JPH0376180A - Gas laser device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明はマイクロ波放電を利用してレーザ励起を行な
う気体レーザ装置に関し、特に発振器の発熱によるミラ
ーアライメントが狂うのを防止した気体レーザ装置に関
するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to a gas laser device that performs laser excitation using microwave discharge, and particularly relates to a gas laser device that prevents misalignment of mirrors due to heat generated by an oscillator. It is something.
［従来の技術］
第４図は特開昭６４−６９０８３号公報に示された従来
の気体レーザ装置を示す概略斜視構成図であり、（１）
はマイクロ波発振器であるマグネトロン、（２）は導波
管、（４〉はマイクロ波結合窓、（５）はレーザ発振用
のミラー （６）はレーザヘッド部であって、第５図が
レーザヘッド部（６）の詳細を示す第４図Ａ−Ａ線での
断面図である。第５図に示されるようにレーザヘッド部
（６）はマイクロ波回路の一種であるリッジ導波管型の
マイクロ波空胴の構造を持つ。第５図において、（６１
）はマイクロ波結合窓（４）に続く空胴壁、（６２）お
よび（６３）はこの空胴壁の断面の中央部に形成された
りッジ、（６４）はこの一方のりッジ（６２）に形成さ
れた溝であり、（６５）はマイクロ波回路の一部を構成
する導電体壁であって、この例では溝（６４〉の壁面が
使用される。[Prior Art] FIG. 4 is a schematic perspective view of a conventional gas laser device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-69083, and (1)
is a magnetron which is a microwave oscillator, (2) is a waveguide, (4> is a microwave coupling window, (5) is a mirror for laser oscillation, (6) is a laser head part, and Figure 5 shows the laser head. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 4 showing details of the head section (6). As shown in FIG. 5, the laser head section (6) is a ridge waveguide type, which is a type of microwave circuit. It has the structure of a microwave cavity.In Fig. 5, (61
) is a cavity wall following the microwave coupling window (4), (62) and (63) are ridges formed at the center of the cross section of this cavity wall, and (64) is a ridge (62) on one of the cavity walls. ), and (65) is a conductive wall forming a part of the microwave circuit, and in this example, the wall surface of the groove (64>) is used.
（６６）はこの導電体壁（６５）に対向して設けられた
例えばアルミナなどの誘電体であり、（６７）はこの誘
電体（ＢＢ）が上記溝（Ｂ４）を覆うことにより上記導
電体壁（Ｂ５）と誘電体（６Ｂ）との間に形成される放
電空間であって、この放電空間（６７）に例えばＣＯ２
レーザガスなどのレーザ気体が封入される。また（６８
〉はりッジ（Ｂ２）および（６３〉に形成された冷却水
路である。(66) is a dielectric material such as alumina provided opposite to the conductor wall (65), and (67) is a dielectric material such as alumina that is provided to face the conductor wall (65). This is a discharge space formed between the wall (B5) and the dielectric (6B), and this discharge space (67) is filled with, for example, CO2.
A laser gas such as laser gas is sealed. Also (68
> Cooling channels formed in the bridge (B2) and (63).
以上のように構成された気体レーザ装置において、マグ
ネトロン〈１）で発生されたマイクロ波は導波管（２〉
を通ってマイクロ波結合窓（４〉でインピーダンスマツ
チングをとることにより効率よくレーザヘッド部（６）
に結合される。レーザヘッド部（６）は第５図に示され
るようにリッジ空胴状になっており、マイクロ波はリッ
ジ（６２） 、 （６３）の間に集中する。この集中し
たマイクロ波の強い電界により放電空間（Ｂ７）に封入
されたレーザ気体が放電破壊してプラズマを発生し、レ
ーザ媒質が励起される。ここで、冷却水路（６８）に冷
却水を流し、放電プラズマを冷却するとともに、レーザ
気体の圧力などの放電条件を適切に選ぶことによってレ
ーザ条件が得られ、第４図中のミラー（５）および図示
のないもう一枚のミラーによりレーザ共振器を形成する
ことでレーザ発振光を得ることができる。この時、この
気体レーザ装置においてはマイクロ波回路の一部を構成
する導電体壁（６５）と、この導電体壁（６５）に対向
して設けられ、マイクロ波の入射窓となる誘電体（６６
）との間に形成される放電空間（Ｂ７〉においてマイク
ロ波放電を行なわせるため、マイクロ波の入射はプラズ
マの一面からのみ行なわれることになり、例えば雑誌（
Ｊｏｕｒｎａｌｏｒ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｙｈｓｉｃｓ
Ｖｏｌ、４９． Ｎｏ、７． Ｊｕｌｙ １９７ｇ。In the gas laser device configured as above, the microwaves generated by the magnetron (1) are transmitted through the waveguide (2).
The laser head (6) can be efficiently connected by impedance matching through the microwave coupling window (4).
is combined with The laser head section (6) has a ridge cavity shape as shown in FIG. 5, and the microwaves are concentrated between the ridges (62) and (63). Due to the strong electric field of the concentrated microwaves, the laser gas sealed in the discharge space (B7) is destroyed by discharge to generate plasma, and the laser medium is excited. Here, the laser conditions are obtained by flowing cooling water into the cooling channel (68) to cool the discharge plasma and appropriately selecting the discharge conditions such as the pressure of the laser gas, and the mirror (5) in FIG. Laser oscillation light can be obtained by forming a laser resonator with another mirror (not shown). At this time, in this gas laser device, there is a conductive wall (65) that constitutes a part of the microwave circuit, and a dielectric material ( 66
) In order to cause microwave discharge to occur in the discharge space (B7) formed between the magazine (
Journal Applied Physics
Vol, 49. No, 7. July 197g.
Ｐ３７５３）に記載された気体レーザ装置に表われるよ
うな、プラズマを内導体とする同軸モードのマイクロ波
モードが支配的となる現象は起こらず、所望のマイクロ
波モードによる放電を行なわせることができる。また第
５図に示されるリッジ空胴のようにマイクロ波回路が上
記誘電体（６６）とプラズマの境界に垂直な電界成分を
有するマイクロ波モードを形成する場合、誘電体（６６
〉と導電体壁（６５）は対向して設置されているので、
導電体壁（６５）にも垂直な電界成分を有することにな
り、プラズマを貫く電界ができる。この時、導電性を持
つプラズマが発生しても、マイクロ波入射窓である誘電
体（６Ｂ）に対向してプラズマよりも数桁導電性の高い
導電体壁（Ｂ５）があるために入射マイクロ波の終端電
流はこの導電体壁（６５）を流れ、導電体壁（Ｂ５）近
傍の電界は強制的に導電体壁（６５〉の表面に垂直にさ
れ、上記のプラズマを貫く電界が維持される。P3753), the phenomenon in which the coaxial microwave mode with plasma as the inner conductor becomes dominant does not occur, and discharge can be performed in the desired microwave mode. . Further, when the microwave circuit forms a microwave mode having an electric field component perpendicular to the boundary between the dielectric (66) and the plasma as in the ridge cavity shown in FIG.
> and the conductor wall (65) are installed facing each other,
The conductor wall (65) also has a vertical electric field component, creating an electric field that penetrates the plasma. At this time, even if conductive plasma is generated, there is a conductive wall (B5) that is several orders of magnitude higher in conductivity than the plasma, which faces the dielectric material (6B) that is the microwave incidence window, so the incident micro The terminal current of the wave flows through this conductor wall (65), and the electric field near the conductor wall (B5) is forced to be perpendicular to the surface of the conductor wall (65〉), and the electric field penetrating the plasma is maintained. Ru.
このためマイクロ波がプラズマ中に浸透し、プラズマを
貫く電流が流れ、電流の連続性から空間的に−様な放電
プラズマが得られる。このように空間的に均一な放電が
得られ、放電全体をレーザ励起に適当な条件にすること
が可能になり、レーザ共振器モードとのオーバラップも
良好となり飛躍的に高効率、大出力のレーザ発振が得ら
れる。Therefore, the microwave penetrates into the plasma, a current flows through the plasma, and a spatially-like discharge plasma is obtained from the continuity of the current. In this way, a spatially uniform discharge can be obtained, making it possible to make the entire discharge suitable for laser excitation, and the overlap with the laser resonator mode is also good, resulting in dramatically high efficiency and high output. Laser oscillation can be obtained.
また、この従来例では、マイクロ波回路であるレーザヘ
ッド部（６）とマイクロ波伝送路である導波管（２）と
が、図示の如くレーザ光軸に沿って隣合わせて並べて配
置されており、即ち並列配置されており、このレーザヘ
ッド部（６〉の長手方向に設けた長尺のマイクロ波結合
窓（４）を通じてマイクロ波を供給し、レーザヘッド部
（６〉のリッジ（８２） 、 （６３）の全体に強いマ
イクロ波電磁界を均一に発生せしめることができる。こ
のため、装置全体を大型化することなく、レーザ光軸方
向に長く、均一な放電が得られ、放電全体をレーザの励
起に最適な状態にすることができる。Furthermore, in this conventional example, the laser head section (6), which is a microwave circuit, and the waveguide (2), which is a microwave transmission path, are arranged side by side along the laser optical axis as shown in the figure. , are arranged in parallel, and microwaves are supplied through the long microwave coupling window (4) provided in the longitudinal direction of this laser head section (6>), and the ridge (82) of the laser head section (6>), (63) A strong microwave electromagnetic field can be generated uniformly throughout the entire device.For this reason, a long and uniform discharge can be obtained in the direction of the laser optical axis without increasing the size of the entire device, and the entire discharge can be controlled by the laser beam. can be brought to the optimum state for excitation of
［発明が解決しようとする課題］
上記のような従来の気体レーザ装置では、レーザヘッド
部（６）と導波管（２〉 とがレーザ光軸に沿って並列
配置され、マグネトロン（１）は導波管（２）の長手方
向の一方の端部に設けであるから、レーザ共振器ミラー
のうち第４図では図示しない一方のミラー及びその周辺
部分（以下、ミラ一部と記す）はマグネトロン（１〉の
近くに配置されており、マグネトロン（１）が発生する
熱の影響を受は易く、熱膨脹による歪等が発生するとい
う問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional gas laser device as described above, the laser head (6) and the waveguide (2) are arranged in parallel along the laser optical axis, and the magnetron (1) Since it is provided at one end of the waveguide (2) in the longitudinal direction, one of the laser resonator mirrors (not shown in FIG. 4) and its surrounding area (hereinafter referred to as part of the mirror) are magnetron Since the magnetron (1) is located near the magnetron (1), it is easily affected by the heat generated by the magnetron (1), and there is a problem that distortion etc. occur due to thermal expansion.
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、マグネトロンの冷却風を、レーザヘッド部の側か
ら導波管の方へ向けて送風することによりレーザ共振器
ミラーのアライメントが狂うのを防止した気体レーザ装
置を得ることを目的とする。This invention was made to solve this problem, and by blowing the magnetron's cooling air from the laser head side toward the waveguide, the alignment of the laser resonator mirror can be prevented. The purpose of the present invention is to obtain a gas laser device that prevents this.
［課題を解決するための手段］
この発明に係る気体レーザ装置は、マイクロ波放電によ
りレーザ気体を放電させてレーザ励起を行なうためのマ
イクロ波電界を発生させるマイクロ波回路と、このマイ
クロ波回路にレーザ光軸に沿って並列配置され、長手方
向に長尺のマイクロ波結合窓が設けられているマイクロ
波伝送路と、このマイクロ波伝送路の長手方向の一端に
設けられたマイクロ波発振器とを備え、マイクロ波回路
の一部を構成する導電体壁と、この導電体壁に対向して
設けられた誘電体との間に形成される放電空間にレーザ
気体が封入されているものにおいて、マイクロ波回路側
からマイクロ波伝送路の方向へ向けて送風を行なうこと
によりマイクロ波発振器の冷却を行なう冷却用ファンを
設けたものである。[Means for Solving the Problems] A gas laser device according to the present invention includes: a microwave circuit that generates a microwave electric field for excitation of the laser by discharging a laser gas by microwave discharge; A microwave transmission line arranged in parallel along the laser optical axis and provided with a long microwave coupling window in the longitudinal direction, and a microwave oscillator provided at one end of the microwave transmission line in the longitudinal direction. A microwave circuit is equipped with a laser gas sealed in a discharge space formed between a conductor wall that constitutes a part of the microwave circuit and a dielectric material provided opposite to the conductor wall. A cooling fan is provided to cool the microwave oscillator by blowing air from the wave circuit side toward the microwave transmission path.
