(57)【要約】【課題】複数の放電空間の間に熱交換器を備えることにより、ガス流量を低減することができ、ガスレーザ発振装置の消費電力の低減を図る。【解決手段】放電空間５で熱飽和限界まで放電エネルギーを注入し加熱しても、レーザ媒質を熱交換器１３で冷却することにより、再度放電空間６でレーザ媒質に放電エネルギーを加えることができるため、注入電力当たりのガス流量の低減が可能であり、ガスレーザ発振装置の消費電力を低減することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向電極からなる複数の放電用電極と、前記対向電極間を流れるレーザ媒質と、前記レーザ媒質の流れに直交したレーザ光を発生する光共振器とを備え、前記複数の放電用電極間に前記レーザ媒質を冷却する熱交換器を有したガスレーザ発振装置。
【請求項２】
対向電極からなる複数の放電用電極と、前記対向電極間を流れるレーザ媒質と、前記レーザ媒質が流れる流路と、前記レーザ媒質の流れに直交したレーザ光を発生する光共振器とを備え、前記流路はコの字状に形成されるとともに、前記複数の放電用電極間に前記レーザ媒質を冷却する熱交換器を有したガスレーザ発振装置。
【請求項３】
コの字状に形成された流路は、分離部材によって放電空間が分離された請求項２記載のガスレーザ発振装置。
【請求項４】
流路の外側に高電圧を印可する請求項３記載のガスレーザ発振装置。
【請求項５】
分離部材に高電圧を印可する請求項３記載のガスレーザ発振装置。
【発明の詳細な説明】
【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り、特にガス流量の低減を目的としたガスレーザ発振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガスレーザ発振装置は、図７に示すものであった。この図において、１０１はレーザ媒質の流れる方向を示しており、ガスレーザ発振装置内を循環している。１０２ａ，１０２ｂはレーザ媒質流れ方向１０１に対向方向が直交状態に配置された対向電極である放電用電極、１０３は電極１０２ａ，１０２ｂに電圧を印加する高周波電源、１０４は電極１０２ａ，１０２ｂの間にある放電空間、１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃは全反射鏡、１０６は部分反射鏡で、この全反射鏡１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃと部分反射鏡１０６とで光共振器を形成している。
【０００３】
なお、従来は上記とは異なり全反射鏡と部分反射鏡とが一対のものもある（例えば、特許文献１参照）が、ここでは、部分反射鏡が３つの場合を説明する。
【０００４】
１０７は部分反射鏡１０６より出力されるレーザビームである。１０８はガス循環路、１０９はレーザ媒質循環用送風機、１１０は放電空間１０４で温度上昇したレーザ媒質の温度を下げるためのレーザ媒質冷却用熱交換器、１１１はレーザ媒質循環用送風機１１２の圧縮熱にて温度上昇したレーザ媒質の温度を下げるためのレーザ媒質冷却用熱交換器である。
【０００５】
以上が従来のガスレーザ装置の構成であり、次にその動作について説明する。
【０００６】
まず電極１０２ａ，１０２ｂに高周波電源１０３より高電圧を印加することにより、放電空間１０４にグロー状の放電を発生させる。放電空間１０４を通過するレーザ媒質は、この放電エネルギーを得て励起され、その励起されたレーザ媒質は全反射鏡１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃおよび部分反射鏡１０６により形成された光共振器で共振状態となり、部分反射鏡１０６からレーザビーム１０７が出力される。このレーザビーム１０７がレーザ加工等の用途に用いられる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３６８３１０号公報（第２頁、第７図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のガスレーザ発振装置では、ガス流量当たりの注入電力限界が物理的に決まっており、注入電力限界を上げるためにはガス流量も増加しなければならなかった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するもので、注入電力当たりのガス流量を低減することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、対向電極からなる複数の放電用電極と、前記対向電極間を流れるレーザ媒質と、前記レーザ媒質の流れに直交したレーザ光を発生する光共振器とを備え、前記複数の放電用電極間に前記レーザ媒質を冷却する熱交換器を有したため、レーザ媒質を熱交換器で冷却することができ、再度レーザ媒質に放電エネルギーを加えられるので、注入電力当たりのレーザガス媒質の流量が低減できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１を示す構成図である。図２は、図１におけるｘ軸とｙ軸を含む平面で切った断面図である。
【００１３】
図１，図２において、矢印１や２点鎖線はレーザ媒質が流れる方向を示し、２ａおよび２ｂはそれぞれ対向した放電用電極で、この放電用電極２ａ，２ｂ間をレーザ媒質が流れる。また、３ａおよび３ｂは放電用電極で、この放電用電極３ａ，３ｂ間をレーザ媒質が流れる。
【００１４】
４は放電用電極２ａ，２ｂと放電用電極３ａ，３ｂに高周波電圧を印加する高周波電源、５，６はそれぞれ放電用電極２ａ，２ｂ間と放電用電極３ａ，３ｂ間にある放電空間、７ａ，７ｂ，７ｃは全反射鏡、８は部分反射鏡であり、この全反射鏡７ａ，７ｂ，７ｃと部分反射鏡８とで光共振器を形成している。
【００１５】
９は部分反射鏡８より出力されるレーザビームである。１０はガス循環路、１１ａおよび１１ｂと１２ａおよび１２ｂはガス循環路１０に設けられ、放電用電極２ａおよび２ｂと３ａおよび３ｂならびにガス循環路１０間を絶縁するための誘電体、１３は放電空間５により加熱されたレーザ媒質を冷却するための熱交換器である。
【００１６】
以上のように構成された本実施の形態１の装置は、放電空間５で熱飽和限界まで放電エネルギーを注入し加熱しても、レーザ媒質を熱交換器１３で冷却することにより、再度レーザ媒質に放電エネルギーを加えることができるため、注入電力当たりのレーザ媒質の流量の低減が可能である。
【００１７】
なお、本実施の形態１においては放電空間５，６は２箇所で、その間に熱交換器１３が１台備わった構成であるが、放電空間５，６は３箇所以上でもよく、熱交換器１３も２台以上備わっていてもかまわない。
【００１８】
また、本実施の形態１では、放電空間５および６での光共振器は、部分反射鏡８と全反射鏡７ｃ間ならびに全反射鏡７ａと全反射鏡７ｂ間のそれぞれ１パスであるが、放電空間に複数パスの光共振器を構成してもかまわない。
【００１９】
また、本実施の形態１では、放電用電極２ａおよび２ｂと３ａおよび３ｂは、誘電体１１ａおよび１１ｂと１２ａおよび１２ｂとを介してガス循環路１０の外側に備わった構成であるが、ガス循環路内に備わっていてもかまわない。
【００２０】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図３は本実施の形態２を示す図であり、実施の形態１における図１に対応し、図４は図２に対応している。
【００２２】
図３，４において、図１，２と対応する部分は同一の番号を付したが、２１，２２は放電用電極、２３，２４はそれぞれ放電用電極２１，２２と後述するガス循環路５０の間にある放電空間、２５，２６はガス循環路５０に設けられ、放電用電極２１，２２とガス循環路１０間を絶縁するための誘電体、２７は放電空間２３により加熱されたレーザ媒質を冷却するための熱交換器である。
【００２３】
５０はコの字状に形成されたガス循環路で、２８は放電用電極２１，２２間に設けた接地部材でガス循環路５０を分離しており、接地されている。
【００２４】
以上のように構成された本実施の形態２の装置は、放電空間２３で熱飽和限界まで放電エネルギーを注入し加熱しても、レーザ媒質を熱交換器２７で冷却することにより、再度レーザ媒質に放電エネルギーを加えることができるため、注入電力当たりのレーザ媒質の流量の低減が可能である。
【００２５】
また、放電用電極の数を実施の形態１よりも減少できるため、放電用電極の給電部の構造を簡素化できる。
【００２６】
なお、本実施の形態２においては放電空間２３，２４は２箇所で、その間に熱交換器２７が１台備わった構成であるが、放電空間２３，２４は３箇所以上でもよく、熱交換器２７も２台以上備わっていてもかまわない。
【００２７】
また、本実施の形態２では、放電空間２３および２４での光共振器は部分反射鏡８および全反射鏡７ｃ間と全反射鏡７ａおよび全反射鏡７ｂ間のそれぞれ１パスであるが、放電空間２３，２４に複数パスの光共振器を構成してもかまわない。
【００２８】
また、本実施の形態２では、放電用電極２１，２２は誘電体２５，２６を介してガス循環路５０の外側に備わった構成であるが、ガス循環路内に備わっていてもかまわない。
また、放電用電極２１および２２に対向するガス循環路面に誘電体を備えると、放電を安定化させることできる。
【００２９】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３０】
図５は本実施の形態３を示す図であり、実施の形態１における図１に対応し、図６は図２に対応する。
【００３１】
図５，６において、図１，２と対応する部分は同一の番号を付したが、６０はコの字状に形成されたガス循環路で接地されている。３１は放電用電極、３２，３３はそれぞれ電極３１とガス循環路６０の間にある放電空間、３４はガス循環路６０に設けられ、放電用電極３１とガス循環路６０間を絶縁するための誘電体、３５は放電空間３２により加熱されたレーザ媒質を冷却するための熱交換器である。
【００３２】
以上のように構成された本実施の形態３の装置は、放電空間３２で熱飽和限界まで放電エネルギーを注入し加熱しても、レーザ媒質を熱交換器３５で冷却することにより、再度レーザ媒質に放電エネルギーを加えることができるため、注入電力当たりのレーザ媒質の流量の低減が可能である。
【００３３】
また、放電用電極の数を実施の形態２よりも更に減少できるため、放電用電極の給電部の構造を更に簡素化できる。
【００３４】
なお、本実施の形態３においては放電空間３２，３３は２箇所で、その間に熱交換器３５が１台備わった構成であるが、放電空間３２，３３は３箇所以上でもよく、熱交換器３５も２台以上備わっていてもかまわない。
【００３５】
また、本実施の形態３では、放電空間３２および３３での光共振器は部分反射鏡８および全反射鏡７ｃ間と全反射鏡７ａおよび全反射鏡７ｂ間のそれぞれ１パスであるが、放電空間に複数パスの光共振器を構成してもかまわない。
【００３６】
また、本実施の形態３では、放電用電極３１は誘電体３４の内部に備わった構造であるが、ガス循環路内に備わっていてもかまわない。
【００３７】
また、放電用電極３１に対向するガス循環路面に誘電体を備えると、放電を安定化させることできる。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ガス循環路に複数の放電空間とその間に熱交換器を備えることにより、ガス流量を低減することができるため、消費電力の少ないガスレーザ発振装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるガスレーザ発振装置の構成図
【図２】同実施の形態１におけるガスレーザ発振装置の断面図
【図３】同実施の形態２におけるガスレーザ発振装置の構成図
【図４】同実施の形態２におけるガスレーザ発振装置の断面図
【図５】同実施の形態３におけるガスレーザ発振装置の構成図
【図６】同実施の形態３におけるガスレーザ発振装置の断面図
【図７】従来におけるガスレーザ発振装置の概略構成図
【符号の説明】
１  レーザ媒質が流れる方向
２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，２１，２２，３１  放電用電極
４  高周波電源
５，６，２３，２４，３２，３３  放電空間
７ａ，７ｂ，７ｃ  全反射鏡
８  部分反射鏡
９  レーザビーム
１０  ガス循環路
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，２５，２６，３４  誘電体
１３，２７，３５  熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004273503.tif 000006
【図５】
2004273503.tif 000007
【図６】
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【図７】
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