JPS6114778A - ガスレ−ザ発生器 - Google Patents
ガスレ−ザ発生器Info
- Publication number
- JPS6114778A JPS6114778A JP13580684A JP13580684A JPS6114778A JP S6114778 A JPS6114778 A JP S6114778A JP 13580684 A JP13580684 A JP 13580684A JP 13580684 A JP13580684 A JP 13580684A JP S6114778 A JPS6114778 A JP S6114778A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- discharge
- cathode
- tube
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
-
- 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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、ガスレーザ発生器、特にグロー放電をレー
ザ発振励起源とするガスレーザに関するものである。
ザ発振励起源とするガスレーザに関するものである。
従来例の構成とその問題点
ガス物質をレーザ媒質とするレーザ発４１−器において
、媒質に負温度分布を発生ずるためにグＩ’ｌ −放電
を励起源とし、て利用することは一般に実施されている
。
、媒質に負温度分布を発生ずるためにグＩ’ｌ −放電
を励起源とし、て利用することは一般に実施されている
。
この場合、レーザ出力を増大するには、グｉ：ｉ −放
電として注入される電気入力を増加することが重要にな
る。
電として注入される電気入力を増加することが重要にな
る。
一方、グロー放電における電気入力増大に件−７て媒質
温度が上昇し、負温度分布発７１を妨げるごとになる。
温度が上昇し、負温度分布発７１を妨げるごとになる。
しかし、レーザ出力の増大には媒’Ｕｔｎ度のＬ ′ｉ
：を防ぎ、グロー放電入力を増大することが肝要である
。媒質のｉＨｔ上昇を防止するために、グロー放電領域
（放電管内）に媒質ガスの流わをつくり、媒質自身で強
制的に冷却を行うことはよく知ら相でいる。
：を防ぎ、グロー放電入力を増大することが肝要である
。媒質のｉＨｔ上昇を防止するために、グロー放電領域
（放電管内）に媒質ガスの流わをつくり、媒質自身で強
制的に冷却を行うことはよく知ら相でいる。
ただし、媒質ガス流が小さい場合には、ｈ（電管内にグ
ロー放電をほぼ均一に満たすことができはするが、流量
が増大するに従って、放電路が細くなり、放電管内の一
部分のみにしか放電が生じないようになってしまう。そ
の結果、放電管内におけるレーザ発振に寄与する有効放
電体積が減少し、レーザ出力の低下を招く。この傾向は
グロー放電電気入力を増すほど強くなりやすく、電気入
力増加が必ずしもレーザ出力を増大することにはならな
いことになる。
ロー放電をほぼ均一に満たすことができはするが、流量
が増大するに従って、放電路が細くなり、放電管内の一
部分のみにしか放電が生じないようになってしまう。そ
の結果、放電管内におけるレーザ発振に寄与する有効放
電体積が減少し、レーザ出力の低下を招く。この傾向は
グロー放電電気入力を増すほど強くなりやすく、電気入
力増加が必ずしもレーザ出力を増大することにはならな
いことになる。
しかも、電気入力増大により、グロー放電の電流密度の
局部的な急増がみられ、この場合に放電は不安定となり
、最終的にはアーク放電へ移行してしまうことになり、
レーザ発生が阻害される。
局部的な急増がみられ、この場合に放電は不安定となり
、最終的にはアーク放電へ移行してしまうことになり、
レーザ発生が阻害される。
以上の欠点を解消するため、従来、媒質ガスの流れを制
御する方法などが提案されている（たとえば、特公昭５
８−２４０２５号公報「安定うず対流レーザ」）。
御する方法などが提案されている（たとえば、特公昭５
８−２４０２５号公報「安定うず対流レーザ」）。
しかしながら、上記のような単にガス流を制御する方法
では、放電そのものを直接制御することはできず、得ら
れる効果には限界がある。
では、放電そのものを直接制御することはできず、得ら
れる効果には限界がある。
すなわち、従来方法は、グロー放電における陽光柱をガ
ス流により安定化させることを目的としているが、グロ
