JPS61154188A - ガスレ−ザ装置 - Google Patents
ガスレ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS61154188A JPS61154188A JP27403684A JP27403684A JPS61154188A JP S61154188 A JPS61154188 A JP S61154188A JP 27403684 A JP27403684 A JP 27403684A JP 27403684 A JP27403684 A JP 27403684A JP S61154188 A JPS61154188 A JP S61154188A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- laser
- water
- gas
- heat exchanger
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means 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)
- Lasers (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、レーザガス温をコントロールした大出力ガス
レーザ装置に関するものである。
レーザ装置に関するものである。
［発明の技術的背景］
現在、用いられている大出力ガスレーザ装置の一例を第
５図、第６図に示した。第５図はレーザ風洞４における
断面図を示した。レーザガスは、このガス容器中に封じ
込められ、送風機６により強制的に循環させられる。レ
ーザガスの流れ方向はＡの矢印により示した。レーザガ
スはガイドベーン７．８により構成される送風路３を通
って放電領域に導びかれ、放電電極５ａ、５ｂにより、
大電力を注入されて放電Ｇされる。このとき、第６図に
おいてこの装置の上断面図を示したが、この図において
、放電領域の両端にミラー１を内蔵した共振器２が形成
され、レーザ光８が取り出される。
５図、第６図に示した。第５図はレーザ風洞４における
断面図を示した。レーザガスは、このガス容器中に封じ
込められ、送風機６により強制的に循環させられる。レ
ーザガスの流れ方向はＡの矢印により示した。レーザガ
スはガイドベーン７．８により構成される送風路３を通
って放電領域に導びかれ、放電電極５ａ、５ｂにより、
大電力を注入されて放電Ｇされる。このとき、第６図に
おいてこの装置の上断面図を示したが、この図において
、放電領域の両端にミラー１を内蔵した共振器２が形成
され、レーザ光８が取り出される。
そして、大電力の放電入力を受けたレーザガスはその大
部分のエネルギを熱に変換し、大幅に温度上昇する。そ
のガスは風洞４内を導ひかれ、熱交換器９により冷却さ
れる。熱交換器９により十分に冷却されたガスは再度送
風機６により循環される。
部分のエネルギを熱に変換し、大幅に温度上昇する。そ
のガスは風洞４内を導ひかれ、熱交換器９により冷却さ
れる。熱交換器９により十分に冷却されたガスは再度送
風機６により循環される。
［背景技術の問題点］
従来のレーザ装置においては、冷却のため熱交換器には
一定温度（２５℃程度）の冷却水を通水していた。この
冷却水の温度はレーザの運転状態にかかわらず一定とし
ていたため、次のような問題点があった。
一定温度（２５℃程度）の冷却水を通水していた。この
冷却水の温度はレーザの運転状態にかかわらず一定とし
ていたため、次のような問題点があった。
レーザの出力を急激に立ち上げた場合、レーザの出力が
立ち上げ後、数秒から数分において大きく変動すること
が観測された。その様子を第７図に示した。第７図中、
Ａはレーザ出力、Ｂはガス温度、Ｃは放電電流である。
立ち上げ後、数秒から数分において大きく変動すること
が観測された。その様子を第７図に示した。第７図中、
Ａはレーザ出力、Ｂはガス温度、Ｃは放電電流である。
最初の数１０秒の間において、その放電電流が一定であ
るにもかかわらず、そのレーザ出力は急激に減少し、さ
らにその後、数分間にわたってだらだらと減少している
。
るにもかかわらず、そのレーザ出力は急激に減少し、さ
らにその後、数分間にわたってだらだらと減少している
。
図には示していないがこのレーザ出力が安定するまでに
は３０分以上かかつている。このレーザ出力の減少の原
因を調べた結果、これらは次の様な要因からなっている
ことがわかった。
は３０分以上かかつている。このレーザ出力の減少の原
因を調べた結果、これらは次の様な要因からなっている
ことがわかった。
その第１は急激な放電の入力のためそのレーザガスの濃
度が上昇してしまうことである。このレーザ装置の例で
は１／１０レベルの運転のとき、放電後のガス温度は５
０’Ｃ程度、フルパワーの運転のとき１３０℃に達する
。このとき、熱交換器に流していた冷却水は２５℃一定
（±０．５℃程度）なので、熱交換器通過後のレーザガ
ス塩は熱交換効率のみにより決定され、前者１／１０レ
ベル運転のとき３２℃、後者フルパワ一時には４８℃と
なっていた。
度が上昇してしまうことである。このレーザ装置の例で
は１／１０レベルの運転のとき、放電後のガス温度は５
０’Ｃ程度、フルパワーの運転のとき１３０℃に達する
。このとき、熱交換器に流していた冷却水は２５℃一定
（±０．５℃程度）なので、熱交換器通過後のレーザガ
ス塩は熱交換効率のみにより決定され、前者１／１０レ
ベル運転のとき３２℃、後者フルパワ一時には４８℃と
なっていた。
このとき、レーザガス温度とレーザ発振の効率は概略第
８図に示したような形となり温度が高い程発振効率は急
激に低下していく。そのために、ガス温度の上昇に従が
ってレーザの出力が低下していくことになった。
８図に示したような形となり温度が高い程発振効率は急
激に低下していく。そのために、ガス温度の上昇に従が
ってレーザの出力が低下していくことになった。
また、さらにこれら出力の低下、放電入力において償お
うとした場合においては、その放電入力の増加がガス温
度の上昇を招き、しいては発振効率が低下し、結局レー
ザ出力が低下するというような悪循環に落ちいってしま
った。
うとした場合においては、その放電入力の増加がガス温
度の上昇を招き、しいては発振効率が低下し、結局レー
ザ出力が低下するというような悪循環に落ちいってしま
った。
［発明の目的］
本発明の目的は、前述の不具合に改良を加え、非常に安
定度のよいガスレーザ装置を提供することにある。
定度のよいガスレーザ装置を提供することにある。
［発明の概要］
本発明のガスレーザ装置は、レーザガスが強制循環され
るレーザ風洞と、このレーザ風洞内に設けられ放電を生
じさせる放電電極と、この放電電極の放電領域に設けら
れレーザ光が取り出される共振器と、前記レーザガスを
冷却する冷却水が通水された熱交換器と、この熱交換器
を通過したレーザガスの濃度を測定する濃度セサンと、
この濃度センサの測定値により前記レーザガスの温度を
一定にするように前記熱交換器に流す冷却水の温度を制
御する冷却装置とを具備することを特徴とするものであ
る。
るレーザ風洞と、このレーザ風洞内に設けられ放電を生
じさせる放電電極と、この放電電極の放電領域に設けら
れレーザ光が取り出される共振器と、前記レーザガスを
冷却する冷却水が通水された熱交換器と、この熱交換器
を通過したレーザガスの濃度を測定する濃度セサンと、
この濃度センサの測定値により前記レーザガスの温度を
一定にするように前記熱交換器に流す冷却水の温度を制
御する冷却装置とを具備することを特徴とするものであ
る。
［発明の実施例１
本発明を大出力炭酸ガスレーザ装置において適用した一
実施例を図面を用いて説明する。第１図に本発明の全体
システム構成を示し、第２図に本発明に係るレーザ装置
本体１１のレーザ風洞部における断面図を示した。第２
図では第５図に温度センサ１０・が追加された点が異な
る。第２図中、第５図と同一部分は同一符号を付してそ
の説明を省略する。
実施例を図面を用いて説明する。第１図に本発明の全体
システム構成を示し、第２図に本発明に係るレーザ装置
本体１１のレーザ風洞部における断面図を示した。第２
図では第５図に温度センサ１０・が追加された点が異な
る。第２図中、第５図と同一部分は同一符号を付してそ
の説明を省略する。
即ち、レーザ装置本体１１に設けられた温度センサ１０
によりレーザ装置本体１１におけるレーザガスの温度を
放電直前において測定し、その測定値により冷却装置１
２においてフィードバックを行ない、レーザガスの温度
を一定にするため、熱交換器９に流す冷却水の温度を変
化させる。つまり、ガス温が高いときには冷却水の温度
を低くし、ガス温が低いときには、冷却水の温度を高く
する。
によりレーザ装置本体１１におけるレーザガスの温度を
放電直前において測定し、その測定値により冷却装置１
２においてフィードバックを行ない、レーザガスの温度
を一定にするため、熱交換器９に流す冷却水の温度を変
化させる。つまり、ガス温が高いときには冷却水の温度
を低くし、ガス温が低いときには、冷却水の温度を高く
する。
このときの冷却装置１２の構成は概略第３図に示した。
即ち、冷却装置１２内部にはチーリングユニット１８を
有する冷水槽１３が設けられ、その水温は〜１２℃に保
たれている。冷却水はポンプ１４により送水弁１９を通
して送水されるが、このポンプ１４の入口には３方弁１
５が設けられており、ここでは冷水槽１３と戻り側の弁
２０を有する配管に接続されている。この３方弁１５は
温度制御回路１６の信号によりコントローラ１７を介し
てコントロールされ、冷水槽１３の水と配管を戻ってき
た水を混合する。そして、そのため１２℃の水と１７℃
〜３５℃程度の水を混合して１５℃〜３２℃の水を作り
、レーザ装置本体１１に供給する。これは、レーザガス
温が高いとき１５℃の側に設定し、ガス温が低いときに
は３２℃の側に設定する。これによりガス温はΔＴ−１
７℃の範囲においてコントロールする′ことができる。
有する冷水槽１３が設けられ、その水温は〜１２℃に保
たれている。冷却水はポンプ１４により送水弁１９を通
して送水されるが、このポンプ１４の入口には３方弁１
５が設けられており、ここでは冷水槽１３と戻り側の弁
２０を有する配管に接続されている。この３方弁１５は
温度制御回路１６の信号によりコントローラ１７を介し
てコントロールされ、冷水槽１３の水と配管を戻ってき
た水を混合する。そして、そのため１２℃の水と１７℃
〜３５℃程度の水を混合して１５℃〜３２℃の水を作り
、レーザ装置本体１１に供給する。これは、レーザガス
温が高いとき１５℃の側に設定し、ガス温が低いときに
は３２℃の側に設定する。これによりガス温はΔＴ−１
７℃の範囲においてコントロールする′ことができる。
これは、プルパワ一時り８℃、１／１０レベル時３２℃
のガス温度を一定に調節するのに十分である。
のガス温度を一定に調節するのに十分である。
これらにより、レーザガス温はその運転状態において約
４０℃に〒定に保つことができ、そのレーザの出力の立
ち上がり時、さらには、出力変化時においての出力のふ
らつきも十分に押えることができた。そのグラフを第４
図に示した。第４図中、Ａ′はレーザ出力、Ｂ′はガス
温度、Ｃ′は放電電流である。明らかにレーザ出力は安
定化されていることがわかる。
４０℃に〒定に保つことができ、そのレーザの出力の立
ち上がり時、さらには、出力変化時においての出力のふ
らつきも十分に押えることができた。そのグラフを第４
図に示した。第４図中、Ａ′はレーザ出力、Ｂ′はガス
温度、Ｃ′は放電電流である。明らかにレーザ出力は安
定化されていることがわかる。
さらに、ここでは示さなかったがレーザ出力の立ち下げ
時にも十分の安定化の効果があることも確かめられた。
時にも十分の安定化の効果があることも確かめられた。
ここでは温度のセンサ１ｏは放電領域の直前に設けたが
、これは熱交換器９以後であればいずれでもよい。また
、冷却装置１２の方式についてもここでは２つの水を混
合する方法で示したが直接水を冷却するタイプ、水槽に
おいて制御するタイプなど種々なものが考えられる。
、これは熱交換器９以後であればいずれでもよい。また
、冷却装置１２の方式についてもここでは２つの水を混
合する方法で示したが直接水を冷却するタイプ、水槽に
おいて制御するタイプなど種々なものが考えられる。
［発明の効果コ
以上述べたように本発明によれば、大出力のガスレーザ
装置において、その出力の急激な立ちあげ、あるいは立
ち下げ時などに生じていたレーザ出力のふらつき、ある
いはドリフトを晟小限に押えることができ、非常に出力
特性のよい、安定したガスレーザ装置を形成することが
できる。
装置において、その出力の急激な立ちあげ、あるいは立
ち下げ時などに生じていたレーザ出力のふらつき、ある
いはドリフトを晟小限に押えることができ、非常に出力
特性のよい、安定したガスレーザ装置を形成することが
できる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成説明図、第２図は
本発明に係るレーザ装置本体の一例を示す断面図、第３
図は本発明に係る冷却装置の一例を示す構成説明図、第
４図は本発明に係るレーザ出力特性の一例を示す図、第
５図は従来のガスレーザ装置を示す断面図、第６図は従
来のガスレーザ装置を示す構成説明図、第７図は従来の
ガスレーザ装置のレーザ出力特性を示す図、第８図は従
来のガスレーザ装置のレーザガス温度とレーザの発振効
率の関係を示す特性図である。 １・・・ミラー、２・・・共振器、３・・・送風路、４
・・・レーザ風洞、５ａ、５ｂ・・・放電電極、６・・
・送風機、７・・・ガイドベーン、８・・・ガイドベー
ン、９・・・熱交換器、１０・・・温度センサ、１１・
・・レーザ装置本体、１２・・・冷却装置。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２図 第４図 ＰｋｓＷＰｒＩｌｌｉ 第６図
本発明に係るレーザ装置本体の一例を示す断面図、第３
図は本発明に係る冷却装置の一例を示す構成説明図、第
４図は本発明に係るレーザ出力特性の一例を示す図、第
５図は従来のガスレーザ装置を示す断面図、第６図は従
来のガスレーザ装置を示す構成説明図、第７図は従来の
ガスレーザ装置のレーザ出力特性を示す図、第８図は従
来のガスレーザ装置のレーザガス温度とレーザの発振効
率の関係を示す特性図である。 １・・・ミラー、２・・・共振器、３・・・送風路、４
・・・レーザ風洞、５ａ、５ｂ・・・放電電極、６・・
・送風機、７・・・ガイドベーン、８・・・ガイドベー
ン、９・・・熱交換器、１０・・・温度センサ、１１・
・・レーザ装置本体、１２・・・冷却装置。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２図 第４図 ＰｋｓＷＰｒＩｌｌｉ 第６図
Claims (1)
- レーザガスが強制循環されるレーザ風洞と、このレーザ
風洞内に設けられ放電を生じさせる放電電極と、この放
電電極の放電領域に設けられレーザ光が取り出される共
振器と、前記レーザガスを冷却する冷却水が通水された
熱交換器と、この熱交換器を通過したレーザガスの温度
を測定する温度センサと、この温度センサの測定値によ
り前記レーザガスの温度を一定にするように前記熱交換
器に流す冷却水の温度を制御する冷却装置とを具備する
ことを特徴とするガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27403684A JPS61154188A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | ガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27403684A JPS61154188A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | ガスレ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61154188A true JPS61154188A (ja) | 1986-07-12 |
Family
ID=17536067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27403684A Pending JPS61154188A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | ガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61154188A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990001819A1 (en) * | 1988-08-03 | 1990-02-22 | Fanuc Ltd | Nc laser apparatus |
| JP2020098812A (ja) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | 住友重機械工業株式会社 | ガスレーザ装置及びレーザ発振方法 |
-
1984
- 1984-12-27 JP JP27403684A patent/JPS61154188A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990001819A1 (en) * | 1988-08-03 | 1990-02-22 | Fanuc Ltd | Nc laser apparatus |
| JP2020098812A (ja) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | 住友重機械工業株式会社 | ガスレーザ装置及びレーザ発振方法 |
| KR20200074851A (ko) | 2018-12-17 | 2020-06-25 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 가스레이저장치 및 레이저발진방법 |
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