JPS62242375A

JPS62242375A - ガスレ−ザ装置

Info

Publication number: JPS62242375A
Application number: JP8428586A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Otani; 昭博大谷; Tsukasa Fukushima; 司福島; Satoru Hayashi; 悟林
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-04-14
Filing date: 1986-04-14
Publication date: 1987-10-22

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）この発明はガスレーザ装置、特に無声放電式の軸流形ガ
スレーザ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のガスレーザ装置の代表的なものの一つと
して、軸流形Ｃ０２レーザ装置が知られている。このガ
スレーザ装置は第５図に縦断正面が、また第６図に縦断
側面から見た端面が示されている。これらの図において
、符号（１）はパイレックスガラスや酸化チタン等の話
電体より構成された放電管、（２１）、（２２）は放電
管（１）の外壁に密着された一対の給電電極、（３）は
これらの給電電極に交流高電圧を印加する電源、（４）
は放電空間、（５）は部分反射鏡、（６）は全反射鏡、
（７）はレーザ光、（８）は水冷ジャケット、（９１）
は冷却水入口、（９２）は冷却水出口である。

次に動作について説明する。一対の給電電極（２１）、
（２２）に電源（３）から交流電圧が印加されると、放
電空間（４）に無声放電と呼ばれるおだやかな放電が生
じる。この放電は誘電体よりなる放電管（１）を通じて
起こるので誘電体のキャパシティブ　バラスト（Ｃａｐ
ａｃｉｔｉｖｅ　　ｂａｌｌａｓｔ）効果により、極め
て安定したグロー状の放電となっている。Ｃ０２レーザ
装置の場合、例えばＣ０２−Ｎ２−Ｈｅ＝８　：６０：
３２の割合で混合されたレーザガスが放電空間（４）に
数十Ｔｏｒｒの圧力で充填されており、無声放電により
、Ｃ０２分子が励起され、部分反射鏡（５）と全反射鏡
（６）で構成される光共振器内でレーザ発振が起こる。

レーザ光の一部は矢印（７）で示されるように部分反射
鏡（６）より外部に取り出される。レーザ発振は以上の
ように行われるか、放電空間（４）のガス温度が高くな
ると、レーザの発振効率（レーザ出力／放電電力）が低
くなるため、水冷ジャケット（８）内に冷却水を流して
放電管（１）の全周を冷却し、ガス温度の上昇を抑えて
いる。

第５図及び第６図に示す装置は以上のように構成されて
いるので、例えば放電管（１）が機械的又は電気的に破
壊された場合には冷却水が放電空間（４）に流入し、装
置の内部が水びたしになる。Ｃｏ２レーザ装首では、光
共振用鏡として耐水性の無いＺｎ５ｅやＧｅが材料とし
て使われているので、水がこのような鏡に直接触れると
該鏡は再度使用できない状態になる。

第５図及び第６図に示した軸流形ガスレーザ装置の他に
、放電管の部分は第５図及び第６図のものと同じである
が、放電空間に生じた熱の一部を取り去るための循環用
のブロアを備えた高速軸流形ガスレーザ装置と呼ばれる
ものがある。

第７図はこのような従来の高速軸流形ガスレーザ装置の
断面を示すものであり、図において、（１０）はレーザ
ガス循環用ブロア、（１１）はレーザガス冷却様の熱交
換器である。他の符号は第５図又は第６図に示す同一符
号と同一部材を示す。このような高速軸流形ガスレーザ
装置において、放電管（１）が破壊すると、光共振用の
鏡（５）、（６）がダメージを受けるだけでなく、冷却
水がブロア（１０）、熱交換器（１１）にも流入するた
め、ブロア（１０）の軸受が腐食したり、該ブロアのモ
ータのコイル（図示せず）管で水により電気絶縁破壊が
起こったり、また熱交換器（１１）の表面に水分が付着
して、レーザ装置内の水分が除去できず、装置の修復に
相当の時間がかかる等、トラブルは一層大きなものとな
る。

本発明者等は、上記の状況に鑑み万一放電管（１）が破
壊しても、水が放電部に漏れ出ないような構造のガスレ
ーザ装置を先に提案している。

上記提案に係るガスレーザ装置は、給電電極が内部で強
制冷却された金属ブロックにより構成されているもので
、給電電極を兼ねた上記金属ブロックにより、放電管が
冷却されており、該放電管の破壊と水漏れ等が無関係と
なるものである。

第８図及び第９図は各々上記提案のガスレーザ装置を示
すものであり、第８図は縦断正面図で、第９図は縦断側
面を示す端面図である。図において、符号（２１ａ）、
（２２ｂ）は放電管（１）に密着した給電電極であり、
アルミ、鉄等よりなる金属ブロックよりなる。この給電
電極（２１ａ）、（２２ａ）は各々冷却水人口（９１）
及び冷却水出口（９２）を有しており、内部から水によ
り強制冷却されている。

上記のように構成された第８図及び第９図に示すガスレ
ーザ装置では、放電管（１）が万一破壊しても、冷却水
が放電部やレーザガス流路に漏れ出ることがなく、修復
も簡単にできる。また、水冷ジャケット（８）が不要と
なるため、装置がコンパクトになり、かつ安価に作成で
きる特徴を有する。

ところで第５図及び第６図に示すものは、給電電極（２
１）、（２２）が比較的近接（例えば１０ｍｍ程度）し
ており、かつこれらの給電電極（２１）、（２２）は冷
却水で満たされているために、該給電電極間の絶縁を充
分なものとするには、該冷却水の電気導電率を低くすべ
く該冷却水の純水度を相当上げる必要がある。具体的な
数値を示す実験では、冷却水の電気導電率を５０ＭΩ・
Ｃｍ以上にしなければならなかったが、第８図及び第９
図に示す装置では、給電電極（２１ａ）、（２２ａ）間
は空気絶縁されるため、冷却水に高度の純水を必要とし
ないという長所も生れる。

この給電電極（２１ａ）、（２２ａ）に高電圧の交流電
圧を印加することにより、放電管（１）内に放電か起こ
り、レーザ発振が起こる。このとき、両給電電極（２１
ａ）、（２２ａ）と他の構造物の間は絶縁を保つための
空間が必要となる（おおむね２０ｍｍ以上）。

〔発明か解決しようとする問題点〕

従来のガスレーザ装置は、以上のように構成されている
ので、給電電極と構造物の間に大きな絶縁距離が必要で
、装置全体が大きくなる上に、危険であるなどの問題が
あった。また、放電管側面は全く冷却されないので、放
電管の耐久性にも問題があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、装置全体をコンパクトに、かつ安全に構成
することができ、しかも放電管の耐久性の高い装置を得
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段）この発明に係るガスレーザ装置は、放電管と給電電極の
外部を高絶縁性部材で覆い、給電電極から他の構造物へ
の絶縁破壊（放電）を起こり難くしたものである。

（作用）この発明における高絶縁性部材は他構造物との絶縁を保
ち、また空気より充分高い熱伝導率により、放電管の非
給電部を冷却する。

〔実施例］以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は一部の縦断正面、第２図は側面からみた端面を示す
ものである。図において、前記第５図、第６図、第８図
又は第９図と同一符号のものは同−又は相当部分を示す
ので、その詳細な説明は省略する。前記したように、セ
ラミックス話電体により構成された放電管（１）には、
アルミ又は鉄等の金属により構成された給電電極（２１
ａ）、（２２ａ）が密着されている。この給電電極（２
１ａ）、（２２ａ）は各々冷却水入口（９１）及び冷却
水出口（９２）を有しており、内部から水により強制冷
却されている。符号（５５）はシリコン系接着材であり
、該シリコン系接着材により、前記給電電極（２１ａ）
。

（２２ａ）と放電管（１）との取付部を除く前記給電電
極（２１ａ）、（２２ａ）と放電管（１）との表面かモ
ールドされている。前記シリコ・ン系接着材（５５）で
モールドする際には、放電管（１）及び給電電極（２１
ａ）、（２２ａ）を覆う型に該シリコン接着材を流しこ
んだ後、真空脱泡すると更に効果がある。

前記した金属よりなる給電電極（２１ａ）。

（２２ａ）を覆うようにシリコン接着材（５５）により
モールドするようことにより給電電極（２１ａ）、（２
２ａ）は外界から絶縁されるので、放電管（１）の放電
時にも給電電極（２１ａ）、（２２ａ）からの構造物へ
の放電（絶縁破壊）の危険がない。また、シリコン接着
材（５５）は熱伝導率が１０−３〜１０−’ｃ　ａ　Ｉ
　７０ｍ、５ｅｃｔ程度と、空気に比較してかなり高い
ので、放電管（１）側面を冷却することができ、放電管
（１）の耐久性が向上する。

尚、上記実施例では高絶縁性部材として、シリコン系接
着材（５５）を用いたが、これに限らず、他のもの、例
えはゴム質の制置のもの、シリコンラバー、アルミナ粉
体等の熱伝導性の高い材質の粉末を混ぜたシリコンラバ
ー又は接着性を有する液体を固体化するタイプのもので
、固体化させる前に真空脱泡ができるものの何れをも用
いることができる。

また、上記実施例では、放電管（１）と給電電極（２１
ａ）、（２２ａ）の接合部か平坦なものについて説明し
たが、第３図のように平坦てないものにも実施すること
ができる。また、第４図に示すように接合部外側に電界
緩和用の塗料（３７）を塗布した後、シリコン系接着材
（５５）でモールドしてもよい。

上記実施例では、ガスレーザ装置として単一の放電管（
１）を用いた場合について説明したが、複数の放電管を
用いたガスレーザ装置にもこの発明を適用することがで
きる。

（発明の効果）以上のようにこの発明によれば、放電管と給電電極の外
側を高絶縁性部材で覆ったから、小型かつ安全に構成さ
れたガスレーザ装置を得ることができ、しかも放電管の
耐久性を向上させることかできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の一実施例を示すものであ
り、第１図は一部縦断正面図、第２図は縦断側面を示す
端面図、第３図及び第４図はそれぞれ異る他の実施例の
縦断側面を示す端面図、第５図及び第６図は第１の従来
例を示すものであり、第５図は一部縦断正面図、第６図
は縦断側面を示す端面図、第７図は第２の従来例を示す
概略構成図、第８図及び第９図は比較例を示すものであ
り、第８図は一部縦断正面図、第９図は縦断側面を示す
端面図である。図中の符号（１）は放電管、（３）は電源、（４）は放
電空間、（７）はレーザ光、（２１ａ）、（２２ａ）給
電電極、（５５）はシリコン系接着材、（９１）は冷却
水人口、（９２）は冷却水出口である。なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。代理人　弁理士　佐　藤　正　年第３図第２図第４図１０　　　　　　　　　　１．１第８因第９図り咽棒誌と弥１゜占　１− ２ａ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、誘電体よりなる放電管と、該放電管の外壁に密
着された一対の給電電極を備え、該給電電極は内部が強
制冷却される金属製パイプ状部材よりなり、該給電電極
に交流電圧を印加することにより上記放電管内のレーザ
ガス中で無声放電を起こし、レーザ光を発振させるよう
にしたガスレーザ装置において、上記放電管と給電電極
の外側を高絶縁性部材で覆ったことを特徴とするガスレ
ーザ装置。
（２）、高絶縁性部材としてシリコンラバーを用いたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のガスレー
ザ装置。
（３）、高絶縁性部材としてシリコンラバーの中に熱伝
導性の高い材質の粉末を混ぜたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載のガスレーザ装置。
（４）、熱伝導性の高い材質がアルミナ粉体であること
を特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のガスレーザ
装置。
（５）、高絶縁性部材が接着性を有する液体を固体化す
るタイプのもので、固体化させる前に真空脱泡ができる
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
２項、第３項又は第４項に記載のガスレーザ装置。