JPH0936465A - 気体レーザーのマイクロ波放電励起方法及びマイクロ波気体レーザー装置 - Google Patents
気体レーザーのマイクロ波放電励起方法及びマイクロ波気体レーザー装置Info
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- JPH0936465A JPH0936465A JP17984795A JP17984795A JPH0936465A JP H0936465 A JPH0936465 A JP H0936465A JP 17984795 A JP17984795 A JP 17984795A JP 17984795 A JP17984795 A JP 17984795A JP H0936465 A JPH0936465 A JP H0936465A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザーガス媒質をレーザー光軸上のガス温
度上昇及び分布をもたせることなく均一に放電励起させ
て、レーザー出力及び発振効率を向上させることができ
る気体レーザーのマイクロ波放電励起方法及びマイクロ
波気体レーザー装置を提供する。 【解決手段】 マグネトロン１０から発振されたマイク
ロ波をアンテナ１１を介して直接Ｔ分岐矩型空胴共振器
２４の直交部２４ａ内に直接導入し、更に放電部２４ｂ
内に導き、この内部にレーザ光の光軸に対して電界方向
が垂直でほぼ強度が一定なＴＥ10モードのマイクロ波電
界を形成させ、このマイクロ波電界によってレーザーガ
ス媒質１４を放電励起させてレーザー出力を得る。しか
もＴ分岐矩型空胴共振器２４の設計誤差等による共振周
波数のずれを、チューニングブロック１３ａ，１３ｂや
反射板１２の挿入長を微動調整することによって補正す
る。
度上昇及び分布をもたせることなく均一に放電励起させ
て、レーザー出力及び発振効率を向上させることができ
る気体レーザーのマイクロ波放電励起方法及びマイクロ
波気体レーザー装置を提供する。 【解決手段】 マグネトロン１０から発振されたマイク
ロ波をアンテナ１１を介して直接Ｔ分岐矩型空胴共振器
２４の直交部２４ａ内に直接導入し、更に放電部２４ｂ
内に導き、この内部にレーザ光の光軸に対して電界方向
が垂直でほぼ強度が一定なＴＥ10モードのマイクロ波電
界を形成させ、このマイクロ波電界によってレーザーガ
ス媒質１４を放電励起させてレーザー出力を得る。しか
もＴ分岐矩型空胴共振器２４の設計誤差等による共振周
波数のずれを、チューニングブロック１３ａ，１３ｂや
反射板１２の挿入長を微動調整することによって補正す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマイクロ波領域の電
磁波によってレーザーガス媒質を放電励起する気体レー
ザーのマイクロ波放電励起方法及びマイクロ波気体レー
ザー装置に関するものである。
磁波によってレーザーガス媒質を放電励起する気体レー
ザーのマイクロ波放電励起方法及びマイクロ波気体レー
ザー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロ波気体レーザー装置を図
４、図５及び図６を参照して説明する。図４は従来のマ
イクロ波気体レーザー装置の正面断面図、図５は図４に
示すマイクロ波気体レーザー装置における円筒型空胴共
振器の側面断面図、図６は図４に示すマイクロ波気体レ
ーザー装置の円筒型空胴共振器におけるマイクロ波電界
モードを示す模式図である。
４、図５及び図６を参照して説明する。図４は従来のマ
イクロ波気体レーザー装置の正面断面図、図５は図４に
示すマイクロ波気体レーザー装置における円筒型空胴共
振器の側面断面図、図６は図４に示すマイクロ波気体レ
ーザー装置の円筒型空胴共振器におけるマイクロ波電界
モードを示す模式図である。
【０００３】図４及び図５に示すように、放電管１は円
筒型空胴共振器４の中に軸方向に挿入、設置されてお
り、その両端側には全反射鏡５と出力鏡６とが対向設置
されている。円筒型空胴共振器４の側部には、導波管３
を介してマイクロ波発振器２が接続されている。
筒型空胴共振器４の中に軸方向に挿入、設置されてお
り、その両端側には全反射鏡５と出力鏡６とが対向設置
されている。円筒型空胴共振器４の側部には、導波管３
を介してマイクロ波発振器２が接続されている。
【０００４】従ってマイクロ波発振器２から出力された
マイクロ波が導波管３の中を伝搬して円筒型空胴共振器
４に伝送され、このマイクロ波の電界によって放電管１
内のレーザーガス媒質が放電励起される。これによりレ
ーザーガス媒質からの誘導放出光を得ると共に、この誘
導放出光を光共振器を構成する全反射鏡５と出力鏡６と
の間の往復反射により増幅して、出力鏡６を透過するレ
ーザー光７を取り出す。
マイクロ波が導波管３の中を伝搬して円筒型空胴共振器
４に伝送され、このマイクロ波の電界によって放電管１
内のレーザーガス媒質が放電励起される。これによりレ
ーザーガス媒質からの誘導放出光を得ると共に、この誘
導放出光を光共振器を構成する全反射鏡５と出力鏡６と
の間の往復反射により増幅して、出力鏡６を透過するレ
ーザー光７を取り出す。
【０００５】なおマイクロ波によるレーザーガス媒質の
放電励起方法はＨａｎｄｙ ａｎｄＢｒａｎｄｅｌｉ
ｋ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．４９，ｐ３７５
３−３７５６（１９７８）により既に公知である。
放電励起方法はＨａｎｄｙ ａｎｄＢｒａｎｄｅｌｉ
ｋ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．４９，ｐ３７５
３−３７５６（１９７８）により既に公知である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロ波を封入した空胴共振器を使った場合、レーザーガス
媒質を放電励起することは可能であるが、通常の空胴共
振器内で形成しうるマイクロ波の定在波としてはＴＭモ
ード（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ＭａｇｎｅｔｉｃＭｏｄ
ｅ）或るいはＴＥモード（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｅｌ
ｅｃｔｒｉｃＭｏｄｅ）として知られるように多数のモ
ードが混在する。従って、空胴共振器の設計誤差や放電
管内の放電プラズマの発生等による負荷の変動により、
マイクロ波電界モードの共振周波数が当初の設定からず
れ、図６に示すように、レーザーガス媒質を放電励起す
るマイクロ波の電界ベクトル８が複雑多岐な波動とな
る。このためマイクロ波電界強度は放電管軸方向（レー
ザー光軸方向）に一定とならない。このような電界によ
って発生した放電プラズマはマイクロ波エネルギーを吸
収しやすく、放電管内を流れるレーザーガス媒質におけ
る放電プラズマでは下流側でより多くマイクロ波エネル
ギーが吸収される。
ロ波を封入した空胴共振器を使った場合、レーザーガス
媒質を放電励起することは可能であるが、通常の空胴共
振器内で形成しうるマイクロ波の定在波としてはＴＭモ
ード（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ＭａｇｎｅｔｉｃＭｏｄ
ｅ）或るいはＴＥモード（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｅｌ
ｅｃｔｒｉｃＭｏｄｅ）として知られるように多数のモ
ードが混在する。従って、空胴共振器の設計誤差や放電
管内の放電プラズマの発生等による負荷の変動により、
マイクロ波電界モードの共振周波数が当初の設定からず
れ、図６に示すように、レーザーガス媒質を放電励起す
るマイクロ波の電界ベクトル８が複雑多岐な波動とな
る。このためマイクロ波電界強度は放電管軸方向（レー
ザー光軸方向）に一定とならない。このような電界によ
って発生した放電プラズマはマイクロ波エネルギーを吸
収しやすく、放電管内を流れるレーザーガス媒質におけ
る放電プラズマでは下流側でより多くマイクロ波エネル
ギーが吸収される。
【０００７】このため従来のマイクロ波気体レーザー装
置では放電管全体でレーザーガス媒質を放電励起させる
ことができないことと、レーザーガス媒質を放電励起さ
せるマイクロ波電界が放電管内の局所空間に集中するた
めに生成する放電プラズマの温度が特に下流側で上昇す
ることになってレーザー発振に寄与するエネルギー凖位
の反転分布が成立しにくくなることから、レーザー出力
及び発振効率が低下する。更に、放電管軸方向下流側で
発振利得が低下すること等の欠点がある。
置では放電管全体でレーザーガス媒質を放電励起させる
ことができないことと、レーザーガス媒質を放電励起さ
せるマイクロ波電界が放電管内の局所空間に集中するた
めに生成する放電プラズマの温度が特に下流側で上昇す
ることになってレーザー発振に寄与するエネルギー凖位
の反転分布が成立しにくくなることから、レーザー出力
及び発振効率が低下する。更に、放電管軸方向下流側で
発振利得が低下すること等の欠点がある。
【０００８】従って本発明は上記従来技術の不具合点を
解消するためになされたもので、円筒型空胴共振器内で
の多用なマイクロ波電磁界モードの中から円筒型空胴共
振器の設計誤差あるいは放電プラズマの発生等による負
荷の変動の有無にかかわらず、レーザー発振に適するＴ
Ｍ10モードのマイクロ波電界だけで、レーザーガス媒質
をレーザー光軸上のガス温度上昇及び分布をもたせるこ
となく均一に放電励起させて、レーザー出力及び発振効
率を向上させることができる気体レーザのマイクロ波放
電励起方法及びマイクロ波気体レーザー装置を提供する
ことを目的とする。
解消するためになされたもので、円筒型空胴共振器内で
の多用なマイクロ波電磁界モードの中から円筒型空胴共
振器の設計誤差あるいは放電プラズマの発生等による負
荷の変動の有無にかかわらず、レーザー発振に適するＴ
Ｍ10モードのマイクロ波電界だけで、レーザーガス媒質
をレーザー光軸上のガス温度上昇及び分布をもたせるこ
となく均一に放電励起させて、レーザー出力及び発振効
率を向上させることができる気体レーザのマイクロ波放
電励起方法及びマイクロ波気体レーザー装置を提供する
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第１の気体レーザーのマイクロ波放電励起方法は、
マイクロ波発振器から発振されたマイクロ波を空胴共振
器に導き、この空胴共振器内に設置された２枚の石英板
間のレーザーガス媒質をマイクロ波電界により放電励起
させてレーザー出力を得る気体レーザーのマイクロ波放
電励起方法において、前記空胴共振器を放電部とこの放
電部に略直交する直交部とからなるＴ分岐空胴共振器と
し、このＴ分岐空胴共振器の放電部内にレーザー光の光
軸に対して電界方向が垂直でほぼ強度が一定なＴＥ10モ
ードのマイクロ波電界を形成させることを特徴とする。
明の第１の気体レーザーのマイクロ波放電励起方法は、
マイクロ波発振器から発振されたマイクロ波を空胴共振
器に導き、この空胴共振器内に設置された２枚の石英板
間のレーザーガス媒質をマイクロ波電界により放電励起
させてレーザー出力を得る気体レーザーのマイクロ波放
電励起方法において、前記空胴共振器を放電部とこの放
電部に略直交する直交部とからなるＴ分岐空胴共振器と
し、このＴ分岐空胴共振器の放電部内にレーザー光の光
軸に対して電界方向が垂直でほぼ強度が一定なＴＥ10モ
ードのマイクロ波電界を形成させることを特徴とする。
【００１０】また第２の方法は、上記第１の方法におい
て、Ｔ分岐空胴共振器内にＴＥ10のマイクロ波電界モー
ドによって形成されるマイクロ波定在波の１波長でレー
ザーガス媒質を放電励起させることを特徴とする。
て、Ｔ分岐空胴共振器内にＴＥ10のマイクロ波電界モー
ドによって形成されるマイクロ波定在波の１波長でレー
ザーガス媒質を放電励起させることを特徴とする。
【００１１】また第３の方法は、上記第１又は第２の方
法において、Ｔ分岐空胴共振器の直交部内にマイクロ波
発振器のアンテナを設置し、このアンテナを介してＴ分
岐空胴共振器内にマイクロ波を直接導入することを特徴
とする。
法において、Ｔ分岐空胴共振器の直交部内にマイクロ波
発振器のアンテナを設置し、このアンテナを介してＴ分
岐空胴共振器内にマイクロ波を直接導入することを特徴
とする。
【００１２】また第４の方法は、上記第３の方法におい
て、Ｔ分岐空胴共振器の直交部のアンテナに対する放電
部の反対側でマイクロ波の反射量を調整して放電部内に
形成されるマイクロ波定在波の共振周波数を調整するこ
とを特徴とする。
て、Ｔ分岐空胴共振器の直交部のアンテナに対する放電
部の反対側でマイクロ波の反射量を調整して放電部内に
形成されるマイクロ波定在波の共振周波数を調整するこ
とを特徴とする。
【００１３】また上記目的を達成する本発明の第１のマ
イクロ波気体レーザー装置は、マイクロ波発振器と、こ
のマイクロ波発振器から発振されたマイクロ波が導入さ
れる空胴共振器と、この空胴共振器内に設置された２枚
の石英板と、この２枚の石英板間のレーザーガス媒質と
を有し、このレーザーガス媒質を前記空胴共振器内に形
成されるマイクロ波電界によって放電励起させることに
よりレーザー出力を得るマイクロ波気体レーザー装置に
おいて、前記空胴共振器が放電部とこの放電部に略直交
する直交部とからなるＴ分岐空胴共振器であって、この
Ｔ分岐空胴共振器の放電部内にレーザー光の光軸に対し
て電界方向が垂直でほぼ強度が一定なＴＥ10のモードマ
イクロ波電界を形成させるようにしたことを特徴とす
る。
イクロ波気体レーザー装置は、マイクロ波発振器と、こ
のマイクロ波発振器から発振されたマイクロ波が導入さ
れる空胴共振器と、この空胴共振器内に設置された２枚
の石英板と、この２枚の石英板間のレーザーガス媒質と
を有し、このレーザーガス媒質を前記空胴共振器内に形
成されるマイクロ波電界によって放電励起させることに
よりレーザー出力を得るマイクロ波気体レーザー装置に
おいて、前記空胴共振器が放電部とこの放電部に略直交
する直交部とからなるＴ分岐空胴共振器であって、この
Ｔ分岐空胴共振器の放電部内にレーザー光の光軸に対し
て電界方向が垂直でほぼ強度が一定なＴＥ10のモードマ
イクロ波電界を形成させるようにしたことを特徴とす
る。
【００１４】また第２の装置は、上記第１の装置におい
て、Ｔ分岐空胴共振器内にＴＥ10のマイクロ波電界モー
ドによって形成されるマイクロ波定在波の１波長でレー
ザーガス媒質を放電励起させるようにしたことを特徴と
する。
て、Ｔ分岐空胴共振器内にＴＥ10のマイクロ波電界モー
ドによって形成されるマイクロ波定在波の１波長でレー
ザーガス媒質を放電励起させるようにしたことを特徴と
する。
【００１５】また第３の装置は、上記第１又は第２の装
置において、Ｔ分岐空胴共振器の直交部内にマイクロ波
発振器のアンテナを設置し、このアンテナを介してＴ分
岐空胴共振器内にマイクロ波を直接導入するようにした
ことを特徴とする。
置において、Ｔ分岐空胴共振器の直交部内にマイクロ波
発振器のアンテナを設置し、このアンテナを介してＴ分
岐空胴共振器内にマイクロ波を直接導入するようにした
ことを特徴とする。
【００１６】また第４の装置は、上記第３の装置におい
て、Ｔ分岐空胴共振器の直交部のアンテナに対する放電
部の反対側にマイクロ波の反射量を調整して放電部内に
形成されるマイクロ波定在波の共振周波数を調整するた
めの反射板を設置したことを特徴とする。
て、Ｔ分岐空胴共振器の直交部のアンテナに対する放電
部の反対側にマイクロ波の反射量を調整して放電部内に
形成されるマイクロ波定在波の共振周波数を調整するた
めの反射板を設置したことを特徴とする。
【００１７】上記本発明の気体レーザーのマイクロ波放
電励起方法及びマイクロ波気体レーザー装置によれば、
Ｔ分岐空胴共振器内に発生させるＴＥ10モードのマイク
ロ波電界によって、石英板間のレーザーガス媒質を効率
よく放電励起させることができる。
電励起方法及びマイクロ波気体レーザー装置によれば、
Ｔ分岐空胴共振器内に発生させるＴＥ10モードのマイク
ロ波電界によって、石英板間のレーザーガス媒質を効率
よく放電励起させることができる。
【００１８】特に、Ｔ分岐空胴共振器内部にＴＥ10のマ
イクロ波電界モードで形成されるマイクロ波定在波の１
波長がレーザガス媒質の放電長よりも大きくなるように
設定することでレーザー光軸上に一様なマイクロ波電界
が得られ、この電界によりレーザー光軸方向に均一な放
電を生じさせてＴ分岐空胴共振器内のレーザーガス媒質
を効率よく放電励起させることができる。
イクロ波電界モードで形成されるマイクロ波定在波の１
波長がレーザガス媒質の放電長よりも大きくなるように
設定することでレーザー光軸上に一様なマイクロ波電界
が得られ、この電界によりレーザー光軸方向に均一な放
電を生じさせてＴ分岐空胴共振器内のレーザーガス媒質
を効率よく放電励起させることができる。
【００１９】またＴ分岐空胴共振器の設計誤差や内部に
発生する放電プラズマ等による負荷の変動に伴なうマイ
クロ波定在波の共振周波数のずれを、Ｔ分岐空胴共振器
の直交部に設置した反射板の位置を変化させてＴ分岐空
胴共振器の放電部へのマイクロ波入射量を変えることで
補正できることから、Ｔ分岐空胴共振器内のレーザー光
軸方向に対して均一なマイクロ波電界を容易に形成させ
ることでき、レーザー光軸方向に均一な放電の発生とレ
ーザーガス媒質全体の放電励起とが可能となる。
発生する放電プラズマ等による負荷の変動に伴なうマイ
クロ波定在波の共振周波数のずれを、Ｔ分岐空胴共振器
の直交部に設置した反射板の位置を変化させてＴ分岐空
胴共振器の放電部へのマイクロ波入射量を変えることで
補正できることから、Ｔ分岐空胴共振器内のレーザー光
軸方向に対して均一なマイクロ波電界を容易に形成させ
ることでき、レーザー光軸方向に均一な放電の発生とレ
ーザーガス媒質全体の放電励起とが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１、
図２及び図３を参照して詳細に説明する。
図２及び図３を参照して詳細に説明する。
【００２１】ここでは矩型のＴ分岐型導波管の開口部を
閉じた構成のＴ分岐矩型空胴共振器を用いる場合を例示
しており、図１はかかるＴ分岐矩型空胴共振器を備えた
マイクロ波気体レーザー装置の正面断面図、図２は図１
に示すマイクロ波気体レーザー装置におけるＴ分岐矩型
空胴共振器の側面断面図、図３（ａ）、（ｂ）は図１に
示すマイクロ波気体レーザー装置のＴ分岐矩型空胴共振
器内におけるマイクロ波電界モードの模式図である。こ
れらの図において、前述した図４、図５及び図６と同一
部分には同一符号を付した。
閉じた構成のＴ分岐矩型空胴共振器を用いる場合を例示
しており、図１はかかるＴ分岐矩型空胴共振器を備えた
マイクロ波気体レーザー装置の正面断面図、図２は図１
に示すマイクロ波気体レーザー装置におけるＴ分岐矩型
空胴共振器の側面断面図、図３（ａ）、（ｂ）は図１に
示すマイクロ波気体レーザー装置のＴ分岐矩型空胴共振
器内におけるマイクロ波電界モードの模式図である。こ
れらの図において、前述した図４、図５及び図６と同一
部分には同一符号を付した。
【００２２】図１及び図２に示すように、Ｔ分岐矩型空
胴共振器２４は放電部２４ｂとこの放電部２４ｂに直交
する直交部２４ａとからなり、放電部２４ｂ内にはその
レーザー光軸を挾んで対向する２枚の石英板１ａ，１ｂ
が配置され、またレーザー光軸上の両端には全反射鏡５
と出力鏡６とが対向設置されている。
胴共振器２４は放電部２４ｂとこの放電部２４ｂに直交
する直交部２４ａとからなり、放電部２４ｂ内にはその
レーザー光軸を挾んで対向する２枚の石英板１ａ，１ｂ
が配置され、またレーザー光軸上の両端には全反射鏡５
と出力鏡６とが対向設置されている。
【００２３】Ｔ分岐矩型空胴共振器２４の直交部２４ａ
にはマイクロ波発振器のマイクロ波源となるマグネトロ
ン１０が設置されており、このマグネトロン１０のアン
テナ１１が同直交部２４ａ内に設置されている。従って
マグネトロン１０から発振されたマイクロ波はアンテナ
１１を介してＴ分岐矩型空胴共振器２４の直交部２４ａ
へ直接導入され、更に放電部２４ｂへと導かれる。そし
て、この放電部２４ｂ内において１波長分のＴＥ10モー
ドのマイクロ波定在波が形成され、このマイクロ波の電
界により石英板１ａ，１ｂ間のレーザーガス媒質１４が
放電励起される。
にはマイクロ波発振器のマイクロ波源となるマグネトロ
ン１０が設置されており、このマグネトロン１０のアン
テナ１１が同直交部２４ａ内に設置されている。従って
マグネトロン１０から発振されたマイクロ波はアンテナ
１１を介してＴ分岐矩型空胴共振器２４の直交部２４ａ
へ直接導入され、更に放電部２４ｂへと導かれる。そし
て、この放電部２４ｂ内において１波長分のＴＥ10モー
ドのマイクロ波定在波が形成され、このマイクロ波の電
界により石英板１ａ，１ｂ間のレーザーガス媒質１４が
放電励起される。
【００２４】またＴ分岐矩型空胴共振器２４の直交部２
４ａには、アンテナ１１の図中上方、即ちアンテナ１１
に対する放電部２４ｂの反対側に反射板１２が移動可能
に設置されている。この反射板１２は、矢印方向に移動
することにより放電部２４ｂへのマイクロ波入射量を変
えて、この放電部２４ａ内に形成されるマイクロ波の定
在波の波長と共振周波数を変えることができる。
４ａには、アンテナ１１の図中上方、即ちアンテナ１１
に対する放電部２４ｂの反対側に反射板１２が移動可能
に設置されている。この反射板１２は、矢印方向に移動
することにより放電部２４ｂへのマイクロ波入射量を変
えて、この放電部２４ａ内に形成されるマイクロ波の定
在波の波長と共振周波数を変えることができる。
【００２５】またＴ分岐矩型空胴共振器２４の放電部２
４ｂの矩型断面の長辺面２４ｃ，２４ｄには、チューニ
ングブロック１３ａ，１３ｂが各々移動可能に突設され
ている。これらのチューニングブロック１３ａ，１３ｂ
は、図２に示すように矢印方向に移動することによって
放電部２４ｂ内に形成されるマイクロ波定在波の波長と
共振周波数を変えることができる。
４ｂの矩型断面の長辺面２４ｃ，２４ｄには、チューニ
ングブロック１３ａ，１３ｂが各々移動可能に突設され
ている。これらのチューニングブロック１３ａ，１３ｂ
は、図２に示すように矢印方向に移動することによって
放電部２４ｂ内に形成されるマイクロ波定在波の波長と
共振周波数を変えることができる。
【００２６】石英板１ａ，１ｂ間に導入されるレーザー
ガス媒質１４は、図２に示すように図中左側から流入
（レーザーガス媒質１５）されて図中右側へ流出（レー
ザーガス媒質１６）されることにより、レーザー光軸に
直交して流動する。
ガス媒質１４は、図２に示すように図中左側から流入
（レーザーガス媒質１５）されて図中右側へ流出（レー
ザーガス媒質１６）されることにより、レーザー光軸に
直交して流動する。
【００２７】そして、本マイクロ波気体レーザー装置で
は、Ｔ分岐矩型空胴共振器２４の矩型断面の長辺を８０
ｍｍ、短辺を５０ｍｍ、レーザー光軸方向長さを４００
ｍｍとした。またチューニングブロック１３ａ，１３ｂ
としては、金属製のチューニングブロックを用いた。
は、Ｔ分岐矩型空胴共振器２４の矩型断面の長辺を８０
ｍｍ、短辺を５０ｍｍ、レーザー光軸方向長さを４００
ｍｍとした。またチューニングブロック１３ａ，１３ｂ
としては、金属製のチューニングブロックを用いた。
【００２８】かかるマイクロ波気体レーザー装置におい
て、Ｔ分岐矩型空胴共振器２４内の電界モードは、Ｔ分
岐空胴共振器２４の内部へ挿入した測定用のアンテナに
よって電界強度分布を測定した結果、図３に示すものが
得られた。この図からＴ分岐矩型空胴共振器２４の放電
部２４ｂ内に形成されているマイクロ波電界はＴＥ10モ
ードであることを確認した。図中の８が電界ベクトル、
９が磁界ベクトルである。また、この図に示すように、
マイクロ波定在波の波長が約２５０ｍｍとなることから
ＴＥ10モードでカットオフに近い波長となることがわか
った。更に、この図からわかるように、石英板１ａ，１
ｂの軸方向に形成されているマイクロ波定在波に節腹が
ないことから石英板１ａ，１ｂ間全体でレーザーガス媒
質１４が放電する。即ち、マイクロ波定在波の１波長で
レーザーガス媒質を放電励起しており、マイクロ波定在
波の１波長がレーザーガス媒質の放電長（図１中の斜線
部）よりも大きい。
て、Ｔ分岐矩型空胴共振器２４内の電界モードは、Ｔ分
岐空胴共振器２４の内部へ挿入した測定用のアンテナに
よって電界強度分布を測定した結果、図３に示すものが
得られた。この図からＴ分岐矩型空胴共振器２４の放電
部２４ｂ内に形成されているマイクロ波電界はＴＥ10モ
ードであることを確認した。図中の８が電界ベクトル、
９が磁界ベクトルである。また、この図に示すように、
マイクロ波定在波の波長が約２５０ｍｍとなることから
ＴＥ10モードでカットオフに近い波長となることがわか
った。更に、この図からわかるように、石英板１ａ，１
ｂの軸方向に形成されているマイクロ波定在波に節腹が
ないことから石英板１ａ，１ｂ間全体でレーザーガス媒
質１４が放電する。即ち、マイクロ波定在波の１波長で
レーザーガス媒質を放電励起しており、マイクロ波定在
波の１波長がレーザーガス媒質の放電長（図１中の斜線
部）よりも大きい。
【００２９】また、放電プラズマの発生により共振周波
数が少しずれるので、チューニングブロック１３ａ，１
３ｂ又は反射板１２の位置を微動調整することにより共
振周波数のずれを補正して放電を安定化することができ
る。このときのレーザー出力及び発振効率を〔表１〕に
示す。なお、この〔表１〕に示す試験結果はレーザーガ
ス媒質として炭酸ガスレーザー用のガス組成（ＣＯ２，
Ｎ２，Ｈｅの混合ガス、圧力５０Ｔｏｒｒ）の条件で試
験を行ったものである。〔表１〕に示すように、チュー
ニングブロック１３ａ，１３ｂの効果は、一方のチュー
ニングブロック１３ｂの挿入長のみを微動調整しても、
両方のチューニングブロック１３ａ，１３ｂの挿入長を
共に微動調整しても同様の効果が得られる。また〔表
１〕に示すように、反射板１２の挿入長を微動調整する
ことによっても、レーザー出力及び発振効率が向上する
ことを確認した。
数が少しずれるので、チューニングブロック１３ａ，１
３ｂ又は反射板１２の位置を微動調整することにより共
振周波数のずれを補正して放電を安定化することができ
る。このときのレーザー出力及び発振効率を〔表１〕に
示す。なお、この〔表１〕に示す試験結果はレーザーガ
ス媒質として炭酸ガスレーザー用のガス組成（ＣＯ２，
