JPS6310597B2 - - Google Patents
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- JPS6310597B2 JPS6310597B2 JP54157832A JP15783279A JPS6310597B2 JP S6310597 B2 JPS6310597 B2 JP S6310597B2 JP 54157832 A JP54157832 A JP 54157832A JP 15783279 A JP15783279 A JP 15783279A JP S6310597 B2 JPS6310597 B2 JP S6310597B2
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- discharge tube
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- tube
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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
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0975—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive excitation
-
- 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
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- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、放電管状の励起部を有するガスレー
ザ装置の改良に関する。
ザ装置の改良に関する。
従来のガスレーザ装置は、第１図に示されるよ
うに、ガラスなどの誘電体より成る放電管１の内
部に、間隔をあけて一対の環状の電極（陽極２、
陰極３）を設け、この一対の電極２，３間に電圧
を印加するための直流高電圧電源４を設けて構成
されている。
うに、ガラスなどの誘電体より成る放電管１の内
部に、間隔をあけて一対の環状の電極（陽極２、
陰極３）を設け、この一対の電極２，３間に電圧
を印加するための直流高電圧電源４を設けて構成
されている。
また、前記放電管１の軸方向における両対向端
にはそれぞれ全反射鏡５および部分反射鏡６が取
り付けられている。そして、この放電管１は、内
部に送風機９および熱交換器１０を備えた送気管
７，８に接続されて循環的に連通されている。
にはそれぞれ全反射鏡５および部分反射鏡６が取
り付けられている。そして、この放電管１は、内
部に送風機９および熱交換器１０を備えた送気管
７，８に接続されて循環的に連通されている。
このような従来のガスレーザ装置の動作をCO2
レーザを例にとつて説明する。放電管１内には、
CO2、N2、Heの混合ガスが圧力数10Torrで充填
されている。この放電管１において一対の環状電
極２，３に直流高電圧電源４より電圧が印加され
ると放電管１内にグロー放電が起り、この結果、
放電によりガス中のCO2分子が励起され、全反射
鏡５と部分反射鏡６で構成される共振器内でレー
ザ発振が起る。レーザ光の一部は矢印１１で示さ
れるように部分反射鏡６より外部にとり出され
る。放電によりガス温度が上昇するとレーザ発振
が不可能になるので、送風機９によりガスを循環
させて熱交換器１０で冷却し、これにより放電管
内のガス温度は所定値以下に保持される。
レーザを例にとつて説明する。放電管１内には、
CO2、N2、Heの混合ガスが圧力数10Torrで充填
されている。この放電管１において一対の環状電
極２，３に直流高電圧電源４より電圧が印加され
ると放電管１内にグロー放電が起り、この結果、
放電によりガス中のCO2分子が励起され、全反射
鏡５と部分反射鏡６で構成される共振器内でレー
ザ発振が起る。レーザ光の一部は矢印１１で示さ
れるように部分反射鏡６より外部にとり出され
る。放電によりガス温度が上昇するとレーザ発振
が不可能になるので、送風機９によりガスを循環
させて熱交換器１０で冷却し、これにより放電管
内のガス温度は所定値以下に保持される。
実際の装置の例では、CO2：N2：Heのモル比
が１：10：1.4の混合ガスが放電管１内に20Torr
前後の圧力で充填され、電極間距離が１ｍでは電
源電圧が数10KVとなり、この場合放電管内のガ
ス温度は200〜300℃である。このため、放電管の
直径を25〜35mmとし且つ循環ガスの流速を100
ｍ／sec位の高流速とすることが必要であつた。
が１：10：1.4の混合ガスが放電管１内に20Torr
前後の圧力で充填され、電極間距離が１ｍでは電
源電圧が数10KVとなり、この場合放電管内のガ
ス温度は200〜300℃である。このため、放電管の
直径を25〜35mmとし且つ循環ガスの流速を100
ｍ／sec位の高流速とすることが必要であつた。
このように従来のガスレーザ装置は、放電管内
のガス温度を所定の値以下にするために循環ガス
流速を大きくしなければならず、そのためガス循
環用の送風機が非常に大きくなり、又電力消費も
非常に大きい、という欠点があつた。
のガス温度を所定の値以下にするために循環ガス
流速を大きくしなければならず、そのためガス循
環用の送風機が非常に大きくなり、又電力消費も
非常に大きい、という欠点があつた。
従つて、本発明の目的は、直流グロー放電を高
周波無声放電に変えることにより放電管構造を変
え、循環ガスの流速を低下させて従来の欠点を除
去しようとするものである。
周波無声放電に変えることにより放電管構造を変
え、循環ガスの流速を低下させて従来の欠点を除
去しようとするものである。
以下、本発明のガスレーザ装置を添付図面に示
された好適な実施例を参照して更に詳細に説明す
る。なお、本発明に係る実施例を示す図面の全体
に亘つて、第１図に示された従来のガスレーザ装
置と同じ部分或いは相当する部分は同一の参照符
号を付して説明する。
された好適な実施例を参照して更に詳細に説明す
る。なお、本発明に係る実施例を示す図面の全体
に亘つて、第１図に示された従来のガスレーザ装
置と同じ部分或いは相当する部分は同一の参照符
号を付して説明する。
第２ａ図および第２ｂ図には、本発明のガスレ
ーザ装置における一実施例が示されている。この
実施例におけるガスレーザ装置では、参照符号１
および５〜１０で示される部分は第１図の従来装
置の同一参照符号部分とその構成を同じにしてい
る。従つて、これらの部分についての説明を省略
し、当該従来装置との相違部分についてのみ説明
する。この実施例におけるガスレーザ装置は、放
電管１内に２つの細い誘電体管１２，１４が放電
管の軸方向に伸長して配置され、それぞれの誘電
体管の両端は屈曲されて放電管の側壁から外部へ
出ている。この各誘電体管１２，１４の内部には
線状電極１３，１５がそれぞれ配置され、一方の
線状電極１３の一端は高周波電源１６に接続さ
れ、又他方の線状電極１５においては前記線状電
極１３の前記一端とは放電管１の軸方向における
反対側に存する端部が高周波電源１６に接続され
ている。この結果、誘電体管１２，１４とその内
部に挿入された線状電極１３，１５とで無声放電
用電極が構成される。
ーザ装置における一実施例が示されている。この
実施例におけるガスレーザ装置では、参照符号１
および５〜１０で示される部分は第１図の従来装
置の同一参照符号部分とその構成を同じにしてい
る。従つて、これらの部分についての説明を省略
し、当該従来装置との相違部分についてのみ説明
する。この実施例におけるガスレーザ装置は、放
電管１内に２つの細い誘電体管１２，１４が放電
管の軸方向に伸長して配置され、それぞれの誘電
体管の両端は屈曲されて放電管の側壁から外部へ
出ている。この各誘電体管１２，１４の内部には
線状電極１３，１５がそれぞれ配置され、一方の
線状電極１３の一端は高周波電源１６に接続さ
れ、又他方の線状電極１５においては前記線状電
極１３の前記一端とは放電管１の軸方向における
反対側に存する端部が高周波電源１６に接続され
ている。この結果、誘電体管１２，１４とその内
部に挿入された線状電極１３，１５とで無声放電
用電極が構成される。
このようなガスレーザ装置によると、線状電極
１３，１５は高周波電源１６により数10〜数
100KHz、数KVの高周波電圧が印加される。する
と、放電管１内の誘電体管１２と１４との間に放
電が起るが、この放電空間は両電極間に誘導体管
が介在したものでいわゆる無声放電と呼ばれる。
この無声放電は、電源周波数の各半サイクル毎に
発生と消滅を繰り返えす交流放電である。この
点、第１図に示された従来のガスレーザ装置にお
ける直流グロー放電とは放電形式が全く異るが、
レーザ発振に必要なCO2分子の励起作用には直流
グロー放電と同様に有効であることが確認されて
いる。
１３，１５は高周波電源１６により数10〜数
100KHz、数KVの高周波電圧が印加される。する
と、放電管１内の誘電体管１２と１４との間に放
電が起るが、この放電空間は両電極間に誘導体管
が介在したものでいわゆる無声放電と呼ばれる。
この無声放電は、電源周波数の各半サイクル毎に
発生と消滅を繰り返えす交流放電である。この
点、第１図に示された従来のガスレーザ装置にお
ける直流グロー放電とは放電形式が全く異るが、
レーザ発振に必要なCO2分子の励起作用には直流
グロー放電と同様に有効であることが確認されて
いる。
現在多く用いられている直流グロー放電と同程
度の放電密度を得るためには電源周波数は100K
Hz近傍が必要であるが、印加電圧は電極間距離が
小さいため数KVと低くてもよい。
度の放電密度を得るためには電源周波数は100K
Hz近傍が必要であるが、印加電圧は電極間距離が
小さいため数KVと低くてもよい。
放電空間は放電管１内の誘電体管１２と１４と
の間に限られているが、混合ガスは放電管１内の
全体を循環して流れており、特に流れの状態を乱
流にしておくと、放電空間内で温度が上昇したガ
スは放電空間外のガスと混合することによつて放
電空間内のガス温度上昇を抑える。このようにガ
スを混合させながら放電空間を両誘導体管の間に
限定できるは無声放電形式の利点であり、直流グ
ロー放電は実現不可能である。
の間に限られているが、混合ガスは放電管１内の
全体を循環して流れており、特に流れの状態を乱
流にしておくと、放電空間内で温度が上昇したガ
スは放電空間外のガスと混合することによつて放
電空間内のガス温度上昇を抑える。このようにガ
スを混合させながら放電空間を両誘導体管の間に
限定できるは無声放電形式の利点であり、直流グ
ロー放電は実現不可能である。
放電管内体積に比べて放電空間体積を数分の１
にすると、従来と同量のガスを循環させ、且つ放
電空間のガス温度上昇を従来と同程度に抑える場
合、ガス流速を数分の１に減少できる。そのため
送風機９の大きさおよび必要電力を大きく低減す
ることができる。
にすると、従来と同量のガスを循環させ、且つ放
電空間のガス温度上昇を従来と同程度に抑える場
合、ガス流速を数分の１に減少できる。そのため
送風機９の大きさおよび必要電力を大きく低減す
ることができる。
第３ａ図および第３ｂ図には本発明の他の実施
例について放電管のみが示されている。当該実施
例によれば、誘電体管１２，１４内に冷却液体を
流して電極１３，１５および誘電体管１２，１４
を冷却し、電極の温度上昇による信頼性の低下を
防止している。また、このようにして冷却する
と、放電空間内のガス温度上昇防止にも効果があ
る。冷却液体としては、脱イオン水、絶縁油、エ
チレングリコールなどの絶縁性液体が用いられ
る。
例について放電管のみが示されている。当該実施
例によれば、誘電体管１２，１４内に冷却液体を
流して電極１３，１５および誘電体管１２，１４
を冷却し、電極の温度上昇による信頼性の低下を
防止している。また、このようにして冷却する
と、放電空間内のガス温度上昇防止にも効果があ
る。冷却液体としては、脱イオン水、絶縁油、エ
チレングリコールなどの絶縁性液体が用いられ
る。
第４ａ図および第４ｂ図には、本発明の更に別
の実施例が示されている。この実施例において
は、誘導体管１２，１４内に配置される電極１
７，１８が金属管の外表面に誘導体をライニング
したもので構成されている。誘電体管１２，１４
内に冷却液体を流すことは、第３図に示された実
施例の場合と同様である。電圧はこの電極を構成
する金属管に印加される。このような電極構造で
は万一誘電体が絶縁破壊を起しても冷却液体が放
電管１内に漏れる恐れがない。
の実施例が示されている。この実施例において
は、誘導体管１２，１４内に配置される電極１
７，１８が金属管の外表面に誘導体をライニング
したもので構成されている。誘電体管１２，１４
内に冷却液体を流すことは、第３図に示された実
施例の場合と同様である。電圧はこの電極を構成
する金属管に印加される。このような電極構造で
は万一誘電体が絶縁破壊を起しても冷却液体が放
電管１内に漏れる恐れがない。
更に第５ａ図および第５ｂ図には、本発明の更
に他の実施例が示されている。この実施例におい
て、参照符号１および１２〜１５で示される構成
は第２ａ図および第３ａ図に示された同一符号部
分の構成と同じである。この実施例では特に放電
管１の外表面にその径方向に対向して背後電極１
９，２０が密着して設けられている。背後電極１
９は線状電極１３と同電位に、また背後電極２０
は線状電極１５と同電位に荷電されている。
に他の実施例が示されている。この実施例におい
て、参照符号１および１２〜１５で示される構成
は第２ａ図および第３ａ図に示された同一符号部
分の構成と同じである。この実施例では特に放電
管１の外表面にその径方向に対向して背後電極１
９，２０が密着して設けられている。背後電極１
９は線状電極１３と同電位に、また背後電極２０
は線状電極１５と同電位に荷電されている。
この背後電極１９，２０が無い場合には、放電
は大部分が誘電体管１２，１３の対向間で起る
が、しかし一部は誘導体管の後方にも延びる。ま
た、放電管の外部に接地電位の物体が近づいてく
ると、その方向に電界が強くなり、放電がその方
向に傾く。
は大部分が誘電体管１２，１３の対向間で起る
が、しかし一部は誘導体管の後方にも延びる。ま
た、放電管の外部に接地電位の物体が近づいてく
ると、その方向に電界が強くなり、放電がその方
向に傾く。
これに対し前述の実施例に示される如く、放電
管１における誘導体管の背後に位置する外表面に
背後電極１９，２０を設けると、誘電体管１２と
１４との間に電界が集中して放電が両誘電体管の
間に限定され、放電がレーザ発振に有効に利用さ
れる。この背後電極は放電管外表面にアルミを溶
射することにより容易に形成することができる。
管１における誘導体管の背後に位置する外表面に
背後電極１９，２０を設けると、誘電体管１２と
１４との間に電界が集中して放電が両誘電体管の
間に限定され、放電がレーザ発振に有効に利用さ
れる。この背後電極は放電管外表面にアルミを溶
射することにより容易に形成することができる。
第４図に示された実施例の場合にも、背後電極
を設けることによつて第５図に示された実施例の
場合と同様の効果が得られる。
を設けることによつて第５図に示された実施例の
場合と同様の効果が得られる。
以上、CO2レーザについて説明したが、他のガ
スレーザに対しても用いられることは当然であ
り、更に数eVの電子を反応に用いるガス反応器
にもレーザ励起と同様にこの装置が適用できる。
スレーザに対しても用いられることは当然であ
り、更に数eVの電子を反応に用いるガス反応器
にもレーザ励起と同様にこの装置が適用できる。
本発明は、放電管内の一部に放電空間を限定
し、放電空間内のガスと放電空間外のガスを混合
することによつて放電空間内のガス温度上昇を抑
え、放電管内の循環ガス流速を低減させ、送風機
の大きさおよび必要電力を低減することができ
る。
し、放電空間内のガスと放電空間外のガスを混合
することによつて放電空間内のガス温度上昇を抑
え、放電管内の循環ガス流速を低減させ、送風機
の大きさおよび必要電力を低減することができ
る。
更に、無声放電を用いることによつて印加電圧
が低減できるので電極と他の接地部との間の絶縁
用距離を小さくして装置の小形化を図ることがで
きる。
が低減できるので電極と他の接地部との間の絶縁
用距離を小さくして装置の小形化を図ることがで
きる。
第１図は従来のガスレーザ装置を概略的に示す
断面図、第２ａ図はガスレーザ装置の一実施例を
示す第１図と同様な断面図、第２ｂ図は第２ａ図
における２ｂ−２ｂ線に沿つて得た放電管の断面
図、第３ａ図、第４ａ図、第５ａ図はそれぞれ本
発明の他の実施例における放電管部分を示す断片
的な断面図、第３ｂ図、第４ｂ図、第５ｂ図はそ
れぞれ第３ａ図、第４ａ図、第５ａ図における３
ｂ−３ｂ線、４ｂ−４ｂ線、５ｂ−５ｂ線に沿つ
て得た放電管の断面図である。 １……放電管、１２，１４……誘導体管、１
３，１５……線状電極、１６……高周波電源、１
７，１８……誘電体被覆金属管電極、１９，２０
……背後電極。なお、図中同一参照符号は同一部
分又は相当部分を示す。
断面図、第２ａ図はガスレーザ装置の一実施例を
示す第１図と同様な断面図、第２ｂ図は第２ａ図
における２ｂ−２ｂ線に沿つて得た放電管の断面
図、第３ａ図、第４ａ図、第５ａ図はそれぞれ本
発明の他の実施例における放電管部分を示す断片
的な断面図、第３ｂ図、第４ｂ図、第５ｂ図はそ
れぞれ第３ａ図、第４ａ図、第５ａ図における３
ｂ−３ｂ線、４ｂ−４ｂ線、５ｂ−５ｂ線に沿つ
て得た放電管の断面図である。 １……放電管、１２，１４……誘導体管、１
３，１５……線状電極、１６……高周波電源、１
