JPH0626278B2 - ガスレ−ザ装置 - Google Patents
ガスレ−ザ装置Info
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- JPH0626278B2 JPH0626278B2 JP59142530A JP14253084A JPH0626278B2 JP H0626278 B2 JPH0626278 B2 JP H0626278B2 JP 59142530 A JP59142530 A JP 59142530A JP 14253084 A JP14253084 A JP 14253084A JP H0626278 B2 JPH0626278 B2 JP H0626278B2
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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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
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- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はヘリウムと他のガスまたは金属蒸気の混合ガス
を利用したガスレーザ装置に関する。
を利用したガスレーザ装置に関する。
（従来の技術） ヘリウム−ネオンガスレーザ，アルゴンガスレーザ，あ
るいはヘリウムとカドミウム，亜鉛その他の金属蒸気を
封入したガスレーザ（金属蒸気レーザと言う）などにお
いて管内のヘリウムガス圧が減少してレーザ発振が停止
してしまうという問題がある。
るいはヘリウムとカドミウム，亜鉛その他の金属蒸気を
封入したガスレーザ（金属蒸気レーザと言う）などにお
いて管内のヘリウムガス圧が減少してレーザ発振が停止
してしまうという問題がある。
これは放電時に不活性ガス原子がガラス管壁に衝突し、
ガラス管内にもぐり込む現象、あるいは金属蒸気レーザ
においては金属蒸気がガラス管内壁に堆積する際ヘリウ
ム原子が吸収されてしまう、いわゆるガスクリーンアッ
プ現象によって管内のヘリウムガス圧が減少することに
よると考えられる。
ガラス管内にもぐり込む現象、あるいは金属蒸気レーザ
においては金属蒸気がガラス管内壁に堆積する際ヘリウ
ム原子が吸収されてしまう、いわゆるガスクリーンアッ
プ現象によって管内のヘリウムガス圧が減少することに
よると考えられる。
この問題を解決するために、従来のガスレーザ装置では
ガスレーザ管にガス溜を接続してこれらの間に電熱線で
加熱できるようにした石英製の隔壁を設け、ガスを補給
できるようにしたものがあった。
ガスレーザ管にガス溜を接続してこれらの間に電熱線で
加熱できるようにした石英製の隔壁を設け、ガスを補給
できるようにしたものがあった。
また前記方式をさらに発展させたものとしてレーザ管内
に配置した圧力センサの出力を利用して石英隔壁を加熱
し、自動的に圧力を制御するものがあった。
に配置した圧力センサの出力を利用して石英隔壁を加熱
し、自動的に圧力を制御するものがあった。
石英製の隔壁を通してヘリウムガスを供給する調圧手段
は隔壁を加熱しない室温時においてもわずかであるが常
時ヘリウムガスが供給されるので長時間動作させなかっ
た場合レーザ管動作の最適ガス圧よりも高いガス圧にな
る。
は隔壁を加熱しない室温時においてもわずかであるが常
時ヘリウムガスが供給されるので長時間動作させなかっ
た場合レーザ管動作の最適ガス圧よりも高いガス圧にな
る。
またヘリウム−カドミウムホロー陰極レーザ管のように
複数のレーザ発振線を持ち、いずれかを選択するために
ガス圧を増減するものがある。
複数のレーザ発振線を持ち、いずれかを選択するために
ガス圧を増減するものがある。
このような場合には従来技術では、ガス圧を増加させる
ことはできるが減少させることはできないので前記対応
は不可能であった。
ことはできるが減少させることはできないので前記対応
は不可能であった。
（発明の目的） 本発明の目的はガスレーザ管内の圧力を高、低いずれの
方向にも調圧して最適レーザ発振を得るようにその圧力
を自動的に調圧することができるガスレーザ装置を提供
することにある。
方向にも調圧して最適レーザ発振を得るようにその圧力
を自動的に調圧することができるガスレーザ装置を提供
することにある。
（発明の構成および作用） 前記目的を達成するために本発明によるガスレーザ装置
は、電極が設けられているガスレーザ管と、このガスレ
ーザ管内のガス圧を測定するガス圧測定手段と、このガ
スレーザ管に連通している補助室と、ガス圧測定手段の
出力に応じて、前記補助室内の温度を変えることによ
り、ガス分子数を一定に保持したままガスレーザ管内の
