JPH07202302A - パルスレーザー発振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電電極部の組立時間の短縮と取付精度及び
調整作業性の向上、さらに回路の低インダクタンス化を
図ったパルスレーザー発振装置を提供する。 【構成】 主電極１，２はそれぞれ陰極側の電位板６と
陽極側の電位板７に固定され、互いに対向して配置され
ている。また、両電位板６，７の間には、主電極１，２
の両側部に支持板１３が配設され、両電位板６，７を支
持・固定している。また、前記支持板１３には、主電極
間放電部に対向する位置に開口部１３ａが形成され、さ
らに、この開口部１３ａの近傍には、複数個の予備電離
用針状電極支え５１が、支持板１３の外側に突出するよ
うに、所定の間隔をおいて取付けられている。そして、
この予備電離用針状電極支え５１に、複数対の予備電離
用針状電極４ａ，４ｂが、互いに対を成すように対向配
置され、予備電離用針状電極支え５１に対して垂直に取
付られている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパルスレーザー発振装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レーザー発振を得るには、レー
ザー媒質中で空間的に均一な放電を発生させる必要があ
る。しかし、パルスレーザー発振装置において安定な放
電を得るには、放電部のレーザーガスを十分に予備電離
した後、主放電をつけるようにしなければ、主放電にむ
らができたり、アークが発生することになる。

【０００３】ここで、従来のパルスレーザー発振装置の
放電電極部の構成を、図２に基づいて説明する。即ち、
主電極１，２は光軸を中心として相対向して配置され、
それぞれ陰極側及び陽極側の電位板６，７に固定されて
いる。また、前記陰極側の電位板６は、主電極１とは反
対側に配設された絶縁板９に取付けられている。そし
て、この絶縁板９と前記陽極側の電位板７との間には、
陰極と陽極の間の支持材を兼ねた帰路導体８が配設され
ている。また、この帰路導体８には、主電極間放電部に
対向する部分に開口部１２が設けられ、この開口部１２
を通ってレーザーガスが流れるように構成されている。

【０００４】一方、主電極１，２間で均一で安定なグロ
ー放電を起こすためには、主電極１，２間のレーザーガ
スを予備電離する必要がある。このため、主電極１，２
の側部には複数対の予備電離用針状電極４ａ，４ｂが配
設されている。なお、これらの予備電離用針状電極４
ａ，４ｂは、陰極側及び陽極側の電位板６，７に固定さ
れた予備電離用針状電極支え５ａ，５ｂに取付けられ、
ギャップＧをおいて、それぞれ対を成すように対向して
配設されている。また、各陰極側・陽極側の予備電離用
針状電極４ａ，４ｂは、接続導体１１により、陰極側及
び陽極側の電位板６，７に取付けられているピーキング
コンデンサ３ａ，３ｂとそれぞれ電気的に接続されてい
る。

【０００５】この様に構成された従来のパルスレーザー
発振装置は、以下に述べる様に作用する。即ち、励起回
路１０から印加された電圧は、陰極側電位板６→ピーキ
ングコンデンサ３ａ→予備電離用針状電極４ａの経路
と、帰路導体８→陽極側電位板７→ピーキングコンデン
サ３ｂ→予備電離用針状電極４ｂの経路を通って流れ
る。そして、両極の予備電離用針状電極４ａ，４ｂの先
端間に形成されたギャップＧで放電が起こると紫外線が
発生し、この紫外線が主放電部に照射されることによ
り、主放電部のレーザーガスが予備電離される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た様な従来のパルスレーザー発振装置には、以下に述べ
る様な解決すべき課題があった。即ち、図２に示した様
に、陰極側及び陽極側の各予備電離用針状電極４ａ，４
ｂは、各々の電極側電位板６，７に固定された予備電離
用針状電極支え５ａ，５ｂに取付けられているため、上
記放電電極部を構成するに際しては、各電極ごとに別々
に組立てた後に、両者を所定のギャップＧをおいて対向
配置している。この様に、各電極ごとに単独に組立てる
ため、予備電離用針状電極４ａ，４ｂの取付け寸法、取
付け位置等については十分注意して組立てたとしても、
その組立て時に、対を成す他方の予備電離用針状電極が
ないため、その組立寸法の精度には限度があった。

【０００７】この様に、予備電離用針状電極４ａ，４ｂ
間のギャップＧが各針状電極の間でばらついていたり、
対を成す予備電離用針状電極４ａ，４ｂがＸ，Ｙ方向に
ずれていると、ギャップＧで放電を開始するタイミング
や予備電離の強さが各予備電離用針状電極４の間で異な
り、主放電にむらができ、その結果、レーザー出力に大
きな変動が起き、安定した高出力レーザーを得ることが
できないという問題点があった。

【０００８】そこで、従来は、別個に組立てられた陰極
側と陽極側の電極部を組合せた後、実際の針状電極間隔
を測定しながら、所定のギャップＧとなるように再調整
を行なっていた。この場合、陰極側の絶縁板９と陽極側
の電位板７を光軸方向の支持板（図示せず）で固定し、
帰路導体８を取外した状態で調整を行っているが、両電
極間のスペースが狭く、また、予備電離用針状電極４が
予備電離用針状電極支え５に対して斜めに取付けられて
いるため、作業性が非常に悪く、調整に多くの時間を要
していた。

【０００９】また、パルスレーザー発振装置において安
定な放電を得るには、回路のインダクタンスを小さくし
て、早い立上がりの電圧を主放電部に印加することも必
要である。この様に回路のインダクタンスを小さくする
ためには、主電極１，２と帰路導体８の間の寸法を小さ
くすることも一つの要素である。即ち、図２に示した様
に、陰極側電位板６と帰路導体８の間のギャップＬに
は、主電極間と同じ電圧が加わるため、これに十分耐え
る絶縁距離が必要となる。従って、主電極１と帰路導体
８の間の寸法を縮小するには、陰極側の電位板６の幅Ｄ
を小さくすることが必要であった。

【００１０】しかしながら、陰極側の電位板６の幅Ｄを
小さくすると、電位板６に配設すべきピーキングコンデ
ンサ３及び予備電離用針状電極支え５の取付けスペース
が小さくなるため、予備電離用針状電極４の取付け作業
性がさらに悪くなり、また、組立て後の調整も困難なも
のとなっていた。そのため、陰極側の電位板６の幅Ｄを
小さくするには限度があり、回路の低インダクタンス化
を図ることは困難であった。

【００１１】本発明は、上述した様な従来技術の問題点
を解決するために提案されたもので、その目的は、放電
電極部の組立時間の短縮と各部材の取付精度の向上を図
るとともに、予備電離用針状電極の調整作業性を良く
し、放電電極部をコンパクトにして回路の低インダクタ
ンス化を図り、安定な放電が得られるパルスレーザー発
振装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、陰極及び陽極
から成る１対の主電極と、この主電極を固定する陰極側
及び陽極側の電位板と、この電位板に取付けられたピー
キングコンデンサと、このピーキングコンデンサに接続
される複数対の予備電離用針状電極と、この予備電離用
針状電極を支持する予備電離用針状電極支えとを備えた
パルスレーザー発振装置において、前記陰極側及び陽極
側の電位板の間に支持板を取付け、この支持板には、主
電極間放電部に対向する位置に開口部を形成し、この開
口部の近傍には、支持板の外側に突出するように複数個
の予備電離用針状電極支えを取付け、これらの予備電離
用針状電極支えに、前記複数対の予備電離用針状電極
を、互いに対を成すように対向して取付けたことを特徴
とするものである。

【００１３】

【作用】本発明のパルスレーザー発振装置においては、
陰極側及び陽極側電位板の間に配設された支持板によ
り、一対の主電極は一体構造となり、また、支持板の外
側面に予め取付けられた予備電離用針状電極支えに、予
備電離用針状電極を互いに対を成すように対向して垂直
に取付けることにより、放電電極部の組立精度を向上さ
せることができる。また、対を成す予備電離用針状電極
の先端部のギャップＧの調整を、支持板の外側で行うこ
とができるので、調整作業を短時間に、かつ容易に行う
ことができる。さらに、予備電離用針状電極支えと予備
電離用針状電極とにより、整流格子を形成することがで
きるため、放電電極部内に流入するレーザーガス流を均
一化することができる。また、従来必要であった陰極側
絶縁板及び帰路導体が不要となるため、放電電極部をコ
ンパクトにでき、低インダクタンス化が可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づいて具
体的に説明する。なお、図２に示した従来型と同一の部
材には同一の符号を付して、説明は省略する。本実施例
においては、図１に示した様に、主電極１，２はそれぞ
れ陰極側の電位板６と陽極側の電位板７に固定され、互
いに対向して配置されている。また、前記陰極側の電位
板６と陽極側の電位板７の間には、主電極１，２の両側
部に支持板１３が配設され、両電位板６，７を支持・固
定している。これにより、陰極及び陽極の主電極１，２
は一体構造となっている。

