JPH05251803A - レーザ発振装置 - Google Patents

レーザ発振装置

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JPH05251803A
JPH05251803A JP4729092A JP4729092A JPH05251803A JP H05251803 A JPH05251803 A JP H05251803A JP 4729092 A JP4729092 A JP 4729092A JP 4729092 A JP4729092 A JP 4729092A JP H05251803 A JPH05251803 A JP H05251803A
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JP
Japan
Prior art keywords
laser
discharge tubes
medium gas
laser medium
discharge
Prior art date
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Pending
Application number
JP4729092A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Shimazutsu
博章 島筒
Minoru Danno
実 団野
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP4729092A priority Critical patent/JPH05251803A/ja
Publication of JPH05251803A publication Critical patent/JPH05251803A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高いレーザ発振効率を保ち、高出力のレーザ光
の発生を維持しながら、装置をコンパクト化する。 【構成】マイクロ波発生器9と、このマイクロ波発生器
9にマイクロ波分配器12を介してそれぞれ接続された
複数、例えば2個の空胴共振器1A,1Bと、これら空
胴共振器1A,1Bを貫通してそれぞれ配設された複
数、例えば2個の放電管2A,2Bと、これら放電管2
A,2B列の最後端部、最前端部及び上記放電管の縦続
部に設けた反射鏡14,15によって構成される、レー
ザ光を上記放電管列内で共振させる光共振器と、上記放
電管2A,2Bそれぞれにレーザ媒質ガス6を循環供給
する送風機8と、上記放電管2A,2Bのレーザ媒質ガ
ス6の流出端部にそれぞれ配設される冷却用熱交換器7
A,7Bとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波領域の電磁
波によって励起される放電を利用したレーザ発振装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来から実施されているマイクロ波領域
の電磁波によって励起される放電を利用したレーザ発振
装置の基本構成を図4によって説明する。
【0003】図4において1は空胴共振器、2はこの空
胴共振器1を貫通してその内部に収容されたガラス管等
の誘電体によって作られた放電管であり、放電管2の両
端部には互いに対向して全反射鏡3と部分透過鏡4とが
配設されて光共振器を構成している。
【0004】放電管2とこの放電管2の両端部を連通さ
せる連通管5内には、レーザ媒質ガス6が封入されてお
り、このレーザ媒質ガス6は連通管5に配設された熱交
換器7によって冷却され、さらに送風機8によって例え
ば矢印方向に循環される。
【0005】9はマイクロ波発生器であり、このマイク
ロ波発生器9から出力されたマイクロ波は導波管(マイ
クロ波伝送路)10によって上記空胴共振器1に導入さ
れる。なお、導波管10はマイクロ波発生器9から出力
されるマイクロ波の伝送に適した仕様となっており、空
胴共振器1はマイクロ波の周波数に共振するように構成
されている。
【0006】すなわち、図4のレーザ発振装置は、マイ
クロ波発生器9から出力されるマイクロ波電力が空胴共
振器1内で共振することによってその電界強度が高めら
れ、放電管2内において放電が発生する。この放電によ
ってレーザ媒質ガス6が励起され、全反射鏡3と部分透
過鏡4との間に光共振現象が発生し、レーザ媒質ガス6
の仕様によって決定されるレーザ光11が出力される。
【0007】この図4に示したレーザ発振装置におい
て、レーザ光11の高出力化を達成するためには、空胴
共振器1に入力するマイクロ波電力を大きくするか、あ
るいは空胴共振器1及び放電管2を長尺化してレーザ発
