JPS615589A - 放電形気体レ−ザ発振装置 - Google Patents
放電形気体レ−ザ発振装置Info
- Publication number
- JPS615589A JPS615589A JP12530284A JP12530284A JPS615589A JP S615589 A JPS615589 A JP S615589A JP 12530284 A JP12530284 A JP 12530284A JP 12530284 A JP12530284 A JP 12530284A JP S615589 A JPS615589 A JP S615589A
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- Japan
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- discharge
- anode
- type gas
- voltage
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- Pending
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-
- 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
- H01S3/09713—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited with auxiliary ionisation, e.g. double discharge excitation
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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】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、放電形気体レーザ発振装置に関し。
特に放電電力密度の増大を図った無声放電電圧印加に特
徴のある放電形気体し、−ザ発振装置に関する。
徴のある放電形気体し、−ザ発振装置に関する。
従来の放電形気体レーザ発振装置は第６図およ
□び第７図に示すような公開特許公報（特開昭５６−１
３４７８９号）に記載したものであった。なお、図中の
７は表面に小孔を多数有する円筒型の陰極（外管電極）
、８は小孔、９は誘電体、１０は誘電体電極（内管電極
）、１１は陰極７の内部と誘雷体９との間に無声放電を
発生させるための交流電源、１２は陽極１と陰極７との
間にグロー放電を生成するための主放電電源を示す。ま
た、１は陽極、２は反射鏡、３は放電空間、４はレーザ
光の方向、５はガスの流れ方向、６は放電装置容器を示
す。レーザ共振器は、陽極ｌおよび陰極７の両電極の両
端に配置された２枚の反射碗２から構成されている。
□び第７図に示すような公開特許公報（特開昭５６−１
３４７８９号）に記載したものであった。なお、図中の
７は表面に小孔を多数有する円筒型の陰極（外管電極）
、８は小孔、９は誘電体、１０は誘電体電極（内管電極
）、１１は陰極７の内部と誘雷体９との間に無声放電を
発生させるための交流電源、１２は陽極１と陰極７との
間にグロー放電を生成するための主放電電源を示す。ま
た、１は陽極、２は反射鏡、３は放電空間、４はレーザ
光の方向、５はガスの流れ方向、６は放電装置容器を示
す。レーザ共振器は、陽極ｌおよび陰極７の両電極の両
端に配置された２枚の反射碗２から構成されている。
この従来の装置では、陰極７と同軸円筒配置された誘電
体電極１０との間に誘電体９を介在し、電源１１ｆこよ
り無声放電を陰極７の内部に発生させていた。
体電極１０との間に誘電体９を介在し、電源１１ｆこよ
り無声放電を陰極７の内部に発生させていた。
このような装置では次のような欠点があった。
陰極７を基準にして正のパルスでは、イオンが小孔８か
らとび出すことにより、主放電におけるグロー放電の陰
極降下の厚さが低下し、主放電の放゛電電力□〕消１費
、の・低減に寄与せず交流の場合半サイクルの電力はむ
だに消費され、予備電離の電力が多く消費された。また
周期的に小孔８から放電空間３へ供給される荷電粒子（
イオンン、電子）の極性が異なり、グロー放電の降下の
厚さが、時間的に変比し、したがって放電電力密度が高
くなると放電の不安定につながった。
らとび出すことにより、主放電におけるグロー放電の陰
極降下の厚さが低下し、主放電の放゛電電力□〕消１費
、の・低減に寄与せず交流の場合半サイクルの電力はむ
だに消費され、予備電離の電力が多く消費された。また
周期的に小孔８から放電空間３へ供給される荷電粒子（
イオンン、電子）の極性が異なり、グロー放電の降下の
厚さが、時間的に変比し、したがって放電電力密度が高
くなると放電の不安定につながった。
この発明は、前述した従来装置の欠点を改良したもので
、予備放電電力の省電力化、放電の安定−の向上を図っ
た高効率放電形気体レーザ発振装置を提供することを目
的とする。
、予備放電電力の省電力化、放電の安定−の向上を図っ
た高効率放電形気体レーザ発振装置を提供することを目
的とする。
一般にグロー放電は気体からのイオンあるいは光量子の
陰極への衝撃によって電子を放出しており、これは、放
電を定常的に維持するための役目を持っている。したが
って陰極から常時多量に電子を放出すれば正規グローで
の陰極降下は低く、また電流密度も高くとることができ
る。したがって、予備放電により陰極付近ｌこ多量の電
子を放出すれば、放電形気体し−ザ発撮装置ｔこおける
グロー放電電力は従来の予備電離のない放電に比較して
、空間的に均−Ｉこ、しかも高電流密度のグローが安定
に推持できる。無声放電を予ｍ電離として使用する鴇合
陰極を基準にして放電電流の方向が変化するので常に一
定ζこして常時、電子が陰極面上に放出されるように一
方向に電流が流れる無声放電電源を使用すれば良い。す
なわち陰極を基準にして無声放電によって発生した電子
が、陰極の−方へ流れるように無声放電用の交流電圧に
、陰極を基準にして負なるバイアスをかけるよう□な直
流電源を設置するように構成したのが本発明の放電形気
体レーザ発振装置である。
陰極への衝撃によって電子を放出しており、これは、放
電を定常的に維持するための役目を持っている。したが
って陰極から常時多量に電子を放出すれば正規グローで
の陰極降下は低く、また電流密度も高くとることができ
る。したがって、予備放電により陰極付近ｌこ多量の電
子を放出すれば、放電形気体し−ザ発撮装置ｔこおける
グロー放電電力は従来の予備電離のない放電に比較して
、空間的に均−Ｉこ、しかも高電流密度のグローが安定
に推持できる。無声放電を予ｍ電離として使用する鴇合
陰極を基準にして放電電流の方向が変化するので常に一
定ζこして常時、電子が陰極面上に放出されるように一
方向に電流が流れる無声放電電源を使用すれば良い。す
なわち陰極を基準にして無声放電によって発生した電子
が、陰極の−方へ流れるように無声放電用の交流電圧に
、陰極を基準にして負なるバイアスをかけるよう□な直
流電源を設置するように構成したのが本発明の放電形気
体レーザ発振装置である。
このような構成をすることにより、常時電子の＼みが陰
極に供給され予備電離用の電力が有効に使用される。ま
た主放電のグロー放電についても、陰極降下が低下し、
陽光柱プラズマの空間の一様性が増し、さらに放電電力
密度も向上する。結果としてレーザ出力の而よ、レーザ
ビーム質の向上（、につながる。またレーザ装置の小型
化ｌども寄与できる。
極に供給され予備電離用の電力が有効に使用される。ま
た主放電のグロー放電についても、陰極降下が低下し、
陽光柱プラズマの空間の一様性が増し、さらに放電電力
密度も向上する。結果としてレーザ出力の而よ、レーザ
ビーム質の向上（、につながる。またレーザ装置の小型
化ｌども寄与できる。
第１図に本実施例を示す。なお、従来装置と同一構成部
分については同一符号を附して示し、特に陽極１、ある
いはグロー放電用１１ｒ、源１２゛などは省略して示し
た。第１図中の１３は陰極７を基準に員バイアスを与え
るための直流電源を示す。このような回路構成ｌこする
と第２図１ζ示す如く誘電体ｉ！極１０と陰極７の間に
無声放電電流が流れ電子が陰極７の方へ流れ、陰極７に
設けられた小孔８から電子が、効果的に放出される。
分については同一符号を附して示し、特に陽極１、ある
いはグロー放電用１１ｒ、源１２゛などは省略して示し
た。第１図中の１３は陰極７を基準に員バイアスを与え
るための直流電源を示す。このような回路構成ｌこする
と第２図１ζ示す如く誘電体ｉ！極１０と陰極７の間に
無声放電電流が流れ電子が陰極７の方へ流れ、陰極７に
設けられた小孔８から電子が、効果的に放出される。
以上の実施例の説明は、電極一対のものについて述べた
が、複数個によって構成されたものについても同様に適
用される。
が、複数個によって構成されたものについても同様に適
用される。
また、陰極７と誘電体電極１ｏとは必ずじも同軸円筒状
の配置でなくとも本実施例と同様の効果を得ることがで
きる。またバイアス用直流電源１３は、陰極７と交流電
源１１との間に入れても同様の効果を得ることは言うま
でもない。
の配置でなくとも本実施例と同様の効果を得ることがで
きる。またバイアス用直流電源１３は、陰極７と交流電
源１１との間に入れても同様の効果を得ることは言うま
でもない。
この実施例では直流バイアスした交流電源を使用したが
、直流電源のみでも良く、また第３図（ａ）乃至（ｄ）
に示す電圧波形の如くひずみ波交流や脈動電流を印加す
ることでも前述の実施例と同様の効果を得ることができ
る。
、直流電源のみでも良く、また第３図（ａ）乃至（ｄ）
に示す電圧波形の如くひずみ波交流や脈動電流を印加す
ることでも前述の実施例と同様の効果を得ることができ
る。
第４図にさらに他の実施例を示す。前述した実施例の装
置と同一部分は同一記号を記し、°説明は省略する。外
管７と内管１０とは電気的に絶縁されている。外管７に
はスリット２３が設けられている。また内管１０は、起
動時にはグロー放電電源１５の正電位側に制限抵抗１６
を介して接続されている。放電起動後は切換スイッチ１
７でグロー放電電源１５の負電位側すなわち外管電極７
に同電位に接続する。なお、陽極１は電極１９に制限抵
抗２０を介して電源１５が接続されている。
置と同一部分は同一記号を記し、°説明は省略する。外
管７と内管１０とは電気的に絶縁されている。外管７に
はスリット２３が設けられている。また内管１０は、起
動時にはグロー放電電源１５の正電位側に制限抵抗１６
を介して接続されている。放電起動後は切換スイッチ１
７でグロー放電電源１５の負電位側すなわち外管電極７
に同電位に接続する。なお、陽極１は電極１９に制限抵
抗２０を介して電源１５が接続されている。
このような回路構成をすることにより放電起動時に高電
位がしらずに、放電が容易となる。たとえばｃｏ、ガ、
（Ｌ／−ザの場合圧力５０Ｔｏｒｒ ＣＯＩ。
位がしらずに、放電が容易となる。たとえばｃｏ、ガ、
（Ｌ／−ザの場合圧力５０Ｔｏｒｒ ＣＯＩ。
Ｎ、、Ｈｅの混合ガスでホローカソード外管７とアノー
ド１９との距離が８ ｃｍとすると放電開始電圧は４に
〜５に程度必要となるが、本実施例で行なうと３ＫＷ程
度の放電開始電圧である。したがってグロー放電電源］
５の容量は２０〜３０チ小さくすることが可能である。
ド１９との距離が８ ｃｍとすると放電開始電圧は４に
〜５に程度必要となるが、本実施例で行なうと３ＫＷ程
度の放電開始電圧である。したがってグロー放電電源］
５の容量は２０〜３０チ小さくすることが可能である。
すなわちグロー放電電源１５は小型化できる。これはレ
ーザ装置全体の小型化・省電力化につながる。なお、外
管電極７には、管内に冷却水２４が流通するようになっ
ていて、さらに冷却液の流通する冷却管２２が固設され
、この外管電極７の加熱を防いでいる。
ーザ装置全体の小型化・省電力化につながる。なお、外
管電極７には、管内に冷却水２４が流通するようになっ
ていて、さらに冷却液の流通する冷却管２２が固設され
、この外管電極７の加熱を防いでいる。
本発明は、上前した目的達成できる範囲で変形可能であ
り、たとえば第５図に示すごとく補助電源１８を入れて
も良い補助電源１８は直流、直流成分が外管電極８側で
負となるような交流あるいはパルス電源でもよい。アノ
ード１９はピン状電極に限定されることはなく、棒、平
板状電極に対しても本発明の効果は変らない。
り、たとえば第５図に示すごとく補助電源１８を入れて
も良い補助電源１８は直流、直流成分が外管電極８側で
負となるような交流あるいはパルス電源でもよい。アノ
ード１９はピン状電極に限定されることはなく、棒、平
板状電極に対しても本発明の効果は変らない。
第１図は本発明の放電形気体レーザ発振装置を示す構成
図、第２図および第３図は波形図、第４図および第５図
は本発明の他の実施例を示す構成図、第６図は従来装置
の構成正面図、第７図は第６図の側面図である。 １・・・陽極、２・・・反射鏡、３・・・放電空間、４
・・・レーザ光の方向、５・−・ガスの流れ方向、７・
・・陰極奥管電極）、８・・・小孔、９・・・誘電体、
１０・・・誘電体 ′（内管電極）、１１・−交
流′ｆＩＬ源、１２・・・主放電電源％ １３・・・補
助電源、１７・・・切換スイッチ。 第８図 第４図 Ｓがス 第５図
図、第２図および第３図は波形図、第４図および第５図
は本発明の他の実施例を示す構成図、第６図は従来装置
の構成正面図、第７図は第６図の側面図である。 １・・・陽極、２・・・反射鏡、３・・・放電空間、４
・・・レーザ光の方向、５・−・ガスの流れ方向、７・
・・陰極奥管電極）、８・・・小孔、９・・・誘電体、
１０・・・誘電体 ′（内管電極）、１１・−交
流′ｆＩＬ源、１２・・・主放電電源％ １３・・・補
助電源、１７・・・切換スイッチ。 第８図 第４図 Ｓがス 第５図
Claims (5)
- （１）ガス励起してレーザ光を得るための主放電電圧が
印加される陽極と陰極およびこの陰極の近傍に誘電体で
被覆した誘電体電極が配置され、この誘電体電極と前記
陰極と前記陰極との間に前記陰極を基準にして直流成分
が負なる電圧を印加することにより、前記誘電体電極と
前記陰極との間に無声放電を生成させてなることを特徴
とする放電形気体レーザ発振装置。 - （２）直流成分が負なる電圧を直流成分が負なるひずみ
波交流電圧としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の放電形気体レーザ発振装置。 - （３）直流成分が負なる電圧を負なる脈動電圧としたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放電形気体
レーザ発振装置。 - （４）無声放電を起動時のみ生成させてなることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の放電形気体レーザ発
振装置。 - （５）無声放電を主放電電圧の印加で生成させてなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の放電形気体
レーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12530284A JPS615589A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 放電形気体レ−ザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12530284A JPS615589A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 放電形気体レ−ザ発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS615589A true JPS615589A (ja) | 1986-01-11 |
Family
ID=14906720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12530284A Pending JPS615589A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 放電形気体レ−ザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS615589A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0188378U (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-12 |
-
1984
- 1984-06-20 JP JP12530284A patent/JPS615589A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0188378U (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-12 | ||
| JPH0514131Y2 (ja) * | 1987-11-30 | 1993-04-15 |
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