JPH03297184A

JPH03297184A - ガスレーザ発振装置

Info

Publication number: JPH03297184A
Application number: JP9937090A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Motomiya; 均本宮; Shuzo Yoshizumi; 吉住　修三; Akio Tanaka; 田中　昭男; Shigeki Yamane; 茂樹山根; Tsutomu Sugiyama; 勤杉山; Hidehiko Karasaki; 秀彦唐崎; Masashi Onishi; 正史大西
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-04-17
Filing date: 1990-04-17
Publication date: 1991-12-27

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の高電圧を上記画電極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、モして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１００ｍ／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にグロー放電させる。レーザ
放電空間５を通過するレーザガスは、前記グロー放電の
放電エネルギーにより励起され、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［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２００　Ｖ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。

第２図（ｃ）は上記、直流平滑回路１４の構成略図であ
る。３相２００ｖの商用交流電源は整流器１９によって
全波整流され、平滑コンデンサ２０によってリップル等
が平滑化される。

平滑コンデンサ２０の容量Ｃは前記、グロー放電の安定
時の最大放電管注入電力をＷ、商用電源の３相余波整流
後の直流電圧をＥとするとき、Ｃ＝Ｗ／１０（Ｅ　Ｘ　
Ｅ）・−・−・−・−（１）を満たす値に選ばれている
。（１）式の分母の１０は３相余波整流の時リップル率
が１７１０であることを考慮したものである。

（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
変動し、アーク放電になった場合、平滑コンデンサ２０
からの直流電圧のリップルが直接レーザ出力に悪影響を
及ぼす欠点を有している。

本発明は、上述従来の問題点に鑑み、上記の平滑コンデ
ンサの容量を最適化することにより、放電電流を常に一
定として、安定したレーザビームを出力するガスレーザ
発振装置の提供を目的とする。

（ｖＡ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
圧を印加してグロー放電させ、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、直流平滑回路の平滑コ
ンデンサの容量Ｃを、アーク発生時の最大放電管注入電
力をＷ、入力商用交流電源電圧の整流後の直流電圧をＥ
とするとき、Ｃ≧Ｗ／１０（Ｅ×Ｅ）を満足する値に選
定したガスレーザ発振装置によって達成する。

（作　用）上記の構成を有する本発明のガスレーザ発振装置によれ
ば、放電電流の変動が一定になるので安定した、性能の
高いレーザビームを出力する信頼性あるガスレーザ発振
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。

第１図は本発明の一実施例要部の直流平滑回路の構成を
示す略図（ａ）、および放電電流変動率の特性図（ｂ）
である。符号は前回と同じ＜１９は整流器、２０は平滑
コンデンサであり、構成的には従来例と同じであるが、
平滑コンデンサ２０の容量が放電電流を安定にする値に
選定されている。

すなわち、この実施例では３相２００　Ｖの商用交流電
源を整流器１９に印加する場合、アーク放電時の最大注
入電力が２０００ワツトであることから、平滑コンデン
サ２０の容量を前記式（１）により０．００２６フアラ
ドに選定している。

第１図（ｂ）は、平滑コンデンサ２０の容量と放電電流
の変動率との関係を示す特性図である。

この図から明らかなように平滑コンデンサ２０の容量（
横軸）が低下すると、放電電流の変動率（縦軸）が大き
くなる。

すなわち、以上のことから本発明はガスレーザ発振装置
において、その高電圧電源部の直流平滑回路に設ける平
滑コンデンサの容量Ｃを、３相交流電圧を余波整流した
後の直流電圧をＥ、アーク放電時の最大放電管注入電力
をＷとするとき、Ｃ≧Ｗ／１０（Ｅ　Ｘ　Ｅ）を満足す
る容量として放電電流の変動率を小さくさせるものであ
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構成する直流平滑回路に設ける、
平滑コンデンサの容量を最適値にして、放電電流の変動
率を低く抑え、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図は本発明の一実施例の高電圧電源部を構成する直
流平滑回路の構成略図（、）、および放電変動率特性図
（ｂ）、第２図は従来のガスレーザ発振器の構成図（ａ
）、および（ｂ）、（ｃ）は高電圧電源部、直流平滑回
路のブロック図である。１・・・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、１１．１．２・・・熱交換器、　
１３・・・送風機、１４・・・直流平滑回路、　Ｉ５・
・・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、　１８
・・・高電圧整流平滑回路、　１９・・・整流器、　２
０・・・平滑コンデンサ。

Claims

【特許請求の範囲】

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グロー放電
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、直流平滑回路の平滑コンデンサの容量Ｃを、アー
ク発生時の最大放電管注入電力をＷ、入力商用交流電源
電圧の整流後の直流電圧をＥとするとき、Ｃ≧Ｗ／１０
（Ｅ×Ｅ）を満足する値に選定したことを特徴とするガ
スレーザ発振装置。