JPH01246881A

JPH01246881A - ガスレーザ発振装置

Info

Publication number: JPH01246881A
Application number: JP7309888A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Takagi; 茂行高木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-29
Filing date: 1988-03-29
Publication date: 1989-10-02

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）この発明はＴ　Ｅ　Ａ　（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ　
ｅｘｃｉｔｅｄａＬｉｏｓｐｈｅｒｌｃ）　ＣＯｚレー
ザや、エキシマレーザ等のガスレーザ発振装置に関する
。

（従来の技術）放電に対してレーザ光が垂直方向に出力されるＴ　Ｅ　
Ａ　（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ　ｅｘｃｉｔｅｄ　ａ
ｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ）ＣＯ２レーザや、エキシマレー
ザ等のパルスレーザは、各方面に応用する上で高出力で
あることが望ましく、高出力を得るためには放電の繰返
し数を高くする必要があった。以下第４図および第５図
を参照して従来のガスレーザ発振装置について説明する
。

図中に示される放電管１内には所定圧力のガスレーザ媒
質が封入されている。この放電管１の内側には長手方向
に亘って平行な保持板２．３が所定の間隔で対向して設
けられている。これら保持板２．３は放電管１とは電気
的に絶縁された状態になっている。

そして、上記保持体２．３の互いに対向される面には陰
極４および陽極５がそれぞれ所定間隔をもって対峙され
主電極６が形成されている。

この主電極６の長手方向の左右側部には複数の予備電離
電極７、・・・が設けられており、同予備電離電極７、
・・・の中途部にはピーキングコンデンサ８、・・・が
設けられている。

また、上記放電管１内には同放電管１内のガスレーザ媒
質を強制的に循環するファン９が設けられており、さら
にファン９の送風方向には風ガイド１０が設けられてい
る。この風ガイド１０は上記ファン９から送出されたガ
スレーザ媒質を主電極６間に導くように形成され、送出
されたガスレーザ媒質は第５図中に矢印Ａで示されるよ
うに陰極４および陽極５のそれぞれの電極面に対して平
行に流動するようになっている。

また、上記放電管１内には放電により高温となったガス
レーザ媒質を冷却する熱交換器１１が設けられている。

そして、上記陰極４、および陽極５間に電気エネルギを
供給する高電圧電源１２が上記放電管１の外側に設けら
れている。

さらに、上記放電管１の長手方向の一端には図示しない
高反射ミラーが設けられ、他端には同じく図示しない出
力ミラーがそれぞれ対向して設けられ光共振器が構成さ
れている。

このように構成されたガスレーザ発振装置は、上記高電
圧電源１２から供給された電気エネルギにより予備電離
電極７、・・・で予備電離放電が発生され、この予備電
離放電により陰極４および陽極５との間で主放電が引起
こされる。この主放電によりレーザ光が発生し、上記共
振器間で増幅され所定出力に達することでレーザ光が放
電方向と垂直な方向に発振される。

ここで、上記予備電離放電および主放電を発生した後の
ガスレーザ媒質は放電生成物（ＸｅＣｌエキシマレーザ
ではＣＣｌ４等）やイオン（ＣＩ−等）が主に陰極４近
傍で生成される。

このような生成物が主電極６間に残留したまま次の放電
が発生されると、局部的なアーク放電が発生され、レー
ザ出力が著しく低下するものであった。

上述のような生成物を主電極６間から除去するなめにフ
ァン９を設け、矢印Ａで示される方向にガスレーザ媒質
を強制循環している。

ところが、出力を上げるために繰返し数を高めると、あ
る値以上になるとレーザ出力が著しく低下するものであ
った。これは発生された生成物が主電極６間に残留して
しまい安定した主放電を得ることができないためである
。つまり、第５図中に示される矢印Ａのうちの中央部の
流速が最大になり、電極面近傍では流速がゼロに近い状
態のため、放電生成物や負イオンが残留してしまうもの
であった。

（発明が解決しようとする課題）一般に使用されているガスレーザ発振装置は、対向され
る陰極および陽極間の生成物や負イオンを除去するため
に風ガイドを有するファンが設けられており、このファ
ンによってガスレーザ媒質を強制循環することで、上記
生成物や負イオンを除去しているが、ある繰返し数を越
えるとレーザ出力が著しく低下してしまうという事情が
あった。

この発明は上記事情に着目してなされたものであり、主
電極の電極面近傍に残留する放電生成物や負イオンを次
の放電発生時までに確実に除去することで高い繰返し数
と、これにともなう高出力を得ることができるガスレー
ザ発振装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）この発明は、放電管内に所定圧力をもったガスレーザ媒
質を封入し、この放電管内に陰極および陽極からなる主
電極を設け、ガスレーザ媒質を循環するファンを設け、
このファンによって送られたガスレーザ媒質を上記主電
極間に導く風ガイドを設け、ガスレーザ媒質の温度上昇
を防ぐ熱交換器を設け、上記電極対間に電気エネルギを
供給する高電圧電源を設けたガスレーザ発振装置におい
て、上記風ガイドを上記陰極および陽極の放電面と略平
行にガスレーザ媒質を導く第１の風ガイドと、上記陰極
もしくは陽極のいずれか一方の電極面に交差する方向に
ガスレーザ媒質を導く第２の風ガイドとによって構成し
たガスレーザ発振装置にある。

（作用）第１の風ガイドによってガスレーザ媒質を陰極および陽
極の電極面に略平行な方向に循環し、これとともに第２
の風ガイドにより陰極もしくは陽極のいずれか一方の電
極面に交差する方向から上記ガスレーザ媒質を吹付ける
ことにより、電極面近傍にある放電生成物や負イオンを
次の主放電発生時までに確実に除去できる。

（実施例）以下、この発明における一実施例を第１図乃至第３図を
参照して説明する。

放電管１３内には所定圧力を有するガスレーザ媒質が封
入されており、この放電管１３内には２枚の保持板１４
．１５が上下に配され平行状態に間隔を持って支持され
ている。この保持板１４．１５はともに放電管１に対し
て電気的に絶縁状態になっている。

そして、これら保持板１４．１５の対向される面には陰
極１６および陽極１７がそれぞれに結合され主電極１８
が形成されている。

また、上記陰極１６および陽極１７の長手方向の左右側
部には複数の予備電離電極１９、・・・が配設されてお
り基端部は上記保持板１４．１５に結合されている。こ
れらの予備電離電極１９、・・・の中途部にはピーキン
グコンデンサ２０、・・・がそれぞれ設けられている。

さらに、上記放電管１３内にはファン２１が設けられて
いる。このファン２１には第１および第２の風ガイド２
２．２３が設けられている。上記第１の風ガイド２２は
放電管１３の内面に沿うように延長され保持板１４．１
５の縁部間にガスレーザ媒質が流入するように形成され
ており、第２図中に矢印Ｂで示されるように陰極１６お
よび陽極１７のそれぞれの電極面に略平行に流れるよう
に形成されている。

また、上記第２の風ガイド２３は陽極１７側の保持板１
５に貫通するように設けられており、同陽極１７とガス
流の上流側に位置する予備電離電極１９との間に開口す
るようになっている。これにより図中に矢印Ｃで示され
るように陰極１６の電極面に交差する方向からガスレー
ザ媒質を送出するようになっている。つまり、陰極１６
の電極面に交差する方向にガスレーザ媒質が吹付けられ
るようになっている。

また、上記主電極１８のガス流の下流側とファン２１と
の間には熱交換器２４が設けられている。

さらに、陰極１６と陽極１．７には放電管１３の外側に
設けられた高電圧電源２５からの配線が接続されている
。

このように構成されたガスレーザ発振装置は従来同様の
構造を有する第１の風ガイド２２による主電極１８の電
極面と平行な方向への送風だけでなく、第２の風ガイド
２３による陰極１６の電極面に対して略垂直な方向への
送風が行われることで従来は残留しがちであった陰極１
６の表面近傍の放電生成物や負イオンを迅速に除去でき
る。

つまり、特に陰極１６の近傍に残留することが多い放電
生成物や負イオンを上記第２の風ガイド２３によってガ
スレーザ媒質を吹付けることにより確実に除去すること
ができる。

そして、一般的なガスレーザ装置による通常運転で得ら
れる出力は第３図中に曲線りで示す。ここで、ファンに
よるガスレーザ媒質の送風速度を高くすることでレーザ
光出力を高めていくと曲線Ｅのように出力は上昇する。

しかしさらに繰返し数を高くすると出力の増加率が減少
し曲線Ｆのように出力が著しく低下してしまうものであ
った。

これは主に主電極１８の陰極１６の近傍に放電生成物や
負イオンが残留されることによるものであり、上記実施
例における装置ではこの放電生成物や負イオンを確実に
除去することができるので図中に曲線Ｇで示されるよう
に従来に比較して繰返し数を約１．５〜２．０倍と高め
ることができ、これによりレーザ光出力を向上すること
ができる。

なお、この発明は上記一実施例に限定されるものではな
い。例えば第２の風ガイド２３により電極面に交差する
方向からガスレーザ媒質が吹付けられるのは陰極１６で
あるがこれにのみ限定されず陽極１７である場合も含ま
れる。また、第１および第２の風ガイド２２．２３に対
してそれぞれ独立したファンを設けたものも含まれる。

〔発明の効果〕

主電極の電極面に交差する方向からガスレーザ媒質を吹
付けることにより従来速やかに除去することが困難であ
った電極面近傍の放電生成物や負イオンを確実且つ速や
かに除去することができるガスレーザ発振装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はこの発明における一実施例であり、
第１図はガスレーザ発振装置の概略的構成を示す正断面
図、第２図は主電極近傍の正断面図、第３図は従来構造
とこの発明におけるガスレーザ発振装置の繰返し数を比
較するレーザ出力および繰返し数の関係図、第４図およ
び第５図は従来例であり、第４図はガスレーザ発振装置
の正断面図、第５図は主電極の正断面図である。１３・・・放電管、１６・・・陰極、１７・・・陽極、
１８・・・主電極、２１・・・ファン、２２・・・第１
の風ガイド、２３・・・第２の風ガイド、２４・・・熱
交換器、２５・・・高電圧電源。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第２図くり稟しｆ賢ｐｐｓ　）第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

所定圧力を有するガスレーザ媒質が封入された放電管と
、この放電管内に設けられて放電を発生する陰極および
陽極からなる主電極と、ガスレーザ媒質を循環させるフ
ァンと、このファンによって送られたガスレーザ媒質を
上記主電極間に導く風ガイドと、ガスレーザ媒質の温度
上昇を防ぐ熱交換器と、上記主電極間に電気エネルギを
供給する高電圧電源とを有するガスレーザ発振装置にお
いて、上記風ガイドは上記陰極および陽極の放電面と略
平行にガスレーザ媒質を導く第１の風ガイドと、上記陰
極もしくは陽極のいずれか一方の電極面に交差する方向
にガスレーザ媒質を導く第２の風ガイドとからなること
を特徴とするガスレーザ発振装置。