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JPH069263B2 - パルスガスレ−ザ装置 - Google Patents
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JPH069263B2 - パルスガスレ−ザ装置 - Google Patents

パルスガスレ−ザ装置

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Publication number
JPH069263B2
JPH069263B2 JP14133586A JP14133586A JPH069263B2 JP H069263 B2 JPH069263 B2 JP H069263B2 JP 14133586 A JP14133586 A JP 14133586A JP 14133586 A JP14133586 A JP 14133586A JP H069263 B2 JPH069263 B2 JP H069263B2
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JP
Japan
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arc gap
array circuit
gap array
arc
laser device
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JP14133586A
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和明 堀田
祐一 諸江
基尋 新井
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/0971Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は容量移行型・紫外線予備自動電離方式を用い
た、TEA COレーザ,エキシマレーザなどのパル
スガスレーザ装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は従来の容量移行型・紫外線予備自動電離方式を
用いたパルスガスレーザ装置の本発明に係わる部分構成
図である。従来のパルスガスレーザ装置は、アークギャ
ップ11とピーキングコンデンサ12との直列回路が複数置
並列に並べられたアークギャップアレー回路13が主放電
電極2により構成される主放電空間1と並列に接続され
ている。図では、1個のピーキングコンデンサに1個の
アークギャップ11が付いている場合を示しているが、実
際にはピーキングコンデンサ12には各々1ないし3個位
のアークギャップ11が付いている。なお図中、7は主コ
ンデンサ、8はスイッチング素子、9はインダクタであ
る。複数個のピーキングコンデンサ12の合計容量値C
は、主コンデンサ7の容量値Cに比べ等しいか、また
は小さく設定されている。
このパルスガスレーザ装置においては、スイッチング素
子8をオンにし、主コンデンサ7に蓄積したエネルギー
を急速にアークギャップアレー回路13中の複数個のピー
キングコンデンサ12に移すことにより主放電電極2間に
電圧Vを立上げ、またこの際起こるアークギャップア
レー回路13中の複数個のアークギャップ11でのアーク放
電により発生する紫外線により主放電空間1を予備電離
し、レーザ励起のための放電を得ている。
従来の容量移行型・紫外線予備自動電離方式を用いたパ
ルスガスレーザ装置についての詳しい説明は、文献“レ
ーザ研究,第12巻,第8号,24〜31頁”に述べられてい
るのでここでは省略する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
容量移行型・紫外線予備自動電離方式を用いたパルスガ
スレーザ装置において、アークギャップアレー回路中に
複数個並列に接続されているピーキングコンデンサの容
量を大きくし、複数個のアークギャップでのアーク放電
への注入エネルギーを大きくすることにより予備電離の
強度を大きくし、またアークギャップアレー回路中のピ
ーキングコンデンサの個数を多くし、主放電空間全体に
わたって均一にすることにより、高効率なレーザ出力が
得られる。
ところが、第3図の容量移行型・紫外線予備自動電離方
式を用いたパルスガスレーザ装置においては、アークギ
ャップアレー回路中の複数個のピーキングコンデンサ12
の合計の容量値Cは主コンデンサ7の容量値Cに等
しいか、または小さいから、ピーキングコンデンサ12の
個数には制限があり、そこで、アークギャップアレー回
路中のアークギャップ11でのアーク放電に注入されるエ
ネルギーとアークギャップ11の個数が制限される。従っ
て、予備電離の強度はあまり大きくならず、また予備電
離は主放電空間全体にわたって均一にならず、高効率で
レーザ出力が得られない。
本発明の目的は高効率でレーザ出力が得られる容量移行
型・紫外線予備自動電離方式のパルスガスレーザ装置を
提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕 第1の本発明は、容量移行型・紫外線予備自動電離方式
を用いたパルスガスレーザ装置において、第1の予備電
離用アークギャップと第1のピーキングコンデンサとの
直列回路を複数個並列に配置した第1のアークギャップ
アレー回路と、レーザ励起のための放電空間との間に、
第2の予備電離用アークギャップアレーと第2のピーキ
ングコンデンサとの直列回路を複数個並列に配置した第
2のアークギャップアレー回路を、前記第1のアークギ
ャップアレー回路と前記放電空間と並列になるように接
続したことを特徴とする。
第2の本発明は、容量移行型・紫外線予備自動電離方式
を用いたパルスガスレーザ装置において、第1の予備電
離用アークギャップと第1のピーキングコンデンサとの
直列回路を複数個並列に配置した第1のアークギャップ
アレー回路と、レーザ励起のための放電空間との間に、
第2の予備電離用アークギャップアレーと第2のピーキ
ングコンデンサとの直列回路を複数個並列に配置した第
2のアークギャップアレー回路を、前記第1のアークギ
ャップアレー回路と前記放電空間と並列になるように接
続し、前記第1のアークギャップアレー回路と前記第2
のアークギャップアレー回路との間に可能飽和インダク
タを付加したことを特徴とする。
〔作用〕
第1及び第2のアークギャップアレー回路を用いると、
ピーキングコンデンサの容量と個数を従来の2倍まで増
やせ、アーク放電への注入エネルギーが2倍近くなり予
備電離の強度が大きくなる。また、アークギャップの個
数も2倍まで増やせ、予備電離が主放電空間全体にわた
って均一になる。従って、高効率でレーザ出力が得られ
る。
ところで、第2のアークギャップでの予備電離では、予
備電離開始後すぐに主放電が起こるから、第3図の従来
の容量移行型・紫外線予備自動電離方式を用いたパルス
ガスレーザ装置での予備電離と同様の予備電離の効果が
得られる。一方、第1のアークギャップでの予備電離に
関しては、予備電離から主放電までは数100ns以下で
はあるが時間がかかる。しかし、予備電離の効果は1μ
s以上も持続するので、第1のアークギャップでの予備
電離は充分効果がある。従って、第1及び第2のアーク
ギャップアレー回路を用いることにより2倍近くの予備
電離効果が得られる。なお、予備電離の効果の時間変化
については文献“アプライド・フィジックス・レター
(Applied Physics Letters),第29巻,第11号,707〜
709頁”に詳述されているので省略する。
〔実施例〕
本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第1図は第1の本発明の一実施例の構成図であり本発明
に係る部分を示している。
第1図のパルスガスレーザ装置においては、第1のアー
クギャップアレー回路14と、主放電電極2が作るレーザ
励起のための主放電空間1との間に、第2のアークギャ
ップ回路15が設置されている。第1のアークギャップア
レー回路14は、第1のピーキングコンデンサ4と主放電
空間1を紫外線予備電離するための第1のアークギャッ
プ3との直列回路が複数個並列に並べられたもので、ま
た第2のアークギャップ回路15は第2のピーキングコン
デンサ6と主放電空間1を紫外線予備電離するための第
2のアークギャップ5との直列回路が複数個並列に並べ
られたものである。第1のピーキングコンデンサ4及び
第2のピーキングコンデンサ6には、各々1ないし3個
位のアークギャップ3または5を付けることができる。
なお図中、9はインダクタである。
このパルスガスレーザ装置では、第1のピーキングコン
デンサ4の個数と第2のピーキングコンデンサ6の個数
を合計すると、第3図に示した従来の容量移行型・紫外
線予備自動電離方式を用いたパルスガスレーザ装置のピ
ーキングコンデンサの個数の2倍までにでき、またアー
クギャップの数も2倍までに多くできる。容量に関して
も2倍までにできる。
このパルスガスレーザ装置においては、まずスイッチン
グ素子8をオンにし主コンデサ6に蓄積したエネルギー
を第1のアークギャップアレー回路14中に複数個の第1
のピーキングコンデンサ4に移す。この際起こる第1の
アークギャップアレー回路中の複数個のアークギャップ
3でのアーク放電により発生する紫外線により、主放電
空間1は予備電離される。次に、第1のピーキングコン
デンサ4に蓄積されたエネルギーは、第2のアークギャ
ップアレー回路15中の複数個の第2のピーキングコンデ
ンサ6に移る。主放電空間1は、この時起こる複数個の
第2のアークギャップ5でのアーク放電により発生する
紫外線によっても予備電離される。同時に主放電電極2
間に電圧Vが立上がり、予備電離されている主放電空
間1にはレーザ励起のための放電が得られる。
このように第1図の実施例においては、第1及び第2の
アークギャップアレー回路14,15中の複数個の第1,第
2のアークギャップ3,5により予備電離が2度起こ
り、予備電離は注入されるエネルギーは大きく、またア
ークギャップの個数が多いので主放電空間1は均一に予
備電離される。従って、第1図の実施例の容量移行型・
紫外線予備自動電離方式パルスガスレーザ装置において
は高効率なレーザ出力が得られる。
第2図に第2の本発明の一実施例の構成図を示す。
前述した第1図の実施例においては、主コンデンサ7に
蓄積したエネルギーを第1のアークギャップアレー回路
14中の第1のピーキングコンデンサ4に移す際、そのエ
ネルギーのごく一部は第2のアークギャップアレー回路
15中の第2のピーキングコンデンサ6に移る。そのた
め、主放電に注入されるエネルギーは主コンデンサ7に
蓄積したエネルギーよりやや小さくなり、レーザ出力が
得られる効率がやや低くなる(しかし、従来のパルスガ
スレーザ装置よりは高効率でレーザ出力が得られる。) 第2図の実施例は、この点を改善したものであり、その
特徴は主コンデンサ7に蓄積したエネルギーをすべて主
放電に注入すべく可飽和インダクタ10を並列になってい
るアークギャップアレー回路14と第2のアークギャップ
アレー回路15との間に付加したことにある。
第2図の実施例において、主コンデンサ7から第1のア
ークギャップアレー回路14中の複数個の第1のピーキン
グコンデサ4へエネルギーの移行が終了した時、可飽和
インダクタ10が飽和するように、即ち、可飽和インダク
タ10が高インダクタンスの状態から低インダクタタンス
に変化するようにしておけば、主コンデンサ7に蓄積さ
れたエネルギーの全てが第1のアークギャップアレー回
路中の複数個の第1のピーキングコンデンサ4へ移る。
従って、第2図の実施例においては第1図の実施例に比
べ、より高効率でレーザ出力が得られる。ただし、第2
図の実施例のほうが可飽和インダクタ10を使ったぶんコ
スト高になる。
以上説明したように本発明の第1図,第2図の実施例で
あるパルスガスレーザ装置において、予備電離に注入さ
れるエネルギーは大きく、主放電空間を均一に予備電離
できるから高効率でレーザ出力が得られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、従来の容量移行型・紫外線予備自動電
離方式を用いたパルスガスレーザ装置より高効率でレー
ザ出力が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1の本発明の一実施例の構成図、 第2図は第2の本発明の一実施例の構成図、 第3図は従来の容量移行型・紫外線予備自動電離方式を
用いたパルスガスレーザ装置の構成図である。 1……主放電空間 2……主放電電極 3……第1のアークギャップ 4……第1のピーキングコンデンサ 5……第2のアークギャップ 6……第2のピーキングコンデンサ 7……主コンデンサ 8……スイッチング素子 9……インダクタ 10……可飽和インダクタ 11……アークギャップ 12……ピーキングコンデンサ 13……アークギャップアレー回路 14……第1のアークギャップアレー回路 15……第2のアークギャップアレー回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】容量移行型・紫外線予備自動電離方式を用
    いたパルスガスレーザ装置において、第1の予備電離用
    アークギャップと第1のピーキングコンデンサとの直列
    回路を複数個並列に配置した第1のアークギャップアレ
    ー回路と、レーザ励起のための放電空間との間に、第2
    の予備電離用アークギャップアレーと第2のピーキング
    コンデンサとの直列回路を複数個並列に配置した第2の
    アークギャップアレー回路を、前記第1のアークギャッ
    プアレー回路と前記放電空間と並列になるように接続し
    たことを特徴とするパルスガスレーザ装置。
  2. 【請求項2】容量移行型・紫外線予備自動電離方式を用
    いたパルスガスレーザ装置において、第1の予備電離用
    アークギャップと第1のピーキングコンデンサとの直列
    回路を複数個並列に配置した第1のアークギャップアレ
    ー回路と、レーザ励起のための放電空間との間に、第2
    の予備電離用アークギャップアレーと第2のピーキング
    コンデンサとの直列回路を複数個並列に配置した第2の
    アークギャップアレー回路を、前記第1のアークギャッ
    プアレー回路と前記放電空間と並列になるように接続
    し、前記第1のアークギャップアレー回路と前記第2の
    アークギャップアレー回路との間に可飽和インダクタを
    付加したことを特徴とするパルスガスレーザ装置。
JP14133586A 1986-06-19 1986-06-19 パルスガスレ−ザ装置 Expired - Lifetime JPH069263B2 (ja)

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