JPS6041277A - レ−ザ発振器 - Google Patents

レ−ザ発振器

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Publication number
JPS6041277A
JPS6041277A JP14900383A JP14900383A JPS6041277A JP S6041277 A JPS6041277 A JP S6041277A JP 14900383 A JP14900383 A JP 14900383A JP 14900383 A JP14900383 A JP 14900383A JP S6041277 A JPS6041277 A JP S6041277A
Authority
JP
Japan
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excitation power
discharge
discharge tube
laser
power storage
Prior art date
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Pending
Application number
JP14900383A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Hosokawa
哲夫 細川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP14900383A priority Critical patent/JPS6041277A/ja
Publication of JPS6041277A publication Critical patent/JPS6041277A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, 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
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/092Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

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】 本発明はレーザ発振器に関し、特に放電管によりレーザ
素子をパルス的に光励起してレーザ発振を行なうレーザ
発振器に関する。
レーザ素子をキセノン、あるいはクリプトン放電管等で
パルス的に光励起し、所定のエネルギーを有するレーザ
光を発振するレーザ発振器はよく知られている。
このようなレーザ発振器においては、レーザ素子は放電
管が放電して発光する光で光励起、いわゆる光ボンピン
グされるが、この場合放電管はその電極間に所定の高圧
電源を印加するための励起電力蓄積回路により所定のレ
ベルに蓄積された励起電力の供給を受けるとともに、ト
リガワイヤを介してレーザ発振繰返し周波数と同一の繰
返し周波数のトリガパルスを受け、このトリガパルス入
力ごとにレーザ光を発振する。
第1図は従来のこの種のレーザ発振器の構成を示すブロ
ック図である。
第1図に示す従来のレーザ発振器は、レーザ素子l、放
電管2.トリガパルス発生回路3.励起電力蓄積回路4
.タイミング制御回路5のほかチョークコイルLを備え
て構成される。
固体レーザ素子等を利用するレーザ素子lは、放電管2
の放電発光によってパルス的に光励起されレーザ光を発
振する。
放電管2は励起電力蓄積回路4からチョークコイルLを
介して、所定のレベルに蓄積された励起電力を供給され
、一方、トリガパルス発生器3からはトリガワイヤ21
を介してレーザ光の発振繰返し周波数に等しくかつ所定
のレベル、パルス幅のトリガパルスを受け、このトリガ
パルス入力ごとに放電発光を行ないレーザ素子lを光ボ
ンピングしレーザ光を発振せしめる。
チョークコイルLは放電管2の放電発光時におけるピー
ク放電電流を予め設定するレベルに抑止するためのもの
である。
タイミング制御回路5はトリガパルス発生器3の発生す
るトリガパルスの周波数を序め設定した値に設定するよ
うに制御する。
このようにして放電管2は励起電力蓄積回路4から励起
電力の供給を受けつつ、トリガパルス印加ごとにレーザ
素子lをパルス的な光励起によって励起してレーザ光を
発振させているが、このように放電管によるパルス的な
光励起を利用して行なう従来のこの種のレーザ発振器に
は次に述べるような欠点がある。
すなわち、この種のレーザ発振器によって得られるレー
ザ光エネルギーと励起電力との比によって表わされるレ
ーザ発生効率は一般的に非常に小さく、たとえばYAG
レーザを用いたパルスレーザ発振の場合ではたかだか1
〜2チ程度に過ぎず、このため特に励起電力蓄積回路あ
るいは電源回路等の構成がレーザ光のエネルギーに比し
て相対的に大型化することが避けられず、また通常、電
池を利用する可搬型等のレーザ発振器では電池電源の消
費効率が非常に悪いという欠点がある。
上述した欠点を詳細すれば欠のとおりである。
放電管内に封入されているキセノン、クリプトy等のガ
ス体は放電電流によってプラズマ(Plasma)と呼
ばれる状態になっておシ、このプラズマの温度は放電電
流密度に依存し、このプラズマかラノ発光のスペクトル
とその発光強度はプラズマ温度に依存している。一方、
レーザ素子lは素子に固有の波長の光しか吸収せず、こ
の吸収した光によりレーザ作用を行なっている。従って
レーザ発生効率を最大とするにはレーザ素子lに固有の
吸収波長の光の発生を最大とするようにプラズマ温度を
設定する必要があり、従って最適な電流密度が存在する
。たとえばYAGレーザの場合、4000〜5000A
(アンペア) / cl+程度の放電電流密度において
得られ、かつその範囲は放電管の封入ガスの種類等によ
ってそれぞれ異なり、このような最適放電電流密度範囲
を越えても、またこの範囲以下でもレーザ光のエネルギ
ー放射効率を最適にすることはできず、従来のこの種の
レーザ発振器では放電管に流れる電流がパルス的であり
、放電電流密度は低い値から除徐に増大して最大値に達
し、以後減少するので前述の最適な放電電流密度になっ
ている時間が短かく、従ってレーザ発生効率が悪いとい
う欠点が避けられないことになる。
第2図は従来のレーザ発振器の放電回路による放電の特
性を示す放電特性図である。
時間tと放電電流密度Ac%によって示される放電特性
aを有する放電回路は、最適放1!電流密度範囲りにお
ける時間t。に対応する範囲すにおい5− てのみ最適な光ボンピングが行なわれ、その他の部分に
おいては最適な放電電流密度から外れているため効率の
良い光ポンピングがなされていない。
これが前述した欠点に結びついているのである。
本発明の目的は上述した欠点を除去し、放電管によって
レーザ素子を光励起してレーザ光を発振するレーザ発振
器において、放電管を光励起するための励起電力蓄積回
路を複数個設け、これら複数の励起電力蓄積回路の供給
する励起電力それぞれの供給時間のタイミングを制御す
るという手段を備えることによシ、レーザ光発生効率を
著しく改善し、従って励起電力蓄積のための回路構成な
らびに電池電源の消費等の効率化を大幅に改善すること
ができるレーザ発振器を提供することにある。
本発明のレーザ発振器、は、レーザ素子と、とのレーザ
素子を光励起する放電管と、この放電管に励起電力を供
給する複数個の励起電力蓄積回路を有する励起電力部と
、この励起電力部の有する複数個の励起電力蓄積回路の
それぞれから前記放電−6,− 管に供給する励起電力の供給開始のタイミングを制御す
る励起電力供給制御部とを備えて構成される。
次に図面を8照して本発明の詳細な説明する。
第3図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
第3図に示す本発明の実施例は、第1図に示すレーザ素
子l、放電管2.トリガワイヤ21およびチロ−クコイ
ルLのほか、励起電力部6および励起電力供給制御部7
を備えて構成される。
第3図に示す実施例は、複数の励起電力蓄積回路が、後
述するように3個の場合を例として示している。
レーザ素子lを光励起すべき放電管2は、チロ−クコイ
ルLを介して常時励起電力部6から所定のレベルの電極
間電圧を印加されている。
励起電力部6は、第1図に示すものと同じ直流電源41
および3個のコンデンサC1,C2,C3のほか、サイ
リスタ42−1.42−2等を備えて構成され、直流電
源41とコンデンサC1によシ第1の励起電力蓄積回路
、直流電源41とコンデンサC2およびサイリスタ42
−1により第2の励起電力蓄積回路、直流電源41とコ
ンデンサC3およびサイリスタ42−2により第3の励
起電力蓄積回路を構成しこれらを内蔵する。
放電管2には、上述した第1の励起電力蓄積回路から常
時所定の大きさの電極間電圧が印加されている。
励起電力部6が内蔵する第2および第3の励起電力蓄積
回路による励起電力の供給は、第1の励起電力蓄積回路
の励起電力がコンデンサC1の放電によって供給された
あと、予め定めた時間間隔で次次にゲートされるサイリ
スタ42−1.42−2の導通動作を介してそれぞれコ
ンデンサC2およびC3が放電される方法で実施される
が、このような励起電力の供給は次のようにして行なわ
れる。
すなわち、励起電力部6の内蔵する第1の励起電力蓄積
回路から所定の大きさの電極間電圧を常時与えられてい
る放電管2は、トリガワイヤ21を介して、パルス放電
するためのトリガパルスを励起電力供給制御部7から出
力ライン701 を介して受ける。
励起電力供給制御部7は、タイミング制御回路71、ト
リガパルス発生回路72を備えて構成され、制御回路7
1によって制御され設定される時間間隔設定パルスを出
力ライン711 を介して受けたトリガパルス発生回路
72がこれにより所定のレベル、パルス幅および時間間
隔τをもつ3個のトリガパルス、トリガパルスl、)リ
ガバルス2、トリガパルス3をタイミング制御回路71
によって設定される時間予め定める周期で継続して出力
し、トリガパルスlを出力ライン701を介してトリガ
ワイヤ21に印加するとともにトリガパル・ス2は出力
ライン、702を介して励起電力部6のサイリスタ42
−1.)、リガバルス3は出力ライン703を介して励
起電力部6のサイリスタ42−2にそれぞれ印加され、
これらのサイリスタ奪導通状態にゲートする。
従って、放電管2はトリガパルスlをトリガワ−9・− イヤ21に受けると第1の励起電力蓄積回路のコンデン
サC1に蓄積された電荷の放電による励起電力を受けつ
つ放電し、コンデンサの放電電流11(1)と同じ放電
