JPS6339113B2 - - Google Patents

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JPS6339113B2
JPS6339113B2 JP56145679A JP14567981A JPS6339113B2 JP S6339113 B2 JPS6339113 B2 JP S6339113B2 JP 56145679 A JP56145679 A JP 56145679A JP 14567981 A JP14567981 A JP 14567981A JP S6339113 B2 JPS6339113 B2 JP S6339113B2
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JP
Japan
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discharge
laser
high voltage
power supply
output
Prior art date
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Application number
JP56145679A
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Japanese (ja)
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JPS5846688A (en
Inventor
Masaaki Tanaka
Yukio Sato
Masao Hishii
Haruhiko Nagai
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to US06/417,287 priority patent/US4488309A/en
Priority to DE8282108557T priority patent/DE3271778D1/en
Priority to EP82108557A priority patent/EP0075282B1/en
Publication of JPS5846688A publication Critical patent/JPS5846688A/en
Publication of JPS6339113B2 publication Critical patent/JPS6339113B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01S3/09713Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited with auxiliary ionisation, e.g. double discharge excitation

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はガスレーザ発振器に関し、特にパル
ス状のレーザ発振をさせる装置に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a gas laser oscillator, and particularly to a device for generating pulsed laser oscillation.

この種のレーザとして代表的なものはレーザ光
軸、直流グロー放電路、気体流れ方向が互いにほ
ぼ垂直になつている3軸直交型CO2レーザである
ので、これについて従来例を説明する。第1図
は、3軸直交型レーザの縦断面図、第2図は第1
図−線の断面図である。図において、1は陽
極、2は陰極、3は陰極基板、4は安定化抵抗、
5は直流高電圧電源、6は放電励起部、7は全反
射鏡、8は部分反射鏡である。
A typical example of this type of laser is a three-axis orthogonal CO 2 laser in which the laser optical axis, DC glow discharge path, and gas flow direction are substantially perpendicular to each other, so a conventional example will be described. Figure 1 is a vertical cross-sectional view of a 3-axis orthogonal laser, and Figure 2 is a vertical cross-sectional view of the 3-axis orthogonal laser.
FIG. In the figure, 1 is an anode, 2 is a cathode, 3 is a cathode substrate, 4 is a stabilizing resistor,
5 is a DC high voltage power supply, 6 is a discharge excitation unit, 7 is a total reflection mirror, and 8 is a partial reflection mirror.

次に動作について説明する。陽極1と陰極2の
間に、CO2、N2、Heの混合ガスから成るレーザ
ガスを毎秒数十mの流量で矢印方向に流し、直流
高電圧5を印加すると電極間に放電が生じるが、
安定化抵抗4を介して電流が流れるため、放電は
アークに移行せずに、おだやかなグロー放電が維
持される。グロー放電により生じた放電励起部6
ではレーザガス中のCO2分子の特定の振動準位間
に反転分布が生じ、放電励起部6の間に全反射鏡
7と適切な反射率を有する部分反射鏡8とを対向
して配置させると、レーザ発振が生じ、部分反射
鏡8からレーザ光線が出てくる。レーザ出力は放
電電力を増すと増大するが、例えば第1図で示す
もので陰極2の本数を一定とすると、放電電力の
増大は放電密度の増大と等価となる。装置のコン
パクト化、低コスト化の観点からは、放電密度を
増大させるのが望ましいが、ある程度以上に放電
電力を増大させると放電部の局所に高温部が発生
し、安定化抵抗4が存在しても、放電はアークに
移行してしまう。放電がアークに移行すると、も
はやレーザ出力は得られず、レーザガスの劣下も
著るしく増大する。このため、レーザ発振器で
は、発振器のコンパクト化と、信頼性を考えて放
電がアークに移行する手前で最大出力が得られる
様に構成されている。
Next, the operation will be explained. When a laser gas consisting of a mixed gas of CO 2 , N 2 , and He is flowed between the anode 1 and the cathode 2 at a flow rate of several tens of meters per second in the direction of the arrow, and a DC high voltage 5 is applied, a discharge occurs between the electrodes.
Since current flows through the stabilizing resistor 4, the discharge does not turn into an arc, and a gentle glow discharge is maintained. Discharge excitation part 6 generated by glow discharge
In this case, population inversion occurs between specific vibrational levels of CO 2 molecules in the laser gas, and if a total reflection mirror 7 and a partial reflection mirror 8 having an appropriate reflectance are placed facing each other between the discharge excitation part 6. , laser oscillation occurs, and a laser beam comes out from the partially reflecting mirror 8. The laser output increases as the discharge power increases. For example, if the number of cathodes 2 is constant in the case shown in FIG. 1, an increase in the discharge power is equivalent to an increase in the discharge density. From the viewpoint of making the device more compact and reducing costs, it is desirable to increase the discharge density, but if the discharge power is increased beyond a certain level, a high temperature area will be generated locally in the discharge area, and the stabilizing resistor 4 will be present. However, the discharge will transition to an arc. When the discharge transitions to an arc, laser output is no longer obtained and the degradation of the laser gas increases significantly. Therefore, in order to make the oscillator more compact and to ensure reliability, laser oscillators are constructed so that the maximum output can be obtained before the discharge transitions to an arc.

