JPS6232672A - レ−ザ発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はレーザ発振器の改良に関Ｔるものである。

〔従来の技術〕

第６図は従来この種のものとして代表的な横方向励起型
ハルスレーザで１％にエキ７マレーザ（例えばＡｒＦ　
、　ＫｒＦ　ｅ　ＸｅＦ　、　Ｘｅｃ−ｅ　）　、窒素
レーザ等で良く使われる装置の１例を示す縦断面図、第
７図は第６図を■−■線より見た横断面図である０図に
おいて、（１）は高圧電源、（２）はパルス充電回路、
、３）は電流の均一化を計るためのインダクタンス、（
４）は予備′シ離電極、（５）は多数の孔を有する第□
。

主ｔ４．（６）は主放電に先立って行なわれる予備電離
放電、（７）は第１の王１１Ｅ極と対向する第２の主電
極、（８）は主放電を起こすためのピーキングコンデン
サーで上記主電極＋５１　、　（７）間に並列接続され
ている。（９）は主放電によってレーザが励起される放
電励起部、αＱはレーザ発振光軸、（ロ）はレーザガス
、（２）はレーザガスを封入するＶ−ザ筺体、ａａは全
反射鏡、α弔は部分透過鏡、α谷はレーザ光である。

次に動作について説明する。１例としてＫｒＦレーザの
場合について説明する。レーザ筐体（イ）に封入され、
冷却されたＫｒとＦ２とＨｅ　（またはＡｒかＮｅ）か
ら１ｊる７−ザガスが、第１の主電極〔５）と第２の主
電極（１）の間に矢印の方向から流し込ソれている。

高圧電源（１）により駆動ざｎるパルス充電回路（２）
が、ピーキングコンデンサー（８）をパルス的に充電す
る。

その際、予備電離電極（４）と第１の主電極（５）との
ギャップか、充電路の一部を構成しているため、充電期
間中、予備電離放電（６）か行なわれる。この予備電離
放電（６）はアーク放電であるため、多量の紫外光を発
生する。発生した紫外光は第１の主電極（５）に設けら
れた多数の孔を通して放電励起部（９）全域に広がる。

これにより、第１の主電極の近傍。

ならびに放電励起部（９）の全域に亘り、レーザガス（
ロ）が弱電離状態（Ｔ＆子密度ｎｅ　＝　１０’−１０
・コ／ｃｄ）となる。ピーキングコンデンサー（８）の
充電により。

第１の主電極（５）とｗＪ２の主電極（１）の間の電圧
が放電開始電圧に達すると、ピーキングコンデンサー（
８）に蓄えられた電荷は、−気に第１の主電極（５）と
８２の主電極（７）の間に流れ、放電励起部（９）にパ
ルス放電が形成される。

これは、あらかじめ放′シ励起部（９）が紫外光によっ
て均一な予備電離状態にされているため、均一なグロー
放電となる。

この放電により形成された放電励起部（９）では励起状
態のＫｒＦか生成され１反転分布が形成される。

放電励起部（９）を挾み対向配置した全反射鏡＠と部分
反射鏡α滲から成る光共振器により、レーザ発振が生じ
、部分反射鏡α４からレーザビーム（ト）が出射する。

ところで、第６図に示すように、王′截極の一方を、多
数の孔を有する構造とし、予備電離のための紫外光を、
電極の背面から照射する方法は、大断面に渡って均一な
主放電を必要とする時、極めて有効な方法である。

一方、この種のパルスレーザでは、実際の応用−際して
、１秒間に数十〜数百ｐｐ３の高繰返し発振を行ない、
数十〜数百Ｗの平均出力か得られることか重要である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の装置は以上のように構成されてい
るので、アーク放電である予備電離放電（６）により、
第１の主電極（５）が著しく損傷される。

また、ｆａｌの主電極（５）の熱容量は第２の主電極（
７）に比べて極めて小さいため、高繰返し発振時、予備
゛シ離放電（６）、主放電により加熱されやすく、その
熱はレーザガス（ロ）によって容易に取り去ることはで
きない。このｗｃｌ主電極（５）の加熱により、主放電
がアーク放電になりやすくなり、レーザ出力が不安定と
なる点があり、またこの除温１の主電極が受ける損傷も
著しい。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、信頼性のある高繰返しレーザ発振器を得るこ
とを目的としている。

（問題点を解決するための手段〕 この発明に係るレーザ発振器は、多数の孔を有する８ｇ
１の主電極背面にさせて冷媒の流れる中空導体を設置し
、予備電離放電を予備電離電極と中空導体の間で行なう
ようにしたものである。

〔作　用〕

この発明における第１の主放電電極は、冷媒の流れる中
空導体による間接冷却作用もこより、高繰返し発振動作
に２いても加熱されることなく、また、予備電離放電が
その表面において直接性なわれていないので、それによ
る電極の損傷がな（なる０ 〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明のレーザ発振器の−′＝１！施例を示す縦
面図、第２図は第１図を■−■線より見た横断面図で、
σ０は第１の主電極（５）に、溶接等で固着され、熱接
触か良くされている中空導体中を流れる冷媒である。

次にこの発明の動作について説明する。基本的動作は従
来例と同様であるが、予備電離放電（６）は、予備電離
電極（４）と第１の主電極（５）の間ではなく、予備電
離電極（６）と中空導体αＱの間で行なわれる。

したがって、予備電離放電（６）による第１の主電極〔
５）の損傷の問題はｆｌ　（なる。

また、中空導体α０中を流れる冷媒αηにより、第１の
主電極（５）は常に間接冷却されることになり。

高繰返し動作時の電極加熱の問題もなくなる。これ番こ
より、主放電はアーク放電に移ることなく常に安定とな
り、したがって、レーザ出力が安定となる。さらに、主
放電のアーク放電化による、王放＠１極対ｆ５１　、　
（７）の損傷の問題もな（なる。

ｒｊお、上記実施例では、中空導体αＱに対して、一方
向からのみで予備電離放電を行１ようようにしているが
、第３図に示すように、１本の中空導体に対して両側か
ら予備電離放電を行うようにしてもよく、この場合、均
−予備電離が促進され、安定な励起放電が行なわれる。

また、第４図に示すように、中空導体αｅの表面に、突
起部−を設けてもよく、この場合、予備電離電極（４）
と突起部四の間の電界強度が増加し、各予備電離電極（
４）における予備電離放電（６）が確実に行なわれるよ
うになる。

また、第５図に示すように、中空導体α・の形状を断面
三角形状のパイプとしてもよく、この場合、上記に示し
た突起部の効果ととも１こ、予備電離放電（６）により
発生する紫外光が、先の構造に比べてさらに放電励起部
（９）に浸透しやすくなり、安定な放電励起が促進され
る。

また、第１の主電極（５）に金属メツシュで構成される
のが一般的であるが、熱容量の大きいパンチングボード
を使用してもよく、その際、王放電番こよる損傷はさら
１こ小さくなり、装置の信頼性が向上する。

また、中空導体αψ中に流す冷媒σηとしては、水。

絶縁油の他に、アンモニア、フロン等のフン化ハロゲン
化炭化水素冷媒、および前記の２種以上の混合物等が使
われる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、多数の孔を有する第
１の主電極の背面に、それに接触するように冷媒の流れ
る中空導体を設置し、予備電離放電を予備電離電極と中
空導体の間で行なうように構成したので、装置の信頼性
が向上し、また寿命が長くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるパルスレーザ発振器
を示す縦断面図、第２図は第１図の■−■線横断面図、
第３図〜第５図はこの発明の他の実施例によるパルスレ
ーザ発振器の要部を示す縦断面図、第６図は従来のパル
スレーザ発振器の要部を示す縦断面図、第７図は第６図
の■−■線横線面断面図る。 図に２いて、（４）は予備電離電極、（５）は第１の主
電極、（６）は予備電離放電、（７）は第２の主電極、
（８）はピーキングコンデンサー、０υはレーザガス、
ＧＱは中空導体、ｑηは冷媒、囮は突起部である。 な２、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザガス中に対向して配設された多数の孔を有
   する第１の主電極及び孔を有さない第２の主電極と、上
   記第１の主電極の背面に配設された複数の予備電離電極
   と、上記主電極間に並列接続されたコンデンサーとを備
   えたレーザ発振器において、上記第１の主電極の背面に
   接触して、内部に冷媒の流れる中空導体を配設し、上記
   主電極間の放電に先立ち、上記予備電離電極と、上記中
   空導体の間で予備電離放電が行なわれることを特徴とす
   るレーザ発振器。
2. （２）中空導体を流れる冷媒が、水、絶縁油、アンモニ
   アもしくはフッ化ハロゲン化炭化水素冷媒あるいは、こ
   れらのうち２種以上を混合した冷媒であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のレーザ発振器。
3. （３）第１の主電極が金属メッシュ、またはパンチング
   ボードで構成されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項または第２項記載のレーザ発振器。
4. （４）中空導体はその表面に突起部を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項、第２項、または第３項記
   載のレーザ発振器。
5. （５）中空導体は断面が三角形状のパイプであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項または第３項
   記載のレーザ発振器。