JPH04174578A - 気体レーザ発振器に於けるレーザガス供給制御装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は気体レーザ発振器に於けるレーザガス供給制御
方法に関するものである。

（従来の技術） ＣＯ２ガス等の気体をレーザ媒質とする気体レーザ発振
器は、一般に、発振器チャンバにてアノード電極とカソ
ード電極との放電電極による放電によってレーザ媒質で
あるレーザガスの励起を行うようになっている。

気体レーザ発振器の発振器チャンバは真空ポンプにより
真空状態とされ、ガスボンへの如きレーザガス供給源よ
りレーザガスを供給されるようになっている。この発振
器チャンバに対するレーザガスの供給量は、定常時に於
けるレーザ出力の安定性のために一定なチャンバ内圧を
得るべく一定になっている。

発振器チャンバの内圧制御方法としては、レーザガス供
給源より発振器チャンバに至るレーザガス供給通路の途
中に設けられた固定の計量絞り部材によりレーザガス流
量を制御し、真空ポンプによる排気通路を開閉弁により
開閉し、排気を選択的に行う方法と、レーザガス供給通
路に代えて固定の計量絞り部材を排気通路に設け、排気
流量を制御する方法とが知られている。

（発明が解決しようとする課題） 気体レーザ発振器は、長時間、長期間停止後の立ち上げ
時に於いては、発振器チャンバ内部に付着した不純物、
水分、塵等のため、レーザ出力の安定性か著しく低下し
、このため始動時よりレーザ出力が定格出力となる定常
状態になる要する時間、即ち立ち上げに要する時間が長
い云う不具合かある。

この対策としては、特別に長時間放電を行ったり、発振
器チャンバのガス交換を何度か行ったりすること等か行
われている。

しかし、上述の如き対策では、立ち上げに要する時間が
さほと短縮されず、また運転コストを高くする虞れがあ
る。

本発明は、従来の気体レーザ発振器に於ける上述の如き
不具合に鑑み、レーザガスを発振器チャンバにその時の
状況に応して無駄なく適切に供給し、運転コストを高く
することなく、立ち上げに要する時間を充分に短縮する
ことかてきる気体レーザ発振器に於けるレーザガス供給
制御方法を提供することを目的としている。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上述の如き目的は、本発明によれば、レーザガス供給源
よりレーザガスを発振器チャン！・に供給するレーザガ
スの供給量を制御するレーザガス供給量制御手段を用い
、レーザガス供給量制御手段により発振器チャンバに供
給するレーザガスの供給量を可変制御することを特徴と
する気体レーザ発振器に於けるレーザガス供給制御方法
によって達成される。

また本発明によるレーザガス供給制御方法は、レーザガ
ス供給源よりレーザガスを発振器チャンバに供給するレ
ーザガスの供給量を少なくとも二段階に制御するレーザ
ガス供給量制御手段を用い、レーザガス供給量制御手段
により気体レーザ発振器の立ち上げ時には発振器チャン
バに供給するレーザガスの供給量を定常時に比して増大
することをもう一つの特徴としていてよい。

（作用） 本発明によるレーザガス供給制御方法によれば、レーザ
ガス供給源より発振器チャンバに供給するレーザガスの
供給量が変化し、気体レーザ発振器の立ち上げ時には発
振器チャンバに供給するレーザガスの供給量を定常時に
比して増大することにより立ち上げに要する時間が充分
に短縮されるようになる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明による気体レーザ発振器に於けるレーザ
ガス供給制御方法の実施に用いるレーザガス供給制御制
御装置の一実施例を示している。

第１図に於て、符号１は気体レーザ発振器の発振器チャ
ンバを示しており、発振器チャンバ１には、図示されて
いないが、一般的構造にてレーザガスの励起を行う放電
電極が設けられている。

発振器チャンバ１には、ガスボンベ３より炭酸ガス、窒
素ガス、ヘリウムガス等の混合ガスよりなるレーザガス
がレーザガス供給通路５をもって供給されるようになっ
ている。

レーザガス供給通路５は途中に互いに並列に接続された
二つの並列通路７．９を有している。並列通路７．９に
は各々計量絞り部材（オリフィス）１１．１３か設けら
れている。計量絞り部材１１と１３の計量流量は互いに
異なっており、この場合、計量絞り部材１１に於ける流
量Ｑ１は計量絞り部材１１に於ける流量Ｑ２より大きく
なっている。流量Ｑ１は定常時に必要な立ち上げ時に必
要な大流量とされ、流量Ｑ２は定常時に必要な小流量と
されている。

並列通路７と９との分岐部には電磁切換弁１５が設けら
れており、電磁切換弁１５は、例えば通電時には並列通
路９を閉じて並列通路７を開き、非通電時には並列通路
７を閉して並列通路９を開くようになっている。

電磁切換弁１５に対する通電は、例えばタイマ制御によ
り、気体レーザ発振器の立ち上げ開始時より所定時間、
例えば１０〜２０分程度行程度ればよい。

これにより気体レーザ発振器の立ち上げ開始時より所定
時間に亘っては、並列通路９が閉しられて並列通路７が
開き、計量絞り部材１１を通ってレーザガスか立ち上げ
時に必要な大流量Ｑ１にてレーザガスか発振器チャンバ
１へ流れ、立ち上げ開始時より所定時間が経過した後は
、即ち定常時には並列通路７が閉じられて並列通路９が
開き、計量絞り部材１３を通ってレーザガスが定常時に
必要な小流量Ｑ２にてレーザガスが発振器チャンバ１へ
流れるようになる。

気体レーザ発振器を２日間放置した後、立ち上げ開始時
より１５分間だけ小流量Ｑ２の２倍の大流量Ｑ１にてレ
ーザガスを発振器チャンバに供給し、その後にレーザガ
ス流量を小流量Ｑ２に低減した場合と、最初からレーザ
ガス流量を小流量Ｑ２として、これを変化させなかった
場合とに於けるレーザ出力の変化の実験結果か第２図に
示されている。この場合、Ｔ　は１５分て、Ｔ２は３時
間となり、かなりの立ち上げ時間短縮か行えた。

第３図は本発明による気体レーザ発振器に於けるレーザ
ガス供給制御方法の他の実施に用いるレーザガス供給制
御制御装置の一実施例を示している。尚、第３図に於て
第１図に対応する部分は第１図に付けた符号と同一の符
号により示されている。

この実施例に於いては、気体レーザ発振器か内蔵してい
るレーザ出力センサー７により検出されたレーザ出力が
Ａ１機能等を含む演算制御装置］９に入力され、演算制
御装置１９は、所定時間毎のレーザ出力の変化よりレー
ザ出ノｊの経時的傾きを算出し、これが所定のしきい値
より大きい時には電磁切換弁１５に通電を行い、経時的
傾きか所定のしきい値より小さい時には電磁切換弁１５
に対する通電を停止するようになっている。

これにより、立ち上げ時等、レーザ出力の経時的傾きが
所定のしきい値より大きい時には、並列通路９が閉じら
れて並列通路７か開き、計量絞り部材１１を通ってレー
ザガスか大流量Ｑ１にてレーザガスか発振器チャンバ１
へ流れ、これに対し定常時等、レーザ出力の経時的傾き
が所定のしきい値より小さい時には、即ちレーザ出力か
安定すると、並列通路７が閉じられて並列通路９か開き
、計量絞り部材１３を通ってレーザガスが小流量Ｑ２に
てレーザガスが発振器チャンバ１へ流れるようになる。

第４図は時間Ｔ毎の各時点Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ・・にてレー
ザ出力センサ１ブにより検出されるレーザ出力の取り込
みを行ってレーザ出力の経時的傾きを算出した例を示し
ている。

上述の実施例に於いては、レーザガス供給源より発振器
チャンバに供給するレーザガスの供給量制御は、流量制
御により行われているが、これは圧力制御により行われ
てもよく、またレーザガスの供給量制御は二段階に限ら
れず、これはそれ以上の多段階であっても、定量的な連
続可変制御であってもよい。またレーザガスの供給量制
御は立ち上げ時に限らず、定常時にもレーザガスの節約
等のため行われてもよい。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これらに限定され　　−るもので
はなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。

［発明の効果コ 上述の如き実施例の説明より理解されるように、本発明
による本発明によるレーザガス供給制御方法によれば、
レーザガス供給源より発振器チャンバに供給するレーザ
ガスの供給量が変化し、気体レーザ発振器の立ち上げ時
には発振器チャンバに供給するレーザガスの供給量を定
常時に比して増大することにより立ち上げに要する時間
が充分に短縮されるようになり、定常時に於けるレーザ
ガスの節約と立ち上げ時間の短縮が両立するようになる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による気体レーザ発振器に於けるレーザ
ガス供給制御方法の実施に用いるレーザガス供給制御制
御装置の一実施例を示す概略構成図、第２図は発振器チ
ャンバに供給するレーザガス流量を変化させた場合とさ
せなかった場合とに於けるレーザ出力の変化を示すグラ
フ、第３図は本発明による気体レーザ発振器に於けるレ
ーザガス供給制御方法の他の実施に用いるレーザガス供
給制御制御装置の一実施例を示す概略構成図、第４図は
所定時間毎の各時点にてレーザ出力センサにより検出さ
れるレーザ出力の取り込みを行ってレーザ出力の経時的
傾きを算出した例を示すグラフである。 １・・・気体レーザ発振器　　　３・・・ガスボンベ５
・・・レーザガス供給通路　　７．９・・・並列通路１
１．１３・・計量絞り部材　１５・・・電磁切換弁１７
・・レーザ出力センサ　　１９・・演算制御装置代理人
　弁理士　　三　好　秀　和 ■ 第４図 １・・気体レーザ発振Ｉ　　　８・・・ガスボンベ５・
・・レーザガス供給通路　　７．９・・・並列通路１１
、Ｉｇ・・・計量絞り部材　１６・・・電磁切換弁１７
・・レーザ出力センサ　　１９・・・演算制御装置ト 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザガス供給源よりレーザガスを発振器チャン
   バに供給するレーザガスの供給量を制御するレーザガス
   供給量制御手段を用い、レーザガス供給量制御手段によ
   り発振器チャンバに供給するレーザガスの供給量を可変
   制御することを特徴とする気体レーザ発振器に於けるレ
   ーザガス供給制御方法。
2. （２）レーザガス供給源よりレーザガスを発振器チャン
   バに供給するレーザガスの供給量を少なくとも二段階に
   制御するレーザガス供給量制御手段を用い、レーザガス
   供給量制御手段により気体レーザ発振器の立ち上げ時に
   は発振器チャンバに供給するレーザガスの供給量を定常
   時に比して増大することを特徴とする気体レーザ発振器
   に於けるレーザガス供給制御方法。