JP2692447B2 - ガスレーザ装置 - Google Patents
ガスレーザ装置Info
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- JP2692447B2 JP2692447B2 JP3248590A JP24859091A JP2692447B2 JP 2692447 B2 JP2692447 B2 JP 2692447B2 JP 3248590 A JP3248590 A JP 3248590A JP 24859091 A JP24859091 A JP 24859091A JP 2692447 B2 JP2692447 B2 JP 2692447B2
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- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 25
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 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
- H01S3/032—Constructional details of gas laser discharge tubes for confinement of the discharge, e.g. by special features of the discharge constricting tube
- H01S3/0326—Constructional details of gas laser discharge tubes for confinement of the discharge, e.g. by special features of the discharge constricting tube by an electromagnetic field
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスレーザ装置に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】ガスレーザ装置は、一般に図４に示すよ
うに、対向配置した一対のミラー１０の間に、レーザガ
ス、例えばＡｒガスを封入したガスレーザ管１を配置
し、ガスレーザ管１の周囲に電磁石５を配置した構成で
ある。ガスレーザ管１は、中心に細い穴が形成されでい
る細管２と、その両脇に設けた陰極３及び陽極４から成
っている。細管２は、図４では１つの部品で構成されて
いるが、図２、図３に示すように、軸方向に分割された
構造、すなわち、複数の細管部品２ａ，２ｂ，２ｃを中
心軸を一致させて軸方向に並べた構成のものもある。
うに、対向配置した一対のミラー１０の間に、レーザガ
ス、例えばＡｒガスを封入したガスレーザ管１を配置
し、ガスレーザ管１の周囲に電磁石５を配置した構成で
ある。ガスレーザ管１は、中心に細い穴が形成されでい
る細管２と、その両脇に設けた陰極３及び陽極４から成
っている。細管２は、図４では１つの部品で構成されて
いるが、図２、図３に示すように、軸方向に分割された
構造、すなわち、複数の細管部品２ａ，２ｂ，２ｃを中
心軸を一致させて軸方向に並べた構成のものもある。
【０００３】ガスレーザ装置は、陰極に電流を流すこと
によって加熱し、陰極−細管の中心穴−陽極間にプラズ
マを生成する。高出力のイオンレーザ装置では、中心付
近のプラズマ密度を上げるため、電磁石５により管軸方
向に磁界を印加する。このようにして細管の中心穴内部
にレーザ上下準位の反転分布を生成し、さらにこのレー
ザ管両端に設けた光学共振器（ミラー６）によってレー
ザ発振する。
によって加熱し、陰極−細管の中心穴−陽極間にプラズ
マを生成する。高出力のイオンレーザ装置では、中心付
近のプラズマ密度を上げるため、電磁石５により管軸方
向に磁界を印加する。このようにして細管の中心穴内部
にレーザ上下準位の反転分布を生成し、さらにこのレー
ザ管両端に設けた光学共振器（ミラー６）によってレー
ザ発振する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のガスレーザ装置
は、図３に示すように、陰極３の端部を通る磁力線７が
細管２の穴の外側を通るため、プラズマが充分収束され
ず、細管端面２０に接触する。この結果、プラズマによ
って削られ、レーザ管の寿命が短かいという欠点があっ
た。
は、図３に示すように、陰極３の端部を通る磁力線７が
細管２の穴の外側を通るため、プラズマが充分収束され
ず、細管端面２０に接触する。この結果、プラズマによ
って削られ、レーザ管の寿命が短かいという欠点があっ
た。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、陰極端部を通
る磁束線の半径ｒが細管の陰極側端部において、その位
置における細管の中心穴半径よりも小であることを特徴
とする。細管が軸方向に分割される場合には、上記の磁
束線が、分割された細管のうに最も陰極に近い細管と交
差しないことを特徴とする。
る磁束線の半径ｒが細管の陰極側端部において、その位
置における細管の中心穴半径よりも小であることを特徴
とする。細管が軸方向に分割される場合には、上記の磁
束線が、分割された細管のうに最も陰極に近い細管と交
差しないことを特徴とする。
【０００６】
【作用】今、管軸方向に磁界が印加されているとする。
陰極の細管側端の外半径をｒc ，その位置の中心軸上磁
束密度をＢc とすると、陰極の細管側端において半径ｒ
c 内を通る磁束線の総量φc は φc ＝πｒc 2 Ｂc で表わせる。管軸上任意位置において、半径ｒの内側を
通る磁束線の総量をφとおくと φ＝πｒ2 Ｂ である。Ｂは考察している管軸上の位置における磁束密
