JPS62265779A - 高圧ガス媒体のイオン化装置および方法 - Google Patents

高圧ガス媒体のイオン化装置および方法

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JPS62265779A
JPS62265779A JP62051184A JP5118487A JPS62265779A JP S62265779 A JPS62265779 A JP S62265779A JP 62051184 A JP62051184 A JP 62051184A JP 5118487 A JP5118487 A JP 5118487A JP S62265779 A JPS62265779 A JP S62265779A
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energy
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electrodes
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JP62051184A
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エドワード、ジェー、マクレラン
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PARUSU SYST Inc
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    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/0971Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
    • H01S3/09713Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited with auxiliary ionisation, e.g. double discharge excitation
    • H01S3/09716Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited with auxiliary ionisation, e.g. double discharge excitation by ionising radiation

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般にパルスガスレーザに有効なガス媒体の均
一なイオン化に関し、詳細には利得媒体にまたがり直流
電圧を使用出来る3電極高利得高圧CO2レーザに関し
励起における高価で信頼性の低い高エネルギーパルス放
電系の必要性をなくすことに関する。
〔従来の技術〕
3個の電極を用いる二重放電CO2レーザが二つの文献
に記載されている。
1、  “大気圧Co2レーザ用二重放電励起(Atm
ospheric Pressure C02Lase
rs’ 、アルバート・ケー・ラフラム、Rev、Sc
i、 In5tr、41゜1578 (1970))に
は改変された二重放電レーザが論じられている。1個の
トリガー装置が前駆イオン化と利得媒体ポンピング放電
の両方を制御する。
本発明の装置も電圧制御スイッチを有しているが、この
スイッチはラフラムのスイッチについてのように実質的
な主レーザー放電電流を流さない。従って高電圧大量流
高速スイッチング装置を必要とするレーザーと比較して
安価で信頼性が高く且つパルスくり返し率においてかな
りの改善が得られる。
2、  “300−JマルチギガワットCO2レーザ(
A  300− J  MulHg+gaWatt C
O21、ascr″、マーチン・シー・リチャードソン
、ニー・ジエー・オルコック、カート・レオボルドおよ
びビータ−・バーティン、[EEE J、QuanLu
mRIeeLron、9,238(1973)は正当の
二重放電レーザが示されている。第1トリガー装置が前
駆イオン化放電を開始させ、第2のそのような装置がア
