JPS5846688A - Gas laser oscillator - Google Patents

Gas laser oscillator

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JPS5846688A
JPS5846688A JP14567981A JP14567981A JPS5846688A JP S5846688 A JPS5846688 A JP S5846688A JP 14567981 A JP14567981 A JP 14567981A JP 14567981 A JP14567981 A JP 14567981A JP S5846688 A JPS5846688 A JP S5846688A
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Masao Hishii
菱井 正夫
Haruhiko Nagai
治彦 永井
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/0971Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
    • H01S3/09713Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited with auxiliary ionisation, e.g. double discharge excitation

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Abstract

PURPOSE:To obtain a compact, high pulse frequency and high pulse output laser oscillator by stabilizing grow discharge through the use of silent discharge as the preliminary ionization means and by utilizing change of discharge characteristic of grow discharge of main discharge due to preliminary ionization. CONSTITUTION:A gradual discharge called silent discharge occurs between the dielectric electrode 9 and anode 1 and cathode 2 when a high current high voltage power source 13 is operated. This discharged current is as low as 1/20 of grow discharge current of the main discharge. In case a DC high current high voltage power source is operated under this condition, grow discharge occurs between the anode 1 and cathode 2 and thereby the discharge portion 6 is generated. When a large pulse discharge power is input by utilizing the characteristic that the grow discharge characteristic changes largely when silent discharge is preliminarily ionized, a high pulse laser output can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はガスレーザ発振器に関し、特にパルス状のレ
ーザ発振をさせる装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a gas laser oscillator, and particularly to a device for generating pulsed laser oscillation.

この種のレーザとして代表的なものはレーザ光軸、WL
流ダグロー放電路気体流れ方向が互いにほぼ垂直になっ
ている3軸直交型CO2レーザであるので、これについ
て従来例を説明する。
A typical laser of this type is the laser optical axis, WL
Since this is a three-axis orthogonal type CO2 laser in which the gas flow directions in the flow discharge path are substantially perpendicular to each other, a conventional example will be described.

第1図は、S軸直交型レーザの縦断面図、第2図社第1
図1−1線の断面図である。図において、(1)は陽極
、(2)は陰極、(3)は陰極基板、(4)は安定化抵
抗、(5)は直流高電圧電源、(6)は放電励起部、(
))は全反射鈍、(8)は部分反射鏡である。
Figure 1 is a vertical cross-sectional view of the S-axis orthogonal laser;
It is a sectional view taken along the line in FIG. 1-1. In the figure, (1) is an anode, (2) is a cathode, (3) is a cathode substrate, (4) is a stabilizing resistor, (5) is a DC high voltage power supply, (6) is a discharge excitation part, (
)) is a total reflection mirror, and (8) is a partial reflection mirror.

次に動作について説明する。陽極(1)と陰極(2)の
間に、 002 、12. Heの混合ガスから成るレ
ーザガスを毎秒数十mの流量で矢印方向に流し。
Next, the operation will be explained. Between the anode (1) and the cathode (2), 002, 12. A laser gas consisting of a mixed gas of He was flowed in the direction of the arrow at a flow rate of several tens of meters per second.

直流高電圧(5)を印加すると電極間に放電が生じるか
、安定化抵抗(4)を介して電流が流れるため。
When a DC high voltage (5) is applied, a discharge occurs between the electrodes or a current flows through the stabilizing resistor (4).

