JPH057042A - Gas laser apparatus - Google Patents
Gas laser apparatusInfo
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- JPH057042A JPH057042A JP15644691A JP15644691A JPH057042A JP H057042 A JPH057042 A JP H057042A JP 15644691 A JP15644691 A JP 15644691A JP 15644691 A JP15644691 A JP 15644691A JP H057042 A JPH057042 A JP H057042A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はガスレーザ媒質を放電
励起してレーザ光を発生させるガスレーザ装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas laser device that discharges a gas laser medium to generate laser light.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば、CO2 レーザやエキシマレー
ザなどのガスレーザ装置は、ガスレーザ媒質が封入され
る気密容器を有する。この気密容器内には主電極が配置
されている。そして、この主電極間に電気エネルギを加
えてグロ−放電を発生させると、上記ガスレーザ媒質が
励起されてレーザ光が発生するようになっている。 2. Description of the Related Art A gas laser device such as a CO 2 laser or an excimer laser has an airtight container in which a gas laser medium is sealed. A main electrode is arranged in this airtight container. When electric energy is applied between the main electrodes to generate a glow discharge, the gas laser medium is excited and laser light is generated.
【0003】一対の主電極間にグロ−放電を安定して発
生させるために、一対の主電極間の放電空間部を予備電
離することが行われている。予備電離の方法としては、
直列に接続されたピ−キングコンデンサと放電ギャップ
とを一対の主電極に対して並列に接続した予備電離回路
を設け、上記放電ギャップ間の放電によって生じる紫外
線で放電空間部を予備電離するようにしている。In order to stably generate the glow discharge between the pair of main electrodes, the discharge space between the pair of main electrodes is preionized. As a method of preionization,
A preionization circuit in which a peaking capacitor and a discharge gap connected in series are connected in parallel to a pair of main electrodes is provided, and the discharge space is preionized by ultraviolet rays generated by the discharge between the discharge gaps. ing.
【0004】このような予備電離の方法によると、放電
空間部の予備電離の強さは、放電ギャップの数に比例す
ることになる。つまり、放電ギャップの数が少ないと、
紫外線の発生量が不十分となり、放電空間部を十分に予
備電離できなくなる。According to such a preionization method, the strength of preionization in the discharge space is proportional to the number of discharge gaps. That is, if the number of discharge gaps is small,
The amount of generated ultraviolet rays becomes insufficient, and the discharge space cannot be sufficiently preionized.
【0005】従来の予備電離回路において、放電ギャッ
プの数を増やすためには、その数の増加に応じてピ−キ
ングコンデンサの数も増やさなければならない。しかし
ながら、ピ−キングコンデンサは比較的大きく、主電極
と並列に設けることができるピ−キングコンデンサの数
はスペ−ス上の制限を受けるため、放電ギャップの数を
十分に増やすことができないということがあった。ま
た、1個のピ−キングコンデンサに並列に放電ギャップ
を多数設けたり、また直列に放電ギャップを複数個設け
ることが考えられている。In the conventional preionization circuit, in order to increase the number of discharge gaps, it is necessary to increase the number of peaking capacitors as the number of discharge gaps increases. However, since the peaking capacitor is relatively large, and the number of peaking capacitors that can be provided in parallel with the main electrode is limited in terms of space, it is not possible to sufficiently increase the number of discharge gaps. was there. Further, it has been considered to provide a large number of discharge gaps in parallel with one peaking capacitor or a plurality of discharge gaps in series.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のガ
スレーザ装置においては、放電ギャップの数を十分に増
大させることができなかったので、放電空間部の予備電
離を十分な強度で行うことができないということがあっ
た。As described above, in the conventional gas laser device, the number of discharge gaps cannot be increased sufficiently, so that the preionization of the discharge space can be performed with sufficient strength. There was something I couldn't do.
【0007】この発明は上記事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、スペ−ス的に制限を受
けることなく、放電ギャップの数を増やすことができる
ようにしたガスレーザ装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a gas laser device capable of increasing the number of discharge gaps without being limited in space. Especially.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、一対の主放電を生じる主電極と、この主
電極と並列にピ−キングコンデンサを接続して上記主電
極の近傍にこの主電極と並列に設けられた第1の放電ギ
ャップおよびこの第1の放電ギャップに直列に接続され
た第2の放電ギャップを有した予備電離部と、充放電コ
ンデンサおよびこの充放電コンデンサに充電された電荷
により上記第1および第2の放電ギャップを介して上記
ピ−キングコンデンサにスイッチング素子を介して移行
する電荷移行回路と、上記ピ−キングコンデンサの電荷
を上記第1の放電ギャップを介して予備電離された上記
主電極間に主放電を生成する主放電回路とを具備したこ
とを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention is directed to a pair of main electrodes that generate a main discharge and a peaking capacitor connected in parallel with the main electrodes so as to place them in the vicinity of the main electrodes. A pre-ionization unit having a first discharge gap provided in parallel with the main electrode and a second discharge gap connected in series to the first discharge gap, a charging / discharging capacitor, and charging the charging / discharging capacitor. A charge transfer circuit that transfers the electric charge of the peaking capacitor to the peaking capacitor via the switching element through the first and second discharge gaps, and the electric charge of the peaking capacitor via the first discharge gap. And a main discharge circuit for generating a main discharge between the main electrodes preionized.
【0009】[0009]
【作用】上記構成によれば、スイッチ素子を閉成して充
放電コンデンサに蓄えられた電荷を流せば、直列に設け
られた第1の放電ギャップと第2の放電ギャップとに放
電を生じさせ、紫外線を発生させることができる。According to the above construction, when the switch element is closed and the charge accumulated in the charge / discharge capacitor is flown, discharge is generated in the first discharge gap and the second discharge gap provided in series. , Can generate ultraviolet rays.
【0010】[0010]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0011】図1はこの発明の第1の実施例を示し、図
中1は円筒状に形成された気密容器である。この気密容
器1内には離間対向した一対の主電極2a、2bが気密
容器1の軸線方向に沿って配設されている。上記気密容
器1内にはガスレーザ媒質が封入されている。このガス
レーザ媒質は上記気密容器1内に設けられた送風機3に
よって矢印で示す方向に循環させられ、一対の主電極2
a、2b間の放電空間部4で後述するごとく放電励起さ
れる。放電励起されることで温度上昇したガスレーザ媒
質は、熱交換器5によって冷却されて再循環させられる
ようになっている。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which reference numeral 1 is an airtight container formed in a cylindrical shape. In the airtight container 1, a pair of main electrodes 2a and 2b facing each other are arranged along the axial direction of the airtight container 1. A gas laser medium is enclosed in the airtight container 1. The gas laser medium is circulated in the direction shown by the arrow by the blower 3 provided in the airtight container 1, and the pair of main electrodes 2
In the discharge space portion 4 between a and 2b, discharge is excited as described later. The gas laser medium whose temperature has risen due to discharge excitation is cooled by the heat exchanger 5 and recirculated.
【0012】上記一対の主電極2の近傍には、予備電離
部6が接続され、この予備電離部6を一部とした電荷移
行回路8が構成されている。この電荷移行回路8には高
圧電源9と、この高圧電源9の一端側に順次接続された
抵抗11および充放電コンデンサ12と、高圧電源9の
一端側と他端側との間、つまり高圧電源9と並列に接続
されたスイッチ素子としてのサイラトロン13およびイ
ンダクタンス14とを有した回路が接続されている。ま
た、予備電離部6は一対のピン電極15aからなる第1
の放電ギャップ15と、この放電ギャップ15と直列に
接続されているとともに一端がピ−キングコンデンサ1
6を介して一方の主電極2aに接続され、ピン電極15
a側になる他端が他の主電極2bに接続された一対のピ
ン電極17aからなる第2の放電ギャップ17を備えて
いる。A preionization section 6 is connected in the vicinity of the pair of main electrodes 2, and a charge transfer circuit 8 is constructed with the preionization section 6 as a part. The charge transfer circuit 8 includes a high-voltage power supply 9, a resistor 11 and a charging / discharging capacitor 12 that are sequentially connected to one end of the high-voltage power supply 9, and one end and the other end of the high-voltage power supply 9, that is, a high-voltage power supply. A circuit having a thyratron 13 as a switch element and an inductance 14 connected in parallel with 9 is connected. In addition, the preionization unit 6 is a first electrode including a pair of pin electrodes 15a.
Discharge gap 15 and one end of the peaking capacitor 1 connected in series with this discharge gap 15.
6 is connected to one of the main electrodes 2a via a pin electrode 15
It has a second discharge gap 17 composed of a pair of pin electrodes 17a whose other end on the a side is connected to another main electrode 2b.
【0013】つぎに、上記構成のガスレーザ装置の動作
について説明する。まず、高圧電源9がオンにされる
と、充放電コンデンサ12に抵抗11およびインダクタ
ンス14を通じで高電圧が充電される。Next, the operation of the gas laser device having the above structure will be described. First, when the high voltage power supply 9 is turned on, the charging / discharging capacitor 12 is charged with a high voltage through the resistor 11 and the inductance 14.
