JPH0282588A - ガスレーザ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は容器構造を改良した高周波励起方式のガスレー
ザ装置に関する。

（従来の技術） この種のガスレーザ装置の従来例として特開昭６１−２
８４９８１号公報に示すようなものが提案されている。

この従来技術を第２図を参照して説明する。ガスレーザ
装置の放電部は、相対する誘電体よりなるｖＩ電体電極
１ａ、ｌｂと、その外側に設けられた一対の金属電極２
ａ　、　２ｂと、放電電力を供給するため、それら電極
に接続された高周波電源３と、光共振器を構成する出力
鏡４と、後部鏡５とから構成される。この放電部にレー
ザ発振に必要なレーザ媒質ガス６を循環供給するため、
密閉する金属容器７内部に送風機８が設けられ、容器内
部に封入されたレーザ媒質ガス６は、温度上昇を防止す
るため、熱交換器９で熱交換されたのち、送風機８によ
り放電部に供給される。これにより、放電部では、高周
波電源３より供給された高周波電圧が電極間のレーザ媒
質ガス６に印加されて高周波放電１０が生じ、出力鏡４
と後部鏡５で構成される光共振器内でレーザ発振が起り
、ウィンドウ１１よりレーザ光線りが出力される。

（発明が解決しようとする課題） 上記第２図の構成で、金属電極２ａは高周波電極９の高
圧側に金属容器７に設けられた密封用絶縁物１２中を通
して接続され、高周波電源３のアース側が金属容器７に
接続されると共に、金属電極２ｂも金属容器７に接続さ
れる。即ち、金属容器７を回路の一部として、高周波電
源３は、金属電極２ａ、２ｂに接続される。

この場合、高周波電流は、表皮効果により、金属のごく
表面８１のみしか流れなくなってしまうため、金属の導
電率が低いと、抵抗となり、損失を生じてしまう。高周
波回路中に損失があると、高周波放電１０に供給される
電力が減少し、その結果、レーザ出力が低下し、効率が
低下してしまう。金属容器７は高周波回路の一部として
いるため、金属容器７の材質は、高導電率を有し、工業
的に用いる金属でなければならないから、銅或いはアル
ミニウムを用いなければならない。

ここで、たとえ、アース側の金属電極２ｂより。

高周波電源３のアース側に、別途、リード線を引いたと
しても、高圧側金属電極２ａより、アース電位にある金
属容器７へ電気力線が出て、この間に変位電流が流れ、
金属容器７に伝導電流が流れ。

高周波電源３のアース側に還る回路を構成し、結局、金
属容器は、高周波回路の一部となってしまう。

ところで、金属容器７は、内部のレーザ媒質ガス６の圧
力が、たとえばｌ／１０気圧の場合、外部の大気圧１気
圧との差圧９／ｌＯ気圧、即ち、１ｄあたり。

０．９Ｋｇｆという大きな外圧を受けることになる。従
って、金属容器には強度的に強い材質が望まれるという
事情がある。また、金属容器７は、やや複雑な構造をと
るため、溶接構造で製造する必要がある。

前述のように金属容器７は高導電率を有する銅或いはア
ルミニウム製が望ましいが、まず、銅を用いた場合、銅
は溶接性が悪く、溶接割れを生じやすい。特に前述のよ
うに大きな外圧のもとてガス密封が困難となると共に、
溶接による金属容器７の形状変形を生じやすいという問
題がある。

次に、アルミニウムを用いた場合、強度的に弱く、大き
な外圧のもとで、変形を抑えるには厚肉としなければな
らず、装置の大型化を招いてしまう。また、アルミニウ
ムは、銅に比べれば、溶接性は良いが、鋼材たとえばス
テンレス鋼に比べると、溶接性は悪く、溶接部の強度が
低下しやすく、前述のように大きな外力を受けた際、ガ
ス密封が困難となる。

容器７を高い外圧に耐え、しかも、高い導電率を有する
材料で製造するには、前述のような問題があり、その結
果、レーザ発振を妨げるという問題或いは信頼性の欠除
といった問題があった。

そこで本発明は、溶接構造を用いた強度的に信頼性の高
い金属容器を用いた構成でありながら。

レーザ出力の低下を招かず、高効率・高信頼性のガスレ
ーザ装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のガスレーザ装置は、レーザ媒質ガスを密封する
金属容器の表面に、これより高い導電率の金属を高周波
電源周波数における表皮深さ相当の厚さをもって密着被
覆したことを特徴とするものである。

（作　用） 金属容器の材質に、溶接構造を用いても強度的に強い金
属を選ぶことにより、密封した内部ガスと外部の大気と
の大きな圧力差による外力に金属容器は耐えられる。高
周波電流は表皮効果により、金属のごく表面の表皮深さ
だけにしか流れないため、表皮深さ相当の厚みを持った
高い導電率の金属を前述の金属容器表面に密着被覆すれ
ば、高周波電流はおよそこの高い導電率の金属を流れる
ので、高周波電流の損失を生ずることはなくなる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例によるガスレーザ装置の模式
的断面図を示したもので１図中、第２図と同一符号は同
−又は相当部分を示す。第１図の構成で第２図のそれと
異なる点は、金属容器７を溶接構造であっても強度の強
い、たとえば、ステンレス鋼を用いて構成する一方、そ
の金属容器７の表面により高い導電率を持った金属、例
えば銅或いはアルミニウムをメツキ或いは溶射等の手段
により、密着被覆された被覆層１３が形成されている点
である。

この被覆［１３の厚さｄは、その材質の導電率σ。

透磁率μ、高周波電源９の周波数ｆ９円周率πを用いて
次式で表わされる表皮深さ以上とする。

ガスレーザ装置を以上のような構成とすれば、金属容器
７内部のレーザ媒質ガス６の圧力たとえば１／ｌＯ気圧
に対し、外部の大気圧１気圧より、その差圧９７１０気
圧、即ち、ｌａｌあたり０，９Ｋｇｆという大きな外圧
を受けても金属容器７は、溶接構造であっても強度の強
い金属、たとえばステンレスで製作されているので、堅
牢で、亀裂など生じず、ガスの密封が砿れるおそれがな
い。

また、高周波電流は１表皮効果により、およそ被覆層１
３のみを流れるが、被覆ｆＰｉ１３は、高導電率である
ので高周波電流の損失を生じない。

従って、ガスの密封が保たれ、レーザ出力の低下を招く
恐れがなく、高信頼性であって、高周波電流の損失もな
く、高効率を保つことが可能となる。

［発明の効果］ 以上に説明したように本発明によれば、金属容器に、溶
接構造を用いても、堅牢な金属を用い、金属容器の表面
に高い導電率の金属を密着被覆するようにしたので、高
周波電流の損失をなくシ。

高効率で、高信頼性のガスレーザ装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すガスレーザ装置の模式
的断面図、第２図は従来のガスレーザ装置の模式的断面
図である。 ｌａ、ｌｂ・・・誘電体電極、２ａ、２ｂ・・・金属電
極、４・・・金属容器、９・・・高周波電源、１１・・
・高周波放電、１３・・・被覆層。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 相対する誘電体電極と、この誘電体電極の外側に接合配
   置される金属電極と、前記誘電体電極間に循環供給され
   るレーザ媒質ガスと、これらを内部に密封する金属容器
   と、この金属容器外部に設けられ、絶縁物を介して内部
   の前記金属電極に接続される高周波電源とを備えるガス
   レーザ装置において、前記金属容器を機械強度の強い金
   属材を用いて形成すると共に、その金属容器の表面に、
   前記金属材より高い導電率の金属を、前記高周波電源の
   周波数とその金属の導電率と透磁率とに応じて決まる表
   皮深さ相当の厚さをもって、密着被覆したことを特徴と
   するガスレーザ装置。