JPH04137078U - ガスレーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電室７内のレーザガスを入替えるに際し
て、スパークギャップ３１の近傍に、金属の微粒子など
を滞留させないガスレーザ装置を提供する。 【構成】 カソード１２に形成された通し孔１３に、非
接触状態で予備電離ピン１４を挿通し、予備電離ピン１
４と通し孔１３の孔縁との間のスパークギャップ３１で
予備放電を起こし、放電室７内を循環するレーザガス２
５を予備電離した後に、アノード６とカソード１２との
間で主放電させて、放電励起させてなるガスレーザ装置
である。放電室７内を循環するレーザガスの一部を、カ
ソード１２の通し孔１３内に導入する連通孔３３を設
け、この連通孔３３を通して導入されたレーザガス２５
を、スパークギャップ３１から放電室７内に環流させた
ことを特徴とするものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はガスレーザ装置に係り、特に放電室内のレーザガスを放電毎に入替え るに際して、スパークギャップの近傍に、金属の微粒子などを滞留させないよう にしたガスレーザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、図４に示すように、ガス入口３１とガス出口３２とを有する放電室３ ３内にアノード３５とカソード３６とを対向させて配置し、これらアノード３５ とカソード３６の間を循環するレーザガス３７を、放電励起させてなるガスレー ザ装置は知られている。この種のものでは、カソード３６に孔を形成し、ここに 予備電離ピン４１を挿通し、この予備電離ピン４１とカソード３６の孔との間の スパークギャップ４３において、スパークさせて、放電室３３内のレーザガス３ ７を予備電離するようにしている。またこの種のものでは、放電室３３内におけ る安定的な放電状態を得るために、放電毎に、放電室３３内のレーザガス３７を ガスフローさせて、放電により発生する不純物やハロゲンの負イオン等を、放電 停止後に放電室３３内に滞留させないようにしている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、この形式のガスレーザ装置では、上記のスパークギャップ４３ が、アノード３５とカソード３６間の主放電領域４５から外れた位置に設けられ ているので、上記のように放電室３３内をガスフローする際に、スパークギャッ プ４３の近傍でガス流に剥離が生じて、そこにスパークにより発生した金属の微 粒子などが滞留するので、予備電離の不安定や、主放電そのものの不安定や、レ ーザ出力の不安定等をもたらすという問題がある。

【０００４】 そこで、本考案の目的は、上述した従来の技術が有する問題点を解消し、放電 室内のレーザガスを入替えるに際して、スパークギャップの近傍に、金属の微粒 子などを滞留させないようにしたガスレーザ装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、放電室内にアノードとカソードとを対 向配置すると共に、カソードに形成された通し孔に、非接触状態で予備電離ピン を挿通し、予備電離ピンと通し孔の孔縁との間のスパークギャップで予備放電を 起こし、放電室内を循環するレーザガスを予備電離した後に、アノードとカソー ドとの間で主放電させて、放電励起させてなるガスレーザ装置において、放電室 内を循環するレーザガスの一部を、カソードの通し孔内に導入する連通孔を設け 、この連通孔を通して導入されたレーザガスを、スパークギャップから放電室内 に環流させたことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】

本考案によれば、放電室内を循環するレーザガスの一部は、連通孔を通して、 カソードの通し孔内に導入され、この導入されたレーザガスは、スパークギャッ プを通して放電室内に環流される。従って、スパークギャップの近傍に金属粉な どが滞留することはなく、次の放電開始時の放電状態を極めて良好な状態に維持 することができる。このように、予備電離状態を安定させることができるので、 主放電そのものを安定させることができ、よって、パルス毎のレーザ出力のばら つきや、高繰り返し時のレーザ出力の低下などを抑えることができる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１及び図２を参照して説明する。

【０００８】 図１において、符号１で示すものはレーザチャンバである。このレーザチャン バ１は、下方部分の図示を略した断面Ｕ字状の周壁２と、その上端開口部を塞ぐ アノードプレート３と、図示しない端壁とによって形成されている。アノードプ レート３は導電材料で形成されたもので、レーザチャンバ１の内部側にコ字状に 凹んでおり、外面（上面）にレーザチャンバ１の軸線方向（紙面と直行する方向 ）に長く延びる凹部３Ａを有している。

