JPH0936463A - Microwave gas laser and microwave discharge pumping method therefor - Google Patents

Microwave gas laser and microwave discharge pumping method therefor

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JPH0936463A
JPH0936463A JP17984595A JP17984595A JPH0936463A JP H0936463 A JPH0936463 A JP H0936463A JP 17984595 A JP17984595 A JP 17984595A JP 17984595 A JP17984595 A JP 17984595A JP H0936463 A JPH0936463 A JP H0936463A
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JP
Japan
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microwave
laser
cavity resonator
discharge
electric field
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JP17984595A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Ikeda
哲哉 池田
Minoru Danno
実 団野
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the laser output and oscillation efficiency by subjecting a laser gas medium to uniform discharge pumping without raising or distributing the gas temperature on the optical axis of laser. SOLUTION: A microwave oscillated from a microwave oscillator 2 is introduced through a waveguide 3 to a rectangular cavity resonator 14 to form a microwave field of TE10 mode having substantially constant strength vertically to the optical axis of laser light. A laser gas medium in a discharge tube 1 is subjected to discharge pumping efficiently by the microwave field to produce a laser output. Furthermore, shift in the resonance frequency of standing microwave caused by the design error of rectangular cavity resonator 14 is corrected by fine adjustment of the insertion length of movable end plates 9a, 9b for wavelength tuning disposed in the rectangular cavity resonator 14.

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領域の電
磁波によってレーザーガス媒質を放電励起する気体レー
ザーのマイクロ波放電励起方法及びマイクロ波気体レー
ザー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 microwave discharge excitation method and a microwave gas laser device for a gas laser, which discharge-excites a laser gas medium by electromagnetic waves in the microwave region.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のマイクロ波気体レーザー装置を図
4、図5及び図6を参照して説明する。図4は従来のマ
イクロ波気体レーザー装置の正面断面図、図5は図4に
示すマイクロ波気体レーザー装置における円筒型空胴共
振器の側面断面図、図6は図4に示すマイクロ波気体レ
ーザー装置の円筒型空胴共振器におけるマイクロ波電界
モードを示す模式図である。
2. Description of the Related Art A conventional microwave gas laser device will be described with reference to FIGS. 4 is a front sectional view of a conventional microwave gas laser device, FIG. 5 is a side sectional view of a cylindrical cavity resonator in the microwave gas laser device shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a microwave gas laser shown in FIG. It is a schematic diagram which shows the microwave electric field mode in the cylindrical cavity resonator of an apparatus.

【0003】図4及び図5に示すように、放電管1は円
筒型空胴共振器4の中に軸方向に挿入、設置されてお
り、その両端側には全反射鏡5と出力鏡6とが対向設置
されている。円筒型空胴共振器4の側部には、導波管3
を介してマイクロ波発振器2が接続されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the discharge tube 1 is axially inserted and installed in a cylindrical cavity resonator 4, and a total reflection mirror 5 and an output mirror 6 are provided at both ends thereof. And are installed opposite to each other. The waveguide 3 is provided on the side of the cylindrical cavity resonator 4.
The microwave oscillator 2 is connected via.

【0004】従ってマイクロ波発振器2から出力された
マイクロ波が導波管3の中を伝搬して円筒型空胴共振器
4に伝送され、このマイクロ波の電界によって放電管1
内のレーザーガス媒質が放電励起される。これによりレ
ーザーガス媒質からの誘導放出光を得ると共に、この誘
導放出光を光共振器を構成する全反射鏡5と出力鏡6と
の間の往復反射により増幅して、出力鏡6を透過するレ
ーザー光7を取り出す。
Therefore, the microwave output from the microwave oscillator 2 propagates in the waveguide 3 and is transmitted to the cylindrical cavity resonator 4, and the electric field of the microwave causes the discharge tube 1 to be discharged.
The laser gas medium therein is discharge-excited. Thereby, the stimulated emission light from the laser gas medium is obtained, and the stimulated emission light is amplified by the reciprocal reflection between the total reflection mirror 5 and the output mirror 6 forming the optical resonator, and then transmitted through the output mirror 6. The laser light 7 is taken out.

【0005】なおマイクロ波によるレーザーガス媒質の
放電励起方法はHandy andBrandeli
k,J.Appl.Phys.Vol.49,p375
3−3756(1978)により既に公知である。
A method of exciting a discharge of a laser gas medium by microwaves is described in Handy and Brandeli.
k, J. et al. Appl. Phys. Vol. 49, p375
3-3756 (1978).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロ波を封入した空胴共振器を使った場合、レーザーガス
媒質を放電励起することは可能であるが、通常の空胴共
振器内で形成しうるマイクロ波の定在波としてはTMモ
ード(Transverse MagneticMod
e)或るいはTEモード(Transverse El
ectricMode)として知られるように多数のモ
ードが混在する。従って、空胴共振器の設計誤差や放電
管内の放電プラズマの発生等による負荷の変動により、
マイクロ波電界モードの共振周波数が当初の設定からず
れ、図6に示すように、レーザーガス媒質を放電励起す
るマイクロ波の電界ベクトル8が複雑多岐な波動とな
る。このためマイクロ波電界強度は放電管軸方向(レー
ザー光軸方向)に一定とならない。このような電界によ
って発生した放電プラズマはマイクロ波エネルギーを吸
収しやすく、放電管内を流れるレーザーガス媒質におけ
る放電プラズマでは下流側でより多くマイクロ波エネル
ギーが吸収される。
However, when the cavity resonator enclosing the microwave is used, it is possible to discharge excite the laser gas medium, but it can be formed in a normal cavity resonator. A TM mode (Transverse Magnetic Mod) is used as a standing wave of the microwave.
e) Or TE mode (Transverse El
A large number of modes co-exist as is known as an electric mode). Therefore, due to load fluctuation due to design error of cavity resonator and generation of discharge plasma in discharge tube,
The resonance frequency of the microwave electric field mode deviates from the initial setting, and as shown in FIG. 6, the electric field vector 8 of the microwave that discharge-excites the laser gas medium becomes complicated and diversified. Therefore, the microwave electric field strength is not constant in the discharge tube axis direction (laser optical axis direction). The discharge plasma generated by such an electric field easily absorbs microwave energy, and the discharge plasma in the laser gas medium flowing in the discharge tube absorbs more microwave energy on the downstream side.

【0007】このため従来のマイクロ波気体レーザー装
置では放電管全体でレーザーガス媒質を放電励起させる
ことができないことと、レーザーガス媒質を放電励起さ
せるマイクロ波電界が放電管内の局所空間に集中するた
めに生成する放電プラズマの温度が特に下流側で上昇す
ることになってレーザー発振に寄与するエネルギー凖位
の反転分布が成立しにくくなることから、レーザー出力
及び発振効率が低下する。更に、放電管軸方向下流側で
発振利得が低下すること等の欠点がある。
Therefore, in the conventional microwave gas laser device, the laser gas medium cannot be discharge-excited in the entire discharge tube, and the microwave electric field for discharge-exciting the laser gas medium is concentrated in a local space in the discharge tube. Since the temperature of the discharge plasma generated in the above-mentioned rises especially on the downstream side, it becomes difficult to establish the population inversion of the energy level that contributes to the laser oscillation, so that the laser output and the oscillation efficiency decrease. Further, there is a defect that the oscillation gain is reduced on the downstream side in the axial direction of the discharge tube.

【0008】従って本発明は上記従来技術の不具合点を
解消するためになされたもので、円筒型空胴共振器内で
の多用なマイクロ波電磁界モードの中から円筒型空胴共
振器の設計誤差あるいは放電プラズマの発生等による負
荷の変動の有無にかかわらず、レーザー発振に適するT
10モードのマイクロ波電界だけで、レーザーガス媒質
をレーザー光軸上のガス温度上昇及び分布をもたせるこ
となく均一に放電励起させて、レーザー出力及び発振効
率を向上させることができる気体レーザのマイクロ波放
電励起方法及びマイクロ波気体レーザー装置を提供する
ことを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned disadvantages of the prior art, and the design of the cylindrical cavity resonator is selected from the various microwave electromagnetic field modes used in the cylindrical cavity resonator. T suitable for laser oscillation regardless of whether the load fluctuates due to error or generation of discharge plasma
Microwave of a gas laser capable of improving the laser output and the oscillation efficiency by uniformly exciting the laser gas medium by the electric field of the microwave only in the M 10 mode without causing the temperature rise and distribution of the gas on the laser optical axis. An object of the present invention is to provide a microwave discharge excitation method and a microwave gas laser device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第1の気体レーザーのマイクロ波放電励起方法は、
マイクロ波発振器から発振されたマイクロ波を空胴共振
器に導き、この空胴共振器内に設置された放電管内のレ
ーザーガス媒質をマイクロ波電界により放電励起させて
レーザー出力を得る気体レーザーのマイクロ波放電励起
方法において、前記空胴共振器内部にレーザー光の光軸
に対して電界方向が垂直でほぼ強度が一定なTE10モー
ドのマイクロ波電界を形成させ、このマイクロ波電界に
よって前記レーザーガス媒質を放電励起させることを特
徴とする。
A first gas laser microwave discharge excitation method of the present invention which achieves the above object, comprises:
Microwave of a gas laser that guides microwaves oscillated from a microwave oscillator to a cavity resonator and discharges a laser gas medium in a discharge tube installed in the cavity resonator by a microwave electric field to obtain a laser output. In the wave discharge excitation method, a TE 10 mode microwave electric field is formed inside the cavity resonator, the electric field direction being perpendicular to the optical axis of the laser light and the intensity being substantially constant, and the microwave electric field is used to generate the laser gas. It is characterized in that the medium is discharge-excited.

【0010】また第2の方法は、上記第1の方法におい
て、空胴共振器内にTE10のマイクロ波電界モードによ
って形成されるマイクロ波定在波の1/2波長でレーザ
ーガス媒質を放電励起させることを特徴とする。
A second method is the same as the first method, except that the laser gas medium is discharged at a half wavelength of the microwave standing wave formed by the microwave electric field mode of TE 10 in the cavity resonator. It is characterized by exciting.

【0011】また第3の方法は、上記第1又は第2の方
法において、空胴共振器が所定の寸法を有する矩型空胴
共振器であってこの矩型空胴共振器内にTE10モードの
マイクロ波電界を形成させると共に、前記矩型空胴共振
器の矩型断面の長辺の長さを変えることによって、前記
矩型空胴共振器内に形成されるマイクロ波定在波の波長
を変化させてレーザーガス媒質の有効励起長を制御する
ことを特徴とする。
A third method is the rectangular cavity resonator according to the first or second method, wherein the cavity resonator has a predetermined size, and TE 10 is provided in the rectangular cavity resonator. A microwave standing wave formed in the rectangular cavity resonator is formed by changing the length of the long side of the rectangular cross section of the rectangular cavity resonator while forming a microwave electric field of the mode. It is characterized in that the effective excitation length of the laser gas medium is controlled by changing the wavelength.

