JPH03250676A - 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） たとえば、エキシマレーザなどのガスレーザ装置は、ガ
スレーザ媒質が封入されたレーザ管内に、高圧電源から
電気エネルギが供給されることによって主放電を発生す
る主電極やその主放電の波形を成形するためのピーキン
グコンデンサなどが設けられている。

このようなガスレーザ装置において、主放電が繰返して
点弧されると、ガスレーザ媒質の一部が分解してその成
分が変化することが避けられない。

そのため、長時間にわたって発振を繰返すと、出力が低
下したり、ついにはレーザ光が発振しなくなるなどのこ
とが生じる。

このようなことをなくすため、ガスレーザ媒質を少量ず
つ入れ替えたり、ガスレーザ媒質の分解を抑える成分を
混合したり、分解したガスレーザ媒質を触媒によって元
に戻すなどのことが行われている。さらに、レーザ管や
主電極などの金属材料は、ベーキング処理を施すことで
、表面に付着した不純物や不純ガスを事前に排除し、ガ
スレーザ媒質中に不純ガスが発生するのを防いでいる。

そして、これらの手段により、レーザ発振の出力が長期
間にわたって低下することがないようにしている。

ところで、このような手段を講じても、レーザ管内に設
けられるピーキングコンデンサはエポキシ樹脂などの有
機物で作られているため、主放電によって発生する紫外
線、イオン、電子あるいは熱などと化学反応を起こす。

それによって、ピーキングコンデンサを形成するエポキ
シ樹脂などの有機物からは不純ガスが発生するから、そ
の不純ガスによってレーザ出力の低下を招くということ
が生じる。

ピーキングコンデンサからの不純ガスの発生を防止する
ため、その表面にセラミックスなどの無機物をコーティ
ングするということが行われている。しかしながら、セ
ラミックスとエポキシ樹脂とでは熱膨脹率が異なるから
、セラミクスが割れてエポキシ樹脂が露出してしまうと
いうことがある。さらに、ピーキングコンデンサは発熱
するため、熱伝導率の悪いセラミックスでコーティング
すると、放熱性が悪くなるということもある。

（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、ピーキ
ングコンデンサから不純ガスが発生してレーザ出力の低
下を招くということがあり、それを防止するためにピー
キングコンデンサの表面を無機物でコーティングすると
、熱膨脹率の違いによって無機物が割れたり、放熱性が
悪くなるなどのことがある。

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、ピーキングコンデンサの表面に無機
物をコーティングせずに、不純ガスの発生を防止できる
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
するためのこの発明は、ガスレーザ媒質が封入されたレ
ーザ管と、このレーザ管内に配設された主電極と、上記
レーザ管内に設けられ上記主電極で発生する主放電の波
形を成形するためのピーキングコンデンサとを具備した
ガスレーザ装置において、上記ピーキングコンデンサは
無機物によって形成された密閉容器内に収容する。

このような構成によれば、ピーキングコンデンサが主放
電によって発生する紫外線、イオン、電子あるいは熱な
どと化学反応を起こすのが防止されるから、不純ガスが
発生することがない。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図乃至第２図を参照し
て説明する。第２図に示すガスレーザ装置はガスレーザ
媒質が封入されたレーザ管１を備えている。このレーザ
管１内には金属製の上部保持板２と下部保持板３とが上
下方向に離間対向して配設されている。各保持板２．３
の対向する面には、主電極を形成する陽極４と陰極５と
がそれぞれ電気的に導通した状態で取付は固定されてい
る。上記陰極５の上面には、その幅方向に離間した複数
の溝５ａが長手方向に沿って形成され、これら溝５ａに
は予備電離手段としてのコロナ電極６が設けられている
。このコロナ電極６は、金属ワイヤ６ａを石英ガラスな
どの誘電体６ｂ内に挿通して形成され、上記金属ワイヤ
６ａは上記陽極４に電気的に接続されている。

上記下部保持板３の一側には複数のピーキングコンデン
サ９がそれぞれ密閉容器８に収容されて配置されている
。つまり、ピーキングコンデンサ９を収容した複数の密
閉容器８が下部保持板３の長手方向に沿って所定間隔で
設置されている。

上記密閉容器８は第１図に示すように上記下部保持板３
の一部が底板１０を兼ねている。その底板１０となる部
分の上面には、断面り字状のコバール（ｊｔＫＯＶ）製
のリング１１が一辺を気密に固着して設けられている。

このリング１１の他辺には、下端面が開口したカップ状
に形成された壁体１２が、その周壁１．２　ａの下端を
一体的に気密に固定して設けられている。この壁体１２
は、コバールと熱膨張率の近い材料であり、かつ無機物
であるガラスによって形成されている。また、壁体１２
の土部壁１２ｂの中央部分には開口部１２ｃが形成され
、この開口部１．２　ｃにはコバール製の導電板１３が
一体的に気密に設けられている。この導電板１３と上記
底板１０とはガラス製の上記壁体１２によって電気的に
絶縁されている。

さらに、上記底板１０には金属製の排気バイブ１４が接
続されている。つまり、密閉容器８は金属やガラスなど
の無機物で作られている。

なお、上記ピーキングコンデンサ９は、有機物であるエ
ポキシ樹脂によって形成された円柱状の樹脂部１５を有
し、この樹脂部］−５の両端面の中心部に電極体１６（
端子）が設けられている。そして、ピーキングコンデン
サ９は、電極体１６の一端面を上記底板１０（下部保持
板３）に電気的に導通させ、他端を導電板１３に電気的
に導通させて密閉容器８内に収容されている。つまり、
底板１０上に電極体］６の一端面を接触させてピーキン
グコンデンサ９を設置したならば、このピーキングコン
デンサ９に壁体１２を被せる。壁体１２の周壁１２ａの
下端にはリング１１が予め固定されている。したがって
、壁体１２をピーキングコンデンサ９に被せたのち、上
記リング１１を底板１０に接着あるいは溶接などの手段
で気密に固着することでピーキングコンデンサ９が密閉
容器８に収容される。

このように、ピーキングコンデンサ９を密閉容器８内に
収容したならば、排気バイブ１４に図示しない吸引ポン
プを接続して密閉容器８内を真空にする。そののち、密
閉容器８内に絶縁オイル、絶縁ガスあるいはシリコンゴ
ムなどの熱伝導率が高く、電気絶縁性の優れた充填材（
図示せず）を注入したならば、上記排気バイブ１４を封
止する。

上記上部保持板２の一側には上記下部保持板３に設けら
れた密閉容器８とほぼ同じ間隔で接続片１８がＬ字状に
折曲形成されている。これら接続片１８は上記密閉容器
８の上部壁１２ｂの中央部分に設けられた導電板１３に
電気的に接続されている。また、上記導電板１３と上記
下部保持板３とには高圧パルス電源１９が電気的に接続
されている。さらに、上記レーザ管１内には、その内部
に収容されたガスレーザ媒質を矢印方向に循環させる送
風機２１およびこの送風機２１によって循環させられる
ガスレーザ媒質を冷却するだめの熱交換器２２が設置さ
れている。

このように構成されたガスレーザ装置においては、高圧
パルス電源１９を作動させて陽極４と陰ｌ； 極５と府電気エネルギを与えると、まず陰極５とコロナ
電極部６ａとの間でコロナ放電が発生して陰極４と陽極
５との間の放電空間部が予備電離される。

放電空間部の予備電離が十分に進行すると、陽極４と陰
極５との間でピーキングコンデンサ９の容量に応じた波
形で主放電が点弧されるから、それによってガスレーザ
媒質が励起されてレーザ光が放電方向と直交する方向に
発生することになる。

このような放電が行われることで、レーザ管１内にはイ
オン、電子、紫外線などが発生する。これらイオン、電
子、紫外線などは、有機物であるピーキングコンデンサ
９のエポキシ樹脂で作られた樹脂部１５と化学反応して
不純ガスを発生する虞がある。しかしながら、上記ピー
キングコンデンサ９は無機物で作られた密閉容器８内に
気密状態で収容されているから、上記樹脂部１５が放電
によって発生したイオン、電子、紫外線などと化学反応
を起こして不純ガスが発生するということがない。した
がって、不純ガスが発生してレーザ出力が低下するのを
防止することができる。

また、放電を繰返すことによる発熱でピーキングコンデ
ンサ９が膨脹しても、その膨脹は密閉容器８内に充填さ
れた絶縁ガス、絶縁オイルあるいはシリコンゴムなどの
充填材１７によって吸収される。しかも、充填材は熱伝
導率がよいため、ビキングコンデンサ９で発生する熱を
効率よく放散させることができる。

第３図はこの発明の他の実施例を示す。すなわち、この
実施例は密閉容器８ａが複数のピーキングコンデンサ９
を一列に並べて収容することができる大きさに形成した
もので、その構成は１つのピーキングコンデンサ９を収
容する密閉容器８と同様底板１０（下部保持板３）、リ
ング１１、壁体１２、導電板１３からなるものであり、
上記一実施例と同様ピーキングコンデンサ９の化学反応
を防止することができる。

なお、第Ｓ図に示す実施例では密閉容器をピーキングコ
ンデンサが一列に収容できる大きさとしたが、二列に収
容できる大きさとしてもよく、その大きさはなんら限定
されるものでなく、さらに下部保持板３の一部を密閉容
器８の底板１０として利用したが、上記底板１０は下部
保持板３とは別の部材を用いるようにしてもよい。

また、密閉容器８の底板１０と導電板１３とを電気的に
絶縁するため、壁体１２をガラスで形成したが、ガラス
に代わり他の無機物からなる電気絶縁材料を用いるよう
にしてもよい。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明は、ガスレーザ媒質が封入さ
れたレーザ管内に配設されるピーキングコンデンサを、
無機物によって形成された密閉容器内に密封状態で収容
するようにした。したがって、レーザ管内での放電によ
ってイオン、電子、紫外線などが発生しても、無機物に
よって形成された密閉容器やその内部に収容されたピー
キングコンデンサが化学変化を起こして不純ガスを発生
するということがないから、安定したレーザ出力を長期
間にわたって維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すピーキングコンデン
サが収容された密閉容器の断面図、第２図は同じくガス
レーザ装置の構成図、第３図はこの発明の他の実施例を
示す密閉容器の断面図である。 １・・・レーザ管、４・・・陽極（主電極）、５・・・
陰極（主電極）　９・・・ピーキングコンデンサ、１０
・・・底板、１１・・・リング、１２・・・壁体、１３
・・・導電板。

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、このレーザ管
   内に配設された主電極と、上記レーザ管内に設けられ上
   記主電極で発生する主放電の波形を成形するためのピー
   キングコンデンサとを具備したガスレーザ装置において
   、上記ピーキングコンデンサは無機物によって形成され
   た密閉容器内に収容されていることを特徴とするガスレ
   ーザ装置。