JPH0432282A - ガスレーザ出力装置 - 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、予備電離を改良したガスレーザ出力装置に関
する。

（従来の技術） 第５図はガス１ノーザ出力装置の構成図である。

ガスレーザ媒質が封入されたガスレーザ管には一対の主
電極１，２が対向配置されている。これら主電極１．２
はそれぞれかまぼこ形状に形成され、かつこれら主電極
１，２にはピーキングコンデンサ３，３及び予備電離用
ビン電極４．４が接続されている。なお、これらピーキ
ングコンデンサ３．３及び予備電離用ビン電極４，４は
各主電極１．２の長手方向に所定間隔毎に複数配置され
ている。一方、主電極１には充放電用コンデンサ５が接
続され、この充放電用コンデンサ５に充電抵抗６を介し
て高電圧電源Ｈ，Ｖが接続されるとともにスイッチ７が
接続されている。又、主電極１には充電用コイル８が接
続されている。

かかる構成であれば、スイッチ７が解放されていれば、
充放電用コンデンサ５には充電抵抗６を通して高電圧電
源Ｈ，Ｖから充電が行われる。この状態にスイッチ７が
閉じられると、充放電用コンデンサ５に蓄えられた電荷
は各ピーキングコンデンサ３，３に移行し、各予備電離
用ビン電極４．４でアーク放電が発生する。このアーク
放電に伴ってＵＶ光（紫外光）が発生し、このＵＶ光に
よりガスレーザ媒質は電離して荷電粒子が生じる。そし
て、各主電極１，２間の印加電圧か放電破壊電圧以上に
なると、これら主電極１，２間に主放電が発生する。こ
の主放電によりガスレーザ媒質は励起されて図示しない
共振器で光共振が生じ、かくしてガスレーザ光が出力さ
れる。

ところで、ガスレーザ出力装置では安定した主放電を発
生させるために各主電極１，２の間に荷電粒子を供給す
る必要がある。このため、上記装置では各予備電離用ピ
ン電極４．４でアーク放電を発生させ、このアーク放電
に伴って発生するＵＶ光によりガスレーザ媒質を電離し
て荷電粒子を生じさせている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、各予備電離用ピン電極４．４でアーク放電を
発生させると、この放電発生時にスパッタ等の不純物が
発生して主放電が不安定となる。

さらにこのスパッタ物によってレーザ出力低下が促進す
る。

そこで本発明は、不純物の発生を極力抑えて安定した主
放電を発生できるガスレーザ出力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、対向配置された一対の主電極と、これら主電
極間に放電エネルギを供給する充放電回路と、各主電極
間に予備電離用の荷電粒子を供給する荷電粒子供給源と
、各主電極間に配置された中間電極と、この中間電極に
電圧を印加して荷電粒子供給源から放出された荷電粒子
を引きつける電圧印加回路とを備えて上記目的を達成し
ようとするガスレーザ出力装置である。

（作用） このような手段を備えたことにより、各主電極間に荷電
粒子供給源から予備電離用の荷電粒子が放出されるとと
もに、中間電極に対して電圧印加回路により電圧が印加
される。これにより、荷電粒子は中間電極に引きつけら
れて各主電極間に供給される。この状態に各主電極間に
主放電が発生する。

（実施例） 以下、本発明の第１実施例について図面を参照して説明
する。

第１図はガスレーザ出力装置の構成図である。

ガスレーザ管の内部には一対の主電極１０．１１が対向
配置されている。これら主電極１０．１１はそれぞれか
まぼこ形状に形成され、かつこれら主電極１０．１１に
はコンデンサ１２．１２が接続されている。このうち、
主電極１０はカソード電極として機能し、この主電極１
ｏには充放電回路１３が接続されている。この充放電回
路１３は各主電極１０．１１間に放電エネルギを供給す
るもので、主電極１０に接続された充放電用コンデンサ
１４を有している。この充放電用コンデンサ１４には充
電抵抗１５を介して高電圧電源Ｈ，Ｖが接続されるとと
もにスイッチ１６が接続されている。又、主電極１０に
は充電用コイル１７が接続されている。

一方、主電極１１はアノード電極として機能するもので
、メツシュ状に形成されている。そして、この主電極１
１の湾曲した内部には荷電粒子供給源１８が配置されて
いる。

この荷電粒子供給源１８は予備放電用の荷電粒子−ｅを
放出するものである。具体的な構成は第２図に示すよう
にセラミックス等の絶縁物１９を各電極２０．２１によ
り挾み、これら電極２０゜２１に高周波交流電源２２を
接続したものとなっている。

又、各主電極１０．１１間における主電極１０側には中
間電極２３が配置されている。この中間電極２３はメツ
シュ状に形成され、かつ電圧印加回路２４に接続されて
いる。

この電圧印加回路２４は中間電極２３に電圧を印加して
荷電粒子供給源１８から放出された荷電粒子−ｅを引き
つける作用を生じさせるものである。具体的には高電圧
電源Ｈ，Ｖが備えられ、この電源Ｈ，Ｖに充電抵抗２５
を介して中間電極２３が接続されている。又、充電抵抗
２５にはコンデンサ２６及びコイル２７の直接回路が接
続されている。ここで、コンデンサ２６に加える電圧は
、ガスレーザ媒質の種類やガスレーザ管内の圧力等によ
って電子衝突による電離係数が異なるので、これらガス
レーザ媒質の種類等に応じて可変する。

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１６が解放されていれば、充放電用コンデンサ
］４には充電抵抗１５を通して高電圧電源Ｈ，Ｖから充
電が行われる。

又、電圧印加回路２４においては高電圧電源Ｈ７■から
充電抵抗２５を通してコンデンサ２６に充電が行なわれ
る。この場合、充電は充電抵抗２５、コンデンサ２６及
びコイル２７により決まる時定数に従って行なわれる。

このコンデンサ２６への充電により、この充電電圧が中
間電極２３に加わる。

さらに荷電粒子供給源１８においては高周波交流電源２
２から各電極２０．２１に高周波電力が供給される。こ
れにより、絶縁物］９から荷電粒子−ｅが放出される。

この荷電粒子−ｅは主電極１１のメツシュを通過する。

ここで、中間電極２３は上記の如く電位が加わっている
ので、主電極１１付近に浮遊している各荷電粒子−ｅは
中間電極３に引き付けられる。この場合、中間電極２３
には電圧のみが加わり、電流は流れない。従って、各荷
電粒子−ｅは各主電極１０．１１間に一様に分布し、予
備電離した状態と同一になる。

この状態にこの状態にスイッチ１６が閉じられると、充
放電用コンデンサ１４に蓄えられた電荷は各コンデンサ
１２．１２に移行する。この電荷の移行により各主電極
１０．１１間の電圧が放電破壊電圧以上になると、これ
ら主電極１０．１１間に主放電が発生する。この主放電
によりガスレーザ媒質は励起されて図示しない共振器で
光共振が生じ、かくしてガスレーザ光が出力される。な
お、主放電が発生したときコイル２７はコンデンサ２６
からの電流の逆流を防止している。

このように上記一実施例においては、各主電極１０．１
１間に荷電粒子供給源１８から荷電粒子−ｅを放出する
とともに、中間電極２３に対して電圧印加回路２４によ
り電圧を印加して荷電粒子を中間電極２３側に引きつけ
るようにしたので、アーク放電により予備電離を行うと
は異なリスバッタ等の不純物は生じない。これにより、
主放電は安定して発生し、出力されるガスレーザ光は安
定したものとなる。又、ガスレーザ管内の不純物は極力
少なくできるので、ガスレーザ出力装置としての寿命を
長くでき、さらに高繰り返しのレーザ出力にも有効であ
る。

次に本発明の第２実施例について第３図に示すガスレー
ザ出力装置の構成図を参照して説明する。

なお、第１図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。ガスレーザ管の内部には一対の主電
極３０．３１が対向配置されている。

これら主電極３０．３１はそれぞれかまぼこ形状に形成
され、かつこれら主電極３０．３１には上記各コンデン
サ１２．１２が接続されている。これら主電極３０．３
１のうち主電極３０はメツシュ状に形成されている。こ
の主電極３０の湾曲内には荷電粒子供給源３２が配置さ
れている。この荷電粒子供給源３２は上記同様に予備放
電用の荷電粒子−ｅを放出するものである。

又、各主電極３０．３１間における主電極３１側には中
間電極２３が配置されている。

かかる構成であれば、充放電用コンデンサ１４に充電が
行われ、コンデンサ２６の充電電圧が中間電極２３に加
わり、さらに荷電粒子供給源３２から荷電粒子−ｅが放
出されている。この状態では荷電粒子−ｅは中間電極２
３に引き付けられて各主電極３０．３１間に一様に分布
する。

