JPS6398170A - 交流放電励起レ−ザ装置 - Google Patents
交流放電励起レ−ザ装置Info
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- JPS6398170A JPS6398170A JP24321186A JP24321186A JPS6398170A JP S6398170 A JPS6398170 A JP S6398170A JP 24321186 A JP24321186 A JP 24321186A JP 24321186 A JP24321186 A JP 24321186A JP S6398170 A JPS6398170 A JP S6398170A
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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
- H01S3/09—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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
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- 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。
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〕
本発明はガスレーザ発生装置に関し、特に所定周波数の
交流電源（無線周波数までの高周波電源を含む）により
駆動されるガスレーザ装置に関する。
交流電源（無線周波数までの高周波電源を含む）により
駆動されるガスレーザ装置に関する。
一般に本発明が適用されるガスレーザ装置においては、
所定周波数の交流電源（高周波電源を含む）Ｓと、該電
源Ｓにより駆動されるレーザ管（通常誘電体パイプＴと
該パイプ外表面に互に対向するように形成されたすくな
くとも１対以上の電極Ｅｌ、Ｅ２とからなり、該誘電体
パイプは該電極間に印加される交流電圧に対し容量性イ
ンピーダンスとして作用する）とを有し、所定の交流電
圧を印加することにより該レーザ管内に所定の放電が生
起され、酸レーザ管内のガス媒体（例えばＮｚ Ｈｅ
ＣＯ□ガス）が励起されてレーザ光を発生する。こ
の場合該電源Ｓと該レーザ管との間には動作点でのイン
ピーダンスマンチングをとるためにマツチング回路Ｍが
接続される。なおかかるレーザ管においては、負荷側（
レーザ管側）のインピーダンス（Ｒ２とする）は、放電
開始前には無限大であり、一旦放電を開始すると放電当
初は例えば３キロオ一ム程度となり、更にパワーが注入
されることにより最終的には動作点において例えば５０
０オ一ム程度まで減少し、このように放電開始前の状態
から所謂動作点での動作状態に至るまでには該負荷イン
ピーダンスＲ２が大きく変動する。
所定周波数の交流電源（高周波電源を含む）Ｓと、該電
源Ｓにより駆動されるレーザ管（通常誘電体パイプＴと
該パイプ外表面に互に対向するように形成されたすくな
くとも１対以上の電極Ｅｌ、Ｅ２とからなり、該誘電体
パイプは該電極間に印加される交流電圧に対し容量性イ
ンピーダンスとして作用する）とを有し、所定の交流電
圧を印加することにより該レーザ管内に所定の放電が生
起され、酸レーザ管内のガス媒体（例えばＮｚ Ｈｅ
ＣＯ□ガス）が励起されてレーザ光を発生する。こ
の場合該電源Ｓと該レーザ管との間には動作点でのイン
ピーダンスマンチングをとるためにマツチング回路Ｍが
接続される。なおかかるレーザ管においては、負荷側（
レーザ管側）のインピーダンス（Ｒ２とする）は、放電
開始前には無限大であり、一旦放電を開始すると放電当
初は例えば３キロオ一ム程度となり、更にパワーが注入
されることにより最終的には動作点において例えば５０
０オ一ム程度まで減少し、このように放電開始前の状態
から所謂動作点での動作状態に至るまでには該負荷イン
ピーダンスＲ２が大きく変動する。
ところで、通常、かかるマツチング回路を構成する各定
数（第１図に示されるＣＩ ｌ ｃｚ 、およびＬ）
の値を設定するにあたっては、先ず３１ Ｃ。
数（第１図に示されるＣＩ ｌ ｃｚ 、およびＬ）
の値を設定するにあたっては、先ず３１ Ｃ。
〔ここでＸｌは該マツチング回路Ｍにおける入力周波数
）を示し、Ｒ１は該電源Ｓの出力インピーダンス、Ｑは
定数である〕により決定され、該Ｑの値としては通常３
から５程度の値が選定される。
）を示し、Ｒ１は該電源Ｓの出力インピーダンス、Ｑは
定数である〕により決定され、該Ｑの値としては通常３
から５程度の値が選定される。
次いで該Ｒ１、Ｑ、および負荷インピーダンスＲ２の値
を用いて該Ｃ２およびＬの値がそれぞれにより決定され
る。
を用いて該Ｃ２およびＬの値がそれぞれにより決定され
る。
ここで該Ｑの値を通常３乃至５程度の値に設定するのは
、所謂マツチングのずれに対して出力の変動を鈍くする
ためである。すなわち第２図は一般に負荷インピーダン
スＺＬの変化に対する効率の変動を示す曲線であって、
該Ｑの値が低いときは、曲線Ｂに示すように負荷インピ
ーダンスの変化に対する効率ηの変動がマツチング点（
ｆｔ荷インピーダンスＺ、。の点）を中心にして緩やか
であるため、各種部品のばらつき等の原因で多少マツチ
ングのずれを生じても効率η（したがって出力）が僅か
しか変動しない。これに対して該Ｑの値が高いときは曲
線Ａに示すように、マツチングの僅かなずれに対しても
効率η（したがって出力）が著しく変動して不安定とな
るため、通常は該マツチングの多少のずれを考慮して、
該Ｑの値をやや低く （３乃至５程度の値に）設定する
ようにされている。
、所謂マツチングのずれに対して出力の変動を鈍くする
ためである。すなわち第２図は一般に負荷インピーダン
スＺＬの変化に対する効率の変動を示す曲線であって、
該Ｑの値が低いときは、曲線Ｂに示すように負荷インピ
ーダンスの変化に対する効率ηの変動がマツチング点（
ｆｔ荷インピーダンスＺ、。の点）を中心にして緩やか
であるため、各種部品のばらつき等の原因で多少マツチ
ングのずれを生じても効率η（したがって出力）が僅か
しか変動しない。これに対して該Ｑの値が高いときは曲
線Ａに示すように、マツチングの僅かなずれに対しても
効率η（したがって出力）が著しく変動して不安定とな
るため、通常は該マツチングの多少のずれを考慮して、
該Ｑの値をやや低く （３乃至５程度の値に）設定する
ようにされている。
しかしながら負荷が上記ガスレーザ管の場合には、上述
したように放電開始前（所謂無負荷状態）では該負荷イ
ンピーダンスＲ２が無限大であり、一旦放電を開始する
と該負荷インピーダンスＲ２が急激に低下し、動作点で
は５００オ一ム程度にまで減少することになり、その間
に該負荷インピーダンスＲ２が著しく変化するという特
有の性質を有する。
したように放電開始前（所謂無負荷状態）では該負荷イ
ンピーダンスＲ２が無限大であり、一旦放電を開始する
と該負荷インピーダンスＲ２が急激に低下し、動作点で
は５００オ一ム程度にまで減少することになり、その間
に該負荷インピーダンスＲ２が著しく変化するという特
有の性質を有する。
かかる負荷インピーダンスの変動の著しいガスレーザ管
においても、従来は上記一般のマツチング回路の場合と
同様に上記Ｑの値を３乃至５程度の値に設定して動作点
でのマツチングをとるようにしていたのであるが、この
ようにすると、該放電開始前の負荷インピーダンスＲ２
が無限大であるために、該一段のマツチング回路により
該動作点でのマツチングをとるようにしている限り、所
定の電源電圧を印加してもマ・７チング状態から大きく
ずれて容易に放電が開始されないという問題点があった
。
においても、従来は上記一般のマツチング回路の場合と
同様に上記Ｑの値を３乃至５程度の値に設定して動作点
でのマツチングをとるようにしていたのであるが、この
ようにすると、該放電開始前の負荷インピーダンスＲ２
が無限大であるために、該一段のマツチング回路により
該動作点でのマツチングをとるようにしている限り、所
定の電源電圧を印加してもマ・７チング状態から大きく
ずれて容易に放電が開始されないという問題点があった
。
かかる問題点を解決するためには、該マツチング回路を
多段に構成したり、あるいは電ｒＡ電圧を上昇させたり
、または該電源電圧にパルスを重☆したり、あるいは更
に該放電開始電圧を下げるためにレーザ管のガス圧を下
げたりするなどの対策が考えられるが、それだけｔｊｌ
成が複雑になったり、十分な出力かえられないなどの新
たな問題点を生ずることになる。
多段に構成したり、あるいは電ｒＡ電圧を上昇させたり
、または該電源電圧にパルスを重☆したり、あるいは更
に該放電開始電圧を下げるためにレーザ管のガス圧を下
げたりするなどの対策が考えられるが、それだけｔｊｌ
成が複雑になったり、十分な出力かえられないなどの新
たな問題点を生ずることになる。
本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので
１．上記Ｑの値を上記従来技術において設定されていた
値より小さくする（具体的には２以下にする）ことによ
って、上述したような種々の対策を講じなくても、電源
電圧印加時における放電開始を容易にしてその始動特性
を改善するとともに、放電開始後は所定の電流指令値に
対応する動作点に達し、該動作点において自動的にマツ
チングがとれるように、該マ・７チング回路の各定数を
設定したものである。
１．上記Ｑの値を上記従来技術において設定されていた
値より小さくする（具体的には２以下にする）ことによ
って、上述したような種々の対策を講じなくても、電源
電圧印加時における放電開始を容易にしてその始動特性
を改善するとともに、放電開始後は所定の電流指令値に
対応する動作点に達し、該動作点において自動的にマツ
チングがとれるように、該マ・７チング回路の各定数を
設定したものである。
上記問題点を解決するために本発明においては、レーザ
管と該レーザ管を駆動する交流電源との間に接続された
マツチング回路における入力側のリアクタンスが該交流
電源の出力インピーダンスの１／２以上（すなわち上記
Ｑの値が２以下）に設定されている交流放電励起レーザ
装置が提供される。
管と該レーザ管を駆動する交流電源との間に接続された
マツチング回路における入力側のリアクタンスが該交流
電源の出力インピーダンスの１／２以上（すなわち上記
Ｑの値が２以下）に設定されている交流放電励起レーザ
装置が提供される。
〔作 用〕
上記構成によれば、電源電圧印加時における始動特性を
改善してスムーズにレーザ発振を開始させることができ
るとともに、発振開始後は所定の電流指令値に対応する
動作点のところで、該交流電源と該レーザ管との間のイ
ンピーダンスマツチングを自動的にとることが可能とな
る。
改善してスムーズにレーザ発振を開始させることができ
るとともに、発振開始後は所定の電流指令値に対応する
動作点のところで、該交流電源と該レーザ管との間のイ
ンピーダンスマツチングを自動的にとることが可能とな
る。
第１図は本発明が適用されるガスレーザ発生装置の１例
を示す図であって、上述したように高周波電源Ｓとレー
ザ管との間に、入力側および出力側の容量性素子（それ
ぞれの容量値をＣＩ、Ｃｚとする）およびインダクタン
スＬのインダクタンス素子からなるマツチング回路Ｍが
接続される。
を示す図であって、上述したように高周波電源Ｓとレー
ザ管との間に、入力側および出力側の容量性素子（それ
ぞれの容量値をＣＩ、Ｃｚとする）およびインダクタン
スＬのインダクタンス素子からなるマツチング回路Ｍが
接続される。
そして本発明においては、上述したように該入力側の容
量値Ｃ１を設定するに必要な上記定数Ｑの値が２以下に
設定される。
量値Ｃ１を設定するに必要な上記定数Ｑの値が２以下に
設定される。
第３図は、該レーザ管の放電開始前（すなわちそのイン
ピーダンスＲ２が無限大の状態）での該Ｓの出力電圧、
■２は該レーザ管に印加される電圧）との関係を示すも
ので、該Ｑの値が減少する一段のマツチング回路Ｍを用
いたときには、該Ｑの値を少くとも２以下に設定しない
とレーザ管の放電開始をスムーズに行うことができない
ことが判明した。これらは、発明者による、交流放電特
性の実験的、理論的研究結果によって初めて明らかにさ
れた事実である。
ピーダンスＲ２が無限大の状態）での該Ｓの出力電圧、
■２は該レーザ管に印加される電圧）との関係を示すも
ので、該Ｑの値が減少する一段のマツチング回路Ｍを用
いたときには、該Ｑの値を少くとも２以下に設定しない
とレーザ管の放電開始をスムーズに行うことができない
ことが判明した。これらは、発明者による、交流放電特
性の実験的、理論的研究結果によって初めて明らかにさ
れた事実である。
このような事実にかんがみ本発明においては、該Ｑの値
を２以下に設定し、上記（１）式、すなは上述したよう
に該電源Ｓの出力インピーダンス）、該入力側の容量性
素子の容量値Ｃ１を設定し、これにより電源電圧印加時
における該昇圧率を増加させて、レーザ管の放電開始が
スムーズに行われるようにしたのである。
を２以下に設定し、上記（１）式、すなは上述したよう
に該電源Ｓの出力インピーダンス）、該入力側の容量性
素子の容量値Ｃ１を設定し、これにより電源電圧印加時
における該昇圧率を増加させて、レーザ管の放電開始が
スムーズに行われるようにしたのである。
そして本発明においては該２以下に設定されたＱの値、
上記Ｒ１の値および上記Ｒ２の値（すなわち動作点にお
ける負荷インピーダンスの値）を用い、上記（２）式お
よび（３）式、すなわちとづいて上記マツチング回路Ｍ
の出力側の容量値Ｃ２およびインダクタンスＬの値が設
定され、該放電開始後は自動的に該動作点においてイン
ピーダンスマツチングがとられるようにされている。
上記Ｒ１の値および上記Ｒ２の値（すなわち動作点にお
ける負荷インピーダンスの値）を用い、上記（２）式お
よび（３）式、すなわちとづいて上記マツチング回路Ｍ
の出力側の容量値Ｃ２およびインダクタンスＬの値が設
定され、該放電開始後は自動的に該動作点においてイン
ピーダンスマツチングがとられるようにされている。
なお本発明は炭酸ガスレーザのみならず、Ｈｅ−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。
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。
本発明によれば、電源電圧印加時におけるレーザ管の放
電始動特性が改善され容易にレーザ発振を開始すること
ができ、また該放電開始後（レーザ発振開始後）は自動
的にその動作点においてインピーダンスマツチングがと
られて十分な出力パワーをとり出すことができる。
電始動特性が改善され容易にレーザ発振を開始すること
ができ、また該放電開始後（レーザ発振開始後）は自動
的にその動作点においてインピーダンスマツチングがと
られて十分な出力パワーをとり出すことができる。
第１図は、本発明が適用されるレーザ発生装置の１例を
示す図、 第２図は、負荷インピーダンスの変化に対する効率の変
動についての一般的関係を示す図、第３図は、負荷とし
てのレーザ管のインピーダンスが無限大のときの上記定
数Ｑと昇圧率との関係を示す図である。 （符号の説明） Ｓ二高周波電源、 Ｍ：マソチング回路、Ｔ：誘電体
のパイプ、Ｅ、、Ｅ２ ：電極。
示す図、 第２図は、負荷インピーダンスの変化に対する効率の変
動についての一般的関係を示す図、第３図は、負荷とし
てのレーザ管のインピーダンスが無限大のときの上記定
数Ｑと昇圧率との関係を示す図である。 （符号の説明） Ｓ二高周波電源、 Ｍ：マソチング回路、Ｔ：誘電体
のパイプ、Ｅ、、Ｅ２ ：電極。
Claims (1)
- １、レーザ管と該レーザ管を駆動する交流電源との間に
接続されたマッチング回路を具備し、該マッチング回路
がリアクタンス回路網から構成され、該マッチング回路
における入力側のリアクタンスが、該交流電源の出力イ
ンピーダンスの１／２以上に設定されていることを特徴
とする交流放電励起レーザ装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24321186A JPH0770774B2 (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 交流放電励起レ−ザ装置 |
| DE3752083T DE3752083T2 (de) | 1986-10-14 | 1987-10-14 | HF Entladungsangeregter Laser-Apparat |
| EP87906762A EP0285673B1 (en) | 1986-10-14 | 1987-10-14 | Laser device excited by rf discharge |
| 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 |
| PCT/JP1987/000771 WO1988002936A1 (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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24321186A JPH0770774B2 (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 交流放電励起レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6398170A true JPS6398170A (ja) | 1988-04-28 |
| JPH0770774B2 JPH0770774B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=17100478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24321186A Expired - Fee Related JPH0770774B2 (ja) | 1986-10-14 | 1986-10-15 | 交流放電励起レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770774B2 (ja) |
-
1986
- 1986-10-15 JP JP24321186A patent/JPH0770774B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0770774B2 (ja) | 1995-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |