JP2693004B2 - ガスレーザ発振装置 - Google Patents
ガスレーザ発振装置Info
- Publication number
- JP2693004B2 JP2693004B2 JP1927290A JP1927290A JP2693004B2 JP 2693004 B2 JP2693004 B2 JP 2693004B2 JP 1927290 A JP1927290 A JP 1927290A JP 1927290 A JP1927290 A JP 1927290A JP 2693004 B2 JP2693004 B2 JP 2693004B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main discharge
- laser
- gas laser
- gas
- laser tube
- 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
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はガスレーザ発振装置に関する。
（従来技術） レーザ光に対して主放電方向が直交するTEACO2レーザ
やエキシマレーザなどのパルスレーザでは、その応用
上、高繰返し動作が望まれている。この種の従来のレー
ザ発振装置について第３図を参照して説明する。すなわ
ち、レーザ管（１）を有し、内部に陰極（２）および陽
極（３）からなる一対の主放電電極が所定の主放電空間
（４）を形成して設けられている。上記主放電空間
（４）の近傍に、主放電を安定に点弧させるための予備
電離用のピン電極（５）が紙面垂直方向になるレーザ光
軸に沿って複数対設けられている。これらピン電極
（５）はそれぞれ波形成形のためのピーキングコンデン
サ（６）を介し主電源（７）に接続されている。レーザ
管（１）の内部には上記主放電電極の他に封入されてい
るガスレーザ媒質を冷却して循環させる熱交換器
（８）、送風機（９）が設けられている。
やエキシマレーザなどのパルスレーザでは、その応用
上、高繰返し動作が望まれている。この種の従来のレー
ザ発振装置について第３図を参照して説明する。すなわ
ち、レーザ管（１）を有し、内部に陰極（２）および陽
極（３）からなる一対の主放電電極が所定の主放電空間
（４）を形成して設けられている。上記主放電空間
（４）の近傍に、主放電を安定に点弧させるための予備
電離用のピン電極（５）が紙面垂直方向になるレーザ光
軸に沿って複数対設けられている。これらピン電極
（５）はそれぞれ波形成形のためのピーキングコンデン
サ（６）を介し主電源（７）に接続されている。レーザ
管（１）の内部には上記主放電電極の他に封入されてい
るガスレーザ媒質を冷却して循環させる熱交換器
（８）、送風機（９）が設けられている。
（発明が解決しようとする課題） 上記の構成になるガスレーザ発振装置では、主放電時
に陰極（２）および陽極（３）に多量の電気エネルギが
注入され、放電過程で発生するイオンや電子が例えばCC
l4、NiF2などの放電生成物が発生する。これら放電生成
物は循環中にフイルターなどで除去される。ところで、
主放電時、生成物のほかに、衝撃波が発生する。この衝
撃波は主放電部を中心に周囲に広がり、レーザ管（１）
の管壁で反射する。上記衝撃波のうち、ガスレーザ媒質
の下流側に選んだもものはガス流にのって主放電部に戻
されないが、上流側に進んだものは上記ガス流にのって
主放電部に戻り、主放電においガス密度の疎密を発生さ
せる。放電インピーダンス、放電破壊電圧などはガス密
度により決定されるため、上記疎密波の発生は放電安定
性を損なうものであった。このため、レーザ繰返しが1k
Hzを越える高繰返しの領域では第２図の（Ａ）に示すよ
うにレーザ出力が低下してしまう現象が生じていた。こ
の衝撃波の対策として、レーザ管（１）内に衝撃吸収体
を設ける試みもなされているが、衝撃波の吸収量が不十
分なため繰返し数を十分に高めることができなかった。
に陰極（２）および陽極（３）に多量の電気エネルギが
注入され、放電過程で発生するイオンや電子が例えばCC
l4、NiF2などの放電生成物が発生する。これら放電生成
物は循環中にフイルターなどで除去される。ところで、
主放電時、生成物のほかに、衝撃波が発生する。この衝
撃波は主放電部を中心に周囲に広がり、レーザ管（１）
の管壁で反射する。上記衝撃波のうち、ガスレーザ媒質
の下流側に選んだもものはガス流にのって主放電部に戻
されないが、上流側に進んだものは上記ガス流にのって
主放電部に戻り、主放電においガス密度の疎密を発生さ
せる。放電インピーダンス、放電破壊電圧などはガス密
度により決定されるため、上記疎密波の発生は放電安定
性を損なうものであった。このため、レーザ繰返しが1k
Hzを越える高繰返しの領域では第２図の（Ａ）に示すよ
うにレーザ出力が低下してしまう現象が生じていた。こ
の衝撃波の対策として、レーザ管（１）内に衝撃吸収体
を設ける試みもなされているが、衝撃波の吸収量が不十
分なため繰返し数を十分に高めることができなかった。
本発明は発生した衝撃波のうち、ガスレーザ媒質の上
流側に影響を及ぼす衝撃波をレーザ管外に逃し、長時間
安定してレーザ発振が運転可能なパルスガスレーザ発振
を提供する。
流側に影響を及ぼす衝撃波をレーザ管外に逃し、長時間
安定してレーザ発振が運転可能なパルスガスレーザ発振
を提供する。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） ガスレーザ媒質を封入したレーザ管と、このレーザ管
内に対向して設けられた主放電電極と、主放電空間を予
備電離するために上記主放電電極の近傍に設けられたピ
ン電極と、上記主放電空間で発生したレーザ光を共振す
る光共振器と、上記レーザ管内に設けられ上記ガスレー
ザ媒質を循環させる循環手段とを備えたガスレーザ発振
装置において、上記ガスレーザ媒質の流れの少なくとも
上流側になる上記レーザ管の外側部に取付けられ上記主
放電空間に対向する流入部および上記循環手段側に開口
する開口部とを形成して上記レーザ管に連通したダクト
と、このダクト内に設けられ主放電時の衝撃エネルギー
で回転する回転手段とを備えたもので、主放電時に急速
に膨脹したガスレーザ媒質がダクト内に送り込まれ、回
転手段を回転させる。
内に対向して設けられた主放電電極と、主放電空間を予
備電離するために上記主放電電極の近傍に設けられたピ
ン電極と、上記主放電空間で発生したレーザ光を共振す
る光共振器と、上記レーザ管内に設けられ上記ガスレー
ザ媒質を循環させる循環手段とを備えたガスレーザ発振
装置において、上記ガスレーザ媒質の流れの少なくとも
上流側になる上記レーザ管の外側部に取付けられ上記主
放電空間に対向する流入部および上記循環手段側に開口
する開口部とを形成して上記レーザ管に連通したダクト
と、このダクト内に設けられ主放電時の衝撃エネルギー
で回転する回転手段とを備えたもので、主放電時に急速
に膨脹したガスレーザ媒質がダクト内に送り込まれ、回
転手段を回転させる。
（実施例） 以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を説明す
る。第１図は本発明の一実施例で、第３図と共通する部
分には同一符号を付している。すなわち、第３図に示し
た従来例と異なる点は、レーザ管（１）の外側部に横断
面がほぼコ字状で、陰極（２），（３）からなる主放電
電極の長手方向に対応してダクト（10）およびこのダク
ト（10）内に配置しファン（11）とを設けた点が異な
る。ダクト（10）の取付け箇所はレーザ管（１）内に封
入されたガスレーザ媒質の流れの上流側になる外側部
で、この外側部において、放電部に対向する部分には数
条のスリットで形成された流入部（12）が形成され、ま
た、循環手段である送風機（９）の近傍部分には開口部
（13）が形成されていて、ダクト（10）の一端が流入部
（12）に、他端が開口部（13）にそれぞれ気密に接続し
ている。また、ファン（11）は流入部（12）に対向し、
この流入部（12）から流入したガスレーザ媒質で図中時
計方向に回転するようになっている。タンク（20）が設
けられ、これら両者は導入管（21）および排出管（22）
によって接続されている。導入管（21）はその導入口
（23）を上記主放電空間（４）のガスレーザ媒質が下流
側出口に対向して接続されている。
る。第１図は本発明の一実施例で、第３図と共通する部
分には同一符号を付している。すなわち、第３図に示し
た従来例と異なる点は、レーザ管（１）の外側部に横断
面がほぼコ字状で、陰極（２），（３）からなる主放電
電極の長手方向に対応してダクト（10）およびこのダク
ト（10）内に配置しファン（11）とを設けた点が異な
る。ダクト（10）の取付け箇所はレーザ管（１）内に封
入されたガスレーザ媒質の流れの上流側になる外側部
で、この外側部において、放電部に対向する部分には数
条のスリットで形成された流入部（12）が形成され、ま
た、循環手段である送風機（９）の近傍部分には開口部
（13）が形成されていて、ダクト（10）の一端が流入部
（12）に、他端が開口部（13）にそれぞれ気密に接続し
ている。また、ファン（11）は流入部（12）に対向し、
この流入部（12）から流入したガスレーザ媒質で図中時
計方向に回転するようになっている。タンク（20）が設
けられ、これら両者は導入管（21）および排出管（22）
によって接続されている。導入管（21）はその導入口
（23）を上記主放電空間（４）のガスレーザ媒質が下流
側出口に対向して接続されている。
次に上記構成の作用について説明する。すなわち、送
風機（９）が作動し、ガスレーザ媒質がレーザ管（１）
内で循環された後、主電源（７）が作動すると、ピン電
極（５）間でスパーク放電が点弧し、主放電空間（４）
に電子を発生させ、予備電離される。この予備電離で陰
極（２）、陽極（３）間の電圧が高くなると、上記電子
が種火となり、主放電が発生し、ガスレーザ媒質が励起
される。上記ガスレーザ媒質の循環では、ガスレーザ媒
質の一部は開口部（13）を経てダクト（10）内に流入す
る。流入したガスレーザ媒質の押し出し圧力はファン
（11）を回転させるほど大きくないため、流入部（12）
とファン（11）との間に澱み、定常状態では循環中の流
速は若干低下する。一方、主放電において発生した衝撃
波は周囲の圧力に比べて、数倍程度高いため、この衝撃
波で押されたガスレーザ媒質は流入部（12）からダクト
（10）内に入り、ファン（11）を回転させる力に変り、
衝撃波のエネルギは消費される。
風機（９）が作動し、ガスレーザ媒質がレーザ管（１）
内で循環された後、主電源（７）が作動すると、ピン電
極（５）間でスパーク放電が点弧し、主放電空間（４）
に電子を発生させ、予備電離される。この予備電離で陰
極（２）、陽極（３）間の電圧が高くなると、上記電子
が種火となり、主放電が発生し、ガスレーザ媒質が励起
される。上記ガスレーザ媒質の循環では、ガスレーザ媒
質の一部は開口部（13）を経てダクト（10）内に流入す
る。流入したガスレーザ媒質の押し出し圧力はファン
（11）を回転させるほど大きくないため、流入部（12）
とファン（11）との間に澱み、定常状態では循環中の流
速は若干低下する。一方、主放電において発生した衝撃
波は周囲の圧力に比べて、数倍程度高いため、この衝撃
波で押されたガスレーザ媒質は流入部（12）からダクト
（10）内に入り、ファン（11）を回転させる力に変り、
衝撃波のエネルギは消費される。
なお、上記実施例ではダクトをガスレーザ媒質の上流
側に位置する所に設けたが、下流側における衝撃波が強
い場合は、むしろ下流側に設けるべきであるが、主放電
部への注入エネルギが大きく、下流側の衝撃波も主放電
部に戻ってくる場合には両側に設けた方がよい。また、
ファン（11）を別に駆動源を設けて強制的に回転すれ
ば、衝撃波のエネルギ消費の作用はほとんどなくなる
が、衝撃波による疎密波が乱され、主放電部への反射は
著しく低下し、同じくレーザの高繰返し動作は安定とな
る。
側に位置する所に設けたが、下流側における衝撃波が強
い場合は、むしろ下流側に設けるべきであるが、主放電
部への注入エネルギが大きく、下流側の衝撃波も主放電
部に戻ってくる場合には両側に設けた方がよい。また、
ファン（11）を別に駆動源を設けて強制的に回転すれ
ば、衝撃波のエネルギ消費の作用はほとんどなくなる
が、衝撃波による疎密波が乱され、主放電部への反射は
著しく低下し、同じくレーザの高繰返し動作は安定とな
る。
［発明の効果］ 以上のように、主放電時に発生した衝撃波は回転手段
であるファン（11）を回転させるエネルギとして使われ
る。また、主放電が繰返され、ファン（11）が連続的に
回転すると、衝撃波による疎密波は回転中のファン（1
1）において乱されるため、主放電部に定常波が生じな
くなる。したがって、主放電の不安定性がなくなり、第
２図の（Ａ）に示すよう高繰返し動作を大幅に延ばすこ
とができ、1kHz以上の比較的高繰返しの領域でも安定し
たレーザ発振が得られるようになった。
であるファン（11）を回転させるエネルギとして使われ
る。また、主放電が繰返され、ファン（11）が連続的に
回転すると、衝撃波による疎密波は回転中のファン（1
1）において乱されるため、主放電部に定常波が生じな
くなる。したがって、主放電の不安定性がなくなり、第
２図の（Ａ）に示すよう高繰返し動作を大幅に延ばすこ
とができ、1kHz以上の比較的高繰返しの領域でも安定し
たレーザ発振が得られるようになった。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はレー
ザ繰返し数とレーザ出力との関係を示す図、第３図は従
来例を示す断面図である。 （１）……レーザ管 （２）……陰極 （３）……陽極 （５）……ピン電極 （10）……ダクト （11）……ファン（回転手段）
ザ繰返し数とレーザ出力との関係を示す図、第３図は従
来例を示す断面図である。 （１）……レーザ管 （２）……陰極 （３）……陽極 （５）……ピン電極 （10）……ダクト （11）……ファン（回転手段）
Claims (1)
- 【請求項１】ガスレーザ媒質を封入したレーザ管と、こ
のレーザ管内に対向して設けられた主放電電極と、主放
電空間を予備電離するために上記主放電電極の近傍に設
けられたピン電極と、上記主放電空間で発生したレーザ
光を共振する光共振器と、上記レーザ管内に設けられ上
記ガスレーザ媒質を循環させる循環手段とを備えたガス
レーザ発振装置において、上記ガスレーザ媒質の流れの
少なくとも上流側になる上記レーザ管の外側部に取付け
られ上記主放電空間に対向する流入部および上記循環手
段側に開口する開口部とを形成して上記レーザ管に連通
したダクトと、このダクト内に設けられ主放電時の衝撃
エネルギーで回転する回転手段とを備えたことを特徴と
するガスレーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1927290A JP2693004B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | ガスレーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1927290A JP2693004B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | ガスレーザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03225980A JPH03225980A (ja) | 1991-10-04 |
| JP2693004B2 true JP2693004B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=11994814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1927290A Expired - Fee Related JP2693004B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | ガスレーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2693004B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7215695B2 (en) | 2004-10-13 | 2007-05-08 | Gigaphoton | Discharge excitation type pulse laser apparatus |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP1927290A patent/JP2693004B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03225980A (ja) | 1991-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4064465A (en) | Laser cavities with gas flow through the electrodes | |
| US4143337A (en) | Method of pumping | |
| JP2693004B2 (ja) | ガスレーザ発振装置 | |
| US3735284A (en) | Aerodynamic large volume gaseous electric discharge system | |
| CA1140240A (en) | Transversely electrically excited atmospheric pressure gas laser working in pulses (tea laser) | |
| JP2911987B2 (ja) | ガスレーザ発振装置 | |
| JP2735339B2 (ja) | ガスレーザ発振装置 | |
| JP3171899B2 (ja) | ガスレーザ装置 | |
| JP2685940B2 (ja) | ガスレーザ発振装置 | |
| JPS62106681A (ja) | ガスレ−ザ発振装置 | |
| JP3263137B2 (ja) | ガスレ−ザ装置 | |
| JPH06283780A (ja) | ガスレーザ発振装置 | |
| JP2685930B2 (ja) | ガスレーザ装置 | |
| JPH03278488A (ja) | ガスレーザ発振装置 | |
| JP2980707B2 (ja) | ガスレーザ発振装置 | |
| JPH07162060A (ja) | ガスレ−ザ装置 | |
| JPS63181387A (ja) | パルスガスレ−ザ装置 | |
| JPH03178179A (ja) | ガスレーザ発振装置 | |
| JPH06216436A (ja) | ガスレ−ザ装置 | |
| JP3190084B2 (ja) | ガスレーザ装置 | |
| JPS6339113B2 (ja) | ||
| JPH01262681A (ja) | マイクロ波レーザ装置 | |
| JPH06275897A (ja) | 放電励起ガスレーザ装置 | |
| JPH01262682A (ja) | マイクロ波レーザ装置 | |
| JPH0263176A (ja) | パルスレーザ発振装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |