JPS58190A - 導波路型ガスレ−ザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はレーデ装置にかかわヤ、特に４波路臘ガスレ
ーデ装置に関する。

辺部、蓼ｉ≠壽寧伝搬可能な中空導波路内で励起放電さ
せ、これによってレーデ光を発生させるようにした導波
路ＩＩＪｉ！スレーデ値置が開装されているが、構在こ
れＯ励起方式には大きくわけて２つの方式がある。

１つは従来より行なわれている１　０　（ｋＶ）穆ｔ。

高圧直流電圧による直Ｒｍ起（以下ＤＣ励起と称する）
でＴｏ）、もう一つは米国特許４１藝９２５１号あるｉ
は特許出願公鋪昭５４−１０３＠［！号に示されている
ようｔｉｃ　３　Ｇ　（ＭＨＩ、］〜３　（ＧＨＩ）Ｏ
ＶＨＦＩあるいはＵＩＷ帝における為周波励起、即ちＲ
ＦＪｉｔｌ起による方法である。

また、上記ＤＣ励履方式は電極１の放電路を光軸に平行
にとるか―直にとるかくよって２つの方式に分かれる。

１ｇも、第１図に示すように放電路２を光軸ＪＫ平行に
形成すると共に電極１を光軸３方向に離間させて配置す
る縦形励起方式及び纂２図に示す光軸Ｊを介して対峙さ
せる横形励起方式に分けることができる。

そして、いずれの方式のものも電極１間で放電音生しさ
せ、その放電により得た光を放電路２の絢端に設けられ
る図示しない共振ミラーで反射させて放電路ｚ内で共振
させ、増幅してレーデ光として出力する。

ところで、上述０＠形励起方式では、電極間隔が長いた
め、電Ｉｉノに加える印加電圧を高くしなければ放電さ
せることができない、又、上述の電極１や放電路２、共
振ミラー等はレーデ管に樹人されるがこのレーデ管′ｋ
ｖ！ｉ封する丸め管を封じ切９にする時はガス圧を上げ
ることによジ、長期寿曾化をはかるが、ガス圧の上昇は
放電に必要な電圧をさらに上げることになる。

これに対し、上記横形励起方式はｗ４２図Ｏ如く放電路
にΩりた平行な一対の電極１を光軸Ｊを介して対峙させ
る方式でｈるため、電極間隔が狭くなるから印加電圧は
縦形励起方式よりも低くすることができ、その分、ガス
圧を上げ中すい利点があるが、反間、平行な電極である
から導波路２中で一様な放電をさせることが離しいとい
った欠点４ｈある。

ＤＣ＠起による縦形励起方式及び横形励起方式の共通の
欠点は、どちらも放電インピーダンスが負特性であるた
め、放電電流の時間的な安定化及びｌＲ路内での空間的
な安ｙｉ！のために、パラスト抵ｉｔ−直列に袈絖する
必要があや、効率の悪化、装置Ｏ大部化を蝦〈ことであ
る、又、ＤＣ励起による放電においては、＠Ｉｉ降下が
存在するため、１ｉｌＩ砥によるスバ、タリンダが共振
建う−を汚し、レーデ出力を減少させ、又、陰極降下領
域中でｏ１４電場はレーデガスを分離し、装置寿命を制
限する。

初期の導波路型ガスレーデｆ！皺、例えば米国時１ｔ’
Ｆ３７７２６１１号番るいは米国特許４１０３２５５号
にみられる導波路蓋ガスレーデ装置では、電源が比較的
簡単な構成で済むＤＣｊＪ匙方式で行なわれてい九が、
大出力のレーデ光を得るためには、導波路長即ち、放電
路ａｔ艮くとることが必要となり、そのために縦形Ｊｌ
！Ｉ起方式では電礁関隔がよシ長くな夛、放電１を圧が
必然的に＾くなる問題を生じ、まえ、横形励起方式では
放電の空間的一様性が得にくく、５ＩＩＩ卓の面で問題
を生じている。

このようなことからＤＣ＠起による導波路渥ガスレーデ
装置で得られる出力は数Ｗが上限であったＯ これに対し、ＲＰ励起方式は第３図に示すように絶縁体
４ｔ−介在させて平行に一対の電極１を対峙させ配設し
、導波路を形成し、前記電極ｌ　ＶＣ３０Ｍｋｉｘ　〜
３６ＧＨｓ　Ｃ１いわゆるＶＨＦ帝あるいはＵＨＦ偕の
一周波電界を印加することにより、放電を起こさせる方
式であり、次のような長所がある。即ち １、　無電極放電であや、陰極降下が存在しないため、
陰極のスΔ、！リングがなく、共＃Ｒ器イミラ汚れが少
なく、ガスの解離も少ない。

