JP2640345B2 - ガスレーザ発振装置 - Google Patents
ガスレーザ発振装置Info
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- JP2640345B2 JP2640345B2 JP62163484A JP16348487A JP2640345B2 JP 2640345 B2 JP2640345 B2 JP 2640345B2 JP 62163484 A JP62163484 A JP 62163484A JP 16348487 A JP16348487 A JP 16348487A JP 2640345 B2 JP2640345 B2 JP 2640345B2
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- discharge
- laser oscillation
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- 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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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、CO2,N2,He等のレーザ媒質ガスが充填さ
れた誘電体管の内部に放電を起こしめてレーザ光の発信
を誘起するガスレーザ発振装置に関し、特に上記放電の
均質性を高める装置の具現化に関する。
れた誘電体管の内部に放電を起こしめてレーザ光の発信
を誘起するガスレーザ発振装置に関し、特に上記放電の
均質性を高める装置の具現化に関する。
従来、この方式を採用したガスレーザ発振装置として
第９図に示すものがあった。
第９図に示すものがあった。
第９図は、従来の高周波励起高速軸形CO2レーザ装置
の概略構成図であり、第10図は、第９図のＸ−Ｘ′線の
矢視断面構成図である。
の概略構成図であり、第10図は、第９図のＸ−Ｘ′線の
矢視断面構成図である。
すなわちこれらの図において、1,2は、ガラス、セラ
ミック、酸化チタン等の誘電体からなる放電管、3,4お
よび5,6は、この放電管1,2外壁にそれぞれ対向して設け
られた金属電極対、７は全反射鏡、８は部分反射鏡、９
は、各電極対3,4および5,6に電気的に接続された高周波
電源、10はルーツブロア（送風機）、11,12は熱交換
器、13はディフューザノズル、14は送気管である。また
同図において、Ｅは放電管1,2内で発生する高周波放
電、矢印Ｇはガス流の方向をそれぞれ示す。
ミック、酸化チタン等の誘電体からなる放電管、3,4お
よび5,6は、この放電管1,2外壁にそれぞれ対向して設け
られた金属電極対、７は全反射鏡、８は部分反射鏡、９
は、各電極対3,4および5,6に電気的に接続された高周波
電源、10はルーツブロア（送風機）、11,12は熱交換
器、13はディフューザノズル、14は送気管である。また
同図において、Ｅは放電管1,2内で発生する高周波放
電、矢印Ｇはガス流の方向をそれぞれ示す。
次に、同装置の動作について説明する。
レーザ発振器の放電管1,2内には、CO2,N2,He等の混合
ガスからなるレーザ媒質ガスが約100Torrのガス圧で満
たされている。
ガスからなるレーザ媒質ガスが約100Torrのガス圧で満
たされている。
したがって、高周波電源９から、高周波交流電圧が各
金属電極対3,4および5,6に印加されると、放電管1,2内
で誘電体を介した高周波放電Ｅが発生し、CO2分子が励
起される。そして、この高周波放電により励起されたCO
2分子は、全反射鏡７と部分反射鏡８より構成される光
共振機構内でレーザ発振を起すこととなる。こうして発
振されたレーザ光の一部が部分反射鏡８を通じて外部に
取り出される。
金属電極対3,4および5,6に印加されると、放電管1,2内
で誘電体を介した高周波放電Ｅが発生し、CO2分子が励
起される。そして、この高周波放電により励起されたCO
2分子は、全反射鏡７と部分反射鏡８より構成される光
共振機構内でレーザ発振を起すこととなる。こうして発
振されたレーザ光の一部が部分反射鏡８を通じて外部に
取り出される。
他方、レーザ媒質ガスは、熱交換器11,12を通じて冷
却されるとともに、ルーツブロア10による送風に基づき
放電管1,2および送気管14内を矢印Ｇの方向に高速に循
環する。
却されるとともに、ルーツブロア10による送風に基づき
放電管1,2および送気管14内を矢印Ｇの方向に高速に循
環する。
従来のガスレーザ発振装置は、特にその電極対構造
が、例えば第10図に示したような構造となっているた
め、放電管１あるいは２内に生じる高周波放電は、同第
10図にも模式的に示す如く、周辺（または中央）に局在
化したり、非対称な分布を持つようになったりする。す
なわち、管内全体に一様な放電をおこすことがむずかし
い。またこうした場合、出力されるレーザビームのモー
ドにも偏りを招き易い。
が、例えば第10図に示したような構造となっているた
め、放電管１あるいは２内に生じる高周波放電は、同第
10図にも模式的に示す如く、周辺（または中央）に局在
化したり、非対称な分布を持つようになったりする。す
なわち、管内全体に一様な放電をおこすことがむずかし
い。またこうした場合、出力されるレーザビームのモー
ドにも偏りを招き易い。
この発明は、こうした放電にまつわる不都合を解消し
て、上記レーザ媒質ガスの励起を均一化し、ひいては安
定したモードのレーザビームを得ることのできるガスレ
ーザ発信装置を提供することを目的とする。
て、上記レーザ媒質ガスの励起を均一化し、ひいては安
定したモードのレーザビームを得ることのできるガスレ
ーザ発信装置を提供することを目的とする。
この発明では、前記放電管のレーザ誘起方向に垂直な
断面での前記電極との接触面を、その対応する内壁面と
の距離関係において凹状とする。
断面での前記電極との接触面を、その対応する内壁面と
の距離関係において凹状とする。
放電管と電極との関係構造をこうした構造とすること
により、放電管のレーザ誘起方向に垂直な断面で見た電
極間に介在する誘電体（含放電管）の層厚が、電極中心
部とその端部とで平均化されて、これら電極の全域から
略均等な放電電流密度が得られることとなり、ひいては
放電管内の全域において均質な放電が得られるようにな
る。
により、放電管のレーザ誘起方向に垂直な断面で見た電
極間に介在する誘電体（含放電管）の層厚が、電極中心
部とその端部とで平均化されて、これら電極の全域から
略均等な放電電流密度が得られることとなり、ひいては
放電管内の全域において均質な放電が得られるようにな
る。
第１図および第２図に、この発明にかかるガスレーザ
発振装置の一実施例を示す。
発振装置の一実施例を示す。
この実施例装置は、当のガスレーザ発振装置として前
述した高周波励起高速軸形CO2レーザ装置を想定し、該
装置のレーザ光発振機構にこの発明を適用して構成した
ものであり、第１図は、こうした実施例装置の概略構成
を、また第２図は、主に第１図のII−II′線矢視断面構
成をそれぞれ示す。
述した高周波励起高速軸形CO2レーザ装置を想定し、該
装置のレーザ光発振機構にこの発明を適用して構成した
ものであり、第１図は、こうした実施例装置の概略構成
を、また第２図は、主に第１図のII−II′線矢視断面構
成をそれぞれ示す。
すなわちこれら第１図および第２図において、20a
は、ガラス、セラミック、酸化チタン等の誘電体からな
る放電管、21aおよび22aは、この放電管20aの外壁に、
それぞれ対向して対をなすよう配された金属電極対、23
は全反射鏡、24は部分反射鏡、25は、高周波交流電圧を
発生するとする高周波電源、26はルーツブロア、27,28
は熱交換器、29は送気管であり、特に該実施例装置で
は、このような単一の放電管20aによってレーザ光の発
振を誘起する単一放電管構造を採用している。
は、ガラス、セラミック、酸化チタン等の誘電体からな
る放電管、21aおよび22aは、この放電管20aの外壁に、
それぞれ対向して対をなすよう配された金属電極対、23
は全反射鏡、24は部分反射鏡、25は、高周波交流電圧を
発生するとする高周波電源、26はルーツブロア、27,28
は熱交換器、29は送気管であり、特に該実施例装置で
は、このような単一の放電管20aによってレーザ光の発
振を誘起する単一放電管構造を採用している。
ただし、 上記放電管20a内には、CO2,N2,He等の混合ガスから
なるレーザ媒質ガスが、約100Torrのガス圧で満たされ
ていること。
なるレーザ媒質ガスが、約100Torrのガス圧で満たされ
ていること。
上記金属電極対21aおよび22aに高周波交流電圧が印
加されることで、同放電管20a内に誘電体を介した高周
波放電が発生し、CO2分子が励起されること。
加されることで、同放電管20a内に誘電体を介した高周
波放電が発生し、CO2分子が励起されること。
この励起されたCO2分子は、上記全反射鏡23と部分
反射鏡24とにより構成される光共振機構内でレーザ発振
を起し、こうして発振されたレーザ光の一部が部分反射
鏡24を通じて外部に取り出されること。
反射鏡24とにより構成される光共振機構内でレーザ発振
を起し、こうして発振されたレーザ光の一部が部分反射
鏡24を通じて外部に取り出されること。
等々といったガスレーザ発振装置としての基本的な動作
は、単一放電管構造としたこの実施例装置においても同
様に行なわれる。そして、上記放電管20a内に満たされ
るレーザ媒質ガスも、上記熱交換器27および28を通じて
冷却されるとともに、上記ルーツブロア26による送風に
基づき同放電管20aおよび上記送気管29内を高速に循環
する。
は、単一放電管構造としたこの実施例装置においても同
様に行なわれる。そして、上記放電管20a内に満たされ
るレーザ媒質ガスも、上記熱交換器27および28を通じて
冷却されるとともに、上記ルーツブロア26による送風に
基づき同放電管20aおよび上記送気管29内を高速に循環
する。
こうした基本的な動作を踏まえて、この実施例装置で
は更に、第２図の断面図に明示されるように、放電管20
aの電極対21aおよび22aとの各接触面を、レーザ誘起方
向に垂直な断面で見て、凹状に所定の曲率を持たせて形
成するとともに、電極対21aおよび22aも、この放電管21
aの凹部に沿うよう、同方向から見て湾曲する態様で配
設している。
は更に、第２図の断面図に明示されるように、放電管20
aの電極対21aおよび22aとの各接触面を、レーザ誘起方
向に垂直な断面で見て、凹状に所定の曲率を持たせて形
成するとともに、電極対21aおよび22aも、この放電管21
aの凹部に沿うよう、同方向から見て湾曲する態様で配
設している。
これにより、上記レーザ誘起方向に垂直な断面で見た
電極対21aおよび22a間において、この間に介在する誘電
体層の層厚の割合、並びにこれら電極対21aおよび22aの
電極間距離の割合に基づいて、その全域から略均等な放
電電流密度が得られるようになり、ひいては同第２図に
示すように、放電管20aの内部に発生する放電Ｅとして
もその全域において均質な放電が得られるようになる。
電極対21aおよび22a間において、この間に介在する誘電
体層の層厚の割合、並びにこれら電極対21aおよび22aの
電極間距離の割合に基づいて、その全域から略均等な放
電電流密度が得られるようになり、ひいては同第２図に
示すように、放電管20aの内部に発生する放電Ｅとして
もその全域において均質な放電が得られるようになる。
なお、この実施例においては、放電管と電極対との関
係構造について、上述した如く所定の曲率を持たせるよ
うにしたが、この関係は、同放電管のレーザ誘起方向に
垂直な断面での電極との接触面が、その対応する内壁面
との距離関係において凹状となるものであればよく、他
に例えば、上記実施例装置の第２図に示す断面図に対応
するものとして、第３図〜第６図に示す構造なども採用
することができる。
係構造について、上述した如く所定の曲率を持たせるよ
うにしたが、この関係は、同放電管のレーザ誘起方向に
垂直な断面での電極との接触面が、その対応する内壁面
との距離関係において凹状となるものであればよく、他
に例えば、上記実施例装置の第２図に示す断面図に対応
するものとして、第３図〜第６図に示す構造なども採用
することができる。
因みに、第３図に示す装置では、レーザ誘起方向に垂
直な方向について、電極対との各接触面が平面（平行）
となる断面形状（こうした形状であってもその対応する
内壁面との距離関係においては凹状となっている）を有
する放電管20bと、これに沿う平板状の電極対21bおよび
22bとを採用しており、また第４図に示す装置では、レ
ーザ誘起方向に垂直な方向について、電極対との各接触
面が谷型に切り込まれた断面形状を有する放電管20c
と、これに沿う山型の断面形状を有する電極対21cおよ
び22cとを採用しており、さらに第５図に示す装置で
は、レーザ誘起方向に垂直な方向について、電極対との
各接触面が谷型に段階的に切り込まれた断面形状を有す
る放電管20dと、これに沿う山型段階状の断面形状を有
する電極対21dおよび22dとを採用しており、そして第６
図に示す装置では、同じくレーザ誘起方向に垂直な方向
について、電極対との接触面が、一方では第３図の装置
の如く平面となり、他方では第４図の装置の如く谷型と
なる断面形状を有する放電管20eと、第３図の装置に採
用される平板状の電極21bと、第４図の装置に採用され
る山型の断面形状を有する電極22cとをそれぞれ採用し
ている。組み合わせとしては、この第６図に示した装置
以外の態様のものも勿論可能である。
直な方向について、電極対との各接触面が平面（平行）
となる断面形状（こうした形状であってもその対応する
内壁面との距離関係においては凹状となっている）を有
する放電管20bと、これに沿う平板状の電極対21bおよび
22bとを採用しており、また第４図に示す装置では、レ
ーザ誘起方向に垂直な方向について、電極対との各接触
面が谷型に切り込まれた断面形状を有する放電管20c
と、これに沿う山型の断面形状を有する電極対21cおよ
び22cとを採用しており、さらに第５図に示す装置で
は、レーザ誘起方向に垂直な方向について、電極対との
各接触面が谷型に段階的に切り込まれた断面形状を有す
る放電管20dと、これに沿う山型段階状の断面形状を有
する電極対21dおよび22dとを採用しており、そして第６
図に示す装置では、同じくレーザ誘起方向に垂直な方向
について、電極対との接触面が、一方では第３図の装置
の如く平面となり、他方では第４図の装置の如く谷型と
なる断面形状を有する放電管20eと、第３図の装置に採
用される平板状の電極21bと、第４図の装置に採用され
る山型の断面形状を有する電極22cとをそれぞれ採用し
ている。組み合わせとしては、この第６図に示した装置
以外の態様のものも勿論可能である。
またこの他の態様として、同様にレーザ誘起方向に垂
直な方向について、例えば第７図に示すような、突起部
Ｐが形成される断面形状を有した放電管20f、あるいは
第８図に示すような、溝部Ｄが形成される断面形状を有
した放電管20g等を採用するようにすれば、電極対21aお
よび22a間の絶縁距離を増大せしめることができ、ひい
ては 電極間電圧を充分に高めることができる。すなわち
放電管に注入できる電力を十分に大きなものとすること
ができる。
直な方向について、例えば第７図に示すような、突起部
Ｐが形成される断面形状を有した放電管20f、あるいは
第８図に示すような、溝部Ｄが形成される断面形状を有
した放電管20g等を採用するようにすれば、電極対21aお
よび22a間の絶縁距離を増大せしめることができ、ひい
ては 電極間電圧を充分に高めることができる。すなわち
放電管に注入できる電力を十分に大きなものとすること
ができる。
電極の幅を十分に広げることができる。すなわち放
電管内の放電励起領域を十分に広いものとすることがで
きる。
電管内の放電励起領域を十分に広いものとすることがで
きる。
等々の効果も併わせ得られるようになる。
なお、これら第７図および第８図においては、放電管
と電極対との関係構造について、便宜上第１図および第
２図に示した実施例装置の構造を採用したが、こうした
第７図あるいは第８図に示した放電管構造が、上記第３
図〜第６図に示した装置、あるいはそれ以外の装置につ
いても同様に適用できることは勿論である。
と電極対との関係構造について、便宜上第１図および第
２図に示した実施例装置の構造を採用したが、こうした
第７図あるいは第８図に示した放電管構造が、上記第３
図〜第６図に示した装置、あるいはそれ以外の装置につ
いても同様に適用できることは勿論である。
また、特に第７図に示される突起部Ｐについては、こ
れを他の絶縁材料を用いて形成するようにしても勿論よ
い、 ところで、上記各実施例においては、いずれも第１図
に示した如くの単一放電管構造を想定したが、これとて
任意であり、先の第９図に示したような２つの放電管を
有する装置、あるいはそれ以上の放電管を有する装置で
あっても、同様に上述した各実施例による構造を適用す
ることはできる。
れを他の絶縁材料を用いて形成するようにしても勿論よ
い、 ところで、上記各実施例においては、いずれも第１図
に示した如くの単一放電管構造を想定したが、これとて
任意であり、先の第９図に示したような２つの放電管を
有する装置、あるいはそれ以上の放電管を有する装置で
あっても、同様に上述した各実施例による構造を適用す
ることはできる。
以上説明したように、この発明によれば、均質放電、
均一電界を簡単かつ有効に実現して、安定したレーザ光
を能率良く取り出すことができる。
均一電界を簡単かつ有効に実現して、安定したレーザ光
を能率良く取り出すことができる。
第１図はこの発明にかかるガスレーザ発振装置の一実施
例についてその構成を模式的に示す略図、第２図は第１
図におけるII−II′線の矢視断面図、第３図乃至第８図
はそれぞれ放電管並びに電極構造の他の例を示す断面
図、第９図は従来のガスレーザ発振装置の一例について
その構成を模式的に示す略図、第10図は第９図における
Ｘ−Ｘ′線矢視断面図である。 20（20a〜20g）……放電管、21,22（21a〜21d,22a〜22
d）……金属電極、23……全反射鏡、24……部分反射
鏡、25……高周波電源、26……ルーツブロア、27,28…
…熱交換器、29……送気管。
例についてその構成を模式的に示す略図、第２図は第１
図におけるII−II′線の矢視断面図、第３図乃至第８図
はそれぞれ放電管並びに電極構造の他の例を示す断面
図、第９図は従来のガスレーザ発振装置の一例について
その構成を模式的に示す略図、第10図は第９図における
Ｘ−Ｘ′線矢視断面図である。 20（20a〜20g）……放電管、21,22（21a〜21d,22a〜22
d）……金属電極、23……全反射鏡、24……部分反射
鏡、25……高周波電源、26……ルーツブロア、27,28…
…熱交換器、29……送気管。
Claims (2)
- 【請求項１】誘電体からなり、レーザ媒質ガスが充填さ
れる放電管と、該放電管の外壁面に密着して対向配設さ
れる少なくとも一対の電極とを有し、前記一対の電極に
所要の電圧を印加して前記放電管内に放電を起こしめる
ことによりレーザの発振を誘起するガスレーザ発振装置
であって、 前記放電管の外壁の、レーザ誘起方向に垂直な断面での
前記一対の電極の配設位置とは異なる位置に、前記一対
の電極間の放電管外壁表面に沿っての距離を増大させる
突起部または溝部を形成するようにしたガスレーザ発振
装置。 - 【請求項２】前記放電管の外壁の、レーザ誘起方向に垂
直な断面での前記電極との接触面を、その対応する内壁
面との距離関係において凹状とした特許請求の範囲第
（１）項記載のガスレーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62163484A JP2640345B2 (ja) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | ガスレーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62163484A JP2640345B2 (ja) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | ガスレーザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS647669A JPS647669A (en) | 1989-01-11 |
| JP2640345B2 true JP2640345B2 (ja) | 1997-08-13 |
Family
ID=15774747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62163484A Expired - Lifetime JP2640345B2 (ja) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | ガスレーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2640345B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19815065A1 (de) * | 1998-04-03 | 1999-10-14 | Trumpf Lasertechnik Gmbh | HF-angeregter Gaslaser sowie Laserrohr für einen derartigen Gaslaser |
| DE69907865T2 (de) * | 1999-03-19 | 2003-10-09 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Verfahren zu Herstellung von 3-Alkyl-3-Hydroxymethyloxetanen |
| JP2005129357A (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-19 | Fujitsu Ltd | ガス放電管及び表示装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59213184A (ja) * | 1983-05-18 | 1984-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | 無声放電式ガスレ−ザ装置 |
| JPS60157277A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-17 | Mitsubishi Electric Corp | 軸流型無声放電励起ガスレ−ザ−装置 |
| JPS6174381A (ja) * | 1984-09-19 | 1986-04-16 | Mitsubishi Electric Corp | 無声放電式ガスレ−ザ装置 |
| JPS61295681A (ja) * | 1985-06-25 | 1986-12-26 | Mitsubishi Electric Corp | 軸流型ガスレ−ザ発振器の放電管 |
| JPH0746737B2 (ja) * | 1985-08-02 | 1995-05-17 | 株式会社東芝 | レ−ザ発振器 |
| JPS62260377A (ja) * | 1986-05-07 | 1987-11-12 | Mitsubishi Electric Corp | ガスレ−ザ装置 |
-
1987
- 1987-06-30 JP JP62163484A patent/JP2640345B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS647669A (en) | 1989-01-11 |
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