JPH02240980A - ガスレーザ装置 - Google Patents
ガスレーザ装置Info
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- JPH02240980A JPH02240980A JP6162689A JP6162689A JPH02240980A JP H02240980 A JPH02240980 A JP H02240980A JP 6162689 A JP6162689 A JP 6162689A JP 6162689 A JP6162689 A JP 6162689A JP H02240980 A JPH02240980 A JP H02240980A
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- optical axis
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 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
- H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
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- Electromagnetism (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明はガスレーザ媒質を放電エネルギで励起してレ
ーザ光を放出するガスレーザ装置に関（従来の技術） 一般に、ＴＥＡＣＯ２レーザやエキシマレーザなどのガ
スレーザ装置はガスレーザ媒質が収容されたレーザ管内
に主電極を構成する陰極と陽極とが離間対向して配置さ
れ、これらの間に主放電を発生させることによって上記
ガスレーザ媒質を励起してレーザ光を放出するようにな
っている。
ーザ光を放出するガスレーザ装置に関（従来の技術） 一般に、ＴＥＡＣＯ２レーザやエキシマレーザなどのガ
スレーザ装置はガスレーザ媒質が収容されたレーザ管内
に主電極を構成する陰極と陽極とが離間対向して配置さ
れ、これらの間に主放電を発生させることによって上記
ガスレーザ媒質を励起してレーザ光を放出するようにな
っている。
従来、このようなガスレーザ装置は第５図と第６図とに
示すように構成されていた。すなわち、第５図中１はレ
ーザ管である。このレーザ管１内には一対の保持板２が
離間対向して配置されている。これら保持板２の互いに
対向する面には、主電極を構成する陰極３と陽極４とが
長手方向を上記レーザ管１の軸方向に沿わせて設けられ
ている。
示すように構成されていた。すなわち、第５図中１はレ
ーザ管である。このレーザ管１内には一対の保持板２が
離間対向して配置されている。これら保持板２の互いに
対向する面には、主電極を構成する陰極３と陽極４とが
長手方向を上記レーザ管１の軸方向に沿わせて設けられ
ている。
各電極３．４は上記保持板２と電気的に導通している。
また、陰極３と陽極４は高圧電源５に接続され、上記陽
極４はアースされている。
極４はアースされている。
上記陰極３の両側には、その長手方向に沿って所定間隔
で複数のビン状の上部予備電離電極６が設けられ、これ
ら上部予備電離電極６には波形整形のためのピーキング
コンデンサ７が接続されている。また、上記陽極４の両
側には上記上部子１ｉｉ１電離電極６に端面を対向させ
て下部予備電離電極８が設けられている。対をなす上下
の各予備電離電極６．８は、陰極３と陽極４の両側にお
いて第６図に示すように対向する位置に配置されている
。
で複数のビン状の上部予備電離電極６が設けられ、これ
ら上部予備電離電極６には波形整形のためのピーキング
コンデンサ７が接続されている。また、上記陽極４の両
側には上記上部子１ｉｉ１電離電極６に端面を対向させ
て下部予備電離電極８が設けられている。対をなす上下
の各予備電離電極６．８は、陰極３と陽極４の両側にお
いて第６図に示すように対向する位置に配置されている
。
上記レーザ管１内にはガスレーザ媒質を第５図に矢印で
示す方向に循環させる送風機９と、この送風機９によっ
て循環させられるガスレーザ媒質を冷却するための熱交
換器１１とが配設されている。
示す方向に循環させる送風機９と、この送風機９によっ
て循環させられるガスレーザ媒質を冷却するための熱交
換器１１とが配設されている。
このような構成のガスレーザ装置においては、高圧電源
が作動して電気エネルギが供給されると、まず上部子ｍ
電離電極６と下部予備電離電極８との間でグロー放電が
発生し、それによって生じる紫外光（ＵＶ光）で陰極３
と陽極４との間の放電空間が予備電離される。そして、
放電空間の予備電離が進むと、陰極３と陽極４との間で
主放電が発生し、それによってレーザ光が放出されるよ
うになっている。
が作動して電気エネルギが供給されると、まず上部子ｍ
電離電極６と下部予備電離電極８との間でグロー放電が
発生し、それによって生じる紫外光（ＵＶ光）で陰極３
と陽極４との間の放電空間が予備電離される。そして、
放電空間の予備電離が進むと、陰極３と陽極４との間で
主放電が発生し、それによってレーザ光が放出されるよ
うになっている。
ところで、陽極４の両側に配置される上部予備電離電極
６にはピーキングコンデンサ７が接続されている。上記
ピーキングコンデンサ７はかなり大きな直径であるから
、その大きさにより、上記予備電離電極６を陽極４の長
手方向であるレーザ光の光軸方向に対してピッチル以下
の小さな間隔で配置することができなかった。そのため
、放電空間の光軸方向に沿う放電領域ｈｓ＜第６図に示
す）は、上記予備電離電極６．８の光軸方向に沿う配置
ピッチｐに対応した電子密度で予備電離されることにな
るから、その電子密度の疎密の変化が大きくなる。その
結果、放電領域りの光軸方向において、陰極３と陽極４
との間に生じる主放電（グロー放電）も均一とならず、
レーザ出力が不安定になるということがあった。
６にはピーキングコンデンサ７が接続されている。上記
ピーキングコンデンサ７はかなり大きな直径であるから
、その大きさにより、上記予備電離電極６を陽極４の長
手方向であるレーザ光の光軸方向に対してピッチル以下
の小さな間隔で配置することができなかった。そのため
、放電空間の光軸方向に沿う放電領域ｈｓ＜第６図に示
す）は、上記予備電離電極６．８の光軸方向に沿う配置
ピッチｐに対応した電子密度で予備電離されることにな
るから、その電子密度の疎密の変化が大きくなる。その
結果、放電領域りの光軸方向において、陰極３と陽極４
との間に生じる主放電（グロー放電）も均一とならず、
レーザ出力が不安定になるということがあった。
このような間、題を解決するために、本件出願人は第７
図に示すようにように予備電離電極６．８を陰極３と陽
極４の長手方向両側において非対向（千鳥状）に配置す
ることを考えた。このようにすれば、上記予備電離電極
６．８を放電領域りの光軸方向に沿うｐ／２のピッチで
配置できるから、放電領域りにおける予備電離電子密度
の疎密の変化をｍ６図に示すように配置した場合に比べ
て小さくすることができるから、放電領域りの予備電離
電子密度を第８図に示すように端部を除いてほぼ均一に
することができる。
図に示すようにように予備電離電極６．８を陰極３と陽
極４の長手方向両側において非対向（千鳥状）に配置す
ることを考えた。このようにすれば、上記予備電離電極
６．８を放電領域りの光軸方向に沿うｐ／２のピッチで
配置できるから、放電領域りにおける予備電離電子密度
の疎密の変化をｍ６図に示すように配置した場合に比べ
て小さくすることができるから、放電領域りの予備電離
電子密度を第８図に示すように端部を除いてほぼ均一に
することができる。
しかしながら、予備電離電極６．８を単にちどり状に配
置しただけでは、放電領域りの光軸方向の端部ｈ１にお
ける予備電離の度合いが中央部分に比べて小さくなるか
ら、その端部り、の予備型ｉ８＋１電子密度が第８図に
示すように中央部分に比べて低くなることが避けられな
い。そのため、そのことによって放電空間、に生じる主
放電が不安定になるから、レーザ出力を十分に上げるこ
とができなくなるということがる。
置しただけでは、放電領域りの光軸方向の端部ｈ１にお
ける予備電離の度合いが中央部分に比べて小さくなるか
ら、その端部り、の予備型ｉ８＋１電子密度が第８図に
示すように中央部分に比べて低くなることが避けられな
い。そのため、そのことによって放電空間、に生じる主
放電が不安定になるから、レーザ出力を十分に上げるこ
とができなくなるということがる。
（発明が解決しようとする課題）
このように、従来は陰極と陽極との光軸方向に沿う放電
領域全長にわたって予備電離を均一に行なうことができ
なかったので、レーザ出力が不安定になるということが
あった。
領域全長にわたって予備電離を均一に行なうことができ
なかったので、レーザ出力が不安定になるということが
あった。
この発明は上記事情にもとずきなされたもので、その目
的とするところは、陰極と陽極との光軸方向に沿う放電
領域を全体にわたってほぼ均一に予備電離できるように
したガスレーザ装置を提供することにある。
的とするところは、陰極と陽極との光軸方向に沿う放電
領域を全体にわたってほぼ均一に予備電離できるように
したガスレーザ装置を提供することにある。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段及び作用）上記課題を解決
するためにこの発明は、ガスレーザ媒質が封入されたレ
ーザ管と、このレーザ管内に離間対向して配置された陰
極および陽極からなる主電極と、上記陰極と陽極との間
に電圧を印加する高圧電源と、上記陰極と陽極との間の
放電空間に生じる主放電の光軸方向の領域内になり、上
記陰極と陽極との両側に光軸方向に沿って所定間隔でか
つ千鳥状に配置された複数の子（ｉｌ電離電極と、上記
主放電の光軸方向の領域から外れかつ上記予備型ｉ！ｉ
１ｍ極の両端にそれぞれ隣り合う位置に配置された補助
予備電離電極とを具備する。
するためにこの発明は、ガスレーザ媒質が封入されたレ
ーザ管と、このレーザ管内に離間対向して配置された陰
極および陽極からなる主電極と、上記陰極と陽極との間
に電圧を印加する高圧電源と、上記陰極と陽極との間の
放電空間に生じる主放電の光軸方向の領域内になり、上
記陰極と陽極との両側に光軸方向に沿って所定間隔でか
つ千鳥状に配置された複数の子（ｉｌ電離電極と、上記
主放電の光軸方向の領域から外れかつ上記予備型ｉ！ｉ
１ｍ極の両端にそれぞれ隣り合う位置に配置された補助
予備電離電極とを具備する。
このような構成とすることで、陰極と陽極との光軸方向
に沿う予ｍ電離電極の配置の疎密のばらつきを小さくし
、その放電領域の予備電離を均一に行なうことができる
ようにし、また放電領域の端部に補助予備？１［電極を
配置することで、その端部における予備電離電子密度を
他の部分とほぼ同じにできるようにした。
に沿う予ｍ電離電極の配置の疎密のばらつきを小さくし
、その放電領域の予備電離を均一に行なうことができる
ようにし、また放電領域の端部に補助予備？１［電極を
配置することで、その端部における予備電離電子密度を
他の部分とほぼ同じにできるようにした。
（実施例）
以下、この発明の一実施例を第１図乃至第３図を参照し
て説明する。なお、第５図と第６図とに示す従来構造と
同一部分には同一記号を付して説明を省略する。すなわ
ち、この実施例においては、陰極３の一側と他側に配置
される上部予備電離電極６が光軸方向に位置をずらした
非対向の状態である千鳥状に配置されている。また、陽
極４の両側には、下部予ｉ電離電極４が上記上部予備電
＃１７ｒ１極６と対応して配置されている。つまり、下
部予＃１電離電極８も上部予備電離電極と同様千鳥状に
配設されている。なお、６予＃Ｉ７［電極６．８はピー
キングコンデサ７の直径とほぼ等しいピッチｐで配置さ
れており、陰極３と陽極４の一側と他側において各予ｆ
ａＴｉ離電極６．８はｐ ／ ２ずれて配置されている
。すなわち、予備電離電極６．８は第２図に示すように
放電領域りの光軸方向に沿ってｐ／２のピッチで配置さ
れている。
て説明する。なお、第５図と第６図とに示す従来構造と
同一部分には同一記号を付して説明を省略する。すなわ
ち、この実施例においては、陰極３の一側と他側に配置
される上部予備電離電極６が光軸方向に位置をずらした
非対向の状態である千鳥状に配置されている。また、陽
極４の両側には、下部予ｉ電離電極４が上記上部予備電
＃１７ｒ１極６と対応して配置されている。つまり、下
部予＃１電離電極８も上部予備電離電極と同様千鳥状に
配設されている。なお、６予＃Ｉ７［電極６．８はピー
キングコンデサ７の直径とほぼ等しいピッチｐで配置さ
れており、陰極３と陽極４の一側と他側において各予ｆ
ａＴｉ離電極６．８はｐ ／ ２ずれて配置されている
。すなわち、予備電離電極６．８は第２図に示すように
放電領域りの光軸方向に沿ってｐ／２のピッチで配置さ
れている。
上記・陰極３と陽極４との光軸方向に沿う放電領域りの
両端から外れた位置における一側には上記各予＃１電１
１ｉ１電極６．８の配置間隔とほぼ同じピッチｐで一対
の上部補助子ｆａ電離６ａと下部補助予備電離８ａとが
配置されている。つまり、これら各補助子ｆａ電離電極
６ ａ ｓ ８ ａは放電領域りから外方へｐ ／ ２
外れた位置に配置されている。
両端から外れた位置における一側には上記各予＃１電１
１ｉ１電極６．８の配置間隔とほぼ同じピッチｐで一対
の上部補助子ｆａ電離６ａと下部補助予備電離８ａとが
配置されている。つまり、これら各補助子ｆａ電離電極
６ ａ ｓ ８ ａは放電領域りから外方へｐ ／ ２
外れた位置に配置されている。
なお、各予ｆａ電、ｌｉｔ＠極６．８．６ａ、８ａから
距Ｍｒの点、での電子密度ｎｅは、 ｎｅ＝ｎ□ｅｘｐ（−ａｐｒ）／ｒ２ ・・・（１）
式で与えられる。ここで、ｎｏは初期電子密度、ａは吸
収係数、ｐはガス圧である。
距Ｍｒの点、での電子密度ｎｅは、 ｎｅ＝ｎ□ｅｘｐ（−ａｐｒ）／ｒ２ ・・・（１）
式で与えられる。ここで、ｎｏは初期電子密度、ａは吸
収係数、ｐはガス圧である。
このような構成のガスレーザ装置によれば、陰極３の両
側に配置される上部予備電ＩＩ！１ｆｔｓ極６と、陽極
４の両側に配置される下部予＃Ｉ電離電極８とを、上記
陰極３と陽極４との一側と他側において非対向状態であ
る千鳥状に配置したから、各予備電離電極６．８の放電
領域りの光軸方向に沿う配置間隔は、ピーキングコンデ
ンサ７の直径寸法のほぼ１／２となる。そのため、上記
各予備電離電極６．８により予備電離される放電空間の
予備型１ｌｉｔ電子密度の疎密の変化を千鳥状に配置し
ない従来に比べてほぼ半分にすることができるから、放
電領域りにおける予備電離電子密度を第３図に示すよう
にほぼ均一にすることができる。
側に配置される上部予備電ＩＩ！１ｆｔｓ極６と、陽極
４の両側に配置される下部予＃Ｉ電離電極８とを、上記
陰極３と陽極４との一側と他側において非対向状態であ
る千鳥状に配置したから、各予備電離電極６．８の放電
領域りの光軸方向に沿う配置間隔は、ピーキングコンデ
ンサ７の直径寸法のほぼ１／２となる。そのため、上記
各予備電離電極６．８により予備電離される放電空間の
予備型１ｌｉｔ電子密度の疎密の変化を千鳥状に配置し
ない従来に比べてほぼ半分にすることができるから、放
電領域りにおける予備電離電子密度を第３図に示すよう
にほぼ均一にすることができる。
また、放電領域りの光軸方向の端部から外れた位置に、
補助子６ｉ［Ｍｍ陽極ａ、８ａを配置したから、放電領
域りの端部における予（ｉｉｉ電離状態を中央部分とほ
ぼ同じにすることができる。そのため、放電領域りの端
部を他の部分とほぼ同じ予備電離電子密度で予備電離す
ることができる。
補助子６ｉ［Ｍｍ陽極ａ、８ａを配置したから、放電領
域りの端部における予（ｉｉｉ電離状態を中央部分とほ
ぼ同じにすることができる。そのため、放電領域りの端
部を他の部分とほぼ同じ予備電離電子密度で予備電離す
ることができる。
したがって、これらのことにより、放電領域りの光軸方
向に沿う全長をほぼ均一の電子密度となるように予備電
離することができるので、陰極３と陽極４との間に生じ
る主放電が安定し、それによってレーザ出力も安定させ
ることができる。
向に沿う全長をほぼ均一の電子密度となるように予備電
離することができるので、陰極３と陽極４との間に生じ
る主放電が安定し、それによってレーザ出力も安定させ
ることができる。
予備電離電極６．８を単に千鳥状に配置しただけだと、
放電領域りの端部における放電が安定しないため、第４
図中の曲Ｉ！Ｂで示すように電源電圧を上げても、レー
ザエネルギが十分に上昇しない。しかしながら、この発
明のように予備電離電極６．８を千鳥状に配置するだけ
でなく、放電領域りから外゛れた位置に補助予備電離電
極６ ａ ｓ８ａを配置すると、同図に曲線Ａで示すよ
うに電源電圧を上げることによってレーザエネルギを上
昇させることができることが確認された。
放電領域りの端部における放電が安定しないため、第４
図中の曲Ｉ！Ｂで示すように電源電圧を上げても、レー
ザエネルギが十分に上昇しない。しかしながら、この発
明のように予備電離電極６．８を千鳥状に配置するだけ
でなく、放電領域りから外゛れた位置に補助予備電離電
極６ ａ ｓ８ａを配置すると、同図に曲線Ａで示すよ
うに電源電圧を上げることによってレーザエネルギを上
昇させることができることが確認された。
［発明の効果］
以上述べたようにこの発明は、陰極と陽極との一側と他
側とに配置される予備電離電極を位置をずらして千鳥状
に配置するとともに、放電領域の光軸方向に沿う端部か
ら外れた位置に補助予備電離電極を配置するようにした
。したがって、予備電離電極を放電領域の光軸方向にお
いてピーキングコンデンサの大きさよりも小さなピッチ
で配置することができ、また、補助子Ｒ電離電極によっ
て放電領域の端部におけるＹ−鑓電離電子密度を他の部
分とほぼ同じにすることができる。したがって、これら
のことにより、放電領域を全長にわたって均一に予＃１
電離し、レーザ出力の安定化を計ることができる。
側とに配置される予備電離電極を位置をずらして千鳥状
に配置するとともに、放電領域の光軸方向に沿う端部か
ら外れた位置に補助予備電離電極を配置するようにした
。したがって、予備電離電極を放電領域の光軸方向にお
いてピーキングコンデンサの大きさよりも小さなピッチ
で配置することができ、また、補助子Ｒ電離電極によっ
て放電領域の端部におけるＹ−鑓電離電子密度を他の部
分とほぼ同じにすることができる。したがって、これら
のことにより、放電領域を全長にわたって均一に予＃１
電離し、レーザ出力の安定化を計ることができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す陰極と陽極との配置
状態の側面図、第２図は同じく陰極（陽極）の平面図、
第３図は同じく光軸方向に沿う放電領域と予備電離電子
密度の関係の説明図、第４図は補助子Ｑ電ｌｉｖ電極が
配置された場合と配置されていない場合との電源電圧と
レーザエネルギとの関係の説明図、第５図は一般的なガ
スレーザ装置の断面図、第６図は従来の予備電離電極の
配置状態の平面図、第７図は予備電離電極を千鳥状に配
置した状態の平面図、第８図はその配置状態における放
′Ｉｔｉ領域と予備電離電子密度の関係の説明図である
。 １・・・レーザ管、３・・・陰極、４・・・陽極、５・
・・高圧電源、６．７・・・予備電離電極、６ａｓ ８
ａ・・・補助予備電離電極。 第 図 ６ａ、８ａ−−一補劾！備舗団＆ 第３図 第４図 第５図 第６図
状態の側面図、第２図は同じく陰極（陽極）の平面図、
第３図は同じく光軸方向に沿う放電領域と予備電離電子
密度の関係の説明図、第４図は補助子Ｑ電ｌｉｖ電極が
配置された場合と配置されていない場合との電源電圧と
レーザエネルギとの関係の説明図、第５図は一般的なガ
スレーザ装置の断面図、第６図は従来の予備電離電極の
配置状態の平面図、第７図は予備電離電極を千鳥状に配
置した状態の平面図、第８図はその配置状態における放
′Ｉｔｉ領域と予備電離電子密度の関係の説明図である
。 １・・・レーザ管、３・・・陰極、４・・・陽極、５・
・・高圧電源、６．７・・・予備電離電極、６ａｓ ８
ａ・・・補助予備電離電極。 第 図 ６ａ、８ａ−−一補劾！備舗団＆ 第３図 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- ガスレーザ媒質が封入されたレーザ管と、このレーザ
管内に離間対向して配置された陰極および陽極からなる
主電極と、上記陰極と陽極との間に電圧を印加する高圧
電源と、上記陰極と陽極との間の放電空間に生じる主放
電の光軸方向の領域内になり、上記陰極と陽極との両側
に光軸方向に沿って所定間隔でかつ千鳥状に配置された
複数の予備電離電極と、上記主放電の光軸方向の領域か
ら外れかつ上記予備電離電極の両端にそれぞれ隣り合う
位置に配置された補助予備電離電極とを具備したことを
特徴とするガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6162689A JPH02240980A (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | ガスレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6162689A JPH02240980A (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | ガスレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02240980A true JPH02240980A (ja) | 1990-09-25 |
Family
ID=13176581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6162689A Pending JPH02240980A (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | ガスレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02240980A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140023101A1 (en) * | 2012-03-02 | 2014-01-23 | Academy Of Opto-Electronics, Chinese Academy Of Sciences | Single-cavity dual-electrode discharge cavity and excimer laser |
-
1989
- 1989-03-14 JP JP6162689A patent/JPH02240980A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140023101A1 (en) * | 2012-03-02 | 2014-01-23 | Academy Of Opto-Electronics, Chinese Academy Of Sciences | Single-cavity dual-electrode discharge cavity and excimer laser |
| US9252557B2 (en) * | 2012-03-02 | 2016-02-02 | Academy Of Opto-Electronics, Chinese Academy Of Sciences | Single cavity dual-electrode discharge cavity and excimer laser |
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