JPH0337318B2 - - Google Patents
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- JPH0337318B2 JPH0337318B2 JP59259220A JP25922084A JPH0337318B2 JP H0337318 B2 JPH0337318 B2 JP H0337318B2 JP 59259220 A JP59259220 A JP 59259220A JP 25922084 A JP25922084 A JP 25922084A JP H0337318 B2 JPH0337318 B2 JP H0337318B2
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- auxiliary
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
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- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0971—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は横励起形ガスレーザ発振装置に関す
る。
る。
（従来の技術）
レーザ発振方向と放電励起方向とが交わる横励
起形ガスレーザの一つとしてTEA
（Transversaly Excited Atomosphric
Pressure）CO2レーザが知られている。この種の
レーザ発振器は従来第２図に示すような放電部に
なつていた。すなわち、レーザ媒質ガスを大気圧
程度の圧力に維持した容器１内に主放電電極とな
る陰極２と陽極３を所定の間隔をおいて対向配置
し、さらに陰極２の陽極３と対向する面側に複数
の溝４を形成し、銅線等の金属線５を石英ガラス
やその他のガラスなどからなるガラス管６で囲つ
た構造の補助電極７を上記金属線５が上記溝４の
エツジ部に近接するように放電部が構成されてい
る。また、上記各電極による放電を起こすために
次のような回路に構成されている。陰極２は第１
のインダクタンス８を通して主コンデンサ９の一
端に接続され、主コンデンサ９の他端は陽極３に
接続されて主放電回路１０が構成されている。主
コンデンサ９に充電するために、高電圧電源（図
示せず）に接続されている端子１１を有し、この
端子１１から第１の抵抗１２、スイツチ素子１３
および第２の抵抗１４を通して充電されるコンデ
ンサ１５で構成される充電回路１７が第２のイン
ダクタンス１８を介して上記主放電回路１０に接
続されている。一方、補助電極７は一つに集合さ
れて補助コンデンサ１９の一端に接続され、補助
コンデンサ１９の他端は主放電回路１０と共通に
なつて陽極３に接続され補助放電回路を構成して
いる。
起形ガスレーザの一つとしてTEA
（Transversaly Excited Atomosphric
Pressure）CO2レーザが知られている。この種の
レーザ発振器は従来第２図に示すような放電部に
なつていた。すなわち、レーザ媒質ガスを大気圧
程度の圧力に維持した容器１内に主放電電極とな
る陰極２と陽極３を所定の間隔をおいて対向配置
し、さらに陰極２の陽極３と対向する面側に複数
の溝４を形成し、銅線等の金属線５を石英ガラス
やその他のガラスなどからなるガラス管６で囲つ
た構造の補助電極７を上記金属線５が上記溝４の
エツジ部に近接するように放電部が構成されてい
る。また、上記各電極による放電を起こすために
次のような回路に構成されている。陰極２は第１
のインダクタンス８を通して主コンデンサ９の一
端に接続され、主コンデンサ９の他端は陽極３に
接続されて主放電回路１０が構成されている。主
コンデンサ９に充電するために、高電圧電源（図
示せず）に接続されている端子１１を有し、この
端子１１から第１の抵抗１２、スイツチ素子１３
および第２の抵抗１４を通して充電されるコンデ
ンサ１５で構成される充電回路１７が第２のイン
ダクタンス１８を介して上記主放電回路１０に接
続されている。一方、補助電極７は一つに集合さ
れて補助コンデンサ１９の一端に接続され、補助
コンデンサ１９の他端は主放電回路１０と共通に
なつて陽極３に接続され補助放電回路を構成して
いる。
（発明が解決しようとする課題）
上記のような構成では、パルス放電において次
のような問題点があつた。すなわち、補助電極７
と陰極２の表面間のパルス電圧印加によつて陰極
２の表面とガラス管６の表面との間に予備放電が
生じ、これが陰極２と陽極３との間に荷電粒子を
供給して主放電を開始する際に、上記両電極の間
隔が広い場合には上記主放電が起こらず、また反
対に、その間隔が狭い場合には両電極間で全面に
わたつてグロー放電からなる一様な主放電が誘起
されないと、局部的アーク放電が生じてしまうこ
とであつた。このことは上記のような構成では放
電を均一にして大断面積の放電空間を得るには限
度があることを示している。一方、レーザの出力
を増大することはレーザ出力を例えば半導体ウエ
ハの熱処理やあるいは部品や製品の品番を刻印す
るマーキング加工等のレーザ加工に利用する場合
には特に要望されることである。しかし、小さな
断面積のところで大出力を得ようとすると、放電
部の長さを長くし、放電部の体積を大きくとつて
その面側に設けた共振器ミラーなどを通して外部
にとり出すに当つて、小断面積で高出力ビームを
とり出すため共振器ミラー面でのパワー密度が大
きくなり、その面が損傷しやすくなる。このよう
なことは工業的にレーザを利用するに当つてレー
ザ装置の信頼性を失くしてしまうことになる。そ
こで、本発明は主放電を行う電極間の空間が大き
くとれ、より高いレーザ出力が得られる横励起形
ガスレーザ発振装置を提供することを目的とす
る。
のような問題点があつた。すなわち、補助電極７
と陰極２の表面間のパルス電圧印加によつて陰極
２の表面とガラス管６の表面との間に予備放電が
生じ、これが陰極２と陽極３との間に荷電粒子を
供給して主放電を開始する際に、上記両電極の間
隔が広い場合には上記主放電が起こらず、また反
対に、その間隔が狭い場合には両電極間で全面に
わたつてグロー放電からなる一様な主放電が誘起
されないと、局部的アーク放電が生じてしまうこ
とであつた。このことは上記のような構成では放
電を均一にして大断面積の放電空間を得るには限
度があることを示している。一方、レーザの出力
を増大することはレーザ出力を例えば半導体ウエ
ハの熱処理やあるいは部品や製品の品番を刻印す
るマーキング加工等のレーザ加工に利用する場合
には特に要望されることである。しかし、小さな
断面積のところで大出力を得ようとすると、放電
部の長さを長くし、放電部の体積を大きくとつて
その面側に設けた共振器ミラーなどを通して外部
にとり出すに当つて、小断面積で高出力ビームを
とり出すため共振器ミラー面でのパワー密度が大
きくなり、その面が損傷しやすくなる。このよう
なことは工業的にレーザを利用するに当つてレー
ザ装置の信頼性を失くしてしまうことになる。そ
こで、本発明は主放電を行う電極間の空間が大き
くとれ、より高いレーザ出力が得られる横励起形
ガスレーザ発振装置を提供することを目的とす
る。
（課題を解決するための手段と作用）
ガスレーザ媒質と、このガスレーザ媒質を封入
した容器と、上記ガスレーザ媒質中に対向配置さ
れ互いの対向面がほぼ平坦状の放電面に形成され
た陰極および陽極からなる主放電電極と、誘電体
で包囲された上記各放電面の近傍にこれら放電面
の全域にわたつて設けられた補助電極とを備えた
構成とし、陰極および陽極の両電極の近傍で予備
電離が均一な主放電が安定化する。
した容器と、上記ガスレーザ媒質中に対向配置さ
れ互いの対向面がほぼ平坦状の放電面に形成され
た陰極および陽極からなる主放電電極と、誘電体
で包囲された上記各放電面の近傍にこれら放電面
の全域にわたつて設けられた補助電極とを備えた
構成とし、陰極および陽極の両電極の近傍で予備
電離が均一な主放電が安定化する。
（実施例）
以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を説
明する。なお、第２図に示すものと同一部分には
同一符号を付し、説明は省略する。すなわち、第
１図において、容器１内に主放電電極である陰極
２および陽極２０が対向して配置されている。上
記陽極２０は陰極２とほぼ同様の形状からなる電
極体で、両電極ともその対向面はほぼ平坦状の放
電面に形成されている。この陽極２０の陰極２と
対向する側には陰極２と同様に、複数の溝４ａが
形成され、これら溝４ａのエツジ部に補助電極７
ａである金属線５がそれぞれ近接して設けられて
いる。一方の各補助電極７は一つに集合されて陽
極２０に接続されている補助コンデンサ１９に接
続されている。また、他方の補助電極７ａは同じ
く一つに集合され陰極２に接続されている補助コ
ンデンサ２１に接続されている。上記補助電極
７、補助コンデンサ１９および陽極２０で構成さ
れる第１の補助放電回路２２ａと、補助電極７
ａ、補助コンデンサ２１および陰極２で構成され
る第２の補助放電回路２２ｂにはそれぞれ切換手
段２３ａ，２３ｂが接続され、上記各回路に分岐
されて設けられている第３のインダクタンス２４
ａ，２４ｂを上記各回路にそれぞれ組込めるよう
になつている。一方、陰極２および陽極２０間で
起こされる主放電用に上記第２図に示すものと同
様の主放電回路１０および充電回路１７が構成さ
れ、上記補助回路２２ａおよび２２ｂは主放電回
路１０における陰極２と陽極２０に接続されてい
る線にそれぞれ共通になつてそれぞれの補助回路
を構成している。
明する。なお、第２図に示すものと同一部分には
同一符号を付し、説明は省略する。すなわち、第
１図において、容器１内に主放電電極である陰極
２および陽極２０が対向して配置されている。上
記陽極２０は陰極２とほぼ同様の形状からなる電
極体で、両電極ともその対向面はほぼ平坦状の放
電面に形成されている。この陽極２０の陰極２と
対向する側には陰極２と同様に、複数の溝４ａが
形成され、これら溝４ａのエツジ部に補助電極７
ａである金属線５がそれぞれ近接して設けられて
いる。一方の各補助電極７は一つに集合されて陽
極２０に接続されている補助コンデンサ１９に接
続されている。また、他方の補助電極７ａは同じ
く一つに集合され陰極２に接続されている補助コ
ンデンサ２１に接続されている。上記補助電極
