JPS61222287A - Microwave-discharge excited laser oscillator - Google Patents
Microwave-discharge excited laser oscillatorInfo
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- JPS61222287A JPS61222287A JP6427185A JP6427185A JPS61222287A JP S61222287 A JPS61222287 A JP S61222287A JP 6427185 A JP6427185 A JP 6427185A JP 6427185 A JP6427185 A JP 6427185A JP S61222287 A JPS61222287 A JP S61222287A
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- discharge tube
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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
- H01S3/0975—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive excitation
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、マイクロ波放電によりレーザ励起するレー
ザ発振器に関するものである、〔従来の技術〕
第８図は従来のレーザ発振器を示す構成図であり、図に
おいて、（１）は放電管、（２）は熱交換器（３）を介
して送風器（４）によって放電管（１）内を循環するレ
ーザ媒質ガス、（５Ａ）、（５Ｂ）は放電管（１）内に
設けられた電極、（６）はこの電極に高電圧を供給する
電源、（７）はそれぞれの電極（５Ａ） 、 （５Ｂ）
間Ｃど発生するグロー放電、（８）は放電管（１）の一
方の端部に設けられた全反射鏡、（９）はこの全反射鏡
（８）と対向する位置に設けちれた部分透過鏡、αＧは
グロー放電（７）によってレーザ媒質ガス（２）を励起
して得られるレーザ光である。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a laser oscillator that excites laser by microwave discharge. [Prior Art] Fig. 8 is a configuration diagram showing a conventional laser oscillator. In the figure, (1) is the discharge tube, (2) is the laser medium gas circulating in the discharge tube (1) by the blower (4) via the heat exchanger (3), (5A), (5B ) is the electrode provided in the discharge tube (1), (6) is the power supply that supplies high voltage to this electrode, (7) is the respective electrode (5A), (5B)
Glow discharge occurs between C and C, (8) is a total reflection mirror installed at one end of the discharge tube (1), and (9) is installed at a position opposite to this total reflection mirror (8). The partially transmitting mirror αG is a laser beam obtained by exciting a laser medium gas (2) by a glow discharge (7).
以上の構成によるレーザ発振器は、電源（６）から高電
圧をそれぞれの電極（５人）、（５Ｂ）に供給して電極
（５Ａ）、（５Ｂ）間にグロー放電（７）を発生させ、
このグロー放電（７）によって放電管（１）内を循環し
ているレーザ媒質ガス（２）を励起することにより、全
反射鏡（８）と部分透過鏡（９）間でレーぜ発振をき起
して部分透過鏡（９）からレーザ光αＯを取り出すもの
である、
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のレーザ発振器は以上のように構成されているので
、グロー放電を発生するための電極がグロー放電の熱に
よって蒸発し、これによりレーザ媒質ガスが劣化すると
ともに、蒸気が全反射鏡および部分透過鏡の表面に付着
して寿命を著しく低下させる。ま１こグロー放電が強く
なるとアーク放電に移行して不安定であった。さらに、
電極に供給する電圧は高電圧であり、その取扱いには危
険が伴へ１コめ、十分な絶縁が要求され高価になるなど
の問題点があつ１こ。The laser oscillator with the above configuration supplies high voltage from the power supply (6) to each of the electrodes (5) and (5B) to generate a glow discharge (7) between the electrodes (5A) and (5B),
By exciting the laser medium gas (2) circulating in the discharge tube (1) by this glow discharge (7), laser oscillation is generated between the total reflection mirror (8) and the partial transmission mirror (9). [Problem to be solved by the invention] Since the conventional laser oscillator is configured as described above, in order to generate glow discharge, The electrodes are evaporated by the heat of the glow discharge, which deteriorates the laser medium gas, and the vapor adheres to the surfaces of the fully reflecting mirror and partially transmitting mirror, significantly shortening their lifespan. When the glow discharge became strong, it shifted to arc discharge and became unstable. moreover,
The voltage supplied to the electrodes is high, and its handling is dangerous, and it requires sufficient insulation, making it expensive.
