JPS59155976A - ガスレ−ザ−とその製造方法 - Google Patents

ガスレ−ザ−とその製造方法

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JPS59155976A
JPS59155976A JP59024225A JP2422584A JPS59155976A JP S59155976 A JPS59155976 A JP S59155976A JP 59024225 A JP59024225 A JP 59024225A JP 2422584 A JP2422584 A JP 2422584A JP S59155976 A JPS59155976 A JP S59155976A
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JP
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thermal expansion
gas
tube
support plate
window
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JP59024225A
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ル−ドルフ・シユミツト
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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    • 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
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    • H01S3/032Constructional details of gas laser discharge tubes for confinement of the discharge, e.g. by special features of the discharge constricting tube
    • H01S3/0323Constructional 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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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の,寓する技術分野〕 この発明は、ガス充填管の両端が平坦な窓によつそ気密
閉鎖され、管の少くとも窓近ぐの部分とべの少くとも支
持体側の部分か熱膨張率の異なる{A旧で作られている
カスレーザーとその製造方法に嘆jずるイ)のである。
〔従来技術とその問題点〕
この独のレーザーの一例は米[但特許第4063 8 
0 35明7咄.l}1l(占ピ載さ力,ている1lレ
ーザー雷とその光学的閉鎖部分に対して熱膨・辰特・欝
か著しく異った月4斗を1吏用せざるを得なくなること
か多い。例えはブルースター腔0て(d1始めから高,
サVCめ明であり長時間使用しても不純′吻を取り入れ
ることかなく、簡単に磨き上けることかできることから
.石英か1更用される。これVこ対して教’4管壁又.
!1毛・訝て!+−1: m工か容易で荷にヘリウムの
気密封入力j月泪である′特定のガラス陣か使用1月シ
娠 これらζQガラスの熱膨張率k・は一般に:{!5
 X 1 +1−7@に−”(ホウケイ岐ガラス系の硬
質ガラス)から9 5 X 1. 0−”K一〇(酸化
鉛を含む軟質ガラス)の間にあって、石英の極端(で低
い熱膨張率(最高5×]0 ゜K  )VC対して熱的
に適合せず、ガラスろう結合又は溶融結合によってレー
ザーのガス室を確実に気密閉すすること、は不可能であ
る。
光学閉鎖部をエポギ7樹脂によって管に固定する一合(
米山特許第3390351号)にはこのような不適合性
qま問題にならない。有機接着剤f・よ処理温度が比較
的低く、硬化した状態でも充分な・弾性がある。しかし
完全(fc透明ではなく、高温度に耐えず、構成成分を
絶えずカス室内に放出するのでレーザーの寿命を1混定
する。
従つ・て大部分のガスレーザー製作者{・ま数年前から
ガラスろう技術を採用し、ろう、端金′7)熱応力を除
くための砿々の処決を開発した。提ず最初に光学閉鎖部
分をたわみ性の金属容器に収芥ずることが考えられた(
米国特許第4063803号又と第3 5 5 5 4
. 5 0号明細書)。しかしこの考えは、ろう結合が
加熱に基〈応力によって亀裂を生ずるか、閉鎖部が金属
部分の変形により位置を変えることが避けられないため
、実施に移されることはなかった。
現在普辿に行7tわれているのは、管2よひ閉鎖IH5
と同様な形態安定性を示し膨張率が通光な飛躍をもって
変化する少数の中間部分を介在させた階段状結合である
。この方法は欠陥のない結果を与、えるか、実施用グイ
Lで高1曲となる。1夕1]えは市販されている2 5
 m W HeNe レーザーでは、硬質ガラスの毛管
と石英の夏が組合わされその間((4伸類の中11(]
ガラス部分が挿入されている( 5pectra −P
hysjC8のModel、]、 ’1.07’ )。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、上記の技術の現情を出発点として予
め与えら九でいる利得のレーザー管を透1ノ旬な部品で
閉鎖し、この部品かその機能を完全に果たし、更にレー
サー管と簡単vc結合することができるようにすること
である。
〔発明の構成〕
この目的(・ま特許請求の範囲第1項に特徴として挙げ
た構造を採用することによって達成される、。
この発明は石英層でうわれたガラス支持板に対して行っ
た実験の結果に基〈ものである。この実験により石英層
を同一条件の′Fにレーザー波長の1/10  の少数
倍程度の厚さに設けると試験片全体として次の特性を示
すことか確められた。
m a/−値は支持体のそれに対応する。従って入手で
きるガラスろうと慣何の技術によって処置することかで
きる。
(2)層lまレーザーに典型的な温度重荷に1え、基板
の膨収縮に追従する。
(3)層の表面lま実際上基体の表面と同じ平坦度を示
す。従つ、て支持体表面を通常の慎重さをもって研磨す
れ・ばよい。
(4)層の屈折率nは到るところ一定であり、同じ一物
質の中実体のn値からいくらか外れている。
ブルーメタ窓の場合支持板を最適傾斜角に保持すること
により実質上常に勝れた偏光性能と反射性能が得られる
(5)層は同じ(オ石から成り、層支持体VC等しい表
面性を示す物体と同等に透明であり、表面汚染に対して
抵抗性がある。
支時叡・0表面・披援ttCはスパッタリングとCVD
、去が有功であるが、蒸着法によることも可能である。
層の厚さ’i 1107 μmと05μm1%iて0]
/i 111と0. :3 tr m0間にする。
j曽と支1寺、取のp冒膨張率パー2と23 ’lま容
易K 1. OUX l O−7・K−1以上の塊があ
るようにすることができる。勝れた物質のわ」合せであ
るガラスとその上の石英の場合lI/)差は一般に25
X10 6に以十であり、しはいd40 X ]、 F
7・K −1を越え、(’+ 5X 1.0−7・K]
以−トになることも稀で、・ゴない。
イk) fc :・ら1い結合金曜むJ弱含支持板側4
・Fは軟質ガラスとじなげFLIrJlらない。これは
軟質ガラスが接着性の良いガラスろうと熱的に適合性を
持つことに痛く。
石英/(軟質」ガラス構成の窓ri: 特に高出力のH
e N e  レーザーに対して更に別の長所を持つ。
すなわちHeNθ混合ガ冬は石英を透過し得2赤外レー
サー光をも放出するから、利用きれるレーザースペクト
ル線が充分な強さを持つため(Ctdこれを抑えなけれ
ば々らない。この事実((対応して前記の5pectr
a −Physicsの’ 107 ’型レーザーで5
・ま毛管をその全長に亘って不均等磁場で包囲する。こ
の種の高価な手段は、石英をかぶせたガラス窓を使用す
る゛場合にはガラスが赤外)輝を吸収するため不必要と
なる。
この発明の種々の実施形態とその展開は特許請求の範囲
42項以下に示されている。
〔発明の実施例〕
有利な実施例の主要部を示した図面についてこの発明を
更に詳細に説明する。
第1図(I′C断面を示したレーザー管は25 m V
/ −HeN、e  ガスレーザーのものであり、円筒
形部分1の両方の端面が端板2と3によって閉鎖され、
内部に室4が形成される。端板2を固定管5が貫通して
室4内((突き出し、端板3は校正された内径を持つ接
合管6として成形されている。毛管7は固定管5によっ
て中空室内部に無接触に差し込まれ、その一端が接合管
6て精確に合致している。
第1図から分るように痣での部分か一つの回り伝対称体
にまとめられている。
上背・7と接合管6・は外((向ってブルースター芯8
.9によって閉鎖されている。画ブル−スター窓は第2
図の拡大図から最も良く分るよう(/こ支持板10.1
1から成り、その内面は層12.13で物われでいる。
支持板1rit管と接合管に熱的に適合していない。従
ってそれぞれ移行片、即ち環1.6.17と小管1.8
.J、9が中間に曖かれている。小管は角α二56°4
0′で斜めに切られ、ガラスろつ20,2Jによりブル
ースター芯8,9と気・1ソに結合されている。
毛管7には貫直孔22があり、通孔23によって室4に
連絡する。室4には中空陰極2471・あり、導:、=
125 Kよって端板2を貫通する引込部分26に結ば
れている。貫通孔23は外#1に続く保護鐘27によっ
て冷陰極24から出る不純物に対して遮蔽されている。
管の動作中陰極24と1@極としての金属環16の間に
ガス放電が発生する3、部分1から7までによって構成
された物体は5ChOtt社の商品名’ 8250 ”
で呼はれる硬質ガラス製であり、その熱膨張率t・ま4
9 X ] O”K−1である。このガラスは機械的熱
的に高い負荷をかけることができる。支持板1−0.1
.1と小管18゜19は同じ会社の軟質ガラス”GW’
で作られ、そのt値は95 X I F7°に−’1 
 であり、良好な研磨性とろう付は性を示す。商品名’
 a O]、 7 /292’で呼ばれる5chott
社のガラスろうはカラス棟lGW′に適合し、結合面に
対する濡れ性が良い。
層12乃至15は約0.1μmの厚さにスパッタされた
石英から成る。陰極材料としてはジルコンが選ばれる。
気密閉鎖された室VCdHθNe 混合ガスが圧力2.
6mbarに充積きれ、電圧1’2kVで放電が点火さ
れ、4kVで維持きれる。
ブルースター窓の反q寸特性と偏光吠惺が被着層によっ
てほとんど影響゛と受けないことば計算によって示され
る。波長を632nm、入射角αを566°、屈折率n
の値を層でば1457、支持体では1520とし、層の
厚さdを0と11000nの間で変えると、人材面内で
撮動する光Qて対する反射、係数RPは0と052勤の
間で変動し、第−最小はd ”’ 2 (i Qわmに
おいて生ずる。dの外にαをも変えると、RPO値、・
よCχか566°乃・、ら+]3−23°の間で変ると
き道に1%θす、士(・でとどまる。従って干渉効果は
ほとんど効力を及e旦さない。
この発明−は副手の実//i!+1杉、・魚に限定され
ない。例え(dブルースター窓・は高度の喋求を満たす
ために、は111′IU側に級19層を設けることがで
きる。史に閉頌部、ま場合によってガラスろうによる以
外、例えは直接(a4χ又は[広故による結合によって
肯に固定することかできる。拐Y−1り蓮定に関1−で
も広い変更の余地かあり、例えはガラスとガラスろうと
しては多数のものが好適である。更にガラスと石英を離
れて層と支持板に対して雲母を、V端にqよりed。
p、t2o3  等の酸化物セラミックを採用すること
ができる。通常層のt値は支持体のそれより小さくする
が、これはす蛍市1]されるもので【−虚ない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例の断面図、第2図はその一端
部の拡大図である。 1 レーサー管、2,3・端板、7 ・毛管、8゜9 
・ブルースター芯、1.0,1.1・・支持板、]2゜
13 被着層、24 陰極、16・陽極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ]、) (a)  ガスを満たした管が少くとも両端を
    平板状の荷にブルースター角で傾斜した窓でハーメティ
    ック・シールされ、 (b)  この管の少くとも歴に向った端部が熱膨張車
    数〆1の第一相別から成り、 (C)  窓の少くとも支持体端に向った内()11J
    が熱膨張小月すの第三材料から成り、 (d、)  これら二つの材料が熱的に互IC適合せず
    その熱膨張率の間に ΔパニlX1−χ21 >10XI 0−74− ”の
    関係があるものにおいて、 (e)窓(8,9)が支持板(10,11)を含み、こ
    の支持板が熱膨張率λ3で第−拐科に熱適合した第三材
    料から成り、 (ff)  その内面が第二材料の層(12,13)で
    堕われでいる ことを特徴とするガスレーザー。 2)層(12,13)が0.07 μmと0.5 μm
    の間、更に限定すれば0.1μmと03μmの間の厚さ
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のガ
    スレーザー。 3)支持板(10,l’l)がその外面も第二材料−で
    覆われていることを特徴とする特許請求の範囲第1項又
    は第2項記載のガスレーザー〇 4)支持板(10,11)も第一材料から成るこ々を特
    徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項の一つに記載
    のガスレーザー。 5)窓(8,9)がそれに対向する管端部(小管18.
    .19 )とガラスろう(20,21)によって結合さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第
    4J:J4の一つに記載のガスレーサー。 6)熱膨張率の差△ZK対して次の関係式2式% が成立シ、特VC40X10−70に一1≦醸≦1.1
    0X10−7GK−’であり、q9K 65XIO−7
    oK−”≦△辰≦95刈ooKであるのが有利であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第り項乃孕第5項の一つ
    に記載のガスレーザー。 7)第−tオ不斗、がガラス特Ki便で直ガラス(づ5
    ×1、0”””K−” ≦x1 ≦60 X 10−”
    K−” )又、ri軟軟質シラス 70X]0−70に
    −”≦xl≦100x10’K)であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項乃至第t3頃の−っに記載のガ
    スレーザー。 8)第一材料と第三材料か同じ軟質ガラスであり、第二
    材料か石英であること乞特徴とする・特許請求の範囲第
    1項乃至第7項の一つにh記載のガスレーザー。 9) (a)  ガスを満たした管が少くとも両端を平
    板状の特にブルースター角で1頃科した窓でハーメティ
    ック・ンールサレ、 (b)  この管の少くとも窓に向った端部が熱膨張率
    数パー1の第一材料から成り、 (C)窓の少くとも支持体端に向゛りた内側、6f熱膨
    張率尺2の第二材料から成り、 (d)  これら二つの拐料が熱的に互に適合せずその
    熱膨張率の間シて △メ=1沢1−パ21>l0XI−0−”K−”の1関
    1糸があるものにおいて、 (e)  窓(8,9)が支持板(10,1−]、)を
    含み、この支持板か熱、膨張率g3で第一材料Qて熱適
    合した第三材料から成り、(f)  その内面が第二材
    料の増(12,1,3)で覆われている ガスレーザーを製造するため、第二材料層(12,13
    )が研磨された支持板(10,11)上にスパッタリン
    グ、蒸着又はCVD法によって設けられ、このユニット
    が続いてレーザー管に−・−メ、ティック結合されるこ
    とを特徴とするガスレーザーの製造方法、
JP59024225A 1983-02-17 1984-02-10 ガスレ−ザ−とその製造方法 Pending JPS59155976A (ja)

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DE33054622 1983-02-17
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EP (1) EP0119408B1 (ja)
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