JPH01214184A - パルスレーザ発振装置 - 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） 本発明は、パルスレーザ発振装置に係り、特に、その電
極構造に関するものである。

（従来の技術） 一般にレーザ発振を得るためには、レーザ媒質中での空
間的に均一な放電の発生を必要とするが、ＴＥＡＣＯ□
　レーザやＴＥＭＡＣＯ，レーザ等のパルスレーザ発振
装置では、その動作圧力が散気圧もの高圧力であるため
、上記の放電は集束してアーク放電になりやすい。これ
を防止するために、主放電に先立って予備電離を行うと
ともに放電エネルギーをごく短時間のうちに供給するの
が普通である。第３図は、従来のパルスレーザ発振装置
の一例を示すものである。（例えば「レーザ研究Ｊ　ｖ
ｏｎ１３．　Ｎ。

１０、　ｐ８１３（１９８５）に示される方式、）即ち
、第３＠に示したように、レーザ風胴１中に一方の主電
極２およびこれに対向する位置に、他方の主電極３が配
設され、前記主電極２，３の間をガス流４が流れる。前
記ガス流４は前記レーザ風Ｗｉ４１内に配設されたブロ
ワ５により生じ、前記主電極２，３間を循環して流れる
。主電極２の両側には予備電離な極６が接続されている
。各予備電離電極６は短ギャップ（ＩＷ１〜２Ｉ１１１
程度）を隔てて高電圧端子７に対向している。又、主電
極２，３は電流帰路導体８及びピーキングコンデンサ９
を介して接続されている。電流帰路導体８には、ガス流
４が通る穴があけられている。主電極１，２の長手力面
間端部には図示していない光共振器が配設され、レーザ
光が紙面垂直方向に出力される。

（発明が解決しようとする課題） この様に構成された従来のパルスレーザ発振装置におい
ては、高電圧端子７に図示していない外部電源より高速
高電圧のパルスが印加されると、短ギャップ間が放電破
壊して予備電離電極に電流が流れ、ピーキングコンデン
サ９が高速充電される。この短ギャップ間のスパーク放
電により主電極２．３間のガスを予備電離し、ピーキン
グコンデンサ９の電圧、すなわち主電極２，３間の電界
強度がガスの放電破壊電圧以上に達したときに放電が開
始し、グロー放電１０が形成される。

放電が開始してから、グロニ放電が形成され、更に維持
される時間は、ピーキングコンデンサ９の容量と、放電
電流路のインダクタンスすなわち主電極２→グロー放電
１０→主電極３→電流帰路導体８→ピーキングコンデン
サ９の電流路のインダクタンスが決まる周波数に大きく
影響される。放電の形成時間は、短いほどレーザの励起
強度が高くなってレーザ発振効率が高まるほか、放電が
収縮してしまういわゆるアーク放電になりにくい。

このため、上述したような従来のパルスレーザ発振装置
においては、電流路を短くするためピーキングコンデン
サ９をレーザ風胴１の内に入れていた。しかしこの場合
はレーザガスによる腐食等の問題や、破損時の交換が困
雌である等の理由から、長寿命で高信頼のレーザ発振器
を実現するためにはレーザ風Ｍ１の外部におく必要があ
る。

この場合上述した電流路が長くなって、放電電流の立ち
上がり速度が低下しレーザの励起強度が小さくなるため
、発振効率が悪かった。さらに第３図に示す方式ではガ
ス流路が放電部で強く曲げられているため流路抵抗が大
きく、ブロワ５の電力を小さくできなかった。

そこで、本発明は以上の欠点を除去するために提案され
たもので、その目的は、外部に配設されたピーキングコ
ンデンサと主電極間のインダクタンスを減らして、主放
電電流の立ち上がり速度を高め、レーザの励起強度を上
げ、発振効率を向上させると共に、高信頼で大出力のレ
ーザ光を得ることができるパルスレーザ発振装置を提供
することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明のパルスレーザ発振装置は、一対の対向する主電
極と、外部に配設したピーキングコンデンサとを、レー
ザ風胴内に設けた表面を絶縁処理した板状の電流帰路導
体を介して接続する様に構成したものである。

（作　　用） このような構成を有する本発明によれば、外部に配設さ
れたピーキングコンデンサと主電極間を接続する電流路
のインダクタンスを小さくできこの結果、主放電電流の
立ち上がり速度が高まり、レーザの励起強度が上がって
発振効率が向上すると共に、ピーキングコンデンサを外
部設置できるのでガス分布が長く、高信頼のレーザ発振
装置とすることができる。

（実　施　例） 以下本発明の一実施例を第１図に基すいて具体的に説明
する。

本発明は、第１図に示したように、一対の対向する主電
極２，３と、外部に配設したピーキングコンデンサ９と
を、レーザ風胴１内に設けた板状の電流帰路導体８を介
して接続している。高電圧端子７は絶縁対策と気密対策
を施してレーザ風胴１の内部に挿入され、短ギャップを
隔てて、主電極２に接続された予備電離電極６に対向し
ている。

またレーザ風胴１内においては板状の電流帰路導体８が
ガス流上流側とガス流下流側の双方に配設されている。

主電極３は電流帰路導体８に接続されてレーザ風胴１の
外部のピーキングコンデンサ９に接続されている。第３
図に示した従来のパルスレーザ発振装置と同様レーザ風
胴１内には、ブロワ５が配設されており、ガスを循環さ
せている。

第２図は第１図に示す電流帰路導体８の詳細を示す図で
、板状の導体から構成されその表面は絶縁材料１１でお
おねれている。

この様な構成を有する本実施例のパルスレーザ発振装置
においては、第１図に示す高電圧端子７、電流帰路導体
８間に高電圧高速パルス電圧（ＨＶ）が印加されると、
高電圧端子７と予備電離電極６間にスパーク放電が点弧
し、ここを流れる電流によりピーキングコンデンサ９が
充電される。この間、主電極２及び主電極３で囲まれる
主電極空間はスパーク放電から発生する紫外線により予
Ｗ電雛された電子密度は１０”程度になっている。ピー
キングコンデンサ９の電圧が上昇し、主放電空間の電界
強度がガスの放電破壊電圧以上になると放電破壊がおこ
り、ピーキングコンデンサ９→主電極２→グロー放電１
０→主電極３→板状の電流帰路導体８→ピーキングコン
デンサ９の経路で高速の電流が主放電空間に流れ込む。

この様に、本発明のパルスレーザ発振器においては、ピ
ーキングコンデンサ９と板状の電流帰路導体８を介して
主電極２，３を接続する様に構成し、さらに板状の電流
帰路導体８の主電極２，３と対向する表面を絶縁材料１
２で覆っているため、整流格子式電流帰路を主電極２，
３に近づけても、高電圧側の主電極２から電流帰路導体
８に向かって放電破壊が起こることがないため、電流帰
路導体８を十分主電極２．３に近付けて配置することが
できる。このため、外部に配設されたピーキングコンデ
ンサ９と主電極間を接続する電流路を短くでき、この結
果主放電電流路のインダクタンスが増加しない主放電電
流の立ち上がり速度は高く、レーザの励起強度もなく、
発振効率が高い。

又、ピーキングコンデンサを放電部の外に設置できるの
で、コンデンサが腐食されることもなく、又交°換も容
易であり、レーザ発振装置の信頼性が高くなる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、表面を絶縁処理し
た板状の電流帰路導体８を介して主電極２．３と外部に
配設したピーキングコンデンサ９とを接続する様に構成
できるので、主放電電流の電流路インダクタンスを減少
させてレーザの励起強度が上がり、高効率、大出力でか
つ高信頼のパルスレーザ発振装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパルスレーザ発振装置の１実施例を示
す断面図、第２図は第１図の要部詳細斜視図、第３図は
従来のパルスレーザ発振装置を示す断面図である。 １・・・レーザ風胴、　　　　２，３・・・主電極、４
・・・ガス流、　　　　　　５・・・ブロワ、６・・・
予ｆｉｉ電離電極、　　７・・・高電圧端子、８・・・
電流帰路導体、 ９・・・ピーキングコンデンサ、 １０・・・グロー放電、　　　１１・・・絶縁材料。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　第子丸　健 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　レーザ風胴内部に一対の主電極とガス循環用ブ
   ロワとを有し、レーザ風胴外部に放電用コンデンサを配
   設したものに於て、前記主電極と前記放電用コンデンサ
   とを接続する電流帰路導体形状を複数個の板状とし、か
   つ前記板状の電流帰路導体の前記主電極に対向する面上
   に、絶縁材料を塗布したことを特徴とするパルスレーザ
   発振装置。