JPH04326584A - 放電励起ガスレーザ装置 - Google Patents

放電励起ガスレーザ装置

Info

Publication number
JPH04326584A
JPH04326584A JP3095816A JP9581691A JPH04326584A JP H04326584 A JPH04326584 A JP H04326584A JP 3095816 A JP3095816 A JP 3095816A JP 9581691 A JP9581691 A JP 9581691A JP H04326584 A JPH04326584 A JP H04326584A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
excitation
discharge
circuit
main discharge
capacitor
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.)
Pending
Application number
JP3095816A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuaki Furuya
古谷 伸昭
Takuhiro Ono
小野 拓弘
Naoya Horiuchi
掘内 直也
Keiichiro Yamanaka
山中 圭一郎
Takeo Miyata
宮田 威男
Kenichi Takahata
高畑 憲一
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP3095816A priority Critical patent/JPH04326584A/ja
Priority to KR1019920006944A priority patent/KR970009034B1/ko
Priority to DE69201002T priority patent/DE69201002T2/de
Priority to CA002066804A priority patent/CA2066804C/en
Priority to EP92107022A priority patent/EP0510664B1/en
Priority to US07/873,854 priority patent/US5293390A/en
Publication of JPH04326584A publication Critical patent/JPH04326584A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01S3/0975Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive 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
    • H01S3/09Processes 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

Landscapes

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

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は放電による励起を行うレ
ーザ装置で特にエキシマレーザ装置に関するものである
【0002】
【従来の技術】従来、放電励起を行うレーザ装置では予
備励起により放電の安定化をして使用している。特にエ
キシマレーザではこの予備励起による放電の安定化は必
須技術である。例えばこの予備励起に関しては次の文献
がある。
【0003】渡辺俊太郎  監著  応用技術出版  
「エキシマレーザーの開発とその応用技術・例」  p
15〜p30。
【0004】以下、簡単にこの従来の予備励起に関して
説明する。図4に従来の構成例を示す。ピーキングコン
デンサ1、予備励起スパークギャップ2、主放電電極3
によって主放放電を行う回路を構成し、充電コンデンサ
6、サイラトロン7、充電コイル8、により充電回路を
構成している。
【0005】高圧電源9よりの高電圧により、充電コン
デンサ6は充電コイル8を通して高電圧に充電される。
【0006】この状態でサイラトロントリガ信号15が
サイラトロン7に加わるとサイラトロン7は導通して充
電コンデンサ6の電荷は移行電流10として急速に放電
する。移行電流は予備励起スパークギャップ2の間をス
パークにより放電しながら通り、ピーキングコンデンサ
1を充電する。
【0007】予備励起スパークギャップ2のスパークに
よる紫外線(UV)光は予備励起光として主放電電極3
を照射する。この照射により主放電電極付近のレーザ媒
質ガス(エキシマレーザでは希ガスとハロゲンガスの混
合ガス)を電離して一様なグロー放電を行いやすい状態
にする。
【0008】ピーキングコンデンサ1が十分に充電され
ると2つの主放電電極3の間に高電圧が印加され、十分
な自爆電圧に達すると前述の予備励起光により誘起され
たグロー放電が急速に開始し、主放電電流11がパルス
状大電流として流れ、主放電電極3の間に主放電5を発
生する。この主放電によりレーザ媒質は放電励起され、
適当なミラー等による共振器光学系が用意されていると
レーザ光発振が発生して、放電励起レーザとなる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の予備励
起を行う方法は、主放電回路中に予備励起スパークギャ
ップが組み込まれているために以下のような課題があっ
た。まず第一に予備励起スパークギャップ2には充電コ
ンデンサ6の電荷がピーキングコンデンサ1に移る移行
電流10が全部流れ、また主放電5が発生する時に再び
主放電電流11が全部流れる。このために予備励起に必
要な放電電流よりはるかに大きな電流が流れ、必要以上
の強度のスパークが予備励起スパークギャップ2の間に
発生する。
【0010】このためスパークギャプの磨耗が激しく、
長時間の使用で動作が不安定となり、安定動作を必要と
する産業用のレーザ装置として問題となる。また、磨耗
したスパークギャップは微粉末の粉塵となり、放電容器
の中を回しているレーザガスと共にこの粉塵が回り、結
果的に、光学窓等に付着して窓をくもらせレーザ強度を
低下させる。
【0011】第二の課題題は主放電回路の放電スピード
が低下する事である。すなわち、ピーキングコンデンサ
1と予備励起スパークギャップ2と主放電電極3により
主放電回路を形成しているが、この主放電回路のスピー
ドはこの回路のインダクタンスに依存する。インダクタ
ンスを低減してスピードを上げるためにはなるべくこの
回路を小型に作る必要がある。
【0012】しかし、予備励起スパークギャップ2は主
放電電極3を良好に紫外線で照射するために配置する位
置が制限され、回路を小型化を行うことの制限条件とな
り、あまり小型化ができずに放電スピードを早くするこ
とが困難となる。放電スーピドの低下は放電5の均一性
を悪化させアーク放電の増加を発生させてレーザの発振
効率を悪化させる。
【0013】第三の課題は必要以上の予備励起スパーク
ギャプでのスパークはエネルギーの不要な消耗を発生し
、レーザ発振の総合効率を低下させる。
【0014】以上の課題を除く、新しい予備励起装置と
これを有するレーザ装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の放電励起ガスレーザ装置は、予備励起スパー
クギャプと予備励起分配コンデンサの直列回路を充電回
路の一部である、サイラトロンに接続した予備励起装置
を有する。
【0016】
【作用】この構成によって、本発明は主放電回路に独立
して、予備励起スパークギャップと予備励起分配コンデ
ンサの直列回路をサイラトロンに接続した事により、主
放電は主に予備励起スパークギャップを含まない回路で
行い、必要かつ十分な強度の予備励起光を予備励起スパ
ークギャップで行うものである。サイラトロンが導通を
開始した後で、主放電電極間に印加される電圧が低い間
に予備励起をする必要があるが、予備励起回路がサイラ
トロンに直接接続してあるため、適切なタイミングで予
備励起が行われる。
【0017】これにより、長時間の使用でも主放電の安
定化でレーザ発振が安定になり、予備励起のアーク強度
を必要十分に低減し、スパークギャプの磨耗を減少させ
不要なエネルギーの損失を防止する。また、スパークギ
ャプを含まないため、主放電回路の小型化が容易となり
この面でも放電が安定化する。
【0018】
【実施例】以下、本発明の放電励起ガスレーザ装置の実
施例を図面を参照しながら詳細に説明する。
【0019】(実施例1)以下、本発明の第1実施例に
ついて説明する。
【0020】図1において、1はピーキングコンデンサ
、2は予備励起スパークギャップ、3は主放電電極、4
は予備励起光、5は主放電、6は充電コンデンサ、7は
サイラトロン、15はサイラトロントリガ信号、9は高
電圧電源、10は移行電流、11は主放電電流、12は
予備励起分配コンデンサ、14は予備励起充電コイルで
ある。
【0021】以上のように構成されたエキシマレーザ装
置について、図1を用いてその動作を説明する。まず、
ピーキングコンデンサ1、主放電電極3によって主放放
電を行う回路を構成し、充電コンデンサ6、サイラトロ
ン7、充電コイル8、により充電回路を構成している。
【0022】予備励起スパークギャップ2と予備励起充
電コイル14の並列回路を予備励起分配コンデンサ12
と直列回路接続したものを、充電回路のサイラトロン7
に接続して、主放電を行う回路、主放電充電回路から独
立し、これらの回路を実質的に含まないように予備励起
回路を構成している。
【0023】高圧電源9よりの高電圧により、充電コン
デンサ6は充電コイル8を通して高電圧に充電され、同
様に予備励起分配コンデンサ12は予備励起充電コイル
14を通して高電圧に充電されている。
【0024】この状態でサイラトロントリガ信号8がサ
イラトロン7に加わるとサイラトロン7は導通する。サ
イラトロン7の導通により、予備励起分配コンデンサ1
2に充電されていた電荷は、予備励起充電コイル14に
はインダクタンスが大きく通りにくいため、予備励起ス
パークギャップ2をスパーク放電しながら通過する。こ
の時の予備励起スパークギャップ2のスパークによる紫
外線(UV)光は予備励起光として主放電電極3を照射
する。この照射により主放電電極付近のレーザ媒質ガス
(エキシマレーザでは希ガスとハロゲンガスの混合ガス
)を電離して種となる電子を作り、一様なグロー放電を
行いやすい状態にする。
【0025】また、サイラトロン7の導通により、充電
コンデンサ6に充電された電荷は移行電流10としてピ
ーキングコンデンサ1を充電する。ピーキングコンデン
サ1が十分に充電されると2つの主放電電極3の間に高
電圧が印加され、十分な自爆電圧に達すると前述の予備
励起光により誘起されたグロー放電が急速に開始し、主
放電電流11がパルス状大電流として流れ、主放電電極
3の間に主放電5を発生する。この主放電によりレーザ
媒質は強力に放電励起され、適当なミラー等による共振
器光学系が用意されているとレーザ光発振が発生して、
放電励起エキシマレーザとなる。
【0026】予備励起回路の予備励起分配コンデンサ1
2の容量は並列接続の総容量が(図1では2個の和であ
るが、実際の回路では20〜50個の総和となる)充電
コンデンサ6の容量より相当小さく(通常は1/10程
度)蓄えられたエネルギーも少ない、そこで予備励起ス
パークギャップ2で生ずるスパークは従来の構成(図4
参照)に比較して相当に小さく(通常は1/10程度)
、従ってニッケル等の金属で作られたスパークギャップ
の磨耗量も大幅に減少する(通常は1/10程度)。さ
らには、磨耗による微粉末の発生量も同程度に減少し、
光学系の窓のくもりも大幅に改善する。
【0027】また、さらに、図1に示すように主放電電
流11の流れる主放電回路はピーキングコンデンサ1と
主放電電極3より構成されるが、従来の構成(図4参照
)では予備励起スパークギャップ2も回路中に含まれ、
主放電電極3を良好に紫外線で照射する必要から配置す
る位置が制限され、主放電回路の小型化を困難にしてい
たが、本方式ではこのような制限がなく小型化が容易で
ある。この結果放電のスピードが早くなり、放電の均一
性が向上してレーザ発振の効率も向上する。
【0028】次に、本発明に付属した大きな長所につい
て、図2を参照しながら説明する。図2は印加電圧と時
間の関係を示す説明図である。図1で主放電電極3の電
極の間に印可される電圧;主放電電極間電圧21(図2
)と、図1で予備励起スパークギャップ2の間に印可さ
れる電圧;予備励起スパークギャップ間電圧22(図2
)をサイラトロン7が導通してからの時間に対して示し
たものである。
【0029】なお、図1では簡単のため、予備励起スパ
ークギャップ2は2個だけ回路中に示してあるが、実際
の装置では予備励起光の均一性を高めるため20〜50
個も使用するので、図1で示す予備励起スパークギャッ
プ2と予備励起充電コイル14の並列回路と予備励起分
配コンデンサ12の直列回路は20〜50個並列に接続
される。
