JPH0714103B2 - 窒素レーザ - Google Patents
窒素レーザInfo
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- JPH0714103B2 JPH0714103B2 JP1006379A JP637989A JPH0714103B2 JP H0714103 B2 JPH0714103 B2 JP H0714103B2 JP 1006379 A JP1006379 A JP 1006379A JP 637989 A JP637989 A JP 637989A JP H0714103 B2 JPH0714103 B2 JP H0714103B2
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- gas
- nitrogen
- discharge
- laser
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- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 44
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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
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/22—Gases
- H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
- H01S3/2237—Molecular nitrogen (N2), e.g. in noble gas-N2 systems
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、窒素レーザに関する。
窒素レーザにおいては、窒素ガスを収容した容器内に対
向配置された２個の放電電極の電極間に高電圧のパルス
を与えてその放電電極でパルス放電を行わせ、これによ
って放電電極間で主放電たる励起放電が行われるように
している。
向配置された２個の放電電極の電極間に高電圧のパルス
を与えてその放電電極でパルス放電を行わせ、これによ
って放電電極間で主放電たる励起放電が行われるように
している。
この場合、前記パルス放電によって窒素分子が励起され
て電離し、窒素イオン（以下、N2 +と云う）が発生す
る。そして、このN2 +は再結合して中性の窒素分子にな
るが、この再結合は放電電極の表面や容器の内壁などで
生じるため、放電後には多くのN2 +が残留することにな
る。このN2 +が放電電極間に多数存在すると前記励起放
電が低い電圧で開始し、窒素分子に十分なエネルギを与
えることが困難となる。また、N2 +が多く発生すると云
うことはそれだけ窒素分子が少なくなると云うことであ
り、この窒素分子が少なくなると窒素レーザとして発振
が困難になる。
て電離し、窒素イオン（以下、N2 +と云う）が発生す
る。そして、このN2 +は再結合して中性の窒素分子にな
るが、この再結合は放電電極の表面や容器の内壁などで
生じるため、放電後には多くのN2 +が残留することにな
る。このN2 +が放電電極間に多数存在すると前記励起放
電が低い電圧で開始し、窒素分子に十分なエネルギを与
えることが困難となる。また、N2 +が多く発生すると云
うことはそれだけ窒素分子が少なくなると云うことであ
り、この窒素分子が少なくなると窒素レーザとして発振
が困難になる。
そこで、従来においては第４図に示すように、２個の放
電電極1,1を対向配置した容器２にガス導入口３とガス
導出口４とを設け、ガス導入口３を介して容器１内に窒
素ガス（以下、N2ガスと云う）を導入するようにしてい
た。なお、この図において、Ａは励起放電が生ずる部分
を示す。
電電極1,1を対向配置した容器２にガス導入口３とガス
導出口４とを設け、ガス導入口３を介して容器１内に窒
素ガス（以下、N2ガスと云う）を導入するようにしてい
た。なお、この図において、Ａは励起放電が生ずる部分
を示す。
しかしながら、従来第４図に示すように構成しても、N2
+の再結合に時間がかかるため、例えば50〜100Hzといっ
た高い繰り返し周波数（以下、高繰り返し動作と云う）
で動作させることができず、しかも、第５図に示すよう
に、レーザの平均出力も低く、また、第６図に示すよう
に、安定性に乏しかった。なお、第５図はN2ガスを31/m
in流したときにおけるレーザの平均出力の時間的変化を
示し、また、第６図は前記条件における1KHz発振パルス
出力波形の時間的変化を示し、このときの安定度は±25
％である。
+の再結合に時間がかかるため、例えば50〜100Hzといっ
た高い繰り返し周波数（以下、高繰り返し動作と云う）
で動作させることができず、しかも、第５図に示すよう
に、レーザの平均出力も低く、また、第６図に示すよう
に、安定性に乏しかった。なお、第５図はN2ガスを31/m
in流したときにおけるレーザの平均出力の時間的変化を
示し、また、第６図は前記条件における1KHz発振パルス
出力波形の時間的変化を示し、このときの安定度は±25
％である。
そして、前記高繰り返し動作を行うには、新鮮なN2ガス
を容器２内に常に供給してやる必要があるが、このよう
にすると、それだけN2ガスの消費量が増大してランニン
グコストがアップすることになる。このため、従来にお
いては100Hzを超える高繰り返し動作を行える窒素レー
ザは市販されていなかった。
を容器２内に常に供給してやる必要があるが、このよう
にすると、それだけN2ガスの消費量が増大してランニン
グコストがアップすることになる。このため、従来にお
いては100Hzを超える高繰り返し動作を行える窒素レー
ザは市販されていなかった。
本発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その
目的とするところは、高繰り返し動作が可能で、安定に
高出力を得ることができ、しかも、ランニングコストが
嵩まない、経済的で有効な窒素レーザを提供することに
ある。
目的とするところは、高繰り返し動作が可能で、安定に
高出力を得ることができ、しかも、ランニングコストが
嵩まない、経済的で有効な窒素レーザを提供することに
ある。
上述の目的を達成するため、本発明に係る窒素レーザ
は、容器内に窒素ガスと僅かな量の負性ガスとを供給す
るようにしている。
は、容器内に窒素ガスと僅かな量の負性ガスとを供給す
るようにしている。
上記構成によれば、放電によって発生したN2 +は、負性
ガスの存在によって極めて短い時間で中和されて再結合
し、高繰り返し動作を行っても、高いレーザ出力を安定
して得ることができる。
ガスの存在によって極めて短い時間で中和されて再結合
し、高繰り返し動作を行っても、高いレーザ出力を安定
して得ることができる。
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。
る。
第１図は本発明に係る窒素レーザの一例を示し、第４図
に示すものと大きく異なる点は、容器２内に、N2ガスと
エヤーとを供給するようにしたことである。そして、こ
の場合、エヤーのN2ガスに対する割合はそれほど多くな
くてもよく、精々１％もあればよい。
に示すものと大きく異なる点は、容器２内に、N2ガスと
エヤーとを供給するようにしたことである。そして、こ
の場合、エヤーのN2ガスに対する割合はそれほど多くな
くてもよく、精々１％もあればよい。
而して、上記構成の窒素レーザにおいて、放電電極1,1
間で放電が生ずると、 N2→N2 +＋ｅ ……（１） なる反応によりN2 +とｅ（電子）が発生する。
間で放電が生ずると、 N2→N2 +＋ｅ ……（１） なる反応によりN2 +とｅ（電子）が発生する。
一方、容器２内にはN2ガスとともにエヤーが供給されて
いるが、このエヤー中に含まれる酸素ガス（以下、O2ガ
スと云う）は電子と供給しやすい性質を有するいわゆる
負性ガスであるから、 O2＋ｅ→O2 - ……（２） となり、この結果生じたO2 -は正イオンと再結合し易い
から、上記容器２内においては、 O2 -＋N2 +→O2＋N2 ……（３） なる反応により、放電によって生じたN2 +が中和されて
窒素分子になる。
いるが、このエヤー中に含まれる酸素ガス（以下、O2ガ
スと云う）は電子と供給しやすい性質を有するいわゆる
負性ガスであるから、 O2＋ｅ→O2 - ……（２） となり、この結果生じたO2 -は正イオンと再結合し易い
から、上記容器２内においては、 O2 -＋N2 +→O2＋N2 ……（３） なる反応により、放電によって生じたN2 +が中和されて
窒素分子になる。
従って、放電電極1,1間に残留するN2 +は、知時間のうち
に再結合するので、高繰り返し動作を行っても、高電圧
で安定して励起放電を行うことができる。
に再結合するので、高繰り返し動作を行っても、高電圧
で安定して励起放電を行うことができる。
第２図はN2ガスを31/minに対してエヤーを30ml混入して
容器２内に供給したときにおけるレーザの平均出力の時
間的変化を示し、この図から、従来の窒素レーザによっ
ては困難であった20mwの平均出力が1KHzで安定して得ら
れることが判る。また、第３図は前記条件における1KHz
発振パルス出力波形の時間的変化を示し、このときの安
定度は±５％であり、出力が極めて安定していることが
判る。
容器２内に供給したときにおけるレーザの平均出力の時
間的変化を示し、この図から、従来の窒素レーザによっ
ては困難であった20mwの平均出力が1KHzで安定して得ら
れることが判る。また、第３図は前記条件における1KHz
発振パルス出力波形の時間的変化を示し、このときの安
定度は±５％であり、出力が極めて安定していることが
判る。
そして、上述の実施例ではN2ガスに対して僅かのエヤー
を混入するだけでよく、そのための設備としては小型の
ポンプ（図外）を、ガス導入口３に接続されるガス導入
管（図外）に設けるだけでよく、ランニングコストが嵩
むことがないといった利点がある。
を混入するだけでよく、そのための設備としては小型の
ポンプ（図外）を、ガス導入口３に接続されるガス導入
管（図外）に設けるだけでよく、ランニングコストが嵩
むことがないといった利点がある。
本発明は上記実施例に限られるものではなく、N2ガスに
混入する負性ガスとしては上記O2ガスのほか、例えばSF
6（六フッ化硫黄ガス）やフロンガスなどを用いてもよ
い。
混入する負性ガスとしては上記O2ガスのほか、例えばSF
6（六フッ化硫黄ガス）やフロンガスなどを用いてもよ
い。
以上説明したように、本発明によれば、容器内に窒素ガ
スと僅かな量の負性ガスとを供給するようにしているの
で、放電によって発生したN2 +は、負性ガスの存在によ
って極めて短い時間で中和されて再結合し、高繰り返し
動作を行っても、高いレーザ出力を安定して得ることが
できる。
スと僅かな量の負性ガスとを供給するようにしているの
で、放電によって発生したN2 +は、負性ガスの存在によ
って極めて短い時間で中和されて再結合し、高繰り返し
動作を行っても、高いレーザ出力を安定して得ることが
できる。
そして、従来のこの種のN2レーザの繰り返し周波数に比
べて約10倍程度の周波数（約1KHz）で放電させることが
できるようになり、測定に要する時間を大幅に低減する
ことが可能になった。
べて約10倍程度の周波数（約1KHz）で放電させることが
できるようになり、測定に要する時間を大幅に低減する
ことが可能になった。
また、本発明によれば高繰り返し動作を極めて経済的に
かつ確実に行うことができる。
かつ確実に行うことができる。
第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は本
発明に係る窒素レーザの要部を示す構成図、第２図は平
均出力の時間的変化を示すグラフ、第３図は1KHz発振パ
ルス出力波形の時間的変化を示すグラフである。 第４図〜第６図は従来技術を示し、第４図は従来の窒素
レーザの要部を示す構成図。第５図は平均出力の時間的
変化を示すグラフ、第６図は1KHz発振パルス出力波形の
時間的変化を示すグラフである。 １…放電電極、２…容器。
発明に係る窒素レーザの要部を示す構成図、第２図は平
均出力の時間的変化を示すグラフ、第３図は1KHz発振パ
ルス出力波形の時間的変化を示すグラフである。 第４図〜第６図は従来技術を示し、第４図は従来の窒素
レーザの要部を示す構成図。第５図は平均出力の時間的
変化を示すグラフ、第６図は1KHz発振パルス出力波形の
時間的変化を示すグラフである。 １…放電電極、２…容器。
Claims (1)
- 【請求項１】内部に２個の放電電極を対向配置して容器
内に収容した窒素レーザにおいて、前記容器内に窒素と
僅かな量の負性ガスとを供給するようにしたことを特徴
とする窒素レーザ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1006379A JPH0714103B2 (ja) | 1989-01-14 | 1989-01-14 | 窒素レーザ |
| US07/459,917 US5029178A (en) | 1989-01-14 | 1990-01-02 | High repetition nitrogen laser assembly using a nitrogen-electronegative gas mixture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1006379A JPH0714103B2 (ja) | 1989-01-14 | 1989-01-14 | 窒素レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02187091A JPH02187091A (ja) | 1990-07-23 |
| JPH0714103B2 true JPH0714103B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=11636747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1006379A Expired - Fee Related JPH0714103B2 (ja) | 1989-01-14 | 1989-01-14 | 窒素レーザ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5029178A (ja) |
| JP (1) | JPH0714103B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5307364A (en) * | 1993-05-24 | 1994-04-26 | Spectra Gases, Inc. | Addition of oxygen to a gas mix for use in an excimer laser |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4134083A (en) * | 1977-05-02 | 1979-01-09 | Gte Sylvania Incorporated | Method of reducing arcing in a gas transport laser |
| CA1222788A (en) * | 1982-05-14 | 1987-06-09 | Roderick S. Taylor | Uv radiation triggered rail-gap switch |
| US4896076A (en) * | 1988-04-27 | 1990-01-23 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Binary and ternary gas mixtures for use in glow discharge closing switches |
| US4888786A (en) * | 1988-05-09 | 1989-12-19 | United Technologies Corporation | Laser gas composition control arrangement and method |
| US4937500A (en) * | 1988-06-28 | 1990-06-26 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Binary and ternary gas mixtures with temperature enhanced diffuse glow discharge characteristics for use in closing switches |
-
1989
- 1989-01-14 JP JP1006379A patent/JPH0714103B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-01-02 US US07/459,917 patent/US5029178A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5029178A (en) | 1991-07-02 |
| JPH02187091A (ja) | 1990-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |