JPH0436476B2 - - Google Patents
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- JPH0436476B2 JPH0436476B2 JP3537284A JP3537284A JPH0436476B2 JP H0436476 B2 JPH0436476 B2 JP H0436476B2 JP 3537284 A JP3537284 A JP 3537284A JP 3537284 A JP3537284 A JP 3537284A JP H0436476 B2 JPH0436476 B2 JP H0436476B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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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
- H01S3/0971—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
- H01S3/09713—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited with auxiliary ionisation, e.g. double discharge excitation
- H01S3/09716—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited with auxiliary ionisation, e.g. double discharge excitation by ionising radiation
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- Optics & Photonics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はレーザの発振方法に関する。
近時、レーザ光線は各種の分野にその用途が開
発され、注目されている。このレーザ光線は発光
材料によつて、固体レーザ、ガスレーザ、半導体
レーザなどに分類されるが、CO2ガスの励起を利
用するレーザの発振方法がよく行われている。こ
の発振方法は、一対の電極間にCO2を含む混合ガ
スを充填し、この電極間に紫外線発生部より紫外
線を照射してCO2ガスを電離して導電状態とし、
このときに電極にパルス状の高圧電圧を主電源よ
り印加してグロー放電を行なつて励起させ、レー
ザを発振させるものである。そして、このグロー
放電の方向とレーザの発振方向が直交しているも
のがTEAレーザ発振方法といわれている。
発され、注目されている。このレーザ光線は発光
材料によつて、固体レーザ、ガスレーザ、半導体
レーザなどに分類されるが、CO2ガスの励起を利
用するレーザの発振方法がよく行われている。こ
の発振方法は、一対の電極間にCO2を含む混合ガ
スを充填し、この電極間に紫外線発生部より紫外
線を照射してCO2ガスを電離して導電状態とし、
このときに電極にパルス状の高圧電圧を主電源よ
り印加してグロー放電を行なつて励起させ、レー
ザを発振させるものである。そして、このグロー
放電の方向とレーザの発振方向が直交しているも
のがTEAレーザ発振方法といわれている。
ところで、このガスレーザ発振法は、紫外線発
生部がパルス電圧により駆動され、このため紫外
線の発光量は短時間内で変化する。従つて、紫外
線発生部が駆動されてからグロー放電用の主電源
が駆動されるまでのタイミングが重要であり、も
しこのタイミングが早すぎるとグロー放電が行わ
れずにアーク放電となつたり、逆に遅すぎると紫
外線の発光量が少なくなつているのでアーク放電
となり、効率よくレーザが発振しないなどの不具
合がある。
生部がパルス電圧により駆動され、このため紫外
線の発光量は短時間内で変化する。従つて、紫外
線発生部が駆動されてからグロー放電用の主電源
が駆動されるまでのタイミングが重要であり、も
しこのタイミングが早すぎるとグロー放電が行わ
れずにアーク放電となつたり、逆に遅すぎると紫
外線の発光量が少なくなつているのでアーク放電
となり、効率よくレーザが発振しないなどの不具
合がある。
次に、紫外線発生部と主電源は個別の信号に基
いて駆動されるようになつており、もし故障など
により紫外線発生部が駆動されていない場合であ
つても主電源用の信号が発せられると主電源が駆
動されてしまう構造となつていた。従つて、CO2
ガスが電離していない状態で高圧が印加されるの
で電極間にアーク放電が起り、絶縁が破壊されて
電極などが破損する危険性があつた。
いて駆動されるようになつており、もし故障など
により紫外線発生部が駆動されていない場合であ
つても主電源用の信号が発せられると主電源が駆
動されてしまう構造となつていた。従つて、CO2
ガスが電離していない状態で高圧が印加されるの
で電極間にアーク放電が起り、絶縁が破壊されて
電極などが破損する危険性があつた。
そこで本発明はこれらの事情にかんがみてなさ
れたものであり、レーザが効率よく発振されると
ともにアーク放電の生じる危険性のないレーザの
発振方法を提供することを目的とする。そして、
この目的は、一対の電極間に紫外線発生部より紫
外線を照射し、かつ該電極間にパルス電圧からな
る駆動電圧を印加するレーザの発振方法におい
て、紫外線発生部を流れる電流から紫外線発光量
のピークもしくはその少し後方に対応するパルス
信号を取り出し、このパルス信号に基いて該電極
間に駆動電圧を印加することを特徴とするレーザ
の発振方法により達成される。
れたものであり、レーザが効率よく発振されると
ともにアーク放電の生じる危険性のないレーザの
発振方法を提供することを目的とする。そして、
この目的は、一対の電極間に紫外線発生部より紫
外線を照射し、かつ該電極間にパルス電圧からな
る駆動電圧を印加するレーザの発振方法におい
て、紫外線発生部を流れる電流から紫外線発光量
のピークもしくはその少し後方に対応するパルス
信号を取り出し、このパルス信号に基いて該電極
間に駆動電圧を印加することを特徴とするレーザ
の発振方法により達成される。
以下に図面に基いて本発明の実施例を具体的に
説明する。
説明する。
発振ボツクス１内には陰極２ａと陽極２ｂの一
対の電極が対向して配置され、これらがそれぞれ
パルス高電圧を発生させる主電源３に結線されて
いる。陽極２ｂの裏側には紫外線発生部４が配設
され、これがパルス高電圧を発生させる紫外線発
生用電源５に結線されている。発振ボツクス１に
は図示略のガスパイプが接続されており、これに
よつて放電ガスであるCO2ガスが電極２ａ，２ｂ
間に充填される。そして、主電源３と紫外線発生
用電源５はタイミングパルス発生部６よりのパル
ス信号によつて駆動されるが、まず、紫外線発生
用電源５が駆動されて紫外線発生部４より電極２
ａ，２ｂ間に紫外線が照射され、CO2ガスが電離
されて導電状態となる。続いて主電源３が駆動さ
れて電極２ａ，２ｂに300〜400KV程度の高圧の
パルス電圧が印加され、グロー放電が起つてCO2
ガスが励起され、レーザが発振される。
対の電極が対向して配置され、これらがそれぞれ
パルス高電圧を発生させる主電源３に結線されて
いる。陽極２ｂの裏側には紫外線発生部４が配設
され、これがパルス高電圧を発生させる紫外線発
生用電源５に結線されている。発振ボツクス１に
は図示略のガスパイプが接続されており、これに
よつて放電ガスであるCO2ガスが電極２ａ，２ｂ
間に充填される。そして、主電源３と紫外線発生
用電源５はタイミングパルス発生部６よりのパル
ス信号によつて駆動されるが、まず、紫外線発生
用電源５が駆動されて紫外線発生部４より電極２
ａ，２ｂ間に紫外線が照射され、CO2ガスが電離
されて導電状態となる。続いて主電源３が駆動さ
れて電極２ａ，２ｂに300〜400KV程度の高圧の
パルス電圧が印加され、グロー放電が起つてCO2
ガスが励起され、レーザが発振される。
次に、第２図は紫外線発生用電源５の説明用回
路図であるが、高圧の直流電源１１より電荷充放
電用コンデンサ１２が充電される。そしてタイミ
ングパルス発生部６よりのパルス信号によつて放
電スイツチ１３が閉成され、紫外線発生部４に高
圧が印加される。なお、１４は擬似負荷抵抗及び
充填抵抗、１５は突入電流防止用抵抗である。そ
して、放電スイツチ１３と紫外線発生部４との導
線にはパルスカレントトランス７が接続されてい
る。このパルスカレントトランス７は円環状のフ
エライトコアに二次側導線が数10ターン程度巻回
されたものであり、このコアーに挿通された一次
側導線に電流が流れると二次側導線にこれと対応
した電流が発生するものであり、このパルスカレ
ントトランス７の出力側には負荷が８並列に入
り、そしてタイミングパルス発生部６に接続され
ている。
路図であるが、高圧の直流電源１１より電荷充放
電用コンデンサ１２が充電される。そしてタイミ
ングパルス発生部６よりのパルス信号によつて放
電スイツチ１３が閉成され、紫外線発生部４に高
圧が印加される。なお、１４は擬似負荷抵抗及び
充填抵抗、１５は突入電流防止用抵抗である。そ
して、放電スイツチ１３と紫外線発生部４との導
線にはパルスカレントトランス７が接続されてい
る。このパルスカレントトランス７は円環状のフ
エライトコアに二次側導線が数10ターン程度巻回
されたものであり、このコアーに挿通された一次
側導線に電流が流れると二次側導線にこれと対応
した電流が発生するものであり、このパルスカレ
ントトランス７の出力側には負荷が８並列に入
り、そしてタイミングパルス発生部６に接続され
ている。
次に、第３図に基いて主電源３が駆動されるタ
イミングについて説明する。第３図は横軸を時間
として電流値や紫外線発光量などの特性値の変化
を図示したものであるが、ここでＡは紫外線発生
部４に流れる電流値、Ｆはタイミングパルス発生
部６より発信されるパルス信号を示す。そして、
まず始動用パルス２１が発生すると前述の通り、
放電スイツチ１３が閉成されて紫外線発生部４に
電流が流れるが、その波形はＡに示す様に時間経
過とともに急激に減衰する正弦波となる。Ｂは紫
外線発光量の変化を示すが、Ａの紫外線発生部４
に流れる電流値の最初のピークあるいはその少し
後方に対応する時点で最大値となり、以後電流の
減衰にともなつて減少する。ところで、種々の実
験の結果、紫外線発生量がピークのとき、あるい
はその少し後方の時点に電極２ａ，２ｂ間に主電
源３よりパルス電圧を印加すると最も効率良くレ
ーザが発振することが判明している。そして、こ
のタイミングが遅いと効率が落ち、逆に早すぎる
とアーク放電が発生するなどの問題点があり、結
局、Ａの電流波形が最初に極性の反転する時点近
傍で主電源３を駆動するのが最良のタイミングで
あることが分る。次にＣ，Ｄ，Ｅはパルスカレン
トトランス７より出力される電流の波形を示す
が、この波形は負荷８の値によつて変化する。Ｃ
とＤは説明の参考のために図示するものである
が、Ｃは負荷８の抵抗R1が、例えば0.1Ω〜10Ω程
度の小さいものであるときの波形であり、これは
振巾は小さいがＡの波形と相似となる。これに対
してＤは負荷８の抵抗R2が、例えば10KΩ〜
100KΩ程度の大きいものであるときの波形であ
り、振巾は大きくなるがＡの波形とは非常に異な
つたものとなり、極性が反転する時点近傍でパル
スに近い波形が生じる。従つて、負荷８の抵抗値
を大きくするとパルスカレントトランス７の出力
をパルス信号として取り出すことが可能となる
が、これをパルス信号として利用するには、極性
が一定のときにのみ発生するものでなければなら
ない。そこで、本実施例においては、負荷８はＥ
に示すように、小さな抵抗R1とダイオードを直
列に結線したものに大きな抵抗R2が並列に接続
されており、Ａの波形が上方のときはダイオード
が導通して負荷８が小さくなり、Ｅの波形は平坦
に近くなるが、逆に、Ａの波形が反転して下方に
なるとダイオードが導通しないために負荷８が大
きくなり、パルス状の波形となる。従つて、Ｅに
おける最初のパルス状波形３１はＢの紫外線発生
量のピークないしその少し後方に対応する時点に
発生するので、このパルス状波形３１タイミング
パルス発生部６に入力されると、これより主電源
３を駆動するためのパルス信号２２が発生するよ
うになつている。そして、Ｇは電極２ａ，２ｂに
印加される電圧を示すが、パルス信号２２が発生
すると同時に瞬間的に印加される。
イミングについて説明する。第３図は横軸を時間
として電流値や紫外線発光量などの特性値の変化
を図示したものであるが、ここでＡは紫外線発生
部４に流れる電流値、Ｆはタイミングパルス発生
部６より発信されるパルス信号を示す。そして、
まず始動用パルス２１が発生すると前述の通り、
放電スイツチ１３が閉成されて紫外線発生部４に
電流が流れるが、その波形はＡに示す様に時間経
過とともに急激に減衰する正弦波となる。Ｂは紫
外線発光量の変化を示すが、Ａの紫外線発生部４
に流れる電流値の最初のピークあるいはその少し
後方に対応する時点で最大値となり、以後電流の
減衰にともなつて減少する。ところで、種々の実
験の結果、紫外線発生量がピークのとき、あるい
はその少し後方の時点に電極２ａ，２ｂ間に主電
源３よりパルス電圧を印加すると最も効率良くレ
ーザが発振することが判明している。そして、こ
のタイミングが遅いと効率が落ち、逆に早すぎる
とアーク放電が発生するなどの問題点があり、結
局、Ａの電流波形が最初に極性の反転する時点近
傍で主電源３を駆動するのが最良のタイミングで
あることが分る。次にＣ，Ｄ，Ｅはパルスカレン
トトランス７より出力される電流の波形を示す
が、この波形は負荷８の値によつて変化する。Ｃ
とＤは説明の参考のために図示するものである
が、Ｃは負荷８の抵抗R1が、例えば0.1Ω〜10Ω程
度の小さいものであるときの波形であり、これは
振巾は小さいがＡの波形と相似となる。これに対
してＤは負荷８の抵抗R2が、例えば10KΩ〜
100KΩ程度の大きいものであるときの波形であ
り、振巾は大きくなるがＡの波形とは非常に異な
つたものとなり、極性が反転する時点近傍でパル
スに近い波形が生じる。従つて、負荷８の抵抗値
を大きくするとパルスカレントトランス７の出力
をパルス信号として取り出すことが可能となる
が、これをパルス信号として利用するには、極性
が一定のときにのみ発生するものでなければなら
ない。そこで、本実施例においては、負荷８はＥ
に示すように、小さな抵抗R1とダイオードを直
列に結線したものに大きな抵抗R2が並列に接続
されており、Ａの波形が上方のときはダイオード
が導通して負荷８が小さくなり、Ｅの波形は平坦
に近くなるが、逆に、Ａの波形が反転して下方に
なるとダイオードが導通しないために負荷８が大
きくなり、パルス状の波形となる。従つて、Ｅに
おける最初のパルス状波形３１はＢの紫外線発生
量のピークないしその少し後方に対応する時点に
発生するので、このパルス状波形３１タイミング
パルス発生部６に入力されると、これより主電源
３を駆動するためのパルス信号２２が発生するよ
うになつている。そして、Ｇは電極２ａ，２ｂに
印加される電圧を示すが、パルス信号２２が発生
すると同時に瞬間的に印加される。
この様に、ＡとＢとＧを対照すれば容易に理解
されるが、Ａの波形の極性が最初に反転する時点
で電極２ａ，２ｂに放電用のパルス電圧が印加さ
れ、この時点は紫外線発生量がピークないし少し
その後方に対応するのでレーザの発振は最も効率
よく行われる。更に、紫外線発生部４に流れる電
流にもとずいてパルス信号２２が発生するので、
もし故障などのためにこの電流が流れず、紫外線
が発生せずにCO2ガスが電離されていないとき
は、パルス信号２２が発生しない。従つて、この
状態のときに電極２ａ，２ｂに高圧が印加される
ことはなく、アーク放電による絶縁破壊の危険は
防止される。
されるが、Ａの波形の極性が最初に反転する時点
で電極２ａ，２ｂに放電用のパルス電圧が印加さ
れ、この時点は紫外線発生量がピークないし少し
その後方に対応するのでレーザの発振は最も効率
よく行われる。更に、紫外線発生部４に流れる電
流にもとずいてパルス信号２２が発生するので、
もし故障などのためにこの電流が流れず、紫外線
が発生せずにCO2ガスが電離されていないとき
は、パルス信号２２が発生しない。従つて、この
状態のときに電極２ａ，２ｂに高圧が印加される
ことはなく、アーク放電による絶縁破壊の危険は
防止される。
以上説明したように、本発明のレーザの発振方
法は、紫外線発生部を流れる電流から紫外線発光
量のピークもしくはその少し後方に対応するパル
ス信号を取り出し、このパルス信号に基いて電極
間に駆動電圧を印加することを特徴とするので、
本発明に従えば、レーザが効率よく発振されると
ともにアーク放電の生じる危険性のないレーザの
発振方法を提供することができる。
法は、紫外線発生部を流れる電流から紫外線発光
量のピークもしくはその少し後方に対応するパル
ス信号を取り出し、このパルス信号に基いて電極
間に駆動電圧を印加することを特徴とするので、
本発明に従えば、レーザが効率よく発振されると
ともにアーク放電の生じる危険性のないレーザの
発振方法を提供することができる。
第１図の本発明の実施例に使用される装置の回
路図、第２図は紫外線発生用電源の回路図、第３
図は各特性値の説明図であつて、Ａは紫外線発生
部に流れる電流、Ｂは紫外線発光量、Ｃ，Ｄ，Ｅ
はパルスカレントトランスの出力電流、Ｆはタイ
ミングパルス発生部の発生パルス信号、Ｇは電極
に印加される電圧を示す。 １……発振ボツクス、２ａ，２ｂ……電極、３
……主電源、４……紫外線発生部、５……紫外線
発生用電源、６……タイミングパルス発生部、７
……パルスカレントトランス、８……負荷。
路図、第２図は紫外線発生用電源の回路図、第３
図は各特性値の説明図であつて、Ａは紫外線発生
部に流れる電流、Ｂは紫外線発光量、Ｃ，Ｄ，Ｅ
はパルスカレントトランスの出力電流、Ｆはタイ
ミングパルス発生部の発生パルス信号、Ｇは電極
に印加される電圧を示す。 １……発振ボツクス、２ａ，２ｂ……電極、３
……主電源、４……紫外線発生部、５……紫外線
発生用電源、６……タイミングパルス発生部、７
……パルスカレントトランス、８……負荷。
Claims (1)
- １ 一対の電極間に紫外線発生部より紫外線を照
射し、かつ該電極間にパルス電圧からなる駆動電
圧を印加するレーザの発振方法において、紫外線
発生部を流れる電流から紫外線発光量のピークも
しくはその少し後方に対応するパルス信号を取り
出し、このパルス信号に基いて該電極間に駆動電
圧を印加することを特徴とするレーザの発振方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3537284A JPS60180182A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | レ−ザの発振方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3537284A JPS60180182A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | レ−ザの発振方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60180182A JPS60180182A (ja) | 1985-09-13 |
| JPH0436476B2 true JPH0436476B2 (ja) | 1992-06-16 |
Family
ID=12440064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3537284A Granted JPS60180182A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | レ−ザの発振方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60180182A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63213984A (ja) * | 1987-03-03 | 1988-09-06 | Fanuc Ltd | レ−ザ発振器の出力電圧検出装置 |
| US4876689A (en) * | 1987-03-03 | 1989-10-24 | Fanuc Ltd. | Output voltage detecting device in a laser oscillator |
| JPH0736458B2 (ja) * | 1987-04-30 | 1995-04-19 | フアナツク株式会社 | レ−ザ発振装置 |
-
1984
- 1984-02-28 JP JP3537284A patent/JPS60180182A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60180182A (ja) | 1985-09-13 |
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