JP2002050810A - Metal vapor laser device - Google Patents

Metal vapor laser device

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JP2002050810A
JP2002050810A JP2000233134A JP2000233134A JP2002050810A JP 2002050810 A JP2002050810 A JP 2002050810A JP 2000233134 A JP2000233134 A JP 2000233134A JP 2000233134 A JP2000233134 A JP 2000233134A JP 2002050810 A JP2002050810 A JP 2002050810A
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JP
Japan
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discharge tube
metal vapor
tube
discharge
window
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JP2000233134A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Fukuda
誠 福田
Ryoichi Otani
良一 大谷
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Toshiba Corp
Toshiba Development and Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal vapor laser device for obtaining stable and efficient laser output for a long time. SOLUTION: The metal vapor laser device 1 is provided with a discharge tube 5 that retains a metal vapor source 19 inside and is filled with a discharge gas having a specific pressure, an anode 3 and a cathode 4 provided at both ends of the discharge tube 5, and extension tubes 10a and 10b for mounting a window that are provided at both ends on the extension line of the axial line of the discharge tube 5 and retain windows 11a and 11b for transmitting a laser beam. The windows 11a and 11b are located at distance L that is at least seven times larger than the inner diameter of the discharge tube from the end of the discharge tube 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、金属蒸気レーザ
装置に係り、特に、長時間に亘って効率よくレーザ出力
を得ることのできる金属蒸気レーザ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal vapor laser device, and more particularly to a metal vapor laser device capable of efficiently obtaining a laser output for a long time.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知の金属蒸気レーザ装置は、円筒状の
セラミック管と、このセラミック管の両端部に設けられ
た陽極および陰極からなる放電管を有している。この放
電管の光軸に沿った外方延長上であって、陽極および陰
極のそれぞれの外方に位置する部分には、電極フランジ
を介して、一対の窓取付用延長管が接続されている。
2. Description of the Related Art A known metal vapor laser apparatus has a cylindrical ceramic tube and a discharge tube comprising an anode and a cathode provided at both ends of the ceramic tube. On the outward extension along the optical axis of the discharge tube, portions located outside each of the anode and the cathode are connected to a pair of window mounting extension tubes via an electrode flange. .

【0003】窓取付用延長管の外方開口部には、石英ガ
ラスからなる一対のレーザ光透過用窓が光軸に対して非
垂直すなわち斜めに気密接合されて取付けられている。
そして、それぞれの窓の外側に、レーザ共振器を構成す
る出力ミラーおよび全反射ミラーが配置されている。
[0003] A pair of windows for transmitting laser light made of quartz glass are attached to the outer opening of the window attachment extension tube in a non-perpendicular, that is, obliquely hermetically joined to the optical axis.
Further, an output mirror and a total reflection mirror which constitute a laser resonator are arranged outside each window.

【0004】なお、一方の窓取付用延長管には、例えば
ネオン(Ne)ガスである放電制御用のバッファガスを
供給するガス供給管が接続され、他方の窓取付用延長管
には、放電管を排気するガス排気管が接続されている。
A gas supply pipe for supplying a buffer gas for discharge control, for example, a neon (Ne) gas, is connected to one of the extension pipes for attaching a window, and a discharge pipe is connected to the other extension pipe for attaching a window. A gas exhaust pipe for exhausting the pipe is connected.

【0005】ガス排気管には、圧力計、流量調整弁およ
び真空排気ポンプが接続され、放電管内のガス圧が所定
値に保たれる。なお、圧力計、流量調整弁および真空排
気ポンプにより、放電管内部に複数配置される金属蒸発
源の入れ替え時等における排気も管理される。
[0005] A pressure gauge, a flow regulating valve and a vacuum exhaust pump are connected to the gas exhaust pipe, and the gas pressure in the discharge tube is maintained at a predetermined value. The evacuation at the time of exchanging a plurality of metal evaporation sources arranged inside the discharge tube and the like is also managed by the pressure gauge, the flow control valve, and the vacuum exhaust pump.

【0006】このような金属蒸気レーザ装置において
は、放電管内に、バッファガスを供給し、陽極と陰極と
の間に高電圧パルス電源により高速パルス電圧が印加さ
れることで、放電プラズマが形成される。
In such a metal vapor laser device, a discharge plasma is formed by supplying a buffer gas into the discharge tube and applying a high-speed pulse voltage between the anode and the cathode by a high-voltage pulse power supply. You.

【0007】この放電プラズマにより放電管内は高温に
加熱され、例えば銅のような金属蒸気源からレーザ媒体
としての蒸気化された銅粒子すなわち金属蒸気が生成さ
れ、この金属蒸気が放電管内に拡散した放電プラズマ中
の自由電子により励起され、励起された金属蒸気が低い
エネルギー準位に遷移する際にレーザ光が発振される。
The discharge plasma is heated to a high temperature by the discharge plasma, and vaporized copper particles as a laser medium, ie, metal vapor, are generated from a metal vapor source such as copper, and the metal vapor diffuses into the discharge tube. The laser beam is oscillated when excited by the free electrons in the discharge plasma and the excited metal vapor transitions to a low energy level.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述した金属蒸気レー
ザ装置においては、放電管内で放電プラズマが生じ得る
高温領域において、多数の金属蒸気が存在し、この金属
蒸気の一部が窓取付用延長管を通過して、その両端部に
取付けられた窓にまで飛散することが知られている。
In the above-described metal vapor laser apparatus, a large number of metal vapors exist in a high temperature region where discharge plasma can be generated in the discharge tube, and a part of the metal vapors is used as an extension pipe for window mounting. And fly to windows attached to both ends thereof.

【0009】また、放電管の外表面を覆う断熱材の一部
が、構造上、陽極および陰極と放電管との接続部で放電
プラズマに対して露出されることから、放電プラズマに
より破損を受け、破損した断熱材が両端部の窓にまで飛
散することも知られている。
Further, since a part of the heat insulating material covering the outer surface of the discharge tube is structurally exposed to the discharge plasma at the connection between the anode and the cathode and the discharge tube, it is damaged by the discharge plasma. It is also known that damaged insulation scatters into windows at both ends.

【0010】このように、金属蒸気および破損した断熱
材が窓取付用延長管の外方の窓に付着すると、窓の透過
率が低下し、次第にレーザ共振器の出力ミラーおよび全
反射ミラーを通じて得られるレーザ出力が低下する問題
がある。
As described above, when the metal vapor and the damaged heat insulating material adhere to the window outside the window-mounting extension pipe, the transmittance of the window decreases, and the transmittance gradually decreases through the output mirror and the total reflection mirror of the laser resonator. There is a problem that the laser output is reduced.

【0011】この発明の目的は、長期に亘って、効率よ
くレーザ出力を得ることのできる金属蒸気レーザ装置を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a metal vapor laser device capable of efficiently obtaining a laser output for a long period of time.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明は、金属蒸気源
を内部に保持し所定の圧力の放電用ガスが満たされる放
電管と、この放電管の両端に設けられる陽極および陰極
と、この陽極および陰極の位置からさらに放電管の光軸
に沿って外方に延長して設けられた窓取付用延長管と、
この窓取付用延長管の端部付近に取付けられたレーザ光
透過用の窓とを備えている金属蒸気レーザ装置におい
て、窓取付用延長管に取付けられた窓が放電管の端部か
らこの放電管の内径の7倍以上の距離の位置に取付けら
れている金属蒸気レーザ装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a discharge tube in which a metal vapor source is held and filled with a discharge gas of a predetermined pressure, an anode and a cathode provided at both ends of the discharge tube, And a window-mounting extension tube that is provided to extend outward from the position of the cathode further along the optical axis of the discharge tube,
In a metal vapor laser device having a window for transmitting a laser beam mounted near the end of the window mounting extension tube, the window mounted on the window mounting extension tube receives the discharge from the end of the discharge tube. This is a metal vapor laser device installed at a position that is at least seven times the inner diameter of the tube.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態を詳細に説明する。図1は、この発明の実
施の形態が適用される金属蒸気レーザ装置の一例を示す
概略図である。図1に示すように、金属蒸気レーザ装置
1は、円筒状のセラミック管2とこのセラミック管2の
両端部に接続部2a,2bを介して接続された陽極3お
よび陰極4を備える放電管5を有している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a metal vapor laser device to which an embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, a metal vapor laser device 1 includes a discharge tube 5 having a cylindrical ceramic tube 2 and an anode 3 and a cathode 4 connected to both ends of the ceramic tube 2 via connecting portions 2a and 2b. have.

【0014】陽極3および陰極4のそれぞれの外側に位
置する部分には、一対の電極フランジ6a,6bが設け
られている。なお、それぞれの電極フランジ6a,6b
は、放電管5の外表面を包囲するように設けられる断熱
材7の外周を覆う絶縁管8を支持する外筒9a,9bに
設けられている。
A pair of electrode flanges 6a and 6b are provided at portions located outside the anode 3 and the cathode 4, respectively. In addition, each electrode flange 6a, 6b
Are provided on outer cylinders 9a and 9b that support an insulating tube 8 that covers the outer periphery of a heat insulating material 7 provided so as to surround the outer surface of the discharge tube 5.

【0015】また、電極フランジ6a,6bの外方に
は、一対の窓取付用延長管10a,10bが接続されて
いる。そして、これら窓取付用延長管10a,10bの
外方開口部すなわち放電管5の光軸に沿った延長上に
は、対をなすレーザ光透過用の例えば石英ガラス製の窓
11a,11bが真空気密に取付けられている。これら
窓11a,11bの外側には、出力ミラー12、全反射
ミラー13が配置され、光共振器が構成されている。
Outside the electrode flanges 6a and 6b, a pair of extension pipes 10a and 10b for window attachment are connected. A pair of windows 11a, 11b made of, for example, quartz glass for transmitting a laser beam is formed in a vacuum on the outer openings of the window mounting extension tubes 10a, 10b, that is, the extensions along the optical axis of the discharge tube 5. Installed airtight. An output mirror 12 and a total reflection mirror 13 are arranged outside these windows 11a and 11b, and constitute an optical resonator.

【0016】そこで、窓取付用延長管10a,10bに
取付けられた窓11a,11bの位置から、放電管5の
端部までの距離Lは、放電管5すなわちセラミック管2
の内径(すなわち有効内直径)Dの7倍以上に設定され
ている。なお、距離Lを規定する放電管5の端部は、レ
ーザ装置の動作に際して絶縁放電管として機能する領域
の各窓側の端部を意味している。したがって、同図に示
すように、円筒状陽極3或いは円筒状陰極4の開口端が
セラミック管2の方向に突出している構造においては、
距離Lは窓11a,11bの位置から円筒状陽極3或い
は円筒状陰極4のセラミック管2側の開口端までの寸法
として定義される。
Therefore, the distance L from the position of the windows 11a, 11b attached to the window attachment extension tubes 10a, 10b to the end of the discharge tube 5 is equal to the discharge tube 5, ie, the ceramic tube 2
Is set to be 7 times or more of the inner diameter D (that is, the effective inner diameter). Note that the end of the discharge tube 5 that defines the distance L means the end of each region on the window side that functions as an insulating discharge tube during operation of the laser device. Therefore, as shown in the figure, in the structure in which the open end of the cylindrical anode 3 or the cylindrical cathode 4 projects in the direction of the ceramic tube 2,
The distance L is defined as a dimension from the position of the windows 11a and 11b to the opening end of the cylindrical anode 3 or the cylindrical cathode 4 on the ceramic tube 2 side.

【0017】さて、同図の左側に示される窓取付用延長
管10bには、放電管5内に放電ガスとして、例えばネ
オン(Ne)ガスを供給するガス供給管14が接続さ
れ、また同図の右側に示される窓取付用延長管10aに
は、放電管5内のガスを排気するガス排気管15が接続
されている。
A gas supply pipe 14 for supplying, for example, neon (Ne) gas as a discharge gas into the discharge tube 5 is connected to the window-mounting extension tube 10b shown on the left side of FIG. A gas exhaust pipe 15 for exhausting gas in the discharge tube 5 is connected to the window-mounting extension tube 10a shown on the right side of FIG.

【0018】ガス排気管15には、圧力計16、流量調
整弁17および真空排気ポンプ18とが接続され、放電
管5内のガス圧が所定値に保たれる。なお、圧力計1
6、流量調整弁17および真空排気ポンプ18により、
放電管5内部に複数配置される金属蒸発源19の入れ替
え時等における排気も管理される。
A pressure gauge 16, a flow control valve 17, and a vacuum pump 18 are connected to the gas exhaust pipe 15, and the gas pressure in the discharge tube 5 is maintained at a predetermined value. The pressure gauge 1
6, by the flow control valve 17 and the vacuum pump 18
Exhaust when the plurality of metal evaporation sources 19 arranged inside the discharge tube 5 are replaced is also managed.

【0019】ガス供給管14には、図示しないバッファ
ガス供給源が接続され、供給調整弁20を通じて所定量
のバッファガスであるネオンガスが放電管5内に供給さ
れる。
A buffer gas supply source (not shown) is connected to the gas supply pipe 14, and a predetermined amount of neon gas, which is a buffer gas, is supplied into the discharge tube 5 through a supply adjustment valve 20.

【0020】なお、外筒9a,9bは、陽極3に電源を
供給する電極フランジ6aと陰極4に電源を供給する電
極フランジ6bとの間に所定の電位差を与えるために長
さ方向の概ね中央もしくはその近傍で2分割されている
導電部材であり、電圧供給フランジ21a,21bとし
ても機能している。
The outer cylinders 9a and 9b are arranged substantially at the center in the longitudinal direction to provide a predetermined potential difference between the electrode flange 6a for supplying power to the anode 3 and the electrode flange 6b for supplying power to the cathode 4. Alternatively, the conductive member is divided into two parts in the vicinity thereof, and also functions as the voltage supply flanges 21a and 21b.

【0021】電圧供給フランジ21a,21bは、充電
用抵抗22により相互に接続され、両フランジ21a,
21bの間には、例えばコンデンサ、インダクタおよび
高速スイッチング素子等により構成され且つパルス成型
器24により生成されたパルスに同期して所定の繰返し
周波数でオン/オフされる高電圧パルス電源23からの
高速高電圧のパルス電圧が印加される。
The voltage supply flanges 21a and 21b are connected to each other by a charging resistor 22, and the two flanges 21a and 21b are connected to each other.
A high-speed pulse from a high-voltage pulse power supply 23 which is constituted by, for example, a capacitor, an inductor, and a high-speed switching element and is turned on / off at a predetermined repetition frequency in synchronization with the pulse generated by the pulse shaper 24 is provided between the high-speed pulse generator 21b A high pulse voltage is applied.

【0022】高電圧パルス電源23は、図示しないコン
デンサに充電された電荷を高速スイッチ素子により、立
上り時間がほぼ10−7秒以下で、電圧が十数kVない
し数十kV、且つ繰返し周波数が数kHzないし数十k
Hzの高速で高電圧のパルス電圧を出力可能に構成され
る。なお、高電圧パルス電源23は、パルス成型器24
から供給されるパルスに同期してパルス電圧発生タイミ
ングが制御される。
The high-voltage pulse power supply 23 uses a high-speed switch element to charge the electric charge stored in a capacitor (not shown) with a rise time of approximately 10 −7 seconds or less, a voltage of several tens to several tens of kV, and a repetition frequency of several tens of kV. kHz to tens of kilohertz
It is configured to be able to output a high-voltage pulse voltage at a high speed of Hz. Note that the high-voltage pulse power supply 23 is
The pulse voltage generation timing is controlled in synchronization with the pulse supplied from.

【0023】次に、上述した金属蒸気レーザ装置1の動
作を説明する。まず、排気ポンプ18を作動させて、放
電管5内を排気し、その排気後、ガス供給管14からネ
オンガスをこの放電管5内に注入する。この時、放電用
バッファガスが注入されて上昇した放電管5内のバッフ
ァガス圧力は、圧力計16によって測定され、この測定
値が予め設定された圧力値になるように、図示しないガ
ス圧制御器によって自動流量調節弁17が動作され且つ
放電管5内のバッファガスの排出量が調整されて制御さ
れる。
Next, the operation of the above-described metal vapor laser device 1 will be described. First, the exhaust pump 18 is operated to evacuate the inside of the discharge tube 5, and after the evacuation, neon gas is injected into the discharge tube 5 from the gas supply tube 14. At this time, the pressure of the buffer gas in the discharge tube 5 which has been increased by the injection of the buffer gas for discharge is measured by the pressure gauge 16, and a gas pressure control (not shown) is performed so that the measured value becomes a preset pressure value. The automatic flow control valve 17 is operated by the heater, and the discharge amount of the buffer gas in the discharge tube 5 is adjusted and controlled.

【0024】次に、放電回路、すなわち高速パルス電源
23およびパルス成型器24を作動させて放電管5内に
プラズマを生起させ、このプラズマによって、金属蒸気
源19が金属蒸気を生成し得る温度まで昇温させる。な
お、レーザ発振に必要な温度は、例えば金属蒸気源19
が銅の場合には、約1400°Cである。
Next, the discharge circuit, that is, the high-speed pulse power supply 23 and the pulse shaper 24 are operated to generate plasma in the discharge tube 5, and the plasma causes the metal vapor source 19 to reach a temperature at which the metal vapor source 19 can generate metal vapor. Raise the temperature. The temperature required for laser oscillation is, for example, a metal vapor source 19
Is about 1400 ° C. when is copper.

【0025】この状態が保持されることにより、放電管
5内に金属蒸気が一様に分布する。この金属蒸気にプラ
ズマ中の自由電子が衝突して金属蒸気が励起され、やが
て放電管5内は、反転分布の状態となる。この状態で、
励起された金属蒸気が低エネルギー準位に遷移する際に
レーザ光を発生する。
By maintaining this state, the metal vapor is uniformly distributed in the discharge tube 5. Free electrons in the plasma collide with the metal vapor to excite the metal vapor, and the inside of the discharge tube 5 eventually assumes a population inversion state. In this state,
A laser beam is generated when the excited metal vapor transitions to a low energy level.

【0026】放電管5内で発生したレーザ光は、窓11
a,11bを通過し、レーザ共振器を構成する出力ミラ
ー12および全反射ミラー13で反射する間に、その振
幅が増幅されて、やがて出力ミラー12からレーザ光が
出力される。
The laser beam generated in the discharge tube 5 is
While the laser beam passes through a and 11b and is reflected by the output mirror 12 and the total reflection mirror 13 constituting the laser resonator, its amplitude is amplified, and a laser beam is output from the output mirror 12 in due course.

【0027】ところで、金属蒸気レーザ装置1において
は、出力ミラー12と全反射ミラー13で構成される共
振ミラーを用い、放電プラズマ中の自由電子が衝突して
励起された金属蒸気が遷移する際に出力されるレーザ光
を共振させるものであるが、両ミラー12,13と放電
管5との間隔が狭い程すなわち両ミラーを放電管5に近
づけるほど大きなレーザ出力が得られる。また、大きな
レーザ出力を得るために、共振ミラー12,13間の距
離を小さくする手法として、窓11a,11bと放電管
5との間の距離を小さくすることが有効であるが、窓1
1a,11bを放電管5に近接させ過ぎると、放電自体
により窓11a,11bが破損する問題が生じる。
By the way, the metal vapor laser device 1 uses a resonance mirror composed of the output mirror 12 and the total reflection mirror 13 so that free electrons in the discharge plasma collide with each other and the excited metal vapor transitions. The laser light to be output resonates. As the distance between the mirrors 12 and 13 and the discharge tube 5 is narrower, that is, as the mirrors are closer to the discharge tube 5, a larger laser output is obtained. As a technique for reducing the distance between the resonance mirrors 12 and 13 to obtain a large laser output, it is effective to reduce the distance between the windows 11 a and 11 b and the discharge tube 5.
If the discharge lamps 1a and 11b are too close to the discharge tube 5, the windows 11a and 11b may be damaged by the discharge itself.

【0028】このため、従来は、窓11a,11bから
放電管5の端部までの距離Lを、放電管5の内径(すな
わち有効内直径)Dの2〜3倍程度とすることが最良と
されていたが、先に説明した通り、放電管5の内部から
の金属蒸気や陽極3および陰極4とセラミック管2との
間に露出する断熱材7が放電プラズマにより損傷して生
じた不純物すなわち不純物粒子が各窓11a,11bの
内面に付着することで、レーザ出力が次第に減少するこ
とが確認されている。なお、窓11a,11bに付着す
る不純物粒子の数Oは、kを定数、Dを放電管の内径、
Lを窓から放電管の端部までの距離、とするとき、 O=kD/L により求められる。
For this reason, conventionally, it is best to set the distance L from the windows 11a, 11b to the end of the discharge tube 5 to about two to three times the inner diameter (ie, the effective inner diameter) D of the discharge tube 5. However, as described above, the metal vapor from the inside of the discharge tube 5 and the impurities caused by damage of the heat insulating material 7 exposed between the anode 3 and the cathode 4 and the ceramic tube 2 by the discharge plasma, It has been confirmed that when the impurity particles adhere to the inner surfaces of the windows 11a and 11b, the laser output gradually decreases. The number O of the impurity particles adhering to the windows 11a and 11b is represented by k as a constant, D as the inner diameter of the discharge tube,
When L is the distance from the window to the end of the discharge tube, it can be obtained by O = kD 2 / L 2 .

