JPH0335837B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0335837B2 JPH0335837B2 JP61041585A JP4158586A JPH0335837B2 JP H0335837 B2 JPH0335837 B2 JP H0335837B2 JP 61041585 A JP61041585 A JP 61041585A JP 4158586 A JP4158586 A JP 4158586A JP H0335837 B2 JPH0335837 B2 JP H0335837B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- discharge
- discharge tube
- gas flow
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Lasers (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はレーザ出力及びビームモードの短時
間変動の安定化に関するものである。
間変動の安定化に関するものである。
第3図は例えば特開昭55−30817号公報に示さ
れた従来の高速軸流型レーザ装置であり、図にお
いて放電管本体1は通常内径10数mmの細管よりな
る放電管2、陽極3およびこれに対応して配設さ
れた陰極4から構成されている。放電管2の一端
は曲管5及び絶縁管6を通じてブロア7に連通
し、他端は曲管8及び熱交換器9に連通し、全体
としてガス流路を形成する。曲管5,8の一部に
はそれぞれ反射鏡10,11が配設されており、
反射鏡11は後述するレーザ光の一部を外部へ透
過する。放電管本体1内に充填されたCO2、N2、
He等のガス媒体12をブロア7により矢印13
方向に循環して、冷却、再使用する。14は直流
電源で、陽極3および安定化抵抗15を通じて陰
極4に接続されている。
れた従来の高速軸流型レーザ装置であり、図にお
いて放電管本体1は通常内径10数mmの細管よりな
る放電管2、陽極3およびこれに対応して配設さ
れた陰極4から構成されている。放電管2の一端
は曲管5及び絶縁管6を通じてブロア7に連通
し、他端は曲管8及び熱交換器9に連通し、全体
としてガス流路を形成する。曲管5,8の一部に
はそれぞれ反射鏡10,11が配設されており、
反射鏡11は後述するレーザ光の一部を外部へ透
過する。放電管本体1内に充填されたCO2、N2、
He等のガス媒体12をブロア7により矢印13
方向に循環して、冷却、再使用する。14は直流
電源で、陽極3および安定化抵抗15を通じて陰
極4に接続されている。
このレーザ装置の作用について説明すると、直
流電圧の印加によつて陽極3、陰極4間(すなわ
ちガス流方向)に生ずるグロー放電のエネルギー
により、CO2ガスは反転分布状態となりレーザ光
を発生する。このレーザ光は反射鏡10,11間
で往復反射し、その一部は一方の反射鏡を透過し
て外部にとり出され、たとえば鉄板を穿孔する。
グロー放電によりガス媒体12の温度が上昇し、
反転分布状態が失われるのを防ぐためにブロア7
を駆動して、ガス媒体12を矢印方向13に循環
させて、熱交換器9により冷却している。
流電圧の印加によつて陽極3、陰極4間(すなわ
ちガス流方向)に生ずるグロー放電のエネルギー
により、CO2ガスは反転分布状態となりレーザ光
を発生する。このレーザ光は反射鏡10,11間
で往復反射し、その一部は一方の反射鏡を透過し
て外部にとり出され、たとえば鉄板を穿孔する。
グロー放電によりガス媒体12の温度が上昇し、
反転分布状態が失われるのを防ぐためにブロア7
を駆動して、ガス媒体12を矢印方向13に循環
させて、熱交換器9により冷却している。
ところで、一般の高速軸流型では第3図に示す
如くガス流方向に放電を行うため、放電安定の指
針であるPd(P:ガス圧力〔Torr〕、d:ギヤツ
プ長〔cm〕)は1000Torr・cm以上という大きな領
域(放電不安定領域)で使用せねばならず、放電
は管中央部に集中しやすい。そこで放電管のガス
入口部に乱流発生装置を挿入し、ガスを乱流化し
て放電を均質化する必要がある。
如くガス流方向に放電を行うため、放電安定の指
針であるPd(P:ガス圧力〔Torr〕、d:ギヤツ
プ長〔cm〕)は1000Torr・cm以上という大きな領
域(放電不安定領域)で使用せねばならず、放電
は管中央部に集中しやすい。そこで放電管のガス
入口部に乱流発生装置を挿入し、ガスを乱流化し
て放電を均質化する必要がある。
従来の高速軸流型装置は以上のように構成され
ているので、ガス流の乱れがレーザ出力及びビー
ムモードが数Hz〜数百Hzの周波数程度の短時間変
動を引き起こし、加工精度(特に面積度)が著し
く低下するなどの問題があつた。
ているので、ガス流の乱れがレーザ出力及びビー
ムモードが数Hz〜数百Hzの周波数程度の短時間変
動を引き起こし、加工精度(特に面積度)が著し
く低下するなどの問題があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたものでレーザ出力及びビームモードの
短時間変動を抑え、加工精度の高いレーザ装置を
得ることを目的とする。
になされたものでレーザ出力及びビームモードの
短時間変動を抑え、加工精度の高いレーザ装置を
得ることを目的とする。
この発明に係る高速軸流型ガスレーザ装置は、
光軸方向とガスの流れ方向が一致し、放電管内を
100m/s以上の高速でガスを循環させるものに
おいて、ガス流に対して直交した方向に方電励起
させる手段を備えた放電管と、この放電管のガス
流の下流側端部に連結され放電管出口の管路断面
を徐々に拡大したデイフユーザと、このデイフユ
ーザの大径側と前記放電管の上流側端部とに連結
され、ガス循環用のブロア及びガス冷却用の熱交
換器を有するガス流路手段とを備えてなり、前記
デイフユーザの拡大角を10°以内に設定したもの
である。
光軸方向とガスの流れ方向が一致し、放電管内を
100m/s以上の高速でガスを循環させるものに
おいて、ガス流に対して直交した方向に方電励起
させる手段を備えた放電管と、この放電管のガス
流の下流側端部に連結され放電管出口の管路断面
を徐々に拡大したデイフユーザと、このデイフユ
ーザの大径側と前記放電管の上流側端部とに連結
され、ガス循環用のブロア及びガス冷却用の熱交
換器を有するガス流路手段とを備えてなり、前記
デイフユーザの拡大角を10°以内に設定したもの
である。
この発明における高速軸流型ガスレーザ装置で
は、放電ギヤツプ長dが小さくできるため放電は
安定し、ガスを乱流化して放電を安定化させる必
要がなくなる。そこで、従来とは逆の思想で、放
電管出口に拡大角が10°以内のデイフユーザを設
けてガス流を安定化させたことにより、レーザ出
力及びビームモードの短時間変動が激減される。
は、放電ギヤツプ長dが小さくできるため放電は
安定し、ガスを乱流化して放電を安定化させる必
要がなくなる。そこで、従来とは逆の思想で、放
電管出口に拡大角が10°以内のデイフユーザを設
けてガス流を安定化させたことにより、レーザ出
力及びビームモードの短時間変動が激減される。
以下この発明の一実施例を無声放電励起CO2レ
ーザの場合を例にとつて図に従つて説明する。第
1図において、aは装置全体、bは放電部の拡大
断面図である。放電管本体1a部以外は第3図と
同様であるため説明を省略する。第1図において
放電管2aの外周に金属電極30,40が交流電
源(100KHz程度)140を介して接続されてお
り、放電管2内で無声放電が発生しレーザ媒質を
励起する。また、ガス流を安定化させるため放電
管出口部には、即ち放電管のガス流の下流側端部
には、放電管出口の管路断面を徐々に拡大したデ
イフユーザ100が連結されている。
ーザの場合を例にとつて図に従つて説明する。第
1図において、aは装置全体、bは放電部の拡大
断面図である。放電管本体1a部以外は第3図と
同様であるため説明を省略する。第1図において
放電管2aの外周に金属電極30,40が交流電
源(100KHz程度)140を介して接続されてお
り、放電管2内で無声放電が発生しレーザ媒質を
励起する。また、ガス流を安定化させるため放電
管出口部には、即ち放電管のガス流の下流側端部
には、放電管出口の管路断面を徐々に拡大したデ
イフユーザ100が連結されている。
本実施例ではガス流に対し横方向に、つまり第
1図a,bからわかるようにガス流に対して直交
した方向に放電するためギヤツプ長dは10数mm程
度であり、放電安定性の指標もあるpd積は100
〔Torr・cm〕程度と従来の1/10以下にて構成され
ているため放電は非常に安定であり、ガスの乱流
化の必要は全くない。そこでガスの流れの状態を
変化すべくデイフユーザの拡大角を変化させてレ
ーザ出力及びビームモードの短時間変動を調べた
ものが第2図である。図においてデイフユーザを
用いない場合(第2図a、180°拡大)はレーザ出
力及びビームモードは従来装置と同様大きな変動
を示しその変動率は30%程度である。第2図b,
c,dより明らかなように、デイフユーザの拡大
角の減少(30°→20°→10°)とともにこれらの変動
は減少する傾向にあり、特にデイフユーザ角10°
以内では非常に安定した出力ビームが得られるこ
とが判明している。
1図a,bからわかるようにガス流に対して直交
した方向に放電するためギヤツプ長dは10数mm程
度であり、放電安定性の指標もあるpd積は100
〔Torr・cm〕程度と従来の1/10以下にて構成され
ているため放電は非常に安定であり、ガスの乱流
化の必要は全くない。そこでガスの流れの状態を
変化すべくデイフユーザの拡大角を変化させてレ
ーザ出力及びビームモードの短時間変動を調べた
ものが第2図である。図においてデイフユーザを
用いない場合(第2図a、180°拡大)はレーザ出
力及びビームモードは従来装置と同様大きな変動
を示しその変動率は30%程度である。第2図b,
c,dより明らかなように、デイフユーザの拡大
角の減少(30°→20°→10°)とともにこれらの変動
は減少する傾向にあり、特にデイフユーザ角10°
以内では非常に安定した出力ビームが得られるこ
とが判明している。
なお、上記実施例では無声放電励起CO2レーザ
の場合について示したが他の放電励起たとえば
RF放電でも同様の効果を奏し、また他のレーザ
(たとえばCOレーザ)でも同様である。
の場合について示したが他の放電励起たとえば
RF放電でも同様の効果を奏し、また他のレーザ
(たとえばCOレーザ)でも同様である。
この発明は以上説明したとおり、ガス流に対し
て直交した方向に放電励起させる手段を備えた放
電管と、この放電管のガス流の下流側端部に連結
され、放電管出口の管路断面を徐々に拡大したデ
イフユーザと、このデイフユーザの大径側と放電
管の上流側端部とに連結され、ガス循環用のブロ
ア及びガス冷却用の熱交換器を有するガス流路手
段と備えてなり、このデイフユーザの拡大角を
10°以内に設定することによりガス流が安定化す
るので、ガス流の乱れから引き起こされた場所的
に不均一なレーザ光吸収による結果生ずるレーザ
ビームの不安定性が改善される。従つてレーザ出
力及びビームモードの短時間変動が激減し、加工
精度の高い高速軸流型ガスレーザ装置が得られる
という効果がある。
て直交した方向に放電励起させる手段を備えた放
電管と、この放電管のガス流の下流側端部に連結
され、放電管出口の管路断面を徐々に拡大したデ
イフユーザと、このデイフユーザの大径側と放電
管の上流側端部とに連結され、ガス循環用のブロ
ア及びガス冷却用の熱交換器を有するガス流路手
段と備えてなり、このデイフユーザの拡大角を
10°以内に設定することによりガス流が安定化す
るので、ガス流の乱れから引き起こされた場所的
に不均一なレーザ光吸収による結果生ずるレーザ
ビームの不安定性が改善される。従つてレーザ出
力及びビームモードの短時間変動が激減し、加工
精度の高い高速軸流型ガスレーザ装置が得られる
という効果がある。
第1図a,bはこの発明の一実施例による無声
放電励起CO2レーザ発振器及び放電部を示す拡大
断面側面図、第2図はデイフユーザの影響につい
て示した説明図、第3図は従来の高速軸流型発振
器を示す図である。なお、図中同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。 1a……放電管本体、2a……放電管、30,
40……金属電極、100……デイフユーザ。
放電励起CO2レーザ発振器及び放電部を示す拡大
断面側面図、第2図はデイフユーザの影響につい
て示した説明図、第3図は従来の高速軸流型発振
器を示す図である。なお、図中同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。 1a……放電管本体、2a……放電管、30,
40……金属電極、100……デイフユーザ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 光軸方向とガスの流れ方向が一致し、放電管
内を100m/s以上の高速でガスを循環させる高
速軸流型ガスレーザ装置において、 ガス流に対して直交した方向に放電励起させる
手段を備えた放電管と、この放電管のガス流の下
流側端部に連結され放電管出口の管路断面を徐々
に拡大したデイフユーザと、このデイフユーザの
大径側と前記放電管の上流側端部とに連結され、
ガス循環用のブロア及びガス冷却用の熱交換器を
有するガス流路手段とを備えてなり、前記デイフ
ユーザの拡大角を10°以内に設定したことを特徴
とする高速軸流型ガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4158586A JPS62200780A (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 高速軸流型ガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4158586A JPS62200780A (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 高速軸流型ガスレ−ザ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62200780A JPS62200780A (ja) | 1987-09-04 |
JPH0335837B2 true JPH0335837B2 (ja) | 1991-05-29 |
Family
ID=12612509
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4158586A Granted JPS62200780A (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 高速軸流型ガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62200780A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011046878A3 (en) * | 2009-10-12 | 2011-09-09 | Hand Douglas P | Flush valve structure for a toilet tank |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3492597A (en) * | 1966-08-01 | 1970-01-27 | Trw Inc | Ceramic tube for gas ion laser |
JPS57159076A (en) * | 1981-02-25 | 1982-10-01 | Rekuseru Corp | Laser device |
JPS60178681A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | Mitsubishi Electric Corp | ガスレ−ザ装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0445266Y2 (ja) * | 1985-06-04 | 1992-10-23 |
-
1986
- 1986-02-28 JP JP4158586A patent/JPS62200780A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3492597A (en) * | 1966-08-01 | 1970-01-27 | Trw Inc | Ceramic tube for gas ion laser |
JPS57159076A (en) * | 1981-02-25 | 1982-10-01 | Rekuseru Corp | Laser device |
JPS60178681A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | Mitsubishi Electric Corp | ガスレ−ザ装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011046878A3 (en) * | 2009-10-12 | 2011-09-09 | Hand Douglas P | Flush valve structure for a toilet tank |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62200780A (ja) | 1987-09-04 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |