JPH03217062A - ガスレーザ発振装置 - Google Patents

ガスレーザ発振装置

Info

Publication number
JPH03217062A
JPH03217062A JP1186790A JP1186790A JPH03217062A JP H03217062 A JPH03217062 A JP H03217062A JP 1186790 A JP1186790 A JP 1186790A JP 1186790 A JP1186790 A JP 1186790A JP H03217062 A JPH03217062 A JP H03217062A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas laser
laser medium
anode
cathode
discharge
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.)
Granted
Application number
JP1186790A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2735339B2 (ja
Inventor
Saburo Sato
三郎 佐藤
Tatsumi Goto
後藤 達美
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2011867A priority Critical patent/JP2735339B2/ja
Publication of JPH03217062A publication Critical patent/JPH03217062A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2735339B2 publication Critical patent/JP2735339B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

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
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/036Means 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)
  • 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) この発明は陰極と陽極との間で発生する主放電によって
ガスレーザ媒質を励起してレーザ光を出力させるガスレ
ーザ発振装置に関する。
(従来の技術) 一般に、TEA  CO2レーザ、TEMA−CO■レ
ーザあるいはエキシマレーザなどのように大気圧もしく
はそれ以上の圧力で動作するガスレーザ発振装置は、大
電力のパルス放電によりガスレーザ媒質を励起してレー
ザ光を得ている。
従来、このようなガスレーザ発振装置は第4図と第5図
とに示すように構成されていた。すなわち、同図中1は
内部にガスレーザ媒質が収容された圧力容器である。こ
の圧力容器1内にはガスレザ媒質が流れる循環路2が形
成されている。この循環路2にはガスレーザ媒質を矢印
方向に循環させるための軸流ファンからなる送風機3が
設けられている。この送風機3は羽根部3aと、この羽
根部3aを回転駆動する駆動部3bとからなり、駆動部
3bは圧力容器1の外部に配置されている。
上記循環路2にはガスレーザ媒質を冷却するための上流
側熱交換器4と、下流側熱交換器5とがガスレーザ媒質
の流れ方向に沿って所定間隔で配置されている。これら
一対の熱交換器4、5の間の部分には主電極を構成する
陰極6と陽極7とがガスレーザ媒質の流れ方向に対して
直交する方向に離間して配置されている。上記陰極6と
陽極7とは、それぞれ高圧電源8に接続され、この高圧
電源8から電気エネルギが供給されることによってこれ
らの先端面間の空間、つまり放電空間部に放電が発生す
るようになっている。放電空間部に放電が発生すると、
この放電空間部を流れるガスレーザ媒質が励起されるか
ら、それによってレザ光が出力されることになる。なお
、上記放電空間部は、陰極6と陽極7との間に放電が発
生する前に図示しない予備電離手段によって予備電離さ
れるようになっている。
上記循環路2の上記陰極6と陽極7とが設けられた箇所
には、第5図に示すようにガスレーザ媒質が陰極6と陽
極7との間の放電空間部に円滑に流れるようガイドする
ためのガイド体11が設けられている。このガイド体1
1は陰極6側に設けられた上部ガイド部材12aと、陽
極7側に設けられた下部ガイド部材12bとからなる。
上部ガイド部材12aと下部ガイド部材12bとの対向
間隔は、ガスレーザ媒質の流れ方向上流側が最も狭いチ
ョーク部13に形成され、このチョーク部13よりも下
流側は対向間隔が次第に大きくなるテーパ部14に形成
されている。このテーパ部14の角度θは渦の発生を極
力少なくするために11度に設定されている。また、上
記上部ガイド部材12aと下部ガイド部材12bとの対
向間隔が最も狭くなるチョーク部13の箇所にはそれぞ
れ挿入孔15a,15bが穿設され、これら挿入孔15
a,15bに上記陰極6と陽極7とがそれぞれ挿入配置
されている。
ところで、このような構成のガスレーザ発振装置におい
て、レーザ光を出力するために、陰極6と陽極7とに電
気エネルギを供給してこれらの間に放電を発生させると
、電気エネルギは熱となりて陰極6と陽極7との間のガ
スレーザ媒質を熱膨脹させる。それによって、膨脹した
ガスレーザ媒質はチョーク部13を境にして上流側と下
流側に流れる。上流側に流れたガスレーザ媒質は送風機
