JPS62260377A - ガスレ−ザ装置 - Google Patents
ガスレ−ザ装置Info
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- JPS62260377A JPS62260377A JP10321186A JP10321186A JPS62260377A JP S62260377 A JPS62260377 A JP S62260377A JP 10321186 A JP10321186 A JP 10321186A JP 10321186 A JP10321186 A JP 10321186A JP S62260377 A JPS62260377 A JP S62260377A
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- discharge tube
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- laser device
- gas laser
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- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 3
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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
- H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
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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】
〔産業上の利用分舒〕
この発明は、ガスレーザ装置に係り特に交流放電式の軸
流形ガスレーザ装置における放電管と給電電極の構造に
関するものである。
流形ガスレーザ装置における放電管と給電電極の構造に
関するものである。
第３図および第４図は乙の覆の代表的な装置である軸流
型Ｃ０２レーザ装置の構成を示す図であり、第３図は正
面断面図、第４図は側面断面図である。（１）はパイレ
ックスガラスや酸化チタン等の誘導よりなる放電管、Ｑ
υ、（２）はこの放電管（１）の外周に密着させた一対
の給電電極、（３）はこの給電電極（２Ｉｎ、（社）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）は部分反射鏡
（５）より出力するレーザ光、（９１）は給電電極Ｑυ
、（２）内を循環する冷却水入口、（９２）は同じく冷
却水出口である。
型Ｃ０２レーザ装置の構成を示す図であり、第３図は正
面断面図、第４図は側面断面図である。（１）はパイレ
ックスガラスや酸化チタン等の誘導よりなる放電管、Ｑ
υ、（２）はこの放電管（１）の外周に密着させた一対
の給電電極、（３）はこの給電電極（２Ｉｎ、（社）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）は部分反射鏡
（５）より出力するレーザ光、（９１）は給電電極Ｑυ
、（２）内を循環する冷却水入口、（９２）は同じく冷
却水出口である。
また、第５図は上記の軸流型ガスレーザ装置におけるガ
スの循環路を示す図であり、放電管（１）内の放電空間
（４）をブロア叫によって送給されるレーザガスは熱交
換器αＤ９！経て冷却され、再び放電空間（４）に送給
されて循環する。
スの循環路を示す図であり、放電管（１）内の放電空間
（４）をブロア叫によって送給されるレーザガスは熱交
換器αＤ９！経て冷却され、再び放電空間（４）に送給
されて循環する。
第６図は上記の第４図とは異なる構成の従来例の側面断
面図であり、第４図のように給電電極Ｑυ。
面図であり、第４図のように給電電極Ｑυ。
（社）と放電管（１）とが接する面が放電管（１）の円
周面ではなく、平面で接するように構成されている。
周面ではなく、平面で接するように構成されている。
上記のような構成の従来のガスレーザ装置において、一
対の給電電極Ｑυ、（２３に電源（３）から交流電圧が
印加されると、放電空間（４）に無声放電が生じ、この
放電は誘電体で形成された放電管（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（ＣＡＰＡＣ
ＩＴＩＶＥ ＢＡＬＬＡＳＴ）効果によッテグ四−状の
放電となる。
対の給電電極Ｑυ、（２３に電源（３）から交流電圧が
印加されると、放電空間（４）に無声放電が生じ、この
放電は誘電体で形成された放電管（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（ＣＡＰＡＣ
ＩＴＩＶＥ ＢＡＬＬＡＳＴ）効果によッテグ四−状の
放電となる。
Ｃｏ、レーザ装置の場合、例えばＣＯｔ−Ｎ 、 −Ｈ
ｅ ＝ 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、上記の無声放電によってＣＯ２分子が
励起され、部分反射鏡（５）と全反射鏡（６）とで構成
される光共振器内においてレーザ発振が起とや、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
）より外部に取出される。
ｅ ＝ 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、上記の無声放電によってＣＯ２分子が
励起され、部分反射鏡（５）と全反射鏡（６）とで構成
される光共振器内においてレーザ発振が起とや、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
）より外部に取出される。
レーザ発振は以上のように行われるが、レーザの発振効
率（レーザ出力／放電電力）は放電空間（４）のガス温
度が高くなると低下するので、給Ｔｉ電極ｅｎ、（２）
内に冷却水を循環させて放電管（１）を間接的に冷却し
てガス温度の上昇を抑えている。
率（レーザ出力／放電電力）は放電空間（４）のガス温
度が高くなると低下するので、給Ｔｉ電極ｅｎ、（２）
内に冷却水を循環させて放電管（１）を間接的に冷却し
てガス温度の上昇を抑えている。
第４図に示すように給電電極ｒ２．ｎ、（２２と放電管
（１）とが接する面が放電管（１）の円周面の場合、給
電電極Ｑ１）、（社）のエツジ部（２１ａ） 、 （２
２ａ）に電界が集中して、キャパシティ・パラスト効果
よりも電界集中の効果が強いなめに、放電空間（４）内
でその中央部（４ｃ）よりも端部（４ａ）に放電が強く
分布する。
（１）とが接する面が放電管（１）の円周面の場合、給
電電極Ｑ１）、（社）のエツジ部（２１ａ） 、 （２
２ａ）に電界が集中して、キャパシティ・パラスト効果
よりも電界集中の効果が強いなめに、放電空間（４）内
でその中央部（４ｃ）よりも端部（４ａ）に放電が強く
分布する。
また、他の例である第６図のような場合は放電管（１）
と給電ａｍｅｎ、ａとが平面（３３）で接しているので
、この平面（３３）における放電管（１）の端部（１ａ
）の厚さのほうが中央部（１ｅ）の厚さより肉厚が多い
ので、給電電極Ｑυ、（社）に交流電圧を印加した際に
、端部（１ａ）は中央部（１ｃ）より電流が流れにくく
なる。
と給電ａｍｅｎ、ａとが平面（３３）で接しているので
、この平面（３３）における放電管（１）の端部（１ａ
）の厚さのほうが中央部（１ｅ）の厚さより肉厚が多い
ので、給電電極Ｑυ、（社）に交流電圧を印加した際に
、端部（１ａ）は中央部（１ｃ）より電流が流れにくく
なる。
上記のような従来のガスレーザ装置では、給電電極と放
電管とが接する面における放電管の厚さおよびこの放電
管を形成する誘電体の材質等によって、放電管内の放電
の分布の偏差が生じてビームモードの（ずれたり、レー
ザビーム出力が不安定になったり、また放電管自体も耐
久性が低下するなどの問題点があった。
電管とが接する面における放電管の厚さおよびこの放電
管を形成する誘電体の材質等によって、放電管内の放電
の分布の偏差が生じてビームモードの（ずれたり、レー
ザビーム出力が不安定になったり、また放電管自体も耐
久性が低下するなどの問題点があった。
この発明はかかる問題点を解消するためになされたもの
で、給電電極と放電管との接合面を放電管の特性等に応
じた形状に形成し、ビームモードのくずれ、レーザビー
ム出力の低下を防ぎ、放電管の耐久性を向上きせたガス
レーザ装置を得ることを目的とする。
で、給電電極と放電管との接合面を放電管の特性等に応
じた形状に形成し、ビームモードのくずれ、レーザビー
ム出力の低下を防ぎ、放電管の耐久性を向上きせたガス
レーザ装置を得ることを目的とする。
この発明に係るガスレーザ装置は、放電管と一対の給電
電極との接合面を、乙の接合面の放電管軸と直交する断
面における給電電極のエツジ部の電界集中度と放電管を
形成する誘電体の特性等を勘案した形状に定めることに
よって、上記断面における放Ｔｉ管内の放電エネルギを
均衡させるようにしたものである。
電極との接合面を、乙の接合面の放電管軸と直交する断
面における給電電極のエツジ部の電界集中度と放電管を
形成する誘電体の特性等を勘案した形状に定めることに
よって、上記断面における放Ｔｉ管内の放電エネルギを
均衡させるようにしたものである。
この発明では放電管と給電電極との接合面の放電管軸と
直交する断面における放電管の肉厚を中央部より両端部
を厚くすることにより、給電電極の電界が集中する両エ
ツジ部から流れる電路のインピーダンスを中央部のイン
ピーダンスより高くして、上記断面における放電エネル
ギを均衡化する。
直交する断面における放電管の肉厚を中央部より両端部
を厚くすることにより、給電電極の電界が集中する両エ
ツジ部から流れる電路のインピーダンスを中央部のイン
