JPH0254978A - パルスレーザ発振装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、電極構造に改良を施したパルスレーザ発蚤装
置に関するものである。

（従来の技術） ガスを媒介としたレーザにおいて、良好なレーザ発振を
得るためには、レーザガス中で空間的に均一な放電の生
成を必要とするが、ＴＥＭＡ−００２レーザヤエキシマ
レーザなどの短パルスレーザ光を発生させるパルスレー
ザ発振装置においては、その動作ガス圧力が数気圧もの
高圧力でおるため、上記の放電が集束し、アーク放電に
なりやすい。これを防止するために、主放電に先立って
予備電離を行うのが普通である。

第３図は、光軸の側面方向からスパーク放電の紫外光を
照射し、それによって主放電空間を予備電離する従来の
パルスレーザ光壁装置の一例を示すものである。即ち、
レーザ光軸方向を長手方向とする第１の主電極１と、第
２の主電極２が、レーザガス中に対向して配設されてい
る。

また、第１の主電極１の両側部には、スパーク放電によ
る紫外光を主放電部の側面から照射して、主放電部を予
備電離するための予備電離電極４ａがピーキングコンデ
ンサ３ａを介して、適当な間隔をおいて配設されている
。一方、第２の主電極２の両側部にも、複数個の予備電
離電極４ｂがピーキングコンデンサ３ｂを介して、前記
予備電離電極４ａと対向する位置に配設されている。ま
た、対向して配置された２つの主電極１，２は、高電圧
パルス電源５に接続されている。

さらに、対向する２つの主電極１，２の長手方向両端部
には、光共振器６が配設され、レーザ光７が出力される
ように構成されている。

この様に構成された従・来のパルスレーザ発振装置の動
作を以下に説明する。即ち、パルス電圧（ＨＶパルス）
が印加されると、ＨＶパルス→ピーキングコンデンサ３
ａ→予備電離電極４ａ→予備電離電極４ｂ→ピーキング
コンデンサ３ｂの回路に電流が流れ、予備電離電極４ａ
、４ｂ間に発生する放電によって紫外線が発生する。こ
の紫外線によって電子が光電離されて生成され、２つの
主電極１，２間が予備電離される。

そして、ピーキングコンデンサに加わる電圧が、主電極
１，２間の放電破壊電圧以上になると主放電が開始し、
レーザ光が発生する。この際、予備電離は主放電をグロ
ー状の均一な放電とするために用いられる。

〈発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の様な構成を有する従来のパルスレ
ーザ発振装置においては、以下に述べる様な解決すべき
課題があった。

即ち、予備電離電極４ａ、４ｂ間に生じる放電は、その
最端部のみに集中するため、主放電領域を照射する紫外
線の強度に粗密ができやすく、予備電離電極４ａ、４ｂ
の最端部近傍における電子密度が高くなり、その結果、
放電の電流密度分布も均一なものとならないといった欠
点がおった。

また、レーザガスを循環させる構造であるため、予備電
離電極４ａ、４ｂは適当な個数を分割して配設するため
、局所的に電流密度が高い所が生じ、注入できる電力が
制限されるため、レーザ出力も制限されると共に、レー
ザ励起効率も悪かった。

本発明は以上の欠点を解消するために提案されたもので
、その目的は、予備電離により生じる紫外線強度を高め
、且つ、紫外線強度分布を均一化すると共に、長パルス
化を可能とし、効率良く大出力のレーザ光を得ることが
できるパルスレーザ発振装置を提供することにおる。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、レーザガス中に配設され、レーザ光軸を長手
方向とする一対の主電極を有し、前記主電極の側部にピ
ーキングコンデンサを介して予備電離電極を設け、前記
主電極間の主放電空間を予備電離するパルスレーザ発振
装置において、前記一対の主電極のいずれか一方の表面
に、第２の予備電離電極をリアクトルを介して配設した
ものである。

（作用） 本発明のパルスレーザ発振装置によれば、２つの主電極
のいずれか一方に、第２の予備電離電極を設けることに
より、主成Ｎ空間を２箇所から予備電離することができ
るので、予備電離時に発生する紫外線の強度を増大させ
ることができる。

また、第１、第２の予備電離電極を交互に配設したので
、予備電離電子の密度９乍が均一なものとなり、均一な
主放電が得られる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて
具体的に説明する。なお、第３図に示した従来型と同一
の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。

本実施例においては、第１図に示した様に、第１の主電
極１０の表面に、周囲に固体絶縁物１１を取付けた第２
の予備電離電極１２が配設されている。また、前記第２
の予備電離電極１２と第１の主電極１０との間には、リ
アクトル１３が並列に設けられている。

また、前記第２の予備電離電極１２は、第１の予備電離
電極４ａ、４ｂに対して、それぞれ光軸１４の方向に交
互に配設されている。

なお、第１の主電極１０と第２の主電極２の間には、従
来と同様にピーキングコンデンサ３と第１の予備電離電
極４が接続されており、前記第２の予備電離電極１２を
放電させることにより、ピーキングコンデンサ３と第１
の予備電離電極４の間に高電圧パルスが印加されるよう
に構成されている。

ざらに、第２の予備電離電極１２と第１の主電極１０と
の間に配設されるリアクトル１３は、低周波による固体
絶縁物の劣化を防止するために設けられている。

この様な構成を有する本実施例のパルスレーザ発振装置
においては、第１図及び第２図に示した様に、第１の主
電極１０に設けられた第２の予備電離電極１２に、高周
波の高電圧パルスが印加されると、リアクトル１３の両
端の電位差により、固体絶縁物１１の沿面で放電し、第
１の主電極１０と第２の予備電離電極１２とが同電位と
なる。

このとき、第１の主電極１０の表面で発生する沿面放電
により、紫外線１５が発生し、２つの主電極１０，２の
主放電空間が予備電離される。

ざらに、第２の予備電離電極１２と第１の主電極１０と
が同電位となるため、高周波、高電圧パルスは、ピーキ
ングコンデンサ３ａに印加される。

その結果、ピーキングコンデンサ３ａ、３ｂ間に配設さ
れた第１の予備電離電極４ａ、４ｂが放電し、ここでざ
らに主放電空間に紫外線１５が放出され、主放電空間の
予備電離を行う。

そして、第１の主電極１０と第２の主電極２の電圧が放
電破壊電圧に達すると、即ち、ピーキングコンデンサ３
の電圧が主放電破壊電圧に遅すると、両電極間に主放電
１６が発生し、光共振器（図示せず）によってレーザ光
を取出すことができる。　また、第２の予備電離電極１
２が、光軸１４に対して、第１の予備電離電極４ａ、４
ｂとは交互に配設されているので、光軸１４の方向にも
−様に予備電離を行うことができる。

この様に本実施例によれば、高電圧、高周波パルス印加
時には、主放電空間を第１の主電極１０の表面及び２つ
の主電極１０，２間の２箇所から予備電離することがで
きるので、従来の予備電離電極に比べて、発生する紫外
線の強度は数倍に増大する。その結果、主放電の安定性
が増すと共に、主放電電流密度の高い放電が可能となり
、レーザ出力が増大する。

また、光軸１４方向にも予備電離によって生じる紫外線
が均一に照射されるため、予備電離電子の数密度分布は
−様となり、主放電電流密度分布の−様な主放電が得ら
れる。

［発明の効果］ 以上述べた様に、本発明によれば、対向して配置された
一対の主電極のいずれか一方の表面に、第２の予備電離
電極をリアクトルを介して配設するという簡単な手段に
よって、予備電離により生じる紫外線強度を高め、且つ
、紫外線強度分布を均一化すると共に、長パルス化を可
能とし、効率良く大出力のレーザ光を得ることができる
パルスレーザ発振装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパルスレーザ発振装置の一実施例を示
す斜視図、第２図は本発明のパルスレーザ発振装置の動
作を示す概略構成図、第３図は従来のパルスレーザ発振
装置の一例を示す構成図である。 １・・・第１の主電極、２・・・第２の主電極、３ａ。 ３ｂ・・・ピーキングコンデンサ、４ａ、４ｂ・・・予
備電離電極、５・・・高電圧パルス電源、６・・・光共
振器、７・・・レーザ光、１０・・・第１の主電極、１
１・・・固体絶縁物、１２・・・第２の予備電離電極、
１３・・・リアクトル、１４・・・光軸、１５・・・紫
外線、１６・・・主放電。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　レーザガス中に配設され、レーザ光軸を長手方向とす
   る一対の主電極を有し、前記主電極の側部にピーキング
   コンデンサを介して予備電離電極を設け、前記主電極間
   の主放電空間を予備電離するパルスレーザ発振装置にお
   いて、 前記一対の主電極のいずれか一方の表面に、第２の予備
   電離電極をリアクトルを介して配設したことを特徴とす
   るパルスレーザ発振装置。