JPH03225980A - 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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- JPH03225980A JPH03225980A JP1927290A JP1927290A JPH03225980A JP H03225980 A JPH03225980 A JP H03225980A JP 1927290 A JP1927290 A JP 1927290A JP 1927290 A JP1927290 A JP 1927290A JP H03225980 A JPH03225980 A JP H03225980A
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- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 6
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- 230000007423 decrease Effects 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
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- Electromagnetism (AREA)
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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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明はガスレーザ発振装置に関する。
（従来技術）
レーザ光に対して主放電方向が直交するＴＥＡＣＯ，、
レーザやエキシマレーザなどのパルスレザでは、その応
用上、高繰返し動作が望まれている。この種の従来のレ
ーザ発振装置について第３図を参照して説明する。すな
わち、レーザ管（１）を有し、内部に陰極（２）および
陽極（３）からなる一対の主放電電極が所定の主放電空
間（４）を形成して設けられている。上記主放電空間（
４）の近傍に、主放電を安定に点弧させるための予備電
離用のピン電極（５）が紙面垂直方向になるレーザ光軸
に沿って複数対設けられている。これらピン電極（５）
はそれぞれ波形成形のためのピーキングコンデンサ（６
）を介し主電源（７）に接続されている。
レーザやエキシマレーザなどのパルスレザでは、その応
用上、高繰返し動作が望まれている。この種の従来のレ
ーザ発振装置について第３図を参照して説明する。すな
わち、レーザ管（１）を有し、内部に陰極（２）および
陽極（３）からなる一対の主放電電極が所定の主放電空
間（４）を形成して設けられている。上記主放電空間（
４）の近傍に、主放電を安定に点弧させるための予備電
離用のピン電極（５）が紙面垂直方向になるレーザ光軸
に沿って複数対設けられている。これらピン電極（５）
はそれぞれ波形成形のためのピーキングコンデンサ（６
）を介し主電源（７）に接続されている。
レーザ管（１）の内部には上記主放電電極の他に封入さ
れているガスレーザ媒質を冷却して循環させる熱交換器
（８）、送風機（９）が設けられている。
れているガスレーザ媒質を冷却して循環させる熱交換器
（８）、送風機（９）が設けられている。
（発明が解決しようとする課題）
上記の構成になるガスレーザ発振装置では、主放電時に
陰極（２）および陽極（３）に多量の電気エネルギが注
入され、放電過程で発生するイオンや電子が例えばＣＣ
Ｉ ＳＮ ｉＦ ２などの放電部酸物が発生する。こ
れら放電生成物は循環中にフィルターなどで除去される
。ところで、主放電時、生成物のほかに、衝撃波が発生
する。この衝撃波は主放電部を中心に周囲に広がり、レ
ーザ管（１）の管壁で反射する。上記衝撃波のうち、ガ
スレーザ媒質の下流側に進んだもものはガス流にのって
主放電部に戻されないが、上流側に進んだものは上記ガ
ス流にのって主放電部に戻り、主放電においガス密度の
疎密を発生させる。放電インピーダンス、放電破壊電圧
などはガス密度により決定されるため、上記疎密波の発
生は放電安定性を損なうものであった。このため、レー
ザ繰返しが１ｋＨｚを越える高繰返しの領域では第２図
の（Ａ）に示すようにレーザ出力が低下してしまう現象
が生じていた。この衝撃波の対策として、レーザ管（１
）内に衝撃吸収体を設ける試みもなされているが、衝撃
波の吸収量が不十分なため繰返し数を十分に高めること
ができなかった。
陰極（２）および陽極（３）に多量の電気エネルギが注
入され、放電過程で発生するイオンや電子が例えばＣＣ
Ｉ ＳＮ ｉＦ ２などの放電部酸物が発生する。こ
れら放電生成物は循環中にフィルターなどで除去される
。ところで、主放電時、生成物のほかに、衝撃波が発生
する。この衝撃波は主放電部を中心に周囲に広がり、レ
ーザ管（１）の管壁で反射する。上記衝撃波のうち、ガ
スレーザ媒質の下流側に進んだもものはガス流にのって
主放電部に戻されないが、上流側に進んだものは上記ガ
ス流にのって主放電部に戻り、主放電においガス密度の
疎密を発生させる。放電インピーダンス、放電破壊電圧
などはガス密度により決定されるため、上記疎密波の発
生は放電安定性を損なうものであった。このため、レー
ザ繰返しが１ｋＨｚを越える高繰返しの領域では第２図
の（Ａ）に示すようにレーザ出力が低下してしまう現象
が生じていた。この衝撃波の対策として、レーザ管（１
）内に衝撃吸収体を設ける試みもなされているが、衝撃
波の吸収量が不十分なため繰返し数を十分に高めること
ができなかった。
本発明は発生した衝撃波のうち、ガスレーザ媒質の上流
側に影響を及ぼす衝撃波をレーザ管外に逃し、長時間安
定してレーザ発振が運転可能なパルスガスレーザ発振を
提供する。
側に影響を及ぼす衝撃波をレーザ管外に逃し、長時間安
定してレーザ発振が運転可能なパルスガスレーザ発振を
提供する。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段と作用）
ガスレーザ媒質を封入したレーザ管と、このレーザ管内
に対向して設けられた主放電電極と、主放電空間を予備
電離するために上記主放電電極の近傍に設けられたピン
電極と、上記主放電空間で発生したレーザ光を共振する
光共振器と、上記レーザ管内に設けられ上記ガスレーザ
媒質を循環させる循環手段とを備えたガスレーザ発振装
置において、上記ガスレーザ媒質の流れの少なくとも上
流側になる上記レーザ管の外側部に取付けられ上記主放
電空間に対向する流入部および上記循環手段側に開口す
る開口部とを形成して上記レーザ管に連通したダクトと
、このダクト内に設けられ主放電時の衝撃エネルギーで
回転する回転手段とを備えたもので、主放電時に急速に
膨脹したガスレーザ媒質がダクト内に送り込まれ、回転
手段を回転させる。
に対向して設けられた主放電電極と、主放電空間を予備
電離するために上記主放電電極の近傍に設けられたピン
電極と、上記主放電空間で発生したレーザ光を共振する
光共振器と、上記レーザ管内に設けられ上記ガスレーザ
媒質を循環させる循環手段とを備えたガスレーザ発振装
置において、上記ガスレーザ媒質の流れの少なくとも上
流側になる上記レーザ管の外側部に取付けられ上記主放
電空間に対向する流入部および上記循環手段側に開口す
る開口部とを形成して上記レーザ管に連通したダクトと
、このダクト内に設けられ主放電時の衝撃エネルギーで
回転する回転手段とを備えたもので、主放電時に急速に
膨脹したガスレーザ媒質がダクト内に送り込まれ、回転
手段を回転させる。
（実施例）
以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を説明する。
第１図は本発明の一実施例で、第３図と共通する部分に
は同一符号を付している。すなわち、第３図に示した従
来例と異なる点は、レザ管（１）の外側部に横断面がほ
ぼコ字状で、陰極（２）、 （３）からなる主放電電極
の長手方向に対応してダクト（ｌＯ）およびこのダクト
（１０）内に配置しファン（１１）とを設けた点が異な
る。ダクト（１０）の取付は箇所はレーザ管（１）内に
封入されたガスレーザ媒質の流れの上流側になる外側部
で、この外側部において、放電部に対向する部分には数
条のスリットで形成された流入部（１２）が形成され、
また、循環手段である送風機（９）の近傍部分には開口
部（１３）が形成されていて、ダクト（１０）の一端が
流入部（１２）に、他端が開口部（１３）にそれぞれ気
密に接続している。また、ファン（１１）は流入部（１
２）に対向し、この流入部（１２）から流入したガスレ
ーザ媒質で図中時計方向に回転するようになっている。
は同一符号を付している。すなわち、第３図に示した従
来例と異なる点は、レザ管（１）の外側部に横断面がほ
ぼコ字状で、陰極（２）、 （３）からなる主放電電極
の長手方向に対応してダクト（ｌＯ）およびこのダクト
（１０）内に配置しファン（１１）とを設けた点が異な
る。ダクト（１０）の取付は箇所はレーザ管（１）内に
封入されたガスレーザ媒質の流れの上流側になる外側部
で、この外側部において、放電部に対向する部分には数
条のスリットで形成された流入部（１２）が形成され、
また、循環手段である送風機（９）の近傍部分には開口
部（１３）が形成されていて、ダクト（１０）の一端が
流入部（１２）に、他端が開口部（１３）にそれぞれ気
密に接続している。また、ファン（１１）は流入部（１
２）に対向し、この流入部（１２）から流入したガスレ
ーザ媒質で図中時計方向に回転するようになっている。
タンク（２０）が設けられ、これら両者は導入管（２１
）および排出管（２２）によって接続されている。導入
管（２１）はその導入口（２３）を上記主放電空間（４
）のガスレーザ媒質が下流側出口に対向して接続されて
いる。
）および排出管（２２）によって接続されている。導入
管（２１）はその導入口（２３）を上記主放電空間（４
）のガスレーザ媒質が下流側出口に対向して接続されて
いる。
次に上記構成の作用について説明する。すなわち、送風
機（９）が作動し、ガスレーザー質がレザ管（１）内で
循環された後、主電源（７）が作動すると、ビン電極（
５）間でスパーク放電が点弧し、主放電空間（４）に電
子を発生させ、予備電離される。この予備電離で陰極（
２）、陽極（３）間の電圧が高くなると、上記電子が種
火となり、主放電が発生し、ガスレーザ媒質が励起され
る。上記ガスレーザ媒質の循環では、ガスレーザ媒質の
一部は開口部（１３）を経てダクト（１０）内に流入す
る。流入したガスレーザ媒質の押し出し圧力はファン（
１１）を回転させるほど大きくないため、流入部（１２
）とファン（１１）との間に澱み、定常状態では循環中
の流速は若干低下する。一方、主放電において発生した
衝撃波は周囲の圧力に比べて、数倍程度高いため、この
衝撃波で押されたガスレーザ媒質は流入部（１２）から
ダクト（１０）内に入り、ファン（１１）を回転させる
力に変り、衝撃波のエネルギは消費される。
機（９）が作動し、ガスレーザー質がレザ管（１）内で
循環された後、主電源（７）が作動すると、ビン電極（
５）間でスパーク放電が点弧し、主放電空間（４）に電
子を発生させ、予備電離される。この予備電離で陰極（
２）、陽極（３）間の電圧が高くなると、上記電子が種
火となり、主放電が発生し、ガスレーザ媒質が励起され
る。上記ガスレーザ媒質の循環では、ガスレーザ媒質の
一部は開口部（１３）を経てダクト（１０）内に流入す
る。流入したガスレーザ媒質の押し出し圧力はファン（
１１）を回転させるほど大きくないため、流入部（１２
）とファン（１１）との間に澱み、定常状態では循環中
の流速は若干低下する。一方、主放電において発生した
衝撃波は周囲の圧力に比べて、数倍程度高いため、この
衝撃波で押されたガスレーザ媒質は流入部（１２）から
ダクト（１０）内に入り、ファン（１１）を回転させる
力に変り、衝撃波のエネルギは消費される。
なお、上記実施例ではダクトをガスレーザ媒質の上流側
に位置する所に設けたが、下流側における衝撃波が強い
場合は、むしろ下流側に設けるべきであるが、主放電部
への注入エネルギが大きく、下流側の衝撃波も主放電部
に戻ってくる場合には両側に設けた方がよい。また、フ
ァン（１１）を別に駆動源を設けて強制的に回転すれば
、衝撃波のエネルギ消費の作用はほとんどなくなるが、
衝撃波による疎密波が乱され、主放電部への反射は著し
く低下し、同じくレーザの高繰返し動作は安定となる。
に位置する所に設けたが、下流側における衝撃波が強い
場合は、むしろ下流側に設けるべきであるが、主放電部
への注入エネルギが大きく、下流側の衝撃波も主放電部
に戻ってくる場合には両側に設けた方がよい。また、フ
ァン（１１）を別に駆動源を設けて強制的に回転すれば
、衝撃波のエネルギ消費の作用はほとんどなくなるが、
衝撃波による疎密波が乱され、主放電部への反射は著し
く低下し、同じくレーザの高繰返し動作は安定となる。
［発明の効果］
以上のように、主放電時に発生した衝撃波は回転手段で
あるファン（１１）を回転させるエネルギきして使われ
る。また、主放電が繰返され、ファン（１１）が連続的
に回転すると、衝撃波による疎密波は回転中のファン（
１１）において乱されるため、主放電部に定常波が生じ
なくなる。したがって、主放電の不安定性がなくなり、
第２図の（Ａ）に示すよう高繰返し動作を大幅に延ばす
ことができ、１ｋＨｚ以上の比較的高繰返しの領域でも
安定したレーザ発振が得られるようになった。
あるファン（１１）を回転させるエネルギきして使われ
る。また、主放電が繰返され、ファン（１１）が連続的
に回転すると、衝撃波による疎密波は回転中のファン（
１１）において乱されるため、主放電部に定常波が生じ
なくなる。したがって、主放電の不安定性がなくなり、
第２図の（Ａ）に示すよう高繰返し動作を大幅に延ばす
ことができ、１ｋＨｚ以上の比較的高繰返しの領域でも
安定したレーザ発振が得られるようになった。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はレー
ザ繰返し数とレーザ出力との関係を示す図、第３図は従
来例を示す断面図である。 （１）・・・レーザ管 （２）・・・陰極 （３）・・・陽極 （５）・・・ピン電極 （１０）・・・ダクト （１１）・・・ファン（回転手段） ３− ≧ ニー←旧ぐ−
ザ繰返し数とレーザ出力との関係を示す図、第３図は従
来例を示す断面図である。 （１）・・・レーザ管 （２）・・・陰極 （３）・・・陽極 （５）・・・ピン電極 （１０）・・・ダクト （１１）・・・ファン（回転手段） ３− ≧ ニー←旧ぐ−
Claims (1)
- ガスレーザ媒質を封入したレーザ管と、このレーザ管内
に対向して設けられた主放電電極と、主放電空間を予備
電離するために上記主放電電極の近傍に設けられたピン
電極と、上記主放電空間で発生したレーザ光を共振する
光共振器と、上記レーザ管内に設けられ上記ガスレーザ
媒質を循環させる循環手段とを備えたガスレーザ発振装
置において、上記ガスレーザ媒質の流れの少なくとも上
流側になる上記レーザ管の外側部に取付けられ上記主放
電空間に対向する流入部および上記循環手段側に開口す
る開口部とを形成して上記レーザ管に連通したダクトと
、このダクト内に設けられ主放電時の衝撃エネルギーで
回転する回転手段とを備えたことを特徴とするガスレー
ザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1927290A JP2693004B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | ガスレーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1927290A JP2693004B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | ガスレーザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03225980A true JPH03225980A (ja) | 1991-10-04 |
| JP2693004B2 JP2693004B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=11994814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1927290A Expired - Fee Related JP2693004B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | ガスレーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2693004B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7215695B2 (en) | 2004-10-13 | 2007-05-08 | Gigaphoton | Discharge excitation type pulse laser apparatus |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP1927290A patent/JP2693004B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7215695B2 (en) | 2004-10-13 | 2007-05-08 | Gigaphoton | Discharge excitation type pulse laser apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2693004B2 (ja) | 1997-12-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |