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JPS5954279A - 高出力流動ガス・レ−ザ装置 - Google Patents

高出力流動ガス・レ−ザ装置

Info

Publication number
JPS5954279A
JPS5954279A JP58151462A JP15146283A JPS5954279A JP S5954279 A JPS5954279 A JP S5954279A JP 58151462 A JP58151462 A JP 58151462A JP 15146283 A JP15146283 A JP 15146283A JP S5954279 A JPS5954279 A JP S5954279A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mirror
channel
gas
leg
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58151462A
Other languages
English (en)
Inventor
イ−サン・デイ・ホ−グ
グレン・ダブリユ・ザイダ−ズ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
METALWORKING LASERS INT
METARUWAAKINGU REEZAAZU INTERN Ltd
Original Assignee
METALWORKING LASERS INT
METARUWAAKINGU REEZAAZU INTERN Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by METALWORKING LASERS INT, METARUWAAKINGU REEZAAZU INTERN Ltd filed Critical METALWORKING LASERS INT
Publication of JPS5954279A publication Critical patent/JPS5954279A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • 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
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/07Construction or shape of active medium consisting of a plurality of parts, e.g. segments
    • H01S3/073Gas lasers comprising separate discharge sections in one cavity, e.g. hybrid lasers
    • 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
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/081Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S372/00Coherent light generators
    • Y10S372/70Optical delay

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (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】 λμので1肛。
本発明1Jし〜す゛に門し、特1、高出力流動力′ス・
1ノーリパ【J閂づるものである。
近年、1)に金屈加工桑tこυ31−)る利用の7.T
: /Ill I−、、高出力のint’ !、!+カ
ス・1ノーげの開発が盛Δ、(2行なわれてきた。この
秤のレーザで知ら411いるいくつかの例yf、米(1
4ヤ7に’1第3 、64 ’1 、 /1. E)7
暴:拾33゜ン 0 2  +  9 −t’  3 
 号 二 第 3  、   Q  Q  FJ  +
   /l 8  ’l  ”;’3  :  ”口/
1,058.’778号:イ!4 、 、”J 17 
、0 <)0冗:J3よび第4 、32 ’I 、 5
58夕Jでン1「l・二ら3.L−1いイ)。
その J、 う な ?・)出ツノ () − リ゛の
 設泪 (こ A−31J”る 主 要な問題の1つは
熱の65(aである。l。CV’ならバソー・1.フー
プ(よ不当(1,、高い湛1瓶(・は0に棒′〔(“J
 tc fP力・ぐ、−1(、が77きないからでLり
る。たとえば、今1−」高出力利用(コ−J3いC±1
、二甲いられ(いイ↓をンので市るC(、) 、 L=
 −ザは、200“Cよりす゛つと高い洞磨−C;1.
龍キ的軒絢くことが又・きない。熱1i文敗と、で−(
1,に−〕れンニパソー出力とのどらららレーザ・すト
ンネルの長さを増す゛ことにより増大させ得るが、これ
はそのレーザ装置の大きさと費用の相当な増大を伴う。
したかっC本発明の1つの「1的は、 /r5る憧えら
れた賛同の人きさむ゛、1ノーリ”・ブ\・ンネルの長
さと1ノーリ゛のバ「ノー出力r1)2力をP人にする
新し7い高出力流動カス・シー9−1−18同を(゛ご
11−9る(二とでdちる。
従、tlr、の高出力流t1〕刀ス・1ノーリ(、二d
; LJるもう1つの問題u、 +l n・Jされl、
=じ−ムにお1)る光、)3<、的歪1ノであり、それ
は主に流動ガス内の密111勾配による位相歪みから力
こるものと流動ガスのゲイン勾配による振幅変化から起
こるしのて゛ある。
ぞして、1ノーリ゛・ノックが1ノーリ゛・ヂ計ン゛ン
ルを構I!7iりる方向に流れるレーザ1誹i置に(1
,5いてにJ、その流れるカス内に温度どti7 Rの
勾配が本質的にひ在りる。、その濃度は、流れ4いるカ
ス・ブーセンオルの上流側で低く、ソの流れるカス・チ
ャンネルを横切って増大し1、L)たがってそのカスG
Jでのチャンネルの上流側で本?1的に?)い)8度と
なつ′(いる、、密億勾配G、1:渇度勾配と逆てd)
す、すな4つもn7度は流れているガス・チャンネルの
上流側で最も高くF流側で最も低い。この密度勾配は、
流れ(いるガスによって横切ら4する1ノーリ゛・ブヤ
ンネルにJ3いて位相の歪みを生じる、 さらに、流れているガ、・(・ヂA・二/ネルには木質
的にゲーrシ勾配で7存在しており、そのゲインはイの
流11のブ17ンネルの上流側で最も高く下流側で足も
低い。ξれはヂャンオルの上流側から下漬側へ分子数が
逆転し・て減少するためである。このゲイン勾配Get
、レー+y・ブーヤンオル内の1ノーザ・ビームの振幅
:I−、t、: ’r)、七−1・に変化を生じる。
したがって、本発明のもう′1つの目的は、レー()゛
・ブPシ゛ニン/1.4f!切って流ねるガス内の密度
勾配((: J、る位相の歪lJに門するM R、a−
3よび流れろガニミ内のゲーf〕l勾配(二J:る振幅
変化に門づる補啓を(り6えた品出ブ3の肺−リガス・
1ノーザ装貿を提供することである、1 傾」し入鴛」L 本発明の1つの特rりl:: 、l:れば、1つのレー
ザ・グー11ンネルと、その1ノー4〕″・チャンネル
を横切るレーザ゛・、′J゛スの)tこれを生ヂるため
の手段からなる高出力流動ガス・1ノーfアを得ること
ができ、それは次のように1う徴づけ3れう。その1ノ
ーリ゛・チャンネ!しは共通面内で互いに角度をなして
配置されIコ少す<〆!ち?つのり、/ ツク(1c4
1) 7r、(H6含む)、う(2析り曲(J′ら1、
での2つの17〕・ツク部の間t、:二(、:、L甲−
の[用析ミラーがあるっ I −1) Cノ) I、′
パノノノ内の1ノーリ゛光枳の゛)ちでの1つの1ノツ
クを4.”41.7ノっで、流れるガスに門し−C上流
側にあるもの(−t、1111の1)゛ングを((4切
′)て流れるノJス(・2四してfl+Jの1゜ツバl
グ内の下流側へ入れ替わろIこめ【二l1il 41i
ミ°ラーli−、、j−、−)′7.反川公用)。
る。
了ノヨうなl’i:列1.1. 、 J?7 f’(勾
r!i: i;−、I、6位III歪力、流れ内の回転
(、−よろ)“1を11’[変化、バj −J、 (j
ゲーrン勾配による振輻変仙(こ門1.(、?−)の1
−・ツクを横1つ一4流れるガス内テ4rii°I l
−+ O□−,> U 刈P’t −1ル、。
にノ補(桝をfJ7i エ/、:、 1iFi ’)%
 0) i’q lj+ il 、 fC来(r) ”
、/l/ −フl−ツブ・ミラー゛)人ジ゛ド別2\れ
るべεすCdうる。
パ ル − −71〜 ツ −ゾ ・  ミ  7−−
  ’T  l+ζ−j−l;j  、   1 て)
 の しノ − リ゛・ヂヤ〕/ネルが、ljいにε)
0°(二配向さ1!Iうれl、=2つの屈折ミラーを用
いr 77い(二平行ξ2つの1ノツク(、二分割さt
zlての1つの平行Qy lノックからイ)う1つの平
すな1ノ・ングヘ1ε3(つ01二なる。1、う【、−
で−のLノーザ光線GJ反剣される。この(!η来の方
法にJ3いて、その両方のし・ソゲを横1..7Jるカ
ス流を形成づるために単一の流動ガス・チトンネルが用
いられる。しかし、本発明の装置に、I3い−U 1.
;t、2つの隣接する1ノツグはUいに角度をなして配
置;され”Cij?す(1なわち、180°より小さい
角度)、これはで−れら2つのレッグの間に甲−のミラ
ー4含むことを必要と覆るだけであり、をつ′η゛ルー
ツトップ・ミラー法にお(プる第2のミラー(3:Jつ
ζ生じるパワー・ロスを除くことができろ1.さ’J 
Vl、各レッグのために独立した流動ガス・ブセンンル
を設置プることにJ、す、(流動ガス・yl、ンネルが
両方のレッグに共通である゛ルーフ1〜ツブ・ミミラー
゛°法から区別される)本発明の配91JにJりい(、
ff’[勾配による位相の歪み、おJ−びゲイン勾配に
よる振幅変化に関して、そのレーザ゛・ブt・ンオル・
レッグを横切って流れるガス内での1゛]消()による
補償においで木質的な改良が1qられれる。
レーザ・チャンネルは2つ以」二のレッグを含むように
折り曲げることも可能である。好ましくは、共通面内の
各ペアの隣接する1ノツク間の単一の屈折ミラーに、J
一つ一4偶故のヂレンとルレッ、グが与えられる。11
1.:、良い結果が、各1ノツゾのための独立の流動が
ス・プレンネル41情え(にfり形状(たとえば四辺形
)に祈り曲げられた1ノー1ノ゛・ブ1?ンネル・レッ
グの場合に背らね2、この1.き、呂ガス・チャンネル
はノJスの4(通111f jIi rn fQ i\
向が−) (’ fjk CTJν(の内向\ガスを流
、シ(いる、i−’1) J: )’:’t: +jT
h iべは、位相、速度、13Jζび振幅などの変動に
門り、て通人の補償を生fるよ−うに、上Iホの−1,
流ど下流の光、腺の相互の置き換えを可能にづ−るのみ
ならず、ある与えられた大きさの装置に門して、レーザ
゛・チャンネルの長さを通人にし、ざらにレーザ“出力
をも通人にづる。
以下に例どしで、本発明の数通りの実施例を)ホベる。
1つの実施例に43 ’t)′C%レーレー・ヂ17ン
ネルは)71−の多角形配胃、たどえiJ、’ l′ニ
ア1iiζさ′11.た例のような四;υ形装置に従っ
(折り曲!yられる7、第2の実施例では、レーザ・ヂ
i・ンネルの長さく′、J甲−の多角形(360°)の
長さを++へえ(延ばさ1tで、2つの共軸の多角形を
形成リ−る配Hに従って折り曲げし才)、すなわちその
し・・−り伎さは3’l (30’″かlう72 U 
’へIff人づる。
本発明のさらにbう1つの一人眉例では、折り曲げられ
た1ノーリ・ブーVンネルは)札振j:+4 %M、 
gv影形成る1ノツクの第1の多角形(たとえ(,1゛
、四辺形)を含み、−その第1の多角形ど共軸(、噌転
1會11或を形成づるレッグの第2の同様の多角形をも
合/17(X゛いる。
本ざし明のさらにもう1つの実施Bl ’P Ll、 
、 triり曲【〕られ1ごレーザ゛・ブーVンネル【
、J、第1の1川内の1丁(1の複数本の1ノツクを含
み、かつ(の第1の面に平すな用2の面内の第2の複数
本の1.・ツク6(ン含み、イこ(、二1.J各ii’
ii内の隣接づる(ノッグ間IJ’甲 の屈JITミラ
ーがあり、ぞ゛の2つの面の1−ノック間をri’iぶ
一用屈折ミラーも1悄えζいる。f′4II)の1.l
ツクと屈折ミラー=は、ガス流内の上述のli’7 I
II 、 i・I; 1.([および振幅などの度仙に
門づる二次i+、的補(へ(jl 4′rわら、ガス流
の横切る方向とTijナノj向の両ツノ(、: il3
 ’=)る補バ)を備えるように配置さ1する1゜本発
明の持微亡利点にL、以1・の、112明から、J−り
明らかとなろう。
妬ユ」昌二大(7)」Lム伎覗− J: f i”<j 1iF、lを余熱し仁、τL!、
1 i1’j 、人!−と74なった内圧に1′dえ(
Jる外部?4”;”; 2をf41’i 、tた高出力
;k(11〕Jズ・1ノーリ゛装置74が1旨か1′L
シいる。、二のりr゛ブのレ−’j’ R冒7−’ L
J圧力(2L約0.2虱圧以F ’rE +3)る。
図示されl−装置にりい(の好七ト、L7いLトノノ(
1′ηl、レーザ゛・ガスをト1′]起りる/ご(Xン
に1(1ν・’t 41.る8ス雷の夕1ブー(ξ〉(
、入杓0.5気1−i二(イP)ζ)。ζ・7)カス覧
、V、好J、シ・りは畠1]1カガス・1ノ−リ゛(6
°で1.−用い)れξよ< yll ”3れ(いに、 
CO2山1合カスの1つ(あるっ1〕 −−リ゛ の 
同J 、襲 が 、IC・ニ イ)iノ −−リ゛ ・
 フ  1・ ン t ル は J斤’) 曲:j’ 
”3れた光ノ、−1−pビア′−1(OilV i I
y)よL IJ共撮器の形をなし?、−713’J、2
n 2 i7!IP−1!’J <’−3’CJF1定
されil、し・る。1f12図1ノ)11:嘗に87い
4、そのし 書ア・II・シネル)、L四jJJ形の配
置にd)、j、 、1つの1ノツグを形成りるよ)lこ
IJiす1110)′らJLる1、(]ノ′C其+% 
R:j3は、 端の1次ミー、i−:]11.月りろ届
のフイードバツク・ミラー:l 2i13よυ3:)の
屈JI’+ミラー33、34 、35 k−J、)′C
形1−シされ′C1J3す、その各bTi析ミラーは直
接づるベアのレノク間ζビームに対し一ξ456に向(
)られてお0.t″it によって光線は1つの1.・
ツクから次のし・・ノグノ\1に川さ−れる。
さらにR子しくンホベると、第2図に示されているよう
に、レーザ・デセンネル30月ノック3 aは1次ミラ
ー31と屈折ミラー33によ−)T、形成され;レッグ
3bは屈折ミラー33と34ににつで形成され;レッグ
3Gは屈折ミラー34と335によ−〕又影形成れ;1
ノツグ3(1は屈折ミラーζ3()とフィードバック・
ミラー32によって形成さ11−(いる。
出)jミラー36は、フィードバック・ミ゛用−32の
直前にあるラス1ノーイパー(SCr;1llnr )
  ミ゛ノーυあり、41ノツグ光学キVヒテイ内で反
9・1されているレーデ光線の一部を取出して、7n3
e窓のJ:うな出力窓37を通して出力1ノーIf・ビ
ームを生成Jるように屈折づる。
図示されたレーザ駅間は、折り曲げられた1ノーIJ’
・デセンネルの各1ノツグ3a・〜・3(1を横切る1
ノーザ・ガスの流れを生じる手段をイ1している。各レ
ーデ・デセンネル・レッグは、第2図でそれぞれ48〜
4(1に指定されている独立のガス流チャシ乏ルとf’
l;川2)る 、、−れらのブ17ン≧ル6)mしη力
゛ノ流を生じるたAす(1,1ノーり装P I、l容)
(号2内に配置されICl3[ンif; +51141
 (第′lβ])を!’JMえ’Cn3す、そのfit
31Q l古は、での合器の(,1、PI lこ配置さ
J1ζベルト43によっCそのB 31tl!j、’4
 ’4 ’l l二結合されている?1¥気E−タ42
によつ4駆動される。(1(ンffi (Cii 41
の出力端にはデ′、(ヒコーリ“4/1が備えられ゛(
おり、ガスILLイのデrヒt−IJ”から外部YT四
2に治って!Jスス;マヂトンネル4aへ一4イ1の唱
人喘へ向りら1する。1 流ねブヤンンル4a・〜/Idを通るカス流Iよ、11
1り曲げCろれた1ノーリ゛・デー・ンネルの仏11も
了lるレッグ3aへ−36を■切って流れるが、J:す
゛最初ぞのカス1.L1各1ノーザ・ブートンネル−レ
ッグに尚えら11て第1図に+13いて一部に5と指定
されている放電装置によっ’U jill起さする,%
/(のタイプのhl電装置が知られており、71だ利用
可ohであろう.、IJ:とえば、電子じーh,のJ−
)な外部イオン4I′源を備えたちのなどがある。し、
かし、木flの場合は、高周波放電装置を用いることが
9.1 1+ t, <、自己紺続敢電を牛じるために
当該技術分野で7.11られているような分節された電
極′1ゝ)敷さ砂(11をii Ly ”Cいる。
ガス・ブ1シンネル/1a=−/ldを通るガス)にt
は、1ノーザ光学キヤビテイ3の対1.?5りる(ノツ
ク3a・〜3dを力スが(貸切るので潤度が」二譬し、
しIζがってチャンネル4a〜4dから出(いくガスは
てれらのデセンネルへ流入づるカスよりも本質的に高い
潤度にある。その熱せられたガスは、たとえば壁45(
第1図)によって、熱父抱器4(うを通して流され、ぞ
11によつη?Th FJIされたガス(J、力λ流チ
ャンネル4a・−4dを通る循環のにめにJl(進Fl
 /I ’Iの入口に向(ノられる。
第1図63J−び第2図に示さ1tたレーリ゛装バの重
要な特徴tJ、 1ノーザ光学−1−マ1ビーiイJ1
直゛dうり、そ1しくよ上述のように、共通面内の四3
7J、形に配置さ1tた4つの1ノツタζ3a−3dを
形成りるJ、う(J各ペノ′のレッグ間−η゛屈折ミラ
ー33..−’tノ1.15にJ、て)て折り曲げら1
1でいる。これらの屈折ミラーLJ、1ノツグを横切る
ガス流に関しC,1ノーリ゛)に腺が1つのレッグの「
流(または下流)側からその次に隣接づろ1ノツ4ノの
下流(i: tζは上流)側/゛、の択一的な移動を起
こツように配置されている。、n’jに示し、l−ふう
に、この配置によって、n W勾配による位相J1み、
4・ンよびゲ、イ〕/勾配による振幅変動に関しt 、
t、’ソゲを横切、もカス流内でその補償が可Gしどな
る。
これ【、1、′1次ミラー31から出光してフィードバ
ック・ミラー32へ4つのレーザ・1−17ンネル・!
、/・Iグ38−:3I+のリペてを通って、−各端の
光ffR,とR2の経路をたどることによって明らかど
なろう4、たとえば第2図に示されているように、光線
「<、はレーザ・チャンネル・レッグ3a(7) タメ
+7) の7.流チャンネル/1 a ty′)lul
l;ニ4)す、光IQ R2!:tレーザ・チャンネル
・1ノツグ3a内で下流側【こ6うる。しかし、光線R
1とR2はレーザ・ヂp :/オル・レッグ3aと31
1の間にある屈折ミラー33によって置き換えられて、
レッグ3bでは光線R3が流れチャンネルの下流側に現
われ、光線R2が上〃f、側に現われる。同様な置き拾
えが屈折ミラー34によってわh くしく)11、ドッ
グ3 cにJ5いξ光線[ン、(31上流側へD! 、
;\IL、)Y、枳]り、は不流側へ戻る。さらに屈折
ミノ−351,,1、−)(シう−K[置き捨えが行な
われ、1ノツグ3(C1にJlい(光線R4は再び下流
側へ反則さ1暑、)l′、紗[ン、 +;1.−1流側
へ反則される。
L)たがって、1つのレッグ内ξ゛の畜但勾配(湯度勾
配の逆)(Jよる位相歪みが次に隣接する1、/ラグ内
でfJ消されるで゛あろう。同様にり、て、1つのレッ
グ内の振幅や速度の変動し次にC前接4るレッグでの置
き換えにJ:って補償されるであろう、最大の補償は、
1つのレッグ内の変動が次の1ノツグ内の変動で主11
ンヒルされるJ、うにレーザ゛・ブ1シンネルの偶数の
1ノツクを備えることにJ、す、またそれぞれのレッグ
を横切るガス流が連続し/、: ii’4.9す的なも
のよりもむしろ並列的なりのl” 1ljiるJ、うに
、そのレーザ゛・ヂトンネル・レッグの各々に門しく独
立なガス流チャンネルを僅えることににり達成される。
さらに、折り曲げられたレーザ・チャンネル・17・ン
グに関τる多角形型の配列し上、あるちえられた鉄盤の
ソ、ぎさに関してへ鶴τ長ぎを最大(ごづる二1ン・バ
シ′1な配置を司舒13づる。さらl、二それ1)、あ
る与えられた胚伊ンの人σさに関1−ζ冷却を最大にブ
る1、−めに、敢躬オ人の内向1−向いたカス流を効二
jtt1りに利用づる。Jらに、Jく知ら・れ文いるパ
ルーフ1〜>ブ・ミラー法で必要な2つの屈折ミラーか
ら品別されるJうに、レーザ・チトン・ネル・レッグI
’Aiで(七たた1つの屈折ミラーだ【)が必要である
の−(、へ′!2の響1斤ご、ラーによ、り)パワー・
ロスか除かれて、それにJつである与λられl;装侃の
大ぎさに関してパワー出力を有しく111人させること
ができる。ざ’:′)l: 、2 ’つのLノ−ザ・レ
ッグが1つの共通なカス・チ計〕・ネルに間して連続的
直列的に配置されているパルーフトップナミラー″法か
ら区別2!れるJ、うGT、独立で並列的なカス流チャ
ンネルが折り曲げられたレーザ・チャンネルのレッグの
8/?に四して備えられているので、イヴ相歪力A″j
振幅変動に関する補償が゛′ルーフ1ヘツブ・ミラー・
法のて−れcl−りもはるかに改丹されるっ第3図は、
ある与えられた装置の大きさに関してさらに共振P(長
さを増大させ、一方間時に、レーク゛・す17ンンル・
レッグを穴明るガス流にJ、る(t’2相歪jy、 i
″)振幅変動に萌りる一F述の補償をも備えるt二めの
しう1.)の折り曲1′l”た1、・−リ゛−ブーT、
ノネル配列を小1ノ(いる1、簡申k ?tえ(I、こ
れは第1図や第2図のようなW−〇′省角形の長さより
長い全体長さをイーj″IJる複数本のレッグをjび成
するように1ノーザ・チャンネルを折り曲げることによ
って第3図のように達成される。第3図に示された実旋
1fllで、レー11′・チャンネルはqいに共軸の関
係にある2つの四辺形を形成覆る複数本のレッグの配列
に1rtり曲げられ、そのレーザ・チャンネルは第1図
iJ3 、l、び第2図の実施例(2二(13りる3 
60 ”でなくて720 ’にわたる全長をb!lる。
1ノたがって、第3図のレーザ・チャンネルも1次ミラ
ー131とフィードバック・ミラー132間の共11器
または光学キVとティを形成する。その光学キヤとティ
は、2つの共軸の四辺形の辺をなす8つの(ノッグ:複
数個の屈折ミラー133゜13/1,135J3J、び
136:さら1.二1ノーザ装同から出力されるビーI
\またはし一トをIr< +J+リスク1ノーイパ・ミ
ラー137を−IQえ(いる1、了しく、レーザ・チャ
ンネル・1ノッグ、10 :i ;+ にL 1次ミラ
ー131と屈折ミラー13 aの間1.lあり:Iノツ
タ′10ζ3()は屈折ミラー133.iζ3/1間(
二il’iす;1ノツグ゛I (’) 3 cは屈折ミ
ラー゛134と135の間にあり;1ノツグ103 d
は屈折ミラー’135,136間にあり;1ノック10
30t、1屈折ミラー136゜133間にあり;1ノッ
グ103fL;L屈折ミラー133.13/I間にあり
:レッグ’l 03 gf:)Iii1折ミラー134
,135間にあり;さらに17ツグ103 hは屈折ミ
ラー135とノイ−1〜”バック・ミラー132間にあ
る。
レッグ1038はレッグ103eと平行τ、どちらもガ
ス・チャンネルi o 4 aを通るガス流によって横
切られおり:レッグ103 b Illレッグ103[
と平行で、どちらもチ鬼・ンネル10 /+ 11を通
るガス流によって構切らit 7.’ J3す;lノッ
ク103Cはレッグ103qに平行で、どちらもチトン
ネル104Cを通るガス流によって(へ1刀らil、 
(A3す;さらにレッグ103dはレッグi Q 3 
b k:平行で、としらもチャンネル10 /1. d
を通るガス流(二よって+べ切られCいることが争′)
かる7!JF)ろ−)、。
また、屈折ミラー1.1:33.13/Iお、J二び1
3(5は第2図の対応づるミラー33・・351.−比
べて(flの幅を有し−Cおり、各々はその反CII板
の1−側部分とト側部分て−2つのレーデ光線のK< 
C!Jを起こ91゜第3図に示した折り曲げられ!−1
.ノーリ゛・ブトンネル配列で特に注目されるべき、−
”、と(,1,1−流とF流の光線が、各レッグのベア
の対応りるfl・ンネルを通るガス流に門して、1つの
1ノツクカ目ら次のレッグへ互いに同き換えられるのみ
ならず、各チャンネル・レッグ内のビームまたは七−ド
自身も1つのレッグから次のレッグへ行く過程で置き換
えられるという事実である。L、たがって、チャンネル
゛I 04 flを通るガス流に凹して、Lノッグ゛1
03aはそのチャンネルの下流側にあり、レッグ103
0はそのチャンネルの上流側にあり:1]かし次のチャ
ンネル104bでは、反射板13ζ3にJ−るモード1
03aの反9JによつI/Jヂる1ノーリー・ビー11
また(、tモー1” 103 bが今度II)jノ流ヂ
ャンネル104bの1−ンQ fillに1ltiす、
七−ド1 ’03 Fは手流側になるよ)にこ4)、ら
のし−ノ、t、!直き19えられる。第3図の配lIJ
 ’?:上述シI、:よう41名(ノックにil3 G
−するビーム全1本)1、A: 4.−1. E−ドや
体のこの直き換えは、第1図お、1.び第2図に閂1.
て一];ボ(−7だ各1、・ラグ内の光線のffq i
’i換えどともに、脅ベアのレッグを横切るガス流内の
位相歪1!や振幅変動に門す−る?i′Il償をさらに
改善し・、加えて、(1)る′jえられた装置の大きさ
に関し・CJ+、振長さと熱#! !t’!をさらに最
大にするよ)!iの利点を(−6え(いる。
第4図1.t、さらにもう1つの配列を示しており、そ
こではレーク゛・チャンネルが光学−1“セヒア(51
、たけ共振領域を形成する?!i数本の1.ノックとそ
れに続いて増幅領域を形成りる複数本の1ノツクを形成
づるために折り曲げらIIてJ3す、【の両ffi域の
レッグは流動ガス内のu7jバ勾配による位相歪みとゲ
イン勾配による振幅変動に門づる補償を1!7るために
互いに置き換えら4する。
1ノたがって第4図のように、でのレ−1F・ブt・ン
ネルは1次ミラー23 ’I 、フィードハック・ミラ
ー232.3つの屈折ミラー23 Cし235)および
スフ1ノイバ・ミラー23Gからなっている。
スクレイパ・ミラー236の上流のレーザ・ブtIンネ
ル・1ノツグ203a〜203dはノ!、振領域を形成
し;スクレイパ・ミラー236の上流のレッグ2030
〜20311は増幅領域を形成づる。
第4図(こ示したように、共1にFl域の1ノツク20
38は増幅領域0) Iノック203 aに甲i■で、
どちらも流れチャンネル204aを)■るIfス流にJ
、って横切られている。同様に、残りの3つのガス流ヂ
ャンネル204b〜20 /l dの各々はノ(振領域
の1つのレッグと増幅領域の1つのレッグに対して共通
である。第4図に示したように、この配列は各ガス流ブ
ーセンネルに共通な)(振レッグと増幅シック間の相互
の侃き換えを生じ、したかつ−(1つのヂVンネル内の
1つのレッグ(,1上流側にあり、それに続く次のチャ
ンネル内【゛はでれは下流側にある。したがって、第4
図に示した配列ら、各レック内で光徨を相−/−′II
、二買3\rt含−の力・でTらJj−、イれぞれのガ
ス流ブー11ンンル内の1つ!7.) I(′1幅1ノ
ックの1:’  、lx ト1 =、)JNli% l
/ ツク(1)し−l”ノIII nノi’? N に
9えをも行<kうことに、1:つで、イζt、 4!I
 m≧1ノと壁幅変仙に門する上)ホの浦(べし、ニク
IJ!nを牛ヂる。
第5図はさらにもう1つの配71]を示し−(13す、
そこで(、;を二次元的?III債、’J ’j ’F
) 、”)ガス流のブ)向におい−Cのみならず、ノf
スrltの方向を(3i 1j7)j、)+5向の補供
も19られる。簡+14に酋えげ、こ4シI;I、 Q
(−の回折ミラーによって′1つの曲内に179曲([
られた1ノーリ゛・チャンネルの2′)のLノックの配
芦と、第′1の面に平行で11−のm(折ミラー+:E
 J:る第2の面内の他の2つの1./ツクの配列(二
。!、り達成され、その2つの面間で隣接づる1ノッグ
14. ’1つの面から他の面へ膜用を起こりL用fi
i111iミラーレJ、つT−nい(=結合されている
っ J、す’Rj定的に言え!ブ1、第13図1′−ン−1
くさ11プニレーリ゛・チャンネルは、1次ミラー33
1 、  ]]r−ドパツクミラー332.’1つの@
JIiミラー333゜334a’、334b 、335
.J3J、びスフ1ノイバ・ミラー33GからIj、J
−Cいる。、1ノ−リ゛・f−ヤンネル・レッグ303
aと30313は′1つの曲内にあり、甲 の屈Jhミ
ラー333によっ゛(を占合され一’CJjつ;1ノー
1ドブA・ンネル・1)′ツノ303 Cと303fl
l;i、レッグ303aど3 ’、’) 31の而がら
隔文ら1したしかし平行な第2の1角内しZ 8jrす
、甲の屈折ミラー3:35によっ−これl、含さ1シ℃
いろ。残りの2つの回折ミラー331 +1と334 
b 1.L 、+2いに直角lJ〈沁り、かつえJ応−
4る1、・ンノ(、ニ対しl ’I !、−r0の角度
に(うり、したかっc ′(ttζ−′)L;L Lノ
ック3+030.303+1の最初に述べた曲内の1.
・ツ<ノa 031)から1ノツクS 03 I’: 
、 303 ++の2 Xi I−(f:Z iホベた
曲内の1ノツノ3030’\光線を反q1)3るための
一庄屈折ミラーを形成する。
1次ミラー331はレッグご’(0(’(:l 、 :
303 bおJ、ひ111折ミラー333の曲内に、−
、Jjす: ]j、ノイードハック・ミラー332どス
フ1ノrバ・ミラー336tAIノン9303C,30
3[I JIL:び!it折ミラー335の面内にある
こと/J(認識されるに・あろう。さらに、前述の配列
にお(Jるように、第5図においてイれそ゛れ3(J4
n−□ 30 /I ++に指定されている独立のカス
流ブー・シネル/ノ゛、4F+り曲けられた1ノーリ゛
・チ11ンネル・レッグ、’3 C13n−303dの
各々のために(イラえられηJヒリ、各カス流ブヤンネ
ルはカスをそれぞれの15・−4ノ・ブトンネル・し・
ツクを楢切つ一ζ流し、かつ111り曲(ノリまたレー
ク゛・ヂトンネル内の内部捕集F(1’□’;、へb(
シ用状σ−内向きに流づ。
第5Nil 1w 示シタ配列1.ノー2/(75rl
’v ?II ft 、41イI−わち(第1ト1ない
し第’l l1klのよう4r)カス凪の方向に平行4
r補償のみならす゛カス流を(黄1.υる方向の補(H
をも(6えでJjす、シ!−リ゛・]Vンネル・1ノツ
クを横切るぞれそれのカス・チX・シネルを通るガス流
内の密度勾配による位(]1歪的J′3J: Uゲイン
勾配(こよる振幅変動を補償すろ。したが−)一覧、1
ノーリ゛・ヂトンネル・レッグ3 (、) :3 a内
C゛光腺1り+ + Llそのガス・チャンネルに間し
く上流、1’1jilにあり、光相]で、2は下流側に
あり:光線j%+ 3 + R+ 4は中間であるがし
、かしレッグ303 a内で向う側と手前側にある。同
じ面内−Cしノック303aからしノツグ303bl\
光栓を反則り−る第1の@ J7i S、5−333は
2つの光線R11,I又4.装置2\換えで、1ノたが
っで光線り女1.は次にト流側になり、光線1゛員つ(
ノー1−流ll1llk=なる。2つの中間の光P)L
マ、。
とR+ < It:買き換えられないt−1ノツグ3 
(’) 、’) a内と回し中間の位置(5二留まる。
今、光線がミラー334.’l 4−当たり、次【、ミ
ラー33/′111に当た−)C,イれらの光わ?が1
ノツグ3031〕の第1の而から1/ ラグ3030の
5Pbな而へ反01木れるどき、今度は光線1<1.ど
l?、+2がブヤンネル・1ノツクの手前側と反対側の
中間の光線になり、一方光徨R1、は下流の光線で、光
■R、、L;jグートシネル・レッグ303 c内の上
流の光線にlするというような置きJβえが起こる。単
一の反則ミラー335は光線のもう1′′)の門さ換え
を起こし、光eil、、がチャンネル・1ノツグの」二
流側に移り、光n R+−がチャンネル・lノックの下
流側に移り、残りの2つの光SR++ど1で、2はチャ
ンネル−1ノツグ303dの中間の位置に留まる。光線
は(スクレイパ・ミラー336にょっη−取り除かれる
部分は別にして)フィードバック・ミラー;332によ
って反射されて、づべてのし・−ザ・チャンネル・レッ
グを通って逆戻りし、ぞれらのレッグにi3いてそれら
の)に線の前進経路で)ホベl、二のと同じ相対的位置
を通る。
1次ミラー331どスフ1ノイパ・ミラー、336(ま
た(よフィードバック・ミラー332)によって形成さ
れている折り曲げられたレーfノ゛・デセンネル共担器
内のモードが、ガス流の面内で−(9)置き換えられて
、ガス流の面を横切って一度置き換えられ、そしてスク
レイパ・ミラー336によっ−C取出されたレーザ・ビ
ームは、さもなくばそれぞ1′シのレーザ・チャンネル
・レッグを横切るガス流中に存在するであろうところの
以前に痛論した位相、速度、おにび振幅などの変動に門
1ノで2次元的W償が与えられる。
本発明が数種類の好ましい実施例に関して述べられたが
、本発明の多くの他の変化や修正や応用が可能であるこ
とが認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明t;従つ−(構成されたレーザ装置の
1つの形態を概略的に示乃側立面図である。 第2図は、第1図を横断した概略図で、特に第1図のレ
ーザ装置における、折り曲げられたレーザ・チャンネル
と流動ガス・チャンネルを示している。 第3図は、第1図と第2図に示した折り曲げられたレー
ザ・チャンネルにおける変更を概略図示する拡大図であ
る。 第4図は、共成領域と増幅領域の両方を備えるように、
本発明に従って構成された折り曲げられた1ノーザ・チ
ャンネルのもう1つの形態を画略図示している。 第5図は、位相歪みと振幅変動に関して二次元的な裡償
を与えるために、本発明に従って構成された折り曲げら
れたレーザ・チャンネルのもう1つの形態を概略図示し
ている。 図において、2は外部容器、3は折り曲げられた光学キ
ャビティまたは共振器、3a 、 3b 、 3C,3
dはレーザ・チャンネル3の各レッグ、4a 、 4b
 、 4c 、 4t+ μカ′ス流ブヤンネル、31
は1次ミラー、321.Eフィードバックルミラー、S
3,3・J+3;51よ屈折ミラー、3Gtよスフレ1
′バ・ミラー、3 ’7は出力照、/11は推進機、4
3は電気を一タ、=l 3 tよペルI・、41よディ
ヒユーザ、45はを、46(L熱交挽器を示す。 1!t K’F出員人 メタルソー二1−ング・レーザ
ーズ・インクーブショナル・リミーrツド 代  1!l!   人  Jr埋士  深  見  
久  C15((1か?名ン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) レーザ゛・チャンネルと、での1ノーザ・−ヂ
    (・ンネルを横切るレーザ・ガスの流を牛fる手段を1
    40えた高出力流動ガス・1.・−リ゛v装置で8’)
    つく。 前記レーザ゛・ブ]・ンネルが111通な面内ひHい(
    (角度をなして配置された少なくとも2つの1.ノック
    を含むにうに折り曲げられてa5す、 前記2つのレッグ間に単一の屈折ミラーを有し、1つσ
    月ノッグを通るレーγ光枳のうち前記1′つのレッグを
    横切って流tLるガス(=関してその」二流側にあるも
    のが、前記屈折ミラ〜ににつC反射されてもう1つのレ
    ッグを横切って流れるガスに関してそのもう1つ0月ノ
    ック内の下流側に移動さけられることをt;j IGと
    づる高出力流動カス・1ノーリ゛装冒。 (2) 前記レーザ゛・チャンネルを横切る前記レー1
    /’・ガスの流れを生じる前記手段が、てのし−り“・
    ブートンネルの1)り記1ノッグの各l(に門して、イ
    れぞれ独立な)R動カス・チー l−ンンルを14Mえ
    −Cいることを特徴とする特許jtj〜求の帥囲第11
    rii;[!戟の畠出力流動ガ4・1ノーリ′七F’?
    。 (33〉  前配置ノーリ“・ブ鬼・シンルが1′、)
    の共通面内で2つ1;4上の偶数のl1ci記17ソク
    4・含み、前記共通面内の阿接する1ノツグの各べj′
    の間(、−甲一の屈折ミラーを備えていることをT!i
     i?Qとりる1″f訂請求の範囲第2 In記載の高
    出力流、 71.カス・1ノーリー装置。 (4) 前記レーザ゛・′f−トンネルが′1つの面内
    で少なくどし2つのf男り文のし・ソーリ′を含・む、
    J、う(二、かつ第2の平行な面内ひ少なくとも2つの
    門t(のレッグをも含むようにJ、ITり曲りlfIれ
    ζ、43す、各面のNIl接づる1ノツグ間には甲−の
    屈折ミラー、・1夕よび2つの面を連結するF、′1り
    合一)l、二lノックの間の一市Ii′i′1lliミ
    ラーを怖え、 前記1ノツグと屈折ミラーが、IFI ;L Lノック
    を(^Iシカ−て−流れるガス内の密度勾配(二よるI
    c/ t[l企み、ぞの流れ内の回転による逓磨変ト1
    )、・[;よOグー1′:)勾配による振幅変%l) 
    f;I−どに間してガス流の方向と・[1行な方向およ
    (f 横切る方向Cの?+li ll’tイ・りえるJ
    、うに配回され(いることを特1℃(とりるq−!j訂
    請求の範囲第2項記載のγ:)出力流動ガス・レーリ゛
    装置。 (5) 前記レーリー・−ヂ丸・ンネルが多角形りへ9
    の配置にlfrり曲(」られた21g<十の前記レッグ
    を含み、各レッグに0i」シて独立の流動カス・ブトシ
    ンルを1げδえ、各チャンネルが力′スの1.= N、
    )の共)山;市!tl f4’i leへ向【ノて敢躬
    状の内向へガスを流(jことを1ir W<どづる特r
    [請求の範「[1第1項記載(り凸出り流動〕jス・ 
    1ノ −−リ“@!P!?。 (6) 前記多角形型配冒(、おい(ft13スにのレ
    ー4J・チャンネル・レッグを右!Yる1、′l訂請求
    の範囲第5項記載の高出力流動カス・1.ノーリ′装β
    “。 (7) 四辺形配貿に配列された4つの(ノーリ・チト
    ンネルーレッグを備えた特許請求の範囲第6項記載の高
    出力流動ガス・1ノーリ′装置。 (8) 前記レーザ・チ17ンネル・1.・ラグの4つ
    のづべてが′1つの共通面に配置され?lT 63す、
    前記共通面内で隣接するレッグの各ベアの間に里−の屈
    Iffミラーを1イ1′iえたこと’b−447iつ(
    とぎJイ)TSjら′[−へ51この 卸 四 川 −
    11,i”i 記 +5.の 、へ出 ツノ 乏・凭戸
    り 、11(・ 1〕 − げ 賃 ?イ 。 (9)2つの借灰りる1ノツクがこ1璽うの間の11シ
    ーのIi7!ノfrミラーを2・む1てごの自白し配f
    i/jさねζdlす、ダ1;りの2−)の1ノ・ソ/j
    がで1)1)の間のl、う′1ツa) +p −ノm+
     ttr ミ、/−<−rむ而B、:3Iii’j<I
    第;3の面内l(−、lll1.’ piされ′7.6
    3 リ、−r (7) 2 ’:’J +7) 面Q−
    111H枯i ルレック間に二手@ 4斤−ミラーをM
    atえ、ぞイ11う11△Cの1ノツクと屈折ミラーが
    前記1ノーリ・ブトン≧ル・1、ノックを通る光の相l
    l的1.; f’lき換λをL2・ニリ、Jうに配回さ
    ねでおり、(1目−J、−)CβFi r・:1ノーリ
    ′・チi・ンネル・1ノッグ’ja、−1ift Lj
    lるlji・C,l、 l、T 、リノ・ブトンネ、ル
    ろ通つ−Z i’h> +するノ、1ス内の!!i′7
    f!E勾配に、]イ+ f11イ11歪み、イの流1z
    内の回収、に、Jイ)jl・10めi動1.jりJびゲ
    イン勾配In cJ、る旧やτ・′i変M()に門しく
    −(の7.1スVl’iの方向どゝ1′(i浄7’j向
    i13よil 4N:切る方向ζ?f!i II’4 
    <、 14〕えることを特徴とする特i′1請求の41
    4間第1 lJ’q iil:載の高出力流動カッ・1
    .ノーリ゛装冒。
JP58151462A 1982-08-23 1983-08-18 高出力流動ガス・レ−ザ装置 Pending JPS5954279A (ja)

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