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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