JPH04343489A - 気体レーザにおけるガス流路構造 - Google Patents
気体レーザにおけるガス流路構造Info
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- JPH04343489A JPH04343489A JP11581091A JP11581091A JPH04343489A JP H04343489 A JPH04343489 A JP H04343489A JP 11581091 A JP11581091 A JP 11581091A JP 11581091 A JP11581091 A JP 11581091A JP H04343489 A JPH04343489 A JP H04343489A
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- gas
- discharge
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- gas flow
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- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 16
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エキシマレーザ等の気
体レーザ装置、一般に使用されるガス流路構造に関する
。
体レーザ装置、一般に使用されるガス流路構造に関する
。
【０００２】
【従来の技術】従来の気体レーザ発振装置の主要構成に
ついて図３を参照して説明する。同図中、１は交流電源
、２はレーザ発振装置の容量、構造により異なるが、１
０〜３０ｋＶ程度の直流電圧を出力する高圧電圧装置で
ある。３は高圧直流電圧を定周期で断続し、パルス化す
るスイッチング回路、４，５は放電電極であり、一方の
放電電極５は接地され、他方の放電電極４は高圧パルス
電圧が印加される。
ついて図３を参照して説明する。同図中、１は交流電源
、２はレーザ発振装置の容量、構造により異なるが、１
０〜３０ｋＶ程度の直流電圧を出力する高圧電圧装置で
ある。３は高圧直流電圧を定周期で断続し、パルス化す
るスイッチング回路、４，５は放電電極であり、一方の
放電電極５は接地され、他方の放電電極４は高圧パルス
電圧が印加される。
【０００３】放電電極４と放電電極５の間には、紙面に
垂直方向に封入ガスが流れており、高圧パルス電圧が印
加されると誘電放出により励起して発光する。発光した
光は、放電電極４，５の両端部に設置されている半透明
ミラー６と全反射ミラー７との間で反射を繰り返すこと
により、高強度なレーザ光となって、半透明ミラー６を
介して外部へ取り出される。
垂直方向に封入ガスが流れており、高圧パルス電圧が印
加されると誘電放出により励起して発光する。発光した
光は、放電電極４，５の両端部に設置されている半透明
ミラー６と全反射ミラー７との間で反射を繰り返すこと
により、高強度なレーザ光となって、半透明ミラー６を
介して外部へ取り出される。
【０００４】図４に放電部の詳細を示す。放電電極４，
５はガス流路９内に対向して配置されており、その間を
封入ガスが流れている。ガス流路９は、放電電極４，５
の上流側にベンド部１０、その下流側にベンド部１０′
を有しており、更に、ガス流路９には循環ポンプ１１を
備えている。放電電極５の下部にはガス中の電子密度を
上昇させるためのＸ線管８が設置されている。放電電極
４と放電電極５の間に放電が起こる直前にＸ線管８から
エックス線が照射されるようになっている。この方法に
よるものは、紫外光によるものでも構わない。
５はガス流路９内に対向して配置されており、その間を
封入ガスが流れている。ガス流路９は、放電電極４，５
の上流側にベンド部１０、その下流側にベンド部１０′
を有しており、更に、ガス流路９には循環ポンプ１１を
備えている。放電電極５の下部にはガス中の電子密度を
上昇させるためのＸ線管８が設置されている。放電電極
４と放電電極５の間に放電が起こる直前にＸ線管８から
エックス線が照射されるようになっている。この方法に
よるものは、紫外光によるものでも構わない。
【０００５】この装置によるレーザ光の出力を、放電パ
ルス数に対して計測した結果を図５に示す。同図に示す
ように、放電パルス数を上昇させてゆくと、あるところ
でレーザ光の出力が急激に低下する。この原因は、放電
により発生する衝撃波が、上流側ベンド部１０と下流側
ベンド部１０′の間で反射して再び放電電極４，５との
間に帰還し、そのタイミングが放電の繰り返しパルス数
と一致する為であることが判っている。
ルス数に対して計測した結果を図５に示す。同図に示す
ように、放電パルス数を上昇させてゆくと、あるところ
でレーザ光の出力が急激に低下する。この原因は、放電
により発生する衝撃波が、上流側ベンド部１０と下流側
ベンド部１０′の間で反射して再び放電電極４，５との
間に帰還し、そのタイミングが放電の繰り返しパルス数
と一致する為であることが判っている。
【０００６】従来構造では、このような面からの検討が
全くなされておらず、気体レーザ装置の運転範囲内のあ
る特定繰り返しパルス数が、放電により発生した衝撃波
の上流側ベンド部１０と下流側ベンド部１０′での第一
反射波が放電電極４，５に帰還するタイミングと一致す
る場合が多かった。
全くなされておらず、気体レーザ装置の運転範囲内のあ
る特定繰り返しパルス数が、放電により発生した衝撃波
の上流側ベンド部１０と下流側ベンド部１０′での第一
反射波が放電電極４，５に帰還するタイミングと一致す
る場合が多かった。
【０００７】図６は、放電部で発生した衝撃波の圧力波
形を示す。同図に示すように、衝撃波が上流側ベンド部
１０と下流側ベンド部１０′の間で反射を繰り返して、
再び放電電極４，５に帰還する間に減衰は殆ど生じてお
らず、発生したレベルに等しいレベルの反射波が放電電
極４，５に返ってくることが判る。このことが、図５に
示す特定繰り返しパルス数におけるレーザ光出力の低下
現象を一層著しくしている原因となっている。
形を示す。同図に示すように、衝撃波が上流側ベンド部
１０と下流側ベンド部１０′の間で反射を繰り返して、
再び放電電極４，５に帰還する間に減衰は殆ど生じてお
らず、発生したレベルに等しいレベルの反射波が放電電
極４，５に返ってくることが判る。このことが、図５に
示す特定繰り返しパルス数におけるレーザ光出力の低下
現象を一層著しくしている原因となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述したように従来の
ガスレーザにおいては、放電により発生する衝撃波の反
射が、ガス流路ベンド部で起こり、再び放電電極間に返
ってくる。特にガス流路ベンド部での１個目の反射波に
ついては、レベル的に衝撃波発生時のものと比べても殆
ど差がない。この衝撃波の一回目の反射波が、丁度放電
電極に返ってくるタイミングで放電を繰り返せば、レー
ザ光出力は、通常の出力に対して大幅に低下することに
なっていた。
ガスレーザにおいては、放電により発生する衝撃波の反
射が、ガス流路ベンド部で起こり、再び放電電極間に返
ってくる。特にガス流路ベンド部での１個目の反射波に
ついては、レベル的に衝撃波発生時のものと比べても殆
ど差がない。この衝撃波の一回目の反射波が、丁度放電
電極に返ってくるタイミングで放電を繰り返せば、レー
ザ光出力は、通常の出力に対して大幅に低下することに
なっていた。
【０００９】本発明は、上記従来技術に鑑みてなされた
ものであり、上記領域での運転を回避して、衝撃波の反
射波による影響を排除することのできるガス流路構造を
提供することを目的とする。
ものであり、上記領域での運転を回避して、衝撃波の反
射波による影響を排除することのできるガス流路構造を
提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の構成はガス流路に配置した放電電極にパルス電圧
を印加して前記ガス流路に封入されたガスを励起し、そ
の誘電放出により生じたレーザ光を取り出す気体レーザ
において、前記放電電極の中心と前記ガス流路の上流側
、下流側ベンド部の距離を気体レーザの最大繰り返しパ
ルス数における連続する二つのパルス間隔時間内に進む
音波の伝搬距離の少なくとも半分以下にし、前記ガス流
路ベンド部における衝撃波の第一反射波が前記放電電極
に到達するタイミングでの放電を回避する構造としたこ
とを特徴とする。
発明の構成はガス流路に配置した放電電極にパルス電圧
を印加して前記ガス流路に封入されたガスを励起し、そ
の誘電放出により生じたレーザ光を取り出す気体レーザ
において、前記放電電極の中心と前記ガス流路の上流側
、下流側ベンド部の距離を気体レーザの最大繰り返しパ
ルス数における連続する二つのパルス間隔時間内に進む
音波の伝搬距離の少なくとも半分以下にし、前記ガス流
路ベンド部における衝撃波の第一反射波が前記放電電極
に到達するタイミングでの放電を回避する構造としたこ
とを特徴とする。
【００１１】
【作用】放電電極中心とガス流路の上流側、下流側ベン
ド部の距離を気体レーザの最大繰り返しパルス数におけ
る連続する二つのパルス間隔時間内に進む音波の伝搬距
離の少なくとも半分以下にした為、気体レーザの任意の
任意の繰り返しパルス数においても、放電部で発生した
衝撃波のガス流路ベンド部における第一反射波が放電電
極間に存在する事がない。従って、得られるレーザ光出
力は前繰り返しパルス数範囲内において通常通りの値で
あり、ある特定繰り返しパルス数におけるレーザ光出力
の低下現象を招くことがない。
ド部の距離を気体レーザの最大繰り返しパルス数におけ
る連続する二つのパルス間隔時間内に進む音波の伝搬距
離の少なくとも半分以下にした為、気体レーザの任意の
任意の繰り返しパルス数においても、放電部で発生した
衝撃波のガス流路ベンド部における第一反射波が放電電
極間に存在する事がない。従って、得られるレーザ光出
力は前繰り返しパルス数範囲内において通常通りの値で
あり、ある特定繰り返しパルス数におけるレーザ光出力
の低下現象を招くことがない。
【００１２】
【実施例】以下、本発明について、図面を参照して詳細
に説明する。図１に、本発明の一実施例に係る気体レー
ザの放電部の構造を示す。同図に示すように、放電電極
４，５はガス流路９内に対向して配置され、ガス流路９
内に満たされている封入ガスは、ガス流路９に取り付け
られている循環ポンプ１１によって循環している。装置
全体の構成については、前述した図３に示される従来の
もの同様であるので説明を割愛する。
に説明する。図１に、本発明の一実施例に係る気体レー
ザの放電部の構造を示す。同図に示すように、放電電極
４，５はガス流路９内に対向して配置され、ガス流路９
内に満たされている封入ガスは、ガス流路９に取り付け
られている循環ポンプ１１によって循環している。装置
全体の構成については、前述した図３に示される従来の
もの同様であるので説明を割愛する。
【００１３】ここで、ガスレーザ装置の最大繰り返しパ
ルス数をｆｍａｘ（Ｐ／Ｓ）とすると、連続する二つの
パルス間の時間Δｔ（ｓ）は、次式で示される。 Δｔ＝１／ｆｍａｘ …（１） また、封入ガスの音速ｃ（ｍ／ｓ）は、次式で表される
。 ｃ＝（κＲＴ／Ｍ）１／２ …（２）但し、κ：封
入ガスの比熱比 Ｒ：一般ガス定数 Ｔ：封入ガスの絶対温度（Ｋ） Ｍ：封入ガスの分子量
ルス数をｆｍａｘ（Ｐ／Ｓ）とすると、連続する二つの
パルス間の時間Δｔ（ｓ）は、次式で示される。 Δｔ＝１／ｆｍａｘ …（１） また、封入ガスの音速ｃ（ｍ／ｓ）は、次式で表される
。 ｃ＝（κＲＴ／Ｍ）１／２ …（２）但し、κ：封
入ガスの比熱比 Ｒ：一般ガス定数 Ｔ：封入ガスの絶対温度（Ｋ） Ｍ：封入ガスの分子量
【００１４】放電により発生する衝撃波は、音速で伝搬
するから、連続する二つのパルス間に衝撃波の伝搬する
距離Ｌ（ｍ）は、（１）（２）式より次式で示される。 Ｌ＝ｃ・Δｔ …（３） ここで、 放電電極４，５の中心と上流側ベンド部１
０までの距離ｌ１、放電電極４，５と下流側ベンド部１
０′までの距離ｌ２は、次式の関係を満たすように決定
されている。 ｌ１，ｌ２＜Ｌ／２ …（４）
するから、連続する二つのパルス間に衝撃波の伝搬する
距離Ｌ（ｍ）は、（１）（２）式より次式で示される。 Ｌ＝ｃ・Δｔ …（３） ここで、 放電電極４，５の中心と上流側ベンド部１
０までの距離ｌ１、放電電極４，５と下流側ベンド部１
０′までの距離ｌ２は、次式の関係を満たすように決定
されている。 ｌ１，ｌ２＜Ｌ／２ …（４）
【００１５】このように設計すると、気体レーザ装置の
任意の繰り返しパルス数において、放電部で発生した衝
撃波の、上流側ベンド部１０と下流側ベンド部１０′と
の間における第一反射波が、放電電極４，５間に存在す
ることがない。このように設計した気体レーザにおいて
、繰り返しパルス数と出力との関係を計測したところ、
図２に示す結果が得られた。
任意の繰り返しパルス数において、放電部で発生した衝
撃波の、上流側ベンド部１０と下流側ベンド部１０′と
の間における第一反射波が、放電電極４，５間に存在す
ることがない。このように設計した気体レーザにおいて
、繰り返しパルス数と出力との関係を計測したところ、
図２に示す結果が得られた。
【００１６】同図に示すように、如何なる繰り返しパル
ス数においても、レーザ光出力は正常な値が得られてお
り、従来装置において見られていた或る特定繰り返しパ
ルス数におけるレーザ光出力の低下現象は発生していな
い。このように本実施例では、放電により発生する衝撃
波のガス流路ベンド部１０，１０′における第一反射波
が放電電極４，５に到達するタイミングでの放電が回避
され、任意の繰り返しパルス数において常に正常なレー
ザ光出力をＬことが出来、安定な気体レーザ装置を提供
することができる。
ス数においても、レーザ光出力は正常な値が得られてお
り、従来装置において見られていた或る特定繰り返しパ
ルス数におけるレーザ光出力の低下現象は発生していな
い。このように本実施例では、放電により発生する衝撃
波のガス流路ベンド部１０，１０′における第一反射波
が放電電極４，５に到達するタイミングでの放電が回避
され、任意の繰り返しパルス数において常に正常なレー
ザ光出力をＬことが出来、安定な気体レーザ装置を提供
することができる。
【００１７】尚、上記実施例では、封入ガスを循環ポン
プ１１で循環させる構成としていたが、本発明はこのよ
うな実施例に拘束されないものである。
プ１１で循環させる構成としていたが、本発明はこのよ
うな実施例に拘束されないものである。
【００１８】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明では、ガス流路ベンド部間の間隔を気
体レーザの最大繰り返しパルス数における連続する二つ
のパルス間隔時間内に進む音波の伝搬距離の少なくとも
半分以下にし、ガス流路ベンド部における衝撃派の第一
反射波が放電電極に到達するタイミングでの放電を回避
することが可能になった。
たように、本発明では、ガス流路ベンド部間の間隔を気
体レーザの最大繰り返しパルス数における連続する二つ
のパルス間隔時間内に進む音波の伝搬距離の少なくとも
半分以下にし、ガス流路ベンド部における衝撃派の第一
反射波が放電電極に到達するタイミングでの放電を回避
することが可能になった。
【図１】本発明の一実施例に係る気体レーザの放電部を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】上記実施例における繰り返しパルス数とレーザ
光出力の関係を示すグラフである。
光出力の関係を示すグラフである。
【図３】気体レーザの構成を示す構成図である。
【図４】従来の気体レーザの放電部の構成図である。
【図５】従来の気体レーザにおける繰り返しパルス数と
レーザ光出力の関係を示すグラフである。
レーザ光出力の関係を示すグラフである。
【図６】従来の気体レーザ放電部に発生する衝撃波の圧
力波形を示すグラフである。
力波形を示すグラフである。
１ 交流電源
２ 高圧直流電源装置
３ スイッチング回路
４ 放電電極
５ 放電電極
６ 半透明ミラー
７ 全反射ミラー
８ Ｘ線管
９ ガス流路
１０ 上流側ベンド部
１０′ 下流側ベンド部
１１ 循環ポンプ
Claims (1)
- 【請求項１】 ガス流路に配置した放電電極にパルス
電圧を印加して前記ガス流路に封入されたガスを励起し
、その誘電放出により生じたレーザ光を取り出す気体レ
ーザにおいて、前記放電電極の中心と前記ガス流路の上
流側、下流側ベンド部の距離を気体レーザの最大繰り返
しパルス数における連続する二つのパルス間隔時間内に
進む音波の伝搬距離の少なくとも半分以下にし、前記ガ
ス流路ベンド部における衝撃波の第一反射波が前記放電
電極に到達するタイミングでの放電を回避する構造とし
たことを特徴とする気体レーザにおけるガス流路構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11581091A JPH04343489A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 気体レーザにおけるガス流路構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11581091A JPH04343489A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 気体レーザにおけるガス流路構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04343489A true JPH04343489A (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=14671659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11581091A Withdrawn JPH04343489A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 気体レーザにおけるガス流路構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04343489A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7215695B2 (en) | 2004-10-13 | 2007-05-08 | Gigaphoton | Discharge excitation type pulse laser apparatus |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP11581091A patent/JPH04343489A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7215695B2 (en) | 2004-10-13 | 2007-05-08 | Gigaphoton | Discharge excitation type pulse laser apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980806 |