(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体からなるレーザ容器内に高圧交流電源が接続された一対の電極を一定の放電間隙を持って対向配置したガスレーザ発振器において、上面と下面とに前記レーザ容器上部の開口部に連通する開口を備えた中空形状の絶縁体からなる電極支持体を前記レーザ容器上部の開口部からレーザ容器内に突設して設け、前記一対の電極の一方の電極を前記電極支持体の下面の開口を封止する状態にして設け、該電極支持体と前記レーザ容器表面に設けた天板の間並びに該天板と前記レーザ容器との間に該レーザ容器を気密にするシール部材を設け、該シール部材を前記レーザ容器の電位と同電位の天板および低圧シールド板とで囲繞して設け、更に前記一方の電極と前記電極支持体との間に前記レーザ容器を気密にするシール部材を設け、該シール部材を前記一方の電極および該一方の電極と同電位の高圧シールド板で囲繞して設け、前記一方の電極の背面を前記電極支持体に設けた開口を介してレーザ容器外部の大気に連通させて設け、該一方の電極を前記高圧交流電源の高圧側に接続すると共に、該一方の電極に対向する他方の電極を前記レーザ容器を介して前記高圧交流電源の接地側に接続してなることを特徴とするガスレーザ発振器。
【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器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、一般的な３軸直交型炭酸ガスレーザ発振器の放電励起部の概略的構造を示した図である。
【０００３】
炭酸ガスレーザ発振器１００は放電励起部１０１を内蔵するレーザ容器１０３を備えており、このレーザ容器１０３内にはレーザ媒質（CO2-He-N2からなる混合ガス）が充填してある。
【０００４】
前記レーザ媒質は、放電励起部１０１を経由するレーザ媒質循環流路をブロワー（図示省略）によって高速で循環されるように構成してあり、また、放電励起部１０１で高温になったレーザ媒質を適宜な温度に冷却するための熱交換器が前記循環流路に設けてある（図示省略）。
【０００５】
前記放電励起部１０１には、高圧の交流電源１０５に接続された一対の電極１０７(a,b)が適宜な放電ギャップをもって対向するように配置してあり、この一対の電極１０７(a,b)は前記レーザ容器１０３に設けた電極支持部材１０９に絶縁部材１１１を介して支持してある。
【０００６】
前記交流電源１０５の二次側電圧はＥa、Ｅbとに分割して電極１０７aと１０７bに中空絶縁ブッシュ１１３(a,b)を通して接続してあり、二次側電圧の中点Ｅmの電圧がレーザ容器１０３に接続してある。
【０００７】
前記放電励起部１０１の左右には光共振器を構成するリアミラー１１５と出力ミラー１１７が設けてあり、電極１０７(a,b)に高圧の交流電圧を印加して、放電励起部１０１に放電を発生させることによりレーザ発振をさせるように構成してある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の炭酸ガスレーザ発振器においては、レーザ容器１０３に電極１０７(a,b)を支持するための電極支持部材１０９と電極１０７(a,b)との間には、電気的な絶縁性を確実にするため大きな絶縁部材１１１が必要である。
【０００９】
また、レーザ容器１０３内部の電極１０７(a,b)に送電線を導くための中空絶縁ブッシュ１１３(a,b)とレーザ容器１０３および絶縁部材１１１との間には、レーザ容器１０３内と大気とを遮断するため、ゴムなどの弾性体からなる「Ｏリング」などのシール部材が使用されるが、これらのシール部材は高電圧を使用する放電励起部１０１からの漏れ電界ＥLによる放電により発生するプラズマによって劣化が早く進行するという問題がある。
【００１０】
上述の如き問題に対しては、電極１０７(a,b)とレーザ容器１０３との距離を大きく取って絶縁性を高めるために、レーザ容器１０３を大きくすると共に、絶縁部材１１１を大きくする必要があった。
【００１１】
本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、シール部材周囲における有害プラズマの発生を抑制すると共に、コンパクトで絶縁性の高い絶縁部材を用いたガスレーザ発振器を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決する手段として請求項１に記載のガスレーザ発振器は、導体からなるレーザ容器内に高圧交流電源が接続された一対の電極を一定の放電間隙を持って対向配置したガスレーザ発振器において、上面と下面とに前記レーザ容器上部の開口部に連通する開口を備えた中空形状の絶縁体からなる電極支持体を前記レーザ容器上部の開口部からレーザ容器内に突設して設け、前記一対の電極の一方の電極を前記電極支持体の下面の開口を封止する状態にして設け、該電極支持体と前記レーザ容器表面に設けた天板の間並びに該天板と前記レーザ容器との間に該レーザ容器を気密にするシール部材を設け、該シール部材を前記レーザ容器の電位と同電位の天板および低圧シールド板とで囲繞して設け、更に前記一方の電極と前記電極支持体との間に前記レーザ容器を気密にするシール部材を設け、該シール部材を前記一方の電極および該一方の電極と同電位の高圧シールド板で囲繞して設け、前記一方の電極の背面を前記電極支持体に設けた開口を介してレーザ容器外部の大気に連通させて設け、該一方の電極を前記高圧交流電源の高圧側に接続すると共に、該一方の電極に対向する他方の電極を前記レーザ容器を介して前記高圧交流電源の接地側に接続してなることを要旨とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１６】
図１および図２は、本発明に係わるＣＯ2ガスレーザ発振器の構成を説明する図である。ガスレーザ発振器１はレーザ媒質（CO2-He-N2からなる混合ガス）が充填された導体からなるレーザ容器３を備えており、このレーザ容器３内には高圧交流電源５に接続された一対の電極７(a,b)が一定の放電間隙を持って対向配置してある。なお、電極７(a,b)の放電側表面にはセラミックス等の誘電体の被膜８(a,b)が形成してある。
【００１７】
前記レーザ容器３内部下側には、前記一対の電極７(a,b)の一方の電極７bが配置してあってレーザ容器３に電気的に接続してある。また、前記レーザ容器３の上面に設けた開口部９に中空の６面体形状を有した絶縁体からなる電極支持体１１がレーザ容器３内部へ突出する態様に嵌合してある。
【００１８】
この電極支持体１１の上面および下面中央部には電極支持体１１の内部から外部に通ずる開口１３(a,b)が設けてある。また、電極支持体１１の下面には、前記電極７bに対向する他方の電極７aが、前記開口１３bを封止するように取り付けてある。より詳細には、電極支持体１１の内側に導体からなるリング状の高圧シールド板１５を設け、この高圧シールド板１５を貫通する複数のボルト１７で電極７aを電極支持体１１の下面に固定してある。
【００１９】
さらに、電極７aと電極支持体１１との間には「Ｏリング」の如きシール部材１９が配置してあり、電極７a側と電極支持体１１内部空間との間の気体の流通は遮断されるようになっている。なお、前記ボルト１７は電極７aに電気的に導通するように締結してある。
【００２０】
前記レーザ容器３上面には、導体からなる天板２１がボルト２３により固定してある。この天板２１の下面に前記電極支持体１１が前記電極支持体１１内に設けた導体からなる低圧シールド板２５を介して複数のボルト２７によって固定支持してある。
【００２１】
なお、上述の高圧シールド板１５、天板２１および低圧シールド板２５には前記電極支持体１１に設けた開口１３(a,b)と同心でほぼ同一の大きさの開口２９a、２９b、２９cが設けてある。
【００２２】
上述の天板２１と電極支持体１１との間および天板２１と前記レーザ容器３との間には、前述のＯリングの如きシール部材３１(a,b)が配置してあって、レーザ容器３内部と外部との間の気体の流通が遮断されるようになっている。また、前記ボルト２７と天板２１および低圧シールド板２５、ボルト２３と天板２１およびレーザ容器３は共に電気的に導通するように締結してある。
【００２３】
また、前記電極７aは前記開口１３(a,b)および開口２９（a,b,c)を通過する給電線３３を介して高圧交流電源５の高圧側に接続してあり、また、前記電極７bはレーザ容器３および給電線３５を介して前記高圧交流電源５の接地側（低圧側）に接続してある。
【００２４】
図１に示す如く、前記一対の電極７(a,b)が形成する放電励起領域ＦDの両側には、光共振器を構成するリアミラー３７と出力ミラー３９が設けてあり、高圧の交流電圧を前記電極７(a,b)に印加して放電励起領域ＦDに放電を発生させることによりレーザ発振をさせるように構成してある。
【００２５】
なお、前記レーザ容器３内に充填されているレーザ媒質（CO2-He-N2からなる混合ガス）は、ブロワー（図示省略）によって高速で循環されるように構成してあり、また、放電励起領域で高温になったレーザ媒質を適宜な温度に冷却するための熱交換器がレーザ媒質の循環流路に設けてある（図示省略）。
【００２６】
上記構成のガスレーザ発振器１においてレーザ発振を行う場合、中空の電極支持体１１で高圧側電極７aの裏面を支持することにより、高圧側電極７aの裏面を大気に開放すると共に、高圧電極側のシール部材１９の周囲を同電位の導体(高圧シールド板)で囲繞する構成としたので、シール部材１９の周囲の電界がほぼ零となり有害なプラズマの発生を抑制することができる。
【００２７】
また、シール部材３１aの周囲を電位が０ボルトの低圧シールド板２５と天板２１とで囲繞し、かつシール部材３１bの周囲を電位が０ボルトのレーザ容器３と天板２１とで囲繞する構成としたので、シール部材３１(a,b)の周囲の電界がほぼ零となり有害なプラズマの発生を抑制することができる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、高圧電極側のシール部材の周囲を同電位の導体で囲繞する構成としたので、高圧電極側のシール部材周囲の電界がほぼ零となり、シール部材周囲に発生する有害なプラズマを抑制することができる。同様に、レーザ容器と電極支持体との間に設けた低圧側（接地側）電極のシール部材の周囲を電位が０ボルトのレーザ容器と同電位のシールド板とで囲繞した構成としたので、シール部材の周囲の電界がほぼ零となりシール部材周囲に発生する有害なプラズマを抑制することができる。また、高圧交流電源の高圧側に接続された一方の電極の背面を電極支持体に設けた開口を介してレーザ容器外部の大気に連通させる構成としたので高圧電極側の絶縁性が向上し、絶縁部材をコンパクトにすることができる。したがって、レーザ容器を大きくすることなく絶縁性の向上を計ることが可能となった。
【００２９】
請求項３の発明によれば、他方の電極の背面を前記電極支持体に設けた開口を介してレーザ容器外部の大気に連通させる構成としたので高圧電極側の絶縁性が向上し、絶縁部材をコンパクトにすることができる。したがって、レーザ容器を大きくすることなく絶縁性の向上を計ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるＣＯ2ガスレーザ発振器の構成の説明図。
【図２】図１におけるI-I断面図。
【図３】図１における電極支持体のるシール部の拡大説明図。
【図４】従来の一般的な３軸直交型炭酸ガスレーザ発振器における放電励起部の説明図。
【符号の説明】
１  ガスレーザ発振器
３  レーザ容器
５  高圧交流電源
７(a,b)  電極
８(a,b)  誘電体の被膜
９  開口部
１１  電極支持体
１３(a,b)  開口
１５  高圧シールド板
１７、２３、２７  ボルト
１９  シール部材
２１  天板
２５  低圧シールド板
２９(a,b,c)  開口
３１(a,b)  シール部材
３３、３５  給電線
３７  リアミラー
３９  出力ミラー
ＥL  漏れ電界
ＦD  放電励起領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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