JPH0446473B2 - - Google Patents
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- JPH0446473B2 JPH0446473B2 JP26025284A JP26025284A JPH0446473B2 JP H0446473 B2 JPH0446473 B2 JP H0446473B2 JP 26025284 A JP26025284 A JP 26025284A JP 26025284 A JP26025284 A JP 26025284A JP H0446473 B2 JPH0446473 B2 JP H0446473B2
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- Japan
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- laser
- sealed
- oxide
- output
- pressure
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Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はレーザメス等に用いる封止型CO2レー
ザに関するものである。
ザに関するものである。
従来の技術
封止型CO2レーザの一例を第１図によつて説明
すると、封止型CO2レーザ管１は本体２の両端に
光学共振器を構成する出力結合鏡３と全反鏡４が
接着され、本体２にバラスト管５が連結されてい
る。本体２より分岐して酸化物陽極６と酸化物陰
極７，８が設けられている。本体２の外周には冷
却用ジヤケツト９が設けられ、この冷却用ジヤケ
ツト９には冷却用液体の入口と出口（共に図示省
略）が連結されている。上記封止型CO2レーザ管
１には特公昭43−26427号公報などで知られてい
るようにレーザガスとしてCO2、N2、Xe、He、
O2の混合ガスが封入されている。
すると、封止型CO2レーザ管１は本体２の両端に
光学共振器を構成する出力結合鏡３と全反鏡４が
接着され、本体２にバラスト管５が連結されてい
る。本体２より分岐して酸化物陽極６と酸化物陰
極７，８が設けられている。本体２の外周には冷
却用ジヤケツト９が設けられ、この冷却用ジヤケ
ツト９には冷却用液体の入口と出口（共に図示省
略）が連結されている。上記封止型CO2レーザ管
１には特公昭43−26427号公報などで知られてい
るようにレーザガスとしてCO2、N2、Xe、He、
O2の混合ガスが封入されている。
而して酸化物陽極６と酸化物陰極７，８に直流
電圧を印加して放電させ、出力結合鏡３と全反射
鏡４よりなる共振器によりレーザ出力ビーム１０
を発生させることができる。
電圧を印加して放電させ、出力結合鏡３と全反射
鏡４よりなる共振器によりレーザ出力ビーム１０
を発生させることができる。
このように封止型CO2レーザ管１のレーザ出力
の寿命は封入されているレーザガス中のCO2分圧
の減少により決定される。
の寿命は封入されているレーザガス中のCO2分圧
の減少により決定される。
本出願人は先にこのレーザガス中のCO2分圧の
減少を防止すべく、レーザガスの封入時の全圧又
はCO2分圧を最高出力が得られる圧力、すなわち
レーザガスの最適圧より10〜20％高めに設定した
封止型CO2レーザ管を提案した。
減少を防止すべく、レーザガスの封入時の全圧又
はCO2分圧を最高出力が得られる圧力、すなわち
レーザガスの最適圧より10〜20％高めに設定した
封止型CO2レーザ管を提案した。
発明の解決しようとする問題点
しかしながらその立上がり特性は一例として第
４図に示すように放電開始直後は一旦最大出力
Pnaxの50％位までに出力が低下し、レーザ管を連
続動作することで次第にPnaxに近付く。この理由
は以下のように考えられる。
４図に示すように放電開始直後は一旦最大出力
Pnaxの50％位までに出力が低下し、レーザ管を連
続動作することで次第にPnaxに近付く。この理由
は以下のように考えられる。
レーザ出力とレーザガス全圧（これは等価的に
CO2分圧と考えることができる。）との関係は第
３図に示すとおりである。すなわち、レーザ出力
はレーザガスの最適圧近傍では、ほぼ２次曲線で
近似される。又上記のように電極を酸化物陽極
６、酸化物陰極７，８を酸化物により構成する
と、この酸化物電極に通常封入するCO2分圧の10
％程度が吸着される。従つて定性的にはレーザ出
力の立上がり特性は、電源投入による放電開始
後、酸化物陽極６、酸化物陰極７，８の温度が上
昇するに伴い、最初酸化物陽極６、酸化物陰極
７，８に吸着されているCO2も離脱してくるた
め、放電領域（通電、放電容量：バラスト容量＝
１：４程度）でのCO2分圧は大幅に増加する。従
つて比較的短い時間（数分程度）で一旦レーザ出
力が大幅に低下した後、バラスト中への拡散によ
り放電領域のCO2分圧は、封入CO2分圧に近付く
ため、レーザ出力は徐々に増大して次第にPnaxに
近づく。
CO2分圧と考えることができる。）との関係は第
３図に示すとおりである。すなわち、レーザ出力
はレーザガスの最適圧近傍では、ほぼ２次曲線で
近似される。又上記のように電極を酸化物陽極
６、酸化物陰極７，８を酸化物により構成する
と、この酸化物電極に通常封入するCO2分圧の10
％程度が吸着される。従つて定性的にはレーザ出
力の立上がり特性は、電源投入による放電開始
後、酸化物陽極６、酸化物陰極７，８の温度が上
昇するに伴い、最初酸化物陽極６、酸化物陰極
７，８に吸着されているCO2も離脱してくるた
め、放電領域（通電、放電容量：バラスト容量＝
１：４程度）でのCO2分圧は大幅に増加する。従
つて比較的短い時間（数分程度）で一旦レーザ出
力が大幅に低下した後、バラスト中への拡散によ
り放電領域のCO2分圧は、封入CO2分圧に近付く
ため、レーザ出力は徐々に増大して次第にPnaxに
近づく。
上記の出力低下状態より最高出力Pnaxの90％に
達する時間も数十分要していた。このような立上
がり特性の封止型CO2レーザ管をレーザメスに用
いた場合、通常の場合であれば電源を入れてから
20〜30分後から使用すればよいので、問題とはな
らない。しかしながら緊急を要する手術に用いる
場合等においては、直ぐには所定のレーザ出力が
得られず、問題となる。また例えばレーザ出力の
安定化のため、入力電流を制御すべく、その電流
Ｉ対出力Ｐをマイクロコンピユータに記憶させて
おくような方法を採る場合でも、マイクロコンピ
ユータに記憶させるべきＩ−Ｐ特性は電源投入
後、数十分持たなければ得られず不便である。
達する時間も数十分要していた。このような立上
がり特性の封止型CO2レーザ管をレーザメスに用
いた場合、通常の場合であれば電源を入れてから
20〜30分後から使用すればよいので、問題とはな
らない。しかしながら緊急を要する手術に用いる
場合等においては、直ぐには所定のレーザ出力が
得られず、問題となる。また例えばレーザ出力の
安定化のため、入力電流を制御すべく、その電流
Ｉ対出力Ｐをマイクロコンピユータに記憶させて
おくような方法を採る場合でも、マイクロコンピ
ユータに記憶させるべきＩ−Ｐ特性は電源投入
後、数十分持たなければ得られず不便である。
そこで本発明は寿命特性が若干劣つてもレーザ
出力の立上がり特性を大幅に向上させることがで
きるようにした封止型CO2レーザを提供しようと
するものである。
出力の立上がり特性を大幅に向上させることがで
きるようにした封止型CO2レーザを提供しようと
するものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するための本発明の封止型
CO2レーザは、酸化物電極を用いた封止型CO2レ
ーザ管に封入されるレーザガスの封入時の全圧又
はCO2分圧を、レーザ出力が最大値となる値か
ら、前記酸化物電極に吸着された後放出される
CO2量に対応した値だけ、立上がり時に低くなる
範囲に設定したものである。
CO2レーザは、酸化物電極を用いた封止型CO2レ
ーザ管に封入されるレーザガスの封入時の全圧又
はCO2分圧を、レーザ出力が最大値となる値か
ら、前記酸化物電極に吸着された後放出される
CO2量に対応した値だけ、立上がり時に低くなる
範囲に設定したものである。
作 用
本発明は上記の構成により放電開始後、酸化物
電極の温度が上昇するに伴い、最初酸化物電極に
吸着されているCO2が離脱するが、レーザガスの
封入時の全圧又はCO2分圧をレーザガスの最適圧
より低くなる範囲に設定しているので、CO2分圧
が大幅に増加するのを防止することができ、レー
ザ出力が比較的短時間で最大出力に達するように
することができる。
電極の温度が上昇するに伴い、最初酸化物電極に
吸着されているCO2が離脱するが、レーザガスの
封入時の全圧又はCO2分圧をレーザガスの最適圧
より低くなる範囲に設定しているので、CO2分圧
が大幅に増加するのを防止することができ、レー
ザ出力が比較的短時間で最大出力に達するように
することができる。
実施例
以下、本発明の一実施例を図面に基いて詳細に
説明する。第１図に示すように封止型CO2レーザ
管１は本体２の両端に光学共振器を構成する出力
結合鏡３と全反射鏡４が接着され、本体２にバラ
スト管５が連結されている。本体２より分岐して
酸化物陽極６と酸化物陰極７，８が設けられてい
る。これら酸化物陽極６と酸化物陰極７，８は酸
化物により構成されている。本体２の外周には冷
却用ジヤケツト９が設けられ、この冷却用ジヤケ
ツト９は冷却用液の入口と出口（共に図示省略）
が連結されている。この封止型CO2レーザ管１に
はCO2、N2、He、O2、Xeよりなるレーザガスが
封入されている。このレーザガスについては、そ
の封入時の全圧又はCO2分圧を、レーザ出力が最
大値となる値、すなわち最適圧から10％程度低く
なる範囲に設定する。
説明する。第１図に示すように封止型CO2レーザ
管１は本体２の両端に光学共振器を構成する出力
結合鏡３と全反射鏡４が接着され、本体２にバラ
スト管５が連結されている。本体２より分岐して
酸化物陽極６と酸化物陰極７，８が設けられてい
る。これら酸化物陽極６と酸化物陰極７，８は酸
化物により構成されている。本体２の外周には冷
却用ジヤケツト９が設けられ、この冷却用ジヤケ
ツト９は冷却用液の入口と出口（共に図示省略）
が連結されている。この封止型CO2レーザ管１に
はCO2、N2、He、O2、Xeよりなるレーザガスが
封入されている。このレーザガスについては、そ
の封入時の全圧又はCO2分圧を、レーザ出力が最
大値となる値、すなわち最適圧から10％程度低く
なる範囲に設定する。
この低くするガス圧は酸化物陽極６、酸化物陰
極７，８を構成している酸化物電極に吸着される
封入CO2分圧の量により定められ、通常封入CO2
分圧の10％程度が吸着されることから10％程度低
くすればよい。
極７，８を構成している酸化物電極に吸着される
封入CO2分圧の量により定められ、通常封入CO2
分圧の10％程度が吸着されることから10％程度低
くすればよい。
而して酸化物陽極６と酸化物陰極７，８に直流
電圧を印加して放電させ、出力結合鏡３と全反射
鏡４よりなる共振器によりレーザ出力ビーム１０
を発生させることができる。
電圧を印加して放電させ、出力結合鏡３と全反射
鏡４よりなる共振器によりレーザ出力ビーム１０
を発生させることができる。
上記のようにレーザガスの封入圧を最適圧より
低く、特に10％程度低目に設定して封入すると、
その立上り特性は第２図に示すように、最初は
CO2分圧が低目であるためレーザ出力はPnaxより
も小さいが、放電開始後酸化物電極が加熱され吸
着されていたCO2が放出されると、CO2分圧が増
加するのでレーザ出力は増加しはじめ、吸着され
ていたCO2がすべて放出されたときCO2相対分圧
が１、すなわちレーザガスの最適圧となりレーザ
出力は最大に達する。このように、放電開始より
30sec程度で、Pnaxにまで達し、初期のレーザ出
力の低下を防止できることが分かる。なお、レー
ザガスとしては、全圧で調整しても又これに含ま
れるガスの中、CO2を除くガスは一定としたま
ま、CO2分圧で調整しても同じである。
低く、特に10％程度低目に設定して封入すると、
その立上り特性は第２図に示すように、最初は
CO2分圧が低目であるためレーザ出力はPnaxより
も小さいが、放電開始後酸化物電極が加熱され吸
着されていたCO2が放出されると、CO2分圧が増
加するのでレーザ出力は増加しはじめ、吸着され
ていたCO2がすべて放出されたときCO2相対分圧
が１、すなわちレーザガスの最適圧となりレーザ
出力は最大に達する。このように、放電開始より
30sec程度で、Pnaxにまで達し、初期のレーザ出
力の低下を防止できることが分かる。なお、レー
ザガスとしては、全圧で調整しても又これに含ま
れるガスの中、CO2を除くガスは一定としたま
ま、CO2分圧で調整しても同じである。
発明の効果
以上の説明より明らかなように本発明によれ
ば、酸化物電極を用いた封止型CO2レーザ管にレ
ーザガスを封入し、このレーザガスの封入時の全
圧又はCO2分圧をレーザガスの最適圧より低くな
る範囲に設定している。従つて放電開始後、電極
の温度上昇により電極に吸着されているCO2が離
脱してもCO2分圧が大幅に増加するのを防止する
ことができ、従来の如くレーザガスを最適圧より
高めにして封入しているものに較べて寿命特性は
やや劣るが、立上がり特性を大幅に向上すること
ができ、例えばレーザメス用の発振器として有用
である。
ば、酸化物電極を用いた封止型CO2レーザ管にレ
ーザガスを封入し、このレーザガスの封入時の全
圧又はCO2分圧をレーザガスの最適圧より低くな
る範囲に設定している。従つて放電開始後、電極
の温度上昇により電極に吸着されているCO2が離
脱してもCO2分圧が大幅に増加するのを防止する
ことができ、従来の如くレーザガスを最適圧より
高めにして封入しているものに較べて寿命特性は
やや劣るが、立上がり特性を大幅に向上すること
ができ、例えばレーザメス用の発振器として有用
である。
第１図は本発明の封止型CO2レーザの一実施例
を示す概略断面図、第２図は本発明の封止型CO2
レーザの立上がり特性を示す図、第３図はレーザ
出力のレーザガス全圧依存性を示す図、第４図は
従来の封止型CO2レーザの立上がり特性を示す図
である。 １…封止型CO2レーザ管、３…出力結合鏡、４
…全反射鏡、６…酸化物陽極、７，８…酸化物陰
極、９…冷却用ジヤケツト、１０…レーザ出力ビ
ーム。
を示す概略断面図、第２図は本発明の封止型CO2
レーザの立上がり特性を示す図、第３図はレーザ
出力のレーザガス全圧依存性を示す図、第４図は
従来の封止型CO2レーザの立上がり特性を示す図
である。 １…封止型CO2レーザ管、３…出力結合鏡、４
…全反射鏡、６…酸化物陽極、７，８…酸化物陰
極、９…冷却用ジヤケツト、１０…レーザ出力ビ
ーム。
Claims (1)
- １ 酸化物電極を用いた封止型CO2レーザ管に封
入されるレーザガスの封入時の全圧又はCO2分圧
を、レーザ出力が最大値となる値から、前記酸化
物電極に吸着された後放出されるCO2量に対応し
た値だけ、立上がり時に低くなるように設定した
ことを特徴とする封止管CO2レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59260252A JPS61137389A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 封止型ｃｏ↓２レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59260252A JPS61137389A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 封止型ｃｏ↓２レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61137389A JPS61137389A (ja) | 1986-06-25 |
| JPH0446473B2 true JPH0446473B2 (ja) | 1992-07-30 |
Family
ID=17345462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59260252A Granted JPS61137389A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 封止型ｃｏ↓２レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61137389A (ja) |
-
1984
- 1984-12-10 JP JP59260252A patent/JPS61137389A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61137389A (ja) | 1986-06-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |