JPS616884A - レ−ザ発振器 - 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】 産業上の利用分野 本発明は放電励起ガス同軸流型レーザ発振器の出力増大
及び変換効率の増大を図ったレーザ発振器に関するもの
である。

従来例の構成とその問題点 第１図は従来の放電励起ガス同軸流型レーザ発振器の一
例を示す。

図において、１はレーザ管、２は全反射鏡、３は出力結
合鏡で゛これらで光学共振器を構成している。４はガス
導入部の外管、４０は内管でこれらが二重管を構成して
いる。６は内管４０の端面とレーザ管１の端面との間隙
、６，６′は電極で、円筒状あるいは棒状（ピン状）を
している。７．７′はレーザ管１の中央部に配され電極
６，６′と対向する電極である。８．９は媒質カスの流
れの方向を示す。１ｏはレーザ出力光である。

この例では媒質ガスは共振器の両端部から矢印８の方向
に流入し、内管４ｏに沿って流れ、間隙らを通ってレー
ザ管１内に導入され、共振器の中央から矢印９の方向に
排出される。放電は電極６と電極７、および電極６′と
電極７′との間で行われる。

第１図に示す従来方式では間隙６が二つの円筒内管４ｏ
とレーザ管１の端面で形成されているため二重管の内管
４ｏの外周からレーザ管１の中央部にガスの流れが集中
し、均一な流速分布が得られない。このため放電が一点
に集中し、電極６゜６′の温度が高くなることが多く放
電体積が小さいだめ十分に出力を得ることができない。

またこの放電点が不規則に動き回るためその都度出力の
変動をきたし、寸だ時には放電が停止することもある。

このためガス圧を高めたり、投入電力を高めることがで
きず、安定な出力を得るためには低い出力値で運転しな
ければならないという欠点があった。

そこでこの様な問題点を解決するために内管の端部に複
数個の結合通路を設けたレーザ発振器について本出願人
は先に提案した。その具体的構成を第２図に示す。

第２図において第１図の従来例と同じ部位には同じ番号
を付し、詳しい説明は省略する。

本例の特徴はガス導入部分の二重管を構成する内管４０
１に電極の機能をもたせ、その内管４０１のレーザ管１
側に複数個の結合通路５６を設け、この結合通路６６を
通じて媒質ガスをレーザ管１内に導入する様にしたとこ
ろにある。

本例のガス導入部分の拡大斜視図を第３図に示す。第３
図に示す様にこの構成では、外管４と電極兼用内管４０
１とで二重管構造を構成し、電極兼用内管４０１の一端
には全反射鏡２が設けられており、電極兼用内管４０１
の他端には複数個の結合通路６６が設けられている。

外管４と電極兼用内管４０１との間に導入された媒質ガ
スは電極兼用内管４０１の一部に設けられた複数個の結
合通路６６からレーザ管１内に強制的に噴出されるため
レーザ管１内では結合通路６５部分と結合通路６６の無
い部分との圧力差及び噴出ガス同志の衝突により乱流が
形成され、レーザ１内の管軸方向の媒質ガスの流速分布
が一様になる。これにより出力の増大、安定化がはかれ
る。

第４図ａ、第４図すは第３図の構成におけるガス導入部
の複数個の結合通路５６を軸心からずれた位置に向って
加工し、噴出ガスが矢印の様に回転力が与えられるよう
に構成した点にある。

この様な構成をとるとレーザ管内をガスがスパイラル状
に回転し進行することになりレーザ出力も向上し安定な
発振出力を得る事ができる。

しかし、発振器を小型化しかつ高出力とするにはこれら
の構成でもなお不十分である。

発明の目的 本発明は小型でかつ高出力の放電励起ガス同軸流型レー
ザ発振器を得ることを目的とするものである。

発明の構成 本発明はレーザ管へ媒質ガスを導入する媒質ガス導入部
を外管、中管および内管の三重管構造と１〜、中管と内
管のレーザ管側の端面近傍に複数個の結合通路を設け、
外管、中管および内管を互いに摺動可能として結合通路
の巾および長さを任意に設定し得るようにしたものであ
る。

実施例の説明 以下、本発明の実施例について図面とともに詳細に説明
する。

第６図ａは本発明の一実施例におけるレーザ発振器のガ
ス導入部のスリットノズル拡大図、第５図すはその断面
図である。又第６図は第５図に示したスリットノズルの
動作説明のだめの立体図を示す。

本実施例の特徴は、複数個の結合通路５６゜６７の深さ
方向が軸心からずれた位置Ｑて向って加工し、更に結合
通路５６の巾ｄおよび長さｅを任意に変えられるように
し、レーザ管の放電長を短くした場合、あるいはポンプ
の排出量を太きくシ。

た場合等にスリットノズルの結合通路５６のｒｌ］ｄお
よび長さｅの最適値を選択することができるようにした
ものである。

スリットノズルは三重構造とし複数個の結合通路６６を
持つ中管４０４と同数の結合通路５７を持つ内管４０３
を有し又、中管４０４をつつむリング状外管４０２をも
って構成される。結合通路６６．６７で形成されるスリ
ットの巾を任意に設定するために内管４０３を第６図の
矢印Ａ方向に回転させると結合通路６６と６７の重なり
部分の「１コが変りノズル巾を自由に設定することがで
きる。

次に結合通路５６．６７の長さを設定するため外管４０
２を長手方向Ｂに移動し設定することで結合通路６６．
６７で形成されるスリットの長さを任意設定することが
できる。なお内管４０３の結合通路６７の巾は中管４０
４の結合通路５６のｌ］と同等もしくは大きい巾が好ま
しい。又外管４０２の長さは、中管４ｏ、４の結合通路
５６の長さと同等もしくはそれ以下が好せしい。

第７図はレーザ管の有効放電長りを２６０問にとった時
、スリットノズルのスリットの巾ｄと長さｅについて変
化させたときのレーザの単位長出力の関係を示すもので
ある。領域２１は６ｏｏｗの出力が得られる領域を、領
域２２は６００Ｗの出力が得られる領域を示す。したが
って、スリット中ｄどスリット中ｅを領域２１にあるよ
うに選択すれば高出力得られることになる。

第６図は第７図における点Ａ、ＢにスＩＪ　、）　）　
１ｉおよびスリット・長さ選んだときの単位長出力およ
び変換効率の特性を示す。即ち、スリットの巾を１間、
長さ４０朋、噴出面積１，６ｃｔの設定個人と、巾を２
ｍｍ、長さ２０間、噴出面積１．ｅｃＡの設定値Ｂと二
通りの設定値を選び単位長出力と変換効率を調べた。な
お、パラメータとして横軸に示すように有効放電長を変
化させた。同図かられかるように、有効放電長が短かく
なると設定個人の場合の方が単位長出力、変換効率ｎの
いずれもすぐれていることがわかる。スリット中ｄとス
リット長ｅを第７図の領域２１に設定した場合には有効
放電長００２〜０．６ｍ付近で単位長出力、変換効率ｎ
が最大になり、小型で高出力、高効率のレーザ発振器を
得ることができる。

発明の効果 以上のように、本発明はレーザ管への媒質ガス導入部の
スリットノズルのスリット中およびスリット長を可変と
した放電励起ガス同軸流型レーザ発振器で、有効放電長
さ短かくした小型の発振器において高出力、高変換効率
のレーザ発振器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は各々従来の放電励起ガス同軸ＩＩＬ
型レーザ発振器の共振器部の構造を示す断面−ザ発振器
のガス導入部の結合通路部分の断面側［ｎ１図および断
面正面図、第６図は本発明によるレーザ発振器のガス導
入部の拡大斜視図、第７図は本発明によるレーザ発振器
のレーザ出力分布図、と 第８図は本発明によるレーザ発振器のレーザ出力−変換
効率を表わす特性図である。 １・−・・レーザ管、４．４０２・・・・外管、６．６
’。 ７　、７′・　　電極、４０．４０１．４０３−＝内管
、５６．５了・・・・・結合通路、４０４　　・・・中
管。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第４図 （ａ）（ｂ） 第５図 ＋（１）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　”’ノ第７図 スｉルト巾（侯Ｍ） 第８ｒ２］ Ｊ４効放電長〔ア〕

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ管への媒質ガス導入部が外管、中管および
   内管とからなる三重管構造を有し、前記中管と内管のレ
   ーザ管側の端面近傍に複数個の結合通路を設け、前記外
   管、中管および内管が互いに摺動可能であることを特徴
   とするレーザ発振器。
2. （２）内管の結合通路の巾が中管の結合通路巾と同等ま
   たは大きい特許請求の範囲第１項記載のレーザ発振器。
3. （３）結合通路の深さ方向が軸心からはずれた方向に延
   びる特許請求の範囲第１項記載のレーザ発振器。