JPS637038B2 - - Google Patents
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- JPS637038B2 JPS637038B2 JP54150891A JP15089179A JPS637038B2 JP S637038 B2 JPS637038 B2 JP S637038B2 JP 54150891 A JP54150891 A JP 54150891A JP 15089179 A JP15089179 A JP 15089179A JP S637038 B2 JPS637038 B2 JP S637038B2
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
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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
- H01S3/0975—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive excitation
-
- 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
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
-
- 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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- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は無声放電式ガスレーザ装置の改良に
関するものである。
関するものである。
第１図は従来の無声放電式ガスレーザ装置の縦
断面図で、レーザ光軸と平行にガスを流す形式の
レーザ装置である。図において、１は誘電体より
なる放電管、２−１，２−２は放電管１の外表面
に密着して設けられた一対の電極、４は高周波電
源、５は全反射鏡、６は部分反射鏡、７，８は送
気管、９は送風機、１０は熱交換器である。
断面図で、レーザ光軸と平行にガスを流す形式の
レーザ装置である。図において、１は誘電体より
なる放電管、２−１，２−２は放電管１の外表面
に密着して設けられた一対の電極、４は高周波電
源、５は全反射鏡、６は部分反射鏡、７，８は送
気管、９は送風機、１０は熱交換器である。
CO2レーザを例にとつて第１図の装置の動作を
説明する。放電管１内には、CO2、N2、Heの混
合ガスが圧力数10torrで充填され送風機９により
矢印Ａ方向に循還している。電極２−１，２−２
間には高周波電源４より数10〜数100KHz、数kV
の高周波電圧が印加され、放電管１内に放電が起
る。この放電は両電極間に誘電体（放電管１の壁
面）が介在したもので、無声放電と呼ばれるもの
である。この放電によりガス中のCO2分子が励起
され、全反射鏡５と部分反射鏡６で構成される共
振器内でレーザ発振が起り、レーザ光の一部は部
分反射鏡６より外部に矢印Ｂに示すようにとり出
される。放電によりガス温度が上昇するとレーザ
発振が不可能になるので、送風機９によりガスを
矢印方向に循環させて熱交換器１０で冷却し、放
電管１内のガス温度を所定の値以下に保つように
構成されている。
説明する。放電管１内には、CO2、N2、Heの混
合ガスが圧力数10torrで充填され送風機９により
矢印Ａ方向に循還している。電極２−１，２−２
間には高周波電源４より数10〜数100KHz、数kV
の高周波電圧が印加され、放電管１内に放電が起
る。この放電は両電極間に誘電体（放電管１の壁
面）が介在したもので、無声放電と呼ばれるもの
である。この放電によりガス中のCO2分子が励起
され、全反射鏡５と部分反射鏡６で構成される共
振器内でレーザ発振が起り、レーザ光の一部は部
分反射鏡６より外部に矢印Ｂに示すようにとり出
される。放電によりガス温度が上昇するとレーザ
発振が不可能になるので、送風機９によりガスを
矢印方向に循環させて熱交換器１０で冷却し、放
電管１内のガス温度を所定の値以下に保つように
構成されている。
このように構成された従来装置においては、レ
ーザ発振を効率的に行なわせるために必要な高い
放電密度を得るには、電源の周波数を数10KHz以
上に高くする必要があり、それに伴なつて高周波
数電源の変換電力効率が低下し、製作費も高くな
るという欠点がある。更に従来装置の電極配置で
は、第２図ａに示すように放電管内の放電密度の
分布が面対称となり、高い放電密度が得難いとい
う欠点があつた。
ーザ発振を効率的に行なわせるために必要な高い
放電密度を得るには、電源の周波数を数10KHz以
上に高くする必要があり、それに伴なつて高周波
数電源の変換電力効率が低下し、製作費も高くな
るという欠点がある。更に従来装置の電極配置で
は、第２図ａに示すように放電管内の放電密度の
分布が面対称となり、高い放電密度が得難いとい
う欠点があつた。
この発明は上記従来装置の欠点の改善を目的と
してなされたもので、電極を放電管の周囲に光軸
方向に延在し、光軸方向に対して軸対称に配設す
るとともに多相電源で駆動することにより、放電
管内の放電を軸対称で中央が高密度の分布となる
ように構成し、もつて単一モードのレーザ発振を
効率よく行なわせるようにしたものである。
してなされたもので、電極を放電管の周囲に光軸
方向に延在し、光軸方向に対して軸対称に配設す
るとともに多相電源で駆動することにより、放電
管内の放電を軸対称で中央が高密度の分布となる
ように構成し、もつて単一モードのレーザ発振を
効率よく行なわせるようにしたものである。
第１図の従来装置とこの発明の装置と異なると
ころは、放電電極の構成と電源であるから、この
点について更に詳しく比較説明を行なう。
ころは、放電電極の構成と電源であるから、この
点について更に詳しく比較説明を行なう。
第２図ｂは従来の単相放電の駆動状態を示す図
で、放電電極間に印加する高周波電圧V12と放電
期間とを示す。この場合放電期間は図示のように
間欠的となる。
で、放電電極間に印加する高周波電圧V12と放電
期間とを示す。この場合放電期間は図示のように
間欠的となる。
第３図ａはこの発明の一実施例の断面図、同図
ｂはその駆動状態を示す図で、この例は三相放電
の場合を示したものである。
ｂはその駆動状態を示す図で、この例は三相放電
の場合を示したものである。
図において、２−１，２−２，２−３は誘電体
よりなる放電管１の外表面に軸対称に密着して設
けられ、光軸方向に延在する３個の電極、４は三
相の高周波電源で、電源４より三相対称の高周波
電圧が各電極に供給される。
よりなる放電管１の外表面に軸対称に密着して設
けられ、光軸方向に延在する３個の電極、４は三
相の高周波電源で、電源４より三相対称の高周波
電圧が各電極に供給される。
第３図ｂにおいて、V1，V2，V3はそれぞれ電
極２−１，２−２，２−３の対地電位で、これら
の電位差によつて各電極間電圧が決まり、その電
圧が放電開始電圧を越えている期間、電極間に放
電が起る。各電極間の放電期間はそれぞれ図に示
した通りである。
極２−１，２−２，２−３の対地電位で、これら
の電位差によつて各電極間電圧が決まり、その電
圧が放電開始電圧を越えている期間、電極間に放
電が起る。各電極間の放電期間はそれぞれ図に示
した通りである。
放電状態は第３図ａおよびｂから理解されるよ
うに、光軸上のいかなる断面においても放電が回
転するように時間的に移動して行くので、放電密
度は軸対称に近い分布となるとともに、光軸上の
いかなる断面においても、中央部分の放電密度が
周辺部より大きくなる。
うに、光軸上のいかなる断面においても放電が回
転するように時間的に移動して行くので、放電密
度は軸対称に近い分布となるとともに、光軸上の
いかなる断面においても、中央部分の放電密度が
周辺部より大きくなる。
この三相放電の場合は、従来の単相放電の場合
に比べて、同じ電圧、同じ周波数においては放電
管内の放電密度が1.5〜３倍（電圧波形、電圧ピ
ーク等により異なる）に増加するので、所定の放
電密度を得るために必要な周波数は単相の場合よ
り低減できることになる。
に比べて、同じ電圧、同じ周波数においては放電
管内の放電密度が1.5〜３倍（電圧波形、電圧ピ
ーク等により異なる）に増加するので、所定の放
電密度を得るために必要な周波数は単相の場合よ
り低減できることになる。
第４図ａはこの発明の他の実施例の断面図、同
図ｂはその駆動状態を示す図で、この例は六相放
電の場合を示す。図において、２−１〜２−６は
誘電体よりなる放電管１の外表面に軸対称に密着
して設けられた６個の電極、４は六相の高周波電
源で、六相対称の高周波電圧が各電極に供給され
る。放電密度の増加は三相放電の場合と同様であ
るが、放電の軸対称性は三相放電の場合より更に
向上する。
図ｂはその駆動状態を示す図で、この例は六相放
電の場合を示す。図において、２−１〜２−６は
誘電体よりなる放電管１の外表面に軸対称に密着
して設けられた６個の電極、４は六相の高周波電
源で、六相対称の高周波電圧が各電極に供給され
る。放電密度の増加は三相放電の場合と同様であ
るが、放電の軸対称性は三相放電の場合より更に
向上する。
第５図はレーザ光軸と直交してガスを流す形式
（第１図〜第４図に示したレーザ装置はレーザ光
軸とガス流方向が平行）のCO2レーザ装置にこの
発明を適用した一実施例の放電管の構成を示す側
面図、第６図はその断面図で、２−１〜２−３は
金属管電極で、その外表面はそれぞれ誘電体３で
おおわれており、軸対称に、かつ平行に配設され
る。また各電極管内には絶縁性の液体が流されて
冷却されている。電極管の軸方向に全反射鏡５と
部分反射鏡６が配置され、光共振器が構成されて
いる。ガスは矢印Ａで示すように電極管の軸、及
びレーザ光軸に対して直交して流れている。なお
ガスは送風機（図示されていない）で循環され、
熱交換器（図示されていない）で冷却されるのは
平行形の場合と同様である。電極管２−１，２−
２，２−３には三相高周波電源４より三相対称の
高周波電圧が供給される。このように三相放電を
用いることにより、放電密度が増加し、軸対称性
が向上するのは第３図に示した実施例と同様であ
る。
（第１図〜第４図に示したレーザ装置はレーザ光
軸とガス流方向が平行）のCO2レーザ装置にこの
発明を適用した一実施例の放電管の構成を示す側
面図、第６図はその断面図で、２−１〜２−３は
金属管電極で、その外表面はそれぞれ誘電体３で
おおわれており、軸対称に、かつ平行に配設され
る。また各電極管内には絶縁性の液体が流されて
冷却されている。電極管の軸方向に全反射鏡５と
部分反射鏡６が配置され、光共振器が構成されて
いる。ガスは矢印Ａで示すように電極管の軸、及
びレーザ光軸に対して直交して流れている。なお
ガスは送風機（図示されていない）で循環され、
熱交換器（図示されていない）で冷却されるのは
平行形の場合と同様である。電極管２−１，２−
２，２−３には三相高周波電源４より三相対称の
高周波電圧が供給される。このように三相放電を
用いることにより、放電密度が増加し、軸対称性
が向上するのは第３図に示した実施例と同様であ
る。
多相放電としては三相或いは六相に限られるも
のではないが、三相は高周波電源の製作上最も簡
単である上に、効果が大きいので実用上重要であ
り、又六相は三相の高周波電源から変圧器による
極性変換により簡単に六相になるのでこれも実用
上重要である。
のではないが、三相は高周波電源の製作上最も簡
単である上に、効果が大きいので実用上重要であ
り、又六相は三相の高周波電源から変圧器による
極性変換により簡単に六相になるのでこれも実用
上重要である。
この発明は、光軸方向に延在し、レーザ光軸に
対して軸対称となるように配設された３個以上の
電極に、多相高周波電圧を印加して無声放電を起