Ｎ２，Ｈｅの混合ガス、圧力５０Ｔｏｒｒ）の条件で試
験を行ったものである。〔表１〕に示すように、チュー
ニングブロック１３ａ，１３ｂの効果は、一方のチュー
ニングブロック１３ｂの挿入長のみを微動調整しても、
両方のチューニングブロック１３ａ，１３ｂの挿入長を
共に微動調整しても同様の効果が得られる。また〔表
１〕に示すように、反射板１２の挿入長を微動調整する
ことによっても、レーザー出力及び発振効率が向上する
ことを確認した。
【００３０】また、チューニングブロック１３ａ，１３
ｂをレーザーガス媒質の流れに対して上流側の方が下流
側よりも挿入量大となるように傾斜をつけることもで
き、こうすることによって〔表１〕に示すようにレーザ
ー出力が改善することから効果大であることが確認でき
た。
ｂをレーザーガス媒質の流れに対して上流側の方が下流
側よりも挿入量大となるように傾斜をつけることもで
き、こうすることによって〔表１〕に示すようにレーザ
ー出力が改善することから効果大であることが確認でき
た。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、マイクロ波気体レーザー装置におい
てそのレーザー光軸方向にレーザーガスの均一な放電を
発生させることができ、レーザーガス媒質の放電励起を
有効に行うことができる。従ってレーザ出力及び発振効
率を向上させることができる。
に本発明によれば、マイクロ波気体レーザー装置におい
てそのレーザー光軸方向にレーザーガスの均一な放電を
発生させることができ、レーザーガス媒質の放電励起を
有効に行うことができる。従ってレーザ出力及び発振効
率を向上させることができる。
【図１】本発明の一実施例に係るマイクロ波気体レーザ
ー装置の正面断面図である。
ー装置の正面断面図である。
【図２】図１に示すマイクロ波気体レーザー装置におけ
るＴ分岐矩型空胴共振器の側面断面図である。
るＴ分岐矩型空胴共振器の側面断面図である。
【図３】図１に示すマイクロ波気体レーザー装置のＴ分
岐矩型空胴共振器内におけるマイクロ波電界モードの模
式図である。
岐矩型空胴共振器内におけるマイクロ波電界モードの模
式図である。
【図４】従来のマイクロ波気体レーザー装置の正面断面
図である。
図である。
【図５】図４に示すマイクロ波気体レーザー装置におけ
る円筒型空胴共振器の側面断面図である。
る円筒型空胴共振器の側面断面図である。
【図６】図４に示すマイクロ波気体レーザー装置の円筒
型空胴共振器におけるマイクロ波電界モードの模式図で
ある。
型空胴共振器におけるマイクロ波電界モードの模式図で
ある。
１ａ，１ｂ 石英板 ５ 全反射鏡 ６ 出力鏡 ７ レーザー光 ８ 電界ベクトル ９ 磁界ベクトル １０ マグネトロン １１ アンテナ １２ 反射板 １３ａ，１３ｂ チューニングブロック １４ レーザーガス媒質 １５ レーザーガス媒質（流入） １６ レーザーガス媒質（流出） ２４ Ｔ分岐矩型空胴共振器 ２４ａ 放電部 ２４ｂ 直交部 ２４ｃ，２４ｄ 長辺面
Claims (8)
- 【請求項１】 マイクロ波発振器から発振されたマイク
ロ波を空胴共振器に導き、この空胴共振器内に設置され
た２枚の石英板間のレーザーガス媒質をマイクロ波電界
により放電励起させてレーザー出力を得る気体レーザー
のマイクロ波放電励起方法において、 前記空胴共振器を放電部とこの放電部に略直交する直交
部とからなるＴ分岐空胴共振器とし、このＴ分岐空胴共
振器の放電部内にレーザー光の光軸に対して電界方向が
垂直でほぼ強度が一定なＴＥ10モードのマイクロ波電界
を形成させることを特徴とする気体レーザーのマイクロ
波放電励起方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載する気体レーザーのマイ
クロ波放電励起方法において、 Ｔ分岐空胴共振器内にＴＥ10のマイクロ波電界モードに
よって形成されるマイクロ波定在波の１波長でレーザー
ガス媒質を放電励起させることを特徴とする気体レーザ
ーのマイクロ波放電励起方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載する気体レーザー
のマイクロ波放電励起方法において、 Ｔ分岐空胴共振器の直交部内にマイクロ波発振器のアン
テナを設置し、このアンテナを介してＴ分岐空胴共振器
内にマイクロ波を直接導入することを特徴とする気体レ
ーザーのマイクロ波放電励起方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載する気体レーザーのマイ
クロ波放電励起方法において、 Ｔ分岐空胴共振器の直交部のアンテナに対する放電部の
反対側でマイクロ波の反射量を調整して放電部内に形成
されるマイクロ波定在波の共振周波数を調整することを
特徴とする気体レーザーのマイクロ波放電励起方法。 - 【請求項５】 マイクロ波発振器と、このマイクロ波発
振器から発振されたマイクロ波が導入される空胴共振器
と、この空胴共振器内に設置された２枚の石英板と、こ
の２枚の石英板間のレーザーガス媒質とを有し、このレ
ーザーガス媒質を前記空胴共振器内に形成されるマイク
ロ波電界によって放電励起させることによりレーザー出
力を得るマイクロ波気体レーザー装置において、 前記空胴共振器が放電部とこの放電部に略直交する直交
部とからなるＴ分岐空胴共振器であって、このＴ分岐空
胴共振器の放電部内にレーザー光の光軸に対して電界方
向が垂直でほぼ強度が一定なＴＥ10モードのマイクロ波
電界を形成させるようにしたことを特徴とするマイクロ
波気体レーザー装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載するマイクロ波気体レー
ザー装置において、 Ｔ分岐空胴共振器内にＴＥ10のマイクロ波電界モードに
よって形成されるマイクロ波定在波の１波長でレーザー
ガス媒質を放電励起させるようにしたことを特徴とする
マイクロ波気体レーザー装置。 - 【請求項７】 請求項５又は６に記載するマイクロ波気
体レーザー装置において、 Ｔ分岐空胴共振器の直交部内にマイクロ波発振器のアン
テナを設置し、このアンテナを介してＴ分岐空胴共振器
内にマイクロ波を直接導入するようにしたことを特徴と
するマイクロ波気体レーザー装置。 - 【請求項８】 請求項７に記載するマイクロ波気体レー
ザー装置において、 Ｔ分岐空胴共振器の直交部のアンテナに対する放電部の
反対側にマイクロ波の反射量を調整して放電部内に形成
されるマイクロ波定在波の共振周波数を調整するための
反射板を設置したことを特徴とするマイクロ波気体レー
ザー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17984795A JPH0936465A (ja) | 1995-07-17 | 1995-07-17 | 気体レーザーのマイクロ波放電励起方法及びマイクロ波気体レーザー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17984795A JPH0936465A (ja) | 1995-07-17 | 1995-07-17 | 気体レーザーのマイクロ波放電励起方法及びマイクロ波気体レーザー装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936465A true JPH0936465A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16072955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17984795A Withdrawn JPH0936465A (ja) | 1995-07-17 | 1995-07-17 | 気体レーザーのマイクロ波放電励起方法及びマイクロ波気体レーザー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0936465A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103166097A (zh) * | 2013-02-26 | 2013-06-19 | 哈尔滨工业大学 | 基于石英晶片为分束片的l型光泵气体太赫兹激光谐振腔及含有该谐振腔的激光器 |
-
1995
- 1995-07-17 JP JP17984795A patent/JPH0936465A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103166097A (zh) * | 2013-02-26 | 2013-06-19 | 哈尔滨工业大学 | 基于石英晶片为分束片的l型光泵气体太赫兹激光谐振腔及含有该谐振腔的激光器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021001 |