JPH06181029A - 電子銃の陰極レーザ加熱機構 - Google Patents
電子銃の陰極レーザ加熱機構Info
- Publication number
- JPH06181029A JPH06181029A JP33268092A JP33268092A JPH06181029A JP H06181029 A JPH06181029 A JP H06181029A JP 33268092 A JP33268092 A JP 33268092A JP 33268092 A JP33268092 A JP 33268092A JP H06181029 A JPH06181029 A JP H06181029A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- laser
- waveguide
- electron gun
- heating mechanism
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 陰極からの輻次放射光及びレーザ反射光から
機構全体を防護し、高出力時や長時間の運転を安定して
行える電子銃の陰極加熱機構を提供する。 【構成】 陰極１とレーザ光７を伝送する光ファイバー
との間に内部反射被覆（例えば金コーティング）を施し
た先端が円錐形状の導波路１２を配し、これに伝送され
て来たレーザ光７を直接入射させて、円錐導波路１２内
を複数反射することにより所定の位置に集光をはかり、
他端より出射させ、このレーザ光７を陰極１にそのまま
照射して加熱を行う。
機構全体を防護し、高出力時や長時間の運転を安定して
行える電子銃の陰極加熱機構を提供する。 【構成】 陰極１とレーザ光７を伝送する光ファイバー
との間に内部反射被覆（例えば金コーティング）を施し
た先端が円錐形状の導波路１２を配し、これに伝送され
て来たレーザ光７を直接入射させて、円錐導波路１２内
を複数反射することにより所定の位置に集光をはかり、
他端より出射させ、このレーザ光７を陰極１にそのまま
照射して加熱を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接構造物の電子ビー
ム溶接に用いられる熱電子放出型電子銃の陰極レーザ加
熱機構に関する。
ム溶接に用いられる熱電子放出型電子銃の陰極レーザ加
熱機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、陰極をレーザ光で加熱する方法を
用いる熱電子放出型電子銃の陰極加熱機構の構成は、図
３に示すように、レーザコントローラ１３により発振器
６で発振されたレーザ光７を入射光学系８にて、光ファ
イバー９の端面に集光・入射の後、伝送され光ファイバ
ー９の他端に至り出射される。この出射されたレーザ光
７をレンズ系の出射光学系１０をもって集束し、その前
方に配した陰極１に照射し加熱し、電子ビーム２を発す
る。
用いる熱電子放出型電子銃の陰極加熱機構の構成は、図
３に示すように、レーザコントローラ１３により発振器
６で発振されたレーザ光７を入射光学系８にて、光ファ
イバー９の端面に集光・入射の後、伝送され光ファイバ
ー９の他端に至り出射される。この出射されたレーザ光
７をレンズ系の出射光学系１０をもって集束し、その前
方に配した陰極１に照射し加熱し、電子ビーム２を発す
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来方
法の電子銃陰極レーザ加熱機構は、それ以前のヒータ加
熱方法に比較すると、均一な陰極加熱が可能で発生熱量
が小さいなどの長所があったが、次の問題点があった。
法の電子銃陰極レーザ加熱機構は、それ以前のヒータ加
熱方法に比較すると、均一な陰極加熱が可能で発生熱量
が小さいなどの長所があったが、次の問題点があった。
【０００４】すなわち、熱電子放出を可能とするために
は、陰極材料として特に熱電子放出特性の良い例えばＬ
ａＢ6 （６ホウ化ランタン）を用いた場合でも、1,５０
０℃以上に加熱する必要があり、通常に用いられる例え
ばＷ（タングステン）を用いた場合では、2,５００℃以
上にも加熱する必要がある。このため、熱電子放出温度
に陰極をレーザ加熱した際に、出射光学系（特に集光レ
ンズ）１０が陰極から輻次放出光及びレーザ反射光の吸
収により昇温し、高出力あるいは長時間運転時に損傷を
受け、これを起点としてレーザ光を伝送する光ファイバ
ーにまで損傷が及ぶという問題が生じていた。
は、陰極材料として特に熱電子放出特性の良い例えばＬ
ａＢ6 （６ホウ化ランタン）を用いた場合でも、1,５０
０℃以上に加熱する必要があり、通常に用いられる例え
ばＷ（タングステン）を用いた場合では、2,５００℃以
上にも加熱する必要がある。このため、熱電子放出温度
に陰極をレーザ加熱した際に、出射光学系（特に集光レ
