JPS6342425B2 - - Google Patents
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- JPS6342425B2 JPS6342425B2 JP56145680A JP14568081A JPS6342425B2 JP S6342425 B2 JPS6342425 B2 JP S6342425B2 JP 56145680 A JP56145680 A JP 56145680A JP 14568081 A JP14568081 A JP 14568081A JP S6342425 B2 JPS6342425 B2 JP S6342425B2
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- discharge
- cathode
- laser
- anode
- electrode
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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
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0971—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
- H01S3/09713—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited with auxiliary ionisation, e.g. double discharge excitation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は横方向励起型パルスレーザ発振器に
関するものである。
関するものである。
第１図は従来この種のものとして代表的な光
軸，放電、ガス流の各方向が互いにほぼ直交する
いわゆる三軸直交型のCO2レーザ発振器の要部構
成を示す縦断面図、第２図は第１図―よりみ
た横断面図で、１は平板陽極、２はメツシユ陰
極、３は紫外光発光用スパークボード、４は放電
安定化抵抗、５は紫外光発光用ギヤツプスイツ
チ、６は紫外光発光用コンデンサー、７は充電抵
抗、８は充電用直流高圧電源、９は主放電用ギヤ
ツプスイツプスイツチ、１０は主放電用コンデン
サー、１１は遅延パルス発生装置、１２はトリガ
ー発生装置、１３は放電励起部、１４はレーザガ
ス、１５は全反射鏡、１６は部分反射鏡、２２は
レーザ光軸である。陽極１と陰極２との間に、
CO2，N2，Heからなるレーザガス１４を矢印の
方向に流しておく、直流高圧電源８によつて、紫
外光発光用コンデンサー６、および主放電用コン
デンサー１０を充電しておく、遅延パルス発生装
置１１をONにすると、まず紫外光発光用ギヤツ
プスイツチ５が導通状態になり、紫外光発光用コ
ンデンサー６に蓄えられた電荷が一気にスパーク
ボード３に流れる。大電流密度スパーク放電の発
生により、スパークポードが紫外光の発光体とな
り陰極２の近傍、ならびに放電励起部１３の全域
に渡り、混合ガスが弱電離状態（電子密度ne＝
106〜108コ／cm3）となる。紫外光発光用ギヤツプ
スイツチ５にトリガーパルスが送られた後、数百
nsec〜数μsecして、遅延パルス発生装置１１が第
二のパルスを発生して、主放電用ギヤツプスイツ
チ９が導通状態となり、主放電用コンデンサー１
０に蓄えられた電荷が一気に陰極２、陽極１間に
流れ、パルス放電が形成される。このパルス放電
は、あらかじめ放電空間が紫外光によつて均一な
弱電離状態にされているため、均一な放電とな
る。
軸，放電、ガス流の各方向が互いにほぼ直交する
いわゆる三軸直交型のCO2レーザ発振器の要部構
成を示す縦断面図、第２図は第１図―よりみ
た横断面図で、１は平板陽極、２はメツシユ陰
極、３は紫外光発光用スパークボード、４は放電
安定化抵抗、５は紫外光発光用ギヤツプスイツ
チ、６は紫外光発光用コンデンサー、７は充電抵
抗、８は充電用直流高圧電源、９は主放電用ギヤ
ツプスイツプスイツチ、１０は主放電用コンデン
サー、１１は遅延パルス発生装置、１２はトリガ
ー発生装置、１３は放電励起部、１４はレーザガ
ス、１５は全反射鏡、１６は部分反射鏡、２２は
レーザ光軸である。陽極１と陰極２との間に、
CO2，N2，Heからなるレーザガス１４を矢印の
方向に流しておく、直流高圧電源８によつて、紫
外光発光用コンデンサー６、および主放電用コン
デンサー１０を充電しておく、遅延パルス発生装
置１１をONにすると、まず紫外光発光用ギヤツ
プスイツチ５が導通状態になり、紫外光発光用コ
ンデンサー６に蓄えられた電荷が一気にスパーク
ボード３に流れる。大電流密度スパーク放電の発
生により、スパークポードが紫外光の発光体とな
