JPH09148663A - Microwave gas laser oscillator - Google Patents

Microwave gas laser oscillator

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Publication number
JPH09148663A
JPH09148663A JP32219995A JP32219995A JPH09148663A JP H09148663 A JPH09148663 A JP H09148663A JP 32219995 A JP32219995 A JP 32219995A JP 32219995 A JP32219995 A JP 32219995A JP H09148663 A JPH09148663 A JP H09148663A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microwave
power supply
discharge tube
supply unit
laser
Prior art date
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Pending
Application number
JP32219995A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Iwasaki
泰 岩崎
Shigeki Yamane
茂樹 山根
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP32219995A priority Critical patent/JPH09148663A/en
Publication of JPH09148663A publication Critical patent/JPH09148663A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas laser oscillator which is capable of outputting both continuous laser rays which are stable and whose ripples are small and laser ray pulses which are stable and possessed of large output peaks. SOLUTION: A microwave gas laser oscillator is equipped with a microwave oscillating circuit composed of N magnetrons 1 and N microwave power supplies 4 provided corresponding to the magnetrons 1 for each discharge tube 3 where laser gas is made to flow through, and each magnetron 1 is intermittently oscillated by the switching drive of the corresponding microwave power supply 4. In a continuous output operation, a main control circuit 6 gives a reference clock to each power supply unit 5 composed of N of microwave power supplies 4, the microwave power supplies 4 included in the power supply unit 5 are made to drive the magnetrons 1 through the phase shifter 7 shifting successively in switching phase from each other by an angle of θ, 360 deg./N, on the same frequency with the reference clock, and microwaves are temporally uniformly dispersed and injected into the discharge tubes 3, whereby ripples are less produced in continuous laser rays.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波放電励
起を行うマイクロ波ガスレーザ発振装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a microwave gas laser oscillator for performing microwave discharge excitation.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ガスレーザ発振装置に小型化の流
れがあり、その手段として励起周波数の高周波化が進め
られている。従来、このガスレーザ発振器用電源とし
て、DCおよび数100KHz〜数10MHzの高周波電源が
用いれらているが、価格、制御性に問題があり、現在で
は、マイクロ波励起のガスレーザ発振器について種々検
討されている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a trend toward miniaturization of gas laser oscillators, and as a means therefor, the excitation frequency has been increased. Conventionally, a DC power source and a high frequency power source of several hundred KHz to several tens of MHz have been used as a power source for this gas laser oscillator, but there are problems in price and controllability, and various microwave-excited gas laser oscillators are currently being studied. .

【0003】以下、従来のマイクロ波ガスレーザ発振装
置について図面を参照しながら説明する。図7は従来の
マイクロ波ガスレーザ発振装置の構成を示す模式図であ
る。図において、1はマイクロ波を発生するマグネトロ
ン、2はマイクロ波を伝送する導波路、3は内部にレー
ザガスが流れている放電管、4はマグネトロン1を駆動
するマイクロ波電源、8はレーザ光を部分透過する出力
ミラー、9は出力ミラー8と光共振器を構成する全反射
ミラーである。
A conventional microwave gas laser oscillator will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 is a schematic diagram showing the structure of a conventional microwave gas laser oscillator. In the figure, 1 is a magnetron for generating microwaves, 2 is a waveguide for transmitting microwaves, 3 is a discharge tube in which a laser gas is flowing, 4 is a microwave power source for driving the magnetron 1, and 8 is laser light. An output mirror that partially transmits light, and a total reflection mirror 9 that constitutes an optical resonator together with the output mirror 8.

【0004】上記構成においてその動作を説明する。マ
イクロ波電源4は20KHz程度のスイッチング電源であ
り、マグネトロン1に発振可能な高電圧を印加する。そ
のとき、図2に示したように、マグネトロン1から出力
されるマイクロ波の出力が完全なオフ時間を有する波形
となるようにマイクロ波電源4を構成してある。マグネ
トロン1から出たマイクロ波は導波路2を経由して放電
励起部10に注入される。放電励起部10により励起さ
れたレーザガスから出たレーザ光は、出力ミラー8と全
反射ミラー9とで構成されたレーザ光共振器により増幅
され、その一部が出力ミラー8から取り出される。マイ
クロ波電源4はマイクロ波出力を一定にするようにオフ
時間一定のPWM制御を行っている。また、マイクロ波
電源4にはマグネトロン1のフィラメントに印加するヒ
ータトランスを備え、商用交流電圧を降圧してフィラメ
ントに印加している。
The operation of the above configuration will be described. The microwave power source 4 is a switching power source of about 20 KHz and applies a high voltage capable of oscillating to the magnetron 1. At that time, as shown in FIG. 2, the microwave power source 4 is configured so that the microwave output from the magnetron 1 has a waveform having a complete off-time. The microwave emitted from the magnetron 1 is injected into the discharge excitation unit 10 via the waveguide 2. The laser light emitted from the laser gas excited by the discharge excitation unit 10 is amplified by the laser light resonator composed of the output mirror 8 and the total reflection mirror 9, and a part thereof is extracted from the output mirror 8. The microwave power source 4 performs PWM control with a constant off time so that the microwave output is constant. Further, the microwave power source 4 is provided with a heater transformer for applying to the filament of the magnetron 1, and the commercial AC voltage is stepped down and applied to the filament.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような従来のマイ
クロ波ガスレーザ発振装置では、前述のように各マイク
ロ波電源がそれぞれのマグネトロンの出力をオフ時間一
定のPWM制御しているが、マグネトロンに個体差があ
るためにスイッチング周波数の相互ずれが徐々に発生
し、各マイクロ波電源の位相が経時的に変化して、レー
ザ光出力のリップルが発生し、パルス動作時のレーザ光
出力のピーク出力も大きく変動するという問題があっ
た。また、ヒータ電圧も無制御としているため励起時お
よびパルス動作時にマグネトロン出力が安定せずレーザ
光出力が安定しないと言う問題があった。
In such a conventional microwave gas laser oscillator, as described above, each microwave power source controls the output of each magnetron by PWM for a constant off time. Due to the difference, the mutual shift of the switching frequency gradually occurs, the phase of each microwave power source changes over time, the ripple of the laser light output occurs, and the peak output of the laser light output during pulse operation also occurs. There was a problem of large fluctuations. Further, since the heater voltage is also uncontrolled, there is a problem that the magnetron output is not stable and the laser light output is not stable during excitation and pulse operation.

【0006】本発明は上記の課題を解決するもので、安
定したレーザ光の連続出力、および高ピークパルス出力
を可能とするマイクロ波ガスレーザ発振装置を提供する
ことを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above problems and an object thereof is to provide a microwave gas laser oscillating device which enables stable continuous output of laser light and high peak pulse output.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に係わる本発明
は、レーザガスが流れる1本以上の放電管と、前記放電
管ごとに外部に設けたマイクロ波発生手段および電源ユ
ニットを備え、前記マイクロ波発生手段は複数個のマイ
クロ波発生回路を備えるとともに前記電源ユニットは前
記マイクロ波発生回路ごとに設けたマイクロ波電源を備
え、前記マイクロ波発生回路がそれぞれのマイクロ波電
源のスイッチング駆動により間欠発振して前記放電管に
マイクロ波を供給し、前記マイクロ波が前記放電管内に
発生させる放電をレーザ励起源としてレーザ光を発生す
るガスレーザ発振装置において、すべての前記電源ユニ
ットを統括制御する制御手段を設け、前記制御手段は各
電源ユニットごとに基準クロックを出力し、各電源ユニ
ットは入力した前記基準クロックを基に対応する前記マ
イクロ波発生回路を駆動することにより、各放電管に注
入するマイクロ波のスイッチング位相を前記基準クロッ
クにより制御するようにしたガスレーザ発振装置であ
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided one or more discharge tubes through which laser gas flows, microwave generating means and a power supply unit provided outside each discharge tube. The wave generating means includes a plurality of microwave generation circuits, the power supply unit includes a microwave power supply provided for each microwave generation circuit, and the microwave generation circuit intermittently oscillates by switching drive of each microwave power supply. Then, a microwave is supplied to the discharge tube, and in the gas laser oscillator that generates laser light by using the discharge generated by the microwave in the discharge tube as a laser excitation source, a control unit for integrally controlling all the power supply units is provided. The control means outputs a reference clock for each power supply unit, and each power supply unit outputs the reference clock. By driving the microwave generator that corresponds to based on a reference clock, a gas laser oscillating apparatus the switching phase of the microwave was set to be controlled by the reference clock to be injected into the discharge tube.

【0008】これにより、マイクロ波の注入タイミング
を放電管ごとに制御することができる。
This makes it possible to control the microwave injection timing for each discharge tube.

【0009】請求項2に係わる本発明は、M本の放電管
を備え、制御手段は電源ユニットごとに360°/Mづ
つ順次ずらした基準クロックを与えるようにした請求項
1記載に係わるレーザ発振器用マイクロ波電源装置であ
る。
According to a second aspect of the present invention, the laser oscillator according to the first aspect is provided with M discharge tubes, and the control means provides a reference clock sequentially shifted by 360 ° / M for each power supply unit. It is a microwave power supply device.

【0010】これにより、マイクロ波を放電管別に時間
的に均一なタイミングに分散して注入することができ
る。
Thus, the microwaves can be dispersed and injected into the discharge tubes at a timely uniform timing.

【0011】請求項3に係わる本発明は、レーザガスが
流れる1本以上の放電管と、前記放電管ごとに外部に設
けたマイクロ波発生手段および電源ユニットを備え、前
記マイクロ波発生手段は複数個のマイクロ波発生回路を
備えるとともに前記電源ユニットは前記マイクロ波発生
回路ごとに設けたマイクロ波電源を備え、前記マイクロ
波発生回路がそれぞれのマイクロ波電源のスイッチング
駆動により間欠発振して前記放電管にマイクロ波を供給
し、前記マイクロ波が前記放電管内に発生させる放電を
レーザ励起源としてレーザ光を発生するガスレーザ発振
装置において、前記電源ユニット内のマイクロ波電源の
スイッチング位相を制御する位相制御手段を電源ユニッ
トごとに設けるとともに、すべての前記電源ユニットを
統括制御する制御手段を設け、前記制御手段は各電源ユ
ニットごとに基準クロックを出力し、各電源ユニット
は、連続出力動作において、入力した前記基準クロック
を基に前記位相制御手段により対応するN個の前記マイ
クロ波発生回路を、同一スイッチング周波数で、スイッ
チング位相は360°/Nづつずらして駆動するように
したガスレーザ発振装置である。
According to a third aspect of the present invention, there are provided one or more discharge tubes through which a laser gas flows, and a microwave generator and a power supply unit which are provided outside each discharge tube. And a microwave power supply provided for each of the microwave generation circuits, the microwave generation circuit intermittently oscillates by the switching drive of each microwave power supply to the discharge tube. In a gas laser oscillating device that supplies a microwave and generates a laser beam by using a discharge generated by the microwave in the discharge tube as a laser excitation source, a phase control unit that controls a switching phase of a microwave power supply in the power supply unit. A control that is provided for each power supply unit and that controls all the power supply units A stage is provided, the control means outputs a reference clock for each power supply unit, and each power supply unit, in a continuous output operation, has the N number of microwaves corresponding thereto by the phase control means based on the input reference clock. This is a gas laser oscillator in which the generation circuit is driven at the same switching frequency and the switching phase is shifted by 360 ° / N.

【0012】これにより、マイクロ波を放電管に時間的
に均一に分散して注入でき、リップルの小さい連続出力
のレーザ光を得ることができる。
Thus, the microwaves can be uniformly dispersed and injected into the discharge tube, and continuous output laser light with a small ripple can be obtained.

【0013】請求項4に係わる本発明は、レーザガスが
流れる1本以上の放電管と、前記放電管ごとに外部に設
けたマイクロ波発生手段および電源ユニットを備え、前
記マイクロ波発生手段は複数個のマイクロ波発生回路を
備えるとともに前記電源ユニットは前記マイクロ波発生
回路ごとに設けたマイクロ波電源を備え、前記マイクロ
波発生回路がそれぞれのマイクロ波電源のスイッチング
駆動により間欠発振して前記放電管にマイクロ波を供給
し、前記マイクロ波が前記放電管内に発生させる放電を
レーザ励起源としてレーザ光を発生するガスレーザ発振
装置において、前記電源ユニット内のマイクロ波電源の
スイッチング位相を制御する位相制御手段および対応す
るマイクロ波発生回路を監視して停止しているマイクロ
波回路を検出する監視手段を電源ユニットごとに設ける
とともに、すべての前記電源ユニットを統括制御する制
御手段を設け、前記制御手段は各電源ユニットごとに基
準クロックを出力し、各電源ユニットは、連続出力動作
において、入力した前記基準クロックを基に前記位相制
御手段により対応するN個の前記マイクロ波発生回路の
うち停止しているX個を除いた残りの(N−X)個のマ
イクロ波電源を、同一スイッチング周波数で、スイッチ
ング位相は360°/(N−X)づつずらして駆動する
ようにしたガスレーザ発振装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, there are provided one or more discharge tubes through which a laser gas flows, and a microwave generator and a power supply unit provided outside each of the discharge tubes. And a microwave power supply provided for each of the microwave generation circuits, the microwave generation circuit intermittently oscillates by the switching drive of each microwave power supply to the discharge tube. In a gas laser oscillating device that supplies microwaves and generates laser light using a discharge generated by the microwaves in the discharge tube as a laser excitation source, phase control means for controlling a switching phase of a microwave power supply in the power supply unit, and Monitor the corresponding microwave generation circuit and detect the stopped microwave circuit A visual means is provided for each power supply unit, and a control means for integrally controlling all of the power supply units is provided. The control means outputs a reference clock for each power supply unit, and each power supply unit receives an input during continuous output operation. Based on the reference clock, the remaining (N−X) microwave power sources except the stopped X of the N microwave generating circuits corresponding to the phase control means are set to the same switching frequency. The switching phase is 360 ° / (N−X) and the gas laser oscillator is driven.

【0014】これにより、停止したマイクロ波発振回路
の影響なく、マイクロ波を時間的に均一なタイミングで
放電管に注入でき、マイクロ波発振回路が停止してもリ
ップルの小さい連続出力のレーザ光を得ることができ
る。
Thus, the microwave can be injected into the discharge tube at a timely uniform timing without the influence of the stopped microwave oscillating circuit, and continuous output laser light with small ripple can be obtained even if the microwave oscillating circuit is stopped. Obtainable.

