JPH03187281A - ガスレーザ発振装置 - Google Patents
ガスレーザ発振装置Info
- Publication number
- JPH03187281A JPH03187281A JP32490989A JP32490989A JPH03187281A JP H03187281 A JPH03187281 A JP H03187281A JP 32490989 A JP32490989 A JP 32490989A JP 32490989 A JP32490989 A JP 32490989A JP H03187281 A JPH03187281 A JP H03187281A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas laser
- main discharge
- laser medium
- discharge electrode
- gas
- 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
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Classifications
-
- 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
- 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
- H01S3/036—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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明はガスレーザ発振装置に関する。
（従来の技術）
紫外域のレーザ光を出力するエキシマレーザや、大気圧
以上でガスレーザ媒質が封入されたＴＥＡＣＯ２レーザ
のようなパルス発振するガスレーザ発振装置は、例えば
特開昭６３−２２８７７５号に開示されているよう構成
になっていた。すなわち、ガスレーザ媒質が所定の圧力
で封入されたレーザ管（１）を有し、内部には放電手段
、ガスレーザ媒質循環手段が設けられている。上記放電
手段は主放電電極となる陰極（２）および陽極〈３）と
が支持板（４ａ） 、 （４ｂ）によって電気的に導通
した状態で支持され、それぞれ高電圧、大電流パルスを
供給する電源（５）の高圧側およびアース側に上記支持
板（４ａ） 、 （４ｂ）を通して接続した構成になっ
ている。陰極（２）側の支持板（４ａ）には波形成形の
ために、ピーキングコンデンサ（６）を接続した上部ピ
ン電極（７）が主放電空間（８）における光軸に沿って
陰極（２）の両側に所定ピッチで設けられている。また
、支持板（４ｂ）には各上部ピン電極（７）にそれぞれ
対向して下部ピン電極（９）が設けられ、これら上部、
下部ピン電極で上記主放電空間（８）を予備電離する予
備電離電極を構成している。一方、ガスレーザ媒質循環
は、レーザ管（１）内を循環して主放電空間（８）に供
給するファン〈ｌＯ）と、ガスレーザ媒質の流れの下流
側に設けられた熱交換器（１１）とを備えている。この
ようなガスレーザ発振装置では、陰極（２）、陽極（３
）間のパルス主放電でガスレーザ媒質が急激に膨脹し、
これに伴って発生するガスレーザ媒体内の粗密波のため
次に続く主放電が妨げられていた。従来では主放電時に
発生する衝撃波を吸収する部材を主放電部の近傍に設け
て主放電を安定にすることが行われていた。
以上でガスレーザ媒質が封入されたＴＥＡＣＯ２レーザ
のようなパルス発振するガスレーザ発振装置は、例えば
特開昭６３−２２８７７５号に開示されているよう構成
になっていた。すなわち、ガスレーザ媒質が所定の圧力
で封入されたレーザ管（１）を有し、内部には放電手段
、ガスレーザ媒質循環手段が設けられている。上記放電
手段は主放電電極となる陰極（２）および陽極〈３）と
が支持板（４ａ） 、 （４ｂ）によって電気的に導通
した状態で支持され、それぞれ高電圧、大電流パルスを
供給する電源（５）の高圧側およびアース側に上記支持
板（４ａ） 、 （４ｂ）を通して接続した構成になっ
ている。陰極（２）側の支持板（４ａ）には波形成形の
ために、ピーキングコンデンサ（６）を接続した上部ピ
ン電極（７）が主放電空間（８）における光軸に沿って
陰極（２）の両側に所定ピッチで設けられている。また
、支持板（４ｂ）には各上部ピン電極（７）にそれぞれ
対向して下部ピン電極（９）が設けられ、これら上部、
下部ピン電極で上記主放電空間（８）を予備電離する予
備電離電極を構成している。一方、ガスレーザ媒質循環
は、レーザ管（１）内を循環して主放電空間（８）に供
給するファン〈ｌＯ）と、ガスレーザ媒質の流れの下流
側に設けられた熱交換器（１１）とを備えている。この
ようなガスレーザ発振装置では、陰極（２）、陽極（３
）間のパルス主放電でガスレーザ媒質が急激に膨脹し、
これに伴って発生するガスレーザ媒体内の粗密波のため
次に続く主放電が妨げられていた。従来では主放電時に
発生する衝撃波を吸収する部材を主放電部の近傍に設け
て主放電を安定にすることが行われていた。
（発明が解決しようとする課題）
衝撃波を吸収する部材をレーザ管（１）内に設けると、
それだけガスレーザ媒質に接する構成体の表面積が増加
し、不純ガスの１生原因となる。不純ガスは不安定放電
現象を引き起こし、レーザ動作時間の寿命を短くする。
それだけガスレーザ媒質に接する構成体の表面積が増加
し、不純ガスの１生原因となる。不純ガスは不安定放電
現象を引き起こし、レーザ動作時間の寿命を短くする。
さらに、衝撃波を吸収する部材はガスレーザ媒質の流れ
を妨げる箇所に設けられないので、上記循環における上
流からのガスレーザ媒質が一時的に押し戻されたり、減
速させられ、主放電空間（８〉でのガスレーザ媒質のガ
ス交換に支障が生じる問題があった。ガス交換に支障を
来すと、前の放電によってそこに生成した不純物質が次
の均一グロー放電の安定性を妨げる現象を起こす。高速
繰返しになればなるほどガス流速は高速になり、その速
度を落とせなくなるので、上記押し戻しや減速作用で低
速になることを防ぐために、ファン（１０）の大型化が
要求され、装置全体の電力が大きくなり、電力効率の悪
いレーザ発振装置となる問題があった。本発明はこのよ
うな問題点を解決するためになされたもので、高速なパ
ルス繰返し動作条件のもとで安定して放電するガスレー
ザ発振装置を提供することを目的とする。
を妨げる箇所に設けられないので、上記循環における上
流からのガスレーザ媒質が一時的に押し戻されたり、減
速させられ、主放電空間（８〉でのガスレーザ媒質のガ
ス交換に支障が生じる問題があった。ガス交換に支障を
来すと、前の放電によってそこに生成した不純物質が次
の均一グロー放電の安定性を妨げる現象を起こす。高速
繰返しになればなるほどガス流速は高速になり、その速
度を落とせなくなるので、上記押し戻しや減速作用で低
速になることを防ぐために、ファン（１０）の大型化が
要求され、装置全体の電力が大きくなり、電力効率の悪
いレーザ発振装置となる問題があった。本発明はこのよ
うな問題点を解決するためになされたもので、高速なパ
ルス繰返し動作条件のもとで安定して放電するガスレー
ザ発振装置を提供することを目的とする。
［発明の構成〕
（課題を解決するための手段と作用〉
本発明のガスレーザ発振装置は、レーザ管と、このレー
ザ管内でガスレーザ媒質を循環させる送風手段と、上記
レーザ媒質の上流側に設けられ上記ガスレーザ媒質の流
れを上記レーザ管の中心側と外側部内面側との二つの流
路に分け、放電方向を上記二つの流路に沿う方向にして
設けられた一方の主放電電極と、この一方の主放電電極
に対向して設けられ放電面を形成した対向部にガスレー
ザ媒質通過部が形成された他方の主放電電極とを備えた
もので、放電によって膨脹したガスレーザ媒質は上記二
つの流路のガス流で下流側に流される。
ザ管内でガスレーザ媒質を循環させる送風手段と、上記
レーザ媒質の上流側に設けられ上記ガスレーザ媒質の流
れを上記レーザ管の中心側と外側部内面側との二つの流
路に分け、放電方向を上記二つの流路に沿う方向にして
設けられた一方の主放電電極と、この一方の主放電電極
に対向して設けられ放電面を形成した対向部にガスレー
ザ媒質通過部が形成された他方の主放電電極とを備えた
もので、放電によって膨脹したガスレーザ媒質は上記二
つの流路のガス流で下流側に流される。
（実施例）
以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を説明する。
なお、第４図と共通する部分には同一符号を付しその部
分の詳細な説明は省略する。すなわち、第１図は本発明
の一実施例で、環状の風導（２０）が形成され、ガスレ
ーザ媒質が所定の圧力で封入されたレーザ管（２１）を
有し、このレーザ管（２１）の放電部の構成要素である
主放電電極の一方をなすソリッド状の陽極（２２）は風
胴（２０）におけるガスレーザ媒質の上流側に設けられ
ている。陽極（２２）の放電面は所定の曲率に形成され
、背面側は横断面で見た場合に楔状に形成され、その楔
状で上記上流の流れを部分し、陽極（２２〉を間にして
二つの流路（２３） 、 （２４）を形成している。陽
極（２２）に対向して放電部がメツシュ状に形成された
陰極（２５）が設けられている。陰極（２５）と陽極（
２２）との間の起こる主放電方向は上記二つの流路（２
３） 、 （２４）の方向に沿っている。また、陰極（
２５）の背面側と、上記部分された流路の一方の流路（
２３）における主放電空間（２６）の近傍とにそれぞれ
ピーキングコンデンサ（２７ａ） 、 （２７ｂ）を接
続した予備電離用のビン電極（２８） 、 （２９）が
設けられている。これらビン電極（２ｇ） 、 （２９
）は陽極（２２）、陰極（２５）と共にパルススイッチ
ング制御部（３０）を介して電源（３１）に接続してい
る。風胴（２０）にはファン（ｌＯ）と、ファン（１０
〉の上流側に設けられた熱交換器（１１〉の他に、ガス
レーザ媒質の下流側にダストフィルタ（３２〉が設けら
れている。なお、図示せぬが、主放電空間（２６）を間
にして紙面垂直方向に一対の共振器ミラーが設けられて
いる。
分の詳細な説明は省略する。すなわち、第１図は本発明
の一実施例で、環状の風導（２０）が形成され、ガスレ
ーザ媒質が所定の圧力で封入されたレーザ管（２１）を
有し、このレーザ管（２１）の放電部の構成要素である
主放電電極の一方をなすソリッド状の陽極（２２）は風
胴（２０）におけるガスレーザ媒質の上流側に設けられ
ている。陽極（２２）の放電面は所定の曲率に形成され
、背面側は横断面で見た場合に楔状に形成され、その楔
状で上記上流の流れを部分し、陽極（２２〉を間にして
二つの流路（２３） 、 （２４）を形成している。陽
極（２２）に対向して放電部がメツシュ状に形成された
陰極（２５）が設けられている。陰極（２５）と陽極（
２２）との間の起こる主放電方向は上記二つの流路（２
３） 、 （２４）の方向に沿っている。また、陰極（
２５）の背面側と、上記部分された流路の一方の流路（
２３）における主放電空間（２６）の近傍とにそれぞれ
ピーキングコンデンサ（２７ａ） 、 （２７ｂ）を接
続した予備電離用のビン電極（２８） 、 （２９）が
設けられている。これらビン電極（２ｇ） 、 （２９
）は陽極（２２）、陰極（２５）と共にパルススイッチ
ング制御部（３０）を介して電源（３１）に接続してい
る。風胴（２０）にはファン（ｌＯ）と、ファン（１０
〉の上流側に設けられた熱交換器（１１〉の他に、ガス
レーザ媒質の下流側にダストフィルタ（３２〉が設けら
れている。なお、図示せぬが、主放電空間（２６）を間
にして紙面垂直方向に一対の共振器ミラーが設けられて
いる。
以上の構成になる上記実施例の作用について次に説明す
る。ファン（１０）で送風されたガスレーザ媒質は陽極
（２２〉の背面側で二つの流路（３５） 、 （３Ｇ）
に分かれ、陽極（２２）および陰極（２５）の両側を通
り、ダストフィルタ（３２）の方に流れていく。パルス
スイッチング制御部（３０）の制御により、予備放電に
続いて主放電が発生する。すなわち、各ビン電極（２８
）および（２９〉でそれぞれアーク放電による予備放電
が起きると、それぞれ対になるビン電極間のスパークギ
ャップからの紫外線で主放電空間（２６）のガスレーザ
媒質が予備電離される。さらに、ピーキングコンデンサ
（２７ａ） 、 （２７ｂ）への充電がすすむと次第に
主放電電極間の電圧が十分に高くなり、これにつれて陰
極（２５）、陽極（２２）間で主放電が所定のパルス幅
で発生する。この主放電で循環中のガスレーザ媒質が励
起され、レーザ光が発生し、上記図示せぬ共振器ミラー
によるレーザ発振でレーザ光が出力される。上記主放電
時に主放電空間（２６）が急激に膨脹し、上記励起され
たガスレーザ媒質は主放電空間（２６）から爆発的に飛
出す。風胴（２０〉の内側および外側に飛び出たガスレ
ーザ媒質は上記二つに分かれた流路における高速流ζこ
よって速やかに下流側に流される。また、同じく上記主
放電方向に進んだガスレーザ媒質は陰極（２５）のメツ
シュ部分を通過して下流側に流れる。
る。ファン（１０）で送風されたガスレーザ媒質は陽極
（２２〉の背面側で二つの流路（３５） 、 （３Ｇ）
に分かれ、陽極（２２）および陰極（２５）の両側を通
り、ダストフィルタ（３２）の方に流れていく。パルス
スイッチング制御部（３０）の制御により、予備放電に
続いて主放電が発生する。すなわち、各ビン電極（２８
）および（２９〉でそれぞれアーク放電による予備放電
が起きると、それぞれ対になるビン電極間のスパークギ
ャップからの紫外線で主放電空間（２６）のガスレーザ
媒質が予備電離される。さらに、ピーキングコンデンサ
（２７ａ） 、 （２７ｂ）への充電がすすむと次第に
主放電電極間の電圧が十分に高くなり、これにつれて陰
極（２５）、陽極（２２）間で主放電が所定のパルス幅
で発生する。この主放電で循環中のガスレーザ媒質が励
起され、レーザ光が発生し、上記図示せぬ共振器ミラー
によるレーザ発振でレーザ光が出力される。上記主放電
時に主放電空間（２６）が急激に膨脹し、上記励起され
たガスレーザ媒質は主放電空間（２６）から爆発的に飛
出す。風胴（２０〉の内側および外側に飛び出たガスレ
ーザ媒質は上記二つに分かれた流路における高速流ζこ
よって速やかに下流側に流される。また、同じく上記主
放電方向に進んだガスレーザ媒質は陰極（２５）のメツ
シュ部分を通過して下流側に流れる。
なお、上記実施例では、陰極（２５）をメツシュ状にし
たが、陽極（２２）のようにソリッド状の電極構成にし
てもよい。また、ピン電極（２Ｂ）、（２９）を異なっ
た箇所に配置したが、どちらか一方の場所（こ両ピン電
極を配置するようにしてもよい。さらに、予備ｉ’ａ、
ｍ電極はビン電極に限らずＸ線予備電離、コロナ予備電
離あるいは沿面放電予備電離等の方式を適用できる。
たが、陽極（２２）のようにソリッド状の電極構成にし
てもよい。また、ピン電極（２Ｂ）、（２９）を異なっ
た箇所に配置したが、どちらか一方の場所（こ両ピン電
極を配置するようにしてもよい。さらに、予備ｉ’ａ、
ｍ電極はビン電極に限らずＸ線予備電離、コロナ予備電
離あるいは沿面放電予備電離等の方式を適用できる。
［発明の効果］
以上説明したように、励起されたガスレーザ媒質は所定
のパルス幅の主放電毎に速かに主放電空間（２６）から
排除され、主放電空間（２６）は上流側力１ら流れてき
たガスレーザ媒質と置き換えられるため、常に安定した
主放電が得られることから、高繰返しレーザ発振装置を
実現することができた。
のパルス幅の主放電毎に速かに主放電空間（２６）から
排除され、主放電空間（２６）は上流側力１ら流れてき
たガスレーザ媒質と置き換えられるため、常に安定した
主放電が得られることから、高繰返しレーザ発振装置を