電流が放電管2を流通する。
次に、トリガパルス2によシサイリスタ42−1が導通
状態となって、第2の励起電力蓄積回路のコンデンサC
2と放電管2との放電が相ついで行なわれ、この放電電
fM、 ’ 2 (t)が放電管2の放電電流として流
通する。
トリガパルス2による動作と全く同様にして、トリガパ
ルス3によって導通状態となるサイリスタ42−2を介
して第3の励起電力蓄積回路C3の放電と同時に放電管
2が放電し放電電流13(t)が放電管2を流、通する
。 。
第4図(11〜(7)は第3図の実施例におけるトリガ
パルス(1)〜(3)と放電電流(4)〜(6)の時間
的特性を示すトリガパルス・放電電流特性図である。□
 ゛第4図(1) 、 (2)および(3)はそ、れぞ
れ励起電力供給制御部7によるトリガパルス1.2およ
び3を′示し、これらは相互に時間間隔てを保ちつつ1
4時間−l 〇 − 軸を上に同一レベルで次次に発生する。
第3図(4) 、 (5)および(6)は、これらトリ
ガパルスによって放電せしめられる放電管2の放電電流
を示すものでアシ、トリガパルスlによっては放電電流
1t(t)が、トリガパルス2によっては放電電流’z
(t)が、またトリガパルス3によっては放電電流+3
(t)がそれぞれピーク値が時間τずつずれて、はぼ同
じ波形、レベルのパルス電流として発生する。なお第4
図に示す■、iはそれぞれ電圧。
電流レベルを示す。
放電管2には、これら放電電流が合成されて第4図(7
)に示すi、(t)が基本的な合成放電電流として流通
することとなる。
第5図は、第3図の実施例における放電管の放電特性の
一例を示す放電特性図である。
第5図は、第2図に示す放電管放電特性を有する従来の
レーザ発振器に本発明による複数の励起電力蓄積回路を
3回路として実施した場合の代表的−例を示すものであ
り、従来のレーザ発振器における如く1回路の励起電力
蓄積回路を使用した場合に最適放電電流密度範囲りに含
まれる部分、すなわち第2図のb部分が第5図のbl、
b2およびb3の3部分に拡大され、この3部分におけ
る放電電流密度が確保される時間t1 + ’2 およ
びt3のそれぞれにおいて放電管2の放電が行なわれる
このようにして、最適放電電流密度範囲りに含まれる放
電時間を蓄しく拡大して放電管2を放電せしめ、これに
よって光励起されるレーザ素子lによるレーザ光発生効
率を大幅に改善することができる。
なお、上述した実施例においては、励起電力部6に備え
るべき複数の励起電力蓄積回路の数を3個としているが
、これは所望に応じて任意に選定しても同様に実施する
ことは明らかである。
また、第3図の実施例では、放電管2には常に所定の極
間電圧を印加しておき、トリガワイヤ21にトリガパル
スを入力するごとに放電させるという放電方式をとって
いるが、この放電方式は他の方法と置換してもよく、た
とえばよく知られる如く、放電管2に常時数10mA(
ミリアンペア)程度の微小電流を流通させて管内ガスを
導通状態とし、トリガパルスで駆動される複数の励起電
力蓄積回路の励起電力を放電管2の極間に印加する方法
をとっても同様に実施しうることは明らかであり、この
放電方法を利用する場合には励起電力部6の内蔵する第
1の励起電力蓄積回路の出力ライン411 中にサイリ
スタ42−1等と同じサイリスタを介在させ、このサイ
リスタをトリガパルスlでゲートするようにすればよく
、また放電管2に常時流通さすべき微小電流用の電源は
直流電源41に容易に内蔵することができる。
以上説明した如く本発明によれば、放電管による光励起
でレーザ素子を発振させるレーザ発振器において、放電
管を光励起させるための励起電力を供給する励起電力蓄
積回路を複数個備え、これら複数個の励起電力蓄積回路
から放電管に供給する励起電力の供給開始のタイミング
を予め設定する時間シーケンスで制御するという手段を
備えて放電管の最適放電電流密度の保持時間の拡大を図
13− ることにより、レーザ光発生効率を大幅に改善し、従っ
てレーザ光出力レベルに対する励起電力蓄積回路構成の
規模を大幅に改善しうるとともに特に電池を利用する電
源の消費効率を著しく向上させ、容易に小型軽量化が図
れるレーザ発振器が実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のレーザ発振器の構成を示すブロック図、
第2図は従来のレーザ発振器における放電回路の放電特
性図、第3図は本発明の一実施例を示すブロック図、第
4図(11〜(力は第3図・の実施例におけるトリガパ
ルス(1)〜(3)と放電電流(4)〜(6)の時間的
特性を示すトリガパルス・放電電流特性図、第5図は第
3図の実施例における放電管の放電特性の一例を示す放
電特性図である。 l・・・・・・レーザ素子、2・・・・・・放電管、3
・・・・・・トリガパルス発生回路、4・・・・・・励
起電力蓄積回路、5・・・・・・タイミング制御回路、
6・・・・・・励起電力部、7・・・・・・励起電力供
給制御部、21・・・・・・トリガワイヤ、l 4− 41・・・・・・直流電源、 42−1 、42−2・
・・・・・サイリスタ、71・・・・・・タイミング制
御回路、72・・・・・・タイミングパルス発生回路、
co、C1,C2,C3・・・・・・コンデンサ、L・
・・・・・チ冒−クコイル。 代理人 弁理士 内 原 晋 。 、′1 ・ 1 、・ ・、1−]、2 −15− 字1 回

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. レーザ素子と、とのレーザ素子を光励起する放電管と、
    この放電管に励起電力を供給する複数個の励起電力蓄積
    回路を有する励起電力部と、この励起電力部の有する複
    数個の励起電力蓄積回路のそれぞれから前記放電管に供
    給する励起電力の供給開始のタイミングを制御する励起
    電力供給制御部とを備えて成ることを特徴とするレーザ
    発振器。
JP14900383A 1983-08-15 1983-08-15 レ−ザ発振器 Pending JPS6041277A (ja)

Priority Applications (1)

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JP14900383A JPS6041277A (ja) 1983-08-15 1983-08-15 レ−ザ発振器

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JP14900383A JPS6041277A (ja) 1983-08-15 1983-08-15 レ−ザ発振器

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JPS6041277A true JPS6041277A (ja) 1985-03-04

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ID=15465531

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JP14900383A Pending JPS6041277A (ja) 1983-08-15 1983-08-15 レ−ザ発振器

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JP (1) JPS6041277A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0263927A (ja) * 1988-08-30 1990-03-05 Suzuki Motor Co Ltd エンジンマウント装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4415388Y1 (ja) * 1966-08-30 1969-07-03
JPS498476A (ja) * 1972-03-31 1974-01-25
JPS5097288A (ja) * 1973-12-25 1975-08-02

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