JPH03150882A - ガスレーザ装置 - Google Patents

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） この発明は陰極と陽極との間で発生する主放電によって
ガスレーザ媒質を励起してレーザ光を出力させるガスレ
ーザ装置に関する。

（従来の技術） ＴＥＡ−Ｃｏ２レーザ、ＴＥＭＡ−ＣＯ２レーザあるい
はエキシマレーザなどのように大気圧もしくはそれ以上
の圧力で動作するガスレーザ装置は、大電力のパルス放
電によりガスレーザ媒質を励起してレーザ光を得ている
。ガスレーザ媒質を大気圧以上にして大電力のパルス放
電を行うと、放電時に衝撃波が生じることが避けられな
い。この衝撃波はガスレーザ媒質が封入された圧力容器
内の微細な粒子を運び、上記圧力容器の両端面に設けら
れたレーザ光が透過する窓部材に損傷を与える。

そこで、衝撃波が窓部材に与える影響を軽減するため、
圧力容器の両端部内の上記窓部材の前方に壁部材を設け
、この壁部材によって圧力干渉づ起こさせて衝撃波を弱
めるということが行われ１いる。圧力容器に壁部材を設
ければ、衝撃波にＪる影響を低減することができる。し
かしながら、ガスレーザ装置を所定期間運転すれば、上
記窓を材が衝撃波の影響で劣化することが避けられな（
から、その窓部材を定期的に圧力容器から取外して交換
したり、補修するなどのメンテナンスをｒわなければな
らない。

このようなメンテナンスに際し、圧力容器かき窓部材を
取外して内部を大気に開放する場合、エキシマレーザな
どのように内部に有毒性のガス力封入されたガスレーザ
装置においては、その有戎性のガスを窒素ガスなど安全
なガスに置換して力らでなければ上記窓部材を取外すこ
とができな（から、その作業に手間が掛かるということ
があった。また、圧力容器内を大気に開放すると、内ｍ
に水分が吸着されて主放電が不安定になるため、再起動
時にその水分による影響が除去されて安定した主放電が
発生できるようになるまでに長い輪間が掛かるというこ
ともあった。

（発明が解決しようとする課８） このように、従来のガスレーザ装置においては、圧力容
器から窓部材を取外す場合、上記圧力容器の内部を人気
に開放しなければならながったので、その作業に手間が
掛かったり、再起動時に安定した主放電が点弧されるよ
うになるまでに長い時間が掛かるなどのことがあった。

この発明は上記事情にもとずきなされたもので、その目
的とするところは、圧力容器の内部を大気に開放しなく
とも、窓部材を上記圧力容器から取外すことができるよ
うにしたガスレーザ装置を提供することにある。

〔発明の構成］ （課題を解決するための手段及び作用）上記３８を解決
するためにこの発明は、ガスレーザ媒質が封入された圧
力容器と、この圧力容器内に対向して配置された陰極と
陽極とからなる主電極と、上記圧力容器の軸方向両端面
にそれぞれ形成された開口部と、各開口部を気密に閉塞
するとともに上記陰極と陽極との間に生じる主放電によ
って上記ガスレーザ媒質が励起されることで発生するレ
ーザ光を透過する窓部材と、上記圧力容器の軸方向両端
部内にそれぞれ設けられ上記陰極と陽極との間の主放電
によって生じる衝撃波を吸収する壁部材と、この壁部材
と一体または摺接して設けられ上記窓部材を取外すとき
に上記圧力容器内の気密状態を維持するゲート体とを具
備する。

このような構成によれば、窓部材を取外すときには、ゲ
ート体によって圧力容器の気密状態を維持し、その内部
が大気に開放するのを阻止することができる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図乃至第３図を参照し
て説明する。第３図はたとえばエキシマレーザなどのガ
スレーザ装置を示し、このガスレーザ装置は内部にＡｒ
Ｆなどのガスレーザ媒質が大気圧以上の圧力で封入され
た圧力容器１を備えている。この圧力容器１は大径部２
の軸方向両端に小径部３が一体形成されてなる。各小径
部３の端面には第１図に示すように開口部４が穿設され
、この開口部４はレーザ光を透過する材料で作られた窓
部材５で閉塞されている。この窓部材らは周辺部が押え
フランジ６によって保持されているとともに、その内面
側の周辺部と上記小径部３の端面３ａとの間にはこれら
の間の気密を確保するためのＯリング７が介装されてい
る。上記押えフランジ６は図示せぬねじなどの固定手段
によって上記端面３ａに着脱自在に固定されている。

上記圧力容器ｌ内には、主電極を形成する陰極８と陽極
９とが対向して配設されている。これら陰極８と陽極９
とは図示しない高圧電源に接続されている。また、陰極
８と陽極９との間の放電空間部１１は図示しない予備ｍ
Ｍ手段によって予備ＴｓＭされるようになっている。放
電空間部１１が予（Ｒ電離されると、上記陰極８と陽極
９との間に主放電が発生し、それによって圧力容器１内
のガスレーザ媒質が励起され、レーザ光りが圧力容器１
の軸方向に出力される。

一対の窓部材５の一方には高反射ミラー１２が対向して
配置され、他方の窓部材材５には部分反射ミラー１３が
対向して配置され、これら一対のミラーによって光共振
器を形成している。したがって、陰極８と陽極９との間
の主放電によって発生したレーザ光りは上記一対のミラ
ー１２．１３で増幅されて部分反射ミラー１３側から出
力されるようになっている。

上記圧力容器１の小径部３の内周面には、主放電によっ
て生じる衝撃波を吸収するための複数の壁部材１４が軸
方向に沿って所定間隔で設けられている。これら壁部材
１４は、小径部３の軸線に対応する中心部にレーザ光り
が通過するための通孔１４ａが形成されたリング状をな
している。また、小径部３の軸方向の最も外方に位置す
る壁部材１４の一側面にはゲート体を構成するスライド
板１６が上記小径部３の径方向に沿ってスライド自在に
接合されている。壁部材１４の通孔１４ａの周辺部には
スライド板１６との間の気密を保つための０リング１７
が設けられているとともに、上記スライド板１６の偏心
位置には連通孔１８が穿設されている。この連通孔１８
はスライド板１６を第１図に矢印で示すように上方へス
ライドさせた状態では壁部材１４の通孔１４ａに対応し
ている。

上記スライド板１６の径方向一端には操作ロッド１９の
一端が固着されている。この操作ロッド１９の他端側は
上記小径部３の周壁に穿設された導出孔２１から外部へ
導出されている。上記小径部３の上記導出孔２１が形成
された箇所の外周面には、上記操作ロッド１９と小径部
３との間の気密を保つための０リング２２がホルダ２３
内に設けられている。そして、上記操作ロッド１９によ
らて上記スライド板１６を第２図に矢印で示すように連
通孔１８が壁部材１４の通孔１４ａと非対向となる位置
までスライドさせれば、このスライド板１６によって上
記通孔１４ａを気密に閉塞することができるようになっ
ている。

このように構成されたガスレーザ装置において、圧力容
器１内のガスレーザ媒質を励起してレーザ光を発振させ
るためには、第１図に示すようにスライド板１６の連通
孔１８を壁部材１４の通孔１４ａに対向させた状態で陰
極８と陽極９との間に高電圧を印加する。それによって
、陰極８と陽極９との間に主放電が点弧されるから、そ
の主放電によってガスレーザ媒質が励起されてレーザ光
りが発生する。

放電空間部１１で発生したレーザ光りは高反射ｖＬ１２
と部分反射１！１３とがなす光共振器で増幅されて上記
部分反射鏡１３から出力される。その際、上記スライド
板１６は、その連通孔１８が壁部材１４の通孔１４ａに
対向するよう位置決めされているから、レーザ光りの発
振の妨げとなることがない。

陰極８と陽極９との間で主放電を点弧させれば、その主
放電に伴なって衝撃波が発生する。その衝撃波は小径部
３の内周面に設けられた壁部材１４によって弱められる
ものの、主放電を繰り返すことによって窓部材５が損傷
を受けるから、所定期間運転したならば、上記窓部材５
を小径部３から取外して交換や修理をする必要がある。

そのような場合には、まず、操作ロッド１９によってス
ライド板１６を下方へスライドさせ、第２図に示すよう
に壁部材１４に穿設された通孔１４ａを上記スライド板
１６によって閉塞する。

その状態で押えフランジ６を小径部３の端面３ａから取
外せば、窓部材５も上記小径部３から取外すことができ
る。

窓部材５を小径部３の端面３ａから取外すと、その端面
に形成された開口部４が開放される。しかしながら、こ
の開口部４の内方に位置する最も外側の壁部材１４の通
孔１４ａはスライド板１６によって閉塞されているから
、このスライド板１６によって圧力容器１の内部の気密
状態を維持することができる。つまり、圧力容器１の内
部を大気に連通させずに窓部材５の交換や修理などのメ
ンテナンスを行うことができるから、たとえばエキシマ
レーザの場合には従来のように窓部材５を取外す前に気
密容器１内の有毒性ガスを窒素ガスなどの毒性のないガ
スに置換せずにすむばかりか、圧力容器１内に大気中の
水分が吸着されて再起動時に放電が安定化するまでに時
間が掛かるということもない。

第４図と第５図はこの発明の他の実施例を示す。

すなわち、この実施例における圧力容器１は軸方向全長
にわたって外径寸法が同じに形成された本体３１を有し
、この本体３１には大径孔３２と、方 この大径孔３２の軸方向両端（−戸のみ図示）に小径孔
３３とが形成されている。上記大径孔３２内には陰極８
と陽極９とが対向して配置されている。上記小径孔３３
の中途部には、この小径孔３３に比べて十分に大径な球
形孔３４が形成されている。この球形孔３４にはゲート
体を形成する球体３５が０リング３６を介して気密な状
態で回転自在に設けられている。この球体３５には径方
向に貫通するゲート孔３６が穿設されている。このゲー
ト孔３６の内周面には径方向に所定間隔で複数の壁部材
３７が形成されている。

上記球体３５には回転軸３７が突設されている。

この回転軸３７は上記本体３１に穿設された通孔３８か
らＯリング３９を介して外部へ気密に突出されている。

このＯリング３つは押さえ４１によって保持されている
。また、上記本体３１の端面には小径孔３３の開放端を
閉塞する状態で窓部材５がＯリング４２を介して気密に
接合され、押えフランジ４３によって保持されている。

このような構成において、レーザ光りを発振させる場合
には、第４図に示すように球体３５のゲート孔３６を小
径孔３３に連通させた状態にする。

それによって、陰極８と陽極９との間の主放電によって
発生したレーザ光りはゲート孔３６から窓部材５を通過
して発振されることになる。

また、主放電によって生じる衝撃波は上記ゲート孔３６
の内周面に形成された壁部材３７によって弱められるこ
とになる。

窓部材５を本体３１から取外す場合には、第５図に示す
ように球体３５を約９０度回転させる。それによって、
球体３５の径方向に穿設されたゲート孔３６が小径孔３
３に対してほぼ直交する状態になるから、この球体３５
によって上記小径孔３３が気密に遮断されることになる
。この状態で上記窓部材５を本体３１の端面から取外せ
ば、圧力容器１内のガスレーザ媒質が外部へ流出したり
、大気中の水分が内部へ浸入するなどのことがない。

すなわち、この実施例においても上記一実施例と同様圧
力容器１内の気密状態を維持したままで窓部材５のメン
テナンスを行うことができる。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明は、圧力容器から窓部材を取
外すときには、ゲート体によって圧力容器の内部の気密
状態を維持することができる。

したがって、圧力容器の内部に水分を吸着させるのを防
止できるから、再起動時に主放電が安定するまでに長時
間掛かるということがないばかりか、圧力容器内に充填
されたガスレーザ媒質が有毒性であっても、外部に漏れ
るということがほとんどないから、毒性のないガスに置
換してから窓部材を取外すということをせずにすむ。さ
らに、ゲート体が壁部材と一体に設けられているため、
ゲート体を設置するための専用のスペースを必要としな
いから、装置全体の大型化を招くこともない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はこの発明の一実施例を示し、第１図
は内部を開放した状態の圧力容器端部の拡大断面図、第
２図は同じく閉塞した状態の圧力容器端部の拡大断面図
、第３図はガスレーザ装置の概略図、第４図はこの発明
の他の実施例を示す内部を開放した状態の圧力容器端部
の拡大断面図、第５図は同じく閉塞した状態の圧力容器
端部の拡大断面図である。 １・・・圧力容器、４・・・開口部、５・・・窓部材、
８・・・陰極、９・・・陽極、１４．３７・・・壁部材
、１６・・・スライド板（ゲート体）、３５・・・球体
（ゲト体）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガスレーザ媒質が封入された圧力容器と、この圧力容器
   内に対向して配置された陰極と陽極とからなる主電極と
   、上記圧力容器の軸方向両端面にそれぞれ形成された開
   口部と、各開口部を気密に閉塞するとともに上記陰極と
   陽極との間に生じる主放電によって上記ガスレーザ媒質
   が励起されることで発生するレーザ光を透過する窓部材
   と、上記圧力容器の軸方向両端部内にそれぞれ設けられ
   上記陰極と陽極との間の主放電によって生じる衝撃波を
   吸収する壁部材と、この壁部材と一体または摺接して設
   けられ上記窓部材を取外すときに上記圧力容器内の気密
   状態を維持するゲート体とを具備したことを特徴とする
   ガスレーザ装置。