JPH0542147B2 - - Google Patents
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- JPH0542147B2 JPH0542147B2 JP62107827A JP10782787A JPH0542147B2 JP H0542147 B2 JPH0542147 B2 JP H0542147B2 JP 62107827 A JP62107827 A JP 62107827A JP 10782787 A JP10782787 A JP 10782787A JP H0542147 B2 JPH0542147 B2 JP H0542147B2
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- JP
- Japan
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- discharge
- power supply
- laser
- oscillation device
- discharge tube
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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
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0975—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive excitation
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〕
本発明は金属などの切断加工用大出力用のレー
ザ発振装置に関する。より詳細には安定した高周
波放電励起のできるレーザ発振装置に関する。
ザ発振装置に関する。より詳細には安定した高周
波放電励起のできるレーザ発振装置に関する。
〔従来の技術〕
高周波励起軸流CO2レーザは高出力でかつ安定
した発振が可能であり、開発がすすめられてお
り、出願人は特願昭61−243212号を出願してい
る。
した発振が可能であり、開発がすすめられてお
り、出願人は特願昭61−243212号を出願してい
る。
従来の軸流型高周波放電励起レーザ発振装置の
例を第７図に示す。図において、１は放電管であ
り、図では４本で構成した例を示しているが、出
力に応じて種々の本数が使用される。２は全反射
鏡、３は出力結合鏡であり、２個の鏡は正確に位
置が決められている。４はレーザ光を示す。放電
管のセグメントにはガスの出入口が設けられてお
り、それは１台のルーツブローワ７に結合されて
いる。５及び６は冷却機であり、放電で発熱した
レーザガスを冷却する。放電管及びガス送風管内
のガス流の方向は矢印で示してある。８ａ，８ｂ
〜１１ａ，１１ｂは電極であり、それぞれの高周
波電源１２，１３，１４及び１５に接続されてい
る。放電管１内のガス流は約100m／秒であり、
高周波電源１２〜１５からの高周波電圧によつて
放電が行われ、レーザビームが発振増幅される。
例を第７図に示す。図において、１は放電管であ
り、図では４本で構成した例を示しているが、出
力に応じて種々の本数が使用される。２は全反射
鏡、３は出力結合鏡であり、２個の鏡は正確に位
置が決められている。４はレーザ光を示す。放電
管のセグメントにはガスの出入口が設けられてお
り、それは１台のルーツブローワ７に結合されて
いる。５及び６は冷却機であり、放電で発熱した
レーザガスを冷却する。放電管及びガス送風管内
のガス流の方向は矢印で示してある。８ａ，８ｂ
〜１１ａ，１１ｂは電極であり、それぞれの高周
波電源１２，１３，１４及び１５に接続されてい
る。放電管１内のガス流は約100m／秒であり、
高周波電源１２〜１５からの高周波電圧によつて
放電が行われ、レーザビームが発振増幅される。
従来の高周波電源の原理図を第８図に示す。図
において、１６はDC電源である。１７は高周波
（RF）電源である。DC電源１６のDC出力は高周
波電源１６に出力される。高周波電源１７は４個
のFET１８〜２１で構成されるブランチ回路、
昇圧トランス２２、インピーダンス整合回路２３
で構成されている。その出力は放電管１に電極８
ａ１，８ａ２を介して結合されている。２４は
CTコイルであり、放電管１の電流を検出する。
２５は電流帰還ラインであり、電流を帰還し放電
管１への電流が一定になるように制御している。
