JPS6140158B2 - - Google Patents
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- JPS6140158B2 JPS6140158B2 JP2865679A JP2865679A JPS6140158B2 JP S6140158 B2 JPS6140158 B2 JP S6140158B2 JP 2865679 A JP2865679 A JP 2865679A JP 2865679 A JP2865679 A JP 2865679A JP S6140158 B2 JPS6140158 B2 JP S6140158B2
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- Japan
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- discharge tube
- inlet
- gas
- discharge
- laser
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- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
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- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は放電管内のガス媒体の流れを改良した
ガスレーザ装置に関する。
ガスレーザ装置に関する。
一般にガスレーザ装置は、N2、CO2、He等の
ガス媒体を満たした放電管内に陽極と陰極とから
成る放電部を配設し、放電部でグロー放電をする
と、ガス媒体が反転分布状態となり、レーザを発
生する。レーザ光（以下、レーザと称する）は放
電管に設けた鏡間で共振させて、一方の鏡を透過
させ外部に取り出し、たとえば物品に孔を穿設す
る。放電管内はグロー放電により温度上昇をする
ので、それに応じてガス媒体も温度上昇する。こ
の結果、レーザ発振に欠かせない反転分布状態が
できなくなり、レーザを発生させることができな
くなる。
ガス媒体を満たした放電管内に陽極と陰極とから
成る放電部を配設し、放電部でグロー放電をする
と、ガス媒体が反転分布状態となり、レーザを発
生する。レーザ光（以下、レーザと称する）は放
電管に設けた鏡間で共振させて、一方の鏡を透過
させ外部に取り出し、たとえば物品に孔を穿設す
る。放電管内はグロー放電により温度上昇をする
ので、それに応じてガス媒体も温度上昇する。こ
の結果、レーザ発振に欠かせない反転分布状態が
できなくなり、レーザを発生させることができな
くなる。
そこで、これを改善するために放電管の一端か
ら他端に向つてガス媒体を循環する冷却路を設
け、ブロアでガス媒体を循環させ、放電部で温度
上昇したガス媒体を熱交換器で冷却して、常に冷
却されたガス媒体を放電管内に供給している。放
電部軸とレーザ光軸がほぼ一致したガスレーザ装
置では、ガス媒体の流れ（つまり、ガス流速）は
放電管軸と異なつた方向から放電管に流入、流出
するために、冷却路に曲り部ができる。曲り部の
前後ではガス流速の流れが乱れたり、片寄つて流
れたり、旋回流となつたり、する。特に、冷却路
が放電管と連通する流入口から放電管内に流入す
るガス媒体は、流入口と対応する放電管内壁面に
衝突しながら流入する。このため、放電管内のガ
ス流速は、流入口側で遅く、流入口と対応する側
に行くにしたがい速くなる。したがつて、放電管
内のガス流速分布は、第３図に示す特性Ｙのよう
に不均一となる。ガス流速の遅い側の放電部で
は、冷却が悪くなり、グロー放電が集中し、局部
過熱を生じ、小さな放電入力でアーク放電に移行
するので、レーザ出力を向上することが出来なか
つた。
ら他端に向つてガス媒体を循環する冷却路を設
け、ブロアでガス媒体を循環させ、放電部で温度
上昇したガス媒体を熱交換器で冷却して、常に冷
却されたガス媒体を放電管内に供給している。放
電部軸とレーザ光軸がほぼ一致したガスレーザ装
置では、ガス媒体の流れ（つまり、ガス流速）は
放電管軸と異なつた方向から放電管に流入、流出
するために、冷却路に曲り部ができる。曲り部の
前後ではガス流速の流れが乱れたり、片寄つて流
れたり、旋回流となつたり、する。特に、冷却路
が放電管と連通する流入口から放電管内に流入す
るガス媒体は、流入口と対応する放電管内壁面に
衝突しながら流入する。このため、放電管内のガ
ス流速は、流入口側で遅く、流入口と対応する側
に行くにしたがい速くなる。したがつて、放電管
内のガス流速分布は、第３図に示す特性Ｙのよう
に不均一となる。ガス流速の遅い側の放電部で
は、冷却が悪くなり、グロー放電が集中し、局部
過熱を生じ、小さな放電入力でアーク放電に移行
するので、レーザ出力を向上することが出来なか
つた。
本発明の目的は、放電管内のガス流速分布を均
一にしたガスレーザ装置を提供することにある。
一にしたガスレーザ装置を提供することにある。
本発明のガスレーザ装置は、流入口と対応する
放電管内壁附近に整流装置を設ければ、流入口と
対応する側のガス流速は、整流装置により流れを
妨げられるので、放電管内のガス流速を均一にす
ることができる。従つて、放電部の冷却が均一に
なり、レーザ出力を増すことができる。
放電管内壁附近に整流装置を設ければ、流入口と
対応する側のガス流速は、整流装置により流れを
妨げられるので、放電管内のガス流速を均一にす
ることができる。従つて、放電部の冷却が均一に
なり、レーザ出力を増すことができる。
以下、本発明の実施例を第１図に示すガスレー
ザ装置１により説明する。
ザ装置１により説明する。
放電管２は、両端に全反射鏡３Ａと出力鏡３Ｂ
とを有し、これらの鏡間に放電部である陽極４お
よび陰極５を設けると共に、N2、CO2、He等の
ガス媒体６を充填している。陽極４と陰極５との
間に接続された直流電源７を印加すると、両電極
間でグロー放電が生じ、ガス媒体６が反転分布状
態になり、レーザ８を発生する。レーザ８は鏡間
で共振して、一方の出力鏡３Ｂを透過して、外部
に取り出す。グロー放電により温度上昇をした放
電部は、放電管軸と異なる直角方向に冷却路９を
設けて、冷却している。冷却路９の流入口１０お
よび流出口１１は、放電管１の内部と連通してい
る。流入口および流出口は冷却路により連絡され
ていると共に、冷却路には図示していないがブロ
アーおよび熱交換器が配設されている。従つて、
ガス媒体はブロアーにより冷却路および放電管内
を矢印方向に循環する。
とを有し、これらの鏡間に放電部である陽極４お
よび陰極５を設けると共に、N2、CO2、He等の
ガス媒体６を充填している。陽極４と陰極５との
間に接続された直流電源７を印加すると、両電極
間でグロー放電が生じ、ガス媒体６が反転分布状
態になり、レーザ８を発生する。レーザ８は鏡間
で共振して、一方の出力鏡３Ｂを透過して、外部
に取り出す。グロー放電により温度上昇をした放
電部は、放電管軸と異なる直角方向に冷却路９を
設けて、冷却している。冷却路９の流入口１０お
よび流出口１１は、放電管１の内部と連通してい
る。流入口および流出口は冷却路により連絡され
ていると共に、冷却路には図示していないがブロ
アーおよび熱交換器が配設されている。従つて、
ガス媒体はブロアーにより冷却路および放電管内
を矢印方向に循環する。
流入口１０および流出口１１と陰極５および陽
極４との間の放電管内に配設されている整流装置
１２は、第２Ａおよび２Ｂ図により詳細に説明す
るが、第２図は流入口側に整流装置を配設した場
合である。すなわち、整流装置には中心にレーザ
８を案内するパイプより成る案内部１３Ａと、案
内部１３Ａと放電管内壁との間に複数個のパイプ
状の導入孔１５を形成した整流部１４とから構成
し、案内部１３Ａは整流部１４より流入口側に突
起部１３を突出している。
極４との間の放電管内に配設されている整流装置
１２は、第２Ａおよび２Ｂ図により詳細に説明す
るが、第２図は流入口側に整流装置を配設した場
合である。すなわち、整流装置には中心にレーザ
８を案内するパイプより成る案内部１３Ａと、案
内部１３Ａと放電管内壁との間に複数個のパイプ
状の導入孔１５を形成した整流部１４とから構成
し、案内部１３Ａは整流部１４より流入口側に突
起部１３を突出している。
次に、整流装置１２の作用について説明する。
冷却路９内のガス媒体６は、流入口１０から放
電管２内に流入すると、流入口１０と対応する放
電管内壁面の上側１Ａと下側１Ｂとに分流する。
上側１Ａに流入するガス媒体６は、突起部１３で
流入を絞られて、整流部１４に流入しにくくなつ
ているので、ガス流速Ｖが遅くなる。これに対し
て、下側１Ｂに流入するガス媒体６は、突起部１
３に衝突すると共に、突起部１３に案内されて、
整流部１２を通過するので、ガス流速Ｖは速くな
る。このため第３図に示すように、レーザ軸０を
介して上側１Ａと下側１Ｂとにほぼ対称なガス流
速分布特性Ｘとなる。この特性は、従来の整流装
置を使用していない特性Ｙより、明らかに均一化
されている。この結果、陰極５附近でのガス流速
Ｖはほぼ均一になり、陰極５は均一に冷却される
ので、グロー放電は陰極全面で一様に拡がり、第
４図に示すようにアークに移行することなく、放
電入力が著しく増加すると共に、放電が一様であ
るため、放電効率を良くできる。このため、従来
の出力特性Y′に比べて、本発明の出力特性X′で
は数倍にすることができる。また、ガス流速が放
電部で均一になると云うことは、ガス媒体が放電
部でよく撹拌されることになり、放電効率がよく
なり、レーザ出力を向上させることができる。更
に、流入口１０からガス媒体６はすぐに整流装置
にはいり、ガス流速が均一になるので、従来のよ
うに流入口から陰極までの寸法を長大形化して、
ガス流速を均一にする必要がなくなつたので、ガ
スレーザ装置を小形化できる。また、上記実施例
で設けた突起部１３の長さ寸法を調整することに
より、突起部端部とこれに対応する上側の内壁面
との間に形成される絞り口２０の大きさを調整で
きるので、ガス流速を調整できる。
電管２内に流入すると、流入口１０と対応する放
電管内壁面の上側１Ａと下側１Ｂとに分流する。
上側１Ａに流入するガス媒体６は、突起部１３で
流入を絞られて、整流部１４に流入しにくくなつ
ているので、ガス流速Ｖが遅くなる。これに対し
て、下側１Ｂに流入するガス媒体６は、突起部１
３に衝突すると共に、突起部１３に案内されて、
整流部１２を通過するので、ガス流速Ｖは速くな
る。このため第３図に示すように、レーザ軸０を
介して上側１Ａと下側１Ｂとにほぼ対称なガス流
速分布特性Ｘとなる。この特性は、従来の整流装
置を使用していない特性Ｙより、明らかに均一化
されている。この結果、陰極５附近でのガス流速
Ｖはほぼ均一になり、陰極５は均一に冷却される
ので、グロー放電は陰極全面で一様に拡がり、第
４図に示すようにアークに移行することなく、放
電入力が著しく増加すると共に、放電が一様であ
るため、放電効率を良くできる。このため、従来
の出力特性Y′に比べて、本発明の出力特性X′で
は数倍にすることができる。また、ガス流速が放
電部で均一になると云うことは、ガス媒体が放電
部でよく撹拌されることになり、放電効率がよく
なり、レーザ出力を向上させることができる。更
に、流入口１０からガス媒体６はすぐに整流装置
にはいり、ガス流速が均一になるので、従来のよ
うに流入口から陰極までの寸法を長大形化して、
ガス流速を均一にする必要がなくなつたので、ガ
スレーザ装置を小形化できる。また、上記実施例
で設けた突起部１３の長さ寸法を調整することに
より、突起部端部とこれに対応する上側の内壁面
との間に形成される絞り口２０の大きさを調整で
きるので、ガス流速を調整できる。
前述は流入口側の放電管内に整流装置を設ける
場合につき説明したが、陽極４と流出口１１との
間に設けても、放電部を流れるガス流速を均一に
する働きをする。すなわち、整流部１４の上側か
ら放出されるガス媒体６は、流出口１１側に流れ
る時に、突出部１３より、流れを妨げられるの
で、ガス流速が遅くなり、放電部内のガス流速を
より一層均一にする。
場合につき説明したが、陽極４と流出口１１との
間に設けても、放電部を流れるガス流速を均一に
する働きをする。すなわち、整流部１４の上側か
ら放出されるガス媒体６は、流出口１１側に流れ
る時に、突出部１３より、流れを妨げられるの
で、ガス流速が遅くなり、放電部内のガス流速を
より一層均一にする。
整流装置の他の実施例としては、流入口と陰極
との間で、かつ放電管内部の上側つまり流入口と
対応する側に、ガス媒体の流れを妨げる板、のれ
ん等を配設したり、或いは上側で孔径寸法小で、
下側で上側の孔径寸法より大きい孔径を形成した
整流板を配設してもよい。また陰極および陽極に
前述の整流板に設けた孔と同様の孔を設けてもよ
い。
との間で、かつ放電管内部の上側つまり流入口と
対応する側に、ガス媒体の流れを妨げる板、のれ
ん等を配設したり、或いは上側で孔径寸法小で、
下側で上側の孔径寸法より大きい孔径を形成した
整流板を配設してもよい。また陰極および陽極に
前述の整流板に設けた孔と同様の孔を設けてもよ
い。
第５図は互いに対応する２個の放電管１００
Ａ，１００Ｂに、一体の冷却路１１１からガス媒
体６を流入する場合に、突起部１３０Ａ，１３０
Ｂが所定間隔で対応するよう整流装置１２０Ａ，
１２０Ｂを放電管に配設する。また第６図は、突
起部１３０を一体に連絡して配設した場合であ
る。
Ａ，１００Ｂに、一体の冷却路１１１からガス媒
体６を流入する場合に、突起部１３０Ａ，１３０
Ｂが所定間隔で対応するよう整流装置１２０Ａ，
１２０Ｂを放電管に配設する。また第６図は、突
起部１３０を一体に連絡して配設した場合であ
る。
以上のように本発明によれば、放電管内のガス
流速を均一にできるので、高出力のレーザ装置を
得ることができる。
流速を均一にできるので、高出力のレーザ装置を
得ることができる。
第１図は本発明の実施例として示したガスレー
ザ装置の概略断面図、第２Ａ図は第１図に使用し
た放電管の部分断面図、第２Ｂ図は第２Ａ図の
−断面図、第３図は放電管内のガス流速分布状
態を示す特性図、第４図はレーザ出力特性図、第
５，６図は本発明の他の実施例として示した放電
管の部分断面図である。 ２……放電管、３Ａ，３Ｂ……鏡、４，５……
電極、６……ガス媒体、９……冷却路、１０……
流入口、１１……流出口、１２……整流装置。
ザ装置の概略断面図、第２Ａ図は第１図に使用し
た放電管の部分断面図、第２Ｂ図は第２Ａ図の
−断面図、第３図は放電管内のガス流速分布状
態を示す特性図、第４図はレーザ出力特性図、第
５，６図は本発明の他の実施例として示した放電
管の部分断面図である。 ２……放電管、３Ａ，３Ｂ……鏡、４，５……
電極、６……ガス媒体、９……冷却路、１０……
流入口、１１……流出口、１２……整流装置。
Claims (1)
- １ 内部に電極を配置し、かつガス媒体流入口を
有する放電管と、流入口より放電管内にガス媒体
を流通した状態で、電極を放電してレーザ光を発
生する装置において、流入口と電極との間の放電
管内に設けた整流装置は、整流装置の内部にレー
ザ光を通過させるレーザ案内部と、レーザ案内部
と放電管内壁との間にガス媒体を流通する複数の
導入口より成る整流部と、上記レーザ案内部を整
流部より流入口側に突出した突起部と、から構成
することを特徴とするガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2865679A JPS55121691A (en) | 1979-03-14 | 1979-03-14 | Gas laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2865679A JPS55121691A (en) | 1979-03-14 | 1979-03-14 | Gas laser device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55121691A JPS55121691A (en) | 1980-09-18 |
| JPS6140158B2 true JPS6140158B2 (ja) | 1986-09-08 |
Family
ID=12254541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2865679A Granted JPS55121691A (en) | 1979-03-14 | 1979-03-14 | Gas laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55121691A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57188892A (en) * | 1981-05-18 | 1982-11-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Coaxial carbon dioxide laser oscillator |
| JPS5966179A (ja) * | 1982-10-08 | 1984-04-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ガスレ−ザ装置 |
| JPS5966178A (ja) * | 1982-10-08 | 1984-04-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ガスレ−ザ装置 |
| US4622675A (en) * | 1983-07-29 | 1986-11-11 | P.R.C., Ltd. | Forced transport molecular gas laser and method |
| ATE55659T1 (de) * | 1984-10-10 | 1990-09-15 | Prc Corp | Gaslaser mit mindestens einer axial gasdurchstroemten erregungsstrecke. |
| US4771436A (en) * | 1986-07-29 | 1988-09-13 | Amada Engineering & Service Co., Inc. | Gas laser oscillator having a gas flow smoothing device to smooth gas flow in the electrical discharge region |
| JP2716833B2 (ja) * | 1990-01-31 | 1998-02-18 | 三菱重工業株式会社 | ガスレーザ管 |
| JP6031064B2 (ja) | 2014-05-15 | 2016-11-24 | ファナック株式会社 | ガス循環式のレーザ発振装置 |
| JP6378221B2 (ja) * | 2016-02-08 | 2018-08-22 | ファナック株式会社 | レーザ媒質循環管を備えるレーザ発振装置 |
-
1979
- 1979-03-14 JP JP2865679A patent/JPS55121691A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55121691A (en) | 1980-09-18 |
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