JPS60180182A - レ−ザの発振方法 - Google Patents
レ−ザの発振方法Info
- Publication number
- JPS60180182A JPS60180182A JP3537284A JP3537284A JPS60180182A JP S60180182 A JPS60180182 A JP S60180182A JP 3537284 A JP3537284 A JP 3537284A JP 3537284 A JP3537284 A JP 3537284A JP S60180182 A JPS60180182 A JP S60180182A
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- Japan
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- ultraviolet
- electrodes
- pulse
- pulse signal
- generating
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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
- H01S3/0971—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
- H01S3/09713—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited with auxiliary ionisation, e.g. double discharge excitation
- H01S3/09716—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited with auxiliary ionisation, e.g. double discharge excitation by ionising radiation
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はレーザの発振方法に関する。
近時、レーザ光線は各種の分野にその用途が開発され、
注目されている。このレーザ光線は発光材料によって、
固体レーザ、ガスレーザ、半導体レーザなどに分類され
るが、ＣＯ，ガスの励起金利用するレーザの発振方法が
よく行われている。この発振方法は、一対の電極間にＣ
Ｏｌを含む混合ガスを充填し、この電極間に紫外線発生
部より紫外線を照射してＣＯ，ガスを電離して導電状態
とし、このときに電極にパルス状の高圧電圧を主電源よ
）印加してグロー放電を行なって励起させ、レーザを発
振させるものである。そして、このグロー放電の方向と
レーザの発振方向が直交しているものがＴＥＡレーザ発
振方法といわれている。
注目されている。このレーザ光線は発光材料によって、
固体レーザ、ガスレーザ、半導体レーザなどに分類され
るが、ＣＯ，ガスの励起金利用するレーザの発振方法が
よく行われている。この発振方法は、一対の電極間にＣ
Ｏｌを含む混合ガスを充填し、この電極間に紫外線発生
部より紫外線を照射してＣＯ，ガスを電離して導電状態
とし、このときに電極にパルス状の高圧電圧を主電源よ
）印加してグロー放電を行なって励起させ、レーザを発
振させるものである。そして、このグロー放電の方向と
レーザの発振方向が直交しているものがＴＥＡレーザ発
振方法といわれている。
ところで、このガスレーザ発振法は、紫外線発生部がパ
ルス電圧により駆動され、このため紫外線の発光量は短
時間内で変化する。従って、紫外線発生部が駆動されて
からグロー放電用の主電源が駆動されるまでのタイミン
グが重要であり、もしこのタイミングが早すぎるとグロ
ー放電が行われずにアーク放電となったり、逆に遅すぎ
ると紫外線の発光量が少なくなっているのでアーク放電
となり、効率よくレーザが発振しない表どの不具合があ
る。
ルス電圧により駆動され、このため紫外線の発光量は短
時間内で変化する。従って、紫外線発生部が駆動されて
からグロー放電用の主電源が駆動されるまでのタイミン
グが重要であり、もしこのタイミングが早すぎるとグロ
ー放電が行われずにアーク放電となったり、逆に遅すぎ
ると紫外線の発光量が少なくなっているのでアーク放電
となり、効率よくレーザが発振しない表どの不具合があ
る。
次に、紫外線発生部と圧電源は個別の信号に基いて駆動
されるようになっており、もし故障などにより紫外線発
生部が駆動されていない場合であっても主電源用の信号
が発せられると主電源が駆動されてしまう構造となって
いた。従って、ＣＯ。
されるようになっており、もし故障などにより紫外線発
生部が駆動されていない場合であっても主電源用の信号
が発せられると主電源が駆動されてしまう構造となって
いた。従って、ＣＯ。
ガスが電離していない状態で電圧が印加されるので電極
間にアーク放電が起り、絶縁が破壊されて電極などが破
損する危険性があった。
間にアーク放電が起り、絶縁が破壊されて電極などが破
損する危険性があった。
そこで本発明はこれらの事情にかんがみてなされたもの
であり、レーザが効率よく発振されるとともにアーク放
電の生じる危険性のないレーザの発振方法を提供するこ
とを目的とする。そして、この目的は、一対の電極間に
紫外線発生部より紫外線を照射し、かつ該電極間にパル
ス電圧からなる駆動電圧を印加するレーザの発振方法に
おいて、紫外線発生部を流れる電流から紫外線発光量の
ピークもしくはその少し後方に対応するパルス信号を取
り出し、このパルス信号に基いて該電極間に駆動電圧を
印加することを特徴とするレーザの発振方法により達成
される。
であり、レーザが効率よく発振されるとともにアーク放
電の生じる危険性のないレーザの発振方法を提供するこ
とを目的とする。そして、この目的は、一対の電極間に
紫外線発生部より紫外線を照射し、かつ該電極間にパル
ス電圧からなる駆動電圧を印加するレーザの発振方法に
おいて、紫外線発生部を流れる電流から紫外線発光量の
ピークもしくはその少し後方に対応するパルス信号を取
り出し、このパルス信号に基いて該電極間に駆動電圧を
印加することを特徴とするレーザの発振方法により達成
される。
以下に図面に基いて本発明の実施例を具体的に説明する
。
。
発振ボックス１内には陰極２ａと陽極２ｂの一対の電極
が対向して配置され、これらがそれぞれパルス高電圧を
発生させる主電源５に結線されている。陽極２ｂの裏側
には紫外線発生部４が配設され、これがパルス高電圧を
発生させる紫外線発生用電源５に結線されている。発振
ボックス１には図示時の〃スパイダが接続されており、
これによりて放電ガスであるＣＯ２ガスが電極２ａ、２
ｂ間に充填される。そして、主電源６と紫外線発生用電
源５はタイミングパルス発生部６よリノパルス信号によ
って駆動されるが、まず、紫外線発生用電源５が駆動さ
れて紫外線発生部４より電極２ａ。
が対向して配置され、これらがそれぞれパルス高電圧を
発生させる主電源５に結線されている。陽極２ｂの裏側
には紫外線発生部４が配設され、これがパルス高電圧を
発生させる紫外線発生用電源５に結線されている。発振
ボックス１には図示時の〃スパイダが接続されており、
これによりて放電ガスであるＣＯ２ガスが電極２ａ、２
ｂ間に充填される。そして、主電源６と紫外線発生用電
源５はタイミングパルス発生部６よリノパルス信号によ
って駆動されるが、まず、紫外線発生用電源５が駆動さ
れて紫外線発生部４より電極２ａ。
２ｂ間に紫外線が照射され、ＣＯ，ガスが電離されて導
電状態となる。続いて主電源５が駆動されて電極２ａ、
２ｂに３００〜４００に■程度の高圧のパルス電圧が印
加され、グロー放電が起ってＣＯ，ガスが励起され、レ
ーザが発振される。
電状態となる。続いて主電源５が駆動されて電極２ａ、
２ｂに３００〜４００に■程度の高圧のパルス電圧が印
加され、グロー放電が起ってＣＯ，ガスが励起され、レ
ーザが発振される。
次に、第２図は紫外線発生用聾′源５の説明用回路図で
あるが、高圧の直流電源１１より電荷充放電用コンデン
サ１２が充電される。そしてタイミングパルス発生部６
よりのパルス信号によって放電スイッチ１６が閉成され
、紫外線発生部４に高圧が印加される。なお、１４は擬
似負荷抵抗、及び充電抵抗、１５は突入電流防止用抵抗
である。そして、放電スイッチ１５と紫外線発生部４と
の導線にはパルスカレントトランス７が接続されている
。コノパルス力、レントトランス７は円環状のフェライ
トコアに二次側導線が数１０ターン程度巻回されたもの
であり、このコアーに挿通された一次側導線に電流が流
れると二次側導線にこれと対応した電流が発生するもの
であり、このパルスカレントトランス７の出力側には負
荷８が並列に入り、そしてタイミングパルス発生部６に
接続されている。
あるが、高圧の直流電源１１より電荷充放電用コンデン
サ１２が充電される。そしてタイミングパルス発生部６
よりのパルス信号によって放電スイッチ１６が閉成され
、紫外線発生部４に高圧が印加される。なお、１４は擬
似負荷抵抗、及び充電抵抗、１５は突入電流防止用抵抗
である。そして、放電スイッチ１５と紫外線発生部４と
の導線にはパルスカレントトランス７が接続されている
。コノパルス力、レントトランス７は円環状のフェライ
トコアに二次側導線が数１０ターン程度巻回されたもの
であり、このコアーに挿通された一次側導線に電流が流
れると二次側導線にこれと対応した電流が発生するもの
であり、このパルスカレントトランス７の出力側には負
荷８が並列に入り、そしてタイミングパルス発生部６に
接続されている。
次に、第６図に基いて主筒ｇｓが駆動されるタイミング
について説明する。第３図は横軸を時間として電流値や
紫外線発光量などの特性値の変化を図示したものである
が、ここで（Ａ）は紫外線発生Ｗ６４に流れる電流値、
（Ｆ）はタイミングノ（ルス発生部６より発信されるパ
ルス信号金示す。そして、まず始動用パルス２１が発生
すると前述の通り、放電スイッチ１６が閉成されて紫外
線発生部４に電流が流れるが、その波形は（Ａ）に示す
様に時間経過とともに急激に減衰する正弦波となる。
について説明する。第３図は横軸を時間として電流値や
紫外線発光量などの特性値の変化を図示したものである
が、ここで（Ａ）は紫外線発生Ｗ６４に流れる電流値、
（Ｆ）はタイミングノ（ルス発生部６より発信されるパ
ルス信号金示す。そして、まず始動用パルス２１が発生
すると前述の通り、放電スイッチ１６が閉成されて紫外
線発生部４に電流が流れるが、その波形は（Ａ）に示す
様に時間経過とともに急激に減衰する正弦波となる。
（Ｂ） Ｆｉ紫外線発光量の変化を示すが、（Ａ）の紫
外線発生部４に流れる電流値の最初のピークあるいはそ
の少し後方に対応する時点で最大値となり、以後電流の
減衰にともなって減少する。ところで、種々の実験の結
果、紫外線発生部がピークのとき、あるいはその少し後
方の時点に電極２ａ、２ｂ間に主電源６よりパルス電圧
を印加すると最も効率良くレーザが発振することが判明
している。そして、このタイミングが遅いと効率が落ち
、逆に早すぎるとアーク放電が発生するなどの間亀点が
あり、結局、（Ａ）の電流波形が最初に極性の反転する
時点近傍で主電源６を駆動するのが最良のタイミングで
あることが分る。次に（Ｃ）、 （Ｄ）、 （Ｅ）はパ
ルスカレントトランス７より出力される電流の波形を示
すが、この波形は負荷８の値によって変化する。（Ｃ）
と（Ｄ）は説明の参考のために図示するものであるが、
（Ｃ）は負荷８の抵抗Ｉｔ、が、例えば０．１Ω〜１０
０程度の小さいものであるときの波形であり、これは振
巾は小さいが（Ａ）の波形と相似となる。これに対して
（Ｄ）は負荷８の抵抗Ｒ１が、例えば１ＯＫΩ〜１００
にΩ程度の大きいものであるときの波形であり、振１Ｊ
は大きくなるが（Ａ）の波形とは非常に異なったものと
なり、極性が反転する時点近傍でパルスに近い波形が生
じる。
外線発生部４に流れる電流値の最初のピークあるいはそ
の少し後方に対応する時点で最大値となり、以後電流の
減衰にともなって減少する。ところで、種々の実験の結
果、紫外線発生部がピークのとき、あるいはその少し後
方の時点に電極２ａ、２ｂ間に主電源６よりパルス電圧
を印加すると最も効率良くレーザが発振することが判明
している。そして、このタイミングが遅いと効率が落ち
、逆に早すぎるとアーク放電が発生するなどの間亀点が
あり、結局、（Ａ）の電流波形が最初に極性の反転する
時点近傍で主電源６を駆動するのが最良のタイミングで
あることが分る。次に（Ｃ）、 （Ｄ）、 （Ｅ）はパ
ルスカレントトランス７より出力される電流の波形を示
すが、この波形は負荷８の値によって変化する。（Ｃ）
と（Ｄ）は説明の参考のために図示するものであるが、
（Ｃ）は負荷８の抵抗Ｉｔ、が、例えば０．１Ω〜１０
０程度の小さいものであるときの波形であり、これは振
巾は小さいが（Ａ）の波形と相似となる。これに対して
（Ｄ）は負荷８の抵抗Ｒ１が、例えば１ＯＫΩ〜１００
にΩ程度の大きいものであるときの波形であり、振１Ｊ
は大きくなるが（Ａ）の波形とは非常に異なったものと
なり、極性が反転する時点近傍でパルスに近い波形が生
じる。
従って、負荷８の抵抗値を大きくするとパルスカレント
トランス７の出力をパルス信号として取り出すことが可
能となるが、これをパルス信号として利用するには、極
性が一定のときにのみ発生する°ものでなければならな
い。そこで、本実施例においては、負荷８は（Ｅ）に示
