JP2659730B2 - 金属蒸気レーザ装置 - Google Patents
金属蒸気レーザ装置Info
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- JP2659730B2 JP2659730B2 JP62308566A JP30856687A JP2659730B2 JP 2659730 B2 JP2659730 B2 JP 2659730B2 JP 62308566 A JP62308566 A JP 62308566A JP 30856687 A JP30856687 A JP 30856687A JP 2659730 B2 JP2659730 B2 JP 2659730B2
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/031—Metal vapour lasers, e.g. metal vapour generation
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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、金属蒸気レーザ装置に関する。
（従来の技術） 従来の金属蒸気レーザ装置は、第３図に示すように、
セラミックなどの耐熱部材（１）の外側を断熱材で
（２）で覆った放電管本体（３）を中心として、その両
端部に連結管（4a），（4b）を介して光学窓（５）が気
密に取付けられた放電管体（６）を有し、その光学窓
（５）の外側方に高反射ミラー（７）および出力ミラー
（８）からなる光共振器が配設されている。そして、放
電管本体（３）の一端部内側に陰極（９）が、また他端
部内側に陽極（10）が、それぞれ対向する光学窓（５）
から略等間隔離れて配設され、さらに、これら陰陽両電
極（９），（10）間の本体（３）内側に複数の粒状銅材
などからなる金属蒸気源（11）が配置された構造に形成
されている。
セラミックなどの耐熱部材（１）の外側を断熱材で
（２）で覆った放電管本体（３）を中心として、その両
端部に連結管（4a），（4b）を介して光学窓（５）が気
密に取付けられた放電管体（６）を有し、その光学窓
（５）の外側方に高反射ミラー（７）および出力ミラー
（８）からなる光共振器が配設されている。そして、放
電管本体（３）の一端部内側に陰極（９）が、また他端
部内側に陽極（10）が、それぞれ対向する光学窓（５）
から略等間隔離れて配設され、さらに、これら陰陽両電
極（９），（10）間の本体（３）内側に複数の粒状銅材
などからなる金属蒸気源（11）が配置された構造に形成
されている。
このレーザ装置では、連結管（4a）に接続されたガス
供給装置（12）により放電管（６）内を約10〜20Torrの
ネオンガス（Ne）で満たし、放電管本体（３）両端部の
陰陽両電極（９），（10）間に高電圧パルスを供給して
放電させ、その放電エネルギにより放電管本体（３）を
加熱して、その温度が千数百度に達したときに、金属蒸
気源（11）から発生する金属蒸気が所定の圧力になり、
この金属蒸気が上記放電により励起されてレーザ発振す
る構成になっている。
供給装置（12）により放電管（６）内を約10〜20Torrの
ネオンガス（Ne）で満たし、放電管本体（３）両端部の
陰陽両電極（９），（10）間に高電圧パルスを供給して
放電させ、その放電エネルギにより放電管本体（３）を
加熱して、その温度が千数百度に達したときに、金属蒸
気源（11）から発生する金属蒸気が所定の圧力になり、
この金属蒸気が上記放電により励起されてレーザ発振す
る構成になっている。
ところで、この金属蒸気レーザ装置における発振線の
エネルギの上準位の寿命は非常に短く、したがって、励
起のための放電の立上がりを遠くしなければレーザ発振
が得られない。そののために、陰陽両電極（９），（1
0）間の高電圧パルスを供給する直流高電圧電源（13）
としては、通常、第４図に示すように、一旦電気エネル
ギを主コンデンサ（14）に充電し、それをサイラトロン
（15）でスイッチングする方式の回路が用いられてい
る。なお、第４図において、（16）は充電抵抗、（17）
はピーキングコンデンサである。
エネルギの上準位の寿命は非常に短く、したがって、励
起のための放電の立上がりを遠くしなければレーザ発振
が得られない。そののために、陰陽両電極（９），（1
0）間の高電圧パルスを供給する直流高電圧電源（13）
としては、通常、第４図に示すように、一旦電気エネル
ギを主コンデンサ（14）に充電し、それをサイラトロン
（15）でスイッチングする方式の回路が用いられてい
る。なお、第４図において、（16）は充電抵抗、（17）
はピーキングコンデンサである。
（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記従来の金属蒸気レーザ装置にはつぎのよ
うな問題点がある。
うな問題点がある。
