JPS6114782A - Gas laser generator - Google Patents
Gas laser generatorInfo
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- JPS6114782A JPS6114782A JP13581084A JP13581084A JPS6114782A JP S6114782 A JPS6114782 A JP S6114782A JP 13581084 A JP13581084 A JP 13581084A JP 13581084 A JP13581084 A JP 13581084A JP S6114782 A JPS6114782 A JP S6114782A
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- cathode
- discharge
- cylindrical
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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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
Abstract
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η−23、特にグIlj+に
電をレーザ発振励起源とするガスレーザに関ずイ。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application This invention relates to gas laser oscillation η-23, particularly to gas lasers in which electricity is used as a laser oscillation excitation source.
ものである。It is something.
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生2:(において
、媒質に負温度分布を発生ずるためにグ(′1−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。Conventional structure and its problems Laser generation using a gaseous material as a laser medium 2: In order to generate a negative temperature distribution in the medium, it is generally practiced to use a discharge as an excitation source. There is.
この場合、レーザ出力を増大するには、グロー放電とし
て注入される電気入力を増加することが重要になる。In this case, in order to increase the laser output, it is important to increase the electrical input injected as a glow discharge.
一方、グロー放電における電気入力増大にイ′1′って
媒質温度が上昇し、負温度分布発生を妨げるごとになる
。On the other hand, as the electrical input increases during glow discharge, the medium temperature increases, which hinders the generation of negative temperature distribution.
しかし、レーザ出力の増大には媒質温度の上昇を防ぎ、
グロー放電入力を増大することが肝要である。媒質の温
度上昇を防止するために、グロー放電領域(放電管内)
に媒質ガスの流れをつくり、媒質自身で強制的に冷却を
行うことはよく知られている。However, in order to increase the laser output, it is necessary to prevent the increase in medium temperature.
It is essential to increase the glow discharge input. Glow discharge area (inside the discharge tube) to prevent temperature rise of the medium
It is well known that cooling is forcibly performed by the medium itself by creating a flow of medium gas.
ただし、媒質ガス流が小さい場合には、放電管内にグロ
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。However, if the medium gas flow is small, it is possible to fill the discharge tube with glow discharge almost uniformly, but as the flow rate increases, the discharge path becomes narrower and the discharge occurs only in a portion of the discharge tube. It ends up like there isn't one. As a result, the effective discharge volume that contributes to laser oscillation within the discharge tube decreases, leading to a decrease in laser output. This tendency tends to become stronger as the glow discharge electrical input increases, and an increase in the electrical input does not necessarily increase the laser output.
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。Moreover, due to the increase in electrical input, a local rapid increase in the current density of glow discharge is observed, and in this case, the discharge becomes unstable and eventually transitions to arc discharge.
Laser generation is inhibited.
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1安定うず対流レーザ」)。In order to eliminate the above drawbacks, methods for controlling the flow of medium gas have been proposed (for example,
8-24025 Publication 1 "Stable Eddy Convection Laser").
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。However, the above method of simply controlling the gas flow cannot directly control the discharge itself, and there are limits to the effects that can be obtained.
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。That is, the conventional method aims at stabilizing the positive column in glow discharge with a gas flow, but it is the form of discharge at the cathode that mainly controls the glow discharge, not the gas flow.
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。Generally, in normal glow discharge, there is a current density specific to the electrode material and gas, and an increase in discharge current is achieved by increasing the surface area of the cathode where discharge occurs. On the other hand, if there is a gas flow or the gas pressure is high, it becomes impossible to increase the effective surface area where the discharge occurs as much as necessary, and the only way to increase the laser output is to increase the current by increasing the current density, that is, by locally concentrating the discharge. Unavoidably, in this case, the discharge becomes unstable and shifts to arc discharge, which impedes laser generation.
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生器を提供するこ
とである。OBJECTS OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gas laser generator capable of solving the above conventional problems and sustaining stable glow discharge.
発明の構成
この発明のガスレーザ発生器は、放電管の一端部外側に
おいてこの放電管と実質的に同軸状に設けた筒状の陰極
と、この陰極の内部にこの陰極と絶縁状態でかつこの陰
極と実質的に同軸状に設けた有孔筒状の導電体とを備え
たものである。Structure of the Invention The gas laser generator of the present invention includes a cylindrical cathode provided substantially coaxially with the discharge tube outside one end of the discharge tube, and a cylindrical cathode provided inside the cathode in an insulated state from the cathode. and a perforated cylindrical conductor provided substantially coaxially.
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。The structure of the present invention focuses on the fact that in glow discharge, a large potential difference that occurs just before the cathode, the so-called cathode fall state, has a great effect on the stability of the discharge, and the electric field concentration at the cathode fall part is diffused over the entire cathode area. It is designed to achieve the above purpose by taking the form.
この構成の作用は次のとおりである。すなわら、有孔筒
状の導電体は筒状の陰極と同軸状であるから、陰極と導
電体との間には導電体の面に垂直な電界が生しる。すな
わち、求心方向の電界である。The effect of this configuration is as follows. That is, since the perforated cylindrical conductor is coaxial with the cylindrical cathode, an electric field perpendicular to the plane of the conductor is generated between the cathode and the conductor. That is, it is an electric field in the centripetal direction.
導電体は、その導電性のために電荷の集中がなく、前記
電界は均一なものとなる。Because of its conductivity, there is no concentration of charge in the conductor, and the electric field becomes uniform.
陰極から放出された電子は、このような均一な電界によ
って加速され、導電体の孔を通過してレーザ増幅領域に
至る。このレーザ増幅領域に供給された電子は、均一電
界に基づくものであるから、導電体内側の電荷分布も均
一化される。Electrons emitted from the cathode are accelerated by such a uniform electric field, pass through the holes in the conductor, and reach the laser amplification region. Since the electrons supplied to this laser amplification region are based on a uniform electric field, the charge distribution inside the conductor is also made uniform.
したがって、電界の局部集中が防止され、アーク放電へ
の移行が阻止され、グロー放電を安定的に維持すること
となる。Therefore, local concentration of the electric field is prevented, transition to arc discharge is prevented, and glow discharge is stably maintained.
そして、この電界集中の防止(電流密度の低減)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。By preventing this electric field concentration (reducing current density), it becomes possible to sustain glow discharge even with a large electric input, thereby stably achieving an increase in laser output.
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。DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a configuration diagram of a carbon dioxide laser generator as an example.
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本示
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。Two discharge tubes 1 made of an insulating material such as glass for generating a glow discharge for laser amplification are shown in this figure. The anode part 2 is common to both electric tubes 1.1, and a cathode part 3.3 is arranged opposite to the anode part 2.
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。A gas inlet 4.4 is connected to the cathode section 3.3, and a gas outlet 5 is provided at the anode section 2.
放電管1.l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。Discharge tube 1. Reflecting mirrors 6 and 7 are arranged to sandwich l,
It constitutes an optical resonator. The reflecting mirror 6 that takes out the laser output is called an output mirror, and the other reflecting mirrors 7 are generally concave reflecting mirrors.
レーザ媒質ガスは、循環路8.8を通じてブロワ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
などを用いて放電電流が一定に保持されるよう定電流回
路を構成することは、グロー放電の安定性を向上するう
えで有効であることは言うまでもない。The laser medium gas is circulated by a blower 9 or the like through a circulation path 8.8 to form a flow in the discharge tubes 1,1. The positive output terminal of the DC power supply 10 is connected to the anode section 3, and the negative output terminal is connected to the cathode section 3.3 via a stabilizing resistor 11.11 or the like. It goes without saying that configuring a constant current circuit using a vacuum tube or the like instead of the stabilizing resistor 11 to maintain the discharge current constant is effective in improving the stability of glow discharge. .
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レーザ発生器であり、基本モードT
EMo oモードを得やすい特徴があることはよく知ら
れている。The above configuration is a three-axis coaxial laser generator in which the gas flow, discharge direction, and tip shaker center axis are the same, and the fundamental mode T
It is well known that there are characteristics that make it easy to obtain EMo o mode.
第2図は陰極部3の拡大断面図である。放電管1の一端
部外側においてこの放電管1と実質的に同軸状でかつ前
記一端部との間に絶縁体12を介在した状態で円筒状の
陰極13を設けである。この陰極13の内径は放電管1
の内径よりも大きい。FIG. 2 is an enlarged sectional view of the cathode section 3. A cylindrical cathode 13 is provided outside one end of the discharge tube 1 and is substantially coaxial with the discharge tube 1 with an insulator 12 interposed between the discharge tube 1 and the one end. The inner diameter of this cathode 13 is the discharge tube 1
larger than the inner diameter of
陰極13の他端側も絶縁体14に支持され、この絶縁体
14にレーザ筒15が支持されている。The other end side of the cathode 13 is also supported by an insulator 14, and a laser tube 15 is supported by this insulator 14.
陰極13の内側において、陰極13と実質的に同軸の状
態で有孔筒状の導電体16が、両側の絶縁体12.14
に支持された状態で設けられている。この導電体16は
円筒体17に多数の孔18を穿設したものである。Inside the cathode 13, a perforated cylindrical conductor 16 substantially coaxial with the cathode 13 is connected to insulators 12.14 on both sides.
It is supported by. This conductor 16 has a cylindrical body 17 with a large number of holes 18 formed therein.
円筒体17は通常、金属でつくられるが、これ以外に導
電性をもつ半導体、カーボン、ペロブスカイト酸化金属
などでつくってもよい。また、導電体16としては、円
筒体に穿孔したもののほか、網を円筒状に巻いたもので
もよい。陰極13は銅。The cylindrical body 17 is usually made of metal, but may also be made of conductive semiconductors, carbon, perovskite metal oxides, and the like. Further, the conductor 16 may be a cylindrical body with holes or a net wound into a cylindrical shape. Cathode 13 is copper.
ステンレス鋼などの金属材料でつ(られている。It is made of metal material such as stainless steel.
導電体16の外径は陰極13の内径よりも小さく、両者
間には筒状の隙間19が形成されている。The outer diameter of the conductor 16 is smaller than the inner diameter of the cathode 13, and a cylindrical gap 19 is formed between the two.
また、導電体16の内径は放電管1の内径と実質的に等
しい。Further, the inner diameter of the conductor 16 is substantially equal to the inner diameter of the discharge tube 1.
有孔筒状の導電体16は筒状の陰極13と同軸状である
から、陰極13と導電体16との間には導電体の面に垂
直な電界Eが生じる。導電体16は、その導電性のため
に電荷の集中がなく、前記電界Eは均一なものとなる。Since the perforated cylindrical conductor 16 is coaxial with the cylindrical cathode 13, an electric field E perpendicular to the plane of the conductor is generated between the cathode 13 and the conductor 16. Due to its conductivity, there is no concentration of charges in the conductor 16, and the electric field E becomes uniform.
陰極13から放出された電子eは、このような均一な電
界Eによって加速され、導電体16の孔18を通過して
レーザ増幅領域Aに至る。このレーザ増幅領域Aに供給
された電子eは、均一電界Eに基づくものであるから、
導電体16内側の電荷分布も均一化される。Electrons e emitted from the cathode 13 are accelerated by such a uniform electric field E, pass through the hole 18 of the conductor 16, and reach the laser amplification region A. Since the electrons e supplied to the laser amplification region A are based on the uniform electric field E,
The charge distribution inside the conductor 16 is also made uniform.
したがって、電界の局部集中が防止され、アーク放電へ
の移行が阻止され、グロー放電を安定的に維持すること
となる。Therefore, local concentration of the electric field is prevented, transition to arc discharge is prevented, and glow discharge is stably maintained.
発明の効果
この発明によれば、電荷の供給を均一電界のもとで行う
ため、レーザ増幅領域においても電界集中の防止(電流
密度の低減)が図られ、これにより、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いう効果
がある。Effects of the Invention According to this invention, since charge is supplied under a uniform electric field, it is possible to prevent electric field concentration (reduce current density) even in the laser amplification region, thereby reducing glow discharge to a large electric input. This has the effect of stably achieving an increase in laser output.
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、第3図は作用説明図である。
1・・・放電管、12.14・・・絶縁体、13・・・
陰極、16・・・導電体、17・・・筒体、18・・・
孔第1図
e 13
第3図FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of the main part thereof, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation. 1...Discharge tube, 12.14...Insulator, 13...
Cathode, 16... Conductor, 17... Cylindrical body, 18...
Hole Figure 1 e 13 Figure 3
Claims (6)
に同軸状に設けた筒状の陰極と、この陰極の内部にこの
陰極と絶縁状態でかつこの陰極と実質的に同軸状に設け
た有孔筒状の導電体とを備えたガスレーザ発生器。(1) A cylindrical cathode provided outside one end of the discharge tube substantially coaxially with the discharge tube, and a cylindrical cathode provided inside the cathode insulated from and substantially coaxial with the cathode. A gas laser generator comprising a perforated cylindrical conductor.
である特許請求の範囲第(1)項記載のガスレーザ発生
器。(2) The gas laser generator according to claim (1), wherein the conductor is a cylindrical body with a plurality of holes.
許請求の範囲第(1)項記載のガスレーザ発生器。(3) The gas laser generator according to claim (1), wherein the conductor is a mesh wound into a cylindrical shape.
スカイト酸化金属のうちの何れかでつくられたものであ
る特許請求の範囲第(1)項記載のガスレーザ発生器。(4) The gas laser generator according to claim (1), wherein the conductor is made of any one of metal, semiconductor, carbon, and perovskite metal oxide.
等しい特許請求の範囲第(1)項記載のガスレーザ発生
器。(5) The gas laser generator according to claim (1), wherein the inner diameter of the conductor is substantially equal to the inner diameter of the discharge tube.
)項記載のガスレーザ発生器。(6) Claim No. 1 (1) configured as a triaxial coaxial type
) The gas laser generator described in section 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13581084A JPS6114782A (en) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | Gas laser generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13581084A JPS6114782A (en) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | Gas laser generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6114782A true JPS6114782A (en) | 1986-01-22 |
Family
ID=15160347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13581084A Pending JPS6114782A (en) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | Gas laser generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6114782A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH048252A (en) * | 1990-04-27 | 1992-01-13 | Snow Brand Milk Prod Co Ltd | Sherbet containing liqueurs and its preparation |
-
1984
- 1984-06-29 JP JP13581084A patent/JPS6114782A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH048252A (en) * | 1990-04-27 | 1992-01-13 | Snow Brand Milk Prod Co Ltd | Sherbet containing liqueurs and its preparation |
JPH0740884B2 (en) * | 1990-04-27 | 1995-05-10 | 雪印乳業株式会社 | Sorbet containing liqueurs and method for producing the same |
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