［作 用コ
この発明においては、マイクロ波発振器を、マイクロ波
回路側からマイクロ波伝送路の方へ向けて送風して、冷
却するからレーザ共振器ミラ一部に対する熱の影響が軽
減され、またミラ一部へマイクロ波発振器を冷却した後
の高温の空気が当ることもない。[Function] In this invention, the microwave oscillator is cooled by blowing air from the microwave circuit side toward the microwave transmission path, so that the influence of heat on a part of the laser resonator mirror is reduced. High temperature air after cooling the microwave oscillator does not hit any part of the mirror.
［実施例］
第１図はこの発明の一実施例を示す概略斜視構成図であ
る。[Embodiment] FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the present invention.
図において、第４図と同一符号の部分は同一部分を示し
、（８）は冷却用プロアファンで、マグネトロン（１）
に取付けられており、レーザヘッド部（６）の側から導
波管（２）の方へ向けて、つまり矢印（９）、（１０）
の方向に送風して、マグネトロン（１）を冷却するもの
である。また、プロアファン（８）の吸気口をレーザヘ
ッド（６）の端部、すなわち、ミラーに対向した位置に
し、ミラ一部をも冷却している。In the figure, parts with the same symbols as in Figure 4 indicate the same parts, (8) is the cooling proa fan, and the magnetron (1)
from the laser head (6) side toward the waveguide (2), that is, from the arrows (9) and (10).
The magnetron (1) is cooled by blowing air in the direction of the magnetron (1). In addition, the intake port of the proa fan (8) is located at the end of the laser head (6), that is, at a position facing the mirror, so that a portion of the mirror is also cooled.
このようにすることにより、マグネトロン（１）を冷却
した後の高温の空気がレーザ共振器のミラ一部に当るこ
とがなく、シかもマグネトロン（１）の発熱がミラ一部
へ与える影響を軽減することができる。従って、ミラ一
部に温度変化を与えないから熱膨脹による歪等が発生し
にくくなる。By doing this, the high temperature air after cooling the magnetron (1) will not hit the mirror part of the laser resonator, and the effect of the heat generated by the magnetron (1) on the mirror part will be reduced. can do. Therefore, since no temperature change is applied to a portion of the mirror, distortion due to thermal expansion is less likely to occur.
また、冷却用ファン（８）はおいている場所、つつまり
レーザヘッド部（６）の端部のマグネトロン（１）の横
にできる空間に配置することができる。Further, the cooling fan (8) can be placed in a space created next to the magnetron (1) at the end of the laser head (6).
次に、他の実施例について説明する。冷却ファン（８）
には第２図に示すように軸流ファンを用いてもよく、さ
らにはまた、第３図に・示すように吸気口（ａｌｌ＞を
レーザヘッド部（６）端部のミラーに対向する位置に設
けた吸気フード（８１）を設置すれば、ミラ一部の冷却
効果が上がる。Next, other embodiments will be described. Cooling fan (8)
As shown in FIG. 2, an axial fan may be used for this purpose.Furthermore, as shown in FIG. If an intake hood (81) is installed in the mirror, the cooling effect of a part of the mirror will be increased.
なお、第１図のものにおいても、プロアファン（８）の
吸気口がミラーに対向しない場合、ミラー部に吸気の空
気流が当るように吸気フードを設けてもよいのは言うま
でもない。In the case of the one shown in FIG. 1 as well, if the intake port of the proa fan (8) does not face the mirror, it goes without saying that an intake hood may be provided so that the intake airflow hits the mirror portion.
［発明の効果コ
この発明は以上説明したとおり、マイクロ波回路にレー
ザ光軸に沿って並列配置されているマイクロ波伝送路の
長手方向の一端に設けられたマイクロ波発振器を、マイ
クロ波回路側からマイクロ波伝送路の方へ向けて送風す
ることにより、冷却する冷却用ファンを設けたから、ミ
ラーアライメントが狂いに＜＜、レーザ発振動作が定定
になる。[Effects of the Invention] As explained above, the present invention has a microwave oscillator provided at one longitudinal end of the microwave transmission line arranged in parallel along the laser optical axis in the microwave circuit. Since a cooling fan was provided to cool the mirror by blowing air toward the microwave transmission path, the laser oscillation operation became fixed even though the mirror alignment was disturbed.
また、スペース的にも冷却用ファンをおいている場所に
配置できるため装置全体をコンパクトにできる効果があ
る。In addition, in terms of space, it can be placed in the same place as the cooling fan, which has the effect of making the entire device more compact.
第１図はこの発明の一実施例を示す概略斜視構成図、第
２図はこの発明の他の実施例を示す概略斜視構成図、第
３図はさらに他の実施例を示す概略斜視構成図、第４図
は従来の気体レーザ装置を示す概略斜視構成図、第５図
は第４図のＡ−Ａ線での断面図である。
図において、（１）はマグネトロン（マイクロ波発振器
） 、（２）は導波管（マイクロ波伝送路）、（４）は
マイクロ波結合窓、（５）はミラー（８）はレーザヘッ
ド部（マイクロ波回路）、（８〉は冷却用ファン、（９
） 、 （１０）は冷却風の方向を示す矢印である。
なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a schematic perspective configuration diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic perspective configuration diagram showing another embodiment of the invention, and FIG. 3 is a schematic perspective configuration diagram showing yet another embodiment. , FIG. 4 is a schematic perspective view of a conventional gas laser device, and FIG. 5 is a sectional view taken along line A--A in FIG. 4. In the figure, (1) is the magnetron (microwave oscillator), (2) is the waveguide (microwave transmission line), (4) is the microwave coupling window, (5) is the mirror (8) is the laser head section ( Microwave circuit), (8> is a cooling fan, (9
), (10) are arrows indicating the direction of the cooling air. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
励起を行なうためのマイクロ波電界を発生させるマイク
ロ波回路と、このマイクロ波回路にレーザ光軸に沿って
並列配置され、長手方向に長尺のマイクロ波結合窓が設
けられているマイクロ波伝送路と、このマイクロ波伝送
路の長手方向の一端に設けられたマイクロ波発振器とを
備え、前記マイクロ波回路の一部を構成する導電体壁と
、この導電体壁に対向して設けられた誘電体との間に形
成される放電空間に前記レーザ気体が封入されている気
体レーザ装置において、前記マイクロ波回路側から前記
マイクロ波伝送路の方向へ向けて送風を行ない前記マイ
クロ波発振器の冷却を行なう冷却用ファンを設けたこと
を特徴とする気体レーザ装置。A microwave circuit that generates a microwave electric field for laser excitation by discharging a laser gas by microwave discharge, and a microwave circuit that is arranged parallel to this microwave circuit along the laser optical axis and that is elongated in the longitudinal direction. a conductive wall forming a part of the microwave circuit, comprising a microwave transmission path provided with a coupling window and a microwave oscillator provided at one longitudinal end of the microwave transmission path; In a gas laser device in which the laser gas is sealed in a discharge space formed between a dielectric material provided opposite to a conductive wall, the laser gas is directed from the microwave circuit side toward the microwave transmission path. A gas laser device characterized in that a cooling fan is provided for blowing air to cool the microwave oscillator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21147289A JPH0376180A (en) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | Gas laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21147289A JPH0376180A (en) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | Gas laser device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0376180A true JPH0376180A (en) | 1991-04-02 |
Family
ID=16606511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21147289A Pending JPH0376180A (en) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | Gas laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0376180A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103414092A (en) * | 2013-08-09 | 2013-11-27 | 殷可翔 | Reflecting window for carbon dioxide laser |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP21147289A patent/JPH0376180A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103414092A (en) * | 2013-08-09 | 2013-11-27 | 殷可翔 | Reflecting window for carbon dioxide laser |
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