振に利用できるレーザ媒質ガス6の量を増加する必要が
ある。しかしながらこの点に関しては、 (1) 空胴共振器1に入力するマイクロ波電力を大き
くしすぎると、レーザ媒質ガス6の温度が上昇し、例え
ばCO2 レーザ発振装置において発振効率が低下して、
レーザ光出力をかえって減少させてしまうことになる。
【0008】(2) 空胴共振器1を長くしすぎると、
放電管2内での放電発生の不安定化、マイクロ波で加熱
される領域が長くなることによるレーザ媒質ガス6の温
度上昇等の問題が発生し、発振効率が低下して前(1)
項と同様にレーザ光出力をかえって減少させてしまうこ
とになる。
【0009】これらの問題点を解決し、高いレーザ発振
効率を保った状態で高出力のレーザ光を得るレーザ発振
装置として、図5に示すような構成のものが考えられて
いる。以下、この図5のレーザ発振装置の概要について
述べる。なお、上記図4と同一部分には同一符号を付し
てその説明は省略する。
【0010】同図において、空胴共振器1A,1Bが同
軸的に配置され、これら空胴共振器1A,1Bを同軸的
に貫通してそれぞれ放電管2A,2Bが配設される。放
電管2A,2Bは同軸に縦続配置される。また、放電管
2Aと2Bの間に熱交換器7Aが設けられ、この熱交換
器7Aのガス出口aは送風機8を経て放電管2A,2B
の最後端部bと最前端部cにガス流路13で接続され
る。
【0011】しかして、放電管2A,2Bの最後端に部
分透過鏡4が配置され、これらが光共振器とされる。ま
た、各空胴共振器1A,1Bには、マイクロ波発生器9
の出力がマイクロ波分配器12を介して導波管10,1
0A,10Bで接続される。
【0012】このような構成において、マイクロ波発生
器9で発生されたマイクロ波はマイクロ波分配器12で
分配され、各空胴共振器1A,1Bに供給される。空胴
共振器1A,1Bが入力されたマイクロ波を共振増幅す
ると、その電界により放電管2A,2B内で光共振現象
が発生し、レーザ光11が部分透過鏡4から出力され
る。
【0013】上記過程でレーザ媒質ガス6は加熱される
が、送風機8で循環されると共に、熱交換器7Aで冷却
される。すなわち、放電管2A,2B中を通ってきたレ
ーザ媒質ガス6は図中に破線で示した経路に沿って流
れ、熱交換器7Aで熱交換し、冷却される。熱交換器7
Aは放電管2A,2Bのガス流出端部にあるため、レー
ザ媒質ガス6は放電管出口部でただちに熱交換器7Aに
導入されることとなり、効率的荷レーザ媒質ガス6が冷
却される。さらに、高温のレーザ媒質ガス6が流れる流
路長が極小化されるので、レーザ発振装置全体の熱変形
の極小化にとっても有利となる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記図5
に示したレーザ発振装置にあっては、複数個の放電管を
直列的に縦続結合しているために発振装置全体が長尺と
なり、これに伴なってレーザ媒質ガス6の供給、循環の
ためのガス流路13及びマイクロ波電力の供給のための
導波管10A,10Bを長尺とする必要があり、発振装
置全体をコンパクト化することが困難となるという問題
があった。
【0015】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、高いレーザ発振効
率を保ち、高出力のレーザ光の発生を維持しながら、装
置のコンパクト化をも実現可能としたレーザ発振装置を
提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段及び作用】すなわち本発明
は、マイクロ波発生器と、このマイクロ波発生器にマイ
クロ波分配器を介してそれぞれ接続された複数の空胴共
振器と、これら空胴共振器を貫通してそれぞれ配設され
た複数の放電管と、これら放電管列の最後端部、最前端
部及び上記放電管の縦続部に設けた反射鏡によって構成
される、レーザ光を上記放電管列内で共振させる光共振
器と、上記放電管それぞれにレーザ媒質ガスを循環供給
する送風機と、上記放電管のレーザ媒質ガス流出端部に
それぞれ配設される冷却用熱交換器とを備えるようにし
たもので、放電管の縦続部に反射鏡を設けてレーザ光の
方向を変更することにより複数の放電管を同軸上に順次
縦続配置する必要がなくなり、ガス流路及び導波管の長
尺化を回避して、高いレーザ発振効率を保ち、高出力の
レーザ光の発生を維持しながら、装置のコンパクト化を
も可能とすることができる。
【0017】また、本発明によれば、前項の上記冷却用
熱交換器を上記放電管のレーザ媒質ガス流入端部にもそ
れぞれ配設するようにしたもので、レーザ媒質ガスの温
度上昇をより効率的に抑えることで、同じく装置のコン
パクト化を可能としながら、より高出力のレーザ光の発
生を可能とすることができる。
【0018】
【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。
【0019】図1はその概要構成を示すもので、上記図
4、図5と同一部分には同一符号を付してその説明は省
略する。
【0020】しかして、空胴共振器1A,1Bを並列配
置とし、熱交換器7C,7Dをそれぞれ放電管2A,2
Bのガス流出端に設置するものとする。また、反射鏡1
4,15をそれぞれ放電管2A,2Bの接続部に配設
し、部分透過鏡4、反射鏡14、反射鏡15及び全反射
鏡3の経路で光共振回路を構成する。なお、上記熱交換
器7C,7Dがレーザ光の光路を遮ることのないように
構成されることは言うまでもない。
【0021】上記のような構成にあって、マイクロ波発
生器9で発生されたマイクロ波は、マイクロ波分配器1
2で分配され、空胴共振器1A,1Bのそれぞれに供給
される。空胴共振器1A,1Bがこの入力されたマイク
ロ波を共振増幅すると、その電界強度が高められ、放電
管2A,2B内において放電が発生する。この放電によ
ってレーザ媒質ガス6が励起され、上記した部分透過鏡
4、反射鏡14、反射鏡15及び全反射鏡3の経路で構
成される光共振回路により放電管2A,2B内で光共振
現象が発生して、レーザ光11が部分透過鏡4から出力
される。
【0022】このような過程において、レーザ媒質ガス
6は加熱される一方、送風機8で循環されることで熱交
換器7C,7Dによって冷却される。すなわち、放電管
2A,2B内を通ってきたレーザ媒質ガス6は図中に矢
印で示す経路に沿って流れ、熱交換器7C,7Dで熱交
換し冷却される。
【0023】しかして熱交換器7C,7Dが放電管2
A,2Bのガス流出端部に配置されているため、加熱さ
れたレーザ媒質ガス6は放電管2A,2Bの出口部でた
だちに熱交換器7C,7Dに導入されることになり、効
率的に冷却されることとなる。また、放電管2A,2B
のガス流入口及び流出口が隣接して配置されているた
め、レーザ媒質ガス6の循環用のガス流路、主として放
電管2A,2Bへのガス供給側の短尺化が可能となり、
装置全体をコンパクト化することができる。さらに、空
胴共振器1A,1Bが隣接して配置されているために導
波管10A,10Bの短尺化も可能となる。
【0024】なお、上記の如き構成とすることで、レー
ザ媒質ガス6の循環方向を矢印で示すようにその流路か
ら全反射鏡3、部分透過鏡4の位置を外すことで、レー
ザ媒質ガス6の熱の影響により全反射鏡3、部分透過鏡
4が変形、損傷することを防止することができる。
【0025】次に本発明の他の構成例を図2及び図3に
より説明する。
【0026】まず、図2においては空胴共振器1Aと1
Bが特定の角度αをもって配置されており、それぞれの
ガス流路の延長線上の交点位置に反射鏡16が配置され
る。すなわち、部分透過鏡4、反射鏡16及び全反射鏡
3を経路とするようにして光共振回路が構成されるもの
で、上記図1の構成に比して反射鏡の部品点数を縮小す
ることができる。
【0027】上記のような構成とすることで、図1に示
した場合と同様に、レーザ媒質ガス6の冷却を効率的に
行なうことができるだけでなく、レーザ媒質ガス6の循
環用のガス流路、主として放電管2A,2Bへのガス供
給側の短尺化が可能となり、さらには導波管10A,1
0Bの短尺化も可能となるので、装置全体をコンパクト
化することができる。さらに、レーザ媒質ガス6の熱の
影響により全反射鏡3、部分透過鏡4が変形、損傷する
ことを防止することもできる。
【0028】また、図3は上記図1で示した構成に加え
て、放電管2A,2Bのレーザ媒質ガス6の入口部近傍
にも冷却用の熱交換器7E,7Fを配置したものであ
る。これら熱交換器7E,7Fによってレーザ媒質ガス
6は冷却後に放電管2A,2Bに供給され、放電管2
A,2Bを通過した後も熱交換器7C,7Dによって冷
却されることとなるので、レーザ媒質ガス6の温度上昇
がより効率的に抑えられ、より高出力のレーザを発生さ
せることができる。
【0029】
【発明の効果】以上詳記した如く本発明によれば、マイ
クロ波発生器と、このマイクロ波発生器にマイクロ波分
配器を介してそれぞれ接続された複数の空胴共振器と、
これら空胴共振器を貫通してそれぞれ配設された複数の
放電管と、これら放電管列の最後端部、最前端部及び上
記放電管の縦続部に設けた反射鏡によって構成される、
レーザ光を上記放電管列内で共振させる光共振器と、上
記放電管それぞれにレーザ媒質ガスを循環供給する送風
機と、上記放電管のレーザ媒質ガス流出端部にそれぞれ
配設される冷却用熱交換器とを備えるようにしたので、
放電管の縦続部に反射鏡を設けてレーザ光の方向を変更
することにより複数の放電管を同軸上に順次縦続配置す