７，１８……誘電体被覆金属管電極、１９，２０
……背後電極。なお、図中同一参照符号は同一部
分又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 管状の放電管１を用い且つ該放電管の軸方向
に光軸を置くと共にガスの流れ方向としたガスレ
ーザ装置において、前記放電管の径方向に対向し
て設けられた一対の無声放電極であつて各々が前
記放電管の軸方向に伸長する誘電体管および該誘
電体管に設けられ交流電圧を印加される電極装置
を備える一対の無声放電極と、内部に送風機およ
び熱交換器を備え前記放電管に循環的に連通され
た送気管とを含むガスレーザ装置。 ２ 前記電極装置が前記誘電体管１２，１４内に
配置された線状電極１３，１５よりなることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載のガスレー
ザ装置。 ３ 前記電極装置が外表面を誘電体で被つてなる
金属管１７，１８よりなることを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載のガスレーザ装置。 ４ 前記放電管外表面に一対の背後電極１９，２
０を設け、その電位を前記無声放電極と同電位と
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載のガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15783279A JPS5680190A (en) | 1979-12-05 | 1979-12-05 | Gas laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15783279A JPS5680190A (en) | 1979-12-05 | 1979-12-05 | Gas laser device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5680190A JPS5680190A (en) | 1981-07-01 |
| JPS6310597B2 true JPS6310597B2 (ja) | 1988-03-08 |
Family
ID=15658297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15783279A Granted JPS5680190A (en) | 1979-12-05 | 1979-12-05 | Gas laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5680190A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0227797A (ja) * | 1988-07-15 | 1990-01-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | シールドケース |
| JPH0339896U (ja) * | 1989-08-30 | 1991-04-17 | ||
| JPH067298U (ja) * | 1992-06-26 | 1994-01-28 | 株式会社トプコン | 金属ケースの接合構造 |
| JPH0710999U (ja) * | 1993-07-15 | 1995-02-14 | 株式会社アドバンテスト | プリント基板用シールドカバー |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5848485A (ja) * | 1981-09-16 | 1983-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | パルスレ−ザ発振器 |
| JPS5846687A (ja) * | 1981-09-16 | 1983-03-18 | Mitsubishi Electric Corp | ガス循環型レ−ザ |
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|---|---|
| JPS5680190A (en) | 1981-07-01 |
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