ガス圧を所望の値にするガス圧調整手段とから構成され
ている。
は、電極が設けられているガスレーザ管と、このガスレ
ーザ管内のガス圧を測定するガス圧測定手段と、このガ
スレーザ管に連通している補助室と、ガス圧測定手段の
出力に応じて、前記補助室内の温度を変えることによ
り、ガス分子数を一定に保持したままガスレーザ管内の
ガス圧を所望の値にするガス圧調整手段とから構成され
ている。
ここでガスレーザ管の内容積をＶ１〔ｌ〕， ガス溜の内容積をＶ２〔ｌ〕， レーザ動作中のレーザ管内の温度をＴ１〔゜Ｋ〕， ガス溜の温度をＴ２〔゜Ｋ〕， ガスレーザ装置全体がＴ０〔゜Ｋ〕の時の封入ガス圧を
Ｐ０〔atm 〕， レーザ動作中のガスレーザ管内のガス圧をＰ１〔atm 〕
とすると ボイル・シャルルの法則より次の式が導き出される。
Ｐ０〔atm 〕， レーザ動作中のガスレーザ管内のガス圧をＰ１〔atm 〕
とすると ボイル・シャルルの法則より次の式が導き出される。
Ｐ１＝｛Ｔ１Ｔ２（Ｖ１＋Ｖ２）｝Ｐ０ ／｛Ｔ０（Ｖ１Ｔ２＋Ｖ２Ｔ１）｝ ここでＴ０，Ｐ０，Ｖ１，Ｖ２は定数である。また、Ｔ
１はレーザ発振中は常に最適な値であることが要求され
ている温度であるから変化させることのできない値であ
る。
１はレーザ発振中は常に最適な値であることが要求され
ている温度であるから変化させることのできない値であ
る。
本発明ではレーザ動作中のガスレーザ管内のガス圧Ｐ１
を前記ガス圧測定器により測定する。このガス圧測定器
の出力にしたがって前記放熱手段を駆動することにより
ガス溜の温度Ｔ２を変化させる。
を前記ガス圧測定器により測定する。このガス圧測定器
の出力にしたがって前記放熱手段を駆動することにより
ガス溜の温度Ｔ２を変化させる。
前記ガス圧Ｐ１はガス溜の温度Ｔ２により前述の式に示
すように所定の圧力を維持される。
すように所定の圧力を維持される。
（実施例） 以下、図面等を参照して本発明さらに詳しく説明する。
第１図は本発明によるガスレーザ装置の実施例であるヘ
リウム−カドミウムホロー陰極型金属蒸気レーザ装置の
一部を破断して示した図である。レーザ管１１内には最
適レーザ動作が得られるヘリウムガス圧１３．５Torrの
ヘリウムが充填されている。
リウム−カドミウムホロー陰極型金属蒸気レーザ装置の
一部を破断して示した図である。レーザ管１１内には最
適レーザ動作が得られるヘリウムガス圧１３．５Torrの
ヘリウムが充填されている。
レーザ管１１内には、長さ４０cmのパイプの側壁に、軸
に沿って５個の孔１２ａ〜１２ｅのあるホロー陰極１２
が配置されている。
に沿って５個の孔１２ａ〜１２ｅのあるホロー陰極１２
が配置されている。
ホロー陰極１２の前記各孔１２ａ〜１２ｅに対応するレ
ーザ管１１の位置に棒状の陽極１３，１４，１５，１
６，１７が配置されている。
ーザ管１１の位置に棒状の陽極１３，１４，１５，１
６，１７が配置されている。
またホロー陰極１２の内壁にはカドミウムが塗布されて
いる。
いる。
レーザ管１１の内容積は０．１５である。
また、レーザ管１１から伸びた枝管にピラニ測定子２１
および内容積０．３のガス溜３１が配置されている。
および内容積０．３のガス溜３１が配置されている。
そしてガス溜３１の外壁にはガス溜３１の温度を制御す
るための電熱線３２が配置されている。
るための電熱線３２が配置されている。
全体が室温３００゜Ｋのとき、ヘリウムを１０Torr封入
する。
する。
ホロー陰極１２と陽極１３，１４，１５，１６，１７間
に電圧を印加して放電を発生させると、ホロー陰極１２
内に塗布されたカドミウムが蒸気化することによりカド
ミウムのレーザ発振が得られる。
に電圧を印加して放電を発生させると、ホロー陰極１２
内に塗布されたカドミウムが蒸気化することによりカド
ミウムのレーザ発振が得られる。
このときレーザ管１１内のヘリウムガス温度が上昇し、
レーザ管１１の最適温度が４７３゜Ｋで、ガス溜３１の
管壁温度が３７３゜Ｋの時にレーザ管１１内のヘリウム
ガス圧は１３．５Torrとなり、最適動作圧力が得られ
る。
レーザ管１１の最適温度が４７３゜Ｋで、ガス溜３１の
管壁温度が３７３゜Ｋの時にレーザ管１１内のヘリウム
ガス圧は１３．５Torrとなり、最適動作圧力が得られ
る。
しかし、レーザ管１１内のガス圧はガスクリーンアップ
現象によって平均して３×１０−６〔Torr・／sec 〕
の速度で減少していく。
現象によって平均して３×１０−６〔Torr・／sec 〕
の速度で減少していく。
このためガス圧を安定化するために帰還回路５０によ
り、ピラニ測定子２１で測定するガス圧が常に１３．５
Torrになるようにガス溜３１に巻かれた電熱線３２の電
流を自動的に制御する。
り、ピラニ測定子２１で測定するガス圧が常に１３．５
Torrになるようにガス溜３１に巻かれた電熱線３２の電
流を自動的に制御する。
すなわちレーザ管１１内のガス圧が１３．５Torrよりも
低い場合には電熱線３２に電流を流して、ガス溜３１の
温度を３７３゜Ｋよりも高くすることによってガス圧が
一定に保たれる。
低い場合には電熱線３２に電流を流して、ガス溜３１の
温度を３７３゜Ｋよりも高くすることによってガス圧が
一定に保たれる。
また、ガス圧が１３．５Torrよりも高い場合、あるいは
設定値を１３．５Torrより低いガス圧にしたい場合には
容器３１の温度を３７３゜Ｋよりも低くすることによっ
てガス圧の調節が行なえる。
設定値を１３．５Torrより低いガス圧にしたい場合には
容器３１の温度を３７３゜Ｋよりも低くすることによっ
てガス圧の調節が行なえる。
第２図は本発明によるガスレーザ装置の第２の実施例で
あるヘリウム−カドミウムホロー陰極型金属蒸気レーザ
装置の一部を破断して示した図である。
あるヘリウム−カドミウムホロー陰極型金属蒸気レーザ
装置の一部を破断して示した図である。
レーザ管１１および電極等の構成は前述した実施例と異
ならない。ガス溜３１にヘリウム透過壁を有するガス溜
４１が連設されている。ピラニ測定子２１で測定された
管１１の内圧に対応する信号は帰還回路５０を介してガ
ス溜３１の温度を調節するための電熱線３２およびヘリ
ウム透過量を調節するための電熱線４２に帰還される。
ならない。ガス溜３１にヘリウム透過壁を有するガス溜
４１が連設されている。ピラニ測定子２１で測定された
管１１の内圧に対応する信号は帰還回路５０を介してガ
ス溜３１の温度を調節するための電熱線３２およびヘリ
ウム透過量を調節するための電熱線４２に帰還される。
この実施例装置においても前記実施例同様に管１１内の
圧力を所望の圧力に保つことができる。またガス溜３１
にヘリウム透過壁を有するガス溜４１を連設してあるか
らより長寿命のガスレーザ装置を提供することができ
る。
圧力を所望の圧力に保つことができる。またガス溜３１
にヘリウム透過壁を有するガス溜４１を連設してあるか
らより長寿命のガスレーザ装置を提供することができ
る。
（変形例） 以上詳しく説明した実施例について本発明の範囲内で種
々の変形を施すことができる。
々の変形を施すことができる。
前述の実施例はヘリウム−カドミウムホロー陰極レーザ
に係るものである。
に係るものである。
本発明は他のレーザ装置例えば、ヘリウム−ネオン，ア
ルゴンなどのガスレーザ等に対しても同様に適用でき
る。
ルゴンなどのガスレーザ等に対しても同様に適用でき
る。
（発明の効果） 本発明によるレーザ装置の特徴を列挙すると次のとおり
である。
である。
(1)レーザ管内のガス圧が異常に増大、減少した場合で
あっても短時間で最初の設定圧力に復旧が可能である。
特にレーザ管内ガス圧を減少させる手段は本方式によっ
て初めて可能になった。
あっても短時間で最初の設定圧力に復旧が可能である。
特にレーザ管内ガス圧を減少させる手段は本方式によっ
て初めて可能になった。
(2)ヘリウム−カドミウムホロー陰極レーザは可視域で
赤、緑、青の３色を同時発振することが知られている
が、各波長の最適ヘリウムガス圧はそれぞれ異なる。
赤、緑、青の３色を同時発振することが知られている
が、各波長の最適ヘリウムガス圧はそれぞれ異なる。
発明者の実験では赤が７〜１０Torr，緑が１５〜２０To
rr，青が１０〜１５Torrが最適である。
rr，青が１０〜１５Torrが最適である。
通常３色を同時発振させるには各波長の出力の関係から
約１０Torrで封じ切る。
約１０Torrで封じ切る。
各色の出力バランスを変えたり、また単色のみのレーザ
発振線を高出力で得るためには本発明によるガス圧の微
妙な調整が極めて有効である。
発振線を高出力で得るためには本発明によるガス圧の微
妙な調整が極めて有効である。
(3)ヘリウム−カドミウムホロー陰極レーザはヘリウム
ガス圧（Ｐ）と陽極−陰極間隔（ｄ）の積（Ｐ・ｄ積）
が５（Torr・ｃｍ）前後において最も発振効率が大きく
なるが、この時の放電開始電圧は１０００Ｖ程度にも達
することがある。
ガス圧（Ｐ）と陽極−陰極間隔（ｄ）の積（Ｐ・ｄ積）
が５（Torr・ｃｍ）前後において最も発振効率が大きく
なるが、この時の放電開始電圧は１０００Ｖ程度にも達
することがある。
本発明によればこの様な放電開始が困難となる場合には
放電開始時のみガス溜めの温度を適宜にコントロールし
て、放電開始電圧を下げることができるので電源への負
担を軽くすることができる。
放電開始時のみガス溜めの温度を適宜にコントロールし
て、放電開始電圧を下げることができるので電源への負
担を軽くすることができる。
第１図は本発明によるガスレーザ装置の第１の実施例で
あるヘリウム−カドミウムホロー陰極型金属蒸気レーザ
装置の一部を破断して示した図である。 第２図は本発明によるガスレーザ装置の第２の実施例で
あるヘリウム−カドミウムホロー陰極型金属蒸気レーザ
装置の一部を破断して示した図である。 １１……レーザ管 １２……ホロー陰極 １２ａ〜１２ｅ……ホロー陰極に設けられた孔 １３，１４，１５，１６，１７……陽極 ２１……ピラニ測定子 ３１……ガス溜 ３２……電熱線 ４１……ヘリウム透過壁を有するガス溜 ４２……ヘリウム透過量を調節するための電熱線 ５０……帰還回路
あるヘリウム−カドミウムホロー陰極型金属蒸気レーザ
装置の一部を破断して示した図である。 第２図は本発明によるガスレーザ装置の第２の実施例で
あるヘリウム−カドミウムホロー陰極型金属蒸気レーザ
装置の一部を破断して示した図である。 １１……レーザ管 １２……ホロー陰極 １２ａ〜１２ｅ……ホロー陰極に設けられた孔 １３，１４，１５，１６，１７……陽極 ２１……ピラニ測定子 ３１……ガス溜 ３２……電熱線 ４１……ヘリウム透過壁を有するガス溜 ４２……ヘリウム透過量を調節するための電熱線 ５０……帰還回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本間 厚 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−218184（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−43494（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】電極が設けられているガスレーザ管と、前
記ガスレーザ管内のガス圧を測定するガス圧測定手段
と、 前記ガスレーザ管に連通している補助室と、 前記ガス圧測定手段の出力に応じて、前記補助室内の温
度を変えることにより、ガス分子数を一定に保持したま
まガスレーザ管内のガス圧を所望の値にするガス圧調整
手段とを備えたガスレーザ装置。 - 【請求項２】前記ガスレーザ装置が、金属蒸気レーザで
ある特許請求の範囲第１項記載のガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59142530A JPH0626278B2 (ja) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | ガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59142530A JPH0626278B2 (ja) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | ガスレ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6122678A JPS6122678A (ja) | 1986-01-31 |
| JPH0626278B2 true JPH0626278B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=15317500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59142530A Expired - Lifetime JPH0626278B2 (ja) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | ガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626278B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07100595B2 (ja) * | 1988-12-21 | 1995-11-01 | 三菱電機株式会社 | 中間高速移動歩道 |
| JP6189883B2 (ja) | 2015-01-29 | 2017-08-30 | ファナック株式会社 | レーザガスの組成比を判定するガスレーザ装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5343494A (en) * | 1976-10-01 | 1978-04-19 | Kinmon Denki Kk | Vapour laser discharge tube of helium metal |
| JPS58218184A (ja) * | 1982-06-14 | 1983-12-19 | Kimmon Electric Co Ltd | レ−ザ点灯回路 |
-
1984
- 1984-07-10 JP JP59142530A patent/JPH0626278B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6122678A (ja) | 1986-01-31 |
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