７、補助コンデンサ１９および陽極２０で構成さ
れる第１の補助放電回路２２ａと、補助電極７
ａ、補助コンデンサ２１および陰極２で構成され
る第２の補助放電回路２２ｂにはそれぞれ切換手
段２３ａ，２３ｂが接続され、上記各回路に分岐
されて設けられている第３のインダクタンス２４
ａ，２４ｂを上記各回路にそれぞれ組込めるよう
になつている。一方、陰極２および陽極２０間で
起こされる主放電用に上記第２図に示すものと同
様の主放電回路１０および充電回路１７が構成さ
れ、上記補助回路２２ａおよび２２ｂは主放電回
路１０における陰極２と陽極２０に接続されてい
る線にそれぞれ共通になつてそれぞれの補助回路
を構成している。
次に上記の構成による作用について述べる。
先ず、あらかじめ端子１１を介して供給された
高電圧を第１、第２の抵抗１２，１４を通してコ
ンデンサ１５に充電される電荷はスイツチ素子１
３の閉成により第２のインダクタンス１８と主コ
ンデンサ９に電荷が充電されて移行する。主コン
デンサ９の充電電圧が高圧になるにつれて、補助
電極７と陰極２との間および補助電極７ａと陽極
２０との間には石英ガラス６を通して高い電圧が
パルス的に印加される。これによりコロナ放電が
生じ、強力な紫外線が補助電極７，７ａのほぼ全
面から放射される。上記コロナ放電は各金属線５
と各溝４のそれぞれのエツジ部との間で生じる。
この紫外線の放射で陰陽両電極２，２０の近傍の
レーザ媒質がイオン化される。すなわち、陰・陽
両電極２，２０が対向している空間は陰、陽両電
極のほぼ全面からの強力な紫外線照射によつて均
一に予備電離される。一方主コンデンサ９には充
電されたパルス電圧が益々増加しつつあるので、
十分な強い電界が陰、陽両電極間に生じ、上記の
ように予備電離された対向空間には上記両電極か
ら放電入力が注入され容器１内に封入されている
レーザ媒質ガスはレーザ励起され、陰、陽両電極
２，２０の対向空間を通して対向配置されている
共振器ミラー（図示せず）の間には強力なレーザ
パルスの発振が起る。
高電圧を第１、第２の抵抗１２，１４を通してコ
ンデンサ１５に充電される電荷はスイツチ素子１
３の閉成により第２のインダクタンス１８と主コ
ンデンサ９に電荷が充電されて移行する。主コン
デンサ９の充電電圧が高圧になるにつれて、補助
電極７と陰極２との間および補助電極７ａと陽極
２０との間には石英ガラス６を通して高い電圧が
パルス的に印加される。これによりコロナ放電が
生じ、強力な紫外線が補助電極７，７ａのほぼ全
面から放射される。上記コロナ放電は各金属線５
と各溝４のそれぞれのエツジ部との間で生じる。
この紫外線の放射で陰陽両電極２，２０の近傍の
レーザ媒質がイオン化される。すなわち、陰・陽
両電極２，２０が対向している空間は陰、陽両電
極のほぼ全面からの強力な紫外線照射によつて均
一に予備電離される。一方主コンデンサ９には充
電されたパルス電圧が益々増加しつつあるので、
十分な強い電界が陰、陽両電極間に生じ、上記の
ように予備電離された対向空間には上記両電極か
ら放電入力が注入され容器１内に封入されている
レーザ媒質ガスはレーザ励起され、陰、陽両電極
２，２０の対向空間を通して対向配置されている
共振器ミラー（図示せず）の間には強力なレーザ
パルスの発振が起る。
主放電用の対向する二つの電極、すなわち陰極
側と陽極側の両方の対向面のほぼ全面に予備励起
用の紫外線パルス発生手段を設けた構成にしたこ
とにより、両電極が対向する空間の全域が均一に
しかも十分に予備電離することができるようにな
つた。したがつて、上記対向する空間を従来より
広げることが可能となり、また、その空間の間隔
を狭めても予備電離の強さが増し、十分空間に電
離荷電粒子が帯留してから放電されるので、主放
電のパルス幅をより広くしてもアーキングなどの
不都合な放電に移行することがなくなつた。パル
ス幅が広くできるようになつたことにより、ピー
ク出力の低い、しかもエネルギの大きなパルス発
振をも実現できるようになり、例えば比較的広い
面積をもつ加工物に対して１パルスで熱処理を完
了でき、生産能率の向上に寄与するなど実用的な
効果が得られた。
側と陽極側の両方の対向面のほぼ全面に予備励起
用の紫外線パルス発生手段を設けた構成にしたこ
とにより、両電極が対向する空間の全域が均一に
しかも十分に予備電離することができるようにな
つた。したがつて、上記対向する空間を従来より
広げることが可能となり、また、その空間の間隔
を狭めても予備電離の強さが増し、十分空間に電
離荷電粒子が帯留してから放電されるので、主放
電のパルス幅をより広くしてもアーキングなどの
不都合な放電に移行することがなくなつた。パル
ス幅が広くできるようになつたことにより、ピー
ク出力の低い、しかもエネルギの大きなパルス発
振をも実現できるようになり、例えば比較的広い
面積をもつ加工物に対して１パルスで熱処理を完
了でき、生産能率の向上に寄与するなど実用的な
効果が得られた。
なお、切換手段２３ａ，２３ｂの選択により、
補助回路２２ａ，２２ｂに第３のインダクタンス
２４ａ，２４ｂを組込んで電圧印加するようにす
れば振動する高電圧が補助電極７，７ａに印加で
きより一層均一放電を生じさせることができる。
補助回路２２ａ，２２ｂに第３のインダクタンス
２４ａ，２４ｂを組込んで電圧印加するようにす
れば振動する高電圧が補助電極７，７ａに印加で
きより一層均一放電を生じさせることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２
図は従来例を示す構成図である。 １……容器、２……陰極、７，７ａ……補助電
極、１０……主放電回路、１７……充電回路、２
０……陽極、２２ａ，２２ｂ……補助放電回路。
図は従来例を示す構成図である。 １……容器、２……陰極、７，７ａ……補助電
極、１０……主放電回路、１７……充電回路、２
０……陽極、２２ａ，２２ｂ……補助放電回路。
Claims (1)
- １ ガスレーザ媒質を封入した容器と、このガス
レーザ媒質中に対向配置され互いの対向面がほぼ
平坦状の複数の放電面になるように放電面間を溝
に形成した陰極および陽極からなる主放電電極
と、金属線を包囲した誘電体を有し上記金属線を
上記溝のエツジ部にそれぞれ近接して設けられた
複数の補助電極とを備えたことを特徴とする横励
起形ガスレーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25922084A JPS61137380A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 横励起形ガスレ−ザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25922084A JPS61137380A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 横励起形ガスレ−ザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61137380A JPS61137380A (ja) | 1986-06-25 |
| JPH0337318B2 true JPH0337318B2 (ja) | 1991-06-05 |
Family
ID=17331068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25922084A Granted JPS61137380A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 横励起形ガスレ−ザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61137380A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06105807B2 (ja) * | 1986-05-08 | 1994-12-21 | 三菱電機株式会社 | レ−ザ励起装置 |
| JP2757198B2 (ja) * | 1989-01-30 | 1998-05-25 | 三菱電機株式会社 | ガスレーザ装置 |
| US4953174A (en) * | 1989-10-23 | 1990-08-28 | Hughes Aircraft Company | Preionization electrode for pulsed gas laser |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5788789A (en) * | 1980-09-22 | 1982-06-02 | Kraftwerk Union Ag | High energy laser |
| JPS57210678A (en) * | 1981-05-13 | 1982-12-24 | Battelle Institut E V | Laser radiation generator |
| JPS5848485A (ja) * | 1981-09-16 | 1983-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | パルスレ−ザ発振器 |
-
1984
- 1984-12-10 JP JP25922084A patent/JPS61137380A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5788789A (en) * | 1980-09-22 | 1982-06-02 | Kraftwerk Union Ag | High energy laser |
| JPS57210678A (en) * | 1981-05-13 | 1982-12-24 | Battelle Institut E V | Laser radiation generator |
| JPS5848485A (ja) * | 1981-09-16 | 1983-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | パルスレ−ザ発振器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61137380A (ja) | 1986-06-25 |
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