JPS6240875B2 - - Google Patents
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- JPS6240875B2 JPS6240875B2 JP17958382A JP17958382A JPS6240875B2 JP S6240875 B2 JPS6240875 B2 JP S6240875B2 JP 17958382 A JP17958382 A JP 17958382A JP 17958382 A JP17958382 A JP 17958382A JP S6240875 B2 JPS6240875 B2 JP S6240875B2
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- 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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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は無声放電式ガスレーザ装置に係り、特
に無声放電式炭酸ガスレーザ発振器における電極
構造に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a silent discharge type gas laser device, and particularly to an electrode structure in a silent discharge type carbon dioxide laser oscillator.
従来この種の無声放電式炭酸ガスレーザ発振器
として、第1図に示すものが知られている。第1
図において、1はガラス等誘電体を表面に被覆し
て成る一対の誘電体電極、2はこの誘電体電極1
の支持体、3は放電空間、4は炭酸ガス(CO2)
を含むレーザ光線を有効に発振するための混合ガ
スを供給する送風機である。5,6はレーザ光線
を発振、増幅するための共振器鏡を構成し、5は
全反射鏡、6は部分反射鏡であり、この部分反射
鏡6から増幅されたレーザ光線の1部が第1図の
矢印で示す方向へ外部に取り出される。7は上記
各構成体を収納する筐体である。 2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of silent discharge type carbon dioxide laser oscillator, the one shown in FIG. 1 is known. 1st
In the figure, 1 is a pair of dielectric electrodes whose surfaces are coated with a dielectric material such as glass, and 2 is this dielectric electrode 1.
3 is a discharge space, 4 is carbon dioxide gas (CO 2 )
This is a blower that supplies a mixed gas to effectively oscillate a laser beam containing 5 and 6 constitute resonator mirrors for oscillating and amplifying laser beams, 5 is a total reflection mirror, and 6 is a partial reflection mirror, and a part of the laser beam amplified from this partial reflection mirror 6 is It is taken out to the outside in the direction shown by the arrow in Figure 1. Reference numeral 7 denotes a housing that houses each of the above components.
第2図a,bは、第1図の無声放電式炭酸ガス
レーザ発振器に用いられる誘電体電極の構造を示
す正面図及び一部欠截側面図である。第2図a,
bにおいて、8は金属管から成る電極管、9は電
極管8の表面に被覆されたガラス等誘電体であ
り、電極管8とガラス等誘電体9とにより誘電体
電極1が構成され、この誘電体電極1は相対向す
る一対より成つている。10は放電空間3の電気
的絶縁境界を形成する誘電体から成る絶縁物であ
り、同時に誘電体電極1の支持体を構成してお
り、この絶縁物10は誘電体電極1の上部のほぼ
半分以上を埋め込むよう密着して形成される。1
1は誘電体電極1を内部から冷却する冷却水、1
2,13はそれぞれ冷却水11の入口と出口、1
4は高電圧の給電端子であり、放電空間3におけ
る放電15は絶縁物10で境界を形成した一対の
誘電体電極1の表面で行なわれる。レーザ発振に
おいては、放電空間3での放電15が均一になる
ことが必要であり、そのため放電空間3内の放電
15が対をなす誘電体電極1の相対向する面のみ
で行なわれることが必須条件であつて、この点、
絶縁物10による放電制限効果の役割は大きいも
のがある。 2a and 2b are a front view and a partially cutaway side view showing the structure of a dielectric electrode used in the silent discharge type carbon dioxide laser oscillator of FIG. 1. FIG. Figure 2a,
In b, 8 is an electrode tube made of a metal tube, 9 is a dielectric material such as glass coated on the surface of the electrode tube 8, and the dielectric electrode 1 is constituted by the electrode tube 8 and the dielectric material 9 such as glass. The dielectric electrode 1 consists of a pair facing each other. Reference numeral 10 denotes an insulator made of a dielectric material that forms an electrically insulating boundary of the discharge space 3 and also constitutes a support for the dielectric electrode 1, and this insulator 10 covers approximately the upper half of the dielectric electrode 1. It is formed in close contact so as to embed the above. 1
1 is cooling water that cools the dielectric electrode 1 from inside;
2 and 13 are the inlet and outlet of the cooling water 11, respectively;
Reference numeral 4 denotes a high-voltage power supply terminal, and a discharge 15 in the discharge space 3 occurs on the surfaces of a pair of dielectric electrodes 1 bounded by an insulator 10. In laser oscillation, it is necessary that the discharge 15 in the discharge space 3 be uniform, and therefore it is essential that the discharge 15 in the discharge space 3 be performed only on the opposing surfaces of the dielectric electrodes 1 that form a pair. This point is a condition,
The discharge limiting effect of the insulator 10 plays a large role.
従来の無声放電式炭酸ガスレーザ発振器に用い
られる誘電体電極1は以上のように構成されてい
るので、電極管8の表面に被覆されたガラス等誘
電体9は、全周面にわたり被覆されていることか
らして全面が同一の誘電率を有しており、このた
め放電制限材をなす絶縁物10は、放電15が行
なわれる領域以外である誘電体電極1の面をすべ
て確実に被覆しなければならず、そのために構造
が複雑となり寸法的にも大きくならざるを得ない
等の欠点があつた。また、従来この種の絶縁物1
0の比誘電率εsは約εs≦8程度で比較的に小さ
いものであつたが、最近単位面積当りの放電密度
を増大するため、約εs≧10程度の高い比誘電率
材料が使用されるようになり、放電制限材として
の絶縁物10の構造、選定が非常に困難になるな
どの欠点があつた。 Since the dielectric electrode 1 used in the conventional silent discharge type carbon dioxide laser oscillator is constructed as described above, the dielectric material 9, such as glass, coated on the surface of the electrode tube 8 covers the entire circumference. Therefore, the entire surface has the same dielectric constant, and therefore, the insulator 10 serving as the discharge limiting material must reliably cover all surfaces of the dielectric electrode 1 other than the area where the discharge 15 occurs. However, this has resulted in drawbacks such as a complicated structure and a large size. In addition, conventionally this type of insulator 1
The dielectric constant ε s of 0 was relatively small at about ε s ≦8, but recently, in order to increase the discharge density per unit area, materials with a high dielectric constant of about ε s ≧10 have been developed. Since it has come into use, it has had drawbacks such as the difficulty in selecting the structure and selection of the insulator 10 as a discharge limiting material.
本発明は上記のような従来のものの欠点を除去
するためになされたもので、少なくとも一方にガ
ラス等誘電体を被覆した接地側電極及び高電圧側
電極と、この両電極間に高電圧を印加して両電極
間の放電空間に放電を起こす電源と、前記放電空
間の両端部に位置し、前記放電が起きた時にレー
ザ発振を発生させる全反射鏡及びレーザ出力側の
部分反射鏡から成る共振器とを備え、前記ガラス
等誘電体上における放電をさせない領域のみにフ
ツ素系ポリマーをコーテイングしてなる構成を有
し、簡単な電極構造をもつて、電極の放電領域に
おける放電制限効果を一層改善させることができ
るようにした無声放電式ガスレーザ装置を提供す
ることを目的としている。 The present invention has been made to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and includes a ground side electrode and a high voltage side electrode, at least one of which is coated with a dielectric material such as glass, and a high voltage is applied between these two electrodes. a power source that generates a discharge in the discharge space between both electrodes, a total reflection mirror located at both ends of the discharge space that generates laser oscillation when the discharge occurs, and a partial reflection mirror on the laser output side. It has a structure in which a fluorine-based polymer is coated only on the area on the dielectric material such as glass where no discharge occurs, and has a simple electrode structure to further enhance the discharge limiting effect in the discharge area of the electrode. It is an object of the present invention to provide a silent discharge type gas laser device that can be improved.
以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。第3図a,bは本発明の一実施例である無声
放電式ガスレーザ装置に用いられる誘電体電極の
構造を示す正面図及び一部欠截側面図で、第2図
a,bと同一部分には同一符号を用いて表示して
あり、その詳細な説明は省略する。第3図a,b
に示すように、16は金属管8の表面に被覆され
たガラス等誘電体から成る高誘電率の誘電体、1
7は高誘電率の誘電体16上における放電をさせ
ない領域のみに被覆された低誘電率の誘電体であ
る。この低誘電率の誘電体の材料は、放電空間3
内の放電領域以外での放電を防止する目的で、誘
電率の値が小さい程好ましい。また、低誘電率の
誘電体17としては、無声放電に対する耐放電性
や、レーザ発振に必要なCO2を主成分とする
CO、Ne、He等を含む混合ガスの励起時に発生す
るO、O3等の気体に暴露された際の耐酸化、耐
劣化性などが必要となる。上記の諸事項を満足す
る低誘電率の誘電体17の材料として、本発明で
はフツ素系ポリマーを用いている。このフツ素系
ポリマーは、例えばそのパウダーデイスパージヨ
ンを高誘電率の誘電体16にコーデイングし、融
点より高い温度で熱処理することにより誘電体1
6の表面に密着した均一な膜に形成される。特
に、フツ素系ポリマーは、ヘキサフルオルプロピ
レン−テトラフルオルエチレン共重合体、あるい
はポリテトラフルオルエチレン、あるいはポリク
ロルトリフルオルエチレン、あるいはクロルトリ
フルオルエチレン−テトラフルオルエチレン共重
合体、あるいはポリフツ化ビニリデン、あるいは
クロルトリフルオルエチレン−フツ化ビニリデン
共重合体、あるいはポリフツ化ビニル、あるいは
エチレン−テトラフルオルエチレン共重合体、あ
るいはペルフルオルアルコキシ樹脂である場合、
上記の諸条件に最も適していることが実験的に確
かめられている。第4図に示す表図には、本発明
で実施したフツ素系ポリマーの物性値の一例が示
されている。一方、第3図bに示される誘電体電
極1を構成する電極管8における円型筒状の電極
形状は、角型筒状とか、楕円型筒状となつても同
様の効果を奏する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Figures 3a and 3b are a front view and a partially cutaway side view showing the structure of a dielectric electrode used in a silent discharge gas laser device, which is an embodiment of the present invention, and are the same parts as in Figures 2a and b. are indicated using the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted. Figure 3 a, b
As shown, 16 is a high dielectric constant dielectric material such as glass coated on the surface of the metal tube 8;
Reference numeral 7 denotes a low-permittivity dielectric that coats only the area on the high-permittivity dielectric 16 where no discharge is caused. This low permittivity dielectric material is used in the discharge space 3.
The smaller the dielectric constant value is, the more preferable it is for the purpose of preventing discharge in areas other than the discharge area. In addition, as the dielectric material 17 with a low dielectric constant, the main component is CO 2 , which is necessary for discharge resistance against silent discharge and laser oscillation.
It is necessary to have resistance to oxidation and deterioration when exposed to gases such as O and O 3 generated when a mixed gas containing CO, Ne, He, etc. is excited. In the present invention, a fluorine-based polymer is used as a material for the dielectric material 17 having a low dielectric constant that satisfies the above matters. This fluorine-based polymer can be produced by, for example, coating the powder dispersion with a dielectric material 16 having a high dielectric constant and heat-treating it at a temperature higher than its melting point.
It is formed into a uniform film that adheres to the surface of 6. In particular, the fluorine-based polymer is hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, or chlorotrifluoroethylene-tetrafluoroethylene copolymer, or When it is polyvinylidene fluoride, or chlorotrifluoroethylene-vinylidene fluoride copolymer, or polyvinylidene fluoride, or ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, or perfluoroalkoxy resin,
It has been experimentally confirmed that it is most suitable for the above conditions. The table shown in FIG. 4 shows an example of the physical property values of the fluorine-based polymer used in the present invention. On the other hand, the same effect can be obtained even if the circular cylindrical shape of the electrode tube 8 constituting the dielectric electrode 1 shown in FIG. 3b is changed to a square cylindrical shape or an elliptical cylindrical shape.
さて、上記第4図の表図に示される実施例のよ
うに、例えば高誘電率の誘電体として使用するガ
ラス誘電体の比誘電率は約8.2、低誘電率の誘電
体として使用するヘキサフルオルプロピレン−テ
トラフルオルエチレン共重合体(FEP)の比誘
電率は約2.1であるとして、電極表面に被覆され
るガラス誘電体の厚さを0.6t、FEPの厚さを0.5t
コーテイングした場合について見る。この結果、
接地側電極及び高電圧側電極の両電極間に電圧を
印加した時、上記各誘電体が分担する電位差がガ
ラス誘電体のみの領域と、ガラス誘電体にFEP
をコーテイングした領域とでは異なり、後者の場
合にはFEP層の存在により大きな電位差が生じ
て放電しなくなつた。すなわち、この現象は、上
記両電極間での放電制限効果を与える放電領域の
制御に有効的に作用するものであることが明らか
になつた。 Now, as in the example shown in the table in FIG. Assuming that the dielectric constant of allopropylene-tetrafluoroethylene copolymer (FEP) is approximately 2.1, the thickness of the glass dielectric coated on the electrode surface is 0.6 t , and the thickness of FEP is 0.5 t .
Let's look at the case of coating. As a result,
When a voltage is applied between the ground side electrode and the high voltage side electrode, the potential difference shared by each of the above dielectrics is between the area of only the glass dielectric and the area of the glass dielectric with FEP.
Unlike the area coated with FEP, in the latter case, the presence of the FEP layer created a large potential difference and no longer caused a discharge. In other words, it has been revealed that this phenomenon effectively acts on the control of the discharge region that provides the discharge limiting effect between the two electrodes.
なお、上記した本発明の一実施例のものの変形
例として、放電をさせる領域のみを比誘電率の大
きな誘電体で被覆し、放電をさせない領域は金属
電極に直接上記フツ素系ポリマーをコーテイング
した構成にしても良く、この場合にも上記実施例
と同様の効果を奏する。 In addition, as a modification of the embodiment of the present invention described above, only the region where discharge is caused is coated with a dielectric material having a large relative dielectric constant, and the region where discharge is not caused is coated directly with the above fluorine-based polymer on the metal electrode. It is also possible to use a different configuration, and in this case as well, the same effects as in the above embodiment can be achieved.
以上のように、本発明に係る無声放電式ガスレ
ーザ装置によれば、接地側電極及び高電圧側電極
の少なくとも一方に被覆したガラス等誘電体上に
おける放電をさせない領域のみにフツ素系ポリマ
ーをコーテイングしてなる構成としたので、極め
て簡単な電極構造を有すると共に、電極の放電領
域における放電制限効果を著しく向上させ得ると
いう優れた効果を奏するものである。 As described above, according to the silent discharge type gas laser device according to the present invention, the fluorine-based polymer is coated only on the region where no discharge is caused on the dielectric material such as glass coated on at least one of the ground side electrode and the high voltage side electrode. Because of this structure, it has an extremely simple electrode structure and has the excellent effect of significantly improving the discharge limiting effect in the discharge region of the electrode.
第1図は従来の無声放電式炭酸ガスレーザ発振
器を示す概略構成図、第2図a,bは、第1図の
無声放電式炭酸ガスレーザ発振器に用いられる誘
電体電極の構造を示す正面図及び一部欠截側面
図、第3図a,bは、本発明の一実施例である無
声放電式ガスレーザ装置に用いられる誘電体電極
の構造を示す正面図及び一部欠截側面図、第4図
は本発明で実施したフツ素系ポリマーの物性値の
一例を示す表図である。
1……誘電体電極、2……支持体、3……放電
空間、4……送風機、5……全反射鏡、6……部
分反射鏡、7……筐体、8……電極管、9……ガ
ラス等誘電体、10……絶縁物、11……冷却
水、12……入口、13……出口、14……給電
端子、15……放電、16……高誘電率の誘電
体、17……低誘電率の誘電体。なお、図中、同
一符号は同一、又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a conventional silent discharge type carbon dioxide laser oscillator, and FIGS. A partially cutaway side view, FIGS. 3a and 3b are a front view and a partially cutaway side view, FIG. 1 is a table showing an example of physical property values of a fluorine-based polymer used in the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Dielectric electrode, 2... Support, 3... Discharge space, 4... Blower, 5... Totally reflecting mirror, 6... Partially reflecting mirror, 7... Housing, 8... Electrode tube, 9... Dielectric such as glass, 10... Insulator, 11... Cooling water, 12... Inlet, 13... Outlet, 14... Power supply terminal, 15... Discharge, 16... High dielectric constant dielectric , 17... Dielectric material with low dielectric constant. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
接地側電極及び高電圧側電極と、該両電極間に高
電圧を印加してこの両電極間の放電空間に放電を
起こす電源と、前記放電空間の両端部に位置し、
前記放電が起きた時にレーザ発振を発生させる全
反射鏡及びレーザ出力側の部分反射鏡から成る共
振器とを備え、前記ガラス等誘電体上における放
電をさせない領域のみにフツ素系ポリマーをコー
テイングしてなる構成としたことを特徴とする無
声放電式ガスレーザ装置。 2 前記フツ素系ポリマーは、ヘキサフルオルプ
ロピレン−テトラフルオルエチレン共重合体、あ
るいはポリテトラフルオルエチレン、あるいはポ
リクロルトリフルオルエチレン、あるいはクロル
トリフルオルエチレン−テトラフルオルエチレン
共重合体、あるいはポリフツ化ビニリデン、ある
いはクロルトリフルオルエチレン−フツ化ビニリ
デン共重合体、あるいはポリフツ化ビニル、ある
いはエチレン−テトラフルオルエチレン共重合
体、あるいはペルフルオルアルコキシ樹脂である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の無
声放電式ガスレーザ装置。[Claims] 1. A ground side electrode and a high voltage side electrode, each of which is coated with a dielectric material such as glass on at least one side, and a power source that applies a high voltage between the two electrodes to generate a discharge in the discharge space between the two electrodes. and located at both ends of the discharge space,
It is equipped with a resonator consisting of a total reflection mirror that generates laser oscillation when the discharge occurs and a partial reflection mirror on the laser output side, and a fluorine-based polymer is coated only on the area on the dielectric material such as glass that does not cause discharge. A silent discharge gas laser device characterized by having a configuration consisting of. 2 The fluorine-based polymer is hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, or chlorotrifluoroethylene-tetrafluoroethylene copolymer, or Claims characterized in that the polyvinylidene fluoride, chlorotrifluoroethylene-vinylidene fluoride copolymer, polyvinyl fluoride, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, or perfluoroalkoxy resin The silent discharge gas laser device according to item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17958382A JPS5968984A (en) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | Voiceless discharge system gas laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17958382A JPS5968984A (en) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | Voiceless discharge system gas laser device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5968984A JPS5968984A (en) | 1984-04-19 |
| JPS6240875B2 true JPS6240875B2 (en) | 1987-08-31 |
Family
ID=16068258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17958382A Granted JPS5968984A (en) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | Voiceless discharge system gas laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5968984A (en) |
-
1982
- 1982-10-13 JP JP17958382A patent/JPS5968984A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5968984A (en) | 1984-04-19 |
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