JPH0660162U - 直交型ガスレーザ発振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直交型レーザ発振器において出力レーザ光の
立ち上がり時間・立ち下がり時間を短くすると共に無声
放電の電圧を低く押さえる。 【構成】 ３ユニット以上の電極装置１２をユニット数
と同じ角数を有する多角形の辺の位置に配設する。全反
射鏡８と部分反射鏡７を前記多角形の一頂点に配設する
と共に、折り返し鏡９を残りの頂点に配設する。送風機
５をその回転軸が前記多角形の中心の法線方向となるよ
うに配設する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、直交型ガスレーザ発振装置に関し、特にその電極装置と光共振器と 送風機の配置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２は、従来例の直交型ガスレーザ発振装置の一例の全体構成を示す断面図で あり、同図（Ａ）はその平面図、同図（Ｂ）はその側面図、同図（Ｃ）はその光 共振器部分をｘ方向から見た図である。 図３は、従来の直交型ガスレーザ発振装置の別の一例の全体構成を示す断面 図であり、同図（Ａ）はその平面図、同図（Ｂ）はその側面図である。

【０００３】 これらの直交型ガスレーザ発振装置の真空容器１の内部には、数十ｔｏｒｒに 調整されたレーザ媒質ガスが封入されていると共に、送風機５、熱交換器６及び 電極装置１１が配設されている。そして、レーザ媒質ガスが熱交換器６と電極装 置１１との間を循環するように送風機５により送風されている。電極装置１１は 、レーザ媒質ガス流Ｇを挟み所定の空隙を開けて配設される誘電体板３ａ、３ｂ と、所定の空隙を形成する誘電体板３ａ、３ｂの面と反対側の面に密着する金属 電極２ａ、２ｂと、金属電極２ａ、２ｂを覆う様に形成された箱状の絶縁体４ａ 、４ｂとにより構成されている。誘電体板３ａ、３ｂの一端側には、レーザ媒質 ガス流Ｇの方向ｙと直交する方向ｚに発生する共振器内レーザ光ＬＬを全反射す る全反射鏡８及び折り返し鏡９が配設されており、誘電体板３ａ、３ｂの他端側 には、上記折り返し鏡９及び共振器内レーザ光ＬＬを数十％透過させて出力レー ザ光Ｌを出力する部分透過鏡７が配設されている。このように全反射鏡８、部分 透過鏡７及び折り返し鏡９で折り返し型の光共振器を構成することにより、長い 光軸を有する光共振器をコンパクトにすることができる。図２の従来例は折り返 し方向がレーザ媒質ガス流Ｇの方向と同じｙ方向である横型ｚパスの光共振器で あり、図３の従来例は折り返し方向が無声放電の方向と同じｘ方向である縦型ｚ パスの光共振器である。

【０００４】 次に動作について説明する。誘電体板３ａ、３ｂ間の所定の空隙にてレーザ媒 質ガスがｙ方向に流れている状態で、金属電極２ａ、２ｂに高周波電圧を印可す ると、誘電体板３ａ、３ｂ間の所定の空隙に無声放電が生じる。無声放電が生じ ると、無声放電の方向ｘと直交する方向ｚに光が発生し、光共振器内でレーザ発 振が起こる。そして、共振器内レーザ光ＬＬが発生し、部分透過鏡７から出力レ ーザ光Ｌを出力する。また、無声放電が生じると、レーザ媒質ガスの温度は上昇 する為、レーザ媒質ガスを熱交換器６により冷却し送風機５により再び所定の空 隙に送り込む。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来の直交型ガスレーザ発振装置の図２の従来例では、光共振器がレ ーザ媒質ガス流Ｇの方向ｙに長いため、無声放電によって励起状態にされたレー ザ媒質ガスが横型ｚパスの光共振器を通過するに際して掛かる時間が長くなり、 図４の（Ｃ）に示すように出力レーザ光Ｌの立ち上がり・立ち下がり時間ｔrc、 ｔfcが図４の（Ａ）に示す無声放電の電流の立ち上がり・立ち下がり時間ｔr 、 ｔf に対して大幅に遅くなってしまうという問題があった。 これに対し図３の従来例では、光共振器がレーザ媒質ガス流Ｇの方向ｙに短いた め無声放電によって励起状態にされたレーザ媒質ガスが、縦型ｚパスの光共振器 を通過するに際して掛かる時間は短くなる。この為、図４の（Ｄ）に示すように 出力レーザ光Ｌの立ち上がり・立ち下がり時間ｔrd、ｔfdは早くなり、パルスレ ーザ出力の周波数の上限が上昇する。しかしながら、誘電体板間の間隔が広くな る分無声放電の電圧が上昇するという問題があった。 本考案は、上記のような課題を解消する為になされたものであり、本考案の目 的は、出力レーザ光の立ち上がり・立ち下がり時間が短く、無声放電の電圧が低 い直交型ガスレーザ発振装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 本考案は、空隙を介して対向する一対の誘電体板を有する電極装置を備え、送 風機により前記空隙にレーザ媒質ガスを流しつつ前記電極装置に電圧を印加する ことにより前記空隙に放電を生じさせ、前記レーザ媒質ガスを励起させ前記レー ザ媒質ガスの流れの方向と直交する方向にレーザ発振を行う直交型ガスレーザ発 振装置に関するものであり、本考案の上記目的は、３ユニット以上の前記電極装 置をユニット数と同じ角数を有する多角形の辺の位置に配設し、全反射鏡と部分 反射鏡を前記多角形の一頂点に配設すると共に、折り返し鏡を残りの頂点に配設 し、前記送風機をその回転軸が前記多角形の中心の法線方向となるように配設す ることによって達成される。

【０００７】

【作用】

本考案にあっては、複数の電極装置を送風機の回転軸を中心に多角形を形成す るように配設し、光軸を各電極装置の空隙に一本のみ通過するように光共振器を 形成したので、電極装置の空隙を狭くできると共に、レーザ媒質ガスが光共振器 を通過する際に掛かる時間が短くなる。

【０００８】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案の一実施例について詳細に説明する。 図１は本考案の直交型ガスレーザ発振装置の一実施例を図２に対応させて示す図 であり、同図（Ａ）はその上面図、同図（Ｂ）はその平面図である。なお、同一 構成箇所は同符号を付して説明を省略する。図１においては、金属電極２ａ、２ ｂと誘電体板３ａ、３ｂと絶縁体４ａ、４ｂで構成される一対の電極装置１２が ４ユニットｙ−ｚ平面上に四角形をなして配設され、この四角形の中心の法線方 向が回転軸となるように送風機５が熱交換器６と共に配設されている。送風機５ を出たレーザ媒質ガスは真空容器１の壁面側から各電極装置１２誘電体板３ａ、 ３ｂ間の所定の空隙を通って真空容器１の中心方向に流れ、熱交換器６を通って 送風機５に戻るように循環する。４ユニットの電極装置１２で形成される四角形 の３頂点には折り返し鏡９が配設され、残る１頂点には部分透過鏡７と全反射鏡 ８が配設され光共振器を形成しており、部分透過鏡７から出力された出力レーザ 光Ｌは出力窓１０を介し真空容器１の外部に出力される。このような構成におい ては、各電極装置１２の誘電体板３ａ、３ｂ間の所定の空隙内において光軸を折 り返す必要が無くなるため、無声放電によって励起されたレーザ媒質ガスが光共 振器を通過する時間が短くなる。このため図４の（Ｂ）に示すように出力レーザ 光の立ち上がり時間ｔrb、ｔfbが短くなる。又、誘電体板３ａ、３ｂの間隔も広 げる必要がないため、無声放電の電圧を低く押さえることができる。

【０００９】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の直交型ガスレーザ発振装置によれば、出力レー ザ光の立ち上がり・立ち下がり時間が短くなりパルスレーザ光の周波数の上限が 高くなる。又、無声放電の電圧を低く押さえることができるので、高周波電源の コストアップを回避できると共に、各部の絶縁距離を小さくすることにより装置 全体を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のガスレーザ発振装置の一例を示す図で
ある。

【図２】従来のガスレーザ発振装置の一例を示す図であ
る。

【図３】従来のガスレーザ発振装置の別の一例を示す図
である。

【図４】無声放電の電流波形に比較して出力レーザ光の
立ち上がり・立ち下がり波形を示す図である。

【符号の説明】

１ 真空容器 ２ａ、２ｂ 金属電極 ３ａ、３ｂ 誘電体板 ４ａ、４ｂ 絶縁体 ５ 送風機 ６ 熱交換器 ７ 部分透過鏡 ８ 全反射鏡 ９ 折り返し鏡 １０ 出力窓 Ｇ レーザ媒質ガス流 Ｌ 出力レーザ光 ＬＬ 共振器内レーザ光 ｔr ，ｔrb，ｔrc，ｔrd 立ち上がり時間 ｔf ，ｔfb，ｔfc，ｔfd 立ち下がり時間

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】空隙を介して対向する一対の誘電体板を有
   する電極装置を備え、送風機により前記空隙にレーザ媒
   質ガスを流しつつ前記電極装置に電圧を印加することに
   より前記空隙に放電を生じさせ、前記レーザ媒質ガスを
   励起させ前記レーザ媒質ガスの流れの方向と直交する方
   向にレーザ発振を行う直交型ガスレーザ発振装置におい
   て、３ユニット以上の前記電極装置をユニット数と同じ
   角数を有する多角形の辺の位置に配設し、全反射鏡と部
   分反射鏡を前記多角形の一頂点に配設すると共に、折り
   返し鏡を残りの頂点に配設し、前記送風機をその回転軸
   が前記多角形の中心の法線方向となるように配設したこ
   とを特徴とする直交型ガスレーザ発振装置。