JP2735339B2 - Gas laser oscillation device - Google Patents
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- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は陰極と陽極との間で発生する主放電によっ
てガスレーザ媒質を励起してレーザ光を出力させるガス
レーザ発振装置に関する。The present invention relates to a gas laser oscillation device that excites a gas laser medium by a main discharge generated between a cathode and an anode to output laser light.
（従来の技術） 一般にTEA-CO2レーザ、TEMA-CO2レーザあるいはエキ
シマレーザなどのように大気圧もしくはそれ以上の圧力
で動作するガスレーザ発振装置は、大電力のパルス放電
によりガスレーザ媒質を励起してレーザ光を得ている。(Prior art) Generally, a gas laser oscillation device that operates at atmospheric pressure or higher, such as a TEA-CO 2 laser, a TEMA-CO 2 laser, or an excimer laser, excites the gas laser medium by high-power pulse discharge. Laser light.
従来、このようなガスレーザ発振装置は第４図と第５
図とに示すように構成されていた。すなわち、同図中１
は内部にガスレーザ媒質が収容された圧力容器である。
この圧力容器１内にはガスレーザ媒質が流れる循環路２
が形成されている。この循環路２にはガスレーザ媒質を
矢印方向に循環させるための軸流ファンからなる送風機
３が設けられている。この送風機３は羽根部3aと、この
羽根部3aを回転駆動する駆動部3bとからなり、駆動部3b
は圧力容器１の外部に配置されている。Conventionally, such a gas laser oscillation device is shown in FIGS.
It was configured as shown in FIG. That is, in FIG.
Is a pressure vessel in which a gas laser medium is housed.
A circulation path 2 through which a gas laser medium flows is provided in the pressure vessel 1.
Are formed. The circulation path 2 is provided with a blower 3 including an axial fan for circulating the gas laser medium in the direction of the arrow. The blower 3 includes a blade portion 3a and a driving portion 3b that rotationally drives the blade portion 3a.
Is disposed outside the pressure vessel 1.
上記循環路２にはガスレーザ媒質を冷却するための上
流側熱交換器４と、下流側熱交換器５とがガスレーザ媒
質の流れ方向に沿って所定間隔で配置されている。これ
ら一対の熱交換器４、５の間の部分には主電極を構成す
る陰極６と陽極７とがガスレーザ媒質の流れ方向に対し
て直交する方向に離間して配置されている。上記陰極６
と陽極７とは、それぞれ高圧電源８に接続され、この高
圧電源８から電気エネルギが供給されることによってこ
れらの先端面間の空間、つまり放電空間部に放電が発生
するようになっている。放電空間部に放電が発生する
と、この放電空間部を流れるガスレーザ媒質が励起され
るから、それによってレーザ光が出力されることにな
る。なお、上記放電空間部は、陰極６と陽極７との間に
放電が発生する前に図示しない予備電離手段によって予
備電離されるようになっている。An upstream heat exchanger 4 for cooling the gas laser medium and a downstream heat exchanger 5 are arranged in the circulation path 2 at predetermined intervals along the flow direction of the gas laser medium. In a portion between the pair of heat exchangers 4 and 5, a cathode 6 and an anode 7 constituting a main electrode are arranged apart from each other in a direction orthogonal to the flow direction of the gas laser medium. The above cathode 6
The anode 7 and the anode 7 are connected to a high-voltage power supply 8, respectively. When electric energy is supplied from the high-voltage power supply 8, a discharge is generated in a space between these end faces, that is, in a discharge space. When a discharge occurs in the discharge space, the gas laser medium flowing through the discharge space is excited, so that laser light is output. The discharge space is pre-ionized by pre-ionization means (not shown) before a discharge occurs between the cathode 6 and the anode 7.
