JPS631088A - ガスレーザ発振器 - Google Patents

ガスレーザ発振器

Info

Publication number
JPS631088A
JPS631088A JP14269386A JP14269386A JPS631088A JP S631088 A JPS631088 A JP S631088A JP 14269386 A JP14269386 A JP 14269386A JP 14269386 A JP14269386 A JP 14269386A JP S631088 A JPS631088 A JP S631088A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
discharge
anode
laser output
gas
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
Application number
JP14269386A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Yasuoka
康一 安岡
Hideomi Takahashi
秀臣 高橋
Eiji Kaneko
英治 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP14269386A priority Critical patent/JPS631088A/ja
Publication of JPS631088A publication Critical patent/JPS631088A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/0971Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited

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。

Description

【発明の詳細な説明】 3、 −1明の詳細な説明 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は高出力のガスレーザ発振器に係り、特にレーザ
出力の過渡応答特性を改良したガスレーザ発振器に関す
る。
(従来の技術) 一般に大出力のガスレーザ発振器においては、送風機に
よりレーザ媒質ガスを放電励起部に高速循環させて陰極
・陽極間のグロー放電により励起し、レーザ媒質ガスの
ガス流方向と直交する方向に光軸を有する光共振器の作
用でレーザ出力を取り出している。この種のガスレーザ
発振器の例を第4図(例えば、東芝レビュー39巻2号
(1984)に示された装置)に示す。第4図に示すよ
うにレーザ風胴1の内部には、放電励起部又と冷却装置
3及び送風機4が設けられている。放電励起部又は、複
数個に分解した陰極5とこれに対抗配置した棒形状の陽
極6およびこの電極間に循環させるレーザ媒質ガスのガ
ス流7の方向と直角方向に光軸を配置した光共振器8a
 、 8bとで構成されている。
また電源11の一部と陰極5それぞれの間はグロー放電
を並列して安定点弧させるための抵抗性インピーダンス
9が接続されている。電源11の他端は陽極6に接続さ
れている。レーザ媒質ガスとしては1例えばCo2. 
N2. lieガスを含む混合ガスが用いられ、約50
Torr程度の圧力でレーザ風胴1内に封入されている
。又、放電励起部1内に循環させるレーザ媒質ガスのガ
ス流7の速度は数1OIIl/S程度である。動作時に
おいては電源11から上記抵抗性インピーダンス9を介
して上記陰極5陽極6間に数1000V以上の高電圧を
印加してグロー放fllt12を発生させ、この放電エ
ネルギーによってレーザ媒質ガスを励起する。このとき
光共振器3a、8bの作用によりレーザ発振がおこリレ
ーザ媒質ガスのガス流7方向及び放電方向と直角方向に
レーザ出力13を得られる。
(発明が解決しようとする問題点) 第4図に示した従来のガスレーザ発振器においては、レ
ーザ運転方式として第5図に示すものが多用される。即
ち第5図(a) 、 (b) 、 (c)は電VA11
の電圧波形(a)、グロー放電の放電電流波形(b)お
よびレーザ出力(c)の時間変化を示すもので、レーザ
出力が零の状態では、第5図(b)に示すようにシマー
電流Isと呼ぶ小電流を流し、待機法服とする。次にレ
ーザ発振を開始するには、電源11から立上りの急峻な
電圧を陰極5陽極6間に印加し放電電流を増加させてレ
ーザ媒質ガスの電離励起を促進する。グロー放電の電気
的特性は誘導性インピーダンスである場合が多いので、
電源11の過渡特性よりもグロー放電電流の過渡特性は
低く、放電電流は数m5ec程度の立ち上がり時間t1
で増加する(第5図(b))。またレーザ出力は励起に
要する時間遅れのため時間12(1工<t2)で立ちあ
がる(第5図(C))。グロー放電の放電電流を一定の
放電電流値(Ic)で維持した後、再び放電電流をシマ
ーレベルIsまで低下させろとレーザ発振は停止する。
(第5図(C))。この場合もグロー放電の電気的特性
により放電電流立ち下がり時間(t4)は電源電圧の立
ち下がり時間よりも長い。第5図(b)においては電源
電圧は理想的に矩形波で画いているが実際には台形とな
り、立ち上がり時間、立ち下がり時間が微少ではあるが
存在する。さらにレーザ媒質中の励起分子痔命が数ll
1s程度あるため先具振器位置の上流側から流れてきた
励起分子がレーザ発振の停止遅れを引き起こしレーザ出
力の立ち上がり時間(t、)はより長くなる(ts>t
4)。シマー電流値Isでグロー放電を維持する理由は
、レーザ出力の立ち上がり時間(t2)を短縮するため
で、この値はレーザ発振しきい電流値よりもごく僅かに
低い値に設定される。これによって、レーザ出力の立ち
上がり時間(t2)は短縮されるが、立ち下がり時間(
t、)は短縮されない。
レーザ光により加工を行う場合はレーザ出力光恒5 の立ち上がり時間(t2)、賃下がり時間(t5)は短
いほど被加工物に余分な入熱がなく加工精度が増す事は
良く知られているが、以上説明したようにグロー放電の
電気的特性は誘導性インピーダンスである場合が多いこ
と、またレーザ媒質の励起過程の影響で電源11の過渡
特性を向上させてもグロー放電電流の過渡特性は向上し
ないことからレーザ出力の過渡特性を改善する事はでき
なかった。
そこで1本発明はレーザ出力の過渡特性の良いガスレー
ザ発振器を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明は複数個に分割した
陰極または陽極と電源との間に抵抗性インピーダンスと
容量性インピーダンスとを並列接続した回路を接続した
ことを特徴とする。
(作用) 上記の、ように放電回路を構成すると、グロー放電の電
気的特性が誘導性インピーダンスである場合においても
容量性インピーダンスを通過する急峻な電流により、立
ち上がり及び立ち下がり時間の短いグロー放電電流を繰
り返し流すことが可能になリレーザ出力の過渡特性を大
幅に改善する事ができる。
(実施例) (実施例の構成) 以下に図面を用いて本発明を説明する。
第1図は本発明の一実施例で放電励起部の電気回路を示
す図であり、レーザ発振器全体の構成は概ね第4図に示
した従来のものと同一である。し−ザ風胴内には冷却装
置および送風機を配置し。
レーザ媒質ガスを冷却したのち放電励起部に高速循環さ
せている。放電励起部の内部には第1図に示すように陰
極5と電極6とを対向配置し、レーザ媒質ガスを陰極5
から陽極6の方向に流している。又、各陰極5は抵抗性
インピーダンス9および容量性インピーダンス10を並
列に接続した回路を介して電源11に接続されている。
容量性インピーダンスlOは抵抗101とコンデンサ1
02を直列接続して構成されている。光共振器8a 、
 8bは放電励起部の両側に固定して配置しレーザ発振
動作する。
(実施例の作用) 次に上記第1図に示す本発明の実施例の作用について説
明する。−般的なレーザ発振動作は上述した第4図に示
す実来例のものと同様で、レーザ媒質ガスとしてCO□
+Ni+Heガスを含む混合ガスを約50Torr程度
の圧力で使用し、上記混合ガスを数1011Il/s程
度の速度で第1図に示す陰極5から陽極6の方向に@環
させている。動作時においては電源11から抵抗性イン
ピーダンス9および容量性インピーダンス10を介して
上記陰極5陽極6間に数1000V以上の韮電圧を印加
して、グロー放電12を発生させ、この放電エネルギー
によって媒質ガスを励起する。このとき全反射鏡および
反透過鏡で構成される光共振器の作用によってレーザ発
振がおこり放電方向と直角方向にレーザ出力13を得る
第2図は第1図に示した放電励起部の電気回路図を等価
的に表した図で第2図中のnl、C0,R,は第1図の
抵抗性インピーダンス9および容量性インピーダンスI
Oの総和の値を示している。又グロー放電12を等価回
路で表すと、抵抗分Rd、誘導分Ldおよび陰極降下陽
極降下などによる起電力分Edとなる。抵抗分11d、
誘導分Ldおよび起電力分Edの値は放電条件すなわち
ガス圧力、ガス成分、ガス流速、電極形状などのパラメ
ータ値によって異なるが、上記パラメータ値がほぼ一定
のときはRd 、 Ld 。
Ed値を固定して考えることができる。
第2図に示すように放電回路はRLCの直並列回路であ
る。抵抗性インピーダンス9および容量性インピーダン
ス10を流れる電流をそれぞれIr。
Icで表すと、グロー放電電流IdはId = Ir 
+ Icとなる。各部の電流波形およびレーザ出力波形
は第3図(a) 、 (b) 、’(c) 、 (d)
に示すようになる。抵抗性インピーダンス9を流れる電
流Irは第5図(b)に示すグロー放電の放電電流値と
同様の波形である。
また、容量性インピーダンス10を構成する抵抗102
、コンデンサ101の値をLCR回路が臨界制動条件に
なるように設定すると、すなわち1 /LdC。
= ((R,+Rd) /2Ld)”と選ぶとIcは第
3図(b)に示すような波形となる。抵抗102容量性
インピーダンス10を流れる゛上流波高値および立ち上
がり時間を最適化する役目を持っている。グロー放電1
2を流れるグロー放電電流IdはIcと1rの重ね合わ
せであるから、第3図(c)の様になる。第3図(c)
より明らかなようにシマー電流値Isより放電電流を立
ち上げると立ち上がり時間t、は第5図(d)に比較し
て短縮されろ。このためレーザ出力の立ち上がり時1f
tl(h)も短い。また放電電流立ち下がり時間(シ4
)も第5図(c)と比較して大幅に短くなリレーザ出力
は急激に低下する。レーザ出力の立ち上がり時にピーク
が現れるが、これはレーザ加工上好ましいものであるこ
とが解っている。放ffl?Ii流の立ち上がり時のピ
ーク値および立ち下がり時のピーク値は抵抗R0を変え
ることにより調整できる。
立ち下がり時のピーク電流値は負にならないように調整
している。
〔発明の効果〕
以上述べてきたように1本発明に係るガスレーザ発振器
は放電電流の立ち上がり立ち下がり時間を大幅に短縮し
、レーザ出力の過渡応答特性を大幅に数置することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す放電励起部の電気回路
を示す図、第2図は第1図に示した放電励起部の電気回
路の等価回路を示す図、第:3図は本発明に係るガスレ
ーザ発振器のレーザ運転時の電流波形レーザ出力波形を
示す図で、+m(a)は抵抗性インピーダンスを流れる
電流と時間との関係を示す図、+1l(b)は容量性イ
ンピーダンスを流れろ電流と時間との関係を示す図、+
M(c )はグロー放電71i流値と時間との関係を示
す図、rE’+ (d )はレーザ出力と時間との関係
を示す図、第4図は従来のガスレーザ発振器を示す斜視
図、第5図は従来のレーザ発振器の運転方式を示す図、
1fl(a)は電源電圧と時間との関係を示す図、+:
ff1(b )はグロー放電の放電電流と時間との関係
を示す図、1m(c )はレーザ出力値と時間との関係
を示す図である。 1:レーザ風胴、I:放電励起部、3:冷却装置、4:
送風機、5:陰極、6:陽極、7:ガス流、8:光共振
器、9:抵抗性インピーダンス、10:容量性インピー
ダンス、11:f!!源、12ニゲロー放電、13:レ
ーザ出力。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同  三俣弘文 第1図 第2図 時間 第3図(a) 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)対向配置した陰極及び陽極を有し、この両電極間
    に高電圧を印加し、この両電極間でグロー放電する放電
    励起部にレーザ媒質ガスを高速循環させて、レーザ媒質
    ガスを励起し、光共振器によりレーザ出力を取り出すガ
    スレーザ発振器において、上記陰極もしくは陽極と電源
    とを抵抗性インピーダンスおよび容量性インピーダンス
    を並列接続して構成した回路を介して接続したことを特
    徴とするガスレーザ発振器。
  2. (2)容量性インピーダンスは抵抗とコンデンサの直列
    回路からなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のガスレーザ発振器。
JP14269386A 1986-06-20 1986-06-20 ガスレーザ発振器 Pending JPS631088A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14269386A JPS631088A (ja) 1986-06-20 1986-06-20 ガスレーザ発振器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14269386A JPS631088A (ja) 1986-06-20 1986-06-20 ガスレーザ発振器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS631088A true JPS631088A (ja) 1988-01-06

Family

ID=15321335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14269386A Pending JPS631088A (ja) 1986-06-20 1986-06-20 ガスレーザ発振器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS631088A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02194579A (ja) * 1989-01-23 1990-08-01 Fanuc Ltd 高周波放電励起レーザ装置
JPH0323686A (ja) * 1989-06-21 1991-01-31 Fanuc Ltd Ncレーザ装置
WO1998019374A1 (fr) * 1996-10-29 1998-05-07 Fanuc Ltd Laser pompe a decharge gazeuse

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02194579A (ja) * 1989-01-23 1990-08-01 Fanuc Ltd 高周波放電励起レーザ装置
JPH0323686A (ja) * 1989-06-21 1991-01-31 Fanuc Ltd Ncレーザ装置
WO1998019374A1 (fr) * 1996-10-29 1998-05-07 Fanuc Ltd Laser pompe a decharge gazeuse
EP0881725A1 (en) * 1996-10-29 1998-12-02 Fanuc Ltd. Gas discharge pumped laser
EP0881725A4 (en) * 1996-10-29 2004-03-17 Fanuc Ltd LASER GAS DISCHARGE PUMP

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS631088A (ja) ガスレーザ発振器
JPH0433150B2 (ja)
JP2723516B2 (ja) レーザ発振装置
JPS639393B2 (ja)
US5684814A (en) Pulsed gas lasers
EP0565262A1 (en) Gas laser device
JPS60178681A (ja) ガスレ−ザ装置
JP2796295B2 (ja) 高周波放電励起レーザ装置
JPS631086A (ja) ガスレ−ザ発振器
JP3154584B2 (ja) 放電励起ガスレーザ装置
JPS6052070A (ja) 同軸型レ−ザ発振器
JPS6339113B2 (ja)
JPS59232474A (ja) 炭酸ガスレ−ザ装置
JPS61189683A (ja) 放電励起短パルスレ−ザ装置
JPH05299742A (ja) ガスレーザ発振器
JPH0754862B2 (ja) Co▲下2▼レ−ザ発振装置
JPS6140157B2 (ja)
JPH0832158A (ja) パルスレーザ発振装置
JPH0357284A (ja) パルスガスレーザの駆動装置
Bhadani et al. Operation of a cw CO2 laser without a ballast resistance
JPS62189779A (ja) ガスレ−ザ発生装置
JPS5892286A (ja) ガス放電レ−ザの電源装置
JPS62160780A (ja) ガス循環型気体レ−ザ
JPH03105989A (ja) 狭帯域エキシマレーザ発振器
JPH065957A (ja) 横方向励起型レーザ発振器