JPH03178177A - ガスレーザ発振装置とその制御方法 - Google Patents
ガスレーザ発振装置とその制御方法Info
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- JPH03178177A JPH03178177A JP31646189A JP31646189A JPH03178177A JP H03178177 A JPH03178177 A JP H03178177A JP 31646189 A JP31646189 A JP 31646189A JP 31646189 A JP31646189 A JP 31646189A JP H03178177 A JPH03178177 A JP H03178177A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
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-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0975—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive excitation
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、高電圧放電を用いてレーザビームを発生させ
るガスレーザ発振装置とその制御方法に関する。
るガスレーザ発振装置とその制御方法に関する。
（従来の技術）
第４図は、従来のＣｏ２ガスレーザ発振装置を示す構成
図であって、１はガラスなどの絶縁材よりなる放電管で
あり、２，３は前記放電管１の内部に設けられた金属電
極で、４は金属電極２，３に接続された高電圧電源であ
り、例えば３０ｋＶの電圧を両金属電極２，３間に印加
している。５は金属電極２．３間に挟まれた放電管ｌ内
の放電空間、６は全反射鏡、７は部分反射鏡であり、こ
れらの全反射鏡６と部分反射鏡７は前記放電空間５の両
端に固定して配置され、光共振器を形成している。８は
前記部分反射鏡７より出力されるレーザビームである。
図であって、１はガラスなどの絶縁材よりなる放電管で
あり、２，３は前記放電管１の内部に設けられた金属電
極で、４は金属電極２，３に接続された高電圧電源であ
り、例えば３０ｋＶの電圧を両金属電極２，３間に印加
している。５は金属電極２．３間に挟まれた放電管ｌ内
の放電空間、６は全反射鏡、７は部分反射鏡であり、こ
れらの全反射鏡６と部分反射鏡７は前記放電空間５の両
端に固定して配置され、光共振器を形成している。８は
前記部分反射鏡７より出力されるレーザビームである。
矢印９はレーザガスの流れる方向を示しており、軸流型
レーザ装置の中を循環している。１０は送気管、１１．
１２は前記放電空間５での放電及び後述する送風機の動
作により温度上昇したレーザガスの温度を下げるための
熱交換器、１３はレーザガスを循環させるための送風機
である。
レーザ装置の中を循環している。１０は送気管、１１．
１２は前記放電空間５での放電及び後述する送風機の動
作により温度上昇したレーザガスの温度を下げるための
熱交換器、１３はレーザガスを循環させるための送風機
である。
この送風機１３により放電空間５で約１００ ｍ ／
ｓｅｅ程度のガス流を得る。
ｓｅｅ程度のガス流を得る。
同図において、まず一対の金属電極２，３に高電圧電源
４により高電圧を印加し、放電空間５にグロー状の放電
を発生させる。放電空間５を通過するレーザガスは、こ
の放電エネルギーを得て励起され、その励起されたレー
ザガスは全反射鏡６および部分反射鏡７により形成され
た光共振器で共振状態となり５部分反射鏡７からレーザ
ビーム８が出力される。このレーザビーム８がレーザ加
工等の用途に用いられる。
４により高電圧を印加し、放電空間５にグロー状の放電
を発生させる。放電空間５を通過するレーザガスは、こ
の放電エネルギーを得て励起され、その励起されたレー
ザガスは全反射鏡６および部分反射鏡７により形成され
た光共振器で共振状態となり５部分反射鏡７からレーザ
ビーム８が出力される。このレーザビーム８がレーザ加
工等の用途に用いられる。
第５図は第４図の高電圧電源４の構成図であり、１４は
低電圧側の直流平滑回路、１５は高周波スイッチング素
子、１６は高周波スイッチング素子１５の制御回路、１
７は高電圧高周波トランス、１８は高電圧側の直流平滑
回路である。
低電圧側の直流平滑回路、１５は高周波スイッチング素
子、１６は高周波スイッチング素子１５の制御回路、１
７は高電圧高周波トランス、１８は高電圧側の直流平滑
回路である。
同図において、高電圧電源４の入力には、ＡＣ２００ｖ
を用いており、低電圧側の直流平滑回路１４により直流
化された電圧が高周波スイッチング素子１５により高周
