JPS63199468A - 炭酸ガスレ−ザ装置 - 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】 し発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は放電電極を改良した炭酸ガスレーザ装置に関す
る。

（従来の技術） 大出力の炭酸ガスレーザ装置は、実開昭５９−１８２４
５０号公報に示すように、その主要部に気密に作られた
循環風洞、この循環風洞内に配置された送風機、放電部
、共振器および熱交換器を備え、循環風洞内にＣＯ２の
レーザガスを封じ込み、送風機でレーザガスの高速な流
れを放電部に作り、放電部でグロー放電を行なってＣＯ
２分子を高エネルギー状態に励起し、共振器のミラーに
よってＣＯ２分子からレーザ光の形でエネルギーを放出
するよう構成されているものである。

しかして、従来の炭酸ガスレーザ装置の放電部は、ガス
流の上流側に多数のピン状電極の陰極、下流側に棒電極
の陽極を配置し、その間に電圧を加えてガス流に沿うて
放電を行なわせるよう構成している。この場合陰極の多
数のピン状電極をガス流に対して横方向に等間隔に配置
することによってグロー放電の分布を均一化する一方、
ピン状電極に電流制限用の抵抗器を接続して放電の安定
化を図るとともに、陰極の上流側に横向きの寒流装置を
設けて放電部に適度の乱流を作り、放電が局所に集中す
るのを防いでいる。

（発明が解決しようとする問題点） このような従来の炭酸カスレーザ装置においては、陰極
の放電の点弧する部分がガス流の流れに平行に配置され
ているため、放電電流が増してくると、前記の寒流板な
どにより乱流が作られてグロー放電か拡散できていても
、グロー放電の広がりに限界かあるので、グロー放電電
力の密度が限界に達してしまい、ある電流値以上は供給
できないことがあった。

このため陰極は、多数のピン状電極に分割して使用して
おり、したがって大出力炭酸ガスレーザ装置ではこの分
割数が膨大な数になる。この膨大な数のピン状電極を配
置することは、これに付随する安定抵抗器を含めると全
体が大形となって製作費か嵩むばかりでなく、通風抵抗
の増大を誘い、レーザガスを循環する送風機への負担を
増大させるなどの問題がおった。

本発明の目的は、放電部の陰極を構成する分割された各
々の電極を１電極当りの放電電流値を増し、電極個数を
減らして放電部の簡素化を図った炭酸ガスレーザ装置を
提供するにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の炭酸ガスレーザ装置は、その放電部の陰極を構
成する分割された各々の分割電極をグローの点弧する部
分がレーザガスの流れにほぼ直交する直交部分とほぼ平
行する平行部分とで形成し、かつその直交部分の中央部
をレーザガス流の上流側に後退させるとともに、その直
交部分の電極の太さを平行部分の電極の太さより細くし
たことを特徴とするものである。

（作　用） 本発明においては、レーザガス流と直交する細い電極部
が両側のレーザガス流と平行する電極の連絡線の役割を
はたし、あたかも一つの電極からガス流と平行な二つの
電極に点弧するグローが二つ並列に点弧するような現象
を生じ、従来の電極と比べて１電極にほぼ２倍の電流を
供給できる。

（実施例） 以下本発明を第１図および第２図に示す実施例を参照し
て説明する。第１図において、本発明による炭酸ガスレ
ーザ装置１は、炭酸ガスからなるレーザガスを封じ込ん
だ循環風洞２とこの循環風洞２の中に配置された送風機
３．放電部４．共振器５および熱交換器６とで主要部が
構成されている。

循環風洞２の中にはＣＯ２レーザガスを所定気圧で封じ
ており、このレーザガスを送風機３で送って放電部４に
高速なガス流７を作っている。放電部４でグロー放電を
行なってレーザガスのＣＯ２分子を高エネルギー状態に
励起し、共振器５のミラー５ａ、５ｂによってＣＯ２分
子からレーザ光の形でエネルギーを放出させる。熱交換
器６は高温になったレーザガスを常温に戻して再び放電
部４で使用できるようにするためのものである。

しかして、本発明による炭酸ガスレーザ装置１は、放電
部４の陰極構造に特徴を有するものである。すなわち第
１図において、放電部４は循環風洞２内におけるガス流
７上流側に多数の分割電極８．８・・・で構成した陰極
９を配置し、その下流側に各々の分割電極８，８・・・
に対向して棒状の陽極１０を配置し、陰極９の各々の分
割電極８，８・・・を安定抵抗器１１を通して直流電源
Ｅの一側に、陽極１０は直流電源Ｅの＋側に接続してい
る。

また陰極９の上流側に横向きの寒流装置１２を設け、レ
ーザガス流７が放電部４を通るとき適度の乱流を作って
放電が局所に集中するのを防いでいる。共振器５はミラ
ー５ａ、５ｂを向い合せ、放電部４を流れるレーザガス
のＣｏ２分子からレーザ光の形でエネルギーを放出させ
る。

しかして、本発明においては、特に放電部４の陰極９を
構成する分割電極８の形状に特徴を有するものでおる。

すなわち、各々の分割電極８は第２図に示すようにレー
ザガス流７に平行する少なくとも２本の棒状の平行電極
部８ａ、８ｂと、この両平行電極部８ａ、８ｂを電気的
および機械的に連結しかつレーザガス流７に直交する直
交電極部８Ｃとて形成されている。しかも直交電極部８
Ｃは平行電極部８ａ、８ｂよりも細い導線で作られ、さ
らにレーザガス流７の上流側に向って後退させ、分割電
極８の全体をに形に形成している。

本発明の炭酸ガスレーザ装置においては、これらの分割
電極８を所要数だけ第１図および第２図に示すようにＸ
形がレーザガス流７に直交するように配置して陰極９を
構成するものである。したかって、放電部４におけるグ
ロー放電の発生時は、第２図に示すように各々の分割電
極８の２本の平行電極部分８ａ　、　８ｂの先端から下
流に向ってグロー放電ｇ＋　、　　ｇ２が点弧しており
、直交電極部８Ｃからグロー放電は比較的に少ない。結
果的にはレーザガス流７に直交した範囲にわたってグロ
ー放電か拡散することになり、グロー放電の均一化およ
び安定化に役立つものである。

これは直交電極部８Ｃの棒状材の太さが平行電極部８ａ
、Ｂｂの太さより細いことと、その中央部か上流側に後
退しているためで、特に中央部付近のグロー電流値を減
らすことができて、下流に向うグロー放電を第２図に示
すように一つの分割電極８においてほぼ２つに分割した
グロー放電ｇ１　、　　ｇ２が近接して点弧する状況に
なるからである。このような電極構造にすることで、１
個の電極でほぼ従来の２個の電極分に相当する電流を供
給することができ、炭酸ガスレーザ装置として電極個数
を従来のものに比して半分程度に減らすことができる。

次に第３図に示す他の実施例においては、各々の分割電
極８のレーザガス流７に平行する一方の平行電極部８ｂ
に隣りの分割電極８の平行電極部８ａと僅かな間隙ｇｏ
を介して対向する突出電極部８Ｃを設けたことを特徴と
するものである。

第２図に示すＸ形の分割電極８では、１本当りの電極の
電流値を大きくとれるため、全体の電極使用本数を減ら
すことができる。これは同じ広さの放電空間内に少ない
電極をまばらに配置することを意味している。このよう
な状況の場合、グローの点弧している電極と、点弧して
いない電極とが存在することになり、相互の電極が離れ
て存在しているために点弧している電極から点弧してい
ない電極へ放電を移すのが困難となる。

この場合、各々の分割電極８の相互に生じる電位差は、
安定抵抗器１１の電圧効果による電位差になるが、本実
施例においては突出電極部８Ｃが存在するために間隙（
７０が短く、互いの電極間の電位差か比較的低くとも、
この間隙ｇｏで放電を生じ、これがその電極におけるグ
ロー放電のタネ火として作用する。また間隙ｇｏが相当
小さくすることが可能なため、この電位差は小さくてす
み、安定抵抗器１１も小ざくすることができ、安定抵抗
器１１による電力損失を改善することができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明においては、放電部の陰極を構成す
る分割電極としてレーザガス流に平行する少なくとも２
本の棒状の平行電極部を有しその両手行電極部をこれよ
り細い棒状導体でしかもその中央付近をレーザガス流の
上流方向（後退した直交電極部で連絡して構成したこと
により、一つの分割電極であたかもレーザガス流と平行
な部分に点弧するグローが２つ並列に点弧するような現
象を呈し、したがって１つの電極に従来のものと比べて
ほぼ２倍の電流を供給できることとなり、分割電極個数
を減らして放電部分の簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の炭酸ガスレーザ装置の一実施例を示す
横形図、第２図は本発明に使用する放電部の陰極を構成
する分割電極の配置状況を示す斜視図、第３図は本発明
に使用する分割電極の他の実施例を示す斜視図である。 １・・・炭酸ガスレーザ装置 ２・・・循環風洞 ３・・・送風機 ４・・・放電部 ５ａ、５ｂ・・・共振器 ６・・・熱交換器 ７・・・レーザガス流 ８・・・分割電極 ３ａ、８ｂ・・・平行電極部 ８Ｃ・・・直交電極部 ９・・・陰極 １０・・・棒状陽極 １１・・・安定抵抗器 １２・・・寒流装置 （ｌｉ　、　　ｇ２・・・グロー放電 （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ばか　
１名） 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）封じ込んだレーザガスを循環させる循環風洞と、
   この循環風洞内においてレーザガス流の上流側に配置し
   た多数の分割電極で構成された陰極およびこの陰極の下
   流側に各々の分割電極に対向して配置した棒状の陽極よ
   りなる放電部とを具備し、前記放電部の陰極の各々の分
   割電極を、レーザガス流に平行する少なくとも２本の棒
   状平行電極部とこの２本の棒状平行電極部の先端間をレ
   ーザガス流に直行して接続しかつ中央がレーザガス流の
   上流側に後退させさらに棒状平行電極の太さより細い導
   体で作った直交電極部とで構成したことを特徴とする炭
   酸ガスレーザ装置。