JPH05299725A - レーザ発振器用放電電極 - Google Patents
レーザ発振器用放電電極Info
- Publication number
- JPH05299725A JPH05299725A JP12573092A JP12573092A JPH05299725A JP H05299725 A JPH05299725 A JP H05299725A JP 12573092 A JP12573092 A JP 12573092A JP 12573092 A JP12573092 A JP 12573092A JP H05299725 A JPH05299725 A JP H05299725A
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- discharge space
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧力差による外圧から内側誘電体を開放して
安定したグロー放電ができる最適厚さにすることのでき
る放電電極を提供する。 【構成】 真空容器１の放電空間ａを挟む対向二面に設
けられた窓１ａの蓋２Ａ，２Ｂに、外側誘電体３Ａ，３
Ｂを固着し、外側誘電体の放電空間側に開口する凹部３
ａとこの凹部の底面と外気に連通する貫通穴３ｂに、シ
リコーンゴム１１を注入，充填することにより、内側誘
電体４Ａ，４Ｂが金属電極５Ａ，５Ｂの放電面に接着さ
れることなく密着されるととにも、内側誘電体の他面が
放電空間側に露出するように内側誘電体及び金属電極を
外側誘電体に設け給電線を兼ねる冷却水管６Ａ，６Ｂ端
部を貫通穴内に遊挿して外部に引出す。
安定したグロー放電ができる最適厚さにすることのでき
る放電電極を提供する。 【構成】 真空容器１の放電空間ａを挟む対向二面に設
けられた窓１ａの蓋２Ａ，２Ｂに、外側誘電体３Ａ，３
Ｂを固着し、外側誘電体の放電空間側に開口する凹部３
ａとこの凹部の底面と外気に連通する貫通穴３ｂに、シ
リコーンゴム１１を注入，充填することにより、内側誘
電体４Ａ，４Ｂが金属電極５Ａ，５Ｂの放電面に接着さ
れることなく密着されるととにも、内側誘電体の他面が
放電空間側に露出するように内側誘電体及び金属電極を
外側誘電体に設け給電線を兼ねる冷却水管６Ａ，６Ｂ端
部を貫通穴内に遊挿して外部に引出す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＯ2 レーザ発振器の
放電電極、特に誘電体を介して高周波放電を行いレーザ
ガスを励起するための放電電極に関するものである。
放電電極、特に誘電体を介して高周波放電を行いレーザ
ガスを励起するための放電電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高周波放電によってレーザガスを
励起して、レーザ発振を行うＣＯ2 レーザ発振器では、
図４に示すように対向する金属電極１０１Ａ，１０１Ｂ
は放電面が誘電体１０２Ａ，１０２Ｂにて覆われるよう
に真空容器１０５の窓１０５ａを気密的に塞ぐ誘電体の
外側に設けて、図示しない高周波電源から高周波電圧を
印加して、放電空間ａでグロー放電を行ってレーザガス
を励起し、反射鏡１０３を放電空間ａを挟んで紙面の奥
と手前に対向設置して光共振器を構成し、紙面を貫く方
向にレーザ光を取り出している。また放電によって金属
電極１０１Ａ，１０１Ｂに発生した熱を取り除くために
金属電極に冷却水管１０４Ａ，１０４Ｂを設け、冷却水
を圧送して冷却を行い、更に金属電極１０１Ａ，１０１
Ｂと誘電体１０２Ａ，１０２Ｂ間の密着面は熱応力によ
り誘電体が破損するのを防止するために互いに滑れるよ
うになっている。
励起して、レーザ発振を行うＣＯ2 レーザ発振器では、
図４に示すように対向する金属電極１０１Ａ，１０１Ｂ
は放電面が誘電体１０２Ａ，１０２Ｂにて覆われるよう
に真空容器１０５の窓１０５ａを気密的に塞ぐ誘電体の
外側に設けて、図示しない高周波電源から高周波電圧を
印加して、放電空間ａでグロー放電を行ってレーザガス
を励起し、反射鏡１０３を放電空間ａを挟んで紙面の奥
と手前に対向設置して光共振器を構成し、紙面を貫く方
向にレーザ光を取り出している。また放電によって金属
電極１０１Ａ，１０１Ｂに発生した熱を取り除くために
金属電極に冷却水管１０４Ａ，１０４Ｂを設け、冷却水
を圧送して冷却を行い、更に金属電極１０１Ａ，１０１
Ｂと誘電体１０２Ａ，１０２Ｂ間の密着面は熱応力によ
り誘電体が破損するのを防止するために互いに滑れるよ
うになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた放
電電極の構造は、真空容器１０５内が数１０ＴＯＲＲ程
度の真空に保たれているため、誘電体１０２Ａ，１０２
Ｂは大気圧による外圧を支えるだけの強度が得られる厚
さが必要である。このような厚い誘電体を通して放電を
行う場合、誘電体による電圧の降下分を見込んだ高い高
周波電圧を供給せねばならず、このために金属電極と真
空容器間の絶縁を強化する必要があり、真空容器と金属
電極との距離を大きく取る必要が生じるとともに、大容
量の高周波電源が必要になるという問題点を有してい
た。本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑
みなされたものであり、その目的とするところは、金属
電極の放電面を覆う誘電体の厚さを必要最小限にするこ
とができる簡単な放電電極を提供しようとするものであ
る。
電電極の構造は、真空容器１０５内が数１０ＴＯＲＲ程
度の真空に保たれているため、誘電体１０２Ａ，１０２
Ｂは大気圧による外圧を支えるだけの強度が得られる厚
さが必要である。このような厚い誘電体を通して放電を
行う場合、誘電体による電圧の降下分を見込んだ高い高
周波電圧を供給せねばならず、このために金属電極と真
空容器間の絶縁を強化する必要があり、真空容器と金属
電極との距離を大きく取る必要が生じるとともに、大容
量の高周波電源が必要になるという問題点を有してい
た。本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑
みなされたものであり、その目的とするところは、金属
電極の放電面を覆う誘電体の厚さを必要最小限にするこ
とができる簡単な放電電極を提供しようとするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明におけるレーザ発振器用放電電極は、真空容器
の放電空間を挟む対向二面に設けられた窓に中央部に前
記放電空間側に開口する凹部と前記凹部底面と外気に連
通する貫通穴とを有する外側誘電体をそれぞれ気密的に
設け、前記凹部と貫通穴内に弾性を有する絶縁物を充填
して前記凹部内に内側誘電体と金属電極を前記内側誘電
体が前記金属電極の放電面に接着されることなく密着す
るとともに前記内側誘電体の他面が前記放電空間側に露
出するように設けてなるものである。
に本発明におけるレーザ発振器用放電電極は、真空容器
の放電空間を挟む対向二面に設けられた窓に中央部に前
記放電空間側に開口する凹部と前記凹部底面と外気に連
通する貫通穴とを有する外側誘電体をそれぞれ気密的に
設け、前記凹部と貫通穴内に弾性を有する絶縁物を充填
して前記凹部内に内側誘電体と金属電極を前記内側誘電
体が前記金属電極の放電面に接着されることなく密着す
るとともに前記内側誘電体の他面が前記放電空間側に露
出するように設けてなるものである。
【０００５】
【作用】対向する金属電極は放電面が内側誘電体に接着
されることなく密着して覆われ、外側誘電体と内側誘電
体との隙間に充填された絶縁物によって絶縁と真空容器
内の気密性が保たれ、内側誘電体に大気圧が作用しな
い。このため内側誘電体の厚さは、グロー放電を維持す
るに必要な最小限の厚さに設定されており、内側誘電体
と金属電極とは接着されておらず、しかも内側誘電体と
外側誘電体との間には弾性を有する絶縁物が介在するの
で、金属電極及び内側誘電体に発生する熱で生じる熱変
位により、薄肉の内側誘電体が破損することなく常に安
定したグロー放電が維持される。
されることなく密着して覆われ、外側誘電体と内側誘電
体との隙間に充填された絶縁物によって絶縁と真空容器
内の気密性が保たれ、内側誘電体に大気圧が作用しな
い。このため内側誘電体の厚さは、グロー放電を維持す
るに必要な最小限の厚さに設定されており、内側誘電体
と金属電極とは接着されておらず、しかも内側誘電体と
外側誘電体との間には弾性を有する絶縁物が介在するの
で、金属電極及び内側誘電体に発生する熱で生じる熱変
位により、薄肉の内側誘電体が破損することなく常に安
定したグロー放電が維持される。
【０００６】
【実施例】第１実施例について図１，図２を参照して説
明する。公知の三軸直交型ＣＯ2 レーザ発振器におい
て、器内がレーザガスで数１０ＴＯＲＲ程度の真空を保
つ真空容器１の放電空間ａを挟む両壁面に窓１ａが設け
られており、この窓１ａに図示しないシールを介して蓋
２Ａ，２Ｂが気密的に固着されている。蓋２Ａ，２Ｂの
内面中央に外側誘電体３Ａ，３Ｂが放電空間ａを挟んで
対称形に固着又は接着されており、外側誘電体３Ａ，３
Ｂは中央部に放電空間ａ側に開口する凹部３ａを有し、
更に凹部３ａに蓋２Ａ，２Ｂを貫通して外部に連通する
貫通穴３ｂが穿設されている。この凹部３ａ内に石英材
の内側誘電体４Ａ，４Ｂで放電面が覆われた状態で金属
電極５Ａ，５Ｂが設置されており、凹部３ａは金属電極
５Ａ，５Ｂ及び内側誘電体４Ａ，４Ｂより大きく形成さ
れているため金属電極及び内側誘電体と外側誘電体３
Ａ，３Ｂとの間に隙間を有している。
明する。公知の三軸直交型ＣＯ2 レーザ発振器におい
て、器内がレーザガスで数１０ＴＯＲＲ程度の真空を保
つ真空容器１の放電空間ａを挟む両壁面に窓１ａが設け
られており、この窓１ａに図示しないシールを介して蓋
２Ａ，２Ｂが気密的に固着されている。蓋２Ａ，２Ｂの
内面中央に外側誘電体３Ａ，３Ｂが放電空間ａを挟んで
対称形に固着又は接着されており、外側誘電体３Ａ，３
Ｂは中央部に放電空間ａ側に開口する凹部３ａを有し、
更に凹部３ａに蓋２Ａ，２Ｂを貫通して外部に連通する
貫通穴３ｂが穿設されている。この凹部３ａ内に石英材
の内側誘電体４Ａ，４Ｂで放電面が覆われた状態で金属
電極５Ａ，５Ｂが設置されており、凹部３ａは金属電極
５Ａ，５Ｂ及び内側誘電体４Ａ，４Ｂより大きく形成さ
れているため金属電極及び内側誘電体と外側誘電体３
Ａ，３Ｂとの間に隙間を有している。
【０００７】金属電極５Ａ，５Ｂの背面に冷却水が通る
銅パイプ製の冷却水管６Ａ，６Ｂがろう付接着され、端
部が穴３ｂ内に隙間を有して遊に挿通されて外部に引出
されており、この冷却水管６Ａ，６Ｂを通じて金属電極
５Ａ，５Ｂに図示しない高周波電源より高周波電圧が印
加されるようになっている。そして穴３ｂ，凹部３ａの
隙間にシリコーンゴム１１が注入，充填されており、内
側誘電体４Ａ，４Ｂの表面は放電空間ａに露出するとと
もに裏面は金属電極５Ａ，５Ｂの放電面に接着されるこ
となく密着された状態となっている。実験によれば内側
誘体と金属電極とを１ｋｇ／ｃｍ2 以下の圧力で押圧し
た状態で、シリコーンゴムを注入すれば、シリコーンゴ
ムが金属電極と内側誘電体の間に侵入することなく、穴
３ｂ及び凹部３ａの隙間に充填することが可能である。
銅パイプ製の冷却水管６Ａ，６Ｂがろう付接着され、端
部が穴３ｂ内に隙間を有して遊に挿通されて外部に引出
されており、この冷却水管６Ａ，６Ｂを通じて金属電極
５Ａ，５Ｂに図示しない高周波電源より高周波電圧が印
加されるようになっている。そして穴３ｂ，凹部３ａの
隙間にシリコーンゴム１１が注入，充填されており、内
側誘電体４Ａ，４Ｂの表面は放電空間ａに露出するとと
もに裏面は金属電極５Ａ，５Ｂの放電面に接着されるこ
となく密着された状態となっている。実験によれば内側
誘体と金属電極とを１ｋｇ／ｃｍ2 以下の圧力で押圧し
た状態で、シリコーンゴムを注入すれば、シリコーンゴ
ムが金属電極と内側誘電体の間に侵入することなく、穴
３ｂ及び凹部３ａの隙間に充填することが可能である。
【０００８】放電空間ａには器内に設けられたブロア７
により矢印の方向にレーザガスが送られており、金属電
極５Ａ，５Ｂに高周波電圧が印加されて、内側誘電体４
Ａ，４Ｂによる公知のバラスト効果により放電空間ａに
安定したグロー放電が行われると、放電空間ａで励起さ
れたＣＯ2 分子から誘導放出によってレーザ光が紙面を
貫く方向に発生するように、全反射鏡９とこれと対向す
る図示しない部分反射鏡による光共振器が形成されてい
る。更にこの放電によって発生するレーザガスの熱を除
去するための熱交換器８がレーザガスの流路内に設けら
れている。
により矢印の方向にレーザガスが送られており、金属電
極５Ａ，５Ｂに高周波電圧が印加されて、内側誘電体４
Ａ，４Ｂによる公知のバラスト効果により放電空間ａに
安定したグロー放電が行われると、放電空間ａで励起さ
れたＣＯ2 分子から誘導放出によってレーザ光が紙面を
貫く方向に発生するように、全反射鏡９とこれと対向す
る図示しない部分反射鏡による光共振器が形成されてい
る。更にこの放電によって発生するレーザガスの熱を除
去するための熱交換器８がレーザガスの流路内に設けら
れている。
【０００９】続いて本実施例の作用について説明する。
放電空間ａを挟んで対向する金属電極５Ａ，５Ｂに高周
波電圧が印加されて、内側誘電体４Ａ，４Ｂのバラスト
効果により放電空間ａに安定したグロー放電が維持され
る。この放電により金属電極５Ａ，５Ｂに発生した熱は
冷却水管６Ａ，６Ｂ内を流れる冷却水により外部へ運び
出される。また金属電極５Ａ，５Ｂと内側誘電体４Ａ，
４Ｂとは接着剤等により接着されていないので、金属電
極や内側誘電体に温度変化があっても、互いに滑って両
者の材料の線膨張係数の差による熱応力が発生すること
がなく、外側誘電体３Ａ，３Ｂと内側誘電体４Ａ，４Ｂ
との隙間、及び金属電極５Ａ，５Ｂと外側誘電体３Ａ，
３Ｂとの隙間は、弾性を有する絶縁体であるシリコーン
ゴム１１が充填されているため、内側誘電体４Ａ，４Ｂ
の温度が上昇して伸びてもシリコーンゴム１１が吸収し
て、内側誘電体４Ａ，４Ｂに過大な熱応力が発生するこ
とがない。更に内側誘電体４Ａ，４Ｂは真空容器１内に
設けられており、大気圧との圧力差の影響を受けること
がないため、最適な厚さに構成されているので電圧降下
が少なく印加電圧が有効に作用してグロー放電が行われ
る。
放電空間ａを挟んで対向する金属電極５Ａ，５Ｂに高周
波電圧が印加されて、内側誘電体４Ａ，４Ｂのバラスト
効果により放電空間ａに安定したグロー放電が維持され
る。この放電により金属電極５Ａ，５Ｂに発生した熱は
冷却水管６Ａ，６Ｂ内を流れる冷却水により外部へ運び
出される。また金属電極５Ａ，５Ｂと内側誘電体４Ａ，
４Ｂとは接着剤等により接着されていないので、金属電
極や内側誘電体に温度変化があっても、互いに滑って両
者の材料の線膨張係数の差による熱応力が発生すること
がなく、外側誘電体３Ａ，３Ｂと内側誘電体４Ａ，４Ｂ
との隙間、及び金属電極５Ａ，５Ｂと外側誘電体３Ａ，
３Ｂとの隙間は、弾性を有する絶縁体であるシリコーン
ゴム１１が充填されているため、内側誘電体４Ａ，４Ｂ
の温度が上昇して伸びてもシリコーンゴム１１が吸収し
て、内側誘電体４Ａ，４Ｂに過大な熱応力が発生するこ
とがない。更に内側誘電体４Ａ，４Ｂは真空容器１内に
設けられており、大気圧との圧力差の影響を受けること
がないため、最適な厚さに構成されているので電圧降下
が少なく印加電圧が有効に作用してグロー放電が行われ
る。
【００１０】次に第２実施例について図３を参照して説
明する。第１実施例と異なるところは蓋（２Ａ，２Ｂ）
と外側誘電体（３Ａ，３Ｂ）が分離されていない、真空
容器１への取付鍔部１２ａを一体に有する外側誘電体１
２Ａ，１２Ｂとされているところのみであり、他は同一
のため同一個所には同一符号を付して説明を省略する。
明する。第１実施例と異なるところは蓋（２Ａ，２Ｂ）
と外側誘電体（３Ａ，３Ｂ）が分離されていない、真空
容器１への取付鍔部１２ａを一体に有する外側誘電体１
２Ａ，１２Ｂとされているところのみであり、他は同一
のため同一個所には同一符号を付して説明を省略する。
【００１１】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。外側誘電体の凹部と貫
通穴に弾性を有する絶縁物を充填することにより、内側
誘電体及び放電電極を外側誘電体に取付け、内側誘電体
に圧力差による外圧の影響が及ばないようにしたので、
内側誘電体の厚さを強度上の制約なしに安定なグロー放
電が維持できる最適な厚さに構成することができ、金属
電極に印加する高周波電圧を必要最小限に抑えて、小型
で高信頼性の高周波放電励起式レーザ発振器を構成する
ことができる。また外側誘電体と内側誘電体間及び外側
誘電体と金属電極間に弾性を有する絶縁物が介在するよ
うにしたので、放電によって発生する熱による熱応力に
よる各部の相互的な伸び縮みを吸収することができ、内
側誘電体の熱応力によるひび割れ破損等の事故をなくす
ることができる。
で、次に記載する効果を奏する。外側誘電体の凹部と貫
通穴に弾性を有する絶縁物を充填することにより、内側
誘電体及び放電電極を外側誘電体に取付け、内側誘電体
に圧力差による外圧の影響が及ばないようにしたので、
内側誘電体の厚さを強度上の制約なしに安定なグロー放
電が維持できる最適な厚さに構成することができ、金属
電極に印加する高周波電圧を必要最小限に抑えて、小型
で高信頼性の高周波放電励起式レーザ発振器を構成する
ことができる。また外側誘電体と内側誘電体間及び外側
誘電体と金属電極間に弾性を有する絶縁物が介在するよ
うにしたので、放電によって発生する熱による熱応力に
よる各部の相互的な伸び縮みを吸収することができ、内
側誘電体の熱応力によるひび割れ破損等の事故をなくす
ることができる。
【図１】第１実施例の放電電極の断面図である。
【図２】図１の放電電極を有するレーザ発振器の断面図
である。
である。
【図３】第２実施例の放電電極の断面図である。
【図４】従来の技術の放電電極の断面図である。
１ 真空容器 １ａ 窓 ２Ａ，２Ｂ 蓋 ３ａ 凹部 ３ｂ 貫通穴 ３Ａ，３Ｂ，１２Ａ，
１２Ｂ 外側誘電体 ４Ａ，４Ｂ 内側誘電体 ５Ａ，５Ｂ 金属電極 ６Ａ，６Ｂ 冷却水管 １１ シリコーンゴム
１２Ｂ 外側誘電体 ４Ａ，４Ｂ 内側誘電体 ５Ａ，５Ｂ 金属電極 ６Ａ，６Ｂ 冷却水管 １１ シリコーンゴム
Claims (1)
- 【請求項１】 対向する一対の金属電極間で高周波放電
を行ってレーザ出力を得るレーザ発振器用の放電電極に
おいて、真空容器の放電空間を挟む対向二面に設けられ
た窓に中央部に前記放電空間側に開口する凹部と前記凹
部底面と外気に連通する貫通穴とを有する外側誘電体を
それぞれ気密的に設け、前記凹部と貫通穴内に弾性を有
する絶縁物を充填して前記凹部内に内側誘電体と金属電
極を前記内側誘電体が前記金属電極の放電面に接着され
ることなく密着するとともに前記内側誘電体の他面が前
記放電空間側に露出するように設けてなることを特徴と
するレーザ発振器用放電電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12573092A JPH05299725A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | レーザ発振器用放電電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12573092A JPH05299725A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | レーザ発振器用放電電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05299725A true JPH05299725A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=14917369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12573092A Pending JPH05299725A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | レーザ発振器用放電電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05299725A (ja) |
-
1992
- 1992-04-17 JP JP12573092A patent/JPH05299725A/ja active Pending
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