JPS63233581A - 金属蒸気レ−ザ発振装置 - Google Patents
金属蒸気レ−ザ発振装置Info
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- JPS63233581A JPS63233581A JP6824987A JP6824987A JPS63233581A JP S63233581 A JPS63233581 A JP S63233581A JP 6824987 A JP6824987 A JP 6824987A JP 6824987 A JP6824987 A JP 6824987A JP S63233581 A JPS63233581 A JP S63233581A
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- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 31
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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
- H01S3/031—Metal vapour lasers, e.g. metal vapour generation
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は金属蒸気レーザ発振装置の改良に関する。
（従来の技術）
第４図は金属蒸気゛レーザ発振装置の構成図であって、
レーザ装置本体１には電極２．３を備え耐高温性のセラ
ミックス等の材料から成る放電管４が設けられ、かつガ
ス供給装置５及び真空ポンプ６が設けられて例えばＮ８
ガスが放電管４内に循環されるようになっている。なお
、レーザ装置本体１内でのＮｅガスは１０〜２０Ｔ ｏ
ｒｒの圧力で満たされている。そして、放電管４には銅
等の金属粉から成る金属レーザ媒質７が配置されている
。
レーザ装置本体１には電極２．３を備え耐高温性のセラ
ミックス等の材料から成る放電管４が設けられ、かつガ
ス供給装置５及び真空ポンプ６が設けられて例えばＮ８
ガスが放電管４内に循環されるようになっている。なお
、レーザ装置本体１内でのＮｅガスは１０〜２０Ｔ ｏ
ｒｒの圧力で満たされている。そして、放電管４には銅
等の金属粉から成る金属レーザ媒質７が配置されている
。
又、レーザ装置本体１の両端には窓８．９が形成され、
さらにこれら窓８．９を通る直線上つまりレーザ光の発
振光路上に高反射ミラー１０と出力ミラー１１とが配置
されている。なお、１２は熱に対する絶縁体、１３は高
電圧に対する絶縁体、１４〜１７は０リングである。
さらにこれら窓８．９を通る直線上つまりレーザ光の発
振光路上に高反射ミラー１０と出力ミラー１１とが配置
されている。なお、１２は熱に対する絶縁体、１３は高
電圧に対する絶縁体、１４〜１７は０リングである。
一方、各電極２．３の間には電源１８が接続されるが、
この電源１８は第５図に示す構成となっている。すなわ
ち、直流高電圧＋Ｈ，Ｖの加わるラインにコイル１９を
介してサイラトロン２０が接続され、これらコイル１９
とサイラトロン２０との接続点に主コンデンサ２１と充
電抵抗２２とから成る充放電回路が接続されている。そ
して、この充電抵抗２２に対して前記放電管４の各電極
２．３が並列接続されている。なお、サイラトロン２０
に対して抵抗２．３及びダイオード２４の直列回路が並
列接続されるとともに放電管４に対してピーキングコン
デンサ２５が並列接続されている。
この電源１８は第５図に示す構成となっている。すなわ
ち、直流高電圧＋Ｈ，Ｖの加わるラインにコイル１９を
介してサイラトロン２０が接続され、これらコイル１９
とサイラトロン２０との接続点に主コンデンサ２１と充
電抵抗２２とから成る充放電回路が接続されている。そ
して、この充電抵抗２２に対して前記放電管４の各電極
２．３が並列接続されている。なお、サイラトロン２０
に対して抵抗２．３及びダイオード２４の直列回路が並
列接続されるとともに放電管４に対してピーキングコン
デンサ２５が並列接続されている。
このような構成であれば、サイラトロン２０のグリッド
電極にトリガ信号Ｔｒが印加されてサイラトロン２０が
導通すると、主コンデンサ２１に蓄えられている電荷が
放電して電極２に送られる。
電極にトリガ信号Ｔｒが印加されてサイラトロン２０が
導通すると、主コンデンサ２１に蓄えられている電荷が
放電して電極２に送られる。
これにより、放電管４に放電が発生して放電管４が加熱
され、この加熱によって金属レーザ媒質７が蒸気化する
（以下、金属蒸気と指称する）。これと共に放電管４の
温度が十数百度に達プして放電管４内の金属レーザ媒質
７の圧力が所定値に到達すると、この金属蒸気が放電に
より励起されてレーザ光Ｆが発振される。
され、この加熱によって金属レーザ媒質７が蒸気化する
（以下、金属蒸気と指称する）。これと共に放電管４の
温度が十数百度に達プして放電管４内の金属レーザ媒質
７の圧力が所定値に到達すると、この金属蒸気が放電に
より励起されてレーザ光Ｆが発振される。
ところで、レーザ光Ｆの出力レベルは第６図に示す銅の
金属レーザ媒質の場合ように金属レーザ媒質７の温度に
強く依存し、レーザ光Ｆの発振に対して最適温度を有し
ている。従って、放電管４内部での温度が最適１度とな
るように設計しているが、実際には放電がパルス状の直
流放電となっているために放電管４内部の温度分布は第
７図に示すようにカソードとして機能する電極２側にピ
ークを有するものとなっている。このため、放電が一様
とならず、レーザ発振効率が悪くなっている。
金属レーザ媒質の場合ように金属レーザ媒質７の温度に
強く依存し、レーザ光Ｆの発振に対して最適温度を有し
ている。従って、放電管４内部での温度が最適１度とな
るように設計しているが、実際には放電がパルス状の直
流放電となっているために放電管４内部の温度分布は第
７図に示すようにカソードとして機能する電極２側にピ
ークを有するものとなっている。このため、放電が一様
とならず、レーザ発振効率が悪くなっている。
（発明が解決しようとする簡題点）
以上のように放電管４内部の濃度分布が不均一となって
レーザ発振効率の悪いものであった。
レーザ発振効率の悪いものであった。
そこで本発明は、放電管内部温度を均一化して高効率に
レーザ光を発振できる金属蒸気レーザ発振装置を提供す
ることを目的とする。
レーザ光を発振できる金属蒸気レーザ発振装置を提供す
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）
本発明は、少なくとも一対の電極が配置された放電管内
部に金属レーザ媒質を配置し放電管内部を放電により高
温状態として金属レーザ媒質を蒸気化してレーザ発振を
行なう金属蒸気レーザ発振装置において、一対の電極間
に対しモ正及び負パルス電圧を交互に印加する正負パル
ス印加手段を備えて上記目的を達成しようとする金属蒸
気レーザ発振装置である。・ （作用） このような手段を備えたことにより、放電管の各電極管
に正及び負パルス電圧が交互に印加されて電極がカソー
ド及び７ノードとして機能することになる。
部に金属レーザ媒質を配置し放電管内部を放電により高
温状態として金属レーザ媒質を蒸気化してレーザ発振を
行なう金属蒸気レーザ発振装置において、一対の電極間
に対しモ正及び負パルス電圧を交互に印加する正負パル
ス印加手段を備えて上記目的を達成しようとする金属蒸
気レーザ発振装置である。・ （作用） このような手段を備えたことにより、放電管の各電極管
に正及び負パルス電圧が交互に印加されて電極がカソー
ド及び７ノードとして機能することになる。
（実施例）
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。なお、第４図と同一部分には同一符号を付してその
詳しい説明は省略する。
る。なお、第４図と同一部分には同一符号を付してその
詳しい説明は省略する。
第１図は金属蒸気レーザ発振装置の構成図である。電源
３０には直流高電圧＋Ｈ，Ｖ及び−Ｈ，Ｖとが備えられ
、直流高電圧＋Ｈ，Ｖの加わるラインにコイル３１を介
してサイラトロン３２の７ノードが接続されている。そ
して、これらコイル３１とサイラトロン３２との接続点
に主コンデンサ３３及び充電抵抗３４から成る充放電回
路が接続され、さらに逆バイアスとなるダイオード３５
を介して放電管４の電極２が接続されている。なお、サ
イラトロン３２に対して抵抗３６及びダイオード３７の
直列回路が並列接続され、又放電管４に対してピーキン
グコンデンサ３８が並列接続されている。
３０には直流高電圧＋Ｈ，Ｖ及び−Ｈ，Ｖとが備えられ
、直流高電圧＋Ｈ，Ｖの加わるラインにコイル３１を介
してサイラトロン３２の７ノードが接続されている。そ
して、これらコイル３１とサイラトロン３２との接続点
に主コンデンサ３３及び充電抵抗３４から成る充放電回
路が接続され、さらに逆バイアスとなるダイオード３５
を介して放電管４の電極２が接続されている。なお、サ
イラトロン３２に対して抵抗３６及びダイオード３７の
直列回路が並列接続され、又放電管４に対してピーキン
グコンデンサ３８が並列接続されている。
一方、直流高電圧−Ｈ，Ｖの加わるラインにコイル４０
を介してサイラトロン４１のカソードが接続されている
。そして、これらコイル４０とサイラトロン４１との接
続点に主コンデンサ４２及び充電抵抗４３から成る充放
電回路が接続され、さらに順バイアスとなる逆流防止ダ
イオード４４を介して放電管４の電極２が接続されてい
る。なお、サイラトロン４１に対して抵抗４５及びダイ
オード４６の直列回路が並列接続されている。
を介してサイラトロン４１のカソードが接続されている
。そして、これらコイル４０とサイラトロン４１との接
続点に主コンデンサ４２及び充電抵抗４３から成る充放
電回路が接続され、さらに順バイアスとなる逆流防止ダ
イオード４４を介して放電管４の電極２が接続されてい
る。なお、サイラトロン４１に対して抵抗４５及びダイ
オード４６の直列回路が並列接続されている。
ところで、各サイラトロン３２．４１の各グリッド電極
にはトリガ信号Ｐ１、Ｐ２がトリガ発生回路４７から印
加されるようになっている。このトリが発生回路４７は
第２図に示すように周期ＴＩ毎に数＋ｎｓの間だけハイ
レベルとなるトリガ信号Ｐ１と、このトリガ信号Ｐ１の
ハイレベル時から期間Ｔ２Ｎれて数十ｎｓの間だけロー
レベルとなる周期Ｔ１のトリガ信号Ｐ２とを送出する機
能を持ったものである。
にはトリガ信号Ｐ１、Ｐ２がトリガ発生回路４７から印
加されるようになっている。このトリが発生回路４７は
第２図に示すように周期ＴＩ毎に数＋ｎｓの間だけハイ
レベルとなるトリガ信号Ｐ１と、このトリガ信号Ｐ１の
ハイレベル時から期間Ｔ２Ｎれて数十ｎｓの間だけロー
レベルとなる周期Ｔ１のトリガ信号Ｐ２とを送出する機
能を持ったものである。
次に上記の如く構成された装置の作用について図面を参
照して説明する。サイラトロン３２のグリッド電極にト
リガ信号Ｐ１のハイレベルが印加されてサイラトロン３
２が導通すると、主コンデンサ３３に蓄えられている電
荷が放電してダイオード３５を通して電極２に送られる
。これにより電極２は第２図に示すように負電圧が加わ
ってカソードとして機能する。かくして、放電管４の各
電極２．３間に放電が発生して放電管４が加熱され、こ
の加熱によって金属レーザ媒質７が蒸気化する。これと
共に放電管４の温度が壬数百度に達するして金属レーザ
媒質７の圧力が所定値に到達すると、この金属蒸気が放
電により励起されてし一ザ光Ｅが発振される。
照して説明する。サイラトロン３２のグリッド電極にト
リガ信号Ｐ１のハイレベルが印加されてサイラトロン３
２が導通すると、主コンデンサ３３に蓄えられている電
荷が放電してダイオード３５を通して電極２に送られる
。これにより電極２は第２図に示すように負電圧が加わ
ってカソードとして機能する。かくして、放電管４の各
電極２．３間に放電が発生して放電管４が加熱され、こ
の加熱によって金属レーザ媒質７が蒸気化する。これと
共に放電管４の温度が壬数百度に達するして金属レーザ
媒質７の圧力が所定値に到達すると、この金属蒸気が放
電により励起されてし一ザ光Ｅが発振される。
次にサイラトロン４１のグリッド電極にトリガ信号Ｐ２
のローレベルが印加されてサイラトロン４１が導通する
と、主コンデンサ４２に蓄えられている電荷が放電して
逆流防止ダイオード４４を通して電極２に送られる。こ
れにより電１ｓ２は第２図に示すように正電圧が加わっ
てアノードとして機能する。かくして、上記と同様に放
電管４の放電による加熱によって金属レーザ媒質７が蒸
気化し、この金属蒸気が放電により励起されてレーザ光
Ｆが発振される。このようにして電極２．３間に対して
正負のパルス電圧が加わって放電が繰り返される。
のローレベルが印加されてサイラトロン４１が導通する
と、主コンデンサ４２に蓄えられている電荷が放電して
逆流防止ダイオード４４を通して電極２に送られる。こ
れにより電１ｓ２は第２図に示すように正電圧が加わっ
てアノードとして機能する。かくして、上記と同様に放
電管４の放電による加熱によって金属レーザ媒質７が蒸
気化し、この金属蒸気が放電により励起されてレーザ光
Ｆが発振される。このようにして電極２．３間に対して
正負のパルス電圧が加わって放電が繰り返される。
このように上記一実施例においては、放電管４の各電極
管２．３に正及び負パルス電圧を交互に印加する構成と
したので、電極２，３が交互にアノード及びカソードと
して機能することになって放電管４内部の温度分布を第
３図に示すように平均化できる。これにより、放電管４
内部の全励起領域に屋りてレーザ発振の最適温度に設定
できてレーザ発振効率を高くできるとともにレーザ出力
を増大できる。さらに、電極２が７ノード及びカソード
の機能を交互に行なうので、カソードとして機能すると
きに電極２．３の汚れがスパッタされて除去でき、電極
のクリーニングを同時に行なうことができる。又、２個
のサイシトロン３２゜４１を使用するので、レーザ発振
の繰り返し数を２倍に増大できかつサイラトロン３２．
４１の寿命を２倍にできる。従って、サイラトロンを２
個使用しても総合的な価格は高くならない。
管２．３に正及び負パルス電圧を交互に印加する構成と
したので、電極２，３が交互にアノード及びカソードと
して機能することになって放電管４内部の温度分布を第
３図に示すように平均化できる。これにより、放電管４
内部の全励起領域に屋りてレーザ発振の最適温度に設定
できてレーザ発振効率を高くできるとともにレーザ出力
を増大できる。さらに、電極２が７ノード及びカソード
の機能を交互に行なうので、カソードとして機能すると
きに電極２．３の汚れがスパッタされて除去でき、電極
のクリーニングを同時に行なうことができる。又、２個
のサイシトロン３２゜４１を使用するので、レーザ発振
の繰り返し数を２倍に増大できかつサイラトロン３２．
４１の寿命を２倍にできる。従って、サイラトロンを２
個使用しても総合的な価格は高くならない。
なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、上
記一実施例では１パルス毎に正負パルス電圧を加えてい
るが、放電管内の濃度分布が不均一とならない範囲で数
パルスづつ交互に正負パルスを加えるようにしてもよい
。
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、上
記一実施例では１パルス毎に正負パルス電圧を加えてい
るが、放電管内の濃度分布が不均一とならない範囲で数
パルスづつ交互に正負パルスを加えるようにしてもよい
。
［発明の効果］
以上詳記したように本発明によれば、放電管内部温度を
均一化して高効率にレーザ光を発振できる金属蒸気レー
ザ発Ｗ１装置を提供できる。
均一化して高効率にレーザ光を発振できる金属蒸気レー
ザ発Ｗ１装置を提供できる。
５第１図は本発明に係わる金属蒸気レーザ発振装置の一
実施例を示す構成図、第２図は同装置における放電管の
放電作用を説明するための図、第３図は同放電管内部の
温度分布図、第４図及び第５図は従来装置の構成図、第
６図は金属レーザ媒賀の温度に対するレーザ出力状態を
示す図、第７図は従来装置における放電管内部の温度分
布図である。 １・・・レーザ装置本体、２．３・・・電極、４・・・
放電管、７・・・金属レーザ媒質、８．９・・・窓、１
０・・・高反射ミラー、１１・・・出力ミラー、３０・
・・電源、３１．４０・・・コイル、３２．４１・・・
サイラトロン、３３．４２・・・主コンデンサ、３４．
４３・・・充電抵抗、３８・・・ピーキングコンデンサ
、４７・・・トリガ 。 発生回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３図 １Ｂ
実施例を示す構成図、第２図は同装置における放電管の
放電作用を説明するための図、第３図は同放電管内部の
温度分布図、第４図及び第５図は従来装置の構成図、第
６図は金属レーザ媒賀の温度に対するレーザ出力状態を
示す図、第７図は従来装置における放電管内部の温度分
布図である。 １・・・レーザ装置本体、２．３・・・電極、４・・・
放電管、７・・・金属レーザ媒質、８．９・・・窓、１
０・・・高反射ミラー、１１・・・出力ミラー、３０・
・・電源、３１．４０・・・コイル、３２．４１・・・
サイラトロン、３３．４２・・・主コンデンサ、３４．
４３・・・充電抵抗、３８・・・ピーキングコンデンサ
、４７・・・トリガ 。 発生回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３図 １Ｂ
Claims (2)
- （１）少なくとも一対の電極が配置された放電管内部に
金属レーザ媒質を配置し前記放電管内部を放電により高
温状態として前記金属レーザ媒質を蒸気化してレーザ発
振を行なう金属蒸気レーザ発振装置において、前記一対
の電極間に対して正及び負パルス電圧を交互に印加する
正負パルス印加手段を備えたことを特徴とする金属蒸気
レーザ発振装置。 - （２）正負パルス印加手段は、正及び負パルス電圧を所
定周期毎に交互に印加する特許請求の範囲第（１）項記
載の金属蒸気レーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6824987A JPS63233581A (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 金属蒸気レ−ザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6824987A JPS63233581A (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 金属蒸気レ−ザ発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63233581A true JPS63233581A (ja) | 1988-09-29 |
Family
ID=13368298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6824987A Pending JPS63233581A (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 金属蒸気レ−ザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63233581A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4975924A (en) * | 1987-08-13 | 1990-12-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Metallic vapor laser apparatus |
-
1987
- 1987-03-23 JP JP6824987A patent/JPS63233581A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4975924A (en) * | 1987-08-13 | 1990-12-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Metallic vapor laser apparatus |
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