JPH0131714B2 - - Google Patents
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- JPH0131714B2 JPH0131714B2 JP58235545A JP23554583A JPH0131714B2 JP H0131714 B2 JPH0131714 B2 JP H0131714B2 JP 58235545 A JP58235545 A JP 58235545A JP 23554583 A JP23554583 A JP 23554583A JP H0131714 B2 JPH0131714 B2 JP H0131714B2
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- Japan
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- discharge
- gas flow
- discharge space
- laser device
- gas
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 28
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 20
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
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
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/07—Construction or shape of active medium consisting of a plurality of parts, e.g. segments
- H01S3/073—Gas lasers comprising separate discharge sections in one cavity, e.g. hybrid lasers
- H01S3/076—Folded-path lasers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、パルス発振レーザ装置における折
り返し共振器の構成に関するものである。
り返し共振器の構成に関するものである。
従来のこの種の折り返し共振器を用いたガスレ
ーザ装置としては、第１図、第２図ａ及びｂに示
すものであつた。第１図は従来のガスレーザ装置
を示す概略構成図、第２図ａ及びｂは、それぞれ
第１図のガスレーザ装置における電極部分の構成
図及び折り返し共振器部分の構成図である。上記
各図において、１は電極を誘電体で被覆して成る
１対の誘電体電極、２は放電空間、３は高周波電
源、３１は高周波電源３から１対の誘電体電極１
に印加する印加電圧波形、４は全反射ミラー、５
は部分反射ミラー、６はレーザガスのガス流、７
はレーザビーム、７０は折り返し共振器光路、７
１はレーザビーム７の時間変化を示す出力波形で
ある。そして、実際的な数値例としては、レーザ
ガスの圧力は約100Torr、ガス流６の速度は約60
ｍ／ｓ、１対の誘電体電極１のガス流方向の幅は
約30mm程度である。
ーザ装置としては、第１図、第２図ａ及びｂに示
すものであつた。第１図は従来のガスレーザ装置
を示す概略構成図、第２図ａ及びｂは、それぞれ
第１図のガスレーザ装置における電極部分の構成
図及び折り返し共振器部分の構成図である。上記
各図において、１は電極を誘電体で被覆して成る
１対の誘電体電極、２は放電空間、３は高周波電
源、３１は高周波電源３から１対の誘電体電極１
に印加する印加電圧波形、４は全反射ミラー、５
は部分反射ミラー、６はレーザガスのガス流、７
はレーザビーム、７０は折り返し共振器光路、７
１はレーザビーム７の時間変化を示す出力波形で
ある。そして、実際的な数値例としては、レーザ
ガスの圧力は約100Torr、ガス流６の速度は約60
ｍ／ｓ、１対の誘電体電極１のガス流方向の幅は
約30mm程度である。
次に、上記した従来のガスレーザ装置の動作に
ついて説明する。高周波電源から１対の誘電体電
極１に約100KHz、5KVの交流電圧が印加され、
１対の誘電体電極１間に放電空間２が形成され
る。レーザガスのガス流６の流れ方向に沿つて、