波化される。そして、高周波電圧が高電圧高周波トラン
ス１７により昇圧され、高電圧側の直流平滑回路１８を
経て直流高電圧３０ｋＶとして出力される。また、前記
高周波スイッチング素子１５を制御回路１６により駆動
させている。
を用いており、低電圧側の直流平滑回路１４により直流
化された電圧が高周波スイッチング素子１５により高周
波化される。そして、高周波電圧が高電圧高周波トラン
ス１７により昇圧され、高電圧側の直流平滑回路１８を
経て直流高電圧３０ｋＶとして出力される。また、前記
高周波スイッチング素子１５を制御回路１６により駆動
させている。
（発明が解決しようとする課題）
上記の従来装置では、高電圧電源４の入力電圧（ＡＣ２
００Ｖ）の変動による電圧上昇時（例えば、２２０ｖか
ら２４０ｖなど）には、過大な高電圧が高電圧高周波ト
ランス１７に発生し、各回路および素子を破壊するとい
う問題があった。さらに高周波スイッチング素子１５に
流れる電圧電流は、方形波であるためスイッチング損失
が大きく雑音の発生源となり、信頼性が著しく低下させ
ていた。
００Ｖ）の変動による電圧上昇時（例えば、２２０ｖか
ら２４０ｖなど）には、過大な高電圧が高電圧高周波ト
ランス１７に発生し、各回路および素子を破壊するとい
う問題があった。さらに高周波スイッチング素子１５に
流れる電圧電流は、方形波であるためスイッチング損失
が大きく雑音の発生源となり、信頼性が著しく低下させ
ていた。
本発明の目的は、高電圧電源の入力電圧の変動による過
大高電圧と雑音の発生を抑制し、信頼性の高いガスレー
ザ発振装置とその制御方法を提供することにある。
大高電圧と雑音の発生を抑制し、信頼性の高いガスレー
ザ発振装置とその制御方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
上記の目的を達成するため、本発明は、絶縁材よりなる
放電管内の光軸方向に送風機によりレーザガスを流し、
前記放電管内の両端に設けられた金属電極間に高電圧電
源を接続し、放電管内に放電を発生させ、この放電をレ
ーザ励起源として放電管の軸方向にレーザビームを発生
するガスレーザ発振装置において、前記高電圧電源を、
低電圧側の直流平滑回路と、高周波スイッチング素子と
、高電圧高周波トランスと、高電圧側の直流平滑回路と
、前記高周波スイッチング素子の制御回路と、前記低電
圧側の直流平滑回路の出力電圧の変動を検出して前記制
御回路へ信号を送る電圧検出素子と、前記高周波スイッ
チング素子と高電圧高周波トランスとの間に接続された
共振用コイルおよび共振用コンデンサとによって構成し
たことを特徴とし、またガスレーザ発振装置の制御方法
として、低電圧側の直流平滑回路の出力電圧変動を電圧
検出素子により検出し、共振用コイルと共振用コンデン
サによる共振周波数の近傍の周波数で高周波スイッチン
グ素子を高電圧高周波トランスの入力電圧が一定になる
ように周波数制御することを特徴とする。
放電管内の光軸方向に送風機によりレーザガスを流し、
前記放電管内の両端に設けられた金属電極間に高電圧電
源を接続し、放電管内に放電を発生させ、この放電をレ
ーザ励起源として放電管の軸方向にレーザビームを発生
するガスレーザ発振装置において、前記高電圧電源を、
低電圧側の直流平滑回路と、高周波スイッチング素子と
、高電圧高周波トランスと、高電圧側の直流平滑回路と
、前記高周波スイッチング素子の制御回路と、前記低電
圧側の直流平滑回路の出力電圧の変動を検出して前記制
御回路へ信号を送る電圧検出素子と、前記高周波スイッ
チング素子と高電圧高周波トランスとの間に接続された
共振用コイルおよび共振用コンデンサとによって構成し
たことを特徴とし、またガスレーザ発振装置の制御方法
として、低電圧側の直流平滑回路の出力電圧変動を電圧
検出素子により検出し、共振用コイルと共振用コンデン
サによる共振周波数の近傍の周波数で高周波スイッチン
グ素子を高電圧高周波トランスの入力電圧が一定になる
ように周波数制御することを特徴とする。
（作 用）
上記の手段を採用したため、共振用コイルと共振用コン
デンサとの共振周波数と、高電圧高周波トランスの入力
電圧との関係が一義的に決められることになるので、予
め低電圧側の直流平滑回路の出力電圧を電圧検出素子に
より検出し、高周波スイッチング素子の制御回路でスイ
ッチング周波数を可変にすることにより、高電圧高周波
トランスの入力電圧が一定に保たれる。
デンサとの共振周波数と、高電圧高周波トランスの入力
電圧との関係が一義的に決められることになるので、予
め低電圧側の直流平滑回路の出力電圧を電圧検出素子に
より検出し、高周波スイッチング素子の制御回路でスイ
ッチング周波数を可変にすることにより、高電圧高周波
トランスの入力電圧が一定に保たれる。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明のガスレーザ発振装置の一実施例におけ
