JPH03123089A - ガスレーザ発振装置 - Google Patents
ガスレーザ発振装置Info
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- JPH03123089A JPH03123089A JP26051189A JP26051189A JPH03123089A JP H03123089 A JPH03123089 A JP H03123089A JP 26051189 A JP26051189 A JP 26051189A JP 26051189 A JP26051189 A JP 26051189A JP H03123089 A JPH03123089 A JP H03123089A
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- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 6
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
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- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
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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
- H01S3/02—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
-
- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は放電管の軸方向と光軸方向が一致したガスレー
ザ発振装置に関するものである。
ザ発振装置に関するものである。
従来の技術
従来のガスレーザ発振装置は、第５図に示ずものであっ
た。第５図において、カラスなどの誘電体よりなる放電
管Ｊ外周面に密着して設りられた金属電極２，３に高周
波電源４か接続され、高周波電源４により、たとえば１
３．５６ Ｍ ］Ｉｚ、２ＫＶの高周波の高電圧が画電
極２，３間に印加されて電極２，３間にはさまれた放電
管１内に放電空間５が形成される。全反射鏡６と部分反
射鏡７は放電空間５の両端に固定配置されて光共振器が
形成され、部分反射鏡７よりレーザビーム８か出力され
る。矢印９はレーザガスの流れる方向を示しており、第
５図に示すような軸流型力スレーサ発振装置１０の中を
循環している。ずなわぢ、レーザガスは、放電空間５か
ら送気管１１ａに合流し、さらに、放電空間５にて放電
により温度」二昇したレーザガスおよびレーザガスを循
環させるための送風機１２により温度上昇したレーザガ
スの温度を下げるための熱交換器１３．１４を通り、送
気管１１ｂ。
た。第５図において、カラスなどの誘電体よりなる放電
管Ｊ外周面に密着して設りられた金属電極２，３に高周
波電源４か接続され、高周波電源４により、たとえば１
３．５６ Ｍ ］Ｉｚ、２ＫＶの高周波の高電圧が画電
極２，３間に印加されて電極２，３間にはさまれた放電
管１内に放電空間５が形成される。全反射鏡６と部分反
射鏡７は放電空間５の両端に固定配置されて光共振器が
形成され、部分反射鏡７よりレーザビーム８か出力され
る。矢印９はレーザガスの流れる方向を示しており、第
５図に示すような軸流型力スレーサ発振装置１０の中を
循環している。ずなわぢ、レーザガスは、放電空間５か
ら送気管１１ａに合流し、さらに、放電空間５にて放電
により温度」二昇したレーザガスおよびレーザガスを循
環させるための送風機１２により温度上昇したレーザガ
スの温度を下げるための熱交換器１３．１４を通り、送
気管１１ｂ。
１１ｃに分流して、さらに放電空間５にそれぞれ流入す
る。
る。
なお、送風機１２により放電空間５にて約１００ｍ／ｓ
ｅｃ程度のレーザガスの流速を得る必要がある。
ｅｃ程度のレーザガスの流速を得る必要がある。
第６図は第５図の放電空間５部分の放電管１および電極
２，３の断面を示す図である。第６図に示すように、電
極２，３は対向して設けられ、電極２，３間には電界が
発生し、放電空間５が形成される。
２，３の断面を示す図である。第６図に示すように、電
極２，３は対向して設けられ、電極２，３間には電界が
発生し、放電空間５が形成される。
以上が従来の軸流型ガスレーザ発振装置１０の構成であ
る。
る。
Ｊ−記構酸により、以下その動作を説明する。まず、一
対の金属電極２，３に高周波電源４から高周波高電圧を
印加し、放電空間５にグロー状の放電を発生させる。こ
のとき、放電空間５を通過するレーザガスは、この放電
エネルギーを得て励起され、その励起されたレーザガス
は全反射鏡６および部分反射鏡７により形成された光共
振器で共振状態となり、部分反射鏡７からレーザビーム
８が出力される。このレーザビーム８がレーザ加工など
の用途に用いられることになる。
対の金属電極２，３に高周波電源４から高周波高電圧を
印加し、放電空間５にグロー状の放電を発生させる。こ
のとき、放電空間５を通過するレーザガスは、この放電
エネルギーを得て励起され、その励起されたレーザガス
は全反射鏡６および部分反射鏡７により形成された光共
振器で共振状態となり、部分反射鏡７からレーザビーム
８が出力される。このレーザビーム８がレーザ加工など
の用途に用いられることになる。
上記のように、金属型ｉ［ｉ２．３間に高周波高電圧を
印加してレーザビーム８を得る場合、電界は、レーザガ
ス流の遅い箇所に集中して放電状態か悪化することか知
られている。ここで第７図に放電管内部のレーザガス流
速分布を示す。放電管１内のレーザガス流の流速分布１
５は放電管内壁近傍で極端に速度がおそく、この速度に
より放電空間５内に注入可能な電力が決まることになる
。また、第８図にレーザ発振効率と単位当りの電気入力
の関係を示す。第８図において、１６はレーザ発振効率
曲線であり、単位当りの注入電力１）１は発振効率が悪
化しない限界の電気入力を示している。したがって、従
来はレーザ発振効率を良くするために放電空間５の単位
当りの電気入力を低くおさえていた。
印加してレーザビーム８を得る場合、電界は、レーザガ
ス流の遅い箇所に集中して放電状態か悪化することか知
られている。ここで第７図に放電管内部のレーザガス流
速分布を示す。放電管１内のレーザガス流の流速分布１
５は放電管内壁近傍で極端に速度がおそく、この速度に
より放電空間５内に注入可能な電力が決まることになる
。また、第８図にレーザ発振効率と単位当りの電気入力
の関係を示す。第８図において、１６はレーザ発振効率
曲線であり、単位当りの注入電力１）１は発振効率が悪
化しない限界の電気入力を示している。したがって、従
来はレーザ発振効率を良くするために放電空間５の単位
当りの電気入力を低くおさえていた。
発明が解決しようとする課題
しかし、Ｊ１記従来の構成では、放電管の単位当りの電
気入力を低く抑えているために、レーザ発振効率を悪化
させることなく、電気入力を高めて大出力を得るために
は、放電管１を長くしなければならず、ガスレーザ発振
装置１０を小型化できないという問題があった。
気入力を低く抑えているために、レーザ発振効率を悪化
させることなく、電気入力を高めて大出力を得るために
は、放電管１を長くしなければならず、ガスレーザ発振
装置１０を小型化できないという問題があった。
本発明は、−Ｊ１記従来の問題を解決するためになされ
たもので、レーザ発振効率を悪化させることのない、注
入電力の限界を大幅に向上して大出力を得ることができ
るとともに、小型化することができるガスレーザ発振装
置を提供することを目的とするものである。
たもので、レーザ発振効率を悪化させることのない、注
入電力の限界を大幅に向上して大出力を得ることができ
るとともに、小型化することができるガスレーザ発振装
置を提供することを目的とするものである。
課題を解決するだめの手段
上記課題を解決するために本発明のガスレーザ発振装置
は、誘電体よりなる放電管内を光軸方向に送ｉｎにより
レーザガスを流し、前記放電管の外周面に設けられた金
属電極間に高周波電圧を印加し、前記放電管内に放電を
発生させ、この放電をレーザ励起源として前記放電管の
軸方向にレーザビームを発生させるガスレーザ発振装置
であって、前記放電管内のガス流を乱流させるための手
段を設けたものである。
は、誘電体よりなる放電管内を光軸方向に送ｉｎにより
レーザガスを流し、前記放電管の外周面に設けられた金
属電極間に高周波電圧を印加し、前記放電管内に放電を
発生させ、この放電をレーザ励起源として前記放電管の
軸方向にレーザビームを発生させるガスレーザ発振装置
であって、前記放電管内のガス流を乱流させるための手
段を設けたものである。
さらに、本発明のガスレーザ発振装置の、ガス流を乱流
させるための手段は、放電管のガス流入口に設けた、周
壁に長手方向にスリブｌ−を有する筒体で構成したもの
である。
させるための手段は、放電管のガス流入口に設けた、周
壁に長手方向にスリブｌ−を有する筒体で構成したもの
である。
作用
上記構成により、放電管内のレーザガス流は乱流手段に
より乱流化されるので、放電管周壁でレーザガス流の流
速が従来のように極端に低下するようなことはなくなり
、電界分布も均一化され、放電管内での放電集中はなく
なって放電状態は良好となり、レーザ発振効率を悪化さ
せることのない、注入電力の限界が大幅に向上して、大
出力が得られることになるとともに、従来のように、大
出力を得るのに放電管を長くする必要はなくなり、小型
化も図られる。
より乱流化されるので、放電管周壁でレーザガス流の流
速が従来のように極端に低下するようなことはなくなり
、電界分布も均一化され、放電管内での放電集中はなく
なって放電状態は良好となり、レーザ発振効率を悪化さ
せることのない、注入電力の限界が大幅に向上して、大
出力が得られることになるとともに、従来のように、大
出力を得るのに放電管を長くする必要はなくなり、小型
化も図られる。
実施例
以下、本発明の一実施例について図面を参照しなから説
明する。なお、従来例と同一の作用、効果を奏するもの
には同一の符号を付してその説明を省略する。
明する。なお、従来例と同一の作用、効果を奏するもの
には同一の符号を付してその説明を省略する。
第１図は本発明の一実繕例を示すガスレーザ発振装置の
構成図である。第１図において、放電管１のガス流入口
２１に筒体２２が放電管１と同一・軸心で設けられ、−
・端は全反射鏡６まなは部分反射鏡７で閉止され、放電
管１側の他端は周壁に沿って放電管１に密着して設けら
れている。この筒体２２は、第２図（ａＨｂ）に示すよ
うに、周壁に、放電管１ｆｌｌｌから長手方向に途中ま
でスリット２３が設けられ、このスリット２３を通して
筒体２２内に流入したレーザガスが旋回するように構成
されている。
構成図である。第１図において、放電管１のガス流入口
２１に筒体２２が放電管１と同一・軸心で設けられ、−
・端は全反射鏡６まなは部分反射鏡７で閉止され、放電
管１側の他端は周壁に沿って放電管１に密着して設けら
れている。この筒体２２は、第２図（ａＨｂ）に示すよ
うに、周壁に、放電管１ｆｌｌｌから長手方向に途中ま
でスリット２３が設けられ、このスリット２３を通して
筒体２２内に流入したレーザガスが旋回するように構成
されている。
上記構成により、放電管１のガス流入口２１に流入した
レーザガスはスリット２３を通って筒体２２の内部に突
入して旋回し、さらに、放電管１内部をレーザガスの旋
回流となって乱流化しつつ流れることになる。このため
、第３図のレーザガスの流速分布２４に示すように、放
電管１周壁で極端にレーザガス流の流速か低下せずほぼ
均一となり、電極２，３間の電界分布も均一化され、従
来のような、放電管１周壁における放電集中もなくなる
。
レーザガスはスリット２３を通って筒体２２の内部に突
入して旋回し、さらに、放電管１内部をレーザガスの旋
回流となって乱流化しつつ流れることになる。このため
、第３図のレーザガスの流速分布２４に示すように、放
電管１周壁で極端にレーザガス流の流速か低下せずほぼ
均一となり、電極２，３間の電界分布も均一化され、従
来のような、放電管１周壁における放電集中もなくなる
。
第４図は単位当りの注入電力に対するレーザ発振効率の
関係を放電管内のレーザガス流乱流の有無で比較したレ
ーザ発振効率曲線図である。第４図において、２５は従
来のレーザガス流が乱流化しないときのレーザ発振効率
曲線を示し、２６は本発明の実１ｆｆＡ例の、レーザガ
ス流が乱流化したときのレーザ発振効率曲線を示してい
る。これらレーザ発振効率曲線２５．２６から明らかな
ように、放電管１内のレーザガス流を乱流化することに
より、単位当りの電気入力を、従来のレーザ発振効率を
悪化させない限界の電気人力Ｐ１よりも大きな電気人力
Ｐ２まで大きくした場合でも、レーザ出力効率は悪化し
ないことがわかる。逆に、電気人力■）２よりも小さい
電気入力であれば、放電管をその分、短かくすることが
でき、小型化することができる。
関係を放電管内のレーザガス流乱流の有無で比較したレ
ーザ発振効率曲線図である。第４図において、２５は従
来のレーザガス流が乱流化しないときのレーザ発振効率
曲線を示し、２６は本発明の実１ｆｆＡ例の、レーザガ
ス流が乱流化したときのレーザ発振効率曲線を示してい
る。これらレーザ発振効率曲線２５．２６から明らかな
ように、放電管１内のレーザガス流を乱流化することに
より、単位当りの電気入力を、従来のレーザ発振効率を
悪化させない限界の電気人力Ｐ１よりも大きな電気人力
Ｐ２まで大きくした場合でも、レーザ出力効率は悪化し
ないことがわかる。逆に、電気人力■）２よりも小さい
電気入力であれば、放電管をその分、短かくすることが
でき、小型化することができる。
発明の効果
以上のように本発明によれば、放電管内のガス流を乱流
化させることにより、レーザガス流速分布かほぼ均一・
になり、放電管内の電界分布も均一・化することかでき
るため、レーザ発振効率を悪化させない注入電力の限界
を大幅に向」ニさせることができ、また、小型化するこ
ともできるガスレーザ発振装置を提供することができ、
ランニンクコストの安い経済的なレーザ加］−に、優れ
た効果を発揮することかできるものである。
化させることにより、レーザガス流速分布かほぼ均一・
になり、放電管内の電界分布も均一・化することかでき
るため、レーザ発振効率を悪化させない注入電力の限界
を大幅に向」ニさせることができ、また、小型化するこ
ともできるガスレーザ発振装置を提供することができ、
ランニンクコストの安い経済的なレーザ加］−に、優れ
た効果を発揮することかできるものである。
第１図は本発明の一実施例を示すガスレーザ発振装置の
構成図、第２図（ａＨｂ）は同ガスレーザ発振装置にお
けるスリットを有する筒体の正面図および側面図、第３
図は同ガスレーザ発振装置における放電管内のレーザガ
ス流速分布図、第４図は単位当りの注入電力に対するレ
ーザ発振効率の関係を示すレーザガス流の乱流の有無で
比較したレーザ発振効率曲線図、第５図は従来のガスレ
ーザ発振装置の構成図、第６図は従来のガスレーザ発振
装置における放電管および電極の断面図、第７図は従来
のガスレーザ発振装置における放電管内のレーザガス流
速分布図、第８図は従来のガスレーザ発振装置における
単位当りの注入電力に対するレーザ発振効率の関係を示
すレーザ発振効率曲線図である。 １・・・放電管、２，６・・・電極、４・・・高周波電
源、８・・・レーザビーム、１２・・・送風機、２１・
・・ガス流入口、２２・・・筒体、２３・・・スリブｌ
〜。
構成図、第２図（ａＨｂ）は同ガスレーザ発振装置にお
けるスリットを有する筒体の正面図および側面図、第３
図は同ガスレーザ発振装置における放電管内のレーザガ
ス流速分布図、第４図は単位当りの注入電力に対するレ
ーザ発振効率の関係を示すレーザガス流の乱流の有無で
比較したレーザ発振効率曲線図、第５図は従来のガスレ
ーザ発振装置の構成図、第６図は従来のガスレーザ発振
装置における放電管および電極の断面図、第７図は従来
のガスレーザ発振装置における放電管内のレーザガス流
速分布図、第８図は従来のガスレーザ発振装置における
単位当りの注入電力に対するレーザ発振効率の関係を示
すレーザ発振効率曲線図である。 １・・・放電管、２，６・・・電極、４・・・高周波電
源、８・・・レーザビーム、１２・・・送風機、２１・
・・ガス流入口、２２・・・筒体、２３・・・スリブｌ
〜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、誘電体よりなる放電管内を光軸方向に送風機により
レーザガスを流し、前記放電管の外周面に設けられた金
属電極間に高周波電圧を印加し、前記放電管内に放電を
発生させ、この放電をレーザ励起源として前記放電管の
軸方向にレーザビームを発生させるガスレーザ発振装置
であって、前記放電管内のガス流を乱流させるための手
段を設けたガスレーザ発振装置。 ２、ガス流を乱流させるための手段は、放電管のガス流
入口に設けた、周壁に長手方向にスリットを有する筒体
で構成した請求項１記載のガスレーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26051189A JPH03123089A (ja) | 1989-10-04 | 1989-10-04 | ガスレーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26051189A JPH03123089A (ja) | 1989-10-04 | 1989-10-04 | ガスレーザ発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03123089A true JPH03123089A (ja) | 1991-05-24 |
Family
ID=17348981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26051189A Pending JPH03123089A (ja) | 1989-10-04 | 1989-10-04 | ガスレーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03123089A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4331054A1 (de) * | 1992-09-14 | 1994-03-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gaslaser-Oszillator |
-
1989
- 1989-10-04 JP JP26051189A patent/JPH03123089A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4331054A1 (de) * | 1992-09-14 | 1994-03-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gaslaser-Oszillator |
| US5450435A (en) * | 1992-09-14 | 1995-09-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Gas laser oscillator |
| DE4331054B4 (de) * | 1992-09-14 | 2007-09-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Gaslaser-Oszillator mit Mikrowellenanregung |
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