JP2980985B2 - レーザー用のプレ・イオン化装置 - Google Patents
レーザー用のプレ・イオン化装置Info
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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
- H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
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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
- 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
- H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
- H01S3/0384—Auxiliary electrodes, e.g. for pre-ionisation or triggering, or particular adaptations therefor
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、放電パルスをレーザシステムに供給するこ
とによって、レーザシステム内の気体をプレ・イオン化
（pre−ionize）し、このような気体のイオン化を容易
にするための装置に関するものである。特に、本発明
は、従来の装置よりも更に精度が高く信頼性の高いプレ
・イオン化装置を提供する。
とによって、レーザシステム内の気体をプレ・イオン化
（pre−ionize）し、このような気体のイオン化を容易
にするための装置に関するものである。特に、本発明
は、従来の装置よりも更に精度が高く信頼性の高いプレ
・イオン化装置を提供する。
発明の背景 レーザは、いろいろな用途に使用される。例えば、レ
ーザは、眼の破れた若しくは剥離した網膜の治療、又は
動脈からのプラクの除去などの種々の医療目的にも使用
される。また、レーザは、半導体の製造にも使用され、
半導体層の表面に電気回路のパターンを作るとともに、
半導体の正確な位置に穴をあけるのにも使用される。レ
ーザは、狭い波長帯域に高強度のコヒーレント放射を出
力するので、これらの用途及び他の用途において有利で
ある。
ーザは、眼の破れた若しくは剥離した網膜の治療、又は
動脈からのプラクの除去などの種々の医療目的にも使用
される。また、レーザは、半導体の製造にも使用され、
半導体層の表面に電気回路のパターンを作るとともに、
半導体の正確な位置に穴をあけるのにも使用される。レ
ーザは、狭い波長帯域に高強度のコヒーレント放射を出
力するので、これらの用途及び他の用途において有利で
ある。
一般的に、レーザシステムは、レーザ内の気体をプレ
・イオン化し、レーザのアノードとカソードとの間に放
電が生じた際に、キャビティ内の気体のイオン化及び化
学反応を容易にするためのサブ・システムを備えてい
る。プレ・イオン化装置は、コロナ放電をキャビティ内
の気体に放出するためのチューブを少なくとも一つ備え
ている。コロナ放電は、チューブ内の導体とチューブ外
の少なくとも一つの導体との間に電圧パルスが好適に供
給された場合に発生する。ブッシュをチューブの端部付
近に配置し、チューブの絶縁状態を保持する。チューブ
をレーザ内の適切な位置に配置するために、部材をチュ
ーブに対して配置する。
・イオン化し、レーザのアノードとカソードとの間に放
電が生じた際に、キャビティ内の気体のイオン化及び化
学反応を容易にするためのサブ・システムを備えてい
る。プレ・イオン化装置は、コロナ放電をキャビティ内
の気体に放出するためのチューブを少なくとも一つ備え
ている。コロナ放電は、チューブ内の導体とチューブ外
の少なくとも一つの導体との間に電圧パルスが好適に供
給された場合に発生する。ブッシュをチューブの端部付
近に配置し、チューブの絶縁状態を保持する。チューブ
をレーザ内の適切な位置に配置するために、部材をチュ
ーブに対して配置する。
しかしながら、プレ・イオン化装置の使用には、種々
の固有の欠点を有していた。第一の欠点は、ブッシュが
チューブと同質なものでなかった。このため、接着剤を
使用するなどしてブッシュをチューブに取り付けなけれ
ばならなった。このため、長期に渡り、プレ・イオン化
装置の用途が制限されていた。その理由は、接着剤がコ
ロナ放電の作用によって劣化し易いからである。この接
着剤の劣化によって、レーザ内の気体が適切に作用しな
くなり、更に頻繁に気体を交換しなければならなくな
る。また、この接着剤は、コンデンサの極板間の誘電体
としてのチューブを有しているコンデンサの極板間に供
給される電圧を制限することにもなる。他の欠点は、チ
ューブを正確にキャビティ内に位置決めできなかったと
いうことである。更に他の欠点は、チューブの周囲の導
体が必ずしも確実にチューブと接触していなかったとい
うことである。これらの欠点を解消するために種々の試
みがなされた。このような試みにもかかわらず、依然と
して上記のような欠点かが残っていた。
の固有の欠点を有していた。第一の欠点は、ブッシュが
チューブと同質なものでなかった。このため、接着剤を
使用するなどしてブッシュをチューブに取り付けなけれ
ばならなった。このため、長期に渡り、プレ・イオン化
装置の用途が制限されていた。その理由は、接着剤がコ
ロナ放電の作用によって劣化し易いからである。この接
着剤の劣化によって、レーザ内の気体が適切に作用しな
くなり、更に頻繁に気体を交換しなければならなくな
る。また、この接着剤は、コンデンサの極板間の誘電体
としてのチューブを有しているコンデンサの極板間に供
給される電圧を制限することにもなる。他の欠点は、チ
ューブを正確にキャビティ内に位置決めできなかったと
いうことである。更に他の欠点は、チューブの周囲の導
体が必ずしも確実にチューブと接触していなかったとい
うことである。これらの欠点を解消するために種々の試
みがなされた。このような試みにもかかわらず、依然と
して上記のような欠点かが残っていた。
本発明の概要 本発明は、前段落にて説明した欠点を克服するための
一例を提供するものである。本発明の一例では、レーザ
内のアノードとカソードとが第１の方向に離隔してい
る。アノードとカソードの間の電位差によって放電が生
じ、レーザ内の気体をイオン化し、化学反応し、コヒー
レント放射を出力する。誘電体材料からなる第１及び第
２チューブを、第１の方向と交差（好ましくは直交）す
る第２の方向に離隔して配置する。レーザ内において、
アノード、カソード及びチューブは、第１及び第２の方
向と交差（好ましくは直交）する方向に延在している チューブを、アルミニウム以外の他の金属元素のこん
跡量を有する少なくとも99.9パーセントの純度の多結晶
酸化アルミニウムセラミックとすることが好ましい。
一例を提供するものである。本発明の一例では、レーザ
内のアノードとカソードとが第１の方向に離隔してい
る。アノードとカソードの間の電位差によって放電が生
じ、レーザ内の気体をイオン化し、化学反応し、コヒー
レント放射を出力する。誘電体材料からなる第１及び第
２チューブを、第１の方向と交差（好ましくは直交）す
る第２の方向に離隔して配置する。レーザ内において、
アノード、カソード及びチューブは、第１及び第２の方
向と交差（好ましくは直交）する方向に延在している チューブを、アルミニウム以外の他の金属元素のこん
跡量を有する少なくとも99.9パーセントの純度の多結晶
酸化アルミニウムセラミックとすることが好ましい。
チューブ材料と均質（好ましくは同一）な材料からな
るブッシュを、チューブの両端付近の位置でチューブと
一体化する。第１導体はチューブ内を延在している。第
２導体（好ましくは弾性体）は、チューブの外面と接触
し、第１導体及びチューブ材料と共にコンデンサを形成
する。第２導体は、チューブの外面と線接触することが
好ましい。導体は、チューブ端部付近でチューブ外面と
移動可能な状態で係合して、弾性部材と関連して動作
し、チューブとの間に３つの線接触を形成し、チューブ
をキャビティ内に正確に位置決めする。
るブッシュを、チューブの両端付近の位置でチューブと
一体化する。第１導体はチューブ内を延在している。第
２導体（好ましくは弾性体）は、チューブの外面と接触
し、第１導体及びチューブ材料と共にコンデンサを形成
する。第２導体は、チューブの外面と線接触することが
好ましい。導体は、チューブ端部付近でチューブ外面と
移動可能な状態で係合して、弾性部材と関連して動作
し、チューブとの間に３つの線接触を形成し、チューブ
をキャビティ内に正確に位置決めする。
各チューブ内の第１導体と当該チューブ外の第２導体
との間に、電圧パルスが供給されると、結果的にこのよ
うなチューブの外面からコロナ放電が生じることによっ
て紫外線光が発生し、キャビティ内の気体をプレ・イオ
ン化する。このことによって、アノードとカソードとの
間に放電が生じた際の、キャビティ内の気体のイオン化
を容易にすることができる。
との間に、電圧パルスが供給されると、結果的にこのよ
うなチューブの外面からコロナ放電が生じることによっ
て紫外線光が発生し、キャビティ内の気体をプレ・イオ
ン化する。このことによって、アノードとカソードとの
間に放電が生じた際の、キャビティ内の気体のイオン化
を容易にすることができる。
図面の簡単な説明 図１は、本発明の一実施例であるプレ・イオン化装置
を備えるレーザの構成部材を示す略端面図であり、 図２は、図１に示すプレ・イオン化装置の所定の構成
部材を（分解した状態で）示す拡大部分断面図であり、 図３は、図２に示す構成部材の一部の拡大部分断面図
であり、これらの構成部材の組み立てられた関係を示
し、 図４は、図１〜３に示すプレ・イオン化装置に設けれ
ているチューブ及びブッシュの側断面図であり、 図５は、図４のライン５−５におけるチューブ及びブ
ッシュの拡大部分断面図である。
を備えるレーザの構成部材を示す略端面図であり、 図２は、図１に示すプレ・イオン化装置の所定の構成
部材を（分解した状態で）示す拡大部分断面図であり、 図３は、図２に示す構成部材の一部の拡大部分断面図
であり、これらの構成部材の組み立てられた関係を示
し、 図４は、図１〜３に示すプレ・イオン化装置に設けれ
ているチューブ及びブッシュの側断面図であり、 図５は、図４のライン５−５におけるチューブ及びブ
ッシュの拡大部分断面図である。
本発明の詳細な説明 図１に示す本発明の一実施例においては、参照番号10
にて示されるレーザ装置を、参照番号12の破線で示され
るキャビティ（空洞:cavity）内に配置する。レーザ10
は、前記キャビティ12内にアノード14とカソード16とを
備えている。アノード14とカソード16とは、互いに第１
の方向に離隔している。アノード14を電気的に接地する
こともできる。導電性部材17を設け、カソード16を導電
性ブロック21に電気的に接続している。気体を前記キャ
ビティ内に入れる。ある種のシステムでは、この気体を
クリプトン（Kr）及びフッ素（F2）とすることができ
る。これらの代わりに、他の気体を使用することもでき
る。気体は、参照番号18を用いて、キャビティ12内のド
ットで略式的に示される。気体18を、再び循環させ、そ
して、当該循環の間に浄化させることもできる。
にて示されるレーザ装置を、参照番号12の破線で示され
るキャビティ（空洞:cavity）内に配置する。レーザ10
は、前記キャビティ12内にアノード14とカソード16とを
備えている。アノード14とカソード16とは、互いに第１
の方向に離隔している。アノード14を電気的に接地する
こともできる。導電性部材17を設け、カソード16を導電
性ブロック21に電気的に接続している。気体を前記キャ
ビティ内に入れる。ある種のシステムでは、この気体を
クリプトン（Kr）及びフッ素（F2）とすることができ
る。これらの代わりに、他の気体を使用することもでき
る。気体は、参照番号18を用いて、キャビティ12内のド
ットで略式的に示される。気体18を、再び循環させ、そ
して、当該循環の間に浄化させることもできる。
電圧パルスが電源19からアノード14とカソード16との
間に供給されると（カソードを高電圧にすることが好ま
しい。）、アノードとカソードとの間に放電現象が生じ
る。この放電によってキャビティ12内の気体18をイオン
化し、気体間の化学反応を起こさせる。例えば、クリプ
トン（Kr）とフッ素（F2）とがキャビティ12内で化学的
に反応し、フッ化クリプトン（KrF）を生成する。この
化学的な反応が発生すると、光としてのエネルギーが、
キャビティ12内に所定の波長で生成される。コヒーレン
トなエネルギーが、高強度の細いビームとして生成され
る。当該ビームは、キャビティから窓（図示せず）を介
して供給される。
間に供給されると（カソードを高電圧にすることが好ま
しい。）、アノードとカソードとの間に放電現象が生じ
る。この放電によってキャビティ12内の気体18をイオン
化し、気体間の化学反応を起こさせる。例えば、クリプ
トン（Kr）とフッ素（F2）とがキャビティ12内で化学的
に反応し、フッ化クリプトン（KrF）を生成する。この
化学的な反応が発生すると、光としてのエネルギーが、
キャビティ12内に所定の波長で生成される。コヒーレン
トなエネルギーが、高強度の細いビームとして生成され
る。当該ビームは、キャビティから窓（図示せず）を介
して供給される。
参照番号20に示されるプレ・イオン化装置をキャビテ
ィ12内に配置し、気体18のイオン化を容易にすることが
できる。これは、各電圧パルスがアノード14とカソード
16との間に供給される直前にコロナ放電によって生じる
紫外線光を気体に照射することによって行われる。コロ
ナ放電によって放出される放射方向を、図１の波線23に
て略図的に示す。なお、当該波線の上端部の矢印は、放
射方向を示している。
ィ12内に配置し、気体18のイオン化を容易にすることが
できる。これは、各電圧パルスがアノード14とカソード
16との間に供給される直前にコロナ放電によって生じる
紫外線光を気体に照射することによって行われる。コロ
ナ放電によって放出される放射方向を、図１の波線23に
て略図的に示す。なお、当該波線の上端部の矢印は、放
射方向を示している。
プレ・イオン化装置20を、電極14と電極16との間に配
置し、互いに第１の方向と交差する（好ましくは、直交
する）第２の方向に離隔することができる。プレ・イオ
ン化装置20は、キャビティ12内に前記第１及び第２の方
向と交差する（好ましくは、直交する）第３の方向に延
在する。電極14及び16も、キャビティ内に第３の方向に
延在する。当該第３の方向は、図１の紙面に入り込んで
いると考えられ、図４に示される方向である。
置し、互いに第１の方向と交差する（好ましくは、直交
する）第２の方向に離隔することができる。プレ・イオ
ン化装置20は、キャビティ12内に前記第１及び第２の方
向と交差する（好ましくは、直交する）第３の方向に延
在する。電極14及び16も、キャビティ内に第３の方向に
延在する。当該第３の方向は、図１の紙面に入り込んで
いると考えられ、図４に示される方向である。
各プレ・イオン化装置20は、高い誘電率及び大きな絶
縁耐力を有する好適な材料からなる中空のチューブ22を
備えている。チューブ20は、商標「ルカロックス（Luca
lox）」でジェネラル・エレクトリック・カンパニー（G
eneral Electric Company）により製造販売されている
セラミック材料から作られることが好ましい。この材料
は、99.9パーセントの純度を有し、ほぼ以下の100万分
率で（アルミニウム以外の）以下の金属元素のこん跡量
を有する多結晶半透明酸化アルミニウムを構成する。金属元素 100万分率 シリコン（Si） 50 鉄（Fe） ４ カルシウム（Ca） ７ マグネシウム（Mg） 180 カリウム（Ｋ） 50 ナトリウム（Na） 80 リチウム（Li） ＜１ モリブデン（Mo） 10 クロム（Cr） ２ 銅（Cu） ４ 当該材料は、チューブ22の外面におけるコロナ放電が
当該チューブ内に入ることを防ぐことができる。
縁耐力を有する好適な材料からなる中空のチューブ22を
備えている。チューブ20は、商標「ルカロックス（Luca
lox）」でジェネラル・エレクトリック・カンパニー（G
eneral Electric Company）により製造販売されている
セラミック材料から作られることが好ましい。この材料
は、99.9パーセントの純度を有し、ほぼ以下の100万分
率で（アルミニウム以外の）以下の金属元素のこん跡量
を有する多結晶半透明酸化アルミニウムを構成する。金属元素 100万分率 シリコン（Si） 50 鉄（Fe） ４ カルシウム（Ca） ７ マグネシウム（Mg） 180 カリウム（Ｋ） 50 ナトリウム（Na） 80 リチウム（Li） ＜１ モリブデン（Mo） 10 クロム（Cr） ２ 銅（Cu） ４ 当該材料は、チューブ22の外面におけるコロナ放電が
当該チューブ内に入ることを防ぐことができる。
「ルカロックス」セラミックは本質的には、（粒子サ
イズが、平均30ミクロンの）酸化アルミニウム粒子を直
接互いに接着することによって製造される単相材料であ
る。微細粒子である高純度酸化アルミニウムは室温で処
理され、その後、セラミックにおいて一般的な温度より
も高い温度で焼成される。最終的に構成されるガラス遊
離構造によって、多くの慣用のセラミックにおいて実現
することのできない、高密度（少なくとも3.97gm/cm3）
及び高い温度安定性（融点が2040℃）を実現することが
できる。
イズが、平均30ミクロンの）酸化アルミニウム粒子を直
接互いに接着することによって製造される単相材料であ
る。微細粒子である高純度酸化アルミニウムは室温で処
理され、その後、セラミックにおいて一般的な温度より
も高い温度で焼成される。最終的に構成されるガラス遊
離構造によって、多くの慣用のセラミックにおいて実現
することのできない、高密度（少なくとも3.97gm/cm3）
及び高い温度安定性（融点が2040℃）を実現することが
できる。
機械的には、「ルカロックス」セラミックは、極めて
硬く、高い圧縮力（2.24×109Pa）及び高い曲げ強度
（2.75×108Pa）を呈する。一軸方向における圧縮の場
合、1800℃で25,000ポンド／平方インチ絶対圧力まで耐
えることができる。電気的には、「ルカロックス」セラ
ミックは、大きな絶縁耐力（1700ボルト／ミル）、高い
誘電率（１ギガヘルツにおいて10.1）、低損失（7.5×1
0-4）及び低い損失率（7.6×10-3）を呈する。これらの
電気的特性はすべて、厚さ0.020"、20℃におけるもので
ある。この材料は、近紫外スペクトルから可視スペクト
ルを介して赤外スペクトルまでの波長を伝達する。
硬く、高い圧縮力（2.24×109Pa）及び高い曲げ強度
（2.75×108Pa）を呈する。一軸方向における圧縮の場
合、1800℃で25,000ポンド／平方インチ絶対圧力まで耐
えることができる。電気的には、「ルカロックス」セラ
ミックは、大きな絶縁耐力（1700ボルト／ミル）、高い
誘電率（１ギガヘルツにおいて10.1）、低損失（7.5×1
0-4）及び低い損失率（7.6×10-3）を呈する。これらの
電気的特性はすべて、厚さ0.020"、20℃におけるもので
ある。この材料は、近紫外スペクトルから可視スペクト
ルを介して赤外スペクトルまでの波長を伝達する。
ブッシュ24（図４及び５）は、チューブ22の対向する
端部付近に配置される。ブッシュ24の材料は、チューブ
22の材料と同質であることが好ましい。また、ブッシュ
24の材料は、チューブ22の材料と同一であることが更に
好ましい。ブッシュ24及びチューブ22を「ルカロック
ス」セラミックから作る場合には、ブッシュ24及びチュ
ーブ22は、一つの一体的な部材を加工することによって
作ることが好ましい。このことによって、ブッシュ24と
チューブ22との間を接着する必要がなくなる。また、ブ
ッシュ及びチューブを別個に構成した場合にはブッシュ
及びチューブの誘電特性はそれぞれ固有のものである
が、一体的に加工することによって、同一の高い誘電特
性（高い誘電率及び大きな絶縁耐力）を有するブッシュ
及びチューブの結合体を提供することができる。チュー
ブとブッシュとの最終的な結合体が、固相拡散結合によ
ってシール成分を用いずに境界のない、一つの一様なモ
ノリシック構造となる形成焼成動作の場合には、複数の
パーツからブッシュ24及びチューブ22を製造することも
できる。
端部付近に配置される。ブッシュ24の材料は、チューブ
22の材料と同質であることが好ましい。また、ブッシュ
24の材料は、チューブ22の材料と同一であることが更に
好ましい。ブッシュ24及びチューブ22を「ルカロック
ス」セラミックから作る場合には、ブッシュ24及びチュ
ーブ22は、一つの一体的な部材を加工することによって
作ることが好ましい。このことによって、ブッシュ24と
チューブ22との間を接着する必要がなくなる。また、ブ
ッシュ及びチューブを別個に構成した場合にはブッシュ
及びチューブの誘電特性はそれぞれ固有のものである
が、一体的に加工することによって、同一の高い誘電特
性（高い誘電率及び大きな絶縁耐力）を有するブッシュ
及びチューブの結合体を提供することができる。チュー
ブとブッシュとの最終的な結合体が、固相拡散結合によ
ってシール成分を用いずに境界のない、一つの一様なモ
ノリシック構造となる形成焼成動作の場合には、複数の
パーツからブッシュ24及びチューブ22を製造することも
できる。
導体30を、チューブ22の長手方向に沿って、各チュー
ブ22内に配置する。導体30を、レーザ10のハウジング31
（図４）に取り付け、導体を電気的にアースすることが
好ましい。導体32は、チューブ22の表面に配置され、チ
ューブの長手方向に沿って、各チューブ22の外面と線接
触している。導体32を固定された弾性バネとし、適切な
力で関連するチューブ22の表面に対向して配置すること
もできる。図４に示すように、導体32は、ブッシュ間の
チューブ上に延在している。導体32を、しんちゅう等の
好適な材料とすることもできる。
ブ22内に配置する。導体30を、レーザ10のハウジング31
（図４）に取り付け、導体を電気的にアースすることが
好ましい。導体32は、チューブ22の表面に配置され、チ
ューブの長手方向に沿って、各チューブ22の外面と線接
触している。導体32を固定された弾性バネとし、適切な
力で関連するチューブ22の表面に対向して配置すること
もできる。図４に示すように、導体32は、ブッシュ間の
チューブ上に延在している。導体32を、しんちゅう等の
好適な材料とすることもできる。
位置決め部材36は、チューブの円周回りの一対の離隔
した位置であるチューブの端部38及び39で、チューブ22
の外面と線接触している。位置決め部材36と導体32とは
関連して動作し、チューブの円周回りにおいて、関連す
るチューブと３箇所で線接触している。位置決め部材36
を、しんちゅう等の好適な材料から作ることが好まし
い。しんちゅうの代わりに、位置決め部材36を、電気絶
縁材料から作ることもできる。
した位置であるチューブの端部38及び39で、チューブ22
の外面と線接触している。位置決め部材36と導体32とは
関連して動作し、チューブの円周回りにおいて、関連す
るチューブと３箇所で線接触している。位置決め部材36
を、しんちゅう等の好適な材料から作ることが好まし
い。しんちゅうの代わりに、位置決め部材36を、電気絶
縁材料から作ることもできる。
位置決め部材36は溝40を備え、当該位置決め部材36が
適切に位置決めされチューブ22と接触した際に、前記溝
40がブロック21のピン42に留まるように構成されてい
る。ピン42も、導体32を固定された位置に保持し、導体
がチューブ22の外面と接触できるようにしている。この
ようにして、３つの線接触によって導体32と位置決め部
材36が画定され、均一な力がチューブ22に対して作用す
る。位置決め部材36を、ブッシュ24間の離隔した位置に
配置することが好ましい。しかしながら、位置決め部材
36を、ブッシュ24間の全長に沿って設けることもでき
る。導体32及び位置決め部材36が、カソード16に供給さ
れる電圧と同一の高電圧を受信することが好ましい。
適切に位置決めされチューブ22と接触した際に、前記溝
40がブロック21のピン42に留まるように構成されてい
る。ピン42も、導体32を固定された位置に保持し、導体
がチューブ22の外面と接触できるようにしている。この
ようにして、３つの線接触によって導体32と位置決め部
材36が画定され、均一な力がチューブ22に対して作用す
る。位置決め部材36を、ブッシュ24間の離隔した位置に
配置することが好ましい。しかしながら、位置決め部材
36を、ブッシュ24間の全長に沿って設けることもでき
る。導体32及び位置決め部材36が、カソード16に供給さ
れる電圧と同一の高電圧を受信することが好ましい。
導体30は、コンデンサの第１極板を構成し、導体32及
び位置決め部材36が、コンデンサの対向する（第２の）
極板を構成する。チューブ22は、コンデンサの極板間の
誘電体材料として機能する。高電圧を導体32及び位置決
め部材36に供給し、且つ導体30を接地することが好まし
い。チューブ22の誘電体材料は、絶縁破壊を起こすこと
なく、容量性コロナ放電を維持できるような特性を有し
ている。
び位置決め部材36が、コンデンサの対向する（第２の）
極板を構成する。チューブ22は、コンデンサの極板間の
誘電体材料として機能する。高電圧を導体32及び位置決
め部材36に供給し、且つ導体30を接地することが好まし
い。チューブ22の誘電体材料は、絶縁破壊を起こすこと
なく、容量性コロナ放電を維持できるような特性を有し
ている。
第１コンデンサ極板としての導体30と、第２コンデン
サ極板としての導体32及び位置決め部材36との間に電圧
源19から電圧パルスが供給されると、このようなコンデ
ンサに生じる電荷によって、（図１の波線23によって示
される）コロナ放電がチューブの表面から発生する。こ
れらのコロナ放電によって放射が出力され、当該放射が
気体18の存在する空間を伝わる。この放射によって、ア
ノード14とカソード16との間の空間内の気体18が予めイ
オン化（プレ・イオン化:pre−ionize）され、アノード
14とカソード16との間に電圧パルスが供給された際に気
体のイオン化を容易にすることができる。
サ極板としての導体32及び位置決め部材36との間に電圧
源19から電圧パルスが供給されると、このようなコンデ
ンサに生じる電荷によって、（図１の波線23によって示
される）コロナ放電がチューブの表面から発生する。こ
れらのコロナ放電によって放射が出力され、当該放射が
気体18の存在する空間を伝わる。この放射によって、ア
ノード14とカソード16との間の空間内の気体18が予めイ
オン化（プレ・イオン化:pre−ionize）され、アノード
14とカソード16との間に電圧パルスが供給された際に気
体のイオン化を容易にすることができる。
図４に示すように、導体32をブッシュ24の一方の側に
配置し、導体30のハウジング31への接地をブッシュの他
方の側に設ける。したがって、ブッシュ24は、高電圧の
かかる導体32及び位置決め部材36からアースまでの距離
をかなり長くするように作用する。このことによって、
導体32及び位置決め部材36からアースへの放電を防ぐこ
とができる。チューブ22とブッシュ24との間の一体的な
関係によって、この電気的絶縁を容易にすることができ
る。このことは、従来技術とは異なるものである。その
理由は、従来技術においては、チューブとブッシュとの
間の接着部を介して放電が生じる傾向にあったからであ
る。このことは、接着部が劣化している場合には特に顕
著であった。
配置し、導体30のハウジング31への接地をブッシュの他
方の側に設ける。したがって、ブッシュ24は、高電圧の
かかる導体32及び位置決め部材36からアースまでの距離
をかなり長くするように作用する。このことによって、
導体32及び位置決め部材36からアースへの放電を防ぐこ
とができる。チューブ22とブッシュ24との間の一体的な
関係によって、この電気的絶縁を容易にすることができ
る。このことは、従来技術とは異なるものである。その
理由は、従来技術においては、チューブとブッシュとの
間の接着部を介して放電が生じる傾向にあったからであ
る。このことは、接着部が劣化している場合には特に顕
著であった。
本発明を構成するプレ・イオン化装置は、いくつかの
重要な利点を有している。チューブ22とブッシュ24とが
同質で且つ一体的であるために、チューブ及びブッシュ
は、従来よりも高い電圧に耐えることができる。また、
この一体的な関係によって、レーザ内の気体が、従来技
術のようにチューブとブッシュとの間の接着によって作
用しなくなることを防ぐことができる。更に、導体32と
して弾性部材を使用することによって、導体とチューブ
22とを好適に接触させることができる。弾性導体32と位
置決め部材36とが関連して作用し、チューブ22とともに
３つの線接触を形成することによって、不必要な力をチ
ューブにかけることなく、チューブを適切に位置決め
し、この適切な位置に保持することができる。また、弾
性導体32と関連して動作し、チューブ22と所望の３つの
線接触を形成する位置に、位置決め部材36を移動させる
ことは、溝40とピン42との間の戻り止め作用によって保
証される。
重要な利点を有している。チューブ22とブッシュ24とが
同質で且つ一体的であるために、チューブ及びブッシュ
は、従来よりも高い電圧に耐えることができる。また、
この一体的な関係によって、レーザ内の気体が、従来技
術のようにチューブとブッシュとの間の接着によって作
用しなくなることを防ぐことができる。更に、導体32と
して弾性部材を使用することによって、導体とチューブ
22とを好適に接触させることができる。弾性導体32と位
置決め部材36とが関連して作用し、チューブ22とともに
３つの線接触を形成することによって、不必要な力をチ
ューブにかけることなく、チューブを適切に位置決め
し、この適切な位置に保持することができる。また、弾
性導体32と関連して動作し、チューブ22と所望の３つの
線接触を形成する位置に、位置決め部材36を移動させる
ことは、溝40とピン42との間の戻り止め作用によって保
証される。
本発明を特定の実施例につき説明したが、本発明を当
業者にとって明かな他の数々の実施例に適用することが
できる。したがって、本発明は、添付された請求の範囲
に記載された事項のみに限定されるものではない。
業者にとって明かな他の数々の実施例に適用することが
できる。したがって、本発明は、添付された請求の範囲
に記載された事項のみに限定されるものではない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−166781（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−163381（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−109784（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−327070（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−324986（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−209774（ＪＰ，Ａ) 特表 平２−500944（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/038 H01S 3/0977
Claims (6)
- 【請求項１】絶縁破壊を起こすことなく容量性コロナ放
電を維持することのできる特性を有する誘電体材料から
成る第１チューブと、 上記第１チューブの両端付近で上記第１チューブと一体
的に上記第１チューブに配置された一対の誘電体部材と
を備え、この一対の誘電体部材は、上記第１チューブと
同質の特性を有し、 上記第１チューブ内に配置されそして上記第１チューブ
の長さに沿って延在して第１コンデンサの第１極板を形
成する第１電気導体とを備え、上記第１チューブは、上
記第１コンデンサの誘導体として作用し、 更に、上記第１チューブ外に配置されそして実質的に上
記第１チューブの長さに沿って上記第１チューブに係合
し、上記第１チューブに接触する線を形成すると共に、
上記第１コンデンサの第２極板を形成する第２電気導体
と、 上記第１電気導体と第２電気導体との間に電圧を印加し
て、上記第１チューブの外面からコロナ放電により放出
される放射を発生するための電圧源と、 アノードと、 カソードと、 上記アノード及びカソードを包囲しそして気体を収容す
るレーザ・キャビティとを備え、上記第１チューブは、
上記コロナ放電によって放電された放射をこのレーザ・
キャビティに導入してレーザ・キャビティ内の気体をイ
オン化するようにこのレーザ・キャビティに対して配置
されることを特徴とするレーザ装置。 - 【請求項２】上記第２電気導体は、弾力性がある請求項
１に記載のレーザ装置。 - 【請求項３】上記第２導体と協働して、上記第１チュー
ブの周囲の複数の位置で上記第１チューブを支持し、上
記第１チューブを上記第２導体と係合する特定の関係に
維持するように、上記第１チューブの長さに沿って配置
された複数の支持部材を更に備えた請求項２に記載のレ
ーザ装置。 - 【請求項４】上記一対の誘電体部材は、上記第１チュー
ブと同じ材料から作られる請求項１に記載のレーザ装
置。 - 【請求項５】上記誘電体材料は、多結晶酸化アルミニウ
ムセラミックと、アルミニウム以外の微量の金属元素と
を含み、上記酸化アルミニウムセラミックの純度は99パ
ーセントより高い請求項１に記載のレーザ装置。 - 【請求項６】絶縁破壊を起こすことなく容量性コロナ放
電を維持することのできる特性を有する誘電体材料から
成る第２チューブと、 上記第２チューブの両端付近で上記第２チューブと一体
的に上記第２チューブに配置された一対の第２の誘電体
部材とを備え、この一対の第２の誘電体部材は、上記第
２チューブと同質の特性を有し、 上記第２チューブ内に配置されそして上記第２チューブ
の長さに沿って延在して第２コンデンサの第１極板を形
成する第３電気導体とを備え、上記第２チューブは、上
記第２コンデンサの誘電体として作用し、 更に、上記第２チューブ外に配置されそして実質的に上
記第２チューブの長さに沿って上記第２チューブに係合
し、上記第２チューブに接触する線を形成すると共に、
上記第２コンデンサの第２極板を形成する第４電気導体
とを備え、上記電圧源は、上記第３電気導体と第４電気
導体との間に電圧を印加して、上記第２チューブの外面
からコロナ放電により放出される放射を形成し、そして
上記第２チューブは、コロナ放電により放出された放射
をレーザ・キャビティへ導入してレーザ・キャビティ内
の気体をイオン化するように、レーザ・キャビティに対
して配置される請求項１に記載のレーザ装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/958,922 US5337330A (en) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Pre-ionizer for a laser |
| US958,922 | 1992-10-09 | ||
| PCT/US1993/009491 WO1994009536A1 (en) | 1992-10-09 | 1993-10-05 | Pre-ionizer for a laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08502145A JPH08502145A (ja) | 1996-03-05 |
| JP2980985B2 true JP2980985B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=25501447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6510089A Expired - Lifetime JP2980985B2 (ja) | 1992-10-09 | 1993-10-05 | レーザー用のプレ・イオン化装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5337330A (ja) |
| EP (1) | EP0664057B1 (ja) |
| JP (1) | JP2980985B2 (ja) |
| CA (1) | CA2146641C (ja) |
| DE (1) | DE69318417T2 (ja) |
| HK (1) | HK1004931A1 (ja) |
| SG (1) | SG48818A1 (ja) |
| WO (1) | WO1994009536A1 (ja) |
Cited By (1)
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