JPH0362580A - ガスレーザ発振装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はガスレーザ発振装置に関する。

（従来の技術） 第３図はガスレーザ発振装置の構成図である。

ガスレーザ管（不図示）の内部には放電電極１゜２が対
向配置されている。これら放電電極１，２のうち放電電
極１の表面上には、それぞれ導線（ワイヤ）３を内部に
配線した各ガラス管４か配置されており、これら導ｖＡ
３は共通接続されて放電電極２に接続されている。又、
各放電電極１゜２間には放電用コンデンサ５，６が接続
されている。一方、７は充放電回路であって、この充ｈ
ｋ電回路７には高電圧電源Ｈ，Ｖが備えられ、この高電
圧電源Ｈ，Ｖに充電抵抗Ｒ，を介してサイラトロン等の
スイッチ８が接続されるとともに充放電コンデンサＣ１
が接続され、かつこの充放電コンデンサＣ１にコイルＬ
１が接続されている。そして、この充放電コンデンサＣ
＋が放電電極１に接続されている。なお、図示しないが
各放電電極１゜２の長手方向の両側には光共振器を構成
する高反ｑ、ｔ　ミラー及び出力ミラーが配置されてい
る。

このような構成であれば、スイッチ８が開いている状態
に充放電コンデンサＣ３は充電され、スイッチ８の閉動
作により充放電コンデンサＣＩに蓄えられた電荷が各放
電用コンデンサ５．６に移行する。この電荷の移行によ
り各放電用コンデンサ５．６は充電されて、これら放電
用コンデンサ５．６に印加される電圧は高くなる。この
状態に各導線３と各ガラス管４との間に印加される電圧
が高くなってこれら導線３とガラス管４との間にコロナ
放電が生じる。このコロナ放電により各放電電極１，２
間は予備電離され、続いて各放電電極１，２間に主放電
（グロー放電）が発生する。

この結果、光共振器において光共振が生じて出力ミラー
からレーザビームが出力される。なお、予備電離方式に
は上記方式の他にＵＶ予備電離方式、Ｘ線予Ｒ電離方式
などがあるが、いずれの方式も上記方式と同様に各放電
電極１．２間を予備電離するものとなっている。

ところで、上記コロナ予備電離方式は各放電電極１，２
間の放電空間における放電方向に対してほぼ直角方向に
多数のガラス管４を配置しであるので、主放電方向に対
して直角方向に幅広くかつ大面積のレーザビームが出力
されるが、予（ｉｆ’Ｎ　離能力が低くかつ高エネルギ
ー密度の放電を点弧することができない。そこで、予備
電離能力を向上させるために高電圧電源Ｈ，Ｖの出力電
圧を高くするとガラス管４の寿命が短くなり、さらには
ガラス管４の破壊が起こる。そのうえ、スイッチ８とし
ては高耐圧のものを使用する必要があるうえその寿命も
短くなる。又、各ガラス管４との間は予備電離が生ぜず
、このためレーザビームのエネルギー密度が縞状となっ
て不均一となる。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように予備電離能力が低いうえに、この子１ｉｉ
電離能力を向上させるために高電圧電源Ｈ，Ｖの出力電
圧を高くするとガラス管４の寿命が短くなり、さらにガ
ラス管４の破壊が起こる。

又、レーザビームのエネルギー密度が不局−となる。

そこで本発明は、予６ｉｆ電離能力を高くするとともに
ガラス管１の寿命を長くでき、かつ均一なエネルギー密
度のレーザビームを出力できるガスレーザ発振装置を提
供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、ガスレーザ管内部に互いに対向配置された第
１電極及び第２電極と、これら第１電極と第２電極との
間に配置された荷電粒子を通過させる構造の第３電極と
、第１電極と第３電極との間に接続され充放電回路と、
第１？′ＩＸ極と第３電極との間を予備電離してトリガ
放電を発生させこのトリガ放電により生じた荷電粒子を
第３電極を通して第２電極と第３電極との間に供給する
トリガ放電回路と、第２電極と第３電極との間に接続さ
れ荷電粒子の供給によりこれら第２電極と第３電極との
間に主放電を発生させる高電圧を供給する高電圧電源と
を備えて上記目的を達成しようとするガスレーザ発振装
置である。

（作用） このような手段を備えたことにより、充放電回路から第
１と第３電極との間に電力が供給されると、トリガ放電
回路の作用によってこれら第１と第３電極との間が予備
電離されてトリガｈｋ電が発生し、このトリガ放電によ
り生じた荷電粒子が第３電極を通過して第２と第３電極
との間に供給される。このとき第２と第３電極との間に
は高電圧電源から高電圧が供給されているので、荷電粒
子の供給により第２と第３電極との間に主ＩＪ！ｉ、電
が発生する。かくして、光共振が生じてレーザビームが
出力される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図はガスレーザ発振装置の構成図である。

図示しないガスレーザ管の内部には第１電極１０と第２
電極１１とが対向配置され、さらにこれら第１電極１０
と第２電極１１との間に第３電極１２が配置されている
。これにより、第１電極１０と第３電極１２とにより第
１放電空間Ａが形成されるとともに第２電極１１と第３
電極１２とにより第２放電空間Ｂが形成される。第３電
極１２は電子、イオンなどの荷電粒子の通過性の高い構
成のもので、第２図に示すように平板に多数の粒子通過
孔１２ａが形成されたものとなっている。又、第１電極
１０と第３電極１２とには空間Ａを予ｆｉ電離してトリ
ガ放電を発生させるトリガ放電回路が接続されている。

すなわち、第１電極１０と第３電極１２との間には放電
用コンデンサＣ、、、Ｃ，２が接続されるとともに、第
１電極１０の表面上にはそれぞれ導線１３を内設した多
数のガラス管１４が配置されている。これら導線１３は
共通接続されて接地されている。一方、第２電極１１と
第３電極１２との間には各放電用コンデンサＣｐ３＋　
　Ｃｐ４が接続されるとともに第３電極１２には各充電
用コイルＬＩ　Ｏｒ　　Ｌ　Ｉ　１が接続され、かつ第
２電極１１には高電圧電源Ｈ，Ｖが充電抵抗Ｒ１ｏを介
して接続されている。これにより、光重用コンデンサＣ
Ｐ、、Ｃ８は高電圧電源Ｈ，Ｖにより予め充電された状
態にある。これら充電用コンデンサＣｐ３＋　　０９４
に印加される電圧は放電空間Ｂに電子が供給されたとき
に第２電極１１と第３電極１２との間に主放電が発生す
るレベルとなっている。なお、上記第１電極１０と第３
電極１２との間隔及び沁２電極１１と第３電極１２との
間隔はそれぞれ千ｒＱｆｌｉ力能力、レーザビームの強
度などによって設定される。

又、図示しないが各放電電極１０．１１の長手方向の両
側には光共振器を構成する高反対ミラー及び出力ミラー
が配置されている。

一方、２０は充放電回路であって、この充放電回路２０
には高電圧電源Ｈ，Ｖが備えられ、この高電圧電源Ｈ，
Ｖに充電抵抗Ｒ１，を介してサイラトロン等のスイッチ
２１が接続されるとともに充放電コンデンサＣＩＯが接
続され、かつこの充放電コンデンサＣ＋ｏに充電用コイ
ルＬＩＯが接続されている。そして、この充放電コンデ
ンサＣＩＯが第１電極１０に接続されている。この場合
、高電圧電源Ｈ，Ｖの出力レベルは第１電極１ｏと第３
電極１２との間に予備電離が生じる程度に設定されてい
る。

次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。

スイッチ２１が開いている状態に充放電コンデンサＣＩ
Ｏは充電され、スイッチ２１の閉動作により充放電コン
デンサＣＩＯに蓄えられた電荷が各放電用コンデンサＣ
、、、Ｃ，２に移行する。この電荷の移行により各放電
用コンデンサＣＰｌ＋　　Ｃｐ２は充電されて、これら
放電用コンデンサＣ、、、Ｃｐ２に印加される電圧は急
激に高くなる。この状態に各導線１３と各ガラス管１４
との間に印加される電圧が高くなってこれら導線１３と
ガラス管１４との間にコロナ放電が生じる。このコロナ
放電により第１電極１０と第３電極との間の放電空間Ａ
が予備電離され、続いてこれら第１電極１ｏと第３電極
との間にトリガ放電が生じる。このトリガ放電によって
第３電極１２の各粒子通過孔１２ａからは電子、イオン
などの荷電粒子が多数空間Ｂに供給される。

この状態に第２電極１１と第３電極１２との間は高電圧
電源Ｈ，Ｖにより予め高電圧が印加されているので、大
量の荷電粒子の供給及び放電による短波長光がトリガと
なって第２電極１１と第３電極１２との間のガスレーザ
媒質が励起され、これにより第２電極１１と第３電極１
２との間に主放電が発生する。かくして、光共振器にお
いて光共振が生じて出力ミラーからレーザビームが出力
される。

このように上記一実施例においては、第１と第３電極１
０．１２への電力・供給により第１と第３電極１０．１
２との間が千１ｉｉｉｉ電離されてトリガ放電が発生し
、このトリガ放電により生じた荷電粒子が第３電極１２
を通過して第２と第３電極１１゜１２との間に供給され
ることにより第２と第３電極１１．１２との間に主放電
が発生するように構成したので、第２と第３電極１１．
１２との間には放電空間Ａの放電により荷電粒子だけで
なく放電による短波長光も空間Ｂに供給されて主ｈｔ電
のトリガとして作用する。これにより、空間Ｂでの予備
電離能力を向上させたのと等価となり、面積が広くかつ
エネルギー密度が均一で高効率なレーザビームが出力さ
れる。又、スイッチ２１は、空間Ａを予備電離してトリ
ガ放電を発生させるエネルギーを供給すれば良いので、
スイッチング動作電圧を低下できるとともにスイッチン
グ時間も比較的立ち上がりの遅いもの、例えば半導体素
子でもでも半永久的に使用できる。従って、スイッチ２
１に対する負荷が軽減されて寿命を延ばせる。

同様に各ガラス管１４に印加される電圧も低下できて各
ガラン管１４の寿命が長くなる。さらに、主放電が発生
する空間Ｂとトリガ放電の空間Ａとは分かれているので
、ガスレーザ媒質の流れは空間Ｂで高速に行うことによ
って高繰り返しレーザ発振を円滑にでき、かつ第１電極
１０と第３電極１２との間に印加する電圧は空間Ｂでの
主放電を安定して発生させるレベルで良く、充放電回路
２０でのインダクタンス成分を厳密に低減する必要がな
いので構成が簡単となり、その構成も出力されるレーザ
ビームの出力レベルに応じて容易に構成できる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形しても良い。例えば、仝
間Ａの予備電離はＵＶ予備電離方式やＸｖＡ予（ｉｉｉ
電離方式を使用しても良い。又、第３電極１２は粒子通
過孔１２ａを多数形成したものでなく格子状に形成され
たものでも良く、とにかく荷電粒子を通過させる形状で
あれば良い。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、予備電離能力を高
くするとともにガラス管板の寿命を長くでき、かつ均一
なエネルギー密度のレーザビームを出力できるガスレー
ザ発振装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係わるガスレーザ発振装置
の一実施例を示す構成図であって、第１図は全体構成図
、第２図は第３電極の構成図、第３図は従来装置の構成
図である。 １０・・・第１電極、１１・・・第２電極、１２・・・
第３電極、１３・・・導体、１４・・・ガラス管、Ｃ０
〜Ｃ０・・・放電用コンデンサ、Ｌ　ＩＯ＋　　Ｌ　Ｉ
＋・・・充電用コイル、Ｈ，Ｖ・・・高電圧電源、２０
・・・充放電回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガスレーザ管内部に互いに対向配置された第１電極及び
   第２電極と、これら第１電極と第２電極との間に配置さ
   れ荷電粒子を通過させる構造の第３電極と、前記第１電
   極と前記第３電極との間に接続された充放電回路と、前
   記第１電極と前記第３電極との間を予備電離してトリガ
   放電を発生させこのトリガ放電により生じた荷電粒子を
   前記第３電極を通して前記第２電極と前記第３電極との
   間に供給するトリガ放電回路と、前記第２電極と前記第
   ３電極との間に接続され前記荷電粒子の供給によりこれ
   ら第２電極と前記第３電極との間に主放電を発生させる
   高電圧を供給する高電圧電源とを具備したことを特徴と
   するガスレーザ発振装置。