ー放電を主として支配するのは、陰極における放電の形
態であってガス流ではない。
ス流により安定化させることを目的としているが、グロ
ー放電を主として支配するのは、陰極における放電の形
態であってガス流ではない。
一般に、正常グロー放電においては電極材料とガスとに
固有な電流密度があり、放電電流の増大は陰極の放電発
生表面積の増加によって達成される。一方、ガス流の存
在や、ガス圧力が高くなると、実効的な放電発生表面積
を必要なだけ増加させられなくなり、レーザ出力を増大
するは、電流密度の増加すなわち放電の局部集中により
電流増大を図らざるを得す、この場合に放電の不安定化
そしてアーク放電への移行となってレーザ発生に支障を
きたすことになる。
固有な電流密度があり、放電電流の増大は陰極の放電発
生表面積の増加によって達成される。一方、ガス流の存
在や、ガス圧力が高くなると、実効的な放電発生表面積
を必要なだけ増加させられなくなり、レーザ出力を増大
するは、電流密度の増加すなわち放電の局部集中により
電流増大を図らざるを得す、この場合に放電の不安定化
そしてアーク放電への移行となってレーザ発生に支障を
きたすことになる。
発明の目的
この発明の目的は、かかる従来問題を解消し、安定した
グロー放電を持続できるガスレーザ発４ｒ器を提供する
ことである。
グロー放電を持続できるガスレーザ発４ｒ器を提供する
ことである。
発明の構成
この発明のガスレーザ発生器は、放電管の一端部の周壁
に形成したガス穴と、このガス穴の外側に設けた陰極と
、前記ガス穴および陰極を外部空間に対して気密的に隔
離し内側にガス室を有する包囲体とを備えたものである
。
に形成したガス穴と、このガス穴の外側に設けた陰極と
、前記ガス穴および陰極を外部空間に対して気密的に隔
離し内側にガス室を有する包囲体とを備えたものである
。
この発明の構成は、グロー放電において、陰極直前に発
生する大きな電位差いわゆる陰極降下の状態が放電の安
定性に大きな影響を及ぼすことに着目して、陰極降下部
の電界集中を陰極全域に拡散する形をとることで上記目
的を達成するようにしたものである。
生する大きな電位差いわゆる陰極降下の状態が放電の安
定性に大きな影響を及ぼすことに着目して、陰極降下部
の電界集中を陰極全域に拡散する形をとることで上記目
的を達成するようにしたものである。
この構成の作用は次のとおりである。すなわち、放電管
を流れるレーザガスは、放電管に形成したガス穴を通っ
てガス室に入り、陰極と接触する。
を流れるレーザガスは、放電管に形成したガス穴を通っ
てガス室に入り、陰極と接触する。
この接触により放電管に放電が発生する。その接触は放
電管中のレーザガス流との動的接触とは異なり、静的な
接触である。したがって、陰極は、ガス流に発生ずる乱
流、衝突などによる局部的圧力変化を受けることが極め
て少なく、ガス流増大による放電の不安定化を防止でき
る。
電管中のレーザガス流との動的接触とは異なり、静的な
接触である。したがって、陰極は、ガス流に発生ずる乱
流、衝突などによる局部的圧力変化を受けることが極め
て少なく、ガス流増大による放電の不安定化を防止でき
る。
一方、ガス流は放電管の方向に形成されており、流れの
方向における圧力すなわち動圧は流■を増大するほど高
くなる。その結果、レーザガスの温度」−昇を防ぎ、グ
ロー放電入力を増大させる。しかも、放電管中の流れと
直角方向の圧力すなわちガス室内の静圧はこの流れのた
めにベンチュリー効果によって低下する。ガス流量を増
大するほど静圧は低下し、陰極近傍の圧力は、放電管内
の動作圧力より低下することになる。
方向における圧力すなわち動圧は流■を増大するほど高
くなる。その結果、レーザガスの温度」−昇を防ぎ、グ
ロー放電入力を増大させる。しかも、放電管中の流れと
直角方向の圧力すなわちガス室内の静圧はこの流れのた
めにベンチュリー効果によって低下する。ガス流量を増
大するほど静圧は低下し、陰極近傍の圧力は、放電管内
の動作圧力より低下することになる。
すなわち、陰極の動作圧力が低ト“するため、陰極の電
界集中を防止でき、陰掘面における電流密度を低下させ
ることができる。
界集中を防止でき、陰掘面における電流密度を低下させ
ることができる。
さらに、陰極面積は、レーザガス流に変化を与えること
なく十分大きく設耐できるため、放電電流を増したとき
に広い面積を実効的な放電発生表面積として活用できる
。
なく十分大きく設耐できるため、放電電流を増したとき
に広い面積を実効的な放電発生表面積として活用できる
。
以上、レーザガスの乱流等に起因した放電の不安定化の
防止、レーザガスの流量増加に伴う冷却、電界集中の防
止（電流密度の低減）および実効的な放電発生表面積の
増大の相乗により、グロー放電を大きな電気入力におい
ても持続することが可能となり、レーザ出力増大を安定
的に達成することとなる。
防止、レーザガスの流量増加に伴う冷却、電界集中の防
止（電流密度の低減）および実効的な放電発生表面積の
増大の相乗により、グロー放電を大きな電気入力におい
ても持続することが可能となり、レーザ出力増大を安定
的に達成することとなる。
実施例の説明
この発明の一実施例を第１図および第２図に基づいて説
明する。第１図は、一実施例である炭酸ガスレーザ発生
器の構成図である。
明する。第１図は、一実施例である炭酸ガスレーザ発生
器の構成図である。
レーザ増幅を行うグロー放電を発生させるためのガラス
など絶縁物で構成された放電管１は、この図では２本来
されている。陽極部２は両数電管１．１に共通しており
、陽極部２と対向して陰極部３．３が配置されている。
など絶縁物で構成された放電管１は、この図では２本来
されている。陽極部２は両数電管１．１に共通しており
、陽極部２と対向して陰極部３．３が配置されている。
陰極部３．３にはガス流入口４．４が連通接続されてお
り、陽極部２にガス排出口５が設けられている。
り、陽極部２にガス排出口５が設けられている。
放電管１．１をはさむように反射鏡６．７が配置され、
光学的共振器を構成している。レーザ出力を取り出す反
射鏡６は出力鏡と呼ばれ、他の反射鏡７は一般的には凹
面反射鏡である。
光学的共振器を構成している。レーザ出力を取り出す反
射鏡６は出力鏡と呼ばれ、他の反射鏡７は一般的には凹
面反射鏡である。
レーザ媒質ガスは、循環路８．８を通してブロワ９など
で循環され、放電管１．１の中に流れを形成する。直流
電源１０の正の出力端子は陽極部３に、負の出力端子は
安定化抵抗１１，１１などを介して陰極部３．３に接続
されている。安定化抵抗１１．１１の代わりに、真空管
などを用いて放電Ｎ浦が一定に保持されるよう定Ｎ流Ｐ
ｉｌ路を構成することは、グロー放電の安定性を向−１
−するうえで有効であることは言うまでもない。
で循環され、放電管１．１の中に流れを形成する。直流
電源１０の正の出力端子は陽極部３に、負の出力端子は
安定化抵抗１１，１１などを介して陰極部３．３に接続
されている。安定化抵抗１１．１１の代わりに、真空管
などを用いて放電Ｎ浦が一定に保持されるよう定Ｎ流Ｐ
ｉｌ路を構成することは、グロー放電の安定性を向−１
−するうえで有効であることは言うまでもない。
以上の構成は、ガス流と放電方向と先具振器中心軸が同
一である三軸同軸型１ノ−ザ発牛器であり、基本モード
ＴＥＭｏ、モートを得やすい特徴があることはよく知ら
れている。
一である三軸同軸型１ノ−ザ発牛器であり、基本モード
ＴＥＭｏ、モートを得やすい特徴があることはよく知ら
れている。
第２図は陰極部３の拡大断面図である。６＆電管１の一
端部の周壁において、放電管１の周方向に等間隔に複数
個のガス穴１２が形成されている。
端部の周壁において、放電管１の周方向に等間隔に複数
個のガス穴１２が形成されている。
ガス穴１２は放電管１の軸に関して対称に形成されてい
る。
る。
放電管１の最外端の外側には、放電管１と離し、放電管
ｌと同軸状に陰極１５が配設され、包囲体Ｉ４に連設さ
れている。陰極１５は銅、ステンレス鋼などの金属材料
で構成されている。
ｌと同軸状に陰極１５が配設され、包囲体Ｉ４に連設さ
れている。陰極１５は銅、ステンレス鋼などの金属材料
で構成されている。
包囲体１４は前記ガス穴】２および陰極１５を外部空間
に対して気密的に隔離するもので内側にガス室１６を有
する。包囲体１４はまた、ガス流入口４を連通接続する
とともに、反射鏡６．７に連通ずる光路１７を有してい
る。このガス室１６が放電管ｌ内部および光路１７内部
に対しガス穴１２を介して連通している。光路１７の内
径は放電管１の内径と実質的に等しい。
に対して気密的に隔離するもので内側にガス室１６を有
する。包囲体１４はまた、ガス流入口４を連通接続する
とともに、反射鏡６．７に連通ずる光路１７を有してい
る。このガス室１６が放電管ｌ内部および光路１７内部
に対しガス穴１２を介して連通している。光路１７の内
径は放電管１の内径と実質的に等しい。
放電管１を流れるレーザガスはガス穴１２を通ってガス
室１６に入り、陰極１５と静的に接触する。したがって
、陰極１５はガス流に発生する乱流、衝突などによる局