この発明は上記のような問題点を解消するｆコめになさ
れｔこもので、放電管内でマイクロ波放電をさせてレー
ザ媒質ガスを励起することにより、長寿命で安価なレー
ザ発振器を得ることを目的としている。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to obtain a long-life and inexpensive laser oscillator by exciting a laser medium gas by causing microwave discharge in a discharge tube. The purpose is
〔問題点を解決する１こめの手段〕
この第１の発明によるマイクロ波放電励起レーザ発振器
は、冷却装置を有した空胴発振器内に放電管を備え、マ
イクロ波発生手段から出力されるマイクロ波を上記空胴
発振器内に導いて、上記放電管内でマイクロ波放電を発
生させるとともに、上記冷却装置で、放電による発熱を
冷却するように構成し１こものである、
まｆこ、この第２の発明によるものは、上記第１の発明
の構成におけろ空胴共振器に紫外線発生装置を具備した
ものである。[First Means for Solving the Problems] The microwave discharge excited laser oscillator according to the first invention includes a discharge tube in a cavity oscillator having a cooling device, and uses is introduced into the cavity oscillator to generate microwave discharge in the discharge tube, and the cooling device is configured to cool the heat generated by the discharge. According to the invention, in the structure of the first invention, the cavity resonator is provided with an ultraviolet light generating device.
この第１の発明においては、マイクロ波発生手段が出力
するマイクロ波電力が空胴発振器内で共振さ第１ること
Ｃζより電界が高くなり、放電管内でマイクロ波放電が
発生する〜セして、上記マイクロ波放電に上記マイクロ
＃電力が吸収され、放電管内のレーザ媒質ガスを励起す
るとともに、冷却装置がマイクロ波放電時の発熱を冷却
する、また、この第２の発明においては、上記第１の発
明の作用でレーザ媒質ガスを励起する際に、空胴発振器
に具備され１；紫外線発生装置によって放電管に紫外線
を照射する。In this first invention, when the microwave power output by the microwave generating means resonates within the cavity oscillator, the electric field becomes higher than Cζ, and microwave discharge occurs within the discharge tube. , the microwave electric power is absorbed by the microwave discharge to excite the laser medium gas in the discharge tube, and the cooling device cools the heat generated during the microwave discharge; When the laser medium gas is excited by the effect of the invention in 1, the discharge tube is irradiated with ultraviolet rays by the ultraviolet ray generator provided in the cavity oscillator.
以下、この第１の発明の一実施例を第】図について説明
する。図において、第３図と同一符号は同−又は相当部
分を示す、（６）は排気口−を有した空胴発振器本体＠
と冷却装置ａｉｔＣＩＢＪによって構成された空胴発振
器であり、マイクロ波αｅの周波数に共振するように構
成されている、（ｊは電源、α香は電５ｒａａの出力強
度に応じたマイクロ波αＧを出力するマグネトロン、（
至）はマイクロ波αＧを空胴発振器（ロ）に導く導波管
、αηはマイクロ波電力が空胴発振器（ロ）内で共振す
ることにより電界が高くなって、放電管（１）円で発生
するマイクロ波放電、Ｑ引よマイクロ波放電α力の発熱
によって高温になつｊこ放電管（１）を冷却する空気な
どの気体であり、冷却装置（ト）によって空胴発振器内
に送風され、排気口（ホ）から排出される。An embodiment of the first invention will be described below with reference to FIG. In the figure, the same reference numerals as in Figure 3 indicate the same or corresponding parts. (6) is the cavity oscillator body with an exhaust port @
It is a cavity oscillator composed of a cooling device aitCIBJ and a cooling device aitCIBJ, and is configured to resonate at the frequency of the microwave αe. magnetron, (
(to) is a waveguide that guides the microwave αG to the cavity oscillator (b), and αη is a waveguide that guides the microwave power to the cavity oscillator (b), and the electric field increases as the microwave power resonates within the cavity oscillator (b), and the electric field increases in the discharge tube (1) circle. This is a gas such as air that cools the discharge tube (1), which becomes high temperature due to the heat generated by the generated microwave discharge and Q-pulling microwave discharge α force, and is blown into the cavity oscillator by the cooling device (g). , is discharged from the exhaust port (E).
次に、マイクロ波によるレーザ媒質ガスの励起について
説明する。電源（２）の出力によりマグネトロンα４は
マイクロ波電力を出力し、これが導波管（至）を介して
空胴発振器（６）内に導かれて共振を起す、そして、電
界が高くなって放電管（１）内でマイクロ波放電αηが
発生することになるが、ここで放電管（１）をガラスな
どの誘電体で構成することで、マイクロ波０１１Ｂが放
電管（１）を通過するのを容易にするものである７次に
上記にて発生したマイクロ波放電αηにマイクロ波電力
が吸収され、熱交換器（３）を介して送風機α引こよっ
て放電管（１）円を循環しているレーザ媒質ガス（２）
を励起する、これによって、放電管（１）内部に対向し
て設けられた全反射鏡（８）と部分透過鏡（９）の間で
レーザ発振を誘起し、これを部分透過鏡（８）からレー
ザ光αＧとして取り出すものである、
なお、空胴発振器（６）内、特に放電管（１）はマイク
ロ波放電αηの発熱によって高温になるため、冷却装置
側から、例えば空気などの気体ａすを空胴発振器０に送
風して、冷却を行っている、そして、この気体ａ引よ空
胴発振器本体（２）に設けられＴコ排気ロα呻から排出
される。Next, excitation of the laser medium gas by microwaves will be explained. The magnetron α4 outputs microwave power by the output of the power supply (2), which is guided into the cavity oscillator (6) through the waveguide (to) and causes resonance, and the electric field becomes high and a discharge occurs. Microwave discharge αη will be generated within the tube (1), but by constructing the discharge tube (1) with a dielectric material such as glass, it is possible for the microwave 011B to pass through the discharge tube (1). 7 Next, the microwave power is absorbed by the microwave discharge αη generated above, and is circulated around the discharge tube (1) by drawing the blower α through the heat exchanger (3). Laser medium gas (2)
As a result, laser oscillation is induced between the total reflection mirror (8) and the partial transmission mirror (9) provided oppositely inside the discharge tube (1), and the laser oscillation is transmitted to the partial transmission mirror (8). The inside of the cavity oscillator (6), especially the discharge tube (1), becomes high in temperature due to the heat generated by the microwave discharge αη, so a gas such as air, for example, is extracted from the cooling device side. Air is blown into the cavity oscillator 0 for cooling, and this gas is drawn and discharged from the exhaust hole α provided in the cavity oscillator main body (2).
次に、この第２の発明の一実施例を第２図について説明
するが、この第２の発明は放電管（１）に紫外線を照射
する紫外線発生装置（財）を、空胴発振器Ｉに具備しＴ
コこと以外は上記第１の発明と同じ構成であるにの第２
の発明による紫外線発生装置（２）は、マグネトロンα
尋から出力されたマイクロ波電力によってレーザ媒質ガ
ス（２）を励起する際に、放電管（１）に紫外線を照射
して、マイクロ波放電αηの発生を容易にするとともに
、放電特性を改善するものである、上記紫外線発生装置
なηは、紫外線ランプなどを用いるこトｉこよって簡単
に構成することが可能である、
なお、上記第１の発明および第２の発明のいづれの場合
でも、電源（至）の出力強度を別の手段により制御する
ことで、マグネトロン（ロ）から出力されるマイクロ波
電力の強度を変えてレーザ媒質ガス（２）の励起強度を
変えることができるので、レーザ光αＱの強度を制御す
ることが可能となる。Next, an embodiment of the second invention will be explained with reference to FIG. Equipped with T
The second invention has the same structure as the first invention except for
The ultraviolet generator (2) invented by
When exciting the laser medium gas (2) with the microwave power output from the bottom, the discharge tube (1) is irradiated with ultraviolet rays to facilitate the generation of microwave discharge αη and improve the discharge characteristics. The above-mentioned ultraviolet generator η can be easily constructed by using an ultraviolet lamp or the like.In addition, in both the first invention and the second invention, By controlling the output intensity of the power source (to) by another means, the intensity of the microwave power output from the magnetron (b) can be changed and the excitation intensity of the laser medium gas (2) can be changed. It becomes possible to control the intensity of the light αQ.
まＴこ、電源（至）をパルス出力することにより、パル
スレーザ出力も可能である。By outputting pulses from the power source, pulsed laser output is also possible.
