JPH01143277A - ガスレーザ発振装置 - Google Patents

ガスレーザ発振装置

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JPH01143277A
JPH01143277A JP29966187A JP29966187A JPH01143277A JP H01143277 A JPH01143277 A JP H01143277A JP 29966187 A JP29966187 A JP 29966187A JP 29966187 A JP29966187 A JP 29966187A JP H01143277 A JPH01143277 A JP H01143277A
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JP
Japan
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gas laser
electrodes
pin
pin electrodes
metal
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Pending
Application number
JP29966187A
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English (en)
Inventor
Yutaka Uchida
裕 内田
Saburo Sato
三郎 佐藤
Tatsumi Goto
後藤 達美
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/038Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition

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  • 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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は、ガスレーザ発振装置に係り、特に予備電離
方式ガスレーザ発振装置に関する。
(従来の技術) 大気圧以上のガス圧でガスレーザ媒質が封入され、陰陽
両電極間の放電に対して直交する方向にレーザ光を放出
するガスレーザ発振装置として。
TEACO,レーザやエキシマレーザがある。これらガ
スレーザ発振装置においては、陰陽両電極間の放電を安
定にするため、その放電に先立って、予備電離がおこな
われる構造になっている。
この従来の予備電離方式ガスレーザ発振装置の構成を第
3図に示す。このガスレーザ発振装置は。
紫外光を利用して予備電離する方式のガスレーザ発振装
置であって、大気圧以上のガス圧でガスレーザ媒質が封
入される気密構造の管状外囲器■を備え、その内側にそ
の管軸方向を長手方向として主放電部を構成する陰陽画
電極■、■が相対向して設置され、それぞれ高電圧、大
電流パルスを発生する高圧電源回路に)のアース側およ
び高圧側に接続されている。■、(0はその高圧電源回
路4)を構成する主コンデンサおよびスイッチである。
また、上記陰陽画電極■、■の両側方には、放電ギャッ
プを構成するピン電極■、0が相対向して配設されてい
る。そして、その一方の電極■は、上記ピン電極■、(
8)間の放電波形を成形するピーキングコンデンサ(9
)を介して上記高圧電源回路(イ)の高圧側に、また、
ピン電極(8)はそのアース側に接続されている。
このガスレーザ発振装置では、スイッチ0の閉成により
、あらかじめ主コンデンサ■に充電された電気的エネル
ギをピーキングコンデンサ(9)に移して、相対向する
ピン電極■、(8)間にスパーク放電を発生させ、これ
らピン電極■、■近傍のガスレーザ媒質を予備電離し、
励起して発光するガスレーザ媒質の紫外光により陰陽画
電極■、■間のガスレーザ媒質を励起して主放電を発生
させ、レーザ光を発振させる。
(発明が解決しようとする問題点) 上記のように予備電離方式ガスレーザ発振装置は、主放
電部の側方に相対向するピン電極の対が配設され、この
ピン電極間にスパーク放電を発生させて、その近傍のガ
スレーザ媒質を予備電離し、励起して発光する紫外光に
より、主放電部のガスレーザ媒質を励起して主放電を発
生させ、レーザ光を発振させるように構成されているが
、従来の予備電離方式ガスレーザ発振装置は、ピン電極
間のスパーク放電により発生する紫外光の強度があまり
大きくなく、かつピン電極が主放電部から離れた位置に
配設されているために、主放電部のガスレーザ媒質を十
分に電離させることが困歎であった。これを解決する一
手段として、ピン電極を主放電部に近付けることが考え
られるが、ピン電極と主放電部とは、電気的な短絡を避
けるために、近づけ得る距離に限界があり、あまり近づ
けることはできない、そのため、主放電領域の大きい(
主放電部の電極幅が広い)ガスレーザ発振装置では、放
電中心部での予備電離能力が不足する。
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
であり、主放電領域の大きいガスレーザ発振装置でも、
十分な予備電離密度が得られ、安定に動作するガスレー
ザ発振装置と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) 相対向して設けられかつ高圧電源回路に接続されて予備
電離放電部を形成するピン電極を備えるガスレーザ発振
装置において、少なくとも一方のピン電極の先端部を他
の部分よりもスパッタしやすくかつスパッタした粒子が
短波長域の光を発光しやすい物質で構成した。
(作 用) 上記のように、相対向するピン電極のうち、少なくとも
一方のピン電極の先端部を他の部分よりもスパッタしや
すくかつスパッタした粒子が短波長域の光を発光しやす
い物質で構成すると、相対向するピン電極間のスパーク
放電により上記ピン電極の先端部からたたき出された粒
子が放電電子により励起されて発光し、品電圧スパーク
放電によりその励起状態を十分に高くすることにより、
予備電離に必要な短波長域の光を発光する。また、スパ
ッタした粒子の衝突断面積は、ガスレーザ媒質のそれよ
りも大きく、励起される確率が大きいため、全体として
予備電離能力が向上する。したがって、主放電部の陰陽
両電極間に発生する電子−イオン対の数を増加させるこ
とができ、またピン電極からの距離が大きくても、十分
な電子密度を得ることができる。
(実施例) 以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。
第1図にその一実施例である予備電離方式ガスレーザ発
振装置の構成を示す。このガスレーザ発振装置は、大気
圧以上のガス圧で混合ガスからなるガスレーザ媒質が封
入される気密構造の管状外囲器ωを備え、その内側に相
対向して一対の支持板(10)、(11)が配設され、
その各支持板(10)。
(11)に外囲器ωの管軸方向を長平方向とする一対の
電極(12)、(13)が取付けられている。これら電
極(12)、(13)は、このガスレーザ発振装置の主
放電部であって、その一方の電極(12)は、図示しな
い高圧電源、この高圧電源により充電される主コンデン
サ■およびスイッチ(Qなどからなる直流高圧電源回路
(14)のアース側に、また、他方の電極(13)は、
その高圧側に接続され、それぞれ上記主放電部の陰陽両
電極をなしている。さらに、この主放電部の両側方に、
上記陰陽両電極(12)、(13)の長手方向に沿って
一定の放電間隔をもって相対向するピン電極(15)、
 (16)の対が所定ピッチで配置されている。そして
、その陰極(12)側に位置するピン電極(15)は、
上記高圧電源回路(14)のアース側に、また、陽極(
T3)側に位置するピン電極(16)は、それぞれピー
キングコンデンサ(17)を介して高圧電源回路(14
)の高圧側に接続されている。
そして、この例のガスレーザ発振装置では、上記ピン電
極(15)、(16)の相対向する先端部(18)、(
19)がバリウムやマグネシウムなどのアルカリ金属ま
たはアルカリ土類金属を数パーセント含む金属で構成さ
れている。
このガスレーザ発振装置の発振動作は、前記従来のガス
レーザ発振装置と同様におこなわれ、高圧電源により充
電された主コンデンサ■の電気的エネルギをスイッチ0
の閉成により各ピーキングコンデンサ(17)に移し、
相対向する各ピン電極(15)、 (I5)の先端部(
18)、〔19)間にスパーク放電を発生させ、これら
ピン電極(15)、(16)近傍のガスレーザ媒質を予
備電離し、この子鍔電離により励起して発光する紫外光
により主放電部のl!3陽両重両電極2)、(13)間
のガスレーザ媒質を励起して主放電を発生させることに
よりおこなわれる。
ところで、上記のようにピン電極(15)、(16)の
先端部C1B)、 (19)をアルカリ金属またはアル
カリ土類金属を数パーセント含む金属で構成すると、ア
ルカリ金属またはアルカリ土類金属は、電子衝撃により
スパッタしやすい金属であるため、上記ピン電極(15
)、(16)の先端部(18)、(19)間に発生する
スパーク放電の電子衝撃によりそのまわりのガスレーザ
媒質中にたたき出され、放電電子と衝突して励起発光す
る。しかも、高電圧スパーク放電によってその励起状態
を十分に高くすることにより紫外光を主体とする短波長
域の光を発光させることができる。一方、一般的に、ス
パッタした金属の電子に対する衝突断面積は、ガスレー
ザ媒質のそれよりも大きいため、励起される確率も大き
くなる。そして、このスパッタした金属の短波長域の光
