JPH06188492A - レーザ装置 - Google Patents
レーザ装置Info
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- JPH06188492A JPH06188492A JP2493593A JP2493593A JPH06188492A JP H06188492 A JPH06188492 A JP H06188492A JP 2493593 A JP2493593 A JP 2493593A JP 2493593 A JP2493593 A JP 2493593A JP H06188492 A JPH06188492 A JP H06188492A
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- laser
- discharge
- laser device
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- discharge space
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 任意の周波数領域で、容易に高効率のレーザ
励起を行うことができるレーザ装置を得る。 【構成】 長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を
有するレーザ励起用の放電空間４の矩形断面内で斜め方
向に放電を発生させるように構成する。また、放電空間
４内でその矩形断面と直交する光軸方向に対して斜め方
向に放電を発生させるように構成する。 【効果】 任意の周波数の電源により高効率のレーザ発
振器が実現でき、このため、低コストで使い勝手のよい
レーザ装置が得られる。
励起を行うことができるレーザ装置を得る。 【構成】 長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を
有するレーザ励起用の放電空間４の矩形断面内で斜め方
向に放電を発生させるように構成する。また、放電空間
４内でその矩形断面と直交する光軸方向に対して斜め方
向に放電を発生させるように構成する。 【効果】 任意の周波数の電源により高効率のレーザ発
振器が実現でき、このため、低コストで使い勝手のよい
レーザ装置が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザ発振効率の向
上を図ったレーザ装置に関する。
上を図ったレーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６９は、例えば雑誌ＳＰＩＥ（The So
ciety of Photo-Optical Instrumenta-tion Engineers
）Vol.1276 CO2 Lasers and Application (1990) pp.1
8−28,Fig.1 に記載された従来の導波路型炭酸ガスレー
ザ装置を示す斜視図である。図において、１，２は放電
励起用の一対の金属電極、３はその一方の金属電極１に
接続されたＲＦ電源（励起電源）、１０，２０は前記金
属電極１，２の対向面に密着されて離間対向する一対の
誘電体板であり、これらの誘電体板１０，２０は例えば
セラミックスから成っている。
ciety of Photo-Optical Instrumenta-tion Engineers
）Vol.1276 CO2 Lasers and Application (1990) pp.1
8−28,Fig.1 に記載された従来の導波路型炭酸ガスレー
ザ装置を示す斜視図である。図において、１，２は放電
励起用の一対の金属電極、３はその一方の金属電極１に
接続されたＲＦ電源（励起電源）、１０，２０は前記金
属電極１，２の対向面に密着されて離間対向する一対の
誘電体板であり、これらの誘電体板１０，２０は例えば
セラミックスから成っている。
【０００３】４は前記誘電体板１０，２０間に発生する
矩形状の放電空間であり、レーザ媒質となるＣＯ2 −Ｈ
ｅ−Ｎ2 の混合ガスが充填される。５，６は電極冷却水
の出入方向を示す矢印、７は全反射鏡（共振器ミラ
ー）、８はレーザビーム取出し側の反射鏡（共振器ミラ
ー：output coupler）、９はレーザビーム、２１ａおよ
び２１ｂは一方の金属電極１に設けられた電極冷却水の
取入口および吐出口であり、他方の金属電極２にも同様
の取入口および吐出口（共に図示せず）が設けられてい
る。
矩形状の放電空間であり、レーザ媒質となるＣＯ2 −Ｈ
ｅ−Ｎ2 の混合ガスが充填される。５，６は電極冷却水
の出入方向を示す矢印、７は全反射鏡（共振器ミラ
ー）、８はレーザビーム取出し側の反射鏡（共振器ミラ
ー：output coupler）、９はレーザビーム、２１ａおよ
び２１ｂは一方の金属電極１に設けられた電極冷却水の
取入口および吐出口であり、他方の金属電極２にも同様
の取入口および吐出口（共に図示せず）が設けられてい
る。
【０００４】次に動作について説明する。一方の金属電
極１をＲＦ電源３に、且つ、他方の金属電極２をアース
に接続すると、放電空間４にレーザを励起するためのＲ
Ｆ放電が発生する。その放電エネルギーは、反射鏡７，
８で構成された光共振器によって光エネルギーに変換さ
れ、レーザビーム９として一方の反射鏡８側から出力さ
れる。炭酸ガスレーザでは、レーザ下準位のエネルギー
レベルが低いため、ガス温度が上昇すると、下準位密度
が増加し、レーザ発振効率が低下する。このため、レー
ザガスの冷却能力がレーザ発振効率を決定する大きな因
子となる。ここで、矩形状をなした放電空間４の断面に
おける長辺（長さｗ）と短辺（ギャップ長ｄ）の比ｗ／
ｄはアスペクト比と呼ばれ、レーザ媒質となるガス冷却
の観点から検討すると、アスペクト比が等しい場合、同
様の冷却能力をもつことが導かれる。すなわち、同様の
電力を投入した場合、アスペクト比が等しければ、ガス
温度も等しくなる。従って、高い電力を投入するには、
該投入時のガス冷却が充分に行われるようにアスペクト
比を大きく設定すればよい。さらに、高い電力密度が要
求されるレーザ励起のためには、短辺ｄを小さく設定す
る必要がある。
極１をＲＦ電源３に、且つ、他方の金属電極２をアース
に接続すると、放電空間４にレーザを励起するためのＲ
Ｆ放電が発生する。その放電エネルギーは、反射鏡７，
８で構成された光共振器によって光エネルギーに変換さ
れ、レーザビーム９として一方の反射鏡８側から出力さ
れる。炭酸ガスレーザでは、レーザ下準位のエネルギー
レベルが低いため、ガス温度が上昇すると、下準位密度
が増加し、レーザ発振効率が低下する。このため、レー
ザガスの冷却能力がレーザ発振効率を決定する大きな因
子となる。ここで、矩形状をなした放電空間４の断面に
おける長辺（長さｗ）と短辺（ギャップ長ｄ）の比ｗ／
ｄはアスペクト比と呼ばれ、レーザ媒質となるガス冷却
の観点から検討すると、アスペクト比が等しい場合、同
様の冷却能力をもつことが導かれる。すなわち、同様の
電力を投入した場合、アスペクト比が等しければ、ガス
温度も等しくなる。従って、高い電力を投入するには、
該投入時のガス冷却が充分に行われるようにアスペクト
比を大きく設定すればよい。さらに、高い電力密度が要
求されるレーザ励起のためには、短辺ｄを小さく設定す
る必要がある。
【０００５】図７０は矩形放電空間４の断面における短
辺の長さｄに対するガスの冷却能力を示した特性図であ
る。図中実線は、ガス組成Ｈｅ−Ｎ2 −ＣＯ2 ＝８０−
１０−１０（％；容積比，モル分率）において、ガス温
度が摂氏２５０度になる電力密度を示す。短辺ｄの長さ
を短くすればするほど、ガスの冷却能力は高くなること
がわかる。
辺の長さｄに対するガスの冷却能力を示した特性図であ
る。図中実線は、ガス組成Ｈｅ−Ｎ2 −ＣＯ2 ＝８０−
１０−１０（％；容積比，モル分率）において、ガス温
度が摂氏２５０度になる電力密度を示す。短辺ｄの長さ
を短くすればするほど、ガスの冷却能力は高くなること
がわかる。
【０００６】一方、前記短辺（ギャップ長）ｄを短く設
定すると、レーザ光の伝搬過程における損失ａが増大す
る。この場合の矩形導波路におけるＥＨnmモードの伝搬
損失ａは次式で表わすことができる。
定すると、レーザ光の伝搬過程における損失ａが増大す
る。この場合の矩形導波路におけるＥＨnmモードの伝搬
損失ａは次式で表わすことができる。
【０００７】
【数１】
【０００８】
【数２】
【０００９】ここで、λはレーザ波長、εおよびε0 は
それぞれレーザ波長に対する比誘電率、真空中の誘電率
（０．８８５４×１０-11 ＣＶ-1ｍ-1）を示し、ｕnmは
各モードの次数に対する係数である。ただし、明細書中
では比誘電率のことを単に誘電率と表現している。
それぞれレーザ波長に対する比誘電率、真空中の誘電率
（０．８８５４×１０-11 ＣＶ-1ｍ-1）を示し、ｕnmは
各モードの次数に対する係数である。ただし、明細書中
では比誘電率のことを単に誘電率と表現している。
【００１０】この式から、誘電体材料にＡｌ2Ｏ3（アル
ミナ）、レーザ波長として炭酸ガスレーザの波長（10.6
μｍ）としたときのギャップ長ｄと伝搬損失ａの関係を
計算した結果を図７１に示す。この結果、伝搬損失ａは
ギャップ長ｄ-3に比例して増加する。ガスの冷却能力と
光の伝搬損失を考慮して、通常の導波路型炭酸ガスレー
ザ装置では、１．５≦ｄ≦２．５（mm）の範囲で使用さ
れることが多い。ただし、高出力のため、誘電体の長さ
を長くすると、当然伝搬損失は増加することとなり、こ
のため、高出力化するにはギャップ長ｄを大きくする必
要がある。
ミナ）、レーザ波長として炭酸ガスレーザの波長（10.6
μｍ）としたときのギャップ長ｄと伝搬損失ａの関係を
計算した結果を図７１に示す。この結果、伝搬損失ａは
ギャップ長ｄ-3に比例して増加する。ガスの冷却能力と
光の伝搬損失を考慮して、通常の導波路型炭酸ガスレー
ザ装置では、１．５≦ｄ≦２．５（mm）の範囲で使用さ
れることが多い。ただし、高出力のため、誘電体の長さ
を長くすると、当然伝搬損失は増加することとなり、こ
のため、高出力化するにはギャップ長ｄを大きくする必
要がある。
【００１１】図７２はギャップ長（短辺の長さ）ｄ＝２
ｍｍの条件で、炭酸ガスレーザの出力に与える電源周波
数の影響を実験的に調べた結果である。電源周波数の増
大と共にレーザ出力は劇的に増大することが確認され
る。この原因については以下に説明する。
ｍｍの条件で、炭酸ガスレーザの出力に与える電源周波
数の影響を実験的に調べた結果である。電源周波数の増
大と共にレーザ出力は劇的に増大することが確認され
る。この原因については以下に説明する。
【００１２】図７３はギャップ長２ｍｍ、ガス組成ＣＯ
2 −Ｎ2 −Ｈｅ＝１０−１０−８０、ガス圧力８０Ｔｏ
ｒｒの条件で、ギャップｄ方向の電界分布を電源の周波
数を変えて計算した結果である。図中、Ｚは電界方向の
距離を示し、Ｚ＝０はギャップ中央部、Ｚ＝１．０（ｍ
ｍ）は誘電体板との境界を示す。図より明らかなよう
に、電源周波数の増大と共に電界の高い領域は減少して
おり、レーザ励起に適した低電界領域が増大しているこ
とが確認できる。従って、図７３に示したように電源周
波数を高くすると低電界領域が増加し、レーザの励起効
率は向上することとなる。
2 −Ｎ2 −Ｈｅ＝１０−１０−８０、ガス圧力８０Ｔｏ
ｒｒの条件で、ギャップｄ方向の電界分布を電源の周波
数を変えて計算した結果である。図中、Ｚは電界方向の
距離を示し、Ｚ＝０はギャップ中央部、Ｚ＝１．０（ｍ
ｍ）は誘電体板との境界を示す。図より明らかなよう
に、電源周波数の増大と共に電界の高い領域は減少して
おり、レーザ励起に適した低電界領域が増大しているこ
とが確認できる。従って、図７３に示したように電源周
波数を高くすると低電界領域が増加し、レーザの励起効
率は向上することとなる。
【００１３】この電界分布の変化は放電の維持機構によ
り説明できる。一般に電子のギャップ間走行時間ｔｅと
電源の半周期の時間ｔｓの関係によって放電の維持機構
は大別される。即ち、陽極に向かってドリフトしてきた
電子が陽極に衝突するような場合には、電子数およびエ
ネルギーの損失が大きいため、この損失に見合うだけの
エネルギーを電界が与えなければならず、高電界領域は
広くなる。これは電子のギャップ間走行時間よりも、電
源の半周期の時間が長い場合に相当する。逆に電子走行
時間に比べ、電界の変化が早い場合には、陽極に向かっ
てドリフトしてきた電子が陽極に到着する前に電極の極
性が反転するため、電子は押し戻され壁に衝突すること
はない。従ってこの場合、電子数およびエネルギーロス
が少ないため、高電界領域は狭くてよい。
り説明できる。一般に電子のギャップ間走行時間ｔｅと
電源の半周期の時間ｔｓの関係によって放電の維持機構
は大別される。即ち、陽極に向かってドリフトしてきた
電子が陽極に衝突するような場合には、電子数およびエ
ネルギーの損失が大きいため、この損失に見合うだけの
エネルギーを電界が与えなければならず、高電界領域は
広くなる。これは電子のギャップ間走行時間よりも、電
源の半周期の時間が長い場合に相当する。逆に電子走行
時間に比べ、電界の変化が早い場合には、陽極に向かっ
てドリフトしてきた電子が陽極に到着する前に電極の極
性が反転するため、電子は押し戻され壁に衝突すること
はない。従ってこの場合、電子数およびエネルギーロス
が少ないため、高電界領域は狭くてよい。
【００１４】条件によっても異なるが、図７２で示した
ような条件では、電子のドリフト速度は１０7 ｃｍ／ｓ
程度であり、ギャップ走行時間は、ｔｅ＝０．２ｃｍ／
１０7 ｃｍ／ｓ＝２ｘ１０-8ｓｅｃとなる。この時間が
半周期に対応する臨界周波数は１００ＭＨｚである。従
って、１００ＭＨｚ以下の周波数では、図７３に示した
ように高電界領域が広くなり、図７２に示したようにレ
ーザ励起効率が低下する。
ような条件では、電子のドリフト速度は１０7 ｃｍ／ｓ
程度であり、ギャップ走行時間は、ｔｅ＝０．２ｃｍ／
１０7 ｃｍ／ｓ＝２ｘ１０-8ｓｅｃとなる。この時間が
半周期に対応する臨界周波数は１００ＭＨｚである。従
って、１００ＭＨｚ以下の周波数では、図７３に示した
ように高電界領域が広くなり、図７２に示したようにレ
ーザ励起効率が低下する。
【００１５】ところで、図６９に示す従来の導波路型炭
酸ガスレーザ装置は、矩形の放電空間４から、高集束の
レーザビームを発生させるためにハイブリッド共振器を
使用している。すなわち、ハイブリッド共振器は、矩形
放電空間４の短辺ｄ方向にレーザ光が誘電体板１０，２
０で反射しながら伝搬される導波路共振器として動作
し、長辺方向には不安定型共振器として動作する。導波
路共振器を採用する場合、導波路（誘電体板１０，２
０）端と共振器ミラー（反射鏡７，８）との間隔（Ｌｖ
ｍ）を広く設定すると、共振器から光が逃げ出す率が高
くなるので、レーザビームの出力効率が低下する。この
光が逃げ出す損失は（Ｌｖｍ）3/2 に比例することが知
られている。例えば、波長１０．６μｍ（ＣＯ2 レー
ザ）、ギャップ長ｄ＝２ｍｍの条件では光の逃げ出す損
失を小さく抑えるために、Ｌｖｍ＝１０ｍｍ程度に狭く
設定する必要がある。
酸ガスレーザ装置は、矩形の放電空間４から、高集束の
レーザビームを発生させるためにハイブリッド共振器を
使用している。すなわち、ハイブリッド共振器は、矩形
放電空間４の短辺ｄ方向にレーザ光が誘電体板１０，２
０で反射しながら伝搬される導波路共振器として動作
し、長辺方向には不安定型共振器として動作する。導波
路共振器を採用する場合、導波路（誘電体板１０，２
０）端と共振器ミラー（反射鏡７，８）との間隔（Ｌｖ
ｍ）を広く設定すると、共振器から光が逃げ出す率が高
くなるので、レーザビームの出力効率が低下する。この
光が逃げ出す損失は（Ｌｖｍ）3/2 に比例することが知
られている。例えば、波長１０．６μｍ（ＣＯ2 レー
ザ）、ギャップ長ｄ＝２ｍｍの条件では光の逃げ出す損
失を小さく抑えるために、Ｌｖｍ＝１０ｍｍ程度に狭く
設定する必要がある。
【００１６】従って、放電電力を増加するために印加電
圧を上昇させると、主放電空間だけでなく、図７４に示
すように光共振器ミラー８に向う放電４１が発生する。
この場合、図７５に示すように、共振器ミラーに放電す
ると、主放電部にエネルギーが投入されず、レーザ励起
効率が低下する（図７５中の点Ｐｓはミラーへの放電開
始電力を示す）。
圧を上昇させると、主放電空間だけでなく、図７４に示
すように光共振器ミラー８に向う放電４１が発生する。
この場合、図７５に示すように、共振器ミラーに放電す
ると、主放電部にエネルギーが投入されず、レーザ励起
効率が低下する（図７５中の点Ｐｓはミラーへの放電開
始電力を示す）。
【００１７】また、誘電体板１０，２０の端部角部と金
属電極１，２が近くに存在すると、図７６に示すように
誘電体板１０，２０の端部角部の電界強度が高くなり、
この部分に放電４２が集中し易くなる。
属電極１，２が近くに存在すると、図７６に示すように
誘電体板１０，２０の端部角部の電界強度が高くなり、
この部分に放電４２が集中し易くなる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ装置は以
上のように構成されているので、高出力導波路型レーザ
を得るために誘電体の長さを長くしたい場合、冷却の観
点からギャップ長ｄを短く設定する要求がある一方、光
の伝搬損失の観点からはギャップ長ｄを長く設定する要
求があり、全く矛盾した要求となって実現不可能であ
る。また、上記式（１），（２）より、レーザ波長に対
する誘電率εを小さく設定すれば、伝搬損失ａを減少さ
せることが予想されるが、現実には低誘電率材料は焼結
が困難で製作できないことが多い。さらに、後述のよう
に、この方式で用いられる誘電体は導波路面としての性
質だけでなく、耐電圧等放電用キャパシタとしての機能
が要求されるため、これらの条件を満たす材料は極く限
られていた。
上のように構成されているので、高出力導波路型レーザ
を得るために誘電体の長さを長くしたい場合、冷却の観
点からギャップ長ｄを短く設定する要求がある一方、光
の伝搬損失の観点からはギャップ長ｄを長く設定する要
求があり、全く矛盾した要求となって実現不可能であ
る。また、上記式（１），（２）より、レーザ波長に対
する誘電率εを小さく設定すれば、伝搬損失ａを減少さ
せることが予想されるが、現実には低誘電率材料は焼結
が困難で製作できないことが多い。さらに、後述のよう
に、この方式で用いられる誘電体は導波路面としての性
質だけでなく、耐電圧等放電用キャパシタとしての機能
が要求されるため、これらの条件を満たす材料は極く限
られていた。
【００１９】また、従来のＣＯ2 レーザ装置の場合、レ
ーザ励起における最適な周波数が１５０ＭＨｚ近傍であ
るが、この周波数は、日本の電波法ではその使用が制限
されているために、汎用装置とする場合の大きな問題と
して残されている。また、そのようなＲＦ電源は高価で
あり、ＲＦ電源とレーザ負荷とのマッチングも困難であ
るなど問題は山積状況である。
ーザ励起における最適な周波数が１５０ＭＨｚ近傍であ
るが、この周波数は、日本の電波法ではその使用が制限
されているために、汎用装置とする場合の大きな問題と
して残されている。また、そのようなＲＦ電源は高価で
あり、ＲＦ電源とレーザ負荷とのマッチングも困難であ
るなど問題は山積状況である。
【００２０】さらに従来の導波路型炭酸ガスレーザ装置
では、上述のように放電電力を増加するために印加電圧
を上昇させると、主放電空間だけでなく共振器ミラーに
向う放電４１や誘電体板１０，２０の端部に集中した放
電４２が発生するので、レーザ装置の安定性を損なうと
いう問題点があった。
では、上述のように放電電力を増加するために印加電圧
を上昇させると、主放電空間だけでなく共振器ミラーに
向う放電４１や誘電体板１０，２０の端部に集中した放
電４２が発生するので、レーザ装置の安定性を損なうと
いう問題点があった。
【００２１】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、請求項１〜請求項５の発明
の目的は、例えば日本の電波法で認許されている周波数
領域、あるいは電波漏洩対策が容易な低周波領域におい
ても、高効率に且つ容易にレーザを励起できるレーザ装
置を得ることを目的とする。
ためになされたものであり、請求項１〜請求項５の発明
の目的は、例えば日本の電波法で認許されている周波数
領域、あるいは電波漏洩対策が容易な低周波領域におい
ても、高効率に且つ容易にレーザを励起できるレーザ装
置を得ることを目的とする。
【００２２】請求項６〜請求項１０の発明は、上記請求
項１〜請求項５の発明と同様の目的を達成し、さらに、
放電開始をスムーズに行うことができるレーザ装置を得
ることを目的とする。
項１〜請求項５の発明と同様の目的を達成し、さらに、
放電開始をスムーズに行うことができるレーザ装置を得
ることを目的とする。
【００２３】請求項１１〜請求項２５の発明は、上記請
求項１〜請求項５の発明の場合と同様に、電波法で認許
されている周波数領域、あるいは電波漏洩対策が容易な
低周波領域においても、高効率に且つ容易にレーザを励
起できるレーザ装置を得ることを目的とする。
求項１〜請求項５の発明の場合と同様に、電波法で認許
されている周波数領域、あるいは電波漏洩対策が容易な
低周波領域においても、高効率に且つ容易にレーザを励
起できるレーザ装置を得ることを目的とする。
【００２４】請求項２６〜請求項３０の発明は、高電圧
印加時にも光共振器ミラーへの放電、または誘電体板の
端部での放電の集中を抑えることができる安定したレー
ザ装置を得ることを目的とする。
印加時にも光共振器ミラーへの放電、または誘電体板の
端部での放電の集中を抑えることができる安定したレー
ザ装置を得ることを目的とする。
【００２５】請求項３１〜請求項３４の発明は、上記請
求項１〜請求項５の発明の場合と同様に、電波法で認許
されている周波数領域、あるいは電波漏洩対策が容易な
低周波領域においても、高効率に且つ容易にレーザを励
起できるレーザ装置を得ることを目的とする。
求項１〜請求項５の発明の場合と同様に、電波法で認許
されている周波数領域、あるいは電波漏洩対策が容易な
低周波領域においても、高効率に且つ容易にレーザを励
起できるレーザ装置を得ることを目的とする。
【００２６】請求項３５〜請求項４０の発明は、非励
起、非冷却空間での光吸収効果を小さく抑えることがで
きるようにして、高出力領域においても高効率にレーザ
を出力できるレーザ装置を得ることを目的とする。
起、非冷却空間での光吸収効果を小さく抑えることがで
きるようにして、高出力領域においても高効率にレーザ
を出力できるレーザ装置を得ることを目的とする。
【００２７】請求項４１〜請求項４５の発明は、レーザ
光励起空間を作り、さらにプリズムやホールディングミ
ラー等のレーザビームを立体的に折り返す手段を設ける
ことによって、レーザ光励起空間を直列につないだとき
と同等の効果が得られ、しかも、装置の小型化およびコ
ストダウンが図れるレーザ装置を得ることを目的とす
る。
光励起空間を作り、さらにプリズムやホールディングミ
ラー等のレーザビームを立体的に折り返す手段を設ける
ことによって、レーザ光励起空間を直列につないだとき
と同等の効果が得られ、しかも、装置の小型化およびコ
ストダウンが図れるレーザ装置を得ることを目的とす
る。
【００２８】請求項４６〜請求項５０の発明は、放電の
ための条件を満たした上で、光の伝搬損失を小さく抑え
ることができる高出力のレーザ装置を得ることを目的と
する。
ための条件を満たした上で、光の伝搬損失を小さく抑え
ることができる高出力のレーザ装置を得ることを目的と
する。
【００２９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るレ
ーザ装置は、長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断面
を有するレーザ励起用の放電空間を備え、この放電空間
の前記矩形断面と直交する方向にレーザビームを取り出
すレーザ装置において、前記放電空間の矩形断面内で斜
め方向に放電を発生させるように構成したものである。
ーザ装置は、長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断面
を有するレーザ励起用の放電空間を備え、この放電空間
の前記矩形断面と直交する方向にレーザビームを取り出
すレーザ装置において、前記放電空間の矩形断面内で斜
め方向に放電を発生させるように構成したものである。
【００３０】請求項２の発明に係るレーザ装置は、長辺
と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ励
起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面と
直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置にお
いて、前記放電空間内で前記矩形断面と直交する光軸方
向に対して斜め方向に放電を発生させるように構成した
ものである。
と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ励
起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面と
直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置にお
いて、前記放電空間内で前記矩形断面と直交する光軸方
向に対して斜め方向に放電を発生させるように構成した
ものである。
【００３１】請求項３の発明に係るレーザ装置は、長辺
と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ励
起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面と
直交する方向にレーザビームを取り出し、且つ、前記矩
形断面の短辺方向に熱流を発生させてガスの冷却を行う
ようにしたレーザ装置において、放電励起用の電極を複
数備えているものである。
と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ励
起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面と
直交する方向にレーザビームを取り出し、且つ、前記矩
形断面の短辺方向に熱流を発生させてガスの冷却を行う
ようにしたレーザ装置において、放電励起用の電極を複
数備えているものである。
【００３２】請求項４の発明に係るレーザ装置は、長辺
と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ励
起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面と
直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置にお
いて、前記矩形断面の短辺方向に熱流を生じさせてガス
の冷却を行うと共に、前記矩形断面の長辺方向に放電を
発生させるように構成したものである。
と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ励
起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面と
直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置にお
いて、前記矩形断面の短辺方向に熱流を生じさせてガス
の冷却を行うと共に、前記矩形断面の長辺方向に放電を
発生させるように構成したものである。
【００３３】請求項５の発明に係るレーザ装置は、放電
励起用の電極を有し、この電極の静電容量に分布を設け
ることにより、斜め方向の放電を実現するように構成し
たものである。
励起用の電極を有し、この電極の静電容量に分布を設け
ることにより、斜め方向の放電を実現するように構成し
たものである。
【００３４】請求項６の発明に係るレーザ装置は、長辺
と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ励
起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面と
直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置にお
いて、前記矩形断面の短辺方向に熱流を生じさせてガス
を冷却し、且つ、前記矩形断面内で短辺方向に予備放電
を発生させると共に、斜め方向に主放電を発生させるよ
うに構成したものである。
と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ励
起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面と
直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置にお
いて、前記矩形断面の短辺方向に熱流を生じさせてガス
を冷却し、且つ、前記矩形断面内で短辺方向に予備放電
を発生させると共に、斜め方向に主放電を発生させるよ
うに構成したものである。
【００３５】請求項７の発明に係るレーザ装置は、長辺
と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ励
起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面と
直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置にお
いて、前記矩形断面の短辺方向に熱流を生じさせてガス
を冷却し、且つ、前記矩形断面に直交する面内で短辺方
向に予備放電を発生させると共に、斜め方向に主放電を
発生させるように構成したものである。
と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ励
起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面と
直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置にお
いて、前記矩形断面の短辺方向に熱流を生じさせてガス
を冷却し、且つ、前記矩形断面に直交する面内で短辺方
向に予備放電を発生させると共に、斜め方向に主放電を
発生させるように構成したものである。
【００３６】請求項８の発明に係るレーザ装置は、前記
請求項６または請求項７における予備放電および主放電
を同一電源からのエネルギーで発生させ、前記予備放電
および主放電に投入されるエネルギーを予備放電用の静
電容量および主放電用の静電容量で設定するものであ
る。
請求項６または請求項７における予備放電および主放電
を同一電源からのエネルギーで発生させ、前記予備放電
および主放電に投入されるエネルギーを予備放電用の静
電容量および主放電用の静電容量で設定するものであ
る。
【００３７】請求項９の発明に係るレーザ装置は、前記
請求項８の予備放電用の静電容量を主放電用の静電容量
の１／１０以下にしたものである。
請求項８の予備放電用の静電容量を主放電用の静電容量
の１／１０以下にしたものである。
【００３８】請求項１０の発明に係るレーザ装置は、前
記請求項８の主放電を電極間で放電させ、前記予備放電
を電極と電極に誘電材料を介して接続された導電部材間
で放電させることにより、主放電用の静電容量および予
備放電用の静電容量の大きさを設定するものである。
記請求項８の主放電を電極間で放電させ、前記予備放電
を電極と電極に誘電材料を介して接続された導電部材間
で放電させることにより、主放電用の静電容量および予
備放電用の静電容量の大きさを設定するものである。
【００３９】請求項１１の発明に係るレーザ装置は、前
記請求項３において、矩形断面の短辺方向に熱流を生じ
させてガスを冷却し、且つ、前記矩形断面に対して対向
する電極に同相の交流電圧を印加するようにしたもので
ある。
記請求項３において、矩形断面の短辺方向に熱流を生じ
させてガスを冷却し、且つ、前記矩形断面に対して対向
する電極に同相の交流電圧を印加するようにしたもので
ある。
【００４０】請求項１２の発明に係るレーザ装置は、前
記請求項１の矩形放電空間に対向し電極の一部に相の異
なる電圧を印加するようにしたものである。
記請求項１の矩形放電空間に対向し電極の一部に相の異
なる電圧を印加するようにしたものである。
【００４１】請求項１３の発明に係るレーザ装置は、前
記請求項３の矩形放電空間に対向した一方の電極を電気
的に浮かせるか、接地させたものである。
記請求項３の矩形放電空間に対向した一方の電極を電気
的に浮かせるか、接地させたものである。
【００４２】請求項１４の発明に係るレーザ装置は、交
流電圧の印加で放電空間に放電を発生させてレーザを励
起するレーザ装置において、前記放電空間に誘電体を配
設して前記放電空間を複数の放電空間に分割し、前記分
割された複数の放電空間で励起された放電エネルギーを
レーザ光に変換するようにしたものである。
流電圧の印加で放電空間に放電を発生させてレーザを励
起するレーザ装置において、前記放電空間に誘電体を配
設して前記放電空間を複数の放電空間に分割し、前記分
割された複数の放電空間で励起された放電エネルギーを
レーザ光に変換するようにしたものである。
【００４３】請求項１５の発明に係るレーザ装置は、前
記請求項１４において、金属板の表面に誘電体層を被覆
して放電表面が形成された誘電体を放電空間に配設した
ものである。
記請求項１４において、金属板の表面に誘電体層を被覆
して放電表面が形成された誘電体を放電空間に配設した
ものである。
【００４４】請求項１６の発明に係るレーザ装置は、前
記請求項１４または請求項１５の放電空間に配設された
誘電体を冷却するようにしたものである。
記請求項１４または請求項１５の放電空間に配設された
誘電体を冷却するようにしたものである。
【００４５】請求項１７の発明に係るレーザ装置は、同
軸上に配設された外管と内管とで囲まれたドーナツ状の
円環断面で放電を生成し、前記外管の内周および内管の
外周がレーザビームの導波路として利用され前記円環断
面に直交する方向にレーザビームを取り出すガスレーザ
装置において、前記外管を誘電体で形成すると共に、そ
の外管の外周に交流電圧を印加する２個以上の電極を配
設したものである。
軸上に配設された外管と内管とで囲まれたドーナツ状の
円環断面で放電を生成し、前記外管の内周および内管の
外周がレーザビームの導波路として利用され前記円環断
面に直交する方向にレーザビームを取り出すガスレーザ
装置において、前記外管を誘電体で形成すると共に、そ
の外管の外周に交流電圧を印加する２個以上の電極を配
設したものである。
【００４６】請求項１８の発明に係るレーザ装置は、同
軸上に配設された外管と内管とで囲まれたドーナツ状の
円環断面で放電を生成し、前記外管の内周および内管の
外周がレーザビームの導波路として利用され前記円環断
面に直交する方向にレーザビームを取り出すガスレーザ
装置において、前記外管を誘電体で形成すると共に、交
流電圧を印加する２個以上の電極を前記外管の外周にて
前記レーザビームの出射方向に並設したものである。
軸上に配設された外管と内管とで囲まれたドーナツ状の
円環断面で放電を生成し、前記外管の内周および内管の
外周がレーザビームの導波路として利用され前記円環断
面に直交する方向にレーザビームを取り出すガスレーザ
装置において、前記外管を誘電体で形成すると共に、交
流電圧を印加する２個以上の電極を前記外管の外周にて
前記レーザビームの出射方向に並設したものである。
【００４７】請求項１９の発明に係るレーザ装置は、前
記請求項１７または請求項１８における内管を導体で形
成したものである。
記請求項１７または請求項１８における内管を導体で形
成したものである。
【００４８】請求項２０の発明に係るレーザ装置は、前
記請求項１７または請求項１８における内管を誘電体で
形成したものである。
記請求項１７または請求項１８における内管を誘電体で
形成したものである。
【００４９】請求項２１の発明に係るレーザ装置は、前
記請求項１７または請求項１８における内管を、導体で
形成された筒体の外周に誘電体層を被覆して構成したも
のである。
記請求項１７または請求項１８における内管を、導体で
形成された筒体の外周に誘電体層を被覆して構成したも
のである。
【００５０】請求項２２の発明に係るレーザ装置は、前
記請求項２１における筒体を接地したものである。
記請求項２１における筒体を接地したものである。
【００５１】請求項２３の発明に係るレーザ装置は、前
記請求項１７乃至２２における外管の外周に、電圧を印
加する電極および電気的に浮かした導電部材を互い違い
に配設し、それらの電極および導電部材を冷却するよう
に構成したものである。
記請求項１７乃至２２における外管の外周に、電圧を印
加する電極および電気的に浮かした導電部材を互い違い
に配設し、それらの電極および導電部材を冷却するよう
に構成したものである。
【００５２】請求項２４の発明に係るレーザ装置は、前
記請求項１７乃至２２における内管を冷却するようにし
たものである。
記請求項１７乃至２２における内管を冷却するようにし
たものである。
【００５３】請求項２５の発明に係るレーザ装置は、対
向した２枚以上の平板により放電空間を構成し、これら
の平板をレーザビームの導波路として使用するものであ
る。
向した２枚以上の平板により放電空間を構成し、これら
の平板をレーザビームの導波路として使用するものであ
る。
【００５４】請求項２６の発明に係るレーザ装置は、互
いの光反射表面が対向して配設された一対の誘電体の光
反射面の反対側の面に電極を配設し、前記電極に交流電
圧を印加して前記光反射表面の間に存在するガス中でレ
ーザ励起を行うレーザ装置において、前記電極の長さお
よび幅を前記誘電体の長さおよび幅より、それぞれ５ｍ
ｍ以上短く設定したものである。
いの光反射表面が対向して配設された一対の誘電体の光
反射面の反対側の面に電極を配設し、前記電極に交流電
圧を印加して前記光反射表面の間に存在するガス中でレ
ーザ励起を行うレーザ装置において、前記電極の長さお
よび幅を前記誘電体の長さおよび幅より、それぞれ５ｍ
ｍ以上短く設定したものである。
【００５５】請求項２７の発明に係るレーザ装置は、電
極の幅を光共振器で決定されるレーザビームの幅と等し
く設定したものである。
極の幅を光共振器で決定されるレーザビームの幅と等し
く設定したものである。
【００５６】請求項２８の発明に係るレーザ装置は、互
いに対向して配設された一対の前記光反射面間の距離を
一定に保つために前記光反射面間の電極から張出した部
分に挟持されたスペーサをレーザビームに対する不燃性
材料で形成したものである。
いに対向して配設された一対の前記光反射面間の距離を
一定に保つために前記光反射面間の電極から張出した部
分に挟持されたスペーサをレーザビームに対する不燃性
材料で形成したものである。
【００５７】請求項２９の発明に係るレーザ装置は、前
記請求項２８におけるスペーサをセラミック等の絶縁体
で形成したものである。
記請求項２８におけるスペーサをセラミック等の絶縁体
で形成したものである。
【００５８】請求項３０の発明に係るレーザ装置は、前
記スペーサを金属材料で形成したものである。
記スペーサを金属材料で形成したものである。
【００５９】請求項３１の発明に係るレーザ装置は、放
電励起用の電極を柔軟性のある絶縁物でモールドしたも
のである。
電励起用の電極を柔軟性のある絶縁物でモールドしたも
のである。
【００６０】請求項３２の発明に係るレーザ装置は、３
相以上の多相交流電源を用いたものである。
相以上の多相交流電源を用いたものである。
【００６１】請求項３３の発明に係るレーザ装置は、互
いに隣合う複数の放電励起用電極を有し、これらの電極
に位相の異なる交流電圧を印加するように構成したもの
である。
いに隣合う複数の放電励起用電極を有し、これらの電極
に位相の異なる交流電圧を印加するように構成したもの
である。
【００６２】請求項３４の発明に係るレーザ装置は、互
いに隣合う電極間に電気的に浮かせるか、または接地さ
れた冷却管を配置したものである。
いに隣合う電極間に電気的に浮かせるか、または接地さ
れた冷却管を配置したものである。
【００６３】請求項３５の発明に係るレーザ装置は、長
辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ
励起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面
と直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置に
おいて、前記矩形断面の短辺方向に熱流を生じさせてレ
ーザガスを冷却し、且つ、前記レーザビームが通過する
非放電部分のレーザガスを冷却するガス冷却手段を有し
ているものである。
辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ
励起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面
と直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置に
おいて、前記矩形断面の短辺方向に熱流を生じさせてレ
ーザガスを冷却し、且つ、前記レーザビームが通過する
非放電部分のレーザガスを冷却するガス冷却手段を有し
ているものである。
【００６４】請求項３６の発明に係るレーザ装置は、非
放電部分の炭酸ガス濃度を放電部の炭酸ガス濃度より低
くなるように構成したものである。
放電部分の炭酸ガス濃度を放電部の炭酸ガス濃度より低
くなるように構成したものである。
【００６５】請求項３７の発明に係るレーザ装置は、長
辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ
励起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面
と直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置に
おいて、レーザ光の反射面として用いる誘電体板よりも
金属電極を短く設定し、共振器ミラーと金属電極との間
に冷却機能を有する冷却管を電気的に浮かせるか、もし
くは接地させた状態に配設したものである。
辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ
励起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面
と直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置に
おいて、レーザ光の反射面として用いる誘電体板よりも
金属電極を短く設定し、共振器ミラーと金属電極との間
に冷却機能を有する冷却管を電気的に浮かせるか、もし
くは接地させた状態に配設したものである。
【００６６】請求項３８の発明に係るレーザ装置は、長
辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ
励起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面
と直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置に
おいて、共振器ミラーとレーザ出力窓との間に、ビーム
径の３倍以内の開口を有するレーザガス冷却用の冷却管
を配設したものである。
辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ
励起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面
と直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置に
おいて、共振器ミラーとレーザ出力窓との間に、ビーム
径の３倍以内の開口を有するレーザガス冷却用の冷却管
を配設したものである。
【００６７】請求項３９の発明に係るレーザ装置は、長
辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ
励起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面
と直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置に
おいて、前記矩形断面の短辺方向に熱流を生じさせてレ
ーザガスを冷却し、且つ、前記レーザビームが通過する
非放電部分に強制的にガス流を発生させ、前記レーザガ
スの温度上昇を抑えるように構成したものである。
辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ
励起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面
と直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置に
おいて、前記矩形断面の短辺方向に熱流を生じさせてレ
ーザガスを冷却し、且つ、前記レーザビームが通過する
非放電部分に強制的にガス流を発生させ、前記レーザガ
スの温度上昇を抑えるように構成したものである。
【００６８】請求項４０の発明に係るレーザ装置は、長
辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ
励起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面
と直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置に
おいて、前記矩形断面の短辺方向に熱流を生じさせてレ
ーザガスを冷却するガス冷却手段を有すると共に、前記
放電空間の両側面にガス漏れ防止の側板を設け、該側板
のほぼ中央部からレーザガスを供給し、且つ、前記放電
空間内のガス圧がほぼ一定になるように真空排気する構
成にしたものである。
辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断面を有するレーザ
励起用の放電空間を備え、この放電空間の前記矩形断面
と直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置に
おいて、前記矩形断面の短辺方向に熱流を生じさせてレ
ーザガスを冷却するガス冷却手段を有すると共に、前記
放電空間の両側面にガス漏れ防止の側板を設け、該側板
のほぼ中央部からレーザガスを供給し、且つ、前記放電
空間内のガス圧がほぼ一定になるように真空排気する構
成にしたものである。
【００６９】請求項４１の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザ励起用の放電空間を有し、かつ線対称軸が２つ以上
となるように前記放電空間を配置し、この放電空間の断
面に直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置
において、立体的なビーム折り返し手段を用いて前記放
電空間の断面内を通過するレーザビームを一つにつなげ
たものである。
ーザ励起用の放電空間を有し、かつ線対称軸が２つ以上
となるように前記放電空間を配置し、この放電空間の断
面に直交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置
において、立体的なビーム折り返し手段を用いて前記放
電空間の断面内を通過するレーザビームを一つにつなげ
たものである。
【００７０】請求項４２の発明に係るレーザ装置は、複
数の長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形放電空間を有
し、かつ、線対称軸が少なくとも２つ以上となるように
前記矩形放電空間断面を配置し、この放電空間断面に直
交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置におい
て、立体的なビーム折り返し手段を用いてそれぞれの前
記放電空間の断面内を通過するレーザビームを一つにつ
なげたものである。
数の長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形放電空間を有
し、かつ、線対称軸が少なくとも２つ以上となるように
前記矩形放電空間断面を配置し、この放電空間断面に直
交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置におい
て、立体的なビーム折り返し手段を用いてそれぞれの前
記放電空間の断面内を通過するレーザビームを一つにつ
なげたものである。
【００７１】請求項４３の発明に係るレーザ装置は、複
数の長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形放電空間を有
し、かつ、多角形状に前記矩形放電空間断面を配置し、
この放電空間断面に直交する方向にレーザビームを取り
出すレーザ装置において、立体的なビーム折り返し手段
を用いてそれぞれの前記放電空間の断面内を通過するレ
ーザビームを一つにつなげたものである。
数の長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形放電空間を有
し、かつ、多角形状に前記矩形放電空間断面を配置し、
この放電空間断面に直交する方向にレーザビームを取り
出すレーザ装置において、立体的なビーム折り返し手段
を用いてそれぞれの前記放電空間の断面内を通過するレ
ーザビームを一つにつなげたものである。
【００７２】請求項４４の発明に係るレーザ装置は、複
数の固体レーザ媒質を有し、かつ、線対称軸が少なくと
も２つ以上となるように前記固体レーザ媒質断面を配置
し、この固体レーザ媒質断面に直交する方向にレーザビ
ームを取り出すレーザ装置において、前記放電空間断面
の長辺方向から熱を取りガス冷却を行うと共に、立体的
なビーム折り返し手段を用いてそれぞれの前記固体レー
ザ媒質断面内を通過するレーザビームを一つにつなげた
ものである。
数の固体レーザ媒質を有し、かつ、線対称軸が少なくと
も２つ以上となるように前記固体レーザ媒質断面を配置
し、この固体レーザ媒質断面に直交する方向にレーザビ
ームを取り出すレーザ装置において、前記放電空間断面
の長辺方向から熱を取りガス冷却を行うと共に、立体的
なビーム折り返し手段を用いてそれぞれの前記固体レー
ザ媒質断面内を通過するレーザビームを一つにつなげた
ものである。
【００７３】請求項４５の発明に係るレーザ装置は、複
数の固体レーザ媒質を有し、かつ、多角形状に前記固体
レーザ媒質断面を配置し、この固体レーザ媒質断面に直
交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置におい
て、前記放電空間断面の長辺方向から熱を取りガス冷却
を行うと共に、立体的なビーム折り返し手段を用いてそ
れぞれの前記固体レーザ媒質断面内を通過するレーザビ
ームを一つにつなげたものである。
数の固体レーザ媒質を有し、かつ、多角形状に前記固体
レーザ媒質断面を配置し、この固体レーザ媒質断面に直
交する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置におい
て、前記放電空間断面の長辺方向から熱を取りガス冷却
を行うと共に、立体的なビーム折り返し手段を用いてそ
れぞれの前記固体レーザ媒質断面内を通過するレーザビ
ームを一つにつなげたものである。
【００７４】請求項４６の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザ光の波長に対する誘電率の異なる複数の材質で構成
された誘電体を光反射面として用いる放電励起導波路型
のガスレーザ装置において、前記誘電体は、放電励起用
の金属電極側が高誘電率材料で、且つ、放電プラズマ側
が低誘電率材料で構成されているものである。
ーザ光の波長に対する誘電率の異なる複数の材質で構成
された誘電体を光反射面として用いる放電励起導波路型
のガスレーザ装置において、前記誘電体は、放電励起用
の金属電極側が高誘電率材料で、且つ、放電プラズマ側
が低誘電率材料で構成されているものである。
【００７５】請求項４７の発明に係るレーザ装置は、前
記誘電体における金属電極側の高誘電率材料層を厚く、
且つ、放電プラズマ側の低誘電率材料層を薄く形成した
ものである。
記誘電体における金属電極側の高誘電率材料層を厚く、
且つ、放電プラズマ側の低誘電率材料層を薄く形成した
ものである。
【００７６】請求項４８の発明に係るレーザ装置は、前
記高誘電率材料を誘電体基板とし、この誘電体基板に低
誘電率材料を溶射、もしくはコーティングしたものであ
る。
記高誘電率材料を誘電体基板とし、この誘電体基板に低
誘電率材料を溶射、もしくはコーティングしたものであ
る。
【００７７】請求項４９の発明に係るレーザ装置は、前
記低誘電率材料としてＢｅＯ（ベリリア）を用いたもの
である。
記低誘電率材料としてＢｅＯ（ベリリア）を用いたもの
である。
【００７８】請求項５０の発明に係るレーザ装置は、前
記低誘電率材料としてＡＩＮ（窒化アルミ）を用いたも
のである。
記低誘電率材料としてＡＩＮ（窒化アルミ）を用いたも
のである。
【００７９】
【作用】請求項１の発明におけるレーザ装置は、放電空
間の矩形断面内で斜め方向に放電することにより、実効
的なギャップ長を長く設定できる。このため、放電維持
のための高電界領域の割合が減少し、平均的な電界強度
が低くなってレーザ励起効率が高くなる。
間の矩形断面内で斜め方向に放電することにより、実効
的なギャップ長を長く設定できる。このため、放電維持
のための高電界領域の割合が減少し、平均的な電界強度
が低くなってレーザ励起効率が高くなる。
【００８０】請求項２の発明におけるレーザ装置は、放
電空間の矩形断面に直交する面内で斜め方向に放電する
ことにより、請求項１の発明と同様に実効的なギャップ
長が長く設定されるので、放電維持のための高電界領域
の割合が減少し、平均的な電界強度が低くなってレーザ
励起効率が高くなる。
電空間の矩形断面に直交する面内で斜め方向に放電する
ことにより、請求項１の発明と同様に実効的なギャップ
長が長く設定されるので、放電維持のための高電界領域
の割合が減少し、平均的な電界強度が低くなってレーザ
励起効率が高くなる。
【００８１】請求項３の発明におけるレーザ装置は、放
電励起用の電極を複数備えていることにより、前記請求
項１および請求項２の発明と同様に、実効的なギャップ
長を長く設定でき、このため、放電維持のための高電界
領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低くなってレ
ーザ励起効率が高くなる。
電励起用の電極を複数備えていることにより、前記請求
項１および請求項２の発明と同様に、実効的なギャップ
長を長く設定でき、このため、放電維持のための高電界
領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低くなってレ
ーザ励起効率が高くなる。
【００８２】請求項４の発明におけるレーザ装置は、矩
形断面の長辺方向に放電を発生させることにより、放電
空間を形成するギャップ長が長く設定されるので、請求
項１〜３の発明の場合と同様に、放電維持のための高電
界領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低くなって
レーザ励起効率が高くなる。
形断面の長辺方向に放電を発生させることにより、放電
空間を形成するギャップ長が長く設定されるので、請求
項１〜３の発明の場合と同様に、放電維持のための高電
界領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低くなって
レーザ励起効率が高くなる。
【００８３】請求項５の発明におけるレーザ装置は、電
極の静電容量に分布を設けたことにより、斜め方向の放
電を実現するので、１つの金属を用いて、長辺方向から
全面を一度に有効に冷却できる。
極の静電容量に分布を設けたことにより、斜め方向の放
電を実現するので、１つの金属を用いて、長辺方向から
全面を一度に有効に冷却できる。
【００８４】請求項６の発明におけるレーザ装置は、放
電空間の矩形断面内で短辺方向に予備放電を発生させる
と共に、斜め方向に主放電を発生させることができるの
で、先ずギャップ長が短い短辺方向に予備放電が発生
し、この予備放電で発生する紫外線や荷電粒子により、
過電圧を印加することなくスムーズに主放電を発生させ
ることができる。
電空間の矩形断面内で短辺方向に予備放電を発生させる
と共に、斜め方向に主放電を発生させることができるの
で、先ずギャップ長が短い短辺方向に予備放電が発生
し、この予備放電で発生する紫外線や荷電粒子により、
過電圧を印加することなくスムーズに主放電を発生させ
ることができる。
【００８５】請求項７の発明におけるレーザ装置は、放
電空間の矩形断面に直交する面内で短辺方向に予備放電
を発生させると共に、斜め方向に主放電を発生させるこ
とができるので、請求項６の発明と同様に先に発生した
予備放電により過電圧を印加することなくスムーズに主
放電を発生させることができる。
電空間の矩形断面に直交する面内で短辺方向に予備放電
を発生させると共に、斜め方向に主放電を発生させるこ
とができるので、請求項６の発明と同様に先に発生した
予備放電により過電圧を印加することなくスムーズに主
放電を発生させることができる。
【００８６】請求項８の発明におけるレーザ装置は、予
備放電および主放電を同一電源からのエネルギーで発生
させ、予備放電および主放電に投入されるエネルギーを
静電容量で設定するので、レーザ装置の簡素化が図れ
る。
備放電および主放電を同一電源からのエネルギーで発生
させ、予備放電および主放電に投入されるエネルギーを
静電容量で設定するので、レーザ装置の簡素化が図れ
る。
【００８７】請求項９の発明におけるレーザ装置は、予
備放電用の静電容量を主放電用の静電容量の１／１０以
下としたので、レーザ励起効率を低下させず、予備放電
の役割を充分に果たすことができる。
備放電用の静電容量を主放電用の静電容量の１／１０以
下としたので、レーザ励起効率を低下させず、予備放電
の役割を充分に果たすことができる。
【００８８】請求項１０の発明におけるレーザ装置は、
主放電を電極間で放電させ、予備放電を電極に誘電材料
を介して接続された導電部材間で放電させることによ
り、主放電用の静電容量および予備放電用の静電容量の
大きさを設定するので、レーザ装置の簡素化を図ること
ができる。
主放電を電極間で放電させ、予備放電を電極に誘電材料
を介して接続された導電部材間で放電させることによ
り、主放電用の静電容量および予備放電用の静電容量の
大きさを設定するので、レーザ装置の簡素化を図ること
ができる。
【００８９】請求項１１の発明におけるレーザ装置は、
放電空間の矩形断面の短辺方向に熱流を生じさせてガス
を冷却し、且つ、前記矩形断面に対して対向する電極に
同相の交流電圧を印加するので、実効的なギャップ長が
長く設定され、放電維持のための高電界領域の割合が減
少し、平均的な電界強度が低くなり、レーザ励起効率が
高くなる。
放電空間の矩形断面の短辺方向に熱流を生じさせてガス
を冷却し、且つ、前記矩形断面に対して対向する電極に
同相の交流電圧を印加するので、実効的なギャップ長が
長く設定され、放電維持のための高電界領域の割合が減
少し、平均的な電界強度が低くなり、レーザ励起効率が
高くなる。
【００９０】請求項１２の発明におけるレーザ装置は、
矩形放電空間に対向し電極の一部に相の個となる電圧を
印加するので、請求項１１の発明と同様に、実効的なギ
ャップ長が長く設定され、放電維持のための高電界領域
の割合が減少し、平均的な電界強度が低くなり、レーザ
励起効率が高くなる。
矩形放電空間に対向し電極の一部に相の個となる電圧を
印加するので、請求項１１の発明と同様に、実効的なギ
ャップ長が長く設定され、放電維持のための高電界領域
の割合が減少し、平均的な電界強度が低くなり、レーザ
励起効率が高くなる。
【００９１】請求項１３の発明におけるレーザ装置は、
矩形放電空間に対向した一方の電極を電気的に浮かせる
か、接地させたことにより、請求項１１の発明と同様
に、実効的なギャップ長が長く設定され、放電維持のた
めの高電界領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低
くなり、レーザ励起効率が高くなる。
矩形放電空間に対向した一方の電極を電気的に浮かせる
か、接地させたことにより、請求項１１の発明と同様
に、実効的なギャップ長が長く設定され、放電維持のた
めの高電界領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低
くなり、レーザ励起効率が高くなる。
【００９２】請求項１４の発明におけるレーザ装置は、
誘電体が配設された放電空間を複数に分割し、その複数
の放電空間でそれぞれ励起された放電エネルギーをレー
ザビームに変換するので、電界方向の放電特性を変化さ
せずに、放電維持のために必要な高電界領域とレーザ励
起に有効な放電領域を分離することができる。したがっ
て、高効率のレーザ励起が可能となる。
誘電体が配設された放電空間を複数に分割し、その複数
の放電空間でそれぞれ励起された放電エネルギーをレー
ザビームに変換するので、電界方向の放電特性を変化さ
せずに、放電維持のために必要な高電界領域とレーザ励
起に有効な放電領域を分離することができる。したがっ
て、高効率のレーザ励起が可能となる。
【００９３】請求項１５の発明におけるレーザ装置は、
金属板の表面に誘電体層を被覆して放電表面が形成され
た誘電体を放電空間に配設したので、誘電体の熱伝導効
率が高くなり、誘電体の冷却効率が向上する。
金属板の表面に誘電体層を被覆して放電表面が形成され
た誘電体を放電空間に配設したので、誘電体の熱伝導効
率が高くなり、誘電体の冷却効率が向上する。
【００９４】請求項１６の発明におけるレーザ装置は、
放電空間に配設された誘電体を冷却するので、高効率の
ガス励起が可能となる。
放電空間に配設された誘電体を冷却するので、高効率の
ガス励起が可能となる。
【００９５】請求項１７の発明におけるレーザ装置は、
外管を誘電体で形成すると共に、外管の外周に交流電圧
を印加する複数の電極を配設したことによって、ドーナ
ツ状の円環部が放電空間として利用されるので、実効的
なギャップ長が長くなる。これによって、放電維持のた
めの高電界領域の割合が減少して平均的な電界強度が低
くなり、レーザ励起効率が高くなる。
外管を誘電体で形成すると共に、外管の外周に交流電圧
を印加する複数の電極を配設したことによって、ドーナ
ツ状の円環部が放電空間として利用されるので、実効的
なギャップ長が長くなる。これによって、放電維持のた
めの高電界領域の割合が減少して平均的な電界強度が低
くなり、レーザ励起効率が高くなる。
【００９６】請求項１８の発明におけるレーザ装置は、
外管を誘電体で形成すると共に、交流電圧を印加する複
数の給電電極を外管の外周にレーザビームの出射方向に
並設したので、放電維持のための高電界領域の割合が減
少して平均的な電界強度が低くなり、レーザ励起効率が
高くなる。
外管を誘電体で形成すると共に、交流電圧を印加する複
数の給電電極を外管の外周にレーザビームの出射方向に
並設したので、放電維持のための高電界領域の割合が減
少して平均的な電界強度が低くなり、レーザ励起効率が
高くなる。
【００９７】請求項１９の発明におけるレーザ装置は、
内管を導体で形成したので、給電電極近傍での放電集中
が緩和されて、より拡散敵な放電を実現できる。
内管を導体で形成したので、給電電極近傍での放電集中
が緩和されて、より拡散敵な放電を実現できる。
【００９８】請求項２０の発明におけるレーザ装置は、
内管を誘電体で形成したので、給電電極近傍での放電集
中が緩和されて、より拡散敵な放電を実現できる。
内管を誘電体で形成したので、給電電極近傍での放電集
中が緩和されて、より拡散敵な放電を実現できる。
【００９９】請求項２１の発明におけるレーザ装置は、
導体で形成された筒体の外周に誘電体層を被覆したもの
が内管となっているので、筒体内に水冷用の水を流した
場合に誘電体層が破壊しても水漏れを防止できる。
導体で形成された筒体の外周に誘電体層を被覆したもの
が内管となっているので、筒体内に水冷用の水を流した
場合に誘電体層が破壊しても水漏れを防止できる。
【０１００】請求項２２の発明におけるレーザ装置は、
導体から成る内管用の筒体が接地しているので、低い電
圧で放電空間全体に放電を拡下ることができる。
導体から成る内管用の筒体が接地しているので、低い電
圧で放電空間全体に放電を拡下ることができる。
【０１０１】請求項２３の発明におけるレーザ装置は、
外管の外周に電圧を印加する電極および電気的に浮かし
た導電部材を互い違いに配設し、この電極および導電部
材を水冷したので、放電空間内のレーザガスを効率よく
冷却することができる。
外管の外周に電圧を印加する電極および電気的に浮かし
た導電部材を互い違いに配設し、この電極および導電部
材を水冷したので、放電空間内のレーザガスを効率よく
冷却することができる。
【０１０２】請求項２４の発明におけるレーザ装置は、
内管を水冷したので、放電空間内のレーザガスを効率よ
く冷却することができる。
内管を水冷したので、放電空間内のレーザガスを効率よ
く冷却することができる。
【０１０３】請求項２５の発明におけるレーザ装置は、
対向した２枚以上の平板により放電空間を構成し、前記
平板がレーザビームの導波路として使用されるので、短
辺方向に自由伝搬が許されないような波長の光でも導波
路的に伝搬することにより使用できるようになる。
対向した２枚以上の平板により放電空間を構成し、前記
平板がレーザビームの導波路として使用されるので、短
辺方向に自由伝搬が許されないような波長の光でも導波
路的に伝搬することにより使用できるようになる。
【０１０４】請求項２６の発明におけるレーザ装置は、
電極の長さおよび幅を誘電体の長さおよび幅より、それ
ぞれ５ｍｍ以上短く設定したので、光共振器ミラー方向
に発生する放電を阻止すると共に、前記誘電体の端部の
電界集中を防止して誘電体の端部に発生する放電を阻止
することができる。
電極の長さおよび幅を誘電体の長さおよび幅より、それ
ぞれ５ｍｍ以上短く設定したので、光共振器ミラー方向
に発生する放電を阻止すると共に、前記誘電体の端部の
電界集中を防止して誘電体の端部に発生する放電を阻止
することができる。
【０１０５】請求項２７の発明におけるレーザ装置は、
電極の幅を光共振器で決定されるレーザビームの幅と等
しく設定したので、放電エネルギーを有効に光エネルギ
ーに変換することができる。
電極の幅を光共振器で決定されるレーザビームの幅と等
しく設定したので、放電エネルギーを有効に光エネルギ
ーに変換することができる。
【０１０６】請求項２８の発明におけるレーザ装置は、
互いに対向して配設された一対の光反射面間の電極から
張出した部分にスペーサを挟持し、このスペーサをレー
ザビームに対する不燃性材料で形成したので、レーザビ
ームの放電に影響を与えることなく光反射面間を一定に
保つことができ、さらに、レーザビームの回折等でレー
ザビームの光軸の外側に発生するレーザビームを遮断す
ることができる。
互いに対向して配設された一対の光反射面間の電極から
張出した部分にスペーサを挟持し、このスペーサをレー
ザビームに対する不燃性材料で形成したので、レーザビ
ームの放電に影響を与えることなく光反射面間を一定に
保つことができ、さらに、レーザビームの回折等でレー
ザビームの光軸の外側に発生するレーザビームを遮断す
ることができる。
【０１０７】請求項２９の発明におけるレーザ装置は、
スペーサをセラミック等の絶縁体で形成したので、放電
に影響を与えることなくレーザビームの回折等でレーザ
ビームの光軸の外側に発生するレーザビームを遮断する
ことができる。
スペーサをセラミック等の絶縁体で形成したので、放電
に影響を与えることなくレーザビームの回折等でレーザ
ビームの光軸の外側に発生するレーザビームを遮断する
ことができる。
【０１０８】請求項３０の発明におけるレーザ装置は、
スペーサを金属材料で形成したことにより、レーザ装置
のコスト低減を図ることができる。
スペーサを金属材料で形成したことにより、レーザ装置
のコスト低減を図ることができる。
【０１０９】請求項３１の発明におけるレーザ装置は、
放電励起用の電極を柔軟性のある絶縁物でモールドした
ので、前記請求項２８の発明の場合と同様に、レーザビ
ームの放電に影響を与えることなく光反射面間を一定に
保つことができ、さらに、レーザビームの回折等でレー
ザビームの光軸の外側に発生するレーザビームを遮断す
ることができる。
放電励起用の電極を柔軟性のある絶縁物でモールドした
ので、前記請求項２８の発明の場合と同様に、レーザビ
ームの放電に影響を与えることなく光反射面間を一定に
保つことができ、さらに、レーザビームの回折等でレー
ザビームの光軸の外側に発生するレーザビームを遮断す
ることができる。
【０１１０】請求項３２の発明におけるレーザ装置は、
３相以上の多相交流電源を用いたので、実効的ギャップ
長が長く設定され、放電維持のための高電界領域の割合
が減少し、平均的な電界強度が低くなって、レーザ励起
効率が高くなる。
３相以上の多相交流電源を用いたので、実効的ギャップ
長が長く設定され、放電維持のための高電界領域の割合
が減少し、平均的な電界強度が低くなって、レーザ励起
効率が高くなる。
【０１１１】請求項３３の発明におけるレーザ装置は、
互いに隣合う複数の放電励起用電極に位相の個となる交
流電圧が印加されるので、請求項３２の発明の場合と同
様に、実効的ギャップ長が長く設定され、放電維持のた
めの高電界領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低
くなって、レーザ励起効率が高くなる。
互いに隣合う複数の放電励起用電極に位相の個となる交
流電圧が印加されるので、請求項３２の発明の場合と同
様に、実効的ギャップ長が長く設定され、放電維持のた
めの高電界領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低
くなって、レーザ励起効率が高くなる。
【０１１２】請求項３４の発明におけるレーザ装置は、
互いに隣合う電極間に冷却管を電気的に浮かせるか又は
接地させて配置したので、請求項３２の発明の場合と同
様に、実効的ギャップ長が長く設定され、放電維持のた
めの高電界領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低
くなって、レーザ励起効率が高くなる。
互いに隣合う電極間に冷却管を電気的に浮かせるか又は
接地させて配置したので、請求項３２の発明の場合と同
様に、実効的ギャップ長が長く設定され、放電維持のた
めの高電界領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低
くなって、レーザ励起効率が高くなる。
【０１１３】請求項３５〜請求項４０の発明におけるレ
ーザ装置は、反転分布の生じていない非励起空間におい
て、ガス温度が上昇しなくなり、光吸収係数を低い値に
抑えることができ、レーザ取り出し効率が高くなる。
ーザ装置は、反転分布の生じていない非励起空間におい
て、ガス温度が上昇しなくなり、光吸収係数を低い値に
抑えることができ、レーザ取り出し効率が高くなる。
【０１１４】請求項４１の発明におけるレーザ装置は、
複数個のレーザ光励起空間を直列につないだ時と同等の
効果を奏するので、それぞれのレーザ光励起空間で増幅
されたレーザビームは、レーザビームを立体的に折り返
して一つにつながり、あたかも一つのレーザ光励起空間
内で増幅されたかのようになる。従って、レーザ装置か
ら出射されるレーザビームも複数ではなく一つとなり、
装置の小型化およびコストダウンが図れる。
複数個のレーザ光励起空間を直列につないだ時と同等の
効果を奏するので、それぞれのレーザ光励起空間で増幅
されたレーザビームは、レーザビームを立体的に折り返
して一つにつながり、あたかも一つのレーザ光励起空間
内で増幅されたかのようになる。従って、レーザ装置か
ら出射されるレーザビームも複数ではなく一つとなり、
装置の小型化およびコストダウンが図れる。
【０１１５】請求項４２および請求項４３の発明におけ
るレーザ装置は、複数個の矩形放電空間を直列につない
だ時と同等の効果を奏し、アスペクト比の大きな矩形放
電空間を作ることができ、レーザガスの冷却能力を高め
ることができる。従って、それぞれの矩形放電空間内で
増幅されたレーザビームは、これを立体的に折り返す手
段で一つにつながり、あたかも一つの矩形放電空間内で
増幅されたかのようになる。このため、レーザ装置から
出射されるレーザビームも複数ではなく一つとなり、装
置の小型化およびコスト低減化が容易となる。
るレーザ装置は、複数個の矩形放電空間を直列につない
だ時と同等の効果を奏し、アスペクト比の大きな矩形放
電空間を作ることができ、レーザガスの冷却能力を高め
ることができる。従って、それぞれの矩形放電空間内で
増幅されたレーザビームは、これを立体的に折り返す手
段で一つにつながり、あたかも一つの矩形放電空間内で
増幅されたかのようになる。このため、レーザ装置から
出射されるレーザビームも複数ではなく一つとなり、装
置の小型化およびコスト低減化が容易となる。
【０１１６】請求項４４および請求項４５の発明におけ
るレーザ装置は、レーザビームが固体レーザ媒質空間内
で増幅され、増幅されたレーザビームは、立体的に折り
返されて一つにつながり、あたかも一つの固体レーザ媒
質空間内で増幅されたかのようになる。従って、固体レ
ーザ装置から出射されたレーザビームも複数ではなく一
つとなり、装置の小型化およびコストダウンが図れる。
るレーザ装置は、レーザビームが固体レーザ媒質空間内
で増幅され、増幅されたレーザビームは、立体的に折り
返されて一つにつながり、あたかも一つの固体レーザ媒
質空間内で増幅されたかのようになる。従って、固体レ
ーザ装置から出射されたレーザビームも複数ではなく一
つとなり、装置の小型化およびコストダウンが図れる。
【０１１７】請求項４６〜請求項５０の発明におけるレ
ーザ装置は、放電の基礎特性を決定する誘電体層には、
光の伝搬損失を考慮する必要がなく、誘電率が高く、耐
電圧の高い従来材料を使用できる。さらに、導波路面は
低誘電率材料で構成されているため導波路損失も小さく
なる。従って、長い誘電体を用いた場合も光の伝搬損失
は小さい値に抑えることができ、高出力の導波路型レー
ザ装置を実現できる。
ーザ装置は、放電の基礎特性を決定する誘電体層には、
光の伝搬損失を考慮する必要がなく、誘電率が高く、耐
電圧の高い従来材料を使用できる。さらに、導波路面は
低誘電率材料で構成されているため導波路損失も小さく
なる。従って、長い誘電体を用いた場合も光の伝搬損失
は小さい値に抑えることができ、高出力の導波路型レー
ザ装置を実現できる。
【０１１８】
【実施例】実施例１．図１はこの発明の実施例１による
レーザ装置の要部断面図であり、図６９と同一または相
当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この
実施例１によるレーザ装置は、長辺と短辺の長さの比が
３以上の矩形断面を有するレーザ励起用の放電空間４が
誘電体板１０，２０の相互間に形成され、その放電空間
４の矩形断面と直交する方向にレーザビームを取り出す
もので、その基本構成は図６９に示した従来例の場合と
同様である。しかし、この発明では、誘電体板１０，２
０に厚み分布を設けることによって電極の静電容量に分
布を設け、上記放電空間４の矩形断面内で放電が斜め方
向に発生するように構成されている。この場合、例えば
図１のように誘電体板１０，２０の非対向面側に凹状の
溝部をそれぞれ形成すれば、それらの溝部が薄肉部で他
が厚肉部となった誘電体板１０，２０が得られることに
より、これらの誘電体板１０，２０は上述のように厚み
分布が設けられたものとなる。なお、この実施例１にお
いても、上記誘電体板１０，２０に密着された金属電極
１，２は冷却水が通されて冷却されており、レーザガス
は上記誘電体板１０，２０間の短辺方向に生じた熱流を
介して冷却される。
レーザ装置の要部断面図であり、図６９と同一または相
当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この
実施例１によるレーザ装置は、長辺と短辺の長さの比が
３以上の矩形断面を有するレーザ励起用の放電空間４が
誘電体板１０，２０の相互間に形成され、その放電空間
４の矩形断面と直交する方向にレーザビームを取り出す
もので、その基本構成は図６９に示した従来例の場合と
同様である。しかし、この発明では、誘電体板１０，２
０に厚み分布を設けることによって電極の静電容量に分
布を設け、上記放電空間４の矩形断面内で放電が斜め方
向に発生するように構成されている。この場合、例えば
図１のように誘電体板１０，２０の非対向面側に凹状の
溝部をそれぞれ形成すれば、それらの溝部が薄肉部で他
が厚肉部となった誘電体板１０，２０が得られることに
より、これらの誘電体板１０，２０は上述のように厚み
分布が設けられたものとなる。なお、この実施例１にお
いても、上記誘電体板１０，２０に密着された金属電極
１，２は冷却水が通されて冷却されており、レーザガス
は上記誘電体板１０，２０間の短辺方向に生じた熱流を
介して冷却される。
【０１１９】次に実施例１の動作について説明する。金
属電極１，２に交流高電圧を印加すると、放電空間４に
放電が発生する。このとき、放電エネルギーは静電容量
に比例して注入されるため、誘電体板１０，２０のそれ
ぞれに施された適当な厚み分布によって、放電空間４の
矩形断面内では図１に符号ＤＣで示すような斜め方向の
放電が発生する。本発明者らの実験によれば、同一の誘
電体材料で厚み分布を設ける場合、その誘電体材料の薄
肉部と厚肉部の厚みの比を１：３以上に設定しておけ
ば、上記放電空間４の矩形断面内では主に斜め方向の放
電が発生することが確認された。
属電極１，２に交流高電圧を印加すると、放電空間４に
放電が発生する。このとき、放電エネルギーは静電容量
に比例して注入されるため、誘電体板１０，２０のそれ
ぞれに施された適当な厚み分布によって、放電空間４の
矩形断面内では図１に符号ＤＣで示すような斜め方向の
放電が発生する。本発明者らの実験によれば、同一の誘
電体材料で厚み分布を設ける場合、その誘電体材料の薄
肉部と厚肉部の厚みの比を１：３以上に設定しておけ
ば、上記放電空間４の矩形断面内では主に斜め方向の放
電が発生することが確認された。
【０１２０】この実施例１によれば、誘電体板１０，２
０の薄肉部分のピッチ（図中符号ｐ）を選択することに
よって、等価的な放電ギャップ長を任意に設定できる。
このため、電源周波数によって最適化することができ
る。すなわち、低い電源周波数で使用する場合には、上
記ピッチｐを長くとればよい。
０の薄肉部分のピッチ（図中符号ｐ）を選択することに
よって、等価的な放電ギャップ長を任意に設定できる。
このため、電源周波数によって最適化することができ
る。すなわち、低い電源周波数で使用する場合には、上
記ピッチｐを長くとればよい。
【０１２１】ギャップ長２ｍｍの条件においてｐ＝５ｍ
ｍと１５ｍｍにおけるレーザ出力の電源周波数依存性を
調べた結果を図２と図３に示す。図２のＰ＝５ｍｍの条
件下では電源周波数が１５０ＭＨｚと１３．５６ＭＨｚ
における励起効率はほぼ等しくなり、また、図３のｐ＝
１５ｍｍの条件下では、１００ｋＨｚの励起効率も等し
くなり、低周波領域でのレーザ励起効率の改善が確認さ
れた。よって、この実施例１のような斜め放電により、
等価的な放電ギャップ長を長く取れば、より低周波の電
源を使用した場合にも、高効率のレーザ励起が可能とな
ることがわかる。
ｍと１５ｍｍにおけるレーザ出力の電源周波数依存性を
調べた結果を図２と図３に示す。図２のＰ＝５ｍｍの条
件下では電源周波数が１５０ＭＨｚと１３．５６ＭＨｚ
における励起効率はほぼ等しくなり、また、図３のｐ＝
１５ｍｍの条件下では、１００ｋＨｚの励起効率も等し
くなり、低周波領域でのレーザ励起効率の改善が確認さ
れた。よって、この実施例１のような斜め放電により、
等価的な放電ギャップ長を長く取れば、より低周波の電
源を使用した場合にも、高効率のレーザ励起が可能とな
ることがわかる。
【０１２２】実施例２．図４はこの発明の実施例２によ
るレーザ装置の要部断面図であり、この実施例２では、
誘電率の低い誘電体板１０１，２０１で金属電極１，２
をモールドしており、これによって、さらに高い電圧印
加が可能となり、高出力化を実現できることが確認され
た。
るレーザ装置の要部断面図であり、この実施例２では、
誘電率の低い誘電体板１０１，２０１で金属電極１，２
をモールドしており、これによって、さらに高い電圧印
加が可能となり、高出力化を実現できることが確認され
た。
【０１２３】実施例３．図５に示す実施例３では、誘電
体板１０，２０に異なる誘電体１０２，２０２を積層し
て、段差のある誘電体層を形成しており、上記実施例１
と同様の効果が得られる。この場合、誘電体１０２，２
０２を誘電体板１０，２０に比べて誘電率の低い材料で
形成すれば、誘電体１０２，２０２の厚みを薄くして、
ガス冷却に係る熱伝導効果を高めることもできる。
体板１０，２０に異なる誘電体１０２，２０２を積層し
て、段差のある誘電体層を形成しており、上記実施例１
と同様の効果が得られる。この場合、誘電体１０２，２
０２を誘電体板１０，２０に比べて誘電率の低い材料で
形成すれば、誘電体１０２，２０２の厚みを薄くして、
ガス冷却に係る熱伝導効果を高めることもできる。
【０１２４】実施例４．また、図６に示すように電源の
中点をアースに接地し、金属電極１，２にそれぞれ極性
の反転する電圧（位相が互い１８０゜ずれた電圧）を印
加すれば、金属電極１，２からアースまでの絶縁距離を
短く設計でき、コンパクトなレーザ発振器が製作でき
る。
中点をアースに接地し、金属電極１，２にそれぞれ極性
の反転する電圧（位相が互い１８０゜ずれた電圧）を印
加すれば、金属電極１，２からアースまでの絶縁距離を
短く設計でき、コンパクトなレーザ発振器が製作でき
る。
【０１２５】実施例５．上記実施例１では光軸に直交す
る放電空間４の矩形断面内における斜め放電の効果につ
いて説明したが、図７に示すように、光軸方向に斜め放
電を生起させても実施例１と同様の効果が得られる。
る放電空間４の矩形断面内における斜め放電の効果につ
いて説明したが、図７に示すように、光軸方向に斜め放
電を生起させても実施例１と同様の効果が得られる。
【０１２６】実施例６．上記各実施例では、静電容量の
分布によって放電を斜め方向に発生させるケースについ
て述べたが、例えば図８のように誘電体板１０，２０を
介して対向する金属電極１と２、および金属電極１１と
２２を短絡し、隣合う金属電極１と１１および金属電極
２と２２の間に高電圧を印加すれば、放電は電位の異な
る斜め向いの電極間（つまり金属電極１と２２間および
金属電極２と１１間）、および隣合う電極間（つまり金
属電極１と１１間および金属電極２と２２間）で生じ、
これまでの各実施例と同様の効果が得られる。つまり、
放電を誘電体板１０，２０に対して斜め方向に発生させ
ることができれば、低周波の電源を使用した場合にも高
効率なレーザ励起が可能となる。
分布によって放電を斜め方向に発生させるケースについ
て述べたが、例えば図８のように誘電体板１０，２０を
介して対向する金属電極１と２、および金属電極１１と
２２を短絡し、隣合う金属電極１と１１および金属電極
２と２２の間に高電圧を印加すれば、放電は電位の異な
る斜め向いの電極間（つまり金属電極１と２２間および
金属電極２と１１間）、および隣合う電極間（つまり金
属電極１と１１間および金属電極２と２２間）で生じ、
これまでの各実施例と同様の効果が得られる。つまり、
放電を誘電体板１０，２０に対して斜め方向に発生させ
ることができれば、低周波の電源を使用した場合にも高
効率なレーザ励起が可能となる。
【０１２７】実施例７．図９はこの発明の実施例７によ
るレーザ装置の要部断面図であり、このレーザ装置の基
本的構成は図６９に示した従来例と同様である。ただ
し、この実施例７では、図示のように金属電極１，２が
放電空間４の矩形断面の長辺方向に配置され、放電が放
電空間４の長辺方向に発生するように構成されている。
また、誘電体板１０，２０は冷却されており、レーザガ
スはそれらの誘電体板１０，２０を介して冷却される。
るレーザ装置の要部断面図であり、このレーザ装置の基
本的構成は図６９に示した従来例と同様である。ただ
し、この実施例７では、図示のように金属電極１，２が
放電空間４の矩形断面の長辺方向に配置され、放電が放
電空間４の長辺方向に発生するように構成されている。
また、誘電体板１０，２０は冷却されており、レーザガ
スはそれらの誘電体板１０，２０を介して冷却される。
【０１２８】放電空間４は上記実施例１と同様、長辺と
短辺の比（アスペクト比）が３以上に設定されているた
め、放電の方向を短辺方向から長辺方向に変化するだけ
で、ギャップ長を３倍以上に長くすることができる。こ
の構成により、電界強度がレーザ励起に最適な状態とな
って高効率のレーザ励起を実現できる。
短辺の比（アスペクト比）が３以上に設定されているた
め、放電の方向を短辺方向から長辺方向に変化するだけ
で、ギャップ長を３倍以上に長くすることができる。こ
の構成により、電界強度がレーザ励起に最適な状態とな
って高効率のレーザ励起を実現できる。
【０１２９】この実施例７によるレーザ装置を用いて、
図７２の条件と同様の発振実験を行った結果を図１０に
示す。これによれば、低周波領域におけるレーザ励起効
率は改善されていることがわかる。さらに、アスペクト
比を増加すれば、レーザ励起効率は電源周波数にほぼ依
存しなくなる。
図７２の条件と同様の発振実験を行った結果を図１０に
示す。これによれば、低周波領域におけるレーザ励起効
率は改善されていることがわかる。さらに、アスペクト
比を増加すれば、レーザ励起効率は電源周波数にほぼ依
存しなくなる。
【０１３０】実施例８．なお、上記実施例では金属電極
１，２に交流電圧を印加した場合について示したが、こ
の実施例８を示す図１１のように、金属電極１１１，２
２１の周囲をガラス等の誘電体１０３，２０３で包囲し
た構成としてもよく、この場合も上記実施例７と同様の
効果が得られる。
１，２に交流電圧を印加した場合について示したが、こ
の実施例８を示す図１１のように、金属電極１１１，２
２１の周囲をガラス等の誘電体１０３，２０３で包囲し
た構成としてもよく、この場合も上記実施例７と同様の
効果が得られる。
【０１３１】実施例９．この実施例９では、上記実施例
７の構成において、図１２に示すように、直流電源３１
を用いて直流グロー放電でレーザを励起する構成として
いる。この場合、直流電源３１は陰極ピン電極１１２と
陽極２２２に接続される。このような構成としても上記
実施例７と同様の効果が得られる。
７の構成において、図１２に示すように、直流電源３１
を用いて直流グロー放電でレーザを励起する構成として
いる。この場合、直流電源３１は陰極ピン電極１１２と
陽極２２２に接続される。このような構成としても上記
実施例７と同様の効果が得られる。
【０１３２】実施例１０．この実施例１０では、上記実
施例７と上記実施例９とを合せた構成としている。すな
わち、図１３に示すように、直流電源３１による長辺方
向の電力の半分以下のエネルギーを供給する放電を、Ｒ
Ｆ電源３によって短辺方向に発生させる構成としてい
る。これによって、長辺方向の放電を容易にし（過電圧
を加えなくても放電が発生し）、また、放電を安定させ
ることができる。
施例７と上記実施例９とを合せた構成としている。すな
わち、図１３に示すように、直流電源３１による長辺方
向の電力の半分以下のエネルギーを供給する放電を、Ｒ
Ｆ電源３によって短辺方向に発生させる構成としてい
る。これによって、長辺方向の放電を容易にし（過電圧
を加えなくても放電が発生し）、また、放電を安定させ
ることができる。
【０１３３】なお、上記各実施例では、ＣＯ2 レーザを
例にして説明したが、この発明は、ＣＯ2 レーザと同様
に低エネルギー電子で励起することが必要とされるＣＯ
レーザ等の他のレーザ装置にも適用できる。
例にして説明したが、この発明は、ＣＯ2 レーザと同様
に低エネルギー電子で励起することが必要とされるＣＯ
レーザ等の他のレーザ装置にも適用できる。
【０１３４】実施例１１．図１４はこの発明の実施例１
１によるレーザ装置の要部断面図であり、図において、
１，２は金属電極、１３，２３は金属角パイプであり、
これらの金属角パイプ１３，２３の内部には冷却水が流
通するようになっている。複数の金属電極１，２は分割
して交流電源３に接続され、放電空間４を介してそれぞ
れ互い違いに配置されている。
１によるレーザ装置の要部断面図であり、図において、
１，２は金属電極、１３，２３は金属角パイプであり、
これらの金属角パイプ１３，２３の内部には冷却水が流
通するようになっている。複数の金属電極１，２は分割
して交流電源３に接続され、放電空間４を介してそれぞ
れ互い違いに配置されている。
【０１３５】さらに、金属電極１，２の対向面間には、
それぞれ電気的に浮いた状態の金属角パイプ１３，２３
が配置されている。そして、金属電極１，２および金属
角パイプ１３，２３はそれぞれ冷却されており、放電空
間４内のレーザガスは誘電体板１０，２０を介して冷却
される。また、上記金属電極１，２および金属角パイプ
１３，２３は全体が誘電材料１５，２５でモールドされ
ており、これらの誘電材料１５，２５は沿面放電を防止
する。なお、図１４において、上記実施例１〜１１と同
一類似部材については同一符号を付して説明を省略す
る。
それぞれ電気的に浮いた状態の金属角パイプ１３，２３
が配置されている。そして、金属電極１，２および金属
角パイプ１３，２３はそれぞれ冷却されており、放電空
間４内のレーザガスは誘電体板１０，２０を介して冷却
される。また、上記金属電極１，２および金属角パイプ
１３，２３は全体が誘電材料１５，２５でモールドされ
ており、これらの誘電材料１５，２５は沿面放電を防止
する。なお、図１４において、上記実施例１〜１１と同
一類似部材については同一符号を付して説明を省略す
る。
【０１３６】次に実施例１１の動作について説明する。
金属電極１，２に交流高電圧を印加すると、放電空間４
に予備放電となる短辺方向の放電４４が発生し、さらに
電圧を高くしていくと斜め方向の主放電４５が発生す
る。この現象を図１５に示す電極システムの等価回路に
より説明すると、上記主放電（プラズマ抵抗Ｒ1 ）４５
は金属電極１1 から誘電体板１０の静電容量Ｃ1 を介し
て電源３に接続され、更に、主放電４５は誘電体板２０
の静電容量Ｃ1 、金属電極２を介して電源３に接続され
る。一方、予備放電（プラズマ抵抗Ｒ2 ）４４が金属角
パイプ１３を介して金属電極１に接続される場合、予備
放電４４は誘電体板１０の静電容量Ｃ1 、金属角パイプ
１３、誘電材料１５の静電容量Ｃ2 を介して金属電極１
に接続される。他方、予備放電４４が金属電極２を介し
て金属角パイプ２３に接続される場合、予備放電４４は
誘電材料１５の静電容量Ｃ2 を介して金属電極２に接続
される。これにより、予備放電４４は金属角パイプ１３
と金属電極２間および金属電極１と金属角パイプ２３間
で発生する。
金属電極１，２に交流高電圧を印加すると、放電空間４
に予備放電となる短辺方向の放電４４が発生し、さらに
電圧を高くしていくと斜め方向の主放電４５が発生す
る。この現象を図１５に示す電極システムの等価回路に
より説明すると、上記主放電（プラズマ抵抗Ｒ1 ）４５
は金属電極１1 から誘電体板１０の静電容量Ｃ1 を介し
て電源３に接続され、更に、主放電４５は誘電体板２０
の静電容量Ｃ1 、金属電極２を介して電源３に接続され
る。一方、予備放電（プラズマ抵抗Ｒ2 ）４４が金属角
パイプ１３を介して金属電極１に接続される場合、予備
放電４４は誘電体板１０の静電容量Ｃ1 、金属角パイプ
１３、誘電材料１５の静電容量Ｃ2 を介して金属電極１
に接続される。他方、予備放電４４が金属電極２を介し
て金属角パイプ２３に接続される場合、予備放電４４は
誘電材料１５の静電容量Ｃ2 を介して金属電極２に接続
される。これにより、予備放電４４は金属角パイプ１３
と金属電極２間および金属電極１と金属角パイプ２３間
で発生する。
【０１３７】この場合、短辺方向では等価的なギャップ
長が短いので、非常に低い電圧で予備放電４４が開始す
る。さらに、この予備放電４４で発生した紫外線または
荷電粒子により、放電場が弱電離状態となり、比較的低
い電圧で主放電４５に点火される。
長が短いので、非常に低い電圧で予備放電４４が開始す
る。さらに、この予備放電４４で発生した紫外線または
荷電粒子により、放電場が弱電離状態となり、比較的低
い電圧で主放電４５に点火される。
【０１３８】予備放電の有無による投入電力特性の違い
を示す図１６において、実線ＥＸ．１１は予備放電４４
がある場合の投入電力特性であり、点線は予備放電４４
がない場合の投入電力特性である。予備放電のない場
合、一旦高い電圧（過電圧）を印加して初めて主放電４
５が点火され、突然、高エネルギーが放電場に注入され
る。しかし、予備電離機構を付加して予備放電４４を発
生させた場合には、主放電４５がスムーズに点火され、
従来見られた制御不能な領域を除くことができる。
を示す図１６において、実線ＥＸ．１１は予備放電４４
がある場合の投入電力特性であり、点線は予備放電４４
がない場合の投入電力特性である。予備放電のない場
合、一旦高い電圧（過電圧）を印加して初めて主放電４
５が点火され、突然、高エネルギーが放電場に注入され
る。しかし、予備電離機構を付加して予備放電４４を発
生させた場合には、主放電４５がスムーズに点火され、
従来見られた制御不能な領域を除くことができる。
【０１３９】ところで、予備放電４４は等価的なギャッ
プ長が短い放電であるため、予備放電４４に投入する電
力を大きくすると、従来の技術で述べたように１００Ｍ
Ｈｚ以下の電源周波数ではレーザの励起効率が低くなる
欠点がある。本発明者らは、予備放電４４に投入する電
力を主放電４５に投入する電力の１０％以下に設定する
ことによって、レーザ励起効率を低下させずに、予備放
電の役割を充分に果たすことを見出した。
プ長が短い放電であるため、予備放電４４に投入する電
力を大きくすると、従来の技術で述べたように１００Ｍ
Ｈｚ以下の電源周波数ではレーザの励起効率が低くなる
欠点がある。本発明者らは、予備放電４４に投入する電
力を主放電４５に投入する電力の１０％以下に設定する
ことによって、レーザ励起効率を低下させずに、予備放
電の役割を充分に果たすことを見出した。
【０１４０】この場合、図１５に示すように、予備放電
４４，主放電４５ともに放電エネルギー（電力）は各放
電に対応する誘電体の静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 に比例して注
入されるため、予備放電４４に対応する誘電体の静電容
量を主放電４５の静電容量の１０％以下に設定すること
により、予備放電４４に投入する電力を主放電４５に投
入する電力の１０％以下にすることができる。
４４，主放電４５ともに放電エネルギー（電力）は各放
電に対応する誘電体の静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 に比例して注
入されるため、予備放電４４に対応する誘電体の静電容
量を主放電４５の静電容量の１０％以下に設定すること
により、予備放電４４に投入する電力を主放電４５に投
入する電力の１０％以下にすることができる。
【０１４１】実施例１２．図１７はこの発明の実施例１
２によるレーザ装置の斜視図である。上記実施例１１で
は放電空間４の矩形断面内で光軸と直交する方向に斜め
方向の主放電４５と予備放電４４を発生させる場合につ
いて述べたが、この実施例１２では、光軸方向に斜めの
主放電４５と予備放電４４を発生させるように構成して
おり、この場合であっても同様の効果が得られる。ただ
し図１７では、主放電４５のみを示して予備放電４４は
省略した。また、誘電体モールドも図示していない。
２によるレーザ装置の斜視図である。上記実施例１１で
は放電空間４の矩形断面内で光軸と直交する方向に斜め
方向の主放電４５と予備放電４４を発生させる場合につ
いて述べたが、この実施例１２では、光軸方向に斜めの
主放電４５と予備放電４４を発生させるように構成して
おり、この場合であっても同様の効果が得られる。ただ
し図１７では、主放電４５のみを示して予備放電４４は
省略した。また、誘電体モールドも図示していない。
【０１４２】実施例１３．上記実施例１１および実施例
１２では、予備放電４４および主放電４５ともに同一電
源で電力を供給する場合について述べたが、この実施例
１３では、図１８に示すようにそれぞれ別個の電源３，
３２を設けて、別々にエネルギーを供給するように構成
しており、この場合でも同様の効果が得られる。
１２では、予備放電４４および主放電４５ともに同一電
源で電力を供給する場合について述べたが、この実施例
１３では、図１８に示すようにそれぞれ別個の電源３，
３２を設けて、別々にエネルギーを供給するように構成
しており、この場合でも同様の効果が得られる。
【０１４３】実施例１４．図１９はこの発明の実施例１
４によるレーザ装置の斜視図である。この実施例１４に
よるレーザ装置は、金属電極１，２の長さ寸法および幅
寸法が、誘電体板１０，２０の長さ寸法および幅寸法よ
りもそれぞれ５ｍｍ以上短く設定されている点で、図６
９に示した従来のレーザ装置と相違する。
４によるレーザ装置の斜視図である。この実施例１４に
よるレーザ装置は、金属電極１，２の長さ寸法および幅
寸法が、誘電体板１０，２０の長さ寸法および幅寸法よ
りもそれぞれ５ｍｍ以上短く設定されている点で、図６
９に示した従来のレーザ装置と相違する。
【０１４４】この実施例１４では、金属電極１，２の長
さ寸法および幅寸法が、上述のように、誘電体板１０，
２０の長さ寸法および幅寸法よりも５ｍｍ以上短いた
め、放電電力の増加時（印加電圧の増加時）にあって
も、誘電体板１０，２０の端部の電界集中による放電４
２の集中（図７６参照）を未然に防止することができ
る。
さ寸法および幅寸法が、上述のように、誘電体板１０，
２０の長さ寸法および幅寸法よりも５ｍｍ以上短いた
め、放電電力の増加時（印加電圧の増加時）にあって
も、誘電体板１０，２０の端部の電界集中による放電４
２の集中（図７６参照）を未然に防止することができ
る。
【０１４５】一方、図７４に示す光共振器ミラー８に向
う放電４１の発生も、印加電圧に大きく依存する。以
下、その放電４１について説明する。実施例１４におい
て、ギャップ長をｄ、誘電体板１０，２０と光共振器ミ
ラー８との距離をＬwm、金属電極１，２と誘電体板１
０，２０との長さの差をＬとおき、放電開始電圧をＶ
* 、印加電圧波高値をＶopとすると、光共振器ミラー８
と金属電極１，２間の距離（Ｌwm＋Ｌ）の設計基準は次
式（３）で設定される。 Ｌ＋Ｌwm≧（Ｖop／Ｖ* ）ｄ・・・・・・・・・（３） （Ｖopは調節可能な変数で、Ｖ* ，ｄは固定値）本発明
者らによれば、式（３）を満足する条件下では、光共振
器ミラー８への放電４１が発生しないことが実験的に実
証されている。また、放電電力Ｗｄは、電源周波数ｆ、
放電部の誘電体静電容量Ｃにより次式（４）で結ばれ
る。 Ｗｄ＝πｆＣＶ* （Ｖop 2 −Ｖ*2）1/2 ・・・・（４） （Ｃ，ｆは固定値）従って、（３），（４）式から明ら
かなように、大きな放電電力を投入する場合には（Ｌwm
＋Ｌ）を大きく設定すればよい。これにより、光共振器
ミラー８と金属電極１，２間の距離（Ｌwm＋Ｌ）を大き
く設定すれば、印加電圧を増加させても光共振器ミラー
８に向う放電４１の発生を阻止することができる。
う放電４１の発生も、印加電圧に大きく依存する。以
下、その放電４１について説明する。実施例１４におい
て、ギャップ長をｄ、誘電体板１０，２０と光共振器ミ
ラー８との距離をＬwm、金属電極１，２と誘電体板１
０，２０との長さの差をＬとおき、放電開始電圧をＶ
* 、印加電圧波高値をＶopとすると、光共振器ミラー８
と金属電極１，２間の距離（Ｌwm＋Ｌ）の設計基準は次
式（３）で設定される。 Ｌ＋Ｌwm≧（Ｖop／Ｖ* ）ｄ・・・・・・・・・（３） （Ｖopは調節可能な変数で、Ｖ* ，ｄは固定値）本発明
者らによれば、式（３）を満足する条件下では、光共振
器ミラー８への放電４１が発生しないことが実験的に実
証されている。また、放電電力Ｗｄは、電源周波数ｆ、
放電部の誘電体静電容量Ｃにより次式（４）で結ばれ
る。 Ｗｄ＝πｆＣＶ* （Ｖop 2 −Ｖ*2）1/2 ・・・・（４） （Ｃ，ｆは固定値）従って、（３），（４）式から明ら
かなように、大きな放電電力を投入する場合には（Ｌwm
＋Ｌ）を大きく設定すればよい。これにより、光共振器
ミラー８と金属電極１，２間の距離（Ｌwm＋Ｌ）を大き
く設定すれば、印加電圧を増加させても光共振器ミラー
８に向う放電４１の発生を阻止することができる。
【０１４６】実施例１５．図２０（Ａ）はこの発明の実
施例１５によるレーザ装置の平面図、図２０（Ｂ）は図
２０（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。この実施例１５で
は、金属電極１，２の幅Ｗを光共振器で決定されるレー
ザビームが通過する幅とほぼ等しくした構成としてお
り、これにより、放電エネルギーを有効に光エネルギー
に変換することが可能となる。
施例１５によるレーザ装置の平面図、図２０（Ｂ）は図
２０（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。この実施例１５で
は、金属電極１，２の幅Ｗを光共振器で決定されるレー
ザビームが通過する幅とほぼ等しくした構成としてお
り、これにより、放電エネルギーを有効に光エネルギー
に変換することが可能となる。
【０１４７】実施例１６．図２１（Ａ）はこの発明の実
施例１６によるレーザ装置の平面図、図２１（Ｂ）は図
２１（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。この実施例１６で
は、金属電極１，２の幅Ｗが誘電体板１０，２０の幅
Ｗ’よりも短いことを利用して、上記金属電極１，２が
存在しない誘電体板１０，２０間にスペーサ１６，１７
を配設した構成としており、誘電体板１０，２０の表面
（光反射面）間の距離を一定に保つことができる。これ
により、レーザビームの放電に影響を与えることなくギ
ャップ間隔を一定に保持できる。さらに、このスペーサ
１６，１７をレーザビームに対して不燃性材料で構成す
ることにより、レーザビームの回折光もしくは共振器の
ミスアライメントのために、正規光軸以外で発生するレ
ーザビームを遮断することができる。
施例１６によるレーザ装置の平面図、図２１（Ｂ）は図
２１（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。この実施例１６で
は、金属電極１，２の幅Ｗが誘電体板１０，２０の幅
Ｗ’よりも短いことを利用して、上記金属電極１，２が
存在しない誘電体板１０，２０間にスペーサ１６，１７
を配設した構成としており、誘電体板１０，２０の表面
（光反射面）間の距離を一定に保つことができる。これ
により、レーザビームの放電に影響を与えることなくギ
ャップ間隔を一定に保持できる。さらに、このスペーサ
１６，１７をレーザビームに対して不燃性材料で構成す
ることにより、レーザビームの回折光もしくは共振器の
ミスアライメントのために、正規光軸以外で発生するレ
ーザビームを遮断することができる。
【０１４８】ここで、上記スペーサ１６，１７をセラミ
ックスのような絶縁物で構成すれば、放電には全く影響
を与えることなく、上記目的を達成できる。
ックスのような絶縁物で構成すれば、放電には全く影響
を与えることなく、上記目的を達成できる。
【０１４９】また、上記スペーサ１６，１７を金属で構
成すれば、安価に製作できる。この場合、スペーサ部で
多少ピンチした放電が観測されるが、本発明者らによれ
ば、レーザ特性には影響ないことが確認された。
成すれば、安価に製作できる。この場合、スペーサ部で
多少ピンチした放電が観測されるが、本発明者らによれ
ば、レーザ特性には影響ないことが確認された。
【０１５０】実施例１７．図２２はこの発明の実施例１
７によるレーザ装置の側面図であり、図において、１
ａ，２ａは導電性部材、１０ａ，１０ｂ，２０ａ，２０
ｂは誘電体板である。これらの誘電体板１０ａ，１０
ｂ，２０ａ，２０ｂは、金属板に誘電体層を被覆したも
ので、熱伝導率が高く冷却効率が向上する。誘電体板１
０ａは誘電体板１０に対向し、かつ、誘電体板２０ａは
誘電体板２０に対向してそれぞれ配設されている。ま
た、誘電体板１０ｂ，２０ｂも互いに対向して配設され
ている。そして、誘電体板１０ａ，１０ｂ間および誘電
体板２０ａ，２０ｂ間には、それぞれ導電性部材１ａお
よび導電性部材２ａが挟持されていて、導電性部材１
ａ，２ａは電気的に浮かされている。これにより、放電
空間４は放電空間４ａ，４ｂ，４ｃに３分割され、ま
た、導電性部材１ａ，２ａおよび金属電極１，２は水冷
状態に維持されている。なお、図２２において、図１９
に示した実施例１４と同一類似部材については同一符号
を付して説明を省略する。
７によるレーザ装置の側面図であり、図において、１
ａ，２ａは導電性部材、１０ａ，１０ｂ，２０ａ，２０
ｂは誘電体板である。これらの誘電体板１０ａ，１０
ｂ，２０ａ，２０ｂは、金属板に誘電体層を被覆したも
ので、熱伝導率が高く冷却効率が向上する。誘電体板１
０ａは誘電体板１０に対向し、かつ、誘電体板２０ａは
誘電体板２０に対向してそれぞれ配設されている。ま
た、誘電体板１０ｂ，２０ｂも互いに対向して配設され
ている。そして、誘電体板１０ａ，１０ｂ間および誘電
体板２０ａ，２０ｂ間には、それぞれ導電性部材１ａお
よび導電性部材２ａが挟持されていて、導電性部材１
ａ，２ａは電気的に浮かされている。これにより、放電
空間４は放電空間４ａ，４ｂ，４ｃに３分割され、ま
た、導電性部材１ａ，２ａおよび金属電極１，２は水冷
状態に維持されている。なお、図２２において、図１９
に示した実施例１４と同一類似部材については同一符号
を付して説明を省略する。
【０１５１】次に上記実施例１７の動作について説明す
る。この実施例１７のレーザ装置は、放電空間４が４
ａ，４ｂ，４ｃに３分割され、また、金属電極１，２お
よび導電性部材１ａ，２ａが水冷されているので、上記
放電空間４ａ，４ｂ，４ｃに発生したレーザガスが効率
よく冷却され、その冷却効果が向上する。一方、放電を
維持するための高電界部分は金属電極１，２の近傍に現
われるので、放電空間４ｂはレーザ励起に適した低電界
領域となる。従って、低周波電源を用いた場合も、放電
空間４ｂに注目すれば冷却能力に優れ、高効率の励起が
可能となる。そして、低周波電源の効率は高周波の電源
効率より高いので、放電単位長さ当りに取り出されるレ
ーザ出力は、高周波で励起したものと同程度となる。す
なわち、放電空間４ａ，４ｃに投入された放電エネルギ
ーは損失となるが、低周波電源の効率は高周波の電源効
率よりも高いので、レーザ装置全体としては高周波の励
起効率と同等に設計することが可能である。さらに、レ
ーザビームの光路を折り返して放電空間４ａ，４ｃのエ
ネルギーを取り出す構成にすれば、より高効率のレーザ
装置を得ることができる。
る。この実施例１７のレーザ装置は、放電空間４が４
ａ，４ｂ，４ｃに３分割され、また、金属電極１，２お
よび導電性部材１ａ，２ａが水冷されているので、上記
放電空間４ａ，４ｂ，４ｃに発生したレーザガスが効率
よく冷却され、その冷却効果が向上する。一方、放電を
維持するための高電界部分は金属電極１，２の近傍に現
われるので、放電空間４ｂはレーザ励起に適した低電界
領域となる。従って、低周波電源を用いた場合も、放電
空間４ｂに注目すれば冷却能力に優れ、高効率の励起が
可能となる。そして、低周波電源の効率は高周波の電源
効率より高いので、放電単位長さ当りに取り出されるレ
ーザ出力は、高周波で励起したものと同程度となる。す
なわち、放電空間４ａ，４ｃに投入された放電エネルギ
ーは損失となるが、低周波電源の効率は高周波の電源効
率よりも高いので、レーザ装置全体としては高周波の励
起効率と同等に設計することが可能である。さらに、レ
ーザビームの光路を折り返して放電空間４ａ，４ｃのエ
ネルギーを取り出す構成にすれば、より高効率のレーザ
装置を得ることができる。
【０１５２】実施例１８．上記実施例１７では、導電性
部材１ａの両端部に誘電体板１０ａ，１０ｂを設け、ま
た、導電性部材２ａの両端部に誘電体板２０ａ，２０ｂ
を設けて放電空間４ａ，４ｂ，４ｃに３分割したが、こ
の実施例１８では、図２３に示すように、放電空間４
ａ，４ｂ，４ｃの中に誘電体板１０ｃ，２０ｃを所定間
隔で配設した構成としており、これだけでも同様の効果
を得ることができる。ただし、この場合には誘電体板１
０ｃ，２０ｃを冷却する必要があるので、熱伝導率の高
い材料を選定する必要がある。
部材１ａの両端部に誘電体板１０ａ，１０ｂを設け、ま
た、導電性部材２ａの両端部に誘電体板２０ａ，２０ｂ
を設けて放電空間４ａ，４ｂ，４ｃに３分割したが、こ
の実施例１８では、図２３に示すように、放電空間４
ａ，４ｂ，４ｃの中に誘電体板１０ｃ，２０ｃを所定間
隔で配設した構成としており、これだけでも同様の効果
を得ることができる。ただし、この場合には誘電体板１
０ｃ，２０ｃを冷却する必要があるので、熱伝導率の高
い材料を選定する必要がある。
【０１５３】実施例１９．また、上記実施例１７では、
金属電極１，２は誘電体で被覆したが、この実施例１９
では図２４に示すように誘電体で被覆しない金属電極１
９，２９を使用している。このときは、金属電極１９，
２０からの放電４ｄ，４ｆの発生位置を確定するため、
金属電極１９，２９の先端は尖らせたほうがよい。な
お、４ｅは放電空間である。
金属電極１，２は誘電体で被覆したが、この実施例１９
では図２４に示すように誘電体で被覆しない金属電極１
９，２９を使用している。このときは、金属電極１９，
２０からの放電４ｄ，４ｆの発生位置を確定するため、
金属電極１９，２９の先端は尖らせたほうがよい。な
お、４ｅは放電空間である。
【０１５４】上記実施例１７〜１９ではＣＯ2 レーザを
例にとって説明したが、この発明はＣＯ2 レーザと同様
に低エネルギー電子での励起が必要とされるＣＯレーザ
など他のレーザにも適用可能である。
例にとって説明したが、この発明はＣＯ2 レーザと同様
に低エネルギー電子での励起が必要とされるＣＯレーザ
など他のレーザにも適用可能である。
【０１５５】実施例２０．図２５はこの発明の実施例２
０によるレーザ装置の斜視図である。図において１０５
は円筒状の外管、２０５は円筒状の内管であり、これら
の外管１０５および内管２０５は誘電体板を円筒状に形
成したもので、その両者は同軸上に配設されている。外
管１０５と内管２０５の間には放電空間４が形成されて
いるので、この放電空間４は円筒状（ドーナツ状の断
面）に形成されている。そして、外管１０５の外周に交
流電源３と接続された金属電極１，２が配置されてい
る。また、内管２０５は導体で形成され、さらに電気的
に浮かされた状態で水冷されている。さらに、内管２０
５と外管１０５の間隔（放電ギャップ：ｄ）は２ｍｍに
設定されている。
０によるレーザ装置の斜視図である。図において１０５
は円筒状の外管、２０５は円筒状の内管であり、これら
の外管１０５および内管２０５は誘電体板を円筒状に形
成したもので、その両者は同軸上に配設されている。外
管１０５と内管２０５の間には放電空間４が形成されて
いるので、この放電空間４は円筒状（ドーナツ状の断
面）に形成されている。そして、外管１０５の外周に交
流電源３と接続された金属電極１，２が配置されてい
る。また、内管２０５は導体で形成され、さらに電気的
に浮かされた状態で水冷されている。さらに、内管２０
５と外管１０５の間隔（放電ギャップ：ｄ）は２ｍｍに
設定されている。
【０１５６】次に上記実施例２０の動作について説明す
る。金属電極１，２に交流高電圧を印加すると、放電空
間４に放電が発生する。この放電により、放電空間４に
存在するガスが励起されて、放電空間４の両端近傍に配
置された光共振器ミラー７，８によりレーザビーム９と
して外部に取り出される。このとき、内管２０５の外面
および外管１０５の内面はレーザビームの導波路として
作用する。
る。金属電極１，２に交流高電圧を印加すると、放電空
間４に放電が発生する。この放電により、放電空間４に
存在するガスが励起されて、放電空間４の両端近傍に配
置された光共振器ミラー７，８によりレーザビーム９と
して外部に取り出される。このとき、内管２０５の外面
および外管１０５の内面はレーザビームの導波路として
作用する。
【０１５７】そして、印加電圧が低い場合、図２６
（Ａ）に示すように金属電極１，２の近傍でのみ放電が
発生するが、図１９等に示す平板電極と比較すると、等
価ギャップ長が２倍になるので、高効率の励起が可能と
なる。一方、印加電圧を上昇すると、図２６（Ｂ）に示
すように、放電が放電空間４全体に拡がるので、等価ギ
ャップ長の長い良好なレーザ励起が可能となる。
（Ａ）に示すように金属電極１，２の近傍でのみ放電が
発生するが、図１９等に示す平板電極と比較すると、等
価ギャップ長が２倍になるので、高効率の励起が可能と
なる。一方、印加電圧を上昇すると、図２６（Ｂ）に示
すように、放電が放電空間４全体に拡がるので、等価ギ
ャップ長の長い良好なレーザ励起が可能となる。
【０１５８】実施例２１．上記実施例２０において、図
２７に示すように、金属電極１，２の他に複数の金属電
極１ｂ，２ｂを加えると、各電極に加える電圧はより低
くても、放電が全域に拡外筒るという効果がある。
２７に示すように、金属電極１，２の他に複数の金属電
極１ｂ，２ｂを加えると、各電極に加える電圧はより低
くても、放電が全域に拡外筒るという効果がある。
【０１５９】実施例２２．上記実施例２０および２１で
は、同一の電源を用いた場合について述べたが、これに
限らず、各電極を別の電源に接続してもよく、さらに、
図２８に示すように多相（この場合は三相）電源３３を
用いても同様の効果が得られる。なお、図２５〜図２８
において、内管２０５を誘電体で構成すると、金属電極
近傍の放電の集中は緩和され、より拡散的な放電を実現
できる。
は、同一の電源を用いた場合について述べたが、これに
限らず、各電極を別の電源に接続してもよく、さらに、
図２８に示すように多相（この場合は三相）電源３３を
用いても同様の効果が得られる。なお、図２５〜図２８
において、内管２０５を誘電体で構成すると、金属電極
近傍の放電の集中は緩和され、より拡散的な放電を実現
できる。
【０１６０】実施例２３．さらに、図２９に示すよう
に、金属管１２１の外周に誘電体層１２２を被覆した複
合管を内管として使用し、金属管１２１の中に冷却水を
流せば、万一、誘電体層が破壊しても水漏れの心配はな
い。また、図２９においては、中点接地電源３４を使用
して、金属管１２１を接地しているため、放電は更に低
い電圧で放電空間４全体に拡がった。
に、金属管１２１の外周に誘電体層１２２を被覆した複
合管を内管として使用し、金属管１２１の中に冷却水を
流せば、万一、誘電体層が破壊しても水漏れの心配はな
い。また、図２９においては、中点接地電源３４を使用
して、金属管１２１を接地しているため、放電は更に低
い電圧で放電空間４全体に拡がった。
【０１６１】実施例２４．上記実施例２０において、図
３０に示すように、外管１０５の外周で、金属電極１，
２が設けられていない部分に、電気的に浮かした冷却機
能を持つ金属１２３，１２４を金属電極１，２と互い違
いに配置したところ、より有効に放電空間４内のレーザ
ガスが冷却された。
３０に示すように、外管１０５の外周で、金属電極１，
２が設けられていない部分に、電気的に浮かした冷却機
能を持つ金属１２３，１２４を金属電極１，２と互い違
いに配置したところ、より有効に放電空間４内のレーザ
ガスが冷却された。
【０１６２】実施例２５．上記実施例２０〜２４では、
円筒状の放電空間４の半径方向へ放電が発生する場合に
ついて述べたが、これに限らず、図３１に示すように、
レーザビームの出射方向に複数に分割された電極１０
６，１０７を設けても、これらの実施例と全く同様の効
果が得られた。
円筒状の放電空間４の半径方向へ放電が発生する場合に
ついて述べたが、これに限らず、図３１に示すように、
レーザビームの出射方向に複数に分割された電極１０
６，１０７を設けても、これらの実施例と全く同様の効
果が得られた。
【０１６３】すなわち、光軸方向に放電を発生させるこ
とにより、ギャップ長ｇを任意に設定することができる
ので、低周波の電源を使用しても高効率のレーザ励起が
可能となる。この場合、放電空間４の円環断面上の放電
の均質性は優れている。
とにより、ギャップ長ｇを任意に設定することができる
ので、低周波の電源を使用しても高効率のレーザ励起が
可能となる。この場合、放電空間４の円環断面上の放電
の均質性は優れている。
【０１６４】また、この実施例２５では単一のＲＦ電源
３を使用したが、複数の電源や、図２８に示すような多
相電源３３をしようしてもよい。
３を使用したが、複数の電源や、図２８に示すような多
相電源３３をしようしてもよい。
【０１６５】実施例２６．内管２０５は、上記実施例２
０〜２５に示すように、金属、誘電体、または金属表面
に誘電体をコーティングしたものを使用してもよい。特
に、図３２に示すように中点接地電源３４を使用して、
内管を接地しておくと、金属電極１０６，１０７，１０
８，１０９と金属内管１２１の間で放電が開始した場
合、印加電圧の上昇と共に放電領域が拡がっていくの
で、過電圧を必要とせず実用的である。特に、金属内管
１２１と誘電体板１２２で被覆されている場合には、放
電は更に均質で、効果が大きい。また、上記実施例２０
〜２６ではＣＯ2 レーザについて説明したが、これに限
らず、低エネルギー電子で励起することが必要とされる
ＣＯレーザなど他のレーザにも適用可能である。
０〜２５に示すように、金属、誘電体、または金属表面
に誘電体をコーティングしたものを使用してもよい。特
に、図３２に示すように中点接地電源３４を使用して、
内管を接地しておくと、金属電極１０６，１０７，１０
８，１０９と金属内管１２１の間で放電が開始した場
合、印加電圧の上昇と共に放電領域が拡がっていくの
で、過電圧を必要とせず実用的である。特に、金属内管
１２１と誘電体板１２２で被覆されている場合には、放
電は更に均質で、効果が大きい。また、上記実施例２０
〜２６ではＣＯ2 レーザについて説明したが、これに限
らず、低エネルギー電子で励起することが必要とされる
ＣＯレーザなど他のレーザにも適用可能である。
【０１６６】実施例２７．図３３はこの発明の実施例２
７によるレーザ装置の斜視図であり、図において、７０
はレーザビーム取出用の反射鏡８側に配置された大気遮
蔽窓としてのレーザビーム出力窓であり、この出力窓７
０は前記反射鏡８から離して設置されている。従って、
前記反射鏡８と前記出力窓７０との間はレーザビーム９
が通過する非放電部分（非励起部）となっており、この
非放電部分にはレーザガス冷却手段としての冷却ダクト
７１１が配置されている。この冷却ダクト７１１は中央
部に矩形開口を有しており、この矩形開口の長辺および
短辺の長さは、前記冷却ダクト７１１を通過するレーザ
ビームの長辺および短辺のそれぞれの３倍以下に設定さ
れている。
７によるレーザ装置の斜視図であり、図において、７０
はレーザビーム取出用の反射鏡８側に配置された大気遮
蔽窓としてのレーザビーム出力窓であり、この出力窓７
０は前記反射鏡８から離して設置されている。従って、
前記反射鏡８と前記出力窓７０との間はレーザビーム９
が通過する非放電部分（非励起部）となっており、この
非放電部分にはレーザガス冷却手段としての冷却ダクト
７１１が配置されている。この冷却ダクト７１１は中央
部に矩形開口を有しており、この矩形開口の長辺および
短辺の長さは、前記冷却ダクト７１１を通過するレーザ
ビームの長辺および短辺のそれぞれの３倍以下に設定さ
れている。
【０１６７】また、この実施例２７では、金属電極１，
２の長さ寸法を誘電体板１０，２０の長さ寸法よりも短
く設定し、該誘電体板１０，２０の長手方向両端側を前
記金属電極１，２の長手方向両端より反射鏡７，８側に
延出させている。従って、金属電極１，２と反射鏡７，
８との間も非放電部分（非励起部）となっており、これ
らの非放電部分には、電気的に浮かすか、もしくは、接
地された冷却機能を有する冷却管７１２，７１３および
７１４，７１５がレーザガス冷却手段として配置されて
いる。
２の長さ寸法を誘電体板１０，２０の長さ寸法よりも短
く設定し、該誘電体板１０，２０の長手方向両端側を前
記金属電極１，２の長手方向両端より反射鏡７，８側に
延出させている。従って、金属電極１，２と反射鏡７，
８との間も非放電部分（非励起部）となっており、これ
らの非放電部分には、電気的に浮かすか、もしくは、接
地された冷却機能を有する冷却管７１２，７１３および
７１４，７１５がレーザガス冷却手段として配置されて
いる。
【０１６８】ここで、一般に、反射鏡８と出力窓７０と
を離した配置とすることにより、レーザビームを自然伝
搬し出力窓７０位置でのビーム径を増大することができ
る。図３３において、反射鏡８と出力窓７０とを単に離
しただけの構成で、何らのレーザガス冷却手段も有して
いない従来のレーザ装置のレーザ発振特性を図３５に示
す。図３５で明らかなように、低出力域では放電電力と
共にレーザ出力はリニアに延びていく。しかし、レーザ
出力５００Ｗ程度の位置で一旦出力の飽和現象が観測さ
れ、さらに入力を増すと再びレーザ出力が増大すること
が確認された。ただし、飽和後のレーザ出力の傾き（効
率）は飽和前の傾きに比較して低いことが判った。出力
が飽和する光強度は炭酸ガス濃度に大きく依存し、炭酸
ガス濃度が低いほど出力飽和が発生し難いことが明らか
になった。
を離した配置とすることにより、レーザビームを自然伝
搬し出力窓７０位置でのビーム径を増大することができ
る。図３３において、反射鏡８と出力窓７０とを単に離
しただけの構成で、何らのレーザガス冷却手段も有して
いない従来のレーザ装置のレーザ発振特性を図３５に示
す。図３５で明らかなように、低出力域では放電電力と
共にレーザ出力はリニアに延びていく。しかし、レーザ
出力５００Ｗ程度の位置で一旦出力の飽和現象が観測さ
れ、さらに入力を増すと再びレーザ出力が増大すること
が確認された。ただし、飽和後のレーザ出力の傾き（効
率）は飽和前の傾きに比較して低いことが判った。出力
が飽和する光強度は炭酸ガス濃度に大きく依存し、炭酸
ガス濃度が低いほど出力飽和が発生し難いことが明らか
になった。
【０１６９】この現象は、詳細に検討した結果、非励起
・非冷却空間での炭酸ガスのレーザ光吸収による出力の
飽和現象であることが判明した。すなわち、前記出力の
飽和現象は、励起されておらず（反転分布が形成されて
おらず）、且つ、冷却されていない空間、例えば図３３
における放電空間４と反射鏡７，８との間、あるいは反
射鏡８と出力窓７０との空間における光吸収効果による
ものである。
・非冷却空間での炭酸ガスのレーザ光吸収による出力の
飽和現象であることが判明した。すなわち、前記出力の
飽和現象は、励起されておらず（反転分布が形成されて
おらず）、且つ、冷却されていない空間、例えば図３３
における放電空間４と反射鏡７，８との間、あるいは反
射鏡８と出力窓７０との空間における光吸収効果による
ものである。
【０１７０】そこで、炭酸ガスの光吸収係数とガス温度
の関係を図３６に示す。この図３６で明らかなように、
ガス温度の上昇と共に光吸収係数は増加し、やがて飽和
することが判る。すなわち、非励起空間において、炭酸
ガスがレーザビームのエネルギーを吸収することによ
り、ガス温度の上昇を誘発し、さらに、前記エネルギー
の吸収量が増加するという過程が繰り返される。この過
程では、入力を増加しても光吸収量が増加するため、レ
ーザ出力は増加せず、やがてガス温度が６００Ｋ程度に
なると、光吸収係数は増加しなくなる。
の関係を図３６に示す。この図３６で明らかなように、
ガス温度の上昇と共に光吸収係数は増加し、やがて飽和
することが判る。すなわち、非励起空間において、炭酸
ガスがレーザビームのエネルギーを吸収することによ
り、ガス温度の上昇を誘発し、さらに、前記エネルギー
の吸収量が増加するという過程が繰り返される。この過
程では、入力を増加しても光吸収量が増加するため、レ
ーザ出力は増加せず、やがてガス温度が６００Ｋ程度に
なると、光吸収係数は増加しなくなる。
【０１７１】このように、従来のレーザ装置では、特に
高いレーザ出力時における非励起空間・非冷却空間での
光吸収効果が増大し、この光吸収効果によってレーザ出
力の飽和現象が発生したり、発振効率が低くなるなどの
問題点があった。
高いレーザ出力時における非励起空間・非冷却空間での
光吸収効果が増大し、この光吸収効果によってレーザ出
力の飽和現象が発生したり、発振効率が低くなるなどの
問題点があった。
【０１７２】しかるに、この実施例２７では、上述のよ
うに、レーザビームの通過路における非放電部分（反射
鏡８と出力窓７０との間、および、金属電極１，２と反
射鏡７，８との間）にレーザガス冷却手段（冷却ダクト
７１１および冷却管７１２，７１３，７１４，７１５）
を設けたことにより、反転分布が生じていない非放電部
分（非励起空間）では、光吸収による入熱はあるが、そ
の冷却が充分に行われるため光吸収効果を小さく抑える
ことができ、これによって、ガス温度上昇も小さくな
る。従って、光吸収係数が低い値に抑えられ、高効率の
レーザ出力が可能となる。
うに、レーザビームの通過路における非放電部分（反射
鏡８と出力窓７０との間、および、金属電極１，２と反
射鏡７，８との間）にレーザガス冷却手段（冷却ダクト
７１１および冷却管７１２，７１３，７１４，７１５）
を設けたことにより、反転分布が生じていない非放電部
分（非励起空間）では、光吸収による入熱はあるが、そ
の冷却が充分に行われるため光吸収効果を小さく抑える
ことができ、これによって、ガス温度上昇も小さくな
る。従って、光吸収係数が低い値に抑えられ、高効率の
レーザ出力が可能となる。
【０１７３】図３４は実施例２７によるレーザ発振特性
を示す図であり、この図からも明らかなように、実施例
２７によれば、図３５で見られたようなレーザ出力の飽
和現象や発振効率の低下は全く観測されず、高効率レー
ザ装置が得られる。
を示す図であり、この図からも明らかなように、実施例
２７によれば、図３５で見られたようなレーザ出力の飽
和現象や発振効率の低下は全く観測されず、高効率レー
ザ装置が得られる。
【０１７４】実施例２８．図３７はこの発明の実施例２
８によるレーザ装置の斜視図であり、この実施例２８で
は、ガス流発生手段として小形のブロア等を設置し、非
励起部に矢印で示すようなガス流１５０，１６０を強制
的に発生させ、このガス流１５０，１６０によって非励
起部でのレーザガスの温度上昇を抑えるようにしたので
あり、これによっても実施例２７の場合と同様の効果が
得られる。
８によるレーザ装置の斜視図であり、この実施例２８で
は、ガス流発生手段として小形のブロア等を設置し、非
励起部に矢印で示すようなガス流１５０，１６０を強制
的に発生させ、このガス流１５０，１６０によって非励
起部でのレーザガスの温度上昇を抑えるようにしたので
あり、これによっても実施例２７の場合と同様の効果が
得られる。
【０１７５】実施例２９．図３８はこの発明の実施例２
９によるレーザ装置の斜視図であり、この実施例２９で
は、誘電体板１０，２０間に形成されている放電空間４
の両側面に、レーザガスの漏れを防止する側板５１，５
２を設けている。また、これらの側板５１，５２の中腹
部にはガス流通孔５１ａ，５２ａ（但し５１ａのみを図
示）を設けている。そして、ガス流通孔５１ａ，５２ａ
から矢印１７０，１８０で示すようにレーザガスを放電
空間４内に供給流入させ、該放電空間４内のガス圧力が
一定化するように真空ポンプ（図示せず）で常時排気す
る構成としている。
９によるレーザ装置の斜視図であり、この実施例２９で
は、誘電体板１０，２０間に形成されている放電空間４
の両側面に、レーザガスの漏れを防止する側板５１，５
２を設けている。また、これらの側板５１，５２の中腹
部にはガス流通孔５１ａ，５２ａ（但し５１ａのみを図
示）を設けている。そして、ガス流通孔５１ａ，５２ａ
から矢印１７０，１８０で示すようにレーザガスを放電
空間４内に供給流入させ、該放電空間４内のガス圧力が
一定化するように真空ポンプ（図示せず）で常時排気す
る構成としている。
【０１７６】このように構成すると、放電空間４の中央
部から反射鏡７，８に向ってガス流が発生するため同様
の効果が得られる。この場合、放電空間４において、炭
酸ガスは電子衝突を受け次式のように一酸化炭素と酸素
に解離する。 ＣＯ2 ＋ｅ→ＣＯ＋Ｏ2 ／２ このため、放電空間４では炭酸ガス濃度が高く、非励起
空間では炭酸ガス濃度が低いといった理想的な状況が得
られるという絶大の効果がある。なお、非励起部に低温
ガスが流入するという点から捉えると、図３８のレーザ
ガスの流れ（矢印１７０，１８０）を逆向きにしてもよ
い。すなわち、非励起部から放電空間４にレーザガスを
導入し、電極中央部（前記側板５１，５２のガス流通孔
５１ａ，５２ａ）からレーザガスを排出させる構成とし
ても有意義である。このように実施例２９では放電によ
る炭酸ガスの解離現象を利用して励起空間と非励起空間
の炭酸ガス濃度に差をつける場合について説明したが、
要するに非励起空間の炭酸ガス濃度を低く抑えれば同様
の効果が得られるのである。
部から反射鏡７，８に向ってガス流が発生するため同様
の効果が得られる。この場合、放電空間４において、炭
酸ガスは電子衝突を受け次式のように一酸化炭素と酸素
に解離する。 ＣＯ2 ＋ｅ→ＣＯ＋Ｏ2 ／２ このため、放電空間４では炭酸ガス濃度が高く、非励起
空間では炭酸ガス濃度が低いといった理想的な状況が得
られるという絶大の効果がある。なお、非励起部に低温
ガスが流入するという点から捉えると、図３８のレーザ
ガスの流れ（矢印１７０，１８０）を逆向きにしてもよ
い。すなわち、非励起部から放電空間４にレーザガスを
導入し、電極中央部（前記側板５１，５２のガス流通孔
５１ａ，５２ａ）からレーザガスを排出させる構成とし
ても有意義である。このように実施例２９では放電によ
る炭酸ガスの解離現象を利用して励起空間と非励起空間
の炭酸ガス濃度に差をつける場合について説明したが、
要するに非励起空間の炭酸ガス濃度を低く抑えれば同様
の効果が得られるのである。
【０１７７】実施例３０．図３９は、この発明の実施例
３０による導波路型ＣＯ2 レーザ装置を示す斜視図であ
る。この実施例３０では、互いに対向する平板状の一対
の金属電極１，２と、これらの金属電極１，２の対向面
に密着されて相互間で矩形断面の放電空間４を形成する
誘電体板１０，２０とを１ユニットとし、その４つのユ
ニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４を断面多角形状（断面四
角形状）に配置した構成としている。このような構成と
することにより、前記４つのユニットＵ１〜Ｕ４のそれ
ぞれに形成された４つの放電空間４ａ〜４ｄの各矩形断
面は多角形状（断面四角形状）に配置された状態となっ
ている。なお、この実施例３０において、前記各ユニッ
トＵ１〜Ｕ４のそれぞれ一方の金属電極１は励起電源
（ＲＦ電源）３に接続され、且つ、それぞれの放電空間
４ａ〜４ｄには従来と同様に混合ガスが充填される。
３０による導波路型ＣＯ2 レーザ装置を示す斜視図であ
る。この実施例３０では、互いに対向する平板状の一対
の金属電極１，２と、これらの金属電極１，２の対向面
に密着されて相互間で矩形断面の放電空間４を形成する
誘電体板１０，２０とを１ユニットとし、その４つのユ
ニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４を断面多角形状（断面四
角形状）に配置した構成としている。このような構成と
することにより、前記４つのユニットＵ１〜Ｕ４のそれ
ぞれに形成された４つの放電空間４ａ〜４ｄの各矩形断
面は多角形状（断面四角形状）に配置された状態となっ
ている。なお、この実施例３０において、前記各ユニッ
トＵ１〜Ｕ４のそれぞれ一方の金属電極１は励起電源
（ＲＦ電源）３に接続され、且つ、それぞれの放電空間
４ａ〜４ｄには従来と同様に混合ガスが充填される。
【０１７８】また、この実施例３０において、前記放電
空間４ａ〜４ｄの長手方向の両端開口側に対向配置され
た反射鏡７，８は、それぞれが折曲線７ａ，８ａを介し
て適当な角度に折曲形成された一連の折曲鏡板部７１，
７２および８１，８２から成り、それらの折曲方向が９
０゜異なるように配置した構成となっている。
空間４ａ〜４ｄの長手方向の両端開口側に対向配置され
た反射鏡７，８は、それぞれが折曲線７ａ，８ａを介し
て適当な角度に折曲形成された一連の折曲鏡板部７１，
７２および８１，８２から成り、それらの折曲方向が９
０゜異なるように配置した構成となっている。
【０１７９】さらに詳しく述べると、図３９の導波路型
ＣＯ2 レーザ装置のレーザビームのビーム光路を示す図
４０において、Ｌ１，Ｌ２は前記放電空間４ａ，４ｂ，
４ｃ，４ｄで囲繞されてビーム光路を形成する空間断面
の中心点を通る２本の線対称軸であり、この線対称軸Ｌ
１，Ｌ２の何れか１本と前記反射鏡７，８の折曲線７
ａ，８ａが一致し、且つ、それらの折曲線７ａ，８ａの
向きが９０゜異なるように前記反射鏡７，８を配置して
いる。
ＣＯ2 レーザ装置のレーザビームのビーム光路を示す図
４０において、Ｌ１，Ｌ２は前記放電空間４ａ，４ｂ，
４ｃ，４ｄで囲繞されてビーム光路を形成する空間断面
の中心点を通る２本の線対称軸であり、この線対称軸Ｌ
１，Ｌ２の何れか１本と前記反射鏡７，８の折曲線７
ａ，８ａが一致し、且つ、それらの折曲線７ａ，８ａの
向きが９０゜異なるように前記反射鏡７，８を配置して
いる。
【０１８０】ここで言う線対称軸Ｌ１，Ｌ２とは、或る
線に対して前記空間断面が左右対称になるものを意味す
る。例えば、図４０において、点線を放電空間４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄの断面配置とした場合、その放電空間断
面を前記線対称軸Ｌ１またはＬ２の部分で折り曲げる
と、折り曲げられた放電空間断面が全く重なり合って一
致する線を言う。
線に対して前記空間断面が左右対称になるものを意味す
る。例えば、図４０において、点線を放電空間４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄの断面配置とした場合、その放電空間断
面を前記線対称軸Ｌ１またはＬ２の部分で折り曲げる
と、折り曲げられた放電空間断面が全く重なり合って一
致する線を言う。
【０１８１】上述のように折曲形成された反射鏡７，８
において、レーザビーム取出し側の反射鏡８には図３９
に示すように矩形状のレーザビーム出射口８３が設けら
れている。
において、レーザビーム取出し側の反射鏡８には図３９
に示すように矩形状のレーザビーム出射口８３が設けら
れている。
【０１８２】なお、図４０において、９ａは前記放電空
間４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ内に存在しているレーザビー
ムであり、図３９において、９は前記レーザビーム出射
口８３から出射されるレーザビームである。
間４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ内に存在しているレーザビー
ムであり、図３９において、９は前記レーザビーム出射
口８３から出射されるレーザビームである。
【０１８３】次に動作について説明する。いま、図４０
において、一方の反射鏡８における上方の折曲鏡板部８
１の黒点Ｐから下向き矢印方向に反射されて進行するレ
ーザビーム９ａは、下方の折曲鏡板部８２で他方の反射
鏡７の片方の折曲鏡板部７１方向に折り返し反射され
る。次いで、その折曲鏡板部７１から、これに連なる他
方の折曲鏡板部７２側に向って横方向に折り返し反射さ
れた後、その折曲鏡板部７２で前記一方の反射鏡８の下
方折曲鏡板部８２に向って折り返し反射され、この下方
折曲鏡板部８２では上方折曲鏡板部８１方向に向って折
り返し反射される。そして、その下方折曲鏡板部８１で
は前記他方の反射鏡７の一方（図中で左側）の折曲鏡板
部７２方向に折り返し反射され、この折曲鏡板部７２で
は他方（図中で右側）の折曲鏡板部７１方向に折り返し
反射された後、この折曲鏡板部７１から前記黒点Ｐに戻
るように折り返し反射される。
において、一方の反射鏡８における上方の折曲鏡板部８
１の黒点Ｐから下向き矢印方向に反射されて進行するレ
ーザビーム９ａは、下方の折曲鏡板部８２で他方の反射
鏡７の片方の折曲鏡板部７１方向に折り返し反射され
る。次いで、その折曲鏡板部７１から、これに連なる他
方の折曲鏡板部７２側に向って横方向に折り返し反射さ
れた後、その折曲鏡板部７２で前記一方の反射鏡８の下
方折曲鏡板部８２に向って折り返し反射され、この下方
折曲鏡板部８２では上方折曲鏡板部８１方向に向って折
り返し反射される。そして、その下方折曲鏡板部８１で
は前記他方の反射鏡７の一方（図中で左側）の折曲鏡板
部７２方向に折り返し反射され、この折曲鏡板部７２で
は他方（図中で右側）の折曲鏡板部７１方向に折り返し
反射された後、この折曲鏡板部７１から前記黒点Ｐに戻
るように折り返し反射される。
【０１８４】即ち、一方の反射鏡８では、他方の反射鏡
７からの入射レーザビーム９ａを上下方向に折り返し反
射し、他方の反射鏡７では前記一方の反射鏡８からの入
射レーザビーム９ａを左右方向に折り返し反射すること
となる。従って、片方の反射鏡７で折り返され、再び、
もう片方の反射鏡８方向に反射されたレールに９ａの光
路は、前述のように折り返し反射される前のレーザビー
ムの光路とは異なり、同一の光路を逆戻りするようなこ
とはない。また、前記一方の反射鏡８に戻ってきたレー
ザビーム９ａは黒点Ｐとは別の位置（黒点Ｐを有する折
曲鏡板部８１とは折曲鏡板部８２）にあり、その位置か
ら再び上方（折曲鏡板部８１）に折り返され、他方の反
射鏡７の折曲鏡板部７２方向に折り返し反射される。こ
の折曲鏡板部７２に達したレーザビーム９ａは、折曲鏡
板部７１方向に折り返し反射され、次いで、この折曲鏡
板部７１で別の反射鏡８の折曲鏡板部８１方向に折り返
し反射されることによって前記黒点Ｐに戻ってくる。
７からの入射レーザビーム９ａを上下方向に折り返し反
射し、他方の反射鏡７では前記一方の反射鏡８からの入
射レーザビーム９ａを左右方向に折り返し反射すること
となる。従って、片方の反射鏡７で折り返され、再び、
もう片方の反射鏡８方向に反射されたレールに９ａの光
路は、前述のように折り返し反射される前のレーザビー
ムの光路とは異なり、同一の光路を逆戻りするようなこ
とはない。また、前記一方の反射鏡８に戻ってきたレー
ザビーム９ａは黒点Ｐとは別の位置（黒点Ｐを有する折
曲鏡板部８１とは折曲鏡板部８２）にあり、その位置か
ら再び上方（折曲鏡板部８１）に折り返され、他方の反
射鏡７の折曲鏡板部７２方向に折り返し反射される。こ
の折曲鏡板部７２に達したレーザビーム９ａは、折曲鏡
板部７１方向に折り返し反射され、次いで、この折曲鏡
板部７１で別の反射鏡８の折曲鏡板部８１方向に折り返
し反射されることによって前記黒点Ｐに戻ってくる。
【０１８５】このように、レーザビーム９ａは一つのビ
ーム光路としてつながっており、前記反射鏡７，８間を
往復する４つのビーム光路がそれぞれ矩形断面の放電空
間４ａ〜４ｄで形成されていることによって、前記レー
ザビーム９ａは増幅されることとなる。
ーム光路としてつながっており、前記反射鏡７，８間を
往復する４つのビーム光路がそれぞれ矩形断面の放電空
間４ａ〜４ｄで形成されていることによって、前記レー
ザビーム９ａは増幅されることとなる。
【０１８６】以上要するに、この実施例３０による導波
路型ＣＯ2 レーザ装置では、４つの放電空間４ａ〜４ｄ
の矩形断面を四角形状に配置し、且つ、折り返し反射鏡
７，８を用いたことにより、前記放電空間４ａ〜４ｄの
それぞれの内部でレーザビーム９ａを増幅でき、しか
も、その増幅されたレーザビーム９ａを立体的に一つの
レーザビームとして取り扱うことができ、装置の小型化
が図れると共に、誘電体板１０，２０の素材であるセラ
ミック板を各ユニットＵ１〜Ｕ４毎に分割して使用でき
るのでコスト低減も図れる。
路型ＣＯ2 レーザ装置では、４つの放電空間４ａ〜４ｄ
の矩形断面を四角形状に配置し、且つ、折り返し反射鏡
７，８を用いたことにより、前記放電空間４ａ〜４ｄの
それぞれの内部でレーザビーム９ａを増幅でき、しか
も、その増幅されたレーザビーム９ａを立体的に一つの
レーザビームとして取り扱うことができ、装置の小型化
が図れると共に、誘電体板１０，２０の素材であるセラ
ミック板を各ユニットＵ１〜Ｕ４毎に分割して使用でき
るのでコスト低減も図れる。
【０１８７】実施例３１．図４１はこの発明の実施例３
１による導波路型ＣＯ2 レーザ装置を示す断面図、図４
２は図４１のレーザビームのビーム光路を示す斜視図で
ある。前記実施例３０では、４つのユニットＵ１〜Ｕ４
をそれぞれの放電空間４ａ〜４ｄの矩形断面が四角形状
となるように配置したが、この実施例３１では、５つの
ユニットＵ１〜Ｕ５を用いて、それらの放電空間４ａ〜
４ｅの矩形断面を五角形状に配置したものである。
１による導波路型ＣＯ2 レーザ装置を示す断面図、図４
２は図４１のレーザビームのビーム光路を示す斜視図で
ある。前記実施例３０では、４つのユニットＵ１〜Ｕ４
をそれぞれの放電空間４ａ〜４ｄの矩形断面が四角形状
となるように配置したが、この実施例３１では、５つの
ユニットＵ１〜Ｕ５を用いて、それらの放電空間４ａ〜
４ｅの矩形断面を五角形状に配置したものである。
【０１８８】この実施例３１の動作は前記実施例３０の
場合と同様であるが、レーザビーム９ａのビーム光路は
前記実施例３０の場合とは異なって、図４２中の矢印で
示すビーム光路となり、同様の作用効果が得られる。
場合と同様であるが、レーザビーム９ａのビーム光路は
前記実施例３０の場合とは異なって、図４２中の矢印で
示すビーム光路となり、同様の作用効果が得られる。
【０１８９】実施例３２．図４３はこの発明の実施例３
２による導波路型ＣＯ2 レーザ装置を示す断面図、図４
４は図４３の斜視図、図４５は図４４のレーザビームの
ビーム光路を示す斜視図である。この実施例３２では、
６つのユニットＵ１〜Ｕ６を用いて、それらの放電空間
４ａ〜４ｆの矩形断面を六角形状に配置したものであ
り、レーザビーム９ａのビーム光路は、図４５中の矢印
で示すビーム光路となり、同様の作用効果が得られる。
２による導波路型ＣＯ2 レーザ装置を示す断面図、図４
４は図４３の斜視図、図４５は図４４のレーザビームの
ビーム光路を示す斜視図である。この実施例３２では、
６つのユニットＵ１〜Ｕ６を用いて、それらの放電空間
４ａ〜４ｆの矩形断面を六角形状に配置したものであ
り、レーザビーム９ａのビーム光路は、図４５中の矢印
で示すビーム光路となり、同様の作用効果が得られる。
【０１９０】即ち、前記実施例３０，３１，３２は、矩
形断面をなした複数の放電空間を断面多角形状に配置
し、折り返し型の反射鏡７，８でレーザビーム９ａを立
体的に折り返し反射させて複数回往復させるようにし、
折り返し反射されるレーザビーム９ａが全ての放電空間
内を通って増幅されることにより、一つのビーム光路と
して取り扱うことができるようにしたことを特徴とす
る。従って、前記放電空間は、多角形状に配置できる個
数であればよく、その個数は限定されるものでない。
形断面をなした複数の放電空間を断面多角形状に配置
し、折り返し型の反射鏡７，８でレーザビーム９ａを立
体的に折り返し反射させて複数回往復させるようにし、
折り返し反射されるレーザビーム９ａが全ての放電空間
内を通って増幅されることにより、一つのビーム光路と
して取り扱うことができるようにしたことを特徴とす
る。従って、前記放電空間は、多角形状に配置できる個
数であればよく、その個数は限定されるものでない。
【０１９１】実施例３３．図４６はこの発明の実施例３
３による導波路型ＣＯ2 レーザ装置の要部断面図、図４
７は図４６のレーザビームのビーム光路を示す斜視図で
ある。この実施例３３では、２つの直交する線対称軸Ｌ
１，Ｌ２の交点を中心として４つの放電空間４ａ〜４ｄ
の矩形断面を放射方向に等間隔で配置した構成としてい
る。このような構成とすることにより、図４７に矢印で
示すレーザビーム９ａのビーム光路が得られる。従っ
て、前記実施例３０の場合と同様の作用効果が得られ
る。なお、前記線対称軸Ｌ１，Ｌ２とは、前記実施例３
０（図４０）で述べたことと同様のことを意味する。
３による導波路型ＣＯ2 レーザ装置の要部断面図、図４
７は図４６のレーザビームのビーム光路を示す斜視図で
ある。この実施例３３では、２つの直交する線対称軸Ｌ
１，Ｌ２の交点を中心として４つの放電空間４ａ〜４ｄ
の矩形断面を放射方向に等間隔で配置した構成としてい
る。このような構成とすることにより、図４７に矢印で
示すレーザビーム９ａのビーム光路が得られる。従っ
て、前記実施例３０の場合と同様の作用効果が得られ
る。なお、前記線対称軸Ｌ１，Ｌ２とは、前記実施例３
０（図４０）で述べたことと同様のことを意味する。
【０１９２】実施例３４．図４８はこの発明の実施例３
４による導波路型ＣＯ2 レーザ装置の要部断面図であ
る。前記実施例３３では、４つの放電空間４ａ〜４ｄの
矩形断面を放射方向に等間隔で配置したが、この実施例
３４では、５つの放電空間４ａ〜４ｅの矩形断面を放射
方向に等間隔で配置した構成としており、この場合に得
られるレーザビームのビーム光路は図４２に示した光路
と同様になり、従って、同様の作用効果が得られる。
４による導波路型ＣＯ2 レーザ装置の要部断面図であ
る。前記実施例３３では、４つの放電空間４ａ〜４ｄの
矩形断面を放射方向に等間隔で配置したが、この実施例
３４では、５つの放電空間４ａ〜４ｅの矩形断面を放射
方向に等間隔で配置した構成としており、この場合に得
られるレーザビームのビーム光路は図４２に示した光路
と同様になり、従って、同様の作用効果が得られる。
【０１９３】実施例３５．図４９はこの発明の実施例３
５による導波路型ＣＯ2 レーザ装置の要部断面図であ
る。この実施例３５では、６つの放電空間４ａ〜４ｆの
矩形断面を放射方向に等間隔で配置した構成としてお
り、従って、この場合においても、同様の作用効果が得
られる。なお、前記実施例３３〜３５では、４つ〜６つ
の放電空間を放射状に配置した場合について説明した
が、その放電空間の個数は限定されるものでなく、要
は、少なくとも２つ以上の線対称軸が得られるように複
数の放電空間の矩形断面を放射状に配置したものであれ
ばよい。
５による導波路型ＣＯ2 レーザ装置の要部断面図であ
る。この実施例３５では、６つの放電空間４ａ〜４ｆの
矩形断面を放射方向に等間隔で配置した構成としてお
り、従って、この場合においても、同様の作用効果が得
られる。なお、前記実施例３３〜３５では、４つ〜６つ
の放電空間を放射状に配置した場合について説明した
が、その放電空間の個数は限定されるものでなく、要
は、少なくとも２つ以上の線対称軸が得られるように複
数の放電空間の矩形断面を放射状に配置したものであれ
ばよい。
【０１９４】実施例３６．図５０はこの発明の実施例３
６によるレーザ装置の斜視図であり、基本構成は前記実
施例３０の場合と同様である。ただし、この実施例３６
では、前記実施例３０における平板状の金属電極１，２
に代えて棒状（ロッド状）の金属電極１ａ，２ａおよび
１ｂ，２ｂを使用している。すなわち、この実施例３６
では、互いに対向する平板状の一対の誘電体板１０，２
０を１つのユニットとし、その４つのユニットＵ１〜Ｕ
４をそれぞれの放電空間４ａ〜４ｄの矩形断面が四角形
状となるように配置し、それらの放電空間４ａ〜４ｄの
それぞれの両側長辺方向に前記４本の棒状金属電極１
ａ，２ａおよび１ｂ，２ｂを沿わせて配置した構成とし
ている。
６によるレーザ装置の斜視図であり、基本構成は前記実
施例３０の場合と同様である。ただし、この実施例３６
では、前記実施例３０における平板状の金属電極１，２
に代えて棒状（ロッド状）の金属電極１ａ，２ａおよび
１ｂ，２ｂを使用している。すなわち、この実施例３６
では、互いに対向する平板状の一対の誘電体板１０，２
０を１つのユニットとし、その４つのユニットＵ１〜Ｕ
４をそれぞれの放電空間４ａ〜４ｄの矩形断面が四角形
状となるように配置し、それらの放電空間４ａ〜４ｄの
それぞれの両側長辺方向に前記４本の棒状金属電極１
ａ，２ａおよび１ｂ，２ｂを沿わせて配置した構成とし
ている。
【０１９５】このような構成とすることにより、矩形断
面の放電空間４ａ〜４ｄのそれぞれの長辺方向に放電が
発生する。この場合においても前記誘電体板１０，２０
は冷却されていることにより、レーザガスはそれらの誘
電体板１０，２０を介して冷却される。従って、前記実
施例３０の場合と同様の効果が得られる。なお、この実
施例３６では、４つの放電空間４ａ〜４ｄがある場合に
ついて説明したが、その個数は限定されるものでない。
面の放電空間４ａ〜４ｄのそれぞれの長辺方向に放電が
発生する。この場合においても前記誘電体板１０，２０
は冷却されていることにより、レーザガスはそれらの誘
電体板１０，２０を介して冷却される。従って、前記実
施例３０の場合と同様の効果が得られる。なお、この実
施例３６では、４つの放電空間４ａ〜４ｄがある場合に
ついて説明したが、その個数は限定されるものでない。
【０１９６】実施例３７．図５１はこの発明の実施例３
７による固体レーザ装置の斜視図である。この実施例３
７による固体レーザ装置は、スラブ型固体レーザ媒質を
レーザ光励起媒質とし、そのレーザ媒質が例えばＹＡＧ
（Ｙ3-X ＮｄX Ａｌ5 Ｏ12）から成り、その形状がスラ
ブ状であるＹＡＧスラブレーザ装置である。図におい
て、４１ａ〜４１ｄはスラブ形状のＹＡＧ結晶からなる
４つの固体素子であり、これらの固体素子４１ａ〜４１
ｄは断面四角形状に配置されている。４２ａ〜４２ｅは
前記固体素子４１ａ〜４１ｄをそれぞれ励起するための
光源である。これらの光源４２ａ〜４２ｅは、前記固体
素子４１ａ〜４１ｄのそれぞれの表面長手方向に沿って
配置された外部光源４２ａ〜４２ｄと、前記固体素子４
１ａ〜４１ｄで囲まれている空間部の中心部に配置され
た内部光源４２ｅとからなっている。
７による固体レーザ装置の斜視図である。この実施例３
７による固体レーザ装置は、スラブ型固体レーザ媒質を
レーザ光励起媒質とし、そのレーザ媒質が例えばＹＡＧ
（Ｙ3-X ＮｄX Ａｌ5 Ｏ12）から成り、その形状がスラ
ブ状であるＹＡＧスラブレーザ装置である。図におい
て、４１ａ〜４１ｄはスラブ形状のＹＡＧ結晶からなる
４つの固体素子であり、これらの固体素子４１ａ〜４１
ｄは断面四角形状に配置されている。４２ａ〜４２ｅは
前記固体素子４１ａ〜４１ｄをそれぞれ励起するための
光源である。これらの光源４２ａ〜４２ｅは、前記固体
素子４１ａ〜４１ｄのそれぞれの表面長手方向に沿って
配置された外部光源４２ａ〜４２ｄと、前記固体素子４
１ａ〜４１ｄで囲まれている空間部の中心部に配置され
た内部光源４２ｅとからなっている。
【０１９７】３ａ〜３ｅは前記光源４２ａ〜４２ｅを点
灯させる電源、７，８は折り返し反射型の反射鏡であ
り、これらの反射鏡７，８は前記実施例３０の場合と同
様にビーム折り返し方向を９０度異ならせて配置されて
いる。８３はレーザビーム出射口、９はそのレーザビー
ム出射口８３から出射されるレーザビームである。この
実施例３７の動作は前記実施例３０の場合とほぼ同様で
あり、ＹＡＧスラブレーザ装置内に設けられた４つの前
記固体素子４１ａ〜４１ｄで増幅されたレーザビームを
反射鏡７，８で複数回折り返し反射させることにより、
立体的に一つにつながったビーム光路を形成している。
灯させる電源、７，８は折り返し反射型の反射鏡であ
り、これらの反射鏡７，８は前記実施例３０の場合と同
様にビーム折り返し方向を９０度異ならせて配置されて
いる。８３はレーザビーム出射口、９はそのレーザビー
ム出射口８３から出射されるレーザビームである。この
実施例３７の動作は前記実施例３０の場合とほぼ同様で
あり、ＹＡＧスラブレーザ装置内に設けられた４つの前
記固体素子４１ａ〜４１ｄで増幅されたレーザビームを
反射鏡７，８で複数回折り返し反射させることにより、
立体的に一つにつながったビーム光路を形成している。
【０１９８】従って、前記レーザビーム出射口８３から
は一つのレーザビーム９が出射されることとなり、前記
反射鏡７，８の役割は前記実施例３０の場合と全く同様
である。なお、この実施例３７では、４つの固体素子４
１ａ〜４１ｄを断面四角形状に配置した場合について説
明したが、その固体素子の数は限定されるものでなく、
要するに断面多角形状に配置できる固体素子の数であれ
ばよく、何れの場合でも前記実施例３０と同様の効果が
得られると共に、レーザの高出力化が図れる。
は一つのレーザビーム９が出射されることとなり、前記
反射鏡７，８の役割は前記実施例３０の場合と全く同様
である。なお、この実施例３７では、４つの固体素子４
１ａ〜４１ｄを断面四角形状に配置した場合について説
明したが、その固体素子の数は限定されるものでなく、
要するに断面多角形状に配置できる固体素子の数であれ
ばよく、何れの場合でも前記実施例３０と同様の効果が
得られると共に、レーザの高出力化が図れる。
【０１９９】実施例３８．図５２はこの発明の実施例３
８による固体レーザ装置の固体レーザ媒質の配置図であ
る。この実施例３８では、少なくとも２つの線対称軸Ｌ
１，Ｌ２が得られるように４つの固体素子４１ａ〜４１
ｄを断面十字形状に配置した構成としており、この場合
においても同様の効果が得られる。
８による固体レーザ装置の固体レーザ媒質の配置図であ
る。この実施例３８では、少なくとも２つの線対称軸Ｌ
１，Ｌ２が得られるように４つの固体素子４１ａ〜４１
ｄを断面十字形状に配置した構成としており、この場合
においても同様の効果が得られる。
【０２００】実施例３９．図５３はこの発明の実施例３
９による固体レーザ装置の固体レーザ媒質の配置図であ
る。この実施例３９では、６つの固体素子４１ａ〜４１
ｆを用いて、これらを２つの線対称軸Ｌ１，Ｌ２の交点
を中心として放射状に等間隔で配置した構成としてお
り、前記実施例３７の場合と同様の効果が得られる。
９による固体レーザ装置の固体レーザ媒質の配置図であ
る。この実施例３９では、６つの固体素子４１ａ〜４１
ｆを用いて、これらを２つの線対称軸Ｌ１，Ｌ２の交点
を中心として放射状に等間隔で配置した構成としてお
り、前記実施例３７の場合と同様の効果が得られる。
【０２０１】実施例４０．図５４はこの発明の実施例４
０による固体レーザ装置の斜視図である。この実施例４
０では、前記実施例３７における平板状の固体素子４１
ａ〜４１ｄをロッド状の固体素子５１ａ〜５１ｄに置換
したものであり、その他の構成は前記実施例３７と同様
であり、従って、作用効果も同様である。なお、この実
施例３９においても固体素子の数は限定されるものでな
い。
０による固体レーザ装置の斜視図である。この実施例４
０では、前記実施例３７における平板状の固体素子４１
ａ〜４１ｄをロッド状の固体素子５１ａ〜５１ｄに置換
したものであり、その他の構成は前記実施例３７と同様
であり、従って、作用効果も同様である。なお、この実
施例３９においても固体素子の数は限定されるものでな
い。
【０２０２】実施例４１．図５５はこの発明の実施例４
１による導波路型ＣＯ2 レーザ装置の要部を示す斜視図
である。前記実施例３０〜３３の導波路型ＣＯ2 レーザ
装置では、複数の矩形放電空間を有するものについて説
明したが、この実施例４１では、一つの放電空間４を断
面円形状に形成している。即ち、この実施例４１では、
金属電極１，２と誘電体板１０，２０のそれぞれを円形
管状とし、それらを同心多重管状に配置した構成とする
ことにより、前記円形状の誘電体板１０，２０間に一つ
の円形放電空間４を形成し、その軸方向両端側に前記実
施例３０〜３３の場合と同様の反射鏡７，８を配置した
ものであり、同様の効果が得られる。
１による導波路型ＣＯ2 レーザ装置の要部を示す斜視図
である。前記実施例３０〜３３の導波路型ＣＯ2 レーザ
装置では、複数の矩形放電空間を有するものについて説
明したが、この実施例４１では、一つの放電空間４を断
面円形状に形成している。即ち、この実施例４１では、
金属電極１，２と誘電体板１０，２０のそれぞれを円形
管状とし、それらを同心多重管状に配置した構成とする
ことにより、前記円形状の誘電体板１０，２０間に一つ
の円形放電空間４を形成し、その軸方向両端側に前記実
施例３０〜３３の場合と同様の反射鏡７，８を配置した
ものであり、同様の効果が得られる。
【０２０３】実施例４２．図５６はこの発明の実施例４
２による導波路型ＣＯ2 レーザ装置の要部を示す斜視図
である。この実施例４２では、前記実施例４０における
一つの放電空間４を楕円形状に形成したものであり、従
って、この場合も同様の効果が得られる。
２による導波路型ＣＯ2 レーザ装置の要部を示す斜視図
である。この実施例４２では、前記実施例４０における
一つの放電空間４を楕円形状に形成したものであり、従
って、この場合も同様の効果が得られる。
【０２０４】実施例４３．図５７はこの発明の実施例４
３による固体レーザ装置の斜視図である。前記実施例３
７〜３９では、複数のスラブ形状の固体素子を有する固
体レーザ装置について説明したが、この実施例４３で
は、一つの固体素子４１を円形管状に形成したものであ
り、その他の構成は実施例３７（図５１）と同様であ
る。このように一つの円形環状の固体素子４１を有する
固体レーザ装置であっても同様の効果が得られる。
３による固体レーザ装置の斜視図である。前記実施例３
７〜３９では、複数のスラブ形状の固体素子を有する固
体レーザ装置について説明したが、この実施例４３で
は、一つの固体素子４１を円形管状に形成したものであ
り、その他の構成は実施例３７（図５１）と同様であ
る。このように一つの円形環状の固体素子４１を有する
固体レーザ装置であっても同様の効果が得られる。
【０２０５】実施例４４．図５８はこの発明の実施例４
４による固体レーザ装置の要部を示す斜視図である。こ
の実施例４４では、前記実施例４２における一つの放電
空間４を楕円形状に形成したものであり、従って、この
場合も同様の効果が得られる。
４による固体レーザ装置の要部を示す斜視図である。こ
の実施例４４では、前記実施例４２における一つの放電
空間４を楕円形状に形成したものであり、従って、この
場合も同様の効果が得られる。
【０２０６】実施例４５．図５９はこの発明の実施例４
５による導波路型ＣＯ2 レーザ装置の要部を示す断面図
であり、その基本構成は従来例（図６９）と同様であ
る。この実施例４５では、誘電体板１０，２０をそれぞ
れが誘電率の異なる二種の誘電材層６１１，６１２およ
び６２１，６２２で形成している。この二種の誘電材層
６１１，６１２および６２１，６２２は電気絶縁性の接
着材層で結合されていても、導電性の材料で結合されて
いてもよい。この場合、金属電極１，２側は高誘電率材
料（誘電率εH ）で形成された高誘電率誘電体層６１
１，６２１とし、導波路側（放電側）は低誘電率材料
（誘電率εL ）で形成された低誘電率誘電体層６１２，
６２２として構成されている。そして、高誘電率誘電体
層６１１，６２１の厚み（ｔH ）は低誘電率誘電体層６
１２，６２２の厚み（ｔL ）よりも厚く（ｔH ＞ｔL ）
設定されている。この実施例４５の動作は図６９に示し
た従来装置の場合と基本的に同様であり、金属電極１，
２に交流高電圧を印加すると、放電空間４に発生した放
電によってレーザ励起が行われる。このとき、レーザビ
ームが反射する導波路面には低誘電率誘電体層６１２，
６２２が形成されているため、上記式（１）より理解で
きるように光の伝搬損失は小さく抑えられる。
５による導波路型ＣＯ2 レーザ装置の要部を示す断面図
であり、その基本構成は従来例（図６９）と同様であ
る。この実施例４５では、誘電体板１０，２０をそれぞ
れが誘電率の異なる二種の誘電材層６１１，６１２およ
び６２１，６２２で形成している。この二種の誘電材層
６１１，６１２および６２１，６２２は電気絶縁性の接
着材層で結合されていても、導電性の材料で結合されて
いてもよい。この場合、金属電極１，２側は高誘電率材
料（誘電率εH ）で形成された高誘電率誘電体層６１
１，６２１とし、導波路側（放電側）は低誘電率材料
（誘電率εL ）で形成された低誘電率誘電体層６１２，
６２２として構成されている。そして、高誘電率誘電体
層６１１，６２１の厚み（ｔH ）は低誘電率誘電体層６
１２，６２２の厚み（ｔL ）よりも厚く（ｔH ＞ｔL ）
設定されている。この実施例４５の動作は図６９に示し
た従来装置の場合と基本的に同様であり、金属電極１，
２に交流高電圧を印加すると、放電空間４に発生した放
電によってレーザ励起が行われる。このとき、レーザビ
ームが反射する導波路面には低誘電率誘電体層６１２，
６２２が形成されているため、上記式（１）より理解で
きるように光の伝搬損失は小さく抑えられる。
【０２０７】次に電気的特性について述べると、正弦波
電圧を印加したとき、放電空間４に投入されるエネルギ
ー：放電電力Ｗｄが次式（５）で与えられる。
電圧を印加したとき、放電空間４に投入されるエネルギ
ー：放電電力Ｗｄが次式（５）で与えられる。
【０２０８】
【数３】
【０２０９】ここで、ｆは電源周波数、Ｖ* は放電電
圧、Ｖopは印加電圧波高値を示す。また、Ｃd は誘電体
板１０，２０の静電容量を表す。図５９に示すように複
合材料（静電容量ＣH,ＣL ）で誘電体板１０，２０を構
成する場合の静電容量は次式のようになる。
圧、Ｖopは印加電圧波高値を示す。また、Ｃd は誘電体
板１０，２０の静電容量を表す。図５９に示すように複
合材料（静電容量ＣH,ＣL ）で誘電体板１０，２０を構
成する場合の静電容量は次式のようになる。
【０２１０】
【数４】
【０２１１】また、静電容量Ｃは、誘電体板１０，２０
の面積Ｓと厚みｔおよび比誘電率εにより、
の面積Ｓと厚みｔおよび比誘電率εにより、
【数５】
【０２１２】となるので、上述のように、高誘電率誘電
体層６１１，６２１の厚み（ｔH ）を低誘電率誘電体層
６１２，６２２の厚み（ｔL ）よりも充分に厚く（ｔH
＞ｔL）設定しておけば、式（７）より、 ＣL ＞＞ＣH ・・・（８） となり、式（６），（８）より実効静電容量Ｃeff は高
誘電率誘電体層６１１，６２１材料の容量ＣH にほぼ一
致（ＣtH＝ＣtL）することがわかる。すなわち、高誘電
率誘電体層６１１，６２１の上に低誘電率誘電体層６１
２，６２２をのせても、その厚みが大きくなれば、電気
的特性は変化なく、同様の放電特性が得られる。このよ
うに導波路型レーザ装置において、誘電体板１０，２０
に要求される機能、すなわち、放電に関する電気的性能
と光伝搬に関する光学的性能をそれぞれの誘電体板１
０，２０層に機能分担したため、従来のこの種の装置に
使用することができなかった焼結困難な低誘電率材料
や、熱歪みに弱く厚板が製作できなかった材料が使用可
能となり、使用材料の裕度が非常に広くなる。
体層６１１，６２１の厚み（ｔH ）を低誘電率誘電体層
６１２，６２２の厚み（ｔL ）よりも充分に厚く（ｔH
＞ｔL）設定しておけば、式（７）より、 ＣL ＞＞ＣH ・・・（８） となり、式（６），（８）より実効静電容量Ｃeff は高
誘電率誘電体層６１１，６２１材料の容量ＣH にほぼ一
致（ＣtH＝ＣtL）することがわかる。すなわち、高誘電
率誘電体層６１１，６２１の上に低誘電率誘電体層６１
２，６２２をのせても、その厚みが大きくなれば、電気
的特性は変化なく、同様の放電特性が得られる。このよ
うに導波路型レーザ装置において、誘電体板１０，２０
に要求される機能、すなわち、放電に関する電気的性能
と光伝搬に関する光学的性能をそれぞれの誘電体板１
０，２０層に機能分担したため、従来のこの種の装置に
使用することができなかった焼結困難な低誘電率材料
や、熱歪みに弱く厚板が製作できなかった材料が使用可
能となり、使用材料の裕度が非常に広くなる。
【０２１３】実施例４６．前記実施例４５では、低誘電
率誘電体層６１２，６２２を充分薄くする場合について
開示したが、使用する電源周波数が充分に大きい場合、
上記（５）式より明らかなように、非常に低い電圧でも
高い電力の投入が可能となり、この場合には誘電体板１
０，２０に電気的特性はあまり要求されない。このよう
な条件下で用いる場合、低誘電率誘電体層６１２，６２
２を高誘電率誘電体層６１１，６２１に比べて充分に薄
くする必要はなく、図６０に示すように、高誘電率層６
１１，６２１の厚みと低誘電率誘電体層６１２，６２２
の厚みとをほぼ等しくしてもよく、また、その厚み関係
が逆転していてもよい。
率誘電体層６１２，６２２を充分薄くする場合について
開示したが、使用する電源周波数が充分に大きい場合、
上記（５）式より明らかなように、非常に低い電圧でも
高い電力の投入が可能となり、この場合には誘電体板１
０，２０に電気的特性はあまり要求されない。このよう
な条件下で用いる場合、低誘電率誘電体層６１２，６２
２を高誘電率誘電体層６１１，６２１に比べて充分に薄
くする必要はなく、図６０に示すように、高誘電率層６
１１，６２１の厚みと低誘電率誘電体層６１２，６２２
の厚みとをほぼ等しくしてもよく、また、その厚み関係
が逆転していてもよい。
【０２１４】実施例４７．前記実施例４５，４６では、
２枚の誘電体材料を重ねてしようする場合について言及
したが、図６１に示すように、高誘電率誘電体層６１
１，６２１の表面に低誘電率誘電体層６１２，６２２を
容射して形成してもよい。もちろん、溶射以外の方法で
低誘電率材料をコーティングしても同様の効果が得られ
る。
２枚の誘電体材料を重ねてしようする場合について言及
したが、図６１に示すように、高誘電率誘電体層６１
１，６２１の表面に低誘電率誘電体層６１２，６２２を
容射して形成してもよい。もちろん、溶射以外の方法で
低誘電率材料をコーティングしても同様の効果が得られ
る。
【０２１５】実施例４８．波長１０．６μｍの炭酸ガス
レーザの場合、低誘電率誘電体層６１２，６２２として
用いる材料は、ＢｅＯ（ベリリア）あるいは、ＡＩＮ
（窒化アルミ）が有望である。
レーザの場合、低誘電率誘電体層６１２，６２２として
用いる材料は、ＢｅＯ（ベリリア）あるいは、ＡＩＮ
（窒化アルミ）が有望である。
【０２１６】実施例４９．前記実施例４５〜４８ではＣ
Ｏ2 レーザ装置について説明したが、導波路型レーザ装
置にも適用できることは勿論である。
Ｏ2 レーザ装置について説明したが、導波路型レーザ装
置にも適用できることは勿論である。
【０２１７】実施例５０．図６２はこの発明の実施例５
０によるレーザ装置の断面図であり、基本構成は従来例
（図６９）と同様である。この断面図はレーザ光軸方向
から見た図であるが、光軸に直交する方向から見て同様
に構成になっていてもよい。図において、５１１〜５１
３および５２１〜５２４は個々に分割された給電電極で
あり、これらの金属電極１において、互いに隣合う給電
電極５１１と５１２、５１２と５１３、５２１と５２
２、５２２と５２３は、それぞれ極性または電圧位相の
異なる電圧が印加され、且つ、放電空間４に対向した給
電電極５１１と５２１、５１２と５２２、５１３と５２
３には同相の電圧が印加されるように構成されている。
０によるレーザ装置の断面図であり、基本構成は従来例
（図６９）と同様である。この断面図はレーザ光軸方向
から見た図であるが、光軸に直交する方向から見て同様
に構成になっていてもよい。図において、５１１〜５１
３および５２１〜５２４は個々に分割された給電電極で
あり、これらの金属電極１において、互いに隣合う給電
電極５１１と５１２、５１２と５１３、５２１と５２
２、５２２と５２３は、それぞれ極性または電圧位相の
異なる電圧が印加され、且つ、放電空間４に対向した給
電電極５１１と５２１、５１２と５２２、５１３と５２
３には同相の電圧が印加されるように構成されている。
【０２１８】また、レーザガスの冷却を高めるため、前
記給電電極５１１と５１２と５１３の相互間、および５
２１と５２２と５２３の相互間には、電気的に浮かせた
冷却管１４１〜１４３および１４４〜１４６がそれぞれ
配設されており、これらは給電管と共に冷却されてい
る。レーザガスは誘電体板１０，２０を介して前記冷却
管１４１〜１４６により冷却される。さらに、放電空間
４以外の放電破壊を防止するために、前記給電電極５１
１〜５１４および５２１〜５２４は誘電体１１０，１２
０でモールドされている。すなわち、前記給電電極１５
１１〜５１４および５２１〜５２４に交流高電圧を印加
すると、極性の異なる隣合った給電電極（例えば５１１
と５１２）間で、放電空間４の長手方向に放電が発生
し、このとき、前記放電空間４以外の部分でも沿面放電
等が生じることがあるため、前記各給電電極５１１〜５
１４および５２１〜５２４を誘電体１１０，１２０でモ
ールドしたのである。ここで用いる誘電体１１０，１２
０の材料には、絶縁性に優れ（耐電圧５ｋＶ／ｍｍ以
上）、有機物の発生が少なく、さらに、硬化後の柔軟性
を持つことが要求されるので、この用途にはシリコン系
の充填材が最も適している。この実施例５０の構成によ
れば、前述のように放電の実効ギャップ長を長く設定す
ることが極めて容易である。
記給電電極５１１と５１２と５１３の相互間、および５
２１と５２２と５２３の相互間には、電気的に浮かせた
冷却管１４１〜１４３および１４４〜１４６がそれぞれ
配設されており、これらは給電管と共に冷却されてい
る。レーザガスは誘電体板１０，２０を介して前記冷却
管１４１〜１４６により冷却される。さらに、放電空間
４以外の放電破壊を防止するために、前記給電電極５１
１〜５１４および５２１〜５２４は誘電体１１０，１２
０でモールドされている。すなわち、前記給電電極１５
１１〜５１４および５２１〜５２４に交流高電圧を印加
すると、極性の異なる隣合った給電電極（例えば５１１
と５１２）間で、放電空間４の長手方向に放電が発生
し、このとき、前記放電空間４以外の部分でも沿面放電
等が生じることがあるため、前記各給電電極５１１〜５
１４および５２１〜５２４を誘電体１１０，１２０でモ
ールドしたのである。ここで用いる誘電体１１０，１２
０の材料には、絶縁性に優れ（耐電圧５ｋＶ／ｍｍ以
上）、有機物の発生が少なく、さらに、硬化後の柔軟性
を持つことが要求されるので、この用途にはシリコン系
の充填材が最も適している。この実施例５０の構成によ
れば、前述のように放電の実効ギャップ長を長く設定す
ることが極めて容易である。
【０２１９】すなわち、互いに隣合う給電電極５１１〜
５１４および５２１〜５２４の相互間隔を大きく設定す
ることによって、目的は達成される。このように、給電
電極の間隔を任意に設定できるため、使用する電源周波
数によって最適化することができる。すなわち、低い電
源周波数で使用する場合には、金属電極１の間隔を長く
設定すればよい。ただし、金属電極１の間隔がある程度
長くなるとガスの冷却効率が低下するが、図６２に示す
ように隣合う金属電極の間には冷却管１４１〜１４６が
配置されていることにより、より効果的である。なお、
前記冷却管１４１〜１４６は上述のように電気的に浮か
せてもよく、また、設置してもよい。
５１４および５２１〜５２４の相互間隔を大きく設定す
ることによって、目的は達成される。このように、給電
電極の間隔を任意に設定できるため、使用する電源周波
数によって最適化することができる。すなわち、低い電
源周波数で使用する場合には、金属電極１の間隔を長く
設定すればよい。ただし、金属電極１の間隔がある程度
長くなるとガスの冷却効率が低下するが、図６２に示す
ように隣合う金属電極の間には冷却管１４１〜１４６が
配置されていることにより、より効果的である。なお、
前記冷却管１４１〜１４６は上述のように電気的に浮か
せてもよく、また、設置してもよい。
【０２２０】ギャップ長２ｍｍの条件において、前記給
電電極５１１〜５１４および５２１〜５２４の相互間隔
が５ｍｍと１５ｍｍにおけるレーザ出力の電源周波数依
存性を調べた結果が図６３および図６４である。５ｍｍ
（図６３）の場合、１５０ＭＨｚと１３．５６ＭＨｚの
励起効率はほぼ用しくなり、また、１５ｍｍ（図６４）
では、１００ＫＨｚの励起効率も等しくなり、低周波領
域でのレーザ励起効率の改善が確認される。
電電極５１１〜５１４および５２１〜５２４の相互間隔
が５ｍｍと１５ｍｍにおけるレーザ出力の電源周波数依
存性を調べた結果が図６３および図６４である。５ｍｍ
（図６３）の場合、１５０ＭＨｚと１３．５６ＭＨｚの
励起効率はほぼ用しくなり、また、１５ｍｍ（図６４）
では、１００ＫＨｚの励起効率も等しくなり、低周波領
域でのレーザ励起効率の改善が確認される。
【０２２１】実施例５１．前記実施例５０では、放電空
間４に対向する給電電極５１１と５２１、５１２と５２
２、５１３と５２３に同相の電圧を印加する場合につい
て説明したが、図６５に示すように対向する片側の給電
電極５２５は分割されている必要はなく、設置されてい
ても、また電気的に浮かせておいてもよい。
間４に対向する給電電極５１１と５２１、５１２と５２
２、５１３と５２３に同相の電圧を印加する場合につい
て説明したが、図６５に示すように対向する片側の給電
電極５２５は分割されている必要はなく、設置されてい
ても、また電気的に浮かせておいてもよい。
【０２２２】実施例５２．この実施例５２では、図６６
に示すように、放電空間４に対向する給電電極の一部
（図では５１１と５２１）に相の異なる電圧を印加する
と、非常に低い電圧で給電電極５１１，５２１間に放電
４４４が発生し他の放電の開始を容易にすると共に、放
電の安定性を向上できることが確認された。これは放電
４４４から発生した荷電粒子もしくは紫外線による空間
の予備電離効果によるものと推測される。なお、給電電
極５１１もしくは５２１の何れかが接地している場合に
も同様の効果が得られる。
に示すように、放電空間４に対向する給電電極の一部
（図では５１１と５２１）に相の異なる電圧を印加する
と、非常に低い電圧で給電電極５１１，５２１間に放電
４４４が発生し他の放電の開始を容易にすると共に、放
電の安定性を向上できることが確認された。これは放電
４４４から発生した荷電粒子もしくは紫外線による空間
の予備電離効果によるものと推測される。なお、給電電
極５１１もしくは５２１の何れかが接地している場合に
も同様の効果が得られる。
【０２２３】実施例５３．この実施例５３では、図６７
に示すように多相電源３００を用いて、隣合う金属電極
に印加する電圧の移動を変えるようにしており、このよ
うにすれば、前記実施例５０〜５３に述べた構成と同様
の効果を奏する。ここでは、４相電源の例を示したが、
もちろん３相もしくはその他の多相電源を用いてもよ
い。
に示すように多相電源３００を用いて、隣合う金属電極
に印加する電圧の移動を変えるようにしており、このよ
うにすれば、前記実施例５０〜５３に述べた構成と同様
の効果を奏する。ここでは、４相電源の例を示したが、
もちろん３相もしくはその他の多相電源を用いてもよ
い。
【０２２４】実施例５４．この実施例５３では図６８に
示すように複数の電源３１０，３１１，３１２を使用し
ており、この場合も同様の効果が得られる。
示すように複数の電源３１０，３１１，３１２を使用し
ており、この場合も同様の効果が得られる。
【０２２５】実施例５５．前記実施例５０〜５４では、
ＣＯ2 レーザ装置について説明したが、同様に低エネル
ギーで励起することが必要とされるＣＯレーザ等の他の
ガスレーザにも適用できるものである。
ＣＯ2 レーザ装置について説明したが、同様に低エネル
ギーで励起することが必要とされるＣＯレーザ等の他の
ガスレーザにも適用できるものである。
【０２２６】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、放電空間の矩形断面の短辺方向に熱流を生じさせて
ガス冷却を行うと共に、前記矩形断面内で斜め方向に放
電を発生させるように構成したので、任意の周波数の電
源により高効率のレーザ発振器が実現でき、低コストで
使い勝手のよいレーザ装置を得ることができるという効
果がある。
ば、放電空間の矩形断面の短辺方向に熱流を生じさせて
ガス冷却を行うと共に、前記矩形断面内で斜め方向に放
電を発生させるように構成したので、任意の周波数の電
源により高効率のレーザ発振器が実現でき、低コストで
使い勝手のよいレーザ装置を得ることができるという効
果がある。
【０２２７】請求項２の発明によれば、放電空間の矩形
断面の短辺方向に熱流を生じさせてガス冷却を行うと共
に、前記矩形断面に直交する面内で斜め方向に放電を発
生させるように構成したので、請求項１の発明と同様の
効果が得られる。
断面の短辺方向に熱流を生じさせてガス冷却を行うと共
に、前記矩形断面に直交する面内で斜め方向に放電を発
生させるように構成したので、請求項１の発明と同様の
効果が得られる。
【０２２８】請求項３の発明によれば、放電励起用の電
極を複数備えている構成としたので、実効的なギャップ
長を長く設定でき、このため、放電維持のための高電界
領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低くなってレ
ーザ励起効率が高くなるという効果がある。
極を複数備えている構成としたので、実効的なギャップ
長を長く設定でき、このため、放電維持のための高電界
領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低くなってレ
ーザ励起効率が高くなるという効果がある。
【０２２９】請求項４の発明によれば、放電空間の矩形
断面の長辺方向に放電を発生させ、その放電空間を形成
するギャップ長が長く設定される構成としたので、請求
項１〜３の発明の場合と同様に、放電維持のための高電
界領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低くなって
レーザ励起効率が高くなるという効果がある。
断面の長辺方向に放電を発生させ、その放電空間を形成
するギャップ長が長く設定される構成としたので、請求
項１〜３の発明の場合と同様に、放電維持のための高電
界領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低くなって
レーザ励起効率が高くなるという効果がある。
【０２３０】請求項５の発明によれば、電極の静電容量
に分布を設け、斜め方向の放電を実現する構成としたの
で、１つの金属を用いて、長辺方向から全面を一度に有
効に冷却できるという効果がある。
に分布を設け、斜め方向の放電を実現する構成としたの
で、１つの金属を用いて、長辺方向から全面を一度に有
効に冷却できるという効果がある。
【０２３１】請求項６の発明によれば、放電空間の矩形
断面内で短辺方向に予備放電を発生させると共に、斜め
方向に主放電を発生させる構成としたので、先ずギャッ
プ長短い短辺方向に予備放電が発生し、この予備放電で
発生する紫外線や荷電粒子により、過電圧を印加するこ
となくスムーズに主放電を発生させることができるとい
う効果がある。
断面内で短辺方向に予備放電を発生させると共に、斜め
方向に主放電を発生させる構成としたので、先ずギャッ
プ長短い短辺方向に予備放電が発生し、この予備放電で
発生する紫外線や荷電粒子により、過電圧を印加するこ
となくスムーズに主放電を発生させることができるとい
う効果がある。
【０２３２】請求項７の発明によれば、放電空間の矩形
断面に直交する面内で短辺方向に予備放電を発生させる
と共に、斜め方向に主放電を発生させる構成としたの
で、請求項６の発明と同様に先に発生した予備放電によ
り過電圧を印加することなくスムーズに主放電を発生さ
せることができるという効果がある。
断面に直交する面内で短辺方向に予備放電を発生させる
と共に、斜め方向に主放電を発生させる構成としたの
で、請求項６の発明と同様に先に発生した予備放電によ
り過電圧を印加することなくスムーズに主放電を発生さ
せることができるという効果がある。
【０２３３】請求項８の発明によれば、予備放電および
主放電を同一電源からのエネルギーで発生させ、予備放
電および主放電に投入されるエネルギーを静電容量で設
定する構成としたので、レーザ装置の簡素化が図れると
いう効果がある。
主放電を同一電源からのエネルギーで発生させ、予備放
電および主放電に投入されるエネルギーを静電容量で設
定する構成としたので、レーザ装置の簡素化が図れると
いう効果がある。
【０２３４】請求項９の発明によれば、予備放電用の静
電容量を主放電用の静電容量の１／１０以下としたの
で、レーザ励起効率を低下させず、予備放電の役割を充
分に果たすことができるという効果がある。
電容量を主放電用の静電容量の１／１０以下としたの
で、レーザ励起効率を低下させず、予備放電の役割を充
分に果たすことができるという効果がある。
【０２３５】請求項１０の発明によれば、主放電を電極
間で放電させ、予備放電を電極に誘電材料を介して接続
された導電部材間で放電させることにより、主放電用の
静電容量および予備放電用の静電容量の大きさを設定す
る構成としたので、レーザ装置の簡素化を図ることがで
きるという効果がある。
間で放電させ、予備放電を電極に誘電材料を介して接続
された導電部材間で放電させることにより、主放電用の
静電容量および予備放電用の静電容量の大きさを設定す
る構成としたので、レーザ装置の簡素化を図ることがで
きるという効果がある。
【０２３６】請求項１１の発明によれば、放電空間の矩
形断面の短辺方向に熱流を生じさせてガスを冷却し、且
つ、前記矩形断面に対して対向する電極に同相の交流電
圧を印加する構成としたので、実効的なギャップ長が長
く設定され、放電維持のための高電界領域の割合が減少
し、平均的な電界強度が低くなり、レーザ励起効率が高
くなるという効果がある。
形断面の短辺方向に熱流を生じさせてガスを冷却し、且
つ、前記矩形断面に対して対向する電極に同相の交流電
圧を印加する構成としたので、実効的なギャップ長が長
く設定され、放電維持のための高電界領域の割合が減少
し、平均的な電界強度が低くなり、レーザ励起効率が高
くなるという効果がある。
【０２３７】請求項１２の発明によれば、矩形放電空間
に対向し電極の一部に相の個となる電圧を印加する構成
としたので、請求項１１の発明と同様に、実効的なギャ
ップ長が長く設定され、放電維持のための高電界領域の
割合が減少し、平均的な電界強度が低くなり、レーザ励
起効率が高くなるという効果がある。
に対向し電極の一部に相の個となる電圧を印加する構成
としたので、請求項１１の発明と同様に、実効的なギャ
ップ長が長く設定され、放電維持のための高電界領域の
割合が減少し、平均的な電界強度が低くなり、レーザ励
起効率が高くなるという効果がある。
【０２３８】請求項１３の発明によれば、矩形放電空間
に対向した一方の電極を電気的に浮かせるか、接地させ
た構成としたので、請求項１１の発明と同様に、実効的
なギャップ長が長く設定され、放電維持のための高電界
領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低くなり、レ
ーザ励起効率が高くなるという効果がある。
に対向した一方の電極を電気的に浮かせるか、接地させ
た構成としたので、請求項１１の発明と同様に、実効的
なギャップ長が長く設定され、放電維持のための高電界
領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低くなり、レ
ーザ励起効率が高くなるという効果がある。
【０２３９】請求項１４の発明によれば、誘電体が配設
された放電空間を複数に分割し、その複数の放電空間で
それぞれ励起された放電エネルギーをレーザビームに変
換する構成としたので、電界方向の放電特性を変化させ
ずに、放電維持のために必要な高電界領域とレーザ励起
に有効な放電領域を分離することができる。従って、高
効率のレーザ励起が可能になるという効果がある。
された放電空間を複数に分割し、その複数の放電空間で
それぞれ励起された放電エネルギーをレーザビームに変
換する構成としたので、電界方向の放電特性を変化させ
ずに、放電維持のために必要な高電界領域とレーザ励起
に有効な放電領域を分離することができる。従って、高
効率のレーザ励起が可能になるという効果がある。
【０２４０】請求項１５の発明によれば、金属板の表面
に誘電体層を被覆して放電表面が形成された誘電体を放
電空間に配設したので、誘電体の熱伝導効率が高くな
り、誘電体の冷却効率が向上するという効果がある。
に誘電体層を被覆して放電表面が形成された誘電体を放
電空間に配設したので、誘電体の熱伝導効率が高くな
り、誘電体の冷却効率が向上するという効果がある。
【０２４１】請求項１６の発明によれば、放電空間に配
設された誘電体を冷却する構成としたので、高効率のガ
ス励起が可能になるという効果がある。
設された誘電体を冷却する構成としたので、高効率のガ
ス励起が可能になるという効果がある。
【０２４２】請求項１７の発明によれば、外管を誘電体
で形成すると共に、外管の外周に交流電圧を印加する複
数の電極を配設し、ドーナツ状の円環部が放電空間とし
て利用される構成としたので、実効的なギャップ長が長
くなる。これによって、放電維持のための高電界領域の
割合が減少して平均的な電界強度が低くなり、レーザ励
起効率が高くなるという効果がある。
で形成すると共に、外管の外周に交流電圧を印加する複
数の電極を配設し、ドーナツ状の円環部が放電空間とし
て利用される構成としたので、実効的なギャップ長が長
くなる。これによって、放電維持のための高電界領域の
割合が減少して平均的な電界強度が低くなり、レーザ励
起効率が高くなるという効果がある。
【０２４３】請求項１８の発明によれば、外管を誘電体
で形成すると共に、交流電圧を印加する複数の給電電極
を外管の外周にレーザビームの出射方向に並設した構成
としたので、放電維持のための高電界領域の割合が減少
して平均的な電界強度が低くなり、レーザ励起効率が高
くなるという効果がある。
で形成すると共に、交流電圧を印加する複数の給電電極
を外管の外周にレーザビームの出射方向に並設した構成
としたので、放電維持のための高電界領域の割合が減少
して平均的な電界強度が低くなり、レーザ励起効率が高
くなるという効果がある。
【０２４４】請求項１９の発明によれば、内管を導体で
形成した構成としたので、給電電極近傍での放電集中が
緩和されて、より拡散敵な放電を実現できるという効果
がある。
形成した構成としたので、給電電極近傍での放電集中が
緩和されて、より拡散敵な放電を実現できるという効果
がある。
【０２４５】請求項２０の発明によれば、内管を誘電体
で形成した構成としたので、給電電極近傍での放電集中
が緩和されて、より拡散敵な放電を実現できるという効
果がある。
で形成した構成としたので、給電電極近傍での放電集中
が緩和されて、より拡散敵な放電を実現できるという効
果がある。
【０２４６】請求項２１の発明によれば、導体で形成さ
れた筒体の外周に誘電体層を被覆したものが内管となる
構成としたので、筒体内に水冷用の水を流した場合に誘
電体層が破壊しても水漏れを防止できるという効果があ
る。
れた筒体の外周に誘電体層を被覆したものが内管となる
構成としたので、筒体内に水冷用の水を流した場合に誘
電体層が破壊しても水漏れを防止できるという効果があ
る。
【０２４７】請求項２２の発明によれば、導体から成る
内管用の筒体を接地した構成としたので、低い電圧で放
電空間全体に放電を拡下ることができるという効果があ
る。
内管用の筒体を接地した構成としたので、低い電圧で放
電空間全体に放電を拡下ることができるという効果があ
る。
【０２４８】請求項２３の発明によれば、外管の外周に
電圧を印加する電極および電気的に浮かした導電部材を
互い違いに配設し、この電極および導電部材を水冷する
構成としたので、放電空間内のレーザガスを効率よく冷
却することができるという効果がある。
電圧を印加する電極および電気的に浮かした導電部材を
互い違いに配設し、この電極および導電部材を水冷する
構成としたので、放電空間内のレーザガスを効率よく冷
却することができるという効果がある。
【０２４９】請求項２４の発明によれば、内管を水冷す
る構成としたので、放電空間内のレーザガスを効率よく
冷却することができるという効果がある。
る構成としたので、放電空間内のレーザガスを効率よく
冷却することができるという効果がある。
【０２５０】請求項２５の発明によれば、対向した２枚
以上の平板により放電空間を形成し、前記平板がレーザ
ビームの導波路として使用される構成としたので、短辺
方向に自由伝搬が許されないような波長の光でも導波路
的に伝搬することにより使用できるという効果がある。
以上の平板により放電空間を形成し、前記平板がレーザ
ビームの導波路として使用される構成としたので、短辺
方向に自由伝搬が許されないような波長の光でも導波路
的に伝搬することにより使用できるという効果がある。
【０２５１】請求項２６の発明によれば、電極の長さお
よび幅を誘電体の長さおよび幅より、それぞれ５ｍｍ以
上短く設定した構成としたので、光共振器ミラー方向に
発生する放電を阻止すると共に、前記誘電体の端部の電
界集中を防止して誘電体の端部に発生する放電を阻止す
ることができるという効果がある。
よび幅を誘電体の長さおよび幅より、それぞれ５ｍｍ以
上短く設定した構成としたので、光共振器ミラー方向に
発生する放電を阻止すると共に、前記誘電体の端部の電
界集中を防止して誘電体の端部に発生する放電を阻止す
ることができるという効果がある。
【０２５２】請求項２７の発明によれば、電極の幅を光
共振器で決定されるレーザビームの幅と等しく設定した
構成としたので、放電エネルギーを有効に光エネルギー
に変換することができるという効果がある。
共振器で決定されるレーザビームの幅と等しく設定した
構成としたので、放電エネルギーを有効に光エネルギー
に変換することができるという効果がある。
【０２５３】請求項２８の発明によれば、互いに対向し
て配設された一対の光反射面間の電極から張出した部分
にスペーサを挟持し、このスペーサをレーザビームに対
する不燃性材料で形成した構成としたので、レーザビー
ムの放電に影響を与えることなく光反射面間を一定に保
つことができ、さらに、レーザビームの回折等でレーザ
ビームの光軸の外側に発生するレーザビームを遮断する
ことができるという効果がある。
て配設された一対の光反射面間の電極から張出した部分
にスペーサを挟持し、このスペーサをレーザビームに対
する不燃性材料で形成した構成としたので、レーザビー
ムの放電に影響を与えることなく光反射面間を一定に保
つことができ、さらに、レーザビームの回折等でレーザ
ビームの光軸の外側に発生するレーザビームを遮断する
ことができるという効果がある。
【０２５４】請求項２９の発明によれば、スペーサをセ
ラミック等の絶縁体で構成したので、放電を影響を与え
ることなくレーザビームの回折等でレーザビームの光軸
の外側に発生するレーザビームを遮断することができる
という効果がある。
ラミック等の絶縁体で構成したので、放電を影響を与え
ることなくレーザビームの回折等でレーザビームの光軸
の外側に発生するレーザビームを遮断することができる
という効果がある。
【０２５５】請求項３０の発明によれば、スペーサを金
属材料で形成したので、レーザ装置のコスト低減を図る
ことができるという効果がある。
属材料で形成したので、レーザ装置のコスト低減を図る
ことができるという効果がある。
【０２５６】請求項３１の発明によれば、放電励起用の
電極を柔軟性のある絶縁物でモールドした構成としたの
で、前記請求項２８の発明の場合と同様に、レーザビー
ムの放電に影響を与えることなく光反射面間を一定に保
つことができ、さらに、レーザビームの回折等でレーザ
ビームの光軸の外側に発生するレーザビームを遮断する
ことができるという効果がある。
電極を柔軟性のある絶縁物でモールドした構成としたの
で、前記請求項２８の発明の場合と同様に、レーザビー
ムの放電に影響を与えることなく光反射面間を一定に保
つことができ、さらに、レーザビームの回折等でレーザ
ビームの光軸の外側に発生するレーザビームを遮断する
ことができるという効果がある。
【０２５７】請求項３２の発明によれば、３相以上の多
相交流電源を用いた構成としたので、実効的ギャップ長
が長く設定され、放電維持のための高電界領域の割合が
減少し、平均的な電界強度が低くなって、レーザ励起効
率が高くなるという効果がある。
相交流電源を用いた構成としたので、実効的ギャップ長
が長く設定され、放電維持のための高電界領域の割合が
減少し、平均的な電界強度が低くなって、レーザ励起効
率が高くなるという効果がある。
【０２５８】請求項３３の発明によれば、互いに隣合う
複数の放電励起用電極に位相の個となる交流電圧が印加
される構成としたので、請求項３２の発明の場合と同様
に、実効的ギャップ長が長く設定され、放電維持のため
の高電界領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低く
なり、レーザ励起効率が高くなるという効果がある。
複数の放電励起用電極に位相の個となる交流電圧が印加
される構成としたので、請求項３２の発明の場合と同様
に、実効的ギャップ長が長く設定され、放電維持のため
の高電界領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低く
なり、レーザ励起効率が高くなるという効果がある。
【０２５９】請求項３４の発明によれば、互いに隣合う
電極間に冷却管を電気的に浮かせるか又は接地させて配
置した構成としたので、請求項３２の発明の場合と同様
に、実効的ギャップ長が長く設定され、放電維持のため
の高電界領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低く
なり、レーザ励起効率が高くなるという効果がある。
電極間に冷却管を電気的に浮かせるか又は接地させて配
置した構成としたので、請求項３２の発明の場合と同様
に、実効的ギャップ長が長く設定され、放電維持のため
の高電界領域の割合が減少し、平均的な電界強度が低く
なり、レーザ励起効率が高くなるという効果がある。
【０２６０】請求項３５〜請求項４０の発明によれば、
反転分布の生じていない非励起空間において、ガス温度
が上昇しなくなり、光吸収係数を低い値に抑えることが
できる構成としたので、レーザ取り出し効率が高くなる
という効果がある。
反転分布の生じていない非励起空間において、ガス温度
が上昇しなくなり、光吸収係数を低い値に抑えることが
できる構成としたので、レーザ取り出し効率が高くなる
という効果がある。
【０２６１】請求項４１の発明によれば、複数個のレー
ザ光励起空間を直列につないだ時と同等の効果を奏する
構成としたので、それぞれのレーザ光励起空間で増幅さ
れたレーザビームは、レーザビームを立体的に折り返し
て一つにつながり、あたかも一つのレーザ光励起空間内
で増幅されたかのようになる。従って、レーザ装置から
出射されるレーザビームも複数ではなく一つとなり、装
置の小型化およびコストダウンが図れるという効果があ
る。
ザ光励起空間を直列につないだ時と同等の効果を奏する
構成としたので、それぞれのレーザ光励起空間で増幅さ
れたレーザビームは、レーザビームを立体的に折り返し
て一つにつながり、あたかも一つのレーザ光励起空間内
で増幅されたかのようになる。従って、レーザ装置から
出射されるレーザビームも複数ではなく一つとなり、装
置の小型化およびコストダウンが図れるという効果があ
る。
【０２６２】請求項４２および請求項４３の発明によれ
ば、複数個の矩形放電空間を直列につないだ時と同等の
効果を奏し、アスペクト比の大きな矩形放電空間を作る
ことができる構成としたので、レーザガスの冷却能力を
高めることができる。従って、それぞれの矩形放電空間
内で増幅されたレーザビームは、これを立体的に折り返
す手段で一つにつながり、あたかも一つの矩形放電空間
内で増幅されたかのようになる。このため、レーザ装置
から出射されるレーザビームも複数ではなく一つとな
り、装置の小型化およびコスト低減化が容易になるとい
う効果がある。
ば、複数個の矩形放電空間を直列につないだ時と同等の
効果を奏し、アスペクト比の大きな矩形放電空間を作る
ことができる構成としたので、レーザガスの冷却能力を
高めることができる。従って、それぞれの矩形放電空間
内で増幅されたレーザビームは、これを立体的に折り返
す手段で一つにつながり、あたかも一つの矩形放電空間
内で増幅されたかのようになる。このため、レーザ装置
から出射されるレーザビームも複数ではなく一つとな
り、装置の小型化およびコスト低減化が容易になるとい
う効果がある。
【０２６３】請求項４４および請求項４５の発明によれ
ば、レーザビームが固体レーザ媒質空間内で増幅され、
増幅されたレーザビームは、立体的に折り返されて一つ
につながる構成としたので、あたかも一つの固体レーザ
媒質空間内で前記レーザビームが増幅されたかのように
なる。従って、固体レーザ装置から出射されたレーザビ
ームも複数ではなく一つとなり、装置の小型化およびコ
ストダウンが図れるという効果がある。
ば、レーザビームが固体レーザ媒質空間内で増幅され、
増幅されたレーザビームは、立体的に折り返されて一つ
につながる構成としたので、あたかも一つの固体レーザ
媒質空間内で前記レーザビームが増幅されたかのように
なる。従って、固体レーザ装置から出射されたレーザビ
ームも複数ではなく一つとなり、装置の小型化およびコ
ストダウンが図れるという効果がある。
【０２６４】請求項４６〜請求項５０の発明によれば、
放電の基礎特性を決定する誘電体層には、光の伝搬損失
を考慮する必要がない構成としたので、誘電率が高く、
耐電圧の高い従来材料を使用できる。さらに、導波路面
は低誘電率材料で構成されているため導波路損失も小さ
くなる。従って、長い誘電体を用いた場合も光の伝搬損
失は小さい値に抑えることができ、高出力の導波路型レ
ーザ装置を実現できるという効果がある。
放電の基礎特性を決定する誘電体層には、光の伝搬損失
を考慮する必要がない構成としたので、誘電率が高く、
耐電圧の高い従来材料を使用できる。さらに、導波路面
は低誘電率材料で構成されているため導波路損失も小さ
くなる。従って、長い誘電体を用いた場合も光の伝搬損
失は小さい値に抑えることができ、高出力の導波路型レ
ーザ装置を実現できるという効果がある。
【図１】この発明の実施例１によるレーザ装置の要部断
面図である。
面図である。
【図２】図１のレーザ装置におけるピッチｐ＝５ｍｍの
条件下でのレーザ励起効率を示す特性図である。
条件下でのレーザ励起効率を示す特性図である。
【図３】図１のレーザ装置におけるピッチｐ＝１５ｍｍ
の条件下でのレーザ励起効率を示す特性図である。
の条件下でのレーザ励起効率を示す特性図である。
【図４】この発明の実施例２によるレーザ装置の要部断
面図である。
面図である。
【図５】この発明の実施例３によるレーザ装置の要部断
面図である。
面図である。
【図６】この発明の実施例４によるレーザ装置の要部断
面図である。
面図である。
【図７】この発明の実施例５によるレーザ装置の斜視図
である。
である。
【図８】この発明の実施例６によるレーザ装置の要部断
面図である。
面図である。
【図９】この発明の実施例７によるレーザ装置の要部断
面図である。
面図である。
【図１０】図９のレーザ装置における電源周波数とレー
ザ励起効率を示す特性図である。
ザ励起効率を示す特性図である。
【図１１】この発明の実施例８によるレーザ装置の要部
構成図である。
構成図である。
【図１２】この発明の実施例９によるレーザ装置の要部
構成図である。
構成図である。
【図１３】この発明の実施例１０によるレーザ装置の要
部断面図である。
部断面図である。
【図１４】この発明の実施例１１によるレーザ装置の要
部断面図である。
部断面図である。
【図１５】図１４のレーザ装置の電気的な等価回路図で
ある。
ある。
【図１６】図１４のレーザ装置の投入電力特性を示すグ
ラフ図である。
ラフ図である。
【図１７】この発明の実施例１２によるレーザ装置の斜
視図である。
視図である。
【図１８】この発明の実施例１３によるレーザ装置の側
面図である。
面図である。
【図１９】この発明の実施例１４によるレーザ装置の斜
視図である。
視図である。
【図２０】図２０（Ａ）はこの発明の実施例１５による
レーザ装置の平面図である。図２０（Ｂ）は図２０
（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である
レーザ装置の平面図である。図２０（Ｂ）は図２０
（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である
【図２１】図２１（Ａ）はこの発明の実施例１６による
レーザ装置の平面図である。図２１（Ｂ）は図２１
（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である
レーザ装置の平面図である。図２１（Ｂ）は図２１
（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である
【図２２】この発明の実施例１７によるレーザ装置の側
面図である。
面図である。
【図２３】この発明の実施例１８によるレーザ装置の側
面図である。
面図である。
【図２４】この発明の実施例１９によるレーザ装置の側
面図である。
面図である。
【図２５】この発明の実施例２０によるレーザ装置の斜
視図である。
視図である。
【図２６】図２６（Ａ）は図２５のレーザ装置における
印加電圧が低い場合の放電状態を示す動作説明図であ
る。図２６（Ｂ）は図２５のレーザ装置における印加電
圧が高い場合の放電状態を示す動作説明図である。
印加電圧が低い場合の放電状態を示す動作説明図であ
る。図２６（Ｂ）は図２５のレーザ装置における印加電
圧が高い場合の放電状態を示す動作説明図である。
【図２７】この発明の実施例２１によるレーザ装置の断
面構成図である。
面構成図である。
【図２８】この発明の実施例２２によるレーザ装置の断
面構成図である。
面構成図である。
【図２９】この発明の実施例２３によるレーザ装置の断
面構成図である。
面構成図である。
【図３０】この発明の実施例２４によるレーザ装置の断
面構成図である。
面構成図である。
【図３１】この発明の実施例２５によるレーザ装置の断
面構成図である。
面構成図である。
【図３２】この発明の実施例２６によるレーザ装置の斜
視図である。
視図である。
【図３３】この発明の実施例２７によるレーザ装置の斜
視図である。
視図である。
【図３４】図３３のレーザ装置のレーザ発振特性を示す
グラフ図である。
グラフ図である。
【図３５】図３３のレーザ装置と対比する従来のレーザ
装置のレーザ発振特性を示すグラフ図である。
装置のレーザ発振特性を示すグラフ図である。
【図３６】レーザ装置における炭酸ガスの光吸収係数と
ガス温度の関係を示すグラフ図である。
ガス温度の関係を示すグラフ図である。
【図３７】この発明の実施例２８によるレーザ装置の斜
視図である。
視図である。
【図３８】この発明の実施例２９によるレーザ装置の斜
視図である。
視図である。
【図３９】この発明の実施例３０によるレーザ装置の斜
視図である。
視図である。
【図４０】図３９のレーザ装置のレーザビーム光路図で
ある。
ある。
【図４１】この発明の実施例３１によるレーザ装置の断
面図である。
面図である。
【図４２】図４１のレーザ装置のレーザビーム光路図で
ある。
ある。
【図４３】この発明の実施例３２によるレーザ装置の断
面図である。
面図である。
【図４４】図４３のレーザ装置の斜視図である。
【図４５】図４４のレーザビーム光路図である。
【図４６】この発明の実施例３３によるレーザ装置の矩
形放電空間の配置図である。
形放電空間の配置図である。
【図４７】図４６のレーザビーム光路図である。
【図４８】この発明の実施例３４による導波路型ＣＯ2
レーザ装置の要部断面図である。
レーザ装置の要部断面図である。
【図４９】この発明の実施例３５による導波路型ＣＯ2
レーザ装置の要部断面図である。
レーザ装置の要部断面図である。
【図５０】この発明の実施例３６によるレーザ装置の斜
視図である。
視図である。
【図５１】この発明の実施例３７による固体レーザ装置
の斜視図である。
の斜視図である。
【図５２】この発明の実施例３８による固体レーザ媒質
の配置図である。
の配置図である。
【図５３】この発明の実施例３９による固体レーザ装置
の固体レーザ媒質の配置図である。
の固体レーザ媒質の配置図である。
【図５４】この発明の実施例４０による固体レーザ装置
の斜視図である。
の斜視図である。
【図５５】この発明の実施例４１による導波路型ＣＯ2
レーザ装置の要部を示す斜視図である。
レーザ装置の要部を示す斜視図である。
【図５６】この発明の実施例４２による導波路型ＣＯ2
レーザ装置の要部を示す斜視図である。
レーザ装置の要部を示す斜視図である。
【図５７】この発明の実施例４３による固体レーザ装置
の斜視図である。
の斜視図である。
【図５８】この発明の実施例４４による固体レーザ装置
の要部を示す斜視図である。
の要部を示す斜視図である。
【図５９】この発明の実施例４５による導波路型ＣＯ2
レーザ装置の要部を示す断面図である。
レーザ装置の要部を示す断面図である。
【図６０】この発明の実施例４６による導波路型ＣＯ2
レーザ装置の要部を示す断面図である。
レーザ装置の要部を示す断面図である。
【図６１】この発明の実施例４７による導波路型ＣＯ2
レーザ装置の要部を示す断面図である。
レーザ装置の要部を示す断面図である。
【図６２】この発明の実施例５０による導波路型ＣＯ2
レーザ装置の要部を示す断面図である。
レーザ装置の要部を示す断面図である。
【図６３】図６２のレーザ装置の電極間隔が５ｍｍの条
件における特性図である。
件における特性図である。
【図６４】図６２のレーザ装置の電極間隔が１５ｍｍの
条件における特性図である。
条件における特性図である。
【図６５】この発明の実施例５１による導波路型ＣＯ2
レーザ装置の要部を示す断面図である。
レーザ装置の要部を示す断面図である。
【図６６】この発明の実施例５２による導波路型ＣＯ2
レーザ装置の要部を示す断面図である。
レーザ装置の要部を示す断面図である。
【図６７】この発明の実施例５３による導波路型ＣＯ2
レーザ装置の要部を示す断面図である。
レーザ装置の要部を示す断面図である。
【図６８】この発明の実施例５４による導波路型ＣＯ2
レーザ装置の要部を示す断面図である。
レーザ装置の要部を示す断面図である。
【図６９】従来の導波路型ＣＯ2 レーザ装置を示す斜視
図である。
図である。
【図７０】図６９にＣＯ2 レーザ装置における放電空間
とレーザ励起効率の関係を示すグラフ図である。
とレーザ励起効率の関係を示すグラフ図である。
【図７１】図６９のＣＯ2 レーザ装置におけるギャップ
長と冷却能力を示すグラフ図である。
長と冷却能力を示すグラフ図である。
【図７２】図６９のレーザ装置における励起電源周波数
とレーザ励起効率の関係を示すグラフ図である。
とレーザ励起効率の関係を示すグラフ図である。
【図７３】図６９のレーザ装置における励起電源周波数
と電界分布の関係を示すグラフ図である。
と電界分布の関係を示すグラフ図である。
【図７４】図６９のレーザ装置における共振器ミラーへ
向う放電の説明図である。
向う放電の説明図である。
【図７５】図６９のレーザ装置における共振器ミラーに
向う放電が発生したときの発振特性図である。
向う放電が発生したときの発振特性図である。
【図７６】図６９のレーザ装置における誘電体端部に発
生する放電の説明図である。
生する放電の説明図である。
１，２，１１，２２，１０６，１０７，１１１，２２１
金属電極 ３ 電源 ４ａ，４ｂ，４ｃ 放電空間 ７，８ 反射鏡（ビーム折り返し手段） ９ レーザビーム １０，１０ａ，１０ｂ 誘電体板 １３，２３ 金属角パイプ １５，２５ 誘電材料 １６，１７ スペーサ ２０，２０ａ，２０ｂ 誘電体板 ４４ 予備放電 ４５ 主放電 １０５ 外管 １１０，１２０，１２２ 誘電体 １１２ 陰極ピン電極 １２１ 金属内管 １２３，１２４ 金属（導電部材） １４１〜１４６，７１１〜７１５ 冷却管 １５０，１６０，１７０，１８０ ガス流 ２０５ 内管 ２２２ 陽極 ３００ 多相電源 ５１１〜５１４，５２１〜５２５ 給電電極 ６１１，６２１ 高誘電率誘電体層 ６１２，６２２ 低誘電率誘電体層 Ｃ1 静電容量 Ｃ2 静電容量
金属電極 ３ 電源 ４ａ，４ｂ，４ｃ 放電空間 ７，８ 反射鏡（ビーム折り返し手段） ９ レーザビーム １０，１０ａ，１０ｂ 誘電体板 １３，２３ 金属角パイプ １５，２５ 誘電材料 １６，１７ スペーサ ２０，２０ａ，２０ｂ 誘電体板 ４４ 予備放電 ４５ 主放電 １０５ 外管 １１０，１２０，１２２ 誘電体 １１２ 陰極ピン電極 １２１ 金属内管 １２３，１２４ 金属（導電部材） １４１〜１４６，７１１〜７１５ 冷却管 １５０，１６０，１７０，１８０ ガス流 ２０５ 内管 ２２２ 陽極 ３００ 多相電源 ５１１〜５１４，５２１〜５２５ 給電電極 ６１１，６２１ 高誘電率誘電体層 ６１２，６２２ 低誘電率誘電体層 Ｃ1 静電容量 Ｃ2 静電容量
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 吉沢 憲治 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 山本 卓 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 松原 真人 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内
Claims (50)
- 【請求項１】 長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断
面を有するレーザ励起用の放電空間を備え、この放電空
間の前記矩形断面と直交する方向にレーザビームを取り
出すレーザ装置において、前記放電空間の矩形断面内で
斜め方向に放電を発生させるように構成したことを特徴
とするレーザ装置。 - 【請求項２】 長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断
面を有するレーザ励起用の放電空間を備え、この放電空
間の前記矩形断面と直交する方向にレーザビームを取り
出すレーザ装置において、前記放電空間内で前記矩形断
面と直交する光軸方向に対して斜め方向に放電を発生さ
せるように構成したことを特徴とするレーザ装置。 - 【請求項３】 長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断
面を有するレーザ励起用の放電空間を備え、この放電空
間の前記矩形断面と直交する方向にレーザビームを取り
出し、且つ、前記矩形断面の短辺方向に熱流を発生させ
てガスの冷却を行うようにしたレーザ装置において、放
電励起用の電極を複数備えていること特徴とするレーザ
装置。 - 【請求項４】 長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断
面を有するレーザ励起用の放電空間を備え、この放電空
間の前記矩形断面と直交する方向にレーザビームを取り
出すレーザ装置において、前記矩形断面の短辺方向に熱
流を生じさせてガスの冷却を行うと共に、前記矩形断面
の長辺方向に放電を発生させるように構成したことを特
徴とするレーザ装置。 - 【請求項５】 放電励起用の電極を有し、この電極の静
電容量に分布を設けることにより、斜め方向の放電を実
現するように構成したことを特徴とする請求項１記載の
レーザ装置。 - 【請求項６】 長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断
面を有するレーザ励起用の放電空間を備え、この放電空
間の前記矩形断面と直交する方向にレーザビームを取り
出すレーザ装置において、前記矩形断面の短辺方向に熱
流を生じさせてガスを冷却し、且つ、前記矩形断面内で
短辺方向に予備放電を発生させると共に、斜め方向に主
放電を発生させるように構成したことを特徴とする請求
項１記載のレーザ装置。 - 【請求項７】 長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形断
面を有するレーザ励起用の放電空間を備え、この放電空
間の前記矩形断面と直交する方向にレーザビームを取り
出すレーザ装置において、前記矩形断面の短辺方向に熱
流を生じさせてガスを冷却し、且つ、前記矩形断面に直
交する面内で短辺方向に予備放電を発生させると共に、
斜め方向に主放電を発生させるように構成したことを特
徴とする請求項２記載のレーザ装置。 - 【請求項８】 前記予備放電および主放電は同一電源か
らエネルギーが供給され、前記予備放電および主放電に
投入されるエネルギーを予備放電用の静電容量および主
放電用の静電容量で設定することを特徴とする請求項６
または７記載のレーザ装置。 - 【請求項９】 前記予備放電用の静電容量は主放電用の
静電容量の１／１０以下であることを特徴とする請求項
８記載のレーザ装置。 - 【請求項１０】 前記主放電を電極間で放電させ、前記
予備放電を電極と電極に誘電材料を介して接続された導
電部材間で放電させることにより、主放電用の静電容量
および予備放電用の静電容量の大きさを設定することを
特徴とする請求項８記載のレーザ装置。 - 【請求項１１】 長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形
断面を有するレーザ励起用の放電空間を備え、この放電
空間の前記矩形断面と直交する方向にレーザビームを取
り出すレーザ装置において、前記矩形断面の短辺方向に
熱流を生じさせてガスを冷却し、且つ、前記矩形断面に
対して対向する電極に同相の交流電圧を印加することを
特徴とする請求項３記載のレーザ装置。 - 【請求項１２】 矩形放電空間に対向し電極の一部に相
の異なる電圧を印加することを特徴とする請求項１１項
記載のレーザ装置。 - 【請求項１３】 矩形放電空間に対向した一方の電極を
電気的に浮かせるか、接地させたことを特徴とする請求
項３項記載のレーザ装置。 - 【請求項１４】 交流電圧の印加で放電空間に放電を発
生させてレーザを励起するレーザ装置において、前記放
電空間に誘電体を配設して前記放電空間を複数の放電空
間に分割し、前記分割された複数の放電空間で励起され
た放電エネルギーをレーザ光に変換することを特徴とす
るレーザ装置。 - 【請求項１５】 前記放電空間に配設された誘電体は金
属板の表面に誘電体層を被覆して放電表面を形成したこ
とを特徴とする請求項１４記載のレーザ装置。 - 【請求項１６】 前記放電空間に配設された誘電体を冷
却することを特徴とする請求項１４または１５記載のレ
ーザ装置。 - 【請求項１７】 同軸上に配設された外管と内管とで囲
まれたドーナツ状の円環断面で放電を生成し、前記外管
の内周および内管の外周がレーザビームの導波路として
利用され前記円環断面に直交する方向にレーザビームを
取り出すガスレーザ装置において、前記外管を誘電体で
形成すると共に、その外管の外周に交流電圧を印加する
２個以上の電極を配設したことを特徴とするレーザ装
置。 - 【請求項１８】 同軸上に配設された外管と内管とで囲
まれたドーナツ状の円環断面で放電を生成し、前記外管
の内周および内管の外周がレーザビームの導波路として
利用され前記円環断面に直交する方向にレーザビームを
取り出すガスレーザ装置において、前記外管を誘電体で
形成すると共に、交流電圧を印加する２個以上の電極を
前記外管の外周にて前記レーザビームの出射方向に並設
したことを特徴とするレーザ装置。 - 【請求項１９】 前記内管は導体で形成されていること
を特徴とする請求項１７または１８記載のレーザ装置。 - 【請求項２０】 前記内管は誘電体で形成されているこ
とを特徴とする請求項１７または１８記載のレーザ装
置。 - 【請求項２１】 前記内管は、導体で形成された筒体の
外周に誘電体層を被覆して構成されていることを特徴と
する請求項１７または１８記載のレーザ装置。 - 【請求項２２】 前記筒体は接地されていることを特徴
とする請求項２１記載のレーザ装置。 - 【請求項２３】 前記外管の外周には、電圧を印加する
電極および電気的に浮かした導電部材が互い違いに配設
され、それらの電極および導電部材が冷却されるように
構成したことを特徴とする請求項１７乃至２２の何れか
１項記載のレーザ装置。 - 【請求項２４】 内管を冷却することを特徴とする請求
項１７乃至２２の何れか１項記載のレーザ装置。 - 【請求項２５】 対向した２枚以上の平板により放電空
間を構成し、これらの平板がレーザビームの導波路とし
て使用されることを特徴とする請求項１乃至４、１４、
１７、１８の何れか１項記載のレーザ装置。 - 【請求項２６】 互いの光反射表面が対向して配設され
た一対の誘電体の光反射面の反対側の面に電極を配設
し、前記電極に交流電圧を印加して前記光反射表面の間
に存在するガス中でレーザ励起を行うレーザ装置におい
て、前記電極の長さおよび幅を前記誘電体の長さおよび
幅より、それぞれ５ｍｍ以上短く設定したことを特徴と
する請求項１乃至４、１４、１７、１８の何れか１項記
載のレーザ装置。 - 【請求項２７】 前記電極の幅を光共振器で決定される
レーザビームの幅と等しく設定したことを特徴とする請
求項２６記載のレーザ装置。 - 【請求項２８】 互いに対向して配設された一対の前記
光反射面間の距離を一定に保つために前記光反射面間の
電極から張出した部分に挟持されたスペーサをレーザビ
ームに対する不燃性材料で形成したことを特徴とする請
求項２７記載のレーザ装置。 - 【請求項２９】 前記スペーサはセラミック等の絶縁体
で形成されていることを特徴とする請求項２８記載のレ
ーザ装置。 - 【請求項３０】 前記スペーサは金属材料で形成されて
いることを特徴とする請求項２８記載のレーザ装置。 - 【請求項３１】 放電励起用の電極を柔軟性のある絶縁
物でモールドしたことを特徴とする請求項１、２、３、
１７、１８の何れか１項記載のレーザ装置。 - 【請求項３２】 ３相以上の多相交流電源を用いたこと
を特徴とする請求項１、２、３、１７、１８の何れか１
項記載のレーザ装置。 - 【請求項３３】 互いに隣合う複数の放電励起用電極を
有し、これらの電極に位相の異なる交流電圧を印加する
ように構成したことを特徴とする請求項１、２、３、１
７、１８の何れか１項記載のレーザ装置。 - 【請求項３４】 互いに隣合う電極間に電気的に浮かせ
るか、または接地された冷却管が配置されていることを
特徴とする請求項３３記載のレーザ装置。 - 【請求項３５】 長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形
断面を有するレーザ励起用の放電空間を備え、この放電
空間の前記矩形断面と直交する方向にレーザビームを取
り出すレーザ装置において、前記矩形断面の短辺方向に
熱流を生じさせてレーザガスを冷却し、且つ、前記レー
ザビームが通過する非放電部分のレーザガスを冷却する
ガス冷却手段を有していることを特徴とするレーザ装
置。 - 【請求項３６】 前記非放電部分の炭酸ガス濃度が放電
部の炭酸ガス濃度より低くなるように構成したことを特
徴とする請求項３５記載のレーザ装置。 - 【請求項３７】 長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形
断面を有するレーザ励起用の放電空間を備え、この放電
空間の前記矩形断面と直交する方向にレーザビームを取
り出すレーザ装置において、レーザ光の反射面として用
いる誘電体板よりも金属電極を短く設定し、共振器ミラ
ーと金属電極との間に冷却機能を有する冷却管を電気的
に浮かせるか、もしくは接地させた状態に配設したこと
を特徴とするレーザ装置。 - 【請求項３８】 長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形
断面を有するレーザ励起用の放電空間を備え、この放電
空間の前記矩形断面と直交する方向にレーザビームを取
り出すレーザ装置において、共振器ミラーとレーザ出力
窓との間に、ビーム径の３倍以内の開口を有するレーザ
ガス冷却用の冷却管を配設したことを特徴とするレーザ
装置。 - 【請求項３９】 長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形
断面を有するレーザ励起用の放電空間を備え、この放電
空間の前記矩形断面と直交する方向にレーザビームを取
り出すレーザ装置において、前記矩形断面の短辺方向に
熱流を生じさせてレーザガスを冷却し、且つ、前記レー
ザビームが通過する非放電部分に強制的にガス流を発生
させ、前記レーザガスの温度上昇を抑えるように構成し
たことを特徴とするレーザ装置。 - 【請求項４０】 長辺と短辺の長さの比が３以上の矩形
断面を有するレーザ励起用の放電空間を備え、この放電
空間の前記矩形断面と直交する方向にレーザビームを取
り出すレーザ装置において、前記矩形断面の短辺方向に
熱流を生じさせてレーザガスを冷却するガス冷却手段を
有すると共に、前記放電空間の両側面にガス漏れ防止の
側板を設け、該側板のほぼ中央部からレーザガスを供給
し、且つ、前記放電空間内のガス圧がほぼ一定になるよ
うに真空排気する構成にしたことを特徴とするレーザ装
置。 - 【請求項４１】 レーザ励起用の放電空間を有し、かつ
線対称軸が２つ以上となるように前記放電空間を配置
し、この放電空間の断面に直交する方向にレーザビーム
を取り出すレーザ装置において、立体的なビーム折り返
し手段を用いて前記放電空間の断面内を通過するレーザ
ビームを一つにつなげたことを特徴とするレーザ装置。 - 【請求項４２】 複数の長辺と短辺の長さの比が３以上
の矩形放電空間を有し、かつ、線対称軸が少なくとも２
つ以上となるように前記矩形放電空間断面を配置し、こ
の放電空間断面に直交する方向にレーザビームを取り出
すレーザ装置において、立体的なビーム折り返し手段を
用いてそれぞれの前記放電空間の断面内を通過するレー
ザビームを一つにつなげたことを特徴とするレーザ装
置。 - 【請求項４３】 複数の長辺と短辺の長さの比が３以上
の矩形放電空間を有し、かつ、多角形状に前記矩形放電
空間断面を配置し、この放電空間断面に直交する方向に
レーザビームを取り出すレーザ装置において、立体的な
ビーム折り返し手段を用いてそれぞれの前記放電空間の
断面内を通過するレーザビームを一つにつなげたことを
特徴とするレーザ装置。 - 【請求項４４】 複数の固体レーザ媒質を有し、かつ、
線対称軸が少なくとも２つ以上となるように前記固体レ
ーザ媒質断面を配置し、この固体レーザ媒質断面に直交
する方向にレーザビームを取り出すレーザ装置におい
て、前記放電空間断面の長辺方向から熱を取りガス冷却
する行うと共に、立体的なビーム折り返し手段を用いて
それぞれの前記固体レーザ媒質断面内を通過するレーザ
ビームを一つにつなげたことを特徴とするレーザ装置。 - 【請求項４５】 複数の固体レーザ媒質を有し、かつ、
多角形状に前記固体レーザ媒質断面を配置し、この固体
レーザ媒質断面に直交する方向にレーザビームを取り出
すレーザ装置において、前記放電空間断面の長辺方向か
ら熱を取りガス冷却する行うと共に、立体的なビーム折
り返し手段を用いてそれぞれの前記固体レーザ媒質断面
内を通過するレーザビームを一つにつなげたことを特徴
とするレーザ装置。 - 【請求項４６】 レーザ光の波長に対する誘電率の異な
る複数の材質で構成された誘電体を光反射面として用い
る放電励起導波路型のガスレーザ装置において、前記誘
電体は、放電励起用の金属電極側が高誘電率材料で、且
つ、放電プラズマ側が低誘電率材で構成されていること
を特徴とするレーザ装置。 - 【請求項４７】 前記誘電体は、金属電極側の高誘電率
材料層が厚く、且つ、放電プラズマ側の低誘電率材料層
が薄く形成されていることを特徴とする請求項４６記載
のレーザ装置。 - 【請求項４８】 前記高誘電率材料を誘電体基板とし
て、この誘電体基板に低誘電率材料が溶射、もしくはコ
ーティングされていることを特徴とする請求項４６また
は４７記載のレーザ装置。 - 【請求項４９】 前記低誘電率材料としてＢｅＯ（ベリ
リア）を用いたことを特徴とする請求項４６，４７，４
８の何れか１項記載のレーザ装置。 - 【請求項５０】 前記低誘電率材料としてＡＩＮ（窒化
アルミ）を用いたことを特徴とする請求項４６，４７，
４８の何れか１項記載のレーザ装置。
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| JP2493593A JP3088579B2 (ja) | 1992-01-22 | 1993-01-21 | レーザ装置 |
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