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炭酸ガスレーザを小形化することを最終目標として研究を進めた。その有力な方法として無声放電を使用する方式が提案され、実用されている。今回はこの放電方式下でさらに小型化の可能性の検討を進めた。無声放電とは、金属電極ー誘電体ー放電空間ー誘電体ー金属電極の電極配置に交流電圧を印加して得られる放電である。放電状態を良くすることが、小型化につながるので、まず放電ガスの性質について調査を行った。CO_2、CO、N_2、Heの炭酸ガスレーザ用混合ガス中での電子のスウォーム特性のボルッマン方程式の解析による検討、および定常タウンゼント法およびパルスタウンゼント法による衝突電離係数、および電子付着係数の測定を行った。
放電の動的特性を知るために、上述の電極系を真空容器内に作り、容器の片端を金属電極とし、そこに小孔を用意した。実験圧力は1torrと実用機の100torrに比べてかなり低いが、放電の(電界/圧力)の相似性を用いればかなりな性質をこの実験方法で明らかにすることができる。この方法では誘電体表面に形成されたイオン・シースのイオンがサンプリングオリフィスを通してイオン種決定用の高真空部に導入され、測定される。商用周波数での実験では、上述混合ガスのイオンのうちHeイオンのみが検出されなかった。他のイオンの生成・消滅は電源同波数と同期している。
放電の動的特性を知るために、放電の計算機シュミレーションを行った。無声放電の境界条件を与えて、電子、イオンの連続の方程式、およびポアリンの方程式を連立させて解いた。100KHzの電源同波数で解いた結果、誘電体表面近くにイオンシースの形成が認められた。
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