JPH0484474A - 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］ この発明はレーザ装置、特にガスレーザ装置に間するも
のである。

［従来の技術］ 第３図は例えば特開昭６３−２２８６８５号公報に示さ
れた従来のエキシマレーザ装置を示す断面構成図であり
、図において（１）はレーザガスを封入するレーザ筐体
、（２）は第１の主電極、（３）は複数個の閉孔を有す
る第２の主電極（ｍ孔電極）、（４）は第２の主電極（
３）の背面で、第１の主電極（２）との対向面の反対例
の面に配設された誘電体、（５）は誘電体（４）を介在
させて第２の主電極（３）と対向して配設された補助電
極、（６）は主放電を起こすエネルギを供給するピーキ
ングコンデンサー　（７）はピーキングコンデンサー（
６）をパルス充電する主放電用パルス充電回路、（８）
は主放電によってレーザが励起される放電励起部、（９
）は主放電に先だって主放電を均一に起こすための種電
子を供給する予備電離放電、（１０）はレーザ発振光軸
である。

第４図は上記第１の主電極（２）、第２の主電極（３）
、誘電体（４）、及び補助電極（５）を光軸及び放電方
向に直交する面から見た第３図の放電部分の断面構成図
であり、（１１）は絶縁破壊放電である。

次に動作について説明する。第３図において、レーザ筐
体（１）の中にはレーザガスが封入されており、パルス
充電回路（７）がピーキングコンデンサー（６）をパル
ス充電すると、その際、ビーキングコンデンサー（６）
に印加された充電電圧が、誘電体（４）を介して第２の
主電極（３）と補助電極（５）の間に印加され、第２の
主電極（３）が有する複数の開孔部において予備電離放
電（９）が発生する。

この予備電離放電（９）は誘電体（４）を介したパルス
放電であるため、誘電体のバラスト効果により、均一に
行われ、第２の主電極（３）の近傍に均一に種電子が供
給される。同時に、予備電離放電（９）から発生する紫
外光により、放電励起部（８）全域に亘り、レーザガス
が弱電離状態となる。ピーキングコンデンサー（６）の
充電により、第１の主電極（２）と第２の主電極（３）
との間の電圧がその放電閘始電圧に達すると、ピーキン
グコンデンサー（６）に蓄えられた電荷は一気に第１の
主電極（２）、第２の主電極（３）閏に流れ、放電励起
部（８）にパルス放電が形成される。これは予め放電励
起部（８）が予備電離状態（９）により均一に弱電離状
態とされているため、均一な放電となる。この放電てし
−ザガス中のレーザ媒質が励起され、誘導放出によって
、光軸（１０）の方向にレーザビームが出射すしかし、
誘電体（４）を介した放電を予備電離状態とする上記の
方法は、以下のような問題点がある。

上記説明にあるように予備電離放電（９）を起こすため
に、誘電体（４）を介して第２の主電極（３）と補助電
極（５）の間にパルス電圧が印加される。この際、第４
図に示すように誘電体（４）の光軸方向の長さを、第２
の主電極（３）や補助電極（５）よりも十分長くしてお
かないと、絶縁破壊放電（ＩＩ）が起こってしまい、予
備放電のためのエネルギが全てここで消費されるため、
目的とする予備電離放電が起こらない。その結果、放電
励起部（８）において均一な主放電が得られず、レーザ
発振が得られなくなる。

ところが、誘電体はバインダーを含んだ形で予め成形さ
れ、高温炉で焼結する方法で製作されるが、面精度を高
くして長尺のものを作ることが難しい。一方また、第４
図の構造において、誘電体の面精度が高くないと、第２
の主電極（３）、誘電体（４）、補助電極（５）は精度
良く並行配置されないのて、予備電離放電の起こり易い
場所、起こり難い場所ができるため、主成を自身にもム
ラが生じ、レーザ発振の効率が著しく低下してしまう。

これらのことから、レーザ出力を増すために電極を長く
する際には、短いが面精度の高い（光軸方向の直線性の
良い）誘電体を第５図の放電部分を示す断面構成図に示
すような配置で継ぎ足す方法が考えられる。しかし、こ
の際には、絶縁破壊放電（１１）を防ぐために電極中央
部において非放電空間（１２）を形成せざるをえない。

従って、有効な放電長に対して電極長が著しく長くなり
装置が大型化したり、非数電空１％ｉＴ　（１２）にあ
るガスがレーザ光を吸収してレーザ出力が低下するなど
の問題点があった。

特に、ＴｌＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３なとの高
誘電率誘電体は、予備電離放電に対して優れた誘電体で
あるにもかかわらず、著しく短いものしか製造できない
のが現状であるため、第５図の構造にしようとすると、
放電部（８）の長さが殆ど設けられないような状態にな
り、実質上、第５図のような構造は不可能であった。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のレーザ装置は以上のように構成されているので、
有効放電長を長くすることが困難であったり、誘電体の
誘電率を増して放電の安定化を図ろうとすると、誘電体
の長尺物がてきないという長さ制限から有効放電長が短
くしかとれないため、レーザ出力の向上が達成できない
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、誘電体の誘電率を増して放電を安定化すると
ともに有効放電長を長く取り、レーザ出力の大きなレー
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］ この発明のレーザ装置は、一方が開孔電極の励起放電を
形成する一対の主電極、及び開孔電極面に誘電体を挟ん
で配設される補助電極を備えるもので、上記誘電体を底
面を有する二つの筒状誘電体の底面同士を突き合わせて
形成したものである。

［作用］ この発明における誘電体は底面を有する賞状誘電体を用
い、その底面同士を突き合わせて形成したので、継ぎ足
しく突き合わせ）部分における開孔電極から補助電極へ
の回り込み絶縁破壊を防ぐことができ、かつ有効放電長
を長くとることが可能となる。而して、励起放電の安定
化、レーザ出力の大出力化が達成される。特に短いもの
しか形成できない高誘電率誘電体に適用することにより
、より優れた効果を現わす。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例のレーザ装置の放電部を光軸に
直交する方向から見た断面構成図である。図において、
（２）は他方の主電極、（３）は一方の主電極である開
孔電極、り１３）及び（＋３”）は底面を有する高誘電
率筒状誘電体で、この筒状誘電体（＋３）（１３’）そ
れぞれの底面同士を突き合わせて誘電体（４）を構成し
ており、（１４）及び（１４’）は補助電極である。

このような筒状誘電体（１３＞、（１３’）それぞれの
底面同士を突き合わせた構造をとることにより、誘電体
（＋３）、（１３’）同士の突き合わせ面における開孔
電極（３）と補助電極（＋４）、（１４’）との絶縁は
完全なものとなり、開孔電極（３）から補助電極（１４
）（１４’）への回り込み絶縁破壊を防ぐことができる
。而して、開孔電極（３）を部分することなく、−枚の
長い開孔電極を用いることができる。この実施例では、
一つ３０ｃｍのＴｉ０２（比誘電率９０）の筒状誘電体
を二つ用い、それぞれの底面同士を突き合わせて６０ｃ
＋ｎ長さの誘電体を形成した。開孔電極の長さは４０ｃ
ｍであり、有効放電長は３５Ｃ１てあった。この実施例
についてギャップ長１２ＦＩ＋の条件下で放電人力とレ
ーザ出力との関係を調べた。その結果を第２図の特性図
に示す。なお、比較のため、従来の長さ６０ａｎ、単一
のアルミナ誘電体（比誘電率９）について同様に調べた
結果をともに記す。縦軸に単パルスレーザ出力（ｒｎＪ
）、横軸に放電人力（Ｊ／　バ１１２　）をとり、特性
面ｌＩ（イ）が従来のアルミナ誘電体の特性、（ア）が
この実施例のＴｌＯ２の特性を示している。これより明
らかなように、誘電体の高誘電率化により放電が安定化
され、かつ長尺化が困難で短いものしかできない高誘電
率誘電体を有効に連結し、十分な有効放電長を形成する
ことができたため、同し投入電力で比較すると、出力が
約１．５倍も向上している。

なお、上記実施例ではＴｉ０２（比誘電率９０）を用い
た場合について述べたが、さらに誘電率の高い材料を用
いれば、さらに放電の安定化、レーザ出力の向上が実現
できる。例えば、５ｒＴｉＣｈ、ＢａＴｉＯ３などが挙
げられる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、一方が開孔電極の励
起放電を形成する一対の主電極、及び閑孔主電極面に誘
電体を挟んで配設される補助電極を備えるレーザ装置に
おいて、上記誘電体を底面を有する筒状誘電体の底面同
士を突き合わせて形成したので、開孔電極から補助電極
への回り込み絶縁破壊を防ぎ、有効放電長を長くとれる
ので、励起放電の安定化、レーザ出力の大出力化が達成
できる効果がある。特に短いものしか形成できない高誘
電率誘電体に適用することにより、レーザ出力の著しい
向上が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のレーザ装置の放電部分を
示す断面構成図、第２図はこの発明の実施例の放電出力
とレーザ出力との関係を従来の比較例とともに示す特性
図、第３図は従来のエキシマレーザ装置の断面構成図、
第４図は第３図の放電部分を光軸と放電方向とに直交す
る方向から見た断面構成図、第５図は他の従来装置の放
電部を示す断面構成図である。 図において（２）は主電極、（３）は開孔電極、（４）
は底面を有する筒状誘電体（１３）、（＋３’）からな
る誘電体、（１４）及び（１４’）は補助電極である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分をボす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一方が複数の開孔を有する電極であり、励起放電を形成
   する一対の主電極、及び他方の主電極との対向面と反対
   側の上記一方の開孔電極面に配設される誘電体、及びこ
   の誘電体を挟むように上記開孔電極と対向配置される補
   助電極を備えるレーザ装置において、上記誘電体は底面
   を有する二つの筒状誘電体の底面同士を突き合わせて形
   成したものであることを特徴とするレーザ装置。