JPH03252183A - 封止型炭酸ガスレーザ管 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は二重管構造にされている冷却部と冷却部両端か
ら伸延する非冷却部とを有し、中央部に陽極が設けられ
ている放電管がガス封止用ガラス管内に封止されている
封止型炭酸ガスレーザ管に関する。

［従来の技術］ 従来、封止型炭酸ガスレーザ管は、放電により、充填さ
れている炭酸ガスが一酸化炭素と酸素とに解離すると、
出力が低下することが分っている。この出力低下を防止
するために固体酸化触媒を用いる方法が種々提案されて
いる。

第５図、第６図はそれぞれこの種の討止型炭酸ガスレー
ザ管の従来例を示す断面図である。

第５図のものは特開昭５７−１４１９８３号公報に記載
のものである。

放電部３２を冷却する二重管構造の冷却部３３から外部
に突出して形成された２つの非冷却部にそれぞれ陽極３
４と陰８ｉ３５を設けている。さらに、陽極３４と陰極
３５の前に固体酸化触媒３６を配置している。

第６図のものは本出願人の出願による特願昭６３−３３
０６０４号に記載のものである。

両端にミラー１５を備え、炭酸ガスが封止されたガラス
管１７の中に、長細い二重管構造の放電管１１を配設し
、放電管１１のほぼ中央に陽極１８を、両端にそれぞれ
陰極１３を設け、両＃極と放電管の両端との各間隔から
陽極方向に放電管内で混合ガスの拡散を生せしめるよう
に構成し、陽極近傍における混合ガスの不足を常時補充
しつるようにしたものである。さらに両陰極内側に、生
成ＣＯをＧＯ７に再生する固体触媒成型筒２０を内蔵し
、放電に伴い加熱される陰極１３から輻射熱を受けて活
性が維持でき、固体触媒成型筒２０の大部分が放電路１
４と平行しているため放電による衝撃も緩和されるよう
に構成されたものである。

［発明か解決しようとする課題］ 上述した従来の封止型炭酸ガスレーザ管は、前者の場合
、電極部分が外部に突出する分たけレーザ管の占有体積
が大きくなって小型化の妨げとなる。また、高温部が放
電部より一方向に突出しているのでレーザ管壁の熱によ
る膨張が光軸周囲に対し非対称に発生し、レーザ出力変
動の原因となるため特開昭５９−２２２９８１号公報又
は特開昭５９−２２９８２号公報に記載のような特別な
生立てが必要となり不都合である。

さらに、後者の場合第６図に示されるように、円筒型の
非導電性酸化触媒２０を毛細管（放電路）１１と同軸、
かつその端部と間隙をもって配設すると共に陰極１３を
触媒２０の外周に同軸に配置する構造になっているため
触媒の活性化に必要な触媒加熱は陽極１８→毛細管１４
→間隙→陰極１３の経路の放電で発生する高温プラズマ
と接触による直接加熱ではなく、放電で加熱された陰極
１３の輻射熱による間接加熱が主てあった。このため放
電を開始してから触媒が規定の温度に達するまてに多少
時間を要すると共に加熱効果が充分でないという欠点が
ある。

本発明は上記欠点に鑑み、より加熱効果がよく、立上り
の早い封止型炭酸ガスレーザ管を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 本発明の封止型炭酸ガスレーザ管は、二重管構造にされ
ている冷却部の両端からそれぞれ伸長する非冷却部と同
軸で前記非冷却部の伸長方向に、前記非冷却部よりさら
に伸長するように、前記非冷却部の端末に固定されたパ
イプ状で非導電性の固体酸化触媒と、前記非冷却部およ
び固体酸化触媒の外壁側に固定され、固体酸化触媒の端
末側の外壁の少くとも大部分とは一定の間隔を保って対
面し、固体酸化触媒と同軸に固体酸化触媒の伸長方向に
パイプ状に伸長する陰極とを有し、好ましくは、る陽極
の先端に非導電性の固体酸化触媒を固定し、固定した固
体酸化触媒を陽極から流出する荷電粒子の通路として冷
却部に設けられた貫通孔に配置し、かつ前記貫通孔と前
記固体酸化触媒との間隙は、間隙を流れる荷電粒子密度
が放電管内の荷電粒子密度より大となるように狭められ
ている。

［作用］ 放電管内で放電が開始され、炭酸ガスの荷電粒子が陽極
から陰極に流れる際、荷電粒子流の外側のものは固体酸
化触媒の内壁に接触しつつ流れて陰極に達するので、固
体酸化触媒は陰極から輻射熱を受けるとともに荷電粒子
流からも接触による熱を供給されて、能率よく加熱され
る。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の封止型炭酸ガスレーザ管の第１の実施
例を示す断面図である。

本実施例は第５図の従来例の陰極１３部分を改善したも
のである。

放電管１１の二重管構造にされている冷却部１１ａ＠末
に設けられた二重管構造でない非冷却部４にパイプ状で
非導電体の固体酸化触媒１と陰極２とを接着剤で固定し
、陰極２にリード線３を接続しカラス管の外部に導出し
ている。

固体酸化触媒１は、円筒形状でその内径が放電管１１の
内径と同一にされているが、非冷却部４に外嵌される部
分の内径は非冷却部４と嵌合できるように大きくされて
いる。陰極２は、内径が固体酸化触媒１の外径より大き
な内径を有する円筒形状にされているが、非冷却部４へ
の取付部は固体酸化触媒１が挿入固定され得るように内
径が小さくされ、さらにその端末は、固体酸化触媒１が
挿入された時、相対位置関係が定まるように折り曲げら
れている。

本実施例では固体酸化触媒１としてはアルミナ担体の白
金またはシリカを用いた。固定用の接着剤としてはセラ
ミック系接着剤を用いた。またリード線３としては柔軟
なものを用いた。

このように構成したことにより、陰極と陽極との間で放
電が始まると、炭酸ガスＣ０２の荷電粒子が陽極から陰
極に流れる。この際、荷電粒子は固体酸化触媒１の内面
に接するように流れるので温度が効率よく固体酸化触媒
１に伝達される。したがって、陰極からの輻射熱以外に
荷電粒子の接触による熱も加えられ、かつ固体酸化触媒
１の構造も、体積に比較し荷電粒子に接触する面積が大
となるように形成されていることから固体酸化触媒１は
高効率で加熱され、触媒機能が極めて良好に活性化され
る。

第２図、第３図は本発明の第２、第３の実施例を示す断
面図である。

第２の実施例においては、陰極２ａ（７）構造が第１図
の実施例の陰極２の構造より簡単になっており、陰極２
ａと固体酸化触媒１ａとの間隔は、固体酸化触媒１ａの
非冷却部４への取付部の外周に設けられたリング状の突
出部で定められている。

第３の実施例においては、固体酸化触媒１ｂが単純な円
筒形状にされており、陰極２ａは剛体のリード線３ａで
保持されている。このため、製作金型および工程が容易
となる利点がある。

第４図は本発明第４の実施例を示す断面図である。

実施例においては陰極は第１．第２．第３の実施例のい
ずれの形状でもよいが、陽極が改善されたものである。

陽極１８の先端には固体酸化触媒１８ａか固定されてお
り、その配置された位置は冷却部の貫通孔の所である。

固体酸化触媒は温度上昇を早めるように体積が小さくし
てあり、かつ、貫通孔は通過する荷電粒子の密度が高ま
るように狭めである。したがって、固体酸化触媒は効率
的に加熱される。

通常、荷電粒子による電流密度が高い部分の管壁は極め
て高温となり、この高温がレーザ管の膨張に大きく影響
しレーザ出力不安定の原因になる。また、管壁を構成し
ているガラスは高温になると良導体となって電気的絶縁
性が劣化し高電圧の場合は漏電の原因にもなる。しかし
、本実施例では、触媒加熱に最も効果的な高電流密度部
位の管壁が冷却されているので上述の問題は発生しない
。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、放電管の端末に非導電性
の固体酸化触媒を放電管に同軸的に配設し、固体酸化触
媒の外側に陰極を配設したことにより、荷電粒子の熱を
荷電粒子の触媒により固体酸化触媒に与えることができ
、固体酸化触媒の活性度を容易に上げることかできる効
果かある。また、陽極の先端に非導電性の固体触媒を固
定し冷却部の貫通孔内に配置すれば触媒の効果はさらに
増加する。

４、図面の簡単説明 第１図は本発明の封止型炭酸ガスレーザ管の第１の実施
例を示す断面図、第２図、第３図はそれぞれ本発明の第
２、第３の実施例を示す断面図、第４図は本発明の第４
の実施例を示す断面図、第５図、第６図はそれぞれ従来
例を示す図″ｒ′ある。

１、ｌａ、ｌｂ、１８ａ−固体酸化触媒、２．２ａ−−
−陰極、 ３．３ａ−リード線、 ４・・・非冷却部、 １１・・・放電管、 １２・・・冷却品人口、 １３−・・冷却部、 １４・・・放電路、 ｉｓ−・・ミラー １７−−・ガラス管、 ｔ　Ｓ　−・・陽極。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）二重管構造にされている冷却部と、前記冷却部両
   端からそれぞれ伸長する非冷却部とを有し、中央部に陽
   極が設けられている放電管がガス封止用ガラス管内に封
   止されている封止型炭酸ガスレーザ管において、 前記非冷却部と同軸で前記非冷却部の伸長方向に、前記
   非冷却部よりさらに伸長するように、前記非冷却部の端
   末に固定されたパイプ状で非導電性の固体酸化触媒と、 前記非冷却部および固体酸化触媒の外壁側に固定され、
   固体酸化触媒の端末側の外壁の少くとも大部分とは一定
   の間隔を保って対面し、固体酸化触媒と同軸に固体酸化
   触媒の伸長方向にパイプ状に伸長する陰極とを有するこ
   とを特徴とする封止型炭酸ガスレーザ管。
2. （２）陽極の先端に非導電性の固体酸化触媒を固定し、
   固定した固体酸化触媒を陽極から流出する荷電粒子の通
   路として冷却部に設けられた貫通孔に配置し、かつ前記
   貫通孔と前記固体酸化触媒との間隙は、間隙を流れる荷
   電粒子密度が放電管内の荷電粒子密度より大となるよう
   に狭められている請求項１の封止型炭酸ガスレーザ管。