JPH03255686A - 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、レーザガスを循環させることにより放電部で
発生した熱を除去するガスレーザ装置に係り、特に、容
器内部の水分量に応じて放電部に供給する電圧を制御す
るようにしたガスレーザ装置に関するものである。

（従来の技術） レーザガスを循環させることにより、放電部で発生した
熱を除去する方式のガスレーザ装置として従来から用い
られているものは、一般に、第３図に示した様に構成さ
れている。即ち、容器１に放電部２が設けられ、また、
容器１の内部に、レーザガスを冷却するための熱交換器
３及びレーザガスを循環させるための送風機４が取付け
られ、さらに、容器１内にはレーザガスが充填されてい
る。また、前記放電部２はカソード２１とアノード２２
より構成されている。また、カソード２１には放電を均
一化するためのバラスト抵抗２３が接続されており、さ
らに、カソード２１とアノード２２がそれぞれ電源５に
接続されている。さらに、この電源５には制御部７が接
続され、電源５の出力を制御するように構成されている
。

この様に構成された従来のガスレーザ装置においては、
電源５によってカソード２１とアノード２２間に電圧を
供給することによって放電２４を発生させ、紙面と直交
する方向に配設されたレーザ共振器（図示せず）により
レーザ発振２５を起こさせ、レーザ光を取出している。

なお、放電部２において発生した熱は、送風機４によっ
て容器１中を循環するレーザガス流６ａ、６ｂによって
除去され、熱交換器３によって冷却される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した様な従来のガスレーザ装置には
、以下に述べる様な解決すべき課題があった。即ち、容
器１内には、アノード２２を冷却するための水冷パイプ
、熱交換器３の水冷パイプあるいは光共振器を構成する
各種光学部品を冷却するための水冷パイプなどが配設さ
れている。そのため、前記各種パイプの接続部からの水
漏れ、パイプ破損等による水漏れ等によって水蒸気が生
じることがある。さらに、容器１のピンホールや亀裂等
から、大気中の水分が容器内に侵入することもある。こ
の様にレーザガス中に水分が混入すると、容器１内の真
空度を低下させるだけでなく、放電によってＨ−イオン
が発生し、レーザガスの成分が変化するため、ガスレー
ザ装置の発振効率が著しく低下していた。また、放電部
２において正常な放電が行えず、アーク放電に移行する
ため、装置を停止せざるを得ない状態になることがあっ
た。その結果、レーザ出力の低下、発振効率の低下、レ
ーザビームの質の低下が生じていた。

なお、前記アーク放電に移行する放電電流（アーク限界
電流）とレーザガス中のＨ２Ｏ濃度との関係を第２図に
示した。第２図から明らかな様に、レーザガス中のＨ２
Ｏ濃度が高くなるにしたがってアーク限界電流値が低下
し、放電が不安定になる傾向にある。また、放電を安定
した状態に保つためには、Ｈ２Ｏ濃度を３０００ｐｐｍ
以下にすることが望ましい。そこで、容器１中の水分量
に応じて、運転状態を制御することのできるガスレーザ
装置の開発が切望されていた。

本発明は、上記の様な問題点を解決するためになされた
ものであり、その目的は、容器中の水分量に応じて、そ
の運転状態を制御することができる、高効率で信頼性の
高いガスレーザ装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、容器内に電極を対向配置して放電部を形成し
、この放電部内にレーザ媒質を流しながら、電源より両
電極間に電圧を印加して放電させ、前記レーザ媒質を励
起してレーザを発生させるガスレーザ装置であって、前
記電源の動作が制御部によって制御されるガスレーザ装
置において、前記容器内に、レーザガス中のＨ２Ｏ濃度
を検出する水分量検出器を設置し、この水分量検出器の
出力信号を前記制御部に送り、Ｈ２Ｏ濃度が３０００ｐ
ｐｍ以上である場合には、電源に動作指令がいかないよ
うに構成したことを特徴とするものである。

（作用） 以上の構成を有する本発明のガスレーザ装置によれば、
容器内部にレーザガス中のＨ２Ｏ濃度を検出する水分量
検出器が設置されているため、常時レーザガス中のＨ２
Ｏ濃度を監視することができる。また、その検出データ
を制御部に送り、その値が３０００ｐｐｍ以上である場
合には、ガスレーザ装置が異常状態にあるとして、電源
の動作を制御することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて具体的に説
明する。なお、第３図に示した従来型と同一の部材には
同一の符号を付して、説明は省略する。

本実施例においては、第１図に示した様に、容器１の内
部に、レーザガス中に含まれるＨ２Ｏ濃度を検出する水
分量検出器１０が配設されている。

また、前記水分量検出器１０には信号線１１が接続され
、その出力が制御部１２に送出され、さらに、この制御
部１２によって、電源５の出力が制御されるように構成
されている。また、水分量検出器１０より制御部１２に
送られるＨ２Ｏ濃度の検出データが、３０００ｐｐｍ以
上である場合には、ガスレーザ装置が異常状態にあると
して、電源５に動作指令がいかないように制御するよう
に設定されている。

なお、放電２４によってＨ２Ｏが分解する前のデータを
得るために、前記水分量検出器１０は放電部２のレーザ
ガス流上流側に取付けることが望ましい。また、放電部
２の手前側に設置することによって、放電によるレーザ
ガスの温度上昇の影響を受けないため、水分量検出器１
０の故障や誤動作を防止することもできる。さらに、水
分量検出器１０のセンサ部は、レーザガス中のＨ２Ｏ濃
度を正確に測定することができるように、レーザガス流
と接触できるように、容器中に突出して配設されている
。

この様に構成された本実施例のガスレーザ装置において
は、容器１に設けられた水分量検出器１０によって、レ
ーザガス中に含まれる水分量を常時監視し、その検出デ
ータを信号線１１を介して制御部１２に送出する。そし
て、制御部１２において、水分量検出器１０より送られ
た検出データが、第２図に示した安定した放電を得るこ
とのできる設定値（Ｈ２Ｏ濃度が３０００ｐｐｍ）より
高い場合には、ガスレーザ装置が異常状態にあるとして
、電源５に動作指令がいかないように制御する。一方、
水分量検出器１０より送られた検出データが、安定した
放電を得ることのできる設定値（Ｈ２Ｏ濃度が３０００
１）ｐｍ）より低い場合には、制御部１２によって電源
５の出力を制御して、所望のレーザ出力が得られるよう
にしている。

この様に、本実施例によれば、レーザガス中への水分の
混入濃度を精度良く測定することができ、その検出デー
タに基づいてガスレーザ装置の運転状態を制御すること
ができる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、水分量検出器の設置箇所は、放電によって高温とな
ったレーザガスが冷却される熱交換器３の直後から放電
部２の手前までの間でも良い。また、上記の実施例の様
に直流放電を利用したガスレーザ装置だけでなく、交流
放電を利用したガスレーザ装置に適用しても同様の効果
が得られる。さらに、上記の実施例の様に２軸直交形の
横流方式だけでなく、３軸直交形でも、また、軸流方式
でも適用可能であり、同様の効果が得られる。

［発明の効果コ 以上説明した様に、本発明によれば、容器内に、レーザ
ガス中のＨ２Ｏ濃度を検出する水分量検出器を設置し、
この水分量検出器の出力信号を前記制御部に送り、Ｈ２
Ｏ濃度が３０００ｐｐｍ以上である場合には、電源に動
作指令がいかないように構成することによって、その運
転状態を適切な状態に制御することができる、高効率で
信頼性の高いガスレーザ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガスレーザ装置の一実施例を示す概略
図、第２図はレーザガス中のＨ２Ｏ濃度とアーク放電に
移行する時の放電電流の関係を示す図、第３図は従来の
ガスレーザ装置の一例を示す概略図である。 １・・・容器、２・・・放電部、３・・・熱交換器、４
・・・送風機、５・・・電源、６ａ、６ｂ・・・レーザ
ガス流、７・・・制御部、２１・・・カソード、２２・
・・アノード、２３・・・バラスト抵抗、２４・・・放
電、２５・・・レーザ発振、１０・・・水分量検出器、
１１・・・信号線、１２・・・制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　容器内に一つまたは複数対の電極を対向配置して放電
   部を形成し、この放電部内にレーザ媒質を流しながら、
   電源より前記両電極間に電圧を印加して放電させ、前記
   レーザ媒質を励起してレーザを発生させるガスレーザ装
   置であって、前記電源の動作が制御部によって制御され
   るガスレーザ装置において、 前記容器内に、レーザガス中のＨ＿２Ｏ濃度を検出する
   水分量検出器を設置し、この水分量検出器の出力信号を
   前記制御部に送り、Ｈ＿２Ｏ濃度が３０００ｐｐｍ以上
   である場合には、電源に動作指令がいかないように構成
   したことを特徴とするガスレーザ装置。