JPS61216373A - パルスレ−ザ装置 - Google Patents
パルスレ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS61216373A JPS61216373A JP5593085A JP5593085A JPS61216373A JP S61216373 A JPS61216373 A JP S61216373A JP 5593085 A JP5593085 A JP 5593085A JP 5593085 A JP5593085 A JP 5593085A JP S61216373 A JPS61216373 A JP S61216373A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- capacitor
- electrodes
- flows
- main
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01S3/0971—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明はガスレーザ装置に係り、特にハロゲンガスを使
用する希ガスハライド系エキシマレーザに好適な予備電
離回路の改良に関する。
用する希ガスハライド系エキシマレーザに好適な予備電
離回路の改良に関する。
希ガスハライド系のエキシマレーザ装置では。
高気圧中での一様な放電を得るために主放電に先だち予
備放電が必要とされている。予備放電の方法は、すでに
いくつか提案されているが、中でもスパークギャップの
アーク放電を利用したＵＶ光子備電離が、簡単な構造で
実現できることから広く利用されている。この方法は、
たとえばレーザー研究第１２巻第８号（１９８４年発行
）の第４２６頁から第４３３頁に記載されたｒ高効率自
動予備電離放電励起ＸａＣΩレーザー」に詳しく論じら
れている。この論文に述べられた方法では、主放電用コ
ンデンサにパルス充電する際の充電電流を予備電離の電
流として利用している。ところで、主放電用コンデンサ
（前記引用文献のＦｉｇ、 １ （ａ ）のＣ２）のパ
ルス充電電圧、すなわち陽極及び陰極からなる主電極間
の電圧は、できるだけ高い電圧で放電開始をさせるため
に１時間的に速く立上げることが必要とされている。こ
の電圧の立上げに要する時間は通常１００〜５００ｎｓ
程度が選ばれている。この時間がすなわち予備電離の時
間となる。
備放電が必要とされている。予備放電の方法は、すでに
いくつか提案されているが、中でもスパークギャップの
アーク放電を利用したＵＶ光子備電離が、簡単な構造で
実現できることから広く利用されている。この方法は、
たとえばレーザー研究第１２巻第８号（１９８４年発行
）の第４２６頁から第４３３頁に記載されたｒ高効率自
動予備電離放電励起ＸａＣΩレーザー」に詳しく論じら
れている。この論文に述べられた方法では、主放電用コ
ンデンサにパルス充電する際の充電電流を予備電離の電
流として利用している。ところで、主放電用コンデンサ
（前記引用文献のＦｉｇ、 １ （ａ ）のＣ２）のパ
ルス充電電圧、すなわち陽極及び陰極からなる主電極間
の電圧は、できるだけ高い電圧で放電開始をさせるため
に１時間的に速く立上げることが必要とされている。こ
の電圧の立上げに要する時間は通常１００〜５００ｎｓ
程度が選ばれている。この時間がすなわち予備電離の時
間となる。
一方、予備電離と主放電開始の時間差が短かすぎると、
レーザ出力が不安定になることが知られているが、これ
は、予備電離直後はどうしても、発生したプラズマが空
間・的に十分拡散していないため、引き続き主放電が始
まると、放電が片寄りやすくアークへ移行しやすいため
と考えられる。
レーザ出力が不安定になることが知られているが、これ
は、予備電離直後はどうしても、発生したプラズマが空
間・的に十分拡散していないため、引き続き主放電が始
まると、放電が片寄りやすくアークへ移行しやすいため
と考えられる。
この時間の目安は通常のエキシマレーザの動作条件から
推定すると１μＢ程度となることがわかる。
推定すると１μＢ程度となることがわかる。
したがって、前記引用文献のように１通常の自動れなく
なっていた。
なっていた。
〔発明の目的］
本発明の目的は、安定で効率のよい高気圧パルスレーザ
装置を提供することにある。
装置を提供することにある。
本発明のパルスレーザ装置は、予備電離により発生した
プラズマが放電空間で均一に拡散した後、主放電が開始
するように、予備電離の回路を主放電コンデンサよりも
前段の比較的時間変化がゆるやかな回路中に設け、自動
予備電でかつ、放電の安定化、レーザ発振の高効率化が
得られるようにしたものである。
プラズマが放電空間で均一に拡散した後、主放電が開始
するように、予備電離の回路を主放電コンデンサよりも
前段の比較的時間変化がゆるやかな回路中に設け、自動
予備電でかつ、放電の安定化、レーザ発振の高効率化が
得られるようにしたものである。
以下、本発明の一実施例を第１図に示すエキシマレーザ
の回路図により説明する。
の回路図により説明する。
直流高電圧源１により充電されたエネルギーを蓄積した
コンデンサＣＬのエネルギーは、スパークギャップなど
の制御スイッチ３が閉じると、リアクトル４（インダク
タンスＬＬ）を介して、パルス整形回路初段のコンデン
サＣ３へ充電される。
コンデンサＣＬのエネルギーは、スパークギャップなど
の制御スイッチ３が閉じると、リアクトル４（インダク
タンスＬＬ）を介して、パルス整形回路初段のコンデン
サＣ３へ充電される。
次の段の可飽和リアクトル６はコンデンサＣ３が充分充
電されるまで、電流が流れないので、コンデンサＣ１か
らコンデンサＣ２への充電電流１２が流れる正弦波半波
の時間Ｔ３は、Ｃ１，Ｃ，。
電されるまで、電流が流れないので、コンデンサＣ１か
らコンデンサＣ２への充電電流１２が流れる正弦波半波
の時間Ｔ３は、Ｃ１，Ｃ，。
Ｌ、のみで決まる。Ｃ３が充分充電された後、可飽和リ
アクトル６のインダクタンス値が小さくなり（Ｌａｘ’
）−コンデンサＣ３からコンデンサＣ３へ電荷が移行
し、コンデンサＣａがパルス充電される。この充電に際
しての時間Ｔ、はＣ２゜Ｃ，、Ｌ、、’で決まる。以下
、同様にして、最終的に主放電コンデンサＣ６が充電さ
れた後、主電極１１Ａ、１１８間で主放電が開始する。
アクトル６のインダクタンス値が小さくなり（Ｌａｘ’
）−コンデンサＣ３からコンデンサＣ３へ電荷が移行
し、コンデンサＣａがパルス充電される。この充電に際
しての時間Ｔ、はＣ２゜Ｃ，、Ｌ、、’で決まる。以下
、同様にして、最終的に主放電コンデンサＣ６が充電さ
れた後、主電極１１Ａ、１１８間で主放電が開始する。
以上のようなシーケンスにおいて１回路定数を適当に選
択することにより、第２図に示したように、最終段の主
放電コンデンサＣ４の充電時間Ｔ４を充分短かくすると
同時に、初段の充電時間Ｔ２ をＴ４に比べ充分長く設
定することができる。
択することにより、第２図に示したように、最終段の主
放電コンデンサＣ４の充電時間Ｔ４を充分短かくすると
同時に、初段の充電時間Ｔ２ をＴ４に比べ充分長く設
定することができる。
第１図に示したように、予備電離電極１２．１３をパル
ス波形整形回路の初段のコンデンサＣ３の・充電回路に
接続しているので、コンデンサＣ３の充電電流１２は、
予備電離電極１２．１３間を流れるアーク電流に等しい
、したがって予備電離のピーク電流の時刻（ｔＰ ’）
と主放電開始の時刻ｔ、の時間差ΔＴは となる、たとえば、Ｔ、 ＝４ｐｍ、Ｔ、＝１４ｓ。
ス波形整形回路の初段のコンデンサＣ３の・充電回路に
接続しているので、コンデンサＣ３の充電電流１２は、
予備電離電極１２．１３間を流れるアーク電流に等しい
、したがって予備電離のピーク電流の時刻（ｔＰ ’）
と主放電開始の時刻ｔ、の時間差ΔＴは となる、たとえば、Ｔ、 ＝４ｐｍ、Ｔ、＝１４ｓ。
Ｔ、＝０．４μｓとなるように回路素子を設定すると、
ＪＴ＝３．１μＢ となり予備電離により発生したプラ
ズマは放電空間内で十分拡散し、均一化される。このよ
うな状態で、Ｔ４＝０．１μｓの高速で主放電コンデン
サＣ４の電圧を立上げると、充電途中で自爆することな
く、高い電圧で主放電が開始し、かつ一様な放電が得ら
れ、安定した、効率のよいレーザ出力が得られる。
−すなわち、スイッチ３を閉じると、コンデンサＣ１
が充電すると共に、充電電流ｉ３がコンデンサＣ８に流
れ、その時のコンデンサＣ８の受電電圧ｖ３ と充電電
流ｉ３とは、第２図（ａ）、（ｂ）に示す特性図となる
。充電電流ｉ３は第１図の予備回路１０Ａ、ＩＯＢを介
して放電室１０の予備電離電極１２．１３に流れて、予
備電離電極１２゜１３をアーク放電して、紫外線を発生
し、放電室内のプラズマを均一にする。放電室１０には
ガス媒質を充填している。この状態で、更にコンデンサ
Ｃ，および０４′に充電電流が流れると、コンデンサＣ
，，Ｃ１の充電電圧ｖｓ、Ｖ４は、同図（Ｃ）。
ＪＴ＝３．１μＢ となり予備電離により発生したプラ
