JPS6022634Y2 - ガスレ−ザ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案はレーザ媒質ガスを高速循環させて高出力のレー
ザ光を得るガスレーザ装置に関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

一般に、この種のガスレーザ装置は、風洞状をなした装
置本体内に放電部、熱交換器および送風機が設けられて
なる。

そして、上記送風機によってたとえばＣＯ２、Ｎ２およ
びＨｅの混合ガスなどからなるレーザ媒質ガス装置本体
内を高速で循環させられることにより、上記放電部にお
いて大容積、大電力の放電が行なわれる。

この放電エネルギーの一部がレーザ媒質ガスにより光エ
ネルギに変換され、高出力のレーザ光として取り出され
る。

また、残りの放電エネルギによってレーザ媒質ガスが加
熱されるため、このレーザ媒質ガスを上記熱交換器によ
って冷却するようにしている。

ところで、このようなガスレーザ装置から取り出される
レーザ光によってレーザ加工を行なう場合、レーザ光の
出力が加工条件に大きく影響するから、その出力を一定
値に安定した状態で保つ必要がある。

レーザ光め出力は、放電部への入力電流、レーザ媒質ガ
スの圧力、熱交換器に流れる冷却水の温度と流量などに
よって変動する。

したがって、従来はこれらの条件を一定に保つことによ
り安定した出力のレーザ光を得るようにしていた。

しかしながら、上記各条件を一定に保つようにしても、
放電が開始されてから約２０〜３紛の間は放電エネルギ
によって装置全体の温度が熱平衝状態となるまで上昇し
つづけることが避けられない。

この温度上昇は原理的にレーザの発振効率を低下させる
ことになり、また、仮にこの間、レーザ媒質ガスの圧力
を一定に保ちつづけても、このレーザ媒質ガスの密度が
実質的に低下してレーザ媒質ガスの利得を低下させるこ
とになる。

したがって、これらの理由によりレーザ光の出力が変動
してしまうという問題があった。

〔考案の目的〕

本考案は放電が開始されてから装置全体の温度が安定状
態となるまでの間であっても、出力の安定したレーザ光
が得られるようにしたガスレーザ装置を提供することに
ある。

〔考案の概要〕

上流側に、この放電部に流入するレーザ媒質ガスを加熱
するヒータおよびレーザ媒質ガスの温度を検知して上記
ヒータを制御するセンサとを配置することにより、放電
部に流入するレーザ媒質ガスの状態を一定に保つように
したものである。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明する。

図中１は密閉風洞状に形成された装置本体である。

この装置本体１には、放電部２が形成されているととも
に、熱交換器３および送風機４が内部に設けられている
。

また、装置本体１内にはＣＯ２、Ｎ２およびＨｅの混合
ガスからなるレーザ媒質ガスが収容されていて、このレ
ーザ媒質ガスは上記送風機４によって図中矢示のごとく
装置本体１内を高速度で循環させられるようになってい
る。

上記放電部２には共振器を形成する反射鏡５と出力鏡６
とが設けられているとともにこれら反射鏡５と出力鏡６
との間にはレーザ媒質ガスの流れ方向に沿って対向する
よう複数の第１の放電電極７ａ・・・と棒状の第２の放
電電極７ｂとが配置されている。

また、放電部２の上流側には、この放電部２に流入する
レーザ媒質ガスの温度を検知するセンサ８およびこのセ
ンサ８よりも上流側にレーザ媒質ガスを加熱するヒータ
９が配置されている。

上記センサ８とヒータ９とは、制御装置１０に接続され
ていて、この制御装置１０はセンサ８の検出信号によっ
てヒータ９を制御するようになっている。

すなわち、放電部２に流入するレーザ媒質ガスの温度は
、ヒータ９によって制御装置１□０に設定された設定温
度に保たれるようになっている。

また、上記熱交換器３は水冷式のもので、これには洪水
管１１と排水管１２とが接続されていて、冷却水が循環
するようになっている。

このように構成されたガスレーザ装置によれば、制御装
置１０の設定温度を装置全体が熱平衝状態となったとき
の温度に設定しておけば、放電部２に流入するレーザ媒
質ガスの温度を常時放電が開始されてから２０〜３吋経
過したときとほぼ同じ温度にすることができる。

したがって、放電部２に流入するレーザ媒質ガスの温度
を放電が開始された直後から一定に保つことができるか
ら、出力変動のない安定したレーザ光を得ることができ
る。

すなわち、放電開始直後から安定した出力のレーザ光で
レーザ加工を行なうことができる。

また、熱交換器３に冷却水を循環させることにより、こ
の冷却水の脈動によるレーザ媒質ガスの温度が一定しな
いということも考えられるが、このような場合にも放電
２に流入するレーザ媒質ガスの温度はヒータ９によって
一定に保たれるから、レーザ光の出力変動を招くことは
ない。

さらに、レーザ加工の都合上、電極７・・・への入力電
流を変えてレーザ光の出力を低下させることがある。

このような場合、通常は放電エネルギが減少してレーザ
媒質ガスの温度が低下しすぎることによってその密度が
実質的に高まり、レーザ光の出力が所定値以上となるこ
とがあるが、電極７・・・への入力電流を変えることに
よって制御装置１０の設定温度が制御されるようにして
おけば、放電部２に流入するレーザ媒質ガスの温度が電
極７・・・への入力電流に応じて変わるから、この入力
電流に応じて安定した出力のレーザ光を得ることができ
る。

〔考案の結果〕

以上述べたように本考案は、放電部の上流側に、この放
電部に流入するレーザ媒質ガスを加熱するヒータおよび
レーザ媒質ガスの温度を検知して上記し−タを制御する
センサとを配置したから、上記放電部に流入するレーザ
媒質ガスの温度を一定に保つことができる。

したがって、放電開始直後から出力変動のない安定した
レーザ光を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は装置全体の構
成国、第２図は放電部の横断面図である。 １・・・・・・装置本体、２・・・・・・放電部、３・
・・・・・熱交換器、４・・・・・・送風機、８・・・
・・・センサ、９・・・・・・ヒータ、１０・・・・・
・制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 装置本体内に放電部、熱交換器および送風機が設けられ
   、この送風機によってレーザ媒質ガスを高速循環させる
   ガスレーザ装置において、上記放電部の上流側に、この
   放電部に流入するレーザ媒質ガスを加熱するヒータおよ
   びレーザ媒質ガスの温度を検知して上記ヒータを制御す
   るセンセとを配置したことを特徴とするガスレーザ装置
   。