JPH03237780A - Metal vapor laser equipment - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、銅粒などの金属粒を放電熱で溶融して金属
蒸気を励起することによりレーザ光を得るための金属蒸
気レーザ装置に関し、特にレーザ窓側の支持構造を改良
した金属蒸気レーザ装置に関する。The present invention relates to a metal vapor laser device for obtaining laser light by exciting metal vapor by melting metal particles such as copper particles with discharge heat, and particularly relates to a metal vapor laser device with an improved support structure on the laser window side. .
この種の蒸気を利用した物質蒸気発生装置の一例として
、金属蒸気レーザ装置や蒸気イオンビーム装置がある。
第2図は昭和56年度レーザ研究第9巻第2号「銅蒸気
レーザの製作」に示された従来の金属蒸気レーザ装置を
示す断面図であり、図において、lは陰極端子、2は陽
極端子、3は単管構成の陰極、4は陰極3に対する単管
構成の陽極、5は電極(陰極、陽極)3,4間に配置さ
れ、内部に放電部が形成された放電内管、6はこの放電
内管5から径方向の熱伝達や対流による熱損失を抑制す
るためのウール層などによる大気断熱層、7は真空層1
1を形成するためのシール管、8はレーザ光を取り出す
ためのレーザ窓、9はこれらを取り囲む金属外管9(ジ
ャケット)であり、この金属外管9は、陰極フランジ1
4を一体に有して上記陰極端子1と上記陰極3とを電気
的に接続する陰極側ジャケットパーツ9Aと、この陰極
側ジャケットパーツ9Aとは分割形成されて上記陽極端
子2と上記陽極4とを電気的に接続する陽極側ジャケッ
トパーツ9Bと、上記陰極側ジャケットパーツ9Aと上
記陽極側ジャケットパーツ9Bとの間を絶縁する絶縁部
材9Cとを一体的に組合せ合体した構成となっている。
lOは上記放電内管5内に設置されて金属蒸気を生成す
る銅粒などの金属粒、11は上記シール管7から径方向
への熱伝達や対流による熱の損失を抑制する真空層、1
2はその真空層11内に収納配置され、上記シール管7
からの熱放射による熱損失を抑制すべく、上記シール管
7の外周を包む円筒状の複数の熱反射体、13はこれら
の熱反射体12を支持する金属スペーサ、14は上記陰
極側ジャケットパーツ9Aと一体の陰極フランジ、15
は上記放電内管5内に封入された放電ガス、17a、1
7bは上記陰極3および陽極4とレーザ窓8との間をシ
ールするゴム製のOリング、17c、17dは上記大気
断熱層6と上記シール管7と上記陰極側ジャケットパー
ツ9−Aとの相互間をシールするゴム製のOリング、1
7e、17fは上記陰極側ジャケットパーツ9Aと上記
絶縁部材9Cとの間および該絶縁部材9Cと上記陽極側
ジャケットパーツ9Bとの間をそれぞれシールするゴム
製のOリングである。
次に動作について説明する。
陰極端子lおよび陽極端子2の間にパルス電圧が印加さ
れると、陰極側ジャケットパーツ9Aおよび陽極側ジャ
ケットパーツ9Bを通じて、放電内管5内における放電
ガス15雰囲気中の陰極3と陽極4との間にパルス放電
が発生することにより、上記放電内管5内は放電状態と
なる。そして、その放電により発生した熱は、上記放電
内管5に伝導し、該放電内管5取り囲む大気断熱層6.
真空層11.熱反射体12.金属スペーサ13によって
、径方向への熱の対流、伝導、放射による熱損失が極力
抑えられることにより、上記放電内管5の温度が上昇す
る。この温度上昇によって、上記放電内管5内の金属粒
10が溶融し、レーザ発振を得るために必要な金属蒸気
が発生する。そして、この金属蒸気は上記パルス電圧で
励起され、反転分布を起こす。このため、上記放電内管
50両端部のレーザ窓8の外側に光共振器(図示せず)
を配置しておけば、それらのレーザ窓8を通してレーザ
光が得られる。Examples of material vapor generating devices using this type of vapor include metal vapor laser devices and vapor ion beam devices. Figure 2 is a sectional view showing a conventional metal vapor laser device shown in 1981 Laser Research Vol. 9 No. 2 "Manufacture of Copper Vapor Laser". Terminal, 3 is a cathode with a single-tube configuration, 4 is an anode with a single-tube configuration for the cathode 3, 5 is an inner discharge tube arranged between the electrodes (cathode, anode) 3 and 4 and has a discharge section formed inside, 6 7 is an atmospheric insulation layer such as a wool layer for suppressing heat loss due to radial heat transfer and convection from the discharge inner tube 5, and 7 is a vacuum layer 1.
1 is a seal tube for forming the cathode flange 1, 8 is a laser window for extracting laser light, and 9 is a metal outer tube 9 (jacket) surrounding these.
The cathode side jacket part 9A integrally has the cathode terminal 1 and the cathode 3 and electrically connects the cathode terminal 1 and the cathode 3, and the cathode side jacket part 9A is formed separately to connect the anode terminal 2 and the anode 4. The anode-side jacket part 9B electrically connects the anode-side jacket part 9B, and the insulating member 9C insulates the cathode-side jacket part 9A from the anode-side jacket part 9B. 11 is a vacuum layer that suppresses heat transfer from the seal tube 7 in the radial direction and heat loss due to convection;
2 is housed in the vacuum layer 11, and the seal tube 7
13 is a metal spacer that supports these heat reflectors 12, and 14 is the cathode side jacket part. Cathode flange integrated with 9A, 15
is the discharge gas sealed in the discharge inner tube 5, 17a, 1
7b is a rubber O-ring that seals between the cathode 3 and anode 4 and the laser window 8; 17c and 17d are rubber O-rings that seal between the atmospheric insulation layer 6, the seal tube 7, and the cathode side jacket part 9-A; A rubber O-ring that seals between the
7e and 17f are rubber O-rings that seal between the cathode side jacket part 9A and the insulating member 9C and between the insulating member 9C and the anode side jacket part 9B, respectively. Next, the operation will be explained. When a pulse voltage is applied between the cathode terminal 1 and the anode terminal 2, the connection between the cathode 3 and the anode 4 in the discharge gas 15 atmosphere in the discharge inner tube 5 is caused through the cathode side jacket part 9A and the anode side jacket part 9B. As a pulse discharge occurs during this period, the interior of the discharge inner tube 5 enters a discharge state. The heat generated by the discharge is conducted to the discharge inner tube 5, and the atmospheric heat insulating layer 6 surrounding the discharge inner tube 5.
Vacuum layer 11. Heat reflector 12. The metal spacer 13 suppresses heat loss due to convection, conduction, and radiation of heat in the radial direction as much as possible, thereby increasing the temperature of the discharge inner tube 5. Due to this temperature rise, the metal grains 10 within the discharge inner tube 5 are melted, and metal vapor necessary for obtaining laser oscillation is generated. Then, this metal vapor is excited by the pulse voltage, causing population inversion. For this reason, an optical resonator (not shown) is installed outside the laser window 8 at both ends of the inner discharge tube 50.
If these laser windows 8 are arranged, laser light can be obtained through these laser windows 8.
【発明が解決しようとする課題1
従来の金属蒸気レーザ装置は以上のように構成されてい
るので、複数個所に設けられたゴム製のOリング17a
−17fが熱影響により焼損し易く、しかも、その焼損
によって、不純物ガスが発生し、これに起因して安定し
たレーザ出力が得られないという課題があった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、ゴム製のOリングを一切使用せず、金属Oリン
グを使用することによって、シール部の焼損および不純
物ガスの発生を未然に防止し、レーザ出力を安定化させ
ることができる金属蒸気レーザ装置を得る目的とする。
【課題を解決するための手段】
この発明に係る金属蒸気レーザ装置は、レーザ窓部のシ
ール部のみに金属Oリングを介在させ、他の接合部は溶
接または、ロー付は等の手段で接合したものである。Problem 1 to be Solved by the Invention Since the conventional metal vapor laser device is configured as described above, the rubber O-rings 17a provided at multiple locations are
-17f is easily burnt out due to thermal effects, and impurity gas is generated due to the burnout, which causes a problem in that stable laser output cannot be obtained. This invention was made to solve the above-mentioned problems, and by using a metal O-ring instead of a rubber O-ring, it is possible to prevent burning of the seal part and generation of impurity gas. The object of the present invention is to obtain a metal vapor laser device that can prevent the above problems and stabilize the laser output. [Means for Solving the Problems] In the metal vapor laser device according to the present invention, a metal O-ring is interposed only in the seal portion of the laser window, and other joints are joined by welding, brazing, etc. This is what I did.
この発明における金属蒸気レーザ装置は、レーザ窓部の
シール部のみに金属Oリングを介在させたことにより、
従来のゴム製の0リングのように、Oリングが焼損する
ようなことがなく、且つ、不純物ガスも発生しないので
、安定したレーザ出力を得ることができる。The metal vapor laser device according to the present invention has a metal O-ring interposed only in the seal portion of the laser window.
Unlike conventional rubber O-rings, the O-ring does not burn out and no impurity gas is generated, so stable laser output can be obtained.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明の一実施例による金属蒸気レーザ装置の断
面図であり、第2図と同一または相当部分には同一符号
を付して重複説明を省略する。
図において、3は円筒状の陰極、3aはこの陰極3の外
端部に一体形成された電極フランジ、4は上記陰極3に
対する円筒状の陽極、4aはこの陽極4の外端部に一体
形成された電極フランジ、5は導電体より成る放電内管
であり、この放電内管5の両端側内部に上記陰極3およ
び上記陽極4のそれぞれが間隙を存して挿入され、この
状態におけるそれぞれの電極フランジ3a、4aが上記
放電内管5の両端に電気的に接続されている。
6は上記放電内管5の外周を包み込んだ大気断熱層、9
は上記大気断熱層6を包み込んだ真空ジャケット、9f
はこの真空ジャケット9の両端部に設けられたフランジ
、11は上記真空ジャケット9の壁部に形成された真空
層、16は上記陰極3および上記陽極4のそれぞれ外側
方対向でレーザ窓8を支持し、且つ、上記放電内管5の
両端側を大気から封じるシール部材であり、このシール
部材16は、上記真空ジャケット9のフランジ9fにボ
ルト・ナツト等で着脱可能に締着固定されたフランジ1
6aを有する主管部16bと、この主管部16bの先端
に金属Oリング17を介して着脱可能に連結された金属
管16cと、この金属管16cの先端にロー付され、且
つ、先端レーザ窓8が取付けられた石英部材よりなる絶
縁筒部16dとから戒っている。
次に動作について説明する。
放電内管5内における放電ガス15雰囲気中の陰極3と
陽極4との間にパルス放電が発生すると、上記放電内管
5内は放電状態となり、その放電により発生した熱は、
上記放電内管5に伝導し、且つ、該放電内管5から大気
断熱層6に放射され、真空ジャケット9にも伝導される
ことにより、上記真空ジャケット9のフランジ9rおよ
び上記シール部材I6にも伝達されるが、このシール部
材16に介在させた金属Oリング17は焼損しないので
、上記シール部材16によって、上記放電内管5を常時
確実に封じ切ることができ、且つ、上記放電内管5内に
不純物ガスが発生する虞れもないので、常時安定したレ
ーザ出力が得られる。また、上記シール部材16は着脱
可能となっているので、このシール部材16を取り外す
ことによって、上記放電内管5内の金属粒1oを容易に
交換することもできる。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
The figure is a cross-sectional view of a metal vapor laser device according to an embodiment of the present invention, and the same or corresponding parts as in FIG. 2 are given the same reference numerals and redundant explanation will be omitted. In the figure, 3 is a cylindrical cathode, 3a is an electrode flange integrally formed on the outer end of this cathode 3, 4 is a cylindrical anode for the cathode 3, and 4a is integrally formed on the outer end of this anode 4. The electrode flange 5 is a discharge inner tube made of a conductor, and the cathode 3 and the anode 4 are inserted into both ends of the inner discharge tube 5 with a gap between them. Electrode flanges 3a, 4a are electrically connected to both ends of the discharge inner tube 5. 6 is an atmospheric insulation layer surrounding the outer periphery of the discharge inner tube 5; 9
is a vacuum jacket surrounding the atmospheric insulation layer 6, 9f
are flanges provided at both ends of the vacuum jacket 9; 11 is a vacuum layer formed on the wall of the vacuum jacket 9; 16 is a support for the laser window 8 on opposite sides of the cathode 3 and the anode 4, respectively; Further, it is a sealing member that seals both ends of the discharge inner tube 5 from the atmosphere, and this sealing member 16 is a flange 1 that is removably fastened to the flange 9f of the vacuum jacket 9 with bolts and nuts.
6a, a metal tube 16c detachably connected to the tip of the main tube 16b via a metal O-ring 17, and a laser window 8 brazed to the tip of the metal tube 16c. The insulating cylindrical portion 16d made of a quartz member is attached to the insulating cylinder portion 16d. Next, the operation will be explained. When a pulse discharge occurs between the cathode 3 and the anode 4 in the discharge gas 15 atmosphere within the discharge inner tube 5, the inside of the discharge inner tube 5 enters a discharge state, and the heat generated by the discharge is
It is conducted to the discharge inner tube 5, is radiated from the discharge inner tube 5 to the atmospheric heat insulating layer 6, and is also conducted to the vacuum jacket 9, so that it is also transmitted to the flange 9r of the vacuum jacket 9 and the seal member I6. However, since the metal O-ring 17 interposed in the sealing member 16 will not burn out, the sealing member 16 can always reliably seal off the discharge inner tube 5. Since there is no risk of impurity gas being generated inside the laser, stable laser output can be obtained at all times. Further, since the seal member 16 is removable, the metal grains 1o in the discharge inner tube 5 can be easily replaced by removing the seal member 16.
以上のように、この発明によれば、レーザ窓側のシール
部のみに金属0リングを介在させた構成としたことによ
り、従来のゴム製の0リングのように、Oリングが焼損
するようなことがなく、且つ、不純物ガスも発生しない
ので、安定したレーザ出力を得ることができるという効
果がある。As described above, according to the present invention, since the metal O-ring is interposed only in the seal portion on the laser window side, the O-ring does not burn out unlike the conventional rubber O-ring. Since no impurity gas is generated and no impurity gas is generated, there is an effect that stable laser output can be obtained.
第1図はこの発明の第1実施例による金属蒸気レーザ装
置の断面図、第2図は従来の金属蒸気レーザ装置を示す
断面図である。
3・・・陰極(電極)、4・・・陽極(電極)、5・・
・放電内管、8・・・レーザ窓、エフ・・・金属Oリン
グ。
なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。FIG. 1 is a sectional view of a metal vapor laser device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a conventional metal vapor laser device. 3... Cathode (electrode), 4... Anode (electrode), 5...
・Discharge inner tube, 8...Laser window, F...Metal O-ring. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
放電内管と、この放電内管の両端側対向位置に配置され
たレーザ窓とを備えた金属蒸気レーザ装置において、上
記レーザ窓側のシール部のみに金属Oリングを介在させ
たことを特徴とする金属蒸気レーザ装置。In a metal vapor laser device comprising an inner discharge tube containing metal grains for generating metal vapor and arranged between electrodes, and a laser window arranged at opposing positions on both ends of the inner discharge tube, the laser window side A metal vapor laser device characterized in that a metal O-ring is interposed only in the sealing portion of the device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3426590A JPH03237780A (en) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | Metal vapor laser equipment |
Applications Claiming Priority (1)
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JP3426590A JPH03237780A (en) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | Metal vapor laser equipment |
Publications (1)
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JPH03237780A true JPH03237780A (en) | 1991-10-23 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3426590A Pending JPH03237780A (en) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | Metal vapor laser equipment |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH03237780A (en) |
-
1990
- 1990-02-15 JP JP3426590A patent/JPH03237780A/en active Pending
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