JPS63202980A - Gas laser equipment - Google Patents
Gas laser equipmentInfo
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- JPS63202980A JPS63202980A JP3445387A JP3445387A JPS63202980A JP S63202980 A JPS63202980 A JP S63202980A JP 3445387 A JP3445387 A JP 3445387A JP 3445387 A JP3445387 A JP 3445387A JP S63202980 A JPS63202980 A JP S63202980A
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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
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
この発明はレーザ媒質、としてガスを放電エネルギで励
起してレーザ光を出力するガスレーザ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a gas laser device that outputs laser light by exciting gas as a laser medium with discharge energy.
(従来の技術)
ガスレーザ装置には大気圧あるいは高気圧横放電励起形
のTEACO2レーザやエキシマレーザなどがあること
が知られている。(Prior Art) It is known that gas laser devices include atmospheric pressure or high pressure transverse discharge excitation type TEACO2 lasers and excimer lasers.
従来、このような構造のガスレーザ装置としては第4図
に示すような構造のがある。つまり、同図中1は放電空
間で、この放電空間1には矢印aで示す方向にレーザ媒
質としてのガスが強制的に循環させられるようになって
いる。また、放電空間1には上下方向に離間対向した一
対の主電極2.3がガスの流れ方向に対して直交する方
向に沿って配設されている。これら一対の主電極2.3
には第1の抵抗4と第1のコンデンサ5とが接続されて
いるとともに、このコンデンサ5と上記第2の主電極3
との間にはスイッチ6が設けられている。また、上記コ
ンデンサ5と上記スイッチ6との間には第2の抵抗7の
一端が接続され、この第2の抵抗7の他端には高圧電源
8が接続されている。さらに、上記第1の主電極2には
一対の第2のコンデンサ9を介して予備電離電極11が
それぞれ接続されている。これら予備電離電極11は上
記第2の主電極3の近傍に配置されている。Conventionally, there is a gas laser device having such a structure as shown in FIG. That is, in the figure, 1 is a discharge space, and gas as a laser medium is forced to circulate in this discharge space 1 in the direction shown by arrow a. Further, a pair of main electrodes 2.3 facing each other and spaced apart in the vertical direction are arranged in the discharge space 1 along a direction perpendicular to the gas flow direction. These pair of main electrodes 2.3
A first resistor 4 and a first capacitor 5 are connected to the capacitor 5 and the second main electrode 3.
A switch 6 is provided between the two. Further, one end of a second resistor 7 is connected between the capacitor 5 and the switch 6, and a high voltage power supply 8 is connected to the other end of the second resistor 7. Further, pre-ionization electrodes 11 are connected to the first main electrode 2 via a pair of second capacitors 9, respectively. These pre-ionization electrodes 11 are arranged near the second main electrode 3.
このような構造において、スイッチ6が閉じられると、
第1のコンデンサ5に充電された電圧が一対の主電極2
.3にパルス的に印加されるとともに、第2のコンデン
サ9には予備電離型ti11と第2の主電極3間に生じ
る放電によって流れる電流で充電が行われる。予備電離
電極11と第2の主電極3との間の放電によって生じた
紫外線で放電空間1がイオン化され、一対の主電極2.
3間の主放電が誘起されることになる。In such a structure, when the switch 6 is closed,
The voltage charged in the first capacitor 5 is applied to the pair of main electrodes 2
.. 3 is applied in a pulsed manner, and the second capacitor 9 is charged with a current flowing by the discharge generated between the pre-ionization type ti11 and the second main electrode 3. The discharge space 1 is ionized by ultraviolet rays generated by the discharge between the pre-ionization electrode 11 and the second main electrode 3, and the pair of main electrodes 2.
A main discharge between 3 and 3 is induced.
ところで、一対の主電極2.3Mに主放電が発生する際
、放電空間1にはエネルギが急激に注入されることにな
るので、大音響つまり衝撃波が生じることになる。その
衝撃波は第4図に矢印すとCで示すようにガスの流れ方
向aに対して同方向と逆方向との両方に伝わる。矢印す
で示す方向に伝わる衝撃波はガスの流れ方向aと同じで
あるから、そのガスの流れによって速やかに一対の主電
極2.3間から消滅する。しかしながら、矢印Cで示す
方向に伝わる衝撃波はガスの流れが向い風となるので、
一対の主電極2.3間から消滅しずらく、長時間にわた
って停滞して粗密波を形成する。すると、放電空間1の
一対の主電極2.3間の部分の安定性が損なわれ、均一
な放電が生じずらくなるため、この放電空間1から発振
されるレーザ光も安定しないということがあった。とく
に、レーザ光を高パルスで繰返して発振させるような場
合、放電空間1が上述したように安定しずらいと、その
発振動作ができなくなるということがある。By the way, when a main discharge occurs in the pair of main electrodes 2.3M, energy is rapidly injected into the discharge space 1, resulting in a loud sound, that is, a shock wave. The shock wave propagates both in the same direction and in the opposite direction to the gas flow direction a, as shown by arrow C in FIG. Since the shock wave propagating in the direction indicated by the arrow is the same as the gas flow direction a, it is quickly extinguished from between the pair of main electrodes 2.3 due to the gas flow. However, the shock wave propagating in the direction shown by arrow C is directed against the flow of gas, so
It is difficult to disappear from between the pair of main electrodes 2.3, and remains stagnant for a long time, forming compression waves. As a result, the stability of the area between the pair of main electrodes 2 and 3 of the discharge space 1 is impaired, making it difficult to generate a uniform discharge, and the laser light emitted from the discharge space 1 may also become unstable. Ta. In particular, when the laser beam is repeatedly oscillated with high pulses, if the discharge space 1 is difficult to stabilize as described above, the oscillation operation may become impossible.
(発明が解決しようとする問題点)
この発明は上記事情にもとずきなされたもので、その目
的とするところは、主電極間から放電によって発生する
衝撃波を速やかに消滅させ、安定した出力のレーザ光が
得られるようにしたガスレーザ装置を提供することにあ
る。(Problems to be Solved by the Invention) This invention was made based on the above circumstances, and its purpose is to quickly eliminate the shock waves generated by discharge between the main electrodes, and to achieve stable output. An object of the present invention is to provide a gas laser device that can obtain laser light of
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段及び作用)上記問題点を
解決するためにこの発明は、ガスが循環する放電空間と
、この放電空間に上記ガスの流れ方向に対して交差する
方向に沿って配設された広幅な第1の主電極と、上記放
電空間の上記第1の主電極よりも上流側にこの第1の主
電極の幅方向に離間して配設された上記第1の主電極に
比べて狭幅な一対の第2の主電極とを具備し、これら第
1、第2の主電極によって上記一対の第2の主電極間か
ら第1、第2の主電極間に流入したガスを上記第1の主
電極の幅方向に沿って流す流路を形成する。そして、第
1の主電極と第2の主電極との間に生じる衝撃波の方向
がガスの流れに対して反対方向にならないようにした。[Structure of the Invention] (Means and Effects for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides a discharge space in which gas circulates, and a discharge space in which the discharge space intersects with the flow direction of the gas. a wide first main electrode disposed along the direction of a pair of second main electrodes that are narrower than the first main electrodes, and these first and second main electrodes allow the first and second main electrodes to be A flow path is formed in which the gas flowing between the main electrodes flows along the width direction of the first main electrode. Further, the direction of the shock wave generated between the first main electrode and the second main electrode was made not to be in the opposite direction to the gas flow.
(実施例)
以下、この発明の一実施例を第1図乃至第3図を参照し
て説明する。第2図に示すガスレーザ装置は円筒状の外
筒21と内筒22とによって環状に形成された放電空間
23を有する。この放電空間23にはレーザ媒質として
のCO2、N2、Heなどを混合したレーザガスやエキ
シマ用し−ザガスが収容され、そのガスは送風用貫流フ
ァン24によって同図に矢印aで示す方向に強制的に循
環させられるようになっている。また、放電空間23に
は第1の主電極25および一対の第2の主電極26が後
述するごとく配設されているとともに、これら主電極2
5.26間を通過したガスを冷却するための熱交換器2
7が配設されている。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. The gas laser device shown in FIG. 2 has a discharge space 23 formed in an annular shape by a cylindrical outer cylinder 21 and an inner cylinder 22. This discharge space 23 contains a laser gas mixed with CO2, N2, He, etc. as a laser medium, and a gas for excimer use, and the gas is forced by a cross-flow fan 24 in the direction shown by arrow a in the figure. It is designed so that it can be circulated. Further, a first main electrode 25 and a pair of second main electrodes 26 are arranged in the discharge space 23 as described later, and these main electrodes 2
5.26 Heat exchanger 2 for cooling the gas passed between
7 are arranged.