したがって長寿命。

２、陰極降下がないため、励起エネルギの損失が少ない
。

３、横形励起にすれば励起電圧１１００ＶｌｌｌＪ［の
低電圧にすることがで自電源装置の故障を少なくで會る
。

４、放電インピーダンスが正の丸め、放電安定化に必要
なパラスト抵抗が不資、したがって装置の小蓋化、効率
Ｏ肉上に役立つ。

１　放電が９間的に一壷に分布する。

６、＆出力化、小皺軽量化しやすい。

などである。

これに対し短所は以下に示す点である。

１．０Ｃ１１源の他にＲＦ励起源を必要とする。

２、４披路とＲｒ＃起源とのインピーダンス！−プチン
グをとる必要があり、これを行なわなりと、エネルギが
前動に伝送されず、効率が愚くなる。

３、ＤＣからＲＦへの愛換効率が発生する周波数ｔこよ
っても変わるがおおよそ６０−前後のため、ＲＦ励起源
での発熱量が多い。

４、　レーデ出力の制御性が愚い、即ち、導波路とのマ
、チンダをとる会費があるため大幅なＪｌｉｌｉ＆数７
７トはとれず周波数変調では十分なレーデ出力の可変幅
１祷られない、又、印加ｌ１ｌｉ周波電圧値の可ｔ′を
行なうＡＭ変ｌ１ｌｌ（振幅変調）ではＲＦ＠Ｃ）損失
が大きく、発熱量が多く、放熱の九めＯ対策が会費とな
ル装置の小型、ａ量化を―しくする。

本発明は上記事情Ｋｍみて成されたもので、その目的と
するところは、前記ＲＦｍＦｍ式の長Ｆｆｒ′にその１
ま備えつつ、短所をすべて解決したハイ・リヒテ牟シセ
ン・パルス・トランスバース・ｆ４スチャージ・イクサ
イテーション（ＨＩＧＨＲＥＰＥＴＩＴＩＯＮ　ＰＵＬ
ＳＩＣＴＲＡＮｌｉｉＶｌＣＲ８Ｋ　ＤＩ８−ＣＨＡＲ
（Ｊ■ＣＩＴＡＴＩＯＮ　）法（以下ＨＲＰ法と呼ぶ）
による尋波路戯ガスレーデ装置を提供せんとするもので
あり、以下、そのＷ７Ｐ細ｔ−図面及び実施例に基づ＾
て説−する。

纂４図は、本発鴫装置のうち、導波路部分につｈての一
夷ａｔ例を示す斜ＩＩ衝面図である０図中４１鉱上下に
離間して配設された縦長の一対の電極であ勺、この電＊
４１は金属製で且クレープ光の光軸４ｚ方向に沿って配
設されている。

また、この一対Ｏ１１＠４ｓ閏にはその側端縁辺＃に前
記光軸４２に沿って絶縁材４Ｊが配設されておル、この
絶縁材４１と電極４１とによって包囲されて形成される
酋ｌｅ光軸４２に沿り友空関が導波路４４とな為、普九
上起電１ｈ４１はその導波路壁ａｍ分となる部分は５−
以下０ラフネス即ち仕上けｌ１１度で光１＃研磨されて
＾る。

また前記絶縁材４ＪはそＯ＠献絡路１１面なる部分につ
いて５ｊ１ｊ１１以下のう７ネスで光学研磨されており
、且つこの絶縁材４Ｊ＃ｉ熱伝導特性と絶縁特性の優れ
丸材群で作られている。４５は４波路を形成する電極４
１、絶縁材４Ｊｔ−包一し、導波路部分を外部よ勺Ｗｉ
麹し、保題する封入カバーである。レーデガスは導波路
内及び対人カバー４５で囲まれ之空関内に封じ込まれて
いる。

レーデガスとしてはＣＯ□（二酸化炭素）、Ｎ。

（ちり嵩）、Ｈ・（ヘリウム）の三１１［温合ガスを使
用し得るが他のレーデガスもしくは、他の１合ガスにお
いても使用され得る。

このような構成の導波路４４＃ｉ基本的にはＲＦ励起法
の４波路と同じであシ、電極４１に三値−塩プレ式の高
圧・母ルス電圧を印加して放電させ、これを導波路４４
０両端側に設けられる図示しない共振ｉラーで光共振さ
せてレーデ光をｋｉＪＪ起さぞ、光軸方向にレーデ光を
放出する。

ところで、放電時には放電による発熱のため、４波路内
で高熱が発生し導波路内面が加熱されレーデガスＩＮ！
直−上昇する。一方利得の点から考えるとレーデガス編
度の上昇とともに利得が下がｐレーデ出力が下がる。こ
のため、亀惚４）及び導波路４４ｆ十分冷却することに
よりレーデ出力の低下を防ぐ必費がある。そこで本発明
にあっては電４４１に＃ｉ島伝導％性が優れ、なおかつ
導電性の優れた金属を使用していみ、即ち、鋼、アルミ
ニウムなどがこれに適している。一方絶縁材４　ＪＫｔ
Ｊ光学研磨することにより十分な反射特性が祷られるこ
とはもちろん、熱伝導特性が優れ、絶縁性の優れた素材
を選択することが必費である。

即ち、これにはＢ・０が最適てあ夛、ついでＢＮ。

８１０　、ム１２０Ｈ％などが優れている。又、本発明
にしっては電極４１と絶縁材４１との間の熱的な結合を
円１’ｌＫ行なうようにしている。即ち、熱抵抗を夕な
くするに電極４１とａｍ材４Ｊとの接する屑につ＾て十
分な予＃１ｆｔもたせ、両面を機械的に１！Ｆｔｉｉせ
ている。