る必要がなくなり、ガス流路及び導波管の長尺化を回避
して、高いレーザ発振効率を保ち、高出力のレーザ光の
発生を維持しながら、装置のコンパクト化をも可能とす
ることができる。
【0030】また、本発明によれば、前項の上記冷却用
熱交換器を上記放電管のレーザ媒質ガス流入端部にもそ
れぞれ配設するようにしたので、レーザ媒質ガスの温度
上昇をより効率的に抑えることで、同じく装置のコンパ
クト化を可能としながら、より高出力のレーザ光の発生
を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る概略構成を示す図。
【図2】本発明の一実施例に係る他の構成例を示す図。
【図3】本発明の一実施例に係る他の構成例を示す図。
【図4】従来のレーザ発振装置の概略構成を示す図。
【図5】従来のレーザ発振装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
1,1A,1B…空胴共振器、2,2A,2B…放電
管、3…全反射鏡、4…部分透過鏡、5…連通管、6…
レーザ媒質ガス、7,7A,7C,7D…熱交換器、8
…送風機、9…マイクロ波発生器、10,10A,10
B…導波管、11…レーザ光、12…マイクロ波分配
器、13…ガス流路、14〜16……反射鏡。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 8934−4M H01S 3/08 Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロ波発生器と、 このマイクロ波発生器にマイクロ波分配器を介してそれ
    ぞれ接続された複数の空胴共振器と、 これら空胴共振器を貫通してそれぞれ配設された複数の
    放電管と、 これら放電管列の最後端部、最前端部及び上記放電管の
    縦続部に設けた反射鏡によって構成される、レーザ光を
    上記放電管列内で共振させる光共振器と、 上記放電管それぞれにレーザ媒質ガスを循環供給する送
    風機と、 上記放電管のレーザ媒質ガス流出端部にそれぞれ配設さ
    れる冷却用熱交換器とを具備したことを特徴とするレー
    ザ発振装置。
  2. 【請求項2】 上記冷却用熱交換器は上記放電管のレー
    ザ媒質ガス流入端部にもそれぞれ配設されることを特徴
    とした請求項1記載のレーザ発振装置。
JP4729092A 1992-03-04 1992-03-04 レーザ発振装置 Pending JPH05251803A (ja)

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JP4729092A JPH05251803A (ja) 1992-03-04 1992-03-04 レーザ発振装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19625603A1 (de) * 1995-06-27 1997-01-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gaslaser-Oszillationsvorrichtung zur Abgabe eines Laserstrahls aufgrund der Anregung von Gas mittels Mikrowellen
JP2009226950A (ja) * 2008-03-13 2009-10-08 Krones Ag 容器を加熱するための装置

Cited By (3)

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DE19625603A1 (de) * 1995-06-27 1997-01-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gaslaser-Oszillationsvorrichtung zur Abgabe eines Laserstrahls aufgrund der Anregung von Gas mittels Mikrowellen
DE19625603C2 (de) * 1995-06-27 2001-10-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gaslaser zur Abgabe eines Laserstrahls aufgrund der Anregung von Gas mittels Mikrowellen
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Effective date: 19991019