部的圧力変化を受けることが極めて少なく、ガス流増大
による放電の不安定化を防止できる。
室１６に入り、陰極１５と静的に接触する。したがって
、陰極１５はガス流に発生する乱流、衝突などによる局
部的圧力変化を受けることが極めて少なく、ガス流増大
による放電の不安定化を防止できる。
一方、ガス流の動圧は流量を増大するほど高くなる。そ
の結果、レーザガスの温度上昇を防ぎ、グロー放電入力
を増大させる。しかも、放電管１中の流れと直角方向の
圧力すなわちガス室１６内の静圧はこの流れのためにベ
ンチュリー効果によって低下する。ガス流量を増大する
ほど静圧は低下し、陰極１５の動作圧力が低下するため
、陰極１５の電界集中を防止でき、陰極１５の表面にお
ける電流密度を低下させることができる。
の結果、レーザガスの温度上昇を防ぎ、グロー放電入力
を増大させる。しかも、放電管１中の流れと直角方向の
圧力すなわちガス室１６内の静圧はこの流れのためにベ
ンチュリー効果によって低下する。ガス流量を増大する
ほど静圧は低下し、陰極１５の動作圧力が低下するため
、陰極１５の電界集中を防止でき、陰極１５の表面にお
ける電流密度を低下させることができる。
さらに、陰極１５の面積は、１／−ザガス流に変化を与
えることなく十分大きく設耐できるため、放電電流を増
したときに広い面積を実効的なｈ々電発生表面積として
活用できる。
えることなく十分大きく設耐できるため、放電電流を増
したときに広い面積を実効的なｈ々電発生表面積として
活用できる。
以−トの相乗により、グロー；」（電を大きな電気入力
においても持続することが可能となり、レーザ出力増大
を安定的に達成することとなる。
においても持続することが可能となり、レーザ出力増大
を安定的に達成することとなる。
また、放電管１の端面１３においては光路１７とは気密
的に連通しており、この光路１７の内径を、放電管１の
内径とほぼ同一 とすることは、Ｌ／−ザガス流の流れ
が乱れることを防Ｉ卜シ、陰極１５の近傍の静圧低減に
一層の効果がある。
的に連通しており、この光路１７の内径を、放電管１の
内径とほぼ同一 とすることは、Ｌ／−ザガス流の流れ
が乱れることを防Ｉ卜シ、陰極１５の近傍の静圧低減に
一層の効果がある。
なお、前記両内径は必ずしも同一である必要はない。ま
た、陰極１５をｈり電管１の久局面に密着させたり、ガ
ス室１６の内周面に密着さ・ｌでもよい。また、陰極１
５をガス穴１２に関して放電管ｌの他端側となるよう包
囲体１４内に設けてもよい。さらに、ガス穴］２は丸穴
のほか、長円、四角、長方形など任意の形状のものであ
ってもよい。
た、陰極１５をｈり電管１の久局面に密着させたり、ガ
ス室１６の内周面に密着さ・ｌでもよい。また、陰極１
５をガス穴１２に関して放電管ｌの他端側となるよう包
囲体１４内に設けてもよい。さらに、ガス穴］２は丸穴
のほか、長円、四角、長方形など任意の形状のものであ
ってもよい。
発明の効果
この発明によれば、レーザガスの乱流等に起因した放電
の不安定化の防止、レーザガスの流量増加に伴う冷却、
電界集中の防止（電流密度の低減）および実効的な放電
発生表面積の増大の相乗により、グロー放電を大きな電
気入力においても持続することが可能となり、レーザ出
力増大を安定的に達成することができるとともに、ガス
室との連通にあたり、放電管にガス穴を形成するだけの
ごく簡学な構造ですむという効果がある。
の不安定化の防止、レーザガスの流量増加に伴う冷却、
電界集中の防止（電流密度の低減）および実効的な放電
発生表面積の増大の相乗により、グロー放電を大きな電
気入力においても持続することが可能となり、レーザ出
力増大を安定的に達成することができるとともに、ガス
室との連通にあたり、放電管にガス穴を形成するだけの
ごく簡学な構造ですむという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例の全体構成図、第２図はそ
の要部の拡大断面図である。 ｌ・・・放電管、１２・・・ガス穴、１４・・・包囲体
、１５・・・陰極、１６・・・ガス室 第１図
の要部の拡大断面図である。 ｌ・・・放電管、１２・・・ガス穴、１４・・・包囲体
、１５・・・陰極、１６・・・ガス室 第１図
Claims (4)
- （１）放電管の一端部の周壁に形成したガス穴と、この
ガス穴の外側に設けた陰極と、前記ガス穴および陰極を
外部空間に対して気密的に隔離し内側にガス室を有する
包囲体とを備えたガスレーザ発生器。 - （２）前記陰極が筒状でかつ前記放電管の外周面から離
