JPH0983042A - Pulse gas laser tube - Google Patents

Pulse gas laser tube

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Publication number
JPH0983042A
JPH0983042A JP23541195A JP23541195A JPH0983042A JP H0983042 A JPH0983042 A JP H0983042A JP 23541195 A JP23541195 A JP 23541195A JP 23541195 A JP23541195 A JP 23541195A JP H0983042 A JPH0983042 A JP H0983042A
Authority
JP
Japan
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ultraviolet light
discharge
mirror
cathode
aluminum
Prior art date
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Pending
Application number
JP23541195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahisa Jitsuno
孝久 實野
Tatsumi Goto
達美 後藤
Toshiharu Hayashi
俊治 林
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、紫外光照射を均一にでき、かつ紫外
光の利用効率を飛躍的に向上する。 【解決手段】放電細管10の両端部にそれぞれカソード
11及びアノード13を設け、このうちカソード11の
端部に、少なくとも紫外領域に対する高反射率を有し、
放電細管10内のコロナ放電時に放出される紫外光を放
電細管10内に向けて反射する紫外光反射ミラー14を
配設し、放電細管10内でのコロナ放電の発生時に放出
された紫外光を、カソード11の端部に設けられた紫外
光反射ミラー14により高効率で反射させ、放電細管1
0内の放電領域に戻す。
(57) Abstract: The present invention can uniformly irradiate ultraviolet light and dramatically improve the utilization efficiency of ultraviolet light. SOLUTION: A cathode 11 and an anode 13 are respectively provided at both ends of a discharge thin tube 10, and an end of the cathode 11 has a high reflectance at least in an ultraviolet region,
An ultraviolet light reflection mirror 14 that reflects the ultraviolet light emitted at the time of corona discharge in the discharge narrow tube 10 toward the discharge narrow tube 10 is provided, and the ultraviolet light emitted at the time of occurrence of corona discharge in the discharge thin tube 10 is arranged. , The ultraviolet light reflecting mirror 14 provided at the end of the cathode 11 reflects the light with high efficiency,
Return to the discharge region within 0.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光分析用、ガス
の吸光等を用いたリモートセンシング装置用、諸光化学
反応プロセス応用、さらには他の光源に適用されるパル
スガスレーザ管に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse gas laser tube used for fluorescence analysis, for a remote sensing device using absorption of gas, application of various photochemical reaction processes, and other light sources.

【0002】[0002]

【従来の技術】高封入ガス圧のレーザ管では、現在、放
電を安定かつ均一に点弧してレーザ励起最適化をするた
めに、主放電の直前に紫外光を放電領域に照射して予備
電離する方法が広く用いられている。
2. Description of the Related Art Currently, in a laser tube with a high filling gas pressure, in order to ignite a discharge stably and uniformly to optimize laser excitation, ultraviolet light is irradiated to the discharge region immediately before the main discharge to make a preliminary operation. The method of ionization is widely used.

【0003】この予備電離方法は、最初、TEA(Tran
sversely Excited Atmospheric pressure )CO2 レー
ザにおいて(Appl.Phys.Lett.,22,55-57,(1973) )に記
載されているようにJ.S.Levine らにより試みられ
たが、現在ではエキシマレーザ、N2 レーザなど同様の
放電励起を必要とする諸パルスガスレーザにおいても有
力な方法として用いられている。
This preionization method is initially based on TEA (Tran
sversely Excited Atmospheric pressure) CO 2 laser as described in (Appl. Phys. Lett., 22, 55-57, (1973)). S. Although it has been tried by Levine et al., It is now used as an effective method also in various pulse gas lasers such as excimer laser and N 2 laser which require similar discharge excitation.

【0004】なお、他の予備電離方法としては、コロナ
放電、X線を使うものの開発又は実用が進められてい
る。一方、高封入ガス圧のレーザ管では、放電開始・維
持に高電圧を必要とするので、レーザ発振の光軸に沿っ
た長い電極を用い、光軸と直交する横方向の放電励起を
するものが大部分を占めている。
As another preionization method, a method using corona discharge or X-ray is being developed or put into practical use. On the other hand, a laser tube with a high filling gas pressure requires a high voltage to start and maintain discharge, so a long electrode along the optical axis of laser oscillation is used to excite discharge in the transverse direction orthogonal to the optical axis. Occupy most.

【0005】図5はかかる紫外光予備電離による横方向
放電励起方式のレーザ管の構成図であり、図6は放電部
の構成図である。このレーザ管は、(Appl.Phys.Lett.,
22,95-96,(1973) )に記載されているようにO.P.Ju
ddによる主放電の側面から紫外光照射する技術が基本型
となっている。
FIG. 5 is a block diagram of a laser tube of a lateral discharge excitation system by such ultraviolet light preionization, and FIG. 6 is a block diagram of a discharge part. This laser tube is (Appl.Phys.Lett.,
22,95-96, (1973)). P. Ju
The technology of irradiating ultraviolet light from the side of the main discharge by dd is the basic type.

【0006】すなわち、アノード1とカソード2とが対
向配置され、これらアノード1とカソード2との間に放
電領域3が形成される。これらアノード1及びカソード
2の長手方向に沿って予備電離用のピン電極4が複数配
列されている。
That is, the anode 1 and the cathode 2 are arranged so as to face each other, and the discharge region 3 is formed between the anode 1 and the cathode 2. A plurality of pin electrodes 4 for preionization are arranged along the longitudinal direction of the anode 1 and the cathode 2.

【0007】又、レーザ発振の光軸上には、レーザ共振
器を構成する高反射ミラー5及び出力ミラー6が配置さ
れている。このような構成であれば、アノード1とカソ
ード2と間に高電圧が印加され、かつピン電極4におい
て予備電離放電が発生すると、この予備電離放電により
紫外光が発生し、この紫外光がアノード1及びカソード
2に対して横方向から照射される。
A high reflection mirror 5 and an output mirror 6 which form a laser resonator are arranged on the optical axis of the laser oscillation. With such a configuration, when a high voltage is applied between the anode 1 and the cathode 2 and pre-ionization discharge occurs at the pin electrode 4, ultraviolet light is generated by this pre-ionization discharge, and this ultraviolet light is generated by the anode. 1 and the cathode 2 are irradiated from the lateral direction.

【0008】この紫外光照射により放電領域3が予備電
離され、アノード1とカソード2と間に主放電が発生す
る。続いて高反射ミラー5と出力ミラー6との間でレー
ザ共振が発生し、レーザビームが出力される。
By this irradiation of ultraviolet light, the discharge region 3 is preionized, and a main discharge is generated between the anode 1 and the cathode 2. Subsequently, laser resonance occurs between the high-reflection mirror 5 and the output mirror 6, and a laser beam is output.

【0009】しかしながら、このような横方向放電励起
方式のレーザ管では、次のような問題がある。第1に、
ピン電極4から放射される紫外光を放電領域3に照射す
るので、放電領域3以外も無差別に予備電離することに
なる。
However, such a lateral discharge excitation type laser tube has the following problems. First,
Since the discharge region 3 is irradiated with the ultraviolet light emitted from the pin electrode 4, the regions other than the discharge region 3 are indiscriminately preionized.

【0010】このため、アノード1及びカソード2(双
方は主電極となる)を複雑な関数で近似された表面形状
に加工し、電界強度分布を整合させて放電領域3と電流
分布の均一性を制御するが、通常紫外光は、複数個のピ
ン電極4の放電から放出されるので、放電領域3を均一
に照射できない。
Therefore, the anode 1 and the cathode 2 (both serve as main electrodes) are processed into a surface shape approximated by a complicated function, and the electric field intensity distribution is matched to make the discharge region 3 and the current distribution uniform. Although controlled, normally, the ultraviolet light is emitted from the discharge of the plurality of pin electrodes 4, so that the discharge region 3 cannot be uniformly irradiated.

【0011】第2に、各ピン電極4の放電から放出され
る紫外光は、それぞれ点光源であり、四方八方に放射さ
れるので、放電領域3に照射される比率は小さい。この
ため、紫外光の利用率は低く、その点光源から遠ざかる
につれて強度が、吸収により指数関数的にかつ距離とと
もにその2乗に逆比例して小さくなり、放電の制御性が
悪いという問題がある。
Secondly, since the ultraviolet light emitted from the discharge of each pin electrode 4 is a point light source and is emitted in all directions, the ratio of the ultraviolet light emitted to the discharge region 3 is small. Therefore, the utilization factor of ultraviolet light is low, and the intensity decreases exponentially due to absorption and inversely proportional to the square of the distance with distance as the distance from the point light source increases, and the controllability of discharge is poor. .

【0012】しかるに、横方向放電励起方式のレーザ管
における最大の問題は、放電電流の不均一化である。実
際には、放電が均一化に適する動作諸条件とレーザ発振
に適する諸条件とは一致しないので、やむなく放電が均
一化に適する動作諸条件を優先させるような制約条件を
設けて整合を図っている。
However, the greatest problem in the laser tube of the lateral discharge excitation system is the nonuniform discharge current. In reality, the operating conditions that are suitable for uniform discharge and the conditions that are suitable for laser oscillation do not match.Therefore, it is unavoidable to establish matching conditions by setting constraint conditions that give priority to the operating conditions that are suitable for uniform discharge. There is.

【0013】又、予備電離は、放電の均一化に極めて大
きな寄与をしているが、紫外光が放電領域3を均一かつ
効率よく照射するようにすることは原理的にできない。
さらには、放電領域3のみに限定して紫外光を照射する
のが望ましいので、アノード1及びカソード2をそれぞ
れ金属メッシュに形成し、かつこれらアノード1及びカ
ソード2の背面に紫外光源を配置して、紫外光をアノー
ド1及びカソード2に透過して照射する例もあるが、ア
ノード1及びカソード2の電極面での電界一様性が失わ
れ放電不均一化の要因となる。
Further, although the preionization makes a great contribution to the homogenization of the discharge, it is impossible in principle to irradiate the discharge region 3 with ultraviolet light uniformly and efficiently.
Further, since it is desirable to irradiate the ultraviolet light only to the discharge region 3, the anode 1 and the cathode 2 are formed of metal mesh, and the ultraviolet light source is arranged on the back surface of the anode 1 and the cathode 2. Although there is an example in which ultraviolet light is transmitted through the anode 1 and the cathode 2 for irradiation, the electric field uniformity on the electrode surfaces of the anode 1 and the cathode 2 is lost, which causes nonuniform discharge.

【0014】これに対して縦方向(光軸方向)の放電励
起をする実用レベルのレーザ管としては、例えばHe−
Neレーザ管、アルゴンレーザ管、CO2 レーザ管など
がある。
On the other hand, as a practical level laser tube for exciting discharge in the vertical direction (optical axis direction), for example, He-
There are a Ne laser tube, an argon laser tube, a CO 2 laser tube and the like.

【0015】これらレーザ管は、通常、印加電圧に高電
圧パルスを重畳して放電を開始している。他に誘導放電
で放電を開始する例もあるが、上記のように紫外光によ
り放電の開始或いは予備電離する例は見当らない。
In these laser tubes, discharge is usually started by superimposing a high voltage pulse on an applied voltage. There are other examples of starting discharge by induction discharge, but no example of starting discharge or preionization by ultraviolet light as described above is found.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】以上のようにピン電極
4から放出される紫外光を放電領域3に対して均一に照
射できず、さらに放電領域3に照射される紫外光の比率
は小さく、従って主放電の均一性が低くなり主放電全体
をレーザ発振に最適な状態にすることができず、高効率
なレーザ発振ができない。
As described above, the ultraviolet light emitted from the pin electrode 4 cannot be uniformly applied to the discharge area 3, and the ratio of the ultraviolet light applied to the discharge area 3 is small. Therefore, the uniformity of the main discharge is reduced, and the entire main discharge cannot be put into an optimum state for laser oscillation, so that highly efficient laser oscillation cannot be performed.

【0017】そこで本発明は、放電領域に対する紫外光
照射を均一にかつ効率良くでき、安定で高効率なレーザ
発振ができるパルスガスレーザ管を提供することを目的
とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a pulse gas laser tube capable of uniformly and efficiently irradiating the discharge region with ultraviolet light and capable of stable and highly efficient laser oscillation.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】請求項1によれば、絶縁
物から形成される放電細管の一端側に円筒状のカソード
を同軸上に設けるとともに放電細管の他端側にも円筒状
のアノードを同軸上に設け、アノードとカソードとの間
に放電を点弧させて放電細管内に予備電離を起こしパル
スレーザを発振するパルスガスレーザ管において、カソ
ードの端部又はアノードの端部のいずれか一方に設けら
れ、少なくとも紫外領域に対する反射面を有し、放電細
管内の予備電離放電の点弧時に放出される紫外光を放電
細管内に向けて反射する機能を有するミラー、を備えて
上記目的を達成しようとするパルスガスレーザ管であ
る。
According to a first aspect of the present invention, a cylindrical cathode is coaxially provided at one end of a discharge capillary formed of an insulating material, and a cylindrical anode is also provided at the other end of the discharge capillary. In a pulse gas laser tube that is provided coaxially and ignites a discharge between the anode and the cathode to cause pre-ionization in the discharge thin tube to oscillate a pulse laser, either one of the end of the cathode and the end of the anode. And a mirror having a function of reflecting ultraviolet light emitted at the time of ignition of preionization discharge in the discharge capillary toward the discharge capillary, the mirror having at least a reflection surface for the ultraviolet region. It is a pulse gas laser tube to be achieved.

【0019】この請求項1によれば、放電細管の一端側
にカソードを設けるとともに他端側にアノードを設け、
これらアノードとカソードとの間に高パルス電圧が印加
されると、放電細管内壁においてコロナ放電が発生し、
これと共に紫外光が放出される。この紫外光は、カソー
ドの端部又はアノードの端部のいずれか一方に設けられ
たミラーにより高効率で反射させ、放電細管内の放電領
域に戻す。これにより紫外光照射を均一にでき、かつ紫
外光の利用効率を飛躍的に向上できる。
According to the first aspect, the cathode is provided at one end of the discharge capillary and the anode is provided at the other end thereof.
When a high pulse voltage is applied between the anode and the cathode, corona discharge occurs on the inner wall of the discharge capillary,
Along with this, ultraviolet light is emitted. This ultraviolet light is highly efficiently reflected by a mirror provided on either the end of the cathode or the end of the anode, and returns to the discharge region in the discharge capillary. As a result, the irradiation of ultraviolet light can be made uniform, and the utilization efficiency of ultraviolet light can be dramatically improved.

【0020】請求項2によれば、ミラーは、アルミニウ
ムミラーとするパルスガスレーザ管である。この請求項
2によれば、アルミニウムミラーにより予備電離用の紫
外光を高効率で反射して放電細管内に戻し、紫外光照射
を均一にし、かつ紫外光の利用効率を飛躍的に向上させ
る。
According to claim 2, the mirror is a pulse gas laser tube which is an aluminum mirror. According to the second aspect, the ultraviolet light for pre-ionization is highly efficiently reflected by the aluminum mirror and returned to the inside of the discharge capillary, the irradiation of the ultraviolet light is made uniform, and the utilization efficiency of the ultraviolet light is dramatically improved.

【0021】請求項3によれば、ミラーは、反射面を研
磨したアルミニウム基板、又は表面にアルミニウムを蒸
着した基板とするパルスガスレーザ管である。この請求
項3によれば、反射面を研磨したアルミニウム基板、又
は表面にアルミニウムを蒸着した基板を用い、予備電離
用の紫外光を高効率で反射して放電細管内に戻し、紫外
光照射を均一にし、かつ紫外光の利用効率を飛躍的に向
上させる。
According to a third aspect of the present invention, the mirror is a pulse gas laser tube having an aluminum substrate having a polished reflecting surface or a substrate having aluminum vapor-deposited on the surface. According to this aspect, an aluminum substrate having a polished reflecting surface or a substrate having aluminum vapor-deposited on the surface is used to highly efficiently reflect the ultraviolet light for pre-ionization and return it into the discharge capillary to irradiate it with ultraviolet light. It makes uniform and dramatically improves the utilization efficiency of ultraviolet light.

【0022】請求項4によれば、ミラーの反射面は、レ
ーザ発振光及び紫外光の両方に対して反射特性を有する
誘電体多層膜、又は金属膜と誘電体多層膜との合成膜に
より形成されたパルスガスレーザ管である。
According to a fourth aspect of the present invention, the reflecting surface of the mirror is formed of a dielectric multilayer film having a reflection characteristic for both laser oscillation light and ultraviolet light, or a composite film of a metal film and a dielectric multilayer film. Pulsed gas laser tube.

【0023】この請求項4によれば、ミラーの反射面
を、レーザ発振光及び紫外光の両方に対して高反射特性
を有する誘電体多層膜、又は金属膜と誘電体多層膜との
合成膜により形成することにより、予備電離用の紫外光
を高反射することができ、これにより紫外光を放電細管
内に戻し、紫外光照射を均一にし、かつ紫外光の利用効
率を飛躍的に向上させる。
According to the fourth aspect, the reflecting surface of the mirror has a dielectric multilayer film having a high reflection characteristic for both laser oscillation light and ultraviolet light, or a composite film of a metal film and a dielectric multilayer film. By forming by, it is possible to highly reflect the ultraviolet light for pre-ionization, thereby returning the ultraviolet light to the discharge tube, uniform irradiation of ultraviolet light, and dramatically improve the utilization efficiency of ultraviolet light. .

【0024】請求項5によれば、カソードの内壁には、
アルミニウムにより形成された円筒を設けたパルスガス
レーザ管である。この請求項5によれば、カソードの内
壁にアルミニウムの円筒を設けることにより、ミラー面
にスパッタリング物が堆積しても紫外光の反射特性を変
わらないようにすることができる。
According to claim 5, the inner wall of the cathode is
It is a pulse gas laser tube provided with a cylinder formed of aluminum. According to the fifth aspect, by providing the aluminum cylinder on the inner wall of the cathode, it is possible to prevent the reflection characteristic of the ultraviolet light from changing even if the sputtered material is deposited on the mirror surface.

【0025】請求項6によれば、ミラーは、中央部位が
レーザ共振器の反射面に用いられ、かつこの反射面の周
辺部位が紫外光に対する反射面に用いられるパルスガス
レーザ管である。
According to a sixth aspect of the present invention, the mirror is a pulse gas laser tube whose central portion is used as a reflecting surface of the laser resonator and whose peripheral portion is used as a reflecting surface for ultraviolet light.

【0026】この請求項6によれば、ミラーの中央部の
反射面においてレーザ光が反射され、その周辺部の反射
面において予備電離用の紫外光が反射される。このよう
にレーザ光と紫外光との反射面領域を分離することによ
り、ミラー設計製作が容易となり、実効的な紫外光反射
部分の面積減を少なくできる。
According to the sixth aspect, the laser light is reflected on the reflecting surface in the central portion of the mirror, and the ultraviolet light for preionization is reflected on the reflecting surface in the peripheral portion. By separating the reflection surface regions of the laser light and the ultraviolet light in this way, the mirror design and manufacture can be facilitated, and the effective reduction of the area of the ultraviolet light reflection portion can be reduced.

【0027】請求項7によれば、周辺部の紫外光に対す
る反射面は、アルミニウムの反射面に形成されたパルス
ガスレーザ管である。この請求項7によれば、周辺部の
反射面をアルミニウムの反射面に形成して予備電離用の
紫外光を反射させる。
According to the seventh aspect, the peripheral reflection surface for the ultraviolet light is a pulse gas laser tube formed on the reflection surface of aluminum. According to the seventh aspect, the peripheral reflecting surface is formed of an aluminum reflecting surface to reflect the ultraviolet light for preionization.

【0028】請求項8によれば、ミラーの反射面側に、
少なくとも表面がアルミニウムにより形成された円環を
配置したパルスガスレーザ管である。この請求項8によ
れば、ミラーの前面にアルミニウム円環を配置し、ミラ
ーの中央部の反射面においてレーザ光が反射し、その周
辺のアルミニウム円環において予備電離用の紫外光が反
射する。このようにアルミニウム円環を配置することに
よりレーザ反射面の汚れを簡単な構成で阻止できる。
According to claim 8, on the reflecting surface side of the mirror,
It is a pulse gas laser tube in which a circular ring having at least the surface formed of aluminum is arranged. According to the eighth aspect, the aluminum ring is arranged on the front surface of the mirror, the laser light is reflected on the reflecting surface at the center of the mirror, and the ultraviolet light for pre-ionization is reflected on the aluminum ring around it. By disposing the aluminum ring in this way, it is possible to prevent contamination of the laser reflection surface with a simple configuration.

【0029】請求項9によれば、アルミニウム円環は、
凹面に形成されたパルスガスレーザ管である。この請求
項9によれば、アルミニウム円環を凹面に形成すること
によりできるだけ多くの紫外光を集光して放電細管内に
反射させることができる。
According to claim 9, the aluminum ring is
It is a pulsed gas laser tube formed on a concave surface. According to the ninth aspect, by forming the aluminum ring in the concave surface, it is possible to collect as much ultraviolet light as possible and reflect it in the discharge capillary.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
について図面を参照して説明する。図1は本発明の請求
項1〜4に対応する縦方向励起方式のパルスガスレーザ
管の断面構成図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a pulse gas laser tube of a longitudinal direction excitation type corresponding to claims 1 to 4 of the present invention.

【0031】円筒状の放電細管10は、セラミックス等
の絶縁物により形成されている。この放電細管10内に
は、例えばCO2 ガス、エキシマガス、N2 ガスのガス
レーザ媒質が封入される。
The cylindrical discharge thin tube 10 is made of an insulating material such as ceramics. A gas laser medium such as CO 2 gas, excimer gas, or N 2 gas is enclosed in the discharge thin tube 10.

【0032】この放電細管10の一端側には、円筒状金
属のカソード11が軸12を共有して接合されている。
なお、このカソード11は、放電細管10の外壁に接合
されている。
A cylindrical metal cathode 11 is joined to one end of the discharge thin tube 10 with the shaft 12 in common.
The cathode 11 is joined to the outer wall of the discharge capillary 10.

【0033】このカソード11は、セラミックスの放電
細管10とロー付け等により気密封着(ハードシール)
することが製品の信頼性を向上させるのに望ましく、そ
のロー付けの金属材として通常は熱膨脹係数の小さいセ
ラミックスのものに近いコバールを用いる。
The cathode 11 is hermetically sealed (hard seal) with the ceramic discharge thin tube 10 by brazing or the like.
It is desirable to improve the reliability of the product, and as the metal material for the brazing, Kovar, which is close to that of ceramics having a small coefficient of thermal expansion, is usually used.

【0034】又、放電細管10の他端側には、円筒状金
属のアノード13が軸12を共有して接合されている。
このアノード13は、放電細管10の内壁に嵌め込まれ
て接合されている。
A cylindrical metal anode 13 is joined to the other end of the discharge capillary 10 with the shaft 12 in common.
The anode 13 is fitted and joined to the inner wall of the discharge thin tube 10.

【0035】なお、この放電細管10の他端側には、ア
ノード13又は中間電位電極(不図示)となる円筒状の
金属が接合される。図はかかる中間電位電極の無いもの
を示しているが、この中間電位電極を付加した場合に
は、アノード13が中間電位電極となり、この中間電位
電極の図面上右端に別の放電細管を接合し、さらにその
右端にアノード13を取り付ける構成となる。
A cylindrical metal to be the anode 13 or the intermediate potential electrode (not shown) is joined to the other end of the discharge thin tube 10. Although the figure shows the one without such an intermediate potential electrode, when this intermediate potential electrode is added, the anode 13 becomes an intermediate potential electrode, and another discharge capillary is joined to the right end of this intermediate potential electrode in the drawing. Further, the anode 13 is attached to the right end thereof.

【0036】カソード11の端部には、レーザ共振器を
構成する紫外光反射ミラー14がミラー封着部15によ
り接合されている。このミラー封着部15は、ミラー基
板材により接合方法を変えている。
An ultraviolet light reflecting mirror 14 constituting a laser resonator is joined to the end of the cathode 11 by a mirror sealing portion 15. The mirror sealing portion 15 changes the bonding method depending on the mirror substrate material.

【0037】この紫外光反射ミラー14は、その反射面
が軸12に対して直交するようにカソード11の端部に
接合されている。この紫外光反射ミラー14は、紫外光
の短波長域までの広帯域で高い反射率を持つアルミニウ
ム(Al)ミラーが用いられている。
The ultraviolet light reflecting mirror 14 is bonded to the end of the cathode 11 so that its reflecting surface is orthogonal to the axis 12. As the ultraviolet light reflection mirror 14, an aluminum (Al) mirror having a high reflectance in a wide band up to a short wavelength region of ultraviolet light is used.

【0038】具体的に紫外光反射ミラー14は、例え
ば、反射面を研磨したアルミニウム基板、又は表面にア
ルミニウムを蒸着した基板が用いられている。又、この
紫外光反射ミラー14は、例えば、そのミラー反射面
を、レーザ発振光及び紫外光の両方に対して高反射特性
を有する誘電体多層膜、又は金属膜と誘電体多層膜との
合成膜により形成されている。
Specifically, for the ultraviolet light reflecting mirror 14, for example, an aluminum substrate having a reflecting surface polished or a substrate having aluminum vapor-deposited on the surface is used. Further, the ultraviolet light reflection mirror 14 has, for example, a mirror reflection surface of a dielectric multilayer film having high reflection characteristics for both laser oscillation light and ultraviolet light, or a composite of a metal film and a dielectric multilayer film. It is formed of a film.

【0039】アノード13の端部には、レーザ共振器を
構成する出力ミラー16がミラー封着部17により接合
されている。次に上記の如く構成されたパルスガスレー
ザ管の作用について説明する。
An output mirror 16 forming a laser resonator is joined to an end of the anode 13 by a mirror sealing portion 17. Next, the operation of the pulse gas laser tube configured as described above will be described.

【0040】カソード11とアノード13との両電極間
に高パルス電圧が印加されると、放電細管10内のカソ
ード11とアノード13との間において無声コロナ放電
18が発生し、荷電粒子が生成され、これと共に紫外光
が放出される。
When a high pulse voltage is applied between both electrodes of the cathode 11 and the anode 13, a silent corona discharge 18 is generated between the cathode 11 and the anode 13 in the discharge capillary 10, and charged particles are generated. , Together with this, ultraviolet light is emitted.

【0041】このコロナ放電は、アノード13の端部が
放電細管10の内部でカソード11側に入り込む位置ま
で延びているようにすれば、放電細管10を介した無声
放電として比較的低電圧でも効率よく容易に発生でき
る。
This corona discharge is efficient as a silent discharge through the discharge capillary 10 even at a relatively low voltage, if the end of the anode 13 extends to a position where it enters the cathode 11 side inside the discharge capillary 10. It can be easily generated.

【0042】このコロナ放電18の発生時に放出された
紫外光は、カソード11の端部に設けられた紫外光反射
ミラー14により高効率で反射され、放電細管10内の
放電領域に戻される。
The ultraviolet light emitted when the corona discharge 18 is generated is highly efficiently reflected by the ultraviolet light reflection mirror 14 provided at the end of the cathode 11 and returned to the discharge region in the discharge capillary 10.

【0043】このように紫外光が放出され、かつ紫外光
反射ミラー14で高反射することにより、放電細管10
内には紫外光が均一化されて照射される。この紫外光照
射により放電細管10内は予備電離され、アノード13
とカソード11と間に主放電が発生する。続いて紫外光
反射ミラー14と出力ミラー16との間でレーザ共振が
発生し、レーザビームが出力される。
As described above, the ultraviolet light is emitted and highly reflected by the ultraviolet light reflecting mirror 14, so that the discharge thin tube 10 can be obtained.
Ultraviolet light is homogenized and irradiated inside. Due to this ultraviolet light irradiation, the inside of the discharge thin tube 10 is preionized, and the anode 13
A main discharge is generated between the cathode 11 and the cathode 11. Subsequently, laser resonance occurs between the ultraviolet light reflection mirror 14 and the output mirror 16, and a laser beam is output.

【0044】このように上記第1の実施の形態において
は、放電細管10内でのコロナ放電の発生時に放出され
た紫外光は、カソード11の端部に設けられた紫外光反
射ミラー14により高効率で反射され、放電細管10内
の放電領域に戻されるようにしたので、複雑な形状の電
極を用いることなく、放電細管10内の放電領域に紫外
光を均一に照射でき、安定に紫外光の利用効率を飛躍的
に向上させることができる。
As described above, in the first embodiment, the ultraviolet light emitted when the corona discharge occurs in the discharge capillary 10 is enhanced by the ultraviolet light reflecting mirror 14 provided at the end of the cathode 11. Since the light is efficiently reflected and returned to the discharge area in the discharge thin tube 10, the discharge area in the discharge thin tube 10 can be uniformly irradiated with ultraviolet light without using an electrode having a complicated shape, and the ultraviolet light can be stably emitted. The utilization efficiency of can be dramatically improved.

【0045】この場合、紫外光反射ミラー14を、その
反射面を研磨したアルミニウム基板、又は表面にアルミ
ニウムを蒸着した基板、或いは反射面を、レーザ発振光
及び紫外光の両方に対して高反射特性を有する誘電体多
層膜、又は金属膜と誘電体多層膜との合成膜により形成
することにより、予備電離用の紫外光を高効率で反射す
ることができる。
In this case, the ultraviolet light reflection mirror 14 has an aluminum substrate whose reflection surface is polished, a substrate on which aluminum is vapor-deposited, or a reflection surface having a high reflection characteristic for both laser oscillation light and ultraviolet light. It is possible to reflect the ultraviolet light for preionization with high efficiency by forming the dielectric multi-layered film having the above or a composite film of the metal film and the dielectric multi-layered film.

【0046】このように紫外光を紫外光反射ミラー14
により放電細管10内に反射させて予備電離の効率を飛
躍的に増大させることができ、例えばN2 レーザや紫外
域発振エキシマレーザなどでは、紫外の短波長域まで広
帯域で高い反射率を持つアルミニウムミラーを使用する
のが、効果的で実用性から見ても最適である。
In this way, the ultraviolet light reflecting mirror 14 is adapted to reflect ultraviolet light.
By this, the efficiency of pre-ionization can be dramatically increased by reflecting in the discharge thin tube 10. For example, in N 2 laser and ultraviolet excimer laser, aluminum having a high reflectance in a wide band up to a short wavelength region of ultraviolet is used. Using a mirror is effective and optimal from a practical point of view.

【0047】なお、紫外光反射ミラー14の反射面の曲
率に対する紫外光反射の依存性を考慮すると、より紫外
光の放電細管10内への反射特性を良くして紫外光の利
用効率を飛躍的に向上できる。
Considering the dependence of the reflection of the ultraviolet light on the curvature of the reflecting surface of the ultraviolet light reflecting mirror 14, the reflection characteristic of the ultraviolet light into the discharge thin tube 10 is improved and the utilization efficiency of the ultraviolet light is dramatically improved. Can be improved.

【0048】従って、本発明の縦方向励起方式のパルス
ガスレーザ管では、放電細管10内の放電領域で予備電
離用の紫外光が放出されるので、従来レーザ管のような
途中で吸収、又は不要領域への紫外光照射分等による損
失がなく、その利用効率を大幅に向上できる。
Therefore, in the longitudinally-excited pulse gas laser tube of the present invention, the ultraviolet light for preionization is emitted in the discharge region of the discharge capillary 10, so that it is absorbed or unnecessary in the middle of the conventional laser tube. There is no loss due to ultraviolet light irradiation to the area, and the utilization efficiency can be greatly improved.

【0049】又、放電細管10内の放電領域の外に散逸
する紫外光をさらに紫外光反射ミラー14により軸12
方向に反射させて放電領域に戻すので、紫外光の利用効
率のみならず紫外光の照射の一様性までも飛躍的に向上
できる。
Further, the ultraviolet light dissipated outside the discharge region in the discharge capillary 10 is further reflected by the ultraviolet light reflecting mirror 14 to the axis 12.
Since it is reflected in the direction and returned to the discharge region, not only the utilization efficiency of ultraviolet light but also the uniformity of irradiation of ultraviolet light can be dramatically improved.

