JPH0380584A - 炭酸ガスレーザの発振装置 - Google Patents

炭酸ガスレーザの発振装置

Info

Publication number
JPH0380584A
JPH0380584A JP21597389A JP21597389A JPH0380584A JP H0380584 A JPH0380584 A JP H0380584A JP 21597389 A JP21597389 A JP 21597389A JP 21597389 A JP21597389 A JP 21597389A JP H0380584 A JPH0380584 A JP H0380584A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microwave
laser
waveform
carbon dioxide
discharge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP21597389A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Makihara
牧原 洋
Minoru Danno
実 団野
Tetsuya Ikeda
哲哉 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP21597389A priority Critical patent/JPH0380584A/ja
Publication of JPH0380584A publication Critical patent/JPH0380584A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/0975Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive excitation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、加工機、医療器械などに搭載される炭酸ガス
レーザの発振装置の改良に関する。
〈従来の技術〉 従来のレーザ発振装置について、第6図。
第7図に示す。両図に示される技術は、マイクロ波を照
射することによって、放電管内のガスをマイクロ波放電
させ、レーザ発振のためのガスの励起を行うレーザ発振
装置に関するものであり、第6図は特開昭61−220
486号、第7図は特開昭61−220487号に示さ
れている。
第6図に示すように電源106からマイクロ波発生器1
08に電力を供給して、マイクロ波107を出力させろ
と、このマイクロ波107は導波管109A、109B
を経由して、空胴共振器101A、l0IBに導かれる
。この空胴共振1ixolA、l0IBには放電管10
2が貫通しており、この放電管102内にはレーザ媒質
ガス103が封入されている。このレーザ媒質ガス10
3はマイクロ波107の印加によりマイクロ放電を起こ
し、これにより、全反射鏡111と部分反射鏡112と
の間でレーザ発振が生起し、レーザ光113として取り
出される。
第6図では、空胴共振器101A、l0IB。
放fl管102の組合せを1系統用い、これらを直列に
i!iil!置した例を示したものであるが、第7図で
は、単一の空胴共振器101内に2個の放電管102A
、102Bを並列に配置したものである。
〈発明が解決しようとする課題〉 前述の従来法は、ガスレーザ全般に適用できる旨、記載
されているが、ガスレーザの種類は多数あり、放電発振
特性はガスの種類・組成で大巾に異なるため、効率良く
レーザ発振させるためには、ガスレーザの種類毎に適正
な発振条件を探索した上でレーザを動作させる必要があ
る。
そこで、本発明者らは、マイクロ波を用いてレーザ発振
させる方法を炭酸ガスレーザに適用した場合に、大巾に
発振効率が向上する発振条件について種々実験を重ねた
ところ、次のような興味ある発見があった。
即ち、マイクロ波発振器は、家庭用電子レンジ、工業用
加熱炉として2450MHz帯のものが多用されている
が、装置を簡単にしコストを下げる必要から、普通50
又は60サイクルの交流を両波整流し、100Hz又は
120)fzのパルス状電流をマグネトロンに供給する
のが一般的と思われる。このため発生するマイクロ波の
波形は、第5図(e)のような間隔を置いた、先鋭化し
たパルス状となる。
このような波形を有するマイクロ波を炭酸ガスレーザの
励起に用いると、レーザガス媒体に吸収はされても、レ
ーザ発振に有効でないことが判った。その理由は、炭酸
ガスレーザでの媒体ガスは、通常ヘリウムガスを希釈ガ
スとして、Co、+N、+Heの混合ガスが用いられて
いるため、これに第5図(e)の波形を有するマイクロ
波による放電では、直流放電に比較して著しく鳥の振動
温度が上昇していることが確認され、同時にレーザ出力
も上がらなくなるからである。
炭酸ガスレーザが発振に至るには、放電によって生じて
いる電子のエネルギー分布が適正な範囲に入ることが必
要であるが、前述のような先鋭化したパルス波形の場合
、マイクロ波が形成する電界がゼロから始まってピーク
値に達し、再びゼロに戻る際、電界強度のしきい値E1
以下では発振せず、またピーク値近傍では電界強度がE
2以下となり強過ぎて過度の励起が生じる。その結果発
振に適正な電界強度(E1以上、E2以下)の接続時間
が短かくなると共に、過度の励起はレーザガスの温度上
昇をもたらし、レーザ発振が妨害されるものと予想され
る。
本発明は、上記発見に基づいて完成されたものであり、
マイクロ波を用いてレーザ発振させる方法において、炭
酸ガスレーザを効率よく発振させる装置を提供すること
を目的とするものである。
〈課題を解決するための手段〉 斯かる目的を達成するための本発明の第1の構成として
は、マイクロ波の波形を第5図(C)の先鋭化したパル
ス状から、同図(&)に示す連続波にすることにより、
マイクロ波が形成する電界強度がほぼ一定となるように
したものである。このためには、例えばマグネトロンに
連結する電源に平滑化回路を組み込めばよい。連続波の
波形は、第5図(a)に示すように発振可能な電界強度
(E1以上、E2以下)であれば、若干の変動があって
もよく、実験によれば±10%程度のリップル(脈Wh
)があっても何んら差し障わりはなかった。
また、上記目的を達成するための本発明の第2の構成と
しては、マイクロ波の波形を第5図(b)に示すように
矩形波とするものである。
そのためには、例えば電源に平滑化回路のほかにスイッ
チング回路を組み込むようにすると良い。矩形波であっ
ても、上記連続波と同様に、発振可能な電界強度(E、
以上、E2以下)であれば効率よく発振することになる
く作   用〉 マイクロ波の波形を第5図(a) (b)に示すような
連続波又は矩形波とすることにより、マイクロ波照射中
において、マイクロ波の形成する電界強度が時間的に一
定かつ適正値に保たれることになる。その結果、当該電
界印加下での放電で形成される電子エネルギ分布も、発
振に有効なレベルの励起に対して適正値が維持されるよ
うになった。
く実 施 例〉 以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。
第1図に本発明の第1の実癲例にかかる炭酸ガスレーザ
の発振装置を示す。同図に示す実施例は、空胴共振器4
の内部に放電管5を配置した例である。即ち、空胴共振
器4には導波Ivt3を介してマイクロ波発生器2が接
続され、このマイクロ波発生器2は平滑化回路を有する
電源1からの電力供給により作動するようになっている
。空胴共振器4の内部には、無水石英ガラス製の放電管
5が貫通して配置され、その中にはレーザ媒質ガス10
A。
10Bが流下するようになっている。放電管5の両端に
は、ブリュースター窓8が傾斜して取り付けられ、更に
、その外側には全反射鏡6.半透過fl!7が配置され
て、レーザ光の共振系が構成されている。
また、空胴共振器4の両端からマイクロ波が漏洩しない
よう、そこには放電管5とほぼ同径のマイクロ波漏洩防
止筒13が設けられている。
従って、電源1からマイクロ波発生器2に電力を供給し
連続波としてのマイクロ波9を発生させ、このマイクロ
波9を導波管3を経由して空胴共振器4に導くと、放電
管中を流れるレーザ媒質ガスIOA、IOBがマイクロ
波放電を生起することになる。そして、全反射fl!6
と半透過@7との間でレーザ発振が起こり、レーザ光1
1として取り出されることになる。
ここで、マイクロ波を連続とした本実施例と、パルス状
のマイクロ波を用いる従来技術とを比較した結果を第2
図に示す。第2図から判るように、マイクロ波の波形を
先鋭なパルス状から連続状に変えることで、レーザの発
振性能は著しく改善され、レーザ光出力及び発振効率と
もにfi1桁向上した。尚、実験に用いた放電管は無水
石英製で内径20.3職。
外径23.3mm、長さ7901111であり、光共振
器長は1.3mで全反射鏡は焦点5mの凹面鏡。
半透過I!(出力光)はZn5a製で透過率87%であ
る。レーザ媒質ガスは、常温で供給し、その流量比は、
Co、: N、: Heに対し0.5: 3: 10(
各単位、Nj/min )とし、放電管内の圧力は5T
orrとした。
上記実施例では、空胴共振器4の内部に放電管5を配置
したものであるが、本発明はこれに限るものではない。
例えば、第3図(a) (b)に示す第2の実施例のよ
うに、導波管3の内部に、これと平行に放電管5を配置
しても良い。また、第4図(at (blに示す第3の
実施例のよう客ζ導波管3に放電管5を直角に貫通させ
て配置し、更に導波管3の一端に可動終端14を取り付
けるようにしても良い。これら第2゜第3の実施例にお
いても、マイクロ波の波形を先鋭なパルス状から連続状
とすることで、第1の実施例のように大巾な性能の向上
が見られた。尚、第2の実施例における実験デー第 1 表 〈発明の効果〉 以上、実施例に基づいて具体的に説明したように本発明
は、マイクロ波をレーザ媒質に印加して放電により励起
する方法において、マイクロ波の波形を連続状又は矩形
状とすることで、マイクロ波が誘起する電場の強度なら
びに当該電場で生起される電子エネルギ分布を適正化し
、レーザ発振に有効な媒体ガスの励起を可能にすること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例にかかる構成図、第2図
はマイクロ波注入電力に対するレーザ光出力の変化を示
すグラフ、第3図(alは本発明の第2の実施例にかか
る構成図、第3図(blは同図(al中のA−A矢視図
、第4図(a)は本発明の第3の実施例にかかる構成図
、第4図(blは同図(a)中のB−B矢視図、第5図
fa)は連続波としてのマイクロ波の波形を示すグラフ
、第5図(blは矩形波としてのマイクロ波の波形を示
すグラフ、第5図(C)は先鋭的なパルス状のマイクロ
波の波形を示すグラフ、第6図、第7図はそれぞれ従来
のレーザ発振装置の説明図である。 図面中、 1は平滑化回路を有する電源、 2はマイクロ波発生器、 3は導液管、 4は空胴共振器、 5は放電管、 6は全反射鏡、 7は半透過鏡、 8はブリー−スター窓) 9はマイクロ波、 10A、IOBはレーザ媒質ガス、 11はレーザ光、 12は無反射終端、 13はマイクロ波漏洩防止筒、 14は可動終端である。 特  許  出  願  人 三菱重工業株式会社 代    理    人

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)放電管に封入されたレーザ媒質にマイクロ波を印
    加してマイクロ波放電させる炭酸ガスレーザの発振装置
    において、印加するマイクロ波をリップル±10%以下
    の連続波としたことを特徴とする炭酸ガスレーザの発振
    装置。
  2. (2)放電管に封入されたレーザ媒質にマイクロ波を印
    加してマイクロ波放電させる炭酸ガスレーザの発振装置
    において、印加するマイクロ波をリップル±10%以下
    の連続波を整形して得た矩形波としたことを特徴とする
    炭酸ガスレーザの発振装置。
JP21597389A 1989-08-24 1989-08-24 炭酸ガスレーザの発振装置 Pending JPH0380584A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21597389A JPH0380584A (ja) 1989-08-24 1989-08-24 炭酸ガスレーザの発振装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21597389A JPH0380584A (ja) 1989-08-24 1989-08-24 炭酸ガスレーザの発振装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0380584A true JPH0380584A (ja) 1991-04-05

Family

ID=16681307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21597389A Pending JPH0380584A (ja) 1989-08-24 1989-08-24 炭酸ガスレーザの発振装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0380584A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1174097A (ja) * 1997-04-22 1999-03-16 Applied Materials Inc 効率が良くコンパクトなリモートマイクロ波プラズマ発生用の装置及び方法
US7752362B2 (en) 2005-04-04 2010-07-06 Hitachi, Ltd. Storage system providing stream-oriented performance assurance

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6468988A (en) * 1987-09-10 1989-03-15 Mitsubishi Electric Corp Carbonic acid gas laser device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6468988A (en) * 1987-09-10 1989-03-15 Mitsubishi Electric Corp Carbonic acid gas laser device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1174097A (ja) * 1997-04-22 1999-03-16 Applied Materials Inc 効率が良くコンパクトなリモートマイクロ波プラズマ発生用の装置及び方法
US7752362B2 (en) 2005-04-04 2010-07-06 Hitachi, Ltd. Storage system providing stream-oriented performance assurance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hodges et al. Waveguide laser for the far infrared (FIR) pumped by a CO2 laser
JPH0380584A (ja) 炭酸ガスレーザの発振装置
CN115621829B (zh) 一种射频激励波导co2激光器
JPH0414272A (ja) レーザー発振装置
JP2566583B2 (ja) 炭酸ガスレーザ装置
JPH06291397A (ja) ガスレーザ発振装置
JP2989296B2 (ja) レーザーガスのマイクロ波放電励起方法
JP2792457B2 (ja) マイクロ波励起ガスレーザ装置
SU1402190A1 (ru) Способ генерации мощных СВЧ-колебаний
KR100620539B1 (ko) 마이크로파를 이용한 기체 레이저 장치
RU2101745C1 (ru) Способ преобразования энергии электромагнитного излучения оптического или более низкочастотного диапазона в энергию волновых возбуждений нелинейной среды
RU2164048C1 (ru) Устройство для свч возбуждения и поддержания генерации газоразрядного лазера при помощи создания плазменной коаксиальной линии
Esarey et al. Optical guiding and beat wave phase velocity control in the plasma beat wave accelerator
RU2105398C1 (ru) Импульсно-периодический лазер
RU1440308C (ru) Лазер с свч-разрядом
JP2871217B2 (ja) マイクロ波励起気体レーザー装置
JP2877267B2 (ja) レーザ発振装置
JP3221347B2 (ja) ガスレーザ発振装置
JPH06140694A (ja) マイクロ波放電励起レーザ
SU663247A1 (ru) Электроразр дный газовый лазер
SU266106A1 (ja)
SU1571711A1 (ru) Формирователь СВЧ-импульсов
JPS61220486A (ja) レ−ザ発振装置
JP2001357999A (ja) プラズマ発生装置
JPS6471099A (en) Plasma device