JPH09107140A

JPH09107140A - パルスガスレーザ発振装置

Info

Publication number: JPH09107140A
Application number: JP26421195A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Takagi; 茂行高木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-10-12
Filing date: 1995-10-12
Publication date: 1997-04-22

Abstract

(57)【要約】【課題】パルスガスレーザ発振装置の構成を簡易化し
て、安価なパルスガスレーザ発振装置を提供することを
目的とする。【解決手段】動作タイミング信号を出力する動作タイ
ミング信号出力手段（２１〜２３）と、前記動作タイミ
ング信号出力手段から出力された動作タイミング信号に
基づいて、電力供給手段から供給される電力によりパル
スレーザ光を励起する複数の励起手段（２４〜２９）
と、前記励起手段がパルスレーザ光を励起することによ
り生ずる各励起手段間の電圧変化を遮断する電圧分離手
段（３３）と、前記各励起手段によりパルスレーザ光が
励起されるとパルスレーザ光を発振するパルスレーザ光
発振手段（３０〜３２，３４，３５）とを具備したパル
スガスレーザ発振装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルスガスレーザ
発振装置に係り、特に、複数のパルスレーザ光を連続し
て出射するパルスガスレーザ発振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パルスレーザ光により金属薄膜の溶融及
び熱処理を行なう場合、１パルスで全てのエネルギーを
与えてしまうと金属薄膜の温度が沸点に達して気化して
しまう。

【０００３】そこで、同じエネルギーをもつパルスレー
ザ光を２回に分けて金属薄膜に照射することにより、金
属薄膜の温度を沸点に至らせずに溶融させる方法が採用
されている。

【０００４】すなわち、エキシマレーザやＴＥＡＣＯ₂
レーザなどのパルスレーザ光による金属薄膜の加工処理
においては、図１８に示すように、例えば、５０［μ
ｓ］のパルス間隔ΔＴの連続する２パルス（以下、「ダ
ブルパルス」と呼ぶ。）のパルスレーザ光を出射する必
要がある。

【０００５】図１９は、従来のパルスガスレーザ発振装
置の構成を示す図である。遅延発振器１によって、レー
ザ発振装置２，３各々の動作タイミングが設定される
と、レーザ発振器２，３各々は、遅延発振器１によって
設定された各動作タイミングに基づいて、それぞれパル
スレーザ光を出射する。

【０００６】レーザ発振器２から出射したパルスレーザ
光は、反射ミラー４，５により集光レンズ８に導かれ
る。また、レーザ発振器３から出射したパルスレーザ光
は、反射ミラー６，７により集光レンズ８に導かれる。

【０００７】この集光レンズ８に導かれた各パルスレー
ザ光は、集光レンズ８によって、集光された後に、加工
対象である金属薄膜９に照射される。図２０は、レーザ
発振器２の具体的な構成を示す図である。なお、レーザ
発振器３についてもレーザ発振器２と同様の構成が採用
されている。

【０００８】高圧電源１１には、主放電に投入される電
気エネルギーを蓄えるための主コンデンサ１２及び主コ
ンデンサ１２に蓄えられた電気エネルギーを主放電部に
供給するためのサイラトロン１３が接続されている。

【０００９】このサイラトロン１３には、遅延発振器１
によって設定された動作タイミングに基づいて、サイラ
トロン１３を駆動するサイラトロンドライバ１４が接続
されている。

【００１０】また、主コンデンサ１２には、主コンデン
サ１２を充電するための充電コイル１５及びレーザガス
が封入されたレーザ管１６内に配置される波形整形のた
めのピーキングコンデンサ１７ａ，１７ｂ、並びに主放
電を点弧させるための主電極１８ａが接続されている。

【００１１】さらに、ピーキングコンデンサ１７ａには
主放電を安定化するためのピン電極１９ａ、ピーキング
コンデンサ１７ｂにはピン電極１９ｂが接続されるとと
もに、主電極１８ａと対向する位置には主電極１８ｂが
配置されている。

【００１２】なお、高圧電源１１、主コンデンサ１２、
サイラトロン１３により主放電部に電気エネルギーを投
入するための励起回路を構成する。次に、上述の如く構
成されたパルスガスレーザ発振装置の動作について説明
する。

【００１３】遅延発振器１からタイミング信号がレーザ
発振器２に入力されると、サイラトロンドライバ１４が
駆動され、サイラトロン１３が導通状態になる。する
と、高圧電源１１により主コンデンサ１２に供給された
電気エネルギーが、ピン電極１９ａ，１９ｂの予備放電
によって、主放電空間を光電離しながら、ピーキングコ
ンデンサ１７ａ，１７ｂに移行し波形整形される。

【００１４】このピーキングコンデンサ１７ａ，１７ｂ
によって、波形整形されたパルスエネルギーは、主電極
１８ａ，１８ｂ間の主放電部に供給され、その結果、パ
ルスレーザ光が出射される。

【００１５】そして、レーザ発振器２から出射したパル
スレーザ光は、反射ミラー４，５により集光レンズ８に
導かれ、集光レンズ８によって、集光された後に、加工
対象である金属薄膜９に照射される。

【００１６】次に、所定時間経過後、遅延発振器１から
出力された動作タイミング信号に基づいて、レーザ発振
器２の動作説明で述べた動作と同様の原理で、レーザ発
振器３からパルスレーザ光が出射され、反射ミラー６，
７により集光レンズ８に導かれた後に、この集光レンズ
８によって集光され加工対象である金属薄膜９に照射さ
れる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述のような構成のパ
ルスガスレーザ発振装置ではダブルパルスを発生するた
めに、２組のレーザ発振器が必要とされるので、その結
果、レーザ管１６、高圧電源１１が各々２台必要となり
パルスガスレーザ発振装置の製造コストが高くなってし
まうという問題があった。

【００１８】また、ダブルパルスが別々のレーザ発振器
から出射されるため、これを合成するための合成光学系
４〜８が必要とされ、パルスガスレーザ発振装置のコス
トが高くなるだけでなく、装置全体の構成が複雑になっ
てしまうという問題があった。

【００１９】この問題を解決するために、１つのレーザ
管に２つの励起回路を接続して構成するパルスガスレー
ザ発振装置も考案されているが、単に励起回路を２つ接
続するだけでは、一方の励起回路の電圧変化が他方の励
起回路に伝搬し、その電圧変化によって他方のサイラト
ロンが動作してしまい、その結果、励起回路が同時に動
作してしまうという問題があった。

【００２０】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、第１の目的は、パルスガスレーザ発振装置の構
成を簡易化して、安価なパルスガスレーザ発振装置を提
供することを目的とする。

【００２１】また、本発明の第２の目的は、一つの励起
回路の電圧変化が他方の励起回路に影響を及ぼすことな
く、精度良くダブルパルスを発生させることのできるパ
ルスガスレーザ発振装置を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】従って、まず、上記目的
を達成するために請求項１に係る発明は、動作タイミン
グ信号を出力する動作タイミング信号出力手段と、前記
動作タイミング信号出力手段から出力された動作タイミ
ング信号に基づいて、電力供給手段から供給される電力
によりパルスレーザ光を励起する複数の励起手段と、前
記励起手段のうち、１つの励起手段が先のパルスレーザ
光を励起することにより、後のパルスレーザ光を励起す
る他の励起手段に生ずる電圧変化を遮断する電圧分離手
段と、前記各励起手段によりパルスレーザ光が励起され
るとパルスレーザ光を発振するパルスレーザ光発振手段
とを具備したパルスガスレーザ発振装置である。

【００２３】また、請求項２に係る発明は、請求項１記
載のパルスガスレーザ発振装置において、前記電圧分離
手段は、可飽和リアクトル又はダイオードであるパルス
ガスレーザ発振装置である。

【００２４】さらに、請求項３に係る発明は、請求項１
記載のパルスガスレーザ発振装置において、前記複数の
励起手段には、１つの電力供給手段により電力が供給さ
れ、且つ少なくとも１つの励起手段にパルスレーザ光を
励起することにより生ずる前記電力供給手段から前記各
励起手段に供給される電力の変化を遮断する電源分離手
段を付加したパルスガスレーザ発振装置である。

【００２５】さらに、請求項４に係る発明は、請求項１
記載のパルスガスレーザ発振装置において、前記パルス
レーザ光発振手段に、パルスレーザ光が発振された後に
生ずる電圧反転を防止する電圧反転防止手段を付加した
パルスガスレーザ発振装置である。

【００２６】さらに、請求項５に係る発明は、請求項１
記載のパルスガスレーザ発振装置において、前記動作タ
イミング信号出力手段から出力される動作タイミング信
号の時間間隔を、前記パルスレーザ光発振手段に電圧反
転が生じているときには前記パルスレーザ光発振手段か
らパルスレーザ光が発振されないよう設定したパルスガ
スレーザ発振装置である。

【００２７】さらに、請求項６に係る発明は、請求項１
記載のパルスガスレーザ発振装置において、前記各励起
手段は、前記電力供給手段から供給される電力を蓄える
コンデンサを備えており、少なくとも１つの励起手段の
コンデンサを他の励起手段におけるコンデンサの容量よ
りも大きな容量をもつ電力コンデンサで構成したパルス
ガスレーザ発振装置である。

【００２８】さらに、請求項７に係る発明は、請求項１
記載のパルスガスレーザ発振装置において、前記パルス
レーザ光発振手段に、パルスレーザ光を発振する際の予
備電離タイミング変動を低減する予備電離タイミング変
動防止手段を付加したパルスガスレーザ発振装置であ
る。

【００２９】さらに、請求項８に係る発明は、請求項４
記載のパルスガスレーザ発振装置において、前記パルス
レーザ光発振手段に、前記パルスレーザ光発振手段から
発振する各パルスレーザ光の時間間隔を制御する間隔制
御手段を付加したパルスガスレーザ発振装置である。

【００３０】さらに、請求項９に係る発明は、請求項１
記載のパルスガスレーザ発振装置において、前記電圧分
離手段の特性を制御することにより前記パルスレーザ光
発振手段から発振する各パルスレーザ光の時間間隔を制
御する間隔制御手段を付加したパルスガスレーザ発振装
置である。

【００３１】請求項１又は請求項２に係る発明は、電圧
分離手段によって励起手段がパルスレーザ光を励起する
ことにより生ずる各励起手段間の電圧変化を遮断するの
で、他の励起手段に電圧変化の影響を及ぼすことなく精
度のよいダブルパルスを発振することができる。

【００３２】請求項３に係る発明は、請求項１記載のパ
ルスガスレーザ発振装置において、複数の励起手段に１
つの電力供給手段により電力を供給し、且つ少なくとも
１つの励起手段に付加された電源分離手段によりパルス
レーザ光を励起することにより生ずる電力供給手段から
励起手段に供給される電力の変化を遮断するので、パル
スガスレーザ発振装置の構成を簡略化することができ
る。

【００３３】請求項４に係る発明は、請求項１記載のパ
ルスガスレーザ発振装置において、パルスレーザ光発振
手段に付加された電圧反転防止手段により、パルスレー
ザ光が発振された後に生ずる電圧反転を防止するので、
効率よく電力を投入することができる。

【００３４】請求項５に係る発明は、請求項１記載のパ
ルスガスレーザ発振装置において、動作タイミング信号
出力手段から出力される動作タイミング信号の時間間隔
が、パルスレーザ光発振手段に電圧反転が生じていると
きにはパルスレーザ光発振手段からパルスレーザ光が発
振されないよう設定されているので、効率よくダブルパ
ルスを出射させることができる。

【００３５】請求項６に係る発明は、請求項１記載のパ
ルスガスレーザ発振装置において、少なくとも１つの励
起手段のコンデンサを他の励起手段におけるコンデンサ
の容量よりも大きな容量をもつ電力コンデンサで構成す
るので、効率よくダブルパルスを出射させることができ
る。

【００３６】請求項７に係る発明は、請求項１記載のパ
ルスガスレーザ発振装置において、パルスレーザ光発振
手段に付加された予備電離タイミング変動防止手段によ
って、パルスレーザ光を発振する際の予備電離タイミン
グ変動を低減するので、精度のよいパルスレーザ光を出
射することができる。

【００３７】請求項８に係る発明は、請求項４記載のパ
ルスガスレーザ発振装置において、パルスレーザ光発振
手段に付加された間隔制御手段によりパルスレーザ光発
振手段から発振する各パルスレーザ光の時間間隔を制御
するので、遅延時間が長くても精度のよいパルスレーザ
光を出射することができる。

【００３８】請求項９に係る発明は、請求項１記載のパ
ルスガスレーザ発振装置において、間隔制御手段により
電圧分離手段の特性を制御することによりパルスレーザ
光発振手段から発振する各パルスレーザ光の時間間隔を
制御するので、遅延時間が長くても精度のよいパルスレ
ーザ光を出射することができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。＜第１の実施の形態＞図１は、本発明の第１の実施の形
態に係るパルスガスレーザ発振装置の構成を示す図であ
る。

【００４０】同図に示すように、動作タイミング信号出
力手段としての遅延発振器２１には、遅延発振器２１に
より設定された動作タイミングに基づいて、サイラトロ
ン２４を駆動するサイラトロンドライバ２２を介してサ
イラトロン２４の制御グリッドが接続されるとともに、
サイラトロン２５を駆動するサイラトロンドライバ２３
を介してサイラトロン２５の制御グリッドが接続されて
いる。

【００４１】また、高圧電源２６には、主放電に投入さ
れる電気エネルギーを蓄えるための主コンデンサ２７及
び主コンデンサ２７に蓄えられた電気エネルギーを主放
電部に供給するためのサイラトロン２４の陽極が接続さ
れている。

【００４２】同様に、高圧電源２８にも、主コンデンサ
２９及び主コンデンサ２９に蓄えられた電気エネルギー
を主放電部に供給するためのサイラトロン２５の陽極が
接続されている。なお、サイラトロン２４，２５の陰極
は共に接地されている。

【００４３】上記主コンデンサ２７には、主コンデンサ
２７を充電するための充電コイル３４、レーザガスが封
入されたレーザ管３０内に配置された波形整形のための
ピーキングコンデンサ３１ａ，３１ｂ及び主放電を点弧
させるための主電極３２ａが接続されている。

【００４４】また、主コンデンサ２９にも、電圧分離手
段としての電圧分離回路３３を介して、主コンデンサ２
７に接続されている共通の充電コイル３４、ピーキング
コンデンサ３１ａ，３１ｂ及び主電極３２ａが接続され
ている。本実施の形態においては、この電圧分離回路３
３は、インダクタンスが飽和するまでに１００〜数１０
０［ｎｓ］を要する可飽和リアクトルを用いている。

【００４５】ピーキングコンデンサ３１ａには、主放電
を安定化するためのピン電極３５ａ、ピーキングコンデ
ンサ３１ｂにはピン電極３５ｂが接続される。また、主
電極３２ａと対向する位置には主電極３２ｂが配置さ
れ、これらは接地されている。

【００４６】なお、サイラトロン２４、高圧電源２６、
主コンデンサ２７により第１の励起回路が構成され、サ
イラトロン２５、高圧電源２８、主コンデンサ２９によ
り第２の励起回路が構成される。

【００４７】次に、上述の如く構成したパルスガスレー
ザ発振装置の動作について説明する。遅延発振器２１か
ら動作タイミング信号がサイラトロンドライバ２２に入
力されると、サイラトロンドライバ２２が駆動されてサ
イラトロン２４が導通状態になる。

【００４８】サイラトロン２４が導通状態になると、高
圧電源２６により主コンデンサ２７に供給された電気エ
ネルギーは、ピン電極３５ａ，３５ｂの予備放電によっ
て、主放電空間を光電離しながら、ピーキングコンデン
サ３１ａ，３１ｂに移行し、主電極３２ａ，３２ｂ間か
ら最初の放電が発生する。

【００４９】この時、第２の励起回路には、電圧分離回
路であるインダクタンス３３が接続されているため、ピ
ーキングコンデンサ３１ａ，３１ｂの電圧変化は、イン
ダクタンス３３が飽和するまでの間、主コンデンサ２９
には伝達されず、その結果、サイラトロン２５の遮断状
態が維持される。

【００５０】次に、遅延発振器２１からタイミングタイ
ミング信号がサイラトロンドライバ２３に入力される
と、サイラトロンドライバ２３が駆動されて、サイラト
ロン２５が導通状態になる。

【００５１】そして、上述の第１の励起回路において述
べたように、主コンデンサ２９に蓄えられた電気エネル
ギーがピーキングコンデンサ３１ａ，３１ｂに移行し、
主電極３２ａ，３２ｂ間から第２の放電が発生し、そし
て、後のパルスレーザ光としての第２のパルスレーザ光
が出射する。

【００５２】この時、第１の励起回路の主コンデンサ２
７の電気エネルギーは、最初の励起によって、ピーキン
グコンデンサ３１ａ，３１ｂに移行されているため、ピ
ーキングコンデンサ３１ａ，３１ｂの電圧変化によっ
て、再度、パルスレーザ光が励起されることはない。

【００５３】なお、両パルスレーザ光の遅れ時間の最大
値は、電圧分離回路である可飽和リアクトルが飽和する
までの時間と、主放電空間の残留イオン密度に空間的に
不均一になるまでの時間により定まり、通常は、１［μ
ｓ］以下である。

【００５４】また、本実施の形態においては、電圧分離
回路である可飽和リアクトルを第２の励起回路側に設け
たが、急激な電圧変化からサイラトロン２４、主コンデ
ンサ２７を保護する目的で、第１の励起回路側に電圧分
離回路である可飽和リアクトルを設けても良い。

【００５５】図２は、本実施の形態のパルスガスレーザ
発振装置の第１の変形例を示す図である。同図に示すよ
うに、このパルスガスレーザ発振装置は、第１の励起回
路の構成については、上述の第１の実施の形態における
パルスガスレーザ発振装置の構成と同様であるが、第２
の励起回路の構成が異なる。

【００５６】すなわち、第２の励起回路は、サイラトロ
ン２５、高圧電源２８、主コンデンサ２９、充電ダイオ
ード４０、パルストランス４１で構成されている。ま
た、電圧分離回路として、ダイオード４２が使用されて
いる。

【００５７】サイラトロン２５の陽極には、高圧電源２
８により電圧が印加されるとともに、このサイラトロン
２５の陽極と陰極間には充電ダイオード４０と電圧パル
スの極性を反転させるための一次側のパルストランス４
１とが並列接続されている。

【００５８】また、サイラトロン２５の陽極と、充電ダ
イオード４０及び一次側のパルストランス４１との並列
接続点間には主コンデンサ２９が接続されている。さら
に、サイラトロン２５の制御グリッドには、サイラトロ
ンドライバ２３からの駆動信号が供給されており、陰極
は接地されている。

【００５９】第１の励起回路のサイラトロン２４の陰極
と主コンデンサ２７間には、二次側のパルストランス４
１、ダイオード４２からなる直列回路が接続されてい
る。なお、このような構成の励起回路を採用することに
より、主電極３２ａには、第１の励起回路により負の電
圧が印加され、第２の励起回路により正の電圧が印加さ
れる。

【００６０】次に、このように構成した第１の変形例に
係るパルスガスレーザ発振装置の動作について説明す
る。第１の励起回路の主コンデンサ２７に蓄えられた電
気エネルギーが、サイラトロン２４が導通することによ
り、ピーキングコンデンサ３１ａ，３１ｂに移行し、主
電極３２ａ，３２ｂ間より第１のパルスレーザ光が発生
するまでの動作は、上述の第１の実施の形態において述
べた動作と同様である。

【００６１】なお、第１の励起回路の電圧変化は、ピー
キングコンデンサ３１ａ，３１ｂに印加される電圧極性
の相違により、電圧分離回路としてのダイオード４２に
遮断される。

【００６２】次に、遅延発振器２１からタイミングタイ
ミング信号がサイラトロンドライバ２３に入力される
と、サイラトロンドライバ２３が駆動されて、サイラト
ロン２５が導通状態になる。

【００６３】すると、高圧電源２８により充電ダイオー
ド４０を介して充電された主コンデンサ２９の電気エネ
ルギーが、サイラトロン２５のスイッチングによりパル
ス化される。

【００６４】このパルスは、パルストランス４１によっ
て極性が反転された後に、ダイオード４２を介して、ピ
ーキングコンデンサ３１ａ，３１ｂに供給され、その結
果、上述のように、主電極３２ａ，３２ｂ間から第２の
パルスレーザ光が出射される。

