JPH07122806A - Microwave-excited gas laser device - Google Patents

Microwave-excited gas laser device

Info

Publication number
JPH07122806A
JPH07122806A JP26468393A JP26468393A JPH07122806A JP H07122806 A JPH07122806 A JP H07122806A JP 26468393 A JP26468393 A JP 26468393A JP 26468393 A JP26468393 A JP 26468393A JP H07122806 A JPH07122806 A JP H07122806A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microwave
electrodes
laser device
waveguide
electric field
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
JP26468393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuaki Furuya
伸昭 古谷
Koichi Saito
幸一 斉藤
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP26468393A priority Critical patent/JPH07122806A/en
Publication of JPH07122806A publication Critical patent/JPH07122806A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize uniformity of electric field distribution in a wave guide which is generated by microwaves regarding a microwave-excited gas laser device of large output which carries out excitation of laser medium by gas discharge by the use of microwaves. CONSTITUTION:This microwave-excited gas laser device carries out laser oscillation by discharging and exciting laser medium gas in a discharge tube 14 provided inside a wave guide 12 by microwave introduced to the wave guide 12. In the device, a plurality of electrodes 18 are arranged on the periphery of a discharge tube and a plurality of electrodes 18 electrically float to at least an inside wall of the wave guide 12 regarding microwaves.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガスレーザ装置に関
し、特にマイクロ波によるガス放電でレーザ媒質の励起
を行う大出力なマイクロ波励起ガスレーザ装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas laser device, and more particularly to a high power microwave pumped gas laser device for pumping a laser medium by a gas discharge by microwaves.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、放電励起のガスレーザ装置にお
いては、レーザ媒質ガス中で空間的に均一なグロー放電
を発生させることが要求される。
2. Description of the Related Art Generally, a discharge-excited gas laser device is required to generate a spatially uniform glow discharge in a laser medium gas.

【0003】というのは、放電の不均一性が励起に適さ
ないアーク放電を誘発したり、部分的なガスの異常加熱
を生じさせたり、レーザ増幅率の空間的不均一性を発生
させたりして、総合的にはレーザ発振効率の低下や最大
出力の低下を発生するからである。
This is because the non-uniformity of the discharge induces an arc discharge that is not suitable for excitation, causes partial abnormal heating of the gas, and causes spatial non-uniformity of the laser amplification factor. As a result, the laser oscillation efficiency and the maximum output are reduced as a whole.

【0004】特に、マイクロ波による放電励起ではマイ
クロ波の波長が十数センチメートルと短いため、広い範
囲で均一な電界強度分布が得られず、放電が空間的に不
均一になる課題があるため、放電の空間的均一化が特に
困難である。
Particularly, in the discharge excitation by microwaves, since the microwave wavelength is as short as ten and several centimeters, a uniform electric field strength distribution cannot be obtained in a wide range, and there is a problem that the discharge becomes spatially non-uniform. It is especially difficult to make the discharge spatially uniform.

【0005】この対策として、例えば特開平2−130
975号公報によれば、マイクロ波の導波管の内部に絶
縁物を挿入し、放電の空間均一性を改善している。
As a measure against this, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-130
According to the '975 publication, an insulator is inserted inside the microwave waveguide to improve the spatial uniformity of discharge.

【0006】しかし、この提案では、放電領域の範囲を
絶縁物で制限し、電界の均一性の比較的良好な部分を使
用するという意味での改善に過ぎず、本質的に均一な電
界分布を作り出すための提案ではない。
[0006] However, this proposal is merely an improvement in that the range of the discharge region is limited by an insulator and a portion having relatively good electric field uniformity is used, and an essentially uniform electric field distribution is obtained. It's not a suggestion to create.

【0007】また、他の対策の例として、特開平3−3
382号公報によれば、マイクロ波の導波管の内部の壁
面に導電体による盛り上がり部分(通常リッジと呼ば
れ、マイクロ波からみて導波管の内壁に電気的に接続さ
れた構造物)を作り、放電の空間均一性を改善する方法
も考案されている。
Further, as another example of measures, Japanese Patent Laid-Open No. 3-3
According to Japanese Patent Laid-Open No. 382, a raised portion (usually called a ridge, which is a structure that is electrically connected to the inner wall of the waveguide when viewed from the microwave) is formed by a conductor on the inner wall surface of the microwave waveguide. Methods have also been devised to improve the spatial uniformity of the discharge.

【0008】しかしながら、この方法では導波管の内部
のマイクロ波の通過する領域がリッジにより狭まり、マ
イクロ波の伝播を妨げる課題を有していた。
However, this method has a problem in that the region through which the microwave passes inside the waveguide is narrowed by the ridge, and the propagation of the microwave is hindered.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】つまり、従来の構成で
は、マイクロ波の波長が短いために空間的な電界強度分
布が均一にならず放電も不均一となり、総合的なレーザ
発振の効率と出力が低下するという課題を有していた。
That is, in the conventional configuration, since the microwave wavelength is short, the spatial electric field strength distribution is not uniform and the discharge is not uniform, and the overall efficiency and output of laser oscillation are improved. Had a problem of decreasing.

【0010】また、リッジ等による電界の均一化ではマ
イクロ波の伝播を妨げる課題を有していた。
Further, the uniformization of the electric field by the ridge has a problem of hindering the propagation of microwaves.

【0011】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、導波管中のマイクロ波の伝播を妨げることが少な
く、放電領域の電界強度分布を均一化して、レーザ発振
の効率と出力が大きなマイクロ波励起ガスレーザ装置を
提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, does not hinder the propagation of microwaves in the waveguide, makes the electric field strength distribution in the discharge region uniform, and increases the efficiency and output of laser oscillation. An object is to provide a microwave excitation gas laser device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のマイクロ波励起ガスレーザ装置は、導波管内
に設けた放電管の周囲に複数の電極を配置し、導波管に
導入したマイクロ波から見て前記電極が前記導波管内壁
に対して電気的に浮遊した構成を有している。
In order to achieve this object, in a microwave excited gas laser device of the present invention, a plurality of electrodes are arranged around a discharge tube provided in a waveguide and introduced into the waveguide. The electrodes have a configuration in which they are electrically floating with respect to the inner wall of the waveguide when viewed from the microwave.

【0013】[0013]

【作用】上記構成により、放電管の周囲の複数の電極の
形状と配置を最適化することで放電管内部の電界分布を
均一化し、また、電極はマイクロ波から見て導波管内壁
に対して電気的に浮遊しているためマイクロ波の伝播を
妨げることが少ない。
With the above structure, the electric field distribution inside the discharge tube is made uniform by optimizing the shape and arrangement of the plurality of electrodes around the discharge tube, and the electrodes are positioned relative to the inner wall of the waveguide when viewed from the microwave. Since it is electrically floating, it hardly interferes with microwave propagation.

【0014】これは、一般に電位が固定されない状態
(電気的に浮遊している)の障害物の方が、導波管の内
壁に電気的に電位が固定された障害物(リッジは電位が
固定されている)よりマイクロ波の伝播を妨げることが
少ないことによる。
In general, an obstacle whose potential is not fixed (electrically floating) is an obstacle whose electric potential is electrically fixed to the inner wall of the waveguide (ridge has a fixed potential). Is less likely to interfere with microwave propagation.

【0015】[0015]

【実施例】(実施例1)以下本発明の第1の実施例につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Embodiment 1) A first embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0016】図1は、本発明の第1の実施例を示す斜視
図である。図1において、11はマグネトロン、12は
導波管、13はスタブチューナ、14は放電管、15は
全反射鏡、16は出力鏡、17はレーザ光、18は電
極、19はプランジャ、20はファンである。
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 11 is a magnetron, 12 is a waveguide, 13 is a stub tuner, 14 is a discharge tube, 15 is a total reflection mirror, 16 is an output mirror, 17 is a laser beam, 18 is an electrode, 19 is a plunger, 20 is I am a fan.

【0017】また、図2は、図1のA−A’断面を示す
断面図である。図2において、図1と同じ部分は同一の
番号を付したが、21は絶縁体、22はガス冷却器であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the AA 'cross section of FIG. 2, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, but 21 is an insulator and 22 is a gas cooler.

【0018】また、図3は、図1のB−B’断面を示す
断面図である。図3において、図1と同じ部分は同一の
番号を付したが、31はマグネトロン出力電極、32は
マグネトロン側のプランジャ、33は定在波である。
FIG. 3 is a sectional view showing a BB 'section in FIG. In FIG. 3, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same numbers, but 31 is a magnetron output electrode, 32 is a magnetron side plunger, and 33 is a standing wave.

【0019】ここで、4個の電極18aから18dは、
導波管12の内部で、放電管14の周囲に配置され、図
2に示すようにマイクロ波に対して損失の少ない絶縁体
21により物理的に保持されているが、これらの電極1
8aから18dは、マイクロ波から見て導波管12の内
壁に対して電位が固定されず、電気的に浮遊している状
態が作られている。
Here, the four electrodes 18a to 18d are
These electrodes 1 are arranged inside the waveguide 12 and around the discharge tube 14, and are physically held by an insulator 21 having a small loss with respect to microwaves as shown in FIG.
8a to 18d have a state in which the electric potential is not fixed with respect to the inner wall of the waveguide 12 when viewed from the microwave, and is electrically floating.

【0020】以上のように構成されたマイクロ波励起ガ
スレーザ装置において、特に大出力を要求されるCO2
レーザ装置を想定して以下の動作の説明を行うが、レー
ザ媒質ガスを変えれば他の種類のガスレーザとしても機
能するため、たの種類のガスレーザにも適用が可能であ
る。
In the microwave-excited gas laser device configured as described above, CO 2 which requires particularly high output
The operation will be described below assuming a laser device, but it can be applied to other types of gas lasers because it can function as other types of gas lasers by changing the laser medium gas.

【0021】つまり、希ガスレーザ、金属蒸気レーザ、
He−Neレーザ、イオンレーザ等の構成にも適用がで
きる。
That is, a rare gas laser, a metal vapor laser,
It can also be applied to configurations such as a He-Ne laser and an ion laser.

【0022】さて、マグネトロン11から発生したマイ
クロ波(2.45GHz)は、導波管12を伝播し、ス
タブチューナ13で整合をとられて、放電管14の中の
レーザ媒質ガス(CO2、Ne、Heの混合ガスで比率
は1:2:20の圧力30Torr程度)を放電励起さ
せ、全反射鏡15と出力鏡16よりなる光共振器からレ
ーザ光17が出力される。
The microwave (2.45 GHz) generated from the magnetron 11 propagates through the waveguide 12, is matched by the stub tuner 13, and the laser medium gas (CO 2 , A mixed gas of Ne and He excites discharge at a ratio of 1: 2: 20 at a pressure of about 30 Torr), and laser light 17 is output from an optical resonator including a total reflection mirror 15 and an output mirror 16.

【0023】このとき、ファン20とガス冷却器22で
冷却されたガスが、放電管14の中を循環している。
At this time, the gas cooled by the fan 20 and the gas cooler 22 circulates in the discharge tube 14.

【0024】また、マイクロ波については、図3に示す
ように、放電管14の部分が腹の位置にくる正弦波状定
在波33となるように、プランジャ19、32を調整す
る。
Regarding microwaves, as shown in FIG. 3, the plungers 19 and 32 are adjusted so that the portion of the discharge tube 14 becomes a sinusoidal standing wave 33 located at the antinode position.

【0025】更に、スタブチューナ13は、マグネトロ
ン11の出力が、放電管14の負荷と最適マッチングで
きるように調整されている。
Further, the stub tuner 13 is adjusted so that the output of the magnetron 11 can be optimally matched with the load of the discharge tube 14.

【0026】次に、図4(a)は、図3の放電管14近
傍の拡大図であり、図4(b)から図4(c)は、電極
18aから18dの分極の様子を示す図である。
Next, FIG. 4 (a) is an enlarged view of the vicinity of the discharge tube 14 of FIG. 3, and FIGS. 4 (b) to 4 (c) are views showing the polarization states of the electrodes 18a to 18d. Is.

【0027】図4(a)から図4(d)において、41
は放電管14内部の中央部分、42はその側部、43a
は電極18aと18bの電極間位置、43bは電極18
cと18dの電極間位置、44は電界の方向、45は電
極18と導波管12内壁との間の空間を示す。
In FIGS. 4 (a) to 4 (d), 41
Is a central portion inside the discharge tube 14, 42 is a side portion thereof, and 43a
Is the position between the electrodes 18a and 18b, and 43b is the electrode 18
The position between the electrodes of c and 18d, 44 is the direction of the electric field, and 45 is the space between the electrode 18 and the inner wall of the waveguide 12.

【0028】さて、放電管14の内部のマイクロ波33
の振動方向がその電界の振動方向に等しいと考えて、マ
イクロ波33の電界について考察すると、44で示され
るように、振動方向が図面中の上から下に振動している
場合も、下から上に振動している場合にも、放電管14
の中央部41が強く、側部42が弱くなる。
Now, the microwave 33 inside the discharge tube 14
Considering that the electric field of the microwave 33 is equal to the vibration direction of the electric field, the electric field of the microwave 33 is examined. Even when vibrating upward, the discharge tube 14
The central portion 41 is strong and the side portions 42 are weak.

【0029】このため中央部41が強く放電し、放電の
不均一性が生じる。一方で、電極18aから18dは、
図4(b)および図4(c)に示されるように、電界の
振動方向に対応して、上下方向にマイクロ波33の周波
数で分極される。
For this reason, the central portion 41 is strongly discharged, resulting in nonuniform discharge. On the other hand, the electrodes 18a to 18d are
As shown in FIG. 4B and FIG. 4C, the microwaves 33 are vertically polarized at a frequency corresponding to the vibration direction of the electric field.

【0030】この影響で、電極間位置43a、43bで
は電界が強まり、43a、43bの近傍である側部42
の電界も増大する。
Due to this effect, the electric field is strengthened at the positions 43a and 43b between the electrodes, and the side portion 42 near 43a and 43b.
The electric field of is also increased.

【0031】この結果、電極18を設けていない場合の
側部42の弱い電界が補強されることになるから、中央
部41の電界と実質的に同等とすることができ、放電管
14内の放電強度が均一化する。
As a result, since the weak electric field of the side portion 42 when the electrode 18 is not provided is reinforced, it can be made substantially equal to the electric field of the central portion 41, and the electric field in the discharge tube 14 can be improved. Discharge intensity becomes uniform.

【0032】このような電界分布の制御は、電極18a
から18dの幅Wや電極の位置、傾きなどを変化させる
ことで可能であるが、具体的には、放電管14や導波管
12などの寸法にも依存して変化するので、最も電界分
布が均一になり、放電が均一となる電極18の位置と形
状は、実験的に決めることが現実的である。
The control of such electric field distribution is performed by the electrode 18a.
Can be changed by changing the width W from 18 to 18d, the position of the electrode, the inclination, etc. Specifically, since it changes depending on the dimensions of the discharge tube 14, the waveguide 12, etc. It is realistic to experimentally determine the position and shape of the electrode 18 at which the discharge is uniform and the discharge is uniform.

【0033】ただし、電界の均一性が求められる場合に
は、電極18aから18dは、放電管14に対して対称
的に配置することで、放電管14内部の電界分布の対称
性を高めることが好適である。
However, when the uniformity of the electric field is required, the electrodes 18a to 18d are symmetrically arranged with respect to the discharge tube 14 to enhance the symmetry of the electric field distribution inside the discharge tube 14. It is suitable.

【0034】また、本実施例では、図2に示す様に、電
極18aから18dは、放電管14の長さ方向には形状
の変化をしていないが、長さ方向の電界分布も電極18
の形状を長さ方向で変化(例えば幅Wの変化や電極のひ
ねりなどの変化)させることで、その方向の電界分布の
均一化や制御も可能である。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the electrodes 18a to 18d do not change their shapes in the lengthwise direction of the discharge tube 14, but the electric field distribution in the lengthwise direction is also the electrode 18.
It is also possible to make the electric field distribution in that direction uniform and control it by changing the shape of (1) in the length direction (for example, the change of the width W or the twist of the electrode).

【0035】電極18aから18dは、前述したように
電気的に浮いた状態で保持されるためマイクロ波の伝播
の障害になりにくいが、更に電極18aから18dと導
波管12内壁との間に空間45aおよび45bが確保さ
れているためマイクロ波が通過し易く、より障害が少な
くなっている。
Since the electrodes 18a to 18d are held in an electrically floating state as described above, they are unlikely to hinder the propagation of microwaves. However, between the electrodes 18a to 18d and the inner wall of the waveguide 12, it is more difficult. Since the spaces 45a and 45b are secured, microwaves can easily pass therethrough, and obstacles are further reduced.

【0036】そして、絶縁体は、マイクロ波の伝播に対
しては影響が少ないため、空間45aおよび45bに、
電極18aから18dの保持のために、絶縁体の保持部
材を設けてもよい。
Since the insulator has little influence on the propagation of microwaves, the spaces 45a and 45b have
An insulating holding member may be provided to hold the electrodes 18a to 18d.

【0037】(実施例2)以下本発明の第2の実施例に
ついて、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Embodiment 2) A second embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0038】図5は、本発明の第1の実施例の図2に対
応した断面図である。図5において、図2と同一部分は
同一の番号を付しているが、51は電極18の接続部
分、52はマイクロ波の定在波である。
FIG. 5 is a sectional view corresponding to FIG. 2 of the first embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, but 51 is a connecting part of the electrode 18, and 52 is a standing wave of microwave.

【0039】第1の実施例では、図2に示されるよう
に、電極18は絶縁体21で力学的に保持しているが、
より具体的には、図5に示すように、放電管14の長さ
方向においても、マイクロ波は定在波52となってい
る。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the electrode 18 is mechanically held by the insulator 21,
More specifically, as shown in FIG. 5, the microwaves are standing waves 52 also in the length direction of the discharge tube 14.

【0040】このため、電極18の両端部は電界が弱
く、これらの両端部を導波管12の内壁と直接に接続し
ても、電極18は、マイクロ波から見て電位が固定され
ない電気的に浮遊している状態に維持できることにな
る。
Therefore, the electric field is weak at both ends of the electrode 18, and even if these both ends are directly connected to the inner wall of the waveguide 12, the electric potential of the electrode 18 is not fixed when viewed from the microwave. It will be possible to maintain a floating state.

【0041】そこで、本実施例では、電極18の一部で
ある端部を直接に導波管12の内壁と接続して力学的に
電極18を保持し、より簡便な構造を実現している。
Therefore, in this embodiment, the end which is a part of the electrode 18 is directly connected to the inner wall of the waveguide 12 to mechanically hold the electrode 18 to realize a simpler structure. .

【0042】(実施例3)以下本発明の第3の実施例に
ついて、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0043】図6(a)は、第1の実施例の図2、第2
の実施例における図5に対応した断面図であり、その部
分拡大をした斜視図が図6(b)である。
FIG. 6A shows the second embodiment of FIG.
6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 in the embodiment of FIG. 6, and a partially enlarged perspective view thereof is FIG. 6 (b).

【0044】図2と対応する部分の変形実施例の断面図
を図6に示す。ただし、図6の下部は部分拡大斜視図に
なっている。
FIG. 6 shows a sectional view of a modified embodiment of the portion corresponding to FIG. However, the lower part of FIG. 6 is a partially enlarged perspective view.

【0045】図6(a)および図6(b)において、図
2、図5と同一部分は同一の番号を付し、61は接続部
分である。
In FIGS. 6A and 6B, the same parts as those in FIGS. 2 and 5 are designated by the same reference numerals, and 61 is a connecting part.

【0046】図5と同様に電極18の端部は電界が弱
く、この部分において、電極18相互間を金属製の接続
部材61で接続しても、電極18はマイクロ波から見て
電位が固定されず電気的に浮遊している状態が維持でき
ることになる。
As in FIG. 5, the electric field is weak at the end portions of the electrodes 18, and even if the electrodes 18 are connected to each other by the metal connecting member 61 in this portion, the potential of the electrodes 18 is fixed as seen from the microwave. Instead, the electrically floating state can be maintained.

【0047】そこで、電極18を、接続部材61で互い
に接続し、更に放電管14と結合して、電極18を力学
的に保持している。
Therefore, the electrodes 18 are connected to each other by the connecting member 61 and are further connected to the discharge tube 14 to hold the electrodes 18 mechanically.

【0048】なお、この場合、直流電気的には4個の電
極18は一体であるが、交流的なマイクロ波では、各々
独立に動作する。
In this case, the four electrodes 18 are integral with each other in terms of direct current and electrical power, but each of them operates independently with the microwave of alternating current.

【0049】この構造は、電極18が放電管14と一体
化できる簡便な構成を実現する。 (実施例4)以下本発明の第4の実施例について、図面
を参照しながら詳細に説明する。
This structure realizes a simple structure in which the electrode 18 can be integrated with the discharge tube 14. (Embodiment 4) A fourth embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0050】図7は、本発明の第4の実施例を示す斜視
図である。図7において、11はマグネトロン、12は
導波管、13はスタブチューナ、14は放電管、15は
全反射鏡、16は出力鏡、17はレーザ光、19はプラ
ンジャ、20はファン、71は電極である。
FIG. 7 is a perspective view showing a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 7, 11 is a magnetron, 12 is a waveguide, 13 is a stub tuner, 14 is a discharge tube, 15 is a total reflection mirror, 16 is an output mirror, 17 is a laser beam, 19 is a plunger, 20 is a fan, 71 is 71 It is an electrode.

【0051】図8は、図7のA−A’断面を示す断面図
である。図8において、図7と同じ部分には同一の番号
を付し、81は絶縁体である。
FIG. 8 is a sectional view showing a section taken along the line AA 'of FIG. 8, the same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and 81 is an insulator.

【0052】図9は、図7のB−B’断面を示す断面図
で、放電管14近傍の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a section taken along the line BB ′ of FIG. 7, which is a sectional view in the vicinity of the discharge tube 14.

【0053】図9において、図7と同じ部分は同一の番
号を付し、33は定在波、41は放電管14内部の中央
部、42は放電管14の側部、91aと91bは電極7
1aと71bの端部の電極間位置を各々示している。
In FIG. 9, the same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, 33 is a standing wave, 41 is a central part inside the discharge tube 14, 42 is a side part of the discharge tube 14, and 91a and 91b are electrodes. 7
The positions between the electrodes at the ends of 1a and 71b are shown.

【0054】以上のように構成された本実施例のマイク
ロ波励起ガスレーザ装置の動作は、前述の実施例と同様
である。
The operation of the microwave excitation gas laser device of the present embodiment constructed as above is the same as that of the above-mentioned embodiment.

【0055】本実施例が、第1の実施例と異なるところ
は、電極の構成で、第1の実施例の電極18が4個であ
ったのに対して2個の電極71aおよび71bにより構
成される点である。
The present embodiment is different from the first embodiment in the structure of the electrodes. In contrast to the four electrodes 18 in the first embodiment, two electrodes 71a and 71b are used. That is the point.

【0056】電極71aおよび71bは、図9に示す様
に、互いに対向して湾曲しており、また各々の端部は、
図8に示すように絶縁体81により、力学的に保持され
ている。
As shown in FIG. 9, the electrodes 71a and 71b are curved so as to face each other, and each end is
As shown in FIG. 8, it is mechanically held by the insulator 81.

【0057】この様に電極71を構成すれば、マイクロ
波33のために、放電管14内部の中央部41が側部4
2よりも電界が強い状態の電界分布を均一化し、中央部
41と側部42電界を実質的に等しくすることができ
る。
By constructing the electrode 71 in this way, the central portion 41 inside the discharge tube 14 is located at the side portion 4 because of the microwave 33.
The electric field distribution in a state where the electric field is stronger than 2 can be made uniform, and the electric fields in the central portion 41 and the side portions 42 can be made substantially equal.

【0058】具体的に述べると、電界は、図9の上下方
向に向いているので、湾曲した電極71aと71bは、
それらの電極端部が電極中央に対して分極する。
Specifically, since the electric field is directed in the vertical direction in FIG. 9, the curved electrodes 71a and 71b are
The electrode ends are polarized with respect to the electrode center.

【0059】このため、電極間端部位置91aと91b
は電界が強められる。この影響で、放電管14内部の側
部42の弱い電界が補強され、中央部41との差がなく
なり、電界の均一性と放電の均一性が実現されることに
なる。
Therefore, the inter-electrode end positions 91a and 91b are formed.
The electric field is strengthened. Due to this effect, the weak electric field of the side portion 42 inside the discharge tube 14 is reinforced, the difference from the central portion 41 is eliminated, and the uniformity of the electric field and the uniformity of the discharge are realized.

【0060】電極71の幅や電極の位置、湾曲率などを
変化させることで、電界分布が変化するが、放電管14
や導波管12などの寸法にも依存して変化するので、最
も電界分布が均一になり、放電が均一となる電極71の
位置と形状を実験的に決めることが現実的である。
The electric field distribution is changed by changing the width of the electrode 71, the position of the electrode, the curvature, etc.
Since it also changes depending on the dimensions of the waveguide 12 and the like, it is realistic to experimentally determine the position and shape of the electrode 71 where the electric field distribution is most uniform and the discharge is uniform.

【0061】この場合、電極71a、71bは、放電管
14に対して対称的に配置することにより、放電管14
内部の電界分布の対称性が高まり、電界の均一性がより
向上する。
In this case, the electrodes 71a and 71b are arranged symmetrically with respect to the discharge tube 14 so that
The symmetry of the electric field distribution inside is increased, and the uniformity of the electric field is further improved.

【0062】また、本実施例では、図8に示す様に、電
極71は、放電管14の長さ方向には形状の変化をして
いないが、電極71の形状を長さ方向で変化(例えば幅
や位置の変化、電極の湾曲率などの変化等)させること
で、長さ方向の電界分布の均一化や制御も可能である。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, the shape of the electrode 71 does not change in the length direction of the discharge tube 14, but the shape of the electrode 71 changes in the length direction ( For example, the electric field distribution in the length direction can be made uniform and controlled by changing the width and position, changing the curvature of the electrode, and the like.

【0063】電極71は、電気的に浮いているため、マ
イクロ波の伝播の障害になりにくいが、更に電極71と
導波管12内壁との間の空間92があるため、マイクロ
波が通過し易く、より障害が少ない構成になっている。
Since the electrode 71 is electrically floating, it is less likely to obstruct the propagation of microwaves, but since there is a space 92 between the electrode 71 and the inner wall of the waveguide 12, microwaves can pass therethrough. It is easy and has few obstacles.

【0064】更に、空間92a、92bには、絶縁体が
存在しても、マイクロ波の伝播には実質的な影響がない
ために、電極92a、92bの保持のために絶縁体が挿
入可能である。
Further, even if an insulator is present in the spaces 92a and 92b, it does not substantially affect the propagation of microwaves, so that an insulator can be inserted to hold the electrodes 92a and 92b. is there.

【0065】また、同様に、放電管14の長さ方向で電
極71の端部では電界が弱く、図8の様に絶縁体81で
保持する代わりに、直接に導波管12の内壁に、電極7
1の端部を接続してもよいことは前例と同様である。
Similarly, the electric field is weak at the end of the electrode 71 in the length direction of the discharge tube 14, and instead of being held by the insulator 81 as shown in FIG. Electrode 7
Similar to the previous example, the one end may be connected.

【0066】また、同様に、2個の電極71の端部を金
属製の接続部材で互いに接続し、放電管14と結合して
保持する構造も可能である。
Similarly, it is possible to adopt a structure in which the ends of the two electrodes 71 are connected to each other by a metal connecting member and are connected to and held by the discharge tube 14.

【0067】なお、以上の全実施例における電極18等
は、導体で構成することもできるし、誘電体で構成する
ことも可能である。電極を、誘電体で構成した場合に
は、電極の保持部材を兼ねた簡便な構造とすることも可
能である。
It should be noted that the electrodes 18 and the like in all of the above embodiments can be made of a conductor or a dielectric. When the electrodes are made of a dielectric material, it is possible to have a simple structure that also serves as a holding member for the electrodes.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上のように本発明は、放電管の周囲に
複数の電極を配置し、マイクロ波から見て電極が前記導
波管内壁に対して電気的に浮遊した構成により、導波管
中のマイクロ波の伝播を妨げることが少なく、また放電
領域の電界強度分布を均一化して、レーザ発振の効率と
出力を高めることができる優れたマイクロ波励起ガスレ
ーザ装置を実現できるものである。
As described above, according to the present invention, a plurality of electrodes are arranged around the discharge tube, and the electrodes are electrically floating with respect to the inner wall of the waveguide when viewed from the microwave. It is possible to realize an excellent microwave-excited gas laser device which hardly interferes with the propagation of microwaves in a tube and also makes the electric field intensity distribution in the discharge region uniform, thereby enhancing the efficiency and output of laser oscillation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例における構成の斜視図FIG. 1 is a perspective view of a configuration according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A’断面を示す断面図FIG. 2 is a cross-sectional view showing the A-A ′ cross section of FIG.

【図3】図1のB−B’断面を示す断面図FIG. 3 is a cross-sectional view showing a B-B ′ cross section of FIG. 1.

【図4】図3の放電管14近傍の拡大図FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the discharge tube 14 in FIG.

【図5】本発明の第2の実施例における構成の断面図FIG. 5 is a sectional view of the configuration of the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施例における構成の断面図FIG. 6 is a cross-sectional view of the configuration according to the third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施例における構成の斜視図FIG. 7 is a perspective view of a configuration according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】図7のA−A’断面を示す断面図8 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line A-A ′ of FIG. 7.

【図9】図7のB−B’断面で放電管14近傍の断面図9 is a cross-sectional view of the discharge tube 14 and its vicinity in a B-B ′ cross section of FIG. 7.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 マグネトロン 12 導波管 13 スタブチューナ 14 放電管 17 レーザ光 18 電極 21 絶縁体 33 定在波 51 接続部分 52 定在波 61 接続部分 71 電極 81 絶縁体 11 Magnetron 12 Waveguide 13 Stub Tuner 14 Discharge Tube 17 Laser Light 18 Electrode 21 Insulator 33 Standing Wave 51 Connection Part 52 Standing Wave 61 Connection Part 71 Electrode 81 Insulator

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導波管内に設けた放電管中のレーザ媒質
ガスを、前記導波管に導入したマイクロ波により放電励
起して、レーザ発振をおこなうマイクロ波励起ガスレー
ザ装置であって、前記マイクロ波により発生した電界の
分布を均一化する電界制御手段を有するマイクロ波励起
ガスレーザ装置。
1. A microwave-excited gas laser device for laser-oscillating by exciting a laser medium gas in a discharge tube provided in a waveguide with a microwave introduced into the waveguide to perform laser oscillation. A microwave-excited gas laser device having electric field control means for making the distribution of an electric field generated by waves uniform.
【請求項2】 導波管内に設けた放電管中のレーザ媒質
ガスを、前記導波管に導入したマイクロ波により放電励
起して、レーザ発振をおこなうマイクロ波励起ガスレー
ザ装置であって、前記マイクロ波により発生した第1の
電界の分布に、電界発生手段で発生した第2の電界分布
を重畳し最終的な電界分布を実現するマイクロ波励起ガ
スレーザ装置。
2. A microwave-excited gas laser device for performing laser oscillation by exciting a laser medium gas in a discharge tube provided in a waveguide by a microwave introduced into the waveguide to perform laser oscillation. A microwave excited gas laser device for realizing a final electric field distribution by superimposing a second electric field distribution generated by an electric field generating means on a first electric field distribution generated by a wave.
【請求項3】 導波管内に設けた放電管中のレーザ媒質
ガスを、前記導波管に導入したマイクロ波により放電励
起して、レーザ発振をおこなうマイクロ波励起ガスレー
ザ装置であって、前記放電管の周辺に、前記マイクロ波
の周波数に対応して分極する分極手段を配置したマイク
ロ波励起ガスレーザ装置。
3. A microwave-excited gas laser device for exciting a laser medium gas in a discharge tube provided in a waveguide by a microwave introduced into the waveguide to oscillate the laser, the discharge comprising: A microwave-excited gas laser device in which a polarization means that polarizes corresponding to the frequency of the microwave is arranged around the tube.
【請求項4】 導波管内に設けた放電管中のレーザ媒質
ガスを、前記導波管に導入したマイクロ波により放電励
起して、レーザ発振をおこなうマイクロ波励起ガスレー
ザ装置であって、前記放電管の周辺に複数の電極を配置
し、前記複数の電極が、前記マイクロ波に関して前記導
波管の少なくとも内壁に対して、電気的に浮遊している
マイクロ波励起ガスレーザ装置。
4. A microwave-excited gas laser device for performing laser oscillation by exciting a laser medium gas in a discharge tube provided in a waveguide by microwaves introduced into the waveguide, the discharge comprising: A microwave-excited gas laser device in which a plurality of electrodes are arranged around a tube, and the plurality of electrodes are electrically suspended with respect to the microwave with respect to at least an inner wall of the waveguide.
【請求項5】 複数の電極が、放電管の周囲に対称な配
置で設置された請求項4記載のマイクロ波励起ガスレー
ザ装置。
5. The microwave excited gas laser device according to claim 4, wherein a plurality of electrodes are arranged symmetrically around the discharge tube.
【請求項6】 複数の電極をマイクロ波に対して電気的
に浮遊させるため、マイクロ波に対して損失の少ない絶
縁物から形成された保持手段で前記複数の電極を保持し
た請求項4または5記載のマイクロ波励起ガスレーザ装
置。
6. The electrode according to claim 4, wherein the plurality of electrodes are electrically floated with respect to microwaves, and therefore the plurality of electrodes are held by holding means formed of an insulating material having a small loss with respect to microwaves. Microwave excited gas laser device described.
【請求項7】 複数の電極が、マイクロ波に対して電気
的に浮遊することを妨げないような前記電極の部分にお
いて、導波管の少なくとも内壁と直接接続されている請
求項4から6のいずれかに記載のマイクロ波励起ガスレ
ーザ装置。
7. The method according to claim 4, wherein the plurality of electrodes are directly connected to at least the inner wall of the waveguide at a portion of the electrodes that does not prevent electrically floating from microwaves. The microwave excited gas laser device according to any one of claims 1.
【請求項8】 複数の電極が、保持手段により、マイク
ロ波に対して電気的に浮遊することを妨げないような前
記電極の部分において、前記電極間を相互に結合しなが
ら放電管に接続されている請求項4から6のいずれかに
記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置。
8. A plurality of electrodes are connected by a holding means to a discharge tube while coupling the electrodes to each other at portions of the electrodes that do not prevent electrically floating with respect to microwaves. The microwave excited gas laser device according to claim 4,
【請求項9】 複数の電極が、誘電体から形成され、保
持手段と一体化されている請求項4から8のいずれかに
記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置。
9. The microwave excited gas laser device according to claim 4, wherein the plurality of electrodes are formed of a dielectric material and are integrated with the holding means.
【請求項10】 レーザ媒質ガスが、CO2ガスを含む
請求項1から9のいずれかに記載のマイクロ波励起ガス
レーザ装置。
10. The microwave excited gas laser device according to claim 1, wherein the laser medium gas contains CO 2 gas.
JP26468393A 1993-10-22 1993-10-22 Microwave-excited gas laser device Pending JPH07122806A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26468393A JPH07122806A (en) 1993-10-22 1993-10-22 Microwave-excited gas laser device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26468393A JPH07122806A (en) 1993-10-22 1993-10-22 Microwave-excited gas laser device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07122806A true JPH07122806A (en) 1995-05-12

Family

ID=17406752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26468393A Pending JPH07122806A (en) 1993-10-22 1993-10-22 Microwave-excited gas laser device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07122806A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007081366A (en) * 2005-08-19 2007-03-29 Stanley Electric Co Ltd Light source equipment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007081366A (en) * 2005-08-19 2007-03-29 Stanley Electric Co Ltd Light source equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5748663A (en) Retangular discharge gas laser
US4169251A (en) Waveguide gas laser with high frequency transverse discharge excitation
US4464760A (en) Elongated chambers for use in combination with a transversely excited gas laser
US7260134B2 (en) Dielectric coupled CO2 slab laser
US4955035A (en) Microwave-pumped, high-pressure, gas-discharge laser
US4481634A (en) RF Excited metal waveguide laser
US7463666B2 (en) Laser with hybrid-unstable ring resonator
US20040105477A1 (en) High power slab type gas laser
US4807234A (en) Phase locked alternating dielectric ridge gas laser
US4004249A (en) Optical waveguide laser pumped by guided electromagnetic wave
US5379317A (en) Microwave-excited slab waveguide laser with all metal sealed cavity
JPH07122806A (en) Microwave-excited gas laser device
JPH09172214A (en) Rectangular emission gas laser
JPH10275696A (en) Plasma treatment device
US4759029A (en) Gas laser with different positional dependent mutual spacings between the electrodes
JP2003032027A (en) Slot radiating element
JP3928873B2 (en) Coupling dielectric resonators to microstrip transmission lines.
JP2871217B2 (en) Microwave pumped gas laser device
JP2000101171A (en) Slab-like gas laser
US20020122445A1 (en) Laser with substantially uniform microwave excitation
US5095490A (en) Asymmetric rf excited gas laser electrode configuration
JPH08148742A (en) Gas laser apparatus
US5400357A (en) Gas laser in particular CO2 laser
JPH02281670A (en) High frequency excitation gas laser oscillation device
RU2087064C1 (en) High-frequency cross-discharge gas laser