JPH03201493A - レーザ発振器のガス循環制御装置 - Google Patents
レーザ発振器のガス循環制御装置Info
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- JPH03201493A JPH03201493A JP33867989A JP33867989A JPH03201493A JP H03201493 A JPH03201493 A JP H03201493A JP 33867989 A JP33867989 A JP 33867989A JP 33867989 A JP33867989 A JP 33867989A JP H03201493 A JPH03201493 A JP H03201493A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
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Classifications
-
- 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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
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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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は、レーザ発振器の相対向した陽極と陰極を有
する容器にガスを循環せしめるガスの循環速度を制御す
るレーザ発振器のガス循環制御装置に関する。
する容器にガスを循環せしめるガスの循環速度を制御す
るレーザ発振器のガス循環制御装置に関する。
（従来の技術）
一般に、炭酸ガスレーザで代表される高出力レーザは、
その高い出力によって金属材料などのワークの切断に用
いられており、年々厚い金属材料などのワークの切断が
求められている。また、それに伴ない当然高出力のレー
ザ発振器が必要である。
その高い出力によって金属材料などのワークの切断に用
いられており、年々厚い金属材料などのワークの切断が
求められている。また、それに伴ない当然高出力のレー
ザ発振器が必要である。
当初、金属材料の切断にレーザが用いられ始めた頃は、
その切断板厚も薄かったためにレーザ出力も比較的低く
て良かった。そのレーザ発振器として約Ｉ ＱＴｏ ｒ
ｒの低圧ガスを低速で循環させるものが使用されてい
た。
その切断板厚も薄かったためにレーザ出力も比較的低く
て良かった。そのレーザ発振器として約Ｉ ＱＴｏ ｒ
ｒの低圧ガスを低速で循環させるものが使用されてい
た。
しかし、このタイプのレーザ発振器はレーザガスの循環
速度が遅いために、ガスの冷却は非常に悪くすぐに高温
となってしまう。レーザガスが高温となると、レーザ発
振が行なわれなくなってしまうため、このタイプのレー
ザ発振器では高い電流で放電することかできず、また高
い出力を得ることもできなかった。
速度が遅いために、ガスの冷却は非常に悪くすぐに高温
となってしまう。レーザガスが高温となると、レーザ発
振が行なわれなくなってしまうため、このタイプのレー
ザ発振器では高い電流で放電することかできず、また高
い出力を得ることもできなかった。
そこで、次にレーザガスを５０〜２００Ｔｏ ｒ「程度
に封入し、高速でレーザガスを循環させるレーザ発振器
か使用されるようになってきた。このタイプのレーザ発
振器は、レーザガスを高速で循環し、ガス温度の上昇を
押えることができるため、ガス温度を上昇させる熱源で
ある放電電流を高くすることかてき高いレーザ出力が得
られるから、厚板のワークにも切断ができるようになっ
た。
に封入し、高速でレーザガスを循環させるレーザ発振器
か使用されるようになってきた。このタイプのレーザ発
振器は、レーザガスを高速で循環し、ガス温度の上昇を
押えることができるため、ガス温度を上昇させる熱源で
ある放電電流を高くすることかてき高いレーザ出力が得
られるから、厚板のワークにも切断ができるようになっ
た。
（発明か解決しようとする課題）
ところで、低速でガスを循環させるタイプのレーザ発振
器を用いて切断可能であった薄板を、高速でガスを循環
させるタイプのレーザ発振器を用いて切断したものと比
較すると、低速でガスを循環させるタイプのレーザ発振
器を用いて切断した方か、切断面かなめらかでずっと良
いことがわかっている。この理由は、高速に循環してい
るガスによりレーザを発振させるための放電が激しく揺
らいでおり、そのためにレーザビームが振動して切断面
を粗くしているためだと考えられている。
器を用いて切断可能であった薄板を、高速でガスを循環
させるタイプのレーザ発振器を用いて切断したものと比
較すると、低速でガスを循環させるタイプのレーザ発振
器を用いて切断した方か、切断面かなめらかでずっと良
いことがわかっている。この理由は、高速に循環してい
るガスによりレーザを発振させるための放電が激しく揺
らいでおり、そのためにレーザビームが振動して切断面
を粗くしているためだと考えられている。
そして、薄板を切断する場合、レーザ出力は低くて良く
、かつ放電電流も低くて良いために、レザガス温度の上
昇も少ないにもかかわらず、高い出力が必要な厚板切断
のときと同じ速度でレーザガスを循環していることが、
上記の薄板切断面の悪さの原因となっていると考える。
、かつ放電電流も低くて良いために、レザガス温度の上
昇も少ないにもかかわらず、高い出力が必要な厚板切断
のときと同じ速度でレーザガスを循環していることが、
上記の薄板切断面の悪さの原因となっていると考える。
この発明の目的は、上記問題点を改善するため、厚板の
切断可能な高出力のレーザ発振器であっても薄板の切断
も低速でガスを循環するタイプのレーザ発振器によるレ
ーザと同等の切断面粗度を得られるようにしたレーザ発
振器のガス循環制御装置を堤供することにある。
切断可能な高出力のレーザ発振器であっても薄板の切断
も低速でガスを循環するタイプのレーザ発振器によるレ
ーザと同等の切断面粗度を得られるようにしたレーザ発
振器のガス循環制御装置を堤供することにある。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
上記目的を遠戚するために、この発明は、相対向した陽
極と陰極を有する容器にガスを供給し、さらにこのガス
を高速で循環せしめると共に、前記陽極と陰極との電極
間に高圧電源から高電圧を与えて放電させるレーザ発振
器にして、前記電極間に放電される放電電流または放電
電力あるいは光出力を検出する検出手段と、前記ガスの
循環速度を可変とする循環速度可変手段と、前記検出手
段で検出された放電電流または放電電力あるいは光出力
の値に基づいて循環速度可変手段を制御しガスの循環速
度を変化させる制御手段と、を備えてレーザ発振器のガ
ス循環制御装置を構成した。
極と陰極を有する容器にガスを供給し、さらにこのガス
を高速で循環せしめると共に、前記陽極と陰極との電極
間に高圧電源から高電圧を与えて放電させるレーザ発振
器にして、前記電極間に放電される放電電流または放電
電力あるいは光出力を検出する検出手段と、前記ガスの
循環速度を可変とする循環速度可変手段と、前記検出手
段で検出された放電電流または放電電力あるいは光出力
の値に基づいて循環速度可変手段を制御しガスの循環速
度を変化させる制御手段と、を備えてレーザ発振器のガ
ス循環制御装置を構成した。
（作用）
この発明のレーザ発振器のガス循環制御装置を採用する
ことにより、レーザ発振器において、相対向した陽極と
陰極を有する容器にガスを供給し、さらにこのガスを高
速で循環せしめると共に、前記陽極と陰極との電極間に
高圧電源から高電圧をＬｊえて放電させる。而して、こ
のレーザ発振器において、放電状態の放電電流または放
電電力あるいは光出力を検出手段で検出する。検出され
た放電電流または放電力あるいは光出力の値を制御手段
へ送ると、制御手段では上記の値に基づいて、循環速度
可変手段に指令を与えて循環速度可変手段を作動させる
ことにより循環速度が変化される。
ことにより、レーザ発振器において、相対向した陽極と
陰極を有する容器にガスを供給し、さらにこのガスを高
速で循環せしめると共に、前記陽極と陰極との電極間に
高圧電源から高電圧をＬｊえて放電させる。而して、こ
のレーザ発振器において、放電状態の放電電流または放
電電力あるいは光出力を検出手段で検出する。検出され
た放電電流または放電力あるいは光出力の値を制御手段
へ送ると、制御手段では上記の値に基づいて、循環速度
可変手段に指令を与えて循環速度可変手段を作動させる
ことにより循環速度が変化される。
面して、上記のレーザ発振器は厚板の切断を行なうのに
適しているが、循環速度を高速から低速に変化させるこ
とにより、薄板の切断も低速タイプのレーザ発振器を用
いて行なったものと同程度のなめらかな接断面を得るレ
ーザー加工が行なわれる。
適しているが、循環速度を高速から低速に変化させるこ
とにより、薄板の切断も低速タイプのレーザ発振器を用
いて行なったものと同程度のなめらかな接断面を得るレ
ーザー加工が行なわれる。
（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。
る。
第１図を参照するに、レーザ発振器１は、励起光の共振
増幅を行なうためのレーザ管３と、ヘリウム（Ｈｅ）、
窒素ガス（Ｎ２ ） 、炭酸ガス（Ｃ０２）を適宜の比
率で混合したレーザガスをレーザ管３内へ供給、循環す
るレーザガス循環装置５より構成しである。レーザ管３
には放電を行なうための陽極７と陰極９とが適宜に配置
してあり、かつ端部には全反射ミラー１１と出力ミラー
１３が装着しである。上記陽極７と陰極９との間におい
て放電を生じせしめるために、陽極７と陰極９は高圧電
源１５に接続しである。前記レーザガス循環装置５は、
レーザ管３からのレーザガスを冷却する熱交換器コ−７
とレーザガスをレーザ管３へ供給する循環速度可変手段
としてのブロワ１９とを備えてなり、レーザ管３とはガ
ス帰還路２１およびガス送給路２３を介して接続しであ
る。
増幅を行なうためのレーザ管３と、ヘリウム（Ｈｅ）、
窒素ガス（Ｎ２ ） 、炭酸ガス（Ｃ０２）を適宜の比
率で混合したレーザガスをレーザ管３内へ供給、循環す
るレーザガス循環装置５より構成しである。レーザ管３
には放電を行なうための陽極７と陰極９とが適宜に配置
してあり、かつ端部には全反射ミラー１１と出力ミラー
１３が装着しである。上記陽極７と陰極９との間におい
て放電を生じせしめるために、陽極７と陰極９は高圧電
源１５に接続しである。前記レーザガス循環装置５は、
レーザ管３からのレーザガスを冷却する熱交換器コ−７
とレーザガスをレーザ管３へ供給する循環速度可変手段
としてのブロワ１９とを備えてなり、レーザ管３とはガ
ス帰還路２１およびガス送給路２３を介して接続しであ
る。
上記構成により、ブロワ１９を駆動してレーザガスを循
環せしめ、かつ高圧電源１５により陽極７と陰極９との
間に高電圧を印加して、陽極７と陰極９との間において
放電を行なうことにより出力ミラー１３側からレーザビ
ームＬＢが出力されることになる。
環せしめ、かつ高圧電源１５により陽極７と陰極９との
間に高電圧を印加して、陽極７と陰極９との間において
放電を行なうことにより出力ミラー１３側からレーザビ
ームＬＢが出力されることになる。
前記陽極７と陰極９との間において放電が行なわれるこ
とによって劣化したレーザガスの一部を排気するために
、ガス帰還路２１の適宜位置には排気装置２５が接続し
である。一方、ガス送給路２３の適宜位置には、新たな
レーザガスを供給するためのガス混合タンク２７が接続
しである。このガス混合タンク２７には、Ｈｅ、Ｎ２
、ＣＯ２の各挿ガスを適宜比率で混合するための図示省
略のガス混合装置が接続しである。
とによって劣化したレーザガスの一部を排気するために
、ガス帰還路２１の適宜位置には排気装置２５が接続し
である。一方、ガス送給路２３の適宜位置には、新たな
レーザガスを供給するためのガス混合タンク２７が接続
しである。このガス混合タンク２７には、Ｈｅ、Ｎ２
、ＣＯ２の各挿ガスを適宜比率で混合するための図示省
略のガス混合装置が接続しである。
上記構成により、レーザガスが劣化した場合には排気装
置２５を作動させて劣化したレーザガスの一部を排気し
た後、図示省略のガス混合装置からガス混合タンク２７
を経てガス送給路２３に新しいレーザガスが補給される
ことになる。
置２５を作動させて劣化したレーザガスの一部を排気し
た後、図示省略のガス混合装置からガス混合タンク２７
を経てガス送給路２３に新しいレーザガスが補給される
ことになる。
前記陽極７と陰極９との間におけるレーザ管３の適宜な
位置の内壁には、放電状態を検出する検出手段としての
例えば放電電流を検出する電流計などの電流検出手段２
９が設けられている。この電流検出手段２つには制御手
段３１が接続されており、この制御手段３１は前記ブロ
ワ１９に接続されている。制御手段３１は電流検出手段
２つで検出された放電電流の値に基づいて循環速度を変
化させる指令を前記ブロワ］９に送り、ブロワ］９の回
転周波数を変化させるためのものである。
位置の内壁には、放電状態を検出する検出手段としての
例えば放電電流を検出する電流計などの電流検出手段２
９が設けられている。この電流検出手段２つには制御手
段３１が接続されており、この制御手段３１は前記ブロ
ワ１９に接続されている。制御手段３１は電流検出手段
２つで検出された放電電流の値に基づいて循環速度を変
化させる指令を前記ブロワ］９に送り、ブロワ］９の回
転周波数を変化させるためのものである。
上記構成により、電流検出手段２９で放電電流を検出し
、この検出された放電電流の１ｆｉを制御手段３１に送
る。制御手段３１では現在のレーザガスの循環速度状態
を見ながらレーザガスの循環速度を変化させたい場合に
はブロワ１９へ指令を出してブロワ１９の回転周波数を
変えることによりレーザガスの循環速度を所望の値に変
化させることができる。
、この検出された放電電流の１ｆｉを制御手段３１に送
る。制御手段３１では現在のレーザガスの循環速度状態
を見ながらレーザガスの循環速度を変化させたい場合に
はブロワ１９へ指令を出してブロワ１９の回転周波数を
変えることによりレーザガスの循環速度を所望の値に変
化させることができる。
例えば現在高速でレーザビームを発振させ、厚板の切断
を行なっている状態から薄板の切断に切換える場合には
、前記電流検出手段２９で検出された放電電流の値を制
御手段３１で確認すると共に、ブロワ１９へ指令を送っ
てブロワ１９の回転周波数を低くすることにより、レー
ザガスの循環速度が低速となって切断面がなめらかな薄
板の切断も行なうことができる。
を行なっている状態から薄板の切断に切換える場合には
、前記電流検出手段２９で検出された放電電流の値を制
御手段３１で確認すると共に、ブロワ１９へ指令を送っ
てブロワ１９の回転周波数を低くすることにより、レー
ザガスの循環速度が低速となって切断面がなめらかな薄
板の切断も行なうことができる。
この発明は、前述した実施例に限定されることなく、適
宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実施し得
るものである。本実施例では例えば放電状態の検出手段
として放電電流を検出する電流検出手段２９をレーザ管
３における内壁の適宜な位置に設けた例で説明したが、
検出手段で放電電力あるいは光出力を検出することによ
りガス請環速度を制御して変化させることでも対応可能
である。また、この制御は必ずしも連続である必要はな
く、例えば光出力５００Ｗ未満と５００Ｗ以上でガス循
環速度を変えるというように何段かに切換えるようにし
ても構わない。
宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実施し得
るものである。本実施例では例えば放電状態の検出手段
として放電電流を検出する電流検出手段２９をレーザ管
３における内壁の適宜な位置に設けた例で説明したが、
検出手段で放電電力あるいは光出力を検出することによ
りガス請環速度を制御して変化させることでも対応可能
である。また、この制御は必ずしも連続である必要はな
く、例えば光出力５００Ｗ未満と５００Ｗ以上でガス循
環速度を変えるというように何段かに切換えるようにし
ても構わない。
［発明の効果］
以上のごとき実施例の説明より理解されるように、この
発明によれば、レーザ発振器において相対向した陽極と
陰極を有する容器にガスを供給し、さらにこのガスを高
速で循環せしめると共に、前記陽極と陰極との電極間に
高圧電源から高電圧を与えて放電させる。而して、この
レーザ発振器において、放電状態の放電電流または放電
電力あるいは光出力を検出手段で検出する。検出された
放電電流または放電電力あるいは光出力の値を制御手段
へ送ると、制御手段では上記の値に基づいて、循環速度
可変手段に指令を与えて循環速度可変手段を作動させる
ことにより循環速度を変化させることができる。
発明によれば、レーザ発振器において相対向した陽極と
陰極を有する容器にガスを供給し、さらにこのガスを高
速で循環せしめると共に、前記陽極と陰極との電極間に
高圧電源から高電圧を与えて放電させる。而して、この
レーザ発振器において、放電状態の放電電流または放電
電力あるいは光出力を検出手段で検出する。検出された
放電電流または放電電力あるいは光出力の値を制御手段
へ送ると、制御手段では上記の値に基づいて、循環速度
可変手段に指令を与えて循環速度可変手段を作動させる
ことにより循環速度を変化させることができる。
而して、上記のレーザ発振器は厚板の切断を行なうのに
適しているが、循環速度を高速から低速に変化させるこ
とにより、薄板の切断も低速タイプのレーザ発振器を用
いて行なったものと同程度のなめらかな切断面を得て併
用することができる。
適しているが、循環速度を高速から低速に変化させるこ
とにより、薄板の切断も低速タイプのレーザ発振器を用
いて行なったものと同程度のなめらかな切断面を得て併
用することができる。
第１図はこの発明を実施する一実施例のレーザ発振器の
ガス循環制御装置の構成図である。 １・・・レーザ発振器 ３・・・レーザ管５・・・レー
ザガス循環装置 ７・・・陽極９・・・陰極 １５・・
・高圧電源
ガス循環制御装置の構成図である。 １・・・レーザ発振器 ３・・・レーザ管５・・・レー
ザガス循環装置 ７・・・陽極９・・・陰極 １５・・
・高圧電源
Claims (1)
- 相対向した陽極と陰極を有する容器にガスを供給し、さ
らにこのガスを高速で循環せしめると共に、前記陽極と
陰極との電極間に高圧電源から高電圧を与えて放電させ
るレーザ発振器にして、前記電極間に放電される放電電
流または放電電力あるいは光出力を検出する検出手段と
、前記ガスの循環速度を可変とする循環速度可変手段と
、前記検出手段で検出された放電電流または放電電力あ
るいは光出力の値に基づいて循環速度可変手段を制御し
ガスの循環速度を変化させる制御手段と、を備えてなる
ことを特徴とするレーザ発振器のガス循環制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33867989A JPH03201493A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | レーザ発振器のガス循環制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33867989A JPH03201493A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | レーザ発振器のガス循環制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03201493A true JPH03201493A (ja) | 1991-09-03 |
Family
ID=18320438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33867989A Pending JPH03201493A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | レーザ発振器のガス循環制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03201493A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7031364B2 (en) * | 1997-10-03 | 2006-04-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Gas laser device and exposure apparatus using the same |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP33867989A patent/JPH03201493A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7031364B2 (en) * | 1997-10-03 | 2006-04-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Gas laser device and exposure apparatus using the same |
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