JPH01241880A - レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は金属蒸気又はガスをレーザ媒質とするレーザ装
置に係り、特に、放電を発生させる電気回路を改良した
レーザ装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種のレーザ装置は、第３図に示すように耐熱
性に優れたセラミック製の放電管１を中心に構成されて
いる。

放電管１はその内部の放電部２にガス供給系３からＨｅ
、　Ｎｅ等の放電用バッファガスが供給されると共に、
ロータリポンプ４により排気され、陰極５と陽極６とを
両端部に対向配置している。

陰極５と陽極６との間にはパルス高電圧電源７からのパ
ルス高電圧が印加され、２極間でパルス放電を行なって
放電プラズマを発生する。このパルス高電圧は電圧が数
ｋＶ〜１０数ｋＶ、繰返し周波数がｋＨｚ〜１０数ｋＨ
ｚである。

放電管１内には複数の金属粒子８が配置され、この金属
粒子８が放電プラズマと接触して放電管１が非常な高温
状態に加熱されて金属粒子８が蒸発することにより、レ
ーザ媒質となる金属蒸気が生成される。

金属蒸気は放電管１内に１０゛４〜１０”ｎ／ｃｎ？の
密度で一様に分布し、放電プラズマ中の自由電子により
励起されることによって、その金属特有の波長を光を発
光し、この光が外囲容器であるケーシング９の窓９ａを
通して、放電管１の両側に置かれた出力ミラー１０と全
反射ミラー１１とで構成される光共振器を往復する間に
増幅され、出力ミラー１０側よりレーザ光となって出力
される。

パルス高電圧電源７は、陰極５と陽極６に並列に充電抵
抗ＲおよびピーキングコンデンサＣ２が接続され、陰極
５には充電コンデンサＣ１と直列にサイラトロン１２が
接続されている。サイラトロン１２のアノードは、ダイ
オードＤおよびチョークＬを経て高圧直流電源の正側に
接続され、グリッドはトリガ回路（図示省略）に接続さ
れいてる。

（発明が解決しようとする課題） 金属蒸気又はガスをレーザ媒体とするレーサ発振装置で
は、単機の発振能力は放電管の容量によって基本的には
決まるが、その能力を効率よくとり出すには、電圧×電
流×放電くり返し周波数の値を大きくすることが条件と
なる。

ここで、放電くり返し周波数を向上させるには、単純に
周波数を上げても、サイラトロン１２の充電および放電
容量や時定数で制限がある。このために従来レーザ装置
で高出力を得るためには、複数台のレーザ装置を組合せ
ることが一般的であった。

しかしこの場合、台数が増加することは装置の大型化を
招き、設置スペース乃至は建設価格の増大をもたらして
いた。

本発明の目的は、レーザ装置の台数を増加することなく
レーザ出力を増大することができるレーザ装置を提供す
ることにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明においては、内包されたガスが放電加熱されて気
体レーザの発光源となる放電管と、この放電管の両端側
にそれぞれ配設された陰陽各電極と、これらの各電極間
に接続されたパルス高電圧電源と、このパルス高電圧電
源を励起するトリガ回路とを有するレーザ装置にあって
、これに電極間に並列接続された複数のパルス高電圧電
源と、定められた時間間隔にて各パルス高電圧電源を順
次繰返し励起するトリガ回路とを具備させた。

（作　用） パルス高電圧電源は、−旦励起されてパルス高電圧を発
生した後、再び励起されて次のパルス高電圧を発生でき
るようになるまでには一定の回復時間を要するが、−本
の放電管に並列接続された複数のパルス高電圧電源をト
リガ回路によって順次励起して行き、これを繰返すよう
にしたので、個々のパルス高電圧電源の回復時間は変ら
なくても、放電管の放電繰返し周波数は複数個の個数倍
高くすることができるので、１台のレーザ装置を用いな
がらレーザ出力を増大することができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図および第２図を参照して
説明する。

第１図は本発明の一実施例をパルス高電圧電源の回路図
を併用して示す断面図であり、第１図におけるパルス高
電圧電源７を除く放電管１等の部分は第３図に示したも
のと同様であり、第３図と同一符号を付してその説明を
省略する。

