JPS5849644Y2 - 導波型ガスレ−ザ管 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は複数個の導波路形成用部材を組み立てて、横
断面が矩形または円形の導波路を得た組み立て式導波型
ガスレーザ管に関するものである。

導波型ガスレーザ管は放電路が洩漏モードの導波路であ
るガスレーザ管である。

ＣＯ２レーザ管に代表される分子レーザ管においては、
放電励起状態におけるレーザ媒質であるガスの温度が高
いと、レーザ発振に必要なレーザ利得が得られない。

そこで放電管の外壁から冷却することによりガス温度を
低下する方法が採られるのであるが、放電管を形成する
絶縁物の熱伝導率が小さい場合、効率の良い冷却が得ら
れない。

それ故導波型ガスレーザにおいては、放電管材料として
、ＢｅＯやＡｌ２Ｏ３などの高い熱伝導率を持つ絶縁物
が用いられている。

また、導波型レーザにおいては、放電細管である導波路
の伝搬損失を少なくするため導波路の壁面は高い表面精
度が必要とされる。

しかし前述のＢｅ０５ＡＩ２０３などの絶縁物の中に、
適当の長さを持ち、高い表面精度の壁面を持つ導波路を
唯一の導波路形成用部材によって形成することは困難で
ある。

このため導波路壁を形成するための高い表面精度の研摩
面を持つ複数個の導波路形成用部材を組み立てて導波型
レーザ管を得ていた。

複数個の導波路形成用部材の組み立てには、高真空用の
エポキシなどの接着材が用いられる。

複数個の導波路形成用部材で形成された放電管の外壁面
には、レーザ媒質のガス温度の低下させ所望するレーザ
利得を得るための金属製の冷却フィンあるいは液冷ジャ
ケットを密着させている。

この金属製のフィンあるいはジャケットは安全のため接
地されているのが普通である。

ところで、導波型レーザの放電細管は導波路を兼ねるた
め一般に細い細管である。

例えばＣＯ２導波型レーザにおいては１〜２ｍｍの細管
径である。

それ故、放電管の陽極−陰極の間にかかる電圧、いわゆ
る放電維持電圧はその他のレーザ放電管に比較し高圧と
なる。

例えば通常用いられているＣＯ２：Ｈｅ ： Ｎ２＝１
：３ ：０．５の比のレーザガス７５ｍｍＨｇを封入
した管径１．５ｍｍの細管ノＣＯ２導波型レーザ管にお
ける単位長当たりの維持電圧は約０．６ＫＶ／ｃｍであ
る。

そこで１５ｃｍの放電路長を持つレーザ管の場合９ＫＶ
の放電維持電圧となり、放電路すなわち導波路は高電圧
となる。

従来の組み立て式の導波型゛レーザ管は矩形導波路の４
つの壁面の１面を形成する高い表面精度の面を有する直
方体の４つの部材か又は矩形導波路の４つの壁面の２面
を形成する相互に直角な高い表面精度の２面を有する２
つのＬ字型部材をエポキシなどの高真空用接着剤を用い
て組み立てていた。

しかしながらこれら従来の組み立て式の導波型レーザ管
では、前記の様に放電管の外壁は接地された金属に密着
し、又レーザ細管は高圧であるため、接着剤の絶縁破壊
が起こり、放電管に空気が入り込んでしまい、レーザ発
振が得られなくなり、レーザ管の寿命は終了してしまう
ことがあった。

この考案の目的は、接着剤の絶縁破壊を起こしにくい構
造の導波型ガスレーザ管を提供することにある。

本考案によれば、放電路が導波路を兼用する導波型ガス
レーザ管において、２個の導波路形成用部材を組み立て
ることによって横断面が矩形または円形の上記導波路を
得た導波型ガスレーザ管であって上記２個の導波路形成
用部材の互に接触している面が横断面をとった場合折れ
線となるような曲折した面であることを特徴とする導波
型ガスレーザ管が得られる。

次に図面を参照して詳しく説明する。

第１図に示したように、導波型ガスレーザ管は、レーザ
利得領域である放電路１が洩漏モードの導波路となって
いる。

導波路１の壁面は高い表面精度の研摩面である。

陽極３と陰極４との間で放電が起こる。

なお５，６はレーザ発振を得るための反射鏡であるが、
外部鏡形成の場合はブリュスタ窓となる。

レーザ管本体２は高い熱伝導率を持つＡｌ２Ｏ３，Ｂｅ
Ｏなどの絶縁物で作られている。

放電路すなわち導波路１の横断面は円形の場合と矩形の
場合があるが、第１図は矩形の場合である。

この場合、一つの導波路形成用部材の中に適当な長さの
導波路を作っているが、絶縁物の中に、この様な高い表
面精度の研摩面を持つ放電路すなわち導波路１を作るこ
とは非常に困難である。

そこで、導波路壁面を形成する高い表面精度の研摩面を
持つ複数の導波路形成用部材を高真空用の接着剤を用い
て組み立てて、矩形導波路レーザ管を得ていた。

第２図は４つの直方体の導波路形成用部材から組み立て
られる従来の導波型レーザ管である。

４つの導波路形成用部材１０，１１．１２．１３は第２
図ａに示すように各々研摩面２０，２１．２２．２３を
有している。

これら部材は第２図すの如く研摩面２０，２１，２２゜
２３が矩形導波路壁を有する様に組み立てられる。

次に、第２図Ｃに示すように、高真空用接着剤が１４．
１５，１６．１７の個所に塗られ、第２図ｄに示す様な
導波型レーザ管本体２が得られる。

そしてこのレーザ管本体２に第１図のように陽極３、陰
極４、反射鏡あるいはブリュスタ窓５，６を設ければ第
１図のような導波型レーザ管が完成する。

なお、レーザ管の冷却のため、第２図ｅの様に、レーザ
管外壁に密着して安全のため接地された金属冷却フィン
７又は冷却ジャケットが設けられる。

ところが、導波路すなわち放電路１が高電圧となってい
るため、放電路１と金属フィン７との間で、第２図Ｃに
示す、各部材の互に接触している面Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’
、Ｃ−Ｃ’、Ｄ−Ｄ’を通して放電が起こり、部材１４
，１５，１６．１７に塗付された接着剤の絶縁破壊が起
こることがある。

そのため、レーザ管に空気が入り込み、レーザ管の寿命
は終了する。

ＡＡ’、 Ｂ−Ｂ’、 Ｃ−Ｃ’、 Ｄ−Ｄ’はレーザ
管の肉厚であるが、肉厚を厚くすればＡ−Ａ’、 Ｂ−
Ｂ’、 ＣＣ’、Ｄ−Ｄ’の距離が長くなりＡ−Ａ’、
Ｂ−Ｂ’。

Ｃ−Ｃ’、Ｄ−Ｄ’を通す放電は起り難くなる。

しがしレーザ管の肉厚を厚くすると、冷却フィン７と導
波路１の間隔が大きくなるので、冷却効果が減少し、所
望するレーザ利得は得られなくなる。

このように肉厚を厚くして、接着剤の絶縁破壊を起こさ
ない様にすることは良策ではない。

第３図は、二つのＬ字型導波路形成用部材がら組み立て
られる従来の導波型レーザ管本体２である。

第３図ａにおいて、部材３０が高い表面精度の研摩面４
０および４１．部材３１が研摩面４２および４３を有し
ている。

二つのＬ字型部材３０．３１は第３図すの如く組立てら
れ、研摩面４０．４１および４２゜４３が、矩形導波路
１の壁を形成する。

第３図Ｃは第３図すの拡大図である。

高真空用接着剤は３２゜３３の個所に塗られ、第３図ｄ
の導波型レーザ管本体２が得られる。

しかしこの場合も第２図の導波型レーザと同様、二つの
部材３０．３１の互に接触しているＥＥ’、Ｆ−Ｆ’（
第３図Ｃ参照）が゛肉厚であるため、ＥＥ′あるいはＦ
−Ｆ′を通し高電圧の導波路（放電路）１と冷却フィン
の間で放電が起こり、接着剤の絶縁破壊が起こり、導波
型レーザ管本体内への空気のリークが生じてしまう。

第４図は２つの導波路形成用部材５０．５１の互に接触
している面が横断面をとった場合折れ線となるような曲
折した面である本考案の一実施例である。

前述した第２図、第３図の従来例においては、各部材の
互に接触している面は横断面をとっても折れ線とはなら
ない平坦面である。

第４図ａに示す様に二つの部材５０．５１は各々、矩形
導波路１の壁を形成する高い表面精度の面６２．６３お
よび６４゜６５を持ち、第４図すの様に組み立てられる
。

第４図Ｃは第４図すの拡大図である。

二つの部材５０゜５１の互に接触している面は、第４図
Ｃに示される、Ｈ−Ｈ’、Ｈ’ −Ｈ”及びＧ−Ｇ’、
Ｇ’−Ｇ“を持つ。

高真空用接着剤は、５２，５３の個所に塗られ、第４図
ｄに示す導波型レーザ管本体２が得られる。

本実施例においては、２つの導波路形成用部材５０．５
１の互に接触している面の横断面における長さは、Ｈ−
Ｈ’＋ Ｈ’−Ｈ”あるいはＧ−Ｇ’十Ｇ’Ｇ″であり
、肉厚Ｈ−Ｈ′あるいはＧ−Ｇ’よりも十分に長い。

そこで、高電圧の導波路と金属冷却フィン（あるいはジ
ャケット）の間での、Ｈ−Ｈ’−Ｈ”あるいはＧ−Ｇ’
−Ｇ“を通した放電は起こりにくくなり、高真空用接着
剤の絶縁破壊も起こりにくくなる。

この場合肉厚は従来例第２図、第３図と同じくすること
ができるので、従来のものと冷却効果は変わらない。

第５図の本考案の別の実施例であり、二つの導波路形成
用部材７０．７１は第５図ａのように断面形状を持って
いて、高い表面精度の面８２．８３．８４．８５が導波
路１を形成する様に第５図すの如く組み立てられる。

７２．７３は高真空用接着剤である。二つの部材の互に
接触している面は、第５図Ｃに示される折れ線Ｊ−Ｊ
’−Ｊ ”、 Ｋ−に’−Ｋ”を持ち、この場合も肉厚
より十分大きくなるので第４図の導波型レーザ管と同様
な効果を有するものが得られる。

以上詳述した様に、本考案によれば、２個の導波路形成
用部材の互に接触している面が横断面をとつた場合折れ
線となるような曲折した面である導波型ガスレーザ管が
得られ、組立てに用いる高真空用接着剤の絶縁破壊の防
止を冷却効果の悪化を伴なうことなく遠戚することがで
きるものである。

本考案の導波型ガスレーザ管は、ＣＯ２，ＮＯ２゜ＣＯ
，ＨＦなどの分子ガスレーザ管に用いることができ、さ
らに横断面が矩形となるような導波路を有するもののみ
ならず、横断面が円形となるような導波路を有する導波
型レーザ管にも適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は放電路が導波路となっている導波型ガスレーザ
管の従来例を示し、ａは縦断面図、ｂはａの要部横断面
図である。 第２図は従来の導波型ガスレーザ管の別の例を示し、ａ
−Ｃは組み立て順に示した横断面図、ｄはＣによって得
られたレーザ管本体の斜視図、ｅはレーザ管の冷却状態
を示す図である。 第３図は従来の導波型ガスレーザ管のさらに他の例を示
し、ａ−ｂは組み立て順に示した横断面図、Ｃはｂの拡
大横断面図、ｄはｂの斜視図である。 第４図は本考案の一実施例による導波型ガスレーザ管本
体を示し、ａ−１）は組み立て順に示した横断面図、Ｃ
はｂの拡大横断面図、ｄはｂの斜視図である。 第５図は本考案の別の実施例による導波型ガスレーザ管
本体を示し、ａ−１）は組み立て順に示した横断面図、
Ｃはｂの拡大横断面図である。 ５０．５１．７０．７１・・・・・・導波路形成用部材
、１・・・・・・横断面が矩形の導波路、２・・・・・
・導波型ガスレーザ管本体、Ｇ−Ｇ’−Ｇ”、 Ｈ−Ｈ
’−Ｈ”、 Ｊ −Ｊ ’−Ｊ ”、 ＫＫ’−Ｋ”・
・・・・・２個の導波路形成用部材の互に接触している
面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 放電路が導波路を兼用する導波型ガスレーザ管において
   、２個の導波路形成用部材を組み立てることによって横
   断面が矩形または円形の上記導波路を得た導波型ガスレ
   ーザ管であって上記２個の導波路形成用部材の互に接触
   している面が横断面をとった場合折れ線となるような曲
   折した面であることを特徴とする導波型ガスレーザ管。