れた同軸状になっている特許請求の範囲第（１）項記載
のガスレーザ発生器。 - （３）前記ガス穴が周方向で等間隔おいて複数個形成さ
れている特許請求の範囲第（１）項記載のガスレーザ発
生器。 - （４）三軸同軸型に構成してある特許請求の範囲第（１
）項記載のガスレーザ発生器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13580684A JPS6114778A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | ガスレ−ザ発生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13580684A JPS6114778A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | ガスレ−ザ発生器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6114778A true JPS6114778A (ja) | 1986-01-22 |
Family
ID=15160252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13580684A Pending JPS6114778A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | ガスレ−ザ発生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6114778A (ja) |
-
1984
- 1984-06-29 JP JP13580684A patent/JPS6114778A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4470144A (en) | Coaxial-type carbon dioxide gas laser oscillator | |
| US4331939A (en) | Gas laser device | |
| US20040105478A1 (en) | Supersonic and subsonic laser with radio frequency excitation | |
| US4449220A (en) | Apparatus and method for deposition of electrical power in an electric discharge laser | |
| JPS6114778A (ja) | ガスレ−ザ発生器 | |
| JPS6114780A (ja) | ガスレ−ザ発生器 | |
| JPS6114779A (ja) | ガスレ−ザ発生器 | |
| JPS60258981A (ja) | ガスレ−ザ発生器 | |
| JPS6114782A (ja) | ガスレ−ザ発生器 | |
| JPS6114781A (ja) | ガスレ−ザ発生器 | |
| JPS6114777A (ja) | ガスレ−ザ発生器 | |
| US4740980A (en) | Gas laser device | |
| GB1283601A (en) | Improvements in or relating to gas discharge lasers | |
| US5136606A (en) | Discharge tube for a gas laser device | |
| JPH0464196B2 (ja) | ||
| JP2706353B2 (ja) | ガスレーザ発振装置 | |
| JPS62200780A (ja) | 高速軸流型ガスレ−ザ装置 | |
| SU1523277A1 (ru) | Горелка дл сварки и наплавки в вакууме | |
| JPH05129078A (ja) | 直流アーク発生用電極 | |
| JPS59175180A (ja) | 横方向励起形ガスレ−ザ装置 | |
| JPH0318749B2 (ja) | ||
| JPS6281781A (ja) | 炭酸ガスレ−ザ装置 | |
| JPS611071A (ja) | ガスレ−ザ発生器 | |
| JPS5840876A (ja) | 縦流炭酸ガスレ−ザ発振器 | |
| JPS625675A (ja) | ガスレ−ザ装置 |