JPH09307166A - ガスレーザ装置 - Google Patents
ガスレーザ装置Info
- Publication number
- JPH09307166A JPH09307166A JP8152792A JP15279296A JPH09307166A JP H09307166 A JPH09307166 A JP H09307166A JP 8152792 A JP8152792 A JP 8152792A JP 15279296 A JP15279296 A JP 15279296A JP H09307166 A JPH09307166 A JP H09307166A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスレーザ装置における予備電離を行う予備
電離電極の寿命を長くすることができるとともに、レー
ザ管内部の汚損を減少させ、レーザ管の信頼性の向上お
よびレーザ管の寿命の長期化を図ることのできるガスレ
ーザ装置を提供すること。 【解決手段】 一対の主放電電極間の放電によりガスを
励起してレーザ光を発生するガスレーザ装置において、
主放電電極２または３に沿って、外周囲が誘電体１３で
覆われ放電電極１１とこの電極に対向して配置された放
電電極１２とを配置して放電線路を形成し、前記放電線
路に高周波高電圧を印加して一対の放電電極１１、１２
間に発光を伴う無声放電を発生させ、前記無声放電によ
り発生した紫外線を前記主放電電極２、３間のガスに照
射して前記ガスを予備電離させる。
電離電極の寿命を長くすることができるとともに、レー
ザ管内部の汚損を減少させ、レーザ管の信頼性の向上お
よびレーザ管の寿命の長期化を図ることのできるガスレ
ーザ装置を提供すること。 【解決手段】 一対の主放電電極間の放電によりガスを
励起してレーザ光を発生するガスレーザ装置において、
主放電電極２または３に沿って、外周囲が誘電体１３で
覆われ放電電極１１とこの電極に対向して配置された放
電電極１２とを配置して放電線路を形成し、前記放電線
路に高周波高電圧を印加して一対の放電電極１１、１２
間に発光を伴う無声放電を発生させ、前記無声放電によ
り発生した紫外線を前記主放電電極２、３間のガスに照
射して前記ガスを予備電離させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスレーザ装置、
特に放電励起形ガスレーザ装置における予備電離に関す
るものである。
特に放電励起形ガスレーザ装置における予備電離に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ガスレーザ装置、例えばエキシマレーザ
装置は、図５の概略構成図に示すようにレーザ管１内の
希ガス（Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅなど）とハロゲンガス（Ｆ，
Ｃｌなど）の混合ガス雰囲気中に一対の主放電電極２、
３、予備電離ピン４及び２次コンデンサ５を配置し、一
対の主放電電極２、３間に所定の高圧電圧を印加して放
電を行って前記混合ガスを励起することにより紫外域の
パルスレーザ（エキシマレーザ）を発振するように構成
されている。
装置は、図５の概略構成図に示すようにレーザ管１内の
希ガス（Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅなど）とハロゲンガス（Ｆ，
Ｃｌなど）の混合ガス雰囲気中に一対の主放電電極２、
３、予備電離ピン４及び２次コンデンサ５を配置し、一
対の主放電電極２、３間に所定の高圧電圧を印加して放
電を行って前記混合ガスを励起することにより紫外域の
パルスレーザ（エキシマレーザ）を発振するように構成
されている。
【０００３】すなわち、図５において、６は高圧電源、
７は１次コンデンサ、８は高速のスイッチング動作を行
う例えばサイラトロン等のスイッチング素子、９は充電
用コイルで、スイッチング素子８がオフしている時に高
圧電源６から１次コンデンサ７に充電用コイル９を介し
て充電され、スイッチング素子８がオン駆動されると１
次コンデンサ７に充電された電荷は予備電離ピン４を経
由して２次コンデンサ５へと移行する。
７は１次コンデンサ、８は高速のスイッチング動作を行
う例えばサイラトロン等のスイッチング素子、９は充電
用コイルで、スイッチング素子８がオフしている時に高
圧電源６から１次コンデンサ７に充電用コイル９を介し
て充電され、スイッチング素子８がオン駆動されると１
次コンデンサ７に充電された電荷は予備電離ピン４を経
由して２次コンデンサ５へと移行する。
【０００４】この移行により予備電離ピン４に電流が流
れると予備電離ピン４でアーク放電が形成される。この
アーク放電から放射される紫外線が主放電電極２、３間
に照射され、レーザガスの予備的な電離が行われる。つ
いで２次コンデンサ５の電圧は高くなり、所定の高電圧
に達すると主放電電極２、３間に電流が流れ、この電流
により均一なグロー放電が形成されてレーザ発振が行わ
れる。なお、１０は線路分布リアクタンスである。
れると予備電離ピン４でアーク放電が形成される。この
アーク放電から放射される紫外線が主放電電極２、３間
に照射され、レーザガスの予備的な電離が行われる。つ
いで２次コンデンサ５の電圧は高くなり、所定の高電圧
に達すると主放電電極２、３間に電流が流れ、この電流
により均一なグロー放電が形成されてレーザ発振が行わ
れる。なお、１０は線路分布リアクタンスである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
予備電離をアーク放電により行う予備電離方式では、予
備電離ピン４を形成する電極材の金属がアーク放電によ
って多くスパッタされ、その消耗が激しく寿命が短期で
あるとともに、電極材金属のスパッタ粒子によりレーザ
管１の内部を汚損しレーザ発振に悪影響をおよぼすとい
う問題がある。
予備電離をアーク放電により行う予備電離方式では、予
備電離ピン４を形成する電極材の金属がアーク放電によ
って多くスパッタされ、その消耗が激しく寿命が短期で
あるとともに、電極材金属のスパッタ粒子によりレーザ
管１の内部を汚損しレーザ発振に悪影響をおよぼすとい
う問題がある。
【０００６】この問題を解消する予備電離方式としてコ
ロナ放電を用いることも考えられるが、コロナ予備電離
方式では、誘電体を介して放電を行うため電流が大きく
取れず、その上放電状態が点状もしくは線状に発光する
ため、予備電離に必要な紫外線の量が少なく効率の良い
レーザ発振が期待できないとという問題がある。
ロナ放電を用いることも考えられるが、コロナ予備電離
方式では、誘電体を介して放電を行うため電流が大きく
取れず、その上放電状態が点状もしくは線状に発光する
ため、予備電離に必要な紫外線の量が少なく効率の良い
レーザ発振が期待できないとという問題がある。
【０００７】本発明は、上記の問題に鑑みなされたもの
で、この種のガスレーザ装置における予備電離を行う予
備電離電極の寿命を長くすることができるとともに、レ
ーザ管内部の汚損を減少させ、レーザ管の信頼性の向上
およびレーザ管の寿命の長期化を図ることのできるガス
レーザ装置を提供することを目的とする。
で、この種のガスレーザ装置における予備電離を行う予
備電離電極の寿命を長くすることができるとともに、レ
ーザ管内部の汚損を減少させ、レーザ管の信頼性の向上
およびレーザ管の寿命の長期化を図ることのできるガス
レーザ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、一
対の主放電電極間の放電によりガスを励起してレーザ光
を発生するガスレーザ装置において、前記一対のいずれ
か一方の主放電電極の近傍に沿って一方の電極が少なく
とも他方の電極と対向する面が誘電体で覆われた一対の
放電電極を配置し、前記一対の放電電極間の交流電圧の
印加により発生する放電の紫外線を前記主放電電極間の
ガスに照射して前記ガスを予備電離させてなることを特
徴とするガスレーザ装置とすることにより達成される。
対の主放電電極間の放電によりガスを励起してレーザ光
を発生するガスレーザ装置において、前記一対のいずれ
か一方の主放電電極の近傍に沿って一方の電極が少なく
とも他方の電極と対向する面が誘電体で覆われた一対の
放電電極を配置し、前記一対の放電電極間の交流電圧の
印加により発生する放電の紫外線を前記主放電電極間の
ガスに照射して前記ガスを予備電離させてなることを特
徴とするガスレーザ装置とすることにより達成される。
【０００９】本発明の上記特徴によれば、主放電電極の
近傍に沿って配置される一対の放電電極により放電線路
が形成され、この放電線路に交流高電圧が印加される
と、電極全長にわたり発光を伴う面状の均一な、いわゆ
る、無声放電が形成される。この面状の無声放電により
発生する紫外線を主放電電極間のガスに照射して前記ガ
スを予備電離させる。
近傍に沿って配置される一対の放電電極により放電線路
が形成され、この放電線路に交流高電圧が印加される
と、電極全長にわたり発光を伴う面状の均一な、いわゆ
る、無声放電が形成される。この面状の無声放電により
発生する紫外線を主放電電極間のガスに照射して前記ガ
スを予備電離させる。
【００１０】この無声放電は、アーク放電とは異なり電
子供給を電界で行うため電極の温度上昇はなく、そのた
め電極の消耗は極めて少なく、また、放電が大体積で発
生するため、発生する紫外線の量も大きくすることがで
き、主放電電極間に介在するガスの予備電離を効果的に
行うことができる。
子供給を電界で行うため電極の温度上昇はなく、そのた
め電極の消耗は極めて少なく、また、放電が大体積で発
生するため、発生する紫外線の量も大きくすることがで
き、主放電電極間に介在するガスの予備電離を効果的に
行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガスレーザ装
置について図を参照して説明する。なお、全図を通じて
同一部分には同一符号を付し、重複する説明は省略す
る。
置について図を参照して説明する。なお、全図を通じて
同一部分には同一符号を付し、重複する説明は省略す
る。
【００１２】図１は本発明に係るガスレーザ装置の一例
の回路構成図で、２は主放電電極、３は接地電位側主放
電電極、５は２次コンデンサ、６は高圧電源、７は１次
コンデンサ、８は高速のスイッチング動作を行う例えば
サイラトロン等のスイッチング素子、９は充電用コイル
で、これらは図５を参照して説明したガスレーザ装置と
同様に、２次コンデンサ５が所定の高電圧に達すると主
放電電極２、３間に電流が流れ、この電流により均一な
グロー放電が形成されてレーザ発振が行われる。
の回路構成図で、２は主放電電極、３は接地電位側主放
電電極、５は２次コンデンサ、６は高圧電源、７は１次
コンデンサ、８は高速のスイッチング動作を行う例えば
サイラトロン等のスイッチング素子、９は充電用コイル
で、これらは図５を参照して説明したガスレーザ装置と
同様に、２次コンデンサ５が所定の高電圧に達すると主
放電電極２、３間に電流が流れ、この電流により均一な
グロー放電が形成されてレーザ発振が行われる。
【００１３】１１および１２は一対の放電電極で、一方
の放電電極１１は外周囲にアルミナセラミックス等の誘
電体１３で覆われ、一対の放電電極１１、１２は、図２
の電極部の平面図で示すように、この例では、接地電位
側主放電電極３の近傍の位置で接地電位側主放電電極３
の長手方向の両側外周囲に沿って配置され、一対の放電
電極１１、１２によって放電線路が形成されている。
の放電電極１１は外周囲にアルミナセラミックス等の誘
電体１３で覆われ、一対の放電電極１１、１２は、図２
の電極部の平面図で示すように、この例では、接地電位
側主放電電極３の近傍の位置で接地電位側主放電電極３
の長手方向の両側外周囲に沿って配置され、一対の放電
電極１１、１２によって放電線路が形成されている。
【００１４】そして、接地電位側主放電電極３の長手方
向の両側に配置されたそれぞれの一対の放電電極１１、
１２の誘電体１３で覆われた一方の電極１１の一端は、
図１に示すように、一端がスイッチング素子８の一端に
接続され、他端がスイッチング素子８の他端に接続され
たコンデンサ１４及び周波数調整用コイル１５が直列に
接続された直列回路のコンデンサ１４と周波数調整用コ
イル１５の接続点に接続され、他方の電極は接地電位側
主放電電極３と同電位とされている。なお、１６、１７
は充放電用のインダクタ、１８は回路抵抗である。
向の両側に配置されたそれぞれの一対の放電電極１１、
１２の誘電体１３で覆われた一方の電極１１の一端は、
図１に示すように、一端がスイッチング素子８の一端に
接続され、他端がスイッチング素子８の他端に接続され
たコンデンサ１４及び周波数調整用コイル１５が直列に
接続された直列回路のコンデンサ１４と周波数調整用コ
イル１５の接続点に接続され、他方の電極は接地電位側
主放電電極３と同電位とされている。なお、１６、１７
は充放電用のインダクタ、１８は回路抵抗である。
【００１５】このように構成された回路は、スイッチン
グ素子８が閉動作すると１次コンデンサ７から２次コン
デンサ５へ電荷移動が開始すると同時に、一対の放電電
極１１、１２間にパルス状の高周波高電圧が印加され、
この高周波高電圧によって一対の放電電極１１、１２の
全長にわたり発光を伴う面状の均一な無声放電が開始す
る。この無声放電は、主放電電極２と３の間の放電に先
だって開始され、無声放電により発生する紫外線を主放
電電極間のガスに照射して主放電電極２、３間に介在す
るガスを予備電離する。
グ素子８が閉動作すると１次コンデンサ７から２次コン
デンサ５へ電荷移動が開始すると同時に、一対の放電電
極１１、１２間にパルス状の高周波高電圧が印加され、
この高周波高電圧によって一対の放電電極１１、１２の
全長にわたり発光を伴う面状の均一な無声放電が開始す
る。この無声放電は、主放電電極２と３の間の放電に先
だって開始され、無声放電により発生する紫外線を主放
電電極間のガスに照射して主放電電極２、３間に介在す
るガスを予備電離する。
【００１６】この例の回路構成は、コンデンサ１４及び
周波数調整用コイル１５の直列回路、すなわち、予備電
離用の放電回路を２次コンデンサ５及び１次コンデンサ
７からなる主放電回路に接続し、スイッチング素子８の
高速の開閉繰り返しを利用して、一対の放電電極１１、
１２にパルス状の高周波高電圧を印加するようにされて
いるが、図３に示すように、主放電回路の電圧を一対の
放電電極１１、１２間に印加するようにしても、図１に
示す例と同様の作用効果を享受できる。図１および図３
に示す例では、主放電電極２、３間で放電を行う主放電
回路と予備電離用の放電回路の両回路の始動をスイッチ
ング素子８を兼用して行い、回路全体が簡素にされてい
る。
周波数調整用コイル１５の直列回路、すなわち、予備電
離用の放電回路を２次コンデンサ５及び１次コンデンサ
７からなる主放電回路に接続し、スイッチング素子８の
高速の開閉繰り返しを利用して、一対の放電電極１１、
１２にパルス状の高周波高電圧を印加するようにされて
いるが、図３に示すように、主放電回路の電圧を一対の
放電電極１１、１２間に印加するようにしても、図１に
示す例と同様の作用効果を享受できる。図１および図３
に示す例では、主放電電極２、３間で放電を行う主放電
回路と予備電離用の放電回路の両回路の始動をスイッチ
ング素子８を兼用して行い、回路全体が簡素にされてい
る。
【００１７】図４は、本発明に係るガスレーザ装置の他
の例の回路構成図で、予備電離用の放電回路は、高周波
高電圧発生器２４を設け、主放電電極２、３間で放電を
行う主放電回路と別個にし、トリガパルサ２２及び遅延
パルサ２３によって予備電離のタイミングを任意に設定
できるようにされている。
の例の回路構成図で、予備電離用の放電回路は、高周波
高電圧発生器２４を設け、主放電電極２、３間で放電を
行う主放電回路と別個にし、トリガパルサ２２及び遅延
パルサ２３によって予備電離のタイミングを任意に設定
できるようにされている。
【００１８】このように予備電離のタイミングを任意に
設定できるようにすることによって、より最適なタイミ
ングにより予備電離を行うことができる。なお、無声放
電の発生および主放電電極２、３間の放電の発生、一対
の放電電極１１、１２の構成および接地電位側主放電電
極３に対する配置は図１および図３の例と同様であり、
その説明は省略する。
設定できるようにすることによって、より最適なタイミ
ングにより予備電離を行うことができる。なお、無声放
電の発生および主放電電極２、３間の放電の発生、一対
の放電電極１１、１２の構成および接地電位側主放電電
極３に対する配置は図１および図３の例と同様であり、
その説明は省略する。
【００１９】各例で、予備電離を行なう一対の放電電極
１１、１２は、接地電位側主放電電極３側に配置されて
いるが、接地電位側主放電電極３に対向して配置された
主放電電極２側に配置されても良い。また、予備電離を
行なう一対の放電電極１１、１２は平行板状電極とし、
その一方の放電電極１１全体を誘電体１３で覆うように
しているが、誘電体は平行板状電極の一方の互いに対向
する側の表面に配置されていても良く、また、電極の断
面形状は角あるいは円であっても良い。さらにまた、一
対の放電電極構造を平行同軸円筒電極に誘電体を介在せ
しめて形成しても良い、この場合、無声放電により発生
する紫外線を主放電電極間のガスに照射するための開口
が必要である。
１１、１２は、接地電位側主放電電極３側に配置されて
いるが、接地電位側主放電電極３に対向して配置された
主放電電極２側に配置されても良い。また、予備電離を
行なう一対の放電電極１１、１２は平行板状電極とし、
その一方の放電電極１１全体を誘電体１３で覆うように
しているが、誘電体は平行板状電極の一方の互いに対向
する側の表面に配置されていても良く、また、電極の断
面形状は角あるいは円であっても良い。さらにまた、一
対の放電電極構造を平行同軸円筒電極に誘電体を介在せ
しめて形成しても良い、この場合、無声放電により発生
する紫外線を主放電電極間のガスに照射するための開口
が必要である。
【００２０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ガスレーザ装置における予備電離は、無声放電により行
われるので、予備電離電極の寿命を長くすることができ
るとともに、レーザ管内部の汚損を減少させ、レーザ管
の信頼性の向上およびレーザ管の寿命の長期化を図るこ
とのできる。また、均一で強力な紫外線で予備電離を行
うことができ効率の良いレーザ発振が可能となる。
ガスレーザ装置における予備電離は、無声放電により行
われるので、予備電離電極の寿命を長くすることができ
るとともに、レーザ管内部の汚損を減少させ、レーザ管
の信頼性の向上およびレーザ管の寿命の長期化を図るこ
とのできる。また、均一で強力な紫外線で予備電離を行
うことができ効率の良いレーザ発振が可能となる。
【図１】本発明に係るガスレーザ装置の一例の回路構成
図である。
図である。
【図２】図１のガスレーザ装置の電極の配置構成を示す
平面図である。
平面図である。
【図３】本発明に係るガスレーザ装置の他の例の回路構
成図である。
成図である。
【図４】本発明に係るガスレーザ装置のさらに他の例の
回路構成図である。
回路構成図である。
【図５】従来のガスレーザ装置の一例の構成図である。
１ レーザ管 ２、３ 主放電電極 ５ ２次コンデンサ ６ 高圧電源 ７ １次コンデンサ ８ スイッチング素子 ９ 充電用コイル １１、１２ 電極（予備電離電極） １３ 誘電体 １４ コンデンサ １５ 周波数調整用コイル １６、１７ 充放電用コイル ２２ トリガパルサ ２３ 遅延パルサ ２４ 高周波高電圧発生器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年８月７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】各例で、予備電離を行なう一対の放電電極
１１、１２は、接地電位側主放電電極３側に配置されて
いるが、接地電位側主放電電極３に対向して配置された
主放電電極２側に配置されても良い。また、予備電離を
行なう一対の放電電極１１、１２は平行板状電極とし、
その一方の放電電極１１全体を誘電体１３で覆うように
しているが、誘電体は平行板状電極の一方の互いに対向
する側の表面に配置されていても良く、また、電極の断
面形状は角あるいは円であっても良い。さらにまた、一
対の放電電極構造を、図６にしめすように、同軸円筒電
極に誘電体１３を介在せしめて形成しても良い、この場
合、無声放電により発生する紫外線を主放電電極間のガ
スに照射するための開口１２ａが必要である。
１１、１２は、接地電位側主放電電極３側に配置されて
いるが、接地電位側主放電電極３に対向して配置された
主放電電極２側に配置されても良い。また、予備電離を
行なう一対の放電電極１１、１２は平行板状電極とし、
その一方の放電電極１１全体を誘電体１３で覆うように
しているが、誘電体は平行板状電極の一方の互いに対向
する側の表面に配置されていても良く、また、電極の断
面形状は角あるいは円であっても良い。さらにまた、一
対の放電電極構造を、図６にしめすように、同軸円筒電
極に誘電体１３を介在せしめて形成しても良い、この場
合、無声放電により発生する紫外線を主放電電極間のガ
スに照射するための開口１２ａが必要である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図６
【補正方法】追加
【補正内容】
【図６】本発明に係るガスレーザ装置の他の例の無声放
電線路の構成を示す正面図である。
電線路の構成を示す正面図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】追加
【補正内容】
【図６】
Claims (1)
- 【請求項１】 一対の主放電電極間の放電によりガスを
励起してレーザ光を発生するガスレーザ装置において、
前記一対のいずれか一方の主放電電極の近傍に沿って一
方の電極が少なくとも他方の電極と対向する面が誘電体
で覆われた一対の放電電極を配置し、前記一対の放電電
極間の交流電圧の印加により発生する放電の紫外線を前
記主放電電極間のガスに照射して前記ガスを予備電離さ
せてなる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 |
|---|---|---|---|
| JP8152792A JPH09307166A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | ガスレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8152792A JPH09307166A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | ガスレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09307166A true JPH09307166A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=15548256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8152792A Pending JPH09307166A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | ガスレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09307166A (ja) |
-
1996
- 1996-05-09 JP JP8152792A patent/JPH09307166A/ja active Pending
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