JPS6232634B2 - - Google Patents
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- JPS6232634B2 JPS6232634B2 JP12793379A JP12793379A JPS6232634B2 JP S6232634 B2 JPS6232634 B2 JP S6232634B2 JP 12793379 A JP12793379 A JP 12793379A JP 12793379 A JP12793379 A JP 12793379A JP S6232634 B2 JPS6232634 B2 JP S6232634B2
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- Japan
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- support frame
- laser
- discharge tube
- reflecting mirror
- pedestal
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- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はレーザ装置に係り、光共振器を構成す
る反射鏡の保持装置の改良に関する。
る反射鏡の保持装置の改良に関する。
一般にガスレーザ装置は、内部にCO2、N2、
He等のガス媒体を充填した放電管に設けた電極
で、グロー放電を起すと、ガス媒体を励起し、反
転分布を生じさせて、レーザ光を発生させる。レ
ーザ光は放電管の両端に一対の反射鏡を対向配置
し、反射鏡間でレーザ光を共振させて、増幅す
る。つまり、光共振器を構成する。レーザ光は一
方の放射鏡の半透明部を介して外部に取出し、被
加工物に穴をあけたり、溶接したりする。
He等のガス媒体を充填した放電管に設けた電極
で、グロー放電を起すと、ガス媒体を励起し、反
転分布を生じさせて、レーザ光を発生させる。レ
ーザ光は放電管の両端に一対の反射鏡を対向配置
し、反射鏡間でレーザ光を共振させて、増幅す
る。つまり、光共振器を構成する。レーザ光は一
方の放射鏡の半透明部を介して外部に取出し、被
加工物に穴をあけたり、溶接したりする。
ガスレーザ装置の出力は、グロー放電に注入し
た電力に比例する。レーザ出力と電力の比は放電
効率と呼ばれる。ガスレーザ装置の放電効率は、
10〜20%程度であり、残りの電力はガス媒体の温
度上昇として消費される。ガス温度が高くなり過
ぎると反転分布を生じにくくなるので、レーザ光
の効率が悪くなる。そこで、放電管の一方側から
他方側にガス媒体を循環する循環路に送風機およ
び熱交換器を設けて、ガス媒体を循環冷却してい
る。放電管の一端から循環路に流出する出口附近
のガス媒体の温度は、100〜200℃に達する。この
温度による熱は、ガスレーザ装置を支持している
架台を局部加熱し、熱変形を生じる。
た電力に比例する。レーザ出力と電力の比は放電
効率と呼ばれる。ガスレーザ装置の放電効率は、
10〜20%程度であり、残りの電力はガス媒体の温
度上昇として消費される。ガス温度が高くなり過
ぎると反転分布を生じにくくなるので、レーザ光
の効率が悪くなる。そこで、放電管の一方側から
他方側にガス媒体を循環する循環路に送風機およ
び熱交換器を設けて、ガス媒体を循環冷却してい
る。放電管の一端から循環路に流出する出口附近
のガス媒体の温度は、100〜200℃に達する。この
温度による熱は、ガスレーザ装置を支持している
架台を局部加熱し、熱変形を生じる。
従来、架台は溝形鋼、形鋼、板鋼等の剛体で製
作されている。この架台と放電管本体および反射
鏡との間は支持部を介して溶接などにより一体に
固定されている。そして、ガスレーザ鏡装置を運
転すると発生する熱によつて、架台に局部加熱を
生ずる。架台の放電管本体等を載置した上面とこ
れと反対側の底面とでは温度差を生じる。上面で
温度が高く、底面で温度が低くなる。このため、
架台の上面は伸びが著しく、低面は上面より伸び
が著しくない。従つて、架台は上面にわん曲して
熱変形をする。この結果、反射鏡の中心軸が傾
き、光共振器の光軸がずれるため、レーザ光の往
復反射が阻害され、レーザ出力は変動する。この
対策として、ガスレーザ装置を予備運転し、熱平
衡に達した時点で反射鏡を調整して、中心軸を反
射鏡間で一致させている。ところが、近年レーザ
出力の高出力化が進むにつれてガスレーザ装置が
益々大形化し、熱平衡に達するのに非常に長時間
を要すること、および完全に調整できないこと等
の問題が生じて来た。
作されている。この架台と放電管本体および反射
鏡との間は支持部を介して溶接などにより一体に
固定されている。そして、ガスレーザ鏡装置を運
転すると発生する熱によつて、架台に局部加熱を
生ずる。架台の放電管本体等を載置した上面とこ
れと反対側の底面とでは温度差を生じる。上面で
温度が高く、底面で温度が低くなる。このため、
架台の上面は伸びが著しく、低面は上面より伸び
が著しくない。従つて、架台は上面にわん曲して
熱変形をする。この結果、反射鏡の中心軸が傾
き、光共振器の光軸がずれるため、レーザ光の往
復反射が阻害され、レーザ出力は変動する。この
対策として、ガスレーザ装置を予備運転し、熱平
衡に達した時点で反射鏡を調整して、中心軸を反
射鏡間で一致させている。ところが、近年レーザ
出力の高出力化が進むにつれてガスレーザ装置が
益々大形化し、熱平衡に達するのに非常に長時間
を要すること、および完全に調整できないこと等
の問題が生じて来た。
一方、放電管本体内でレーザ媒体の圧力は、
4000Pa程度で真空に近い。このため、反射鏡は
内側で真空力と外側つまり外気側の大気圧との圧
力差に応じた力が働き、反射鏡支持部に対して直
角方向、つまり放電管本体の中央部側に圧縮力と
して作用するので、反射鏡の光軸がずれやすい。
4000Pa程度で真空に近い。このため、反射鏡は
内側で真空力と外側つまり外気側の大気圧との圧
力差に応じた力が働き、反射鏡支持部に対して直
角方向、つまり放電管本体の中央部側に圧縮力と
して作用するので、反射鏡の光軸がずれやすい。
本発明の目的は、反射鏡に働く伸縮による光軸
のずれを防止してレーザ出力を安定させたレーザ
装置を提供することにある。
のずれを防止してレーザ出力を安定させたレーザ
装置を提供することにある。
本発明のレーザ装置は、支持枠と架台との間に
設けた複数個の保持部の少なくとも1個を、支持
枠または架台に対して相対運動を許すように構成
したので、支持枠または架台の伸縮力に応じて、
支持枠または架台が相対運動をする。その結果、
反射鏡のずれがなくなり、レーザ出力を安定する
ことができる。
設けた複数個の保持部の少なくとも1個を、支持
枠または架台に対して相対運動を許すように構成
したので、支持枠または架台の伸縮力に応じて、
支持枠または架台が相対運動をする。その結果、
反射鏡のずれがなくなり、レーザ出力を安定する
ことができる。
以下、本発明の実施例第1,2図に示すガスレ
ーザ装置により説明する。
ーザ装置により説明する。
レーザ発振器1は2本の放電管本体2を並列に
配置して構成されている。放電管本体2は、中央
に配置した中継管3の左右に放電管4A,4Bを
設け、放電管の左右端に配置された端部継管5を
介してベローズ6と反射鏡7および出力鏡8を設
ける。これらの中継管3、放電管4A,4B、端
部継管5、ベローズ6、反射鏡7、出力鏡8は、
端部に形成したフランジ9を介してボルト・ナツ
トの締結部(図示せず)により一体に結合され、
放電管本体2内を気封状態に保持している。放電
管本体内にはCO2、Ne、He等のガス媒体10を
充填すると共に、陽極11および陰極12を配設
している。
配置して構成されている。放電管本体2は、中央
に配置した中継管3の左右に放電管4A,4Bを
設け、放電管の左右端に配置された端部継管5を
介してベローズ6と反射鏡7および出力鏡8を設
ける。これらの中継管3、放電管4A,4B、端
部継管5、ベローズ6、反射鏡7、出力鏡8は、
端部に形成したフランジ9を介してボルト・ナツ
トの締結部(図示せず)により一体に結合され、
放電管本体2内を気封状態に保持している。放電
管本体内にはCO2、Ne、He等のガス媒体10を
充填すると共に、陽極11および陰極12を配設
している。
両電極と接続している直流電源13を印加する
と、両電極間でグロー放電が起り、ガス媒体10
は励起され、レーザ光14に変換される。レーザ
光14は反射鏡7と出力側の反射鏡8との間で共
振する。つまり、光共振器を構成する。レーザ光
は出力側の反射鏡8を透過して外部の被加工物を
照射する。グロー放電によりガス媒体10は高温
に加熱される。このため、中継管3および端部継
管5を介して放電管本体2と連通している循環路
15は、循環路内に配設された熱交換器16およ
び送風機17を介して、ガス媒体10を矢印方向
に循環して冷却している。
と、両電極間でグロー放電が起り、ガス媒体10
は励起され、レーザ光14に変換される。レーザ
光14は反射鏡7と出力側の反射鏡8との間で共
振する。つまり、光共振器を構成する。レーザ光
は出力側の反射鏡8を透過して外部の被加工物を
照射する。グロー放電によりガス媒体10は高温
に加熱される。このため、中継管3および端部継
管5を介して放電管本体2と連通している循環路
15は、循環路内に配設された熱交換器16およ
び送風機17を介して、ガス媒体10を矢印方向
に循環して冷却している。
レーザ発振器1は保持部20を介して架台21
に支持されている。すなわち、支持枠22は反射
鏡7,8間に一体に連結されている。支持枠22
を反射鏡たとえば出力側の反射鏡8に取付ける場
合を第3図により説明する。出力側の反射鏡8を
装着して支持枠23の一端と、レーザ光14が通
過する穴を形成した当板24とがボルト・ナツト
の締結部25により取付けられている。当板24
とこれに対応する支持枠22およびベローズ6の
フランジ26とは締結部27により一体に結合さ
れている。支持枠22はベローズ6を貫通する穴
を形成し、支持枠は第4図に示す如く、放電管本
体2の中央部Cより反射鏡7,8側にボルト・ナ
ツトの締結部28を介して4個の可動部29を取
付ける。可動部の一端と対応する架台21には、
固定部30を締結部31で取付ける。可動部29
は支持枠22の伸縮に応じてボール32を介して
固定部上を移動する。この実施例ではボールを使
用しているが、可動部を直接固定部上に摺動する
ようにしてもよい。また、支持枠22の両端と架
台21との間に保持部を設け、少なくとも一端側
の保持部は、支持部または架台に対して相対運動
をするように構成すれば、架台および支持枠の伸
縮力に対して、互いに影響しない。尚、上述のベ
ローズ6は放電管本体内を気密に保ち、かつ放電
管本体および支持枠を伸縮する役目をしている。
に支持されている。すなわち、支持枠22は反射
鏡7,8間に一体に連結されている。支持枠22
を反射鏡たとえば出力側の反射鏡8に取付ける場
合を第3図により説明する。出力側の反射鏡8を
装着して支持枠23の一端と、レーザ光14が通
過する穴を形成した当板24とがボルト・ナツト
の締結部25により取付けられている。当板24
とこれに対応する支持枠22およびベローズ6の
フランジ26とは締結部27により一体に結合さ
れている。支持枠22はベローズ6を貫通する穴
を形成し、支持枠は第4図に示す如く、放電管本
体2の中央部Cより反射鏡7,8側にボルト・ナ
ツトの締結部28を介して4個の可動部29を取
付ける。可動部の一端と対応する架台21には、
固定部30を締結部31で取付ける。可動部29
は支持枠22の伸縮に応じてボール32を介して
固定部上を移動する。この実施例ではボールを使
用しているが、可動部を直接固定部上に摺動する
ようにしてもよい。また、支持枠22の両端と架
台21との間に保持部を設け、少なくとも一端側
の保持部は、支持部または架台に対して相対運動
をするように構成すれば、架台および支持枠の伸
縮力に対して、互いに影響しない。尚、上述のベ
ローズ6は放電管本体内を気密に保ち、かつ放電
管本体および支持枠を伸縮する役目をしている。
次に、支持枠22および保持部20の作用につ
いて説明する。
いて説明する。
(1) レーザ発振器を運転していない場合
放電管本体2内は、真空状態にあるので、反
射鏡,8は放電管本体の中央部C側に引張られ
る。この引張力つまり圧縮力は反射鏡7,8に
働くが、反射鏡間は支持枠22により支持され
ているので、反射鏡は中央部側に傾斜しない。
従つて、反射鏡は光軸40からずれにくい。
射鏡,8は放電管本体の中央部C側に引張られ
る。この引張力つまり圧縮力は反射鏡7,8に
働くが、反射鏡間は支持枠22により支持され
ているので、反射鏡は中央部側に傾斜しない。
従つて、反射鏡は光軸40からずれにくい。
(2) レーザ発振器を運転している場合
放電管本体2はグロー放電により高温になる
ので、架台21および支持枠22も高温にな
る。架台21の上面21Aの温度は、底面21
Bの温度より高い。上面側は底面側より放電管
本体の長手方向への伸びが大きいので、架台2
1は湾曲形状に熱変形をする。この熱変形によ
る引張力は、固定部30と可動部29とが一体
に固定されていないので、可動部に伝達されな
い。また、支持枠22が放電管本体2の長手方
向に伸びると、可動部29がボール32を介し
て固定部30上を摺動して吸収する。つまり、
可動部、固定部、ボール等の保持部は、支持枠
または架台に対して相対運動を許す構成とな
る。従つて、反射鏡7,8の光軸40はずれな
いので、レーザ光の出力は変動せず中心軸に沿
つて外部に照射される。
ので、架台21および支持枠22も高温にな
る。架台21の上面21Aの温度は、底面21
Bの温度より高い。上面側は底面側より放電管
本体の長手方向への伸びが大きいので、架台2
1は湾曲形状に熱変形をする。この熱変形によ
る引張力は、固定部30と可動部29とが一体
に固定されていないので、可動部に伝達されな
い。また、支持枠22が放電管本体2の長手方
向に伸びると、可動部29がボール32を介し
て固定部30上を摺動して吸収する。つまり、
可動部、固定部、ボール等の保持部は、支持枠
または架台に対して相対運動を許す構成とな
る。従つて、反射鏡7,8の光軸40はずれな
いので、レーザ光の出力は変動せず中心軸に沿
つて外部に照射される。
一方、支持枠22、反射鏡7,8およびその
取付具23,24,25の重さによつて支持枠
に撓みを生ずる。第5図は撓みの状態を説明す
る模形図で、支持枠22の梁22A、保持部2
0による支点20A、反射鏡等による重さを等
価的に表わしたものである。すなわち、梁22
Aには梁自身の自重による等分布荷重wと、両
端には反射鏡等による集中荷重Wが作用してい
る。従つて、反射鏡7,8は光軸40に対して
角度θで下側に傾斜している。角度θを小さく
するためには、支点20Aの位置を支持枠22
の中央部Cより、反射鏡7,8側に近づけて設
置すれば、反射鏡7,8を上側に向きを傾斜す
ることができるので、角度θは小くなる。この
ため、反射鏡と光軸とが一致し、レーザ光の出
力は変動しない。このことは、支持枠側面中間
にボール32を配置すれば、支持枠側面の上端
側の伸びは、下端側の伸びより大いが、ボール
32を支持枠側中間に設ければ、下端に設けた
のに比べて、変形量が小さく、変形力によつて
ボールを押圧する力が小さく、ボール32を介
して可動部29が摺動しやすく、反射鏡8が変
動しにくく、更にレーザ出力は変動しにくい。
取付具23,24,25の重さによつて支持枠
に撓みを生ずる。第5図は撓みの状態を説明す
る模形図で、支持枠22の梁22A、保持部2
0による支点20A、反射鏡等による重さを等
価的に表わしたものである。すなわち、梁22
Aには梁自身の自重による等分布荷重wと、両
端には反射鏡等による集中荷重Wが作用してい
る。従つて、反射鏡7,8は光軸40に対して
角度θで下側に傾斜している。角度θを小さく
するためには、支点20Aの位置を支持枠22
の中央部Cより、反射鏡7,8側に近づけて設
置すれば、反射鏡7,8を上側に向きを傾斜す
ることができるので、角度θは小くなる。この
ため、反射鏡と光軸とが一致し、レーザ光の出
力は変動しない。このことは、支持枠側面中間
にボール32を配置すれば、支持枠側面の上端
側の伸びは、下端側の伸びより大いが、ボール
32を支持枠側中間に設ければ、下端に設けた
のに比べて、変形量が小さく、変形力によつて
ボールを押圧する力が小さく、ボール32を介
して可動部29が摺動しやすく、反射鏡8が変
動しにくく、更にレーザ出力は変動しにくい。
尚、上述の実施例では放電管を左右に配設した
ガスレーザ装置について説明したが、要はレーザ
光の透過方向に反射鏡を配置したレーザ装置であ
れば、本発明を適用することができることは勿論
である。また、支持枠は、互いに並置した2本の
放電管本体間に一本の支持枠を配置し、この支持
枠の両端に支持枠と直角方向に突出した支持枠の
一部或いは支持板等の支持部を設け、この支持部
で反射鏡を支持するH形形状に構成してもよい。
ガスレーザ装置について説明したが、要はレーザ
光の透過方向に反射鏡を配置したレーザ装置であ
れば、本発明を適用することができることは勿論
である。また、支持枠は、互いに並置した2本の
放電管本体間に一本の支持枠を配置し、この支持
枠の両端に支持枠と直角方向に突出した支持枠の
一部或いは支持板等の支持部を設け、この支持部
で反射鏡を支持するH形形状に構成してもよい。
以上のように本発明によれば、レーザ発振器の
発熱および真空に対する架台および支持枠の伸縮
によつて、反射鏡の中心軸のずれは極めて少な
く、安定なレーザ出力を得ることができる。
発熱および真空に対する架台および支持枠の伸縮
によつて、反射鏡の中心軸のずれは極めて少な
く、安定なレーザ出力を得ることができる。
第1図は本発明の実施例として示したガスレー
ザ装置の斜視図、第2図は第1図の―線断面
図、第3図は第1図の反射鏡および支持枠附近の
部分側断面図、第4図は第1図の保持部附近の部
分側断面図、第5図は支持枠の等価荷重を示す特
性図である。 1…レーザ発振器、2…放電管本体、7,8…
反射鏡、20…保持部、21…架台、22…支持
枠。
ザ装置の斜視図、第2図は第1図の―線断面
図、第3図は第1図の反射鏡および支持枠附近の
部分側断面図、第4図は第1図の保持部附近の部
分側断面図、第5図は支持枠の等価荷重を示す特
性図である。 1…レーザ発振器、2…放電管本体、7,8…
反射鏡、20…保持部、21…架台、22…支持
枠。
Claims (1)
- 1 端部に反射鏡を有し、反射鏡間を支持枠で連
絡した放電管本体と、反射鏡間でレーザ光を共振
させるレーザ発振器と、このレーザ発振器を支持
する架台とから成るものにおいて、架台に設けた
支持枠側に伸びる複数の固定部と、固定部端と対
応し、かつ支持枠側面に設けた可動部と、支持枠
側面の上、下端のほぼ中間に配置した上記固定部
と可動部に挾持されたボールと、から成ることを
特徴とするレーザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12793379A JPS5651885A (en) | 1979-10-05 | 1979-10-05 | Laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12793379A JPS5651885A (en) | 1979-10-05 | 1979-10-05 | Laser device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5651885A JPS5651885A (en) | 1981-05-09 |
JPS6232634B2 true JPS6232634B2 (ja) | 1987-07-15 |
Family
ID=14972217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12793379A Granted JPS5651885A (en) | 1979-10-05 | 1979-10-05 | Laser device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5651885A (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58202580A (ja) * | 1982-05-21 | 1983-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 炭酸ガスレ−ザ発振装置 |
JPS5952887A (ja) * | 1982-09-20 | 1984-03-27 | Hitachi Ltd | レ−ザ発生装置 |
DE3446640C2 (de) * | 1983-12-29 | 2001-08-09 | Amada Eng & Service | Hochgeschwindigkeits-Axialstrom-Gaslaseroszillator |
US4660209A (en) * | 1983-12-29 | 1987-04-21 | Amada Engineering & Service Co., Inc. | High speed axial flow type gas laser oscillator |
JPH0758815B2 (ja) * | 1985-08-02 | 1995-06-21 | 松下電器産業株式会社 | ガスレーザ装置 |
JP2502062B2 (ja) * | 1986-03-25 | 1996-05-29 | 松下電工株式会社 | 化粧板 |
WO2004105200A1 (ja) * | 2003-05-20 | 2004-12-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | レーザ発振器 |
-
1979
- 1979-10-05 JP JP12793379A patent/JPS5651885A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5651885A (en) | 1981-05-09 |
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