【０００９】 アノードプレート３の凹部３Ａの底面には、レーザチャンバ１の軸線方向に長 い長円形または長方形状のフランジ４が形成され、このフランジ４の内側には２ 本の長孔５ａ，５ｂが平行に形成されている。一方はガス入口５ａで、他方はガ ス出口５ｂである。ガス入口５ａとガス出口５ｂとの間に残されたブリッジ状の 部分３Ｂの上面には半円柱形（かまぼこ形）のアノード６が設けられている。ア ノード６はアノードプレート３と一体にしてもよいが、別体にしてもよい。

【００１０】 フランジ４の上方には、放電室７を画成する絶縁周壁８が配置されている。こ の絶縁周壁８は樹脂等の絶縁材料で形成された所定高さの長円形または長方形筒 状の壁であり、その下端開口部はＯリング９を介して上記フランジ４上に気密に 載置されている。この絶縁周壁８の上端開口部には平坦なカソードプレート１０ がＯリング１１を介して気密に載置されており、これにより内部には放電室７が 画成されている。この放電室７はアノードプレート３に形成されたガス入口５ａ 及びガス出口５ｂを介してレーザチャンバ１に連通している。

【００１１】 カソードプレート１０は導電材料で形成されており、放電室７に面したその下 面にはアノード６と対向させてカソード１２が固定されている。このカソード１ ２は角を丸くした帯板状のものである。カソード１２とカソードプレート１０と には、カソード１２の長手方向に沿って多数の通し孔１３が形成され、この通し 孔１３はカソード１２の幅方向に２列に並んで形成されている。各通し孔１３に は孔壁に対して非接触状態で予備電離ピン１４が挿入されており、予備電離ピン １４と通し孔１３の先端のすぼまった部分の孔縁との間には、スパークギャップ ３１が形成され、そこでは予備放電が起されるようになっている。

【００１２】 カソードプレート１０の幅方向の両端部は絶縁周壁８より外側に張り出してお り、この張り出した部分の下側にはピーキングコンデンサＣが配置されている。 ピーキングコンデンサＣは一端がカソードプレート１０の下面にねじで直接固定 されており、ピーキングコンデンサＣの他端は湾曲した鋼板１５を介してアノー ドプレート３に導通されている。

【００１３】 これによれば、アノードプレート３に形成した凹部３Ａ内には、絶縁周壁８、 カソードプレート１０、アノード６、カソード１２、及びピーキングコンデンサ Ｃが全て収容されている。

【００１４】 カソードプレート１０の上面には、平面視した大きさが絶縁周壁８と同程度の 絶縁樹脂製の押え部材１６が載置されている。この樹脂製の押え部材１６の上部 には段部１６Ａが形成され、この段部１６Ａに押えプレート１７の中央孔１７Ａ を係合させて、この押えプレート１７の周縁部はアノードプレート３の上面にね じ１８で固定されている。

【００１５】 このねじ締め状態において押えプレート１７は樹脂製の押え部材１６をカソー ドプレート１０に対して強く押し付け、この押し付け作用により、カソードプレ ート１０と絶縁周壁８とフランジ４とは互いに圧接し合って、これら圧接部分の 気密が保持された状態で上記の各部材は相互に固定されている。

【００１６】 樹脂製の押え部材１６には予備電離ピン１４が圧入され、これによりピン周囲 の気密は保持されており、カソードプレート１０と押え部材１６との間にはＯリ ング１９が介装され、これによりガス漏れが防止されている。以上の構成は従来 のものとほぼ同じである。

【００１７】 しかして、この実施例によれば、図２に示すように、ガス入口５ａ側の絶縁周 壁８とカソードプレート１０とに、それぞれ小孔８ａ、小孔１０ａ及び小孔１０ ｂが形成され、これら小孔８ａ、１０ａ及び１０ｂにより、連通孔３３が形成さ れている。この連通孔３３は、クロスフローファン２４を介して、放電室７内を 循環するレーザガスの一部を補集して、そのガスをカソード１２に形成された通 し孔１３内に導入するよう構成されている。この連通孔３３を通して導入された レーザガスは、スパークギャップ３１から放電室７内に向けて環流され、これに より、スパークギャップ３１の近傍に滞留する金属粉等を吹き飛ばすよう構成さ れている。尚、各小孔８ａ，１０ａ，１０ｂは、当然に、通し孔１３の数と同数 個だけ形成されている。