が予m電離に寄与するため、上記スパーク放電により得
られる発光強度は、従来のガスレーザ発振装置にくらべ
て強く、全体として予備電離能力を大幅に向上させるこ
とができる。
したがって、上記のようにガスレーザ発振装置を構成す
ると、陰陽両電極(12)、 (13)間の主放電空間
に生成する電子−イオン対の数が増加し、また、第2図
に横軸にピン電極からの距離、縦軸に生成する電子密度
をとって曲線(21)に示すように、曲線(22)に示
す従来のガスレーザ発振装置にくらべて、生成する電子
密度が多くなり、主放電部とピン電極(15)、(16
)との間隔を大きくとっても、主放電に必要な十分な電
子密度が得られる。したがって、放電面積を大きくして
も、安定に動作する予備電層方式ガスレーザ発振装置と
することができる。なお、第2図において、破線(23
)は最低必要予備電離密度である。
なお、上記実施例では、相対向するピン電極の双方の先
端部をスパッタしやすい金属を含む物質で構成したが、
スパッタは、主として電子の衝突によりおこるものであ
るから、高圧側のピン電極の先端部のみを上記物質で構
成しても、同様の作用効果をもつガスレーザ発振装置と
することができる。
また、相対向するピン電極のうち、少なくとも高圧側の
ピン電極全体を上記スパッタしやすい金属を含む物質で
構成してもよい。
さらに、上記スパッタしゃすい金属を含む物質からなる
部分は、消耗部品として交換可能に設けてよく、また、
たとえば捩込み可能に取付けて、消耗にしたがって変化
するピン電極の先端部間の間隔を調整できるようにする
とよい。
〔発明の効果〕
相対向する陰−画電極からなる主放電部の側方に位置す
る予備電離放電部の相対向するピン電極のうち、少なく
とも高圧電源回路の高圧側に接続されるピン電極に対し
て、少なくともこのピン電極の先端部をスパッタしやす
くかつスパッタした粒子が短波長域の光を発光しやすい
物質で構成すると、相対向するピン電極間のスパーク放
電により、上記スパッタしやすい物質からなるピン電極
の先端部からだたぎ出された粒子が、放電電子により励
起されて予備電離に必要な短波長域の光を発光し、かつ
スパッタした粒子の電子に対する衝突断面積がガスレー
ザ媒質のそれよりも大きく。
励起される確率が大きいことから、主放電部の陰陽両電
極間に発生する電子−イオン対の数を増加させろことが
でき、したがって、ピン電極からの距離が大きくても、
十分な電子密度を得られる予備電離方式ガスレーザ発振
装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例である予備電離方式ガスレ
ーザ発振装置の構成を示す図、第2図はそのピン電極か
ら主放電部までの距離と主放電部に生成する電子密度と
の関係を従来の予備電離方式ガスレーザ発振装置のそれ
と比較して示した図、第3図は従来の予備電離方式ガス
レーザ発振装置の構成を示す図である。 5・・・コンデンサ   12・・・電極13・・・電
極      14・・・品性電源回路15・・・ピン
電極    16・・・ピン電極17・・・ピーキング
コンデンサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)相対向して設けられかつ高圧電源回路に接続され
    て予備電離放電部を形成するピン電極を備えたガスレー
    ザ発振装置において、 上記相対向するピン電極のうち少なくとも一方のピン電
    極の先端部を他の部分よりもスパッタしやすくかつスパ
    ッタした粒子が短波長域の光を発光しやすい物質で構成
    したことを特徴とするガスレーザ発振装置。
  2. (2)ピン電極の先端部を構成するスパッタしやすい物
    質はアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のガスレー
    ザ発振装置。
JP29966187A 1987-11-30 1987-11-30 ガスレーザ発振装置 Pending JPH01143277A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10304882A1 (de) * 2003-02-06 2004-08-26 Tuilaser Ag Elektrodenmaterial

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10304882A1 (de) * 2003-02-06 2004-08-26 Tuilaser Ag Elektrodenmaterial
DE10304882B4 (de) * 2003-02-06 2005-02-03 Tuilaser Ag Elektrodenmaterial

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