【００１５】また、前記支持板１３には、主電極間放電
部に対向する位置に、レーザーガスを流すための開口部
１３ａが形成され、さらに、この開口部１３ａの近傍に
は、複数個の予備電離用針状電極支え５１が、支持板１
３の外側に突出するように、所定の間隔をおいて取付け
られている。そして、この予備電離用針状電極支え５１
に、陰極側及び陽極側の複数対の予備電離用針状電極４
ａ，４ｂが、互いに対を成すように対向配置され、予備
電離用針状電極支え５１に対して垂直に取付られてい
る。この様に、予備電離用針状電極支え５１に予備電離
用針状電極４ａ，４ｂを垂直に取付けることにより、支
持板１３の開口部１３ａの外側面に整流格子が形成され
る。なお、前記予備電離用針状電極４ａ，４ｂは、それ
ぞれ陰極側あるいは陽極側電位板６，７に取付られたピ
ーキングコンデンサ３ａ，３ｂに、接続導体１１を介し
て接続されている。

【００１６】この様な構成を有する本実施例のパルスレ
ーザー発振装置は、以下に述べる様に作用する。即ち、
放電電極部を組み立てるには、まず、両電位板６，７に
固定された主電極１，２を対向配置し、両電位板６，７
間に支持板１３を取付けて、主電極１，２を固定する。
次に、支持板１３の外側面に予め取付けられている予備
電離用針状電極支え５１に、陰極側及び陽極側の複数対
の予備電離用針状電極４ａ，４ｂをそれぞれ垂直に取付
け、両者の先端のギャップＧが所定の間隔となるように
調整する。その後、接続導体１１により、各予備電離用
針状電極４ａ，４ｂを対応するピーキングコンデンサ３
ａ，３ｂに接続する。

【００１７】この様に、本実施例によれば、主電極１，
２と予備電離用針状電極４とを同時に組立てることがで
きるので、従来型の様に、片方の電極部の組立て寸法、
精度、取付け寸法等に影響されることなく、放電電極部
を効率良く、高精度で組立てることができる。また、予
備電離用針状電極支え５１に予備電離用針状電極４を取
付ける作業は、支持板１３の外側で行うことができるた
め、各部材の取付け寸法等の調整を容易に、また、精度
良く行うことができる。例えば、各予備電離用針状電極
４ａ，４ｂ間のギャップＧの調整を行う場合であって
も、従来の様に、帰路導体を取り外すといった作業が不
要となり、主電極１，２の中心に合せて、各予備電離用
針状電極４ａ，４ｂ間のギャップＧの調整を容易に、短
時間で行うことができる。

【００１８】さらに、上記の様に、予備電離用針状電極
４と予備電離用針状電極支え５１により整流格子が形成
されるので、主放電電極内に流入するレーザーガス流を
容易に均一化することができる。また、従来必要とされ
ていた陰極側絶縁板及び帰路導体が不要となるため、放
電電極部をコンパクト化することができ、回路の低イン
ダクタンス化が可能となる。

【００１９】

【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、陰極
側及び陽極側の電位板の間に支持板を取付け、この支持
板には、主電極間放電部に対向する位置に開口部を形成
し、この開口部の近傍には、支持板の外側に突出するよ
うに複数個の予備電離用針状電極支えを取付け、これら
の予備電離用針状電極支えに、前記複数対の予備電離用
針状電極を、互いに対を成すように対向して取付けるこ
とにより、放電電極部の組立時間の短縮と各部材の取付
精度の向上を図るとともに、予備電離用針状電極の調整
作業性を良くし、放電部をコンパクトにして回路の低イ
ンダクタンス化を図り、安定な放電が得られるパルスレ
ーザー発振装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパルスレーザー発振装置の一実施例を
示す断面図

【図２】従来のパルスレーザー発振装置の放電部の構成
を示す断面図

【符号の説明】

１，２…主電極 ３…ピーキングコンデンサ ４…予備電離用針状電極 ５，５１…予備電離用針状電極支え ６，７…電位板 ８…帰路導体 ９…絶縁板 １１…接続導体 １２…開口部 １３…支持板 １３ａ…開口部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陰極及び陽極から成る１対の主電極と、
   この主電極を固定する陰極側及び陽極側の電位板と、こ
   の電位板に取付けられたピーキングコンデンサと、この
   ピーキングコンデンサに接続される複数対の予備電離用
   針状電極と、この予備電離用針状電極を支持する予備電
   離用針状電極支えとを備えたパルスレーザー発振装置に
   おいて、 前記陰極側及び陽極側の電位板の間に支持板が取付けら
   れ、この支持板には、主電極間放電部に対向する位置に
   開口部が形成され、この開口部の近傍には、支持板の外
   側に突出するように複数個の予備電離用針状電極支えが
   取付けられ、これらの予備電離用針状電極支えに、前記
   複数対の予備電離用針状電極が、互いに対を成すように
   対向して取付けられていることを特徴とするパルスレー
   ザー発振装置。