JP2001168435A - 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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- JP2001168435A JP2001168435A JP35250299A JP35250299A JP2001168435A JP 2001168435 A JP2001168435 A JP 2001168435A JP 35250299 A JP35250299 A JP 35250299A JP 35250299 A JP35250299 A JP 35250299A JP 2001168435 A JP2001168435 A JP 2001168435A
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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を挟んで誘導接地電極と一体構成にし、予備電離電
極を高圧側主放電電極に接続し、誘導接地電極１３を接
地電位にする。この構造により、ピーキングコンデンサ
１５の電圧上昇で、両電極１２と１３との間の誘電体１
４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を挟んで誘導接地電極と一体構成にし、予備電離電
極を高圧側主放電電極に接続し、誘導接地電極１３を接
地電位にする。この構造により、ピーキングコンデンサ
１５の電圧上昇で、両電極１２と１３との間の誘電体１
４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４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４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
を棒状またはメッシュ状の電極材を誘電体で挟んで誘導
接地電極と一体構成にし、この電極を主放電部位の近傍
に平行配置し、予備電離電極と誘導接地電極との間に主
放電電極と同じ電圧、さらには別の電圧を印加すること
で、予備電離電極と誘導接地電極との間に沿面コロナ放
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。
を棒状またはメッシュ状の電極材を誘電体で挟んで誘導
接地電極と一体構成にし、この電極を主放電部位の近傍
に平行配置し、予備電離電極と誘導接地電極との間に主
放電電極と同じ電圧、さらには別の電圧を印加すること
で、予備電離電極と誘導接地電極との間に沿面コロナ放
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、棒状またはメッシュ状
の電極材を誘電体を挟んで誘導接地電極と一体構成にし
て前記主放電電極の近傍に平行配置し、予備電離電極と
誘導接地電極の電位は一方を高圧側の主放電電極とし他
方を接地側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、棒状またはメッシュ状
の電極材を誘電体を挟んで誘導接地電極と一体構成にし
て前記主放電電極の近傍に平行配置し、予備電離電極と
誘導接地電極の電位は一方を高圧側の主放電電極とし他
方を接地側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
予備電離電極または誘導接地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
予備電離電極または誘導接地電極の電位とする構造を特
徴とする。
【００１１】また、前記予備電離電極は、前記主放電電
極の電源とは別の高周波高電圧電源から電圧印加するこ
とを特徴とする。
極の電源とは別の高周波高電圧電源から電圧印加するこ
とを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
レーザヘッドの回路構成である。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。
レーザヘッドの回路構成である。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。
【００１３】ここで、予備電離電極１２は、棒状の電極
材を誘電体１４を挟んで誘導接地電極１３と一体構成に
し、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、高圧側の主放電電極
１１Ｂ側に接続されて高圧が印加される。
材を誘電体１４を挟んで誘導接地電極１３と一体構成に
し、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、高圧側の主放電電極
１１Ｂ側に接続されて高圧が印加される。
【００１４】また、誘導接地電極１３は１本のリード線
１３Ａ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。
１３Ａ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】なお、誘電体１４は、腐食や熱に強いアル
ミナセラミックスやパイレックスガラス等で構成するの
が好ましい。
ミナセラミックスやパイレックスガラス等で構成するの
が好ましい。
【００１６】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
めたときに誘導接地電極１３と予備電離電極１２との間
の電圧も上昇し、両電極１３と１２との間の誘電体で沿
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１
１Ａ，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
めたときに誘導接地電極１３と予備電離電極１２との間
の電圧も上昇し、両電極１３と１２との間の誘電体で沿
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１
１Ａ，１１Ｂ間にレーザ励起の均一グロー放電を発生さ
せる。
【００１７】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。
【００１８】また、予備電離電極１２は、誘導接地電極
１３に保持されるため、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。
１３に保持されるため、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
の回路構成である。同図では、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、絶縁耐圧の低い誘電体１４にも対応できる。また、
コンデンサ１５、１６の容量を変えることで予備電離電
圧を任意にすることができる。
の回路構成である。同図では、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、絶縁耐圧の低い誘電体１４にも対応できる。また、
コンデンサ１５、１６の容量を変えることで予備電離電
圧を任意にすることができる。
【００２１】図３は、他の実施形態を示すレーザヘッド
の回路構成である。同図は、予備電離電極１２にコロナ
放電を得るための電圧印加を外部の高周波高電圧電源１
７から行う場合である。この場合、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。
の回路構成である。同図は、予備電離電極１２にコロナ
放電を得るための電圧印加を外部の高周波高電圧電源１
７から行う場合である。この場合、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。
【００２２】なお、実施形態では、予備電離電極１２を
高圧側にし、誘導接地電極１３を接地電位とする場合を
示すが、これらを逆の電位にした構成として同等の作用
効果を得ることができる。
高圧側にし、誘導接地電極１３を接地電位とする場合を
示すが、これらを逆の電位にした構成として同等の作用
効果を得ることができる。
【００２３】また、実施形態では、棒状の予備電離電極
の場合を示すが、メッシュ状の構成とすることができ
る。また、誘導接地電極は、誘電体の中に埋め込み、他
の高圧部との放電による短絡を防止する構成とすること
ができる。
の場合を示すが、メッシュ状の構成とすることができ
る。また、誘導接地電極は、誘電体の中に埋め込み、他
の高圧部との放電による短絡を防止する構成とすること
ができる。
【００２４】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、予備電
離電極を棒状またはメッシュ状の電極材を誘電体で挟ん
で誘導接地電極と一体構成にし、この電極を主放電部位
の近傍に平行配置し、予備電離電極と誘導接地電極との
間に主放電電極と同じ電圧、さらには別の電圧を印加す
ることで、予備電離電極と誘導接地電極との間に沿面コ
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。
離電極を棒状またはメッシュ状の電極材を誘電体で挟ん
で誘導接地電極と一体構成にし、この電極を主放電部位
の近傍に平行配置し、予備電離電極と誘導接地電極との
間に主放電電極と同じ電圧、さらには別の電圧を印加す
ることで、予備電離電極と誘導接地電極との間に沿面コ
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。
【００２５】（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。
【００２６】（２）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。
【００２７】（３）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。
【００２８】（４）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、かつ任意にすることができる。
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、かつ任意にすることができる。
【００２９】（５）予備電離電極への電圧印加を外部電
源から行うことにより、最適な予備電離状態にチューニ
ングすることができる。
源から行うことにより、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構成図（その１）。
【図２】本発明の他の実施形態を示す構成図（その
２）。
２）。
【図３】本発明の他の実施形態を示す構成図（その
３）。
３）。
【図４】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…誘導接地電極 １４…誘電体 １５、１６…コンデンサ １７…高周波高電圧電源
Claims (3)
- 【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、棒状またはメッシュ状の電極材を
誘電体を挟んで誘導接地電極と一体構成にして前記主放
電電極の近傍に平行配置し、予備電離電極と誘導接地電
極の電位は一方を高圧側の主放電電極とし他方を接地側
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
電離電極または誘導接地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】 前記予備電離電極は、前記主放電電極の
電源とは別の高周波高電圧電源から電圧印加することを
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35250299A JP2001168435A (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 |
|---|---|---|---|
| JP35250299A JP2001168435A (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 |
|---|---|
| JP2001168435A true JP2001168435A (ja) | 2001-06-22 |
Family
ID=18424514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35250299A Pending JP2001168435A (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) | JP2001168435A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023188645A1 (ja) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | 精電舎電子工業株式会社 | パルスガスレーザ装置 |
-
1999
- 1999-12-13 JP JP35250299A patent/JP2001168435A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023188645A1 (ja) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | 精電舎電子工業株式会社 | パルスガスレーザ装置 |
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