JPH05291652A - ガスレーザ装置 - Google Patents
ガスレーザ装置Info
- Publication number
- JPH05291652A JPH05291652A JP8713092A JP8713092A JPH05291652A JP H05291652 A JPH05291652 A JP H05291652A JP 8713092 A JP8713092 A JP 8713092A JP 8713092 A JP8713092 A JP 8713092A JP H05291652 A JPH05291652 A JP H05291652A
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- JP
- Japan
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- laser
- gas
- anode
- discharge
- cathode
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 大出力化・コンパクト化を図り、レーザ出力
ビームが均一なリング状になる放電電極を備えたガスレ
ーザ装置を提供すること。 【構成】 対向して平行に配置された直流グロー放電用
陰極２と陽極６との間に高周波放電用誘電体電極１２を
設け、前記陰極２と前記陽極６との間にレーザガス７が
所定の流速で流入するように構成された放電電極を備え
てなるガスレーザ装置において、前記誘電体電極１２
を、前記レーザガス７の流れ方向に対して前記陰極２よ
り下流側で、かつ、前記誘電体電極１２からの放電によ
る発光が前記陰極２の表面に照射可能な前記陽極６の近
傍の領域に配置した。
ビームが均一なリング状になる放電電極を備えたガスレ
ーザ装置を提供すること。 【構成】 対向して平行に配置された直流グロー放電用
陰極２と陽極６との間に高周波放電用誘電体電極１２を
設け、前記陰極２と前記陽極６との間にレーザガス７が
所定の流速で流入するように構成された放電電極を備え
てなるガスレーザ装置において、前記誘電体電極１２
を、前記レーザガス７の流れ方向に対して前記陰極２よ
り下流側で、かつ、前記誘電体電極１２からの放電によ
る発光が前記陰極２の表面に照射可能な前記陽極６の近
傍の領域に配置した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉解体等にも使用
できるガスレーザ装置に関し、特に放電電極の改良に関
する。
できるガスレーザ装置に関し、特に放電電極の改良に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来のガスレーザ装置に用いられ
る放電電極の構成を示す図である。図３は図２のガスレ
ーザ用放電電極をレーザガスの流入方向（太矢印７の方
向）からみた場合の断面図である。図４はレーザ出力ビ
ームの断面図である。
る放電電極の構成を示す図である。図３は図２のガスレ
ーザ用放電電極をレーザガスの流入方向（太矢印７の方
向）からみた場合の断面図である。図４はレーザ出力ビ
ームの断面図である。
【０００３】図２及び図３に示すように、絶縁板１に直
線状に配列された複数のホロー陰極２が放電安定化抵抗
３を介して高電圧電源４に接続されている。絶縁板１と
平行に高電圧電源５から高電圧が印加される陽極６が配
置されている。この陽極６と前記陰極２との間に、レー
ザガス７が光軸８に対して直交するように流入する。９
はレーザ光の有効径である。高周波電源１０に接続され
内部を冷却水１１が循環するように設けられた高周波放
電用の誘電体電極１２が、レーザガス７の流入方向に対
してホロー陰極２より上流側に設置されている。また、
この誘電体電極１２はホロー陰極２と陽極６とで形成さ
れる高周波放電重畳直流グロー放電領域１３内に配置さ
れる。ホロー陰極２、陽極６及び誘電体電極１２間で生
成される無声放電によって、光軸８方向に均一に予備電
離されたレーザガス７は、誘電体電極１２の下流側に配
置されているホロー陰極２と陽極６との間に流入する。
これにより、ホロー陰極２と陽極６との間に主放電とし
て安定で均一な直流グロー放電を発生させることができ
る。このため、直流放電電極間の大ギャップ化、更に
は、レーザの高出力化に適している。
線状に配列された複数のホロー陰極２が放電安定化抵抗
３を介して高電圧電源４に接続されている。絶縁板１と
平行に高電圧電源５から高電圧が印加される陽極６が配
置されている。この陽極６と前記陰極２との間に、レー
ザガス７が光軸８に対して直交するように流入する。９
はレーザ光の有効径である。高周波電源１０に接続され
内部を冷却水１１が循環するように設けられた高周波放
電用の誘電体電極１２が、レーザガス７の流入方向に対
してホロー陰極２より上流側に設置されている。また、
この誘電体電極１２はホロー陰極２と陽極６とで形成さ
れる高周波放電重畳直流グロー放電領域１３内に配置さ
れる。ホロー陰極２、陽極６及び誘電体電極１２間で生
成される無声放電によって、光軸８方向に均一に予備電
離されたレーザガス７は、誘電体電極１２の下流側に配
置されているホロー陰極２と陽極６との間に流入する。
これにより、ホロー陰極２と陽極６との間に主放電とし
て安定で均一な直流グロー放電を発生させることができ
る。このため、直流放電電極間の大ギャップ化、更に
は、レーザの高出力化に適している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置においては、ガスレーザの高出力化に必要とされる不
安定型共振器（凹面鏡１４及び凸面鏡１５）を図３に示
す如く構成した場合、レーザ出力ビームパターン１６は
図４の（ａ）に示すように完全なリング状にならない。
その理由は、誘電体電極１２がレーザガス７の流れ方向
に対してレーザ光の有効径９より上流側に位置している
場合、誘電体電極１２によるレーザガス７の加熱及び誘
電体電極１２によるレーザガス７の乱れ等により誘電体
電極１２の下流側の利得が低下するからである。上記の
ようなレーザビームの質の低下は、レーザ光を利用する
上で、次のような支障が生じる。
置においては、ガスレーザの高出力化に必要とされる不
安定型共振器（凹面鏡１４及び凸面鏡１５）を図３に示
す如く構成した場合、レーザ出力ビームパターン１６は
図４の（ａ）に示すように完全なリング状にならない。
その理由は、誘電体電極１２がレーザガス７の流れ方向
に対してレーザ光の有効径９より上流側に位置している
場合、誘電体電極１２によるレーザガス７の加熱及び誘
電体電極１２によるレーザガス７の乱れ等により誘電体
電極１２の下流側の利得が低下するからである。上記の
ようなレーザビームの質の低下は、レーザ光を利用する
上で、次のような支障が生じる。
【０００５】図４の（ｂ）はリング状ビームをレンズ及
び反射鏡で合焦点させた場合のレーザ光の強度分布を示
す図である。図示の如く、完全なリング状ビームの場合
には、実線で示すように主ロブ１７にビーム強度のほと
んどが集中し、サイドロブ１８に強度があまり含まれな
い強度分布になる。一方、完全なリング状ビームになら
ないレーザ光の場合には、破線で示すように主ロブ１７
のビーム強度が低下し、サイドロブ１８の強度が高くな
ってしまう。従って、後者の場合には、焦光点でのビー
ム強度が半径方向Ｒに分散し、ビーム径が拡大すること
になり、使用に際して支障が生ずる。
び反射鏡で合焦点させた場合のレーザ光の強度分布を示
す図である。図示の如く、完全なリング状ビームの場合
には、実線で示すように主ロブ１７にビーム強度のほと
んどが集中し、サイドロブ１８に強度があまり含まれな
い強度分布になる。一方、完全なリング状ビームになら
ないレーザ光の場合には、破線で示すように主ロブ１７
のビーム強度が低下し、サイドロブ１８の強度が高くな
ってしまう。従って、後者の場合には、焦光点でのビー
ム強度が半径方向Ｒに分散し、ビーム径が拡大すること
になり、使用に際して支障が生ずる。
【０００６】本発明は、上記の事情に基づいてなされた
もので、大出力化・コンパクト化を図り得、レーザ出力
ビームが均一なリング状になるガスレーザ用放電電極を
備えたガスレーザ装置を提供することを目的とする。
もので、大出力化・コンパクト化を図り得、レーザ出力
ビームが均一なリング状になるガスレーザ用放電電極を
備えたガスレーザ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために次のような手段を講じた。
解決するために次のような手段を講じた。
【０００８】対向して平行に配置された直流グロー放電
用陰極と陽極との間に高周波放電用誘電体電極を設け、
前記陰極と前記陽極との間にレーザガスが所定の流速で
流入するように構成されたガスレーザ用放電電極を備え
てなるガスレーザ装置において、前記誘電体電極を、前
記レーザガスの流れ方向に対して前記陰極より下流側
で、かつ、前記誘電体電極からの放電による発光が前記
陰極表面に照射可能な前記陽極近傍の領域に配置した。
用陰極と陽極との間に高周波放電用誘電体電極を設け、
前記陰極と前記陽極との間にレーザガスが所定の流速で
流入するように構成されたガスレーザ用放電電極を備え
てなるガスレーザ装置において、前記誘電体電極を、前
記レーザガスの流れ方向に対して前記陰極より下流側
で、かつ、前記誘電体電極からの放電による発光が前記
陰極表面に照射可能な前記陽極近傍の領域に配置した。
【０００９】
【作用】上記手段を講じた結果、次のような作用が生じ
る。
る。
【００１０】誘電体電極は、レーザガス流れ方向に対し
て時空間的にレーザガスを励起するための高周波放電重
畳直流グロー放電領域の下流に位置している。しかし、
誘電体電極からの高周波放電による発光の速さは、レー
ザガスの流速、例えば、１０ｍ／ｓに対して十分速いた
め、発光が陰極表面に照射されることによる電子の２次
放出及びレーザガスの発光による予備電離の効果は従来
の装置と同様に十分得られる。従って、誘電体電極が、
レーザガス流れ方向に対して、陰極より上流側に位置す
る場合と同様に均一で安定な直流グロー放電を発生させ
ることができる。
て時空間的にレーザガスを励起するための高周波放電重
畳直流グロー放電領域の下流に位置している。しかし、
誘電体電極からの高周波放電による発光の速さは、レー
ザガスの流速、例えば、１０ｍ／ｓに対して十分速いた
め、発光が陰極表面に照射されることによる電子の２次
放出及びレーザガスの発光による予備電離の効果は従来
の装置と同様に十分得られる。従って、誘電体電極が、
レーザガス流れ方向に対して、陰極より上流側に位置す
る場合と同様に均一で安定な直流グロー放電を発生させ
ることができる。
【００１１】そして特に、本発明では、誘電体電極をレ
ーザ光の有効径より下流側に位置させているので、レー
ザ発振部の利得分布の均一化及び利得低下の防止を図る
ことができる。
ーザ光の有効径より下流側に位置させているので、レー
ザ発振部の利得分布の均一化及び利得低下の防止を図る
ことができる。
【００１２】更に、上記の構成により、レーザガスの加
熱及び気流の乱れも回避できるので、上記と同様にレー
ザ発振部の利得分布の均一化及び利得低下の防止を図る
ことができる。
熱及び気流の乱れも回避できるので、上記と同様にレー
ザ発振部の利得分布の均一化及び利得低下の防止を図る
ことができる。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係るレーザビーム
装置を示す概略構成図である。
装置を示す概略構成図である。
【００１４】図１に示すように、絶縁板１に直線状に配
列された複数のホロー陰極２が放電安定化抵抗３を介し
て高電圧電源４に接続されている。絶縁板１とに平行に
高電圧電源５から高電圧を印加される陽極６が配置され
ている。この陽極６と前記陰極２との間に、レーザガス
７が光軸８に対して直行するように流入する。９はレー
ザ光の有効径である。高周波電源１０に接続され、内部
を冷却水１１が循環するように設けられた誘電体電極１
２は、レーザガス７の流れ方向に対して、ホロー陰極２
及びレーザ光の有効径９より下流側、かつ、陽極６の近
傍であって、ホロー陰極２と陽極６とで形成される高周
波放電重畳直流グロー放電領域１３内に配置される。更
に、この誘電体電極１２は、誘電体６の回り、及び、誘
電体電極１２と陽極６との間に無声放電が発生すること
によって、そこからの発光がホロー陰極２表面に照射可
能な場所に配置される。
列された複数のホロー陰極２が放電安定化抵抗３を介し
て高電圧電源４に接続されている。絶縁板１とに平行に
高電圧電源５から高電圧を印加される陽極６が配置され
ている。この陽極６と前記陰極２との間に、レーザガス
７が光軸８に対して直行するように流入する。９はレー
ザ光の有効径である。高周波電源１０に接続され、内部
を冷却水１１が循環するように設けられた誘電体電極１
２は、レーザガス７の流れ方向に対して、ホロー陰極２
及びレーザ光の有効径９より下流側、かつ、陽極６の近
傍であって、ホロー陰極２と陽極６とで形成される高周
波放電重畳直流グロー放電領域１３内に配置される。更
に、この誘電体電極１２は、誘電体６の回り、及び、誘
電体電極１２と陽極６との間に無声放電が発生すること
によって、そこからの発光がホロー陰極２表面に照射可
能な場所に配置される。
【００１５】上記の構成により、誘電体電極１２からの
高周波放電による発光がホロー陰極２表面に照射される
ことによる電子の２次放出及びレーザガス７の予備電離
が行われる。従って、レーザガス７の流れ方向に対して
誘電体電極１２の上流側に位置するホロー陰極２と陽極
６との間に均一で安定な直流グロー放電を発生させるこ
とが可能である。また、利得の低下も防止できる。本実
施例では、レーザ発振した時のレーザビーム質を良くす
るために、誘電体電極１２をレーザ光の有効径９より下
流側に位置させたので、レーザ発振部では、均一な利得
分布が形成される。本発明は上記実施例に限定されず、
本発明の要旨を変更しない範囲で種々変形して実施でき
るのは勿論である。
高周波放電による発光がホロー陰極２表面に照射される
ことによる電子の２次放出及びレーザガス７の予備電離
が行われる。従って、レーザガス７の流れ方向に対して
誘電体電極１２の上流側に位置するホロー陰極２と陽極
６との間に均一で安定な直流グロー放電を発生させるこ
とが可能である。また、利得の低下も防止できる。本実
施例では、レーザ発振した時のレーザビーム質を良くす
るために、誘電体電極１２をレーザ光の有効径９より下
流側に位置させたので、レーザ発振部では、均一な利得
分布が形成される。本発明は上記実施例に限定されず、
本発明の要旨を変更しない範囲で種々変形して実施でき
るのは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば次のような効果が得られ
る。
る。
【００１７】（１） 陰極と陽極との間に安定で均一な
放電を発生させることが可能となり、直流放電電極間の
大ギャップ化が達成され、レーザ発振器の大出力化及び
コンパクト化に適用できる。
放電を発生させることが可能となり、直流放電電極間の
大ギャップ化が達成され、レーザ発振器の大出力化及び
コンパクト化に適用できる。
【００１８】（２） 上記の（１）の効果に伴い、共振
器の構成に不安定共振器の適用が不可欠となるが、不安
定共振器は利得分布がレーザビーム質に直接影響するた
め、レーザ発振部に均一な利得分布が形成されることに
より、レーザビーム出力パターンが均一なリング状とな
る。 （３） レーザガスの加熱及び気流の乱れを回避できる
ので、レーザ発振部の利得分布の均一化及び利得低下の
防止を図ることができる。
器の構成に不安定共振器の適用が不可欠となるが、不安
定共振器は利得分布がレーザビーム質に直接影響するた
め、レーザ発振部に均一な利得分布が形成されることに
より、レーザビーム出力パターンが均一なリング状とな
る。 （３） レーザガスの加熱及び気流の乱れを回避できる
ので、レーザ発振部の利得分布の均一化及び利得低下の
防止を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例に係るガスレーザ用放電電極
の構成を示す断面図。
の構成を示す断面図。
【図２】従来のガスレーザ用放電電極の構成を示す断面
図。
図。
【図３】図２のガスレーザ用放電電極をガスの流入方向
からみた場合の断面図。
からみた場合の断面図。
【図４】従来のガスレーザ用放電電極系に不安定型発振
器を適用した時のビームパターンを示す図、及び、リン
グ状ビームを焦光したときのビーム強度分布を示す図。
器を適用した時のビームパターンを示す図、及び、リン
グ状ビームを焦光したときのビーム強度分布を示す図。
１…絶縁板、２…ホロー陰極、３…放電安定化抵抗、４
…高電圧電源、５…高電圧電源、６…陽極、７…レーザ
ガス、８…光軸、９…レーザ光の有効径、１０…高周波
電源、１１…冷却水、１２…誘電体電極、１３…高周波
放電重畳直流グロー放電領域、１４…不安定型共振器の
凹面鏡、１５…不安定型共振器の凸面鏡、１６…レーザ
ビームパターン、１７…主ロブ、１８…サイドロブ。
…高電圧電源、５…高電圧電源、６…陽極、７…レーザ
ガス、８…光軸、９…レーザ光の有効径、１０…高周波
電源、１１…冷却水、１２…誘電体電極、１３…高周波
放電重畳直流グロー放電領域、１４…不安定型共振器の
凹面鏡、１５…不安定型共振器の凸面鏡、１６…レーザ
ビームパターン、１７…主ロブ、１８…サイドロブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 元恵 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
Claims (1)
- 【請求項１】対向して平行に配置された直流グロー放電
用陰極と陽極との間に高周波放電用誘電体電極を設け、
前記陰極と前記陽極との間にレーザガスが所定の流速で
流入するように構成されたガスレーザ用放電電極を備え
てなるガスレーザ装置において、 前記誘電体電極が、前記レーザガスの流れ方向に対して
前記陰極より下流側で、かつ、前記誘電体電極からの放
電による発光が前記陰極表面に照射可能な前記陽極近傍
の領域に配置されたことを特徴とするガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8713092A JPH05291652A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | ガスレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8713092A JPH05291652A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | ガスレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291652A true JPH05291652A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=13906385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8713092A Withdrawn JPH05291652A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | ガスレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05291652A (ja) |
-
1992
- 1992-04-08 JP JP8713092A patent/JPH05291652A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990608 |