JPH0758377A - レーザ共振器 - Google Patents

レーザ共振器

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JPH0758377A
JPH0758377A JP20055193A JP20055193A JPH0758377A JP H0758377 A JPH0758377 A JP H0758377A JP 20055193 A JP20055193 A JP 20055193A JP 20055193 A JP20055193 A JP 20055193A JP H0758377 A JPH0758377 A JP H0758377A
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Kazuya Ota
一也 太田
Yasuyuki Morita
泰之 森田
Takafumi Murakami
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電管内のレーザガスを励起してレーザ光を
発生するレーザ共振器に関し、レーザ共振器のアライン
メントを常に良好に保てるようにする。 【構成】 共振器1は、直列に配置された2本の放電管
21及び22を有し、その放電管21、22は放電管ホ
ルダ61で連結されている。放電管21の一端側はエン
ドプレート41に、放電管22の他端側はエンドプレー
ト42に固定されている。放電管21及び22に並行し
てインバロッド71及び72が設けられ、その両端は、
放電管21及び22と同様に、エンドプレート41及び
42に固定されている。インバロッド71及び72は、
熱膨張率の小さい材料で形成されており、放電管ホルダ
61は、強制冷却されているホルダクランプ62を介し
てインバロッド71に固定されている。このように、放
電管ホルダ61を、強制冷却したホルダクランプ62を
介してインバロッド71に固定するようにした。したが
って、インバロッド71及び72の熱変形はほとんど発
生せず、アラインメントを常に良好に保持しておくこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は放電管内のレーザガスを
励起してレーザ光を発生するレーザ共振器に関する。
【0002】
【従来の技術】炭酸ガスレーザ等のガスレーザ装置は、
高効率で高出力が得られ、ビーム特性も良いため、数値
制御装置と結合されて複雑な形状を高速に加工すること
ができ、広く使用されるようになった。
【0003】図4は従来のガスレーザ装置の全体構成を
示す図である。図において、ガスレーザ装置は、例えば
炭酸ガスレーザであり、共振器100、ガス循環系20
0及びレーザ加工機300から構成される。
【0004】共振器100は、直列に配置された2本の
放電管210及び220を有し、その放電管210、2
20は放電管ホルダ610で連結されている。放電管2
10の一端側は、放電管ホルダ310を介してエンドプ
レート410に固定され、放電管220の他端側は、放
電管ホルダ320を介してエンドプレート420に固定
されている。また、放電管210及び220に並行して
インバロッド710及び720が設けられ、その両端
は、放電管210及び220と同様に、エンドプレート
410及び420に固定されている。インバロッド71
0及び720は、熱膨張率の小さい材料で形成されてい
る。このように、共振器100は、インバロッド71
0、720、及びエンドプレート410、420によ
り、箱型に構成されている。
【0005】さらに、放電管210及び220に並行し
てフレーム(パイプ)91が設けられ、その一端はエン
ドプレート410に固定され、他端はリニアベアリング
421を介してエンドプレート420に支持されてい
る。上記の放電管ホルダ610はクランプ620を介し
てこのフレーム91に固定され、放電管210、220
をより安定させて保持している。放電管ホルダ610
は、後述するように、レーザガスの出口側に位置するた
め、高温になったレーザガスによって加熱され、その熱
がフレーム91まで伝わり、その結果フレーム91が熱
変形する。上記のリニアベアリング421は、この熱変
形を吸収するために設けられたものである。
【0006】なお、この場合、放電管ホルダ610をイ
ンバロッド710または720側に固定することも考え
られるが、放電管ホルダ610をインバロッド710ま
たは720側に固定すると、放電管ホルダ610の自重
によってインバロッド710または720側が撓んでし
まう。また、インバロッド710及び720はエンドプ
レート410及び420に固定されているため、低熱膨
張率であっても放電管ホルダ610からの熱による変形
を吸収することができない。このような理由から放電管
ホルダ610をインバロッド710または720に固定
することは行われていない。
【0007】ガス循環系200のガス配管205が、放
電管ホルダ610から延出して設けられ、そのガス配管
205には、熱交換器201、送風機202及び熱交換
器203が順に配列されている。放電管210及び22
0で加熱されたレーザガスは、図中矢印Aに示すように
流れる。
【0008】すなわち、ガス配管205を経由し熱変換
器201を通って冷却された後、送風機202から吐出
され、さらに熱交換器202において圧縮熱が取り去ら
れて常に一定温度に管理される。その後、ガス配管20
4を経由して放電管ホルダ310及び320から放電管
210及び220にそれぞれ入る。放電管210及び2
20に導入されたレーザガスは、レーザ用電源11及び
12による高周波放電により加熱された後、放電管ホル
ダ610からガス配管205を経由して熱交換器201
に入り、再び冷却される。
【0009】放電管210及び220は、その両端に全
反射鏡510と出力鏡520を持ち、ファブリベロー型
共振器を構成しており、放電により発生したレーザ光を
増幅して一部を外部に出力する。出力されたレーザ光
は、ベンダミラー13で方向を変え、レーザ加工機30
0に入り、ワークを加工する。これら共振器100、ガ
ス循環系200及びレーザ加工機300は、すべて数値
制御装置10がメモリに記憶しているプログラムに従っ
て制御している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、イン
バロッド710及び720は、熱膨張率の小さい材料で
形成されているため、そのインバロッド710、720
が固定されているエンドプレート410及び420の位
置変化は起こらない。また、フレーム91は熱変形する
が、その熱変形はリニアベアリング421によって吸収
されるため、やはりエンドプレート410及び420側
の位置変化は起こらない。ところが、放電管ホルダのク
ランプ620は、フレーム91に固定されているため、
クランプ620の位置はフレーム91の熱変形の影響を
受けてしまい変化する。例えば、フレーム91が長手方
向に熱膨張すると、その影響を受けてクランプ620の
位置が変化し、その結果放電管ホルダ610も位置変化
を起こす。
【0011】放電管ホルダ610の位置が変化すると、
その位置変化は、全反射鏡510及び出力鏡520のア
ラインメント悪化を引き起こし、その結果出力ビームパ
ワーの低下やビームモードが悪化してしまう。
【0012】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、共振器のアラインメントを常に良好に保つこ
とができるレーザ共振器を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、放電管内のレーザガスを励起してレーザ
光を発生するレーザ共振器において、前記放電管の両端
に設けられ前記放電管を支持するエンドプレートと、前
記放電管と並列に設けられて両端を前記エンドプレート
によって支持され、熱膨張率の小さい材料から成るロッ
ドと、前記ロッドに固定されて前記放電管を支持すると
共に強制冷却される放電管ホルダと、を有することを特
徴とするレーザ共振器が、提供される。
【0014】
【作用】エンドプレートが放電管の両端に設けられ放電
管を支持している。また、熱膨張率の小さい材料から成
るロッドが放電管と並列に設けられ、そのロッドの両端
もエンドプレートによって支持されている。そして、放
電管を保持するための放電管ホルダがそのロッドに固定
され、かつ強制冷却されている。
【0015】放電管ホルダは強制冷却されるため、放電
管ホルダをロッドに固定しても放電管ホルダからロッド
へは熱が伝わらない。また、ロッドは熱膨張率の小さい
材料で形成される。したがって、ロッドの熱変形はほと
んど発生せず、アラインメントを良好に保持しておくこ
とができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明のレーザ共振器の構成を示す図で
ある。図において、共振器1は、直列に配置された2本
の放電管21及び22を有し、その放電管21、22は
放電管ホルダ61で連結されている。放電管21の一端
側は、放電管ホルダ31を介してエンドプレート41に
固定され、放電管22の他端側は、放電管ホルダ32を
介してエンドプレート42に固定されている。また、放
電管21及び22に並行してインバロッド71及び72
が設けられ、その両端は、放電管21及び22と同様
に、エンドプレート41及び42に固定されている。イ
ンバロッド71及び72は、熱膨張率の小さい材料で形
成されている。このように、共振器1は、インバロッド
71、72、及びエンドプレート41、42により、箱
型に構成されている。
【0017】上記の放電管ホルダ61は、放電管ホルダ
61と一体に構成されたホルダクランプ62を介してイ
ンバロッド71に固定されている。このホルダクランプ
62には、ここでは図示されていない冷却水路が設けら
れ、冷却水がその冷却水路を循環することによって強制
冷却されている。 また、インバロッド71、72は、
放電管ホルダ61の両側に設けられた2つのロッドクラ
ンプ81及び82で互いに連結されている。このロッド
クランプ81及び82によって、インバロッド71に加
わる放電管ホルダ61及びホルダクランプ62からの力
がインバロッド72にも分散する。これによってインバ
ロッド71及び72の支持力が強化される。
【0018】また、放電管ホルダ61及びホルダクラン
プ62は、インバロッド71に加わる力を最小限度に抑
えるために、できるだけ軽量化すべく、その材料に例え
ばアルミニウムを使用する。
【0019】放電管21及び22は、その両端に全反射
鏡51と出力鏡52を持ち、ファブリベロー型共振器を
構成しており、放電により発生したレーザ光を増幅して
一部を外部に出力する。
【0020】このように、放電管ホルダ61を、強制冷
却したホルダクランプ62を介してインバロッド71に
固定するようにした。しかも、インバロッド71及び7
2は熱膨張率の小さい材料で形成される。したがって、
インバロッド71及び72の熱変形はほとんど発生せ
ず、アラインメントを常に良好に保持しておくことがで
きる。
【0021】また、インバロッド71及び72をロッド
クランプ81及び82で連結するようにしたので、イン
バロッド71に加わる力は分散し、インバロッド71及
び72は互いに補強し合ってその支持力を強化してい
る。しかも、放電管ホルダ61及びホルダクランプ62
を軽量化したので、インバロッド71及び72の撓みは
ほとんど発生しない。
【0022】さらに、従来必要であったフレームが不要
になるので、共振器1の構成が簡単になり、アラインメ
ント作業そのものも容易に行えるようになる。図2は本
発明の第2の実施例を示す図である。上記第1の実施例
との相違点は、共振器1aを4本の放電管21a、22
a、23a及び24aで構成し、それに合わせて3つの
放電管ホルダ61a、62a及び63aを設け、その放
電管ホルダ61a、62a及び63aをインバロッド7
1aに固定した点である。放電管ホルダ61aは、放電
管22a、23a間を接続し、放電管ホルダ62aは、
放電管21a、22a間を接続し、放電管ホルダ63a
は、放電管23a、24a間を接続している。この放電
管ホルダ61a、62a及び63aのインバロッド71
aへの固定は、ホルダクランプ64a、65a及び66
aを介して行われる。また、2本のインバロッド71
a、72aは、放電管ホルダ62aの片側に設けられた
ロッドクランプ83a、放電管ホルダ61aの両側に設
けられたロッドクランプ81a及び82a、並びに放電
管ホルダ63aの片側に設けられたロッドクランプ84
aで互いに連結されている。
【0023】このように、共振器1aを直列の4本の放
電管21a等で構成した場合でも、3つの放電管ホルダ
62a等をインバロッド71aに固定することにより、
共振器1a全体が熱の影響でアラインメントが悪化する
ことを防止することができ、アラインメントを常に良好
に保つことができる。
【0024】図3は本発明の第3の実施例を示す図であ
る。第1の実施例との相違点は、直列接続の放電管21
b、23bと、同じく直列接続の放電管22b、24b
とを互いに並列に構成し、それに合わせて放電管ホルダ
61bを設け、その放電管ホルダ61bをインバロッド
71bに固定した点である。放電管ホルダ61bは、直
列接続の放電管21bと23bとの接続部分、及び直列
接続の放電管22bと24bとの接続部分に設けられて
いる。この放電管ホルダ61bのインバロッド71bへ
の固定は、ホルダクランプ62bを介して行われる。ま
た、2本のインバロッド71b、72bは、放電管ホル
ダ61bの両側に設けられたロッドクランプ81b及び
82bで互いに連結されている。
【0025】このように、共振器1aを直列2本の放電
管21b等を並列に配置して構成した場合でも、共通の
放電管ホルダ61bをインバロッド71bに固定するこ
とにより、共振器1b全体が熱の影響でアラインメント
が悪化することを防止することができ、アラインメント
を常に良好に保つことができる。
【0026】上記の説明では、ホルダクランプを強制冷
却するようにしたが、本体側の放電管ホルダを強制冷却
するように構成することもできる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、強制冷
却した放電管ホルダを、熱膨張率の小さい材料で形成さ
れるロッドに固定するようにした。したがって、ロッド
の熱変形はほとんど発生せず、アラインメントを常に良
好に保持しておくことができる。
【0028】また、2本のロッドを互いに連結するよう
にしたので、ロッドに加わる力は分散し、ロッドは互い
に補強し合ってその支持力を強化することができる。さ
らに、従来必要であったフレームが不要になるので、共
振器の構成が簡単になり、アラインメント作業そのもの
も容易に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレーザ共振器の構成を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す図である。
【図3】本発明の第3の実施例を示す図である。
【図4】従来のガスレーザ装置の全体構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
1,1a,1b 共振器 21,21a,21b,22,22a,22b,23
a,23b,24a,24b 放電管 61,61a,61b,62a,63a 放電管ホルダ 62,62b,64a,65a,66a ホルダクラン
プ 81,81a,81b,82,82a,82b,83
a,84a ロッドクランプ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 7454−4M H01S 3/097 D

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放電管内のレーザガスを励起してレーザ
    光を発生するレーザ共振器において、 前記放電管の両端に設けられ前記放電管を支持するエン
    ドプレートと、 前記放電管と並列に設けられて両端を前記エンドプレー
    トによって支持され、熱膨張率の小さい材料から成るロ
    ッドと、 前記ロッドに固定されて前記放電管を支持すると共に強
    制冷却される放電管ホルダと、 を有することを特徴とするレーザ共振器。
  2. 【請求項2】 前記ロッドが複数存在する場合、前記複
    数のロッドは前記エンドプレート以外の部分でも互いに
    連結されることを特徴とする請求項1記載のレーザ共振
    器。
  3. 【請求項3】 前記放電管ホルダは一体化されたクラン
    プ部分と本体部分とから成り、前記クランプを介して前
    記ロッドに固定されていることを特徴とする請求項1記
    載のレーザ共振器。
  4. 【請求項4】 前記放電管ホルダは前記クランプ部分ま
    たは本体部分またはその双方が強制冷却されることを特
    徴とする請求項3記載のレーザ共振器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010045336A (ja) * 2008-07-17 2010-02-25 Fanuc Ltd ガスレーザ共振器
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