JPH06105807B2 - レ−ザ励起装置 - Google Patents
レ−ザ励起装置Info
- Publication number
- JPH06105807B2 JPH06105807B2 JP61103897A JP10389786A JPH06105807B2 JP H06105807 B2 JPH06105807 B2 JP H06105807B2 JP 61103897 A JP61103897 A JP 61103897A JP 10389786 A JP10389786 A JP 10389786A JP H06105807 B2 JPH06105807 B2 JP H06105807B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- anode
- laser
- discharge
- excitation device
- Prior art date
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、放電励起型のガスレーザ励起装置に関する
もので、特にこの発明はたとえばエキシマレーザ（Exci
mer Laser−たとえば塩素、ふつ素などのハロゲンガス
と、不活性ガスとを混合し、放電によつてこの混合ガス
にエネルギを与えると「エキシマ」と呼ばれる分子の状
態が発生し、この高いエネルギ状態から、光子が放出す
るのを利用して発生されるレーザをエキシマレーザと云
い、光の波長が短かいので光化学反応を起こさせたり結
晶のごく一部分だけを溶融したり、瞬間的に高温にする
場合に用いられる）、あるいは、横方向励起状態大気圧
炭酸ガスレーザ（TRANSVERSELY EXCITED ATMOSPHERIC−
PRESSURE CO2レーザ）（以下これをTEACO2レーザと呼
ぶ）等の高ガス圧パルスガスレーザ用の放電予備励起装
置に関するものである。
もので、特にこの発明はたとえばエキシマレーザ（Exci
mer Laser−たとえば塩素、ふつ素などのハロゲンガス
と、不活性ガスとを混合し、放電によつてこの混合ガス
にエネルギを与えると「エキシマ」と呼ばれる分子の状
態が発生し、この高いエネルギ状態から、光子が放出す
るのを利用して発生されるレーザをエキシマレーザと云
い、光の波長が短かいので光化学反応を起こさせたり結
晶のごく一部分だけを溶融したり、瞬間的に高温にする
場合に用いられる）、あるいは、横方向励起状態大気圧
炭酸ガスレーザ（TRANSVERSELY EXCITED ATMOSPHERIC−
PRESSURE CO2レーザ）（以下これをTEACO2レーザと呼
ぶ）等の高ガス圧パルスガスレーザ用の放電予備励起装
置に関するものである。
第６図は従来のこの種レーザ励起装置、たとえばTEACO2
レーザの電気回路図である。（１）はレーザ励起装置の
本体で、この本体（１）内には多孔板状の陰極（４）
と、蒲鉾状の陽極（５）と、多針状の補助電極（６）と
が配設され、かつTEACO2レーザの場合には、レーザ発振
媒体であるCO2含有ガスが一気圧程度充填されている。
しかして、陰極（４）と陽極（５）との間隙寸法は通常
25〜40m/mになされており、また陰極（４）と補助電極
（６）の針先との間隙寸法は通常20〜35m/mになされて
いる。（８）は直流電源、（９）はスパークギヤツプス
イツチまたはサイラトロン等からなる高圧スイツチ（1
0）を起動するためのスイツチング回路、（R1），
（R2）は1KΩ〜10MΩの固定抵抗器、（C1）は静電容量1
0〜15μＦの主キヤパシタ、（C2）は主キヤパシタ
（C1）の1/3〜1/10の静電容量を有する制御用キヤパシ
タである。
レーザの電気回路図である。（１）はレーザ励起装置の
本体で、この本体（１）内には多孔板状の陰極（４）
と、蒲鉾状の陽極（５）と、多針状の補助電極（６）と
が配設され、かつTEACO2レーザの場合には、レーザ発振
媒体であるCO2含有ガスが一気圧程度充填されている。
しかして、陰極（４）と陽極（５）との間隙寸法は通常
25〜40m/mになされており、また陰極（４）と補助電極
（６）の針先との間隙寸法は通常20〜35m/mになされて
いる。（８）は直流電源、（９）はスパークギヤツプス
イツチまたはサイラトロン等からなる高圧スイツチ（1
0）を起動するためのスイツチング回路、（R1），
（R2）は1KΩ〜10MΩの固定抵抗器、（C1）は静電容量1
0〜15μＦの主キヤパシタ、（C2）は主キヤパシタ
（C1）の1/3〜1/10の静電容量を有する制御用キヤパシ
タである。
従来のこの種レーザ励起装置は上記のように構成されて
いるので、直流電源（８）によつて固定抵抗器（R1），
（R2）を経て主キヤパシタ（C1）に高圧（20〜50KV）の
電荷が蓄積されたあと、スイツチング回路（９）からの
起動信号によつて高圧スイツチ（10）が短絡されると、
主キヤパシタ（C1）の高圧の電荷はレーザ励起装置の本
体（１）内の陰極（４）および陽極（５）に印加される
と同時に、制御用キヤパシタ（C2）を介して補助電極
（６）と陰極（４）との間にも印加される。このとき、
陰極（４）と補助電極（６）との間隙寸法は、陰極
（４）と陽極寸法（５）との間隙寸法よりも小さく構成
されているため、陰極（４）と補助電極（６）との間に
のみコロナ放電が発生し、このコロナ放電は制御用キヤ
パシタ（C2が充電されるまで継続する。このコロナ放電
によつて陰極（４）と補助電極（６）との間隙内に存在
するレーザ発振媒体であるレーザガス（TEACO2レーザの
場合にはN2、CO2、Heの混合ガス）が励起されて、その
一部を電離させるとともに紫外線が発生する。そして、
この紫外線は多孔板状の陰極（４）の細隙を通過して陰
極（４）と陽極（５）との間において散乱し、この空隙
内に存在するレーザガスに照射されてこのレーザガスを
電離させるため、陰極（４）と陽極（５）との間の絶縁
抵抗が低下し、この両極間に１マイクロ秒前後の短時間
のグロー放電が発生するとともに、このグロー放電によ
つてレーザガスが励起され、レーザ発振が起こる。
いるので、直流電源（８）によつて固定抵抗器（R1），
（R2）を経て主キヤパシタ（C1）に高圧（20〜50KV）の
電荷が蓄積されたあと、スイツチング回路（９）からの
起動信号によつて高圧スイツチ（10）が短絡されると、
主キヤパシタ（C1）の高圧の電荷はレーザ励起装置の本
体（１）内の陰極（４）および陽極（５）に印加される
と同時に、制御用キヤパシタ（C2）を介して補助電極
（６）と陰極（４）との間にも印加される。このとき、
陰極（４）と補助電極（６）との間隙寸法は、陰極
（４）と陽極寸法（５）との間隙寸法よりも小さく構成
されているため、陰極（４）と補助電極（６）との間に
のみコロナ放電が発生し、このコロナ放電は制御用キヤ
パシタ（C2が充電されるまで継続する。このコロナ放電
によつて陰極（４）と補助電極（６）との間隙内に存在
するレーザ発振媒体であるレーザガス（TEACO2レーザの
場合にはN2、CO2、Heの混合ガス）が励起されて、その
一部を電離させるとともに紫外線が発生する。そして、
この紫外線は多孔板状の陰極（４）の細隙を通過して陰
極（４）と陽極（５）との間において散乱し、この空隙
内に存在するレーザガスに照射されてこのレーザガスを
電離させるため、陰極（４）と陽極（５）との間の絶縁
抵抗が低下し、この両極間に１マイクロ秒前後の短時間
のグロー放電が発生するとともに、このグロー放電によ
つてレーザガスが励起され、レーザ発振が起こる。
従来のこの種レーザ励起装置は上記のように構成されて
いるので、放電開始電圧が20〜50KVときわめて高電圧で
あるため、直流電源（８）、スイツチング回路（９）、
高圧スイツチ（10）、固定抵抗器（R1），（R2）および
主キヤパシタ（C1）、制御用キヤパシタ（C2）等に耐圧
の高い特殊で高価な部品を必要とするばかりでなく、配
線部の絶縁対策はもちろん、取扱作業員の感電防止対策
にも特別な配慮を要するとともに、高圧スイツチ（10）
のほか、主要部品の消耗がはげしいため安定した動作を
維持するためのメンテナンス費用が著しく高価になる欠
点がある。
いるので、放電開始電圧が20〜50KVときわめて高電圧で
あるため、直流電源（８）、スイツチング回路（９）、
高圧スイツチ（10）、固定抵抗器（R1），（R2）および
主キヤパシタ（C1）、制御用キヤパシタ（C2）等に耐圧
の高い特殊で高価な部品を必要とするばかりでなく、配
線部の絶縁対策はもちろん、取扱作業員の感電防止対策
にも特別な配慮を要するとともに、高圧スイツチ（10）
のほか、主要部品の消耗がはげしいため安定した動作を
維持するためのメンテナンス費用が著しく高価になる欠
点がある。
この発明は、かかる点に着目してなされたもので、放電
開始電圧を半減させて製造費とメンテナンスのコストダ
ウンと、高信頼化を計つたレーザ励起装置を提供しよう
とするものである。
開始電圧を半減させて製造費とメンテナンスのコストダ
ウンと、高信頼化を計つたレーザ励起装置を提供しよう
とするものである。
この発明にかかるレーザ励起装置は、レーザ励起装置本
体内で互いに平行に対向する陰極と陽極は多数の孔あけ
加工を施した金属板を用いて形成され、前記陰極と陽極
の背面にそれぞれ平板状で表面を誘電体で被覆した金属
板からなる予備放電用の補助電極を重合定着させてなる
ものである。
体内で互いに平行に対向する陰極と陽極は多数の孔あけ
加工を施した金属板を用いて形成され、前記陰極と陽極
の背面にそれぞれ平板状で表面を誘電体で被覆した金属
板からなる予備放電用の補助電極を重合定着させてなる
ものである。
この発明においては、陽極にも予備放電用補助電極を備
えるようにしたので、予備放電によるコロナ放電を陰極
の背面はもちろん、陽極の背面においても発生させ、こ
のコロナ放電によるレーザガスの直接電離と、コロナ放
電によつて発生する紫外線によるレーザガスの電離作用
とを陰極と陽極との間で行なわせるようにしたので、従
来のように陰極側にのみ放電用補助電極を備えたものと
比較して陰極と陽極間の絶縁抵抗を大幅に低下させるこ
とが可能となり、したがつて両極間の放電開始電圧を半
減させることができるものである。
えるようにしたので、予備放電によるコロナ放電を陰極
の背面はもちろん、陽極の背面においても発生させ、こ
のコロナ放電によるレーザガスの直接電離と、コロナ放
電によつて発生する紫外線によるレーザガスの電離作用
とを陰極と陽極との間で行なわせるようにしたので、従
来のように陰極側にのみ放電用補助電極を備えたものと
比較して陰極と陽極間の絶縁抵抗を大幅に低下させるこ
とが可能となり、したがつて両極間の放電開始電圧を半
減させることができるものである。
また、陰極と陽極は多数の孔あけ加工を施した金属板を
用いて形成され、前記陰極と陽極の背面にそれぞれ平板
状の補助電極を重合定着しているので、構造が簡単でコ
ンパクトにまとまるものである。
用いて形成され、前記陰極と陽極の背面にそれぞれ平板
状の補助電極を重合定着しているので、構造が簡単でコ
ンパクトにまとまるものである。
第１図〜第３図はこの発明の一実施例を示すもので、第
１図はたとえばTEACO2レーザのレーザ励起装置の本体を
長手方向に切断した断面図、第２図は第１図の（II）−
（II）線における断面図、第３図はその電気回路図であ
る。まず第１図および第２図において、（１）は円筒状
の本体、（２）はこの本体（１）の一端開口部において
本体の長手方向と直交するように設けられた全反射鏡、
（３）は本体（１）の他端開口部において本体の長手方
向と直交するように設けられた部分反射鏡、（４），
（５）は本体（１）内においてこれの軸心の両側に長手
方向に延長し、かつ所定間隙をあけて互いに平行に対向
して設けられた陰極と陽極で、多数の孔あけ加工を施し
たアルミニウム板またはステンレス板等の金属板が用い
られている。（６），（７）は陰極（４）と陽極（５）
のそれぞれの背面に重合定着された第１と第２の予備放
電用の補助電極で、この第１と第２の両補助電極
（６），（７）は表面をガラスまたは金属酸化物等の誘
電体によつて被覆した金属板が用いられている。なお、
第１図における矢印（Ａ）はレーザの進行方向である。
また陰極（４）と陽極（５）および第１と第２の補助電
極（６），（７）の使用材料は上述した実施例に限定さ
れるものでなく、電極と補助電極間にコロナ放電が発生
し、このコロナ放電による主電極間のレーザガスの電離
が主電極の全面にわたつて均一に効率よく進むものであ
ればどのようなものでもよい。
１図はたとえばTEACO2レーザのレーザ励起装置の本体を
長手方向に切断した断面図、第２図は第１図の（II）−
（II）線における断面図、第３図はその電気回路図であ
る。まず第１図および第２図において、（１）は円筒状
の本体、（２）はこの本体（１）の一端開口部において
本体の長手方向と直交するように設けられた全反射鏡、
（３）は本体（１）の他端開口部において本体の長手方
向と直交するように設けられた部分反射鏡、（４），
（５）は本体（１）内においてこれの軸心の両側に長手
方向に延長し、かつ所定間隙をあけて互いに平行に対向
して設けられた陰極と陽極で、多数の孔あけ加工を施し
たアルミニウム板またはステンレス板等の金属板が用い
られている。（６），（７）は陰極（４）と陽極（５）
のそれぞれの背面に重合定着された第１と第２の予備放
電用の補助電極で、この第１と第２の両補助電極
（６），（７）は表面をガラスまたは金属酸化物等の誘
電体によつて被覆した金属板が用いられている。なお、
第１図における矢印（Ａ）はレーザの進行方向である。
また陰極（４）と陽極（５）および第１と第２の補助電
極（６），（７）の使用材料は上述した実施例に限定さ
れるものでなく、電極と補助電極間にコロナ放電が発生
し、このコロナ放電による主電極間のレーザガスの電離
が主電極の全面にわたつて均一に効率よく進むものであ
ればどのようなものでもよい。
次に、第３図の電気回路図中、従来のもの（第６図）と
同一符号は同一構成部材につき、その説明を省略する
が、この第３図において、（６），（７）は第１図およ
び第２図の実施例によつて説明したように、陰極（４）
と陽極（５）のそれぞれの背面に重合定着された第１と
第２の予備放電用の補助電極、（C3）は放電制御用のキ
ヤパシタである。
同一符号は同一構成部材につき、その説明を省略する
が、この第３図において、（６），（７）は第１図およ
び第２図の実施例によつて説明したように、陰極（４）
と陽極（５）のそれぞれの背面に重合定着された第１と
第２の予備放電用の補助電極、（C3）は放電制御用のキ
ヤパシタである。
この発明のレーザ励起装置は上記のように構成されてい
るので、主キヤパシタ（C1）に蓄積された電荷は、高圧
スイツチ（10）が短絡されることによつて、本体（１）
内の陰極（４）、陽極（５）および第１と第２の予備放
電用の補助電極（６），（７）に同時に印加され、陰極
（４）と第１の補助電極（６）との間、および陽極
（５）と第２の補助電極（７）との間に同時にコロナ放
電が発生し、陰極（４）と陽極（５）との間における発
生電荷密度が倍増し、従来の場合と比較して放電開始電
圧を半減することができる。
るので、主キヤパシタ（C1）に蓄積された電荷は、高圧
スイツチ（10）が短絡されることによつて、本体（１）
内の陰極（４）、陽極（５）および第１と第２の予備放
電用の補助電極（６），（７）に同時に印加され、陰極
（４）と第１の補助電極（６）との間、および陽極
（５）と第２の補助電極（７）との間に同時にコロナ放
電が発生し、陰極（４）と陽極（５）との間における発
生電荷密度が倍増し、従来の場合と比較して放電開始電
圧を半減することができる。
第４図および第５図はこの発明の他の実施例を示すもの
で、第１と第２の予備放電用の補助電極として、蒲鉾状
の陰極（４）と陽極（５）のそれぞれの両側において、
これと平行にニツケル線またはタングステン線からなる
第１と第２の補助電極（6a），（6b）、および（7a），
（7b）を張架するようにしたもので、その作用効果は上
述した一実施例と全く同様である。また、上述した一実
施例は、TEACO2レーザの場合について述べたが、高圧力
のレーザガスを用いたパルス放電励起によつて発振を行
なわせるエキシマレーザにも使用し得ることはいうまで
もない。
で、第１と第２の予備放電用の補助電極として、蒲鉾状
の陰極（４）と陽極（５）のそれぞれの両側において、
これと平行にニツケル線またはタングステン線からなる
第１と第２の補助電極（6a），（6b）、および（7a），
（7b）を張架するようにしたもので、その作用効果は上
述した一実施例と全く同様である。また、上述した一実
施例は、TEACO2レーザの場合について述べたが、高圧力
のレーザガスを用いたパルス放電励起によつて発振を行
なわせるエキシマレーザにも使用し得ることはいうまで
もない。
以上述べたように、この発明によれば、陰極はもちろ
ん、陽極にも予備放電用の補助電極を付加し、予備放電
によるコロナ放電を陰極はもちろん、陽極にも発生させ
るようにしたので、陰極と陽極間の放電開始電圧を半減
させてることができ、製造費とメンテナンスのコストダ
ウンと高信頼化が図れるという効果を有する。、また、
陰極と陽極は多数の孔あけ加工を施した金属板を用いて
形成され、前記陰極と陽極の背面に平板状の補助電極を
重合定着しているので、構造が簡単で、コンパクトにま
とまり、小形化が図れるという効果を有する。
ん、陽極にも予備放電用の補助電極を付加し、予備放電
によるコロナ放電を陰極はもちろん、陽極にも発生させ
るようにしたので、陰極と陽極間の放電開始電圧を半減
させてることができ、製造費とメンテナンスのコストダ
ウンと高信頼化が図れるという効果を有する。、また、
陰極と陽極は多数の孔あけ加工を施した金属板を用いて
形成され、前記陰極と陽極の背面に平板状の補助電極を
重合定着しているので、構造が簡単で、コンパクトにま
とまり、小形化が図れるという効果を有する。
第１図〜第３図は何れもこの発明の一実施例を示すもの
で、第１図はレーザ励起装置本体の断面図、第２図は第
１図の（II）−（II）線における断面図、第３図はその
電気回路図である。第４図および第５図はこの発明の他
の実施例を示すもので、第４図は断面図、第５図は第４
図の（Ｖ）−（Ｖ）線における断面図である。第６図は
従来のレーザ励起装置を示す電気回路図である。 図において、（１）は本体、（２）は全反射鏡、（３）
は部分反射鏡、（４）は陰極、（５）は陽極、（６），
（７）および（6a），（6b），（7a），（7b）は第１と
第２の予備放電用の補助電極である。なお、図中同一符
号は同一または相当部分を示す。
で、第１図はレーザ励起装置本体の断面図、第２図は第
１図の（II）−（II）線における断面図、第３図はその
電気回路図である。第４図および第５図はこの発明の他
の実施例を示すもので、第４図は断面図、第５図は第４
図の（Ｖ）−（Ｖ）線における断面図である。第６図は
従来のレーザ励起装置を示す電気回路図である。 図において、（１）は本体、（２）は全反射鏡、（３）
は部分反射鏡、（４）は陰極、（５）は陽極、（６），
（７）および（6a），（6b），（7a），（7b）は第１と
第２の予備放電用の補助電極である。なお、図中同一符
号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】本体の両端部にそれぞれ反射鏡を取付け、
内部に所定間隙をあけて互いに平行に対向する陰極と陽
極とを収容したレーザ励起装置において、 前記陰極と陽極は多数の孔あけ加工を施したアルミニウ
ム板またはステンレス板等の金属板を用いて形成され、
前記陰極と陽極の背面にそれぞれ平板状で表面を誘電体
で被覆した金属板からなる予備放電用の補助電極を重合
定着したことを特徴とするレーザ励起装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61103897A JPH06105807B2 (ja) | 1986-05-08 | 1986-05-08 | レ−ザ励起装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61103897A JPH06105807B2 (ja) | 1986-05-08 | 1986-05-08 | レ−ザ励起装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62261184A JPS62261184A (ja) | 1987-11-13 |
| JPH06105807B2 true JPH06105807B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=14366213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61103897A Expired - Lifetime JPH06105807B2 (ja) | 1986-05-08 | 1986-05-08 | レ−ザ励起装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06105807B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3035730A1 (de) * | 1980-09-22 | 1982-05-13 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Hochenergielaser des tea-typs mit laser-achsparrallel angeordneten vorionisierungsstaeben |
| DE3118868A1 (de) * | 1981-05-13 | 1982-11-25 | Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt | "vorrichtung zur erzeugung von laserstrahlung" |
| JPS615588A (ja) * | 1984-06-20 | 1986-01-11 | Toshiba Corp | 気体レ−ザ装置 |
| JPS61137380A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-25 | Toshiba Corp | 横励起形ガスレ−ザ発振装置 |
-
1986
- 1986-05-08 JP JP61103897A patent/JPH06105807B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62261184A (ja) | 1987-11-13 |
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