JPS59213184A - 無声放電式ガスレ−ザ装置 - Google Patents
無声放電式ガスレ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS59213184A JPS59213184A JP8697283A JP8697283A JPS59213184A JP S59213184 A JPS59213184 A JP S59213184A JP 8697283 A JP8697283 A JP 8697283A JP 8697283 A JP8697283 A JP 8697283A JP S59213184 A JPS59213184 A JP S59213184A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge tube
- tube
- discharge
- outer cylinder
- laser device
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- Pending
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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
- H01S3/09—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
-
- 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
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/041—Arrangements for thermal management for gas lasers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、放電管形状のレーザ光の励起部を有する無
声放電式ガスレーザ装置の改良に関するものである。
声放電式ガスレーザ装置の改良に関するものである。
従来この種の無声放電式ガスレーザ装置としては、第１
図（ａ）及び（ｂ）に示すものがあった。第１図（ａ）
及び（ｂ）は、従来の無声放電式ガスレーザ装置の内部
構成を示す断面図、及びそのｂ−ｂ線断面図である。上
記各図において、１は誘電体から成る放電管、１２．１
３は放電管１の外側に径方向に対向して形成された一対
の電極、１４は高周波電源であり、一対の電極１２．１
３にそれぞれ接続されている。１５は誘電体の外筒、１
６．１７は外筒１５に設けられ、冷却液である絶縁性液
体１８の入口及び出口であり、放電管１は絶縁性液体１
８で冷却されている。一般に、絶縁性液体１８としては
、比誘電率ε５＝８０の脱イオン水が用いられる。１９
ｉｉ絶縁性液体１８を循環させるための循環ポンプ（Ｐ
）、２０は放熱板、２】は脱イオン水を作るための脱イ
オン化装置である。放電管１の軸方向の両射向側には、
それぞれ全反射鏡５及び部分反射鏡６が取り付けられて
いる。また、放電管１は、内部に送風機（Ｂ）９及び熱
交換器１０ ｆ、。
図（ａ）及び（ｂ）に示すものがあった。第１図（ａ）
及び（ｂ）は、従来の無声放電式ガスレーザ装置の内部
構成を示す断面図、及びそのｂ−ｂ線断面図である。上
記各図において、１は誘電体から成る放電管、１２．１
３は放電管１の外側に径方向に対向して形成された一対
の電極、１４は高周波電源であり、一対の電極１２．１
３にそれぞれ接続されている。１５は誘電体の外筒、１
６．１７は外筒１５に設けられ、冷却液である絶縁性液
体１８の入口及び出口であり、放電管１は絶縁性液体１
８で冷却されている。一般に、絶縁性液体１８としては
、比誘電率ε５＝８０の脱イオン水が用いられる。１９
ｉｉ絶縁性液体１８を循環させるための循環ポンプ（Ｐ
）、２０は放熱板、２】は脱イオン水を作るための脱イ
オン化装置である。放電管１の軸方向の両射向側には、
それぞれ全反射鏡５及び部分反射鏡６が取り付けられて
いる。また、放電管１は、内部に送風機（Ｂ）９及び熱
交換器１０ ｆ、。
備えた送風管７，８に、それぞれ接続されて循環的に連
通されており、内部でガスが循環される様にする。
通されており、内部でガスが循環される様にする。
次に、上記第１図←）及び（ｂ）の動作について説明す
る。例えば、Ｃ０２レーザの場合について述べる。
る。例えば、Ｃ０２レーザの場合について述べる。
放電管１内にはＣＯ２、Ｈｅ 、 Ｎ２の混合ガスが数
１０〜２００Ｔｏｒｒの圧力で充てんされている。この
放電管１において、一対の電極１２．１３に高周波電源
１４より電圧が印加されると、放電管１内に無声放電が
起り、その結果、放電及びそれに続く反応過程によりＣ
０２分子が励起され、全反射鏡５と部分反射鏡６で構成
される光共振器内でレーザ発振が発生する。これにより
、レーザ光の一部が、第１図（ａ）の矢印１１で示す様
に部分反射鏡６より外部に取り出される。放電によりガ
ス温度が上昇すると、レーザ出力が低下するので、絶縁
性液体１８により放電管１ｆ、冷却し、かつ送風機（Ｂ
）９によりガスを、第１図（ａ）の矢印方向に循環させ
、熱交換器１０でこれを冷却することにより、放電管１
内のガス温度は所定値以下に保持される。また、絶縁性
液体１８は循環ポンプ（Ｐ） １９により循環され、こ
の時、絶縁性液体１８は放熱板２０を通過することによ
り冷却され、次いで脱イオン化装置２１に入り脱イオン
化される。
１０〜２００Ｔｏｒｒの圧力で充てんされている。この
放電管１において、一対の電極１２．１３に高周波電源
１４より電圧が印加されると、放電管１内に無声放電が
起り、その結果、放電及びそれに続く反応過程によりＣ
０２分子が励起され、全反射鏡５と部分反射鏡６で構成
される光共振器内でレーザ発振が発生する。これにより
、レーザ光の一部が、第１図（ａ）の矢印１１で示す様
に部分反射鏡６より外部に取り出される。放電によりガ
ス温度が上昇すると、レーザ出力が低下するので、絶縁
性液体１８により放電管１ｆ、冷却し、かつ送風機（Ｂ
）９によりガスを、第１図（ａ）の矢印方向に循環させ
、熱交換器１０でこれを冷却することにより、放電管１
内のガス温度は所定値以下に保持される。また、絶縁性
液体１８は循環ポンプ（Ｐ） １９により循環され、こ
の時、絶縁性液体１８は放熱板２０を通過することによ
り冷却され、次いで脱イオン化装置２１に入り脱イオン
化される。
従来の無声放電式ガスレーザ装置は以−Ｅの様に構成さ
れているので、一対の電極１２．１３が絶縁性液体１８
により連通されているため、絶縁性液体１８を伝って膨
大な誘導電流が流れ、このため、電源容量を大きくする
必要があった。寸た、絶縁性液体１８は、放電管１の冷
却に際して、顕熱による冷却であり、かつ温度コントロ
ーラの影響を直接に受けて温度制御性が悪いために、出
力が安定せず、また、冷却能力が小さいために、放電管
１の内部温度が上昇して出力が減衰するなどの欠点があ
った。
れているので、一対の電極１２．１３が絶縁性液体１８
により連通されているため、絶縁性液体１８を伝って膨
大な誘導電流が流れ、このため、電源容量を大きくする
必要があった。寸た、絶縁性液体１８は、放電管１の冷
却に際して、顕熱による冷却であり、かつ温度コントロ
ーラの影響を直接に受けて温度制御性が悪いために、出
力が安定せず、また、冷却能力が小さいために、放電管
１の内部温度が上昇して出力が減衰するなどの欠点があ
った。
この発明は上記の様な従来のものの欠点を除去するため
になされたもので、誘電体より成る管状の放電管の軸方
向をレーザ光軸方向とし、前記放電管の外側に径方向に
対向して形成された一対の電極と、前記放電管の外側に
、この放電管と同軸状に配置して二重管を形成する誘電
体の外筒とをそれぞれ備え、前記一対の電極に交流電圧
を印加して生じさせる無声放電によりレーザ光の励起を
行うガスレーザ装置において、圧縮機、凝縮器。
になされたもので、誘電体より成る管状の放電管の軸方
向をレーザ光軸方向とし、前記放電管の外側に径方向に
対向して形成された一対の電極と、前記放電管の外側に
、この放電管と同軸状に配置して二重管を形成する誘電
体の外筒とをそれぞれ備え、前記一対の電極に交流電圧
を印加して生じさせる無声放電によりレーザ光の励起を
行うガスレーザ装置において、圧縮機、凝縮器。
膨張弁を前記外筒に対し環状に接続し、冷媒を、前記二
重管を形成する前記外筒と前記放電管との間隙を通して
循環させる様にして成る構成を有し、誘導電流を軽減し
、かつ冷却効率の高い一様な冷却ができる安定性の高い
無声放電式ガスレーザ装置を提供することを目的として
いる。
重管を形成する前記外筒と前記放電管との間隙を通して
循環させる様にして成る構成を有し、誘導電流を軽減し
、かつ冷却効率の高い一様な冷却ができる安定性の高い
無声放電式ガスレーザ装置を提供することを目的として
いる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図（ａ）及び（ｂ）は、この発明の一実施例である無声
放電式ガスレーザ装置の内部構成を示す断面図、及びそ
のｂ−ｂ線断面図で、第１図（ａ）及び（ｂ）と同一部
分には同一符号を用いて表示してあり、その詳細な説明
は省略する。上記各図において、２２．２３は誘電体の
外筒１５に取り付けられた冷媒入口及び出口、２４は放
電管１を冷却するためのガス状の冷媒、２５はガス状の
冷媒２４を圧縮するための圧縮機（Ｃ）、２６は高圧下
でガス状の冷媒２４を液化させるための凝縮器、２７は
液化された冷媒２４を急激に膨張させるための膨張弁で
ある。
図（ａ）及び（ｂ）は、この発明の一実施例である無声
放電式ガスレーザ装置の内部構成を示す断面図、及びそ
のｂ−ｂ線断面図で、第１図（ａ）及び（ｂ）と同一部
分には同一符号を用いて表示してあり、その詳細な説明
は省略する。上記各図において、２２．２３は誘電体の
外筒１５に取り付けられた冷媒入口及び出口、２４は放
電管１を冷却するためのガス状の冷媒、２５はガス状の
冷媒２４を圧縮するための圧縮機（Ｃ）、２６は高圧下
でガス状の冷媒２４を液化させるための凝縮器、２７は
液化された冷媒２４を急激に膨張させるための膨張弁で
ある。
次に、上記第２図（ａ）及び（ｂ）の動作について説明
する。ガス状の冷媒２４は、例えばフン化ノ・ロゲン化
炭化水素類であり、その誘電率は約２〜６である。ここ
では、ガス状の冷媒２４として、Ｒ−１２（誘電率２，
３）を用いた場合を例にとり述べる。冷媒出口２３から
外部に出−Ｃ来るガス状の冷媒２４は、低温、低圧のｌ
（Ｊ和蒸気状態で圧縮機（Ｃ）２５に導かれる。このガ
ス状の冷媒２４は、圧縮機（Ｃ） ２５により高温、高
圧の加熱蒸気城まで圧縮される。次いで、高温＋ ｌｔ
’ｌ圧状態のガス状の冷媒２４は、凝縮器２６によって
等圧的に冷却されて液化される。続いて、液化された冷
媒２４は膨張弁２７により等エンタルピ的に膨張し、低
温。
する。ガス状の冷媒２４は、例えばフン化ノ・ロゲン化
炭化水素類であり、その誘電率は約２〜６である。ここ
では、ガス状の冷媒２４として、Ｒ−１２（誘電率２，
３）を用いた場合を例にとり述べる。冷媒出口２３から
外部に出−Ｃ来るガス状の冷媒２４は、低温、低圧のｌ
（Ｊ和蒸気状態で圧縮機（Ｃ）２５に導かれる。このガ
ス状の冷媒２４は、圧縮機（Ｃ） ２５により高温、高
圧の加熱蒸気城まで圧縮される。次いで、高温＋ ｌｔ
’ｌ圧状態のガス状の冷媒２４は、凝縮器２６によって
等圧的に冷却されて液化される。続いて、液化された冷
媒２４は膨張弁２７により等エンタルピ的に膨張し、低
温。
低圧となり、冷媒人口２２より放電管ｊと外筒１５とに
より形成される二１１（管内に導かれる。ここで、液体
状態の冷媒２４は放ｉＫ管１よりの熱を吸収して等温゛
２等圧の下で気化するが、この際に放電管１より気化熱
へ準、当する熱を奪う。そして、以上の様なサイクルを
繰り返すことにより、等温１等圧状態で連続的に放電管
１は冷媒２４の潜熱により冷却されることになる。
より形成される二１１（管内に導かれる。ここで、液体
状態の冷媒２４は放ｉＫ管１よりの熱を吸収して等温゛
２等圧の下で気化するが、この際に放電管１より気化熱
へ準、当する熱を奪う。そして、以上の様なサイクルを
繰り返すことにより、等温１等圧状態で連続的に放電管
１は冷媒２４の潜熱により冷却されることになる。
第３図は、第２図（ａ）の無声放電式ガスレーザ装置で
、冷媒としてＲ−１２を用いた場合の動作特性図である
。この場合、冷媒２４の気化熱は約４０−Ａ、である。
、冷媒としてＲ−１２を用いた場合の動作特性図である
。この場合、冷媒２４の気化熱は約４０−Ａ、である。
例えば、ＩＫＷの投入電力がある場合に、従来のこの種
の装置では、約２０％が放電管１にて冷却されるので、
冷媒ガスは最低４ ｋｇが必要となる。この時、圧縮機
（Ｃ） ２５の効率を約０．７とすれば、圧縮機（Ｃ）
２５の所要動力は約５０Ｗであり、上記投入電力に対
して無視できる値となる。
の装置では、約２０％が放電管１にて冷却されるので、
冷媒ガスは最低４ ｋｇが必要となる。この時、圧縮機
（Ｃ） ２５の効率を約０．７とすれば、圧縮機（Ｃ）
２５の所要動力は約５０Ｗであり、上記投入電力に対
して無視できる値となる。
なお、上記実施例では、冷媒２４としてＲ−１２を用い
た場合について説明したが、フッ化ハロゲン化炭化水素
類あるいはアンモニアなどの様な誘電率の低い冷媒であ
れば、上記Ｒ−１２に限らず使用可能である。
た場合について説明したが、フッ化ハロゲン化炭化水素
類あるいはアンモニアなどの様な誘電率の低い冷媒であ
れば、上記Ｒ−１２に限らず使用可能である。
また、上記実施例では、レーザガスを循環する構成を有
する場合について説明したが、小出力レーザ装置で、放
電管の冷却部で十分に冷却が可能な場合には、上記各送
風管７，８、送風機（Ｂ）９及び熱交換器１０のガス循
環及び冷却系は不要である。
する場合について説明したが、小出力レーザ装置で、放
電管の冷却部で十分に冷却が可能な場合には、上記各送
風管７，８、送風機（Ｂ）９及び熱交換器１０のガス循
環及び冷却系は不要である。
以上の様に、この発明の無声放電式ガスレーザ装置によ
れば、誘電率の低い冷媒を、誘電体より成る放電管と、
この放電管と同軸状に配置して二重管を形成する誘電体
の外筒との間隙を通し、潜熱により放電管を冷却させる
様に構成したので、誘導電流を大幅に軽減でき、かつ冷
却効率が非常に高く、一様な冷却ができるために、極め
て安定性の高いレーザ出力が得られるという優れた効果
を奏するものである。
れば、誘電率の低い冷媒を、誘電体より成る放電管と、
この放電管と同軸状に配置して二重管を形成する誘電体
の外筒との間隙を通し、潜熱により放電管を冷却させる
様に構成したので、誘導電流を大幅に軽減でき、かつ冷
却効率が非常に高く、一様な冷却ができるために、極め
て安定性の高いレーザ出力が得られるという優れた効果
を奏するものである。
第１図（ａ）及び（ｂ）は、従来の無声放電式ガスレー
ザ装置の内部構成を示す断面図、及びそのｂ−ｂ線断面
図、第２図（ａ）及び（ｂ）は、この発明の一実施例で
ある無声放電式ガスレーザ装置の内部構成を示す断面図
、及びそのｂ−ｂ線断面図、第３図は、第２図（ＳＬ）
の無声放電式ガスレーザ装置で、冷媒としてＲ−１２を
用いた場合の動作特性図である。 図において、１−・・放電管、５・・・全反射鏡、６・
・・部分反射鏡、７，８・・・送風管、９・・・送風機
（Ｂ）、１０・・・熱交換器、１１・・・矢印、１２．
１３・・・一対の電極、１４・・・高周波電源、１５・
・・誘電体の外筒、１６．１７・・・絶縁性液体の入口
、出口、１８・・・絶縁性液体、１９・・・循環ポンプ
（Ｐ）９．２ｏ・・・放熱板、２Ｊ・・・脱イオン化装
置、２２．２３・・・冷媒人［］及び出１コ、２４・・
・冷媒、２５・・・圧縮機（Ｃ）、２６・・・凝縮器、
２７・・・膨張弁である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第１図（ａ） 第１図（１）） ２ 第２図（ａ） １Ｌ 第２図（ｂ） 第３図 ワ ９り エノクノに″［ｋｃａｌ／ｋｇ）
ザ装置の内部構成を示す断面図、及びそのｂ−ｂ線断面
図、第２図（ａ）及び（ｂ）は、この発明の一実施例で
ある無声放電式ガスレーザ装置の内部構成を示す断面図
、及びそのｂ−ｂ線断面図、第３図は、第２図（ＳＬ）
の無声放電式ガスレーザ装置で、冷媒としてＲ−１２を
用いた場合の動作特性図である。 図において、１−・・放電管、５・・・全反射鏡、６・
・・部分反射鏡、７，８・・・送風管、９・・・送風機
（Ｂ）、１０・・・熱交換器、１１・・・矢印、１２．
１３・・・一対の電極、１４・・・高周波電源、１５・
・・誘電体の外筒、１６．１７・・・絶縁性液体の入口
、出口、１８・・・絶縁性液体、１９・・・循環ポンプ
（Ｐ）９．２ｏ・・・放熱板、２Ｊ・・・脱イオン化装
置、２２．２３・・・冷媒人［］及び出１コ、２４・・
・冷媒、２５・・・圧縮機（Ｃ）、２６・・・凝縮器、
２７・・・膨張弁である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第１図（ａ） 第１図（１）） ２ 第２図（ａ） １Ｌ 第２図（ｂ） 第３図 ワ ９り エノクノに″［ｋｃａｌ／ｋｇ）
Claims (1)
- 誘電体より成る管状の放電管の軸方向をレーザ光軸方向
とし、前記放電管の外側に径方向に対向して形成された
一対の電極と、前記放電管の外側に、該放電管と同軸状
に配置して二重管を形成する誘電体の外筒とをそれぞれ
備え、前記一対の電極に交流電圧を印加して生じさせる
無声放電により、レーザ光の励起會行うガスレーザ装置
において、［Ｅ縮機、凝縮器、膨張弁を前記外筒に対し
環状に接続（７、冷媒を、前記二重管を形成する前記外
筒と前記放電管との間隙を通して循環させる様に１７て
成ることを特徴とする無声放電式ガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8697283A JPS59213184A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 無声放電式ガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8697283A JPS59213184A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 無声放電式ガスレ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59213184A true JPS59213184A (ja) | 1984-12-03 |
Family
ID=13901784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8697283A Pending JPS59213184A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 無声放電式ガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59213184A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS647669A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Komatsu Mfg Co Ltd | Gas laser oscillator |
-
1983
- 1983-05-18 JP JP8697283A patent/JPS59213184A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS647669A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Komatsu Mfg Co Ltd | Gas laser oscillator |
| JP2640345B2 (ja) * | 1987-06-30 | 1997-08-13 | 株式会社小松製作所 | ガスレーザ発振装置 |
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