【００１８】 次に、この実施例の作用を説明すると、スパークギャップ３１において、カソ ード１２と予備電離ピン１４との間で、微小アーク放電（予備放電）が発生し、 これにより発せられる紫外線により、放電室７内のレーザガス２５が予備電離さ れる。次いで、ピーキングコンデンサＣの両端の電圧が、放電開始電圧にまで達 すると、カソード１２、アノード６間にグロー放電が発生し、放電室７内のレー ザガス２５が励起されて、レーザ光が出力される。

【００１９】 また放電室７内における安定的な放電状態を得るために、放電毎に、放電室７ 内のレーザガス２５がガスフローされる。

【００２０】 しかして、この実施例によれば、放電室７内のレーザガス２５がガスフローさ れる際に、ガス入口５ａから流入するレーザガス２５の一部が、絶縁周壁８の小 孔８ａ、及びカソードプレート１０の小孔１０ａ、１０ｂを通じて、カソード１ ２の通し孔１３内に導入され、その後、スパークギャップ３１から放電室７内に 向けて環流されるので、スパークギャップ３１の近傍に滞留する金属粉などが、 循環するガス流２５の中に吹き飛ばされる。

【００２１】 従って、放電毎に発生する不純物やハロゲンの負イオン等が確実にガスフロー されるので、それらが放電停止後に放電室７内に滞留することはなく、しかもス パークギャップ３１から放電室７内に向けてガスが環流されるので、スパークギ ャップ３１の近傍に金属粉などが滞留することはなく、次の放電開始時の放電状 態を極めて良好な状態に維持することができる。

【００２２】 また、予備電離状態を安定させることができると共に、主放電そのものを安定 させることができるので、パルス毎のレーザ出力のばらつきや、高繰り返し時の レーザ出力の低下などを確実に抑えることができる。

【００２３】 図３は他の実施例を示している。これによれば、クロスフローファン３４の長 さが、アノード６及びカソード１２の長さよりも長めに形成されており、クロス フローファン３４を介して循環されるレーザガスの一部が、カソード１２の端壁 側から回り込み、各通し孔１３内に導入されるように構成されている。

【００２４】 これによれば、絶縁周壁８に小孔８ａを形成する必要がないので、その加工を 省略することができる。また、このような小孔８ａを形成すると、主放電領域内 において、ガス流に乱れが生じる虞があるが、この実施例では、その虞を確実に 解消することができる。

【００２５】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案によれば、放電室内を循環するレーザ ガスの一部をカソードの通し孔内に導入する連通孔を設け、この連通孔を通して 導入されたレーザガスをスパークギャップから放電室内に環流させるよう構成し たから、スパークギャップの近傍に金属粉などが滞留することはなく、次の放電 開始時の放電状態を極めて良好な状態に維持することができる。従って、予備電 離状態を安定させることができると共に、主放電そのものを安定させることがで きるので、パルス毎のレーザ出力のばらつきや、高繰り返し時のレーザ出力の低 下などを確実に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるガスレーザ装置の一実施例を示す
断面図である。

【図２】本考案の要部を示す断面図である。

【図３】他の実施例を示す断面図である。

【図４】従来のガスレーザ装置を示す断面図である。

【符号の説明】

３ アノードプレート ５ａ ガス入口 ５ｂ ガス出口 ６ アノード ７ 放電室 ８ 絶縁周壁 １０ カソードプレート １２ カソード １３ 通し孔 ２５ レーザガス ２６ 乱流格子 ２７ 通し孔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電室内にアノードとカソードとを対向
   配置すると共に、カソードに形成された通し孔に、非接
   触状態で予備電離ピンを挿通し、予備電離ピンと通し孔
   の孔縁との間のスパークギャップで予備放電を起こし、
   放電室内を循環するレーザガスを予備電離した後に、ア
   ノードとカソードとの間で主放電させて、放電励起させ
   てなるガスレーザ装置において、前記放電室内を循環す
   るレーザガスの一部を、カソードの通し孔内に導入する
   連通孔を設け、この連通孔を通して導入されたレーザガ
   スを、前記スパークギャップから放電室内に環流させた
   ことを特徴とするガスレーザ装置。