JP2924942B2 - レーザ発振器 - Google Patents

レーザ発振器

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JP2924942B2 JP10208194A JP10208194A JP2924942B2 JP 2924942 B2 JP2924942 B2 JP 2924942B2 JP 10208194 A JP10208194 A JP 10208194A JP 10208194 A JP10208194 A JP 10208194A JP 2924942 B2 JP2924942 B2 JP 2924942B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ発振器に関し、よ
り詳しくは、そのサイラトロンを電気回路に接続する接
続手段の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、レーザ発振器として、高電圧を印
加する高圧電源と、蓄電した電荷を電極に印加するコン
デンサと、レーザ発振器のフレームに固定されて上記コ
ンデンサに充電された電荷を放電させるサイラトロン
と、上記高圧電源とコンデンサおよびサイラトロンとを
接続する接続手段とを備えたものは知られている。この
ような従来のレーザ発振器においては、高圧電源を用い
てレーザ光線を発振させるので、レーザ発振器を構成す
る電気回路には高電圧の電流が流れるようになってい
る。そのため、従来では、上記接続手段として大径のケ
ーブルを用いてサイラトロンを電気回路の所定位置に強
固に接続するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザ光線
を発振することに伴ってサイラトロンの寿命が尽きた時
には、該サイラトロンを新しいものと交換する必要があ
る。その際、従来では、新旧のサイラトロンの僅かな製
造誤差が原因となって、新しいサイラトロンを接続手段
としての大径ケーブルによって電気回路に接続する際
に、その接続部分において完全に電気的に接続されるよ
うに微調整が必要になり、その調整作業が煩雑になって
いた。なお、接続手段としての大径のケーブルによって
サイラトロンを電気回路に接続しやすい様に接続部分の
周囲の構成部材を配置すると、設置スペースが大きくな
るという欠点が生じる。
【0004】
【課題を解決するための手段】このような事情に鑑み、
本発明は、高電圧を印加する高圧電源と、蓄電した電荷
を電極に印加するコンデンサと、レーザ発振器のフレー
ムに固定されて上記コンデンサに充電された電荷を放電
させるサイラトロンと、上記高圧電源とコンデンサおよ
びサイラトロンとを接続する接続手段とを備えたレーザ
発振器において、上記接続手段を、導体からなり、ガイ
ド部材に沿って進退動自在に設けたフローティングプレ
ートと、このフローティングプレートを通常は前進位置
に保持する弾性体と、上記フローティングプレートと上
記高圧電源およびコンデンサとを接続する弾性変形可能
な接続部材とから構成し、さらに上記サイラトロンの
極にテーパ部を設けるとともに上記フローティングプレ
ートにテーパ部を設け、かつ上記サイラトロンのテーパ
を上記弾性体に抗してフローティングプレートのテー
パ部に圧接させた状態で、該サイラトロンを上記フレー
ムに固定したものである。
【0005】
【作用】このような構成によれば、サイラトロンの寿命
が尽きて、新しいものと交換する際には、寿命が尽きた
古いサイラトロンをフレームから取り外した後、新しい
サイラトロンのテーパ部をフローティングプレートのテ
ーパ部に圧接させてからフレームに固定すれば、サイラ
トロンと高圧電源およびコンデンサとを電気的に接続す
ることができる。そのため、新旧のサイラトロンに製造
誤差があったとしても、新しいサイラトロンの交換時に
上述した従来のような微調整は必要なく、したがって、
従来に比較してサイラトロンの交換作業がきわめて容易
になる。
【0006】
【実施例】以下図示実施例について本発明を説明する
と、図1は本発明にかかる横方向励起型レーザ発振器1
の電気回路を示したものであり、図2は本発明にかかる
実際の横方向励起型レーザ発振器1の平面図を示したも
のである。図1ないし図3において、2は高圧の直流電
源であり、この直流電源2の電圧が主コンデンサC1に
印加されて、ここに電荷が蓄えられ、この主コンデンサ
C1に蓄えられた電荷はスイッチ手段であるサイラトロ
ン4のオンによって副コンデンサC2に移行される。サ
イラトロン4の陽極4Aと直流電源2および主コンデン
サC1は、接続手段5を介して電気的に接続されてい
る。また、上記サイラトロン4の隣接位置には、該サイ
ラトロン4を保護する保護回路3を並設している。一対
の主電極6,6’とこの主電極6,6’の両側に配置さ
れた多数の予備電極7とは基板8の中央部に取り付けら
れており、上記主電極6,6’および多数の予備電極7
とは、長方形の基板8の上面に気密を保持して取り付け
た樹脂製のケーシング9によって覆われている。ケーシ
ング9の内部空間には、図示しない供給源からレーザ発
振用ガスを供給するようにしている。ここで、主コンデ
ンサC1から副コンデンサC2に電荷が移行されると、
先ず予備電極7のギャップでアーク放電が起こり、そこ
で発生した紫外線が主電極6,6’間のガスを電離する
ようになっている。そして、副コンデンサC2に電荷が
移行してくると該副コンデンサC2の両極間の電圧が上
昇し、副コンデンサC2と並列に接続された主電極6,
6’間の電圧も上昇する。そして主電極6,6’間の電
圧がブレークダウン電圧に達すると副コンデンサC2に
蓄えられた電荷が主電極6,6’に流れ込み、主電極
6,6’間でグロー放電が生じてレーザ発振用ガスを励
起して、レーザ光線が発振される。このようにして発振
されたレーザ光線は全反射ミラー11とハーフミラー1
2とによって繰り返し反射されること伴って出力が増大
されてから、ハーフミラー12を透過してケーシング9
の外部に放射されるようになっている。また、図2ない
し図3に示すように、ケーシング9内の上方所定位置に
は熱交換器13を配設してケーシング9内を冷却するよ
うにしてあり、また、熱交換器13の隣接位置にはケー
シング9内に介在するレーザ発振ガスを強制循環させる
ファン14を配設している。さらに、図面上では省略し
ているが、ケーシング9の所定位置にはレーザ発振ガス
をケーシング9内に給排するガス導入管を接続してあ
り、図示しないレーザ発振ガスの供給源からケーシング
9内にレーザ発振ガスを循環供給するようにしている。
上述した構成は、従来公知のレーザ発振器のものと変わ
るところはない。しかして、本実施例は、上記接続手段
5を改良することで、サイラトロン4を容易に交換でき
るように構成したものである。すなわち、図2ないし図
4に示すように、レーザ発振器1のフレーム10の所定
位置に、絶縁プレート15を水平に固定している。そし
て、正方形とした鉄製のフローティングプレート16の
4か所の貫通孔16aに、ガイドピン17をそれぞれ貫
通させ、かつ、フローティングプレート16の底面から
突出させた各ガイドピン17の外周部にそれぞれコイル
状のばねやゴム等の弾性体18を嵌装した状態におい
て、各ガイドピン17の先端のねじ部を絶縁プレート1
5に螺着している。これにより、フローティングプレー
ト16は各弾性体18によって上方に向けて付勢されて
おり、その上面が各ガイドピン17の頭部に当接した位
置で停止している。フローティングプレート16の中央
部にはねじ孔16bを螺刻してあり、このねじ孔16b
に上方側から銅製の調整ナット21を螺合している。調
整ナット21の軸部には貫通孔21Aを穿設してあり、
その貫通孔21Aの上端部は上方が拡径するテーパ部2
1aとしてあり、このテーパ部21aに、サイラトロン
4の陽極4Aの先端に被せた銅製のキャップ22を圧接
させるようにしている。主コンデンサC1は、可撓性を
備えた第1接続部材23によってフローティングプレー
ト16に対して電気的に接続してあり、また、これと同
様に直流電源2も可撓性を備えた第2接続部材24によ
ってフローティングプレート16に対して電気的に接続
されている。なお、フローティングプレート16に対す
る主コンデンサC1および直流電源2の接続方法は次の
ような構成であっても良い。つまり、上記主コンデンサ
C1および直流電源2を、上記両接続部材23、24と
フローティングプレート16を介することなく直接接続
し、それらの接続部からフローティングプレート16に
むけて分岐させた分岐線の先端を、可撓性を備えた接続
部材によってフローティングプレート16に接続するよ
うにしても良い。このように、本実施例では、接続手段
5を、フローティングプレート16、ガイドピン17、
弾性体18、調整ナット21によって構成している。こ
のような本実施例によれば、接続手段5によってサイラ
トロン4を主コンデンサC1および直流電源2に接続す
る場合には、サイラトロン4の陽極4Aを下方に向けた
状態で、サイラトロン4をフレーム10の係合孔10a
に上方から係合させるとともに、サイラトロン4の陽極
4Aに被せたキャップ22を調整ナット21のテーパ部
21aに圧接させて、サイラトロン4の上端部をフレー
ム10にボルトで固定すればよい。一方、上記サイラト
ロン4の寿命が尽きて新しいものと交換する場合には、
先ずサイラトロン4の上端部を固定したボルトを取り外
してから古いサイラトロン4を上方にむけて引張って取
り外す。次に、上述したようにして新たなサイラトロン
4を上方側からフレーム10の係合孔10aに係合させ
るとともに、その陽極4Aのキャップ22を調整ナット
21のテーパ部21aに圧接させてから、サイラトロン
4の上端部をフレームに固定すればよい。なお、その
際、新旧のサイラトロン4の軸方向長さが大きく異なる
ような場合には、事前に、調整ナット21を正逆に所要
量だけ回転させて、そのテーパ部21aの高さを調整
し、その後から新しいサイラトロン4を取り付けること
で、サイラトロン4の陽極4Aをテーパ部21aに対し
て支障なく圧接させることができる。なお、上記キャッ
プ22および調整ナット21は必ずしも必要ではなく、
それらは省略してもよい。このように、本実施例の接続
手段5によれば、サイラトロン4の交換をきわめて容易
に行うことができる。また、図3に示すように、本実施
例では、上述のようにしてフレーム10に取り付けたサ
イラトロン4に近接させて冷却用のパイプ25を配設し
てあり、このパイプ25の先端部を上記サイラトロン4
のボディに向けて支持している。本実施例では、上記冷
却用のパイプ25を介して図示しない送風源から冷却用
の空気をサイラトロン4にむけて噴出させることで、サ
イラトロン4そのものを直接冷却することができる。さ
らに、本実施例では、基板8をアクリルによって製造し
てあり、しかも、ケーシング9の内部空間に面した上記
アクリル製の基板8の表面に、2mmないし5mmの厚
さのセラミック26を被覆している。これにより、ケー
シング9内の内部空間に面して、ケーシング9内に介在
するレーザ発振ガスと接触する基板8の表面の略全域を
セラミック26によって被覆している。さらに、本実施
例では、全ての副コンデンサC2の外周部をガラス製の
キャップで被覆するようにしている。このように本実施
例では、基板8を絶縁材であるアクリルから製造し、か
つ基板8におけるケーシング9内に露出する表面にはセ
ラミック26を被覆している。また副コンデンサC2を
ガラス製のキャップで被覆している。そのため、ケーシ
ング9内の紫外線およびレーザ発振ガスの解離によって
ケーシング9内にオゾンが発生しても、このオゾンが基
板8の材料であるアクリルと直接に反応することを防止
することが出来るとともに、副コンデンサC2の外周部
がオゾンと直接反応することを防止できるので、いわゆ
るアウタガスの発生を抑制することができる。これによ
り、ケーシング9内に介在するレーザ発振ガス中にアウ
タガスが混入して汚染されることを抑制することがで
き、そのため、アウタガスの発生を考慮してレーザ発生
ガスの供給量を増加させる必要がない。したがって、ア
ウタガスの発生に伴ってレーザ発振ガスの供給量を増加
させていた従来のものと比較して、本実施例によればレ
ーザ発振ガスの消費量を減少させることができる。この
ような本実施例に対して従来では、上記基板8はスチー
ルによって製造していたので、電極6(6’)、7と基
板8とを絶縁材料によって絶縁する必要があり、それに
よって基板8と電極6(6’)、7との連結箇所の構成
が複雑になっていたものである。さらに、図3に示すよ
うに、本実施例では、基板8の4辺の近接位置となるフ
レーム10の位置に、先端が下方を向け、かつ中央部が
内方にむけて膨出する板ばね27を複数箇所に配設して
あり、一体に連結した状態のケーシング9と基板8とを
フレーム10に取り付ける際には、板ばね27を圧縮さ
せながらそれらケーシング9と基板8とを上方側からフ
レーム10に取り付けるようにしている。このように構
成することで、ケーシング9および基板8とフレーム1
0の間に隙間を無くし、主電極と予備電極間にて発生し
た放電による電磁波が外部に漏れることを防いでいる。
【0007】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来に
比較してサイラトロンの交換作業がきわめて容易になる
という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す電気回路図
【図2】図1に示した実施例の実際の装置を示す平面図
【図3】図2のIII−III線に沿う断面図
【図4】図3の要部の拡大図
【図5】図3のV−V線に沿う要部の平面図
【符号の説明】
1…横方向励起型レーザ発振器 2…直流電
源 4…サイラトロン 5…接続手
段 16…フローティングプレート 17…ガイ
ドピン 18…弾性体 C1…主コン
デンサ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高電圧を印加する高圧電源と、蓄電した
    電荷を電極に印加するコンデンサと、レーザ発振器のフ
    レームに固定されて上記コンデンサに充電された電荷を
    放電させるサイラトロンと、上記高圧電源とコンデンサ
    およびサイラトロンとを接続する接続手段とを備えたレ
    ーザ発振器において、 上記接続手段を、導体からなり、ガイド部材に沿って進
    退動自在に設けたフローティングプレートと、このフロ
    ーティングプレートを通常は前進位置に保持する弾性体
    と、上記フローティングプレートと上記高圧電源および
    コンデンサとを接続する弾性変形可能な接続部材とから
    構成し、さらに上記サイラトロンの電極にテーパ部を設
    けるとともに上記フローティングプレートにテーパ部を
    設け、かつ上記サイラトロンのテーパ部を上記弾性体に
    抗してフローティングプレートのテーパ部に圧接させた
    状態で、該サイラトロンを上記フレームに固定したこと
    を特徴とするレーザ発振器。
  2. 【請求項2】 上記サイラトロンにキャップが取付けら
    れ、このキャップに上記サイラトロンのテーパ部が形成
    されていることを特徴とする請求項1に記載のレーザ発
    振器。
  3. 【請求項3】 上記フローティングプレートに調整ナッ
    トをサイラトロンの陽極に向けて出没可能に螺合させて
    あり、この調整ナットに上記フローティングプレートの
    テーパ部が形成されていることを特徴とする請求項1又
    は請求項2に記載のレーザ発振器。
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