ズマは放電空間内で十分拡散し、均一化される。このよ
うな状態で、Ｔ４＝０．１μｓの高速で主放電コンデン
サＣ４の電圧を立上げると、充電途中で自爆することな
く、高い電圧で主放電が開始し、かつ一様な放電が得ら
れ、安定した、効率のよいレーザ出力が得られる。
−すなわち、スイッチ３を閉じると、コンデンサＣ１
が充電すると共に、充電電流ｉ３がコンデンサＣ８に流
れ、その時のコンデンサＣ８の受電電圧ｖ３ と充電電
流ｉ３とは、第２図（ａ）、（ｂ）に示す特性図となる
。充電電流ｉ３は第１図の予備回路１０Ａ、ＩＯＢを介
して放電室１０の予備電離電極１２．１３に流れて、予
備電離電極１２゜１３をアーク放電して、紫外線を発生
し、放電室内のプラズマを均一にする。放電室１０には
ガス媒質を充填している。この状態で、更にコンデンサ
Ｃ，および０４′に充電電流が流れると、コンデンサＣ
，，Ｃ１の充電電圧ｖｓ、Ｖ４は、同図（Ｃ）。
（ｄ）のような特性図となり、主電極１０．１１間に同
図（ａ）の主放電電流ｉ、が流れ、主電極１０゜１１間
で均一なグロー放電（又はアンバランシエー放電）を発
生する。つまり、予備回路１０Ａ。
図（ａ）の主放電電流ｉ、が流れ、主電極１０゜１１間
で均一なグロー放電（又はアンバランシエー放電）を発
生する。つまり、予備回路１０Ａ。
１０Ｂを介して主電極１０．１１より早く予備電離電極
１２．１３間でのアーク放電による紫外線によって、プ
ラズマを拡散した状態で、主電極間でグロー放電を行う
ので、グロー放電が均一になり、グロー放電効率を向上
させることができる・以上述べた実施例では、予備電離
電極は、パルス波形整形回路の最前段に接続されたが、
整形回路の途中の段でも、回路素子を適当に選ぶことに
より、上述の効果は得られる。
１２．１３間でのアーク放電による紫外線によって、プ
ラズマを拡散した状態で、主電極間でグロー放電を行う
ので、グロー放電が均一になり、グロー放電効率を向上
させることができる・以上述べた実施例では、予備電離
電極は、パルス波形整形回路の最前段に接続されたが、
整形回路の途中の段でも、回路素子を適当に選ぶことに
より、上述の効果は得られる。
また、パルス整形回路の段数を増し、初段の電圧、電流
、及びそれらの時間変化をもつとゆるやかにすれば、制
御スイッチ素子を半導体化し、シリコン制御整流器を用
いることもでき、さらに信頼性が向上するという効果が
得られる。
、及びそれらの時間変化をもつとゆるやかにすれば、制
御スイッチ素子を半導体化し、シリコン制御整流器を用
いることもでき、さらに信頼性が向上するという効果が
得られる。
本発明によれば、予備電離により発生したプラズマが放
電空間で十分拡散し、均一化された後で主放電を開始さ
せることができるので、安定した高効率の高気圧パルス
レーザ装置を提供できるという効果がある。
電空間で十分拡散し、均一化された後で主放電を開始さ
せることができるので、安定した高効率の高気圧パルス
レーザ装置を提供できるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例として示したエキシマレーザ
の回路図、第２図（ａ）は第１図のコンデンサ２の充電
電圧ｖ２の特性図、同図（ｂ）は充電電流１２の特性図
、同（ｃ）および（ｄ）はコンデンサＣ３およびＣ４の
充電電圧ｖ３およびｖ４、同図（６）は主電極の主放電
電流の特性図である。 １・・・直流高電圧源、Ｃ，、Ｃ，、Ｃ３，Ｃ，・・・
コンデンサ、３・・・制御スイッチ素子、４・・・リア
クトル、６．８・・・可飽和リアクトル、１０・・・放
電室、１０Ａ。 １０Ｂ・・・予備回路、ＩＩＡ、ＩＩＢ・・・主電極、
第１１ 第？
の回路図、第２図（ａ）は第１図のコンデンサ２の充電
電圧ｖ２の特性図、同図（ｂ）は充電電流１２の特性図
、同（ｃ）および（ｄ）はコンデンサＣ３およびＣ４の
充電電圧ｖ３およびｖ４、同図（６）は主電極の主放電
電流の特性図である。 １・・・直流高電圧源、Ｃ，、Ｃ，、Ｃ３，Ｃ，・・・
コンデンサ、３・・・制御スイッチ素子、４・・・リア
クトル、６．８・・・可飽和リアクトル、１０・・・放
電室、１０Ａ。 １０Ｂ・・・予備回路、ＩＩＡ、ＩＩＢ・・・主電極、
第１１ 第？
Claims (1)
- １、レーザ媒質を有する放電室内に主電極および予備電
離電極を配置し、主電極間を制御スイッチと複数のコン
デンサとから成るパルス回路を接続したものにおいて、
制御スイッチ側のパルス回路と予備電離電極との間を予
備回路により接続することを特徴とするパルスレーザ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5593085A JPH0716053B2 (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | パルスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5593085A JPH0716053B2 (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | パルスレ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61216373A true JPS61216373A (ja) | 1986-09-26 |
| JPH0716053B2 JPH0716053B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=13012799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5593085A Expired - Lifetime JPH0716053B2 (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | パルスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0716053B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62190785A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-20 | Mitsubishi Electric Corp | 放電励起短パルスレ−ザ装置 |
| JPS63288078A (ja) * | 1987-05-20 | 1988-11-25 | Keisuke Sasaki | エキシマ−レ−ザ−の発振装置 |
| JPH01132185A (ja) * | 1987-11-18 | 1989-05-24 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | パルス電源装置 |
| JPH0266982A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-07 | Komatsu Ltd | パルス放電型ガスレーザの予備電離回路 |
| JPH04221869A (ja) * | 1990-12-21 | 1992-08-12 | Mitsubishi Electric Corp | エキシマレーザ装置 |
-
1985
- 1985-03-22 JP JP5593085A patent/JPH0716053B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62190785A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-20 | Mitsubishi Electric Corp | 放電励起短パルスレ−ザ装置 |
| JPS63288078A (ja) * | 1987-05-20 | 1988-11-25 | Keisuke Sasaki | エキシマ−レ−ザ−の発振装置 |
| JPH01132185A (ja) * | 1987-11-18 | 1989-05-24 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | パルス電源装置 |
| JPH0266982A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-07 | Komatsu Ltd | パルス放電型ガスレーザの予備電離回路 |
| JPH04221869A (ja) * | 1990-12-21 | 1992-08-12 | Mitsubishi Electric Corp | エキシマレーザ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0716053B2 (ja) | 1995-02-22 |
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