JPS6035836B2 - ガスレ−ザ装置 - Google Patents

ガスレ−ザ装置

Info

Publication number
JPS6035836B2
JPS6035836B2 JP2777080A JP2777080A JPS6035836B2 JP S6035836 B2 JPS6035836 B2 JP S6035836B2 JP 2777080 A JP2777080 A JP 2777080A JP 2777080 A JP2777080 A JP 2777080A JP S6035836 B2 JPS6035836 B2 JP S6035836B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
discharge
voltage
electrodes
electrode
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP2777080A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS56124284A (en
Inventor
周治 小川
重典 八木
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2777080A priority Critical patent/JPS6035836B2/ja
Publication of JPS56124284A publication Critical patent/JPS56124284A/ja
Publication of JPS6035836B2 publication Critical patent/JPS6035836B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

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
    • H01S3/036Means 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、無声放電式ガスレーザ装置の改良に関する
ものである。
まず、従来の無声放電式ガスレーザ装置を直交形C02
レーザを例にとって説明する。
第1図は、従来の装置の髪部の構成を示す図、第2図は
、その0−0線からみた電極断面及びガス系統を示す図
、第3図は、その電極に印加される電圧波形図、第4図
は、その電極間に生じる無声放電を肉眼で観測した放電
状態を示す図である。
まず第1図において1は誘電体電極で高電圧側、2は1
と同じく誘電体電極で接地側に配置されている。
誘電体電極1,2は、それぞれ金属部分la,2aに誘
電体lb,2bが被覆されたものである。3は、放電空
間、4は、レーザ管体、5は、全反射鏡、6は部分反射
鏡、7は透過窓、8は、高周波高圧電源(以下単に高圧
電源という)で、発振部81と昇圧部82より成ってい
る。
9は、冷却水循環ポンプ、10‘よ、冷却器、11は、
イオン交換純水器である。
なお図中の破線は、電極冷却系を示す。上記の構成にお
いて、高圧電源8より1皿HZピーク電圧1郎Vの交流
電圧が誘電体電極1,2間に印加されると、放電空間3
に無声放電と呼ばれる安定なクロー状の放電が生じる。
レーザ煤質ガス(C02レーザの場合は、一般にC02
,C0,N2,Heの混合気体)は、放電空間3を通過
するとき「‘こ、この無声放電によりレーザ励起され、
全反射鏡5と部分反射鏡6により構成される光共振器に
よってレーザ発振を起こし、励起された分子エネルギー
は、レーザ光として、部分反射鏡6から、透過窓7を通
して、レーザ管体4の外へ取り出される。誘電体電極1
,2は共に電気伝導度の低い冷却水で冷却されており、
冷却水は、冷却水循環ポンプ9で冷却器10、イオン交
換純水器11を通って循環される。イオン交換純水器1
1は、冷却水の電気伝導度を小さくして、高電圧側電極
からの電流漏洩を防ぐため必要である。次に、第2図で
は、第1図のローU線からみた電極断面及びガス系統図
が示されており、12は、ブロア、13は熱交換器、1
4は、無機絶縁物でできているガスガィドである。熱交
換器13で温度が下がりブロア12によって加速され高
速になったしーザ媒質ガスは、ガスガィド14によって
、放電としーザ光(紙面に垂直)のいづれにも直交する
方向に放電空間3を通過する。
放電空間3におけるガス速度は、3仇 m・s−,程度
の高速にし、放電によって受けた熱エネルギーによるガ
ス温度上昇を50qo程度に低く抑える。これは、C0
2の光吸収率がガス温度上昇により急激に上昇し、レー
ザ発振のエネルギー効率を低下させるので、ガス温度を
低く抑える必要があるためである。第3図には、上記従
来装置の誘電体電極1,2(正確には、その金属部分l
a,2aに高圧電源8によって印加される電圧V,,V
2の波形図が示されている。
高電圧側誘電体電極1にはピーク電圧1歌Vの電位V,
がかかっており、接地側叢電体電極2と、レーザ管体4
は共に接地されている。ここで無声放電の特性について
簡単に説明する。無声放電は、譲霞体lb,2bを介し
て生じる交流放電であり、電源電圧の上昇にしたがって
放電空間3の電圧が上昇し、放電空間電位差が放電開始
電圧に達するとパルス的放電が生じ、放電が生じると誘
電体lb,2bの表面に電荷が堆積され、逆電界が生じ
その結果、放電空間3の電圧が低下して放電が消滅する
。電圧の上昇により再び放電空間3の電圧が放電開始電
圧に達すると放電が起る。交流電源の半サイクル中にこ
のような放電が数回ないし数十回繰り返され、また次の
半サイクルでは、逆檀性の放電が繰り返される。ところ
で、放電開始電圧は放電条件(気体種類、圧力、放電空
隙長)でさまる一定値で、放電空間3の電位差は無声放
電の特質の故に決してこれを超えることはないが、誘電
体電極1(正確にはその金属部分la)にかかる電圧は
電源から印加される電圧そのものである。この為、レー
ザ管体4及び、その内部に構成される導電性を有する部
品は、すべて、高電圧側の誘電体電極1から印加電圧値
に対して安全な絶縁距離長だけ離して設置する必要があ
り、必然的に装置が大型となる欠点があった。
また、従釆の装置における放電状況は、第4図に示すよ
うに、高電圧側誘電体電極1の亀極沿面からも放電が生
じ設定した放電空間3(破線内部)から大きく外へはみ
出し、さらに放電空間3内での放電が均一でない。
これは、各誘電体電極1,2の背後部のレーザ管体4が
接地電位である為、誘電体電極1,2のまわりの空間電
位分布が非対称となり、放電が高電圧側の誘電体電極1
に片寄ることが原因である。このことにより、設定され
た放電空間3(共振器空間)外で放電エネルギーが無駄
に消費されるので発振効率が低下する。同時に取り出さ
れるレーザビームの光軸に対する対称性も悪くなり、ビ
ームの収束性においても難点がある(レンズでいまつて
も一点に焦V点が結ばず加工用のレーザビームとしては
質が悪い)。この発明は、このような従来装置の欠点の
解消を目的とするものである。
以下、この発明を説明する。第5図は、この発明の一実
施例の要部の構成を示す図、第6図は、そのW−打線か
らみた電極断面図及びガス系統を示す図、第7図は、そ
の電極に印加される電圧波形図、第8図は、その電極間
で出じる無声放電を肉眼で観測した放電状態を示す図で
ある。
電極構成、電極冷却系、ガス系統は、従来の装置と同様
であるが、高圧電源を中点接地を有する昇圧部82aを
用いた単相三線式中点懐地高周波高圧電源8a(以下、
中点接地高圧電源という)とした点が異っており、この
結果レーザ管体4の小型化が可能となっている。
即ち中点接地高圧電源8aにより従来の装置の時と同一
放電電力を投入する場合、第7図に示すような印加電圧
V,,V2を譲蟹体電極1,2(正確には、誘電体電極
1,2の金属部分la,2a間にかけることになる。す
なわち、誘電体電極1に印加する電圧V,(ピーク電圧
7.球V,10KHZ)と、上記電圧に対して1800
位相差のある電圧V2(ピーク電圧、7.弧VIOKH
2)を誘電体電極2に印加する。このようにすると、従
来の装置と同一の放電電力を投入することができるにも
かかわらず、レーザ管体4と、誘電体電極1との間の耐
電圧が、従来の装置ではピーク電圧1歌Vを必要とした
のに対し、この実施例の装置では、半分のピーク電圧7
.斑Vで足りる。従って、レーザ管体4及び、その内部
に構成される導電性を有する部品と、議電体電極1,2
からの絶縁距離長が約半分でよくなり装置を小型化する
ことができた。言いかえれば、もしレーザ管体4を従釆
と同じ大きさに保っていれば、印加し得る電圧は約倍ま
で高めうるので、発振出力をより大きくすることができ
る。また、この実施例の放電状況は、第8図に示すよう
に、誘電体電極1,2のどちらに対しても対称で、設定
した放電空間3(破線部)から大きく外へ、はみ出すこ
とはなく、さらに放電空間3内での放電も対称となる。
これは、レーザ管体4が鞍地電位であっても、空間電界
が各電極1,2に対して対称となる為である。このこと
により、設定した放電空間3(共振器空間)外で放電エ
ネルギーが無駄に消費されることがほとんどなく、発振
効率が従来より上昇する。また、放電空間3内での放電
分布も対称になるので取り出されるレーザビームの光蓬
内エネルギー分布も対称になるので収束性のよい加工用
、用途に適したビームが得られる。
第9図はこの発明の実施例の要部の構成を示す図で、レ
ーザ光とガス流とが同一方向となる麹流形へ適用したも
ので、第10図は、第9図のX−X線からみた断面図で
ある。
各部の働きは、第5図に示した実施例と同様であるが、
この軸流形ガスレーザへの実施例では、レーザ光とガス
流とが同一方向となっており、ガス流に添って誘電体電
極1,2が設けられている構造である。この車由流形ガ
スレーザにおいても、中点接地高圧電源8aから誘電体
電極1,2にそれぞれ、電圧V,,V2をEO力ロする
ことにより前記実施例と同様に装置を4・型化すること
ができるとともに、発振効率が向上し、収束性のよい加
工用用途に通したレーザビームを得られる。なお、上記
実施例では中点接地高周波高圧電源を用いた例を示した
が、必ずしも厳密に中点に接地したものとする必要はな
く、中間点、例えば1′4分割点を接地したものとして
もよく、この場合にも同様の効果が得られるということ
はいうまでもない。
この発明は、放電面が誘電体で覆われた対称な1対の誘
電体電極を有する無声放電式ガスレーザ装置において、
中間点が接地された単相三線式高周波高圧電源から、上
記両電極に1800の位相差のある高周波高電圧を印加
する構成としたことを特徴とするもので、装置の小型化
と、発振効率の向上と、レーザビームの収束性のよい無
声放電式ガスレーザ装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の直交形ガスレーザ装置の要部の構成を
示す図、第2図は、第1図のローロ線からみた電極断面
及びガス系統を示す図、第3図は、その電極に印加され
る電圧波形図、第4図は、その電極間に生じる無声放電
の状態を示す図、第5図は、この発明の一実施例の要部
の構成を示す図、第6図は、第5図のけ−の緩からみた
電極断面、及びガス系統を示す図、第7図はその電極に
印加される電圧波形図、第8図は、その電極間で生じる
無声放電の状態を示す図、第9図は、この発明の他の実
施例の要部の構成を示す図、第10図は第9図のX−X
線からみた断面図である。 図において、1,2は誘電体電極、la,2aは電極金
属部分、lb,2bは誘電体、3は放電空間、4はしー
ザ管体、5は全反射鏡、6は部分反射鏡、7は透過窓、
8は高周波高圧電源、8aは単相三線式中点接地高周波
高圧電源、9は、冷却水循環ポンプ、10は冷却器、1
1はイオン交換純水器、12は、ブロア、13は、熱交
換器、14はガスガィドである。 なお、図中同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示
す。第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第7図 第6図 第8図 第9図 第10図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 放電面が誘電体で覆われた対称な一対の誘電体電極
    を有し、この電極間に高周波高圧電圧を印加して無声放
    電を発生させ、その電極の間を流れるレーザ媒質ガスを
    励起してレーザを発生さるように構成されたものにおい
    て、中間点が接地された単相三線式高周波高圧電圧電源
    を備え、この電源から上記両電極に180°の位相差の
    ある高周波高圧電圧を印加する構成としたことを特徴と
    するガスレーザ装置。
JP2777080A 1980-03-05 1980-03-05 ガスレ−ザ装置 Expired JPS6035836B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2777080A JPS6035836B2 (ja) 1980-03-05 1980-03-05 ガスレ−ザ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2777080A JPS6035836B2 (ja) 1980-03-05 1980-03-05 ガスレ−ザ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS56124284A JPS56124284A (en) 1981-09-29
JPS6035836B2 true JPS6035836B2 (ja) 1985-08-16

Family

ID=12230207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2777080A Expired JPS6035836B2 (ja) 1980-03-05 1980-03-05 ガスレ−ザ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6035836B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS56124284A (en) 1981-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5953360A (en) All metal electrode sealed gas laser
JPS637038B2 (ja)
JPS6248397B2 (ja)
US4677637A (en) TE laser amplifier
JPS6035836B2 (ja) ガスレ−ザ装置
JPS6310597B2 (ja)
JPS6026310B2 (ja) ガスレ−ザ装置
JPS639393B2 (ja)
GB2107512A (en) Apparatus for producing a laser-active state in a fast subsonic flow
US3452295A (en) Gas laser discharge tube having insulator shields
JPS6144481A (ja) ガスレ−ザ装置
JPS56131986A (en) Gas laser device
JPS6310916B2 (ja)
JPH02281671A (ja) ガスレーザ発振装置
JPS61137381A (ja) 無声放電式ガスレ−ザ装置
JPS6026311B2 (ja) ガスレ−ザ装置
JPS5917871B2 (ja) ガスレ−ザ装置
JPS61170086A (ja) 無声放電式ガスレ−ザ装置
JPS62183580A (ja) 無声放電式ガスレ−ザ装置
JPH01214184A (ja) パルスレーザ発振装置
RU1777526C (ru) Электроразрядный лазер с диффузионным охлаждением
JPH0225267B2 (ja)
JP4280132B2 (ja) ガスレーザ装置
JPS63313881A (ja) 無声放電式ガスレ−ザ装置
JPS60260172A (ja) 無声放電励起レ−ザ