JP2685946B2 - ガスレーザ発振装置 - Google Patents
ガスレーザ発振装置Info
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- JP2685946B2 JP2685946B2 JP33632989A JP33632989A JP2685946B2 JP 2685946 B2 JP2685946 B2 JP 2685946B2 JP 33632989 A JP33632989 A JP 33632989A JP 33632989 A JP33632989 A JP 33632989A JP 2685946 B2 JP2685946 B2 JP 2685946B2
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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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は横励起式のガスレーザ発振装置に関する。
（従来の技術） 横励起式としてはTEACO2レーザや、エキシマレーザが
知られている。従来、この種のレーザ発振器では、第３
図に示すように、レーザ菅内で循環されるガスレーザ媒
質の放電部における流れ（Ａ）は、陰極（１）とこれに
対向して設けられた陽極（２）からなる主放電電極の主
放電軸（Ｂ）に直交している。
知られている。従来、この種のレーザ発振器では、第３
図に示すように、レーザ菅内で循環されるガスレーザ媒
質の放電部における流れ（Ａ）は、陰極（１）とこれに
対向して設けられた陽極（２）からなる主放電電極の主
放電軸（Ｂ）に直交している。
（発明が解決しようとする課題） 放電が始まると、電子情報通信学会論文誌C.VOL.J71
−C.No12.P1663,′88.12にも紹介されているように、流
れ（Ａ）の放電部から出ていく側のいわゆる下流側に、
グロー放電状態になる主放電（３）と異なった円弧状の
アーク放電（４）が陰極（１）、陽極（２）との間で発
生する。これは主放電（３）によって陰極（１）側より
発生した放電生成物流れ（Ａ）が下流側に流される間
で、放電生成物に含まれている金属スパッタ物（５）
等、導電性の高い物質の介在が原因であると考えられて
いる。上記アーク放電（４）の発生を少なくするために
は、金属スパッタ物（５）を下流側にできるだけ遠ざ
け、円弧状のアーク放電の円弧半径を大きくし、電気絶
縁距離を大きくする必要がある。このためにはガスレー
ザ媒質を循環させる送風機の出力が高く、高速回転可能
な大形のものにしなければならないが、送風機が大型に
なればレーザ発振装置自体も大形となり、また、高速回
転による振動の影響でレーザ発振が不安定になるという
問題があった。したがって、送風機をむやみに大型化で
きないため、高繰り返しのレーザ発振を得ることが難し
かった。
−C.No12.P1663,′88.12にも紹介されているように、流
れ（Ａ）の放電部から出ていく側のいわゆる下流側に、
グロー放電状態になる主放電（３）と異なった円弧状の
アーク放電（４）が陰極（１）、陽極（２）との間で発
生する。これは主放電（３）によって陰極（１）側より
発生した放電生成物流れ（Ａ）が下流側に流される間
で、放電生成物に含まれている金属スパッタ物（５）
等、導電性の高い物質の介在が原因であると考えられて
いる。上記アーク放電（４）の発生を少なくするために
は、金属スパッタ物（５）を下流側にできるだけ遠ざ
け、円弧状のアーク放電の円弧半径を大きくし、電気絶
縁距離を大きくする必要がある。このためにはガスレー
ザ媒質を循環させる送風機の出力が高く、高速回転可能
な大形のものにしなければならないが、送風機が大型に
なればレーザ発振装置自体も大形となり、また、高速回
転による振動の影響でレーザ発振が不安定になるという
問題があった。したがって、送風機をむやみに大型化で
きないため、高繰り返しのレーザ発振を得ることが難し
かった。
本発明は装置の大型化を招くことなく、金属スパッタ
物等が原因とされるアーク放電の発生を抑制したガスレ
ーザ発振装置を提供することを目的とする。
物等が原因とされるアーク放電の発生を抑制したガスレ
ーザ発振装置を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 本発明は上記課題を解決するために、光共振方向と、
陰極及び陽極とを対向して設けた主放電電極間で発生す
る主放電方向とにそれぞれ交わるガス流を形成した横励
起式のガスレーザ発振装置において、上記ガス流を上記
陰極側に向けて上記主放電方向に対して斜交させる斜交
手段を設けたもので、放電発生物は主放電の中心からア
ーク放電が発生し難い箇所に遠ざかる。
陰極及び陽極とを対向して設けた主放電電極間で発生す
る主放電方向とにそれぞれ交わるガス流を形成した横励
起式のガスレーザ発振装置において、上記ガス流を上記
陰極側に向けて上記主放電方向に対して斜交させる斜交
手段を設けたもので、放電発生物は主放電の中心からア
ーク放電が発生し難い箇所に遠ざかる。
（実施例） 以下、本発明を実施例を示す図面に基いて説明する。
すなわち、第１図において、ガスレーザ媒質が所定の圧
力で封入されたレーザ菅（11）を有し、内部には放電手
段、ガスレーザ媒質循環手段が設けられている。上記放
電手段は主放電電極となる陰極（12）および陽極（13）
とが支持板（14a），（14b）によって電気的に導通した
状態で支持され、それぞれ高電圧、大電流パルスを供給
する電源（15）の高圧側およびアース側に上記支持板
（14a），（14b）を通して接続した構成になっている。
陰極（12）側の支持板（14a）には波形成形のために、
ピーキングコンデンサ（16）を接続した上記ピン電極
（17）が主放電空間（18）における光軸に沿って陰極
（12）の両側に所定ピッチで設けられている。また、支
持板（14b）には各上部ピン電極（17）にそれぞれ対向
して下部ピン電極（19）が設けられ、これら上部、下部
ピン電極で上記主放電空間（18）を予備電離する予備電
離電極を構成している。一方、ガスレーザ媒質循環は、
レーザ菅（11）を循環して主放電空間（18）に供給する
ファン（20）と、ガスレーザ媒質の流れの上流側に設け
られた熱交換器（21）と、同じく下流側に設けられ、放
電生成物を吸着するフィルター（22）とを備えている。
ところで、上記上流側において、熱交換器（21）と一方
の予備電離電極との間に、上記ガス流を上記陰極側に向
けて上記主放電方向に対して斜交させる斜交手段として
のダクト（25）が設けられている。このダクト（25）の
吹出し角度は陰極（12）に向けられ、吹出されたガスレ
ーザ媒質の流れ（Ｃ）が主放電軸（Ｂ）に鈍角に交わる
角度に設定されている。
すなわち、第１図において、ガスレーザ媒質が所定の圧
力で封入されたレーザ菅（11）を有し、内部には放電手
段、ガスレーザ媒質循環手段が設けられている。上記放
電手段は主放電電極となる陰極（12）および陽極（13）
とが支持板（14a），（14b）によって電気的に導通した
状態で支持され、それぞれ高電圧、大電流パルスを供給
する電源（15）の高圧側およびアース側に上記支持板
（14a），（14b）を通して接続した構成になっている。
陰極（12）側の支持板（14a）には波形成形のために、
ピーキングコンデンサ（16）を接続した上記ピン電極
（17）が主放電空間（18）における光軸に沿って陰極
（12）の両側に所定ピッチで設けられている。また、支
持板（14b）には各上部ピン電極（17）にそれぞれ対向
して下部ピン電極（19）が設けられ、これら上部、下部
ピン電極で上記主放電空間（18）を予備電離する予備電
離電極を構成している。一方、ガスレーザ媒質循環は、
レーザ菅（11）を循環して主放電空間（18）に供給する
ファン（20）と、ガスレーザ媒質の流れの上流側に設け
られた熱交換器（21）と、同じく下流側に設けられ、放
電生成物を吸着するフィルター（22）とを備えている。
ところで、上記上流側において、熱交換器（21）と一方
の予備電離電極との間に、上記ガス流を上記陰極側に向
けて上記主放電方向に対して斜交させる斜交手段として
のダクト（25）が設けられている。このダクト（25）の
吹出し角度は陰極（12）に向けられ、吹出されたガスレ
ーザ媒質の流れ（Ｃ）が主放電軸（Ｂ）に鈍角に交わる
角度に設定されている。
次に上記構成の作用について、第１図における主放電
部を拡大して示した第２図を参照して説明する。すなわ
ち、ガスレーザ媒質の流れ（Ａ）と主放電方向（Ｂ）と
が直交する従来の場合に、主放電時に生成されたスパッ
タ物（５）が上記流れ（Ａ）によって陰極（12）の頂部
に相当する点（p1）から次の主放電が生じる時点で、流
れ（Ａ）方向における距離（X1）だけ離れた（Ｓ）点に
到達したとすると、本発明の構成では、流れ（Ｃ）は流
れ（Ａ）に対して角度θで陰極（12）側に向かっている
ので、流速が流れ（Ａ）と同じだとすれば、位置は陰極
（12）側にずれるが、点（P1）を中心にした円弧状に位
置する（Ｔ）点に移動する。すなわち、点（P1）と
（Ｔ）点との距離は（x1）である。上記アーク放電が主
放電軸（Ｂ）の主放電空間における中点（p2）を中心に
して、（Ｓ）点までは距離（R1）となり、（Ｔ）点まで
は（R2）となる。
部を拡大して示した第２図を参照して説明する。すなわ
ち、ガスレーザ媒質の流れ（Ａ）と主放電方向（Ｂ）と
が直交する従来の場合に、主放電時に生成されたスパッ
タ物（５）が上記流れ（Ａ）によって陰極（12）の頂部
に相当する点（p1）から次の主放電が生じる時点で、流
れ（Ａ）方向における距離（X1）だけ離れた（Ｓ）点に
到達したとすると、本発明の構成では、流れ（Ｃ）は流
れ（Ａ）に対して角度θで陰極（12）側に向かっている
ので、流速が流れ（Ａ）と同じだとすれば、位置は陰極
（12）側にずれるが、点（P1）を中心にした円弧状に位
置する（Ｔ）点に移動する。すなわち、点（P1）と
（Ｔ）点との距離は（x1）である。上記アーク放電が主
放電軸（Ｂ）の主放電空間における中点（p2）を中心に
して、（Ｓ）点までは距離（R1）となり、（Ｔ）点まで
は（R2）となる。
ここで、流れ（Ａ）流れ（Ｂ））の流速をｖ、発振周
波数をｆとすると、距離（X1）＝ｖ・1/fで求められ
る。
波数をｆとすると、距離（X1）＝ｖ・1/fで求められ
る。
また、 X2＝x1・cosθ …………（１） Y2＝Y1＋X1sinθ ………（２） （１）乃至（４）式から (R2)2−(R1)2 ＝(X2)2＋(Y2)2−(X1)2−(Y1)2 ＝(X1)2cos2θ＋(Y1)2＋２（X1）（Y1）sinθ＋(X1)2si
n2θ − (X1)2−(Y1)2 ＝(X1)2（cos2θ＋sin2θ）＋(Y1)2＋２（X1）（Y1）si
nθ −(X1)2−(Y1)2ここで、cos2θ＋sin2θ＝１だから ＝２（X1）（Y1）sinθ＞０ ………（５） 上記（５）式から流速の方向を変えることでアーク放
電の円弧の半径が大きくなった。
n2θ − (X1)2−(Y1)2 ＝(X1)2（cos2θ＋sin2θ）＋(Y1)2＋２（X1）（Y1）si
nθ −(X1)2−(Y1)2ここで、cos2θ＋sin2θ＝１だから ＝２（X1）（Y1）sinθ＞０ ………（５） 上記（５）式から流速の方向を変えることでアーク放
電の円弧の半径が大きくなった。
［発明の効果］ 以上詳述したように、距離（R1）＜距離（R2）なので
アーク放電（4b）はアーク放電（4a）の外側になり、ア
ーク放電（4a）に比べて生じ難くなり、その結果、従来
に比べ、ガスレーザ媒質を循環する送風機を特に大型化
しなくても、放電の繰返し周期が短くでき、高繰返しレ
ーザ発振が可能となった。
アーク放電（4b）はアーク放電（4a）の外側になり、ア
ーク放電（4a）に比べて生じ難くなり、その結果、従来
に比べ、ガスレーザ媒質を循環する送風機を特に大型化
しなくても、放電の繰返し周期が短くでき、高繰返しレ
ーザ発振が可能となった。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は主放
電空間に放電作用を示す拡大図、第３図は従来例を示す
断面図である。 （11）…レーザ菅 （12）…陰極 （13）…陽極 （25）…ダクト（斜交手段）
電空間に放電作用を示す拡大図、第３図は従来例を示す
断面図である。 （11）…レーザ菅 （12）…陰極 （13）…陽極 （25）…ダクト（斜交手段）
Claims (1)
- 【請求項１】光共振方向と、陰極および陽極とを対向し
て設けた主放電電極間で発生する主放電方向とにそれぞ
れ交わるガス流を形成した横励起式のガスレーザ発振装
置において、上記ガス流を上記陰極側に向けて上記主放
電方向に対して斜交させる斜交手段を設けたことを特徴
とするガスレーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33632989A JP2685946B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | ガスレーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33632989A JP2685946B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | ガスレーザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03198390A JPH03198390A (ja) | 1991-08-29 |
| JP2685946B2 true JP2685946B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=18297993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33632989A Expired - Fee Related JP2685946B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | ガスレーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2685946B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2581377B2 (ja) * | 1992-06-02 | 1997-02-12 | 日新電機株式会社 | エキシマレーザ装置 |
-
1989
- 1989-12-27 JP JP33632989A patent/JP2685946B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03198390A (ja) | 1991-08-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |