JPS63228778A - Gas laser device - Google Patents
Gas laser deviceInfo
- Publication number
- JPS63228778A JPS63228778A JP6125387A JP6125387A JPS63228778A JP S63228778 A JPS63228778 A JP S63228778A JP 6125387 A JP6125387 A JP 6125387A JP 6125387 A JP6125387 A JP 6125387A JP S63228778 A JPS63228778 A JP S63228778A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- dielectric
- laser
- gas
- electrode
- 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
Links
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 12
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 8
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 14
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000000752 ionisation method Methods 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
この発明はレーザガスを放電励起してレーザ光を出力す
るガスレーザ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Field of Application) The present invention relates to a gas laser device that excites laser gas by discharge and outputs laser light.
(従来の技術)
一般的なガスレーザ装置は、レーザガスとしての例えば
CO2−N 2−1−16混合ガス等のレー會ア媒買が
収容されたレーザ管内に陽極と陰極とからなる主電極を
設け、この主型鴎で発生する放電エネルギによって上記
レーザ媒質を励起する。これとともに、上記主型(仮が
放電を開始する前に、放電空間部を予備電離装置で予備
電離することで、主放電の安定化が行われている。(Prior Art) In a typical gas laser device, a main electrode consisting of an anode and a cathode is provided in a laser tube containing a laser gas such as a CO2-N2-1-16 mixed gas. , the laser medium is excited by the discharge energy generated in this main mold. At the same time, the main discharge is stabilized by pre-ionizing the discharge space with a pre-ionization device before the main mold starts discharging.
従来、上記予備電1m装置の予備電離方式として(よコ
ロナtli電、紫外線あるいはX線等を利用するらのが
ある。Conventionally, the preliminary ionization method for the above-mentioned 1-meter pre-charge device includes the use of corona tri-electrons, ultraviolet rays, or X-rays.
上記紫外線(以下UV光)による予備電離方式を利用し
たガスレーザ装置を第10図を参照して説明する。図中
において1は内部にレーザガスとしての例えばCO2−
N2 +−1e混合ガスが封入されたレーザ管である
。このレーザ管1内には−対の主電極としての陽極2と
陰掩3がレーザ光の発成方向に亘って設けられている。A gas laser device using the above-described preliminary ionization method using ultraviolet light (hereinafter referred to as UV light) will be explained with reference to FIG. In the figure, 1 contains CO2-, for example, as a laser gas.
This is a laser tube filled with N2+-1e mixed gas. Inside the laser tube 1, an anode 2 and a negative cover 3, which serve as a pair of main electrodes, are provided extending in the direction in which laser light is generated.
そして、この陽極2と陰極3の互いに対向する放電面2
a、3aの間には、tli電空間部4が形成されている
。Discharge surfaces 2 of the anode 2 and cathode 3 facing each other
A tli electric space portion 4 is formed between a and 3a.
さらに、上記レーザ管1内には上記レーザガスを、この
レーザ管1内で循環させるファン5が設けられている。Furthermore, a fan 5 is provided within the laser tube 1 to circulate the laser gas within the laser tube 1.
このファン5は上記主電極2.3間の放電により劣化し
たレーザガスをレーザ光発振方向に略垂直な方向に循環
させるものである。This fan 5 circulates the laser gas deteriorated by the discharge between the main electrodes 2 and 3 in a direction substantially perpendicular to the laser beam oscillation direction.
また、循環路の途中にはシー11ガスを冷却する熱交換
器6が設けられている。Further, a heat exchanger 6 for cooling the sea 11 gas is provided in the middle of the circulation path.
そして、上記放電空間部4のレーザガス循環方向上流側
には、アーク放電によって発生するりv光を利用して放
電空間部4を予備電離する一対のビン電極7・・・が複
数設けられている。この一対のビン主働7・・・は先端
を対向して、上記主電極2.3の放電方向に平行に設け
られ、レーザ光発振方向に一定距離離間して複数対配設
されている。On the upstream side of the discharge space 4 in the laser gas circulation direction, there are provided a plurality of pairs of bottle electrodes 7 for pre-ionizing the discharge space 4 by using the V light generated by the arc discharge. . The pair of bottle actuators 7... are provided in parallel to the discharge direction of the main electrode 2.3 with their tips facing each other, and are arranged in plural pairs at a constant distance apart in the laser beam oscillation direction.
また、放電空間部4のレーザガス循環方向における下流
側にも、上記ビン電極7・・・同様の複数対のビン電極
8−・・がぞれぞれ配設されている。さらに、これらの
ビン電極7・・・、8・・・には、それぞれの中途部に
ビーキングコンデン+j9・・・が設けられ−Cいる。Furthermore, on the downstream side of the discharge space 4 in the laser gas circulation direction, a plurality of pairs of bottle electrodes 8 similar to the above-mentioned bottle electrodes 7 are arranged. Further, beaking condensers +j9... are provided in the middle of each of these bottle electrodes 7..., 8....
そして、上記レーザ管1外に設けられた高圧電源10を
動作ざぜることにより、上記ビン電極7・・・、8・・
・のそれぞれの先端間に電位差が生じて、アーク放電が
発生し、これによりピーキングコンデンサ9・・・が充
電される。このアーク放電でU光が発生し、放電空間部
4が予@電離される。そして、放電空間部4の予備11
1!lが充分進むと、陽tfi2と陰1fl!3の間で
グロー放電による主放電が発生しレーザ光が発振される
。Then, by disturbing the high voltage power supply 10 provided outside the laser tube 1, the bottle electrodes 7..., 8...
A potential difference occurs between the tips of each of the capacitors 9 and 9, causing an arc discharge, thereby charging the peaking capacitors 9. U light is generated by this arc discharge, and the discharge space 4 is pre-ionized. Then, the reserve 11 of the discharge space section 4
1! When l advances enough, positive tfi2 and negative 1fl! 3, a main discharge due to glow discharge occurs and laser light is oscillated.
ここで、上述のようなガスレーザ装置はビン電1々7・
・・の先端間でアーク放電を発生させることで予備電離
を行なうが、このアーク放電が発生した部分tまレーザ
ガスが高温に成るので、ビン電極7・・・の先端でスパ
ッタリングが発生しレーザガスを汚染してしまう性質を
持っている。Here, the gas laser device as described above is
Preliminary ionization is performed by generating an arc discharge between the tips of the bottle electrodes 7, but since the laser gas reaches a high temperature up to the point t where this arc discharge occurs, sputtering occurs at the tips of the bottle electrodes 7, causing the laser gas to It has the property of polluting.
従って、このような構造のガスレーザ装置は、高繰返し
を11なうほど多くの生成物を含んだレーザガスがファ
ン5により放電空間部4へ送られるため、主放電もアー
ク放電となりやすく安定したレーザ光が得られなくなる
。つまり、第4図に示される曲線Aのように、低繰返し
では直線的にレーザ出力が増加するが、200 (PP
S)程度からは出力が増加しなくなり、やがて減少して
しまう。この200 (PPS)付近を繰返し数の最大
と考え、CR[[(ガスの循環風速)/(繰返し数)×
(主放電幅)]を求めると、8〜10と大きな圃となっ
てしまい、レーザガスの高速循環によるシー11光出力
向上の効果を得ることには限界があった。Therefore, in a gas laser device having such a structure, the laser gas containing as many products as the repetition rate increases is sent to the discharge space 4 by the fan 5, so that the main discharge is likely to become an arc discharge, resulting in stable laser light. will not be obtained. In other words, as shown in curve A shown in Fig. 4, the laser output increases linearly at low repetition rates, but at 200 (PP
From S) onwards, the output no longer increases and eventually decreases. Considering this around 200 (PPS) as the maximum number of repetitions, CR[[(gas circulation wind speed)/(number of repetitions)×
(main discharge width)], the field was as large as 8 to 10, and there was a limit to obtaining the effect of improving the optical output of the sea 11 by high-speed circulation of the laser gas.
(発明が解決しようとする問題点)
上述のように、一般的なガスレーザ装置は主電極間の放
電空間部における送ガス方向上流側に設けられた予備電
I!!電極の7−ク放電により、汚染されたレーザガス
が、上記放電空間部に流入して主放電を不安定にし、レ
ーザ光の出力を低減させるという事情があった。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, a typical gas laser device has a backup electric current I! provided on the upstream side in the gas feeding direction in the discharge space between the main electrodes. ! Due to the discharge of the electrode, contaminated laser gas flows into the discharge space, making the main discharge unstable and reducing the output of laser light.
この発明は、放電空間部におけるレーザガスの上流側で
予(#i電離によるレーザガスの汚染をなくし、高繰返
しを可能にするとともに、U■光の発生範囲を広げてレ
ーザ光の出力を著しく向上できるガスレーザ装置を提供
することを目的とする。This invention eliminates contamination of the laser gas due to pre-ionization on the upstream side of the laser gas in the discharge space, enables high repetition rate, and expands the range in which the U light is generated, significantly improving the output of the laser light. The purpose is to provide a gas laser device.
(問題点を解決するための手段及び作用)この発明は、
レーザガスが所定圧に保たれたレーザ管内に配置された
少なくとも一対の主電極間に放電空間部を形成し、上記
一対の主電極のうら一方の71!l電而に誘電体を設け
、この誘電体の中央に予備電離電極を設けることにより
、上記誘電体の表面上で上記一方の主電極と予備電離電
極の間に沿面放電を発生して、レーザガスの汚染を低減
するとともに上記放電空間部へのU■光の供給を著しく
向上させ、これにより高出力のレーザ光を得ることがで
きるガスレーザ装置にある。(Means and effects for solving the problem) This invention has the following features:
A discharge space is formed between at least a pair of main electrodes arranged in a laser tube in which laser gas is maintained at a predetermined pressure, and 71! By providing a dielectric material in the electric field and providing a pre-ionization electrode in the center of the dielectric material, a creeping discharge is generated between the one main electrode and the pre-ionization electrode on the surface of the dielectric material, and the laser gas The present invention provides a gas laser device which can reduce contamination of the gas and significantly improve the supply of U light to the discharge space, thereby obtaining high-output laser light.
(実施例)
この発明の第1実施例について第1図乃至第4図を参照
して説明するが、ガスレーザ装置の基本的溝成は上述し
た従来例と略同様のため、同一構成部分に関しては同一
符号を付して説明を省略する。(Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. Since the basic groove structure of the gas laser device is almost the same as the conventional example described above, the same components will be explained. The same reference numerals are used to omit the explanation.
図中において1はレーザガスが所定圧に封入されたレー
ザ管である。このレーザ管1内には対向離間した一対の
主電極11.12がレーザ光発振方向に亘って設けられ
ている。そして、これら主電極11.12のうち一方の
主電極の例えば陰極12の放電面12a中央には、例え
ば帯状の凹部13がレーザ光発振方向に亘って設けられ
ている。In the figure, 1 is a laser tube in which laser gas is sealed at a predetermined pressure. A pair of main electrodes 11 and 12 are provided in the laser tube 1 and are spaced apart from each other in the laser beam oscillation direction. At the center of the discharge surface 12a of the cathode 12 of one of the main electrodes 11, 12, for example, a belt-shaped recess 13 is provided extending in the laser beam oscillation direction.
そして、この凹部13は上記放電面12aより狭幅に形
成されている。また、この凹部13には、その形状に対
応するように形成された誘電体14が嵌合されている。The recess 13 is formed narrower than the discharge surface 12a. Further, a dielectric 14 formed to correspond to the shape of the recess 13 is fitted into the recess 13 .
ここで、上記放電面12aが例えばlQmmの幅に形成
される場合には誘電体14の幅は例えば6〜9mmに形
成する。Here, when the discharge surface 12a is formed to have a width of, for example, 1Q mm, the width of the dielectric 14 is formed to be, for example, 6 to 9 mm.
そして、この誘電体14は例えばパイレックスガラス、
ガラスエポキシもしくはアルミナセラミック等によって
形成されている。そして、この誘電体14の中央部には
、その厚さ方向に貫通して形成された挿入孔12bから
先端部を突出するプレー1〜状の予備電離電極15が設
けられている。The dielectric 14 is made of, for example, Pyrex glass.
It is made of glass epoxy or alumina ceramic. A pre-ionization electrode 15 in the shape of a plate 1 is provided in the center of the dielectric 14, the tip of which protrudes from an insertion hole 12b formed through the dielectric 14 in its thickness direction.
この予備電離電極15は上記誘電体14の幅方向中央部
より、そのエツジ部が突出されており、レーザ光発振方
向に日って設けられている。そして、ト記陰極12の挿
入孔12bの内壁と予1ii電離電極15との間は絶縁
体16・・・によって電気的に絶縁されている。This pre-ionization electrode 15 has an edge portion protruding from the center portion in the width direction of the dielectric material 14, and is provided facing in the laser beam oscillation direction. The inner wall of the insertion hole 12b of the cathode 12 and the pre-ionization electrode 15 are electrically insulated by insulators 16.
また、上記予lll電1iIl!電極15の基端側には
高圧電源10が接続されている。そして、陰極12は、
この陰極12を導電性を有して保持する保持板17を介
して、陽極11を導電性を有して保持する保持板18に
接続されている。この保持板17.18の間の配線中途
部にはピーキングコンデンサ19・・・が設けられてい
る。Also, the above preliminaries! A high voltage power source 10 is connected to the base end side of the electrode 15. And the cathode 12 is
The cathode 12 is connected to a holding plate 18 that holds the anode 11 with conductivity via a holding plate 17 that holds the cathode 12 with conductivity. A peaking capacitor 19 is provided in the middle of the wiring between the holding plates 17 and 18.
さらに、上記保持板18から導出された配線は高圧電源
10に導入接続されている。Furthermore, the wiring led out from the holding plate 18 is introduced and connected to the high voltage power supply 10.
また、上記レーザ管1内にはレーザガスを循環させるフ
ァン5および、レーザガスを冷却する熱交換器6が設け
られている。Further, inside the laser tube 1, a fan 5 for circulating laser gas and a heat exchanger 6 for cooling the laser gas are provided.
そして、上記高圧電源10を′#J作することにより、
予備電離電極15が印加され、誘電体14の表面上で陰
極12と沿面l!l電を発生する。この沿面放電は第3
図に示されるように予備電離電極15と陰極12との間
の誘電体14の表面上略全体に口って一探に発生するた
め、アーク放電を生じることなくUV光を発生できる。Then, by making the above-mentioned high voltage power supply 10,
A pre-ionization electrode 15 is applied on the surface of the dielectric 14 with the cathode 12 and the creepage l! Generates electricity. This creeping discharge is the third
As shown in the figure, UV light is generated over substantially the entire surface of the dielectric 14 between the pre-ionization electrode 15 and the cathode 12, so that UV light can be generated without causing arc discharge.
このため、従来のアーク放電による予備電離に比較して
放電生成物が発生しすらいからレーザガスの汚染を低減
できる。Therefore, compared to the conventional preliminary ionization by arc discharge, discharge products are generated less, so that contamination of the laser gas can be reduced.
そして、この沿面放電により陰極12の放電面12a上
に電子が供給されるほか、UV光により放電空間部4が
光電離されて電子が生成され、予備電離される。This creeping discharge supplies electrons onto the discharge surface 12a of the cathode 12, and the UV light photoionizes the discharge space 4 to generate electrons, which are pre-ionized.
一方、高圧電源10からの電流は予備電離電極15およ
び陰ル12を介してピーキングコンデンサ19・・・に
充電される。そして、上記放電空間部4の予備電離とピ
ーキングコンデンサ19・・・の充電が充分に行われる
と主電極11.12間で主放電が発生する。この主放電
は上記誘電体14が設けられた部分でも、この誘電体1
4を介して行われるため、主電極11.12双方の放電
面間で安定したグロー放電を発生させることができる。On the other hand, the current from the high-voltage power supply 10 is charged to the peaking capacitors 19 through the pre-ionization electrode 15 and the anode 12. Then, when the preliminary ionization of the discharge space 4 and the charging of the peaking capacitors 19 are sufficiently performed, a main discharge occurs between the main electrodes 11 and 12. This main discharge occurs even in the area where the dielectric 14 is provided.
4, a stable glow discharge can be generated between the discharge surfaces of both the main electrodes 11 and 12.
また、均一な沿面tii電による予備電離でレーザガス
の汚染低減ができるため、さらに安定した主放電を発生
させることができる。Further, since contamination of the laser gas can be reduced by preliminary ionization caused by uniform creeping electrons, a more stable main discharge can be generated.
このようなガスレーザ装置は、従来のビン′冶極による
予備電離に比較してレーザガスの汚染を著しく低減でき
るため、レーザカスの循環速度が従来同様のままであっ
ても、従来を越える高繰返しが可能である。このためC
R値は4〜4.5と著しく向−トすることができた。ま
た、誘電体14を主電極12の放電面12aに設け、こ
の誘電体14の中央に予備電ll3Il電極15を設け
ることにより、広い範囲に亘って予備電離できるととも
に、主放電時には上記誘電体14が設けられている部分
でも主放電が発生するため、主電極11.12の略全放
電面に亘って均一なグロー放電を発生させることができ
る。これらの作用により、高繰返しが可能となり、第4
図に曲線Bで示されるように繰返し教は従来の2倍以上
に向上し、これによリレーザ光出力を著しく向上させる
ことができる。This type of gas laser device can significantly reduce contamination of the laser gas compared to pre-ionization using a conventional bottle electrode, so even if the circulation speed of the laser scum remains the same as before, it is possible to perform higher repetition rates than before. It is. For this reason, C
The R value was significantly improved to 4 to 4.5. Further, by providing the dielectric 14 on the discharge surface 12a of the main electrode 12 and providing the pre-electrode 113Il electrode 15 in the center of the dielectric 14, pre-ionization can be performed over a wide range, and the dielectric 14 can be pre-ionized over a wide range during main discharge. Since the main discharge occurs even in the portion where the main electrodes 11 and 12 are provided, a uniform glow discharge can be generated over substantially the entire discharge surface of the main electrodes 11 and 12. These effects enable high repetition rates and
As shown by curve B in the figure, the repetition rate is improved to more than twice that of the conventional method, thereby making it possible to significantly improve the laser light output.
なお、この発明は上述に限定されるものではない。例え
ば誘電体14および予備電離電極15は陰極12に設け
られているが、陽極11に設けられてもよい。つまり、
一対の主電極のうちいずれか一方の主電極に設けられる
ものであればよい。Note that this invention is not limited to the above. For example, although the dielectric 14 and the pre-ionization electrode 15 are provided on the cathode 12, they may also be provided on the anode 11. In other words,
Any material may be used as long as it is provided on either one of the pair of main electrodes.
この場合、誘電体14と予備型1ift電極15が陽極
11に設けられる場合には電気回路の構成に変更を要す
ることは勿論である。さらに、一方の主型礪としての例
えば陰極12と誘電体14の幅も上述に限定されるもの
ではない。In this case, when the dielectric 14 and the preliminary 1ift electrode 15 are provided on the anode 11, it goes without saying that the configuration of the electric circuit needs to be changed. Furthermore, the widths of the cathode 12 and the dielectric material 14, which serve as one of the main mold depressions, are not limited to those described above.
以下、この発明にお【プる第2実施例を説明するが、そ
の基本的構成は第1図に示される第1実施例と同様のた
め、改良部分に関してのみ第5図乃至第7図を参照して
説明する。A second embodiment according to the present invention will be described below, but since its basic configuration is the same as the first embodiment shown in FIG. 1, FIGS. Refer to and explain.
第5図において、20は一方の主電極であり、この主電
極20の放電面21の略中火にはレーザ光発振方向に口
って誘電体22が設けられている。In FIG. 5, reference numeral 20 denotes one main electrode, and a dielectric material 22 is provided at a substantially intermediate portion of the discharge surface 21 of this main electrode 20 in the direction of laser beam oscillation.
ぞして、誘電体22の中央部には、プレート状の予描電
離電(へ23のエツジ部が突出するように設けられてい
る。そして、上記主?1ti20の予備11!lit電
慟23に対向する対向縁部24は、波型状に形成され、
それによって上記予備電離Ntf123側へ突出する複
数のピンエッジ25・・・が設けられている。このピン
エッジ25・・・をレーザ光発振方向に均一に配設する
ことにより、一様に点弧しゃずくなり安定した放電を得
ることができる。In the center of the dielectric 22, a plate-shaped pre-drawn ionizer (edge part 23) is provided so that the edge part of the dielectric 23 protrudes. The opposing edge 24 facing the is formed in a wavy shape,
As a result, a plurality of pin edges 25 are provided that protrude toward the pre-ionization Ntf 123 side. By arranging the pin edges 25 uniformly in the laser beam oscillation direction, ignition is prevented uniformly and stable discharge can be obtained.
また、第6図に示されるように、ビン状の複数の予備電
離電極26・・・をレーザ光発振方向に一定距離離間し
て配設することによって、均一な沿面放電を得ることが
できる。Further, as shown in FIG. 6, by arranging a plurality of bottle-shaped preliminary ionization electrodes 26 at a certain distance in the laser beam oscillation direction, a uniform creeping discharge can be obtained.
ざらに、第7図に示すようにレーザ光の発振方向に配設
されたビン状の予備電離電極27・・・のそれぞれに対
応する陰極28の対向縁部29に、予備電離電極27・
・・側に突出して、その先端が先細形に形成された複数
のピンエツジ30・・・が設けられている。このように
構成することにより、沿面放電が予備電離電極27・・
・とピンエッジ30・・・の間で発生するため。より安
定した沿面放電をレーデ光発振方向に亘って発生させる
ことができ、レーザ出力をさらに向上させることができ
る。Roughly speaking, as shown in FIG. 7, the pre-ionization electrodes 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, 27, and 27 are arranged in the direction of laser beam oscillation.
A plurality of pin edges 30 are provided that protrude to the side and have tapered tips. With this configuration, creeping discharge is caused by the pre-ionization electrode 27...
This occurs between ・and pin edge 30... A more stable creeping discharge can be generated across the laser beam oscillation direction, and the laser output can be further improved.
なお、この発明は上述に限定される乙のではない。例え
ば、上記第2実施例における予備電離電極は、プレート
状もしくはビン状であるがこれに限定されるものではな
い。つまり、誘電体22の略中火に設けられて一方の主
電極20との間で沿面fJIl電できる予備型11を電
極ぐあればよく、例えば単にプレート状の予備Nwi電
極を複数に分割したもの等も含まれる。また、上述のよ
うに複数の子@電1111[電極の各々にインダクタン
スLを直列に接続して予備電離の放電がアーク放電に成
ることを防止する構造等もこの発明に含まれる。Note that this invention is not limited to the above. For example, the pre-ionization electrode in the second embodiment is plate-shaped or bottle-shaped, but is not limited thereto. In other words, it is sufficient to have a preliminary electrode 11 that is installed at a substantially medium temperature of the dielectric 22 and can generate a creeping current between it and one of the main electrodes 20, for example, a plate-shaped preliminary Nwi electrode that is simply divided into a plurality of electrodes. etc. are also included. Further, as described above, the present invention also includes a structure in which an inductance L is connected in series to each of the plurality of sub-electrodes 1111 to prevent pre-ionization discharge from turning into arc discharge.
以下、この発明における第3実施例を第8図を参照して
説明する。A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
図中において、31はレーザ媒質としての例えばCO2
−N2−He混合ガス等のレーザガスが封入されたレー
ザ管である。このレーザ管31の内部には互いに対向す
る一対の主電極32.33がレー+f光の発振方向に亘
って設けられている。In the figure, 31 is a laser medium such as CO2.
- It is a laser tube in which a laser gas such as N2-He mixed gas is sealed. Inside the laser tube 31, a pair of main electrodes 32 and 33 facing each other are provided extending in the oscillation direction of the ray+f light.
そして、この主電極32.33の間は一定距離離間され
て放電空間部34が形成されている。A discharge space 34 is formed between the main electrodes 32 and 33 with a certain distance between them.
そして、上記一対の主電極32.33のうち例えば陰極
33の放電面33aにはレーザ光発振方向に亘って凹部
35が設けられている。この凹部35には、その形状に
対応する誘電体36が嵌合されている。Of the pair of main electrodes 32 and 33, for example, a recess 35 is provided on the discharge surface 33a of the cathode 33 in the laser beam oscillation direction. A dielectric 36 corresponding to the shape of the recess 35 is fitted into the recess 35 .
そしで、この誘電体36の略中火にはレーザ光発振方向
に口って、プレート状の予備電離電極37が設けられて
いる。この予1i1i[電極37は、そのエツジ部を誘
電体36より、11i電空間部34側に突出して設けら
れている。そして、陰1〜33内に位置する予1a N
m電極37は絶縁体38によって電気的に絶縁されてい
る。A plate-shaped preliminary ionization electrode 37 is provided at a substantially medium temperature of the dielectric 36 in the direction of laser beam oscillation. This pre-1i1i[electrode 37 is provided with its edge portion protruding from the dielectric 36 toward the 11i electric space portion 34 side. And 1a N located within the shadows 1 to 33
The m-electrode 37 is electrically insulated by an insulator 38.
また、上記陰陽33と、これに対向して設けられた陽(
〜32は、それぞれ導電性を有する保持板3つ、40を
介してレーザ管31内に支持されている。In addition, the above-mentioned Yin-Yang 33 and the Yang (
- 32 are supported within the laser tube 31 via three holding plates 40 each having conductivity.
そして、陰極33を支持する保持板40にはレーザ管3
1の外部に設けられた高圧電源41が接続され、さらに
、上記保持板3つ、40は互いにピーキングコンデンサ
42・・・を介して接続されている。また、上記予備電
離型If137の基端部には上記保持板39から延長さ
れて、中途部にコロナコンデンサ43を有する配線が接
続されている。A laser tube 3 is attached to a holding plate 40 that supports the cathode 33.
1 is connected to a high voltage power source 41 provided externally, and furthermore, the three holding plates 40 are connected to each other via peaking capacitors 42 . Further, a wiring extending from the holding plate 39 and having a corona capacitor 43 in the middle is connected to the base end of the pre-ionization type If 137.
また、保持板3つから導出された配線は上記高圧電源4
1に導入接続されている。In addition, the wiring led out from the three holding plates is connected to the high voltage power source 4.
1 is installed and connected.
このように形成されたガスレーザV装置の高圧電源41
を動作させると、上記ピーキングコンデンサ42・・・
に直接充電される。そして、上記陰極33と予m電lI
I電極37との間で誘電体36の表面を介して沿面放電
が発生することで上記コロナコンデンサ43が充電され
る。そして、上記沿面放電により予備N離された放電空
間部34は充分に充電されたピーキングコンデンサ42
からの印加によりグロー放電を発生して、レーザ光を発
振官る。High voltage power supply 41 of the gas laser V device formed in this way
When the peaking capacitor 42 is operated, the peaking capacitor 42...
is charged directly. Then, the cathode 33 and the pre-electric current
The corona capacitor 43 is charged by a creeping discharge occurring through the surface of the dielectric 36 between the I electrode 37 and the I electrode 37 . The discharge space 34 separated by a predetermined distance due to the creeping discharge is filled with the peaking capacitor 42 which is sufficiently charged.
A glow discharge is generated by applying a voltage from the source, and a laser beam is oscillated.
上述のように構成することにより、コロナコンデンサ4
3の容量を変更することで、予備電離時の放電量を調整
することができる。By configuring as described above, the corona capacitor 4
By changing the capacity of No. 3, the amount of discharge during preliminary ionization can be adjusted.
以下この発明における第4実施例を第9図を参照して説
明するが、その阜本的構造は第8図に示される第3実施
例と略同様のため同一構成部分に関しては同−符弓を付
して説明の重視を避け、改良点のみを説明する。A fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 9. Since its basic structure is substantially the same as that of the third embodiment shown in FIG. 8, the same components are the same. to avoid focusing on explanations and only explain the improvements.
図中において、33は一方の主IJiとしての例えば陰
ルであり、この陰極33は陽極32と対を成して図示し
ないレーザ管内に設けられている。In the figure, 33 is, for example, a cathode serving as one main IJi, and this cathode 33 is provided in a not-shown laser tube in a pair with an anode 32.
そして、上記陰極33の放電面33aには誘電体36が
設けられており、この誘電体36の中央部には予備電離
電極37が設けられている。そして、上記陽極32を深
持する保持板39と予備電照電極37とを接続する配線
44の中途部にはコ[]ナコンデンサ43が設けられて
いる。また、上記配[144の保持板39とコロナコン
デンサ43との間にはタイミング用のスイッチ45が設
けられている。A dielectric 36 is provided on the discharge surface 33a of the cathode 33, and a pre-ionization electrode 37 is provided at the center of the dielectric 36. A condenser capacitor 43 is provided in the middle of the wiring 44 that connects the holding plate 39 that deeply supports the anode 32 and the preliminary illumination electrode 37. Further, a timing switch 45 is provided between the holding plate 39 of the arrangement [144] and the corona capacitor 43.
このように予備電離のタイミングのためのスイッチ45
を設けられたガスレーザS装置を動作する場合、上記ス
イッチ45は始め開成状態で、ピーキングコンデンサ4
2が充分充電された後に上記スイッチ45が閉成するよ
うに制御することにより、高電界が急激に陰極33と予
備電離電極31間にかかり、沿面放電を均一に発生させ
ることができる。ここで、上記スイッチ45を設けてタ
イミングを取るものの他に、ビン電極間の離間距離によ
ってタイミングを取るものや、アレスターを用いるもの
等も含まれる。In this way, the switch 45 for pre-ionization timing
When operating a gas laser S device equipped with
By controlling the switch 45 to close after the battery 2 is sufficiently charged, a high electric field is suddenly applied between the cathode 33 and the pre-ionization electrode 31, and creeping discharge can be uniformly generated. Here, in addition to the method in which the switch 45 is provided to determine the timing, there are also methods in which the timing is determined by the distance between the bin electrodes, and a method in which an arrester is used.
なお、この発明は上記各実施例に限定されるものではな
い。例えば、上記各実施例では予備電離型tiの基端部
が誘電体に埋設されているが、この構造に限定されるも
のではなく、誘電体の略中央に設けられて一方の主電極
と、誘電体の表面上を介して沿面放電を発生するもので
あればよく、例えば、誘電体の表面上に設けられて主電
極の端部より配線される予備電離電極を有するもの等も
含まれる。Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in each of the above embodiments, the base end of the pre-ionization type ti is buried in the dielectric, but the structure is not limited to this, and it is provided approximately in the center of the dielectric, with one main electrode and Any device may be used as long as it generates a creeping discharge on the surface of the dielectric, and includes, for example, a device having a preliminary ionization electrode provided on the surface of the dielectric and wired from the end of the main electrode.
以上説明したように、この発明によれば一方の主電極の
放電面に誘電体を設け、この誘電体の略中央に予備電離
電極を設けることにより、予備1h離時には誘電体の表
面上を介して沿面放電を発生するため、予備電離の電極
間の距離を長くしてし、電流が集中してアーク放電を発
生することなく誘電体表面上に亘って均一に放電できる
。この作用により、従来構造に比較してM電の範囲を大
幅に広げることができ、安定した均一なUv光を広い範
囲に亘って発生させることができる。さらに、従来アー
ク放電によって予備電離することでレーザガスを著しく
汚染していたが、上述のように均一な沿面放電により予
備電離することで、がスレーブの高温化を防止して、汚
染を著しく低減できる。また、上記誘電体は一方の主電
極のflt電而に面けられているが、主電極間の主放電
時には、上記誘電体を介しても主放電が発生するため、
上述のような効果を得ながら主放電は従来と略同様に発
生させることができる。上述したような作用により従来
構造に比較して極めて高出力のレーザ光を発振できるカ
スレーザ装置を提供できる。As explained above, according to the present invention, a dielectric is provided on the discharge surface of one of the main electrodes, and a preliminary ionization electrode is provided approximately in the center of this dielectric. In order to generate a creeping discharge, the distance between the pre-ionizing electrodes is increased, and the current can be discharged uniformly over the dielectric surface without concentrating and causing arc discharge. Due to this effect, the range of M radiation can be greatly expanded compared to the conventional structure, and stable and uniform Uv light can be generated over a wide range. Furthermore, in the past, the laser gas was significantly contaminated by pre-ionization caused by arc discharge, but by pre-ionization caused by uniform creeping discharge as described above, contamination can be significantly reduced by preventing the slave from becoming too hot. . Furthermore, although the dielectric is faced to the flt electric current of one of the main electrodes, during the main discharge between the main electrodes, the main discharge also occurs through the dielectric.
The main discharge can be generated in substantially the same manner as in the conventional method while obtaining the above-mentioned effects. Due to the above-described effects, it is possible to provide a CAST laser device that can oscillate a laser beam with extremely high output compared to the conventional structure.
第1図乃至第3図はこの発明における第1実施例であり
、第1図はレーザ光発振方向から見たレーザ光発振装置
の正断面図、第2図は第1図中に示される一方の主電極
の正断面図、第3図は一方の主電極の、放電面の放電状
態を示す平面図、第4図はレーザ出力と繰返し数の関係
で従来構造のガスレーザ装置と本発明によるレーザ装置
を比較するグラフ、第5図乃至第7図は、この発明にお
ける第2実施例であり、各図は予備電離のためのN極を
それぞれ改良した状態を示す平面図、第8図はこの発明
における第3実施例を示す正断面図、第9図はこの発明
における第4実施例の置部を示す正断面図、第10図は
従来における一般的なガスレーザ装置の構造を示す正断
面図である。
1・・・レーザ管、4・・・fi?!空間部、11・・
・陽極(主電極〉、12・・・陰極(主電極)、12a
・・・放電面、14・・・誘電体、15・・・予1電a
mmli。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第 1 図
第2図
第4rIJ
第5図 ts6図
第 7 図
第 8 図1 to 3 show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a front cross-sectional view of a laser beam oscillation device seen from the laser beam oscillation direction, and FIG. 3 is a plan view showing the discharge state of the discharge surface of one of the main electrodes, and FIG. 4 shows the relationship between the laser output and the number of repetitions between the gas laser device of the conventional structure and the laser according to the present invention. Graphs comparing the devices, FIGS. 5 to 7, show the second embodiment of the present invention. Each figure is a plan view showing improved N poles for pre-ionization, and FIG. 8 is the second embodiment of this invention. FIG. 9 is a front sectional view showing the mounting portion of the fourth embodiment of the invention, and FIG. 10 is a front sectional view showing the structure of a conventional general gas laser device. It is. 1...laser tube, 4...fi? ! Space section, 11...
・Anode (main electrode), 12... Cathode (main electrode), 12a
...Discharge surface, 14...Dielectric material, 15...Preliminary electric a
mmli. Applicant's Representative Patent Attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 2 Figure 4rIJ Figure 5 ts6 Figure 7 Figure 8
Claims (2)
レーザ管内に離間対向して配設された少なくとも一対の
主電極と、これら主電極間に形成された放電空間部と、
上記一対の主電極のうち一方の放電面の長手方向に沿っ
て設けられた誘電体と、この誘電体の幅方向略中央に設
けられて、この誘電体の表面上で上記一方の主電極と沿
面放電を発生して上記放電空間部を予備電離する予備電
離電極とを具備することを特徴とするガスレーザ装置。(1) a laser tube in which laser gas is maintained at a predetermined pressure; at least a pair of main electrodes disposed facing each other in a spaced manner within the laser tube; and a discharge space formed between these main electrodes;
A dielectric body provided along the longitudinal direction of one of the discharge surfaces of the pair of main electrodes; A gas laser device comprising a pre-ionization electrode that pre-ionizes the discharge space by generating a creeping discharge.
突出する複数のピンエッジを形成することを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のガスレーザ装置。(2) The gas laser device according to claim 1, wherein the discharge surface of one main electrode forms a plurality of pin edges whose tips protrude toward the preliminary ionization electrode side.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6125387A JPS63228778A (en) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | Gas laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6125387A JPS63228778A (en) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | Gas laser device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63228778A true JPS63228778A (en) | 1988-09-22 |
Family
ID=13165886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6125387A Pending JPS63228778A (en) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | Gas laser device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63228778A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04256391A (en) * | 1991-02-08 | 1992-09-11 | Toshiba Corp | Pulse laser electrode |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP6125387A patent/JPS63228778A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04256391A (en) * | 1991-02-08 | 1992-09-11 | Toshiba Corp | Pulse laser electrode |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4613971A (en) | Transversely excited gas laser | |
JPH0212035B2 (en) | ||
JPS63228778A (en) | Gas laser device | |
JPS6321882A (en) | Excimer laser | |
JP3154584B2 (en) | Discharge excitation gas laser device | |
JPS63228776A (en) | Gas laser device | |
JPS61240690A (en) | Gas laser oscillator | |
JP2614231B2 (en) | Gas laser device | |
JP3764257B2 (en) | Coaxial gas laser device | |
JPH0318752B2 (en) | ||
JPS6281077A (en) | X-ray automatically preionizing, discharge type laser | |
JPH0337318B2 (en) | ||
JPH0484474A (en) | Laser apparatus | |
JPS63228681A (en) | Gas laser oscillator | |
JP2001274493A (en) | Gas laser device | |
JPS63228685A (en) | Discharge-pumped laser device | |
JPH01194481A (en) | Gas laser oscillating apparatus | |
JPH0730177A (en) | Pulse laser oscillation device | |
JPS61245588A (en) | Gas laser oscillator | |
JPS62190786A (en) | Discharge excitation short-pulse laser device | |
JPH04241482A (en) | Gas laser device | |
JPS6317578A (en) | Main discharge electrode for discharge type laser device | |
JPH0432282A (en) | Gas laser output apparatus | |
JPH02240980A (en) | Gas laser device | |
JPH04139777A (en) | Pulse laser equipment |