JPH0786672A - レーザ発振器 - Google Patents
レーザ発振器Info
- Publication number
- JPH0786672A JPH0786672A JP25482493A JP25482493A JPH0786672A JP H0786672 A JPH0786672 A JP H0786672A JP 25482493 A JP25482493 A JP 25482493A JP 25482493 A JP25482493 A JP 25482493A JP H0786672 A JPH0786672 A JP H0786672A
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- Japan
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- electrode
- main
- casing
- main electrode
- dielectric
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 レーザ発振器１は、そのケーシング２内にガ
スを封入してあり、またケーシング２内には主電極３を
設けている。この主電極３を構成する一方の電極３ｂの
表面には、多数の孔を穿設した誘電体４を取り付けてい
る。上記主電極３（３ａ，３ｂ）には、直流電源８と交
流電源１０が接続されており、先ず交流電源１０から主
電極３に交流電圧を印加して各電極３ａ，３ｂ間のガス
を予備電離させ、次に直流電源８から主電極３に直流電
圧を印加して主放電さてレーザ光線を励起する。 【効果】 一方の電極３ｂの表面に誘電体４を設けたこ
とにより、予備放電の際の交流電圧の値を大きくするこ
とができるようになり、したがって、主放電において安
定した高出力のレーザ光線を得ることができる。
スを封入してあり、またケーシング２内には主電極３を
設けている。この主電極３を構成する一方の電極３ｂの
表面には、多数の孔を穿設した誘電体４を取り付けてい
る。上記主電極３（３ａ，３ｂ）には、直流電源８と交
流電源１０が接続されており、先ず交流電源１０から主
電極３に交流電圧を印加して各電極３ａ，３ｂ間のガス
を予備電離させ、次に直流電源８から主電極３に直流電
圧を印加して主放電さてレーザ光線を励起する。 【効果】 一方の電極３ｂの表面に誘電体４を設けたこ
とにより、予備放電の際の交流電圧の値を大きくするこ
とができるようになり、したがって、主放電において安
定した高出力のレーザ光線を得ることができる。
Description
【産業上の利用分野】本発明はレーザ発振器に関し、よ
り詳しくはレーザ媒質としてガスを利用したレーザ発振
器に関する。
り詳しくはレーザ媒質としてガスを利用したレーザ発振
器に関する。
【従来の技術】従来、レーザ発振器として、ケーシング
の内部空間に介在させたガスと、ケーシング内に設けた
一対の主電極と、さらにケーシング内に設けた予備電極
と、上記主電極および予備電極に所要の電圧を印加する
電源とを備えたものは知られている。しかるに、このよ
うな従来のレーザ発振器では、ケーシング内に予備電極
を設けていたので、レーザ発振器の組立作業が煩雑にな
り、また予備電極からダストが発生してガスの寿命が短
くなる等の欠点があった。そこで、本件の出願人は、先
に特願平４−１８５８１０号（平成４年６月１９日出
願）によって予備電極を省略したレーザ発振器を提案し
たところである。すなわち、このレーザ発振器は、ケー
シング内に設けた一対の主電極と、ケーシングの内部空
間に介在させたガスと、上記主電極に所要の電圧を印加
する電源とを備えており、上記主電極をＡＣ放電させて
上記主電極間のガスを予備電離させてから上記主電極を
ＤＣ放電させてレーザ光線を励起するようにしている。
そのように構成することで、予備電極を省略することが
できるので上述した欠点を解消することができる。
の内部空間に介在させたガスと、ケーシング内に設けた
一対の主電極と、さらにケーシング内に設けた予備電極
と、上記主電極および予備電極に所要の電圧を印加する
電源とを備えたものは知られている。しかるに、このよ
うな従来のレーザ発振器では、ケーシング内に予備電極
を設けていたので、レーザ発振器の組立作業が煩雑にな
り、また予備電極からダストが発生してガスの寿命が短
くなる等の欠点があった。そこで、本件の出願人は、先
に特願平４−１８５８１０号（平成４年６月１９日出
願）によって予備電極を省略したレーザ発振器を提案し
たところである。すなわち、このレーザ発振器は、ケー
シング内に設けた一対の主電極と、ケーシングの内部空
間に介在させたガスと、上記主電極に所要の電圧を印加
する電源とを備えており、上記主電極をＡＣ放電させて
上記主電極間のガスを予備電離させてから上記主電極を
ＤＣ放電させてレーザ光線を励起するようにしている。
そのように構成することで、予備電極を省略することが
できるので上述した欠点を解消することができる。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
願平４−１８５８１０号のレーザ発振器では、予備放電
の際のＡＣ電圧は、主電極間の絶縁が破壊される電圧に
近い電圧となる。そのため、主電極間にアーク放電が発
生し易くなり、予備放電の際のＡＣ電圧を高くすること
ができなくなる。したがって、予備電離が充分行われな
くなり、主放電が不安定になるという欠点があった。
願平４−１８５８１０号のレーザ発振器では、予備放電
の際のＡＣ電圧は、主電極間の絶縁が破壊される電圧に
近い電圧となる。そのため、主電極間にアーク放電が発
生し易くなり、予備放電の際のＡＣ電圧を高くすること
ができなくなる。したがって、予備電離が充分行われな
くなり、主放電が不安定になるという欠点があった。
【課題を解決するための手段】上述した事情に鑑み、本
発明は、上記特願平４−１８５８１０号の構成を前提と
して、すなわちケーシング内に設けた一対の主電極と、
ケーシングの内部空間に介在させたガスと、上記主電極
に所要の電圧を印加する電源とを備え、上記主電極をＡ
Ｃ放電させて上記主電極間のガスを予備電離させてから
上記主電極をＤＣ放電させてレーザ光線を励起するよう
に構成したレーザ発振器において、上記主電極における
各対向面の少なくとも一方に誘電体を設けたものであ
る。
発明は、上記特願平４−１８５８１０号の構成を前提と
して、すなわちケーシング内に設けた一対の主電極と、
ケーシングの内部空間に介在させたガスと、上記主電極
に所要の電圧を印加する電源とを備え、上記主電極をＡ
Ｃ放電させて上記主電極間のガスを予備電離させてから
上記主電極をＤＣ放電させてレーザ光線を励起するよう
に構成したレーザ発振器において、上記主電極における
各対向面の少なくとも一方に誘電体を設けたものであ
る。
【作用】このような構成によれば、上記誘電体は絶縁性
が高いので、誘電体を設けた本発明の装置と誘電体を設
けない上記従来の装置とに同じ値の電圧を印加した場合
には、誘電体を設けた本発明の装置は、誘電体を設けな
い従来の装置に比較して、主電極間にアーク放電が生じ
ることを抑制できる。そのため、誘電体を設けたことに
より予備放電の際のＡＣ電圧値を大きくすることができ
るようになり、したがって、誘電体を設けていない上記
従来のものと比較すると、安定した高出力のレーザ光線
を励起させることができる。
が高いので、誘電体を設けた本発明の装置と誘電体を設
けない上記従来の装置とに同じ値の電圧を印加した場合
には、誘電体を設けた本発明の装置は、誘電体を設けな
い従来の装置に比較して、主電極間にアーク放電が生じ
ることを抑制できる。そのため、誘電体を設けたことに
より予備放電の際のＡＣ電圧値を大きくすることができ
るようになり、したがって、誘電体を設けていない上記
従来のものと比較すると、安定した高出力のレーザ光線
を励起させることができる。
【実施例】以下図示実施例について本発明を説明する
と、図１は横方向励起型レーザ発振器１の電気回路を示
したものであり、このレーザ発振器１は、図示しないガ
スを封入したケーシング２を備えており、このケーシン
グ２内に一対の電極３ａ，３ｂから構成した主電極３を
設けている。本実施例では主電極３を予備電極として兼
用できるように構成しているので、従来ケーシング２内
に設けていた予備電極を省略している。図２に拡大して
示すように、本実施例における主電極３の各電極３ａ，
３ｂは板状に形成するとともに、その板状とした両電極
３ａ，３ｂの一方の平坦面を相互に対向させている。本
実施例では、そのように対向させた両電極３ａ，３ｂの
対向面の間隔は４ｍｍに設定している。また、本実施例
では、上記両電極３ａ，３ｂにおける対向面の一方に、
多数の貫通孔４ａを備えた薄板状の誘電体４を設けてい
る。誘電体４は、厚さ２ｍｍに設定した２枚のアルミナ
セラミックの端部を突き合わせて構成してあり（図
４）、上記貫通孔４ａの径は３ｍｍに設定している。こ
の誘電体４を設けたことによって、該誘電体４の表面と
それに対向する電極３ａの対向面との間隔Ｌは２ｍｍと
なっている。さらに、上記貫通孔４ａは、誘電体４の長
手方向にわたって均等な位置に穿設しているが、図３な
いし図４に示すように、長手方向の中央部の所定範囲に
は穿設していない。なお、誘電体４の材料としては上記
アルミナセラミックの代わりに、炭化ケイ素系等の他の
セラミックを用いても良いし、また、ガラスを用いても
良い。さらに、上記誘電体４は、電極３ｂの対向面の表
面にコーティングするようにしても良い。他方、図２に
示すように、上記両電極３ａ，３ｂにおける対向してい
ない側の面には、その長手方向、すなわち紙面と直交す
る方向に溝を形成してあり、その溝内に熱交換器として
の導管５を取り付けている。この導管５は、ケーシング
２の外部に設けた冷却媒体の供給源に接続してあり、供
給源から水あるいは油等の冷却媒体を導管５内に流通さ
せることによって、両電極３ａ，３ｂを冷却するように
している。本実施例では、上述のように、両電極３ａ，
３ｂの間隔をわずか４ｍｍに設定してあり、さらに主電
極３は冷却されることによって温度上昇が抑制されるよ
うになっている。そのため、放電によって温度上昇した
主電極３の間のガスと主電極３の表面との間に温度差が
生じるので、ケーシング２内のガスはケーシング２内を
自然対流するようになっている。したがって、本実施例
では、従来ケーシング２内に設けていたガス循環用のフ
ァンを省略してあり、それによって、ケーシング２を小
型化している。また、本実施例では従来ケーシング２内
に設けていた予備電極を省略したことにより、ガスの劣
化を抑制してガスの寿命を長くすることができる。その
ため、本実施例では、レーザ発振器の組立の際に、所要
量のガスをケーシング２内に供給して長時間密封して運
転可能である。図１に示すように、上記主電極３は、直
流電源８に接続すると同時に、コイル９を介して交流電
源１０に接続するようにしている。この交流電源１０は
数１０ＫＨｚないし数１００ＫＨｚの高電圧を主電極３
に供給することができる。そして、本実施例では、先ず
交流電源１０から主電極３に交流の高電圧を印加して主
電極３間のガスを予備電離させ、次にその数１０ｎｓ後
に直流電源８から主電極３に直流の高電圧を印加するよ
うにしてあり、それによって主電極３を主放電させてレ
ーザ光線を励起するように構成している。すなわち、直
流電源８と主電極３との間には、その最も上流側にスイ
ッチ１１を設けるとともに主放電用の主コンデンサ１２
を設けてあり、この主コンデンサ１２の下流には可飽和
リアクトル１３を設けている。上記可飽和リアクトル１
３の下流側と、上記スイッチ１１の下流側とにわたって
は容量移行用の予備コンデンサ１４を設けるとともに、
それよりも下流側にインダクタ１５を設けている。上記
可飽和リアクトル１３は、スイッチ１１がＯＮされた時
の電流と電圧にずれを生じさせ、スイッチ１１にかかる
電力を小さくし、それによってスイッチ１１にかかる負
荷を軽減する機能を備えている。以上の構成において、
先ず交流電源１０の電圧が主電極３に印加されると、該
主電極３の間のガスが予備電離される。この際に、本実
施例では、一方の電極３ｂに誘電体４を設けているの
で、予備電離が効率的に行われる。より詳細には、図２
に示すように、一方の電極３ｂに誘電体４を設けた本実
施例と誘電体４を設けない一対の電極３ａ，３ｂだけの
場合とに同じ値の交流電圧を印加すると、本実施例の場
合の方が一対の電極３ａ，３ｂだけの場合よりも交流放
電の強度が強くなる。換言すると、同等の交流放電の強
度を得ようとした時に、本実施例によれば、両電極３
ａ，３ｂだけの場合に比較すると、より低い交流電圧を
印加すればよい。そのため、電極３ａ，３ｂ間の絶縁破
壊が生じる電圧値よりもより低い電圧で予備電離を行う
ことができるので、電極３ａ，３ｂ間にアーク放電が生
じることを抑制することができる。したがって、安定し
た高出力のレーザ光線を励起させることができる。この
後、スイッチ１１がＯＮされ、主コンデンサ１４を介し
て直流電源８の電圧が上記主電極３に印加される。これ
によって、主電極３から放電が開始されるので従来と同
様にレーザ光線が励起される。なお、過熱した主電極３
は図２に示した導管５によって冷却され、冷却された主
電極３と放電のために過熱されたガスとの温度差によっ
てケーシング２内のガスに高速対流が生じるので、ガス
はケーシング２内を循環されるようになる。上述した本
実施例によれば、従来ケーシング２内に設けていた予備
電極およびファンを省略しているので、レーザ発振器の
組立作業性が良好なものとなり、しかも予備電極によっ
てケーシング２内を循環するガスの流れに乱流が生じる
ようなこともない。また、予備電極およびファンを省略
したことによってケーシング２そのものを小型化するこ
とができ、ひいてはレーザ発振器を小型化することがで
きる。しかも、ケーシング２内に予備電極が存在しない
ので、予備電極が原因となってダストが生じるようなこ
となく、そのため、ケーシング２内のガスの劣化を抑制
してガスの寿命を長くすることができる。さらに、上述
のように両電極３ａ，３ｂ間の寸法を狭くしたことによ
り、放電によって発生するショックウエーブのケーシン
グ２内面からの反射が電極３ａ，３ｂ間に侵入すること
を防止することができる。そのため、放電時のショック
ウエーブによる悪影響を排除することができる。また、
上記誘電体４によって効率的に予備放電が行われるの
で、高出力で安定したレーザ光線を励起することができ
る。なお、上記実施例では、主電極３における一方の電
極３ｂだけに誘電体４を設けているが、他方の電極３ａ
のみに設けても良いし、また両方に設けても良い。
と、図１は横方向励起型レーザ発振器１の電気回路を示
したものであり、このレーザ発振器１は、図示しないガ
スを封入したケーシング２を備えており、このケーシン
グ２内に一対の電極３ａ，３ｂから構成した主電極３を
設けている。本実施例では主電極３を予備電極として兼
用できるように構成しているので、従来ケーシング２内
に設けていた予備電極を省略している。図２に拡大して
示すように、本実施例における主電極３の各電極３ａ，
３ｂは板状に形成するとともに、その板状とした両電極
３ａ，３ｂの一方の平坦面を相互に対向させている。本
実施例では、そのように対向させた両電極３ａ，３ｂの
対向面の間隔は４ｍｍに設定している。また、本実施例
では、上記両電極３ａ，３ｂにおける対向面の一方に、
多数の貫通孔４ａを備えた薄板状の誘電体４を設けてい
る。誘電体４は、厚さ２ｍｍに設定した２枚のアルミナ
セラミックの端部を突き合わせて構成してあり（図
４）、上記貫通孔４ａの径は３ｍｍに設定している。こ
の誘電体４を設けたことによって、該誘電体４の表面と
それに対向する電極３ａの対向面との間隔Ｌは２ｍｍと
なっている。さらに、上記貫通孔４ａは、誘電体４の長
手方向にわたって均等な位置に穿設しているが、図３な
いし図４に示すように、長手方向の中央部の所定範囲に
は穿設していない。なお、誘電体４の材料としては上記
アルミナセラミックの代わりに、炭化ケイ素系等の他の
セラミックを用いても良いし、また、ガラスを用いても
良い。さらに、上記誘電体４は、電極３ｂの対向面の表
面にコーティングするようにしても良い。他方、図２に
示すように、上記両電極３ａ，３ｂにおける対向してい
ない側の面には、その長手方向、すなわち紙面と直交す
る方向に溝を形成してあり、その溝内に熱交換器として
の導管５を取り付けている。この導管５は、ケーシング
２の外部に設けた冷却媒体の供給源に接続してあり、供
給源から水あるいは油等の冷却媒体を導管５内に流通さ
せることによって、両電極３ａ，３ｂを冷却するように
している。本実施例では、上述のように、両電極３ａ，
３ｂの間隔をわずか４ｍｍに設定してあり、さらに主電
極３は冷却されることによって温度上昇が抑制されるよ
うになっている。そのため、放電によって温度上昇した
主電極３の間のガスと主電極３の表面との間に温度差が
生じるので、ケーシング２内のガスはケーシング２内を
自然対流するようになっている。したがって、本実施例
では、従来ケーシング２内に設けていたガス循環用のフ
ァンを省略してあり、それによって、ケーシング２を小
型化している。また、本実施例では従来ケーシング２内
に設けていた予備電極を省略したことにより、ガスの劣
化を抑制してガスの寿命を長くすることができる。その
ため、本実施例では、レーザ発振器の組立の際に、所要
量のガスをケーシング２内に供給して長時間密封して運
転可能である。図１に示すように、上記主電極３は、直
流電源８に接続すると同時に、コイル９を介して交流電
源１０に接続するようにしている。この交流電源１０は
数１０ＫＨｚないし数１００ＫＨｚの高電圧を主電極３
に供給することができる。そして、本実施例では、先ず
交流電源１０から主電極３に交流の高電圧を印加して主
電極３間のガスを予備電離させ、次にその数１０ｎｓ後
に直流電源８から主電極３に直流の高電圧を印加するよ
うにしてあり、それによって主電極３を主放電させてレ
ーザ光線を励起するように構成している。すなわち、直
流電源８と主電極３との間には、その最も上流側にスイ
ッチ１１を設けるとともに主放電用の主コンデンサ１２
を設けてあり、この主コンデンサ１２の下流には可飽和
リアクトル１３を設けている。上記可飽和リアクトル１
３の下流側と、上記スイッチ１１の下流側とにわたって
は容量移行用の予備コンデンサ１４を設けるとともに、
それよりも下流側にインダクタ１５を設けている。上記
可飽和リアクトル１３は、スイッチ１１がＯＮされた時
の電流と電圧にずれを生じさせ、スイッチ１１にかかる
電力を小さくし、それによってスイッチ１１にかかる負
荷を軽減する機能を備えている。以上の構成において、
先ず交流電源１０の電圧が主電極３に印加されると、該
主電極３の間のガスが予備電離される。この際に、本実
施例では、一方の電極３ｂに誘電体４を設けているの
で、予備電離が効率的に行われる。より詳細には、図２
に示すように、一方の電極３ｂに誘電体４を設けた本実
施例と誘電体４を設けない一対の電極３ａ，３ｂだけの
場合とに同じ値の交流電圧を印加すると、本実施例の場
合の方が一対の電極３ａ，３ｂだけの場合よりも交流放
電の強度が強くなる。換言すると、同等の交流放電の強
度を得ようとした時に、本実施例によれば、両電極３
ａ，３ｂだけの場合に比較すると、より低い交流電圧を
印加すればよい。そのため、電極３ａ，３ｂ間の絶縁破
壊が生じる電圧値よりもより低い電圧で予備電離を行う
ことができるので、電極３ａ，３ｂ間にアーク放電が生
じることを抑制することができる。したがって、安定し
た高出力のレーザ光線を励起させることができる。この
後、スイッチ１１がＯＮされ、主コンデンサ１４を介し
て直流電源８の電圧が上記主電極３に印加される。これ
によって、主電極３から放電が開始されるので従来と同
様にレーザ光線が励起される。なお、過熱した主電極３
は図２に示した導管５によって冷却され、冷却された主
電極３と放電のために過熱されたガスとの温度差によっ
てケーシング２内のガスに高速対流が生じるので、ガス
はケーシング２内を循環されるようになる。上述した本
実施例によれば、従来ケーシング２内に設けていた予備
電極およびファンを省略しているので、レーザ発振器の
組立作業性が良好なものとなり、しかも予備電極によっ
てケーシング２内を循環するガスの流れに乱流が生じる
ようなこともない。また、予備電極およびファンを省略
したことによってケーシング２そのものを小型化するこ
とができ、ひいてはレーザ発振器を小型化することがで
きる。しかも、ケーシング２内に予備電極が存在しない
ので、予備電極が原因となってダストが生じるようなこ
となく、そのため、ケーシング２内のガスの劣化を抑制
してガスの寿命を長くすることができる。さらに、上述
のように両電極３ａ，３ｂ間の寸法を狭くしたことによ
り、放電によって発生するショックウエーブのケーシン
グ２内面からの反射が電極３ａ，３ｂ間に侵入すること
を防止することができる。そのため、放電時のショック
ウエーブによる悪影響を排除することができる。また、
上記誘電体４によって効率的に予備放電が行われるの
で、高出力で安定したレーザ光線を励起することができ
る。なお、上記実施例では、主電極３における一方の電
極３ｂだけに誘電体４を設けているが、他方の電極３ａ
のみに設けても良いし、また両方に設けても良い。
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来に
比較して安定した高出力のレーザ光線を励起させること
ができるという効果が得られる。
比較して安定した高出力のレーザ光線を励起させること
ができるという効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図
【図２】図１の要部の拡大図
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図
１ レーザ発振器 ２ ケーシング ３ 主電極 ３ａ，３ｂ 電極 ４ 誘電体 ８ 直流電源 １０ 交流電源
Claims (1)
- 【請求項１】 ケーシング内に設けた一対の主電極と、
ケーシングの内部空間に介在させたガスと、上記主電極
に所要の電圧を印加する電源とを備え、上記主電極をＡ
Ｃ放電させて上記主電極間のガスを予備電離させてから
上記主電極をＤＣ放電させてレーザ光線を励起するよう
に構成したレーザ発振器において、 上記主電極における各対向面の少なくとも一方に誘電体
を設けたことを特徴とするレーザ発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25482493A JP2746080B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | レーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25482493A JP2746080B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | レーザ発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0786672A true JPH0786672A (ja) | 1995-03-31 |
| JP2746080B2 JP2746080B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=17270382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25482493A Expired - Fee Related JP2746080B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | レーザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2746080B2 (ja) |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP25482493A patent/JP2746080B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2746080B2 (ja) | 1998-04-28 |
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