JPS6322636B2 - - Google Patents

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JPS6322636B2
JPS6322636B2 JP57116091A JP11609182A JPS6322636B2 JP S6322636 B2 JPS6322636 B2 JP S6322636B2 JP 57116091 A JP57116091 A JP 57116091A JP 11609182 A JP11609182 A JP 11609182A JP S6322636 B2 JPS6322636 B2 JP S6322636B2
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JP
Japan
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electrode
laser
side wall
power laser
insulating material
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Application number
JP57116091A
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English (en)
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JPS5825289A (ja
Inventor
Chirukeru Hansuyurugen
Betsute Uirii
Myuraa Rainharuto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kraftwerk Union AG
Original Assignee
Kraftwerk Union AG
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Publication date
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Publication of JPS5825289A publication Critical patent/JPS5825289A/ja
Publication of JPS6322636B2 publication Critical patent/JPS6322636B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/0971Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
    • H01S3/09713Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited with auxiliary ionisation, e.g. double discharge excitation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/038Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はレーザー室内にあつてレーザー光軸
に平行に拡がり間隔を保つて対向する少くとも二
つの電極の間に発生するできるだけ一様な無アー
ク・コンデンサ放電によつて励起されるTE型の
高出力レーザーに関する。
この種の高出力レーザーは例えば西独国特許出
願公開第2932781号明細書に記載されている。こ
のレーザーに使用される予備イオン化装置も既に
提案されている(西独国特許出願公開第3035702
号、第3035730号明細書)。
TEレーザー(横励起レーザー)は廉価であり
平均出力が高く光化学特に光化学工業の分野にお
いて要求される。このレーザーの動作にはできる
だけ高い電流上昇速度が必要であるが、これは励
起回路のインダクタンスを最小にすることによつ
て達成される。この要求からできるだけコンパク
トなレーザー容器が必要となり、その結果容器壁
に沿つて沿面放電が発生する危険が著しく増大す
る。沿面放電の原因は接線方向の電界成分である
が、所望される体積放電からエネルギーを引き出
す外壁面で起る表面反応によりレーザー・ガスの
品質を悪化させる。これらの効果によりレーザー
放出が妨害され場合によつては阻止されることも
ある。
この発明の目的は上記の高出力レーザーを改良
してコンパクトな構成にも拘らず内壁面に沿う寄
生的の沿面放電が少くとも実際上防止されるよう
にすることである。
この目的は特許請求の範囲第1項に特徴として
挙げた構造を採用することによつて達成される。
この発明の展開による構成は特許請求の範囲第2
項以下に示され、又以下の説明によつて明らかに
される。この発明によつて達成される利点は特に
インダクタンスが低くコンパクトな高出力レーザ
ーが得られ、動作に際して沿面放電が全然あるい
は殆んど発生せず、損失が極めて低く、レーザ
ー・ガスの良好な品質が長く維持されることであ
る。
この発明の4種類の実施例を示す図面について
この発明を更に詳細に説明する。図面にはこの発
明を理解するために必ずしも必要としない部分を
除いて簡略にした構造が示されている。
第1図にTE型高出力レーザーの断面を示す。
レーザー室1はレーザー・ガスを満たされてガス
室となり、電極E1とE2に発生するできるだけ
一様な無アーク・コンデンサ放電によつてレーザ
ー光放射が励起される。両レーザー電極E1とE
2はレーザー光軸a0に平行に拡がり、間隔を保つ
て対向する。その間の最短距離Sが放電間瞭とな
る。レーザー容器2は細長い矩形断面のものと想
定されるが、楕円形又は円形断面のものでもよ
い。容器2は高純Al2O3セラミツク又は適当な絶
縁性合成樹脂製が有利である。容器2の外側部分
は電極E2に対する電流返還部e2,e21,e
22とすることができる。第一電極E1はパルス
発生回路PFNの一方の極に接続され、第二電極
E2の電流返還部e2はその他方の極に接続され
る。パルス発生回路はブルユームライン回路又は
電荷転送回路として動作しレーザーに必要な高電
圧パルスを供給する。回路PFNには更に予備イ
オン化棒V1とV2が接続される。V1は電極E
1の近くにレーザー光軸a0に平行して設けられ、
V2は電極E2の近くに光軸に平行して設けられ
る。この種の予備イオン化棒の構成と接続は既に
発表されている(西独国特許出願公開第3035730
号明細書)のでここではその詳細に立ち入らな
い。電極E1,E2は電流嚮導用の軸部e10,
e20と電流分散用の頭部e101,e201か
ら構成され容器2の壁に作られた孔を通してガス
密にレーザー室1内に突き出している。電流返還
部e2は金属壁e21(底板)とe22(両側
板)から成り第二電極E2が容器2の側壁に沿つ
て少くとも第一電極を包囲する容器壁部分の近く
まで伸びている。Mはe2およびE2の接地導線
である。
ガス室内の放電点火の直前に電極E2と電流返
還部e2は等電位にあり、電極E1はそれと異つ
た電位にある。それによつて電極E1とE2の間
には電極間の電位差と電極の形状によつて決まる
電界FLが形成される。同時に電極E1と電流返
還部e2特にその側壁部e22の間にも同じ電位
差と間隔aの外絶縁材料の誘電率によつて決まる
電界が形成される。これらの電界成分が電極E1
の周りの電界を決定する。間隔Sとaが同程度の
大きさであれば、電気力線の大部分は容器2の絶
縁材料内に侵入して絶縁材料への放電を誘起す
る。従つて次に述べる放電防止手段がとられてい
ないと絶縁体表面に沿面放電が起る。この放電防
止手段として間隔Sを固定して間隔aを広げると
レーザー容器のインダクタンスが増大するという
有害な作用があるので、この発明においてはその
代りに電流導入部に接続された第一電極E1の両
側において(レーザー光軸a0の方向に見て)電極
E1と電流返還部e2の側壁e22との間に光軸
a0に平行に拡がる空室3を容器2の絶縁材料内に
作り、この空室に遮蔽電極4を挿入する。遮蔽電
極4は電極E1に導線4.1によつて導電結合す
るかあるいは容量結合する。これによつて電流返
還部e2が電極E1の周囲の電界分布に及ぼす作
用が軽減され、レーザー容器内の電界は主として
電極E1とE2によつて決定され、ガス空間の外
側で電極4と電流導体e2の間に外側電界Fsが作
られる。空室3は電極E1を包囲する容器壁部分
から始まつて第二電極E2を包囲する容器壁部分
に向つて遮蔽電極4のこの方向の長さ14よりも
深い所まで達している。これによつて遮蔽電極4
が電極E2付近の電界に及ぼす反作用を充分避け
ることができる。この場合図に示すように空室3
を第一電極E1の脚e10のレベルから始まつて
第二電極E2の脚e20レベルまで伸ばしておく
と特に有利である。この構造により絶縁材料表面
の沿面放電に対する波動抵抗が高くなり沿面放電
の発生に対して逆作用を及ぼす。
沿面放電に対する波動抵抗の増大は電流返還部
e2の側壁部e22のレーザー室1に向つた内面
に盆状の凹み5を作り、これを遮蔽電極4の自由
端4.0の重なり部分4/5から始まつて少くと
も空室3の底面3.0の近くまで拡げることによ
つてインダクタンスを僅かに増大させるだけで達
成される。この場合電流返還部e2と容器2の絶
縁材料部分の間に誘電率がほぼ1であるガス空間
5′が作られる。遮蔽電極4は第2図に詳細に示
したように多数の電気的に結合された金属ピン4
a又は4bから構成され、これらの金属ピンは例
えばフライス削りによつて作られた溝3a,3b
内に収められる。フライス削り溝3a,3bの代
りに多数の平行して作られたボーリング孔を使用
しこの孔に金属ピンを収容してもよい。
第5図に金網40から成る遮蔽電極4が絶縁材
料製の容器2のスリツト状の空室30に挿入され
た構造の一部の透視図を示す。空室30の底面は
300として示され、この底面と遮蔽電極の下の
縁端との間の間隔が遮蔽電極無しの空間30aと
なる。この空間が第1図の3aに対応する。金網
40の代りに金属板を使用することも可能であ
る。
第6図には同じく部分透視図によつて遮蔽電極
4としてレーザー軸又は電極軸に平行に張られた
針金400が容器側壁3の長手方向の溝300に
収められている構造を示す。電極E1の電位接続
は端面の結合片400.1を通して行われる。こ
の結合片は細長い金属板であり縦溝300に続く
横溝300.1内に置かれる。400.1と40
0の間の電気接続は針金400の裸の端部を突出
縁を持つ金属板400.1の孔に挿入し突出縁を
押しつぶすことによつて作られる。遮蔽電極無し
の空室は300aとして示され、溝300の下に
作られたスリツトによつて構成される。
第3図、第4図に示した別の実施例では、レー
ザー室1の容器3がレーザー・ガスをレーザーの
光軸a0に垂直にa1の方向に流すため窓状の孔6
を備える。特に第4図に示すように残された容器
壁部分7の中心に置かれた電流返還部e2′は絶
縁材料の第一層8で覆われている。この絶縁層は
遮蔽電極4′によつて包まれ、遮蔽電極4′は第二
絶縁層9で包まれている。第1図に示されている
空室3aと凹み5はこの実施例においても設けら
れるが図には示されていない。
第7図には上記の実施例の遮蔽電極4,4′と
共同して電位分布を更に改善するための電極断面
形状を示す。図にEとして示されている電極では
破線で示したチヤン又はロゴウスキ包絡面である
凸面部分10の長手方向に複数の溝12が例えば
フライス削りによつて作られ、これらの溝の間に
長く伸びた突出部が残されている。このように変
形されたチヤン・ロゴウスキ断面の作用で半径方
向の電界成分が切線方向成分を犠牲にして増強さ
れ、それによつて遮蔽電極4の遮蔽作用と空室5
の沿面放電に対する波動抵抗の増大作用が補強さ
れる。特に耐ハロゲン性の合金例えば合金鋼又は
アルミニウムで作られた電極Eの軸部はe30と
して、頭部はe301として示されている。ここ
でチヤン・ロゴウスキ断面は一例として挙げたも
のでそれ以外の断面形状にも適当なものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一つの実施例の断面図、第
2図は第1図の−線に沿う断面図、第3図は
レーザー室の構成の一例を示す平面図、第4図は
第3図の−線に沿う断面図、第5図と第6図
は針金又は金網で作られた遮蔽電極の透視図であ
り、第7図は電位分布を改善する電極断面形状の
一例を示す。 1……レーザー室、2……レーザー容器、3…
…空室、4……遮蔽電極、E1……第一電極、E
2……第二電極、e2……電流返還部、e22…
…電流返還部の側壁、a0……レーザー光軸。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電流導入部に接続された第一電極E1の両側
    に、この電極と電流返還部e2の側壁e22の間
    にあつて電極軸に平行に伸びた空室3が容器側壁
    2の絶縁材料内に作られていること、この空室3
    に第一電極の電位に置かれた遮蔽電極4が挿入さ
    れていることを特徴とするレーザー電極が適当な
    予備イオン化装置と共に部分的に高耐電圧絶縁材
    料から成るレーザー室内に設けられ電流導入部又
    は電流返還部に接続され、電流返還部は金属壁の
    形で第二電極からレーザー室側壁に沿つて第一電
    極を包囲する容器壁近くまで拡がつているレーザ
    ー室内でレーザー光軸に平行に拡がり間隔を保つ
    て対向する少くとも二つの電極の間に発生する無
    アーク・コンデンサ放電によつて励起されるTE
    型高出力レーザー。 2 空室3が第二電極E2を包囲する容器壁部分
    に向つて遮蔽電極4よりも長く伸びていることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高出力レ
    ーザー。 3 空室3が第一電極E1の脚部e10から始ま
    つて第二電極E2の脚部e20のレベルまで伸び
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項又
    は第2項記載の高出力レーザー。 4 電流返還部e2の側壁e22のレーザー室1
    に向う側に盆状の凹み5が設けられ、この凹みが
    遮蔽電極4の自由端との間に形成されるオーバー
    ラツプ領域4/5から始まつて少くとも空室3の
    底面3.0近くまで拡がつていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項乃至第3項の一つに記載
    の高出力レーザー。 5 遮蔽電極4が多数の電気的に結合された金属
    ピンから構成され、これらのピンはフライス削り
    又は多数の並列穴あけによつて作られた空所3a
    内に収められていることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の高出力レーザー。 6 金属板又は金網で作られた遮蔽電極40がス
    リツト状の空室30に収められていることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の高出力レーザ
    ー。 7 遮蔽電極がレーザー軸又は電極軸に平行に張
    られた針金400から構成され、これらの針金は
    レーザー室側壁の長手方向の溝300に入れられ
    第一電極E1に結合されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の高出力レーザー。 8 レーザー室側壁が電流返還部と共にレーザー
    媒質ガス流のための貫通孔を備え、残された容器
    壁部分の中心を通る金属電流返還部が絶縁材料層
    8で包まれていること、絶縁材料層8が遮蔽電極
    4で包まれ、その上に第二の絶縁材料層9が設け
    られていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の高出力レーザー。 9 電極がチヤン又はロゴウスキ断面形状を持
    ち、電極の表面部分10にはその長手方向に多数
    の縁が丸められた溝12が作られ、その間に長手
    方向に伸びた隆起13が断面包絡面内に作られて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の高出力レーザー。
JP57116091A 1981-07-03 1982-07-02 Te型高出力レ−ザ− Granted JPS5825289A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3126375A DE3126375C2 (de) 1981-07-03 1981-07-03 Transversal angeregter Hochenergielaser
DE3126375.5 1981-07-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5825289A JPS5825289A (ja) 1983-02-15
JPS6322636B2 true JPS6322636B2 (ja) 1988-05-12

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ID=6136086

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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Country Status (7)

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US (1) US4503542A (ja)
JP (1) JPS5825289A (ja)
AU (1) AU554956B2 (ja)
CA (1) CA1159939A (ja)
DE (1) DE3126375C2 (ja)
FR (1) FR2509096B1 (ja)
GB (1) GB2102191B (ja)

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