JPH04779A - ガスレーザ発振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、安定した信頼性のあるガスレーザ発振装置に
関する。

（従来の技術） 第２図（ａ）は従来の、軸流型ガスレーザ発振装置と呼
ばれる、絶縁体からなる放電管の光軸方向にレーザガス
を流し、放電管の両端に設けた電極間に高電圧を印加し
てレーザビームを発生させる、ガスレーザ発振装置の構
成を示す図である。１はガラス等の誘電体からなる放電
管、２，３は放電管１の内部に配置された電極、４はそ
れら電極２゜３に接続された高電圧電源部であり、たと
えば３゜ｋＶの高電圧を上記画電極２および３の間に印
加している。５は電極２および３の間のレーザ放電空間
、６はレーザの全反射鏡、７は同じく部分反射鏡であり
、これらは上記レーザ放電空間５を介して対向配置され
て光共振器を構成している。

また、８は上記の部分反射鏡７から出力されるレーザビ
ームを表わし、矢印９はレーザガスの流れの方向で、レ
ーザガスは軸流型に形成されたレーザ装置の中を循環し
ている。１０は送気管、１１゜１２は上記レーザ放電空
間５における放電、および送風機により上昇するレーザ
ガスの温度を低減させるための熱交換器、そして１３は
送風機であり、通常、レーザ発振のためにはレーザ放電
空間５において、約１００ｍ／ｓｅｃ程度のガス流が得
られるように送風される。

従来の細流型ガスレーザ発振装置は上記のように構成さ
れ、まず電極２および３に高電圧電源部４から高電圧を
印加し、レーザ放電空間５にグロー放電を発生させる。

レーザ放電空間５を通過するレーザガスは、上記グロー
放電の放電エネルギーにより発振が励起され、その励起
されたレーザガスは全反射鏡６、および部分反射鏡７に
より構成された光共振器により共振状態となって、部分
反射鏡７からレーザビーム８として出力され、それはレ
ーザビーム加工等に用いられる。

第２図（ｂ）は上記、高電圧電源部４の構成を示し、そ
の入力には通常、３相２００ｖの商用交流電源が印加さ
れ、その交流入力を直流平滑回路１４により整流した直
流電圧を、スイッチング制御回路１５によって制御され
る高周波スイッチング素子１６に印加して、その断続に
より高電圧高周波トランス１７の一次巻線に入力する直
流電圧を断続させ、それにより二次巻線に昇圧された高
周波電圧を誘起させ、それを高電圧整流平滑回路１８に
より直流高電圧の約３０ｋＶとして出力させる。

第２図（ｃ）は上記、高周波スイッチング素子１６を説
明する高電圧電源部４の部分図であり、高周波スイッチ
ング素子１６はＭＯＳ−ＦＥＴ１９をＨブリッジとして
構成し、動作周波数ｆでスイッチングさせている。従っ
て、高電圧高周波トランス１７の一次側には均等な電流
が流れ、対応する安定な高電圧が二次側に出力される。

（発明が解決しようとする課題） 上述したような従来のガスレーザ発振装置の高電圧電源
部４は、放電がアーク状態になったとき、高電圧高周波
トランス１７の二次側は短絡状態に近くなり、過大な電
流が各ＭＯ３−ＦＥＴ１９に流れ、それを破壊する問題
点を有している。

本発明は、上述従来の問題点に鑑み、適宜なインピーダ
ンスを有する高電圧高周波トランス１７を用いて、高電
圧電源部の高周波スイッチング素子のＭＯＳ−ＦＥＴ１
９に流れる電流を抑制し、電流破壊を防止するガスレー
ザ発振装置の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を、電極を両端に設けた放電管内に
レーザガスを流送し、高電圧電源部から上記電極に高電
圧を印加してグロー放電させ、放電管の軸方向にレーザ
ビームを発生させる、軸流型ガスレーザ発振装置におい
て、上記、高電圧電源部を、商用交流電源を直流化する
直流平滑回路と、その出力を断続させる高周波スイッチ
ング素子と、高電圧高周波トランスと、および高電圧整
流平滑回路とにより構成し、上記高周波スイッチング素
子をＭＯＳ　−ＦＥＴのＨブリッジ構成とし、上記、高
電圧高周波トランスの二次巻線短絡時の一次巻線側から
みたインダクタンスをし、上記高周波スイッチング素子
のスイッチング周波数をｆ、各ＭＯＳ・ＦＥＴのドレイ
ン・ソース間の最大定格電流を■、直流平滑回路の直流
出力電圧をＥとするとき、上記高電圧高周波トランスの
上記インダクタンスＬを、Ｌ≧Ｅ／２７ｃｆＩをみたす
値に選定することにより達成する。

（作　用） 本発明における上記の高電圧電源部４はアーク放電時に
おいても、インダクタンスＬにより明らかに高周波スイ
ッチング素子を構成するＭＯＳ・ＦＥＴ１９の破壊を防
止することができるから、レーザビームを安定して出力
する信頼性の高いガスレーザ発振装置となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明の一実施例要部の高電圧高周波トランス
の部分を示す断面図（ａ）、およびＭＯＳ・ＦＥＴの破
壊率を示す特性図（ｂ）であり、レーザ発振部の構成は
第２図（ａ）と同じであるから図示を省略する。

まず、第１図（ａ）において、２０は高電圧高周波トラ
ンス１７の一次巻線、２１は二次巻線であり、２２はフ
ェライトコアである。このような高電圧高周波トランス
Ｉ７の巻線において、本発明の場合は一次巻線２０の巻
数を従来例よりも増大させる。

第１図（ｂ）は、高電圧高周波トランス１７の一次巻線
２０の巻数に対する、高周波スイッチング素子１６を構
成するＭＯＳ−ＦＥＴ１９の破壊率を示す特性図であり
、一次巻線巻数（横軸）のＰ点は、高電圧高周波トラン
ス１７の二次巻線短絡時の一次側からみたインダクタン
スをし、上記、高周波スイッチング素子１６のスイッチ
ング周波数をｆ、各ＭＯ５−ＦＥＴ１９のドレイン・ソ
ース間の最大定格電流を■、直流平滑回路１４の直流出
力電圧をＥとするとき、Ｌ＝Ｅ／２πＦＩをみたすイン
ダクタンスＬの値を示している。

これから明らかなように、一次巻線のインダクタンスＬ
をＬ≧Ｅ／２πｆ１を満足するように巻線の数を選べば
、ＭＯＳ−ＦＥＴ１９は電圧破壊から防止されることが
わかる。

すなわち、本発明は高周波スイッチング素子１６をＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ１９のＨブリッジとして構成し、それにより
駆動される高電圧高周波トランスＩ７の一次巻線の巻数
をＬ≧Ｅ／２πｆＩを満足するインダクタンスＬを持つ
ようにして−ＭＯＳ−ＦＥＴ１９の電圧破壊を防止する
ものであり、信頼性のあるレーザビームを安定に出力す
ることができる。

（発明の効果） 以上説明して明らかなように本発明は、ガスレーザ発振
回路の高電圧電源部を、直流平滑回路。

高周波スイッチング素子、高電圧高周波トランス、高電
圧整流平滑回路を設けて構成し、とくに上記、高周波ス
イッチング素子をＭＯＳ　−ＦＥＴのＨブリッジとして
構成し、そのスイッチング出力が印加される高電圧高周
波トランスの一次巻線の巻数を最適値に選定することに
より、安定した信頼性のあるレーザビームを出力するガ
スレーザ発振装置であり、用いて大いに益するところが
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例要部の高電圧高周波トランス
の巻線を示す断面図（ａ）、およびＭＯＳ・ＦＥＴの破
壊率を示す特性図（ｂ）、第２図は従来のガスレーザ発
振器の構成図（ａ）、高電圧電源部のブロック図（ｂ）
、および高電圧電源部の部分回路図（ｃ）である。 １・・・放電管、　２，３・・・電極、　４・・・高電
圧電源部、　５・・・レーザ放電空間、６・・・全反射
鏡、　７・・・部分反射鏡、　８・・レーザビーム、　
１０・・・送気管、　１１゜１２・・熱交換器、１３・
・・送風機、　１４・・直流平滑回路、　１５・・・ス
イッチング制御回路、　１６・・高周波スイッチング素
子。 １７・・・高電圧高周波トランス、　１８・・・高電圧
整流平滑回路、　１９・・・ＭＯＳ　−ＦＥＴ、２０・
・・一次巻線、 ２１・・・二次巻線、 ２２・・・ フェライトコア。 特許出願人　松下電器産業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極を両端に設けた放電管内にレーザガスを流送
   し、高電圧電源部から上記電極に高電圧を印加してグロ
   ー放電させ、放電管の軸方向にレーザビームを発生させ
   る、軸流型ガスレーザ発振装置において、上記高電圧電
   源部を、商用交流電源を直流化する直流平滑回路と、そ
   の出力を断続させる高周波スイッチング素子と、高電圧
   高周波トランスと、および高電圧整流平滑回路とにより
   構成し、上記高周波スイッチング素子をＭＯＳ・ＦＥＴ
   のＨブリッジ構成とし、上記高電圧高周波トランスの二
   次巻線短絡時の一次巻線側からみたインダクタンスをＬ
   、上記高周波スイッチング素子のスイッチング周波数を
   ｆ、各ＭＯＳ・ＦＥＴのドレイン・ソース間の最大定格
   電流をＩ、直流平滑回路の直流出力電圧をＥとするとき
   、上記高電圧高周波トランスの上記インダクタンスＬを
   、Ｌ≧Ｅ／２πｆＩをみたす値に選定したことを特徴と
   するガスレーザ発振装置。
2. （２）インダクタンスＬが、一次巻線巻数の増減によっ
   て、Ｌ≧Ｅ／２πｆＩをみたす値に設定された高電圧高
   周波トランスを用いることを特徴とする請求項（１）記
   載のガスレーザ発振装置。