JPH0464194B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0464194B2 JPH0464194B2 JP19784784A JP19784784A JPH0464194B2 JP H0464194 B2 JPH0464194 B2 JP H0464194B2 JP 19784784 A JP19784784 A JP 19784784A JP 19784784 A JP19784784 A JP 19784784A JP H0464194 B2 JPH0464194 B2 JP H0464194B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser device
- gas flow
- gas
- optical path
- flow direction
- 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.)
- Expired
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 32
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 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
- H01S3/05—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)
- Lasers (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明なガスレーザ装置、とくに共振器内に
折返し光路をもつレーザ装置のコンパクト化、ハ
イパワー化に関するものである。
折返し光路をもつレーザ装置のコンパクト化、ハ
イパワー化に関するものである。
第４図は従来のガスレーザ装置を示す断面構成
図であり、（パルス発振レーザ装置；BPN5237、
特願昭58−12−14）第４図ａは縦断面構成図を、
第４図ｂは横断面構成図を示す。図において１，
２は相対向する誘電体被覆電極、３はガス流方
向、４は無声放電、５は高周波高電圧電源、６は
部分透過鏡、７，８，９は全反射鏡、１０，１１
はアパーチヤ、１２は出射光軸、１３は全反射鏡
７，８間を往復する光の光軸、１４は全反射鏡
８，９間の光軸、１５は外部にとり出されるレー
ザ光である。
図であり、（パルス発振レーザ装置；BPN5237、
特願昭58−12−14）第４図ａは縦断面構成図を、
第４図ｂは横断面構成図を示す。図において１，
２は相対向する誘電体被覆電極、３はガス流方
向、４は無声放電、５は高周波高電圧電源、６は
部分透過鏡、７，８，９は全反射鏡、１０，１１
はアパーチヤ、１２は出射光軸、１３は全反射鏡
７，８間を往復する光の光軸、１４は全反射鏡
８，９間の光軸、１５は外部にとり出されるレー
ザ光である。
図に示すように、このガスレーザ装置は放電方
向とガス流方向と光軸とがほぼ直交しており、ま
た光軸がガス流と直交する面内に折返された折り
返し共振器光路によつて構成されている。
向とガス流方向と光軸とがほぼ直交しており、ま
た光軸がガス流と直交する面内に折返された折り
返し共振器光路によつて構成されている。
次に動作について説明する。電極１，２には電
源５から高周波高電圧が加えられ、両電極間に無
声放電４が生じる、一方該放電空間にはレーザガ
ス流が流入し、励起されレーザ媒質を生ずる、ガ
ス流方向のゲイン（利得）は下流付近で最大とな
るためこの近くに、光共振器を設置してレーザ光
を外部にとり出す。光共振器は全反射鏡９と部分
反射鏡６とで構成され、内部で全反射鏡７，８に
より２回折返されている。また全反射鏡９と部分
反射鏡６の前面には開孔をもつ金属部材のアパー
チヤ１０，１１が挿入され、レーザ光の横モード
を決定し、つまりレーザビーム断面積を決定して
いる。
源５から高周波高電圧が加えられ、両電極間に無
声放電４が生じる、一方該放電空間にはレーザガ
ス流が流入し、励起されレーザ媒質を生ずる、ガ
ス流方向のゲイン（利得）は下流付近で最大とな
るためこの近くに、光共振器を設置してレーザ光
を外部にとり出す。光共振器は全反射鏡９と部分
反射鏡６とで構成され、内部で全反射鏡７，８に
より２回折返されている。また全反射鏡９と部分
反射鏡６の前面には開孔をもつ金属部材のアパー
チヤ１０，１１が挿入され、レーザ光の横モード
を決定し、つまりレーザビーム断面積を決定して
いる。
さてレーザ出力のハイパワー化を考える時、放
電空間に対する共振器空間の割合を増大する手段
を採ることが可能である。これは、アパーチヤ１
０，１１の開孔径を大きくし、レーザビーム断面
積を増大することにより達成される。第５図はこ
れを説明する縦断面構成図であり、第５図ａはパ
ワーアツプ以前を、第５図ｂがパワーアツプ後を
示している。電極１，２と光路の端との最近接距
離d1，d2は両者同じに保つのが普通である。放電
空間は放電方向にのみ伸長し、ガス流方向に変化
はない。共振器空間は放電方向、ガス流方向とも
に伸長し、その結果共振器空間の放電空間に対す
る割合が増大しハイパワー化が達成される。
電空間に対する共振器空間の割合を増大する手段
を採ることが可能である。これは、アパーチヤ１
０，１１の開孔径を大きくし、レーザビーム断面
積を増大することにより達成される。第５図はこ
れを説明する縦断面構成図であり、第５図ａはパ
ワーアツプ以前を、第５図ｂがパワーアツプ後を
示している。電極１，２と光路の端との最近接距
離d1，d2は両者同じに保つのが普通である。放電
空間は放電方向にのみ伸長し、ガス流方向に変化
はない。共振器空間は放電方向、ガス流方向とも
に伸長し、その結果共振器空間の放電空間に対す
る割合が増大しハイパワー化が達成される。
上記のような従来のガスレーザ装置では、光軸
がガス流と直交する面内に折返されて構成されて
いるから、ハイパワー化に際しては電極間の距離
（ギヤツプ）を増大させる必要があつた。しかし
ながらギヤツプの増大は著しい放電の不安定さの
増大をもたらす。また第６図に示すように同じギ
ヤツプにて２つ、もしくはそれ以上の横モード
を、同じ共振器においてアパーチヤの開孔径のみ
の交換により発生させる場合、より小さな開孔径
を用いた時、後述の理由で効率が著しく減少する
等の問題点があつた。
がガス流と直交する面内に折返されて構成されて
いるから、ハイパワー化に際しては電極間の距離
（ギヤツプ）を増大させる必要があつた。しかし
ながらギヤツプの増大は著しい放電の不安定さの
増大をもたらす。また第６図に示すように同じギ
ヤツプにて２つ、もしくはそれ以上の横モード
を、同じ共振器においてアパーチヤの開孔径のみ
の交換により発生させる場合、より小さな開孔径
を用いた時、後述の理由で効率が著しく減少する
等の問題点があつた。
この発明はかかる問題点を解決するためになさ
れたもので、コンパクトで安定にハイパワー化の
できるガスレーザ装置を提供するものである。
れたもので、コンパクトで安定にハイパワー化の
できるガスレーザ装置を提供するものである。
この発明によるガスレーザ装置は、光軸がガス
流と斜交する面内に折返された折返し共振器光路
によつて構成されているものである。
流と斜交する面内に折返された折返し共振器光路
によつて構成されているものである。
〔作用〕
この発明における折返し共振器光路はガス流と
斜交しており、放電方向に対し傾むいているので
電極間の距離を広げなくてもアパーチヤの開孔径
を大きくして、共振器空間を増大する。
斜交しており、放電方向に対し傾むいているので
電極間の距離を広げなくてもアパーチヤの開孔径
を大きくして、共振器空間を増大する。
第１図ａ，ｂはそれぞれこの発明の一実施例に
よるガスレーザ装置を示す縦断面構成図及び横断
面構成図である。放電励起機構については従来例
と同様である。共振器構成について第１図ａと第
５図ａとを比較すると、両図において電極１，２
間の距離（ギヤツプ）は変つていない。また、第
１図に示されるこの発明の装置においては光軸１
３がガス流方向及び放電方向の両者と斜交する面
内に設定されている。これにより図に示すように
ギヤツプはそのままで、共振器空間を増大させた
構成が可能となる。電極と光路とのすき間d1，d2
は従来例と同様で、光が電極にふれて、電極を破
壊することのないように選ばれている。出力
3KWCO2レーザを例にとり説明するとd1，d2は
２mm程度である。光軸１３とガス流方向の傾きθ
はすき間d1，d2とアパーチヤの開孔径の大きさ、
配置、ギヤツプにより決定される、例えばシング
ルモード1.5KWのCO2レーザに用いた放電空間を
利用して3KWマルチモードCO2レーザを作つた
場合θは45°が適当であつた。
よるガスレーザ装置を示す縦断面構成図及び横断
面構成図である。放電励起機構については従来例
と同様である。共振器構成について第１図ａと第
５図ａとを比較すると、両図において電極１，２
間の距離（ギヤツプ）は変つていない。また、第
１図に示されるこの発明の装置においては光軸１
３がガス流方向及び放電方向の両者と斜交する面
内に設定されている。これにより図に示すように
ギヤツプはそのままで、共振器空間を増大させた
構成が可能となる。電極と光路とのすき間d1，d2
は従来例と同様で、光が電極にふれて、電極を破
壊することのないように選ばれている。出力
3KWCO2レーザを例にとり説明するとd1，d2は
２mm程度である。光軸１３とガス流方向の傾きθ
はすき間d1，d2とアパーチヤの開孔径の大きさ、
配置、ギヤツプにより決定される、例えばシング
ルモード1.5KWのCO2レーザに用いた放電空間を
利用して3KWマルチモードCO2レーザを作つた
場合θは45°が適当であつた。
さらにアパーチヤの開孔径をきり換えることに
より、モードを切換える場合を考えてみる。第６
図に示される従来の装置の横断面構成図を第３図
ａに、第２図に示されるこの発明の他の実施例に
よるガスレーザ装置の横断面構成図を第３図ｂに
示し両図を比較する。従来例ではアパーチヤの開
孔径を小さくすると、図中斜線部４１，４２で示
す「すき間」ができる。ここを通過する励起ガス
は紙面垂直に紙面中に流れ込むためレーザ発振に
寄与できず、レーザ発振効率が低下する。一方こ
の発明によれば、光軸１２を含む光路と光軸１４
を含む光路とがガス流方向からみて重なるように
設定してあるので上記の如きすき間によるロスが
ない。従つてパワーの損失を最小限におさえなが
らアパーチヤの開孔径を下げ、即ち横モードの次
数を減らすことができる。
より、モードを切換える場合を考えてみる。第６
図に示される従来の装置の横断面構成図を第３図
ａに、第２図に示されるこの発明の他の実施例に
よるガスレーザ装置の横断面構成図を第３図ｂに
示し両図を比較する。従来例ではアパーチヤの開
孔径を小さくすると、図中斜線部４１，４２で示
す「すき間」ができる。ここを通過する励起ガス
は紙面垂直に紙面中に流れ込むためレーザ発振に
寄与できず、レーザ発振効率が低下する。一方こ
の発明によれば、光軸１２を含む光路と光軸１４
を含む光路とがガス流方向からみて重なるように
設定してあるので上記の如きすき間によるロスが
ない。従つてパワーの損失を最小限におさえなが
らアパーチヤの開孔径を下げ、即ち横モードの次
数を減らすことができる。
以上説明したように、この発明によれば光軸が
ガス流と斜交する面内に折返された折返し共振器
光路によつて装置を構成したので、コンパクトで
安定さを保ちながらハイパワー化ができる。
ガス流と斜交する面内に折返された折返し共振器
光路によつて装置を構成したので、コンパクトで
安定さを保ちながらハイパワー化ができる。
また、特許請求の範囲第２項のように、アパー
チヤの開孔径を変化させる構成とした時、開孔径
が小さくなつた時のパワーダウンを従来にくらべ
著しく軽減でき、より広い次数のレーザビームを
十分なパワーでもつてとり出せる効果がある。
チヤの開孔径を変化させる構成とした時、開孔径
が小さくなつた時のパワーダウンを従来にくらべ
著しく軽減でき、より広い次数のレーザビームを
十分なパワーでもつてとり出せる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるガスレーザ
装置を示す断面構成図、第２図はこの発明の他の
実施例によるガスレーザ装置を示す縦断面構成
図、第３図ａは従来のガスレーザ装置を示す横断
面構成図、第３図ｂはこの発明の他の実施例によ
るガスレーザ装置を示す横断面構成図、第４図は
従来のガスレーザ装置を示す断面構成図、第５図
は従来のガスレーザ装置のハイパワー化を説明す
る説明図、第６図はモード切換えを行う従来のガ
スレーザ装置を示す縦断面構成図である。 １，２……電極、３……ガス流方向、６……部
分透過鏡、７，８，９……全反射鏡、１０，１１
……アパーチヤ、１２，１３，１４……光軸、１
５……レーザ光。なお、図中、同一符号は同一又
は相当部分を示す。
装置を示す断面構成図、第２図はこの発明の他の
実施例によるガスレーザ装置を示す縦断面構成
図、第３図ａは従来のガスレーザ装置を示す横断
面構成図、第３図ｂはこの発明の他の実施例によ
るガスレーザ装置を示す横断面構成図、第４図は
従来のガスレーザ装置を示す断面構成図、第５図
は従来のガスレーザ装置のハイパワー化を説明す
る説明図、第６図はモード切換えを行う従来のガ
スレーザ装置を示す縦断面構成図である。 １，２……電極、３……ガス流方向、６……部
分透過鏡、７，８，９……全反射鏡、１０，１１
……アパーチヤ、１２，１３，１４……光軸、１
５……レーザ光。なお、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 放電方向とガス流方向と光軸とが互いにほぼ
直交しており、光路を反射鏡によつて折返し複数
の部分光路からなる折返し共振器光路を構成した
ガスレーザ装置において、上記折返し共振器光路
の光軸が上記ガス流方向と斜交する面内に形成さ
れており上記複数の部分光路を上記ガス流方向に
投影したとき上記複数の部分光路の間がほぼ隙間
のないように構成されていることを特徴とするガ
スレーザ装置。 ２ 上記折り返し共振器光路内に設置されたアパ
ーチヤの開孔径を変化させ、このアパーチヤ各々
の開孔径に対応したモードの異なるレーザ光を出
力するように構成したことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19784784A JPS6175576A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | ガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19784784A JPS6175576A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | ガスレ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6175576A JPS6175576A (ja) | 1986-04-17 |
| JPH0464194B2 true JPH0464194B2 (ja) | 1992-10-14 |
Family
ID=16381324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19784784A Granted JPS6175576A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | ガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6175576A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6327078A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-04 | Fanuc Ltd | ガスレ−ザ装置 |
| KR100502452B1 (ko) | 1999-07-30 | 2005-07-20 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 직교형 가스레이저 장치 |
-
1984
- 1984-09-21 JP JP19784784A patent/JPS6175576A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6175576A (ja) | 1986-04-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |