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    • 专利摘要:

    公开号:WO1988000764A1
    申请号:PCT/JP1987/000511
    申请日:1987-07-15
    公开日:1988-01-28
    发明作者:Norio Karube
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:H01S3-00
    专利说明:
    [0001] 明 TO ガス レーザ装置 — 技 術 分 野
    [0002] 本発明はガス レーザ装置に関し、 特に、 放電管の形状を発 振効率を向上するようにしたガスレーザ装置に関する。 n ： ^ 技 ί*Γ
    [0003] ガス レーザ装置においては発振効率を如何に向上させるか が大きな技術上のテ一マであり、 その技術の一つとして高周 波放電における電子捕捉現象による放電正抵抗特性発生や陰 極効果欠如によるものがある。 このためには、 放電電源の周 波数を増加させるこ とにより、 電子捕捉現象を起こさせる こ とが必要である。
    [0004] しかし、 高出力で高周波の電源を作成することは極めて困 '難である。 例えば、 電子捕捉現象、 即ち電子が放電管の側壁 に到達しないためには、 次式に示すように放電管の電極方向 の距離 dが半周波数あたりの電子の移動距離 より相当大き い必要がある。
    [0005]
    [0006] ここで、 各文字は以下の値を表す。
    [0007] & 電子の移動距離
    [0008] β 電子のモ ピ リ ティ
    [0009] Ε 電界強度 ω 電源の角速度
    [0010] f ——電源の周波数
    [0011] V e —電子の速度で、 約 8 X 1 0 6 cm / s ec
    [0012] d 放電管の側壁間の距離
    [0013] この式から、 d = 2 cmとして、 電子が側壁に衝突しないた めの最低の距離 = d として f を計算すると、
    [0014] f = 1 . 2 M H z
    [0015] となり、 これより相当高い周波数を必要とする。
    [0016] このために、 高周波電源として真空管を使用することも考 えられるが、 真空管の寿命は僅か 3 0 0 0時間程度であり、 実用的なガスレーザ装置を構成するにば問題がある。 従って 高厨波電源としては半導体等の固体素子を使用したい。 しか し、 大出力領域では現在のところ固体素子を使用した高周波 電源の出力周波数は 2 M H 2程度であり、 上記の目的を十分 に達成することはできない。 具体的には、 高周波電源の周波 数を 2 M H z とすると、
    [0017] £ / d = 0 . 6 2
    [0018] である。 発 明 の 開 示
    [0019] 本発明の目的は上記問題点を解決し、 電源の周波数をそれ ほど増加させないで、 放電管の形伏を発振効率を向上するよ う にしたガス レーザ装置提供することにある。
    [0020] 本発明では上記の問題点を解決するために、
    [0021] 放電管内をレーザ媒質ガスを循環させ、 放電によって励起 されたガスから レーザ光を発生させるように構成したガス レ 一ザ装置において、
    [0022] 放電用の電-源として高周波電源を設け、
    [0023] 前記放電管の電極方向の距離を前記高周波電源の周波数と 電子のモ ビリ ティから電子が側壁に衝突しない距離とし、 複数の反射鏡を設け、
    [0024] レーザ光を折り返し反射させて増幅するように構成したこ とを特徴とするガス レーザ装置を、
    [0025] 採用した。
    [0026] 電極方向の距離をレーザ光を折り返すこ とによ り大き く し たので、 一定周波数では電子の移動できる距離が増加し、 こ れにより電子捕捉現象を発生させることができる。 さ らに、 レーザ光の放電管内の軸方向の移動距離が大き く なつたので その分増幅率が上昇する。 図 面 の 簡 単 な 説 明 第 1図は本発明の一実施例の断面図、
    [0027] 第 2図は第 1図の概略の外観図である。 発明を実施するための最良の形態 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
    [0028] 第 1 図に本発明の一実施例のプロ ツク図を示す。 図におい て、 1 は放電管であり、 こ の内部にレーザ媒質ガスを循環さ せ、 放電を行わせ、 レーザ媒質ガスを励起して、 レーザ光を 増幅させる。 2 a及び 2 b は電極であり、 電極 2 a は高周波 電源に、 電極 2 b はアースに接読されている。 3 は高周波電 源であり、 放電用の高周波を発生させ、 整合用のリアクタン ス 4を柽由して電極 2 aに接続される。 高周波電源 3 は F E T等の半導体素子で構成されており、 真空管等を使用してい ないので、 真空管等の交換が必要なく 、 保守が簡単になる。 高周波電葸 3 の出力周波数は 2 M H 2程度である。 5、 6及 び 7 は反射鏡であり、 レーザ光を反射する。 8は出力鏡であ り レーザ光の一部を透過、 出力し残部を反射する。 9 ばレー ザ光の光軸を示す。 従来の折り返しのない放電詧では、 dの 値は 2 c m程度であるが、 図に示すように折り返し構造にす ることにより、 電極藺の距離は 2倍の 4 c mにすることがで きる。 この結果、 高周波電源 3の出力周波数を 2 M H 2 とす ると。
