JPS60148179A - Improvement of discharge tube - Google Patents
Improvement of discharge tubeInfo
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- JPS60148179A JPS60148179A JP179584A JP179584A JPS60148179A JP S60148179 A JPS60148179 A JP S60148179A JP 179584 A JP179584 A JP 179584A JP 179584 A JP179584 A JP 179584A JP S60148179 A JPS60148179 A JP S60148179A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は放電管の改良に係るものであυ、特定的には、
活性媒体が金属蒸気或は例えばヘリウム及びカドミウム
のようなガスと金属蒸気との混合体であるような金属蒸
気型のレーザ放電管に係るものである。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to improvement of a discharge tube, and specifically,
It concerns a laser discharge tube of the metal vapor type in which the active medium is a metal vapor or a mixture of metal vapor and a gas such as helium and cadmium.
レーザ放電管は、通常は「正コラム」或は「中空陰極」
の何れかの型である。前者は直流放電の長い正のコラム
部分を用い、また中空陰極管は直流放電管の負のグロ一
部分を用いている。Laser discharge tubes usually have a "positive column" or "hollow cathode"
It is of any type. The former uses the long positive column part of the DC discharge, and the hollow cathode tube uses the negative glow part of the DC discharge tube.
あシふれた中空陰極管は放電容器を備えており、この容
器は電極を取巻き、またこの容器内に活性媒体が収容さ
れている。電極は光軸を中心として同軸状に配列され、
放電を発生してレーザ作用を生じさせる領域をなしてい
る。The overflowing hollow cathode tube is equipped with a discharge vessel which surrounds the electrodes and in which the active medium is contained. The electrodes are arranged coaxially around the optical axis,
It forms an area where electric discharge is generated to produce a laser effect.
これらの中空陰極管には若干の欠陥が存在している。These hollow cathode tubes have some defects.
長い中空陰極は不安定であることが知られている。温度
の変動のような放電条件に何等かの僅かな変化があって
も最適条件からのずれを生じて大きい乱れを招き、多分
放電の停止及びレーザ作用の中断を招くようになる。Long hollow cathodes are known to be unstable. Any slight change in the discharge conditions, such as a variation in temperature, will cause a deviation from the optimum conditions, leading to large disturbances, possibly leading to termination of the discharge and interruption of the laser action.
また条件を最適に保つ効果的な温度制御を行なうことは
困難であシ、それは、温度制御を行なうのに通常は放電
自体による加熱効果を当てにしているからである。It is also difficult to carry out effective temperature control to maintain optimum conditions, since temperature control usually relies on the heating effect of the discharge itself.
別の問題は管の構造に起因するものであシ、管は放電容
器の外側の電源から管内の電極まで電流を伝送するのに
必要な導体を収容しなければならない。電極が管内に収
容されているために、各導体は絶縁された側腕を介して
(そこで定位置にシールし)放電容器の壁を貫通させな
ければならない。放電容器内で必要とされる温度は摂氏
数百度の領域であシ、大きい温度勾配をもたらす。容器
壁を貫通する導体が電極及び放電容器の同軸対称性を破
っているので、温度勾配によってシールには不均一な応
力が加わるようになる。絶縁された側腕は、これらの効
果に耐え得るように極めて注意深く製造しなければなら
ず、従って製造費が高価になる。Another problem arises from the construction of the tube, which must accommodate the conductors necessary to carry current from a power source outside the discharge vessel to the electrodes within the tube. Because the electrodes are housed within the tube, each conductor must pass through the wall of the discharge vessel via an insulated side arm (where it is sealed in place). The required temperatures within the discharge vessel are in the range of several hundred degrees Celsius, resulting in large temperature gradients. Because the conductor passing through the vessel wall breaks the coaxial symmetry of the electrodes and discharge vessel, temperature gradients cause non-uniform stresses on the seal. Insulated side arms must be very carefully manufactured to withstand these effects and are therefore expensive to manufacture.
特に金属蒸気レーザ放電管において経験する別の問題は
、レーデの動作中に利用できる金属の量が減少すること
である。金属は、主放電容器を横切って容器上に開いて
いる側腕内に蓄えられるのが一般である。レーザが動作
している場合側腕が加熱されて金属が蒸発し、放電容器
の主ボデーに進入して拡散及び電気泳動によって進む。Another problem particularly experienced in metal vapor laser discharge tubes is the reduced amount of metal available during operation of the lede. Metal is typically stored in side arms that open across the main discharge vessel and onto the vessel. When the laser is operating, the side arm is heated and the metal vaporizes and enters the main body of the discharge vessel where it travels by diffusion and electrophoresis.
電気泳動け、イオンがイオンとは逆の電荷の電極に向か
って運動する効果であり、金属イオンの場合には一般に
カタフオレシスである。金属蒸気は放電容器の長さを走
行すると、側腕と同じ構造で放電容器を横切って伸びて
いるヒートシンクに収集される。従って、早晩側腕内に
蓄えられた金属溜りは空になシ、レーデは機能を停止す
るに至る。また側腕及びヒートシンクはかさばっていて
、管の主ボデーから突出ているために傷つきやすい。更
に蒸気源は放電管の蒸気を必要とする部分から離れてい
る。Electrophoresis is the effect of an ion moving towards an electrode of opposite charge to the ion, and in the case of metal ions it is generally cataphoresis. As the metal vapor travels the length of the discharge vessel, it is collected in a heat sink that is similar in structure to the side arms and extends across the discharge vessel. Therefore, sooner or later the metal reservoir stored in the side arm will become empty and the lede will stop functioning. The side arms and heat sinks are also bulky and easily damaged because they protrude from the main body of the tube. Furthermore, the steam source is remote from the parts of the discharge tube that require steam.
あシふれた金属蒸気放電管の別の欠陥は、管の内部に金
属蒸気の分布させるのに拡散及び電気泳動に頼っている
ことでアシ、従って分布に関して制御に欠けることであ
る。全ての金属蒸気がヒートシンクに入るのではなく、
放電容器内ではあるが活性容積外に位置している端鏡及
び窓のような放電管内のよシ冷えた表面に金属蒸気が凝
固するようになる。放電管の窓に金属蒸気が沈積すると
散乱損失を生じてレーデ作用が終了するようになる。Another drawback of popular metal vapor discharge tubes is that they rely on diffusion and electrophoresis to distribute the metal vapor within the tube, thereby lacking control over the reeds and therefore the distribution. Rather than all metal vapor entering the heat sink,
Metal vapors become solidified on cold surfaces within the discharge vessel, such as end mirrors and windows, which are located within the discharge vessel but outside the active volume. When metal vapor is deposited on the window of the discharge tube, scattering loss occurs and the radar action is terminated.
、本発明は、7つ或はそれ以上の上記の問題を減少或は
除去する改良された金属蒸気放電管を提供するものであ
る。The present invention provides an improved metal vapor discharge tube that reduces or eliminates seven or more of the above problems.
本発明による金属蒸気セグメント型放電管は複数の管状
電極を備え、各電極は管を通る放電の通路を取巻いてお
シ、これらの電極は管の長さに沿って交互に配列されて
いる陽極及び陰極で6J)、これらの電極の少なくとも
1つが管の外側から制御される加熱効果を受け得るよう
に配列されている。The metal vapor segmented discharge tube according to the invention comprises a plurality of tubular electrodes, each electrode surrounding the path of the discharge through the tube, the electrodes being arranged in an alternating manner along the length of the tube. 6 J for anode and cathode), arranged in such a way that at least one of these electrodes can receive a controlled heating effect from outside the tube.
加熱効果を受けるべき管状電極、或は各管状電極に管の
外側から制御可能な加熱電流を通すことが可能で娶るが
、これは好ましいことではない。Although it is possible to pass a controllable heating current through the tubular electrode or each tubular electrode to be subjected to the heating effect from outside the tube, this is not preferred.
好ましくは、複数の管状電極はそれらの少なくとも7つ
が管の外部の熱源から誘導される加熱効果を受け得るよ
うに配列する。Preferably, the plurality of tubular electrodes are arranged such that at least seven of them can receive a heating effect induced from a heat source external to the tube.
本発明による管の/実施例では、加熱効果は巻回が管を
取巻いている7つ或はそれ以上の加熱コイルによって発
生させている。本発明による管の別の実施例では、管が
エンベロープによって取囲まれており、管とこのエンベ
ロープとの間に形成される空洞に流体、好ましくは油を
容れである。In an embodiment of the tube according to the invention, the heating effect is generated by seven or more heating coils whose turns encircle the tube. In another embodiment of the tube according to the invention, the tube is surrounded by an envelope and the cavity formed between the tube and this envelope contains a fluid, preferably oil.
このようにすると、油の熱容量が大きいために管に熱的
に安定な環境を与えるようになる。This provides a thermally stable environment for the tubes due to the large heat capacity of the oil.
好ましくは全ての管状電極を、それらが管の外側から制
御される加熱効果を受け得るように配列し、その場合こ
の加熱効果が加熱コイル手段から与えられるようにし、
この加熱コイル手段として好ましくは7つの巻回の少々
くとも一部が各管状電極の少なくとも一部を取巻く単一
のコイルを用いる。Preferably all tubular electrodes are arranged such that they are subject to a heating effect controlled from outside the tube, in which case this heating effect is provided by heating coil means;
The heating coil means preferably comprises a single coil in which at least some of the seven turns surround at least a portion of each tubular electrode.
好ましくは、管状電極は、それらの間に挿入した絶縁体
くよって分離し、電極と絶縁体とが一諸になって管の外
側エンベロープの一部を形成するようにする。Preferably, the tubular electrodes are separated by an insulator inserted between them, such that the electrodes and insulator together form part of the outer envelope of the tube.
絶縁体はどのような電気絶縁材料であってもよく、例え
ばガラス或はセラミックである。The insulator may be any electrically insulating material, such as glass or ceramic.
好ましくは、少なくとも7つの管状電極の内部にその電
極が受ける加熱効果によって加熱可能なように位置ぎめ
された金属蒸気の源を含ませる。Preferably, the interior of at least seven tubular electrodes includes a source of metal vapor positioned such that it can be heated by the heating effect experienced by the electrodes.
好ましくは、所望の電位分布が得られるように作動中の
それらの電位を調整できるように複数の管状電極を配列
する。Preferably, a plurality of tubular electrodes are arranged so that their potential during operation can be adjusted to obtain a desired potential distribution.
好ましくは、管の電極の数を奇数とし、中心電極が端電
極の電位の極性とは逆極性の電位で作動するように配列
する。Preferably, the tube has an odd number of electrodes and is arranged so that the center electrode operates at a potential of opposite polarity to that of the end electrodes.
以下に添附図面を参照して本発明の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第1図に示すヘリウム・カドミウムレーザは本発明によ
る放電容器1を含んでいる。放電容器1は、共通軸Xを
中心とする管状であって、互に隣接し合っている電極2
及びガラス絶縁体3を備えずいる。電極2及び絶縁体3
はX軸に沿って交互に配列されておL [合う区分を重
ね合わせて機械的に強い構造を形成させている。電極2
は円筒形であり、絶縁体3はX軸から離れるように折返
しである。The helium-cadmium laser shown in FIG. 1 includes a discharge vessel 1 according to the invention. The discharge vessel 1 has a tubular shape centered on a common axis X, and has electrodes 2 adjacent to each other.
and a glass insulator 3. Electrode 2 and insulator 3
are arranged alternately along the X-axis and L [matching sections are overlapped to form a mechanically strong structure. Electrode 2
is cylindrical, and the insulator 3 is folded away from the X axis.
電極2及び絶縁体3のエンベロープを形成することによ
って、別の収容容器或は電極外囲スリーブは必要がなく
なる。電極2は加熱のために接近可能である。By forming the envelope of the electrode 2 and the insulator 3, there is no need for a separate container or electrode enclosing sleeve. Electrode 2 is accessible for heating.
電極2及びP3縁体3はX軸に沿っている空洞を包んで
おシ、この空洞は動作の際に放電及びレーザ作用が発生
する活性容積4からなっている。The electrode 2 and the P3 edge 3 enclose a cavity lying along the X-axis, which cavity consists of an active volume 4 in which the electrical discharge and lasing action occur during operation.
各電極2は、それぞれが他の電極から独立して電位を制
御できるように、導体5を介して電源(図示せずンに接
続されている。電極2は、族α容器1の長さに沿って交
互に陰極及び陽極になっている。Each electrode 2 is connected to a power source (not shown) via a conductor 5 so that each electrode can control its potential independently of the other electrodes. The electrodes are alternately cathode and anode.
活性媒体に用いられるカドミウムは、各電極2の内面に
裏打ちされた金属管6の形状で放電容器1内に導入され
ている。コイル7が放電容器1を取巻いており、放電の
ための加熱を行なう。熱は図示のように各電極2の一部
を取巻いているコイルTの巻回の一部から電極2を通し
て伝えられる。The cadmium used as the active medium is introduced into the discharge vessel 1 in the form of a metal tube 6 lined with the inner surface of each electrode 2. A coil 7 surrounds the discharge vessel 1 and provides heating for discharge. Heat is conducted through the electrodes 2 from a portion of the turns of the coil T surrounding a portion of each electrode 2 as shown.
電極2はコイル7の巻回と密着できるので、最適温度を
維持する問題は減少する。カドミウムはコイル7からの
熱によって蒸発し、またコイル7は放電容器1内の温度
を制御するのにも用いられる。Since the electrode 2 can be in close contact with the turns of the coil 7, the problem of maintaining an optimum temperature is reduced. The cadmium is evaporated by the heat from the coil 7, which is also used to control the temperature within the discharge vessel 1.
電極2の数は奇数でおる。中央電極28は陰極でアシ、
放電容器1の各端の電極2b及び2cは陽極である。従
って正のカドミウムイオンはカタフオレシスによって活
性容積4内に保たれ、放電容器10両端に位置している
光学成分への金属の凝固が減少する。The number of electrodes 2 is an odd number. The central electrode 28 is a cathode,
Electrodes 2b and 2c at each end of the discharge vessel 1 are anodes. The positive cadmium ions are thus kept in the active volume 4 by cataphoresis and the solidification of metal on the optical components located at the ends of the discharge vessel 10 is reduced.
前述のように、各電極2は他の電極から独立して制御す
ることができる。これによって個々の電極を、用途に依
存して、活性媒体からなる成分の分布、特に金属蒸気或
は金属イオンの分布を最適化するように設計されている
種々の回路(それらの何れも図示してない)に電気的に
接続することが可能となっている。As mentioned above, each electrode 2 can be controlled independently from the other electrodes. This allows the individual electrodes to be connected, depending on the application, to various circuits (none of which are shown) designed to optimize the distribution of the components of the active medium, in particular of metal vapors or metal ions. It is possible to electrically connect to the
加熱可能な各電極2内の2イニングを形成している管6
の形状で金属蒸気の源を設けることによって、電気泳動
プロセスに頼らずにありふれた管の場合と同程度に金属
蒸気を分布させるこ−とが可能となり、また蒸発及びス
パッタリングの両プロセスによる均一な分布の生成を援
助するようになる。更に放電の中心までの金属蒸気通路
長は放電管の半径よシも決して大きくならず、従ってど
のような安定化制御に対しても応答時間が短かくなる。Tubes 6 forming two innings in each heatable electrode 2
By providing a source of metal vapor in the form of a tube, it is possible to distribute the metal vapor to the same degree as in a common tube without relying on electrophoretic processes, and it is possible to obtain a uniform distribution of metal vapor by both evaporation and sputtering processes. It will assist in the generation of distributions. Furthermore, the metal vapor path length to the center of the discharge is never greater than the radius of the discharge tube, thus reducing the response time to any stabilization control.
この結果、金属蒸気或はイオンの分布の制御はありふれ
た放電管の場合よりも大きくなる。As a result, control over the distribution of metal vapor or ions is greater than in conventional discharge tubes.
前述のように絶縁体3を折返すことによって、与えられ
た軸方向の長さに対して比較的大きい絶縁体の面積が得
られるので、絶縁体の内面への金属蒸気の凝固によって
形成される導電路による回路短絡の恐れが減少する。By folding the insulator 3 as described above, a relatively large area of the insulator is obtained for a given axial length, so that the insulator is formed by solidification of metal vapor on the inner surface of the insulator. The risk of short circuits due to conductive paths is reduced.
第2図のレーザ用金属蒸気セグメント型放電管の電極8
及び絶縁体9は壁10によって取囲まれ、壁10によっ
て囲まれている空洞11には油が容れである。油は約4
too℃までの放電管の温度範囲に適している。油の熱
容量が比較的大きいために、レーデ放射の出力を安定さ
せるのに必要な熱安定性が得られる。Electrode 8 of metal vapor segment type discharge tube for laser shown in Fig. 2
The insulator 9 is surrounded by a wall 10, and a cavity 11 surrounded by the wall 10 contains oil. The oil is about 4
Suitable for discharge tube temperature ranges up to too°C. The relatively large heat capacity of the oil provides the necessary thermal stability to stabilize the Rade radiation output.
管は、その両端に/りずつ、計一つのノリユースター角
付きの窓12及び13を含んでいる。壁10は窓12及
び13に熱接触するように配列されておシ、これらの窓
を管の残余の部分と同じ温度に保つことによって窓に金
属蒸気が凝固するのを防いでいる。The tube includes a total of one cornered window 12 and 13 at each end thereof. Wall 10 is arranged in thermal contact with windows 12 and 13 to keep these windows at the same temperature as the rest of the tube, thereby preventing metal vapor from condensing on the windows.
第1図は本発明による金属蒸気セグメント型レーデ放電
管の一部の裏手方向断面図でアシ、そして
第2図は本発明による別の金属蒸気セグメント壓レーザ
放電管の長手方向断面図である。
1・・・放電容1器、2.8・・・電極(2a・・・中
央電極、2b、2C・・・端電極)、3.9・・・絶縁
体、4・・・活性容積、5・・・導体、6・・・金属蒸
気の源、T・・・コイル、10・・・壁、11・・・空
洞、12.13・・・窓。FIG. 1 is a rear cross-sectional view of a portion of a metal vapor segment type Rede discharge tube according to the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of another metal vapor segment type laser discharge tube according to the present invention. 1... 1 discharge container, 2.8... Electrode (2a... center electrode, 2b, 2C... end electrode), 3.9... Insulator, 4... Active volume, 5... Conductor, 6... Source of metal vapor, T... Coil, 10... Wall, 11... Cavity, 12.13... Window.
Claims (1)
電管であって、各電極が前記管を通る放電の通路を取巻
いておシ、これらの電極が管の長さに沿って交互に配列
されている陽極及び陰極であり、これらの電極の少なく
とも1つが管の外側から制御される加熱効果を受け得る
ようになっていることを特徴とする管。 ユ 前記複数の管状電極が、それらの少なくとも1つが
前記管の外部の熱源から誘導される加熱効果を受け得る
ように配列されていることを特徴とする特許請求の範囲
/に記載の管。 3 前記複数の管状電極が、加熱効果を受ける各管状電
極に前記管の外側から制御可能な加熱電流を通し得るよ
うに配列されていることを特徴とする特許請求の範囲/
或は−に記載の管。 弘 前記加熱効果が、巻回が前記管を取巻いている1つ
或はそれ以上の加熱コイルによって発生されることを特
徴とする特許請求の範囲/或は′コに記載の管。 左 前記管状電極の全てが前記管の外側から制御される
加熱効果を受け得るように配列され、1つの巻回の少な
くと、も一部が各管状電極の少なくとも一部を取巻いて
いる単一のコイルを用いていることを特徴とする特許請
求の範囲ダに記載の管。 ム 壁によって取囲まれ、前記管と壁との間に形成され
る空洞に流体が容れであることを特徴とする特許請求の
範囲/、2或は3に記載の管。 7 前記流体が油でおることを特徴とする特許請求の範
囲乙に記載の管。 ざ 前記壁と熱接触するように配列されている窓を含ん
でいることを特徴とする特許請求の軛囲乙或は7に記載
の管。 デ 前記管状電極が、それらの間に挿入されている絶縁
体によって分離されており、電極及び絶縁体が一諸にな
って前記管の外側エンペローブの一部を形成しているこ
とを特徴とする特許請求の範囲/乃至どの何れかに記載
の管。 /θ 前記の絶縁体が、ガラス或はセラミック材料であ
ることを特徴とする特許請求の範囲デに記載の管。 // 少なくとも7つの前記管状電極が、その電極が受
け得る加熱効果によって加熱され得るように電極の内側
に位置ぎめされている金属蒸気の源を含んでいることを
特徴とする特許請求の範囲/乃至10の何れかに記載の
管。 /ユ 前記複数の管状電極が、所望の電位分布が得られ
るように作動中のそれらの電位を調整できるように配列
されていることを特徴とする特許請求の範囲/乃至l/
の何れかに記載の管。 /3. 奇数の電極を有し、それらの中心電極が端電極
の電位の極性とは逆の極性の電位で作動するように配列
されていることを特徴とする特許請求の範囲/乃至/コ
の何れかに記載の管。 /11. 特許請求の範囲/乃至/3の何れかに記載の