ところで、レーザ光で熱伝導の大きな材料、例
えば金属加行を行う場合は、熱エネルギーが材料
を伝つて外部に逃げるので、平均出力が等しけれ
ば、時間的に一様なレーザ出力よりは、パルス的
にピークの大きなレーザ出力の方が加工エネルギ
ー、加工精度等が良くなる。
By the way, when processing materials with high thermal conductivity, such as metals, with a laser beam, the thermal energy travels through the material and escapes to the outside, so if the average output is equal, the pulsed Generally speaking, a laser output with a large peak provides better machining energy, machining accuracy, etc.

このため従来は第1図に示した様な構成で、直
流高電圧電源5の出力を第3図aに示すパルス出
力として、同図bに示すパルスレーザ出力を得て
いた。
For this reason, conventionally, with the configuration shown in FIG. 1, the output of the DC high voltage power supply 5 was made into the pulse output shown in FIG. 3a, and the pulsed laser output shown in FIG. 3b was obtained.

しかし、この様なパルスレーザ発振器では、ピ
ークレーザ出力は、時間的に一定のレーザ出力の
場合(連続発振)の最大出力以上にはならず、後
者の場合と同じ平均出力を得ようとすると、陰極
2の本数を増して、発振器を大型にする必要があ
る。
However, in such a pulsed laser oscillator, the peak laser output does not exceed the maximum output in the case of temporally constant laser output (continuous oscillation), and if you try to obtain the same average output as in the latter case, It is necessary to increase the number of cathodes 2 and make the oscillator larger.

例えば、第3図aに図示している様にパルス電
源−周期の半分が電圧印加の条件であれば、すな
わちデユテイフアクタ(Duty Factor)=50%で
あれば、時間的に一定(連続発振)のレーザ出力
の場合と同じ平均出力を得ようとすると2倍の大
きさと、2倍の電源容量とが必要となる。さら
に、第1図のようなグロー放電のみによるレーザ
励起では、パルス電圧の立ち上がり時間が短い
と、グロー放電内部に熱拡散が起りにくいので、
熱的な不平衡が生じて、アーク発生電流以下でも
アークが発生してしまう。このため、電流の立ち
上がり時間に制限が加えられ、この様なパルス出
力レーザ発振器では、パルス出力の周波数がせい
ぜい数十Hz程度どまりであつた。
For example, as shown in Figure 3a, if the voltage is applied for half of the period of the pulse power supply, that is, if the duty factor is 50%, then In order to obtain the same average output as the laser output, twice the size and twice the power supply capacity are required. Furthermore, in laser excitation using only glow discharge as shown in Figure 1, if the rise time of the pulse voltage is short, thermal diffusion is difficult to occur inside the glow discharge.
A thermal imbalance occurs, causing an arc to occur even if the current is less than the arc generating current. For this reason, a limit is placed on the rise time of the current, and in such a pulse output laser oscillator, the frequency of the pulse output has been limited to several tens of Hz at most.

一方、レーザによる加工の分野では、パルスの
周波数は高い方が、加工精度、加工速度、等の性
能がよいので、さらに高い周波数が得られ、しか
も操作性の良いコンパクトなレーザ装置の開発が
望まれていた。
On the other hand, in the field of laser processing, the higher the frequency of the pulse, the better the performance in processing accuracy, processing speed, etc., so it is desirable to develop a compact laser device that can obtain even higher frequencies and is easy to operate. It was rare.

この発明は、上記要請に鑑みなされたもので、
無声放電を予備電離手段として、用いることによ
つてグロー放電を安定化させ、かつ予備電離によ
る主放電のグロー放電の放電特性の変化を利用す
ることによりコンパクトで、パルス周波数の高
く、かつ高パルス出力のレーザ発振器を提供しよ
うとするものである。
This invention was made in view of the above request,
By using silent discharge as a pre-ionization means, the glow discharge is stabilized, and by utilizing the change in discharge characteristics of the glow discharge of the main discharge due to pre-ionization, it is compact, has a high pulse frequency, and has a high pulse rate. It is intended to provide an output laser oscillator.

この発明は無声放電を予備電離としたときの主
放電のグロー放電の放電特性の深い考察から生ま
れたものであるので、この放電特性を説明しつつ
発明の動作を説明していく。
Since this invention was born from deep consideration of the discharge characteristics of glow discharge as a main discharge when silent discharge is used as preliminary ionization, the operation of the invention will be explained while explaining these discharge characteristics.

第4図はこの発明の一実施例の縦断面図、第5
図は第4図−線よりみた横断面図で、9は誘
電体電極、10はこの電極を冷却するための冷却
水入口、11は冷却水出口、12は高電圧ターミ
ナル、13は無声放電を生じさせるための交流高
電圧電源である。第6図は誘電体電極9の断面図
であり、9−1は鉄管、9−2は誘電体で通常ガ
ラスが用いられる。この様な構成において、高流
高電圧電源13を動作させると誘電体電極9と陽
極1及び陰極2との間で無声放電と呼ばれるおだ
やかな放電が生じる。この放電電流は、次に説明
する主放電のグロー放電電流の1/20である。この
状態で直流高電圧電源5を動作させると、陽極1
と陰極2との間にグロー放電が生じ、第5図に示
す様な放電部6が生じる。無声放電で予備電離を
行なわせるとグロー放電の電流と電圧の云わゆる
V−i特性が大きく変わる。
FIG. 4 is a vertical sectional view of one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a cross-sectional view taken from the line in Figure 4, where 9 is a dielectric electrode, 10 is a cooling water inlet for cooling this electrode, 11 is a cooling water outlet, 12 is a high voltage terminal, and 13 is a silent discharge. This is an AC high voltage power supply for generating electricity. FIG. 6 is a cross-sectional view of the dielectric electrode 9, in which 9-1 is an iron tube and 9-2 is a dielectric, usually made of glass. In such a configuration, when the high-current, high-voltage power supply 13 is operated, a gentle discharge called a silent discharge occurs between the dielectric electrode 9 and the anode 1 and cathode 2. This discharge current is 1/20 of the glow discharge current of the main discharge described below. When the DC high voltage power supply 5 is operated in this state, the anode 1
A glow discharge occurs between the electrode 2 and the cathode 2, and a discharge portion 6 as shown in FIG. 5 is generated. When preliminary ionization is performed by silent discharge, the so-called V-i characteristics of the current and voltage of glow discharge change greatly.

その特性の一例を第7図に示す。縦軸はグロー
放電の放電維持電圧V、横軸はグロー放電電流i
である。図中の特性曲線は無声放電を行なわせ
ない場合のV−i特性、特性曲線は無声放電を
定常的に行なわせている(13の交流高電圧が常
に印加されている)場合のV−i特性である。
An example of its characteristics is shown in FIG. The vertical axis is the discharge sustaining voltage V of glow discharge, and the horizontal axis is the glow discharge current i
It is. The characteristic curve in the figure is the V-i characteristic when silent discharge is not performed, and the characteristic curve is the V-i characteristic when silent discharge is performed steadily (13 AC high voltages are always applied). It is a characteristic.

