JPH0447994B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、レーザ光出力の安定化をはかつた金
属蒸気レーザ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a metal vapor laser device that stabilizes laser light output.
例えば色素レーザ励起用として使用される金属
蒸気レーザ装置は、一般に放電管内に金属および
不活性ガスとしてのネオンガスおよびヘリウムガ
スを封入し、この状態で電極間にパルス電圧を印
加して放電管を放電加熱することにより金属を蒸
発させてレーザ発振を行なうように構成されてい
る。
For example, a metal vapor laser device used for excitation of a dye laser generally has a discharge tube filled with metal and neon gas or helium gas as an inert gas, and in this state, a pulse voltage is applied between the electrodes to discharge the discharge tube. It is configured to evaporate metal by heating and perform laser oscillation.
ところで、この種の装置は放電管の所定の温度
領域で出力波長の異なる２種類のレーザ光を発生
する。例えば、銅蒸気レーザ装置は、第１図に示
す如く1450℃〜1600℃の温度範囲で、波長λ1＝
510.6nｍでかつ温度T1で出力が最大となるレー
ザ光Ａと、波長λ2＝578.2nｍで温度T2（T1＜T2）
にて出力が最大となるレーザ光Ｂとをそれぞれ発
生する。なお、図中Ｃは上記各レーザ光Ａ，Ｂの
合成出力の特性を示すものである。したがつて、
この種の装置において、所望のレーザ光を出力が
最大となるように発生させるには、放電管の温度
を監視すればよいことになる。 By the way, this type of device generates two types of laser beams with different output wavelengths in a predetermined temperature range of the discharge tube. For example, a copper vapor laser device has a wavelength λ 1 =
Laser light A has a wavelength of 510.6 nm and has a maximum output at a temperature of T 1 , and a wavelength of λ 2 = 578.2 nm and a temperature of T 2 (T 1 < T 2 ).
A laser beam B having a maximum output is generated at each of the points. In addition, C in the figure shows the characteristic of the combined output of each of the above-mentioned laser beams A and B. Therefore,
In this type of device, in order to generate a desired laser beam with maximum output, it is sufficient to monitor the temperature of the discharge tube.
しかるに、この放電管の温度を監視すること
は、放電管が高温で変化するため一般に困難で、
また仮に監視できたとしても応答性が悪いので出
力の安定なレーザ光を得ることができなかつた。 However, it is generally difficult to monitor the temperature of the discharge tube because the discharge tube changes at high temperatures.
Furthermore, even if monitoring were possible, the response was poor, making it impossible to obtain a laser beam with stable output.
本発明は、簡単な構成でかつ出力の安定なレー
ザ光を発生し得るようにした金属蒸気レーザ装置
を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a metal vapor laser device that has a simple configuration and can generate a laser beam with stable output.
本発明は、上記目的を達成するために、次のよ
うに構成したものである。すなわち、一般に金属
蒸気レーザ装置から発生される２種類のレーザ光
は、その出力特性の非飽和領域が第１図に示す如
く単調増加もしくは単調減少特性となつている。
そこで、この点に着目し、第１および第２のレー
ザ光のうち第２のレーザ光を受光部で受光してそ
の受光出力を予め設定した基準値、つまり第１の
レーザ光の出力が最大となる放電管温度時の第２
のレーザ光の出力値として別に設けた基準値と比
較し、その差信号を零にすべくレーザ発生部への
パルス駆動電圧を制御し、これにより第１のレー
ザ光の出力が最大となるようにしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, in general, the two types of laser beams generated from a metal vapor laser device have output characteristics in the non-saturated region that exhibit monotonically increasing or decreasing characteristics as shown in FIG.
Therefore, focusing on this point, the second laser beam of the first and second laser beams is received by the light receiving section, and the received light output is set to a preset reference value, that is, the output of the first laser beam is the maximum. The second temperature at the discharge tube temperature is
The output value of the first laser beam is compared with a separately provided reference value, and the pulse drive voltage to the laser generator is controlled to make the difference signal zero, thereby maximizing the output of the first laser beam. This is what I did.
第２図は、本発明の一実施例における金属蒸気
レーザ装置の回路構成図で、この装置はレーザ発
生部１と、その電源部２と、制御部３とから構成
される。
FIG. 2 is a circuit diagram of a metal vapor laser device according to an embodiment of the present invention.
レーザ発生部１は、セラミツク管１１の両端部
にブリユースタ窓１２を設けるとともに１対の円
筒状のリング状電極１３を設けた放電管（レーザ
管）１４と、遮熱板１５と、共振ミラ−１６とか
らなり、上記レーザ管１４内には純銅およびネオ
ンやヘリウム等の不活性ガスが封入されている。 The laser generating section 1 includes a discharge tube (laser tube) 14, which is provided with Breustar windows 12 at both ends of a ceramic tube 11 and a pair of cylindrical ring-shaped electrodes 13, a heat shield plate 15, and a resonant mirror. 16, and the laser tube 14 is filled with pure copper and an inert gas such as neon or helium.
一方電源部２は、電源回路２１と放電駆動回路
２２とゲート制御回路２３とから構成される。電
源回路２１は、交流電源出力を位相制御回路２４
で位相制御したのちその出力を整流回路２５によ
り整流するものである。またゲート制御回路２３
は、クロツク発生器２６からのクロツクに同期し
てゲートパルス発生器２７からゲートパルスを発
生するとともに、上記クロツクを遅延回路２８で
遅延したのちゲートパルス発生器２９に供給して
このゲートパルス発生器２９より上記ゲートパル
スの発生タイミングよりも一定時間遅いタイミン
グでゲートパルスを発生する。さらに放電駆動回
路２２は、前記電源回路２１の整流出力により充
電される平滑コンデンサ４１を有し、前記ゲート
パルス発生器２７からのゲートパルスによりサイ
ラトロン４２が点弧されたときに上記平滑コンデ
ンサ４１の充電電圧をチヨークコイル４３および
ダイオード４４を介してコンデンサ４５に供給し
充電する。そして、前記ゲートパルス発生器２９
からゲートパルスが出力されてサイラトロン４６
が点弧されたときに、上記コンデンサ４５の充電
電圧をサイラトロン４６を介して前記レーザ管１
４の両端部近くに設けられたリング状電極１３間
およびコンデンサ４７、抵抗４８の両端間にそれ
ぞれ印加し、レーザ管１４も放電駆動する。 On the other hand, the power supply unit 2 includes a power supply circuit 21, a discharge drive circuit 22, and a gate control circuit 23. The power supply circuit 21 transfers the AC power output to a phase control circuit 24.
After the phase is controlled by the rectifier circuit 25, the output is rectified by the rectifier circuit 25. Also, the gate control circuit 23
generates a gate pulse from a gate pulse generator 27 in synchronization with the clock from a clock generator 26, and also delays the clock in a delay circuit 28 and then supplies it to a gate pulse generator 29. 29, the gate pulse is generated at a timing that is a certain period of time later than the timing at which the gate pulse is generated. Furthermore, the discharge drive circuit 22 has a smoothing capacitor 41 that is charged by the rectified output of the power supply circuit 21, and when the thyratron 42 is ignited by the gate pulse from the gate pulse generator 27, the smoothing capacitor 41 is charged. A charging voltage is supplied to the capacitor 45 via the choke coil 43 and the diode 44 to charge it. And the gate pulse generator 29
A gate pulse is output from the thyratron 46
When the laser tube 1 is ignited, the charging voltage of the capacitor 45 is transferred to the laser tube 1 via the thyratron 46.
The voltage is applied between the ring-shaped electrodes 13 provided near both ends of the laser tube 4 and across the capacitor 47 and the resistor 48, respectively, and the laser tube 14 is also driven by discharge.
さて、制御部３は、前記レーザ発生部１のレー
ザ光出力路中に配設されたプリズム３１を有し、
このプリズム３１でレーザ光を波長λ1＝510.6nm
およびλ2＝578.2nｍのレーザ光Ａ，Ｂに分光して
これらのレーザ光Ａ，Ｂを各別に受光器３２，３
３で受光する。そして、これらの受光器３２，３
３の受光出力を切換器３４で択一的に選択して差
動増幅器３５に導びき、ここで基準電源３６の基
準出力と比較してその差信号を切換器３７を介し
て位相制御パルス発生器３９に供給するものであ
る。３８は直流可変電源であり、この出力は切換
器３７を通して位相制御パルス発生器３９に供給
できるようになつている。この位相制御パルス発
生器３９は、上記直流可変電源３８もしくは差動
増幅器３５からの直流電圧に応じた位相制御パル
スを発生し、この位相制御パルスを前記電源回路
２１の位相制御回路２４に供給してその導通角を
制御するものである。 Now, the control section 3 has a prism 31 disposed in the laser light output path of the laser generating section 1,
This prism 31 converts the laser beam into a wavelength λ 1 = 510.6 nm.
and λ 2 =578.2 nm laser beams A and B, and these laser beams A and B are sent to receivers 32 and 3 separately.
Receives light at 3. And these light receivers 32, 3
The received light output of 3 is selectively selected by a switch 34 and guided to a differential amplifier 35, where it is compared with the reference output of a reference power supply 36 and the difference signal is sent through a switch 37 to generate a phase control pulse. This is what is supplied to the container 39. 38 is a DC variable power supply, the output of which can be supplied to a phase control pulse generator 39 through a switch 37. This phase control pulse generator 39 generates a phase control pulse according to the DC voltage from the DC variable power supply 38 or the differential amplifier 35, and supplies this phase control pulse to the phase control circuit 24 of the power supply circuit 21. This is to control the conduction angle.
次に、以上のように構成された装置の作用を説
明する。なお、ここではレーザ発生部１の発振動
作をレーザ光Ａの出力が最大となるように制御す
る場合を例にとつて説明する。この場合、切換器
３４はレーザ光Ｂを受光する受光器３３側に切換
えておく。また、切換器３７は直流可変電源側に
切換わつている。 Next, the operation of the device configured as above will be explained. Here, a case will be described using as an example a case where the oscillation operation of the laser generator 1 is controlled so that the output of the laser beam A becomes maximum. In this case, the switch 34 is switched to the light receiver 33 side that receives the laser beam B. Further, the switch 37 is switched to the DC variable power source side.
この状態で、図示しない操作盤の起動スイツチ
を操作すると、直流可変電源３８の出力電圧が
徐々に増加し、それに応じて位相制御パルス発生
回路３９から小さな導通角から漸増する位相制御
パルスが発生されて平滑コンデンサ４１が徐々に
充電される。また、それと並行してクロツク発生
器２６から例えば5KHzのクロツクを発生させる
と、このクロツクに同期してサイラトロン４２，
４６が一定と時間間隔を有して交互に点弧され、
この結果上記平滑コンデンサ４１の充電電圧が一
旦コンデンサ４５に充電されたのち、このコンデ
ンサ４５よりレーザ管１４のリング状電極１３，
１３間に印加されて、これによりレーザ管１４は
放電動作を開始する。すなわち、上記直流可変電
源３８の出力電圧の増加に従つてレーザ管１４の
放電入力電力が増大し、それに伴なつて管内温度
が上昇する。 In this state, when the start switch on the operation panel (not shown) is operated, the output voltage of the DC variable power supply 38 gradually increases, and in response, the phase control pulse generation circuit 39 generates phase control pulses that gradually increase from a small conduction angle. The smoothing capacitor 41 is gradually charged. In addition, if a clock of, for example, 5KHz is generated from the clock generator 26 in parallel with this, the thyratron 42,
46 are fired alternately with constant time intervals,
As a result, the charging voltage of the smoothing capacitor 41 is once charged to the capacitor 45, and then the ring-shaped electrode 13 of the laser tube 14,
13, thereby causing the laser tube 14 to start a discharge operation. That is, as the output voltage of the DC variable power supply 38 increases, the discharge input power of the laser tube 14 increases, and the temperature inside the tube increases accordingly.
そして管内温度が1450℃に達すると、管内で蒸
発した銅によりレーザ管１４は発振を開始し、こ
の結果波長λ1＝510.6nｍのレーザ光Ａが出力し始
める。また、さらに直流可変電源３８の出力電圧
を増加させてこれにより管内温度が上昇すると、
レーザ光Ｂ（波長λ2＝578.2nｍ）の出力が開始さ
れる。そうすると、受光器３３から受光信号が出
力され、この受光信号が切換器３４を介して差動
増幅器３５に供給されることにより差動増幅器３
５から上記受光信号と基準電源３６の基準出力と
の差信号が発生される。また、上記受光器３３か
ら受光信号が出力された時点で図示しないリレー
回路が動作して切換器３７が差動増幅器３５側に
切換わる。したがつて、位相制御パルス発生器３
９には以後上記差動増幅器３５からの差信号が供
給され、この結果位相制御パルス発生器３９は上
記差信号に従つて出力電圧を制御する。 When the temperature inside the tube reaches 1450° C., the laser tube 14 starts oscillating due to the copper vaporized inside the tube, and as a result, laser light A having a wavelength λ 1 =510.6 nm starts to be output. Furthermore, when the output voltage of the DC variable power supply 38 is further increased and the temperature inside the tube rises,
Output of laser light B (wavelength λ 2 =578.2 nm) is started. Then, a light reception signal is output from the light receiver 33, and this light reception signal is supplied to the differential amplifier 35 via the switch 34.
5 generates a difference signal between the light reception signal and the reference output of the reference power supply 36. Further, at the time when the light receiving signal is output from the light receiver 33, a relay circuit (not shown) is operated and the switch 37 is switched to the differential amplifier 35 side. Therefore, the phase control pulse generator 3
9 is thereafter supplied with the difference signal from the differential amplifier 35, and as a result, the phase control pulse generator 39 controls the output voltage in accordance with the difference signal.
ところで、上記基準電源３６の基準出力は、レ
ーザ光Ａの出力が最大となるときの管内温度T1
に対応するレーザ光Ｂの出力値（第１図P〓2）に
設定してある。このため、前記レーザ管１４から
レーザ光Ｂが出力され始めた状態では、差動増幅
器３５から正の差信号が発生し、これにより放電
駆動回路２２からレーザ管１４に印加される駆動
電圧が増加してレーザ管１４の管内温度が上昇す
る。そうすると、この管内温度の上昇に伴なつて
レーザ光Ａ，Ｂの出力も第１図に示す如く増加
し、これにより差動増幅器３５の差動信号が減少
する。そして、この差信号が零になつた時点でレ
ーザ管１４の駆動電圧も一定となつてレーザ光
Ａ，Ｂの出力は安定する。このとき、上記レーザ
光Ａの出力値は第１図に示す如く飽和点（最大値
P〓1MAX）に保持されることになる。 By the way, the reference output of the reference power source 36 is the tube internal temperature T 1 when the output of the laser beam A is maximum.
The output value of laser beam B corresponding to (P〓 2 in Fig. 1) is set. Therefore, when the laser beam B starts to be output from the laser tube 14, a positive difference signal is generated from the differential amplifier 35, and the drive voltage applied to the laser tube 14 from the discharge drive circuit 22 increases. As a result, the temperature inside the laser tube 14 increases. Then, as the temperature inside the tube rises, the outputs of the laser beams A and B also increase as shown in FIG. 1, and as a result, the differential signal of the differential amplifier 35 decreases. When this difference signal becomes zero, the driving voltage of the laser tube 14 also becomes constant, and the outputs of the laser beams A and B become stable. At this time, the output value of the laser beam A is at the saturation point (maximum value) as shown in Figure 1.
P = 1MAX ).
このように本実施例であれば、管内温度を監視
することなく、レーザ光Ａの出力を飽和点に設定
することができる。しかもその制御を、レーザ光
Ｂの単調増加特性をなす被飽和領域を監視するこ
とにより行なつているので、管内温度の変動によ
りレーザ光Ａ，Ｂの合計出力が変化した場合に、
その変化を円滑かつ正確にフイードバツクして補
償することができ、安定な出力制御を行ない得
る。また、この場合上記レーザ光Ｂの単調増加特
性を利用して制御したことにより、フイードバツ
ク量の設定等を簡単に行なうことができ、取扱い
および構成の簡単な装置を提供することができ
る。 In this way, according to this embodiment, the output of the laser beam A can be set to the saturation point without monitoring the temperature inside the tube. Furthermore, this control is performed by monitoring the saturated region of laser light B, which has a monotonically increasing characteristic, so that when the total output of laser lights A and B changes due to fluctuations in the tube temperature,
The change can be smoothly and accurately fed back and compensated for, and stable output control can be performed. Furthermore, in this case, by controlling using the monotonically increasing characteristic of the laser beam B, the feedback amount can be easily set, and an apparatus that is easy to handle and have a simple structure can be provided.
なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はない。例えば、前記実施例ではレーザ光Ｂを監
視してレーザ光Ａを制御するようにしたが、反対
にレーザ光Ａを監視してレーザ光Ｂの出力を飽和
点P〓2MAXに保持させるようにしてもよい。この場
合には、切換器３４を受光器３２側に切換え、差
動増幅器３５の入力側の信号端子を入れ替え
かつ基準電源３６の基準出力を管内温度T2のと
きのレーザ光Ａの出力値P〓1に設定しておけばよ
い。その他、金属蒸気の種類（例えば金）や電源
部、制御部の回路構成等についても、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, the laser beam A is controlled by monitoring the laser beam B, but on the contrary, the output of the laser beam B is maintained at the saturation point P〓 2MAX by monitoring the laser beam A. Good too. In this case, the switch 34 is switched to the receiver 32 side, the signal terminals on the input side of the differential amplifier 35 are replaced, and the reference output of the reference power supply 36 is set to the output value P of the laser beam A when the tube internal temperature T 2 . 〓 Just set it to 1 . In addition, the type of metal vapor (for example, gold), the circuit configuration of the power supply section, the control section, etc. can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention.
以上詳述したように、本発明によれば、第１お
よび第２のレーザ光のうち第２時レーザ光を受光
してその受光出力を第１のレーザ光の出力が最大
となる放電管温度の第２のレーザ光の出力値に設
定した基準値と比較し、その差信号を零にすべく
レーザ発生部へのパルス駆動電圧を制御してこれ
により第１のレーザ光の出力が最大となるように
したことによつて、構成簡易にして出力値の安定
なレーザ光を発生することのできる金属蒸気レー
ザ装置を提供することができる。
As detailed above, according to the present invention, the second laser beam of the first and second laser beams is received and the received light output is adjusted to the discharge tube temperature at which the output of the first laser beam is maximum. The output value of the second laser beam is compared with a set reference value, and the pulse drive voltage to the laser generator is controlled to make the difference signal zero, thereby maximizing the output of the first laser beam. By doing so, it is possible to provide a metal vapor laser device that has a simple configuration and can generate a laser beam with a stable output value.
第１図は銅蒸気レーザ装置のレーザ光出力特性
を示す図、第２図は本発明の一実施例における金
属蒸気レーザ装置の回路構成図である。
１……レーザ発生部、２……電源部、３……制
御部、１４……放電管（レーザ管）、２１……電
源回路、２２……放電駆動回路、２３……ゲート
制御回路、３１……プリズム、３２，３３……受
光器、３４，３７……切換器、３５……差動増幅
器、３６……基準電源、３８……直流可変電源、
３９……位相制御パルス発生器、Ａ……波長λ1＝
510.6nｍのレーザ光、Ｂ……波長λ2＝578.2nｍの
レーザ光。
FIG. 1 is a diagram showing the laser light output characteristics of a copper vapor laser device, and FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a metal vapor laser device in an embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Laser generation part, 2... Power supply part, 3... Control part, 14... Discharge tube (laser tube), 21... Power supply circuit, 22... Discharge drive circuit, 23... Gate control circuit, 31 ... Prism, 32, 33 ... Light receiver, 34, 37 ... Switch, 35 ... Differential amplifier, 36 ... Reference power supply, 38 ... DC variable power supply,
39... Phase control pulse generator, A... Wavelength λ 1 =
Laser light of 510.6 nm, B...Laser light of wavelength λ 2 = 578.2 nm.
Claims (1)
が飽和状態となる出力特性の異なる第１および第
２のレーザ光を発生する金属蒸気レーザ装置にお
いて、前記レーザ光を発振出力するレーザ発生部
と、このレーザ発生部にパルス駆動電圧を供給す
る電源部と、前記レーザ発生部から出力された各
レーザ光のうち第２のレーザ光を受光する受光部
と、この受光部の出力を予め設定された基準値と
比較しその差信号を出力する比較部と、この比較
部から出力された差信号を零にすべく前記電源部
のパルス駆動電圧を制御する駆動制御部とを具備
し、前記基準値を前記第１の放電管温度時の第２
のレーザ光の出力値に設定してこの第２のレーザ
光の出力値を監視することにより、前記第１のレ
ーザ光の出力値を飽和点で安定化させるようにし
たことを特徴とする金属蒸気レーザ装置。1. In a metal vapor laser device that generates first and second laser beams having different output characteristics whose output reaches a saturated state at first and second discharge tube temperatures, a laser generating section that oscillates and outputs the laser beam; , a power supply section that supplies a pulse drive voltage to the laser generating section, a light receiving section that receives a second laser beam among the respective laser beams output from the laser generating section, and an output of the light receiving section that is set in advance. and a drive control section that controls a pulse drive voltage of the power supply section so as to make the difference signal outputted from the comparison section zero, The value is set to the second value at the first discharge tube temperature.
The output value of the first laser beam is stabilized at a saturation point by setting the output value of the first laser beam to an output value of the second laser beam and monitoring the output value of the second laser beam. Steam laser equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6616984A JPS60208884A (en) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | Metal vapor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6616984A JPS60208884A (en) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | Metal vapor laser device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60208884A JPS60208884A (en) | 1985-10-21 |
| JPH0447994B2 true JPH0447994B2 (en) | 1992-08-05 |
Family
ID=13308076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6616984A Granted JPS60208884A (en) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | Metal vapor laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60208884A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6373577A (en) * | 1986-09-16 | 1988-04-04 | Japan Atom Energy Res Inst | Metal vapor laser resonator for single-wavelength oscillation |
-
1984
- 1984-04-03 JP JP6616984A patent/JPS60208884A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60208884A (en) | 1985-10-21 |
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