JPH06120591A - レーザ発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定な放電を供給し、信頼性の高い放電電極
を有するレーザ発振器を得ることを目的とする。 【構成】 電圧を印加する金属電極１４と、この電極１
４の相対向する面よりも大きな面板形状を成しかつ上記
電極１４の相対向する面を覆うように上記電極１４に接
合された誘電体１３と、この誘電体１３の上記電極１４
との接合面側にその輪郭部が誘電体１３の周辺部よりも
内側に位置しかつ上記電極１４の相対向する面を覆うよ
うに形成された導電性膜１７と、上記金属電極１４の上
記誘電体１３との接合面以外の総ての面および上記誘電
体１３の上記電極１４との接合面側の電極１４にて覆わ
れない部分を覆う絶縁体１９とから構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ発振器の放電電
極に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は特開昭６０ー２５４６８４公報に
示された従来の三軸直交形レーザ発振器の代表的構成を
示す斜視図である。図において、２はレーザ光、３はレ
ーザ媒質ガス、４は放電電極、６はブロア、７はレーザ
媒質ガスの流れ、８は熱交換器、１２ａ、ｂ、ｃ、ｄは
レーザ反射手段であり、レーザ媒質ガス３、放電電極
４、ブロア６、熱交換器８は、いずれも筺体１０の内部
に、レーザ反射手段１２ｃ、ｄは筺体１０の両端に取り
付けられるように構成されている。

【０００３】図６は従来の放電電極を示す断面図であ
る。１３は誘電体、１４は金属電極、１６は金属電極１
４を覆う絶縁体であり、これらによって放電電極４が構
成されている。また１５は金属電極１４を冷却するため
に電極内を流される冷却水である。５は金属電極１４に
印加する交流電圧電源、９は誘電体１３間で発生する放
電である。

【０００４】次に動作について説明する。筺体１０内に
はレーザ媒質ガス３が充填されており、ブロア６によっ
て１対の放電電極４の間を通るように循環されている。
レーザ媒質ガスは、例えば炭酸ガスレーザの場合は、炭
酸ガスを含む混合ガスが用いられる。１対の放電電極４
間には交流電圧を印加することによって放電９が発生
し、レーザ媒質ガス３を励起し、反転分布を生成する。
このようにして反転分布が発生したレーザ媒質ガスは光
を発生し、レーザ反射手段１２ａ、ｂ、ｃ、ｄによって
反射、増幅される。図５に示したものはＺ型折り返しタ
イプのレーザ発振器で共振ミラーを４枚使用したもので
あるが、他の共振器構成（ミラー枚数が２枚またはそれ
以上）である場合もある。この複数の共振ミラー間で増
幅された光はレーザ反射手段１２ａからレーザ発振器外
部にレーザ光２として取り出される。放電電極間で励起
され高温となつたレーザ媒質ガス３は、熱交換器８を通
過する間に冷却され再び放電電極間へと循環される。上
記動作については、代表的な三軸直交形レーザ発振器を
とりあげ図５の斜視図を用いて説明したが、他の方式、
例えば軸流形や二軸直交形などにおいても基本的な構成
はほぼ同じである。

【０００５】図５、図６の例では放電電極４は、レーザ
媒質ガスの流れ７を上下から挟み、流れ方向と垂直に放
電が形成されるように設置されている。この従来の放電
電極において、金属電極１４と誘電体１３は、例えば導
電性接着剤のようなもので密着されている。また誘電体
１３は、例えばガラスやセラミクスなどのような高誘電
体のものが用いられている。このような構成の放電電極
において金属電極１４に交流電圧５が印加されると、誘
電体１３間で誘電体放電９が発生する。ここで絶縁体１
６は誘電体１３の放電面側表面を露出したまま、金属電
極１４を密着して覆うように形成され、周辺の部材との
放電を抑制するために使用されている。この絶縁体１６
は、例えばシリコン系樹脂であり、誘電体１３に比べて
低い誘電率を持つものが使用される。誘電体１３の表面
は、高温のレーザ媒質ガス７にさらされており、高温と
なるため金属電極１４内部に冷却水１５を流して間接冷
却を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ発振器の
放電電極４は上記のような構成になっており、金属電極
１４と誘電体１３の密着性によって放電の強度に分布が
発生した。また誘電体と金属電極の密着に導電性接着剤
を使用していたので、接着剤のはみ出しによって放電９
の幅が制御できず、製品としてのばらつきが生じるなど
の課題があった。

【０００７】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、安定な放電を供給するため、信
頼性の高い放電電極を有するレーザ発振器を得ることを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係わるレー
ザ発振器は、対向する放電電極のそれぞれが、電圧を印
加する金属電極と、この電極の相対向する面よりも大き
な面板形状を成しかつ上記電極の相対向する面を覆うよ
うに上記電極に接合された誘導体と、この誘導体の上記
電極との接合面側にその輪郭部が誘導体の周辺部よりも
内側に位置しかつ上記電極の相対向する面を覆うように
形成された誘電性膜と、上記金属電極の上記誘電体との
接合面以外の総ての面および上記誘電体の上記電極との
接合面側の電極にて覆われない部分を覆う絶縁体とから
構成したものである。

【０００９】第２の発明に係わるレーザ発振器は上記第
１の発明のレーザ発振器において、金属電極の相対向す
る面側の面の一部に突起部を形成し、この突起部におい
て誘電体上に形成した導電性膜と接合するようにしたも
のである。

【００１０】

【作用】第１の発明に係わるレーザ発振器は、対向して
配置された放電電極において、誘電体の金属電極側に形
成された導電性膜が、従来の金属電極の放電面と同様に
作用する。

【００１１】第２の発明に係わるレーザ発振器は、対向
して配置された放電電極において、金属電極の対向する
面側の突起と接合された誘電体の導電性膜が、従来の金
属電極の放電面と同様に作用する。

【００１２】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。レーザ発振器の構成は従来の装置図５
と同様であるため、ここでは説明を省略し、放電電極に
関してのみ説明する。

【００１３】図１はこの発明の一実施例によるレーザ発
振器の放電電極の構成を示す断面図である。図１におい
て従来のレーザ発振器の放電電極と異なるのは、誘電体
１３の金属電極１４側の面に導電性膜１７を設けた点で
ある。導電性膜１７は誘電体１３の表面に金属物質、例
えば銀などを蒸着、溶射、あるいは印刷したものであ
る。この導電性膜１７は誘電体の表面全てを覆うもので
はなく、図２に示すように誘電体１３の端部にかからな
いように表面の一部に形成したものである。また、金属
電極１４は導電性膜と密着する面を導電性膜の面積より
若干小さく形成されている。

【００１４】次に、第１の発明の動作について説明す
る。誘電体１３は厚さが薄いため、導電性膜１７の形状
を正確に反映して相対する放電電極４の誘電体１３間で
放電を生成する。導電性膜１７と金属電極１４はたとえ
ば導電性接着剤で密着するように構成されているので、
給電は金属電極１４に交流電圧をかけることによって導
電性膜に交流電圧がかかり、誘電体間で放電を発生する
ようになる。導電性膜が誘電体の端部まで形成されてい
る場合、端部で電界の集中などが発生し、安定な放電が
得られないため、導電性膜は誘電体端部より1mm以上内
側へ離れて形成されるが、その形状は特にこだわらな
い。また、金属電極１４と導電性膜１７との密着に導電
性接着剤を使用する場合があるので、金属電極の導電性
膜との密着部は導電性膜の形状より若干小さくして、接
着剤がはみ出しても導電性膜の外部に接着剤が付かない
ように構成している。

【００１５】実施例２．図３はこの発明の他の実施例に
よるレーザ発振器の放電電極を示す断面図である。この
実施例においては金属電極１４に突起部１８を形成し、
この突起部１８と導電性膜１７が密着するように形成さ
れている。また、突起部以外の金属電極と導電性膜との
間は、柔軟性、熱伝導性の良い絶縁体１９が充填されて
いる。さらに誘電体への給電は、金属電極から突起部を
通じて導電性膜に給電される。導電性膜はそれぞれの突
起部に電気的に通じた任意の形状をしており、誘電体か
らの放電も導電性膜の形状を反映して行われるため、目
的の形状にて放電を生成することが可能である。金属電
極や誘電体は、レーザ媒質ガスの温度や冷却水１５の温
度によって熱変形による歪を発生する。実施例２におい
ては、金属電極と誘電体は実施例１のように放電を形成
する全面で接着されておらず、金属電極の突起部におい
てのみ接着されており、さらに金属電極と誘電体間には
柔軟性に富む絶縁体１９が挿入されているため両材質の
熱変形の差を吸収し、応力が集中しない。通常誘電体１
３には、ガラスやセラミクス（アルミナセラミクスな
ど）が使用されるため、局部応力に非常に弱いが、この
ような構造を採用することによって信頼性の高い放電電
極が得られ、安定した放電を行うレーザ発振器の実現が
可能となった。

【００１６】実施例３．実施例３は図３の絶縁体１９を
絶縁体１６と同じ物性のものにした。このような構成に
すると金属電極を取り巻く絶縁対の物性が４方向とも同
一となる。このため実施例２の場合よりも電極４の熱歪
みを小さくすることが出来る。

【００１７】実施例４．図４はこの発明の他の実施例に
よるレーザ発振器の放電電極における金属電極の斜視図
である。図４は１個の金属電極に対して１個の誘電体が
設置される場合を示す一例である。通常誘電体は薄い板
状のため大きな寸法のものを一体で作ることが困難であ
り、１個の金属電極に多数の誘電体が分割して設置され
る場合は、前記設置される誘電体の個数に従って金属電
極の突起部の個数は増える。この実施例において実施例
２の放電電極と異るのは、導電性膜１個に金属電極の突
起部が２等辺三角形を描く３点で密着している点であ
る。この３点支持の利点は、金属電極の軸方向の曲がり
やねじれ等に対する製作許容値が広がること、さらに金
属電極や誘電体に残留応力を残さず固定し易いことであ
る。そのため、加工精度、組立精度などの影響を受けに
くい信頼性の高い放電電極を製作することが可能とな
り、信頼性の高いレーザ発振器が実現できる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、放電
電極を構成する誘電体の金属電極側表面に放電領域を規
制する導電性膜を誘電体の一部に形成するように構成し
たので、均一かつ安定した放電を行うことが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるレーザ発振器の放電
電極の構造を示す断面図である。

【図２】この発明の一実施例によるレーザ発振器の放電
電極を構成する誘電体と導電性膜の例を示す構成図であ
る。

【図３】この発明の他の実施例によるレーザ発振器の放
電電極の構造を示す断面図である。

【図４】この発明の他の実施例によるレーザ発振器の放
電電極を構成する金属電極を示す斜視図である。

【図５】この発明の一実施例および従来のレーザ発振器
の構成を示す斜視図である。

【図６】従来のレーザ発振器の放電電極の構造を示す断
面図である。

【符号の説明】

２ レーザ光 ４ 放電電極 ５ 交流電圧 ６ ブロア ８ 熱交換器 ９ 放電 １０ 筺体 １２ａ レーザ反射手段ａ １２ｂ レーザ反射手段ｂ １３ 誘電体 １４ 金属電極 １６ 絶縁体 １７ 導電性膜 １８ 突起部 １９ 絶縁体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する放電電極間に電圧を印加し、レ
   ーザ媒質を励起してレーザビームを出力するレーザ発振
   器において、上記放電電極のそれぞれは、上記電圧を印
   加する金属電極と、この金属電極の相対向する面よりも
   大きな面を有する板形状でかつ上記金属電極の相対向す
   る面を覆うように上記金属電極に接合された誘導体と、
   この誘導体の上記金属電極との接合面側にその輪郭部が
   上記誘導体の周辺部よりも内側に位置しかつ上記金属電
   極の相対向する面を覆うように形成された導電性膜と、
   上記金属電極の上記誘導体との接合面以外の総ての面お
   よび上記誘導体の上記金属電極との接合面側の上記金属
   電極にて覆われない部分を覆う絶縁体とから構成される
   ことを特徴とするレーザ発振器。
2. 【請求項２】 請求項１記載のレーザ発振器において、
   金属電極は相対向する面側の面の一部に突起を持つ形状
   とし、この突起部において誘電体上に形成した導電性膜
   と接合するようにしたことを特徴とするレーザ発振器。