JPH0388374A - 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】 Ｃ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６
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ーザ管である。このレー
ザ管１には開口部２が形成され、この開口部２は蓋体３
によって閉塞されている。

上記レーザ管１内には主電極を構成する陰極４と陽極５
とが離間対向して配設されている。上記陰極４は上記蓋
体３の内面に取付けられ、上記陽極５は矩形状の取付板
６上に取付けられている。

上記陰極４の両側には予備電離電極と、しての上部ピン
電極７が配設され、上記陽極５の両側には同じく予備電
離電極としての下部ピン電極８が上記取付板６に下端を
固定して配設されている。上記上部ピン電極７の下端と
上記下部ピン電極８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７は上記蓋体３を気密に貫通し、外部
に突出した端部には波形整形のためのピーキングコンデ
ンサ９の一端が接続されている。

さらに、上記陰極４には第１のリード線１１の一端が接
続されている。この第１のリード線１１の他端は上記蓋
体３を気密に貫通し、上記上部ピン電極７の突出端とと
もに高圧電源１２のマイナス側に接続されている。

上記ピーキングコンデンサ９はエポキシ系の樹脂で作ら
れているため、ハロゲンガスが混合されたエキシマレー
ザのガスレーザ媒質内、つまりレーザ管１内に配置する
と、ハロゲンガスと反応して早期に劣化するばかりか、
エポキシ系の樹脂がガス化してレーザ出力の低下を招く
などのことが生じる。そこで、上記ピーキングコンデン
サ９は上述したようにレーザ管１の外部に設けるように
している。

上記取付板６には第２のリード線１３の一端が接続され
ている。この第２のリード線１３の他端はレーザ管１の
周壁を気密に貫通し、上記高圧電源１２のアースされた
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１４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１５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
１２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７と下部ピン電極８との対向する端面間で放電
が生じ、ＵＶ光（紫外光）が発生する。そのＵＶ光は陰
極４と陽極５との間の放電空間部を予備電離する。放電
空間部の予備電離が進み、陰極４と陽極５との間の電圧
が高くなると、これら電極４．５間で主放電が発生し、
レーザ光が放電方向と直交する方向に出力されることに
なる。

ところで、レーザ光を励起するためには陰極４と陽極５
との間に瞬時に多量の電気エネエルギを注入する必要が
あり、効率良くレーザ光を励起するためには陰極４と陽
極５間に流れる電流の立ち上がりを早くする必要がある
。その立ち上がりの早さは、主に陰極４、陽極５、上下
ピン電極７．８およびピーキングコンデンサ９とで形成
される放電回路のインダクタンスの大きさによって決定
される。したがって、この放電回路の幾何学的長さをで
きるだけ短くしてそのインダクタンスを１０ｎＨ以下に
することが要求される。

しかしながら、上述したようにピーキングコンデンサ９
をレーザ管１の外部に配置しなければならない構造であ
ると、上記蓋体３に上部ピン電極７と第１のリード線１
１とを貫通させなければならないから、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ということがあった。

また、蓋体３をでき、るだけ薄くして放電回路の幾何学
的長さを短くシ、そのインダクタンスを小さくすること
も考えられる。しかしながら、発振効率を上げるために
はガスレーザ媒質の圧力を高くする必要があるから、耐
圧性の点から上記蓋体３をあまり薄くすることはできな
い。

（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はビーキングコンデ
サをレーザ管の外部に配置していたので、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
って発振効率の低下を招く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、陰極、陽極、予備電離電極およびピ
ーキングコンデンサで形成される放電回路の幾何学的長
さを短くしてそのインダクタンスを小さくすることがで
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
するためにこの発明は、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、この主電極の陰極側と陽極側
とにそれぞれ設けられ上記主電極の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電極と、この予備
電離電極に接続された波形整形のためのピーキングコン
デンサと、上記主電極に電気エネルギを供給するための
高圧電源とを具備し、上記主電極の少なくとも一方の電
極、ピーキングコンデンサおよび上記一方の電極側に位
置する予備電離電極とを一体的に結合するととともに、
これらを上記一方の電極と予備電離電極との一部を露出
させた状態でガスレーザ媒質に侵されないプラスチック
スによって被覆する。

このような構成とすれば、ピーキングコンデンサをガス
レーザ媒質の影響を受けることなくレーザ管内に配置で
きるから、放電回路の幾何学的長さを短＜シ、そ９イン
ダクタンスも小さくすることができる。

（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、このエキシマレーザはレーザ管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。また、レー
ザ管２１の周壁にはフランジ２２によって囲まれた開口
部２３が形成され、この開口部２３は上記フランジ２２
に接合固定された蓋体２４によって閉塞されている。

上記レーザ管２１内には主電極を形成する陰極２５と陽
極２６とが離間対向して配設されている。

上記陰極２５は、金属などの導電性の材料で断面Ｔ字状
に形成された結合体２７の垂直辺２７ｇの下端面に第２
図に示すように両切りの第１のねじ２８によって電気的
に導通した状態で取付は固定されている。この結合体２
７の水平辺２７ｂの両端部下面にはそれぞれピーキング
コンデンサ２つの一端が両切りの第２のねじ３１によっ
て電気的に導通した状態で取付は固定されている。なお
、上記結合体２７の垂直辺２７ａと水平辺２７ｂとは第
３のねじ３２によって結合されている。

各ピーキングコンデンサ２９の他端面には予備電離電極
である上部ピン電極３３がその上端部をねじ込み結合し
て設けられている。この結合体２７には第１のリード線
３４の一端が接続されている。

この第１のリード線３′４は上記蓋体２４に形成された
第１の挿通部３５から気密に導出され、高圧電源３６の
マイナス側に接続されている。

上記結合体２７によって一体化された陰極２５、ピーキ
ングコンデンサ２９および上部ピン電極３３は、上記陰
極２５の放電面２５ａと上部ピン電極３３の下端部とが
露出する状態で化学的に不活性で、とくに耐ハロゲン性
に優れたＰＶＤＦ（ポリぷり化ビニリデン）などのプラ
スチックス３７によって被覆されている。

上記陽極２６は金属などの導電性の材料からなる矩形状
の取付は板３８上に取付は固定されている。上記陰極２
６の両側には、上端面を上記上部ピン電極３３の下端面
に離間対向させて予備電離電極としての下部ビン電極３
つが立設されている。

上記取付は板３８には第２のリード線４１の一端が接続
されている。この第２のリード線４１の他端は上記レー
ザ管２１に形成された第２の挿通部４２から外部へ気密
に導出されて上記高圧電源３６のアースされたプラス側
に接続されている。

また、レーザ管２１内にはガスレーザ媒質を循環させる
ための送風機４３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４４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２９をＰＶＤＦなとのプラスチックス３
７によって被覆したため、このピーキングコンデンサ２
９をハロゲンガスを混合したガスレーザ媒質が循環する
レーザ管２１内に配置しても、そのピーキングコンデン
サ２９がハロゲンガスによって劣化させられたり、ガス
化させられるのが防止される。

ピーキングコンデンサ２９をレーザ管２１内に設けるこ
とができれば、蓋体２４には第１のリード線３４だけを
貫通させればよく、上部ピン電極３３は貫通させずにす
む。それによって、陰極２５、陽極２６、ピーキングコ
ンデンサ２９および上下部ビン電極３３．３９がなす放
電回路の幾何学的回路長を短くし、そのインダクタンス
を小さくすることができるから、陰極２５と陽極２６と
の主放電部に流れる電流の立ち上がりを早くして発振効
率を向上させることができる。

実験によれば、上述した構成とすることで放電回路長を
２０％以上短くでき、それによってそのインダクタンス
を２０〜３０％低減し、発振効率をｌＯ％程度増加させ
ることができた。また、放電も安定化させることができ
た。

また、蓋体２４には第１のリード線３４だけを気密に挿
通すればよいため、上下部ビン電極３３．３９も挿通し
なければならなかった従来に比べて蓋体２４の構成を簡
略化することができる。しかも、陰極２５、ピーキング
コンデンサ２つおよび上部ビン電極３３を一体化してプ
ラスチックス３７によって被覆したことにより、高電圧
が印加される箇所の多くの部分が絶縁されるから、高圧
絶縁しなければならない箇所が大幅に減り、装置の小型
化を計ることができる。

第３図はこの発明の第２の実施例を示す。この実施例は
板状をなした結合体４５が用いられている。この結合体
４５の下端面には陰極２５が図示しない両切りのねじに
よって取付は固定され、両側面にはそれぞれピーキング
コンデンサ２９の一端が両切りのねじ（図示せず）によ
って取付は固定されている。これらピーキングコンデン
サ２つの他端面には上部ピン電極３３の偏平状に成形さ
れた一端がねじ４６によって取付は固定されている。そ
して、これら陰極２５、ピーキングコンデンサ２９およ
び上部ピン電極３３が上記第１の実施例と同様合成樹脂
３７によって被覆するようにした。

第４図はこの発明の第３の実施例を示す。この実施例は
陰極２５の両側面にそれぞれピーキングコンデンサ２９
の一端を両切りのねじ４７によって取付は固定するとと
もに、上記ピーキングコンデンサ２９の偏平状に成形さ
れた他端に上部ピン電極３３の一端をねじ４８によって
取付は固定し、そしてこれらを上記第１の実施例と同様
プラスチックス３７によって被覆するようにした。

第５図はこの発明の第４の実施例を示す。この実施例は
第３図に示す第２の実施例とほぼ同じで構成であるが、
ピーキングコンデンサ２９の他端面には一端にねじ込み
ソケット５１が設けられた導電体５２の他端がねじ込み
などの手段によって接続されている。上記ねじ込みソケ
ット５１はピーキングコンデンサ２９などを被覆したプ
ラスチックス３７の下端面に露出している。そして、上
部ピン電極３３はその上部に形成されたねじ部３３ａを
上記ソケット５１にねじ込み結合するようにした。この
ようにすれば、上部ピン電極３３の微小な長さ調整が可
能となる。

また、上記各実施例では陰極側だけを合成樹脂で被覆し
たが、陽極側にもピーキングコンデンサが設けられる中
間電位タイプの場合には陽極側も上記各実施例のように
プラスチックスで被覆すれば、陰極側と同様放電回路の
幾何学的長さを短くすることができる。さらに、ピーキ
ングコンデンサを被覆するプラスチックスとしてはＰＶ
ＤＦに代わり他のふっ素糸のプラスチックスであっても
よく、要はガスレーザ媒質に侵されず、とくにエキシマ
レーザにあっては耐ハロゲン性に優れた特性を有するも
のであればよい。

［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
陽極との少なくとも一方の電極とピーキングコンデンサ
および上記一方の電極側に設けられる予備電離電極とを
一体的に結合するととともに、これらをガスレーザ媒質
に侵されないプラスチックスで被覆した。したがって、
上記ピーキングコンデンサをレーザ管内に配置して放電
回路の幾何学的長さを短くすることができるので、それ
によってインダクタンスを小さくして発振効率第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、ピーキングコンデンサおよび上
部ピン電極を一体化した構成図、第３図乃至第５図はそ
れぞれこの発明の第２乃至第４の実施例を示す陰極、ピ
ーキングコンデンサおよび上部ピン電極を一体化した構
成図、第６図は従来のガスレーザ装置の断面図である。

２１・・・レーザ管、２５・・・陰極、２６・・・陽極
、２９・・・ピーキングコンデンサ、３３・・・上部ピ
ン電極、３７・・・プラスチフス、３９・・・下部ビン
電極。

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
   、この主電極の陰極側と陽極側とにそれぞれ設けられ上
   記主電極の放電に先立って放電空間部を予備電離するた
   めの予備電離電極と、この予備電離電極に接続された波
   形整形のためのピーキングコンデンサと、上記主電極に
   電気エネルギを供給するための高圧電源とを具備し、上
   記主電極の少なくとも一方の電極、ピーキングコンデン
   サおよび上記一方の電極側に位置する予備電離電極とを
   一体的に結合するととともに、これらを上記一方の電極
   と予備電離電極との一部が露出する状態でガスレーザ媒
   質に侵されないプラスッチックスによって被覆してなる
   ことを特徴とするガスレーザ装置。