ンズ）１０が陰極から輻次放出光及びレーザ反射光の吸
収により昇温し、高出力あるいは長時間運転時に損傷を
受け、これを起点としてレーザ光を伝送する光ファイバ
ーにまで損傷が及ぶという問題が生じていた。
【０００５】本発明は、上記問題に鑑み陰極からの輻次
放射光及びレーザ反射光から機構全体を防護し、高出力
時や長時間の運転を安定して行える電子銃の陰極加熱機
構を提供することを目的とする。
放射光及びレーザ反射光から機構全体を防護し、高出力
時や長時間の運転を安定して行える電子銃の陰極加熱機
構を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る電子銃の陰極レーザ加熱機構は、陰極をレーザ
光により加熱する熱電子放出型の電子銃において、レー
ザ光を伝送する光ファイバー出射端と陰極との間に内部
反射被覆を施した導波路を配設し、この内部反射被覆を
施した導波路を出射光学系として加熱することを特徴と
する。
明に係る電子銃の陰極レーザ加熱機構は、陰極をレーザ
光により加熱する熱電子放出型の電子銃において、レー
ザ光を伝送する光ファイバー出射端と陰極との間に内部
反射被覆を施した導波路を配設し、この内部反射被覆を
施した導波路を出射光学系として加熱することを特徴と
する。
【０００７】
【作用】前記電子銃陰極レーザ加熱機構によれば、陰極
とレーザ光を伝送する光ファイバーとの間の従来のレン
ズ系による出射光学系の位置する所に内部反射被覆を施
した導波路を配し、これに伝送されて来たレーザ光を直
接入射させて、円錐導波路内を複数反射することにより
所定の位置に集光をはかり、他端より出射させ、このレ
ーザ光を陰極にそのまま照射して加熱を行う。この際、
表面に反射率の高いコーティング（例えば金コーティン
グなど）を施しているので導波路自体への吸収を阻止し
耐熱、耐光性が向上する。また、加熱される陰極に隣接
する導波路は、従来の出射光学系（特に石英レンズ）よ
り耐熱性を有する材質を用いられることや、耐熱性向上
のための手法が用いやすく（例えば、水冷却）これらに
より温度上昇等による加熱機構の損傷を防止することが
できる。
とレーザ光を伝送する光ファイバーとの間の従来のレン
ズ系による出射光学系の位置する所に内部反射被覆を施
した導波路を配し、これに伝送されて来たレーザ光を直
接入射させて、円錐導波路内を複数反射することにより
所定の位置に集光をはかり、他端より出射させ、このレ
ーザ光を陰極にそのまま照射して加熱を行う。この際、
表面に反射率の高いコーティング（例えば金コーティン
グなど）を施しているので導波路自体への吸収を阻止し
耐熱、耐光性が向上する。また、加熱される陰極に隣接
する導波路は、従来の出射光学系（特に石英レンズ）よ
り耐熱性を有する材質を用いられることや、耐熱性向上
のための手法が用いやすく（例えば、水冷却）これらに
より温度上昇等による加熱機構の損傷を防止することが
できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の好適な一実施例を説明する。
【０００９】図１は本実施例に係る電子銃の陰極レーザ
加熱機構の概略図を示し、図２は電子銃の拡大詳細図を
示す。尚、従来技術と同一の構成部材については同符号
を付し、説明は省略する。
加熱機構の概略図を示し、図２は電子銃の拡大詳細図を
示す。尚、従来技術と同一の構成部材については同符号
を付し、説明は省略する。
【００１０】これらの図面に示すように、本実施例に係
る電子銃陰極レーザ加熱機構は、陰極１とレーザ光７を
伝送する光ファイバーとの間の従来のレンズ系による出
射光学系の位置する所に内部反射被覆を施した先端が円
錐形状の導波路１２を配し、これに伝送されて来たレー
ザ光７を直接入射させて、円錐導波路１２内を複数反射
することにより所定の位置に集光をはかり、他端より出
射させ、このレーザ光７を陰極１にそのまま照射して加
熱を行うものである。この際、生じる輻次放射及びレー
ザ反射光の影響を制限するため、円錐導波路１２の出射
側を円錐形状とし、この表面に反射率の高いコーティン
グ（例えば金コーティングなど）を施して導波路自体へ
の吸収を阻止し耐熱、耐光性を向上させている。
る電子銃陰極レーザ加熱機構は、陰極１とレーザ光７を
伝送する光ファイバーとの間の従来のレンズ系による出
射光学系の位置する所に内部反射被覆を施した先端が円
錐形状の導波路１２を配し、これに伝送されて来たレー
ザ光７を直接入射させて、円錐導波路１２内を複数反射
することにより所定の位置に集光をはかり、他端より出
射させ、このレーザ光７を陰極１にそのまま照射して加
熱を行うものである。この際、生じる輻次放射及びレー
ザ反射光の影響を制限するため、円錐導波路１２の出射
側を円錐形状とし、この表面に反射率の高いコーティン
グ（例えば金コーティングなど）を施して導波路自体へ
の吸収を阻止し耐熱、耐光性を向上させている。
【００１１】以上の構成において、レーザコントローラ
１５によりレーザ発振器６で発振されたレーザ光７を入
射光学系８で、光ファイバー９の入射端面へ集光入射
し、伝送されて電子銃内に導かれ、陰極加熱機構を構成
する円錐導波路１２に入射される。この円錐導波路１２
内で複数の反射を繰返しエネルギー密度を向上させ所定
の位置でピークを向える集光過程をたどる。このビーム
を円錐導波路１２から直接前方に配した陰極１に照射さ
れ、陰極１をエネルギー的に高密度な加熱をすることが
できる。
１５によりレーザ発振器６で発振されたレーザ光７を入
射光学系８で、光ファイバー９の入射端面へ集光入射
し、伝送されて電子銃内に導かれ、陰極加熱機構を構成
する円錐導波路１２に入射される。この円錐導波路１２
内で複数の反射を繰返しエネルギー密度を向上させ所定
の位置でピークを向える集光過程をたどる。このビーム
を円錐導波路１２から直接前方に配した陰極１に照射さ
れ、陰極１をエネルギー的に高密度な加熱をすることが
できる。
【００１２】加熱された陰極１は、熱電子を放出し、こ
れに加速電圧を加えウェーネルトサポート５で固定され
たウェーネルト３（ビーム成形電極）を介して電子ビー
ム２を発生させる。この際レーザ加熱により高温になっ
た陰極１からの輻次放射光や、レーザの反射光を、円錐
導波路１２の出射側を反射効率を向上させるため、円錐
形状及びその表面にコーティングを施し吸収を阻止し、
より耐光性、耐熱性を向上させた。
れに加速電圧を加えウェーネルトサポート５で固定され
たウェーネルト３（ビーム成形電極）を介して電子ビー
ム２を発生させる。この際レーザ加熱により高温になっ
た陰極１からの輻次放射光や、レーザの反射光を、円錐
導波路１２の出射側を反射効率を向上させるため、円錐
形状及びその表面にコーティングを施し吸収を阻止し、
より耐光性、耐熱性を向上させた。
【００１３】また、加熱される陰極１に隣接する導波路
１２は、従来の出射光学系（特に石英レンズ）より耐熱
性を有する材質を用いられることや、耐熱性向上のため
の手法が用いやすく（例えば、水冷却）これらにより温
度上昇等による加熱機構の損傷を防止することができ
る。
１２は、従来の出射光学系（特に石英レンズ）より耐熱
性を有する材質を用いられることや、耐熱性向上のため
の手法が用いやすく（例えば、水冷却）これらにより温
度上昇等による加熱機構の損傷を防止することができ
る。
【００１４】また図中符号４は、陰極１を保持するため
の電極サポート及び、符号１４はレンズケースを各々図
示する。
の電極サポート及び、符号１４はレンズケースを各々図
示する。
【００１５】尚、本実施例では導波路として円錐形状の
ものを用いて説明したが、矩形状や円柱状のものであっ
てもよい。
ものを用いて説明したが、矩形状や円柱状のものであっ
てもよい。
【００１６】
【発明の効果】以上実施例と共に述べたように本発明の
電子銃の陰極レーザ加熱機構によれば、内部被覆反射膜
を施した例えば円錐形状の導波路を用い、レーザ加熱方
法による電子銃の機能を損ねることなく加熱機構の構成
の簡素化をはかり、陰極からの円錐導波路へ及ぶ輻次放
射エネルギーや照射したレーザ光自身の反射光の吸収発
熱を阻止することにより、出射光学系及びファイバーな
どの構成部の損傷を防ぐことができる。これにより電子
銃加熱機構の長寿命化及び信頼性向上ができた。
電子銃の陰極レーザ加熱機構によれば、内部被覆反射膜
を施した例えば円錐形状の導波路を用い、レーザ加熱方
法による電子銃の機能を損ねることなく加熱機構の構成
の簡素化をはかり、陰極からの円錐導波路へ及ぶ輻次放
射エネルギーや照射したレーザ光自身の反射光の吸収発
熱を阻止することにより、出射光学系及びファイバーな
どの構成部の損傷を防ぐことができる。これにより電子
銃加熱機構の長寿命化及び信頼性向上ができた。
【図１】本実施例に係る電子銃陰極レーザ加熱機構の構
成図である。
成図である。
【図２】電子銃の拡大詳細図である。
【図３】従来のレーザ加熱方式による陰極加熱機構の構
成図である。
成図である。
１ 陰極 ２ 電子ビーム ３ ウェーネルト ４ 電極サポート ５ ウェーネルトサポート ６ 発振器 ７ レーザ光 ８ 入射光学系 ９ 光ファイバー １０ 出射光学系（レンズ系） １１ 輻射光（輻次放射光） １２ 円錐導波路 １３ レーザコントローラ １４ レンズケース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久利 修平 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
Claims (1)
- 【請求項１】 陰極をレーザ光により加熱する熱電子放
出型の電子銃において、レーザ光を伝送する光ファイバ
ー出射端と陰極との間に内部反射被覆を施した導波路を
配設し、この内部反射被覆を施した導波路を出射光学系
として加熱することを特徴とする電子銃の陰極レーザ加
熱機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33268092A JPH06181029A (ja) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | 電子銃の陰極レーザ加熱機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33268092A JPH06181029A (ja) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | 電子銃の陰極レーザ加熱機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06181029A true JPH06181029A (ja) | 1994-06-28 |
Family
ID=18257683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33268092A Withdrawn JPH06181029A (ja) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | 電子銃の陰極レーザ加熱機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06181029A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6828996B2 (en) * | 2001-06-22 | 2004-12-07 | Applied Materials, Inc. | Electron beam patterning with a heated electron source |
| US7250618B2 (en) | 2005-02-02 | 2007-07-31 | Nikon Corporation | Radiantly heated cathode for an electron gun and heating assembly |
| WO2012114521A1 (ja) | 2011-02-25 | 2012-08-30 | 株式会社Ｐａｒａｍ | 電子銃および電子ビーム装置 |
| JP2013131505A (ja) * | 2013-03-29 | 2013-07-04 | Param Co Ltd | 電子銃および電子ビーム装置 |
| JP2022518886A (ja) * | 2019-01-29 | 2022-03-17 | フリーメルト エービー | 付加製造方法およびビームダンプを用いた装置 |
-
1992
- 1992-12-14 JP JP33268092A patent/JPH06181029A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6828996B2 (en) * | 2001-06-22 | 2004-12-07 | Applied Materials, Inc. | Electron beam patterning with a heated electron source |
| US7250618B2 (en) | 2005-02-02 | 2007-07-31 | Nikon Corporation | Radiantly heated cathode for an electron gun and heating assembly |
| WO2012114521A1 (ja) | 2011-02-25 | 2012-08-30 | 株式会社Ｐａｒａｍ | 電子銃および電子ビーム装置 |
| CN103392216A (zh) * | 2011-02-25 | 2013-11-13 | 株式会社Ｐａｒａｍ | 电子枪及电子束装置 |
| JP5525104B2 (ja) * | 2011-02-25 | 2014-06-18 | 株式会社Ｐａｒａｍ | 電子銃および電子ビーム装置 |
| US9070527B2 (en) | 2011-02-25 | 2015-06-30 | Param Corporation | Electron gun and electron beam device |
| JP2013131505A (ja) * | 2013-03-29 | 2013-07-04 | Param Co Ltd | 電子銃および電子ビーム装置 |
| JP2022518886A (ja) * | 2019-01-29 | 2022-03-17 | フリーメルト エービー | 付加製造方法およびビームダンプを用いた装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000307 |