JPS6240877B2 - - Google Patents
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- JPS6240877B2 JPS6240877B2 JP17958582A JP17958582A JPS6240877B2 JP S6240877 B2 JPS6240877 B2 JP S6240877B2 JP 17958582 A JP17958582 A JP 17958582A JP 17958582 A JP17958582 A JP 17958582A JP S6240877 B2 JPS6240877 B2 JP S6240877B2
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- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 21
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 9
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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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
- H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は無声放電式ガスレーザ装置に係り、特
に無声放電式炭酸ガスレーザ発振器における電極
構造に関するものである。
に無声放電式炭酸ガスレーザ発振器における電極
構造に関するものである。
従来この種の無声放電式炭酸ガスレーザ発振器
として、第１図に示すものが知られている。第１
図において、１はガラス等誘電体を表面に被覆し
て成る一対の誘電体電極、２はこの誘電体電極１
の支持体、３は放電空間、４は炭酸ガス（CO2）
を含むレーザ光線を有効に発振するための混合ガ
スを供給する送風機である。５，６はレーザ光線
を発振、増幅するための共振器鏡を構成し、５は
全反射鏡、６は部分反射鏡であり、この部分反射
鏡６から増幅されたレーザ光線の１部が第１図の
矢印で示す方向へ外部に取り出される。７は上記
各構成体を収納する筐体である。
として、第１図に示すものが知られている。第１
図において、１はガラス等誘電体を表面に被覆し
て成る一対の誘電体電極、２はこの誘電体電極１
の支持体、３は放電空間、４は炭酸ガス（CO2）
を含むレーザ光線を有効に発振するための混合ガ
スを供給する送風機である。５，６はレーザ光線
を発振、増幅するための共振器鏡を構成し、５は
全反射鏡、６は部分反射鏡であり、この部分反射
鏡６から増幅されたレーザ光線の１部が第１図の
矢印で示す方向へ外部に取り出される。７は上記
各構成体を収納する筐体である。
第２図ａ，ｂは、第１図の無声放電式炭酸ガス
レーザ発振器に用いられる誘電体電極の構造を示
す正面図及び一部欠截側面図である。第２図ａ，
ｂにおいて、８は金属管から成る電極管、９は電
極管８の表面に被覆されたガラス等誘電体であ
り、電極管８とガラス等誘電体９とにより誘電体
電極１が構成され、この誘電体電極１は相対向す
る一対より成つている。１０は放電空間３の電気
的絶縁境界を形成する誘電体から成る絶縁物であ
り、同時に誘電体電極１の支持体を構成してお
り、この絶縁物１０は誘電体電極１の上部のほぼ
半分以上を埋め込むよう密着して形成される。１
１は誘電体電極１を内部から冷却する冷却水、１
２，１３はそれぞれ冷却水１１の入口と出口、１
４は高電圧の給電端子であり、放電空間３におけ
る放電１５は絶縁物１０で境界を形成した一対の
誘電体電極１の表面で行なわれる。レーザ発振に
おいては、放電空間３での放電１５が均一になる
ことが必要であり、そのため放電空間３内の放電
１５が対をなす誘電体電極１の相対向する面のみ
で行なわれることが必須条件であつて、この点、
絶縁物１０による放電制限効果の役割は大きいも
のがある。
レーザ発振器に用いられる誘電体電極の構造を示
す正面図及び一部欠截側面図である。第２図ａ，
ｂにおいて、８は金属管から成る電極管、９は電
極管８の表面に被覆されたガラス等誘電体であ
り、電極管８とガラス等誘電体９とにより誘電体
電極１が構成され、この誘電体電極１は相対向す
る一対より成つている。１０は放電空間３の電気
的絶縁境界を形成する誘電体から成る絶縁物であ
り、同時に誘電体電極１の支持体を構成してお
り、この絶縁物１０は誘電体電極１の上部のほぼ
半分以上を埋め込むよう密着して形成される。１
１は誘電体電極１を内部から冷却する冷却水、１
２，１３はそれぞれ冷却水１１の入口と出口、１
４は高電圧の給電端子であり、放電空間３におけ
る放電１５は絶縁物１０で境界を形成した一対の
誘電体電極１の表面で行なわれる。レーザ発振に
