JPH0444376A

JPH0444376A - 気体レーザ装置

Info

Publication number: JPH0444376A
Application number: JP2153238A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Sugiyama; 勤杉山; Hitoshi Motomiya; 均本宮; Masashi Onishi; 正史大西; Shuzo Yoshizumi; 吉住　修三; Akio Tanaka; 田中　昭男; Shigeki Yamane; 茂樹山根; Hidehiko Karasaki; 秀彦唐崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-06-12
Filing date: 1990-06-12
Publication date: 1992-02-14
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: JP2707360B2

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、炭酸カスレーザ等の気体レーザ装置において
、特に高電圧電源の小型化を図るとともに出力電流の安
定化を図った気体レーザ装置に関する。

従来の技術従来の気体レーザ装置の構成例を第４図を参照して説明
する。第４図において、１はレーザ共振器、２は出力鏡
、３は全反射鏡、４ａ、４ｂは放電電極、５はレーザ共
振器１内の気体レーザ媒質の放電部、６は送風機、７は
冷却器、８は給気ダクト、９は排気ダクトである。また
、１０は商用電源、１１は高圧トランス、１２は高圧整
流ダイオード、１３は平滑コンデンサ、１４は高圧抵抗
、１５は制卸真空管である。

次に前記従来例の動作について説明する。第４図におい
て、レーザ共振器１内の気体レーザ媒質は、送風機６に
より給気ダクト８を通じてレーザ共振器１内に供給され
、高電圧電源に接続された放電電極４ａ、４ｂの放電に
より励起されてレーザ光を発生する。発生したレーザ光
は、出力鏡２と全反射鏡３との間を往復する間に増幅さ
れて出力鏡２から外部へ取り出される。レーザ共振器１
内の温度上昇した気体レーザ媒質は、排気ダクト９を通
じて回収され、冷却器７により冷却されて再び給気ダク
ト８を通じてレーザ共振器１内に供給される。

気体レーザ媒質を放電励起させるための高電圧は、例え
ば２００Ｖの商用電！１０を高圧トランス１１で昇圧し
て高圧整流ダイオード１２で整流し、平滑コンデンサ１
３で平滑した後、高圧抵抗１４と制御真空管１５により
電流電圧を制御して、レーザ共振器１の放電電極４ａ、
４ｂに印加される。

発明か解決しようとする課題一般に、この種の気体レーザ装置では、高圧トランス１
１により商用の１００〜２００Ｖの電圧から放電開始電
圧３０〜５ＱｋＶまで昇圧しているので、巻数比を大き
くした大型の高圧トランスや絶縁距離を得るために寸法
の大きな高圧用の制御真空管等を使用する必要があり、
電源が大型化する問題点があった。電源装置の小型化は
、低周波電圧を高周波電圧に変換してから昇圧する方法
を取れば、昇圧トランスを小型化できるので電源装置も
小型化できるが、高周波電圧で昇圧された電圧を整流す
る高圧の高速整流ダイオードがなく、一般にはより低圧
の整流ダイオードを直列接続して使用していた。しかし
ながら、このような方法では、整流ダイオードと接地電
位部材との間の相対位置の変動による分布容量のばら２
きにより各整流ダイオードの分担電圧が不均一になりや
すく、電圧分担のばらつきにより整流ダイオードが絶縁
破壊を起こすことがあり、出力電流を不安定にする問題
点があった。また、電圧分担を均一化するために各整流
ダイオードに高圧用抵抗やコンデンサ等を追加しなけれ
ばならず、電源の小型化を阻害する問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点を解決するものであ
り、気体レーザ装置の高電圧電源を高周波電圧を整流す
ることにより小型化するとともに、電源の出力電流を安
定化することのできる気体レーザ装置を提供することを
目的とする。

課題を解決するための手段前記目的を達成するために、本発明による気体レーザ装
置は、高電圧電源を、実効電圧を変化可能な低電圧交流
電源と昇圧トランスと整流回路とを含むように構成し、
昇圧トランスの２次コイルとこれにほぼ平行に配置され
た接地電位部材との間に高誘電率樹脂によるダイオード
取付台を設け、このダイオード取付台上に直列接続した
複数個の整流ダイオードを昇圧トランスの２次コイルに
対面するように平面状に並べて配置したものである。

作用本発明は、前記構成により、昇圧トランスの２次コイル
と接地電位部材との間に高電圧が加わると、両者の間に
高誘電率樹脂製のダイオード取付台が挿入されているの
で、電圧分担の大部分をダイオード取付台が受は持つよ
うになる。したがって、ダイオード取付台上に整流グイ
オートを平面状に並べることにより、各整流ダイオード
間の負担電圧のばらつきがダイオード取付台が分担して
いる電圧により緩和され、従来発生していた直列接続さ
れた整流ダイオードの電圧分担のばらつきによる整流グ
イオートの絶縁破壊を防止することができ、出力電流の
安定化を図ることができる。

実施例以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明す
る。第３図は本発明の一実施例における気体レーザ装置
の概略構成を示している。第３図において、２１はレー
ザ共振器、２２は出力鏡、２３は全反射鏡である。２４
ａ、２４ｂは放電電極、２５はレーザ共振器２１内の気
体レーサ媒質の放電部、２６は送風機、２７は冷却器、
２８は給気ダクト、２９は排気ダクトである。また、３
０は低電圧直流電源、３１は低電圧交流電源となるイン
バータ回路であり、フルブリッジ接続された４個の半導
体スイッチ素子３１ａ〜３１ｄからなる。３２は１次コ
イルと２次コイルを同軸巻にして絶縁構成とした昇圧ト
ランスであり、その１次側にインバータ回路３１が接続
されている。３３は昇圧トランス３２の２次側に並列に
接続された整流回路であり、３４は整流回路３３内のフ
ルブリッジ接続された整流ダイオードである。３５は整
流回路３３に並列に接続された平滑コンデンサであり、
平滑コンデンサ３５の両端部は放電電極２４ａ、２４ｂ
に接続されている。

昇圧トランス３２は、第１図および第２図に示すように
、フェライトコア鉄心３６にトランスコイル３７を１次
／２次コイル同軸巻にしたもので、トランスコイル３７
を巻いていない方の脚部３６ａを、絶縁油３８を満たし
たトランス容器３９内に配置されたコア保持具４０の溝
内に押し込んで、トランスコイル３７の中心軸がトラン
ス容器３９の内壁面３９ａに平行になるように鉛直方向
に向けて配置されている。接地電位部材であるトランス
容器３９の内壁面３９ａには、高誘電率を有するポリプ
ロピレン樹脂製のダイオード取付台４１が取り付けられ
ており、このダイオード取付台４１に整流回路３３の整
流ダイオード３４が直列に接続されて平面状につづら折
り状にして配置されている。

ダイオード取付台４１には、整流ダイオード３４の配置
がずれないように、整流ダイオード３４よりも少し幅の
広いつづら折り状の溝４２ａを設けたダイオード取付ガ
イド４２が固定されており、その溝４２ａの中に整流ダ
イオード３４が支持されている。整流ダイオード３４は
、直列接続された６個の整流ダイオード３４を２列に平
行に並べ、各列の中間点３４ａと３４ｂをトランスコイ
ル３７の２次側出力に接続し、各列の上端の結合点３４
ｃおよび下端の結合点３４ｄを整流回路３３の出力とし
たフルブリッジ構成のもので、整流された電流が、トラ
ンス容器３９の天板４３に設けられたセラミックス製の
高圧碍子４４を通じて外部に取り出される。トランスコ
イル３７の１次側は、同じく天板４３上に設けられた入
力端子４５を通じて低電圧交流電源であるインバータ回
路３１に接続されている。

次に前記実施例の動作について説明する。第３図におい
て、レーザ共振器２１内へは、気体レーザ媒質が送風機
２６により給気ダクト２８を通じて供給され、放電電極
２４ａ、２４ｂ間でクロー放電を起こすことにより励起
されてレーザ光を発生する。発生されたレーザ光は、出
力鏡２２および全反射鏡２３の間を往復して増幅され、
最後は出力鏡２２から外へ取り出される。レーザ共振器
２１内の温度上昇した気体レーザ媒質は、排気ダクト２
９を通じて回収され、冷却器２７により冷却されて再び
送風機２６により給気ダクト２８を通じてレーザ共振器
２１内へ送られる。

低電圧直流電源３０の出力は、インバータ回路３１の半
導体スイッチ素子３１ａ、３１ｃおよび３１ｂ、３１ｄ
を交互に断続することにより交流電圧を発生させ、その
断続の周期により交流周波数を変え、その接続時間によ
り実効電圧を変化させている。昇圧トランス３２で高電
圧に昇圧された交流は、整流回路３３の整流ダイオード
３４により整流され、平滑コンデンサ３５により平滑さ
れで高電圧の直流となってレーザ共振器２１の放電電極
２４ａ、２４ｂに印加される。

第１図および第２図において、昇圧トランス３２のトラ
ンス容器３９内の電圧分担は、トランスコイル３７とダ
イオード取付台４１と接地電位部材であるトランス容器
３９の内壁面３９ａとの間で行なわれ、ダイオード取付
台４１は誘電率が高いため分担電圧も高くなっている。

また、トランスコイル３７とトランス容器３９の内壁面
３９ａとダイオード取付台４１とが平行になっているた
め、ダイオード取付台４１の表面の電圧は均一になって
いる。この結果、直列接続された整流ダイオード３４を
ダイオード取付台４１の上に並べることにより、整流ダ
イオード３４の電圧分担が平等化され、従来発生してい
たような電圧分担のばらつきによる整流ダイオード３４
の絶縁破壊を防止することができる。これにより、交流
電源周波数を高めて昇圧トランス３２を小型化でき、出
力変動の少ない信頼性の高い高電圧電源が得られる。

二のように、前記実施例によれば、接地電位部材である
トランス容器３９の内壁面３９ａに１次７２次コイル同
軸巻にしたトランスコイル３７に対面するようにダイオ
ード取付台４１を設け、このダイオード取付台４１上に
複数個の整流ダイオード３４を直列接続してつづら折り
状に平面状に配置したので、整流ダイオード３４の電圧
分担が平等化され、電圧分担のばらつきによる整流ダイ
オード３４の絶縁破壊を防止することができ、出力電流
の安定化を図ることができる。

なお、前記実施例においては、トランス容器３９を接地
電位部材としたが、これに代えて別の接地電位部材をト
ランス容器内に設け、これにダイオード取付台４１を設
けるようにしてもよい。

発明の効果以上のように、本発明の気体レーザ装置によれば、昇圧
トランスの２次コイルとこれにほぼ平行に配置された接
地電位部材との間に高誘電率樹脂によるダイオード取付
台を設け、このダイオード取付台上に昇圧トランスの２
次コイルに対面するように複数個の整流ダイオードを直
列接続して平面状に並べて配置したので、直列接続され
た複数個の整流グイオートの電圧分担のばらつきを防止
することができ、交流電源周波数を高めて昇圧トランス
を小型化し、電源装置全体を小型化できるとともに、出
力電流を安定化してレーザ光を安定的に出力することが
できる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例における昇圧トランスの構成
を示す概略構成図、第２図は同昇圧トランスにおけるダ
イオード取付台に取り付けられた整流ダイオードの側面
図、第３図は本発明の一実施例を示す気体レーザ装置の
概略構成図、第４図は従来の気体レーザ装置の一例を示
す概略構成図である。２１・・・レーザ共振器、２２・・・出力鏡、２３・・
・全反射鏡、２４ａ、２４ｂ・・・放電電極、２５・・
・気体レーザ媒質の放電部、２６・・・送風機、２７・
・冷却器、２８・・・給気ダクト、２９・・・排気ダク
ト、３０低電圧直流電源、３１・・・インバータ回路（
低電圧交流電源）、３２・・・昇圧トランス、３３・・
・整流回路、３４・・・整流グイオート、３５・・平滑
コンデンサ、３６・・・フェライトコア鉄心、３６ａ・
・脚部、３７・・・トランスコイル、３８・・・絶縁油
、３９・・トランス容器、３９ａ・・・内壁面、４０・
・・コア保持具、４１・・・ダイオード取付台、４２・
・・ダイオード取付ガイド、４２ａ・・・溝、４３・・
・天板、４４・・・高圧碍子、４５・・・入力端子。ｔＩＰＪＪ図代理人の氏名　　弁理士　蔵　合　正　博第２図３日・・・絶縁油第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザ共振器内の気体レーザ媒質を高電圧電源に
接続された放電電極の放電により励起してレーザ光を発
生させる気体レーザ装置において、前記高電圧電源が、
実効電圧を変化可能な低電圧交流電源と昇圧トランスと
整流回路とを含み、前記昇圧トランスの２次コイルとこ
れにほぼ平行に配置された接地電位部材との間に高誘電
率樹脂によるダイオード取付台を設け、前記ダイオード
取付台上に前記２次コイルに対面するように複数個の整
流ダイオードを直列接続して平面状に並べて配置したこ
とを特徴とする気体レーザ装置。
（２）接地電位部材がトランス容器であり、昇圧トラン
スは１次／２次コイル同軸巻とし、コイル中心軸がダイ
オード取付台と平行になるように前記トランス容器内に
鉛直に配置されていることを特徴とする気体レーザ装置
。