り陰極２の近傍、ならびに放電励起部１３の全域
に渡り、混合ガスが弱電離状態（電子密度ne＝
106〜108コ／cm3）となる。紫外光発光用ギヤツプ
スイツチ５にトリガーパルスが送られた後、数百
nsec〜数μsecして、遅延パルス発生装置１１が第
二のパルスを発生して、主放電用ギヤツプスイツ
チ９が導通状態となり、主放電用コンデンサー１
０に蓄えられた電荷が一気に陰極２、陽極１間に
流れ、パルス放電が形成される。このパルス放電
は、あらかじめ放電空間が紫外光によつて均一な
弱電離状態にされているため、均一な放電とな
る。
この放電により形成された放電励起部１３に
は、混合ガス１４中の特定の振動準位間に反転分
布が形成される。放電励起部１３を挾み対向配置
した全反射鏡１５と部分反射鏡１６からなる光共
振器によりレーザ発振が生じ、部分反射鏡１６か
らレーザビームが出射する。
は、混合ガス１４中の特定の振動準位間に反転分
布が形成される。放電励起部１３を挾み対向配置
した全反射鏡１５と部分反射鏡１６からなる光共
振器によりレーザ発振が生じ、部分反射鏡１６か
らレーザビームが出射する。
ところで、この種のレーザでは、単位有効放電
体積当りのレーザ出力を増加させるために、1at
ｍ（大気圧）以上の圧力で動作させるのが一般的
であるが、圧力を増加するにつれて、均一に放電
を行なうのが困難となり先に示したように、紫外
光等を用い、予め放電空間全体を弱電離状態にし
ておくことが必要条件となる。紫外光発光のため
の電極構造にはさまざまな形態のものが考案さ
れ、先に示したスパークボードタイプは一例にす
ぎない。しかし、いずれの形態においても、大電
流密度スパーク放電を同時に多数のカ所で行なう
形態を有している。また、この種のパルスレーザ
を工業的に用いる場合、数百Hzから数千Hzでパル
ス発振させることが必要で、いわゆる高速繰り返
し機能が必要である。
体積当りのレーザ出力を増加させるために、1at
ｍ（大気圧）以上の圧力で動作させるのが一般的
であるが、圧力を増加するにつれて、均一に放電
を行なうのが困難となり先に示したように、紫外
光等を用い、予め放電空間全体を弱電離状態にし
ておくことが必要条件となる。紫外光発光のため
の電極構造にはさまざまな形態のものが考案さ
れ、先に示したスパークボードタイプは一例にす
ぎない。しかし、いずれの形態においても、大電
流密度スパーク放電を同時に多数のカ所で行なう
形態を有している。また、この種のパルスレーザ
を工業的に用いる場合、数百Hzから数千Hzでパル
ス発振させることが必要で、いわゆる高速繰り返
し機能が必要である。
しかしながら、従来のものの上記構成では、
(イ) 紫外光発光のために大電流密度スパーク放電
が行なわれているが、この放電形態では電極の
摩耗が激しく、高速繰り返し等を行なうと、紫
外光発光用電極の寿命が著しく短くなる。
が行なわれているが、この放電形態では電極の
摩耗が激しく、高速繰り返し等を行なうと、紫
外光発光用電極の寿命が著しく短くなる。
(ロ) 紫外光発光用電極の摩耗物質がレーザガスに
混入し、ガスを劣化させるためレーザガスの封
じ切り運転が困難なものとなる。
混入し、ガスを劣化させるためレーザガスの封
じ切り運転が困難なものとなる。
(ハ) レーザの放電断面積を増加させるにはメツシ
ユの陰極、または陽極を用い、この背面から放
電空間全域にわたつて紫外光を当てるのが有効
であるが、メツシユの陰極、または陽極では熱
容量が小さいうえに、水冷却が困難なため、高
速繰り返し動作においてはその摩耗が激しく適
当でない。
ユの陰極、または陽極を用い、この背面から放
電空間全域にわたつて紫外光を当てるのが有効
であるが、メツシユの陰極、または陽極では熱
容量が小さいうえに、水冷却が困難なため、高
速繰り返し動作においてはその摩耗が激しく適
当でない。
(ニ) 均一な紫外光予備電離を行なうために、紫外
光の発光が行なわれてから、主放電の印加まで
に、数百ｎ sec〜数μ secの遅延時間が必要
であるが、そのために遅延パルス発生装置等が
必要となり、そのトリガー機構が複雑となる。
等の欠点がある。
光の発光が行なわれてから、主放電の印加まで
に、数百ｎ sec〜数μ secの遅延時間が必要
であるが、そのために遅延パルス発生装置等が
必要となり、そのトリガー機構が複雑となる。
等の欠点がある。
この発明は、上記のような、従来のものの欠点
を除去しようとするもので、陰極と陽極の間に誘
電体で被覆した誘電体電極を配設し、これと陰、
陽各極またはそれらのいずれか一極との間に補助
放電としての交流放電、例えば無声放電を定常的
に生成させるようにしたものである。
を除去しようとするもので、陰極と陽極の間に誘
電体で被覆した誘電体電極を配設し、これと陰、
陽各極またはそれらのいずれか一極との間に補助
放電としての交流放電、例えば無声放電を定常的
に生成させるようにしたものである。
第３図はこの発明の一実施例の縦断面図、第４
図は第３図―線よりみた横断面図で、１７は
平板陰極、１８はパイレツクスなどの耐熱性絶縁
物のパイプ状の誘電体電極で、平板陰極１７の近
傍に位置してその放電面全体を覆うように配置さ
れている。１９は誘電体電極１８に電流を供給す
る給電線、２０は誘電体電極１８内を流れる冷却
水、２１は給電線１１と陰極１７、陽極１との間
に予備電離放電としての交流（100Hz〜100KHz）
放電を生成させるための交流高圧電源である。
図は第３図―線よりみた横断面図で、１７は
平板陰極、１８はパイレツクスなどの耐熱性絶縁
物のパイプ状の誘電体電極で、平板陰極１７の近
傍に位置してその放電面全体を覆うように配置さ
れている。１９は誘電体電極１８に電流を供給す
る給電線、２０は誘電体電極１８内を流れる冷却
水、２１は給電線１１と陰極１７、陽極１との間
に予備電離放電としての交流（100Hz〜100KHz）
放電を生成させるための交流高圧電源である。
上記実施例においては、交流高圧電源２１の電
圧の印加により、陰極１７と給電線１９との間、
および陽極１と給電線１１との間に交流放電が生
じる。この交流放電は、誘電体電極１８の存在に
より本質的に均質性を有し、陰極１７の近傍並び
に主放電空間全域に渡り、定常的に均一な低電離
状態が実現する。この時の電離度は、交流高圧電
源２１から供給される電力によつて異なるが、紫
外光源による電離と同様108コ／cm3程度の電離度
は容易に得ることができる。このような補助放電
の存在下で、主放電用トリガースイツチ９を導通
状態にすると、主放電用コンデンサー１０に蓄え
られた電荷が一気に陰極１７、陽極１間に流れ、
電極全域に渡り均一なパルス放電が得られる。
圧の印加により、陰極１７と給電線１９との間、
および陽極１と給電線１１との間に交流放電が生
じる。この交流放電は、誘電体電極１８の存在に
より本質的に均質性を有し、陰極１７の近傍並び
に主放電空間全域に渡り、定常的に均一な低電離
状態が実現する。この時の電離度は、交流高圧電
源２１から供給される電力によつて異なるが、紫
外光源による電離と同様108コ／cm3程度の電離度
は容易に得ることができる。このような補助放電
の存在下で、主放電用トリガースイツチ９を導通
状態にすると、主放電用コンデンサー１０に蓄え
られた電荷が一気に陰極１７、陽極１間に流れ、
電極全域に渡り均一なパルス放電が得られる。
ここで、従来の紫外光予備電離に比べて、陰極
はメツシユ陰極２に換つて平板陰極１７を用いて
いるため、摩耗することはなく、また背面冷却も
可能となるので、寿命問題はなくなる。予備放電
用電極についても、誘電体電極を用いているた
め、その寿命は半永久的となる。また電極の摩耗
がないために、レーザガスが汚されることはな
く、長時間にわたる封じ切り動作が可能となる。
更に交流放電は定常的に行なわれているため、予
備電離放電と主放電の遅れ時間を考慮する必要が
なく、トリガー機構が簡略化され、特に高速繰り
返しに向く。
はメツシユ陰極２に換つて平板陰極１７を用いて
いるため、摩耗することはなく、また背面冷却も
可能となるので、寿命問題はなくなる。予備放電
用電極についても、誘電体電極を用いているた
め、その寿命は半永久的となる。また電極の摩耗
がないために、レーザガスが汚されることはな
く、長時間にわたる封じ切り動作が可能となる。
更に交流放電は定常的に行なわれているため、予
備電離放電と主放電の遅れ時間を考慮する必要が
なく、トリガー機構が簡略化され、特に高速繰り
返しに向く。
放電領域を拡大したい場合は、放電断面に沿つ
て、誘電体電極の並べる数を増やせばよいわけ
で、その意味で自由度が大きい。
て、誘電体電極の並べる数を増やせばよいわけ
で、その意味で自由度が大きい。
上記実施例においては、陰極１７の近傍に誘電
体電極１８を配設した場合を示したが、陽極１の
近傍に配設しても同様の効果が得られる。
体電極１８を配設した場合を示したが、陽極１の
近傍に配設しても同様の効果が得られる。
第５図はこの発明の他の実施例の平面図で誘電
体電極１８を光軸２２と直交する方向に並べた場
合の、陰極部分のみを示した平面図、第６図はそ
の側面図で、レーザの放電長が長く、光軸方向に
沿つて長い誘電体電極を設置できないとき、この
構成が有効である。
体電極１８を光軸２２と直交する方向に並べた場
合の、陰極部分のみを示した平面図、第６図はそ
の側面図で、レーザの放電長が長く、光軸方向に
沿つて長い誘電体電極を設置できないとき、この
構成が有効である。
また、第７図は更に他の実施例の平面図で誘電
体電極として、多くの穴を有する金属板に、ガラ
スライニングを施したものを用いた陰極部分のみ
を示した平面図、第８図はその側面図で、２３は
数多くの速孔２５を有し、交流高電圧が印加され
る金属平板、２４は金属平板を包む誘電体で、先
に示した誘電体電極１８と同様の機能を持つ。
体電極として、多くの穴を有する金属板に、ガラ
スライニングを施したものを用いた陰極部分のみ
を示した平面図、第８図はその側面図で、２３は
数多くの速孔２５を有し、交流高電圧が印加され
る金属平板、２４は金属平板を包む誘電体で、先
に示した誘電体電極１８と同様の機能を持つ。
この発明はレーザガスの気流を挾んで相対向す
るように配設されパルス状の直流高電圧が印加さ
れてグロー放電を生成する陽極と陰極、および上
記レーザガスの気流中で、陽極または陰極の近傍
に位置してその放電面全体を覆うように配設され
常に交流高電圧が印加されて上記陽極および陰極
との間で無声放電を生成する冷却機能を具えた誘
電体電極を備えたもので、主放電が行われる放電
区間全域がイオン化されて電極全域にわたり均一
なパルス放電が得られ、電極寿命を延ばし、トリ
ガー機構を簡略化し、さらには電極の摩耗物によ
るレーザガスの汚れを防ぎ、レーザガスの封じ切
りが可能となる。
るように配設されパルス状の直流高電圧が印加さ
れてグロー放電を生成する陽極と陰極、および上
記レーザガスの気流中で、陽極または陰極の近傍
に位置してその放電面全体を覆うように配設され
常に交流高電圧が印加されて上記陽極および陰極
との間で無声放電を生成する冷却機能を具えた誘
電体電極を備えたもので、主放電が行われる放電
区間全域がイオン化されて電極全域にわたり均一
なパルス放電が得られ、電極寿命を延ばし、トリ
ガー機構を簡略化し、さらには電極の摩耗物によ
るレーザガスの汚れを防ぎ、レーザガスの封じ切
りが可能となる。
これにより、工業的応用において重要である数
百〜数ＫHz高速繰り返し状態における連続運転が
可能となり、装置の高性能化を図ることができ
る。
百〜数ＫHz高速繰り返し状態における連続運転が
可能となり、装置の高性能化を図ることができ
る。
第１図は従来のパルスレーザ発振器の縦断面
図、第２図は第１図―よりみた横断面図、第
３図はこの発明の一実施例の縦断面図、第４図は
第３図―線よりみた横断面図、第５図はこの
発明の他の実施例の要部拡大平面図、第６図はそ
の側面図、第７図はこの発明の他の実施例の要部
拡大平面図、第８図はその側面図である。 図において、１は平面電極、２はメツシユ電
極、４は放電安定化抵抗、８は充電用直流高圧電
源、９は主放電用ギヤツプスイツチ、１０は主放
電用コンデンサー、１２はトリガー発生装置、１
３は放電励起部、１４はレーザガス、１５は全反
射鏡、１６は部分反射鏡、１７は平板陰極、１８
は誘電体電極、１９は給電線、２０は冷却水、２
１は交流高圧電源、２２は光軸、２３は金属平
板、２４は誘電体、２５は透孔である。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。
図、第２図は第１図―よりみた横断面図、第
３図はこの発明の一実施例の縦断面図、第４図は
第３図―線よりみた横断面図、第５図はこの
発明の他の実施例の要部拡大平面図、第６図はそ
の側面図、第７図はこの発明の他の実施例の要部
拡大平面図、第８図はその側面図である。 図において、１は平面電極、２はメツシユ電
極、４は放電安定化抵抗、８は充電用直流高圧電
源、９は主放電用ギヤツプスイツチ、１０は主放
電用コンデンサー、１２はトリガー発生装置、１
３は放電励起部、１４はレーザガス、１５は全反
射鏡、１６は部分反射鏡、１７は平板陰極、１８
は誘電体電極、１９は給電線、２０は冷却水、２
１は交流高圧電源、２２は光軸、２３は金属平
板、２４は誘電体、２５は透孔である。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。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ レーザガスの気流を挾んで相対向するように
配設され、パルス状の直流高電圧が印加されてグ
ロー放電を生成する陽極と陰極、および上記レー
ザガスの気流中で陽極または陰極の近傍に位置し
てその放電面全体を覆うように配設され、常に交
流電圧が印加されて上記陽極及び陰極との間で同
時にかつ、上記レーザガス気流中で無声放電を生
成する誘電体電極を備えたパルスレーザ発振器。 ２ 誘電体電極は棒状に形成された誘電体電極が
レーザ光軸方向またはレーザ光軸方向と交差する
方向に複数本配列されている構成とした特許請求
の範囲第１項記載のパルスレーザ発振器。 ３ 誘電体電極が複数の透孔が形成されている平
板状に構成されたものである特許請求の範囲第１
項記載のパルスレーザ発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14568081A JPS5848485A (ja) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | パルスレ−ザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14568081A JPS5848485A (ja) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | パルスレ−ザ発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5848485A JPS5848485A (ja) | 1983-03-22 |
| JPS6342425B2 true JPS6342425B2 (ja) | 1988-08-23 |
Family
ID=15390599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14568081A Granted JPS5848485A (ja) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | パルスレ−ザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5848485A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6190486A (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-08 | Mitsubishi Electric Corp | 放電励起型短パルスレ−ザ装置 |
| JPS61116888A (ja) * | 1984-11-12 | 1986-06-04 | Mitsubishi Electric Corp | 放電励起型短パルスレ−ザ装置 |
| JPS61188982A (ja) * | 1985-02-18 | 1986-08-22 | Mitsubishi Electric Corp | 放電励起型短パルスレ−ザ装置 |
| JPS61104683A (ja) * | 1984-10-29 | 1986-05-22 | Toshiba Corp | ガスレ−ザ発振装置 |
| JPS61137380A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-25 | Toshiba Corp | 横励起形ガスレ−ザ発振装置 |
| JPH0220362U (ja) * | 1988-07-27 | 1990-02-09 | ||
| US5205888A (en) * | 1990-07-03 | 1993-04-27 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Process for producing carbon fiber reinforced carbon materials |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5810872B2 (ja) * | 1973-05-23 | 1983-02-28 | 株式会社東芝 | レ−ザハツセイソウチ |
| AT337583B (de) * | 1975-09-24 | 1977-07-11 | Smolka & Co Wiener Metall | Sicherheitsskibindung |
| JPS5340878A (en) * | 1976-09-27 | 1978-04-13 | Yazaki Corp | Wiring head |
| JPS6026310B2 (ja) * | 1977-07-26 | 1985-06-22 | 三菱電機株式会社 | ガスレ−ザ装置 |
| JPS54118792A (en) * | 1978-03-08 | 1979-09-14 | Komatsu Mfg Co Ltd | Method of modulating output of laser |
| AT361984B (de) * | 1978-11-03 | 1981-04-10 | Voest Alpine Ag | Pulsweise arbeitender, transversal elektrisch angeregter atmosphaerendruck-gaslaser (tea-laser) |
| JPS5680190A (en) * | 1979-12-05 | 1981-07-01 | Mitsubishi Electric Corp | Gas laser device |
-
1981
- 1981-09-16 JP JP14568081A patent/JPS5848485A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5848485A (ja) | 1983-03-22 |
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