JPS6229187A - Cross flow type laser device - Google Patents
Cross flow type laser deviceInfo
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- JPS6229187A JPS6229187A JP16670385A JP16670385A JPS6229187A JP S6229187 A JPS6229187 A JP S6229187A JP 16670385 A JP16670385 A JP 16670385A JP 16670385 A JP16670385 A JP 16670385A JP S6229187 A JPS6229187 A JP S6229187A
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- guide duct
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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
- H01S3/036—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
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分腎〕
本発明は、レーザの発振方向とレーザ媒質の循環方向と
が直交するクロスフロー型レーザ装置に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application] The present invention relates to a cross-flow type laser device in which the oscillation direction of the laser and the circulation direction of the laser medium are perpendicular to each other.
第5図は、特開昭59−152680号公報に記載され
ている従来のクロスフロー型レーザ装置を示す断面図で
ある。図において、(1)は真空容器、(2)はレーザ
媒質を循環させるためのプロペラファン、(3)はガイ
ドダクト、(4)はラジエタ、(5)は放電電極、(6
)はフロントミラー、(7)はりャミラーである。FIG. 5 is a sectional view showing a conventional cross-flow type laser device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-152680. In the figure, (1) is a vacuum vessel, (2) is a propeller fan for circulating the laser medium, (3) is a guide duct, (4) is a radiator, (5) is a discharge electrode, and (6) is a guide duct.
) is the front mirror, and (7) is the rear mirror.
レーザ媒質は、ファン(2)によって矢印方向に循環経
路内を循環する。なお、第5図における循環経路は、図
示の都合上2次元的に示されているが、放電電極(5)
が設けられている放電部においては、レーザ媒質の循環
経路が紙面の裏側から表側に向かって流れるように形成
されている。The laser medium is circulated within the circulation path in the direction of the arrow by a fan (2). Note that the circulation route in FIG. 5 is shown two-dimensionally for convenience of illustration, but the discharge electrode (5)
In the discharge section in which the laser medium is provided, the circulation path of the laser medium is formed so as to flow from the back side to the front side of the page.
次にその動作について説明する。まず、放電部では、連
続的に供給されろレーザ媒質が放電電極(5)間の放電
によって連続的に励起され、そ(7て反転分布領域が作
り出される。次にこの反転分布領域に蓄えられtこエネ
ルギは、レーザ媒質の流れに対して直角方向に配設され
たフロントミラー(6)およびリヤミラー(7)からな
る光共振蓋によりレーザ光(L)として外部に取り出さ
れろ。一方、放電部を通過して温度が上昇したレーザ媒
質は、ラジエタ(4)で冷却された後、再びファン(2
)の入り口に戻されろ。Next, its operation will be explained. First, in the discharge section, the continuously supplied laser medium is continuously excited by the discharge between the discharge electrodes (5), and a population inversion region (7) is created. This energy is extracted to the outside as a laser beam (L) by an optical resonance lid consisting of a front mirror (6) and a rear mirror (7) arranged perpendicular to the flow of the laser medium. The laser medium, whose temperature has increased after passing through the
) Return to the entrance.
従来のクロスフロー型I/−ザ装置は上述のごとく、真
空容器(1)内にファン(2)、ガイドダクト(3)お
よびラジエタ(4)等が単体で組み込まれて循環経路を
形成しているため、この循環経路内にはレーザ媒質の膨
張や収縮する箇所またはコーナーなどが多い。そのため
にここでのレーザ媒質の圧力損失も大きくなっていた。As mentioned above, in the conventional cross-flow type I/-ther device, a fan (2), a guide duct (3), a radiator (4), etc. are integrated into a vacuum container (1) to form a circulation path. Therefore, there are many places or corners in this circulation path where the laser medium expands or contracts. Therefore, the pressure loss of the laser medium here also increases.
したがって、ファン(2)は大出力でしかも大形化とな
り、またラジエタ(4)も大形化せざるを得なかった。Therefore, the fan (2) has to have a large output and is large in size, and the radiator (4) has also had to be large in size.
その結果、レーザ装置全体での効率が低下していた。ま
た、レーザ媒質が放電電極(5)の間を均等な速度分布
で通過することは、レーザ媒質中にエネルギを均等に投
入できろため重要であるけれども、従来装置では均一な
速度分布を得ることが困難であった。As a result, the efficiency of the entire laser device was reduced. Furthermore, it is important for the laser medium to pass between the discharge electrodes (5) with a uniform velocity distribution so that energy can be uniformly input into the laser medium, but with conventional devices it is not possible to obtain a uniform velocity distribution. was difficult.
