JPH04361577A - イオンレーザ管 - Google Patents
イオンレーザ管Info
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- JPH04361577A JPH04361577A JP13737291A JP13737291A JPH04361577A JP H04361577 A JPH04361577 A JP H04361577A JP 13737291 A JP13737291 A JP 13737291A JP 13737291 A JP13737291 A JP 13737291A JP H04361577 A JPH04361577 A JP H04361577A
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 13
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Landscapes
- Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルゴン，クリプトン
等の気体放電による励起作用を用いてレーザ発振を現出
させるイオンレーザ管に関し、特にその放電細管部に関
する。
等の気体放電による励起作用を用いてレーザ発振を現出
させるイオンレーザ管に関し、特にその放電細管部に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、アルゴン，クリプトン等の気体
をイオン化してそのエネルギー遷移によりレーザ発振を
行うイオンレーザ管は、高出力化のためにイオン密度を
上げる必要がある。このため、内径が１〜４ｍｍの細い
放電路に２０Ａを越える大電流を流すように構成されて
いる。
をイオン化してそのエネルギー遷移によりレーザ発振を
行うイオンレーザ管は、高出力化のためにイオン密度を
上げる必要がある。このため、内径が１〜４ｍｍの細い
放電路に２０Ａを越える大電流を流すように構成されて
いる。
【０００３】しかしながら、ガスレーザは一般に発振効
率が悪く供給された電力の大半は熱と化するため、放電
路近傍は極めて高い温度に曝される。したがって、レー
ザ管の放電路を形成する部材には優れた耐熱性、および
放電路に発生した熱を効率良く排除できる高熱伝導性、
さらには低いイオンスパッタ性が必要とされる。
率が悪く供給された電力の大半は熱と化するため、放電
路近傍は極めて高い温度に曝される。したがって、レー
ザ管の放電路を形成する部材には優れた耐熱性、および
放電路に発生した熱を効率良く排除できる高熱伝導性、
さらには低いイオンスパッタ性が必要とされる。
【０００４】従来のイオンレーザ管の縦断面図を図２に
示す。中心細管口２および一端側につば部３を有する炭
化ケイ素（以下ＳｉＣと略称）製細管部品１は、ガスリ
ターン孔５を複数有する円筒状の窒化アルミニウム（以
下ＡｌＮと略称）製外囲器４に収納され、低融点封着ガ
ラス１４により固定される。このようにして出来上がっ
た円筒状の２重構造をした複合部材は、適当な治具を用
いて同軸上に気密に接合される。その両端部に円筒状の
ＫＢガラス部品７，８さらに金属封入皿１１，１２を接
続することによってレーザ管の放電路が形成されている
。さらに、両端部のガラス部品７，８の内部にはアノー
ド９およびカソード１０がそれぞれ設けられており、金
属封入皿１１，１２の端部にはレーザ光を取り出すため
のブリュースタ窓１３が設けられている。このようなレ
ーザ管では、レーザ特性上カソードおよびアノード間に
電位勾配をつけるため、半導体であるＳｉＣ製細管部品
１間には、必ず空間ギャップを設ける必要がある。
示す。中心細管口２および一端側につば部３を有する炭
化ケイ素（以下ＳｉＣと略称）製細管部品１は、ガスリ
ターン孔５を複数有する円筒状の窒化アルミニウム（以
下ＡｌＮと略称）製外囲器４に収納され、低融点封着ガ
ラス１４により固定される。このようにして出来上がっ
た円筒状の２重構造をした複合部材は、適当な治具を用
いて同軸上に気密に接合される。その両端部に円筒状の
ＫＢガラス部品７，８さらに金属封入皿１１，１２を接
続することによってレーザ管の放電路が形成されている
。さらに、両端部のガラス部品７，８の内部にはアノー
ド９およびカソード１０がそれぞれ設けられており、金
属封入皿１１，１２の端部にはレーザ光を取り出すため
のブリュースタ窓１３が設けられている。このようなレ
ーザ管では、レーザ特性上カソードおよびアノード間に
電位勾配をつけるため、半導体であるＳｉＣ製細管部品
１間には、必ず空間ギャップを設ける必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のイオン
レーザ管は、ＳｉＣ製細管部品とＡｌＮ製外囲器が低融
点封着ガラスで接合，固定されており、レーザ管動作時
にこの接合部付近は３００〜４００℃という高温まで上
がるとともに、動作中の際には急激なヒートサイクルを
受けることになる。このため、ＳｉＣ製細管部品とＡｌ
Ｎ製外囲器の接合部の封着ガラスに応力が加わり、クラ
ック，破壊等が生じやすい。封着ガラスに破壊が生じ、
ＳｉＣ製細管部品がＡｌＮ製外囲器からはずれると、Ｓ
ｉＣ製細管部品は軸方向に動き、隣接する他のＳｉＣ製
細管部品に接触してしまう。このように、ＳｉＣ製細管
部品同士が接触した場合、ＳｉＣ製細管部品自身が半導
体であるために放電細管部の絶縁が保たれず、レーザ出
力の低下を招く欠点があった。さらに、封着ガラスはＳ
ｉＣ製細管部品およびＡｌＮ製外囲器に比べ熱伝導率が
非常に悪く、放電路に発生した熱を効率良く排除できな
い。このため、ＳｉＣ製細管部品の温度が著しく高くな
り、その結果ＳｉＣ製細管部品はイオンにより著しくス
パッタ浸食される。このような場合、ＳｉＣ製細管部品
の内径つまり放電路径が変化し、レーザモードおよび出
力が変化するばかりでなく、ＳｉＣ製細管部品のスパッ
タによりガス消耗が激しくなり、レーザ管の短寿命化と
いう致命的な欠点があった。
レーザ管は、ＳｉＣ製細管部品とＡｌＮ製外囲器が低融
点封着ガラスで接合，固定されており、レーザ管動作時
にこの接合部付近は３００〜４００℃という高温まで上
がるとともに、動作中の際には急激なヒートサイクルを
受けることになる。このため、ＳｉＣ製細管部品とＡｌ
Ｎ製外囲器の接合部の封着ガラスに応力が加わり、クラ
ック，破壊等が生じやすい。封着ガラスに破壊が生じ、
ＳｉＣ製細管部品がＡｌＮ製外囲器からはずれると、Ｓ
ｉＣ製細管部品は軸方向に動き、隣接する他のＳｉＣ製
細管部品に接触してしまう。このように、ＳｉＣ製細管
部品同士が接触した場合、ＳｉＣ製細管部品自身が半導
体であるために放電細管部の絶縁が保たれず、レーザ出
力の低下を招く欠点があった。さらに、封着ガラスはＳ
ｉＣ製細管部品およびＡｌＮ製外囲器に比べ熱伝導率が
非常に悪く、放電路に発生した熱を効率良く排除できな
い。このため、ＳｉＣ製細管部品の温度が著しく高くな
り、その結果ＳｉＣ製細管部品はイオンにより著しくス
パッタ浸食される。このような場合、ＳｉＣ製細管部品
の内径つまり放電路径が変化し、レーザモードおよび出
力が変化するばかりでなく、ＳｉＣ製細管部品のスパッ
タによりガス消耗が激しくなり、レーザ管の短寿命化と
いう致命的な欠点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のイオンレーザ管
は、活性金属等を用いたろう付により接合・固定された
ＳｉＣ製細管部品とＡｌＮ製外囲器という２重構造から
成る円筒状複合部材が同軸上に積層されて放電路が形成
されている。
は、活性金属等を用いたろう付により接合・固定された
ＳｉＣ製細管部品とＡｌＮ製外囲器という２重構造から
成る円筒状複合部材が同軸上に積層されて放電路が形成
されている。
【０００７】本発明では、ＳｉＣ製細管部品とＡｌＮ製
外囲器をろう付することにより、両部品間の熱伝達効率
を上げ、ＳｉＣ製細管部品（放電路）に発生した熱を外
周側へ効率良く排除している。さらに、活性金属による
ＳｉＣ製細管部品とＡｌＮ製外囲器のろう付強度は従来
のガラス付に対して非常に大きい。
外囲器をろう付することにより、両部品間の熱伝達効率
を上げ、ＳｉＣ製細管部品（放電路）に発生した熱を外
周側へ効率良く排除している。さらに、活性金属による
ＳｉＣ製細管部品とＡｌＮ製外囲器のろう付強度は従来
のガラス付に対して非常に大きい。
【０００８】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例を示す縦断面図である。ま
ず、中心細管口２およびつば部３を有する円筒状の細管
部品１は、プラズマに対するスパッタ特性が良好な材質
例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ），グラファイト（Ｃ）等を
用いて形成されており、熱伝導性を良くするためにガス
リターン孔５を有する円筒状の窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）製外囲器４の内側に内蔵され、チタン−銅−銀系の
ろう材６により接合・固定される。ろう材６は厚さ０．
０５ｍｍの箔状またはペースト状のものを用い、真空中
（＜１０−３Ｐａ）、８５０℃、５〜１０分間加熱する
ことにより、細管部品１と外囲器４をろう付・固定して
いる。この場合ろう付強度は約２０Ｋｇ／ｍｍ２ であ
り、低融点ガラス付強度の約４倍に当る。このようなろ
う付で接合された細管部品１と外囲器４から成る円筒状
の２重構造をした細管複合部材は適当な治具（図示せず
）を用いて同軸上に気密に積層，接合される。次に、そ
の両端部に円筒状のＫＢガラス部品７，８さらに金属封
入皿１１，１２を接続することによってレーザ管の放電
路が形成されている。両端部のＫＢガラス部品７，８の
内部にはアノード９およびカソード１０が設けられてお
り、金属封入皿１１，１２の端部にはレーザ光を取り出
すためのブリュースタ窓１３が設けられている。
る。図１は本発明の一実施例を示す縦断面図である。ま
ず、中心細管口２およびつば部３を有する円筒状の細管
部品１は、プラズマに対するスパッタ特性が良好な材質
例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ），グラファイト（Ｃ）等を
用いて形成されており、熱伝導性を良くするためにガス
リターン孔５を有する円筒状の窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）製外囲器４の内側に内蔵され、チタン−銅−銀系の
ろう材６により接合・固定される。ろう材６は厚さ０．
０５ｍｍの箔状またはペースト状のものを用い、真空中
（＜１０−３Ｐａ）、８５０℃、５〜１０分間加熱する
ことにより、細管部品１と外囲器４をろう付・固定して
いる。この場合ろう付強度は約２０Ｋｇ／ｍｍ２ であ
り、低融点ガラス付強度の約４倍に当る。このようなろ
う付で接合された細管部品１と外囲器４から成る円筒状
の２重構造をした細管複合部材は適当な治具（図示せず
）を用いて同軸上に気密に積層，接合される。次に、そ
の両端部に円筒状のＫＢガラス部品７，８さらに金属封
入皿１１，１２を接続することによってレーザ管の放電
路が形成されている。両端部のＫＢガラス部品７，８の
内部にはアノード９およびカソード１０が設けられてお
り、金属封入皿１１，１２の端部にはレーザ光を取り出
すためのブリュースタ窓１３が設けられている。
【０００９】次に、本発明の第２実施例を説明する。第
２実施例は、ＳｉＣ製細管部品１とＡｌＮ製外囲器４の
接合・固定用のろう材６としてＴｉ−Ｃｕ−Ａｇ−Ｉｎ
合金を用いている。Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇ−Ｉｎ合金は、真
空中、８００℃、１０分間加熱することによりろう付し
ている。
２実施例は、ＳｉＣ製細管部品１とＡｌＮ製外囲器４の
接合・固定用のろう材６としてＴｉ−Ｃｕ−Ａｇ−Ｉｎ
合金を用いている。Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇ−Ｉｎ合金は、真
空中、８００℃、１０分間加熱することによりろう付し
ている。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、レーザ管
の放電路を構成するＳｉＣ製細管部品とＡｌＮ製外囲器
から成る複合部材において、ＳｉＣ製細管部品とＡｌＮ
製外囲器を活性金属を用いたろう付により接合・固定す
ることにより、ＳｉＣ製細管部品の接合強度が大幅に上
がり、レーザ管動作時のヒートサイクルに対しても接合
部のはがれ等の問題が全くなくなるとともに、両部品間
の熱伝導が著しく良くなり、動作時にＳｉＣ製細管部品
に発生した熱を効率良く排除でき、イオンによるＳｉＣ
製細管部品のスパッタを著しく軽減できる効果がある。 したがって、このようなろう付によりＳｉＣ製細管部品
とＡｌＮ製外囲器を接合した本発明は、レーザ管の動作
時により安定した高信頼で、かつ高出力，長寿命のレー
ザ管が得られる。
の放電路を構成するＳｉＣ製細管部品とＡｌＮ製外囲器
から成る複合部材において、ＳｉＣ製細管部品とＡｌＮ
製外囲器を活性金属を用いたろう付により接合・固定す
ることにより、ＳｉＣ製細管部品の接合強度が大幅に上
がり、レーザ管動作時のヒートサイクルに対しても接合
部のはがれ等の問題が全くなくなるとともに、両部品間
の熱伝導が著しく良くなり、動作時にＳｉＣ製細管部品
に発生した熱を効率良く排除でき、イオンによるＳｉＣ
製細管部品のスパッタを著しく軽減できる効果がある。 したがって、このようなろう付によりＳｉＣ製細管部品
とＡｌＮ製外囲器を接合した本発明は、レーザ管の動作
時により安定した高信頼で、かつ高出力，長寿命のレー
ザ管が得られる。
【図１】本発明の一実施例を示すイオンレーザ管の縦断
面図。
面図。
【図２】従来のイオンレーザ管の縦断面図。
１ ＳｉＣ製細管部品
２ 中心細管口
３ つば部
４ ＡｌＮ製外囲器
５ ガスリターン孔
６ チタン−銅−銀系ろう材
７，８ ＫＢガラス部品
９ アノード
１０ カソード
１１，１２ 金属封入皿
１３ ブリュースタ窓
Claims (2)
- 【請求項１】 円筒状の細管部品を円筒状の外囲器の
内周部に収納した複合部材を同軸上に連設して放電路を
形成し、該放電路の両側に陽極と陰極とを設けたイオン
レーザ管において、前記細管部品と前記外囲器との間に
金属層が介在したことを特徴とするイオンレーザ管。 - 【請求項２】 請求項１記載のイオンレーザ管におい
て、前記金属層が銀−銅−チタン系合金から成り、前記
細管部品と前記外囲器がろう付されていることを特徴と
するイオンレーザ管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13737291A JPH04361577A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | イオンレーザ管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13737291A JPH04361577A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | イオンレーザ管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04361577A true JPH04361577A (ja) | 1992-12-15 |
Family
ID=15197148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13737291A Pending JPH04361577A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | イオンレーザ管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04361577A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61181180A (ja) * | 1985-02-06 | 1986-08-13 | Nec Corp | イオンレ−ザ管 |
| JPS62199288A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-02 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | ろう材 |
| JPS638269A (ja) * | 1986-06-26 | 1988-01-14 | 三菱重工業株式会社 | セラミツクスの接合法 |
| JPH0231161B2 (ja) * | 1985-03-20 | 1990-07-11 | Kensetsu Kiso Eng | Dorokakufukukoho |
-
1991
- 1991-06-10 JP JP13737291A patent/JPH04361577A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61181180A (ja) * | 1985-02-06 | 1986-08-13 | Nec Corp | イオンレ−ザ管 |
| JPH0231161B2 (ja) * | 1985-03-20 | 1990-07-11 | Kensetsu Kiso Eng | Dorokakufukukoho |
| JPS62199288A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-02 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | ろう材 |
| JPS638269A (ja) * | 1986-06-26 | 1988-01-14 | 三菱重工業株式会社 | セラミツクスの接合法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970916 |