おいては、放電空間３での放電１５が均一になる
ことが必要であり、そのため放電空間３内の放電
１５が対をなす誘電体電極１の相対向する面のみ
で行なわれることが必須条件であつて、この点、
絶縁物１０による放電制限効果の役割は大きいも
のがある。
従来の無声放電式炭酸ガスレーザ発振器に用い
られる誘電体電極１は以上のように構成されてい
るので、電極管８の表面に被覆されたガラス等誘
電体９は、全周面にわたり被覆されていることか
らして全面が同一の誘電率を有しており、このた
め放電制限材をなす絶縁物１０は、放電１５が行
なわれる領域以外である誘電体電極１の面をすべ
て確実に被覆しなければならず、そのために構造
が複雑となり寸法的にも大きくならざるを得ない
等の欠点があつた。また、従来この種の絶縁物１
０の比誘電率εsは約εs≦８程度で比較的に小さ
いものであつたが、最近単位面積当りの放電密度
を増大するため、約εs≧10程度の高い比誘電率
材料が使用されるようになり、放電制限材として
の絶縁物１０の構造、選定が非常に困難になるな
どの欠点があつた。
られる誘電体電極１は以上のように構成されてい
るので、電極管８の表面に被覆されたガラス等誘
電体９は、全周面にわたり被覆されていることか
らして全面が同一の誘電率を有しており、このた
め放電制限材をなす絶縁物１０は、放電１５が行
なわれる領域以外である誘電体電極１の面をすべ
て確実に被覆しなければならず、そのために構造
が複雑となり寸法的にも大きくならざるを得ない
等の欠点があつた。また、従来この種の絶縁物１
０の比誘電率εsは約εs≦８程度で比較的に小さ
いものであつたが、最近単位面積当りの放電密度
を増大するため、約εs≧10程度の高い比誘電率
材料が使用されるようになり、放電制限材として
の絶縁物１０の構造、選定が非常に困難になるな
どの欠点があつた。
本発明は上記のような従来のものの欠点を除去
するためになされたもので、接地側電極及び高電
圧側電極と、この両電極間に高電圧を印加して両
電極間の放電空間に放電を起こす電源と、前記放
電空間の両端部に位置し、前記放電が起きた時に
レーザ発振を発生させる全反射鏡及びレーザ出力
側の部分反射鏡から成る共振器とを備え、前記両
電極の少なくとも一方に、放電をさせる領域は比
誘電率が大きく、放電をさせない領域は比誘電率
が小さい誘電体を被覆してなる構成を有し、簡単
な電極構造をもつて、放電部と非放電部との区分
を明確に行ない得ると共に、レーザ出力効率を一
層向上させることができるようにした無声放電式
ガスレーザ装置を提供することを目的としてい
る。
するためになされたもので、接地側電極及び高電
圧側電極と、この両電極間に高電圧を印加して両
電極間の放電空間に放電を起こす電源と、前記放
電空間の両端部に位置し、前記放電が起きた時に
レーザ発振を発生させる全反射鏡及びレーザ出力
側の部分反射鏡から成る共振器とを備え、前記両
電極の少なくとも一方に、放電をさせる領域は比
誘電率が大きく、放電をさせない領域は比誘電率
が小さい誘電体を被覆してなる構成を有し、簡単
な電極構造をもつて、放電部と非放電部との区分
を明確に行ない得ると共に、レーザ出力効率を一
層向上させることができるようにした無声放電式
ガスレーザ装置を提供することを目的としてい
る。
以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。第３図ａ，ｂは本発明の一実施例である無声
放電式ガスレーザ装置に用いられる誘電体電極の
構造を示す正面図及び一部欠截側面図で、第２図
ａ，ｂと同一部分には同一符号を用いて表示して
あり、その詳細な説明は省略する。第３図ａ，ｂ
に示すように、１６は電極管８の表面の放電をさ
せる領域に被覆された比誘電率の高い誘電体から
成る放電部、１７は電極管８の表面の放電をさせ
ない領域に被覆された比誘電率の低い誘電体から
成る非放電部である。
る。第３図ａ，ｂは本発明の一実施例である無声
放電式ガスレーザ装置に用いられる誘電体電極の
構造を示す正面図及び一部欠截側面図で、第２図
ａ，ｂと同一部分には同一符号を用いて表示して
あり、その詳細な説明は省略する。第３図ａ，ｂ
に示すように、１６は電極管８の表面の放電をさ
せる領域に被覆された比誘電率の高い誘電体から
成る放電部、１７は電極管８の表面の放電をさせ
ない領域に被覆された比誘電率の低い誘電体から
成る非放電部である。
第４図ａ，ｂは、第３図ｂに示す誘電体電極の
拡大断面図及びその誘電体電極の動作態様特性図
である。第４図ａに示す誘電体電極１における放
電部１６の表面及び非放電部１７の一部表面の各
電極間の静電容量をＣ、誘電体電極１の半径を
ｒ、誘電体電極１の中心からの円弧角をθとする
と、誘電体電極１の表面円弧距離ｘは、ｘ＝ｒθ
で示され、第４図ｂには上記静電容量Ｃと誘電体
電極１の表面円弧距離ｘ＝ｒθとの関係が明示さ
れている。これによれば、第４図ｂに示す特性図
で明らかなように、誘電体電極１においては放電
部１６と非放電部１７との区分が明確になされ、
このため、上記第２図ａ，ｂに示すような誘電体
電極１の支持構造を構成する絶縁物１０を必要と
することなく、放電部１６において均一な放電１
５をなす無声放電が得られる。そして特に、放電
部１６の誘電体材料の比誘電率が大きくなればな
る程著しい効果を呈する。この結果、従来発生し
やすかつた放電制限部をなす非放電部１７におけ
る異常放電が抑制されてレーザ発振時の増幅率が
大きくなり、同一の無声放電電力に対しより大き
なレーザ出力が得られるので、レーザ出力効率を
一層向上させることができる。
拡大断面図及びその誘電体電極の動作態様特性図
である。第４図ａに示す誘電体電極１における放
電部１６の表面及び非放電部１７の一部表面の各
電極間の静電容量をＣ、誘電体電極１の半径を
ｒ、誘電体電極１の中心からの円弧角をθとする
と、誘電体電極１の表面円弧距離ｘは、ｘ＝ｒθ
で示され、第４図ｂには上記静電容量Ｃと誘電体
電極１の表面円弧距離ｘ＝ｒθとの関係が明示さ
れている。これによれば、第４図ｂに示す特性図
で明らかなように、誘電体電極１においては放電
部１６と非放電部１７との区分が明確になされ、
このため、上記第２図ａ，ｂに示すような誘電体
電極１の支持構造を構成する絶縁物１０を必要と
することなく、放電部１６において均一な放電１
５をなす無声放電が得られる。そして特に、放電
部１６の誘電体材料の比誘電率が大きくなればな
る程著しい効果を呈する。この結果、従来発生し
やすかつた放電制限部をなす非放電部１７におけ
る異常放電が抑制されてレーザ発振時の増幅率が
大きくなり、同一の無声放電電力に対しより大き
なレーザ出力が得られるので、レーザ出力効率を
一層向上させることができる。
なお、上記実施例で接地側電極及び高電圧側電
極の少なくとも一方に被覆する誘電体として、放
電をさせる領域は比誘電率が大きく、放電をさせ
ない領域は比誘電率が小さい２種類の誘電体を使
用したが、誘電体は比誘電率の値が３種類以上か
ら成り、比誘電率のより大きい領域を放電させ、
比誘電率のより小さい領域を放電させないように
してなる構成としても良く、また、上記誘電体
は、比誘電率が大きいもので10以上、比誘電率が
小さいもので９以下の値のものを使用することに
より、良好な結果が得られる事実が実験的に実証
されている。
極の少なくとも一方に被覆する誘電体として、放
電をさせる領域は比誘電率が大きく、放電をさせ
ない領域は比誘電率が小さい２種類の誘電体を使
用したが、誘電体は比誘電率の値が３種類以上か
ら成り、比誘電率のより大きい領域を放電させ、
比誘電率のより小さい領域を放電させないように
してなる構成としても良く、また、上記誘電体
は、比誘電率が大きいもので10以上、比誘電率が
小さいもので９以下の値のものを使用することに
より、良好な結果が得られる事実が実験的に実証
されている。
さらに、放電をさせない領域に被覆する比誘電
率の小さい誘電体は、比誘電率の大きい誘電体の
表面に被覆しても良く、また、上記第３図ｂに示
される誘電体電極１を構成する電極管８は、円型
筒状電極管の場合の例を示したが、この外に角型
筒状とか楕円型筒状の電極としても、上記実施例
と同様の効果を奏する。
率の小さい誘電体は、比誘電率の大きい誘電体の
表面に被覆しても良く、また、上記第３図ｂに示
される誘電体電極１を構成する電極管８は、円型
筒状電極管の場合の例を示したが、この外に角型
筒状とか楕円型筒状の電極としても、上記実施例
と同様の効果を奏する。
以上のように、本発明に係る無声放電式ガスレ
ーザ装置によれば、接地側電極及び高電圧側電極
の少なくとも一方に、放電をさせる領域は比誘電
率が大きく、放電をさせない領域は比誘電率が小
さい誘電体を被覆してなる構成としたので、極め
て簡単な電極構造をもつて、放電部と非放電部と
の区分を明確に行ない得ると共に、レーザ出力効
率を従来のものに比べ著しく向上させることがで
き、かつ電極製作が非常に低廉となり、経済的な
無声放電式ガスレーザ装置が得られるという優れ
た効果を奏するものである。
ーザ装置によれば、接地側電極及び高電圧側電極
の少なくとも一方に、放電をさせる領域は比誘電
率が大きく、放電をさせない領域は比誘電率が小
さい誘電体を被覆してなる構成としたので、極め
て簡単な電極構造をもつて、放電部と非放電部と
の区分を明確に行ない得ると共に、レーザ出力効
率を従来のものに比べ著しく向上させることがで
き、かつ電極製作が非常に低廉となり、経済的な
無声放電式ガスレーザ装置が得られるという優れ
た効果を奏するものである。
第１図は従来の無声放電式炭酸ガスレーザ発振
器を示す概略構成図、第２図ａ，ｂは、第１図の
無声放電式炭酸ガスレーザ発振器に用いられる誘
電体電極の構造を示す正面図及び一部欠截側面
図、第３図ａ，ｂは本発明の一実施例である無声
放電式ガスレーザ装置に用いられる誘電体電極の
構造を示す正面図及び一部欠截側面図、第４図
ａ，ｂは第３図ｂに示す誘電体電極の拡大断面図
及びその誘電体電極の動作態様特性図である。 １……誘電体電極、２……支持体、３……放電
空間、４……送風機、５……全反射鏡、６……部
分反射鏡、７……筐体、８……電極管、９……ガ
ラス等誘電体、１０，１９……絶縁物、１１……
冷却水、１２……入口、１３……出口、１４……
給電端子、１５……放電、１６……比誘電率の高
い誘電体から成る放電部、１７……比誘電率の低
い誘電体から成る非放電部。なお、図中、同一符
号は同一、又は相当部分を示す。
器を示す概略構成図、第２図ａ，ｂは、第１図の
無声放電式炭酸ガスレーザ発振器に用いられる誘
電体電極の構造を示す正面図及び一部欠截側面
図、第３図ａ，ｂは本発明の一実施例である無声
放電式ガスレーザ装置に用いられる誘電体電極の
構造を示す正面図及び一部欠截側面図、第４図
ａ，ｂは第３図ｂに示す誘電体電極の拡大断面図
及びその誘電体電極の動作態様特性図である。 １……誘電体電極、２……支持体、３……放電
空間、４……送風機、５……全反射鏡、６……部
分反射鏡、７……筐体、８……電極管、９……ガ
ラス等誘電体、１０，１９……絶縁物、１１……
冷却水、１２……入口、１３……出口、１４……
給電端子、１５……放電、１６……比誘電率の高
い誘電体から成る放電部、１７……比誘電率の低
い誘電体から成る非放電部。なお、図中、同一符
号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 接地側電極及び高電圧側電極と、該両電極間
に高電圧を印加してこの両電極間の放電空間に放
電を起こす電源と、前記放電空間の両端部に位置
し、前記放電が起きた時にレーザ発振を発生させ
る全反射鏡及びレーザ出力側の部分反射鏡から成
る共振器とを備え、前記両電極の少なくとも一方
に、放電をさせる領域は比誘電率が大きく、放電
をさせない領域は比誘電率が小さい誘電体を被覆
してなる構成としたことを特徴とする無声放電式
ガスレーザ装置。 ２ 前記誘電体は、比誘電率の値が３種類以上か
ら成り、比誘電率のより大きい領域を放電させ、
比誘電率のより小さい領域を放電させないように
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の無声放電式ガスレーザ装置。 ３ 前記誘電体は、比誘電率が大きいもので10以
上、比誘電率が小さいもので９以下の値であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無声
放電式ガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17958582A JPS5968986A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 無声放電式ガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17958582A JPS5968986A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 無声放電式ガスレ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5968986A JPS5968986A (ja) | 1984-04-19 |
| JPS6240877B2 true JPS6240877B2 (ja) | 1987-08-31 |
Family
ID=16068294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17958582A Granted JPS5968986A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 無声放電式ガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5968986A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6636545B2 (en) * | 1996-09-26 | 2003-10-21 | Alexander V. Krasnov | Supersonic and subsonic laser with radio frequency excitation |
| US11095088B1 (en) | 2018-02-21 | 2021-08-17 | Zoyka Llc | Multi-pass coaxial molecular gas laser |
-
1982
- 1982-10-13 JP JP17958582A patent/JPS5968986A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5968986A (ja) | 1984-04-19 |
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