JPS61128583A - ガスレ−ザ装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術吻野〕 この発明は、電極間隔を可変にしたガスレーザ装置に関
する。

〔発明の技術的背景〕

放電によりレーザ媒質を励起してレーザ光を発生させる
ガスレーザ装置は、第４図に示すように、陰極（１）お
よび陽極（２）からなる少くとも一対の電極を備える。

レーザ光は、これら電極（１）、（２）間にバラスト抵
抗（３）を介して直流電源（４）から高電圧を印加し、
グロー放電を発生させることにより得られるが、従来の
ガスレーザ装置は、電極間隔ｄが一定不変に固定されて
いるため、放電開始時にグロー放電を維持する電圧より
２倍程度高い電圧を印加する必要があった。

たとえば出力３ＪｃＷのＣＯ２レーザ装置について詳述
すると、このＣ０２レーザ装置のグロー放電中の電極間
電圧電流は、それぞれおよそ３ｋＶ、　ＩＯＡであるが
、バラスト抵抗の合成抵抗を１００Ωとすると。

このバラスと抵抗により１　ｋＶ（１００ΩＸ　ｌ０Ａ
）の電圧降下を生ずるため、グロー放電中は、４ｋＶ、
　ＩＯＡの電圧電流が直流電源から供給される。しかし
て放電開始時には、上記電圧の２倍である約６ｋＶの電
圧が必要であるため、実際の電源は、６ｋＶ、　ＩＯＡ
程度の大容量のものが用いられている。

〔背景技術の問題点〕

上記のように従来のガスレーザ装置は、放電開始時に放
電開始に必要な高電圧を供給するために。

グロー放電を維持するために必要な容量より遥かに大き
な容量の直流電源を必要とし、装置が大形高価なものと
なっていた。

〔発明の目的〕

この発明は、ガスレーザ装置の放電開始に必要な電圧を
低くして、電源を小形にすることを目的とする。

〔発明の概要〕

少くとも一対の電極を備えるガスレーザ装置において、
電極の間隔を放電を維持したまま変化させることができ
るように、グロー放電を維持するときより狭い電極間隔
で放電を開始させることができるようにした。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照してこの発明を一実施例に基づいて説
明する。

第１図にガスレーザ装置の構成を示す。このガスレーザ
装置は、ガス（レーザ媒質）流の方向。

放電の方向およびレーザ光軸の方向が互に直交したいわ
ゆる三軸直交形のレーザ装置であって、陽極（１０）お
よび陰極（１１）ば、紙面に垂直な方向に流れるガス流
に対して直交する方向にグロー放電を生ずるように上下
方向に対向して配置されている。

上記放電により、レーザ光（Ｌ）は、矢印で示すように
ガス流および放電方向と直交する方向に配置された一対
の共振器ミラー（１２ａ）、　（１２ｂ）の一方を通っ
て装置外に放出される。上記陰極（１１）はバラスト抵
抗（１３）を介して定電流直流電源（１４）の−側に、
また陽極（１０）はこの直流電源（１４）の＋側に接続
され、所定間隔離れたこれら電極（１０）　、　（１１
）間にグロー放電を発生させ、かつこのグロー放電を維
持する安定した電圧電流が供給されるようになっている
。また固定的に配置された陽極（１０）に対して、陰極
（１１）の両端は、両端が回転自在に支持された一対の
送りねじ（１５）　（１５）に螺合するナツトを有する
支持体（１６）に支持され、上記送りねじ（１５）　（
１５）の一端に連結されたモータ（１７）　（１７）の
回転駆動により、陽極（１０）との間隔を任意に変化さ
せることができるようになっている。なおこれらモータ
（１７）　（１７）の回転駆動は、たとえば各モータ（
１７）　（１７）に取り付けられたロータリエンコーダ
の回転角度信号をフィードバック信号として、制御・装
置（１８）により高精度に制御することができ、陽極（
１０）に対して陰極（ｉｌ）を正確に位置ぎめすること
ができるようになっている。

つぎに上記のように構成されたガスレーザ装置の動作に
ついて説明する。

第２図（Ａ）および（Ｂ）図は、陽極（１０）と陰極（
１１）との位置関係をレーザ光軸方向から見た図である
。

放電開始時は、モータ（１７）　（１７）の回転駆動に
より陰極（１１）を陽極（１０）に向って前進させ、（
Ａ）図に示すように両電極（１０）　（１１）の間隔ｄ
、を通常の放電すなわちグロー放電を維持するときの間
隔屯より狭くする。たとえばｄ。＝ｄｌ／２とすれば、
放電開始電圧は電極の間隔にほぼ比例するので、電極の
間隔をｄｌに保って放電を開始させるときの電圧の約１
／２で放電を開始させることができる。放電を開始した
のちは、モータ（１７）　（１７）を逆回転して、（Ｂ
）図に示すように両電極（１０）　（１１）の間隔がｄ
ｌになるまで定電流制御のもとて陰極（１１）を後退さ
せる。

第３図（Ａ）および（Ｂ）図にこのときの電極間電圧の
変化を電極間隔の変化に対応して示した。両電極（１０
）　（１１）の間隔をｄｏに保って直流電源（１４）か
ら電圧電流を供給すると、一定時間ｔｏ後に両電極（１
Ｇ）　（１１）は放電開始電圧に達して放電を開始する
。

この放電開始と同時に両電極（１０）（１１）間の電圧
は急速に低下するが、この電極間電圧は、陰極（１１）
を後退させて両電極（ｔｏ）（ｉｉ）の間隔を通常の放
電時の電極間隔ｄ１に近づけるにしたがって上昇する。

（Ａ）ｌ！！中破線（２１）は、従来の放電開始方法に
したがって両電極（１０）（１１）の間隔をｄｌの保っ
て放電を開始させた場合であり、この従来の放電開始電
圧にくらべて低い電圧で放電が開始することが示されて
いる。

以上説明したようにガスレーザ装置に電極間隔を放電を
維持したまま変化させる手段を設け１通常の放電時にお
ける電極間隔より狭い間隔で放電を開始させるようにす
ると、放電開始電圧を下げることができるので、電源装
置を小形、安価なものとすることができる。

またガスレーザ装置は、放電開始後レーザー出力が安定
するまでに、通常３０分ないし数時間かかり、加工など
に用いられる安定したレーザ出力が得られるまで予備放
電が必要である。この予備放電は、電極の放電面を広げ
てなるべく多くの電流を流しておこなうことが有効であ
るが、上記ガスレーザ装置では、これを電極間隔を通常
の゛放電のときよりも狭くして放電させ、少ない電、力
で多くの電流を流すようにすることができるので、この
予備放電の時間および電力を節約することができる。

またこのガスレーザ装置は、電極間隔を変えることによ
り、ガス圧を変えることなく放電のインピーダンスを連
続的に変えることができるので。

この電極間隔の変更によりレーザ出力を制御することも
できるという効果もある。

つぎに他の実施例について述べる。

前記実施例では、陰極を動かして陽極との間隔を変化さ
せるようにしたが、この電極の移動は、陽極でもよく、
また陰陽両電極を移動できるように構成してもよい。

また前記実施例は、一対の電極を備えるガスレーザ装置
について述べたが、この発明は、分割された電極を備え
るガスレーザ装置でも同様に適用できる。

また前記実施例は、三軸直交形のガスレーザ装置につい
て述べたが、この発明は、ガス流の方向と放電の方向が
一致した二軸直交形のガスレーザ装置にも同様に適用で
きる。

〔発明の効果〕

（１）放電を維持したまま電極間隔を変化させる手段を
設け、通常の放電時より狭い電極間隔で放電を開始させ
て放電開始電圧を下げることができるようにしたので、
＊ｇ装置を小形、安価なものとすることができる。

（２）安定したレーザ出力が得られるまでの予備放電を
通常の放電のときより狭い電極間隔でおこない、予備放
電の時間および電力を節約することができる。

（３）電極間隔を変えることにより放電のインピーダン
スを連続的に変えることができるので、この電極間隔の
変更によりレーザ出力を制御することができる。

【図面の簡単な説明】 １！１１！ｆないし第３図はこの発明の詳細な説明図で
、第１図はガスレーザ装置の構成を示す図。 第２１ｉ！Ｉ（Ａ）および（Ｂ）図は肴の動作説明図、
第３図（Ａ）および（Ｂ）図は電極間電圧の変化を電極
間隔と対応して示した図、第４図は従来のガスレーザ装
置の図である。 （ｉｏ）・・・陽極　　　　　　　　（１１）・・・陰
極（１２ａ）＝（１２ｂ）”・共振器ミラー（１３）・
・・バラスト抵抗　　　　（１４）・・・直流電源（１
５）・・・送りねじ　　　　　　（１７）・・・モータ
（１８）・・・制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対向する少くとも一対の電極を備え、この電極間のグロ
   ー放電によりレーザ媒質を励起してレーザ光を発生させ
   るガスレーザ装置おいて、上記電極の間隔を放電を維持
   したまま変化させる手段を設けたことを特徴とするガス
   レーザ装置。