JP2001168433A - パルス放電励起ガスレーザ - Google Patents
パルス放電励起ガスレーザInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 帯状の主放電電極を対向配置し、その近傍に
レーザガスの予備電離用のピン電極をアレイ配置する構
造では、ピン電極のエロージョンによる消耗やレーザガ
スの劣化を招き易い。 【解決手段】 一対の帯状の主放電電極１１Ａと１１Ｂ
を対向配置し、両電極間にピーキングコンデンサ１５を
接続する。予備電離電極１２は、棒状の電極材を誘電体
１４で被覆し、主放電電極１１Ｂと平行配置で絶縁板１
３位置に設け、リード線１２Ａで接地側の主放電電極側
に接続する。この構造により、ピーキングコンデンサ１
５の電圧上昇で、両電極１１Ｂと１２との間の絶縁板１
３で沿面コロナ放電を発生させ、このコロナ放電で発生
する紫外線によってレーザガスを予備電離させる。
レーザガスの予備電離用のピン電極をアレイ配置する構
造では、ピン電極のエロージョンによる消耗やレーザガ
スの劣化を招き易い。 【解決手段】 一対の帯状の主放電電極１１Ａと１１Ｂ
を対向配置し、両電極間にピーキングコンデンサ１５を
接続する。予備電離電極１２は、棒状の電極材を誘電体
１４で被覆し、主放電電極１１Ｂと平行配置で絶縁板１
３位置に設け、リード線１２Ａで接地側の主放電電極側
に接続する。この構造により、ピーキングコンデンサ１
５の電圧上昇で、両電極１１Ｂと１２との間の絶縁板１
３で沿面コロナ放電を発生させ、このコロナ放電で発生
する紫外線によってレーザガスを予備電離させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、予備電離機構を用
いたパルス放電励起ガスレーザに係り、特にレーザヘッ
ド構造に関する。
いたパルス放電励起ガスレーザに係り、特にレーザヘッ
ド構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】高電圧で急峻なパルス放電励起を用いた
ガスレーザでグロー放電を得るためのレーザヘッドは、
例えば図８に概略構成で示す帯状電極をもつ構造にされ
る。帯状の主放電電極１と２は、絶縁板１Ａ、２Ａで支
持され、一方が接地電極、他方が高圧電極にされて対向
配置され、断面が半円弧状にされる。主放電電極１、２
の近傍にはその長手方向に沿ってそれぞれ多数の予備電
離電極（ピン電極）３、４がギャップを有してアレイ状
に配置される。
ガスレーザでグロー放電を得るためのレーザヘッドは、
例えば図８に概略構成で示す帯状電極をもつ構造にされ
る。帯状の主放電電極１と２は、絶縁板１Ａ、２Ａで支
持され、一方が接地電極、他方が高圧電極にされて対向
配置され、断面が半円弧状にされる。主放電電極１、２
の近傍にはその長手方向に沿ってそれぞれ多数の予備電
離電極（ピン電極）３、４がギャップを有してアレイ状
に配置される。
【０００３】これら主放電電極１、２と予備電離電極
３、４は、放電光を取り出す窓をもつ容器内に設けら
れ、容器内にはＨｅ，Ｎｅ，ＣＯ2などのレーザガスが
送り込まれる。また、容器外には、主放電電極１、２間
に多数のピーキングコンデンサ５がアレイ状に電気接続
される。
３、４は、放電光を取り出す窓をもつ容器内に設けら
れ、容器内にはＨｅ，Ｎｅ，ＣＯ2などのレーザガスが
送り込まれる。また、容器外には、主放電電極１、２間
に多数のピーキングコンデンサ５がアレイ状に電気接続
される。
【０００４】このような構成のレーザヘッドにおいて、
パルス電源６からの急峻なパルス電流出力でピーキング
コンデンサ５を充電し、この充電初期に予備電離電極
３、４にスパーク放電を起こし、スパーク放電による紫
外光でレーザガスを予備電離させ、この電離によってピ
ーキングコンデンサ５から主放電電極１、２間に主放電
を得る。
パルス電源６からの急峻なパルス電流出力でピーキング
コンデンサ５を充電し、この充電初期に予備電離電極
３、４にスパーク放電を起こし、スパーク放電による紫
外光でレーザガスを予備電離させ、この電離によってピ
ーキングコンデンサ５から主放電電極１、２間に主放電
を得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザヘッド構
造において、予備電離電極には強いアーク放電を発生さ
せるため、ピン電極のエロージョンによる消耗が激しく
起きる。また、アーク放電による放電生成物でレーザガ
スの劣化を招き易い。
造において、予備電離電極には強いアーク放電を発生さ
せるため、ピン電極のエロージョンによる消耗が激しく
起きる。また、アーク放電による放電生成物でレーザガ
スの劣化を招き易い。
【０００６】また、帯状電極をもつレーザヘッドでは、
ピン電極を主放電電極に沿って多数個配置するため、ピ
ン電極の導入端子の数が多くなり、レーザヘッドの機密
性を保つのが困難となる。
ピン電極を主放電電極に沿って多数個配置するため、ピ
ン電極の導入端子の数が多くなり、レーザヘッドの機密
性を保つのが困難となる。
【０００７】本発明の目的は、上記の課題を解決したパ
ルス放電励起ガスレーザを提供することにある。
ルス放電励起ガスレーザを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、予備電離電極
を棒状の電極材を誘電体で被覆して構成し、この電極を
主放電電極の近傍に平行配置し、接地側または高圧側の
主放電電極と同電位、さらには別の電位にした構成と
し、予備電離電極と主放電電極との間に絶縁物の沿面コ
ロナ放電を発生させ、このコロナ放電で発生する紫外線
によってレーザガスを予備電離させるようにしたもの
で、以下の構成を特徴とする。
を棒状の電極材を誘電体で被覆して構成し、この電極を
主放電電極の近傍に平行配置し、接地側または高圧側の
主放電電極と同電位、さらには別の電位にした構成と
し、予備電離電極と主放電電極との間に絶縁物の沿面コ
ロナ放電を発生させ、このコロナ放電で発生する紫外線
によってレーザガスを予備電離させるようにしたもの
で、以下の構成を特徴とする。
【０００９】レーザヘッドとして、一対の帯状の主放電
電極を対向配置し、この両電極の間に放電電圧を印加す
るためのピーキングコンデンサを設け、前記主放電電極
間にレーザガスを取り込み、前記主放電電極間の主放電
に際して電圧印加することで前記レーザガスを予備電離
させる予備電離電極を備えたパルス放電励起ガスレーザ
において、前記予備電離電極は、棒状の電極材を誘電体
で被覆した構成とし、前記主放電電極を絶縁保持する絶
縁体の表面または絶縁体に一部を埋設して該主放電電極
の一方の電極の近傍に平行配置し、この予備電離電極の
電位は他方の主放電電極の電位とする構造を特徴とす
る。
電極を対向配置し、この両電極の間に放電電圧を印加す
るためのピーキングコンデンサを設け、前記主放電電極
間にレーザガスを取り込み、前記主放電電極間の主放電
に際して電圧印加することで前記レーザガスを予備電離
させる予備電離電極を備えたパルス放電励起ガスレーザ
において、前記予備電離電極は、棒状の電極材を誘電体
で被覆した構成とし、前記主放電電極を絶縁保持する絶
縁体の表面または絶縁体に一部を埋設して該主放電電極
の一方の電極の近傍に平行配置し、この予備電離電極の
電位は他方の主放電電極の電位とする構造を特徴とす
る。
【００１０】また、前記予備電離電極は、前記主放電電
極の両方の近傍にそれぞれ平行配置し、この両予備電離
電極の電位は互いに他方の主放電電極の電位とする構造
を特徴とする。
極の両方の近傍にそれぞれ平行配置し、この両予備電離
電極の電位は互いに他方の主放電電極の電位とする構造
を特徴とする。
【００１１】また、前記ピーキングコンデンサはコンデ
ンサの直列接続で構成し、この直列接続点の電位を前記
予備電離電極の電位とする構造を特徴とする。
ンサの直列接続で構成し、この直列接続点の電位を前記
予備電離電極の電位とする構造を特徴とする。
【００１２】また、前記予備電離電極は、前記主放電電
極の電源とは別の外部電源から電圧印加することを特徴
とする。
極の電源とは別の外部電源から電圧印加することを特徴
とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
レーザヘッドの基本構成である。一対の帯状の主放電電
極１１Ａと１１Ｂは、従来と同様に、電極１１Ａが接地
電極、電極１１Ｂが高圧電極にされて対向配置され、断
面が半円弧状にされる。また、両電極１１Ａと１１Ｂと
の間には、ピーキングコンデンサ１５が接続される。
レーザヘッドの基本構成である。一対の帯状の主放電電
極１１Ａと１１Ｂは、従来と同様に、電極１１Ａが接地
電極、電極１１Ｂが高圧電極にされて対向配置され、断
面が半円弧状にされる。また、両電極１１Ａと１１Ｂと
の間には、ピーキングコンデンサ１５が接続される。
【００１４】ここで、予備電離電極１２は、棒状の電極
材を誘電体１４で被覆した構成にし、主放電電極１１Ｂ
と平行配置で絶縁板１３に一部が埋設される。また、予
備電離電極１２は１本のリード線１２Ａまたは長手方向
で適当な間隔で複数本のリード線が引き出され、接地側
の主放電電極１１Ａ側に接続されて接地電位にされる。
材を誘電体１４で被覆した構成にし、主放電電極１１Ｂ
と平行配置で絶縁板１３に一部が埋設される。また、予
備電離電極１２は１本のリード線１２Ａまたは長手方向
で適当な間隔で複数本のリード線が引き出され、接地側
の主放電電極１１Ａ側に接続されて接地電位にされる。
【００１５】以上の構成において、放電動作は、ピーキ
ングコンデンサ１５が充電されその両端電圧が上昇し始
めたときに電極１１Ｂと予備電離電極１２との間に電圧
も上昇し、両電極１１Ｂと１２との間の絶縁板で沿面コ
ロナ放電を発生させ、このコロナ放電で発生する紫外線
によってレーザガスを予備電離させ、主放電電極１１
Ａ，１１Ｂ間にレーザ励起の均一グロー放電を発生させ
る。
ングコンデンサ１５が充電されその両端電圧が上昇し始
めたときに電極１１Ｂと予備電離電極１２との間に電圧
も上昇し、両電極１１Ｂと１２との間の絶縁板で沿面コ
ロナ放電を発生させ、このコロナ放電で発生する紫外線
によってレーザガスを予備電離させ、主放電電極１１
Ａ，１１Ｂ間にレーザ励起の均一グロー放電を発生させ
る。
【００１６】したがって、本実施形態によれば、沿面コ
ロナ放電によるレーザガスの電離を得ることができ、従
来のアーク放電式の予備電離電極に比べ長寿命化を図る
ことができる。しかも、予備電離がコロナ放電になるこ
とから、アーク放電に比べて放電ダストが少なく、レー
ザガスの劣化を軽減できる。
ロナ放電によるレーザガスの電離を得ることができ、従
来のアーク放電式の予備電離電極に比べ長寿命化を図る
ことができる。しかも、予備電離がコロナ放電になるこ
とから、アーク放電に比べて放電ダストが少なく、レー
ザガスの劣化を軽減できる。
【００１７】また、主放電電極の一方を予備電離電極の
背後電極として兼用させる構成とすることができ、予備
電離電極用の背後電極が不要になる。
背後電極として兼用させる構成とすることができ、予備
電離電極用の背後電極が不要になる。
【００１８】また、予備電離電極１２は、絶縁板１３に
埋設保持されるため、従来のピン配列のための導入端子
が不要になり、レーザヘッドの気密性を確保するのが容
易になる。
埋設保持されるため、従来のピン配列のための導入端子
が不要になり、レーザヘッドの気密性を確保するのが容
易になる。
【００１９】また、レーザガスの予備電離は、コロナ放
電で行うため、発生する紫外線の照射方向を的確に制御
できる。つまり、主放電を起こさせる空間にのみ紫外線
を照射することができ、アーク放電式に比べ無駄なく少
ない予備電離電流で済む。
電で行うため、発生する紫外線の照射方向を的確に制御
できる。つまり、主放電を起こさせる空間にのみ紫外線
を照射することができ、アーク放電式に比べ無駄なく少
ない予備電離電流で済む。
【００２０】図２は、他の実施形態を示すレーザヘッド
の構成である。同図が図１と異なる部分は、予備電離電
極１２とその被覆誘電体１４を絶縁板１３に表面に取り
付け、または表面近くに配置した点にある。
の構成である。同図が図１と異なる部分は、予備電離電
極１２とその被覆誘電体１４を絶縁板１３に表面に取り
付け、または表面近くに配置した点にある。
【００２１】本実施形態においては、予備電離電極１２
の保持手段を必要とするが、図１の場合と同等の作用効
果を得ることができる。
の保持手段を必要とするが、図１の場合と同等の作用効
果を得ることができる。
【００２２】図３〜図７は、他の実施形態を示し、図１
の場合と同様の作用効果を得ることができる。
の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００２３】図３では、予備電離電極１２を接地側にな
る主放電電極１１Ａ側に配置した場合である。
る主放電電極１１Ａ側に配置した場合である。
【００２４】図４では、ピーキングコンデンサをコンデ
ンサ１５、１６の直列接続で構成し、その接続点を予備
電離電極の電位とする場合である。この場合、予備電離
電圧を主放電電圧よりも低くすることができる。例え
ば、コンデンサ１５、１６の容量比が１対１ならば、予
備電離電圧を主放電電圧の１／２にすることができ、絶
縁耐圧の低い被覆体１４にも対応できる。
ンサ１５、１６の直列接続で構成し、その接続点を予備
電離電極の電位とする場合である。この場合、予備電離
電圧を主放電電圧よりも低くすることができる。例え
ば、コンデンサ１５、１６の容量比が１対１ならば、予
備電離電圧を主放電電圧の１／２にすることができ、絶
縁耐圧の低い被覆体１４にも対応できる。
【００２５】図５では、予備電離電極１２を高圧側と接
地側の両方の主放電電極１１Ａ，１１Ｂの近傍に平行配
置し、両予備電離電極の電位は互いに他方の主放電電極
の電位とする場合であり、主放電空間での予備電離をよ
り効率良くかつ均一にできる。
地側の両方の主放電電極１１Ａ，１１Ｂの近傍に平行配
置し、両予備電離電極の電位は互いに他方の主放電電極
の電位とする場合であり、主放電空間での予備電離をよ
り効率良くかつ均一にできる。
【００２６】図６では、コンデンサの直列接続にしたピ
ーキングコンデンサ１５、１６とし、主放電電極１１
Ａ，１１Ｂの両方にその近傍に予備電離電極１２を設
け、その電位をピーキングコンデンサ１５、１６の直列
接続点にした場合である。この場合は、図４と図５の場
合の両方の作用効果を得ることができる。
ーキングコンデンサ１５、１６とし、主放電電極１１
Ａ，１１Ｂの両方にその近傍に予備電離電極１２を設
け、その電位をピーキングコンデンサ１５、１６の直列
接続点にした場合である。この場合は、図４と図５の場
合の両方の作用効果を得ることができる。
【００２７】図７では、図２の構成において、予備電離
電極１２への電圧印加を外部電源１７で行う場合であ
る。この場合、外部電源１７は、主放電のためのパルス
電流、電圧とは独立させたパルス電圧または高周波電圧
を発生してレーザガスの予備電離を得ることができ、最
適な予備電離状態にチューニングすることができる。
電極１２への電圧印加を外部電源１７で行う場合であ
る。この場合、外部電源１７は、主放電のためのパルス
電流、電圧とは独立させたパルス電圧または高周波電圧
を発生してレーザガスの予備電離を得ることができ、最
適な予備電離状態にチューニングすることができる。
【００２８】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、予備電
離電極を棒状の電極材を誘電体で被覆して構成し、この
電極を主放電電極の近傍に平行配置し、接地側または高
圧側の主放電電極と同電位、さらには別の電位にした構
成とし、予備電離電極と主放電電極との間に絶縁物の沿
面コロナ放電を発生させ、このコロナ放電で発生する紫
外線によってレーザガスを予備電離させるようにしたた
め、以下の効果がある。
離電極を棒状の電極材を誘電体で被覆して構成し、この
電極を主放電電極の近傍に平行配置し、接地側または高
圧側の主放電電極と同電位、さらには別の電位にした構
成とし、予備電離電極と主放電電極との間に絶縁物の沿
面コロナ放電を発生させ、このコロナ放電で発生する紫
外線によってレーザガスを予備電離させるようにしたた
め、以下の効果がある。
【００２９】（１）沿面コロナ放電によるレーザガスの
電離を得て長寿命化およびレーザガスの劣化を軽減でき
る。
電離を得て長寿命化およびレーザガスの劣化を軽減でき
る。
【００３０】（２）主放電電極の一方を予備電離電極の
背後電極として兼用させることで予備電離電極用の背後
電極が不要になる。
背後電極として兼用させることで予備電離電極用の背後
電極が不要になる。
【００３１】（３）予備電離電極はその導入端子が不要
になり、レーザヘッドの気密性を確保するのが容易にな
る。
になり、レーザヘッドの気密性を確保するのが容易にな
る。
【００３２】（４）レーザガスの予備電離は、発生する
紫外線の照射方向を的確に制御でき、アーク放電式に比
べ無駄なく少ない予備電離電流で済む。
紫外線の照射方向を的確に制御でき、アーク放電式に比
べ無駄なく少ない予備電離電流で済む。
【００３３】（５）予備電離電極の電位をピーキングコ
ンデンサの直列接続点とすることで、予備電離電圧を主
放電電圧よりも低くすることができる。
ンデンサの直列接続点とすることで、予備電離電圧を主
放電電圧よりも低くすることができる。
【００３４】（６）予備電離電極を高圧側と接地側の両
方に配置することで、主放電空間での予備電離をより効
率良くかつ均一にできる。
方に配置することで、主放電空間での予備電離をより効
率良くかつ均一にできる。
【００３５】（７）予備電離電極への電圧印加を外部電
源で行うことにより、最適な予備電離状態にチューニン
グすることができる。
源で行うことにより、最適な予備電離状態にチューニン
グすることができる。
【図１】本発明の実施形態を示す基本構成図。
【図２】本発明の他の実施形態を示す構成図（その
１）。
１）。
【図３】本発明の他の実施形態を示す構成図（その
２）。
２）。
【図４】本発明の他の実施形態を示す構成図（その
３）。
３）。
【図５】本発明の他の実施形態を示す構成図（その
４）。
４）。
【図６】本発明の他の実施形態を示す構成図（その
５）。
５）。
【図７】本発明の他の実施形態を示す構成図（その
６）。
６）。
【図８】従来のレーザヘッドの概略構成図。
１１Ａ，１１Ｂ…主放電電極 １２…予備電離電極 １３…絶縁板 １４…誘電体 １５、１６…コンデンサ １７…外部電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 家田 正彦 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 戸田 雅之 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 Ｆターム(参考） 5F071 CC05 CC10 JJ02 JJ03
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザヘッドとして、一対の帯状の主放
電電極を対向配置し、この両電極の間に放電電圧を印加
するためのピーキングコンデンサを設け、前記主放電電
極間にレーザガスを取り込み、前記主放電電極間の主放
電に際して電圧印加することで前記レーザガスを予備電
離させる予備電離電極を備えたパルス放電励起ガスレー
ザにおいて、 前記予備電離電極は、棒状の電極材を誘電体で被覆した
構成とし、前記主放電電極を絶縁保持する絶縁体の表面
または絶縁体に一部を埋設して該主放電電極の一方の電
極の近傍に平行配置し、この予備電離電極の電位は他方
の主放電電極の電位とする構造を特徴とするパルス放電
励起ガスレーザ。 - 【請求項２】 前記予備電離電極は、前記主放電電極の
両方の近傍にそれぞれ平行配置し、この両予備電離電極
の電位は互いに他方の主放電電極の電位とする構造を特
徴とする請求項１に記載のパルス放電励起ガスレーザ。 - 【請求項３】 前記ピーキングコンデンサはコンデンサ
の直列接続で構成し、この直列接続点の電位を前記予備
電離電極の電位とする構造を特徴とする請求項１または
２に記載のパルス放電励起ガスレーザ。 - 【請求項４】 前記予備電離電極は、前記主放電電極の
電源とは別の外部電源から電圧印加することを特徴とす
る請求項１〜３のいずれか１項に記載のパルス放電励起
ガスレーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35249999A JP2001168433A (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | パルス放電励起ガスレーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35249999A JP2001168433A (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | パルス放電励起ガスレーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001168433A true JP2001168433A (ja) | 2001-06-22 |
Family
ID=18424497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35249999A Pending JP2001168433A (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | パルス放電励起ガスレーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001168433A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2023175729A1 (ja) * | 2022-03-15 | 2023-09-21 |
-
1999
- 1999-12-13 JP JP35249999A patent/JP2001168433A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2023175729A1 (ja) * | 2022-03-15 | 2023-09-21 | ||
| WO2023175729A1 (ja) * | 2022-03-15 | 2023-09-21 | ギガフォトン株式会社 | ガスレーザ装置のチャンバ及び電子デバイスの製造方法 |
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Legal Events
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