実現することができた。
なお、一方のピン電極（２９〉は上記二つに分けられた
流路の一方に設けたので、アーク放電時に発生する電極
物質のスパッタは下流側に流されてしまい、主放電空間
（２Ｂ〉にほとんど飛んでこないためこの点でも主放電
を妨げない。
流路の一方に設けたので、アーク放電時に発生する電極
物質のスパッタは下流側に流されてしまい、主放電空間
（２Ｂ〉にほとんど飛んでこないためこの点でも主放電
を妨げない。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は従来
例を示す断面図である。 （２１〉・ ・レーザ管 （２２〉・・・陽極 （２３） 、 （２４） ・・・流路（２５）・・・
陰極
例を示す断面図である。 （２１〉・ ・レーザ管 （２２〉・・・陽極 （２３） 、 （２４） ・・・流路（２５）・・・
陰極
Claims (3)
- （１）レーザ管と、このレーザ管内でガスレーザ媒質を
循環させる送風手段と、上記レーザ媒質の上流側に設け
られ上記ガスレーザ媒質の流れを上記レーザ管の中心側
と外側部内面側との二つの流路に分け、放電方向を上記
二つの流路に沿う方向にして設けられた一方の主放電電
極と、この一方の主放電電極に対向して設けられ放電面
を形成した対向部にガスレーザ媒質通過部が形成された
他方の主放電電極とを備えたことを特徴とするガスレー
ザ発振装置。 - （２）レーザ管と、このレーザ管内でガスレーザ媒質を
循環させる送風手段と、上記レーザ媒質の上流側に設け
られ上記ガスレーザ媒質の流れを上記レーザ管の中心側
と外側部内面側との二つの流路に分け、放電方向を上記
二つの流路に沿う方向にして設けられた一方の主放電電
極と、この一方の主放電電極に対向して設けられた他方
の主放電電極とを備えたことを特徴とするガスレーザ発
振装置。 - （３）レーザ管と、このレーザ管内でガスレーザ媒質を
循環させる送風手段と、上記レーザ媒質の上流側に設け
られ上記ガスレーザ媒質の流れを上記レーザ管の中心側
と外側部内面側との二つの流路に分け、放電方向を上記
二つの流路に沿う方向にして設けられた一方の主放電電
極と、この一方の主放電電極に対向して設けられ放電面
を形成した対向部にガスレーザ媒質通過部が形成された
他方の主放電電極と、この他方の主放電電極の背面側も
しくは放電部近傍の上記二つの流路に設けられスパーク
放電する予備電離電極とを備えたことを特徴とするガス
レーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32490989A JPH03187281A (ja) | 1989-12-16 | 1989-12-16 | ガスレーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32490989A JPH03187281A (ja) | 1989-12-16 | 1989-12-16 | ガスレーザ発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03187281A true JPH03187281A (ja) | 1991-08-15 |
Family
ID=18170975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32490989A Pending JPH03187281A (ja) | 1989-12-16 | 1989-12-16 | ガスレーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03187281A (ja) |
-
1989
- 1989-12-16 JP JP32490989A patent/JPH03187281A/ja active Pending
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