JPS6225911Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はガスレーザ装置に係わり、とくに起動
特性を改良した装置に関する。

通常ガスレーザ装置は、ガスレーザ管からのレ
ーザ光以外の不要な光が漏れないように、又、電
気安全の為にレーザ光の出力窓を除いて、ガスレ
ーザ管は不透明な筐体で覆われ、外光及び自然放
射線から遮断されている。

しかるに、電圧で起動する冷陰極ガスレーザ管
は他の冷陰極放電管と同様にいわゆる暗視効果に
よつて、明るい所で放電を開始する起動電圧よ
り、暗い所での起動電圧の方が高くなる。又、そ
の場合放電が１〜５秒程度遅れることも少なくな
い。

この起動特性を改善することを目的として例え
ば実開昭51−40278号公報に開示されたガスレー
ザ管が知られている。これはレーザ管外壁に導電
膜を形成しこれを陽極に接続して管壁を通し陰極
との間に放電を生ぜしめるようにした構造であ
る。しかし同公報に示される構造では導電膜と陰
極との間の起動放電が定常の主放電路と直接関係
のないところに生じる構造であり、起動特性の改
善があまり期待できない。

本考案は上記のような不都合を解消し比較的簡
単な構造で起動特性を改善しうるガスレーザ装置
を提供するものである。

この考案は上記の目的を達成する為に、ガスレ
ーザ管の陽極と冷陰極間に電源より起動電圧を印
加すると共に、その起動陽極電圧と同電位を定常
の放電路にかかるようにガスレーザ管の外から加
えて、放電を開始し易くしたガスレーザ装置であ
る。

以下本考案の実施例を図面に従つて詳細に説明
する。なお同一部分は同一符号であらわす。

電源はガスレーザ管が放電するまでは10KV
以上の尖頭電圧が印加されるが、電源のインピー
ダンスを高くしてあり、ガスレーザ管が放電を開
始し管電流が流れ始めると急に印加電圧が下が
り、定常の放電電圧、定格電流である例えば
1.5KV、6mAになるように回路定数を設定してあ
る。プラス端子１１は高圧同軸ケーブル１５の芯
線を介してガスレーザヘツド内のバラスト抵抗
２１の一端２１１に接続され、バラスト抵抗２１
の他端がガスレーザ管２０の陽極端子２２に電気
的に接続されている。他方、電源のマイナス端
子１２は高圧同軸ケーブルのシールド線を介し
て、ガスレーザ管の陰極端子２３に接続されてい
る。又、ガスレーザ管２０及びバラスト抵抗２１
はレーザヘツド不透明なの金属製筒状筐体２０
０内にシリコンゴム２０１を介して保持されてい
る。

ガスレーザ管２０は、中央の太い部分である硬
質ガラスで作られた容器径大部２４と、この容器
径大部２４の両端部に軸に沿つた外方に延びるよ
うに溶着された一対の径小なミラー支持管２７，
２８と、これら両支持管２７，２８の端面に気密
に封着されそれぞれの反射面が平行に相対する一
対のレーザミラー２５，２６とによつて真空容器
が構成され、この容器内に封入されたレーザ媒質
である数トールのHeとNeの混合ガスを気密に保
持している。又、径大部２４の内壁にほぼ接する
ように表面に酸化膜を形成したアルミニウム製
で、円筒状の冷陰極２９が同軸的に配置されてい
る。そして、冷陰極２９と、容器壁を貫通して設
けられた陰極端子２３とは管内で電気的に接続さ
れている。又、陽極端子２２は同じく陰極端子と
同じ方の支持管２７の一部に棒状の金属電極がそ
の先端部が支持管２７内の空間に位置するように
支持管２７のガラス管壁に溶封されて設けられて
いる。又、レーザ光軸上に設けられプラズマ放電
路を形成する細管３０は、陰極からの電子が必ら
ず細管を通過して陽極端子に達する様に、径大部
２４と支持管２７に継ぎ目の所で接合されて容器
に保持され、他端は中心軸にそつて反対側の支持
管２８と容器２４との接合部近くまで延長され、
支持管２８の内壁に触れることなしに切断されて
開口３２をつくつている。

こうして、放電経路は冷陰極２９から発し、折
返し管３１及び支持管２８の内壁と細管３０との
隙間を通つて細管３０の開口３２から細管３０内
に入り、細管３０を通つて反対側支持管２７内に
ある陽極端子２２に至る。

次に本考案の主要な部分である起動補助電極３
３は、一端が陽極端子に接続されるバラスト抵抗
の一端２１１にリード線３３ａを介して筐体２０
０内で接続され、他端が細管３０の開口３２附近
（開口から10mm〜20mmの位置）の所で支持管２８
の外周に２〜３回巻かれた導線で作られている。
この起動補助電極３３は、起動時に、起動電圧が
陽極と陰極との間に印加されると同時に起動補助
電極と陰極との間にも並列的に印加されそれによ
り細管３０の開口３２附近が起動電位とほぼ等し
くなるとともに管壁を通して微小放電をこの付近
に生ぜしめる。したがつて冷陰極２９の表面近傍
の電位が持ち上がり、アルミニウムの仕事関数に
打ち勝つようになる。又、この起動時の電圧はか
なり大きな交流成分が含まれる為、開口３２附近
のレーザ媒質である気体が電離し易い状態がつく
り出され、暗所においても瞬時に放電を開始す
る。又、起動補助電極には電流がほとんど流れな
いのでそれによる消費電力はきわめてわずかであ
る。

このように本考案のガスレーザ装置によれば冷
陰極をはさんで両側に、しかも定常の放電路を含
むように起動放電、ガス励起が生じるので、起動
特性が改善される。従来一般の構造をもつガスレ
ーザ管は明るい所（数百ルツクス）において100
％起動したものがレーザヘツドに組み込んだ所、
10〜20％の確率で放電しなかつた。又、放電開始
したものの内50％程度は１〜５秒の遅れがあつ
た。これに対し本考案のレーザ装置はヘツドに組
み込んだ状態でも瞬時に100％点灯を開始した。
この起動補助電極は細管の開口から10〜15mm以内
の所に巻くと特に効果があつた。

また、第２図に示す様に起動補助電極３３とし
て支持管２８の回りをとり巻く様な同筒状の金属
片で形成してもよい。

又、第３図に示すように、起動補助電極にはほ
とんど電流を流す必要がないので、電源回路を保
護するため起動補助電極に高抵抗の保護抵抗３４
を介して陽極端子に接続してもよい。

以上説明したように本考案は、放電細管の陽極
側開口部と反対側の開口部近くの真空容器壁外周
に、起動補助電極が設けられ、これに陽極と並列
的に起動電圧が印加されるようになつている。そ
れにより、とくに放電細管の冷陰極に近い開口部
付近の主放電路を含む領域で起動放電励起が生じ
るので、起動特性が顕著に改善される。したがつ
て、不透明なレーザヘツド筐体内にレーザ管が収
容された暗所でも、早いレーザ発振起動特性が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のガスレーザ装置を構成してい
る電源の回路図およびガスレーザヘツドを示す断
面図、第２図及び第３図は本考案の他の実施例を
示す要部側面図である。 ……電源、……ガスレーザヘツド、２０…
…ガスレーザ管、２２……陽極端子、２４……径
大部、２５，２６……ミラー、２７，２８……ミ
ラー支持管、３０……細管、３２……開口、３３
……起動補助電極、２００……筐体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ガラス製の径大部およびこの径大部の両側に気
   密接合され端部にそれぞれミラーが固定された径
   小ミラー支持管により真空容器が形成され、前記
   真空容器の径大部内に筒状の冷陰極が配置される
   とともにレーザ光軸上に一端開口部が一方の支持
   管の近くで該真空容器に接合保持され他端開口部
   が他方の支持管の近くまで延長された放電細管が
   設けられ、上記真空容器の一方の支持管が接合保
   持された付近に陽極端子が設けられ且つ他の部分
   に上記冷陰極に管内で電気的に接続された陰極端
   子が設けられてなるガスレーザ管と、 不透明な材料で形成され、内部に前記レーザ管
   を収容するレーザヘツド筐体と、 前記レーザヘツド筐体内のレーザ管にケーブル
   を介して起動電圧および定常の放電維持電圧を供
   給する電源とを具備するガスレーザ装置におい
   て、 上記レーザ管の陽極端子が設けられた側と反対
   側の上記放電細管開口部に近接する領域の前記真
   空容器壁の外周に起動補助電極が設けられ、この
   起動補助電極に上記陽極端子に供給される起動電
   圧が並列的に印加されるように上記レーザヘツド
   筐体内で電気的に接続されてなることを特徴とす
   るガスレーザ装置。