JPS62104084A - ガスレ−ザ発振器 - Google Patents

ガスレ−ザ発振器

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JPS62104084A
JPS62104084A JP24160985A JP24160985A JPS62104084A JP S62104084 A JPS62104084 A JP S62104084A JP 24160985 A JP24160985 A JP 24160985A JP 24160985 A JP24160985 A JP 24160985A JP S62104084 A JPS62104084 A JP S62104084A
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waveguide
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ridge
gas
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憲治 吉沢
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順一 西前
Masakazu Taki
正和 滝
Yoshihiro Ueda
植田 至宏
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/0975Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive excitation

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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (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。

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たガスレーザ発振
器に関するものてある。
〔従来の技術〕
第6図は例えばJournal of Apρl1ed
 PhysicsVol、49 No、7.July 
1978 P、3753に示された従来のガスレーザ発
振器を示す断面図、第7図は第6図におけるB−8断面
図である。(3)はマイクロ波を導波する導波管、(5
1)はパレツクスガラスで形成されたレーザ放電管、(
52)はレーザガス導入口、(53)はレーザガス排出
口、(54)は冷却ガス送気管、(55)は冷却ガス導
入口、(56)は冷却ガス排出口、(81)はブリュー
スター窓、(io)は導波管のテーパ部、(11)はD
Cfi重用の陰極、(12)は同じく陽極である。
上記のような構成の従来のガスレーザ発振器において、
レーザ放電管(5I)中にはレーザガス導入口(52)
より例えばCO□レーザガスのようなレーザガスが導入
され、一方、導波管(3)中にはマイクロ波が伝搬して
いる。この導波管(3)の内径はテーパ部(10)を有
し、レーザ放電管(51)を包む位置で導波管(3)の
内径が最小径になっているので、この位置でのマイクロ
波の電界が最大となり、マイクロ波によってレーザ放電
管(51)中のレーザガスが放電する。この場合、冷却
ガス送気管(54)中に例えばN2ガスを高速で流し、
レーザ放電管(51)を外側から冷却し、適切なレーザ
ガスの放電要件を整えろことによってレーザ発振条件が
得られ、ブリュースター窓(81)の外部に図示のない
レーザ発振のためのミラーを設けるとレーザ発振が行わ
れる。
さらに、陽極(12)と陰極(13)との間にDC電圧
を印加し、DCM電とマイクロ波放電とをあわせてレー
ザ発振条件を作り出するともてきる。この場合、DC単
独の放電に比べて発振効率が良くなることが知られてい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような構成の従来のガスレーザ発振器において、
レーザ放電ff(51)が導波管(3)巾のマイクロ波
の伝搬方向に対して直交して設けられているので、伝搬
するマイクロ波エネルギのごく一部だけがレーザ放電管
(51)中の放電エネルギに変換され、他のマイクロ波
はそのまま導波管(3)中を伝搬してしまうために、マ
イクロ波の利用効率、すなわちレーザ発振効率が非常に
低いという問題があった。
この発明はかかる問題点を解消するためになされたもの
で、マイクロ波エネルギから放電エネルギへの変換効率
、すなわちレーザ発振効率の高いガスレーザ発振器を得
ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るガスレーザ発振器は、導波管の少なくと
も一部をリッジ導波管にするとともに、レーザ放電管を
とのリッジ導波管に沿って配設するようにしたのである
〔作用〕
この発明におけるレーザ放電管中のレーザガスは、リッ
ジ導波管中の強いマイクロ波電界によって放電するとと
もに、マイクロ波の伝搬方向に沿ってマイクロ波を吸収
する。
〔発明の実施例〕
第1図はこの発明の一実施例によるレーザ発振器の構成
を示す部分断面図であり、(1)はマイクロ波発振器で
あるマグネトロン、(2)はマイクロ波の励振点となる
マグネトロンアンテナ、(3)は導波管、(4)は乙の
導波管(3)のリッジ部、(41)はリッジテーパ部、
(5)はセラミックで形成されたレーザ放電管、(6)
はレーザガスが充填された放電部、(711;fレーザ
発振用の全反射鏡、(8)は同じく半透鏡である。
上記のように構成された乙の発明によるレーザ発振器に
おいて、マグネトロン(1)によって発生したマイクロ
波は、マグネトロンアンテナ(2)より導波管(3)中
に放射される。この放射されたマイクロ波は、通常の断
面図形状および寸法の方形導波管中ではTE、。モード
となって導波管軸方向に伝搬する。このTE、。モード
で伝搬するマイクロ波は、リッジテーパ部(41)を経
てリッジ部(4)においてリッジモードに変換される。
第3図はりッジモードを説明する図であり、矢ErJ 
E let電界を示す。この図のように、リッジモード
はリッジ先端部分に電界が集中している。また、レーザ
放電管(5)は第2図に示したように、とのリッジ先端
部の電界が集中している部分に設けられており、強いマ
、イクロ波電界によって放電部(6)のレーザガスが放
電するので、マイクロ波電力が比較的小さくても、高い
圧力のレーザガスを放電させろことができる。又、放電
部(6)はマイクロ波の伝搬方向に沿って設けられてい
るので、マイクロ波エネルギはマイクロ波が伝搬するに
したがって放電エネルギに変換され、導波管(3)の終
端部において反射し、再びマグネトロンアンテナ(2)
側へ向って反射波として伝搬する。この反射波も伝搬す
るにしたがって放電エネルギに変換され、導波管のリッ
ジ部(4)および放電部(6)の寸法とレーザガスのガ
ス圧とを適切な値に定めることによって、伝搬する間に
マイクロ波エネルギすべて放電エネルギに変換される。
一方、全反射鏡(7)と半透鏡(8)とでレーザ共振系
が構成されるので、放電部(6)の放電条件を適合させ
ることによってレーザ発振が生じ、半透鏡(8)からレ
ーザ光を出射することができる。このようにして、マイ
クロ波エネルギはレーザエネルギに変換され、マイクロ
波エネルギの全てがほぼ放電エネルギに変換されるので
変換効率を高(することができる。また、例えばCO2
レーザにおいては放電部の冷却が重要であるが、レーザ
放電管(5)とりッジ部(4)とが接触しているのでリ
ッジ部(4)の導波管外部より冷却することが可能とな
り、冷却効率も良くすることができる。
なお、上記実施例では放電部(6)とマグネトロンアン
テナ(2)とを比較的近接した位置に配設した例につい
て説明したが、第4図に示すような導波管(3)にコー
ナ部(31)を設けて放電部(6)とマグネ1:ロンア
ンテナ(2)とを離隔した位置に配設する構成にずれば
、マグネトロンアンテナ(2)近傍の乱れた電磁界に放
電部(6)が影響されないために、放電が乱れろ恐れが
なくなる。また、レーザ放電管(5)より離れた導波管
(3)の位置にインピーダンス整合素子(33)を挿入
することによって、マイクロ波整合が容易となるために
、リッジ部(4)および放電部(6)の寸法の設計が容
易になる。
また、第5図に示すように導e、管(3)の両側にリッ
ジ部(4]) 、 (42)を設けた双リッジ導波管と
し、例えば石英ガラス管のような円筒管を用いてレーザ
放電管(51)としても、マイクロ波エネルギを効率良
く放電エネルギに変換でき、しかも放電部が円筒である
ためにレーザ発振モードも低次にできろ。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したように、マイクロ波を伝搬させ
る導波管の少なくともその一部をリッジ導波管とし、レ
ーザガスを封入したレーザ放電管をリッジ導波管のリッ
ジ部に沿って配設するように構成したので、高い圧力の
レーザガスを放電させることがてき、レーザ発振効率の
高いガスレーザ発振器が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるガスレーザ発振器の
構成を示す部分断面図、第2図は第1図におけろA−A
断面図、第3図はりッジ導波管部の電界分布を示す図、
第4図はこの発明の他の実施例によるガスレーザ発振器
を示す部分断面図、第5図はこの発明の他の実施例を示
すリッジ導波管部の断面図、第6図は従来のガスレーザ
発振器の一例を示す断面図、第7図は第6図におけるB
−B断面図である。 図において、(1)はマグネトロン、(2)はマグネ)
・ロンアンテナ、(3)は導波管、(4)はリッジ部、
(5)はレーザ放電管、(7)は全反射鏡、(8)は半
透鏡、(31)ばコーナ部、(33)はインピーダンス
整合素子。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第1図 A 11?’7″ネトロン 2177字トロンアンテナ 3:停 シ皮 管 4:リー7ジ部 5:レーサーR電管 7:企及材4見 81半透11 第2図 第3図 第5図 I 第4図 311コーア都 33:インロ°−タ゛ンス警合糸j 第6図 手続補正書(自発) 1.事件の表示 特願昭60−241609号 2、発明の名称 ガスレーザ発振器 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所    東京都千代田区丸の内二丁目2番3号名
 称 (601)三菱電機株式会社 代表者 志岐守哉 4、代理人 住 所    東京都港区虎ノ門五丁目8番6号5、補
正の対象 明細書の「特許請求の範囲」及び「発明の詳細な説明」
6、補正の内容 (1)明細書の特許請求の範囲の記載を別紙のとおり補
正する。 (2)明細書第8頁第18行と第19行との間に次のと
おり加入する。 「上記の2つの実施例はいずれもレーザ発振用の鏡(全
反射鏡及び半透鏡)をレーザ放電管の両端に設けている
が、レーザ放電管の両端にブリュースター窓を設け、外
部にレーザ発振用の鏡を設けてレーザ発振させるように
してもよいことはいうまでもない。J (3)図面の第6図を別紙補正図面のとおり補正する。 以上 )・ P、:’1 特許請求の範囲(補正) (1)マイクロ波発振器、レーザガスを封入したレーザ
放電管、及びこのレーザ放電管と上記マイクロ波発振器
との間に設けられた導波管を備え、上記マイクロ波発振
器からのマイクロ波を上記導波管に励振し、この導波管
の少なくとも一部をリッジ導波管とし、このリッジ導波
管のリッジ部に沿って上記レーザ放電管を配設したこと
を特徴とするガスレーザ発振器。 (2)リッジ導波管が単一リッジ導波管であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のガスレーザ発振器
。 (3)リッジ導波管が双リッジ導波管であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のガスレーザ発振器。 (4)リッジ導波管のリッジ部に接触してレーザ放電管
を配設したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のガスレーザ発振器。 (5)導波管にコーナ部を設けた形状にすることによっ
て、マイクロ波発振器から上記導波管におけるマイクロ
波励振点よりレーザ発振管までの距離を離隔させたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項のガスレーザ発振器
。 (6)マイクロ波励振点とレーザ発振器との間にインピ
ーダンス整合素子を設けたことを特徴とする特許請求の
範囲第5項記載のガスレーザ発振器。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)マイクロ波発振器、レーザガスを封入したレーザ
    放電管、このレーザ放電管と上記マイクロ波発振器との
    間に設けられた導波管、上記レーザ放電管の両端にレー
    ザ発振用の全反射鏡および半透鏡とを備え、上記マイク
    ロ波発振器からのマイクロ波を上記導波管に励振し、こ
    の導波管の少なくとも一部をリッジ導波管とし、このリ
    ッジ導波管のリッジ部に沿って上記レーザ放電管を配設
    したことを特徴とするガスレーザ発振器。
  2. (2)リッジ導波管が単一リッジ導波管であることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載のガスレーザ発振器
  3. (3)リッジ導波管が双リッジ導波管であることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載のガスレーザ発振器。
  4. (4)リッジ導波管のリッジ部に接触してレーザ放電管
    を配設したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のガスレーザ発振器。
  5. (5)導波管にコーナ部を設けた形状にすることによつ
    て、マイクロ波発振器から上記導波管におけるマイクロ
    波励振点よりレーザ発振管までの距離を離隔させたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項のガスレーザ発振器
  6. (6)マイクロ波励振点とレーザ発振器との間にインピ
    ーダンス整合素子を設けたことを特徴とする特許請求の
    範囲第5項記載のガスレーザ発振器。
JP24160985A 1985-10-30 1985-10-30 ガスレ−ザ発振器 Expired - Lifetime JPH0716036B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6469070A (en) * 1987-09-10 1989-03-15 Mitsubishi Electric Corp Optical waveguide type gas laser equipment

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6469070A (en) * 1987-09-10 1989-03-15 Mitsubishi Electric Corp Optical waveguide type gas laser equipment

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