【0015】請求項5に係わる本発明は、位相制御手段
は、パルス出力動作において、入力した基準クロックを
基にマイクロ波発生手段における各マイクロ波発生回路
をすべて同一周波数、同一位相でスイッチング駆動する
ようにした請求項3または請求項4に係わるガスレーザ
発振装置である。
According to the fifth aspect of the present invention, in the pulse output operation, the phase control means performs switching driving of all the microwave generation circuits in the microwave generation means at the same frequency and the same phase based on the input reference clock. The gas laser oscillating device according to claim 3 or claim 4 thus configured.

【0016】これにより、パルス出力動作において、ピ
ーク出力が時間的に均一なレーザ出力を得ることができ
る。
Thus, in the pulse output operation, it is possible to obtain a laser output whose peak output is uniform in time.

【0017】請求項6に係わる本発明は、レーザガスが
流れる放電管と、前記放電管の外部に設けたマイクロ波
発生回路およびマイクロ波電源とを備え、前記マイクロ
波発生回路が前記マイクロ波電源のスイッチング駆動に
より間欠発振して前記放電管にマイクロ波を供給し、前
記マイクロ波が前記放電管内に発生させる放電をレーザ
励起源としてレーザ光を発生するガスレーザ発振装置に
おいて、前記マイクロ波電源はマイクロ波発生回路のマ
グネトロンのヒータを制御するヒータ制御回路を備え、
前記ヒータ制御回路は、マイクロ波電源が所定秒以上停
止したのちの起動時、またはパルス動作時はマグネトロ
ンに印加するヒータ電圧を上昇させるようにしたガスレ
ーザ発振装置である。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a discharge tube through which a laser gas flows, and a microwave generation circuit and a microwave power source provided outside the discharge tube, wherein the microwave generation circuit is the microwave power source. In a gas laser oscillating device that intermittently oscillates by switching drive and supplies microwaves to the discharge tube, and generates laser light using a discharge generated by the microwaves in the discharge tube as a laser excitation source, the microwave power source is a microwave. Equipped with a heater control circuit that controls the heater of the magnetron of the generation circuit,
The heater control circuit is a gas laser oscillating device configured to increase the heater voltage applied to the magnetron at the time of start-up after the microwave power supply is stopped for a predetermined time or more or at the time of pulse operation.

【0018】これにより、起動時またはピーク出力動作
時に出力が低下するのを防止することができる。
As a result, it is possible to prevent the output from decreasing at the time of start-up or the peak output operation.

【0019】請求項7に係わる本発明は、レーザガスが
流れる放電管と、前記放電管の外部に設けたマイクロ波
発生回路およびマイクロ波電源とを備え、前記マイクロ
波発生回路が前記マイクロ波電源のスイッチング駆動に
より間欠発振して前記放電管にマイクロ波を供給し、前
記マイクロ波が前記放電管内に発生させる放電をレーザ
励起源としてレーザ光を発生するガスレーザ発振装置に
おいて、前記マイクロ波電源は、電源出力のピーク値を
スイッチング周期ごとに検出する電源出力検出回路を備
え、その検出出力によりスイッチングを制御して出力電
力を所定値に保つように制御することにより、駆動され
るマイクロ波発生回路の出力の変動を低減するようにし
たガスレーザ発振装置である。
The present invention according to claim 7 comprises a discharge tube through which a laser gas flows, a microwave generation circuit and a microwave power source provided outside the discharge tube, wherein the microwave generation circuit is the microwave power source. In a gas laser oscillating device that intermittently oscillates by switching drive to supply microwaves to the discharge tube and generates laser light using a discharge generated by the microwaves in the discharge tube as a laser excitation source, the microwave power source is a power source. The output of the microwave generation circuit driven is equipped with a power supply output detection circuit that detects the peak value of the output for each switching cycle, and controls the switching by the detected output to maintain the output power at a predetermined value. It is a gas laser oscillator which is designed to reduce the fluctuation of

【0020】これにより、マイクロ波出力のレベル変動
を低減することができる。
This makes it possible to reduce the level fluctuation of the microwave output.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】請求項1に記載の本発明は、レー
ザガスが流れる1本以上の放電管と、前記放電管ごとに
外部に設けたマイクロ波発生手段および電源ユニットを
備え、前記マイクロ波発生手段は複数個のマイクロ波発
生回路を備えるとともに前記電源ユニットは前記マイク
ロ波発生回路ごとに設けたマイクロ波電源を備え、前記
マイクロ波発生回路がそれぞれのマイクロ波電源のスイ
ッチング駆動により間欠発振して前記放電管にマイクロ
波を供給し、前記マイクロ波が前記放電管内に発生させ
る放電をレーザ励起源としてレーザ光を発生するガスレ
ーザ発振装置において、すべての前記電源ユニットを統
括制御する制御手段を設け、前記制御手段は各電源ユニ
ットごとに基準クロックを出力し、各電源ユニットは入
力した前記基準クロックを基に対応する前記マイクロ波
発生回路を駆動することにより、各放電管に注入するマ
イクロ波のスイッチング位相を前記基準クロックにより
制御するようにしたガスレーザ発振装置であり、また、
請求項2に記載の本発明は、M本の放電管を備え、制御
手段は電源ユニットごとに360°/Mづつ順次ずらし
た基準クロックを与えるようにした請求項1記載のレー
ザ発振器用マイクロ波電源装置であり、また、請求項3
に記載の本発明は、レーザガスが流れる1本以上の放電
管と、前記放電管ごとに外部に設けたマイクロ波発生手
段および電源ユニットを備え、前記マイクロ波発生手段
は複数個のマイクロ波発生回路を備えるとともに前記電
源ユニットは前記マイクロ波発生回路ごとに設けたマイ
クロ波電源を備え、前記マイクロ波発生回路がそれぞれ
のマイクロ波電源のスイッチング駆動により間欠発振し
て前記放電管にマイクロ波を供給し、前記マイクロ波が
前記放電管内に発生させる放電をレーザ励起源としてレ
ーザ光を発生するガスレーザ発振装置において、前記電
源ユニット内のマイクロ波電源のスイッチング位相を制
御する位相制御手段を電源ユニットごとに設けるととも
に、すべての前記電源ユニットを統括制御する制御手段
を設け、前記制御手段は各電源ユニットごとに基準クロ
ックを出力し、各電源ユニットは、連続出力動作におい
て、入力した前記基準クロックを基に前記位相制御手段
により対応するN個の前記マイクロ波発生回路を、同一
スイッチング周波数で、スイッチング位相は360°/
Nづつずらして駆動するようにしたガスレーザ発振装置
であり、また、請求項4に記載の本発明は、レーザガス
が流れる1本以上の放電管と、前記放電管ごとに外部に
設けたマイクロ波発生手段および電源ユニットを備え、
前記マイクロ波発生手段は複数個のマイクロ波発生回路
を備えるとともに前記電源ユニットは前記マイクロ波発
生回路ごとに設けたマイクロ波電源を備え、前記マイク
ロ波発生回路がそれぞれのマイクロ波電源のスイッチン
グ駆動により間欠発振して前記放電管にマイクロ波を供
給し、前記マイクロ波が前記放電管内に発生させる放電
をレーザ励起源としてレーザ光を発生するガスレーザ発
振装置において、前記電源ユニット内のマイクロ波電源
のスイッチング位相を制御する位相制御手段および対応
するマイクロ波発生回路を監視して停止しているマイク
ロ波回路を検出する監視手段を電源ユニットごとに設け
るとともに、すべての前記電源ユニットを統括制御する
制御手段を設け、前記制御手段は各電源ユニットごとに
基準クロックを出力し、各電源ユニットは、連続出力動
作において、入力した前記基準クロックを基に前記位相
制御手段により対応するN個の前記マイクロ波発生回路
のうち停止しているX個を除いた残りの(N−X)個の
マイクロ波電源を、同一スイッチング周波数で、スイッ
チング位相は360°/(N−X)づつずらして駆動す
るようにしたガスレーザ発振装置であり、また、請求項
5に記載の本発明は、位相制御手段は、パルス出力動作
において、入力した基準クロックを基に、マイクロ波発
生手段における各マイクロ波発生回路をすべて同一周波
数、同一位相でスイッチング駆動するようにした請求項
3または請求項4に記載のガスレーザ発振装置であり、
また、請求項6に記載の本発明は、レーザガスが流れる
放電管と、前記放電管の外部に設けたマイクロ波発生回
路およびマイクロ波電源とを備え、前記マイクロ波発生
回路が前記マイクロ波電源のスイッチング駆動により間
欠発振して前記放電管にマイクロ波を供給し、前記マイ
クロ波が前記放電管内に発生させる放電をレーザ励起源
としてレーザ光を発生するガスレーザ発振装置におい
て、前記マイクロ波電源はマイクロ波発生回路のマグネ
トロンのヒータを制御するヒータ制御回路を備え、前記
ヒータ制御回路は、マイクロ波電源が所定秒以上停止し
たのちの起動時、またはパルス動作時はマグネトロンに
印加するヒータ電圧を上昇させるようにしたガスレーザ
発振装置であり、また、請求項7に記載の本発明は、レ
ーザガスが流れる放電管と、前記放電管の外部に設けた
マイクロ波発生回路およびマイクロ波電源とを備え、前
記マイクロ波発生回路が前記マイクロ波電源のスイッチ
ング駆動により間欠発振して前記放電管にマイクロ波を
供給し、前記マイクロ波が前記放電管内に発生させる放
電をレーザ励起源としてレーザ光を発生するガスレーザ
発振装置において、前記マイクロ波電源は、電源出力の
ピーク値をスイッチング周期ごとに検出する電源出力検
出回路を備え、その検出出力によりスイッチングを制御
して出力電力を所定値に保つように制御することによ
り、駆動されるマイクロ波発生回路の出力の変動を低減
するようにしたガスレーザ発振装置である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention according to claim 1 is provided with one or more discharge tubes through which a laser gas flows, a microwave generating means and a power supply unit which are provided outside each of the discharge tubes. The generating means includes a plurality of microwave generation circuits, and the power supply unit includes a microwave power supply provided for each microwave generation circuit, and the microwave generation circuit intermittently oscillates by switching drive of each microwave power supply. In the gas laser oscillator device, which supplies a microwave to the discharge tube and generates a laser beam by using a discharge generated by the microwave in the discharge tube as a laser excitation source, a control unit for integrally controlling all the power supply units is provided. The control means outputs a reference clock for each power supply unit, and each power supply unit outputs the input reference clock. By driving the microwave generator that corresponds to the basis of the click, a gas laser oscillator apparatus switching phase was set to be controlled by the reference clock of the microwave to be injected into the discharge tube, also,
According to a second aspect of the present invention, there are provided M discharge tubes, and the control means provides a reference clock that is sequentially shifted by 360 ° / M for each power supply unit. A power supply device, and claim 3
The present invention according to claim 1, further comprising one or more discharge tubes through which a laser gas flows, and a microwave generator and a power supply unit provided outside each of the discharge tubes, wherein the microwave generator has a plurality of microwave generation circuits. And the power supply unit includes a microwave power supply provided for each of the microwave generation circuits, the microwave generation circuit intermittently oscillates by switching drive of each microwave power supply, and supplies microwaves to the discharge tube. In a gas laser oscillating device that generates laser light by using a discharge generated by the microwaves in the discharge tube as a laser excitation source, phase control means for controlling a switching phase of a microwave power supply in the power supply unit is provided for each power supply unit. In addition, a control means for integrally controlling all the power supply units is provided, Each stage outputs a reference clock for each power supply unit, and in the continuous output operation, each power supply unit switches the corresponding N microwave generating circuits by the phase control means based on the input reference clock. Frequency, switching phase is 360 ° /
A gas laser oscillating device which is driven by shifting by N, and the present invention according to claim 4 is one or more discharge tubes through which laser gas flows, and a microwave generator provided outside each discharge tube. Means and a power supply unit,
The microwave generation means includes a plurality of microwave generation circuits, the power supply unit includes a microwave power supply provided for each microwave generation circuit, the microwave generation circuit by the switching drive of each microwave power supply. In a gas laser oscillator that intermittently oscillates to supply microwaves to the discharge tube and generate laser light by using a discharge generated by the microwaves in the discharge tube as a laser excitation source, switching of a microwave power supply in the power supply unit Phase control means for controlling the phase and monitoring means for detecting the stopped microwave circuit by monitoring the corresponding microwave generation circuit are provided for each power supply unit, and a control means for integrally controlling all the power supply units is provided. The control means outputs a reference clock for each power supply unit. However, in the continuous output operation, each power supply unit operates on the basis of the input reference clock, and the remaining (N) of the corresponding N microwave generation circuits except the stopped X of the microwave generation circuits. -X) a microwave laser power source is a gas laser oscillation device which is driven at the same switching frequency with a switching phase shifted by 360 ° / (N-X), and the present invention according to claim 5. 3. The phase control means, in the pulse output operation, based on the input reference clock, all the microwave generation circuits in the microwave generation means are switching-driven at the same frequency and the same phase. 4 is a gas laser oscillation device according to 4,
Further, the present invention according to claim 6 is provided with a discharge tube through which laser gas flows, and a microwave generation circuit and a microwave power source provided outside the discharge tube, wherein the microwave generation circuit is the microwave power source. In a gas laser oscillating device that intermittently oscillates by switching drive and supplies microwaves to the discharge tube, and generates laser light using a discharge generated by the microwaves in the discharge tube as a laser excitation source, the microwave power source is a microwave. A heater control circuit for controlling the heater of the magnetron of the generation circuit is provided, and the heater control circuit increases the heater voltage applied to the magnetron at the time of start-up after the microwave power supply is stopped for a predetermined time or more or at the time of pulse operation. The present invention according to claim 7 is the gas laser oscillator device according to claim 7, Tube, and a microwave generation circuit and a microwave power source provided outside the discharge tube, the microwave generation circuit intermittently oscillates by the switching drive of the microwave power source to supply microwaves to the discharge tube. In the gas laser oscillating device for generating a laser beam by using a discharge generated by the microwave in the discharge tube as a laser excitation source, the microwave power supply includes a power supply output detection circuit that detects a peak value of a power supply output for each switching cycle. A gas laser oscillator device is provided, which controls switching based on the detected output so as to maintain output power at a predetermined value, thereby reducing fluctuations in the output of the driven microwave generation circuit.

【0022】以下、本発明のガスレーザ発振装置の実施
の形態について説明する。 (実施形態1)以下、本発明のガスレーザ発振装置の実
施形態1について図面を参照しながら説明する。本実施
形態は請求項1ないし請求項3に記載のガスレーザ発振
装置に係わる。図1は本実施形態の構成を示す模式図で
ある。なお、従来例と同じ構成要素には同一番号を付与
している。図において、内部にレーザガスが流れる放電
管3はN本(N≧1)のマイクロ波の導波路2に挿入さ
れ、マグネトロン1から出力されたマイクロ波により放
電励起部10においてマイクロ波グロー放電が形成され
る。なお、マグネトロン1と導波路2とが1個のマイク
ロ波発振手段を構成する。また、N個のマグネトロン1
はそれぞれのマイクロ波電源4により制御される。い
ま、1本の放電管に接続されたN個のマイクロ波電源4
を1つの電源ユニット5とする。各電源ユニット5は、
N個の電源ユニット5を統括制御する制御手段であるメ
イン制御回路6から基準クロックを受け入れる基準クロ
ック入力端子18を備えるとともに、各マイクロ波電源
4のスイッチング位相の位相差を設定するための移相器
7を備えている。この移相器7は各マイクロ波電源4の
スイッチング位相を決める要素であり、位相制御手段を
構成する。また、部分透過ミラーである出力ミラー8と
全反射ミラー9とで光共振器を構成し、出力ミラー8か
らレーザ光が出力される。
An embodiment of the gas laser oscillator according to the present invention will be described below. (Embodiment 1) Hereinafter, Embodiment 1 of the gas laser oscillator of the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment relates to the gas laser oscillator according to any one of claims 1 to 3. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of this embodiment. The same components as those in the conventional example are given the same numbers. In the figure, a discharge tube 3 through which a laser gas flows is inserted into N (N ≧ 1) microwave waveguides 2, and a microwave output from a magnetron 1 forms a microwave glow discharge in a discharge excitation unit 10. To be done. The magnetron 1 and the waveguide 2 form one microwave oscillating means. Also, N magnetrons 1
Are controlled by respective microwave power sources 4. Now, N microwave power sources 4 connected to one discharge tube
Is one power supply unit 5. Each power supply unit 5
A reference clock input terminal 18 for receiving a reference clock from a main control circuit 6 which is a control means for integrally controlling the N power supply units 5 is provided, and a phase shift for setting a phase difference between switching phases of the microwave power supplies 4 is provided. It is equipped with a container 7. This phase shifter 7 is an element that determines the switching phase of each microwave power source 4, and constitutes a phase control means. Further, the output mirror 8 which is a partial transmission mirror and the total reflection mirror 9 constitute an optical resonator, and the laser light is output from the output mirror 8.

【0023】上記構成においてその動作を説明する。メ
イン制御回路6から約20KHzの基準クロックが各電源
ユニット5に送られる。この基準クロックの周波数でマ
イクロ波電源4がスイッチングし、図2に示したよう
に、各マグネトロン1から完全なオフ時間を有する約2
0KHzの間欠発振のマイクロ波が出力される。このと
き、前記基準クロックは移相器7を介して順次、位相角
θ=(360°/N)だけ遅れて他のマイクロ波電源4
に入力される。マイクロ波電源4は入力される基準クロ
ックに同期してスイッチングされるため、マイクロ波出
力は相互にθだけずれて出力される。このように、1本
の放電管内のマイクロ波電源4のスイッチングの位相を
すべて相互に均一にずらして設定することにより、マイ
クロ波出力も相互に均一に位相がずれ、励起が時間的に
均一になることによりリップルの少ない連続出力のレー
ザ光出力を得ることができる。
The operation of the above configuration will be described. A reference clock of about 20 KHz is sent from the main control circuit 6 to each power supply unit 5. The microwave power supply 4 switches at the frequency of this reference clock, and as shown in FIG. 2, each magnetron 1 has a complete off time of about 2
Microwave with intermittent oscillation of 0 KHz is output. At this time, the reference clock is sequentially delayed via the phase shifter 7 by the phase angle θ = (360 ° / N) and the other microwave power sources 4
Is input to Since the microwave power source 4 is switched in synchronization with the input reference clock, the microwave outputs are shifted by θ and output. In this way, by setting the switching phases of the microwave power source 4 in one discharge tube so that they are all shifted uniformly, the microwave outputs are also shifted in phase uniformly from each other, and the excitation becomes uniform in time. As a result, continuous output laser light output with less ripple can be obtained.

【0024】また、図1に示したように、複数本の放電
管3を用いる場合、それぞれの放電管が電源ユニットと
マイクロ波発振手段とを備え、メイン制御回路6から各
電源ユニット5に基準クロックを与えることにより、各
放電管3におけるマイクロ波の注入タイミングを放電管
単位で制御することができる。とくに、各電源ユニット
に与える基準クロックに位相差を設定することにより、
全てのマイクロ波電源間で位相をずらして設定すること
ができ、たとえば、M本の放電管に対してθ=360/
Mの位相差を設定することにより、リップルが非常に小
さい連続出力のレーザ光出力が得られる。
Further, as shown in FIG. 1, when a plurality of discharge tubes 3 are used, each discharge tube is provided with a power supply unit and a microwave oscillating means, and the main control circuit 6 supplies each power supply unit 5 with a reference. By applying a clock, the injection timing of microwaves in each discharge tube 3 can be controlled in units of discharge tubes. Especially, by setting the phase difference in the reference clock given to each power supply unit,
It is possible to set the phases of all the microwave power sources with a shift, for example, θ = 360 / for M discharge tubes.
By setting the phase difference of M, a continuous output laser light output with a very small ripple can be obtained.

【0025】なお、マイクロ波ガスレーザ発振装置にお
いて、特開平2−782875号公報は、少なくとも2
台以上のマイクロ波電源を用い、各マイクロ波電源の発
振位相をずらす手段を開示しているが、これは商用周波
数レベルで位相をずらすものであり、本発明のように2
0KHz以上の周波数でスイッチングし、完全なオフ時間
を設けたマイクロ波電源を用い、スイッチング周期内で
マイクロ波電源のスイッチング位相をずらすことによ
り、スイッチングにより生じるレーザ光出力のリップル
を低減することを示唆するものではない。
Regarding the microwave gas laser oscillating device, Japanese Patent Laid-Open No. 2-782875 discloses at least 2.
Although a means for shifting the oscillation phase of each microwave power source by using microwave power sources of two or more units is disclosed, this means for shifting the phase at the commercial frequency level, and as in the present invention,
It is suggested that the ripple of the laser light output caused by switching is reduced by using a microwave power supply that switches at a frequency of 0 KHz or more and has a complete off time, and by shifting the switching phase of the microwave power supply within the switching cycle. Not something to do.

【0026】(実施形態2)以下、本発明のマイクロ波
ガスレーザ発振装置の実施形態2について図面を参照し
ながら説明する。本実施形態は請求項4に記載のガスレ
ーザ発振装置に係わる。図3は1本の放電管に接続され
る本実施形態の1つの電源ユニットの構成を示すブロッ
ク図である。なお、図1と同じ構成要素には同一番号を
付与して説明を省略する。また、メイン制御回路6は省
略して描いているが、基礎クロックが基礎クロック入力
端子18に印加される。本実施形態においては、マイク
ロ波が正常に出力されているか否かの監視手段として監
視回路11を備え、マイクロ波電源4またはマグネトロ
ン1のいずれか、または両方が正常に動作せず、マイク
ロ波が正常に出力されずに停止しているマグネトロン1
の数に応じた信号を移相器7に送出する。なお、監視回
路11は、マイクロ波を高周波検波した電圧を用いて容
易に実現できる。移相器7は1本の放電管に接続される
マイクロ波電源の個数Nと、監視回路11から送られて
くる異常電源の個数Xとから、移相量θ=360°/
(N−X)を決定し、基準クロックを前記移相量θだけ
順番に遅らせて設定する。この動作により、一部のマグ
ネトロンが停止して生じるレーザ光出力のリップルを低
減することができる。
(Second Embodiment) A second embodiment of the microwave gas laser oscillator of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment relates to a gas laser oscillator according to a fourth aspect. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of one power supply unit of the present embodiment connected to one discharge tube. In addition, the same components as those in FIG. Although the main control circuit 6 is omitted in the drawing, the basic clock is applied to the basic clock input terminal 18. In this embodiment, the monitoring circuit 11 is provided as a monitoring unit for monitoring whether or not the microwave is normally output. Either or both of the microwave power supply 4 and the magnetron 1 do not operate normally, and the microwave is generated. Magnetron 1 which is stopped without being output normally
The signal corresponding to the number of is transmitted to the phase shifter 7. The monitoring circuit 11 can be easily realized by using a voltage obtained by high-frequency detection of microwaves. From the number N of microwave power supplies connected to one discharge tube and the number X of abnormal power supplies sent from the monitoring circuit 11, the phase shifter 7 has a phase shift amount θ = 360 ° /
(N−X) is determined, and the reference clock is set by sequentially delaying it by the phase shift amount θ. By this operation, it is possible to reduce the ripple of the laser light output that occurs when some magnetrons are stopped.

【0027】(実施形態3)以下、本発明のマイクロ波
ガスレーザ発振装置の実施形態3について図面を参照し
ながら説明する。本実施形態は請求項5に記載のガスレ
ーザ発振装置に係わる。図4は本実施形態における1本
の放電管に接続する1電源ユニット5の構成を示すブロ
ック図である。図において、19はメイン制御回路6か
らパルス動作か、または連続出力動作かを示す運転モー
ド信号を受け入れる運転モード信号受け入れ端子であ
り、運転モード信号は位相制御手段である移相器7に入
力される。運転モード信号がパルス動作であるとき、移
相器7の位相量θを0とし、マイクロ波出力電源の位相
差を0とすることにより、放電管に全てのマグネトロン
1から同時にマイクロ波電力が注入され、パルスピーク
値の高い、また立ち上がりの急峻なパルス状のレーザ光
出力を得ることができる。
(Embodiment 3) Hereinafter, Embodiment 3 of the microwave gas laser oscillator of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to a gas laser oscillator according to a fifth aspect. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of one power supply unit 5 connected to one discharge tube in this embodiment. In the figure, reference numeral 19 is an operation mode signal acceptance terminal for accepting an operation mode signal indicating a pulse operation or a continuous output operation from the main control circuit 6, and the operation mode signal is inputted to the phase shifter 7 which is a phase control means. It When the operation mode signal is a pulse operation, the phase amount θ of the phase shifter 7 is set to 0 and the phase difference of the microwave output power source is set to 0, so that microwave power is simultaneously injected from all the magnetrons 1 into the discharge tube. As a result, a pulsed laser light output having a high pulse peak value and a steep rise can be obtained.

【0028】(実施形態4)以下、本発明のマイクロ波
ガスレーザ発振装置の実施形態4について図面を参照し
ながら説明する。本実施形態は、請求項6に記載のガス
レーザ発振装置に係わる。図5は、本実施形態のマイク
ロ波電源4と、それにより駆動されるマグネトロン1と
の構成を示す回路図である。図において、マイクロ波電
源4はマグネトロン1のアノードとカソードとの間に高
電圧を印加するとともに、カソードのフィラメントにヒ
ータ電圧を印加する。マイクロ波電源4は、運転開始に
対応する運転信号を受け入れる運転信号受け入れ端子2
0と、パルス動作に対応するパルス動作信号受け入れ端
子21と、ヒータ電圧を制御するヒータ制御回路22と
を備えている。
(Embodiment 4) Hereinafter, Embodiment 4 of the microwave gas laser oscillator of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to a gas laser oscillator according to claim 6. FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of the microwave power supply 4 of this embodiment and the magnetron 1 driven by the microwave power supply 4. In the figure, a microwave power supply 4 applies a high voltage between the anode and cathode of the magnetron 1 and a heater voltage to the filament of the cathode. The microwave power source 4 has a driving signal receiving terminal 2 that receives a driving signal corresponding to the start of driving.
0, a pulse operation signal receiving terminal 21 corresponding to the pulse operation, and a heater control circuit 22 for controlling the heater voltage.

【0029】上記構成において、その動作を説明する。
マグネトロン1により急峻なマイクロ波出力を得ようと
する場合にはフィラメントが十分な温度に達しているこ
とが必要である。また、パルス運転を行う場合、マイク
ロ波平均出力も低下しているためフィラメントから放出
される熱電子不足によるモーディングなどの異常現象が
発生しやすい。このことから、起動時や、たとえば1秒
以上の停止後の起動時、またはパルス動作時は、マイク
ロ波電源4は運転開始を示す運転信号またはパルス動作
を示すパルス動作信号を受け取り、ヒータ制御回路22
によりフィラメントに印加するヒータ電圧を上昇してモ
ーディングを防止することにより、起動時またはパルス
動作時に安定したレーザ光を得ることができる。
The operation of the above configuration will be described.
In order to obtain a steep microwave output by the magnetron 1, it is necessary for the filament to reach a sufficient temperature. Further, when the pulse operation is performed, the microwave average output is also reduced, and thus an abnormal phenomenon such as moding due to a shortage of thermoelectrons emitted from the filament is likely to occur. From this, the microwave power supply 4 receives the operation signal indicating the operation start or the pulse operation signal indicating the pulse operation at the time of start-up, the start-up after the stop for 1 second or more, or the pulse operation, and the heater control circuit 22
As a result, the heater voltage applied to the filament is increased to prevent moding, so that stable laser light can be obtained at the time of startup or pulse operation.

【0030】(実施形態5)以下、本発明のマイクロ波
ガスレーザ発振装置の実施形態5について図面を参照し
ながら説明する。本実施形態は請求項7に記載のガスレ
ーザ発振装置に係わる。図6は本実施形態のマイクロ波
電源4と、それで駆動されるマグネトロン1の構成を示
す回路図である。図において、12はマグネトロン1の
アノードとカソードに印加する電力をスイッチング素子
により約20KHzでスイッチングして制御するメインス
イッチング電源回路であり、前記スイッチング素子はス
イッチング素子制御回路13によりPWM制御されてい
る。14はスイッチングされた電力をマグネトロンの発
振に必要な数KVまで昇圧するメイントランスで、その2
次側出力が高電圧整流回路15て整流されてマグネトロ
ン1のアノードとカソードとの間に印加される。
(Fifth Embodiment) Hereinafter, a fifth embodiment of the microwave gas laser oscillator of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to a gas laser oscillator according to claim 7. FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of the microwave power source 4 of this embodiment and the magnetron 1 driven by the microwave power source 4. In the figure, reference numeral 12 is a main switching power supply circuit for controlling electric power applied to the anode and cathode of the magnetron 1 by switching with a switching element at about 20 KHz, and the switching element is PWM controlled by a switching element control circuit 13. Reference numeral 14 is a main transformer that boosts the switched power up to several KV required for magnetron oscillation.
The secondary output is rectified by the high voltage rectifier circuit 15 and applied between the anode and cathode of the magnetron 1.

【0031】本実施形態においては、マグネトロン1を
制御する電力量に対応する量としてアノードからカソー
ドに流れる電流を用いる。16はマグネトロン1のアノ
ードとカソードとの間に流れる電流を検出する電流検出
素子であり、本実施形態では変流器を用いている。変流
器16により検出した電流信号は、ピーク電流検出回路
17によりスイッチング周期ごとのピーク電流信号に変
換され、スイッチング素子制御回路13に伝送される。
スイッチング素子制御回路13には出力設定信号が入力
され、前記ピーク電流信号を前記出力設定信号と比較
し、フィードバック制御によりピーク電流制御を行うこ
とにより、マイクロ波出力のピーク値の変化を低減し、
よりレベル変動の小さいレーザ光を得ることができる。
In this embodiment, the current flowing from the anode to the cathode is used as an amount corresponding to the amount of electric power for controlling the magnetron 1. Reference numeral 16 is a current detecting element for detecting a current flowing between the anode and the cathode of the magnetron 1, and in this embodiment, a current transformer is used. The current signal detected by the current transformer 16 is converted into a peak current signal for each switching cycle by the peak current detection circuit 17 and transmitted to the switching element control circuit 13.
An output setting signal is input to the switching element control circuit 13, the peak current signal is compared with the output setting signal, and the peak current control is performed by feedback control to reduce the change in the peak value of the microwave output.
It is possible to obtain laser light with a smaller level fluctuation.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、マイクロ波を時間的に均一なタイミングに分
散して放電管に注入することにより、リップルの小さい
連続出力のレーザ光出力を得ることができ、また、マイ
クロ波を時間的に同一タイミングで放電管に注入するこ
とによりピーク出力が大きく時間的に均一なパルス出力
のレーザ光出力を得ることができ、マグネトロンのヒー
タ電圧制御により起動時またはパルス動作時の出力低下
を防止でき、また、マイクロ波電源出力を所定値に制御
することにより、レーザ光出力のレベル変動を小さく制
御することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, microwaves are dispersed at a timely uniform timing and injected into the discharge tube, so that a continuous output laser light output with a small ripple can be obtained. In addition, by injecting microwaves into the discharge tube at the same timing in time, it is possible to obtain a laser light output with a large peak output and a uniform pulse output in time, and control the heater voltage of the magnetron. By this, it is possible to prevent a decrease in output at the time of startup or pulse operation, and by controlling the microwave power supply output to a predetermined value, it is possible to control the level fluctuation of the laser light output to be small.

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

【図1】本発明のマイクロ波ガスレーザ発振装置の実施
形態1の構成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a microwave gas laser oscillator according to the present invention.

【図2】マイクロ波出力波形図[Figure 2] Microwave output waveform diagram

【図3】本発明のマイクロ波ガスレーザ発振装置の実施
形態2における電源ユニットの構成を示すブロック図
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a power supply unit according to a second embodiment of the microwave gas laser oscillator of the present invention.

【図4】本発明のマイクロ波ガスレーザ発振装置の実施
形態3における電源ユニットの構成を示すブロック図
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a power supply unit in Embodiment 3 of the microwave gas laser oscillator of the invention.

【図5】本発明のマイクロ波ガスレーザ発振装置の実施
形態4における電源ユニットとマグネトロンの構成を示
すブロック図
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a power supply unit and a magnetron in a fourth embodiment of the microwave gas laser oscillator of the present invention.

【図6】本発明のマイクロ波ガスレーザ発振装置の実施
形態5における電源ユニットとマグネトロンの構成を示
すブロック図
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a power supply unit and a magnetron in a fifth embodiment of a microwave gas laser oscillator according to the present invention.

【図7】従来のマイクロ波ガスレーザ発振装置の構成を
示すブロック図
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional microwave gas laser oscillator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マグネトロン(マイクロ波発生手段) 2 導波路(マイクロ波発生手段) 3 放電管 4 マイクロ波電源(マイクロ波電源手段) 5 電源ユニット 6 メイン制御回路(制御手段) 7 移相器(位相制御手段) 11 監視回路(監視手段) 16 変流器(電源出力検出手段) 17 ピーク電流検出回路(電源出力検出手段) 22 ヒータ制御回路 1 magnetron (microwave generation means) 2 waveguide (microwave generation means) 3 discharge tube 4 microwave power supply (microwave power supply means) 5 power supply unit 6 main control circuit (control means) 7 phase shifter (phase control means) 11 monitoring circuit (monitoring means) 16 current transformer (power supply output detection means) 17 peak current detection circuit (power supply output detection means) 22 heater control circuit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザガスが流れる1本以上の放電管
と、前記放電管ごとに外部に設けたマイクロ波発生手段
および電源ユニットを備え、前記マイクロ波発生手段は
複数個のマイクロ波発生回路を備えるとともに前記電源
ユニットは前記マイクロ波発生回路ごとに設けたマイク
ロ波電源を備え、前記マイクロ波発生回路がそれぞれの
マイクロ波電源のスイッチング駆動により間欠発振して
前記放電管にマイクロ波を供給し、前記マイクロ波が前
記放電管内に発生させる放電をレーザ励起源としてレー
ザ光を発生するガスレーザ発振装置において、すべての
前記電源ユニットを統括制御する制御手段を設け、前記
制御手段は各電源ユニットごとに基準クロックを出力
し、各電源ユニットは入力した前記基準クロックを基に
対応する前記マイクロ波発生回路を駆動することによ
り、各放電管に注入するマイクロ波のスイッチング位相
を前記基準クロックにより制御するようにしたガスレー
ザ発振装置。
1. A discharge gas supply device comprising at least one discharge tube through which a laser gas flows, and a microwave generator and a power supply unit provided outside each discharge tube, wherein the microwave generator has a plurality of microwave generation circuits. Together with the power supply unit, a microwave power supply provided for each of the microwave generation circuits, the microwave generation circuit intermittently oscillates by switching drive of each microwave power supply to supply microwaves to the discharge tube, In a gas laser oscillating device that generates laser light by using a discharge generated by microwaves in the discharge tube as a laser excitation source, a control means for integrally controlling all the power supply units is provided, and the control means is a reference clock for each power supply unit. The power supply unit outputs the microwave corresponding to the input reference clock. A gas laser oscillator in which a switching phase of microwaves injected into each discharge tube is controlled by the reference clock by driving a generating circuit.
【請求項2】 M本の放電管を備え、制御手段は電源ユ
ニットごとに360°/Mづつ順次ずらした基準クロッ
クを与えるようにした請求項1記載のレーザ発振器用マ
イクロ波電源装置。
2. The microwave power supply device for a laser oscillator according to claim 1, further comprising M discharge tubes, wherein the control means supplies a reference clock sequentially shifted by 360 ° / M for each power supply unit.
【請求項3】 レーザガスが流れる1本以上の放電管
と、前記放電管ごとに外部に設けたマイクロ波発生手段
および電源ユニットを備え、前記マイクロ波発生手段は
複数個のマイクロ波発生回路を備えるとともに前記電源
ユニットは前記マイクロ波発生回路ごとに設けたマイク
ロ波電源を備え、前記マイクロ波発生回路がそれぞれの
マイクロ波電源のスイッチング駆動により間欠発振して
前記放電管にマイクロ波を供給し、前記マイクロ波が前
記放電管内に発生させる放電をレーザ励起源としてレー
ザ光を発生するガスレーザ発振装置において、前記電源
ユニット内のマイクロ波電源のスイッチング位相を制御
する位相制御手段を電源ユニットごとに設けるととも
に、すべての前記電源ユニットを統括制御する制御手段
を設け、前記制御手段は各電源ユニットごとに基準クロ
ックを出力し、各電源ユニットは、連続出力動作におい
て、入力した前記基準クロックを基に前記位相制御手段
により対応するN個の前記マイクロ波発生回路を、同一
スイッチング周波数で、スイッチング位相は360°/
Nづつずらして駆動するようにしたガスレーザ発振装
置。
3. One or more discharge tubes through which laser gas flows, and a microwave generator and a power supply unit provided outside each discharge tube, wherein the microwave generator has a plurality of microwave generation circuits. Together with the power supply unit, a microwave power supply provided for each of the microwave generation circuits, the microwave generation circuit intermittently oscillates by switching drive of each microwave power supply to supply microwaves to the discharge tube, In a gas laser oscillating device that generates a laser beam by using a discharge generated in the discharge tube as a laser excitation source, a phase control means for controlling the switching phase of the microwave power supply in the power supply unit is provided for each power supply unit, A control means for integrally controlling all the power supply units is provided, and the control means is A reference clock is output for each power supply unit, and in a continuous output operation, each power supply unit causes the phase control means to cause the corresponding N microwave generation circuits to operate at the same switching frequency based on the input reference clock. , Switching phase is 360 ° /
A gas laser oscillator that is driven by shifting by N.
【請求項4】 レーザガスが流れる1本以上の放電管
と、前記放電管ごとに外部に設けたマイクロ波発生手段
および電源ユニットを備え、前記マイクロ波発生手段は
複数個のマイクロ波発生回路を備えるとともに前記電源
ユニットは前記マイクロ波発生回路ごとに設けたマイク
ロ波電源を備え、前記マイクロ波発生回路がそれぞれの
マイクロ波電源のスイッチング駆動により間欠発振して
前記放電管にマイクロ波を供給し、前記マイクロ波が前
記放電管内に発生させる放電をレーザ励起源としてレー
ザ光を発生するガスレーザ発振装置において、前記電源
ユニット内のマイクロ波電源のスイッチング位相を制御
する位相制御手段および対応するマイクロ波発生回路を
監視して停止しているマイクロ波回路を検出する監視手
段を電源ユニットごとに設けるとともに、すべての前記
電源ユニットを統括制御する制御手段を設け、前記制御
手段は各電源ユニットごとに基準クロックを出力し、各
電源ユニットは、連続出力動作において、入力した前記
基準クロックを基に前記位相制御手段により対応するN
個の前記マイクロ波発生回路のうち停止しているX個を
除いた残りの(N−X)個のマイクロ波電源を、同一ス
イッチング周波数で、スイッチング位相は360°/
(N−X)づつずらして駆動するようにしたガスレーザ
発振装置。
4. One or more discharge tubes through which laser gas flows, and microwave generator means and a power supply unit provided outside each discharge tube, and the microwave generator means includes a plurality of microwave generation circuits. Together with the power supply unit, a microwave power supply provided for each of the microwave generation circuits, the microwave generation circuit intermittently oscillates by switching drive of each microwave power supply to supply microwaves to the discharge tube, In a gas laser oscillating device for generating laser light using a discharge generated by microwaves in the discharge tube as a laser excitation source, a phase control means for controlling a switching phase of a microwave power supply in the power supply unit and a corresponding microwave generation circuit are provided. Each power supply unit has a monitoring means to monitor and detect a stopped microwave circuit. And a control means for integrally controlling all the power supply units, the control means outputs a reference clock for each power supply unit, and each power supply unit outputs the reference clock based on the input reference clock in continuous output operation. N corresponding to the phase control means
The remaining (N−X) microwave power sources except the stopped X of the microwave generating circuits have the same switching frequency and a switching phase of 360 ° /
(N-X) A gas laser oscillating device which is driven by shifting it.
【請求項5】 位相制御手段は、パルス出力動作におい
て、入力した基準クロックを基に、マイクロ波発生手段
における各マイクロ波発生回路をすべて同一周波数、同
一位相でスイッチング駆動するようにした請求項3また
は請求項4に記載のガスレーザ発振装置。
5. The phase control means, in the pulse output operation, all the microwave generation circuits in the microwave generation means are switching-driven at the same frequency and the same phase based on the input reference clock. Alternatively, the gas laser oscillator according to claim 4.
【請求項6】 レーザガスが流れる放電管と、前記放電
管の外部に設けたマイクロ波発生回路およびマイクロ波
電源とを備え、前記マイクロ波発生回路が前記マイクロ
波電源のスイッチング駆動により間欠発振して前記放電
管にマイクロ波を供給し、前記マイクロ波が前記放電管
内に発生させる放電をレーザ励起源としてレーザ光を発
生するガスレーザ発振装置において、前記マイクロ波電
源はマイクロ波発生回路のマグネトロンのヒータを制御
するヒータ制御回路を備え、前記ヒータ制御回路は、マ
イクロ波電源が所定秒以上停止したのちの起動時、また
はパルス出力動作時はマグネトロンに印加するヒータ電
圧を上昇させるようにしたガスレーザ発振装置。
6. A discharge tube through which a laser gas flows, a microwave generation circuit and a microwave power source provided outside the discharge tube, wherein the microwave generation circuit intermittently oscillates by switching drive of the microwave power source. In a gas laser oscillator that supplies microwaves to the discharge tube and generates laser light by using a discharge generated by the microwaves in the discharge tube as a laser excitation source, the microwave power source is a magnetron heater of a microwave generation circuit. A gas laser oscillating device comprising a heater control circuit for controlling, wherein the heater control circuit increases the heater voltage applied to the magnetron at the time of start-up after the microwave power supply is stopped for a predetermined time or more or at the time of pulse output operation.
【請求項7】 レーザガスが流れる放電管と、前記放電
管の外部に設けたマイクロ波発生回路およびマイクロ波
電源とを備え、前記マイクロ波発生回路が前記マイクロ
波電源のスイッチング駆動により間欠発振して前記放電
管にマイクロ波を供給し、前記マイクロ波が前記放電管
内に発生させる放電をレーザ励起源としてレーザ光を発
生するガスレーザ発振装置において、前記マイクロ波電
源は、電源出力のピーク値をスイッチング周期ごとに検
出する電源出力検出回路を備え、その検出出力によりス
イッチングを制御して出力電力を所定値に保つように制
御することにより、駆動されるマイクロ波発生回路の出
力の変動を低減するようにしたガスレーザ発振装置。
7. A discharge tube through which a laser gas flows, a microwave generation circuit and a microwave power source provided outside the discharge tube, wherein the microwave generation circuit intermittently oscillates by switching drive of the microwave power source. In a gas laser oscillator that supplies microwaves to the discharge tube and generates laser light by using a discharge generated by the microwaves in the discharge tube as a laser excitation source, the microwave power supply switches a peak value of a power supply output in a switching cycle. It is equipped with a power supply output detection circuit that detects each output, and by controlling the switching by the detection output so as to maintain the output power at a predetermined value, it is possible to reduce fluctuations in the output of the driven microwave generation circuit. Gas laser oscillator.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6259716B1 (en) 1998-01-30 2001-07-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Microwave excited gas laser oscillator

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