また、本発＠ｉ４の導波路層ガスレーデ装置にお匹て祉
、交書／ｆルス電界は重電電子の相互作用を無視できる
程度の十分早い時間で反転する′″Ｈ＃　、　ｌ１ｌｏ
＃、″Ｌ＃の三つのレベルを有する３値論壇形式の・ｆ
ルスとして電極４１の間に印加させる０ｍち、これはＲ
ＩＰ＄ｇ方式の意味するところと、全く同一でＴｏシ、
亀４ｉ４１は導波路中の交番ノｆルス電界による放電中
Ｏ電子及び陽イオンの移動を制御する機能のみを有し、
放電電ｆｉを与えない。

したがって陰極降下が存在しないためスノ９゜タリンダ
がなく、ガスの解離も少ない長寿命動作が可能であシ、
陰極降下による励起エネルギの損失もなくなる。

又、放電維持電圧は低下し、低電圧動作を可能にし、放
電インピーダンスは正の特性を示し、放電の空間的一様
性が得られる。

さらに放電インピーダンスが正特性であることから放電
安定化のためのバラスト抵抗が不要となり、パラスト抵
抗で消費されるエネルギ損失もなくなる。

本発明において電＠４１に印加される交番パルス電圧は
第５図に示すような３値論理形式の賦形をしている。即
ち一周期ＴＯうちＴ１の期間＋ｖ＠ｃ〔ｖ〕（論理レベ
ル１Ｈ”）にな）つづいＹ−ＴｍＯＭ関Ｏ（Ｖ）に１４
７痺＊ｒ、ｏ期間Ｖ＊＊　（Ｖ〕（論理レベル“Ｌ”）
になるパルス波形でるる、このようなＩＩＬ形のパルス
を電＆４１に印加することによｐつぎのような特性を得
ることができる。即ち、この時の最適パルス振幅値はガ
ス圧電極間隔によってかｔｋ）変わるが一例としてあげ
るとガス圧１００　（Ｔ＠ｒｒ）電極間隔１〔■〕では
（１）式で示される。

１００　（Ｙ）　（１士ｖ、、　１　＜　２００　（Ｖ
）　−１）範囲の低電圧値で十分動作可能である。

又、Δルス繰シ返し周期！は（２）式で示されるが’ｆ
　ｒａｔ　２　＊　Ｔ１十Ｔ、　　　　　　　　　　□
傭）この時のΔルス繰夛返し屑ＪＩＴは次の（３）式で
示されるＩｌ！ｍであることが望ましい、即ち３０ｎｓ
　　く　Ｔ（，１０１００Ｏ０−（３）ノ４ルス繰ヤ返
し周期ＴＯ下限が３０　ａｍ１度で制限されるのは現在
得られるパルス発生素子即ちスイ、デンダ素子の最も蛾
かい応答時間が数ｎｓｌ！度であるためである。しかし
パルス繰シ返し周期ＴＫつｉてはΔルス発生素子Ｏ関ｉ
ｌを除いて考えれば下限は、導波路が分壽定ＩｊＸＩ＆
Ｉ回路として見做し得る値、即ち１０　ａｓ程度となる
。

一方／４ルス繰）返し周期ｉの上限値は特に明確な境界
があるわけでなく、１００００ｍ１００Ｏ０［：以下で
あればほとんど問題なく放電を開始する。

次に菖６図は本発明によるハイ・リビテイシャン・ｉ？
ルス・トランスバース・ディスチャージ・エキサイテー
シ、ン（ＨＲＰ　）法による励起源の基本構成を示した
ものである。

図においてｄｌはｉ４ルス発生回路で二系統の出力層子
６１ｍ、６１ｂを有し、出力端子１１ｍ及び出力層子６
１ｂには第７図（ａ）、伽）に示すスイ、デンダ僅号が
あられれる。５２及び６１はスイッチング素子であ夛ス
イッチング素子＃ｚＦｉｍ配パルス発生回路６１の出力
端子ｆｉ１ｍに心られれるスイ７チング僅号によりて制
御され、ま友、スイッチング素子６１ｂは出力層子６１
ｂにあられれるスイ、デング信号によってオン、オフＩ
ＩＩＩ御されている。＃４は正Ｏ［を電圧＋■（ｌｃｏ
加わるグラスの電源趨子で６）、６５＃ｉ負直流電圧−
ｖ、ｃの加わる１イナスの電ＩＩ趨子である。ｇｇＩ；
を励起源の出力層子であり前記スイッチング素子＃Ｊ、
＃Ｊの出力側が接続されてその合成出力として臨７因の
（ａ）　Ｋ示すタイムチャートに従２良、３値論理形式
のノ曽ルス技形を出力する。

本発明において、このような液形Ｏ交番・奇ルス電界を
＊＠４１に印加することにより、装置自体は次のような
性能を実現することがで龜る。

即ち、纂１にＲＦ励起源よ）も回路的に非常に肩車かつ
小部かつ場景安価な／ｆルス発生源により、８Ｆ励起と
同じ＃超効果を遂行で龜る。即ち菖８図は一般的な５０
０ＷＣ）ＲＦ＠起源の基本構成図であるが、まずオシレ
ータ（Ｏ４，Ｃ）８１によＪＷＦ帯あるいはＵｌｉＦ蕾
の＾周波を発生し、これをバ、７アアンデ１ｚを遇し増
幅後小電力増帳Ｒ８Ｊを通して増−する、さらに大電力
増Ｉｓ段１４で増幅する。篇８図中ではこの大電力増一
段８４は一例としてパラレル方式で増幅し合成−８５で
合成しているが他の方式でも実現可能であることはいう
までもなｉ。

一方、５００Ｗ出力の本発明による励起源では３１６図
に示し次ようにΔルス発生回路６ノとスイッチング素子
ｇ２．ｉｌからなる／４ルス発生誰たけて＃Ｉ成するこ
とができる・＃Ｉ２にＲＦ動起力式で＃′１Ｄ０１に源
からのエネルギを高周波顧ちＲＦのエネルギに叢換する
効率は増幅器の増幅形態によっても異なるがＢ級あるい
はＡ１級増幅器で増幅した場合、塩論上７８−であシ、
実際にはその他の付属回路あるいは周辺回路でのエネル
ギロスであるため、効率６０−〜７０チである。したか
って４０−〜３０−がＲＦ励起隷内で熱と、して消費さ
れることになる。

ところか、ＲＦ励起源の出力が大きな場合、例えば数白
Ｗの出力を扱うような励起源ではこの慣矢は無視できな
一叙憾になる。即ち５００Ｗの出力を発生している状崖
では２１０　（Ｗ）へ３３０　ＬＷ）のエネルギが励起
源内部で熱の形で発生するため、十分な放熱対策を行な
う必要が生じ、その結末、輌皺自体の大型化を招くこと
にもなる。

又、叢換効卓が想すということは省エネルギに反するこ
とでもあり、５００［：Ｗ］の高周波出力を得るのりこ
約８００　ＣＷ）のエネルギｔ−ＤＣ電源から供給しな
ければならないことを意味する。

−力、本発明によるＨＲＰ法による励起源では導波路へ
供給する電圧波形が交番−ｆロスであり、励起源内のア
クティブ・ｒバイス、ｍち、能動素子はオンかオフの動
作を行なうところのＤ級動作を行なっている。Ｄ級動作
は履論上損失がゼロでめ夛、最も損失の発生しやすい、
最Ｍ段でこのＤＷ１動作を行なわせている本装置励起源
は究極的かつ理想的な動作形動であるといえる。

ただし実際にはこのＤ級動作もスイッチンダ周期が短か
くなるにつれて損失が増加する傾向にある。（これをＴ
ＲＡＭＳＩＥＮＴ　ＬＯＢ＆　；　トｔンノエント・ロ
スと呼ぶ）これ扛オフからオンに至る期間あるいはオン
からオフに至る期間で実質上人截罠近い動作をする丸め
である。又、スイ。

チング素子自体にも飽和領域が存在するため、実際には
オンの状態で一過千の損失がある。

（これを８ＡＴＵＲＡＴＩＯＮ　ＬＯｇＪｉ　；サチ＾
レージ、ン・ロスと呼ぶ） このような損失をすべて加え合わせ、なおかつ七の他周
辺回路でのエネルギ消費４加えた試聴での情夫は人力直
流エネルギの１０１１程度でおる。

一方繰り返し回数が１０’以上の高速度な二値ｓｉ壇形
式のパルスを作る場合、Ｗ、６図の基本構成ｒｃてｇ９
図（＆）及び（ｂ）で示されるスイ、チングｆ！１号で
スイ、テング素子を制御すれば第６図回路の出力１子６
ｇには第９図（Ｃ）で示される二値−塩形式の方形・ヂ
ルス波形を得ることができるが、このような・９ルス波
形生成において過渡状ＭｊｌＬＩち片刃のスイ、チ／グ
素子がオンからオフもう一方のスイ７チング嵩子がオフ
からオンに同時に変化する場合、ｉ化遍根の中間で両ス
イ、ナング嵩子が共に導通し、−量的に大きな電１１　
ｔ　＋Ｖｃｃから−ＶＣＣに向って流す現象が存在する
。

このような時、両スイッチング素子には人力エネルギー
の１０ｓ〜２０％の損失が発生する。

さて本発明による励起源ではこうした二＊ｉｉｍ理形式
の方形・ｆルス制−のもつ低効率特性を除去しなおかつ
Ｄ級動作の特性を十二分に生かした三値−塩形式によ）
交番Δロス波形を生成している。

本方式によればトランジェント・ロス （ＴＲＡＮＳＩＥＮＴ　ＬＯ８８）とサテ無レージ、ン
・ロス（８ＡＴＵＲＡＴＩＯＮ　ＬＯ１！８　）と周辺
回路でのエネルギロスが全損失であるため、効率９０襲
という今までＫない＾い値を得ることができる。レーデ
出力の制御は次のような２つの方式で行なうことができ
る。即ち、ａＩ５図において２Ｔｔ＋Ｔｍを一定として
Ｔ１を可変することによ）放電電流を変化させ、レーデ
出力を制御するパルス−可質方式とＴＩを一定としてＴ
３つ筐り２Ｔｓ＋Ｔ＊を可変とすることＫよｐ放電域ａ
ｔｉ化させ、レーデ出力を制御するａｎ返し爛期可変方
式の２つの方式である。

纂１０図は本１１１制御方式のうちパルス幅可質方式に
ついて、具体化した一形態としての！ロック回路図であ
る０図中ｘｏｘＦｉ方形波発振器でＴｏや、Ｏｒ　−ｖ
ｃｏの振幅を有し崗期Ｔ＋＋Ｔ２／２で方形板を発失す
る。また１０２は電流値工。

の尾篭１ｉＬ＃であシ、１θＪはこの定電ｆｌｔ＃ｔＩ
０の出力−に入力１１を誉絖された電ｆｌｔ値２■。の
定電１！１ｔｄｌである。１０４はこれら両足電流源１
０２゜１０３の接続点と接続点との間に接続されたコン
アンサ、１０１はコレクタｍを前記定電流源１０３の出
力−に、また、エミ、り＠を負の直流−鍬−ｖｃｃ’ｌ
’−巌絖されスイ、すの役目をは九ｊ−ＮＰＮ型のトラ
ンジスタであり、方形波発振器１０１の出力をベース人
力としてスイ、テング動作するもので、方形波発振器１
０１の出方が一■ｃｅＯ時オフになシコ／７′ンサＩ０
４には定電流＃１０２よ）一定電流■。が流れこみｔ −５１Ｉ。ｄｔＫ従い、光電電圧は直細的に上昇する。

一方トランノスタｌｏ５がオンのときはｔ ＝（°（’ｏ　−２１ｏ）ｄｔ　＝　−４／’Ｚ０ｄｔ
ン（促い尤ＩＩＬＷＩＬ圧は直線的に下降する。但しＣ
はコンデンサー０４の容量である。即ち、コンデンサー
０４の端子電圧は正負両方向に変化する三角波の電圧が
生じる。１ｏ５はこのコンアンサ１０４の端子出カｔ−
非反転一人カ端子の人カドするコンノずレータでｌｊ）
、　このコン／中レータ１０ｇの非反転備入カ趨子には
プラス、マイナス両方向に振れる三角＃Ｌが加わる。一
方コ７　ｉ４レータｌ０ｆｉの反転側人力端子は二回路
適択益のスイッチＪＯＩＫ接続されておシ、このスイ、
テ１０１の一方の経路には＠流電位十Ｖ。ヘ−Ｖｃｅに
可変できるメグ９１１０ｇが、を次他方の経路には久方
端子１０１が接続されている。

従ってこのスイッチ１０ｆｌにょ多経路を選択すること
によル例えはスイッチ・１０１をＩリウム１０ｒＯ１ｉ
ｊに倒した時、：ｆｆ　ン、−ｆ　Ｌ／−タ１０１ｃＩ
反転側人力趨子には一定な直流電圧が印加されることに
な）これを基準に非反転貴入方端子に入力される三角波
がこの一定直流電圧饅よシも大ｔ１（なりた時、コンパ
レータ１０６の出力はマイナスからグラスに反転し再び
三角波が一定直流電圧箇よシも小さくなった時、プラス
からｉイナスに戻る。この時直流電圧値を大きくすると
コンパレーメ出カのグラスの方形パルス暢ｔよ少さくな
り、直流電圧値を小さくするとコン・ずレータ出力のグ
ラスの方形ノダルスーは大キくなる。細ちこのメグ９１
１０ｇによシ、コンパレータ１０６の出力）４ルスＯ幅
を可変することかで龜る。一方、１１０はコンパレータ
１０６の出力を１／２分周して出力する１／２分周器、
１１１はパルス信号分配器で６９、この分配器１ツノは
１／２分ｇ４器１１０の出力により出力端子１１２及び
３Ｉｉに交互に前記コンパレータ１０６のパルス出力を
送る役目’を果している。

これにより、ボリウム１０１１により設定した電圧値を
基単にコンパレータ１０６の人力三角波がこの基準以上
のレベルのとき正の所定の直流出力ｔ１また基準以下の
とき負の所定の直流出力ｔ−軸生することになるから方
形発振器１０１の＠振＃阪叙でｚリウム１０Ｂの電圧を
基準にｌｋｌ配ミ角波で所定されるノヤルス幅の出力を
出力端子１１２，１１３に交互に出力することができる
。促って、これによシ第８図（Ｄ／４ルス発生回路６）
を大現できる。

５１！１１図は本制御方式のうち、繰シ返し崗期可変方
式について具体化した一形−としてのプロ、り回路図で
ある＊　＄１１１図の繰シ返し周期可変方式は第１θ図
の・量ルス幅可錠方式に着干の変更を加えることにょ）
構成することができる。即ち薦１１図は萬１０図回路の
定電流源１０２．１０３及びコンデンサ１０４０回路部
分をトランジスタ１０５のコレクタと＋Ｖｅｅ間に前記
コンデンサ１０４を接続し、そのコンアンサ１０４の両
趨子関にＦＥＴ　（電界効果トランジスタ）１１４０ソ
ース−ドレイ／を接続してこ０ＦＥＴ　１ノ４によ）コ
ンデンサ１０４の充放電を行なう三角波発生回路に置換
えたもので一すウム１０８は一定直流電圧［を作シ、端
子　−ｔｏＩＩＫは変−信号ある髄はネガティブフィー
ドパ、りによる負＊、ｔ＊号が加わる。ス１νデ１０７
はこれら両者の選択會行なう、トランジスタ１０５はペ
ースＫｍわる入力電圧を抵抗１）５で鯛りた電Ｒｆｌｉ
をコレクターエン、夕関に流す電圧−電流変換器として
−〈、コンデンす１０４はトランジスタ１０１の；レク
メ電流によｐ正の直流電源＋ｖ、、から負の直流電源−
■、。に向ってほぼ直麹的に充電が行なわれ為。

ところがトランジスタ１０１のコレクタにはコンパレー
タ１０＃Ｏ反転側入力端子が接続畜れており、さらＫｍ
反転側入力端子にはＶ、なるレベルの基準電圧１ノーが
印加されて−ゐ九もコレクタ電圧がＶ、以下になるとコ
ンパレータＪ＃＃０出力扛ローレベルからハイレベルに
反転するφコンパレーク出力は単安定マルチパイプレー
ク１１１に与えられてお夛、この出力によ）単安定Ｔル
テバイツレータ出力は一定時間ハイレペルになると同時
にリセット用ＦＭＴ１１４を導通の次層にさせ、コンｒ
ンナ１０４會放電させもとの次層に戻す、一方単安定マ
ルチパイｆレータ１１Ｆの出力は１ｌ２分周＠１１−及
びΔルス値号分配置に１１１に１１１続され１ｌ２分周
器１１０の出力は制御信号入力４ｓＫ二つの出力端子に
λ力信号を交ＩＫ出力する／ｆルス僅号分配８１１１に
制御信号として与えられる。一方、パルス信号分配＠Ｉ
ＪＩＫは単安定！ルテパイプレーメＪ　Ｊ　１０出力が
人力として与えられるため、Δルス信勺分配−７７７０
出力端子１１２及びＩＩＪＫはζＯ単安ｆｉｌ−ｔルテ
パイプレー１１１１の出力パルスが交！に分配され出力
され為・又、出力端子１１、ＪＪＬび１１１はＩＩＭ６
ｍｌＩＯ端子ｉｚｈｅｇｘｂＫ＠轟すゐ％０　ｃ′ｈ　
１　、出力端子１１１及び１１１０次段にはスイッチン
グ素子がｆ、シ＆７”ル（ｆｆ１ｌ［−ＦＵＬＬ　）　
０形でつながる。

このような構成Ｏ装置はスイッチ１０１を一すウム１１
）ａ９ａＫ設定す為、これによ）−リクム１０＃よ）所
定電位Ｏ畠力がトランジスタ１０１０ペースにλ力１１
九トランジス１１１２１線導通して＋ｖ１．と−Ｖ＠、
ＭＯ電位葺がコンＴンｔ１０４に印加され、：２７ｆ”
７９１０４はＦツｙｔ）、ｘ、Ｉ　１　ａ　Ｊ（）ペー
ス電位をＩＩｋＩｔｌｔＪＩＩで御２九ｍｏｔ＃１値で
充電される参この充電電位はコンパレータ１ｆｊ＃ｔ）
ＭＬ＆側入力端子に入力され、コン／量し−タＪ＃ｌ紘
非反転側入力端子に２ＩｌｌＪＬられている基準電圧ｖ
１を基準に前記入力を比較し、該入力が基準電圧ｖ１以
上のときは正の出力を、を九以下のときは負の出力を発
生する。

この出力は単安定マルチパイプレータ１１ｒＫ与えられ
、単安定マルチパイプレーメ１１１はその入力の立上ヤ
時に所定時間幅のパルスを発生すルｍ　ＣＯｔ４　ルｘ
はＦｌｉ’ｒ　１１４．１ｌ２分周器１１０１パルス信
号分配８１１ノに入力される。

するとＦＥＴ　Ｉ　Ｊ　４はこのパルスの一発生期間、
導通状崖となり、これによりてコンｒ７す１０４の充電
電荷は放電されるａ　ＦＥＴ　ｉ　Ｊ　４はパルスの発
生期間経過後は非導通となるため、コンデンサ１０４は
再充電されるが、光電開始時はその端子電圧は小さいの
でコンパレータ１０−の出力はコンｒ７す１０４の充電
が過みその端子電圧が基準電位Ｖ、　ｔ−超えるまでは
負の出力となる。

コンデンサ１０４の端子電圧がｖｓを超えるとコンパレ
ータ１１Ｆの出力は再び正となるので、この時点で単安
定マルチバイブレータｒｘｒは所定時間幅のパルスを発
生し、上述の動作が繰）返されることになる。

一方、単安定マルテパイプレーメ１１１の出カッ４ルス
を受は九ｖ２分周ＩＩＩ　Ｊ　ｏはこのパルスｔ−１ｌ
２分周してパルス信号分配器１１１に与え、これによっ
てパルス信号分配器１１１は出力端子１１１．１１１を
交互に切換え、単安定マルチバイブレータ１１１の出力
パルスを出力端子１１２．１１１に交互に出力する。そ
の結果、出力端子１１２には菖γ閣（＆）Ｏ加電、ま九
出力端子１１３に紘菖ｙａｉａ伽）の加電、出力が表わ
れる。

即ち、上記構成において１０４．１０１ｍ１１４．１ａ
ｇ、ｌ１ｌｓ、１１σ、　Ｊ　Ｉ　ＦＫよる回路によ〕
Δルス発振を行ない、これをＷｋ段の１ｌ２分周回路１
１０、パルス信号分配＠　１１１により二つの出力端子
に交互に分配してパルスを出力する。このような回路に
よりＪＩＩ６ａに示すノｆルス発生回路６ノを形成し、
その出力によってスイッチング素子ｉｚ、ｉｘを交互に
動作させることによｐ菖７園（−）の如き出力が得られ
る、この−路ではコン１ンサ１０４の充電速度はトラン
ジスタ１０１０ペース電圧と抵抗１１１により定まる丸
め、この両省のいずれかを可変することにより充電速度
が変化するから単安定マルチパイグレータ１１７の動作
限界を限度として繰シ返えし周期を可変できる。

ところで、３８１０１ｍ、ｊ１１１図に示し九二つの制
御力式の特徴は制御１ｌＩＩｆＩＩｉ囲が十分広いこと
からレーデ出力の−ｓｖｔ光電変換し基準設定値との差
をと夛これを増幅した後層子ｉｏｊに加えることによル
ネガティｆフィードパ、りを行なうことができる点ＫＴ
ｏる。即ち、レーデ出力が設定基準値より小さい時は端
子１０９に加わる電圧も小さくな夛、その結果パルス−
が大きくなｐレーデ出力が増えるように動作し、レーデ
出力が大きい時ＫＦｉΔルスパル小さくなルレーデ出力
【数少させるように動作するのである。

したがってこのようなことから光出力の安定化及び設定
が簡単処しかも高速度で行なえるといつ危機ａを一つこ
とが可能になる。又、端子ｚｏｓＫ＊小交ｆ１１信号を
加えることによシパルスー変脚を行なうことも可能にな
る。：５らに、これら２方式ではレーデ出力可変−がほ
ぼ〇−近辺から１００１ｉ１で可能であるＫもかかわら
ず、こうした制＠にともなう特別な損失が発生すること
なく、高効率でｌ１ａｌｌ可能であるため省エネルギ的
であｎｉｍｔ放熱器の省略化あるｈは藺嵩化にともなう
装置自体の小麿、ＩＩ量化が可能となる。

以上評述したように本発明はレーデ光の光軸に沿って配
設され九一対０電極及びこれら電極間に＊述光軸に沿っ
て配設された絶縁体とにょシ前記光−を−むように滲Ｉ
ｆｔされ九導披路を備え、前配電４１ＭＫ電圧を印加し
て放電させることＫより前記導波路を遇して光共龜させ
レーデ光を励起させるようにし九導絖路履ガスレーデ装
置におｈて、前記電極は鵬電導皐が＾〈導電性の良い金
属＃を箇た＊ｇ絶縁体は熱伝導皐の良い材料を用＾ると
共Ｋｍ記電極及び前記絶縁体の前記導波路形成内１１′
ＦＩｉは光学研磨させて仕上げるとともにレベルが正、
負及び零の三つの次層をとる三値論！ＩＯパルス電圧を
前記電極に与える励起回路を設けて構成し、前記三値論
理のパルス電圧によシ正、零、負の電界変化を繰４ｋｐ
Ｉ＃下がないからこれによる励起エネルギ損失を減るこ
とがてきるなど高エネルプ効率で長寿−０４献路戯レー
デ装置を提供することができる。

尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施ｆｌＫ限定する
ことなくそｏｙＨ旨を変更しない範囲内で適宜変形して
実施し得る奄Ｏであ）、例えば本発明装置における導皺
路断両形状社属３図に示す長方形のほか、正四角形、正
六角形、正八角形など０ｊＥｊＩＮ角形（友だしＮｓｗ
＋ｌ、２．３・・・）等あるいは必ずしも対称形状をな
す必要性はなく、単なる多角形でｈ９てもよい他、また
前記３値論履形式Ｏ交Ｉ／４ルス波形は＋ｖｍａ　ｅＯ
ｔ　−”＠＠として規定しこれを＋Ｖ凰　、０゜−ｖ寓
で表わした＊Ｖｓ　＊ｖ、″ｔ”あることが菫ましいが
、こうし九正負印加電圧値の適用Ｉ！題はｌＫ＠上嘴蓚
に、ａｍできるものではなく、正負印加電圧が等しい場
合以外でも、放電は可能でＴｏＪ７レーデ光の発生も可
能である。ｔた、本発ｖ４に＆ｈて菖１０１ｍ及びｊｌ
ｌｌｌｌにｄｋＡ幅可変方式及び繰）返し周期′ｗＩ変
方式の具体例をあげたがこれら構成以外でもパルス帳変
ＩＩあるｈはパルス数１１”ｌｌｌ　（ｐＨｌｌ＠　Ｎ
ｕｍｂｅｒ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　）の行なえる構成
であればよ＜４１に近年ＩＣ（集積回路）の見違により
ｖ７ｙ！Ｒ換（電圧・周皺赦変換）　、　ｖ／ＩＰｗ変
換（電圧−ノルスー変換）が瀾単に行なえることから、
これらを用いえ構成によっても岡等な機能を這成し得る
ことはかうまでもない。

ｔた、本発ｆＩｉ４における導波路溢ガスレーデ装置は
尭振鵡として使用され得るだけでなく増幅−とじて−便
眉し得る他、また本発明にあっては励起源と４１１Ｌ路
電極閾でのインピーダンス！、チングは行なっていない
がこれを行なうこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は放電路が光軸に平行な縦が励起方式について示
した導波路断面図、纂２図は放電路が光軸に麹直な横形
励起方弐忙ついて示した導波路ｆｒ面図、第３ｆｊＡは
８Ｆ励起方式の導波路横ｌｌＩｒ面図、′第４図は本発
明装置のうち導波路について示した導波路構成斜視断ａ
ｉ図、３１５図は本発明において導波路の電極に印加さ
れる交番ｐ４ルス電圧波形を示した図、　１ｆｋ６図は
本発明における励起源の基本構Ｊｉｔ図、第７図は纂６
図で示される基本構成回路における各部の電圧波形を示
したタイムチャート、厘８〜は従来ＯＲＦ励起で５００
ＷＯＭＪ趨原を作る場合Ｏ基本構成図、第９図は２値論
履形式の場合Ｏタイムチャート、第１０図は、本発明の
うち、Δルス幅可変方弐について＾体化したツａ！タ回
路図、第１１図は本発明Ｏうち、繰〕返し周期可変方式
につ込て具体化したプロ、ター略図である。 １．４１−・・金属電極、！、４４−４波路、Ｓ。 ４２−・光−１４、４Ｊ−・絶縁材、５　、４５−・・
封入カバー、＃Ｊ−／４ルス脅患−路、ｇｌ＆＋６１ｂ
、−ε−出力端子、ｉｚ、ｇｓ−・・スイッチング素子
、ｓｌ−・オシレータ、８２−バッファアン１％＃Ｓ・
−・小電力増幅段、８４−・大電力増幅段、ｔｉ　ｓ−
・・合成器、１ｍｌ・・・方形ｔＩＪＬ発振器、１０２
．１０１一定電Ｒ源、１０４−１；／ｆ７す、１０５・
−トツンジスメ％１０ｇ−・コンパレータ、１０　Ｆ　
”−スイッチ、１０１１−・−リウム、１０＃・・・入
力端子、１１−・−１／２分ｊ＠器、１１１・・・Δル
ス儒号分配器、１１１．１１１−・出力端子、１１４・
−・リセット用ＦＭ、１１５・・・抵抗、１１６・・・
基準電圧Ｖい１１１−単安定マルチ／４イブレータ。 出願人代層人　　弁思士　鈴　江　武　彦手続補正書 ６８．ψ６．ｌｊ、１９８ 特許庁長官　　島　１）春　樹　　殿 １、事件の表示 特願昭５６−９８８５８号 ２　発明の名称　。 導波路型ガス＼レーデ装置 、３．補ＩＦをする音 事件との関係　特許８１人 （３０７）東京芝浦電気株式会社 ４、代理ノ、 ５　自発補正 （１１明細書第１２頁第５行ｍ１：記載のｒｌｏｏ（Ｖ
）（：１±Ｗｅｅ　ｌ　＜　Ｚｏｏ（Ｖ）　−１ｌｌ　
Ｊをｒ　ｔｏｏ（Ｖ）＜　Ｉ　±Ｖｃｃ　ｌ　＜　ｔｏ
ｏ（Ｖ）　　−Ｉｌｌ　Ｊ　ト訂正する。 （２：　　願書添付図面第８図を別紙の通り補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１ン　　し〜デ光の光軸に沿って配設された一対の電
   極及びこれら電極間Ｋｍ紀光軸に沿って配設された絶縁
   体とによ）＃記光軸を囲むように形成された導波路を備
   え、前記電極間に電圧を印加して放電させること罠より
   前記導波路を通して光共熾させ、レーデ光を励起させる
   ようにした導波路ｍ装スソー１Ｍ置にお＾て、前記電極
   は熱電導率が高く導電性の良い金属材を、を九、ｌｌＩ
   ｒ配絶縁体は熱伝導皐の良い材料を用りると共に前記電
   極及び前記絶縁体の前記導波路形成内壁面は光字研磨さ
   せて仕上け、また、レベルが正。 負及び零〇三つの状Ｍをとゐ三値論理の・臂ルス電圧を
   前記電極に与える励起回路とを設けて構成し友ことを特
   徴とする導波ｊＩｆｆｉガスレーデ装置。 （２Ｊｍ起崩起胞路は前記パルス電圧の）々ルス暢を可
   変可能な構成とすることを特徴とする特許ＭＩＩＩ求の
   ＩＩ趨菖１項記載Ｏ導献路謹ガスレ〜デ鱗装。 （３）　　ｊｉｇ記ＵＳ回路は前記ノぐルス電圧出力の
   繰ヤ返えし周期を可変可能を構成とすることを特徴とす
   る特許請求ｅ）Ｉｌｉｌｌ１１項記載の導波路層ガスレ
   ーデ装置。