すなわち、放電管体の光学窓は、放電管体の他の部分
にくらべて温度が低いため、その内側に金属蒸気やその
他不純物が付着し、そのために、レーザ光の透過率が低
下して、発振効率がいちじるしく低下する。この金属蒸
気や不純物の付着を低減するために、放電電極と光学窓
との間隔を大きくすると装置が大形化する。その結果、
光共振器長が増し、パルスが20ns程度の短パルスでは、
レーザ光の光共振器間を往復する回数が減ってレーザ光
の集束性が劣化する。また、レーザ励起の無効部分が増
し、吸収による損失が大きくなるなどの問題を生ずる。
にくらべて温度が低いため、その内側に金属蒸気やその
他不純物が付着し、そのために、レーザ光の透過率が低
下して、発振効率がいちじるしく低下する。この金属蒸
気や不純物の付着を低減するために、放電電極と光学窓
との間隔を大きくすると装置が大形化する。その結果、
光共振器長が増し、パルスが20ns程度の短パルスでは、
レーザ光の光共振器間を往復する回数が減ってレーザ光
の集束性が劣化する。また、レーザ励起の無効部分が増
し、吸収による損失が大きくなるなどの問題を生ずる。
この発明は、上記問題点を解決するためになされたも
のであり、装置を大形化することなく、放電管の両端部
に気密に取付けられる光学部品の汚染を軽減する金属蒸
気レーザ装置を構成することを目的とする。
のであり、装置を大形化することなく、放電管の両端部
に気密に取付けられる光学部品の汚染を軽減する金属蒸
気レーザ装置を構成することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） 放電管体の両端部に設けられた光学部品に対向して上
記放電管体の一端部内側に陰極、他端部内側に陽極が配
設され、かつこれら陰陽電極間に金属蒸気源が配置され
る金属蒸気レーザ装置において、陰極と陰極側光学部品
との間隔を陽極と陽極側光学部品との間隔の1.3倍以上
にした。
記放電管体の一端部内側に陰極、他端部内側に陽極が配
設され、かつこれら陰陽電極間に金属蒸気源が配置され
る金属蒸気レーザ装置において、陰極と陰極側光学部品
との間隔を陽極と陽極側光学部品との間隔の1.3倍以上
にした。
（作 用） 通常、金属蒸気レーザ装置の光軸方向の温度分布は、
陰陽両電極間の中心に対して対称でなく、その温度分布
のピークが陰極側に偏っており、陰極側の方が金属蒸気
の気密の密度が高い。また、陰極側は陽極側に比較して
各種イオンが集りよすい。そのため、陰極側端部に配設
される光学部品は、陽極側端部に配設される光学部品に
くらべて汚染されやすいが、上記のように陰極と陰極側
光学部品との間隔を陽極と陽極側光学部品との間隔より
広くすると、その金属蒸気密度やイオンによる光学部品
の汚染大幅に軽減することができる。
陰陽両電極間の中心に対して対称でなく、その温度分布
のピークが陰極側に偏っており、陰極側の方が金属蒸気
の気密の密度が高い。また、陰極側は陽極側に比較して
各種イオンが集りよすい。そのため、陰極側端部に配設
される光学部品は、陽極側端部に配設される光学部品に
くらべて汚染されやすいが、上記のように陰極と陰極側
光学部品との間隔を陽極と陽極側光学部品との間隔より
広くすると、その金属蒸気密度やイオンによる光学部品
の汚染大幅に軽減することができる。
（実施例） 以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説
明する。
明する。
第１図にこの発明の一実施例である金属蒸気レーザ装
置の構成を示す。この金属蒸気レーザ装置は、セラミッ
クスなどの円筒状の耐熱部材（１）の外側を断熱材
（２）で覆った放電管本体（３）の両端部に連結管（20
a），（20b）が連設され、これら連結管（20a）（20b）
にＯリング（21）を介して光学窓（５）がブリュースタ
ー角で気密に取付けられた放電管体（22）を有し、その
光学窓（５）の外側方に高反射ミラー（７）および出力
ミラー（８）からなる光共振器が光軸に対して直角に配
設されている。そして、上記放電管本体（３）の一端部
内側に筒状陰極（９）が、また他端部内側に筒状の陽極
（10）が配設され、それぞれ前記第４図に示した電源と
同様に高電圧パルスを発生する直流電圧電源（23）に接
続されている。また、上記陰陽両電極（９），（10）間
の放電管本体（３）内には、複数の粒状銅材などからな
る金属蒸気源（11）が配置されている。
置の構成を示す。この金属蒸気レーザ装置は、セラミッ
クスなどの円筒状の耐熱部材（１）の外側を断熱材
（２）で覆った放電管本体（３）の両端部に連結管（20
a），（20b）が連設され、これら連結管（20a）（20b）
にＯリング（21）を介して光学窓（５）がブリュースタ
ー角で気密に取付けられた放電管体（22）を有し、その
光学窓（５）の外側方に高反射ミラー（７）および出力
ミラー（８）からなる光共振器が光軸に対して直角に配
設されている。そして、上記放電管本体（３）の一端部
内側に筒状陰極（９）が、また他端部内側に筒状の陽極
（10）が配設され、それぞれ前記第４図に示した電源と
同様に高電圧パルスを発生する直流電圧電源（23）に接
続されている。また、上記陰陽両電極（９），（10）間
の放電管本体（３）内には、複数の粒状銅材などからな
る金属蒸気源（11）が配置されている。
なお、図面中、（12）は、放電管体（22）内に10〜20
Torr程度にネオンガスを供給するため、連結管（20a）
に連結されたガス供給装置、（24）は他方の連結管（20
b）に連結された真空ポンプ（ガス排出手段）、（25）
は放電管本体（３）の外側を覆う金属カバー、（26）は
カバー（25）と陰極（９）とを絶縁するセラミツクスや
合成樹脂などからなる筒状の絶縁体である。
Torr程度にネオンガスを供給するため、連結管（20a）
に連結されたガス供給装置、（24）は他方の連結管（20
b）に連結された真空ポンプ（ガス排出手段）、（25）
は放電管本体（３）の外側を覆う金属カバー、（26）は
カバー（25）と陰極（９）とを絶縁するセラミツクスや
合成樹脂などからなる筒状の絶縁体である。
ところで、この例の金属蒸気レーザ装置は、上記連結
管（20a），（20b）の長さが異なり陰極（９）とこの陰
極側の光学窓（５）との間隔d1が陽極（10）とこの陽極
側の光源窓（５）との間隔d2より広くそのd1とd2との関
係がd1≧1.3d2となるように構成されている。
管（20a），（20b）の長さが異なり陰極（９）とこの陰
極側の光学窓（５）との間隔d1が陽極（10）とこの陽極
側の光源窓（５）との間隔d2より広くそのd1とd2との関
係がd1≧1.3d2となるように構成されている。
この金属蒸気レーザ装置は、より具体的には、たとえ
ば放電管体（22）の内径が40mmの場合、陽極（10）と陽
極側光学窓（５）との間隔d2が、100mmに形成され、こ
れに対し、陰極（９）と陰極側光学窓（５）との間隔d1
が300mmに形成される。
ば放電管体（22）の内径が40mmの場合、陽極（10）と陽
極側光学窓（５）との間隔d2が、100mmに形成され、こ
れに対し、陰極（９）と陰極側光学窓（５）との間隔d1
が300mmに形成される。
上記のように陽極（10）側にくらべて陰極側光学窓
（５）を陰極（９）から離して設けると、元来陽極側光
学窓（５）はあまり汚染されないので、金属蒸気レーザ
装置を大形化することなく陰極側光学窓（４）の汚染を
軽減することができる。すなわち、通常、金属蒸気レー
ザ装置は、その光軸方向の温度分布が陰陽両電極間の中
心に対して対称でなく、その温度分布のピークが陰極側
に偏っている。そのため、陽極側に比べて陰極側の方が
金属蒸気の密度が高くなる。また一般に、陰極側の方が
陽極側にくらべて各種イオンが集まりやすい。そのため
に、陰極および陽極がそれぞれ対向する光学窓から略等
間隔離れている従来の金属蒸気レーザ装置では、陰極側
光学窓がいちじるしく汚染されたが、上記のように陰極
側光学窓（５）を陰極（９）から離すと、金属蒸気レー
ザ装置の全長を大幅に長くすることなく金属蒸気の密度
やイオンの影響を軽減して、その陰極側光学窓（５）の
汚染を軽減することができる。
（５）を陰極（９）から離して設けると、元来陽極側光
学窓（５）はあまり汚染されないので、金属蒸気レーザ
装置を大形化することなく陰極側光学窓（４）の汚染を
軽減することができる。すなわち、通常、金属蒸気レー
ザ装置は、その光軸方向の温度分布が陰陽両電極間の中
心に対して対称でなく、その温度分布のピークが陰極側
に偏っている。そのため、陽極側に比べて陰極側の方が
金属蒸気の密度が高くなる。また一般に、陰極側の方が
陽極側にくらべて各種イオンが集まりやすい。そのため
に、陰極および陽極がそれぞれ対向する光学窓から略等
間隔離れている従来の金属蒸気レーザ装置では、陰極側
光学窓がいちじるしく汚染されたが、上記のように陰極
側光学窓（５）を陰極（９）から離すと、金属蒸気レー
ザ装置の全長を大幅に長くすることなく金属蒸気の密度
やイオンの影響を軽減して、その陰極側光学窓（５）の
汚染を軽減することができる。
つぎに他の実施例について述べる。
上記実施例は、放電管の両端部外側方に光共振器を配
置した外部鏡形金属蒸気レーザ装置について述べたが、
この発明は、第２図に示すように、放電管体（22）の両
端部にそれぞれ直接高反射ミラー（７）および出力ミラ
ー（８）を取付けた内部鏡形金属蒸気レーザ装置にも適
用できる。
置した外部鏡形金属蒸気レーザ装置について述べたが、
この発明は、第２図に示すように、放電管体（22）の両
端部にそれぞれ直接高反射ミラー（７）および出力ミラ
ー（８）を取付けた内部鏡形金属蒸気レーザ装置にも適
用できる。
なお、この金属蒸気レーザ装置のその他の構成は、前
記外部鏡形金属蒸気レーザ装置と同じであるので、同一
部分に同一番号を付してその詳細な説明は省略する。
記外部鏡形金属蒸気レーザ装置と同じであるので、同一
部分に同一番号を付してその詳細な説明は省略する。
なお、上記実施例では、銅材を金属蒸気源とする金属
蒸気レーザ装置について説明したが、この発明は、他の
金属を金属蒸気源とする金属蒸気レーザ装置にも適用で
きる。
蒸気レーザ装置について説明したが、この発明は、他の
金属を金属蒸気源とする金属蒸気レーザ装置にも適用で
きる。
放電管体の一端部内側に配設される陰極とこの陰極に
対向して放電管体の一端部に取付けられる光学窓または
光共振器などの光学部品との間隔を、放電管体の他端部
内側に配設される陽極とこの陽極に対向する光学部品と
の間隔より1.3倍以上広くすることで、金属蒸気レーザ
装置の光軸方向の温度分布のピークが陰極側に偏ってい
るために高くなる陰極側の金属蒸気密度およびこの陰極
側に集まる各種イオンの影響を少なくし、陰極側光学部
品の汚染を大幅に軽減することができる。
対向して放電管体の一端部に取付けられる光学窓または
光共振器などの光学部品との間隔を、放電管体の他端部
内側に配設される陽極とこの陽極に対向する光学部品と
の間隔より1.3倍以上広くすることで、金属蒸気レーザ
装置の光軸方向の温度分布のピークが陰極側に偏ってい
るために高くなる陰極側の金属蒸気密度およびこの陰極
側に集まる各種イオンの影響を少なくし、陰極側光学部
品の汚染を大幅に軽減することができる。
第１図はこの発明の一実施例である金属蒸気レーザ装置
の構成を示す図、第２図は他の実施例の構成を示す図、
第３図は従来の金属蒸気レーザ装置の構成を示す図、第
４図はその直流高圧電源の構成を示す回路図である。 ３……放電管本体、５……光学窓、 ７……高反射ミラー、８……出力ミラー、 ９……陰極、10……陽極、11……金属蒸気源、 20a,20b……連結管、22……放電管体。
の構成を示す図、第２図は他の実施例の構成を示す図、
第３図は従来の金属蒸気レーザ装置の構成を示す図、第
４図はその直流高圧電源の構成を示す回路図である。 ３……放電管本体、５……光学窓、 ７……高反射ミラー、８……出力ミラー、 ９……陰極、10……陽極、11……金属蒸気源、 20a,20b……連結管、22……放電管体。
Claims (1)
- 【請求項１】放電管体の両端部に設けられた光学窓また
は光共振器からなる光学部品に対向して上記放電管体の
一端部内側に陰極、他端部内側に陽極が配設され、上記
陰極側には上記放電管体内に流入するガスのガス供給手
段が配設され、上記陽極側には上記放電管体内を通過し
て流出するガスのガス排出手段が配設され、かつこれら
陰陽電極間に金属蒸気源が配置される金属蒸気レーザ装
置において、 上記陰極とこの陰極側光学部品との間隔を上記陽極とこ
の陽極側光学部品との間隔の1.3倍以上にしたことを特
徴とする金属蒸気レーザ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62308566A JP2659730B2 (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 金属蒸気レーザ装置 |
| DE3851515T DE3851515T2 (de) | 1987-12-08 | 1988-12-05 | Metalldampf-Laser-Apparat. |
| EP88120305A EP0319898B1 (en) | 1987-12-08 | 1988-12-05 | Metal vapor laser apparatus |
| US07/280,352 US4905248A (en) | 1987-12-08 | 1988-12-06 | Metal vapor laser apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62308566A JP2659730B2 (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 金属蒸気レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01150376A JPH01150376A (ja) | 1989-06-13 |
| JP2659730B2 true JP2659730B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=17982564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62308566A Expired - Lifetime JP2659730B2 (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 金属蒸気レーザ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4905248A (ja) |
| EP (1) | EP0319898B1 (ja) |
| JP (1) | JP2659730B2 (ja) |
| DE (1) | DE3851515T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9018421D0 (en) * | 1990-08-22 | 1990-10-03 | British Nuclear Fuels Plc | Improvements in lasers |
| US5912914A (en) * | 1993-04-05 | 1999-06-15 | Dittbenner; Gerald R. | Insulated laser tube structure and method of making same |
| AUPN813596A0 (en) * | 1996-02-16 | 1996-03-07 | Macquarie Research Limited | Metal vapour laser |
| JP3411904B2 (ja) | 2000-12-25 | 2003-06-03 | 山一電機株式会社 | 実装コネクタおよびコンタクト端子 |
| CN107017544B (zh) * | 2017-05-22 | 2019-09-27 | 西北核技术研究所 | 一种放电激励气体激光器及其运行方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3576500A (en) * | 1965-11-30 | 1971-04-27 | Gordon Gould | Low level laser with cyclic excitation and relaxation |
| JPS53116096A (en) * | 1977-03-18 | 1978-10-11 | Fujitsu Ltd | Gas laser unit |
| JPS5440093A (en) * | 1977-09-05 | 1979-03-28 | Nec Corp | Manufacture of gas laser tube |
| US4287484A (en) * | 1978-10-02 | 1981-09-01 | Xerox Corporation | Segmented hollow cathode laser device |
| EP0009965B1 (en) * | 1978-10-02 | 1984-03-07 | Xerox Corporation | Gas laser |
| US4255720A (en) * | 1978-10-02 | 1981-03-10 | Xerox Corporation | Variable diameter segmented hollow cathode laser device |
| US4247830A (en) * | 1978-11-08 | 1981-01-27 | General Electric Company | Plasma sprayed wicks for pulsed metal vapor lasers |
| JPS5917987B2 (ja) * | 1981-03-26 | 1984-04-24 | 金門電気株式会社 | 冷陰極放電管及びその製造方法 |
| US4442523A (en) * | 1981-12-17 | 1984-04-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | High power metal vapor laser |
| JPH01136383A (ja) * | 1987-11-21 | 1989-05-29 | Nec Corp | レーザ管 |
-
1987
- 1987-12-08 JP JP62308566A patent/JP2659730B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-12-05 DE DE3851515T patent/DE3851515T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-05 EP EP88120305A patent/EP0319898B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-06 US US07/280,352 patent/US4905248A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01150376A (ja) | 1989-06-13 |
| EP0319898B1 (en) | 1994-09-14 |
| EP0319898A1 (en) | 1989-06-14 |
| DE3851515T2 (de) | 1995-03-09 |
| US4905248A (en) | 1990-02-27 |
| DE3851515D1 (de) | 1994-10-20 |
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