブ内にレーザガスを供給するレーザ
ガス供給手段と、上記レーザチューブの長手方向に対向
して配設したグランド側電極と非グランド側電極と、こ
れら電極間の放電によって励起された光を共振する反射
ミラーと出力ミラーとを備えたレーザ発振器において、
一対のグランド側電極と非グランド側電極とを1組とし
てこれを2組、上記レーザチューブの長手方向に直列に
配置し、各組の電極のうち相互に隣接してレーザチュー
ブの中央側となる電極をそれぞれ非グランド側電極とす
るとともに、他方のレーザチューブの端部マニホールド
に隣接する側の電極をそれぞれグランド側電極とし、さ
らに上記非グランド側電極をそれぞれ別個の電線を介し
て高電圧回路に接続したものである。
ホールド側に設けた電極はいずれもグランド側電極とな
るので、グランド側電極とグランド側のマニホールドと
を近接させて設けてもそれらの間でリークが生じること
がない。またグランド側の各マニホールドとこれらマニ
ホールドに接続したレーザガス供給手段のグランド側の
熱交換器やブロワとを近接させて設けてもやはりリーク
が生じることがなく、したがって各構成部品を近接させ
て設けることによりレーザ発振器の小型化を図ることが
できる。さらにまた、上記スパッタがグランド側のマニ
ホールドとグランド側の熱交換器やブロワとを連結する
接続チューブの内側に付着しても、リークが生じる余地
がない。さらに上記非グランド側電極をそれぞれ別個の
電線を介して高電圧回路に接続しているので、各組一対
のグランド側電極と非グランド側電極との間で安定した
放電を行なわせることができる。
と、図1において、レーザ発振器1は同一構造を有する
2本のレーザチューブ2をその軸方向に縦に配設してあ
り、これらレーザチューブ2の互いに隣接する一端部を
支持部材としての機能を有する共通のマニホールド3で
支持するとともに、各レーザチューブ2の他端部を支持
部材としての機能を有するマニホールド4A、4Bによ
ってそれぞれ支持している。レーザガス供給手段5は、
両端部のマニホールド4A、4Bを介して各レーザチュ
ーブ2内にレーザガスを供給するとともに、各レーザチ
ューブ2内のレーザガスを中央部のマニホールド3から
外部に排出し、そのレーザガスを再び両端部のマニホー
ルド4A、4Bから各レーザチューブ2内に循環供給す
ることができるようになっている。上記レーザガス供給
手段5は、中央部のマニホールド3の下流側に、上記各
レーザチューブ2から排出されてきたレーザガスを冷却
する熱交換器6と、この熱交換器6の下流側のブロワ7
とを備えており、上記マニホールド3と熱交換器6との
間、および熱交換器6とブロワ7との間をそれぞれ接続
チューブ8で接続している。上記ブロワ7は2方向にレ
ーザガスを送り出すことができるようになっており、上
記ブロワ7より2つに分岐された一方のレーザガスは接
続チューブ8A、レーザガスを加熱する熱交換器9Aお
よび上記マニホールド4Aを介して一方のレーザチュー
ブ2に供給され、他方のレーザガスは接続チューブ8
B、レーザガスを加熱する熱交換器9Bおよび上記マニ
ホールド4Bを介して他方のレーザチューブ2に供給さ
れるようになっている。
8Bは非絶縁材より製造されており、これら接続チュー
ブの形状はそれぞれ円筒状となっている。また、一方の
マニホールド4Bにはレーザチューブ2内で励起された
レーザ光を反射する反射ミラー10を設けてあり、また
他方のマニホールド4Aにはレーザチューブ2内で励起
されたレーザ光を反射するとともにそのレーザ光を透過
させる出力ミラー11を設けてある。上記反射ミラー1
0と出力ミラー11とは2本のレーザチューブ2の軸線
上に対向させて設けてあり、これら一対のミラー10、
11で共振されたレーザ光を上記出力ミラー11から左
方側にむけて放射させることができるようになってい
る。然して、上記レーザチューブ2のそれぞれには、互
いに対向する一対の電極12、13を二組直列に設け、
各一対の電極のうち一方の電極をグランド側電極12と
して各レーザチューブ2の端部側に、すなわちマニホー
ルド3、4A、4B側にそれぞれ配置し、かつ他方の非
グランド側電極13を各レーザチューブ2の中央部に配
置している。このとき、グランド側電極12を陽極、非
グランド側電極13を陰極としても、或いはこれとは逆
にグランド側電極12を陰極、非グランド側電極13を
陽極としてもよい。上記各一対の電極12、13はそれ
ぞれ別個の電線14を介して直流高電圧回路15に接続
してあり、レーザチューブ2内にレーザガスを流通させ
た状態で一対の電極12、13間に高電圧を印加するこ
とにより、一対の電極間で放電を行なわせてレーザガス
を励起することができるようになっている。
大断面図で、該レーザチューブ2の肉厚は軸方向の全域
において同一としているが、軸方向における左右両端部
および中央部を大径部2aとするとともにその他の部分
を小径部2bとし、それら小径部2bと大径部2aとの
連続部分をテーパ部2cで接続している。そして上記グ
ランド側電極12をレーザチューブ2の左右両端の大径
部2aに設けるとともに、非グランド側電極13をレー
ザチューブ2の中央側の大径部2aに設けている。上記
レーザチューブ2の大径部2aには半径方向外方に突出
させて形成した突出部2dを形成してあり、各突出部2
dの中央に棒状のグランド側電極12又は非グランド側
電極13を放射方向に貫通させてコバールで固定してい
る。このコバールは、各電極12、13が熱膨張した際
にその熱膨張を吸収する目的で設けたものである。上記
突出部2dはレーザチューブ2の円周方向等間隔位置に
例えば8個設けてあり、それぞれの突出部2dにグラン
ド側電極12又は非グランド側電極13を設けている。
つまりグランド側電極12又は非グランド側電極13
は、円周方向の8個が1組となっている。上記各電極1
2、13はそのレーザチューブ2内の先端部がL字形に
折曲げてあり、一対の電極12、13のL字形に折曲げ
た先端部を軸方向に対向させている。このとき各電極1
2、13の先端部は、レーザチューブ2の小径部2bの
内周面よりも僅かに半径方向外方に位置するようにして
いる。さらに、上記二対の電極のうち、レーザガスの流
れ方向の上流側となる一対の電極12、13間の間隔L
1 を下流側の一対の電極12、13間の間隔L2 よりも
短く設定することにより、後に詳述するようにレーザ出
力を増大することができるようにしている。また、上記
レーザチューブ2の小径部2bの内径をA、大径部2a
の内径をBとしたとき、この小径部2bと大径部2aと
の比B/Aが1.2程度だと上記テーパ部2cの傾斜が
緩やか過ぎるため、左側より流入されたレーザガスはレ
ーザチューブ2のチューブ内周面に沿って流れてしま
い、放電が良好に行なわれない。そこで上記大径部2a
と小径部2bとの比B/Aを1.6以上として上記テー
パ部2cで充分な乱流を発生させ、レーザチューブ2内
で均一な放電を行なうことができるようにしている。な
お、図1における右側のレーザチューブは上述した左側
のレーザチューブとレーザガスの流れる方向を基準とし
て同一構造を有しているので、その説明は省略する。
2のマニホールド3、4A、4Bに近接した位置の電極
は全てグランド側電極12となっているので、全てのマ
ニホールド3、4A、4Bをグランド側として上記グラ
ンド側電極12との間隔を狭めても、グランド側電極1
2とマニホールド3、4A、4Bの間でリークが生じる
虞がない。また同様な理由からグランド側のマニホール
ド3、4A、4Bに近接させてグランド側となる熱交換
器6、9A、9Bやブロワ7を設けることができるの
で、レーザ発振器1を小型に製造することができる。ま
た、上記接続チューブ8、8A、8Bの内側にスパッタ
が付着したとしても、各構成部材は共にグランドとなっ
ているのでリークが生じることがない。さらに少なくと
も上記非グランド側電極13、13をそれぞれ別個の電
線14を介して直流高電圧回路15に接続しているの
で、各組一対のグランド側電極12と非グランド側電極
13との間で安定した放電を行なわせることができる。
1 を下流側の電極12、13間の間隔L2 よりも短く設
定した効果を説明するための実験結果を示す図である。
この実験は、1本のグランド側電極12と非グランド側
電極13とを対向させて行なっており、かつ上流側の間
隔L1 を205mm、下流側の間隔L2 を235mmと
し、また両者の間隔を同一とした比較装置ではその間隔
を235mmとした。同図において、○が本発明装置に
おける上流側の一対の電極についてのデータを、●が下
流側の一対の電極についてのデータを示し、□が比較装
置における上流側のデータを、■が下流側のデータを示
している。同図から理解されるように、電極間の放電が
不安定な状態となるまで設定電流を増大させた際の放電
電流の最大値は、比較装置における上流側が約31m
A、下流側が約53mAで合計84mAとなるのに対
し、本発明における上流側と下流側とはともに約49m
Aで合計98mAとなっており、合計の放電電流を増大
させることができる。そして合計の放電電流を増大させ
ることにより、レーザ光線の出力を増大させることがで
きる。
で、第1実施例では2つのマニホールド間のレーザチュ
ーブ2を一体物から製造しているが、本実施例のレーザ
チューブ102は、2つのチューブ102A、102B
をセラミックス製の筒状ホルダ116で接続することに
より構成している。上記2つのチューブ102A、10
2Bの肉厚は同一としてあるが、レーザガスの流れ方向
上流側に位置するチューブ102Aの上流側を大径部1
02aとするとともに、その他の部分を小径部102b
とし、さらに上記小径部102bと大径部102aとの
連設部分を傾斜したテーパ部102cとしている。ま
た、下流側に位置するチューブ102Bは上記小径部1
02bと同一径で製造してある。上記レーザチューブ1
02の両端部外周にもセラミックス製の筒状ホルダ11
7をそれぞれ取付けてあり、各ホルダ117には上記レ
ーザチューブ102の円周方向等間隔位置に穿設した孔
102eと重合する挿入孔117aを形成している。つ
まり挿入孔117aは孔102eを介してレーザチュー
ブ102内に臨んでいる。また、中央部の筒状ホルダ1
16にも円周方向等間隔位置に挿入孔116aを2列で
形成してあり、この挿入孔116aは直接レーザチュー
ブ102内に臨んでいる。上記レーザチューブ102の
両端部に設けた筒状ホルダ117の挿入孔117aには
棒状のグランド側電極112をそれぞれ貫通させ、かつ
シール材117bで各グランド側電極112を筒状ホル
ダ117に固定するとともに、各挿入孔117aをシー
ルしている。これと同様に、レーザチューブ102の中
央部に設けた筒状ホルダ116の挿入孔116aに棒状
の非グランド側電極113をそれぞれ貫通させ、かつシ
ール材116bで各非グランド側電極113を筒状ホル
ダ116に固定するとともに、各挿入孔116aをシー
ルしている。また本実施例においても、レーザガスの流
れ方向の上流側となる一対の電極112、113間の間
隔L1 を下流側の一対の電極112、113間の間隔L
2 よりも短く設定し、さらに上記大径部102aと小径
部102bとの比B/Aを1.6以上に設定している。
上記構成を有する本実施例によっても、第1実施例と同
等の作用効果を得ることができることは明らかである。
ド側のマニホールドに近接した電極をグランド側電極と
しているので両者間でリークが生じることがなく、した
がって各構成部材を近接して設けてレーザ発振器を小型
化することでき、またスパッタによるリークが発生する
余地がなく、さらに各非グランド側電極をそれぞれ別個
の電線を介して高電圧回路に接続しているので、各組一
対のグランド側電極と非グランド側電極との間で安定し
た放電を行なわせることができるという効果が得られ
る。
験結果図。
大断面図。
チューブ 3、4A、4B…マニホールド(支持部材) 6、9A、9B…熱交換器 7…ブロワ 12、112…グランド側電極 13、113…非グ
ランド側電極
Claims (1)
- 【請求項1】 レーザチューブの両端部に設けられて該
レーザチューブを支持する一対のマニホールドと、この
マニホールドを介して上記レーザチューブ内にレーザガ
スを供給するレーザガス供給手段と、上記レーザチュー
ブの長手方向に対向して配設したグランド側電極と非グ
ランド側電極と、これら電極間の放電によって励起され
た光を共振する反射ミラーと出力ミラーとを備えたレー
ザ発振器において、一対のグランド側電極と非グランド側電極とを1組とし
てこれを2組、上 記レーザチューブの長手方向に直列に
配置し、各組の電極のうち相互に隣接してレーザチュー
ブの中央側となる電極をそれぞれ非グランド側電極とす
るとともに、他方のレーザチューブの端部マニホールド
に隣接する側の電極をそれぞれグランド側電極とし、さ
らに上記非グランド側電極をそれぞれ別個の電線を介し
て高電圧回路に接続したことを特徴とするレーザ発振
器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9719793A JP2746050B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | レーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9719793A JP2746050B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | レーザ発振器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06291391A JPH06291391A (ja) | 1994-10-18 |
JP2746050B2 true JP2746050B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=14185877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9719793A Expired - Fee Related JP2746050B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | レーザ発振器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2746050B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW337049B (en) * | 1996-02-02 | 1998-07-21 | Shibuya Kogyo Co Ltd | Laser oscillator |
JP2008004584A (ja) * | 2006-06-20 | 2008-01-10 | Shibuya Kogyo Co Ltd | レーザ発振器 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP9719793A patent/JP2746050B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06291391A (ja) | 1994-10-18 |
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