JP2904988B2 - 金属蒸気レーザ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス放電によって金属
を加熱し、加熱によって発生した金属蒸気の原子を励起
させてレーザ出力を得る金属蒸気レーザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の装置としては、実開平１
−５４３５０号公報に記載されたものが知られている。
この公報に記載された装置を図３を参照しながら説明す
る。この公報に記載された装置Ｅは、同図に示すよう
に、不活性ガスの封入された円筒状の放電管１と、この
放電管１の両端にそれぞれ取り付けられた円筒状の一対
の電極２、３と、各電極２、３の外端に接合された外部
電気接続端子４、５を有する一対のフランジ６、７と、
右端が右側のフランジ７の内側に接合され且つ左端が左
側のフランジ６の内側に絶縁体８を介して気密に連結さ
れ、内部に真空層９を形成する外筒１０とを備え、上記
両電極２、３間の放電によりこの放電管１内に配置され
た金属（蒸気を生成する銅ペレット等の固形状の金属媒
体）１１の蒸気を発生させ、更に上記両電極２、３に印
加されたのパルス電圧により電離した上記不活性ガスの
電子のエネルギーで蒸気の金属原子を励起してレーザ光
を発生させるように構成されている。

【０００３】また、上記放電管１の外周面には、この放
電管１から径方向への放熱を抑制する断熱材１２、この
断熱材１２を囲繞し且つ上記放電管１の気密を保持する
円筒状のシール管１３が順次設けられている。更に、上
記シール管１３と上記絶縁体８及び外筒１０との間には
上記真空層９が形成され、この真空層９に複数の離隔し
た金属層を有する熱遮蔽体１４が配設さている。また、
上記各フランジ６、７の外側の面には、上記放電管１内
で発生したレーザ光が通過する窓付の端部フランジ１
５、１６がそれぞれ取り付けられている。そして、各端
部フランジ１５、１６には共振器１７、１８が対向配置
している。

【０００４】更に、右側の上記フランジ７と外筒１０
は、接合されて電極２、３間が短絡しているため、上述
のように絶縁体８によりこれら両者２、３間が電気的に
分断されている。そして、この絶縁体８は、例えば、ア
ルミナなどのように高温耐久性及び絶縁性を有する絶縁
物質からなり、その両端部のメタライズ部分に連結され
た金属フレームを介して左側のフランジ６と外筒１０間
に取り付けられている。また、上記外筒１０の両端には
装置Ｅ本体を支持する一対の支持部材１９、２０がそれ
ぞれ取り付けられ、更に、左側の端部フランジ１５には
これを支持する支持部材２１が取り付けられ、この支持
部材２１によって絶縁体８の部分が端部フランジ１５の
自重による曲がりあるいは破損を防止している。

【０００５】次に動作について説明する。まず、電極
２、３間にパルス電圧が印加されると、放電管１内にパ
ルス放電が発生する。次いで、放電により発生した熱は
放電管１に伝導して放電管１を囲繞する断熱材１２、真
空層９、及び熱遮蔽体１４の作用により断熱されて放電
管１の温度が上昇する。これに伴って放電管１内部に設
置された金属１１が溶融し、レーザ発振を起こすに必要
な金属蒸気が得られる。この状態でパルス電圧を電極
２、３間に印加すると、不活性ガスが電離して電子を放
出し、この電子エネルギーで金属蒸気の金属原子が励起
されて反転分布を起こし、光共振器１７、１８を両端部
フランジ１５、１６の窓の外側に設置すれば、レーザ光
が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上記金属蒸気レーザ装置Ｅでは、上述のように、絶縁体
８が金属フレームを有してフレキシブルに形成されてい
るため、端部フランジ１５を支持する支持部材２１に
は、本体の設置時に端部フランジ１５を放電管１の軸芯
に一致させるための軸芯調整部材（図示せず）が必要で
あり、また、この端部フランジ１５は高電圧部分である
ため、端部フランジ１５の支持部材２１には高電圧に耐
える絶縁部材２２が必要であり、結果的に装置Ｅの構造
が極めて複雑になるという課題があった。更に、絶縁体
８は、アルミナなどによって形成されているため、この
部分は熱遮蔽体１３が介在する他の部分（外筒１０）よ
り放熱し易く、この部分での放電管１からの放熱が大き
く、放電管１のこの部分の温度が低下してレーザ出力の
信頼性を損なうという課題があった。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、絶縁体側に取り付けられた端部フランジの
支持部材を省略して装置自体の構造を簡素化すると共
に、端部フランジを本体の軸芯に正確に一致させ且つ絶
縁体での断熱性能を向上させてレーザ出力の信頼性を確
保することができる金属蒸気レーザ装置を提供すること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の金属蒸気レーザ
装置みら絶縁体は、電気的絶縁性を有し且つ真空部の気
密を保持する気密部材と、この気密部材の内側に配設さ
れ放電管を断熱する断熱部材と、この断熱部材との間に
気密部材が介在し且つ気密部材及び断熱部材を補強する
補強部材とを備えたものである。

【０００９】

【作用】本発明によれば、絶縁体の気密部材によって外
筒の内部に形成された真空部の気密を保持し、またその
断熱部材で放電管の放熱を抑制し、更にその補強部材で
端部フランジの荷重による絶縁体の曲がり破損を防止す
ると共に、この端部フランジを放電管の軸芯に正確に一
致させて放電管からレーザ出力を増すことができる。

【００１０】

【実施例】以下、図１及び図２に示す実施例に基づいて
従来と同一部分または相当部分には同一符号を付して本
発明の特徴を中心に説明する。尚、各図中、図１は本発
明の金属蒸気レーザ装置の一実施例の要部を示す断面
図、図２は本発明の金属蒸気レーザ装置の他の実施例の
要部を示す図１相当図である。

【００１１】本実施例の金属蒸気レーザ装置Ｅは、不活
性ガスの封入された円筒状の放電管１と、この放電管１
の両端にそれぞれ位置させて取り付けられた円筒状の一
対の電極２、３と、各電極２、３の外端にそれぞれ接合
された、外部電気接続端子４、５を有する一対のフラン
ジ６、７と、一端が一方のフランジ７の内側に接合され
且つ他端が他方のフランジ６の内側に絶縁体８を介して
連結され、内部に真空層９を形成する外筒１０とを備
え、両電極２、３間の放電により発生した金属蒸気の原
子を励起してレーザ光を発生するように構成されてい
る。

【００１２】而して、上記絶縁体８は、図１に示すよう
に、電気的絶縁性を有し且つ真空層９の気密を保持する
気密部材８１と、気密部材８１の内側に配設され放電管
１を断熱する断熱部材８２と、断熱部材８２との間に気
密部材８１が介在し且つ気密部材８１及び断熱部材８２
を機械的に補強する補強部材８３とを備えている。

【００１３】また、上記気密部材８１は、従来と同様に
アルミナ等の電気的絶縁性を有し且つ両端がメタライズ
された円筒状の絶縁部材８１Ａと、絶縁部材８１Ａのメ
タライズ端部に連結された円筒状の金属フレーム８１
Ｂ、８１Ｂとを備え、各金属フレーム８１Ｂ、８１Ｂで
フレキシブルに形成された円筒状部材である。そして、
この気密部材８１は、各金属フレーム８１Ｂ、８１Ｂの
各外端部が環状部材８４、８５を介して上記フランジ６
及び外筒１０にそれぞれ連結され、この気密部材８１と
外筒１０とで内部を封止して真空層９の真空状態を保持
している。

【００１４】また、上記断熱部材８２は、上記気密部材
８１の内側に配設された円筒状部材で、輻射熱に対して
断熱性が高く且つ高温に耐え得るアルミナ系の多孔質の
断熱物質から形成されている。そして、この断熱部材８
２は、その両端部が上記環状部材８４、８５の内周面に
連結され、上記気密部材８１への放熱を抑制している。

【００１５】また、上記補強部材８３は、上記気密部材
８１の外側に配設された円柱状部材または円筒状部材
で、電気的絶縁性を有し且つ機械的強度に優れたエポキ
シ樹脂等の物質から形成されている。そして、この補強
部材８３は、その両端部が上記各環状部材８４、８５が
対向する面に連結され、この補強部材８３によって上記
端部フランジ１５の自重による曲げモーメントを受けて
本絶縁体８の変形を防止すると共に、軸芯を放電管１の
軸芯に一致させた状態で端部フランジ１５をフランジ６
に固定している。尚、この補強部材８３として円柱状部
材を用いる場合には、上記各環状部材８４、８５の周方
向に等間隔を空けて複数設ければよく、また、円筒状部
材を用いる場合には一個を設ければよい。

【００１６】以上説明したように本実施例によれば、絶
縁体８を気密部材８１、断熱部材８２及び補強部材８３
によって構成したことから、補強部材８３によって端部
フランジ１５の自重による絶縁体８の曲げ破損を防止す
ると共に、軸芯を放電管の軸芯に一致させた状態で端部
フランジ１５をフランジ６に固定することができるた
め、従来のように端部フランジ１５の支持部材２１、端
部フランジ１５の軸芯調整部材、及びこの部分の絶縁部
材を省略して装置Ｅの構造を簡素化することができる。
また、断熱材８２によって絶縁体８からの放熱を抑制
し、もって放電管１の温度低下を抑制してレーザ出力の
信頼性を確保することができる。

【００１７】また、図２は本発明の他の実施例を示す図
で、本実施例の金属蒸気レーザ装置Ｅは、絶縁体８の気
密部材８１としてアルミナまたは石英を円筒状に形成し
た円筒状部材を用い、この両端をＯリング８６、８７に
よってシールした以外は全て上記実施例と同様に構成さ
れている。従って、本実施例によれば、上記実施例と同
様の作用効果を期することができる他、金属フレーム８
１Ｂ、８１Ｂが不要なため、上記実施例のものに比べて
廉価に気密部材８１を作製することができ、しかも気密
部材８１が破損した場合に金属フランジ８１Ｂ、８１Ｂ
までも交換するという無駄をなくすことができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、絶
縁体側に取り付けられた端部フランジの支持部材を省略
して装置自体の構造を簡素化すると共に、端部フランジ
を本体の軸芯に正確に一致させ且つ絶縁体での断熱性能
を向上させてレーザ出力の信頼性を確保することができ
る金属蒸気レーザ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属蒸気レーザ装置の一実施例の要部
を示す断面図である。

【図２】本発明の金属蒸気レーザ装置の他の実施例の要
部を示す図１相当図である。

【図３】従来の金属蒸気レーザ装置の全体を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ 放電管 ２、３ 電極 ４、５ 外部電気接続端子 ６、７ フランジ ８ 絶縁体 ９ 真空層（真空部） １０ 外筒 ８１ 気密部材 ８２ 断熱部材 ８３ 補強部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01S 3/03 H01S 3/227

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不活性ガスの封入された円筒状の放電管
   と、この放電管の両端に取り付けられた円筒状の一対の
   電極と、各電極の外端にそれぞれ接合された、外部電気
   接続端子を有する一対のフランジと、一端が一方のフラ
   ンジの内側に接合され且つ他端が他方のフランジの内側
   に絶縁体を介して連結され、内部に真空部を形成する外
   筒とを備え、上記両電極間の放電により金属の蒸気を発
   生させ、上記両電極に印加されたパルス電圧により電離
   した上記不活性ガスの電子エネルギーで上記蒸気の金属
   原子を励起してレーザ光を発生させる金属蒸気レーザ装
   置において、上記絶縁体は、電気的絶縁性を有し且つ上
   記真空部の気密を保持する気密部材と、この気密部材の
   内側に配設され上記放電管を断熱する断熱部材と、この
   断熱部材との間に上記気密部材が介在し且つ上記気密部
   材及び断熱部材を補強する補強部材とを備えたことを特
   徴とする金属蒸気レーザ装置。