JPH09205243A - レーザ用マグネトロンとその運用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マグネトロン取付け精度と再現性の向上と、
放電不安定抑制にて、放電入力を安定にし、レーザを安
定化する。 【解決手段】 マグネトロンの底部継鉄板１４にマグネ
トロン位置決め突起１４ａと継鉄の電気接触突起１４ｃ
を同心円状に配置し、底部継鉄板１４と上部継鉄板１３
を分割し、底部継鉄板１４に上部継鉄板１３の取付けの
位置決め部を設ける。マグネトロンを水冷構造とし、冷
却水配管１１により並列配置のマグネトロン相互の位置
決めを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネトロンが発
生するマイクロ波を用いて気体レーザ媒質を励起し、加
工品に適合したレーザ光を出力し得るマイクロ波励起レ
ーザ装置に用いられるマグネトロンおよびその運用方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マイクロ波励起レーザ装置として
は特開平７−１２２８０６号に記載されたものが知られ
ており、それに用いられるマグネトロンの構成としては
特開昭６２−７３５２９号に記載されたものが知られて
いる。

【０００３】以下、図６，７に沿って従来の構成につい
て説明する。図６，７において、１は導波管、２ａ，２
ｂはマイクロ波共振器を作るプランジャ、３は導波管１
内のマイクロ波定在波を調整するスタブチューナ、４は
気体レーザ媒質を内包する放電管であり、図には示して
いないが、その両端には光共振器を構成する出力鏡や全
反射鏡等が配置されている。５ａ，５ｂはマグネトロン
においてマイクロ波発振を起こすのに必要な静磁界を発
生させる磁石、７ａはマイクロ波が放出されるアンテナ
端子、７ｂはアンテナ端子７ａを支えるアンテナ支持碍
子、９はマグネトロンを駆動する電気入力の接続端子ボ
ックスであり、図には示していないが駆動用電源が接続
されている。１５は導波管１の一面に設けられ、マグネ
トロンのアンテナ端子７ａを挿入するアンテナ挿入穴で
ある。４０はマグネトロンのアノード、４１は磁石５
ａ，５ｂの磁力線を閉じ込める継鉄、４２はマグネトロ
ンの放熱フィン、４３はマグネトロンの冷却ファンであ
る。

【０００４】上記、図６，７の従来のマイクロ波励起レ
ーザ装置およびマグネトロンについて、各構成要素の関
係と動作を説明する。すなわち、導波管１の両端部には
プランジャ２ａ，２ｂが装着されており、プランジャ２
ｂの先端部から導波管１内に発生させるマイクロ波の定
在波波長の１／４の長さのところにマグネトロンのアン
テナ端子７ａを挿入するアンテナ挿入穴１５を設け、そ
の中心にアンテナ端子７ａが位置するようにマグネトロ
ンを導波管１の上に取付ける。放電管４は、導波管１内
に発生したマイクロ波の定在波の電界分布が最大となる
付近にくるように電界方向と平行の導波管１の側面に穴
を開けて挿入される。

【０００５】気体レーザ媒質が満たされた放電管４はマ
イクロ波電界を受けて内部で放電が生じ、気体レーザ媒
質を励起して、光共振器内にレーザ光を発生させる。

【０００６】レーザ光は、放電管と同軸に光共振器内を
往復するので、光軸とマイクロ波電界分布の最大のとこ
ろが一致する時に最大の発振効率が得られるが、マグネ
トロンの特性やアンテナ端子７ａの位置の誤差により放
電管４の位置に電界分布の最大となるところからずれる
ので、スタブチューナ３やプランジャ２ａを用いて電界
分布が最適となるように精密に調整している。

【０００７】また、放電管４内に気体レーザ媒質を流
し、図６に示す放電管４を直線上に複数連ねてマイクロ
波入力を高めている。この時、放電管４内には気体レー
ザ媒質の流れによりガスの流れに沿った圧力勾配があ
り、個々の導波管位置の圧力条件に応じた調整が必要と
なる。さらに、輸送や運転中の振動により導波管と放電
管の相対位置にずれが生ずると導波管の調整状態が最適
条件からずれる。

【０００８】放電管４内に気体レーザ媒質を流している
時には、管軸付近で高く管壁付近で低い管径方向の圧力
勾配も生じている。そのため、電界分布の位置が放電管
４の管軸位置からずれ、ガス圧条件の異なるところにく
ると、放電が不安定となり、隣接した導波管１の作る放
電に影響を及ぼすので、複数の導波管の間で電界分布位
置の調整を揃える必要がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、上記す
る従来のマイクロ波励起レーザ装置では、マグネトロン
が導波管１内に発生する電界分布を最適に保つために、
マグネトロンを組みつける時やマグネトロンの内部ヒー
タの寿命により交換した時、複数の導波管を使用する時
には長時間をかけて電界分布の調整を行っていた。

【００１０】本発明は、このような従来の問題点を解決
するものであり、マイクロ波励起レーザ装置の出力光を
安定化することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために、本発明の第１の発明はマイクロ波励起レーザ装
置に用いるマグネトロンとしてマグネトロンの継鉄部に
位置決め機構を設け、導波管に取付ける際の位置決め精
度を高める。

【００１２】本発明の第２の発明はマイクロ波励起レー
ザ装置に用いるマグネトロンとしてマグネトロンの継鉄
部を分割構造とし、導波管に固定した継鉄部にアンテナ
端子位置および、他方の継鉄部の取付けのガイドを設け
マグネトロン交換の際の位置再現精度を高める。

【００１３】本発明の第３の発明はマイクロ波励起レー
ザ装置では、放電管に複数の導波管があり、導波管に付
けたマグネトロンを水冷構造として冷却配管を各マグネ
トロンの冷却部に貫通させ、冷却配管を筺体に固定し、
放電管に沿った導波管の相対位置を固定する。

【００１４】本発明の第４の発明はマイクロ波励起レー
ザ装置に用いるマグネトロンとして、マイクロ波発振周
波数を摂動させて電界分布を揺さぶり、放電管内の放電
を散乱させる。

【００１５】本発明の第５の発明はマイクロ波励起レー
ザ装置では、放電管に複数の導波管があり、導波管に付
けたマグネトロンを水冷構造とし、放電管内の気体レー
ザ媒質の流れ方向の上流から下流に向かい、マグネトロ
ンのアノードの冷却温度を低くなるように冷却する。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載に係る発明
は、レーザ用マグネトロンを、マグネトロンのアンテナ
側の継鉄部に、アンテナと少なくとも２つ以上の同心円
状に配置した突起を設け、最も内側の突起を導波管のア
ンテナ挿入穴と嵌合し、最内部の突起以外の突起を導波
管外面に接触させたものであり、導波管にマグネトロン
を取付ける際に、継鉄部の位置決め突起によりマグネト
ロンのアンテナ位置を導波管上の定められた位置に精度
良く取付けられる作用を有する。

【００１７】請求項２記載に係る発明は、レーザ用マグ
ネトロンを、マグネトロンの継鉄をアンテナが突出する
面を含む部分とそれ以外の部分とに分割し、アンテナが
突出する面を含む面の継鉄部分に他の一方の継鉄を取付
ける位置決めの突起を設けたものであり、マグネトロン
を交換する際に、導波管上には位置決め部を設けた片方
の継鉄を固定したまま消耗部品を含む部分を交換し、新
しいマグネトロンは導波管上に残した継鉄をガイドとし
て再度アンテナを同じ位置に取付けることができる作用
を有する。

【００１８】請求項３記載に係る発明のマイクロ波励起
レーザ装置では、複数の導波管を隣接して配置し、マグ
ネトロンのアノードの冷却媒質を通す配管を金属で形成
して複数の導波管の全幅と概ね同長にしかつ筺体に固定
し、配管に沿って導波管上のマグネトロンを配設したも
のであり、冷却配管に沿って定められた位置間隔でマグ
ネトロン即ち導波管を配置でき、冷却配管がレーザ装置
筺体に固定されているので外部振動により導波管の位置
がずれない作用を有する。

