JP3986746B2 - Gas laser oscillator - Google Patents
Gas laser oscillator Download PDFInfo
- Publication number
- JP3986746B2 JP3986746B2 JP2000322255A JP2000322255A JP3986746B2 JP 3986746 B2 JP3986746 B2 JP 3986746B2 JP 2000322255 A JP2000322255 A JP 2000322255A JP 2000322255 A JP2000322255 A JP 2000322255A JP 3986746 B2 JP3986746 B2 JP 3986746B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- gas
- discharge
- pair
- laser gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はガスレーザ発振装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
以下に従来のガスレーザ発振装置について説明する。図3は従来のガスレーザ発振装置を示すものである。図3において、la、1bは送風機、2a、2b、2c、2dは放電管、3a、3b、3c、3d、4a、4b、4c、4dは放電管2a、2b、2c、2dの近辺に設置した電極である。5a、5b、5c、5dは電極3a、3b、3c、3d、4a、4b、4c、4dにそれぞれ接続した高電圧電源、6は放電空間である。7は全反射鏡、8は部分透過鏡であり、光共振器を構成する。9a、9b、9c、9dは熱交換器、10は部分透過鏡8から取り出されるレーザビーム、11a、11b、11c、11d、11eはレーザガス配管、12a、12b、12c、12dはレーザガス、13は真空ポンプ、14はレーザガスボンベ、15は排出流量調整器、16は供給流量調整器、17は制御部、18は信号線、19は圧力検出器である。
【0003】
以上のように構成されたガスレーザ発振装置について、その動作を説明する。送風機1a、1bによりレーザガス配管11a、11b、11c、11dを通し、放電管2a、2b、2c、2dにレーザガス12a、12b、12c、12dを強制的に循環させる。このとき送風機1aから排出されたレーザガス12a、12bはレーザガス配管11a、11bを通過して放電管2a、2bに流れ、送風機1bから排出されたレーザガス12c、12dはレーザガス配管11c、11dを通過して放電管2c、2dにそれぞれ流れている。送風器1a、1bの配管経路は放電管2b、2cの電極4b、3c側に設けられた配管11eで接続され、放電管2a、2b、2c、2d内の圧力を等しくさせる構造としている。
【0004】
電極3a、3b、3c、3d、4a、4b、4c、4dは放電管2a、2b、2c、2dの近辺のレーザガス循環系内部に設置されており、このとき高電圧電源5a、5b、5c、5dに接続された電極3a、3b、3c、3d、4a、4b、4c、4dから放電空間6に高電圧がそれぞれ印加され放電管2a、2b、2c、2dの内部にグロー放電を発生させる。
【0005】
レーザガス12a、12b、12c、12dは送風機1a、1bから圧縮されて排出され高温となっているため送風機1a、1bの下流側に配置された熱交換器9b、9dにより冷却されている。また放電空間6を通過した後のレーザガス12a、12b、12c、12dも放電エネルギが印加され高温になるため同様に熱交換器9a、9cによって冷却されている。
【0006】
グロー放電により励起されたレーザガス12a、12b、12c、12dはレーザ発振し全反射鏡7および部分透過鏡8の間をレーザビームが往復しながら増幅され共振状態となる。この共振状態から全反射鏡7、部分透過鏡8間のレーザビームの一部が部分透過鏡8よりレーザビーム10として共振器外部へ取り出される。このレーザビーム10が金属切断、溶接などの加工に用いられる。
【0007】
レーザガス12a、12b、12c、12dはその一部が排出流量調整器15を通じ真空ポンプ13によってレーザ発振装置外部へ取り出され廃棄される。廃棄されたレーザガスと同量の新しいレーザガスをボンベ14から供給流量調整器16を通してガスレーザ発振装置内部へ供給することにより内部圧力が一定になるよう維持している。内部圧力は圧力検出器19によって検出され、信号が制御部17に送られる。制御部17内においてあらかじめ設定されている圧力となるように供給流量調整器15、排出流量調整器16の両者または片方を制御している。
【0008】
このようなガスレーザ発振装置では、全反射鏡7と部分透過鏡8の間にてレーザビームが発生するので、この軸上には部品を配置できず全反射鏡7と部分透過鏡8の間を空間として確保する必要があった。そのため軸上に配置されている放電管2b、2c間も必然的に空間的に接続されており、そのことが結果的にレーザガス配管11eで接続される構造となっていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の構成では放電管2a、2bと2c、2dにそれぞれ流れるレーザガス12a、12bと12c、12dの流量に差が生じるといった問題が存在した。
【0010】