ノードの領域に充分なイオン化が生じるまで主放電力(
生しないよう(こする。ここでも」−シ己11こお(す
るように1個のトリガー装置が金主放電電流を流すよう
になっている。上述のようにそのような装置は高価であ
り信頼性が低い傾向をもち、くり返し率も制限されてい
る。
米国特許第4412333号はガス媒体内の主放電の開
始と制御に高速放電前駆イオン化の使用を開始している
。この装置はアークを伴うことなく主放電を生じさせる
に充分なイオン化が生じるまで高エネルギー放電を引き
止めるための高電圧スイッチの使用の必要性をなくして
いる。しかしながら、この装置がアークを伴って動作し
うる最高圧力はCO2とN2とHeの混合気につき80
トールであり、そのような装置からとり出しつるエネル
ギー出力が限られている。この特許の装置と方法は同様
の装置よりも主放電に加えられる電圧が低いところで動
作する。
〔発明が解決しようとする問題点1 以上述べfコように従来の技術では!・リガー装置を1
個用い前駆イオン化とポンピング放電の両方を制御する
場合そのスイッチに主放電電流が流れることによりその
容量を大としなければならず、装置が高価なものになる
。またその信頼性も比較的低い。また、このような大容
量スイッチの必要性をなくしたものにあっては、出力が
小さくなる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はかなりの圧力のガス媒体を均一にイオン化する
装置および方法を提供する。同じくガス媒体に電気的エ
ネルギーを与える効率を増大する装置および方法も提供
する。更にまた本発明は高いガス圧、高いくり返し率、
高い効果、低い充電電圧および極めて簡単な電子回路を
特徴とするパルス化された均一のレーザ発振または増幅
源を提供する。
本発明の装置は金属カソードとこのカソードに対して間
隔をとられ、ほゞ同じ広がりをもち、平行に配置されて
カソードとの間に2辺において限定されてガス媒体が自
由に入ることの出来る体積を形成するワイヤスクリーン
アノードとを含む一対の矩形電極と、この体積内のガス
媒体のほゞ均一なイオン化を生じさせる装置と、この体
積内のガス媒体に高電気エネルギーを与えるものと比較
して高速の時間スケールをもってこの体積内のガス媒体
に、均一のイオン化の発生のは一′直後に開始する低エ
ネルギー放電を形成しその体積内のガス媒体の均一なイ
オン化の急速な増大をもたらす装置と、この装置により
実質的に均一のイオン化がガス媒体内に生じる前にガス
媒体の破壊限界より低い高直流電位差を電極対間に発生
するための、ガス媒体の実質的な均一のイオン化の実質
的な増大によってのみ開始され制御されそしてガス媒体
に実質的なエネルギーを与える上記電極間の高エネルギ
ー放電に実質的なエネルギーをスイッチを用いずに与え
ることの出来る装置と、からなる。
この低エネルギー放電は上記体積内のガス媒体に生じる
実質的に均一なイオン化により制御され、そして高エネ
ルギー放電のそれと比較して短い時間にガス媒体の均一
イオン化量を増大させるので・あり、この高エネルギー
放電がそれにより均一に生じることになる。好適には低
エネルギー放電の発生装置は小容量のコンデンサを含み
、その電荷が、ガス媒体の破壊電圧がその実質的な均一
のイオン化により低下するとき体積に高速で自動的に放
電される。このコンデンサの一方の極をカソードにそし
て他極をバスに接続するとよく、このバスはインピーダ
ンス素子アレイの部分を含み、このアレイは2端子のイ
ンピーダンス素子の平らな1ゴ密度のアレイであってこ
れら素子はカソードに平行てほゞ同じ広がりを有しそれ
から離されてアノードのカソードとは反対の側に置かれ
て第2体積の2辺を形成すると共にアノードとは反対の
側の導体のすべてが共通のバスに接続し、反対側の導体
のすべてが同じ長さでアノードに直角に対向するように
されている。また、電極間に高直流電位差を発生する装
置とカソードとの間にインダクタンスを接続してもよい
。本発明によれば、電極間にほゞ均一のイオン化を発生
させる装置は電磁輻時発生器、粒子ビーム発生器そして
または直流放電装置を含むことが出来る。
本発明の他の観点によれば、本発明の方法では電極間の
領域にガス媒体を充たし、電極間に充分なイオン化を生
じさせる高エネルギーパルス放電を形成するに充分高い