【0012】また、上記目的を達成する本発明の第1の
マイクロ波気体レーザー装置は、マイクロ波発振器と、
このマイクロ波発振器から発振されたマイクロ波が導入
される空胴共振器と、この空胴共振器内に設置された放
電管と、この放電管内のレーザーガス媒質とを有し、こ
のレーザーガス媒質を前記空胴共振器内に形成されるマ
イクロ波電界によって放電励起させることによりレーザ
ー出力を得るマイクロ波気体レーザー装置において、前
記空胴共振器内部にレーザー光の光軸に対して電界方向
が垂直でほぼ強度が一定なTE10モードのマイクロ波電
界を形成させる手段を備えたことを特徴とする。
Further, a first microwave gas laser device of the present invention which achieves the above object, comprises a microwave oscillator,
The laser gas medium includes a cavity resonator into which microwaves oscillated from the microwave oscillator are introduced, a discharge tube installed in the cavity resonator, and a laser gas medium in the discharge tube. In a microwave gas laser device for obtaining a laser output by performing discharge excitation by a microwave electric field formed in the cavity resonator, the electric field direction is perpendicular to the optical axis of the laser light inside the cavity resonator. Is provided with a means for forming a TE 10 mode microwave electric field whose intensity is substantially constant.

【0013】また第2の装置は、上記第1の装置におい
て、空胴共振器内にTE10のマイクロ波電界モードによ
って形成されるマイクロ波定在波の1/2波長でレーザ
ーガス媒質を放電励起させる手段を備えたことを特徴と
する。
The second device is the same as the first device, except that the laser gas medium is discharged at a half wavelength of the microwave standing wave formed by the microwave electric field mode of TE 10 in the cavity resonator. It is characterized in that a means for exciting is provided.

【0014】また第3の装置は、上記第1又は第2の装
置において、空胴共振器がその内部にTE10モードのマ
イクロ波電界を形成させるための所定の寸法を有する矩
型空胴共振器であると共に、この矩型空胴共振器の矩型
断面の長辺の長さを変えることにより前記矩型空胴共振
器内に形成されるマイクロ波定在波の波長を変化させて
レーザーガス媒質の有効励起長を制御する波長チューニ
ング用可動端板を前記矩型空胴共振器内に備えたことを
特徴とする。上記本発明の気体レーザーのマイクロ波放
電励起方法及びマイクロ波気体レーザー装置によれば、
空胴共振器内に形成されるTE10モードのマイクロ波電
界によって放電管内のレーザガス媒質を効率よく放電励
起することができる。
A third device is the rectangular cavity resonance according to the first or second device, which has a predetermined dimension for forming a TE 10 mode microwave electric field inside the cavity resonator. And the wavelength of the microwave standing wave formed in the rectangular cavity is changed by changing the length of the long side of the rectangular cross section of the rectangular cavity. It is characterized in that a movable end plate for wavelength tuning for controlling an effective excitation length of a gas medium is provided in the rectangular cavity resonator. According to the microwave discharge excitation method of the gas laser and the microwave gas laser device of the present invention,
The laser gas medium in the discharge tube can be efficiently discharge-excited by the TE 10 mode microwave electric field formed in the cavity resonator.

【0015】特に、空胴共振器内部にTE10のマイクロ
波電磁界モードで形成されるマイクロ波定在波の1/2
波長がレーザーガス媒質の放電長よりも大きくなるよう
にすることでレーザー光軸上に一様なマイクロ波電界が
得られ、この電界によりレーザー光軸方向に均一な放電
を生じさせて空胴共振器内のレーザガス媒質を効率よく
放電励起させることができる。
In particular, 1/2 of the microwave standing wave formed in the microwave electromagnetic field mode of TE 10 inside the cavity resonator.
By making the wavelength longer than the discharge length of the laser gas medium, a uniform microwave electric field can be obtained on the laser optical axis, and this electric field causes a uniform discharge in the laser optical axis direction to cause cavity resonance. The laser gas medium in the chamber can be efficiently discharge-excited.

【0016】また空胴共振器の設計誤差や内部に発生す
る放電プラズマ等による負荷の変動に伴なうマイクロ波
定在波の共振周波数のずれを、矩型空胴共振器の矩型断
面の長辺の長さを変えることで補正できることから、矩
型空胴共振器内のレーザー光軸方向に均一なマイクロ波
電界を容易に形成させることができ、レーザー光軸方向
に均一な放電の発生とレーザーガス媒質全体の放電励起
とが可能となる。
Further, the deviation of the resonance frequency of the microwave standing wave caused by the design error of the cavity resonator and the fluctuation of the load due to the discharge plasma generated inside the cavity resonator causes the deviation of the resonance frequency of the rectangular cavity resonator in the rectangular cross section. Since it can be corrected by changing the length of the long side, it is possible to easily form a uniform microwave electric field in the direction of the laser optical axis in the rectangular cavity, and to generate a uniform discharge in the direction of the laser optical axis. And discharge excitation of the entire laser gas medium becomes possible.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図1、
図2及び図3を参照して詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
This will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.

【0018】ここでは空胴共振器として矩型空胴共振器
を用いる場合を例示しており、図1はかかる矩型空胴共
振器を備えたマイクロ波気体レーザー装置の正面断面
図、図2は図1に示すマイクロ波気体レーザー装置にお
ける矩型空胴共振器の側面断面図、図3(a)、(b)
は図1に示すマイクロ波気体レーザー装置の矩型空胴共
振器におけるマイクロ波電界モードの模式図である。こ
れらの図において、前述した図4、図5及び図6と同一
部分には同一符号を付した。
Here, a case where a rectangular cavity resonator is used as the cavity resonator is illustrated, and FIG. 1 is a front sectional view of a microwave gas laser device including such a rectangular cavity resonator, and FIG. Is a side sectional view of a rectangular cavity resonator in the microwave gas laser device shown in FIG. 1, and FIGS.
FIG. 2 is a schematic view of a microwave electric field mode in the rectangular cavity resonator of the microwave gas laser device shown in FIG. 1. In these figures, the same parts as those in FIGS. 4, 5 and 6 described above are designated by the same reference numerals.

【0019】図1及び図2に示すように、矩型空胴共振
器14の内部にはそのレーザー光軸を挾んで放電管1が
配置され、矩型空胴共振器14のレーザー光軸上の両端
側には全反射鏡5と出力鏡6とが対向設置されている。
矩型空胴共振器14の側部には導波管3を介してマイク
ロ波発振器2が接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the discharge tube 1 is disposed inside the rectangular cavity resonator 14 with the laser optical axis sandwiched between the rectangular cavity resonator 14 and the rectangular cavity resonator 14. A total reflection mirror 5 and an output mirror 6 are installed opposite to each other on both ends.
A microwave oscillator 2 is connected to a side portion of the rectangular cavity resonator 14 via a waveguide 3.

【0020】また図2に示すように、矩型空胴共振器1
4の矩型断面の長辺方向には、波長チューニング用の端
板9a,9bが移動可能に対向設置されている。この波
長チューニング用可動端板9a,9bは、矢印方向に移
動することで矩型空胴共振器14内に形成されるマイク
ロ波定在波の波長と共振周波数を変えることができる。
Further, as shown in FIG. 2, the rectangular cavity resonator 1
In the long side direction of the rectangular cross section of 4, the end plates 9a and 9b for wavelength tuning are movably opposed to each other. The wavelength tuning movable end plates 9a and 9b can change the wavelength and the resonance frequency of the microwave standing wave formed in the rectangular cavity resonator 14 by moving in the arrow direction.

【0021】そして、本マイクロ波気体レーザー装置で
は、矩型空胴共振器14の矩型断面の長辺を70mm、
短辺を50mm、レーザー光軸方向長さを300mmと
した。また波長チューニング用可動端板9a,9bとし
て金属製の端板を用いた。
In the present microwave gas laser device, the long side of the rectangular cross section of the rectangular cavity resonator 14 is 70 mm,
The short side was 50 mm and the length in the laser optical axis direction was 300 mm. Metal end plates were used as the movable end plates 9a and 9b for wavelength tuning.

【0022】かかるマイクロ波気体レーザー装置におい
て、矩型空胴共振器14内のマイクロ波電界モードは、
矩型空胴共振器14の内部へ挿入したアンテナによって
電界強度分布を測定した結果、図3に示すものが得られ
た。この図から矩型空胴共振器14の内部に形成されて
いるマイクロ波電界はTE10モードであることを確認し
た。図3中の10がTE10モード電界ベクトルである。
また、この図に示すようにマイクロ波定在波の波長が約
200mmとなることからTE10モードでカットオフに
近い波長となることがわかった。更に、この図からわか
るように、放電管1のレーザー光軸方向に形成されてい
るマイクロ波定在波に節腹がないことから、放電管全体
でレーザーガス媒質が放電する。即ち、マイクロ波定在
波の1/2波長(図3(a)に示すレーザ光軸方向波
長)でレーザーガス媒質を放電励起しており、マイクロ
波定在波の1/2波長がレーザーガス媒質の放電長(図
3中の斜線部)よりも大きい。
In the microwave gas laser device, the microwave electric field mode in the rectangular cavity resonator 14 is
As a result of measuring the electric field intensity distribution by the antenna inserted inside the rectangular cavity resonator 14, the one shown in FIG. 3 was obtained. From this figure, it was confirmed that the microwave electric field formed inside the rectangular cavity resonator 14 was the TE 10 mode. 10 in FIG. 3 is a TE 10 mode electric field vector.
Further, as shown in this figure, since the microwave standing wave has a wavelength of about 200 mm, it was found that the wavelength was close to the cutoff in the TE 10 mode. Further, as can be seen from this figure, since the microwave standing wave formed in the laser optical axis direction of the discharge tube 1 has no node, the laser gas medium is discharged in the entire discharge tube. That is, the laser gas medium is discharge-excited with a half wavelength of the microwave standing wave (wavelength in the laser optical axis direction shown in FIG. 3A), and the half wavelength of the microwave standing wave is the laser gas. It is longer than the discharge length of the medium (hatched portion in FIG. 3).

【0023】また、放電プラズマの発生等によりマイク
ロ波定在波の共振周波数が少しずれるので、更に波長チ
ューニング用可動端板9を移動させて、その挿入長を微
動調整することにより、前記共振周波数のずれを補正し
て放電を安定化することができる。このときのレーザー
出力及び発振効率を〔表1〕に示す。なお、この〔表
1〕に示す試験結果はレーザーガス媒質として炭酸ガス
レーザー用のガス組成(CO2,N2,Heの混合ガ
ス、圧力50Torr)の条件で試験を行ったものであ
る。〔表1〕に示すように、波長チューニング用可動端
板9a,9bの効果は、一方の端板9a又は9bの挿入
長のみを微動調整しても、両方の端板9a,9bの挿入
長を共に微動調整しても同様の効果が得られる。
Since the resonance frequency of the microwave standing wave is slightly deviated due to the generation of discharge plasma, the movable end plate 9 for wavelength tuning is further moved, and the insertion length thereof is finely adjusted to adjust the resonance frequency. The deviation can be corrected to stabilize the discharge. The laser output and oscillation efficiency at this time are shown in [Table 1]. The test results shown in [Table 1] are obtained under the conditions of a gas composition (a mixed gas of CO2, N2 and He, a pressure of 50 Torr) for a carbon dioxide gas laser as a laser gas medium. As shown in [Table 1], the effect of the wavelength tuning movable end plates 9a and 9b is that even if only the insertion length of one end plate 9a or 9b is finely adjusted, the insertion length of both end plates 9a and 9b is adjusted. Even if both are finely adjusted, the same effect can be obtained.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】[0025]

【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、マイクロ波気体レーザー装置におい
てそのレーザー光軸方向にレーザーガス媒質の均一な放
電を発生させることができ、レーザーガス媒質の放電励
起を有効に行うことができる。従ってレーザ出力及び発
振効率を向上させることができる。
As described above in detail with reference to the embodiments, according to the present invention, it is possible to generate a uniform discharge of the laser gas medium in the direction of the laser optical axis in the microwave gas laser device. The discharge excitation of the medium can be effectively performed. Therefore, the laser output and the oscillation efficiency can be improved.

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

【図1】本発明の一実施例に係るマイクロ波気体レーザ
ー装置の正面断面図である。
FIG. 1 is a front sectional view of a microwave gas laser device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すマイクロ波気体レーザー装置におけ
る矩型空胴共振器の側面断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view of a rectangular cavity resonator in the microwave gas laser device shown in FIG.

【図3】図1に示すマイクロ波気体レーザー装置の矩型
空胴共振器におけるマイクロ波電界モードの模式図であ
る。
FIG. 3 is a schematic view of a microwave electric field mode in the rectangular cavity resonator of the microwave gas laser device shown in FIG.

【図4】従来のマイクロ波気体レーザー装置の正面断面
図である。
FIG. 4 is a front sectional view of a conventional microwave gas laser device.

【図5】図4に示すマイクロ波気体レーザー装置におけ
る円筒型空胴共振器の側面断面図である。
5 is a side sectional view of a cylindrical cavity resonator in the microwave gas laser device shown in FIG.

【図6】図4に示すマイクロ波気体レーザー装置の円筒
型空胴共振器におけるマイクロ波電界モードの模式図で
ある。
6 is a schematic view of a microwave electric field mode in the cylindrical cavity resonator of the microwave gas laser device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 放電管 2 マイクロ波発振器 3 導波管 5 全反射鏡 6 出力鏡 7 レーザー光 9a,9b 波長チューニング用可動端板 10 TE10モード電界ベクトル 14 矩型空胴共振器1 Discharge Tube 2 Microwave Oscillator 3 Waveguide 5 Total Reflection Mirror 6 Output Mirror 7 Laser Light 9a, 9b Wavelength Tuning Movable End Plate 10 TE 10 Mode Electric Field Vector 14 Rectangular Cavity Resonator

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロ波発振器から発振されたマイク
ロ波を空胴共振器に導き、この空胴共振器内に設置され
た放電管内のレーザーガス媒質をマイクロ波電界により
放電励起させてレーザー出力を得る気体レーザーのマイ
クロ波放電励起方法において、 前記空胴共振器内部にレーザー光の光軸に対して電界方
向が垂直でほぼ強度が一定なTE10モードのマイクロ波
電界を形成させ、このマイクロ波電界によって前記レー
ザーガス媒質を放電励起させることを特徴とする気体レ
ーザーのマイクロ波放電励起方法。
1. A microwave oscillated from a microwave oscillator is guided to a cavity resonator, and a laser gas medium in a discharge tube installed in the cavity resonator is discharge-excited by a microwave electric field to produce a laser output. In the obtained method for exciting a gas laser using a microwave discharge, a TE 10 mode microwave electric field having an electric field direction perpendicular to an optical axis of laser light and having a substantially constant intensity is formed in the cavity resonator, and the microwave electric field is generated. A microwave discharge excitation method for a gas laser, characterized in that the laser gas medium is discharge-excited by an electric field.
【請求項2】 請求項1に記載する気体レーザーのマイ
クロ波放電励起方法において、 空胴共振器内にTE10のマイクロ波電界モードによって
形成されるマイクロ波定在波の1/2波長でレーザーガ
ス媒質を放電励起させることを特徴とする気体レーザー
のマイクロ波放電励起方法。
2. The method for exciting a gas laser by a microwave discharge according to claim 1, wherein the laser is at a half wavelength of a microwave standing wave formed by a microwave electric field mode of TE 10 in the cavity resonator. A method for exciting a microwave discharge of a gas laser, which comprises exciting a gas medium by discharge.
【請求項3】 請求項1又は2に記載する気体レーザー
のマイクロ波放電励起方法において、 空胴共振器が所定の寸法を有する矩型空胴共振器であっ
てこの矩型空胴共振器内にTE10モードのマイクロ波電
界を形成させると共に、前記矩型空胴共振器の矩型断面
の長辺の長さを変えることによって、前記矩型空胴共振
器内に形成されるマイクロ波定在波の波長を変化させて
レーザーガス媒質の有効励起長を制御することを特徴と
する気体レーザーのマイクロ波放電励起方法。
3. The method of exciting a gas laser using a microwave discharge according to claim 1, wherein the cavity resonator is a rectangular cavity resonator having a predetermined dimension, and A microwave electric field of TE 10 mode is formed on the substrate, and the length of the long side of the rectangular cross section of the rectangular cavity resonator is changed to determine the microwave constant formed in the rectangular cavity resonator. A microwave discharge excitation method for a gas laser, characterized in that the effective excitation length of a laser gas medium is controlled by changing the wavelength of the standing wave.
【請求項4】 マイクロ波発振器と、このマイクロ波発
振器から発振されたマイクロ波が導入される空胴共振器
と、この空胴共振器内に設置された放電管と、この放電
管内のレーザーガス媒質とを有し、このレーザーガス媒
質を前記空胴共振器内に形成されるマイクロ波電界によ
って放電励起させることによりレーザー出力を得るマイ
クロ波気体レーザー装置において、 前記空胴共振器内部にレーザー光の光軸に対して電界方
向が垂直でほぼ強度が一定なTE10モードのマイクロ波
電界を形成させる手段を備えたことを特徴とするマイク
ロ波気体レーザー装置。
4. A microwave oscillator, a cavity resonator into which microwaves oscillated by the microwave oscillator are introduced, a discharge tube installed in the cavity resonator, and a laser gas in the discharge tube. A microwave gas laser device having a medium, the laser gas medium being discharge-excited by a microwave electric field formed in the cavity resonator to obtain a laser output. Microwave gas laser device comprising means for forming a TE 10 mode microwave electric field in which the electric field direction is perpendicular to the optical axis and the intensity is substantially constant.
【請求項5】 請求項4に記載するマイクロ波気体レー
ザー装置において、 空胴共振器内にTE10のマイクロ波電界モードによって
形成されるマイクロ波定在波の1/2波長でレーザーガ
ス媒質を放電励起させる手段を備えたことを特徴とする
マイクロ波気体レーザー装置。
5. The microwave gas laser device according to claim 4, wherein the laser gas medium is ½ wavelength of the microwave standing wave formed by the microwave electric field mode of TE 10 in the cavity resonator. A microwave gas laser device comprising means for exciting discharge.
【請求項6】 請求項4又は5に記載するマイクロ波気
体レーザー装置において、 空胴共振器がその内部にTE10モードのマイクロ波電界
を形成させるための所定の寸法を有する矩型空胴共振器
であると共に、この矩型空胴共振器の矩型断面の長辺の
長さを変えることにより前記矩型空胴共振器内に形成さ
れるマイクロ波定在波の波長を変化させてレーザーガス
媒質の有効励起長を制御するための波長チューニング用
可動端板を前記矩型空胴共振器内に備えたことを特徴と
するマイクロ波気体レーザー装置。
6. The microwave gas laser device according to claim 4 or 5, wherein the cavity resonator has a rectangular cavity resonance having a predetermined dimension for forming a TE 10 mode microwave electric field therein. And the wavelength of the microwave standing wave formed in the rectangular cavity is changed by changing the length of the long side of the rectangular cross section of the rectangular cavity. A microwave gas laser device, wherein a movable end plate for wavelength tuning for controlling an effective excitation length of a gas medium is provided in the rectangular cavity resonator.
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