JPH057042A - ガスレーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、ガスレーザ媒質を放電励起するた
めの紫外線の発生量を増大させることができるようにし
たガスレーザ装置を提供することを最も主要な目的とす
る。 【構成】一対の主放電２ａ、２ｂと並列にピ−キングコ
ンデンサ１６を接続して主電極の近傍にこの主電極と並
列に設けられた第１の放電ギャップ１５およびこの第１
の放電ギャップ１５に直列に接続された第２の放電ギャ
ップ１７を有した予備電離回路６と、充放電コンデンサ
１２およびこの充放電コンデンサ１２に充電された電荷
を第１および第２の放電ギャップを介してピ−キングコ
ンデンサ１６にサイラトロン１３を介して移行する電荷
移行回路８と、ピ−キングコンデンサ１６の電荷により
第１の放電ギャップを１５介して予備電離された主電極
間に主放電を生成する主放電回路７とを具備したことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はガスレーザ媒質を放電
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。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、ＣＯ₂ レーザやエキシマレー
ザなどのガスレーザ装置は、ガスレーザ媒質が封入され
る気密容器を有する。この気密容器内には主電極が配置
されている。そして、この主電極間に電気エネルギを加
えてグロ−放電を発生させると、上記ガスレーザ媒質が
励起されてレーザ光が発生するようになっている。

【０００３】一対の主電極間にグロ−放電を安定して発
生させるために、一対の主電極間の放電空間部を予備電
離することが行われている。予備電離の方法としては、
直列に接続されたピ−キングコンデンサと放電ギャップ
とを一対の主電極に対して並列に接続した予備電離回路
を設け、上記放電ギャップ間の放電によって生じる紫外
線で放電空間部を予備電離するようにしている。

【０００４】このような予備電離の方法によると、放電
空間部の予備電離の強さは、放電ギャップの数に比例す
ることになる。つまり、放電ギャップの数が少ないと、
紫外線の発生量が不十分となり、放電空間部を十分に予
備電離できなくなる。

【０００５】従来の予備電離回路において、放電ギャッ
プの数を増やすためには、その数の増加に応じてピ−キ
ングコンデンサの数も増やさなければならない。しかし
ながら、ピ−キングコンデンサは比較的大きく、主電極
と並列に設けることができるピ−キングコンデンサの数
はスペ−ス上の制限を受けるため、放電ギャップの数を
十分に増やすことができないということがあった。ま
た、１個のピ−キングコンデンサに並列に放電ギャップ
を多数設けたり、また直列に放電ギャップを複数個設け
ることが考えられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のガ
スレーザ装置においては、放電ギャップの数を十分に増
大させることができなかったので、放電空間部の予備電
離を十分な強度で行うことができないということがあっ
た。

【０００７】この発明は上記事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、スペ−ス的に制限を受
けることなく、放電ギャップの数を増やすことができる
ようにしたガスレーザ装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、一対の主放電を生じる主電極と、この主
電極と並列にピ−キングコンデンサを接続して上記主電
極の近傍にこの主電極と並列に設けられた第１の放電ギ
ャップおよびこの第１の放電ギャップに直列に接続され
た第２の放電ギャップを有した予備電離部と、充放電コ
ンデンサおよびこの充放電コンデンサに充電された電荷
により上記第１および第２の放電ギャップを介して上記
ピ−キングコンデンサにスイッチング素子を介して移行
する電荷移行回路と、上記ピ−キングコンデンサの電荷
を上記第１の放電ギャップを介して予備電離された上記
主電極間に主放電を生成する主放電回路とを具備したこ
とを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、スイッチ素子を閉成して充
放電コンデンサに蓄えられた電荷を流せば、直列に設け
られた第１の放電ギャップと第２の放電ギャップとに放
電を生じさせ、紫外線を発生させることができる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。

【００１１】図１はこの発明の第１の実施例を示し、図
中１は円筒状に形成された気密容器である。この気密容
器１内には離間対向した一対の主電極２ａ、２ｂが気密
容器１の軸線方向に沿って配設されている。上記気密容
器１内にはガスレーザ媒質が封入されている。このガス
レーザ媒質は上記気密容器１内に設けられた送風機３に
よって矢印で示す方向に循環させられ、一対の主電極２
ａ、２ｂ間の放電空間部４で後述するごとく放電励起さ
れる。放電励起されることで温度上昇したガスレーザ媒
質は、熱交換器５によって冷却されて再循環させられる
ようになっている。

【００１２】上記一対の主電極２の近傍には、予備電離
部６が接続され、この予備電離部６を一部とした電荷移
行回路８が構成されている。この電荷移行回路８には高
圧電源９と、この高圧電源９の一端側に順次接続された
抵抗１１および充放電コンデンサ１２と、高圧電源９の
一端側と他端側との間、つまり高圧電源９と並列に接続
されたスイッチ素子としてのサイラトロン１３およびイ
ンダクタンス１４とを有した回路が接続されている。ま
た、予備電離部６は一対のピン電極１５ａからなる第１
の放電ギャップ１５と、この放電ギャップ１５と直列に
接続されているとともに一端がピ−キングコンデンサ１
６を介して一方の主電極２ａに接続され、ピン電極１５
ａ側になる他端が他の主電極２ｂに接続された一対のピ
ン電極１７ａからなる第２の放電ギャップ１７を備えて
いる。

【００１３】つぎに、上記構成のガスレーザ装置の動作
について説明する。まず、高圧電源９がオンにされる
と、充放電コンデンサ１２に抵抗１１およびインダクタ
ンス１４を通じで高電圧が充電される。

【００１４】充電後、サイラトロン１３をオンにする
と、上記充放電コンデンサ１２に充電された電荷がイン
ダクタンス１４の両端に印加される。インダクタンス１
４に印加される電荷は、高い高周波成分をもったパルス
電荷で、インピ−ダンスが高いから、上記充放電コンデ
ンサ１２の電荷が一対の第１の放電ギャップ１５と第２
の放電ギャップ１７とに印加される。それによって、こ
れら放電ギャップ１５、１７は直列にブレ−クダウンを
起こして導通し、一対のピ−キングコンデンサ１６に上
記充放電コンデンサ１２に充電電荷を移行する。このと
き、第１の放電ギャップ１５と第２の放電ギャップ１７
とで発生する放電によって紫外線が発生し、その紫外線
が一対の主電極２ａ、２ｂ間の放電空間部４を照射し、
予備電離する。

【００１５】上記放電空間部４が十分に予備電離される
と、一対の主電極２ａ、２ｂ間に主放電が点弧される。
この主放電は、一対のピ−キングコンデンサ１６に充電
された電荷が第２の放電ギャップ１７を逆流するととも
に、充電時のように第１のギャップ１５を通ることな
く、一対の主電極２ａ、２ｂ間に電荷を印加して行われ
る。そして、主放電が点弧されることで、気密容器１内
に収容されたガスレーザ媒質が励起されてレーザ光が放
出される。

【００１６】このように、予備電離回路６に第１の放電
ギャップ１５と第２の放電ギャップ１７とを直列に設け
たことにより、放電空間部４を予備電離する紫外線の発
生量を増大させることができる。紫外線の発生量が増大
すれば、放電空間部４の予備電離を十分な強度で行うこ
とができるから、高いレーザ発振効率が得られる。

【００１７】また、上述した１回の主放電において、第
２の放電ギャップ１７が２回放電するのに対して第１の
放電ギャップ１５の放電は１回であるから、第１の放電
ギャップ１５を形成するピン電極１５ａの温度上昇は低
く抑制され、スパ−ク発生の絶縁破壊電圧の低下は少な
く、高繰り返しパルス動作でも、十分な紫外線の発生が
行われるとともに、電極自体の消耗がすくなくてすむ。

【００１８】上記第１の放電ギャップ１５で発生する紫
外線は下側の主電極２ｂの近傍を強く照射し、第２の放
電ギャップ１７で発生する紫外線は放電空間部４の中間
部を強く照射するから、立上がりの速い放電を実現する
ことが可能となる。

【００１９】図２はこの発明の第２の実施例を示す。こ
の実施例は、予備電離部６に設けられる第１の放電ギャ
ップ１５´を下側の主電極２ｂに１本のピン電極１５ａ
を対向させて配置して形成する一方、第２のギャップ１
７と直列に２つのピ−キングコンデンサ１６ａ、１６ｂ
を設けるようにしたもので、このような構成において
も、予備電離用の放電ギャップを増大させることができ
る。

【００２０】なお、上記実施例ではパルス高電圧を発生
させるのに、サイラトロン１３をオンしたときにインダ
クタンス１４の両端に生じる高電圧パルスを用いたが、
他の公知の手段によってパルス高電圧を発生させるよう
にしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、一対の主
電極間の放電空間部を予備電離する予備電離部に、直列
に接続されているとともに上記主電極に対して並列に接
続された第１の放電ギャップと第２の放電ギャップを設
けるようにした。

【００２２】そのため、放電空間部を予備電離するため
の放電ギャップの数を主電極の側方に配置可能なピ−キ
ングコンデンサの数に制限されることなく増大させら
れ、放電空間の電極の中心部分と電極近傍を強力な紫外
線で予備電離できるから、放電空間部の予備電離を迅速
かつ確実に行うことができ、それによって主放電を均一
に発生させ、発振効率の高いレーザ光を得ることができ
るようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示すガスレーザ装置
の構成図。

【図２】この発明の他の実施例を示す予備電離回路の構
成図。

【符号の説明】

２ａ、２ｂ…主電極、８…電荷移行回路、１２…充放電
コンデンサ、１３…サイラトロン（スイッチング素
子）、１５…第１の放電ギャップ、１６…ピ−キングコ
ンデンサ、１７…第２の放電ギャップ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 一対の主放電を生じる主電極と、この主
   電極と並列にピ−キングコンデンサを接続して上記主電
   極の近傍にこの主電極と並列に設けられた第１の放電ギ
   ャップおよびこの第１の放電ギャップに直列に接続され
   た第２の放電ギャップを有した予備電離部と、充放電コ
   ンデンサおよびこの充放電コンデンサに充電された電荷
   を上記第１および第２の放電ギャップを介して上記ピ−
   キングコンデンサにスイッチング素子を介して移行する
   電荷移行回路と、上記ピ−キングコンデンサの電荷によ
   り上記第１の放電ギャップを介して予備電離された上記
   主電極間に主放電を生成する主放電回路とを具備したこ
   とを特徴とするガスレーザ装置。