第２図ｂに示す様な折り返し共振器光路７０が形
成されている。すなわち、３つの全反射ミラー４
と１つの部分反射ミラー５によつて共振状態が形
成され、その共振パワーの一部が部分反射ミラー
５からレーザビーム７として出力される。ここ
で、パルス発振をさせる場合には、高周波電源３
から１対の誘電体電極１に、第１図及び第２図ａ
に示す様な印加電圧波形３１を有する交流電圧を
断続的に印加する。その代表的な動作例として
は、基本周波数f0＝100KHz、断続パルス周波数fP
＝1KHz、放電デユーテイ＝50％、発振ピーク出
力＝1KWである。また、発生するレーザ光のパ
ルス発振特性として、代表的なパルス発振出力波
形は、第４図ｂに示す様になり、この時の印加電
圧は、第４図ａに示される。第４図ｂに明示され
る様に、パルス発振出力波形の立ち上り、立ち下
りは緩やかになり、約0.2〜0.3msである。これ
は、放電により励起されたガスはガス流６に沿つ
て流れるが、折り返し共振器光路７０がガス流６
の方向に横たわつている状態にあるため、急峻な
パルス発振出力波形の立ち上り、立ち下りが得ら
れないことに基因する。
ついて説明する。高周波電源から１対の誘電体電
極１に約100KHz、5KVの交流電圧が印加され、
１対の誘電体電極１間に放電空間２が形成され
る。レーザガスのガス流６の流れ方向に沿つて、
第２図ｂに示す様な折り返し共振器光路７０が形
成されている。すなわち、３つの全反射ミラー４
と１つの部分反射ミラー５によつて共振状態が形
成され、その共振パワーの一部が部分反射ミラー
５からレーザビーム７として出力される。ここ
で、パルス発振をさせる場合には、高周波電源３
から１対の誘電体電極１に、第１図及び第２図ａ
に示す様な印加電圧波形３１を有する交流電圧を
断続的に印加する。その代表的な動作例として
は、基本周波数f0＝100KHz、断続パルス周波数fP
＝1KHz、放電デユーテイ＝50％、発振ピーク出
力＝1KWである。また、発生するレーザ光のパ
ルス発振特性として、代表的なパルス発振出力波
形は、第４図ｂに示す様になり、この時の印加電
圧は、第４図ａに示される。第４図ｂに明示され
る様に、パルス発振出力波形の立ち上り、立ち下
りは緩やかになり、約0.2〜0.3msである。これ
は、放電により励起されたガスはガス流６に沿つ
て流れるが、折り返し共振器光路７０がガス流６
の方向に横たわつている状態にあるため、急峻な
パルス発振出力波形の立ち上り、立ち下りが得ら
れないことに基因する。
従来のガスレーザ装置は以上の様に構成されて
いるので、折り返し共振器光路７０におけるレー
ザ光のパルス発振出力波形は、第４図ｂに示す様
に立ち上り、立ち下りが緩やかであり、このため
に、パルス発振出力の得られるパルス周波数の
上限が小さいこと、レーザビーム７を集光して
物体を加工する場合、ダレの大きい加工になるこ
と、などのパルス加工を行う際において、用途上
で十分に満足できないという欠点があつた。
いるので、折り返し共振器光路７０におけるレー
ザ光のパルス発振出力波形は、第４図ｂに示す様
に立ち上り、立ち下りが緩やかであり、このため
に、パルス発振出力の得られるパルス周波数の
上限が小さいこと、レーザビーム７を集光して
物体を加工する場合、ダレの大きい加工になるこ
と、などのパルス加工を行う際において、用途上
で十分に満足できないという欠点があつた。
この発明は、上記の様な従来のものの欠点を改
善する目的でなされたもので、放電空間の入口か
らのガス流方向距離がほぼ等しい面内に、折り返
し共振器光路を構成して成り、この折り返し共振
器光路におけるレーザ光のパルス発振出力波形と
して、その立ち上り、立ち下りの急峻なパルス発
振出力が得られる様にしたパルス発振レーザ装置
を提供するものである。
善する目的でなされたもので、放電空間の入口か
らのガス流方向距離がほぼ等しい面内に、折り返
し共振器光路を構成して成り、この折り返し共振
器光路におけるレーザ光のパルス発振出力波形と
して、その立ち上り、立ち下りの急峻なパルス発
振出力が得られる様にしたパルス発振レーザ装置
を提供するものである。
以下、この発明の実施例を図について説明す
る。第３図ａ及びｂは、それぞれこの発明の一実
施例であるパルス発振レーザ装置における電極部
分の構成図及び折り返し共振器部分の構成図で、
第２図ａ及びｂと同一部分は同一符号を用いて表
示してあり、その詳細な説明は省略する。第３図
ａ及びｂに示されるものでは、レーザガスのガス
流６について、放電空間２の入口からのガス流方
向距離がほぼ等しい面内に、折り返し共振器光路
７０を構成してある。すなわち第３図ａ及びｂに
示す様に、折り返し共振器光路７０はガス流６に
垂直な面内に形成されている。
る。第３図ａ及びｂは、それぞれこの発明の一実
施例であるパルス発振レーザ装置における電極部
分の構成図及び折り返し共振器部分の構成図で、
第２図ａ及びｂと同一部分は同一符号を用いて表
示してあり、その詳細な説明は省略する。第３図
ａ及びｂに示されるものでは、レーザガスのガス
流６について、放電空間２の入口からのガス流方
向距離がほぼ等しい面内に、折り返し共振器光路
７０を構成してある。すなわち第３図ａ及びｂに
示す様に、折り返し共振器光路７０はガス流６に
垂直な面内に形成されている。
次に、上記したこの発明の一実施例であるパル
ス発振レーザ装置の動作について説明する。放電
空間２に流入したレーザガスのガス流６は、放電
によつて励起され、折り返し共振器光路７０の位
置で励起エネルギーをレーザ光として放出する。
レーザガスのガス流６が放電空間２に入つてから
放電エネルギーを受ける時間において、一定なガ
ス分子が同期して折り返し共振器光路７０に入る
ことになるために、レーザ光のパルス発振出力波
形の立ち上り、立ち下りは急峻になつている。特
に、実際の数値例として、第４図ｂに示す様な従
来例での約0.2〜0.3msに比べて、第４図ｃに示す
様にこの発明の実施例では、約0.1〜0.2msと急峻
なものになる。すなわち、１対の誘電体電極１間
に発生される無声放電は、１対の誘電体電極１の
放電均一化作用によつて、電力密度が均一で、一
様な放電空間２を形成できる。それゆえ、ガス流
６の放電空間２の流通時間がほぼ等しい場所に折
り返し共振器光路７０を配置することによつて、
この折り返し共振器光路７０内の利得を場所的に
均等にできる。この結果、レーザ光のパルス発振
出力波形の立ち上り、立ち下り時間の短かいパル
ス発振出力を得ることができる。
ス発振レーザ装置の動作について説明する。放電
空間２に流入したレーザガスのガス流６は、放電
によつて励起され、折り返し共振器光路７０の位
置で励起エネルギーをレーザ光として放出する。
レーザガスのガス流６が放電空間２に入つてから
放電エネルギーを受ける時間において、一定なガ
ス分子が同期して折り返し共振器光路７０に入る
ことになるために、レーザ光のパルス発振出力波
形の立ち上り、立ち下りは急峻になつている。特
に、実際の数値例として、第４図ｂに示す様な従
来例での約0.2〜0.3msに比べて、第４図ｃに示す
様にこの発明の実施例では、約0.1〜0.2msと急峻
なものになる。すなわち、１対の誘電体電極１間
に発生される無声放電は、１対の誘電体電極１の
放電均一化作用によつて、電力密度が均一で、一
様な放電空間２を形成できる。それゆえ、ガス流
６の放電空間２の流通時間がほぼ等しい場所に折
り返し共振器光路７０を配置することによつて、
この折り返し共振器光路７０内の利得を場所的に
均等にできる。この結果、レーザ光のパルス発振
出力波形の立ち上り、立ち下り時間の短かいパル
ス発振出力を得ることができる。
上記した第３図ａ及びｂに示す様な実施例で
は、○イ放電空間２の放電として、１対の誘電体電
極１間の交流放電、すなわち無声放電を用い、○ロ
放電空間２の放電の方向がレーザガスのガス流６
と直交するものを示している。この様に、無声放
電と云う電極構成によつて明確に放電領域を規定
し得る放電の特質を生かして、放電励起されたレ
ーザガスのガス流６が同時に折り返し共振器光路
７０に流入する様に構成することによつて、レー
ザ光のパルス発振出力波形の立ち上り、立ち下り
特性を改善することが可能となる。
は、○イ放電空間２の放電として、１対の誘電体電
極１間の交流放電、すなわち無声放電を用い、○ロ
放電空間２の放電の方向がレーザガスのガス流６
と直交するものを示している。この様に、無声放
電と云う電極構成によつて明確に放電領域を規定
し得る放電の特質を生かして、放電励起されたレ
ーザガスのガス流６が同時に折り返し共振器光路
７０に流入する様に構成することによつて、レー
ザ光のパルス発振出力波形の立ち上り、立ち下り
特性を改善することが可能となる。
第５図ａ及びｂは、それぞれこの発明の他の実
施例であるパルス発振レーザ装置における電極部
分の構成図及び折り返し共振器部分の構成図であ
る。第５図ａ及びｂに示すものでは、放電空間２
における放電の方向は、ガス流６と斜交する放電
領域を有し、放電の方向と折り返し共振器光路７
０とのなす面は平行になる様に構成されている。
そして、放電空間２は、１対の誘電体電極１をガ
ス流６に対して斜交する方向に相対配置したため
に、ガス流６の方向に斜交する平行四辺形状にな
る。この場合にも、放電空間２の入口から折り返
し共振器光路７０の平面への距離は、ガス流６の
方向において一様であるから、レーザ光のパルス
発振出力波形として、立ち上り、立ち下りの急峻
なパルス発振出力が得られる。
施例であるパルス発振レーザ装置における電極部
分の構成図及び折り返し共振器部分の構成図であ
る。第５図ａ及びｂに示すものでは、放電空間２
における放電の方向は、ガス流６と斜交する放電
領域を有し、放電の方向と折り返し共振器光路７
０とのなす面は平行になる様に構成されている。
そして、放電空間２は、１対の誘電体電極１をガ
ス流６に対して斜交する方向に相対配置したため
に、ガス流６の方向に斜交する平行四辺形状にな
る。この場合にも、放電空間２の入口から折り返
し共振器光路７０の平面への距離は、ガス流６の
方向において一様であるから、レーザ光のパルス
発振出力波形として、立ち上り、立ち下りの急峻
なパルス発振出力が得られる。
なお、上記各実施例では、放電空間２に発生さ
れる放電として、無声放電を用いた場合について
説明したが、ほぼ矩形の放電領域を断続的放電に
おいて形成し得るものであれば、他の放電、例え
ば直流断続放電、無声放電補助の直流断続放電な
どであつても良い。
れる放電として、無声放電を用いた場合について
説明したが、ほぼ矩形の放電領域を断続的放電に
おいて形成し得るものであれば、他の放電、例え
ば直流断続放電、無声放電補助の直流断続放電な
どであつても良い。
この発明は以上説明した様に、パルス発振レー
ザ装置において、放電空間の入口からのガス流方
向距離がほぼ等しい面内に、折り返し共振器光路
を構成したので、この折り返し共振器光路におけ
るレーザ光のパルス発振出力波形として、その立
ち上り、立ち下りの急峻なパルス発振出力が得ら
れると共に、極めて高い効率のパルス発振レーザ
装置を得ることができる優れた効果を奏するもの
である。
ザ装置において、放電空間の入口からのガス流方
向距離がほぼ等しい面内に、折り返し共振器光路
を構成したので、この折り返し共振器光路におけ
るレーザ光のパルス発振出力波形として、その立
ち上り、立ち下りの急峻なパルス発振出力が得ら
れると共に、極めて高い効率のパルス発振レーザ
装置を得ることができる優れた効果を奏するもの
である。
第１図は従来のガスレーザ装置を示す概略構成
図、第２図ａ及びｂは、それぞれ第１図のガスレ
ーザ装置における電極部分の構成図及び折り返し
共振器部分の構成図、第３図ａ及びｂは、それぞ
れこの発明の一実施例であるパルス発振レーザ装
置における電極部分の構成図及び折り返し共振器
部分の構成図、第４図ａないしｃは、それぞれ高
周波電源からの印加電圧波形及び従来例とこの発
明の実施例でのパルス発振出力波形を示す説明
図、第５図ａ及びｂは、それぞれこの発明の他の
実施例であるパルス発振レーザ装置における電極
部分の構成図及び折り返し共振器部分の構成図で
ある。 図において、１…１対の誘電体電極、２…放電
空間、３…高周波電源、３１…印加電圧波形、４
…全反射ミラー、５…部分反射ミラー、６…ガス
流、７…レーザビーム、７０…折り返し共振器光
路、７１…出力波形である。なお、各図中、同一
符号は同一、又は相当部分を示す。
図、第２図ａ及びｂは、それぞれ第１図のガスレ
ーザ装置における電極部分の構成図及び折り返し
共振器部分の構成図、第３図ａ及びｂは、それぞ
れこの発明の一実施例であるパルス発振レーザ装
置における電極部分の構成図及び折り返し共振器
部分の構成図、第４図ａないしｃは、それぞれ高
周波電源からの印加電圧波形及び従来例とこの発
明の実施例でのパルス発振出力波形を示す説明
図、第５図ａ及びｂは、それぞれこの発明の他の
実施例であるパルス発振レーザ装置における電極
部分の構成図及び折り返し共振器部分の構成図で
ある。 図において、１…１対の誘電体電極、２…放電
空間、３…高周波電源、３１…印加電圧波形、４
…全反射ミラー、５…部分反射ミラー、６…ガス
流、７…レーザビーム、７０…折り返し共振器光
路、７１…出力波形である。なお、各図中、同一
符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高速のガス流と、このガス流の中に形成され
る一つの放電空間と、前記ガス流に直交する複数
の光軸とを有するガスレーザ装置において、前記
放電空間に断続的に放電電力を投入すると共に、
前記放電空間の入口からのガス流方向距離がほぼ
等しい面内に、折り返し共振器光路を構成したこ
とを特徴とするパルス発振レーザ装置。 ２ 前記放電空間における放電の方向は、前記ガ
ス流の方向と直交、あるいは斜交することを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のパルス発振レ
ーザ装置。 ３ 前記放電空間における放電は、誘電体で被覆
された電極間に、交流電圧を印加して発生される
無声放電を用いることを特徴とする特許請求の範
囲第１項又は第２項記載のパルス発振レーザ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23554583A JPS60127773A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | パルス発振レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23554583A JPS60127773A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | パルス発振レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60127773A JPS60127773A (ja) | 1985-07-08 |
| JPH0131714B2 true JPH0131714B2 (ja) | 1989-06-27 |
Family
ID=16987564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23554583A Granted JPS60127773A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | パルス発振レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60127773A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3403841A1 (de) * | 1984-02-03 | 1985-08-08 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Gaslaser, insbesondere te-laser |
| US6904075B1 (en) | 1999-07-30 | 2005-06-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Orthogonal gas laser device |
| JP5999994B2 (ja) * | 2012-06-25 | 2016-09-28 | 三菱電機株式会社 | ガスレーザ装置およびガスレーザ装置に適用されるレーザ光発生方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5974692A (ja) * | 1982-10-20 | 1984-04-27 | Komatsu Ltd | ガスレ−ザ用放電装置 |
| JPS5974691A (ja) * | 1982-10-20 | 1984-04-27 | Komatsu Ltd | クロスフロ−型ガスレ−ザ装置 |
-
1983
- 1983-12-14 JP JP23554583A patent/JPS60127773A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5974692A (ja) * | 1982-10-20 | 1984-04-27 | Komatsu Ltd | ガスレ−ザ用放電装置 |
| JPS5974691A (ja) * | 1982-10-20 | 1984-04-27 | Komatsu Ltd | クロスフロ−型ガスレ−ザ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60127773A (ja) | 1985-07-08 |
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