放電管2a、2b、2c、2d内を流れるレーザガス流量は送風機1a、1bの吸入側と排出側の差圧によって決定される。従来例のガスレーザ発振装置においては送風機1aと1bの吸入側はT字配管により互いを接続した後に圧力検出器19に接続されている。このため送風機1a、1bの吸入側は直接接続されているので、レーザガス圧力はほぼ同等となっていた。しかし送風機1a、1bの排出側近辺では配管を接続する構造とはなっておらず、そのため送風機1a、1bの排出部におけるレーザガス圧力は個体差によるばらつきなどの要因により異なっていた。放電管2b、2c間はレーザガス配管11eで接続されているものの、送風機1a、1bの排出部からはレーザガス配管11b、11cを介在させ離れた位置に配置されているため送風機1a、1bの排出部のレーザガス圧力を同等にするまでの効果は得られなかった。
【0011】
このように吸入側の圧力は等しくても排出側の圧力が異なるため、送風機1a、1bの差圧に違いが生じていた。この差圧の違いにより送風機1a、1bの排出するレーザガス流量が同等とならず、放電管2a、2bと2c、2dにそれぞれ流れるレーザガス12a、12bと12c、12dの流量に差を生じることとなっていた。各放電管内を流れるレーザガス流量に差が生じていると、レーザ出力が不安定となる現象を発生する。通常のガスレーザ発振装置において各放電管に印加される高電圧、電流は同等となるように制御されている。これは印加される高電圧に大きな差があると、本来放電すべき放電空間6以外の個所で放電が発生してしまうという問題を防止するためである。各放電管にはほぼ同等の高電圧、電流が加えられることとなるが、このときレーザガス流量が少ないと熱容量が小さいためレーザガスの温度上昇を起こし、レーザ発振に必要な負温度分布状態が崩れレーザ出力の低下を引き起こしやすくなっていた。特にガスレーザ発振装置を長期間使用すると、電極3a、3b、3c、3d、4a、4b、4c、4dの磨耗、全反射鏡7、部分透過鏡8の反射率低下などの消耗品の経時劣化が進んでくる。消耗品の劣化によるレーザ出力の低下分を補うため、放電管に加える電流を増大させた場合に、前記の理由によりレーザガス流量の少ない放電管は逆にレーザ出力を低下させることとなっていた。
【0012】
このような原因によりレーザ出力の低下が発生すると、金属切断においてその良好な切断が不可能になるなど加工に悪影響を及ぼす。レーザ出力を安定して維持することは金属切断、溶接などの加工を行ううえにおいて重要な要素であり、その出力の低下は加工品の品質を低下させ不良を発生する原因となっていた。
【0013】
ガスレーザ発振装置を使用するユーザからはより長期間、安定した加工品質を維持したいという要望があるが、従来のガスレーザ発振装置では上記の理由から実現することが困難であった。
【0014】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので長期間、安定した加工品質を維持することが可能なガスレーザ発振装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載のガスレーザ発振装置は、レーザガスを内部に流し、電源に接続した電極によってレーザガスを放電励起する放電管と、前記放電管に接続されてレーザガスを循環するための配管経路と、前記配管経路に設けられて前記レーザガスを循環させる送風機とからなる循環路を少なくとも一対備え、前記一対の送風機の吸入側間を連通する吸入側配管を有し、前記一対の循環路とは別に前記一対の送風機の排出側間を連通する排出側配管を設けたものである。
【0016】
請求項1記載のガスレーザ発振装置によれば、一対の循環経路の送風機の吸入側と排出側の差圧に違いがなくなり、レーザガス流量が同等となるため、レーザ出力を安定化でき、送風機の差圧が等しくない場合の使用時間に対するレーザ出力の低下を抑制することが可能となり、高品質の加工性能を長期間維持できるガスレーザ発振装置を実現できる優れた効果を奏するものである。
【0017】
請求項2記載のガスレーザ発振装置は、請求項1において、吸入側配管が、一対の放電管間を連通するものである。
【0018】
請求項2記載のガスレーザ発振装置によれば、請求項1と同様な効果がある。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図1を参照しながらその動作を説明する。図3に示す従来例と同じ構成の部分については説明を省略する。
【0020】
図1において、図3との相違点として、本発明では送風機1a、1bの排出部をレーザガス配管11fで接続する構成を有している。排出部同士を直接接続しているため、両者のレーザガス圧力を同じにすることが可能となっている。吸入部の圧力はもともと同じであるから、2台の送風機1a、1bの吸入、排出間の差圧は等しくなるため送風機1a、1bの排出するレーザガス流量が同等となる。各放電管2a〜2dのレーザガス流が同じであるため、印加する高電圧、電流は全ての放電管の負温度分布を崩さないしきい値レベルまで上げることができ、効率よく安定したレーザ出力を取り出すことができる。
【0021】
図2はガスレーザ発振装置の使用時間に対するレーザ出力の変化を表したものである。例として出力2kwのガスレーザ発振装置を取り上げている。曲線Aは従来例、曲線Bは本発明の実施例である。図2から分かるように、従来例曲線Aは1000時間を経過したあたりからレーザ出力が低下し始めているが、本発明の実施例曲線Aでは3000時間を経過してもレーザ出力の低下はほとんど見られない。従来例ではレーザ出力の低下が早いため短期間で加工品質の悪化を招いていた。これに対し本発明例では使用時間に対するレーザ出力の低下率を従来例より減少しているため、長期間にわたって高品質の加工性能を維持することが可能となる。
【0022】
なお、本発明において、送風機は各配管経路について2台以上でもよく、また放電管および配管経路からなる循環経路も2以上でもよい。
【0023】
【発明の効果】
請求項1記載のガスレーザ発振装置によれば、一対の循環経路の送風機の吸入側と排出側の差圧に違いがなくなり、レーザガス流量が同等となるため、レーザ出力を安定化でき、送風機の差圧が等しくない場合の使用時間に対するレーザ出力の低下を抑制することが可能となり、高品質の加工性能を長期間維持できるガスレーザ発振装置を実現できる優れた効果を奏するものである。
【0024】
請求項2記載のガスレーザ発振装置によれば、請求項1と同様な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態のガスレーザ発振装置の構成図である。
【図2】ガスレーザ発振装置の使用時間とレーザ出力の相関図である。
【図3】従来例のガスレーザ発振装置の構成図である。
【符号の説明】
1a 送風機
1b 送風機
2a 放電管
2b 放電管
2c 放電管
2d 放電管
3a 電極
3b 電極
3c 電極
3d 電極
4a 電極
4b 電極
4c 電極
4d 電極
5a 高電圧電源
5b 高電圧電源
5c 高電圧電源
5d 高電圧電源
6 放電空間
7 全反射鏡
8 部分反射鏡
9a 熱交換器
9b 熱交換器
9c 熱交換器
9d 熱交換器
10 レーザビーム
11a レーザガス配管
11b レーザガス配管
11c レーザガス配管
11d レーザガス配管
11e レーザガス配管
12a レーザガス
12b レーザガス
12c レーザガス
12d レーザガス
13 真空ポンプ
14 レーザガスボンベ
15 供給流量調整器
16 排出流量調整器
17 制御部
18 信号線
19 出力検出器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas laser oscillation device.
[0002]
[Prior art]
A conventional gas laser oscillation device will be described below. FIG. 3 shows a conventional gas laser oscillation apparatus. In FIG. 3, la and 1b are blowers, 2a, 2b, 2c and 2d are discharge tubes, 3a, 3b, 3c, 3d, 4a, 4b, 4c and 4d are installed in the vicinity of the
[0003]
The operation of the gas laser oscillation apparatus configured as described above will be described. The laser gas pipes 11a, 11b, 11c, and 11d are passed through the blowers 1a and 1b, and the
[0004]
The
[0005]
Since the
[0006]
The
[0007]
A part of the
[0008]
In such a gas laser oscillation apparatus, a laser beam is generated between the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above configuration has a problem that the flow rates of the
[0010]
The flow rate of the laser gas flowing in the
[0011]
Thus, even if the pressure on the suction side is the same, the pressure on the discharge side is different, so that there is a difference in the differential pressure between the fans 1a and 1b. Due to the difference in the differential pressure, the flow rates of the laser gas discharged from the blowers 1a and 1b are not equal, and there is a difference in the flow rates of the
[0012]
When the laser output is reduced due to such a cause, the metal cutting has an adverse effect on the processing, for example, the good cutting becomes impossible. Maintaining the laser output stably is an important factor in performing processing such as metal cutting and welding, and the reduction in the output has caused the quality of the processed product to deteriorate and cause defects.
[0013]
Although there is a request from a user who uses the gas laser oscillation device to maintain a stable processing quality for a longer period of time, it has been difficult to realize the conventional gas laser oscillation device for the above-described reason.
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a gas laser oscillation device capable of maintaining stable processing quality for a long period of time.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
Gas laser oscillator apparatus of
[0016]
According to the gas laser oscillation device of
[0017]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the gas laser oscillation device according to the first aspect, wherein the suction side pipe communicates between the pair of discharge tubes.
[0018]
According to the gas laser oscillator of the second aspect, the same effect as that of the first aspect is obtained.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The operation of the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The description of the same configuration as the conventional example shown in FIG. 3 is omitted.
[0020]
In FIG. 1, as a difference from FIG. 3, the present invention has a configuration in which discharge portions of the fans 1 a and 1 b are connected by a
[0021]
FIG. 2 shows the change of the laser output with respect to the usage time of the gas laser oscillator. As an example, a gas laser oscillator with an output of 2 kW is taken up. Curve A is a conventional example, and curve B is an embodiment of the present invention. As can be seen from FIG. 2, in the curve A of the conventional example, the laser output starts to decrease after 1000 hours have passed, but in the example curve A of the present invention, the decrease in the laser output is hardly observed even after 3000 hours. I can't. In the conventional example, since the laser output is rapidly reduced, the processing quality is deteriorated in a short period of time. On the other hand, in the example of the present invention, the reduction rate of the laser output with respect to the use time is reduced as compared with the conventional example, so that it is possible to maintain high quality processing performance over a long period of time.
[0022]
In the present invention, two or more blowers may be provided for each piping path , and two or more circulation paths including discharge tubes and piping paths may be provided.
[0023]
【The invention's effect】
According to the gas laser oscillation device of
[0024]
According to the gas laser oscillator of the second aspect, the same effect as that of the first aspect is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a gas laser oscillation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a correlation diagram between a use time of a gas laser oscillation device and laser output.
FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional gas laser oscillation apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000322255A JP3986746B2 (en) | 2000-10-23 | 2000-10-23 | Gas laser oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000322255A JP3986746B2 (en) | 2000-10-23 | 2000-10-23 | Gas laser oscillator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002134811A JP2002134811A (en) | 2002-05-10 |
JP3986746B2 true JP3986746B2 (en) | 2007-10-03 |
Family
ID=18800162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000322255A Expired - Fee Related JP3986746B2 (en) | 2000-10-23 | 2000-10-23 | Gas laser oscillator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3986746B2 (en) |
-
2000
- 2000-10-23 JP JP2000322255A patent/JP3986746B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002134811A (en) | 2002-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100539329C (en) | gas laser oscillator | |
CN101431212A (en) | Abnormality detection method for gas laser oscillator and gas laser oscillator for implementing the method | |
JP6145122B2 (en) | Gas laser oscillator with adjustable temperature | |
JP3986746B2 (en) | Gas laser oscillator | |
US20060274806A1 (en) | Gas laser apparatus | |
JP2014192199A (en) | Gas laser oscillator having function of determining discharge starting | |
JP4855374B2 (en) | Gas laser device having a flow rate adjusting valve in the gas flow path | |
US20160111846A1 (en) | Gas laser oscillation apparatus, gas laser oscillation method and gas laser processing machine | |
US10741988B2 (en) | Laser machining device | |
JP5037540B2 (en) | Gas laser oscillator | |
JP3259161B2 (en) | Gas laser oscillation device | |
US20050002427A1 (en) | Cooled electrodes for high repetition excimer or molecular fluorine lasers | |
JP2001274485A (en) | Gas laser oscillation device | |
JP2003110173A (en) | Gas laser oscillation device | |
JPH05102558A (en) | Laser oscillator | |
JPH1084148A (en) | Gas laser oscillation device | |
JP3139103B2 (en) | Axial laser oscillator | |
JPH10313141A (en) | Ld exciting solid-state laser | |
JPH1027932A (en) | Gas laser oscillator | |
JP2010212559A (en) | Gas laser oscillator | |
JPH09199771A (en) | Gas laser oscillation device | |
JPH0738177A (en) | Gas laser resonator | |
JPH06350165A (en) | Laser oscillator | |
JPH08191163A (en) | Gas laser device | |
JPH0273678A (en) | Gas cooler of high-speed axial flow type gas laser device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041116 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070131 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070327 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070525 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070619 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070711 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100720 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110720 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110720 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120720 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120720 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130720 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |