JPH09214032A - レーザ発振器 - Google Patents

レーザ発振器

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JPH09214032A
JPH09214032A JP8040389A JP4038996A JPH09214032A JP H09214032 A JPH09214032 A JP H09214032A JP 8040389 A JP8040389 A JP 8040389A JP 4038996 A JP4038996 A JP 4038996A JP H09214032 A JPH09214032 A JP H09214032A
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Katsuki Murayama
勝樹 村山
Ryoji Koseki
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 レーザチューブ2には2対の主電極1
2,13を設けてあり、レーザチューブ2内のガスは左
方から右方に向けて流通するようになっている。またガ
スの流通方向における上流側(左方側)の主電極12よ
りも上流の位置には、リング状をした一対の予備電離用
電極21を配設している。これら予備電離用電極21
は、レーザチューブ2の円周方向全域において、相互に
等間隔を維持して配設されている。さらに、この予備電
離用電極21には、それ専用の高圧の交流電源22を接
続している。そして、主電極12,13に電圧を印加す
る直前に、交流電源22から予備電離用電極21に交流
の高圧電圧を印加して、予備電離を生じさせるようにし
ている。 【効果】 予備電離用電極21を設けたことにより、一
様な予備電離を行うことができるので、主電極による安
定した主放電を行わせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ発振器に関し、よ
り詳しくは、予備電離用電極を備えたレーザ発振器に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、レーザ発振器として、例えば特開
平6−291391号公報が公知である。この装置で
は、レーザチューブの両端部を支持部材によって支持
し、そのチューブ内の軸方向に2組の主電極を設けたも
のである。ところで、このような主電極だけを備えた従
来のレーザ発振器では、駆動開始時に主電極による放電
が円滑に行われないことがあった。そこで、従来では、
主電極の他に予備電離用電極を設けて、予備電離を行わ
せてから主放電を行わせるレーザ発振器が提案されてい
る。このようなものとして、例えば主電極のカソードと
予備電離用電極としてのリングとの間で予備電離を行わ
せるものが提案されている(例えば、特開平1−103
889号公報、特開平4−15974号公報、特開平4
−22178号公報)。また、第2に、予備電離用電極
としてのピンと主電極のアノードとの間で予備電離を行
わせるものも提案されている(例えば、特公平6−10
5812号公報)。さらに、第3に予備電離用電極とし
てのリングと主電極のアノードとの間で予備電離を行わ
せるものが提案されている(例えば、特公平7−548
64号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述した予
備電離用電極を備えた従来の装置では、予備電離用電極
のうちの一方は、主電極によって兼用させていたもので
ある。そのため、このような従来の装置では、レーザチ
ューブの外径が大きくなると、レーザチューブの半径方
向に対して一様な予備電離が行われないという欠点があ
った。また、主電極による主放電を行う前に、主電極の
電源となる高圧の直流電源を予め低い出力で駆動させな
ければならないという欠点も指摘されていたものであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような事情に鑑
み、本発明は、レーザチューブ内に設けた少なくとも一
対の主電極と、上記主電極に高電圧を印加する直流電源
と、上記レーザチューブ内にガスを供給し、かつレーザ
チューブ内でガスを流通させるガス供給手段とを備えた
レーザ発振器において、上記レーザチューブ内を流通す
るガスの流通方向における上記主電極よりも上流側に、
リング状をした一対の予備電離用電極を配設し、また、
上記予備電離用電極に高圧のパルス波または交流の高電
圧を印加する予備電離用電源を配設したものである。
【0005】
【作用】このような構成によれば、予備電離用電極は主
電極とは別個に設けてあり、かつ予備電離用電源は主電
極用の直流電源とは別個に設けている。そのため、レー
ザチューブの外径の大小に拘りなく、予備電離用電極に
よって一様な予備電離を行うことができるので、主電極
による安定した主放電を行わせることができる。換言す
ると、レーザチューブの外径が大きくなったとしても、
予備電離用電極によって一様な予備電離を行うことがで
きる。また、予備電離用電源は主電極用の直流電源とは
別個に設けていることにより、所要の出力のレーザ光線
を得る時だけ主電極用の直流電源を駆動させればよい。
換言すると、主放電を行う前に、主電極の電源となる高
圧の直流電源を予め低い出力で駆動させる必要がない。
【0006】
【実施例】以下図示実施例について本発明を説明する
と、図1において、レーザ発振器1は同一構造を有する
2本のレーザチューブ2をその軸方向に縦に配設してあ
り、これらレーザチューブ2の互いに対向する一端部を
共通の支持部材としてのマニホールド3で支持するとと
もに、各レーザチューブ2の他端部を支持部材としての
マニホールド4A、4Bによってそれぞれ支持してい
る。レーザガス供給手段5は、両端部のマニホールド4
A、4Bを介して各レーザチューブ2内にレーザガスを
供給するとともに、各レーザチューブ2内のレーザガス
を中央部のマニホールド3から外部に排出し、そのレー
ザガスを再び両端部のマニホールド4A、4Bから各レ
ーザチューブ2内に循環供給することができるようにな
っている。上記レーザガス供給手段5は、中央部のマニ
ホールド3の下流側に、上記各レーザチューブ2から排
出されてきたレーザガスを冷却する熱交換器6と、この
熱交換器6の下流側のブロワ7とを備えており、上記マ
ニホールド3と熱交換器6との間、および熱交換器6と
ブロワ7との間をそれぞれ接続チューブ8で接続してい
る。上記ブロワ7は2方向にレーザガスを送り出すこと
ができるようになっており、上記ブロワ7より2つに分
岐された一方のレーザガスは接続チューブ8A、レーザ
ガスを加熱する熱交換器9Aおよび上記マニホールド4
Aを介して一方のレーザチューブ2に供給され、他方の
レーザガスは接続チューブ8B、レーザガスを加熱する
熱交換器9Bおよび上記マニホールド4Bを介して他方
のレーザチューブ2に供給されるようになっている。と
ころで、上記各接続チューブ8、8A、8Bは非絶縁材
より製造されており、これら接続チューブの形状はそれ
ぞれ円筒状となっている。また、一方のマニホールド4
Bにはレーザチューブ2内で励起されたレーザ光を反射
する反射ミラー10を設けてあり、また他方のマニホー
ルド4Aにはレーザチューブ2内で励起されたレーザ光
を反射するとともにそのレーザ光を透過させる出力ミラ
ー11を設けている。上記反射ミラー10と出力ミラー
11とは2本のレーザチューブ2の軸線上に対向させて
設けてあり、これら一対のミラー10、11で共振され
たレーザ光を上記出力ミラー11から左方側にむけて放
射させることができるようになっている。然して、上記
レーザチューブ2のそれぞれには、互いに対向する一対
の主電極12、13を二組直列に設け、各一対の主電極
のうち一方の電極をグランド側電極12として各レーザ
チューブ2の端部側に、すなわちマニホールド3、4
A、4B側にそれぞれ配置し、かつ他方の非グランド側
電極13を各レーザチューブ2の中央部に配置してい
る。このとき、グランド側電極12を陽極、非グランド
側電極13を陰極としても、或いはこれとは逆にグラン
ド側電極12を陰極、非グランド側電極13を陽極とし
てもよい。上記各一対の主電極12、13は電線14を
介して、電源としての直流高電圧回路15に接続してあ
り、レーザチューブ2内にレーザガスを流通させた状態
で一対の主電極12、13間に高電圧を印加することに
より、一対の主電極間で放電を行なわせてレーザガスを
励起することができるようになっている。すなわち、主
放電を行わせるようにしている。図2は図1の左側のレ
ーザチューブ2の拡大断面図であり、該レーザチューブ
2の肉厚は軸方向の全域において同一としているが、軸
方向における左右両端部および中央部を大径部2aとす
るとともにその他の部分を小径部2bとし、それら小径
部2bと大径部2aとの連続部分をテーパ部2cで接続
している。そして上記グランド側電極12をレーザチュ
ーブ2の左右両端の大径部2aに設けるとともに、非グ
ランド側電極13をレーザチューブ2の中央側の大径部
2aに設けている。上記レーザチューブ2の大径部2a
には半径方向外方に突出させて形成した突出部2dを形
成してあり、各突出部2dの中央に棒状のグランド側電
極12又は非グランド側電極13を放射方向に貫通させ
てコバールで固定している。このコバールは、各主電極
12、13が熱膨張した際にその熱膨張を吸収する目的
で設けたものである。上記突出部2dはレーザチューブ
2の円周方向等間隔位置に例えば8個設けてあり、それ
ぞれの突出部2dにグランド側電極12又は非グランド
側電極13を設けている。つまりグランド側電極12又
は非グランド側電極13は、円周方向の8個が1組とな
っている。上記各主電極12、13はそのレーザチュー
ブ2内の先端部がL字形に折曲げてあり、一対の主電極
12、13のL字形に折曲げた先端部を軸方向に対向さ
せている。このとき各主電極12、13の先端部は、レ
ーザチューブ2の小径部2bの内周面よりも僅かに半径
方向外方に位置するようにしている。さらに、上記二対
の主電極のうち、レーザガスの流れ方向の上流側(左方
側)となる一対の主電極12、13間の間隔L1を下流
側の一対の主電極12、13間の間隔L2よりも短く設
定している。これによって、レーザ出力を増大すること
ができるようにしている。また、上記レーザチューブ2
の小径部2bの内径をA、大径部2aの内径をBとした
ときに、この小径部2bと大径部2aとの比B/Aが
1.2程度だと上記テーパ部2cの傾斜が緩やか過ぎる
ため、左側より流入されたレーザガスはレーザチューブ
2のチューブ内周面に沿って流れてしまい、主放電が良
好に行なわれない。そこで上記大径部2aと小径部2b
との比B/Aを1.6以上として上記テーパ部2cで充
分な乱流を発生させ、レーザチューブ2内で均一な主放
電を行なうことができるようにしている。さらに、本実
施例では、上記レーザチューブ2におけるレーザガスの
流通方向における最も上流側の主電極12よりも上流と
なる外周部に、リング状をした一対の予備電離用電極2
1を設けている。図3に拡大して示すように、この予備
電離用電極21は銅製の薄板から構成している。そし
て、これら一対の予備電離用電極21は、レーザチュー
ブ2の円周方向全域において、それらが隔てた距離L
3、つまりレーザチューブ2の軸方向における両予備電
離用電極21の間隔は等間隔となるように、それら両予
備電離用電極21をレーザチューブ2の外周面に取り付
けている。また、これら両予備電離用電極21は、それ
専用の高圧の交流電源22に接続している。そして、上
述した主電極12,13による主放電を行わせる直前
に、予備電離用電極21の交流電源22から両予備電離
用電極21に3000Vの交流電圧を印加するようにし
ている。これによって、両予備電離用電極21を設けた
位置のレーザチューブ2内で予備電離を生じさせるよう
にしている。このようにすることで、その後の主放電を
円滑に行わせる様にしている。なお、図1における右側
のレーザチューブは上述した左側のレーザチューブとレ
ーザガスの流れる方向を基準として同一構造を有してい
るので、その説明は省略する。上述した本実施例の構成
によれば、各レーザチューブ2の支持部材としてのマニ
ホールド3、4A、4Bに近接した位置の主電極は全て
グランド側電極12となっているので、全てのマニホー
ルド3、4A、4Bをグランド側として上記グランド側
電極12との間隔を狭めても、グランド側電極12とマ
ニホールド3、4A、4Bの間でリークが生じる虞がな
い。また同様な理由からグランド側のマニホールド3、
4A、4Bに近接させてグランド側となる熱交換器6、
9A、9Bやブロワ7を設けることができるので、レー
ザ発振器1を小型に製造することができる。また、上記
接続チューブ8、8A、8Bの内側にスパッタが付着し
たとしても、各構成部材は共にグランドとなっているの
でリークが生じることがない。さらに、本実施例では、
リング状をした一対の予備電離用電極21を主電極1
2,13とは別個に備えるとともに、予備電離用電極2
1専用の交流電源22を備えている。そのため、レーザ
チューブ2の径の大小に拘りなくレーザチューブ2内に
おいて均一な予備電離を生じさせることができる。それ
によって、主電極12,13による主放電も安定して円
滑に行わせることができる。しかも、一対の予備電離用
電極21を、円周方向全域において等距離で離隔させて
あるので、円周方向全域において均一な予備電離を生じ
させることができる。 (第2実施例)次に、図4ないし図5は、本発明の第2
実施例を示したものである。この第2実施例では、予備
電離用電極121を断面円形の銅線から構成したもので
ある。またこの第2実施例では、レーザチューブ102
の外周面に、軸方向に所定寸法だけ離隔させた一対の環
状溝102eを形成してあり、これらの環状溝102e
内に上記銅線からなる予備電離用電極121を配設した
ものである。なお、この第2実施例では、レーザチュー
ブ102の外周面に上述した環状溝102eを形成した
関係で、それらの位置と対応するレーザチューブ102
の内周面に、環状突起102e’が形成されている。こ
のような構成の第2実施例であっても、上述した第1実
施例と同様の作用効果を得ることができる。 (第3実施例)次に図6は本発明の第3実施例を示した
ものである。この第3実施例のレーザチューブ202
は、上記第2実施例のレーザチューブ102における環
状突起102e’を省略して滑らかな内周面としたもの
である。その他の構成は、上記第2実施例のものと同じ
であり、このような第3実施例の構成であっても上記第
2実施例と同様の作用効果を得ることができる。なお、
上記各実施例では予備電離用電極21用の電源として、
高圧の交流電源22を用いているが、交流電源22の代
わりに高圧のパルス波を発生させる電源を用い、この電
源から予備電離用電極21に対して高圧のパルス波を印
加するようにしても良い。
【0007】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、予備電
離用電極によって一様な予備電離を行うことができるの
で、主電極による安定した主放電を行わせることができ
るという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す配置図。
【図2】図1の左側のレーザチューブ2の拡大断面図。
【図3】図2の要部の拡大断面図。
【図4】本発明の他の実施例を示す要部の断面図。
【図5】図5の要部の拡大図。
【図6】本発明の他の実施例を示す要部の断面図。
【符号の説明】
1…レーザ発振器 2…レーザチュ
ーブ 5…レーザガス供給手段 12,13…主
電極 15…直流高圧回路(直流電源) 21…予備電離
用電極 22…交流電源(予備電離用の電源)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザチューブ内に設けた少なくとも一
    対の主電極と、上記主電極に高電圧を印加する直流電源
    と、上記レーザチューブ内にガスを供給し、かつレーザ
    チューブ内でガスを流通させるガス供給手段とを備えた
    レーザ発振器において、 上記レーザチューブ内を流通するガスの流通方向におけ
    る上記主電極よりも上流側に、リング状をした一対の予
    備電離用電極を配設し、 また、上記予備電離用電極に高圧のパルス波または交流
    の高電圧を印加する予備電離用電源を配設したことを特
    徴とするレーザ発振器。
  2. 【請求項2】 上記一対の予備電離用電極は、レーザチ
    ューブの外周面に、レーザチューブの軸方向において所
    定の間隔を維持して設けられていることを特徴とする請
    求項1に記載のレーザ発振器。
  3. 【請求項3】 上記一対の予備電離用電極は、レーザチ
    ューブの外周部に軸方向に離隔させて形成した一対の環
    状溝内に設けられていることを特徴とする請求項1ない
    し請求項2に記載のレーザ発振器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023188645A1 (ja) * 2022-03-28 2023-10-05 精電舎電子工業株式会社 パルスガスレーザ装置

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