JPS6396976A - 高周波放電励起レ−ザ - Google Patents

高周波放電励起レ−ザ

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JPS6396976A
JPS6396976A JP24207286A JP24207286A JPS6396976A JP S6396976 A JPS6396976 A JP S6396976A JP 24207286 A JP24207286 A JP 24207286A JP 24207286 A JP24207286 A JP 24207286A JP S6396976 A JPS6396976 A JP S6396976A
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JP
Japan
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laser
matching circuit
high frequency
tube
coaxial cable
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JP24207286A
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Inventor
Akira Egawa
明 江川
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Priority to DE3752083T priority patent/DE3752083T2/de
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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
    • H01S3/0975Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive excitation

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  • 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高周波放電励起レーザに関し、特に、電源装置
からの高周波電力が同軸ケーブルを介してレーザ管に供
給されている高周波放電励起レーザに関する。
〔従来の技術〕
第4図は従来の高周波放電励起レーザの一例を概略的に
示す回路図である。
第4図に示されるように、従来の高周波放電励起レーザ
は、概略すると、高周波電源101、同軸ケーブル10
3、マツチング回路102、および、レーザ管104を
具備している。高周波電源101は、電源装置105内
に配設されていてレーザ管104に印加する高周波電圧
を出力するものである。この高周波電源101の出力電
圧は、同軸ケーブル103を介してレーザ出力装置10
6内に設けられたマツチング回路102に伝達される。
ここで、同軸ケーブル103が高周波電源101とマツ
チング回路102との間に挿入されるでいるが、これは
、例えば、同軸ケーブルの特性インピーダンスが50Ω
または75Ωであるため、インピーダンスの低い高周波
電源101の出力側に接続しないと完全に整合をとるこ
とができないためである。
マツチング回路102は同軸ケーブル103を介した高
周波電源101の出力インピーダンスz6°とレーザ管
104のインピーダンスzL゛とを整合させ、・高周波
電源101の出力電圧をレーザ管104に効率よく伝達
するためのものである。
このマツチング回路102は、同軸ケーブル103の内
部導体131と外部導体132とに並列に接続されたコ
ンデンサ121、レーザ管の2つの電極143aおよび
143bに接続されたコンデンサ123、および、同軸
ケーブルの内部導体131とレーザ管の電極143aと
の間に直列に接続されたコイル122で構成されたπ型
でありマツチング回路の例である。
この従来の高周波放電励起レーザは、電極143aおよ
び143bに印加した高周波電圧でセラミック管141
の内部142に放電を生じさせ、この放電によりセラミ
ック管の内部142の炭酸ガス(実際には、Go、、N
、、Heの混合気体)を励起するようになされている。
すなわち、この高周波放電励起レーザは、COz分子を
高準位の振動状態に励起し、この高準位の分子振動状態
から低準位の分子振動状態に遷移する過程において、C
Oを分子が放出する光をレーザ管104の両側に平行に
設けた2枚の反射鏡(図示しない)で反射して共振させ
、その一部の光をレーザ出力として取り出すものである
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述したように、従来の高周波放電励起レーザは、電源
装置105内に配設された高周波電源101からの出力
電圧は同軸ケーブル103でレーザ出力装置106内に
設けられたマツチング回路102まで伝達され、そして
、マツチング回路102で整合された高周波電源101
の出力電圧がレーザ管104に印加されるようになされ
ている。
ところで、レーザ管104およびマツチング回路102
が設けられたレーザ出力装置106は、例えば、産業用
ロボットのアーム部分等に位置するものであるため、経
年変化等により高周波放電励起レーザを調整する必要が
生じた場合には、電源装置105内に配設された高周波
電源101を調整するだけでなく、例えば、産業用ロボ
ットのアーム部分等に位置するレーザ出力装置106内
のマツチング回路102をも調整しなければならず、メ
インテナンスの面で問題があった。
また、マツチング回路102がレーザ管104の位置に
設けられていると、ノイズを発生するループが大きくな
り、このノイズを遮断するためにはレーザ出力装置10
6の外側を完全にシールドしなければならず、例えば、
このレーザ出力装置106が設けられた産業用ロボット
のアーム部分の構造が複雑あるいは重量が増大する等の
問題があった・ 本発明は、上述した従来形の高周波放電励起レーザにお
ける問題点に鑑み、高周波電源が設けられた電源装置内
にマツチング回路を設け、このマツチング回路の出力と
レーザ管とを同軸ケーブルで接続するように構成するこ
とによって、メインテナンスを簡単に行うと共にレーザ
管の配設個所の構造を簡単軽量さらに信頼の向上を計る
ことを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図は本発明に係る高周波放電励起レーザの原理を示
すブロック図である。
本発明によれば、電源装置5内に配設され、高周波電圧
を出力する高周波電源1と、前記電源装置5内に設けら
れ、前記高周波電源1の出力電圧が印加されたマツチン
グ回路2と、該マツチング回路2の出力に一方の端が接
続された同軸ケーブル3と、該同軸ケーブル3の他方の
端に接続され、レーザ光を発生するレーザ管4と、を具
備する高周波放電励起レーザが提供される。
〔作 用〕
上述した構成を有する本発明の高周波放電励起レーザに
よれば、高周波電源1が配設された電源装置5内にはマ
ツチング回路2が設けられ、このマツチング回路2の出
力とレーザ管4との間は同軸ケーブル3で接続される。
このように、マツチング回路2は高周波電源1が配設さ
れた電源装置5内に設けられるため、メインテナンスを
簡単に行うと共にレーザ管の配役個所の構造を簡単にす
ることができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明に係る高周波放電励起レー
ザの一実施例を説明する。
第2図は本発明の高周波放電励起レーザの一実施例を概
略的に示す回路図である。
第2図に示されるように、本発明の高周波放電励起レー
ザの一実施例は、例えば、数MHzの周波数の電圧をレ
ーザ管4の2つの電極43aと43bとの間に印加して
レーザ出力を得るものであり、概略すると、高周波電源
1、マツチング回路2、同軸ケーブル3、および、レー
ザ管4を具備している。高周波電源1は電源装置5内に
配設され、例えば、数百ボルトの高周波電圧を出力する
もので、この出力電圧は電源装置5内に設けられたマツ
チング回路2の入力に印加されている。
マツチング回路2の出力には同軸ケーブル3の一方の端
が接続され、また、同軸ケーブル3の他方の端はレーザ
管4に接続されている。
マツチング回路2は、たとえば高周波電源1の出力に並
列に接続されたコンデンサ21、同軸ケーブル3の内部
導体31と外部導体32とに並列にに接続されたコンデ
ンサ23、および、高周波電源1の一方の出力と同軸ケ
ーブル3の内部導体31との間に直列に接続されたコイ
ル22で構成されたπ型マツチング回路である。このπ
型マツチング回路2は、高周波電源1が配設された電源
装置5内に設けられているため、経年変化等により高周
波放電励起レーザの調整を必要とする場合でも、電源装
置5側だけを分解して調整すればよい。
マツチング回路2は、高周波電源1の出力インピーダン
スZ1と同軸ケーブル3を介したレーザ管4のインピー
ダンスZLとを整合させるためのものであるが、レーザ
管2のインピーダンスZLは、レーザ光の出力状態等に
より、例えば、500Ω〜3にΩまで変化するので、こ
のレーザ管4のインピーダンスZLとマツチング回路2
の出力インピーダンスZ2との整合は完全に一致させる
ことはできない。さらに、同軸ケーブル3の特性インピ
ーダンスZ。は、例えば、50Ωまたは75Ωであり、
レーザ管2のインピーダンスzLとは大きく異なる。し
かし、たとえレーザ管4のインピーダンスZLとマツチ
ング回路2の出力インピーダンスZ8および同軸ケーブ
ル3の特性インピーダンスZ−との整合が完全に行えず
にレーザ管4側から同軸ケーブル3を介してマツチング
回路2側に高周波電圧が反射したとしても、その反射し
た高周波電圧は再び同軸ケーブル3を介してレーザ管4
側に反射されることになるので高周波電源1の出力電力
は高効率でレーザ管4に供給されることになる。
レーザ管4はレーザ出力装置6内に配設され、たとえば
石英ガラスで形成された管42、および、石英ガラス管
42の上下に設けられた電極43a。
43bを具備している。高周波電源1の出力電圧はマツ
チング回路2で昇圧され、同軸ケーブル3を介してレー
ザ管4の電極43aおよび43bに印加されるが、この
レーザ管の電極43aおよび43bに印加される高周波
電圧によって、石英ガラス管41の内部42では、高周
波放電が生じることになる。このグロー放電により石英
ガラス管の内部42の炭酸ガス(実際には、cot、N
t。
Heの混合気体)が励起される。すなわち、石英ガラス
管の内部42のCO2分子は高準位の振動状態に励起さ
れ、この高準位の分子振動状態から低準位の分子振動状
態にi2移する過程において、CO□分子は所定の波長
の光を放出する。この光はレーザ管4の両側に平行に設
けられた2枚の反射鏡(図示しない)で共振させられ、
その一部の光がレーザ出力として取り出されることにな
る。
このように、例えば、産業用ロボットのアーム等に位置
するレーザ出力装置6には、レーザ管4だけしか配設さ
れていないため、ノイズを発生するループはレーザ管4
の両電極43aおよび43bと同軸ケーブル3との接続
個所だけと小さい、そのため、レーザ出力装置6からの
ノイズは殆ど発生することがなく、レーザ出力装置6の
外側を完全にシールドしなくてもよい、そのため、例え
ば、レーザ出力装置6が設けられた産業用ロボットのア
ーム部分を複雑な構造とする必要がない。
第3図は本発明の高周波放電励起レーザの他の実施例を
概略的に示す回路図である。
この第3図に示す高周波放電励起レーザは、前記した第
2図の高周波放電励起レーザにおいて、同軸ケーブル3
をマツチング回路2のコンデンサ23として使用するも
のである。すなわち、例えば、同軸ケーブル3の長さが
3メートルで、その容量が 300p Fとすると、こ
の300p Fのコンデンサ23がレーザ管4側に設け
られていると仮定してマツチング回路2におけるコンデ
ンサ21およびコイル22の値を決定することになる。
このように、同軸ケーブル3をマツチング回路2のコン
デンサ23として使用すると、マツチング回路2のレー
ザ管4側の容量Q、を最小の値とすることができ、本実
施例のように、高周波電源1の出力インピーダンスZ、
が小さく、レーザ管4のインピーダンスZLが大きく、
しかも、レーザ管4に印加する電圧が高電圧の場合には
、マツチング回路2のコンデンサ21の容量Q、の値を
小さくすることができるので非常に有効である。すなわ
ち、高耐圧で容量Q1の値が大きいコンデンサ21は、
製造および入手することが困難であるが、同軸ケーブル
3をマツチング回路2のコンデンサ23として使用すれ
ば、第2図の実施例のようにコンデンサ23をマツチン
グ回路2に設けたときよりもコンデンサ21の容量Q、
を小さくすることができる。この高周波放電励起レーザ
の実施例における他の構成および動作は第2図の高周波
放電励起レーザの実施例と同様であるため、その説明は
省略する。
上述した実施例において、マツチング回路2はπ型マツ
チング回路として説明したが、本発明の高周波放電励起
レーザのマツチング回路2はπ型のマツチング回路に限
定されるものではない、また、本発明の高周波放電励起
レーザは、炭酸ガスレーザのみならず、)(e−Ne、
Co (−酸化炭素)、エキシマ等の他の全てのガスレ
ーザに適用することが可能である。
〔発明の効果〕
以上、詳述したように、本発明に係る高周波放電励起レ
ーザは、高周波電源が配設された電源装置内にマツチン
グ回路を設け、このマツチング回路の出力とレーザ管と
を同軸ケーブルで接続するように構成することによって
、メインテナンスを簡単に行うと共にレーザ管の配設個
所の構造を簡単軽量かつ部品数の低減による信頼性の向
上を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る高周波放電励起レーザの原理を示
すブロック図、 第2図は本発明の高周波放電励起レーザの一実施例を概
略的に示す回路図、 第3図は本発明の高周波放電励起レーザの他の実施例を
概略的に示す回路図、 第4図は従来の高周波放電励起レーザの一例を概略的に
示す回路図である。 (符号の説明) l・・・高周波電源、 2・・・マツチング回路、 3・・・同軸ケーブル、 4・・・レーザ管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電源装置内に設けられ、高周波電圧を出力する高周
    波電源と、 前記電源装置内に配設され、前記高周波電源の出力電圧
    が印加されたマッチング回路と、 該マッチング回路の出力に一方の端が接続された同軸ケ
    ーブルと、 該同軸ケーブルの他方の端に接続され、レーザ光を発生
    するレーザ管と、 を具備する高周波放電励起レーザ。 2、前記同軸ケーブルは、前記マッチング回路のリアク
    タンス素子として機能することを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載の高周波放電励起レーザ。 3、前記マッチング回路は、インダクタンス素子および
    キャパシタンス素子等によるリアクタンス回路網によっ
    て構成されている特許請求の範囲第1項または第2項の
    いずれかに記載の高周波放電励起レーザ。
JP24207286A 1986-10-14 1986-10-14 高周波放電励起レ−ザ Pending JPS6396976A (ja)

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JP24207286A JPS6396976A (ja) 1986-10-14 1986-10-14 高周波放電励起レ−ザ
DE3750578T DE3750578T2 (de) 1986-10-14 1987-10-14 Hf-entladungsangeregte laservorrichtung.
EP93119934A EP0592014B1 (en) 1986-10-14 1987-10-14 RF discharge excitation laser apparatus
DE3752083T DE3752083T2 (de) 1986-10-14 1987-10-14 HF Entladungsangeregter Laser-Apparat
PCT/JP1987/000771 WO1988002936A1 (en) 1986-10-14 1987-10-14 Laser device excited by rf discharge
EP87906762A EP0285673B1 (en) 1986-10-14 1987-10-14 Laser device excited by rf discharge
US07/503,149 US4975920A (en) 1986-10-14 1990-03-30 RF discharge excitation laser apparatus

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991016745A1 (fr) * 1990-04-16 1991-10-31 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Dispositif a laser

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60177692A (ja) * 1984-02-24 1985-09-11 Mitsubishi Electric Corp レ−ザ発振装置
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