JPH0312977A - ３軸直交型レーザ発振装置 - 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） この発明は、３軸肖交型レ一１Ｆ発振装圃の改良に関す
る。

（従来の技術） 従来、３軸直交型レーザ発振％冒としてのＣＯ２レーザ
発振装置は、通常のガラス管型００２レーザ発撮装置に
比べ、より高圧力のレーザ媒質を用いることにより、中
位体積のレーザ媒質へのこ１：入敢電電力を＾め、かつ
強制循環により気体の冷却を効率的に行なうことができ
るため、飛躍的に高い出力を発生することができる。そ
の際に生り“る課題は、高圧力、高速気体流中で空間的
に均かつ時間的に変動しイ、Ｘい安定な放電を紐持する
ことである１、そのためには、陰極の表面を覆う陰極グ
［１−の安定４イ１（移動しないこと）および陰極の冷
却が重要である、。

従来の３軸直交型ＣＣ）２　シー１１発振装置では、１
個の平板状の陽極と、レーザビームと平行方向に配列さ
れ１こ複数個の棒状の陰極を有する放電部が備えられて
いる１、そして、この陰極は先端に電界集中の強い部分
を持つ棒状としていることで陰極グローを安定さけ、さ
らに、陰極の冷却は、カソードボックス内にある陰極支
持部への熱拡散と、レーリ゛媒質循環通路に設【づられ
た熱交換器により冷Ｍｌされ／、＝レーリ′媒質による
強制冷却とによって行なわれ−（いる、。

Ｃ０２レーリ゛５ｔ（辰装ｊｌ！Ｙで・は、高い光出力
を紹持するために、高い注入敢電電ツノを供給Ｊる８敷
があり、そのためには、陰極グ１］−が覆う陰極の表面
積は充分広いことが望まれる。しかし４′ｉ−がら、陰
極が棒状であれば、その表面積は１（λ極の数を増すか
、または、陰極の長さを長くづ−る必要がある１、ここ
で、陰極を太くすることは、前）ホしｌこことく、先端
の電界集中の強さが弱くイＴるため、陰極グローの不安
定を招くので望ましくイ（い７．また、陰極の数を増す
ことは、レーリ゛蝉貿の流れに対し壁をつくることであ
り、これも＋ｉ７ｒ述のごとくレザ媒質の循環による陰
極の冷却を妨げるので密Ｔ良的に限界がある。したがっ
て、陰極の長ざを長くすることによって必要な陰極グ［
］−で′覆われる表面積を得ることが良いと考えられＣ
いる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、陰極の長ざを艮く［）て、イの部分で放電す
ることにＪ：す、かなりの励起された分子が光に変換さ
れることなく流れでしにうことがある。その結果、注入
電力の光変換効率が大きく低下してしようという問題が
ある。。

この発明の［］的は、」−記問題点を改善するため、陰
極の過熱によって４１−する放電の不安定を抑制したう
えで、効宝的に７１人電力を光に変換できるようにした
３軸直交型レーザ発振装置を提供することにある９、 ｌ　発明の構成１ （課題を解決りるための手段） に開目的を達成覆るために、この発明は、陽極と、この
陽（４（側ｔこ突出した陰極とをレーザビｌ＼を挟んで
対向して設け、前記両極間に気体を流通させる３クッハ
直交片ｊレーザ介振装置であって、前記気体を２つに分
（］て一方を陰極の冷却に他方をレーザ媒質として使用
すべく前記陰極部分に絶縁整流板を設（Ｊて３軸直交型
レーザ発振装置を構成し　ｌこ　。

（作用） この発明の３ｉＩＩＩＩＩ直交型レーザ発振装置を採用
力ることににす、陽極と、この陽極側に突出した陰極ど
を１ノーリ“ビームを挟んで対向して設け、この陰極部
分に絶縁整流板が設（プであるから、この絶縁整流板に
Ｊ、って気体が２つに分（Ｊられる。イの気体の一方が
陰極の冷却に、他プｊがレーリ゛奴貿として使用される
から、陰極の過熱によって生ずる放電の不安定が抑制さ
れるとＪｌ、に効率的に注入電力が光に変換される。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第３図を参照覆るに、この３輔丙交型レ一１ア発振装置
１には、レーザ発振装置本体３が設（）られている。こ
のレーザ発１辰装冒本イＡ３の一１部には、この本体３
を、第３図において左右方向に目通する上部ガス通路５
が形成され−（いる３、この上部ガス通路５の、ガス流
方向に向って、左右の側壁に光共振器の各ミラーが取り
イく１けられている。ずなわ１う、第３図におい（、ガ
ス通路５の背面側壁面には、前記光共振器のり〕／ノＡ
−ルディングミラ−７及びプライマリ−ミラー９が設り
られており、ガス通路５の手前側壁面（図示Ｕず）には
、前記光共振器のフロンヒフ１−ルデイングミラー及び
出力ミラー　（いずれも図示せず）が設（）られている
。

従っ−（、前記ガス通路５には、前記複数のミラで挾ま
れる領域としく放電領域１１が形成されている。。

この放電領域１′１の下面位置には、前記ガス流Ｇ中に
放電を行うＩζめの小の放電電極である陽極１３が段（
プられている。またその上方には、負の放電電極である
陰極１５が設けられている。なお、この陰極１りは、第
３図に（１３いてそれぞれ紙面にり・１して自交しｌζ
ζ垂力方向多数の針状電極から成る、。

ｈ、前記陽極１３の下方には、気体であるガスのガス流
Ｇを送風するためのブロワ１７が設けられている。そし
てこのブロワ１７により送風されたガス流Ｇが、側部ガ
ス通路１つを介して、前記−１部カス通路３ｉ、放電領
域′１１に導入され、放電ダ１１或１１を通過した後、
仙の側部ガス通路２１を介して熱交換器２３に至り、こ
こで冷却され、ブ［］１ノ１７に戻されるようになって
いる。

前記陰極１；うは第１図に示されているＪ：うに、断面
がＬＪ字形状を甲しでい−（、陰極１５の基部がカソー
ドボックス２５に取（＝Ｉ　ｌ：Ｊられている１、この
陰極′１５の第１図におい−（「下方向の通信”、＠　
（１７ｊｉイには、レラミックイ１とからなる絶縁整流
板２７が設けられている。

この絶縁整流板２７を陰極′１５の部分に設（ノたこと
により、ガス流Ｇの影響によるイオンの流れによって、
陰極１５の下流方向（第１図において右側）にある陰極
グ［］−の陽光手１２９は、？１人電流増加に伴なって
、第′１図においてへ方向に広がろうとするが、絶縁整
流板２７によって妨げられ、第′１図においてＢ方向へ
と広がってい＜１゜この口方向とは、陽極１３と平行な
方向であり前記ミラー７．９から−１れる方向ではない
。

さらに、グロー放電によって励起されたレーザ媒質は、
絶縁整流板２７によって常にミラー７゜９イ・１近を通
過するため、効率的に注入電力を光に変換することがで
きる。その上、絶縁整流板２７によって疏ぎられ、放電
していない部分は、放電による′ｆｌ＋’１度−１昇が
生じていないガス、ずなわｊ５、熱交換器２ご３により
冷却されたレーザ媒質により−１１と強制冷ｆＪＩされ
るから、陰極１５の過熱によつ−（ｌｌじる放電の不安
定を抑制覆ることができる。

第２図に（ま第１図に代る他の実施例が示されでいる。

、第２図に４３いて、陰極１５が上流側陰極列１！′５
△とＩζζ流側陰極外列１５Ｂからなっていて、これら
のｉ１部がカソードボックス２５に取付けられている。

この１−流側陰極１５△と下流側陰極列１５１３の第２
図に（１３いて］−下方向の適宜な位置には左右方向へ
延伸した絶縁整流板２７が設けられている１、それ以外
の構成は第１図とほぼ同じであるから説明を省略する。

また、第２図にａ５Ｉノる構成においても、その作用並
びに効果は第１図と同様であるから、説明を省略覆る。

’＋ｉ：　ａ−ｒ、この発明は前述の実施例に限定され
ること＜’；　＜　、適宜の変更を行なうことにより、
その他の態様（パ実施し得るｂのである。

［発明の効果１ 以ｊ−のごとぎ実施例の説明Ｊ−り理解されるように、
この発明によれば、シー１アビームを挟んで陽極と対向
した陰極の部分に絶縁整流板が設（Ｊであるから、この
絶縁整流板によって気体としてのレーザ媒質が２つに分
けられる１、モの気体の一方が陰極の冷却に、他方がレ
ーザ媒質どして使用されるから、陰極の過熱によって生
ずる放電の不安定を抑制することができると共に、効率
的に注入電力を光に変換することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る主要部を示し、第３図における
■矢視部の拡大詳細図、第２図は第′１図に代る他の実
施例図、第３図はこの発明を実１１ｊ！’Ｊる一実施例
の３軸直交型レーリ“発掘装置の正面説明図である。 １・・・３軸直交型レーザ発振Ｍ買 ５・・・上部ガス通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 陽極と、この陽極側に突出した陰極とをレーザビームを
   挟んで対向して設け、前記両極間に気体を流通させる３
   軸直交型レーザ発振装置であって、前記気体を２つに分
   けて一方を陰極の冷却に他方をレーザ媒質として使用す
   べく前記陰極部分に絶縁整流板を設けてなることを特徴
   とする３軸直交型レーザ発振装置。