JP2011044525A - レーザ装置及びレーザ発生方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 レーザガスの圧力を高くすることにより、レーザ出力を高めることができるが、レーザガスの圧力を高くすると、放電開始電圧が上昇するため、出力電圧の高い電源を用いなければならない。
【解決手段】 誘電体からなるレーザ容器が、レーザガスを収容する放電空間を画定する。レーザ容器の放電空間に面する表面に沿って沿面放電を生じさせる電極が配置されている。
【選択図】 図1
【解決手段】 誘電体からなるレーザ容器が、レーザガスを収容する放電空間を画定する。レーザ容器の放電空間に面する表面に沿って沿面放電を生じさせる電極が配置されている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、放電を生じさせてレーザ媒質を励起させるレーザ装置及びレーザ発生方法に関する。
誘電体を介して放電を生じさせる所謂無声放電を利用してレーザ媒質を励起させるレーザ装置が知られている(特許文献1)。その他に、グロー放電、パルス放電等を利用してレーザ媒質を励起させるレーザ装置が実用化されている。
出力の高いレーザ装置の開発が望まれている。レーザガスの圧力を高くすることにより、レーザ出力を高めることができる。ところが、レーザガスの圧力を高くすると、放電開始電圧が上昇するため、出力電圧の高い電源を用いなければならない。
本発明の一観点によると、
レーザガスを収容する放電空間を画定する誘電体からなるレーザ容器と、
前記レーザ容器の前記放電空間に面する表面に沿って沿面放電を生じさせる電極と
を有するレーザ装置が提供される。
レーザガスを収容する放電空間を画定する誘電体からなるレーザ容器と、
前記レーザ容器の前記放電空間に面する表面に沿って沿面放電を生じさせる電極と
を有するレーザ装置が提供される。
本発明の他の観点によると、
レーザ媒質が満たされた放電空間に面する誘電体の表面に沿って沿面放電を生じさせることにより、レーザ媒質を励起して、レーザ発振を生じさせるレーザ発生方法が提供される。
レーザ媒質が満たされた放電空間に面する誘電体の表面に沿って沿面放電を生じさせることにより、レーザ媒質を励起して、レーザ発振を生じさせるレーザ発生方法が提供される。
沿面放電を利用することにより、放電開始電圧を低くすることができる。
図1Aに、実施例1によるレーザ装置の概略断面図を示す。一対の円筒状のレーザ容器10A、10Bが、連結ダクト14で連結されている。レーザ容器10Aの中心軸は、レーザ容器10Bの中心軸に一致する。レーザ容器10A及び10Bが、その内側に放電空間を画定する。放電空間内に、レーザガス、例えば炭酸ガスが充填される。レーザ容器10A内の放電空間と、レーザ容器10B内の放電空間とは、連結ダクト14内の空間を介して相互に繋がっている。
ダクド12が、レーザ容器10Aの、連結ダクト14に接続されていない方の端部、連結ダクト14内の空間、及びレーザ容器10Bの、連結ダクト14に接続されていない方の端部を相互に接続している。レーザ容器10A内の放電空間、ダクト12内の流路、及び連結ダクト14内の空間により、レーザガスの循環路が形成される。同様に、レーザ容器10B内の放電空間、ダクト12内の流路、及び連結ダクト14内の空間により、レーザガスの循環路が形成される。ダクト12の、連結ダクト14に接続されている部分は、この2つの循環路で共有される。この共有される流路内に、ブロワ13が配置されている。ブロワ13は、2つの循環路の各々に、レーザガスの流れを発生させる。
レーザ容器10A及び10Bの中心軸の延長線上に、レーザ容器10A及び10Bを挟んで対向するように、一対の光共振器ミラー11A及び11Bが配置されている。光共振器ミラー11A、11Bの一方には、部分反射ミラーが用いられる。光共振器ミラー11A及び11Bにより、レーザ容器10A、10Bの軸方向を光路方向とする光共振器が得られる。
図1Bに、図1Aの一点鎖線1B−1Bにおける断面図を示す。円筒状のレーザ容器10Aの内側に、放電空間が画定されている。レーザ容器10Aは、誘電体材料、例えばアルミナで形成されている。レーザ容器10Aの壁の内部に、第1の電極21が埋め込まれている。第1の電極21は、レーザ容器10Aの中心軸に平行な方向に延在する複数の棒状の導電部材を含む。この複数の導電部材は、中心軸に垂直な断面内において、円周に沿って等間隔に配置され、相互に電気的に接続されている。第1の電極21は、例えば銅で形成される。レーザ容器10Aの外側の表面上に、第2の電極20が配置されている。第2の電極20は、円周方向に関して全域を覆う。第2の電極20には、例えば銅が用いられる。
もう一方のレーザ容器10Bにも、レーザ容器10Aと同様に、第1の電極及び第2の電極が配置されている。
高周波電源22が、第1の電極21と第2の電極20との間に、放電発生用の高周波電圧を印加する。第2の電極20は接地される。第1の電極21と第2の電極20との間に高周波電圧が印加されると、レーザ容器10A及び10Bの、放電空間に面する表面に沿って沿面放電が発生する。沿面放電によってレーザガスが励起され、レーザ発振が生ずる。
沿面放電の放電開始電圧は、誘電体の表面とは無関係に、三次元空間内に生じる放電の放電開始電圧よりも低い。従って、レーザガスの圧力を高くしても、放電開始電圧の上昇が抑制される。レーザガスの圧力を高くすることにより、レーザ出力を高めることができる。また、放電開始電圧が低いため、高周波電源22として、安価で小型のものを利用することができる。
第1の電極21と第2の電極20とを結ぶ最短の経路が、放電空間を通過する場合には、この空間内に、沿面放電とは異なる放電が生じる。実施例1では、第1の電極21と第2の電極20とを結ぶ最短の経路が、レーザ容器10Aの誘電体のみを通過し、放電空間を通過しない。このため、沿面放電が優先的に発生する。
また、実施例1では、第1の電極21がレーザ容器10Aの壁内に埋め込まれているため、第1の電極21の劣化を抑制することができる。
図2に、実施例2によるレーザ装置のレーザ容器の断面図を示す。以下、図1Bに示した実施例1によるレーザ装置との相違点に着目して説明する。
実施例1では、第1の電極21がレーザ容器10Aの壁内に埋め込まれていたが、実施例2では、第1の電極21が、レーザ容器10Aの、放電空間に面する表面上に敷設されている。第1の電極21は、レーザ容器10Aの中心軸に平行な方向に延在する複数の棒状の導電部材を含む。第1の電極21には、例えばステンレス鋼が用いられる。その他の構成は、図1Bに示した実施例1によるレーザ装置の構成と同一である。
実施例2の場合でも、レーザ容器10Aの、放電空間に面する表面に沿って沿面放電が発生する。なお、実施例2の構成では、第1の電極21が放電に晒されるため、第1の電極21は、銅よりもステンレス鋼で形成することが好ましい。
図2に示した例では、第1の電極21の棒状の導電部材の断面形状を、角に丸みをつけた長方形にしたが、その他の形状にしてもよい。例えば、円形、半円形、長方形等にしてもよい。
上記実施例1及び2では、レーザ容器10A、10Bの断面が円形であったが、他の形状にしてもよい。
図3A及び図3Bに示した変形例では、レーザ容器10Aの断面形状が、レーストラック型にされている。第1の電極21及び第2の電極20は、それぞれレーストラックの一方の直線部分の内側及び外側に敷設されている。図3Aに示した例では、第1の電極21がレーザ容器10Aの内側の表面上に敷設されている。図3Bに示した例では、第1の電極21が、レーザ容器10Aの壁内に埋め込まれている。
第1の電極21及び第2の電極20が配置された直線部分に相当するレーザ容器10Aの内面に沿って、沿面放電が発生する。このように、円形以外の断面を持つレーザ容器を用いても、沿面放電を発生させることができる。
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
10A、10B レーザ容器
11A、11B 光共振器ミラー
12 ダクト
13 ブロワ
14 連結ダクト
20 第2の電極
21 第1の電極
22 高周波電源
11A、11B 光共振器ミラー
12 ダクト
13 ブロワ
14 連結ダクト
20 第2の電極
21 第1の電極
22 高周波電源
Claims (4)
- レーザガスを収容する放電空間を画定する誘電体からなるレーザ容器と、
前記レーザ容器の前記放電空間に面する表面に沿って沿面放電を生じさせる電極と
を有するレーザ装置。 - 前記電極は、
前記レーザ容器の壁の内部に埋め込まれた第1の電極と、
前記レーザ容器の、前記放電空間に面する表面とは反対側の表面上に配置された第2の電極と
を含む請求項1に記載のレーザ装置。 - 前記電極は、
前記レーザ容器の、前記放電空間に面する表面上に配置された第1の電極と、
前記レーザ容器の、前記第1の電極が配置された表面とは反対側の表面上に配置された第2の電極と
を含む請求項1に記載のレーザ装置。 - レーザ媒質が満たされた放電空間に面する誘電体の表面に沿って沿面放電を生じさせることにより、レーザ媒質を励起して、レーザ発振を生じさせるレーザ発生方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009190727A JP2011044525A (ja) | 2009-08-20 | 2009-08-20 | レーザ装置及びレーザ発生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009190727A JP2011044525A (ja) | 2009-08-20 | 2009-08-20 | レーザ装置及びレーザ発生方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2011044525A true JP2011044525A (ja) | 2011-03-03 |
Family
ID=43831743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009190727A Withdrawn JP2011044525A (ja) | 2009-08-20 | 2009-08-20 | レーザ装置及びレーザ発生方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2011044525A (ja) |
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2009
- 2009-08-20 JP JP2009190727A patent/JP2011044525A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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