JPS61170087A - 無声放電式ガスレ−ザ装置 - Google Patents
無声放電式ガスレ−ザ装置Info
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- JPS61170087A JPS61170087A JP1018285A JP1018285A JPS61170087A JP S61170087 A JPS61170087 A JP S61170087A JP 1018285 A JP1018285 A JP 1018285A JP 1018285 A JP1018285 A JP 1018285A JP S61170087 A JPS61170087 A JP S61170087A
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- dielectric
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
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- Electromagnetism (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、無声放電式ガスレーザ装置の改良に関する
ものである２ 〔従来の技術〕 まず、従来のガスレー廿装置ケ横励起形００２レーザー
を例として説明する２ 第２因はその構成原理図であり、（１）は第１の電極、
例えは接地側金属電極、（２）はこの接地側金属＊極（
１）に対向配設された第２の電極、例えは高電圧側金属
電極で、放電面は鉛含有ガラスまたはマイカ等の材料か
ら成る誘電体（３）で覆われている、そしてこの両電極
（１）（２）ｔズレ−ぜ媒質ガスを満たした容器内に設
けられている、（４）は放電空間、（５）は変圧器、（
６）は高周波電＃ （７３は全反射鏡、（８）はこの
全反射鏡（７）とレーザ光の光軸上に配設された出力側
反射［（一部透過）、（９）は冷却水循環ポンプ。
ものである２ 〔従来の技術〕 まず、従来のガスレー廿装置ケ横励起形００２レーザー
を例として説明する２ 第２因はその構成原理図であり、（１）は第１の電極、
例えは接地側金属電極、（２）はこの接地側金属＊極（
１）に対向配設された第２の電極、例えは高電圧側金属
電極で、放電面は鉛含有ガラスまたはマイカ等の材料か
ら成る誘電体（３）で覆われている、そしてこの両電極
（１）（２）ｔズレ−ぜ媒質ガスを満たした容器内に設
けられている、（４）は放電空間、（５）は変圧器、（
６）は高周波電＃ （７３は全反射鏡、（８）はこの
全反射鏡（７）とレーザ光の光軸上に配設された出力側
反射［（一部透過）、（９）は冷却水循環ポンプ。
αＧは冷却器、αυはイオン交換純水器である、上記の
構成において、高電圧側金属電極（２）に、高周波ＩＥ
源（６］と変圧器（５）より交流高電圧が印加されると
、放電空間（４）に無声放電と呼ばれる安定な放電が起
る、無声放電は両電極間（１）（２）に誘電体（３）を
介した交流放電であるため、アーク放電に移行すること
なく、電子温度のみが高く、分子温度の上昇しない非平
衡放電が安定に実現できる７放電空ｌｄｌ＜４＞内で励
起された分子審とよる光誘導輻射過程の説明は省略する
が、放電空間（４）内で無声放電が起ると、全反射鏡（
７）と出力側反射鏡（８）により構成される共振器内で
レーぜ発振が起り、出力側反射鏡（８）よりレーザ光が
出力される、接地側金属電極（１）と高電圧側金属電極
（２）はともに電気伝導度の小さい冷却水で冷却されて
おり、冷却水は冷苅水循環ポンプ（９）で、冷却器Ｑ（
１，イオン交換純水器Ｑｌ）を通して循環される、イオ
ン交換純水器αυは冷却水の電気伝導度を小さくして高
電圧側金網電極（２）からの電流漏洩ケ防ぐために必要
である、なお、図には示してないが放電空間のガスは電
極間をレーザ光と直角の方向に高速で流れている２第８
図は上記放ＩＩｃ電極邪の拡大図で、接地側金属電極（
１）、高電圧側金属電極（２）ともに放電面は平行平板
であり、放電は図中に示すように両電極間で一様に起る
、 第８図に示す実施例では、誘電体を高ｌ！！圧側金属電
極＜２）に設けたが、接地側金属電極（１）に設けると
か、高電圧側金網電極（２）及び接地側金属電極（１）
の両方に設けることでも同一の効果があることは明らか
である、第６図は高電圧側金属電極（２）及び接地側金
属電極（１）の両方に誘電体（３）を設けた例である２ レーザー発振か起こるためＣζは、全反射鏡（７）、出
力側反射鏡（８）の損失に打ち勝つｔごけのレーザー利
得が放電空間（４）で必要であり、レーザー利得は放電
空間（４）の光軸方向の長さと放＊１力割度（単位体積
当りに投入される放ｔＩｃｗＩＬ力）で決まるので、光
軸方向の長さを決めると放［１！力密＃ｆをきよく値以
上１ζあげないと発振が起らない、放Ｗ１．ｖｉＬ力密
度の向上は印加電子を高くすること番ζより達成するこ
とかで無る、 〔発明が解決しよらとする問題点〕 ところで、誘電体電極の誘電体の厚さは、印加電圧によ
つて絶縁破壊しないような厚さに設定される、従来の誘
電体ガラスの絶縁破壊電圧はせいぜい２０ｔｖ（Ｉｇｇ
厚）である、放電時に電極誘電体の負担電圧が５ＫＶ
であれば最低９．４ ＋ｕ ｔの厚さが必要であり、
安全率を考慮すれは０．６ＩＩｊＭｔ〜１、 Ｑ ｍ
ｔの厚さが必要となる。従来、放電管上の誘電体は、金
属製パイプにガラス誘電体粉末を。
構成において、高電圧側金属電極（２）に、高周波ＩＥ
源（６］と変圧器（５）より交流高電圧が印加されると
、放電空間（４）に無声放電と呼ばれる安定な放電が起
る、無声放電は両電極間（１）（２）に誘電体（３）を
介した交流放電であるため、アーク放電に移行すること
なく、電子温度のみが高く、分子温度の上昇しない非平
衡放電が安定に実現できる７放電空ｌｄｌ＜４＞内で励
起された分子審とよる光誘導輻射過程の説明は省略する
が、放電空間（４）内で無声放電が起ると、全反射鏡（
７）と出力側反射鏡（８）により構成される共振器内で
レーぜ発振が起り、出力側反射鏡（８）よりレーザ光が
出力される、接地側金属電極（１）と高電圧側金属電極
（２）はともに電気伝導度の小さい冷却水で冷却されて
おり、冷却水は冷苅水循環ポンプ（９）で、冷却器Ｑ（
１，イオン交換純水器Ｑｌ）を通して循環される、イオ
ン交換純水器αυは冷却水の電気伝導度を小さくして高
電圧側金網電極（２）からの電流漏洩ケ防ぐために必要
である、なお、図には示してないが放電空間のガスは電
極間をレーザ光と直角の方向に高速で流れている２第８
図は上記放ＩＩｃ電極邪の拡大図で、接地側金属電極（
１）、高電圧側金属電極（２）ともに放電面は平行平板
であり、放電は図中に示すように両電極間で一様に起る
、 第８図に示す実施例では、誘電体を高ｌ！！圧側金属電
極＜２）に設けたが、接地側金属電極（１）に設けると
か、高電圧側金網電極（２）及び接地側金属電極（１）
の両方に設けることでも同一の効果があることは明らか
である、第６図は高電圧側金属電極（２）及び接地側金
属電極（１）の両方に誘電体（３）を設けた例である２ レーザー発振か起こるためＣζは、全反射鏡（７）、出
力側反射鏡（８）の損失に打ち勝つｔごけのレーザー利
得が放電空間（４）で必要であり、レーザー利得は放電
空間（４）の光軸方向の長さと放＊１力割度（単位体積
当りに投入される放ｔＩｃｗＩＬ力）で決まるので、光
軸方向の長さを決めると放［１！力密＃ｆをきよく値以
上１ζあげないと発振が起らない、放Ｗ１．ｖｉＬ力密
度の向上は印加電子を高くすること番ζより達成するこ
とかで無る、 〔発明が解決しよらとする問題点〕 ところで、誘電体電極の誘電体の厚さは、印加電圧によ
つて絶縁破壊しないような厚さに設定される、従来の誘
電体ガラスの絶縁破壊電圧はせいぜい２０ｔｖ（Ｉｇｇ
厚）である、放電時に電極誘電体の負担電圧が５ＫＶ
であれば最低９．４ ＋ｕ ｔの厚さが必要であり、
安全率を考慮すれは０．６ＩＩｊＭｔ〜１、 Ｑ ｍ
ｔの厚さが必要となる。従来、放電管上の誘電体は、金
属製パイプにガラス誘電体粉末を。
いわゆるほうろう技術で適用されている常法により塗布
し、焼成することによって形成している８しかし、１度
に塗布焼成できる厚さは限度がありせいぜい０．８層ｔ
であるｎ ０．６ ” ｔの厚さの誘電体膜厚を得るに
は１回塗布焼成後さらに塗布し焼成することｆζよりて
必要膜厚を得る、しかし、焼成工程は、塗布作業、焼成
作業などが必要のためコストが高い欠点があった。さら
に膜厚が厚くなると、誘電体表面が冷却時の熱収縮のた
め凹凸が生じやすくなる欠点があった、あるいは誘電体
の膜厚が厚いとパイプ内ケ流れる冷却水による冷却効果
が悪くなる欠点かあった、 仁の発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
め１ｍなさ才またもので誘電体電極回路に直列ｊｖコン
テンサを結合すること憂でより ＃電体電極の負担電圧
を低減し、誘電体電極の誘電体厚さケうすくし、冷却水
による冷却効率の良好な、かつコストの低い、表面の凹
凸の少ない誘電体電極を備えた無声放電式ガスレーザ発
振装甑ケ提供するものである。
し、焼成することによって形成している８しかし、１度
に塗布焼成できる厚さは限度がありせいぜい０．８層ｔ
であるｎ ０．６ ” ｔの厚さの誘電体膜厚を得るに
は１回塗布焼成後さらに塗布し焼成することｆζよりて
必要膜厚を得る、しかし、焼成工程は、塗布作業、焼成
作業などが必要のためコストが高い欠点があった。さら
に膜厚が厚くなると、誘電体表面が冷却時の熱収縮のた
め凹凸が生じやすくなる欠点があった、あるいは誘電体
の膜厚が厚いとパイプ内ケ流れる冷却水による冷却効果
が悪くなる欠点かあった、 仁の発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
め１ｍなさ才またもので誘電体電極回路に直列ｊｖコン
テンサを結合すること憂でより ＃電体電極の負担電圧
を低減し、誘電体電極の誘電体厚さケうすくし、冷却水
による冷却効率の良好な、かつコストの低い、表面の凹
凸の少ない誘電体電極を備えた無声放電式ガスレーザ発
振装甑ケ提供するものである。
この発明Ｃζ係る勲声放電式ガスレー４ｆ装置１は、放
電空間を形成する電極と少なくとも一方に＃！誘電体被
覆し、屏の電極に直列にコンデンサを取りつけｔ：もの
である、 〔作用〕 この発明Ｃζおいては、ガスレーザ装置の放電管誘電体
層極に直列にコンデンサを取りつけ、誘電体の膜厚をう
すくすること憂ζより、安価で高性能の無声放電式ガス
レーザ装置を得る。
電空間を形成する電極と少なくとも一方に＃！誘電体被
覆し、屏の電極に直列にコンデンサを取りつけｔ：もの
である、 〔作用〕 この発明Ｃζおいては、ガスレーザ装置の放電管誘電体
層極に直列にコンデンサを取りつけ、誘電体の膜厚をう
すくすること憂ζより、安価で高性能の無声放電式ガス
レーザ装置を得る。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を第１図にもとづき説明する
。
。
第１図はレーザ発振器放電部の等価回路図である８図に
おいてＱ３は発振用電源、（２）はレーぜ発振器放電部
の放電ギヤー・プ以外の静電容量 α引ズ放電管の誘電
体層の非放電部の静電容量、（至）は非放電部の電極間
ギヤー・ブによる静電容量、α６は放電管誘電体層の放
電部分の静電容量、α力は放電部の電極間ギヤーＩブに
よる静電容量、（至）は本命−・ブ、α引ズ放電管に直
列に結合されたコンデンサである、第１図で、電！ｌａ
２の電圧をギヤ・・ブ（ト）の放電開始電圧以上に上げ
ればギヤー・ブで放電する８通常、静電容量はＯｄｚと
Ｃｄ３を入さくとり他のＣｏ、Ｃｄｔ。
おいてＱ３は発振用電源、（２）はレーぜ発振器放電部
の放電ギヤー・プ以外の静電容量 α引ズ放電管の誘電
体層の非放電部の静電容量、（至）は非放電部の電極間
ギヤー・ブによる静電容量、α６は放電管誘電体層の放
電部分の静電容量、α力は放電部の電極間ギヤーＩブに
よる静電容量、（至）は本命−・ブ、α引ズ放電管に直
列に結合されたコンデンサである、第１図で、電！ｌａ
２の電圧をギヤ・・ブ（ト）の放電開始電圧以上に上げ
ればギヤー・ブで放電する８通常、静電容量はＯｄｚと
Ｃｄ３を入さくとり他のＣｏ、Ｃｄｔ。
Ｏｇ＋、Ｃｇｘはそれらに比べて小さく設計する、従−
・て放電時の電流はほとんど（３ｄ３とＣｄ２とＧを結
ぶ回路を経て流れる、ａＳの印加電圧をＶＯとし、キヤ
・リブ間の負荷電圧ケＶＯとするとＯｄｚと（３ｄ３の
両端の電位差はＶｏ−Ｖａとなる。ここでＯｄｔのＣｄ
３ 負荷１１ＥＥＥＶｄｚｔｔ 、、 、 ｘ（
Ｖｏ−Ｖａ）トなる。もしも、Ｃｄ３がない場合ｆζは
（Ｖｏ −ＶＧ ）Ｃｄ３ の電圧が力）かつている乙と１どなる。鈷口〒廼目の値
は１よｈ小さいのでＣｄｘの負担電圧は低くなる、 ところでＣｄ３を直列に結合した場合のＣｄｘと（３ｄ
ｚＯｄ ３〆（〕ｄ１ の合成された静電容量Ｃｄ４はＯｄ＋＝［有］ピコ１了
とな４ここで、放電管の誘電体層膜厚を小さくしてＣｄ
ｘケ２倍の（３ｄｚとし、Ｃｄ３を２０ｄｚの容ｊｌＩ
ζ設Ｏｄ３メ（ｊｄｚ ２０ｄ２ｘ２ｃｃｔ２＝ｃｄ
２定すればＣ”＝□ ２ ２＋２ ２−となるーすな
わちＣｄ３ヶ回路に結合しない場合と同じ静電容量とな
ｆ７．Ｃｄｚの負担電圧Ｖｄｔは ／２となる。すなわ
ち膜厚を１／２１ζして放電部の誘電体層の静電容量の
２倍の本セパジターＣｄｘを回路に直列ζζ結合すれば
レーザ発振器の性能Ｃ；を変わ＾ない、通常用いられる
発振器のＣｄ２の値はせいぜいＩＭＦ程度であり、２０
００〜４０００１’ Ｆ程度のものがよく使用される、
印加電圧はせいぜい１ｉＶ程度である、従って、Ｏｄｘ
としては市販の高電圧コンデンサを適用することが可能
である、例えばＴＤＫ社製のセラミ−ｌクコンテンサ［
］ｔｌＶ−３などケ組み合わせて使用することかでとる
、なお、上記実施例では、放電部の誘電体ｗ、＆が１本
だけの場合について述べたが、２木の場合にも同様であ
り、平行平板状でも円筒状でも同様である、 さら蛋ζ上記実施例では、膜厚が１／２の場合を説明し
たが１／２に限定することなく１／３でも、１／４でも
、あるいけそれ以外で６それ＃ζ応し、たコンデンサを
結合ずれは同様であることは明らかである、〔発明の効
果〕 以上のようにこの発明によれは、放電管のき電体層の膜
厚を薄くしてもレーザ発振機の性能は笈わらオ、放電管
の焼成回数を減らすことができるので発振機が安価にで
きる。又、誘電体層の膜厚がうすいので表面の凹凸がで
きにくく、誘電体の冷却も効果的となるなどレーザ発振
機の技術を著しく進歩させることができる、
・て放電時の電流はほとんど（３ｄ３とＣｄ２とＧを結
ぶ回路を経て流れる、ａＳの印加電圧をＶＯとし、キヤ
・リブ間の負荷電圧ケＶＯとするとＯｄｚと（３ｄ３の
両端の電位差はＶｏ−Ｖａとなる。ここでＯｄｔのＣｄ
３ 負荷１１ＥＥＥＶｄｚｔｔ 、、 、 ｘ（
Ｖｏ−Ｖａ）トなる。もしも、Ｃｄ３がない場合ｆζは
（Ｖｏ −ＶＧ ）Ｃｄ３ の電圧が力）かつている乙と１どなる。鈷口〒廼目の値
は１よｈ小さいのでＣｄｘの負担電圧は低くなる、 ところでＣｄ３を直列に結合した場合のＣｄｘと（３ｄ
ｚＯｄ ３〆（〕ｄ１ の合成された静電容量Ｃｄ４はＯｄ＋＝［有］ピコ１了
とな４ここで、放電管の誘電体層膜厚を小さくしてＣｄ
ｘケ２倍の（３ｄｚとし、Ｃｄ３を２０ｄｚの容ｊｌＩ
ζ設Ｏｄ３メ（ｊｄｚ ２０ｄ２ｘ２ｃｃｔ２＝ｃｄ
２定すればＣ”＝□ ２ ２＋２ ２−となるーすな
わちＣｄ３ヶ回路に結合しない場合と同じ静電容量とな
ｆ７．Ｃｄｚの負担電圧Ｖｄｔは ／２となる。すなわ
ち膜厚を１／２１ζして放電部の誘電体層の静電容量の
２倍の本セパジターＣｄｘを回路に直列ζζ結合すれば
レーザ発振器の性能Ｃ；を変わ＾ない、通常用いられる
発振器のＣｄ２の値はせいぜいＩＭＦ程度であり、２０
００〜４０００１’ Ｆ程度のものがよく使用される、
印加電圧はせいぜい１ｉＶ程度である、従って、Ｏｄｘ
としては市販の高電圧コンデンサを適用することが可能
である、例えばＴＤＫ社製のセラミ−ｌクコンテンサ［
］ｔｌＶ−３などケ組み合わせて使用することかでとる
、なお、上記実施例では、放電部の誘電体ｗ、＆が１本
だけの場合について述べたが、２木の場合にも同様であ
り、平行平板状でも円筒状でも同様である、 さら蛋ζ上記実施例では、膜厚が１／２の場合を説明し
たが１／２に限定することなく１／３でも、１／４でも
、あるいけそれ以外で６それ＃ζ応し、たコンデンサを
結合ずれは同様であることは明らかである、〔発明の効
果〕 以上のようにこの発明によれは、放電管のき電体層の膜
厚を薄くしてもレーザ発振機の性能は笈わらオ、放電管
の焼成回数を減らすことができるので発振機が安価にで
きる。又、誘電体層の膜厚がうすいので表面の凹凸がで
きにくく、誘電体の冷却も効果的となるなどレーザ発振
機の技術を著しく進歩させることができる、
第１図はＣの発明の一実施例を示す図、第２図は従来の
レーザ装置の原理的な構造を示す構成原理図、第８図１
ｍ４図は電極部の拡大図である２図（ζおいて、（１）
は接地側金属電極、（２）は高電圧側金属電極、（７）
は全反射鏡、（８）は出力側反射鏡、α旧オフンテン廿
テする。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す、
レーザ装置の原理的な構造を示す構成原理図、第８図１
ｍ４図は電極部の拡大図である２図（ζおいて、（１）
は接地側金属電極、（２）は高電圧側金属電極、（７）
は全反射鏡、（８）は出力側反射鏡、α旧オフンテン廿
テする。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す、
Claims (1)
- レーザ媒質ガスを有する容器内に対向配設された第１及
び第２の金属電極を具備するものにおいて、上記両電極
上の少なくとも一方に誘電体を被覆し、上記誘電体電極
の直列回路にコンデンサを取りつけたことを特徴とする
無声放電式ガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1018285A JPS61170087A (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | 無声放電式ガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1018285A JPS61170087A (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | 無声放電式ガスレ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61170087A true JPS61170087A (ja) | 1986-07-31 |
Family
ID=11743144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1018285A Pending JPS61170087A (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | 無声放電式ガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61170087A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6636545B2 (en) * | 1996-09-26 | 2003-10-21 | Alexander V. Krasnov | Supersonic and subsonic laser with radio frequency excitation |
| US7619948B2 (en) | 2005-07-06 | 2009-11-17 | Seiko Epson Corporation | Timepiece dial and timepiece |
| US11095088B1 (en) | 2018-02-21 | 2021-08-17 | Zoyka Llc | Multi-pass coaxial molecular gas laser |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5788789A (en) * | 1980-09-22 | 1982-06-02 | Kraftwerk Union Ag | High energy laser |
| JPS59159582A (ja) * | 1983-03-02 | 1984-09-10 | Mitsubishi Electric Corp | 無声放電ガスレ−ザ電極破壊検出装置 |
-
1985
- 1985-01-23 JP JP1018285A patent/JPS61170087A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5788789A (en) * | 1980-09-22 | 1982-06-02 | Kraftwerk Union Ag | High energy laser |
| JPS59159582A (ja) * | 1983-03-02 | 1984-09-10 | Mitsubishi Electric Corp | 無声放電ガスレ−ザ電極破壊検出装置 |
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| US6636545B2 (en) * | 1996-09-26 | 2003-10-21 | Alexander V. Krasnov | Supersonic and subsonic laser with radio frequency excitation |
| US7619948B2 (en) | 2005-07-06 | 2009-11-17 | Seiko Epson Corporation | Timepiece dial and timepiece |
| US11095088B1 (en) | 2018-02-21 | 2021-08-17 | Zoyka Llc | Multi-pass coaxial molecular gas laser |
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