JPH0376180A - 気体レーザ装置 - Google Patents
気体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH0376180A JPH0376180A JP21147289A JP21147289A JPH0376180A JP H0376180 A JPH0376180 A JP H0376180A JP 21147289 A JP21147289 A JP 21147289A JP 21147289 A JP21147289 A JP 21147289A JP H0376180 A JPH0376180 A JP H0376180A
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- microwave
- mirror
- magnetron
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- Pending
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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
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (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］
この発明はマイクロ波放電を利用してレーザ励起を行な
う気体レーザ装置に関し、特に発振器の発熱によるミラ
ーアライメントが狂うのを防止した気体レーザ装置に関
するものである。
う気体レーザ装置に関し、特に発振器の発熱によるミラ
ーアライメントが狂うのを防止した気体レーザ装置に関
するものである。
［従来の技術］
第４図は特開昭６４−６９０８３号公報に示された従来
の気体レーザ装置を示す概略斜視構成図であり、（１）
はマイクロ波発振器であるマグネトロン、（２）は導波
管、（４〉はマイクロ波結合窓、（５）はレーザ発振用
のミラー （６）はレーザヘッド部であって、第５図が
レーザヘッド部（６）の詳細を示す第４図Ａ−Ａ線での
断面図である。第５図に示されるようにレーザヘッド部
（６）はマイクロ波回路の一種であるリッジ導波管型の
マイクロ波空胴の構造を持つ。第５図において、（６１
）はマイクロ波結合窓（４）に続く空胴壁、（６２）お
よび（６３）はこの空胴壁の断面の中央部に形成された
りッジ、（６４）はこの一方のりッジ（６２）に形成さ
れた溝であり、（６５）はマイクロ波回路の一部を構成
する導電体壁であって、この例では溝（６４〉の壁面が
使用される。
の気体レーザ装置を示す概略斜視構成図であり、（１）
はマイクロ波発振器であるマグネトロン、（２）は導波
管、（４〉はマイクロ波結合窓、（５）はレーザ発振用
のミラー （６）はレーザヘッド部であって、第５図が
レーザヘッド部（６）の詳細を示す第４図Ａ−Ａ線での
断面図である。第５図に示されるようにレーザヘッド部
（６）はマイクロ波回路の一種であるリッジ導波管型の
マイクロ波空胴の構造を持つ。第５図において、（６１
）はマイクロ波結合窓（４）に続く空胴壁、（６２）お
よび（６３）はこの空胴壁の断面の中央部に形成された
りッジ、（６４）はこの一方のりッジ（６２）に形成さ
れた溝であり、（６５）はマイクロ波回路の一部を構成
する導電体壁であって、この例では溝（６４〉の壁面が
使用される。
（６６）はこの導電体壁（６５）に対向して設けられた
例えばアルミナなどの誘電体であり、（６７）はこの誘
電体（ＢＢ）が上記溝（Ｂ４）を覆うことにより上記導
電体壁（Ｂ５）と誘電体（６Ｂ）との間に形成される放
電空間であって、この放電空間（６７）に例えばＣＯ２
レーザガスなどのレーザ気体が封入される。また（６８
〉はりッジ（Ｂ２）および（６３〉に形成された冷却水
路である。
例えばアルミナなどの誘電体であり、（６７）はこの誘
電体（ＢＢ）が上記溝（Ｂ４）を覆うことにより上記導
電体壁（Ｂ５）と誘電体（６Ｂ）との間に形成される放
電空間であって、この放電空間（６７）に例えばＣＯ２
レーザガスなどのレーザ気体が封入される。また（６８
〉はりッジ（Ｂ２）および（６３〉に形成された冷却水
路である。
以上のように構成された気体レーザ装置において、マグ
ネトロン〈１）で発生されたマイクロ波は導波管（２〉
を通ってマイクロ波結合窓（４〉でインピーダンスマツ
チングをとることにより効率よくレーザヘッド部（６）
に結合される。レーザヘッド部（６）は第５図に示され
るようにリッジ空胴状になっており、マイクロ波はリッ
ジ（６２） 、 （６３）の間に集中する。この集中し
たマイクロ波の強い電界により放電空間（Ｂ７）に封入
されたレーザ気体が放電破壊してプラズマを発生し、レ
ーザ媒質が励起される。ここで、冷却水路（６８）に冷
却水を流し、放電プラズマを冷却するとともに、レーザ
気体の圧力などの放電条件を適切に選ぶことによってレ
ーザ条件が得られ、第４図中のミラー（５）および図示
のないもう一枚のミラーによりレーザ共振器を形成する
ことでレーザ発振光を得ることができる。この時、この
気体レーザ装置においてはマイクロ波回路の一部を構成
する導電体壁（６５）と、この導電体壁（６５）に対向
して設けられ、マイクロ波の入射窓となる誘電体（６６
）との間に形成される放電空間（Ｂ７〉においてマイク
ロ波放電を行なわせるため、マイクロ波の入射はプラズ
マの一面からのみ行なわれることになり、例えば雑誌（
Ｊｏｕｒｎａｌｏｒ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｙｈｓｉｃｓ
Ｖｏｌ、４９． Ｎｏ、７． Ｊｕｌｙ １９７ｇ。
ネトロン〈１）で発生されたマイクロ波は導波管（２〉
を通ってマイクロ波結合窓（４〉でインピーダンスマツ
チングをとることにより効率よくレーザヘッド部（６）
に結合される。レーザヘッド部（６）は第５図に示され
るようにリッジ空胴状になっており、マイクロ波はリッ
ジ（６２） 、 （６３）の間に集中する。この集中し
たマイクロ波の強い電界により放電空間（Ｂ７）に封入
されたレーザ気体が放電破壊してプラズマを発生し、レ
ーザ媒質が励起される。ここで、冷却水路（６８）に冷
却水を流し、放電プラズマを冷却するとともに、レーザ
気体の圧力などの放電条件を適切に選ぶことによってレ
ーザ条件が得られ、第４図中のミラー（５）および図示
のないもう一枚のミラーによりレーザ共振器を形成する
ことでレーザ発振光を得ることができる。この時、この
気体レーザ装置においてはマイクロ波回路の一部を構成
する導電体壁（６５）と、この導電体壁（６５）に対向
して設けられ、マイクロ波の入射窓となる誘電体（６６
）との間に形成される放電空間（Ｂ７〉においてマイク
ロ波放電を行なわせるため、マイクロ波の入射はプラズ
マの一面からのみ行なわれることになり、例えば雑誌（
Ｊｏｕｒｎａｌｏｒ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｙｈｓｉｃｓ
Ｖｏｌ、４９． Ｎｏ、７． Ｊｕｌｙ １９７ｇ。
Ｐ３７５３）に記載された気体レーザ装置に表われるよ
うな、プラズマを内導体とする同軸モードのマイクロ波
モードが支配的となる現象は起こらず、所望のマイクロ
波モードによる放電を行なわせることができる。また第
５図に示されるリッジ空胴のようにマイクロ波回路が上
記誘電体（６６）とプラズマの境界に垂直な電界成分を
有するマイクロ波モードを形成する場合、誘電体（６６
〉と導電体壁（６５）は対向して設置されているので、
導電体壁（６５）にも垂直な電界成分を有することにな
り、プラズマを貫く電界ができる。この時、導電性を持
つプラズマが発生しても、マイクロ波入射窓である誘電
体（６Ｂ）に対向してプラズマよりも数桁導電性の高い
導電体壁（Ｂ５）があるために入射マイクロ波の終端電
流はこの導電体壁（６５）を流れ、導電体壁（Ｂ５）近
傍の電界は強制的に導電体壁（６５〉の表面に垂直にさ
れ、上記のプラズマを貫く電界が維持される。
うな、プラズマを内導体とする同軸モードのマイクロ波
モードが支配的となる現象は起こらず、所望のマイクロ
波モードによる放電を行なわせることができる。また第
５図に示されるリッジ空胴のようにマイクロ波回路が上
記誘電体（６６）とプラズマの境界に垂直な電界成分を
有するマイクロ波モードを形成する場合、誘電体（６６
〉と導電体壁（６５）は対向して設置されているので、
導電体壁（６５）にも垂直な電界成分を有することにな
り、プラズマを貫く電界ができる。この時、導電性を持
つプラズマが発生しても、マイクロ波入射窓である誘電
体（６Ｂ）に対向してプラズマよりも数桁導電性の高い
導電体壁（Ｂ５）があるために入射マイクロ波の終端電
流はこの導電体壁（６５）を流れ、導電体壁（Ｂ５）近
傍の電界は強制的に導電体壁（６５〉の表面に垂直にさ
れ、上記のプラズマを貫く電界が維持される。
このためマイクロ波がプラズマ中に浸透し、プラズマを
貫く電流が流れ、電流の連続性から空間的に−様な放電
プラズマが得られる。このように空間的に均一な放電が
得られ、放電全体をレーザ励起に適当な条件にすること
が可能になり、レーザ共振器モードとのオーバラップも
良好となり飛躍的に高効率、大出力のレーザ発振が得ら
れる。
貫く電流が流れ、電流の連続性から空間的に−様な放電
プラズマが得られる。このように空間的に均一な放電が
得られ、放電全体をレーザ励起に適当な条件にすること
が可能になり、レーザ共振器モードとのオーバラップも
良好となり飛躍的に高効率、大出力のレーザ発振が得ら
れる。
また、この従来例では、マイクロ波回路であるレーザヘ
ッド部（６）とマイクロ波伝送路である導波管（２）と
が、図示の如くレーザ光軸に沿って隣合わせて並べて配
置されており、即ち並列配置されており、このレーザヘ
ッド部（６〉の長手方向に設けた長尺のマイクロ波結合
窓（４）を通じてマイクロ波を供給し、レーザヘッド部
（６〉のリッジ（８２） 、 （６３）の全体に強いマ
イクロ波電磁界を均一に発生せしめることができる。こ
のため、装置全体を大型化することなく、レーザ光軸方
向に長く、均一な放電が得られ、放電全体をレーザの励
起に最適な状態にすることができる。
ッド部（６）とマイクロ波伝送路である導波管（２）と
が、図示の如くレーザ光軸に沿って隣合わせて並べて配
置されており、即ち並列配置されており、このレーザヘ
ッド部（６〉の長手方向に設けた長尺のマイクロ波結合
窓（４）を通じてマイクロ波を供給し、レーザヘッド部
（６〉のリッジ（８２） 、 （６３）の全体に強いマ
イクロ波電磁界を均一に発生せしめることができる。こ
のため、装置全体を大型化することなく、レーザ光軸方
向に長く、均一な放電が得られ、放電全体をレーザの励
起に最適な状態にすることができる。
［発明が解決しようとする課題］
上記のような従来の気体レーザ装置では、レーザヘッド
部（６）と導波管（２〉 とがレーザ光軸に沿って並列
配置され、マグネトロン（１）は導波管（２）の長手方
向の一方の端部に設けであるから、レーザ共振器ミラー
のうち第４図では図示しない一方のミラー及びその周辺
部分（以下、ミラ一部と記す）はマグネトロン（１〉の
近くに配置されており、マグネトロン（１）が発生する
熱の影響を受は易く、熱膨脹による歪等が発生するとい
う問題点があった。
部（６）と導波管（２〉 とがレーザ光軸に沿って並列
配置され、マグネトロン（１）は導波管（２）の長手方
向の一方の端部に設けであるから、レーザ共振器ミラー
のうち第４図では図示しない一方のミラー及びその周辺
部分（以下、ミラ一部と記す）はマグネトロン（１〉の
近くに配置されており、マグネトロン（１）が発生する
熱の影響を受は易く、熱膨脹による歪等が発生するとい
う問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、マグネトロンの冷却風を、レーザヘッド部の側か
ら導波管の方へ向けて送風することによりレーザ共振器
ミラーのアライメントが狂うのを防止した気体レーザ装
置を得ることを目的とする。
ので、マグネトロンの冷却風を、レーザヘッド部の側か
ら導波管の方へ向けて送風することによりレーザ共振器
ミラーのアライメントが狂うのを防止した気体レーザ装
置を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明に係る気体レーザ装置は、マイクロ波放電によ
りレーザ気体を放電させてレーザ励起を行なうためのマ
イクロ波電界を発生させるマイクロ波回路と、このマイ
クロ波回路にレーザ光軸に沿って並列配置され、長手方
向に長尺のマイクロ波結合窓が設けられているマイクロ
波伝送路と、このマイクロ波伝送路の長手方向の一端に
設けられたマイクロ波発振器とを備え、マイクロ波回路
の一部を構成する導電体壁と、この導電体壁に対向して
設けられた誘電体との間に形成される放電空間にレーザ
気体が封入されているものにおいて、マイクロ波回路側
からマイクロ波伝送路の方向へ向けて送風を行なうこと
によりマイクロ波発振器の冷却を行なう冷却用ファンを
設けたものである。
りレーザ気体を放電させてレーザ励起を行なうためのマ
イクロ波電界を発生させるマイクロ波回路と、このマイ
クロ波回路にレーザ光軸に沿って並列配置され、長手方
向に長尺のマイクロ波結合窓が設けられているマイクロ
波伝送路と、このマイクロ波伝送路の長手方向の一端に
設けられたマイクロ波発振器とを備え、マイクロ波回路
の一部を構成する導電体壁と、この導電体壁に対向して
設けられた誘電体との間に形成される放電空間にレーザ
気体が封入されているものにおいて、マイクロ波回路側
からマイクロ波伝送路の方向へ向けて送風を行なうこと
によりマイクロ波発振器の冷却を行なう冷却用ファンを
設けたものである。
［作 用コ
この発明においては、マイクロ波発振器を、マイクロ波
回路側からマイクロ波伝送路の方へ向けて送風して、冷
却するからレーザ共振器ミラ一部に対する熱の影響が軽
減され、またミラ一部へマイクロ波発振器を冷却した後
の高温の空気が当ることもない。
回路側からマイクロ波伝送路の方へ向けて送風して、冷
却するからレーザ共振器ミラ一部に対する熱の影響が軽
減され、またミラ一部へマイクロ波発振器を冷却した後
の高温の空気が当ることもない。
［実施例］
第１図はこの発明の一実施例を示す概略斜視構成図であ
る。
る。
図において、第４図と同一符号の部分は同一部分を示し
、（８）は冷却用プロアファンで、マグネトロン（１）
に取付けられており、レーザヘッド部（６）の側から導
波管（２）の方へ向けて、つまり矢印（９）、（１０）
の方向に送風して、マグネトロン（１）を冷却するもの
である。また、プロアファン（８）の吸気口をレーザヘ
ッド（６）の端部、すなわち、ミラーに対向した位置に
し、ミラ一部をも冷却している。
、（８）は冷却用プロアファンで、マグネトロン（１）
に取付けられており、レーザヘッド部（６）の側から導
波管（２）の方へ向けて、つまり矢印（９）、（１０）
の方向に送風して、マグネトロン（１）を冷却するもの
である。また、プロアファン（８）の吸気口をレーザヘ
ッド（６）の端部、すなわち、ミラーに対向した位置に
し、ミラ一部をも冷却している。
このようにすることにより、マグネトロン（１）を冷却
した後の高温の空気がレーザ共振器のミラ一部に当るこ
とがなく、シかもマグネトロン（１）の発熱がミラ一部
へ与える影響を軽減することができる。従って、ミラ一
部に温度変化を与えないから熱膨脹による歪等が発生し
にくくなる。
した後の高温の空気がレーザ共振器のミラ一部に当るこ
とがなく、シかもマグネトロン（１）の発熱がミラ一部
へ与える影響を軽減することができる。従って、ミラ一
部に温度変化を与えないから熱膨脹による歪等が発生し
にくくなる。
また、冷却用ファン（８）はおいている場所、つつまり
レーザヘッド部（６）の端部のマグネトロン（１）の横
にできる空間に配置することができる。
レーザヘッド部（６）の端部のマグネトロン（１）の横
にできる空間に配置することができる。
次に、他の実施例について説明する。冷却ファン（８）
には第２図に示すように軸流ファンを用いてもよく、さ
らにはまた、第３図に・示すように吸気口（ａｌｌ＞を
レーザヘッド部（６）端部のミラーに対向する位置に設
けた吸気フード（８１）を設置すれば、ミラ一部の冷却
効果が上がる。
には第２図に示すように軸流ファンを用いてもよく、さ
らにはまた、第３図に・示すように吸気口（ａｌｌ＞を
レーザヘッド部（６）端部のミラーに対向する位置に設
けた吸気フード（８１）を設置すれば、ミラ一部の冷却
効果が上がる。
なお、第１図のものにおいても、プロアファン（８）の
吸気口がミラーに対向しない場合、ミラー部に吸気の空
気流が当るように吸気フードを設けてもよいのは言うま
でもない。
吸気口がミラーに対向しない場合、ミラー部に吸気の空
気流が当るように吸気フードを設けてもよいのは言うま
でもない。
［発明の効果コ
この発明は以上説明したとおり、マイクロ波回路にレー
ザ光軸に沿って並列配置されているマイクロ波伝送路の
長手方向の一端に設けられたマイクロ波発振器を、マイ
クロ波回路側からマイクロ波伝送路の方へ向けて送風す
ることにより、冷却する冷却用ファンを設けたから、ミ
ラーアライメントが狂いに＜＜、レーザ発振動作が定定
になる。
ザ光軸に沿って並列配置されているマイクロ波伝送路の
長手方向の一端に設けられたマイクロ波発振器を、マイ
クロ波回路側からマイクロ波伝送路の方へ向けて送風す
ることにより、冷却する冷却用ファンを設けたから、ミ
ラーアライメントが狂いに＜＜、レーザ発振動作が定定
