JPH03123090A

JPH03123090A - ガスレーザ装置

Info

Publication number: JPH03123090A
Application number: JP25873589A
Authority: JP
Inventors: Kiyohisa Terai; 清寿寺井; Koichi Nishida; 西田　公一
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-10-05
Filing date: 1989-10-05
Publication date: 1991-05-24

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、一つの電源で複数の放電領域に電圧を印加し
て高周波放電をさせるガスレーザ装置に関する６（従来の技術）レーザガス圧力が数１（ｌｔｏｒｒ〜２００ｔｏｒｒ程
度で放電によるレーザ励起を行い、放電で生じるガス温
度上昇をレーザガスを流すことによって取り除くガスレ
ーザ装置の一例を第４図に示す。本装置は、複数（ここ
では、二つ）の放電領域からなり、放電電界方向、レー
ザガス流の方向及びレーザ光軸方向が各々直交する３軸
直交力式のレーザ装置である。即ち、対向して配設され
た一対の放電電極１ａｉｒ　ｔａ２　（高圧側）　、　
１ｂｌ＋　ｔｂ２　（低圧側）の内側に、放電の均一化
を図るために誘電体２ａ□ｒ　２８２＋２ｂｌ＋　２ｂ
２が設けられ、この誘電体２ａｌ＋　２ａ２ｔ　２ｂ□
。

ｚｂｚ間をレーザガス流３Ａ、　３Ｂが流さ九でいる。

また、放電電極１ａｄｙ　ｌｂｌおよび１ａｓｔ　ｔｂ
２の間には、等しい容量Ｃ，ｌの放電均衡用コンデンサ
４を介して、発振周波数がＩ　Ｍ　ｌ（ｚ〜１００ＭＨ
ｚの高周波電源５が接続されており、高周波電源５の動
作により、対向して配設された放電電極１８□＋１ｂ工
間と１ａＺ＋　１ｂ２の間の直方体形状の領域に、高周
波放電６Ａ、　６Ｂが点弧し、この高周波放電領域内で
レーザ励起を起こし、この励起で放出された光を共振器
で発振させてレーザ光として、外部に取り出している。

（発明が解決しようとする課題）ところが、このような構成のガスレーザ装置においては
、複数の放電領域に流れるレーザガスの流速の差や、高
周波特有の配線による放電部印加電圧の差で、各放電領
域間に均衝した高周波放電をさせることができない。

そこで本発明の目的は、共通な電源に接続された複数の
放電型領域で均衝した高周波放電をさせることができ、
高効率のガスレーザ装置を得ることである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、高電圧側と低電圧側の電極間に、一つの高周
波電源で高周波電圧を印加し、誘電体を隔て複数の放電
領域に高周波放電をさせるガスレーザ装置において、複
数の放電領域の放電を均衝させるコンデンサをそれぞれ
直列に接続し、このコンデンサの容量を前記放電領域を
通過するレーザガスの流速に応じて増減させたことを特
徴とする。

（作　用）本発明のガスレーザ装置によれば、レーザガス流の遅い
放電領域の放電均衡用コンデンサの容量を小さくするこ
とにより、放電入力量を減らしてレーザ励起において適
切なガス温度上昇となる。

（実施例）以下、本発明のガスレーザ装置の一実施例を第１図を参
照して説明する。なお、第４図に示した従来例と同一部
分は同一の符号を付して、説明は省く。

本実施例では、第１図に示すように、複数（ここでは、
二つ）の放電領域に異なった容量Ｃａ、Ｃｂの放電均衝
分コンデンサ７ａ、７ｂが接続されている。

３− ここで、これらのコンデンサの容量は後述するようにＣ
ａ　（Ｃｂなる関係がある。

又、誘電体２ａ□ｒ　２ｂ□間に流れるレーザガスの流
速Ｖ１は、誘電体２ａ□、２ｂ２間を流れるレーザガス
の流速せよより約　％低くなっている。

更に、高電圧側電極の誘電体２ａ２＋　ｚｂｚの容量を
Ｃ１とし、低電圧側型読の誘電体２ｂよ、２ｂ２の容量
Ｃ２とすると、ここで、Ｃ１＝０２であり、放電均衡用
コンデンサ７ａの容量は、Ｃｂ　　≦　２ＸＣ１の関係を満足している。

なお、容量Ｃ１は放電電極１ａ□ｔ　Ｉａ□の面積をＳ
とし、誘電体２ａｌ＋　２８２の厚みをｄ、誘電率をＥ
とすると、Ｃエ　＝　εＳ／ｄのようにあられせる。容量Ｃ２についても同様である。

このような構成のレーザ装置においては、第２図に示し
たような効果がある。

同図は、放電入力とレーザ出力の関係を表した４− もので、曲線ａは従来形の場合で、曲線すは本発明の場
合である。なお、ここでＣａはｃｂより１０％容量が小
さい。従来形においては、二つの放電領域の流速が異な
る（ｖｌ〈ｖ２）ため、レーザガス流の差により放電入
力が放電領域で異なる。その結果、ガス流速の遅い（Ｖ
工）側の放電入力が増え、レーザガス温度が他方の放電
領域より高くなり、放電入力の増加に伴い、レーザ励起
特性が早く悪くなる。

ところが、本発明のレーザ装置によれば、レーザガス流
の遅い放電領域の放電均衡用コンデンサの容量を小さく
しているため、この放電領域の放電入力量を減らして、
高放電領域のレーザガス温度上昇を均衡させることがで
きるので、放電入力が増えても、レーザ励起特性が曲線
すのように従来形より良くなる。すなわち、各放電領域
のガス流速の差に応じてレーザ装置全体のレーザ励起効
率が高くなるような各放電領域への放電入力の分配を実
現することができる。

また、第３図に放電均衡用コンデンサの容量とレーザ出
力の関係を示す。これは、Ｃ工＝Ｃ２及びＣａ＝ｃｂの
条件での結果であり、放電入力は第２図で示したＰＲと
した。

同図において、放電均衡用コンデンサＣａの容量が増す
と、レーザ出力が下がる。これを防ぐには、Ｃａ≦２×
Ｃ１、を満足することが必要である。

本実施例により、複数の放電領域に均衡した高周波放電
を実現することができ、放電入力に対してレーザ出力の
高い、すなわち高効率のレーザ装置を得ることができる
。

なお、上記実施例では、放電領域が二つのときで説明し
たが、三つのとき或はそれ以上のときでも同様である。

更に、上記実施例では、レーザガス流速に伴う各放電領
域の放電の均衡性について述べたが、高周波放電には配
線に伴う定在波により、各放電領域に生じた印加電位差
をなくすためにも本発明は有効であり、これにより、全
放電領域に均衡のとれた放電が実現できる。

また、上記実施例では、一つの放電領域に一つの放電均
衡用コンデンサを直列に接続したが、複数の放電領域（
例えばｎ（≧２）個とする）を並列に接続し、これに一
つの放電均衡用コンデンサを直列に接続し、これらの組
合せを複数個並列につないで高周波電源に接続してもよ
い。ここで。

各放電均等用コンデンサ毎の放電入力を均衡化するため
に、コンデンサの容量が少なくとも２種類以上にする。

ただし、このようにすると一つの放電均衡用コンデンサ
でｎ個全体の放電電流を均衡化するため、ｎ個内の放電
の均一性は本実施例より悪くはなるが、その分を放電領
域内の誘電体の容量領域で調整して、各放電嶺域の均衡
化をはかることができる。

〔発明の効果〕

以上１本発明によれば、複数の放電領域の間で均衡のと
れた高周波放電をさせることができ、効率の高いレーザ
装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレーザ装置の一実施例を示す図、第２
図は本発明のレーザ装置の作用を示す− 図、第３図は本発明のレーザ装置の放電均衡用コンデン
サの容量とレーザ出力の関係を表す図、第４図は従来の
レーザ装置の一例を示す図である。１ａｌ＋１８２・・・放電電極（高圧側）１ｂ□、１ｂ
２・・・放電電極（低圧側）２ａｌ＋２ａＺ＋２ｂｌｙ
２ｂ２’・・誘電体５・・・高周波電源７ａ　、　７ｂ・・・放電均衡用コンデンサ８− （８７３３）　　代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほ
か１名）−′ヤＧ狐般

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高電圧側電極と低電圧側電極の間に高周波電源に
より高周波電圧を印加し、誘電体を隔てて複数の放電領
域に高周波放電をさせるガスレーザ装置において、前記
複数の放電領域の各々に直列にコンデンサを接続し、こ
のコンデンサの容量を前記放電領域を通過するレーザガ
スの流速に応じて増減させたことを特徴とするガスレー
ザ装置。
（２）高電圧側電極の誘電体の容量をＣ＿１、低電圧側
電極側の誘電体の容量をＣ＿２としたとき、各放電領域
の放電均衡用コンデンサの最大容量Ｃ＿ｍ＿ａ＿ｘが、
Ｃ＿ｍ＿ａ＿ｘ≦２×Ｃ＿１、もしくは、Ｃ＿ｍ＿ａ＿ｘ≦２×Ｃ＿２、のいずれかを満足させたことを特徴とする請求項（１）
記載のガスレーザ装置。