JPH0317232B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高出力のレーザ発振器に関するもので
ある。

従来例の構成とその問題点 高出力のレーザ発振器として高速軸流型レーザ
発振器が知られている。

第１図は高速軸流型レーザ発振器の一般的な構
成を示すものである。１が放電管、２，４が熱交
換器、３がガス循環ポンプである。７は媒質ガス
導入部、５は配管、６はガス流方向、矢印８はレ
ーザ光線である。

前記構成において、レーザガスはガス循環ポン
プ３により配管５を通つて媒質ガス導入部７を介
して放電管１内に供給されるが、この媒質ガス導
入部７の構造により放電管１内の流速分布が左右
される。

第２図は放電管１内を流れるガスの流速分布図
で、ａはガス流分布が不均一な場合、ｂは均一な
場合を示す。ｂはａと比較的して放電体積が大き
く放電が安定で投入電力も多くできるので出力も
大きい。

従つて媒質ガス導入部７の構造を工夫すること
により放電管１内の流速分布をｂ図の状態に近づ
けることが試みられている。

第３図から第６図迄が従来の媒質ガス導入部の
構造である。以下順を追つて説明する。

第３図はオリフイス型開口部の例である。１が
放電管、７０は反射鏡、７１がオリフイス板であ
る。配管５を通つてきたガス流６はオリフイス板
７１を通過すると乱流化が促進され流速分布が第
２図ｂの様にほゞ一様になつて放電管１内に流入
する。

第４図はドーナツ型開口部の例である。７２が
開口部で放電管１の円筒の端面と媒質ガス導入部
７の内管の端面が作るドーナツ状のすき間からガ
スを噴出させることにより一様な流速分布を得て
いる。

第５図は媒質ガス導入部の内部にスリツト７３
を有する場合の例である。

第６図はノズル型で、レーザガスはノズル７４
から噴出され、直角に曲つて放電管１内に流入す
る場合の例である。

これら従来例ではいずれも開口部の断面積を小
さくし開口部の前後で圧力差を得ることにより局
所的に高速流を得て乱流化の促進をはかつてい
る。このため開口部のコンダクタンスが小さくな
りガス循環ポンプは圧縮比が大きく、（例えば開
口部入口が60Torr、出口、つまり放電管内が
30Torrとすれば圧縮比２である。）、かつ高圧下
で（上記例では60Torr以上）で排気能力が大き
いことが要求される。又、ポンプの型式が限定さ
れる事、大型化して消費電力も増大すること、発
熱による損出量も大きくなりポンプの冷却のため
の冷却器も大型になり装置全体の価格もこの循環
ポンプ系が大きな比重を占めていた。

発明の目的 本発明は以上の様な従来の問題点を解決するた
めになされたもので放電管入口のガス噴出口のコ
ンダクタンスを大きくとりながら従来以上の乱流
化促進と流速分布の均一化をはかり出力の増大化
とポンプの小型化、低コスト化を達成することを
目的としている。

発明の構成 本発明は上記目的を達成するもので、レーザ管
内に媒質ガスを導入する媒質ガス導入部を備え、
レーザ管内に媒質ガスを高速で流通させる構造を
有し、前記媒質ガス導入部にガス流で回動可能な
回転翼を設け、ガスが回転翼を通過する時にガス
の流れの方向が変えられ、乱流化が促進されると
共に、ガス流に回転が加わり内壁付近の流速をよ
り増大化させ流速分部の均一化をはかり、ガス循
環ポンプの負荷を小さくするものである。

実施例の説明 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。第７図は本発明の一実施例である。１は放電
管、７５が回転翼で媒質ガス導入部７の内管に回
転軸受７６を介て保持されている。５は配管、６
はガス流方向、７０は反射鏡である。第８図に回
転翼の一例を示す。各羽根は回転軸に対しねじり
θを有している。

ガス流６が羽根に当ると回転翼７５を回転させ
ると共にガス流自身も曲げられてレーザガス全体
としては放電管１内を螺旋運動を行ないながら進
行し、管壁付近の流速を高め均一な流速分布をつ
くる。又、羽根のエツジに当るガス及びエツジか
ら離れるガスは乱流化を一層促進することにな
る。又、開口部でのコンダクタンスの低下も発生
しない。

この様に本実施例によれば、従来方式の様に開
口部を狭くして乱流化をはかる必要がなく、コン
ダクタンスを低下させずに理想的な流速分布及
び、乱流化促進を行なわせることができる。

回転翼入口側のガス圧を従来と同じく60Torr
とすれば放電管内ガス圧は約50Torr（従来は
30Torr）となり循環ポンプの圧縮比が1.2（従来
は2.0）と小さく、従来のポンプで余裕を持つて
運転することが出来るのでポンプからの発熱量が
著しく減少しポンプの冷却系が小型化される。
又、放電管１内ガス圧の上昇により約1.7倍の出
力を得ることができる。このことは、同じ出力を
得るためにはより小型の循環ポンプで良く大巾な
コストダウンが実現できる。

さらに回転翼の慣性によりポンプの小さな脈流
を吸収する効果があり出力の安定性に寄与するこ
と大である。

発明の効果 以上のように本発明は、媒質ガス導入部を介し
てレーザ管内に媒質ガスを流通させる構造を有
し、前記媒質ガス導入部に、ガス流によつて回動
可能な回転翼を設けたレーザ発振器を提供するも
ので、レーザ管内の媒質ガスの乱流化促進と流速
分布の均一化、出力の増大化、循環ポンプの小型
化、低コスト化を達成することができる利点を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は高速軸流型レーザ発振器の一般的構成
を示す概略図、第２図はレーザ管内の流速分布を
示す図で、ａはガス流速分布の不均一な例、ｂは
ガス流速分布の均一な例を示す。第３図〜第６図
は従来の媒質ガス導入部の断面図、第７図は本発
明の一実施例における媒質ガス導入部の断面図、
第８図は本発明の一実施例に使用される回転翼の
斜視図である。 １……レーザ管、５……配管、６……ガス流、
７……媒質ガス導入部、７０……反射鏡、７５…
…回転翼、７６……回転軸受。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 媒質ガス導入部を介してレーザ管内に媒質ガ
   スを流通させるように構成され、前記媒質ガス導
   入部に、ガス流によつて回動可能な回転翼を設け
   たことを特徴とするレーザ発振器。