JPH04369284A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアーク放電の発生を防止
するガスレーザ発振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５はガスレーザ発振装置の構成図であ
る。このガスレーザ発振装置はＴＥＡＣＯ２　レーザ、
エキシマレーザ等に適用されるＵＶ予備電方式を用いた
ものである。レーザ管１にはガスレーザ媒質が封入され
るとともに、保持板２、３が対向配置され、このうち保
持板２には陰極の主電極４が設けられるとともに保持板
３には陽極の主電極５が設けられている。なお、これら
主電極４、５は対向配置されている。又、保持板２、３
には波形成形用の各ピーキングコンデンサ６、７を介し
て予備電離用の各ピン電極８、９が接続されている。こ
れらピン電極８、９は主電極４、５と接続され、かつこ
れら主電極４、５の近傍に配置されている。各主電極４
、５はそれぞれ高電圧電源１０に接続されている。又、
レーザ管１の内部にはガスレーザ媒質の循環用のファン
モータ１１が配置されるとともにガスレーザ媒質の温度
上昇を防止する熱交換器１２が配置されている。

【０００３】かかる構成であれば、パルス高電圧の電気
エネルギが高電圧電源１０から各主電極４、５間に供給
されると、各ピーキングコンデンサ６、７に電荷が蓄積
される。これにより、各ピン電極８、９に高電圧が加わ
ってこれらピン電極８、９に予備放電が発生する。この
予備放電により紫外光（ＵＶ光）が発生し、主電極４、
５間は予備電離される。これとともに主電極４、５間の
電圧が上昇し、所定の電圧に達すると、主電極４、５の
間にはグロー放電による主放電が発生する。この主放電
の発生によりレーザが励起され、このレーザが図示しな
い光共振器により増幅されてパルスレーザとして出力さ
れる。

【０００４】一方、主放電によりスパッタや準安定原子
等の生成物が生じるが、この生成物はファンモータ１１
の循環作用により矢印（イ）方向に流される。そして、
生成物が主電極４、５の主放電領域から流れ出ると、再
びパルス高電圧の電気エネルギが各主電極４、５間に供
給されてパルスレーザが出力される。

【０００５】しかしながら、レーザ発振が高繰り返しに
なると、生成物が主電極４、５間から流れ出る前に主電
極４、５間に高電圧が印加される。そうすると、ガスレ
ーザ媒質とともに生成物がイオン化され、このイオン化
の生成物により主電極４、５間にアーク放電が発生する
。なお、このアーク放電の発生はガスレーザ媒質の温度
上昇もその一因と考えられる。このアーク放電が発生す
ると、最終的には主電極４、５の間にグロー放電が発生
せずにレーザが出力されなくなる。

【０００６】このようなアーク放電の発生を防止する方
法としてファンモータ１の回転を高速化してガスレーザ
媒質の循環を速くすればよいが、この高速の循環には限
度がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のようにアーク放
電発生を防止するためにガスレーザ媒質の循環を速くし
ているが、この高速の循環には限度がある。そこで本発
明は、アーク放電発生をなくしてレーザ発振高繰返しが
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
。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガスレーザ媒
質が封入されたガスレーザ管の内部に主放電空間を形成
して一対の主電極を配置するとともにこれら主電極の両
側近傍に予備電離用の一対のピン電極をそれぞれ複数対
配置し、かつガスレーザ媒質を循環させる送風機を設け
たガスレーザ発振装置において、ガスレーザ媒質の主放
電空間を通過する側になる各対のピン電極の間に配置さ
れかつこれらピン電極における予備放電用の導体が設け
られた絶縁板をガスレーザ媒質の流れに沿わせて配置し
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。

【０００９】

【作用】このような手段を備えたことにより、主電極間
の予備電離はピン電極と絶縁板に設けられた導体との間
で発生する予備放電により行われて主放電が発生し、こ
の後に主放電により生じた生成物は絶縁板の面に沿って
２分化されて流れる。このとき、主電極間が予備電離さ
れて生成物も共にイオン化されても、主電極間は絶縁板
で絶縁されてアーク放電は発生しない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。なお、図５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。

【００１１】図１はガスレーザ発振装置の構成図である
。このガスレーザ発振装置におけるガスレーザ媒質の流
れにおける主電極４、５の下流側のピン電極８の間には
絶縁板２０が配置されている。この絶縁板２０は各保持
板２、３に対して平行に配置され、かつピン電極８と対
向する位置には予備電離用孔が形成され、この予備電離
用孔の各開口部にそれぞれ球導体２１が設けられている
。具体的に絶縁板２０は図２に示すように複数の予備電
離用孔２２が各ピン電極と対応する位置にそれぞれ形成
され、これら予備電離用孔２２の各開口部に球導体２１
が設けられている。これら球導体２１はニッケルＮｉ、
銅Ｃｕ、アルミニウムＡｌなどにより形成されている。 なお、各予備電離用孔２２に設けられた各球導体２１の
間にはガスレーザ媒質で満たされている。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。

【００１２】パルス高電圧の電気エネルギが高電圧電源
１０から各主電極４、５の間に供給されると、各ピーキ
ングコンデンサ６、７に電荷が蓄積され、ピン電極８と
各球導体２１との間及びピン電極９に高電圧が加わる。 これにより、ピン電極８から各球導体２１を通して絶縁
板２０の各面側の２箇所で予備放電が発生するとともに
、ピン電極９に予備放電が発生する。ピン電極８から各
球導体２１を通して発生した各予備放電によるＵＶ光は
絶縁板２０の両面に沿って主電極４、５間に照射される
とともにピン電極９で発生した予備放電によるＵＶ光も
主電極４、５間に照射される。このＵＶ光の照射により
主電極４、５間は予備電離される。

【００１３】これとともに主電極４、５間の電圧が上昇
し、所定の電圧に達すると、主電極４、５の間にはグロ
ー放電による主放電が発生する。この主放電の発生によ
りレーザが励起され、このレーザが図示しない光共振器
により増幅されてパルスレーザとして出力される。

【００１４】この後、主放電により生じた生成物はファ
ンモータ１１の循環作用により矢印（イ）方向に流され
、絶縁体２０の両面に沿って２分化されて主電極４、５
の下流側に流出する。そして、再びパルス高電圧の電気
エネルギが各主電極４、５の間に供給されてパルスレー
ザが出力される。

【００１５】ところで、主放電により生じたスパッタや
寿命の長い準安定原子等の生成物はファンモータ１１の
循環作用により絶縁体２０の両面に沿って流れる。この
状態に各ピン電極８、９及び主電極４、５間に高電圧が
印加されると、生成物であるスパッタや準安定原子等は
イオン化されるが、絶縁板２０が主電極４、５の間に配
置されているので、主電極４、５間に発生するアーク放
電の成長が抑制され、アーク放電発生にまでには至らな
い。

【００１６】従って、レーザ発振が高繰返しになった場
合、前回の主放電発生による生成物が主電極４、５の下
流の主放電発生領域に存在しているときに主電極４、５
間に高電圧が印加されても、主電極４、５間にはアーク
放電は発生しない。この結果、高繰り返しグロー放電が
得られレーザが出力される。

【００１７】このように上記一実施例においては、ガス
レーザ媒質の流れにおける主電極４、５の下流側のピン
電極８の間に球導体２１を設けた絶縁板２０を配置した
ので、主電極４、５の間に主放電の生成物によるアーク
放電の発生が抑制され、たとえレーザ発振が高繰り返し
になってもグロー放電を維持しアーク放電は発生しない
。従って、レーザ発振を高繰り返しで行える。又、ピン
電極８の間には絶縁板２０が介在するが、ピン電極８の
予備放電は球導体２１との間で絶縁板２０の両面の２箇
所でそれぞれ発生して主電極４、５間のガスレーザ媒質
にＵＶ光を有効に照射できる。従って、ピン電極８で発
生したＵＶ光の光量を減少することなくガスレーザ媒質
に照射できる。

【００１８】なお、本発明は上記一実施例に限定される
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよい
。例えば、絶縁板２０は図３及び図４に示す各構造にし
てもよい。図３に示す絶縁板３０はガスレーザ媒質の流
れに沿った形状に形成したものである。このような形状
にすることによりガスレーザ媒質が効率良く循環できる
。又、図４に示す絶縁板４０は２方向にガスレーザ媒質
の流れを作る如くその断面を三角形状に形成し、かつピ
ン電極と対応する位置に予備電離用孔４１を形成して球
導体４２を設けたものである。このような形状にするこ
とにより２つの循環の流れを作ってガスレーザ媒質が効
率良く循環できる。

【００１９】又、予備電離用孔に設けられる球導体はタ
ングステンＷ、タンタルＴａなどの低スパッタ金属やこ
れらＷ、Ｔａの合金又は導電性セラミックスを用いても
よい。一方、予備電離用孔に設けられる導体は球導体に
限らず、予備電離用孔を貫通する導体であってもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、ア
ーク放電発生をなくしてレーザ発振高繰返しができるガ
スレーザ発振装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【図２】同装置における絶縁板の構成図。

【図３】同装置における絶縁板の変形例を示す構成図。

【図４】同装置における絶縁板の変形例を示す構成図。

【図５】従来装置の構成図。

【符号の説明】

１…レーザ管、２，３…保持板、４，５…主電極、６，
７…ピーキングコンデンサ、８，９…ピン電極、１０…
高電圧電源、１１…ファンモータ、１２…熱交換器、２
０…絶縁板、２１…球導体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ガスレーザ媒質が封入されたガスレー
   ザ管の内部に主放電空間を形成して一対の主電極を配置
   するとともにこれら主電極の両側近傍に予備電離用の一
   対のピン電極をそれぞれ複数対配置し、かつ前記ガスレ
   ーザ媒質を循環させる送風機を設けたガスレーザ発振装
   置において、前記ガスレーザ媒質の前記主放電空間を通
   過する側になる各対の前記ピン電極の間に配置されかつ
   これらピン電極における予備放電用の導体が設けられた
   絶縁板を前記ガスレーザ媒質の流れに沿わせて配置した
   ことを特徴とするガスレーザ発振装置。