この状態にスイッチ１６が閉じられると、充放電用コン
デンサ１４に蓄えられた電荷は各コンデンサ１２．１２
に移行する。この電荷の移行により各主電極１０．１１
間の電圧が放電破壊電圧以上に達すると、これら主電極
１０．１１間に主放電が発生する。この主放電によりガ
スレーザ媒質は励起されて図示しない共振器で光共振が
生じ、かくしてガスレーザ光が出力される。

このように上記第２実施例においては、荷電粒子供給源
３２を主電極３０に設けるとともに中間電極３１を主電
極３１側に配置したので、かかる構成であっても上記第
１実施例と同様の効果を奏することができる。

次に本発明の第３実施例について第４図に示すガスレー
ザ出力装置の構成図を参照して説明する。

なお、第３図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。ガスレーザ管の内部には一対の主電
極４０．４１が対向配置されている。

これら主電極４０．４１はそれぞれかまぼこ形状に形成
され、かつこれら主電極４０．４１には上記各コンデン
サ１２．１２が接続されている。これら主電極４０．４
１はそれぞれメツシュ状に形成されている。そして、こ
れら主電極４０．４１の湾曲内にはそれぞれ荷電粒子供
給源４２．４３が配置されている。これら荷電粒子供給
源４２゜４３は上記同様に予備放電用の荷電粒子−ｅを
放出するものである。

又、各主電極４０．４１の中間には中間電極２３が配置
されている。

一方、電圧印加回路４４は中間電極２３と主電極４１と
の間にコンデンサ４４及びコイル４５の直列回路を付加
した構成となっている。

かかる構成であれば、充放電用コンデンサ１４に充電が
行われ、コンデンサ２６．４４の各充電電圧が中間電極
２３に加わり、さらに各荷電粒子供給源４０．４１から
それぞれ荷電粒子−ｅが放出される。この状態では荷電
粒子−ｅは中間電極２３に引き付けられて各主電極４０
．４１間に一様に分布する。

この状態にスイッチ１６が閉じられると、充放電用コン
デンサ１４に蓄えられた電荷は各コンデンサ１２．１２
に移行する。この電荷の移行により各主電極４０．４１
間の電圧が放電破壊電圧以上に達すると、これら主電極
４０．４１間に主放電が発生する。この主放電によりガ
スレーザ媒質は励起されて図示しない共振器で光共振が
生じ、かくしてガスレーザ光が出力される。

このように上記第３実施例においては、各主電極４０．
４１にそれぞれ荷電粒子供給源４０゜４１を設けるとと
もに各主電極４０．４１の中間に中間電極２３を配置す
る構成としたので、ががる構成でも上記第１実施例と同
様の効果を奏することができる。この場合、荷電粒子供
給源を２つ設けであるので、予備電離用の荷電粒子の供
給効率は高い。

なお、本発明は上記各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よい。例えば、荷
電粒子供給源は第２図に示す構成に限ることはない。又
、中間電極２３と高電圧電源Ｈ，Ｖとの間に高抵抗を直
列接続して主放電発生時に中間電極２３に電流が流れる
のを制限しても良い。又、中間電極２３は主放電発生時
にメツシュが熱により溶解することがあるので、中間電
極２３における主放電が通過する部分に孔を形成しても
よい。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、不純物の発生を極
力抑えて安定した主放電を発生できるガスレーザ出力装
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出力装置
の第１実施例を示す構成図であって、第１図は全体構成
図、第２図は荷電粒子供給源の構成図、第３図は本発明
装置の第２実施例を示す構成図、第４図は本発明装置の
第３実施例を示す構成図、第５図は従来装置の構成図で
ある。 １０．１１・・・主電極、１２・・・コンデンサ、１３
・・・充放電回路、１４・・・充放電コンデンサ、１５
・・・充電抵抗、１６・・・スイッチ、１７・・・充電
コイル、１８・・・荷電粒子供給源、２３・・・中間電
極、２４・・・電圧印加回路、２５・・・充電抵抗、２
６・・・コンデンサ、２７・・・抵抗、Ｈ，Ｖ・・・高
電圧電源。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対向配置された一対の主電極と、これら主電極間に放電
   エネルギを供給する充放電回路と、前記各主電極間に予
   備電離用の荷電粒子を放出する荷電粒子供給源と、前記
   各主電極間に配置された中間電極と、この中間電極に電
   圧を印加して前記荷電粒子供給源から放出された前記荷
   電粒子を引きつける電圧印加回路とを具備したことを特
   徴とするガスレーザ出力装置。