JPH0613679A - Gas laser - Google Patents

Gas laser

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JPH0613679A
JPH0613679A JP5071894A JP7189493A JPH0613679A JP H0613679 A JPH0613679 A JP H0613679A JP 5071894 A JP5071894 A JP 5071894A JP 7189493 A JP7189493 A JP 7189493A JP H0613679 A JPH0613679 A JP H0613679A
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JP
Japan
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electrode
outer shell
dielectric
capacitive coupling
laser oscillator
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Application number
JP5071894A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyohisa Terai
清寿 寺井
Takaaki Murata
隆昭 村田
Hirokatsu Suzuki
博勝 鈴木
Toru Tamagawa
徹 玉川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0613679A publication Critical patent/JPH0613679A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a gas laser of high efficiency using dielectric electrodes. CONSTITUTION:A first dielectric electrode 12 and a second dielectric electrode 13 are opposed across a discharge space 14. The dielectric electrodes 12 and 13 comprise long electrode bodies 12a and 13a along the flow of gas (perpendicular to the Figure), and rectangular sheaths 12b and 13b covering the electrode bodies. Low-permittivity spaces 12e, 12f, 13e and 13f for reducing capacitive coupling are formed on opposite sides of the electrode bodies within the sheaths. When high-frequency voltage is applied between the electrode bodies 12a and 13a in this structure, the discharge is kept from spreading to their sides, and the efficiency of laser oscillation is improved.

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、電極間に高周波電圧を
印加して放電を行わせることによりレーザ光を発振させ
るガスレーザ発振器、特には誘電体電極を利用すること
によって放電空間での電力密度の均一化を図るようにし
たガスレーザ発振器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas laser oscillator that oscillates a laser beam by applying a high frequency voltage between electrodes to cause discharge, and in particular, by using a dielectric electrode, the power density in a discharge space is increased. The present invention relates to a gas laser oscillator designed for uniformization of the temperature.

【0002】[0002]

【従来の技術】図13には、この種のレーザ発振器の概
略構成を示す。この図13において、一対の誘電体電極
1は、レーザガスが矢印Aで示す方向に循環する放電空
間2を挟んで対向するように配置される。上記誘電体電
極1は、レーザガス流と直交した方向(紙面と直交した
方向)に長尺な形状の電極部3を誘電体製の外殻部4に
より覆うことにより構成されている。このように構成さ
れた所謂横流形のレーザ発振器においては、電極部3間
に高周波電源5から高周波電圧が印加されると、放電空
間2を流れるレーザガスが励起されてレーザ光が紙面に
対し直交した方向に発生する。この場合、電極部3の周
囲には誘電体製の外殻部4が存在するから、放電空間2
での電力密度が均一化されるようになり、一様な放電を
形成できて安定したレーザ出力が得られるようになる。
2. Description of the Related Art FIG. 13 shows a schematic structure of a laser oscillator of this type. In FIG. 13, the pair of dielectric electrodes 1 are arranged so as to face each other with the discharge space 2 in which the laser gas circulates in the direction indicated by the arrow A being sandwiched. The dielectric electrode 1 is configured by covering an electrode portion 3 having a long shape in a direction orthogonal to the laser gas flow (direction orthogonal to the paper surface) with an outer shell portion 4 made of a dielectric material. In the so-called cross-flow type laser oscillator configured as described above, when a high frequency voltage is applied between the electrode portions 3 from the high frequency power source 5, the laser gas flowing in the discharge space 2 is excited and the laser light is orthogonal to the paper surface. Occurs in the direction. In this case, since the outer shell portion 4 made of a dielectric material is present around the electrode portion 3, the discharge space 2
In this way, the power density becomes uniform, the uniform discharge can be formed, and the stable laser output can be obtained.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】レーザ発振効率を向上
させるためには、電極部3間に印加するの高周波電圧の
の周波数を高くする必要がある。ところが、高周波電源
5の出力周波数を高めた場合には、電極部3を覆うよう
に設けられた誘電体製の外殻部4を介した容量結合に起
因して、放電が電極部3の両側へ不要に分散することに
なり、結果的に、高周波電源5の出力周波数を高めたに
も拘らずレーザ発振効率を十分に向上させることが困難
になり、場合によっては所期の目的に反してレーザ発振
効率の低下を招く虞すらある。
In order to improve the laser oscillation efficiency, it is necessary to increase the frequency of the high frequency voltage applied between the electrode portions 3. However, when the output frequency of the high-frequency power source 5 is increased, discharge is generated on both sides of the electrode part 3 due to capacitive coupling through the outer shell part 4 made of a dielectric material provided so as to cover the electrode part 3. Unnecessarily, the result is that it is difficult to sufficiently improve the laser oscillation efficiency even though the output frequency of the high frequency power source 5 is increased, which may be contrary to the intended purpose in some cases. There is a possibility that the laser oscillation efficiency may be lowered.

【0004】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、誘電体電極を用いた構成のものであ
りながら、レーザ発振効率の向上を実現できるようにな
るガスレーザ発振器を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a gas laser oscillator capable of improving laser oscillation efficiency while having a structure using a dielectric electrode. Especially.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、電極部の周囲に誘電体製の外殻部を設けて
成る少なくとも一対の誘電体電極をレーザガスが循環す
る放電空間を挟んだ状態で配置し、上記電極部間に高周
波電圧を印加するようにしたガスレーザ発振器におい
て、前記誘電体電極における前記電極部の両側に前記外
殻部より比誘電率が小なる容量結合抑制部を設ける構成
としたものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a discharge space in which a laser gas circulates through at least a pair of dielectric electrodes provided with an outer shell part made of a dielectric material around the electrode parts. In a gas laser oscillator arranged in a sandwiched state so that a high frequency voltage is applied between the electrode parts, a capacitive coupling suppressing part having a relative dielectric constant smaller than that of the outer shell part on both sides of the electrode part in the dielectric electrode. Is provided.

【0006】この場合、前記容量結合抑制部を、前記誘
電体製の外殻部内を仕切壁で区切ることにより形成した
空間部によって構成することができる。
In this case, the capacitive coupling suppressing portion can be formed by a space portion formed by partitioning the inside of the outer shell portion made of the dielectric material with a partition wall.

【0007】さらに、前記外殻部を仕切壁により仕切る
ことによって前記電極部を収納するための電極収納室を
形成し、この電極収納室内に冷却用媒体を流通させる構
成とすることもできる。
Further, the outer shell may be partitioned by a partition wall to form an electrode housing chamber for housing the electrode portion, and the cooling medium may be circulated in the electrode housing chamber.

【0008】また、このように電極収納室を形成する場
合においては、外殻部内に、電極収納室とシール部材を
介して隣接する空気室を形成し、電極収納室内に存する
電極部の端部を上記シール部材を貫通させて空気室内に
突出させる構成とすることもでき、さらに、このような
構成を採用する場合には、空気室内に突出された電極部
の端部を、その空気室内で電源用リード線に接続する構
成としても良い。
Further, in the case of forming the electrode accommodating chamber as described above, an air chamber adjacent to the electrode accommodating chamber via the seal member is formed in the outer shell part, and an end portion of the electrode part existing in the electrode accommodating chamber is formed. Can be configured to penetrate through the seal member to project into the air chamber, and when adopting such a configuration, the end portion of the electrode portion projected into the air chamber is It may be configured to be connected to a power supply lead wire.

【0009】加えて、外殻部を容器状に形成した上で、
その外殻部の内壁にパイプ状の電極部を添設することに
より、その電極部の周囲に形成される空間部を容量結合
抑制部として機能させ、前記電極部内に冷却用媒体を流
通させる構成とすることもできる。
In addition, after forming the outer shell into a container,
A structure in which a pipe-shaped electrode portion is additionally provided on the inner wall of the outer shell portion so that the space portion formed around the electrode portion functions as a capacitive coupling suppressing portion and a cooling medium is circulated in the electrode portion. Can also be

【0010】さらに、外殻部における前記放電空間に臨
む面を、その放電空間でのレーザガスの流れ沿った平面
形状となるように構成することもできる。
Further, the surface of the outer shell facing the discharge space may be formed in a flat shape along the flow of the laser gas in the discharge space.

【0011】また、容量結合抑制部と誘電体製外殻部に
おける放電空間に臨む面との間隔をd1 、前記容量結合
抑制部と前記誘電体製外殻部における前記放電空間と反
対側の面との間隔をd2 、前記容量結合抑制部の幅を
W、電極部と対応した部分での前記誘電体製外殻部の厚
さをD、前記誘電体製外殻部の比誘電率をε1 、前記容
量結合抑制部の比誘電率をε2 とした場合、それらd1
、d2 、W、D、ε1 、ε2 間に次式の関係が成立す
るように構成することが望ましい(但し、d1 、d2 、
W及びDの各単位はmm)。 d1 −11≦−(ε2 /ε1 )×10×D/5×(25−2×d2 )/W
Further, the distance between the capacitive coupling suppressing part and the surface of the dielectric outer shell facing the discharge space is d1, and the surface of the capacitive coupling suppressing part and the dielectric outer shell opposite to the discharge space. Is D2, the width of the capacitive coupling suppressing portion is W, the thickness of the dielectric outer shell portion at a portion corresponding to the electrode portion is D, and the relative permittivity of the dielectric outer shell portion is ε1. , D1 when the relative permittivity of the capacitive coupling suppressing section is ε2.
, D2, W, D, ε1 and ε2 are preferably configured such that the following relationship holds (provided that d1, d2,
Each unit of W and D is mm). d1 −11 ≦ − (ε2 / ε1) × 10 × D / 5 × (25-2 × d2) / W

【0012】[0012]

【作用】一対の誘電体電極が有する電極部間に高周波電
圧を印加すると、それら誘電体電極間の放電空間を循環
するレーザガスが励起されてレーザ光が発生する。この
場合、電極部の周囲には誘電体製の外殻部が存在するか
ら放電空間での電力密度が均一化されるようになる。ま
た、電極部の両側には、外殻部より比誘電率が小さな容
量結合抑制部が存在するから、電極部に高周波電圧を印
加した場合でも、放電が電極部の両側へ分散することが
抑制されるようになり、この結果としてレーザ発振効率
の向上を実現できるようになる。
When a high-frequency voltage is applied between the electrode portions of the pair of dielectric electrodes, the laser gas circulating in the discharge space between the dielectric electrodes is excited to generate laser light. In this case, since the outer shell made of a dielectric material exists around the electrode portion, the power density in the discharge space becomes uniform. In addition, since there are capacitive coupling suppression parts on both sides of the electrode part that have a smaller relative dielectric constant than the outer shell part, it is possible to prevent discharge from being dispersed to both sides of the electrode part even when a high frequency voltage is applied to the electrode part. As a result, the laser oscillation efficiency can be improved.

【0013】容量結合抑制部を空間部によって構成した
場合には、例えば当該空間部を大気と連通させたり或は
空間部に絶縁性ガスを封入することにより、その部分で
の比誘電率を極端に小さくできるものであり、これによ
り空間部を介した容量結合を十分に小さくすることがで
きて、放電の分散を抑制する効果をさらに高め得るよう
なる。
In the case where the capacitive coupling suppressing portion is constituted by a space portion, for example, the space portion is communicated with the atmosphere or an insulating gas is filled in the space portion so that the relative dielectric constant in that portion is extremely reduced. The capacitance can be made sufficiently small, and thus the capacitive coupling through the space can be made sufficiently small, and the effect of suppressing the dispersion of discharge can be further enhanced.

【0014】電極部を収納する電極収納室内に冷却用媒
体を流通させる構成とした場合には、電極部の温度上昇
が抑制されるようになるから、誘電体電極における電極
部と外殻部との間の熱膨脹率の違いに起因した両者間で
の歪みの発生を防止できるようになる。
When the cooling medium is circulated in the electrode accommodating chamber for accommodating the electrode part, the temperature rise of the electrode part is suppressed, so that the electrode part and the outer shell part in the dielectric electrode are It is possible to prevent the occurrence of strain between the two due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the two.

【0015】外殻部内に電極収納室とシール部材を介し
て隣接する空気室を形成して、この空気室内に電極部の
端部を突出させる構成とした場合には、その電極部端部
の対地静電容量を下げることができるから、電界集中を
起こし易い形状とならざるを得ない上記電極部の端部で
の異常放電の発生を防止することが可能となる。
In the case where an air chamber adjacent to the electrode accommodating chamber is formed in the outer shell part through a seal member and the end of the electrode part is projected into this air chamber, the end part of the electrode part Since the capacitance to ground can be reduced, it is possible to prevent the occurrence of abnormal discharge at the end of the electrode portion, which has a shape that tends to cause electric field concentration.

【0016】空気室内に突出された電極部の端部を当該
空気室内で電源用リード線に接続する構成とした場合に
は、そのリード線の対地静電容量を下げることができ
て、この部分での異常放電を防止可能となる。
When the end portion of the electrode portion protruding into the air chamber is connected to the power source lead wire in the air chamber, the ground capacitance of the lead wire can be lowered, and this portion can be reduced. It is possible to prevent abnormal discharge in the.

【0017】容器状に形成した外殻部の内壁にパイプ状
の電極部を添設するなどの構成とした場合には、電極部
を冷却媒体の流通路として兼用することができて全体構
成の簡単化を図り得るようになる。
When a pipe-shaped electrode portion is attached to the inner wall of the outer shell portion formed in a container shape, the electrode portion can be used also as a flow passage for the cooling medium, so that the entire structure is improved. It can be simplified.

【0018】外殻部におけるレーザガスの放電空間に臨
む面をレーザガスの流れに沿った平面形状となるように
構成した場合には、放電空間においてレーザガスが円滑
に流れるようになり、放電の安定性が増すようになる。
When the surface of the outer shell facing the discharge space of the laser gas is configured to have a flat shape along the flow of the laser gas, the laser gas flows smoothly in the discharge space and the stability of the discharge is improved. Will increase.

【0019】容量結合抑制部に関連した寸法を請求項8
に記載したように構成した場合には、容量結合抑制部で
の漏れ放電電流を抑制できるものであり、これにより放
電損失抑制機能を最大限に発揮できるようになる。
The dimensions related to the capacitive coupling restraint portion are set forth in claim 8.
In the case of the configuration as described in (1), the leakage discharge current in the capacitive coupling suppressing unit can be suppressed, and thus the discharge loss suppressing function can be maximized.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の第1実施例について図1〜図
6を参照しながら説明する。図1にはガス流が出力光軸
と直交した形態の所謂横流形ガスレーザ発振器の縦断面
構造が示されている。この図1において、断面矩形状を
なす風洞容器11の上部中央には、その風洞容器11内
に臨むようにして第1の誘電体電極12が配設されてお
り、この場合、第1の誘電体電極12の下面は風洞容器
11の内面と面一な平面形状となるように構成されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows a vertical cross-sectional structure of a so-called lateral flow type gas laser oscillator in which the gas flow is orthogonal to the output optical axis. In FIG. 1, a first dielectric electrode 12 is disposed in the center of the upper part of a wind tunnel container 11 having a rectangular cross section so as to face the inside of the wind tunnel container 11. In this case, the first dielectric electrode 12 is provided. The lower surface of 12 is configured to have a planar shape that is flush with the inner surface of the wind tunnel container 11.

【0021】風洞容器11内の中央部には、前記第1の
誘電体電極12と対をなす第2の誘電体電極13が配置
されており、その配置状態で両誘電体電極12、13間
に放電空間14が存するように構成されている。この場
合、第2の誘電体電極13は、支持部材15、16によ
り支持されており、その上面が、第1の誘電体電極12
の下面と平行し、且つ各支持部材15、16と面一な平
面形状となるように構成されている。
A second dielectric electrode 13 forming a pair with the first dielectric electrode 12 is arranged in the central portion of the wind tunnel container 11, and between the dielectric electrodes 12 and 13 in the arranged state. There is a discharge space 14 in the interior. In this case, the second dielectric electrode 13 is supported by the support members 15 and 16, and the upper surface thereof is the first dielectric electrode 12
It is configured to be parallel to the lower surface of and to have a planar shape that is flush with the support members 15 and 16.

【0022】風洞容器11内の下部には、レーザガスを
循環させるための送風機17及びそのレーザガスを冷却
するための熱交換器18が配置されている。上記レーザ
ガスは、風洞容器11内に65torr程度の圧力で封
入されるものであり、送風機17により矢印B方向に循
環されると共に、放電空間14を流れた後に熱交換器1
8によって冷却される。
A blower 17 for circulating the laser gas and a heat exchanger 18 for cooling the laser gas are arranged in the lower part of the wind tunnel container 11. The laser gas is sealed in the wind tunnel container 11 at a pressure of about 65 torr, is circulated in the direction of arrow B by the blower 17, and flows through the discharge space 14 and then the heat exchanger 1.
It is cooled by 8.

【0023】さて、前記第1の誘電体電極12及び第2
誘電体電極13の具体的構成について、図2も参照しな
がら説明するに、これらは同一の構成であるから、以下
においては第1の誘電体電極12についてのみ説明し、
第2の誘電体電極13については第1の誘電体電極12
と同一部分に同一の添字を付すことにより説明を省略す
ることにする。
Now, the first dielectric electrode 12 and the second dielectric electrode 12
The specific configuration of the dielectric electrode 13 will be described with reference to FIG. 2 as well. Since they have the same configuration, only the first dielectric electrode 12 will be described below,
For the second dielectric electrode 13, the first dielectric electrode 12
The description will be omitted by attaching the same subscripts to the same portions as.

【0024】即ち、第1の誘電体電極12は、前記レー
ザガス流と直交した方向(紙面と直交した方向)に長尺
な形状に形成された断面矩形状の電極部12aと、この
電極部12aを包囲するように設けられた誘電体(例え
ばセラミックス)製の矩形容器状外殻部12bとによっ
て構成されている。この場合、外殻部12bには、内部
を仕切壁12c、12dにより区切ることによってレー
ザガス流と直交した方向に延びる3つの空間部が隣接状
態で形成されるものであり、中央の空間部に前記電極部
12aを挿入することにより、左右の空間部を外殻部1
2bより比誘電率が小なる容量結合抑制部12e、12
fとして構成している。
That is, the first dielectric electrode 12 has an electrode portion 12a having a rectangular cross section formed in a long shape in a direction orthogonal to the laser gas flow (direction orthogonal to the paper surface), and this electrode portion 12a. And a rectangular container-shaped outer shell 12b made of a dielectric material (for example, ceramics) provided so as to surround the. In this case, in the outer shell portion 12b, three space portions extending in the direction orthogonal to the laser gas flow are formed adjacent to each other by partitioning the inside by the partition walls 12c and 12d, and the space portion in the center has the above-mentioned structure. By inserting the electrode portion 12a, the left and right space portions are made into the outer shell portion 1
2b, the relative permittivity of which is smaller than that of the capacitive coupling suppressors 12e, 12
It is configured as f.

【0025】尚、容量結合抑制部12e、12f、13
e、13fを形成する空間部は、これらを大気と連通さ
せたり、或は内部に絶縁性ガスを封入することにより、
その部分での比誘電率が極端に小さくなるように構成さ
れるものである。
Incidentally, the capacitive coupling suppressing portions 12e, 12f, 13
The space forming e and 13f is made to communicate with the atmosphere, or by enclosing an insulating gas inside,
The relative permittivity in that portion is extremely reduced.

【0026】しかして、図1に示すように、第1の誘電
体電極12及び第2の誘電体電極13の各電極部12a
及び13a間に、高周波電源19から高周波電圧が印加
されると、放電空間14を流れるレーザガスが励起され
てレーザ光20が紙面に対し直交した方向に発生する。
この場合、電極部12a、13aの周囲には誘電体製の
外殻部12b、13bが存在するから、放電空間14で
の電力密度が均一化されるようになり、以て一様な放電
を形成できて安定したレーザ出力が得られるようにな
る。
Therefore, as shown in FIG. 1, the electrode portions 12a of the first dielectric electrode 12 and the second dielectric electrode 13 are formed.
When a high-frequency voltage is applied from the high-frequency power source 19 between the first and the third portions 13a and 13a, the laser gas flowing in the discharge space 14 is excited and the laser light 20 is generated in the direction orthogonal to the paper surface.
In this case, since the outer shell portions 12b and 13b made of a dielectric material are present around the electrode portions 12a and 13a, the power density in the discharge space 14 can be made uniform, so that uniform discharge can be achieved. It can be formed and a stable laser output can be obtained.

【0027】この場合、電極部12a及び13aの両側
には、比誘電率が極端に小さな容量結合抑制部12e、
12f及び13e、13fが存在する構成となっている
から、上記のように高周波電圧が印加される状況下であ
っても放電が電極部12a及び13aの両側へ不要に分
散することが抑制されるようになる。この結果、不要な
放電による損失を抑制できるようになるから、高周波電
源19の出力周波数を十分に高めても支障がなくなるも
のであり、以てレーザ発振効率の向上を実現できるよう
になる。
In this case, on both sides of the electrode portions 12a and 13a, a capacitive coupling suppressing portion 12e having an extremely small relative dielectric constant,
Since 12f, 13e, and 13f are present, it is possible to prevent the discharge from being unnecessarily dispersed on both sides of the electrode portions 12a and 13a even under the condition where the high frequency voltage is applied as described above. Like As a result, loss due to unnecessary discharge can be suppressed, so that even if the output frequency of the high frequency power supply 19 is sufficiently increased, no problem will occur, and thus the laser oscillation efficiency can be improved.

【0028】ところで、容量結合抑制部12e、12
f、13e、13fによる上記のような放電損失抑制機
能を効果的に発揮させるためには、それらの容量結合抑
制部12e、12f、13e、13fの寸法をどのよう
に決定するかが重要となってくる。そこで、本願発明者
は、容量結合抑制部12e、12f、13e、13fの
最適な寸法を得るために、誘電体電極の形状に応じて放
電電流分布がどのように変化するかを計算により求め
た。即ち、図4(a)、(b)、(c)は、上記のよう
に求めた放電電流分布の代表例を示すもので、図4
(a)は容量結合抑制部を持たない誘電体電極Xの場
合、図4(b)は断面矩形状(但し、角部には構造上の
強度を考えた適当なアールが付けられいる)の容量結合
抑制部y0 を備えた誘電体電極Yの場合、図4(c)は
断面円形状の容量結合抑制部z0 を備えた誘電体電極Z
の場合の例である。この場合、放電電流の分布は、各誘
電体電極X、Y、Zの誘電体外殻部x1 、y1 、z1 に
おける放電空間に臨む面から垂直に延びた線分の大きさ
で表されている。
By the way, the capacitive coupling suppressing sections 12e, 12
In order to effectively exert the above-mentioned discharge loss suppressing function of f, 13e, and 13f, it is important how to determine the dimensions of the capacitive coupling suppressing portions 12e, 12f, 13e, and 13f. Come on. Therefore, the inventor of the present application calculated by calculation how the discharge current distribution changes according to the shape of the dielectric electrode in order to obtain the optimum dimensions of the capacitive coupling suppressing portions 12e, 12f, 13e, 13f. . That is, FIGS. 4A, 4B, and 4C show typical examples of the discharge current distribution obtained as described above.
FIG. 4A shows a dielectric electrode X having no capacitive coupling suppression portion, and FIG. 4B shows a rectangular cross section (however, the corners are provided with a suitable radius considering structural strength). In the case of the dielectric electrode Y provided with the capacitive coupling suppressor y0, FIG. 4C shows the dielectric electrode Z provided with the capacitive coupling suppressor z0 having a circular cross section.
This is an example of the case. In this case, the distribution of the discharge current is represented by the size of a line segment extending perpendicularly from the surface of the dielectric outer shells x1, y1, z1 of the dielectric electrodes X, Y, Z facing the discharge space.

【0029】図4(a)の例の場合、放電電流は、電極
x2の下方のみでなく、その横方向の位置でもかなりの
量が漏れ出ていることが分かる。また、図4(b)、
(c)の例の場合、容量結合抑制部y0 、z0 に対応し
た放電空間に臨む面で電流分布が下がっていることが分
かる。しかるに、本実施例における容量結合抑制部12
e、12f、13e、13fの理想的な寸法は、上記の
ような電流分布の計算によって求めることができる。
In the case of the example of FIG. 4A, it can be seen that the discharge current leaks out not only below the electrode x2 but also in the lateral position thereof. In addition, FIG.
In the case of the example of (c), it can be seen that the current distribution is lowered on the surface facing the discharge space corresponding to the capacitive coupling suppressing portions y0 and z0. However, the capacitive coupling suppression unit 12 in the present embodiment.
The ideal dimensions of e, 12f, 13e, and 13f can be obtained by calculating the current distribution as described above.

【0030】即ち、今、外郭部を構成する誘電体として
最も一般的な比誘電率ε1 =10のアルミナを想定し、
容量結合抑制部として比誘電率ε2 =1の気体を想定
し、電極部と対応した部分での誘電体製外殻部の厚さが
5mmの場合を想定した上で、上記計算に使用する寸法パ
ラメータとして、図4における容量結合抑制部y1 、z
1 と誘電体製外殻部y1 、z1 における放電空間に臨む
面との間隔d1 、容量結合抑制部y1 、z1 と誘電体製
外殻部y1 、z1 における放電空間と反対側の面との間
隔d2 、容量結合抑制部y1 、z1 の幅Wを採用する
(但し、d1 、d2及びWの各単位はmm)。さらに、電
流抑制効果の評価値として、電極y2 、z2から各容量
結合抑制部y1 、z1 側に15mm離れた位置の漏れ電流
値I0 を用いる(但し、この電流値I0 は電極部y2 、
z2 の中央部に対応した位置での放電電流に対する百分
率比で表わす)。尚、電極部y2 、z2 から15mm離れ
た位置の漏れ電流値I0 を評価値としたのは、現実に用
いられるレーザビーム径とコンパラブルな範囲内では、
15mm程度までは放電電流の漏れが許容されるからであ
る。
That is, suppose that alumina, which is the most general dielectric constant ε 1 = 10, is used as the dielectric material for the outer shell.
Assuming a gas with a relative permittivity ε 2 = 1 as the capacitive coupling suppression part, and assuming that the thickness of the outer shell made of dielectric material at the part corresponding to the electrode part is 5 mm, the dimensions used in the above calculation As parameters, the capacitive coupling suppression units y1 and z in FIG.
The distance d1 between 1 and the surface of the dielectric outer shells y1 and z1 facing the discharge space, the distance between the capacitive coupling suppressing portions y1 and z1 and the surface of the dielectric outer shells y1 and z1 opposite to the discharge space. The width W of d2 and the capacitive coupling suppressing portions y1 and z1 is adopted (however, each unit of d1, d2 and W is mm). Further, as an evaluation value of the current suppression effect, a leakage current value I0 at a position 15 mm away from the electrodes y2 and z2 on the side of the capacitive coupling suppression parts y1 and z1 is used (however, this current value I0 is the electrode part y2,
(It is expressed as a percentage ratio to the discharge current at the position corresponding to the center of z2). The leakage current value I0 at a position 15 mm away from the electrode portions y2 and z2 was used as the evaluation value within the range compatible with the laser beam diameter actually used.
This is because leakage of discharge current is allowed up to about 15 mm.

【0031】図5には、漏れ電流値I0 の幅寸法Wに対
する変化状態について、寸法d1 、d2 をパラメータと
して算出した曲線を示した。容量結合抑制部が存在しな
い場合(前記図4(a)の状態に対応)、漏れ電流値I
0 は、図5中のWを示す横軸に対する零切片であり、約
16%となる。この漏れ電流値I0 を実用に耐え得る値
である10%以下とするような寸法W、d1 、d2 の関
係を、図5から求めたのが図6である。この図6に示さ
れた曲線の近似式を求めたところ、以下に示す式を得
た。
FIG. 5 shows a curve calculated by using the dimensions d1 and d2 as parameters with respect to the change state of the leakage current value I0 with respect to the width dimension W. When there is no capacitive coupling suppressor (corresponding to the state of FIG. 4A), the leakage current value I
0 is a zero intercept with respect to the horizontal axis indicating W in FIG. 5, which is about 16%. FIG. 6 shows the relationship between the dimensions W, d1 and d2 that makes the leakage current value I0 10% or less, which is a value that can be practically used, from FIG. When an approximate expression for the curve shown in FIG. 6 was obtained, the following expression was obtained.

【0032】 d1 −11≦−(25−2×d2 )/W …… 但し、上記式を算出する過程では、誘電体として比誘
電率ε1 =10のアルミナを想定し、容量結合抑制部と
して比誘電率ε2 =1の気体を想定し、電極部と対応し
た部分での誘電体製外殻部の厚さが5mmの場合を想定し
ているから、このような想定例と比誘電率が異なるもの
を使用するときには、式の右辺にその比率(ε2 /ε
1 )×10を乗ずる必要があり、また、電極部と対応し
た部分での誘電体製外殻部の厚さが5mm以外のDmmであ
った場合には、式の右辺をD/5倍する必要があり、
一般的には、次式を用いて各部の寸法を決定すること
になる。
D1 −11 ≦ − (25−2 × d2) / W However, in the process of calculating the above formula, alumina having a relative permittivity ε1 = 10 is assumed as the dielectric, and the capacity coupling suppressing part is Assuming a gas with a permittivity ε 2 = 1 and assuming that the thickness of the outer shell made of a dielectric material is 5 mm at the part corresponding to the electrode part, the relative permittivity differs from this assumed example. When using the one, the ratio (ε 2 / ε
1) It is necessary to multiply by × 10, and when the thickness of the outer shell made of dielectric material at the portion corresponding to the electrode portion is Dmm other than 5 mm, the right side of the formula is multiplied by D / 5. Must be,
Generally, the dimensions of each part will be determined using the following equation.

【0033】 d1 −11≦−(ε2 /ε1 )×10×D/5×(25−2×d2 )/W …… そこで、本実施例では、図3に示すように、第1の誘電
体電極12において、外殻部12bを構成する誘電体の
比誘電率ε1 を「10」、容量結合抑制部12e、12
fの比誘電率ε2 を「1」に設定し、電極部12aと対
応した部分での外殻部12bの厚さDが5mmに設定した
場合(つまり、(ε2 /ε1 )×10=1、D/5=1
となる場合)を想定した上で、容量結合抑制部12e、
12fと誘電体製外殻部12bにおける放電空間14に
臨む面との間隔をd1 、容量結合抑制部12e、12f
と誘電体製外殻部12bにおける放電空間14(図1参
照)と反対側の面との間隔をd2 、容量結合抑制部12
e、12fの幅をWとした場合、それらの寸法W、d1
、d2 を上記式を満たす範囲となるように設定する
と共に、第2の誘電体電極13の各部寸法も同様に設定
しており、従って、このような構成とした本実施例によ
れば、容量結合抑制部12e、12f、13e、13f
による前述したような放電損失抑制機能を最大限効果的
に発揮できるようになるものである。
D1 −11 ≦ − (ε2 / ε1) × 10 × D / 5 × (25-2 × d2) / W ... Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. In the electrode 12, the relative permittivity ε1 of the dielectric material forming the outer shell portion 12b is "10", and the capacitive coupling suppressing portions 12e, 12
When the relative permittivity ε2 of f is set to “1” and the thickness D of the outer shell portion 12b at the portion corresponding to the electrode portion 12a is set to 5 mm (that is, (ε2 / ε1) × 10 = 1, D / 5 = 1
In this case, the capacitive coupling suppressing unit 12e,
The distance 12f from the surface of the dielectric outer shell 12b facing the discharge space 14 is d1, and the capacitive coupling suppressing portions 12e and 12f.
And the space between the discharge space 14 (see FIG. 1) and the opposite surface of the outer shell 12b made of a dielectric material is d2, and the capacitive coupling suppressing portion 12 is
When the width of e and 12f is W, their dimensions W and d1
, D2 are set so as to fall within the range that satisfies the above formula, and the respective dimensions of the second dielectric electrode 13 are also set in the same manner. Therefore, according to the present embodiment having such a configuration, the capacitance Coupling suppressing portions 12e, 12f, 13e, 13f
The discharge loss suppressing function as described above can be exerted as effectively as possible.

【0034】一方、放電空間14での放電が不安定にな
る要因は数々あるが、中でもレーザガスの部分的な温度
上昇が放電の不安定性に大きく関わっていることが分か
っている。これは熱不安定性(Thermal instability )
と呼ばれるもので、温度上昇に伴うレーザガス密度の部
分的な変動に伴い、電子密度の変動が桁違いに大きくな
ることに起因している(レーザガス密度が1%変動する
のに伴い電子密度は10〜100倍程度変動する)。こ
のため、放電空間14でのレーザガス流に部分的な滞留
(よどみ)が生ずると、その部分の放電入力によってレ
ーザガス温度が局所的に上昇し、これに伴うレーザガス
密度の変動によって電子密度が大きく変動し、放電空間
14での放電が不安定になり、場合によっては所謂フィ
ラメンテーションを生ずる。
On the other hand, although there are many factors that make the discharge in the discharge space 14 unstable, it has been found that the partial temperature rise of the laser gas is greatly related to the discharge instability. This is thermal instability
This is due to the fact that the fluctuation of the electron density increases by an order of magnitude with the partial fluctuation of the laser gas density due to the temperature rise (the electron density changes by 10% as the laser gas density changes by 1%). ~ Fluctuate about 100 times). Therefore, when the laser gas flow in the discharge space 14 partially retains (stagnation), the discharge input at that portion locally raises the laser gas temperature, and the electron gas density fluctuates greatly due to the accompanying change in the laser gas density. However, the discharge in the discharge space 14 becomes unstable, and so-called filamentation occurs in some cases.

【0035】これに対して、上記実施例では、第1の誘
電体電極12の下面及び第2の誘電体電極13の上面、
つまり、各外殻部12b及び13bにおける放電空間1
4に臨む面を、その放電空間14でのレーザガスの流れ
に沿った平面形状となるように構成したから、放電空間
14においてレーザガスが円滑に流れるようになって、
レーザガス流の部分的な滞留を招く虞がなくなり、結果
的に放電の安定性が増すようになって、この面からもレ
ーザ発振効率の向上を図り得るようになる。
On the other hand, in the above embodiment, the lower surface of the first dielectric electrode 12 and the upper surface of the second dielectric electrode 13,
That is, the discharge space 1 in each outer shell 12b and 13b
Since the surface facing 4 is configured to have a planar shape along the flow of the laser gas in the discharge space 14, the laser gas can smoothly flow in the discharge space 14,
The possibility that the laser gas flow is partially retained is eliminated, and as a result, the stability of the discharge is increased, and the laser oscillation efficiency can be improved from this aspect as well.

【0036】尚、前述のように発生したレーザ光20
は、図示しない反射鏡によって共振状態とされるもので
あるが、そのレーザ光20の共振光路がコ字状に形成さ
れる場合、或はZ字状に形成される場合のように、放電
空間14の幅を大きく設定する必要がある場合には、本
発明の第2実施例を示す図7のように、誘電体電極12
及び13が有する電極部12a及び13aの幅寸法が上
記レーザ光20の共振光路に応じた状態となるように構
成すれば良い。
The laser light 20 generated as described above is used.
Is brought into a resonance state by a reflecting mirror (not shown). However, when the resonance optical path of the laser light 20 is formed in a U shape or a Z shape, When it is necessary to set the width of 14 large, as shown in FIG. 7 showing the second embodiment of the present invention, the dielectric electrode 12 is formed.
The widths of the electrode portions 12a and 13a included in the electrodes 13 and 13 may be configured to be in a state corresponding to the resonance optical path of the laser light 20.

【0037】また、このように放電空間14の幅を大き
く設定する必要がある場合に、本発明の第3実施例を示
す図8のように、電極部12a(及び13a)をレーザ
光20の各共振光路に対応させて二分割する構成として
も良く、この場合には、各分割電極部間に補助仕切壁1
2g(第1の誘電体電極12側のみ図示)を追加して設
ける構成とすることができる。
When it is necessary to set the width of the discharge space 14 large as described above, the electrode portion 12a (and 13a) is irradiated with the laser light 20 as shown in FIG. 8 showing the third embodiment of the present invention. The structure may be divided into two parts corresponding to each resonance optical path. In this case, the auxiliary partition wall 1 may be provided between the divided electrode parts.
2 g (only the first dielectric electrode 12 side is shown) may be additionally provided.

【0038】図9及び図10には本発明の第4実施例が
示されており、以下これについて前記第1実施例と異な
る部分のみ説明する。
FIG. 9 and FIG. 10 show a fourth embodiment of the present invention, and only the parts different from the first embodiment will be described below.

【0039】図9において、放電空間14を挟んで対向
配置された第1の誘電体電極21及び第2の誘電体電極
22は、同一形状のもので、レーザガス流と直交した方
向(紙面と直交した方向)に長尺な形状に形成された矩
形容器状の外殻部21a及び22aを有する。これら外
殻部21a及び22aは、セラミックスのような誘電体
より成るもので、夫々の内部を仕切壁21b、21c及
び22b、22cにより区切ることによって、レーザガ
ス流と直交した方向に延びる3つずつの空間部を隣接状
態で形成している。この場合、中央の空間部を、断面円
形状の電極部21d及び22dを収納するための電極収
納室21e及び22eとして構成すると共に、左右の空
間部を、夫々外殻部21a、22aより比誘電率が小な
る容量結合抑制部21f、21g及び22f、22gと
して構成している。尚、これら容量結合抑制部21f、
21g及び22f、22gは、大気と連通させたり、或
は内部に絶縁性ガスを封入することにより、比誘電率が
極端に小さくなるように構成されている。
In FIG. 9, the first dielectric electrode 21 and the second dielectric electrode 22, which are arranged opposite to each other with the discharge space 14 in between, have the same shape and are in a direction orthogonal to the laser gas flow (orthogonal to the paper surface). Rectangular shell-shaped outer shells 21a and 22a that are formed in a long shape in the same direction). These outer shells 21a and 22a are made of a dielectric material such as ceramics, and by partitioning the interiors of the outer shells 21a and 22a by partition walls 21b, 21c and 22b, 22c, three outer shells 21a and 22a extend in a direction orthogonal to the laser gas flow. The space portion is formed in an adjacent state. In this case, the central space portion is configured as the electrode storage chambers 21e and 22e for storing the electrode portions 21d and 22d having a circular cross-section, and the left and right space portions are formed from the outer shell portions 21a and 22a, respectively. The capacitive coupling suppressing portions 21f, 21g and 22f, 22g having a small rate are configured. In addition, these capacitive coupling suppressing units 21f,
21g, 22f, and 22g are configured to be extremely small in relative permittivity by communicating with the atmosphere or enclosing an insulating gas inside.

【0040】上記電極収納室21e及び22e内には、
冷却用媒体としての例えば水Cが流通されるものであ
り、以下においては第1の誘電体電極21側の電極収納
室21e及びこれに関連した部分の具体的構成について
図10を参照しながら説明する。尚、第2の誘電体電極
22の構成は、第1の誘電体電極21と基本的に同じで
あるから説明を省略し、第2の誘電体電極22に言及す
る必要がある場合には同一符号を付して引用することに
する。
In the electrode storage chambers 21e and 22e,
For example, water C as a cooling medium is circulated, and hereinafter, a specific configuration of the electrode storage chamber 21e on the side of the first dielectric electrode 21 and a portion related thereto will be described with reference to FIG. To do. Since the structure of the second dielectric electrode 22 is basically the same as that of the first dielectric electrode 21, the description thereof will be omitted, and if it is necessary to refer to the second dielectric electrode 22, the same will be used. References will be made with reference numerals.

【0041】即ち、図10において、外殻部21aの両
端部寄りの各上面部位には電極収納室21eに臨む開口
部23、24が形成されており、これら開口部23、2
4を介して樹脂製のシール部材25、26を嵌め込むこ
とによって、電極収納室21eを画定している。この場
合、外殻部21aの一方の端部(図中の右端部)に位置
した開口部23は、その端部との間に比較的長い寸法を
存して形成されており、これにより、当該外殻部21a
内には、電極収納室21eとシール部材25を介して隣
接する空気室27が形成されている。尚、この空気室2
7は大気に連通される。
That is, in FIG. 10, openings 23 and 24 facing the electrode storage chamber 21e are formed in the upper surface portions of the outer shell 21a near both ends thereof.
The electrode storage chamber 21e is defined by fitting the resin sealing members 25 and 26 through the connector 4. In this case, the opening 23 located at one end (the right end in the drawing) of the outer shell 21a is formed with a relatively long dimension between itself and the end, and thus, The outer shell 21a
An air chamber 27 that is adjacent to the electrode storage chamber 21e via the seal member 25 is formed therein. In addition, this air chamber 2
7 is connected to the atmosphere.

【0042】また、シール部材25には電極収納室21
e内に連通する流出口25aが形成され、シール部材2
6には同じく電極収納室21e内に連通する流入口26
aが形成されており、電極収納室21e内には、これら
流入口26a及び流出口25aを介して水C(図9参
照)が流通するようになっている。
Further, the seal member 25 is provided in the electrode storage chamber 21.
An outlet 25a communicating with the inside of e is formed, and the sealing member 2
6 is an inflow port 26 that also communicates with the electrode storage chamber 21e.
a is formed, and water C (see FIG. 9) circulates in the electrode storage chamber 21e through the inflow port 26a and the outflow port 25a.

【0043】電極部21dは、電極収納室21e内に間
欠配置された複数個のシリコンゴム製スペーサ28を介
して支持されることにより、電極収納室21eの内壁と
の間に隙間が存した状態となるように設けられており、
以てその周囲を前記水Cが流通するように構成されてい
る。
The electrode portion 21d is supported through a plurality of silicon rubber spacers 28 which are intermittently arranged in the electrode storage chamber 21e, so that there is a gap between the electrode portion 21d and the inner wall of the electrode storage chamber 21e. It is provided so that
Thus, the water C is configured to flow around it.

【0044】電極部21dの一端部には細棒状をなす端
子21hが一体に突出形成されており、この端子21h
は、シール部材25を水密に貫通して前記空気室27内
に突出されている。また、外殻部21aの端部には樹脂
製の端子台29が取り付けられており、上記端子21h
は、この端子台29上の中継端子29aに対しリード線
30を介して接続されている。尚、上記中継端子29a
は、高周波電源に接続される。
A thin rod-shaped terminal 21h is integrally formed at one end of the electrode portion 21d so as to project therefrom.
Are watertightly penetrated through the seal member 25 and are projected into the air chamber 27. A resin terminal block 29 is attached to the end of the outer shell portion 21a, and the terminal 21h
Are connected to the relay terminals 29a on the terminal block 29 via lead wires 30. Incidentally, the relay terminal 29a
Is connected to a high frequency power supply.

【0045】このように構成した本実施例によれば、電
極部21d及び22dの両側に比誘電率が極端に小なる
容量結合抑制部21f、21g及び22f、22gが存
する構成となっているから、前記第1実施例と同様にレ
ーザ発振効率の向上を図り得るようになる。尚、本実施
例では、電極部21d及び22dの周囲に水Cが存する
ことになるが、一般的に水は比誘電率が約80程度と比
較的高いから、これに電力密度の均一化効果を期待でき
るようになって好都合となる。
According to this embodiment having such a configuration, the capacitive coupling suppressing portions 21f, 21g and 22f, 22g having extremely small relative dielectric constants are present on both sides of the electrode portions 21d and 22d. As in the first embodiment, the laser oscillation efficiency can be improved. In the present embodiment, the water C exists around the electrode portions 21d and 22d, but in general, water has a relatively high relative dielectric constant of about 80. It becomes convenient to be able to expect.

【0046】また、本実施例によれば、電極収納室21
e、22e内を流通する水Cによって、電極部21d、
22dの温度上昇が抑制されるようになるから、各誘電
体電極21、22における電極部21d、22dと外殻
部21a、22aとの間の熱膨脹率の違いに起因した両
者間での歪みの発生を防止できるようになる。従って、
電極部21d、22dの電極収納室21e、22e外へ
の導出部分(本実施例の場合はシール部材25)でのク
ラックなどの発生を招く虞がなくなり、その部分でのク
ラック発生に起因した水漏れ或は不要な放電を招くこと
がなくなる。
Further, according to this embodiment, the electrode storage chamber 21
e, the water C flowing in the 22e, the electrode portion 21d,
Since the temperature rise of 22d is suppressed, distortion of the dielectric electrodes 21 and 22 due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the electrode portions 21d and 22d and the outer shell portions 21a and 22a. It becomes possible to prevent the occurrence. Therefore,
There is no possibility of causing cracks or the like at the lead-out portions (the seal member 25 in the case of this embodiment) of the electrode portions 21d and 22d to the outside of the electrode storage chambers 21e and 22e, and water caused by the cracks at the portions is eliminated. There will be no leakage or unnecessary discharge.

【0047】さらに、本実施例では、外殻部21a、2
2a内に電極収納室21e、22eとシール部材25を
介して隣接する空気室27を形成し、この空気室27内
に電極部21d、22dの端子21hを突出させる構成
としたから、その端子21h部分の対地静電容量を下げ
ることができるようになり、電界集中を起こし易い尖っ
た形状とならざるを得ない上記端子21hでの異常放電
の発生を未然に防止することが可能となる。しかも、こ
の場合には、空気室27内に突出された端子21hを当
該空気室27内で電源用リード線30に接続する構成と
したから、そのリード線30の対地静電容量を下げるこ
とができて、この部分での異常放電も防止可能となる。
Further, in this embodiment, the outer shell portions 21a, 2
Since the air chamber 27 adjacent to the electrode accommodating chambers 21e and 22e via the seal member 25 is formed in 2a, and the terminal 21h of the electrode portions 21d and 22d is projected into the air chamber 27, the terminal 21h is formed. It becomes possible to reduce the electrostatic capacitance to the ground at a portion, and it is possible to prevent the occurrence of abnormal discharge at the terminal 21h, which is inevitably a sharp shape that tends to cause electric field concentration. Moreover, in this case, since the terminal 21h protruding into the air chamber 27 is connected to the power supply lead wire 30 in the air chamber 27, the ground capacitance of the lead wire 30 can be reduced. This makes it possible to prevent abnormal discharge in this portion.

【0048】また、このように対地静電容量をコントロ
ールすることで、たとえ誘電体表面部分での静電界が放
電を発生させ得る値になっても、その静電容量を小さく
して放電を維持するのに必要な電荷の供給が行われない
ようにすれば、異常放電を未然に防止できるようにな
る。
Further, by controlling the electrostatic capacitance to the ground in this way, even if the electrostatic field on the surface of the dielectric reaches a value at which discharge can be generated, the electrostatic capacitance is reduced to maintain discharge. By preventing the supply of the electric charge necessary for the discharge, abnormal discharge can be prevented.

【0049】図11には本発明の第5実施例が示されて
おり、以下これについて前記第1実施例と異なる部分の
み説明する。
FIG. 11 shows a fifth embodiment of the present invention, and only the parts different from the first embodiment will be described below.

【0050】図11において、放電空間14を挟んで対
向配置された第1の誘電体電極31及び第2の誘電体電
極32は、同一形状のもので、レーザガス流と直交した
方向(紙面と直交した方向)に長尺な形状に形成された
矩形容器状の外殻部31a及び32aを有する。これら
外殻部31a及び32aは、セラミックスのような誘電
体より成るもので、互いに対向する各内壁部31b及び
32bには、パイプ状の電極部31c及び32cが、レ
ーザガス流と直交する方向へ延びるように添設されてい
る。尚、このような添設は例えばロー付により行われ
る。
In FIG. 11, the first dielectric electrode 31 and the second dielectric electrode 32, which are opposed to each other with the discharge space 14 in between, have the same shape and are in a direction orthogonal to the laser gas flow (orthogonal to the paper surface). Rectangular shell-shaped outer shell portions 31a and 32a formed in a long shape in the same direction). These outer shell portions 31a and 32a are made of a dielectric material such as ceramics, and pipe-shaped electrode portions 31c and 32c extend in a direction orthogonal to the laser gas flow on the inner wall portions 31b and 32b facing each other. It is attached as follows. Note that such attachment is performed by brazing, for example.

【0051】外殻部31a及び32a内における上記電
極部31c及び32cの周囲に形成される空間部は、大
気と連通されることにより、比誘電率が極端に小さな容
量結合抑制部31d及び32dとして機能する。また、
電極部31c及び32c内には、冷却用媒体としての水
が流通されるものである。
The space portions formed around the electrode portions 31c and 32c in the outer shell portions 31a and 32a are connected to the atmosphere to serve as capacitive coupling suppressing portions 31d and 32d having extremely small relative permittivity. Function. Also,
Water as a cooling medium circulates in the electrode portions 31c and 32c.

【0052】このような構成とした本実施例において
も、電極部31c及び32cの周囲に比誘電率が極端に
小なる容量結合抑制部31d及び32dが存する構成と
なっているから、前記第1実施例と同様にレーザ発振効
率の向上を図り得るようになり、また、電極部31c及
び32cの温度上昇が内部を流通する水によって抑制さ
れるようになるから、前記第4実施例と同様に不要な歪
みを招く虞がなくなる。特に本実施例では、電極部31
c及び32cを冷却媒体である水の流通路として兼用す
ることができるから、全体構成の簡単化を図り得るよう
になる。
Also in this embodiment having such a configuration, the capacitive coupling suppressing portions 31d and 32d having extremely small relative permittivity are present around the electrode portions 31c and 32c, so that the above-mentioned first As in the fourth embodiment, the laser oscillation efficiency can be improved, and the temperature rise of the electrode portions 31c and 32c can be suppressed by the water flowing inside. Therefore, as in the fourth embodiment. There is no risk of causing unnecessary distortion. Particularly in this embodiment, the electrode portion 31
Since c and 32c can also be used as a flow passage for water that is a cooling medium, the overall configuration can be simplified.

【0053】尚、上記第5実施例において、電極部31
c及び32cの添設作業が困難になる虞がある場合に
は、本発明の第6実施例を示す図12のように、外殻部
31a及び32aを夫々容器状本体部31e及び32e
と蓋31f及び32fとに分割する構成とすれば良いも
のである。
In the fifth embodiment, the electrode portion 31
When it is difficult to attach c and 32c, as shown in FIG. 12 showing the sixth embodiment of the present invention, the outer shell portions 31a and 32a are respectively attached to the container-shaped main body portions 31e and 32e.
The lid 31f and the lid 32f may be divided.

【0054】その他、本発明は上記した各実施例に限定
されるものではなく、例えば冷却用媒体として水以外の
ものを利用する構成としても良いなど、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施することができるもので
ある。
In addition, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications may be made without departing from the scope of the invention, for example, a structure other than water may be used as the cooling medium. It can be implemented.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明によれば以上の説明によって明ら
かなように、高周波電圧が印加される電極部の周囲に、
誘電体製の外殻部を設けて成る少なくとも一対の誘電体
電極をレーザガスが循環する放電空間を挟んだ状態で配
置するにしたガスレーザ発振器において以下に述べるよ
うな効果を奏するものである。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the electrode portion to which a high frequency voltage is applied is surrounded by
A gas laser oscillator in which at least a pair of dielectric electrodes each having an outer shell made of a dielectric material are arranged so as to sandwich a discharge space in which a laser gas circulates has the following effects.

【0056】請求項1に記載の発明によれば、誘電体電
極における電極部の両側に外殻部より比誘電率が小なる
容量結合抑制部を設ける構成としたから、電極部に高周
波電圧を印加した場合でも、放電が電極部の両側へ分散
することが抑制されるようになり、この結果として誘電
体電極を用いた構成のものでありながら、レーザ発振効
率の向上を実現できるようになる。
According to the invention described in claim 1, since the capacitive coupling suppressing portion having a relative dielectric constant smaller than that of the outer shell portion is provided on both sides of the electrode portion of the dielectric electrode, a high frequency voltage is applied to the electrode portion. Even when applied, the discharge is suppressed from being dispersed to both sides of the electrode portion, and as a result, the laser oscillation efficiency can be improved even though the structure uses the dielectric electrode. .

【0057】請求項2に記載の発明によれば、前記容量
結合抑制部を、外殻部内を仕切壁で区切ることにより形
成された空間部により構成したから、当該空間部を大気
と連通させたり或は空間部に絶縁性ガスを封入すること
により、その容量結合抑制部での比誘電率を極端に小さ
くできるものであり、これにより空間部を介した容量結
合を十分に小さくすることができて、放電の分散を抑制
する効果をさらに高め得る。
According to the second aspect of the present invention, since the capacitive coupling suppressing portion is composed of the space portion formed by partitioning the inside of the outer shell portion with the partition wall, the space portion can be communicated with the atmosphere. Alternatively, by enclosing the insulating gas in the space, the relative permittivity in the capacitive coupling suppressing part can be made extremely small, which makes it possible to sufficiently reduce the capacitive coupling through the space. As a result, the effect of suppressing the dispersion of discharge can be further enhanced.

【0058】請求項3に記載の発明によれば、外殻部を
仕切壁により仕切ることによって形成した電極収納室内
に冷却用媒体を流通させる構成としたので、その電極収
納室内に収納される電極部の温度上昇が抑制されるよう
になり、これにて誘電体電極における電極部と外殻部と
の間の熱膨脹率の違いに起因した両者間での歪み発生に
伴う不都合を未然に防止できるようになる。
According to the third aspect of the invention, since the cooling medium is circulated in the electrode accommodating chamber formed by partitioning the outer shell portion by the partition wall, the electrodes accommodated in the electrode accommodating chamber are arranged. As a result, it is possible to prevent the inconvenience caused by the distortion between the electrode portion and the outer shell of the dielectric electrode due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the two portions. Like

【0059】請求項4の発明によれば、外殻部内に、電
極収納室とシール部材を介して隣接する空気室を形成
し、電極収納室内に存する電極部の端部をシール部材を
貫通させて前記空気室内に突出させる構成としたから、
その電極部端部の対地静電容量を下げることができて、
電界集中を起こし易い形状とならざるを得ない上記電極
部の端部での異常放電の発生を防止し得るようになる。
According to the invention of claim 4, an air chamber is formed in the outer shell portion so as to be adjacent to the electrode accommodating chamber via the seal member, and the end of the electrode portion existing in the electrode accommodating chamber is made to penetrate the seal member. Since it is configured to project into the air chamber,
The capacitance to ground at the end of the electrode can be lowered,
It becomes possible to prevent the occurrence of abnormal discharge at the end portion of the electrode portion, which is unavoidably shaped to easily cause electric field concentration.

【0060】請求項5の発明によれば、上記のように空
気室内に突出された電極部の端部をその空気室内で電源
用リード線に接続する構成としたから、そのリード線の
対地静電容量を下げることができて、この部分での異常
放電をも防止可能となる。
According to the fifth aspect of the invention, since the end portion of the electrode portion projecting into the air chamber is connected to the power source lead wire in the air chamber as described above, the grounding of the lead wire to ground is performed. The electric capacity can be reduced, and abnormal discharge in this portion can be prevented.

【0061】請求項6の発明によれば、容器状に形成し
た外殻部の内壁にパイプ状の電極部を添設することによ
り、その電極部の周囲に形成される空間部を容量結合抑
制部として機能させると共に、電極部内に冷却用媒体を
流通させる構成としたから、電極部を冷却媒体の流通路
として兼用することができて全体構成の簡単化を図り得
る。
According to the sixth aspect of the present invention, the pipe-shaped electrode portion is attached to the inner wall of the outer shell portion formed in a container shape, so that the space portion formed around the electrode portion is suppressed in capacitive coupling. Since the cooling medium is circulated in the electrode portion while functioning as a portion, the electrode portion can also be used as the cooling medium flow passage, and the overall configuration can be simplified.

【0062】請求項7に記載の発明によれば、外殻部に
おける放電空間に臨む面を、その放電空間でのレーザガ
スの流れに沿った平面形状となるように構成したから、
放電空間においてレーザガスが円滑に流れるようにな
り、レーザガスの部分的な温度上昇に起因して放電の不
安定性が増す虞がなくなる。
According to the invention described in claim 7, the surface of the outer shell facing the discharge space is configured to have a planar shape along the flow of the laser gas in the discharge space.
The laser gas smoothly flows in the discharge space, and the instability of discharge is not increased due to the partial temperature rise of the laser gas.

【0063】請求項8に記載の発明によれば、容量結合
抑制部と誘電体製外殻部における放電空間に臨む面との
間隔、容量結合抑制部と誘電体製外殻部における前記放
電空間と反対側の面との間隔、容量結合抑制部の幅を、
容量結合抑制部での漏れ放電電流を効果的に抑制できる
寸法に設定したから、その容量結合抑制部による放電損
失抑制機能を最大限に発揮できるようになる。
According to the invention described in claim 8, the gap between the capacitive coupling suppressing portion and the surface of the dielectric outer shell facing the discharge space, the discharge space in the capacitive coupling suppressing portion and the dielectric outer shell, And the distance from the surface on the opposite side, and the width of the capacitive coupling suppression part,
Since the dimensions are set so as to effectively suppress the leakage discharge current in the capacitive coupling suppressing section, the discharge loss suppressing function of the capacitive coupling suppressing section can be maximized.

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

【図1】本発明の第1実施例を示す全体の概略的な縦断
正面図
FIG. 1 is a schematic vertical sectional front view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】対をなす誘電体電極を一部断面にした状態で示
す斜視図
FIG. 2 is a perspective view showing a state where a pair of dielectric electrodes are partially sectioned.

【図3】誘電体電極の寸法関係を説明するための縦断正
面図
FIG. 3 is a vertical sectional front view for explaining the dimensional relationship of dielectric electrodes.

【図4】誘電体電極での放電電流分布の一例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example of a discharge current distribution in a dielectric electrode.

【図5】計算により算出した漏れ電流値の特性曲線図FIG. 5 is a characteristic curve diagram of the leakage current value calculated by calculation.

【図6】実用に耐え得る誘電体電極の寸法特性を示す図FIG. 6 is a diagram showing dimensional characteristics of a dielectric electrode that can withstand practical use.

【図7】本発明の第2実施例を示す図2相当図FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 2 showing a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3実施例を示すもので、一方の誘電
体電極を一部断面にした状態で示す斜視図
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention, and is a perspective view showing one of the dielectric electrodes in a partially sectioned state.

【図9】本発明の第4実施例を示す図2相当図FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 2 showing a fourth embodiment of the present invention.

【図10】要部の縦断側面図FIG. 10 is a vertical sectional side view of a main part.

【図11】本発明の第5実施例を示す図2相当図FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 2 showing a fifth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第6実施例を示す図2相当図FIG. 12 is a view corresponding to FIG. 2 showing a sixth embodiment of the present invention.

【図13】従来例を示す概略構成図FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

図中、11は風洞容器、12、21、31は第1の誘電
体電極、13、22、32は第2の誘電体電極、14は
放電空間、12a、13a、21d、22d、31c、
32cは電極部、12b、13b、21a、22a、3
1a、32aは外殻部、12c、12d、13c、13
dは仕切壁、12e、13e、12f、13f、21
f、22f、21g、22g、31d、32dは容量結
合抑制部、19は高周波電源、25、26はシール部
材、27は空気室、28はスペーサ、30は電源用リー
ド線、Cは水(冷却用媒体)を示す。
In the figure, 11 is a wind tunnel container, 12, 21 and 31 are first dielectric electrodes, 13, 22 and 32 are second dielectric electrodes, 14 is a discharge space, 12a, 13a, 21d, 22d and 31c,
32c is an electrode part, 12b, 13b, 21a, 22a, 3
1a and 32a are outer shell parts, 12c, 12d, 13c and 13
d is a partition wall, 12e, 13e, 12f, 13f, 21
f, 22f, 21g, 22g, 31d and 32d are capacitive coupling suppressing parts, 19 is a high frequency power supply, 25 and 26 are sealing members, 27 is an air chamber, 28 is a spacer, 30 is a power supply lead wire, and C is water (cooling). Medium).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 8934−4M H01S 3/04 G (72)発明者 玉川 徹 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location 8934-4M H01S 3/04 G (72) Inventor Toru Tamagawa 2 Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 stock company Toshiba Hamakawasaki factory

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電極部の周囲に誘電体製の外殻部を設け
て成る少なくとも一対の誘電体電極をレーザガスが循環
する放電空間を挟んだ状態で配置すると共に、前記電極
部間に高周波電圧を印加するようにしたガスレーザ発振
器において、 前記誘電体電極における前記電極部の両側に前記外殻部
より比誘電率が小なる容量結合抑制部を設けたことを特
徴とするガスレーザ発振器。
1. At least a pair of dielectric electrodes, each of which has an outer shell made of a dielectric material provided around the electrode portion, are arranged with a discharge space in which a laser gas circulates therebetween, and a high-frequency voltage is applied between the electrode portions. The gas laser oscillator according to claim 1, wherein a capacitive coupling suppressing portion having a relative dielectric constant smaller than that of the outer shell portion is provided on both sides of the electrode portion of the dielectric electrode.
【請求項2】 容量結合抑制部は、外殻部内を仕切壁で
区切ることにより形成された空間部により構成されてい
ることを特徴とする請求項1記載のガスレーザ発振器。
2. The gas laser oscillator according to claim 1, wherein the capacitive coupling suppressor is composed of a space formed by partitioning the inside of the outer shell with a partition wall.
【請求項3】 外殻部を仕切壁により仕切ることによっ
て電極部を収納するための電極収納室を形成すると共
に、この電極収納室内に冷却用媒体を流通させる構成と
したことを特徴とする請求項1記載のガスレーザ発振
器。
3. An electrode housing chamber for housing the electrode portion is formed by partitioning the outer shell portion with a partition wall, and a cooling medium is circulated in the electrode housing chamber. Item 1. A gas laser oscillator according to item 1.
【請求項4】 外殻部内に、電極収納室とシール部材を
介して隣接する空気室を形成し、前記電極収納室内に存
する電極部の端部を前記シール部材を貫通させて前記空
気室内に突出させる構成としたことを特徴とする請求項
3記載のガスレーザ発振器。
4. An air chamber is formed inside the outer shell so as to be adjacent to the electrode housing chamber via a seal member, and an end portion of the electrode portion existing in the electrode housing chamber is penetrated through the seal member to enter the air chamber. The gas laser oscillator according to claim 3, wherein the gas laser oscillator is configured to project.
【請求項5】 空気室内に突出された電極部の端部を、
その空気室内で電源用リード線に接続する構成としたこ
とを特徴とする請求項4記載のガスレーザ発振器。
5. The end portion of the electrode portion projected into the air chamber,
The gas laser oscillator according to claim 4, wherein the gas laser oscillator is configured to be connected to a power supply lead wire in the air chamber.
【請求項6】 容器状に形成した外殻部の内壁にパイプ
状の電極部を添設することにより、その電極部の周囲に
形成される空間部を容量結合抑制部として機能させると
共に、前記電極部内に冷却用媒体を流通させる構成とし
たことを特徴とする請求項1記載のガスレーザ発振器。
6. A pipe-shaped electrode portion is attached to an inner wall of an outer shell portion formed in a container shape so that a space portion formed around the electrode portion functions as a capacitive coupling suppressing portion, and The gas laser oscillator according to claim 1, wherein the cooling medium is circulated in the electrode portion.
【請求項7】 外殻部における放電空間に臨む面を、そ
の放電空間でのレーザガスの流れに沿った平面形状とな
るように構成したことを特徴とする請求項1記載のガス
レーザ発振器。
7. The gas laser oscillator according to claim 1, wherein the surface of the outer shell facing the discharge space is configured to have a planar shape along the flow of the laser gas in the discharge space.
【請求項8】 容量結合抑制部と誘電体製外殻部におけ
る放電空間に臨む面との間隔をd1 、前記容量結合抑制
部と前記誘電体製外殻部における前記放電空間と反対側
の面との間隔をd2 、前記容量結合抑制部の幅をW、電
極部と対応した部分での前記誘電体製外殻部の厚さを
D、前記誘電体製外殻部の比誘電率をε1 、前記容量結
合抑制部の比誘電率をε2 とした場合、それらd1 、d
2 、W、D、ε1 、ε2 間に次式の関係が成立するよう
に構成したことを特徴とする請求項1記載のガスレーザ
発振器。 d1 −11≦−(ε2 /ε1 )×10×D/5×(25−2×d2 )/W 但し、d1 、d2 、W及びDの各単位はmmとする。
8. The distance between the capacitive coupling suppressing portion and the surface of the dielectric outer shell facing the discharge space is d1, and the surface of the capacitive coupling suppressing portion and the dielectric outer shell opposite to the discharge space. Is D2, the width of the capacitive coupling suppressing portion is W, the thickness of the dielectric outer shell portion at a portion corresponding to the electrode portion is D, and the relative permittivity of the dielectric outer shell portion is ε1. , D1 and d where the relative permittivity of the capacitive coupling suppressing portion is ε2.
2. The gas laser oscillator according to claim 1, wherein the following relationship is established between 2, W, D, ε1 and ε2. d1-11.ltoreq .- (. epsilon.2 / .epsilon.1) .times.10.times.D / 5.times. (25-2.times.d2) / W However, each unit of d1, d2, W and D is mm.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002261357A (en) * 2001-03-01 2002-09-13 Amada Co Ltd Gas laser oscillator
JP2010103267A (en) * 2008-10-23 2010-05-06 Mitsubishi Electric Corp Gas laser oscillation system
JP2015065410A (en) * 2013-08-29 2015-04-09 ビアメカニクス株式会社 Gas laser oscillator

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002261357A (en) * 2001-03-01 2002-09-13 Amada Co Ltd Gas laser oscillator
JP4618658B2 (en) * 2001-03-01 2011-01-26 株式会社アマダ Gas laser oscillator
JP2010103267A (en) * 2008-10-23 2010-05-06 Mitsubishi Electric Corp Gas laser oscillation system
JP2015065410A (en) * 2013-08-29 2015-04-09 ビアメカニクス株式会社 Gas laser oscillator

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