【0030】予備励起分配コンデンサ12の並列接続の
総和の容量は前にも述べたように、充電コンデンサ6や
ピーキングコンデンサ1に比較すると約1/10程度で
ある。このため、予備励起スパークギャップ2、予備励
起分配コンデンサ12、サイラトロン7が作る予備励起
回路は、ピーキングコンデンサ1、充電コンデンサ6、
サイラトロン7が作る充電回路に比較すると回路の動作
時間が早い。
【0031】一般に回路の動作時間は回路の共振周波数
が高いほど早く、共振周波数は回路の容量とインダクタ
ンス(ここでは主に配線のインダクタンス)の積の平方
根の逆数に比例する。予備励起回路と充電回路はほぼ同
等なインダクタンスであるが、予備励起回路は容量が約
1/10で大幅に小さく、従って、回路の動作時間が早
い。
【0032】図2に示すように、サイラトロン7が導通
してから充電回路の動作時間程度で主放電電極間電圧2
1は増加していく、そして、十分な自爆電圧に達したa
点で主放電5が開始して、電圧は急速に低下する。これ
にたいして、予備励起スパークギャップ間電圧22は、
予備励起回路の動作時間が早いため急速に立ち上がり、
早く予備励起スパークギャップ2の間の電圧がスパーク
電圧に達して、予備励起のスパークがb点で開始する。 この時はまだ主放電電極間電圧21はc点と低くおさえ
られている。これに対して、従来の回路では、予備励起
スパークギャップ2が動作時間の遅い充電回路に挿入さ
れている(図4参照)ため、スパーク開始までの時間が
長く、図2のd点で示すようにスパークの開始時間が遅
く、主放電電極間電圧21は相当に高い値となっている
【0033】一般に予備励起のスパークが開始するとき
に、主放電電極間電圧21が高いと、主放電5の均一性
が悪化する。以下、スパークが開始するとき、主放電電
極間電圧21が高いと、主放電5の均一性が悪化する原
因を説明する。
【0034】前述したように、予備励起スパークギャッ
プ2は20〜50個も使用するため、個々のギャップの
放電開始電圧は少しずつバラつく、このためスパークす
る時間(予備励起光の発生時間)も個々のギャップでバ
ラつくことになる。
【0035】予備励起光4は主放電電極3の間で電離に
より種となる電子を作り、これが主放電電極3の間にか
かる電圧(主放電電極間電圧21)により、電子雪崩に
よりり増幅されて数を増して、最後には主放電5となる
【0036】主放電電極間電圧21が高い状態でスパー
クが開始すると、予備励起光4の発生する時間のバラつ
きのため、種となる電子の発生時間もバラつき電子雪崩
によりり増幅された後の電子密度も、各予備励起スパー
クギャップ2が位置する場所に応じて、空間的にバラつ
く、このことは主放電5の空間的な均一性を損なう結果
となる。
【0037】これに対して、主放電電極間電圧21が高
くなる前にスパークが開始すると、種となる電子の発生
時間にバラつきがあっても、電子雪崩により増幅が開始
する前なので、その後に印加されたされた高い主放電電
極間電圧21による増幅では差異を生ぜず、電子密度の
空間的にバラつきは発生しない、この結果均一性の良い
主放電が得られレーザ発振の効率が高く、安定した発振
ができる。
【0038】以上の結果をまとめると、本発明の構成で
は予備励起回路が直接にスイッチ素子であるサイラトロ
ン7に接続され、かつ、予備励起回路の動作速度が充電
回路より早いため、スイッチ素子が導通したあと直ぐに
予備励起がなされ、主放電電極間電圧21が高くなる前
に予備励起を完了するため、均一性の良い主放電が得ら
れレーザ発振の効率が高く、安定した発振ができる。
【0039】このための効果は高く、従来の構成(図4
参照)では特に長い時間使用して予備励起スパークギャ
プ2が磨耗すると、ギャップの間隔にバラつきが多くな
り、上述の原因で主放電5の均一性と安定性が悪くなり
、実用に耐えなくなっていた。この様な課題も大幅に改
善できた。
【0040】なお、図1の本実施例の構成で予備励起充
電コイル14は予備励起分配コンデンサ12を高電圧電
源9により充電するため使用しているが、無くても動作
はする。この場合、充電時に高電圧電源9からの高電圧
がかかると、予備励起スパークギャプ2がスパークして
導通し、予備励起分配コンデンサ12を高電圧電源9に
より充電し、その後サイラトロン7の導通で予備励起ス
パークギャプ2がスパークして予備励起がなされること
は同様である。しかし、この構成では充電時にも予備励
起スパークギャプ2がスパークするため、磨耗が2倍に
増大する短所がある。
【0041】なお、各予備励起分配コンデンサ12は、
これに接続された各予備励起スパークギャプ2の電流の
配分を決めるためのもので、主放電5を均一化するには
容量をそろえて分配電流を均一化した方がよい。
【0042】なお、スイッチ素子としてサイラトロンが
使用されているが、高速、高耐電圧、大電流が可能なら
ば半導体スイッチ素子も使用可能性である。
【0043】(実施例2)以下本発明の第2の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
【0044】図3において、1はピーキングコンデンサ
、2は予備励起スパークギャップ、3は主放電電極、4
は予備励起光、5は主放電、6−1,6−2は充電コン
デンサ、7はサイラトロン、15はサイラトロントリガ
信号、9は高電圧電源、10は移行電流、11は主放電
電流、12は予備励起分配コンデンサ、14は予備励起
充電コイルである。
【0045】本構成は実施例1の構成と充電コンデンサ
が6−1と6−2の2個使用されている点が異なるだけ
である。この形式の充電回路を通常LC反転容量移行型
の充電回路と呼ばれている。
【0046】以上のように構成されたエキシマレーザ装
置について、図3を用いてその動作を説明する。まず、
ピーキングコンデンサ1、主放電電極3によって主放電
を行う回路を構成し、2個の充電コンデンサ6−1,6
−2、サイラトロン7、充電コイル8、により充電回路
を構成している(図1の実施例1と同じ部分は同一の番
号を付けた)。
【0047】予備励起スパークギャップ2と予備励起充
電コイル14の並列回路を予備励起分配コンデンサ12
と直列回路接続したものを、充電回路のサイラトロン7
に接続して、予備励起回路を構成している。
【0048】高圧電源9よりの高電圧により、充電コン
デンサ6−1,6−2は充電コイル8を通して高電圧に
充電され、同様に予備励起分配コンデンサ12は予備励
起充電コイル14を通して高電圧に充電されている。
【0049】この状態でサイラトロントリガ信号15が
サイラトロン7に加わるとサイラトロン7は導通する。 サイラトロン7の導通により、予備励起分配コンデンサ
12に充電されていた電荷は予備励起スパークギャップ
2をスパーク放電しながら通過する。(この時予備励起
充電コイル14はインダクタンスが大きく通りにくい)
この時の予備励起スパークギャップ2のスパークによる
紫外線(UV)光は予備励起光として主放電電極3を照
射する。この照射により主放電電極付近のレーザ媒質ガ
ス(エキシマレーザでは希ガスとハロゲンガスの混合ガ
ス)を電離して種となる電子を作り、一様なグロー放電
を行いやすい状態にする。
【0050】また、サイラトロン7の導通した後、充電
コンデンサ6−1とサイラトロン7が作る、閉じたルー
プ状の回路のインダクタンスと容量で共振回路を形成す
るので、共振周期の半分の時間が経過すると、充電コン
デンサ6−1に充電された電荷は極性が反転する(LC
反転:この事の詳細は、始めに上げた文献「エキシマレ
ーザの開発とその応用技術・例」に詳しい。)すると、
充電コンデンサ6−1の電圧と充電コンデンサ6−2電
圧は直列に加算され、2倍の電圧となり、ピーキングコ
ンデンサ1に加わるため、電流がながれ移行電流10と
してピーキングコンデンサ1を充電する。ピーキングコ
ンデンサ1が十分に充電されると2つの主放電電極3の
間に高電圧が印加され、十分な自爆電圧に達すると前述
の予備励起光により誘起されたグロー放電が急速に開始
し、主放電電流11がパルス状大電流として流れ、主放
電電極3の間に主放電5を発生する。この主放電により
レーザ媒質は強力に放電励起され、適当なミラー等によ
る共振器光学系が用意されているとレーザ光発振が発生
して、放電励起エキシマレーザとなる。
【0051】予備励起回路の予備励起分配コンデンサ1
2容量は並列接続の総容量が(図3では2個の和である
が、実際の回路では20〜50個の総和となる)充電コ
ンデンサ6−1,6−2の容量より相当小さく(通常は
1/10程度)蓄えられたエネルギーも少ない、そこで
予備励起スパークギャップ2で生ずるスパークは従来の
構成(図4参照)に比較して相当に小さく(通常は1/
10程度)、従ってニッケル等の金属で作られたスパー
クギャップの磨耗量も大幅に減少する(通常は1/10
程度)。さらには、磨耗による微粉末の発生量も同程度
に減少し、光学系の窓のくもりも大幅に改善する事は第
1の実施例と同様である。
【0052】また、さらに、図3に示すように主放電電
流11の流れる主放電回路はピーキングコンデンサ1と
主放電電極3より構成されるが、従来の構成(図4参照
)では予備励起スパークギャップ2も回路中に含まれ、
主放電電極3を良好に紫外線で照射する必要から配置す
る位置が制限され、主放電回路の小型化を困難にしてい
た、本方式ではこのような制限がなく小型化が容易であ
る。この結果放電のスピードが早くなり、放電の均一性
が向上してレーザ発振の効率も向上する事は実施例1と
同様である。
【0053】次に、第1の実施例と同様に、本発明に付
属した大きな長所について、図2を参照しながら説明す
る。
【0054】図2は印加電圧と時間の関係を示す説明図
である。図3で主放電電極3の電極の間に印可される電
圧;主放電電極間電圧21(図3)と、図3で予備励起
スパークギャップ2の間に印可される電圧;予備励起ス
パークギャップ間電圧22(図3)をサイラトロン7が
導通してからの時間に対して示したものである。
【0055】なお、図3では簡単のため、予備励起スパ
ークギャップ2は2個だけ回路中に示してあるが、実際
の装置では予備励起光の均一性を高めるため20〜50
個も使用するので、図3で示す予備励起スパークギャッ
プ2と予備励起充電コイル14の並列回路と予備励起分
配コンデンサ12の直列回路は20〜50個並列に接続
される。
【0056】予備励起分配コンデンサ12の並列接続の
総和の容量は前にも述べたように、充電コンデンサ6−
1,6−2やピーキングコンデンサ1に比較すると約1
/10程度である。このため、予備励起スパークギャッ
プ2、予備励起分配コンデンサ12、サイラトロン7が
作る予備励起回路は、ピーキングコンデンサ1、充電コ
ンデンサ6−1,6−2、サイラトロン7が作る充電回
路に比較すると回路の動作時間が早い。
【0057】図2に示すように、サイラトロン7が導通
してから充電回路の動作時間程度で主放電電極間電圧2
1は増加していく、そして、十分な自爆電圧に達したa
点で主放電5が開始して、電圧は急速に低下する。これ
にたいして、予備励起スパークギャップ間電圧22は、
予備励起回路の動作時間が早いため急速に立ち上がり、
早く予備励起スパークギャップ2の間の電圧がスパーク
電圧に達して、予備励起のスパークがb点で開始する。 この時はまだ主放電電極間電圧21はc点と低くおさえ
られている。これに対して、従来の回路では、予備励起
スパークギャップ2が動作時間の遅い充電回路に挿入さ
れている(図4参照)ため、スパーク開始までの時間が
長く、図2のd点で示すようにスパークの開始時間が遅
く、主放電電極間電圧21は相当に高い値となっている
【0058】一般に予備励起のスパークが開始するとき
に、主放電電極間電圧21が高いと、主放電5の均一性
が悪化する事は、第1の実施例と同様である。これに対
して、本実施例でも、主放電電極間電圧21が高くなる
前にスパークが開始するため、均一性の良い主放電が得
られレーザ発振の効率が高く、安定した発振ができる事
は、第1の実施例と同様である。
【0059】なお、図3の本実施例の構成で予備励起充
電コイル14は予備励起充電コンデンサ13を高電圧電
源9により充電するため使用しているが、無くても動作
はする。この場合、充電時に高電圧電源9からの高電圧
がかかると、予備励起スパークギャプ2がスパークして
導通し、予備励起分配コンデンサ12を高電圧電源9に
より充電し、その後サイラトロン7の導通で予備励起ス
パークギャプ2がスパークして予備励起がなされること
は、第1の実施例と同様である。しかし、この構成では
充電時にも予備励起スパークギャプ2がスパークして、
磨耗が2倍に増大する短所がある。
【0060】また、各予備励起分配コンデンサ12は、
これに接続された各予備励起スパークギャプ2の電流の
配分を決めるためのものであり、主放電5を均一化する
には容量をそろえて分配電流を均一化した方がよいこと
は、第1の実施例と同様である。
【0061】さらに、  本実施例は充電回路をLC反
転回路を使用したもので、充電電圧のほぼ2倍がピーキ
ングコンデンサ1に印加されるため、サイラトロン7等
のスイッチ素子の耐圧が低くても良い長所がある。一方
、第1の実施例の充電回路は容量移行型回路と呼ばれ、
充電電圧とほぼ等しい電圧がピーキングコンデンサ1に
印加されるものであるが、ともに同等に機能することは
いうまでもない。
【0062】もちろん、多少の充電回路の変形(例えば
、充電コンデンサ等が分布定数回路になる等)にもかか
わらず、予備励起回路が充電回路と共通のスイッチ素子
(サイラトロン、スイッチ素子としてのスパークギャッ
プ、半導体スイッチ素子等)に直接接続されかつ、予備
励起回路の動作速度が充電回路の動作速度より早く、か
つ予備励起回路の蓄積エネルギーが充電回路の蓄積エネ
ルギーより小さいものであれば、本発明の本質的な特長
である予備励起スパークギャップの磨耗の減少と主放電
の安定性の向上することはいうまでもない。
【0063】なお、本発明の実施例はエキシマレーザに
ついて、説明したが、予備励起により、放電を開始させ
る、たとえば、TAE型の炭酸ガスレーザ等のパルス型
の放電励起ガスレーザには共通に使用できる。
【0064】
【発明の効果】以上のように本発明は、予備励起スパー
クギャプと予備励起分配コンデンサの直列回路を充電回
路と共通のスイッチ素子に接続した予備励起回路の動作
速度が、充電回路の動作速度より早く、かつ予備励起回
路の蓄積エネルギーが充電回路の蓄積エネルギーより小
さく設定された、そのような予備励起回路構成により、
予備励起スパークギャップの磨耗の減少と主放電の安定
性の向上を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における構成を示す構成
【図2】本発明の第1および第2の実施例における動作
を説明する動作説明図
【図3】本発明の第2の実施例における構成を示す構成
【図4】従来のエキシマレーザの構成を示す構成図
【符号の説明】
1  ピーキングコンデンサ 2  予備励起スパークギャップ 3  主放電電極 4  予備励起光 5  主放電 6  充電コンデンサ 6−1  充電コンデンサ 6−1  充電コンデンサ 7  サイラトロン 8  サイラトロントリガ信号 9  高電圧電源 10  移行電流 11  主放電電流 12  予備励起分配コンデンサ 14  予備励起充電コイル 21  主放電電極間電圧

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】放電を開始させるためのスイッチ素子と、
    前記スイッチ素子を動作させるための主放電充電コンデ
    ンサを含む充電回路と、主放電電極と主放電のための電
    荷を蓄えるピーキングコンデンサとを含む放電回路とを
    有する第1の電気回路を含みレーザ媒質を放電励起する
    ための主放電手段と、複数の予備励起放電電極と、予備
    励起放電のために電荷を蓄え前記複数の予備励起放電電
    極の各々の電流を均一化し容量が各々略等しい予備励起
    分配コンデンサとを有する第2の電気回路を含み前記主
    放電手段を予備励起するための予備励起手段と、を有し
    レーザ光を発振発光させる放電励起ガスレーザ装置であ
    って、前記第1の電気回路と第2の電気回路とがともに
    前記スイッチ素子に結合されている放電励起ガスレーザ
    装置。
  2. 【請求項2】第2の電気回路の動作速度が、充電回路の
    動作速度よりも速い請求項1記載の放電励起ガスレーザ
    装置。
  3. 【請求項3】第2の電気回路の蓄積エネルギが、充電回
    路の蓄積エネルギよりも小さい請求項1記載の放電励起
    ガスレーザ装置。
  4. 【請求項4】第2の電気回路が、予備励起分配コンデン
    サに接続された予備励起充電コイルを有する請求項1乃
    至3記載の放電励起ガスレーザ装置。
JP3095816A 1991-04-25 1991-04-25 放電励起ガスレーザ装置 Pending JPH04326584A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3095816A JPH04326584A (ja) 1991-04-25 1991-04-25 放電励起ガスレーザ装置
KR1019920006944A KR970009034B1 (ko) 1991-04-25 1992-04-24 방전여기가스레이저장치
DE69201002T DE69201002T2 (de) 1991-04-25 1992-04-24 Entladungsgepumpter Gas-Laser mit einer unabhängigen Preionizierungsschaltung.
CA002066804A CA2066804C (en) 1991-04-25 1992-04-24 Discharge-pumped gas laser with independent preionizing circuit
EP92107022A EP0510664B1 (en) 1991-04-25 1992-04-24 Discharge-pumped gas laser with independent preionizing circuit
US07/873,854 US5293390A (en) 1991-04-25 1992-04-27 Discharge-pumped gas laser with independent preionizing circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3095816A JPH04326584A (ja) 1991-04-25 1991-04-25 放電励起ガスレーザ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04326584A true JPH04326584A (ja) 1992-11-16

Family

ID=14147949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3095816A Pending JPH04326584A (ja) 1991-04-25 1991-04-25 放電励起ガスレーザ装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5293390A (ja)
EP (1) EP0510664B1 (ja)
JP (1) JPH04326584A (ja)
KR (1) KR970009034B1 (ja)
CA (1) CA2066804C (ja)
DE (1) DE69201002T2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08335739A (ja) * 1995-06-07 1996-12-17 Nec Corp 放電励起エキシマレーザ装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3815578B2 (ja) * 1996-07-19 2006-08-30 忠弘 大見 エキシマレーザー発振装置
US6700908B1 (en) * 1999-06-21 2004-03-02 Tui Laser Ag Device for avoiding sliding discharges in pre-ionization in a gas laser with corona discharge
JP3399517B2 (ja) * 1999-12-08 2003-04-21 ウシオ電機株式会社 紫外線を放出するガスレーザ装置
US6377595B1 (en) * 2000-09-08 2002-04-23 Komatsu Ltd. Peaking capacitor layout
US6950453B2 (en) * 2003-07-03 2005-09-27 Secretary, Department Of Atomic Energy Goverment Of India Pulser driven, helium free transversely excited atmospheric-pressure (TEA) CO2 laser

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3314157A1 (de) * 1982-04-19 1983-12-08 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Anregungskreis fuer lasersysteme, insbesondere fuer te-hochenergielaser, mit einstellung der vorionisierung
DE3705165A1 (de) * 1986-02-18 1987-08-20 Mitsubishi Electric Corp Mit entladungserregung arbeitende laservorrichtung fuer kurze impulse
JPS62249493A (ja) * 1986-04-23 1987-10-30 Hitachi Ltd 自動予備電離エキシマレ−ザ装置
DE3644004C2 (de) * 1986-06-23 1995-08-03 Lambda Physik Gmbh Schaltung für die Vorionisierung und Hauptentladung eines gepulsten Gaslasers
JPS636886A (ja) * 1986-06-27 1988-01-12 Nec Corp 横方向励起型レ−ザ装置
JPS6313887A (ja) * 1986-07-04 1988-01-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タグラインフツク装置
JPS63110780A (ja) * 1986-10-29 1988-05-16 Toshiba Corp ガスレ−ザ発振装置
DE3722724A1 (de) * 1987-07-09 1989-01-19 Lambda Physik Forschung Schaltung fuer die vorionisierung und hauptentladung eines gepulsten gaslasers
JPH02248094A (ja) * 1989-03-22 1990-10-03 Toshiba Corp X線予備電離パルスレーザー装置
JPH077857B2 (ja) * 1989-05-17 1995-01-30 三菱電機株式会社 放電励起パルスレーザ装置
US5097472A (en) * 1990-02-22 1992-03-17 Chenausky Peter P Preionized transversely excited laser
JPH03257980A (ja) * 1990-03-08 1991-11-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08335739A (ja) * 1995-06-07 1996-12-17 Nec Corp 放電励起エキシマレーザ装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69201002D1 (de) 1995-02-09
DE69201002T2 (de) 1995-05-18
KR920020792A (ko) 1992-11-21
CA2066804C (en) 1997-03-04
EP0510664A1 (en) 1992-10-28
KR970009034B1 (ko) 1997-06-03
EP0510664B1 (en) 1994-12-28
US5293390A (en) 1994-03-08
CA2066804A1 (en) 1992-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0212035B2 (ja)
JP3552979B2 (ja) ArFエキシマレーザ装置
JPH04326584A (ja) 放電励起ガスレーザ装置
JPH04326583A (ja) 放電励起ガスレーザ装置
JPH04326582A (ja) 放電励起ガスレーザ装置
JPS62249493A (ja) 自動予備電離エキシマレ−ザ装置
JP3771690B2 (ja) パルスレーザの放電回路
JPH03257980A (ja) レーザ装置
JPH0278199A (ja) パルスx線源駆動装置
JP3154584B2 (ja) 放電励起ガスレーザ装置
JPH07105548B2 (ja) 放電励起エキシマレーザ発振装置
JPH05335671A (ja) レーザ装置用放電回路
JPH07211966A (ja) ガスレーザ発振器
JPH10150237A (ja) エキシマレーザ装置
JP3432854B2 (ja) パルスガスレーザ発振装置
JPH0529690A (ja) ガスレーザ発振装置
JPH05315676A (ja) パルスレーザ放電電極
JPH05121808A (ja) パルスレーザ発振装置
JPH0357284A (ja) パルスガスレーザの駆動装置
JPH0832158A (ja) パルスレーザ発振装置
JPH0324779A (ja) エキシマレーザ装置
JPH02222183A (ja) パルスレーザ発振装置
JPH04369283A (ja) レーザー放電回路
JPH0529689A (ja) ガスレーザ発振装置
JPH03259581A (ja) X線予備電離放電励起パルスガスレーザ装置