JPS63227072A

JPS63227072A - 高繰返しパルスレ−ザ電極

Info

Publication number: JPS63227072A
Application number: JP6169687A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yasuoka; 康一安岡; Toru Tamagawa; 徹玉川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-03-17
Filing date: 1987-03-17
Publication date: 1988-09-21

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、高繰返しパルスレーザ発振装置に係り、特に
、その電極構造に関するものである。

（従来の技術）一般にレーザ発振を得るためには、レーザ媒質中での空
間的に均一な放電の発生を必要とするが、ＴＥＡＣＯ２
レーザやエキシマレーザ等の短パルスレーザ光を発生さ
せる高繰返しパルスレーザ発（膜装置では、その動作圧
力が放気圧もの高圧であるため、上記の放電は収束し、
アークになりやすい。これを防止するために、主放電空
間の電界分布を調整したり、主放電に先立って予備電離
を行なうのが普通である。

第３図は、従来の高繰返しパルスレーザ発振装置の一例
を示すものである。即ち、第３図（Ａ）に示した様に、
レーザ媒質中に配置される主電極１に対向する位置に、
金網又は多孔板等より成る多孔電極２が配設され、この
多孔電極２の背面側には、予備電離電極３が配設されて
いる。この予備電離電極３には複数個の開孔部４が形成
されている。

また、前記主電極１、多孔電極２及び予備電離電極３は
、第３図（Ｂ）の回路図に示した様に、ピーキングコン
デンサ５を介して接続されている。

この様に構成された従来の予備電離装置においては、高
繰返しパルス電圧（ＨＶパルス）がピーキングコンデン
サ５を介して多孔電極２及び予備電離電極３に印加され
ると、予備電離電極３の開孔部４の近傍において予備電
離が生じ、この予備電離によって紫外線６が発生する。

この紫外線６によって光電離されて生成される電子か、
主電極１と多孔電極２間で行なわれる主放電７をグロー
状の均一な放電とするために用いられる。

しかしながら、上述した様な従来のパルスレーザ発振装
置においては、予備電離電極３の開孔部４に発生する紫
外線６の強度か低く、また、この紫外線は一定方向への
指向性が無く、主電極１と多孔電極２との間で四方に照
射されるので、主放電の放電領域が広くなり過ぎ、高出
力のレーザを得ることができず、効率が非常に悪かった
。

（発明が解決しようとする問題点）上記の様に、従来のパルスレーザ発振装置においては、
予備電離によって生じる紫外線の強度が低く、また、紫
外線に指向性が無いので、主放電領域が広くなり過ぎ、
高出力のレーザ光が得られなかった。

そこで、本発明は以上の欠点を除去するために提案され
たもので、その目的は、予備電離により生じる紫外線の
強度を高め、また、紫外線の指向性を高めて、高出力の
レーザ光を１ｑることかできる高繰返しパルスレーザ電
極を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の高繰返しパルスレーザ電極は、第２の主電極で
ある多孔電極の背面に配設される誘電体に、複数個の細
孔を前記誘電体の厚み方向に貫通するように形成し、そ
の細孔内部において沿面放電を起こすように構成したも
のでおる。

（作用）以上の様な構成を有する本発明によれば、誘電体に形成
した細孔内において沿面放電が起こるようにして、細孔
中の電流密度を高め、発生する紫外線の強度を増大させ
ることができる。

また、紫外線を細孔に沿って発生させることにより、そ
の指向性を高めて、主放電領域の拡散を防止することが
できる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて
具体的に説明する。なお、第３図に示した従来型と同一
の部材は同一の符号を付し説明は省略する。

■第１実施例本実施例の構成＊本実施例においては、第１図（Ａ＞に示した様に、第１
の主電極１に対向する位置に、第２の主電極である多孔
電極１０が配設されている。この多孔電極１０には多数
の孔１１が形成され、ピーキングコンデンサ５を介して
前記主電極１と接続されている。

また、多孔電極１Ｑの背面には、誘電体１２が多孔電極
１０に密着して配設され、この誘電体１２には、直径が
ｍｍオーダ程度の細孔１３が、誘電体１２の厚み方向に
貫通するように形成されている。なお、この細孔１３と
前記多孔電極２に形成された孔１１とは、同心となるよ
うに形成されている。

さらに、誘電体１２の多孔電極２と反対側には、前記細
孔１３を覆う位置に、予備電離電極１４が密着して配設
されている。この予備電離電極１４は互いに接触しない
ように配設され、それぞれ別個にパラストインダクタン
ス１５を介して、高繰返しパルス電源（ＨＶパルス）に
接続されている。

本実施例の作用＊この様な構成を有する本実施例の高繰返しパルスレーザ
電極においては、第１図（Ｂ）に示した様に、予備電離
電極１４に高繰返しパルス電圧が印加されると、パラス
トインダクタンス１５の作用で、各予備電離電極１４→
各細孔１３→多孔電極１０の経路を電流が等しく分流す
る。即ち、誘電体１２に形成された細孔１３の内面を、
沿面放電の状態で電流が流れる。この電流によって予備
電離により生じた紫外線１６が主電極１と多孔電極１０
の間に照射される。また、この電流は多孔電’ｐＸ　１
０からピーキングコンデンサ５を充電しながら、主電極
→アースに流れる。そして、ピーキングコンデンサ５の
電圧が上昇して、主電極１と多孔電極１０の間の放電破
壊電圧に達すると、両電極間に主放電１７が発生して、
光共振器（図示せず）の作用でレーザ光が発生する。

この様に、本実施例の高繰返しパルスレーザ電極を用い
ると、誘電体１２に形成された細孔１３内を電流が流れ
るため、各細孔内における電流密度が高くなり、予備電
離によって生じる紫外線１６の強度は、従来の紫外線の
強度に比べて数倍に増大する。

また、予備電離によって生じる紫外線１６は、誘電体１
２の細孔１３内を通って発生するため、指向性が非常に
高く、その照射方向は主電極１と多孔電極１０の電極間
方向のみとなるので、主放電領域が広がることを防止で
きる。その結果、高出力のレーザ光を（ｑることができ
る。

さらに、誘電体に形成する細孔の配置を調節することよ
り、主放電領域を制御することができる。

また、多孔電極１０の背面側から、強力な紫外線を照射
するので、レーザガス成分及びガス圧によらず、主放電
領域を一定に保持することができ、レーザ光の出カバタ
ーンも一定化することができる。

■第２実施例本実施例の構成＊本実施例においては、第２図に示した様に、第１の主電
極１に対向する位置に、第２の主電極である多孔電極２
０が配設され、ピーキングコンデンサ５を介して前記主
電極１と接続されている。

また、多孔電極２０の背面には、誘電体２２が多孔電極
２０と適当なギャップを設けて配設され、この誘電体２
２には、直径がｍｍオーダ程度の細孔２３が誘電体２２
の厚み方向に貫通するように形成されている。

ざらに、誘電体２２の上面には、前記細孔２３と対応す
る位置に開孔部が形成された予備電離電極２４ａが密＠
されて配設され、それぞれパラストインダクタンス２５
を介して前記多孔電極２０に接続されている。一方、誘
電体２２の下面には、一体に形成された予備電離電極２
４ｂが密着されて配設され、高繰返しパルス電源（ＨＶ
パルス）に接続されている。

本実施例の作用＊この様な構成を有する本実施例の高繰返しパルスレーザ
電極においては、予備電離電極２４ｂに高繰返しパルス
電圧が印加されると、パラストインダクタンス２５の作
用で、各予備電離電極２４→各細孔２３→多孔電極２０
の経路を電流が等しく分流する。即ち、誘電体２２に形
成された細孔２３の内面を、沿面放電の状態で電流が流
れる。

この電流によって予備電離により生じた紫外線２６が主
電極１と多孔電４※２０の間に照射される。

また、この電流は多孔電極２０からピーキングコンデン
サ５を充電しながら、主電極→アースに流れる。そして
、ピーキングコンデンサ５の電圧が上昇して、主電極１
と多孔電極２０の間の放電破壊電圧に達すると、両電極
間に主放電２７が発生して、光共振器（図示せず）の作
用でレーザ光が発生する。

この様に、本実施例の高繰返しパルスレーザ電極を用い
ると、誘電体２２に形成された細孔２３内を電流が流れ
るため、各細孔内における電流密度が高くなり、予備電
離によって生じる紫外線２６の強度は、従来の紫外線の
強度に比べて数倍に増大する。

また、予備電離によって生じる紫外線２６は、誘電体２
２の細孔２３内を通って発生するため、指向性が非常に
高く、その照射方向は主電極１と多孔電極２０の電極間
方向のみとなるので、主放電領域が広がることを防止で
きる。その結果、高出力のレーザ光を得ることができる
。

ざらに、多孔型１※２０と誘電体２２との間にギャップ
を設けたので、誘電体２２の細孔２３内で発生した放電
プラズマは、細孔２３から外部に出た後、多孔電極２０
と予備電離電極２４ａとの間で拡散し、直接主放電領域
に出てこない。この様に、予備電離によって生じる不純
物が主放電領域内に浸入することを防止できるので、主
放電領域におけるレーザガスを清浄な状態に保つことが
できる。

［発明の効果］以上述べた様に、本発明によれば、第２の主電極の背面
に配設される誘電体に、複数個の細孔を前記誘電体の厚
み方向に貫通して形成し、この誘電体に予備電離電極を
配設するという簡単な手段によって、予備電離により生
じる紫外線の強度を高め、また、紫外線の指向性を高め
て、高出力のレーザ光を得ることができる高繰返しパル
スレーザ電極を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高繰返しパルスレーザ電極の第１実施
例を示すもので、（Ａ＞は斜視図、（Ｂ）は側断面図、
第２図は本発明の高繰返しパルスレーザ電極の第２実施
例を示す側断面図、第３図は従来の高繰返しパルスレー
ザ発振装置に用いられる予備電離装置を示すもので、（
Ａ＞は要部斜視図、（Ｂ）は回路図でおる。１・・・主電極、２・・・多孔電極、３・・・予備電離
電極、４・・・開孔部、５・・・ピーキングコンデンサ
、６・・・紫外線、７・・・主放電、８・・・ガス流、
１０・・・多孔電極、１１・・・孔、１２・・・誘電体
、１３・・・細孔、１４・・・予備電離電極、１５・・
・パラストインダクタンス、１６・・・紫外線、１７・
・・主放電、２０・・・多孔電極、２２・・・誘電体、
２３・・・細孔、２４・・・予備電離電極、２５・・・
パラストインダクタンス、２６・・・紫外線、２７・・
・主放電。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１の主電極と、前記第１の主電極と対向して配
置された第２の主電極と、前記第２の主電極の背面に誘
電体を介して配設された予備電離電極を備えた高繰返し
パルスレーザ電極において、前記第２の主電極の背面に
配設される誘電体に、複数個の細孔が前記誘電体の厚み
方向に貫通されて形成されていることを特徴とする高繰
返しパルスレーザ電極。
（２）前記誘電体が、前記第２の主電極の背面に密着さ
れて配設され、その他面側に前記予備電離電極が配設さ
れたものである特許請求の範囲第１項記載の高繰返しパ
ルスレーザ電極。
（３）前記誘電体が、前記第２の主電極の背面に適当な
間隔をおいて配設され、その上面及び下面側に前記予備
電離電極が配設されたものである特許請求の範囲第１項
記載の高繰返しパルスレーザ電極。