3によって放電空間部に送り込まれるガスレーザ媒質を
押し戻し、下流側に流れたガスレーザ媒質は下流側にお
けるガスレーザ媒質の流れを加速することになる。上記
陰極6と陽極7とはガイド体11の上流側の一端部に形
成されたチョーク部13に設けられているから、陰極6
と陽極7との間で熱膨張したガスレーザ媒質は循環路2
のガイド体11よりも上流側の部分2aに流れ易い。
そのため、循環路2の上記上流側の部分2aの圧力上昇
が非常に高くなり、その圧力が送風機3によって送り込
まれるガスレーザ媒質の圧力とほぼ同じになるまでにか
なりの時間が掛かるから、陰極6と陽極7との間の放電
空間部から放電によって生じた不純ガスやスバツタなど
の生成物が除5 去されずらい。それによって、放電の繰返し数を高くす
ると、その放電が不安定となって高出力のレーザ光を出
力させることができないという問題が生じる。
また、熱膨張したガスレーザ媒質と同様、放電によって
発生する衝撃波や音響波などの圧力波も、循環路2のガ
イド体11よりも上流側の部分2aに伝播し易い。その
ため、上記上流側の部分2aにレーザガス媒質密度の粗
密あるいは揺らぎをつくり、それが収斂するまでに時間
が掛かるから、そのことによっても放電の繰返し数を高
くすることができない。
(発明が解決しようとする課題) このように、従来は陰極と陽極とがガスレーザ媒質の流
れをガイドするガイド体の上流側の一端部に形成された
チョーク部の箇所に設けられていたので、放電の熱で膨
脹したガスレーザ媒質がガイド体より上流側に流れ晶い
ぼかりか、放電によって発生する圧力波もガイド体より
上流側に伝播し易いので、これらのことによって放電の
繰返6 し数を高くすることができないということがあった。
この発明は上記事情にもとずきなされたもので、その目
的とするところは、放電によって熱膨脹したガスレーザ
媒質がガイド体の下流側へ流れずらいようにし、それに
よって放電の繰返し数を高くすることができるようにし
たガ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及び作用)上記課題を解決
するためにこの発明は、圧力容器と、この圧力容器内に
収容されたガスレーザ媒質を循環させる送風機と、上記
圧力容器内に対向して配置された陰極と陽極とからなる
主電極と、上記送風機によって循環させられるガスレー
ザ媒質が上記陰極と陽極との間を流れるようガイドする
ガイド体とを具備し、このガイド体はガスレザ媒質の流
れ方向上流側に最も対向間隔が狭くなるチョーク部が形
成され、このチョーク部から下流側は対向間隔が次第に
広くなるテーパ部に形成されているとともに、上記陰極
と陽極とは上記チョーク部よりも下流側のテーパ部に配
置される。
このような構成によれば、放電によって熱膨張したガス
レーザ媒質はガイド体の下流側の方向に流れ易く、また
放電によって生じる圧力波も下流側に伝播し易い。その
ため、送風機によって送られてくるガスレーザ媒質はガ
イド体の上流側から下流側へ流れ易くなるから、放電に
よって生成される不純ガスや生成物が陰極と陽極との間
の部分から短時間で除去され、放電の繰返し数を高くす
ることができる。
(実施例) 以下、この発明の一実施例を第1図乃至第3図を参照し
て説明する。なお、第4図と第5図に示す従来構造と同
一部分には同一記号を付して説明を省略する。
すなわち、この発明においては、ガイド体11の上部ガ
イド部材12aと、下部ガイド部材12bとのチョーク
部13よりも下流側であるテパ部14の中途部に挿入孔
15c、15dが形成され、これら挿入孔15c,15
dに陰極6と陽極7とが挿入されている。
このような構成によれば、陰極6と陽極7とに電気エネ
ルギを供給して放電を発生させると、上記電気エネルギ
が熱になり、陰極6と陽極7との間のガスレーザ媒質が
熱膨張する。テーパ部14の中途部で熱膨脹したガスレ
ーザ媒質は、上流のチョーク部13側より下流のテーパ
部14の開放端側へ流れ易い。そのため、送風機3によ
ってガイド体11の上流側に送り込まれるガスレーザ媒
質は熱膨脹したガスレーザ媒質によって大きく押し戻さ
れることなく下流側へ流れる。その結果、陰極6と陽極
7との間の放電空間部に放電によって発生した不純ガス
や生成物は、送風機3によるガスレーザ媒質の流れによ
って迅速に除去される。
また、放電によって発生した圧力波も熱膨脹したガスレ
ーザ媒質と同様ガイド体11の下流側に伝播し易いから
、ガイド体11のテーパ部14におけるガスレーザ媒質
の密度が粗密になったり、揺ぐこともほとんどない。
9 したがって、これらのことにより、陰極6と陽極7との
間の放電の繰返し数を高くしても安定させることができ
るから、レーザ光の出力を高めることができる。
第2図の曲線Pは、送風機3によって循環路2を循環さ
せられるガスレーザ媒質の圧力状態を示す。つまり、第
1図に示すようにガイド体11よりも上流側の箇所をa
点、チョーク部13の箇所をb点、陰極6と陽極7とが
設けられた箇所をC点、テーパ部14の開放端の箇所を
d点とすると、これらa−d点における圧力分布は上記
曲線Pに示すようにa点からb点の間が最も高く、b点
からd点にゆくにしたがって低くなる。また、同図に示
す曲線Vはa点〜d点における速度分布である。
このような圧力分布において、陰極6と陽極7との間で
放電が点弧されると、陰極6と陽極7との間のガスレー
ザ媒質は瞬時に断熱膨脹して第3図にP1で示すように
圧力が高くなる。P1の圧力に断熱膨脹したガスレーザ
媒質は上流側と下流10 側に体積を増大させながら急速に拡散する。下流側に拡
散したガスレーザ媒質はガイド体11のテパ部14から
流出し、上流側に拡散したガスレザ媒質は曲線Pと接す
る圧力P2になるまで膨脹する。断熱膨脹したガスレー
ザ媒質が曲線Pに接する圧力P2まで低下すれば、その
ガスレーザ媒質は送風機3から送られてくるガスレーザ
媒質によって下流側に押し流されることになる。つまり
、陰極6と陽極7とがテーパ部14の中途部に設けられ
ていることにより、放電によって断熱膨脹したガスレー
ザ媒質が上記テーバ部14の上流側に拡散しずらい。そ
のため、送風機3から送られてくるガスレーザ媒質が流
れずらくなる時間が非常に短くなる。
つぎに、実験結果について説明する。陰極6と陽極7と
の間隔を20+nII1,各電極の長さを300+++
+n,幅を3 0 am s先端部の形状をチャン型と
した。また、ガイド体11の全長を約500關、テーパ
部14の開き角度は11度に設定するとともに、b点(
チョーク部13)の上下方向の間隔(間口)を16mm
s11 d点の間隔を112 mmSb点から陰極6と陽極7と
の中心であるC点までの距離を約20mmに設定した。
そして、C点でのガスレーザ媒質の流速を1. 0 0
 m / sにしたところ、放電の最大繰返し数は5 
kHzを記録することができた。
また、陰極6と陽極7への注入エネルギを10J1ガス
レーザ媒質の成分をキセノン(Xe) 1.5%、塩化
水素(IC+)0.1%、およびネオン(Ne) 98
.4%とし、2,75気圧で圧力容器1に封入した場合
、放電体積は、10mm(幅)X20mm(高さ)X2
80mm(長さ)になる。この放電体積はIOJのエネ
ルギが注入されると瞬時に断熱膨脹して約6気圧(第3
図にP1て示す圧力)に上昇し、膨脹した後、上流側と
下流側に向かって体積を増しながら急速に拡散する。そ
して、第2図にP2て示す圧力になるまで膨脹すると、
送風機3からのガスレー4ザ媒質の流れによって下流側
へ押し戻される。このときの体積は、30+n+n (
幅)x20m(高さ)x280mm (長さ)となり、
放電体積の約3倍であった。
つまり、陰極6と陽極7とをチョーク部13より12 も20mm(b−c間の距離)下流側に設置したので、
断熱膨脹したガスレーザ媒質がチョーク部13よりも上
流側へ流れるのを阻止することができた。
なお、陰極6と陽極7とを設ける位置、つまりチョーク
部14からの距離はガスレーザ媒質の成分と注入エネル
ギとによって異なる。つまり、これらの条件が変化すれ
ば、断熱膨脹時におけるガスレーザ媒質の圧力変化も異
なってくるからである。したがって、陰極6と陽極7と
の設置位置はガスレーザ媒質の成分と注入エネルギとに
よって変えなければならない。
また、ガイド体11のテーパ部14の角度を11度とし
たが、それに限定されるものでなく、l1度よりも大き
くすれば、断熱膨脹したガスレーザ媒質が上流側に流れ
ずらくなること勿論である。
[発明の効果コ 以上述べたようにこの発明は、ガスレーザ媒質をガイド
するガイド体に、チョーク部とテーパ部とを設けるとと
もに、陰極と陽極とを上記チョク部よりも下流側のテー
バ部に設けるようにし13 た。したがって、上記陰極と陽極との間の放電によって
断熱膨脹したガスレーザ媒質は、上記テーパ部によって
上流側へ流れるのが規制されるから、新鮮なガスレーザ
媒質がガイド体に流れ易い。つまり、放電によって生じ
る不純ガスや生成物などを短時間で陰極と陽極との間か
ら除去することができる。しかも、放電によって発生す
る衝撃波や音響波も陰極と陽極とがチョーク部よりも下
流側に設けられていることにより、上流側には伝播しず
らい。そのため、これらのことにより、放電の繰返し数
を高くしてレーザ出力を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すガイド体の部分の拡
大断面図、第2図は同じくガイド体を流れるガスレーザ
媒質の圧力と速度の状態の説明図、第3図は同じく全体
構成の概略図、第4図は従来のガスレーザ発振装置の概
略図、第5図は同じくガイド体の部分の拡大断面図であ
る。 1・・・圧力容器、3・・・送風機、6・・・陰極、1
4 7・・・陽極、 1 1・・・ガイ ド体、 13・・・チョーク部、 1 4・・・テ バ部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  圧力容器と、この圧力容器内に収容されたガスレーザ
    媒質を循環させる送風機と、上記圧力容器内に対向して
    配置された陰極と陽極とからなる主電極と、上記送風機
    によって循環させられるガスレーザ媒質が上記陰極と陽
    極との間を流れるようガイドするガイド体とを具備し、
    このガイド体はガスレーザ媒質の流れ方向上流側に対向
    間隔が最も狭くなるチョーク部が形成され、このチョー
    ク部から下流側は対向間隔が次第に広くなるテーパ部に
    形成されているとともに、上記陰極と陽極とは上記チョ
    ーク部よりも下流側のテーパ部に配置されてなることを
    特徴とするガスレーザ発振装置。
JP2011867A 1990-01-23 1990-01-23 ガスレーザ発振装置 Expired - Fee Related JP2735339B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011867A JP2735339B2 (ja) 1990-01-23 1990-01-23 ガスレーザ発振装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011867A JP2735339B2 (ja) 1990-01-23 1990-01-23 ガスレーザ発振装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03217062A true JPH03217062A (ja) 1991-09-24
JP2735339B2 JP2735339B2 (ja) 1998-04-02

Family

ID=11789674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011867A Expired - Fee Related JP2735339B2 (ja) 1990-01-23 1990-01-23 ガスレーザ発振装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2735339B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7321607B2 (en) 2005-11-01 2008-01-22 Cymer, Inc. External optics and chamber support system
US7706424B2 (en) 2005-09-29 2010-04-27 Cymer, Inc. Gas discharge laser system electrodes and power supply for delivering electrical energy to same
US8379687B2 (en) 2005-06-30 2013-02-19 Cymer, Inc. Gas discharge laser line narrowing module

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63229769A (ja) * 1987-03-19 1988-09-26 Toshiba Corp 高繰返しパルスレ−ザ発振装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63229769A (ja) * 1987-03-19 1988-09-26 Toshiba Corp 高繰返しパルスレ−ザ発振装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8379687B2 (en) 2005-06-30 2013-02-19 Cymer, Inc. Gas discharge laser line narrowing module
US7706424B2 (en) 2005-09-29 2010-04-27 Cymer, Inc. Gas discharge laser system electrodes and power supply for delivering electrical energy to same
US7321607B2 (en) 2005-11-01 2008-01-22 Cymer, Inc. External optics and chamber support system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2735339B2 (ja) 1998-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6466599B1 (en) Discharge unit for a high repetition rate excimer or molecular fluorine laser
US6212211B1 (en) Shock wave dissipating laser chamber
US4099143A (en) Gas recirculating stabilized laser
US6636545B2 (en) Supersonic and subsonic laser with radio frequency excitation
JPH03217062A (ja) ガスレーザ発振装置
US3860887A (en) Electrically excited high power flowing gas devices such as lasers and the like
US4058778A (en) High power gas transport laser
Khare et al. Operational characteristics and power scaling of a transverse flow transversely excited CW CO2 laser
US3735284A (en) Aerodynamic large volume gaseous electric discharge system
TW569511B (en) Laser apparatus
JP3090796B2 (ja) エキシマレーザ発振装置
JP2693004B2 (ja) ガスレーザ発振装置
JPH01246881A (ja) ガスレーザ発振装置
JPH11214771A (ja) ガスレーザ発振装置
JP3065681B2 (ja) ガスレーザ発振装置
JPH06283780A (ja) ガスレーザ発振装置
JP2923022B2 (ja) パルス発振型ガスレーザ発振装置
JPS6339113B2 (ja)
SU492059A1 (ru) Устройство дл получени низкотемпературной плазмы
JPH02130883A (ja) マイクロ波励起を併用したガスダイナミックレーザ装置
JPH03225978A (ja) ガスレーザ発振装置
JPH0716040B2 (ja) ガスレーザ発振装置
JPH05259537A (ja) エキシマレーザ装置
JP2007043020A (ja) ガスレーザ装置
JPS63202980A (ja) ガスレ−ザ装置

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees