JPS641949B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS641949B2 JPS641949B2 JP26015384A JP26015384A JPS641949B2 JP S641949 B2 JPS641949 B2 JP S641949B2 JP 26015384 A JP26015384 A JP 26015384A JP 26015384 A JP26015384 A JP 26015384A JP S641949 B2 JPS641949 B2 JP S641949B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal electrode
- discharge
- electrodes
- high voltage
- laser device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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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
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0975—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive excitation
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、無声放電式ガスレーザ装置の改良
に関するものである。
に関するものである。
まず、従来のガスレーザ装置を横励起形CO2レ
ーザを例にとつて説明する。
ーザを例にとつて説明する。
第４図はその構成原理図であり、１は接地側金
属電極、２はこの接地側金属電極１に対向配設さ
れた高電圧側金属電極で、この両金属電極は鋳鉄
管あるいは鋼管によつて製作され、放電面はホウ
ケイ酸バリウムガラス等の材料粉末を塗布し、焼
成された誘電体３によつて覆われている。そして
この両電極はレーザ媒質ガスを満たした容器内に
配設されている。４は放電空間、５は変圧器、６
は高周波電源、７は全反射鏡、８はこの全反射鏡
７とレーザ光の光軸上に配設された出力側反射鏡
（一部透過）、９は冷却水循環ポンプ、１０は冷却
器、１１はイオン交換純水器である。
属電極、２はこの接地側金属電極１に対向配設さ
れた高電圧側金属電極で、この両金属電極は鋳鉄
管あるいは鋼管によつて製作され、放電面はホウ
ケイ酸バリウムガラス等の材料粉末を塗布し、焼
成された誘電体３によつて覆われている。そして
この両電極はレーザ媒質ガスを満たした容器内に
配設されている。４は放電空間、５は変圧器、６
は高周波電源、７は全反射鏡、８はこの全反射鏡
７とレーザ光の光軸上に配設された出力側反射鏡
（一部透過）、９は冷却水循環ポンプ、１０は冷却
器、１１はイオン交換純水器である。
上記の構成において、高電圧側金属電極２に、
高周波電源６と変圧器５より交流高電圧が印加さ
れると、放電空間４に無声放電と呼ばれる安定な
放電が起る。無声放電は両電極間に誘電体３を介
した交流放電であるため、アーク放電に移行する
ことなく、電子温度のみが高く、分子温度の上昇
しない非平衡放電が安定に実現できる。放電空間
４内で励起された分子による光誘導輻射過程の説
明は省略するが、放電空間４内で無声放電が起る
と、全反射鏡７と出力側反射鏡８により構成され
る共振器内でレーザ発振が起り、出力側反射鏡８
よりレーザ光が出力される。接地側金属電極１と
高電圧側金属電極２はともに電気伝導度の小さい
冷却水で冷却されており、冷却水は冷却水循環ポ
ンプ９で、冷却器１０、イオン交換純水器１１を
通して循環される。イオン交換純水器１１は冷却
水の電気伝導度を小さくして高電圧側金属電極２
からの電流漏洩を防ぐために必要である。なお、
図には示していないが放電空間のガスは電極間を
レーザ光と直角の方向に高速で流れている。
高周波電源６と変圧器５より交流高電圧が印加さ
れると、放電空間４に無声放電と呼ばれる安定な
放電が起る。無声放電は両電極間に誘電体３を介
した交流放電であるため、アーク放電に移行する
ことなく、電子温度のみが高く、分子温度の上昇
しない非平衡放電が安定に実現できる。放電空間
４内で励起された分子による光誘導輻射過程の説
明は省略するが、放電空間４内で無声放電が起る
と、全反射鏡７と出力側反射鏡８により構成され
る共振器内でレーザ発振が起り、出力側反射鏡８
よりレーザ光が出力される。接地側金属電極１と
高電圧側金属電極２はともに電気伝導度の小さい
冷却水で冷却されており、冷却水は冷却水循環ポ
ンプ９で、冷却器１０、イオン交換純水器１１を
通して循環される。イオン交換純水器１１は冷却
水の電気伝導度を小さくして高電圧側金属電極２
からの電流漏洩を防ぐために必要である。なお、
図には示していないが放電空間のガスは電極間を
レーザ光と直角の方向に高速で流れている。
第５図は上記放電電極部の拡大図で、接地側金
属電極１、高電圧側金属電極２ともに放電面は平
行平板であり、放電は図中に示すように両電極間
で一様に起る。
属電極１、高電圧側金属電極２ともに放電面は平
行平板であり、放電は図中に示すように両電極間
で一様に起る。
第５図に示す実施例では、誘電体を高電圧側金
属電極側に設けたが、接地側金属電極に設けると
か、高電圧側金属電極及び接地側金属電極の両方
に設けることでも同一の効果があることは明らか
である。第６図は高電圧及び接地側金属電極の両
方に誘電体を設けた例である。
属電極側に設けたが、接地側金属電極に設けると
か、高電圧側金属電極及び接地側金属電極の両方
に設けることでも同一の効果があることは明らか
である。第６図は高電圧及び接地側金属電極の両
方に誘電体を設けた例である。
上記のような従来の無声放電式ガスレーザ装置
では、接地側金属電極、高電圧側金属電極が鋳鉄
管あるいは鋼管によつて製作されているので、実
機稼動時に電極を冷却するためのイオン交換水に
よつて錆が発生する。そのためイオン交換水によ
る冷却特性を低下したり、金属電極自体を取り替
えなくてはならないといつた欠点があつた。
では、接地側金属電極、高電圧側金属電極が鋳鉄
管あるいは鋼管によつて製作されているので、実
機稼動時に電極を冷却するためのイオン交換水に
よつて錆が発生する。そのためイオン交換水によ
る冷却特性を低下したり、金属電極自体を取り替
えなくてはならないといつた欠点があつた。
この発明は、かかる欠点を解決するためになさ
れたもので、錆が発生しない金属電極を得るとと
もに、金属電極を取り替える必要がない無声放電
式ガスレーザ装置を提供することを目的としてい
る。
れたもので、錆が発生しない金属電極を得るとと
もに、金属電極を取り替える必要がない無声放電
式ガスレーザ装置を提供することを目的としてい
る。
この発明にかかる無声放電式ガスレーザ装置
は、接地側金属電極、高電圧側金属電極の材料を
フエライト系またはマルテンサイト系ステンレス
材としたものである。
は、接地側金属電極、高電圧側金属電極の材料を
フエライト系またはマルテンサイト系ステンレス
材としたものである。
この発明においては、接地側金属電極、高電圧
側金属電極に電極を冷却するイオン交換水が流通
しても錆の発生を抑止する。
側金属電極に電極を冷却するイオン交換水が流通
しても錆の発生を抑止する。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成原理
図、第２図は第１図の放電電極部の拡大図、第３
図は高電圧および接地側金属電極の両方に誘電体
を設けた例である。図において、３〜１１は上記
従来装置と全く同一のものである。１２は接地側
金属電極、１３はこの接地側金属電極１２に対向
配設された高電圧側金属電極で、この両金属電極
はSUS430材（日本工業規格JIS G4304〜G4307）
によつて製作され、誘電体３が金属電極を覆つて
いる。
図、第２図は第１図の放電電極部の拡大図、第３
図は高電圧および接地側金属電極の両方に誘電体
を設けた例である。図において、３〜１１は上記
従来装置と全く同一のものである。１２は接地側
金属電極、１３はこの接地側金属電極１２に対向
配設された高電圧側金属電極で、この両金属電極
はSUS430材（日本工業規格JIS G4304〜G4307）
によつて製作され、誘電体３が金属電極を覆つて
いる。
従来両金属電極に被覆されている誘電体３の材
料は、酸化バリウム、酸化ホウ素、酸化ケア素、
酸化ジルコニウム、酸化カリウム、酸化アルミ、
酸化チタン、酸化コバルトなどを原料とされた材
料粉末である。これらの線膨張率は実測結果によ
れば91×10-7mm／mm℃である。従つてSUS430材
の鋼管の線膨張率104×10-7mm／mm℃と比べやや
小さい。
料は、酸化バリウム、酸化ホウ素、酸化ケア素、
酸化ジルコニウム、酸化カリウム、酸化アルミ、
酸化チタン、酸化コバルトなどを原料とされた材
料粉末である。これらの線膨張率は実測結果によ
れば91×10-7mm／mm℃である。従つてSUS430材
の鋼管の線膨張率104×10-7mm／mm℃と比べやや
小さい。
しかし、オーステナイト系ステンレス鋼である
SUS304鋼管の線膨張率は180×10-7mm／mm℃であ
り、誘電体の線膨張率と比べ大きな差がある。第
１図に示される誘電体電極を製作した場合に
SUS304材料を用いたものは端部においてクラツ
クが発生し良好な放電管を形成しえないが、
SUS430材料を用いたものは良好であつた。そし
て、一般にマルテンサイト系ステンレス、フエラ
イト系ステンレスはオーステナイト系ステンレス
よりも線膨張係数が小さくホウケイ酸バリウムガ
ラスなどの誘電体材料を塗布焼成した場合に線膨
張係数の差による内部応力が小さくなるという利
点がある。さらに実機使用時の冷却水による金属
電極管内の錆は鋼管製の金属電極の場合には２〜
３週間の使用後に錆が発生し冷却水の着色が観測
されたがSUS430製誘電体電極の場合には１年以
上の経過後も冷却水の着色は観測されていない。
SUS304鋼管の線膨張率は180×10-7mm／mm℃であ
り、誘電体の線膨張率と比べ大きな差がある。第
１図に示される誘電体電極を製作した場合に
SUS304材料を用いたものは端部においてクラツ
クが発生し良好な放電管を形成しえないが、
SUS430材料を用いたものは良好であつた。そし
て、一般にマルテンサイト系ステンレス、フエラ
イト系ステンレスはオーステナイト系ステンレス
よりも線膨張係数が小さくホウケイ酸バリウムガ
ラスなどの誘電体材料を塗布焼成した場合に線膨
張係数の差による内部応力が小さくなるという利
点がある。さらに実機使用時の冷却水による金属
電極管内の錆は鋼管製の金属電極の場合には２〜
３週間の使用後に錆が発生し冷却水の着色が観測
されたがSUS430製誘電体電極の場合には１年以
上の経過後も冷却水の着色は観測されていない。
すなわち両金属電極内を流通するイオン交換水
は弱酸性であるため特に酸に強いステンレス鋼と
してSUS430材は有効である。
は弱酸性であるため特に酸に強いステンレス鋼と
してSUS430材は有効である。
また、上記実施例ではSUS430材料を用いた金
属電極の場合について説明したが、SUS405材
（日本工業規格JIS G4304〜G4307）のフエライ
ト系ステンレス材、SUS403材（日本工業規格
JISG4304〜G4307）のマルテンサイト系ステン
レス材であつても上記実施例と同様の効果を奏す
る。
属電極の場合について説明したが、SUS405材
（日本工業規格JIS G4304〜G4307）のフエライ
ト系ステンレス材、SUS403材（日本工業規格
JISG4304〜G4307）のマルテンサイト系ステン
レス材であつても上記実施例と同様の効果を奏す
る。
なお上記で述べたステンレス材の他にフエライ
ト系ステンレス材であるSUS434材、マルテンサ
イト系ステンレス材であるSUS410材、SUS431
材であつてもよいが、一般市場性、経済的な観点
から上記ステンレス材を推奨している。
ト系ステンレス材であるSUS434材、マルテンサ
イト系ステンレス材であるSUS410材、SUS431
材であつてもよいが、一般市場性、経済的な観点
から上記ステンレス材を推奨している。
以上のようにこの発明によれば、金属電極材料
にマルテンサイト系およびフエライト系ステンレ
ス材を用いたので冷却水による金属電極の錆を抑
止することができ、冷却水の冷却特性を維持し、
信頼性の高い無声放電式ガスレーザ装置が得られ
る効果がある。
にマルテンサイト系およびフエライト系ステンレ
ス材を用いたので冷却水による金属電極の錆を抑
止することができ、冷却水の冷却特性を維持し、
信頼性の高い無声放電式ガスレーザ装置が得られ
る効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成原理
図、第２図は放電電極部の拡大図、第３図は高電
圧及び接地側金属電極の両方に誘電体を設けた場
合の他の実施例である放電電極部の拡大図、第４
図は従来の無声放電式ガスレーザ装置の構成原理
図、第５図は放電電極部の拡大図、第６図は高電
圧及び接地側金属電極の両方に誘電体を設けた場
合の放電電極部の拡大図である。 図において、３は誘電体、７は全反射鏡、８は
出力側反射鏡、１２は接地側金属電極、１３は高
電圧側金属電極である。なお、各図中同一符号は
同一または相当部分を示す。
図、第２図は放電電極部の拡大図、第３図は高電
圧及び接地側金属電極の両方に誘電体を設けた場
合の他の実施例である放電電極部の拡大図、第４
図は従来の無声放電式ガスレーザ装置の構成原理
図、第５図は放電電極部の拡大図、第６図は高電
圧及び接地側金属電極の両方に誘電体を設けた場
合の放電電極部の拡大図である。 図において、３は誘電体、７は全反射鏡、８は
出力側反射鏡、１２は接地側金属電極、１３は高
電圧側金属電極である。なお、各図中同一符号は
同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ レーザ媒質ガスを満たした容器とこの容器内
に対向配設され少なくとも一方の表面上に誘電体
が被覆された金属電極と、この両電極間の放電に
より励起されて発光するレーザ光の光軸上の双方
に配設された鏡とを備え、上記両金属電極の材料
はフエライト系またはマルテンサイト系ステンレ
ス材としたことを特徴とする無声放電式ガスレー
ザ装置。 ２ 金属電極の材料がSUS430材であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の無声放電式
ガスレーザ装置。 ３ 金属電極の材料がSUS405材であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の無声放電式
ガスレーザ装置。 ４ 金属電極の材料がSUS403材であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の無声放電式
ガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26015384A JPS61137381A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 無声放電式ガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26015384A JPS61137381A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 無声放電式ガスレ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61137381A JPS61137381A (ja) | 1986-06-25 |
| JPS641949B2 true JPS641949B2 (ja) | 1989-01-13 |
Family
ID=17344045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26015384A Granted JPS61137381A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 無声放電式ガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61137381A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63204677A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Toshiba Corp | エキシマレ−ザ用電極 |
| JPS63204678A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Toshiba Corp | エキシマレ−ザ管 |
| JP2590087B2 (ja) * | 1987-02-20 | 1997-03-12 | 株式会社東芝 | エキシマレーザ用熱交換器フィン |
| JP2590086B2 (ja) * | 1987-02-20 | 1997-03-12 | 株式会社東芝 | エキシマレーザ用送風機フィン |
-
1984
- 1984-12-10 JP JP26015384A patent/JPS61137381A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61137381A (ja) | 1986-06-25 |
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