JPH04145678A

JPH04145678A - ガスレーザ発振装置

Info

Publication number: JPH04145678A
Application number: JP26841390A
Authority: JP
Inventors: Koji Kakizaki; 弘司柿崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-10-08
Filing date: 1990-10-08
Publication date: 1992-05-19

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）本発明は横励起式のガスレーザ発振装置に関する。

（従来の技術）この種の装置にはＴＥＡＣＯ２レーザや、エキシマレー
ザが一般に知られている。このようなレーザ発振装置で
は、ガスレーザ媒質を励起するための主放電の安定化の
ために、予備電離手段が備えられている。この予備電離
手段にはたとえば複数のピン電極を主放電電極の両側に
所定ピッチで配置し、これらピン電極間のアーク放電に
よって紫外光を発生するた方式と、ガスレーザ管の外部
に設けたＸ線発生装置から発生したＸ線をガスレーザ管
に導入させる方式および紫外域のレーザ光を出力するレ
ーザ発振器を予備電離用に備えさせたレーザ方式が知ら
れている。これらの方式のうち、最後のレーザ方式は前
二者のガスレーザ媒質の劣化を早めるとか、安全対策の
問題等を含んでいないという点で注目されている。レー
ザ方式については従来Ａｐｐｌｉｅｄ　　Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ。

Ｂ；　　４１．１−２４　（１９８６）の論文、［Ｐｒ
ｅｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ　　ａｎｄ　　Ｄｉｓｃｈａｒ
ｇｅ　　５ｔａｂｉｌｉｔｙ　　５ｔｕｄｙｏｆ　　Ｌ
ｏｎｇ　　０ｐｔｉｃａｌ　　ＰｕｌｓｅＤｕｒａｔｉ
ｏｎ　　　ＵＶ−Ｐｒｅｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ　　Ｘｅ
Ｃｌ　　Ｌａ５ｅｒｓＪに紹介されている。紹介された
装置の構成は第５図に示すように、ＫｒＦをガスレーザ
媒質に用いた予備電離用し〜ザ発振装置（１）と、Ｘｅ
Ｃ１をガスレーザ媒質に用いた主レーザ発振装置（２）
とを備え、予備電離用レーザ発振装置（１）から出力さ
れた予備電離用レーザ光（１１）はアパーチャ（３）、
望遠鏡（４）マスク（５）および減衰器（６）を介して
主レーザ発振装置（２）に導入されるようになっている
。予備電離用レーザ発振装置（１）には高反射鏡（７）
と出力鏡（８）からなる光共振器が備えられている。ま
た、主レーザ発振装置（２）には誘電体膜をコーティン
グした反射鏡（９）と上記出力鏡（８）と同じ特性の出
力鏡（１０）からなる光共振器が備えられている。反射
鏡（９）にコーティングされた誘電体膜は予備電離用レ
ーザ発振装置（１）で出力された、２４１１ｎｍの波長
の予備電離用レーザ光（１８）に対して９５％の透過率
になり、主レーザ発振装置（２）から出力された３４８
ｎｍの波長の主レーザ光（２ａ）に対しては９５％の反
射率になる。

上記の構成において、望遠鏡（４）は予備電離効率を上
げる目的で主レーザ発振器（２）の主放電空間の横断面
の面積に拡大される。なお、マスク（５）および減衰器
（６）は予備電離用レーザ光（１ａ）の光束の形状と強
度の条件による出力鏡（８）からのレーザ出力の状態を
試験するためのものである。

（発明が解決しようとする課題）上記第６図に示した構成では出力鏡（８）、　（９）は
同じ特性のものであるから、主レーザ発振装置（２）に
導入された予備電離用レーザ光（１ａ）の予備電離作用
は１パスの間でしかないため、予備電離の効率が悪い。

しかも出力鏡（１０）から二つの波長が混在した出力と
なるから、これら波長を分離する手段が必要となる問題
があった。

本発明はこの様な問題を解消するためになされたもので
、予備電離効率が高くしかも波長を分離する手段を必要
としないガスレーザ発振装置を提供することを目的とす
る。

［発明の構成］（課題を解決するための手段と作用）予備電離用レーザ発振部と、この予備電離用レーザ発振
部で発生した予備電離用レーザ光を放電空間に導入して
主レーザ光をパルス発振する主レーザ発振部とを備えた
ガスレーザ発振装置において、上記予備電離用レーザ発
振部と主レーザ発振部とは上記予備電離用レーザ光の出
力鏡と上記主レーザ光の高反射鏡とを兼ねた光学体で同
軸的に連結されているとともに、上記主レーザ光の出力
鏡を上記予備電離用レーザ光に対して高反射に形成した
もので、主レーザ発振装置に導入された予備電離用レー
ザ光は折り返し反射されて予備電離に作用する。

（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。

第１図は本発明の一実施例で、はぼ横断面が円筒状のレ
ーザ管（２ｏ）を有し、このレーザ管（２０）は隔壁（
２１）で予備電離用レーザ発振部（２２）と、主レーザ
発振部（２３）とに分かれ、それぞれ気密に保たれてい
る。予備電離用レーザ発振部（２２）の内部には、ガス
レーザ媒質としてＡｒＦが所定の圧力で封入され、さら
に主放電空間を形成して対向した一対の放電電極（２４
）、　（２５）　　と、その周囲に設けられた予備電離
用の複数のピン電極対（２６）および循環用の第１のフ
ァン（２７）が設けられている。一方、主レーザ発振部
（２３）にはガスレーザ媒質としてＫｒＦが所定の圧力
で封入され、さらに一対の主電極（２８）、（２９）お
よび循環用の第２のファン（３０）が上記放電電極（２
４）、　（２５）と同軸でかつ上記主放電空間と同様の
空間を形成して設けられている。上記両生放電空間に共
通の軸線上には第１乃至第３の光学体（３１）、　ｆ３
２）、　（３３）が設けられている。第１の光学体（３
１）は予備電離用レーザ発振部（２２）と主レーザ発振
部（２３）との間に設けられ両光振部を気密に保つ隔壁
を兼ねている。第２の光学体（３２）は予備電離用レー
ザ発振部（２２）側の側部に設けられている。また、第
３の光学体（３３）は主レーザ発振部（２３）の側部に
設けられている。第１の光学体（３１）は予備電離用レ
ーザ発振部（２２）で発生した波長２４８ｎｍの予備電
離用レーザ光に対してはほぼ１００％の透過率を有し、
主レーザ発振部（２３）で発生した波長３０８ｎｍの主
レーザ光に対してはほぼ全反射する高反射面に形成され
ている。

第２の光学体（３２）は上記予備電離用レーザ光に対し
てはほぼ全反射する高反射面に形成されている。

また、第３の光学体（３３）は上記主レーザ光に対して
は所定の透過率を有し、予備レーザ光に対してはほぼ全
反射する高反射面に形成されている。したがって、第２
、第３の光学体（３２）、　（３３）は予備電離用レー
ザ発振部（２２）の光共振器を形成し、第１、第３の光
学体（３１）、　（３３）　とは主レーザ発振部（２３
）の光共振器を形成している。ここで第１、第３の光学
体（３１１，（３３）の上記特性を図示すると、第２図
にのようになっている。なお、第１、第２のファン（２
７）、　（３０１はレーザ管（２０）の外部に設けられ
た電動機（３５）によりそれぞれ磁気カップリング（３
６）、　（３７）を介して駆動されるようになっている
。また、放電電極（２４）、　（２５１およびピン電極
対（２６）にはトリガパルス信号発生部（４０）を設け
た第１の直流高圧パルス電源（４１）が接続され、主電
極（２８）、　（２９）には第２の直流高圧パルス電源
（４２）が接続されている。これら両型源は遅延回路（
４３）を介して接続されている。

次に上記構成の作用について説明する。すなわち、電動
機（３０）が作動され、磁気カップリング（３６）、　
（３７）を介して第１、第２のファン（２７Ｌ　（３０
）が連動して回転し、封入されているそれぞれのガスレ
ーザ媒質をレーザ管（２０）内で循環する。一方、外部
信号により、トリガパルス信号発生部（４０）からトリ
ガパルスが第１の直流高圧パルス電源（４１）に送出さ
れ、この送出で所定の電荷が放電電極（２４）、　（２
５ｊ側に供給されて放電が開始される。第３図に示すよ
うに、この放電による励起作用によって発生した予備電
離用レーザ光（りは、第２、第３の光学体（３２）、　
（３３）間で光共振する間に主電極（２８）、　（２９
）の主放電空間を予備電離する。放電電極（２４）、　
（２５）の放電後、遅延回路（４３）の作用で所定時間
遅れて主電極（２８）、　（２９）において放電が生じ
、発生した主レーザ光（Ｌ）は同じく第３図に示すよう
に、第１１、第３の光学体（３１Ｌ　（３３）の間で光
共振し、第３の光学体（３３）から主レーザ光（Ｌ）が
出力される。繰返し周波数とレーザ出力との関係は第４
図に示すとおり、主レーザ光（Ｌ）はＸｅＣｌレーザの
出力であり、高繰返し周波数において高出力が得られる
。これに対し、予備電離用レーザ光（１）はＫｒＦレー
ザの出力であり、主レーザ光（Ｌ）の出力に比べて極め
て低い。遅延回路（４３）の調節で主レーザ光（Ｌ）の
出力が高められる。

なお、主レーザ光（Ｌ）をＸｅＣｌレーザとする場合に
は予備電離用レーザはＫｒＦレーザの他にＡｒＦレーザ
が考えられ、ＫｒＦレーザとする場合には予備電離用レ
ーザはＡｒＦレーザが考えられる。また、主レーザ光（
Ｌ）をＴＥＡＣＯ□レザとする場合には殆どのエキシマ
レーザが予備電離用レーザとして適用可能である。さら
に、第１の光学体（３１）の特性を上記実施例では予備
電離用レーザ光（／ｌ　に対してほぼ１００％の透過率
としたが、若干の反射率を与えるように形成しても特に
支障はない。

［発明の効果コ以上詳述したように、予備電離用レーザ光がレザ管内で
消滅するまで予備電離作用に供されるので予備電離の効
率が著しく向上し、レーザ出力の高出力化に寄与するこ
とができた。また、予備電離用レーザ光はレーザ管内に
閉じ込められるため、主レーザ光以外のレーザ光が出力
しなくなり、特に波長を分離する手段が不必要になった
。さらに、光共振器を構成する光学体の一つを共通化し
たことで、二つの発振器構成を一つに集合でき、装置の
小形化が計れた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は上記
実施例における高楽隊の特性図、第３図は共振器光路を
示す概要図、第４図は繰返し周波数とレーザ出力との関
係を示す図、第５図は従来例を示す構成図である。（２２）・・・予備電離用レーザ発振部（２３）・・・
主レーザ光発振部（３１）・・・第１の光学体（３２）・・・第２の光学体（３３）・・・第３の光学体

Claims

【特許請求の範囲】

予備電離用レーザ発振部と、この予備電離用レーザ発振
部で発生した予備電離用レーザ光を放電空間に導入して
主レーザ光をパルス発振する主レーザ発振部とを備えた
ガスレーザ発振装置において、上記予備電離用レーザ発
振部と主レーザ発振部とは上記予備電離用レーザ光の出
力鏡と上記主レーザ光の高反射鏡とを兼ねた光学体で同
軸的に連結されているとともに、上記主レーザ光の出力
鏡を上記予備電離用レーザ光に対して高反射に形成した
ことを特徴とするガスレーザ発振装置。