JPH0529314B2 - - Google Patents
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- JPH0529314B2 JPH0529314B2 JP63137506A JP13750688A JPH0529314B2 JP H0529314 B2 JPH0529314 B2 JP H0529314B2 JP 63137506 A JP63137506 A JP 63137506A JP 13750688 A JP13750688 A JP 13750688A JP H0529314 B2 JPH0529314 B2 JP H0529314B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- discharge
- corona
- ionization
- pulsed 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.)
- Expired - Lifetime
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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
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0971—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、放電電極対間（以下放電空間）のレ
ーザガスを電離させるためにコロナ予備電離方式
を用いた高効率、長寿命なパルスガスレーザに関
するものである。
ーザガスを電離させるためにコロナ予備電離方式
を用いた高効率、長寿命なパルスガスレーザに関
するものである。
（従来の技術）
レーザガスの電離にコロナ予備電離方式を用い
た従来のパルスガスレーザの一例を第４図に示
す。このパルスガスレーザについては、文献「昭
和62年レーザ学会学術講演会第７次大会講演予稿
集」1987年、30plV8に詳細に記載されている。
この従来のパルスガスレーザでは、励起回路に容
量移行型励起回路を用い、レーザガスの電離にコ
ロナ予備電離器を用いている。このパルスガスレ
ーザで用いているコロナ予備電離器は、放電面か
ら背面に向かつて開けられた多数の貫通穴を持つ
第１の放電電極（以下予備電離側電極）１１と、
この予備電離側電極１１の背面に設置され、予備
電離側電極１１と対向する面にコロナ予備電離電
極１０を持つ誘導体１２とから構成されている。
さらに、コロナ予備電離電極１０と第２の放電電
極（以下高電圧電極）１３が接続されている。こ
のパルスガスレーザにおいて、レーザ発振を行わ
せるためには、スパークギヤツプ１６を導通させ
充電用コンデンサ１４の充電エネルギーをピーキ
ングコンデンサ１５に移行させる。この時、コロ
ナ予備電離電極１０と予備電離側電極１１との間
に放電電極対間の印加電圧であるピーキングコン
デンサ１５間の端子間電圧が印加される。このた
め、誘電体１２の予備電離側電極１１側の面にコ
ロナ放電が生じ紫外線が発生する。この紫外線が
予備電離側電極１１に開けられた多数の穴を通し
て放電空間に照射されるため、レーザガスが電離
する。この結果、放電空間に安定なレーザ励起を
行なうグロー放電が起き、効率よくレーザ出力を
得ることができる。
た従来のパルスガスレーザの一例を第４図に示
す。このパルスガスレーザについては、文献「昭
和62年レーザ学会学術講演会第７次大会講演予稿
集」1987年、30plV8に詳細に記載されている。
この従来のパルスガスレーザでは、励起回路に容
量移行型励起回路を用い、レーザガスの電離にコ
ロナ予備電離器を用いている。このパルスガスレ
ーザで用いているコロナ予備電離器は、放電面か
ら背面に向かつて開けられた多数の貫通穴を持つ
第１の放電電極（以下予備電離側電極）１１と、
この予備電離側電極１１の背面に設置され、予備
電離側電極１１と対向する面にコロナ予備電離電
極１０を持つ誘導体１２とから構成されている。
さらに、コロナ予備電離電極１０と第２の放電電
極（以下高電圧電極）１３が接続されている。こ
のパルスガスレーザにおいて、レーザ発振を行わ
せるためには、スパークギヤツプ１６を導通させ
充電用コンデンサ１４の充電エネルギーをピーキ
ングコンデンサ１５に移行させる。この時、コロ
ナ予備電離電極１０と予備電離側電極１１との間
に放電電極対間の印加電圧であるピーキングコン
デンサ１５間の端子間電圧が印加される。このた
め、誘電体１２の予備電離側電極１１側の面にコ
ロナ放電が生じ紫外線が発生する。この紫外線が
予備電離側電極１１に開けられた多数の穴を通し
て放電空間に照射されるため、レーザガスが電離
する。この結果、放電空間に安定なレーザ励起を
行なうグロー放電が起き、効率よくレーザ出力を
得ることができる。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、コロナ予備電離を用いた従来のパル
スガスレーザにおいては、コロナ予備電離器に印
加される電圧はピーキングコンデンサの端子間電
圧である。このピーキングコンデンサの端子間電
圧は、充電用コンデンサの充電エネルギーが充電
用コンデンサとピーキングコンデンサ間に存在す
る浮遊インダクタＬを通してピーキングコンデン
サへ移行することにより生じ、充電用コンデンサ
と浮遊インダクタＬとピーキングコンデンサの容
量で決まる時定数でゆつくり立ち上がる。このた
め、スパークギヤツプが導通してからコロナ放電
が起きる電圧に立ち上がるまでに時間がかかり、
コロナ放電の発生からレーザガスのブレークダウ
ンまでの時間が短かく、コロナ放電に注入される
エネルギーも小さくなる。その結果、コロナ放電
で発生する紫外線の発生量が少なく放電空間の電
離量が不足し、レーザ励起の放電にアーク放電が
多発し、レーザ発振の効率が低下する。さらに、
多発するアーク放電によりレーザガスの寿命が短
くなる欠点があつた。
スガスレーザにおいては、コロナ予備電離器に印
加される電圧はピーキングコンデンサの端子間電
圧である。このピーキングコンデンサの端子間電
圧は、充電用コンデンサの充電エネルギーが充電
用コンデンサとピーキングコンデンサ間に存在す
る浮遊インダクタＬを通してピーキングコンデン
サへ移行することにより生じ、充電用コンデンサ
と浮遊インダクタＬとピーキングコンデンサの容
量で決まる時定数でゆつくり立ち上がる。このた
め、スパークギヤツプが導通してからコロナ放電
が起きる電圧に立ち上がるまでに時間がかかり、
コロナ放電の発生からレーザガスのブレークダウ
ンまでの時間が短かく、コロナ放電に注入される
エネルギーも小さくなる。その結果、コロナ放電
で発生する紫外線の発生量が少なく放電空間の電
離量が不足し、レーザ励起の放電にアーク放電が
多発し、レーザ発振の効率が低下する。さらに、
多発するアーク放電によりレーザガスの寿命が短
くなる欠点があつた。
本発明の目的は、アーク放電の発生が少なく、
効率よくレーザ出力が取り出せ、かつ長寿命なパ
ルスガスレーザを提供することである。
効率よくレーザ出力が取り出せ、かつ長寿命なパ
ルスガスレーザを提供することである。
（課題を解決するための手段）
本願第１の発明によるパルスガスレーザは、充
電用コンデンサとスイツチング素子が直列に接続
しているスイツチ回路とこのスイツチ回路に並列
に接続しているピーキングコンデンサとから成る
容量移行型励起回路と、レーザ励起の放電を得る
ためのピーキングコンデンサと並列に接続してい
る高電圧側電極と予備電離側電極から成る一対の
放電電極対と、放電空間のレーザガスを予備電離
させるためのコロナ予備電離器とを備え、前記ス
イツチ回路の２個の端子と前記ピーキングコンデ
ンサの２個の端子間を各々つなぐ第１及び第２の
電流経路の内、少なくとも一方の電流経路を通さ
ずに新たに付加した付加電流経路によりスイツチ
回路とコロナ予備電離器とを並列に接続したこと
を特徴としている。
電用コンデンサとスイツチング素子が直列に接続
しているスイツチ回路とこのスイツチ回路に並列
に接続しているピーキングコンデンサとから成る
容量移行型励起回路と、レーザ励起の放電を得る
ためのピーキングコンデンサと並列に接続してい
る高電圧側電極と予備電離側電極から成る一対の
放電電極対と、放電空間のレーザガスを予備電離
させるためのコロナ予備電離器とを備え、前記ス
イツチ回路の２個の端子と前記ピーキングコンデ
ンサの２個の端子間を各々つなぐ第１及び第２の
電流経路の内、少なくとも一方の電流経路を通さ
ずに新たに付加した付加電流経路によりスイツチ
回路とコロナ予備電離器とを並列に接続したこと
を特徴としている。
次に、本願第２の発明によるパルスガスレーザ
は、上記のパルスガスレーザにおいて、さらに第
１及び第２の電流経路の内、少なくとも前記付加
電流経路を含む閉回路に含まれない方の電流経路
に新たにインダクタ（以下付加インダクタ）を付
加したことを特徴としている。
は、上記のパルスガスレーザにおいて、さらに第
１及び第２の電流経路の内、少なくとも前記付加
電流経路を含む閉回路に含まれない方の電流経路
に新たにインダクタ（以下付加インダクタ）を付
加したことを特徴としている。
（作用）
一般に、コロナ予備電離器は誘電体を挟んで対
向する面に電極を設置した構造に成つているため
にコンデンサ（以下等価コンデンサ）と見なすこ
とができる。
向する面に電極を設置した構造に成つているため
にコンデンサ（以下等価コンデンサ）と見なすこ
とができる。
このため、本発明によるパルスガスレーザにお
いて、スイツチング素子を導通すると、付加電流
経路とコロナ予備電離器との直列回路に充電用コ
ンデンサの端子間電圧が急激に印加され、直列に
つながれた充電用コンデンサと充電用コンデンサ
とコロナ予備電離器間の浮遊インダクタと、等価
的にコンデンサであるコロナ予備電離器とで構成
される閉回路での過度現象で、急激にピーク値の
高い電流が流れ、立ち上がりが速くピーク値の高
い電圧がコロナ予備電離器に発生し、短時間のう
ちにコロナ放電が始まる。さらに、ピーク値の高
い電流が流れるためコロナ放電に注入されるエネ
ルギーが大きい。この結果、放電空間に長時間強
度の強い紫外線が照射され、レーザガスの電離が
強く、かつ均一に行われ、レーザ励起の放電時に
発生するアーク放電が抑制され、効率よくレーザ
出力を得ることができ、アーク放電の発生による
レーザガスの劣化が抑えられる。
いて、スイツチング素子を導通すると、付加電流
経路とコロナ予備電離器との直列回路に充電用コ
ンデンサの端子間電圧が急激に印加され、直列に
つながれた充電用コンデンサと充電用コンデンサ
とコロナ予備電離器間の浮遊インダクタと、等価
的にコンデンサであるコロナ予備電離器とで構成
される閉回路での過度現象で、急激にピーク値の
高い電流が流れ、立ち上がりが速くピーク値の高
い電圧がコロナ予備電離器に発生し、短時間のう
ちにコロナ放電が始まる。さらに、ピーク値の高
い電流が流れるためコロナ放電に注入されるエネ
ルギーが大きい。この結果、放電空間に長時間強
度の強い紫外線が照射され、レーザガスの電離が
強く、かつ均一に行われ、レーザ励起の放電時に
発生するアーク放電が抑制され、効率よくレーザ
出力を得ることができ、アーク放電の発生による
レーザガスの劣化が抑えられる。
さらに、第１及び第２の電流経路の少なくとも
一方にインダクタを付加すると、付加インダクタ
により充電用コンデンサからピーキングコンデン
サへの充電エネルギーの移行時間が延びる。この
結果、付加インダクタの大きさにより、レーザガ
スがブレークダウンするまでの時間を変えること
ができ、ガスレーザの種類により最適なレーザガ
スの電離時間を設定することが可能となる。
一方にインダクタを付加すると、付加インダクタ
により充電用コンデンサからピーキングコンデン
サへの充電エネルギーの移行時間が延びる。この
結果、付加インダクタの大きさにより、レーザガ
スがブレークダウンするまでの時間を変えること
ができ、ガスレーザの種類により最適なレーザガ
スの電離時間を設定することが可能となる。
（実施例）
次に、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
る。
第１図は、第１の発明を用いたパルスガスレー
ザの一実施例を示す構成図である。第２図は、第
１図に示したパルスガスレーザの励起回路の等価
回路を示している。第３図は、第２の発明を用い
たパルスガスレーザの一実施例の励起回路の等価
回路を示している。
ザの一実施例を示す構成図である。第２図は、第
１図に示したパルスガスレーザの励起回路の等価
回路を示している。第３図は、第２の発明を用い
たパルスガスレーザの一実施例の励起回路の等価
回路を示している。
第１図に構成図を示した第１の発明を用いたパ
ルスガスレーザは、第４図に示した従来のパルス
ガスレーザと異なり、直列につないだ充電用コン
デンサ５とスイツチング素子であるサイラトロン
７から成るスイツチ回路とピーキングコンデンサ
６をつなぐ第１の電流経路Ｂ，Ｆ及び第２の電流
経路Ｅ，Ｄの内、第１の電流経路Ｂ，Ｆを通さ
ず、スイツチング回路とコロナ予備電離器とを新
たに付加した付加電流経路Ｂ，Ｃでつないでい
る。
ルスガスレーザは、第４図に示した従来のパルス
ガスレーザと異なり、直列につないだ充電用コン
デンサ５とスイツチング素子であるサイラトロン
７から成るスイツチ回路とピーキングコンデンサ
６をつなぐ第１の電流経路Ｂ，Ｆ及び第２の電流
経路Ｅ，Ｄの内、第１の電流経路Ｂ，Ｆを通さ
ず、スイツチング回路とコロナ予備電離器とを新
たに付加した付加電流経路Ｂ，Ｃでつないでい
る。
さらに、第３図に励起回路の等価回路を示した
第２の発明を用いたパルスガスレーザは、第１図
に構成図を示した第１の発明を用いたパルスガス
レーザのスイツチ回路とピーキングコンデンサ６
をつなぐ第１の電流経路Ｂ，Ｆに新たに付加イン
ダクタ９を付加している。
第２の発明を用いたパルスガスレーザは、第１図
に構成図を示した第１の発明を用いたパルスガス
レーザのスイツチ回路とピーキングコンデンサ６
をつなぐ第１の電流経路Ｂ，Ｆに新たに付加イン
ダクタ９を付加している。
この第１及び第２の発明によるパルスガスレー
ザにおいて、サイラトロン７を導通させると、コ
ロナ予備電離器に流れる電流は、第２図及び第３
図の等価回路に示したように付加電流経路Ｂ，Ｃ
を通し、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ａで示した経路で流
れ、第１の電流経路Ｂ，Ｆを通らない。このた
め、上記作用のところで並べたように、コロナ予
備電離器にピーク値の高い急激な電流が流れ、予
備電離側電極２とコロナ予備電離電極１間に立ち
上がりが速くピーク値の高い電圧が発生し、短時
間の内にコロナ放電が始まる。さらに、ピーク値
の高い急激な電流が流れるため、コロナ放電に注
入されるエネルギーが大きく、コロナ放電で発生
する紫外線の強度が強くなり、長時間放電空間の
レーザガスに照射される。この結果、レーザガス
の電離が均一にかつ強く行われ、レーザ励起の放
電時に発生するアーク放電が抑えられ、効率よく
レーザ出力を得ることができ、アーク放電の発生
によるレーザガスの劣化が抑制される。さらに、
第２の発明によるパルスガスレーザでは、第３図
の励起回路の等価回路に示したように、充電用コ
ンデンサ５とピーキングコンデンサ６を結ぶ第１
の電流経路Ｂ，Ｆに付加インダクタ９を付加して
いるため、ピーキングコンデンサ６の端子間電圧
の立ち上がりを遅くすることができる。このた
め、コロナ放電が開始してからレーザガスがブレ
ークダウンするまでの時間を付加インダクタ９の
大きさで変えることができ、ガスレーザの種類に
より最適なレーザガスの電離時間を設定すること
が可能である。
ザにおいて、サイラトロン７を導通させると、コ
ロナ予備電離器に流れる電流は、第２図及び第３
図の等価回路に示したように付加電流経路Ｂ，Ｃ
を通し、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ａで示した経路で流
れ、第１の電流経路Ｂ，Ｆを通らない。このた
め、上記作用のところで並べたように、コロナ予
備電離器にピーク値の高い急激な電流が流れ、予
備電離側電極２とコロナ予備電離電極１間に立ち
上がりが速くピーク値の高い電圧が発生し、短時
間の内にコロナ放電が始まる。さらに、ピーク値
の高い急激な電流が流れるため、コロナ放電に注
入されるエネルギーが大きく、コロナ放電で発生
する紫外線の強度が強くなり、長時間放電空間の
レーザガスに照射される。この結果、レーザガス
の電離が均一にかつ強く行われ、レーザ励起の放
電時に発生するアーク放電が抑えられ、効率よく
レーザ出力を得ることができ、アーク放電の発生
によるレーザガスの劣化が抑制される。さらに、
第２の発明によるパルスガスレーザでは、第３図
の励起回路の等価回路に示したように、充電用コ
ンデンサ５とピーキングコンデンサ６を結ぶ第１
の電流経路Ｂ，Ｆに付加インダクタ９を付加して
いるため、ピーキングコンデンサ６の端子間電圧
の立ち上がりを遅くすることができる。このた
め、コロナ放電が開始してからレーザガスがブレ
ークダウンするまでの時間を付加インダクタ９の
大きさで変えることができ、ガスレーザの種類に
より最適なレーザガスの電離時間を設定すること
が可能である。
（発明の効果）
以上述べたように、本発明によるパルスガスレ
ーザでは高効率でレーザ出力が得られ、レーザガ
スの劣化も少なく長寿命になる。
ーザでは高効率でレーザ出力が得られ、レーザガ
スの劣化も少なく長寿命になる。
第１図は第１の発明の一実施例であるパルスガ
スレーザの構成図、第２図は第１図に示したパル
スガスレーザの等価回路、第３図は第２の発明の
一実施例であるパルスガスレーザの励起回路の等
価回路、第４図は従来のパルスガスレーザの構成
図である。 図において、１，１０……コロナ予備電離電
極、２，１１……予備電離側極、３，１２……誘
電体、４，１３……高電圧側電極、５，１４……
充電用コンデンサ、６，１５……ピーキングコン
デンサ、７……サイラトロン、８……等価コンデ
ンサ、９……付加インダクタ、１６……スパーク
ギヤツプ、である。
スレーザの構成図、第２図は第１図に示したパル
スガスレーザの等価回路、第３図は第２の発明の
一実施例であるパルスガスレーザの励起回路の等
価回路、第４図は従来のパルスガスレーザの構成
図である。 図において、１，１０……コロナ予備電離電
極、２，１１……予備電離側極、３，１２……誘
電体、４，１３……高電圧側電極、５，１４……
充電用コンデンサ、６，１５……ピーキングコン
デンサ、７……サイラトロン、８……等価コンデ
ンサ、９……付加インダクタ、１６……スパーク
ギヤツプ、である。
１ 窒化物系セラミツクス基板上に、Moおよ