【００６５】なお、ここでは、サイラトロン２５の陰極
を接地した場合について説明したが、サイラトロン２５
の陰極を接地することなく構成する場合、或いはサイラ
トロン２５の代わりにギャップスイッチを使用する場合
には、スイッチングにより正極性の電圧パルスを発生さ
せることが可能なので、この場合にはパルストランス４
１が不要となる。

【００６６】図３は、本実施の形態のパルスガスレーザ
発振装置の第２の変形例を示す図である。すなわち、上
述の第１の実施の形態のパルスガスレーザ発振装置と異
なる点は、高圧電源を１つで共有したことにある。

【００６７】同図において、５１ａ，５１ｂは電源を分
離するための電源分離回路であり、ここでは抵抗が用い
られている。なお、抵抗の代わりにコイルを用いても良
い。これらの回路定数は、ともに大きく、例えば抵抗で
は１００［ｋΩ］以上、コイルではｍＨオーダ以上であ
る。

【００６８】このような構成を採用したパルスガスレー
ザ発振装置においては、両励起回路の主コンデンサ２
７，２９は、ｍｓオーダ以上の比較的長い時間に渡って
電源分離回路を介して充電される。

【００６９】また、一方の励起回路が動作して主コンデ
ンサの電圧が変化した場合、その電圧変化は１［μｓ］
以下であるために、抵抗或いはコイルがその電圧変化を
保持し、その結果、他方の励起回路に電圧変化の影響が
及ぶのが防止される。

【００７０】従って、本実施の形態のパルスガスレーザ
発振装置によれば、電圧分離回路を設けることにより、
一つの励起回路の電圧変化が他方の励起回路に影響が及
ぶのを防止することができるので、精度良くダブルパル
スを発生させることができる。

【００７１】また、電圧分離回路を設けることによっ
て、レーザ管３０を共有することができるので、パルス
ガスレーザ発振装置のコストを大幅に下げることができ
る。さらに、電源分離回路を設けることによって、高圧
電源を共有することができるので、さらに安価なパルス
ガスレーザ発振装置を提供することができる。

【００７２】さらに、パルスレーザ光が同一のレーザ管
３０から出射されるため、従来のようにレーザ光を合成
する光学系が不要となり、その結果、簡易且つ小型のパ
ルスガスレーザ発振装置を提供することができる。＜第２の実施の形態＞上述の第１の実施の形態において
述べたパルスガスレーザ発振装置によれば、安価なパル
スガスレーザ発振装置を提供するという本発明の本来の
目的を達成することができるが、以下に述べる課題が残
されている。

【００７３】すなわち、上述の第１のパルスガスレーザ
発振装置においてダブルパルスを発生させる場合、第１
の励起回路によって励起された第１のパルスレーザ光の
主電極３２ａ，３２ｂ間の電圧波形は、図４（ａ）に示
すようになる。

【００７４】通常、主コンデンサ２７とピーキングコン
デンサ３１ａとは、ほぼ同じ容量のものが用いられる
が、主電極３２ａ，３２ｂ間が放電負荷であるため、主
コンデンサ２７からの電気エネルギーは完全に消費され
ず、図４（ａ）に示す波形の６１，６２，６３の部分の
ように電圧反転を起こしてしまう。

【００７５】その結果、この電圧極性によっては、図４
（ｂ）に示すように、第２の励起回路によって励起され
る第２のパルスレーザ光の電圧波形６２と打ち消しあっ
てしまい、電力投入が効率よく行われないという課題が
あった。

【００７６】また、第２の励起回路の動作時には、主電
極３２ａ，３２ｂ間には多くの荷電粒子が残存している
ことから、主電極３２ａ，３２ｂ間のインピーダンスは
第１の励起回路動作時に比して著しく低下しており、第
２の励起回路の励起が効率よく行なわれない等の問題が
あった。

【００７７】本実施の形態のパルスガスレーザ発振装置
は、このような電力投入効率の問題を解決するものであ
る。図５は、本発明の第２の実施の形態に係るパルスガ
スレーザ発振装置の構成を示す図である。

【００７８】すなわち、上述の第１の実施の形態のパル
スガスレーザ発振装置と本実施の形態のパルスガスレー
ザ発振装置と異なる点は、主電極３２ａ，３２ｂ間に充
電コイルに代えて、主電極３２ａ，３２ｂ間の電圧反転
を阻止する反転阻止回路７１を設け、第１の励起回路に
よる電圧反転を無くし、第１のパルスガスレーザ発振
後、任意の時間に第２の励起回路を動作させることがで
きるようにしたことである。

【００７９】この反転阻止回路７１には、例えば、高電
圧・大電流のダイオードが用いられる。上述の構成のパ
ルスガスレーザ発振装置においては、反転阻止回路７１
を介して主コンデンサ３１ａ，３１ｂが充電される。そ
して、第１の実施の形態において説明したように、第１
の励起回路によって主電極３２ａ，３２ｂ間から第１の
パルスレーザ光が出射される。

【００８０】この時の電圧波形は、図４（ｃ）に示すよ
うに、電圧の反転成分が電圧反転阻止回路７１によりカ
ットされている。すなわち、この状態において第２の励
起回路を動作させて第２のパルスレーザ光を出射して
も、第１のパルスレーザ光を出射したことによりレーザ
管３３内に帯電している電荷と打ち消しあうことはな
い。

【００８１】従って、本実施の形態のパルスガスレーザ
発振装置によれば、第２の励起回路による電力投入を効
率よく行なうことができる。次に、本実施の形態の第１
の変形例に係るパルスガスレーザ発振装置について説明
する。

【００８２】第２の励起回路を動作させるタイミングに
許容範囲がある場合には、遅延発振器２１の設定時間を
限定しても良い。すなわち、図４（ａ）に示す波形を例
にとって説明すると、主電極３２ａ，３２ｂ間の電圧が
正の電圧となっている６１，６３の部分においては、第
２の励起回路を動作させず、主電極３２ａ，３２ｂ間の
電圧が負、或いはゼロとなっている領域においてのみ第
２の励起回路が動作するように遅延発振器２１の動作タ
イミングを設定する。

【００８３】この遅延発振器２１から出力される第１の
動作タイミング信号に対する第２の動作タイミング信号
の遅れ時間Ｔ₁ は、（１），（２）式で決定される時間
領域に設定される。

【００８４】ｔ₁ ＋（３／４）×ｔ₂ ＋ｔ₃ ＜Ｔ₁ ＜ｔ₁ ＋（４／５）×ｔ₂ ＋ｔ₃ …（１）Ｔ₁ ＞ｔ₁ ＋２×ｔ₂ ＋ｔ₃ …（２）ここで、ｔ₁ は、サイラトロンが動作してから主放電が
点弧するまでの時間で、例えば、約１５０［ｎｓ］であ
る。ｔ₂ は、主電極３２ａ，３２ｂ間を流れる電流パル
ス１周期の時間で、例えば、約２００［ｎｓ］である。
ｔ₃ は、第１の励起回路及び第２の励起回路に動作タイ
ミング信号が入力されてからサイラトロンが点弧するま
での時間差で、サイラトロン２４，２５、サイラトロン
ドライバ２２，２３に特性の差がなければ０［ｓ］であ
る。

【００８５】上記のように、遅延発振器２１の動作タイ
ミングＴ₁ を（１），（２）式により決定される時間領
域に設定すれば、第２の励起回路は電極３２ａ，３２ｂ
間の電圧が負の状態のときに行なわれる。

【００８６】従って、上記のように遅延発振器２１の動
作タイミングを設定することによっても第２の励起回路
からの電力投入を効率よく行なうことができる。次に、
本実施の形態の第２の変形例に係るパルスガスレーザ発
振装置について説明する。

【００８７】上述のパルスガスレーザ発振装置において
は、第１の励起回路及び第２の励起回路の回路パラメー
タはほぼ同じ値としている。このような構成において、
第２の励起回路を動作させて第２のパルスレーザ光を出
射した場合、第１の励起回路によって点弧された放電の
荷電粒子が残留し、主電極３２ａ，３２ｂ間のインピー
ダンスは数Ω以下に低下したままであるため、この状態
で第２の励起回路を動作させると、主コンデンサ２９か
らの電荷はピーキングコンデンサ３１ｂを充電すること
なく、直接主電極３２ａ，３２ｂに投入される。

【００８８】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、このときの
主電極３２ａ，３２ｂ間の電圧・電流波形を示す図であ
る。図６（ａ）は、第１の励起回路及び第２の励起回路
のパラメータが等しい場合のパルスレーザ光の電圧波
形、図６（ｂ）は、電流波形を示す図である。また、Ｘ
は第１パルスの波形、Ｙは第２パルスの波形を示してい
る。

【００８９】図６（ａ）に示すように、第２パルスＹ
は、荷電粒子の影響により電極３２ａ，３２ｂ間の電圧
が第１パルスに比して小さくなる。また、主電極３２
ａ，３２ｂ間の励起は、主コンデンサ２９により行なわ
れ、ピーキングコンデンサ３１ａ，３１ｂによる波形整
形が行なわれないため、その電流波形は図６（ｂ）の波
形Ｙに示すように、パルス幅が長く、ピーク値が低いも
のとなる。

【００９０】エキシマレーザを励起するためには、１
［ＭＷ／ｃｍ³ ］程度の電力密度が必要であるが、図６
（ｂ）の電流波形Ｙに示すように、電流のピーク値が低
いために、レーザ発振が極めて弱くなってしまうという
問題があった。

【００９１】そこで、本実施の形態の第２の変形例に係
るパルスガスレーザ発振装置においては、図７に示すよ
うに、第２の励起回路の主コンデンサ２９を大容量の電
力コンデンサ８１に代え、その充電電圧を低下させる。

【００９２】この時、電力コンデンサ８１の容量Ｃ_d と
電圧Ｖ_d は以下の式で決定される。Ｃ_d ＞２Ｃ_s …（３）Ｖ_b ＜Ｖ_d ＜Ｖ_a …（４）ここで、Ｃ_s は第１の励起回路の主コンデンサ２７の容
量、Ｖ_b は第１の励起回路の破壊電圧、Ｖ_a は第１の励
起回路の充電電圧である。

【００９３】図６（ｃ）及び図６（ｄ）は、このような
構成を採用したパルスガスレーザ発振装置のパルスレー
ザ光の電圧波形を示す図である。図６（ｃ）は、第１の
パルスレーザ光の電圧波形Ｘ及び第２のパルスレーザ光
の電圧波形Ｙを示す図である。また、図６（ｄ）は、第
２のパルスレーザ光の電圧波形Ｘ及び第２のパルスレー
ザ光の電圧波形Ｙを示す図である。

【００９４】図６（ｃ）に示すように、容量の大きい電
力コンデンサ８１を採用することにより、第２パルスの
電圧波形Ｙのパルス幅が長くなるが、電圧の最大値は変
化しない。また、電力コンデンサ８１に蓄えられたエネ
ルギーが、図６（ｄ）に示す電流波形Ｙのような大電流
パルスを形成し、１［ＭＷ／ｃｍ³ ］以上のエネルギー
が投入される。

【００９５】従って、このようなパルスガスレーザ発振
装置を採用しても効率よくパルスレーザ光を出射させる
ことができる。次に、本実施の形態の第３の変形例に係
るパルスガスレーザ発振装置について説明する。ここで
は、パルスレーザ光の遅延ジッタを少なくするパルスガ
スレーザ発振装置を考える。

【００９６】第１の励起回路において、主放電はピン電
極３５ａ，３５ｂで予備電離が点弧してから一定時間、
例えば、１００［ｎｓ］経過後に点弧する。このため、
予備電離の点弧タイミング変動に対応して図８（ａ）の
Ｘ，Ｙに示すように、主放電点弧タイミングが変動す
る。また、第１のパルスレーザ光による放電により、主
電極３２ａ，３２ｂ間及びピン電極３５ａ，３５ｂ間に
は荷電粒子が残留しているため、第２のパルスレーザ光
は時間変動することなくなく出射される。

【００９７】従って、第１のパルスレーザ光と第２のパ
ルスレーザ光が出射するまでの時間間隔は、図８（ｂ）
に示すように、ΔＴ₁ からΔＴ₂ に変動してしまうとい
う問題があった。

【００９８】図９は、２つのパルスレーザ光の遅延時間
間隔を一定にするために、予備電離の方式にジッタの少
ないＸ線予備電離を用いたものである。９１は予備電離
のためのＸ線管、９２はＸ線管を駆動するためのＸ線管
電源である。また、９３は主電極の背面から主放電空間
にＸ線を供給するための主電極となる中空電極である。

【００９９】このような構成を採用したパルスガスレー
ザ発振装置においては、Ｘ線電源９２によりＸ線管９１
に電力が供給されると、Ｘ線が放出されて主電極３２
ａ、９３間の空間を予備電離し、安定主放電が点弧され
る。

【０１００】この時、Ｘ線管９１には熱電子の陰極が使
われていることから電子放出が容易に行なわれ、その結
果、主放電の動作タイミングのジッタもなくなり、２つ
のパルスレーザ光の遅延時間間隔は、図８（ｃ）に示す
ように一定となる。

【０１０１】また、上述の例においては、予備電離の時
間変動をなくすために、Ｘ線管を用いたが、Ｘ線管の代
わりにコロナ予備電離を用いても良い。コロナ予備電離
は、金属電極間に誘電体を介して予備電離を点呼させる
ため、動作タイミングジッタが少なく、その結果、Ｘ線
管を用いた場合と同様の効果を得ることができる。

【０１０２】従って、本実施の形態のパルスガスレーザ
発振装置によれば、第２の励起回路の動作タイミング領
域を制限、或いは反転電流をなくすことで、第２の励起
回路による電力投入を干渉を受けることなく効率よく行
なうことができる。

【０１０３】また、第２の励起回路のコンデンサを大容
量の電力コンデンサで構成し、この電力コンデンサに印
加される電圧を小さくすることにより、放電部に投入さ
れる電力を大電流とした。これにより、第１パルスの残
留荷電粒子によりインピーダンスが低下している主放電
部とのインピーダンスマッチングが格段に改良される。

【０１０４】さらに、これらの改良により、第１のパル
スレーザ光の３分の１程度であった第２のパルスレーザ
光の発振効率が、第１のパルスレーザ光とほぼ同じにな
り、約３倍の発振効率の改善となった。

【０１０５】予備電離タイミングのジッタを低減するこ
とにより、両パルスレーザ光の遅延時間間隔の変動を１
００［ｎｓ］以上から１０［ｎｓ］とすることができ、
遅延時間間隔の変動を大幅に低減することができた。＜第３の実施の形態＞本実施の形態のパルスガスレーザ
発振装置は、電力投入効率を向上させるとともに、任意
の時間に第２のパルスレーザ光を出射させることのでき
るものである。

【０１０６】上述のように、第１の実施の形態において
述べたパルスガスレーザ発振装置を用いてダブルパルス
を発生させると、主電極間で電圧反転を生じ第２の励起
回路から効率的に電力を投入することができない。

【０１０７】また、電圧が反転している時間領域におい
ては電圧変化が早いために、同じ極性で第２の励起回路
を動作させても、動作の途中で第１の励起回路による電
圧が異極性に変化するために、この時間領域において第
２の励起回路を動作させても良好な第２のパルスレーザ
光を発振させることができなかった。

【０１０８】さらに、第２の励起回路による放電を安定
に点弧するためには、第１の励起回路によって点弧され
た放電の荷電粒子が空間的に均一に残存していることが
必要である。このため、第２の励起回路によるレーザ発
振が得られる時間は、第１の励起回路による放電終了か
ら約２００［ｎｓ］以内であった。

【０１０９】このことから、第２のパルスレーザ光を得
られる遅延時間は、図１０に示すように、最初の電圧反
転が発生するまでの領域Ｔ₁ （通常、０＜Ｔ₁ ＜１００
［ｎｓ］）と、電圧反転が終了した領域Ｔ₂ （通常、３
００＜Ｔ₂ ＜５００［ｎｓ］）に限定されてしまうとい
う問題があった。

【０１１０】図１１は、本発明の第３の実施の形態に係
るパルスガスレーザ発振装置の構成を示す図である。上
述の第１の実施の形態のパルスガスレーザ発振装置と異
なる点は、主電極３２ａ，３２ｂ間の放電部と、ピーキ
ングコンデンサ３１ａ，３１ｂと、ピン電極３５ａ，３
５ｂとから構成される放電回路にある。

【０１１１】すなわち、本実施の形態のパルスガスレー
ザ発振装置の放電部には、主電極３２ａとピーキンコン
デンサ３１ａ間に抵抗９５ａが接続され、主電極３２ｂ
とピーキングコンデンサ３１ｂ間に抵抗９５ｂが接続さ
れている。

【０１１２】抵抗９５ａ，９５ｂの値Ｒは、放電回路が
電圧振動しないような条件で決定される。今、主電極３
２ａ，３２ｂ間の放電抵抗をＲd とすると、抵抗値Ｒ
は、以下の式を満たすように設定される。

【０１１３】Ｒ_d ＋Ｒ ≧ （４Ｌ_d ／Ｃ）^1/2 …（５）ここで、Ｌ_d は放電回路中の浮遊インダクタンスの値、
Ｃはピーキングコンデンサの値である。エキシマレーザ
の場合、例えば、Ｒ_d ＝０．３［Ω］、Ｌ_d ＝１０［ｎ
Ｈ］、Ｃ＝３０［ｎＦ］であるため、Ｒ≧０．８５
［Ω］となる。

【０１１４】（５）式の条件を満たすように抵抗９５
ａ，９５ｂの値を設定すれば、電圧反転を生ずることは
ないが、抵抗値が大きくなると発振効率が低下するた
め、抵抗値は（５）式の条件を満たし、且つできるだけ
小さな値に設定される。

【０１１５】従って、本実施の形態のパルスガスレーザ
発振装置によれば、図１２（ａ）に示す第２の励起回路
にて励起される電圧・電流波形は、図１２（ｂ）に示す
ような波形となる。

【０１１６】この時のパルスレーザ光の出力波形は、図
１２（ｃ）に示すようになり、１００〜２００［ｎｓ］
程度の遅延時間で第２のパルスレーザ光を出射すること
ができる。

【０１１７】図１３は、本実施の形態における第１の変
形例に係るパルスガスレーザ発振装置の構成を示す図で
ある。同図に示すように、本実施の形態の第１の変形例
に係るパルスガスレーザ発振装置においては、充電コイ
ル３４に並列にクローバースイッチ１０１を接続すると
ともに、このクローバースイッチ１０１にトリガパルス
を出力してスイッチングを行なわさせるトリガパルス発
生装置１０２を設ける。なお、このトリガパルス発生装
置１０２から出力されるトリガパルスの出力タイミング
は反転電圧の発生する時間に設定されている。

【０１１８】従って、このようにタイミングが設定され
たトリガパルス発生装置１０２から出力されるトリガパ
ルスにより、クローバースイッチ１０１がスイッチング
されることによって、放電回路に生じた反転電圧がクロ
ーバースイッチ１０１に吸収される。

【０１１９】このような構成を採用することによって
も、放電回路における電圧・電流波形は図１２（ｂ）に
示すような波形となる。その結果、パルスレーザ光の出
力波形は、図１２（ｃ）に示すようになり、１００〜２
００［ｎｓ］程度の遅延時間で第２のパルスレーザ光を
出射することができる。

【０１２０】また、トリガパルスの出力時間をずらすこ
とで、任意の時間に電圧反転を終了させた後に第２の励
起回路を動作させて第２のパルスレーザ光を出射させる
こともできる。

【０１２１】従って、１００〜５００［ｎｓ］程度の任
意の遅延時間のダブルパルスを発生させることができ
る。なお、クローバースイッチ１０１は、他のスイッチ
ング素子であってもよい。

【０１２２】また、スイッチング素子のスイッチングに
はトリガパルス信号ではなく第１のパルスレーザ光を用
いてスイッチングしても良い。この場合、トリガパルス
発生装置１０２が不要になるという利点がある。

【０１２３】図１４は、本実施の形態における第２の変
形例に係るパルスガスレーザ発振装置の構成を示す図で
ある。同図に示すように、本実施の形態の第２の変形例
に係るパルスガスレーザ発振装置においては、主電極３
２ａとピーキングコンデンサ３１ａとの間に、抵抗１１
１ａとコイル１１２ａとから成る直列回路を接続すると
ともに、主電極３２ａとピーキングコンデンサ３１ｂと
の間には、抵抗１１１ｂとコイル１１２ｂとから成る直
列回路を接続している。

【０１２４】このときの抵抗１１１ａ，１１１ｂの抵抗
値は、（５）式を満たすように設定されている。このよ
うな回路構成を採用した場合、放電部の電流パルス幅Ｔ
w は近似的に次式で示される。

【０１２５】Ｔw ≒ π（Ｌt Ｃ）^1/2 …（６）ここで、Ｌt は放電回路の浮遊インダクタンスＬd と、
コイル１１２ａ，１１２ｂのＬ成分Ｌc の合計値であ
る。一方、パルスレーザ光は、電流パルスの中央で、パ
ルス幅２０［ｎｓ］程度で出射する。

【０１２６】従って、例えば、ピーキングコンデンサの
容量が３０［ｎＦ］、浮遊インダクタンスＬd のみの場
合、電流パルス幅Ｔw ＝５４［ｎｓ］となり、第１のパ
ルスレーザ光の出射が終了してから電流パルスが終了す
るまでの時間は、（５４−２０）／２＝１７［ｎｓ］と
なる。

【０１２７】これに対して、Ｌc ＝９０［ｎＨ］を付加
すると、２７６［ｎｓ］までの遅延が可能となる。従っ
て、Ｌ成分を付加することにより、電圧、レーザ出力波
形は、図１５（ａ）に示す波形から図１５（ｂ）に示す
ような波形になり、電流パルスが広がることで、設定可
能な遅延時間はＴ3 からＴ4 へと長くなる。

【０１２８】エキシマレーザにおいて、第１パルスの接
続時間は、最大で１［μｓ］程度であるため、この接続
時間の半分の５００［ｎｓ］と、放電後も安定に点弧す
ることができる２００［ｎｓ］の時間領域とを加えて最
大で７００［ｎｓ］程度の遅延時間でパルスレーザ光を
発振することができる。

【０１２９】次に、同実施の形態における第３の変形例
に係るパルスガスレーザ発振装置を説明する。本実施の
形態の第３の変形例に係るパルスガスレーザ発振装置
は、遅延時間に対応させて電圧分離回路３３の動作状態
を変化させるものである。

【０１３０】第１のパルスレーザ光が出射した直後に、
第２の励起回路を動作させる場合、主電極３２ａ，３２
ｂ間は、十分に電離された状態にあるため、急峻なパル
スが入力されても放電は安定に点弧される。

【０１３１】一方、放電終了後１００［ｎｓ］以降は、
放電部の荷電粒子が減少するため、急峻なパルスでは、
十分に電力を投入することができない。従って、第２の
励起回路によるパルスの最初の立ち上がりを遅くする必
要がある。

【０１３２】そこで、図１６に示すように、電圧分離回
路３３に、バイアス電源１２１と、バイアス電源１２１
からの電流による磁界を電圧分離回路３３に鎖交させる
鎖交線１２２を設けて、電圧分離回路３３のインダクタ
ンスを変化させることができるよう構成する。

【０１３３】また、電圧分離回路３３に流れるバイアス
電流は、バイアス電源１２１を制御して図１７に示すよ
うに変化させる。すなわち、放電終了直後から１００
［ｎｓ］までに第２の励起回路を動作せるときには、バ
イアス電源１２１により、電圧分離回路３３である過飽
和リアクトルを飽和状態に設定しておく。

【０１３４】一方、放電終了直後１００［ｎｓ］以上の
場合には、バイアス電流を少なくし、電圧分離回路３３
を飽和させるまでの時間を長くして電圧の立ち上がりを
遅くする。このように、バイアス電流を変化させること
で、どの時間タイミングにおいても、第２の励起回路に
よって安定した放電を得ることができる。

【０１３５】なお、ここでは電圧分離回路３３として過
飽和リアクトルが使用されている場合について説明した
が、バイアス電流を制御することができるものであれば
他の方法を採用してもよいことは言うまでもない。

【０１３６】従って、本実施の形態のパルスガスレーザ
発振装置によれば、抵抗９５ａ，９５ｂを放電回路に付
加することにより、電圧反転をなくし、第２のパルスレ
ーザ光を１００〜２００［ｎｓ］の時間領域で発振する
ことができる。

【０１３７】また、スイッチ素子１０１を充電コイル３
４と並列に接続し、このスイッチ素子１０１により反転
電圧を吸収するので、抵抗を付加した場合と同様に、第
２のパルスレーザ光を１００〜２００［ｎｓ］の時間領
域で発振することができる。

【０１３８】さらに、スイッチ素子１０１に入力される
トリガパルスのタイミングを任意の時間で変化させるこ
とにより、５００［ｎｓ］までの遅延時間で第２のパル
スレーザ光を出射させることができる。

【０１３９】さらに、放電回路にコイル１１２ａ，１１
２ｂを付加することにより電流パルス幅を長くすること
ができるので、約７００［ｎｓ］程度の長い遅延時間領
域で第２のパルスレーザ光を出射させることができる。

【０１４０】さらに、電圧分離回路３３のインダクタン
スを変化させ、第２の励起回路によるパルスの電圧立ち
上がりを変化させることにより、長い遅延時間での放電
を安定化し、パルスレーザ光の発振効率を高めることが
できる。

【０１４１】なお、上述の第１の実施の形態〜第３の実
施の形態においては、２つの励起回路を有するパルスガ
スレーザ発振装置について説明したが、励起回路が３つ
以上の場合についても本実施の形態において述べた手法
を採用することができることは言うまでもない。

【０１４２】

【発明の効果】請求項１又は請求項２の発明によれば、
電圧分離手段によって励起手段がパルスレーザ光を励起
することにより生ずる各励起手段間の電圧変化を遮断す
るので、他の励起手段に電圧変化の影響を及ぼすことな
く精度のよいダブルパルスを発振することができる。

【０１４３】請求項３の発明によれば、複数の励起手段
に１つの電力供給手段により電力を供給し、且つ少なく
とも１つの励起手段に付加された電源分離手段によりパ
ルスレーザ光を励起することにより生ずる電力供給手段
から励起手段に供給される電力の変化を遮断するので、
パルスガスレーザ発振装置の構成を簡略化することがで
きる。

【０１４４】請求項４の発明によれば、パルスレーザ光
発振手段に付加された電圧反転防止手段により、パルス
レーザ光が発振された後に生ずる電圧反転を防止するの
で、効率よく電力を投入することができる。

【０１４５】請求項５の発明によれば、動作タイミング
信号出力手段から出力される動作タイミング信号の時間
間隔が、パルスレーザ光発振手段に電圧反転が生じてい
るときにはパルスレーザ光発振手段からパルスレーザ光
が発振されないよう設定されているので、効率よくダブ
ルパルスを出射させることができる。

【０１４６】請求項６の発明によれば、少なくとも１つ
の励起手段のコンデンサを他の励起手段におけるコンデ
ンサの容量よりも大きな容量をもつ電力コンデンサで構
成するので、効率よくダブルパルスを出射させることが
できる。

【０１４７】請求項７の発明によれば、パルスレーザ光
発振手段に付加された予備電離タイミング変動防止手段
によって、パルスレーザ光を発振する際の予備電離タイ
ミング変動を低減するので、精度のよいパルスレーザ光
を出射することができる。

【０１４８】請求項８の発明によれば、パルスレーザ光
発振手段に付加された間隔制御手段によりパルスレーザ
光発振手段から発振する各パルスレーザ光の時間間隔を
制御するので、遅延時間が長くても精度のよいパルスレ
ーザ光を出射することができる。

【０１４９】請求項９の発明によれば、間隔制御手段に
より電圧分離手段の特性を制御することによりパルスレ
ーザ光発振手段から発振する各パルスレーザ光の時間間
隔を制御するので、遅延時間が長くても精度のよいパル
スレーザ光を出射することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るパルスガスレ
ーザ発振装置の構成を示す図である。

【図２】同第１の実施の形態における第１の変形例に係
るパルスガスレーザ発振装置の構成を示す図である。

【図３】同第１の実施の形態における第２の変形例に係
るパルスガスレーザ発振装置の構成を示す図である。

【図４】パルスレーザ光の波形を説明するための図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係るパルスガスレ
ーザ発振装置の構成を示す図である。

【図６】主電極間の電圧・電流波形を説明するための図
である。

【図７】同実施の形態における第２の変形例にかかるパ
ルスガスレーザ発振装置の構成を示す図である。

【図８】第１のパルスレーザ光と第２のパルスレーザ光
の遅延時間間隔を設営するための図である。

【図９】同実施の形態における第３の変形例にかかるパ
ルスガスレーザ発振装置の構成を示す図である。

【図１０】第２のパルスレーザ光の出射時間を説明する
ための図である。

【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るパルスガス
レーザ発振装置の構成を示す図である。

【図１２】同実施の形態におけるパルスガスレーザ発振
装置における電圧・電流・パルスレーザ光の出力波形を
示す図である。

【図１３】同実施の形態における第１の変形例に係るパ
ルスガスレーザ発振装置の構成を示す図である。

【図１４】同実施の形態における第２の変形例に係るパ
ルスガスレーザ発振装置の構成を示す図である。

【図１５】同実施の形態における第２の変形例に係るパ
ルスガスレーザ発振装置の電圧・パルスレーザ光の出力
波形を示す図である。

【図１６】同実施の形態における第３の変形例に係るパ
ルスガスレーザ発振装置を説明するための図である。

【図１７】同実施の形態における第３の変形例に係るパ
ルスガスレーザ発振装置の電圧分離回路のバイアス電流
特性を示す図である。

【図１８】ダブルパルスを説明するための図である。

【図１９】従来のパルスガスレーザ発振装置の構成を示
す図である。

【図２０】従来のレーザ発振装置の具体的な構成を示す
図である。

【符号の説明】

２１…遅延発振器、２２，２３…サイラトロンドライ
バ、２４，２５…サイラトロン、２６，２８…高圧電
源、２７，２９…コンデンサ、３０…レーザ管、３１
ａ，３１ｂ…ピーキングコンデンサ、３２ａ，３２ｂ…
主電極、３３…電圧分離回路、３４…充電コイル、３５
ａ，３５ｂ…ピン電極、４０…充電ダイオード、４１…
パルストランス、４２…ダイオード、５１ａ，５１ｂ…
電源分離回路、７１…反転阻止回路、８１…電力コンデ
ンサ、９１…Ｘ線管、９２…Ｘ線管電源、９３…中空電
極、９５ａ，９５ｂ…抵抗、１０１…クローバースイッ
チ、１０２…トリガパルス発生装置、１１１ａ，１１１
ｂ…抵抗、１１２ａ，１１２ｂ…コイル、１２１…バイ
アス電源、１２２…鎖交線。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動作タイミング信号を出力する動作タイ
ミング信号出力手段と、前記動作タイミング信号出力手段から出力された動作タ
イミング信号に基づいて、電力供給手段から供給される
電力によりパルスレーザ光を励起する複数の励起手段
と、前記励起手段のうち、１つの励起手段が先のパルスレー
ザ光を励起することにより、後のパルスレーザ光を励起
する他の励起手段に生ずる電圧変化を遮断する電圧分離
手段と、前記各励起手段によりパルスレーザ光が励起されるとパ
ルスレーザ光を発振するパルスレーザ光発振手段とを具
備したことを特徴とするパルスガスレーザ発振装置。
【請求項２】前記電圧分離手段は、可飽和リアクトル
又はダイオードであることを特徴とする請求項１記載の
パルスガスレーザ発振装置。
【請求項３】前記複数の励起手段には、１つの電力供
給手段により電力が供給され、且つ少なくとも１つの励
起手段にパルスレーザ光を励起することにより生ずる前
記電力供給手段から前記各励起手段に供給される電力の
変化を遮断する電源分離手段を付加したことを特徴とす
る請求項１記載のパルスガスレーザ発振装置。
【請求項４】前記パルスレーザ光発振手段に、パルス
レーザ光が発振された後に生ずる電圧反転を防止する電
圧反転防止手段を付加したことを特徴とする請求項１記
載のパルスガスレーザ発振装置。
【請求項５】前記動作タイミング信号出力手段から出
力される動作タイミング信号の時間間隔を、前記パルス
レーザ光発振手段に電圧反転が生じているときには前記
パルスレーザ光発振手段からパルスレーザ光が発振され
ないよう設定したことを特徴とする請求項１記載のパル
スガスレーザ発振装置。
【請求項６】前記各励起手段は、前記電力供給手段か
ら供給される電力を蓄えるコンデンサを備えており、少
なくとも１つの励起手段のコンデンサを他の励起手段に
おけるコンデンサの容量よりも大きな容量をもつ電力コ
ンデンサで構成したことを特徴とする請求項１記載のパ
ルスガスレーザ発振装置。
【請求項７】前記パルスレーザ光発振手段に、パルス
レーザ光を発振する際の予備電離タイミング変動を低減
する予備電離タイミング変動防止手段を付加したことを
特徴とする請求項１記載のパルスガスレーザ発振装置。
【請求項８】前記パルスレーザ光発振手段に、前記パ
ルスレーザ光発振手段から発振する各パルスレーザ光の
時間間隔を制御する間隔制御手段を付加したことを特徴
とする請求項４記載のパルスガスレーザ発振装置。
【請求項９】前記電圧分離手段の特性を制御すること
により前記パルスレーザ光発振手段から発振する各パル
スレーザ光の時間間隔を制御する間隔制御手段を付加し
たことを特徴とする請求項１記載のパルスガスレーザ発
振装置。