JPS6218781A - レ−ザ発振器 - Google Patents
レ−ザ発振器Info
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- JPS6218781A JPS6218781A JP15855485A JP15855485A JPS6218781A JP S6218781 A JPS6218781 A JP S6218781A JP 15855485 A JP15855485 A JP 15855485A JP 15855485 A JP15855485 A JP 15855485A JP S6218781 A JPS6218781 A JP S6218781A
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- JP
- Japan
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- discharge
- electrodes
- laser
- main
- laser oscillator
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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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は横方向励起型バネスレーザ発振器の改良に関
するものである。
するものである。
第７図は従来この種のものとして代表的な横方向励起型
パルスレーザ発振器で、特にエキシマレーザ（例えばＡ
ｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＦ、ＸｅＣ，ｅ） 、窒素レーザ。
パルスレーザ発振器で、特にエキシマレーザ（例えばＡ
ｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＦ、ＸｅＣ，ｅ） 、窒素レーザ。
ＴＥＡＣＯ！レーザ等で良く使われる装置の一例を示す
縦断面図である。図において、（１）は第１の主電極、
（２）は第１の主電極基板、（３）は第２の主電極、（
４）は第２の主電極基板、（５ａ）、（Ｆｂ）はレーザ
励起用主放′成回路の伝導路を兼ねる紫外光発光用予備
電離電極対、（６）は主放電を起こすためのピーキング
コンデンサー、（７）は主放Ｅｌこよってレーザが励起
される放電励起部、（８）は放電励起部（７）を主放電
に先立って予備電離する紫外光、（９）はレーザ発振光
軸、ＱＯは紫外光（８）を発生ずる予備電離ギャップ、
０浪はレーザカス流を示す矢印、＠はレーザガスを冷却
する熱交換器、（至）はレーザガスを循環するプロワ−
１α４はレーザガスの循環系を構成するガスタ゛°クト
、（ハ）はレーザガスを封入するレーザ筐体、ｑＱはピ
ーキングコンデンサー（６）をハルス的に充電するパル
ス充電回路、Ｑ７）はパルス充電回路ｑＱを駆動するた
めの高圧電源である。
縦断面図である。図において、（１）は第１の主電極、
（２）は第１の主電極基板、（３）は第２の主電極、（
４）は第２の主電極基板、（５ａ）、（Ｆｂ）はレーザ
励起用主放′成回路の伝導路を兼ねる紫外光発光用予備
電離電極対、（６）は主放電を起こすためのピーキング
コンデンサー、（７）は主放Ｅｌこよってレーザが励起
される放電励起部、（８）は放電励起部（７）を主放電
に先立って予備電離する紫外光、（９）はレーザ発振光
軸、ＱＯは紫外光（８）を発生ずる予備電離ギャップ、
０浪はレーザカス流を示す矢印、＠はレーザガスを冷却
する熱交換器、（至）はレーザガスを循環するプロワ−
１α４はレーザガスの循環系を構成するガスタ゛°クト
、（ハ）はレーザガスを封入するレーザ筐体、ｑＱはピ
ーキングコンデンサー（６）をハルス的に充電するパル
ス充電回路、Ｑ７）はパルス充電回路ｑＱを駆動するた
めの高圧電源である。
次に動作番こついて説明する。レーザ一体α→に封入さ
れ、ガスダクト圓、ブロワ−（至）、熱交換６０カから
なるガス循環系により、冷却さｎたレーザガスが第１の
主電極（１）と第２の主成、ｊ（３）の間１こ矢印の方
向から流し込まれる。高圧電源αηによって、駆動され
たパルス充電回路αＱが予備電離電極対（５ａ）。
れ、ガスダクト圓、ブロワ−（至）、熱交換６０カから
なるガス循環系により、冷却さｎたレーザガスが第１の
主電極（１）と第２の主成、ｊ（３）の間１こ矢印の方
向から流し込まれる。高圧電源αηによって、駆動され
たパルス充電回路αＱが予備電離電極対（５ａ）。
（５ｂ）第２の主電極基板（４）を通じて、ピーキング
コンデンサー（６）をパルス充電する。その際、予備電
／ｆ 離ギャップαＱｒアーク放（で接続され、紫外光（８）
を発生する。これ番こよって放電励起部（７）の全域１
こ（６）の充電により、第１の圧電極（１）と第２の主
電極（３）との間の電圧が放電開始電圧に達すると、ピ
ーキングコンデンサー（６）に蓄えられた電荷は予備電
離電極対（５ａ） 、 （５ｂ）を通じて一気に第１の
圧電極（１）、第２の主電極（３）間に流れ、放電励起
部（７）にパルス放電が形成される。これは、あらかじ
め放電励起部（７）が紫外光（８）によって均一な予備
電離状態にされているので、均一な放電となる。この放
電でレーザガス中のレーザ媒質が励起され、誘導放出に
よって、光軸（９）の方向にレーザビームか出射する。
コンデンサー（６）をパルス充電する。その際、予備電
／ｆ 離ギャップαＱｒアーク放（で接続され、紫外光（８）
を発生する。これ番こよって放電励起部（７）の全域１
こ（６）の充電により、第１の圧電極（１）と第２の主
電極（３）との間の電圧が放電開始電圧に達すると、ピ
ーキングコンデンサー（６）に蓄えられた電荷は予備電
離電極対（５ａ） 、 （５ｂ）を通じて一気に第１の
圧電極（１）、第２の主電極（３）間に流れ、放電励起
部（７）にパルス放電が形成される。これは、あらかじ
め放電励起部（７）が紫外光（８）によって均一な予備
電離状態にされているので、均一な放電となる。この放
電でレーザガス中のレーザ媒質が励起され、誘導放出に
よって、光軸（９）の方向にレーザビームか出射する。
ところで、このようなパルスレーザ発振器では、実用的
な応用の面において、数十〜数百ｐｐＳの高繰返し動作
を行ない、高い平均出力を得ることが必要である。
な応用の面において、数十〜数百ｐｐＳの高繰返し動作
を行ない、高い平均出力を得ることが必要である。
しかしながら、従来のレーザ発振器に多数採用されてい
る紫外線による予備電離方式では、アーク放′成によっ
て紫外光全発生させているので、レーザの高繰返し動作
時には、予備電離電極におけるスパツタリングが激しく
起こり、その寿命、予備電離の一ゲ定性が問題となる。
る紫外線による予備電離方式では、アーク放′成によっ
て紫外光全発生させているので、レーザの高繰返し動作
時には、予備電離電極におけるスパツタリングが激しく
起こり、その寿命、予備電離の一ゲ定性が問題となる。
また、アーク放電（こより１）−ザガスの解離が促進さ
れ、高価なレーザガスの寿命が低減される。さら疹こ、
予備電離電極力）多数のビン電極対から構成されるので
、その組立に時間を要する等の問題点があった。
れ、高価なレーザガスの寿命が低減される。さら疹こ、
予備電離電極力）多数のビン電極対から構成されるので
、その組立に時間を要する等の問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさｎ
たもので、安定したレーザ出力が得られ、ｌエフかつ、
長寿命であるとともに、その組立が容易であるレーザ発
振器を得ることを目的としている０ 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係るパルスレーザ発振器は、第３゜第４の補
助′電極対の間で交流放電を行ない、そこで発生する荷
電粒子を、レーザガスの気流によって第１．第２の生電
極間に均一に拡散させるようにしたものである 〔作 用〕 この発明ｔＣおけるレーザ発振器は、交流放電から発生
する荷電粒子が主電極間に拡散されており、その予備電
離効果により、均一で安定したパルス放電によりレーザ
励起が行なわれる。
たもので、安定したレーザ出力が得られ、ｌエフかつ、
長寿命であるとともに、その組立が容易であるレーザ発
振器を得ることを目的としている０ 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係るパルスレーザ発振器は、第３゜第４の補
助′電極対の間で交流放電を行ない、そこで発生する荷
電粒子を、レーザガスの気流によって第１．第２の生電
極間に均一に拡散させるようにしたものである 〔作 用〕 この発明ｔＣおけるレーザ発振器は、交流放電から発生
する荷電粒子が主電極間に拡散されており、その予備電
離効果により、均一で安定したパルス放電によりレーザ
励起が行なわれる。
第１図はこの発明の一実施例の構成を示す縦断面図で、
第７図の従来例と同一符号は同等部分を示す。図におい
て、艶は誘電体で被われた第１の補助′ｆＩｔ極、ｎｇ
は第２の補助電極、■は第１．第２の補助電極（１１１
９、（１９間に接続されている又流高圧電源、日は荷電
粒子を発生するための交流放電である。
第７図の従来例と同一符号は同等部分を示す。図におい
て、艶は誘電体で被われた第１の補助′ｆＩｔ極、ｎｇ
は第２の補助電極、■は第１．第２の補助電極（１１１
９、（１９間に接続されている又流高圧電源、日は荷電
粒子を発生するための交流放電である。
次にこの発明の動作について説明する。交流高圧電源田
によって第１．第２の補助電極明、１９間に、交流電圧
が印加され、交流放電のが行なわれる。ここで後１こ説
明するように、少なくとも第１の電極は、その表面が誘
電体で被われているので、誘電体のバラスト効果により
、交流放１１ｔ１２１）は補助電極（ト）、 （１１１
１全域にわたり均一な放電となる。ここで発生する荷電
粒子は、レーザガスの気流（６）により、放電励起部（
７）において均一に拡散される。
によって第１．第２の補助電極明、１９間に、交流電圧
が印加され、交流放電のが行なわれる。ここで後１こ説
明するように、少なくとも第１の電極は、その表面が誘
電体で被われているので、誘電体のバラスト効果により
、交流放１１ｔ１２１）は補助電極（ト）、 （１１１
１全域にわたり均一な放電となる。ここで発生する荷電
粒子は、レーザガスの気流（６）により、放電励起部（
７）において均一に拡散される。
ここにおいて、パルス充電回路α・によってピーキング
コンデンサー（６）がパルス充電され、第１゜第２の主
電極（１） 、 ＋３１間がその放電開始電圧に達する
と、ピーキングコンデンサー（６）に蓄えられた電荷か
一気に放出され、放電励起部（１）においてパルス放電
が形成される。このパルス放電は、放ＩＥ励起部（７）
においてあらかじめ荷電粒子が均一に拡散されていたの
で、その予備電離効果により均一な放電となり、効率的
なレーザ媒質の励起が行なわれる。
コンデンサー（６）がパルス充電され、第１゜第２の主
電極（１） 、 ＋３１間がその放電開始電圧に達する
と、ピーキングコンデンサー（６）に蓄えられた電荷か
一気に放出され、放電励起部（１）においてパルス放電
が形成される。このパルス放電は、放ＩＥ励起部（７）
においてあらかじめ荷電粒子が均一に拡散されていたの
で、その予備電離効果により均一な放電となり、効率的
なレーザ媒質の励起が行なわれる。
上記のような予備電離においては、予備電離源で−ある
交流放電のが、その補助電極の＃成体バラスト効果によ
り、はぼ均一なグロー放電であるため、従来のアーク放
電である場合に比べて、予備１１Ｌ雌が安定し、補助電
極の寿命も飛躍的に向上し、問題はなくなる。また、同
様の理由で、予備電離に伴うガスの解離が減少し、補助
電極のスパッタリングもないことから、レーザガスの寿
命も向上する。さらに、補助電極対は、例えは、棒状の
電極を対向させるたけでよいので、その構造は簡単で、
組立も容易となる。
交流放電のが、その補助電極の＃成体バラスト効果によ
り、はぼ均一なグロー放電であるため、従来のアーク放
電である場合に比べて、予備１１Ｌ雌が安定し、補助電
極の寿命も飛躍的に向上し、問題はなくなる。また、同
様の理由で、予備電離に伴うガスの解離が減少し、補助
電極のスパッタリングもないことから、レーザガスの寿
命も向上する。さらに、補助電極対は、例えは、棒状の
電極を対向させるたけでよいので、その構造は簡単で、
組立も容易となる。
ここで、補助電極対の構成として考えられる二つの場合
を第２図及び第３図ｉこ示す。第２図では、その表面を
誘電体で被われた第１の補助電極側と、同様に誘電体で
被われた第２の補助電極（１９ａ）とによって構成され
る。一方、第３図では、誘電体で被われた第１の補助電
極−と、その表面が金属である第２の補助電極（１９ｂ
）とによって構成される。
を第２図及び第３図ｉこ示す。第２図では、その表面を
誘電体で被われた第１の補助電極側と、同様に誘電体で
被われた第２の補助電極（１９ａ）とによって構成され
る。一方、第３図では、誘電体で被われた第１の補助電
極−と、その表面が金属である第２の補助電極（１９ｂ
）とによって構成される。
第２図の誘電体電極同志の場合、交流放電口はかなり均
一なグロー放電となり、予備電離の均一化が促進される
。第３図の誘電体電極と金属電極との場合、その放電は
多少アーク交りとなり、均一性は若干失なわれるが、第
２図の両補助電極叫。
一なグロー放電となり、予備電離の均一化が促進される
。第３図の誘電体電極と金属電極との場合、その放電は
多少アーク交りとなり、均一性は若干失なわれるが、第
２図の両補助電極叫。
（１９ａ）が全く同一の誘電体電極である場合に比べて
、交流放ＩＥ圓に入る電力は２倍となる。
、交流放ＩＥ圓に入る電力は２倍となる。
いずれの補助電極対を選ぶかは、予備電離する放電励起
部（７）の東件によって異なり、主放電の状態、レーザ
ガスの寿命などから総合的に判断すべきことである。
部（７）の東件によって異なり、主放電の状態、レーザ
ガスの寿命などから総合的に判断すべきことである。
なＳ、上記実施例では、補助電極対−，α９は主Ｒ’ｉ
ｆｆ対ｍ 、 １３）に対してレーザガス（ロ）の気流
上流薔こ設置１．でいたか、第４図に示すごとく、第１
の主ｔｔりを１例えば金属メツシュなどの多数の開孔を
有する電極（１ａ）とし、その背面に補助電極対置。
ｆｆ対ｍ 、 １３）に対してレーザガス（ロ）の気流
上流薔こ設置１．でいたか、第４図に示すごとく、第１
の主ｔｔりを１例えば金属メツシュなどの多数の開孔を
有する電極（１ａ）とし、その背面に補助電極対置。
Ｌ’Ｊを設置し、さらに、レーザガス（１１）の気流の
一部を分流１−だ、第２のレーザガスの気流（ｌｌａ
）を、交流放電ａ］Ｊ、多数の開孔を有する第１の圧電
極（１ａ）を迫じて、放電励起部（７）に流し込むよう
にしてもよい。このような構造にした場合、上記第１図
の実施例と同様の効果を奏するばかりでなく、ざらに放
電励起部（７）の隼を広げられる効果がある。
一部を分流１−だ、第２のレーザガスの気流（ｌｌａ
）を、交流放電ａ］Ｊ、多数の開孔を有する第１の圧電
極（１ａ）を迫じて、放電励起部（７）に流し込むよう
にしてもよい。このような構造にした場合、上記第１図
の実施例と同様の効果を奏するばかりでなく、ざらに放
電励起部（７）の隼を広げられる効果がある。
ｉｒ、予備４離Ｃ飢である交流放電発生電圧の周期は、
第５図薔こ示すように、圧電極ｆｌ＞、ｉ３）間１こ印
加される゛、戒正圧パルスり、短い場合（第５図Ａ）ご
°も、長い場合（第５図Ｂ）でも同様の効果を奏する。
第５図薔こ示すように、圧電極ｆｌ＞、ｉ３）間１こ印
加される゛、戒正圧パルスり、短い場合（第５図Ａ）ご
°も、長い場合（第５図Ｂ）でも同様の効果を奏する。
また、り【゛光高王斑源ωの発生電圧は、第６図Ａに示
すような、連続モードの電圧印加ばかりでなく、第６図
Ｂに示すように、パルス充電回路（ト）の充１１Ｅ１１
Ｌ圧に同期した、パルスモードの電圧印加でもよい。こ
の場合、交流放ｔｔ２］）における電力消費が少なくな
るばかりでなく、交流放電０によるレーザガスの解離が
低減でき、レーザガスの寿命をさらに伸ばすことができ
る。
すような、連続モードの電圧印加ばかりでなく、第６図
Ｂに示すように、パルス充電回路（ト）の充１１Ｅ１１
Ｌ圧に同期した、パルスモードの電圧印加でもよい。こ
の場合、交流放ｔｔ２］）における電力消費が少なくな
るばかりでなく、交流放電０によるレーザガスの解離が
低減でき、レーザガスの寿命をさらに伸ばすことができ
る。
以上のように、この発明によれは、そのレーザ発振器の
予備電離源を交流放電により行なうよう１こしたので、
装置の信頼性、寿命か増し、また予備電離源の構造が簡
単化する効果かある。
予備電離源を交流放電により行なうよう１こしたので、
装置の信頼性、寿命か増し、また予備電離源の構造が簡
単化する効果かある。
第１図はこの発明の一実施例によるレーザ発振器を示す
縦断面図、第２図及び第３図は予備電離源である交流放
電の電極部構成形、報を示す図、第４図はこの発明の他
の実施例における放電励起部周辺のみを示す縦断面図、
第５図及び第６図は又流高圧槻源の印加電圧と、圧電極
間に印加されるパルス電圧との関係を示す波形図、”Ｉ
ｎ２図は従来のレーザ発振器を示す縦＠面図である。 図に２いて、（１）は第１の主電極、（３）は、Ｊ２の
主電極、（６）はビー午ングコンデンサー、（ロ）はＶ
−ザガス流を示す矢印、（１ａｌは第１の補助電極、ｕ
９は第２の補助電極、ωは交流高圧電源、■は交流放電
。 （ｌａ）は多数の開孔を有する第１の圧電極、（ｌｌａ
）は第２のレーザガス流を示す矢印、（１９＆）は誘電
体で被われた。第２の補助電極、（１９ｂ）は表面が金
属である第２の補助電極である。 な２、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す０
縦断面図、第２図及び第３図は予備電離源である交流放
電の電極部構成形、報を示す図、第４図はこの発明の他
の実施例における放電励起部周辺のみを示す縦断面図、
第５図及び第６図は又流高圧槻源の印加電圧と、圧電極
間に印加されるパルス電圧との関係を示す波形図、”Ｉ
ｎ２図は従来のレーザ発振器を示す縦＠面図である。 図に２いて、（１）は第１の主電極、（３）は、Ｊ２の
主電極、（６）はビー午ングコンデンサー、（ロ）はＶ
−ザガス流を示す矢印、（１ａｌは第１の補助電極、ｕ
９は第２の補助電極、ωは交流高圧電源、■は交流放電
。 （ｌａ）は多数の開孔を有する第１の圧電極、（ｌｌａ
）は第２のレーザガス流を示す矢印、（１９＆）は誘電
体で被われた。第２の補助電極、（１９ｂ）は表面が金
属である第２の補助電極である。 な２、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す０
Claims (5)
- （１）レーザガス流を挾んで相対向する第１及び第２の
主電極、これらの両圧電極間に接続されその充電電荷を
上記両主電極間を通して放電することによつてレーザ光
を生ぜしめるコンデンサー、並びに、互いに対向して設
けられ相互間に交流放電を生ぜしめることによつて上記
両主電極間の空間へ荷電粒子を供給する第１及び第２の
補助電極を備えたことを特徴とするレーザ発振器。 - （２）両補助電極は、両主電極に対して、レーザガス流
の上流側に設けられたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のレーザ発振器。 - （３）両補助電極は、多数の貫通孔を有する第１の主電
極の背面に設けられ、上記両補助電極間及び上記第１の
主電極の貫通孔を経て第２のレーザガス流が両圧電極間
へ流れ込むようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のレーザ発振器。 - （４）両補助電極のうち少なくとも第１の補助電極は表
面を誘電体で覆われてなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のレーザ発振
器。 - （５）両補助電極間の交流放電はパルス的に変調される
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項の
いずれかに記載のレーザ発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15855485A JPS6218781A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | レ−ザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15855485A JPS6218781A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | レ−ザ発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6218781A true JPS6218781A (ja) | 1987-01-27 |
Family
ID=15674241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15855485A Pending JPS6218781A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | レ−ザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6218781A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04324986A (ja) * | 1991-04-25 | 1992-11-13 | Mitsubishi Electric Corp | 放電励起パルスレーザ発振装置 |
| US5426661A (en) * | 1993-11-09 | 1995-06-20 | Hughes Aircraft Company | Pulsed laser discharge stabilization |
-
1985
- 1985-07-17 JP JP15855485A patent/JPS6218781A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04324986A (ja) * | 1991-04-25 | 1992-11-13 | Mitsubishi Electric Corp | 放電励起パルスレーザ発振装置 |
| US5426661A (en) * | 1993-11-09 | 1995-06-20 | Hughes Aircraft Company | Pulsed laser discharge stabilization |
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