上記循環路２の上記陰極６と陽極７とが設けられた箇
所には、第５図に示すようにガスレーザ媒質が陰極６と
陽極７との間の放電空間部に円滑に流れるようガイドす
るためのガイド体11が設けられている。このガイド体11
は陰極６側に設けられた上部ガイド部材12aと、陽極７
側に設けられた下部ガイド部材12bとからなる。上部ガ
イド部材12aと下部ガイド部材12bとの対向間隔は、ガス
レーザ媒質の流れ方向上流側が最も狭いチョーク部13に
形成され、このチョーク部13よりも下流側は対向間隔が
次第に大きくなるテーパ部14に形成されている。このテ
ーパ部14の角度θは渦の発生を極力少なくするために11
度に設定されている。また、上記上部ガイド部材12aと
下部ガイド部材12bとの対向間隔が最も狭くなるチョー
ク部13の箇所にはそれぞれ挿入孔15a、15bが穿設され、
これら挿入孔15a、15bに上記陰極６と陽極７とがそれぞ
れ挿入配置されている。In the place where the cathode 6 and the anode 7 are provided in the circulation path 2, as shown in FIG. 5, the gas laser medium is guided so as to flow smoothly into the discharge space between the cathode 6 and the anode 7. Guide body 11 is provided. This guide body 11
Denotes an upper guide member 12a provided on the cathode 6 side, and an anode 7
And a lower guide member 12b provided on the side. The opposing gap between the upper guide member 12a and the lower guide member 12b is formed in the choke portion 13 where the upstream side in the flow direction of the gas laser medium is the narrowest, and the opposing interval downstream from the choke portion 13 is the tapered portion 14 where the opposing interval gradually increases. Is formed. The angle θ of the tapered portion 14 is set at 11 in order to minimize the generation of vortices.
Set to degree. In addition, insertion holes 15a and 15b are respectively drilled at portions of the choke portion 13 where the opposing interval between the upper guide member 12a and the lower guide member 12b is narrowest,
The cathode 6 and anode 7 are inserted and arranged in these insertion holes 15a and 15b, respectively.
ところで、このような構成のガスレーザ発振装置にお
いて、レーザ光を出力するために、陰極６と陽極７とに
電気エネルギを供給してこれらの間に放電を発生させる
と、電気エネルギは熱となって陰極６と陽極７との間の
ガスレーザ媒質を熱膨脹させる。それによって、膨脹し
たガスレーザ媒質はチョーク部13を境にして上流側と下
流側に流れる。上流側に流れたガスレーザ媒質は送風機
３によって放電空間部に送り込まれるガスレーザ媒質を
押し戻し、下流側に流れたガスレーザ媒質は下流側にお
けるガスレーザ媒質の流れを加速することになる。上記
陰極６と陽極７とはガイド体11の上流側の一端部に形成
されたチョーク部13に設けられているから、陰極６と陽
極７との間で熱膨脹したガスレーザ媒質は循環路２のガ
イド体11よりも上流側の部分2aに流れ易い。By the way, in the gas laser oscillation device having such a configuration, when electric energy is supplied to the cathode 6 and the anode 7 and a discharge is generated between the cathode 6 and the anode 7 in order to output laser light, the electric energy becomes heat. The gas laser medium between the cathode 6 and the anode 7 is thermally expanded. As a result, the expanded gas laser medium flows upstream and downstream of the choke 13. The gas laser medium flowing to the upstream side pushes back the gas laser medium sent into the discharge space by the blower 3, and the gas laser medium flowing to the downstream side accelerates the flow of the gas laser medium on the downstream side. Since the cathode 6 and the anode 7 are provided in the choke 13 formed at one end on the upstream side of the guide body 11, the gas laser medium thermally expanded between the cathode 6 and the anode 7 guides the gas laser medium through the circulation path 2. It easily flows to the portion 2a on the upstream side of the body 11.
そのため、循環路２の上記上流側の部分2aの圧力上昇
が非常に高くなり、その圧力が送風機３によって送り込
まれるガスレーザ媒質の圧力とほぼ同じになるまでにか
なりの時間が掛かるから、陰極６と陽極７との間の放電
空間部から放電によって生じた不純ガスやスパッタなど
の生成物が除去されずらい。それによって、放電の繰返
し数を高くすると、その放電が不安定となって高出力の
レーザ光を出力させることができないという問題が生じ
る。Therefore, the pressure rise in the upstream portion 2a of the circulation path 2 becomes extremely high, and it takes a considerable time until the pressure becomes substantially the same as the pressure of the gas laser medium sent by the blower 3. It is difficult to remove impurities such as impure gas and spatter generated from the discharge space from the discharge space between the anode 7. As a result, when the number of repetitions of the discharge is increased, the discharge becomes unstable and a problem arises in that a high-output laser beam cannot be output.
また、熱膨脹したガスレーザ媒質と同様、放電によっ
て発生する衝撃波や音響波などの圧力波も、循環路２の
ガイド体11よりも上流側の部分2aに伝播し易い。そのた
め、上記上流側の部分2aにレーザガス媒質密度の粗密あ
るいは揺らぎをつくり、それが収斂するまでに時間が掛
かるから、そのことによっても放電の繰返し数を高くす
ることができない。Further, similarly to the thermally expanded gas laser medium, a pressure wave such as a shock wave or an acoustic wave generated by the discharge easily propagates to the portion 2a of the circulation path 2 on the upstream side of the guide 11. Therefore, the density or fluctuation of the laser gas medium density is formed in the upstream portion 2a, and it takes time until the laser gas medium density converges. Therefore, it is not possible to increase the number of discharge repetitions.
（発明が解決しようとする課題） このように、従来は陰極と陽極とがガスレーザ媒質の
流れをガイドするガイド体の上流側の一端部に形成され
たチョーク部の箇所に設けられていたので、放電の熱で
膨脹したガスレーザ媒質がガイド体より上流側に流れ易
いばかりか、放電によって発生する圧力波もガイド体よ
り上流側に伝播し易いので、これらのことによって放電
の繰返し数を高くすることができないということがあっ
た。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, conventionally, the cathode and the anode are provided at the location of the choke portion formed at one end on the upstream side of the guide body for guiding the flow of the gas laser medium. Since the gas laser medium expanded by the heat of the discharge easily flows to the upstream side of the guide body, the pressure wave generated by the discharge also easily propagates to the upstream side of the guide body. Was not possible.
この発明は上記事情にもとずきなされたもので、その
目的とするところは、放電によって熱膨脹したガスレー
ザ媒質がガイド体の下流側へ流れずらいようにし、それ
によって放電の繰返し数を高くすることができるように
したガスレーザ発振装置を提供することにある。The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent a gas laser medium thermally expanded by discharge from flowing to a downstream side of a guide body, thereby increasing the number of repetitions of discharge. It is an object of the present invention to provide a gas laser oscillation device capable of performing the above.
［発明の構成］ （課題を解決するための手段及び作用） 上記課題を解決するためにこの発明は、圧力容器と、
この圧力容器内に収容されたガスレーザ媒質を循環させ
る送風機と、上記圧力容器内に対向して配置された陰極
と陽極とからなる主電極と、上記送風機によって循環さ
せられるガスレーザ媒質が上記陰極と陽極との間を流れ
るようガイドするガイド体とを具備し、このガイド体は
ガスレーザ媒質の流れ方向上流側に最も対向間隔が狭く
なるチョーク部が形成され、このチョーク部から下流側
は対向間隔が次第に広くなるテーパ部に形成されている
とともに、上記陰極と陽極とは上記チョーク部よりも下
流側のテーパ部に配置される。[Configuration of the Invention] (Means and Actions for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides a pressure vessel,
A blower for circulating the gas laser medium accommodated in the pressure vessel, a main electrode comprising a cathode and an anode disposed opposite to each other in the pressure vessel, and the gas laser medium circulated by the blower is formed of the cathode and the anode. And a guide body that guides the gas laser medium to flow therethrough. The guide body is formed with a choke portion having the narrowest opposing interval on the upstream side in the flow direction of the gas laser medium. The cathode and the anode are formed in a tapered portion downstream from the choke portion.
このような構成によれば、放電によって熱膨張したガ
スレーザ媒質はガイド体の下流側の方向に流れ易く、ま
た放電によって生じる圧力波も下流側に伝播し易い。そ
のため、送風機によって送られてくるガスレーザ媒質は
ガイド体の上流側から下流側へ流れ易くなるから、放電
によって生成される不純ガスや生成物が陰極と陽極との
間の部分から短時間で除去され、放電の繰返し数を高く
することができる。According to such a configuration, the gas laser medium thermally expanded by the discharge easily flows in the direction downstream of the guide body, and the pressure wave generated by the discharge also easily propagates downstream. Therefore, the gas laser medium sent by the blower easily flows from the upstream side to the downstream side of the guide body, so that the impure gas and products generated by the discharge are removed from the portion between the cathode and the anode in a short time. , The number of discharge repetitions can be increased.
（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図乃至第３図を参照
して説明する。なお、第４図と第５図に示す従来構造と
同一部分には同一記号を付して説明を省略する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. The same parts as those of the conventional structure shown in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
すなわち、この発明においては、ガイド体11との上部
ガイド部材12aと、下部ガイド部材12bとのチョーク部13
よりも下流側であるテーパ部14の中途部に挿入孔15c、1
5dが形成され、これら挿入孔15c、15dに陰極６と陽極７
とが挿入されている。That is, in the present invention, the upper guide member 12a with the guide body 11 and the choke portion 13 with the lower guide member 12b
Insertion holes 15c, 1
5d are formed, and the cathode 6 and the anode 7 are inserted into these insertion holes 15c and 15d.
And have been inserted.
すなわち、陰極６と陽極７とは、ガスレーザ媒質の流
れ方向に対して直交する方向に沿って細長い棒状をなし
ていて、互いの対向する面はガスレーザ媒質の流れ方向
に沿って湾曲した曲面に形成されている。That is, the cathode 6 and the anode 7 have a long and narrow rod shape along a direction perpendicular to the flow direction of the gas laser medium, and the surfaces facing each other are formed into curved surfaces curved along the flow direction of the gas laser medium. Have been.
このような構成によれば、陰極６と陽極７とに電気エ
ネルギを供給して放電を発生させると、上記電気エネル
ギが熱になり、陰極６と陽極７との間のガスレーザ媒質
が熱膨張する。テーパ部14の中途部で熱膨張したガスレ
ーザ媒質は、上流のチョーク部13側より下流のテーパ部
14の開放端側へ流れ易い。そのため、送風機３によって
ガイド体11の上流側に送り込まれるガスレーザ媒質は熱
膨脹したガスレーザ媒質によって大きく押し戻されるこ
となく下流側へ流れる。その結果、陰極６と陽極７との
間の放電空間部に放電によって発生した不純ガスや生成
物は、送風機３によるガスレーザ媒質の流れによって迅
速に除去される。また、放電によって発生した圧力波も
熱膨脹したガスレーザ媒質と同様ガイド体11の下流側に
伝播し易いから、ガイド体11のテーパ部におけるガスレ
ーザ媒質の密度が粗密になったり、揺らぐこともほとん
どない。According to such a configuration, when electric energy is supplied to the cathode 6 and the anode 7 to generate a discharge, the electric energy becomes heat, and the gas laser medium between the cathode 6 and the anode 7 thermally expands. . The gas laser medium thermally expanded in the middle of the tapered portion 14 is a tapered portion downstream from the upstream choke portion 13 side.
It easily flows to the open end side of 14. Therefore, the gas laser medium sent to the upstream side of the guide body 11 by the blower 3 flows downstream without being largely pushed back by the thermally expanded gas laser medium. As a result, impurity gas and products generated by the discharge in the discharge space between the cathode 6 and the anode 7 are quickly removed by the flow of the gas laser medium by the blower 3. Further, the pressure wave generated by the discharge easily propagates to the downstream side of the guide body 11 similarly to the thermally expanded gas laser medium, so that the density of the gas laser medium in the tapered portion of the guide body 11 hardly becomes dense or fluctuates.
したがって、これらのことにより、陰極６と陽極７と
の間の放電の繰返し数を高くしても安定させることがで
きるから、レーザ光の出力を高めることができる。Accordingly, even when the number of repetitions of the discharge between the cathode 6 and the anode 7 is increased, the stability can be maintained, and the output of the laser beam can be increased.
上記陰極６と陽極７とはテーパ部14の中途部に配置さ
れ、しかもこれら電極６、７の対向面はガスレーザ媒質
の流れ方向に沿って湾曲した曲面に形成されている。The cathode 6 and the anode 7 are arranged in the middle of the tapered portion 14, and the opposing surfaces of the electrodes 6, 7 are formed into curved surfaces curved along the flow direction of the gas laser medium.
したがって、一対の電極６、７間の放電は、各電極
６、７の曲面の最も近接した部分、つまりチョーク部13
よりも下流側の、テーパ部14の中途部で確実に点弧され
るから、そのことによっても、放電で発生した不純ガス
や生成物をテーパ部14の下流側へ迅速に除去することが
できる。Therefore, the discharge between the pair of electrodes 6 and 7 is caused by the closest part of the curved surface of each of the electrodes 6 and 7, that is, the choke portion 13.
Since the ignition is reliably performed in the middle portion of the tapered portion 14 on the downstream side, the impurity gas and products generated by the discharge can be quickly removed to the downstream side of the tapered portion 14 also by this. .
第２図の曲線Ｐは、送風機３によって循環路２を循環
させられるガスレーザ媒質の圧力状態を示す。つまり、
第１図に示すようにガイド体11よりも上流側の箇所をａ
点、チョーク部13の箇所をｂ点、陰極６と陽極７とが設
けられた箇所をｃ点、テーパ部14の開放端の箇所をｄ点
とすると、これらａ〜ｄ点における圧力分布は上記曲線
Ｐに示すようにａ点からｂ点の間が最も高く、ｂ点から
ｄ点にゆくにしたがって低くなる。また、同図に示す曲
線Ｖはａ点〜ｄ点における速度分布である。The curve P in FIG. 2 shows the pressure state of the gas laser medium circulated in the circulation path 2 by the blower 3. That is,
As shown in FIG. 1, a point upstream of the guide body 11 is a
Assuming that the point, the location of the choke portion 13 is point b, the location where the cathode 6 and the anode 7 are provided is point c, and the location of the open end of the tapered portion 14 is point d, the pressure distribution at these points a to d is As shown by the curve P, the distance between the point a and the point b is the highest, and decreases from the point b to the point d. A curve V shown in the figure is a velocity distribution at points a to d.
このような圧力分布において、陰極６と陽極７との間
で放電が点弧されると、陰極６と陽極７との間のガスレ
ーザ媒質は瞬時に断熱膨脹して第３図にP1で示すように
圧力が高くなる。P1の圧力に断熱膨脹したガスレーザ媒
質は上流側と下流側に体積を増大させながら急速に拡散
する。下流側に拡散したガスレーザ媒質はガイド体11の
テーパ部14から流出し、上流側に拡散したガスレーザ媒
質は曲線Ｐと接する圧力P2になるまで膨脹する。断熱膨
脹したガスレーザ媒質が曲線Ｐに接する圧力P2まで低下
すれば、そのガスレーザ媒質は送風機３から送られてく
るガスレーザ媒質によって下流側に押し流されることに
なる。つまり、陰極６と陽極７とがテーパ部14の中途部
に設けられていることにより、放電によって断熱膨脹し
たガスレーザ媒質が上記テーパ部14の上流側に拡散しず
らい。そのため、送風機３から送られてくるガスレーザ
媒質が流れずらくなる時間が非常に短くなる。In such a pressure distribution, when the discharge between the cathode 6 and the anode 7 is ignited, indicated by P 1 in the gas laser medium Figure 3 by adiabatic expansion in an instant between the cathode 6 and the anode 7 As the pressure increases. Gas laser medium that adiabatic expansion to a pressure of P 1 rapidly diffuses while increasing the volume on the upstream side and the downstream side. Gas laser medium diffused downstream flows out from the tapered portion 14 of the guide body 11, the gas laser medium diffused to the upstream side is expanded to a pressure P 2 that is in contact with the curve P. A decline insulation inflated gas laser medium to a pressure P 2 that is in contact with the curve P, the gas laser medium will be swept to the downstream side by the gas laser medium sent from the blower 3. That is, since the cathode 6 and the anode 7 are provided in the middle of the tapered portion 14, the gas laser medium adiabatically expanded by the discharge is unlikely to diffuse to the upstream side of the tapered portion 14. Therefore, the time during which the gas laser medium sent from the blower 3 becomes difficult to flow becomes very short.
つぎに、実験結果について説明する。陰極６と陽極７
との間隔を20mm、各電極の長さを300mm、幅を30mm、先
端部の形状をチャン型とした。また、ガイド体11の全長
を約500mm、テーパ部14の開き角度は11度に設定すると
ともに、ｂ点（チョーク部13）の上下方向の間隔（開
口）を16mm、ｄ点の間隔を112mm、ｂ点から陰極６に陽
極７との中心であるｃ点までの距離を約20mmに設定し
た。そして、ｃ点でのガスレーザ媒質の流速を100m/sに
したところ、放電の最大繰返し数は5kHzを記録すること
ができた。Next, experimental results will be described. Cathode 6 and anode 7
The distance between the electrodes was 20 mm, the length of each electrode was 300 mm, the width was 30 mm, and the shape of the tip was a chunk shape. In addition, the total length of the guide body 11 is set to about 500 mm, the opening angle of the tapered portion 14 is set to 11 degrees, the vertical interval (opening) of the point b (choke portion 13) is 16 mm, the interval of the point d is 112 mm, The distance from point b to point c, which is the center between the cathode 6 and the anode 7, was set to about 20 mm. When the flow rate of the gas laser medium at point c was set to 100 m / s, the maximum repetition rate of discharge was 5 kHz.
また、陰極６と陽極７への注入エネルギを10J、ガス
レーザ媒質の成分をキセノン（Xe）1.5％、塩化水素（H
Cl）0.1％、およびネオン（Ne）98.4％とし、2.75気圧
で圧力容器１に封入した場合、放電体積は、10mm（幅）
×20（高さ）×280mm（長さ）になる。この放電体積は1
0Jのエネルギが注入されると瞬時に断熱膨脹して約６気
圧（第３図にP1で示す圧力）に上昇し、膨脹した後、上
流側と下流側に向かって体積を増しながら急速に拡散す
る。そして、第２図にP2で示す圧力になるまで膨脹する
と、送風機３からのガスレーザ媒質の流れによって下流
側へ押し戻される。このときの体積は、30mm（幅）×20
mm（高さ）×280mm（長さ）となり、放電体積の約３倍
であった。つまり、陰極６と陽極７とをチョーク部13よ
りも20mm（ｂ−ｃ間の距離）下流側に設置したので、断
熱膨脹したガスレーザ媒質がチョーク部13よりも上流側
へ流れるを阻止することができた。The energy injected into the cathode 6 and the anode 7 is 10 J, the components of the gas laser medium are xenon (Xe) 1.5%, hydrogen chloride (H
Cl) is 0.1%, and neon (Ne) is 98.4%. When sealed in the pressure vessel 1 at 2.75 atm, the discharge volume is 10 mm (width).
X 20 (height) x 280 mm (length). This discharge volume is 1
When the energy of 0J is injected instantaneously adiabatic expansion to about 6 atmospheres elevated (pressure indicated by P 1 in FIG. 3), after expanding rapidly with increasing volume toward the upstream side and the downstream side Spread. When it expands to the pressure indicated by P2 in FIG. 2, it is pushed back downstream by the flow of the gas laser medium from the blower 3. The volume at this time is 30mm (width) x 20
mm (height) x 280 mm (length), which was about three times the discharge volume. In other words, since the cathode 6 and the anode 7 are set 20 mm (distance between bc) downstream of the choke 13, it is possible to prevent the adiabatic expanded gas laser medium from flowing upstream of the choke 13. did it.
なお、陰極６と陽極７とを設ける位置、つまりチョー
ク部14からの距離はガスレーザ媒質の成分と注入エネル
ギとによって異なる。つまり、これらの条件が変化すれ
ば、断熱膨脹時におけるガスレーザ媒質の圧力変化も異
なってくるからである。したがって、陰極６と陽極７と
の設置位置はガスレーザ媒質の成分と注入エネルギとに
よって変えなければならない。The position where the cathode 6 and the anode 7 are provided, that is, the distance from the choke portion 14 differs depending on the components of the gas laser medium and the injection energy. That is, if these conditions change, the pressure change of the gas laser medium during adiabatic expansion also changes. Therefore, the installation positions of the cathode 6 and the anode 7 must be changed according to the components of the gas laser medium and the injection energy.
また、ガイド体11のテーパ部14の角度を11度とした
が、それに限定されるものでなく、11度よりも大きくす
れば、断熱膨脹したガスレーザ媒質が上流側に流れずら
くなること勿論である。Further, the angle of the tapered portion 14 of the guide body 11 is set to 11 degrees. However, the angle is not limited to 11 degrees. If the angle is set to be larger than 11 degrees, the adiabatic expanded gas laser medium becomes difficult to flow to the upstream side. is there.
［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明は、ガスレーザ媒質をガイ
ドするガイド体に、チョーク部とテーパ部とを設けると
ともに、陰極と陽極とを、チョーク部よりも下流側で、
かつ上記テーパ部の中途部にガスレーザ媒質の流れ方向
に対して交差する方向に沿って配置し、かつこれら陰極
と陽極との互いに対向する面をガスレーザ媒質の流れ方
向に沿って湾曲した曲面に形成した。したがって、上記
陰極と陽極との間の放電によって断熱膨脹したガスレー
ザ媒質は、上記テーパ部によって上流側へ流れるのが規
制されるから、新鮮なガスレーザ媒質がガイド体に流れ
易い。つまり、放電によって生じる不純ガスや生成物な
どを短時間で陰極と陽極との間から除去することができ
る。しかも、陰極と陽極とはテーパ部の中途部に配置さ
れ、互いに対向する面はガスレーザ媒質の流れ方向に沿
って湾曲した曲面に形成されているから、放電は各電極
の最も接近した部分である、チョーク部よりも下流側
の、テーパ部の中途部で確実に点弧されるため、放電に
よって発生する衝撃波や音響波は上流側には伝播しずら
い。そして、放電もむらのない安定したものとなる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a guide body for guiding a gas laser medium is provided with a choke portion and a tapered portion, and a cathode and an anode are provided on the downstream side of the choke portion.
And it is arranged along the direction intersecting the flow direction of the gas laser medium in the middle of the tapered portion, and the mutually facing surfaces of the cathode and the anode are formed into curved surfaces curved along the flow direction of the gas laser medium. did. Therefore, the gas laser medium that has been adiabatically expanded by the discharge between the cathode and the anode is restricted from flowing to the upstream side by the tapered portion, so that the fresh gas laser medium easily flows to the guide body. That is, impurity gas, products, and the like generated by the discharge can be removed from between the cathode and the anode in a short time. In addition, the cathode and the anode are arranged in the middle of the tapered portion, and the surfaces facing each other are formed into curved surfaces curved along the flow direction of the gas laser medium, so that the discharge is the closest part of each electrode. Since the arc is reliably fired in the middle part of the tapered part downstream of the choke part, the shock wave and the acoustic wave generated by the discharge hardly propagate to the upstream side. In addition, the discharge becomes stable without unevenness.
そのため、これらのことにより、放電の繰り返し数を
高くしてレーザ出力を上げることができる。For these reasons, the laser output can be increased by increasing the number of discharge repetitions.
第１図はこの発明の一実施例を示すガイド体の部分の拡
大断面図、第２図は同じくガイド体を流れるガスレーザ
媒質の圧力と速度の状態の説明図、第３図は同じく全体
構成の概略図、第４図は従来のガスレーザ発振装置の概
略図、第５図は同じくガイド体の部分の拡大断面図であ
る。 １……圧力容器、３……送風機、６……陰極、７……陽
極、11……ガイド体、13……チョーク部、14……テーパ
部。FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a portion of a guide body showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of the state of pressure and speed of a gas laser medium flowing through the guide body, and FIG. FIG. 4 is a schematic view of a conventional gas laser oscillation device, and FIG. 5 is an enlarged sectional view of a portion of the guide body. 1 ... pressure vessel, 3 ... blower, 6 ... cathode, 7 ... anode, 11 ... guide body, 13 ... choke section, 14 ... taper section.
Claims (1)
ガスレーザ媒質を循環させる送風機と、上記圧力容器内
に正対して配置された陰極と陽極とからなる主電極と、
上記送風機によって循環させられるガスレーザ媒質が上
記陰極と陽極との間を流れるようガイドするガイド体と
を具備し、このガイド体はガスレーザ媒質の流れ方向上
流側に対向間隔が最も狭くなるチョーク部が形成され、
このチョーク部から下流側が対向間隔が次第に広くなる
テーパ部に形成されているとともに、上記陰極と陽極と
は、上記チョーク部よりも下流側で、かつ上記テーパ部
の中途部にガスレーザ媒質の流れ方向に対して交差する
方向に沿って配置され、これら陰極と陽極との互いに正
対する面はガスレーザ媒質の流れ方向に沿って湾曲した
曲面に形成されてなることを特徴とするガスレーザ発振
装置。1. A pressure vessel, a blower for circulating a gas laser medium contained in the pressure vessel, and a main electrode comprising a cathode and an anode arranged directly in the pressure vessel,
A guide body for guiding the gas laser medium circulated by the blower to flow between the cathode and the anode, wherein the guide body has a choke portion where the opposing interval becomes narrowest on the upstream side in the gas laser medium flow direction. And
The downstream side from the choke portion is formed in a taper portion in which the facing distance gradually increases, and the cathode and the anode are located downstream of the choke portion and in the middle of the taper portion in the flow direction of the gas laser medium. A gas laser oscillating device, which is disposed along a direction intersecting the gas laser medium, and surfaces of the cathode and the anode facing each other are formed as curved surfaces along the flow direction of the gas laser medium.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011867A JP2735339B2 (en) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | Gas laser oscillation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011867A JP2735339B2 (en) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | Gas laser oscillation device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03217062A JPH03217062A (en) | 1991-09-24 |
| JP2735339B2 true JP2735339B2 (en) | 1998-04-02 |
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ID=11789674
Family Applications (1)
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| JP2011867A Expired - Fee Related JP2735339B2 (en) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | Gas laser oscillation device |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP2735339B2 (en) |
Families Citing this family (3)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03217062A (en) | 1991-09-24 |
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