JPH07221380A - Method and device for oscillating gas laser - Google Patents

Method and device for oscillating gas laser

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JPH07221380A
JPH07221380A JP946294A JP946294A JPH07221380A JP H07221380 A JPH07221380 A JP H07221380A JP 946294 A JP946294 A JP 946294A JP 946294 A JP946294 A JP 946294A JP H07221380 A JPH07221380 A JP H07221380A
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JP
Japan
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electrodes
main
ray
rays
gas laser
Prior art date
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JP946294A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Kakizaki
弘司 柿崎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH07221380A publication Critical patent/JPH07221380A/en
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Abstract

PURPOSE:To perform highly efficient stable preliminary ionization by making the breakdown voltages of preliminary ionizing electrodes uniform by causing the preliminary ionization after weakly ionizing the prelintinary ionizing electrodes by projecting X rays or ultraviolet rays between each ionizing electrode. CONSTITUTION:A gas laser medium in the gap of each pin electrode pair 20 is weakly ionized when the medium is irradiated with X rays and, when the medium is weakly ionized, a trigger controller 26 outputs a main discharge triggering signal to a thyratron 17. As a result, the thyratron 17 is energized and electric charges accumulated in a main capacitor 16 move to each peaking capacitor 19, resulting in the charging of the capacitors 19. When the voltage across each pin electrode pair 20 reaches a prescribed value, the electrode pair 20 ntakes spark discharge and, as a result, ultraviolet rays are generated and the main discharging space of each main electrode 13 and 14 is preliminarily ionized. When the voltage between the main electrodes 13 and 14 reaches a prescribed high value, main discharge is generated between the electrodes 13 and 14 and, as a result, laser oscillation occurs and laser light is outputted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、予備電離電極にスパー
ク放電を発生させて予備電離し、この後に主放電を発生
させてガスレーザ光を発振するパルス放電励起のガスレ
ーザ発振装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse-laser-excited gas laser oscillating device for generating a spark discharge in a preionization electrode for preionization and then generating a main discharge to oscillate a gas laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4はUV自動予備電離方式を採用した
ガスレーザ発振装置の構成図である。レーザ用高圧電源
1には、主コンデンサ2及びサイラトロン3が並列接続
され、このうち主コンデンサ2には主電極4、5が接続
されている。これら主電極4、5は、ガスレーザ媒質、
例えばエキシマガスの封入されたレーザチャンバ内に対
向配置されている。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a block diagram of a gas laser oscillator employing the UV automatic preionization system. A main capacitor 2 and a thyratron 3 are connected in parallel to the laser high voltage power supply 1, and main electrodes 4 and 5 are connected to the main capacitor 2 among them. These main electrodes 4 and 5 are a gas laser medium,
For example, they are arranged to face each other in a laser chamber in which excimer gas is sealed.

【0003】又、これら主電極4、5には、複数のピー
キングコンデンサ6を介してそれぞれ予備電離電極とし
ての複数のピン電極対7が接続されている。これらピー
キングコンデンサ6及びピン電極対7は、図5に示すよ
うに各主電極4、5に対して並列接続され、かつこれら
主電極4、5の長手方向に沿って所定間隔毎に配置され
ている。
A plurality of pin electrode pairs 7 as preionization electrodes are connected to the main electrodes 4 and 5 via a plurality of peaking capacitors 6. The peaking capacitor 6 and the pin electrode pair 7 are connected in parallel to the main electrodes 4 and 5 as shown in FIG. 5, and are arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction of the main electrodes 4 and 5. There is.

【0004】なお、各主電極4、5に対して各ピン電極
対7を並列接続する場合、図6に示すようにピーキング
コンデンサ8に複数のバラストコイル9をそれぞれ介し
て各ピン電極対7を接続する構成でもよい。
When each pin electrode pair 7 is connected in parallel to each main electrode 4 and 5, each pin electrode pair 7 is connected to a peaking capacitor 8 via a plurality of ballast coils 9 as shown in FIG. It may be configured to be connected.

【0005】このような構成であれば、レーザ用高圧電
源1から主コンデンサ2に対して充電が行われる。この
状態にサイラトロン3が導通すると、主コンデンサ2に
蓄積された電荷が各ピーキングコンデンサ6に移行して
充電が行われ、これにより各ピン電極対7間の電圧が所
定値に達すると、これらピン電極対7にスパーク放電が
発生する。
With such a configuration, the main capacitor 2 is charged from the laser high voltage power source 1. When the thyratron 3 is turned on in this state, the electric charge accumulated in the main capacitor 2 is transferred to each peaking capacitor 6 for charging, and when the voltage between each pin electrode pair 7 reaches a predetermined value, these pins are charged. Spark discharge is generated in the electrode pair 7.

【0006】このスパーク放電の発生によりUV光が発
生し、各主電極4、5間の主放電空間が予備電離され
る。そうして、各主電極4、5間の電圧が所定の高電圧
に達すると、これら主電極4、5間に主放電が発生す
る。
UV light is generated by the spark discharge, and the main discharge space between the main electrodes 4 and 5 is preionized. Then, when the voltage between the main electrodes 4 and 5 reaches a predetermined high voltage, a main discharge occurs between the main electrodes 4 and 5.

【0007】この主放電の発生により図示しないレーザ
共振器においてレーザ共振が発生し、ガスレーザ光が出
力する。しかしながら、複数あるピン電極対7は、それ
ぞれ破壊電圧が異なるために同時に点弧せず、ばらばら
に点弧してしまう。図7は各主電極4、5間のレーザ破
壊電圧波形の測定結果を示しており、スパーク放電点弧
期間aに示すようにスパーク放電がばらばらに発生して
いる。
Due to the occurrence of this main discharge, laser resonance occurs in a laser resonator (not shown), and gas laser light is output. However, the plurality of pin electrode pairs 7 do not fire at the same time because they have different breakdown voltages, but rather fire independently. FIG. 7 shows the measurement result of the laser breakdown voltage waveform between the main electrodes 4 and 5, and the spark discharge is generated randomly as shown in the spark discharge ignition period a.

【0008】このスパーク放電と主放電開始までの時間
には、最適な時間範囲があり、スパーク放電のうち遅く
点弧したものは予備電離に対して充分に寄与しない可能
性がある。
There is an optimum time range between the spark discharge and the start of the main discharge, and there is a possibility that the spark discharge that is lately ignited may not sufficiently contribute to the preionization.

【0009】又、スパーク放電が遅く点弧したものは、
そのピン電極対7の周囲のガスレーザ媒質が先に点弧し
たスパーク放電のUV光により電離されて破壊電圧が低
下する。これにより、それぞれのスパーク放電から発生
するUV光の強度が不均一となることがある。
In addition, the spark discharge is slow and ignited,
The gas laser medium around the pin electrode pair 7 is ionized by the UV light of the spark discharge previously ignited, and the breakdown voltage is lowered. As a result, the intensity of UV light generated from each spark discharge may become non-uniform.

【0010】さらに、不均一性とは別に、長時間動作さ
せると、各ピン電極対7の先端部の摩耗が起こり、レー
ザガス媒質の寿命が短くなり、さらにメンテナンス時間
が頻繁となり、装置の寿命が短くなる問題がある。
Further, apart from non-uniformity, when operated for a long time, the tip portions of each pin electrode pair 7 are worn, the life of the laser gas medium is shortened, the maintenance time is further increased, and the life of the apparatus is shortened. There is a problem of shortening.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】以上のように各ピン電
極対7の破壊電圧が異なるためにスパーク放電がばらば
らに発生し、予備電離に対して充分に寄与しなくなった
り、UV光の強度が不均一となる。又、各ピン電極対7
の先端部摩耗の問題もある。
As described above, since the breakdown voltage of each pin electrode pair 7 is different, a spark discharge is generated randomly, and it does not sufficiently contribute to preionization, and the intensity of UV light is reduced. It becomes uneven. Also, each pin electrode pair 7
There is also the problem of tip wear.

【0012】そこで本発明は、各予備電離電極の破壊電
圧を均一化して効率の良い安定した予備電離ができるガ
スレーザ発振方法及びその装置を提供することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a gas laser oscillation method and an apparatus therefor which can make the breakdown voltage of each preionization electrode uniform and perform efficient and stable preionization.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1によれば、対向
配置された各主電極に対して並設された複数の予備電離
電極にスパーク放電を発生させて主放電空間を予備電離
し、この後に各主放電電極間に主放電を発生させてレー
ザ光を発振するガスレーザ発振方法において、各予備電
離電極間にX線或いは紫外線を照射して弱電離させ、こ
の後に予備電離を発生させるようにして上記目的を達成
しようとするガスレーザ発振方法である。
According to a first aspect of the present invention, a spark discharge is generated in a plurality of preionization electrodes arranged in parallel with respect to each of the main electrodes arranged to face each other, and the main discharge space is preionized. Then, in a gas laser oscillation method in which a main discharge is generated between the main discharge electrodes to oscillate a laser beam, X-rays or ultraviolet rays are irradiated between the preliminary ionization electrodes to weakly ionize them, and then preliminary ionization is generated. The gas laser oscillation method is intended to achieve the above object.

【0014】請求項2によれば、対向配置された各主電
極に対して並設された複数の予備電離電極にスパーク放
電を発生させて主放電空間を予備電離し、この後に各主
放電電極間に主放電を発生させてガスレーザ光を発振す
るガスレーザ発振装置において、各予備電離電極間にX
線或いは紫外線を照射してこれら予備電離電極間を弱電
離するX線或いは紫外線源と、各予備電離電極にスパー
ク放電を発生させる前にX線或いは紫外線源からX線或
いは紫外線を発生させるX線或いは紫外線制御手段と、
を備えて上記目的を達成しようとするガスレーザ発振装
置である。
According to a second aspect of the present invention, spark discharge is generated in a plurality of preionization electrodes arranged in parallel with respect to each of the main electrodes arranged to face each other, and the main discharge space is preionized. In a gas laser oscillator that oscillates a gas laser beam by generating a main discharge between them, an X-axis is formed between each preionization electrode.
X-ray or ultraviolet ray source for weakly ionizing the pre-ionization electrodes by irradiating them with ultraviolet rays or ultraviolet rays, and X-ray for generating X-rays or ultraviolet rays from the X-ray or ultraviolet ray source before spark discharge is generated in each pre-ionization electrode Or ultraviolet ray control means,
A gas laser oscillating device which has the above-mentioned object and is intended to achieve the above object.

【0015】請求項3によれば、ガスレーザ媒質の封入
されたレーザチャンバー内に各主電極を対向配置すると
共にこれら主電極に沿って複数の予備電離電極を配置
し、かつ各主電極の両端側にそれぞれミラーを配置して
レーザ共振器を形成して成るガスレーザ発振装置におい
て、各主電極及び各予備電離電極に電力を供給して各主
電極間の主放電空間を予備電離し、続いて主放電を発生
させてレーザ共振器にレーザ共振を発生させる充放電回
路と、各予備電離電極間にX線或いは紫外線を照射して
これら予備電離電極間を弱電離するX線或いは紫外線源
と、このX線或いは紫外線源からX線或いは紫外線を発
生させて予備電離電極間を弱電離し、この後に充放電回
路を動作制御するトリガ制御手段と、を備えて上記目的
を達成しようとするガスレーザ発振装置である。
According to the third aspect of the present invention, the respective main electrodes are arranged to face each other in the laser chamber in which the gas laser medium is sealed, a plurality of preionization electrodes are arranged along these main electrodes, and both end sides of each main electrode are arranged. In a gas laser oscillating device in which mirrors are respectively arranged to form a laser resonator, power is supplied to each main electrode and each preionization electrode to preionize the main discharge space between each main electrode, and then to the main electrode. A charging / discharging circuit for generating a discharge to cause a laser resonance in the laser resonator, an X-ray or ultraviolet ray source for weakly ionizing the preionization electrodes by irradiating X-rays or ultraviolet rays between the preionization electrodes, and An X-ray or ultraviolet ray is generated from an X-ray or ultraviolet ray source to weakly ionize between the pre-ionization electrodes, and thereafter trigger control means for controlling the operation of the charge / discharge circuit is provided to achieve the above object. It is a Sureza oscillation device.

【0016】請求項4によれば、X線或いは紫外線源
は、X線或いは紫外線をレーザ共振器のミラーを透過さ
せて各予備電離電極間に照射するものである。請求項5
によれば、X線源は、X線を主電極の背面から各予備電
離電極間に照射するものである。請求項6によれば、X
線或いは紫外線源は、X線或いは紫外線発生量を制御可
能としている。
According to the fourth aspect, the X-ray or ultraviolet ray source radiates the X-ray or ultraviolet ray through the mirrors of the laser resonator to irradiate between the respective preionization electrodes. Claim 5
According to the X-ray source, X-rays are emitted from the back surface of the main electrode between the respective preionization electrodes. According to claim 6, X
The X-ray or UV source can control the X-ray or UV generation amount.

【0017】[0017]

【作用】請求項1によれば、複数の予備電離電極に、X
線或いは紫外線を照射して弱電離させ、この後に予備電
離を発生させる。そして、各主放電電極間に主放電を発
生させてガスレーザ光を発振する。このように弱電離さ
せることにより各予備電離電極のスパーク放電発生に時
間的ずれがなくなり、均一にスパーク放電が発生する。
According to claim 1, the plurality of preionization electrodes are provided with X
Irradiation with rays or ultraviolet rays causes weak ionization, and then pre-ionization occurs. Then, a main discharge is generated between the main discharge electrodes to oscillate gas laser light. By weakly ionizing in this way, there is no time lag in the generation of the spark discharge of each preionization electrode, and the spark discharge is uniformly generated.

【0018】請求項2によれば、X線或いは紫外線制御
手段の制御によって、X線或いは紫外線源からX線或い
は紫外線を発生して複数の予備電離電極に照射して弱電
離させ、この後に各予備電離電極をスパーク放電させて
予備電離を発生させる。そして、各主放電電極間に主放
電を発生させてガスレーザ光を発振する。
According to a second aspect of the present invention, by the control of the X-ray or ultraviolet ray control means, X-rays or ultraviolet rays are generated from the X-ray or ultraviolet ray source and applied to the plurality of preionization electrodes to weakly ionize them, and then each is ionized. The preionization electrode is spark-discharged to generate preionization. Then, a main discharge is generated between the main discharge electrodes to oscillate gas laser light.

【0019】請求項3によれば、トリガ制御手段により
X線或いは紫外線源からX線或いは紫外線を発生させて
複数の予備電離電極に照射して弱電離させ、この後に充
放電回路を動作制御して予備電離電極に電力を供給して
予備電離を発生させ、さらに各主放電電極間に主放電を
発生させてレーザ共振器を共振させてガスレーザ光を発
振する。
According to the third aspect of the present invention, the trigger control means generates X-rays or ultraviolet rays from the X-ray or ultraviolet ray source to irradiate the plurality of preionization electrodes to weakly ionize them, and thereafter controls the operation of the charge / discharge circuit. Then, power is supplied to the preionization electrode to generate preionization, and further main discharge is generated between the main discharge electrodes to resonate the laser resonator and oscillate gas laser light.

【0020】この場合、請求項4によれば、X線或いは
紫外線源は、レーザ共振器のミラーを透過させて各予備
電離電極間にX線或いは紫外線を照射する。又、請求項
5によれば、X線源は、X線を主電極の背面から各予備
電離電極間に照射する。又、請求項6によれば、X線或
いは紫外線源は、X線或いは紫外線発生量を制御可能と
して、予備電離に対する制御を可能としている。
In this case, according to the fourth aspect, the X-ray or ultraviolet ray source irradiates the X-ray or ultraviolet ray between the respective preionization electrodes through the mirror of the laser resonator. Further, according to claim 5, the X-ray source emits X-rays from the back surface of the main electrode between the respective preionization electrodes. Further, according to the sixth aspect, the X-ray or ultraviolet ray source can control the amount of X-ray or ultraviolet ray generation, and can control the preionization.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図1はUV自動予備電離方式を採用した
ガスレーザ発振装置の構成図である。レーザ用高圧電源
10には、充放電回路11を介してレーザチャンバ12
内の各主電極13、14が接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a gas laser oscillator employing the UV automatic preionization system. The laser high voltage power supply 10 is connected to a laser chamber 12 via a charging / discharging circuit 11.
The respective main electrodes 13 and 14 therein are connected.

【0022】この充放電回路11は、レーザ用高圧電源
10に対して抵抗15を介して主コンデンサ16及びサ
イラトロン17を接続した構成となっている。一方、レ
ーザチャンバ12内には、エキシマガス等のガスレーザ
媒質が封入され、ファン18の送風により各主電極1
3、14間に循環するようになっている。これにより、
パルスガスレーザの発振毎に各主電極13、14間に新
しいガスレーザ媒質が置換される。
The charging / discharging circuit 11 has a structure in which a main capacitor 16 and a thyratron 17 are connected to a laser high voltage power source 10 via a resistor 15. On the other hand, a gas laser medium such as excimer gas is sealed in the laser chamber 12, and the main electrodes 1 are blown by the fan 18.
It circulates between 3 and 14. This allows
A new gas laser medium is replaced between the main electrodes 13 and 14 for each oscillation of the pulse gas laser.

【0023】これら主電極13、14間には、複数のピ
ーキングコンデンサ19を介して複数のピン電極対20
が並列接続されている。そして、これらピン電極対20
は、各主電極13、14の長手方向に沿って所定間隔ご
とに配置されている。なお、各主電極13、14間に
は、充電用インダクタンス21が接続されている。
A plurality of pin electrode pairs 20 are provided between the main electrodes 13 and 14 via a plurality of peaking capacitors 19.
Are connected in parallel. And, these pin electrode pairs 20
Are arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction of each of the main electrodes 13 and 14. A charging inductance 21 is connected between the main electrodes 13 and 14.

【0024】又、レーザチャンバ12における各主電極
13、14の長手方向の延長上には、レーザ共振器を構
成する各ミラー22、23が設けられている。なお、こ
れらミラー22、23のうち一方のミラー22は出力ミ
ラーであり、他方のミラー23は高反射ミラーである。
Further, on the extension of the respective main electrodes 13 and 14 in the laser chamber 12 in the longitudinal direction, respective mirrors 22 and 23 constituting a laser resonator are provided. One of the mirrors 22 and 23 is an output mirror, and the other mirror 23 is a high reflection mirror.

【0025】このうち高反射ミラー23の背面側には、
X線源としてのX線管24が配置されている。このX線
管24は、X線用高圧電源25からの高電圧印加により
X線を発生し、このX線を高反射ミラー23を透過して
各ピン電極対20のギャップ間に照射して弱電離させる
ものである。
Of these, on the back side of the high reflection mirror 23,
An X-ray tube 24 as an X-ray source is arranged. The X-ray tube 24 generates X-rays by applying a high voltage from the X-ray high-voltage power supply 25, transmits the X-rays through the high-reflection mirror 23, and irradiates the gaps between the pin electrode pairs 20 with each other to weaken the X-rays. Ionize.

【0026】この場合、X線量は、予備電離を直接行う
ものではないので、X線により直接予備電離を行う場合
よりも非常に少ない線量で充分である。トリガー制御装
置26は、X線用高圧電源25に対してX線発生のトリ
ガー信号を送出してX線管24に高電圧を印加させ、こ
のトリガー信号発生から所定期間後に充放電回路11の
サイラトロン17に対して主放電発生のトリガー信号を
送出する機能を有している。
In this case, since the X-ray dose does not directly carry out the preionization, a much smaller dose than that in the case where the preionization is directly carried out by the X-ray is sufficient. The trigger control device 26 sends a trigger signal for X-ray generation to the high-voltage power supply 25 for X-rays to apply a high voltage to the X-ray tube 24, and after a predetermined period from the trigger signal generation, the thyratron of the charging / discharging circuit 11. It has a function of sending a trigger signal for generating a main discharge to 17.

【0027】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。レーザ用高圧電源10から抵抗15を通
して主コンデンサ16に充電が行われる。
Next, the operation of the device configured as described above will be described. The main capacitor 16 is charged through the resistor 15 from the laser high voltage power source 10.

【0028】この状態に、トリガー制御装置26は、X
線用高圧電源25にX線発生のトリガー信号を送出す
る。これにより、X線用高圧電源25からX線管24に
対して高電圧が印加され、X線管24からX線が発生す
る。
In this state, the trigger control device 26 has the X
An X-ray generation trigger signal is sent to the high-voltage power supply 25 for lines. As a result, a high voltage is applied to the X-ray tube 24 from the X-ray high-voltage power supply 25, and X-rays are generated from the X-ray tube 24.

【0029】このX線は、レーザ共振器を構成する高反
射ミラー23を透過して各ピン電極対20のギャップ間
(ピン電極対の放電空間)に照射される。このX線照射
により各ピン電極対20のギャップ間のガスレーザ媒質
は、弱電離される。
The X-rays are transmitted through the high-reflection mirror 23 which constitutes the laser resonator, and are radiated between the gaps between the pin electrode pairs 20 (the discharge space of the pin electrode pairs). This X-ray irradiation weakly ionizes the gas laser medium in the gap between each pin electrode pair 20.

【0030】このX線を照射してから所定期間経過する
と、トリガー制御装置26は、充放電回路11のサイラ
トロン17に対して主放電のトリガー信号を送出する。
このトリガー信号を受けてサイラトロン17は導通し、
主コンデンサ16に蓄積されている電荷が各ピーキング
コンデンサ19に移行する。これにより各ピーキングコ
ンデンサ19は充電され、かつ各ピン電極対20間の電
圧が所定値に達すると、これらピン電極対20にスパー
ク放電が発生する。
After a lapse of a predetermined period from the irradiation of this X-ray, the trigger control device 26 sends a main discharge trigger signal to the thyratron 17 of the charge / discharge circuit 11.
Upon receiving this trigger signal, the thyratron 17 becomes conductive,
The electric charge accumulated in the main capacitor 16 is transferred to each peaking capacitor 19. As a result, each peaking capacitor 19 is charged, and when the voltage between each pin electrode pair 20 reaches a predetermined value, a spark discharge is generated in each pin electrode pair 20.

【0031】このスパーク放電の発生によりUV光が発
生し、各主電極13、14間の主放電空間は予備電離さ
れる。そうして、各主電極13、14間の電圧が所定の
高電圧に達すると、これら主電極13、14間に主放電
が発生する。
UV light is generated by the spark discharge, and the main discharge space between the main electrodes 13 and 14 is preionized. Then, when the voltage between the main electrodes 13 and 14 reaches a predetermined high voltage, main discharge occurs between the main electrodes 13 and 14.

【0032】この結果、レーザ共振器においてレーザ共
振が発生し、レーザ光が出力する。ここで、X線管24
への高電圧印加と主放電開始との時間的な関係を説明す
ると、図2に示すようにX線管電圧Vxを印加してから
所定期間t経過後に各ピン電極対20にスパーク放電が
発生している。なお、スパーク放電点弧期間aである。
As a result, laser resonance occurs in the laser resonator and laser light is output. Here, the X-ray tube 24
The time relationship between the application of a high voltage to the main discharge and the start of the main discharge will be described. As shown in FIG. 2, a spark discharge is generated in each pin electrode pair 20 after a predetermined period t has elapsed after the X-ray tube voltage Vx was applied. is doing. The spark discharge ignition period a.

【0033】このとき、スパーク放電は、点線bで示す
従来のスパーク放電の如くばらつきは生ぜず、X線照射
により弱電離により実線で示す如く時間的にずれがなく
発生する。そして、このスパーク放電は、あまり高くな
い破壊電圧で均一に発生する。
At this time, the spark discharge does not vary as in the conventional spark discharge shown by the dotted line b, and is weakly ionized by the X-ray irradiation so that there is no time lag as shown by the solid line. Then, this spark discharge is uniformly generated at a breakdown voltage which is not so high.

【0034】このようにスパーク放電を均一に発生させ
る場合、X線管24への高電圧印加から主放電開始まで
の所定期間(遅延時間)tが重要となる。この所定期間
tは、X線量やそのパルス幅等により最適時間が異なる
が、例えばX線管電圧Vxのピーク値−40kV、パル
ス半値幅200nsであれば、遅延時間tは100〜3
00nsが最適値である。
In order to uniformly generate the spark discharge as described above, the predetermined period (delay time) t from the application of the high voltage to the X-ray tube 24 to the start of the main discharge becomes important. The predetermined time period t varies depending on the X-ray dose and its pulse width, but if the peak value of the X-ray tube voltage Vx is -40 kV and the pulse half width is 200 ns, the delay time t is 100 to 3.
00 ns is the optimum value.

【0035】従って、トリガー制御装置26は、X線管
24からのX線量がピーク値を示すときから遅延時間t
(例えば100〜300ns)後にサイラトロン17に
対して主放電のトリガー信号を送出する。これにより、
各ピン電極対20において同時にかつ均一にスパーク放
電が発生する。
Therefore, the trigger controller 26 delays the delay time t from when the X-ray dose from the X-ray tube 24 shows the peak value.
After (for example, 100 to 300 ns), the main discharge trigger signal is sent to the thyratron 17. This allows
Spark discharge is simultaneously and uniformly generated in each pin electrode pair 20.

【0036】このように上記一実施例においては、各ピ
ン電極対20のギャップ間にX線管24からX線を照射
して弱電離させ、この後に予備電離を発生させて各主電
極13、14間に主放電を発生させてレーザ光を発振す
るようにしたので、各ピン電極対20のスパーク放電発
生に時間的ずれがなくなり、各ピン電極対20において
同時にかつ均一にスパーク放電が発生できる。
As described above, in the above-described embodiment, the X-ray tube 24 irradiates the gap between the pin electrode pairs 20 with X-rays to cause weak ionization, and then preliminary ionization is generated to generate each main electrode 13, Since the main discharge is generated between 14 to oscillate the laser beam, there is no time lag in the spark discharge generation of each pin electrode pair 20, and the spark discharge can be simultaneously and uniformly generated in each pin electrode pair 20. .

【0037】これにより、各主電極13、14間の主放
電空間を均一に予備電離でき、時間的にも空間的にも均
一な初期電子密度分布が得られる。従って、スパーク放
電と主放電開始までの時間を最適な時間範囲に設定で
き、スパーク放電を予備電離に対して充分に寄与させる
ことができ、かつスパーク放電から発生するUV光の強
度を均一にできる。
As a result, the main discharge space between the main electrodes 13 and 14 can be uniformly preionized, and a uniform initial electron density distribution can be obtained both temporally and spatially. Therefore, the time between the spark discharge and the start of the main discharge can be set within an optimum time range, the spark discharge can sufficiently contribute to preionization, and the intensity of UV light generated from the spark discharge can be made uniform. .

【0038】この結果として安定した主放電を発生で
き、パルスレーザ発振の高効率化、高繰返し数が可能と
なり、高性能化が図れる。さらに、各ピン電極対20の
破壊電圧が均一化されるので、高い破壊電圧時における
各ピン電極対20の先端の摩耗を軽減でき、これに伴っ
てダストの影響を減少させてレーザガス媒質の長寿命化
が図れ、さらにメンテナンスを少なくできるとともに装
置の寿命を長くできる。
As a result, stable main discharge can be generated, high efficiency of pulsed laser oscillation and high repetition rate are possible, and high performance can be achieved. Further, since the breakdown voltage of each pin electrode pair 20 is made uniform, the wear of the tip of each pin electrode pair 20 at the time of high breakdown voltage can be reduced, and along with this, the influence of dust is reduced and the length of the laser gas medium is reduced. The life can be increased, the maintenance can be further reduced, and the life of the device can be extended.

【0039】又、X線は、レーザ共振器を構成する高反
射ミラー23を透過させて各ピン電極対20のギャップ
間に照射するので、これらギャップ間を均一にかつ確実
に弱電離できる。そして、この場合、X線量は非常に少
なくても充分に弱電離できるので、高反射ミラー23を
透過させるという簡単な方法で弱電離できる。
Further, since the X-rays are transmitted through the high-reflection mirror 23 constituting the laser resonator and applied to the gaps between the pin electrode pairs 20, the gaps can be uniformly and surely weakly ionized. In this case, even if the X-ray dose is extremely small, weak ionization can be sufficiently performed, so that weak ionization can be performed by a simple method of transmitting the light through the high reflection mirror 23.

【0040】なお、本発明は上記一実施例に限定される
ものでなく次のように変形してもよい。X線は直接各ピ
ン電極対20を照射するようにX線管24を配置すれば
よく、例えば、X線を各ピン電極対20に照射する場
合、X線管24を各主電極13、14のいずれか一方又
は両方の背面に配置し、かつこれら主電極13、14の
一部分を薄くする構造とし、X線管24から発生したX
線を主電極13又は14の背面から薄い部分を通して各
ピン電極対20に照射するようにしてもよい。このよう
な構造としても上記一実施例と同様の効果を奏すること
ができる。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment but may be modified as follows. The X-ray tube 24 may be arranged so as to directly irradiate each pin electrode pair 20 with X-rays. For example, when irradiating each pin electrode pair 20 with X-rays, the X-ray tube 24 is moved to each main electrode 13, 14. X is generated from the X-ray tube 24 by arranging it on the back surface of one or both of the above and making a part of these main electrodes 13 and 14 thin.
A line may be applied to each pin electrode pair 20 through the thin portion from the back surface of the main electrode 13 or 14. Even with such a structure, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.

【0041】又、図3に示すようにX線用高圧電源25
に対して電圧制御装置30を接続し、X線用高圧電源2
5からX線管24への印加電圧を可変制御する構成とし
てもよい。
Further, as shown in FIG. 3, a high voltage power source 25 for X-rays
The voltage control device 30 is connected to the X-ray high-voltage power supply 2
The voltage applied to the X-ray tube 24 from 5 may be variably controlled.

【0042】このようにX線管24への印加電圧を可変
制御すれば、UV予備電離の制御が可能となり、例えば
高繰り返しレーザ発振時における予備電離能力の低下に
対し、X線量を減少させて対処させることができる。
By variably controlling the voltage applied to the X-ray tube 24 in this manner, it becomes possible to control the UV preionization. For example, the X-ray dose is reduced with respect to the decrease in the preionization ability during high repetition laser oscillation. Can be dealt with.

【0043】又、各ピン電極対20は、図5に示すよう
に各主電極13、14に対してピーキングコンデンサ8
を接続し、さらに複数のバラストコイル9をそれぞれ介
して接続する構成でもよい。
Further, each pin electrode pair 20 has a peaking capacitor 8 for each main electrode 13, 14 as shown in FIG.
May be connected, and the ballast coils 9 may be connected via a plurality of ballast coils 9.

【0044】これまで図1に示したようにX線管を用い
た装置について説明したが、X線管の代わりに、Xeラ
ンプ、水銀ランプといった紫外線源を用いても同等の効
果が得られる。但し、紫外線を用いる場合には、透過特
性がX線に比べて劣るので、チャンバー内部に設置した
方が効率は良い。この場合、予備電離電極間に紫外線を
照射できる場所にさらにピン電極等を設置し、予備電離
放電に先だって放電させる。
Although the apparatus using the X-ray tube as shown in FIG. 1 has been described so far, the same effect can be obtained by using an ultraviolet source such as a Xe lamp or a mercury lamp instead of the X-ray tube. However, when ultraviolet rays are used, the transmission characteristics are inferior to those of X-rays, so it is more efficient to install them inside the chamber. In this case, a pin electrode or the like is further installed between the preionization electrodes at a place where ultraviolet rays can be irradiated, and the preionization discharge is performed.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、各
予備電離電極の破壊電圧を均一化して効率の良い安定し
た予備電離ができるガスレーザ発振方法及びその装置を
提供できる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a gas laser oscillating method and an apparatus thereof which can make the breakdown voltage of each preionization electrode uniform and perform efficient and stable preionization.

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

【図1】本発明に係わるUV自動予備電離方式を採用し
たガスレーザ発振装置の一実施例を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a gas laser oscillator using a UV automatic preionization system according to the present invention.

【図2】X線管電圧と主放電開始との時間的な関係を示
す図。
FIG. 2 is a diagram showing a temporal relationship between an X-ray tube voltage and the start of main discharge.

【図3】本発明の変形例を示す構成図。FIG. 3 is a configuration diagram showing a modified example of the present invention.

【図4】従来装置の構成図。FIG. 4 is a block diagram of a conventional device.

【図5】ピン電極対の接続を示す図。FIG. 5 is a diagram showing connection of pin electrode pairs.

【図6】ピン電極対の接続を示す図。FIG. 6 is a diagram showing connection of pin electrode pairs.

【図7】従来装置におけるスパーク放電のばらつきを示
す図。
FIG. 7 is a diagram showing variations in spark discharge in a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…レーザ用高圧電源、11…充放電回路、12…レ
ーザチャンバ、13,14…主電極、17…サイラトロ
ン、19…ピーキングコンデンサ、20…ピン電極対、
22,23…ミラー、24…X線管、25…X線用高圧
電源、26…トリガー制御装置。
10 ... High-voltage power source for laser, 11 ... Charge / discharge circuit, 12 ... Laser chamber, 13, 14 ... Main electrode, 17 ... Thyratron, 19 ... Peaking capacitor, 20 ... Pin electrode pair,
22, 23 ... Mirror, 24 ... X-ray tube, 25 ... High-voltage power source for X-ray, 26 ... Trigger control device.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各主電極を対向配置し、これら主電極に
対して並設された複数の予備電離電極にスパーク放電を
発生させて主放電空間を予備電離し、この後に前記各主
放電電極間に主放電を発生させてガスレーザ光を発振す
るガスレーザ発振方法において、 前記各予備電離電極間にX線或いは紫外線を照射して弱
電離させ、この後に前記予備電離を発生させることを特
徴とするガスレーザ発振方法。
1. Main electrodes are arranged to face each other, and spark discharge is generated in a plurality of preionization electrodes arranged in parallel with respect to these main electrodes to preionize the main discharge space. In a gas laser oscillation method of generating a main discharge between them and oscillating a gas laser beam, X-rays or ultraviolet rays are radiated between the respective preionization electrodes to weakly ionize, and then the preionization is generated. Gas laser oscillation method.
【請求項2】 各主電極を対向配置し、これら主電極に
対して並設された複数の予備電離電極にスパーク放電を
発生させて主放電空間を予備電離し、この後に前記各主
放電電極間に主放電を発生させてガスレーザ光を発振す
るガスレーザ発振装置において、 前記各予備電離電極間にX線或いは紫外線を照射してこ
れら予備電離電極間を弱電離するX線或いは紫外線源
と、 前記各予備電離電極にスパーク放電を発生させる前に前
記X線或いは紫外線源からX線或いは紫外線を発生させ
るX線或いは紫外線制御手段と、を具備したことを特徴
とするガスレーザ発振装置。
2. The main electrodes are arranged so as to face each other, and a spark discharge is generated in a plurality of preionization electrodes arranged in parallel with respect to these main electrodes to preionize the main discharge space. In a gas laser oscillator for generating a main discharge between them and oscillating a gas laser beam, an X-ray or ultraviolet ray source for weakly ionizing between the preliminary ionization electrodes by irradiating the preliminary ionization electrodes with X-rays or ultraviolet rays, A gas laser oscillating device comprising: an X-ray or ultraviolet ray control means for generating X-rays or ultraviolet rays from the X-ray or ultraviolet ray source before generating a spark discharge at each preionization electrode.
【請求項3】 ガスレーザ媒質の封入されたレーザチャ
ンバー内に各主電極を対向配置すると共にこれら主電極
に沿って複数の予備電離電極を配置し、かつ前記各主電
極の両端側にそれぞれミラーを配置してレーザ共振器を
形成して成るガスレーザ発振装置において、 前記各主電極及び前記各予備電離電極に電力を供給して
前記各主電極間の主放電空間を予備電離し、続いて主放
電を発生させて前記レーザ共振器にレーザ共振を発生さ
せる充放電回路と、 前記各予備電離電極間にX線或いは紫外線を照射してこ
れら予備電離電極間を弱電離するX線或いは紫外線源
と、 このX線或いは紫外線源からX線或いは紫外線を発生さ
せて前記予備電離電極間を弱電離し、この後に前記充放
電回路を動作制御するトリガ制御手段と、を具備したこ
とを特徴とするガスレーザ発振装置。
3. Main electrodes are arranged opposite to each other in a laser chamber in which a gas laser medium is sealed, a plurality of preionization electrodes are arranged along these main electrodes, and mirrors are provided on both ends of each main electrode. In a gas laser oscillating device formed by arranging and forming a laser resonator, electric power is supplied to each of the main electrodes and each of the preionization electrodes to preionize a main discharge space between the main electrodes, and then main discharge is performed. A charging / discharging circuit for generating laser resonance in the laser resonator, and an X-ray or ultraviolet ray source for weakly ionizing between the preliminary ionization electrodes by irradiating the preliminary ionization electrodes with X-rays or ultraviolet rays, Trigger control means for generating X-rays or ultraviolet rays from this X-ray or ultraviolet ray source to weakly ionize between the preliminary ionization electrodes and thereafter control the operation of the charge / discharge circuit is provided. Gas laser oscillation device to be considered.
【請求項4】 X線或いは紫外線源は、X線或いは紫外
線をレーザ共振器のミラーを透過させて各予備電離電極
間に照射することを特徴とする請求項3記載のガスレー
ザ発振装置。
4. The gas laser oscillating device according to claim 3, wherein the X-ray or ultraviolet ray source irradiates the X-ray or ultraviolet ray through the mirror of the laser resonator between the respective preionization electrodes.
【請求項5】 X線源は、X線を主電極の背面から各予
備電離電極間に照射することを特徴とする請求項3記載
のガスレーザ発振装置。
5. The gas laser oscillator according to claim 3, wherein the X-ray source irradiates X-rays from the back surface of the main electrode between the respective preionization electrodes.
【請求項6】 X線或いは紫外線源は、X線或いは紫外
線発生量を制御可能とすることを特徴とする請求項3記
載のガスレーザ発振装置。
6. The gas laser oscillator according to claim 3, wherein the X-ray or ultraviolet ray source can control the amount of X-ray or ultraviolet ray generation.
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