JPH02148778A - レーザ発振装置 - Google Patents
レーザ発振装置Info
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- JPH02148778A JPH02148778A JP30169988A JP30169988A JPH02148778A JP H02148778 A JPH02148778 A JP H02148778A JP 30169988 A JP30169988 A JP 30169988A JP 30169988 A JP30169988 A JP 30169988A JP H02148778 A JPH02148778 A JP H02148778A
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
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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
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- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は１対の主電極と複数対のＵ■（紫外光）予備電
離電極を備えたレーザ発振置に関するものである。
離電極を備えたレーザ発振置に関するものである。
「従来の技術」
横方向放電励起レーザ装置（ＴＥＡレーザ装７ｔ）では
安定したグロー放電を行なうために、予備放電が不可欠
である。
安定したグロー放電を行なうために、予備放電が不可欠
である。
従来のＵＶ予備電離型レーザ装置は、第４図に示すよう
にレーザ管（１）内に、主電極（２） （３） 、この
主電極（２） （３）の両側に数１０対の予備電離電極
群（４ａ） （５ａ） （４ｂ） （５ｂ）、レーザ媒
質ガスを循環するブロア（６）を設け、放電回路（７）
にて高繰返し放電してパルスレーザ出力を得ていた。
にレーザ管（１）内に、主電極（２） （３） 、この
主電極（２） （３）の両側に数１０対の予備電離電極
群（４ａ） （５ａ） （４ｂ） （５ｂ）、レーザ媒
質ガスを循環するブロア（６）を設け、放電回路（７）
にて高繰返し放電してパルスレーザ出力を得ていた。
「発明が解決しようとする課題」
しかるに、従来の装置では、主電極（２） （３）と予
備電離電極（４ａ） （５ａ） （４ｂ） （５ｂ）と
の間の絶縁破壊を防ぐために、主電極（２） （３）か
ら予備電離電極（４ａ）（５ａ） （４ｂ） （５ｂ）
までの距離（ｄ）を充分長くする必要があった。このた
め、一方の予備電離電極放電（４ａ） （５ａ）から生
成される予備電離電子数密度は第５図の点線特性（ａ）
で示すように、予備、電離電極（４ａ）（５ａ）の近傍
で最も強く、遠去かるに従って低くなる。同時に他方の
予備電離電極（４ｂ） （５ｂ）についても点線特性（
ｂ）で示すように、近傍で最も強く、遠去かるに従って
低くなる。この結果、両側の予備電離電極によって生成
される予備電離電子数密度は実線特性（ｃ）で示すよう
に主電極（２） （３）の中心部において低い６形の分
布となる。
備電離電極（４ａ） （５ａ） （４ｂ） （５ｂ）と
の間の絶縁破壊を防ぐために、主電極（２） （３）か
ら予備電離電極（４ａ）（５ａ） （４ｂ） （５ｂ）
までの距離（ｄ）を充分長くする必要があった。このた
め、一方の予備電離電極放電（４ａ） （５ａ）から生
成される予備電離電子数密度は第５図の点線特性（ａ）
で示すように、予備、電離電極（４ａ）（５ａ）の近傍
で最も強く、遠去かるに従って低くなる。同時に他方の
予備電離電極（４ｂ） （５ｂ）についても点線特性（
ｂ）で示すように、近傍で最も強く、遠去かるに従って
低くなる。この結果、両側の予備電離電極によって生成
される予備電離電子数密度は実線特性（ｃ）で示すよう
に主電極（２） （３）の中心部において低い６形の分
布となる。
安定なグロー放電を得るためには電界と垂直方向の予備
電離電子数密度の均一性が重要であるが、第４図および
第５図に示すように、主電極（２） （３）の両側に予
備電離電極（４ａ） （５ａ） （４ｂ） （５ｂ）を
配置して予備電離するものでは、放電が不均一となって
幅の広い放電を実現できなかった。そのため、レーザビ
ームの強度分布は電界方向では第６図（ａ）に示すよう
に、トップハツト型で充分に広い幅が得られるが、電界
と垂直方向では第６図（ｂ）に示すように主電極（２）
（３）の中心部で鋭角なガウス型となる。したがって
、第４図および第５図に示すように、電界方向に比し、
電界と垂直方向のビームの幅が狭いビームパターン（Ｐ
、）となっていた。
電離電子数密度の均一性が重要であるが、第４図および
第５図に示すように、主電極（２） （３）の両側に予
備電離電極（４ａ） （５ａ） （４ｂ） （５ｂ）を
配置して予備電離するものでは、放電が不均一となって
幅の広い放電を実現できなかった。そのため、レーザビ
ームの強度分布は電界方向では第６図（ａ）に示すよう
に、トップハツト型で充分に広い幅が得られるが、電界
と垂直方向では第６図（ｂ）に示すように主電極（２）
（３）の中心部で鋭角なガウス型となる。したがって
、第４図および第５図に示すように、電界方向に比し、
電界と垂直方向のビームの幅が狭いビームパターン（Ｐ
、）となっていた。
このような幅の狭いビームパターン（Ｐ、）ではファイ
バー導光、物質表面微細加工などの均一なビーム強度分
布を必要とする場合には、ビーム強度を均一に補正する
光学系を必要とし、レーザ出力を有効に利用していなか
った。
バー導光、物質表面微細加工などの均一なビーム強度分
布を必要とする場合には、ビーム強度を均一に補正する
光学系を必要とし、レーザ出力を有効に利用していなか
った。
また、レーザ出力を上げるにはビーム断面積を大きくす
る必要があるが、電界と垂直方向の幅が従来のものでは
広くできず、効率の高いレーザの高出力化には限界があ
った。さらに、多くの産業応用としてレーザを高繰返し
化する必要があるが、従来の方法では、主電極（２）
（３）による主放電の他に、その両側に位置する予備電
離電極（４ａ） （５ａ） （４ｂ） （５ｂ）から出
るスパッタ物も吹き飛ばす必要があるため、ガス循環用
ブロア（６）に大きな負担がかかっていた。
る必要があるが、電界と垂直方向の幅が従来のものでは
広くできず、効率の高いレーザの高出力化には限界があ
った。さらに、多くの産業応用としてレーザを高繰返し
化する必要があるが、従来の方法では、主電極（２）
（３）による主放電の他に、その両側に位置する予備電
離電極（４ａ） （５ａ） （４ｂ） （５ｂ）から出
るスパッタ物も吹き飛ばす必要があるため、ガス循環用
ブロア（６）に大きな負担がかかっていた。
本発明は予備電離電子数密度が電界と垂直方向で均一に
なり幅の広い放電の実現できるようなものを得ることを
目的とするものである。
なり幅の広い放電の実現できるようなものを得ることを
目的とするものである。
「課題を解決するための手段」
本発明は１対の主電極と、この主電極の近傍に設けた予
備電離電極と、これらの電極を放電する放電回路とを具
備したレーザ発振置において。
備電離電極と、これらの電極を放電する放電回路とを具
備したレーザ発振置において。
前記１対の主電極のうち少なくともいずれか一方は空胴
で、かつ複数の開口を有し、前記予（ｉｉ１電離電極を
前記主電極の空胴内に配置してなるものである。
で、かつ複数の開口を有し、前記予（ｉｉ１電離電極を
前記主電極の空胴内に配置してなるものである。
「作用」
予備電離電極が一方の主電極の空胴内に可及的に近づけ
て設けてあり、したがって電子数密度が高く、主電極の
どの位置でも幅広く放電する。そのため、電界と垂直方
向においてもビーム強度分布が幅広くなる。
て設けてあり、したがって電子数密度が高く、主電極の
どの位置でも幅広く放電する。そのため、電界と垂直方
向においてもビーム強度分布が幅広くなる。
「実施例」
以下、本発明の一実施例を図面に基き説明する。
従来例と同一部分は同一符号とする。
第１図および第２図において、（１）は細長いレーザ管
で、このレーザ管（１）内には、内部のガスを循環する
ためのブロア（６）、熱交換器（１１）、管軸方向に細
長い１対の主電極（２） （３）、一方の主電極（３）
内に数ｌＯ対を一列にして配置されたＵＶ（紫外光）予
備電離電極群（４）（５）が設けられている。
で、このレーザ管（１）内には、内部のガスを循環する
ためのブロア（６）、熱交換器（１１）、管軸方向に細
長い１対の主電極（２） （３）、一方の主電極（３）
内に数ｌＯ対を一列にして配置されたＵＶ（紫外光）予
備電離電極群（４）（５）が設けられている。
前記一方の主電極（３）は内部に空胴（８）を有し、か
つ直径１ｍ程度の開口（９）が開口率３０％程度穿設さ
れている。
つ直径１ｍ程度の開口（９）が開口率３０％程度穿設さ
れている。
また、この空胴（８）内の前記予備電離ｔ！ｉ極（４）
（５）は、一方（５）が主電極（３）と電気的に結合さ
れ、他方（４）がコンデンサ（１３）に電気的に結合さ
れている。この予備電離電極（４） （５）は、その間
隙（１０）をＳ（例えば２ｉｎ）とすると、この間隙（
１０）から主電極（３）までの距離ｄがｄ ） ｓの条
件下でできるだけ近づけて設ける。
（５）は、一方（５）が主電極（３）と電気的に結合さ
れ、他方（４）がコンデンサ（１３）に電気的に結合さ
れている。この予備電離電極（４） （５）は、その間
隙（１０）をＳ（例えば２ｉｎ）とすると、この間隙（
１０）から主電極（３）までの距離ｄがｄ ） ｓの条
件下でできるだけ近づけて設ける。
放電回路（７）は、高圧電源端子（１２）がコンデンサ
（１３）、予備電離電極（４）（５）を介して一方の主
電極（３）に結合されるとともに、コンデンサ（１４）
（１５）を介して他方の主電極（２）に結合されてい
る。（１６）はコイル、（１７）はサイラトロン等の高
速スイッチング素子である。
（１３）、予備電離電極（４）（５）を介して一方の主
電極（３）に結合されるとともに、コンデンサ（１４）
（１５）を介して他方の主電極（２）に結合されてい
る。（１６）はコイル、（１７）はサイラトロン等の高
速スイッチング素子である。
以上のような構成において、レーザ管（１）内に例えば
数％の希ガス、０，２〜０．３％のハロゲンガス、９０
数％のバッファガスとからなるレーザガスを充填し、ブ
ロア（６）で循環する。ガス流速は高繰返し周波数によ
って定められる。
数％の希ガス、０，２〜０．３％のハロゲンガス、９０
数％のバッファガスとからなるレーザガスを充填し、ブ
ロア（６）で循環する。ガス流速は高繰返し周波数によ
って定められる。
ここで、放電回路（７）のスイッチング素子（１７）を
スイッチングすることによって、まず予備電離電極群（
４）（５）が放電してそのスパークにより紫外光が発生
する。この予備電離電極群（４）（５）は一方の主電極
（３）の空胴（８）内に収納されているので、主電極（
３）の全面で高電子数密度となる。そのため、主電極（
２） （３）間では第６図（Ｃ）に示すように電界と垂
直方向の幅が充分広くかつ均一に放電して、ビームパタ
ーン（Ｐ□）は第１図および第２図のように充分幅広く
なる。
スイッチングすることによって、まず予備電離電極群（
４）（５）が放電してそのスパークにより紫外光が発生
する。この予備電離電極群（４）（５）は一方の主電極
（３）の空胴（８）内に収納されているので、主電極（
３）の全面で高電子数密度となる。そのため、主電極（
２） （３）間では第６図（Ｃ）に示すように電界と垂
直方向の幅が充分広くかつ均一に放電して、ビームパタ
ーン（Ｐ□）は第１図および第２図のように充分幅広く
なる。
前記実施例では予備電離電極（４）（５）を−列とした
が、第２図の鎖線で示すように２列とすることもできる
。
が、第２図の鎖線で示すように２列とすることもできる
。
前記実施例では、主電極（２） （３）の放電回路（７
）と同一電源で予備″６ｉ離電極（４）（５）も放電せ
しめるようにしたが、第３図に示すように、主放電回路
（７ａ）と予備放電回路（７ｂ）を別個にすることもで
きる。
）と同一電源で予備″６ｉ離電極（４）（５）も放電せ
しめるようにしたが、第３図に示すように、主放電回路
（７ａ）と予備放電回路（７ｂ）を別個にすることもで
きる。
「発明の効果」
本発明は上述のように予備電離を一方の主電極の空胴内
で行うようにしたので、主電極から予備電離電極までの
距離を可及的に短くでき、予備電離電子数密度は電界と
垂直方向において均一になり、幅の広い放電が実現でき
る。また、レーザのビーム強度分布も電界と垂直方向に
おいてもトップハツト型になる。したがって、電界方向
のビームの幅と電界と垂直方向のビームの幅の比が１：
１に近くなり、また、正方形にすることもでき、ビーム
強度の均一性の要求される応用面で極めて有効である。
で行うようにしたので、主電極から予備電離電極までの
距離を可及的に短くでき、予備電離電子数密度は電界と
垂直方向において均一になり、幅の広い放電が実現でき
る。また、レーザのビーム強度分布も電界と垂直方向に
おいてもトップハツト型になる。したがって、電界方向
のビームの幅と電界と垂直方向のビームの幅の比が１：
１に近くなり、また、正方形にすることもでき、ビーム
強度の均一性の要求される応用面で極めて有効である。
また、ビーム断面積を大きくとれるため、目的に応じて
レーザ出力を上げることができる。さらに、予備電離の
位置が主電極の裏側であるため、主電極間距離と予備電
離電極間隙とが略同−であり、繰返し特性も向上できる
。
レーザ出力を上げることができる。さらに、予備電離の
位置が主電極の裏側であるため、主電極間距離と予備電
離電極間隙とが略同−であり、繰返し特性も向上できる
。
第１図は本発明によるレーザ発振置の一実施例を示す説
明図、第２図は同上電極個所の拡大図、第３図は本発明
の他の実施例の説明図、第４図は従来のレーザ発振置の
説明図、第５図は同上電極個所の拡大図、第６図は特性
図である。 （１）・・・レーザ管、（２） （３）・・・主電極、
（４）（５） 、 （４ａ）（５ａ）、 （４ｂ） （
５ｂ）−・−予備電離電極、（６） ・・・ブロア、（
７）（７ａ） （７ｂ）−放電回路、（８）・・・空胴
、（９）−・・開口、（１０）・・・間隙、（１１）・
・・熱交換器、 （１２）・・・高圧電源端子、（１３
） （１，４） （１５）・・・コンデンサ、（１６）
・・・コイル、（１７）・・・スイッチング素子。 ′Ｍ３ 図 （Ｃン 第 ６ 図 （ｂ） （Ｃ） 出願人 浜松ホトニクス株式会社 第 図 第 図 図
明図、第２図は同上電極個所の拡大図、第３図は本発明
の他の実施例の説明図、第４図は従来のレーザ発振置の
説明図、第５図は同上電極個所の拡大図、第６図は特性
図である。 （１）・・・レーザ管、（２） （３）・・・主電極、
（４）（５） 、 （４ａ）（５ａ）、 （４ｂ） （
５ｂ）−・−予備電離電極、（６） ・・・ブロア、（
７）（７ａ） （７ｂ）−放電回路、（８）・・・空胴
、（９）−・・開口、（１０）・・・間隙、（１１）・
・・熱交換器、 （１２）・・・高圧電源端子、（１３
） （１，４） （１５）・・・コンデンサ、（１６）
・・・コイル、（１７）・・・スイッチング素子。 ′Ｍ３ 図 （Ｃン 第 ６ 図 （ｂ） （Ｃ） 出願人 浜松ホトニクス株式会社 第 図 第 図 図
Claims (5)
- （１） １対の主電極と、この主電極の近傍に設けた予
備電離電極と、これらの電極を放電する放電回路とを具
備したレーザ発振装置において、前記１対の主電極のう
ち少なくともいずれか一方は空胴で、かつ複数の開口を
有し、前記予備電離電極を前記主電極の空胴内に配置し
てなるレーザ発振装置。 - （２） 予備電離電極は複数対を直列に連鎖したものか
らなる請求項（１）記載のレーザ発振装置。 - （３） 予備電離電極は複数対を直列に連鎖したものを
複数列配置してなる請求項（１）記載のレーザ発振装置
。 - （４） 放電回路は主放電用と予備放電用とを同一電源
とした請求項（１）、（２）または（３）記載のレーザ
発振置。 - （５） 放電回路は主放電用と予備放電用とを別電源と
した請求項（１）、（２）または（３）記載のレーザ発
振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30169988A JPH02148778A (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | レーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30169988A JPH02148778A (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | レーザ発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02148778A true JPH02148778A (ja) | 1990-06-07 |
Family
ID=17900088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30169988A Pending JPH02148778A (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | レーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02148778A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6232672A (ja) * | 1985-08-05 | 1987-02-12 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ発振器 |
| JPS63227072A (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-21 | Toshiba Corp | 高繰返しパルスレ−ザ電極 |
| JPS63228776A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-22 | Toshiba Corp | ガスレ−ザ装置 |
| JPS63229772A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-26 | Toshiba Corp | 高繰返しパルスレ−ザ発振装置 |
-
1988
- 1988-11-29 JP JP30169988A patent/JPH02148778A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6232672A (ja) * | 1985-08-05 | 1987-02-12 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ発振器 |
| JPS63227072A (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-21 | Toshiba Corp | 高繰返しパルスレ−ザ電極 |
| JPS63228776A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-22 | Toshiba Corp | ガスレ−ザ装置 |
| JPS63229772A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-26 | Toshiba Corp | 高繰返しパルスレ−ザ発振装置 |
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