JPH01128482A - ガスレーザ発振装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、Ｘ線による予備電離で、電極間の放電を安
定化するガスレーザ発振装置に関する。

が所定圧力に保たれた圧力容器内に陰極と陽極からなる
電極が設けられ、この電極間で発生される放電エネルギ
によって上記ガスレーザ媒質を励起するが。このガスレ
ーザ媒質の励起に先立ち、上記電極が放電を開始する前
に、上記電極間を予備電離することにより、電極間の放
電を安定化し、この安定化された放電により、良質のレ
ーザ光を発振できるように構成されている。

このような予備電離の方式としてはＸ線、コロナ放電あ
るいはアーク放電により発生する紫外線等を利用するも
のがある。

上記Ｘ線による予Ｑ電離方式を利用するガスレーザ発振
装置を第４図を参照して説明する。図中に示されるガス
レーザ発振装置は円筒状に形成された圧力容器１を軸方
向より断面視したものであり、この圧力容器１内には上
側および下側に陰極および陽極の電極２．３がそれぞれ
軸方向に亘って対向した状態で設けられている。

ここで、上記圧力容器工の軸方向両端部には、互いに対
向される図示しない鏡体が設けられるこが照射されるよ
うに構成されている。

また、上記画電極２．３にはコンデンサー４および高電
圧スイッチ５を介して高電圧電源δが電気的に接続され
ている。

そして、高電圧電源６が上記電極２．３間に電圧を印加
する際には、上記コンデンサー４により、電気的エネル
ギが一時蓄えられ、このコンデンサー４に蓄えられた電
気的エネルギが高電圧スイッチ５によりパルス状に変換
されて、上記陰極および陽極からなる電極２．３に接続
された複数個のピーキングコンデンサー７・・・を充電
する。上記陰極、陽極２．３間の電圧、すなわちピーキ
ングコンデンサー７の両端電圧が封入ガス圧力等によっ
て定まる放電破壊電圧を越えると、上記画電極２．３間
で放電が発生しガスレーザ媒質を励起する。

さらに、上記ｆｆ１ｉ２．３のうち例えば上側に位置さ
れる陰極２の外側に位置される圧力容器１には、この電
極２の略全長に亘って、Ｘ線が透過される入射窓８が設
けられている。

そして、この入射窓８に対向されるように後述れている
。また、上記Ｘ線管９内には上記照射窓１０からＸ線を
照射するＸ線発生部１１が設けられており、このＸ線発
生部１１にはスイッチ素子１２を介してＸ線管用電源１
３が電気的に接続されている。

一方、上記陰極２は上記入射窓８に対応される部分が肉
薄に形成されてＸ線透過部１４が形成されている。

このように構成されたガスレーザ発振装置は、上記電極
２．３が高電圧電源６からの電圧の印加を受けるととも
に、Ｘ線管９がＸ線管用電源１３からの電圧の印加によ
りＸ線発生部１１からＸ線が発生され、照射窓１０から
上記入射窓８へ向けてＸ線が照射される。このＸ線は入
射窓８を通過した後、圧力容器１内に位置された電極２
のＸ線透過部１４を透過して、画電極２．３間に到達し
てこの領域内のガスレーザ媒質を予備電離する。

この予備電離により、上記高電圧電源８から印加された
電圧で安定した放電が得られるよう構成さ離するために
は大きなＸ線出力が必要であった。

また、Ｘ線出力を増大することはＸ線管９の寿命を著し
く低下するものであり、Ｘ線管９の設置や、圧力容器１
への入射窓８の設置等複雑な構造であるにもかかわらず
、効率の高い予備電離を行なうことが困難であった。

さらに、指向性の低いＸ線を照射するため、Ｘ線管９付
近には鉛等のＸ線吸収体を設ける等の配慮が必要であり
、装置の大型化を避けることができなかった。

（発明が解決しようとする間屈点） −船釣なＸ線による予備電離を行なうガスレーザ発振装
置は、圧力容器の外側に位置されるＸ線管から指向性の
低いＸ線を照射して予備電離するように構成されている
ため、充分な予備電離を行なうためには、Ｘ線出力を増
大するとともに、外部へのＸ線の漏れを防止する設備を
必要とし、複雑な設備と、装置の大型化が避けられない
構造であった。また、使用するＸ線管は大きなＸ線画ン
なえるとともに、Ｘ線が外部に漏れることを防止する構
造でありながら小型化できるガスレーザ発振装置を提供
することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段及び作用）この発明は、
ガスレーザ媒質が所定圧力に保たれた圧力容器を設け、
この圧力容器内に陰極および陽極からなり上記ガスレー
ザ媒質を励起するための放電を発生する電極を設け、こ
れらの電極にコンデンサーおよび高電圧スイッチを介し
て高電圧電源を接続し、電極面からＸ線が出力されるよ
うに圧力容器内でいずれかの電極の背面側に近接してＸ
線発生部を設け、このＸ線発生部に高電圧放電回路を設
け、上記励起で生じたレーザ光を光共振する光共振器を
設けることで、上記Ｘ線発生部を電極間に近接させ、出
力されたＸ線を効率良く予備電離に使用するとともに、
簡単な構造で圧力容器外にＸ線が漏れることを確実に防
止できるガスレーザ発振装置にある。

方向より断面視したものであり、この圧力容器１５の両
端部には図示しない２つの鏡体が相対向して設けられて
おり、一方の鏡の反射率が低く設定されて図示しない光
共振器が形成されている。

また、上記圧力容器１５内には、ガスレーザ媒質として
の例えばＣＯ２−Ｎ２−Ｈｅ混合ガスが封入されており
、所定の圧力に保たれている。さらに、この圧力容器１
５内には上側と下側に位置されて陰極および陽極の電極
１６．１７がそれぞれ軸方向に沿って離間対向されて設
けられている。

これら、電極１６．１７にはコンデンサー１８および高
電圧スイッチ１９を介して高電圧電源２０が電気的に接
続されている。そして、高電圧電源２０から供給された
電気的エネルギは上記コンデンサー１８に一時的に蓄え
られ、このコンデンサー１８に蓄えられた電気的エネル
ギは高電圧スイッチ１９によって、パルス状に変換され
て上記電極１６．１７間に接続された複数個のピーキン
グコンデンサー２１に印加され、充電する。上グコンデ
ンサー２１の両端電圧が封入ガス圧等によって定まる放
電破壊電圧を越えると上記電極１６．１７間で放電が発
生しガスレーザ媒質を励起する。

一方、陰極１６は、陽極１７の放電面に対応する下面側
に放電面２２が形成されており、この放電面２２の上側
には、Ｘ線発生部２３が一体に設けられている。

このＸ線発生部２３は、上記陰極１６の長手方向に亘っ
て矩形箱状に形成されたＸ線管２４内に設けられている
。このＸ線管２４の内部に位置されて上記放電面２２に
対応する底面上部には例えばタングステンによって形成
されたシート状のターゲツト体２５が設けられている。

また、このターゲツト体２５の上側には例えば線材によ
って構成された熱陰極２６が略全長に亘って設けられて
いる。このようにＸ線管２４の内部にターゲツト体２５
および熱陰極２６が設けられることによってＸ線発生部
２３が形成されている。また上記Ｘ線管２４は内部が約
１０″６Ｔｏｒｒの真空状態に保−線を圧力容器１５内
に透過する透過窓としての働きを果たすように構成され
ている。

さらに、上記熱陰極２６には高電圧放電回路２７が接続
されている。この高電圧放電回路２７は例えばＸ線管２
４のスイッチ素子２８および、このスイッチ素子２８を
介して上記Ｘ線管２４に接続されるＸ線管用電源２９と
によって構成されている。

そして、上記スイッチ素子２８を介してＸ線管用電源２
９からの高電圧パルスを印加することにより上記熱陰極
２６とターゲツト体２５間に印加されることで、熱陰極
２６から放出された電子が加速されターゲツト体２５に
衝突し、Ｘ線が発生される。

このようにして発生されたＸ線は陰極１６の放電面２２
を透過して、この陰極１６と陽極１７との間に到達し、
これらの電極１６．１７間にあるガスレーザ媒質を予備
電離する。

この予備電離により、上記電極１６．１７間で安定した
放電が発生される。このとき、上記陰極１６および陽極
１７は、その略全面でグロー放電を発生し安定したレー
ザ光が発振される。

つまり、予備電離時においては、上記陰極１６の放電面
２２はＸ線管２４からのＸ線が透過される透過窓となり
、また、電極１６．１７間での放電時には、陽極１７に
対向される陰極１６の放電面２２の略全面で放電が発生
する電極面となるように構成されている。さらに、この
陰極１６の放電面２２は、上記Ｘ線管２４の底部側の圧
力隔壁としての働きも兼ねている。

このように構成されたガスレーザ発振装置は、上述のよ
うに圧力容器工５内に設けられた電極１６と一体にＸ線
管２４が設けられており、このためＸ線管２４内のＸ線
発生部２３で発生されたＸ線が圧力容器１５の外側に漏
れることを防止する構造を、従来に比較して簡略化する
ことができる。つまり、Ｘ線管２４が圧力容器１５の外
側に設けられていた従来構造に比較して、Ｘ線の漏れを
防ぐことが容易となり、Ｘ線管２４の設置構造の簡略化
と、これにともなう装置全体の小型化を行なうことがで
きる。

また、Ｘ線発生部２３によって予備電離される電極１６
．１７間が従来構造に比較して近接するつまり、Ｘ線発
生部２３が陰極１６の放電面２２の上側に一体的に設け
られていることで、Ｘ線の発生位置付近で上記放電面２
２を透過し、電極１６．１７間を予備電離するため、Ｘ
線の減衰が最少限に止どめられる。これにより小さなＸ
線出力で充分な予備電離を行なうことができる。このよ
うなＸ線出力の低減により、上記Ｘ線管２４を延命化す
ることができる。

なお、この発明は上記一実施例に限定されるものではな
い。例えば、上記一実施例においてはＸ線発生部２３と
して、熱陰極２６およびターゲツト体２５を有する熱陰
極構造のものが使用されているが、これに限定されず冷
陰極構造や、プラズマ陰極構造等のＸ線発生部２３も含
まれる。

また、各部の材質、形状およびガスレーザ媒質の成分等
も同等限定されるものではなく、Ｘ線発生部２３が電極
１６に一体的に設けられた構造であればよい。さらに、
Ｘ線発生部２３は電極１６でなく、対向する電極１７側
に設けてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、Ｘ線発生部を
電極の背面側に近接して圧力容器内に設゛′けることに
より、Ｘ線発生部から照射されるＸ線を電極間に有効に
供給することができる。モして°、このように高い効率
で予備電離できることで、予備電離のために必要なＸ線
出力を低減することができる。また、発生されたＸ線の
ほとんどが予備電離に使用されるため、圧力容器外にＸ
線が漏れることを防止する構造の簡略化が可能となり、
上記電極とＸ線発生部の近接化と共に装置の小型化、簡
略化ができるガスレーザ発振装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はこの発明における一実施例であり、
第１図はガスレーザ発振装置の概略的構成を示す断面図
、第２図は電極にＸ線発生部が一体に設けられた状態を
示す長手方向の断面図、第３図は第２図中の■−■線部
分の断面図、第４図は従来のガスレーザ発振装置の概略
的構成を示す断面図である。 １５・・・圧力容器、１６．１７・・・電極、１８・・
・コンデンサー、１９・・・高電圧スイッチ、２０・・
・直重、圧電源、２３・・・Ｘ線発生部、２７・・・高
電圧放電回路。 一一―− 出　願　人　工業技術院長　飯塚幸三 ２７杏電圧方（電口陪 第２図　　　　第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ガスレーザ媒質が所定圧力に保たれた圧力容器と、上
   記圧力容器内に離間対向して設けられた陰極および陽極
   からなり上記ガスレーザ媒質を励起するための放電を発
   生する電極と、これらの電極にコンデンサーおよび高電
   圧スイッチを介して接続された高電圧電源と、電極面か
   らＸ線が出力されるように上記圧力容器内でいずれかの
   電極の背面側に近接して設けられたＸ線発生部と、この
   Ｘ線発生部に電圧を印加する高電圧放電回路と、上記励
   起で生じたレーザ光を光共振する光共振器とを具備する
   ことを特徴とするガスレーザ発振装置。