JPH0479387A - Apparatus for generating metallic vapor - Google Patents
Apparatus for generating metallic vaporInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は金属蒸気レーザー装置に係り、とくにレーザー
発振媒体である金属の受け皿の温度を自在に制御し、金
属の蒸気圧をレーザー発振に最適な圧力に制御できる金
属蒸気レーザー装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a metal vapor laser device, and in particular, it is possible to freely control the temperature of a metal saucer, which is a laser oscillation medium, and to control the vapor pressure of the metal. This invention relates to a metal vapor laser device that can control the pressure to the optimum level for laser oscillation.
（従来の技術）
レーザー装置は素材切削加工、光通信、医療技術、原子
力産業など広い分野で使用されている。(Prior Art) Laser devices are used in a wide range of fields such as material cutting, optical communications, medical technology, and the nuclear industry.
特に原子力産業においては複数のウラン同位体混合物か
ら特定の同位体を選択的に励起し分離するレーザー法に
よるウラン同位体の濃縮技術の中核をなしている。Particularly in the nuclear power industry, it is the core of uranium isotope enrichment technology using a laser method that selectively excites and separates a specific isotope from a mixture of multiple uranium isotopes.
ウラン同位体の濃縮において使用する金属蒸気レーザー
装置としては高効率で最も高出力のレーザーが得られる
銅蒸気レーザー装置が一般に採用されている。この装置
は金属銅に放電エネルギを付与し、高温に加熱して金属
蒸気を形成し、同時にレーザー媒質となるプラズマを生
成し、所定波長を有するレーザー光を発振させるように
構成される。As a metal vapor laser device used for enriching uranium isotopes, a copper vapor laser device is generally employed because it is highly efficient and provides the highest output laser. This device is configured to apply discharge energy to metal copper, heat it to a high temperature to form metal vapor, and simultaneously generate plasma, which serves as a laser medium, to oscillate laser light having a predetermined wavelength.
第２図は従来のこの種の金属蒸気レーザー装置の構成を
示す断面図である。発振管本体１の中心部には耐熱性を
有する放電管としてのレーザー管２が収容される。この
レーザー管２の両端部には陽電極３および陰電極４が対
向して配設され、これらの電極３，４はそれぞれ電極支
持フランジ５゜６によって支持され、この電極間に形成
される放電空間７においてパルス二極放電が行なわれる
。FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a conventional metal vapor laser device of this type. A laser tube 2 as a heat-resistant discharge tube is housed in the center of the oscillation tube body 1. A positive electrode 3 and a negative electrode 4 are disposed facing each other at both ends of the laser tube 2, and these electrodes 3 and 4 are each supported by an electrode support flange 5.6, and the discharge formed between the electrodes is A pulsed bipolar discharge takes place in the space 7.
レーザー管２内の内底部には金属蒸気を生成する例えば
銅粒などの金属蒸気源８が配置される。At the inner bottom of the laser tube 2, a metal vapor source 8, such as copper grains, for generating metal vapor is arranged.
また、レーザー管２の外周にはアルミナファイバ等の材
料から成る断熱層９が形成されている。Further, a heat insulating layer 9 made of a material such as alumina fiber is formed around the outer periphery of the laser tube 2.
その断熱層９を所定位置に固定し保護するために。To secure and protect the insulation layer 9 in place.
石英等で形成した保護管１０が断熱層９の外周に設けら
れている。保護管１０と、その外側に配設された外部真
空容器１１との間には真空断熱室１２が形成される。こ
の真空断熱室１２およびレーザー管２内の放電空間７は
排気装置１３に接続されて、内部が真空状態に維持され
る。A protective tube 10 made of quartz or the like is provided around the outer periphery of the heat insulating layer 9. A vacuum insulation chamber 12 is formed between the protection tube 10 and an external vacuum container 11 disposed outside of the protection tube 10. The vacuum insulation chamber 12 and the discharge space 7 within the laser tube 2 are connected to an exhaust device 13 to maintain the interior in a vacuum state.
また、陽電極３と陰電極４とを絶縁し、良好な放電を得
るために、外部真空容器１１と電極支持フランジ６との
間にセラミックまたはガラス等の絶縁材で形成したブレ
ーク管１４が介装されている。Further, in order to insulate the positive electrode 3 and the negative electrode 4 and obtain good discharge, a break tube 14 made of an insulating material such as ceramic or glass is interposed between the external vacuum vessel 11 and the electrode support flange 6. equipped.
レーザー光を発振させる操作はまず排気装置１３を作動
させて真空断熱室１２および放電空間７内を排気し、続
いて、バッファガス供給源１５から放電空間７内にＮｅ
等のバッファガスを導入し、内部を一定圧力に保持する
。To oscillate laser light, first operate the exhaust device 13 to exhaust the vacuum insulation chamber 12 and the discharge space 7, and then supply Ne into the discharge space 7 from the buffer gas supply source 15.
A buffer gas such as the following is introduced to maintain a constant internal pressure.
この状態で高電圧電源１６、パスル回路１７、パルスド
ライブ電源１８を起動すると、陽電極３と陰電極４との
間にパルス状高電圧が印加されて放電空間７において放
電プラズマが生起する。この放電プラズマ中の自由電子
に浮遊状態の金属蒸気が衝突して金属蒸気が励起され、
励起された金属蒸気が低エネルギ準位に遷移する際に所
定波長のレーザー光が発生する。放電空間７内で発生し
たレーザー光はブリュースタ窓１９．２０を通過し、さ
らにレーザー光共振器２１を構成する出力ミラー２２お
よび全反射ミラー２３で反射する間にその振幅が増大し
、出力ミラー２２から発振する。When the high voltage power supply 16, pulse circuit 17, and pulse drive power supply 18 are activated in this state, a pulsed high voltage is applied between the anode 3 and the cathode 4, and discharge plasma is generated in the discharge space 7. The floating metal vapor collides with the free electrons in this discharge plasma, and the metal vapor is excited.
Laser light of a predetermined wavelength is generated when the excited metal vapor transitions to a lower energy level. The laser light generated in the discharge space 7 passes through the Brewster windows 19 and 20, and while being reflected by the output mirror 22 and the total reflection mirror 23 that constitute the laser light resonator 21, its amplitude increases, and the output mirror It oscillates from 22.
（発明が解決しようとする課題）
上述のような従来構造の金属蒸気レーザー装置ではレー
ザー発振媒体である金属蒸気源８を蒸発させるための熱
源は電極３，４間の放電によるもののみであり、放電に
よりレーザー管２の温度が上昇し、熱伝達により金属蒸
気源８に熱が伝わるため、金属蒸気源８の温度はその設
置する位置のレーザー管２の温度で決定される事になる
。(Problems to be Solved by the Invention) In the metal vapor laser device of the conventional structure as described above, the only heat source for evaporating the metal vapor source 8, which is the laser oscillation medium, is the electric discharge between the electrodes 3 and 4. The temperature of the laser tube 2 increases due to the discharge, and the heat is transferred to the metal vapor source 8 by heat transfer, so the temperature of the metal vapor source 8 is determined by the temperature of the laser tube 2 at the location where it is installed.
レーザー発振に最適な金属蒸気の蒸気圧を得るためには
金属蒸気源８の温度を適温に制御する必要がある。しか
しながら従来構造の金属蒸気レーザー装置では放電によ
りレーザー管を昇温し、金属蒸気源８の温度を２次的に
制御することになるため、金属蒸気源８の温度制御が難
しい。又、レーザー出力を上げるために放電の投入電力
を上げるとレーザー管２の温度及び金属蒸気源８の温度
も上昇し、適温に保持することができない。In order to obtain the optimum vapor pressure of metal vapor for laser oscillation, it is necessary to control the temperature of the metal vapor source 8 to an appropriate temperature. However, in a metal vapor laser device having a conventional structure, temperature control of the metal vapor source 8 is difficult because the laser tube is heated by discharge and the temperature of the metal vapor source 8 is secondarily controlled. Furthermore, if the input power for discharge is increased in order to increase the laser output, the temperature of the laser tube 2 and the temperature of the metal vapor source 8 will also rise, making it impossible to maintain them at appropriate temperatures.
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、金
属蒸気源に温度をある程度放電に関係なく制御できるよ
うに、冷却および昇温機能を付与し、レーザー発振に最
適な金属蒸気の蒸気圧が得られ、これによりレーザー出
力を安定化し、大出力化を図ることができる金属蒸気レ
ーザー装置を提供することにある。The present invention was made in order to solve the above problems, and it provides a metal vapor source with cooling and temperature raising functions so that the temperature can be controlled to a certain extent regardless of discharge, and the vapor pressure of the metal vapor is optimal for laser oscillation. The object of the present invention is to provide a metal vapor laser device that can stabilize the laser output and increase the output.
（課題を解決するための手段）
本発明に係る金属蒸気レーザー装置は１発振媒体である
金属蒸気源の受け皿として融点の高い金属製皿を設け、
この金属製皿に冷却機能として棒状又は平板状のフィン
を設置しかつ昇温機能として電源を接続してなることを
特徴とする。(Means for Solving the Problems) A metal vapor laser device according to the present invention is provided with a metal plate having a high melting point as a receiving plate for a metal vapor source which is an oscillation medium,
A feature is that rod-shaped or flat plate-shaped fins are installed on this metal plate as a cooling function, and a power source is connected as a temperature raising function.
（作 用）
フィンの周囲雰囲気および金属蒸気源の温度のコントロ
ールは、フィンに電源を接続して抵抗加熱し、フィンを
通じて受け皿の温度を自在にコントロールする。すなわ
ち、金属蒸気源の受け皿となる金属製皿に電源から電圧
を印加して抵抗加熱しかつフィンで冷却して温度を自在
に制御し、発振媒体である金属蒸気源の温度を制御する
ことができる。よって、レーザー発振に最適な金属蒸気
の蒸気圧を得ることができる。これにより、レーザー出
力の安定化大出力化を図ることができる。(Function) To control the temperature of the atmosphere surrounding the fins and the metal vapor source, a power source is connected to the fins for resistance heating, and the temperature of the saucer is freely controlled through the fins. In other words, it is possible to control the temperature of the metal vapor source, which is the oscillation medium, by applying voltage from a power source to a metal plate that serves as a receiving plate for the metal vapor source, heating it resistance, and cooling it with fins to freely control the temperature. can. Therefore, it is possible to obtain the optimum vapor pressure of metal vapor for laser oscillation. This makes it possible to stabilize and increase the laser output.
（実施例） 本発明の実施例について第１図を参照して説明する。(Example) An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第１図は本発明にかかる金属蒸気レーザー装置の一実施
例を示す断面図である。尚１本発明にかかる金属蒸気レ
ーザー装置は、金属蒸気源の温度制御手段に特徴を有し
、それ以外の部分については第２図に示す従来例の構成
要素と同一であるため、同一要素については同一符号を
付してその説明は省略する。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a metal vapor laser device according to the present invention. 1. The metal vapor laser device according to the present invention is characterized by the temperature control means for the metal vapor source, and the other parts are the same as those of the conventional example shown in FIG. are given the same reference numerals and their explanation will be omitted.
第１図に示す本実施例の金属蒸気レーザー装置は金属蒸
気源８をこの金属蒸気源８よりも更に融点の高い金属で
製作した受け皿２４に収容し、レーザー管２の内部に設
置する。受け皿２４の下部にレーザー管２、断熱材９、
保護管１０、外部真空容器１１を貫通して冷却機能とし
ての棒状または平板状のフィン２５を設置する。このフ
ィン２５の周囲の雰囲気温度は温度コントローラー２６
で制御できるようになっている。また、フィン２５には
フィン用電源２７からのリード線が接続し、抵抗加熱で
昇温機能が付与されるようになっている。この電源２７
からのリード線などはフィン２５と、外部真空容器１１
及びその他貫通するものとは電気的に完全に絶縁し、ま
た気密構造になるよう接続されている。In the metal vapor laser device of this embodiment shown in FIG. 1, a metal vapor source 8 is housed in a saucer 24 made of a metal whose melting point is higher than that of the metal vapor source 8, and is installed inside the laser tube 2. A laser tube 2, a heat insulating material 9,
A rod-shaped or flat-shaped fin 25 is installed as a cooling function by penetrating the protection tube 10 and the external vacuum container 11. The ambient temperature around this fin 25 is controlled by a temperature controller 26.
It can be controlled with. Further, a lead wire from a fin power source 27 is connected to the fin 25, and a temperature raising function is provided by resistance heating. This power supply 27
The lead wires etc. from the fin 25 and the external vacuum container 11
It is completely electrically insulated from other penetrating parts and connected to form an airtight structure.
つぎに上記構成の金属蒸気レーザー装置の作用を説明す
る。第１図において、温度コントローラー２６によりフ
ィン２５の周囲の雰囲気温度を調整する。これにより、
フィン２５を介して熱伝導により受け皿２４の温度をコ
ントロールすることができる。Next, the operation of the metal vapor laser device having the above configuration will be explained. In FIG. 1, the temperature of the atmosphere around the fins 25 is adjusted by a temperature controller 26. This results in
The temperature of the tray 24 can be controlled by heat conduction through the fins 25.
また、受け皿２４で保持している金属蒸気源８の温度も
コントロールすることが可能である。Furthermore, the temperature of the metal vapor source 8 held in the tray 24 can also be controlled.
すなわち、フィン２５の周囲の温度を調整するだけでな
く、フィン用電源２７によりフィンに直接通電すること
により抵抗加熱し、受け皿２４の温度、および金属蒸気
源８の温度をコントロールすることができる。That is, not only can the temperature around the fins 25 be adjusted, but also resistance heating can be performed by directly applying current to the fins using the fin power source 27, and the temperature of the saucer 24 and the temperature of the metal vapor source 8 can be controlled.
本実施例によれば放電に関係なく金属蒸気源８の温度を
ある程度自在にコントロールすることができるため、レ
ーザー管内の金属蒸気の蒸気圧をレーザー発振に最適な
蒸気圧に制御することができ、レーザー８力の安定化、
大出力化を図ることができる。According to this embodiment, the temperature of the metal vapor source 8 can be controlled to some extent regardless of discharge, so the vapor pressure of the metal vapor in the laser tube can be controlled to the optimum vapor pressure for laser oscillation. Stabilization of laser 8 power,
Large output can be achieved.
本発明によれば、発振媒体である金、属蒸気源の受け皿
の温度を自在に制御することによりその金属蒸気源の温
度を制御することが可能となる。According to the present invention, it is possible to control the temperature of the metal vapor source by freely controlling the temperature of the metal vapor source, which is the oscillation medium, and the temperature of the tray for the metal vapor source.
したがって、レーザー管内の金属蒸気の蒸気圧をレーザ
ー発振に最適な蒸気圧に制御することができ、レーザー
出力の安定化、大出力化を図ることができる。Therefore, the vapor pressure of the metal vapor in the laser tube can be controlled to the optimum vapor pressure for laser oscillation, and the laser output can be stabilized and increased.
第１図は本発明に係る金属蒸気レーザー装置の実施例を
示す断面図、第２図は従来の金属蒸気レーザー装置を示
す断面図である。
１・・・発振管本体 ２・・・レーザー管３・・
・陽電極 ４・・・陰電極５・・・電極支持
フランジ ６・・・電極支持フランジ７・・・放電空間
８・・・金属蒸気源９・・・断熱層
１０・・・保護管１１・・・外部真空容器 １
２・・・真空断熱層１３・・・排気装置 １４
・・・ブレーク管１５・・・バッファガス供給系
１６・・・高電圧電源 １７・・・パルス回路１
８・・パルスドライブ回路
１９・・・ブリュースター窓 ２０・・・ブリュースタ
ー窓２１・・・レーザー光共振器 ２２・・・出力ミラ
ー２３・・全反射ミラー ２４・・・受け皿２５・
・・フィン ２６・・・温度コントローラー２７
・・・フィン用電源FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a metal vapor laser device according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing a conventional metal vapor laser device. 1... Oscillator tube body 2... Laser tube 3...
- Positive electrode 4... Negative electrode 5... Electrode support flange 6... Electrode support flange 7... Discharge space 8... Metal vapor source 9... Heat insulation layer
10... Protection tube 11... External vacuum container 1
2...Vacuum insulation layer 13...Exhaust device 14
... Break tube 15 ... Buffer gas supply system 16 ... High voltage power supply 17 ... Pulse circuit 1
8... Pulse drive circuit 19... Brewster window 20... Brewster window 21... Laser light resonator 22... Output mirror 23... Total reflection mirror 24... Receiver 25.
...Fin 26...Temperature controller 27
...Fin power supply
Claims (1)
ザー装置において、前記発振媒体である金属蒸気源の受
け皿として融点の高い金属製皿をレーザー管内に設け、
この金属製皿に冷却および昇温機能を付与してなること
を特徴とする金属蒸気レーザー装置。In a metal vapor laser device that uses metal vapor as a laser oscillation medium, a metal plate with a high melting point is provided in the laser tube as a receiving plate for the metal vapor source that is the oscillation medium,
A metal vapor laser device characterized in that this metal plate is provided with cooling and temperature raising functions.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19304090A JPH0479387A (en) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | Apparatus for generating metallic vapor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19304090A JPH0479387A (en) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | Apparatus for generating metallic vapor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0479387A true JPH0479387A (en) | 1992-03-12 |
Family
ID=16301169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19304090A Pending JPH0479387A (en) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | Apparatus for generating metallic vapor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0479387A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003029668A (en) * | 2001-07-11 | 2003-01-31 | Sony Corp | Led display device |
-
1990
- 1990-07-23 JP JP19304090A patent/JPH0479387A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003029668A (en) * | 2001-07-11 | 2003-01-31 | Sony Corp | Led display device |
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