JPH11220195A - マイクロ波ガスレーザ発振装置 - Google Patents
マイクロ波ガスレーザ発振装置Info
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- JPH11220195A JPH11220195A JP10018583A JP1858398A JPH11220195A JP H11220195 A JPH11220195 A JP H11220195A JP 10018583 A JP10018583 A JP 10018583A JP 1858398 A JP1858398 A JP 1858398A JP H11220195 A JPH11220195 A JP H11220195A
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- power supply
- microwave power
- gas laser
- magnetron
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0975—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive excitation
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リップルが小さく安定な連続出力のレーザ光
出力が得られる小型のマイクロ波励起ガスレーザ発振装
置を提供する。 【解決手段】 内部にレーザガスが流れる放電管３ごと
に、Ｎ個のマグネトロン１によるマイクロ波発振回路
と、それぞれに対応するＮ個のマイクロ波電源４とを備
え、各マグネトロン１はそれぞれのマイクロ波電源４の
スイッチング駆動により間欠発振する。メイン制御回路
６はＮ個のマイクロ波電源４からなる電源ユニット５に
基準クロックを与え、電源ユニット５内の隣接するマイ
クロ波電源４は位相器７を介することによりある定めら
れた位相差でスイッチング駆動し、隣接する放電部の干
渉を受けることなく放電し、安定したレーザ光出力が得
られる。
出力が得られる小型のマイクロ波励起ガスレーザ発振装
置を提供する。 【解決手段】 内部にレーザガスが流れる放電管３ごと
に、Ｎ個のマグネトロン１によるマイクロ波発振回路
と、それぞれに対応するＮ個のマイクロ波電源４とを備
え、各マグネトロン１はそれぞれのマイクロ波電源４の
スイッチング駆動により間欠発振する。メイン制御回路
６はＮ個のマイクロ波電源４からなる電源ユニット５に
基準クロックを与え、電源ユニット５内の隣接するマイ
クロ波電源４は位相器７を介することによりある定めら
れた位相差でスイッチング駆動し、隣接する放電部の干
渉を受けることなく放電し、安定したレーザ光出力が得
られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波により
レーザガスを放電し励起を行うマイクロ波ガスレーザ発
振装置に関する。
レーザガスを放電し励起を行うマイクロ波ガスレーザ発
振装置に関する。
【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
は、数１００ｋＨｚ〜数１０ＭＨｚの高周波電源が用い
られているが、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信器について種種検討さ
れている。
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
は、数１００ｋＨｚ〜数１０ＭＨｚの高周波電源が用い
られているが、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信器について種種検討さ
れている。
【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５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５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。
置について図面を参照しながら説明する。図５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５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。
【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からで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。
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からで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。
【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
ロ波電源によって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かつパルス動作時のレ
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。
クロ波ガスレーザ発振装置では、前述のように各マイク
ロ波電源によって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かつパルス動作時のレ
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。
【０００６】また、導波路を近接して配置すると放電の
干渉が発生し光出力が低減することがあるという問題が
あった。
干渉が発生し光出力が低減することがあるという問題が
あった。
【０００７】本発明は上記の課題を解決するもので、小
型で、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。
型で、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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明はレーザガスを内部に配置した複数の放電管
と、前記各放電管にマイクロ波を供給する複数のマイク
ロ波発生回路からなるマイクロ波発生手段と、前記マイ
クロ波発生手段と放電管を結ぶ導波路と、前記マイクロ
波発生手段に電力を供給する電源ユニットと、前記電源
ユニットに駆動制御する制御手段を備え、前記各導波路
をそれぞれ近接させ、前記制御手段により隣接するマイ
クロ波発生手段を特定位相差で駆動するものである。
に本発明はレーザガスを内部に配置した複数の放電管
と、前記各放電管にマイクロ波を供給する複数のマイク
ロ波発生回路からなるマイクロ波発生手段と、前記マイ
クロ波発生手段と放電管を結ぶ導波路と、前記マイクロ
波発生手段に電力を供給する電源ユニットと、前記電源
ユニットに駆動制御する制御手段を備え、前記各導波路
をそれぞれ近接させ、前記制御手段により隣接するマイ
クロ波発生手段を特定位相差で駆動するものである。
【０００９】また、各放電管毎のマイクロ波のスイッチ
ング位相を制御する基準クロックを制御手段から電源ユ
ニットへ出力するものである。
ング位相を制御する基準クロックを制御手段から電源ユ
ニットへ出力するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】上記構成により、本発明は、制御
手段によって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でき、隣接した配置され
たマイクロ波発生手段のスイッチング位相を制御できる
ため、前記複数の導波路は近接して配置した場合であっ
ても放電干渉を低減することができ、リップルの少ない
レーザ光出力を得ることができる。
手段によって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でき、隣接した配置され
たマイクロ波発生手段のスイッチング位相を制御できる
ため、前記複数の導波路は近接して配置した場合であっ
ても放電干渉を低減することができ、リップルの少ない
レーザ光出力を得ることができる。
【００１１】（実施の形態１）以下、本発明のガスレー
ザ発振装置の実施の形態１について図面を参照しながら
説明する。図１は本実施の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、その説明を省略している。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、導波路２は隣り合う導波
路と近接して配置されている。なお、マグネトロン１と
導波路２とが１個のマイクロ波発生手段を構成する。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、Ｍ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
共に、各マイクロ波電源４のスイッチング位相の位相差
を設定するための位相器７を備えている。この位相器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。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２０ｋＨｚの間欠発
振のマイクロ波が出力される。前記基準クロックは位相
器７を介してマイクロ波電源４に入力されるが、図３の
ように隣り合うマイクロ波電源４の位相差θをある設定
した位相差αとし最上流側のマイクロ波電源から一つお
きのマイクロ波電源の位相差θは０としたものである。
このように隣り合うマイクロ波電源の位相差を確保する
ことにより導波路を近接して配置した場合に発生する放
電干渉を回避することができ、安定したレーザ光出力を
得ることができる。なお位相差θは隣接するマイクロ波
電源のマイクロ波出力が重ならない程度でよく、図４に
示すように最上流から３番目までの位相差をβとし、最
上流から４番目のマイクロ波電源は最上流のマイクロ波
電源と同期させて駆動させても良い。
ザ発振装置の実施の形態１について図面を参照しながら
説明する。図１は本実施の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、その説明を省略している。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、導波路２は隣り合う導波
路と近接して配置されている。なお、マグネトロン１と
導波路２とが１個のマイクロ波発生手段を構成する。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、Ｍ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
共に、各マイクロ波電源４のスイッチング位相の位相差
を設定するための位相器７を備えている。この位相器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。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２０ｋＨｚの間欠発
振のマイクロ波が出力される。前記基準クロックは位相
器７を介してマイクロ波電源４に入力されるが、図３の
ように隣り合うマイクロ波電源４の位相差θをある設定
した位相差αとし最上流側のマイクロ波電源から一つお
きのマイクロ波電源の位相差θは０としたものである。
このように隣り合うマイクロ波電源の位相差を確保する
ことにより導波路を近接して配置した場合に発生する放
電干渉を回避することができ、安定したレーザ光出力を
得ることができる。なお位相差θは隣接するマイクロ波
電源のマイクロ波出力が重ならない程度でよく、図４に
示すように最上流から３番目までの位相差をβとし、最
上流から４番目のマイクロ波電源は最上流のマイクロ波
電源と同期させて駆動させても良い。
【００１２】
【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、リップルの少ないレーザ光出力を得ることが
でき、近接して配置する導波路間の放電干渉を低減する
ことにより安定したレーザ光を得られ、小型のガスレー
ザ発振器を提供することができる。
によれば、リップルの少ないレーザ光出力を得ることが
でき、近接して配置する導波路間の放電干渉を低減する
ことにより安定したレーザ光を得られ、小型のガスレー
ザ発振器を提供することができる。
【図１】本発明のマイクロ波ガスレーザ発振装置の実施
の形態の構成を示すブロック図
の形態の構成を示すブロック図
【図２】マイクロ波出力波形図
【図３】本発明のマイクロ波ガスレーザ発振装置の実施
の形態１における各マイクロ波電源のマイクロ波出力波
形図
の形態１における各マイクロ波電源のマイクロ波出力波
形図
【図４】本発明のマイクロ波ガスレーザ発振装置の実施
の形態１における各マイクロ波電源のマイクロ波出力波
形図
の形態１における各マイクロ波電源のマイクロ波出力波
形図
【図５】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
示すブロック図
１ マグネトロン ２ 導波路 ３ 放電管 ４ マイクロ波電源 ５ 電源ユニット ６ メイン制御回路 ７ 位相器 １０ 放電励起部
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザガスを内部に配置した複数の放電
管と、前記各放電管にマイクロ波を供給する複数のマイ
クロ波発生回路からなるマイクロ波発生手段と、前記マ
イクロ波発生手段と放電管を結ぶ導波路と、前記マイク
ロ波発生手段に電力を供給する電源ユニットと、前記電
源ユニットに駆動制御する制御手段を備え、前記各導波
路をそれぞれ近接させ、前記制御手段により隣接するマ
イクロ波発生手段を特定位相差で駆動するマイクロ波ガ
スレーザ発振装置。 - 【請求項２】 各放電管毎のマイクロ波のスイッチング
位相を制御する基準クロックを制御手段から電源ユニッ
トへ出力する請求項１記載のマイクロ波ガスレーザ発振
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10018583A JPH11220195A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | マイクロ波ガスレーザ発振装置 |
| DE69903479T DE69903479T2 (de) | 1998-01-30 | 1999-01-26 | Mikrowellenangeregter Gaslaseroszillator |
| EP99101404A EP0933843B1 (en) | 1998-01-30 | 1999-01-26 | Microwave excited gas laser oscillator |
| US09/238,634 US6259716B1 (en) | 1998-01-30 | 1999-01-28 | Microwave excited gas laser oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10018583A JPH11220195A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | マイクロ波ガスレーザ発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11220195A true JPH11220195A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=11975660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10018583A Pending JPH11220195A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | マイクロ波ガスレーザ発振装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6259716B1 (ja) |
| EP (1) | EP0933843B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11220195A (ja) |
| DE (1) | DE69903479T2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6804285B2 (en) * | 1998-10-29 | 2004-10-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Gas supply path structure for a gas laser |
| DE102006052060B4 (de) * | 2006-11-04 | 2009-11-26 | Hüttinger Elektronik GmbH & Co. KG | Verfahren und Anordnung zur Anregung einer Gaslaseranordnung |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4004249A (en) * | 1976-01-22 | 1977-01-18 | General Motors Corporation | Optical waveguide laser pumped by guided electromagnetic wave |
| JPH0278285A (ja) * | 1988-09-14 | 1990-03-19 | Toshiba Corp | マイクロ波レーザ装置 |
| US4987577A (en) * | 1989-04-14 | 1991-01-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas laser having microwave excitation |
| DE3937490A1 (de) * | 1989-11-10 | 1991-05-16 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Mikrowellenangeregter hochleistungslaser |
| DE4123470A1 (de) * | 1991-07-16 | 1993-01-21 | Suessmuth Norbert | Kompakter gas-laser mit mikrowellen-anregung |
| US5606571A (en) * | 1994-03-23 | 1997-02-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Microwave powered gas laser apparatus |
| US5684821A (en) * | 1995-05-24 | 1997-11-04 | Lite Jet, Inc. | Microwave excited laser with uniform gas discharge |
| JPH09148663A (ja) | 1995-11-16 | 1997-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マイクロ波ガスレーザ発振装置 |
| JPH09205241A (ja) * | 1996-01-25 | 1997-08-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マイクロ波励起ガスレーザ発振器 |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP10018583A patent/JPH11220195A/ja active Pending
-
1999
- 1999-01-26 DE DE69903479T patent/DE69903479T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-01-26 EP EP99101404A patent/EP0933843B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-01-28 US US09/238,634 patent/US6259716B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0933843B1 (en) | 2002-10-16 |
| EP0933843A1 (en) | 1999-08-04 |
| DE69903479D1 (de) | 2002-11-21 |
| DE69903479T2 (de) | 2003-07-17 |
| US6259716B1 (en) | 2001-07-10 |
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