JPH03127882A - ガスレーザ装置 - 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］ （産業上の利用分野） この発明はレーザ管内に封入されたガスレーザ媒質を陰
極と陽極とからなる主電極で発生する主放電によって励
起してレーザ光を出力させるガスレーザ装置に関する。

（従来の技術） 一般に、ガスレーザ装置としてのエキシマレーザは第４
図に示すように構成されている。すなわち、同図中１は
ガスレーザ媒質が封入されたレザ管である。このレーザ
管１内には主電極を構成する陰極２と陽極３とが対向し
て配設されている。上記陰極２は板状の上部保持体４の
下面に取付けられ、上記陽極３は同じく板状の下部保持
体５の上面に取付けられている。

上記陰極２の両側には予備電離電極としての上部ピン電
極６が上記上部保持体４に上端を固定して配設され、上
記陽極３の両側には同じく予備電離電極としての下部ピ
ン電極７が上記下部保持体５に下端を固定して配設され
ている。上記上部ピン電極６の下端と上記下部ピン電極
７の上端とは所定間隔で離間対向している。

上記上部ピン電極６には上記陰極２と陽極３との間に生
じる主放電の波形整形のためのピーキングコンデンサ８
が接続されている。また、上記陰極２は高圧電源９のマ
イナス側に接続され、上記陽極３はプラス側に接続され
ている。

さらに、上記レーザ管１内にはガスレーザ媒質を矢印方
向に循環させる送風機１１と、ガスレーザ媒質を所定温
度に維持するための熱交換器１２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
９が作動して電気エネルギが供給されると、まず上部ピ
ン電極６と下部ピン電極７との対向する端面間でスパー
ク放電が生じ、ＵＶ光（紫外光）が発生する。そのＵＶ
光は陰極２と陽極３との間の放電空間部を予＃ｆ電離す
る。放電空間部の予備電離が進み、陰極２と陽極３との
間の電圧が高くなると、これら電極２．３間で主放電（
グロー放電）が発生し、レーザ光が放電方向と直交する
方向に励起されることになる。

ところで、エキシマレーザにおいては、ガスレーザ媒質
中に混入されたハロゲンガスがレーザ管１内の種々の材
料と化学反応を起こすことが避けられない。そのため、
ガスレーザ媒質中のハロゲン成分が減少し、ハロゲン化
合物が発生する。しかも、放電時にはイオン、電子、紫
外線が発生し、ハロゲンガスの化学反応が促進される。

このような化学反応は放電部近傍で著しく、とくにエポ
キシ材でモールドされたピーキングコンデンサ８で激し
く起きる。その結果、ガスレーザ装置を長時間動作させ
ると、上記ピーキングコンデンサ８の性能が劣化し、第
５図の曲線Ａに示すようにレーザ出力が低下するという
ことが生じる。

上記ピーキングコンデンサ８の劣化を防止するためには
、ピーキングコンデンサ８をレーザ管１の外部に配置す
ることが考えられる。しかしながら、ピーキングコンデ
ンサ８をレーザ管１の外部に配置すると、放電回路の幾
何学的長さが長くなり、そのインダクタンスが大きくな
ることが避けられない　。すると、陰極２と陽極３とに
瞬時にゲ 多量の電流を流すことができなくなるから、励起効率が
低下するということが生じる。

（発明が解決しようとする課題） このように従来のガスレーザ装置においては、レーザ管
内にピーキングコンデンサを配置すると、そのピーキン
グコンデンサがガスレーザ媒質によって早期に劣化させ
られ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、レーザ管内にピーキングコンデンサ
を配置しても、そのピーキングコンデンサがガスレーザ
媒質によって早期に劣化させられることかないようにし
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、それぞれ保持体に取付けられ上記レーザ管内
に対向して配設された陰極と陽極とからなる主電極と、
この主電極に電気エネルギを供給するための高圧電源と
、この高圧電源に接続され上記陰極と陽極との間で発生
する主放電の波形を整形するためのピーキングコンデン
サと、上記陰極と陽極との主放電に先立って放電空間部
を予備電離するための予備電離手段とを具備したガスレ
ーザ装置において、上記保持体のどちらか一方には上記
ピーキングコンデンサを収容する一側が開口した収容部
を形成し、この収容部の開口は蓋体によって気密に閉塞
する。

このような構成とすることで、上記ピーキングコンデン
サがレーザ管内のレーザガス媒質の影響を受けて劣化さ
せられるのを防止することができる。

（実施例） 以下、この発明の第１の実施例を第１図と第２図を参照
して説明する。第１図はガスレーザ装置としてのエキシ
マレーザを示し、このエキシマレ−サはレーザ管２１を
備えている。このレーザ管２１内にはハロゲンガスが混
合されたガスレーザ媒質が封入されている。上記レーザ
管２１内には主電極を形成する陰極２２と陽極２３とが
対向して配設されている。上記陰極２２は、金属などの
導電性の材料で後述するごとく形成された上部保持体２
４の下面に接合固定され、上記陽極２３は同じく金属な
どの導電性の材料によって板状に形成された下部保持体
２５の上面に接合固定されている。

上記上部保持体２４は第２図と第３図に示すように上部
板２４ａ１この上部板２４ａに対して平行に対向した下
部板２４ｂおよびこれら上部板２４ａと下部板２４ｂと
の幅方向中途部を連結した仕切り板２４ｃとによって断
面はぼ工の字状をなし、それによって幅方向両側面に解
放した一対の収容部２６が形成され、上記下部板２４ｂ
の下面に上記陰極２２が接合固定されている。各収容部
２６にはそれぞれ複数のピーキングコンデンサ２７が収
容されている。各ピーキングコンデンサ２７は、その一
端面を上記仕切り板２４ｃに両切りねじ２８で電気的に
接続し、他端面にはＬ字状に曲成された上部ピン電極２
つの一端がねじ込み結合されている。

上記収容部２６の開口面は蓋体３１によって気密に閉塞
されている。この蓋体３１はポリフッ化ビニリデン（Ｐ
ＶＤＰ）などのハロゲンガスに対する耐蝕性と電気的絶
縁性を有する材料によって形成されている。そして、蓋
体３１には各ピーキングコンデンサ２７と対応する位置
に通孔３２が穿設され、各通孔３２には上記上部ビン電
極２９がパッキンング３３を介して気密に挿通されてい
る。

なお、上部保持体２４の長手方向両端は図示しない端板
によって閉塞されている。

上記下部保持体２５の陽極２３の両側には下部ビン電極
３４が立設されている。各下部ビン電極３４の上端は上
記上部ピン電極２９の下端に対向している。さらに、上
記上部保持体２４は高圧電源３５のマイナス側に接続さ
れ、上記下部保持体２５はプラス側に接続されている。

一方、上記レーザ管２１内にはガスレーザ媒質を矢印方
向に循環させるための送風機３６と、ガスレーザ媒質を
所定温度に維持するための熱交換器３７とが配設されて
いる。

このように構成されたガスレーザ装置によれば、ピーキ
ングコンデンサ２７を上部保持体２４に形成され蓋体３
１によって気密に隔別された収容部２６に収容すること
ができるから、上記ピーキングコンデンサ２７がレーザ
管２１内を循環するガスレーザ媒質中のハロゲンガスと
化学反応するのを防止することができる。

したがって、ガスレーザ媒質が早期に劣化したり、ピー
キングコンデンサ２７の性能が早期に低下するなどのこ
とを防止することができるから、第５図に曲線Ｂで示す
ように従来に比べてレーザ出力が長時間にわたって低下
しずらくなった。実験によると、ガスレーザ媒質の寿命
を従来に比べて１，５〜２倍程度長くすることができた
。

また、陰極２２を配設するために必要な上部保持体２４
を利用してピーキングコンデンサ２７を収容する収容部
２６を形成するようにしたから、収容部２６を上部保持
体２４と別体に設ける場合に比べて設置スペースやコス
ト的に有利である。

なお、上記一実施例では収容部を閉塞する蓋体をＰＶＤ
Ｆで形成したが、この蓋体は上部ピン電極との絶縁を確
保することができれば、ハロゲンガスに対して耐蝕性を
有する金属で形成してもよく、その材料はなんら限定さ
れるものでない。また、収容部を上部保持体に形成した
が、下部保持体に形成するようにしてもよい。さらに、
予備電離手段としてはビン電極に代わりコロナ予備電離
やＸ線予備電離などの手段を用いるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明は、主電極を形成する陰極と
陽極とを保持した保持体のどちらか一方にピーキングコ
ンデンサを収容する収容部を形成し、この収容部の開口
を蓋体によって気密に閉塞するようにした。したがって
、上記ピーキングコンデンサがガスレーザ媒質と化学反
応するのを防止することができるから、ガスレーザ媒質
が早期に劣化したり、ピーキングコンデンサが早期に性
能低下するのを防止し、長時間にわたて高いし０ −ザ出力を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示すガスレーザ装置
の断面図、第２図は同じく陰極を保持した上部保持体の
拡大断面図、第３図は同じく上部保持体の斜視図、第４
図は従来のガスレーザ装置の断面図、第５図は従来とこ
の発明とのガスレザ装置のレーザ出力と時間との関係の
グラフである。 ２１・・・レーザ管、２２・・・陰極、２３・・・陽極
、２４・・・上部保持体、２６・・・ 収容部、２７・・・ピーキングコンデンサ、３１・・・
蓋体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガスレーザ媒質が封入されたレーザ管と、それぞれ保持
   体に取付けられ上記レーザ管内に対向して配設された陰
   極と陽極とからなる主電極と、この主電極に電気エネル
   ギを供給するための高圧電源と、この高圧電源に接続さ
   れ上記陰極と陽極との間で発生する主放電の波形を整形
   するためのピーキングコンデンサと、上記陰極と陽極と
   の主放電に先立って放電空間部を予備電離するための予
   備電離手段とを具備したガスレーザ装置において、上記
   保持体のどちらか一方には上記ピーキングコンデンサを
   収容した一側が開口した収容部を有し、上記開口を蓋体
   によって気密に閉塞したことを特徴とするガスレーザ装
   置。