JPS62149183A - 軸流型レ−ザ装置 - Google Patents
軸流型レ−ザ装置Info
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- JPS62149183A JPS62149183A JP60290143A JP29014385A JPS62149183A JP S62149183 A JPS62149183 A JP S62149183A JP 60290143 A JP60290143 A JP 60290143A JP 29014385 A JP29014385 A JP 29014385A JP S62149183 A JPS62149183 A JP S62149183A
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- Japan
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- laser
- reflection mirror
- laser beam
- aperture
- resonator
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- 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
- H01S3/034—Optical devices within, or forming part of, the tube, e.g. windows, mirrors
-
- 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
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- 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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- 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
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
- H01S3/082—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors defining a plurality of resonators, e.g. for mode selection or suppression
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- Plasma & Fusion (AREA)
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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。
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、軸流型レーザ装置の高効率、低コスト化に
関するものである。
関するものである。
第４図は例えは特開昭５９−１２５６８２号公報に示さ
れた従来の軸流型レーザ装置を示す構成図である。
れた従来の軸流型レーザ装置を示す構成図である。
図において＊ （ｉ）〜ｔ４＋は放電管ｔ （５１、ｔ
８＋ 、 （９１、α２は放電管（１１〜（４）のそれ
ぞれのガスの出口、 ｆ６＋、 ＋７１゜＋Ｉｌｌ、
（Ｉｌｌはガスの入口、 （１３１はルーツポンプ、
＋１４１はロータリーポンプ、 ａＳはガス供給装置、
ｔｔｔｉ、 ａηはバルブ、 ＵＳは電源、１１９．
ツは共振器を構成する反射鏡、 （２１１はルーツポン
プ吐出口、＠〜θは放電管（１）〜（４・のそれぞれに
設けられた陽極、■〜四は陽極。
８＋ 、 （９１、α２は放電管（１１〜（４）のそれ
ぞれのガスの出口、 ｆ６＋、 ＋７１゜＋Ｉｌｌ、
（Ｉｌｌはガスの入口、 （１３１はルーツポンプ、
＋１４１はロータリーポンプ、 ａＳはガス供給装置、
ｔｔｔｉ、 ａηはバルブ、 ＵＳは電源、１１９．
ツは共振器を構成する反射鏡、 （２１１はルーツポン
プ吐出口、＠〜θは放電管（１）〜（４・のそれぞれに
設けられた陽極、■〜四は陽極。
■〜（至）は陽極■〜Ｇのそれぞれに接続された安定化
抵抗である。図中、矢印はガスの流れ方向を示−ｔ、。
抵抗である。図中、矢印はガスの流れ方向を示−ｔ、。
上記のような軸流型レーザ装置では、大きなレーザ出力
を得るため９例えば４本の放電管（１）〜（４）が光学
的に直列に接続され、これら放電管（１）〜（４）の各
陽極■〜◎、各隙極＠〜囚間には電源器から安定化抵抗
ω〜（ト）を介して高電圧が印加される。
を得るため９例えば４本の放電管（１）〜（４）が光学
的に直列に接続され、これら放電管（１）〜（４）の各
陽極■〜◎、各隙極＠〜囚間には電源器から安定化抵抗
ω〜（ト）を介して高電圧が印加される。
このレーザの共振器は反射鏡α９． ｆ２Ｇで構成され
。
。
またガス供給装置α９からのガスを高速でフａ−させる
送風機としてルーツポンプ（メカニカルブースタポンプ
ともいわれる）α３と、このルーツポンプ（１３の補助
ポンプとしてロータリ真空ポンプ（以下ロータリポンプ
と配す）（１４とが用いられている。
送風機としてルーツポンプ（メカニカルブースタポンプ
ともいわれる）α３と、このルーツポンプ（１３の補助
ポンプとしてロータリ真空ポンプ（以下ロータリポンプ
と配す）（１４とが用いられている。
次に動作について説明する。電源ａ＆から３０ＫＶ程度
の高電圧が供給されると、各陽極Ω〜い、各隙極■〜四
間にグミ−放電が発生し、放電管（１１〜（４）内のレ
ーザ媒質を励起する。レーザビームは反射Ｎ （１９＊
■により共振され取り出される。このとき放電により
ガス温度が上昇しレーザ出力が飽和するのを防ぎ、かつ
装置をコ／バクトにするには。
の高電圧が供給されると、各陽極Ω〜い、各隙極■〜四
間にグミ−放電が発生し、放電管（１１〜（４）内のレ
ーザ媒質を励起する。レーザビームは反射Ｎ （１９＊
■により共振され取り出される。このとき放電により
ガス温度が上昇しレーザ出力が飽和するのを防ぎ、かつ
装置をコ／バクトにするには。
ガスのう電流量（ｍａｓｓ ｆｌｏｗ ）を増大する必
要がある。
要がある。
ところで一般に集光性能のよいシングル（または低次）
モードを得るためには直径が１０数Ｕ程度のアパーチャ
ーで高次モードを抑える必要がある。ところがアパーチ
ャーを挿入することにより。
モードを得るためには直径が１０数Ｕ程度のアパーチャ
ーで高次モードを抑える必要がある。ところがアパーチ
ャーを挿入することにより。
レーザ出力は大幅に減少する。そこで放電管を内径１０
数Ｕの大きさで作り、アパーチャーを兼ねるのが一般的
な方法である。このような細い放電管内で質量流量を増
すため、従ｇ、はＩＱＱｍｓ−１以上のガス流をルーツ
ポンプｕ３により強制的に得ていた。
数Ｕの大きさで作り、アパーチャーを兼ねるのが一般的
な方法である。このような細い放電管内で質量流量を増
すため、従ｇ、はＩＱＱｍｓ−１以上のガス流をルーツ
ポンプｕ３により強制的に得ていた。
従来の軸流型レーザ装置は以上のように構成されている
ので２次のような問題点があった。
ので２次のような問題点があった。
（１１放電管径を大きくできす、大きな質量流量を得る
ために高速ガス流が必要となる。
ために高速ガス流が必要となる。
＋２＋ ｔｌｌを達成するにはルーツポンプα３が必
要であり、ギヤ油等により発振器内の汚染が問題になる
。
要であり、ギヤ油等により発振器内の汚染が問題になる
。
（３）ガス流体系の圧損全減少するため、放電管を分割
する必要があり構造が禅雑になる。
する必要があり構造が禅雑になる。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、放電管の径を大きくできると共に、簡単な構
成でガス流速が低（ても効率の高い出力が得られ、ルー
ツポンプを必要としない軸流型レーザ装置を提供するこ
とを目的とする。
たもので、放電管の径を大きくできると共に、簡単な構
成でガス流速が低（ても効率の高い出力が得られ、ルー
ツポンプを必要としない軸流型レーザ装置を提供するこ
とを目的とする。
この発明に係る軸流型レーザ装置は、共振器の一端部に
おけるレーザ取出部以外のレーザビームを全反射して、
他端部に配設された全反射鏡と共振状態を構成するよ５
に共振器の一端部に、配置されたアパーチャー？備えた
ものである。
おけるレーザ取出部以外のレーザビームを全反射して、
他端部に配設された全反射鏡と共振状態を構成するよ５
に共振器の一端部に、配置されたアパーチャー？備えた
ものである。
この発明における装置では、アパーチャーの全反射面に
より低次モード励起部以外の部分のゲインを全反射鏡と
共振させて有効に第１１用することができ、大口型な放
′亀管において高効率かつ質のよいレーザビームが取り
出される。
より低次モード励起部以外の部分のゲインを全反射鏡と
共振させて有効に第１１用することができ、大口型な放
′亀管において高効率かつ質のよいレーザビームが取り
出される。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例による軸流型レーザ装置を示す
構成的説明図である。図において。
図はこの発明の一実施例による軸流型レーザ装置を示す
構成的説明図である。図において。
（ロ）はバラスト抵抗、（至）はファン、（至）は熱交
換器。
換器。
（ロ）はアパーチャー、（至）はこの装置によって得ら
れるビームモードを示すものである。一端部に部分反射
鏡■、他端部に全反射鏡（９を配置して、共振器を構成
しており、Ｓ分反射鏡■のレーザ取出部よりレーザビー
ムが取出される。アパーチャー（ロ）は部分反射鏡■の
共振器内側１に配置され、レーザ取出部に対応する開口
を有し９表面が例えはアルマイト処理されており、レー
ザ取出部以外のレーザビームを全反射して全反射ｖ！ａ
ｇと共振状態を構成している。図中、矢印はガスの流れ
方向を示している。
れるビームモードを示すものである。一端部に部分反射
鏡■、他端部に全反射鏡（９を配置して、共振器を構成
しており、Ｓ分反射鏡■のレーザ取出部よりレーザビー
ムが取出される。アパーチャー（ロ）は部分反射鏡■の
共振器内側１に配置され、レーザ取出部に対応する開口
を有し９表面が例えはアルマイト処理されており、レー
ザ取出部以外のレーザビームを全反射して全反射ｖ！ａ
ｇと共振状態を構成している。図中、矢印はガスの流れ
方向を示している。
このように構成された装置では、従来と同様に。
電源α秒から高電圧が供給されると、陽極四と函極■間
にグミー放蛋が生じ、放電管（１１内のレーザ媒質を励
起する。レーザビームは部分反射鏡■のレーザ取出部よ
り取出されるのであるが、この部分反射鏡■のレーザ取
出部以外のレーザビームは。
にグミー放蛋が生じ、放電管（１１内のレーザ媒質を励
起する。レーザビームは部分反射鏡■のレーザ取出部よ
り取出されるのであるが、この部分反射鏡■のレーザ取
出部以外のレーザビームは。
アパーチャー０７１により再び全反射され、全反射鏡（
１９と共振する。このため、レーザ取出部より取出サレ
るレーザビームはビームモード（至）に示されるように
集光性能のよいシングルモードとなる。このように、得
られるレーザビームのビームモードは放電管（１）の管
径に関係がないため、大口径放電管を用いることができ
、このため、従来と同様のガスの質量流量を得るには低
流速のガス流で十分である。従って通常のファン（ハ）
でガスを循環させれはよく、ルーツポンプオイル等の影
響のないクリーンな発振器が得られる。
１９と共振する。このため、レーザ取出部より取出サレ
るレーザビームはビームモード（至）に示されるように
集光性能のよいシングルモードとなる。このように、得
られるレーザビームのビームモードは放電管（１）の管
径に関係がないため、大口径放電管を用いることができ
、このため、従来と同様のガスの質量流量を得るには低
流速のガス流で十分である。従って通常のファン（ハ）
でガスを循環させれはよく、ルーツポンプオイル等の影
響のないクリーンな発振器が得られる。
第２図（ａｌ〜（ｄ）、及び第３図はこの発明の一実施
例による効果を従来装置と比較して示すもので。
例による効果を従来装置と比較して示すもので。
第２図（ａｌ〜（ｄｉはレーザ装置の断面構成とこの構
成によって得られたビームモード（至）を示し、第３図
は第２図（ａ）〜（ｄ）に対応したレーザ装置の効率を
横軸に投入電力、縦軸にレーザ出力として示すものであ
る。
成によって得られたビームモード（至）を示し、第３図
は第２図（ａ）〜（ｄ）に対応したレーザ装置の効率を
横軸に投入電力、縦軸にレーザ出力として示すものであ
る。
図中、 ３９はシングル（または低次）モードのビーム
ウェイストであり、ビームモード（至）の横軸ｒは放電
管動径方向の距離、縦軸■はレーザビーム強度である。
ウェイストであり、ビームモード（至）の横軸ｒは放電
管動径方向の距離、縦軸■はレーザビーム強度である。
第２図（ａｌは大口径放電管でレーザを発振した場合の
比較例である。この場合、第３図の直線ｆａｌに示すよ
うにレーザ発振効率は高いが。
比較例である。この場合、第３図の直線ｆａｌに示すよ
うにレーザ発振効率は高いが。
第２図（ａｌのビームモード■に示されるように集光性
能の悪い高次モードのビームとなっている。
能の悪い高次モードのビームとなっている。
第２図（ｂ）は通常のアパーチャーｕｎを共振器内に挿
入した比較例である。この場合ビームモード（至）はシ
ングルモードが得られるが第３図の直線（ｂ）に示すよ
５に発振効率が極端に低い。これは第２図（ｂｌの縦ｍ
ｓのゲインが全く利用されないためである。
入した比較例である。この場合ビームモード（至）はシ
ングルモードが得られるが第３図の直線（ｂ）に示すよ
５に発振効率が極端に低い。これは第２図（ｂｌの縦ｍ
ｓのゲインが全く利用されないためである。
第２図（ｃｌは放電管がアパーチャーを兼ねた場合の従
来例であるが、ビームモード（至）、第３図の直線（ｃ
ｌに示す発振効率とも良い。しかし従来例で述べた通り
共振器をコンバク）Ｋ作るには、ルーツポンプによる高
速のガス流を必要とする。
来例であるが、ビームモード（至）、第３図の直線（ｃ
ｌに示す発振効率とも良い。しかし従来例で述べた通り
共振器をコンバク）Ｋ作るには、ルーツポンプによる高
速のガス流を必要とする。
第２図（ｄ）はこの発明の一実施例を示すものである。
共振器内でシングルモード励起に寄与しない部分は、ア
パーチャーＯｎにより全反射され、全反射鏡ａ９との共
振によりシングルモードに寄与スる部分に入り込み、レ
ーザビームとして取り出される。この実施例では第２図
（ｂ）の縦線で示した部分のゲインも有効に利用される
ため、第３図の直線（ｄｉに示されるように高効率なレ
ーザ出力が得られ。
パーチャーＯｎにより全反射され、全反射鏡ａ９との共
振によりシングルモードに寄与スる部分に入り込み、レ
ーザビームとして取り出される。この実施例では第２図
（ｂ）の縦線で示した部分のゲインも有効に利用される
ため、第３図の直線（ｄｉに示されるように高効率なレ
ーザ出力が得られ。
かつビームモード（至）のようなシングルモードが得ら
れる。この場合には、従来装置のように放電管を分割す
る必要もなく、装置が非常に簡単化される。
れる。この場合には、従来装置のように放電管を分割す
る必要もなく、装置が非常に簡単化される。
なお上記実施例では９完全反射面を有するアパーチャー
Ｃｎについて示したが、アパーチャー（３７１と部分反
射！（１９を一体化し９周囲に完全反射部と中央部に部
分反射部をもつ鏡を用いても同様の効果を奏する。これ
は部分反射′Ｉ＃＋１９のレーザ取出部以外の部分にＡ
ｕなどをコーティングしても実現できる。
Ｃｎについて示したが、アパーチャー（３７１と部分反
射！（１９を一体化し９周囲に完全反射部と中央部に部
分反射部をもつ鏡を用いても同様の効果を奏する。これ
は部分反射′Ｉ＃＋１９のレーザ取出部以外の部分にＡ
ｕなどをコーティングしても実現できる。
以上のように、この発明によれば、一端部に部分反射鏡
を配置し、他端部に全反射鏡を配置して共振器を構成し
、全反射鏡と部分反射鏡間を往復するレーザビームがレ
ーザ媒質により増幅されて部分反射鏡のレーザ取出部か
ら共振器外へ取出される軸流型レーザ装６において、共
振器の一端部におけるレーザ取出部以外のレーザビーム
を全反射して、全反射磯と共振状態を構成するように共
振器の一端部に配置されたアパーチャーを備えることに
より、放電管の径を大きくできると共に。
を配置し、他端部に全反射鏡を配置して共振器を構成し
、全反射鏡と部分反射鏡間を往復するレーザビームがレ
ーザ媒質により増幅されて部分反射鏡のレーザ取出部か
ら共振器外へ取出される軸流型レーザ装６において、共
振器の一端部におけるレーザ取出部以外のレーザビーム
を全反射して、全反射磯と共振状態を構成するように共
振器の一端部に配置されたアパーチャーを備えることに
より、放電管の径を大きくできると共に。
簡単な構成でガス流速が低くても効率の高い出力が？Ｉ
られ、ルーツポンプを必要としない軸流型レーザ装置を
提供できる効果がある。
られ、ルーツポンプを必要としない軸流型レーザ装置を
提供できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による軸流型レーザ装置を
示す構成的説明図、第２図（−〜（ｄ）は従来装置とこ
の発明の一実施例による装置を比較して示す構成的説明
図であり、第２図（ａｌ、 （ｂｌは比較例。 第２図（ｃｌは従来例、第２図（ｄｉは実施例、第３図
は第２図（ａｌ〜（ｄｉに示す装置による投入電力に対
するレーザ出力によりレーザ効率を示す特性図、第４図
は従来の軸流型レーザ装置を示す構成図である。 （１ａ）・・・全反射鏡、■・・・部分反射部ｔ Ｃ
１７１・・・アバ−チャー。 なお９図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
示す構成的説明図、第２図（−〜（ｄ）は従来装置とこ
の発明の一実施例による装置を比較して示す構成的説明
図であり、第２図（ａｌ、 （ｂｌは比較例。 第２図（ｃｌは従来例、第２図（ｄｉは実施例、第３図
は第２図（ａｌ〜（ｄｉに示す装置による投入電力に対
するレーザ出力によりレーザ効率を示す特性図、第４図
は従来の軸流型レーザ装置を示す構成図である。 （１ａ）・・・全反射鏡、■・・・部分反射部ｔ Ｃ
１７１・・・アバ−チャー。 なお９図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (3)
- （１）一端部に部分反射鏡を配置し、他端部に全反射鏡
を配置して共振器を構成し、上記全反射鏡と部分反射鏡
間を往復するレーザビームがレーザ媒質により増幅され
て上記部分反射鏡のレーザ取出部から上記共振器外へ取
出される軸流型レーザ装置において、上記共振器の一端
部における上記レーザ取出部以外のレーザビームを全反
射して、上記全反射鏡と共振状態を構成するように上記
共振器の一端部に、配置されたアパーチャーを備えたこ
とを特徴とする軸流型レーザ装置。 - （２）アパーチャーは、部分反射鏡のレーザ取出部に対
応する開口を有する全反射鏡であり、上記部分反射鏡の
共振器内側に配置されていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の軸流型レーザ装置。 - （３）アパーチャーは、レーザ取出部の外周に設けられ
た全反射鏡であり、部分反射鏡と一体化されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の軸流型レーザ
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290143A JPS62149183A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 軸流型レ−ザ装置 |
| DE19863639580 DE3639580A1 (de) | 1985-11-20 | 1986-11-20 | Laseranordnung |
| US07/377,774 US4942588A (en) | 1985-11-20 | 1989-07-10 | Laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290143A JPS62149183A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 軸流型レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62149183A true JPS62149183A (ja) | 1987-07-03 |
Family
ID=17752337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60290143A Pending JPS62149183A (ja) | 1985-11-20 | 1985-12-23 | 軸流型レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62149183A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013084833A (ja) * | 2011-10-12 | 2013-05-09 | Mitsubishi Electric Corp | 炭酸ガスレーザ発振器 |
-
1985
- 1985-12-23 JP JP60290143A patent/JPS62149183A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013084833A (ja) * | 2011-10-12 | 2013-05-09 | Mitsubishi Electric Corp | 炭酸ガスレーザ発振器 |
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