JPH02192188A

JPH02192188A - ガスレーザ発振装置

Info

Publication number: JPH02192188A
Application number: JP995089A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Takagi; 茂行高木; Noboru Okamoto; 昇岡本
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1989-01-20
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1990-07-27
Anticipated expiration: 2010-02-22
Also published as: JPH0716040B2

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）本発明は内部のレーザガス媒質を強制循環させなからレ
ーザ光を発振するガスレーザ発振装置に関する。

（従来の技術）放電方向に対してレーザ光が垂直に放出されるＴＥＡ　
　Ｇｏ２レーザやエキシマレーザ等は、その応用工高繰
返し動作できることが望まれる。

このようなレーザ発振装置は例えば第３図に示されるよ
うに構成されている。このレーザ発振装置１のレーザ管
２は軸方向に長い筒状に形成されており、このレーザ管
２内にはガスレーザ媒質が所定の圧力を保って封入され
ている。そして、このレーザ管２内には長手方向に亘っ
て主放電を発生する陰極３および陽極４とが対峙して設
けられている。これらの陰極３および陽極４は平行に設
けられており、放電面の両端部ａ、ｂ、Ｃ％　ｄは互い
に離れる方向に湾曲された面で形成されている。

ここで、上記主放電はグロー放電である。

また、これら主放電を発生する陰極３と陽極４とのそれ
ぞれの長手方向の左右側には予備電離電極５・・・が設
けられており、この予備電離電極の上記陰極３側にはピ
ーキングコンデンサ６・・・がそれぞれ設けられている
。そして、上記主放電を発生する陰極３と陽極４および
予備電離電極５・・・とにはレーザ管２の外側に設けら
れた高電圧電源７が接続されている。

一方、上記レーザ管２内にはガスレーザ媒質を放電によ
って発生した金属蒸気等の不純物か冷却凝固されてガス
レーザ媒質が清浄化される。こうして清浄化されたガス
レーザ媒質は再度」−２ファン８により陰極３および陽
極４側に圧送される。

そして、ファン８からの風を陰極３および陽極４側に向
けて効果的に供給するために、ファン８側から電極３．
４側にかけて風ガイド１０か設けられている。この風ガ
イド１０は送風方向の新曲また、上記予備電離電極５・
・を含む放電電極３．４のガス媒質の下流側とファン８
の吸込側との間には放電により加熱されたガスレーザ媒
質を冷却する熱交換器９が設けられている。

このように構成されることでガスレーザ媒質は、上記フ
ァン８により陰極３および陽極４の間に向けて送風され
、これら電極３．４間を通過すると同時に放電が発生さ
れ、レーザ光を発光する。これにより、加熱されたガス
レーザ媒質は上記熱交換器９側に圧送される。

そして、熱交換器９によって冷却されることでの流速は
、第４図中に実線ｒで示されるように電極３．４の長手
方向に沿って変化しており、特に両端側で著しく流速が
低下する性質をもっていた。

このため、ガス流速の低い電極３．４の両端側でアーク
放電が発生しやすく、安定したグロー放電を高繰返しす
ることが困難なものであった。

なお、第４図の上部は陰極３および陽極４と風ガイド１
０の形状と位置関係を示しており、下部は縦軸に電極間
ガス流速、横軸に空間距離をとり電極３．４の長手方向
に沿ってガス流速の変化を示している。

（発明が解決しようとする課題）主放電電極間に圧送されるガスレーザ媒質を導く風ガイ
ドは、上記電極の長手方向に長い長方形状に開口されて
いる。ところが、このように形成された風ガイドは長手
方向の端部側で流速が低くなる性質をもっており、電極
の両端側でアーク放電を発生しやすいものであった。こ
のため高繰返しで安定したグロー放電を発生することが
困難であった。

部間の間隔が漸次広がる放電面を持つ主放電電極を設け
、上記主放電電極間にガスレーザ媒質を光共振軸および
放電方向に交差する方向に導く風ガイドを設け、この風
ガイドの主放電電極の両端部に亘って形成された吹出し
口の両端側を中央部より大きく開口させたガスレーザ発
振装置にある。

（作　用）主放電電極の上記両端部に亘って形成された風ガイドの
吹出し口の両端側を中央部より大きく開口させたことに
より、端部側のガスレーザ媒質の流れに対する抵抗を減
少できるので吹出し口全体に亘って略均−なガス流速で
ガスレーザ媒質を噴出させることができる。

（実施例）本発明における一実施例を第１図乃至第３図る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）気密容器内に相対向して光共振軸方向の両端管２は軸方
向に延長された筒状に形成されており、内部にはガスレ
ーザ媒質が所定圧力を保持して封入されている。

そして、レーザ管２の内部には長手方向に亘って主放電
を発生する陰極３および陽極４が対峙して設けられてい
る。これら陰極３および陽極４のそれぞれの両端部ａｓ
　ｂｚ　Ｃ％　ｄは互いに対峙される面が端部側に向か
うに従って離れるような曲面で形成されている。

さらに、上記陰極３および陽極４のそれぞれの長手方向
に対する左右側には複数の予備電離電極５・・・が長手
方向に沿って配設されている。これら予備電離電極５・
・・の陰極側にはピーキングコンデンサ６・・・がそれ
ぞれ配設され、且つ上記主放電電極３．４および予備電
離電極５・・・には高電圧電源７が配設されている。

そして、レーザ管２内には主放電電極の陰極３および陽
極４の間に向けてガスレーザ媒質を送風するファン８が
設けられている。このファン８は主放電電極３．４に対
応する長さで形成され配設］れている。また、主放電電
極３．４のガス流のｂ＋流側には熱交換器９が設けられ
ている。

さらに、」二記ファン８と主放電電極３．４との間には
後述するように形成された風ガイド１１か配設されてい
る。

このように形成されたレーザ管２の両端部には、レーザ
光を透過する図示しない透過窓が設けられ、さらに、こ
れら透過窓の一方に対向する図示しない出力ミラーおよ
び他方の透過窓に対向する図示しない高反射ミラーとか
らなる光共振器が設けられている。

そして、上記ファン８によって圧送されたガスレーザ媒
質は風ガイド１１に案内されて主放電電極３．４間に送
られる。この主放電電極３．４間ではグロー放電が発生
され、これにともないレザ光が発光される。このレーザ
光は上記光共振器間で発振増幅されて、出力ミラーから
出力されるようになっている。

ここで、上記風ガイド１１における吹出し口１１ａの送
風方向の形状は第１図中に示されるように主放電電極３
．４の放電面形状に沿って形成されている。

図中において破線ｉで示されているのは同一のファン８
を使用した従来構造における空間距離と電極間ガス流速
の関係であり、中央部で流速が高いものの両端部では流
速が極端に低くなっている。

手方向の中央部で上記主放電電極３．４の長手方向の中
途部の間隔の寸法に対応して平行に開口されている。ま
た、風ガイド１１の吹出し口１１ａの長手方向の両端部
は上記主放電電極の陰極３および陽極４のそれぞれの端
部ａ、〜ｄの形状に沿って形成されている。こうして形
成された風ガイド１１の吹出し口１１ａの両端部は中央
部に比較して開口面積が大きくなっており、この端部側
は従来構造の吹出し口の端部に比較してガスレーザ媒質
の流路抵抗が低くなり、ガス流速を速めることかできる
。そして、上記吹出し口１１ａから流出するガスレーザ
媒質の流速は第１図中に実線ｒで示されるように長手方
向に沿って略一定となり、主放電電極３．４の端部側で
アーク放電が発生されることを防止できるようになって
いる。なお、れた本実施例のガス流速は、吹出し口１１
ａの中央部で破線ｉで示される従来構造の流速よりも遅
いが、吹出し口１１ａ端部側のガス流速の低下が少ない
ので放電の乱れを防止できる。

これにより第２図中に実線ｒで示されるように本実施例
におけるレーザ発振装置は破線１で示される従来構造の
ものに比較して１．２〜１．５倍の繰返し数を得ること
ができ、さらに高いレーザ出力を得ることができる。こ
こで、繰返し数は単位時間当りの主放電の繰返し数であ
る。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではない
。

〔発明の効果〕

風ガイドの吹出し口の形状を陰極および陽極の互いの放
電面の形状に沿って形成し、両端側を中央部よりも大き
く開口させたことにより、放電面の略全域に亘って均一
な流速でガスレーザ媒質を循環させることができる。こ
れにより、従来構造で発生しやすかったアーク放電を防
止して、さらに、高い放電の繰返し数を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例の主放電電極および風
ガイド形状において空間距離に対する電極間ガス流速の
関係を示すガス流速図、第２図は本発明におけるガスレ
ーザ発振装置と従来のものとのレーザ出力を比較した性
能比較図、第３図は本発明の一実施例の実施対象である
ガスレーザ発振装置を示す側断面図、第４図は従来の陰
極および陽極と風ガイドの形状における空間距離と電極
間ガス流速との関係を示すガス流速図である。１・・・レーザ発振装置、２・・・レーザ管、３・・・
陰極、４・・・陽極、８・・ファン、９・・・熱交換器
、１１・・・風ガイ

Claims

【特許請求の範囲】

気密容器内に相対向して設けられ光共振軸方向における
両端部どうしの電極間の間隔が漸次広がる放電面を有し
て対をなす主放電電極と、上記主放電電極間に所定流速
のガスレーザ媒質を上記光共振軸および放電方向に交差
する方向とに導く風ガイドとを備えたガスレーザ発振装
置において、上記風ガイドは上記主放電電極の上記両端
部にわたる長さの吹出し口を有し、この吹出し口は上記
主放電電極の両端部に対応する部分が中央部に対応する
部分よりも大きく開口されたことを特徴とするガスレー
ザ発振装置。