ピーダンスより高くして、上記断面における放電エネル
ギを均衡化する。
第１図はこの発明の一実施例によるガスレーザ装置にお
ける放電管と給電電極とを放電管軸に直交する断面で示
した図であり、［１］、 （１ａＬ（ｌｃ）、（４１゜
（４ａＬ（４ｅ）、ｅ２１）、 Ｈ，（３３）は従来例
を示した第６図における同符号と同一または相当部分を
示す。放電管（１）と給電電極Ｑυ、（２２との接合面
（３３）はこの例では給電電極ｔ２＋１．（２）の半径
（Ｒ１）でなる円弧によって形成されている。
ける放電管と給電電極とを放電管軸に直交する断面で示
した図であり、［１］、 （１ａＬ（ｌｃ）、（４１゜
（４ａＬ（４ｅ）、ｅ２１）、 Ｈ，（３３）は従来例
を示した第６図における同符号と同一または相当部分を
示す。放電管（１）と給電電極Ｑυ、（２２との接合面
（３３）はこの例では給電電極ｔ２＋１．（２）の半径
（Ｒ１）でなる円弧によって形成されている。
上記のような構成のこの発明によるガスレーザ装置にお
いて、放電管（１）と給電電極Ｑυ、（社）との接合面
（３３）における放電管（１）の中央部（ＩＣ）とエツ
ジ部（１ａ）におけろ放電管（１）の肉厚を比較すると
、エツジ部（１ａ）の肉厚のほうが厚いので再給電電極
Ｑ０゜（社）からみたインピーダンスが中央部（ＩＣ）
より高くなり、電界が集中している給電電極Ｑυ、（２
）の接合面（３３）におけるエツジ部（２１ａ） 、
（２，２ａｌより放電管（１）に流れる電流が流れにく
（なっている。従って、給８！４電極ＣＨＩ）、（社）
における電界強度とこの電界強度に応じて流れる電流路
のインピーダンスとが適度の逆比例関係となるので、放
電管（１）内における中央部（４Ｃ）とエツジ部（４ａ
）の放電エネルギは均衡して、ビームモードのくずれ、
レーザビームの出力の不安定等の恐れがなくなる。
いて、放電管（１）と給電電極Ｑυ、（社）との接合面
（３３）における放電管（１）の中央部（ＩＣ）とエツ
ジ部（１ａ）におけろ放電管（１）の肉厚を比較すると
、エツジ部（１ａ）の肉厚のほうが厚いので再給電電極
Ｑ０゜（社）からみたインピーダンスが中央部（ＩＣ）
より高くなり、電界が集中している給電電極Ｑυ、（２
）の接合面（３３）におけるエツジ部（２１ａ） 、
（２，２ａｌより放電管（１）に流れる電流が流れにく
（なっている。従って、給８！４電極ＣＨＩ）、（社）
における電界強度とこの電界強度に応じて流れる電流路
のインピーダンスとが適度の逆比例関係となるので、放
電管（１）内における中央部（４Ｃ）とエツジ部（４ａ
）の放電エネルギは均衡して、ビームモードのくずれ、
レーザビームの出力の不安定等の恐れがなくなる。
ただし、上記の接合面（３３）の形状を定めるためには
、例として挙げた給電電８１ｉ６！υ、（社）の半径に
よる円弧で一義的に形成するのではなく、給電電極ＣＤ
、（２２１のエツジ部（２１ｍ） 、 （２２ｍ）にお
ケル電界ノ集中度、放電管（１）の形状および材質等に
よってあらかじめ算定した曲率半径によって接合面（３
３）を形成すればよい。
、例として挙げた給電電８１ｉ６！υ、（社）の半径に
よる円弧で一義的に形成するのではなく、給電電極ＣＤ
、（２２１のエツジ部（２１ｍ） 、 （２２ｍ）にお
ケル電界ノ集中度、放電管（１）の形状および材質等に
よってあらかじめ算定した曲率半径によって接合面（３
３）を形成すればよい。
なお、上記実施例では両宮殿電極２１＋、（社）側を中
心としてそれぞれが接合する放電管（１）面側に円弧を
画いて接合面（３３）を形成する例について説明したが
、第２図に示すように再給電電極ａｎ、ａがそれぞれ接
合する反対側よりの半径（Ｒ２）で円弧を画き、接合面
（３３）を形成するようにしても放電管（１）のエツジ
部（１ａ）のほうが中心部（ＩＣ）よりも肉厚が大きく
なるので、上記実施例と同様の効果を奏する。
心としてそれぞれが接合する放電管（１）面側に円弧を
画いて接合面（３３）を形成する例について説明したが
、第２図に示すように再給電電極ａｎ、ａがそれぞれ接
合する反対側よりの半径（Ｒ２）で円弧を画き、接合面
（３３）を形成するようにしても放電管（１）のエツジ
部（１ａ）のほうが中心部（ＩＣ）よりも肉厚が大きく
なるので、上記実施例と同様の効果を奏する。
この発明は以上説明したとおり、レーザガスが循環する
電極に交流電圧を印加給電′＠極と放電管とが接する面
の形状を、給電電極のエツジ部の電界集中と放電管の肉
厚によるインピーダンス値とに応じた、放電管内の放電
強度の均衡を勘案して定めるようにしたので、ビームモ
ードのくずれやレーザビームの低下あるいは放電管の耐
久性の低下の恐れがな（なる効果がある。
電極に交流電圧を印加給電′＠極と放電管とが接する面
の形状を、給電電極のエツジ部の電界集中と放電管の肉
厚によるインピーダンス値とに応じた、放電管内の放電
強度の均衡を勘案して定めるようにしたので、ビームモ
ードのくずれやレーザビームの低下あるいは放電管の耐
久性の低下の恐れがな（なる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例によるガスレーザ装置にお
ける放電管と給電電極との接合状態の死所面図、第２図
はこの発明の他の実施例における放電管と給電電極との
接合状態の断面図、第３図は通常のガスレーザ装置の一
例を示す正面図、第４図は第３図における放電管と給電
電極との接合状態の一例を示す断面図、第５図は通常の
ガスレーザ装置におけるレーザガスの循環の状態を示す
模式図、第６図は第３図における放電管と給電電極との
接合状態の他の例を示す断面図である。 図において、（１）は放電管、（７）はレーザ光、ｅｎ
。 （２）は給電電極、（２１ｍ） 、 （２２ａ）はエツ
ジ部、（３３）は接合面。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第１図 第２図
ける放電管と給電電極との接合状態の死所面図、第２図
はこの発明の他の実施例における放電管と給電電極との
接合状態の断面図、第３図は通常のガスレーザ装置の一
例を示す正面図、第４図は第３図における放電管と給電
電極との接合状態の一例を示す断面図、第５図は通常の
ガスレーザ装置におけるレーザガスの循環の状態を示す
模式図、第６図は第３図における放電管と給電電極との
接合状態の他の例を示す断面図である。 図において、（１）は放電管、（７）はレーザ光、ｅｎ
。 （２）は給電電極、（２１ｍ） 、 （２２ａ）はエツ
ジ部、（３３）は接合面。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第１図 第２図
Claims (3)
- （１）誘電体よりなる放電管と、これの外周に密着して
接合された一対の給電電極とを有し、これらの給電電極
間に交流電圧を印加し、上記放電管内を循環するレーザ
ガス内で交流放電を起こしてレーザ光を発振させるガス
レーザ装置において、上記放電管の軸と直交する断面の
接合面の形状をこの放電管を形成する誘電体と材質と上
記給電電極のエッジ部の電界集中度等とを勘案して形成
し、上記断面における放電管内の放電エネルギを均衡さ
せるようにしたことを特徴とするガスレーザ装置。 - （２）放電管とそれぞれの給電電極との接合面が、相接
する給電電極の中心よりの円弧で形成されたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のガスレーザ装置。 - （３）放電管とそれぞれの給電電極との接合面が、相対
向する給電電極の中心よりの円弧で形成されたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10321186A JPS62260377A (ja) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | ガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10321186A JPS62260377A (ja) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | ガスレ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62260377A true JPS62260377A (ja) | 1987-11-12 |
Family
ID=14348171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10321186A Pending JPS62260377A (ja) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | ガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62260377A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS647669A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Komatsu Mfg Co Ltd | Gas laser oscillator |
-
1986
- 1986-05-07 JP JP10321186A patent/JPS62260377A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS647669A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Komatsu Mfg Co Ltd | Gas laser oscillator |
| JP2640345B2 (ja) * | 1987-06-30 | 1997-08-13 | 株式会社小松製作所 | ガスレーザ発振装置 |
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