び／またはＷ、ａ族活性金属元素およびＶ、
Cr、Mn、Fe、CoおよびNiから選ばれた少なく
とも１種の元素を構成元素として含有する導電性
メタライズ層が形成されていることを特徴とする
表面導電性セラミツクス基板。 ２ 窒化物系セラミツクス基板上に、このセラミ
ツクス基板の粒界構成相成分を含有する化合物と
ａ族活性金属の化合物とを主とする中間反応属
を介して、Moおよび／またはＷ、ａ族活性金
属の窒化物およびａ族活性金属の酸化物とＶ、
Cr、Mn、Fe、CoおよびNiから選ばれた少なく
とも１種の元素の酸化物との複合化合物を主成分
とする導電性メタライズ層が形成されていること
を特徴とする表面導電性セラミツクス基板。 ３ 窒化物系セラミツクス基板上に、Moおよ
び／またはＷと、ａ族活性金属の酸化物と、
Ｖ、Cr、Mn、Fe、CoおよびNiから選ばれた少
なくとも１種の元素の化合物とを主成分とするメ
タライズ用組成物と結合剤とを含有する流動性物
質を塗布し、次いで不活性雰囲気中において1700
び／またはＷ、ａ族活性金属元素およびＶ、
Cr、Mn、Fe、CoおよびNiから選ばれた少なく
とも１種の元素を構成元素として含有する導電性
メタライズ層が形成されていることを特徴とする
表面導電性セラミツクス基板。 ２ 窒化物系セラミツクス基板上に、このセラミ
ツクス基板の粒界構成相成分を含有する化合物と
ａ族活性金属の化合物とを主とする中間反応属
を介して、Moおよび／またはＷ、ａ族活性金
属の窒化物およびａ族活性金属の酸化物とＶ、
Cr、Mn、Fe、CoおよびNiから選ばれた少なく
とも１種の元素の酸化物との複合化合物を主成分
とする導電性メタライズ層が形成されていること
を特徴とする表面導電性セラミツクス基板。 ３ 窒化物系セラミツクス基板上に、Moおよ
び／またはＷと、ａ族活性金属の酸化物と、
Ｖ、Cr、Mn、Fe、CoおよびNiから選ばれた少
なくとも１種の元素の化合物とを主成分とするメ
タライズ用組成物と結合剤とを含有する流動性物
質を塗布し、次いで不活性雰囲気中において1700
Claims (1)
- とも一方の前記電流経路に付加インダクタを接続
し、該電流経路を通さずに前記スイツチ回路と前
記コロナ予備電離器とを新しく付加した付加電流
経路で並列に接続したことを特徴とするパルスガ
スレーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13750688A JPH01307285A (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | パルスガスレーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13750688A JPH01307285A (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | パルスガスレーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01307285A JPH01307285A (ja) | 1989-12-12 |
| JPH0529314B2 true JPH0529314B2 (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=15200258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13750688A Granted JPH01307285A (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | パルスガスレーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01307285A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH088386B2 (ja) * | 1986-02-18 | 1996-01-29 | 三菱電機株式会社 | 放電励起短パルスレ−ザ装置 |
| JPH0754865B2 (ja) * | 1986-02-18 | 1995-06-07 | 三菱電機株式会社 | 放電励起短パルスレ−ザ装置 |
-
1988
- 1988-06-06 JP JP13750688A patent/JPH01307285A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01307285A (ja) | 1989-12-12 |
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