JPH04133370A - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、励起用主放電を形成するために陰極と陽極
とが対向してなる主放電！極を有するガスレーザ装置に
関するものである。

［従来の技術］ 第３図は従来のエキシマレーザ装置を示す概略構成図で
あり、図において（１）は陰極、（２）は陰極（１）と
所定の間隙をもって配置され、陰極（１）とともに主放
電電極を構成する陽極、（３）は充電用高圧電源、（４
）は一端を充電用高圧電源（３）に接続し、他端を陰極
（１）に接続する充電用コンデンサｃ＋、（５）は一端
を陰極り１）に接続し、他端を陽極（２）に接続する放
電用コンデンサＣ２、（６）は陰極（１）と陽極（２）
との間に発生する主放電、（７）はサイラトロン等のス
イッチ、（８）、（９）は陰極（１）と陽極（２）とか
らなる主放電電極の長手方向両端に設けられた全反射ミ
ラーＴＲ１および、部分反射ミラーＰＲ１（１０）はレ
ーザ光である。

ここで、陰極（１）と陽極（２）は図示しない筐体内に
配置され、クリ１トン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ア
ルゴン（＾「）等の希ガスとフッ素（Ｆ）、塩素（ＣＩ
）等のハロゲンガスとからなるレーザ媒質が、ヘリウム
（Ｈｅ）またはネオン（Ｈｅ）からなるバッファガスで
希釈されてその筐体内に充填されている。

次に動作について説明する。

まづ、充電用高圧電源（３）により充電用コンデンサＣ
，（４）が充電される。そこで、スイ・ｙチ（７）をタ
ーンオンすると、充電された充電用コンデンサＣ，（４
）により充電用コンデンサＣ２（５）が充電される。こ
の放電用コンデンサＣ２（５）の充電にともなって、そ
の端子電圧が上昇し、同時にこの電圧が陰極（１）と陽
極（２）との間に印加される。この電圧が所定の電圧値
に達すると主放電（６）が生じ、このとき陽極（２）か
ら陰極（１）に向って電流（６ａ）が流れる。レーザ媒
質がクリプトン（Ｋｒ）とフッ素（Ｆ）から構成された
場合、基底状態にあり相互作用のなかったＫｒとＦとが
主放電（６）により反応し、フッ化クリプトン（ＫｒＦ
）からなるエキシマ分子が生成する。このエキシマ分子
は寿命が短かく、すぐに基底状態に戻り、元のに「とＦ
とに分かれる。

この過程で紫外光が放出され、この紫外光を全反射ミラ
ーＴ　Ｒ（８）と部分反射ミラーＰ　Ｒ（９）との間で
往復させて増幅させることにより、レーザ光（１０）を
取り出す。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のエキシマレーザ装置は以上のように構成されてい
るので、反応性の高いハロゲンガスを用いることから電
極等の金属部の劣化が生じ、さらに、数十ナノ−数百ナ
ノ秒のパルス放電で数に＾のビーク電流が流れるため電
極消耗が激しく、電極形状が変化してしまい、この電極
形状の変化により放電領域が拡大するという問題点があ
った。さらに、この放電領域の拡大にともない、中空の
放電状態になるなどビームパターンが乱れ、また、レー
ザ出力が低下するという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、放電領域の拡大を防止できるとともに、安
定したレーザ光を発生するガスレーザ装置を得ることを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るガスレーザ装置は、主放電電極の長手方
向の両側面部に、方向が反対の磁界を発生させ、電流を
主放電電極の軸線方向に作用させる磁界発生手段を、主
放電電極の近傍に配置したものである。

［作　用］ この発明におけるガスレーザ装置は、磁界発生手段によ
り方向が反対の磁界を主放電電極の長手方向の両側面部
に発生させることにより、この磁界が電極間に発生する
主放電の電流に、電極中心方向へ作用する力を働せかせ
、電極形状の変化にともなって発生する主放電領域の拡
大を防止し、主放電を電極中心方向に戻す。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図（＾）はこの発明のエキシマレーザ装置の一実施
例を示す主放電電極の長手方向に垂直な面に沿う断面図
、第１図（Ｂ）は第１図（＾）のＡ−Ａ線に沿う断面図
であり、第３図に示す従来のエキシマレーザ装置と同一
または相当部分を付し、その説明を省略する。

図において、（ｏ）、（１２）はそれぞれＮ極とＳ極を
有し、主放電電極の長手方向両側面部の両端にＮ極とＳ
極とが相対するように配置された磁界発生手段、（１３
）　、　（１４）は磁界発生手段（１１）、（１２）に
よって発生された互いに反対の方向をもつ磁界である。

上記のように構成されたガスレーザ装置においては、磁
界発生手段（１１）のＮ極から磁界発生手段（１２）の
Ｓ極に向かう磁界（１３）と主放電電極の長手方向の一
方の側面部において発生する主放電（６）にともなう電
流（６ａ）とがフレミング左手の法則により第２図に示
すように電流（６ａ）に力（１５）が作用する。一方、
磁界発生手段（１２）のＮ極から磁界発生手段（１１）
のＳ極に向かう磁界（１４）と主放電電極の長手方向の
他方の側面部において発生する主放電（６）にともなう
電流（６ａ）とが、フレミング左手の法則により第２図
に示すように電流（６ａ）に力（１６）が作用する。こ
の力（１５）、（１６）が主放電電極の長手方向両側面
部における電流（６ａ）に作用し、電流（６ａ）を主放
電電極の中心方向に戻すことになる。

このエキシマレーザ装置は、陰［！（１）　、陽極（２
）が消耗せず正常な状態の場合、第４図（＾）に示すよ
うに陰極（１）、陽極（２）の中心に巾Ｘで安定した主
放電（６）を行なっているが、陰極（１）、陽極（２）
の中心が消耗し凹状になると主放電（６）は第４図（Ｂ
）に示すように凸側の方向すなわち外側に移動し、放電
中がＸ′に拡大するとともに中心部にＹなる希薄な放電
状態が生じる。

しかるに、主放電電極の長手方向両側面部に発生した磁
界（１３）　、　（１４）により、主放電電極の外側に
拡大しようとする電流（６ａ）を中心方向に戻す。

すなわち、主放を電極の長手方向側面部は等価的にイン
ダクタンスが大であるため電流（６ａ）が流れにくくな
り、一方、中心部は等価的にインダクタンスが小さく、
電流（６ａ）が流れやくすなる。よって、中空状態とな
り外方向に拡張する主放電（６）が中心部に安定して位
置することになる。

なお、上記実施例ではガスレーザ装置としてエキシマレ
ーザ装置について説明したが、この発明は可視光レーザ
装置、ＣＯ２レーザ装置にも適用できる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば主放電電極の長手方向
両側面部に互いに反対方向の磁界を発生させ、電流を主
放電電極の軸線方向に作用させる磁界発生手段を主放電
電極の近傍に設置したので、電極形状の変形にともなう
主放電の拡大を防止でき、長時間にわたって安定したレ
ーザを発生てきるガスレーザ装置が得られる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図（＾）はこの発明のガスレーザ装置の一実施例を
示す主放電電極の断面図、第１図（Ｂ）は第１図（＾）
のＡ−Ａ線に沿う断面図、第２図はこの発明における磁
界の働きを説明するための図、第３図は従来のエキシマ
レーザ装置を示す概略構成図、第４図（＾）は正常な主
放電状態を説明するための図、第４図ＣＢ）は電極消耗
時の主放電状態を説明するための図である。 図において（１）は陰極、（２）は陽極、（６）は主放
電、（１１）、（１２）は磁界発生手段、（１３）　、
　（１４）は磁界である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代　　理　　人　　　　　曾　　我　　道　　照昂３図 ん］７図Ｂ） 然４図（Ａ） 尾４図（Ｂ） １１．１２　　砒Ｗ発生予綬 扇２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 励起用主放電を形成するために陰極と陽極とが対向して
   なる主放電電極を有するガスレーザ装置において、 前記主放電電極の近傍に配置され主放電電極の長手方向
   両側面部に前記陽極から前記陰極に流れる電流を主放電
   電極の軸線方向に作用させる磁界を発生させる磁界発生
   手段を備えたことを特徴とするガスレーザ装置。