JPH0443688A - ガスレーザ装置 - Google Patents
ガスレーザ装置Info
- Publication number
- JPH0443688A JPH0443688A JP14975490A JP14975490A JPH0443688A JP H0443688 A JPH0443688 A JP H0443688A JP 14975490 A JP14975490 A JP 14975490A JP 14975490 A JP14975490 A JP 14975490A JP H0443688 A JPH0443688 A JP H0443688A
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- Japan
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- electrode
- cross
- sectional shape
- gas laser
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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］
（産業上の利用分對）
この発明はガスレーザ媒質を陰極と陽極とからなる主電
極で励起してレーザ光を発生させるガスレーザ装置に関
する。
極で励起してレーザ光を発生させるガスレーザ装置に関
する。
（従来の技術）
たとえば、放電方向に対してレーザ光が直交する方向に
放射されるＴＥＡＣＯ２レーザやエキシマレーザなどの
ガスレーザ装置は第３図に示すように構成されている。
放射されるＴＥＡＣＯ２レーザやエキシマレーザなどの
ガスレーザ装置は第３図に示すように構成されている。
すなわち、同図中１は内部にガスレーザ媒質が収容され
たし〜ザ管である。
たし〜ザ管である。
このレーザ管１内には主電極を構成する陰極２と陽極３
とが一］二下方向に離間対向して配設されている。上記
陰極２の両側にはピーキングコンデンサ４を介して上部
ビン電極５が設けられ、−に記陽極３の両側には上記上
部ビン電極５に対向して下部ビン電極６が設けられてい
る。
とが一］二下方向に離間対向して配設されている。上記
陰極２の両側にはピーキングコンデンサ４を介して上部
ビン電極５が設けられ、−に記陽極３の両側には上記上
部ビン電極５に対向して下部ビン電極６が設けられてい
る。
上記陰極２、陽極３、上部ビン電極５および下部ビン７
１１極６はそれぞれ高圧電源７に接続されている。この
高圧電源７がオンされて陰極２と陽極３との間に電気エ
ネルギが供給されると、まず上部ビン電極５と下部ビン
電極６との間に放電が発生して陰極２と陽極３との間の
放電空間部が予備電離される。放電空間部の予／ａ ｔ
ｌｓ Ｍが十分に進むと、陰極２と陽極３との間に主放
電（グロー放電）が点弧されてガスレーザ媒質が励起さ
れ、レーザ光が放電方向と直交するレーザ管１の軸方向
に沿って放射されるようになっている。
１１極６はそれぞれ高圧電源７に接続されている。この
高圧電源７がオンされて陰極２と陽極３との間に電気エ
ネルギが供給されると、まず上部ビン電極５と下部ビン
電極６との間に放電が発生して陰極２と陽極３との間の
放電空間部が予備電離される。放電空間部の予／ａ ｔ
ｌｓ Ｍが十分に進むと、陰極２と陽極３との間に主放
電（グロー放電）が点弧されてガスレーザ媒質が励起さ
れ、レーザ光が放電方向と直交するレーザ管１の軸方向
に沿って放射されるようになっている。
上記レーザ管１の軸方向両端には図示しないが光共振器
を形成する高反射ミラーと出力ミラーとが配置されてい
る。したがって、陰極２と陽極３との間で放射されたレ
ーザ光は上記光共振器で増幅されて所定の強度に達する
と、上記出力ミラーから発振されるようになっている。
を形成する高反射ミラーと出力ミラーとが配置されてい
る。したがって、陰極２と陽極３との間で放射されたレ
ーザ光は上記光共振器で増幅されて所定の強度に達する
と、上記出力ミラーから発振されるようになっている。
また、レーザめの熱交換器８とが設けられている。
従来、上記陰極２と陽極３としては、主放電を安定して
発生させる平等電界を形成することができるよう第５図
と第６図とに示されるようなチャン形の電極が用いられ
ていた。すなわち、電極２．３の幅方向をＸ、長平方向
をＹ、高さ方向をＺとすると、断面形状は、 Ｘ −ｕ 十ｋ ＃ｅｏｓ ｖ−ｓｌｎｈｕ −（
１）式Ｚ−ｖ十ｋ 赤ｓｊｎ ｖ−ｅｏｓｈｕ −
（２）式で決定されるもので、これによってＸ方向にお
いては平等電界を得ることができる。なお、上記各式に
おいて、Ｕは電気力線の値、ｋは形状を決定するパラメ
ータ、■はｋによって定まる値で、ｖ −ｃｏｓ−’
（−ｋ） −（３）式によって求めることがで
きる。
発生させる平等電界を形成することができるよう第５図
と第６図とに示されるようなチャン形の電極が用いられ
ていた。すなわち、電極２．３の幅方向をＸ、長平方向
をＹ、高さ方向をＺとすると、断面形状は、 Ｘ −ｕ 十ｋ ＃ｅｏｓ ｖ−ｓｌｎｈｕ −（
１）式Ｚ−ｖ十ｋ 赤ｓｊｎ ｖ−ｅｏｓｈｕ −
（２）式で決定されるもので、これによってＸ方向にお
いては平等電界を得ることができる。なお、上記各式に
おいて、Ｕは電気力線の値、ｋは形状を決定するパラメ
ータ、■はｋによって定まる値で、ｖ −ｃｏｓ−’
（−ｋ） −（３）式によって求めることがで
きる。
一方、電極２．３の長平方向であるＸ方向にもチャン形
の式を適用すると、その長手方向中央部分から両端部に
ゆくにしたがってＺ方向の値が徐々に小さくなるため、
主放電は電極２．３の長手方向中央部分でしか点弧しな
くなってしまう。そのため、通常は第５図に示されるよ
うＸ方向に対しては広い領域でＺの値を一定にし、“Ｄ
″にて示す端部の範囲を上記（１）式と（２）式とで定
義されるチャン型の形状に設定していた。すなわち、“
Ｄ”にて示される寸法は電極２．３のＸ方向に沿う幅寸
法の１／２に設定され、かつその端部のＸ方向に沿う曲
率ｍはＸ方向に沿う曲率ｍと同じに設定されていた。
の式を適用すると、その長手方向中央部分から両端部に
ゆくにしたがってＺ方向の値が徐々に小さくなるため、
主放電は電極２．３の長手方向中央部分でしか点弧しな
くなってしまう。そのため、通常は第５図に示されるよ
うＸ方向に対しては広い領域でＺの値を一定にし、“Ｄ
″にて示す端部の範囲を上記（１）式と（２）式とで定
義されるチャン型の形状に設定していた。すなわち、“
Ｄ”にて示される寸法は電極２．３のＸ方向に沿う幅寸
法の１／２に設定され、かつその端部のＸ方向に沿う曲
率ｍはＸ方向に沿う曲率ｍと同じに設定されていた。
しかしながら、このような電極２．３においては、Ｘ方
向の全長に対して“Ｄ“の寸法は非常に小さいため、Ｚ
方向の寸法が急激に変化するｄ。
向の全長に対して“Ｄ“の寸法は非常に小さいため、Ｚ
方向の寸法が急激に変化するｄ。
点に電界が集中し、安定したグロー放電が得られないと
いうことかあった。たとえば、標準的な値では、全長６
００■の電極では“Ｄ″のＸｊ法が２０ｍｍ程度と小さ
く、ｄｏ点におけるＺ方向の寸法の変化が急激となるか
ら、ｄ、点に大きな電界集中が発生（７やすかった。
いうことかあった。たとえば、標準的な値では、全長６
００■の電極では“Ｄ″のＸｊ法が２０ｍｍ程度と小さ
く、ｄｏ点におけるＺ方向の寸法の変化が急激となるか
ら、ｄ、点に大きな電界集中が発生（７やすかった。
このような電極２．３を使用してレーザ動作をさせると
、これら電極２．３に印加される電圧が低い場合は比較
的安定に動作するが、印加電圧を上昇させ、放電空間部
へ注入されるエネルギを増大させると、第４図に曲線イ
で示されるようにある値以上でレーザエネルギが低下す
るとうことが生じる。これは、上述したように電極２．
３の端部のｄ。点に電界が集中し、アーク放電が発生す
るためである。
、これら電極２．３に印加される電圧が低い場合は比較
的安定に動作するが、印加電圧を上昇させ、放電空間部
へ注入されるエネルギを増大させると、第４図に曲線イ
で示されるようにある値以上でレーザエネルギが低下す
るとうことが生じる。これは、上述したように電極２．
３の端部のｄ。点に電界が集中し、アーク放電が発生す
るためである。
（発明が解決しようとする課題）
このように、従来のガスレーザ装置の電極は、長平方向
端部においても幅方向と同様チャン型の形状を採用して
いたので、その端部での高さ寸法の変化が急激となって
電界集中によるアーク放電の発生を招くということがあ
った。
