JPS6398171A - 高周波放電励起レ−ザ装置 - Google Patents
高周波放電励起レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS6398171A JPS6398171A JP61243212A JP24321286A JPS6398171A JP S6398171 A JPS6398171 A JP S6398171A JP 61243212 A JP61243212 A JP 61243212A JP 24321286 A JP24321286 A JP 24321286A JP S6398171 A JPS6398171 A JP S6398171A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- predetermined
- frequency
- mhz
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 18
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 16
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition 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
Landscapes
- 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。
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装置に関し、特に高周波放電励起レ
ーザ装置に関する。
ーザ装置に関する。
従来よりこの種のガスレーザたとえば、炭酸ガスレーザ
装置の１例として、所定の長さのガラス放電管の両端に
１対の金属電極を配設し、該１対の金属電極間に例えば
１０ｋＶ〜３０にνの直流高電圧を所定の直列抵抗（放
電特性上における動作点を設定するための）を介して印
加することによって該放電管内に存在する炭酸ガス（実
際にはＮ２−Ｈｅ−Ｃｏ□の混合ガスが用いられる）に
所定のエネルギーを付与し、所定のエネルギー準位にま
で励起されたガス分子のエネルギー準位が所定の下位の
エネルギー準位に遷移する際、所定波長のレーザ光を発
生し、このようにして順次発生するレーザ光を該放電管
の両端に設けた反射鏡の間を往復させて所定のレーザ発
振を行わせている。なお該放電管内に存在する上記ガス
課電は、循環用のポンプおよび冷却用の熱交換器を介し
て絶えず循環させられており、更にその一部は排気され
て新鮮なガスと置換される。
装置の１例として、所定の長さのガラス放電管の両端に
１対の金属電極を配設し、該１対の金属電極間に例えば
１０ｋＶ〜３０にνの直流高電圧を所定の直列抵抗（放
電特性上における動作点を設定するための）を介して印
加することによって該放電管内に存在する炭酸ガス（実
際にはＮ２−Ｈｅ−Ｃｏ□の混合ガスが用いられる）に
所定のエネルギーを付与し、所定のエネルギー準位にま
で励起されたガス分子のエネルギー準位が所定の下位の
エネルギー準位に遷移する際、所定波長のレーザ光を発
生し、このようにして順次発生するレーザ光を該放電管
の両端に設けた反射鏡の間を往復させて所定のレーザ発
振を行わせている。なお該放電管内に存在する上記ガス
課電は、循環用のポンプおよび冷却用の熱交換器を介し
て絶えず循環させられており、更にその一部は排気され
て新鮮なガスと置換される。
しかしかかる直流高電圧によって駆動されるガスレーザ
発生装置においては、該ガラス放電管の長手方向の両端
に金属電極が配置されるためギャップ長が長（なって上
述したように高電圧を必要とし、そのために電源装置自
体の絶縁性の確保が困難となり、またそれに伴って電源
装置が大型化することになる。また政商電圧の下におい
ては、放電電圧および放電電流をレーザ出力安定化に必
要な所定の値に制御するための制御性も悪くなり、上述
したように放電特性を所定の動作点に設定するために高
抵抗の直列抵抗を必要とするためそれによって消費され
る損失も増大し、更に該放電管内に設置される金属電極
の消耗やそのスパッタリング起因する放電管の汚れなど
を生ずるなどの問題点がある。
発生装置においては、該ガラス放電管の長手方向の両端
に金属電極が配置されるためギャップ長が長（なって上
述したように高電圧を必要とし、そのために電源装置自
体の絶縁性の確保が困難となり、またそれに伴って電源
装置が大型化することになる。また政商電圧の下におい
ては、放電電圧および放電電流をレーザ出力安定化に必
要な所定の値に制御するための制御性も悪くなり、上述
したように放電特性を所定の動作点に設定するために高
抵抗の直列抵抗を必要とするためそれによって消費され
る損失も増大し、更に該放電管内に設置される金属電極
の消耗やそのスパッタリング起因する放電管の汚れなど
を生ずるなどの問題点がある。
一方、かかる問題点を解決する手段として上述した痺う
な直流電源に代えて周波数が数１００キロヘルツ以下の
交流電源を用い所謂無声放電励起方式によるガスレーザ
発生装置も提案されている。
な直流電源に代えて周波数が数１００キロヘルツ以下の
交流電源を用い所謂無声放電励起方式によるガスレーザ
発生装置も提案されている。
この場合には減圧された所定の気体中に例えば数１０１
程度の間隔をおいて１対の電極を配設し、該各電極の内
側に誘電体を配設し、該電極間に上記周波数範囲の交流
電圧が印加される。すなわち具体的には例えば該誘電体
に対応するものとしてセラミック管を使用し、該セラミ
ック管の外表面上にその長さ方向に沿って１対の金属電
極を互に対向するようにして配設し、該１対の金属電極
間に上記周波数範囲の交流電圧が印加される。なお該セ
ラミック管（レーザ管）の両端に反射鏡を設けることお
よび該レーザ管内のガス媒質（上記と同様にＮｔ−Ｈｅ
ＣＯ□ガスを用いる）を循環させることなどは上記
直流電源駆動によるものと同様である。
程度の間隔をおいて１対の電極を配設し、該各電極の内
側に誘電体を配設し、該電極間に上記周波数範囲の交流
電圧が印加される。すなわち具体的には例えば該誘電体
に対応するものとしてセラミック管を使用し、該セラミ
ック管の外表面上にその長さ方向に沿って１対の金属電
極を互に対向するようにして配設し、該１対の金属電極
間に上記周波数範囲の交流電圧が印加される。なお該セ
ラミック管（レーザ管）の両端に反射鏡を設けることお
よび該レーザ管内のガス媒質（上記と同様にＮｔ−Ｈｅ
ＣＯ□ガスを用いる）を循環させることなどは上記
直流電源駆動によるものと同様である。
この場合、該ガス媒質内で電離されたイオンあるいは電
子は所定極性の電極側に移動してその内側に配設された
絶縁物上に堆積し、該交流電圧の極性が切り換る毎に対
向する電極側に移動して、そのような極性切り換り時に
のみ間歇的に電流が流れることになる。したがって単位
体積当りのガス媒質に注入される電力は、印加電圧を一
定とした場合、該交流電圧の周波数が高くなるほど該電
極間を流れる電流が増大する（この点は、該セラミック
管が該交流電圧に対して容量性インピーダンスとして作
用し、したがってその周波数が高くなるほどそのインピ
ーダンスが低下することからも説明できる）ことによっ
て増加し、それに伴って出力パワーも増える（逆にいえ
ば一定の出力パワーをうるに必要な装置を小型化できる
）のであるが、上述したような無声放電が生起する周波
数の上限はせいぜい数１００キロヘルツである。
子は所定極性の電極側に移動してその内側に配設された
絶縁物上に堆積し、該交流電圧の極性が切り換る毎に対
向する電極側に移動して、そのような極性切り換り時に
のみ間歇的に電流が流れることになる。したがって単位
体積当りのガス媒質に注入される電力は、印加電圧を一
定とした場合、該交流電圧の周波数が高くなるほど該電
極間を流れる電流が増大する（この点は、該セラミック
管が該交流電圧に対して容量性インピーダンスとして作
用し、したがってその周波数が高くなるほどそのインピ
ーダンスが低下することからも説明できる）ことによっ
て増加し、それに伴って出力パワーも増える（逆にいえ
ば一定の出力パワーをうるに必要な装置を小型化できる
）のであるが、上述したような無声放電が生起する周波
数の上限はせいぜい数１００キロヘルツである。
更に該無声放電励起式のガスレーザ発生装置に用いられ
るセラミック管は、その損失角（ｔａｎδ）が大きく、
そのため該交流電源の周波数が高くなるほどその誘電体
損失（εｔａｎ δ、ただしεは比誘電率）が増大して
それにより温度が上昇し、遂には該セラミック管が絶縁
破壊を起すことになり、したがってレーザ管としてセラ
ミック管を用いた場合には、その耐圧上の制約からその
電源周波数をあまり増大させることができないという問
題点がある。もちろん、この対策として石英管等のεｔ
ａｎ δの低い誘電体を用いることが考えられが、該周
波数範囲では、誘電体のインピーダンスが高すぎ、レー
ザ発生を生起し得るにたる注入電力が得られなくなる。
るセラミック管は、その損失角（ｔａｎδ）が大きく、
そのため該交流電源の周波数が高くなるほどその誘電体
損失（εｔａｎ δ、ただしεは比誘電率）が増大して
それにより温度が上昇し、遂には該セラミック管が絶縁
破壊を起すことになり、したがってレーザ管としてセラ
ミック管を用いた場合には、その耐圧上の制約からその
電源周波数をあまり増大させることができないという問
題点がある。もちろん、この対策として石英管等のεｔ
ａｎ δの低い誘電体を用いることが考えられが、該周
波数範囲では、誘電体のインピーダンスが高すぎ、レー
ザ発生を生起し得るにたる注入電力が得られなくなる。
したがって該無声放電領域では、εの大きいセラミック
等の誘電体の使用が不可欠となる。
等の誘電体の使用が不可欠となる。
更にまた、該ガスレーザ発生装置の駆動電源として例え
ば１３．５６メガヘルツあるいは２７メガヘルツあるい
は更にそれ以上の周波数の所謂無線周波数（ラジオ周波
数）を利用することも提案されている。すなわちこのよ
うな高い周波数を用いた場合には、上述したような電圧
極性の切り換る周期が極めて短かくなるため、その間に
電離したイオンあるいは電子が所定の電極まで到達する
ことがなく、電極間で絶えず振動を繰り返し、このよう
な電荷移動の入れ替りによって該電極間に連続的な高周
波電流（印加される高周波電圧より位相の進んだ連続電
流）が流れることになり、上述間歇的な放電とは別の形
態の放電が行われる。そしてこの場合には、所定の注入
電力に対してガス媒質を所定の励起レベルにまで高めう
る割合が増加してレーザ光発生の効率が高められること
になる。
ば１３．５６メガヘルツあるいは２７メガヘルツあるい
は更にそれ以上の周波数の所謂無線周波数（ラジオ周波
数）を利用することも提案されている。すなわちこのよ
うな高い周波数を用いた場合には、上述したような電圧
極性の切り換る周期が極めて短かくなるため、その間に
電離したイオンあるいは電子が所定の電極まで到達する
ことがなく、電極間で絶えず振動を繰り返し、このよう
な電荷移動の入れ替りによって該電極間に連続的な高周
波電流（印加される高周波電圧より位相の進んだ連続電
流）が流れることになり、上述間歇的な放電とは別の形
態の放電が行われる。そしてこの場合には、所定の注入
電力に対してガス媒質を所定の励起レベルにまで高めう
る割合が増加してレーザ光発生の効率が高められること
になる。
しかし上記したような周波数領域では、この種のレーザ
光発生装置に必要な大出力電源（特に高周波インバータ
の部分）を例えばトランジスタなどの固体化された素子
によって構成することは困難であって、真空管を使用す
る必要があり、結局電源周波数を高めて効率の上昇を図
ったにも拘らず、現実には該電源装置が大型化してしま
うという別の問題点が生ずる。
光発生装置に必要な大出力電源（特に高周波インバータ
の部分）を例えばトランジスタなどの固体化された素子
によって構成することは困難であって、真空管を使用す
る必要があり、結局電源周波数を高めて効率の上昇を図
ったにも拘らず、現実には該電源装置が大型化してしま
うという別の問題点が生ずる。
更にかかる無線周波数の駆動電源を用いた場合、レーザ
管として誘電体損失の低い（比誘電率εおよびｔａｎδ
の低い）石英管を用いることも行われているが、かかる
高周波のもとでは該石英管のインピーダンスが低くなり
すぎ、したがって該石英管の厚みを厚くしないと放電電
流が局部的な個所に集中してしまうとともに、その製作
も困難となり、また放電空間とは別に該厚さの厚い管壁
を通しての電流が増大しそれによる損失も増すなどの問
題点も生ずる。またこれらの周波数領域では電波障害の
問題も深刻であり、その対策のためのシールド等による
コストアップ、装置の大型化などから免れることができ
ない。
管として誘電体損失の低い（比誘電率εおよびｔａｎδ
の低い）石英管を用いることも行われているが、かかる
高周波のもとでは該石英管のインピーダンスが低くなり
すぎ、したがって該石英管の厚みを厚くしないと放電電
流が局部的な個所に集中してしまうとともに、その製作
も困難となり、また放電空間とは別に該厚さの厚い管壁
を通しての電流が増大しそれによる損失も増すなどの問
題点も生ずる。またこれらの周波数領域では電波障害の
問題も深刻であり、その対策のためのシールド等による
コストアップ、装置の大型化などから免れることができ
ない。
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
、その駆動電源の周波数を上記無声放電励起方式のガス
レーザ発生装置に使用される電源の周波数より高くする
（無線周波数の範囲とする）ことによって、注入電力に
対するレーザ光発生の効率を高め、しかもこの種のガス
レーザ発生装置の電源（特に高周波インバータの部分）
を固体化された素子によって構成する（通常ＭＯ３ＦＥ
Ｔによって構成する）ことができるように、該駆動電源
の周波数範囲を選定したものである。
、その駆動電源の周波数を上記無声放電励起方式のガス
レーザ発生装置に使用される電源の周波数より高くする
（無線周波数の範囲とする）ことによって、注入電力に
対するレーザ光発生の効率を高め、しかもこの種のガス
レーザ発生装置の電源（特に高周波インバータの部分）
を固体化された素子によって構成する（通常ＭＯ３ＦＥ
Ｔによって構成する）ことができるように、該駆動電源
の周波数範囲を選定したものである。
なお本発明においては、レーザ管として誘電体損失の低
い石英管（石英ガラス管）を用いることによって、むし
ろ高い電源周波数のもとにおいてレーザ光発生に必要な
放電を確実に行わせ、しかもその誘電体損失が上記セラ
ミック管に比して遥かに少ないことから、該周波数の上
昇にもとづく絶縁耐圧の制約をうけることもな（、更に
該石英管の厚みをそれほど厚くする必要をもなくしたも
のである。
い石英管（石英ガラス管）を用いることによって、むし
ろ高い電源周波数のもとにおいてレーザ光発生に必要な
放電を確実に行わせ、しかもその誘電体損失が上記セラ
ミック管に比して遥かに少ないことから、該周波数の上
昇にもとづく絶縁耐圧の制約をうけることもな（、更に
該石英管の厚みをそれほど厚くする必要をもなくしたも
のである。
上記した各問題点を解決するために、本発明においては
、レーザ管の駆動電源の周波数が１メガヘルツから１０
メガヘルツの範囲に選定されているガスレーザ装置が提
供される。
、レーザ管の駆動電源の周波数が１メガヘルツから１０
メガヘルツの範囲に選定されているガスレーザ装置が提
供される。
上記構成によれば、所定の注入電力に対するレーザ光発
生の効率が高まり、所定のレーザ光出力をとり出すに必
要なレーザ光発生装置の小型化が可能となるのみならず
、その電源装置（特に高周波インバータの部分）を例え
ばＭＯＳ）ランジスタなどの固体化素子によって構成す
ることができるため、該電源装置の小型化をも達成する
ことができる。したがって所定の注入電力に対するレー
ザ光の発生効率と、電源装置を含めた装置全体の小型化
とを併せて達成することが可能となる。
生の効率が高まり、所定のレーザ光出力をとり出すに必
要なレーザ光発生装置の小型化が可能となるのみならず
、その電源装置（特に高周波インバータの部分）を例え
ばＭＯＳ）ランジスタなどの固体化素子によって構成す
ることができるため、該電源装置の小型化をも達成する
ことができる。したがって所定の注入電力に対するレー
ザ光の発生効率と、電源装置を含めた装置全体の小型化
とを併せて達成することが可能となる。
なおレーザ管として誘電体損失εｔａｎ δの低い石英
管を用いることによって、所定の印加電圧によって該周
波数領域での放電を良好に行わせ、しかもその誘電体損
失が低いことから上記周波数領域においても上記セラミ
ック管におけるような耐圧上の制約がなく、更に上記周
波数領域においてはその管厚をそれほど厚くする必要も
なくなる。
管を用いることによって、所定の印加電圧によって該周
波数領域での放電を良好に行わせ、しかもその誘電体損
失が低いことから上記周波数領域においても上記セラミ
ック管におけるような耐圧上の制約がなく、更に上記周
波数領域においてはその管厚をそれほど厚くする必要も
なくなる。
第１図は本発明の１実施例としてのガスレーザ発生装置
の構成を示すもので、所定の制御回路からそれぞれ所定
位相のゲート信号が供給されるサイリスタＳ１乃至Ｓ６
からなる全波整流回路によって３相交流電圧がＬＣ回路
を通して所定の直流電圧に変換される。
の構成を示すもので、所定の制御回路からそれぞれ所定
位相のゲート信号が供給されるサイリスタＳ１乃至Ｓ６
からなる全波整流回路によって３相交流電圧がＬＣ回路
を通して所定の直流電圧に変換される。
■は高周波インバータであって、ブリッジ結線されたＭ
ＯＳ ）ランジスタＱ１乃至Ｑ４によって構成され、
所定のドライブ回路から該トランジスタＱ、およびＱ４
の各ゲートには所定周波数（本件発明の場合１メガヘル
ツから１０メガヘルツ）の制御信号（Ａ相制御信号）が
供給され、一方残りのトランジスタＱ２およびＱ３の各
ゲートには上記と同じ周波数で１８０°位相を異にする
制御信号（Ｂ相制御信号）が供給され、これによってレ
ーザ管Ｔ（上述したように所定の管厚の石英管によって
構成される）の各電極Ｅ、、Ｅ２間に上記周波数（１メ
ガヘルツから１０メガヘルツの範囲のラジオ周波数）の
領域の高周波電圧が印加され、これによって該レーザ管
内のガス媒質に所定の高周波放電が起り、ガス分子を励
起させてレーザ光を発生させる。
ＯＳ ）ランジスタＱ１乃至Ｑ４によって構成され、
所定のドライブ回路から該トランジスタＱ、およびＱ４
の各ゲートには所定周波数（本件発明の場合１メガヘル
ツから１０メガヘルツ）の制御信号（Ａ相制御信号）が
供給され、一方残りのトランジスタＱ２およびＱ３の各
ゲートには上記と同じ周波数で１８０°位相を異にする
制御信号（Ｂ相制御信号）が供給され、これによってレ
ーザ管Ｔ（上述したように所定の管厚の石英管によって
構成される）の各電極Ｅ、、Ｅ２間に上記周波数（１メ
ガヘルツから１０メガヘルツの範囲のラジオ周波数）の
領域の高周波電圧が印加され、これによって該レーザ管
内のガス媒質に所定の高周波放電が起り、ガス分子を励
起させてレーザ光を発生させる。
この場合、本発明においては、該駆動電源の周波数が上
記周波数範囲の無線周波数まで高くされているので、該
電極間には連続的な高周波電流が流れ、所定の注入電力
に対してレーザ光発生の効率が高まり、また印加電圧を
一定とした場合の単位体積当りの注入電力も増加してそ
の出力パワーが増加し、したがって一定の出力パワーを
とり出すに必要なレーザ光発生装置を小型化することが
できる。なお周波数が高くなるにしたがってインダクタ
ンス性の素子（コイルあるいはトランス）および容量性
の素子（コンデンサ）などの各構成部品を小型化しうろ
ことは明らかである。
記周波数範囲の無線周波数まで高くされているので、該
電極間には連続的な高周波電流が流れ、所定の注入電力
に対してレーザ光発生の効率が高まり、また印加電圧を
一定とした場合の単位体積当りの注入電力も増加してそ
の出力パワーが増加し、したがって一定の出力パワーを
とり出すに必要なレーザ光発生装置を小型化することが
できる。なお周波数が高くなるにしたがってインダクタ
ンス性の素子（コイルあるいはトランス）および容量性
の素子（コンデンサ）などの各構成部品を小型化しうろ
ことは明らかである。
しかも本発明においては上記駆動電源の周波数を１メガ
ヘルツから１０メガヘルツの範囲に選定することによっ
て、電源装置、特に高周波インバータ部分Ｉを固体化さ
れた素子（特にＭＯＳ ＰＥＴ Ｑ＋乃至Ｑ４）によっ
て構成することができるため、該高周波インバータ部分
を真空管で構成した場合に比し、該電源装置を遥かに小
型化することができる。
ヘルツから１０メガヘルツの範囲に選定することによっ
て、電源装置、特に高周波インバータ部分Ｉを固体化さ
れた素子（特にＭＯＳ ＰＥＴ Ｑ＋乃至Ｑ４）によっ
て構成することができるため、該高周波インバータ部分
を真空管で構成した場合に比し、該電源装置を遥かに小
型化することができる。
更に駆動電源の周波数を上記した範囲に選定することに
よって、レーザ管として石英管を用いて所定の印加電圧
によって良好な放電を行わせることが可能となり、周波
数上昇に伴う耐圧上の制約もなくなるとともに、その管
厚をそれ程厚くする必要もなくなり、電力効率の低下を
抑制することができるなど、大幅な信頼性の向上が図れ
る。
よって、レーザ管として石英管を用いて所定の印加電圧
によって良好な放電を行わせることが可能となり、周波
数上昇に伴う耐圧上の制約もなくなるとともに、その管
厚をそれ程厚くする必要もなくなり、電力効率の低下を
抑制することができるなど、大幅な信頼性の向上が図れ
る。
第２図は、レーザ管としてセラミック管を用いた場合と
石英管を用いた場合の動作特性を比較して示すもので、
第２図（ａ）は該レーザ管の周波数一温度特性を示し、
点線はセラミック管を用いた場合、実線は石英管を用い
た場合を示す。また第２図（ｂ）は該レーザ管の温度−
耐圧特性を示すもので、点線はセラミック管を用いた場
合、実線は石英管を用いた場合を示す。
石英管を用いた場合の動作特性を比較して示すもので、
第２図（ａ）は該レーザ管の周波数一温度特性を示し、
点線はセラミック管を用いた場合、実線は石英管を用い
た場合を示す。また第２図（ｂ）は該レーザ管の温度−
耐圧特性を示すもので、点線はセラミック管を用いた場
合、実線は石英管を用いた場合を示す。
該図に示されるようにセラミック管は上記誘電体損失（
εｔａｎ δ）が高いため周波数上昇と共に損失が増加
して温度上界を起しく第２図（ａ）参照）、それに伴っ
て耐圧が低下する（第２図（ｂ）参照）ため、該耐圧の
制約をうけて周波数上昇にも拘らず十分な出力をとり出
すことができなくなる。
εｔａｎ δ）が高いため周波数上昇と共に損失が増加
して温度上界を起しく第２図（ａ）参照）、それに伴っ
て耐圧が低下する（第２図（ｂ）参照）ため、該耐圧の
制約をうけて周波数上昇にも拘らず十分な出力をとり出
すことができなくなる。
一方、本発明において用いられる石英管は比誘電率εが
低い（上記セラミック管の約１７３）ため、低周波では
インピーダンスが高く高電圧を印加しないと所定の放電
を起さないが、本発明で用いられるような高周波の領域
ではインピーダンスが低下して所定の印加電圧により確
実に所定の放電を生起することが可能であり、しかも上
記誘電体損失（εｔａｎ δ）も低いため、周波数の上
昇に拘らず、その損失は殆んど一定で温度上昇を起すこ
とがなく （第２図（ａ）参照）、シたがって耐圧も殆
んど低下することがなく （第２図（ｂ）参照）、上記
セラミック管におけるような耐圧上の制約をうけること
がない。
低い（上記セラミック管の約１７３）ため、低周波では
インピーダンスが高く高電圧を印加しないと所定の放電
を起さないが、本発明で用いられるような高周波の領域
ではインピーダンスが低下して所定の印加電圧により確
実に所定の放電を生起することが可能であり、しかも上
記誘電体損失（εｔａｎ δ）も低いため、周波数の上
昇に拘らず、その損失は殆んど一定で温度上昇を起すこ
とがなく （第２図（ａ）参照）、シたがって耐圧も殆
んど低下することがなく （第２図（ｂ）参照）、上記
セラミック管におけるような耐圧上の制約をうけること
がない。
また上記従来技術で述べたように電源周波数を例えば１
３．５６メガヘルツあるいはそれ以上の周波数にまで上
昇させた場合には、該石英管のインピーダンスが低くな
りすぎ、したがってその管厚を厚くしないと放電電流が
局部的に集中したり管壁を通って流れる電流が増大し電
力効率の低下をまねいたりするが、本発明におけるよう
な周波数範囲では管厚をそれ程厚くする必要がなく （
例えば周波数が１メガヘルツの場合で管厚を１ｍｍ、周
波数が１０メガヘルツの場合で管厚を１０ｍｍとする）
、上記した従来技術における管厚の問題点をも解決する
ことができる。なお石英管の管厚をあまり薄くするとイ
ンピーダンスが低くなりすぎてその電流密度が上昇し発
熱を増すことになり、更に所定の機械的強度を確保する
上からも、最低でも１ｍｍの管厚は必要である。
３．５６メガヘルツあるいはそれ以上の周波数にまで上
昇させた場合には、該石英管のインピーダンスが低くな
りすぎ、したがってその管厚を厚くしないと放電電流が
局部的に集中したり管壁を通って流れる電流が増大し電
力効率の低下をまねいたりするが、本発明におけるよう
な周波数範囲では管厚をそれ程厚くする必要がなく （
例えば周波数が１メガヘルツの場合で管厚を１ｍｍ、周
波数が１０メガヘルツの場合で管厚を１０ｍｍとする）
、上記した従来技術における管厚の問題点をも解決する
ことができる。なお石英管の管厚をあまり薄くするとイ
ンピーダンスが低くなりすぎてその電流密度が上昇し発
熱を増すことになり、更に所定の機械的強度を確保する
上からも、最低でも１ｍｍの管厚は必要である。
なお本発明は炭酸ガスレーザのみならず、Ｈｅ −Ｎｅ
、 Ｃ０ａ−（−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。
、 Ｃ０ａ−（−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、所定の注入電力に対するレーザ光の発
生効率を高め、所定の出力パワーをとり出すに必要なレ
ーザ光発生装置を小型化し、しかもその電源装置（特に
高周波インバータの部分）を固体化された素子によって
構成することによって該電源装置自体の小型化をも達成
することができる。さらに、電力損失の少ない石英管を
放電管材料として用いることが可能となり、装置の効率
の増大、信転性の向上など極めて有効な効果がもたらさ
れる。
生効率を高め、所定の出力パワーをとり出すに必要なレ
ーザ光発生装置を小型化し、しかもその電源装置（特に
高周波インバータの部分）を固体化された素子によって
構成することによって該電源装置自体の小型化をも達成
することができる。さらに、電力損失の少ない石英管を
放電管材料として用いることが可能となり、装置の効率
の増大、信転性の向上など極めて有効な効果がもたらさ
れる。
第１図は、本発明の１実施例としてのガスレーザ発生装
置の全体構成を示す図、 第２図は、第１図の装置に用いられるレーザ管として、
石英管を用いた場合の特性をセラミック管を用いた場合
と比較して示す図である。 。 （符号の説明） Ｓ、−Ｓ、：サイリスク、 ■：高周波インバータ、 Ｑ１〜Ｑ４：ＭＯ３Ｉ−ランジスタ、 Ｔ：レーザ管、 Ｅ、、Ｅ、：電極。
置の全体構成を示す図、 第２図は、第１図の装置に用いられるレーザ管として、
石英管を用いた場合の特性をセラミック管を用いた場合
と比較して示す図である。 。 （符号の説明） Ｓ、−Ｓ、：サイリスク、 ■：高周波インバータ、 Ｑ１〜Ｑ４：ＭＯ３Ｉ−ランジスタ、 Ｔ：レーザ管、 Ｅ、、Ｅ、：電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、レーザ管の駆動電源の周波数が１メガヘルツから１
０メガヘルツの範囲に選定されていることを特徴とする
高周波放電励起レーザ装置。 ２、該駆動電源が固体化された素子により構成されてい
る、特許請求の範囲第１項記載の高周波放電励起レーザ
装置。 ３、該レーザ管が電極をそなえた石英管により構成され
、その管厚が１ｍｍから１０ｍｍの範囲に選定されてい
る、特許請求の範囲第１項記載の高周波放電励起レーザ
装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61243212A JPH0682875B2 (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 高周波放電励起レ−ザ装置 |
| US07/207,094 US4837789A (en) | 1986-10-15 | 1987-10-15 | High frequency discharge excitation laser apparatus |
| DE8787906774T DE3781404T2 (de) | 1986-10-15 | 1987-10-15 | Hochfrequenzentladungsangeregter laser. |
| EP87906774A EP0287677B1 (en) | 1986-10-15 | 1987-10-15 | High-frequency electric discharge excited laser |
| PCT/JP1987/000783 WO1988002938A1 (en) | 1986-10-15 | 1987-10-15 | High-frequency electric discharge excited laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61243212A JPH0682875B2 (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 高周波放電励起レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6398171A true JPS6398171A (ja) | 1988-04-28 |
| JPH0682875B2 JPH0682875B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=17100493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61243212A Expired - Lifetime JPH0682875B2 (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 高周波放電励起レ−ザ装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4837789A (ja) |
| EP (1) | EP0287677B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0682875B2 (ja) |
| DE (1) | DE3781404T2 (ja) |
| WO (1) | WO1988002938A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4930135A (en) * | 1987-04-30 | 1990-05-29 | Fanuc Ltd. | Laser oscillator device |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0736458B2 (ja) * | 1987-04-30 | 1995-04-19 | フアナツク株式会社 | レ−ザ発振装置 |
| US5305338A (en) * | 1990-09-25 | 1994-04-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Switch device for laser |
| US5295149A (en) * | 1992-04-10 | 1994-03-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Gas laser device |
