JPS60107877A - レ−ザ発振器 - Google Patents

レ−ザ発振器

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Publication number
JPS60107877A
JPS60107877A JP21499583A JP21499583A JPS60107877A JP S60107877 A JPS60107877 A JP S60107877A JP 21499583 A JP21499583 A JP 21499583A JP 21499583 A JP21499583 A JP 21499583A JP S60107877 A JPS60107877 A JP S60107877A
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JP
Japan
Prior art keywords
gas
laser oscillator
reflecting mirrors
laser
reflecting mirror
Prior art date
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Pending
Application number
JP21499583A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Inoue
潔 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inoue Japax Research Inc
Original Assignee
Inoue Japax Research Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Inoue Japax Research Inc filed Critical Inoue Japax Research Inc
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Publication of JPS60107877A publication Critical patent/JPS60107877A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/034Optical devices within, or forming part of, the tube, e.g. windows, mirrors
    • H01S3/0346Protection of windows or mirrors against deleterious effects

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーザ発振器に関する。
レーザ光を集束レンズによって集束し、被加工体に上記
レーザ光を照射しつつ加工を行うレーザ加工装置は公知
であり広く利用されている。
上記レーザ加工装置のレーザ発振器には、固体レーザ、
気体レーザ又は半導体レーザ等が使用され、上記各レー
ザ発振器は備えflけられた反射鏡によってレーザビー
ムが反射され発振効率が高められるように構成されてい
る。
然しなから、上記反射鏡はレーザビームを反射する際に
、そのエネルギの一部を吸収してしまうため、加工時に
は上記反射鏡の表面温度が上昇し、材質が変質したり、
機械的歪が生じて反射方向が変ワたり、レーザガス中の
異物やガスの変質物及びその他の異物が付着するとか焼
き付けられたりする結果その反射効率が低下してしまう
と云う問題点があった。しかも、上記反射鏡はその表面
温度の上昇に伴い反射効率が低下し、これに連れてレー
ザ発1lii器の発振出力が低下してまうので、長時間
の加工の際にはレーザ発振器の発振を中断し、反射鏡の
温度を下げ、然る後、レーザ加工を再開すると云う方法
が採られていた。
而して、長時間のレーザ加工は手間と時間がかかり、ま
た、反射鏡は熱によっ゛C劣化する為、一定の期間毎に
新しい反射鏡と交換しなければならなかった。
この問題点を解決するために、反射鏡の裏面に冷却装置
を取り付け、上記反射鏡の温度上昇を防止するレーザ発
振器が開発されたが、装置が複雑且つ大型に成る割には
反射鏡の裏面から冷却する為、充分な冷却が11なわれ
ず、やはり発振時間が長くなると発振出力が低ドしてし
まうと云う問題点は解決されなかった。
本発明は斜上の観点に立って為されたものであって、そ
の目的とするところは、レーザ発振器の反射鏡の汚れを
防止乃至は浄化し、また反射鏡を充分に冷却し”C反射
鏡の反射すJ率が低下確゛ることなく、長時間にわたる
レーザ発振器の連続発振を可能にすると共に、反射鏡の
寿命を延ばすことができるシンプルで、且つコンパクト
なレーデ発振器を提供することにある。
而しζ、上記の目的は、レーザ発振器に備え付けられた
反射鏡の反射面及び半透過鏡の表面に、浄化ガス若しく
は浄化空気を供給し、冷却と異物のパージとを行なう装
置を設けることによって達成される。
以下、図面により本発明の詳細を置体的に説明する。
第1図は、本発明にかかるレーザ発振器の一実施例を示
す説明図、第2図は、他の実施例を示す説明図である。
ff11図中、1は直管1aとウォータ・ジャケット1
b等から構成されるレーザ管、2.2はガス導入路、3
はガス吸引口、4は上記ウォータ・ジャケラHbに冷却
水を供給する冷却水供給口、5は上記冷却水の排水口、
6及び7はリング状の陰極及び陽極、8及び9は反射鏡
、8aは上記反射鏡8の中心に形成された孔、10及び
11は反射鏡9の固定板、12及び13は反射鏡8のU
整根、14.14は調整ねじ、15は0リング、16は
KClガ%、結晶板で半透明な出力取出窓、17はco
2−N2−1t2の混合ガスが図示しない各ガスの充填
ボンベから所定の組成となるように制御供給されて貯留
するガス留め、又ハ混合カスが充填されたガスボンベi
8i;[jEバルブ、19はニードルバルブ、2oは圧
力11.21はフローバルブ、22は毛細管、詔は荒引
バルブ、24はリークバルブ、部はロータリ・ポンプ、
部、届はガス供給管である。
而して、反射鏡8及び9は直管1aの両端部に配置され
ており、上記反射鏡8及び9は誘電多層膜を用いる他、
金を蒸着したものが多く使用される。
な′!、?、上記*W1aの両端部に取り付けられた2
個の反射鏡8及び9のうち反射鏡8は、動作状妨に於て
も外部から朝整が可能なように配置された内jllミラ
ー形である。
直管1aのプラズマ部分は冷却を行なう為のウメータ・
ジャケット1hで覆われており、ウォータ・ジャケラ、
)lbに冷却水供給口4から冷却水が供給され、冷却水
の排水口5がら排出される。
マタ、肖’l’flaの内部には有効なプラズマガスを
発生さ・けるに必要な陰極6と陽極7とが配置され、更
に片側にけ発据光をj3遇させる半透明な出方取出窓1
6が設けられている。
而して、予め所定組成に混合されガス留17に貯留され
た、例えば圧力フ60 Torr前後の混合ガス、又は
ガスボンベIT、17に圧入に(例えば、約lo。
kg)されたガスが、減圧バルブ18.18を介してニ
ードルハル7”19.19に導かれ、ここでガスの流量
が調整され、所定の量のガスがガス導入路2.2を経て
ガス供給管26、墓から直管la内に取り付けられた反
射鏡8.9の反射面にレーザ直管la内の低ガス圧によ
り吸引噴射されつつ供給される。また、直管la内に供
給されたガスは、ガス吸引口3から荒引バルブ詔、ガス
・フローバルブ21及び適当な排気抵抗を持つ毛細管2
2を通してロータリ・ポンプ部で吸引され、常に直管l
a内のガスの景とガス圧力(例えば、30〜50Tor
r)を所定の値に保つように構成されている。
而して、反射鏡8.9の反射面は上述の如く、発振時に
は常に混合ガスが噴射され、反射鏡の表面温度の上昇が
最低限度に抑えられるので、反射効率の低下も少なく、
レーザ発m器の発振出力を高く保った状態での連続j1
転が可能と成るのである。
そして、上記の場合ガス供給管26.26から反射鏡8
.9の反射面に噴射供給される混合ガスは、予め所定の
処理が為された清浄ガスであるから、Mta浄ガスによ
って反射面が汚染されることなく、直管la内のガスの
流れからも、反射面が電1f!6.7内の変性ガスに接
触、汚染されることなく、また必要ならば、上記噴射供
給ガスをコロナ又はグロー放電領域を通過させるとか、
紫外線若しくは放射性照射により一部をイオン化したガ
スとして供給することにより積極的な浄化ガスの作用を
し、反射面への付着又は焼4=f R物等をパージ等処
理して清浄に保ってやることができる。
なオi、半透明な出力取出窓16にも上記混合ガスが反
射鏡8の中心に形成されCいる孔8aを介して発振時に
は常時噴射されるので、出力取出窓16の表面γ1.に
度も最小限度に抑えられる。
次に、第2図について説明する。
m2図中、ff11図に付した9番号と同一の番号を付
したものは同一の構成要素を示しており、27は必要に
応じてガスイオン化装置を有するフィルタ、28.28
はバルブ、29.29はニードルバルブ、3()、30
はガス導入路である。
而して、予め最適条件に混合されたガスを圧入したガス
ボンベ17から減圧バルブ18を介してニードルバルブ
19に導き、ここでガスの流量が調整されつつ所定の量
が直管la内に初期充填的に供給されると、直管1aの
内部に配置された陰極6と陽極7に電圧パルスが供給さ
れてレーザ発振が開始される。
直管la内に供給されたガスは、ガス吸引口3から荒引
バルブ23、ガス・フローバルブ21及びN 当な排気
抵抗を持つ毛細管22を通し“(v−クリ・ポンプ25
で吸引され、冷却され、そし゛ζ心要に応じてガスイオ
ン化装置を有する通常のフィルタ又はl1fiフイルタ
27によって浄化された後、減圧バルブ28.28を介
してニードルバルブ29.29に導き、ここでガスの流
量が調整されつつ所定の量がガス導入路30.30を経
てガス供給管2に、26から直管Ia内に取り付けられ
た反RJ 1118.9の反射面にガスが噴射されつつ
循環供給される。
而し5て、直管la内のカスの量とガス圧力は一首に所
定の値に保たれると共に、反射鏡8及び90表面もガス
によって浄化及び充分に冷却されるので、レーザ発振器
の発振出力を一゛チ<保った状態での連続運転が可能と
成るのである。
特に、本発明の如く構成されたco2レーザ発振器を使
用し、その出力を約550 Wに保って連続運転をした
ところ、発振出力は211J経過後も低下しなかった。
然しなから、従来のレーザ発振器では211−]経過後
にはその発振出力が略半分の300 Wに(1(下しC
しまった。
本発明は叙」二の如く構成されるので、本発明によると
きには、レーザ発振器に備えられた反射鏡が充分に浄化
及び冷却されるので、反射鏡の反射効イ1が41(丁J
ることがなく、長時間にゎたるレーザ発振器の連続発振
を可能にすると共に、反射鏡の寿命を大幅に延ばすこと
ができるのである。
なお、本発明は叙上の実施例に限定されるものではない
。即ち、例えば、本実施例に於てはレーザ発振器をガス
レーザ発振器としたが、固体レーザ発振器又は半導体レ
ーザ発fi器等にも応用できるものである。なお、この
場合には反射鏡には浄化ガスに限定されず清浄空気や必
要に応じてイオン化された浄化空気等を噴射させるよう
にしてもよい。また、反射鏡の反射面の冷却を行なうと
同時に、反射鏡の裏面に浄化空気噴射等を噴射させるよ
うに構成すればより反射鏡の冷却効果が高められる。更
にまた、フィルタも通常のフィルタ又は磁気フィルタに
限定されず、その目的を達成し自るものであれば他の公
知フィルタが利用できるものである。その他、ガス供給
管の取り付は位置、ガスの供給方法及びその噴射制御の
方法等は本発明の目的の範囲内で自由に設+1+変更で
きるものであって、本発明はそれらの総てを包摂するも
のである。
【図面の簡単な説明】
ff11図は、本発明にががるレーザ発W器の一実施例
を示す説明図、第2図は、他の実施例を示す説明図であ
る。 1−−−−−−−−−−−−−−−−−−一・−レーザ
管1a−−−−−−−−−・−−−−−−−−−−−−
−直管1b−−−−−−−−−・−−一一−−−−−−
−−−ウメータ・ジ十ケット2.30−−−−−−−−
−−−−−−ガス導入路3−−−−−−−−−−−へ−
−−−−一一−−ガス吸引口4−・−一−〜−一−−一
−−−−−−−−−−一−−−−冷却水供給口5−一−
−・−・−・−−−−一−−−−−−−−−−〜冷却水
排水口6−−−−−−−−−−−−−−・−陰極? −
−−−−・−・−−−−−−−一一一一−−隅極8.9
−−−−−−−−−−−−−一反射鏡10.11・−−
−−−一−−−−−−−−−−−固定板12.13−−
−一−−−−−−−−−−−−1!l整板14−−−−
−−・・−−−一−−−−−−−−−−−−問整ねじ1
5−−−一・−・−−−−一−−−−−−・−0リング
16−−−−一・−一−−−−−−−−−−−−−−−
出力取出窓17−−−−−−−−−−−−−−−−・−
ガス留め又はボンベ18−−−−−−−〜−−−−−−
−−−−−−−減圧バルブ+9−−−−・−一−−−−
−−−−−−−−−・−ニードルバルブ20−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−一圧力針21−・−
・・−・−−−一−−−・−・・フローバルブ22−・
・−−−一一−−−−−−−・−m−−・−毛楕管詔−
・−一−−−−・−・・−−−−−−−−一荒引バルブ
24−・−・−・−−一−−−−−−・・−リークバル
ブδ−−−−−−−−−−−−−−−一−−−−−−・
ロータリ・ポンプ26−・・−・−・−−−−−−・−
−−−−−−・−ガス供給管27−・−一−−−−・−
・−−−・−−一・−フィルタ特許出願人 株式会社 
井土ジャパックス研究所代理人(7524) lIk上
正太部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)レーザ発Ia器に備えft Itられた反射鏡の反
    射面及び半透過鏡の表面に、浄化ガス若しくは浄化空気
    を供給する装置を具備したことを特徴とするレーザ発振
    器。 2)上記浄化ガス若しくは浄化空気を循環さ−Uるよう
    に構成すると共に、その循環路内にフィルタを装着した
    特許請求の範囲第1項記載のレーザ発振器。 3)上記フィルタが磁気フィルタである時i’r請求の
    範囲第1項又は第2項記載のレーザ発振器。 4)上記フィルタが通常のフィルタである特1′「請求
    の範囲第1項又は第2項記載のレーザ発振器。
JP21499583A 1983-11-17 1983-11-17 レ−ザ発振器 Pending JPS60107877A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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