第１図において、放電管１に付されている陰極５と陽極
６の間には、充電抵抗ＲとピーキングコンデンサＣ２が
並列に接続されている。また陰極５と陽極６の間には、
充電コンデンサＣ１−１とサイラトロンＴ１が直列とさ
れたものが接続されている。サイラトロンＴ１のアノー
ドはダイオードＤ１およびチョークＬ１の直列回路を経
て高圧直流電源ＨＶに接続されている。高圧直流電源の
負側は接地ＧＮＤとされ、サイラトロンＴ１のカソード
、および陽極６に接続されている。サイラトロンＴ１の
グリッドはトリガ回路１３に接続されている。

さらにこれに加えて陰極５と接地ＧＮＤの間には、上述
したサイラトロンＴ１に関連する回路と同一に構成され
た充電コンデンサＣ１−２、サイラトロンＴ２、ダイオ
ードＤ２およびチョークＬ２からなる回路を始めとし、
充電コンデンサＣ１−ｎ、サイラトロンＴｎ、ダイオー
ドＤｎおよびチョークＬｎからなる回路までに至るｎ−
１個の回路が並列に接続され、サイラトロンＴ２乃至サ
イラトロンＴｎまでの各グリッドも、それぞれトリガ回
路１３に接続されている。ここにｎの数値はたとえば５
等適宜に設定することができる。

トリガ回路１３の詳細は、第２図に示すように、一定周
期のトリガ同期信号ＴＲＧが与えられると、これを１／
ｎに分周してサイラトロンＴ１のグリッドに与えらるト
リガパルスＴｇｌを発生するとともに、これにトリガ同
期信号ＴＲＧの周期だけ遅れてサイラトロンＴ２のグリ
ッドに与えられる１／ｎ１／ｎに分周されてサイラトロ
ンＴに与えられるトリガパルスＴｇを、Ｔｇｎに至るま
で発生できるようにされている。

次にこれの作用について述べる。

一定周期の１−リガ同期信号ＴＲＧをトリガ回路１３に
与えることにより、第２図に示すように、トリガパルス
Ｔｇｌ、Ｔｇ２・Ｔｇｎが順次等間隔に発生し、サイラ
トロンＴ１乃至サイラトロンＴｎの各グリッドに与えら
れるので、サイラトロンＴ１乃至サイラトロンＴｎは順
次放電し、その度毎に放電管１を高圧パルスで励起し、
これを繰返して第２図最下段に示すようにレーザ発振が
生ずる。個々のサイラトロンの放電による高圧パルス発
生作用は、周知のものと同様であるので説明を省略する
。

ここで各サイラトロンの放電後には、前述したように一
定の回復時間を要するが、トリガパルスＴｇｌ、Ｔｇ２
・等の各周期をこの回復時間より長く設定しておくこと
によって、第２図の中段を参照すれば明らかなように、
１個のサイラトロンＴについては、その回復時間を過ぎ
てから次のトリガパルスＴｇを与えられるにもかかわら
ず、放電管１は、第２図の最下段に示すように、サイラ
トロンＴ１乃至Ｔｎが順次放電していく間の短い周期で
励起され、したがって大きなレーザ出力を得ることがで
きる。

本実施例によれば次のような効果が得られる。

１）１個の放電管で従来得ることのできなかった高出力
のレーザ出力が得られる。

２）高出力のレーザ出力を得るために、複数の放電管を
含むレーザ装置のレーザビームを合成する必要がないの
で、光学系が簡単になリレーザ光の質が向上する。

３）小型のパルス高電圧電源を使用して比較的高出力の
レーザ出力が得られる。

なお上述した実施例は金属蒸気レーザについて説明した
が、これらはエキシマレーザ、炭酸ガスレーザ等につい
ても同様に適用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、比較的簡易な構成追加によって単一放
電管のレーザ装置から良質で高出力のレーザ光を得るこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を回路図と併用して示す断面
図、第２図は第１図の作用を説明するタイミングチャー
ト図、第３図は従来のレーザ装置を回路図と併用して示
す断面図である。 １　放電管　　　　　５・・陰極 ６・陽極　　　　　　７・・・パルス高電圧電源１３・
・１へリガ回路 一８＝ Ｌ−一−Ｊ 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内包されたガスが放電加熱されて気体レーザの発光源と
   なる放電管と、この放電管の両端側にそれぞれ配設され
   た陰陽各電極と、これらの各電極間に接続それたパルス
   高電圧電源と、このパルス高電圧電源を励起するトリガ
   回路とを有するレーザ装置において、前記電極間に並列
   接続された複数の前記パルス高電圧電源と、定められた
   時間間隔にて前記各パルス高電圧電源を順次繰返し励起
   する前記トリガ回路とを設けたことを特徴とするレーザ
   装置。