JPH05291651A - 金属蒸気レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外部放電を起こすことなく安定した主放電をレ
ーザ管内に生成することのできる金属蒸気レーザ装置を
提供する。 【構成】一対の放電電極４，５を備え放電方向とレーザ
出力方向とが同一の金属蒸気レーザ装置において、前記
一対の放電電極４，５をリング構造体１６と針付きリン
グ構造体１５または材質を変更したリング構造体との組
合わせによって構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属蒸気をレーザ媒質
としたパルス放電励起型の金属蒸気レーザ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】放電方向とレーザ出力方向とが同じであ
る金属蒸気レーザ装置においては、放電電極で出力レー
ザ光が遮られないようするために、陽極及び陰極とし
て、共に同一形状のリング構造体が一般に採用されてい
る。図４及び図５に従来の一般的な上記金属蒸気レーザ
装置の概要を示す。

【０００３】金属蒸気レーザ装置は、放電管としてのレ
ーザ管１と、このレーザ管１の外周を覆う断熱材２と、
この断熱材２を囲撓するガラス管３とから主に構成され
ている。そして、前記レーザ管１の両端部近傍には、一
対の放電電極としての陽極４及び陰極５が配置され、こ
の陽極４及び陰極５はそれぞれ電極支持フランジ６，７
で支持されている。この電極支持フランジ６，７には、
それぞれブリュスタ管８，９が接続され、その先端にブ
リュスタ窓が形成される。更に、前記両電極支持フラン
ジ６，７間には、前記ガラス管３を周囲を包囲する外筒
金属管１０と高圧絶縁部１１とが介装されている。そし
て、陽極４を接地し陰極５に負性パルス高電圧を加える
ことにより、レーザ管１内に放電を起こすようなされて
いる。ここに、前記陽極４及び陰極５は、図５に詳細に
示すように、共に同一形状の円筒状のリング構造体１
２，１３を組合わせることによって構成されていた。な
お、図４において、符番１４は、陽極電位側フランジで
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来の一般的な金属蒸気レーザ装置においては、陰極
５の近傍に電界が集中するため、放電がレーザ管１の外
部、即ち断熱材２の内部にまで進んでレーザ管１及び断
熱材２の寿命を短くし、更に主放電によるレーザ励起効
率を低下させてしまう場合があるといった問題点があっ
た。

【０００５】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、外部放電を起こすことなく安定した主放電をレ
ーザ管内に生成することのできる金属蒸気レーザ装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る金属蒸気レーザ装置は、一対の放電電
極を備え放電方向とレーザ出力方向とが同一の金属蒸気
レーザ装置において、前記一対の放電電極をリング構造
体と針付きリング構造体または材質を変更したリング構
造体との組合わせによって構成したことを特徴とするも
のである。

【０００７】

【作用】上記のように構成した本発明によれば、陽極に
針付き構造体または材質を変更したリング構造体を使用
することにより、陰極近傍での電界集中を減少させ、電
極間の放電開始電圧を低下させることができるため、外
部放電を減少させ安定した主放電を生成することができ
る。

【０００８】また、高圧絶縁部を陽極近傍に配置した場
合に、逆に陰極に針付き構造体または材質を変更したリ
ング構造体を使用することにより、放電の開始電圧を増
加させ、レーザ励起に有効な高い電圧での放電を行うこ
とができるため、同時に陰極近傍での電界集中を減少さ
せ、外部放電を抑えて安定したレーザ出力を得ることが
できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図３を参
照して説明する。なお、従来の構成と同一または対応す
る部分には、図４と同一の符号を用いて説明する。

【００１０】図１及び図２は、第１の実施例を示すもの
で、この金属蒸気レーザ装置の発振管構造は、レーザ管
１と、このレーザ管１の外周を覆う断熱材２と、この断
熱材２を囲撓するガラス管３とから主に構成されてい
る。

【００１１】そして、前記レーザ管１の両端部近傍に
は、一対の放電電極としての陽極４及び陰極５が配置さ
れ、この陽極４及び陰極５はそれぞれ電極支持フランジ
６，７で支持されているとともに、この電極支持フラン
ジ６，７には、それぞれブリュスタ管８，９が接続さ
れ、更に、前記両電極支持フランジ６，７間には、前記
ガラス管３を周囲を包囲する外筒金属管１０と高圧絶縁
部１１とが介装されている。そして、陽極４を接地し陰
極５に負性パルス高電圧を加えることにより、レーザ管
１内に放電を起こすようなされている。

【００１２】ここに、前記陽極４及び陽極５は、図２に
詳細に示すように、一方の端面にその円周方向に沿って
複数の針１５ａを植設した針付きリング構造体１５と円
筒状で端面に滑らかな丸みを持たせたリング構造体１６
との組合わせによって、即ち、陽極４に前記針付き構造
体１５を、陰極５に前記リング構造体１６をそれぞれ使
用することによって構成されている。次に、上記実施例
の作用を説明する。

【００１３】陽極４に針付きリング構造体１５を、陰極
５にリング電極１６をそれぞれ使用して、例えば数十ｃ
ｍ以上の長いギャップ長を持つ両電極４，５間に立ち上
がりの速い光電圧パルスを印加すると、針付きリング構
造体１５を使用した陽極４の近傍に電界が収集し、部分
絶縁破壊が生じて空間電荷群が生成される。この空間電
荷群は、針付きリング構造体１５が陽極４なる極性を持
つ場合、速い速度で陰極５に向かって成長するため、両
電極４，５間の放電破壊電圧が低下し、電極４，５間に
放電が起こり易くなる。

【００１４】また、陰極５には、端に丸みがあるリング
構造体１６が使用されているため、電界集中が緩和され
て陰極５からの初期電子供給及び部分絶縁破壊を抑える
ことができ、これによって高圧絶縁部１１の陽極電位側
フランジ１４との間に電界が生じていても断熱材２に向
けての外部放電が起こりにくくなる。両電極４，５近傍
での前記２つの効果により、レーザ管１内に放電を集中
させることができる。

【００１５】また、同様の効果は、陽極４にリング構造
体を使用し、このリング構造体の材料として、陰極５に
電子放出が起こしにくいもの、例えばチタンやカーボン
を選択することによっても得ることができる。

【００１６】図３は、第２の実施例を示すもので、上記
第１の実施例と異なる点は、陰極５側にあった高圧絶縁
部１１を陰極４側に設置し、外筒金属管１０を陰極５側
に配置するとともに、陰極５に図２に示す針付きリング
構造体１５を、陽極４に同じくリング構造体１６をそれ
ぞれ使用した点にある。

【００１７】ここで、両電極４，５間に光電圧パルスを
印加すると、陰極５の近傍に強い電界集中が起こり、初
期電子供給及び部分絶縁破壊が生じる。しかし、高圧絶
縁部１１の陽極電位側フランジ１４と陰極５との間の距
離が従来の距離に比べて長くなっているため、断熱材２
に向けての外部放電は起こりにくい。

【００１８】また、陰極５の近傍での部分絶縁破壊で生
じた空間電荷群は、針付きリング構造体１５が陰極５な
る極性を持つ場合、遅い速度で陽極４に向かい成長する
ため、電極４，５間の放電破壊電圧が上昇し、一度の放
電により多くの電気エネルギをレーザ管１内に供給する
ことができることになる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一対の電極のうちの一方を針付きリング構造体または材
質を変更したリング構造体とすることにより、この一方
の電極の近傍にのみ電界集中を発生させて、他方の電極
と外筒金属管の電界による断熱材内部への外部放電を抑
えることができ、これによって安定した放電励起を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図。

【図２】同じく、電極を示す斜視図。

【図３】第２の実施例を示す断面図。

【図４】従来例を示す断面図。

【図５】同じく、電極を示す斜視図。

【符号の説明】

１ レーザ管 ２ 断絶材 ３ ガラス管 ４ 陽極 ５ 陰極 １０ 外筒金属管 １１ 高圧絶縁部 １４ 陽極電位側フランジ １５ 針付きリング構造体 １５ａ 針 １６ リング構造体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の放電電極を備え放電方向とレーザ
   出力方向とが同一の金属蒸気レーザ装置において、前記
   一対の放電電極をリング構造体と針付きリング構造体ま
   たは材質を変更したリング構造体との組合わせによって
   構成したことを特徴とする金属蒸気レーザ装置。