が、ガス媒体の破壊電圧より低い直流電位差をもつよう
に電極対を充電してガス媒体に実質的なエネルギーを与
え、電極間の領域の外側に第1の均一な低エネルギーパ
ルス放電を生じさせてそれをこの領域内に入れ、その間
に均一のイオン化を生じさせて、直流電位差からガス破
壊を生じさせ、電極間に第2の均一な低エネルギー放電
を生じさせて領域外で電極間に実質的な電気エネルギー
を与えるものと比較して高速の時間スケールをもって第
1の均一な低エネルギーパルス放電により制御されるよ
うにし、高エネルギーパルス放電を生じさせるに充分な
イオン化を電極間につくりこの高エネルギーパルス放電
がガス媒体に実質的なエネルギーを与えるようにする。
〔作 用〕
本発明は分布反転を生じさせてレーザ発振または増幅を
行なうに適した放電を用いて高圧ガス媒体内に均一な高
エネルギーを与える装置および方法を含む。この放電は
全放電電流を通さねばならない高電圧スイッチを用いる
ことなく達成されるのであり、通常利用されるよりも低
い充電電圧を用いるものである。本装置は前記の米国特
許と同様であるが2点で異っている。まず、コンデンサ
がバスとカソードの間に置かれ、これによりカソードと
アノードの間に高電圧、低エネルギーの放電が生じ、こ
れが電極間領域の均一なイオン化を増大させてそこに高
電圧高エネルギーの放電が均一に開始しうるようにして
ガス媒体に実質的なエネルギーを与える。高電圧低エネ
ルギー放電はインピーダンス素子とワイヤスクリーンア
ノードとの間に放電を生じさせる高電圧低エネルギート
リガーパルスによりつくられる実質的に均一なイオン化
によって制御されるのであり、この実質的に均一なイオ
ン化がアノードを容易に通って電極間領域に入るように
なっている。この第1のイオン化は放電以外に例えば紫
外線またはX線のような電磁輻射または電子または他の
粒子ビームのような電極間領域に実質的なイオン化を与
えることの出来るような手段で発生することも出来るの
であり、高電圧高エネルギー放電を開始し制御する高速
の高電圧低エネルギー放電を制御することが出来ればよ
い。
本発明における低い主放電電圧の使用は高電圧低エネル
ギー放電による均一なイオン化の急速な増大による実質
的なアークの形成を伴うことなく実現出来る。通常は、
急速な電子の信頼および他のイオン化プロセスを、低電
圧ガス放電を通常伴う著しいアークの形成なしに高電圧
高エネルギー放電によりターゲットガスに実質的なエネ
ルギーを与えるに充分な均一度と速度をもって生じさせ
るためにイオン化されたガスを過電圧とする必°皮があ
る。低電圧ガス放電はターゲットガスを破壊するに充分
に高いが、アークの開始前に充分なイオン化を生じさせ
るには低すぎる電圧で生じるものである。一般に過電圧
ガス放電に一般に使用される2電極放電装置において均
一な電界分布をつくるためには特別の形状の電極を使用
する必要がある。しかしながら上記米国特許によれば、
1個のイオン化プロセスと低電圧ターゲットガスを用い
て均一の放電をつくることが出来る。但しその装置と方
法は低ガス圧においてのみ有効である。
この技術を高圧ガスに適用するには極めて高速のイオン
化段階が必要であり、この段階は高速高電圧大電流スイ
ッチング装置と高印加電圧を用いずに過電圧とスイッチ
ングを行なうプロセスが必要である。
〔実施例〕
第1図は本発明の装置の一実施例を示す。カソード10
とアノード12からなる電極対が1つの体積の2辺を形
成し、この体積内にイオン化されるべきガス媒体が入れ
られる。アノードはガスが自由に拡散出来るようにスク
リーン格子とされている。一端16でバス18に接続し
、他端20がアノードに向いて浮いているインピーダン
ス素子14はパルス状の低エネルギー電源24がバスに
接続されて充電されるとアノード・カソード間に均一な
イオン化を生じさせる。これは端子20とアノードの間
の放電がインピーダンス素子とアノードとの間の領域に
均一なイオン化を生じさせ、これがアノードを通ってア
ノード・カソード間の領域に拡散するからである。バス
18と接続するコンデンサ26が高電圧印加に対する保
護のだめのインダクタンス28を通り直流高電圧源22
により充電される。カソードはそれにより直ちにガス媒
体の破壊しきい値より低い電圧まで充電する。
高電圧パルス源24からの低エネルギーがコンデンサ2
6に与えられ、インダクタ28により分離されているカ
ソード10の電圧を瞬間的にガス媒体の破壊しきい値よ
り高くする。これは均一のイオン化がアノード12と抵
抗素子14の間の体積内に発生するとは\゛同時行われ
て、電極間の高電圧放電によりアノード・カソード間領
域に実質的なエネルギーを与えるに必要な時間と比較し
て短い時間スケールでアノードとカソード間の領域に付
加的な実質的に均一なイオン化を生じさせる。
この増大された均一な実質的なイオン化により高′氾圧
電源22から印加される電圧を均一にイオン化されたガ
ス媒体の破壊電圧より高くして高電圧高エネルギーの放
電を開始させ制御するに充分な均一のイオン化が電極間
に得られ、その間のガス媒体に実質的に均一のエネルギ
ー供与を実現する。
このように高速低エネルギーの放電がレーザ作用に適し
たガスに均一で再現可能な高エネルギー付与を開始させ
それを制御する。この電極組立体はガス人n38、ガス
出口40および本発明の装置をレーザ発振器または増幅
器として使用する場合にレーザ輻射36を通すに適した
少くとも1個の窓を有する気密包囲体34により囲まれ
ている。
前者の応用においては本発明の一実施例は光学共振器と
して全反射器30と部分反射器32を利用する。ここに
利用する直流高電圧およびパルス高電圧を与えるには種
々の回路構成を用いることが出来る。
第2図は本発明の第二の実施例を示すものである。この
実施例においてはカソード10とアノード50の間の体
積がイオン化源44を用いてイオン化されるものであり
、このイオン化源44は紫外線またはX線発生器、電子
ビーム発生器あるいは他の粒子加速器でよい。イオン化
源44は」−述の機能に加えて主エネルギー源22によ
りアノード・カソード間領域に実質的なエネルギーを与
えるに必要なものと比較して短い時間スケールでコンデ
ンサ26を通じてカソード10に電圧の上昇をもたらさ
れねばならない。この電圧上昇は媒体の電位を破壊しき
い値より高くする。それによりつくられるイオン化は第
1図とほゞ同様にこの体積内に高速低エネルギーの放電
を開始させ制御するように作用する誘導性素子とアノー
ドとの間の領域のガス媒体の破壊電圧は、この場合も高
電圧電源22により充電したコンデンサ26がそのイオ
ン化レベルがガスの破壊電圧を低くするに充分な大きさ
となるまで放電するには高すぎるものである。
次に本発明の特定の例を説明する。
約65%のヘリウム、約20%の炭酸ガスおよび約15
%の窒素ガスの混合ガスを約30および60トールの圧
力で用い、1個のアノードから約4cm離した8個のほ
ゞ等しい長さのカソードからなる長さ140備の放電が
37%反射出力カブラからパルス当り約3Jと4Jの間
の出力エネルギーをもって発生した。印加電圧は約2.
’5−4kvの間で変化し、コンデンサ26は各カソー
ドにつき500pFであり、インダクタンス28は各カ
ソード当り約50mHであった。出力ビームの均一度は
4 cm X 4 cmのビーム断面積の90%にわた
り約10%の炭酸ガス、約10%の窒素ガスの混合体的
9096であった。この装置は約8026のヘリウムを
約45と85トールの間までの圧力で用いたとき前記米
国特許の装置を95%のヘリウムで用いて得られる最大
240トール−印と比較して(総合ガス圧)X(電極間
隔)が1.80と340トールcITlとなった。更に
本発明の装置は約65%のヘリウム、約20%の炭酸ガ
ス、約15%の窒素ガスを300 )−ルより高い圧力
で用いたとき1cmX1cmX30(7)の体積にわた
り本質的に均一のプラズマを発生した。¥!、極長さは
約30cmであり、間隔は約1印であった。0.IJ/
パルスより大きいエネルギーが約67%の反射出力カブ
ラを用いて発生された。
〔発明の効果〕
以上の例からもわかるように本発明の装置および方法は
従来必要とされたものより低い印加電圧で高圧のガス媒
体に放電により均一の高エネルギーをスイッチを用いず
に与えることが出来、従って高質で低速で且つ故障の多
い高電圧スイッチング装置が不要となりまた非常に高電
圧の直流電源の必要性がなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の概略図、第2図は本発明の
他の実施例の概略図である。 10・・・カソード、12.50・・・アノード、]4
・・・インピーダンス素子、18・・・バス、24・・
・低エネルギー高電圧パルス電源、26・・・コンデン
サ、28・・・インダクタンス、30・・・全反射器、
32・・部分反射器、44・・・イオン化源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、高圧ガス媒体を均一にイオン化し、それに実質的な
    エネルギーをほゞ均一に与えるための、下記要件から成
    る装置。 (イ)金属カソードと、このカソードに対して間隔をと
    られ、ほゞ同一の広がりを有し且つ実質的に平行となっ
    たワイヤスクリーンアノードとを含み、ガス媒体が自由
    に入ることの出来る第1体積を2つの辺で囲む一対の矩
    形電極。 (ロ)平らな形状に配置された高密度のアレイとしての
    高インピーダンス素子。このアレイは上記カソードとは
    反対の側で上記アノードに対し、間隔をとられ、ほゞ同
    一の広がりをもってほゞ平行に配置されており、上記ア
    ノードと共にガス媒体が自由に入ることの出来る第2の
    体積を形成し、この第2体積は上記アノードと上記アレ
    イにより2辺で囲まれており、上記インピーダンス素子
    の夫々は第1および第2導電体を含み、これら導電体の
    内の第1のものは接続されておらず、ほゞ同じ長さであ
    って上記平らな形状に対しほゞ直角に配置されて上記ア
    ノードに向うと共にそれに対して間隔をもっており、上
    記第2導電体のすべては接触してバスを形成し、このバ
    スが上記アノードから離れる方向に上記アレイ上に配置
    されている。 (ハ)上記バスとアノードとの間に低エネルギー高電圧
    のパルスを発生し、それにより上記第2体積内のガス媒
    体に第1放電を形成する装置。 この第1放電が第1体積内のガス媒体の実質的に均一な
    イオン化を生じさせるに充分なように上記アノードを通
    り上記第1体積へと伸びる上記第2体積内のガス媒体の
    均一なイオン化を生じさせる。 (ニ)上記カソードとアノードの間に第2の低エネルギ
    ー高電圧のパルスを発生し、それにより上記第1体積内
    のガス媒体に第2放電を生じさせ、それにより第1体積
    内のガス媒体に大量の電気エネルギーを与えるためのも
    のと比較して高速の時間スケールで第1体積内に付加的
    な均一のイオンを生じさせて第1体積内のガス媒体にか
    なりの付加的なほゞ均一のイオン化状態を形成するため
    の装置。上記第2放電は第1放電による第2体積内のガ
    ス媒体のほゞ均一なイオン化のほゞ直後に開始し、第2
    放電は第1放電による第2体積内のガス媒体のほゞ均一
    なイオン化により開始され制御される。 (ホ)上記電極間に高直流電位差を発生する装置。この
    電位差は第2放電により上記ほゞ均一のイオン化の実質
    的な上昇が生じる前の第1体積内のガス媒体の破壊限界
    より低くなっており、上記直流電位差発生装置は、上記
    電極間に発生し第1体積内のガス媒体の上記ほゞ均一な
    イオン化の実質的な上昇によってのみ開始され制御され
    る第3放電に対して実質的なエネルギーを与えることが
    出来る。この第3放電はガス媒体に実質的なエネルギー
    を与える。 2、前記電極間に低エネルギー高電圧のパルスを発生す
    る装置は前記バスとカソードの両方に電気的に接するよ
    うに配置されるコンデンサからなる、特許請求の範囲第
    1項記載の装置。 3、前記電極間に低エネルギー高電圧のパルスを発生す
    る装置は前記カソードと、前記電極間に高直流電位差を
    発生する装置との間の回路にそう入されたインダクタン
    スから成る特許請求の範囲第2項記載の装置。 4、間隔をもち、実質的に平行な電極間の高圧ガス媒体
    に均一の高エネルギー放電を生じさせるための、下記段
    階からなる方法。 (イ)上記電極間の領域にガス媒体を満たす。 (ロ)上記電極間に充分なイオン化を生じさせる高エネ
    ルギーパルス化放電を形成するに充分高いが、ガス媒体
    の破壊電圧より低い直流電位差をもつように上記電極対
    を充電する。上記パルス放電が上記電極間のガス媒体に
    実質的なエネルギーを与える。 (ハ)上記電極間の領域の外側に第1の均一な低エネル
    ギーパルス放電を生じさせる。この放電はこれら電極間
    の領域に入り、その間に均一のイオン化を生じさせ、そ
    れにより電極対間の直流電位差からガス破壊が生じうる
    。 (ニ)上記電極間に第2の均一な低エネルギー放電を発
    生させる。この第2放電は上記電極間の領域の外側で上
    記電極間に実質的な電気エネルギーを与えるそれと比較
    して高速の時間スケールで生じる第1の均一な低エネル
    ギーパルス放電により制御され、電極間に上記高エネル
    ギーパルス放電を生じさせるに充分なイオン化がつくら
    れる。 この高エネルギーパルス放電はそれ故実質的に均一で電
    極間のガス媒体に実質的なエネルギーを与える。 5、高圧ガス媒体を均一にイオン化しそこに実質的なエ
    ネルギーを均一に与えるための、下記要件からなる装置
    。 (イ)金属カソードと、このカソードに対して間隔をと
    られ、ほゞ同一の広がりを有し且つ実質的に平行となっ
    たワイヤスクリーンアノードとを含み、ガス媒体が自由
    に入ることの出来る第1体積を2つの辺で囲む一対の矩
    形電極。 (ロ)平らな形状に配置された高密度のアレイとしての
    高インピーダンス素子。このアレイは上記カソードとは
    反対の側で上記アノードに対し間隔をとられ、ほゞ同一
    の広がりをもちそしてほゞ平行に配置されており、上記
    アノードと共にガス媒体が自由に入ることの出来る第2
    体積を形成し、この第2体積は上記アノードとアレイに
    より2辺で囲まれており、上記インピーダンス素子の夫
    々は第1および第2導電体を含み、これら導電体の内の
    第1のものは接続されておらず、ほゞ同じ長さであって
    上記平らな形状に対しほゞ直角に配置されて上記アノー
    ドに向うとともにそれに対して間隔をもっており、上記
    第2導電体のすべては接触してバスを形成し、このバス
    が上記アノードから離れる方向に上記アレイ上に配置さ
    れる。 (ハ)上記バスとアノードの間に低エネルギー高電圧の
    パルスを発生し、それにより上記第2体積内のガス媒体
    に第1放電を形成する装置。この第1放電が第1体積内
    のガス媒体の実質的に均一なイオン化を生じさせるに充
    分なように上記アノードを通り上記第1体積へと伸びる
    上記第2体積内のガス媒体の均一なイオン化状態を生じ
    させる。 (ニ)上記電極間に高直流電位差を発生する装置。この
    電位差は第1体積内のガス媒体の破壊限界より小さく、
    上記直流電位差発生装置は第3放電に実質的なエネルギ
    ーを与えることが出来る。 この第3放電は上記電極間に生じ、ガス媒体に実質的な
    エネルギーを与える。 (ホ)上記電極とインピーダンス素子のアレイを含むと
    共に支持しそしてガス媒体を含むガス不透過性包囲体。 この包囲体はカソードとアノードの間に第2の低エネル
    ギー高電圧のパルスを発生する装置を含み、第1体積内
    のガス媒体に高電気エネルギーを与えるそれと比較して
    高速の時間スケールで第1体積内のガス媒体に第2放電
    を形成し、この第2放電は上記第2体積内のガス媒体の
    第1放電による実質的に均一なイオン化の直後に開始す
    るものであって第1放電による第2体積内でのガス媒体
    のほゞ均一なイオン化により制御され、それにより第1
    体積内でガス媒体の上記均一なイオン化の実質的な増大
    が生じ、この増大が第1体積でガス媒体に大量の電気エ
    ネルギーを与えるそれと比較して高速の時間スケールで
    生じ、第3放電がその増大により開始されて制御される
    。 6、前記第2の低エネルギー高電圧パルスの発生装置は
    前記バスとカソードとの両方に電気的に接触するように
    配置されたコンデンサからなる特許請求の範囲第5項記
    載の装置。 7、前記第2の低エネルギー高電圧パルスの発生装置は
    更に前記カソードと前記電極間に高直流電位差を発生す
    る装置との間の回路にそう入されるインダクタンスから
    なる特許請求の範囲第6項記載の装置。 8、高圧ガス媒体を均一にイオン化しそこに実質的なエ
    ネルギーを均一に与えるための、下記要件から成る装置
    。 (イ)金属カソードと、このカソードに対して間隔をと
    られ、ほゞ同一の広がりを有し且つ実質的に平行となっ
    たワイヤスクリーンアノードとを含み、ガス媒体が自由
    に入ることの出来る体積を2つの辺で囲む一対の矩形電
    極。 (ロ)この体積内にガス媒体の実質的に均一のイオン化
    を発生する装置。 (ハ)上記体積内のガス媒体内に直接に低エネルギーの
    放電を発生する装置。この放電は上記体積内のガス媒体
    の実質的に均一な上記イオン化が発生した直後に開始し
    ガス媒体の上記体積内の上記実質的に均一なイオン化に
    より制御され、それによりこの体積内でガス媒体の上記
    実質的に均一なイオン化の実質的な増大が生じ、その体
    積内のガス媒体に高電気エネルギーを与えるそれと比較
    して高速の時間スケールをもって上記体積内のガス媒体
    の実質的に均一なイオン化を生じさせる。 (ニ)上記実質的に均一なイオン化がつくられる前に上
    記体積内のガス媒体の破壊限界より低い高直流電位差を
    上記電極間に発生する装置。この装置は上記電極間に生
    じる高エネルギー放電に実質的なエネルギーを与えるこ
    とが出来、この高エネルギー放電は上記体積内のガス媒
    体の上記実質的に均一なイオン化によってのみ開始され
    制御されてガス媒体に実質的なエネルギーを与える。 9、前記第2の低エネルギー放電を発生する装置は前記
    カソードと前記前駆イオン化発生源との間に電気的に接
    触して配置されるコンデンサから成り、前記体積内に前
    記均一なイオン化を生じさせる装置は上記体積内に実質
    的なイオン化を生じさせ、これが前記低エネルギー放電
    を制御して上記体積内の上記実質的に均一なイオン化の
    前記実質的な増大をつくるごとくなった特許請求の範囲
    第8項記載の装置。 10、前記低エネルギー放電を発生させる装置は更に前
    記カソードと前記高直流電位差を発生させる装置との間
    の回路にそう入されたインダクタンスを含むごとくなっ
    た特許請求の範囲第9項記載の装置。 11、前記実質的に均一のイオン化を生じさせる装置は
    高エネルギー電磁輻時発生器、粒子ビーム発生器および
    静電放電発生器の内の1個からなるイオン化装置を含む
    特許請求の範囲第10項記載の装置。 12、一対の間隔をもち実質的に平行な電極間の高圧ガ
    ス媒体に均一の高エネルギー放電を生じさせるための、
    下記段階から成る方法。 (イ)上記電極間の領域にガス媒体を満す。 (ロ)上記電極間に充分なイオン化を生じさせる高エネ
    ルギーパルス放電を形成するに充分高いがガス媒体の破
    壊電圧より低い直流電位差をもつように上記電極対を充
    電する。上記パルス放電が上記電極間のガス媒体に実質
    的なエネルギーを与える。 (ハ)上記電極間の領域に実質的に均一なイオン化を生
    じさせ、上記電極間の上記直流電位差からのガス破壊が
    生じうるようにする。 (ニ)上記電極間に高エネルギー放電を生じさせるそれ
    と比較して短い時間スケールでそれらの間に均一の低エ
    ネルギー放電を生じさせる。この低エネルギー放電は上
    記実質的に均一なイオン化により制御され、それにより
    上記高エネルギーパルス放電が上記電極間に生じるよう
    に電極間に上記実質的に均一のイオン化の増大が生じる
    。この高エネルギーパルス放電は実質的に均一に生じそ
    して電極間のガス媒体に実質的なエネルギーを与える。
JP62051184A 1986-03-05 1987-03-05 高圧ガス媒体のイオン化装置および方法 Pending JPS62265779A (ja)

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