| US6088590A (en) * | 1993-11-01 | 2000-07-11 | Omnipoint Corporation | Method and system for mobile controlled handoff and link maintenance in spread spectrum communication |
| EP1087476A1 (de) * | 1999-07-28 | 2001-03-28 | TRUMPF LASERTECHNIK GmbH | Frequenzangeregter Gaslaser für die Materialbearbeitung |
| GB0124887D0 (en) * | 2001-10-17 | 2001-12-05 | Qinetiq Ltd | Metal detection apparatus |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501385A (ja) * | 1973-05-11 | 1975-01-08 | ||
| JPS57149783A (en) * | 1972-07-21 | 1982-09-16 | Philips Nv | Gas discharge laser |
| JPS582087A (ja) * | 1981-06-26 | 1983-01-07 | Toshiba Corp | ガス・レ−ザ管装置 |
| JPS6047487A (ja) * | 1983-08-25 | 1985-03-14 | Inoue Japax Res Inc | レ−ザ発振器 |
| JPS60117788A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-25 | Toshiba Corp | 横流形炭酸ガスレ−ザ装置 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE630930A (ja) * | 1962-04-12 | |||
| US3393372A (en) * | 1967-10-26 | 1968-07-16 | Joseph V Fisher | Carbon dioxide laser systems for the emission of coherent radiation |
| JPS55160485A (en) * | 1979-06-01 | 1980-12-13 | Mitsubishi Electric Corp | Silent discharge type laser |
| JPS5673484A (en) * | 1979-11-21 | 1981-06-18 | Mitsubishi Electric Corp | Voiceless discharge gas laser device |
| JPS6037638B2 (ja) * | 1980-08-11 | 1985-08-27 | 日本電気株式会社 | ガスレ−ザ装置 |
| JPS5735930A (en) * | 1980-08-13 | 1982-02-26 | Oumi Doriyoukou Kk | Mixer for granules |
| JPS57208189A (en) * | 1981-06-17 | 1982-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | Voiceless discharge type pulse laser |
| JPS5855667Y2 (ja) * | 1981-07-15 | 1983-12-20 | 株式会社東芝 | ガスレ−ザ電源装置 |
| US4464760A (en) * | 1982-04-20 | 1984-08-07 | Sutter Jr Leroy V | Elongated chambers for use in combination with a transversely excited gas laser |
| US4618961A (en) * | 1982-12-16 | 1986-10-21 | Sutter Jr Leroy V | Configuration of electrodes for transversely excited gas lasers |
| JPS60169178A (ja) * | 1984-02-13 | 1985-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | ガスレ−ザ装置 |
| US4706252A (en) * | 1985-08-14 | 1987-11-10 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Laser device of AC discharge excitation type |
| JPS6398175A (ja) * | 1986-10-14 | 1988-04-28 | Fanuc Ltd | レ−ザ装置 |
-
1986
- 1986-10-15 JP JP61243212A patent/JPH0682875B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-10-15 US US07/207,094 patent/US4837789A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-15 WO PCT/JP1987/000783 patent/WO1988002938A1/ja active IP Right Grant
- 1987-10-15 EP EP87906774A patent/EP0287677B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-15 DE DE8787906774T patent/DE3781404T2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149783A (en) * | 1972-07-21 | 1982-09-16 | Philips Nv | Gas discharge laser |
| JPS501385A (ja) * | 1973-05-11 | 1975-01-08 | ||
| JPS582087A (ja) * | 1981-06-26 | 1983-01-07 | Toshiba Corp | ガス・レ−ザ管装置 |
| JPS6047487A (ja) * | 1983-08-25 | 1985-03-14 | Inoue Japax Res Inc | レ−ザ発振器 |
| JPS60117788A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-25 | Toshiba Corp | 横流形炭酸ガスレ−ザ装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4930135A (en) * | 1987-04-30 | 1990-05-29 | Fanuc Ltd. | Laser oscillator device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4837789A (en) | 1989-06-06 |
| EP0287677A1 (en) | 1988-10-26 |
| EP0287677A4 (en) | 1989-02-13 |
| DE3781404T2 (de) | 1993-03-18 |
| DE3781404D1 (de) | 1992-10-01 |
| WO1988002938A1 (en) | 1988-04-21 |
| JPH0682875B2 (ja) | 1994-10-19 |
| EP0287677B1 (en) | 1992-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5953360A (en) | All metal electrode sealed gas laser | |
| US9067788B1 (en) | Apparatus for highly efficient cold-plasma ozone production | |
| JPS637038B2 (ja) | ||
| KR100407447B1 (ko) | 고농도 오존 발생 장치 | |
| JPS6398171A (ja) | 高周波放電励起レ−ザ装置 | |
| US5048032A (en) | Air cooled RF induction excited ion laser | |
| JPS639393B2 (ja) | ||
| US4887272A (en) | Laser oscillator device | |
| CN115621829A (zh) | 一种射频激励波导co2激光器 | |
| KR960009301B1 (ko) | 가스레이저장치 | |
| CN1265516C (zh) | 脉冲预电离高频放电板条气体激光器 | |
| NL8203305A (nl) | Inrichting voor het voortbrengen van een laser-actieve toestand in een snelle sub-sonische stroming. | |
| JPH0333086Y2 (ja) | ||
| JPH081972B2 (ja) | ガスレーザ発振器 | |
| JP3171899B2 (ja) | ガスレーザ装置 | |
| JP2996706B2 (ja) | パルスレーザ発振装置 | |
| JPH0337318B2 (ja) | ||
| JP2566583B2 (ja) | 炭酸ガスレーザ装置 | |
| JPS639395B2 (ja) | ||
| JP2578014Y2 (ja) | レーザ装置の誘電体板 | |
| JP2757227B2 (ja) | ガスレーザ発振装置 | |
| JPH10117027A (ja) | 放電励起ガスレーザー装置 | |
| JPH05299742A (ja) | ガスレーザ発振器 | |
| Clavier et al. | Amplifying medium behavior of an AC-excited high-power CO2 laser | |
| JPH01154579A (ja) | 交流放電励起レーザ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |