JPH0758816B2 - ガスレーザ装置におけるレーザ媒質ガス交換方法 - Google Patents
ガスレーザ装置におけるレーザ媒質ガス交換方法Info
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- JPH0758816B2 JPH0758816B2 JP21567688A JP21567688A JPH0758816B2 JP H0758816 B2 JPH0758816 B2 JP H0758816B2 JP 21567688 A JP21567688 A JP 21567688A JP 21567688 A JP21567688 A JP 21567688A JP H0758816 B2 JPH0758816 B2 JP H0758816B2
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガスレーザ装置におけるレーザ媒質ガス交換方
法に関するものである。
法に関するものである。
第３図，第４図は例えば特開昭60−25468号公報に示さ
れたガス循環型封じ切り動作のCO2ガスレーザ発振器の
斜視図及び断面図である。図において（２）はレーザ
光、（４）はこのレーザ光（２）を発振する発振手段、
（６）は発振手段（４）を介してレーザガスを矢印ａの
方向に循環させるブロア、（８）は循環しているレーザ
ガスを途中で冷却する熱交換器である。
れたガス循環型封じ切り動作のCO2ガスレーザ発振器の
斜視図及び断面図である。図において（２）はレーザ
光、（４）はこのレーザ光（２）を発振する発振手段、
（６）は発振手段（４）を介してレーザガスを矢印ａの
方向に循環させるブロア、（８）は循環しているレーザ
ガスを途中で冷却する熱交換器である。
発振手段（４）は上下に対向する一対の横長の電極（1
0），（12）を有し、電極（10），（12）は上下に対向
する一対の横長の偏平柱状のブロック（14），（16）に
側面の一部を残して埋め込まれている。発振手段（４）
の両端にはレーザ（２）を反覆反射して増幅するための
一対の反射手段（18），（20）が設けられている。
0），（12）を有し、電極（10），（12）は上下に対向
する一対の横長の偏平柱状のブロック（14），（16）に
側面の一部を残して埋め込まれている。発振手段（４）
の両端にはレーザ（２）を反覆反射して増幅するための
一対の反射手段（18），（20）が設けられている。
発振手段（４）と熱交換器（８）との間にはレーザガス
を導くためのダクト（22）が設けられており、熱交換器
（８）は発振器筐体（24）に取付けられている。熱交換
器（８）の隣りにはブロワ取付台（26）を介してブロワ
（６）が発振器筐体（24）に取付けられている。
を導くためのダクト（22）が設けられており、熱交換器
（８）は発振器筐体（24）に取付けられている。熱交換
器（８）の隣りにはブロワ取付台（26）を介してブロワ
（６）が発振器筐体（24）に取付けられている。
ブロワ（６）の上には発振手段（４）が取り付けられて
いる。（28），（28）は発振器筐体（24）の扉である。
レーザガスは所定濃度のCO2を含有するガスからなり、
矢印ａに示す経路に沿って流れる。
いる。（28），（28）は発振器筐体（24）の扉である。
レーザガスは所定濃度のCO2を含有するガスからなり、
矢印ａに示す経路に沿って流れる。
従来のレーザ発振器は上記のように構成され、レーザガ
スは電極（10），（12）間で放電により励磁され、その
誘導放出によりレーザ光（２）を生ずる。レーザ光
（２）は励起されたレーザガス中を反射手段（18），
（20）によって反覆通過しながら増幅され、矢印ｂの方
向に出力される。
スは電極（10），（12）間で放電により励磁され、その
誘導放出によりレーザ光（２）を生ずる。レーザ光
（２）は励起されたレーザガス中を反射手段（18），
（20）によって反覆通過しながら増幅され、矢印ｂの方
向に出力される。
レーザガスは電極（10），（12）間で放電によって励起
されるとともに温度が上昇する。レーザガスは温度が上
昇するとレーザ光に対するレーザガスの吸収率が増大
し、ひいてはレーザ光（２）の出力が低下する。このた
め、レーザガスは循環中に熱交換器（８）で冷却され、
レーザ光（２）の出力が低下しないようになっている。
されるとともに温度が上昇する。レーザガスは温度が上
昇するとレーザ光に対するレーザガスの吸収率が増大
し、ひいてはレーザ光（２）の出力が低下する。このた
め、レーザガスは循環中に熱交換器（８）で冷却され、
レーザ光（２）の出力が低下しないようになっている。
このような封じ切り動作を行うガスレーザ装置はレーザ
ガス封入後リークの為、大気中のH2O,H2,O2等がレーザ
媒質ガス中に混入したり、またレーザ媒質ガスの解離
（例えば2CO2→2CO＋O2）によりレーザ動作における放
電の安定性，レーザ発振効率の低下が起る。従って一定
期間毎にレーザ媒質ガスの交換が必要となる。
ガス封入後リークの為、大気中のH2O,H2,O2等がレーザ
媒質ガス中に混入したり、またレーザ媒質ガスの解離
（例えば2CO2→2CO＋O2）によりレーザ動作における放
電の安定性，レーザ発振効率の低下が起る。従って一定
期間毎にレーザ媒質ガスの交換が必要となる。
第５図にレーザ発振器のレーザ媒質ガス交換システムに
ついて示す。（30）は真空ポンプ、（32）（33）は真空
バルブ、（40）は圧力センサである。
ついて示す。（30）は真空ポンプ、（32）（33）は真空
バルブ、（40）は圧力センサである。
従来の方法においては、所定時間封じ切り動作した後、
レーザ媒質ガス交換はまず真空ポンプ（30）と動作さ
せ、真空バルブ（33）を開いて発振器筐体（24）中の劣
化したレーザ媒質ガスを圧力センサ（40）により検出し
ている。圧力がある設定値（低）になるまで排出し、発
振器筐体（24）内圧力が該設定値（低）に至れば、真空
バルブ（33）を閉し真空ポンプ（30）を停止する。その
後真空バルブ（32）を開し新しいレーザ媒質ガスを筐体
内圧力が設定値（動作）例えば、100Torrになるまで封
入し、真空バルブ（32）を閉じる。
レーザ媒質ガス交換はまず真空ポンプ（30）と動作さ
せ、真空バルブ（33）を開いて発振器筐体（24）中の劣
化したレーザ媒質ガスを圧力センサ（40）により検出し
ている。圧力がある設定値（低）になるまで排出し、発
振器筐体（24）内圧力が該設定値（低）に至れば、真空
バルブ（33）を閉し真空ポンプ（30）を停止する。その
後真空バルブ（32）を開し新しいレーザ媒質ガスを筐体
内圧力が設定値（動作）例えば、100Torrになるまで封
入し、真空バルブ（32）を閉じる。
第６図にガス交換のフローチャートを示す。
CO2レーザの場合、劣化したレーザ媒質ガスは0.1〜0.01
Torr（設定値（低）の圧力）までの真空引きが必要であ
り、これ以上の圧力で真空引きを止めた場合には、リー
クによるH2Oあるいは筐体内からのアウトガス等の十分
な排気が行なわれずガス交換の十分な効果が期待できな
い。
Torr（設定値（低）の圧力）までの真空引きが必要であ
り、これ以上の圧力で真空引きを止めた場合には、リー
クによるH2Oあるいは筐体内からのアウトガス等の十分
な排気が行なわれずガス交換の十分な効果が期待できな
い。
従来のレーザ媒質ガス交換方法は以上のように構成され
ているので、圧力センサ（40）には動作圧の数10〜100T
orrおよび真空引き圧0.01Torrを検出できるものが必要
である。しかし数10〜100Torrを検出する圧力センサは
0.01Torr付近の圧力を精度よく検出することが難しく、
例えば、半導体圧力センサではせいぜい0.1Torr程度の
分解能しかない。またピラニーセンサは0.001Torrの検
出が可能であるが、20Torr程度以上の検出が精度悪くま
たガスの組成により検出値が変化し、また定期的な校正
が必要であるなどレーザ動作圧と真空排気設定値（低）
の両方を精度良く検出できる圧力センサがなく、真空排
気圧検出精度を犠牲にするか、また相方に対応する圧力
センサをもうけることによるコストアップをまねくなど
の課題があった。
ているので、圧力センサ（40）には動作圧の数10〜100T
orrおよび真空引き圧0.01Torrを検出できるものが必要
である。しかし数10〜100Torrを検出する圧力センサは
0.01Torr付近の圧力を精度よく検出することが難しく、
例えば、半導体圧力センサではせいぜい0.1Torr程度の
分解能しかない。またピラニーセンサは0.001Torrの検
出が可能であるが、20Torr程度以上の検出が精度悪くま
たガスの組成により検出値が変化し、また定期的な校正
が必要であるなどレーザ動作圧と真空排気設定値（低）
の両方を精度良く検出できる圧力センサがなく、真空排
気圧検出精度を犠牲にするか、また相方に対応する圧力
センサをもうけることによるコストアップをまねくなど
の課題があった。
また真空排気を設定圧力（低）まで行うのではなく、真
空排気時間として筐体内圧力が0.01Torrとなるであろう
時間を設定する方法があるが、この場合は真空ポンプ
（30）や真空バルブ（33）の動作に異常があった場合に
検出することができず、十分な劣化ガスの排気が行なわ
れないまま新しいガスが封入され、十分なガス交換がで
きないという課題がある。
空排気時間として筐体内圧力が0.01Torrとなるであろう
時間を設定する方法があるが、この場合は真空ポンプ
（30）や真空バルブ（33）の動作に異常があった場合に
検出することができず、十分な劣化ガスの排気が行なわ
れないまま新しいガスが封入され、十分なガス交換がで
きないという課題がある。
本発明におけるレーザ媒質ガス交換方法は上記のような
課題を解消するためになされたもので、十分な劣化ガス
の排気ができるとともに、高価な低圧力用圧力センサを
必要とすることがない方法を得ることを目的とする。
課題を解消するためになされたもので、十分な劣化ガス
の排気ができるとともに、高価な低圧力用圧力センサを
必要とすることがない方法を得ることを目的とする。
本発明に係るレーザ装置のレーザ媒質ガス交換方法は、
劣化ガスと設定圧力（低）まで真空排気した後もある設
定時間さらに真空排気を続けた後、新しいレーザ媒質ガ
スを封入するようにしたものである。
劣化ガスと設定圧力（低）まで真空排気した後もある設
定時間さらに真空排気を続けた後、新しいレーザ媒質ガ
スを封入するようにしたものである。
本発明におけるレーザ媒質ガス交換方法は、劣化ガスの
排気を設定圧と設定時間の併用により行なうものであ
る。
排気を設定圧と設定時間の併用により行なうものであ
る。
以下本発明の一実施例について説明する。レーザ発振器
の構成については第１図〜第３図に示した従来の装置と
同様であるので説明を省略する。
の構成については第１図〜第３図に示した従来の装置と
同様であるので説明を省略する。
第１図にレーザ媒質ガス交換のフローチャートを示す。
レーザガス交換開始すると、真空ポンプ作動し真空バル
ブ開となり真空引きが開始する、真空引きにより筐体内
圧が設定値（低）になるとタイマーが作動開始し、タイ
マによるカウント時間が設定時間となるまで真空引きが
続けられた後真空引きは停止し、劣化ガスの真空排気が
終了する。
レーザガス交換開始すると、真空ポンプ作動し真空バル
ブ開となり真空引きが開始する、真空引きにより筐体内
圧が設定値（低）になるとタイマーが作動開始し、タイ
マによるカウント時間が設定時間となるまで真空引きが
続けられた後真空引きは停止し、劣化ガスの真空排気が
終了する。
この後、新しいレーザ媒質ガスを充填し、設定圧（動
作）レーザ動作ガス圧になると充填終了し、ガス交換完
了する。
作）レーザ動作ガス圧になると充填終了し、ガス交換完
了する。
上記設定圧（低）は約3Torr程度に設定される。該設定
圧（低）は真空近くのレーザ動作圧（設定圧（動作））
を検出する。圧力センサ（40）により検出可能な圧力で
あればよい。
圧（低）は真空近くのレーザ動作圧（設定圧（動作））
を検出する。圧力センサ（40）により検出可能な圧力で
あればよい。
また、上記設定時間はレーザ発振器筐体（24）の容積と
真空ポンプ（30）の排気速度により異なるが、真空引き
終了後に筐体内の劣化レーザガスを十分排出できるよう
に設定すればよい。例えば筐体容量400、真空ポンプ
排気速度300/minであれば設定圧力（低）が3Torrとす
れば設定時間10分で十分な排出が可能であり、この時の
真空到達圧は0.01Torr以下である。
真空ポンプ（30）の排気速度により異なるが、真空引き
終了後に筐体内の劣化レーザガスを十分排出できるよう
に設定すればよい。例えば筐体容量400、真空ポンプ
排気速度300/minであれば設定圧力（低）が3Torrとす
れば設定時間10分で十分な排出が可能であり、この時の
真空到達圧は0.01Torr以下である。
上記実施例では真空排気系にトラブルが発生した場合に
は十分な真空引きが行えず、設定圧（低）にならないあ
るいは異常に時間を要するが、このことを利用して上記
トラブルを検出する方法を示したのが第２図のフローチ
ャートである。真空引き開始後、タイマ（１）を作動さ
せて時間カウントし、タイマ（１）の設定時間を過ぎて
も設定圧（低）とならない場合には真空引きを停止し、
異常表示を行う。
は十分な真空引きが行えず、設定圧（低）にならないあ
るいは異常に時間を要するが、このことを利用して上記
トラブルを検出する方法を示したのが第２図のフローチ
ャートである。真空引き開始後、タイマ（１）を作動さ
せて時間カウントし、タイマ（１）の設定時間を過ぎて
も設定圧（低）とならない場合には真空引きを停止し、
異常表示を行う。
なお上記実施例はガス循環型CO2レーザの一例について
説明したが、特にレーザ発振器の構成について限定する
ものではなく、レーザ媒質ガス交換手順がフローチャー
トのごとくであればよい。
説明したが、特にレーザ発振器の構成について限定する
ものではなく、レーザ媒質ガス交換手順がフローチャー
トのごとくであればよい。
以上のように本発明によれば劣化ガスの排気を、設定圧
と設定時間の併用により行うので装置が安価で、かつ十
分な劣化ガスの排出が行えるようなレーザ媒質ガスの交
換が可能となる。
と設定時間の併用により行うので装置が安価で、かつ十
分な劣化ガスの排出が行えるようなレーザ媒質ガスの交
換が可能となる。
第１図，第２図は本発明によるレーザ媒質ガス交換方法
のフローチャート、第３図及び第４図はレーザ発振器の
一例を示す斜視図，断面図、第５図は従来方法を説明す
る概略図、第６図は従来のレーザ媒質ガス交換方法によ
るフローチャートである。 図中、（24）は発振器筐体、（30）は真空ポンプ、（3
3）（32）は真空バルブ、（40）は圧力センサである。 なお図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
のフローチャート、第３図及び第４図はレーザ発振器の
一例を示す斜視図，断面図、第５図は従来方法を説明す
る概略図、第６図は従来のレーザ媒質ガス交換方法によ
るフローチャートである。 図中、（24）は発振器筐体、（30）は真空ポンプ、（3
3）（32）は真空バルブ、（40）は圧力センサである。 なお図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】封じ切り動作を行い、間欠的に筐体内のレ
ーザ媒質ガスの交換を行なうようなガス循環方式ガスレ
ーザ装置のレーザ媒質ガス交換方法において、ガス交換
は、真空排気により設定された圧力まで上記筐体内のレ
ーザ媒質ガスを真空引きした後、該設定された圧力から
真空排気によりレーザ媒質ガスを設定された時間の間さ
らに真空引きを行った後、真空排気を停止し、その後、
レーザ媒質ガスをレーザ動作ガス圧まで上記筐体内に封
入することを特徴とするガスレーザ装置におけるレーザ
媒質ガスの交換方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21567688A JPH0758816B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | ガスレーザ装置におけるレーザ媒質ガス交換方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21567688A JPH0758816B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | ガスレーザ装置におけるレーザ媒質ガス交換方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0265187A JPH0265187A (ja) | 1990-03-05 |
| JPH0758816B2 true JPH0758816B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=16676317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21567688A Expired - Lifetime JPH0758816B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | ガスレーザ装置におけるレーザ媒質ガス交換方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0758816B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05190935A (ja) * | 1992-01-10 | 1993-07-30 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ発振器連続ガス交換装置 |
| JP5241963B2 (ja) | 2010-10-19 | 2013-07-17 | 三菱電機株式会社 | ガスレーザ発振器、及びガスレーザ発振器におけるガス交換方法 |
| JP5855689B2 (ja) | 2014-02-20 | 2016-02-09 | ファナック株式会社 | 起動工程を効率化したガスレーザ装置 |
-
1988
- 1988-08-30 JP JP21567688A patent/JPH0758816B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0265187A (ja) | 1990-03-05 |
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Legal Events
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