JPH05235438A - レーザ発振器の放電電極 - Google Patents
レーザ発振器の放電電極Info
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- JPH05235438A JPH05235438A JP7329192A JP7329192A JPH05235438A JP H05235438 A JPH05235438 A JP H05235438A JP 7329192 A JP7329192 A JP 7329192A JP 7329192 A JP7329192 A JP 7329192A JP H05235438 A JPH05235438 A JP H05235438A
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Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧力差による外圧を外側誘電体３Ａ，３Ｂに
て支えることにより内側誘電体を外圧から解放して、安
定したグロー放電が維持できる最適厚さにすることので
きる放電電極を提供する。 【構成】 真空容器１の放電空間ａを挟む対向二面の壁
に設けられた窓１ａを、凹部３ａを有する外側誘電体３
Ａ，３Ｂにて気密的に塞ぎ、その内側に凹部に蓋をして
空間部ｂができるように内側誘電体４，４Ｂを設け、空
間部ｂ内の凹部底面に冷却ブロック６Ａ，６Ｂを固着
し、この冷却ブロックにばね９により圧接されるととも
にばね１１により内側誘電体に圧接される金属電極８
Ａ，８Ｂを設け、空間部の圧力を連通穴５により真空容
器内と同一圧力とし、配管７，冷却ブロックを介して高
周波電圧を金属電極に印加する。
て支えることにより内側誘電体を外圧から解放して、安
定したグロー放電が維持できる最適厚さにすることので
きる放電電極を提供する。 【構成】 真空容器１の放電空間ａを挟む対向二面の壁
に設けられた窓１ａを、凹部３ａを有する外側誘電体３
Ａ，３Ｂにて気密的に塞ぎ、その内側に凹部に蓋をして
空間部ｂができるように内側誘電体４，４Ｂを設け、空
間部ｂ内の凹部底面に冷却ブロック６Ａ，６Ｂを固着
し、この冷却ブロックにばね９により圧接されるととも
にばね１１により内側誘電体に圧接される金属電極８
Ａ，８Ｂを設け、空間部の圧力を連通穴５により真空容
器内と同一圧力とし、配管７，冷却ブロックを介して高
周波電圧を金属電極に印加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＣＯ2 レーザ発振器の高
周波式放電電極に関するものである。
周波式放電電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高周波放電によってレーザガスを
励起して、レーザ発振を行うＣＯ2 レーザ発振器では、
図５に示すように真空容器１０１の放電空間ａを挟む対
向二面に窓１０１ａを設け、この窓１０１ａを誘電体１
０２Ａ，１０２Ｂで気密的に塞ぎ、誘電体の外側に金属
電極１０３Ａ，１０３Ｂを接着して安定したグロー放電
が行えるようにし、金属電極内に高周波電圧を印加して
グロー放電を行い、放電空間ａのレーザガスを励起し、
対向設置された反射鏡により光共振器を構成して、紙面
を貫く方向にレーザ光を取り出している。また放電によ
る金属電極に発生する熱は冷却水配管１０４より冷却水
を圧送して発振器外に取り去っている。
励起して、レーザ発振を行うＣＯ2 レーザ発振器では、
図５に示すように真空容器１０１の放電空間ａを挟む対
向二面に窓１０１ａを設け、この窓１０１ａを誘電体１
０２Ａ，１０２Ｂで気密的に塞ぎ、誘電体の外側に金属
電極１０３Ａ，１０３Ｂを接着して安定したグロー放電
が行えるようにし、金属電極内に高周波電圧を印加して
グロー放電を行い、放電空間ａのレーザガスを励起し、
対向設置された反射鏡により光共振器を構成して、紙面
を貫く方向にレーザ光を取り出している。また放電によ
る金属電極に発生する熱は冷却水配管１０４より冷却水
を圧送して発振器外に取り去っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた構
造の放電電極では、安定したグロー放電を維持するため
に容器内が数１０ＴＯＲＲ程度の真空に保たれているた
め、誘電体１０２Ａ，１０２Ｂは大気圧による外圧を支
え得るだけの強度が必要であり、一定量以上厚さを薄く
することは不可能である。一方誘電体を通して放電を行
う場合には誘電体による電圧降下があるため、金属電極
に印加する高周波電圧は誘電体が厚くなるほど高電圧に
する必要があり、大容量の高周波電源を必要とする。そ
して高圧電圧にすると真空容器と金属電極間の絶縁を強
化する必要があり、大型かつコスト高になるという問題
点を有している。本発明は従来の技術の有するこのよう
な問題点に鑑みなされたものであり、その目的とすると
ころは複雑な構造や製造方法の必要がなく、誘電体の厚
さをグロー放電が維持できる最適厚にすることで、小型
かつ高信頼性のレーザ発振器とすることのできる放電電
極を提供しようとするものである。
造の放電電極では、安定したグロー放電を維持するため
に容器内が数１０ＴＯＲＲ程度の真空に保たれているた
め、誘電体１０２Ａ，１０２Ｂは大気圧による外圧を支
え得るだけの強度が必要であり、一定量以上厚さを薄く
することは不可能である。一方誘電体を通して放電を行
う場合には誘電体による電圧降下があるため、金属電極
に印加する高周波電圧は誘電体が厚くなるほど高電圧に
する必要があり、大容量の高周波電源を必要とする。そ
して高圧電圧にすると真空容器と金属電極間の絶縁を強
化する必要があり、大型かつコスト高になるという問題
点を有している。本発明は従来の技術の有するこのよう
な問題点に鑑みなされたものであり、その目的とすると
ころは複雑な構造や製造方法の必要がなく、誘電体の厚
さをグロー放電が維持できる最適厚にすることで、小型
かつ高信頼性のレーザ発振器とすることのできる放電電
極を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のレーザ発振器の放電電極は、真空容器の放電
空間を挟む対向二面に設けられた窓をそれぞれ気密的に
塞ぐ誘電体の外側に金属電極を設けてグロー放電を行う
レーザ発振器の高周波式放電電極において、前記誘電体
を放電空間側に開口する凹部を中央に有し前記窓を気密
的に塞ぐ外側誘電体と、該外側誘電体の内側に設けられ
前記凹部に蓋をして空間部を作る板状の内側誘電体の分
離形構造となし、前記空間部内の凹部底面に冷却水が循
環する冷却ブロックを固着し、該冷却ブロックに第１ば
ねにより圧着されるとともに前記内側誘電体外面に第２
ばねにより圧着される金属電極を空間部内に設け、前記
空間部内の圧力を前記真空容器内圧力と同一にする連通
穴を設けてなり、外気との圧力差による外圧から内側誘
電体を解放するようにしたものである。また窓を気密的
に塞ぐ外蓋を設けて外側誘電体を前記外蓋の内側に設置
したものとすることもできる。また内側誘電体は石英と
するものである。また内側誘電体と金属電極との間に軟
質金属の薄板を設置したものである。
に本発明のレーザ発振器の放電電極は、真空容器の放電
空間を挟む対向二面に設けられた窓をそれぞれ気密的に
塞ぐ誘電体の外側に金属電極を設けてグロー放電を行う
レーザ発振器の高周波式放電電極において、前記誘電体
を放電空間側に開口する凹部を中央に有し前記窓を気密
的に塞ぐ外側誘電体と、該外側誘電体の内側に設けられ
前記凹部に蓋をして空間部を作る板状の内側誘電体の分
離形構造となし、前記空間部内の凹部底面に冷却水が循
環する冷却ブロックを固着し、該冷却ブロックに第１ば
ねにより圧着されるとともに前記内側誘電体外面に第２
ばねにより圧着される金属電極を空間部内に設け、前記
空間部内の圧力を前記真空容器内圧力と同一にする連通
穴を設けてなり、外気との圧力差による外圧から内側誘
電体を解放するようにしたものである。また窓を気密的
に塞ぐ外蓋を設けて外側誘電体を前記外蓋の内側に設置
したものとすることもできる。また内側誘電体は石英と
するものである。また内側誘電体と金属電極との間に軟
質金属の薄板を設置したものである。
【０００５】
【作用】金属電極は外側誘電体及び内側誘電体により真
空容器と絶縁され、空間部内の圧力は連通穴により真空
容器内と同一圧力に保たれており、外側誘電体で外圧を
支えて、内側誘電体は安定したグロー放電が維持できる
最適の厚さに薄く形成されているので，冷却用配管を通
り、冷却ブロックを介して金属電極に印加される最小限
の高周波電圧で、内側誘電体のバラスト効果により安定
したグロー放電が放電空間で行われ、光共振器によりこ
の放電空間で励起されたＣＯ2 分子から誘導放出によっ
てレーザ光が発生する。
空容器と絶縁され、空間部内の圧力は連通穴により真空
容器内と同一圧力に保たれており、外側誘電体で外圧を
支えて、内側誘電体は安定したグロー放電が維持できる
最適の厚さに薄く形成されているので，冷却用配管を通
り、冷却ブロックを介して金属電極に印加される最小限
の高周波電圧で、内側誘電体のバラスト効果により安定
したグロー放電が放電空間で行われ、光共振器によりこ
の放電空間で励起されたＣＯ2 分子から誘導放出によっ
てレーザ光が発生する。
【０００６】
【実施例】第１実施例について図１，図２を参照して説
明する。公知の三軸直交型ＣＯ2 レーザ発振器におい
て、内部がレーザガスで数１０ＴＯＲＲ程度の真空を保
つ真空容器１の放電空間ａを挟む両壁面に、窓１ａが設
けられており、この窓１ａにシール２を介して外側誘電
体３Ａ，３Ｂが壁面の一部を構成するように気密的かつ
対称形に固着されている。外側誘電体３Ａ，３Ｂは中央
部に放電空間ａ側に開口する凹部３ａを有し、外側誘電
体３Ａ，３Ｂの内側に、凹部３ａに蓋をするように石英
材の内側誘電体４Ａ，４Ｂが設けられている。そして蓋
をされた凹部は空間部ｂを形成し、外側誘電体３Ａ，３
Ｂには真空容器内に連通して空間部ｂを真空容器１内と
同一圧力に保つ連通穴５が穿設されている。
明する。公知の三軸直交型ＣＯ2 レーザ発振器におい
て、内部がレーザガスで数１０ＴＯＲＲ程度の真空を保
つ真空容器１の放電空間ａを挟む両壁面に、窓１ａが設
けられており、この窓１ａにシール２を介して外側誘電
体３Ａ，３Ｂが壁面の一部を構成するように気密的かつ
対称形に固着されている。外側誘電体３Ａ，３Ｂは中央
部に放電空間ａ側に開口する凹部３ａを有し、外側誘電
体３Ａ，３Ｂの内側に、凹部３ａに蓋をするように石英
材の内側誘電体４Ａ，４Ｂが設けられている。そして蓋
をされた凹部は空間部ｂを形成し、外側誘電体３Ａ，３
Ｂには真空容器内に連通して空間部ｂを真空容器１内と
同一圧力に保つ連通穴５が穿設されている。
【０００７】空間部ｂの内部には冷却ブロック６Ａ，６
Ｂが凹部３ａの底面にそれぞれ固着されており、冷却ブ
ロック６Ａ，６Ｂには図示しない冷却ユニットから圧送
される冷却水が通る配管７が密着されている。そしてこ
の冷却ブロック６Ａ，６Ｂに配管７を経て図示しない高
周波電源より高周波電圧が供給されるようになってい
る。更に空間部ｂの内部には金属電極８Ａ，８Ｂが設け
られており、金属電極８Ａ，８Ｂはばね９により冷却ブ
ロックに圧接されるとともに複数のばね１１により内側
誘電体４Ａ，４Ｂの外面に圧接されている。放電空間ａ
にはブロア１８により矢印の方向に横切るようにレーザ
ガスが送られており、配管７，冷却ブロック６Ａ，６Ｂ
を通って金属電極に高周波電圧が印加されて、内側誘電
体４Ａ，４Ｂによる公知のバラスト効果により放電空間
ａに安定したグロー放電が行われると、放電空間ａで励
起されたＣＯ2 分子から誘導放出によってレーザ光が紙
面を貫く方向に発生するように、全反射鏡１２とこれと
対向する図示しない部分反射鏡による光共振器が形成さ
れている。更に放電によって発生するレーザガスの熱を
除去するための熱交換器１９が流路内に設けられてい
る。
Ｂが凹部３ａの底面にそれぞれ固着されており、冷却ブ
ロック６Ａ，６Ｂには図示しない冷却ユニットから圧送
される冷却水が通る配管７が密着されている。そしてこ
の冷却ブロック６Ａ，６Ｂに配管７を経て図示しない高
周波電源より高周波電圧が供給されるようになってい
る。更に空間部ｂの内部には金属電極８Ａ，８Ｂが設け
られており、金属電極８Ａ，８Ｂはばね９により冷却ブ
ロックに圧接されるとともに複数のばね１１により内側
誘電体４Ａ，４Ｂの外面に圧接されている。放電空間ａ
にはブロア１８により矢印の方向に横切るようにレーザ
ガスが送られており、配管７，冷却ブロック６Ａ，６Ｂ
を通って金属電極に高周波電圧が印加されて、内側誘電
体４Ａ，４Ｂによる公知のバラスト効果により放電空間
ａに安定したグロー放電が行われると、放電空間ａで励
起されたＣＯ2 分子から誘導放出によってレーザ光が紙
面を貫く方向に発生するように、全反射鏡１２とこれと
対向する図示しない部分反射鏡による光共振器が形成さ
れている。更に放電によって発生するレーザガスの熱を
除去するための熱交換器１９が流路内に設けられてい
る。
【０００８】続いて第１実施例の作用について説明す
る。金属電極８Ａ，８Ｂに高周波電圧が印加されて、内
側誘電体４Ａ，４Ｂのバラスト効果により放電空間ａに
安定したグロー放電が維持され、この放電によって冷却
電極８Ａ，８Ｂに発生した熱は、ばね９により密着され
ている冷却ブロックに伝わり、配管７内を流れる冷却水
によって外部へ運び出される。また金属電極８Ａ，８Ｂ
と内側誘電体４Ａ，４Ｂとはばね１１により圧接されて
いるだけのため、互いに滑って熱変位によって生じる応
力から逃れることができる。また空間ｂは連通穴５によ
り真空容器１内と同じ圧力が保たれているため、内側誘
電体４Ａ，４Ｂには大気圧は作用せず、このため内側誘
電体４Ａ，４Ｂの厚さを安定したグロー放電が維持でき
る最適の厚さに形成することができる。
る。金属電極８Ａ，８Ｂに高周波電圧が印加されて、内
側誘電体４Ａ，４Ｂのバラスト効果により放電空間ａに
安定したグロー放電が維持され、この放電によって冷却
電極８Ａ，８Ｂに発生した熱は、ばね９により密着され
ている冷却ブロックに伝わり、配管７内を流れる冷却水
によって外部へ運び出される。また金属電極８Ａ，８Ｂ
と内側誘電体４Ａ，４Ｂとはばね１１により圧接されて
いるだけのため、互いに滑って熱変位によって生じる応
力から逃れることができる。また空間ｂは連通穴５によ
り真空容器１内と同じ圧力が保たれているため、内側誘
電体４Ａ，４Ｂには大気圧は作用せず、このため内側誘
電体４Ａ，４Ｂの厚さを安定したグロー放電が維持でき
る最適の厚さに形成することができる。
【０００９】次に第２実施例について図３を参照して説
明する。第１実施例と異なるところは真空容器１の窓１
ａに外蓋１３がシール１４を介して気密的に固着されて
真空容器１の壁面の一部を構成し、この外蓋１３の内側
に外側誘電体１５Ａ，１５Ｂが接着されているのみであ
り、他は殆ど同一のため説明の重複を避けるため同一個
所には同一符号を付して説明を省略する。外蓋１３Ａ，
１３Ｂは中央部がシリコンゴム等の絶縁体１６により電
気的な絶縁が保たれており、この絶縁体１６，外側誘電
体１５Ａ・１５Ｂを貫通する冷却水用配管７が空間部ｂ
内の冷却ブロック６Ａ，６Ｂに密着されている。
明する。第１実施例と異なるところは真空容器１の窓１
ａに外蓋１３がシール１４を介して気密的に固着されて
真空容器１の壁面の一部を構成し、この外蓋１３の内側
に外側誘電体１５Ａ，１５Ｂが接着されているのみであ
り、他は殆ど同一のため説明の重複を避けるため同一個
所には同一符号を付して説明を省略する。外蓋１３Ａ，
１３Ｂは中央部がシリコンゴム等の絶縁体１６により電
気的な絶縁が保たれており、この絶縁体１６，外側誘電
体１５Ａ・１５Ｂを貫通する冷却水用配管７が空間部ｂ
内の冷却ブロック６Ａ，６Ｂに密着されている。
【００１０】続いて第２実施例の作用について説明す
る。外側誘電体１５Ａ，１５Ｂは真空容器１の壁面の一
部を構成する外蓋１３Ａ，１３Ｂの内側に接着されてい
るため、真空容器１内圧力が数１０ＴＯＲＲの真空に保
たれていることにより発生する外気の圧力は、蓋１３
Ａ，１３Ｂで支えることになり、外側誘電体１５Ａ，１
５Ｂ及び内側誘電体４Ａ，４Ｂは共に外圧による強度上
の制約から解放され所望の性能を得るための最適寸法に
設定することができる。尚、第１実施例，第２実施例と
もに図４に示すようにバラスティングを行う内側誘電材
４Ａ，４Ｂと金属電極８Ａとの間に隙間ができるのを防
止するため軟質金属の薄板１７を設置することができ
る。
る。外側誘電体１５Ａ，１５Ｂは真空容器１の壁面の一
部を構成する外蓋１３Ａ，１３Ｂの内側に接着されてい
るため、真空容器１内圧力が数１０ＴＯＲＲの真空に保
たれていることにより発生する外気の圧力は、蓋１３
Ａ，１３Ｂで支えることになり、外側誘電体１５Ａ，１
５Ｂ及び内側誘電体４Ａ，４Ｂは共に外圧による強度上
の制約から解放され所望の性能を得るための最適寸法に
設定することができる。尚、第１実施例，第２実施例と
もに図４に示すようにバラスティングを行う内側誘電材
４Ａ，４Ｂと金属電極８Ａとの間に隙間ができるのを防
止するため軟質金属の薄板１７を設置することができ
る。
【００１１】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。放電空間側に開放され
る凹部を有する外側誘電体とこの凹部に蓋をするように
設けられた内側誘電体とによる分離型構造の誘電体に形
成された空間部に、金属電極と冷却ブロックとを設け、
空間部を真空容器内と同一圧力になるようにして、バラ
スティングを行う内側誘電体に大気圧による外圧がかか
らないようにしたので、内側誘電体は強度上の制約から
解放されて安定なグロー放電を維持することのできる最
適な厚さに形成することが可能となり、金属電極に印加
する高周波電圧を必要最小限に抑えて、小型かつ高信頼
性の高周波放電ＣＯ2 レーザ発振器を構成することがで
きる。
で、次に記載する効果を奏する。放電空間側に開放され
る凹部を有する外側誘電体とこの凹部に蓋をするように
設けられた内側誘電体とによる分離型構造の誘電体に形
成された空間部に、金属電極と冷却ブロックとを設け、
空間部を真空容器内と同一圧力になるようにして、バラ
スティングを行う内側誘電体に大気圧による外圧がかか
らないようにしたので、内側誘電体は強度上の制約から
解放されて安定なグロー放電を維持することのできる最
適な厚さに形成することが可能となり、金属電極に印加
する高周波電圧を必要最小限に抑えて、小型かつ高信頼
性の高周波放電ＣＯ2 レーザ発振器を構成することがで
きる。
【図１】第１実施例の三軸直交型レーザ発振器の光軸に
直角な断面の放電空間周辺構造を表す図である。
直角な断面の放電空間周辺構造を表す図である。
【図２】レーザ発振器の構成を表す断面図である。
【図３】第２実施例の三軸直交型レーザ発振器の光軸に
直角な断面の放電空間周辺構造を表す図である。
直角な断面の放電空間周辺構造を表す図である。
【図４】図１及び図２の金属電極と内側誘電体の間に軟
質金属の薄板を設置した例を示す説明図である。
質金属の薄板を設置した例を示す説明図である。
【図５】従来の技術の三軸直交型レーザ発振器の光軸に
直角な断面の放電空間周辺構造を表す図である。
直角な断面の放電空間周辺構造を表す図である。
１ 真空容器 １ａ 窓 ３Ａ，３Ｂ 外側誘電体 ４Ａ，４Ｂ
内側誘電体 ５ 連通穴 ６Ａ，６Ｂ
冷却ブロック ７ 配管 ９，１１
ばね ８Ａ，８Ｂ 金属電極 １３Ａ，１
３Ｂ 外蓋 １７ 薄板
内側誘電体 ５ 連通穴 ６Ａ，６Ｂ
冷却ブロック ７ 配管 ９，１１
ばね ８Ａ，８Ｂ 金属電極 １３Ａ，１
３Ｂ 外蓋 １７ 薄板
Claims (4)
- 【請求項１】 真空容器の放電空間を挟む対向二面に設
けられた窓をそれぞれ気密的に塞ぐ誘電体の外側に金属
電極を設けてグロー放電を行うレーザ発振器の高周波式
放電電極において、前記誘電体を放電空間側に開口する
凹部を中央に有し前記窓を気密的に塞ぐ外側誘電体と、
該外側誘電体の内側に設けられ前記凹部に蓋をして空間
部を作る板状の内側誘電体の分離形構造となし、前記空
間部内の凹部底面に冷却水が循環する冷却ブロックを固
着し、該冷却ブロックに第１ばねにより圧着されるとと
もに前記内側誘電体外面に第２ばねにより圧着される金
属電極を空間部内に設け、前記空間部内の圧力を前記真
空容器内圧力と同一にする連通穴を設けてなり、外気と
の圧力差による外圧から内側誘電体を解放したことを特
徴とするレーザ発振器の放電電極。 - 【請求項２】 窓を気密的に塞ぐ外蓋を設けて外側誘電
体を前記外蓋の内側に設置したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のレーザ発振器の放電電極。 - 【請求項３】 内側誘電体は石英であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項及び第２項記載のレーザ発振器
の放電電極。 - 【請求項４】 内側誘電体と金属電極との間に軟質金属
の薄板を設置したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項及び第２項記載のレーザ発振器の放電電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7329192A JPH05235438A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | レーザ発振器の放電電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7329192A JPH05235438A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | レーザ発振器の放電電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05235438A true JPH05235438A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=13513908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7329192A Pending JPH05235438A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | レーザ発振器の放電電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05235438A (ja) |
-
1992
- 1992-02-25 JP JP7329192A patent/JPH05235438A/ja active Pending
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