JPH05275774A - イオンレーザ管 - Google Patents

イオンレーザ管

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JPH05275774A
JPH05275774A JP4071822A JP7182292A JPH05275774A JP H05275774 A JPH05275774 A JP H05275774A JP 4071822 A JP4071822 A JP 4071822A JP 7182292 A JP7182292 A JP 7182292A JP H05275774 A JPH05275774 A JP H05275774A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion laser
thin tube
discharge path
coating layer
hole
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4071822A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhisa Nishida
和久 西田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/032Constructional details of gas laser discharge tubes for confinement of the discharge, e.g. by special features of the discharge constricting tube

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】耐スパッタリング特性の向上を図り、レーザ特
性劣化を抑制する。 【構成】SiC細管部品の細管孔表面に、耐プラズマ製
に優れたTiC,B4 C被覆膜と酸化防止用のアルミナ
被覆膜を設けて、放電またはプラズマに対する安定性を
増し、イオンレーザ管の特性をより安定化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンレーザ管に関す
る。より詳細には、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】一般に、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は、高出力化に伴いイオン密度を
上げる必要があり、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、プラズマ細管材料および
外囲器には、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、さらには高
イオン密度に耐え得る細管材料が必要とされてきた。
【0003】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と略称)と窒化アルミニウム
(以下AlNと略称)が用いられている。
【0004】従来のイオンレーザ管の縦断面図を図5に
示す。中心に放電路用の細管孔2をもち、かつ、つば形
状をしたSiC製細管部品1は、AlN製外囲器6に挿
入され、細管部品1と外囲器6はフリットガラス7で接
合され、細管複合部品17ができる。次に、細管複合部
品17は適当な治具(図示せず)およびフリットガラス
9を用いることにより同軸上に複数個接合され、両端に
KBガラス部品10が接合される。さらに、アノード1
1およびカソード12を具備した金属封入皿13が接続
され、最後に封入皿13の先端にブリュースタ窓14が
接続された後アルゴンガスを所定の量だけ封入し、イオ
ンレーザ管が完成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のイオンレーザ管は、SiC細管部品が化学量論組成
(Si:C=1:1)からはずれたり、放電によりスパ
ッタリングされやすい。その結果、レーザ出力が大幅に
低下するとともに短寿命になるという致命的な欠点があ
った。
【0006】さらに、製造上のバラツキから、化学量論
組成になったSiC部品を作ることは非常に難しい。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のイオンレーザ管
は、SiC製細管部品の細管孔表面に耐プラズマ性に優
れた炭化チタン(以下TiCと略称)または炭化ホウ素
(以下B4 Cと略称)という第1の被覆層とTiC、B
4 Cの酸化防止のためのアルミナからなる第2の被覆層
が設けられたことを特徴としている。第1の被膜厚は
0.5〜1.0mm程度であり、第2の被膜厚は10〜
50nm程度である。第2の被膜を設ける理由として、
レーザ細管の組立プロセスにおいて、SiC部品を高温
で空気処理しなければならず、TiCおよびB4 Cのみ
の場合、高温空気処理によりTiC、B4 Cが酸化され
てしまう。TiC,B4 Cは酸化されると、TiO2
23 等になり、耐プラズマ性が下がる傾向を示すた
めに、本発明ではTiC、B4 Cの酸化防止が絶対に不
可欠となる。
【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1実施例を示すイオンレーザ管の縦
断面図であり、図2はSiC製細管部品1の拡大断面図
である。
【0009】まず、放電路を構成する細管複合部品8
は、外径10mm,長さ30mmで、中心に放電路用の
直径3.5mmの細管孔2が開けられ、かつ、細管孔2
の表面にはCVD(化学気相成長法)により、厚さ0.
5mmのTiC被覆層3と厚さ30nmのアルミナ被覆
層4がそれぞれ設けられた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2mm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同心
円状に直径1.8mmのガスリターン用の孔5を複数有
するAlN製外囲器6から構成されており、SiC製細
管部品1はAlN製外囲器6に挿入された後フリットガ
ラス7により空気中,700℃で接合される。
【0010】ここで、TiC被覆層3は放電によるSi
Cのスパッタリングを防止するための保護層であり、ア
ルミナ被覆層4はレーザ管組立時におけるTiC被覆層
の酸化防止用の保護膜である。
【0011】次に、細管複合部品8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9と専用治具(図示せず)を用い
て、同軸上に接合、連結された後、両端にKBガラス部
品10が接合される。さらに、アノード11およびカソ
ード12を具備した金属封入皿13が接続され、最後に
封入皿13の先端にブリュースタ窓14が接続された後
アルゴンガスを所定の量だけ封入してイオンレーザ管が
完成する。
【0012】次に、本発明による第2の実施例を説明す
る。第2実施例によるイオンレーザ管の縦断面図を図3
に示す。図4はSiC製細管部品1の拡大断面図であ
る。第2実施例では、耐プラズマ性の保護膜としてB4
Cを用いており、SiC製細管部品1の細管孔2の表面
に厚さ0.5mmのB4 C被覆層15がCVDにより設
けられた後厚さ30nmのアルミナ被覆層4が設けられ
る。
【0013】上記のようにして出来上がったSiC製細
管部品1はAlN外囲器6に挿入され、細管複合部品1
6が出来上がる。細管複合部品16は、実施例1と同様
にKBガラス部品10およびアノード11,カソード1
2を具備した金属封入皿13さらにブリュースタ窓14
が接合および接続され、実施例2によるイオンレーザ管
が完成される。
【0014】レーザ管での放電または各種イオンに対す
るTiC,B4 Cのスパッタ率は、SiCと比べて、2
0〜50%少ない値を示すことがわかっている。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、SiC製
細管部品の細管孔表面に耐プラズマ性に優れたTiC,
4 Cから成る被覆層を設け、さらに、レーザ管製作時
のTiC,B4 Cの酸化防止用としてアルミナ被覆層を
設けることにより、SiC細管部品のスパッタリングに
起因するブリュースタ窓の汚れおよび細管孔径の変化が
少なくなり、高出力および長寿命、さらには高信頼性の
レーザ管が得られるとともに、製作が容易で、かつ、安
価なレーザ管が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のイオンレーザ管の第1実施例を示す縦
断面図。
【図2】本発明のイオンレーザ管の第1実施例のSiC
製細管部品1の拡大断面図。
【図3】本発明のイオンレーザ管の第2実施例を示す縦
断面図。
【図4】本発明のイオンレーザ管の第2実施例のSiC
製細管部品1の拡大断面図。
【図5】従来のイオンレーザ管の縦断面図。
【符号の説明】
1 SiC製細管部品 2 中心細管孔 3 TiC被覆層 4 アルミナ被覆層 5 ガスリターン孔 6 AlN製外囲器 7 フリットガラス 8 実施例1による細管複合部品 9 フリットガラス 10 KBガラス 11 アノード 12 カソード 13 金属封入皿 14 ブリュースタ窓 15 B4 C被覆層 16 実施例2による細管複合部品 17 従来の細管複合部品

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  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品と該細管部品を内側に収納し、
    かつガス帰還路用の貫通孔を備えた窒化アルミニウムか
    ら成る円筒状外囲器が軸方向に複数個接合されることに
    より放電路が形成され、該放電路の両端に陽極と陰極と
    が設けられたイオンレーザ管において、前記炭化ケイ素
    製細管部品の放電路用貫通孔の内周面上に炭化チタンか
    ら成る第1の被覆層と該第1の被覆層の上にアルミナか
    ら成る第2の被覆層が設けられたことを特徴とするイオ
    ンレーザ管。
  2. 【請求項2】 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品と該細管部品を内側に収納し、
    かつガス帰還路用の貫通孔を備えた窒化アルミニウムか
    ら成る円筒状外囲器が軸方向に複数個接合されることに
    より放電路が形成され、該放電路の両端に陽極と陰極と
    が設けられたイオンレーザ管において、前記炭化ケイ素
    製細管部品の放電路用貫通孔の内周面上に炭化ホウ素か
    ら成る第1の被覆層と該第1の被覆層の上にアルミナか
    ら成る第2の被覆層が設けられたことを特徴とするイオ
    ンレーザ管。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のイオンレーザ管
    において、第1の被覆層の厚さが0.5〜1.0mmで
    あり、第2の被覆層の厚さが10〜50nmであること
    を特徴とするイオンレーザ管。
JP4071822A 1992-03-30 1992-03-30 イオンレーザ管 Withdrawn JPH05275774A (ja)

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JP4071822A JPH05275774A (ja) 1992-03-30 1992-03-30 イオンレーザ管
US08/037,374 US5319664A (en) 1992-03-30 1993-03-26 Ion laser tubes

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JPH08274387A (ja) * 1995-03-30 1996-10-18 Nec Corp イオンレーザ管

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US5319664A (en) 1994-06-07

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