JPH0263180A

JPH0263180A - パルスレーザ発振装置

Info

Publication number: JPH0263180A
Application number: JP21418188A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Murase; 洋村瀬; Toru Tamagawa; 徹玉川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1988-08-29
Publication date: 1990-03-02

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、電極構造に改良を施したパルスレーザ発振装
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、レーザ媒質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（膜装置においては、その動作ガス圧力が散気圧も
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
て予備電離を行い、放電空間の電子密度を上げる方法が
一般的である。

第２図及び第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発振装置の一例を示すものであ
る。即ち、第２図及び第３図に示した様に、レーザ媒質
中に、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Ｎ極２が対向して配設され、その間に主放
電ギャップ３が形成されている。

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５ａ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５ｂ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、その先端
部間にギャップ６が形成されている。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（図
示せず）に接続されている。

なお、前記第１の主電極１及びピーキングコンデンサ５
ａは接続導体７に固定され、一方、第２の主電極２及び
ピーキングコンデンサ５ｂは接続導体８に固定されてお
り、ピーキングコンデンサ５ａ、５ｂ及び前記ギャップ
６から成る複数の直列回路が、主放電ギャップ３と並列
に接続されている。

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、高繰返しパルス電圧（ＨＶパ
ルス）が接続導体７，８間に印加されると、ＨＶパルス
→ピーキングコンデンサ５ａ→予備電離電極４ａ→予備
電離電極４ｂ→ピーキングコンデンサ５ｂの回路に電流
が流れ、予備電離電極４ａ、４ｂ間のギャップ６が絶縁
破壊し、紫外線を発生する。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
離されると共に、ピーキングコンデンサ５ａ。

５ｂが充電される。

そして、ピーキングコンデンサ５ａ、５ｂの充電電圧が
充分高くなった時、主放電ギャップ３にグロー状の放電
が発生し、ピーキングコンデンサのエネルギーが放出さ
れ、レーザガスが励起され、所望のレーザ光出力を得る
ことができる。

（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
課題がめった。

即ち、第２図及び第３図に示した様なパルスレーザ発振
装置において、レーザ光を効率良く発振させるためには
、主放電ギャップ３のグロー放電を均一に発生さけるこ
とが必要である。もし、グロー放電が主放電ギャップ空
間の一部に集中すると、密度分布が均一でなくなり、そ
の結果、レーザ光の屈折率が均一でなくなるため、レー
ザ光が曲がってしまい、効率の良い、安定したレーザ光
を得ることができない。

また、ピーキングコンデンサからのエネルギーの注入が
一部の空間に集中すると、アーク放電に移行しやすくな
り、アーク放電が発生すると、レーザ発（辰は停止して
しまうといった問題があった。

この様に、レーザ発振においては、主放電ギャップ３に
おけるグロー放電を均一に発生させることが、非常に重
要である。即ち、グロー放電を均一に発生させるために
は、レーザガスの予備電離を均一に行う必要があり、対
向する予備電離電極４ａ、４ｂ間のギャップ６からの紫
外線照射を均一なものとすることが要求されている。

しかしながら、第２図及び第３図に示した様な従来のパ
ルスレーザ発振装置においては、対向する予備Ｎ離電極
４ａ、４ｂは、各ピーキングコンデンサ５ａ、５ｂに一
つずつ固定されているので、ギャップ６の光軸方向の間
隔愛が大ぎく、各予備電離電極問に生じる紫外線を、主
放電ギャップ３に均一に照射することは、非常に困難で
あった。

また、ギャップ６の光軸方向の間隔斐の最小値は、ピー
キングコンデンサ５ａ、５ｂの径によって決定されるた
め、隣接するギャップ６の間隔吏を大幅に縮小すること
はできなかった。

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、主放電ギャップにおける予備電離を均一
なものとし、安定したレーザ光を１ｑることができる、
高効率なパルスレーザ発（辰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）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、各ビ−キングコンデンサに接続される予
備電離電極を少なくとも２つ設け、対向配置された予備
電離電極問に形成されるギャップの数が、各ピーキング
コンデンサに対して複数個となるように構成したもので
ある。

（作用）本発明のパルスレーザ発振装置によれば、主放電空間を
予備電離するために設けられるギャップの数を多くし、
その間隔を狭くすることができるので、主放電空間にお
ける予備電離をより均一なものとすることができる。

（実施例）。

以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて具体的に説
明する。なお、第２図及び第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（Ａ＞（８）に示した様に
、ピーキングコンデンサ５ａ、５ｂの予備電離電極配設
側の端子に、金属製の台座１０が固定され、この台座１
０に棒状の第１の予備電離電極１１ａ、１’１ｂが配設
され、ピーキングコンデンサ５ａ、５ｂと電気的に接続
されている。

また、前記台座１０に、絶縁スペーサ１３を介してＴ字
形の第２の予備電離電極１２ａ、１２ｂが配設され、こ
の第２の予備電離電極１２ａ、１２ｂはピーキングコン
デンサ５ａ、５ｂとは電気的に絶縁され、浮遊状態とな
るように構成されている。

この様に、対向して配設された第１及び第２の予備電離
電極１１ａ、１２ｂにより、両者間にギャップ１４ａが
形成され、また、第１及び第２の予備電離電極１１ｂ、
１２ａにより、両者間にギャップ１４ｂが形成され、ざ
らに、斜めに対向する第２の予備電離電極１２ａ、’１
２ｂにより、ギャップ１４ｃが形成されるように構成さ
れている。

なお、上記３つのギャップ１４ａ、１４ｂ、１４Ｃは直
列に接続され、長手方向にほぼ一直線状に、また、等間
隔に設けられている。

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、接続導体７，８にパルス電圧が印加される
と、電圧は対向する予備電離電極問に形成されたギャッ
プ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及び絶縁スペーサ１３が有す
る浮遊容量に印加される。このギャップ１４８〜１４Ｇ
が有する浮遊容量に比較して、絶縁スペーサ１３が有す
る浮遊容量は、その高誘電率のためにかなり大きい。従
って、はとんどの電圧が、ギャップ１４８〜１４Ｃに印
加されることになる。

しかし、絶縁スペーサ１３を介して配設された第２の予
備電離電極１２ａ、１２ｂ間のギャップ１４ｃへの印加
電圧は、２つの絶縁スペーサ１３への印加電圧ドロップ
があるために、１つの絶縁スペーサ１３への印加電圧ド
ロップしかない他の２つのギャップ１４ａ、１４ｂに比
べて、わずかに低い。

そのため、まず、ギャップ１４ａ、１４ｂが絶縁破壊し
、その瞬間にギャップ１４Ｇに全電圧が印加され、ギャ
ップ１４Ｇが絶縁破壊し、ピーキングコンデンサ５ａ、
５ｂへの充電回路が形成されると共に、３箇所のギャッ
プ１４８〜１４Ｃから紫外線が照射される。

なお、３つのギャップ１４８〜１４Ｇは、ピーキングコ
ンデンサ５ａ、５ｂの充電回路に直列に設けられている
ため、すべてのギャップが絶縁破壊しないと、充電回路
が形成されない。即ら、すべてのギャップが絶縁破壊し
、充電回路が形成されると、各ギャップに同じ大きざの
充電電流が流れ、各ギャップから等量の紫外線を発生す
ることができる。

この様に本実施例によれば、主放電空間を予備電離する
ために設けられるギャップの数を多くし、また、その間
隔りを光軸方向において狭くすることができる。

さらに、各ギャップからの放射紫外線量を、すべて同量
とすることができるため、主放電ギャップ３における予
備電離を均一なものとすることができ、安定した、高効
率なパルスレーザ発振を得ることができる。

＊他の実施例＊なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、対向する予備電離電極問に形成されるギャップの数
は、複数個であれば、いくつでも良い。

また、予備電離電極の形状も丁字形だけでなく、１字形
なども考えられる。

ざらに、第２の予備電離電極１２ａ、１２ｂと台座１０
との間に抵抗を接続し、ギャップ１４ａ。

１４ｂが絶縁破壊しない状態においては、第２の予備電
離電極１２ａ、１２ｂの電位を、台座１０の電位に保ち
、ギャップ１４ａ、　１４ｂに全電圧を印加するように
構成しても良い。なお、この場合、絶縁スペーサを導電
性のエポキシ樹脂などで形成し、絶縁スペーサそのもの
を抵抗体としても良い。

［発明の効果］以上述べた様に、本発明によれば、各ピーキングコンデ
ンサに接続される予備電離電極を少なくとも２つ設け、
対向配置された予備電離電極問に形成されるギＶツブの
数が、各ピーキングコンデンサに対して複数個となるよ
うに構成するという簡単な手段によって、主放電ギャッ
プにおける予備電離を均一なものとし、安定したレーザ
光を得ることができる、高効率な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
すもので、（Ａ＞は側面図、（Ｂ）は要部拡大図、第２
図は従来のパルスレーザ発振装置の電極部分を示す断面
図、第３図は従来のパルスレーザ発振装置の一例を示す
側面図である。１・・・第１の主電極、２・・・第２の主電極、３・・
・主放電ギャップ、４ａ、４ｂ・・・予備電離電極、５
ａ。５ｂ・・・ピーキングコンデンサ、６・・・ギャップ、
７゜８・・・接続導体、１０・・・台座、１１ａ、１１
ｂ・・・第１の予備電離電極、１２ａ、１２ｂ−・・第
２の予備電離電極、１３・・・絶縁スペーサ、１４ａ、
１４ｂ。１−４Ｇ・・・ギャップ。

Claims

【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、前記各ピーキングコンデンサに接続される予備電離電極
を少なくとも２つ設け、対向配置された予備電離電極問
に形成されるギャップの数が、各ピーキングコンデンサ
に対して複数個となるように構成したことを特徴とする
パルスレーザ発振装置。