JPH05145145A - イオンレーザ管 - Google Patents
イオンレーザ管Info
- Publication number
- JPH05145145A JPH05145145A JP3333958A JP33395891A JPH05145145A JP H05145145 A JPH05145145 A JP H05145145A JP 3333958 A JP3333958 A JP 3333958A JP 33395891 A JP33395891 A JP 33395891A JP H05145145 A JPH05145145 A JP H05145145A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin tube
- hole
- sic
- discharge path
- ion laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- H01S3/032—Constructional details of gas laser discharge tubes for confinement of the discharge, e.g. by special features of the discharge constricting tube
- H01S3/0323—Constructional details of gas laser discharge tubes for confinement of the discharge, e.g. by special features of the discharge constricting tube by special features of the discharge constricting tube, e.g. capillary
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- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＳｉＣ製細管部品のイオンまたは電子による
スパッタリングを抑制して、レーザ出力の低下を防止す
る。 【構成】 放電路用貫通孔２を有するＳｉＣ製細管部品
１と、ガスリターン孔を有し、ＳｉＣ製細管部品１を収
容するＡｌＮ製外囲器３とから構成される細管複合部品
５を、アノード９、カソード１０間に複数個連結したレ
ーザ管において、放電用貫通孔２の表面粗さ（最大高
さ）を４．０μｍ以下とする。
スパッタリングを抑制して、レーザ出力の低下を防止す
る。 【構成】 放電路用貫通孔２を有するＳｉＣ製細管部品
１と、ガスリターン孔を有し、ＳｉＣ製細管部品１を収
容するＡｌＮ製外囲器３とから構成される細管複合部品
５を、アノード９、カソード１０間に複数個連結したレ
ーザ管において、放電用貫通孔２の表面粗さ（最大高
さ）を４．０μｍ以下とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンレーザ管に関
し、特に大電流の放電により高レーザ出力が得られるセ
ラミック製細管を有したイオンレーザ管に関する。
し、特に大電流の放電により高レーザ出力が得られるセ
ラミック製細管を有したイオンレーザ管に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルゴン、クリプトン等のイオン化した
ガスのエネルギー準位間の遷移によりレーザ発振を行う
イオンレーザでは、高出力化に伴いイオン密度を上げる
必要があるため、放電細管部に３０Ａを越える大電流を
流す場合がある。このため、プラズマ細管部および外囲
器の材料には、大電流によりプラズマ細管部に発生する
熱を効率よく排除できる熱伝導性の高い物質、さらに高
イオン密度に耐え得る細管材料が必要とされてきた。最
近、このような条件を満足する材料として炭化ケイ素
（以下、ＳｉＣと記す）と窒化アルミニウム（以下、Ａ
ｌＮと記す）が用いられている。
ガスのエネルギー準位間の遷移によりレーザ発振を行う
イオンレーザでは、高出力化に伴いイオン密度を上げる
必要があるため、放電細管部に３０Ａを越える大電流を
流す場合がある。このため、プラズマ細管部および外囲
器の材料には、大電流によりプラズマ細管部に発生する
熱を効率よく排除できる熱伝導性の高い物質、さらに高
イオン密度に耐え得る細管材料が必要とされてきた。最
近、このような条件を満足する材料として炭化ケイ素
（以下、ＳｉＣと記す）と窒化アルミニウム（以下、Ａ
ｌＮと記す）が用いられている。
【０００３】この種、従来のイオンレーザ管の断面図を
図２に示す。中心に放電路用の貫通孔２が形成され、一
方の端部につば形状部を有するＳｉＣ製細管部品１３
は、ＡｌＮ製外囲器３に挿入され、両者はフリットガラ
ス６で接合されて、細管複合部品１４となされる。この
細管複合部品１４を適当な治具（図示せず）を用いフリ
ットガラス７により同軸上に複数個接合し、次にその両
端にホウケイ酸ガラス部品８を接合する。
図２に示す。中心に放電路用の貫通孔２が形成され、一
方の端部につば形状部を有するＳｉＣ製細管部品１３
は、ＡｌＮ製外囲器３に挿入され、両者はフリットガラ
ス６で接合されて、細管複合部品１４となされる。この
細管複合部品１４を適当な治具（図示せず）を用いフリ
ットガラス７により同軸上に複数個接合し、次にその両
端にホウケイ酸ガラス部品８を接合する。
【０００４】さらに、アノード９およびカソード１０を
具備した金属封入皿１１を接続し、封入皿１１の先端に
ブリュースタ窓１２を取り付けた後、アルゴンガスを所
定の量だけ封入してイオンレーザ管を完成する。
具備した金属封入皿１１を接続し、封入皿１１の先端に
ブリュースタ窓１２を取り付けた後、アルゴンガスを所
定の量だけ封入してイオンレーザ管を完成する。
【０００５】ここで、ＳｉＣ製細管部品１３は、ラバー
プレス成形および砥石により旋盤加工された後、アルゴ
ンまたは窒素中で焼成されて形成されたものである。
プレス成形および砥石により旋盤加工された後、アルゴ
ンまたは窒素中で焼成されて形成されたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来イオンレ
ーザ管では、３０Ａ級の大出力管の場合、製品完成後の
エージング試験においてレーザ出力が徐々に低下し、ま
た通常動作中に瞬時出力低下（ドロップアウト）を呈す
るものがあった。
ーザ管では、３０Ａ級の大出力管の場合、製品完成後の
エージング試験においてレーザ出力が徐々に低下し、ま
た通常動作中に瞬時出力低下（ドロップアウト）を呈す
るものがあった。
【０００７】その原因について検討を重ねた結果、中、
低出力管ではほとんど問題にならないが大出力管では高
エネルギーのイオンおよび電子が放電路を構成するＳｉ
Ｃ細管の表面をスパッタするため、ＳｉＣ粒子がブリュ
ースタ窓に付着する現象が起こることが判明した。そし
て、さらに実験を続けることにより放電路の表面の粗さ
が大きい程、エージングにおける出力低下が大きいこと
が明らかとなった。
低出力管ではほとんど問題にならないが大出力管では高
エネルギーのイオンおよび電子が放電路を構成するＳｉ
Ｃ細管の表面をスパッタするため、ＳｉＣ粒子がブリュ
ースタ窓に付着する現象が起こることが判明した。そし
て、さらに実験を続けることにより放電路の表面の粗さ
が大きい程、エージングにおける出力低下が大きいこと
が明らかとなった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のイオンレーザ管
は、放電路用貫通孔内表面の表面粗さ（最大高さ：Ｒｍ
ａｘ）が４μｍ以下であるＳｉＣ製細管部品と、該細管
部品を収納する外囲器と、から構成される放電路を有し
ている。
は、放電路用貫通孔内表面の表面粗さ（最大高さ：Ｒｍ
ａｘ）が４μｍ以下であるＳｉＣ製細管部品と、該細管
部品を収納する外囲器と、から構成される放電路を有し
ている。
【０００９】
【作用】ＳｉＣ細管部品の貫通孔内表面の算術表面粗さ
（Ｒｍａｘ）を小さくすることにより、アルゴンイオン
および電子によるスパッタリングを少なくすることが可
能となる。図３は貫通孔内壁の表面粗さと１０時間エー
ジング後の出力の低下（初期値に対する）との関係を示
す実験結果である。同図から明らかにように、表面粗さ
が小さい程出力の低下は少なくなり、４．０μｍ以下で
は劣化はほとんど起こらなくなる。
（Ｒｍａｘ）を小さくすることにより、アルゴンイオン
および電子によるスパッタリングを少なくすることが可
能となる。図３は貫通孔内壁の表面粗さと１０時間エー
ジング後の出力の低下（初期値に対する）との関係を示
す実験結果である。同図から明らかにように、表面粗さ
が小さい程出力の低下は少なくなり、４．０μｍ以下で
は劣化はほとんど起こらなくなる。
【００１０】
【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。図１は本発明の一実施例示すイオンレーザ
管の断面図である。本実施例の放電路を構成する細管複
合部品５は、外径１０mm、長さ２５mmで、中心に放電路
用の直径２．５mmの貫通孔２が開けられ、その放電路貫
通孔内２の表面の算術表面粗さ、即ち、最大高さ（Ｒｍ
ａｘ）が４μｍ以下となされているＳｉＣ製細管部品１
と、外径３５mm、長さ４０mmの円筒形で、その両端中央
部に直径３０mm、深さ８mmの凹部と直径２９mm、高さ２
mmの凸部を有し、かつ中央に上記ＳｉＣ製細管部品１を
収納する直径１０mmの孔と、それを包囲するように同心
円状に配置された直径１．８mmのガスリターン孔４を複
数個有するＡｌＮ製外囲器３と、から構成されており、
ＳｉＣ製細管部品１をフリットガラス６を介してＡｌＮ
製外囲器３に挿入した後空気中で７００℃に加熱・接合
して形成したものである。
て説明する。図１は本発明の一実施例示すイオンレーザ
管の断面図である。本実施例の放電路を構成する細管複
合部品５は、外径１０mm、長さ２５mmで、中心に放電路
用の直径２．５mmの貫通孔２が開けられ、その放電路貫
通孔内２の表面の算術表面粗さ、即ち、最大高さ（Ｒｍ
ａｘ）が４μｍ以下となされているＳｉＣ製細管部品１
と、外径３５mm、長さ４０mmの円筒形で、その両端中央
部に直径３０mm、深さ８mmの凹部と直径２９mm、高さ２
mmの凸部を有し、かつ中央に上記ＳｉＣ製細管部品１を
収納する直径１０mmの孔と、それを包囲するように同心
円状に配置された直径１．８mmのガスリターン孔４を複
数個有するＡｌＮ製外囲器３と、から構成されており、
ＳｉＣ製細管部品１をフリットガラス６を介してＡｌＮ
製外囲器３に挿入した後空気中で７００℃に加熱・接合
して形成したものである。
【００１１】ここで、ＳｉＣ製細管部品１は、焼成後の
研磨により放電路用貫通孔内表面の算術粗さを従来の１
０〜２０μｍから４μｍ以下になされている。
研磨により放電路用貫通孔内表面の算術粗さを従来の１
０〜２０μｍから４μｍ以下になされている。
【００１２】次に、細管複合部品５は、所望のレーザ出
力が得られる細管長（５００〜６００mm）になるまで、
フリットガラス７と専用治具（図示せず）を用いて同軸
上に接合、連結される。その後その両端にホウケイ酸ガ
ラス（ＫＢガラス）部品８が接合される。さらにアノー
ド９およびカソード１０を具備した金属封入皿１１が接
続され、封入皿１１の先端にブリュースタ窓１２が接続
される。最後にアルゴンガスを所定の量だけ封入してイ
オンレーザ管が完成する。
力が得られる細管長（５００〜６００mm）になるまで、
フリットガラス７と専用治具（図示せず）を用いて同軸
上に接合、連結される。その後その両端にホウケイ酸ガ
ラス（ＫＢガラス）部品８が接合される。さらにアノー
ド９およびカソード１０を具備した金属封入皿１１が接
続され、封入皿１１の先端にブリュースタ窓１２が接続
される。最後にアルゴンガスを所定の量だけ封入してイ
オンレーザ管が完成する。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ＳｉＣ
製細管部材の放電路用貫通孔内表面の表面粗さ（最大高
さ）を４μｍ以下にすることにより、イオンまたは電子
によるＳｉＣ製細管部材のスパッタリング抑制したもの
であるので、本発明によれば、レーザ管動作時に発生す
るブリュースタ窓へのＳｉＣの付着によるレーザ出力の
低下並びに瞬時のレーザ出力低下（ドロップアウト）を
抑制することができる。よって、本発明によれば、製造
歩留りを向上させることができるとともに長寿命、高信
頼性のレーザ管を提供することができる。
製細管部材の放電路用貫通孔内表面の表面粗さ（最大高
さ）を４μｍ以下にすることにより、イオンまたは電子
によるＳｉＣ製細管部材のスパッタリング抑制したもの
であるので、本発明によれば、レーザ管動作時に発生す
るブリュースタ窓へのＳｉＣの付着によるレーザ出力の
低下並びに瞬時のレーザ出力低下（ドロップアウト）を
抑制することができる。よって、本発明によれば、製造
歩留りを向上させることができるとともに長寿命、高信
頼性のレーザ管を提供することができる。
【図１】 本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】 従来例の断面図。
【図３】 本発明と従来例との出力低下の状態を示すグ
ラフ。
ラフ。
１、１３ ＳｉＣ製細管部品 ２ 放電路用貫通孔 ３ ＡｌＮ製外囲器 ４ ガスリターン孔 ５、１４ 細管複合部品 ６、７ フリットガラス ８ ホウケイ酸ガラス部品 ９ アノード １０ カソード １１ 金属封入皿 １２ ブリュースタ窓
Claims (1)
- 【請求項１】 放電路用貫通孔を軸方向に備えた円筒状
の炭化ケイ素製細管部材と、ガス帰還路用のリターン孔
を複数個有し、前記細管部材を内側に収納した円筒状部
材と、から構成される細管複合部材が、軸方向に複数個
接合されて形成された放電路が、陽極と陰極の間の設け
られたイオンレーザ管において、 前記炭化ケイ素製細管部材の放電路用貫通孔内周面の、
最大高さ（Ｒｍａｘ）で表した表面粗さが４μｍ以下で
あることを特徴とするイオンレーザ管。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3333958A JPH05145145A (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | イオンレーザ管 |
| DE69202442T DE69202442T2 (de) | 1991-11-22 | 1992-11-23 | Entladungsrohr für Ionenlaser. |
| US07/981,941 US5325389A (en) | 1991-11-22 | 1992-11-23 | Ion-laser including a silicon carbide discharge tube having a small arithmetic roughness |
| EP92310655A EP0543676B1 (en) | 1991-11-22 | 1992-11-23 | Ion-laser tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3333958A JPH05145145A (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | イオンレーザ管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05145145A true JPH05145145A (ja) | 1993-06-11 |
Family
ID=18271892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3333958A Pending JPH05145145A (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | イオンレーザ管 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5325389A (ja) |
| EP (1) | EP0543676B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05145145A (ja) |
| DE (1) | DE69202442T2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08274387A (ja) * | 1995-03-30 | 1996-10-18 | Nec Corp | イオンレーザ管 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3688217A (en) * | 1970-12-21 | 1972-08-29 | Trw Inc | Laser cold cathode arrangement |
| DE3036112C2 (de) * | 1980-09-25 | 1984-02-09 | W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau | Metalldampflaser mit kataphoretischem Dampftransport |
| US4685109A (en) * | 1984-09-10 | 1987-08-04 | Spectra-Physics, Inc. | Gas laser construction |
| US4649547A (en) * | 1984-09-10 | 1987-03-10 | Spectra-Physics, Inc. | Gas laser construction |
| JPS63184378A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-07-29 | Nec Corp | イオンレ−ザ管 |
| US4873693A (en) * | 1987-10-14 | 1989-10-10 | Melles Griot San Marcos Company | Apparatus and method for suppressing diffraction rings in a laser |
| US4827484A (en) * | 1987-10-14 | 1989-05-02 | Melles Griot San Marcos Company | Apparatus and method for suppressing diffraction rings in a laser |
| DE4119025A1 (de) * | 1991-06-10 | 1992-12-17 | Reinhardt Thyzel | Laserrohr fuer einen gaslaser |
| DE9110876U1 (de) * | 1991-09-02 | 1991-11-14 | Siemens AG, 8000 München | Gaslaser |
| JP2692447B2 (ja) * | 1991-09-27 | 1997-12-17 | 日本電気株式会社 | ガスレーザ装置 |
-
1991
- 1991-11-22 JP JP3333958A patent/JPH05145145A/ja active Pending
-
1992
- 1992-11-23 US US07/981,941 patent/US5325389A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-23 DE DE69202442T patent/DE69202442T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-23 EP EP92310655A patent/EP0543676B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0543676B1 (en) | 1995-05-10 |
| US5325389A (en) | 1994-06-28 |
| DE69202442D1 (de) | 1995-06-14 |
| EP0543676A1 (en) | 1993-05-26 |
| DE69202442T2 (de) | 1995-11-09 |
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