になる。
また、スペース的にも冷却用ファンをおいている場所に
配置できるため装置全体をコンパクトにできる効果があ
る。
配置できるため装置全体をコンパクトにできる効果があ
る。
第１図はこの発明の一実施例を示す概略斜視構成図、第
２図はこの発明の他の実施例を示す概略斜視構成図、第
３図はさらに他の実施例を示す概略斜視構成図、第４図
は従来の気体レーザ装置を示す概略斜視構成図、第５図
は第４図のＡ−Ａ線での断面図である。 図において、（１）はマグネトロン（マイクロ波発振器
） 、（２）は導波管（マイクロ波伝送路）、（４）は
マイクロ波結合窓、（５）はミラー（８）はレーザヘッ
ド部（マイクロ波回路）、（８〉は冷却用ファン、（９
） 、 （１０）は冷却風の方向を示す矢印である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
２図はこの発明の他の実施例を示す概略斜視構成図、第
３図はさらに他の実施例を示す概略斜視構成図、第４図
は従来の気体レーザ装置を示す概略斜視構成図、第５図
は第４図のＡ−Ａ線での断面図である。 図において、（１）はマグネトロン（マイクロ波発振器
） 、（２）は導波管（マイクロ波伝送路）、（４）は
マイクロ波結合窓、（５）はミラー（８）はレーザヘッ
ド部（マイクロ波回路）、（８〉は冷却用ファン、（９
） 、 （１０）は冷却風の方向を示す矢印である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- マイクロ波放電によりレーザ気体を放電させてレーザ
励起を行なうためのマイクロ波電界を発生させるマイク
ロ波回路と、このマイクロ波回路にレーザ光軸に沿って
並列配置され、長手方向に長尺のマイクロ波結合窓が設
けられているマイクロ波伝送路と、このマイクロ波伝送
路の長手方向の一端に設けられたマイクロ波発振器とを
備え、前記マイクロ波回路の一部を構成する導電体壁と
、この導電体壁に対向して設けられた誘電体との間に形
成される放電空間に前記レーザ気体が封入されている気
体レーザ装置において、前記マイクロ波回路側から前記
マイクロ波伝送路の方向へ向けて送風を行ない前記マイ
クロ波発振器の冷却を行なう冷却用ファンを設けたこと
を特徴とする気体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21147289A JPH0376180A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 気体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21147289A JPH0376180A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 気体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0376180A true JPH0376180A (ja) | 1991-04-02 |
Family
ID=16606511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21147289A Pending JPH0376180A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 気体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0376180A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103414092A (zh) * | 2013-08-09 | 2013-11-27 | 殷可翔 | 一种二氧化碳激光器的反射窗 |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP21147289A patent/JPH0376180A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103414092A (zh) * | 2013-08-09 | 2013-11-27 | 殷可翔 | 一种二氧化碳激光器的反射窗 |
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