JPH08274396A - Microwave excited gas laser device - Google Patents

Microwave excited gas laser device

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JPH08274396A
JPH08274396A JP7135995A JP7135995A JPH08274396A JP H08274396 A JPH08274396 A JP H08274396A JP 7135995 A JP7135995 A JP 7135995A JP 7135995 A JP7135995 A JP 7135995A JP H08274396 A JPH08274396 A JP H08274396A
Authority
JP
Japan
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microwave
laser
tube
resonator
gas
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7135995A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masamori Endou
雅守 遠藤
Osamu Noda
修 野田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08274396A publication Critical patent/JPH08274396A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a microwave excited gas laser device which can give high electric field strength whose magnitude is constant over the overall length of a laser tube. CONSTITUTION: In a gas laser device, which excites the laser medium within a laser tube 11 by generating plasma in a laser gas by the microwave discharge within a microwave circuit, the laser tube 11 pierces a part of the microwave guide tube 12 constituting a progressive wave type resonator 22.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波を利用してレ
ーザ励起を行う気体レーザ装置に関するもので、特にマ
イクロ波励起ランプ、マイクロ波加熱用アプリケータ等
に用いて好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas laser device which excites laser using microwaves, and is particularly suitable for use in a microwave excitation lamp, a microwave heating applicator and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のマイクロ波励起気体レーザ装置の
一例を、図2に示す。図2中、符号は01レーザ管、0
2はリッジ付きマクロ波導波管、03はマイクロ波放射
防止管、04はブリュースタ窓、05はレーザ共振器
鏡、06は熱交換器、07はガス循環ブロワ、08はマ
イクロ波共振器、09はアイリスを各々示している。
2. Description of the Related Art An example of a conventional microwave excited gas laser device is shown in FIG. In FIG. 2, reference numerals 01 laser tube and 0
2 is a macrowave waveguide with a ridge, 03 is a microwave radiation prevention tube, 04 is a Brewster window, 05 is a laser resonator mirror, 06 is a heat exchanger, 07 is a gas circulation blower, 08 is a microwave resonator, 09 Indicate each iris.

【0003】上記マイクロ波共振器08で発生したマイ
クロ波エネルギーは、アイリス09を通してリッジ付き
マイロク波導波管02に導かれる。上記リッジ付きマイ
クロ波導波管02は、一端が短絡されており、もう一端
はアイリス09によって口径が制限されているので、マ
イクロ波共振器を構成している。マイクロ波放射防止管
03は、マイクロ波共振器のエネルギーを外に逃さずに
レーザ管01をリッジ付きマイクロ波導波管02に貫通
させることを可能にしている。
The microwave energy generated by the microwave resonator 08 is guided to the ridged myloch wave waveguide 02 through the iris 09. The ridged microwave waveguide 02 has one end short-circuited and the other end having an aperture limited by an iris 09, and thus constitutes a microwave resonator. The microwave radiation prevention tube 03 allows the laser tube 01 to pass through the microwave waveguide 02 with a ridge without letting the energy of the microwave resonator escape to the outside.

【0004】従って、リッジ付きマイクロ波導波管02
の内部には、マイクロ波の定在波が発生し、さらにリッ
ジ付き導波管02はその形状がレーザ管01の部分で電
界強度が高くなる構造を有するため、高い電界強度がレ
ーザ管01内部のレーザ媒質をプラズマ化してレーザ媒
質を上位凖位に励起し、レーザ共振器鏡05によってレ
ーザ発振が行われる。尚、熱交換器06とガス循環ブロ
ワ07とは、上記レーザ媒質を冷却して温度を一定に保
つために設けられている。
Therefore, the microwave waveguide with ridge 02
A microwave standing wave is generated in the inside of the laser tube 01, and the ridged waveguide 02 has a structure in which the electric field strength is high in the laser tube 01 portion. The laser medium is turned into plasma to excite the laser medium to a higher level, and laser oscillation is performed by the laser resonator mirror 05. The heat exchanger 06 and the gas circulation blower 07 are provided to cool the laser medium and keep the temperature constant.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
示す従来の方法では、リッジ付きマイクロ波導波管02
の内部の電界強度分布は、レーザ管01の軸方向に一定
強度ではなく、図中左に進行するマイクロ波電界と右に
進行するマイクロ波電界との和で表される定在波モード
が発生する。従って、レーザ発振に最低な電界強度をレ
ーザ管01のあらゆる場所で同時に実現することができ
ない点が問題になっている。
However, in the conventional method shown in FIG. 2, the microwave waveguide 02 with a ridge is used.
The electric field strength distribution inside is not a constant strength in the axial direction of the laser tube 01, but a standing wave mode represented by the sum of the microwave electric field traveling to the left and the microwave electric field traveling to the right in the figure is generated. To do. Therefore, there is a problem in that the lowest electric field strength for laser oscillation cannot be realized at any place of the laser tube 01 at the same time.

【0006】本発明は、上記問題に鑑み、レーザ管の全
長に亙って一定の大きさの高い電界強度を与えることが
可能なマイクロ波励起気体レーザ装置を提供することを
目的とする。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a microwave excitation gas laser device capable of providing a high electric field strength of a constant magnitude over the entire length of the laser tube.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係るマイクロ波
励起気体レーザ装置は、マイクロ波回路中のマイクロ波
放電によりレーザ気体にプラズマを発生させてレーザ管
内のレーザー媒質を励起する気体レーザ装置において、
上記レーザ管が進行波型共振器を構成するマイクロ波導
波管の一部を貫通することを特徴とする。すなわち、本
発明ではレーザ管をマイクロ波の進行波共振器を形成す
るマイクロ波導波管の内部に貫通させたものである。
A microwave-excited gas laser device according to the present invention is a gas laser device which excites a laser medium in a laser tube by generating plasma in a laser gas by microwave discharge in a microwave circuit. ,
It is characterized in that the laser tube penetrates a part of a microwave waveguide forming a traveling wave resonator. That is, in the present invention, the laser tube is penetrated inside the microwave waveguide forming the traveling wave resonator of the microwave.

【0008】[0008]

【作用】上記構成において、進行波型共振器はマイクロ
波共振回路の一種であって、円環状に配置されたマイク
ロ波導波管の中を一方向にマイクロ波が進行するモード
を持つ共振器として働く。該進行波型共振器は、通常の
導波路型共振器のような進行波と後退波の重ね合わせに
よって生じる電界強度の節と腹が存在しないため、管軸
方向のあらゆる場所で電界強度の時間平均は一定であ
り、したがってその中に配置されたレーザ管は、その全
長にわたってレーザ発振に最適な一定の電界強度で励起
することができる。
In the above structure, the traveling wave type resonator is a kind of microwave resonance circuit, and is a resonator having a mode in which the microwave propagates in one direction in the microwave waveguide arranged in an annular shape. work. Since the traveling wave type resonator does not have nodes and antinodes of the electric field strength generated by superposition of the traveling wave and the backward wave, unlike the ordinary waveguide type resonator, the time average of the electric field strength is obtained everywhere in the tube axis direction. Is constant, so that the laser tube placed therein can be excited with a constant electric field strength that is optimal for lasing over its entire length.

【0009】[0009]

【実施例】次に本発明の実施例を図面を参照にして説明
する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

【0010】図1は、本発明の好適な一実施例によるマ
イクロ波励起気体レーザ装置の概略を表している。図1
において、11はレーザ管、12はリッジ付きマイクロ
波導波管、13はマイクロ波放射防止管、14はブリュ
ースタ窓、15はレーザ共振器鏡、16は熱交換器、1
7はガス循環ブロワ、19はマイクロ波共振器、21は
マイクロ波合成器、22は進行波型共振器、23はマイ
クロ波モニタ及び、24はマイクロ波移相器を各々図示
する。
FIG. 1 schematically shows a microwave pumped gas laser device according to a preferred embodiment of the present invention. FIG.
In FIG. 1, 11 is a laser tube, 12 is a microwave waveguide with a ridge, 13 is a microwave radiation preventing tube, 14 is a Brewster window, 15 is a laser resonator mirror, 16 is a heat exchanger, 1
7 is a gas circulation blower, 19 is a microwave resonator, 21 is a microwave synthesizer, 22 is a traveling wave type resonator, 23 is a microwave monitor, and 24 is a microwave phase shifter.

【0011】ここで、レーザ管11は、進行波型共振器
19の一部であるリッジ付きマイクロ波導波管12の電
界によって内部のレーザ媒質が励起され、レーザ共振器
鏡15によってレーザ発振が行われる。従来と同様にレ
ーザ媒質を冷却して温度を一定に保つために、熱交換器
16とガス循環ブロワ17とが設けられている。
Here, in the laser tube 11, the internal laser medium is excited by the electric field of the microwave waveguide 12 with a ridge which is a part of the traveling wave resonator 19, and the laser oscillation is performed by the laser resonator mirror 15. Be seen. A heat exchanger 16 and a gas circulation blower 17 are provided to cool the laser medium and keep the temperature constant as in the conventional case.

【0012】また、マイクロ波合成器21は、マイクロ
波発振器19で発生したマイクロ波と進行波型共振器2
3を循環するマイクロ波を合成するために設けられてい
るものである。このマイクロ波合成器21の一例として
は、以下に示すような構成によるものがある。
The microwave synthesizer 21 includes a microwave generated by the microwave oscillator 19 and the traveling wave type resonator 2.
It is provided for synthesizing the microwaves circulating in 3. An example of the microwave synthesizer 21 has a configuration as shown below.

【0013】上記マイクロ波合成器21は、その断面が
図1のB−B矢視に示される様に、仕切り板21aを介
して接合してなる二つの導波管からなり、その断面が途
中から消失し、一つの導波管に変化するものである。こ
こで、二つの導波管の断面積の比は、進行波型共振器9
の内部を循環するパワーのa点における大きさとb点に
おける大きさとの比によって決定されるもので、S1
2 =(a−b):bとなるように定めている。
The microwave synthesizer 21 is composed of two waveguides which are joined together through a partition plate 21a as shown in the section BB of FIG. Disappears and changes into a single waveguide. Here, the ratio of the cross-sectional areas of the two waveguides is determined by the traveling wave resonator 9
S 1 , which is determined by the ratio of the magnitude of the power circulating inside the point at the point a and the magnitude at the point b.
It is determined that S 2 = (ab): b.

【0014】また、マイクロ波モニタ23は、マイクロ
波合成器21のS1 内を進行するマイクロ波の位相と、
2 内を進行するマイクロ波の位相とを監視している。
上記マイクロ波移相器24は、マイクロ波発振器12で
発生したマイクロ波が進行波型共振器22を循環するマ
イクロ波と同位相になって加えられる様にマイクロ波モ
ニタ23からの信号をもとに進行波型共振器22の等価
な長さを変更する。
Further, the microwave monitor 23 detects the phase of the microwave traveling in S 1 of the microwave synthesizer 21, and
The phase of the microwave traveling in S 2 is monitored.
The microwave phase shifter 24 receives a signal from the microwave monitor 23 so that the microwave generated by the microwave oscillator 12 is added in the same phase as the microwave circulating in the traveling wave resonator 22. The equivalent length of traveling wave resonator 22 is changed to.

【0015】上記マイクロ波共振器19は、レーザ管1
1で消費されたマイクロ波パワーと進行波型共振器23
の損失に等しい大きなパワーを進行波型共振器22に供
給するため、該進行波型共振器22には一定の大きさの
高い電界強度が存在することができる。
The microwave resonator 19 is a laser tube 1
Microwave power consumed in 1 and traveling wave type resonator 23
Since a large power equal to the loss is supplied to the traveling wave resonator 22, the traveling wave resonator 22 can have a high electric field strength of a certain magnitude.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マイクロ波回路中のマイクロ波放電によりレーザ気体に
プラズマを発生させてレーザー媒質を励起する気体レー
ザ装置において、管軸方向のあらゆる場所で電界強度の
時間平均が一定である進行波型共振器中の一部にレーザ
管を配置してなるので、その全長に亙ってレーザ発振に
最適な一定の大きさの高い電界強度を与えることが可能
になる。
As described above, according to the present invention,
In a gas laser device in which plasma is generated in a laser gas by a microwave discharge in a microwave circuit to excite a laser medium, in a traveling wave resonator in which the time average of electric field strength is constant everywhere in the tube axis direction. Since the laser tube is arranged in a part, it is possible to give a high electric field strength of a certain magnitude, which is optimum for laser oscillation, over the entire length thereof.

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

【図1】本発明の第1実施例に係る構成説明及び実施例
の図。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration and an embodiment according to a first embodiment of the present invention.

【図2】従来の技術の例を示す構成説明図。FIG. 2 is a configuration explanatory view showing an example of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 レーザ管 12 リッジ付きマイクロ波導波管 13 マイクロ波放射防止管 14 ブリュースタ窓 15 レーザ共振器 16 熱交換器 17 ガス循環ブロワ 19 マイクロ波発振器 21 マイクロ波合成器 22 進行波型共振器 23 マイクロ波モニタ 24 マイクロ波移相器 11 Laser Tube 12 Microwave Waveguide with Ridge 13 Microwave Radiation Prevention Tube 14 Brewster Window 15 Laser Resonator 16 Heat Exchanger 17 Gas Circulation Blower 19 Microwave Oscillator 21 Microwave Synthesizer 22 Traveling Wave Resonator 23 Microwave Monitor 24 microwave phase shifter

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロ波回路中のマイクロ波放電によ
りレーザ気体にプラズマを発生させてレーザ管内のレー
ザー媒質を励起する気体レーザ装置において、 上記レーザ管が進行波型共振器を構成するマイクロ波導
波管の一部を貫通することを特徴とするマイクロ波励起
気体レーザ装置。
1. A gas laser device in which plasma is generated in a laser gas by a microwave discharge in a microwave circuit to excite a laser medium in the laser tube, wherein the laser tube constitutes a traveling wave resonator. A microwave-excited gas laser device characterized by penetrating a part of a tube.
JP7135995A 1995-03-29 1995-03-29 Microwave excited gas laser device Withdrawn JPH08274396A (en)

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Legal Events

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Effective date: 20020604