(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電源に接続した高圧側電極と低圧側電極とからなる放電部をレーザガスを充填した真空容器内に設けたガスレーザ発振器において、高圧側電極および低圧側電極それぞれの両端の電圧をＶC1、ＶC2、正常放電時の放電部の両端の電圧をＶRとするとき、高周波電源電圧Ｖの前記放電部の両端の電圧ＶRに対する位相角ψ1を予め求めておき、電極外放電時の放電経路の変化に起因する前記位相角ψ1の変化（ψ1→ψ2）を検出することによって電極外放電を検出することを特徴とするガスレーザ発振器における電極外放電検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガスレーザ発振器における電極外放電検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電極外放電を検出する手段を備えたガスレーザ発振器の典型的な例として、公開特許公報の特開平６−２５２４７０号公報に開示されるものがある。
【０００３】
上述の公開公報に開示されているガスレーザ発振器（１）は、レーザ発振器のチャンバー（３）内において、高圧側誘電体電極（５）とグランド側誘電体電極（７）とを距離Ｌ１の間隔で相対向させて設け、この高圧側誘電体電極とグランド側誘電体電極との間を流れるレーザガスの下流側でかつ前記高圧側誘電体電極から距離Ｌ２の位置に電極外放電を検出する検出用のアンテナ電極（１７）を設け、このアンテナ電極で電極外放電を検出するものである。なお、前記距離Ｌ２は距離Ｌ１より大きく設定すると共に、高圧側誘電体電極とレーザ発振器のチャンバーとの間の距離Ｌ３よりは小さく設定してある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の特開平６−２５２４７０号公報に開示されるガスレーザ発振器（１）においては、レーザ発振器のチャンバー（３）内の放電部下流近傍に電極外放電を検出する検出用のアンテナ電極（１７）を設けているので、このアンテナ電極が電極外放電で焼損しやすい。また、レーザ発振器内にアンテナ電極を設けると、アンテナ電極を設けない場合に比較すると逆に電極外放電が起こりやすいと言う問題がある。
【０００５】
本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、レーザ発振器内に電極外放電検出手段を設けない新規な電極外放電検出方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決する手段として請求項１に記載のガスレーザ発振器における電極外放電検出方法は、高周波電源に接続した高圧側電極と低圧側電極とからなる放電部をレーザガスを充填した真空容器内に設けたガスレーザ発振器において、高圧側電極および低圧側電極それぞれの両端の電圧をＶC1、ＶC2、正常放電時の放電部の両端の電圧をＶRとするとき、高周波電源電圧Ｖの前記放電部の両端の電圧ＶRに対する位相角ψ1を予め求めておき、電極外放電時の放電経路の変化に起因する前記位相角ψ1の変化（ψ1→ψ2）を検出することによって電極外放電を検出することを要旨とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１２】
図１は本発明に係る電極外放電検出手段を備えたガスレーザ発振器の実施形態の説明図である。
【００１３】
図１に示すようにガスレーザ発振器１の真空容器３の内部には、高周波電源５に導線７a,７b で接続した高圧側電極９と低圧側電極１１とが適宜な間隔で対向して設けてある。また、高圧側電極９と低圧側電極１１との間にはレーザガスＧがブロワー（図示省略）により左から右へ循環するように設けてある。
【００１４】
前記高圧側電極９と低圧側電極１１とは真空容器３と電気的に絶縁してある。一方、この真空容器３は導線７b、１３を介して前記高周波電源５に接続すると共に接地してある。
【００１５】
導線１３の線路には、導線１３を流れる電流iを計測するための、電流計または変流器（Current Transformer ;CT）などの電流測定手段１５が設けてある。
【００１６】
上記構成のガスレーザ発振器において、高圧側電極９と低圧側電極１１との間に正常な放電が行われた場合には、光共振器（図示省略）の光軸方向（紙面に直交する方向）へレーザ光が出力される。
【００１７】
高圧側電極９と真空容器３との間の電極外放電が発生した場合には、大きな電流iが真空容器３に流れ、その電流iは導線７b、１３を介して前記高周波電源５に戻る。
【００１８】
真空容器３と高周波電源５の間を流れる電流iは、電流計または変流器などの電流測定手段１５により検出し、電流iが設定したしきい値を超えた場合には電極外放電と判断する。なお、電極外放電を検出したときに高周波電源５を遮断するようにすることも可能である。
【００１９】
上述の電流測定手段１５に変流器（Current Transformer ;CT）を使用した場合には、電極外放電時の電流iが流れる導線１３（一次側に相当）と電流測定手段１５（二次側に相当）とはトランスを介した非接触の磁気結合なので、電流測定手段１５における感電防止やノイズ対策が容易となる利点もある。
【００２０】
図２は図１に示したガスレーザ発振器１の放電回路の等価回路１７である。この等価回路１７において、前記高圧側電極９と低圧側電極１１はそれぞれ静電容量Ｃ1およびＣ2のコンデンサーに対応し、放電部は抵抗Ｒに対応している。
【００２１】
前記等価回路１７において、電源電圧をＶ、高圧側電極９と低圧側電極１１それぞれの端子間電圧をＶC1、ＶC2とし、放電の等価抵抗Ｒの両端の電圧をＶRとするとき、電源電圧をＶは、Ｖ＝ＶC1＋ＶC2＋ＶRとなる。
【００２２】
放電時の高圧側電極９と低圧側電極１１端子間電圧（ＶC1、ＶC2）とＶRとの位相差は９０度であるので、そのベクトル図は図３に示す如くとなり、電源電圧
【外１】
0004610133.tif 000002
【数１】
ψ1＝arctan（ＶC1＋ＶC2）／ＶR………（１）
一方、電極外放電時には放電が前記高圧側電極９と真空容器３との間で生じ、放電電流iは真空容器３を流れて低圧側電極１１には流れないので、放電回路の等価回路は図４に示す様になる。
【００２３】
電極外放電時の放電の等価抵抗をＲ’、等価抵抗Ｒ’の両端の電圧をＶR’とすれば、前記電源電圧Ｖは、Ｖ＝ＶC1＋ＶR’となる。したがって、電源電圧Ｖ
【外２】
0004610133.tif 000003
【数２】
ψ2＝arctanＶC1／ＶR’………（２）
上述の如く、電極外放電時には放電経路の変化に起因して、前記位相角ψ1がψ2に変化する。したがって、この位相角の変化（ψ1→ψ2）を検出することにより電極外放電を検出することができる。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１の電極外放電検出方法によれば、レーザ発振器内部に電極外放電検出用のアンテナ電極を設けないのでアンテナ電極が焼損することがない。また、アンテナ電極により電極外放電が誘発されることもない。したがって、維持管理が容易であり従来に比較してコストダウンが可能である。また、電極外放電以外に放電抵抗が変化する異常放電である（アーク放電）も検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電極外放電検出手段を備えたガスレーザ発振器の実施形態の説明図。
【図２】図１に示したガスレーザ発振器１の放電回路の等価回路。
【図３】正常放電時の等価回路における電圧のベクトル図。
【図４】電極外放電時の放電回路の等価回路。
【図５】電極外放電時の等価回路における電圧のベクトル図。
【符号の説明】
１  ガスレーザ発振器
３  真空容器
５  高周波電源
７a,7b,１３  導線
９  高圧側電極
１１  低圧側電極
１５  電流測定手段
Ｇ  レーザガス
Ｖ  高周波電源電圧
ＶC1、高圧側電極の端子間電圧。
ＶC2  低圧側電極の端子間電圧。
ＶR,ＶR’正常および電極外放電時の等価抵抗両端の電圧
【図１】
0004610133.tif 000004
【図２】
0004610133.tif 000005
【図３】
0004610133.tif 000006
【図４】
0004610133.tif 000007
【図５】
0004610133.tif 000008