KR900001026Y1 - 기체 레이저 발진장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

기체 레이저 발진장치

제 1 도는 본 고안의 사시도.

제 2 도는 동 일부 절개 사시도.

제 3 도는 제 2 도의 A-A선 단면도.

제 4 도는 종래 기체 레이저 발진 장치의 일측 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 실명.

1 : 사각형 냉각관 2 : 사각형 방전관

3 : 부분 반사경 4 : 전반사정

CW : 냉각수 G : 가스

본 고안은 기체 레이저 발진장치에 관한 것으로, 특히 레이저 냉각 효율을 증대시킬수 있는 한편, 레이저색인을 용이하게 실시할 수 있는 기체 레이저 발진장치에 관한 것이다.

종래 일반적인 기체 레이저 발진장치는, 내부에 매질 (가스)가 충입된 방전관 양단에 레이저 광을 일부는 반사시키고 나머지 일부는 동과시키는 반사경을 설치한 것으로, 방전관 내부에 충입된 매질 (가스)에 에너지(고주파전압)을 가하면 매질내의 원자나 분자는 높은 에너지 상태로 올라가게 되고 자연법칙에 의해 낮은 에너지 상태로 천이하면서 광자를 발생시키게 되며, 여기서 발생된 광자가 옆의 원자나 분자에 충돌하게 되고 이때의 에너지 교환에 의해 파장이 같고 진행방향이 같은 또다른 광자를 방출하도록 자극하여 방전관 양단의 부분반사경과 전반사경 사이의 매질내에서 에너지 축적을 계속하다가 부분 반사경을 통해 강력한 힘으로 발진하게되는 것이다.

또한 종래의 기체 레이저 발진장치에서는 제 4도에 도시한 바와같이 환형 방전관(12)을 환형 냉각관(11)내에 내설하여 냉각할 수 있도록 되어 있는데, 일반적으로 레이저의 효율은 냉각효율에 의해 큰 영향을 반게 된다.

즉, 냉각 효율이 나쁘면, 레이저 발진 효율은 떨어지게 되는 것이다.

상술된 냉각 효율은 냉각수와 당접되는 방전관(12)의 포면적에 비례하므로 내부 체적을 동일하게 할때 표면적을 크게 하는 것이 유리하다.

그리나 종래 방전관(12)과 냉각판(11)은 제 4도와 같이 원형 단면으로 되어 있으므로 냉각효율이 낮고 이에따라 레이저 발진효율이 저하되는 문제점이 있었다.

이는 원형 단면의 관은 어떠한 각형 단면의 관에 비해서 그내부 체적을 동일로 할 경우 표면적에 있어 가장 작기 때문이다.

이에 대하여는 후술하는 본 고안의 실시예에서 본 고안과 비교하여 설명키로 한다.

한편, 레이저 발진장치에서 방사되는 레이저광을 이용하여 글씨나 그림을 식각하는 레이저 색인 방법은, 일관표식 방법과 일일이 글씨나 그림등을 정교한 이동장치를 이용하여 식각하는 방법이 있다.

상기에서 일괄표시 방법에 사용되는 레이저 색인은 주로 사각형으로 되어 있다.

그런데 종래의 기체 레이저 발진장치의 환형 방전관(12)의 형상에 따라 원형의 레이저 광이 방사되므로 사각형의 레이저 색인시 효율적이 못되는 문제짐이 있었다.

이는 원형의 레이저광은 중심부가 강하고 주변으로 갈수록 약해지므로 사각 색인을 함에 있어 균일한 색인이 되지 않기 때문이다.

따라서 본 고안은 이러한 종래의 제반 문제점을 해결하여 냉각 효율을 높임으로써 레이저 발진효율을 높일수 있으며, 사각색인에 적합한 레이저광을 발진할 수 있도록한 기체 레이저 발진장치를 제공함을 목적으로 하는것으로 이를 첨부도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 기체 레이저 발진장치는 제 1도 내지 제 3도에 도시한 바와같이 냉각수(CW)가 주입되는 냉각관(1)내에 가스(G) 가 충입되는 방전관(2)을 내설하고, 그 양측단에 동상의 부분 반사경(3)과 전반사경(4)을 부착한것에 있어서, 상기 방전관(2)과 냉각관(1)을 사각형 단면으로 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

도면중 미설명 부호(5)는 냉각수 주입관, (5')는 냉각수 배수관이며, (6)은 가스 주입관, (6)은 가스 주입관, (6')는 가스 배기관을 도시한 것이다.

이와 같이 구성된 본 고안의 기체 레이저 발진장치는 가스 (G)가 충입되고 각기 마주보는 부분 반사경(3)과 전반사경(4)이 양단에 부착되어 있는 사각형 방전관(25) 외부에서 고주파전압을 걸어 주면, 가스(G)내의 원자나 분자는 높은 에너지 상태로 올라가게 되고 자연법칙에 의해 낮은 에너지 상태로 천이하면서 광자를 발생시키게 되며, 여기서 발생된 광자와 옆의 원자나 분자에 충돌하게 되고 이때의 에너지 교환에 의해 과장이 같고 진행방향이 같은 또다른 광자를 방출하도록 자극하여 방전관(2) 양단의 부분 반사경(3)과 전반사경(4 )사이의 가스(G)내에서 에너지 축적을 계속하다가 부분 반사경(4)을 통해 강력한 힘으로 발진하게 되는 것이다.

상술된 바와같이 레이저를 발진하는 과정에서 발생된 열을 냉각시키기 위해 사각형 냉각관(1)내에 냉각수(CW)를 주입하는바 이때 일정 내부 체적에 대해 비교적 큰 표면적을 가지는 사각형 방전관(2) 표면에 냉각수(CW)가 접촉되므로 종래의 원형 방전관(12)에 비해 냉각 효율이 증대되고, 이에 따라 레이저의 발진효율이 증대되므로 안정되고 출력이 좋은 레이저광을 방사시킬수가 있는 것이다.

여기서 본 고안의 사각형 방전관(2)과 종래 원형 방진관(12)의 내부 체적을 동일하게 했을때 표면적의 대소를 비교하기로 한다.

종래 방전관의 직경을 D, 길이를 L1, 내부체적을 V1, 표면적을 A1이라고 하고, 본 고안의 방진관의 가로를a, 세로를b, a=3b, 길이를L2, 내부체적을 V2 표면적을 A2라고 할 경우,

이고, V1=V2이므로

이며, L1=L2, a=3b

이고, 양변을 정리하면,

식(1)을 식(3)에 대입하면

이고, 식(2)을 식(4)에 대입, 치환하면, L1=L2이므로

으로 된다.

따라서 종래 원형 방전관(12)과 본 고안의 사각형 방전관(2)의 내부 체적물 동일(V1=V2)로 한 경우, 포면적에 있어서는 본 고안의 표면적 A2가 종래의 표면적 A1에 비해배만큼 크게 되는 것이다.

이상은 본 고안의 방전관(2)의 단면 사각형의 가로 a와 세로 b를 a=3b로 한 경우를 예시한 것인바, 가로a와 세로 b의 비를 달리할 경우 수치척 차이는 달라지나 본 고안이 종래에 비해 표변적이 큰것은 마찬가지이다.

또, 본 고안의 방전관(2)의 단면을 정사각형으로 한 경우에는, 본 고안의 방전관(2)이 종래 방전관(12)에 비해 표면적에 있어배 만큼 크게 된다.

또한 사각형 방전관(2)에서 방사되는 레이저 광은 사각형상 지닌 상태로 방사되며, 레이저광의 대기가 전체적으로 균일하게 되므로 주로 사각형으로 식각되는 일괄표식 레이저 색인 방법에 효율적으로 사용할 수 있다.

이상과 같이 본 고안에 의하면, 기체 레이저 발진장치에 사각형 방전관(2)을 사용하므로서 냉각 효율이 증대되고 따라서 레이저의 발진효율을 높일수가 있음과 아울러, 주로 사각형으로 식각되는 일괄표식 레이저 색인방법에 효율적으로 사용할 수 있으므로서 작업 능률을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 냉각수(CW)가 주입되는 사각형 냉각관(1)내에 가스(C)가 충입되는 방전관(2)을 내설하고, 그 양측단에는 부분 반사경(3)과 전반사경(4)을 부착한 것에 있어서, 상기 방전관(2)을 사각형 단면으로 형성함을 특징으로 하는 기체 레이저 발진장치.