JPS636886A - 横方向励起型レ−ザ装置 - Google Patents
横方向励起型レ−ザ装置Info
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- JPS636886A JPS636886A JP61149598A JP14959886A JPS636886A JP S636886 A JPS636886 A JP S636886A JP 61149598 A JP61149598 A JP 61149598A JP 14959886 A JP14959886 A JP 14959886A JP S636886 A JPS636886 A JP S636886A
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- 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
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/22—Gases
- H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
- H01S3/2232—Carbon dioxide (CO2) or monoxide [CO]
-
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- 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
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- H01S3/0971—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
- H01S3/09713—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited with auxiliary ionisation, e.g. double discharge excitation
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、紫外光を補助として発振させる横方向励起型
レーザ装置（Ｔ’ｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ Ｅｘｃｉｔ
ｅｄＡｔｏｍｏｓｐｈｅｒｆｃ Ｌａ５ｅｒ ：略して
ＴＥＡレーザ）に関する。
レーザ装置（Ｔ’ｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ Ｅｘｃｉｔ
ｅｄＡｔｏｍｏｓｐｈｅｒｆｃ Ｌａ５ｅｒ ：略して
ＴＥＡレーザ）に関する。
従来、この種のレーザは主放電空間と予備放電空間が同
一のチャンバー中にあり、主放電方向と垂直方向からア
ーク放電により生じた紫外光を主放電空間に浴びせかけ
ることによりレーザガスを電離し、主放電を−様なグロ
ー放電にいたらしめていた。
一のチャンバー中にあり、主放電方向と垂直方向からア
ーク放電により生じた紫外光を主放電空間に浴びせかけ
ることによりレーザガスを電離し、主放電を−様なグロ
ー放電にいたらしめていた。
第４図にこの形式のレーザ・（ルス整形回路（ＰＦＮ）
の代表的構成図を示す。アノード電極１とカソード電極
２の間の主放電空間と予備放電々極４の間隙で生じる予
備放電空間とは同一のチャンバー８内に存在する。
の代表的構成図を示す。アノード電極１とカソード電極
２の間の主放電空間と予備放電々極４の間隙で生じる予
備放電空間とは同一のチャンバー８内に存在する。
このため強力なアーク放電を有する予備放電によりレー
ザガスを分解し劣化を促進させて込た。
ザガスを分解し劣化を促進させて込た。
特に最も一般的に用いられている第４図の自動予備放電
型のレーザでは、主放電のグロー放電をを行なわせるの
にキーピングキャ・やシタ３と予備放電々極４とか直列
に接続されているためキービングキャ・セシタ３の充電
時と放電時にそれぞれ１回ずつ計２回のアーク放電を作
るために、レーザガスの劣化はキーピングキャパシタ３
をチャンバー８外に設は予備放電々極４と分離した第５
図のものに比べて早いとされていた。
型のレーザでは、主放電のグロー放電をを行なわせるの
にキーピングキャ・やシタ３と予備放電々極４とか直列
に接続されているためキービングキャ・セシタ３の充電
時と放電時にそれぞれ１回ずつ計２回のアーク放電を作
るために、レーザガスの劣化はキーピングキャパシタ３
をチャンバー８外に設は予備放電々極４と分離した第５
図のものに比べて早いとされていた。
上述した従来のレーザ装置では、主放電空間と予備放電
空間が同一チャンバーの中にあるため。
空間が同一チャンバーの中にあるため。
強力なアーク放電を利用した予備放電を繰返すことによ
りレーザガスを分離し、レーザガスの寿命を著しく短く
していた。さらに予備電離のための放電は主放電のレー
ザガスと同−東件で放電を行なわせているため、予備放
電光の波長、立上り時間等を一意的にコントロールする
ことはできなかった０ ところで、１つのアーク放電源から離れたところにおい
て予備電離されるときの電子密度ｎｅ（ｒ）は次の式で
表わされる （エル・イー・クライン他（Ｌ、Ｅ、 Ｋ１１ｎｅ ｅ
ｔ、 ａｌ ）ツヤ−ナル・オプ・アプライド・フィシ
クス（Ｊ、 Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ）４Ｊ
（１９７５）、１５６７参照）ｎ２（ｒ） ＝ Ｓ６
（Ｎｒ ） Ｎ／ｒ２（１）ここで８８はスパークツぐ
ラメータの関数で５ｒｉＴｏｒｒ・α当たシの光電子数
で、実験装置の幾何的な配置により決定される測定値で
ある。またＮはガスの分子数である。
りレーザガスを分離し、レーザガスの寿命を著しく短く
していた。さらに予備電離のための放電は主放電のレー
ザガスと同−東件で放電を行なわせているため、予備放
電光の波長、立上り時間等を一意的にコントロールする
ことはできなかった０ ところで、１つのアーク放電源から離れたところにおい
て予備電離されるときの電子密度ｎｅ（ｒ）は次の式で
表わされる （エル・イー・クライン他（Ｌ、Ｅ、 Ｋ１１ｎｅ ｅ
ｔ、 ａｌ ）ツヤ−ナル・オプ・アプライド・フィシ
クス（Ｊ、 Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ）４Ｊ
（１９７５）、１５６７参照）ｎ２（ｒ） ＝ Ｓ６
（Ｎｒ ） Ｎ／ｒ２（１）ここで８８はスパークツぐ
ラメータの関数で５ｒｉＴｏｒｒ・α当たシの光電子数
で、実験装置の幾何的な配置により決定される測定値で
ある。またＮはガスの分子数である。
これから分る様に、予備電離における電子密度は予備放
電源からの距離の２乗に反比例する。°従って主放電空
間を均一に強力に予備電離させるためにも極力、予備放
電電極を主放電電極に近づける方が良い。
電源からの距離の２乗に反比例する。°従って主放電空
間を均一に強力に予備電離させるためにも極力、予備放
電電極を主放電電極に近づける方が良い。
しかしながら、先に示した現在最も広く普及している第
４図の装置では予備放電電極がついているピーキングキ
ャパシタ３を主放電電極に近づけようとすると、放電の
際、ストレーノキャパシタからピーキングキャパシタに
電荷が移行するとき。
４図の装置では予備放電電極がついているピーキングキ
ャパシタ３を主放電電極に近づけようとすると、放電の
際、ストレーノキャパシタからピーキングキャパシタに
電荷が移行するとき。
ピーキングキャ・ぐシタの高電圧側と主放電々極の間で
異常放電が生じ、ストレーノキャパシタのエネルギーが
主放電々極間のレーザガス空間に全部注入されなくなる
問題があった。
異常放電が生じ、ストレーノキャパシタのエネルギーが
主放電々極間のレーザガス空間に全部注入されなくなる
問題があった。
最近、レーザビームの広大化が要求される中で。
主放電を横方向に拡げようとするとき、主放電の横方向
の幅が広くなっていき、これに伴い横方向からの予備放
電電極が主放電々極の中心から離れるため、中心まで予
備電離光が侵透しなくなり。
の幅が広くなっていき、これに伴い横方向からの予備放
電電極が主放電々極の中心から離れるため、中心まで予
備電離光が侵透しなくなり。
安定で均一なグロー放電が得られにぐいという問題がち
った。
った。
本発明によれば２００ｎｍ程度ある°ハはそれ以下の紫
外光を良く透過させることのできる合成硬板等の電気的
に高絶縁性材料よシなる隔壁により予備放電空間と主放
電空間とを気密的に分割したことを特徴とする横方向励
起型レーザ装置が得られる。
外光を良く透過させることのできる合成硬板等の電気的
に高絶縁性材料よシなる隔壁により予備放電空間と主放
電空間とを気密的に分割したことを特徴とする横方向励
起型レーザ装置が得られる。
次に２本発明について図面を参照して説明する。
第１図および第２図は本発明の一実施例の正面図およｒ
ドそのｘ −ｘ’断面図である。図において。
ドそのｘ −ｘ’断面図である。図において。
ｌは主放電アノード、２は主放電カソード、３はキーピ
ングキャ・ぐシタ、４は予備放電電極である。
ングキャ・ぐシタ、４は予備放電電極である。
また１０は紫外光に対し透明な電気的に高絶縁性材料の
・ぐイブよりなる隔壁である。９ａ 、９ｂはこれらの
・ぐイブ内にガスを送るためのダクトである。従来のも
のに比ベキーピングキャパシタ３は主放電々極１，２に
できる限り近づけである。さらに予備放電々極４もでき
る限シ主放電々極空間に近づけである。
・ぐイブよりなる隔壁である。９ａ 、９ｂはこれらの
・ぐイブ内にガスを送るためのダクトである。従来のも
のに比ベキーピングキャパシタ３は主放電々極１，２に
できる限り近づけである。さらに予備放電々極４もでき
る限シ主放電々極空間に近づけである。
第３図は本発明の第２の実施例の縦断面図を示し、従来
の第５図のものに対応した例を示す。図において１０は
紫外光に対して透明な絶縁物の板よりなる隔壁、１１は
１０と共に主放電空間部と予備放電空間部を仕切るため
の絶縁物よりなる壁である。９ａ、９ｂはそれぞれ、予
備放電空間にガスを供給する配管と吸収する配管である
。
の第５図のものに対応した例を示す。図において１０は
紫外光に対して透明な絶縁物の板よりなる隔壁、１１は
１０と共に主放電空間部と予備放電空間部を仕切るため
の絶縁物よりなる壁である。９ａ、９ｂはそれぞれ、予
備放電空間にガスを供給する配管と吸収する配管である
。
このような実施例においては、予備放電々極空間部には
レーザガスとは異なるガスを入れることができるため、
たとえばＨｅガス等の原子数の小さな希ガスを用いれば
、予備放電電極を痛めることなく、安定した予備放電に
よるエネルギーの高い紫外光を供給することが可能であ
る。
レーザガスとは異なるガスを入れることができるため、
たとえばＨｅガス等の原子数の小さな希ガスを用いれば
、予備放電電極を痛めることなく、安定した予備放電に
よるエネルギーの高い紫外光を供給することが可能であ
る。
Ｈｅガス等の希ガスを用いた場合は、解離エネルギーが
高く分解しにくいので、循環またはフローする速度を極
端に小さくすることも可能である。
高く分解しにくいので、循環またはフローする速度を極
端に小さくすることも可能である。
また予備放電空間内のガス圧を主放電空間にあるレーザ
ガスとは独立に変化させることもできるため、前述の（
１）式から分るように１分子数Ｎを制御して予備放電に
おける光電子の量を制御することが可能である。
ガスとは独立に変化させることもできるため、前述の（
１）式から分るように１分子数Ｎを制御して予備放電に
おける光電子の量を制御することが可能である。
予備放電空間中のガスの種類を変えることにより、予備
放電光から発生されるエネルギー即ち波長も変化させれ
るため、先のガス圧を変化させることと兼合わせること
により従来よりも相当柔軟な予備電離条件を作ることが
可能である。このようにすると、レーザガスの種類、レ
ーザガスのガス圧に対してこれまで得られなかった最適
な条件を選択できるようになった。
放電光から発生されるエネルギー即ち波長も変化させれ
るため、先のガス圧を変化させることと兼合わせること
により従来よりも相当柔軟な予備電離条件を作ることが
可能である。このようにすると、レーザガスの種類、レ
ーザガスのガス圧に対してこれまで得られなかった最適
な条件を選択できるようになった。
尚、予備放電空間中に用いるガスは以上述べた様な特殊
なガス又は混合ガスを用いなくても、大気を用いても十
分可能であることは言うまでもなく、この場合装置が簡
単化されコン・ぐクトに設計することができる。
なガス又は混合ガスを用いなくても、大気を用いても十
分可能であることは言うまでもなく、この場合装置が簡
単化されコン・ぐクトに設計することができる。
また、主放電空間と予備放電空間の分離が合成石英板ま
たは・ぐイブ等の高絶縁物質よりなる隔壁でなされてい
るため、キーピングキャパシタや予備放電電極を主放電
電極に近づけてもストレーノキャパシタからキーピング
キャパシタに電荷が注入されるとき予備放電電極に印加
される高電圧が主放電電極の方へ洩れないため、予備放
電電極を主放電空間に接近させることが可能になる。こ
れにより、（１）式からも分かるように予備電離の光電
子の密度を大きくすることが可能である。この密度は距
離の２乗に反比例するものであるから従来よりも相当大
きくすることが可能である。勿論。
たは・ぐイブ等の高絶縁物質よりなる隔壁でなされてい
るため、キーピングキャパシタや予備放電電極を主放電
電極に近づけてもストレーノキャパシタからキーピング
キャパシタに電荷が注入されるとき予備放電電極に印加
される高電圧が主放電電極の方へ洩れないため、予備放
電電極を主放電空間に接近させることが可能になる。こ
れにより、（１）式からも分かるように予備電離の光電
子の密度を大きくすることが可能である。この密度は距
離の２乗に反比例するものであるから従来よりも相当大
きくすることが可能である。勿論。
この密度は最適値が存在し、予備放電電極を主放電電極
に近づけることが必要以上になった紫外光の密度はレー
ザガスの劣化につながる。この場合予備放電電極の数を
減らせばよい。
に近づけることが必要以上になった紫外光の密度はレー
ザガスの劣化につながる。この場合予備放電電極の数を
減らせばよい。
予備放電電極の数、即ち、キービングキャ・ぐシタの数
を減らすことと、予備放電電極を主放電空間に接近させ
ることによって装置を非常にコンパクトにすることも可
能にさせた。
を減らすことと、予備放電電極を主放電空間に接近させ
ることによって装置を非常にコンパクトにすることも可
能にさせた。
尚、 ＴＥＡ Ｃｏ２レーザに関する実験に限り、この
実施例により封じ切シ特性のレーザガス寿命がレーザガ
スの混合比ガス圧によっても異なるが平均３〜１０倍に
延ばすことができた。
実施例により封じ切シ特性のレーザガス寿命がレーザガ
スの混合比ガス圧によっても異なるが平均３〜１０倍に
延ばすことができた。
本発明はＴＥＡ型レーザのすべてに適用できるものであ
る。すなわち、 ＴＥＡ Ｃｏ２レーザをはじめ。
る。すなわち、 ＴＥＡ Ｃｏ２レーザをはじめ。
ＸｅＣｔエキシマレーザ等にも適用できる。
尚、紫外光を２００ ｎｍ以下としたのは２００ ｎｍ
以上では予備放電効果が十分に得られないからである。
以上では予備放電効果が十分に得られないからである。
このように本発明は主放電電極空間と予備放電空間を２
００ ｎｍ付近の紫外光に対して透明な合成石英板（パ
イｆ）等の高絶縁性の物質よりなる隔壁で分離すること
により９強力なアーク予備放電によるレーザガスの劣化
を防ぐ効果がある。
００ ｎｍ付近の紫外光に対して透明な合成石英板（パ
イｆ）等の高絶縁性の物質よりなる隔壁で分離すること
により９強力なアーク予備放電によるレーザガスの劣化
を防ぐ効果がある。
第１図、第２図は本発明の一実施例の正面図とそのｘ−
ｘ’断面図、第３図は本発明の第２の実施例の断面図、
第４図、第５図は従来のものの模型的断面図を示す。 ｌ・・・主放電電極（アノード）、２・・・主放電電極
（カソード）、３・・・キーピングキャパシタ、４・・
・予備放電電極対、９ａ・・・予備放電用ガス注入側ダ
ク）、９ｂ・・・予備放電用ガス排出側ダクト、１０・
・・紫外光に対し透明な高絶縁板（・クイ７°）、１１
絶縁体。 Ｘ。 第２図 第３図
ｘ’断面図、第３図は本発明の第２の実施例の断面図、
第４図、第５図は従来のものの模型的断面図を示す。 ｌ・・・主放電電極（アノード）、２・・・主放電電極
（カソード）、３・・・キーピングキャパシタ、４・・
・予備放電電極対、９ａ・・・予備放電用ガス注入側ダ
ク）、９ｂ・・・予備放電用ガス排出側ダクト、１０・
・・紫外光に対し透明な高絶縁板（・クイ７°）、１１
絶縁体。 Ｘ。 第２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、２００ｎｍ以下の紫外光が透過する高絶縁性材料よ
りなる隔壁により予備放電空間と主放電空間とを気密的
に分割したことを特徴とする横方向励起型レーザ装置。 ２、予備放電空間は主放電空間に存在するレーザ媒質と
同一のガスかあるいは他の種類のガスを封入することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の横方向励起型レ
ーザ装置。 ３、予備放電空間に在存するガスのガス圧を調節可能と
し且つ、予備放電々極間隙も調節可能としたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の横方向励起型レーザ
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61149598A JPS636886A (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | 横方向励起型レ−ザ装置 |
| US07/066,925 US4802185A (en) | 1986-06-27 | 1987-06-29 | Transversely excited atmospheric laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61149598A JPS636886A (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | 横方向励起型レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS636886A true JPS636886A (ja) | 1988-01-12 |
Family
ID=15478704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61149598A Pending JPS636886A (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | 横方向励起型レ−ザ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4802185A (ja) |
| JP (1) | JPS636886A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4847853A (en) * | 1988-11-17 | 1989-07-11 | United Technologies Corporation | CO2 tea laser having isolated preionization compartments |
| US4882735A (en) * | 1988-12-01 | 1989-11-21 | United Technologies Corporation | Modular UV preionization package for a CO2 laser |
| EP0502228A1 (de) * | 1991-03-06 | 1992-09-09 | Rustem Dr. Osmanow | Multigas-Excimerlaser |
| JPH04326584A (ja) * | 1991-04-25 | 1992-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 放電励起ガスレーザ装置 |
| US5557629A (en) * | 1992-08-28 | 1996-09-17 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Laser device having an electrode with auxiliary conductor members |
| US5293403A (en) * | 1992-09-30 | 1994-03-08 | The Unites States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Pulse discharge laser with passive arc protection |
| US6466599B1 (en) | 1999-04-07 | 2002-10-15 | Lambda Physik Ag | Discharge unit for a high repetition rate excimer or molecular fluorine laser |
| US6229837B1 (en) * | 1998-10-29 | 2001-05-08 | Tokai Research Establishment Of Japan Atomic Energy Research Institute | Metal-vapor pulsed laser |
| US6377595B1 (en) * | 2000-09-08 | 2002-04-23 | Komatsu Ltd. | Peaking capacitor layout |
| US6535540B1 (en) * | 2000-09-13 | 2003-03-18 | Komatsu Ltd. | Discharge device for pulsed laser |
| 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 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS6242474A (ja) * | 1985-08-19 | 1987-02-24 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 予備電離式エキシマレ−ザ−装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1301207A (en) * | 1970-12-04 | 1972-12-29 | Nat Res Dev | Electrode systems for gas lasers |
| US3986139A (en) * | 1975-02-18 | 1976-10-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Radioactively preionized electrical discharge laser |
| US4554667A (en) * | 1981-04-23 | 1985-11-19 | United Technologies Corporation | Sealed-off CO2 laser |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4802185A (en) | 1989-01-31 |
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