させるように構成したことを特徴とするもので、
放電密度を単相放電の場合より高くでき、また放
電密度分布に有利となるなど実用上大きな効果が
得られる。
対して軸対称となるように配設された３個以上の
電極に、多相高周波電圧を印加して無声放電を起
させるように構成したことを特徴とするもので、
放電密度を単相放電の場合より高くでき、また放
電密度分布に有利となるなど実用上大きな効果が
得られる。
第１図は従来の無声放電式ガスレーザ装置の縦
断面図、第２図ａはその−線よりみた断面
図、同図ｂは駆動状態を示す図、第３図ａはこの
発明の一実施例の断面図、同図ｂはその動作状態
を示す図、第４図ａはこの発明の他の実施例の断
面図、同図ｂはその動作状態の説明図、第５図は
この発明の更に他の実施例の要部の側面図、第６
図は第５図の−線よりみた断面図である。 図において、１は放電管、２−１〜２−６は電
極、３は誘電体層、４は多相電源、５は反射鏡、
６は部分反射鏡、７，８は送気管、９は送風機、
１０は熱交換器である。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。
断面図、第２図ａはその−線よりみた断面
図、同図ｂは駆動状態を示す図、第３図ａはこの
発明の一実施例の断面図、同図ｂはその動作状態
を示す図、第４図ａはこの発明の他の実施例の断
面図、同図ｂはその動作状態の説明図、第５図は
この発明の更に他の実施例の要部の側面図、第６
図は第５図の−線よりみた断面図である。 図において、１は放電管、２−１〜２−６は電
極、３は誘電体層、４は多相電源、５は反射鏡、
６は部分反射鏡、７，８は送気管、９は送風機、
１０は熱交換器である。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 電極間を流れるガス中に誘電体を介して発生
させた無声放電により上記ガスを励起させてレー
ザ光をとり出すように構成されたガスレーザ装置
において、レーザ光軸方向に延在し、かつ光軸に
対して軸対称に配設された３個以上の電極と、こ
れらの電極間に放電電圧を印加する３相以上の多
相高周波電源とを備えたことを特徴とする無声放
電ガスレーザ装置。 ２ ３個の電極を３相の高周波電源で駆動する構
成とした特許請求の範囲第１項記載の無声放電ガ
スレーザ装置。 ３ ６個の電極を６相の高周波電源で駆動する構
成とした特許請求の範囲第１項記載の無声放電ガ
スレーザ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15089179A JPS5673484A (en) | 1979-11-21 | 1979-11-21 | Voiceless discharge gas laser device |
| US06/206,606 US4375690A (en) | 1979-11-21 | 1980-11-13 | Multi-phase silent discharge gas laser apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15089179A JPS5673484A (en) | 1979-11-21 | 1979-11-21 | Voiceless discharge gas laser device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5673484A JPS5673484A (en) | 1981-06-18 |
| JPS637038B2 true JPS637038B2 (ja) | 1988-02-15 |
Family
ID=15506632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15089179A Granted JPS5673484A (en) | 1979-11-21 | 1979-11-21 | Voiceless discharge gas laser device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4375690A (ja) |
| JP (1) | JPS5673484A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0291031U (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-19 | ||
| JPH0291032U (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-19 |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3136447A1 (de) * | 1981-09-14 | 1983-03-24 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Laser des te-typs, insbesondere hochenergielaser |
| US4464760A (en) * | 1982-04-20 | 1984-08-07 | Sutter Jr Leroy V | Elongated chambers for use in combination with a transversely excited gas laser |
| US4620306A (en) * | 1982-07-30 | 1986-10-28 | Sutter Jr Leroy V | Elongated chambers for use in combination with a transversely excited gas laser |
| JPS6037189A (ja) * | 1983-08-09 | 1985-02-26 | Mitsubishi Electric Corp | 無声放電励起同軸型レ−ザ発振器 |
| US4596018A (en) * | 1983-10-07 | 1986-06-17 | Minnesota Laser Corp. | External electrode transverse high frequency gas discharge laser |
| FR2554983A1 (fr) * | 1983-11-16 | 1985-05-17 | Comp Generale Electricite | Cathode creuse pour laser a gaz et laser en faisant application |
| FR2575339B2 (fr) * | 1983-11-16 | 1987-01-16 | Comp Generale Electricite | Cathode creuse pour laser a vapeur metallique et laser en faisant application |
| FR2554982B1 (fr) * | 1983-11-16 | 1986-02-21 | Comp Generale Electricite | Cathode creuse pour laser a vapeur metallique et laser en faisant application |
| JPS60169178A (ja) * | 1984-02-13 | 1985-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | ガスレ−ザ装置 |
| JPS60178681A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | Mitsubishi Electric Corp | ガスレ−ザ装置 |
| JPS60178686A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | Mitsubishi Electric Corp | ガスレ−ザ装置 |
| DE3422525A1 (de) * | 1984-06-16 | 1986-02-13 | Trumpf GmbH & Co, 7257 Ditzingen | Gefalteter co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-laser |
| DE3428653C2 (de) * | 1984-08-03 | 1994-06-01 | Trumpf Gmbh & Co | Quergeströmter CO¶2¶-Laser |
| DE8526361U1 (de) * | 1985-09-14 | 1986-01-02 | Trumpf GmbH & Co, 7257 Ditzingen | Gas-Laser |
| EP0183023B1 (de) * | 1984-11-24 | 1991-02-20 | Trumpf GmbH & Co | Gas-Laser mit Quereinkopplung von Hochfrequenzenergie |
| US4800567A (en) * | 1986-01-29 | 1989-01-24 | Fanuc Ltd | High-frequency-discharge excited gas laser |
| JPS6398175A (ja) * | 1986-10-14 | 1988-04-28 | Fanuc Ltd | レ−ザ装置 |
| JPH0682875B2 (ja) * | 1986-10-15 | 1994-10-19 | フアナツク株式会社 | 高周波放電励起レ−ザ装置 |
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| US6137818A (en) * | 1998-09-04 | 2000-10-24 | Excitation Llc | Excitation of gas slab lasers |
| DE19936955A1 (de) | 1999-08-05 | 2001-02-15 | Trumpf Lasertechnik Gmbh | Gaslaser |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4825275A (ja) * | 1971-08-04 | 1973-04-02 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6026310B2 (ja) * | 1977-07-26 | 1985-06-22 | 三菱電機株式会社 | ガスレ−ザ装置 |
-
1979
- 1979-11-21 JP JP15089179A patent/JPS5673484A/ja active Granted
-
1980
- 1980-11-13 US US06/206,606 patent/US4375690A/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| JPS4825275A (ja) * | 1971-08-04 | 1973-04-02 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0291032U (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5673484A (en) | 1981-06-18 |
| US4375690A (en) | 1983-03-01 |
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|---|---|---|
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