JPH04307776A - ガスレーザ発振装置 - 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】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】この発明は、ガスレーザ発振装置
に係り、特にピーキングコンデンサを備える予備電離方
式のガスレーザ発振装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】大気圧以上のガス圧でガスレーザ媒質が
封入され、相対向する陰陽両電極間の放電に対して直交
する方向にレーザ光を放出するガスレーザ発振装置とし
て、エキシマレーザやＴＥＡＣＯ２　レーザなどがある
。 これらガスレーザ発振装置においては、陰陽両電極間に
安定した放電が得られるように、その陰陽両電極間の主
放電に先立って予備電離がおこなわれる構造に形成され
ている。

【０００４】図２ないし図４に従来の予備電離方式ガス
レーザ発振装置の３例を示す。

【０００５】このうち、図２のガスレーザ発振装置は、
ガスレーザ媒質が封入される気密構造の容器１の内側の
上下に対向して一対の陰極２および陽極３からなる主放
電電極が設置され、この陰陽両電極２，３に接近してそ
の両側に複数個の予備電離電極４Ｃ，４Ａが対向設置さ
れている。この予備電離電極のうち、陰極２の両側に設
置された予備電離電極４Ｃにピーキングコンデンサ５が
取付けられいてる。そして、陰極２およびこの陰極２側
に配置された予備電離電極４Ｃは、充電抵抗６およびコ
ンデンサ７を介して高電圧電源８に、また陽極３および
この陽極３側に配置された予備電離電極４Ｃは、充電抵
抗６およびスイッチ９を介して高電圧電源８に接続され
ている。また陰陽両電極２，３間には、インダクタンス
１０が挿入されている。

【０００６】このような構成のガスレーザ発振装置では
、高電圧電源８によりコンデンサ７に充電抵抗６および
インダクタンス１０を介して充電し、スイッチ９を閉成
してそのコンデンサ７に充電された電荷をピーキングコ
ンデンサ５に移行させ、相対向する予備電離電極４Ｃ，
４Ａ間に放電を発生させ、この放電により陰陽両電極２
，３間の主放電空間に荷電粒子を生じさせる。そして主
放電空間のレーザ媒質ガスが十分に電離したときに陰陽
両電極２，３間に主放電が発生してレーザを発振する。

【０００７】しかし、このガスレーザ発振装置のように
ピーキングコンデンサ５を容器１内に配置すると、ピー
キングコンデンサ５は、繰返される充放電により発熱し
、ガスを放出するため、ガスレーザ媒質に混入してその
純度を下げ、ガスレーザ発振装置のレーザ発振時間（寿
命）を短くする。

【０００８】このガスレーザ発振装置に対して図３のガ
スレーザ発振装置は、ピーキングコンデンサ５を容器１
の外側に配置したものである。その他の構造は図２のガ
スレーザ発振装置と同じである。

【０００９】このようにピーキングコンデンサ５を容器
１外に配置すれば、発熱によりピーキングコンデンサ５
からガスが放出されても、レーザ媒質ガスに混入するこ
とはなく、したがってレーザ発振装置の短寿命化は防止
できる。しかしこのガスレーザ発振装置は、その構造上
、放電回路のインダクタンスが大きくなり、レーザ出力
の効率が低下する。

【００１０】また、図４のガスレーザ発振装置は、ピー
キングコンデンサ５をフッ素樹脂１１でモールドして容
器１内に配置したものである。その他の構造は図２のガ
スレーザ発振装置と同じである。

【００１１】このようにフッ素樹脂１１でモールドすれ
ば、容器１内に配置しても、ピーキングコンデンサ５か
らのガス放出は抑制され、ガスレーザ媒質への混入は低
減できる。しかし樹脂でモールドすると、ピーキングコ
ンデンサ５の発熱が蓄積され、温度上昇をきたす。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来よ
り予備電離方式ガスレーザ発振装置のピーキングコンデ
ンサとして、これを容器内に配置したもの、容器外に配
置したものおよび樹脂モールドして容器内に配置したも
のなどがある。しかし、ピーキングコンデンサを容器内
に配置すると、繰返される充放電のために発熱してガス
を放出し、レーザ媒質ガスに混入してレーザ発振装置の
寿命を短くするという問題がおこる。これに対して、容
器外に配置したものについては、ガスを放出してもガス
レーザ媒質に混入することはなく、レーザ発振装置の短
寿命化を防止できるが、放電回路のインダクタンスが大
きくなり、レーザ出力の効率が低下するという問題がお
こる。また樹脂モールドして容器内に配置したものにつ
いては、ピーキングコンデンサからのガス放出は抑制さ
れ、ガスレーザ媒質への混入は低減できるが、ピーキン
グコンデンサの発熱が蓄積され、温度上昇をきたすとい
う問題がおこる。

【００１３】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、ピーキングコンデンサの熱放散を
良好にするとともに、ガス放出によるレーザ発振時間の
低下やレーザ出力の低下を防止して、長時間運転可能な
レーザ発振装置を構成することを目的とする。

【００１４】［発明の構成］

【００１５】

【課題を解決するための手段】ガスレーザ媒質が封入さ
れる容器内に一対の主放電電極が対向設置され、この主
放電電極の近傍にこの主放電電極の放電空間に荷電粒子
を生じさせる複数個の予備電離電極が対向設置され、こ
の対向する予備電離電極の少なくとも一方に容器内に位
置して主放電電極に流れる電流波形を成形するピーキン
グコンデンサ取付けられたガスレーザ発振装置において
、上記ピーキングコンデンサを包含して上記放電空間か
ら隔離されたピーキングコンデンサ隔離空間を設け、冷
却流体供給装置によりこの隔離空間に上記ピーキングコ
ンデンサを冷却する冷却流体を供給する構造に形成した
。

【００１６】

【作用】上記のように、ピーキングコンデンサを主放電
電極の放電空間から隔離し、その隔離空間に冷却流体を
供給する構造にすると、ピーキングコンデンサの熱放散
を良好にして温度を下げ、また主放電電極の放電空間か
ら隔離したことにより、ガス放出によるガスレーザ媒質
への混入やレーザ出力の低下を防止することができる。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例に基
づいて説明する。

【００１８】図１にその一実施例であるガスレーザ発振
装置を示す。このガスレーザ発振装置は、ガスレーザ媒
質が封入される気密構造の容器１の内側の上下に対向し
て陰極２および陽極３からなる一対の主放電電極が設置
され、その両電極２，３の両側に接近して複数個の予備
電離電極４Ｃ，４Ａが対向設置されている。この予備電
離電極のうち、陰極２の両側に設置された予備電離電極
４Ｃにピーキングコンデンサ５が取付けられいてる。そ
して、陰極２およびこの陰極２側に配置された予備電離
電極４Ｃには、充電抵抗６およびコンデンサ７を介して
高電圧電源８に、また陽極３およびこの陽極３側に配置
された予備電離電極４Ａは、充電抵抗６およびスイッチ
９を介して高電圧電源８に接続されている。また陰陽両
電極２，３間には、インダクタンス１０が挿入されてい
る。

【００１９】さらにこの例のガスレーザ発振装置では、
上記ピーキングコンデンサ５は、隔壁２０により取囲ま
れて主放電空間から隔離され、この隔壁２０により取囲
まれたピーキングコンデンサ隔離空間に、ポンプ２１、
熱交換器２２などからなる冷却流体供給装置２３により
、ＳＦ６　などの冷却流体を循環させる構造に形成され
ている。なお、この隔壁２０により取囲まれたピーキン
グコンデンサ５側の予備電離電極４Ｃの先端部は、隔壁
２０に設けられたパッキン２４を貫通して陽極３側の予
備電離電極４Ａと対向している。

【００２０】このガスレーザ発振装置においては、ポン
プ２１により冷却流体を隔壁２０により取囲まれたピー
キングコンデンサ隔離空間に給送しながら動作させる。 その動作は、従来のガスレーザ発振装置と同じであり、
高電圧電源８により充電抵抗６およびインダクタンス１
０を介してコンデンサ７を充電し、スイッチ９を閉成し
てそのコンデンサ７に充電された電荷をピーキングコン
デンサ５に移行させ、相対向する予備電離電極４Ｃ，４
Ａ間に放電を発生させて、陰陽両電極２，３間の主放電
空間に荷電粒子を生じさせる。それにより主放電空間の
レーザ媒質ガスが十分に電離したときに、陰陽両電極２
，３間に主放電が発生し、主放電電極を挟んで配置され
た図示しない光共振器で増幅されてレーザ発振する。

【００２１】ところで、上記のように動作させると、ピ
ーキングコンデンサ５は、その繰返される充放電により
発熱するが、このガスレーザ発振装置では、ピーキング
コンデンサ５は、隔壁２０により容器１内のガスレーザ
媒質封止空間から隔離され、かつ冷却流体の給送により
冷却されるので、ガス放出が少なく、したがって容器１
内に位置してもガスレーザ媒質封止空間への漏出がなく
、レーザ発振時間（寿命）の短縮やレーザ出力の低下を
防止することができる。

【００２２】なお、ピーキングコンデンサ５は、容器１
内に位置するので、従来の容器外に配置した場合のよう
に放電回路のインダクタンスを大きくすることはなく、
そのために生ずるレーザ出力の低下はおこらない。また
従来のピーキングコンデンサを樹脂モールドした場合に
問題となった発熱による温度上昇、それにともなうガス
放出も解消される。

【００２３】なお、上記実施例では、ピーキングコンデ
ンサの冷却流体として、ＳＦ６　を使用したが、このピ
ーキングコンデンサの冷却流体としては、絶縁性や熱伝
達率の大きいものならば他の流体でもよく、たとえば乾
燥空気、窒素などの気体は勿論、純水、絶縁油などの液
体も使用可能である。また、上記実施例では、冷却流体
を熱交換器を介して循環使用するようしたが、乾燥空気
のように安価に得られる冷却流体については、必ずしも
循環使用する必要はなく、流し捨てとしてもよい。

【００２４】なおまた、上記実施例では、ピーキングコ
ンデンサを陰極側の予備放電電極に取付けたガスレーザ
発振装置について説明したが、この発明は、ピーキング
コンデンサを陽極側の予備放電電極に取付けたガスレー
ザ発振装置、あるいは陰極側および陽極側の両方の予備
放電電極に取付けたガスレーザ発振装置にも適用可能で
ある。

【００２５】

【発明の効果】ガスレーザ媒質が封入される容器内に設
けられたピーキングコンデンサを主放電電極の放電空間
から隔離し、その隔離されたピーキングコンデンサ隔離
空間に冷却流体を供給する構造に形成すると、ピーキン
グコンデンサの温度上昇を抑え、かつ主放電電極の放電
空間から隔離したことにより、放電空間へのガス放出が
低減し、レーザ発振時間の短縮やレーザ出力の低下を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例であるガスレーザ発振装置
の構成を示す図である。

【図２】従来のガスレーザ発振装置の構成を示す図であ
る。

【図３】従来の異なる構造のガスレーザ発振装置の構成
を示す図である。

【図４】従来のさらに異なる構造のガスレーザ発振装置
の構成を示す図である。

【符号の説明】

１…容器 ２…陰極 ３…陽極 ４Ｃ，４Ａ…予備電離電極 ５…ピーキングコンデンサ ６…充電抵抗 ７…コンデンサ ８…高電圧電源 ９…スイッチ １０…インダクタンス ２０…隔壁 ２１…ポンプ ２２…熱交換器 ２３…流体供給装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ガスレーザ媒質が封入される容器と、
   上記容器内に対向設置された一対の主放電電極と、上記
   主放電電極の近傍に設置され、上記主放電電極の放電空
   間に荷電粒子を生じさせる複数の予備電離電極と、上記
   対向する予備電離電極に取付けられて上記容器内に位置
   するピーキングコンデンサと、上記ピーキングコンデン
   サを包囲して上記放電空間から隔離された隔離空間を形
   成する隔壁と、上記隔離空間に上記ピーキングコンデン
   サを冷却する冷却流体を供給する冷却流体供給装置とを
   具備することを特徴とするガスレーザ発振装置。