JPH01238079A - 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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- JPH01238079A JPH01238079A JP6356188A JP6356188A JPH01238079A JP H01238079 A JPH01238079 A JP H01238079A JP 6356188 A JP6356188 A JP 6356188A JP 6356188 A JP6356188 A JP 6356188A JP H01238079 A JPH01238079 A JP H01238079A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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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)
本発明は金属蒸気をレーザ媒質とした金属蒸気レーザ装
置に係り、特にプラズマ管の断熱効果を改善して外筒の
小径化を図った金属蒸気レーザ装置に関する。
置に係り、特にプラズマ管の断熱効果を改善して外筒の
小径化を図った金属蒸気レーザ装置に関する。
(従来の技術)
近年金、銅等の金属を利用した金属蒸気レーザ装置が実
用化され、たとえば銅蒸気レーザ装置は可視域(波長5
106A、 5783A)の発振波長を持ち、効率、ゲ
イン、繰返し周波数、出力ともに高いレーザ光を得るこ
とができる。
用化され、たとえば銅蒸気レーザ装置は可視域(波長5
106A、 5783A)の発振波長を持ち、効率、ゲ
イン、繰返し周波数、出力ともに高いレーザ光を得るこ
とができる。
この種の金属蒸気レーザ装置は、外筒内に装着されたプ
ラズマ管の両端に電極を配し、プラズマ管内には金属蒸
気源を配置してバッファガスを流したのち、電極間に高
電圧パルスを与えてプラズマ管内を放電加熱する。金属
蒸気源は蒸発してレーザ媒質としての条件を満たし、レ
ーザビームが発生する。発生したレーザビームは、放電
管の両端の外側にそれぞれ配置された共振ミラーの間を
往復させて正帰還を加え、レーザ発振を起こさせるよう
になっている。
ラズマ管の両端に電極を配し、プラズマ管内には金属蒸
気源を配置してバッファガスを流したのち、電極間に高
電圧パルスを与えてプラズマ管内を放電加熱する。金属
蒸気源は蒸発してレーザ媒質としての条件を満たし、レ
ーザビームが発生する。発生したレーザビームは、放電
管の両端の外側にそれぞれ配置された共振ミラーの間を
往復させて正帰還を加え、レーザ発振を起こさせるよう
になっている。
ここで耐熱性のセラミック材等で作製されたプラズマ管
は、管内を高温に保持するために、たとえばファイバー
系の断熱材を巻装された上に石英またはガラス製の保護
管が被せられている。また各電極は金属製の外筒に接続
され、外筒を通じて高電圧パルスを発生する放電用回路
に通じており、このため外筒は一端部近くで絶縁筒によ
って電気的に分離されている。
は、管内を高温に保持するために、たとえばファイバー
系の断熱材を巻装された上に石英またはガラス製の保護
管が被せられている。また各電極は金属製の外筒に接続
され、外筒を通じて高電圧パルスを発生する放電用回路
に通じており、このため外筒は一端部近くで絶縁筒によ
って電気的に分離されている。
(発明が解決しようとする課題)
このような金属蒸気レーザ装置においては、プラズマ管
を高温に保ち、プラズマ管内に十分な密度の金属蒸気を
満たして安定な放電を行なわせるためには、巻装する断
熱材をたとえば20乃至40通程度の厚さとする必要が
あり、これにともなってさらにその外方を覆っている外
筒の外径も、それ相応の大きなものを使用せざるを得な
かった。
を高温に保ち、プラズマ管内に十分な密度の金属蒸気を
満たして安定な放電を行なわせるためには、巻装する断
熱材をたとえば20乃至40通程度の厚さとする必要が
あり、これにともなってさらにその外方を覆っている外
筒の外径も、それ相応の大きなものを使用せざるを得な
かった。
外筒の外径が大きいと、その自己インダクタンスもそれ
なりに一定値以下に低減することができず、外筒は前述
したように電極を通じる放電用電流の通路となっている
ため、このインダクタンス成分によって放電電流の立上
がり時間ならびに尖頭値が制限される結果となる。この
ため特に放電パルスの立上がり部分で発振する銅蒸気あ
るいは全蒸気レーザ装置等では、発振出力を増大するこ