上記第1の主電極25は第1図に示す放電空間2の高さ
寸法りよりもわずかに小さな幅寸法の帯板状をなしてい
て、その長手方向をガスの流れ方向aに対して直交させ
、かつその一方の板面をガスの流れ方向aに垂直に交差
させて配設されている。上記一対の第2の主電極26は
、放電空間23の高さ方向に離間しかつ上記第1の主電
極25の下流側に配設されている。すなわち、第2の主
電極26は断面はぼ三角形状をなしていて、その−側面
が放電空間23の高さ方向両端にそれぞれ設けられた絶
縁材料からなる取付は部材28aに接合固定されている
。したがって、貫流ファン24によって放電空間23を
循環させられるガスは、一対の第2の主電極26間から
第1の主電極25と第2の主電極26との間に流入した
のち、第1の主電極25の一側面に衝突してその側面の
上下方向に分流し、第1の主電極25の幅方向両端から
この他側面側へ流れる。すなわち、第1、第2の主電極
25.26によってガスをこのように流す流路30が形
成されている。The first main electrode 25 has a strip shape with a width slightly smaller than the height of the discharge space 2 shown in FIG. 1, and its longitudinal direction is perpendicular to the gas flow direction a. and one plate surface thereof is arranged perpendicularly to the gas flow direction a. The pair of second main electrodes 26 are spaced apart in the height direction of the discharge space 23 and are disposed on the downstream side of the first main electrode 25. That is, the second main electrode 26 has a substantially triangular cross section, and its side faces are fixedly bonded to the member 28a, which are made of an insulating material and are provided at both ends of the discharge space 23 in the height direction. . Therefore, the gas circulated in the discharge space 23 by the cross-flow fan 24 flows between the pair of second main electrodes 26 and between the first main electrode 25 and second main electrode 26, and then flows into the first main electrode 25 and second main electrode 26. The water collides with one side of the main electrode 25 and branches in the vertical direction of that side, and flows from both widthwise ends of the first main electrode 25 to the other side. That is, the first and second main electrodes 25 and 26 form a flow path 30 through which the gas flows in this manner.
また、上記第1、第2の主電極25.26には高圧電源
28が接続され、さらに上記第1の主電極25にはそれ
ぞれ一対のコンデンサ29を介して予備電離電極31が
接続されている。これらの予備電離電極31はそれぞれ
第2の主電極26の近傍に配置されている。Further, a high voltage power source 28 is connected to the first and second main electrodes 25 and 26, and a pre-ionization electrode 31 is connected to the first main electrode 25 through a pair of capacitors 29, respectively. . These pre-ionization electrodes 31 are arranged near the second main electrode 26, respectively.
なお、第1の主電極25と一対の第2の主電極26との
対向間隔の一端には一対の全反射鏡32、他端には同じ
く一対の出力鏡33が配設されている。そして、これら
出力鏡33からそれぞれレーザ光りが発振されるように
なっている。A pair of total reflection mirrors 32 are disposed at one end of the opposing interval between the first main electrode 25 and the pair of second main electrodes 26, and a pair of output mirrors 33 are disposed at the other end. Laser light is oscillated from each of these output mirrors 33.
このような構造において、高圧電源28を作動させると
、予備電離電極31と第2の主電極26との間で放電が
生じ、これによって発生した紫外線で第1の主電極25
と第2の主電極26との間に主放電が誘起される。この
主放電によって第1の主電極25と一対の第2の主電極
26との間に第1図に矢印dで示す方向の衝撃波が発生
する。In such a structure, when the high voltage power supply 28 is activated, a discharge occurs between the pre-ionization electrode 31 and the second main electrode 26, and the ultraviolet rays generated thereby cause the first main electrode 25 to
A main discharge is induced between the main electrode 26 and the second main electrode 26 . This main discharge generates a shock wave in the direction shown by arrow d in FIG. 1 between the first main electrode 25 and the pair of second main electrodes 26.
しかしながら、この衝撃波の発生方向dはガスの流れ方
向aに対して直角方向となり、逆方向にならず、しかも
ガスの流れ方向に沿っている。したがって、一対の主電
極25.26間に発生する衝撃波は短時間で消滅するか
ら、安定した出力のレーザ光りを発振させることができ
るばかりか、その発振を高速で繰返しても出力が不安定
になりずらい。However, the generation direction d of this shock wave is perpendicular to the gas flow direction a, not in the opposite direction, and is along the gas flow direction. Therefore, since the shock wave generated between the pair of main electrodes 25 and 26 disappears in a short time, it is possible to oscillate laser light with stable output, and even if the oscillation is repeated at high speed, the output will not become unstable. It's hard to be.
また、第1の主電極25と一方の第2の主N極26およ
び第1の主電極25と他方の第2の主電極26との間の
2箇所で放電は発生するから、2つレーザ光りを発振さ
せることができる。そして、2つのレーザ光りを交互に
発振させれば、それぞれの放電によって発生する衝撃波
が互いに干渉し合うのを防ぎ、放電空間23を短時間で
安定させることができるばかりか、レーザ光りの発振周
波数を2倍にできる。また、一対の放電を同時に行なわ
せ、一方のレーザ光[を他方のレーザ光りが発振される
放電部分に導入して増幅すれば、大出力のレーザ光りを
得ることができる。Furthermore, since discharge occurs at two locations between the first main electrode 25 and one of the second main N-poles 26 and between the first main electrode 25 and the other second main electrode 26, two laser beams are generated. It can oscillate light. If the two laser beams are alternately oscillated, the shock waves generated by each discharge can be prevented from interfering with each other, and the discharge space 23 can be stabilized in a short time, and the oscillation frequency of the laser beam can be can be doubled. Further, by causing a pair of discharges to occur simultaneously and amplifying one laser beam by introducing it into the discharge portion where the other laser beam is oscillated, a high-output laser beam can be obtained.
[発明の効果]
以上述べたようにこの発明は、ガスレーザ装置の主電極
を第1の主電極と、一対の第2の主電極とから形成し、
これら第1、第2の主電極によって上記一対の第2の主
電極間から第1、第2の主電極間に流入したガスを上記
第1の主電極の幅方向に沿って流す流路を形成した。し
たがって、第1の主電極と一対の第2の主電極との間の
放電によって衝撃波の方向がガスの流れ方向と逆方向に
なるのを防ぎ、その衝撃波を第1、第2の主電極間から
短時間で消滅させることができるから、レーザ光の出力
が安定するばかりか、パルス動作を安定した状態で高速
度で繰返すことができるなどの利点を有する。[Effects of the Invention] As described above, the present invention forms the main electrode of a gas laser device from a first main electrode and a pair of second main electrodes,
These first and second main electrodes form a flow path through which gas flowing between the pair of second main electrodes and between the first and second main electrodes flows along the width direction of the first main electrodes. Formed. Therefore, the direction of the shock wave is prevented from becoming opposite to the gas flow direction due to the discharge between the first main electrode and the pair of second main electrodes, and the shock wave is transferred between the first and second main electrodes. This has the advantage that not only the output of the laser beam is stabilized, but also the pulse operation can be repeated at a high speed in a stable state.
第1図はこの発明の一実施例を示すガスレーザ装置の要
部の拡大断面図、第2図は同じく概略的構成図、M3図
は同じく第1、M2の主電極の配置状態の斜視図、第4
図は従来のガスレーザ装置の概略的説明図である。
23・・・放電空間、25・・・第1の主電極、26・
・・第2の主電極、30・・・流路。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第1図
第3図
21に’l、□
7メ1−\FIG. 1 is an enlarged sectional view of the main part of a gas laser device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram, and FIG. M3 is a perspective view of the arrangement of the first and M2 main electrodes. Fourth
The figure is a schematic explanatory diagram of a conventional gas laser device. 23...Discharge space, 25...First main electrode, 26.
...Second main electrode, 30...Flow path. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 3 21 'l, □ 7me 1-\
Claims (1)
流れ方向に対して交差する方向に沿って配設された広幅
な第1の主電極と、上記放電空間の上記第1の主電極よ
りも上流側にこの第1の主電極の幅方向に離間して配設
された上記第1の主電極に比べて狭幅な一対の第2の主
電極とを具備し、これら第1、第2の主電極によって上
記一対の第2の主電極間から第1、第2の主電極間に流
入したガスを上記第1の主電極の幅方向に沿って流す流
路が形成されていることを特徴とするガスレーザ装置。a discharge space in which gas circulates; a wide first main electrode disposed in the discharge space along a direction intersecting the flow direction of the gas; and a first main electrode in the discharge space. A pair of second main electrodes narrower than the first main electrode are provided on the upstream side of the first main electrode and spaced apart from each other in the width direction of the first main electrode. A flow path is formed by the second main electrode to allow gas flowing between the pair of second main electrodes and between the first and second main electrodes to flow along the width direction of the first main electrode. A gas laser device featuring:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3445387A JPS63202980A (en) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | Gas laser equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3445387A JPS63202980A (en) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | Gas laser equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63202980A true JPS63202980A (en) | 1988-08-22 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3445387A Pending JPS63202980A (en) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | Gas laser equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63202980A (en) |
-
1987
- 1987-02-19 JP JP3445387A patent/JPS63202980A/en active Pending
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