JPH0439974A - Pulse laser device - Google Patents

Pulse laser device

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JPH0439974A
JPH0439974A JP14615690A JP14615690A JPH0439974A JP H0439974 A JPH0439974 A JP H0439974A JP 14615690 A JP14615690 A JP 14615690A JP 14615690 A JP14615690 A JP 14615690A JP H0439974 A JPH0439974 A JP H0439974A
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main
glow discharge
electrodes
capacitor
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Koichi Yasuoka
康一 安岡
Akira Ishii
彰 石井
Sukeyuki Yasui
祐之 安井
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Abstract

PURPOSE:To unify the electric distribution between electrodes and extend the application range of space where glow discharge is generated. CONSTITUTION:When a switch S1 is closed, the voltage charged in a capacitor C1 is applied between main electrodes 1 and 2. During the application of the voltage, every spark discharge gap 3 is discharged within a fixed time. This spark discharge generates ultraviolet light, which preionizes laser gas between the main electrodes 1 and 2 on the opposite sides. When the spark discharge gap 3 discharges, the charge in the capacitor C1 moves to a capacitor C2. The voltage is increased between the main electrodes 1 and 2 so that the glow discharge may be ignited between the main electrodes 1 and 2. Since the surface configuration of the main electrodes 1 and 2 is adapted to comprise a plurality of functional curves, the electric distribution between the main electrodes 1 and 2 can be unified, which makes it possible to extend the application of space where glow discharge is generated and further enhance the limit value of laser output strength restricted by the current density in the central part of the electrode.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的J (産業上の利用分野) 本発明は、電極部構造に改良を施した大出力のパルスレ
ーザ装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Objective of the Invention J (Field of Industrial Application) The present invention relates to a high-output pulse laser device with an improved electrode structure.

(従来の技術) レーザ技術における近年の著しい技術進歩に伴い、各種
の産業分野において、大出力のパルスレザ装置が使用さ
れており、その−層の開発が要求されている。このよう
なパルスレーザ装置のうち、特に、ガスを媒介としたレ
ーザ装置において、良好なレーザ発振を得るためには、
レーザガス中で空間的に均一な放電の生成を必要とする
が、TEACO2レーザ、エキシマレーザなどの短パル
スレーザ光を発生させるパルスレーザ装置においては、
その動作ガス圧力が数気圧もの高圧力であり、更に、電
子付着性の強いCO2ガスあるいはハロゲンガスを含む
ため、放電が集中し、アーク放電になりやすい。これを
防止し、均一な放電を生成するために、主放電に先立っ
て予備電離を行うと同時に高速のパルス電圧を印加して
、短時間に放電を生成させる方法が一般的に採用されて
いる。
(Prior Art) With the remarkable technical progress in laser technology in recent years, high-output pulsed laser devices are being used in various industrial fields, and the development of their layers is required. Among such pulsed laser devices, in particular, in gas-mediated laser devices, in order to obtain good laser oscillation,
It is necessary to generate a spatially uniform discharge in the laser gas, but in pulsed laser devices that generate short pulse laser light such as TEACO2 laser and excimer laser,
The operating gas pressure is as high as several atmospheres, and furthermore, since it contains CO2 gas or halogen gas, which has strong electron adhesion, discharge tends to concentrate and cause arc discharge. In order to prevent this and generate a uniform discharge, a method is generally adopted in which preliminary ionization is performed prior to the main discharge and at the same time a high-speed pulse voltage is applied to generate the discharge in a short time. .

また、主放電空間に安定したグロー放電を発生させるた
めに、主電極表面形状は、−射的に、主電極間の電界強
度が、主電極中央部では一様に高く、且つ、主電極の端
部に向かうに従ってなだらかに低下していくような形状
とされてきた。(例えば、SprInger 5eri
es 1n 0ptical 5ciences53”
The CO2La5er 、 W、J、Wlttem
an、 p170  などに示された方式) 第4図は、従来のパルスレーザ装置の主電極部構造の一
例を示すものである。すなわち、レーザガス中において
、第1の主電極4に対向して第2の主電極5が配設され
、各主電極4,5は、その中央部に平面を有し、間部に
て最も近接しており、この中央平面部から電極端部に向
かってなだらかな曲率を有して開離している。そして、
このような形状を有することにより、主電極4,5間の
電界強度は、中央部で一様となり、端部に向かってなだ
らかに低下するようになっている。
In addition, in order to generate a stable glow discharge in the main discharge space, the main electrode surface shape is such that the electric field strength between the main electrodes is uniformly high at the center of the main electrodes, and It has been considered that the shape gradually decreases toward the end. (For example, SprInger 5eri
es 1n 0ptical 5sciences53”
The CO2La5er, W, J, Wlttem
170, etc.) FIG. 4 shows an example of the main electrode structure of a conventional pulse laser device. That is, in the laser gas, the second main electrode 5 is disposed opposite to the first main electrode 4, and each of the main electrodes 4 and 5 has a plane in the center, and the closest one in the middle part. The electrodes are separated from each other with a gentle curvature from the center plane toward the electrode ends. and,
With such a shape, the electric field strength between the main electrodes 4 and 5 is uniform at the center and gradually decreases toward the ends.

また、この主電極4.5の近傍には、図示していない複
数個のスパーク放電ギャップ等が配設されており、スパ
ーク放電ギャップ間で発生するスパーク放電から出る紫
外線によって主電極間のレーザガスを予備電離するよう
になっている。
In addition, a plurality of spark discharge gaps (not shown) are arranged near the main electrode 4.5, and the laser gas between the main electrodes is heated by ultraviolet rays emitted from the spark discharge generated between the spark discharge gaps. It is designed to pre-ionize.

さらに、主電極4,5の長手方向両端部には、光共振器
(図示せず)が配設されている。
Furthermore, optical resonators (not shown) are provided at both ends of the main electrodes 4 and 5 in the longitudinal direction.

このように構成された従来のパルスレーザ装置において
、その主電極4,5間に高速の高電圧パルスが印加され
ると、前記スパーク放電ギャップ間にスパーク放電が発
生し、主電極4,5間を予備電離した後、主電極4,5
間にグロー放電が発生する。
In the conventional pulse laser device configured as described above, when a high-speed high voltage pulse is applied between the main electrodes 4 and 5, a spark discharge is generated between the spark discharge gap and the main electrodes 4 and 5 are After pre-ionizing, the main electrodes 4, 5
A glow discharge occurs in between.

このグロー放電により、レーザガスが励起されて、図示
していない光共振器の作用で、光共振器の設置方向にレ
ーザ光が発生するが、このレーザ光の強度分布はグロー
放電の電流分布に影響される。この点について、第5図
を用いて以下に説明する。第5図は、主電極半面の断面
形状(a)、電界強度分布(b)、及び電流分布(C)
を定数Yo  (主電極間の最短距離の1/2)で規格
化して示している。すなわち、(a)乃至(C)におい
て、各X軸は、共に主電極の中央を起点とし、この起点
からの幅方向の距離(X/Yo)を示しており、第5図
(a)は、主電極間の距離の1/2をY / Y oで
示している。
This glow discharge excites the laser gas, and due to the action of an optical resonator (not shown), a laser beam is generated in the installation direction of the optical resonator, but the intensity distribution of this laser beam affects the current distribution of the glow discharge. be done. This point will be explained below using FIG. 5. Figure 5 shows the cross-sectional shape (a), electric field strength distribution (b), and current distribution (C) of the main electrode half surface.
is normalized by a constant Yo (1/2 of the shortest distance between the main electrodes). That is, in (a) to (C), each X axis starts from the center of the main electrode and indicates the distance (X/Yo) in the width direction from this starting point. , 1/2 of the distance between the main electrodes is indicated by Y/Yo.

このうち、第5図(b)では主電極間の中央の電界強度
(X/Yo=0の点):Emaxで規格化した主電極間
の電界強度Eの分布を示しているが、一般にE/E■a
Xの値が99%程度以下に低下した範囲にはグロー放電
が発生しない。このため、グロー放電の電流分布は、第
5図(c)に示すような分布となる。第5図(C)では
主電極間の中央の電流(X=0の点):l1axで規格
化した主電極間の電流Iの分布を示している。
Among these, Fig. 5(b) shows the distribution of the electric field strength E between the main electrodes normalized by the central electric field strength between the main electrodes (point of X/Yo = 0): Emax. /E■a
Glow discharge does not occur in the range where the value of X drops to about 99% or less. Therefore, the current distribution of glow discharge becomes a distribution as shown in FIG. 5(c). FIG. 5(C) shows the distribution of the current I between the main electrodes normalized by the central current between the main electrodes (point of X=0): l1ax.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記のような構成を有する従来のパルス
レーザ装置において、主電極間の電流分布は、第5図(
C)に示すように、中央から端部(X / Y oが大
の方向)に向かうに従って、電流がなだらかに減少して
いくため、発振するレーザ光の強度分布も電流の分布に
応じた形状となる。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the conventional pulse laser device having the above configuration, the current distribution between the main electrodes is as shown in FIG.
As shown in C), the current gradually decreases from the center to the end (the direction where X/Yo is large), so the intensity distribution of the oscillated laser light also has a shape that corresponds to the current distribution. becomes.

そのため、パルスレーザ装置を増幅器として利用する場
合など、−様なレーザ光の強度分布が必要な場合は、有
効に利用できる空間が限られており、グロー放電の利用
効率が低下するという問題があった。特に、大体積の発
振空間を必要とする大出力レーザでは利用効率の低下が
大きくなり、パルスレーザ装置の動作効率を低下させて
いた。
Therefore, when a pulsed laser device is used as an amplifier and a -like intensity distribution of laser light is required, there is a problem that the space that can be used effectively is limited and the efficiency of using glow discharge decreases. Ta. In particular, in the case of a high-output laser that requires a large volume of oscillation space, the reduction in utilization efficiency becomes large, reducing the operating efficiency of the pulsed laser device.

さらに、グロー放電の電流密度を増加させてレーザ発振
強度を増していった場合に、中央部の電流密度が安定し
たグロー放電の許容電流密度を超えて、グロー放電が収
縮しアーク放電となり、レザ光の最大出力が主電極間の
電流密度によって制限されるという問題があった。
Furthermore, when the current density of glow discharge is increased to increase the laser oscillation intensity, the current density in the center exceeds the allowable current density for stable glow discharge, the glow discharge contracts and becomes arc discharge, causing laser oscillation. There was a problem in that the maximum output of light was limited by the current density between the main electrodes.

以上のように、従来のパルスレーザ装置においては、主
電極間を流れる電流は主電極中央部で最大となり、中央
部を離れるに従って低下するため、−様な発振領域を必
要とする場合には、利用できないグロー放電空間が増加
してグロー放電の利用効率が低下するたけでなく、レー
ザ発振出力の上限が主電極中央部の電流密度によって制
限されるという問題があった。
As described above, in conventional pulsed laser devices, the current flowing between the main electrodes is maximum at the center of the main electrodes and decreases as it moves away from the center. There is a problem in that not only the unusable glow discharge space increases and the utilization efficiency of glow discharge decreases, but also the upper limit of the laser oscillation output is limited by the current density at the center of the main electrode.

本発明は以上のような従来技術の課題を解消するために
提案されたものであり、その目的は主電極間の電流分布
を一様にし、グロー放電の利用効率を向上するとともに
、電極中央部の電流密度で制限されていたし〜ザ出力強
度の限界値を向上させることのできるような、大出力の
パルスレーサ装置を提供することにある。
The present invention was proposed in order to solve the problems of the prior art as described above, and its purpose is to make the current distribution between the main electrodes uniform, improve the utilization efficiency of glow discharge, and to The object of the present invention is to provide a high-output pulse laser device that can improve the limit value of the output intensity, which was limited by the current density of .

[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 本発明のパルスレーザ装置は、一対の対向する主電極の
近傍に、スパーク放電ギャップ列を配置し、主電極間の
主放電空間を予備電離するパルスレーザ装置において、
主電極の表面形状を複数の関数曲線から構成したことを
特徴としている。
[Configuration of the Invention (Means for Solving the Problems) The pulse laser device of the present invention includes a spark discharge gap array arranged near a pair of opposing main electrodes, and pre-ionizes the main discharge space between the main electrodes. In a pulse laser device that
A feature is that the surface shape of the main electrode is composed of a plurality of function curves.

(作用) 本発明のパルスレーザ装置によれば、主電極の表面形状
を複数の関数曲線から構成したことにより、主電極間の
電流分布を一様にできるため、グロー放電の発生空間の
利用範囲が拡大するとともに、電極中央部の電流密度で
制限されていたレーザ出力強度の限界値を向上させるこ
とができる。
(Function) According to the pulsed laser device of the present invention, the surface shape of the main electrode is composed of a plurality of function curves, so that the current distribution between the main electrodes can be made uniform, so that the usage range of the glow discharge generation space is is expanded, and the limit value of the laser output intensity, which was limited by the current density at the center of the electrode, can be improved.

(実施例) 以下、本発明によるパルスレーザ装置の一実施例を第1
図乃至第3図を参照して具体的に説明する。
(Example) Hereinafter, one example of the pulse laser device according to the present invention will be described as a first example.
This will be explained in detail with reference to FIGS. 3 to 3.

まず、第1図は、本実施例のパルスレーザ装置の主電極
部構造を拡大して示す図である。この第1図に示すよう
に、レーザガス中において、第1の主電極1に対向して
第2の主電極2が配設され、各主電極1.2の表面は、
本発明に従ってA、 B2個の関数曲線形状から構成さ
れている。この場合、A、Bは、主電極1,2の中央の
軸Yに対して左右対称であり、主電極1.2は、中央部
から電極端部に向かってなだらかな曲率を有して一旦近
接し、最も近接した後は、電極端部に向かってなだらか
な曲率を有して開離している。
First, FIG. 1 is an enlarged view showing the main electrode structure of the pulsed laser device of this embodiment. As shown in FIG. 1, a second main electrode 2 is disposed facing the first main electrode 1 in the laser gas, and the surface of each main electrode 1.2 is
According to the present invention, it is composed of two function curve shapes A and B. In this case, A and B are symmetrical with respect to the axis Y at the center of the main electrodes 1 and 2, and the main electrodes 1 and 2 have a gentle curvature from the center to the end of the electrode, and once After coming close to each other, the electrodes separate with a gentle curvature toward the end of the electrode.

次に、第2図は、第1図の主電極部を含むパルスレーザ
装置の電極部構造と励起電源回路を示す回路図である。
Next, FIG. 2 is a circuit diagram showing the electrode part structure and excitation power supply circuit of a pulse laser device including the main electrode part of FIG. 1.

すなわち、放電部aはレーザガス中に配置され、対向配
置された第1、第2の主電極1,2の両側には、紙面垂
直方向に複数個のスパーク放電ギャップ3が配設されて
いる。
That is, the discharge part a is arranged in the laser gas, and a plurality of spark discharge gaps 3 are arranged on both sides of the first and second main electrodes 1 and 2, which are arranged opposite to each other, in a direction perpendicular to the plane of the paper.

続いて、この第2図の励起電源回路構成を以下に説明す
る。まず、主電極1,2間には、スパーク放電ギャップ
3を介して、コンデンサC2が接続されている。また、
放電部aには、残留インダクタンスを含む回路インダク
タンスLdを介してコンデンサC1,スイッチSIが接
続され、このコンデンサC1の一端は、抵抗Rを介して
図示していない高電圧電源Vcに接続され、他端はイン
ダクタンスLを介して接地されている。
Next, the configuration of the excitation power supply circuit shown in FIG. 2 will be explained below. First, a capacitor C2 is connected between the main electrodes 1 and 2 via a spark discharge gap 3. Also,
A capacitor C1 and a switch SI are connected to the discharge part a via a circuit inductance Ld including a residual inductance, and one end of this capacitor C1 is connected to a high voltage power supply Vc (not shown) via a resistor R, and the other end is connected to a high voltage power supply Vc (not shown) via a resistor R. The end is grounded via an inductance L.

さらに、第2図において、前記主電極1,2の長平方向
(紙面の垂直方向)両端部には、光共振器(図示せず)
が配設されている。
Further, in FIG. 2, optical resonators (not shown) are provided at both ends of the main electrodes 1 and 2 in the longitudinal direction (perpendicular to the plane of the paper).
is installed.

このように構成された本実施例のパルスレーザ装置の動
作を以下に説明する。すなわち、高電圧電源Vc−抵抗
抵抗ニーコンデンサ−インダクタンスLの経路で、コン
デンサC1が充電される。
The operation of the pulse laser device of this embodiment configured in this way will be described below. That is, the capacitor C1 is charged through the path of high voltage power supply Vc-resistance knee capacitor-inductance L.

そして、スイッチS1が閉じられると、コンデンサC1
に充電された電圧が、主電極1.2間に印加される。ま
た、このときスパーク放電ギャップ3には、コンデンサ
C1の電圧が加わるため、スパーク放電ギャップ3の一
部が放電する。そしてその後、一定の時間内に全てのス
パーク放電ギャップ3が放電し、このスパーク放電によ
って発生する紫外線により、対向する主電極1,2間の
レーザガスが予備電離される。
Then, when switch S1 is closed, capacitor C1
A charged voltage is applied between the main electrodes 1.2. Moreover, since the voltage of the capacitor C1 is applied to the spark discharge gap 3 at this time, a part of the spark discharge gap 3 is discharged. Thereafter, all the spark discharge gaps 3 are discharged within a certain period of time, and the laser gas between the opposing main electrodes 1 and 2 is pre-ionized by the ultraviolet rays generated by this spark discharge.

このようにしてスパーク放電ギャップ3が放電すると、
コンデンサC1の電荷はコンデンサc2に移動する。コ
ンデンサC2の電圧が上昇して(ると、主電極1,2間
の電圧が高くなり、主電極1.2間にグロー放電が点弧
する。
When the spark discharge gap 3 is discharged in this way,
The charge on capacitor C1 moves to capacitor c2. As the voltage across the capacitor C2 rises, the voltage between the main electrodes 1 and 2 increases, and a glow discharge is ignited between the main electrodes 1 and 2.

以下に、グロー放電の生成状況を第3図により説明する
Below, the generation situation of glow discharge will be explained with reference to FIG.

第3図(a)〜(c)は、それぞれ主電極半面の断面形
状、電界強度分布、及び電流分布を定数Yo (主電極
間の最短距離の1/2)で規格化して示している。すな
わち、(a)乃至(C)において、各X軸は、共に主電
極の中央を起点とし、この起点からの幅方向の距離(X
/Yo)を示しており、第3図(a)は、主電極間の距
離の1/2をY / Y oで示している。なお、本実
施例では、X / Y o軸方向のプラス・マイナス両
側の断面形状、すなわち、Y / Y o軸を中心とす
る左右の断面形状は、前述の通り対称であり、主電極1
,2は、中央部(X/Yo=0)から電極端部に向がっ
てなだらかな曲率を有して一旦近接し、最も近接した後
は、電極端部に向かってなだらかな曲率を有して開離し
ている。
FIGS. 3(a) to 3(c) each show the cross-sectional shape, electric field strength distribution, and current distribution of the main electrode halves normalized by a constant Yo (1/2 of the shortest distance between the main electrodes). That is, in (a) to (C), each X axis starts from the center of the main electrode, and the distance in the width direction from this starting point (X
/Yo), and FIG. 3(a) shows 1/2 of the distance between the main electrodes as Y/Yo. In this example, the cross-sectional shapes on both the plus and minus sides in the X/Yo axis direction, that is, the left and right cross-sectional shapes centering on the Y/Yo axis, are symmetrical as described above, and the main electrode 1
, 2 have a gentle curvature from the center (X/Yo=0) toward the electrode end, and are once close to each other, and after being closest, have a gentle curvature toward the electrode end. and separated.

このうち、第3図(b)では、主電極間の中央の電界強
度(X/Yo =0の点):ll、gaxで規格化した
主電極間の電界強度Eの分布を示しているが、第5図に
示した従来例とは異なり、X/Y。
Among these, Fig. 3(b) shows the distribution of the electric field strength E between the main electrodes normalized by the electric field strength at the center between the main electrodes (point of X/Yo = 0): ll, gax. , unlike the conventional example shown in FIG.

=00点で電界強度は最大となっていない。すなわち、
本実施例では、第3図(a)に示すように、主電極の断
面形状における最近接点が、中央部ではなく、中央部を
挟むX / Y o軸方向の両側(マイナス側は図示せ
ず)に存在するため、この主電極間の最近接点対応して
、XZYo軸方向の両側(マイナス側は図示せず)の2
箇所に電界強度の最大点が存在するため、この2箇所の
電界強度の最大点を中心としてグロー放電が発生するこ
とになる。この場合、グロー放電の電流分布は、第3図
(C)に示すような分布となる。第3図(C)では、電
流最大値:Imaxで規格化した主電極間の電流Iの分
布を示している。この第3図(C)に示すように、電流
はX/Yo=0の点で最大となるが、はぼX/Yo=1
.5の点まではほぼ同じ高レベルに保持され、この後、
減少していく。
The electric field strength is not maximum at the =00 point. That is,
In this example, as shown in FIG. 3(a), the closest point in the cross-sectional shape of the main electrode is not at the center, but at both sides of the center in the X/Y o-axis direction (the minus side is not shown). ), corresponding to the closest point between the main electrodes, there are two
Since the maximum electric field strength points exist at the two locations, glow discharge will occur around the two maximum electric field strength points. In this case, the current distribution of glow discharge becomes a distribution as shown in FIG. 3(C). FIG. 3(C) shows the distribution of the current I between the main electrodes normalized by the maximum current value: Imax. As shown in FIG. 3(C), the current reaches its maximum at the point where X/Yo=0, but when
.. It is held at almost the same high level up to point 5, after which
It will continue to decrease.

図示していないX / Y o軸方向のマイナス側にお
いても、同様に、X/Yo−0の点からほぼX/Yo=
−1,5の点まではほぼ同じ高レベルに保持され、この
後、減少していく。
Similarly, on the negative side of the X/Yo-axis direction (not shown), from the point of X/Yo-0, almost X/Yo=
It is maintained at almost the same high level up to the points -1 and 5, and then decreases.

以上より、電界強度分布は第3図(b)に示すようにX
/Yo=0の点で最大になっていないのに対し、第3図
(c)に示すように、電流はX/Yo=0の点で最大と
なることがわかる。この理由を以下に述べる。すなわち
、グロー放電は、般にEの値が99%程度にまで低下す
る範囲に発生するため、第3図(b)から、X/Yo=
1近傍またはX/Yo=−1近傍を中心としたグロ放電
が発生することになる。従って、X軸のプラス側(X 
/ Y o≧O)及びマイナス側(X / Y 。
From the above, the electric field strength distribution is as shown in Figure 3(b).
It can be seen that the current does not reach its maximum at the point where /Yo=0, but the current reaches its maximum at the point where X/Yo=0, as shown in FIG. 3(c). The reason for this will be explained below. That is, since glow discharge generally occurs in a range where the value of E decreases to about 99%, from FIG. 3(b), X/Yo=
A gross discharge centered around 1 or around X/Yo=-1 will occur. Therefore, the positive side of the X axis (X
/ Y o≧O) and the negative side (X / Y.

≦0)の主電極表面形状を、そのX/Yo=1近傍及び
X/Yo=−1近傍を中心として発生する各グロー放電
が、それぞれX/Yo<0、X/Yo>0まで広がるよ
うに設定すれば、X/Yo=0の主電極中央部では、X
 / Y oのプラス・マイナス両側からグロー放電が
広がって(るため、主電極中央部で電流最大とすること
ができる。
≦0), so that each glow discharge generated centering around X/Yo=1 and X/Yo=-1 spreads to X/Yo<0 and X/Yo>0, respectively. If set to , at the center of the main electrode where X/Yo=0,
Since the glow discharge spreads from both the positive and negative sides of /Yo, the current can reach its maximum at the center of the main electrode.

また、発振するレーザ光の強度分布は、電流の分布に応
じた形状となるため、電極中央部(はぼ−1,5≦X 
/ Y o≦1.5の範囲)において電流の平坦部を有
する本実施例の場合、レーザ光の強度分布は、電極中央
部で平坦な分布となる。このため、パルスレーザ装置を
増幅器として利用する場合に一様なレーザ光の強度分布
が得られ、グロー放電空間を有効に利用でき、利用効率
を高くできる。特に、大体積の発振空間を必要とする大
出力レーザでは、利用効率の向上が顕著である。
In addition, since the intensity distribution of the oscillated laser light has a shape that corresponds to the current distribution, the central part of the electrode (where -1,5≦X
/ Yo≦1.5), the intensity distribution of the laser beam becomes flat at the center of the electrode. Therefore, when the pulsed laser device is used as an amplifier, a uniform intensity distribution of laser light can be obtained, the glow discharge space can be used effectively, and the usage efficiency can be increased. In particular, for high-output lasers that require a large volume of oscillation space, the improvement in utilization efficiency is remarkable.

さらに、グロー放電の電流密度を増加させてレーザ発振
強度を増していった場合においても、本実施例の装置に
おいては主電極中央部の電流密度が平坦なため、安定し
たグロー放電を発生する許容電流密度まで、グロー放電
空間をほぼ一様に使用できるため、全体として評価した
場合の許容電流密度を向上できる。よって、レーザ光の
最大出力を従来例よりも増大できる。
Furthermore, even when the current density of glow discharge is increased to increase the laser oscillation intensity, in the device of this example, the current density at the center of the main electrode is flat, so that stable glow discharge can be generated. Since the glow discharge space can be used almost uniformly up to the current density, the allowable current density can be improved when evaluated as a whole. Therefore, the maximum output of laser light can be increased compared to the conventional example.

以上のように、本実施例によれば、主電極間を流れる電
流分布が主電極中央部で平坦となり、様な強度の発振領
域を得られるため、利用するグロー放電空間が増加して
グロー放電の利用効率か向上するだけでなく、レーザ発
振出力の上限を高くできる。
As described above, according to this embodiment, the current distribution flowing between the main electrodes becomes flat at the center of the main electrodes, and an oscillation region of various intensities can be obtained, so the glow discharge space used increases and the glow discharge This not only improves the efficiency of laser oscillation, but also increases the upper limit of laser oscillation output.

[発明の効果コ 本発明のパルスレーザ発振装置によれは、主電極の表面
形状を複数の関数曲線から構成することにより、主電極
間の電流分布を一様にできるため、グロー放電が発生し
ている空間の利用範囲を拡大するとともに、電極中央部
の電流密度で制限されていたレーザ出力強度の限界値を
向上し得るような、優れた大出力のパルスレーザ装置を
提供することができる。
[Effects of the Invention] In the pulsed laser oscillation device of the present invention, the surface shape of the main electrode is composed of a plurality of function curves, so that the current distribution between the main electrodes can be made uniform, so that glow discharge does not occur. It is possible to provide an excellent high-output pulsed laser device that can expand the range of space available for use, and improve the limit value of laser output intensity that was limited by the current density at the center of the electrode.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のパルスレーザ装置の一実施例における
主電極部構造を示す拡大断面斜視図、第2図は同実施例
におけるパルスレーザ装置の電極部構造と励起電源回路
を示す回路図、第3図(a)乃至(c)は同実施例のパ
ルスレーザ装置の特性を示す曲線図であり、(a)は主
電極半面の断面形状、(b)は電界強度分布、(C)は
電流分布、第4図は従来のパルスレーザ装置の主電極部
構造を示す拡大断面斜視図、第5図は従来のパルスレー
ザ装置の特性を示す曲線図であり、(a)は主電極半面
の断面形状、(b)は電界強度分布、(C)は電流分布
を示している。 1.4・・・第1の主電極、2.5・・・第2の主電極
、3・・・スパーク放電ギャップ。 第 図 71第1の主電倫 ×ん。 に N宛 第3図 第 図 第 図
FIG. 1 is an enlarged sectional perspective view showing the main electrode structure in an embodiment of the pulse laser device of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing the electrode structure and excitation power supply circuit of the pulse laser device in the same embodiment. Figures 3 (a) to (c) are curve diagrams showing the characteristics of the pulsed laser device of the same example, where (a) is the cross-sectional shape of the main electrode half surface, (b) is the electric field intensity distribution, and (C) is Current distribution, Fig. 4 is an enlarged cross-sectional perspective view showing the main electrode structure of a conventional pulsed laser device, and Fig. 5 is a curve diagram showing the characteristics of the conventional pulsed laser device. The cross-sectional shape, (b) shows the electric field strength distribution, and (C) shows the current distribution. 1.4... First main electrode, 2.5... Second main electrode, 3... Spark discharge gap. Fig. 71 First main telephone line xn. To N: Figure 3 Figure 3 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 一対の対向する主電極の近傍に、スパーク放電ギャップ
列を配置し、主電極間の主放電空間を予備電離するパル
スレーザ装置において、 前記主電極が、複数の関数曲線から構成されてなる表面
形状を有することを特徴とするパルスレーザ装置。
[Claims] A pulse laser device in which a spark discharge gap array is arranged near a pair of opposing main electrodes to pre-ionize a main discharge space between the main electrodes, wherein the main electrodes are formed from a plurality of function curves. 1. A pulsed laser device characterized by having a surface shape made up of:
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