【0029】したがって、不純物粒子の数Oは、放電管
5(セラミック管2)の内径Dの2乗に比例し、放電管
5(セラミック管2)の端部から窓11a,11bまで
の距離Lの2乗に反比例する。
Therefore, the number O of the impurity particles is proportional to the square of the inner diameter D of the discharge tube 5 (the ceramic tube 2), and the distance L from the end of the discharge tube 5 (the ceramic tube 2) to the windows 11a and 11b. Is inversely proportional to the square of

【0030】このことから、窓11a,11bに付着す
る不純物粒子の数を低減するためには、放電管5の内径
Dを小さくするか、或いは放電管5(セラミック管2)
の端部から窓11a,11bまでの距離Lを長くするこ
とが有益である。
Therefore, in order to reduce the number of impurity particles adhering to the windows 11a and 11b, the inner diameter D of the discharge tube 5 must be reduced or the discharge tube 5 (the ceramic tube 2) must be reduced.
It is beneficial to increase the distance L from the end of the window 11a to the window 11b.

【0031】しかしながら、通常、放電管5の内径(口
径)Dは、レーザ装置の出力仕様に基づいて予め決定さ
れるため、実質的に、窓11a,11bに付着する不純
物粒子の数を低減するためには、窓11a,11bから
放電管5の端部までの距離L、すなわち例えば窓取付用
延長管10a,10bの長さを長くすることが実用的で
ある。
However, since the inner diameter (diameter) D of the discharge tube 5 is usually determined in advance based on the output specifications of the laser device, the number of impurity particles adhering to the windows 11a and 11b is substantially reduced. For this purpose, it is practical to increase the distance L from the windows 11a, 11b to the end of the discharge tube 5, that is, the length of the window-mounting extension tubes 10a, 10b, for example.

【0032】図2は、レーザ装置を所定時間動作させた
場合の、窓11a,11bと放電管5の陽極3および陰
極4との間の距離Lと、窓11a,11bに付着した不
純物粒子数との関係を実測に基づいて示したグラフであ
る。この結果から、窓11a,11bから放電管5の端
部までの間の距離Lを600mmとした場合には、従来
の一般的な距離Lが450mmのレーザ装置に比較し
て、約0.5倍に低減できる。また、窓11a,11b
と放電管5の端部との間の距離Lを1000mmとした
場合には、同0.2倍に低減できることが認められる。
FIG. 2 shows the distance L between the windows 11a and 11b and the anode 3 and the cathode 4 of the discharge tube 5 and the number of impurity particles adhering to the windows 11a and 11b when the laser device is operated for a predetermined time. 6 is a graph showing the relationship between the above and the actual measurement. From this result, when the distance L between the windows 11a and 11b and the end of the discharge tube 5 is set to 600 mm, compared to a conventional general laser apparatus having a distance L of 450 mm, the distance L is about 0.5 mm. Can be reduced by a factor of two. Also, windows 11a and 11b
When the distance L between the discharge tube 5 and the end of the discharge tube 5 is 1000 mm, it can be recognized that the distance L can be reduced by 0.2 times.

【0033】図3は、図2に示した窓11a,11bと
放電管5の端部との間の距離Lとセラミック管2の内径
Dとの比(L/D)に対する目標時間経過時のレーザ光
の窓透過率の関係を示したグラフである。このデータか
ら、上記の比(L/D)が7以上であれば、レーザ装置
に要求される無停止時間の指標である1000時間の連
続動作後の窓11a,11bのレーザ光透過率を95%
以上に維持できることが確認された。
FIG. 3 shows the ratio (L / D) between the distance L between the windows 11a, 11b and the end of the discharge tube 5 and the inner diameter D of the ceramic tube 2 shown in FIG. 6 is a graph showing a relationship between window transmittances of laser light. From this data, if the ratio (L / D) is 7 or more, the laser light transmittance of the windows 11a and 11b after continuous operation for 1000 hours, which is an index of the non-stop time required for the laser device, is 95%. %
It was confirmed that the above could be maintained.

【0034】このように、窓取付用延長管10a,10
bの端部に取付けられた窓11a,11bから放電管5
の端部までの距離Lを、放電管5の内径Dの7倍以上と
すれば、放電管内で生じる不純物粒子が窓11a,11
bに付着する量が抑制され、長期に亘って安定で効率の
よいレーザ出力を得ることのできる金属蒸気レーザ装置
が得られる。
Thus, the extension pipes 10a and 10
b through the windows 11a, 11b attached to the ends of the discharge tube 5
If the distance L to the end of the discharge tube 5 is at least seven times the inner diameter D of the discharge tube 5, impurity particles generated in the discharge tube will
Thus, a metal vapor laser device capable of suppressing the amount adhering to b and obtaining a stable and efficient laser output over a long period of time is obtained.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、長期に亘って安定で効率のよいレーザ出力が得られ
る。これにより、金属蒸気レーザ装置の運転コストも低
減される。
As described above, according to the present invention, a stable and efficient laser output can be obtained for a long period of time. Thereby, the operating cost of the metal vapor laser device is also reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施の形態が適用される金属蒸気レ
ーザ装置の一例を概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a metal vapor laser device to which an embodiment of the present invention is applied.

【図2】図1に示した金属蒸気レーザ装置において、窓
から放電管の端部までの距離Lと窓に付着する不純物粒
子数との関係を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a distance L from a window to an end of a discharge tube and the number of impurity particles adhering to the window in the metal vapor laser device shown in FIG.

【図3】図2に示した窓から放電管の端部までの距離L
と放電管の内径Dと比とレーザ装置の動作目標時間経過
時のレーザ光の窓透過率との関係を示すグラフ。
3 is a distance L from the window shown in FIG. 2 to the end of the discharge tube;
4 is a graph showing a relationship between the laser light, the inner diameter D of the discharge tube, the ratio, and the window transmittance of the laser beam when the operation target time of the laser device has elapsed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ・・・金属蒸気レーザ装置、 2 ・・・セラミック管、 3 ・・・陽極、 4 ・・・陰極、 5 ・・・放電管、 10a・・・窓取付用延長管、 10b・・・窓取付用延長管、 11a,11b・・・窓、 12 ・・・出力ミラー、 13 ・・・全反射ミラー、 L ・・・窓から放電管端部までの距離。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal vapor laser apparatus, 2 ... Ceramic tube, 3 ... Anode, 4 ... Cathode, 5 ... Discharge tube, 10a ... Extension tube for window attachment, 10b ... Window Mounting extension tubes, 11a, 11b: window, 12: output mirror, 13: total reflection mirror, L: distance from window to end of discharge tube.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷 良一 栃木県大田原市下石上字東山1385番の1 株式会社東芝那須電子管工場内 Fターム(参考) 5F071 AA03 DD06 DD07 JJ02 JJ08 JJ09  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Ryoichi Otani 1385-1, Higashiyama, Shimoishi-kami, Otawara-shi, Tochigi Prefecture F-term in Toshiba Nasu electron tube factory (reference) 5F071 AA03 DD06 DD07 JJ02 JJ08 JJ09

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金属蒸気源を内部に保持し所定の圧力の放
電用ガスが満たされる放電管と、この放電管の両端に設
けられる陽極および陰極と、この陽極および陰極の位置
からさらに前記放電管の光軸に沿って外方に延長して設
けられた窓取付用延長管と、この窓取付用延長管の端部
付近に取付けられたレーザ光透過用の窓とを備えている
金属蒸気レーザ装置において、 前記窓取付用延長管に取付けられた前記窓は、前記放電
管の端部から前記放電管の内径の7倍以上の距離の位置
に取付けられていることを特徴とする金属蒸気レーザ装
置。
1. A discharge tube in which a metal vapor source is held and which is filled with a discharge gas of a predetermined pressure, anodes and cathodes provided at both ends of the discharge tube, and the discharge from the positions of the anode and the cathode. A metal vapor having a window mounting extension tube extending outwardly along the optical axis of the tube, and a laser beam transmitting window mounted near an end of the window mounting extension tube. In the laser apparatus, the window attached to the window attachment extension tube is attached to a position at a distance from the end of the discharge tube at least seven times the inner diameter of the discharge tube. Laser device.
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