放電はアークに移行せずに、おだや4為なグロー放電が
維持される。グロー放電によシ生じた放電動起部(6)
ではレーザガス中の002分子の特定の振動単位間に反
転分布が生じ、放電励起部(6)の間に全反射鐘(7)
と適切な反射率を有する部分反射鈍(8)とを対向して
配置させると、レーザ発振が生じ9部分反射鏡(8)か
らレーザ光線が出てくる。レーザ出力は放電電力を増す
と増大するが9例えば第1図で示すもので陰極(2)の
本数を一定とすると、放電電力の増大は放電密度の増大
と等価となる。装置のコンパクト化、低コスト化の観点
からは、放電密度を増大させるのが望ましいが、ある程
度以上に放電電力を増大させると放電部の局所に高温部
が発生し、安定化抵抗(4)が存在しても、放電はアー
クに移行してしまう。放電がアークに移行すると、もは
やレーザ出力は得られず、レーザガスの劣下も著るしく
増大する。このため、レーザ発振器では。
The discharge does not shift to an arc, and a gentle glow discharge is maintained. Discharge starter caused by glow discharge (6)
In this case, population inversion occurs between specific vibrational units of 002 molecules in the laser gas, and a total reflection bell (7) occurs between the discharge excitation part (6).
When a partially reflective mirror (8) having an appropriate reflectance is placed facing each other, laser oscillation occurs and a laser beam is emitted from the nine partially reflective mirror (8). Although the laser output increases as the discharge power increases, if the number of cathodes (2) is constant in the case shown in FIG. 1, for example, an increase in the discharge power is equivalent to an increase in the discharge density. From the viewpoint of making the device more compact and lowering costs, it is desirable to increase the discharge density, but if the discharge power is increased beyond a certain level, a high temperature area will be generated locally in the discharge area, and the stabilizing resistor (4) will be damaged. Even if it exists, the discharge will transition to an arc. When the discharge transitions to an arc, laser output is no longer obtained and the degradation of the laser gas increases significantly. For this reason, in laser oscillators.

発振器のコンパクト化と、信頼性を考えて放電がアーク
に移行する手前で最大出力が得られる様に構成されてい
る。
In order to make the oscillator more compact and to ensure reliability, it is constructed so that the maximum output can be obtained before the discharge transitions to an arc.

ところで、レーザ光で熱伝導の大きな材料。By the way, it is a material that has high thermal conductivity when used with laser light.

例えば金属0行を行う場合は、熱エネルギーが材料を伝
って外部に逃げるので、平均出方が等しければ9時間的
に一様々レーザ出方よりは。
For example, when performing metal 0 row, thermal energy passes through the material and escapes to the outside, so if the average output is the same, the laser output will vary over 9 hours.

パルス的にピークの大きなレーザ出力の方が加工エネル
ギー、加工精度等が良くなる。
Laser output with a large peak pulse provides better machining energy, machining accuracy, etc.

このため従来は第1図に示した様な構成で。For this reason, the conventional configuration was as shown in Figure 1.

直流高電圧電源(5)の出力を第3図(a)に示すパル
ス出力として、同図(b)に示すパルスレーザ出力を得
ていた。
The output of the DC high voltage power supply (5) was set as the pulse output shown in FIG. 3(a), and the pulsed laser output shown in FIG. 3(b) was obtained.

しかし、この様なパルスレーザ発振器では。However, with such a pulsed laser oscillator.

ピークレーザ出力は1時間的に一定のレーザ出力の場合
(連続発振)の最大出力以上にはならず、後者の場合と
同じ平均出方を得ようとすると、@極(2)の本数を増
して9発振器を大型にする必要がある。
The peak laser output does not exceed the maximum output when the laser output is constant over an hour (continuous oscillation), and if you try to obtain the same average output as in the latter case, increase the number of @poles (2). Therefore, it is necessary to make the 9 oscillator larger.

例えば、第3図(a)に図示°している様にパルス電源
−周期の半分が電圧印加の条件であれば。
For example, as shown in FIG. 3(a), if the voltage is applied for half of the pulse power cycle.

すなわちデユティ77クタ(Dqty Factor 
) =50 %であれば9時間的に一定(連続発振)の
レーザ出力の場合と同じ平均出方を得ようとすると2倍
の大きさと、2倍の電源容量とが必要となる。さらに、
第1図のようなグロー放電のみKよるレーザ励起では、
パルス電圧の立ち上がり時間が短いと、グロー放電内部
に熱拡散が起りにくいので、熱的な不平衝が生じて、ア
ーク発生電流以下でもアークが発生してしまう。
In other words, the duty factor is 77 kuta (Dqty Factor).
) = 50%, in order to obtain the same average output as in the case of constant (continuous oscillation) laser output for 9 hours, twice the size and twice the power supply capacity are required. moreover,
In laser excitation using only glow discharge K as shown in Figure 1,
If the rise time of the pulse voltage is short, thermal diffusion is difficult to occur inside the glow discharge, resulting in thermal imbalance and arcing even when the arcing current is below.

このため、電流の立ち上がり時間に制限が加えられ、こ
の様なパルス出力レーザ発振器では。
For this reason, limitations are placed on the current rise time in such pulsed output laser oscillators.

パルス出力の周波数がせいぜい数十Hg程度どまりであ
った。
The frequency of the pulse output was at most several tens of Hg.

一方、レーザによる加工の分野では、パルスの周波数は
高い方が、加工精度、加工速度9等の性能がよいので、
さらに高い周波数が得られ。
On the other hand, in the field of laser processing, the higher the pulse frequency, the better the processing accuracy, processing speed, etc.
Even higher frequencies can be obtained.

しかも操作性の良いコンパクトなレーザ装置の開発が望
まれていた。
Moreover, there was a desire to develop a compact laser device with good operability.

この発明は、上記要請に鑑みなされたもので。This invention was made in view of the above request.

無声放電を、予備電離手段として、用いることに−よっ
てグロー放電を安定化させ、かつ予備電離による主放電
のグロー放電の放電特性の変化を利用することによりコ
ンパクトで、パルス周波数の高く、かつ高パルス出力の
レーザ発振器を捷供しようとするものである。
By using silent discharge as a pre-ionization means, glow discharge is stabilized, and by utilizing changes in the discharge characteristics of glow discharge of main discharge due to pre-ionization, compact, high pulse frequency, and The aim is to provide a pulse output laser oscillator.

この発明は無声放電を予備電離としたときの主放電のグ
ロー放電の放電特性の深い考察から生まれたものである
ので、この放電特性を説明しつつ発明の詳細な説明して
いく。
This invention was born from deep consideration of the discharge characteristics of a glow discharge as a main discharge when a silent discharge is used as preliminary ionization, so the invention will be described in detail while explaining these discharge characteristics.

第4図はこの発明の一実施例の縦断面図、第5図は第4
図IV−4線よりみた横断面図で、(9)は誘電体電極
、0・はこの電極を冷却するための冷却水入口、αDは
冷却水出口、aのは高電圧ターミナル、α湯は無声放電
を生じさせるための交流高電圧電源である。第6図は誘
電体電極(9)の断面図であり、(9−1)は鉄管、(
9−2)は誘電体で通常ガラスが用いられる。この様な
構成において、島流高電圧電源@3を動作させると誘電
体電極(9)と陽極(11及び陰極(2)との間で無声
放電と呼ばれるおだやがな放電が生じる。この放電電流
は9次に説明する主放電のグロー放電電流の/2G  
である。この状態で直流高電圧電源(5)を動作させる
と、陽極+11と陰極(2)との間にグロー放電が生じ
、第5図に示す様な放電部(6)が生じる。無声放電で
予備電離を行なわせるとグロー放電の電流と電圧の云わ
ゆるV−1特性が大きく変わる。
FIG. 4 is a vertical sectional view of one embodiment of the present invention, and FIG.
In the cross-sectional view taken from line IV-4 in Figure IV-4, (9) is the dielectric electrode, 0 is the cooling water inlet for cooling this electrode, αD is the cooling water outlet, a is the high voltage terminal, and α is the hot water. This is an AC high voltage power supply for producing silent discharge. Figure 6 is a cross-sectional view of the dielectric electrode (9), (9-1) is an iron pipe, (
9-2) is a dielectric material and glass is usually used. In such a configuration, when the Island High Voltage Power Supply @3 is operated, a gentle discharge called a silent discharge occurs between the dielectric electrode (9) and the anode (11 and cathode (2)). The discharge current is /2G of the glow discharge current of the main discharge explained next.
It is. When the DC high voltage power supply (5) is operated in this state, a glow discharge occurs between the anode +11 and the cathode (2), and a discharge portion (6) as shown in FIG. 5 is generated. When preliminary ionization is performed by silent discharge, the so-called V-1 characteristics of the current and voltage of the glow discharge change greatly.

その特性の一例を第7図に示す。縦軸はグロー放電の放
電維持電圧V、横軸はグロー放電電流1である。図中の
特性曲線工は無声放電を行なわせない場合のv−i特性
、特性曲線■は無声放電を定常的に行なわせている((
11の交流高電圧が常に印加されている)場合の’V−
1特性である。
An example of its characteristics is shown in FIG. The vertical axis is the discharge sustaining voltage V of glow discharge, and the horizontal axis is the glow discharge current 1. The characteristic curve curve in the figure is the v-i characteristic when silent discharge is not performed, and the characteristic curve ■ is when silent discharge is performed steadily ((
'V- when 11 AC high voltage is always applied)
This is one characteristic.

特性曲線1.1の平担部(定電流特性)がグロー放電が
形成されている場合で、1の増大に伴いVが急激に降下
している部分はアーク放電に移行している事を示してお
り、レーザ装置では、アークに移行する直前あたりをそ
の最大の動作点・とじている。特性曲線I、特性曲線■
を比較すると無声放電を行表わせ、予備電離させると、
アークに移行するまでの電流が数倍の大きさになり、か
つグロー放電の維持電圧が低下している事がわかる。と
ころで、先にも述べた様にグロー放電の電流社安定化抵
抗(4)を介して流れておシ、その電気回路を示すと第
8図の様釦なっている。図において、Eは直流高電圧電
源(5)の出力電圧、1はグロー放電に流れる電流。
The flat part (constant current characteristic) of characteristic curve 1.1 indicates that a glow discharge is formed, and the part where V rapidly drops as 1 increases indicates that the curve has transitioned to an arc discharge. In the laser device, the maximum operating point is just before the transition to the arc. Characteristic curve I, characteristic curve ■
Comparing these, we can express a silent discharge, and when we pre-ionize it,
It can be seen that the current until it transfers to the arc increases several times, and the sustaining voltage of the glow discharge decreases. By the way, as mentioned earlier, the electric current flows through the glow discharge current stabilizing resistor (4), and its electrical circuit is shown in FIG. In the figure, E is the output voltage of the DC high voltage power supply (5), and 1 is the current flowing in the glow discharge.

■はグロー放電の放電維持電圧を表わしている。(2) represents the discharge sustaining voltage of glow discharge.

この回路系よシ次式が成立することは容易に理解できる
It is easy to understand that the following equation holds true for this circuit system.

V==1e−1R この式の特性曲線Vを先の第7図中に破線で書き入れで
あるが、特性曲線■と特性曲線Iの交点が、無声放電を
行なわせないときの動作点P1  となる。この動作点
P1における電圧×電流がグロー放電電力P1となり、
P1=6KVX2A =+ 12KWの電力に対応する
レーザ出力が得られる。ところが、同じ装置(同じ抵抗
値R)で無声放電を行なわせると、動作点は特性曲線■
と特性曲線lが交わる点P2に移動する。このときの放
電電力P2 B 、 P2 : 5.5KV x 6.
25A 634KWとなシP1の約29倍の電力が得ら
れ、レーザ出力もこれに対して大きくなる。放電電力P
とレーザ出力の関係を一例として示すと第8図の様であ
り、動作点P1では12xwの放電電力に対して0,7
KWのレーザ出力が得られ、動作点P2  でtri 
34KWの放電電力に対して5.3KWのレーザ出力が
得られる。
V==1e-1R The characteristic curve V of this equation is drawn as a broken line in Fig. 7, and the intersection of the characteristic curve ■ and the characteristic curve I is the operating point P1 when silent discharge is not performed. Become. The voltage x current at this operating point P1 becomes the glow discharge power P1,
A laser output corresponding to a power of P1=6KVX2A=+12KW is obtained. However, when silent discharge is performed using the same device (same resistance value R), the operating point follows the characteristic curve ■
and the characteristic curve l intersect at point P2. Discharge power P2B at this time, P2: 5.5KV x 6.
The power of 25A and 634KW, approximately 29 times that of P1, is obtained, and the laser output is also larger than this. Discharge power P
An example of the relationship between and laser output is shown in Figure 8, where at operating point P1, the discharge power is 0.7
A laser output of KW is obtained, and the tri operation is performed at the operating point P2.
A laser output of 5.3 KW is obtained for a discharge power of 34 KW.

以上説明してきた様に無声放電を予備電離としたときに
は、グロー放電特性が大きく変わるが、この発明はこの
特性を利用して、大きなパルス放電電力を投入し、大き
なパルスレーザ出力を得ようとするものである。
As explained above, when silent discharge is used as preliminary ionization, the glow discharge characteristics change greatly, but this invention utilizes this characteristic to input large pulsed discharge power and obtain large pulsed laser output. It is something.

第10図はこの発明の一実施例を説明するための波形図
で、第10図(−)は交流高電圧電源Iをパルス化した
ときの出力電圧波形図、同図(b)は入力される放電電
力の波形図、同図(C)はレーザ出力の波形図である。
Fig. 10 is a waveform diagram for explaining one embodiment of the present invention, Fig. 10 (-) is an output voltage waveform diagram when the AC high voltage power supply I is pulsed, and Fig. 10 (b) is an output voltage waveform diagram when the AC high voltage power supply I is pulsed. (C) is a waveform diagram of the laser output.

無声放電を行なわせるための交流高電圧を一定の時間印
加して、一定の時間休止させ、これでfp =周波数を
繰シ返す。先にも述べた様に無声放電の電力線主放電(
グロー)の数チであるので、波形の制御は容易である。
An AC high voltage for producing silent discharge is applied for a certain period of time, paused for a certain period of time, and then fp = frequency is repeated. As mentioned earlier, silent discharge power line main discharge (
The waveform can be easily controlled because the number of glows is small.

この様な電圧が印加されると、無声放電もとのfpに対
応して電圧が印加されているときのみ放電する。従って
第7図に示した動作点P1からP2への移行が周期fp
で行なわれ直流高電圧電源が定電圧型で娶れば、電力投
入が第10図(効の様に変化し、その結果同図(C)に
示すパルスレーザ出力が得られるのである。この方式で
は無声放電により予備電離が行なわれているため、熱拡
散が活発となりグロー放電の内部に熱的不平衡が生じな
いため、グロー放電電流が変化しても極めて安定なグロ
ーが維持でき、このため実験によれば9例えば200 
)−ルのレーザガス圧力ではパルスの繰り返し周波数f
pが最大10KHg程度まで可能である。
When such a voltage is applied, a silent discharge occurs only when a voltage is applied corresponding to the original fp. Therefore, the transition from the operating point P1 to P2 shown in FIG.
If the DC high-voltage power supply is a constant voltage type, the power input changes as shown in Figure 10 (effect), and as a result, the pulsed laser output shown in Figure 10 (C) is obtained.This method Since preliminary ionization is performed by silent discharge, thermal diffusion becomes active and no thermal imbalance occurs inside the glow discharge, so an extremely stable glow can be maintained even if the glow discharge current changes. According to experiments, 9 for example 200
)−le laser gas pressure, the pulse repetition frequency f
p can be up to about 10 KHg.

第10図で示した例は、無声放電が休止しているときで
も約0.7KWのレーザ出力が得られている場合−を示
しているが、抵抗(4)の値によシ。
The example shown in FIG. 10 shows a case where a laser output of about 0.7 KW is obtained even when the silent discharge is at rest, but it depends on the value of the resistor (4).

第7図の動作点P1 、 P2は移動するので、第7図
と第9図の組み合わせから、この休止期内でのレーザ出
力は任意に調整(ゼロにすることもできる)することが
できる事は云うまてもない。
Since the operating points P1 and P2 in Fig. 7 move, the combination of Figs. 7 and 9 shows that the laser output during this rest period can be adjusted arbitrarily (it can even be set to zero). There is no need to say that.

