JPH09214021A - ガスレーザ装置 - Google Patents
ガスレーザ装置Info
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- JPH09214021A JPH09214021A JP3574896A JP3574896A JPH09214021A JP H09214021 A JPH09214021 A JP H09214021A JP 3574896 A JP3574896 A JP 3574896A JP 3574896 A JP3574896 A JP 3574896A JP H09214021 A JPH09214021 A JP H09214021A
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- electrodes
- preionization
- discharge
- electrode
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 放電毎の予備電離光エネルギーの主放電空間
への放出量のばらつきをなくすことが可能なガスレーザ
装置を提供する。 【解決手段】 所定方向に細長い一対の主放電電極6、
6aの近傍に設けられた予備電離電極8、8aを有した
放電励起方式のガスレーザ装置において、予備電離電極
8、8aの予備放電方向に対して垂直な断面は偏平断面
であり、かつその偏平断面の長手方向が主放電電極6、
6aの長手方向に平行である。予備電離電極8、8aは
前記偏平断面の長手方向に複数並べて配設されてもよ
く、また予備電離電極8、8aのいずれか一方のみが前
記偏平断面を有してもよい。偏平断面を有する予備電離
電極8、8aの少なくともいずれか一方の放電面は、対
向する他方の予備電離電極8、8aの方に膨らんだ滑ら
かな曲面を有したり、主放電電極6、6aに近い方の高
さを遠い方よりも低くした方が望ましい。
への放出量のばらつきをなくすことが可能なガスレーザ
装置を提供する。 【解決手段】 所定方向に細長い一対の主放電電極6、
6aの近傍に設けられた予備電離電極8、8aを有した
放電励起方式のガスレーザ装置において、予備電離電極
8、8aの予備放電方向に対して垂直な断面は偏平断面
であり、かつその偏平断面の長手方向が主放電電極6、
6aの長手方向に平行である。予備電離電極8、8aは
前記偏平断面の長手方向に複数並べて配設されてもよ
く、また予備電離電極8、8aのいずれか一方のみが前
記偏平断面を有してもよい。偏平断面を有する予備電離
電極8、8aの少なくともいずれか一方の放電面は、対
向する他方の予備電離電極8、8aの方に膨らんだ滑ら
かな曲面を有したり、主放電電極6、6aに近い方の高
さを遠い方よりも低くした方が望ましい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、放電励起方式のガ
スレーザ装置に係わり、特に予備電離光エネルギーの放
出量の安定性に関する。
スレーザ装置に係わり、特に予備電離光エネルギーの放
出量の安定性に関する。
【0002】
【従来の技術】エキシマレーザ装置等のガスレーザ装置
は、放電励起等によりレーザガス(エキシマレーザ装置
の場合は、例えばハロゲンガスのF2 ガスと希ガスのK
r ガスとバッファガスのHe ガスとの混合ガス)の分子
を励起状態にしてレーザ光を発振させている。ガスレー
ザ装置においては、上記の放電時に放電空間全体が一様
に広がった放電を行なうグロー放電を得るために、主放
電を開始する前に予備電離を行ない、予め主放電空間全
体に電子をばらまいておく必要がある。特にエキシマレ
ーザ装置の場合にはハロゲンガス中での電子の寿命が短
いので、主放電の直前にできるだけ多くの電子を発生さ
せておく必要がある。したがって、通常のガスレーザ装
置においては、主放電用の主放電電極及び予備電離用の
予備電離電極を備えたものが多く使用されている。
は、放電励起等によりレーザガス(エキシマレーザ装置
の場合は、例えばハロゲンガスのF2 ガスと希ガスのK
r ガスとバッファガスのHe ガスとの混合ガス)の分子
を励起状態にしてレーザ光を発振させている。ガスレー
ザ装置においては、上記の放電時に放電空間全体が一様
に広がった放電を行なうグロー放電を得るために、主放
電を開始する前に予備電離を行ない、予め主放電空間全
体に電子をばらまいておく必要がある。特にエキシマレ
ーザ装置の場合にはハロゲンガス中での電子の寿命が短
いので、主放電の直前にできるだけ多くの電子を発生さ
せておく必要がある。したがって、通常のガスレーザ装
置においては、主放電用の主放電電極及び予備電離用の
予備電離電極を備えたものが多く使用されている。
【0003】このような予備電離電極を備えたガスレー
ザ装置として、例えば特願平4−328546号公報に
よって提案されたエキシマレーザ装置がある。図10は
この提案のエキシマレーザ装置の構成を表しており、以
下、同図に基づいて従来の予備電離電極について説明す
る。レーザチャンバ1はその内部に封入されたレーザガ
スを放電励起してレーザ光を発振させる放電管であり、
レーザチャンバ1内にはレーザガスを還流するためのク
ロスフローファン(以後、ファンと呼ぶ)2が配設され
ている。レーザガスの還流路内にはベローズ4が配設さ
れており、ベローズ4とレーザチャンバ1の内壁との間
にレーザガス流路を形成している。図10においては、
レーザガス還流方向は、レーザ光の光軸方向すなわち同
図において紙面に垂直方向に対して直交する方向になっ
ている。
ザ装置として、例えば特願平4−328546号公報に
よって提案されたエキシマレーザ装置がある。図10は
この提案のエキシマレーザ装置の構成を表しており、以
下、同図に基づいて従来の予備電離電極について説明す
る。レーザチャンバ1はその内部に封入されたレーザガ
スを放電励起してレーザ光を発振させる放電管であり、
レーザチャンバ1内にはレーザガスを還流するためのク
ロスフローファン(以後、ファンと呼ぶ)2が配設され
ている。レーザガスの還流路内にはベローズ4が配設さ
れており、ベローズ4とレーザチャンバ1の内壁との間
にレーザガス流路を形成している。図10においては、
レーザガス還流方向は、レーザ光の光軸方向すなわち同
図において紙面に垂直方向に対して直交する方向になっ
ている。
【0004】また、レーザガスの還流路内には主放電電
極6、6aが対向して設けられている。主放電電極6、
6aの放電方向はレーザガス還流方向及びレーザ光軸方
向に対して直交しており、主放電電極6、6aの間に主
放電空間11を形成している。主放電電極6、6aの一
方の主放電電極6aは、レーザチャンバ1の外壁に支持
され、かつ、レーザチャンバ1の内部と外部を分離して
いる絶縁部材13に取着されている。また、他の主放電
電極6は、レーザチャンバ1の内壁に取着された電極支
持体5に取着されて支持されている。なお、主放電電極
6、6aは主放電空間11を一様に主放電させるために
レーザ光軸方向に細長い形状を有している。さらに、主
放電空間11の近傍には予備電離電極8、8aがレーザ
ガス還流方向及びレーザ光軸方向に対して垂直方向に対
向して配設されている。そして、予備電離電極8、8a
は、主放電電極6、6aを中心にしてレーザガス還流方
向の前後にそれぞれ設けられている。予備電離電極8、
8aの一方の予備電離電極8はレーザチャンバ1の内壁
に取着されている。また他方の予備電離電極8aは、レ
ーザチャンバ1の外周壁を内部から外部に貫通し、か
つ、レーザチャンバ1に取着された絶縁部材12に取着
されている。
極6、6aが対向して設けられている。主放電電極6、
6aの放電方向はレーザガス還流方向及びレーザ光軸方
向に対して直交しており、主放電電極6、6aの間に主
放電空間11を形成している。主放電電極6、6aの一
方の主放電電極6aは、レーザチャンバ1の外壁に支持
され、かつ、レーザチャンバ1の内部と外部を分離して
いる絶縁部材13に取着されている。また、他の主放電
電極6は、レーザチャンバ1の内壁に取着された電極支
持体5に取着されて支持されている。なお、主放電電極
6、6aは主放電空間11を一様に主放電させるために
レーザ光軸方向に細長い形状を有している。さらに、主
放電空間11の近傍には予備電離電極8、8aがレーザ
ガス還流方向及びレーザ光軸方向に対して垂直方向に対
向して配設されている。そして、予備電離電極8、8a
は、主放電電極6、6aを中心にしてレーザガス還流方
向の前後にそれぞれ設けられている。予備電離電極8、
8aの一方の予備電離電極8はレーザチャンバ1の内壁
に取着されている。また他方の予備電離電極8aは、レ
ーザチャンバ1の外周壁を内部から外部に貫通し、か
つ、レーザチャンバ1に取着された絶縁部材12に取着
されている。
【0005】主放電電極6及び予備電離電極8は、レー
ザチャンバ1の外周壁と同電位になるように電気的に接
続されている。また、他の主放電電極6aは、絶縁部材
13によりレーザチャンバ1と絶縁されており、レーザ
チャンバ1の外部の給電線14に接続されている。他の
予備電離電極8aは、絶縁部材12及び電流導入端子ホ
ルダ16によりレーザチャンバ1と絶縁されており、レ
ーザチャンバ1の外部の給電線10に接続されている。
そして、主放電電極6及び予備電離電極8と、主放電電
極6a及び予備電離電極8aとの間には、レーザチャン
バ1の外周壁と給電線14及び給電線10とを介して励
起電源からの電源ラインが接続されている。この励起電
源は、主放電電極6、6a間及び予備電離電極8、8a
間に所定の大きさの高電圧と電流を供給するものであ
る。本実施例では、励起電源は電力を供給する電源17
と、電源17からの供給エネルギーを一時的に蓄積する
コイル18と、コイル18に蓄積されたエネルギーを吸
収し、蓄積して高電圧を発生するコンデンサ19a、1
9bとを備えているが、これに限定されない。
ザチャンバ1の外周壁と同電位になるように電気的に接
続されている。また、他の主放電電極6aは、絶縁部材
13によりレーザチャンバ1と絶縁されており、レーザ
チャンバ1の外部の給電線14に接続されている。他の
予備電離電極8aは、絶縁部材12及び電流導入端子ホ
ルダ16によりレーザチャンバ1と絶縁されており、レ
ーザチャンバ1の外部の給電線10に接続されている。
そして、主放電電極6及び予備電離電極8と、主放電電
極6a及び予備電離電極8aとの間には、レーザチャン
バ1の外周壁と給電線14及び給電線10とを介して励
起電源からの電源ラインが接続されている。この励起電
源は、主放電電極6、6a間及び予備電離電極8、8a
間に所定の大きさの高電圧と電流を供給するものであ
る。本実施例では、励起電源は電力を供給する電源17
と、電源17からの供給エネルギーを一時的に蓄積する
コイル18と、コイル18に蓄積されたエネルギーを吸
収し、蓄積して高電圧を発生するコンデンサ19a、1
9bとを備えているが、これに限定されない。
【0006】このようなエキシマレーザ装置において、
電源17からコイル18を介してコンデンサ19a、1
9bに高電圧エネルギーが蓄積されると、予備電離電極
8、8a間にアーク放電が発生し、このときの紫外光エ
ネルギー(以後、予備電離光エネルギーと言う)によっ
て主放電空間11内のレーザガスがイオン化され、多量
の電子が生成される。生成されたこの多量の電子によっ
て、主放電電極6、6a間にグロー放電が発生し易くな
る。次いで主放電空間11にこのグロー放電が発生する
と、主放電空間11中の高速電子のエネルギーによって
Kr ガスが励起され、励起状態Kr 原子とF2 分子が反
応してKr Fエキシマが生成される。こうして、Kr F
エキシマによるレーザ光が発振する。
電源17からコイル18を介してコンデンサ19a、1
9bに高電圧エネルギーが蓄積されると、予備電離電極
8、8a間にアーク放電が発生し、このときの紫外光エ
ネルギー(以後、予備電離光エネルギーと言う)によっ
て主放電空間11内のレーザガスがイオン化され、多量
の電子が生成される。生成されたこの多量の電子によっ
て、主放電電極6、6a間にグロー放電が発生し易くな
る。次いで主放電空間11にこのグロー放電が発生する
と、主放電空間11中の高速電子のエネルギーによって
Kr ガスが励起され、励起状態Kr 原子とF2 分子が反
応してKr Fエキシマが生成される。こうして、Kr F
エキシマによるレーザ光が発振する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図11には予備電離電
極8、8aと主放電電極6、6aの詳細図を示している
が、予備電離電極8の放電方向に垂直な方向の断面形状
(図11におけるA−A断面)は、例えば図12の(a)
のような円形、(b) のようなレーザ光軸方向に垂直な方
向の幅L2が長い正方形や長方形になっている。このよ
うな予備電離電極8、8aにおいて、予備電離電極8、
8aの放電面の内、主放電電極6、6aに近い面(P
点)でアーク放電が発生すると、このときの紫外光によ
って発生する前記予備電離電子のエネルギーが予備電離
電極8、8aに妨げられずに主放電空間11に放出され
る。(図11の2点鎖線P1 −P2 間)
極8、8aと主放電電極6、6aの詳細図を示している
が、予備電離電極8の放電方向に垂直な方向の断面形状
(図11におけるA−A断面)は、例えば図12の(a)
のような円形、(b) のようなレーザ光軸方向に垂直な方
向の幅L2が長い正方形や長方形になっている。このよ
うな予備電離電極8、8aにおいて、予備電離電極8、
8aの放電面の内、主放電電極6、6aに近い面(P
点)でアーク放電が発生すると、このときの紫外光によ
って発生する前記予備電離電子のエネルギーが予備電離
電極8、8aに妨げられずに主放電空間11に放出され
る。(図11の2点鎖線P1 −P2 間)
【0008】しかしながら、予備電離電極8、8aの放
電面の内、主放電電極6、6aから遠い面(Q点)でア
ーク放電が発生すると、このときの予備電離光エネルギ
ーが予備電離電極8、8aに遮断される。したがって、
予備電離電極8、8aの予備電離空間15の狭い領域を
通過できるわずかな予備電離光エネルギーのみが主放電
空間11に放出される。(図11の2点鎖線Q1 −Q2
間)このために、予備電離電極8、8aへの供給電流を
一定に保っても、放電毎に予備電離光エネルギーの主放
電空間11への放出量がばらつくことになる。この結
果、主放電空間11内で励起されるKr 原子の量がばら
つくので、レーザ光発振時のレーザ光量がばらついて安
定しないという問題を発生している。
電面の内、主放電電極6、6aから遠い面(Q点)でア
ーク放電が発生すると、このときの予備電離光エネルギ
ーが予備電離電極8、8aに遮断される。したがって、
予備電離電極8、8aの予備電離空間15の狭い領域を
通過できるわずかな予備電離光エネルギーのみが主放電
空間11に放出される。(図11の2点鎖線Q1 −Q2
間)このために、予備電離電極8、8aへの供給電流を
一定に保っても、放電毎に予備電離光エネルギーの主放
電空間11への放出量がばらつくことになる。この結
果、主放電空間11内で励起されるKr 原子の量がばら
つくので、レーザ光発振時のレーザ光量がばらついて安
定しないという問題を発生している。
【0009】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、放電毎の予備電離光エネルギーの主放電
空間への放出量のばらつきをなくすことが可能なガスレ
ーザ装置を提供することを目的としている。
たものであり、放電毎の予備電離光エネルギーの主放電
空間への放出量のばらつきをなくすことが可能なガスレ
ーザ装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、請求項1に記載の発明は、所定方
向に細長い一対の主放電電極6、6aの近傍に設けられ
た予備電離電極8、8aを有した放電励起方式のガスレ
ーザ装置において、予備電離電極8、8aの予備放電方
向に対して垂直な断面は偏平断面であり、かつその偏平
断面の長手方向が主放電電極6、6aの長手方向に平行
である構成としている。
的を達成するために、請求項1に記載の発明は、所定方
向に細長い一対の主放電電極6、6aの近傍に設けられ
た予備電離電極8、8aを有した放電励起方式のガスレ
ーザ装置において、予備電離電極8、8aの予備放電方
向に対して垂直な断面は偏平断面であり、かつその偏平
断面の長手方向が主放電電極6、6aの長手方向に平行
である構成としている。
【0011】請求項1に記載の発明によると、予備電離
電極の放電方向に対して垂直な断面形状を偏平にし、そ
の偏平断面の長手方向と主放電電極の長手方向とを平行
にしているので、予備電離光エネルギーが予備電離電極
に遮断されることなく主放電空間へ放出される。したが
って、予備電離電極への供給電流を一定に保っておけば
放電毎に主放電空間内で励起される気体量がばらつくこ
とが無いので、レーザ光発振時のレーザ光量が安定す
る。この結果、安定したレーザ出力が得られる。
電極の放電方向に対して垂直な断面形状を偏平にし、そ
の偏平断面の長手方向と主放電電極の長手方向とを平行
にしているので、予備電離光エネルギーが予備電離電極
に遮断されることなく主放電空間へ放出される。したが
って、予備電離電極への供給電流を一定に保っておけば
放電毎に主放電空間内で励起される気体量がばらつくこ
とが無いので、レーザ光発振時のレーザ光量が安定す
る。この結果、安定したレーザ出力が得られる。
【0012】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
記載のガスレーザ装置において、予備電離電極8、8a
が、前記偏平断面の長手方向に複数並べて配設された構
成としている。
記載のガスレーザ装置において、予備電離電極8、8a
が、前記偏平断面の長手方向に複数並べて配設された構
成としている。
【0013】請求項2に記載の発明によると、上記請求
項1記載の扁平予備電離電極を偏平断面の長手方向に複
数個並べて配設しているので、レーザ光軸方向に細長い
主放電空間11の場合でも、予備電離光エネルギーが主
放電空間11全体に一様に放出され、予備電離電極への
供給電流を一定に保っておけば放電毎に主放電空間内で
励起される気体量がばらつくことが無くなる。よって、
レーザ光発振時のレーザ光量が安定し、安定したレーザ
出力が得られる。
項1記載の扁平予備電離電極を偏平断面の長手方向に複
数個並べて配設しているので、レーザ光軸方向に細長い
主放電空間11の場合でも、予備電離光エネルギーが主
放電空間11全体に一様に放出され、予備電離電極への
供給電流を一定に保っておけば放電毎に主放電空間内で
励起される気体量がばらつくことが無くなる。よって、
レーザ光発振時のレーザ光量が安定し、安定したレーザ
出力が得られる。
【0014】また、請求項3に記載の発明は、請求項1
記載のガスレーザ装置において、予備電離電極8、8a
のいずれか一方のみが前記偏平断面を有する構成として
いる。
記載のガスレーザ装置において、予備電離電極8、8a
のいずれか一方のみが前記偏平断面を有する構成として
いる。
【0015】請求項3に記載の発明によると、いずれか
一方の予備電離電極の予備放電方向に対して垂直な断面
形状を偏平にし、その偏平断面の長手方向と主放電電極
の長手方向とを平行にしているので、予備電離光エネル
ギーが予備電離電極に遮断されることなく主放電空間へ
放出される。したがって、予備電離電極への供給電流を
一定に保っておけば放電毎に主放電空間内で励起される
気体量がばらつくことが無いので、レーザ光発振時のレ
ーザ光量が安定する。この結果、安定したレーザ出力が
得られる。
一方の予備電離電極の予備放電方向に対して垂直な断面
形状を偏平にし、その偏平断面の長手方向と主放電電極
の長手方向とを平行にしているので、予備電離光エネル
ギーが予備電離電極に遮断されることなく主放電空間へ
放出される。したがって、予備電離電極への供給電流を
一定に保っておけば放電毎に主放電空間内で励起される
気体量がばらつくことが無いので、レーザ光発振時のレ
ーザ光量が安定する。この結果、安定したレーザ出力が
得られる。
【0016】また、請求項4に記載の発明は、請求項
1、2又は3に記載のガスレーザ装置において、前記偏
平断面を有する予備電離電極8、8aの少なくともいず
れか一方の放電面は、対向する他方の予備電離電極8、
8aの方に膨らんだ滑らかな曲面を有する構成としてい
る。
1、2又は3に記載のガスレーザ装置において、前記偏
平断面を有する予備電離電極8、8aの少なくともいず
れか一方の放電面は、対向する他方の予備電離電極8、
8aの方に膨らんだ滑らかな曲面を有する構成としてい
る。
【0017】請求項4に記載の発明によると、偏平予備
電離電極の放電面を対向する一方の予備電離電極の方に
膨らんだ滑らかな曲面としているので、予備放電が電極
の角部に集中することが防止される。この結果、予備電
離電極の寿命を向上することができる。
電離電極の放電面を対向する一方の予備電離電極の方に
膨らんだ滑らかな曲面としているので、予備放電が電極
の角部に集中することが防止される。この結果、予備電
離電極の寿命を向上することができる。
【0018】また、請求項5に記載の発明は、請求項4
記載のガスレーザ装置において、前記偏平断面を有する
予備電離電極8、8aの少なくともいずれか一方の放電
面は、主放電電極6、6aに近い方の高さを遠い方より
も低くした構成としている。
記載のガスレーザ装置において、前記偏平断面を有する
予備電離電極8、8aの少なくともいずれか一方の放電
面は、主放電電極6、6aに近い方の高さを遠い方より
も低くした構成としている。
【0019】請求項5に記載の発明によると、主放電電
極に遠い方の予備電離電極の放電面での放電時の予備電
離光エネルギーを主放電電極に近い方の予備電離電極で
遮断することが無くなるので、予備電離電極への供給電
流を一定に保っておけば放電毎に予備電離光エネルギー
の主放電空間への放出量がばらつくことが無くなる。よ
って、レーザ光発振時のレーザ光量が安定し、より安定
したレーザ出力が得られる。
極に遠い方の予備電離電極の放電面での放電時の予備電
離光エネルギーを主放電電極に近い方の予備電離電極で
遮断することが無くなるので、予備電離電極への供給電
流を一定に保っておけば放電毎に予備電離光エネルギー
の主放電空間への放出量がばらつくことが無くなる。よ
って、レーザ光発振時のレーザ光量が安定し、より安定
したレーザ出力が得られる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しながら発明
の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明に係わ
るガスレーザ装置のレーザチャンバ内の構成を示した横
断面図である。同図において、従来と同様の構成には同
一の符号を付しており、ここでの説明を省く。レーザチ
ャンバ1内に、放電によって熱せられ、かつ、ファン2
によって還流されたレーザガスを冷却する熱交換器3を
配設している。図1において、レーザガス還流方向20
はレーザ光の光軸方向(同図において、紙面に垂直方
向)に対して垂直な方向になっている。
の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明に係わ
るガスレーザ装置のレーザチャンバ内の構成を示した横
断面図である。同図において、従来と同様の構成には同
一の符号を付しており、ここでの説明を省く。レーザチ
ャンバ1内に、放電によって熱せられ、かつ、ファン2
によって還流されたレーザガスを冷却する熱交換器3を
配設している。図1において、レーザガス還流方向20
はレーザ光の光軸方向(同図において、紙面に垂直方
向)に対して垂直な方向になっている。
【0021】主放電空間11の近傍には予備電離電極
8、8aがレーザガス還流方向20及びレーザ光軸方向
に対して垂直方向に対向して配設されている。そして、
両方の予備電離電極8、8aの予備放電空間の位置は主
放電電極6、6a間の略中央に設定されている。
8、8aがレーザガス還流方向20及びレーザ光軸方向
に対して垂直方向に対向して配設されている。そして、
両方の予備電離電極8、8aの予備放電空間の位置は主
放電電極6、6a間の略中央に設定されている。
【0022】予備電離電極8aは絶縁部材12に給電線
10と共に取着され、絶縁部材12はレーザチャンバ内
壁9の所定位置に設けられた絶縁部材取付穴25に挿入
され、レーザチャンバ内壁9に取着されている。また、
予備電離電極8、8aの近傍のレーザチャンバ内壁9に
は放電防止用絶縁部材22aが設けられていて、予備電
離電極8aとレーザチャンバ内壁9との間で放電が発生
しないようになっている。主放電電極6及び予備電離電
極8と、主放電電極6a及び予備電離電極8aとの間に
は、励起電源(図10参照)からの電源ラインが接続さ
れている。
10と共に取着され、絶縁部材12はレーザチャンバ内
壁9の所定位置に設けられた絶縁部材取付穴25に挿入
され、レーザチャンバ内壁9に取着されている。また、
予備電離電極8、8aの近傍のレーザチャンバ内壁9に
は放電防止用絶縁部材22aが設けられていて、予備電
離電極8aとレーザチャンバ内壁9との間で放電が発生
しないようになっている。主放電電極6及び予備電離電
極8と、主放電電極6a及び予備電離電極8aとの間に
は、励起電源(図10参照)からの電源ラインが接続さ
れている。
【0023】予備電離電極8、8aの少なくとも一方の
放電方向に垂直な断面は、レーザ光軸方向、すなわち、
主放電電極6、6aの長手方向と平行な偏平な形状を有
している。第一実施例は予備電離電極8側の放電方向に
垂直な断面が偏平形状を有する場合を示しており、図2
は第一実施例を説明するための主放電電極6、6a及び
予備電離電極8、8aの斜視図を表している。同図に示
すように、主放電電極6、6aはレーザ光軸方向に細長
い形状を有しており、予備電離電極8の放電方向に垂直
な断面は主放電電極6、6aの長手方向と平行な偏平な
形状を有している。図3は、図2における予備電離電極
8のX視図であり、予備電離電極8の放電方向に垂直な
断面形状を表している。この断面形状は偏平していて、
図3の(a) に示す長方形や、(b) に示す長方形の4つの
角が丸みを帯びたものや、(c) に示す楕円形等の形状で
あってもよい。
放電方向に垂直な断面は、レーザ光軸方向、すなわち、
主放電電極6、6aの長手方向と平行な偏平な形状を有
している。第一実施例は予備電離電極8側の放電方向に
垂直な断面が偏平形状を有する場合を示しており、図2
は第一実施例を説明するための主放電電極6、6a及び
予備電離電極8、8aの斜視図を表している。同図に示
すように、主放電電極6、6aはレーザ光軸方向に細長
い形状を有しており、予備電離電極8の放電方向に垂直
な断面は主放電電極6、6aの長手方向と平行な偏平な
形状を有している。図3は、図2における予備電離電極
8のX視図であり、予備電離電極8の放電方向に垂直な
断面形状を表している。この断面形状は偏平していて、
図3の(a) に示す長方形や、(b) に示す長方形の4つの
角が丸みを帯びたものや、(c) に示す楕円形等の形状で
あってもよい。
【0024】また、予備電離電極8、8aは主放電電極
6、6aの長手方向に複数並べて配設されている。図4
は複数の予備電離電極8、8aが配列された図を示して
おり、図2におけるY視図を表している。各予備電離電
極8、8aは、前述のようにそれぞれ図示していない励
起電源からの電源ラインに接続されている。なお、予備
電離電極8、8aは長手方向に1個のみ配設してもよ
い。
6、6aの長手方向に複数並べて配設されている。図4
は複数の予備電離電極8、8aが配列された図を示して
おり、図2におけるY視図を表している。各予備電離電
極8、8aは、前述のようにそれぞれ図示していない励
起電源からの電源ラインに接続されている。なお、予備
電離電極8、8aは長手方向に1個のみ配設してもよ
い。
【0025】上記のような予備電離電極8、8aの作用
を、次に説明する。図2に示すように、主放電電極6、
6aの長手方向(レーザ光軸方向と一致している)と直
交する方向の予備電離電極8の幅L1を狭くしている。
これによって、予備電離電極8、8a間の予備電離空間
15の内、主放電電極6、6aの主放電空間11に向か
う方向の長さを狭くできる。このとき、予備電離光エネ
ルギーが予備電離電極8、8aにより遮断されることが
無いので、予備電離光エネルギーの主放電空間11への
放出量が放電毎にばらつかなくなる。このため、主放電
空間11内で励起される気体量がばらつくことが無いの
で、レーザ光発振時のレーザ光量が安定する。この結
果、安定したレーザ出力が得られる。
を、次に説明する。図2に示すように、主放電電極6、
6aの長手方向(レーザ光軸方向と一致している)と直
交する方向の予備電離電極8の幅L1を狭くしている。
これによって、予備電離電極8、8a間の予備電離空間
15の内、主放電電極6、6aの主放電空間11に向か
う方向の長さを狭くできる。このとき、予備電離光エネ
ルギーが予備電離電極8、8aにより遮断されることが
無いので、予備電離光エネルギーの主放電空間11への
放出量が放電毎にばらつかなくなる。このため、主放電
空間11内で励起される気体量がばらつくことが無いの
で、レーザ光発振時のレーザ光量が安定する。この結
果、安定したレーザ出力が得られる。
【0026】なお、予備電離電極8の放電面の形状は、
放電が角部に集中しないように角部を無くした滑らかな
曲線が望ましい。図5(a),(b) 及び図6(a),(b) はこの
形状を説明する図であり、それぞれ予備電離電極8、8
aをレーザ光軸方向から見た側面図及び主放電電極6、
6a側から見た側面図(図5のZ視図)を表している。
図5(b) 及び図6(b) に示すように、予備電離電極8の
放電面は対向する一方の予備電離電極8aの方に膨らん
だ滑らかな曲面を有している。このとき、この曲面は、
レーザ光軸方向から見た側面が図5(b) のようになって
いるか、主放電電極6、6a側から見た側面が図6(b)
のようになっているかの少なくともいずれか一方を満足
していればよい。
放電が角部に集中しないように角部を無くした滑らかな
曲線が望ましい。図5(a),(b) 及び図6(a),(b) はこの
形状を説明する図であり、それぞれ予備電離電極8、8
aをレーザ光軸方向から見た側面図及び主放電電極6、
6a側から見た側面図(図5のZ視図)を表している。
図5(b) 及び図6(b) に示すように、予備電離電極8の
放電面は対向する一方の予備電離電極8aの方に膨らん
だ滑らかな曲面を有している。このとき、この曲面は、
レーザ光軸方向から見た側面が図5(b) のようになって
いるか、主放電電極6、6a側から見た側面が図6(b)
のようになっているかの少なくともいずれか一方を満足
していればよい。
【0027】また、予備電離電極8の放電面の高さを、
主放電電極6、6aに近い方を遠い方よりも低くするこ
とが望ましい。すなわち、図7に示すように、予備電離
電極8の放電面の主放電電極6、6aに近い方の高さを
H1 とし、遠いほうの高さをH2 とすると、「H1 <H
2 」となるように構成する。こうすることにより、予備
電離空間15の内、主放電電極6、6aに近い方の空間
が遠い方よりも広がるので、予備電離光エネルギーが予
備電離電極8、8aにより遮断されることがもっと少な
くなる。よって、予備電離光エネルギーの主放電空間1
1への放出量のばらつきがさらに改善され、レーザ光発
振時のレーザ光量が一層安定する。
主放電電極6、6aに近い方を遠い方よりも低くするこ
とが望ましい。すなわち、図7に示すように、予備電離
電極8の放電面の主放電電極6、6aに近い方の高さを
H1 とし、遠いほうの高さをH2 とすると、「H1 <H
2 」となるように構成する。こうすることにより、予備
電離空間15の内、主放電電極6、6aに近い方の空間
が遠い方よりも広がるので、予備電離光エネルギーが予
備電離電極8、8aにより遮断されることがもっと少な
くなる。よって、予備電離光エネルギーの主放電空間1
1への放出量のばらつきがさらに改善され、レーザ光発
振時のレーザ光量が一層安定する。
【0028】次に、第二実施例を図8によって説明す
る。第二実施例は、予備電離電極8、8aの内で予備電
離電極8a側の放電方向に垂直な断面が偏平形状を有す
る場合を示しており、その他の構成は第一実施例と同様
とする。図8は、第二実施例を説明するための予備電離
電極8、8aをレーザ光軸方向から見た側面図を表して
いる。同図において、B−B断面図は前実施例と同様に
図3の(a) 、(b) 、(c)等のいずれかで表される。この
とき、予備電離電極8側の放電方向に垂直な断面は円
形、正方形等になっていてもよい。
る。第二実施例は、予備電離電極8、8aの内で予備電
離電極8a側の放電方向に垂直な断面が偏平形状を有す
る場合を示しており、その他の構成は第一実施例と同様
とする。図8は、第二実施例を説明するための予備電離
電極8、8aをレーザ光軸方向から見た側面図を表して
いる。同図において、B−B断面図は前実施例と同様に
図3の(a) 、(b) 、(c)等のいずれかで表される。この
とき、予備電離電極8側の放電方向に垂直な断面は円
形、正方形等になっていてもよい。
【0029】第二実施例の作用は、第一実施例と同様と
なる。すなわち、予備電離電極8、8a間の予備電離空
間15の内、主放電電極6、6aの主放電空間11に向
かう方向の長さを狭くできる。よって、予備電離光エネ
ルギーの主放電空間11への放出量が放電毎にばらつか
なくなる。このため、主放電空間11内で励起される気
体量がばらつくことが無いので、レーザ光発振時のレー
ザ光量が安定し、安定したレーザ出力が得られる。
なる。すなわち、予備電離電極8、8a間の予備電離空
間15の内、主放電電極6、6aの主放電空間11に向
かう方向の長さを狭くできる。よって、予備電離光エネ
ルギーの主放電空間11への放出量が放電毎にばらつか
なくなる。このため、主放電空間11内で励起される気
体量がばらつくことが無いので、レーザ光発振時のレー
ザ光量が安定し、安定したレーザ出力が得られる。
【0030】なお、本実施例においても、偏平形状の断
面を有する予備電離電極8aの側面形状は、図5及び図
6に示されている予備電離電極8の形状と同様にする方
が望ましい。すなわち、予備電離電極8aの放電面は対
向する一方の予備電離電極8の方に膨らんだ滑らかな曲
面を有しており、このとき、この曲面は、レーザ光軸方
向から見て膨らんでいるか、主放電電極6、6a側から
見て膨らんでいるかの少なくともいずれか一方を満足し
ていればよい。また、予備電離電極8aの放電面の高さ
も、図7に示される予備電離電極8の形状と同様に、主
放電電極6、6aに近い方を遠い方よりも低くすること
が望ましい。
面を有する予備電離電極8aの側面形状は、図5及び図
6に示されている予備電離電極8の形状と同様にする方
が望ましい。すなわち、予備電離電極8aの放電面は対
向する一方の予備電離電極8の方に膨らんだ滑らかな曲
面を有しており、このとき、この曲面は、レーザ光軸方
向から見て膨らんでいるか、主放電電極6、6a側から
見て膨らんでいるかの少なくともいずれか一方を満足し
ていればよい。また、予備電離電極8aの放電面の高さ
も、図7に示される予備電離電極8の形状と同様に、主
放電電極6、6aに近い方を遠い方よりも低くすること
が望ましい。
【0031】さらに、予備電離電極8、8aの両方が、
図9に示すように第一実施例及び第二実施例と同様の偏
平形状の断面を有していてもよい。そして、このときの
各予備電離電極8、8aの放電面の側面形状及び高さ
も、第一実施例及び第二実施例において述べたように図
5、図6、図7と同様にした方が望ましい。
図9に示すように第一実施例及び第二実施例と同様の偏
平形状の断面を有していてもよい。そして、このときの
各予備電離電極8、8aの放電面の側面形状及び高さ
も、第一実施例及び第二実施例において述べたように図
5、図6、図7と同様にした方が望ましい。
【図1】本発明に係わるガスレーザ装置のレーザチャン
バ内の構成を示した横断面図である。
バ内の構成を示した横断面図である。
【図2】本発明に係わる第一実施例の主放電電極及び予
備電離電極の斜視図を表す。
備電離電極の斜視図を表す。
【図3】本発明に係わる予備電離電極の断面形状を表
す。
す。
【図4】本発明に係わる複数の予備電離電極をレーザ光
軸方向に並べた側面図を表す。
軸方向に並べた側面図を表す。
【図5】本発明に係わる予備電離電極のレーザ光軸方向
から見た側面図を表す。
から見た側面図を表す。
【図6】本発明に係わる予備電離電極の主放電電極側か
ら見た側面図を表す。
ら見た側面図を表す。
【図7】本発明に係わる予備電離電極のレーザ光軸方向
から見た側面図を表す。
から見た側面図を表す。
【図8】本発明に係わる第二実施例の予備電離電極のレ
ーザ光軸方向から見た側面図を表す。
ーザ光軸方向から見た側面図を表す。
【図9】本発明に係わる他の実施例の予備電離電極のレ
ーザ光軸方向から見た側面図を表す。
ーザ光軸方向から見た側面図を表す。
【図10】従来技術に係わるガスレーザ装置を使用した
レーザチャンバ内の構成を示した横断面図である。
レーザチャンバ内の構成を示した横断面図である。
【図11】従来技術の予備電離電極の予備電離光エネル
ギー放出量のばらつきを説明する図である。
ギー放出量のばらつきを説明する図である。
【図12】従来技術の予備電離電極の断面形状の例を表
す。
す。
1…レーザチャンバ、2…ファン、3…熱交換器、4…
ベローズ、5…電極支持体、6、6a…主放電電極、
8、8a…予備電離電極、9…レーザチャンバ内壁、1
0…給電線、11…主放電空間、12…絶縁部材、13
…絶縁部材、14…給電線、15…予備電離空間、16
…電流導入端子ホルダ、17…電源、18…コイル、1
9a、19b…コンデンサ、20…レーザガス還流方
向、22a…放電防止用絶縁部材、25…絶縁部材取付
穴。
ベローズ、5…電極支持体、6、6a…主放電電極、
8、8a…予備電離電極、9…レーザチャンバ内壁、1
0…給電線、11…主放電空間、12…絶縁部材、13
…絶縁部材、14…給電線、15…予備電離空間、16
…電流導入端子ホルダ、17…電源、18…コイル、1
9a、19b…コンデンサ、20…レーザガス還流方
向、22a…放電防止用絶縁部材、25…絶縁部材取付
穴。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 仙聡 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所中央研究所内
Claims (5)
- 【請求項1】 所定方向に細長い一対の主放電電極(6),
(6a)の近傍に設けられた予備電離電極(8),(8a)を有した
放電励起方式のガスレーザ装置において、 予備電離電極(8),(8a)の予備放電方向に対して垂直な断
面は偏平断面であり、かつその偏平断面の長手方向が主
放電電極(6),(6a)の長手方向に平行であることを特徴と
するガスレーザ装置。 - 【請求項2】 予備電離電極(8),(8a)が、前記偏平断面
の長手方向に複数並べて配設されたことを特徴とする請
求項1記載のガスレーザ装置。 - 【請求項3】 予備電離電極(8),(8a)のいずれか一方の
みが前記偏平断面を有することを特徴とする請求項1記
載のガスレーザ装置。 - 【請求項4】 請求項1、2又は3に記載のガスレーザ
装置において、 前記偏平断面を有する予備電離電極(8),(8a)の少なくと
もいずれか一方の放電面は、対向する他方の予備電離電
極(8a),(8)の方に膨らんだ滑らかな曲面を有することを
特徴とするガスレーザ装置。 - 【請求項5】 請求項4記載のガスレーザ装置におい
て、 前記偏平断面を有する予備電離電極(8),(8a)の少なくと
もいずれか一方の放電面は、主放電電極(6),(6a)に近い
方の高さを遠い方よりも低くしたことを特徴とするガス
レーザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3574896A JPH09214021A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | ガスレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3574896A JPH09214021A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | ガスレーザ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09214021A true JPH09214021A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=12450450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3574896A Pending JPH09214021A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | ガスレーザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09214021A (ja) |
-
1996
- 1996-01-31 JP JP3574896A patent/JPH09214021A/ja active Pending
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