【0050】さらに最近の放電シミュレーションによれ
ば、放電が不均一化する要因として、カソード11の近
傍で電子消失層が放電初期に発生し、これを補いレーザ
発振に必要とするまでの電流密度に増大させるには、カ
ソード11からの光電子放出がきわめて有効に作用する
ことが明らかにされている(J.Phys.D:Appl.Phys.27,10
97-1106,(1974))。
According to a more recent discharge simulation, as a factor that makes the discharge non-uniform, an electron disappearance layer is generated near the cathode 11 at the initial stage of discharge, and the current density up to that required for laser oscillation is compensated for. It has been clarified that the photoelectron emission from the cathode 11 acts extremely effectively to increase the emission (J.Phys.D: Appl.Phys.27, 10).
97-1106, (1974)).

【0051】紫外光反射ミラー14の紫外光反射面で
は、波長が短い分物理的に散乱成分が多くなるが、この
散乱光はカソード11の面を照射して、光電子放出に寄
与することになり無駄がなく効果的である。
On the ultraviolet light reflecting surface of the ultraviolet light reflecting mirror 14, the scattered component physically increases due to the shorter wavelength, but this scattered light irradiates the surface of the cathode 11 and contributes to photoelectron emission. It is lean and effective.

【0052】一方、安価で丈夫なアルミニウムを用いて
紫外光反射ミラー14を作成する場合、反射率の波長依
存性を示すと(American Inst.Phys.Handbook )、 波長(μm) 反射率 0.120 0.902 0.200 0.928 0.300 0.921 0.400 0.926 である。
On the other hand, when the ultraviolet light reflecting mirror 14 is made of inexpensive and durable aluminum, the wavelength dependence of the reflectance is shown (American Inst.Phys.Handbook), and the wavelength (μm) reflectance is 0.120. It is 0.902 0.200 0.928 0.300 0.921 0.400 0.926.

【0053】紫外光予備電離のメカニズムは、一般にT
EACO2 レーザ、エキシマレーザでは、放電細管10
の封入ガス中の不純物がほぼ上記波長域にある特定のス
ペクトル成分を吸収して電離することが確かめられてい
る。
The mechanism of ultraviolet light preionization is generally T
For EACO 2 laser and excimer laser, the discharge tube 10
It has been confirmed that the impurities in the enclosed gas of (1) absorb and ionize a specific spectral component in approximately the above wavelength range.

【0054】従って、本発明に適用するレーザ管におい
て、同様のメカニズムで効果的に予備電離ができる。次
に本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、
図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は
省略する。
Therefore, in the laser tube applied to the present invention, preionization can be effectively performed by the same mechanism. Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition,
The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0055】図2は本発明の請求項5に対応する縦方向
励起方式のパルスガスレーザ管の断面構成図である。な
お、同図は図1と異なる部分を示すためにカソード11
の端部のみを示してある。
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a pulse gas laser tube of the vertical direction pumping type according to the fifth aspect of the present invention. The cathode 11 is shown in FIG.
Only the ends of are shown.

【0056】金属円筒状のカソード11の内には、紫外
光反射ミラー14の材料と同じ材料であるところのアル
ミニウムにより形成された円筒20が嵌め込まれてい
る。すなわち、放電細管10内でのコロナ放電によるス
パッタリングによりカソード11の材料が、紫外光反射
ミラー14面に付着する。そして、パルスガスレーザ管
のレーザ発振の動作の累計時間が長時間に達すると、紫
外光反射ミラー14の特性が変化する虞がある。
A cylinder 20 made of aluminum, which is the same material as that of the ultraviolet light reflection mirror 14, is fitted in the cathode 11 having a metal cylindrical shape. That is, the material of the cathode 11 adheres to the surface of the ultraviolet light reflecting mirror 14 by sputtering due to corona discharge in the discharge capillary 10. When the cumulative time of the laser oscillation operation of the pulse gas laser tube reaches a long time, the characteristics of the ultraviolet light reflecting mirror 14 may change.

【0057】このために紫外光反射ミラー14面を遠ざ
けるのも対策の一つであるが、コンパクト性が失われる
ので、カソード11内に上記円筒20を嵌め込んでい
る。このように円筒20を嵌め込んで実質的なカソード
とすれば、スパッタリングによる紫外光反射ミラー14
の反射劣化を防止できる。
For this reason, moving the surface of the ultraviolet light reflecting mirror 14 away is one of the countermeasures, but since the compactness is lost, the cylinder 20 is fitted in the cathode 11. If the cylinder 20 is thus fitted to form a substantial cathode, the ultraviolet light reflecting mirror 14 formed by sputtering will be described.
It is possible to prevent deterioration of reflection.

【0058】このように上記第2の実施の形態において
は、カソード11の内壁にアルミニウムの円筒20を設
けたので、放電細管10内の放電領域に紫外光を均一に
照射でき、紫外光の利用効率を飛躍的に向上でき、その
うえ紫外光反射ミラー14面にスパッタリング物が堆積
しても紫外光の反射特性を変わらないようにすることが
できる。
As described above, in the second embodiment, since the aluminum cylinder 20 is provided on the inner wall of the cathode 11, it is possible to uniformly irradiate the discharge region in the discharge capillary 10 with ultraviolet light, and use the ultraviolet light. It is possible to dramatically improve the efficiency, and further, it is possible to prevent the reflection characteristic of the ultraviolet light from changing even if the sputtered material is deposited on the surface of the ultraviolet light reflection mirror 14.

【0059】なお、カソード11と円筒20とを同じア
ルミニウムで一体化すれば簡単であるが、これは放電細
管10にロー付け接合できないので実用には適さない。
ところで、N2 レーザやエキシマレーザでは、高速立ち
上がりの励起が有効であり、特にN2 レーザは発振機構
から短パルス励起をするのがよいので、レーザ共振器の
ミラー間隔は、誘導放出光のミラー間往復時間をできる
だけ短くして利得、コヒーレンスを上げるために、でき
るだけ狭めることが有効である。
It is easy to integrate the cathode 11 and the cylinder 20 with the same aluminum, but this is not suitable for practical use because it cannot be brazed and bonded to the discharge capillary 10.
By the way, in N 2 lasers and excimer lasers, high-speed rising excitation is effective, and in particular, N 2 lasers are preferable to perform short pulse excitation from the oscillation mechanism. Therefore, the mirror spacing of the laser resonator is set to the mirror of stimulated emission light. It is effective to narrow the round trip time as much as possible in order to shorten the round trip time and increase the gain and coherence.

【0060】ところが、レーザ共振器のミラーを放電領
域に近付けると、電極スパッタリングでミラー面が汚れ
るが、本発明のようにカソード11の内壁を紫外光反射
ミラー14面の蒸着物質と同じアルミニウムに成形し、
紫外光反射ミラー14面にスパッタリング物が堆積して
も反射特性が変わらないようにすればよい。
However, when the mirror of the laser resonator is brought close to the discharge region, the mirror surface is contaminated by electrode sputtering. However, as in the present invention, the inner wall of the cathode 11 is formed of aluminum, which is the same as the vapor deposition material on the surface of the ultraviolet light reflecting mirror 14. Then
It suffices that the reflection characteristics do not change even if a sputtered material is deposited on the surface of the ultraviolet light reflection mirror 14.

【0061】この場合、カソード11の内壁を鏡面にす
れば、紫外光の反射が増大し、さらに紫外光の利用効率
や紫外光の照射の一様性を飛躍的に向上できる。次に本
発明の第3の実施の形態について説明する。なお、図1
と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略
する。
In this case, if the inner wall of the cathode 11 is made a mirror surface, the reflection of ultraviolet light is increased, and the utilization efficiency of ultraviolet light and the uniformity of irradiation of ultraviolet light can be dramatically improved. Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG.
The same parts as those in FIG.

【0062】図3は本発明の請求項6、7に対応する縦
方向励起方式のパルスガスレーザ管の断面構成図であ
る。なお、同図は図1と異なる部分を示すためにカソー
ドの部分のみを示してある。
FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a longitudinally-excited pulse gas laser tube according to claims 6 and 7 of the present invention. It should be noted that the figure shows only the cathode portion in order to show the portion different from FIG.

【0063】放電細管10の一端側には、金属円筒状の
カソード30が接合されている。このカソード30は、
口径が放電細管10の口径よりも大きく形成されてい
る。このカソード30の開口端には、ミラー31がロー
付け32等によって接合されている。
A metal cylindrical cathode 30 is joined to one end of the discharge capillary 10. This cathode 30 is
The diameter is formed larger than the diameter of the discharge thin tube 10. A mirror 31 is joined to the open end of the cathode 30 by brazing 32 or the like.

【0064】このミラー31のミラー面は、レーザ共振
器のレーザ光反射面33と、このレーザ光反射面33の
周辺部に形成された外周円環反射面34とに形成されて
いる。
The mirror surface of the mirror 31 is formed on the laser light reflecting surface 33 of the laser resonator and the outer peripheral annular reflecting surface 34 formed on the periphery of the laser light reflecting surface 33.

【0065】このうちレーザ共振器のレーザ光反射面3
3は、ミラー31の中央部に形成され、レーザ光を反射
する反射特性を有している。このレーザ光反射面33の
径は、放電細管10の口径とほぼ同じ径に形成されてい
る。
Of these, the laser light reflecting surface 3 of the laser resonator
3 is formed in the central portion of the mirror 31 and has a reflection characteristic of reflecting laser light. The diameter of the laser light reflecting surface 33 is formed to be approximately the same as the diameter of the discharge thin tube 10.

【0066】外周円環反射面34は、アルミニウムの反
射面で形成されており、予備電離用の紫外光を反射する
反射特性を有している。又、カソード30の内壁には、
外周円環反射面34の材料と同じアルミニウムにより形
成された円筒35が嵌め込まれている。
The outer peripheral annular reflecting surface 34 is formed of an aluminum reflecting surface and has a reflecting characteristic of reflecting ultraviolet light for preionization. Also, on the inner wall of the cathode 30,
A cylinder 35 made of aluminum, which is the same as the material of the outer peripheral annular reflecting surface 34, is fitted.

【0067】このような構成であれば、カソード30と
アノード13との両電極間に高パルス電圧が印加される
と、放電細管10内のカソード30とアノード13との
間においてコロナ放電が発生し、細管内に紫外光が放出
されると共に荷電粒子が生成される。
With such a structure, when a high pulse voltage is applied between the cathode 30 and the anode 13, corona discharge occurs between the cathode 30 and the anode 13 in the discharge capillary 10. , UV light is emitted into the narrow tube and charged particles are generated.

【0068】このコロナ放電の発生時に放出された紫外
光は、カソード30の端部に設けられた外周円環反射面
34により高反射し、放電細管10内の放電領域に戻さ
れる。
The ultraviolet light emitted at the time of occurrence of this corona discharge is highly reflected by the outer peripheral annular reflecting surface 34 provided at the end of the cathode 30 and returned to the discharge region in the discharge capillary 10.

【0069】このように紫外光が放出され、かつ外周円
環反射面34で高反射することにより、放電細管10内
には紫外光が均一化されて照射される。この紫外光照射
により放電細管10内は予備電離され、アノード13と
カソード30と間に主放電が発生する。続いてレーザ光
反射面33と出力ミラー16との間でレーザ共振が発生
し、レーザビームが出力される。
As described above, the ultraviolet light is emitted and highly reflected by the outer peripheral annular reflecting surface 34, so that the ultraviolet light is evenly radiated into the discharge capillary 10. This irradiation of ultraviolet light preliminarily ionizes the inside of the discharge capillary 10 and a main discharge is generated between the anode 13 and the cathode 30. Subsequently, laser resonance occurs between the laser light reflecting surface 33 and the output mirror 16, and a laser beam is output.

【0070】このように上記第3の実施の形態において
は、ミラー31の中央部にレーザ光反射面33を形成
し、その周辺部に予備電離用の紫外光の外周円環反射面
34を形成したので、放電細管10内の放電領域に紫外
光を均一に照射でき、紫外光の利用効率を飛躍的に向上
でき、そのうえレーザ光と紫外光との反射面領域を分離
することにより、ミラー設計製作が容易となり、実効的
な紫外光反射部分の面積減を少なくできる。
As described above, in the third embodiment, the laser light reflecting surface 33 is formed in the central portion of the mirror 31, and the outer circumferential annular reflecting surface 34 for the ultraviolet light for preionization is formed in the peripheral portion thereof. Therefore, it is possible to uniformly irradiate the discharge region in the discharge narrow tube 10 with the ultraviolet light, and it is possible to dramatically improve the utilization efficiency of the ultraviolet light. Moreover, by separating the reflection surface region of the laser light and the ultraviolet light, the mirror design is made. Manufacturing becomes easier, and the effective reduction of the ultraviolet light reflection area can be reduced.

【0071】すなわち、紫外域発振のN2 レーザやエキ
シマレーザ等において、レーザ共振器を構成する高反射
ミラーは、通常、予備電離用紫外光の反射用に共用でき
るが、可視、赤外域でレーザ発振させるものでは、通
常、誘電体多層膜を反射膜として使うので、紫外域での
反射率は低くなり共用することができない。
That is, in N 2 lasers or excimer lasers that oscillate in the ultraviolet region, the high-reflecting mirror that constitutes the laser resonator can be commonly used for reflecting the ultraviolet light for preionization, but the laser in the visible and infrared regions is used. In the case of an oscillator, the dielectric multilayer film is usually used as a reflection film, and therefore the reflectance in the ultraviolet region is low and cannot be shared.

【0072】ところが、多層膜の構成を工夫することに
よりレーザ光と予備電離用紫外光との反射用に共用させ
る機能を持たせることができる。これに関して、工夫を
加えた技術が上記第3の実施例である。一般に、カソー
ド30からの電子放出が不十分であると、レーザ共振器
のミラーに対するスパッタリングが多くなり、ミラー汚
れやガスクリーンアップによりレーザ管の寿命に重大な
悪影響を及ぼすので、上記第3の実施例の通りカソード
30の口径を大きくして電子放出面積を大きくする必要
がある。
However, by devising the structure of the multilayer film, it is possible to provide the function of sharing the laser light and the ultraviolet light for preionization with each other. With respect to this, a technique devised is the third embodiment. In general, if the electron emission from the cathode 30 is insufficient, the sputtering of the laser resonator on the mirror will increase, and the contamination of the mirror and gas cleanup will have a serious adverse effect on the life of the laser tube. As in the example, it is necessary to increase the diameter of the cathode 30 to increase the electron emission area.

【0073】そこで、レーザ共振器を構成するミラー3
1を大口径化すれば、レーザ光を反射させるのをレーザ
光反射面33として放電細管10の口径とほぼ同径に形
成し、かつ外周円環反射面34をアルミニウムの反射面
とすれば、レーザ光と紫外光との反射面領域を分離する
ことができ、ミラー設計作製が格段に容易となる。実効
的な紫外光反射部分の面積減は少なくでき、この場合に
は紫外域レーザに限る必要はなく、可視、赤外域レーザ
に対しても適用が容易である。
Therefore, the mirror 3 which constitutes the laser resonator
If the diameter of 1 is increased, the laser light reflecting surface 33 is formed to have a diameter substantially the same as the diameter of the discharge thin tube 10 for reflecting the laser light, and the outer circumferential annular reflecting surface 34 is an aluminum reflecting surface. It is possible to separate the reflection surface regions of the laser light and the ultraviolet light, and the mirror design and manufacture becomes much easier. The effective reduction in the area of the ultraviolet light reflecting portion can be reduced, and in this case, it is not limited to the ultraviolet laser, and the application to the visible and infrared lasers is easy.

【0074】又、カソード30の内壁にアルミニウムの
円筒35を設けたので、放電細管10内の放電領域に紫
外光を均一に照射でき、紫外光の利用効率を飛躍的に向
上でき、そのうえミラー31面、特に外周円環反射面3
4にスパッタリング物が堆積しても紫外光の反射特性を
変わらないようにすることができる。
Further, since the aluminum cylinder 35 is provided on the inner wall of the cathode 30, it is possible to uniformly irradiate the discharge region in the discharge capillary 10 with ultraviolet light, and it is possible to dramatically improve the utilization efficiency of ultraviolet light. Surface, especially the outer ring reflecting surface 3
It is possible to prevent the reflection characteristics of the ultraviolet light from changing even when the sputtered material is deposited on the surface of No.

【0075】次に本発明の第4の実施の形態について説
明する。なお、図1と同一部分には同一符号を付してそ
の詳しい説明は省略する。図4は本発明の請求項8、9
に対応する縦方向励起方式のパルスガスレーザ管の断面
構成図である。なお、同図は図1と異なる部分を示すた
めにカソードの部分のみを示してある。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. FIG. 4 shows claims 8 and 9 of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram of a vertical excitation type pulse gas laser tube corresponding to FIG. It should be noted that the figure shows only the cathode portion in order to show the portion different from FIG.

【0076】放電細管10の一端側には、金属円筒状の
カソード40が接合されている。このカソード40は、
口径が放電細管10の口径よりも大きく形成されてい
る。このカソード40の開口端には、ミラー41がロー
付け42等によって接合されている。
A metal cylindrical cathode 40 is joined to one end of the discharge capillary 10. This cathode 40 is
The diameter is formed larger than the diameter of the discharge thin tube 10. A mirror 41 is joined to the open end of the cathode 40 by brazing 42 or the like.

【0077】このミラー41は、その中央部のみがレー
ザ光の反射面43に形成されている。なお、レーザ光反
射面43の径は、放電細管10の口径とほぼ同じに形成
されている。
This mirror 41 has a laser beam reflecting surface 43 formed only at the center thereof. The diameter of the laser light reflecting surface 43 is formed to be substantially the same as the diameter of the discharge thin tube 10.

【0078】このミラー41の全面には、アルミニウム
円環44が重ね合わせて配設されている。このアルミニ
ウム円環44は、アルミニウムにより穴あきコイン状に
形成されている。そして、このアルミニウム円環44
は、その円環前面44aをできるだけ研磨等で仕上げて
予備電離紫外光に対する反射率を高くしている。
On the entire surface of this mirror 41, an aluminum circular ring 44 is arranged so as to overlap. The aluminum ring 44 is formed of aluminum in the shape of a perforated coin. And this aluminum ring 44
, The front surface 44a of the ring is finished by polishing as much as possible to increase the reflectance with respect to the preionized ultraviolet light.

【0079】又、カソード40の内壁には、アルミニウ
ム円環44の材料と同じアルミニウムにより形成された
円筒45が嵌め込まれている。なお、ミラー41の基板
やアルミニウム円環44は、その材質に限定するものは
ない。
A cylinder 45 made of the same aluminum as the material of the aluminum ring 44 is fitted on the inner wall of the cathode 40. The material of the substrate of the mirror 41 and the aluminum ring 44 is not limited.

【0080】このような構成であれば、カソード40と
アノード13との両電極間に高パルス電圧が印加される
と、放電細管10内のカソード40とアノード13との
間においてコロナ放電が発生し、細管内に紫外光が放出
され、これと共に荷電粒子が生成される。
With this structure, when a high pulse voltage is applied between the cathode 40 and the anode 13, corona discharge occurs between the cathode 40 and the anode 13 in the discharge capillary 10. Ultraviolet light is emitted into the capillaries, and charged particles are generated with it.

【0081】このコロナ放電の発生時に放出された紫外
光は、カソード40の端部に設けられたアルミニウム円
環44により高反射し、放電細管10内の放電領域に戻
される。
The ultraviolet light emitted when the corona discharge occurs is highly reflected by the aluminum ring 44 provided at the end of the cathode 40 and returned to the discharge region in the discharge capillary 10.

【0082】このように紫外光が放出され、かつアルミ
ニウム円環44で高効率で反射することにより、放電細
管10内には紫外光が均一化されて照射される。この紫
外光照射により放電細管10内は予備電離され、アノー
ド40とカソード30と間に主放電が発生する。続いて
レーザ光反射面43と出力ミラー16との間でレーザ共
振が発生し、レーザビームが出力される。
As described above, the ultraviolet light is emitted and highly efficiently reflected by the aluminum ring 44, so that the ultraviolet light is uniformly radiated into the discharge capillary 10. By this ultraviolet light irradiation, the inside of the discharge capillary 10 is preionized, and a main discharge is generated between the anode 40 and the cathode 30. Subsequently, laser resonance occurs between the laser light reflecting surface 43 and the output mirror 16, and a laser beam is output.

【0083】このように上記第4の実施の形態において
は、ミラー41の前面にアルミニウム円環44を配置
し、ミラー41の中央部のレーザ光反射面43において
レーザ光を反射し、その周辺のアルミニウム円環44に
おいて予備電離用の紫外光を反射させる構成としたの
で、放電細管10内の放電領域に紫外光を均一に照射で
き、紫外光の利用効率を飛躍的に向上でき、そのうえア
ルミニウム円環44を配置することによりレーザ反射面
43の汚れを簡単な構成で阻止できる。
As described above, in the fourth embodiment, the aluminum ring 44 is arranged on the front surface of the mirror 41, the laser light is reflected by the laser light reflecting surface 43 at the center of the mirror 41, and the surrounding area of the laser light is reflected. Since the aluminum ring 44 is configured to reflect the ultraviolet light for pre-ionization, the discharge region in the discharge capillary 10 can be uniformly irradiated with the ultraviolet light, and the utilization efficiency of the ultraviolet light can be dramatically improved. By disposing the ring 44, contamination of the laser reflection surface 43 can be prevented with a simple configuration.

【0084】すなわち、アルミニウム円環44の穴径を
できるだけ小さくし、厚さを放電細管10と概ね同じ程
度で適当に選択すれば、電極スパッタリングによるレー
ザ反射面43の汚れを簡単な構成で阻止できる。
That is, if the hole diameter of the aluminum ring 44 is made as small as possible and the thickness is appropriately selected to be approximately the same as that of the discharge capillary 10, contamination of the laser reflection surface 43 due to electrode sputtering can be prevented with a simple structure. .

【0085】又、アルミニウム円環44は、その反射面
44aを凹面に形成することができる。このようにアル
ミニウム円環44を凹面に形成すれば、できるだけ多く
の紫外光を放電細管10内に反射させて、放電細管10
内の放電領域に紫外光を均一に照射し、紫外光の利用効
率を飛躍的に向上できる。
The reflecting surface 44a of the aluminum ring 44 can be formed as a concave surface. If the aluminum ring 44 is formed as a concave surface in this manner, as much ultraviolet light as possible is reflected in the discharge thin tube 10 and the discharge thin tube 10 is reflected.
The ultraviolet light can be uniformly irradiated to the discharge area inside, and the utilization efficiency of the ultraviolet light can be dramatically improved.

【0086】特にアルミニウム円環44では、レーザ光
の反射面43と別に配設するので、アルミニウム円環4
4の凹面曲率をレーザ光反射面43とは無関係に選択で
きる利点がある。
In particular, since the aluminum ring 44 is disposed separately from the laser light reflecting surface 43, the aluminum ring 4 is
There is an advantage that the concave curvature of 4 can be selected independently of the laser light reflecting surface 43.

【0087】なお、本発明は、上記各実施の形態に限定
されるものでなく次の通り変形してもよい。例えば、イ
オンより強くスパッタリングが起きるカソードの端部に
予備電離用紫外光反射ミラーを配設するのがよいが、こ
のカソードの端部に限らず、アノードの端部に予備電離
用紫外光反射ミラーを配設してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, but may be modified as follows. For example, a preionization ultraviolet light reflection mirror is preferably arranged at the end of the cathode where sputtering is stronger than ions, but the preionization UV reflection mirror is not limited to this cathode end. May be provided.

【0088】又、パルスガスレーザ管としては、放電細
管10を二分し、中間の金属部をアノード或いはカソー
ド、それぞれに両端の金属部をカソード或いはアノード
とするもの、それらカソード・アノード間に中間電位電
極を配設するものなど、種々に変形してもよい。
As the pulsed gas laser tube, the discharge thin tube 10 is divided into two parts, the middle metal part is the anode or the cathode, and the metal parts at both ends are the cathodes or the anodes, respectively. It may be modified in various ways such as the arrangement of.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上詳記したように本発明の請求項1〜
4によれば、紫外光照射を均一にでき、かつ紫外光の利
用効率を飛躍的に向上できるパルスガスレーザ管を提供
できる。
As described in detail above, claims 1 to 5 of the present invention.
According to 4, it is possible to provide a pulse gas laser tube capable of uniformly irradiating ultraviolet light and dramatically improving the utilization efficiency of ultraviolet light.

【0090】又、本発明の請求項5によれば、紫外光照
射を均一にして紫外光の利用効率を飛躍的に向上でき、
そのうえミラー面にスパッタリング物が堆積しても紫外
光の反射特性を変わらないようにできるパルスガスレー
ザ管を提供できる。
Further, according to claim 5 of the present invention, the irradiation efficiency of ultraviolet light can be dramatically improved by uniformizing the irradiation of ultraviolet light.
Moreover, it is possible to provide a pulse gas laser tube capable of preventing the reflection characteristics of ultraviolet light from changing even if a sputtered material is deposited on the mirror surface.

【0091】又、本発明の請求項6、7によれば、紫外
光照射を均一にして紫外光の利用効率を飛躍的に向上で
き、そのうえミラー設計製作が容易となり、実効的な紫
外光反射部分の面積減を少なくできるパルスガスレーザ
管を提供できる。
Further, according to the sixth and seventh aspects of the present invention, the ultraviolet light irradiation can be made uniform, and the utilization efficiency of the ultraviolet light can be remarkably improved. Moreover, the mirror design and manufacture can be facilitated, and the effective ultraviolet light reflection can be achieved. It is possible to provide a pulse gas laser tube capable of reducing the area reduction of a part.

【0092】又、本発明の請求項8によれば、紫外光照
射を均一にして紫外光の利用効率を飛躍的に向上でき、
そのうえレーザ反射面の汚れを簡単な構成で阻止できる
パルスガスレーザ管を提供できる。
According to the eighth aspect of the present invention, the irradiation efficiency of ultraviolet light can be dramatically improved by uniformizing the irradiation of ultraviolet light.
Moreover, it is possible to provide a pulse gas laser tube capable of preventing contamination of the laser reflection surface with a simple configuration.

【0093】又、本発明の請求項9によれば、できるだ
け多くの紫外光を放電細管内に反射させることができ、
紫外光照射を均一にして紫外光の利用効率を飛躍的に向
上できパルスガスレーザ管を提供できる。
According to claim 9 of the present invention, it is possible to reflect as much ultraviolet light as possible into the discharge capillary.
It is possible to provide a pulsed gas laser tube by uniformly irradiating ultraviolet light and dramatically improving the utilization efficiency of ultraviolet light.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係わるパルスガスレーザ管の第1の実
施の形態を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a pulse gas laser tube according to the present invention.

【図2】本発明に係わるパルスガスレーザ管の第2の実
施の形態を示す構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of a pulse gas laser tube according to the present invention.

【図3】本発明に係わるパルスガスレーザ管の第3の実
施の形態を示す構成図。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a third embodiment of a pulse gas laser tube according to the present invention.

【図4】本発明に係わるパルスガスレーザ管の第4の実
施の形態を示す構成図。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of a pulse gas laser tube according to the present invention.

【図5】従来における横方向放電励起方式のレーザ管の
構成図。
FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional lateral discharge excitation type laser tube.

【図6】同レーザ管の放電部の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a discharge part of the laser tube.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…放電細管、11,30,40…カソード、13…
アノード、14…紫外光反射ミラー、16…出力ミラ
ー、20,35,45…円筒、31…ミラー、33,4
3…レーザ光反射面、34…外周円環反射面、44…ア
ルミニウム円環。
10 ... discharge tube, 11, 30, 40 ... cathode, 13 ...
Anode, 14 ... Ultraviolet light reflecting mirror, 16 ... Output mirror, 20, 35, 45 ... Cylinder, 31 ... Mirror, 33, 4
3 ... Laser light reflecting surface, 34 ... Peripheral annular reflecting surface, 44 ... Aluminum annular ring.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁物から形成される放電細管の一端側
に円筒状のカソードを同軸上に設けるとともに前記放電
細管の他端側にも円筒状のアノードを同軸上に設け、前
記アノードと前記カソードとの間に放電を点弧させて前
記放電細管内に予備電離を起こしパルスレーザを発振す
るパルスガスレーザ管において、 前記カソードの端部又は前記アノードの端部のいずれか
一方に設けられ、少なくとも紫外領域に対する反射面を
有し、前記放電細管内の予備電離放電の点弧時に放出さ
れる紫外光を前記放電細管内に向けて反射する機能を有
するミラー、を備えたことを特徴とするパルスガスレー
ザ管。
1. A cylindrical cathode is coaxially provided on one end side of a discharge thin tube made of an insulating material, and a cylindrical anode is coaxially provided on the other end side of the discharge thin tube. In a pulse gas laser tube that ignites a discharge between the cathode and the cathode to cause pre-ionization in the discharge thin tube to oscillate a pulse laser, at least one of the end portion of the cathode and the end portion of the anode is provided, and at least A pulse having a reflection surface for an ultraviolet region, the mirror having a function of reflecting ultraviolet light emitted at the time of ignition of preionization discharge in the discharge capillary toward the discharge capillary. Gas laser tube.
【請求項2】 前記ミラーは、アルミニウムミラーであ
ることを特徴とする請求項1記載のパルスガスレーザ
管。
2. The pulse gas laser tube according to claim 1, wherein the mirror is an aluminum mirror.
【請求項3】 前記ミラーは、反射面を研磨したアルミ
ニウム基板、又は表面にアルミニウムを蒸着した基板で
あることを特徴とする請求項2記載のパルスガスレーザ
管。
3. The pulse gas laser tube according to claim 2, wherein the mirror is an aluminum substrate having a polished reflecting surface or a substrate having aluminum vapor-deposited on the surface.
【請求項4】 前記ミラーの反射面は、レーザ発振光及
び紫外光の両方に対して反射特性を有する誘電体多層
膜、又は金属膜と誘電体多層膜との合成膜により形成さ
れたことを特徴とする請求項1記載のパルスガスレーザ
管。
4. The reflecting surface of the mirror is formed of a dielectric multilayer film having a reflection characteristic for both laser oscillation light and ultraviolet light, or a composite film of a metal film and a dielectric multilayer film. The pulse gas laser tube according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項5】 前記カソードの内壁には、アルミニウム
により形成された円筒を設けたことを特徴とする請求項
1記載のパルスガスレーザ管。
5. The pulse gas laser tube according to claim 1, wherein a cylinder made of aluminum is provided on an inner wall of the cathode.
【請求項6】 前記ミラーは、中央部位がレーザ共振器
の反射面に用いられ、かつこの反射面の周辺部位が紫外
光に対する反射面に用いられることを特徴とする請求項
1記載のパルスガスレーザ管。
6. The pulse gas laser according to claim 1, wherein a central portion of the mirror is used as a reflecting surface of the laser resonator, and a peripheral portion of the reflecting surface is used as a reflecting surface for ultraviolet light. tube.
【請求項7】 前記周辺部位の紫外光に対する反射面
は、アルミニウムの反射面に形成されたことを特徴とす
る請求項6記載のパルスガスレーザ管。
7. The pulse gas laser tube according to claim 6, wherein the reflection surface for the ultraviolet light in the peripheral portion is formed of an aluminum reflection surface.
【請求項8】 前記ミラーの反射面側に、少なくとも表
面がアルミニウムにより形成された円環を配置したこと
を特徴とする請求項1記載のパルスガスレーザ管。
8. The pulse gas laser tube according to claim 1, wherein an annular ring, at least the surface of which is made of aluminum, is arranged on the reflecting surface side of the mirror.
【請求項9】 前記アルミニウム円環は、凹面に形成さ
れたことを特徴とする請求項8記載のパルスガスレーザ
管。
9. The pulse gas laser tube according to claim 8, wherein the aluminum ring is formed in a concave surface.
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