とが困難となっていた。
なりに一定値以下に低減することができず、外筒は前述
したように電極を通じる放電用電流の通路となっている
ため、このインダクタンス成分によって放電電流の立上
がり時間ならびに尖頭値が制限される結果となる。この
ため特に放電パルスの立上がり部分で発振する銅蒸気あ
るいは全蒸気レーザ装置等では、発振出力を増大するこ
とが困難となっていた。
本発明の目的は、立上がりの速い放電を可能とし大出力
で安定したレーザ光が得られる金属蒸気レーザ装置を提
供することにある。
で安定したレーザ光が得られる金属蒸気レーザ装置を提
供することにある。
(課題を解決するための手段)
本発明においては、外筒内に内装され且つ金属蒸気源が
付設された内腔が放電加熱されてイオンレーザの発光源
となるプラズマ管と、このプラズマ管に巻装された断熱
材と、この断熱材をさらに覆って設けられた保護管と、
プラズマ管の軸線方向両端部に、外筒に接続されて配設
された放電用の電極と、外筒に接続されて電極に電圧を
印加する放電用回路とを有する金属蒸気レーザ装置の保
護管に、さらに熱反射体を巻装した。
付設された内腔が放電加熱されてイオンレーザの発光源
となるプラズマ管と、このプラズマ管に巻装された断熱
材と、この断熱材をさらに覆って設けられた保護管と、
プラズマ管の軸線方向両端部に、外筒に接続されて配設
された放電用の電極と、外筒に接続されて電極に電圧を
印加する放電用回路とを有する金属蒸気レーザ装置の保
護管に、さらに熱反射体を巻装した。
あるいはまた、上記した金属蒸気レーザ装置の保護管の
外側面に熱反射体からなるコーティング層を施した。
外側面に熱反射体からなるコーティング層を施した。
(作 用)
装置が起動すると、プラズマ管は内腔に生じた放電プラ
ズマにより高温に保たれ、金属の蒸気が発生してレーザ
光が発生する。プラズマ管は断熱材によって保温される
が、保護管の外側にさらに熱反射体を巻装したり、ある
いは保護管の外側面に熱反射体からなるコーティング層
が施されているため、断熱材の巻厚さは比較的薄くして
も十分な保温効果が得られる。これにともなって最外側
の外筒の直径も小さくすることが可能となり、放電用回
路から電極に至る間の外筒のインダクタンスが減少する
結果、放電電流の立上がり時間が速くなるとともにその
尖頭値も増加し、レーザ出力が増加する。
ズマにより高温に保たれ、金属の蒸気が発生してレーザ
光が発生する。プラズマ管は断熱材によって保温される
が、保護管の外側にさらに熱反射体を巻装したり、ある
いは保護管の外側面に熱反射体からなるコーティング層
が施されているため、断熱材の巻厚さは比較的薄くして
も十分な保温効果が得られる。これにともなって最外側
の外筒の直径も小さくすることが可能となり、放電用回
路から電極に至る間の外筒のインダクタンスが減少する
結果、放電電流の立上がり時間が速くなるとともにその
尖頭値も増加し、レーザ出力が増加する。
(実施例)
以下本発明の一実施例を第1図を参照して説明する。
第1図において、レーザ装置の最外側を形成する金属製
円筒型の外筒1の中心に、耐熱性部材(例えばセラミッ
クスなど)からなるプラズマ管9が設けられ、このプラ
ズマ管9の両端には、たとえばモリブデン等からなる一
対の円環状の電極12が外筒1に接続支持されて配設さ
れている。またプラズマ管9の内側壁には、活性物質で
ある金属蒸気を発生させる適宜数の金属蒸気fi14が
配置されている。
円筒型の外筒1の中心に、耐熱性部材(例えばセラミッ
クスなど)からなるプラズマ管9が設けられ、このプラ
ズマ管9の両端には、たとえばモリブデン等からなる一
対の円環状の電極12が外筒1に接続支持されて配設さ
れている。またプラズマ管9の内側壁には、活性物質で
ある金属蒸気を発生させる適宜数の金属蒸気fi14が
配置されている。
外筒1の長手方向両端には、光学研磨された石英ガラス
等の光学ガラスの窓13がそれぞれ設けられている。こ
れらの窓13を貫く直線上、すなわちレーザ光の発振光
路上には、レーザ共振器を形成する共振ミラー2および
3がそれぞれ設けられている。
等の光学ガラスの窓13がそれぞれ設けられている。こ
れらの窓13を貫く直線上、すなわちレーザ光の発振光
路上には、レーザ共振器を形成する共振ミラー2および
3がそれぞれ設けられている。
また外筒1は各電極12間を電気的に絶縁するため絶縁
筒16を介して分離され、それらの各外側面には電極1
2に放電用高電圧を印加する放電用回路6が接続されて
いる。なお放電用回路6には電源装[5が接続されてい
る。さらに外筒1の端部には、バッファガスの供給装置
4と排気装置17、および外筒1を冷却するための冷却
装置8が配管接続されている。
筒16を介して分離され、それらの各外側面には電極1
2に放電用高電圧を印加する放電用回路6が接続されて
いる。なお放電用回路6には電源装[5が接続されてい
る。さらに外筒1の端部には、バッファガスの供給装置
4と排気装置17、および外筒1を冷却するための冷却
装置8が配管接続されている。
ここでプラズマ管9の外周および電極12の一部の外周
は、ファイバー系の断熱材10で覆った上に石英製の保
護管11が被せである。さらに保護管11の外周には、
たとえばモリブデン、タンタル等を厚さ数10ミクロン
のフォイルに形成したものを多層巻とした反射体15が
設けられている。
は、ファイバー系の断熱材10で覆った上に石英製の保
護管11が被せである。さらに保護管11の外周には、
たとえばモリブデン、タンタル等を厚さ数10ミクロン
のフォイルに形成したものを多層巻とした反射体15が
設けられている。
なおこの反射体15の表面には、赤外線反射率が高い金
(Au)等をコーティングしておけばさらに効果的であ
る。
(Au)等をコーティングしておけばさらに効果的であ
る。
次にこれの作用について述べる。
供給装置4と排気装置7を作動させて、プラズマ管9内
をたとえば10〜20Torr程度のバッファガス(た
とえばネオンガス等が用いられる)で満たし、放電用回
路6から電極12間に高電圧パルスを印加して放電させ
ると、この放電のエネルギーによってプラズマ管9が加
熱され十数百度に達する。
をたとえば10〜20Torr程度のバッファガス(た
とえばネオンガス等が用いられる)で満たし、放電用回
路6から電極12間に高電圧パルスを印加して放電させ
ると、この放電のエネルギーによってプラズマ管9が加
熱され十数百度に達する。
そこで蒸発した金属蒸気源14の蒸気圧が所定値に達し
、この金属蒸気が放電により励起され、レーザ媒質とし
ての条件を満たすのでレーザ光が発生する。このレーザ
光は窓13を通して共振ミラー2と3の間を往復しレー
ザ発振を起こす、レーザ光の一部は共振ミラー2を通じ
て出力される。
、この金属蒸気が放電により励起され、レーザ媒質とし
ての条件を満たすのでレーザ光が発生する。このレーザ
光は窓13を通して共振ミラー2と3の間を往復しレー
ザ発振を起こす、レーザ光の一部は共振ミラー2を通じ
て出力される。
ここで断熱材10の遮温作用と反射体15の熱反射作用
が協同して、プラズマ管9の温度を安定に維持するが、
本実施例では反射体15を新たに設けたので、これを欠
〈従来のものに比べ、断熱材10の巻装厚さを減少させ
ても必要な断熱効果を得ることができる。
が協同して、プラズマ管9の温度を安定に維持するが、
本実施例では反射体15を新たに設けたので、これを欠
〈従来のものに比べ、断熱材10の巻装厚さを減少させ
ても必要な断熱効果を得ることができる。
これにともなって外筒1の外径寸法も少径で済み、放電
用回路6から電極12への電流通路として外筒1の呈す
るインダクタンス成分が減少するので、電極12へ与え
られる高電圧パルスは、波高値の損失が少なく立上がり
時間が速くなり、効率よく確実にレーザ光を励起できる
ようになる。
用回路6から電極12への電流通路として外筒1の呈す
るインダクタンス成分が減少するので、電極12へ与え
られる高電圧パルスは、波高値の損失が少なく立上がり
時間が速くなり、効率よく確実にレーザ光を励起できる
ようになる。
またファイバー系の材質の断熱材10は、高温度になる
と電気伝導度が減り、このため画電極12間に流れる放
電電流のうち断熱材10に漏洩する無効電流が増加する
が、断熱材10の容積が減少しているのでこの無効電流
が低減され、通常この無効電流によって断熱材10から
放出される不純物の量も減り、これが漏洩して生ずるプ
ラズマ管9内の不純物濃度を低値とし、安定な放電の維
持に寄与する。
と電気伝導度が減り、このため画電極12間に流れる放
電電流のうち断熱材10に漏洩する無効電流が増加する
が、断熱材10の容積が減少しているのでこの無効電流
が低減され、通常この無効電流によって断熱材10から
放出される不純物の量も減り、これが漏洩して生ずるプ
ラズマ管9内の不純物濃度を低値とし、安定な放電の維
持に寄与する。
なお上述したものは保護管11の外側に金属製のフォイ
ルからなる反射体15を設けたが、これにかえて第2図
に示すように、保護管11の外側表面に ′直接会(A
u)のコーティング層17を施すようにしても、上記し
た実施例と同一の作用効果を得られる。この場合外筒1
との絶縁を考慮して、絶縁筒16より第2図上の右側に
のみコーティング層17を施しである。
ルからなる反射体15を設けたが、これにかえて第2図
に示すように、保護管11の外側表面に ′直接会(A
u)のコーティング層17を施すようにしても、上記し
た実施例と同一の作用効果を得られる。この場合外筒1
との絶縁を考慮して、絶縁筒16より第2図上の右側に
のみコーティング層17を施しである。
なお本発明には熱反射体をMo、Ta等の高融点金属と
したものも含まれる。
したものも含まれる。
さらにこの高融点金属を多層に巻装したものも含まれる
。
。
なおさらにこの高融点金属の表面にAu等の高熱線反射
率材のコーティングを施したものも含まれる。
率材のコーティングを施したものも含まれる。
また本発明には保護管の外側面に施された熱反射体のコ
ーティング層をAu等の高反射率材としたものも含まれ
る。
ーティング層をAu等の高反射率材としたものも含まれ
る。
本発明によれば、出力が大きく安定したレーザ光を得る
ことが可能な金属蒸気レーザ装置を提供することができ
る。
ことが可能な金属蒸気レーザ装置を提供することができ
る。
第1図は本発明の一実施例を示す断面図′、第2図は本
発明の他の実施例を示す断面図である。 1・・・外筒 6・・・放電用回路9・・・
プラズマ管 10・・・断熱材11・・・保護管
12・・・電極14・・・金属蒸気源 1
5・・・熱反射体17・・・コーティング層 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 1X工S−−N
発明の他の実施例を示す断面図である。 1・・・外筒 6・・・放電用回路9・・・
プラズマ管 10・・・断熱材11・・・保護管
12・・・電極14・・・金属蒸気源 1
5・・・熱反射体17・・・コーティング層 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 1X工S−−N
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、外筒内に内装され且つ金属蒸気源が付設された内腔
が放電加熱されてイオンレーザの発光源となるプラズマ
管と、このプラズマ管に巻装された断熱材と、この断熱
材をさらに覆って設けられた保護管と、前記プラズマ管
の軸線方向両端部に前記外筒に接続されて配設された放
電用の電極と、前記外筒に接続されて前記電極に電圧を
印加する放電用回路とを有する金属蒸気レーザ装置にお
いて、前記保護管にさらに熱反射体が巻装されてなるこ
とを特徴とする金属蒸気レーザ装置。 2、外筒内に内装され且つ金属蒸気源が付設された内腔
が放電加熱されてイオンレーザの発光源となるプラズマ
管と、このプラズマ管に巻装された断熱材と、この断熱
材をさらに覆って設けられた保護管と、前記プラズマ管
の軸線方向両端部に前記外筒に接続されて配設された放
電用の電極と、前記外筒に接続されて前記電極に電圧を
印加する放電用回路とを有する金属蒸気レーザ装置にお
いて、前記保護管の外側面に熱反射体からなるコーティ
ング層が施されてなることを特徴とする金属蒸気レーザ
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6356188A JPH01238079A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 金属蒸気レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6356188A JPH01238079A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 金属蒸気レーザ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01238079A true JPH01238079A (ja) | 1989-09-22 |
Family
ID=13232762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6356188A Pending JPH01238079A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 金属蒸気レーザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01238079A (ja) |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP6356188A patent/JPH01238079A/ja active Pending
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