JPS5856488A - ガスレ−ザ管の共振モ−ド規制方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスレーザ管の共振モード規制方法に関する
。ガスレーザ装置はボンピングによシ反転分布状態を形
成しているガス原子と光共振器の態となった位相の揃っ
た光を一定の透過率をもつ反射鏡よシ連続出力として取
に出す装置である。

第１図は端部円筒形Ｈｅ　＊　Ｎ　ｅレーザの構成でガ
ラス製、の外囲器１の一端に陽極２が埋め込まれておシ
、レーザ発光が生ずる毛細管３の固定と陽。

陰極室の隔離をする隔壁４を隔てて陰極５が円筒状に設
けられておシ、これは端部円筒陰極６に接続されている
。

ここで端部円筒陰極６は外囲器１と融着されて仁の一部
を形成している。

次に外囲器１の内部は充分に排気された後ＨｅｍＮｅガ
スが減圧状態で封入されている。

かかる構成をとるレーザ管において、陽ａｉ２と陰極５
の間に電圧を印加して放電を起させるとグロー放゛颯は
陽極ｌよシ毛細管３を通シ陰極５に達する通路に生し、
励起したＮ・原子により発光が起り、これが反射鏡より
なる光共振器で増幅される結果、発振を起して光共振器
の間に定在波を生じ、その一部が一定の透過率をもつ反
射鏡７からレーザ光として取り出されるのである。

ここで全反射鏡８と反射鏡７によシ形成されている光共
振器は毛細管３の断面の中央部に周辺よりもより多く光
ビームが集中するように設計されていが、各種のシ磁界
分布が存在しこれは共振モードと呼ばれている。

どこで・共振モードには大別して横方向モードと縦方向
モードとがあるが、元の波長に比べて反射鏡の大きさが
はるかに大きく回析損の少い第１図のような構造の場合
は、毛細管の軸方向の電磁界の成分は横方向成分に比べ
て無視できる程少く、そのため光共振器内のビームは横
方向モードだけを考えれは工＜、ＴＥＭ波（横波）のみ
からなると見做すことができる。

この場合共振モードはＴ　ＥＭｍ　ｎで指定され、ｍ、
ｎは横方向モードを指定する整数で横モード数と云われ
るが、このｍ、Ｈの数が大きくなる程ビームが拡がり、
また回折損は増大する関係がある。

ここでＴＥＭ、、　モードはビームの中心で強度が最大
となシ、波面全体が同位相で振動する最も低次の横モー
ト鳴り、それ以外のモードはビーム断面が幾つかに分割
して振動するモードからなっている。

それで第１図のように直径の大きな反射鏡を用いるとき
は多数の横モードが重り合った多重モードで発゛振が行
われている。然し現実のレーザ装置においては、モード
規制窓を設けて高次の横モードを出力よシ排除する方法
がとられている。

ここで最も低次のＴＥＭｃ、ｃモードはレーザビー　ム
の広がり角が最も小さく、また最も小さなスボ雫トに集
光できるため実用的価値が高い。

すなわちビームの広がシ角θ（ラジアン）は次式で与え
られる。

２λ θ＝□−−・・・・・・・・・・（１）ｌ ここで、Ｊ・・・波長 ａ・・・ビームの半径でその点にお ける強度は中心強度の砂 ここでＴＥＭｃｃモードのビーム断面の強度分布につい
ては、ビーム直径２ａの内に全出力の８６．８　嘔３ａ
内に９８９畳、４ａ内に９９９７嘔が含まれるのでレー
ザビームの広がシ角は最も少い。

そこでＴＥＭｃｃモードの発振を得る方法とじて光共振
器により定まるビーム直径の１．５〜２倍の直径の絞シ
を光共振器の中に置くか、毛細管の内径をこの値に選ぶ
ことが行われている。

然し乍ら、後者の方法は毛細管内部の真直角の確保や光
軸調整が難しいなどの問題点がある。

本発明は前者の方法に係シ、本発明の目的は比較的簡単
な構成により共振モードの規制を行うにある。

第２図および第３図は、従来の共振モード規制方法であ
る。すなわち第２図は毛細管３を熱的に加工し内径部９
を絞ることによりモード規制を行うものであるが、加工
性が悪くまた毛細管３の真直度の確保などが難しいなど
の欠点がおる。また第３図は毛細管３の端面に金属キヤ
ダプからなるモード規制窓１０を固定後、これに反射鏡
を接着する方法で、この場合は反射鏡の光軸を合わせる
ために予め毛細管３の端面或は規制窓１０の端面を光学
的に研磨する必要があ夛、多大の工数を要すると云う欠
点がある。

本発明は従来に較べて超かに簡単な方法でモード規制を
行うもので、切シ割り部をもつ弾性金属円筒或はフラン
ジ付き金属円筒を毛細管に挿入してモード規制を行うも
のである。

第４図は弾性金属円筒を用いてモード規制を行う場曾で
、第４図■は毛細管３に挿入した状態の断面図、同図の
）は弾性金属円筒の斜視図である。

この構造においては、弾性金属円筒１１の側面に切シ割
り部１２を有しており、弾性を利用して毛細管３に挿入
固定できるようになっている。なお接着剤を用いる場合
は切シ割シ部および弾性金属の使用は不要となる。

この第４図の構造をとる場合、モード規制のための直径
は弾性金属円筒１１の肉厚１３により決められる。

次に第５図は７ランジ付き金属円筒１４によシモード規
制を行うもので、第５図囚は挿入状態を示し、同図０３
）はこの斜視図である。

この構造においては、モード規制窓の寸法は金属円筒１
４の内径によシ決り、この円筒部を毛細管３の内部に挿
入しフランジ部１５で毛細管３と接着固定し、以後は従
来の方法で反射鏡との接続が行われる。

本発明はガスレーザ管の共振モード規制を比較的簡単な
方法によシ行うもので、第４図または第５図に示す金属
円筒を毛細管中に挿入することにより容易にモード規制
ができるようになっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は端部円筒形Ｈｅ＊Ｎｅレーザの構成図、第２図
と第３図は従来の共振モード規制方法の説明図、第４図
と第５図は本発明に係る共振モード規制方法を示すもの
で、囚は断面図、＠はモード規制用構成体の斜視図であ
る。 図において、３は毛細管、１１は弾性金属円筒、１２は
切り割り部、１３は肉厚、１４は金属円筒、１５はフラ
ンジ。 第　１　＠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 低圧ガスを封入した管内の両端に陽極および陰極からな
   る放電電極があり、管内中央部に位置してレーザの活性
   領域となる毛細管を挾み、該毛細管の延長線上に光共振
   器を備えてなるガスレーザ管において、共振モード規制
   用の小孔が切ｐ割ｐ部をもつ金属円筒またはフランジ付
   き金属円筒を毛細管中に挿入することにより形成される
   ことを特徴とするガスレーザ管の共振モード規制方法。