JPH0453281A

JPH0453281A - ガスレーザ発振器

Info

Publication number: JPH0453281A
Application number: JP16123090A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Yamaguchi; 豊山口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-06-21
Filing date: 1990-06-21
Publication date: 1992-02-20

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〕（産業上の利用分野）本発明は、ガスレーザ発振器に関する。

（従来の技術）第４図に従来の炭酸ガスレーザ発振器の共振器部を示す
。

同図において、ガラス管１の内部に送り込まれたレーザ
ガス２は、ガラス管１の内部又はその外に取り付）づら
れた図示しない電極の放電エネルギで励起され、出力ミ
ラー３とリアミラー４との間でレーザ発４Ｍされる。こ
のとき、レーザガス２は、高温となり、又化学変化も生
じて劣化するので、第５図で示すように循環させて熱交
換器１１と送風機２２で冷却されたり、又は新しいレー
ザガスと置換されることで＋Ｉｉ生されて、レーザ発振
の効率低下が防かれている。

ガラス管１は、レーザ発振で高温となると変形するので
、出力ミラー３とリアミラー４は、これに直接取り付け
られず、緩衛構造５を介して取り付けられて、熱的変形
の少ないインバーなどの材質を用いたミラー保持部６で
保持されている。又、ミラー３，７１とミラー保持部６
は、レーザ発振による温度子’ｔｌを防くために、一定
温度に制御された図示しない冷却装置の冷却水７で冷や
されている。

（発明が解決しようとする課題）ところか、このように構成されたガスレーザ発振器にお
いては、０）　レーザガス］−は循環と冷却で再生しているが、
たといガラス管］の入口８で適正な温度であっても、下
流になると温度が上って発振効率が低下するので全体と
しての発振効率が悪く、レーザモードも悪くなる。

（２）一定温度の冷却水でミラー３，４とミラー保持構
造６を冷やしているので、これらがもし、露点以下とな
ると結露を生して故障の要因となる。

（３）一定温度の冷却水でミラー保持構造６を冷やして
いるので、外気温度と１ノ一ザ発振出力でミラー保持構
造６が平衡に達する湿度が異なり、そのためミラー３，
４のアライメン１−がずれ、レーザ出力、レーザモード
も不安定となる。

（４）　　レーザ起動時には、ミラー保持構造６、ガラ
ス管」、レーザガス２は玲えているので、レーザ発振で
これらが温度」−昇して平衡に達し、レーザ出力、レー
ザモー１〜か安定するまでがなりの時間がかかる。

そこで、本発明の１−１的は、常に安定した出力とモー
ドを得ることかできるカスレーザ発振器を得ることであ
る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するだめの手段）本発明の一つは、レーザカスか内部を貫流するガラス管
とこのカラス管の片側の出力ミラー及び他側のリアミラ
ーを保持する保持機構が設乞づられ、この保持機構とｌ
′１１■記出力ミラー及びリアミラーが水冷されるカス
レーザ発振器において、ガラス管を外部から冷却する空
冷機構を設けたことを特徴とするガスレーザ発振器であ
り、本発明の他の−っは、レーザガスが内部を貫流する
ガラス管とこのガラス管の片側の出力ミラー及び他側の
リアミラーを保持する保持機構が設（つられ、この保持
機構と出力ミラー及びリアミラーが水冷されるガスレー
ザ発振器において、ガラス管を外部から冷却する空冷機
構を設け、この空冷機構と出力ミラー及びリアミラーの
水冷機構に、冷却装置から供給される冷水とレーザガス
を冷却する熱交換器を通過した冷却水を混合する混合器
を設けたことを特徴とするガスレーザ発振器である。

（作用）このように構成されたガスレーザ発振器によれば、ガラ
ス管１の外部の冷却用空気は一定温度に制御されている
ので、ガラス管１の温度はレーザガスから供給される熱
と外部エアーに伝達する熱が平衡する温度で安定して、
レーザガスの温度」二昇を抑えられるだ（プでなく、外
気温度が変化しても、ガラス管１は影響されず、レーザ
ガスの温度も影響されない。したがって、発振効率がガ
ラス管内の全領域で比較的均一で安定し、レーザ出力と
レーザモードも安定する。

また、ミラーとミラー保持部を冷やす冷却水は、冷却水
混合器でミラーとミラー保持部の周囲を測定した温度以
」二に設定されるので、ミラーとミラー保持部の温度は
周囲温度より低くはならす、結露しない。ミラー保持部
は混合器から供給される冷却水で温度と流量を制御する
ことで一定に保たれるので膨張・収縮をせず、これに取
り伺けられたミラーの位置かずれてアライメン１へが狂
うことはない。

（実施例）以下、本発明のガスレーザ発振器の一実施例を図面で説
明する。イリし７、第４〜５図と重複する部分は省く。

第１図は本発明のカスレーザ発振器の共振器部の縦断面
を示し、空気を循環するためのファン１５がガラス管１
の長平方向と直交する方向に設しづられ、このファン１
５の後方には、水冷熱交換器１０が設けられて、共振器
部は筐体１６と第１図のＡ、　−Ａ断面を示す第２図の
ように、右側に設（づられた柔構造の仕切り板７で密閉
されている。又、ガラス管１の下流側には、温度センサ
１８が、また、出力ミラー３とリアミラー４の周囲とミ
ラー保持部６の周囲にはそれぞれ水温度センサ１９が設
けられ、ミラー保持部６の温度を８１１定する温度セン
サ２０が中央に設けられている。

第３図は、第２図の冷却水７Ａ、　７Ｂ、　７Ｃの冷却
方法を示す図である。

同図において、レーザガス循環装置の熱交換器１１に供
給する冷却水回路にば、ヒータ１３が設りられ、ミラー
３，４、ミラー保持部６とガラス管］−を冷やす空気の
熱交換器１０に供給する冷却水７Ａ。

７Ｂ、　７Ｇの回路には、冷却水混合器１４Ａ、　］、
４．Ｂ、　］、、４Ｇがそれぞれ設しけられ、ヒータ１
３を通過後に高温となった冷却水１．２ａと冷却装置か
ら直接供給される冷却水１２が冷却水混合器にＩＩＩＡ
、　１４Ｂ、　１４Ｃ供給されている。

このように構成されたガスレーザ発振器においては、（ト）　レーザガス循環装置から供給されたレーザガス
２は、ガラス管ｊ内でレーザ発振しレーザ光２１として
取り出される。このとき、レーザガス２はガラス管内で
下流に流れるにつれて加熱されるが、ガラス管１の外部
の空気がファン１５と水冷熱交換器１０で強制的に冷や
されるので、その度合は緩和される。又、空気９の温度
は温度センサ１８で測定され、熱交換器１０を冷やす冷
却水７ｃの温度と流量が制御されることで一定に制御さ
れるので、レーザガスの吸熱と放熱は外気温度に影響さ
れず、一定の温度で平衡して常に安定した温度を保つこ
とができる。共振器部は筐体１６と仕切り板１７で密閉
されているので、空気の温度制御が容易なだけでなく、
外気からの粉塵の侵入も防ぐことができる。

■　出力ミラー３、リアミラー４とミラー保持部６に供
給される冷却水７Ａ、７Ｂは、温度センサ１９で測定さ
れた周囲温度よりも低くはならないように温度制御され
る。

（３）　　ミラー保持部６の温度は、表面に取り付けら
れた温度センサ２０による測定とその冷却を行なう冷却
水７Ｂの温度と流量が制御されることで一定に保たれる
。

Ｇ）熱交換器１１に供給する冷却水１２をヒータ１３で
加熱することで、起動時のレーザガスは早く平衡温度に
達することができるので、起動時間を減らすことができ
、到達後は、ヒータ１３による加熱を停めることでその
温度を維持することができる。

■　熱交換器１１を通過して高温となった冷却水１．２
ａと冷却装置から直接供給される冷却水１２は、冷却水
混合器１４Ａ、　１．４Ｂ、　１．４Ｃに供給されて所
定の割合で混合され、必要な温度と流量に制御されそれ
ぞれのミラー冷却水７Ａ、ミラー保持部６の冷却水７Ｂ
、熱交換器１０の冷却水７Ｃとして吐出される。

この結果、このように構成されたガスレーザ発振器では
、Ｏ）　レーザガスの温度上昇が緩和され、外気温度に影
響されず一定で、流れの方向に対しても比較的均一とな
るので、レーザ出力とレーザモードがより安定する。

■　ミラー３，４とミラー保持部６の温度が露点以下と
ならないので、結露による故障を防ぐことができる。

（３）　　ミラー保持部６の温度が一定となるので、外
気温などが変化してもミラーのアライメントがずれない
ので、常に安定したレーザ出力とレーザモー１へを得る
ことができる。

０）　レーザ発振起動時にレーザガス冷却器の冷却水温
度を１−げることで、起動時間を短縮することができる
。

（ハ）各部の冷却水の温度と流量の制御をチリングユニ
ッｌ−などの複雑な手段を使うことなく容易に行なうこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上、第１の発明によれは、レーザガスが内部を貫流す
るガラス管とこのカラス管の片側の出力ミラー及び他側
のリアミラーを保持する保持機構が設ｉＪられ、この保
持機構と出力ミラー及びリアミラーが水冷されるガスレ
ーザ発振器において、ガラス管を外部から冷却する空冷
機構を設けたので、また、第２の発明によれば、レーザ
ガスが内部を貫流するガラス管とこのガラス管の片側の
出力ミラー及びリアミラーを保持する保持機構が設けら
れ、この保持機構と出力ミラー及びリアミラーが水冷さ
れるガスレーザ発振器において、ガラス管を外部から冷
却する空冷機構を設け、この空冷機構と出力ミラー及び
リアミラーの水冷機構に、冷却装置から供給される冷水
とレーザガスを冷却する熱交換器を通過した冷却水を混
合する混合器を設けたので、常に安定した出力とモード
を得ることができるガスレーザ発振器を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１及び第２の本発明のガスレーザ発振器の一
実施例を示す部分縦断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断
面図、第３図は第２の発明の部分配置図、第４図は従来
のガスレーザ発振器の部分縦断面図、第５図は従来のガ
スレーザ発振器の作用を示す図である。１・・ガラス管　　　　　　３・・・出力ミラー４・・
・リアミラー　　　　　６　・ミラー保持部７Ａ、　７
８．７Ｃ・・・冷却水　　　１０・・水冷熱交換器１４
Ａ、　１．４Ｂ、　１４Ｇ・混合器（８７：３３）代理
人　弁理士　猪　股　祥　晃（ばか１名）千 φ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザガスが内部を貫流するガラス管とこのガラ
ス管の片側の出力ミラー及び他側のリアミラーを保持す
る保持機構が設けられ、この保持機構と前記出力ミラー
及びリアミラーが水冷されるガスレーザ発振器において
、前記ガラス管を外部から冷却する空冷機構を設けたこと
を特徴とするガスレーザ発振器。
（２）空冷機構と出力ミラー及びリアミラーの水冷機構
に、冷却装置から供給される冷水とレーザガスを冷却す
る熱交換器を通過した冷却水を混合する混合器を設けた
ことを特徴とする請求項（１）記載のガスレーザ発振器
。