    [0029] £ / d = 0 . 3 1
    [0030] となり、 半導体素子を使用した高周波電源 3でも十分に電子 捕捉現象を発生させることができる。 即ち、 放電管の電極方 向の距難 dは高周波電源 3の周波数 f で、 電子が放電詧 1 の 側壁に衝突しないように、 即ち、 電子捕捉現象が発生するよ うに、 十分大き く とることができる。
    [0031] さらに、 レーザ光 9を折り返し反射させることにより、 レ 一ザ光 9 は放電管 1 の内部の移動距難が徒来のものに比べ 2 倍になっており、 その分增幅度を上昇させることができる。 第 2図は第 1図の概略の外観図であり、 同一の部分には同 一の符号が付してある。 第 2図に示すように放電管 1 は矩形 扰としている。 この放電管はセラ ミ ック等で作成されている, 又、 電極 2 a及び 2 b は金属で放電管 1 に接合されている。 以上の実施例では放電管 1 を矩形としたが、 他の形状例え ば、 楕円形等に構成することもできる。 又、 折り返し数は 2 としたが、 電極方向の距離 dの値に対応して、 反射鏡の数を 増加させ、 折り返し数を増加させることができる。
    [0032] 以上説明したよう に本発明では、 放電管の電極方向の距離 を反射鏡の数を増加して、 レーザ光を折り返し反射させ増幅 させるように構成したので、 高周波電源の周波数を半導体素 子で発生可能な周波数で、 電子捕捉現象が発生させることが でき、 さらに放電管内のレーザ光の移動距離が増加して、 レ 一ザ光の発振効率を上昇させることができる。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1 . 放電管内をレーザ媒質ガスを循環させ、 高周波放電に よって励起されたガスからレーザ光を発生させるように構成 したガスレーザ装置において、
    放電用の電源として高厨波電源を設け、
    前記放電管の電極方向の距離を前記高周波電源の周波数と 電子のモビリチィから電子が側壁に衝突しない距離とし、 複数の反射鏡を設け、
    レーザ光を折り返し反射させて增幅するように構成したこ とを特徴とするガス レーザ装置。
    2 . 前記放電管の形状は矩形であることを特徴とする特許 請求の範囲第 1項記載のガス レーザ装置。
    3 . 前記折り返し数ば 2であることを特徴とする特許請求 の範囲第 1項記載のガス レーザ装置。
    4 . 前記放電用の高周波電源は半導体素子で構成されてい ることを特徵とする特許請求の範囲第 1項記載のガス レーザ 装置。
    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
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    引用文献:
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    法律状态:
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    1988-01-28| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
    1988-03-03| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1987904726 Country of ref document: EP |
    1989-05-31| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1987904726 Country of ref document: EP |
    1992-05-06| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1987904726 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    JP61/169546||1986-07-18||DE19873778902| DE3778902D1|1986-07-18|1987-07-15|Gas-laseranordnung.|
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