る高電圧電源の構成図であって、この高電圧電源は第４
図に基づいて説明した従来例の高電圧電源４と同一部分
に設けられる。第１図において、第５図で説明した部材
と対応する部材には同一符号を付した。
る高電圧電源の構成図であって、この高電圧電源は第４
図に基づいて説明した従来例の高電圧電源４と同一部分
に設けられる。第１図において、第５図で説明した部材
と対応する部材には同一符号を付した。
第１図の実施例で第５図の従来例と異なる点は、低電圧
側の直流平滑回路１４の出力電圧変動を検出し、かつ検
出された出力電圧変動信号を高周波スイッチング素子１
５の制御回路１６へ送る電圧検出素子１９と、高周波ス
イッチング素子１５と高電圧高周波トランス１７の入力
側との間に、共振用コイル２０と共振用コンデンサ２１
とを直列に接続した構成である。
側の直流平滑回路１４の出力電圧変動を検出し、かつ検
出された出力電圧変動信号を高周波スイッチング素子１
５の制御回路１６へ送る電圧検出素子１９と、高周波ス
イッチング素子１５と高電圧高周波トランス１７の入力
側との間に、共振用コイル２０と共振用コンデンサ２１
とを直列に接続した構成である。
同図において、高電圧高周波トランス１７の入力電圧は
、高周波スイッチング素子１５のスイッチング周波数が
共振用コイル２０と共振用コンデンサ２１により決まる
共振周波数に等しい時に最大となる。
、高周波スイッチング素子１５のスイッチング周波数が
共振用コイル２０と共振用コンデンサ２１により決まる
共振周波数に等しい時に最大となる。
また、このとき流れる電流は正弦波となり高周波スイッ
チング素子１５のスイッチング損失を低減させる効果が
ある。従って、雑音の発生も極端に少なくなる。
チング素子１５のスイッチング損失を低減させる効果が
ある。従って、雑音の発生も極端に少なくなる。
第２図に示すように、共振用コイル２０のインダクタン
スをり、共振用コンデンサ２１のキャパシタンスをＣと
し、共振周波数をＦとすると、直列共振により。
スをり、共振用コンデンサ２１のキャパシタンスをＣと
し、共振周波数をＦとすると、直列共振により。
となり、共振周波数Ｆにおいて高電圧高周波トランス１
７の入力電圧が最大となる。これより共振周波数Ｆと高
電圧高周波トランス１７の入力電圧の関係が一義的に決
まるので、予め低電圧側の直流平滑回路１４の出力電圧
を電圧検出素子１９により検出し、高周波スイッチング
素子１５の制御回路１６により、共振周波数Ｆの近傍で
スイッチング周波数を可変に制御することにより高電圧
高周波トランス１７の入力電圧を一定に保つことができ
る。従って、高電圧電源４の入力電圧の変動によらず一
定の高電圧を出力することができる。特に、放電開始直
前、高電圧高周波トランス１７の出力側は無負荷状態と
なり、過大高電圧が発生しやすいが、本実施例のような
構成を用いることにより、過大高電圧の発生を抑制する
ことが可能となる。
７の入力電圧が最大となる。これより共振周波数Ｆと高
電圧高周波トランス１７の入力電圧の関係が一義的に決
まるので、予め低電圧側の直流平滑回路１４の出力電圧
を電圧検出素子１９により検出し、高周波スイッチング
素子１５の制御回路１６により、共振周波数Ｆの近傍で
スイッチング周波数を可変に制御することにより高電圧
高周波トランス１７の入力電圧を一定に保つことができ
る。従って、高電圧電源４の入力電圧の変動によらず一
定の高電圧を出力することができる。特に、放電開始直
前、高電圧高周波トランス１７の出力側は無負荷状態と
なり、過大高電圧が発生しやすいが、本実施例のような
構成を用いることにより、過大高電圧の発生を抑制する
ことが可能となる。
第３図は、従来例と本実施例との高電圧電源４における
入力電圧に対する発生電圧の関係を示したものである。
入力電圧に対する発生電圧の関係を示したものである。
同図において、実線が本実施例の特性、破線が従来例の
特性を示し、同図から明かなように本実施例では、入力
電圧の変動によらず発生電圧が一定していることが分か
る。
特性を示し、同図から明かなように本実施例では、入力
電圧の変動によらず発生電圧が一定していることが分か
る。
（発明の効果）
本発明によれば、スイッチング周波数を可変にすること
で高電圧高周波トランスの入力電圧を一定に保つことが
でき、過大高電圧と雑音の発生が抑制され、信頼性の高
いガスレーザ発振装置とその制御方法を提供できる。
で高電圧高周波トランスの入力電圧を一定に保つことが
でき、過大高電圧と雑音の発生が抑制され、信頼性の高
いガスレーザ発振装置とその制御方法を提供できる。
第１図は本発明のガスレーザ発振装置の一実施例におけ
る高電圧電源の構成図、第２図は共振用コイルと共振用
コンデンサとの周波数特性を示す説明図、第３図は入力
電圧と発生電圧との関係を示す説明図、第４図は従来の
ガスレーザ発振装置を示す構成図、第５図は従来の高電
圧電源の構成図である。 ｌ ・・・放電管、 ２，３・・・金属電極、４ ・・
・高電圧電源、 ５・・・放電空間、６・・・全反射鏡
、 ７・・・部分反射鏡。 ８ ・・・ レーザビーム、 ９ ・・・ レーザガス
流、１０・・・送気管、１１．１２・・・熱交換器、１
３・・・送風機、１４・・・低電圧側の直流平滑回路、
１５・・・高周波スイッチング素子、１６・・・制御回
路、１７・・・高電圧高周波トランス、１８・・・高電
圧側の直流平滑回路、１９・・・電圧検出素子、２゜・
・・共振用コイル、２１・・・共振用コンデンサ。
る高電圧電源の構成図、第２図は共振用コイルと共振用
コンデンサとの周波数特性を示す説明図、第３図は入力
電圧と発生電圧との関係を示す説明図、第４図は従来の
ガスレーザ発振装置を示す構成図、第５図は従来の高電
圧電源の構成図である。 ｌ ・・・放電管、 ２，３・・・金属電極、４ ・・
・高電圧電源、 ５・・・放電空間、６・・・全反射鏡
、 ７・・・部分反射鏡。 ８ ・・・ レーザビーム、 ９ ・・・ レーザガス
流、１０・・・送気管、１１．１２・・・熱交換器、１
３・・・送風機、１４・・・低電圧側の直流平滑回路、
１５・・・高周波スイッチング素子、１６・・・制御回
路、１７・・・高電圧高周波トランス、１８・・・高電
圧側の直流平滑回路、１９・・・電圧検出素子、２゜・
・・共振用コイル、２１・・・共振用コンデンサ。
Claims (2)
- （１）絶縁材よりなる放電管内の光軸方向に送風機によ
りレーザガスを流し、前記放電管内の両端に設けられた
金属電極間に高電圧電源を接続し、放電管内に放電を発
生させ、この放電をレーザ励起源として放電管の軸方向
にレーザビームを発生するガスレーザ発振装置において
、前記高電圧電源を、低電圧側の直流平滑回路と、高周
波スイッチング素子と、高電圧高周波トランスと、高電
圧側の直流平滑回路と、前記高周波スイッチング素子の
制御回路と、前記低電圧側の直流平滑回路の出力電圧の
変動を検出して前記制御回路へ信号を送る電圧検出素子
と、前記高周波スイッチング素子と高電圧高周波トラン
スとの間に接続された共振用コイルおよび共振用コンデ
ンサとによって構成したことを特徴とするガスレーザ発
振装置。 - （２）低電圧側の直流平滑回路の出力電圧変動を電圧検
出素子により検出し、共振用コイルと共振用コンデンサ
による共振周波数の近傍の周波数で高周波スイッチング
素子を高電圧高周波トランスの入力電圧が一定になるよ
うに周波数制御することを特徴とするガスレーザ発振装
置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31646189A JPH03178177A (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | ガスレーザ発振装置とその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31646189A JPH03178177A (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | ガスレーザ発振装置とその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03178177A true JPH03178177A (ja) | 1991-08-02 |
Family
ID=18077354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31646189A Pending JPH03178177A (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | ガスレーザ発振装置とその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03178177A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009182021A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Gigaphoton Inc | パルスレーザ用高圧電源の充電器の制御方法 |
-
1989
- 1989-12-07 JP JP31646189A patent/JPH03178177A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009182021A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Gigaphoton Inc | パルスレーザ用高圧電源の充電器の制御方法 |
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