【0014】充電後、サイラトロン13をオンにする
と、上記充放電コンデンサ12に充電された電荷がイン
ダクタンス14の両端に印加される。インダクタンス1
4に印加される電荷は、高い高周波成分をもったパルス
電荷で、インピ−ダンスが高いから、上記充放電コンデ
ンサ12の電荷が一対の第1の放電ギャップ15と第2
の放電ギャップ17とに印加される。それによって、こ
れら放電ギャップ15、17は直列にブレ−クダウンを
起こして導通し、一対のピ−キングコンデンサ16に上
記充放電コンデンサ12に充電電荷を移行する。このと
き、第1の放電ギャップ15と第2の放電ギャップ17
とで発生する放電によって紫外線が発生し、その紫外線
が一対の主電極2a、2b間の放電空間部4を照射し、
予備電離する。After charging, when the thyratron 13 is turned on, the charge charged in the charge / discharge capacitor 12 is applied to both ends of the inductance 14. Inductance 1
The charge applied to the charge-discharge capacitor 4 is a pulse charge having a high-frequency component and has a high impedance.
Is applied to the discharge gap 17 of. As a result, the discharge gaps 15 and 17 break down in series and become conductive, and the charge charged to the pair of peaking capacitors 16 is transferred to the charge / discharge capacitor 12. At this time, the first discharge gap 15 and the second discharge gap 17
Ultraviolet rays are generated by the discharge generated in and, and the ultraviolet rays irradiate the discharge space portion 4 between the pair of main electrodes 2a and 2b,
Preionize.
【0015】上記放電空間部4が十分に予備電離される
と、一対の主電極2a、2b間に主放電が点弧される。
この主放電は、一対のピ−キングコンデンサ16に充電
された電荷が第2の放電ギャップ17を逆流するととも
に、充電時のように第1のギャップ15を通ることな
く、一対の主電極2a、2b間に電荷を印加して行われ
る。そして、主放電が点弧されることで、気密容器1内
に収容されたガスレーザ媒質が励起されてレーザ光が放
出される。When the discharge space 4 is sufficiently preionized, the main discharge is ignited between the pair of main electrodes 2a, 2b.
In this main discharge, the electric charge charged in the pair of peaking capacitors 16 flows backward through the second discharge gap 17, and the pair of main electrodes 2a, 2a does not pass through the first gap 15 as in charging. It is performed by applying a charge between 2b. When the main discharge is ignited, the gas laser medium contained in the airtight container 1 is excited and laser light is emitted.
【0016】このように、予備電離回路6に第1の放電
ギャップ15と第2の放電ギャップ17とを直列に設け
たことにより、放電空間部4を予備電離する紫外線の発
生量を増大させることができる。紫外線の発生量が増大
すれば、放電空間部4の予備電離を十分な強度で行うこ
とができるから、高いレーザ発振効率が得られる。As described above, by providing the first discharge gap 15 and the second discharge gap 17 in series in the preionization circuit 6, it is possible to increase the amount of ultraviolet rays that preionize the discharge space 4. You can If the amount of generated ultraviolet rays increases, the preionization of the discharge space portion 4 can be performed with sufficient strength, and thus high laser oscillation efficiency can be obtained.
【0017】また、上述した1回の主放電において、第
2の放電ギャップ17が2回放電するのに対して第1の
放電ギャップ15の放電は1回であるから、第1の放電
ギャップ15を形成するピン電極15aの温度上昇は低
く抑制され、スパ−ク発生の絶縁破壊電圧の低下は少な
く、高繰り返しパルス動作でも、十分な紫外線の発生が
行われるとともに、電極自体の消耗がすくなくてすむ。Further, in the above-mentioned one-time main discharge, the second discharge gap 17 is discharged twice, whereas the first discharge gap 15 is discharged once. Therefore, the first discharge gap 15 is discharged. The temperature rise of the pin electrode 15a that forms the electrode is suppressed to a low level, the decrease of the dielectric breakdown voltage due to the spark generation is small, and sufficient ultraviolet light is generated even in the high repetitive pulse operation, and the electrode itself is not consumed. I'm sorry.
【0018】上記第1の放電ギャップ15で発生する紫
外線は下側の主電極2bの近傍を強く照射し、第2の放
電ギャップ17で発生する紫外線は放電空間部4の中間
部を強く照射するから、立上がりの速い放電を実現する
ことが可能となる。The ultraviolet light generated in the first discharge gap 15 strongly irradiates the vicinity of the lower main electrode 2b, and the ultraviolet light generated in the second discharge gap 17 strongly irradiates the middle part of the discharge space 4. Therefore, it is possible to realize a discharge having a fast rise.
【0019】図2はこの発明の第2の実施例を示す。こ
の実施例は、予備電離部6に設けられる第1の放電ギャ
ップ15´を下側の主電極2bに1本のピン電極15a
を対向させて配置して形成する一方、第2のギャップ1
7と直列に2つのピ−キングコンデンサ16a、16b
を設けるようにしたもので、このような構成において
も、予備電離用の放電ギャップを増大させることができ
る。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the first discharge gap 15 'provided in the preionization section 6 is connected to the lower main electrode 2b by one pin electrode 15a.
Are formed so as to face each other, while the second gap 1 is formed.
7 in series with two peaking capacitors 16a, 16b
Is provided, the discharge gap for pre-ionization can be increased even in such a configuration.
【0020】なお、上記実施例ではパルス高電圧を発生
させるのに、サイラトロン13をオンしたときにインダ
クタンス14の両端に生じる高電圧パルスを用いたが、
他の公知の手段によってパルス高電圧を発生させるよう
にしてもよい。In the above embodiment, the high voltage pulse generated at both ends of the inductance 14 when the thyratron 13 is turned on is used to generate the pulse high voltage.
The pulse high voltage may be generated by other known means.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、一対の主
電極間の放電空間部を予備電離する予備電離部に、直列
に接続されているとともに上記主電極に対して並列に接
続された第1の放電ギャップと第2の放電ギャップを設
けるようにした。As described above, according to the present invention, the preionization section for preionizing the discharge space between the pair of main electrodes is connected in series and in parallel to the main electrode. The first discharge gap and the second discharge gap are provided.
【0022】そのため、放電空間部を予備電離するため
の放電ギャップの数を主電極の側方に配置可能なピ−キ
ングコンデンサの数に制限されることなく増大させら
れ、放電空間の電極の中心部分と電極近傍を強力な紫外
線で予備電離できるから、放電空間部の予備電離を迅速
かつ確実に行うことができ、それによって主放電を均一
に発生させ、発振効率の高いレーザ光を得ることができ
るようになった。Therefore, the number of discharge gaps for pre-ionizing the discharge space can be increased without being limited by the number of peaking capacitors that can be arranged on the side of the main electrode, and the center of the electrode in the discharge space can be increased. Pre-ionization of the part and the vicinity of the electrode can be performed quickly with strong ultraviolet light, so that the pre-ionization of the discharge space can be performed quickly and reliably, which can uniformly generate the main discharge and obtain a laser beam with high oscillation efficiency. I can do it.
【図1】この発明の第1の実施例を示すガスレーザ装置
の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a gas laser device showing a first embodiment of the present invention.
【図2】この発明の他の実施例を示す予備電離回路の構
成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a preionization circuit showing another embodiment of the present invention.
2a、2b…主電極、8…電荷移行回路、12…充放電
コンデンサ、13…サイラトロン(スイッチング素
子)、15…第1の放電ギャップ、16…ピ−キングコ
ンデンサ、17…第2の放電ギャップ。2a, 2b ... Main electrodes, 8 ... Charge transfer circuit, 12 ... Charge / discharge capacitor, 13 ... Thyratron (switching element), 15 ... First discharge gap, 16 ... Peaking capacitor, 17 ... Second discharge gap.
Claims (1)
電極と並列にピ−キングコンデンサを接続して上記主電
極の近傍にこの主電極と並列に設けられた第1の放電ギ
ャップおよびこの第1の放電ギャップに直列に接続され
た第2の放電ギャップを有した予備電離部と、充放電コ
ンデンサおよびこの充放電コンデンサに充電された電荷
を上記第1および第2の放電ギャップを介して上記ピ−
キングコンデンサにスイッチング素子を介して移行する
電荷移行回路と、上記ピ−キングコンデンサの電荷によ
り上記第1の放電ギャップを介して予備電離された上記
主電極間に主放電を生成する主放電回路とを具備したこ
とを特徴とするガスレーザ装置。Claim: What is claimed is: 1. A pair of main electrodes for generating a main discharge, and a peaking capacitor connected in parallel with the main electrodes and provided in the vicinity of the main electrodes in parallel with the main electrodes. A pre-ionization unit having a first discharge gap and a second discharge gap connected in series to the first discharge gap, a charge / discharge capacitor and an electric charge charged in the charge / discharge capacitor, 2 through the discharge gap of 2
A charge transfer circuit that transfers to a king capacitor via a switching element, and a main discharge circuit that generates a main discharge between the main electrodes that are pre-ionized by the charges of the peaking capacitor via the first discharge gap. A gas laser device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15644691A JPH057042A (en) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Gas laser apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15644691A JPH057042A (en) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Gas laser apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH057042A true JPH057042A (en) | 1993-01-14 |
Family
ID=15627929
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15644691A Pending JPH057042A (en) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Gas laser apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH057042A (en) |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP15644691A patent/JPH057042A/en active Pending
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