JPH05206553A - Pulsed laser electrode - Google Patents

Pulsed laser electrode

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JPH05206553A
JPH05206553A JP1403592A JP1403592A JPH05206553A JP H05206553 A JPH05206553 A JP H05206553A JP 1403592 A JP1403592 A JP 1403592A JP 1403592 A JP1403592 A JP 1403592A JP H05206553 A JPH05206553 A JP H05206553A
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JP
Japan
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electrode
preionization
main
shaped
pin
Prior art date
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Pending
Application number
JP1403592A
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Japanese (ja)
Inventor
Mina Sakano
美菜 坂野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable a pre-ionization electrode to be lessened in consumption and to generate sparks of light from its wide area. CONSTITUTION:Pre-ionization electrode pairs 12 composed of pin-shaped pre- ionization electrodes 10 and fan-shaped pre-ionization electrode 11 are provided on the lengthwise sides of a second main electrode confronting a first main electrode. The tip of the fan-shaped pre-ionization electrode 11 is stepped to enable its part 11a, which confronts the tip 10a of the pin-shaped pre-ionization electrode 10, to be the arc of a sector. The sector part 11a is provided adjacent to the primary electrode 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はパルスレーザ発振装置に
用いられるパルスレーザ電極に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse laser electrode used in a pulse laser oscillator.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、レーザ媒質として気体を用いて
レーザ発振を得るためには、主放電電極間においてレー
ザ媒質が空間的に均一なグロー放電を発生させることを
必要とするが、TEAーCO2 レーザやエキシマレーザ
等の短パルスレーザ光を発生させる高繰返しパルスレー
ザ発振装置では、その動作圧力が大気圧以上の高圧であ
るため、上記の放電は収束し、アーク放電になりやす
い。これを防止するために、主放電空間の電界分布を調
整したり、主放電に先立って主放電空間の電子密度を予
め高めるために予備電離を行うのが普通である。
2. Description of the Related Art Generally, in order to obtain laser oscillation using a gas as a laser medium, it is necessary for the laser medium to generate a spatially uniform glow discharge between main discharge electrodes. In a high-repetition pulse laser oscillator that generates short-pulse laser light such as a two- laser or excimer laser, its operating pressure is higher than atmospheric pressure, so that the above-mentioned discharges converge and arc discharge easily occurs. In order to prevent this, it is usual to adjust the electric field distribution in the main discharge space or perform preionization to increase the electron density in the main discharge space in advance prior to the main discharge.

【0003】図6は従来のパルスレーザ電極の一例を示
すものである。即ち、レーザ媒質中に配置される第1の
主電極1に対向する位置に、第2の主電極2が配設さ
れ、前記第2の主電極2の長手方向両側に複数個のピン
状予備電離電極3が、ある一定の間隔で配設されてい
る。このピン状予備電離電極3は、ピン状の金属3aと
その両端以外の外周部分を覆う絶縁物3bとから構成さ
れている。そして、バラストインダクタンス6を介し
て、高圧パルス電源8に接続されている。
FIG. 6 shows an example of a conventional pulse laser electrode. That is, the second main electrode 2 is arranged at a position facing the first main electrode 1 arranged in the laser medium, and a plurality of pin-shaped preliminary electrodes are provided on both sides of the second main electrode 2 in the longitudinal direction. The ionization electrodes 3 are arranged at a certain interval. The pin-shaped preionization electrode 3 is composed of a pin-shaped metal 3a and an insulator 3b that covers an outer peripheral portion other than both ends thereof. Then, it is connected to the high-voltage pulse power supply 8 via the ballast inductance 6.

【0004】また、前記ピン状予備電離電極3の外側、
即ち、ピン状予備電離電極3を挟んで第2の主電極2と
向かい合う位置に、板状予備電離電極4が第2の主電極
2と等電位となるように配設されている。そして、前記
ピン状予備電離電極3の各先端部と板状予備電離電極4
の端部は、1mm程度の距離を保って配置されており、
両者合わせて一組の予備電離電極対が構成されている。
また、前記2つの主電極1,2は、ピーキングコンデン
サ5を介して電気的に接続されている。
Outside the pin-shaped preionization electrode 3,
That is, the plate-shaped preionization electrode 4 is disposed at a position facing the second main electrode 2 with the pin-shaped preionization electrode 3 interposed therebetween so as to have the same potential as the second main electrode 2. Each tip of the pin-shaped preionization electrode 3 and the plate-shaped preionization electrode 4 are
The ends of are placed with a distance of about 1 mm,
Together, a pair of preionization electrode pairs is constructed.
The two main electrodes 1 and 2 are electrically connected via a peaking capacitor 5.

【0005】この様に構成された従来のパルスレーザ電
極においては、高圧パルス電源8から高圧パルスが印加
されると、まず、高圧パルス電源8→バラストインダク
タンス6→ピン状予備電離電極3→板状予備電離電極4
→ピーキングコンデンサ5の回路に電流が流れ、ピーキ
ングコンデンサ5が充電される。この時、ピン状予備電
離電極3と板状予備電離電極4の間の小ギャップで起こ
るスパーク放電によって、紫外線7が発生する。この紫
外線により光電離されて電子が生成し、第1の主電極1
と第2の主電極2の間の空間が予備電離される。
In the conventional pulse laser electrode thus constructed, when a high-voltage pulse is applied from the high-voltage pulse power supply 8, first, the high-voltage pulse power supply 8 → ballast inductance 6 → pin-shaped preionization electrode 3 → plate-shaped Pre-ionization electrode 4
→ Current flows in the circuit of the peaking capacitor 5 and the peaking capacitor 5 is charged. At this time, ultraviolet rays 7 are generated by the spark discharge that occurs in the small gap between the pin-shaped preionization electrode 3 and the plate-shaped preionization electrode 4. This ultraviolet light is photoionized to generate electrons, and the first main electrode 1
The space between and the second main electrode 2 is preionized.

【0006】続いて、充電を続けるピーキングコンデン
サ5に加わる電圧が、主電極1,2間の放電破壊電圧に
達すると、主放電が開始しレーザ光が発生する。この
際、前記予備電離は主放電をグロー状の均一な放電とす
るために用いられる。
Then, when the voltage applied to the peaking capacitor 5 that continues to be charged reaches the discharge breakdown voltage between the main electrodes 1 and 2, the main discharge starts and laser light is generated. At this time, the preliminary ionization is used to make the main discharge a glow-like uniform discharge.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た様な構成を有する従来のパルスレーザ電極には、以下
に述べる様な解決すべき課題があった。即ち、ピン状予
備電離電極3の先端と、そこから最も近い位置に存在す
る金属部である板状予備電離電極4の一部との間に、予
備電離のためのスパーク放電が発生するため、放電回数
を重ねるにつれて、スパーク放電が生じる部分の電極の
消耗が激しくなる。つまり、図7(A)に示した様な予
備電離電極の初期状態からショット数を重ねると、図7
(B)に示した様に、スパーク放電のエネルギーが集中
する一点を中心にして、両予備電離電極3,4は部分的
にえぐれてしまう。
However, the conventional pulsed laser electrode having the above-mentioned structure has the following problems to be solved. That is, since a spark discharge for preionization is generated between the tip of the pin-shaped preionization electrode 3 and a part of the plate-shaped preionization electrode 4 which is the metal portion located closest to the tip-shaped preionization electrode 3, As the number of discharges increases, the electrode at the portion where the spark discharge occurs becomes more and more consumed. That is, when the number of shots is overlapped from the initial state of the preionization electrode as shown in FIG.
As shown in (B), the two preliminary ionization electrodes 3 and 4 are partly scooped around a point where the energy of the spark discharge is concentrated.

【0008】このため、ピン状予備電離電極3と板状予
備電離電極4の間隔が広がってしまうため、初期の予備
電離強度を長時間にわたって維持することができない。
従って、長時間のレーザ動作を行うと、充分に予備電離
が行われない状態で主放電が点弧することになり、安定
な主放電を維持することが困難となっていた。
For this reason, the distance between the pin-shaped preionization electrode 3 and the plate-shaped preionization electrode 4 is increased, so that the initial preionization strength cannot be maintained for a long time.
Therefore, when the laser operation is performed for a long time, the main discharge is ignited in the state where the preliminary ionization is not sufficiently performed, and it is difficult to maintain a stable main discharge.

【0009】また、スパーク放電が点状でしか点弧しな
いため、スパーク光の光量が少なく、主放電空間を予備
電離するのに充分な予備電離強度が得られないといった
欠点もあった。さらに、紫外線に替えてX線を用いる予
備電離方式が考えられるが、高繰返し動作に適さず、装
置が大型化しコストが大幅に増大するという欠点があっ
た。
Further, since the spark discharge is ignited only in a point shape, the light quantity of the spark light is small, and there is a drawback that a sufficient preionization intensity for preionizing the main discharge space cannot be obtained. Further, a preionization method using X-rays instead of ultraviolet rays is conceivable, but it has a drawback that it is not suitable for high repetition operation, the apparatus becomes large and the cost increases significantly.

【0010】本発明は、上述した様な従来技術の問題点
を解決するために提案されたもので、その目的は、予備
電離電極の消耗を抑制し、また広い面からスパーク光を
発生することができ、安定なグロー放電を維持して高出
力のレーザ光を得ることができる、高効率のパルスレー
ザ電極を提供することにある。
The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is to suppress the consumption of the preionization electrode and to generate spark light from a wide surface. It is to provide a highly efficient pulsed laser electrode that can obtain a high-power laser beam while maintaining stable glow discharge.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、対向して配置された第1の主電極と第2の主電極を
備え、両主電極間に生じる主放電に先立って、主放電空
間を予備電離するパルスレーザ電極において、前記主放
電空間を予備電離するための予備電離電極を、ピン状の
金属電極とその周囲に絶縁物を介して配設した扇型の金
属電極とから構成し、前記ピン状の金属電極の先端部と
扇型金属電極端との間にスパーク放電を発生させ、それ
により生じた紫外光で主放電空間を予備電離するように
構成したことを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a first main electrode and a second main electrode which are arranged to face each other, and prior to a main discharge occurring between the two main electrodes, In a pulsed laser electrode for preionizing the main discharge space, a preionization electrode for preionizing the main discharge space, a pin-shaped metal electrode and a fan-shaped metal electrode arranged around the metal electrode through an insulator. And a spark discharge is generated between the tip of the pin-shaped metal electrode and the end of the fan-shaped metal electrode, and the main discharge space is preionized by the ultraviolet light generated thereby. It is what

【0012】請求項2に記載の発明は、同様のパルスレ
ーザ電極において、前記主放電空間を予備電離するため
の予備電離電極を、ピン状の金属電極とその周囲に絶縁
物を介して配設した円筒状の金属電極とから構成し、前
記ピン状の金属電極の先端部と円筒状の金属電極端との
間にスパーク放電を発生させ、それにより生じた紫外光
で主放電空間を予備電離するように構成したことを特徴
とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the same pulsed laser electrode, a preionization electrode for preionizing the main discharge space is arranged with a pin-shaped metal electrode and an insulator around the pin-shaped metal electrode. And a cylindrical metal electrode that has been formed, and spark discharge is generated between the tip of the pin-shaped metal electrode and the end of the cylindrical metal electrode, and the main discharge space is pre-ionized by the ultraviolet light generated thereby. It is characterized in that it is configured to.

【0013】[0013]

【作用】請求項1に記載の発明によれば、ピン状の金属
電極と扇型の金属電極との間で発生する幅の広い紫外線
を主放電空間に照射することができ、また、予備電離電
極の消耗を少なくすることができるので、主放電空間の
広い範囲にわたり一様な予備電離が可能となり、安定で
励起強度の高いグロー放電を点弧させることができる。
According to the invention described in claim 1, it is possible to irradiate the main discharge space with a wide ultraviolet ray generated between the pin-shaped metal electrode and the fan-shaped metal electrode, and to carry out the preliminary ionization. Since the consumption of the electrodes can be reduced, uniform preionization can be performed over a wide range of the main discharge space, and stable glow discharge with high excitation intensity can be ignited.

【0014】請求項2に記載の発明によれば、ピン状の
金属電極と円筒状の金属電極との間で発生する幅の広い
紫外線を主放電空間に照射することができ、また、予備
電離電極の消耗を少なくすることができるので、主放電
空間の広い範囲にわたり一様な予備電離が可能となり、
安定で励起強度の高いグロー放電を点弧させることがで
きる。
According to the second aspect of the invention, it is possible to irradiate the main discharge space with a wide ultraviolet ray generated between the pin-shaped metal electrode and the cylindrical metal electrode, and to carry out the preliminary ionization. Since the consumption of electrodes can be reduced, uniform preionization is possible over a wide area of the main discharge space.
It is possible to ignite a stable glow discharge with high excitation intensity.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1乃至図5に基
づいて具体的に説明する。なお、図6に示した従来型と
同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to FIGS. The same members as those of the conventional type shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0016】(A)第1実施例 本実施例においては、図1に示した様に、第1の主電極
1に対向する位置に配設された第2の主電極の電極長手
方向両側に、1本のピン状予備電離電極10と1つの扇
型予備電離電極11とが一対となって構成された予備電
離電極対12が、複数組配列されている。また、前記扇
型予備電離電極11は、その先端部に段差が設けられ、
ピン状予備電離電極の先端部10aと対向する部分11
aが扇形の円弧を描く様に構成されている。そして、こ
の扇型の円弧部分11aが主電極2側に近接するように
配置されている。
(A) First Embodiment In the present embodiment, as shown in FIG. 1, on both sides in the electrode longitudinal direction of a second main electrode arranged at a position facing the first main electrode 1. A plurality of pairs of preionization electrode pairs 12 each including one pin-shaped preionization electrode 10 and one fan-shaped preionization electrode 11 are arranged. Further, the fan-shaped preionization electrode 11 has a step at its tip,
Portion 11 of the pin-shaped preionization electrode facing the tip 10a
a is configured to draw a fan-shaped arc. The fan-shaped arc portion 11a is arranged so as to be close to the main electrode 2 side.

【0017】図2は、前記予備電離電極対12の先端部
の構成を示したものである。即ち、ピン状予備電離電極
10を中心として、その周囲に中空の円筒状金属から成
る扇型予備電離電極11が配設されている。また、ピン
状予備電離電極10と扇型予備電離電極11の間には、
その先端部を除いて、電気的絶縁を図るための絶縁物1
3が充填されている。
FIG. 2 shows the structure of the tip of the preionization electrode pair 12. That is, a fan-shaped preionization electrode 11 made of a hollow cylindrical metal is arranged around the pin-shaped preionization electrode 10 as a center. Further, between the pin-shaped preionization electrode 10 and the fan-shaped preionization electrode 11,
Insulator 1 for electrical insulation, excluding its tip
3 is filled.

【0018】また、ピン状予備電離電極10は、配線の
インダクタンスが等しくなる様に、各々個別にバラスト
インダクタンス6を介して高圧パルス電源8に接続され
ている。一方、扇型予備電離電極11は、第2の主電極
2及びピーキングコンデンサ5と電気的に接続されてい
る。
Further, the pin-shaped preionization electrodes 10 are individually connected to the high-voltage pulse power source 8 via the ballast inductance 6 so that the wirings have the same inductance. On the other hand, the fan-shaped preionization electrode 11 is electrically connected to the second main electrode 2 and the peaking capacitor 5.

【0019】この様な構成を有する本実施例のパルスレ
ーザ電極の動作及び作用を以下に説明する。即ち、ピン
状予備電離電極10に高圧パルス電源8から高圧パルス
が印加されると、バラストインダクタンス6の作用で、
各ピン状予備電離電極10に等しく電流が分流される。
この電流によりピン状予備電離電極10の先端部10a
と、それから最も近い金属端である対向する扇型予備電
離電極11の先端円弧部11aとの間において、線状に
スパーク放電が発生し、これにより生じた紫外線7が第
2の主電極2の長手方向両側から主放電空間に照射され
る。
The operation and action of the pulsed laser electrode of this embodiment having such a structure will be described below. That is, when a high-voltage pulse is applied to the pin-shaped preionization electrode 10 from the high-voltage pulse power source 8, the ballast inductance 6 causes
Current is shunted equally to each pin-shaped preionization electrode 10.
Due to this current, the tip portion 10a of the pin-shaped preionization electrode 10
And the arc-shaped tip portion 11a of the fan-shaped preionization electrode 11 which is the closest metal end and is opposed thereto, a linear spark discharge is generated, and the ultraviolet ray 7 generated thereby causes the ultraviolet rays 7 of the second main electrode 2 to be generated. The main discharge space is irradiated from both sides in the longitudinal direction.

【0020】同時に、このスパーク放電により流れた電
流は、扇型予備電離電極11を介して、主電極2からピ
ーキングコンデンサ5を充電しながらアースに流れる。
そして、ピーキングコンデンサ5の電圧が上昇して、主
電極1と主電極2の間に充填されているレーザ媒質ガス
の放電破壊電圧に到達すると、両主電極1,2間に主放
電が点弧し、光共振器(図示せず)の作用でレーザ光が
電極長手方向に発生する。
At the same time, the current flowing by the spark discharge flows to the ground via the fan-shaped preionization electrode 11 while charging the peaking capacitor 5 from the main electrode 2.
When the voltage of the peaking capacitor 5 rises and reaches the discharge breakdown voltage of the laser medium gas filled between the main electrodes 1 and 2, the main discharge is ignited between the main electrodes 1 and 2. Then, laser light is generated in the electrode longitudinal direction by the action of the optical resonator (not shown).

【0021】この様に、本実施例のパルスレーザ電極を
用いると、従来、一点に集中して発生していた予備電離
のためのスパーク放電が、扇型予備電離電極11の先端
部の円弧に沿って線状に発生するため、各予備電離電極
先端部のごく一部のみに局所的にかかっていた電気的負
担が大幅に緩和される。その結果、金属のスパッタリン
グ等による予備電離電極の消耗が軽減されるため、予備
電離電極形状の変化が抑制される。
As described above, when the pulsed laser electrode of this embodiment is used, the spark discharge for preionization, which has conventionally been concentrated at one point, is generated in the arc of the tip of the fan-shaped preionization electrode 11. Since they are generated linearly, the electric load locally applied to only a small part of the tip of each preionization electrode is significantly reduced. As a result, consumption of the preionization electrode due to metal sputtering or the like is reduced, so that the change in the shape of the preionization electrode is suppressed.

【0022】これにより、予備電離強度、予備電離空
間、予備電離の均一性等の予備電離条件は、長時間にわ
たり一定条件に保持されるので、レーザ主放電の安定
性、均一性が長時間にわたり保証される。また、スパッ
タリング等によって発生した金属微粒子による、レーザ
発振光を外部に取り出すためのレーザウィンドウの汚染
をも防ぐことができる。
Thus, the preionization conditions such as the preionization intensity, the preionization space, and the uniformity of the preionization are kept constant for a long time, so that the stability and the uniformity of the laser main discharge can be maintained for a long time. Guaranteed. Further, it is possible to prevent the contamination of the laser window for taking out the laser oscillation light to the outside due to the metal fine particles generated by sputtering or the like.

【0023】さらに、予備電離が扇型予備電離電極の円
弧に沿って線状に起こるため、一対の予備電離電極対1
2が予備電離させることのできる空間が広くなる。ま
た、主電極に近接する空間で集中的に発生するため、主
放電空間に強度の強い予備電離光を照射して充分な予備
電離を行うことができる。その結果、空間的に均質でム
ラの少ない安定した予備電離を実現することができるた
め、レーザ励起強度が高まり、発振効率も大幅に向上す
る。
Furthermore, since the preionization occurs linearly along the arc of the fan-shaped preionization electrode, the pair of preionization electrode pairs 1
The space where 2 can be pre-ionized becomes wider. Further, since it is concentratedly generated in the space close to the main electrode, sufficient preionization can be performed by irradiating the main discharge space with intense preionization light. As a result, it is possible to realize stable preionization that is spatially homogeneous and has little unevenness, so that the laser excitation intensity is increased and the oscillation efficiency is also greatly improved.

【0024】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、例えば、扇型予備電離電極はピン状予
備電離電極と対向する先端部のみが、ピン状予備電離電
極を中心とした扇型の円弧を描いておればよく、図3
(A)に示した様に、扇型予備電離電極14を半円筒形
状に構成することもできる。また、図3(B)に示した
様に、ピン状予備電離電極と対向する先端部以外は、細
幅の棒状に構成しても良く、周囲の放電部構造、放電回
路などに合わせて、個々の場合において最適な形状をと
ることが可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, in the fan-shaped preionization electrode, only the tip portion facing the pin-shaped preionization electrode has the pin-shaped preionization electrode as the center. It is sufficient to draw a fan-shaped arc, as shown in FIG.
As shown in (A), the fan-shaped preionization electrode 14 may be formed in a semi-cylindrical shape. Further, as shown in FIG. 3 (B), except for the tip end facing the pin-shaped preionization electrode, it may be formed in a narrow rod shape, and according to the surrounding discharge part structure, discharge circuit, etc., It is possible to take the optimum shape in each case.

【0025】(B)第2実施例 本実施例においては、図4に示した様に、第1の主電極
1に対向する位置に配設された第2の主電極2の電極長
手方向両側に、1本のピン状予備電離電極20と1つの
中空の円筒状予備電離電極21とが一対となって構成さ
れた予備電離電極対22が、複数組配列されている。
(B) Second Embodiment In this embodiment, as shown in FIG. 4, both sides in the electrode longitudinal direction of the second main electrode 2 arranged at a position facing the first main electrode 1. In addition, a plurality of pairs of preionization electrodes 22 each including one pin-shaped preionization electrode 20 and one hollow cylindrical preionization electrode 21 are arranged.

【0026】図5(A)(B)は、前記予備電離電極対
22の先端部の構成を示したものである。即ち、ピン状
予備電離電極20を中心として、その周囲に中空の円筒
状予備電離電極21が配設され、両者間には、その先端
部を除いて、電気的絶縁を図るための絶縁物23が充填
されている。
5 (A) and 5 (B) show the structure of the tip of the preionization electrode pair 22. That is, a hollow cylindrical preionization electrode 21 is arranged around the pin-shaped preionization electrode 20 and an insulator 23 for electrical insulation is provided between the two except for the tip. Is filled.

【0027】また、ピン状予備電離電極20は、配線の
インダクタンスが等しくなる様に、各々個別にバラスト
インダクタンス6を介して高圧パルス電源8に接続され
ている。一方、円筒状予備電離電極21は、第2の主電
極2及びピーキングコンデンサ5と電気的に接続されて
いる。
The pin-shaped preionization electrodes 20 are individually connected to the high-voltage pulse power source 8 via the ballast inductance 6 so that the inductances of the wirings become equal. On the other hand, the cylindrical preionization electrode 21 is electrically connected to the second main electrode 2 and the peaking capacitor 5.

【0028】この様な構成を有する本実施例のパルスレ
ーザ電極の動作及び作用を以下に説明する。即ち、ピン
状予備電離電極20に高圧パルス電源8から高圧パルス
が印加されると、バラストインダクタンス6の作用で、
各ピン状予備電離電極20に等しく電流が分流される。
この電流によりピン状予備電離電極20の先端部と、そ
れから最も近い金属端である対向する円筒状予備電離電
極21の先端円周部との間において、線状にスパーク放
電が発生し、これにより生じた紫外線7が第2の主電極
2の長手方向両側から主放電空間に照射される。
The operation and action of the pulse laser electrode of this embodiment having such a structure will be described below. That is, when a high-voltage pulse is applied to the pin-shaped preionization electrode 20 from the high-voltage pulse power source 8, the ballast inductance 6 causes
The current is shunted equally to each pin-shaped preionization electrode 20.
This current causes a linear spark discharge between the tip portion of the pin-shaped preionization electrode 20 and the tip circumferential portion of the opposing cylindrical preionization electrode 21, which is the metal end closest to the pin-shaped preionization electrode 20. The generated ultraviolet rays 7 are applied to the main discharge space from both sides in the longitudinal direction of the second main electrode 2.

【0029】同時に、このスパーク放電により流れた電
流は、円筒状予備電離電極21を介して、主電極2から
ピーキングコンデンサ5を充電しながら、主電極からア
ースに流れる。そして、ピーキングコンデンサ5の電圧
が上昇して、主電極1と主電極2の間に充填されている
レーザ媒質ガスの放電破壊電圧に到達すると、両主電極
1,2間に主放電が点弧し、光共振器(図示せず)の作
用でレーザ光が電極長手方向に発生する。
At the same time, the current flowing by this spark discharge flows from the main electrode to the ground while charging the peaking capacitor 5 from the main electrode 2 via the cylindrical preionization electrode 21. When the voltage of the peaking capacitor 5 rises and reaches the discharge breakdown voltage of the laser medium gas filled between the main electrodes 1 and 2, the main discharge is ignited between the main electrodes 1 and 2. Then, laser light is generated in the electrode longitudinal direction by the action of the optical resonator (not shown).

【0030】この様に、本実施例のパルスレーザ電極を
用いると、従来、一点に集中して発生していた予備電離
のためのスパーク放電が、円筒状予備電離電極21の先
端部の円周に沿って線状に発生するため、各予備電離電
極先端部のごく一部のみに局所的にかかっていた電気的
負担が大幅に緩和される。その結果、金属のスパッタリ
ング等による予備電離電極の消耗が軽減されるため、予
備電離電極形状の変化が抑制される。
As described above, when the pulsed laser electrode of the present embodiment is used, spark discharge for preionization, which has conventionally been concentrated at one point, is generated in the circumference of the tip portion of the cylindrical preionization electrode 21. Since it is generated linearly along the line, the electrical load locally applied to only a small part of the tip of each preionization electrode is significantly reduced. As a result, consumption of the preionization electrode due to metal sputtering or the like is reduced, so that the change in the shape of the preionization electrode is suppressed.

【0031】従って、予備電離強度、予備電離空間、予
備電離の均一性等の予備電離条件は、長時間にわたり一
定条件に保持されるので、レーザ主放電の安定性、均一
性が長時間にわたり保証される。また、スパッタリング
等によって発生した金属微粒子による、レーザ発振光を
外部に取り出すためのレーザウィンドウの汚染をも防ぐ
ことができる。
Therefore, the preionization conditions such as the preionization intensity, the preionization space, and the uniformity of the preionization are kept constant for a long time, so that the stability and uniformity of the laser main discharge are guaranteed for a long time. To be done. Further, it is possible to prevent the contamination of the laser window for taking out the laser oscillation light to the outside due to the metal fine particles generated by sputtering or the like.

【0032】さらに、予備電離が円筒状予備電離電極の
円周に沿って線状に起こるため、より広い範囲にわたり
予備電離光を照射することができる。その結果、空間的
に均質でムラの少ない安定した予備電離を実現すること
ができるため、レーザ励起強度が高まり、発振効率も大
幅に向上する。
Further, since the preionization occurs linearly along the circumference of the cylindrical preionization electrode, it is possible to irradiate the preionization light over a wider range. As a result, it is possible to realize stable preionization that is spatially homogeneous and has little unevenness, so that the laser excitation intensity is increased and the oscillation efficiency is also greatly improved.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、予備
電離電極を、ピン状の金属電極とその周囲に絶縁物を介
して配設した扇型の金属電極あるいは円筒状の金属電極
とから構成し、ピン状の金属電極の先端部と扇型金属電
極端あるいは円筒状の金属電極端との間にスパーク放電
を発生させ、それにより生じた紫外光で主放電空間を予
備電離するように構成することにより、予備電離電極の
消耗を抑制し、また広い面からスパーク光を発生するこ
とができ、安定なグロー放電を維持して高出力のレーザ
光を得ることができる、高効率のパルスレーザ電極を提
供することができる。
As described above, according to the present invention, a fan-shaped metal electrode or a cylindrical metal electrode in which the preionization electrode is provided with a pin-shaped metal electrode and its periphery with an insulator interposed therebetween. A spark discharge is generated between the tip of the pin-shaped metal electrode and the end of the fan-shaped metal electrode or the end of the cylindrical metal electrode, and the main discharge space is pre-ionized by the ultraviolet light generated by the spark discharge. With such a configuration, it is possible to suppress the consumption of the preionization electrode, generate spark light from a wide surface, maintain stable glow discharge, and obtain high-output laser light, high efficiency. Pulsed laser electrodes can be provided.

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

【図1】本発明のパルスレーザ電極の第1実施例を示す
斜視図
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a pulse laser electrode of the present invention.

【図2】(A)は図1に示した実施例の予備電離電極対
の先端部の拡大斜視図、(B)はその断面図
2 (A) is an enlarged perspective view of a tip portion of the preionization electrode pair of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 2 (B) is a sectional view thereof.

【図3】(A)(B)は図1に示した第1実施例の他の
構成例を示す斜視図
3A and 3B are perspective views showing another configuration example of the first embodiment shown in FIG.

【図4】本発明のパルスレーザ電極の第2実施例を示す
斜視図
FIG. 4 is a perspective view showing a second embodiment of the pulsed laser electrode of the present invention.

【図5】(A)は図2に示した実施例の予備電離電極対
の先端部の拡大斜視図、(B)はその断面図
5A is an enlarged perspective view of a tip portion of the preionization electrode pair of the embodiment shown in FIG. 2, and FIG. 5B is a sectional view thereof.

【図6】従来のパルスレーザ電極の斜視図FIG. 6 is a perspective view of a conventional pulse laser electrode.

【図7】(A)は従来のパルスレーザ電極の予備電離電
極対の要部斜視図、(B)はその消耗の様子を示す斜視
FIG. 7A is a perspective view of a main part of a conventional preionization electrode pair of a pulse laser electrode, and FIG. 7B is a perspective view showing how it is consumed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1の主電極 2…第2の主電極 3…ピン状予備電離電極 4…板状予備電離電極 5…ピーキングコンデンサ 6…バラストインダクタンス 7…紫外線 8…高圧パルス電源 10…ピン状予備電離電極 11…扇型予備電離電極 12…予備電離電極対 13…絶縁物 14,15…扇型予備電離電極 20…ピン状予備電離電極 21…円筒状予備電離電極 22…予備電離電極対 23…絶縁物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st main electrode 2 ... 2nd main electrode 3 ... Pin-shaped preionization electrode 4 ... Plate-shaped preionization electrode 5 ... Peaking capacitor 6 ... Ballast inductance 7 ... Ultraviolet 8 ... High-voltage pulse power supply 10 ... Pin-shaped preionization Electrode 11 ... Fan type preionization electrode 12 ... Preionization electrode pair 13 ... Insulator 14, 15 ... Fan type preionization electrode 20 ... Pin-shaped preionization electrode 21 ... Cylindrical preionization electrode 22 ... Preionization electrode pair 23 ... Insulation object

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対向して配置された第1の主電極と第2
の主電極を備え、両主電極間に生じる主放電に先立っ
て、主放電空間を予備電離するパルスレーザ電極におい
て、 前記主放電空間を予備電離するための予備電離電極を、
ピン状の金属電極とその周囲に絶縁物を介して配設した
扇型の金属電極とから構成し、前記ピン状の金属電極の
先端部と扇型金属電極端との間にスパーク放電を発生さ
せ、それにより生じた紫外光で主放電空間を予備電離す
るように構成したことを特徴とするパルスレーザ電極。
1. A first main electrode and a second electrode which are arranged to face each other.
In the pulsed laser electrode for preionizing the main discharge space prior to the main discharge generated between the main electrodes, a preionization electrode for preionizing the main discharge space,
It is composed of a pin-shaped metal electrode and a fan-shaped metal electrode that is arranged around the pin-shaped metal electrode, and spark discharge is generated between the tip of the pin-shaped metal electrode and the end of the fan-shaped metal electrode. The pulsed laser electrode is characterized in that the main discharge space is preionized by the ultraviolet light generated thereby.
【請求項2】 対向して配置された第1の主電極と第2
の主電極を備え、両主電極間に生じる主放電に先立っ
て、主放電空間を予備電離するパルスレーザ電極におい
て、 前記主放電空間を予備電離するための予備電離電極を、
ピン状の金属電極とその周囲に絶縁物を介して配設した
円筒状の金属電極とから構成し、前記ピン状の金属電極
の先端部と円筒状の金属電極端との間にスパーク放電を
発生させ、それにより生じた紫外光で主放電空間を予備
電離するように構成したことを特徴とするパルスレーザ
電極。
2. A first main electrode and a second electrode which are arranged to face each other.
In the pulsed laser electrode for preionizing the main discharge space prior to the main discharge generated between the main electrodes, a preionization electrode for preionizing the main discharge space,
It is composed of a pin-shaped metal electrode and a cylindrical metal electrode arranged around the pin-shaped metal electrode via an insulator, and a spark discharge is generated between the tip of the pin-shaped metal electrode and the end of the cylindrical metal electrode. A pulsed laser electrode characterized in that it is constructed so that the main discharge space is preionized by the ultraviolet light generated thereby.
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