JPH0318072A - パルスレーザ装置 - Google Patents

パルスレーザ装置

Info

Publication number
JPH0318072A
JPH0318072A JP15043389A JP15043389A JPH0318072A JP H0318072 A JPH0318072 A JP H0318072A JP 15043389 A JP15043389 A JP 15043389A JP 15043389 A JP15043389 A JP 15043389A JP H0318072 A JPH0318072 A JP H0318072A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
main electrode
main
discharge
peaking
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP15043389A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuteru Fujimura
藤村 宣輝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP15043389A priority Critical patent/JPH0318072A/ja
Publication of JPH0318072A publication Critical patent/JPH0318072A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/038Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • 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。

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、主電極の両側にビーキングコンデンサを配置
するパルスレーザ装置において、ピーキングコンデンサ
の配置・固定構造の改良に関するものである。
(従来の技術) 大気圧以上で稼働するCO2やエキシマレーザは、連続
発振の低気圧CO2レーザと異なり、安定した持続グロ
ー放電を得ることができず、放電がパルス状となり、レ
ーザ発振もパルス発振となるため、一般にパルスレーザ
と称されている。
このようなパルスレーザにおいて、安定したパルス放電
を得るためには、主放電が始まる前に放電空間を充分に
予備電離する必要があり、この目的で、一般的に、予備
電離電極の微小アーク放電による紫外線照射が行なわれ
ている。この場合、放電励起回路としては、容量移行型
の自動予備電離方式が一般に採用されている。この容量
移行型の予備電離方式は、励起回路のコンデンサに蓄え
られたエネルギーを予備電離用電極の微小ギャップのア
ーク放電を介して主電極近くに配置されたピーキングコ
ンデンサに移行する方式で、このアーク放電からの紫外
線を予備電離源として利用するものである。この方式に
おいては、ピーキングコンデンサにエネルギーが蓄えら
れるにつれて、主電極間の電圧が高くなり、主電極の放
電開始電圧以上になると主放電が始まり、インピーダン
ス配分の関係から、ピーキングコンデンサのエネル゛ギ
ーが主放電部に急に流れ込む。このピーキングコンデン
サからのエネルギーの流れ込み時間は、特に、エキシマ
レーザやレーザガス圧の高いTEMAレーザにおける放
電の安定性を大きく左右する要因となっている。この点
について、以下に説明する。
第2図は、従来のパルスレーザ装置における放電部の構
造を示す図である。第2図に示すように、主電極1a,
lbは、光軸2を挟み且つこの先軸2を中心として同軸
に対向配置されている。陰極側の主電極1aは、その背
面の電位片3に固定され、電位片3はさらにその背面の
絶縁板4に固定されている。陽極側の主電極1bは、そ
の背面の電位板5に固定されている。なお、陰極側の絶
縁板4と陽極側の電位板5は、光軸2方向の両端に設け
られたエンドプレート(図示せず)に固定されている。
一方、主電極1a,lb間のレーザガスを予備電離する
ために、主電極1a,lbの両側には、一対のピーキン
グコンデンサ6a,6bが対向配置されている。この場
合、ピーキングコンデンサ6a.6bは、その中心軸が
主電極1a,lbの軸方向と平行で、且つ対向するピー
キングコンデンサ6a,6b同士が同軸となるように配
置されている。また,,各ピーキングコンデンサ6a,
6bの対向する側の端面には、予備電離用電極7a,7
bがそれぞれ固定され、微小ギャップを挟んで対向配置
されている。この場合、各予備電離用電極7a,7bは
、固定された各ピーキングコンデンサ6a.6bと同軸
に配置され、従って対向するピーキングコンデンサ6a
,6b同士が同軸となっている。なお、陰極側のピーキ
ングコンデンサ6aは、陰極側の電位片3に固定され、
また、陽極側のビーキングコンデンサ6bは、陽極側の
電位板5に固定されている。
さらに、主電極1a,lb間のレーザガスを循環し、冷
却するためのファン8及び熱交換器9は、陽極側の電位
板5の背面の空間に配置されている。
以上のような主電極1a,lbから熱交換器9に至る構
戊は全て、レーザガスを充填したタンク10内に収納さ
れ、このタンク10外部に、コンデンサl1、サイラト
ロン12を備えた励起回路13が配置されている。そし
て、陰極側の電位片3及び陽極側の電位板5は、それぞ
れ貫通端子14a,14bを介して励起回路13に接続
されている。
以上のようなパルスレーザ装置において、パルス放電を
行う際には、励起回路13にて、放電部に電圧を印加す
る。すると、予備電離用電極7a,7b間のギャップが
非常に小さいため、予備電離用電極7a,7b間におい
て、わずかな電圧によって放電が開始する。この結果、
放電部に印加された電荷は、陽極側の貫通端子14b一
陽極側の電位板5一陽極側のピーキングコンデンサ6b
→陽極側の予備電離用電極7b→陰極側の予備電離用電
極7a→陰極側のビーキングコンデンサ6a一陰極側の
電位片3一陰極側の貫通端子14aという経路(第2図
中破線にて示す経路21・右側のみ図示)を通ってピー
キングコンデンサ6a,6bを充電する。この場合、予
備電離用電極7a,7b間のギャップで持続アーク放電
が起こり、このアーク放電による紫外線照射によって周
囲のレーザガスが予備電離される。
このようにして、ピーキングコンデンサ6a,6bに電
荷が蓄積されるに従い、主電極1a,1b間にかかる電
圧が次第に上昇し、放電開始電圧に達すると、主電極1
a,lb間でグロー放電が開始する。このように、主電
極1a,lb間で放電が開始すると、主電極1a,lb
間のギャップインピーダンスが急激に小さくなり、今ま
でピーキングコンデンサ6a,6bに蓄えられた電荷が
、陽極側のピーキングコンデンサ6b=陽極側の電位板
5→陽極側の主電極1b=陰極側の主電極1a→陰極側
の電位片3→陰極側のピーキングコンデンサ6a→陰極
側の予備電離用電極7a一陽極側の予備電離用電極7b
という経路(第2図中実線にて示す経路22・右側のみ
図示)を通って、主電極1a,lb間の放電空間に供給
される。
方、この時、励起回路13からも、陽極側の貫通端子1
4b一陽極側の電位板6一陽極側の主電極1b一陰極側
の主電極1a一陰極側の電位片3一陰極側の貫通端子1
4aという経路(第2図中2点鎖線にて示す経路23)
によって、電荷が供給される。
(発四が解決しようとする課題) ところで、数気圧以上のレーザガス圧にて運転されるT
EMA−CO2 レーザやエキシマレーザなどにおいて
は、放電が非常に不安定であるため、高密度励起、高速
励起が必要である。このような高圧のパルスレーザ装置
において、高ビークパワーのレーザ光を得るには、立上
がりの早い電流パルスエネルギーを短時間で主放電部に
注入することが重要となり、これに適したエネルギーの
大部分は、第2図中実線にて示す経路22により、ピー
キングコンデンサ6a,6bから主放電部(主電極1a
.lb)に供給される。このようにピーキングコンデン
サ6a,6bから主放電部に注入されるエネルギーの立
上がりを早くするには、その経路22のインダクタンス
を低くすることが要求されるが、第2図に示すような従
来の構造では、もはや一層の低インダクタンス化を図る
ことは不可能であり、従ってより早い立上がりの電圧・
電流を得ることはできなかった。
一方、第2図中2点鎖線にて示す経路23により、励起
回路13から主放電部に直接供給されるエネルギーは、
回路のインピーダンスが相対的に大きく、なだらかな立
上がりも持った波形となり、高ピークパワーのレーザ光
を得るには余り寄与しないばかりか、主放電部の持続グ
ロー電圧を持」二げ、アーキングの原因となっている。
さらに、放電部を収納するタンク10の寸法は、ファン
8や熱交換器9の寸法やレーザガス循環に必要な断面積
などに左右される他、高電圧部である陰極側の電位片3
の端部Bとタンク10との絶縁距離を確保するために大
型化するという欠点もあった。なお、これに対し、陽極
側の電位板5は、ほぼアース電位であるため、絶縁的に
問題とならない。
本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するため
に提案されたものであり、その目的は、ピーキングコン
デンサから主放電部に流れ込む電流を急峻にすることに
より、放電が安定・高密度化され、高ピークパワーのレ
ーザ光を得られるようなパルスレーザ装置を提供するこ
とである。また、放電部をコンパクト化することにより
、装置を小型化することも目的の一つである。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明によるパルスレーザ装置は、少なくとも一方の主
電極の両側に設けるピーキングコンデンサを、その中心
軸が主電極の軸方向と直交するように配置し、且つその
軸方向の一端にて主電極の側面に固定したことを特徴と
している。
(作用) オ発明のパルスレーザ装置においては、ピーキングコン
デンサを主電極の側面に直接固定することにより、ピー
キングコンデンサから主放電部に流入するエネルギーの
経路を低インダクタンス化できるため、電流を急峻化で
きる。
また、高電圧側のピーキングコンデンサを主電極の側面
に直接固定した場合、高電圧側の構成をコンパクト化で
き、装置を小型化できる。
(実施例) 以下に、本発明によるパルスレーザ装置の一実施例を、
第1図を参照して具体的に説明する。なお、第2図に示
した従来技術と同一部分には同一符号を付している。
第1図に示す実施例において、主電極1a,1bは、光
軸2を中心として対向配置されている。
陰極側の主電極1aは、背面の絶縁板4に固定され、陽
極側の主電極1bは、電位板5に固定されており、陰極
側の絶縁板4と陽極側の電位板5は、光軸2方向の両端
に設けられたエンドプレート(図示せず)に固定されて
いる。
そして、陰極側の主電極1aの両側には、陰極側のピー
キングコンデンサ6aが、その中心軸が主電極の軸方向
と直交するように配置され、且つその軸方向の一端にて
陰極側の主電極1aの側面に固定されている。一方、陽
極側の主電極1bの両側には、陽極側のピーキングコン
デンサ6bが、従来と同様、その中心軸が主電極の軸方
向と平行となるように配置され、陽極側の電位板5に固
定されている。陰極側のピーキングコンデンサ6aの主
電極1aと逆側の端面、及び陽極側のピーキングコンデ
ンサ6bの先端面には、予備電離用電極7a,7bがそ
れぞれ固定され、微小ギャップを挟んで対向配置されて
おり、対向するピーキングコンデンサ6a,6b同士が
同軸となっている。
なお、以上の放電部以外の構成は従来技術と全く同様と
されている。即ち、主電極1a,lb間のレーザガスを
循環し、冷却するためのファン8及び熱交換器9は、陽
極側の電位板5の背面の空間に配置されている。また、
主電極1a,lbから熱交換器9に至る構成は全て、レ
ーザガスを充填したタンク10内に収納され、このタン
ク10外部に、コンデンサ11、サイラトロン12を備
えた励起回路13が配置されている。そして、陰極側の
電位片3及び陽極側の電位板5は、それぞれ貫通端子1
4a.14bを介して励起回路l3に接続されている。
以上のような構戊を有する本実施例のパルスレーザ装置
において、パルス放電を行う際には、励起回路13にて
、放電部に電圧を印加する。すると、予備電離用電極7
a,7b間のギャップが非常に小さいため、予備電離用
電極7a,7b間においてわずかな電圧によって放電が
開始する。この結果、放電部に印加された電荷は、陽極
側の貫通端子14b一陽極側の電位板5一陽極側のピー
キングコンデンサ6b→陽極側の予備電離用電極7b=
陰極側の予備電離用電極7a→陰極側のピーキングコン
デンサ6a→陰極側の主電極1a一陰極側の貫通端子1
4aという経路(第1図中破線にて示す経路24・右側
のみ図示)を通り、予備電離用電極7a,7b間で微小
アーク放電(従って予備電離)を行いながら、ピーキン
グコンデンサ5a,5bを充電する。
そして、ピーキングコンデンサ6a,6bに電荷が蓄積
され、主電極1a,lb間にかかる電圧が放電開始電圧
に達すると、主電極1a,lb間でグロー放電が開始す
る。このように、主電極1a,lb間で放電が開始する
と、主電極1a,lb間のギャップインピーダンスが急
激に小さくなり、今までピーキングコンデンサ6a,6
bに蓄えられた電荷が、陽極側のピーキングコンデンサ
6b=陽極側の電位板5一陽極側の主電極1b−陰極側
の主電極1a一陰極側のピーキングコンデンサ6a→陰
極側の予備電離用電極7a一陽極側の予備電離用電極7
bという経路(第1図中実線にて示す経路25・右側の
み図示)を通って、主電極1a.lb間の放電空間に供
給される。一方、この時、励起回路13からも、陽極側
の貫通端子14b→陽極側の電位板6一陽極側の主電極
1b=陰極側の主電極1a一陰極側の貫通端子14aと
いう経路(第1図中2点鎖線にて示す経路26)によっ
て電荷が供給される。
以下に、本実施例の作用効果を説明する。
即ち、本実施例においては、特に、陰極側のビーキング
コンデンサ6aを、陰極側の主電極1aの側面に直接固
定しているため、電位片3を介して固定していた従来例
と比べて、ピーキングコンデンサ6aから主電極間放電
部に流れ込む電流路の面積を小さくできる。このことは
、第1図及び第2図における電流経路21.24を比較
すれば明らかである。このように、電流路の面積が小さ
くなると、回路のインダクタンスが、面積の縮小割合に
ほぼ比例して小さくなるため、その分だけ急峻な電流パ
ルスを得ることができる。従って、本実施例においては
、従来に比べて安定で高密度の放電を得られ、高ピーク
パワーのレーザ光を得られるという利点がある。
これに対し、励起回路13から主放電部に流れ込む電流
については、前記構戊だけでは改善できないが、前記構
成に加えて、例えば、励起回路13のコンデンサ11と
ピーキングコンデンサ6a,6bの容量比を適切に選択
し、或いは線路の低インダクタンス化を果すことによっ
て改善することが可能である。
また、陰極側のピーキングコンデンサ6aを陰極側の主
電極1aの側面に取付けているため、第2図の従来例で
使用していた主電極1aとピーキングコンデンサ6aと
を連結する電位片3が不要となっている。この結果、高
電圧部の構成をコンパクトにできるため、タンク10の
寸法を小さくできる。即ち、従来列においては、ピーキ
ングコンデンサ6aを主電極1aと平行に配置していた
関係上、ピーキングコンデンサ6aと主電極1aとを、
絶縁的に充分な寸法だけ離して配置する必要があり、そ
のため、両者を取付ける電位片3の端部B(第2図)、
即ち高電圧部の端部が大きく突出していた。これに対し
、本実施例においては、ピーキングコンデンサ6aを主
電極1aと直交方向に配置し、且つ主電極1aの側面に
直接固定していることから、ピーキングコンデンサ6a
と主電極1aこの間の絶縁距離が不要となり、ほぼその
分だけ、ピーキングコンデンサ6aの先端部A(第1図
)、即ち高電圧部の端部の突出寸法が小さくなっている
。これに対し、高電圧部とタンク10との間に必要な絶
縁距離は等しいため、本実施例においては、高電圧部の
端部の突出寸法が縮小された分だけ、タンク10の寸法
を小さくでき、従って、パルスレーザ装置全体の小型化
に貢献できる。
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく
、例えば、陰極側のピーキングコンデンサ6aを陰極側
の主電極1aの側面に固定する代りに、陽極側のピーキ
ングコンデンサ6bを陰極側の主電極1bの側面に固定
しても同様な効果が得られることは明らかである。なお
、この場合、陽極側の電位板5はほぼアース電位である
から、タンク10との間にほとんど絶縁距離は不要であ
り、従って、タンク10の小型化の効果は余り期待でき
ない。さらに、陰極側と陽極側の両方のピキングコンデ
ンサ6a,6bを主電極1a,1bの側面に固定する構
成も勿論可能である。
[発明の効果コ 以上説明したように、本発明においては、ピキングコン
デンサの配置◆固定構造の改良により、ピーキングコン
デンサから主放電部に流入するエネルギーの経路を低イ
ンダクタンス化でき、電流を急峻化できるため、特に高
気圧CO2パルスレーザやエキシマレーザなどにおいて
、安定した高密度の放電を得られ、高ピークパワーのレ
ーザ光を得られるようなパルスレーザ装置を提供できる
また、高電圧側のピーキングコンデンサを主電極の側面
に直接固定した場合、高電圧側の構成をコンパクト化で
きるため、装置を小型化できるという効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるパルスレーザ装置の放
電部を示す断面図であり、第2図は従来のパルスレーザ
装置の放電部を示す断面図である。 1a・・・陰極側の主電極、1b・・・陽極側の主電極
、2・・・光軸、3・・・陰極側の電位片、4・・・絶
縁板、5・・・陽極側の電位板、6a・・・陰極側のビ
ーキングコンデンサ、6b・・・陽極側のピーキングコ
ンデンサ、7a・・・陰極側の予備電離用電極、7b・
・・陽極側の予備電離用電極、8・・・ファン、9・・
・熱交換器、10・・・タンク、12・・・サイラトロ
ン、13・・・励起回路、14a.14b・・・貫通端
子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一対の主電極と、主電極の両側に配置されたピーキング
    コンデンサ、及びピーキングコンデンサに接続された予
    備電離用電極を備え、主電極間にレーザガス媒体を流し
    、主電極間にて放電を行い、主電極側方にレーザ光を取
    出すパルスレーザ装置において、 少なくとも一方の主電極の両側に設けるピーキングコン
    デンサを、その中心軸が主電極の軸方向と直交するよう
    に配置し、且つその軸方向の端面を主電極の側面に固定
    したことを特徴とするパルスレーザ装置。
JP15043389A 1989-06-15 1989-06-15 パルスレーザ装置 Pending JPH0318072A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15043389A JPH0318072A (ja) 1989-06-15 1989-06-15 パルスレーザ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15043389A JPH0318072A (ja) 1989-06-15 1989-06-15 パルスレーザ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0318072A true JPH0318072A (ja) 1991-01-25

Family

ID=15496821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15043389A Pending JPH0318072A (ja) 1989-06-15 1989-06-15 パルスレーザ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0318072A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3353253B2 (ja) 気体パルスレーザーのプレイオン化装置
RU2446530C1 (ru) Импульсно-периодический газоразрядный лазер
US5434881A (en) Diffusion-cooled CO2 stripline laser having reduced ignition voltage
US4468776A (en) Reinjection laser oscillator and method
JPH0318072A (ja) パルスレーザ装置
JPS62249493A (ja) 自動予備電離エキシマレ−ザ装置
US4788691A (en) Method for the operation of a gas laser and a gas laser operated in accord therewith
JPH07183603A (ja) パルスガスレーザ装置
RU2017289C1 (ru) Устройство для накачки газового проточного лазера
JP2831807B2 (ja) パルスレーザ装置
JPH0535585B2 (ja)
JPS60187076A (ja) ガスレ−ザ装置
JP2753088B2 (ja) パルスガスレーザ発振装置
JPH0337318B2 (ja)
RU2064720C1 (ru) Газовый лазер
JPH0528514B2 (ja)
JPS6317578A (ja) 放電型レ−ザ装置の主放電電極
JPS62243379A (ja) 気体パルス・レ−ザ装置
JPH01214184A (ja) パルスレーザ発振装置
JPH07162060A (ja) ガスレ−ザ装置
JPH05327070A (ja) 放電励起型ガスレーザ装置
JPS63228681A (ja) ガスレ−ザ発振装置
JPH07183602A (ja) パルスガスレーザ装置
JPH05259555A (ja) 高繰返しパルスレーザ電極
JPH03148887A (ja) 予備電離放電励起型ガスレーザ装置