以上の説明は直流高電圧電源(5)が定電圧型のときの
ものであったが、第11図に示すこの発明の他の実施例
は、定電流型の直流高電圧電源(5)を用いたもので、
a◆は直流高電圧電源(5)に並列に接続されたコンデ
ンサである。
The above explanation was for the case where the DC high voltage power supply (5) is a constant voltage type, but in another embodiment of the present invention shown in FIG. What I used,
a◆ is a capacitor connected in parallel to the DC high voltage power supply (5).

この様に構成されたレーザ発振器においては。In a laser oscillator configured in this way.

無声放電が形成されていない時には、コンデンサIの端
子電圧はElであるが、無声放電が形成されると、大き
なグロー放電電流が流れるために、直流高電圧電源(5
)のみでは供給できなくなり(定電流源であるため)、
コンデンサα4からも供給され、先の第10図(C)で
示したのと同様のパルスレーザ出力が得られる。また、
このときのコンデンサ114の容量から十分大きければ
When a silent discharge is not formed, the terminal voltage of the capacitor I is El, but when a silent discharge is formed, a large glow discharge current flows, so the DC high voltage power supply (5
) alone can no longer supply it (because it is a constant current source),
It is also supplied from the capacitor α4, and a pulsed laser output similar to that shown in FIG. 10(C) can be obtained. Also,
If the capacitance of the capacitor 114 at this time is sufficiently large.

その端子電圧にはとんど降下することなく、無声放電形
成時の大電流を供穎する事ができる。
A large current can be supplied during silent discharge formation without any drop in the terminal voltage.

この実施例では、直流電源(5)が定電流型であるため
、コンデンサ64)、!:′の組み合わせにより。
In this embodiment, since the DC power supply (5) is a constant current type, the capacitors 64), ! By the combination of :′.

直流高電圧電源(5)の最大電流容量は、グロー放電電
流の平均電流の値でよい。
The maximum current capacity of the DC high voltage power supply (5) may be the average current value of the glow discharge current.

一方、直流高電圧電源(5)が定電圧型であっても第1
2図に示す様にチョークのコイルα場の出力側とコンデ
ンサ・◆との間に接続することにより、直流高電圧電源
(5)の最大電流容量をグロー放電電流の値にすること
ができ、電源の設備容重を少なくすることができる。
On the other hand, even if the DC high voltage power supply (5) is a constant voltage type, the first
As shown in Figure 2, by connecting between the output side of the choke coil α field and the capacitor ◆, the maximum current capacity of the DC high voltage power supply (5) can be made the value of the glow discharge current. The equipment capacity of the power source can be reduced.

以上説明してきた様に、直流グロー放電に予備電離源と
して無声放電を行なわせると、無声放電の電源をパルス
出力とすることにより、パルスレーザ出力が得られ、こ
の出力はグロー放電単独の場合の2、−3倍となる。し
かも無声放電は主放電のグロー放電の電流の/20程度
で足シるため、無声放電の制御は極めて容易でありレー
ザパルス出力を容易に制御することができる。また無声
放電を予備電離として用いているのでグロー放電電流の
立ち上がりを早くしても安定なグローが形成され、レー
ザパルスの周波数も数KBgまキ゛上は為ことが可能で
ある。
As explained above, if a silent discharge is used as a pre-ionization source in a DC glow discharge, a pulsed laser output can be obtained by using a pulse output as the power source for the silent discharge, and this output is higher than that in the case of glow discharge alone. It becomes 2, -3 times. Moreover, since the silent discharge only needs about 20 times the current of the glow discharge of the main discharge, it is extremely easy to control the silent discharge and the laser pulse output can be easily controlled. Furthermore, since silent discharge is used as preliminary ionization, a stable glow is formed even if the rise of the glow discharge current is accelerated, and the frequency of the laser pulse can be increased by several kilobytes.

なお上記実施例では、陽極と陰極間に、単独ではグロー
放電を生成しない直流高電圧を印加しておき、誘電体電
極にノ(ルス状の交流高電圧を印加して無声放電を生成
させ、これをトリガーとしてグロー放電を生成させてレ
ーザパルスを出力させる構成としたものを示したが、陽
極と陰極間にグロー放電を生成する直流高電圧を゛  
 印加していても、同様に大きなレーザ出力を/くルス
状に放出させることができる。この状態は第7図の特性
図において、動作点P1からP2に移行する状態に相当
するものとして理解することができる0 この発明はレーザガスの気流を挾み相対向するように配
設され、直流高電圧が印加されている陽極と陰極、上記
レーザガス気流中に配設されパルス状の交流高電圧が印
加されて、上記陽極及び陰極との間でパルス状に無声放
電を生成して、上記陽極と陰極間に、<ルス状にグロー
放電を生成させてパルス状にレーザ出力を出射させる誘
電体電極を備えたもので、小電力の制御で大出力の高周
波パルスレーザ出力の制御が可能となる大きな効果を有
する。
In the above embodiment, a DC high voltage that does not generate a glow discharge by itself is applied between the anode and the cathode, and a nozzle-like AC high voltage is applied to the dielectric electrode to generate a silent discharge. We have shown a configuration that uses this as a trigger to generate a glow discharge and output a laser pulse.
Even if it is applied, a similarly large laser output can be emitted in a spiral shape. This state can be understood as corresponding to the state of transition from operating point P1 to P2 in the characteristic diagram of FIG. An anode and a cathode to which a high voltage is applied are arranged in the laser gas flow, and a pulsed AC high voltage is applied to generate a pulsed silent discharge between the anode and the cathode. This device is equipped with a dielectric electrode that generates a glow discharge in a lasing pattern and emits a pulsed laser output between the cathode and the cathode, making it possible to control high-output, high-frequency pulsed laser output with small power control. It has a great effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の横方向型ガスレーザ発振器の縦断面図、
第2図は第1図ト」線における横断面図、第3図(a)
 、 (b)は直流高電圧電源をパルス出力としたその
電源電圧波形とレーザ出力波形図、第4図は本発明の一
実施例の縦断面図。 第5図は第4図■−v線における横断面図、第6図は誘
電体電極の断面図、第7図はこの実施例のグロー放電特
性を示す図、第8図は直流グロー放電の等価回路図、第
S図はこの実施例の放電電力とレーザ出力の関係を示す
特性図、第10図(、)は交流高電圧電源の出力電圧波
形図。 同図(b)はグロー放電電力波形図、同図(C)はレー
ザ出力波形図、第11図はこの発明の他の実施例の回路
図、第12図は更に他の実施例の回路図である。 図において、(I)Fi陽極、(2)は陰極、(5)は
直流高圧電源、(6)は放電励起部、(9)は誘電体電
極。 (11−1)は鉄管、  (9−2)はガラス、仁1は
交流高電圧電源である。 なお9図中同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示
す。 代理人 葛 野 信 −(外1名) 第1図 ■で 第2図 第3図 第41!1 jl151!1 116I!1 第 7r!IA グロー故電tA 乙[A] wi8r!IJ 乙 第 el!1 放電電力P[にW] 第10図 i!111  図 5312図 手続補正書(自発) 特許庁長官殿 】、事件の表示    特願昭!16−145679号
2、発明の名称   ガスレーザ発撮器3、補正をする
者 事件との関係   特許出願人 住 所     東京都千代田区丸の内二丁目2番3号
名 称(601)   三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 4、代理人 住 所     東京都千代田区丸の内二丁目2番3号
5、  [正の対象 明細書の発明の詳細な説明の掴 6、補正の内容 は)明細書の第2貞、第17行〜才18行の「放電が生
じるか、」t「放電が生じるが、」と訂正する。 (2)  同、第5頁、オ9行の「数十HfJ倉「数十
Hx」と訂正する。 (3)同、第10頁、第14行のr 1oKufJ1r
1oKz」と訂正する。 +41  同、オ】2頁−219行fJ r 数KH1
J frloKHz」と、訂正する。 以上
Figure 1 is a vertical cross-sectional view of a conventional horizontal gas laser oscillator.
Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line ``G'' in Figure 1, Figure 3 (a)
, (b) is a power supply voltage waveform and laser output waveform diagram when a DC high voltage power supply is used as a pulse output, and FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of an embodiment of the present invention. Figure 5 is a cross-sectional view taken along line ■-v in Figure 4, Figure 6 is a cross-sectional view of the dielectric electrode, Figure 7 is a diagram showing the glow discharge characteristics of this example, and Figure 8 is a diagram of DC glow discharge. An equivalent circuit diagram, FIG. S is a characteristic diagram showing the relationship between discharge power and laser output of this embodiment, and FIG. 10 (,) is an output voltage waveform diagram of the AC high voltage power supply. Figure (b) is a glow discharge power waveform diagram, figure (C) is a laser output waveform diagram, Figure 11 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention, and Figure 12 is a circuit diagram of still another embodiment. It is. In the figure, (I) is an Fi anode, (2) is a cathode, (5) is a DC high voltage power supply, (6) is a discharge excitation part, and (9) is a dielectric electrode. (11-1) is an iron pipe, (9-2) is glass, and 1 is an AC high voltage power supply. Note that the same reference numerals in FIG. 9 indicate the same or corresponding parts. Agent Shin Kuzuno - (1 other person) Figure 1 ■ Figure 2 Figure 3 41!1 jl151!1 116I! 1 7th r! IA glow breakdown tA Otsu [A] wi8r! IJ Otsudai el! 1 Discharge power P [to W] Figure 10 i! 111 Figure 5312 Procedural Amendment (Voluntary) Mr. Commissioner of the Patent Office], Indication of Case Patent Application Sho! 16-145679 No. 2, Title of the invention Gas laser generator 3, Relationship to the amended person case Patent applicant address 2-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Name (601) Representative of Mitsubishi Electric Corporation Hitoshi Katayama Hachibe 4, Agent address: 2-2-3-5 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, [Detailed description of the invention in the original subject specification 6, the content of the amendment is] in the second page of the specification. , in lines 17 to 18, ``Does a discharge occur?'' t Corrected ``A discharge occurs, but.'' (2) Same, page 5, line 9, corrected to read ``several tens of HfJ warehouses ``several tens of Hx''. (3) Same, page 10, line 14 r 1oKufJ1r
1oKz,” he corrected. +41 Same, E] Page 2 - Line 219 fJ r Number KH1
J frloKHz,” he corrected. that's all

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)  レーザガスの気流を挾み相対向するように配
設され直流高電圧が印加されている陽極と陰極、上記レ
ーザガス気流中に配設されパルス状の交流高電圧が印加
されて上記陽極及び陰極との間でパルス状に無声放電を
生成し。 上記陽極と陰極間にパルス状に大電流のグロー放電を生
成させてパルス状に大出力のレーザ出力を出射させる誘
電体電極を備えたガスレーザ発振器。
(1) An anode and a cathode, which are arranged to face each other across the laser gas airflow and to which a high DC voltage is applied; A pulsed silent discharge is generated between the cathode and the cathode. A gas laser oscillator comprising a dielectric electrode that generates a glow discharge of a large current in a pulsed manner between the anode and the cathode to emit a laser output of a large output in a pulsed manner.
(2)定電流型高圧電源の出力端に並列に接続されたコ
ンデンサを備えた特許請求の範囲第1項記載のガスレー
ザ発振器。
(2) The gas laser oscillator according to claim 1, comprising a capacitor connected in parallel to the output end of a constant current type high voltage power supply.
(3)定電圧型高圧電源の出力端に直列に接続されたコ
イルと、このコイルの出力側を接地するコンデンサとを
備えた特許請求の範囲第1項記載のガスレーザ発振器。
(3) A gas laser oscillator according to claim 1, comprising a coil connected in series to the output end of a constant voltage type high-voltage power supply, and a capacitor that grounds the output side of this coil.
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US4606035A (en) * 1984-03-22 1986-08-12 Agency Of Industrial Science And Technology Lateral excitation type gas laser
JP2007030704A (en) * 2005-07-27 2007-02-08 Honda Motor Co Ltd Rear wheel suspension device of bicycle

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