度である。φc とφを等しいとおくことによって、陰極
の細管側端外径部を通る磁束線は、管軸上任意の位置に
おいて、 ｒ＝ｒc √（Ｂc ／Ｂ） （１） なる半径ｒを有することがわかる。
陰極の細管側端の外半径をｒc ，その位置の中心軸上磁
束密度をＢc とすると、陰極の細管側端において半径ｒ
c 内を通る磁束線の総量φc は φc ＝πｒc 2 Ｂc で表わせる。管軸上任意位置において、半径ｒの内側を
通る磁束線の総量をφとおくと φ＝πｒ2 Ｂ である。Ｂは考察している管軸上の位置における磁束密
度である。φc とφを等しいとおくことによって、陰極
の細管側端外径部を通る磁束線は、管軸上任意の位置に
おいて、 ｒ＝ｒc √（Ｂc ／Ｂ） （１） なる半径ｒを有することがわかる。
【０００７】プラズマ中の荷電粒子はほぼ磁束線に沿っ
て運動しているので、陰極近傍のプラズマ形状は上記の
式で近似的に示される。したがって、細管の穴の半径が
式（１）のｒよりも大きくすると、細管端面をプラズマ
で削られることがない。
て運動しているので、陰極近傍のプラズマ形状は上記の
式で近似的に示される。したがって、細管の穴の半径が
式（１）のｒよりも大きくすると、細管端面をプラズマ
で削られることがない。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明のガスレーザ装置の細管２及び電極
３，４の上半分を示した図である、管軸方向に磁界が印
加されている。
る。図１は本発明のガスレーザ装置の細管２及び電極
３，４の上半分を示した図である、管軸方向に磁界が印
加されている。
【０００９】陰極３の細管側端外径部を通る磁束線７
は、細管２の中心穴のテーパ部と交差している。磁束線
７の半径は式（１）で示される。磁束線７は細管の中心
穴のテーパ部と交差させるか、または、細管の中心穴の
最小半径に接するか、または細管の中心穴内を細管と交
差せずに通過させるのが望ましい。
は、細管２の中心穴のテーパ部と交差している。磁束線
７の半径は式（１）で示される。磁束線７は細管の中心
穴のテーパ部と交差させるか、または、細管の中心穴の
最小半径に接するか、または細管の中心穴内を細管と交
差せずに通過させるのが望ましい。
【００１０】磁束線７が細管の陰極側の中心穴部でない
壁面と交差すると、プラズマはほぼ磁束線７に沿ってい
ると考えられることから、プラズマの損失が大になり、
壁面材質のスパッタも増大する。
壁面と交差すると、プラズマはほぼ磁束線７に沿ってい
ると考えられることから、プラズマの損失が大になり、
壁面材質のスパッタも増大する。
【００１１】この実施例では、陰極を通る磁束線は細管
の陰極側の管軸に対して垂直な壁面とは交差していな
い。これによって、プラズマと壁面の接触面積がへり、
壁面のスパッタをおさえられる。
の陰極側の管軸に対して垂直な壁面とは交差していな
い。これによって、プラズマと壁面の接触面積がへり、
壁面のスパッタをおさえられる。
【００１２】図２は組管部品２ａ，２ｂ，２ｃを並べて
細管２を構成した例である。この実施例では、陰極を通
る磁束線７は最も陰極より細管部品２ａに交差していな
い、磁束線７の半径はプラズマの形状を近似している。
陰極に近い位置ではプラズマが磁界によって十分に細め
られていない。
細管２を構成した例である。この実施例では、陰極を通
る磁束線７は最も陰極より細管部品２ａに交差していな
い、磁束線７の半径はプラズマの形状を近似している。
陰極に近い位置ではプラズマが磁界によって十分に細め
られていない。
【００１３】そこで、陰極に最も近い細管３の中心径を
磁束線７の半径よりも大きくすることによって、プラズ
マと細管との衝突をできるだけおさえている。これによ
って、細管のスパッタが減少する。
磁束線７の半径よりも大きくすることによって、プラズ
マと細管との衝突をできるだけおさえている。これによ
って、細管のスパッタが減少する。
【００１４】他の実施例として、陰極を通る磁束線がす
べての細管部品と交差しない例を上げることができる。
この場合、陰極磁界をシールドする等構造面で複雑にな
る可能性もあるが、プラズマと細管部品との接触が先の
実施例よりもさらに少なくなり、細管およびレーザ管が
さらに長寿命化する。
べての細管部品と交差しない例を上げることができる。
この場合、陰極磁界をシールドする等構造面で複雑にな
る可能性もあるが、プラズマと細管部品との接触が先の
実施例よりもさらに少なくなり、細管およびレーザ管が
さらに長寿命化する。
【００１５】従来、磁束線と陰極形状，細管形状との関
係の考察は行われていない。本発明で初めて行なったも
のであり、考察の結果得られた条件は、すでにのべたよ
うに、プラズマを磁束線でとじこめるという作用によ
り、細管のスパッタ防止に非常に有効である。
係の考察は行われていない。本発明で初めて行なったも
のであり、考察の結果得られた条件は、すでにのべたよ
うに、プラズマを磁束線でとじこめるという作用によ
り、細管のスパッタ防止に非常に有効である。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、プラズ
マと細管との接触をできるだけ少なくしているので、プ
ラズマによる細管のスパッタがおさえられ、レーザ装置
が長寿命になるという効果を有する。
マと細管との接触をできるだけ少なくしているので、プ
ラズマによる細管のスパッタがおさえられ、レーザ装置
が長寿命になるという効果を有する。
【図１】第１の実施例の細管の上半分の断面図。
【図２】第２の実施例の細管の上半分の断面図。
【図３】従来の細管の上半分の断面図。
【図４】ガスレーザ装置の概略図。
１ ガスレーザ管 ２ 細管 ３ 陰極 ４ 陽極 ５ 電磁石 ７ 陰極の細管側端外径部を通る磁束線 １０ ミラー
Claims (2)
- 【請求項１】 陰極と陽極との間に細管を有し、レーザ
ガスが封入されたガスレーザ管を、光共振器を構成する
一対のミラー間に配置し、前記ガスレーザ管の周囲に磁
界発生器を備えたガスレーザ装置において、前記陰極の
細管側端における中心軸上磁束密度をＢc ，前記陰極の
外半径をｒc ，前記細管の陰極側端における中心軸上磁
束密度をＢとしたとき、前記細管の陰極側端における中
心穴半径が、 ｒ＝ｒc √（Ｂc ／Ｂ） で規定される前記陰極の端部を通る磁束線の半径ｒより
も大きいことを特徴とするガスレーザ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のガスレーザ装置におい
て、前記細管が管軸方向に複数個に分割されており、細
管穴中心軸上磁束密度をＢ，陰極の外半径をｒc ，前記
陰極の細管側端における中心軸上磁束密度をＢc とし
て、 ｒ＝ｒc √（Ｂc ／Ｂ） で規定される前記陰極の端部を通る磁束線の半径ｒが、
前記分割された細管のうち前記陰極に最も近い細管と交
差しないことを特徴とするガスレーザ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3248590A JP2692447B2 (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | ガスレーザ装置 |
| US07/952,109 US5235608A (en) | 1991-09-27 | 1992-09-28 | Gas laser apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3248590A JP2692447B2 (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | ガスレーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590662A JPH0590662A (ja) | 1993-04-09 |
| JP2692447B2 true JP2692447B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=17180386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3248590A Expired - Fee Related JP2692447B2 (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | ガスレーザ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5235608A (ja) |
| JP (1) | JP2692447B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05145145A (ja) * | 1991-11-22 | 1993-06-11 | Nec Corp | イオンレーザ管 |
| US5313481A (en) * | 1993-09-29 | 1994-05-17 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Copper laser modulator driving assembly including a magnetic compression laser |
| DE69628514T2 (de) * | 1995-02-17 | 2004-04-29 | Cymer, Inc., San Diego | Leistungspulsgenerator mit energierückgewinnung |
| JPH08274387A (ja) * | 1995-03-30 | 1996-10-18 | Nec Corp | イオンレーザ管 |
| US5914974A (en) * | 1997-02-21 | 1999-06-22 | Cymer, Inc. | Method and apparatus for eliminating reflected energy due to stage mismatch in nonlinear magnetic compression modules |
| US5940421A (en) * | 1997-12-15 | 1999-08-17 | Cymer, Inc. | Current reversal prevention circuit for a pulsed gas discharge laser |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3993965A (en) * | 1975-02-24 | 1976-11-23 | Coherent Radiation | Laser having improved windows |
| JPS63184378A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-07-29 | Nec Corp | イオンレ−ザ管 |
-
1991
- 1991-09-27 JP JP3248590A patent/JP2692447B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-09-28 US US07/952,109 patent/US5235608A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0590662A (ja) | 1993-04-09 |
| US5235608A (en) | 1993-08-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970805 |
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