特性曲線,の平担部(定電流特性)がグロ
ー放電が形成されている場合で、iの増大に伴い
Vが急激に降下している部分はアーク放電に移行
している事を示しており、レーザ装置では、アー
クに移行する直前あたりをその最大の動作点とし
ている。特性曲線、特性曲線を比較すると無
声放電を行なわせ、予備電離させると、アークに
移行するまでの電流が数倍の大きさになり、かつ
グロー放電の維持電圧が低下している事がわか
る。ところで、先にも述べた様にグロー放電の電
流は安定化抵抗4を介して流れており、その電気
回路を示すと第8図の様になつている。図におい
て、Eは直流高電圧電源5の出力電圧、iはグロ
ー放電に流れる電流、Vはグロー放電の放電維持
電圧を表わしている。この回路系より次式が成立
することは容易に理解できる。
The flat part of the characteristic curve (constant current characteristic) indicates that glow discharge is occurring, and the part where V rapidly drops as i increases indicates transition to arc discharge. In a laser device, the maximum operating point is just before the transition to an arc. Comparing the characteristic curves and characteristic curves, it can be seen that when a silent discharge is performed and pre-ionization is performed, the current until it transitions to an arc increases several times, and the sustaining voltage of the glow discharge decreases. By the way, as mentioned above, the glow discharge current flows through the stabilizing resistor 4, and the electric circuit thereof is shown in FIG. 8. In the figure, E represents the output voltage of the DC high voltage power supply 5, i represents the current flowing in the glow discharge, and V represents the discharge sustaining voltage of the glow discharge. It is easy to understand that the following equation holds true from this circuit system.

=E−iR この式の特性曲線を先の第7図中に破線で書
き入れてあるが、特性曲線と特性曲線の交点
が、無声放電を行なわせないときの動作点P1
なる。この動作点P1における電圧×電流がグロ
ー放電電力P1となり、P1=6KV×2A=12KWの
電力に対応するレーザ出力が得られる。ところ
が、同じ装置(同じ抵抗値R)で無声放電を行な
わせると、動作点は特性曲線と特性曲線が交
わる点P2に移動する。このときの放電電力P2は、
P2=5.5KV×6.25A≒34KWとなりP1の約2.9倍の
電力が得られ、レーザ出力もこれに対して大きく
なる。放電電力Pとレーザ出力の関係を一例とし
て示すと第9図の様であり、動作点P1では12KW
の放電電力に対して0.7KWのレーザ出力が得ら
れ、動作点P2では34KWの放電電力に対して
5.3KWのレーザ出力が得られる。
=E-iR The characteristic curve of this equation is drawn as a broken line in FIG. 7, and the intersection of the characteristic curve and the characteristic curve becomes the operating point P1 when silent discharge is not performed. The voltage×current at this operating point P1 becomes the glow discharge power P1 , and a laser output corresponding to the power of P1 =6KV×2A=12KW is obtained. However, when silent discharge is performed using the same device (same resistance value R), the operating point moves to point P2 where the characteristic curves intersect. The discharge power P2 at this time is
P 2 = 5.5 KV x 6.25 A ≒ 34 KW, which means that approximately 2.9 times the power of P 1 can be obtained, and the laser output will also be larger than this. An example of the relationship between discharge power P and laser output is shown in Figure 9, and at operating point P 1 it is 12KW.
A laser output of 0.7KW was obtained for a discharge power of , and at operating point P 2 a laser output of 0.7KW was obtained for a discharge power of
A laser output of 5.3KW can be obtained.

以上説明してきた様に無声放電を予備電離とし
たときには、グロー放電特性が大きく変わるが、
この発明はこの特性を利用して、大きなパルス放
電電力を投入し、大きなパルスレーザ出力を得よ
うとするものである。
As explained above, when silent discharge is used as pre-ionization, the glow discharge characteristics change greatly, but
The present invention utilizes this characteristic to input large pulsed discharge power to obtain large pulsed laser output.

第10図はこの発明の一実施例を説明するため
の波形図で、第10図aは交流高電圧電源13を
パルス化したときの出力電圧波形図、同図bは入
力される放電電力の波形図、同図cはレーザ出力
の波形図である。無声放電を行なわせるための交
流高電圧を一定の時間印加して、一定の時間休止
させ、これでfp=周波数を繰り返す。先にも述べ
た様に無声放電の電力は主放電(グロー)の数%
であるので、波形の制御は容易である。この様な
電圧が印加されると、無声放電もこのfpに対応し
て電圧が印加されているときのみ放電する。従つ
て第7図に示した動作点P1からP2への移行が周
期fpで行なわれ直流高電圧電源が定電圧型であれ
ば、電力投入が第10図bの様に変化し、その結
果同図cに示すパルスレーザ出力が得られるので
ある。この方式では無声放電により予備電離が行
なわれているため、熱拡散が活発となりグロー放
電の内部に熱的不平衡が生じないため、グロー放
電電流が変化しても極めて安定なグローが維持で
き、このため実験によれば、例えば200トールの
レーザガス圧力ではパルスの繰り返し周波数fpが
最大10KHz程度まで可能である。
FIG. 10 is a waveform diagram for explaining an embodiment of the present invention. FIG. 10a is an output voltage waveform diagram when the AC high voltage power supply 13 is pulsed, and FIG. Waveform diagram, figure c is a waveform diagram of the laser output. A high AC voltage is applied for a certain period of time to cause silent discharge, and then paused for a certain period of time, thereby repeating fp = frequency. As mentioned earlier, the power of silent discharge is a few percent of the main discharge (glow).
Therefore, waveform control is easy. When such a voltage is applied, silent discharge also occurs only when a voltage is applied corresponding to this fp. Therefore, if the transition from operating point P 1 to P 2 shown in Figure 7 occurs with a period fp and the DC high voltage power supply is a constant voltage type, the power input changes as shown in Figure 10b, and the As a result, the pulsed laser output shown in figure c is obtained. In this method, preliminary ionization is performed by silent discharge, so thermal diffusion becomes active and no thermal imbalance occurs inside the glow discharge, so an extremely stable glow can be maintained even if the glow discharge current changes. Therefore, experiments have shown that, for example, at a laser gas pressure of 200 Torr, the pulse repetition frequency fp can be up to about 10 KHz.

第10図で示した例は、無声放電が休止してい
るときでも約0.7KWのレーザ出力が得られてい
る場合を示しているが、抵抗4の値により、第7
図の動作点P1,P2は移動するので、第7図と第
9図の組み合わせから、この休止期内でのレーザ
出力は任意に調整(ゼロにすることもできる)す
ることができる事は云うまでもない。
The example shown in Fig. 10 shows a case where a laser output of about 0.7KW is obtained even when the silent discharge is at rest, but depending on the value of resistor 4, the 7th
Since the operating points P 1 and P 2 in the figure move, the combination of Figures 7 and 9 shows that the laser output during this rest period can be adjusted arbitrarily (it can even be set to zero). Needless to say.

以上の説明は直流高電圧電源5が定電圧型のと
きのものであつたが、第11図に示すこの発明の
他の実施例は、定電流型の直流高電圧電源5を用
いたもので、14は直流高電圧電源5に並列に接
続されたコンデンサである。
The above explanation was for the case where the DC high voltage power supply 5 was a constant voltage type, but the other embodiment of the invention shown in FIG. 11 uses a constant current type DC high voltage power supply 5. , 14 are capacitors connected in parallel to the DC high voltage power supply 5.

この様に構成されたレーザ発振器においては、
無声放電が形成されていない時には、コンデンサ
14の端子電圧はE1であるが、無声放電が形成
されると、大きなグロー放電電流が流れるため
に、直流高電圧電源5のみでは供給できなくなり
(定電流源であるため)、コンデンサ14からも供
給され、先の第10図cで示したのと同様のパル
スレーザ出力が得られる。また、このときのコン
デンサ14の容量から十分大きければ、その端子
電圧はほとんど降下することなく、無声放電形成
時の大電流を供給する事ができる。
In a laser oscillator configured in this way,
When a silent discharge is not formed, the terminal voltage of the capacitor 14 is E1 , but when a silent discharge is formed, a large glow discharge current flows, so that it cannot be supplied only by the DC high voltage power supply 5 (constant). (since it is a current source), it is also supplied from the capacitor 14, and a pulsed laser output similar to that shown in FIG. 10c above is obtained. Furthermore, if the capacitance of the capacitor 14 is sufficiently large at this time, the terminal voltage will hardly drop, and a large current can be supplied during silent discharge formation.

この実施例では、直流電源5が定電流型である
ため、コンデンサ14との組み合わせにより、直
流高電圧電源5の最大電流容量は、グロー放電電
流の平均電流の値でよい。
In this embodiment, since the DC power supply 5 is of a constant current type, in combination with the capacitor 14, the maximum current capacity of the DC high voltage power supply 5 may be the average current value of the glow discharge current.

一方、直流高電圧電源5が定電圧型であつても
第12図に示す様にチヨークのコイル15の出力
側とコンデンサ14との間に接続することによ
り、直流高電圧電源5の最大電流容量をグロー放
電電流の値にすることができ、電源の設備容量を
少なくすることができる。
On the other hand, even if the DC high voltage power supply 5 is a constant voltage type, the maximum current capacity of the DC high voltage power supply 5 can be increased by connecting between the output side of the coil 15 and the capacitor 14 as shown in FIG. can be set to the glow discharge current value, and the installed capacity of the power supply can be reduced.

以上説明してきた様に、直流グロー放電に予備
電離源として無声放電を行なわせると、無声放電
の電源をパルス出力とすることにより、パルスレ
ーザ出力が得られ、この出力はグロー放電単独の
場合の2〜3倍となる。しかも無声放電は主放電
のグロー放電の電流の1/20程度で足りるため、無
声放電の制御は極めて容易でありレーザパルス出
力を容易に制御することができる。また無声放電
を予備電離として用いているのでグロー放電電流
の立ち上がりを早くしても安定なグローが形成さ
れ、レーザパルスの周波数も数KHzまで上げるこ
とが可能である。
As explained above, when silent discharge is performed as a preliminary ionization source in direct current glow discharge, pulsed laser output can be obtained by using a pulse output as the silent discharge power source, and this output is higher than when glow discharge is used alone. It will be 2 to 3 times more. Moreover, since the silent discharge requires about 1/20 of the current of the glow discharge of the main discharge, silent discharge can be controlled extremely easily, and the laser pulse output can be easily controlled. Moreover, since silent discharge is used as preliminary ionization, a stable glow is formed even if the rise of the glow discharge current is accelerated, and the frequency of the laser pulse can be increased to several KHz.

なお上記実施例では、陽極と陰極間に、単独で
はグロー放電を生成しない直流高電圧を印加して
おき、誘電体電極にパルス状の交流高電圧を印加
して無声放電を生成させ、これをトリガーとして
グロー放電を生成させてレーザパルスを出力させ
る構成としたものを示したが、陽極と陰極間にグ
ロー放電を生成する直流高電圧を印加していて
も、同様に大きなレーザ出力をパルス状に放出さ
せることができる。この状態は第7図の特性図に
おいて、動作点P1からP2に移行する状態に相当
するものとして理解することができる。
In the above embodiment, a high DC voltage that does not generate a glow discharge by itself is applied between the anode and the cathode, and a pulsed AC high voltage is applied to the dielectric electrode to generate a silent discharge. Although we have shown a configuration that generates a glow discharge as a trigger to output a laser pulse, even if a high DC voltage that generates a glow discharge is applied between the anode and cathode, it is possible to output a similarly large laser output in the form of a pulse. can be released. This state can be understood as corresponding to the state of transition from operating point P 1 to P 2 in the characteristic diagram of FIG.

この発明はレーザガスの気流を挾み相対向する
ように配設され、直流高電圧が印加されている陽
極及び陰極と、上記レーザガス気流中に配設され
パルス状の交流高電圧が印加されて、上記陽極と
陰極との間で無声放電を生成させる誘電体電極と
を備え、上記陽極と陰極間に生ずるグロー放電に
よりレーザ励起を行うガスレーザ発振器におい
て、交流高電圧電源からの電圧印加を断続的に行
ない、上記無声放電の放電電力を断続的に変化さ
せることにより、上記グロー放電の電力の断続的
変化を誘起し、レーザ出力をパルス化させるよう
に構成したので、小電力の制御で大出力の高周波
パルスレーザ出力の制御を可能ならしめるという
優れた効果を挙げることとなつた。
This invention comprises: an anode and a cathode which are arranged to face each other across a laser gas airflow and to which a DC high voltage is applied; an anode and a cathode which are arranged in the laser gas airflow and to which a pulsed AC high voltage is applied; In a gas laser oscillator that is equipped with a dielectric electrode that generates a silent discharge between the anode and the cathode, and that excites the laser by the glow discharge that occurs between the anode and the cathode, the voltage is intermittently applied from an AC high voltage power source. By intermittently changing the discharge power of the silent discharge, the power of the glow discharge is induced to change intermittently, and the laser output is pulsed. The excellent effect of making it possible to control the high-frequency pulse laser output was achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の横方向型ガスレーザ発振器の縦
断面図、第2図は第1図−線における横断面
図、第3図a,bは直流高電圧電源をパルス出力
としたその電源電圧波形とレーザ出力波形図、第
4図は本発明の一実施例の縦断面図、第5図は第
4図−線における横断面図、第6図は誘電体
電極の断面図、第7図はこの実施例のグロー放電
特性を示す図、第8図は直流グロー放電の等価回
路図、第9図はこの実施例の放電電力とレーザ出
力の関係を示す特性図、第10図aは交流高電圧
電源の出力電圧波形図、同図bはグロー放電電力
波形図、同図cはレーザ出力波形図、第11図は
この発明の他の実施例の回路図、第12図は更に
他の実施例の回路図である。 図において、1は陽極、2は陰極、5は直流高
圧電源、6は放電励起部、9は誘電体電極、9−
1は鉄管、9−2はガラス、13は交流高電圧電
源である。なお、図中同一符号はそれぞれ同一ま
たは相当部分を示す。
Figure 1 is a vertical cross-sectional view of a conventional horizontal gas laser oscillator, Figure 2 is a cross-sectional view along the line shown in Figure 1, and Figures 3 a and b are power supply voltage waveforms when a DC high voltage power supply is used as a pulse output. and a laser output waveform diagram, FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of one embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line shown in FIG. Figure 8 is an equivalent circuit diagram of DC glow discharge, Figure 9 is a characteristic diagram showing the relationship between discharge power and laser output in this example, and Figure 10a is a diagram showing the relationship between AC power and laser output. Figure 11 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention, and Figure 12 is a diagram of another embodiment of the present invention. FIG. 3 is an example circuit diagram. In the figure, 1 is an anode, 2 is a cathode, 5 is a DC high voltage power supply, 6 is a discharge excitation part, 9 is a dielectric electrode, 9-
1 is an iron pipe, 9-2 is glass, and 13 is an AC high voltage power supply. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 レーザガスの気流を挾み相対向するように配
置され直流高電圧電源に接続されている陽極及び
陰極と、上記レーザガス気流中に配設され交流高
電圧電源に接続され上記陽極と陰極との間に無声
放電を生成させる誘電体電極とを備え、上記陽極
と陰極間に生じるグロー放電によりレーザ励起を
行うガスレーザ発振器において、 上記交流高電圧電源からの電圧印加を断続的に
行ない、上記無声放電の放電電力を断続的に変化
させることにより、上記グロー放電の電力の断続
的変化を誘起し、レーザ出力をパルス化させるよ
うに構成した ことを特徴とするガスレーザ発振器。 2 上記直流型高電圧電源が定電流型であり、こ
の定電流型高圧電源の出力端に並列に接続された
コンデンサを備えた特許請求の範囲第1項記載の
ガスレーザ発振器。 3 定電圧型高圧電源の出力端に直列に接続され
たコイルと、このコイルの出力側を接地するコン
デンサとを備えた特許請求の範囲第1項記載のガ
スレーザ発振器。
[Claims] 1. An anode and a cathode arranged opposite to each other across the laser gas airflow and connected to a DC high voltage power supply, and an anode and a cathode arranged in the laser gas airflow and connected to an AC high voltage power supply, In a gas laser oscillator that is equipped with a dielectric electrode that generates a silent discharge between an anode and a cathode, and that excites the laser by the glow discharge that occurs between the anode and the cathode, the voltage application from the AC high voltage power source is intermittently applied. A gas laser oscillator characterized in that the gas laser oscillator is configured to induce intermittent changes in the power of the glow discharge and pulse the laser output by intermittently changing the discharge power of the silent discharge. 2. The gas laser oscillator according to claim 1, wherein the DC high voltage power supply is a constant current type, and a capacitor is connected in parallel to the output end of the constant current high voltage power supply. 3. The gas laser oscillator according to claim 1, comprising a coil connected in series to the output end of a constant voltage type high voltage power supply, and a capacitor that grounds the output side of this coil.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS4975093A (en) * 1972-10-17 1974-07-19
JPS56145840A (en) * 1980-04-14 1981-11-12 Mochida Pharm Co Ltd Co2 laser knife apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4975093A (en) * 1972-10-17 1974-07-19
JPS56145840A (en) * 1980-04-14 1981-11-12 Mochida Pharm Co Ltd Co2 laser knife apparatus

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