JPS6218780A - ガスレ−ザ装置 - Google Patents
ガスレ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS6218780A JPS6218780A JP15860585A JP15860585A JPS6218780A JP S6218780 A JPS6218780 A JP S6218780A JP 15860585 A JP15860585 A JP 15860585A JP 15860585 A JP15860585 A JP 15860585A JP S6218780 A JPS6218780 A JP S6218780A
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- JP
- Japan
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- frame
- laser tube
- attached
- laser
- axis
- 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
Links
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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (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】
産業上の利用分野
本発明は、ガスレーザ装置に関する。さらに詳しくは、
周囲温度が変化しても構成部材間の熱膨張差によるミラ
ーアライメントの狂いがなく、安定した出力を確保し得
る改良ガスレーザ装置に関する。
周囲温度が変化しても構成部材間の熱膨張差によるミラ
ーアライメントの狂いがなく、安定した出力を確保し得
る改良ガスレーザ装置に関する。
従来の技術
ガスレーザ装置は、ガスを封入したレーザ管内でボンピ
ング、例えば放電による電子衝撃によって、上記ガス原
子あるいは分子を励起させ、反転分布を起し、誘導放出
を得てレーザ発振するものである。
ング、例えば放電による電子衝撃によって、上記ガス原
子あるいは分子を励起させ、反転分布を起し、誘導放出
を得てレーザ発振するものである。
しかしながら、これら原子あるいは分子を励起するため
には、多くの場合大きなエネルギーが必要であり、特に
イオンレーザにおいては、レーザ管内に数十アンペアに
およぶ大電流アーク放電を行なわせる必要がある。さら
に、レーザ発振における効率は低く、供給される電力の
多くは熱となってしまうので、放電が行われる場所であ
る細管部では数ＫＷ〜数＋Ｋｌ！ｌの発熱があることが
知られている。この発熱は、レーザ管と共振器とを保持
する機構を設計・製造する上で大きな問題となる。
には、多くの場合大きなエネルギーが必要であり、特に
イオンレーザにおいては、レーザ管内に数十アンペアに
およぶ大電流アーク放電を行なわせる必要がある。さら
に、レーザ発振における効率は低く、供給される電力の
多くは熱となってしまうので、放電が行われる場所であ
る細管部では数ＫＷ〜数＋Ｋｌ！ｌの発熱があることが
知られている。この発熱は、レーザ管と共振器とを保持
する機構を設計・製造する上で大きな問題となる。
例えば、レーザ共振器から最大出力を（尋るためには、
光学系の光軸が常に一致していなければならず、そのた
めにレーザ共振器はその長さと角度（ミラーアライメン
ト）の安定性が強く要求される。ところが、前述したよ
うに、レーザ管は、レーザ光発振状態で大きな発熱を伴
なうため、保持機構に用いられた部材は材質の違いや、
レーザ管を発熱源とする熱勾配などによって、熱膨張に
差ができ、保持機構に歪が生じ、ミラーアライメントを
狂わせることがある。従ってこの点を考慮して、共振器
の長さと角度の安定した共振器保持機構としなければな
らない。
光学系の光軸が常に一致していなければならず、そのた
めにレーザ共振器はその長さと角度（ミラーアライメン
ト）の安定性が強く要求される。ところが、前述したよ
うに、レーザ管は、レーザ光発振状態で大きな発熱を伴
なうため、保持機構に用いられた部材は材質の違いや、
レーザ管を発熱源とする熱勾配などによって、熱膨張に
差ができ、保持機構に歪が生じ、ミラーアライメントを
狂わせることがある。従ってこの点を考慮して、共振器
の長さと角度の安定した共振器保持機構としなければな
らない。
共振器とレーザ管を保持する機構の設計において、考慮
すべき最も重要な点は、軸に直角な方向の熱勾配による
角度のずれである。これは用いられた材料の熱膨張率と
熱伝導率の比で決定される。
すべき最も重要な点は、軸に直角な方向の熱勾配による
角度のずれである。これは用いられた材料の熱膨張率と
熱伝導率の比で決定される。
アルミニウムのような材料は、熱膨張係数は大きいが、
熱伝導率も大きいため、角度の安定性は高い。また長さ
の安定性が強く要求されるときには結晶質ガラスやイン
バー材のような低熱膨張率の物質が用いられる。
熱伝導率も大きいため、角度の安定性は高い。また長さ
の安定性が強く要求されるときには結晶質ガラスやイン
バー材のような低熱膨張率の物質が用いられる。
従来より、これらの点を考慮した共振器およびレーザ管
保持機構が用いられていた。即ち、従来の共振器および
レーザ管保持機構は、レーザ管と共振器とこれらを保持
するフレームと、２ケ所のフレーム支持部を介してその
フレームを装着するベース筺体からなっている。フレー
ムはレーザ管の軸に平行な棒状部材を、その軸に垂直に
並列した複数の板部材に貫通、固定することにより形成
されている。レーザ管は上記板部材を貫通してフレーム
に保持されており、共振器はレーザ管をはさむフレーム
両端の端面板部材に、レーザ管の軸上にくるように取り
付けられている。
保持機構が用いられていた。即ち、従来の共振器および
レーザ管保持機構は、レーザ管と共振器とこれらを保持
するフレームと、２ケ所のフレーム支持部を介してその
フレームを装着するベース筺体からなっている。フレー
ムはレーザ管の軸に平行な棒状部材を、その軸に垂直に
並列した複数の板部材に貫通、固定することにより形成
されている。レーザ管は上記板部材を貫通してフレーム
に保持されており、共振器はレーザ管をはさむフレーム
両端の端面板部材に、レーザ管の軸上にくるように取り
付けられている。
レーザ管の上記長軸に平行な棒状部材は、共振器長を左
右するものであるため、低熱膨張率の結晶質ガラス又は
インバー材を用い、板部材には温度勾配に対する角度安
定性の高いアルミニウムを用いている。
右するものであるため、低熱膨張率の結晶質ガラス又は
インバー材を用い、板部材には温度勾配に対する角度安
定性の高いアルミニウムを用いている。
また、フレームとベース筺体との間に生じるレーザ管の
軸方向の熱膨張差によって、光軸がずれないように、フ
レーム支持部の１方をレーザ管の軸と平行にそのフレー
ムに取り付けられた球形ジャーナルを有する軸と、ベー
ス筺体に取り付けられた球面軸受とで構成し、他の１方
をレーザ管の軸に対称に配置した板バネとしている。
軸方向の熱膨張差によって、光軸がずれないように、フ
レーム支持部の１方をレーザ管の軸と平行にそのフレー
ムに取り付けられた球形ジャーナルを有する軸と、ベー
ス筺体に取り付けられた球面軸受とで構成し、他の１方
をレーザ管の軸に対称に配置した板バネとしている。
発明が解決しようとする問題点
以上述べたように、従来の共振器およびレーザ管保持機
構においても、インバー材および結晶質ガラスの使用、
アルミニウムの使用等、レーザ管の発熱による影響を考
慮し設計されているが、十分にその目的を達成している
とは言いがたい。
構においても、インバー材および結晶質ガラスの使用、
アルミニウムの使用等、レーザ管の発熱による影響を考
慮し設計されているが、十分にその目的を達成している
とは言いがたい。
即ち、従来の方法では、フレームとベース筺体との間に
生じるレーザ管の軸方向の熱膨張の差を、板バネの前後
方向の曲げで吸収しているが、板バネの曲げに対する反
発力が、フレームにかかるため、フレームが変形し、ミ
ラーアライメントを狂わせ、出力が不安定となるという
問題がある。また、レーザ装置がおかれている場所の温
度、即ち外部温度が違えば、フレームとベース筺体との
温度差も変化するため、それに応じてフレームとベース
筺体との熱膨張差も変化することとなる。従って、上記
熱膨張差に起因する、ミラーアライメントの狂いも、外
部温度によって左右される。このことにより、ある外部
温度において、レーザ装置の動作定常時に、レーデ出力
が最大となるようミラー角度を調整しても、外部温度が
変化すれば、レーザ出力が低下してしまうと言う問題が
生じる。
生じるレーザ管の軸方向の熱膨張の差を、板バネの前後
方向の曲げで吸収しているが、板バネの曲げに対する反
発力が、フレームにかかるため、フレームが変形し、ミ
ラーアライメントを狂わせ、出力が不安定となるという
問題がある。また、レーザ装置がおかれている場所の温
度、即ち外部温度が違えば、フレームとベース筺体との
温度差も変化するため、それに応じてフレームとベース
筺体との熱膨張差も変化することとなる。従って、上記
熱膨張差に起因する、ミラーアライメントの狂いも、外
部温度によって左右される。このことにより、ある外部
温度において、レーザ装置の動作定常時に、レーデ出力
が最大となるようミラー角度を調整しても、外部温度が
変化すれば、レーザ出力が低下してしまうと言う問題が
生じる。
上記したような、フレームとベース筺体との間に生じる
レーザ管の軸方向の熱膨張の差を、フレームに力を加え
ずに吸収し、外部温度のいかんにかかわらずミラーアラ
イメントを常時最良の状態に維持することは、安定した
出力を有するレーザ光を得る上で、非常に重要なことで
あり、本発明の目的もそこにある。
レーザ管の軸方向の熱膨張の差を、フレームに力を加え
ずに吸収し、外部温度のいかんにかかわらずミラーアラ
イメントを常時最良の状態に維持することは、安定した
出力を有するレーザ光を得る上で、非常に重要なことで
あり、本発明の目的もそこにある。
問題点を解決するための手段
本発明者は上記のような、共振器およびレーザ管保持機
構の現状に鑑みて、種々検討した結果、フレームを支持
する２ケ所の支持部の１方を球面軸受構造とし、他の１
方をレーザ管の軸方向の前後にのみ自由に動く１茨合構
造とすることが、上記目的を達成する上で非常に有利で
あることを発見し、本発明を開発した。
構の現状に鑑みて、種々検討した結果、フレームを支持
する２ケ所の支持部の１方を球面軸受構造とし、他の１
方をレーザ管の軸方向の前後にのみ自由に動く１茨合構
造とすることが、上記目的を達成する上で非常に有利で
あることを発見し、本発明を開発した。
即ち、本発明のガスレーザ装置は、ガスレーザ管と共振
器と、これらを保持するフレームと、フレーム支持部を
介してこのフレームを支持するベース筺体とを具備する
ガスレーザ装置であって、上記フレーム支持部の１方は
、レーザ管の軸と平行にフレームに取り付けられた球形
ジャーナルを有する軸と、ベース筺体に取り付けられた
球面軸受とから構成される球面軸受構造とし、他方をレ
ーザ管の軸に平行かつ対称にこのフレームに取り付けら
れた複数の円柱形部材と、ベース筺体に取り付けられた
軸を軸方向の前後方向にのみ動作させる軸受とから構成
される嵌合構造とすることを特徴とする。嵌合構造を構
成する軸受としてはすべり軸受もしくはボールベアリン
グを備えたボールブツシュなど、公知の摩擦係数の少な
い軸受のいずれを使用してもよい。
器と、これらを保持するフレームと、フレーム支持部を
介してこのフレームを支持するベース筺体とを具備する
ガスレーザ装置であって、上記フレーム支持部の１方は
、レーザ管の軸と平行にフレームに取り付けられた球形
ジャーナルを有する軸と、ベース筺体に取り付けられた
球面軸受とから構成される球面軸受構造とし、他方をレ
ーザ管の軸に平行かつ対称にこのフレームに取り付けら
れた複数の円柱形部材と、ベース筺体に取り付けられた
軸を軸方向の前後方向にのみ動作させる軸受とから構成
される嵌合構造とすることを特徴とする。嵌合構造を構
成する軸受としてはすべり軸受もしくはボールベアリン
グを備えたボールブツシュなど、公知の摩擦係数の少な
い軸受のいずれを使用してもよい。
許月
レーザ管の発熱によって引き起こされる（／−ザ管およ
び共振器保持機構の歪み、特にレーザ管および共振器を
保持するフレームと、それを支持するベース筺体との熱
膨張差による歪みを吸収し、ミラーアライメントの安定
性を確保し、出力の安定したレーザ光を得るためには、
本発明に従ってフレーム支持部の構造を上記のようにす
ることが望ましい。
び共振器保持機構の歪み、特にレーザ管および共振器を
保持するフレームと、それを支持するベース筺体との熱
膨張差による歪みを吸収し、ミラーアライメントの安定
性を確保し、出力の安定したレーザ光を得るためには、
本発明に従ってフレーム支持部の構造を上記のようにす
ることが望ましい。
従来より、レーザ管および共振器を保持するフレーム構
造は、角度安定性が要求される部材、っまりレーザ管の
軸に直角な部材に、熱伝導性の良いアルミニウムを用い
、長さ安定性が要求される部材、つまりレーザ管の軸に
平行な部材には、熱膨張率の低いインバー材、結晶質ガ
ラス等を用いていた。
造は、角度安定性が要求される部材、っまりレーザ管の
軸に直角な部材に、熱伝導性の良いアルミニウムを用い
、長さ安定性が要求される部材、つまりレーザ管の軸に
平行な部材には、熱膨張率の低いインバー材、結晶質ガ
ラス等を用いていた。
そのため、フレーム構造のみを取り上げて見れば、ミラ
ーアライメントの安定性は確保されるが、このフレーム
と、フレームラ支持部るベース筺体との取り付は部分に
生じる、レーザ管の軸方向への熱膨張差が、ミラーアラ
イメントを狂わせしめるという問題が残されている。
ーアライメントの安定性は確保されるが、このフレーム
と、フレームラ支持部るベース筺体との取り付は部分に
生じる、レーザ管の軸方向への熱膨張差が、ミラーアラ
イメントを狂わせしめるという問題が残されている。
即ち、本発明におけるガスレーザ装置のフレーム支持部
は、レーザ管および共振器を保持するフレームと、それ
を支持するベース筺体との熱膨張差を１方のフレーム支
持部である嵌合構造における軸の軸方向前後運動によっ
て吸収している。その結果、上記フレームに力を加える
