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    • 专利摘要:

    公开号:WO1987004869A1
    申请号:PCT/JP1987/000060
    申请日:1987-01-28
    公开日:1987-08-13
    发明作者:Norio Karube
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:H01S3-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 高周 波励起同軸型 G 〇 2 レ ー ザ ー
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明 は 高周 波 で励起 さ れる周軸型 C 0 2 レ ー ザ ー に 関 する ち の で あ る 。
    [0005] 背 景 技 術
    [0006] 高周 波励起 C 0 '2 レ ー ザ 一 に よ れば 、
    [0007] i ) 金属電極 と 炭酸ガ ス （ C 0 2 ) と が接触 し な い の で化学反応が な い
    [0008] ϋ ) キ ャ パ シ テ ィ ブ バ ラ ス 卜 で あ る の で エネ ル ギ ー 効 率が 高い
    [0009] iii ) 横放電で電圧が低い の で電源の 固体素子化が可能 な ど の理由 で 、
    [0010] i ) 小型
    [0011] ii ) 高効 率
    [0012] の 発振器を構成す る こ と がで き る 。
    [0013] し か し な が ら 、 一般の 高周 波励起の 場合横放電 で あ り レ ー ザ ー 管断面 に お け る利得分 布は 円 対称性を欠 く ので 周様 に 利得分布 に 円 対称 を欠 く 直交 ガ ス 流 と の組合せ で 用 い ら れ 、 そ の た め高品 質 ビ ー ム モ ー ド は期待で き な い こ の こ と か ら 、 高品質 ビ ー ム モ ー ド が 要求 さ れる 切 断加 ェ用 C 0 2 レ ー ザ ー に は直流励起周軸型の も の が用 い ら れて い る 。 し か し 、 こ の レ ー ザ 一 は ピ ー 厶 モ ー ド以外の 諸点で は高周波励起 に は及ばな い 。 発 明 の 開 示
    [0014] 本発明 の 目 的 は上記従来技術の欠点を改善 し 、 高周 波 励起 に よ る長所 と 、 周軸型 の有 す る長所 と を兼ね備え 、 高品質の ビ ー ム モ ー ド が得 ら れる 高周 波励起周 軸型
    [0015] C 0 2 レ ー ザ ー を提供す る こ と に あ る 。 .
    [0016] 上記 目 的を達成 す る た め 、 本発明 は 、 誘電体で構成さ れた レ ー ザ ー 管を設け 、 該 レ ー ザ 一 管 に はそ の軸方向 に
    [0017] C 0 2 レ ー ザ ー ガ ス を流 し 、 ま た 、 該 レ ー ザ 一 管の外周 面に は互い に 同一 ピ ッ チの 2 つ の螺旋状導電体を接着 し 、 該 2 つ の 螺旋状導電体間 に 高周 波電源 よ り 高周 波電圧を 印加 する よ う に し た 。
    [0018] 以 上述べ た よ う に 、 本発明 は 、 誘電体で搆成さ れた レ 一ザ 一 管の外周 面 に 2 つ の 螺旋状の 導電体を接着 し 、 該 2 つ の螺旋状 の 導電体 に高周波電源 よ り 高周波電圧を 印 加 し 、 両導電体間 の レ ー ザ ー 管内 に 放電を生 じ さ せ る す る よ う に し た か ら 、 レ ー ザ 一 管内 を 流 れる C 〇 2 ガ ス流 が管軸 に 関 し て 円対称で あ る こ と と 、 放電が螺旋状導電 体に よ っ て 管軸 に 沿 っ て管軸 の 回 り に 徐 々 に 回転 し て 生 じ る こ と か ら 放電ち全体 と し て 円 対称 と な り 、 高周波励 起の 長所 、 即 ち 、 電極 と C 0 2 ガ ス と の化学反応が な い こ と 、 エネ ル ギ ー 効 率が い こ と 、 電源の 固体化がで き る こ と等の長所 を残 し た ま ま 、 同軸型 レ ー ザ ー に特有な
    [0019] T E M 0 0モ ー ド を得る こ と がで 、 断加 工用 C 0 2 レ 一ザ 一 の小型 ， 高率化が 計れる 。 図面の 簡単 な 説明
    [0020] 第 1 図 は本発明 の 一実施例 に よ る 高周 波励 起周 軸 ¾ レ 一 ザ 一 の要部説明図 、 第 2 図 は第 Ί 図 の X — X 断面 図で あ る 。
    [0021] 発明 を実施 す る た め の最良の形態 第 "！ 図及び第 2 図 は 、 本発明 の 一実施 洌 に よ る 高周 波 勐起周軸 型 レ ー ザ ー の 要部を 示 し 、 3 は誘電体か ら な る レ ー ザ ー 管で 、 第 2 図 に 示す よ う に 断面が 円 形のパ イ プ で あ る 。 そ し て 、 該 レ 一 ザ 一 管 3 内 に は C 〇 2 レ ー ザ ー ガ ス が管軸方向 に 流 れる 。 ま た 、 該 レ ー ザ ー 管 の外周 面 に は ア ク ア ダ ッ ク 等の導電性塗料が 2 条周一 ピ ッ チで か つ 位 招 が 互い に 1 8 0 異 な る よ う に 螺旋状 に 塗布 さ れ て 螺旋状かつ 薄膜状の導電体 1 , 2 を 形成 し 、 該 2 つ の 導電体 1 , 2 間 に は 高周 波電源 4 よ り 高周波の電圧が 印 加 さ れる よ う に な っ て い る 。 な お 、 5 は全反射鏡 、 6 は 出 力 結 合鏡で あ る 。
    [0022] 上記構成 に お い て 、 第 Ί 図矢印 a で 示す方向 に C 0 2 レ ー ザ 一 ガ ス を レ ー ザ 一 管 3 内 に 流 し 、 高周 波電源 4 よ り 2 つ の螺旋状の導電体 1 . 2 間 に 高周 波電圧を 印加 す る と 、 レ ー ザ ー 管 3 内で は該 レ ー ザ ー 管 3 の 誘電体層 を 介 し て 対面す る導電体 1 ， 2 の各部対 向面間 に 放電が 生 じ る 。 こ の放電 は 2 つ の導電体 1 , 2 が 螺旋状 に 配 さ れ て い る か ら 管軸 に 沿 っ て 見る と 管軸 の 回 り に 徐々 に 回転 す る こ と と な る 。 従 っ て 、 放電 は全体 と し て 管軸 に 関 し 円 対称 に 行わ れる こ と と なる 。 一方 、 C 〇 2 ガ ス 流 は利 得分布ひい て は モ ー ド形成 に 影響す る が 、 断面が 円 形 の レ ー ザ 一 管 3 内 を管軸 に 沿 っ て ガ ス 流 が 流 れ る こ と か ら 、 レ ー ザ 一 管 3 の 断面 に お い て ガ ス 流 の 分布 は管軸 に 関 し て 略円 対称に な る の で 、 レ ー if —利得 は高度 に 円 対称 と な り 、 該 レ ー ザ ー 管 3 よ り 出 力 結 合鏡 6 を介 し て 出 力 さ れる レ 一 ザ 一 光 6 は 円 形 の モ ー ド を取 る 。 こ う し て 周 軸 型 レ ー ザ ー特有な T E M 0 0モ ー ド が得 ら れる 。
    [0023] 上記 レ ー ザ ー 管 3 を 構成 す る 誘電体材料 と し て は絶縁 破壊 に対 す る強度か ら チ タ ン 酸バ リ ウ ム ， 石英， ァル ミ ナ ， マ イ ラ ー ， ポ リ イ ミ ド等が よ く 、 こ れ ら の 材料 に よ り レ ー ザ ー 管 3 と し て の セ ラ ミ ッ ク 製管を 構成す ればよ い 。
    [0024] ' ま た 、 上記 レ一ザ 一 管 3 の 厚 み に いて は 、 そ の 厚み を D 、 放電維持電圧を V 、 誘電 率 を ≤ 、 高周 波電源の 周 波数 を ω ， 電流密度を I と す る と 、 レ ー ザ ー 管 3 の 2 つ の 誘電体層 を通 し て の電圧降下 は I d z s a; と な る の で 、 安定な放電の 為 に は こ の ί直が レ ー ザ ー プ ラ ズマ の放電維 持電圧 V に 等 し け れば良い の で 、
    [0025] D = V ε ω / 2 I
    [0026] と し て 与え ら れ る 。
    [0027] 従 っ て 、 誘電率 s の高い も の及び高周 波電源の周 波数 を 上げ れば誘電体の厚み D を厚 く と れ る の で 、 該誘電体 を セ ラ ミ ッ ク で構成 し た と き製造上 ピ ン ホ ー ル等が生ぜ ず 、 安定放電を得る こ と が で き 、 ま た 、 誘電体の みで レ ザ一管 に 所要の機械的強度を付与で き 、 ひい て は誘電体 を 薄 く で き る 。
    [0028] こ の よ う に 、 導電体 1 ， 2 を 薄膜状 に 形成 す る と 、 該 導電体 1 . 2 と 誘電体 3 と は熱膨張係数等の 熱特性 に 差 が あ っ て も導電体 1 ， 2 と 誘電体 3 は剥離す る こ と は な い の で 、 熱特性上の 要件 に 抱束 さ れ る こ と な く 誘電体 3 の 構成材料 と し て 電気的特性が最適な も の を 選択で き る 。
    [0029] な お ， 上 記突施 洌 で は 薄膜状の 導電 体 1 , 2 を導電性 塗料を塗布 し て 得 た が 、 銅 や 金を メ タ ル 溶射 に よ っ て 導 電休 Ί ， 2 を 薄膜状 に 形成 し て も 良い 。 あ る い は .、 メ ッ キ . 蒸着等 に よ っ て 作成 し ても良い 。
    权利要求:
    Claims

    求 の 範 囲
    Ί . 管内 を該管の軸線方向 に C 0 '2 レ ー ザ ー ガ ス が 流れ
    Ό Ρ乃 ¾体で構成さ れた レ ー ザー 管 と 、 該 レ ー ザ 一 管の 外周 面 に 接着 さ れ た 互い に 同 一 ピ ッ チの 2 つ の 螺旋状 導電体 と 、 該 2 つ の螺旋状導電偉間 に 高周波 の電圧 を 印加 す る 问 ] ¾ 波電源 と を有 す る こ と を特徴 と す る 高周 波励起周軸型 C 0 2
    •2 つ の螺旋状導電体 は位相 が互 い に 1 8 0 ° なる よ う に 配 さ れる請求の範囲第 1 項記載の高周 波 i 起周軸 型 G 〇 2 レ一 w ― つ
    3 . 上記 レ一ザ一管は 円 形断面 に 形成さ れる 請 求の 範簡 第 Ί 項記載の 高周 波励起周軸 型 C Ό レ ー 一。
    4 . 上記導電体 ば m膜状 に 形成さ れ -¾ ¾求 の 範囲第 Ί 項 記載の |S) Jn] 励起同軸 型 G 0 2 レ — ザ 一
    5 . 上記導電体 は導電性塗料が 記 レ ザ ー 管 の 外周 面 に 塗 さ れる こ と に よ つ て 形成 さ れ て い る 請求の範囲 第
    4 項記載の高周波 )起周軸型 C O レ — ザ — α
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPS62174990A|1987-07-31|
    EP0254747A1|1988-02-03|
    EP0254747A4|1988-02-16|
    DE3781741T2|1993-02-18|
    US4802184A|1989-01-31|
    EP0254747B1|1992-09-16|
    DE3781741D1|1992-10-22|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1987-08-13| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1987-08-13| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
    1987-09-28| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1987901111 Country of ref document: EP |
    1988-02-03| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1987901111 Country of ref document: EP |
    1992-09-16| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1987901111 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP1559586A|JPS62174990A|1986-01-29|1986-01-29|High-frequency excitation coaxial co2 laser|
    JP6l/15595||1986-01-29||DE19873781741| DE3781741T2|1986-01-29|1987-01-28|Koaxialer kohlenstoffdioxidlaser unter verwendung von hochfrequenzanregung.|
    DE19873781741| DE3781741D1|1986-01-29|1987-01-28|Koaxialer kohlenstoffdioxidlaser unter verwendung von hochfrequenzanregung.|
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