JPH03297183A - ガスレーザ発振装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、安定したレーザビームを出力するガスレーザ
発振装置に関する。

（従来の技術） 第２図（ａ）は従来の軸流型ガスレーザ発振装置と呼ば
れる、絶縁体からなる放電管の光軸方向にレーザガスを
流し、放電管の両端に設けた電極間に高電圧を印加して
レーザビームを発生させる、ガスレーザ発振装置の構成
を示す図である。１はガラス等の誘電体からなる放電管
、２，３は放電管１の内部に配置された電極、４はそれ
ら電極２゜３に接続された高電圧電源部であり、たとえ
ば３０ｋＶの高圧を上記画電極２および３の間に印加し
ている。５は電極２および３の間のレーザ放電空間、６
はレーザの全反射鏡、７は同じく部分反射鏡であり、こ
れらは上記レーザ放電空間５を介して対向配置されて光
共振器を構成している。

また、８は上記の部分反射鏡７から出力されるレーザビ
ームを表わし、矢印９はレーザガスの流れの方向で、レ
ーザガスは軸流型に形成されたレーザ装置の中を循環し
ている。１０は送気管、１１゜１２は上記レーザ放電空
間５における放電、および送風機により上昇するレーザ
ガスの温度を低減させるための熱交換器、そして１３は
送風機であり、通常、レーザ発振のためにはレーザ放電
空間５において、約１００ｒｎ／ｓｅｅ程度のガス流が
得られるように送風される。

従来の軸流型ガスレーザ発振装置は上記のように構成さ
れ、まず電極２および３に高電圧電源部４から高電圧を
印加し、レーザ放電空間５にグロー放電を発生させる。

レーザ放電空間５を通過するレーザガスは、上記グロー
放電の放電エネルギーにより発振が励起され、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
り構成された光共振器により共振状態となって、部分反
射鏡７からレーザビーム８として出力され、それはレー
ザ加工等に用いられる。

第２図（ｂ）は上記高電圧電源部４の構成を示し、その
入力には通常、３相２００ｖの商用交流電源が印加され
、その交流入力を直流平滑回路１４により整流した直流
電圧を、スイッチング制御回路１５によって制御される
高周波スイッチング素子１６に印加して、その断続によ
り高電圧高周波トランス１７の一次巻線に入力する直流
電圧を断続させ、それにより二次巻線に昇圧された高周
波電圧を誘起させ、それを高電圧整流平滑回路１８によ
り直流高電圧の約３０ｋＶとして出力させる。なお、上
記スイッチング制御回路１５は高周波スイッチング素子
１６を、レーザ出力に対応する５ｋＨｚないし５０ｋＨ
ｚ間の任意のスイッチング周波数で動作するように制御
している。

第２図（ｃ）は上記高周波スイッチング素子１６を説明
する高電圧電源部４の部分図であり、高周波スイッチン
グ素子１６はＭＯＳ−ＦＥＴ１９をＨブリッジとして構
成し、動作周波数ｆでスイッチングさせている。従って
、高電圧高周波トランス１７の一次側には均等な電流が
流れ、対応する安定した高圧が二次側に出力される。

（発明が解決しようとする課題） 上述したような従来のガスレーザ発振装置の高電圧電源
部４は、放電管１内のガス流の乱れ等により放電負荷が
変動すると、高電圧高周波トランス１７の一次側からみ
たインピーダンスが急激に変化し、従って一次側の電流
が変化を受け、そのため−次側と二次側の電流が共振状
態を生じて、そのため放電電流の不安定状態は、ますま
す加速され、出力するレーザビームに悪影響を及ぼす問
題点を有している。

本発明は、上述の従来の問題点に鑑み、高電圧電源部の
高周波スイッチング素子に流れる電流を常に一定とさせ
ることによって、安定した発振を維持するガスレーザ発
振装置の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を、電極を両端に設けた放電管内に
レーザガスを流送し、高電圧電源部から上記電極に高電
圧を印加して放電させ、放電管の軸方向にレーザビーム
を発生させる、軸流型ガスレーザ発振装置において、上
記、高電圧電源部を、商用交流電源を直流化する直流平
滑回路と、その出力を断続させる高周波スイッチング素
子と、高電圧高周波トランスと、および高電圧整流平滑
回路とにより構成し上記高周波スイッチング素子をＭＯ
Ｓ　−ＦＥＴのＨブリッジ構成とし、各ＭＯ８・ＦＥＴ
のドレイン・ソース間に並列に、ＣＲ／２≦１／２πｆ
≦２ＣＲの関係を満たす直列接続した抵抗とコンデンサ
を接続して達成する。ただし、Ｒは抵抗値、Ｃは容量値
、ｆは高周波スイッチング素子の動作周波数である。

（作　用） 上記の構成を有する本発明によれば、高電圧電源部の高
周波スイッチング素子に、直列接続した抵抗と、コンデ
ンサを並列接続したので放電電流の変動が常に一定とな
り、レーザビームを安定して出力する信頼性の高いガス
レーザ発振装置となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により説明する６第１図（
ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例要部の高電圧電源部を
示すブロック図および特性図であり、レーザ発振部は第
２図の構成と同じであるから図示を省略している。

まず、第１図（ａ）において、第２図と同じ、または同
一機能のものは同一符号で示されており、高電圧電源部
４の入力には従来例と同様に、通常、３相２００Ｖの商
用交流電源が使用され、その交流入力を直流平滑回路１
４、スイッチング制御回路１５、高周波スイッチング素
子１６によって高電圧高周波トランス１７の二次巻線に
昇圧した高周波電圧を誘起させ、その出力が高電圧整流
平滑回路（図示せず）を経て直流高電圧３０ｋＶを出力
している。

上記の高周波スイッチング素子１６はＭＯＳ−ＦＥＴ１
９によるＨブリッジに構成されており、２０は抵抗、２
１はコンデンサで、それらは直列接続されて上記ＭＯ５
−ＦＥＴ１９それぞれのドレイン・ソース間に並列接続
されている。

第１図（ｂ）は、放電電流の振動と上記ＭＯＳ・ＦＥＴ
１９に並列接続する抵抗２０とコンデンサ２１との関係
（横軸）を示す図である。この図から明らかなように放
電電流の振動（縦軸）は、抵抗２０の抵抗値をＲ、コン
デンサ２１の容量値をＣとし、高周波スイッチング素子
１６の動作周波数をｆとするとき。

ＣＲ／２≦１／２πｆ≦２ＣＲを満足する抵抗値、容量
値のとき放電電流の振動は極めて安定していることが判
る。

すなわち、本発明は高周波スイッチング素子１６をＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ１９のＨブリッジとして構成し、各ＭＯＳ・
ＦＥＴ１９のドレイン・ソース間に並列に、ＣＲ／２≦
１／２πｆ≦２ＣＲの関係を満たす抵抗２０とコンデン
サ２１を直列接続して放電電流の振動を安定にし、した
がって信頼性のあるレーザビームを出力するものである
。

（発明の効果） 以上説明して明らかなように本発明は、ガスレーザ発振
回路の高電圧電源部を、直流平滑回路、高周波スイッチ
ング素子、高電圧高周波トランス、高電圧整流平滑回路
により構成し、とくに上記高周波スイッチング素子をＭ
ＯＳ　−ＦＥＴのＨブリッジどして構成し、各ＭＯＳ・
ＦＥＴのドレイン・ソース間に並列に、ＣＲ／２≦１／
２πｆ≦２ＣＲの関係を満たす直列接続した抵抗とコン
デンサを接続したので、安定した信頼性のあるレーザビ
ームを出力するガスレーザ発振装置であり、用いて大き
く益するところがある。

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例要部の高電圧
電源部の構成を示すブロック図および特性図、第２図（
、）は従来のガスレーザ発振装置の構成図、（ｂ）、（
ｃ）は高電圧電源部のブロック図である。 ｌ・・・放電管、　２，３・・・電極、　４・・・高電
圧電源部、　５・・・レーザ放電空間、６・・・全反射
鏡、　７・・・部分反射鏡、　８・・・レーザビーム、
　１０・・・送気管、　１１゜１２・・・熱交換器、　
１３・・・送風機、　１４・・・直流平滑回路、　１５
・・・スイッチング制御回路、　１６・・・高周波スイ
ッチング素子、１７・・・高電圧高周波トランス、　１
８・・・高電圧整流平滑回路、　１９・・・ＭＯＳ　−
ＦＥＴ。 ２０・・・抵抗、 ２１・・・コンデンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極を両端に設けた放電管内にレーザガスを流送
   し、高電圧電源部から上記電極に高電圧を印加して放電
   させ、放電管の軸方向にレーザビームを発生させる、軸
   流型ガスレーザ発振装置において、上記高電圧電源部を
   、商用交流電源を直流化する直流平滑回路と、その出力
   を断続させる高周波スイッチング素子と、高電圧高周波
   トランスと、および高電圧整流平滑回路とにより構成し
   上記高周波スイッチング素子をＭＯＳ・ＦＥＴのＨブリ
   ッジ構成とし、各ＭＯＳ・ＦＥＴのドレイン・ソース間
   に並列に、直列接続した抵抗とコンデンサを接続したこ
   とを特徴とするガスレーザ発振装置。
2. （２）抵抗とコンデンサが、抵抗値をＲ、容量値をＣ、
   高周波スイッチング素子の動作周波数をｆとするとき、
   ＣＲ／２≦１／２πｆ≦２ＣＲの関係を満たすことを特
   徴とする請求項（１）記載のガスレーザ発振装置。