ことなく、熱膨張の差を吸収することができ、外部温度
のいかんにかかわらずミラーアライメントの安定性を確
保することが可能となった。
は、レーザ管および共振器を保持するフレームと、それ
を支持するベース筺体との熱膨張差を１方のフレーム支
持部である嵌合構造における軸の軸方向前後運動によっ
て吸収している。その結果、上記フレームに力を加える
ことなく、熱膨張の差を吸収することができ、外部温度
のいかんにかかわらずミラーアライメントの安定性を確
保することが可能となった。
実施例
本発明の実施例を添付第１図〜第３図に基づいて具体的
に説明する。しかしながら、本発明はこの実施例によっ
て何隻制限されない。
に説明する。しかしながら、本発明はこの実施例によっ
て何隻制限されない。
第１図は、本発明によるガスレーザ装置の好ましい一態
様を示す断面概略図であり、本態様によるガスレーザ装
置は、レーザ管１と、共振器２ａ１２ｂと、これらを保
持するフレーム３と、２ケ所のフレーム支持部４ａ１４
ｂによってフレーム３を支持するベース筺体５とを具備
している。フレーム３は、レーザ管１の軸に平行な複数
の棒状部材６を、そのレーザ管１の軸に垂直に並列した
複数の端面板部材７ａおよび板部材７ｂに嵌合固定する
ことにより形成され、レーザ管１は、板部材７ｂを貫通
してフレーム３に保持されており、共振器２ａ、２ｂは
、レーデ管１をはさむ端面板部材７ａに取り付けられて
いる。レーザ管１の軸に平行な棒状部材６は、共振器２
ａ、２ｂ間の長さを左右する部材であるため、熱膨張率
の小さなインバー材または結晶質ガラスを用い、レーザ
管１の軸と垂直な板部材７ａ、７ｂは、角度安定性が要
求されるため、熱伝導性の良いアルミニウム厚板を用い
ている。
様を示す断面概略図であり、本態様によるガスレーザ装
置は、レーザ管１と、共振器２ａ１２ｂと、これらを保
持するフレーム３と、２ケ所のフレーム支持部４ａ１４
ｂによってフレーム３を支持するベース筺体５とを具備
している。フレーム３は、レーザ管１の軸に平行な複数
の棒状部材６を、そのレーザ管１の軸に垂直に並列した
複数の端面板部材７ａおよび板部材７ｂに嵌合固定する
ことにより形成され、レーザ管１は、板部材７ｂを貫通
してフレーム３に保持されており、共振器２ａ、２ｂは
、レーデ管１をはさむ端面板部材７ａに取り付けられて
いる。レーザ管１の軸に平行な棒状部材６は、共振器２
ａ、２ｂ間の長さを左右する部材であるため、熱膨張率
の小さなインバー材または結晶質ガラスを用い、レーザ
管１の軸と垂直な板部材７ａ、７ｂは、角度安定性が要
求されるため、熱伝導性の良いアルミニウム厚板を用い
ている。
第２図は、第１図に示されたＡ−Ａ矢視図であり、フレ
ーム支持部の１万４ｂを詳細に拡大して示したものであ
る。このフレーム支持部４ｂは、レーザ管１の軸と平行
に取り付けられた球形ジャーナル８を有する金属性軸９
と、ベース筺体５に取り付けられた球面軸受１０とによ
って構成される。
ーム支持部の１万４ｂを詳細に拡大して示したものであ
る。このフレーム支持部４ｂは、レーザ管１の軸と平行
に取り付けられた球形ジャーナル８を有する金属性軸９
と、ベース筺体５に取り付けられた球面軸受１０とによ
って構成される。
ここで球形ジャーナル８は、ねじ１１によって軸９に接
続されている。
続されている。
第３図は、第１図に示されたＢ−Ｂ矢視図であり、フレ
ーム支持部４ａを拡大して詳細に示したものである。こ
れはレーザ管１の軸に平行かつ対称にフレーム３に取り
付けられた金属性の円柱状軸１２ａ、１２ｂと、ベース
筺体５に取り付けられた、軸、１２ａ、１２ｂを軸方向
前後にのみ作動させる、ボールブツシュ１３とで構成さ
れる。円柱状軸１２ａ１１２ｂはボールプツシ５１３の
ボールベアリング１４により保持されており、前後にス
ムーズに動作するようになっている。
ーム支持部４ａを拡大して詳細に示したものである。こ
れはレーザ管１の軸に平行かつ対称にフレーム３に取り
付けられた金属性の円柱状軸１２ａ、１２ｂと、ベース
筺体５に取り付けられた、軸、１２ａ、１２ｂを軸方向
前後にのみ作動させる、ボールブツシュ１３とで構成さ
れる。円柱状軸１２ａ１１２ｂはボールプツシ５１３の
ボールベアリング１４により保持されており、前後にス
ムーズに動作するようになっている。
夛釆
以上述べたように、本発明のガスレーザ装置によれば、
レーザ管および共振器を保持するフレームの支持部とし
て、レーザ管の軸方向前後にのみ動作する嵌合構造と、
球面軸受けとを組合せて使用したことにより、フレーム
とフレームを支持するベース筺体との間に生じる熱膨張
差を、フレームに力を加えることなく吸収し、フレーム
に取り付けられた共振器のミラーアライメントの安定性
を確保し、安定した出力のレーザ光を（辱ることが可能
となった。
レーザ管および共振器を保持するフレームの支持部とし
て、レーザ管の軸方向前後にのみ動作する嵌合構造と、
球面軸受けとを組合せて使用したことにより、フレーム
とフレームを支持するベース筺体との間に生じる熱膨張
差を、フレームに力を加えることなく吸収し、フレーム
に取り付けられた共振器のミラーアライメントの安定性
を確保し、安定した出力のレーザ光を（辱ることが可能
となった。
第１図は本発明の好ましい一態様を示す断面概略図であ
り、 第２図は第１図に示されたＡ−Ａ矢視図であり、第３図
は第１図に示されたＢ−Ｂ矢視図である。 （主な参照番号） １・・・レーザ管、 ２ａ、２ｂ・・・共振器、３・・
・フレーム、 ４ａ、４ｂ・・・フレーム支持部、５・・・ベース筺体
、６・・・棒状部材、 ７ａ・・・端面板部材、 ７ｂ・・・板部材、８−・球
形ジャーナル、 ９・・・金属製軸、１０・・・球面軸
受、 １１・・・ねじ、１２ａ、１２ｂ・・・円柱形部
材、
り、 第２図は第１図に示されたＡ−Ａ矢視図であり、第３図
は第１図に示されたＢ−Ｂ矢視図である。 （主な参照番号） １・・・レーザ管、 ２ａ、２ｂ・・・共振器、３・・
・フレーム、 ４ａ、４ｂ・・・フレーム支持部、５・・・ベース筺体
、６・・・棒状部材、 ７ａ・・・端面板部材、 ７ｂ・・・板部材、８−・球
形ジャーナル、 ９・・・金属製軸、１０・・・球面軸
受、 １１・・・ねじ、１２ａ、１２ｂ・・・円柱形部
材、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ガスレーザ管と、共振器と、これらを保持するフレーム
と、フレーム支持部を介して該フレームを支持するベー
ス筺体とを具備するガスレーザ装置において、 上記フレーム支持部の１方が、レーザ管の軸と平行に該
フレームに取り付けられた球形ジャーナルを有する軸と
、該ベース筺体に取り付けられた球面軸受とから構成さ
れ、 他方がレーザ管の軸に平行かつ対称に該フレームに取り
付けられた複数の円柱形部材と、該ベース筺体に取り付
けられ、該円柱形部材を前後のみに動作させる軸受とか
ら構成されることを特徴とする上記ガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15860585A JPS6218780A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | ガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15860585A JPS6218780A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | ガスレ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6218780A true JPS6218780A (ja) | 1987-01-27 |
Family
ID=15675351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15860585A Pending JPS6218780A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | ガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6218780A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6231183A (ja) * | 1985-08-02 | 1987-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ガスレ−ザ装置 |
| JPH01108451A (ja) * | 1987-09-28 | 1989-04-25 | Saturn Corp | 自動車トランスミッションの制御方法 |
-
1985
- 1985-07-17 JP JP15860585A patent/JPS6218780A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6231183A (ja) * | 1985-08-02 | 1987-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ガスレ−ザ装置 |
| JPH01108451A (ja) * | 1987-09-28 | 1989-04-25 | Saturn Corp | 自動車トランスミッションの制御方法 |
| JPH0621640B2 (ja) * | 1987-09-28 | 1994-03-23 | サターン・コーポレーション | 自動車トランスミッションの制御方法 |
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