JPS6041740Y2 - ガスレ−ザ管装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はガスレーザ管装置に係り、特に強制空冷によ
り動作するガスレーザ管装置の改良に関する。

一般にガスレーザ管において、アルゴンやクリプトン等
の希ガス放電を用いるものは、可視光線で比較的大出力
が得られる特長があるが、このようなガスレーザ管の放
電細管部では大電力が消費されるため、細管には電気的
に絶縁体であり、耐熱性が良く、かつ熱伝導度が極力大
きい材料が選ばれて用いられている。

その一つとしてたとえばベリリヤ磁器等がある。

放電細管部で消費される電力は小出力のものでは数百ワ
ットから大出力のものでは十キロワットを越えるような
ものまであり、いずれの場合にも強制的な冷却が行われ
るが特に小出力用のガスレーザ管の場合には取扱いの簡
便さから多くの場合強制空冷方式が採用される。

定常な放電状態においては、冷却される熱量は発生する
熱量とつり合い同一となるが、冷却部の性能によって、
定常状態における放電細管部の温度は大きく異なる。

放電細管部の温度上昇は細管軸とレーザミラーとの間の
光軸のずれの原因となり、レーザ出力に直接影響を与え
るため、極力温度の上昇を抑えると共に、動作温度によ
る出力の変動をさけるために光軸の円周方向にわたって
できるだけ均一な温度となるような工夫が必要である。

とくにレーザ共振器を構成する一対のレーザミラーをレ
ーザ管自体の端管に一体的に固着したいわゆる内部鏡形
レーザ管は、ミラーの再調整が不要で取り扱いがきわめ
て簡便であり望ましい。

しかし放電細管の温度に円周上の不均一が生じると軸が
曲がりミラーの相対位置関係がくるい出力の変動がさけ
られないという不都合をともなう。

これらの問題は冷却風量を多くしたり、多方向からの冷
却を行うことにより好ましい状態に近づけることが可能
であるが、一方冷却部の改良によりできるだけ少量の風
量でかつ一方向からの放風でも同様な目的が達成される
ことが最も望ましいことである。

この考案の目的なガスレーザ管の冷却が光軸の円周方向
にわたって温度分布を少なくするような冷却部構造を有
するガスレーザ管装置を提供するにある。

以下この考案の実施例を図面によって説明する。

第１図は本考案を説明するガスレーザ管装置を示す。

レーザ管の放電細管１１は、前記のようにべＩＪ ＩＪ
ヤ磁器等の絶縁物より戊り、熱伝導部材１２および１３
は放電細管１１に気密に接合され、かつそこで発生した
熱を冷却用フィン１４へ伝達するための部材である。

さらに一方の熱伝導部材１２には、内部に陰極１５を有
する陰極包囲体１６が結合され、陰極包囲体１６には端
管１０、ａが設けられその端部に、放電細管１１の軸に
対して直角又は直角に近い角を威すようにレーザミラー
１７が一体的に取付けられている。

他方の熱伝導部材１３には陽極１８および端管１０ｂを
介してもう一つのミラー１９が、ミラー１７に対向して
一体的に設けられている。

さらに一対の端管およびミラーはレーザ管の真空気密外
囲器の一部を構成している。

陰極１５と陽極１８の間に加えられた電圧によって放電
細管１１を通して形威された放電は、ミラー１７と１９
によって作られる共振器内で発振を生じ外部にレーザ光
を放出する。

このとき放電細管１１では多量の熱損失が生ずるため、
このようなガスレーザ管を支障なく動作させるためには
、放電細管１１の効果的な冷却が必要となる。

第１図において、放電細管１１において発生した熱は冷
却フィン１４に伝達され、近接して設けられたファン２
０によって強制的に冷却される。

送風は、第１図のように一方向から送風される。

したがって均一な温度上昇に近づけるための工夫が必要
となる。

そこで第２図に示すように、冷却フィン１４の各フィン
間に矢印で示すように冷却風がファン２０によって一方
向から送られる。

レーザ光軸２１を中心にもつ孔２２は第１図において放
電細管１１および熱伝導部材１２．１３によって構成さ
れる部分を収め固着するための場所である。

第２図においては第１図の冷却フィン上土を構成する多
数のフィンのうち２葉の１４ａと１４ｂのみを示しであ
る。

さて冷却風の送風はフィンの一方向から送り、他方へ抜
は出るようにする方法が最も簡単である。

もし放電細管の中心軸に対して対称なフィンであると、
孔の近くでファンと対向する部分２２ａおよびファンか
らかくれてしまう部分２２ｂとでは冷却効果に大きな差
が生じ、部分２２ｂは部分２２ａに対して著しい温度上
昇を示す。

この現象を緩和するため、第２図すなわち本考案におい
ては、孔２２の位置は冷却風の方向に対するフィン１４
ａの中央部よりもファン２０に近い方向すなわち風上の
方によせて設けられている。

このことによりファン２０の反対側にある部分２２ｂは
」９部分２２ａ側よりも大きな面積をもつので、冷却フ
ィンの風上の方と風下の方との均等な放熱作用を得るこ
とができる。

つまり本考案は、冷却用フィンを、同図において放電細
管中心軸すなわち光軸２Ｎを通る水平面に対して、冷却
用気流の上流側のすなわち図の下方に位置するファン２
０側のファン放熱面積よりも、熱気流の下流すなわち図
の上方側のフィン放熱面積が大きくなるように非対称に
形威しである。

これによって、風上側では比較的冷たい風と小さい放熱
面積との組み合わせ、風下側では比較的暖かくなった風
と大きい放熱面積との組み合わせになり、これらによっ
て放電細管の円周上の温度上昇を均等化することができ
る。

なお横方向の放熱面積は左右対称でよく、その大きさは
実験的に定めることができる。

ここで定義される水平面は上記の通り放電細管の中心軸
を通る面であって、これは一方向からの強制空冷のとき
の気流の流れる方向に対して垂直な面である。

第３図には他の冷却フィンの実施例を示す。

冷却フィン土工に対して放電細管部を固着する孔２２は
中心よりも風上の方へずらした位置に設けられた全体と
して六角形をなしている。

第４図には冷却フィンのさらに他の実施例を示す。

孔２２はフィン土工の中心部から風上方向へずらした位
置に設けられ全体として円形をなしている。

本考案ガスレーザ管装置は以上のように放電細管がこれ
をとり囲むように設けられる冷却フィンの冷却風通風方
向に対する中心部から風上の方へずらして固着され、放
熱面積の小さい方から大きい方にむかってファンによる
冷却用気流が流れる構成によって、放電細管の円周方向
の全体にわたって温度上昇を均一化することができる。

なお第１図および第２図においては冷却用ファン２０は
冷却フィン１４に向けて送風するようになっているが、
この冷却フィン１４の反対側すなわち図の上側に設けて
吸気しても効果は同様である。

以上説明した通り本考案のガスレーザ管装置においては
、一方向から冷却風を冷却フィンに導入して冷却（放熱
）する場合、放電細管の円周方向にわたっての温度差を
非常に小さくでき、安定度の良いレーザ出力が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の断面図、第２図は第１図の
要部を詳細に示した斜視図、第３図は本考案の他の実施
例を示す斜視図、第４図はさらに別の実施例を示す平面
図である。 １０ａ、１０ｂ・・・・・・端管、１１・・・・・・放
電細管、土工・・・・・・冷却フィン、１５・・・・・
・陰極、１７，１９・・・・・・レーザミラー １８・
・・・・・陽極、２０・・・・・・ファン、２２・・・
・・・孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 放電細管１１の両端外方にそれぞれ他の部材を介して端
   管１０ａ、１０ｂが真空気密に接合され、これら端管１
   ０ａ、１０ｂの端部に一対のレーザミラー１７．１９が
   一体的に固定され、且つ上記放電細管１１の外周に伝熱
   的に冷却フィン１（が固着されてなるガスレーザ管と、
   このガスレーザ管に近接して設けられ上記冷却フィン１
   ４に対して一方向から冷却風を送風又は吸風するファン
   ２０とを具備するガスレーザ管装置において、上記冷却
   フィン１４に固着される放電細管１１の位置が、上記フ
   ァン２０による冷却風の流れの方向に対する冷却フィン
   １４の中心部よりも風上の方へ寄せて固着されてなるこ
   とを特徴とするガスレーザ管装置。