JPH08191166A - ガスレ−ザ装置 - Google Patents
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- JPH08191166A JPH08191166A JP330895A JP330895A JPH08191166A JP H08191166 A JPH08191166 A JP H08191166A JP 330895 A JP330895 A JP 330895A JP 330895 A JP330895 A JP 330895A JP H08191166 A JPH08191166 A JP H08191166A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明はレ−ザ光のパルス出力を安定化さ
せることができるようにしたガスレ−ザ装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 レ−ザチャンバ１１内に離間対向して配置さ
れた陰極１２と陽極１３とからなる主電極と、この主電
極に高電圧をパルス印加してその陰極と陽極との間の放
電空間部１５に主放電を点弧させガスレ−ザ媒質を放電
励起してスレ−ザ光をパルス状に発生させる高圧電源１
４と、上記主電極の一端側に配置された高反射ミラ−１
８および他端側に配置された出力ミラ−１９とからな
り、上記放電空間部で発生したレ−ザ光を増幅して上記
出力ミラ−から共振出力する光共振器とを具備し、上記
高反射ミラ−と出力ミラ−との少なくともいずれか一方
は、上記放電空間部から上記レ−ザ光Ｌが共振出力され
る範囲を、上記陰極と陽極との離間方向中央部部分に制
限する構成であることを特徴とする。
せることができるようにしたガスレ−ザ装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 レ−ザチャンバ１１内に離間対向して配置さ
れた陰極１２と陽極１３とからなる主電極と、この主電
極に高電圧をパルス印加してその陰極と陽極との間の放
電空間部１５に主放電を点弧させガスレ−ザ媒質を放電
励起してスレ−ザ光をパルス状に発生させる高圧電源１
４と、上記主電極の一端側に配置された高反射ミラ−１
８および他端側に配置された出力ミラ−１９とからな
り、上記放電空間部で発生したレ−ザ光を増幅して上記
出力ミラ−から共振出力する光共振器とを具備し、上記
高反射ミラ−と出力ミラ−との少なくともいずれか一方
は、上記放電空間部から上記レ−ザ光Ｌが共振出力され
る範囲を、上記陰極と陽極との離間方向中央部部分に制
限する構成であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はガスレ−ザ媒質を主電
極で発生する主放電により放電励起してレ−ザ光を発生
させるガスレ−ザ装置に関する。
極で発生する主放電により放電励起してレ−ザ光を発生
させるガスレ−ザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえばエキシマレ−ザやＴＥＡＣＯ2
レ−ザなどのガスレ−ザ装置は、陰極と陽極とからなる
主電極を有し、この主電極には高電圧がパルス状に印加
される。それによって、陰極と陽極との間の放電空間部
には主放電が点弧されるので、その主放電によって上記
放電空間部の予備電離されたガスレ−ザ媒質が放電励起
されてレ−ザ光が発生するようになっている。
レ−ザなどのガスレ−ザ装置は、陰極と陽極とからなる
主電極を有し、この主電極には高電圧がパルス状に印加
される。それによって、陰極と陽極との間の放電空間部
には主放電が点弧されるので、その主放電によって上記
放電空間部の予備電離されたガスレ−ザ媒質が放電励起
されてレ−ザ光が発生するようになっている。
【０００３】放電空間部の一端側には高反射ミラ−が配
設され、他端側には上記高反射ミラ−とで光共振器を形
成する出力ミラ−が配設されている。したがって、上記
放電空間部で発生したレ−ザ光は上記光共振器で増幅さ
れて共振出力される。このようなガスレ−ザ装置におい
ては、平均出力を高くするために、高繰り返し動作、つ
まり主電極にパルス電圧を高繰り返しで印加することが
要求される。
設され、他端側には上記高反射ミラ−とで光共振器を形
成する出力ミラ−が配設されている。したがって、上記
放電空間部で発生したレ−ザ光は上記光共振器で増幅さ
れて共振出力される。このようなガスレ−ザ装置におい
ては、平均出力を高くするために、高繰り返し動作、つ
まり主電極にパルス電圧を高繰り返しで印加することが
要求される。
【０００４】ところで、ガスレ−ザ装置の繰り返し動作
が高くなると、放電空間部に発生する電子とイオンとの
移動速度が異なることで、図７に曲線Ａで示すように、
陰極１と陽極２との間の放電空間部３において電荷ひず
みが形成される。この電荷ひずみは陰極１の近傍で最も
大きく、つぎに陽極２の近傍で大きくなっている。
が高くなると、放電空間部に発生する電子とイオンとの
移動速度が異なることで、図７に曲線Ａで示すように、
陰極１と陽極２との間の放電空間部３において電荷ひず
みが形成される。この電荷ひずみは陰極１の近傍で最も
大きく、つぎに陽極２の近傍で大きくなっている。
【０００５】したがって、陰極１と陽極２のうち、とく
に陰極１の表面には電離が起こり易いから、同図に示す
ように放電中に電離スポットＳが形成されやすい。電離
スポットＳが形成されると、この電離スポットＳと陽極
２との間にフィラメンテ−ションＦが発生し易くなるの
で、これによってエキシマレ−ザの場合にはエキシマ生
成が減少し、結果的にパルスレ−ザの出力低下を招くと
いうことがあった。
に陰極１の表面には電離が起こり易いから、同図に示す
ように放電中に電離スポットＳが形成されやすい。電離
スポットＳが形成されると、この電離スポットＳと陽極
２との間にフィラメンテ−ションＦが発生し易くなるの
で、これによってエキシマレ−ザの場合にはエキシマ生
成が減少し、結果的にパルスレ−ザの出力低下を招くと
いうことがあった。
【０００６】上記フィラメンテ−ションＦはランダムに
発生するので、このときのレ−ザ出力のパルスＰの列
は、図５（ｂ）に示すように変動率が大きくなる。その
ため、平均出力よりも安定したパルス出力が要求される
ような場合に不都合が生じることがある。
発生するので、このときのレ−ザ出力のパルスＰの列
は、図５（ｂ）に示すように変動率が大きくなる。その
ため、平均出力よりも安定したパルス出力が要求される
ような場合に不都合が生じることがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のガ
スレ−ザ装置においては、繰り返し動作を高くすると、
放電空間部における主放電が不安定になるため、安定し
たパルス出力が得られないということがあった。
スレ−ザ装置においては、繰り返し動作を高くすると、
放電空間部における主放電が不安定になるため、安定し
たパルス出力が得られないということがあった。
【０００８】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、繰り返し動作を高くして
も、パルス出力の変動が少なくなるようにしたガスレ−
ザ装置を提供することにある。
で、その目的とするところは、繰り返し動作を高くして
も、パルス出力の変動が少なくなるようにしたガスレ−
ザ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１に記載されたこの発明は、内部にガスレ−ザ
媒質が収容されるレ−ザチャンバと、このレ−ザチャン
バ内に離間対向して配置された陰極と陽極とからなる主
電極と、この主電極に高電圧をパルス印加してその陰極
と陽極との間の放電空間部に主放電を点弧させガスレ−
ザ媒質を放電励起してレ−ザ光をパルス状に発生させる
高圧電源と、上記主電極の一端側に配置された高反射ミ
ラ−および他端側に配置された出力ミラ−とからなり、
上記放電空間部で発生したレ−ザ光を増幅して上記出力
ミラ−から共振出力する光共振器とを具備し、上記高反
射ミラ−と出力ミラ−との少なくともいずれか一方は、
上記放電空間部から上記レ−ザ光が共振出力される範囲
を、上記陰極と陽極との離間方向中央部分に制限する規
制手段が設けられた構成であることを特徴とする。
に請求項１に記載されたこの発明は、内部にガスレ−ザ
媒質が収容されるレ−ザチャンバと、このレ−ザチャン
バ内に離間対向して配置された陰極と陽極とからなる主
電極と、この主電極に高電圧をパルス印加してその陰極
と陽極との間の放電空間部に主放電を点弧させガスレ−
ザ媒質を放電励起してレ−ザ光をパルス状に発生させる
高圧電源と、上記主電極の一端側に配置された高反射ミ
ラ−および他端側に配置された出力ミラ−とからなり、
上記放電空間部で発生したレ−ザ光を増幅して上記出力
ミラ−から共振出力する光共振器とを具備し、上記高反
射ミラ−と出力ミラ−との少なくともいずれか一方は、
上記放電空間部から上記レ−ザ光が共振出力される範囲
を、上記陰極と陽極との離間方向中央部分に制限する規
制手段が設けられた構成であることを特徴とする。
【００１０】請求項２に記載された発明は、請求項１の
発明において、上記規制手段は、出力ミラ−であって、
この出力ミラ−は中央部分だけが増幅されたレ−ザ光を
共振出力させることができる低反射部に形成されてなる
ことを特徴とする。
発明において、上記規制手段は、出力ミラ−であって、
この出力ミラ−は中央部分だけが増幅されたレ−ザ光を
共振出力させることができる低反射部に形成されてなる
ことを特徴とする。
【００１１】請求項３に記載された発明は、請求項２の
発明において、上記出力ミラ−は少なくとも周辺部が曲
面に形成されてなることを特徴とする。請求項４に記載
された発明は、請求項１に記載された発明において、上
記規制手段は、上記光共振器の高反射ミラ−であって、
この高反射ミラ−は少なくとも周辺部が曲面に形成され
てなることを特徴とする。
発明において、上記出力ミラ−は少なくとも周辺部が曲
面に形成されてなることを特徴とする。請求項４に記載
された発明は、請求項１に記載された発明において、上
記規制手段は、上記光共振器の高反射ミラ−であって、
この高反射ミラ−は少なくとも周辺部が曲面に形成され
てなることを特徴とする。
【００１２】請求項５に記載された発明は、請求項１の
発明において、上記規制手段は、上記光共振器の高反射
ミラ−であって、この高反射ミラ−は中央部分だけが高
反射部に形成されてなることを特徴とする。
発明において、上記規制手段は、上記光共振器の高反射
ミラ−であって、この高反射ミラ−は中央部分だけが高
反射部に形成されてなることを特徴とする。
【００１３】
【作用】請求項１の発明によれば、規制手段によって主
放電が不安定な部分で発生するレ−ザ光の共振出力が制
限され、安定した部分で発生するレ−ザ光だけが共振出
力されるから、パルスレ−ザ光の出力を安定化させるこ
とができる。
放電が不安定な部分で発生するレ−ザ光の共振出力が制
限され、安定した部分で発生するレ−ザ光だけが共振出
力されるから、パルスレ−ザ光の出力を安定化させるこ
とができる。
【００１４】請求項２の発明によれば、出力ミラ−によ
ってパルスレ−ザ光の出力の安定化を図ることができ
る。請求項３の発明によれば、出力ミラ−によってパル
スレ−ザ光の出力の安定化を図った場合、主放電が不安
定な領域で発生したレ−ザ光によってパルスレ−ザ光の
出力の安定化が妨げられるのが防止される。
ってパルスレ−ザ光の出力の安定化を図ることができ
る。請求項３の発明によれば、出力ミラ−によってパル
スレ−ザ光の出力の安定化を図った場合、主放電が不安
定な領域で発生したレ−ザ光によってパルスレ−ザ光の
出力の安定化が妨げられるのが防止される。
【００１５】請求項４の発明によれば、高反射ミラ−に
よってパルスレ−ザ光の出力の安定化を図った場合、主
放電が不安定な領域で発生したレ−ザ光によってパルス
レ−ザ光の出力の安定化が妨げられるのが防止される。
請求項５の発明によれば、高反射ミラ−によってパルス
レ−ザ光の出力の安定化を図ることができる。
よってパルスレ−ザ光の出力の安定化を図った場合、主
放電が不安定な領域で発生したレ−ザ光によってパルス
レ−ザ光の出力の安定化が妨げられるのが防止される。
請求項５の発明によれば、高反射ミラ−によってパルス
レ−ザ光の出力の安定化を図ることができる。
【００１６】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図１と図２を参
照して説明する。図１はエキシマレ−ザなどのガスレ−
ザ装置を示し、このガスレ−ザ装置は内部にガスレ−ザ
媒質が収容されたレ−ザチャンバ１１を備えている。こ
のレ−ザチャンバ１１内には主電極を形成する細長い陰
極１２と陽極１３とが所定間隔で離間対向して配設され
ている。上記陰極１２は高圧電源１４のマイナス側に接
続され、上記陽極１３はア−スされている。したがっ
て、上記高圧電源１４によって陰極１２と陽極１３との
間に高電圧が印加されると、これらの間の放電空間部１
５に主放電が点弧されるようになっている。
照して説明する。図１はエキシマレ−ザなどのガスレ−
ザ装置を示し、このガスレ−ザ装置は内部にガスレ−ザ
媒質が収容されたレ−ザチャンバ１１を備えている。こ
のレ−ザチャンバ１１内には主電極を形成する細長い陰
極１２と陽極１３とが所定間隔で離間対向して配設され
ている。上記陰極１２は高圧電源１４のマイナス側に接
続され、上記陽極１３はア−スされている。したがっ
て、上記高圧電源１４によって陰極１２と陽極１３との
間に高電圧が印加されると、これらの間の放電空間部１
５に主放電が点弧されるようになっている。
【００１７】なお、上記放電空間部１５は主放電が点弧
される前に図示しない予備電離手段によって予備電離さ
れるようになっている。上記レ−ザチャンバ１１内に
は、ガスレ−ザ媒質を上記陰極１２と陽極１３との間の
放電空間部１５に循環させる送風機１６と、放電励起さ
れることで温度上昇したガスレ−ザ媒質を冷却するため
の熱交換器１７とが設けられている。
される前に図示しない予備電離手段によって予備電離さ
れるようになっている。上記レ−ザチャンバ１１内に
は、ガスレ−ザ媒質を上記陰極１２と陽極１３との間の
放電空間部１５に循環させる送風機１６と、放電励起さ
れることで温度上昇したガスレ−ザ媒質を冷却するため
の熱交換器１７とが設けられている。
【００１８】上記陰極１２と陽極１３との長手方向一端
側には反射率１００％に近い高反射ミラ−１８が配設さ
れ、他端側には上記高反射ミラ−１８とで光共振器を形
成する出力ミラ−１９が配設されている。高反射ミラ−
１８は平面ミラ−からなり、出力ミラ−１９は内面（反
射側の面）が凹曲面２１に形成された凹面ミラ−からな
る。
側には反射率１００％に近い高反射ミラ−１８が配設さ
れ、他端側には上記高反射ミラ−１８とで光共振器を形
成する出力ミラ−１９が配設されている。高反射ミラ−
１８は平面ミラ−からなり、出力ミラ−１９は内面（反
射側の面）が凹曲面２１に形成された凹面ミラ−からな
る。
【００１９】上記出力ミラ−１９の凹曲面２１は、中央
部分が反射率８０〜９９％の範囲内の所定の反射率に設
定された低反射部２１ａに形成され、その周辺部が反射
率１００％に近い高反射部２１ｂに形成されている。凹
曲面２１は出力ミラ−１９の全体にわたって形成しても
よく、高反射部２１ｂだけに形成してもよく、この実施
例では反射部２１ａは平面に形成されている。
部分が反射率８０〜９９％の範囲内の所定の反射率に設
定された低反射部２１ａに形成され、その周辺部が反射
率１００％に近い高反射部２１ｂに形成されている。凹
曲面２１は出力ミラ−１９の全体にわたって形成しても
よく、高反射部２１ｂだけに形成してもよく、この実施
例では反射部２１ａは平面に形成されている。
【００２０】上記低反射部２１ａは上記放電空間部１５
の一対の電極の離間方向におけるほぼ中央部に対応して
所定の直径の円形状に形成されている。ここで、図２に
示すように低反射部２１ａの直径をφ1 、上記放電空間
部１５の一対の電極寸法をｇ、上記出力ミラ−１９の直
径をφ2 、一対の電極間に発生する主放電の幅寸法をｗ
とすると、これらの関係は、 ｗ＜φ1 ＜ｇ …（１）式 に設定されている。なお、φ2 ＞ｇである。
の一対の電極の離間方向におけるほぼ中央部に対応して
所定の直径の円形状に形成されている。ここで、図２に
示すように低反射部２１ａの直径をφ1 、上記放電空間
部１５の一対の電極寸法をｇ、上記出力ミラ−１９の直
径をφ2 、一対の電極間に発生する主放電の幅寸法をｗ
とすると、これらの関係は、 ｗ＜φ1 ＜ｇ …（１）式 に設定されている。なお、φ2 ＞ｇである。
【００２１】上記（１）式のように各部の寸法を設定す
ることで、放電空間部１５でガスレ−ザ媒質が放電励起
されることで発生するレ−ザ光のうち、上記出力ミラ−
１９の低反射部２１ａに対応する部分のレ−ザ光Ｌは低
反射部２１ａと高反射ミラ−１８とで反射を繰り返して
増幅され、発振出力されることになる。
ることで、放電空間部１５でガスレ−ザ媒質が放電励起
されることで発生するレ−ザ光のうち、上記出力ミラ−
１９の低反射部２１ａに対応する部分のレ−ザ光Ｌは低
反射部２１ａと高反射ミラ−１８とで反射を繰り返して
増幅され、発振出力されることになる。
【００２２】放電空間部１５の陰極１２や陽極１３の表
面近傍で発生する出力の不安定なレ−ザ光は上記出力ミ
ラ−１９の高反射部２１ｂで反射する。高反射部２１ｂ
は凹曲面２１に形成されているから、そこで反射して放
電空間部１５の低反射部２１ａに対応する中央部へ移行
し、共振するまでは出力されることはない。つまり、中
央部へ移行し、出力が安定化されてから共振出力される
ため、平均出力の低下を招くことがない。
面近傍で発生する出力の不安定なレ−ザ光は上記出力ミ
ラ−１９の高反射部２１ｂで反射する。高反射部２１ｂ
は凹曲面２１に形成されているから、そこで反射して放
電空間部１５の低反射部２１ａに対応する中央部へ移行
し、共振するまでは出力されることはない。つまり、中
央部へ移行し、出力が安定化されてから共振出力される
ため、平均出力の低下を招くことがない。
【００２３】なお、各部の寸法関係は上記（１）式に代
わり下記（２）式のように設定してもよい。 φ1 ＜ｗ＜ｇ …（２）式 上記（２）式のごとく各部の寸法を設定すれば、共振出
力されるレ−ザ光の各パルス間の出力の安定度は上記
（１）式のように設定した場合に比べて向上するが、φ
1 が小さくなることで、出力の低下を招くことになる。
したがって、実用上は上記（１）式のごとく設定するこ
とが望ましい。
わり下記（２）式のように設定してもよい。 φ1 ＜ｗ＜ｇ …（２）式 上記（２）式のごとく各部の寸法を設定すれば、共振出
力されるレ−ザ光の各パルス間の出力の安定度は上記
（１）式のように設定した場合に比べて向上するが、φ
1 が小さくなることで、出力の低下を招くことになる。
したがって、実用上は上記（１）式のごとく設定するこ
とが望ましい。
【００２４】このような構成のガスレ−ザ装置によれ
ば、放電空間部１５に主放電が点弧されると、その主放
電は陰極１２や陽極１３の表面近傍で不安定となるか
ら、それらの部位で発生するレ−ザ光Ｌの出力も不安定
となる。
ば、放電空間部１５に主放電が点弧されると、その主放
電は陰極１２や陽極１３の表面近傍で不安定となるか
ら、それらの部位で発生するレ−ザ光Ｌの出力も不安定
となる。
【００２５】しかしながら、陰極１２や陽極１３の表面
近傍の主放電が不安定な部分から発生したレ−ザ光Ｌ´
は出力ミラ−１９の高反射部２１ｂで反射するため、低
反射部２１ａから発振出力されることがない。
近傍の主放電が不安定な部分から発生したレ−ザ光Ｌ´
は出力ミラ−１９の高反射部２１ｂで反射するため、低
反射部２１ａから発振出力されることがない。
【００２６】上記低反射部２１ａからは放電空間部１５
の主放電が安定状態にある、中央部分で発生したレ−ザ
光Ｌだけが発振出力されることになる。つまり、上記低
反射部２１ａからは図５（ａ）に示すように出力が安定
したパルスレ−ザ光Ｌを発振出力することができる。
の主放電が安定状態にある、中央部分で発生したレ−ザ
光Ｌだけが発振出力されることになる。つまり、上記低
反射部２１ａからは図５（ａ）に示すように出力が安定
したパルスレ−ザ光Ｌを発振出力することができる。
【００２７】図６は、従来とこの発明における、パルス
の繰り返し数と平均出力との関係を示す。図中実線で示
す曲線Ｘはこの発明であり、破線で示す曲線Ｙは従来で
ある。この発明は出力ミラ−１９の一部を低反射部２１
ａとすることで、放電空間部１５で発生したレ−ザ光の
共振出力を規制している。そのため、平均出力は繰り返
し数がある値となるまでは多少低いが、電極表面に主放
電の不安定状態が発生する繰り返し数となると、平均出
力はほとんど変わらないことが分かる。つまり、この発
明によれば、繰り返し数に関わりなくパルス出力の安定
化が図れるばかりか、繰り返し数を増大させたときには
平均出力の低下を招くということがない。
の繰り返し数と平均出力との関係を示す。図中実線で示
す曲線Ｘはこの発明であり、破線で示す曲線Ｙは従来で
ある。この発明は出力ミラ−１９の一部を低反射部２１
ａとすることで、放電空間部１５で発生したレ−ザ光の
共振出力を規制している。そのため、平均出力は繰り返
し数がある値となるまでは多少低いが、電極表面に主放
電の不安定状態が発生する繰り返し数となると、平均出
力はほとんど変わらないことが分かる。つまり、この発
明によれば、繰り返し数に関わりなくパルス出力の安定
化が図れるばかりか、繰り返し数を増大させたときには
平均出力の低下を招くということがない。
【００２８】また、出力ミラ−１９を低反射部２１ａと
高反射部２１ｂとにすることで、パルス出力が不安定に
なるのを規制している。つまり、ガスレ−ザ装置に必要
不可欠な光共振器の出力ミラ−１９を利用しているた
め、部品点数の増大によるコスト高や装置の大型化など
を招くことがない。
高反射部２１ｂとにすることで、パルス出力が不安定に
なるのを規制している。つまり、ガスレ−ザ装置に必要
不可欠な光共振器の出力ミラ−１９を利用しているた
め、部品点数の増大によるコスト高や装置の大型化など
を招くことがない。
【００２９】さらに、上記高反射部２１ｂは凹曲面に形
成されているから、そこで反射した出力が不安定なレ−
ザ光は放電空間部１５の中央部分に移行してから共振出
力されるため、出力が安定化されるばかりか、放電空間
部１５で発生したレ−ザ光が無駄なく共振出力できるか
ら、平均出力の低下を招くということもない。
成されているから、そこで反射した出力が不安定なレ−
ザ光は放電空間部１５の中央部分に移行してから共振出
力されるため、出力が安定化されるばかりか、放電空間
部１５で発生したレ−ザ光が無駄なく共振出力できるか
ら、平均出力の低下を招くということもない。
【００３０】なお、上記一実施例において、出力ミラ−
１９の低反射部２１ｂと高反射部２１ｂのうち、少なく
とも高反射部２１ｂを凸曲面としてもよい。図３はこの
発明の第２の実施例を示す。この実施例は光共振器の変
形例である。つまり、この実施例は、光共振器を構成す
る高反射ミラ−１８Ａが凸面ミラ−からなり、出力ミラ
−１９Ａは平面ミラ−からなる。高反射ミラ−１８Ａの
凸曲面に形成する部分は中央部分を除く周辺部分あるい
は全面のいずれであってもよく、この実施例では中央部
分を平坦面１８ａとし、周辺部分だけを凸曲面１８ｂと
した。
１９の低反射部２１ｂと高反射部２１ｂのうち、少なく
とも高反射部２１ｂを凸曲面としてもよい。図３はこの
発明の第２の実施例を示す。この実施例は光共振器の変
形例である。つまり、この実施例は、光共振器を構成す
る高反射ミラ−１８Ａが凸面ミラ−からなり、出力ミラ
−１９Ａは平面ミラ−からなる。高反射ミラ−１８Ａの
凸曲面に形成する部分は中央部分を除く周辺部分あるい
は全面のいずれであってもよく、この実施例では中央部
分を平坦面１８ａとし、周辺部分だけを凸曲面１８ｂと
した。
【００３１】このような構成によれば、放電空間部１５
の陰極１２や陽極１３の表面近傍で発生した、出力の不
安定なレ−ザ光Ｌ´は、高反射ミラ−１８Ａの周辺部の
凸曲面で反射し、放電空間部１５の中央部分に入り込む
ことがないから、上記出力ミラ−１９Ａから共振出力さ
れるパルスレ−ザ光Ｌの出力を安定化することができ
る。
の陰極１２や陽極１３の表面近傍で発生した、出力の不
安定なレ−ザ光Ｌ´は、高反射ミラ−１８Ａの周辺部の
凸曲面で反射し、放電空間部１５の中央部分に入り込む
ことがないから、上記出力ミラ−１９Ａから共振出力さ
れるパルスレ−ザ光Ｌの出力を安定化することができ
る。
【００３２】なお、この実施例において、高反射ミラ−
１８Ａを凹曲面に形成してもよく、そのような構成とす
れば、凹曲面の周辺部で反射する出力の不安定なレ−ザ
光を放電空間部１５に戻し、放電状態が安定した中央部
分へ移行させてから共振出力させることができるから、
レ−ザ出力の安定化や平均出力を低下させることがない
などのことがある。
１８Ａを凹曲面に形成してもよく、そのような構成とす
れば、凹曲面の周辺部で反射する出力の不安定なレ−ザ
光を放電空間部１５に戻し、放電状態が安定した中央部
分へ移行させてから共振出力させることができるから、
レ−ザ出力の安定化や平均出力を低下させることがない
などのことがある。
【００３３】図４（ａ）はこの発明の第３の実施例で同
図（ｂ）はその変形例を示す。この実施例も、図３に示
す実施例と同様、光共振器の変形例である。つまりこの
実施例は、光共振器を構成する高反射ミラ−１８Ｂと出
力ミラ−１９Ｂとがともに平面ミラ−からなる。
図（ｂ）はその変形例を示す。この実施例も、図３に示
す実施例と同様、光共振器の変形例である。つまりこの
実施例は、光共振器を構成する高反射ミラ−１８Ｂと出
力ミラ−１９Ｂとがともに平面ミラ−からなる。
【００３４】高反射ミラ−１８Ｂは、放電空間部１５の
中央部分に対応する部分だけが高反射部３１に形成さ
れ、他の部分は低反射あるいは透過部３２に形成されて
いる。したがって、高反射部３１に対応しない部分、つ
まり放電空間部１５の陰極１２や陽極１３の表面近傍で
発生する出力の不安定なレ−ザ光Ｌ´は光共振器で増幅
されて共振出力されるということがないから、この場合
も安定した出力でパルスレ−ザ光を発振させることがで
きる。
中央部分に対応する部分だけが高反射部３１に形成さ
れ、他の部分は低反射あるいは透過部３２に形成されて
いる。したがって、高反射部３１に対応しない部分、つ
まり放電空間部１５の陰極１２や陽極１３の表面近傍で
発生する出力の不安定なレ−ザ光Ｌ´は光共振器で増幅
されて共振出力されるということがないから、この場合
も安定した出力でパルスレ−ザ光を発振させることがで
きる。
【００３５】図４（ｂ）に示す第３の実施例の変形例
は、高反射ミラ−１８Ｃが放電空間部１５の中央部分に
対応する外径寸法に形成されている。つまり、図４
（ａ）の実施例における高反射部３１とほぼ同じ大きさ
に形成されている。このような構成であっても、放電空
間部１５の中央部分で発生するレ−ザ光Ｌだけを共振出
力させることになるから、パルスレ−ザ光Ｌの出力を安
定化することができる。
は、高反射ミラ−１８Ｃが放電空間部１５の中央部分に
対応する外径寸法に形成されている。つまり、図４
（ａ）の実施例における高反射部３１とほぼ同じ大きさ
に形成されている。このような構成であっても、放電空
間部１５の中央部分で発生するレ−ザ光Ｌだけを共振出
力させることになるから、パルスレ−ザ光Ｌの出力を安
定化することができる。
【００３６】なお、この発明は上記一実施例に限定され
ず、種々変形可能である。たとえば、第１の実施例に示
された出力ミラ−と第２、第３の実施例に示された高反
射ミラ−とを組み合わせ、両方のミラ−で出力の不安定
なレ−ザ光の共振出力を規制するようにしてもよい。
ず、種々変形可能である。たとえば、第１の実施例に示
された出力ミラ−と第２、第３の実施例に示された高反
射ミラ−とを組み合わせ、両方のミラ−で出力の不安定
なレ−ザ光の共振出力を規制するようにしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上述べたように請求項１の発明は、高
反射ミラ−と出力ミラ−との少なくともいずれか一方
に、上記放電空間部から上記レ−ザ光が共振出力される
範囲を、上記陰極と陽極との離間方向中央部部分に制限
する規制手段を設けるようにしたから、パルス間の出力
変動の少ないレ−ザ出力が得られる。
反射ミラ−と出力ミラ−との少なくともいずれか一方
に、上記放電空間部から上記レ−ザ光が共振出力される
範囲を、上記陰極と陽極との離間方向中央部部分に制限
する規制手段を設けるようにしたから、パルス間の出力
変動の少ないレ−ザ出力が得られる。
【００３８】請求項２の発明は、請求項１の規制手段と
して出力ミラ−の中央部分だけを増幅されたレ−ザ光が
共振出力される低反射部とした。つまり、ガスレ−ザ装
置に必要不可欠な共振器の出力ミラ−を規制手段として
利用したので、部品点数の増加や装置の大型化などを招
くことなくパルス出力の安定化を図ることができる。
して出力ミラ−の中央部分だけを増幅されたレ−ザ光が
共振出力される低反射部とした。つまり、ガスレ−ザ装
置に必要不可欠な共振器の出力ミラ−を規制手段として
利用したので、部品点数の増加や装置の大型化などを招
くことなくパルス出力の安定化を図ることができる。
【００３９】請求項３の発明は、上記出力ミラ−の少な
くとも周辺部を曲面に形成したことで、上記曲面が凸面
であれば、出力が不安定なレ−ザ光を確実に排除でき、
凹面であれば、放電空間部の中央部分に戻してから共振
出力されるため、平均出力が低下するのを防止できる。
くとも周辺部を曲面に形成したことで、上記曲面が凸面
であれば、出力が不安定なレ−ザ光を確実に排除でき、
凹面であれば、放電空間部の中央部分に戻してから共振
出力されるため、平均出力が低下するのを防止できる。
【００４０】請求項４の発明によれば、上記規制手段と
して高反射ミラ−の少なくとも周辺部を曲面に形成した
から、その曲面が凸面であれば、出力が不安定なレ−ザ
光を確実に排除でき、凹面であれば、放電空間部の中央
部分に戻してから共振出力されるため、平均出力が低下
するのを防止できる。
して高反射ミラ−の少なくとも周辺部を曲面に形成した
から、その曲面が凸面であれば、出力が不安定なレ−ザ
光を確実に排除でき、凹面であれば、放電空間部の中央
部分に戻してから共振出力されるため、平均出力が低下
するのを防止できる。
【００４１】請求項５の発明によれば、高反射ミラ−の
中央部分だけを高反射部に形成したから、部品点数の増
加や装置の大型化などを招くことなく、パルス出力の安
定化を図ることができる。
中央部分だけを高反射部に形成したから、部品点数の増
加や装置の大型化などを招くことなく、パルス出力の安
定化を図ることができる。
【図１】この発明の第１の実施例を示す全体構成図。
【図２】同じく光共振器の光軸方向と直交する方向から
出力ミラ−側を見た断面図。
出力ミラ−側を見た断面図。
【図３】この発明の第２の実施例を示す光共振器の側面
図。
図。
【図４】（ａ）はこの発明の第３の実施例を示す光共振
器の側面図、（ｂ）は同じく第３の実施例の高反射ミラ
−の変形例を示す側面図。
器の側面図、（ｂ）は同じく第３の実施例の高反射ミラ
−の変形例を示す側面図。
【図５】（ａ）はこの発明におけるパルスレ−ザ光の出
力の説明図、（ｂ）は同じく従来のパルスレ−ザ光の出
力の説明図。
力の説明図、（ｂ）は同じく従来のパルスレ−ザ光の出
力の説明図。
【図６】従来とこの発明における繰り返し数と平均出力
との関係を示すグラフ。
との関係を示すグラフ。
【図７】放電空間部で発生する主放電が陰極の表面近傍
で不安定な状態を説明する側面図。
で不安定な状態を説明する側面図。
１１…レ−ザチャンバ、１２…陰極、１３…陽極、１４
…高圧電源、１８…高反射ミラ−、１９…出力ミラ−、
２１…凹曲面、２１ａ…低反射部、２１ｂ…高反射部、
Ｌ…レ−ザ光。
…高圧電源、１８…高反射ミラ−、１９…出力ミラ−、
２１…凹曲面、２１ａ…低反射部、２１ｂ…高反射部、
Ｌ…レ−ザ光。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年８月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 ガスレ−ザ装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はガスレ−ザ媒質を主電
極で発生する主放電により放電励起してレ−ザ光を発生
させるガスレ−ザ装置に関する。
極で発生する主放電により放電励起してレ−ザ光を発生
させるガスレ−ザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえばエキシマレ−ザやＴＥＡＣＯ2
レ−ザなどのガスレ−ザ装置は、陰極と陽極とからなる
主電極を有し、この主電極には高電圧がパルス状に印加
される。それによって、陰極と陽極との間の放電空間部
には主放電が点弧されるので、その主放電によって上記
放電空間部の予備電離されたガスレ−ザ媒質が放電励起
されてレ−ザ光が発生するようになっている。
レ−ザなどのガスレ−ザ装置は、陰極と陽極とからなる
主電極を有し、この主電極には高電圧がパルス状に印加
される。それによって、陰極と陽極との間の放電空間部
には主放電が点弧されるので、その主放電によって上記
放電空間部の予備電離されたガスレ−ザ媒質が放電励起
されてレ−ザ光が発生するようになっている。
【０００３】放電空間部の一端側には高反射ミラ−が配
設され、他端側には上記高反射ミラ−とで光共振器を形
成する出力ミラ−が配設されている。したがって、上記
放電空間部で発生したレ−ザ光は上記光共振器で増幅さ
れて共振出力される。このようなガスレ−ザ装置におい
ては、平均出力を高くするために、高繰り返し動作、つ
まり主電極にパルス電圧を高繰り返しで印加することが
要求される。
設され、他端側には上記高反射ミラ−とで光共振器を形
成する出力ミラ−が配設されている。したがって、上記
放電空間部で発生したレ−ザ光は上記光共振器で増幅さ
れて共振出力される。このようなガスレ−ザ装置におい
ては、平均出力を高くするために、高繰り返し動作、つ
まり主電極にパルス電圧を高繰り返しで印加することが
要求される。
【０００４】ところで、ガスレ−ザ装置の繰り返し動作
が高くなると、放電空間部に発生する電子とイオンとの
移動速度が異なることで、図７に曲線Ａで示すように、
陰極１と陽極２との間の放電空間部３において電界ひず
みが形成される。この電界ひずみは陰極１の近傍で最も
大きく、つぎに陽極２の近傍で大きくなっている。
が高くなると、放電空間部に発生する電子とイオンとの
移動速度が異なることで、図７に曲線Ａで示すように、
陰極１と陽極２との間の放電空間部３において電界ひず
みが形成される。この電界ひずみは陰極１の近傍で最も
大きく、つぎに陽極２の近傍で大きくなっている。
【０００５】したがって、陰極１と陽極２のうち、とく
に陰極１の表面には電離が起こり易いから、同図に示す
ように放電中にホットスポットＳが形成されやすい。ホ
ットスポットＳが形成されると、このホットスポットＳ
と陽極２との間にフィラメンテ−ションＦが発生し易く
なるので、これによってエキシマレ−ザの場合にはエキ
シマ生成が減少し、結果的にパルスレ−ザの出力低下を
招くということがあった。
に陰極１の表面には電離が起こり易いから、同図に示す
ように放電中にホットスポットＳが形成されやすい。ホ
ットスポットＳが形成されると、このホットスポットＳ
と陽極２との間にフィラメンテ−ションＦが発生し易く
なるので、これによってエキシマレ−ザの場合にはエキ
シマ生成が減少し、結果的にパルスレ−ザの出力低下を
招くということがあった。
【０００６】上記フィラメンテ−ションＦはランダムに
発生するので、このときのレ−ザ出力のパルスＰの列
は、図５（ｂ）に示すように変動率が大きくなる。その
ため、平均出力よりも安定したパルス出力が要求される
ような場合に不都合が生じることがある。
発生するので、このときのレ−ザ出力のパルスＰの列
は、図５（ｂ）に示すように変動率が大きくなる。その
ため、平均出力よりも安定したパルス出力が要求される
ような場合に不都合が生じることがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のガ
スレ−ザ装置においては、繰り返し動作を高くすると、
放電空間部における主放電が不安定になるため、安定し
たパルス出力が得られないということがあった。
スレ−ザ装置においては、繰り返し動作を高くすると、
放電空間部における主放電が不安定になるため、安定し
たパルス出力が得られないということがあった。
【０００８】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、繰り返し動作を高くして
も、パルス出力の変動が少なくなるようにしたガスレ−
ザ装置を提供することにある。
で、その目的とするところは、繰り返し動作を高くして
も、パルス出力の変動が少なくなるようにしたガスレ−
ザ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１に記載されたこの発明は、内部にガスレ−ザ
媒質が収容されるレ−ザチャンバと、このレ−ザチャン
バ内に離間対向して配置された陰極と陽極とからなる主
電極と、この主電極に高電圧をパルス印加してその陰極
と陽極との間の放電空間部に主放電を点弧させガスレ−
ザ媒質を放電励起してレ−ザ光をパルス状に発生させる
高圧電源と、上記主電極の一端側に配置された高反射ミ
ラ−および他端側に配置された出力ミラ−とからなり、
上記放電空間部で発生したレ−ザ光を増幅して上記出力
ミラ−から共振出力する光共振器とを具備し、上記高反
射ミラ−と出力ミラ−との少なくともいずれか一方は、
上記放電空間部から上記レ−ザ光が共振出力される範囲
を、上記陰極と陽極との離間方向中央部分に制限する規
制手段が設けられた構成であることを特徴とする。
に請求項１に記載されたこの発明は、内部にガスレ−ザ
媒質が収容されるレ−ザチャンバと、このレ−ザチャン
バ内に離間対向して配置された陰極と陽極とからなる主
電極と、この主電極に高電圧をパルス印加してその陰極
と陽極との間の放電空間部に主放電を点弧させガスレ−
ザ媒質を放電励起してレ−ザ光をパルス状に発生させる
高圧電源と、上記主電極の一端側に配置された高反射ミ
ラ−および他端側に配置された出力ミラ−とからなり、
上記放電空間部で発生したレ−ザ光を増幅して上記出力
ミラ−から共振出力する光共振器とを具備し、上記高反
射ミラ−と出力ミラ−との少なくともいずれか一方は、
上記放電空間部から上記レ−ザ光が共振出力される範囲
を、上記陰極と陽極との離間方向中央部分に制限する規
制手段が設けられた構成であることを特徴とする。
【００１０】請求項２に記載された発明は、請求項１の
発明において、上記規制手段は、出力ミラ−であって、
この出力ミラ−は中央部分だけが増幅されたレ−ザ光を
共振出力させることができる低反射部に形成されてなる
ことを特徴とする。
発明において、上記規制手段は、出力ミラ−であって、
この出力ミラ−は中央部分だけが増幅されたレ−ザ光を
共振出力させることができる低反射部に形成されてなる
ことを特徴とする。
【００１１】請求項３に記載された発明は、請求項２の
発明において、上記出力ミラ−は少なくとも周辺部が曲
面に形成されてなることを特徴とする。請求項４に記載
された発明は、請求項１に記載された発明において、上
記規制手段は、上記光共振器の高反射ミラ−と出力ミラ
−であって、この高反射ミラ−は少なくとも周辺部が凸
面に形成され、出力ミラ−は平面に形成されてなること
を特徴とする。
発明において、上記出力ミラ−は少なくとも周辺部が曲
面に形成されてなることを特徴とする。請求項４に記載
された発明は、請求項１に記載された発明において、上
記規制手段は、上記光共振器の高反射ミラ−と出力ミラ
−であって、この高反射ミラ−は少なくとも周辺部が凸
面に形成され、出力ミラ−は平面に形成されてなること
を特徴とする。
【００１２】請求項５に記載された発明は、請求項１の
発明において、上記規制手段は、上記光共振器の高反射
ミラ−と出力ミラ−であって、この高反射ミラ−は中央
部分だけが高反射部に形成され、出力ミラ−は平面に形
成されてなることを特徴とする。
発明において、上記規制手段は、上記光共振器の高反射
ミラ−と出力ミラ−であって、この高反射ミラ−は中央
部分だけが高反射部に形成され、出力ミラ−は平面に形
成されてなることを特徴とする。
【００１３】
【作用】請求項１の発明によれば、規制手段によって主
放電が不安定な部分で発生するレ−ザ光の共振出力が制
限され、安定した部分で発生するレ−ザ光だけが共振出
力されるから、パルスレ−ザ光の出力を安定化させるこ
とができる。
放電が不安定な部分で発生するレ−ザ光の共振出力が制
限され、安定した部分で発生するレ−ザ光だけが共振出
力されるから、パルスレ−ザ光の出力を安定化させるこ
とができる。
【００１４】請求項２の発明によれば、出力ミラ−によ
ってパルスレ−ザ光の出力の安定化を図ることができ
る。請求項３の発明によれば、出力ミラ−によってパル
スレ−ザ光の出力の安定化を図った場合、主放電が不安
定な領域で発生したレ−ザ光によってパルスレ−ザ光の
出力の安定化が妨げられるのが防止される。
ってパルスレ−ザ光の出力の安定化を図ることができ
る。請求項３の発明によれば、出力ミラ−によってパル
スレ−ザ光の出力の安定化を図った場合、主放電が不安
定な領域で発生したレ−ザ光によってパルスレ−ザ光の
出力の安定化が妨げられるのが防止される。
【００１５】請求項４の発明によれば、高反射ミラ−と
出力ミラ−によってパルスレ−ザ光の出力の安定化を図
った場合、主放電が不安定な領域で発生したレ−ザ光に
よってパルスレ−ザ光の出力の安定化が妨げられるのが
防止される。請求項５の発明によれば、高反射ミラ−と
出力ミラ−によってパルスレ−ザ光の出力の安定化を図
ることができる。
出力ミラ−によってパルスレ−ザ光の出力の安定化を図
った場合、主放電が不安定な領域で発生したレ−ザ光に
よってパルスレ−ザ光の出力の安定化が妨げられるのが
防止される。請求項５の発明によれば、高反射ミラ−と
出力ミラ−によってパルスレ−ザ光の出力の安定化を図
ることができる。
【００１６】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図１と図２を参
照して説明する。図１はエキシマレ−ザなどのガスレ−
ザ装置を示し、このガスレ−ザ装置は内部にガスレ−ザ
媒質が収容されたレ−ザチャンバ１１を備えている。こ
のレ−ザチャンバ１１内には主電極を形成する細長い陰
極１２と陽極１３とが所定間隔で離間対向して配設され
ている。上記陰極１２は高圧電源１４のマイナス側に接
続され、上記陽極１３はア−スされている。したがっ
て、上記高圧電源１４によって陰極１２と陽極１３との
間に高電圧が印加されると、これらの間の放電空間部１
５に主放電が点弧されるようになっている。
照して説明する。図１はエキシマレ−ザなどのガスレ−
ザ装置を示し、このガスレ−ザ装置は内部にガスレ−ザ
媒質が収容されたレ−ザチャンバ１１を備えている。こ
のレ−ザチャンバ１１内には主電極を形成する細長い陰
極１２と陽極１３とが所定間隔で離間対向して配設され
ている。上記陰極１２は高圧電源１４のマイナス側に接
続され、上記陽極１３はア−スされている。したがっ
て、上記高圧電源１４によって陰極１２と陽極１３との
間に高電圧が印加されると、これらの間の放電空間部１
５に主放電が点弧されるようになっている。
【００１７】なお、上記放電空間部１５は主放電が点弧
される前に図示しない予備電離手段によって予備電離さ
れるようになっている。上記レ−ザチャンバ１１内に
は、ガスレ−ザ媒質を上記陰極１２と陽極１３との間の
放電空間部１５に循環させる送風機１６と、放電励起さ
れることで温度上昇したガスレ−ザ媒質を冷却するため
の熱交換器１７とが設けられている。
される前に図示しない予備電離手段によって予備電離さ
れるようになっている。上記レ−ザチャンバ１１内に
は、ガスレ−ザ媒質を上記陰極１２と陽極１３との間の
放電空間部１５に循環させる送風機１６と、放電励起さ
れることで温度上昇したガスレ−ザ媒質を冷却するため
の熱交換器１７とが設けられている。
【００１８】上記陰極１２と陽極１３との長手方向一端
側には反射率１００％に近い高反射ミラ−１８が配設さ
れ、他端側には上記高反射ミラ−１８とで光共振器を形
成する出力ミラ−１９が配設されている。高反射ミラ−
１８は平面ミラ−からなり、出力ミラ−１９は内面（反
射側の面）が凹曲面２１に形成された凹面ミラ−からな
る。
側には反射率１００％に近い高反射ミラ−１８が配設さ
れ、他端側には上記高反射ミラ−１８とで光共振器を形
成する出力ミラ−１９が配設されている。高反射ミラ−
１８は平面ミラ−からなり、出力ミラ−１９は内面（反
射側の面）が凹曲面２１に形成された凹面ミラ−からな
る。
【００１９】上記出力ミラ−１９の凹曲面２１は、中央
部分が透過率８０〜９９％の範囲内の所定の反射率に設
定された低反射部２１ａに形成され、その周辺部が反射
率１００％に近い高反射部２１ｂに形成されている。凹
曲面２１は出力ミラ−１９の全体にわたって形成しても
よく、高反射部２１ｂだけに形成してもよく、この実施
例では反射部２１ａは平面に形成されている。
部分が透過率８０〜９９％の範囲内の所定の反射率に設
定された低反射部２１ａに形成され、その周辺部が反射
率１００％に近い高反射部２１ｂに形成されている。凹
曲面２１は出力ミラ−１９の全体にわたって形成しても
よく、高反射部２１ｂだけに形成してもよく、この実施
例では反射部２１ａは平面に形成されている。
【００２０】上記低反射部２１ａは上記放電空間部１５
の一対の電極の離間方向におけるほぼ中央部に対応して
所定の直径の円形状に形成されている。ここで、図２に
示すように低反射部２１ａの直径をφ1 、上記放電空間
部１５の一対の電極寸法をｇ、上記出力ミラ−１９の直
径をφ2 、一対の電極間に発生する主放電の幅寸法をｗ
とすると、これらの関係は、 ｗ＜φ1 ＜ｇ …（１）式 に設定されている。なお、φ2 ＞ｇである。
の一対の電極の離間方向におけるほぼ中央部に対応して
所定の直径の円形状に形成されている。ここで、図２に
示すように低反射部２１ａの直径をφ1 、上記放電空間
部１５の一対の電極寸法をｇ、上記出力ミラ−１９の直
径をφ2 、一対の電極間に発生する主放電の幅寸法をｗ
とすると、これらの関係は、 ｗ＜φ1 ＜ｇ …（１）式 に設定されている。なお、φ2 ＞ｇである。
【００２１】上記（１）式のように各部の寸法を設定す
ることで、放電空間部１５でガスレ−ザ媒質が放電励起
されることで発生するレ−ザ光のうち、上記出力ミラ−
１９の低反射部２１ａに対応する部分のレ−ザ光Ｌは低
反射部２１ａと高反射ミラ−１８とで反射を繰り返して
増幅され、発振出力されることになる。
ることで、放電空間部１５でガスレ−ザ媒質が放電励起
されることで発生するレ−ザ光のうち、上記出力ミラ−
１９の低反射部２１ａに対応する部分のレ−ザ光Ｌは低
反射部２１ａと高反射ミラ−１８とで反射を繰り返して
増幅され、発振出力されることになる。
【００２２】放電空間部１５の陰極１２や陽極１３の表
面近傍で発生する出力の不安定なレ−ザ光は上記出力ミ
ラ−１９の高反射部２１ｂで反射する。高反射部２１ｂ
は凹曲面２１に形成されているから、そこで反射して放
電空間部１５の低反射部２１ａに対応する中央部へ移行
し、共振するまでは出力されることはない。つまり、中
央部へ移行し、出力が安定化されてから共振出力される
ため、平均出力の低下を招くことがない。
面近傍で発生する出力の不安定なレ−ザ光は上記出力ミ
ラ−１９の高反射部２１ｂで反射する。高反射部２１ｂ
は凹曲面２１に形成されているから、そこで反射して放
電空間部１５の低反射部２１ａに対応する中央部へ移行
し、共振するまでは出力されることはない。つまり、中
央部へ移行し、出力が安定化されてから共振出力される
ため、平均出力の低下を招くことがない。
【００２３】なお、各部の寸法関係は上記（１）式に代
わり下記（２）式のように設定してもよい。 φ1 ＜ｗ＜ｇ …（２）式 上記（２）式のごとく各部の寸法を設定すれば、共振出
力されるレ−ザ光の各パルス間の出力の安定度は上記
（１）式のように設定した場合に比べて向上するが、φ
1 が小さくなることで、出力の低下を招くことになる。
したがって、実用上は上記（１）式のごとく設定するこ
とが望ましい。
わり下記（２）式のように設定してもよい。 φ1 ＜ｗ＜ｇ …（２）式 上記（２）式のごとく各部の寸法を設定すれば、共振出
力されるレ−ザ光の各パルス間の出力の安定度は上記
（１）式のように設定した場合に比べて向上するが、φ
1 が小さくなることで、出力の低下を招くことになる。
したがって、実用上は上記（１）式のごとく設定するこ
とが望ましい。
【００２４】このような構成のガスレ−ザ装置によれ
ば、放電空間部１５に主放電が点弧されると、その主放
電は陰極１２や陽極１３の表面近傍で不安定となるか
ら、それらの部位で発生するレ−ザ光Ｌの出力も不安定
となる。
ば、放電空間部１５に主放電が点弧されると、その主放
電は陰極１２や陽極１３の表面近傍で不安定となるか
ら、それらの部位で発生するレ−ザ光Ｌの出力も不安定
となる。
【００２５】しかしながら、陰極１２や陽極１３の表面
近傍の主放電が不安定な部分から発生したレ−ザ光Ｌ´
は出力ミラ−１９の高反射部２１ｂで反射するため、低
反射部２１ａから直接に発振出力されることがない。
近傍の主放電が不安定な部分から発生したレ−ザ光Ｌ´
は出力ミラ−１９の高反射部２１ｂで反射するため、低
反射部２１ａから直接に発振出力されることがない。
【００２６】上記低反射部２１ａからは放電空間部１５
の主放電が安定状態にある、中央部分で発生したレ−ザ
光Ｌだけが発振出力されることになる。つまり、上記低
反射部２１ａからは図５（ａ）に示すように出力が安定
したパルスレ−ザ光Ｌを発振出力することができる。
の主放電が安定状態にある、中央部分で発生したレ−ザ
光Ｌだけが発振出力されることになる。つまり、上記低
反射部２１ａからは図５（ａ）に示すように出力が安定
したパルスレ−ザ光Ｌを発振出力することができる。
【００２７】図６は、従来とこの発明における、パルス
の繰り返し数と平均出力との関係を示す。図中実線で示
す曲線Ｘはこの発明であり、破線で示す曲線Ｙは従来で
ある。この発明は出力ミラ−１９の一部を低反射部２１
ａとすることで、放電空間部１５で発生したレ−ザ光の
共振出力を規制している。そのため、平均出力は繰り返
し数がある値となるまでは多少低いが、電極表面に主放
電の不安定状態が発生する繰り返し数となると、平均出
力はほとんど変わらないことが分かる。つまり、この発
明によれば、繰り返し数に関わりなくパルス出力の安定
化が図れるばかりか、繰り返し数を増大させたときには
平均出力の低下を招くということがない。
の繰り返し数と平均出力との関係を示す。図中実線で示
す曲線Ｘはこの発明であり、破線で示す曲線Ｙは従来で
ある。この発明は出力ミラ−１９の一部を低反射部２１
ａとすることで、放電空間部１５で発生したレ−ザ光の
共振出力を規制している。そのため、平均出力は繰り返
し数がある値となるまでは多少低いが、電極表面に主放
電の不安定状態が発生する繰り返し数となると、平均出
力はほとんど変わらないことが分かる。つまり、この発
明によれば、繰り返し数に関わりなくパルス出力の安定
化が図れるばかりか、繰り返し数を増大させたときには
平均出力の低下を招くということがない。
【００２８】また、出力ミラ−１９を低反射部２１ａと
高反射部２１ｂとにすることで、パルス出力が不安定に
なるのを規制している。つまり、ガスレ−ザ装置に必要
不可欠な光共振器の出力ミラ−１９を利用しているた
め、部品点数の増大によるコスト高や装置の大型化など
を招くことがない。
高反射部２１ｂとにすることで、パルス出力が不安定に
なるのを規制している。つまり、ガスレ−ザ装置に必要
不可欠な光共振器の出力ミラ−１９を利用しているた
め、部品点数の増大によるコスト高や装置の大型化など
を招くことがない。
【００２９】さらに、上記高反射部２１ｂは凹曲面に形
成されているから、そこで反射した出力が不安定なレ−
ザ光は放電空間部１５の中央部分に移行してから共振出
力されるため、出力が安定化されるばかりか、放電空間
部１５で発生したレ−ザ光が無駄なく共振出力できるか
ら、平均出力の低下を招くということもない。
成されているから、そこで反射した出力が不安定なレ−
ザ光は放電空間部１５の中央部分に移行してから共振出
力されるため、出力が安定化されるばかりか、放電空間
部１５で発生したレ−ザ光が無駄なく共振出力できるか
ら、平均出力の低下を招くということもない。
【００３０】なお、上記一実施例において、出力ミラ−
１９の低反射部２１ｂと高反射部２１ｂのうち、少なく
とも高反射部２１ｂを凸曲面としてもよい。図３はこの
発明の第２の実施例を示す。この実施例は光共振器の変
形例である。つまり、この実施例は、光共振器を構成す
る高反射ミラ−１８Ａが凸面ミラ−からなり、出力ミラ
−１９Ａは平面ミラ−からなる。高反射ミラ−１８Ａの
凸曲面に形成する部分は中央部分を除く周辺部分あるい
は全面のいずれであってもよく、この実施例では中央部
分を平坦面１８ａとし、周辺部分だけを凸曲面１８ｂと
した。
１９の低反射部２１ｂと高反射部２１ｂのうち、少なく
とも高反射部２１ｂを凸曲面としてもよい。図３はこの
発明の第２の実施例を示す。この実施例は光共振器の変
形例である。つまり、この実施例は、光共振器を構成す
る高反射ミラ−１８Ａが凸面ミラ−からなり、出力ミラ
−１９Ａは平面ミラ−からなる。高反射ミラ−１８Ａの
凸曲面に形成する部分は中央部分を除く周辺部分あるい
は全面のいずれであってもよく、この実施例では中央部
分を平坦面１８ａとし、周辺部分だけを凸曲面１８ｂと
した。
【００３１】このような構成によれば、放電空間部１５
の陰極１２や陽極１３の表面近傍で発生した、出力の不
安定なレ−ザ光Ｌ´は、高反射ミラ−１８Ａの周辺部の
凸曲面で反射し、放電空間部１５の中央部分に入り込む
ことがないから、上記出力ミラ−１９Ａから共振出力さ
れるパルスレ−ザ光Ｌの出力を安定化することができ
る。
の陰極１２や陽極１３の表面近傍で発生した、出力の不
安定なレ−ザ光Ｌ´は、高反射ミラ−１８Ａの周辺部の
凸曲面で反射し、放電空間部１５の中央部分に入り込む
ことがないから、上記出力ミラ−１９Ａから共振出力さ
れるパルスレ−ザ光Ｌの出力を安定化することができ
る。
【００３２】図４（ａ）はこの発明の第３の実施例で同
図（ｂ）はその変形例を示す。この実施例も、図３に示
す実施例と同様、光共振器の変形例である。つまりこの
実施例は、光共振器を構成する高反射ミラ−１８Ｂと出
力ミラ−１９Ｂとがともに平面ミラ−からなる。
図（ｂ）はその変形例を示す。この実施例も、図３に示
す実施例と同様、光共振器の変形例である。つまりこの
実施例は、光共振器を構成する高反射ミラ−１８Ｂと出
力ミラ−１９Ｂとがともに平面ミラ−からなる。
【００３３】高反射ミラ−１８Ｂは、放電空間部１５の
中央部分に対応する部分だけが高反射部３１に形成さ
れ、他の部分は低反射あるいは透過部３２に形成されて
いる。したがって、高反射部３１に対応しない部分、つ
まり放電空間部１５の陰極１２や陽極１３の表面近傍で
発生する出力の不安定なレ−ザ光Ｌ´は光共振器で増幅
されて共振出力されるということがないから、この場合
も安定した出力でパルスレ−ザ光を発振させることがで
きる。
中央部分に対応する部分だけが高反射部３１に形成さ
れ、他の部分は低反射あるいは透過部３２に形成されて
いる。したがって、高反射部３１に対応しない部分、つ
まり放電空間部１５の陰極１２や陽極１３の表面近傍で
発生する出力の不安定なレ−ザ光Ｌ´は光共振器で増幅
されて共振出力されるということがないから、この場合
も安定した出力でパルスレ−ザ光を発振させることがで
きる。
【００３４】図４（ｂ）に示す第３の実施例の変形例
は、高反射ミラ−１８Ｃが放電空間部１５の中央部分に
対応する外径寸法に形成されている。つまり、図４
（ａ）の実施例における高反射部３１とほぼ同じ大きさ
に形成されている。このような構成であっても、放電空
間部１５の中央部分で発生するレ−ザ光Ｌだけを共振出
力させることになるから、パルスレ−ザ光Ｌの出力を安
定化することができる。
は、高反射ミラ−１８Ｃが放電空間部１５の中央部分に
対応する外径寸法に形成されている。つまり、図４
（ａ）の実施例における高反射部３１とほぼ同じ大きさ
に形成されている。このような構成であっても、放電空
間部１５の中央部分で発生するレ−ザ光Ｌだけを共振出
力させることになるから、パルスレ−ザ光Ｌの出力を安
定化することができる。
【００３５】なお、この発明は上記一実施例に限定され
ず、種々変形可能である。たとえば、第１の実施例に示
された出力ミラ−と第２、第３の実施例に示された高反
射ミラ−とを組み合わせ、両方のミラ−で出力の不安定
なレ−ザ光の共振出力を規制するようにしてもよい。
ず、種々変形可能である。たとえば、第１の実施例に示
された出力ミラ−と第２、第３の実施例に示された高反
射ミラ−とを組み合わせ、両方のミラ−で出力の不安定
なレ−ザ光の共振出力を規制するようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】以上述べたように請求項１の発明は、高
反射ミラ−と出力ミラ−との少なくともいずれか一方
に、上記放電空間部から上記レ−ザ光が共振出力される
範囲を、上記陰極と陽極との離間方向中央部部分に制限
する規制手段を設けるようにしたから、パルス間の出力
変動の少ないレ−ザ出力が得られる。
反射ミラ−と出力ミラ−との少なくともいずれか一方
に、上記放電空間部から上記レ−ザ光が共振出力される
範囲を、上記陰極と陽極との離間方向中央部部分に制限
する規制手段を設けるようにしたから、パルス間の出力
変動の少ないレ−ザ出力が得られる。
【００３７】請求項２の発明は、請求項１の規制手段と
して出力ミラ−の中央部分だけを増幅されたレ−ザ光が
共振出力される低反射部とした。つまり、ガスレ−ザ装
置に必要不可欠な共振器の出力ミラ−を規制手段として
利用したので、部品点数の増加や装置の大型化などを招
くことなくパルス出力の安定化を図ることができる。
して出力ミラ−の中央部分だけを増幅されたレ−ザ光が
共振出力される低反射部とした。つまり、ガスレ−ザ装
置に必要不可欠な共振器の出力ミラ−を規制手段として
利用したので、部品点数の増加や装置の大型化などを招
くことなくパルス出力の安定化を図ることができる。
【００３８】請求項３の発明は、上記出力ミラ−の少な
くとも周辺部を曲面に形成したことで、上記曲面が凸面
であれば、出力が不安定なレ−ザ光を確実に排除でき、
凹面であれば、放電空間部の中央部分に戻してから共振
出力されるため、平均出力が低下するのを防止できる。
くとも周辺部を曲面に形成したことで、上記曲面が凸面
であれば、出力が不安定なレ−ザ光を確実に排除でき、
凹面であれば、放電空間部の中央部分に戻してから共振
出力されるため、平均出力が低下するのを防止できる。
【００３９】請求項４の発明によれば、上記規制手段と
して高反射ミラ−の少なくとも周辺部を曲面に形成した
から、出力が不安定なレ−ザ光を確実に排除できる。請
求項５の発明によれば、高反射ミラ−の中央部分だけを
高反射部に形成したから、部品点数の増加や装置の大型
化などを招くことなく、パルス出力の安定化を図ること
ができる。
して高反射ミラ−の少なくとも周辺部を曲面に形成した
から、出力が不安定なレ−ザ光を確実に排除できる。請
求項５の発明によれば、高反射ミラ−の中央部分だけを
高反射部に形成したから、部品点数の増加や装置の大型
化などを招くことなく、パルス出力の安定化を図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例を示す全体構成図。
【図２】同じく光共振器の光軸方向と直交する方向から
出力ミラ−側を見た断面図。
出力ミラ−側を見た断面図。
【図３】この発明の第２の実施例を示す光共振器の側面
図。
図。
【図４】（ａ）この発明の第３の実施例を示す光共振器
の側面図、（ｂ）は同じく第３の実施例の高反射ミラ−
の変形例を示す側面図。
の側面図、（ｂ）は同じく第３の実施例の高反射ミラ−
の変形例を示す側面図。
【図５】（ａ）はこの発明におけるパルスレ−ザ光の出
力の説明図、（ｂ）は同じく従来のパルスレ−ザ光の出
力の説明図。
力の説明図、（ｂ）は同じく従来のパルスレ−ザ光の出
力の説明図。
【図６】従来とこの発明における繰り返し数と平均出力
との関係を示すグラフ。
との関係を示すグラフ。
【図７】放電空間部で発生する主放電が陰極の表面近傍
で不安定な状態を説明する側面図。
で不安定な状態を説明する側面図。
【符号の説明】 １１…レ−ザチャンバ、１２…陰極、１３…陽極、１４
…高圧電源、１８…高反射ミラ−、１９…出力ミラ−、
２１…凹曲面、２１ａ…低反射部、２１ｂ…高反射部、
Ｌ…レ−ザ光。
…高圧電源、１８…高反射ミラ−、１９…出力ミラ−、
２１…凹曲面、２１ａ…低反射部、２１ｂ…高反射部、
Ｌ…レ−ザ光。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】
Claims (5)
- 【請求項１】 内部にガスレ−ザ媒質が収容されるレ−
ザチャンバと、 このレ−ザチャンバ内に離間対向して配置された陰極と
陽極とからなる主電極と、 この主電極に高電圧をパルス印加してその陰極と陽極と
の間の放電空間部に主放電を点弧させガスレ−ザ媒質を
放電励起してレ−ザ光をパルス状に発生させる高圧電源
と、 上記主電極の一端側に配置された高反射ミラ−および他
端側に配置された出力ミラ−とからなり、上記放電空間
部で発生したレ−ザ光を増幅して上記出力ミラ−から共
振出力する光共振器とを具備し、 上記高反射ミラ−と出力ミラ−との少なくともいずれか
一方は、上記放電空間部から上記レ−ザ光が共振出力さ
れる範囲を、上記陰極と陽極との離間方向中央部分に制
限する規制手段が設けられた構成であることを特徴とす
るガスレ−ザ装置。 - 【請求項２】 上記規制手段は、出力ミラ−であって、
この出力ミラ−は中央部分だけが増幅されたレ−ザ光を
共振出力させることができる低反射部に形成されてなる
ことを特徴とする請求項１記載のガスレ−ザ装置。 - 【請求項３】 上記出力ミラ−は少なくとも周辺部が曲
面に形成されてなることを特徴とする請求項２記載のガ
スレ−ザ装置。 - 【請求項４】 上記規制手段は上記光共振器の高反射ミ
ラ−であって、この高反射ミラ−は少なくとも周辺部が
曲面に形成されてなることを特徴とする請求項１記載の
ガスレ−ザ装置。 - 【請求項５】 上記規制手段は、上記光共振器の高反射
ミラ−であって、この高反射ミラ−は中央部分だけが高
反射部に形成されてなることを特徴とする請求項１記載
のガスレ−ザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP330895A JPH08191166A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | ガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP330895A JPH08191166A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | ガスレ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08191166A true JPH08191166A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=11553734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP330895A Pending JPH08191166A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | ガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08191166A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009540570A (ja) * | 2006-06-05 | 2009-11-19 | サイマー インコーポレイテッド | 材料加工用の低発散、高出力レーザビームを生成するためのデバイス及び方法 |
| JP2016072483A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | ファナック株式会社 | ビーム品質を向上させるレーザ発振器 |
| KR20200073986A (ko) * | 2018-12-14 | 2020-06-24 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 가스레이저장치 |
| CN111896475A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-11-06 | 东北大学秦皇岛分校 | 一种用于光声光谱微量气体检测的光路增程式光声池 |
-
1995
- 1995-01-12 JP JP330895A patent/JPH08191166A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009540570A (ja) * | 2006-06-05 | 2009-11-19 | サイマー インコーポレイテッド | 材料加工用の低発散、高出力レーザビームを生成するためのデバイス及び方法 |
| US8803027B2 (en) | 2006-06-05 | 2014-08-12 | Cymer, Llc | Device and method to create a low divergence, high power laser beam for material processing applications |
| JP2016072483A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | ファナック株式会社 | ビーム品質を向上させるレーザ発振器 |
| US10186831B2 (en) | 2014-09-30 | 2019-01-22 | Fanuc Corporation | Laser oscillator for improving beam quality |
| KR20200073986A (ko) * | 2018-12-14 | 2020-06-24 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 가스레이저장치 |
| CN111896475A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-11-06 | 东北大学秦皇岛分校 | 一种用于光声光谱微量气体检测的光路增程式光声池 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050104 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050510 |