端部においても幅方向と同様チャン型の形状を採用して
いたので、その端部での高さ寸法の変化が急激となって
電界集中によるアーク放電の発生を招くということがあ
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１
−１的とするところは、電極の長平方向端部において？
ＬｉＬｉ中によるアーク族７１ｉが発生しすらいように
したガスレーザ装置を提供することにある。
−１的とするところは、電極の長平方向端部において？
ＬｉＬｉ中によるアーク族７１ｉが発生しすらいように
したガスレーザ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
するために発明は、内部にガスレーザ媒質が収容された
レーザ管と、このレザ管内に離間対向して配設され幅方
向に沿う断面形状が上記離間対向する空間をほぼ平等な
電界にする形状に形成された陰極と陽極とからなる主電
極と、この主電極に電気エネルギを供給して上記ガスレ
ーザ媒質を励起するための主放電を発生させる高圧電源
とを具備し、上記陰極と陽極との少なくとも一方は、長
手方向端部における長手方向に沿う断面形状が上記幅方
向に沿う断面形状よりもゆるやかなカーブの曲面に形成
されていることを特徴とする。
するために発明は、内部にガスレーザ媒質が収容された
レーザ管と、このレザ管内に離間対向して配設され幅方
向に沿う断面形状が上記離間対向する空間をほぼ平等な
電界にする形状に形成された陰極と陽極とからなる主電
極と、この主電極に電気エネルギを供給して上記ガスレ
ーザ媒質を励起するための主放電を発生させる高圧電源
とを具備し、上記陰極と陽極との少なくとも一方は、長
手方向端部における長手方向に沿う断面形状が上記幅方
向に沿う断面形状よりもゆるやかなカーブの曲面に形成
されていることを特徴とする。
このような構造の電極によれば、長手方向端部における
高さ寸法の変化が幅方向の高さ寸法の変化に比べてなだ
らかになるから、長手方向端部において電界集中による
アーク放電が発生しずらくなる。
高さ寸法の変化が幅方向の高さ寸法の変化に比べてなだ
らかになるから、長手方向端部において電界集中による
アーク放電が発生しずらくなる。
（実施例）
以下、この発明の一実施例を第１図と第２図を参照して
説明する。なお、ガスレーザ装置の全体構成は第３図に
示される構成と同じであり、この発明は陰極２と陽極３
との形状が従来と異なるだけであるから、その形状につ
いてだけ説明する。
説明する。なお、ガスレーザ装置の全体構成は第３図に
示される構成と同じであり、この発明は陰極２と陽極３
との形状が従来と異なるだけであるから、その形状につ
いてだけ説明する。
すなわち、この発明の陰極２と陽極３とは、幅方向であ
るＸ方向に沿う断面形状は従来と同しチャン型に形成さ
れているものの、長手方向であるＹ方向の端部１０の形
状は、そのＹ方向に沿う曲率Ｍが幅方向に沿う曲率ｍ′
よりも小さく設定されている。つまり、端部］Ｏの長手
方向に沿う曲面は幅方向に沿う曲面に比べてゆるやかな
カーブに設定されている。それによって、高さ寸法であ
るＸ方向の寸法が変化する端部１０のＹ方向の長さＥは
、従来のように端部にＸ方向と同様のチャン型の曲率を
適用した場合の長さＤに比べて長くすることができる。
るＸ方向に沿う断面形状は従来と同しチャン型に形成さ
れているものの、長手方向であるＹ方向の端部１０の形
状は、そのＹ方向に沿う曲率Ｍが幅方向に沿う曲率ｍ′
よりも小さく設定されている。つまり、端部］Ｏの長手
方向に沿う曲面は幅方向に沿う曲面に比べてゆるやかな
カーブに設定されている。それによって、高さ寸法であ
るＸ方向の寸法が変化する端部１０のＹ方向の長さＥは
、従来のように端部にＸ方向と同様のチャン型の曲率を
適用した場合の長さＤに比べて長くすることができる。
上記陰極２と陽極３との端部１０の形状は以下のように
設定されている。つまり、上記端部１０における長さＥ
は電極２．３の全長の５〜１０％の範囲で設定されてい
る。そして、Ｘ方向のＸＪ法が変化し始める点Ｅ。のＹ
方向とＸ方向の座標を（０，０）と１７、長さＥを４等
分し、そのときの各点をＥ。−Ｅ４とする。また、Ｅ、
点における電極２．３の高さ（端部１０以外の箇所にお
けるの高さはＺ。とする。【７たがって、Ｅ、〜Ｅ４の
各点におけるＹ方向とＸ方向の座標は、Ｅ・ （０・０
）・Ｅ・ （−Ｅ・石Ｚ・）Ｅ４ （Ｅ、２０ ）と
なる。
設定されている。つまり、上記端部１０における長さＥ
は電極２．３の全長の５〜１０％の範囲で設定されてい
る。そして、Ｘ方向のＸＪ法が変化し始める点Ｅ。のＹ
方向とＸ方向の座標を（０，０）と１７、長さＥを４等
分し、そのときの各点をＥ。−Ｅ４とする。また、Ｅ、
点における電極２．３の高さ（端部１０以外の箇所にお
けるの高さはＺ。とする。【７たがって、Ｅ、〜Ｅ４の
各点におけるＹ方向とＸ方向の座標は、Ｅ・ （０・０
）・Ｅ・ （−Ｅ・石Ｚ・）Ｅ４ （Ｅ、２０ ）と
なる。
一、、Ｅ 記Ｅ。−Ｅ４の５点を最小二乗法によって２
次以−Ｌの多項式を近似する。たとえば、全長（７寸法
）が７２０關、高さ（７寸法）が２０＋＋＋ｎの電極で
は、“Ｅ゛を全長の１０％とすると、各点の座標（ま、
ＥＯ（０，Ｏ） 、Ｅｌ （１８，１） 、Ｅ２
（３６３，３） 、Ｅｌ （５４，８） 、Ｅ４
（７２，２°）となる。これを最小二乗法で３次式近似
すると、Ｚ −−５，４２Ｘ １０−２＋ ０．１１３
Ｙ −３，８８Ｘ １Ｏ−３Ｙ ２＋ ８．５７３
Ｘ １０−’Ｙ ３ ・・・（３）式となる。し
たがって、Ｅ０〜Ｅ４における断面形状を上記（３）式
で決定すれば、電極２．３の端部１０をチャン型に比べ
てＹ方向に沿うカーブカくゆるやかな曲面に形成するこ
とができる。
次以−Ｌの多項式を近似する。たとえば、全長（７寸法
）が７２０關、高さ（７寸法）が２０＋＋＋ｎの電極で
は、“Ｅ゛を全長の１０％とすると、各点の座標（ま、
ＥＯ（０，Ｏ） 、Ｅｌ （１８，１） 、Ｅ２
（３６３，３） 、Ｅｌ （５４，８） 、Ｅ４
（７２，２°）となる。これを最小二乗法で３次式近似
すると、Ｚ −−５，４２Ｘ １０−２＋ ０．１１３
Ｙ −３，８８Ｘ １Ｏ−３Ｙ ２＋ ８．５７３
Ｘ １０−’Ｙ ３ ・・・（３）式となる。し
たがって、Ｅ０〜Ｅ４における断面形状を上記（３）式
で決定すれば、電極２．３の端部１０をチャン型に比べ
てＹ方向に沿うカーブカくゆるやかな曲面に形成するこ
とができる。
このように、電極２．３の端部１０を幅方向に比べてゆ
るやかなカーブの曲面に形成すれば、Ｅｏ点におけるＸ
方向の変化もゆるやかになるから、端部１０のＥ。点に
電界が集中しずらくなる。
るやかなカーブの曲面に形成すれば、Ｅｏ点におけるＸ
方向の変化もゆるやかになるから、端部１０のＥ。点に
電界が集中しずらくなる。
その結果、第４図に曲線口で示すように曲線イに比べ高
いレーザエネルギを得ることができる。つまり、印加電
圧をｌ ’ｉ？させても、アーク放電が発生しすらい電
極′、２．３を形成することかできる。
いレーザエネルギを得ることができる。つまり、印加電
圧をｌ ’ｉ？させても、アーク放電が発生しすらい電
極′、２．３を形成することかできる。
この発明は上記一実施例に限定されるものでなく、種々
傘形可能である。たとえば上記一実施例では一利の７１
ｉ極の両端部をそれぞれチャン型に比べて大きな曲４ｑ
にしたが、どちらか一方の電極だけにこの発明を適用す
るようにしてもよい。
傘形可能である。たとえば上記一実施例では一利の７１
ｉ極の両端部をそれぞれチャン型に比べて大きな曲４ｑ
にしたが、どちらか一方の電極だけにこの発明を適用す
るようにしてもよい。
また、７ヒ極は、幅方向に沿う断面形状がチャン形だけ
でなく、円柱形、ロゴスキー形、エルンスト１１′／な
どてもよく、要はレーザ管内で離間対向する空間をほぼ
−Ｉ′笠な電界にする形状であればよい。
でなく、円柱形、ロゴスキー形、エルンスト１１′／な
どてもよく、要はレーザ管内で離間対向する空間をほぼ
−Ｉ′笠な電界にする形状であればよい。
［発明の効果コ
以上述べたようにこの発明は、陰極と陽極との少なくと
も一方の電極の長手方向端部における長手方向に沿う断
面形状を、幅方向に沿う断面形状よりもゆるやかなカー
ブの曲面に形成した。そのため、電極の端部の長手方向
に沿う形状の変化は従来に比べてゆるやかになるから、
電界集中によるアーク放電が発生しずらくなる。
も一方の電極の長手方向端部における長手方向に沿う断
面形状を、幅方向に沿う断面形状よりもゆるやかなカー
ブの曲面に形成した。そのため、電極の端部の長手方向
に沿う形状の変化は従来に比べてゆるやかになるから、
電界集中によるアーク放電が発生しずらくなる。
第１図はこの発明の一実施例を示す電極の端部の側面図
、第２図は同じく斜視図、第３図は一般的なガスレーザ
装置の構成図、第４図は電極に印加する電圧とレーザエ
ネルギとの関係のグラフ、第５図は従来の電極の側面図
、第６図は同じく幅方向に沿う断面図である。 １・・・レーザ管、２・・・陰極、３・・・陽極、７・
・・高圧電源、１０・・・電極の端部。
、第２図は同じく斜視図、第３図は一般的なガスレーザ
装置の構成図、第４図は電極に印加する電圧とレーザエ
ネルギとの関係のグラフ、第５図は従来の電極の側面図
、第６図は同じく幅方向に沿う断面図である。 １・・・レーザ管、２・・・陰極、３・・・陽極、７・
・・高圧電源、１０・・・電極の端部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 内部にガスレーザ媒質が収容されたレーザ管と、このレ
ーザ管内に離間対向して配設され幅方向に沿う断面形状
が上記離間対向する空間をほぼ平等な電界にする形状に
形成された陰 極と陽極とからなる主電極と、この主電極に電気エネル
ギを供給して上記ガスレーザ媒質を励起するための主放
電を発生させる高圧電源とを具備し、上記陰極と陽極と
の少なくとも一方は、長手方向端部における長手方向に
沿う断面形状が上記幅方向に沿う断面形状よりもゆるや
かなカーブの曲面に形成されていることを特徴とするガ
スレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2149754A JPH0716050B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | ガスレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2149754A JPH0716050B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | ガスレーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0443688A true JPH0443688A (ja) | 1992-02-13 |
| JPH0716050B2 JPH0716050B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=15482021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2149754A Expired - Lifetime JPH0716050B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | ガスレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0716050B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007250992A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Komatsu Ltd | ガスレーザ用予備電離電極 |
-
1990
- 1990-06-11 JP JP2149754A patent/JPH0716050B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| THE REVIEN OF SCIENTIFIC INSTRUMENT=1978 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007250992A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Komatsu Ltd | ガスレーザ用予備電離電極 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0716050B2 (ja) | 1995-02-22 |
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