JPH01181582A - ガスレーザ発振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、高繰返し動作を行なうガスレーザ発振装置に
関する。

（従来の技術） 第３図はガスレーザ発振装置の構成図であって、レーザ
管１の内部にはガスレーザ媒質が封入され、かつかまぼ
こ形状の陰極２と陽極３とを対向配置して成る主電極が
配置されている。又、このレーザ管１の内部には、主電
極の長手方向に沿って複数の予備電極４が配列されてお
り、これら予備電極４はその一端がピーキングコンデン
サ５を通して陽極２に接続されるとともに他端が陽極３
に接続されている。さらに、このレーザ管１の内部には
ファン装置６が設けられるとともに熱交換器７が設けら
れている。一方、高圧電源８が備えられ、この高圧電源
８にはサイラトロン９が並列接続されるとともに主コン
デンサ１０を通してレーザ管１内部の陽極２が接続され
ている。このサイラトロン９のトリガ電極にはトリガ発
生器１１が接続され、さらにこのトリガ発生器１１１；
パルス発振器１２が接続されている。なお、１３は主コ
ンデンサ１０への充電を行なわしめる為のコイルである
。

このような構成であれば、高圧電源８から電力が主コン
デンサ１０に供給されて充電が行われる。

この状態にパルス発振器１２からパルスが出力されると
、このパルスはトリガ発生器１１に送られてこのトリガ
発生器１１から第４図に示すようなトリガパルスＰ１が
出力される。このトリガパルスＰ１はサイラトロン９の
トリガ電極が加わってこのサイラトロン９は導通して短
絡状態となり、主コンデンサ１０に蓄えられた電荷が放
出される。

し”かして、陰極２及びピーキングコンデンサ５を通゛
して各予備電極４に電力が供給される。このように電力
がレーザ管１に供給されると、先ず各予備電極４におい
て予備放電が行われ、この放電によって陰極２と陽極３
との間のガスレーザ媒質は予備電離状態となる。そうし
て、陰極２と陽極３との間の印加電圧レベルが所定レベ
ルに達すると、陰極２と陽極３との間で主放電が発生す
る。このとき発生する光が図示しなし光共振器によって
増幅されてレーザ光Ｆ１として出力され、以下第２図に
示すように次のトリガパルスＰ２が出力されると、レー
ザ光Ｆ２が出力される。

ところで、以上のようにしてレーザ光Ｆ１を発振させる
と、レーザ管１の内部に放電生成物が生成される。この
放電生成物は例えばＸｅＣノエキシマレーザ発振装置で
はＣＣＣ１０ＣＯ２レーザ発、振装置では０２であって
、主放電の発生を不安定にするものである。従って、こ
の放電生成物はファン装置６による気流の循環作用によ
って陰極２と陽極３との間から追い出される。このよう
なことがらレーザ光の発生の繰り返し数はファン装置６
の放電生成物の追い出し性能から決められて七まい！０
０〜５００回／秒が限界となっている。又、レーザ光Ｆ
１のパルス幅は非常に短くて２０〜３０ｎｓであり、こ
のようなレーザ光Ｆ１を上記繰り返し数で発振させても
１ｅｓｓの期間に２０ｎｓの間だけしかレーザ光を発振
できない。このため、レーザ出力を大出力化することが
できず、レーザ光の応用分野に適用するには未だ出力の
小さいものとなっている。

（発明が解決しようとする間居点） 以上のように繰返し数に限界があってレーザ゛出力の小
さいものであった。

そこで本発明は、レーザ光を安定した状態でかつその出
力を大きくできる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］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、ガスレーザ媒質が封入されかつ陽極と陰極と
を対向配置して成る主電極を有するレーザ管の主電極間
に主放電を発生させてレーザ発振させるガスレーザ発振
装置において、陽極に対して共通接続された複数の主コ
ンデンサと、これｄ主コンデンサに蓄えられた電荷を各
主コンデンサグで残りのスイッチング素子のうち所望の
スイッチング素子を導通させる導通タイミング制御手段
とを備えて上記目的を達成しようとするガスレーザ発振
装置である。

（作用） このような手段を備えたことにより、各スイッチング素
子のうち１つのスイッチング素子の導通時からレーザ管
内部に放電生成物が生成される時までの間に所望タイミ
ングで残りのスイッチング素子のうち所望のスイッチン
グ素子がタイミングを異ならせて導通される。しかして
、導通状態となった主コンデンサに蓄えられている電荷
が放電生成物の生成される時までレーザ管に供給される
。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。なお、第３図と同一部分には同一符号を付してその
詳しい説明は省略する。

第１図はガスレーザ発振装置の構成図である。

シの装置には高圧電源２０．２１が設けられ、これら高
圧電［２０，２１にそれぞれスイッチング素子としての
サイラトロン２２．２３が接続されるとともにそれぞれ
主コンデンサ２４．２５を通してレーザ管１の陰極２が
接続されている。

さて、２６は導通タイミング制御手段であって、これは
サイラトロン２２．２３のうち一方のサイラトロン例え
ばサイラトロン２２の導通時からレーザ管１の内部に放
電生成物が生成される時までの間に所望タイミングで他
方のサイラトロン２３を導通させる機能を持ったもので
ある。具体的には所定期間例えば１ＯＩＩｓ毎にパルス
を発生するパルス発振器２７、このパルス発振器２７か
らのパルスを主放電発生時から放電生成物の生成される
までの期間例えば２０〜１００ｎｓの期間遅延して送出
するデイレイパルス発振器２８、パルス発振器２７から
のパルスを受けて直ぐにトリガパルスをサイラトロン２
２のトリガ電極に加えるトリガ発生器２９及びデイレイ
パルス発振器２８からのパルスを受けて直ぐにトリガパ
ルスをサイラトロン２３のトリガ電極に加えるトリガ発
生器３０から構成されている。

次に上記の如く構成された装置の作用について第２図に
示す動作タイミング図を参照して説明する。各高圧電源
２０．２１から各主コンデンサ２４．２５に電力が供給
され、各主コンデンサ２４．２５は充電された状態にあ
る。この状態にパルス発振器２７からパルスがトリガ発
生器２９及びデイレイパルス発振器２８に送出されると
、トリガ発生器２９は直ぐにトリガパルスＴｒｌを送出
する。このトリガパルスＴｒｉはサイラトロン２２のト
リガ電極に加わることによってこのサイラトロン２２は
導通状態となる。従って、主コンデンサ２４に蓄えられ
ている電荷が放電されて陰極２及びピーキングコンデン
サ５を通して各予備電極４に電力が供給される。このよ
うに電力がレーザ管１に供給されると、前述したように
先ず各予備電極４において予備放電が行われ、この放電
によって陰極２と陽極３との間のガスレーザ媒質は予備
電離状態となる。そうして、陰極２と陽極３との間の印
加電圧レベルが所定レベルに達すると、陰極２と陽極３
との間で主放電が発生する。

このとき発生する光が図示しなし光共振器によって増幅
されてレーザ光Ｅ１として発振される。

一方、デイレイパルス発振器２８はパルスを２０〜１０
０ｎｓ遅延してトリガ発生器３０に送出する。

このトリガ発生器３０はパルスを受けると直ぐにトリガ
パルスＴ　ｒｌ−を送出する。このトリガパルスＴｒｌ
″がサイラトロン２３のトリガ電極に加わるとこのサイ
ラトロン２２は導通状態となって主コンデンサ２４に蓄
えられている電荷が放電されて陰極２及びピーキングコ
ンデンサ５を通して各予備電極４に電力が供給される。

かくして、各予備電極４において予備放電が行われ、こ
の放電によって陰極２と陽極３との間のガスレーザ媒質
は予備電離状態となり、陰極２と陽極３との間で主放電
が発生する。そうして、このとき発生する光が図示しな
し光共振器によって増幅されてレーザ光Ｅ２として発振
される。

ところで、トリガパルスＴ　ｒｌ−によって陰極２と陽
極３との間に主放電が発生するとき、前の主放電つまり
トリガパルスＴｒｉによって発生した主放電による電子
、イオンが残留していて強力な予備電離の状態となって
いる。従って、トリガパルスＴｒｌどによる主放電は前
回の主放電よりも空間的に均一で安定し、かつその出力
も大きくなる。

そうして各サイラトロン２２．２３にトリガパルスが加
わっていない期間、各サイラトロン２２゜２３は非導通
状態となっているので、この期間に各主コンデンサ２４
．２５は充電される。そして、−１ト寸ルス発振器２７
の前記パルス発生からｉｏｍｓ期間廊遇すると再びパル
ス発振器２７からパルスが送出・され、このパルスを受
けてトリガ発生器２９からトリガパルスＴｒ２が送出さ
れる。しかして、サイラトロン２２の導通により主コン
デンサ２４に蓄えられている電荷が放電して陰極２及び
各予備電極４に電力が供給され、もって陰極２と陽極３
との間に主放電が発生してレーザ光Ｅ３が発振される。

これから２０〜１００ｎｓ経過の後、トリガ発生器３０
からトリガパルスＴｒ２−が送出され、もって上記作用
と同様してレーザ光Ｅ４が発振される。

このように上記一実施例においては、各サイラトロン２
２．２３のうち一方のサイラトロン２２の導通時からレ
ーザ管１の内部に放電生成物が生成される時までの間に
所望タイミングで他方のサイラトロン２３を導通させ、
各主コンデンサ２４゜２５に蓄えられている電荷を放電
生成物の生成される時まで放電させる構成としたので、
１回のレーザ光例えばＥｌとＥ２との合成パルス光のパ
ルス幅を長くできて、この結果レーザ光出力を大出力化
にできる。しかも放電生成物が生成される時まで放電さ
せるので安定したレーザ光を発振できる。又、デイレイ
パルス発振器２８での遅延時間を変更することによって
１回のレーザ光のパルス幅を任意に変えることができる
。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものもなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、高
圧電源２０及び主コンデンサ２４の各容量を小さくして
主コンデンサ２４に蓄えられる電荷量を小さくシ、これ
によりトリガパルスＴｒｉによる主放電を小さくして次
のトリガパルスＴ　ｒｌ−による主放電の予備電離とし
て作用させてもよい。この場合、トリガパルスＴｒｌ”
による主放電の大きさは大きくなり、かつトリガパルス
Ｔｒｌによる主放電が小さいために安定したレーザ光の
発振ができるようになる。つまり、主放電が小さくなる
ことによりアーキング等の発生が無くなるからである。

又、１回のレーザ光発振にトリガパルスを２回発生して
いるが、１回目のトリガパルス発生時から放電生成物が
生成されるまでの期間内に多数のトリガパルスを発生さ
せてレーザ光のパルス幅をより長くするようにしてもよ
い。この場合、高圧電源、サイラトロン、主コンデンサ
及びトリガ発生器を発生させるトリガパルス数の分だけ
設ける二とになる。さらに、し−ザ管１内のインダクタ
ンス成分を少なくして主放電の期間を短くし、放電生成
物が生成されるまでの期間に多数の主放電を行なうよう
にしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、レーザ光を安定し
た状態でかつその出力を大きくできるガスレーザ発振装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

′Ｒ４１図は本発明に係わるガスレーザ発振装置の一実
施例を示す構成図、第２図は同装置の動作タイミング図
、第３図及び第４図は従来のガスレーザ発振装置を説明
するための図である。 １・・・レーザ管、２・・・陰極、３・・・陽極、４・
・・予備電極、５・・・ピーキングコンデンサ、６・・
・ファン装置、７・・・熱交換器、２０．２１・・・高
圧電源、２２゜２３・・・サイラトロン、２４．２５・
・・主コンデンサ、２６・・・導通タイミング制御手段
、２７・・・ｄルス発生器、２８・・・デイレイパルス
発振器、２９・・・トリガ発生器、３０・・・トリガ発
生器。 出願人　工業技術院長　飯塚幸三 第２図 −、ｉ、１１− −−　　　　　　　　　　　−五 工

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ガスレーザ媒質が封入されかつ陰極と陽極とを対向配
   置して成る主電極を有するレーザ管の前記主電極間に主
   放電を発生させてレーザ発振させるガスレーザ発振装置
   において、前記陰極に対して共通接続された複数の主コ
   ンデンサと、これら主コンデンサに蓄えられた電荷を前
   記各主コンデンサごとに前記陰極に供給させる複数のス
   イッチング素子と、前記各スイッチング素子のうち１つ
   のスイッチング素子の導通時から前記レーザ管内部に放
   電生成物が生成される時までの間に所望の異なったタイ
   ミングで残りの前記スイッチング素子のうち所望のスイ
   ッチング素子を導通させる導通タイミング制御手段とを
   具備したことを特徴とするガスレーザ発振装置。