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、冷却手段としてガイドダクトに冷却ダクト
と風ガイド用冷却フィンを設けろことにより、装置の小
型化、構造の簡素化を図るとともに、レーザ媒質の流れ
の均質化によってレーザ媒質中にエネルギを均等に投入
し、これに伴い放電の均一化と装置の高繰り返し化、大
出力化も図れるクロスフロー型レーザ装置を得ることを
目的としている。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and by providing a cooling duct and a cooling fin for wind guide in the guide duct as a cooling means, the device can be made smaller and the structure can be simplified. In addition, the aim is to obtain a cross-flow type laser device that can evenly inject energy into the laser medium by homogenizing the flow of the laser medium, thereby making the discharge uniform, increasing the repetition rate of the device, and increasing output. It is said that
この発明に係るクロスフロー型レーザ装置は、真空容器
として円筒型または角柱型のものを用い、この真空容器
内に容器内壁側のガイドダクトと容器の内部に設けられ
たガイドダクトとによってレーザ媒質の循環経路を形成
し、この循環経路内に軸方向の長さが前記真空容器の長
手方向の長さとほぼ同一の貫流ファンを設けるとともに
、循環経路内で放電する放電電極を真空容器の長手方向
に設け、そして冷却手段としてガイドダクトに冷却ダク
トと、該冷却ダクトに風ガイド用冷却フィンをそれぞれ
設けることにより、レーザ媒質を円滑に循環および冷却
させるようにしたものである。The cross-flow type laser device according to the present invention uses a cylindrical or prismatic vacuum container, and a guide duct on the inner wall side of the vacuum container and a guide duct provided inside the container are used to control the laser medium. A circulation path is formed, a cross-flow fan whose axial length is approximately the same as the longitudinal length of the vacuum container is provided in the circulation path, and a discharge electrode that discharges in the circulation path is arranged in the longitudinal direction of the vacuum container. By providing a cooling duct in the guide duct and cooling fins for wind guide in the cooling duct as cooling means, the laser medium can be smoothly circulated and cooled.
この発明においては、ガイドダクトに冷却ダクトが、さ
らにこの冷却ダクトに風ガイド用冷却フィンがそれぞれ
設けられているため、装置が小型化されるとともに、レ
ーザ媒質が風ガイド用冷却フィンを通過する際に冷却さ
れ、かつ風ガイドの効果でレーザ媒質の流れが整流され
て、層流化されて均質流化される。In this invention, the guide duct is provided with a cooling duct, and this cooling duct is provided with cooling fins for wind guides, so that the device is miniaturized and when the laser medium passes through the cooling fins for wind guides, The flow of the laser medium is rectified by the effect of the wind guide, making it a laminar and homogeneous flow.
以下、この発明を図について説明する。まず、第1図は
この発明の一実施例によるクロスフロー型レーザ装置の
要部を示す構成斜視図である。The invention will now be explained with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a perspective view showing the main parts of a cross-flow type laser device according to an embodiment of the present invention.
この装置は、円筒型真空各型00)、貫流万ン(11)
、第1ガイドダクト(12)、第2ガイドダクI−(+
6)、放電電極(13)、風ガイド用冷却フィン(14
)および冷却ダクト(15)から構成されている。ここ
で前記円筒型真空容! (10)は、Xe、lie、N
eの混合気体であるレーザ媒質と外気とを遮断する役割
を果たし−Cいる。また、貫流ファン(11)は、真空
容器(10)の内部に設けられ、そしてその軸方向の長
さは真空容器の長手方向の長さとほぼ同一である。なお
、この貫流ファン(11)は真空容器(lO)の外部に
設けられたモータ(図示せず)により駆動される。This device has a cylindrical vacuum type (00), a through-flow type (11)
, first guide duct (12), second guide duct I-(+
6), discharge electrode (13), wind guide cooling fin (14)
) and a cooling duct (15). Here the cylindrical vacuum chamber! (10) is Xe, lie, N
-C plays the role of shielding the laser medium, which is a mixed gas of e, from the outside air. Further, the cross-flow fan (11) is provided inside the vacuum container (10), and its length in the axial direction is approximately the same as the length in the longitudinal direction of the vacuum container. Note that this cross-flow fan (11) is driven by a motor (not shown) provided outside the vacuum container (lO).
ここで、貫流ファン(11)が回転すると、真空容器(
10)内に内封されたレーザ媒質は、第1ガイドダクト
(12)と第2ガイドダクト(16)との間に形成され
た循環H路を通って放電電極(13)に供給される。そ
して第2図に示すように、風ガイド用冷却フィン(14
)が第2がイドグクl−(+61に複数列配設されてい
るため、レーザ媒質の流れは層流化され、そして均質流
化されて放電WAIN(13)に供給される。Here, when the cross-flow fan (11) rotates, the vacuum container (
The laser medium enclosed in 10) is supplied to the discharge electrode (13) through a circulation H path formed between the first guide duct (12) and the second guide duct (16). As shown in Fig. 2, cooling fins for wind guide (14
) are arranged in a plurality of rows, the second one being I-(+61), so that the flow of the laser medium is made laminar and homogeneous and is supplied to the discharge WAIN (13).
一方、放電電極(13)を通過して加熱されたレーザ媒
質は、再び第1ガイドダク1−(12)と第2ガイドダ
クト(16)との間に形成された循環経路を通ってファ
ン(11)に流れ込む。On the other hand, the laser medium heated after passing through the discharge electrode (13) passes through the circulation path formed between the first guide duct 1-(12) and the second guide duct (16) again, and passes through the fan (11). ) flows into.
この循環経路には、前述したように一複数列の風ガイド
用冷却フィン(]4)が第2ガイドダクト(16)に配
設されているため、レーザ媒質に蓄えられた熱は、この
風ガイド用冷却フィン(14)を経て第2ガイドダクI
−(16)に伝えられる。そしてこの第2ガイドダクト
(16)には、予め、冷却水が流れている冷却ダクト(
15)が設けられているため、第2ガイドダクト(16
)に伝えられた熱は、この冷却ダクト(15)から冷却
水へと放熱される。そして貫流ファン(11)を通過し
たレーザ媒質は、再び第1ガイドダクト(12)と第2
がイドダク1−(1B)の間に形成された循環経路を通
って、放電電極(13)に供給される。このとき、前述
のように第2ガイドダクト(Is)に風ガイド用冷却フ
ィン(14)が複数列配設されているため、レーザ媒質
はその流れが層流化され、そして均質流化されて放電電
極(13)に供給される。このとき、風ガイド用冷却フ
ィン(14)はレーザ媒質を冷却する役割も果たしてい
る。かくして前記のレーザ媒質は、貫流ファン(11)
により循環経路を通って再循環が繰り返し行なわれる。In this circulation path, as mentioned above, one or more rows of wind guide cooling fins (4) are arranged in the second guide duct (16), so the heat stored in the laser medium is transferred to the wind guide. Second guide duct I via guide cooling fin (14)
− (16). This second guide duct (16) is preliminarily connected to a cooling duct (
15), the second guide duct (16
) is radiated to the cooling water from this cooling duct (15). The laser medium that has passed through the once-through fan (11) is then transferred to the first guide duct (12) and the second guide duct (12) again.
is supplied to the discharge electrode (13) through a circulation path formed between the id ducts 1-(1B). At this time, since multiple rows of wind guide cooling fins (14) are arranged in the second guide duct (Is) as described above, the flow of the laser medium is made laminar and homogeneous. It is supplied to the discharge electrode (13). At this time, the wind guide cooling fins (14) also play the role of cooling the laser medium. Thus, said laser medium is a cross-flow fan (11)
The recirculation is repeated through the circulation path.
そして放電部においては、順次送られてくるレーザ媒質
が放電電極(13)の放電によって連続的に励起され、
これにより的記放電部に反転分布領域が作り出される。In the discharge section, the laser medium that is sent sequentially is continuously excited by the discharge of the discharge electrode (13).
This creates a population inversion region in the target discharge portion.
次に、この反転分布領域に蓄えられたエネルギは、レー
ザ媒質の流れに対して直角方向に配設された光共振器に
よりレーザ光として取り出されろ。Next, the energy stored in this population inversion region is extracted as laser light by an optical resonator disposed perpendicular to the flow of the laser medium.
第3図はこの発明の一実施例による装置の要部側面図で
、これは冷却ダク1−(Is)をドーナツ状に設けたも
のである。また、第4図は、この発明の他の実施例によ
る装置の要部側面図で、冷却グク) (15a)を2個
設けた場合である。FIG. 3 is a side view of a main part of an apparatus according to an embodiment of the present invention, in which a cooling duct 1-(Is) is provided in a donut shape. FIG. 4 is a side view of a main part of an apparatus according to another embodiment of the present invention, in which two cooling devices (15a) are provided.
以上のようにこの発明によれば、第2ガイドダクト(1
6)に冷却ダクト(15)を設けることにより、ラジエ
タを省略することができる。また、この第2ガイドダク
ト(16)に設けられた複数列の風ガイド用冷却フィン
(14)により、冷却効率が向上するとともに、レーザ
媒質の流れを層流化して、均質流化する効果がある。こ
のように本発明によって装置が小型化されるだけでなく
、レーザ媒質の流れを層流化して均質化することによっ
て、容易に高繰り返し化、大出力化そして放電の均一化
を達成したクロスフロー型レーザ装置が得られる。As described above, according to the present invention, the second guide duct (1
By providing the cooling duct (15) in 6), the radiator can be omitted. In addition, the multiple rows of wind guide cooling fins (14) provided in the second guide duct (16) improve cooling efficiency and have the effect of making the flow of the laser medium laminar and homogeneous. be. In this way, the present invention not only reduces the size of the device, but also makes the flow of the laser medium laminar and homogenized, thereby easily achieving high repetition rate, high output, and uniform discharge. A type laser device is obtained.
第1図は本発明の一実施例によるレーザ装置の要部を示
す構成斜視図、第2図はその詳細な正面図、第3図は本
発明の冷却ダクトに関する一実施例を示す側面図、第4
図は他の実施例による冷却ダク1−の側面図、第5図は
従来のレーザ装置を示す断面図である。
図中、(1)および(10)は真空容器、(2)はプロ
ペラファン、(3)はガイドダク+−、+41はラジェ
タ、(5)および(]3)は放電電極、ft3)、 (
71はミラー、(11)はファン、(12)は第1ガイ
ドグクト、(14)は風ガイド用冷却フィン、(15)
は冷却ダクI・、(16)は第1ガイドグクトである。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a structural perspective view showing essential parts of a laser device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed front view thereof, and FIG. 3 is a side view showing an embodiment of a cooling duct of the present invention. Fourth
The figure is a side view of a cooling duct 1- according to another embodiment, and FIG. 5 is a sectional view showing a conventional laser device. In the figure, (1) and (10) are vacuum vessels, (2) are propeller fans, (3) are guide ducts +-, +41 are radiators, (5) and (]3 are discharge electrodes, (ft3), (
71 is a mirror, (11) is a fan, (12) is a first guide guide, (14) is a cooling fin for wind guide, (15)
is the cooling duct I, and (16) is the first guide duct. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.
Claims (2)
ザ媒質の循環経路を形成し、前記真空容器内壁の一部を
後ケーシングとしてガイドダクトの一部を前ケーシング
とする貫流ファンを前記循環経路内に設けるとともに、
該循環経路内にレーザ媒質を冷却する冷却手段および真
空容器の長手方向に放電電極をそれぞれ設け、かつ前記
貫流ファンの軸方向における長さが前記真空容器の長手
方向の長さとほぼ同一であるクロスフロー型レーザ装置
において、前記の冷却手段としてガイドダクト内に冷却
ダクトを設けたことを特徴とするクロスフロー型レーザ
装置。(1) A circulation path for the laser medium is formed by an inner wall in the vacuum container and a guide duct, and a cross-flow fan is installed in the circulation path, with a part of the inner wall of the vacuum container serving as a rear casing and a part of the guide duct serving as a front casing. In addition to providing
A cross provided with a cooling means for cooling the laser medium in the circulation path and a discharge electrode in the longitudinal direction of the vacuum container, and in which the length in the axial direction of the once-through fan is approximately the same as the length in the longitudinal direction of the vacuum container. A cross-flow type laser device, characterized in that a cooling duct is provided within the guide duct as the cooling means.
トを設けるとともに、前記ガイドダクトに複数列の風ガ
イド用冷却フィンを設けたことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載のクロスフロー型レーザ装置。(2) The cross-flow type according to claim 1, characterized in that the cooling means includes a cooling duct provided within the guide duct, and a plurality of rows of wind guide cooling fins provided in the guide duct. laser equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16670385A JPS6229187A (en) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | Cross flow type laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16670385A JPS6229187A (en) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | Cross flow type laser device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6229187A true JPS6229187A (en) | 1987-02-07 |
Family
ID=15836189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16670385A Pending JPS6229187A (en) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | Cross flow type laser device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6229187A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08125253A (en) * | 1994-10-20 | 1996-05-17 | Nec Corp | Excimer laser system |
-
1985
- 1985-07-30 JP JP16670385A patent/JPS6229187A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08125253A (en) * | 1994-10-20 | 1996-05-17 | Nec Corp | Excimer laser system |
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