JPH0793470B2

JPH0793470B2 - ガスレ−ザ装置

Info

Publication number: JPH0793470B2
Application number: JP23704986A
Authority: JP
Inventors: 憲石川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-10-07
Filing date: 1986-10-07
Publication date: 1995-10-09
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPS6392073A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はレーザビームを増幅して出力する方式のガスレ
ーザ装置に関する。

（従来の技術）ガスレーザ媒質の圧力を大気圧または大気圧以上の比較
的高圧に保った横励起（TE）形ガスレーザ装置では発振
器と増幅装置とを組合せ、パルス繰り返し率を大きくし
またパルス当りの出力エネルギを大きくすることが行わ
れている。増幅に当っては発振器自体の出力の増大を計
ったり、増幅装置における放電空間断面積もしくは光路
長を大きくすることで増幅度を高めるようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） TE形レーザのうち、特にエキシマレーザなどの高圧パル
ス発振する方式のものでは高出力のために大形化すると
ビームの指向性が悪くなるという問題が生じる。一方、
増幅装置の放電空間を大きくした場合には次のような不
都合が生じる。すなわち、TE形ガスレーザでは一旦放電
した後は別なガスレーザ媒質中での放電が行われないと
放電が安定しない。したがって、放電空間が大きいとガ
スレーザ媒質の入れ替りにも時間がかかり放電安定のた
めにはこの入れ替え時間よりも長い周期でパルス放電動
作を行わせることが必要となる。このため、高速繰り返
し動作中の発振器の繰り返し周波数との同期がとれなく
なり、結局増幅装置側のパルス繰り返し率の制約を受け
高繰り返し率が得られない問題があった。本発明はこの
ような問題を解消するためになされたもので、増幅度を
高繰り返し率のもとで向上できるガスレーザ装置を提供
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段と作用）パルスガスレーザ発振装置とこの発振装置から放出され
たレーザビームを増幅する複数の放電部を有した増幅装
置と上記パルスガスレーザ発振装置の主放電のタイミン
グを検出する検出部と、この検出部からの信号に基いて
上記増幅装置の各放電部を交互または順次放電させかつ
これら放電が上記パルスガスレーザ発振装置の主放電タ
イミングに同期するタイミング指令信号を上記各放電部
のパルス電源に印加する放電タイミング制御部とを備え
た構成とし、パルスガスレーザ発振装置のレーザ出力が
必ずしも高くなくても多段に増幅するので、高繰り返し
率で増幅度を高めることが可能となった。

（実施例）以下、実施例を示す図面に基いて本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例で、パルスガスレーザ発振装
置（１）とこの発振装置からのレーザビーム（２）を増
幅する増幅装置（３）とを備えている。パルスガスレー
ザ発振装置（１）はたとえばTEA CO₂レーザやエキシマ
レーザなどのTE形で、ガスレーザ媒質を大気圧と同程度
もしくは数気圧の圧力に封入した密閉容器（４）とこの
容器内に所定の距離をおいて対向配置された一対の主放
電電極（５），（６）とこれら電極の一方をアース
（７）に接続して他方に接続する高圧パルス電源（８）
および主放電電極（５），（６）を間にしてガス循環装
置を具備した密閉容器（４）に気密に取り付けられ光共
振器を構成する全反射鏡（９）、出力鏡（10）とで構成
されている。なお、図示せぬが主放電電極（５），
（６）の近傍には主放電を行う前に予備電離を行う予備
放電が設けられている。一方、増幅装置（３）は概略的
にはパルスガスレーザ発振装置（１）の光共振器を除い
た構成と原理的には同じになるもので、全反射鏡
（９）、出力鏡（10）の位置に相当する箇所にそれぞれ
透過窓（11a），（11b）を気密に取り付けパルスガスレ
ーザ発振装置（１）と同等のガスレーザ媒質を封入した
ガス循環装置を具備した気密容器（12）とこの気密容器
（12）内に設けられた二対の主放電電極（13），（14）
および（15），（16）と、各別に設けられ上記電極の一
方にそれぞれ放電電力を供給する高圧パルス電源（1
7），（18）とで構成されている。なお、上記二対の放
電電極の他方はそれぞれアース（19），（20）に接続さ
れ、また、二対の放電電極間には両者の放電部（21），
（22）を仕切るために石英等からなる透明板（23）が設
けられている。上記放電部（21），（22）はパルスガス
レーザ発振装置（１）の放電部（24）より大の空間にな
っている。上記増幅装置（３）はパルスガスレーザ発振
装置（１）に近接し透過窓（11a），（11b）と全反射鏡
（９）、出力鏡（10）とが同軸となる位置に設けられて
いる。ところで、パルスガスレーザ発振装置（１）には
主放電が予備電離に引き続いて生じるタイミングを放電
電流の値で検出する検出部（25）が設けられ、その検出
信号は整形処理部（26）に入力され波形整形されて増幅
装置（３）側の高圧パルス電源（17），（18）の放電タ
イミングを制御する制御部（27）に送出されるようにな
っている。この制御部（27）は主放電電極（13），（1
4）と（15），（16）の放電を交互に行わせるとともに
パルスガスレーザ発振装置（１）側のパルス発振に同期
するように放電タイミング制御するようになっている。

次に上記構成による作用について第２図に基づいて説明
する。

すなわち、パルスガスレーザ発振装置（１）において、
同図（ａ）に示すタイミングでレーザビーム（２）が得
られる。これらレーザビーム（２）は透過窓（11a）か
ら入射し二つの放電部（21），（22）を通過する。この
通過において、制御部（27）からの制御動作によって上
記放電部（21），（22）はそれぞれ同図（ｂ）および
（ｃ）に示すタイミング、すなわちレーザビーム（２）
の発振タイミングに同期しかつ交互に放電（31），（3
2）を繰り返す。このような増幅装置（３）における放
電にパルスレーザ（30）は逐一同期して増幅され同図
（ｄ）に示す増幅出力（23）（レーザビーム）となって
透過窓（11b）から放出される。

なお、上記実施例では発振部１に対し増幅部を２段設け
た構成を示したが、増幅部を３段以上設け放電のタイミ
ングを制御することで上記と同等の増幅が行える。この
ような３段以上設けた場合には増幅部におけるパルス繰
り返し動作は低速でも対応できる。

〔発明の効果〕

以上のように増幅箇所を多段にしまた、増幅のための放
電をパルスレーザ発振の発振タイミングに同期させたの
で、短パルス動作しかないエキシマレーザや高圧CO₂レ
ーザなどの高速パルス繰り返し動作を小形の発振部で行
った後、高出力増幅して高繰り返しかつ高出力レーザを
得るようにすることができた。しかもこのことは発振部
が大形とならないのでレーザビームの指向性が劣るよう
な問題もなく安定してレーザ加工が行えるようになっ
た。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はパル
スレーザビームの増幅過程を説明するための波形図であ
る。（１）……パルスガスレーザ発振装置（３）……増幅装置（21），（22），（24）……放電部（25）……検出部（27）……制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルスガスレーザ発振装置と、この発振装
置から放出されたレーザビームを増幅する複数の放電部
を有した増幅装置と、上記パルスガスレーザ発振装置の
主放電のタイミングを検出する検出部と、この検出部か
らの信号に基いて上記増幅装置の各放電部を交互または
順次放電させかつこれら放電が上記パルスガスレーザ発
振装置の主放電のタイミングに同期するタイミング指令
信号を上記各放電部のパルス電源に印加する制御部とを
備えたことを特徴とするガスレーザ装置。
【請求項２】増幅装置の各放電部はパルスガスレーザ発
振部の放電部より大の容量を持つ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。