JP2543896B2 - Control device for copper vapor laser device - Google Patents
Control device for copper vapor laser deviceInfo
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/134—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation in gas lasers
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は銅蒸気レーザの発色光出力を制御する銅蒸気
レーザ装置の制御装置に係り、特に緑色光出力を最大に
制御する銅蒸気レーザ装置の制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Industrial field of use) The present invention relates to a controller for a copper vapor laser device that controls the colored light output of a copper vapor laser, and in particular controls the green light output to the maximum. The present invention relates to a controller for a copper vapor laser device.
（従来の技術） 一般に銅蒸気レーザ装置はレーザ装置の本体内にセラ
ミック製のレーザ管が内挿され、本体の両端部には対向
して全反射ミラーと出力ミラーが配置されている。レー
ザ装置の本体に電圧数kV乃至10数kV,繰返し周波数数kHz
乃至10数kHzのパルス高電圧を印加すると、レーザ管内
に配置されている銅粒子が放電プラズマと接触し、レー
ザ管は非常な高温状態に加熱されて銅粒子が蒸発し、レ
ーザ媒質となる銅蒸気が生成される。銅蒸気はレーザ管
内に1014乃至1016n/cm3（ｎは原子数）の密度で一様に
分布し、放電パラズマ中の自由電子により励起されるこ
とによって、銅金属特有の波長の光を発光する。この光
が上述した全反射ミラーと出力ミラーによって構成され
る光共振器の間を往復する間に増幅され、出力ミラーを
通じてレーザ光となって出力される。(Prior Art) Generally, in a copper vapor laser device, a ceramic laser tube is inserted in a main body of the laser device, and a total reflection mirror and an output mirror are arranged opposite to each other at both ends of the main body. Voltage of several kV to several tens of kV in the main body of the laser device, repetition frequency of several kHz
When a pulsed high voltage of 10 to several tens of kHz is applied, the copper particles placed inside the laser tube come into contact with the discharge plasma, the laser tube is heated to a very high temperature and the copper particles evaporate, and the copper that becomes the laser medium Steam is produced. Copper vapor is evenly distributed in the laser tube at a density of 10 14 to 10 16 n / cm 3 (n is the number of atoms), and is excited by free electrons in the discharge plasma. Emits light. This light is amplified while traveling back and forth between the optical resonator formed by the total reflection mirror and the output mirror described above, and is output as laser light through the output mirror.
（発明が解決しようとする問題点） 上述した銅蒸気レーザ装置ではレーザ管が放電エネル
ギーによって昇温するが、レーザ管の温度の高低によっ
て銅蒸気レーザの発光色である緑色光（波長511nm）お
よび黄色光（波長578nm）の各出力が増減し、これによ
ってたとえば色素レーザを効率よく光励起するとき、必
要な緑色光を最高出力に保つことが困難な場合があっ
た。(Problems to be Solved by the Invention) In the above-described copper vapor laser device, the laser tube is heated by the discharge energy, but due to the temperature of the laser tube, green light (wavelength 511 nm), which is the emission color of the copper vapor laser, and Each output of yellow light (wavelength: 578 nm) increases or decreases, which may make it difficult to keep the required green light at the maximum output when efficiently exciting a dye laser, for example.
本発明の目的は、銅蒸気レーザの緑色光を効率よく発
生することができる銅蒸気レーザ装置の制御装置を提供
することにある。It is an object of the present invention to provide a controller for a copper vapor laser device that can efficiently generate green light of a copper vapor laser.
（問題点を解決するための手段） 本発明においては、銅粒子を内蔵して放電させるレー
ザ管が内挿された本体と、この本体にパルス高電圧を印
加する可変出力の電源装置とを有する銅蒸気レーザ装置
の制御装置に、本体から出力されるレーザ光出力のサン
プリング手段と、このサンプリング光が入射され反射光
を緑色とされたダイクロイックミラーと、このダイクロ
イックミラーの反射光出力を検出する緑色光出力計と、
ダイクロイックミラーの透過光出力を検出する黄色光出
力計と、緑色光出力計および黄色光出力計に接続され、
各出力計の出力信号変化率をそれぞれ算出するととも
に、両出力信号変化率を比較し、これが同極性のとき電
源装置の出力電圧を上昇させ、異極性のとき電源装置の
出力電圧を下降させる演算手段とを具備させた。(Means for Solving the Problems) The present invention has a main body in which a laser tube for containing and discharging copper particles is inserted, and a variable output power supply device for applying a pulse high voltage to the main body. The control device of the copper vapor laser device, the sampling means of the laser light output from the main body, the dichroic mirror in which this sampling light is incident and the reflected light is made green, and the green light which detects the reflected light output of this dichroic mirror Light output meter,
Connected to the yellow light output meter, which detects the transmitted light output of the dichroic mirror, and the green light output meter and yellow light output meter,
Calculation of calculating the output signal change rate of each output meter, comparing both output signal change rates, and increasing the output voltage of the power supply when the polarity is the same, and decreasing the output voltage of the power supply when the polarity is different. And means.
（作 用） 本発明は、銅蒸気レーザ装置のレーザ管の温度を変化
させたとき、緑色光出力の最大点が黄色光出力の最大点
よりも低温度にある点に着目してなされたものであり、
検出された緑色光出力計および黄色光出力計の各出力信
号が、共に増加してゆくかあるいは減少してゆくときに
は、電源装置の出力電圧が上昇させてレーザ管の温度を
上げ、また出力信号の一方が上昇（下降）してゆくにも
かかわらず、他方が下降（上昇）してゆくときには、電
源装置の出力電圧を下降させてレーザ管の温度を下げる
ように作用するので、レーザ管の温度は緑色光出力が最
大となる点に制御される。(Operation) The present invention was made by paying attention to the point that the maximum point of green light output is lower than the maximum point of yellow light output when the temperature of the laser tube of the copper vapor laser device is changed. And
When the detected output signals of the green light output meter and the yellow light output meter both increase or decrease, the output voltage of the power supply rises and the temperature of the laser tube rises. When one of the laser tubes rises (falls) but the other falls (rises), the output voltage of the power supply device is lowered to lower the temperature of the laser tube. The temperature is controlled to the point where the green light output is maximum.
（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。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
第１図において、銅蒸気レーザ装置の本体１にはレー
ザ管（図示省略）が内挿され、本体１の一端には全反射
ミラー２が、また他端には出力ミラー３が設けられてい
る。出力ミラー３の出力光軸上には、光軸に対して45度
の角度にビームサンプリングミラー４が置かれ、ビーム
サンプリングミラー４のサンプリング光軸上には、ビー
ムサンプリングミラー４と平行にダイクロイックミラー
（dichroic mirror）５が設けられている。ダイクロイ
ックミラー５の反射光軸上には緑色光出力計６が、同じ
く透過光軸上には黄色光出力計７がそれぞれ設けられて
いる。In FIG. 1, a laser tube (not shown) is inserted in the main body 1 of the copper vapor laser device, a total reflection mirror 2 is provided at one end of the main body 1, and an output mirror 3 is provided at the other end. . A beam sampling mirror 4 is placed on the output optical axis of the output mirror 3 at an angle of 45 degrees with respect to the optical axis, and a dichroic mirror is provided on the sampling optical axis of the beam sampling mirror 4 in parallel with the beam sampling mirror 4. (Dichroic mirror) 5 is provided. A green light output meter 6 is provided on the reflected light axis of the dichroic mirror 5, and a yellow light output meter 7 is also provided on the transmitted light axis.
緑色光出力計６および黄色光出力計７の各出力は演算
器８に電気的に接続され、演算器８の出力は、本体１に
接続された銅蒸気レーザの電源装置９を制御するように
されている。Each output of the green light output meter 6 and the yellow light output meter 7 is electrically connected to the calculator 8, and the output of the calculator 8 controls the power supply device 9 of the copper vapor laser connected to the main body 1. Has been done.
演算器８の詳細は、緑色光出力計６および黄色光出力
計７からの各入力信号について、同一時間内の各変化率
を継続的に算出すると同時にこれらの極性の比較を行な
い、緑色光出力計６および黄色光出力計７の各出力信号
変化率が同極性、すなわち共に正あるいは共に負である
場合には、電源装置９に指令して本体１への供給パルス
電圧を高め、また緑色光出力計６および黄色光出力計７
の各出力信号変化率が異極性、すなわち黄色光出力計７
の出力信号変化率が正（負）であるにもかかわらず、緑
色光出力計６の出力信号変化率が負（正）である場合に
は、電源装置９に指令して本体１への供給パルス電圧を
低くする回路構成とされている。The details of the computing unit 8 are as follows. For each input signal from the green light output meter 6 and the yellow light output meter 7, the respective change rates within the same time are continuously calculated, and at the same time, the polarities are compared to obtain the green light output. When the output signal change rates of the total light source 6 and the yellow light output power meter 7 have the same polarity, that is, both are positive or both negative, the power supply device 9 is instructed to increase the pulse voltage supplied to the main body 1 and the green light is emitted. Output meter 6 and yellow light output meter 7
Each output signal change rate has a different polarity, that is, the yellow light output meter 7
If the output signal change rate of the green light output meter 6 is negative (positive) despite the positive (negative) output signal change rate, the power supply device 9 is instructed to supply the power to the main body 1. It has a circuit configuration that lowers the pulse voltage.
次にこれの作用について述べる。 Next, the operation of this will be described.
銅蒸気レーザ装置の本体１に電源装置９からパルス高
電圧を印加すると、本体１に内挿されたレーザ管（図示
省略）の温度が順次上昇してゆく。レーザ管の温度が約
1500℃程度になると、出力ミラー３を通過してレーザ光
10が出力される。レーザ光10の一部（数パーセント）
は、ビームサンプリングミラー４によって直角方向に反
射分岐されてダイクロイックミラー５に入射し、黄色光
成分は透過して黄色光出力計７に、黄色光成分は反射し
て緑色光出力計６にそれぞれ入射する。When a pulsed high voltage is applied to the main body 1 of the copper vapor laser device from the power supply device 9, the temperature of the laser tube (not shown) inserted in the main body 1 gradually rises. The temperature of the laser tube is about
At about 1500 ° C, the laser light passes through the output mirror 3
10 is output. Part of laser light 10 (several percent)
Is reflected and branched in the right angle direction by the beam sampling mirror 4 and is incident on the dichroic mirror 5. The yellow light component is transmitted and incident on the yellow light output meter 7, and the yellow light component is reflected and incident on the green light output meter 6. To do.
ここにレーザ出力の緑色光成分と黄色光成分は、レー
ザ管の温度に対してそれぞれ第２図に示すような特性を
もっている。すなわち緑色光成分は、同図に破線で示す
レーザ管の温度において最高値を示すのに対し、黄色光
成分が最高値を示す温度はこれより高いところにある。Here, the green light component and the yellow light component of the laser output have characteristics as shown in FIG. 2 with respect to the temperature of the laser tube. That is, the green light component has the highest value at the temperature of the laser tube shown by the broken line in the figure, while the temperature at which the yellow light component has the highest value is higher than this.
したがってレーザ管の温度が破線で示す温度より低い
場合には、緑色光出力計６および黄色光出力計７の各出
力信号は、レーザ管の温度変動に対して同じ極性で変化
するので、演算器８は電源装置９の本体１への供給パル
ス電圧を高め、レーザ管の温度を上昇させて破線で示す
温度に近づくように制御する。同様にレーザ管の温度が
破線で示す温度より高い場合には、緑色光出力計６およ
び黄色光出力計７の各出力信号は、レーザ管の温度変動
に対して異なる極性で変化するので、演算器８は電源装
置９の本体１への供給パルス電圧を低め、レーザ管の温
度を下降させて破線で示す温度に近づくように制御す
る。このようにしてこの銅蒸気レーザ装置は緑色光成分
が最高出力を保つように制御される。Therefore, when the temperature of the laser tube is lower than the temperature indicated by the broken line, the output signals of the green light output meter 6 and the yellow light output meter 7 change with the same polarity with respect to the temperature fluctuation of the laser tube. Reference numeral 8 increases the pulse voltage supplied to the main body 1 of the power supply device 9 to raise the temperature of the laser tube so as to approach the temperature shown by the broken line. Similarly, when the temperature of the laser tube is higher than the temperature indicated by the broken line, the output signals of the green light output meter 6 and the yellow light output meter 7 change with different polarities with respect to the temperature change of the laser tube, and therefore the calculation is performed. The device 8 lowers the pulse voltage supplied to the main body 1 of the power supply device 9 and lowers the temperature of the laser tube so as to approach the temperature shown by the broken line. In this way, the copper vapor laser device is controlled so that the green light component maintains the maximum output.
本発明によれば、常に緑色光を効率よく発生できる銅
蒸気レーザ装置の制御装置を提供することが可能とな
り、たとえば色素レーザの励起などを有効に行なうこと
ができる。According to the present invention, it is possible to provide a control device for a copper vapor laser device that can always efficiently generate green light, and it is possible to effectively excite a dye laser, for example.
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の作用を説明するための特性図である。 １……本体、４……ビームサンプリングミラー ５……ダイクロイックミラー ６……緑色光出力計、７……黄色光出力計 ８……演算器、９……電源装置 10……レーザ光FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a characteristic diagram for explaining the operation of FIG. 1 ... Main body, 4 ... Beam sampling mirror 5 ... Dichroic mirror 6 ... Green light output meter, 7 ... Yellow light output meter 8 ... Calculator, 9 ... Power supply unit 10 ... Laser light
Claims (1)
挿された本体と、この本体にパルス高電圧を印加する可
変出力の電源装置とを有する銅蒸気レーザ装置の制御装
置において、前記本体から出力されるレーザ光出力のサ
ンプリング手段と、このサンプリング光が入射され反射
光を緑色とされたダイクロイックミラーと、このダイク
ロイックミラーの反射光出力を検出する緑色光出力計
と、前記ダイクロイックミラーの透過光出力を検出する
黄色光出力計と、前記緑色光出力計および前記黄色光出
力計に接続され前記各出力計の出力信号変化率をそれぞ
れ算出するとともに前記両出力信号変化率を比較しこれ
が同極性のとき前記電源装置の出力電圧を上昇させ異極
性のとき前記電源装置の出力電圧を下降させる演算手段
とを具備させたことを特徴とする銅蒸気レーザ装置の制
御装置。1. A controller for a copper vapor laser device, comprising: a main body in which a laser tube containing copper particles for discharging is inserted; and a variable output power supply device for applying a pulsed high voltage to the main body. Sampling means for the laser light output from the main body, a dichroic mirror in which this sampling light is incident and the reflected light is green, a green light output meter for detecting the reflected light output of this dichroic mirror, and the dichroic mirror A yellow light output meter for detecting the transmitted light output, is connected to the green light output meter and the yellow light output meter to calculate the output signal change rate of each of the output meters and to compare the both output signal change rates and Arithmetic means for increasing the output voltage of the power supply when the polarities are the same and decreasing the output voltage of the power supply when the polarities are different. Controller of the copper vapor laser apparatus according to claim.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18363887A JP2543896B2 (en) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | Control device for copper vapor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18363887A JP2543896B2 (en) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | Control device for copper vapor laser device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6428982A JPS6428982A (en) | 1989-01-31 |
| JP2543896B2 true JP2543896B2 (en) | 1996-10-16 |
Family
ID=16139283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18363887A Expired - Lifetime JP2543896B2 (en) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | Control device for copper vapor laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2543896B2 (en) |
-
1987
- 1987-07-24 JP JP18363887A patent/JP2543896B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6428982A (en) | 1989-01-31 |
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