JPS63229794A

JPS63229794A - 高繰返しパルスレ−ザ電極

Info

Publication number: JPS63229794A
Application number: JP6250987A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Okubo; 仁大久保; Satoru Yagiu; 悟柳父; Tsuneji Teranishi; 常治寺西; Hirokuni Aoyanagi; 青柳　浩邦; Shigeru Mogi; 茂木　茂
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-03-19
Filing date: 1987-03-19
Publication date: 1988-09-26

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、放電励起型の高繰返しパルスレーザ装置に使
用される高繰返しパルスレーザ電極に関するものである
。

（従来の技術）近年「分子法によるウラン分離装置」に使用するＴＥＡ
／ＴＥＭＡＣＯ２レーザを初め、エキシマレーザ、銅蒸
気レーザなと、各種高繰返しパルスレーザの産業への使
用が検討され、各種の装置が開発・実用化されている。

この様な高繰返しパルスレーザ装置において、レーザ発
振を得るためには、レーザ媒質中で空間的に均一で且つ
レーザ光軸方向に一定の幅を有する放電の発生を必要と
するため、放電電極は、レーザ媒質中において、レーザ
光軸方向を長手方向として対向配置される。

第４図は高繰返しパルスレーザ装置の放電部を示す図で
おる。同図において、１ａ、１ｂは、レーザ媒質中に、
レーザ光軸方向を長手方向として対向配置された主電極
であり、２は主電極１ａ。

１ｂ間に発生するグロー放電である。主電極１ａ。

１ｂは、放電チャンバー３内に収納されている。

主電極１ａ、１ｂには、それぞれピーキングコンデンサ
４を介して並列に一対の予備電離電極５が接続され、主
電極１ａ、１ｂと同様に対向配置されている。ざらに、
主電極１ａ、”１ｂ及び予備電離電極５は、放電チＶン
バー３外部に配設されたパルス電源６に接続されている
。

第４図において、パルス電源６にて電圧が印加されると
、まず、予備電離電極５にて予備電離が行なわれ、これ
に引続き主電極１ａ、ｌｂ間にグロー放電２が発生する
。このグロー放電２により、レーザ本体のガスが励起さ
れ、これに共振器を取付けることにより、同図の紙面と
直交方向にレーザ光が取出される。

ところで、主型１１ａ、１ｂの間の電界強度は、幅方向
の中央部にフラット部を有し、中央から端部に向かって
減少しているため、安定したグロー放電を得るためには
、電界強度のフラット部となる主電極１ａ、１ｂの中央
部（以下、主放電部と称する）のみにグロー放電を発生
させることが最良である。しかしながら、電極端部の形
状を考慮した後でも、主電極１ａ、１ｂ間の電界強度は
主放電部から端部に向かって徐々に減少し、慨して主放
電部と端部との間に大きな電界値の差がないため、結局
電極端部にもグロー放電を生じてしまう。この場合、グ
ロー放電によって取出されるレーザビームの強度は、電
界強度の変化を反映して、主放電部から端に向かって単
調に減少するため、ビーム強度分布のフラットな領域が
小ざくなり、高品質のレーザビームを得られない。

また、高繰返しパルスレーザ装置では、その動作圧力が
数気圧もの高圧であるため、放電電極の端部で放電が収
束し、絶縁破壊やアークを生じ、安定したレーザ発］辰
が妨げられる恐れがある。

一方、レーザ出力は、放電の幅に左右されるため、レー
ザ出力を制御するには、放電の幅を変化させることが条
件となるが、放電の幅は放電電極の形状によって決定さ
れるため、放電電極を交換しない限り放電の幅を変える
ことはできない。従って、従来、簡単な操作により、レ
ーザ出力を適宜変化させる様に制御することは不可能で
あった。

（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は、電
界強度の分布に対応してレーザビーム強度のフラットな
領域が小さくなり、レーザビームの品質が低下し、また
、電極端部にて絶縁破壊やアークを生じることにより、
安定したレーザ発振が妨げられ、ざらに、放電部の幅を
変化させることができないためレーザ出力を適宜変化さ
せることができない等の問題点が存在していた。

本発明は、この様な問題点を解決するために提案ざ塾た
ものであり、その目的は、レーザビームの品質を向上で
き、絶縁破壊やアークを生じることなく安定したレーザ
発振を行うことができ、しかも、放電幅を変化させるこ
とでレーザ出力の制御を可能とし得る様な高繰返しパル
スレーザ電極を提供することである。

［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、放電電極を幅方
向、に複数片に分割し、この分割電極の放電の有無を制
御する制御手段を設けることを構成の特徴としている。

（作用）以上の様な構成を有する本発明においては、各分割電極
毎に放電させるか否かを制御することで、放電する電極
幅を制御できるため、レーザ出力を制御できる。また、
特に電界強度の弱い電極端部側を放電させない様にすれ
ば、レーザビームの品質を向上でき、ざらに電極端部で
絶縁破壊やアークを生ずる問題もない。

（実施例）以上説明した様な、本発明による高繰返しパルスレーザ
電極の実施例を以下に説明する。なお、第４図に示した
従来技術と同一部分については同−符号を付し、説明を
省略する。

■第１実施例本実施例において、対向する主Ｎ極１ａ、１ｂのうち、
片側の主電極１ｂは、幅方向に３分割され、両側の端部
電）枢７ａ、７ｂと中央の主放電部８とが形成されてお
り、端部電極７には、高インピーダンス９が直列に接続
されている。

以上の様な構成を有する本実施例においては、放電発生
以前において、主放電部８と端部電極７とは同電位とな
るが、端部電極７には、直列に高インピーダンス９が接
続されているため、放電は持続されず、常に中央の主放
電部８においてのみ安定したグロー放電２が発生する。

即ち、本実施例においては、端部電極７と主放電部８ど
の分割位置を調整することでグロー放電２の放電幅を制
御でき、レーザ出力を制御できる。この場合、電極の端
部においてもグロー放電２を生じていた従来技術に比べ
て、レーザ強度のフラット部の割合が高まるため、レー
ザビームの品質を向上でき、また、放電が電極端部に収
束することがないため、絶縁破壊やアークを生ずる問題
はない。

■第２実施例第２図に第２実施例を示す。第２図において、対向する
主電極１ａ、１ｂのうち、片側の主電極１ｂは、幅方向
に５分割され、両側の端部電極７ａ、７ｂと中央３箇所
の主放電部８１〜８３とが形成されている。各分割電極
（７ａ、８１〜８３゜７ｂ）には、高インピーダンス９
１〜９５が直列に接続されており、ざらに、主放電部８
１〜８３に接続された高インピーダンス９２〜９４には
、それぞれ高インピーダンス９２〜９４の挿入の有無を
制御するスイッチ１０’ｌ〜１０３が並列接続されてお
り、このスイッチ１０１〜１０３は外部より操作する様
に構成されている。

以上の様な構成を有する本実施例の作用は次の通りであ
る。即ち、本実施例において、中央の主放電部８１〜８
３に接続された高インピーダンス９２〜９４は、各スイ
ッチ１０１〜１０３を外部から開閉操作することで、挿
入又はショート可能である。例えば、３個のスイッチ１
０１〜１０３を全て閉′じた状態でパルス電源６にて高
電圧を印加すると、主放電部８１〜８３の全滅において
グロー放電２を生じ、また、主放電部８１〜８３の中央
１個のスイッチ１０２のみを閉じ、両側のスイッチ１０
１，１０３を開とした状態で高電圧を印加すると、中央
の主放電部８２の領域のみにグロー放電２を生ずる。同
様に、グロー放電２の幅を、主放電部８１のみ、主放電
部８３のみ、或いは、主放電部８１．８２のみ、主放電
部８２．８３のみ等と適宜変化させることができる。従
って、本実施例によれば、外部よりスイッチ１０１〜１
０３の開閉を制御するのみで、放電幅を適宜制御できる
ため、高繰返しパルスレーザの出力を自由に制御するこ
とが可能である。

一方、本実施例では、端部電極７ａ、７ｂは常時高イン
ピーダンス９１．９５を挿入された状態にあるため、間
部において放電されることはない。

従って、前記実施例と同様レーザ強度のフラット部の割
合が高まるため、レーザビームの品質を向上でき、また
、放電が電極端部に収束することがないため、絶縁破壊
やアークを生ずる問題はない。

■第３実施例第３図に、本発明の第３実施例を示す。第３図において
、対向する主電極１ａ、ｌｂのうち、片側の主電極１ｂ
は、幅方向に６分割され、両側の端部電極７ａ、７ｂと
中央４箇所の主放電部８１〜８４とが形成されている。

隣接する分割電極の間（７ａ−８１間、８１−８２間、
８２−８３間、８３−８４間、８４−７ｂ間）には、予
備電離電極１１１〜１１５が配置されている。

以上の様な構成を有する本実施例においては、分割電極
間の予備電離電極１１１〜１１５へのパルス印加を制御
することにより、グロー放電２を発生する電極幅を制御
することができ。従って、第２実施例と同様、高繰返し
パルスレーザの出力を自由に制御可能である。

■他の実施例なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく
、例えば前記の各実施例においては、主Ｎ極の片側のみ
を複数個に分割したが、これに限らず、両側の主電極を
分割する構成も可能であり、また、分割数についても適
宜変更可能でおる。ざらに、第３実施例においては、予
備電離型＄１１１１〜１１５の形状は自由でおり、形状
に限定されることなく、確実に効果を得られる。加えて
、第２実施例において使用するスイッチの種類や外部の
操作構造等は自由に構成可能である。

［発明の効果］以上説明した様に、本発明においては、電極を分割し、
各分割電極の放電を制御する制御手段を設けるという簡
単な構成により、従来に比べて、レーザビームのフラッ
ト部の割合を増大でき、端部で絶縁破壊やアークを生ず
る恐れがなく、ざらに、放電幅を調整可能として、高品
質で安定したレーザビームを得られ、しかもレーザ出力
の制御が可能である様な優れた高繰返しパルスレーザ電
極を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は、本発明による高繰返しパルスレー
ザ電極の異なる実施例を示す模式的断面図である。第４
図は従来の高繰返しパルスレーザ電極の模式的断面図で
ある。１ａ、１ｂ・・・主電極、２・・・グロー放電、３・・
・放電チャンバー、４・・・ピーキングコンデンサ、５
・・・予備電離電極、６・・・パルス電源、７ａ、７ｂ
・・・端部電極、８１〜８４・・・主放電部、９１〜９
５・・・高インピーダンス、１０１〜１０３・・・スイ
ッチ、１１１〜１１５・・・予備電離電極。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザ媒質中に、レーザ光軸方向を長手方向とし
て一対の放電電極を対向配置されて成る高繰返しパルス
レーザ電極において、前記放電電極が幅方向に複数片に分割され、この分割電
極の放電の有無を制御する制御手段が設けられたことを
特徴とする高繰返しパルスレーザ電極。
（２）分割電極の放電の有無を制御する制御手段として
、複数個の分割電極の一部又は全部にインピーダンスが
接続され、このインピーダンスの挿入の有無によって放
電電極幅が制御される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）分割電極の放電の有無を制御する制御手段として
、隣接する分割電極の間に予備電離電極が配設され、こ
の予備電離電極の電離の有無によって放電電極幅が制御
される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。