において、１６はDC電源である。１７は高周波
（RF）電源である。DC電源１６のDC出力は高周
波電源１６に出力される。高周波電源１７は４個
のFET１８〜２１で構成されるブランチ回路、
昇圧トランス２２、インピーダンス整合回路２３
で構成されている。その出力は放電管１に電極８
ａ１，８ａ２を介して結合されている。２４は
CTコイルであり、放電管１の電流を検出する。
２５は電流帰還ラインであり、電流を帰還し放電
管１への電流が一定になるように制御している。
このような高周波励起レーザは通常のDC励起
レーザに比較して、 (i) 無電極放電のため電極材料にまつわる問題が
ない。
レーザに比較して、 (i) 無電極放電のため電極材料にまつわる問題が
ない。
(ii) バラスト抵抗が不要である。
(iii) 陰極降下がなく高エネルギー降下が得られ
る。
る。
(iv) 低電圧動作が可能であり、オペレータにたい
して安全である。
して安全である。
(v) CO2分子の解離率が低くランニングコストが
低い。
低い。
(vi) パルス特性が優れている。
(vii) 装置形状が小形にできる。
(viii) 周波数を充分高くすることにより、電子捕捉
現象が利用できる。
現象が利用できる。
(ix) 放電材料の選択の自由度が高い。
等の数々の長所を有する。
しかし、複数個の電源及び放電管負荷の並列稼
動によつて、電磁波干渉にもとずく電流電圧の振
動現象が発生する。１ユニツトの電源−負荷のル
ープでは安定に動作する場合でも並列動作のルー
プを増していくとこの現象が現れる。しかもこれ
らの干渉は隣接のループ間で干渉が著しく、遠方
の間では無視でき、ケーブルを束線にすると著し
いことから、これらの干渉が各電源−負荷ループ
を構成するケーブル間の電磁波の授受によるもの
であることが判明した。
動によつて、電磁波干渉にもとずく電流電圧の振
動現象が発生する。１ユニツトの電源−負荷のル
ープでは安定に動作する場合でも並列動作のルー
プを増していくとこの現象が現れる。しかもこれ
らの干渉は隣接のループ間で干渉が著しく、遠方
の間では無視でき、ケーブルを束線にすると著し
いことから、これらの干渉が各電源−負荷ループ
を構成するケーブル間の電磁波の授受によるもの
であることが判明した。
本発明の目的は上記問題点を解決し、このような
電磁波の干渉による不安定性を改良し、安定して
発振できる高周波レーザ発振装置を提供すること
にある。
電磁波の干渉による不安定性を改良し、安定して
発振できる高周波レーザ発振装置を提供すること
にある。
上記の問題点を解決するために、
誘電体からなる複数の放電管に高周波電圧を印
加して高周波放電を行わせてレーザ励起を行わせ
るレーザ発振装置において、電磁シールドされた
直流電源用筐体に収納された各放電管用の直流電
源と、電磁シールドされた高周波電源用筐体に収
納され、前記直流電源の直流電圧を高周波電圧に
変換する各放電管用の高周波電源と、を有し、前
記直流電源用筐体と高周波電源用筐体をそれぞれ
対応する放電管ごとに一体に結合したことを特徴
とするレーザ発振装置が、提供される。
加して高周波放電を行わせてレーザ励起を行わせ
るレーザ発振装置において、電磁シールドされた
直流電源用筐体に収納された各放電管用の直流電
源と、電磁シールドされた高周波電源用筐体に収
納され、前記直流電源の直流電圧を高周波電圧に
変換する各放電管用の高周波電源と、を有し、前
記直流電源用筐体と高周波電源用筐体をそれぞれ
対応する放電管ごとに一体に結合したことを特徴
とするレーザ発振装置が、提供される。
また、誘電体からなる複数の放電管に高周波電
圧を印加して高周波放電を行わせてレーザ励起を
行わせるレーザ発振装置において、前記放電管の
周囲を金属メツシユ状の部材で電磁シールドし、
レーザの出口を２重の透過孔を設けてシールドし
たことを特徴とするレーザ発振装置が、提供され
る。
圧を印加して高周波放電を行わせてレーザ励起を
行わせるレーザ発振装置において、前記放電管の
周囲を金属メツシユ状の部材で電磁シールドし、
レーザの出口を２重の透過孔を設けてシールドし
たことを特徴とするレーザ発振装置が、提供され
る。
個々の放電管ごとの直流電源と高周波電源をそ
れぞれ、電磁シールドされた直流電源用筐体、高
周波電源用筐体に収納することにより、相互に電
磁干渉しないようになる。さらに、これらの直流
電源用筐体、高周波電源用筐体を一体にすること
により、２つの筐体を結ぶケーブルが外部にでる
ことなく、電磁干渉が防止される。
れぞれ、電磁シールドされた直流電源用筐体、高
周波電源用筐体に収納することにより、相互に電
磁干渉しないようになる。さらに、これらの直流
電源用筐体、高周波電源用筐体を一体にすること
により、２つの筐体を結ぶケーブルが外部にでる
ことなく、電磁干渉が防止される。
また、放電菅の周囲を金属メツシユ状の部材
で、電磁シールドし、レーザの出口を二重の透過
孔を設けて電磁シールドすることにより、放電管
間における電磁波干渉を除去できる。
で、電磁シールドし、レーザの出口を二重の透過
孔を設けて電磁シールドすることにより、放電管
間における電磁波干渉を除去できる。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図にDC電源と高周波電源を一体化した構
成を示す。図において、１は放電管であり、図で
は４本で構成した例を示しているが、出力に応じ
て種々の本数が使用される。２は全反射鏡、３は
出力結合鏡であり、２個の鏡は正確に位置が決め
られている。４はレーザ光を示す。放電管の各セ
グメントにはガスの出入口が設けられており、そ
れは１台のルーツブローワ７に結合れている。５
及び６ａ及び６ｂは冷却機であり、放電に発熱し
たレーザガスを冷却する。放電管及びガス送風管
内のガス流の方向は第７図と同様である。放電管
１の電極はそれぞれの高周波電源１２，１３，１
４及び１５に接続されている。放電管１内のガス
流は約100m／秒であり、高周波電源１２〜１５
からの高周波電圧によつて放電が行われ、レーザ
ビームが発振増幅される。
成を示す。図において、１は放電管であり、図で
は４本で構成した例を示しているが、出力に応じ
て種々の本数が使用される。２は全反射鏡、３は
出力結合鏡であり、２個の鏡は正確に位置が決め
られている。４はレーザ光を示す。放電管の各セ
グメントにはガスの出入口が設けられており、そ
れは１台のルーツブローワ７に結合れている。５
及び６ａ及び６ｂは冷却機であり、放電に発熱し
たレーザガスを冷却する。放電管及びガス送風管
内のガス流の方向は第７図と同様である。放電管
１の電極はそれぞれの高周波電源１２，１３，１
４及び１５に接続されている。放電管１内のガス
流は約100m／秒であり、高周波電源１２〜１５
からの高周波電圧によつて放電が行われ、レーザ
ビームが発振増幅される。
１２ａ〜１５ａは直流電源であり、これは高周
波電源１２ｂ〜１５ｂとそれぞれ一体に結合され
ている。この構成では直流電源と高周波電源を結
ぶケーブルは最短距離で、かつ電磁シールドされ
た筐体内にあるので異なつたユニツト間の干渉を
無視することができる。
波電源１２ｂ〜１５ｂとそれぞれ一体に結合され
ている。この構成では直流電源と高周波電源を結
ぶケーブルは最短距離で、かつ電磁シールドされ
た筐体内にあるので異なつたユニツト間の干渉を
無視することができる。
また、図において、高周波電源１２ｂ〜１５ｂ
と放電間１（電極）との結合は最短の銅板を使用
している。
と放電間１（電極）との結合は最短の銅板を使用
している。
第２図に直流電源１２ａと高周波電源１２ｂが
結合された一体化電源とインピーダンス整合回路
２３の位置関係を示す。図に示すように、インピ
ーダンス整合回路２３はコイル２３ａ及びコンデ
ンサ２３ｂ及び２３ｃから構成されており、これ
を高周波電源の筐体から放電管１の近傍に設置し
てある。この構成では整合回路中の、特にコイル
２３ａ付近に鉄板などの金属のない広い領域に設
置できるのでコイル２３ａを仲介として電磁的結
合ができる。また、高周波電源の損失電流の大部
分はコイル２３ａ近傍の鉄板等の金属の誘起する
渦電流であるので、高周波電源の損失を低減させ
ることにもなる。
結合された一体化電源とインピーダンス整合回路
２３の位置関係を示す。図に示すように、インピ
ーダンス整合回路２３はコイル２３ａ及びコンデ
ンサ２３ｂ及び２３ｃから構成されており、これ
を高周波電源の筐体から放電管１の近傍に設置し
てある。この構成では整合回路中の、特にコイル
２３ａ付近に鉄板などの金属のない広い領域に設
置できるのでコイル２３ａを仲介として電磁的結
合ができる。また、高周波電源の損失電流の大部
分はコイル２３ａ近傍の鉄板等の金属の誘起する
渦電流であるので、高周波電源の損失を低減させ
ることにもなる。
第３図にフエライトコア３８入のコイルを示
す。第２図に示す空芯のコイルよりも第３図に示
すフエライトコア入のコイルの方が磁力線の漏れ
が少なく、相互干渉も少なくなる。さらに、第３
図に示すように、フエライトコア３８をコイルに
対してスライドできるようにしておくと、インピ
ーダンス整合が簡単にとれて便利である。
す。第２図に示す空芯のコイルよりも第３図に示
すフエライトコア入のコイルの方が磁力線の漏れ
が少なく、相互干渉も少なくなる。さらに、第３
図に示すように、フエライトコア３８をコイルに
対してスライドできるようにしておくと、インピ
ーダンス整合が簡単にとれて便利である。
第４図に放電管をシールドした図を示す。第１
図と同一の構成要素には同一の符号が付けられて
おり、その説明は省略する。図において、放電管
１を含むレーザ共振部を銅板メツシユ３９によつ
て電磁シールドしている。図では略して荒いメツ
シユで示してあるが実際のメツシユは細かいもの
が望ましい。また、銅板メツシユのかわりに、銅
板を使用することもできる。
図と同一の構成要素には同一の符号が付けられて
おり、その説明は省略する。図において、放電管
１を含むレーザ共振部を銅板メツシユ３９によつ
て電磁シールドしている。図では略して荒いメツ
シユで示してあるが実際のメツシユは細かいもの
が望ましい。また、銅板メツシユのかわりに、銅
板を使用することもできる。
第５図にレーザ光４の出入り口のシールドを示
す。図において、レーザ光４の透過孔を設けるた
めに２枚のシールド板とこれにそれぞれ４２及び
４３の透過孔を設けている。透過孔４２及び４３
を見透おせる立体角は充分小さいので、電磁波の
漏洩は無視することができる。
す。図において、レーザ光４の透過孔を設けるた
めに２枚のシールド板とこれにそれぞれ４２及び
４３の透過孔を設けている。透過孔４２及び４３
を見透おせる立体角は充分小さいので、電磁波の
漏洩は無視することができる。
第６図に放電管間の電磁シールドの図を示す。
図において、２６ａ及び２６ｂは高周波電源、２
３ａ及び２３ｂはインピーダンス整合回路１ａ及
び１ｂは別個の放電管である。CT１ａ及びCT１
ｂは電流検出器である。４４はシールド板であ
り、アースされている。シールド板は放電管１ａ
と１ｂ間或いはリード板間の電磁波干渉を防止す
る。
図において、２６ａ及び２６ｂは高周波電源、２
３ａ及び２３ｂはインピーダンス整合回路１ａ及
び１ｂは別個の放電管である。CT１ａ及びCT１
ｂは電流検出器である。４４はシールド板であ
り、アースされている。シールド板は放電管１ａ
と１ｂ間或いはリード板間の電磁波干渉を防止す
る。
以上説明したように本発明では、個々の放電管
ごとの直流電源と高周波電源をそれぞれ、電磁シ
ールドされた直流電源用筐体、高周波電源用筐体
に収納したので、相互に電磁干渉しないようにな
る。さらに、これらの直流電源用筐体、高周波電
源用筐体を一体にしたことにより、２つの筐体を
結ぶケーブルが外部にでることがなくなり、ケー
ブルによる電磁干渉が防止される。
ごとの直流電源と高周波電源をそれぞれ、電磁シ
ールドされた直流電源用筐体、高周波電源用筐体
に収納したので、相互に電磁干渉しないようにな
る。さらに、これらの直流電源用筐体、高周波電
源用筐体を一体にしたことにより、２つの筐体を
結ぶケーブルが外部にでることがなくなり、ケー
ブルによる電磁干渉が防止される。
また、放電管の周囲を金属メツシユ状の部材で
電磁シールドし、レーザの出口を二重の透過孔を
設けて電磁シールドするようにしたので、放電管
間における電磁波干渉を除去できる。
電磁シールドし、レーザの出口を二重の透過孔を
設けて電磁シールドするようにしたので、放電管
間における電磁波干渉を除去できる。
第１図はDC電源と高周波電源を一体化した構
成を示す図、第２図はインピーダンス整合回路の
配置を示す図、第３図はフエライトコアを有する
コイルの図、第４図は放電管をシールドした図、
第５図は放電管の軸方向のシールドをした図、第
６図は放電管間のシールドをした図、第７図は従
来の軸流型RF放電励起レーザ発振装置の原理図、
第８図は従来のレーザ励起用高周波電源回路の原
理図である。 １……放電管、２……全反射鏡、３……出力結
合鏡、４……レーザ光、１２〜１５……一体化電
源、１２ａ〜１５ａ……直流電源、１２ｂ〜１５
ｂ……高周波電源、２２……出力トランス、２３
……整合回路、２３ａ……コイル、３８……フエ
ライトコア、３９〜４１……シールド板、４４…
…電磁シールド板。
成を示す図、第２図はインピーダンス整合回路の
配置を示す図、第３図はフエライトコアを有する
コイルの図、第４図は放電管をシールドした図、
第５図は放電管の軸方向のシールドをした図、第
６図は放電管間のシールドをした図、第７図は従
来の軸流型RF放電励起レーザ発振装置の原理図、
第８図は従来のレーザ励起用高周波電源回路の原
理図である。 １……放電管、２……全反射鏡、３……出力結
合鏡、４……レーザ光、１２〜１５……一体化電
源、１２ａ〜１５ａ……直流電源、１２ｂ〜１５
ｂ……高周波電源、２２……出力トランス、２３
……整合回路、２３ａ……コイル、３８……フエ
ライトコア、３９〜４１……シールド板、４４…
…電磁シールド板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 誘電体からなる複数の放電管に高周波電圧を
印加して高周波放電を行わせてレーザ励起を行わ
せるレーザ発振装置において、 電磁シールドされた直流電源用筐体に収納され
た各放電管用の直流電流と、 電磁シールドされた高周波電源用筐体に収納さ
れ、前記直流電源の直流電圧を高周波電圧に変換
する各放電管用の高周波電源と、 を有し、 前記直流電源用筐体と高周波電源用筐体をそれ
ぞれ対応する放電管ごとに一体に結合したことを
特徴とするレーザ発振装置。 ２ 前記放電管の近傍にインピーダンス整合回路
を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のレーザ発振装置。 ３ 誘電体からなる複数の放電管に高周波電圧を
印加して高周波放電を行わせてレーザ励起を行わ
せるレーザ発振装置において、 前記放電管の周囲を金属メツシユ状の部材で電
磁シールドし、レーザの出口を２重の透過孔を設
けてシールドしたことを特徴とするレーザ発振装
置。 ４ さらに、並列に配置された放電管間にシール
ド金属板を設けたことを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載のレーザ発振装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62107827A JPS63273378A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | レ−ザ発振装置 |
| PCT/JP1988/000426 WO1988008630A1 (en) | 1987-04-30 | 1988-04-28 | Laser oscillator |
| DE8888903941T DE3879615T2 (de) | 1987-04-30 | 1988-04-28 | Laser-oszillator. |
| US07/283,479 US4930135A (en) | 1987-04-30 | 1988-04-28 | Laser oscillator device |
| EP88903941A EP0313664B1 (en) | 1987-04-30 | 1988-04-28 | Laser oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62107827A JPS63273378A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | レ−ザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63273378A JPS63273378A (ja) | 1988-11-10 |
| JPH0542147B2 true JPH0542147B2 (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=14469042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62107827A Granted JPS63273378A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | レ−ザ発振装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4930135A (ja) |
| EP (1) | EP0313664B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63273378A (ja) |
| DE (1) | DE3879615T2 (ja) |
| WO (1) | WO1988008630A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2509638B2 (ja) * | 1987-10-29 | 1996-06-26 | ファナック株式会社 | 高周波放電励起レ―ザ装置 |
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