すように、小さな抵抗Ｒ，とダイオードを直列に結線し
たものに大きな抵抗Ｒ３が並列に接続されており、（Ａ
）の波形が上方のときはダイオードが導通して負荷８が
小さくなり、（Ｅ）の波形は平坦に近くなるが、逆に、
（Ａ）の波形が反転して下方になるとダイオードが導通
しないために負荷８が大きくなり、パルス状の波形とな
る。従って、（Ｅ）における最初のパルス状波形３１は
（Ｂ）の紫外線発光量のピークないしその少し後方に対
応する時点に発生するので、このパルス状波形５１がタ
イミングパルス発生部６に入力されると、これより主電
源６を駆動するためのパルス信号２２が発生するように
なっている。そして、（Ｇ）は電極２ ａ ＋ ２ ｂ
に印加される電圧を示すが、パルス信号２２が発生する
と同時に瞬間的に印加される。
トランス７の出力をパルス信号として取り出すことが可
能となるが、これをパルス信号として利用するには、極
性が一定のときにのみ発生する°ものでなければならな
い。そこで、本実施例においては、負荷８は（Ｅ）に示
すように、小さな抵抗Ｒ，とダイオードを直列に結線し
たものに大きな抵抗Ｒ３が並列に接続されており、（Ａ
）の波形が上方のときはダイオードが導通して負荷８が
小さくなり、（Ｅ）の波形は平坦に近くなるが、逆に、
（Ａ）の波形が反転して下方になるとダイオードが導通
しないために負荷８が大きくなり、パルス状の波形とな
る。従って、（Ｅ）における最初のパルス状波形３１は
（Ｂ）の紫外線発光量のピークないしその少し後方に対
応する時点に発生するので、このパルス状波形５１がタ
イミングパルス発生部６に入力されると、これより主電
源６を駆動するためのパルス信号２２が発生するように
なっている。そして、（Ｇ）は電極２ ａ ＋ ２ ｂ
に印加される電圧を示すが、パルス信号２２が発生する
と同時に瞬間的に印加される。
この様に、（Ａ）と（Ｂ）と（Ｇ）を対照すれば容易に
理解されるが、（Ａ）の波形の極性が最初に反転する時
点で電極２ａ、２ｂに放電用の・（ルス電圧が印加され
、この時点は紫外線発生量がピークないし少しその後方
に対応するのでレーザの発振は最も効率よく行われる。
理解されるが、（Ａ）の波形の極性が最初に反転する時
点で電極２ａ、２ｂに放電用の・（ルス電圧が印加され
、この時点は紫外線発生量がピークないし少しその後方
に対応するのでレーザの発振は最も効率よく行われる。
更に、紫外線発生部４に流れる電流にもとすいてパルス
信号２２が発生するので、もし故障などのためにこの電
流が流れず、紫外線が発生せずにＣＯ，ガスが電離され
ていないときは、パルス信号２２が発生しない。従って
、この状態のときに電極２ ａ ＋ ２ ｂに高圧が印
加されることはなく、アーク放電による絶縁破壊の危険
は防止される。
信号２２が発生するので、もし故障などのためにこの電
流が流れず、紫外線が発生せずにＣＯ，ガスが電離され
ていないときは、パルス信号２２が発生しない。従って
、この状態のときに電極２ ａ ＋ ２ ｂに高圧が印
加されることはなく、アーク放電による絶縁破壊の危険
は防止される。
以上説明したように、本発明のレーザの発振方法は、紫
外線発生部を流れる電流から紫外線発光量のピークもし
くはその少し後方に対応するパルス信号を取り出し、こ
のパルス信号に基いて電極間に駆動電圧を印加すること
を特徴とするので、本発明に従えば、レーザが効率よく
発振されるとともにアーク放電の生じる危険性のないレ
ーザの発振方法を提供することができる。
外線発生部を流れる電流から紫外線発光量のピークもし
くはその少し後方に対応するパルス信号を取り出し、こ
のパルス信号に基いて電極間に駆動電圧を印加すること
を特徴とするので、本発明に従えば、レーザが効率よく
発振されるとともにアーク放電の生じる危険性のないレ
ーザの発振方法を提供することができる。
第１図の本発明の実施例に使用される装置の回路図、第
２図は紫外線発生用電源の回路図、第３図は各特性値の
説明図であって、（Ａ）は紫外線発生部に流れる電流、
（Ｂ）は紫外線発光量、（Ｃ）。 （Ｄ） 、 （Ｅ）はパルスカレントトランスの出力電
流、ＣＦ）はタイミングパルス発生部の発生パルス信号
、（Ｇ）は電極に印加される電圧を示す。 １・・・発振ボックス ２ａ、２ｂ・・・電極３・・・
主電源 ４・・・紫外線発生部５・・・紫外線発生用電
源 ６・・・タイミングパルス発生部 ７・・・パルスカレントトランス ８・・・負荷 出願人 ウシオ電機株式会社 代理人 弁理士 田原寅之助 第１図 ■
２図は紫外線発生用電源の回路図、第３図は各特性値の
説明図であって、（Ａ）は紫外線発生部に流れる電流、
（Ｂ）は紫外線発光量、（Ｃ）。 （Ｄ） 、 （Ｅ）はパルスカレントトランスの出力電
流、ＣＦ）はタイミングパルス発生部の発生パルス信号
、（Ｇ）は電極に印加される電圧を示す。 １・・・発振ボックス ２ａ、２ｂ・・・電極３・・・
主電源 ４・・・紫外線発生部５・・・紫外線発生用電
源 ６・・・タイミングパルス発生部 ７・・・パルスカレントトランス ８・・・負荷 出願人 ウシオ電機株式会社 代理人 弁理士 田原寅之助 第１図 ■
Claims (1)
- 一対の電極間に紫外線発生部より紫外線を照射し、かつ
該電極間にパルス電圧からなる駆動電圧を印加するレー
ザの発振方法において、紫外線発生部を流れる電流から
紫外線発光量のピークもしくはその少し後方に対応する
パルス信号を取り出し、このパルス信号に基いて該電極
間に駆動電圧を印加することを特徴とするレーザの発振
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3537284A JPS60180182A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | レ−ザの発振方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3537284A JPS60180182A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | レ−ザの発振方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60180182A true JPS60180182A (ja) | 1985-09-13 |
| JPH0436476B2 JPH0436476B2 (ja) | 1992-06-16 |
Family
ID=12440064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3537284A Granted JPS60180182A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | レ−ザの発振方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60180182A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988006809A1 (en) * | 1987-03-03 | 1988-09-07 | Fanuc Ltd | Device for detecting output voltage of a laser oscillator |
| WO1988006810A1 (en) * | 1987-03-03 | 1988-09-07 | Fanuc Ltd | Device for detecting output voltage of a laser oscillator |
| WO1988008632A1 (en) * | 1987-04-30 | 1988-11-03 | Fanuc Ltd | Laser oscillator |
-
1984
- 1984-02-28 JP JP3537284A patent/JPS60180182A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988006809A1 (en) * | 1987-03-03 | 1988-09-07 | Fanuc Ltd | Device for detecting output voltage of a laser oscillator |
| WO1988006810A1 (en) * | 1987-03-03 | 1988-09-07 | Fanuc Ltd | Device for detecting output voltage of a laser oscillator |
| WO1988008632A1 (en) * | 1987-04-30 | 1988-11-03 | Fanuc Ltd | Laser oscillator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0436476B2 (ja) | 1992-06-16 |
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