放電管を含むレーデ配列。[Claims] / A metal vapor segmented discharge tube comprising a plurality of tubular electrodes, each electrode surrounding a path of discharge through the tube, the electrodes extending along the length of the tube. A tube characterized in that anodes and cathodes are arranged alternately along the tube, such that at least one of these electrodes can be subjected to a heating effect controlled from outside the tube. A tube according to claim 1, characterized in that the plurality of tubular electrodes are arranged such that at least one of them can receive a heating effect induced from a heat source external to the tube. 3. The plurality of tubular electrodes are arranged in such a way that a controllable heating current can be passed from the outside of the tube to each tubular electrode subjected to a heating effect.
Or the tube described in -. A tube according to claim 1, characterized in that the heating effect is produced by one or more heating coils whose turns encircle the tube. Left: a unit arranged such that all of the tubular electrodes can receive a heating effect controlled from outside the tube, with at least a portion of one turn surrounding at least a portion of each tubular electrode; The tube according to claim 1, characterized in that it uses one coil. 4. The tube according to claim 1, wherein a cavity surrounded by a wall and formed between the tube and the wall contains a fluid. 7. The pipe according to claim B, characterized in that the fluid is oil. 8. The tube according to claim 7, characterized in that it includes a window arranged in thermal contact with the wall. D. the tubular electrodes are separated by an insulator inserted between them, the electrodes and the insulator together forming part of the outer envelope of the tube; A tube according to any of the claims. /θ A tube according to claim 4, characterized in that said insulator is a glass or ceramic material. // Claim characterized in that at least seven said tubular electrodes include a source of metal vapor positioned inside the electrodes so that it can be heated by the heating effect to which the electrodes can be subjected. 10. The tube according to any one of 10 to 10. /U Claims characterized in that the plurality of tubular electrodes are arranged so that their potential during operation can be adjusted so as to obtain a desired potential distribution.
The tube described in any of the above. /3. Any of claims / to / /, characterized in that it has an odd number of electrodes and is arranged so that the center electrode operates at a potential of opposite polarity to the polarity of the potential of the end electrodes. The tube described in. /11. A radar array comprising a discharge tube according to any one of claims / to / 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP179584A JPS60148179A (en) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | Improvement of discharge tube |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP179584A JPS60148179A (en) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | Improvement of discharge tube |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60148179A true JPS60148179A (en) | 1985-08-05 |
Family
ID=11511500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP179584A Pending JPS60148179A (en) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | Improvement of discharge tube |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60148179A (en) |
-
1984
- 1984-01-09 JP JP179584A patent/JPS60148179A/en active Pending
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