【００１９】請求項４記載に係る発明は、レーザ用マグ
ネトロンを、マグネトロンで静磁界を発生させる磁石の
磁界と平行の交番磁界を発生させるコイルを設けたもの
であり、交番磁界によりマグネトロンの発振作用の条件
である磁界強度に変調が与えられるためマグネトロンの
発振周波数が変化し、その結果、導波管内の電界分布の
摂動が生じて放電不安定の発生時に放電を散乱させて不
安定性を抑制する作用を有する。

【００２０】請求項５記載に係る発明のマイクロ波励起
レーザ装置では、複数の導波管を放電部の気体レーザ媒
質の流れ方向に沿って隣接して配置し、気体レーザ媒質
の流れの上流から下流方向に向かってマグネトロンのア
ノードの温度が低くなるようにマグネトロンを冷却し
て、マイクロ波励起レーザ装置を運用するものであり、
アノード温度が高いほどアノード電圧が低下してマイク
ロ波出力が漸次低下するので、下流側の放電安定性に影
響を出しやすい上流側でマイクロ波入力を抑えて、放電
不安定性を起こしにくくし、放電管全体の放電安定性を
維持する作用を有する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図１から図
５を用いて説明する。

【００２２】（実施例１）図１は本発明の実施例１にお
けるレーザ用マグネトロンの概要構成を部分断面にて示
し、図２はそのアンテナ部分の詳細を示す。この実施例
１は、本発明の請求項１および２記載に係る発明を実施
したものである。

【００２３】図１，２において、図６，７に示す従来例
と同一である部分は同一の記号を付記し、詳細な説明は
省略する。

【００２４】構成要素として、６はマグネトロンのアノ
ード、７ａはアンテナ端子、７ｂはアンテナ支持碍子、
７ｃはアンテナ底部、８は接続端子ボックス９とアノー
ド６をつなぐ電気接続部、１０はアノード冷却ブロッ
ク、１１は冷却水配管、１２は冷却ブロック抑えであ
る。マグネトロンの継鉄部は上部継鉄板１３と、アンテ
ナ側の継鉄部である底部継鉄板１４とに分割されてい
て、底部継鉄板１４にはマグネトロン位置決め突起１４
ａと継鉄のアンテナ挿入穴１４ｂ、継鉄の電気接触突起
１４ｃを設ける。１５は導波管１のアンテナ挿入穴、１
６は底部継鉄板１４に取付けた下の磁石５ｂの下磁石取
付け板、１７は継鉄固定ねじである。

【００２５】以上の各構成要素の関係と動作について説
明する。このマイクロ波励起レーザ装置に用いるマグネ
トロンでは、円柱形状のアノード６の上下に電気接続部
８とアンテナ底部７ｃが同心上に取付けられており、接
続端子ボックス９を通して電気接続部８よりマグネトロ
ンの電極に電気入力が入る。そして、アンテナ底部７ｃ
にはアンテナ支持碍子７ｂとアンテナ端子７ａがあり、
発振したマイクロ波電界を放出する。電気接続部８とア
ンテナ底部７ｃには中央に穴の開いた円盤状の磁石５
ａ，５ｂが嵌め込まれており、下部の磁石５ｂはアンテ
ナ底部７ｃより抜き取ることができる。上下の磁石５
ａ，５ｂは上下方向に静磁界を発生させ、アノード内で
マグネトロンの発振を起こす。

【００２６】また、上の磁石５ａは接続端子ボックス９
との間に鉄等の磁力線を通す材質で作られ、下側に開口
を持つコの字型の上部継鉄板１３を挟み込んでいる。下
の磁石５ｂの方は下磁石取付け板１６を介して同じく鉄
等の磁力線を通す材質で作られた底部継鉄板１４に固定
させている。

【００２７】下側の底部継鉄板１４の両端は上側の上部
継鉄板１３の開口の内側の幅と同じ幅の部分で上側に折
り曲げられており、上部継鉄板１３および底部継鉄板１
４の先端にはねじ穴が設けられ、継鉄固定ねじ１７によ
り締結されて、上下の磁石５ａ，５ｂの作る磁力線を継
鉄板内に閉じ込め、アノード６部分の磁界を強めてい
る。

【００２８】下側の底部継鉄板１４の中央にはアンテナ
端子７ａを通す継鉄のアンテナ挿入穴１４ｂがあり、そ
の継鉄のアンテナ挿入穴１４ｂの中央にアンテナ端子７
ａが入るように下の磁石５ｂ，下磁石取付け板１６が配
置されている。さらに、継鉄のアンテナ挿入穴１４ｂの
内縁は外側に折り曲げられている。折り曲げ部の外径は
導波管１のアンテナ挿入穴１５の穴径と嵌め合い状態に
あり、折り曲げの立ち上がり寸法は導波管１の肉厚と略
等しく、マグネトロンを導波管に取付ける際に環状に折
り曲げて設けたマグネトロン位置決め突起１４ａが位置
決めのガイドとなる。

【００２９】下側の底部継鉄板１４の環状のマグネトロ
ン位置決め突起１４ａの外側には、底部継鉄板１４の表
面をひっかいて起こした複数の三角突起状の継鉄の電気
接触突起１４ｃが同心円状に等間隔で配置してあり、マ
グネトロンを導波管１に取付けた際に三角突起状の継鉄
の電気接触突起１４ｃの先端が導波管１の表面に食い込
み、マグネトロンと導波管１の電気的接触を確保する。

【００３０】アノード冷却ブロック１０はアノード６を
取り巻き、両側に設けた半円柱状の溝に冷却水配管１１
を押し付けて、アノード６の熱を奪う。冷却水配管１１
の固定には上部継鉄板１３の内側に取付けて上部より下
部に従い薄くなっている冷却ブロック抑え１２が上部継
鉄板１３を取付けると同時に行う。

【００３１】以上の構成としたことにより、マグネトロ
ンを導波管に取付ける際には環状に折り曲げて設けたマ
グネトロン位置決め突起１４ａが導波管１のアンテナ挿
入穴１５に嵌まり、アンテナの位置決めのガイドとな
る。

【００３２】そして、継鉄部が上部継鉄板１３と底部継
鉄板１４に分割でき、導波管１に固定したままの底部継
鉄板１４の中央にはアンテナ端子７ａを通す継鉄のアン
テナ挿入穴１４ｂがあり、穴の中央にアンテナ端子７ａ
が入るように下の磁石５ｂ，下磁石取付け板１６が配置
されているため、マグネトロンを交換する際に底部継鉄
板１４の両端の折り曲げ部が、上部継鉄板１３の開口を
装着するガイドとなり、かつ下の磁石５ｂと下磁石取付
け板１６がアンテナ位置のガイドとして作用するので、
交換取付けにおいてもアンテナ位置の再現性を得ること
ができる。

【００３３】（実施例２）次に、本発明の実施例２につ
いて、図３を参照しながら説明する。

【００３４】図３は、本発明の実施例２のマイクロ波励
起レーザ装置の放電部分の概略構成を示しており、図
６，７に示す従来例と同一である部分は同一の記号を付
記し、詳細な説明は省略する。図３において、構成要素
として１ａ，１ｂ，１ｃは導波管、４は放電管、４ａ，
４ｂは放電管４の支持フランジ、６ａ，６ｂ，６ｃはマ
グネトロンを上部より見た時のアノード、１０ａ，１０
ｂ，１０ｃおよび１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃはアノード冷
却ブロック、１８は冷却水配管、１９ａ，１９ｂは冷却
水配管固定金具があり、他に図には示していないがレー
ザ装置の筺体がある。

【００３５】次に、各構成要素の関係と動作について説
明する。放電管４内には気体レーザ媒質が流れており、
流れに沿って、３つの導波管１ａ，１ｂ，１ｃが定めら
れた間隔で配置されている。放電管４の両端には支持フ
ランジ４ａ，４ｂがあり図には示していないが共振器に
取付けられる。放電管４は導波管１ａ，１ｂ，１ｃの一
方の端部に開けた穴を通っており、導波管の反対側には
マグネトロンが取付けられている。

【００３６】３つの導波管１ａ，１ｂ，１ｃの取付けら
れたマグネトロンの３つのアノード６ａ，６ｂ，６ｃは
放電管４と平行に同一線上に並んでいる。アノード６
ａ，６ｂ，６ｃには導波管の長手方向よりアノード冷却
ブロック１０ａ，１０ｂ，１０ｃと１０Ａ，１０Ｂ，１
０Ｃが挟み付けられている。各アノード冷却ブロック１
０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの側面
には半円状の溝が設けられ、溝は放電管４と平行に並ん
でいる。

【００３７】Ｕ字型に折り曲げた冷却水配管１８は例え
ば、ステンレス鋼で作られており、外径はアノード冷却
ブロック１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０Ａ，１０Ｂ，１
０Ｃの半円溝の径と同一である。冷却水配管１８の幅
は、アノード冷却ブロック１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１
０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの幅と略同じで冷却水配管固定金
具１９ａ，１９ｂにてアノード冷却ブロック１０ａ，１
０ｂ，１０ｃ，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに押し付けられ
るようにしている。さらに、冷却水配管固定金具１９
ａ，１９ｂはレーザ装置の筺体に固定される。

【００３８】その結果、冷却水配管１８をアノード冷却
ブロック１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０Ａ，１０Ｂ，１
０Ｃに押し付けることによりマグネトロンが定められた
位置間隔を保ったままレーザ装置の筺体に固定されるの
で、マグネトロンに振動等の加速度が加わっても放電管
に対する相対位置を保つことができると同時に、冷却水
配管１８上にマグネトロン即ち導波管１の最適な取付け
位置を記録させておくことにより、マグネトロンないし
は導波管の取付けの位置決めが容易になる。

【００３９】（実施例３）次に、本発明の実施例３につ
いて、図４を参照しながら説明する。

【００４０】図４は、本発明の実施例３のレーザ用マグ
ネトロンの概要構成を部分断面にて示しており、図６，
７に示す従来例ないしは実施例１を示す図１，２と同一
部分の詳細な説明は省略する。

【００４１】図４において、構成要素として２０はアノ
ード冷却ブロック、２１はアノード冷却ブロック抑え、
２２ａはコイルボビン、２２ｂはコイル巻線、２３はコ
イル電源、２３ａ，２３ｂはコイル電源出力、２４は出
力指令信号である。

【００４２】次に、各構成要素の関係と動作について説
明する。このマイクロ波励起レーザ装置に用いるマグネ
トロンでは、円柱形状のアノード６の上下の電気接続部
８とアンテナ底部７ｃが同心上に取付けられている。上
の磁石５ａの下には、コイルボビン２２ａにコイル巻線
２２ｂを巻いたコイルがあり、コイル巻線２２ｂに通電
すると、上下の磁石５ａ，５ｂの発する磁界と平行の磁
界が発生する。

【００４３】コイル巻線２２ｂには交流のコイル電源２
３のコイル電源出力２３ａ，２３ｂが接続され、コイル
電源２３はレーザの出力指令信号２４を入力して、一定
以上のマイクロ波を発生させる時にコイル電源２３を動
作させ、コイル巻線２２ｂに通電する。

【００４４】コイルボビン２２ａの下には、アノード冷
却ブロック２０があり、アノード６を取り巻き、両側に
設けた半円柱状の溝に冷却水配管１１を押し付けて、ア
ノード６の熱を奪う。冷却水配管１１の固定には上部継
鉄板１３の内側に取付けて上部より下部に従い薄くなっ
ている冷却ブロック抑え２１が上部継鉄板１３を取付け
ると同時に行う。

【００４５】以上の構成としたことにおいて、コイル電
源２３を動作させる限界値を、放電管内で放電の不安定
が発生し始めるマイクロ波入力に設定する。放電の不安
定が起こりそうになり、コイル巻線２２ｂに交流電流が
通電されることにより発生する交番電磁界が、上下の磁
石５ａ，５ｂの作る静磁界に重畳されるため、マグネト
ロン内のマイクロ波発振条件が静磁界のみの時の条件を
中心に前後摂動する。

【００４６】そして、マグネトロンの発振周波数が摂動
し、導波管内の定在波形状が変動を受けて放電管付近で
の電界分布が変わる。コイル巻線２２ｂに通電する電流
を調整してやると、マグネトロンの許容発振周波数内で
発振周波数を変動させることが可能となり、放電管付近
での電界分布の揺らぎにより、不安定放電を放電管内で
揺さぶり散乱させて、抑制することができる。

【００４７】（実施例４）次に、本発明の実施例４につ
いて、図５を参照しながら説明する。

【００４８】図５は、本発明の実施例４のマイクロ波励
起レーザ装置の放電部分の概略構成を示しており、図
６，７に示す従来例ないしは実施例２を示す図３と同一
部分の詳細な説明は省略する。

【００４９】図５において、構成要素としては、２５
ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃはアノー
ド冷却ブロック、２６は冷却水の流れを開閉する電磁
弁、２７ａ，２７ｂは冷却水流量調整弁、２８は温度制
御器で、２８ａはその制御器出力、２９は温度センサで
２９ａは温度センサ信号、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３
０ｄは冷却水分岐、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，
３１ｅは冷却水の上流側の冷却水配管、３２ａ，３２
ｂ，３２ｃはアノード冷却ブロック２５ａ，２５Ａの冷
却水配管、３３ａ，３３ｂ，３３ｃはアノード冷却ブロ
ック２５ｂ，２５Ｂの冷却水配管、３４ａ，３４ｂ，３
４ｃ，３４ｄはアノード冷却ブロック２５ｃ，２５Ｃの
冷却水配管、３５は冷却水の排水側の冷却水配管であ
る。

【００５０】次に、各構成要素の関係と動作について説
明する。放電管４内には気体レーザ媒質が流れており、
流れに沿って、上流より下流に向かって３つの導波管１
ａ，１ｂ，１ｃが定められた間隔で配置されている。放
電管４の両端には支持フランジ４ａ，４ｂがあり図には
示していないが共振器に取付けられる。放電管４は導波
管１ａ，１ｂ，１ｃの一方の端部に開けた穴を通ってお
り、導波管の反対側にはマグネトロンが取付けられてい
る。

【００５１】３つの導波管１ａ，１ｂ，１ｃに取付けら
れた３つのマグネトロンのアノードには各々アノード冷
却ブロック２５ａ，２５ｂ，２５ｃと２５Ａ，２５Ｂ，
２５Ｃが挟み付けられている。各アノード冷却ブロック
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃには
図示はしていないが冷却水を通す穴と冷却水配管を接続
する継ぎ手が設けられている。

【００５２】アノードを冷却する冷却水は冷却水配管３
１ａより入り、冷却水分岐３０ａで電磁弁２６と冷却水
流量調整弁２７ａに入る冷却水配管３１ｂ，３１ｄにわ
かれる。電磁弁２６と冷却水流量調整弁２７ａを出た冷
却水配管３１ｃ，３１ｅを通して冷却水分岐３０ｂにて
再度１本に集められ冷却水配管３２ａを経てアノード冷
却ブロック２５ａに入る。アノード冷却ブロック２５ａ
を出た水は冷却水配管３２ｂを経てアノード冷却ブロッ
ク２５Ａに入り冷却水配管３２ｅより出る。冷却水配管
３２ｅに入った水は冷却水分岐３０ｃで分割され、一方
は冷却水配管３３ａを経てアノード冷却ブロック２５ｂ
に入り、他方は冷却水配管３３ｃを経て冷却水流量調整
弁２７ｂに入る。アノード冷却ブロック２５ｂに入った
水は冷却水配管３３ｂを経てアノード冷却ブロック２５
Ｂに入り、さらに冷却水配管３４ａを経てアノード冷却
ブロック２５ｃを通過し、冷却水配管３４ｂを経てアノ
ード冷却ブロック２５Ｃに至る。アノード冷却ブロック
２５Ｃを出た水は冷却水配管３４ｃを経て、冷却水流量
調整弁２７ｂを出て冷却水配管３４ｄを経た水と冷却水
分岐３０ｄにて合わせられ、冷却水配管３５より排出さ
れる。

【００５３】電磁弁２６は温度制御器２８により開閉制
御され、アノード冷却ブロック２５ａに取付けられた温
度センサ２９の検出するアノード冷却ブロック２５ａの
温度が制限値を超えると温度制御器２８は電磁弁２６を
開き、下回ると閉じる。

【００５４】以上のような構成において、アノード冷却
ブロック２５ａの温度を一定に保つように冷却水を制御
することにより導波管１ｃに取付けられたマグネトロン
は一定温度に冷却される。さらに、ガスの上流側に位置
する導波管１ａ，１ｂのマグネトロンにはガス下流側の
導波管１ｃのマグネトロンの冷却水を分割して流すた
め、導波管１ｃのマグネトロンよりも冷却能力が低下
し、アノード温度が上昇する。

【００５５】マグネトロンはアノード温度の上昇に反し
てアノード電圧が低下してマイクロ波出力が低下する性
質がある。そのため、同一の電気入力に対して、図５に
示す実施例では、ガスの上流側の導波管１ａ，１ｂのマ
グネトロンのマイクロ波出力は、ガスの下流側の導波管
１ｃのマグネトロンのマイクロ波出力よりも低下する。
ガス流のある放電間内では同一マイクロ波出力に対して
上流側ほど放電不安定が起こりやすく、かつ上流側で発
生した放電不安定が下流側に伝播して不安定が増幅され
ることから、ガスの上流側の放電不安定を起こさない範
囲にマイクロ波の出力をとどめつつ、下流側のマグネト
ロンでは、さらにマイクロ波出力を上げることができ
る。

【００５６】従って、放電管４内では、放電の不安定が
拡がりにくく、放電を安定に保つことができる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ用
マグネトロンとその運用方法によれば、導波管内のマグ
ネトロンのアンテナ位置の精度が向上し、放電管に対し
て最適の電界分布状態を維持できる。さらに、放電の不
安定を抑制し、かつ隣接導波管への不安定伝播をも抑制
するので、常にマイクロ波入力を適性に保つことができ
る。その結果、レーザ出力を安定化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のレーザ用マグネトロンの概
要構成を示す部分断面図

【図２】本発明の実施例１のレーザ用マグネトロンのア
ンテナ部を示す部分詳細図

【図３】本発明の実施例２のマイクロ波励起レーザ装置
の放電部の部分概略構成図

【図４】本発明の実施例３のレーザ用マグネトロンの概
要構成を示す部分断面図

【図５】本発明の実施例４のマイクロ波励起レーザ装置
の放電部の部分概略構成図

【図６】従来のマイクロ波励起レーザ装置の放電部の部
分概略構成図

【図７】従来のレーザ用マグネトロンの概要構成を示す
部分断面図

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ 導波管 ２ａ，２ｂ プランジャ ３ スタブチューナ ４ 放電管 ４ａ，４ｂ 放電管支持フランジ ５ａ，５ｂ 磁石 ６，６ａ，６ｂ，６ｃ アノード ７ａ アンテナ端子 ７ｂ アンテナ支持碍子 ７ｃ アンテナ底部 ８ 電気接続部 ９ 接続端子ボックス １０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０Ａ，１０Ｂ，１０
Ｃ，２０，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５Ａ，２５Ｂ，
２５Ｃ アノード冷却ブロック １１，１８，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１
ｅ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３３ａ，３３ｂ，３３
ｃ，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３５ 冷却水配
管 １２，２１ 冷却ブロック抑え １３ 上部継鉄板 １４ 底部継鉄板 １４ａ マグネトロン位置決め突起 １４ｂ 継鉄のアンテナ挿入穴 １４ｃ 継鉄の電気接触突起 １５ アンテナ挿入穴 １６ 下磁石取付け板 １７ 継鉄固定ねじ １９ａ，１９ｂ 冷却水配管固定金具 ２２ａ コイルボビン ２２ｂ コイル巻線 ２３ コイル電源 ２３ａ，２３ｂ コイル電源出力 ２４ 出力指令信号 ２６ 電磁弁 ２７ａ，２７ｂ 冷却水流量調整弁 ２８ 温度制御器 ２８ａ 制御器出力 ２９ 温度センサ ２９ａ 温度センサ信号 ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ 冷却水分岐 ４０ マグネトロンのアノード ４１ 継鉄 ４２ マグネトロンの放熱フィン ４３ マグネトロンの冷却ファン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体レーザ媒質を内部に封入した放電部
   と、出力鏡と全反射鏡を有する光共振器と、マグネトロ
   ンと、マイクロ波を放電部に伝送する導波管と、マグネ
   トロンを駆動する電源を備えたマイクロ波励起レーザ装
   置に用いるマグネトロンにおいて、前記マグネトロンの
   アンテナ側の継鉄部に、アンテナと少なくとも２つ以上
   の同心円状に配置した突起を設け、最も内側の前記突起
   を前記導波管のアンテナ挿入穴と嵌合し、前記最内部の
   突起以外の突起を導波管外面に接触させたことを特徴と
   するレーザ用マグネトロン。
2. 【請求項２】 気体レーザ媒質を内部に封入した放電部
   と、出力鏡と全反射鏡を有する光共振器と、マグネトロ
   ンと、マイクロ波を放電部に伝送する導波管と、マグネ
   トロンを駆動する電源を備えたマイクロ波励起レーザ装
   置に用いるマグネトロンにおいて、前記マグネトロンの
   継鉄をアンテナが突出する面を含む部分とそれ以外の部
   分とに分割し、前記アンテナが突出する面を含む面の継
   鉄部分に他の一方の継鉄を取付ける位置決めの突起を設
   けたことを特徴とするレーザ用マグネトロン。
3. 【請求項３】 気体レーザ媒質を内部に封入した放電部
   と、出力鏡と全反射鏡を有する光共振器と、複数のマグ
   ネトロンと、マイクロ波を放電部に伝送する複数の導波
   管と、マグネトロンを駆動する電源と、筺体を備えたマ
   イクロ波励起レーザ装置において、前記複数の導波管を
   隣接して配置し、前記マグネトロンのアノードの冷却媒
   質を通す配管を金属で形成して前記複数の導波管の全幅
   と概ね同長にしかつ筺体に固定し、配管に沿って導波管
   上のマグネトロンを配設したことを特徴とするマイクロ
   波励起レーザ装置。
4. 【請求項４】 気体レーザ媒質を内部に封入した放電部
   と、出力鏡と全反射鏡を有する光共振器と、マグネトロ
   ンと、マイクロ波を放電部に伝送する導波管と、マグネ
   トロンを駆動する電源を備えたマイクロ波励起レーザ装
   置に用いるマグネトロンにおいて、前記マグネトロンで
   静磁界を発生させる磁石の磁界と平行の交番磁界を発生
   させるコイルを設けたことを特徴とするレーザ用マグネ
   トロン。
5. 【請求項５】 気体レーザ媒質を内部に封入した放電部
   と、出力鏡と全反射鏡を有する光共振器と、複数のマグ
   ネトロンと、マイクロ波を放電部に伝送する複数の導波
   管と、マグネトロンを駆動する電源を備えたマイクロ波
   励起レーザ装置において、前記複数の導波管を前記放電
   部の気体レーザ媒質の流れ方向に沿って隣接して配置
   し、気体レーザ媒質の流れの上流から下流方向に向かっ
   て前記マグネトロンのアノードの温度が低くなるように
   前記マグネトロンを冷却するように用いることを特徴と
   するマイクロ波励起レーザ装置の運用方法。