さらに、マイクロ波放電αηは従来のグロー放電（７）
に比べてアーク放電に移行しにくいため、レーザ媒質ガ
ス（２）の励起強度を高くすることが可能で。Furthermore, the microwave discharge αη is a conventional glow discharge (7)
Since it is less likely to transition to arc discharge compared to the laser medium gas (2), it is possible to increase the excitation intensity of the laser medium gas (2).
ピーク値の非常に高いパルスレーザを出力することがで
きる、さらにま１こ、このパルスの繰返し周波数は従来
ＩＫＦＩＺ程度であっ１こが、マグネトロンα勾とマイ
クロ波放電節の応答が非常に速い１こめ、５〜ｌ Ｑ
Ｋｆｌｚ 程度の高い周波数のパルスレーザ出力を得る
ことができる。It is possible to output a pulsed laser with a very high peak value, and furthermore, the repetition frequency of this pulse is about the same as conventional IKFIZ1, but the response of the magnetron α gradient and microwave discharge node is very fast1. Rice, 5~l Q
A pulsed laser output with a high frequency of about Kflz can be obtained.
以上のように、この第１の発明によれば冷却装置を有し
た空胴発振器内に放電管を備え、この放電管内でマイク
ロ波放電を発生させてレーザ媒質ガスを励起し、かつ、
マイクロ波放電による発熱 ゛を冷却装置で冷却
するように構成しＴコので、放電管内に電極を設ける必
要がなく、したがって放電による一極の蒸発が発生しな
いので、レーザ媒質ガスの劣化および全反射鏡９部分透
過鏡の寿命低下が防止できるほか、上記電極に電源か＾
の高電圧を送給する１こめの給電線も不要となり、構造
が簡単で安価なものが得られる効果がある、また、この
第２の発明では第１の発明の構成において、空胴発振器
に紫外線発生装置を設け、マイクロ波放電でレーザ媒質
ガスを励起する際に、上記紫外線発生装置から紫外線を
放電管に照射するように構成したので、マイクロ波放電
の発生を容易にするとともに、マイクロ波放電の放電特
性を改善することができるものが得＾れる効果かある。As described above, according to the first invention, a discharge tube is provided in a cavity oscillator having a cooling device, a microwave discharge is generated in the discharge tube to excite a laser medium gas, and
Since the heat generated by microwave discharge is cooled by a cooling device, there is no need to provide an electrode in the discharge tube, and therefore, evaporation of one pole due to discharge does not occur, reducing deterioration of the laser medium gas and total reflection. Mirror 9 In addition to preventing a reduction in the life of the partially transmitting mirror, it also connects the above electrode with a power supply.
This second invention eliminates the need for a single power supply line for transmitting high voltage, resulting in a simple and inexpensive structure.Furthermore, in this second invention, in the configuration of the first invention, the cavity oscillator is An ultraviolet generator is provided, and when the laser medium gas is excited by microwave discharge, the ultraviolet rays are irradiated from the ultraviolet generator to the discharge tube. There is an effect that can be obtained by improving the discharge characteristics of the discharge.
第１図はこの第１の発明の一実施例を示すマイクロ波放
電励起レーザ発振器の構成図、第２図はこの第２の発明
の一実施例を示すマイクロ波放電励起レーザ発振器の構
成図、第８図は従来のレーザ発振器の構成図である。
図において、（１）は放電管、（２）はレーザ媒質ガス
、αυは空胴発振器、ＣＩ４はマゲネトロン、Ｑｏはマ
イクロ波、αηはマイクロ波放電、（ト）は冷却装置、
α岨よ気体、（財）は紫外線発生装置である。
なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。FIG. 1 is a block diagram of a microwave discharge pumped laser oscillator showing an embodiment of this first invention, FIG. 2 is a block diagram of a microwave discharge pumped laser oscillator showing an embodiment of this second invention, FIG. 8 is a block diagram of a conventional laser oscillator. In the figure, (1) is a discharge tube, (2) is a laser medium gas, αυ is a cavity oscillator, CI4 is a magnetron, Qo is a microwave, αη is a microwave discharge, (g) is a cooling device,
Alpha Gas, (goods) is an ultraviolet generator. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (9)
質ガスを励起することにより、レーザ発振をするものに
おいて、冷却装置を有した空胴発振器内に上記放電管を
備え、マイクロ波発生手段から出力したマイクロ波を上
記空胴発振器内に導いて、上記放電管内でマイクロ波放
電を発生させて上記レーザ媒質ガスを励起するとともに
、上記冷却装置によつて、マイクロ波放電時の発熱を冷
却するようにしたことを特徴とするマイクロ波放電励起
レーザ発振器。(1) In a device that performs laser oscillation by filling a discharge tube with a laser medium gas and exciting this laser medium gas, the discharge tube is provided in a cavity oscillator having a cooling device, and a microwave generating means is provided. The microwave output from the is guided into the cavity oscillator to generate microwave discharge in the discharge tube to excite the laser medium gas, and the cooling device cools the heat generated during the microwave discharge. A microwave discharge excited laser oscillator characterized in that:
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波放
電励起レーザ発振器。(2) The microwave discharge excitation laser oscillator according to claim 1, wherein the microwave generating means is a magnetron.
許請求の範囲第１項又は第２項記載のマイクロ波放電励
起レーザ発振器。(3) The microwave discharge excited laser oscillator according to claim 1 or 2, wherein the discharge tube is made of glass.
徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいづれか
に記載のマイクロ波放電励起レーザ発振器。(4) The microwave discharge excited laser oscillator according to any one of claims 1 to 3, wherein the cooling medium by the cooling device is gas.
媒質ガスを励起することにより、レーザ発振をするもの
において、冷却装置を有した空胴発振器に紫外線発生装
置を具備し、上記空胴発振器内に上記放電管を備え、マ
イクロ波発生手段から出力したマイクロ波を上記空胴発
振器内に導いて、上記放電管内でマイクロ波放電を発生
させる際、上記紫外線発生装置により放電管に紫外線を
照射してレーザ媒質ガスを励起するとともに、上記冷却
装置によつて、マイクロ波放電時の発熱を冷却するよう
にしたことを特徴とするマイクロ波放電励起レーザ発振
器。(5) In a device that performs laser oscillation by filling a discharge tube with a laser medium gas and exciting this laser medium gas, a cavity oscillator equipped with a cooling device is equipped with an ultraviolet generator, and the cavity oscillator is equipped with an ultraviolet ray generator. is equipped with the discharge tube, and when the microwave outputted from the microwave generating means is guided into the cavity oscillator to generate microwave discharge within the discharge tube, the discharge tube is irradiated with ultraviolet rays by the ultraviolet ray generator. A microwave discharge excitation laser oscillator, characterized in that the laser medium gas is excited by the laser medium gas, and the heat generated during the microwave discharge is cooled by the cooling device.
を特徴とする特許請求の範囲第５項記載のマイクロ波放
電励起レーザ発振器。(6) The microwave discharge excitation laser oscillator according to claim 5, wherein the microwave generating means is a magnetron.
許請求の範囲第５項又は第６項記載のマイクロ波放電励
起レーザ発振器。(7) The microwave discharge excited laser oscillator according to claim 5 or 6, wherein the discharge tube is made of glass.
徴とする特許請求の範囲第５項ないし第７項のいづれか
に記載のマイクロ波放電励起レーザ発振器。(8) The microwave discharge excited laser oscillator according to any one of claims 5 to 7, wherein the cooling medium by the cooling device is gas.
徴とする特許請求の範囲第５項ないし第８項のいづれか
に記載のマイクロ波放電励起レーザ発振器。(9) The microwave discharge excited laser oscillator according to any one of claims 5 to 8, wherein the ultraviolet generator is an ultraviolet lamp.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6427185A JPS61222287A (en) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | Microwave-discharge excited laser oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6427185A JPS61222287A (en) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | Microwave-discharge excited laser oscillator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61222287A true JPS61222287A (en) | 1986-10-02 |
Family
ID=13253378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6427185A Pending JPS61222287A (en) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | Microwave-discharge excited laser oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61222287A (en) |
-
1985
- 1985-03-28 JP JP6427185A patent/JPS61222287A/en active Pending
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