JPS63227073A

JPS63227073A - 高繰返しパルスレ−ザ電極

Info

Publication number: JPS63227073A
Application number: JP6169787A
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おる。

（従来の技術）一般にレーザ発系を得るためには、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（辰装置では、その動作圧
力が数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おる。

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、レーザ媒質中に配置される第
１の主電極１に対向する位置に・第２の主電極２が配設
され、前記第１の主電極１の長手方向両側に、複数個の
予備電離電極３ａがピーキングコンデンサ４ａを介して
、適当な間隔をおいて配設され、また、前記第２の主電
極２にも、その長手方向両側に複数個の予備電離電極３
ｂが、ピーキングコンデンサ４ｂを介して、前記予備電
離電極３ａと対向する位置に配設されている。

また、対を成して配設されたこれらの予備電離電極３ａ
、３ｂの間には、棒状の誘電体５が密層して挿入されて
いる。

ざらに、対向する２つの主電極１，２の間にはレーザガ
ス流８が流れ、また、２つの主電極１゜２の長手方向端
部には、光共振器ミラー９が配設されている。

この様に構成された従来の高繰返しパルスレーザ電極に
おいては、ＫＮ返しパルス電圧（ＨＶパルス）が印加さ
れると、ＨＶパルス→ピーキングコンデンサ４ａ→予備
電離電極３ａ→誘電体５→予備電離電極３ｂ→ピーキン
グコンデンサ４ｂの回路に電流が流れ、誘電体５の沿面
放電により紫外線が発生する。この紫外線によって光電
離されて生成される電子が、第１の主電極１と第２の主
電極２間で行なわれる主放電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高繰返しパルスレー
ザ電極においては、予備電離電極３ａ。

３ｂと誘電体５との間に生じる紫外線の強度が低く、ま
た、この紫外線は一定方向への指向性が無く、２つの主
電極１，２０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、高山ノＪ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、従来の高繰返しパルスレーザ電極において
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、予備電離電極と
共に配設される誘電体に、複数個の細溝をその長手方向
に形成し、その細溝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
した細溝内において沿面放電が起こるようにして、細溝
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、紫外線を細溝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か
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）（Ｂ）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２が
配設され、前記第１の主電極１の長手方向両側に、複数
個の予備電離電極１２ａがピーキングコンデンサ４ａを
介して、適当な間隔をおいて配設され、また、前記第２
の主電極２にも、その長手方向両側に複数個の予備電離
電極１２ｂがピーキングコンデンサ４ｂを介して、前記
予備電離電極１２ａと対向する位置に配設されている。

また、対を成して配設されたこれらの予備電離電（※３
ａ、３ｂの間には、棒状の誘電体１０が密看して挿入さ
れ、さらに、この誘電体１０には、前記２つの主電極配
設側に、数ｍｍ程度以下の細溝１１がその軸方向に形成
されている。

さらに、第１図（Ｃ）に示した様に、誘電体１０の上下
に配設される予備電離電極１２ａ、１２ｂには、前記誘
電体１０に形成された細溝１１と嵌合する突起部１３が
形成されている。また、各誘電体１０を挟持して配設さ
れた、上下一対の予備電離型４ｆＡ１２ａ、１２ｂ間の
間隔しは、誘電体１０の仝長女ｌから、予備電離電極１
２ａ、１２ｂに形成された突起部１３の長さ吏２を引い
た値となる（Ｌ＝吏１−斐２×２）。

なお、第１図（Ｂ）においては、２つの主電極１．２の
図中手前側に配設される予備電離電極及び誘電体は省略
しである。

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（Ａ＞（Ｂ）に示した様に、予
備電離電極１２ａに高繰返しパルス電圧が印加されると
、上下予備電離電極１２ａ。

１２ｂ間に配設された誘電体１０に高電圧が加わり、細
溝１１内において沿面放電が起こる。なお、誘電体１０
においては、上下の予備電離電極１２ａ、１２ｂ間の間
隔りの方が、誘電体１０の仝長髪１より短いＮｈ　＞１
）ので、誘電体１０の表面には沿面放電は起こらず、細
溝１１内のみにおいて沿面放電が起こる。

上記の様に細溝１１内において放電が点弧されると、Ｈ
Ｖパルス→ピーキングコンデンサ４ａ→予備電離電極１
２ａ→誘電体１０→予備電離電極１２ｂ→ピーキングコ
ンデンサ４ｂの回路に電流が流れ、誘電体１０の細溝１
１内の放電により発生する紫外線１４によって、主放電
領域を予備電離しながら、ピーキングコンデンサ４が充
電される。そして、ピーキングコンデンサ４の電圧が上
昇して、第１の主電極１と第２の主電極２の間の放電破
壊電圧に達すると、両電極間に主放電１５が発生して、
光共娠器（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１０に形成された細溝１１内を電流が流れ
るため、誘電体１０の表面を電流が流れる場合に比べて
、各細溝１１内における電流密度が高くなり、高エネル
ギー電子が多数発生する。その結果、予備電離によって
生じる紫外線１４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１４は、誘電体１
０の細溝１１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２つの主電極１，２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、
安定した主放電を行なうことができ、また、注入可能な
エネルギーも大幅に増加するので、高出力のレーザ光を
得ることができる。

■第２実施例本実施例の構成＊本実施例においては、第２図（Ａ＞（Ｂ）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
るメツシュ電極３０が配設され、ピーキングコンデンサ
４を介して前記主電極１と接続されている。

また、メツシュ電極３０の背面には、誘電体２０がメツ
シュ電極３０と適当なギャップを設けて配設され、この
誘電体２０には、第２図（Ｃ）に示した様に、複数個の
細溝２１が誘電体２ｏの前記メツシュ電極３０側の表面
上に、光軸方向に形成されている。

さらに、誘電体２０の一方の側部には、高繰返しパルス
電源（ＨＶパルス）に接続された、一体形状の予備電離
電極２２ａが配設され、他方の側部には、誘電体表面に
形成された各細溝２１に対応して分割されて形成された
予備電離電極２２ｂが配設され、ピーキングコンデンサ
４に接続されている。

また、これらの予備電離電極２２ａ、２２ｂには、それ
ぞれ、誘電体２０に形成された細溝２１に嵌合する突起
部２３ａ、２３ｂが形成され、前記細溝２１内に嵌合さ
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２図（Ａ＞（Ｂ）に示した様に、予
備電離電極２２ａに高繰返しパルス電圧が印加されると
、予備電離電極２２ａ、２２ｂ間に配設された誘電体２
０に高電圧が加わり、細溝２１内において沿面放電が起
こる。

上記の様に細溝２１内において放電が点弧されると、Ｈ
Ｖパルス→予備電離電極２２ａ→誘電体２０→予備電離
電極２２ｂ→ピーキングコンデンサ４の回路に電流が流
れ、誘電体２０の細溝２１内の放電により発生する紫外
線２４によって、主放電領域を予備電離しながら、ピー
キングコンデンサ４が充電される。そして、ピーキング
コンデンサ４の電圧が上昇して、主電極１とメツシュ電
極３０の間の放電破壊電圧に達すると、両電極間に主放
電２５が発生して、先具（辰器（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２０に形成された細溝２１内を電流が流れ
るため、誘電体２０の表面を電流が流れる場合に比べて
、各細溝２１内における電流密度が高くなり、高エネル
ギー電子が多数発生する。その結果、予備電離によって
生じる紫外線２４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２４は、誘電体２
０の細溝２１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とメツシュ電極３０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、安定した主放電を行なうことができ、また、注
入可能なエネルギーも大幅に増加するので、高出力のレ
ーザ光を１ｑることかできる。

さらに、メツシュ電極３０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、また、レーザ
ガス流８の流れを妨げることもないので、レーザ光の出
カバターンも一定化することができる。

また、本実施例においては、メツシュ電極３０と誘電体
２０との間にギャップを設けたので、誘電体２０の細溝
２１内で発生した放電プラズマは、細溝２１から外部に
出た後、メツシュ電極３０と誘電体２０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侵入することを防
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、予備電離電極と共に
配設される誘電体に、複数個の細溝をその長手方向に形
成し、この誘電体に予価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＞は側断面図、（Ｂ）は斜視図、
（Ｃ）は構成部材の拡大斜視図、第２図は本発明の高繰
返しパルスレーザ電極の第２実施例を示すもので、（Ａ
）は斜視図、（Ｂ）は側断面図、（Ｃ）は誘電体の断面
図、第３図は従来の高繰返しパルスレーザ電極の構成を
示す斜視図である。１・・・第１の主電極、２・・・第２の主電極、３ａ。３ｂ・・・予備電離電極、４ａ、４ｂ・・・ピーキング
コンデンサ、５・・・誘電体、８・・・ガス流、９・・
・光共振器ミラー、１０・・・誘電体、１１・・・細溝
、１２ａ。１２ｂ・・・予備電離電極、１３・・・突起部、１４・
・・紫外線、１５・・・主放電、２０・・・誘電体、２
１・・・細溝、２２ａ、２２ｂ・・・予備電離電極、２
３・・・突起部、２４・・・紫外線、２５・・・主放電
、３０・・・メツシュ電極。ＨＶＩぐル人 ′ニ＞　　１　　ｉ’、　　（Ａ）第　１　図　（８）第　１ｒ７１（Ｃ）第２図（Ａ）第　２　図（Ｃ）

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、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
、前記誘電体の長手方向に複数個の溝が形成されているこ
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、その長手方向両端部に予備電離電
極が配設され、前記予備電離電極に形成された突起部が
前記誘電体の溝内に嵌合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、対向して配置された前記第１の主
電極と第２の主電極の両側部に配設されたものである特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の高繰返しパルスレ
ーザ電極。
（４）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たものである特許請求の範囲第１
項又は第２項記載の高繰返しパルスレーザ電極。